车辆的振动解析方法及振动解析装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于进行汽车等车辆中产生的振动的解析的振动解析方法或振动解 析装置，更详细而言，涉及用于解析从路面向车辆输入的振动的传递特性的装置或方法。
【背景技术】
[0002] 在汽车等车辆中，其乘坐感性能依赖于在车辆的行驶中从路面向车身施加的振动 的传递特性。因此，以往，出于实现车辆的乘坐感性能的改善的目的，为了掌握从路面向车 身传递的振动的特性，提出了对车身产生的振动进行实测及解析而用于检测从路面向车身 传递的振动特性的各种振动解析方法或振动解析装置。作为这样的车辆的振动解析方法， 例如专利文献1例示那样，提出了如下的方法或装置：以在上下及/或左右振动的台（激振 台）上配置车轮的方式载置车辆，对在使激振台振动时车身所产生的加速度进行计测及解 析，来进行车身的振动特性的检测。而且，在专利文献2及非专利文献1中，提出了如下的振 动解析方法及装置：将车辆的四个轮载置在能够分别使这四个轮振动的不同的激振台，从 车轮向车身施加振动来检测车身的振动特性。在该文献中公开了如下内容：在将各种形态 的振动输入（随机波输入、前后左右轮同相波输入、反相波输入等）向四个轮赋予时，能够 基于在车身的各部计测出的加速度变动、（激振台与车轮之间的）接地面上的接地载荷变 动及/或悬架行程，取得传递函数的频率特性，分别检测车身的振动特性中的悬架、车身、 座椅这样的各组件的影响的贡献。
[0003] 专利文献
[0004] 专利文献1 :日本特开2000-88697
[0005] 专利文献2 :日本特开2009-97973
[0006] 非专利文献
[0007] 非专利文献1 :"对身体、座椅系统的乘坐感的贡献解析（Ride comfort analysis considering body and seat system)"，井口等2名，公益社团法人汽车技术会学术讲演会 前刷集 2007 年 10 月 no. 104-07, pl3 ~pl8,文献编号 20075771
【发明内容】
[0008] 发明要解决的课题
[0009] 如图9 (A)示意性地例示那样，根据在载置于激振台V上的车辆中以各种任意的形 态从各轮分别向车身施加振动位移输入D来计测车身产生的振动Y而检测车辆的振动特性 的振动解析技术，能够检测来自前后左右轮各自的振动所引起的振动特性、或者前后轮或 左右轮的各种振动模式（同相输入、反相输入）所引起的振动特性的差异，因此在用于改善 乘坐感性能的车身的结构等的改良中，能够取得有利的信息。然而，根据本发明的发明者的 研宄，发现了如上述那样在激振台上执行的车辆的振动解析的情况下，未必能再现使车辆 在实际道路上行驶而得到的振动状态。例如如图9(B)~（F)例示那样，在激振台上，在对 车辆施加前后方向、左右方向、上下方向、横摆方向、侧倾方向、纵摆方向的振动的情况下得 到的振动频率特性（"激振"）中，可知如图中箭头所示那样相对于在实际道路行驶中的车 辆中得到的振动频率特性（"实际行驶"）产生些许的"偏差"。在激振台上，由于车轮未旋 转，因此上述"偏差"可认为是无法精密地再现实际道路行驶中的车辆的振动传递状态的起 因。
[0010] 因此，为了更精密地检测车身的振动传递特性，优选在实际道路上使车辆行驶而 进行振动计测。然而，在实际道路上处于行驶中的车辆中进行的车身的振动特性检测的情 况下，以前，仅是根据在某路面上使车辆行驶时计测的振动来算出振动的频率特性，无法实 现分别或分离地检测振动特性中的各种振动输入所产生的贡献这一情况。这是因为，通常， 在实际道路上使车辆行驶的情况下，前轮及后轮通过大致同一路径，因此难以独立地向前 后轮施加振动，因此，在检测出的振动特性中，无法将前轮及后轮各自的贡献简单地分离。
[0011] 如此，本发明的主要课题在于提出一种使用了使车辆在实际道路上行驶而计测的 振动的振动解析技术、即能够分别或分离地检测各种振动输入的形态所产生的振动特性的 结构。
[0012] 用于解决课题的方案
[0013] 根据本发明，上述的课题通过如下的车辆的振动解析方法来实现，该车辆的振动 解析方法包括以下过程：使车辆在高度沿该车辆的行进方向以各种波长移位的路面上行 驶；计测在路面上行驶中的车辆的车身的部位的振动特性值；取得引起车身的部位的振动 特性值的至少两个振动输入值；及使用车身的部位的振动特性值作为目标变量，使用至少 两个振动输入值作为解释变量，通过多元回归分析，算出车身的部位的振动特性值对至少 两个振动输入值的各振动输入值的传递函数作为偏回归系数。
