JP2018163042A - Dynamic rigidity test method for automobile body - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の操縦安定性と相関のある自動車車体の動的剛性試験方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る自動車車体の動的剛性試験方法は、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軸方向に振動させると共にスライド機構付きテーブル3の制御外の振動を抑制して制動する振動装置5を用いたものであって、自動車車体21を固定したスライド機構付きテーブル3を振動させる加振工程S1と、その後、自動車車体21の振動によるスライド機構付きテーブル3の制御外の振動を抑制して制動する制動工程S3と、加振工程S1と制動工程S3の所定の区間に振動装置5に投入した投入エネルギー量を測定する投入エネルギー量測定工程S5と、該測定した投入エネルギー量により自動車車体21の動的な剛性を評価する評価工程S7とを備えたことを特徴とするものである。【選択図】 図1An object of the present invention is to provide a method for testing a dynamic rigidity of a vehicle body, which is correlated with the steering stability of the vehicle. Kind Code: A1 A dynamic rigidity test method for an automobile body according to the present invention includes a table with a slide mechanism capable of fixing an automobile body, a table with a slide mechanism vibrated in a horizontal acceleration direction in a predetermined acceleration pattern. A vibrating device 5 that suppresses and brakes vibrations outside the control of the slide mechanism-equipped table 3 using a vibration device 5 that vibrates the slide mechanism-equipped table 3 to which the vehicle body 21 is fixed, A braking step S3 in which the vibration of the table 3 with the slide mechanism due to the vibration of the vehicle body 21 outside the control is suppressed and braking is performed, and an amount of energy input to the vibration device 5 in a predetermined section between the vibration step S1 and the braking step S3 is measured. Input energy amount measuring step S5 and an evaluation step S7 for evaluating the dynamic rigidity of the vehicle body 21 based on the measured input energy amount. The is characterized in that it comprises. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、自動車車体の動的剛性試験方法に関し、特に、自動車車体の車体幅方向に振動を与えて動的な剛性を評価する自動車車体の動的剛性試験方法に関する。 The present invention relates to a method for testing dynamic rigidity of an automobile body, and more particularly, to a method for testing dynamic rigidity of an automobile body, in which dynamic rigidity is evaluated by applying vibration in the width direction of the automobile body.
従来、自動車車体の剛性は、特許文献1に記載されるように、自動車車体のフロント側又はリア側のいずれかにおける左右のダンパー取り付け位置を固定し、固定していない反対側の左右のサスペンション締結部にそれぞれアクチュエーターを接続し、左右のアクチュエーターを逆位相で動かして、前記自動車車体全体をねじり、一定荷重負荷時のねじれ角を測定するねじり剛性試験による評価が一般的に行われている。このようなねじり剛性試験で評価される剛性は静的な評価値であり、特許文献2に開示されているように、構造体としての自動車車体の剛性を評価するには有用であり、実車両の走行試験における左右振られ感の評価に適用されている。しかしながら、テストドライバーによる実車両の走行試験により評価される操舵の際の操縦安定性や乗り心地等といった官能評価値との相関性において十分であるとはいえない。 Conventionally, as described in Patent Document 1, the rigidity of the automobile body is fixed at the left and right damper mounting positions on either the front side or the rear side of the automobile body, and the left and right suspension fastenings on the opposite side are not fixed. In general, evaluation is performed by a torsional rigidity test in which actuators are connected to the respective parts, the left and right actuators are moved in opposite phases, the entire automobile body is twisted, and the torsion angle at a constant load is measured. The rigidity evaluated by such a torsional rigidity test is a static evaluation value, and as disclosed in Patent Document 2, it is useful for evaluating the rigidity of an automobile body as a structure. It is applied to the evaluation of the left and right shaking feeling in the running test. However, it cannot be said that the correlation with the sensory evaluation values such as the steering stability and the riding comfort at the time of the steering evaluated by the driving test of the actual vehicle by the test driver is not sufficient.
実車両の走行試験により評価される官能評価値は、タイヤやサスペンション等の足回りやシャシー構造の寄与が大きく、ボディー構造(車体骨格構造)の剛性のみで決定されるわけではない。しかしながら、自動車車体の剛性が十分ではない車両では、シャシー構造の調整のみで官能評価値を満足のいくものにすることはできない。 The sensory evaluation value evaluated by a running test of an actual vehicle is largely determined by the rigidity of the body structure (body frame structure), and the contribution of the undercarriage such as tires and suspensions and the chassis structure is large. However, in a vehicle in which the rigidity of the automobile body is not sufficient, the sensory evaluation value cannot be satisfied only by adjusting the chassis structure.
官能評価値に近い指標を、自動車車体を試験対象としたラボスケールでの剛性試験により得るためには、少なくとも負荷荷重の変動に対する自動車車体の動的な変形挙動を測定することが重要である。動的な変形挙動を測定するためには、例えば、前述のねじり剛性試験において負荷荷重を連続的に変化させることにより周期的なねじり変形を自動車車体に与え、その時のねじり角の変化や自動車車体各部の変形挙動を測定する手法が考えられる。このようなラボスケールでのねじり剛性試験で得られるデータは、タイヤとサスペンションを介して路面の段差により、車両上下方向に荷重が入力される場合における変形挙動に関して有用である。 In order to obtain an index close to a sensory evaluation value by a lab-scale rigidity test using an automobile body as a test object, it is important to measure at least the dynamic deformation behavior of the automobile body with respect to fluctuations in load. In order to measure the dynamic deformation behavior, for example, a cyclic torsional deformation is given to the vehicle body by continuously changing the load load in the above-described torsional rigidity test, and the change in the torsion angle at that time or the vehicle body A method for measuring the deformation behavior of each part is conceivable. Data obtained by such a torsional rigidity test on a lab scale is useful for deformation behavior when a load is input in the vertical direction of the vehicle due to a road step through a tire and a suspension.
コーナーリングや車線変更など車両の運動方向を回転変化させる場合、パワートレーンやシャシーが横方向(車体幅方向)の力を車体に伝達し、車両全体が運動方向を変えていく。車体剛性が高く、車両全体が剛体に近づくと車両はスムーズに運動方向を変えることができる。剛性の低い車体では、瞬間的な横方向の力により車体に弾性変形が発生し、車両全体の運動に時間遅れが生じる。ドライバーはこの時間遅れを感じると余分にステアリング操作を行いがちとなり、剛性の高い車体と比較して、大きな操舵角や操舵力が必要となる。
そのため、操縦安定性や乗り心地等といった官能評価値との相関性のある車体の剛性を評価するためには、上述の車体幅方向に荷重を作用させたときの車体の変形挙動を知ることが必要となる。
When the direction of vehicle movement is changed, such as cornering or lane change, the power train or chassis transmits lateral (vehicle width direction) force to the vehicle body, and the entire vehicle changes the direction of movement. The vehicle body has high rigidity, and when the entire vehicle approaches a rigid body, the vehicle can smoothly change the direction of motion. In a vehicle body with low rigidity, elastic deformation occurs in the vehicle body due to instantaneous lateral force, and a time delay occurs in the movement of the entire vehicle. When the driver feels this time delay, the driver tends to perform an extra steering operation, which requires a larger steering angle and steering force than a rigid vehicle body.
Therefore, in order to evaluate the rigidity of the vehicle body that is correlated with sensory evaluation values such as steering stability and riding comfort, it is necessary to know the deformation behavior of the vehicle body when a load is applied in the vehicle body width direction described above. Necessary.
車体幅方向に荷重を作用させたときの車体の変形挙動を知る方法として、例えば、特許文献3には、車体各部に荷重を入力して剛性を計測する技術が開示されている。この技術によれば、荷重を入力する部位及び方向を任意に設定することができる。 As a method for knowing the deformation behavior of the vehicle body when a load is applied in the vehicle body width direction, for example, Patent Document 3 discloses a technique for measuring rigidity by inputting a load to each part of the vehicle body. According to this technique, it is possible to arbitrarily set a portion and a direction for inputting a load.
