振動測定装置
【課題】 トランスミッション３４の駆動に起因する振動について、実車の走行中に生じる振動に近い振動を測定できる技術を実現することを目的とする。
【解決手段】 この振動測定装置は、トランスミッション３４を駆動する駆動モータ２４と、トランスミッション３４の出力軸５４に接続されたタイヤ３６と、タイヤ３６に負荷を加える荷重設定ユニット１００及び第１吸収モータ４４と、トランスミッション３４の駆動に起因して生じる振動を測定する振動測定センサ９０を備える。
【解決手段】 この振動測定装置は、トランスミッション３４を駆動する駆動モータ２４と、トランスミッション３４の出力軸５４に接続されたタイヤ３６と、タイヤ３６に負荷を加える荷重設定ユニット１００及び第１吸収モータ４４と、トランスミッション３４の駆動に起因して生じる振動を測定する振動測定センサ９０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスミッションの駆動に起因して生じる振動を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
トランスミッションの駆動に起因して生じる振動を測定したいという要請がある。例えば、この振動を測定することで、走行中の車両内に発生する音（車内音）を推定できる場合があるからである。
【０００３】
この振動を測定するために、実際の車両（実車）を走行させ、トランスミッションを駆動させ、その時に生じる振動を測定することが考えられる。
しかし、実車走行による振動測定は、測定機器のセット等が面倒という問題がある。また、同じ走行パターンを実現することが難しいため、同じ走行パターンで振動を繰返し測定する試験を行うことが難しいという問題もある。
【０００４】
そこで、実車の走行状態を擬似的に作り出し、その状態の中で振動を測定する装置が考えられている。この装置は、トランスミッションの入力軸に接続された駆動モータと、トランスミッションの出力軸に接続された負荷モータを備えている。この装置では、駆動モータによってトランスミッションを駆動するとともに、負荷モータによってトランスミッションに負荷を加えた状態で、トランスミッションの駆動に起因する振動を測定する。なお、類似した装置が特許文献１に示されている。
【特許文献１】特開平６−２６９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような装置で測定した振動特性（振動の大きさや周波数特性）は、実車の走行中に生じる振動特性との差が大きいという問題があった。
【０００６】
本発明は、トランスミッションの駆動に起因する振動について、実車の走行中に生じる振動に近い振動を測定できる技術を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明を具現化した振動測定装置は、トランスミッションを駆動する駆動部と、前記トランスミッションの出力軸に接続されたタイヤと、前記タイヤに負荷を加える負荷部と、前記トランスミッションの駆動に起因して生じる振動を測定する振動測定部を備えている。
この装置では、前記駆動部によって前記トランスミッションを駆動し、前記負荷部によって前記タイヤに負荷を加えた状態で、前記振動測定部によって前記トランスミッションの振動を測定する。
これによると、トランスミッションの駆動に起因する振動について、実車の走行中に生じる振動に近い振動を測定できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、トランスミッションの駆動に起因する振動について、実車の走行中に生じる振動に近い振動を測定できることから、車両の性能の評価を従来よりも精度良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
前記負荷部は、前記タイヤに、負荷として荷重を加える荷重付加部を有することが好ましい。
これによると、実車の走行中に生じる振動により近い振動を測定できる。
【００１０】
前記荷重付加部と前記タイヤの間に衝撃緩衝機構が設けられていることが好ましい。
これによると、実車の走行中に生じる振動により近い振動を測定できる。
【００１１】
前記荷重付加部と前記衝撃緩衝機構の間に配置され、前記荷重付加部で加える荷重を測定する荷重測定部と、前記荷重付加部と前記荷重測定部の間に配置され、前記荷重付加部へ伝わる前記振動を減衰する振動減衰部をさらに備えていることが好ましい。
これによると、荷重測定部で測定される荷重の測定精度を向上することができる。
【００１２】
前記負荷部は、前記タイヤの回転に伴って回転するローラ部と、前記タイヤの回転に対して負荷を与えるように前記ローラ部に回転力を加える回転力付加部を有することが好ましい。
これによると、実車の走行中に生じる振動により近い振動を測定できる。
【００１３】
前記タイヤの大きさに応じて前記負荷部の位置を調整可能な位置調整機構をさらに備えていることが好ましい。
これによると、様々な車両の走行中に生じる振動に近い振動を測定しやすい。
【００１４】
前記位置調整機構は、前記荷重付加部を前記タイヤの径方向に移動可能にする機構を有することが好ましい。前記位置調整機構は、前記荷重付加部を３次元方向に移動可能にする機構を有することがさらに好ましい。前記位置調整機構は、前記ローラ部を前記タイヤの径方向に移動可能にする機構を有することが好ましい。
【００１５】
前記負荷部によって加えられる負荷を経時的に自動制御する負荷制御部をさらに備えていることが好ましい。