[0014] 在上述的结构中，"车身的部位的振动特性值"可以是表示车身的任意的部位的振 动特性的加速度值等任意的物理量，例如，可以是由任意的检测器、例如加速度传感器计测 的簧上加速度值、各轮的簧下加速度值等。而且，"至少两个振动输入值"可以是向车身传递 而引起上述的振动特性值的任意的振动分量。典型的是车辆的行驶中的各轮的路面位移或 其函数，或者可以是各轮的簧下加速度值等（在这种情况下，振动特性值可以是振动传递 的下游的簧上加速度值等）。在实施方式中，至少两个振动输入值可以是例如包括由左右前 轮同相地位移的路面位移分量、左右后轮同相地位移的路面位移分量、左右前轮反相地位 移的路面位移分量、左右后轮反相地位移的路面位移分量构成的4个模式的振动分量在内 的振动地变化的物理量的组。振动输入值可以是直接由任意的传感器计测的值，也可以是 根据任意的计测值而算出的值。
[0015] 在上述的本发明的车辆的振动解析方法中，如上所述，首先，使应检查振动特性的 车辆在高度沿该车辆的行进方向以各种波长移位的路面上行驶。这样的话，根据路面位移 的波长和车速而决定的各种频率及相位的振动通过车轮向车身的各部传递。并且，在车辆 如此行驶的状态下，时序地执行车身的任意的部位的振动特性值的计测和至少两个振动输 入值的取得（路面位移的计测及/或运算或簧下加速度值的计测等）。在此，计测或取得的 至少两个振动输入值和振动特性值处于解释变量（独立变量）与目标变量（从属变量）的 关系，因此使用多元回归分析的理论，能够检测振动特性值对至少两个振动输入值的各振 动输入值的传递函数。并且，该传递函数表示与各个振动输入值对应的车身的任意的部位 的振动传递特性，因此通过使用这些传递函数，能够按照振动输入的各种类来检测或掌握 施加了路面位移、簧下加速度值等的任意的振动输入时的车辆的振动的频率特性。
[0016] 另外，在上述的本发明的车辆的振动解析方法中，优选可以在使车辆在高度沿该 车辆的行进方向以各种波长移位的路面上行驶的过程中，使车辆以不同车速行驶，并执行 振动特性值的计测及至少两个振动输入值的取得。如上所述，在使用多元回归分析的理论 来检测振动特性值对至少两个振动输入值的各振动输入值的传递函数的情况下，优选对前 轮和后轮施加具有尽可能多样的组合的频率和相位的振动。向前轮和后轮施加的振动的频 率和相位基于路面的位移的波长、车速、前后轮间距离来决定，因此即使在同一路面上行驶 的情况下，只要使车辆以不同车速行驶，就能将不同频率和相位的振动向前轮和后轮施加， 能提高传递函数的精度及频率分辨率。而且，关于使车辆行驶的路面，也优选以尽可能多样 的波长与相位的组合构成路面位移，使得向前轮和后轮施加具有尽可能多样的组合的频率 和相位的振动。因此，具体而言，车辆行驶的路面可以是高度随机移位的路面或高度呈阶梯 状移位的路面。
[0017] 如上所述，当算出振动特性值对至少两个振动输入值的各振动输入值的传递函数 时，使用该传递函数，能够算出由振动输入值分别引起的振动特性值的振动的大小。这样一 来，上述的本发明的方法可以还包括如下的过程：使用至少两个振动输入值中的一个振动 输入值和与之对应的传递函数，算出由至少两个振动输入值中的一个振动输入值引起的车 身的部位的振动特性值的振动的大小。如此得到的各振动输入值所产生的振动特性值的振 动的大小在为了进行车身的振动特性的改善而进行车身的结构的修正等时成为有利的信 息。
[0018] 而且，当得到在某路面上行驶的车辆的传递函数时，能够推定使该车辆在另一任 意路面上行驶时的车辆的振动特性值（向不同路面的振动特性的换算）。而且，使用该传递 函数时，也能够推定以任意车速行驶时的车辆的振动特性值（向不同车速下的振动特性的 换算）。这样一来，在上述的本发明的方法中，可以执行使用传递函数来推定在以下情况下 应得到的车身的部位的振动特性值的过程：使车辆在与为了算出该传递函数而进行车身的 部位的振动特性值的计测及振动输入值的取得时所行驶的路面不同的路面上行驶，和/或 执行使用传递函数来推定在以下情况下应得到的车身的部位的振动特性值的过程：使车辆 以与为了算出该传递函数而进行车身的部位的振动特性值的计测及振动输入值的取得时 的车速不同的车速行驶。
[0019] 本发明的振动解析方法的上述的一连串的形态可以通过以算出车身的部位的振 动特性值对至少两个振动输入值的各振动输入值的传递函数的方式构成的振动解析装置 来实现。这样一来，根据本发明，提供一种车辆的振动解析装置，包括：振动特性值计测部， 在使车辆在高度沿该车辆的行进方向以各种波长移位的路面上行驶的期间，计测车辆的车 身的部位的振动特性值；振动输入值取得部，取得引起车身的部位的振动特性值的至少两 个振动输入值；及传递函数计算部，使用车身的部位的振动特性值作为目标变量，使用至少 两个振动输入值作为解释变量，通过多