JP6835034B2 - 自動車車体の特性試験方法 - Google Patents
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Description
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、具体的には以下の構成を備えてなるものである。
本発明で試験対象とする自動車車体21(図2〜図4参照)は、シャシー、足回り部品、駆動系部品、内装部品などを含まない、いわゆるホワイトボディー(ボディーイン・ホワイト)が対象であり、サイドシル部やルーフヘッダー部、ルーフレール部などの車体骨格部品や、車体フロア部やサスペンションを締結するサスペンションマウント部、バンパーリンフォースなどを有する。
特性試験装置1は、図2に示すように、自動車車体21を固定できるスライド機構付きテーブル3と、スライド機構付きテーブル3を所定の加速度パターンで水平1軸方向に加振及び制動させるように制御できる振動装置5と、を備えてなるものである。
動電式振動装置13は、励磁コイルにより発生した磁界中においてドライブコイルに所定の電流を流して発生する力により、該ドライブコイルを図5に示す動作方向に駆動するものである。
図2に示す振動装置5として動電式振動装置13を用いた場合、ドライブコイルを有する可動部11をスライド機構付きテーブル3と連結することで、動電式振動装置13の駆動に伴ってスライド機構付きテーブル3を振動させることができる。
このような2軸加速度センサー又は3軸加速度センサーとしては、DC成分検出タイプとその他のタイプ(例えばAC成分検出タイプ)のものが市販されているが、本発明は、直交する2軸方向又は3軸方向の加速度を同時に測定できるものであれば、加速度センサーのタイプについては特に限定はない。
本発明の実施の形態1に係る自動車車体の特性試験方法は、図2に例示する特性試験装置1を用いたものであって、図1に示すように、加振工程S1と、制動工程S3と、加速度取得工程S5と、合成加速度算出工程S7と、評価指標取得工程S9と、を備えたものである。以下、上記の各工程について特性試験装置1の動作とともに説明する。
加振工程S1は、自動車車体21を固定したスライド機構付きテーブル3を振動装置5を用いて一定の加速度パターンで加振させる工程であり、自動車車体21においては、スライド機構付きテーブル3と固定される部位を介して車体幅方向に力が伝達され、自動車車体21の車体幅方向に慣性力が作用して弾性変形を生じさせる。
上記のように生成された制御プログラムで動電式振動装置13を駆動することにより(S27)、シングルパルス波となる一定の加速度パターンでスライド機構付きテーブル3を加振させることができる。
制動工程S3は、加振工程S1の後、加振したスライド機構付きテーブル3を制動する工程である。
動電式振動装置13を用いてスライド機構付きテーブル3を制動させる場合、制動工程S3は、スライド機構付きテーブル3の振動と逆位相で動電式振動装置13を駆動し、スライド機構付きテーブル3を制動する。
加速度取得工程S5は、加振工程S1及び制動工程S3における自動車車体21の前記2軸方向又は3軸方向の加速度を取得する工程であり、本実施の形態1では、取得する加速度の方向の一例として、自動車車体21の車体前後方向、車体幅方向及び車体上下方向のうちのいずれか2軸方向又は3軸方向の加速度の時間応答を取得する。
合成加速度算出工程S7は、加速度取得工程S5において取得した2軸方向又は3軸方向の加速度の合成加速度を算出する工程である。
ただし、加速度計23としてDC成分検出タイプの3軸加速度センサーを用いた場合には、測定される各軸方向の加速度に重力加速度成分が含まれるため、この場合においては、以下の式(2)により3軸方向の合成加速度を算出すればよい。
図9より、時間6.4sにおいて加振することで合成加速度は急激に上昇してピーク振幅を示し、一旦、急激に振動が減衰した後に、なだらかに振動が減衰する挙動を示している。
評価指標取得工程S9は、合成加速度算出工程S7で算出した合成加速度の時間応答曲線に基づいて自動車車体21の車体特性の評価指標を取得する工程である。
本発明の実施の形態2に係る自動車車体の特性試験方法は、前述の実施の形態1と同様に図2に例示する特性試験装置1を用いたものであって、図11に示すように、加振工程S1と、制動工程S3と、加速度取得工程S11と、加速度ヒステリシス曲線作成工程S13と、評価指標取得工程S15と、を備えたものである。本実施の形態2における加振工程S1と制動工程S3は、前述の実施の形態1と同様であるので、以下、加速度取得工程S11、加速度ヒステリシス曲線作成工程S13及び評価指標取得工程S15について説明する。