特許文献1または特許文献2に開示された技術のように、従来一般に行われてきたねじり剛性試験では、構造体としての自動車車体の静的な剛性値を求めることはできるが、車体幅方向の荷重が作用したときの動的な剛性値を得ることはできず、操縦安定性や乗り心地など実走行時の官能評価項目との相関性は薄い。 As in the technique disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2, in a torsional rigidity test that has been generally performed in the past, a static rigidity value of an automobile body as a structure can be obtained. A dynamic stiffness value when a load is applied cannot be obtained, and the correlation with sensory evaluation items during actual driving such as steering stability and riding comfort is weak.
また、特許文献3に開示された技術は、車体幅方向も含めた剛性を評価するが、モーダル解析として実施されている強制振動を付与した車体の周波数応答や固有値解析を用い、30Hz以上の周波数領域を主体とした剛性試験であって、定常状態での振動挙動を解析するものである。そのため、車体振動やロードノイズに関連する車両性能の評価項目との相関性は強いが、操舵のような非定常状態である操縦安定性といった官能評価値に関与する動的な剛性評価には不十分である。 The technique disclosed in Patent Document 3 evaluates the rigidity including the vehicle body width direction. However, the frequency response of the vehicle body provided with the forced vibration and the eigenvalue analysis which are implemented as the modal analysis are used, and the frequency of 30 Hz or more is used. This is a region-based stiffness test that analyzes vibration behavior in a steady state. For this reason, there is a strong correlation with vehicle performance evaluation items related to vehicle vibration and road noise, but it is not suitable for dynamic stiffness evaluation related to sensory evaluation values such as steering stability in an unsteady state such as steering. It is enough.
本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、車両の操縦安定性と相関性がある自動車車体の動的な剛性を得る自動車車体の動的剛性試験方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for testing the dynamic rigidity of an automobile body that obtains the dynamic rigidity of the automobile body having a correlation with the steering stability of the vehicle. To do.
車両性能の中でも、操縦安定性はコーナーリングや車線変更時における車両の応答挙動と強い相関があると考えられ、車体幅方向に作用する荷重による非定常の過渡的(動的)な自動車車体の変形挙動に大きく左右される。特に、車線変更時の安定性の観点からは、コーナーリングや車線変更を終えた際の自動車車体に作用する荷重が消失した後、車体の変形が復元する過程における振動減衰挙動が重要である。 Among vehicle performance, steering stability is considered to have a strong correlation with vehicle response behavior during cornering and lane change. Unsteady transient (dynamic) vehicle body deformation due to load acting in the vehicle width direction It depends greatly on the behavior. In particular, from the viewpoint of stability at the time of lane change, vibration damping behavior in the process of restoring the deformation of the vehicle body after the load acting on the vehicle body when cornering or lane change is finished is important.
そこで発明者は、振動装置を用いて自動車車体の車体幅方向に振動を与えることで荷重を作用させ、該荷重により自動車車体に発生した車体変形における復元による振動減衰挙動から自動車車体の動的な剛性を評価することで、実車両の走行試験を行わずに操縦安定性といった官能評価の数値指標を得る方法について検討した。 Therefore, the inventor applies a load by applying vibration in the vehicle body width direction of the automobile body using the vibration device, and the dynamics of the automobile body from the vibration damping behavior due to the restoration in the vehicle body deformation generated in the automobile body by the load. We examined a method to obtain a numerical index for sensory evaluation such as steering stability without evaluating the actual vehicle by evaluating the rigidity.
具体的には、評価対象とする自動車車体を水平方向の1軸方向に運動可能な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振動させ一方向に運動させた後に制動するように制御された振動装置により、前記自動車車体の車体幅方向に荷重を作用させ、自動車車体変形の振動減衰挙動を直接的に測定する試験を行った。 Specifically, the vehicle body to be evaluated is fixed to a table with a slide mechanism that can move in one horizontal axis, and the table with the slide mechanism is vibrated and moved in one direction before being braked. A test was carried out to directly measure the vibration damping behavior of the deformation of the vehicle body by applying a load in the vehicle body width direction of the vehicle body by the vibration device made.
しかしながら、自動車車体のごとくスライド機構付きテーブルに対する重量比率が大きく、スライド機構付きテーブル位置から自動車車体の重心位置が高くてモーメントアームが長い場合、自動車車体を振動させた後に制動する過程において、自動車車体変形の振動の影響によりスライド機構付きテーブルに制御外の振動が発生することが判明した。すなわち、自動車車体を搭載しないスライド機構付きテーブルの制動に対して、自動車車体を搭載して固定したスライド機構付きテーブルが制動する際、自動車車体が弾性変形して復元する際に振動が発生する。この自動車車体による振動が制御外の振動である。
そして、このような制御外の振動が発生すると、自動車車体変形の振動減衰挙動と干渉してスライド機構付きテーブル自体の振動との分離が難しくなり、自動車車体変形の振動減衰挙動の測定結果に基づいて動的な剛性を正確に評価することは困難であった。
However, when the weight ratio of the table with the slide mechanism is large as in the case of an automobile body, the center of gravity of the automobile body is high from the position of the table with the slide mechanism and the moment arm is long, the automobile body in the process of braking after vibrating the automobile body It was found that out-of-control vibration was generated in the table with the slide mechanism due to the influence of deformation vibration. That is, when the table with the slide mechanism on which the automobile body is mounted is braked against the braking of the table with the slide mechanism on which the automobile body is not mounted, vibration is generated when the automobile body is elastically deformed and restored. This vibration caused by the automobile body is out of control.
When such out-of-control vibrations occur, it becomes difficult to separate the vibrations of the table with the slide mechanism itself by interfering with the vibration damping behaviors of the car body deformation, and based on the measurement results of the vibration damping behavior of the car body deformation. It is difficult to accurately evaluate the dynamic stiffness.
そこで、発明者は、上記のようなスライド機構付きテーブルの制御外の振動についてさらに精査し、自動車車体変形の振動の影響によりスライド機構付きテーブルが制御外の振動を起こすことを抑制するために、振動装置を駆動制御できることに着目した。
さらに、自動車車体の剛性が低いほど振動減衰の影響が大きくなり、スライド機構付きテーブルの制御外の振動を抑制するために振動装置に投入する投入エネルギー量が増加していているという知見を得た。すなわち、制御外の振動を抑制するために振動装置に投入する投入エネルギー量により自動車車体変形の振動減衰挙動を間接的に測定し、自動車車体の動的な剛性を評価可能なことを想到するに至ったわけである。
本発明は係る検討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。
Therefore, the inventor further scrutinizes the vibration outside the control of the table with the slide mechanism as described above, and in order to suppress the vibration of the table with the slide mechanism from causing the vibration outside the control due to the vibration of the automobile body deformation We paid attention to the ability to drive and control the vibration device.
Furthermore, the lower the rigidity of the car body, the greater the influence of vibration damping, and the knowledge that the amount of energy input to the vibration device is increasing to suppress vibration outside the control of the table with the slide mechanism has been obtained. . In other words, it is conceived that the dynamic rigidity of the car body can be evaluated by indirectly measuring the vibration damping behavior of the car body deformation by the amount of energy input to the vibration device in order to suppress the vibration outside the control. That is why.
The present invention has been made based on such studies, and specifically has the following configuration.