これによると、実車の走行中に生じる振動により近い振動を経時的に測定しやすい。
【００１６】
前記負荷制御部は、前記負荷部によって加えられる負荷を経時的に自動制御するプログラムが格納された記憶部と、前記プログラムを実行する実行部を有することが好ましい。
【００１７】
前記トランスミッションに接続されたシリンダブロックと、前記シリンダブロックに振動を加える振動付加部をさらに備えていることが好ましい。
これによると、実車の走行中に生じる振動により近い振動を測定できる。
【００１８】
前記振動測定部は、前記タイヤの外周に隣合う部位に取付けられていることが好ましい。
これによると、トランスミッションの駆動に起因する振動を精度良く測定しやすい。
【００１９】
（第１実施例） 図１は、第１実施例の振動測定装置の平面図を示す。図２は、その装置の正面図を示す。この装置は、第１基台２０と第２基台４２を有する。第１基台２０上には、駆動モータ２４、トルク計３０、第２吸収モータ２２、トルク計６０（図１参照）、支持台３３等が設置されている。第２基台４２上には、アーム取付台５６、タイヤローラ３８ａ、３８ｂ（図１参照）、第１吸収モータ４４、トルク計４８等が設置されている。第２基台４２には、スライド用シリンダ群８０が取付けられている。これらシリンダ群８０により、第２基台４２はｙ軸方向（図２の上下方向）に移動可能である。
【００２０】
第１基台２０上の支持台３３には、トランスミッション３４が取付けられている。トランスミッション３４は、入力軸３２と、第１出力軸５４と、第２出力軸５８（図１参照）を有する。入力軸３２には、トルク計３０と軸棒２８を介して駆動モータ２４が接続されている。駆動モータ２４は、第１基台２０上の設置台２６上に設置されている。駆動モータ２４を回転させると、トランスミッション３４の入力軸３２が回転する。この結果、トランスミッション３４の出力軸５４、５８も回転する。即ち、トランスミッション３４が駆動する。トルク計３０は、駆動モータ２４の回転トルクを測定するためのものである。
【００２１】
第１出力軸５４は、車両の左側のタイヤが接続される軸である。第２出力軸５８は、本来は、車両の右側のタイヤが接続されるべき軸である。但し、図１と図２では、左側のタイヤが接続される第１出力軸５４が右側にあり、右側のタイヤが接続されるべき第２出力軸５８が左側にある。第１出力軸５４には、タイヤ３６の中心軸部が接続されている。一方、第２出力軸５８には、タイヤは接続されていない。これは、本振動測定装置は擬似的に実車環境を実現したものであり、片側のタイヤ３６を接続すれば、その環境がほぼ実現されると想定したためである。なお、第１出力軸５４とタイヤ３６の中心軸部の部品群は、軸部アッセンブリ（「アクシスサブアッセンブリ」ともいう）を構成する。
【００２２】
トランスミッション３４の第１出力軸５４が回転すると、タイヤ３６も回転する。タイヤ３６は、タイヤローラ３８ａ、３８ｂ上に置かれている。タイヤローラ３８ａ、３８ｂは、タイヤ３６の回転に伴って回転可能となっている。タイヤローラ３８ｂの中心軸部には、軸棒５０とトルク計４８と軸棒４６を介して、第１吸収モータ４４が接続されている。第１吸収モータ４４は、タイヤ３６の回転に対して負荷を加えるように、タイヤローラ３８ｂに回転力を加えるためのものである。トルク計４８は、第１吸収モータ４４の回転トルクを測定するためのものである。
【００２３】
図１に示す第２出力軸５８には、トルク計６０と軸棒６２を介して第２吸収モータ２２が接続されている。これは、第２出力軸５８に何も接続しないと、実車環境から少しずれたものになる可能性があるためである。第２吸収モータ２２は、トランスミッション３４の第２出力軸５８の正の向きの回転に対して負荷を加えるように、第２出力軸５８に負の向きの回転力を加えるものである。トルク計６０は、第２吸収モータ２２の回転トルクを測定するためのものである。なお、第２吸収モータ２２は第１基台２０上に設置台２１上に設置されている。
【００２４】
図２に示すように、タイヤ３６には、ショックアブソーバ９２が接続されている。ショックアブソーバ９２の上側を囲うように、サスペンション９４が配置されている。タイヤ３６とショックアブソーバ９２とサスペンション９４は、足回りアッセンブリ（「サスペンションアッセンブリ」ともいう）を構成している。ショックアブソーバ９２の上方には、荷重設定ユニット１００が設けられている。荷重設定ユニット１００は、フレーム部３９に接続されている。フレーム部３９は、ｘ軸方向に伸びる一対のスライド部４０ａ、４０ｂに係合している。フレーム部３９は、スライド部４０ａ、４０ｂに沿って、ｘ軸方向（左右方向）に移動可能となっている。荷重設定ユニット１００は、フレーム部３９に対して、スライド機構１０３によってｙ軸方向に移動可能となっている。また、荷重設定ユニット１００は、フレーム部３９に対して、スライド機構１０２によってｚ軸方向に移動可能となっている。結果として、荷重設定ユニット１００は、ｘ、ｙ、ｚ軸方向に移動可能となっている。荷重設定ユニット１００は、モータ等を用いて移動させてもよいし、手動で動かしてもよい。
【００２５】
図２に示すように、荷重設定ユニット１００の下端とショックアブソーバ９２の上端は、ロードセル９６とワイヤーロープバネ９８を介して接続されている。ロードセル９６は、荷重設定ユニット１００によって加えられる荷重を測定するためのものである。ワイヤーロープバネ９８は振動減衰部として機能し、トランスミッション３４の駆動に起因して生じた振動が荷重設定ユニット１００側に伝わりにくくするためのものである。
