JP4830977B2

JP4830977B2 - Suspension design support device and suspension design method

Info

Publication number: JP4830977B2
Application number: JP2007144223A
Authority: JP
Inventors: 浩貴川野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-05-30
Filing date: 2007-05-30
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2027-05-30
Also published as: JP2008296714A

Description

本発明は、車両のサスペンションを設計する際に用いるサスペンション設計支援装置およびサスペンション設計方法に関する。 The present invention relates to a suspension design support apparatus and a suspension design method used when designing a suspension of a vehicle.

従来より、車両のサスペンションにおける部品を有限要素法などを用いてシミュレーションすることにより設計する技術が知られている。たとえば、特許文献１には、高い安全性を確保しながら軽量化を図ることができる自動車用サスペンション部品の設計方法が開示されている。
特開２００５−１４７４４号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, a technology for designing parts in a vehicle suspension by simulating using a finite element method or the like is known. For example, Patent Document 1 discloses a method for designing a suspension component for an automobile that can achieve weight reduction while ensuring high safety.
JP-A-2005-14744

しかしながら、特許文献１のようにサスペンションの部品ごとに所望の特性となるように設計する技術はあるが、サスペンション全体として要求された特性を実現するように、ベアリング剛性やコイルスプリングのばね定数などのサスペンションにおけるパラメータを設定することは困難であった。 However, as disclosed in Patent Document 1, there is a technique for designing each suspension component to have a desired characteristic. However, in order to realize the characteristics required for the entire suspension, the bearing rigidity, the spring constant of the coil spring, etc. It was difficult to set parameters for the suspension.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、好適にサスペンションにおけるパラメータを設定してサスペンションモデルを構築できる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique capable of constructing a suspension model by suitably setting parameters in the suspension.

上記課題を解決するために、本発明のある態様のサスペンション設計支援装置は、記憶部に格納されたサスペンションモデルに対して所定のパラメータを規定することにより、所定のサスペンション特性を有するサスペンションモデルを構築するサスペンション設計支援装置であって、サスペンションモデルにおけるベアリング剛性を調整することにより、トー剛性およびキャンバ変化が所定の特性となるよう演算するベアリング剛性演算部と、ベアリング剛性演算部による演算の後に、サスペンションモデルにおける車軸の方向を調整することにより、イニシャルトーおよびイニシャルキャンバが所定の特性となるよう演算する車軸方向演算部と、を備える。 In order to solve the above problems, a suspension design support apparatus according to an aspect of the present invention constructs a suspension model having predetermined suspension characteristics by defining predetermined parameters for the suspension model stored in the storage unit. A suspension design support device that adjusts the bearing stiffness in the suspension model to calculate the toe stiffness and the camber change to have predetermined characteristics, and after the computation by the bearing stiffness computation unit, the suspension An axle direction calculation unit that calculates the initial toe and the initial camber to have predetermined characteristics by adjusting the direction of the axle in the model.

この態様によると、イニシャルトーおよびイニシャルキャンバに影響を与えるベアリング剛性を先に決めておき、その後にイニシャルトーおよびイニシャルキャンバを規定する車軸の方向を決めるため、演算のやり直しが起こらず、サスペンションモデルにおけるパラメータをスムーズに設定することができる。その結果、効率的にサスペンションモデルが構築でき、サスペンション設計の効率を向上できる。 According to this aspect, the bearing rigidity that affects the initial toe and the initial camber is determined in advance, and then the direction of the axle that defines the initial toe and the initial camber is determined. Parameters can be set smoothly. As a result, a suspension model can be efficiently constructed, and the efficiency of suspension design can be improved.

車軸方向演算部による演算の前に、サスペンションモデルにおけるコイルスプリングのばね定数を調整することによりホイールレートが所定の特性となるよう演算するとともに、コイルスプリングの取付長さを調整することにより接地荷重が所定の特性となるよう演算するコイルスプリング特性演算部をさらに備えてもよい。コイルスプリングのばね定数および取付長さは、イニシャルトーおよびイニシャルキャンバに影響を与える。従って、車軸方向演算部による演算よりも先に、コイルスプリングのばね定数および取付長さを定めることにより、パラメータをスムーズに設定できる。 Before the calculation by the axle direction calculation unit, the spring rate of the coil spring in the suspension model is adjusted so that the wheel rate has a predetermined characteristic, and the ground load is adjusted by adjusting the installation length of the coil spring. You may further provide the coil spring characteristic calculating part which calculates so that it may become a predetermined characteristic. The spring constant and the mounting length of the coil spring affect the initial toe and the initial camber. Therefore, the parameters can be set smoothly by determining the spring constant and the mounting length of the coil spring prior to the calculation by the axle direction calculation unit.

コイルスプリング特性演算部による演算の後に、サスペンションモデルにおけるスタビライザのばね定数を調整することにより、ロール剛性が所定の特性となるよう演算するスタビライザ特性演算部をさらに備えてもよい。コイルスプリングの特性は、ロール剛性に影響を与える。従って、コイルスプリング特性演算部による演算の後に、ロール剛性を規定するスタビライザのばね定数を定めることにより、パラメータをスムーズに設定できる。 After the calculation by the coil spring characteristic calculation unit, a stabilizer characteristic calculation unit that calculates the roll rigidity to have a predetermined characteristic by adjusting the spring constant of the stabilizer in the suspension model may be further provided. The characteristics of the coil spring affect the roll rigidity. Accordingly, the parameters can be set smoothly by determining the spring constant of the stabilizer that defines the roll rigidity after the calculation by the coil spring characteristic calculation unit.