(1)本発明に係る自動車車体の動的剛性試験方法は、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所定の加速度パターンで水平1軸方向に振動させると共に前記スライド機構付きテーブルの制御外の振動を抑制して制動できる振動装置と、を用いたものであって、自動車車体を固定した前記スライド機構付きテーブルを所定の加速度パターンで振動させる加振工程と、その後、前記自動車車体の振動の影響により発生する前記スライド機構付きテーブルの制御外の振動を抑制して制動する制動工程と、前記加振工程から前記制動工程の間の所定の区間内において前記振動装置の駆動に投入した投入エネルギー量を測定する投入エネルギー量測定工程と、該投入エネルギー量測定工程で測定された投入エネルギー量により前記自動車車体の動的な剛性を評価する評価工程とを備えたことを特徴とするものである。 (1) A method for testing a dynamic rigidity of an automobile body according to the present invention includes a table with a slide mechanism that can fix an automobile body, and vibrates the table with a slide mechanism in a horizontal uniaxial direction with a predetermined acceleration pattern and the slide mechanism. A vibration device that can suppress and suppress vibration outside the control of the attached table, and the vibration step of vibrating the table with the slide mechanism to which the vehicle body is fixed in a predetermined acceleration pattern; A braking step for braking by suppressing vibration outside the control of the table with the slide mechanism, which is generated by the influence of vibration of the vehicle body, and the vibration device in a predetermined section between the vibration step and the braking step. An input energy amount measuring step for measuring the input energy amount input to the drive, and an investment measured in the input energy amount measuring step. It is characterized in that it comprises an evaluation step of evaluating the dynamic stiffness of the automobile body by the energy amount.
(2)上記(1)に記載のものにおいて、前記投入エネルギー量測定工程は、前記制動工程において前記振動装置を駆動するために投入した投入エネルギー量を測定することを特徴とするものである。 (2) In the device described in (1) above, the input energy amount measuring step measures the input energy amount input to drive the vibration device in the braking step.
(3)上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記振動装置は、動電式振動装置であり、前記投入エネルギー量測定工程は、前記動電式振動装置を駆動するために投入した投入電力量を前記投入エネルギー量として測定することを特徴とするものである。 (3) In the device described in (1) or (2) above, the vibration device is an electrodynamic vibration device, and the input energy amount measurement step is performed in order to drive the electrodynamic vibration device. The input power amount is measured as the input energy amount.
(4)上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記振動装置は、動電式振動装置であり、前記投入エネルギー量測定工程は、前記動電式振動装置を駆動するために投入する投入電力を制御する信号電圧又は信号電流の時間応答曲線を時間積分した値を、前記投入エネルギー量として測定することを特徴とするものである。 (4) In the device described in (1) or (2) above, the vibration device is an electrodynamic vibration device, and the input energy amount measuring step is performed to drive the electrodynamic vibration device. A value obtained by time-integrating a time response curve of a signal voltage or a signal current for controlling the input power to be measured is measured as the input energy amount.
(5)上記(1)乃至(4)のいずれかに記載のものにおいて、基準となる自動車車体について測定した投入エネルギー量を測定して基準投入エネルギー量を取得する基準投入エネルギー量取得工程を備え、前記評価工程は、前記基準投入エネルギー量と前記投入エネルギー量との相対比率により評価することを特徴とするものである。 (5) The apparatus according to any one of (1) to (4), further comprising a reference input energy amount acquisition step of acquiring a reference input energy amount by measuring an input energy amount measured for a reference automobile body. The evaluation step is characterized in that the evaluation is performed based on a relative ratio between the reference input energy amount and the input energy amount.
(6)上記(1)乃至(5)のいずれかに記載のものにおいて、前記評価工程は、前記制動工程において投入した投入エネルギー量を、前記加振工程の開始から前記制動工程の終了までに投入した投入エネルギー量を基準として規格化することを特徴とするものである。 (6) In the device according to any one of (1) to (5), the evaluation step calculates the input energy amount input in the braking step from the start of the vibration step to the end of the braking step. It is characterized by normalization based on the amount of energy input.
本発明においては、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所定の加速度パターンで水平1軸方向に振動させると共に前記スライド機構付きテーブルの制御外の振動を抑制して制動できる振動装置と、を用いたものであって、自動車車体を固定した前記スライド機構付きテーブルを所定の加速度パターンで振動させる加振工程と、その後、前記自動車車体の振動の影響により発生する前記スライド機構付きテーブルの制御外の振動を抑制して制動する制動工程と、前記加振工程から前記制動工程の間の所定の区間内において前記振動装置の駆動に投入した投入エネルギー量を測定する投入エネルギー量測定工程と、該投入エネルギー量測定工程で測定された投入エネルギーにより前記自動車車体の動的な剛性を評価する評価工程とを備えたことにより、自動車車体の車体幅方向に荷重を作用させたときの動的な剛性を評価することができ、実車両の走行試験を行うことなく操縦安定性に係る数値指標を得ることができる。 In the present invention, the table with the slide mechanism that can fix the automobile body, and the table with the slide mechanism are vibrated in a single horizontal axis direction with a predetermined acceleration pattern, and the vibration is controlled by suppressing the vibration outside the control of the table with the slide mechanism. A vibration device capable of vibrating the table with the slide mechanism, to which the vehicle body is fixed, with a predetermined acceleration pattern, and then the slide generated due to the influence of the vibration of the vehicle body An input energy for measuring an input energy input to drive the vibration device in a predetermined section between the excitation process and the braking process, and a braking process for suppressing the vibration outside the control of the table with the mechanism. The vehicle body by the amount measuring step and the input energy measured in the input energy amount measuring step It is possible to evaluate the dynamic rigidity when a load is applied in the vehicle body width direction of the automobile body, without performing a running test of an actual vehicle. A numerical index related to steering stability can be obtained.
本発明の実施の形態に係る自動車車体の動的剛性試験方法は、図2に示すような自動車車体の動的剛性試験装置1(以下、単に「動的剛性試験装置1」)を用いて行うものである。そこで、試験対象とする自動車車体21及び動的剛性試験装置1について説明する。 The vehicle body dynamic stiffness test method according to the embodiment of the present invention is performed using a vehicle body dynamic stiffness test apparatus 1 (hereinafter, simply “dynamic stiffness test apparatus 1”) as shown in FIG. Is. Therefore, the vehicle body 21 and the dynamic stiffness test apparatus 1 to be tested will be described.
<自動車車体>
本発明で試験対象とする自動車車体21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、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を有する。
<Auto body>
The automobile body 21 to be tested in the present invention is a so-called white body (body-in-white) that does not include chassis, suspension parts, drive system parts, interior parts, etc., and fastens the vehicle body floor and suspension. A suspension mount portion.
<動的剛性試験装置>
動的剛性試験装置1は、図3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を備えてなるものである。
<Dynamic stiffness testing device>
As shown in FIG. 3, the dynamic stiffness test apparatus 1 is configured to vibrate and brake the table 3 with a slide mechanism that can fix the automobile body 21 and the table 3 with the slide mechanism in a horizontal one-axis direction with a predetermined acceleration pattern. It is provided with the vibration device 5 that can be controlled in a simple manner.
スライド機構付きテーブル3は、自動車車体21を固定し、自動車車体21の車体幅方向に直線運動するものであり、例えば図3に示すように、自動車車体21を固定する振動テーブル7と、自動車車体21の車体幅方向に直線運動を可能とするリニアガイド9からなるものを用いることができる。
自動車車体21は、車体フロア部やサスペンションマウント部など、実車両での走行時において力の入力点となりうる部位でスライド機構付きテーブル3と固定する。もっとも、自動車車体21を固定する部位は、自動車車体21の特性を評価する内容や目的に応じて、車体フロア部やサスペンションマウント部などを中心に適宜選択してもよい。
The table 3 with a slide mechanism fixes the automobile body 21 and linearly moves in the body width direction of the automobile body 21. For example, as shown in FIG. 3, the vibration table 7 that fixes the automobile body 21, and the automobile body It is possible to use a linear guide 9 capable of linear motion in the vehicle body width direction 21.