【００２６】
図２に示す第２基台４２上のアーム取付台５６は、ロアーアーム８６とアッパーアーム（図示省略）の位置を調整する役割を果たす。これらのアームは、トランスミッション３４とタイヤ３６の間をつなぐために使用され、出力軸５４による接続をサポートするものである。アーム取付台５６は、ｘ、ｙ、ｚ軸方向に移動可能となっている。
【００２７】
図２に示すように、タイヤ３６の中央軸部の周辺部には、ナックル部８８が設けられている。ナックル部８８には、振動測定センサ９０が取付けられている。本実施例では、振動測定センサ９０として、加速度センサを用いている。この振動測定センサ９０により、タイヤ３６に生じた振動、ひいては、トランスミッション３４の駆動に起因して生じる振動を検出することができる。この振動には、トランスミッション３４のギヤノイズが等価的に含まれる。
【００２８】
図１に示すように、各モータ２４、４２、２２は、モータ制御装置６６に接続されている。モータ制御装置６６には、実車走行パターンプログラム実行装置６８が接続されている。この実行装置６８は、実車の走行環境をシミュレーションするように各モータ２４、４２、２２を制御するためのプログラム（「実車走行パターンプログラム」という）が格納された格納部と、そのプログラムを実行する実行部を有する。このプログラムが実行されると、その内容に応じて、モータ制御装置６６は、モータの動作を制御する制御信号を各モータ２４、４２、２２に出力する。これにより、各モータ２４、４２、２２の動作が制御される。
【００２９】
この振動測定装置の作動方法を説明する。まず、振動を測定したい実車に対応した足回りアッセンブリ（タイヤ３６、ショックアブソーバ９２、サスペンション９４等で構成される）を、ロードセル９６とワイヤロープバネ９８を介して荷重設定ユニット１００に取付ける。次に、フレーム部３９を利用して荷重設定ユニット１００、ひいては足回りアッセンブリの３次元位置を調整する。また、スライド用シリンダ群８０を利用して、第２基台４２、ひいてはタイヤローラ３８ａ、３８ｂのｙ軸方向（図２の上下方向）の位置を調整する。これにより、足回りアッセンブリとタイヤローラ３８ａ、３８ｂの位置関係を調整する。さらに、アーム取付台５６を移動させてロアーアーム８６等のアーム群の３次元位置を調整する。これにより、アーム群と、足回りアッセンブリ及びトランスミッション３４との位置関係を調整する。
【００３０】
これらの位置関係の調整は、人間の目分量により行ってもよいし、例えばコンピュータ等の電子装置を利用して行ってもよい。例えば、コンピュータに足回りアッセンブリのデータを入力すると、これに応じてコンピュータが荷重設定ユニット１００（足回りアッセンブリ）と、第２基台４２（タイヤローラ３８）、アーム取付台５６（ロアーアーム８６等のアーム）の位置関係を調整する、という構成にしてもよい。
【００３１】
次に、荷重設定ユニット１００のｙ軸方向（図２の上下方向）の位置をさらに調整することで、足回りアッセンブリ（タイヤ３６等）に加える荷重の大きさを設定する。この荷重の大きさは、実車の重量や、実車に乗る人間の重量を考慮して設定する。ロードセル９６でその荷重を測定し、その荷重が所望の値に達したときに荷重設定ユニット１００を停止させる。この結果、実車の停止中の状態が模擬的に実現される。
【００３２】
次に、図１に示す実車走行パターンプログラム実行装置６８でそのプログラムを実行させる。これにより、モータ制御装置６６は、実車走行パターンに応じた制御信号を各モータ２４、４２、２２へ出力する。この結果、各モータ２４、４２、２２の動作が制御される。駆動モータ２４が回転すると、トランスミッション３４が駆動する。この結果、トランスミッション３４の第１出力軸５４に接続されたタイヤ３６も回転する。駆動モータ２４については主に、回転数が制御される。この駆動モータ２４の動作を制御することで、様々な加速又は減速パターンを実現できる。
【００３３】
一方、第１吸収モータ４４が回転すると、タイヤ３６の回転に抵抗するようにタイヤローラ３８ｂに回転力が加えられる。また、第２吸収モータ２２が回転すると、第２出力軸５８の正の向きの回転に抵抗するように、負の向きの回転力が第２出力軸５８に加えられる。吸収モータ４４、２２については主に、トルクの大きさが制御される。これらの吸収モータ４４、２２の動作を制御することで、様々な走行中の抵抗状態（路面抵抗等）を実現できる。
【００３４】
以上の結果、実車の走行中の状態が模擬的に実現される。以上のように、実際の走行中の環境が模擬的に実現された状態において生じる振動を、振動測定センサ９０で測定する。本実施例のように足回りアッセンブリが挿入された構成とすることで、従来に比べて、トランスミッション３４の駆動に起因する振動について、実車の走行中に生じる振動に近い振動を測定できる。
【００３５】
本実施例によると、タイヤ３６とショックアブソーバ９２とサスペンション９４で主に構成される足回りアッセンブリを挿入するという比較的簡易な構成で、実車を用いた場合に近い振動を測定できる。それでいながら、測定機器のセットやトランスミッションの取換え等が面倒、同じ走行パターンで振動を繰返し測定する試験をすることが難しい、といった不便性は、実車を用いた場合に比べて少ない。
【００３６】
また、測定された振動特性と、車両のボディ側の感度との間で所定の演算処理を行うことで、車内音を推定的に求めることができる。上記のように、前記振動を精度良く求めることができるから、これを用いて求めた車内音も、実車で生じる車内音に近いものを精度良く求めることができる。