加速度取得工程S11は、加振工程S1及び制動工程S3における自動車車体21の前後方向、幅方向及び上下方向のうちの2軸方向又は3軸方向の加速度を取得する工程である。前述の実施の形態1における加速度取得工程S5と同様に、本実施の形態2では、自動車車体21の車体前後方向、車体幅方向及び車体上下方向のうちのいずれか2軸方向又は3軸方向の加速度の時間応答を取得する。
加速度ヒステリシス曲線作成工程S13は、自動車車体21の各方向の加速度を軸とする座標上にヒステリシス曲線を作成するものである。
評価指標取得工程S15は、加速度ヒステリシス曲線作成工程S13において作成した加速度ヒステリシス曲線の形状に基づいて自動車車体21の車体特性の評価指標を取得する工程である。
また、各時間における加振方向成分と直交方向成分の比率は、瞬時の振動方向を示しており、この曲線は振動方向の時間応答を表すことになる。従って、加速度ヒステリシス曲線の相違は、車体振動特性の相違を表していることとなる。
本実施の形態1及び2に係る自動車車体の特性試験方法により、操縦安定性や乗り心地などの官能評価と相関のある車体特性に関する物理的な評価指標を取得することができる理由を以下に説明する。
実験では、図2に示す特性試験装置1を用い、振動装置5として動電式振動装置13(図5)により自動車車体21の車体幅方向に加振及び制動させたときの自動車車体21における2軸方向又は3軸方向の加速度を取得し、該取得した2軸方向又は3軸方向の加速度に基づいて車体特性の評価指標を求めた。
図15より、2軸方向の合成加速度のピーク値は補剛なし、補剛A、補剛A+Bの順に低減していることから、車体特性の評価指標として求めた2軸方向の合成加速度についても、そのピーク値により自動車車体の剛性の違いを評価できることを示している。
3 スライド機構付きテーブル
5 振動装置
7 振動テーブル
9 リニアガイド
11 可動部
13 動電式振動装置
21 自動車車体
23 加速度計
Claims (5)
- 自動車車体を固定できるスライド機構付きテーブルと、該スライド機構付きテーブルを水平1軸方向に加振し加速させてその後に制動する振動装置と、を用いた自動車車体の特性試験方法であって、
直交する2軸方向又は3軸方向の加速度を取得する加速度計を設置した自動車車体を前記スライド機構付きテーブルに固定し、該スライド機構付きテーブルを所定の加速度パターンで水平1軸方向に加振する加振工程と、
該加振した前記スライド機構付きテーブルを制動する制動工程と、
前記加振工程及び制動工程における前記自動車車体の前記2軸方向又は3軸方向の加速度を取得する加速度取得工程と、
該取得した2軸方向又は3軸方向の加速度の合成加速度を算出する合成加速度算出工程と、
該算出した合成加速度の時間応答曲線に基づいて前記自動車車体の車体特性の評価指標を取得する評価指標取得工程と、を備えたことを特徴とする自動車車体の特性試験方法。 - 前記評価指標取得工程は、前記算出した合成加速度の時間応答曲線を時間積分した積分値を評価指標とすることを特徴とする請求項1記載の自動車車体の特性試験方法。
- 前記評価指標取得工程は、前記算出した合成加速度の時間応答曲線におけるピーク値を評価指標とすることを特徴とする請求項1記載の自動車車体の特性試験方法。
- 前記加速度取得工程において取得する前記2軸方向の加速度は、前記自動車車体の前後方向、幅方向及び上下方向のうちの2軸方向の加速度とすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の自動車車体の特性試験方法。
- 自動車車体を固定できるスライド機構付きテーブルと、該スライド機構付きテーブルを水平1軸方向に加振し加速させてその後に制動する振動装置と、を用いた自動車車体の特性試験方法であって、
前記自動車車体の前後方向、幅方向及び上下方向のうちの2軸方向又は3軸方向の加速度を取得する加速度計を設置した自動車車体を前記スライド機構付きテーブルに固定し、該スライド機構付きテーブルを所定の加速度パターンで水平1軸方向に加振する加振工程と、
該加振した前記スライド機構付きテーブルを制動する制動工程と、
前記加振工程及び制動工程における前記自動車車体の前後方向、幅方向及び上下方向のうちの2軸方向又は3軸方向の加速度を取得する加速度取得工程と、
該2軸方向又は3軸方向の加速度を座標軸とする座標上に、前記取得した加速度のヒステリシス曲線を作成する加速度ヒステリシス曲線作成工程と、
該作成したヒステリシス曲線の形状に基づいて前記自動車車体の車体特性の評価指標を取得することを特徴とする自動車車体の特性試験方法。
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