The vehicle body 21 is fixed to the table 3 with the slide mechanism at a portion that can be an input point of force when traveling on an actual vehicle, such as a vehicle body floor portion or a suspension mount portion. However, the portion for fixing the vehicle body 21 may be appropriately selected mainly on the vehicle body floor portion, the suspension mount portion, and the like according to the content and purpose of evaluating the characteristics of the vehicle body 21.
振動装置5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を所定の加速度パターンで水平1軸方向に振動させて、自動車車体21の車体幅方向に荷重を作用させて弾性変形させるものであり、可動部11を介してスライド機構付きテーブル3と連結されている。 The vibration device 5 vibrates the table 3 with a slide mechanism to which the vehicle body 21 is fixed in a horizontal uniaxial direction with a predetermined acceleration pattern, and elastically deforms the vehicle body 21 by applying a load in the vehicle body width direction. The table is connected to the table 3 with the slide mechanism via the movable part 11.
振動装置5としては、図4に示す動電式振動装置13を用いるとよい。
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4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。
As the vibration device 5, an electrodynamic vibration device 13 shown in FIG. 4 may be used.
The electrodynamic vibration device 13 drives the drive coil in the operation direction shown in FIG. 4 by a force generated by applying a predetermined current to the drive coil in a magnetic field generated by the excitation coil.
When the electrodynamic vibration device 13 is used as the vibration device 5 shown in FIG. 2, the movable portion 11 having a drive coil is connected to the table 3 with the slide mechanism, thereby sliding along with the drive of the electrodynamic vibration device 13. The mechanism-equipped table 3 is vibrated.
動電式振動装置13は、目標とする加速度パターンで駆動させるために動電式振動装置13を駆動させる制御装置を備えている。当該制御装置としては、例えば、自動車車体21を固定したスライド機構付きテーブル3を周波数スイープやホワイトノイズなど複数周波数の加振を行って応答挙動を事前に測定し、スライド機構付きテーブル3を所定の加速度パターン又は変位パターンで加振及び制動させるために動電式振動装置13に投入する投入電力パターンを生成する機能を有するものを用いるとよい。
さらに、制御装置は、動電式振動装置13を駆動させるために投入した投入電力の実績データを出力する機能も備えていることが好ましい。
The electrodynamic vibration device 13 includes a control device that drives the electrodynamic vibration device 13 in order to drive it with a target acceleration pattern. As the control device, for example, the table 3 with a slide mechanism to which the vehicle body 21 is fixed is subjected to vibrations of multiple frequencies such as frequency sweep and white noise to measure response behavior in advance, and the table 3 with a slide mechanism is A device having a function of generating an input power pattern to be input to the electrodynamic vibration device 13 for exciting and braking with an acceleration pattern or a displacement pattern may be used.
Furthermore, it is preferable that the control device also has a function of outputting actual data of input power input to drive the electrodynamic vibration device 13.
<自動車車体の動的剛性試験方法>
次に、本発明の実施の形態に係る自動車車体の動的剛性試験方法(以下、単に「動的剛性試験方法」という)について、動的剛性試験装置1の動作とともに説明する。
<Dynamic rigidity test method for automobile bodies>
Next, a dynamic stiffness test method for an automobile body according to an embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to as “dynamic stiffness test method”) will be described together with the operation of the dynamic stiffness test apparatus 1.
本実施の形態に係る動的剛性試験方法は、図2に示す動的剛性試験装置1を用いたものであって、図1に示すように、自動車車体21を固定したスライド機構付きテーブル3を所定の加速度パターンで振動させる加振工程S1と、その後、自動車車体21の振動の影響により発生するスライド機構付きテーブル3の制御外の振動を抑制して制動する制動工程S3と、加振工程S1から制動工程S3の間の所定の区間内において振動装置5の駆動に投入した投入エネルギー量を測定する投入エネルギー量測定工程S5と、投入エネルギー量測定工程S5で測定された投入エネルギーにより自動車車体21の動的な剛性を評価する評価工程S7と、を備えたものである。 The dynamic stiffness test method according to the present embodiment uses the dynamic stiffness test apparatus 1 shown in FIG. 2, and as shown in FIG. 1, a table 3 with a slide mechanism to which an automobile body 21 is fixed. Excitation process S1 that vibrates with a predetermined acceleration pattern, and then braking process S3 that suppresses and suppresses vibration outside the control of the table 3 with the slide mechanism that is caused by the influence of the vibration of the automobile body 21, and the excitation process S1 To an input energy amount measuring step S5 for measuring the input energy amount input to drive the vibration device 5 in a predetermined section between the braking step S3 and the input energy measured in the input energy amount measuring step S5. And an evaluation step S7 for evaluating the dynamic rigidity.
<加振工程>
加振工程S1は、振動装置5を用いて自動車車体21を固定したスライド機構付きテーブル3を基準とする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、弾性変形が生じる。
<Excitation process>
The vibration process S <b> 1 is a process in which the vibration device 5 is used to vibrate with a constant acceleration pattern based on the table 3 with a slide mechanism to which the vehicle body 21 is fixed. In the vehicle body 21, the table 3 with a slide mechanism is used. Force is transmitted in the width direction of the vehicle body through the fixed portion, and elastic deformation occurs.
振動装置5によりスライド機構付きテーブル3を基準とする一定の加速度パターンで加振させる必要がある。そのためには、振動装置5を駆動するために投入する投入エネルギーのパターンを生成する必要がある。以下、動電式振動装置13によりシングルパルス波の加速度パターンでスライド機構付きテーブル3を加振させる場合を例として説明する(図5)。 The vibration device 5 needs to vibrate with a constant acceleration pattern based on the table 3 with the slide mechanism. For this purpose, it is necessary to generate a pattern of input energy that is input to drive the vibration device 5. Hereinafter, a case where the table 3 with a slide mechanism is vibrated with an acceleration pattern of a single pulse wave by the electrodynamic vibration device 13 will be described as an example (FIG. 5).
まず、自動車車体21を固定したスライド機構付きテーブル3の伝達関数(周波数毎の応答関数)を測定し(S11)、測定した伝達関数に基づいて、所定の加速度パターンで動電式振動装置13を駆動させるための制御定数を決定する(S13)。 First, the transfer function (response function for each frequency) of the table 3 with a slide mechanism to which the automobile body 21 is fixed is measured (S11), and the electrodynamic vibration device 13 is set with a predetermined acceleration pattern based on the measured transfer function. A control constant for driving is determined (S13).
次に、決定した制御定数を用い、加速度パターンで駆動させるために動電式振動装置13を駆動制御する制御プログラム(図6に例を示す投入電力パターン)を生成する(S15)。
上記のように決定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(S17)、シングルパルス波の基準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。
Next, using the determined control constant, a control program (input power pattern shown as an example in FIG. 6) for driving and controlling the electrodynamic vibration device 13 to drive with an acceleration pattern is generated (S15).
By driving the electrodynamic vibration device 13 with the control program determined as described above (S17), the table 3 with the slide mechanism can be vibrated with a constant acceleration pattern serving as a reference for the single pulse wave.
図6に、上記の手順で生成した投入電力パターンの一例を示す。
図6に示す投入電力パターンは、試験開始2.5秒後にパルス的に加速度を付与するものであるが、パルス的に加速度を付与する前にスライド機構付きテーブル3を予備加速する段階と、パルス的に加速度を付与した後にスライド機構付きテーブル3を振動させながら制動する振動抑制する段階があり、いずれの段階においても、動電式振動装置13に電力を投入して駆動させている。
FIG. 6 shows an example of the input power pattern generated by the above procedure.
The input power pattern shown in FIG. 6 gives acceleration in a pulse manner 2.5 seconds after the start of the test. Before the acceleration is given in a pulse manner, the table 3 with a slide mechanism is pre-accelerated, There is a step of suppressing vibrations by braking the table 3 with the slide mechanism after applying the acceleration, and in any step, the electrodynamic vibration device 13 is driven by supplying electric power.