【００３７】
（第２実施例） 図３は、第２実施例の振動測定装置の平面図を示す。図４は、その装置の正面図を示す。この装置は、第１実施例の装置の構成に加えて、トランスミッション３４の入力側に接続されたシリンダブロック１１６と、シリンダブロック１１６に振動を加える加振シリンダ群１１２をさらに備えている。シリンダブロック１１６には、これを駆動するための駆動モータ１１０が取付けられている。駆動モータ１１０を回転させるとシリンダブロック１１６が作動し、この結果、トランスミッション３４が駆動する。この駆動モータ１１０は、第１実施例の駆動モータ２４に対応するものであるが、その駆動モータ２４に比べて小型で低慣性のものを採用している。加振シリンダ群１１２は第３基台１１４上に設置されている。加振シリンダ群１１２上には、図４に示すように、台１１３が配置されている。台１１３の上方には、取付部１１１に取付けられたシリンダブロック１１６が位置している。台１１３の上面の一部には別の台１１５が取付けられている。台１１５の上方には、取付部１１７に取付けられたトランスミッション３４が位置している。
【００３８】
また、図４に示すように、加振シリンダ群１１２は、油圧サーボ弁１２０に接続されている。油圧サーボ弁１２０には、油圧ユニット１２２が接続されている。また、油圧サーボ弁１２０には、加振制御装置１１８が接続されている。加振制御装置１１８は、第１実施例で述べた実車走行パターン実行装置６８に接続されている。この実行装置は、第１実施例の場合と同様に、実車走行パターンプログラムを実行する。このプログラムが実行されると、その内容に応じて、加振制御装置１１８は、加える振動の大きさや周波数等の振動特性を制御する制御信号を油圧サーボ弁１２０に出力する。この結果、油圧ユニット１１２からの油圧が制御され、これにより、加振シリンダ群１１２の動作が制御される。本実施例によると、エンジンとの結合状態の再現が可能となるので、実車の走行中に生じる振動により近い振動を測定できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明を利用して測定されたトランスミッションに起因して生じる振動は、例えば車内音を推定するために利用できる可能性がある。従って、本発明は、例えば車両の性能を評価するために、走行中の車両の車内音の大きさを知りたい場合等に利用可能性がある。
【００４０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書又は図面で説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１実施例の振動測定装置の平面図を示す。
【図２】第１実施例の振動測定装置の正面図を示す。
【図３】第２実施例の振動測定装置の平面図を示す。
【図４】第２実施例の振動測定装置の正面図を示す。
【符号の説明】
【００４２】
２４：駆動モータ（駆動部）
３８：タイヤローラ（ローラ部）
３９：スライド部（位置調整機構）
４４：第１吸収モータ（負荷部、回転力付加部）
６６：モータ制御装置（負荷制御部）
６８：実車走行パターンプログラム実行装置（負荷制御部）
８０：スライド用シリンダ（位置調整機構）
９０：振動測定センサ（振動測定部）
９２：ショックアブソーバ（衝撃緩衝機構）
９４：サスペンション（衝撃緩衝機構）
９６：ロードセル（荷重測定部）
９８：ワイヤーロープバネ（振動減衰部）
１００：荷重設定ユニット（負荷部、荷重付加部）
１１２：加振シリンダ（振動付加部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスミッションの駆動に起因して生じる振動を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
トランスミッションの駆動に起因して生じる振動を測定したいという要請がある。例えば、この振動を測定することで、走行中の車両内に発生する音（車内音）を推定できる場合があるからである。
【０００３】
この振動を測定するために、実際の車両（実車）を走行させ、トランスミッションを駆動させ、その時に生じる振動を測定することが考えられる。
しかし、実車走行による振動測定は、測定機器のセット等が面倒という問題がある。また、同じ走行パターンを実現することが難しいため、同じ走行パターンで振動を繰返し測定する試験を行うことが難しいという問題もある。
【０００４】
そこで、実車の走行状態を擬似的に作り出し、その状態の中で振動を測定する装置が考えられている。この装置は、トランスミッションの入力軸に接続された駆動モータと、トランスミッションの出力軸に接続された負荷モータを備えている。この装置では、駆動モータによってトランスミッションを駆動するとともに、負荷モータによってトランスミッションに負荷を加えた状態で、トランスミッションの駆動に起因する振動を測定する。なお、類似した装置が特許文献１に示されている。
【特許文献１】特開平６−２６９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような装置で測定した振動特性（振動の大きさや周波数特性）は、実車の走行中に生じる振動特性との差が大きいという問題があった。
【０００６】