図7に、図6に示す投入電力パターンで動電式振動装置13を駆動したときのスライド機構付きテーブル3の加速度の測定結果を示す。図7に示すように、スライド機構付きテーブル3は、予備加速された後、最大加速度6.0m/s2のハーフサイン形状のシングルパルスの加速度が付与されている。 FIG. 7 shows the measurement result of the acceleration of the table 3 with the slide mechanism when the electrodynamic vibration device 13 is driven with the input power pattern shown in FIG. As shown in FIG. 7, the table 3 with a slide mechanism is subjected to preliminary acceleration, and then a half-sine-shaped single pulse acceleration having a maximum acceleration of 6.0 m / s 2 is applied.
<制動工程>
制動工程S3は、加振工程S1の後、自動車車体21の振動の影響によりスライド機構付きテーブル3が制御外の振動を起こすことを抑制する工程である。
<Braking process>
The braking step S3 is a step of suppressing the uncontrolled vibration of the table 3 with the slide mechanism due to the influence of the vibration of the automobile body 21 after the vibration step S1.
図7に示すように加振工程S1においてスライド機構付きテーブル3にシングルパルスの加速度が付与された場合、制動工程S3においては、スライド機構付きテーブル3の振動と逆位相で制動するように動電式振動装置13に投入電力を投入し、スライド機構付きテーブル3の振動を抑制しつつ制動する。 As shown in FIG. 7, when a single pulse acceleration is applied to the table 3 with a slide mechanism in the vibration step S1, the electrodynamics is applied so as to brake in a phase opposite to the vibration of the table 3 with a slide mechanism in the braking step S3. Input power is input to the vibration device 13 and braking is performed while suppressing vibration of the table 3 with the slide mechanism.
ここで、スライド機構付きテーブル3を制動する過程においては、前述のとおり、スライド機構付きテーブル3に対する自動車車体21の重量比率が大きく、その重心位置が高くてモーメントアームが長いため、加振工程S1で生じた自動車車体21の弾性変形の復元による振動の影響でスライド機構付きテーブル3に制御外の振動が発生する。そして、このような制御外の振動が発生すると、自動車車体21の振動減衰挙動に干渉するため、図7に示すように、スライド機構付きテーブル3の振動パターンに乱れが生じる(2.7秒〜3.0秒)。 Here, in the process of braking the table 3 with the slide mechanism, as described above, the weight ratio of the automobile body 21 with respect to the table 3 with the slide mechanism is large, the position of the center of gravity is high, and the moment arm is long. Due to the influence of the vibration caused by the recovery of the elastic deformation of the automobile body 21 caused by the above, vibration outside the control occurs in the table 3 with the slide mechanism. When such out-of-control vibration occurs, it interferes with the vibration damping behavior of the automobile body 21, and as shown in FIG. 7, the vibration pattern of the table 3 with the slide mechanism is disturbed (2.7 seconds to 3.0 seconds). ).
そのため、制動工程S3においては、スライド機構付きテーブル3を制動させるために振動装置5に投入する投入エネルギーの他に、上記の制御外の振動を抑制するために振動装置5を駆動させる投入エネルギーがさらに印加されることで、スライド機構付きテーブル3の振動を抑制して十分に収束させる。 Therefore, in the braking step S3, in addition to the input energy that is input to the vibration device 5 to brake the table 3 with the slide mechanism, the input energy that drives the vibration device 5 to suppress the vibration outside the control described above is included. By further applying, the vibration of the table 3 with the slide mechanism is suppressed and sufficiently converged.
<投入エネルギー量測定工程>
投入エネルギー量測定工程S5は、加振工程S1から制動工程S3の間の所定の区間内において振動装置5に投入した投入エネルギー量を測定する工程である。
投入エネルギー量を測定する所定の区間とは、加振工程S1から制動工程S3の全ての区間又は一部の区間とし、一部の区間としては、例えば、制動工程S3でのスライド機構付きテーブル3の振動を抑制する区間、とすることができる(図6参照)。
<Input energy measurement process>
The input energy amount measuring step S5 is a step of measuring the input energy amount input to the vibration device 5 in a predetermined section between the vibration step S1 and the braking step S3.
The predetermined section for measuring the input energy amount is all or a part of the vibration process S1 to the braking process S3, and the partial section is, for example, the table 3 with the slide mechanism in the braking process S3. It can be set as the area which suppresses vibration of (refer FIG. 6).
また、制動工程S3における投入エネルギー量を測定する場合、制動工程S3の開始から任意の時間が経過するまでを所定の区間とすることができ、該所定の区間は、スライド機構付きテーブル3の振動挙動に応じて適宜設定すればよい。 Further, when measuring the input energy amount in the braking step S3, a predetermined interval can be set from the start of the braking step S3 until an arbitrary time elapses. The predetermined interval is the vibration of the table 3 with the slide mechanism. What is necessary is just to set suitably according to a behavior.
なお、振動装置5として動電式振動装置13を用いた場合、投入エネルギー量測定工程S5で測定する投入エネルギー量は、制動工程S3において動電式振動装置13を駆動させるために投入した投入電力を上記区間について時間積分して求めた投入電力量を測定すればよい。 When the electrodynamic vibration device 13 is used as the vibration device 5, the input energy amount measured in the input energy amount measurement step S5 is the input power input to drive the electrodynamic vibration device 13 in the braking step S3. It is only necessary to measure the input electric energy obtained by integrating the time with respect to the above interval.
また、動電式振動装置13に投入した投入電力を直接測定して時間積分したものに限らず、動電式振動装置13を駆動する投入電力を制御するための制御信号(信号電流又は信号電圧)の時間応答曲線を測定し、該制御信号の時間応答曲線における前記所定の区間について時間積分した値を投入エネルギー量として測定するものであってもよい。これにより、動電式振動装置13の駆動に大電力を用いるために投入電力の直接測定が困難な場合であっても、投入エネルギー量の測定が容易となる。 Further, the control signal (signal current or signal voltage) for controlling the input power for driving the electrodynamic vibration device 13 is not limited to that obtained by directly measuring the input power input to the electrodynamic vibration device 13 and integrating the time. ) Is measured, and a value obtained by time integration of the predetermined section in the time response curve of the control signal is measured as the input energy amount. Thereby, even if it is difficult to directly measure the input power because a large amount of power is used to drive the electrodynamic vibration device 13, the input energy amount can be easily measured.
<評価工程>
評価工程S7は、投入エネルギー量測定工程S5で測定された投入エネルギー量により自動車車体21の動的な剛性を評価する工程であり、前記測定された投入エネルギー量が大きい場合、自動車車体21の剛性は低いと評価し、また、前記測定された投入エネルギー量が小さい場合、自動車車体21の剛性は高いと評価する。
<Evaluation process>
The evaluation step S7 is a step of evaluating the dynamic rigidity of the vehicle body 21 based on the input energy amount measured in the input energy amount measurement step S5. When the measured input energy amount is large, the rigidity of the vehicle body 21 is evaluated. If the measured input energy amount is small, it is evaluated that the rigidity of the automobile body 21 is high.
ここで、測定された投入エネルギー量として制動工程S3において投入された投入エネルギー量を用いることで、自動車車体21の振動減衰挙動により発生した制御外の振動の影響をより正確に考慮することができるため、自動車車体21の動的な剛性を精度良く評価することができて好ましい。 Here, by using the input energy amount input in the braking step S3 as the measured input energy amount, it is possible to more accurately consider the influence of vibration outside the control caused by the vibration damping behavior of the automobile body 21. Therefore, it is preferable because the dynamic rigidity of the automobile body 21 can be accurately evaluated.
さらに、評価工程S7は、制動工程S3で投入した投入エネルギー量を、加振工程S1の開始から制動工程S3の終了までに投入した投入エネルギー量で規格化し、これらの比率で表わすことにより、例えば、重量の異なる自動車車体の動的な剛性を直接比較することができる。 Further, in the evaluation step S7, the input energy amount input in the braking step S3 is normalized by the input energy amount input from the start of the vibration step S1 to the end of the braking step S3, and expressed by these ratios, for example, The dynamic rigidity of automobile bodies with different weights can be directly compared.
以上、本実施の形態に係る自動車車体の動的剛性試験方法は、上記の各工程を備えることで、実車両の走行試験を行うことなく操縦安定性や乗り心地などの官能評価の指標となる動的な剛性の物理的な数値指標を得ることができる。さらに、車体骨格の設計段階であっても、自動車車体に要求される性能の基準や目標が明確となり、車両性能の作り込みが容易となる。 As described above, the vehicle body dynamic stiffness test method according to the present embodiment includes the above-described steps, and can be used as an index for sensory evaluation such as steering stability and riding comfort without performing a running test of an actual vehicle. A physical numerical index of dynamic stiffness can be obtained. Furthermore, even at the vehicle body skeleton design stage, the performance standards and targets required for the automobile body are clarified, making it easy to build vehicle performance.
なお、本実施の形態に係る自動車車体の動的剛性試験方法は、以下に示す基準投入エネルギー量取得工程S9(図1参照)をさらに備えたものであってもよい。 The vehicle body dynamic stiffness test method according to the present embodiment may further include a reference input energy amount acquisition step S9 (see FIG. 1) described below.
<基準投入エネルギー量取得工程>
基準投入エネルギー量取得工程S9は、動的な剛性評価の基準とする基準自動車車体について、前述の自動車車体21と同様に加振工程S1及び制動工程S3を行い、加振工程S1から制動工程S3の間の所定の区間内において振動装置5の駆動に投入した投入エネルギー量を基準投入エネルギー量として測定する工程である。
<Standard input energy acquisition process>
In the reference input energy amount acquisition step S9, the excitation step S1 and the braking step S3 are performed on the reference automobile body used as a reference for dynamic rigidity evaluation in the same manner as the above-described automobile body 21, and the excitation step S1 to the braking step S3 are performed. This is a step of measuring, as a reference input energy amount, an input energy amount input to drive the vibration device 5 within a predetermined interval.
この場合、評価工程S7においては、基準自動車車体について基準投入エネルギー量取得工程S9で取得した基準投入エネルギー量と、自動車車体21について投入エネルギー量測定工程S5で測定した投入エネルギー量との相対比率により自動車車体21の動的な剛性を評価する。
このように、基準投入エネルギー量と投入エネルギー量との相対比率を求めることで、例えば自動車車体21に補剛部品を取り付けたことによる剛性向上の効果や異なる自動車車体の剛性を一定の基準の元で比較することができ、より好ましい。
In this case, in the evaluation step S7, based on the relative ratio between the reference input energy amount acquired in the reference input energy amount acquisition step S9 for the reference automobile body and the input energy amount measured in the input energy amount measurement step S5 for the automobile body 21. The dynamic rigidity of the automobile body 21 is evaluated.
Thus, by obtaining the relative ratio between the reference input energy amount and the input energy amount, for example, the effect of improving the rigidity by attaching the stiffening parts to the automobile body 21 and the rigidity of different automobile bodies based on a certain reference Can be compared with each other.
また、上記の説明では、振動装置5として動電式振動装置13を用いた例を示しているが、振動装置5は、所定の加速度パターンでスライド機構付きテーブル3を振動及び制動できるものであれば、動電式振動装置13に限るものではなく、油圧式やモーター式などの駆動方式を備えた装置を用いることができ、振動周波数、荷重、ストロークなどの諸元が試験条件を満足していれば特別な制限はない。 In the above description, an example in which the electrodynamic vibration device 13 is used as the vibration device 5 is shown. However, the vibration device 5 is capable of vibrating and braking the table 3 with the slide mechanism with a predetermined acceleration pattern. For example, not only the electrodynamic vibration device 13 but also a device having a drive system such as a hydraulic type or a motor type can be used, and specifications such as vibration frequency, load, and stroke satisfy the test conditions. There are no special restrictions.
例えば、油圧式の振動装置を用いた場合、サーボバルブを用いて所定の加速度パターン又は変位パターンで振動する制御機能と、該振動装置の駆動に投入した投入エネルギーの実績データとして油圧やサーボバルブの開閉などのデータを出力する機能を有するものであればよい。この場合、油圧式の振動装置の油圧を測定しなくても所定の加速度パターンを制御するためのサーボバルブの開閉の制御データにより、投入エネルギー量を推定することができる。 For example, when a hydraulic vibration device is used, the control function that vibrates with a predetermined acceleration pattern or displacement pattern using a servo valve, and the actual data of the input energy input to drive the vibration device is used as the actual data of the hydraulic pressure and the servo valve. Any device having a function of outputting data such as opening and closing may be used. In this case, the input energy amount can be estimated from the control data for opening and closing the servo valve for controlling a predetermined acceleration pattern without measuring the hydraulic pressure of the hydraulic vibration device.
また、モーター式の振動装置を用いる場合には、例えばパルスモーターにより所定の加速度パターン又は変位パターンで振動させる制御機能と、パルスモーターを駆動させるために投入した投入電力を実績データとして出力する機能を有するものであればよい。この場合、モーターを駆動するために投入した電力から求めた投入電力量を投入エネルギー量として測定することができる。 In addition, when using a motor-type vibration device, for example, a control function that vibrates with a predetermined acceleration pattern or displacement pattern by a pulse motor, and a function that outputs input power input to drive the pulse motor as performance data. What is necessary is just to have. In this case, the input power amount obtained from the power input to drive the motor can be measured as the input energy amount.
さらに、動的剛性試験装置1は、上記の構成以外に、必要に応じてスライド機構付きテーブル3の動作を検出する加速度計や変位計を設置したものであってもよい。 Furthermore, the dynamic stiffness test apparatus 1 may be provided with an accelerometer or a displacement meter that detects the operation of the table 3 with a slide mechanism as necessary, in addition to the above configuration.
<実車両走行試験による官能評価との関係>
本実施の形態に係る自動車車体の動的剛性試験方法により、操縦安定性や乗り心地などの官能評価と相関のある物理的な数値指標を得ることができる理由を、以下に説明する。
<Relationship with sensory evaluation by actual vehicle running test>
The reason why a physical numerical index having a correlation with sensory evaluation such as steering stability and riding comfort can be obtained by the method for testing dynamic rigidity of an automobile body according to the present embodiment will be described below.
実車両の走行試験において車両が決められた経路を走行する時、ドライバーの制御でタイヤを含むシャシーが走行経路をたどり、シャシーに固定されたボディーはシャシーとの結合点から前後左右さまざまな方向の力が伝達される。
動的剛性試験装置1において自動車車体21は、車体フロア部やサスペンションマウント部など、実車両の走行時において力の入力点となりうる位置でスライド機構付きテーブル3と固定されているため、スライド機構付きテーブル3は、車両走行時に車両の運動方向や速度の変化を車体骨格に伝えるシャシーを模擬するものと考えることができる。
When the vehicle travels on a route determined in a running test of an actual vehicle, the chassis including the tire follows the travel route under the control of the driver, and the body fixed to the chassis moves in various directions from front to rear, left and right from the connection point with the chassis. Power is transmitted.
In the dynamic stiffness test apparatus 1, the automobile body 21 is fixed to the table 3 with a slide mechanism at a position such as a vehicle body floor portion or a suspension mount portion that can serve as a force input point when the actual vehicle travels. Table 3 can be thought of as simulating a chassis that conveys changes in the direction and speed of movement of the vehicle to the vehicle body skeleton during vehicle travel.