本発明は、トランスミッションの駆動に起因する振動について、実車の走行中に生じる振動に近い振動を測定できる技術を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明を具現化した振動測定装置は、トランスミッションを駆動する駆動部と、前記トランスミッションの出力軸に接続されたタイヤと、前記タイヤに負荷を加える負荷部と、前記トランスミッションの駆動に起因して生じる振動を測定する振動測定部を備えている。
この装置では、前記駆動部によって前記トランスミッションを駆動し、前記負荷部によって前記タイヤに負荷を加えた状態で、前記振動測定部によって前記トランスミッションの振動を測定する。
これによると、トランスミッションの駆動に起因する振動について、実車の走行中に生じる振動に近い振動を測定できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、トランスミッションの駆動に起因する振動について、実車の走行中に生じる振動に近い振動を測定できることから、車両の性能の評価を従来よりも精度良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
前記負荷部は、前記タイヤに、負荷として荷重を加える荷重付加部を有することが好ましい。
これによると、実車の走行中に生じる振動により近い振動を測定できる。
【００１０】
前記荷重付加部と前記タイヤの間に衝撃緩衝機構が設けられていることが好ましい。
これによると、実車の走行中に生じる振動により近い振動を測定できる。
【００１１】
前記荷重付加部と前記衝撃緩衝機構の間に配置され、前記荷重付加部で加える荷重を測定する荷重測定部と、前記荷重付加部と前記荷重測定部の間に配置され、前記荷重付加部へ伝わる前記振動を減衰する振動減衰部をさらに備えていることが好ましい。
これによると、荷重測定部で測定される荷重の測定精度を向上することができる。
【００１２】
前記負荷部は、前記タイヤの回転に伴って回転するローラ部と、前記タイヤの回転に対して負荷を与えるように前記ローラ部に回転力を加える回転力付加部を有することが好ましい。
これによると、実車の走行中に生じる振動により近い振動を測定できる。
【００１３】
前記タイヤの大きさに応じて前記負荷部の位置を調整可能な位置調整機構をさらに備えていることが好ましい。
これによると、様々な車両の走行中に生じる振動に近い振動を測定しやすい。
【００１４】
前記位置調整機構は、前記荷重付加部を前記タイヤの径方向に移動可能にする機構を有することが好ましい。前記位置調整機構は、前記荷重付加部を３次元方向に移動可能にする機構を有することがさらに好ましい。前記位置調整機構は、前記ローラ部を前記タイヤの径方向に移動可能にする機構を有することが好ましい。
【００１５】
前記負荷部によって加えられる負荷を経時的に自動制御する負荷制御部をさらに備えていることが好ましい。
これによると、実車の走行中に生じる振動により近い振動を経時的に測定しやすい。
【００１６】
前記負荷制御部は、前記負荷部によって加えられる負荷を経時的に自動制御するプログラムが格納された記憶部と、前記プログラムを実行する実行部を有することが好ましい。
【００１７】
前記トランスミッションに接続されたシリンダブロックと、前記シリンダブロックに振動を加える振動付加部をさらに備えていることが好ましい。
これによると、実車の走行中に生じる振動により近い振動を測定できる。
【００１８】
前記振動測定部は、前記タイヤの外周に隣合う部位に取付けられていることが好ましい。
これによると、トランスミッションの駆動に起因する振動を精度良く測定しやすい。
【００１９】
（第１実施例） 図１は、第１実施例の振動測定装置の平面図を示す。図２は、その装置の正面図を示す。この装置は、第１基台２０と第２基台４２を有する。第１基台２０上には、駆動モータ２４、トルク計３０、第２吸収モータ２２、トルク計６０（図１参照）、支持台３３等が設置されている。第２基台４２上には、アーム取付台５６、タイヤローラ３８ａ、３８ｂ（図１参照）、第１吸収モータ４４、トルク計４８等が設置されている。第２基台４２には、スライド用シリンダ群８０が取付けられている。これらシリンダ群８０により、第２基台４２はｙ軸方向（図２の上下方向）に移動可能である。
【００２０】
第１基台２０上の支持台３３には、トランスミッション３４が取付けられている。トランスミッション３４は、入力軸３２と、第１出力軸５４と、第２出力軸５８（図１参照）を有する。入力軸３２には、トルク計３０と軸棒２８を介して駆動モータ２４が接続されている。駆動モータ２４は、第１基台２０上の設置台２６上に設置されている。駆動モータ２４を回転させると、トランスミッション３４の入力軸３２が回転する。この結果、トランスミッション３４の出力軸５４、５８も回転する。即ち、トランスミッション３４が駆動する。トルク計３０は、駆動モータ２４の回転トルクを測定するためのものである。
【００２１】
第１出力軸５４は、車両の左側のタイヤが接続される軸である。第２出力軸５８は、本来は、車両の右側のタイヤが接続されるべき軸である。但し、図１と図２では、左側のタイヤが接続される第１出力軸５４が右側にあり、右側のタイヤが接続されるべき第２出力軸５８が左側にある。第１出力軸５４には、タイヤ３６の中心軸部が接続されている。一方、第２出力軸５８には、タイヤは接続されていない。これは、本振動測定装置は擬似的に実車環境を実現したものであり、片側のタイヤ３６を接続すれば、その環境がほぼ実現されると想定したためである。なお、第１出力軸５４とタイヤ３６の中心軸部の部品群は、軸部アッセンブリ（「アクシスサブアッセンブリ」ともいう）を構成する。
【００２２】