そして、走行試験は決められた走行経路を走行し、操縦安定性や乗り心地などを官能評価するものであり、同一プラットフォームでのボディーの影響評価が目的の場合、シャシーからボディーに伝達する入力荷重とその方向はほぼ同一と想定され、同一の入力荷重とその方向を受けた際のボディーの応答挙動・特性の相違が官能評価の評価指標となる。 The driving test is a sensory evaluation of driving stability, riding comfort, etc., traveling along a predetermined driving route. If the purpose is to evaluate the influence of the body on the same platform, the input load transmitted from the chassis to the body. It is assumed that the directions are almost the same, and the difference in response behavior and characteristics of the body when receiving the same input load and the direction is an evaluation index for sensory evaluation.
走行試験としてダブルレーンチェンジなど、所定の走行経路を逸脱することなく通過可能か否かで評価する場合、ドライバーのステアリング操作はボディー特性を含む車両挙動により大きく変化し、官能評価としての操縦安定性も変化する。特に、限界値近傍条件での走行時は、ボディーに作用する慣性力や応答遅れにより所定の走行経路を逸脱する方向に横方向応力が発生し、車両挙動の乱れを生じやすい。ドライバーはこの車両挙動の乱れを知覚し、追加のステアリング操作(修正操舵)によりコース逸脱を回避する。同一の走行条件では、追加のステアリング操作が少ない車両ほど操縦安定性は良好と判断できる。 When evaluating whether a vehicle can pass without departing from a predetermined driving route such as a double lane change as a driving test, the driver's steering operation varies greatly depending on the vehicle behavior including body characteristics, and steering stability as a sensory evaluation Also changes. In particular, when traveling under conditions near the limit value, lateral stress is generated in a direction deviating from a predetermined traveling path due to inertial force acting on the body or a response delay, and the vehicle behavior is likely to be disturbed. The driver perceives the disturbance of the vehicle behavior and avoids deviation from the course by an additional steering operation (correction steering). Under the same driving conditions, it can be determined that the vehicle with fewer additional steering operations has better steering stability.
ここで、走行試験における追加のステアリング操作は、本実施の形態に係る自動車車体の動的剛性試験方法において、図2に示すスライド機構付きテーブル3の制御外の振動を抑制するために振動装置5に投入される投入エネルギー量に相当すると考えられる。
すなわち、目的とするパルス状の加速度波形を入力して自動車車体が弾性変形した後、該弾性変形が復元することで発生する振動の影響によりスライド機構付きテーブル3に起こる制御外の振動が、走行試験におけるコース逸脱方向の作用力に相当し、スライド機構付きテーブル3の制御外の振動を抑制するために振動装置5に投入される投入エネルギーが走行試験における追加のステアリング操作に相当すると考えられる。
Here, the additional steering operation in the running test is performed by the vibration device 5 in order to suppress the vibration outside the control of the table 3 with the slide mechanism shown in FIG. 2 in the method for testing the dynamic rigidity of the automobile body according to the present embodiment. It is considered that it corresponds to the amount of energy input to.
That is, after the target pulse-like acceleration waveform is input and the automobile body is elastically deformed, the vibration outside the control that occurs in the table 3 with the slide mechanism due to the influence of the vibration generated by restoring the elastic deformation It corresponds to the acting force in the course deviation direction in the test, and it is considered that the input energy input to the vibration device 5 to suppress the vibration outside the control of the table 3 with the slide mechanism corresponds to the additional steering operation in the running test.
ここで、自動車車体の剛性が低いほど、パルス的な加速度の入力による弾性変形が大きくなることから、該弾性変形が復元することで発生する振動の影響によるスライド機構付きテーブル3の制御外の振動も大きくなり、制御外の振動を抑制するために振動装置5に投入された投入エネルギー量が増加する。よって、制御外の振動を抑制するために投入された投入エネルギー量を評価指標とすることで、実車両の操縦安定性に関わる自動車車体の特性である動的な剛性を評価することが可能となる。 Here, the lower the rigidity of the automobile body, the larger the elastic deformation due to the input of pulse-like acceleration. Therefore, vibration outside the control of the table 3 with the slide mechanism due to the influence of vibration generated by restoring the elastic deformation. And the amount of energy input to the vibration device 5 to suppress vibrations outside the control increases. Therefore, it is possible to evaluate the dynamic rigidity, which is a characteristic of the automobile body related to the steering stability of an actual vehicle, by using the amount of energy input to suppress vibration outside the control as an evaluation index. Become.
本発明に係る自動車車体の動的剛性試験方法の作用効果について確認するための具体的な実験を行ったので、以下、これについて説明する。 A specific experiment for confirming the function and effect of the method for testing the dynamic rigidity of an automobile body according to the present invention was performed, and this will be described below.
本実施例では、図1に示す動的剛性試験装置1を用い、振動装置5として動電式振動装置13により自動車車体21の車体幅方向に運動させ、スライド機構付きテーブル3の駆動制御に投入した投入電力量により自動車車体21の動的な剛性を評価した。 In this embodiment, the dynamic stiffness test apparatus 1 shown in FIG. 1 is used, and the electromotive vibration device 13 is used as the vibration device 5 to move in the vehicle body width direction of the automobile body 21 and is input to drive control of the table 3 with the slide mechanism. The dynamic rigidity of the automobile body 21 was evaluated based on the input power amount.
本実施例の動的剛性試験に供した自動車車体21は、市販小型車の車体骨格(ドア類・フード・フェンダーなし、バンパーリンフォース、フロントガラス装着、質量240kg)とした。また、自動車車体21を固定する固定治具を含む振動テーブル7と動電式振動装置13の可動部11の合計質量は320kgであった。 The car body 21 subjected to the dynamic rigidity test of this example was a car body skeleton of a commercially available small car (no doors / hood / fender, bumper reinforcement, windshield mounted, mass 240 kg). The total mass of the vibration table 7 including the fixing jig for fixing the automobile body 21 and the movable portion 11 of the electrodynamic vibration device 13 was 320 kg.
動的剛性試験において、目標とする加速度パターンは、最大加速度6.0m/s2、作用時間50msのハーフサイン形状のシングルパルス波とした。
ここで、振動装置5としては動電式振動装置13(図4参照)を用い、目標とする加速度パターンとなるように動電式振動装置13を駆動させる投入電力パターンは、自動車車体21を固定したスライド機構付きテーブル3を駆動させたときの加速度周波数応答挙動を予め測定することにより決定した。
In the dynamic stiffness test, the target acceleration pattern was a single pulse wave with a half-sine shape with a maximum acceleration of 6.0 m / s 2 and an action time of 50 ms.
Here, as the vibration device 5, the electrodynamic vibration device 13 (see FIG. 4) is used, and an input power pattern for driving the electrodynamic vibration device 13 so as to obtain a target acceleration pattern fixes the vehicle body 21. The acceleration frequency response behavior when the table 3 with the slide mechanism was driven was determined in advance.
さらに、図8に示すように、自動車車体21のリア側にボルトオンタイプの2種類の補剛部品A及び/又は補剛部品Bを装着した場合についても同様に剛性試験を行った。これらの補剛部品を装着して自動車車体21の状態を変更した場合についても、自動車車体21のみで決定した投入電力パターンを変更せずに動電式振動装置13に入力して試験を行った。なお、本実施例で用いた補剛部品A及び補剛部品Bは、自動車車体21のリア側を補剛するものであり、実車両の走行試験による官能評価において操縦安定性の向上が実証されたものである。 Further, as shown in FIG. 8, the same rigidity test was performed when two types of bolt-on type stiffening parts A and / or stiffening parts B were mounted on the rear side of the automobile body 21. Even when these stiffening parts are mounted and the state of the vehicle body 21 is changed, the input power pattern determined only by the vehicle body 21 is input to the electrodynamic vibration device 13 without being changed and tested. . The stiffening part A and the stiffening part B used in the present embodiment stiffen the rear side of the automobile body 21, and it has been demonstrated that the steering stability is improved in a sensory evaluation by a running test of an actual vehicle. It is a thing.
図9に、補剛部品A及び補剛部品Bのいずれも装着していない自動車車体21を用いた場合のスライド機構付きテーブル3の加速度と変位の測定結果と、目標とする加速度パターンを示す。
測定開始から1.0秒の経過後、動電式振動装置13に電力が投入されてスライド機構付きテーブル3の予備加速が開始し、1.5秒を中心とする0.05秒の間に目標とするパルス状の加速度(最大加速度6.0m/s2)が発生している。そして、パルス状の加速度が入力した後、スライド機構付きテーブル3の振動は0.5秒程度(1.5秒〜2.0秒)で急激に減衰・収束している。ここで、スライド機構付きテーブル3の加速度波形は概ね投入電力パターンと逆位相であるものの、自動車車体21の振動の影響によりスライド機構付きテーブル3に制御外の振動が起こり、加速度波形に乱れが生じていることがわかる。
FIG. 9 shows measurement results of acceleration and displacement of the table 3 with the slide mechanism and a target acceleration pattern when the vehicle body 21 to which neither the stiffening component A nor the stiffening component B is mounted is used.
After 1.0 second has elapsed from the start of measurement, power is supplied to the electrodynamic vibration device 13 to start preliminary acceleration of the table 3 with the slide mechanism. Acceleration (maximum acceleration 6.0m / s 2 ) is occurring. After the pulse-like acceleration is input, the vibration of the table 3 with the slide mechanism is rapidly attenuated and converged in about 0.5 seconds (1.5 seconds to 2.0 seconds). Here, although the acceleration waveform of the table 3 with the slide mechanism is substantially in the opposite phase to the input power pattern, the table 3 with the slide mechanism is subjected to vibration outside the control due to the influence of the vibration of the automobile body 21, and the acceleration waveform is disturbed. You can see that
図10に、動電式振動装置13に投入した投入電力の測定結果を示す。測定開始1.0秒後から予備加速のために電力が投入されて、1.5秒後に投入電力はピークを迎え、その後、2.0秒付近までスライド機構付きテーブル3を制動させるために電力が投入されて、振動を抑制している。 FIG. 10 shows the measurement result of the input power supplied to the electrodynamic vibration device 13. Electric power was turned on for preliminary acceleration 1.0 seconds after the start of measurement, and the electric power reached its peak 1.5 seconds later. Then, power was turned on to brake the table 3 with the slide mechanism until about 2.0 seconds, and vibration occurred. Is suppressed.
次に、自動車車体21に補剛部品を装着して同様の試験を行い、加速度がピークとなる1.5秒を中心とする1.0秒の間に動電式振動装置13に投入した投入電力量を測定した。 Next, the same test is carried out by mounting a stiffening part on the car body 21, and the amount of power input to the electrodynamic vibration device 13 is measured for 1.0 seconds centering on 1.5 seconds at which acceleration reaches a peak. did.
図11に、補剛部品を適用した自動車車体21における投入電力量を、補剛部品を適用していない自動車車体21を基準自動車車体として求めた基準投入電力量を基準として規格化した投入電力量比率の結果を示す。
図11において、基準は、補剛部品A及び補剛部品Bのいずれも装着していない基準自動車車体の場合、補剛Aは、補剛部品Aのみを装着した場合、補剛A+Bは、補剛部品Aと補剛部品Bの双方を装着した場合である。
In FIG. 11, the input power amount in the vehicle body 21 to which the stiffening part is applied is normalized based on the reference input power amount obtained by using the vehicle body 21 to which the stiffening part is not applied as the reference vehicle body. The result of the ratio is shown.
In FIG. 11, the reference is a standard automobile body that is not equipped with either the stiffening part A or the stiffening part B, the stiffening A is the stiffening part A, and the stiffening A + B is the stiffening part. This is a case where both the rigid part A and the stiffening part B are mounted.
図11より、投入電力量は、基準、補剛A、補剛A+Bの順に低下していることがわかる。これは、補剛部品を適用することによりスライド機構付きテーブル3に生じる制御外の振動を抑制するために投入された投入電力量が低下したためであると考えられる。 From FIG. 11, it can be seen that the input power amount decreases in the order of reference, stiffening A, and stiffening A + B. This is considered to be because the amount of input electric power that was input in order to suppress the vibration outside the control that occurs in the table 3 with the slide mechanism by applying the stiffening component decreased.
本実施例で使用した2種類の補剛部品A及びBは、実車走行試験で操縦安定性への効果が検証されているものであり、操縦安定性は、補剛部品A及び補剛部品B、補剛部品Aのみ、補剛部品なしの順で高い評価であった。よって、上記の評価結果は、本実施例で得られた投入電力量の結果との相関性が示された。
以上、本発明に係る動的剛性試験方法により自動車車体の動的剛性を評価することで、実車両の走行時の操縦安定性に関わる性能をラボ試験で評価できることが実証された。
The two types of stiffening parts A and B used in the present embodiment have been verified for the effect on steering stability in an actual vehicle running test. The steering stability is determined by stiffening part A and stiffening part B. Only the stiffening part A was highly evaluated in the order of no stiffening part. Therefore, the above evaluation result showed a correlation with the result of the input power amount obtained in this example.
As described above, it has been proved that by evaluating the dynamic stiffness of the automobile body by the dynamic stiffness test method according to the present invention, the performance related to the steering stability during running of the actual vehicle can be evaluated by the laboratory test.
1 動的剛性試験装置
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dynamic rigidity test apparatus 3 Table with slide mechanism 5 Vibration apparatus 7 Vibration table 9 Linear guide 11 Movable part 13 Electrodynamic vibration apparatus 21 Automobile body
Claims (6)
自動車車体を固定した前記スライド機構付きテーブルを所定の加速度パターンで振動させる加振工程と、その後、前記自動車車体の振動の影響により発生する前記スライド機構付きテーブルの制御外の振動を抑制して制動する制動工程と、前記加振工程から前記制動工程の間の所定の区間内において前記振動装置の駆動に投入した投入エネルギー量を測定する投入エネルギー量測定工程と、該投入エネルギー量測定工程で測定された投入エネルギー量により前記自動車車体の動的な剛性を評価する評価工程とを備えたことを特徴とする自動車車体の動的剛性試験方法。 A table with a slide mechanism capable of fixing an automobile body, a vibration device capable of vibrating the table with a slide mechanism in a horizontal one-axis direction with a predetermined acceleration pattern and suppressing vibration outside the control of the table with the slide mechanism; A vehicle body dynamic stiffness test method using
A vibration step of vibrating the table with the slide mechanism to which the vehicle body is fixed with a predetermined acceleration pattern, and then braking by suppressing vibration outside the control of the table with the slide mechanism, which is caused by the vibration of the vehicle body. A braking step for measuring, an input energy amount measuring step for measuring an input energy amount input to drive the vibration device within a predetermined section between the vibration step and the braking step, and a measurement by the input energy amount measuring step And a dynamic rigidity test method for an automobile body, comprising: an evaluation step for evaluating the dynamic rigidity of the automobile body based on the amount of input energy.
前記評価工程は、前記基準投入エネルギー量と前記投入エネルギー量との相対比率により評価することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の自動車車体の動的剛性試験方法。 It has a reference input energy amount acquisition step of measuring a reference input energy amount by measuring an input energy amount measured for a standard automobile body,
5. The method for testing a dynamic rigidity of an automobile body according to claim 1, wherein the evaluation step performs evaluation based on a relative ratio between the reference input energy amount and the input energy amount.
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