トランスミッション３４の第１出力軸５４が回転すると、タイヤ３６も回転する。タイヤ３６は、タイヤローラ３８ａ、３８ｂ上に置かれている。タイヤローラ３８ａ、３８ｂは、タイヤ３６の回転に伴って回転可能となっている。タイヤローラ３８ｂの中心軸部には、軸棒５０とトルク計４８と軸棒４６を介して、第１吸収モータ４４が接続されている。第１吸収モータ４４は、タイヤ３６の回転に対して負荷を加えるように、タイヤローラ３８ｂに回転力を加えるためのものである。トルク計４８は、第１吸収モータ４４の回転トルクを測定するためのものである。
【００２３】
図１に示す第２出力軸５８には、トルク計６０と軸棒６２を介して第２吸収モータ２２が接続されている。これは、第２出力軸５８に何も接続しないと、実車環境から少しずれたものになる可能性があるためである。第２吸収モータ２２は、トランスミッション３４の第２出力軸５８の正の向きの回転に対して負荷を加えるように、第２出力軸５８に負の向きの回転力を加えるものである。トルク計６０は、第２吸収モータ２２の回転トルクを測定するためのものである。なお、第２吸収モータ２２は第１基台２０上に設置台２１上に設置されている。
【００２４】
図２に示すように、タイヤ３６には、ショックアブソーバ９２が接続されている。ショックアブソーバ９２の上側を囲うように、サスペンション９４が配置されている。タイヤ３６とショックアブソーバ９２とサスペンション９４は、足回りアッセンブリ（「サスペンションアッセンブリ」ともいう）を構成している。ショックアブソーバ９２の上方には、荷重設定ユニット１００が設けられている。荷重設定ユニット１００は、フレーム部３９に接続されている。フレーム部３９は、ｘ軸方向に伸びる一対のスライド部４０ａ、４０ｂに係合している。フレーム部３９は、スライド部４０ａ、４０ｂに沿って、ｘ軸方向（左右方向）に移動可能となっている。荷重設定ユニット１００は、フレーム部３９に対して、スライド機構１０３によってｙ軸方向に移動可能となっている。また、荷重設定ユニット１００は、フレーム部３９に対して、スライド機構１０２によってｚ軸方向に移動可能となっている。結果として、荷重設定ユニット１００は、ｘ、ｙ、ｚ軸方向に移動可能となっている。荷重設定ユニット１００は、モータ等を用いて移動させてもよいし、手動で動かしてもよい。
【００２５】
図２に示すように、荷重設定ユニット１００の下端とショックアブソーバ９２の上端は、ロードセル９６とワイヤーロープバネ９８を介して接続されている。ロードセル９６は、荷重設定ユニット１００によって加えられる荷重を測定するためのものである。ワイヤーロープバネ９８は振動減衰部として機能し、トランスミッション３４の駆動に起因して生じた振動が荷重設定ユニット１００側に伝わりにくくするためのものである。
【００２６】
図２に示す第２基台４２上のアーム取付台５６は、ロアーアーム８６とアッパーアーム（図示省略）の位置を調整する役割を果たす。これらのアームは、トランスミッション３４とタイヤ３６の間をつなぐために使用され、出力軸５４による接続をサポートするものである。アーム取付台５６は、ｘ、ｙ、ｚ軸方向に移動可能となっている。
【００２７】
図２に示すように、タイヤ３６の中央軸部の周辺部には、ナックル部８８が設けられている。ナックル部８８には、振動測定センサ９０が取付けられている。本実施例では、振動測定センサ９０として、加速度センサを用いている。この振動測定センサ９０により、タイヤ３６に生じた振動、ひいては、トランスミッション３４の駆動に起因して生じる振動を検出することができる。この振動には、トランスミッション３４のギヤノイズが等価的に含まれる。
【００２８】
図１に示すように、各モータ２４、４２、２２は、モータ制御装置６６に接続されている。モータ制御装置６６には、実車走行パターンプログラム実行装置６８が接続されている。この実行装置６８は、実車の走行環境をシミュレーションするように各モータ２４、４２、２２を制御するためのプログラム（「実車走行パターンプログラム」という）が格納された格納部と、そのプログラムを実行する実行部を有する。このプログラムが実行されると、その内容に応じて、モータ制御装置６６は、モータの動作を制御する制御信号を各モータ２４、４２、２２に出力する。これにより、各モータ２４、４２、２２の動作が制御される。
【００２９】
この振動測定装置の作動方法を説明する。まず、振動を測定したい実車に対応した足回りアッセンブリ（タイヤ３６、ショックアブソーバ９２、サスペンション９４等で構成される）を、ロードセル９６とワイヤロープバネ９８を介して荷重設定ユニット１００に取付ける。次に、フレーム部３９を利用して荷重設定ユニット１００、ひいては足回りアッセンブリの３次元位置を調整する。また、スライド用シリンダ群８０を利用して、第２基台４２、ひいてはタイヤローラ３８ａ、３８ｂのｙ軸方向（図２の上下方向）の位置を調整する。これにより、足回りアッセンブリとタイヤローラ３８ａ、３８ｂの位置関係を調整する。さらに、アーム取付台５６を移動させてロアーアーム８６等のアーム群の３次元位置を調整する。これにより、アーム群と、足回りアッセンブリ及びトランスミッション３４との位置関係を調整する。
【００３０】
これらの位置関係の調整は、人間の目分量により行ってもよいし、例えばコンピュータ等の電子装置を利用して行ってもよい。例えば、コンピュータに足回りアッセンブリのデータを入力すると、これに応じてコンピュータが荷重設定ユニット１００（足回りアッセンブリ）と、第２基台４２（タイヤローラ３８）、アーム取付台５６（ロアーアーム８６等のアーム）の位置関係を調整する、という構成にしてもよい。
【００３１】
次に、荷重設定ユニット１００のｙ軸方向（図２の上下方向）の位置をさらに調整することで、足回りアッセンブリ（タイヤ３６等）に加える荷重の大きさを設定する。この荷重の大きさは、実車の重量や、実車に乗る人間の重量を考慮して設定する。ロードセル９６でその荷重を測定し、その荷重が所望の値に達したときに荷重設定ユニット１００を停止させる。この結果、実車の停止中の状態が模擬的に実現される。
【００３２】
次に、図１に示す実車走行パターンプログラム実行装置６８でそのプログラムを実行させる。これにより、モータ制御装置６６は、実車走行パターンに応じた制御信号を各モータ２４、４２、２２へ出力する。この結果、各モータ２４、４２、２２の動作が制御される。駆動モータ２４が回転すると、トランスミッション３４が駆動する。この結果、トランスミッション３４の第１出力軸５４に接続されたタイヤ３６も回転する。駆動モータ２４については主に、回転数が制御される。この駆動モータ２４の動作を制御することで、様々な加速又は減速パターンを実現できる。
【００３３】
一方、第１吸収モータ４４が回転すると、タイヤ３６の回転に抵抗するようにタイヤローラ３８ｂに回転力が加えられる。また、第２吸収モータ２２が回転すると、第２出力軸５８の正の向きの回転に抵抗するように、負の向きの回転力が第２出力軸５８に加えられる。吸収モータ４４、２２については主に、トルクの大きさが制御される。これらの吸収モータ４４、２２の動作を制御することで、様々な走行中の抵抗状態（路面抵抗等）を実現できる。
【００３４】
以上の結果、実車の走行中の状態が模擬的に実現される。以上のように、実際の走行中の環境が模擬的に実現された状態において生じる振動を、振動測定センサ９０で測定する。本実施例のように足回りアッセンブリが挿入された構成とすることで、従来に比べて、トランスミッション３４の駆動に起因する振動について、実車の走行中に生じる振動に近い振動を測定できる。
【００３５】
本実施例によると、タイヤ３６とショックアブソーバ９２とサスペンション９４で主に構成される足回りアッセンブリを挿入するという比較的簡易な構成で、実車を用いた場合に近い振動を測定できる。それでいながら、測定機器のセットやトランスミッションの取換え等が面倒、同じ走行パターンで振動を繰返し測定する試験をすることが難しい、といった不便性は、実車を用いた場合に比べて少ない。
【００３６】
また、測定された振動特性と、車両のボディ側の感度との間で所定の演算処理を行うことで、車内音を推定的に求めることができる。上記のように、前記振動を精度良く求めることができるから、これを用いて求めた車内音も、実車で生じる車内音に近いものを精度良く求めることができる。
【００３７】
（第２実施例） 図３は、第２実施例の振動測定装置の平面図を示す。図４は、その装置の正面図を示す。この装置は、第１実施例の装置の構成に加えて、トランスミッション３４の入力側に接続されたシリンダブロック１１６と、シリンダブロック１１６に振動を加える加振シリンダ群１１２をさらに備えている。シリンダブロック１１６には、これを駆動するための駆動モータ１１０が取付けられている。駆動モータ１１０を回転させるとシリンダブロック１１６が作動し、この結果、トランスミッション３４が駆動する。この駆動モータ１１０は、第１実施例の駆動モータ２４に対応するものであるが、その駆動モータ２４に比べて小型で低慣性のものを採用している。加振シリンダ群１１２は第３基台１１４上に設置されている。加振シリンダ群１１２上には、図４に示すように、台１１３が配置されている。台１１３の上方には、取付部１１１に取付けられたシリンダブロック１１６が位置している。台１１３の上面の一部には別の台１１５が取付けられている。台１１５の上方には、取付部１１７に取付けられたトランスミッション３４が位置している。
【００３８】
また、図４に示すように、加振シリンダ群１１２は、油圧サーボ弁１２０に接続されている。油圧サーボ弁１２０には、油圧ユニット１２２が接続されている。また、油圧サーボ弁１２０には、加振制御装置１１８が接続されている。加振制御装置１１８は、第１実施例で述べた実車走行パターン実行装置６８に接続されている。この実行装置は、第１実施例の場合と同様に、実車走行パターンプログラムを実行する。このプログラムが実行されると、その内容に応じて、加振制御装置１１８は、加える振動の大きさや周波数等の振動特性を制御する制御信号を油圧サーボ弁１２０に出力する。この結果、油圧ユニット１１２からの油圧が制御され、これにより、加振シリンダ群１１２の動作が制御される。本実施例によると、エンジンとの結合状態の再現が可能となるので、実車の走行中に生じる振動により近い振動を測定できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明を利用して測定されたトランスミッションに起因して生じる振動は、例えば車内音を推定するために利用できる可能性がある。従って、本発明は、例えば車両の性能を評価するために、走行中の車両の車内音の大きさを知りたい場合等に利用可能性がある。
【００４０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書又は図面で説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１実施例の振動測定装置の平面図を示す。
【図２】第１実施例の振動測定装置の正面図を示す。
【図３】第２実施例の振動測定装置の平面図を示す。
【図４】第２実施例の振動測定装置の正面図を示す。
【符号の説明】
【００４２】
２４：駆動モータ（駆動部）
３８：タイヤローラ（ローラ部）
３９：スライド部（位置調整機構）
４４：第１吸収モータ（負荷部、回転力付加部）
６６：モータ制御装置（負荷制御部）
６８：実車走行パターンプログラム実行装置（負荷制御部）
８０：スライド用シリンダ（位置調整機構）
９０：振動測定センサ（振動測定部）
９２：ショックアブソーバ（衝撃緩衝機構）
９４：サスペンション（衝撃緩衝機構）
９６：ロードセル（荷重測定部）
９８：ワイヤーロープバネ（振動減衰部）
１００：荷重設定ユニット（負荷部、荷重付加部）
１１２：加振シリンダ（振動付加部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスミッションを駆動する駆動部と、
前記トランスミッションの出力軸に接続されたタイヤと、
前記タイヤに負荷を加える負荷部と、
前記トランスミッションの駆動に起因して生じる振動を測定する振動測定部を備えた振動測定装置。
【請求項２】
前記負荷部は、前記タイヤに、負荷として荷重を加える荷重付加部を有する請求項１に記載の振動測定装置。
【請求項３】
前記荷重付加部と前記タイヤの間に衝撃緩衝機構が設けられている請求項２に記載の振動測定装置。
【請求項４】
前記荷重付加部と前記衝撃緩衝機構の間に配置され、前記荷重付加部で加える荷重を測定する荷重測定部と、前記荷重付加部と前記荷重測定部の間に配置され、前記荷重付加部へ伝わる前記振動を減衰する振動減衰部をさらに備えた請求項３に記載の振動測定装置。
【請求項５】
前記負荷部は、前記タイヤの回転に伴って回転するローラ部と、前記タイヤの回転に対して負荷を与えるように前記ローラ部に回転力を加える回転力付加部を有する請求項１〜４のいずれかに記載の振動測定装置。
【請求項６】
前記タイヤの大きさに応じて前記負荷部の位置を調整可能な位置調整機構をさらに備えた請求項１〜５のいずれかに記載の振動測定装置。
【請求項７】
前記負荷部によって加えられる負荷を経時的に自動制御する負荷制御部をさらに備えた請求項１〜６のいずれかに記載の振動測定装置。
【請求項８】
前記トランスミッションに接続されたシリンダブロックと、前記シリンダブロックに振動を加える振動付加部をさらに備えた請求項１〜７のいずれかに記載の振動測定装置。
【請求項９】
実車の走行環境を擬似的に実現した状態でトランスミッションの駆動に起因する振動を測定する方法であって、
前記トランスミッションを駆動する第１工程と、
前記トランスミッションの出力軸に接続されたタイヤに負荷を加える第２工程と、
前記第１工程と前記第２工程を行っている状態で、前記振動を測定する工程を有する振動測定方法。
【請求項１】
トランスミッションを駆動する駆動部と、
前記トランスミッションの出力軸に接続されたタイヤと、
前記タイヤに負荷を加える負荷部と、
前記トランスミッションの駆動に起因して生じる振動を測定する振動測定部を備えた振動測定装置。
【請求項２】
前記負荷部は、前記タイヤに、負荷として荷重を加える荷重付加部を有する請求項１に記載の振動測定装置。
【請求項３】
前記荷重付加部と前記タイヤの間に衝撃緩衝機構が設けられている請求項２に記載の振動測定装置。
【請求項４】
前記荷重付加部と前記衝撃緩衝機構の間に配置され、前記荷重付加部で加える荷重を測定する荷重測定部と、前記荷重付加部と前記荷重測定部の間に配置され、前記荷重付加部へ伝わる前記振動を減衰する振動減衰部をさらに備えた請求項３に記載の振動測定装置。
【請求項５】
前記負荷部は、前記タイヤの回転に伴って回転するローラ部と、前記タイヤの回転に対して負荷を与えるように前記ローラ部に回転力を加える回転力付加部を有する請求項１〜４のいずれかに記載の振動測定装置。
【請求項６】
前記タイヤの大きさに応じて前記負荷部の位置を調整可能な位置調整機構をさらに備えた請求項１〜５のいずれかに記載の振動測定装置。
【請求項７】
前記負荷部によって加えられる負荷を経時的に自動制御する負荷制御部をさらに備えた請求項１〜６のいずれかに記載の振動測定装置。
【請求項８】
前記トランスミッションに接続されたシリンダブロックと、前記シリンダブロックに振動を加える振動付加部をさらに備えた請求項１〜７のいずれかに記載の振動測定装置。
【請求項９】
実車の走行環境を擬似的に実現した状態でトランスミッションの駆動に起因する振動を測定する方法であって、
前記トランスミッションを駆動する第１工程と、
前記トランスミッションの出力軸に接続されたタイヤに負荷を加える第２工程と、
前記第１工程と前記第２工程を行っている状態で、前記振動を測定する工程を有する振動測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１０５７９７（Ｐ２００６−１０５７９７Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９３２１６（Ｐ２００４−２９３２１６）
【出願日】平成１６年１０月６日（２００４．１０．６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月６日（２００４．１０．６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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