本発明の別の態様は、サスペンション設計方法である。この方法は、記憶部に格納されたサスペンションモデルに対して所定のパラメータを規定することにより、所定のサスペンション特性を有するサスペンションモデルを構築するサスペンション設計方法であって、サスペンションモデルにおけるベアリング剛性を調整することにより、トー剛性およびキャンバ変化が所定の特性となるよう演算する第１ステップと、第１ステップの後に、サスペンションモデルにおける車軸の方向を調整することにより、イニシャルトーおよびイニシャルキャンバが所定の特性となるよう演算する第２ステップと、を備える。 Another aspect of the present invention is a suspension design method. This method is a suspension design method for constructing a suspension model having a predetermined suspension characteristic by defining a predetermined parameter for the suspension model stored in the storage unit, and adjusting the bearing rigidity in the suspension model. Thus, the first step for calculating the toe rigidity and the camber change to have predetermined characteristics, and after the first step, adjusting the axle direction in the suspension model, the initial toe and the initial camber have predetermined characteristics. And a second step of calculating so that

この態様によると、イニシャルトーおよびイニシャルキャンバの特性に影響を与えるベアリング剛性を先に決めておき、その後にイニシャルトーおよびイニシャルキャンバを規定する車軸の方向を決めるため、演算のやり直しが起こらず、サスペンションモデルにおけるパラメータをスムーズに設定することができる。その結果、効率的にサスペンションモデルが構築でき、サスペンション設計の効率を向上できる。 According to this aspect, the bearing rigidity that affects the characteristics of the initial toe and the initial camber is determined first, and then the direction of the axle that defines the initial toe and the initial camber is determined. Parameters in the model can be set smoothly. As a result, a suspension model can be efficiently constructed, and the efficiency of suspension design can be improved.

本発明によれば、好適にサスペンションにおけるパラメータを設定してサスペンションモデルを構築できる。 According to the present invention, a suspension model can be constructed by suitably setting parameters in a suspension.

図１は、本発明の実施の形態に係るサスペンション設計支援装置１０の構成を示すブロック図である。図１に示すように、サスペンション設計支援装置１０は、ベアリング剛性演算部１２と、コイルスプリング特性演算部１４と、スタビライザ特性演算部１６と、車軸方向演算部１８と、記憶部２０を備える。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a suspension design support apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the suspension design support apparatus 10 includes a bearing stiffness calculation unit 12, a coil spring characteristic calculation unit 14, a stabilizer characteristic calculation unit 16, an axle direction calculation unit 18, and a storage unit 20.

サスペンション設計支援装置１０は、記憶部２０に格納されたサスペンションモデルに対して所定のパラメータを規定することにより、所定のサスペンション特性を有するサスペンションモデルを構築するものである。ユーザは、たとえば、実際のサスペンションの特性に合うようにパラメータを設定してサスペンションモデルを構築し、サスペンションの挙動についてシミュレーションすることができる。 The suspension design support apparatus 10 constructs a suspension model having predetermined suspension characteristics by defining predetermined parameters for the suspension model stored in the storage unit 20. The user can, for example, set a parameter to match the actual suspension characteristics, build a suspension model, and simulate the suspension behavior.

本実施の形態において、所定のパラメータとは、具体的には、ベアリング剛性、コイルスプリングのバネ定数、コイルスプリングの取付長さ、スタビライザのばね定数、車軸の方向である。また、所定のサスペンション特性とは、具体的には、トー剛性、キャンバ変化、ホイールレート、接地荷重、ロール剛性、イニシャルトー、イニシャルキャンバである。なお、本実施の形態では、トー剛性およびキャンバ変化によりベアリング剛性を求めているが、トーの角度変化およびキャンバ剛性によってベアリング剛性を求めてもよい。 In the present embodiment, the predetermined parameters are specifically the bearing rigidity, the spring constant of the coil spring, the mounting length of the coil spring, the spring constant of the stabilizer, and the direction of the axle. The predetermined suspension characteristics are specifically toe rigidity, camber change, wheel rate, ground load, roll rigidity, initial toe, and initial camber. In the present embodiment, the bearing stiffness is obtained from toe stiffness and camber change, but the bearing stiffness may be obtained from toe angle change and camber stiffness.

なお、図１に示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。 Each block shown in FIG. 1 can be realized in terms of hardware by an element and a mechanical device such as a CPU and a memory of a computer, and is realized by a computer program or the like in terms of software. It is drawn as a functional block realized by the cooperation. Therefore, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by a combination of hardware and software.

図２は、記憶部２０に格納されたサスペンションモデルを示す図である。図２に示すサスペンションモデル１００は、車両のフロントサスペンションをモデル化したものである。図２に示すように、サスペンションモデル１００は、右前輪３０Ｒ、左前輪３０Ｌ、右前輪用サスペンション５０Ｒ、左前輪用サスペンション５０Ｌ、スタビライザ３６を含む。初期状態において、このサスペンションモデル１００のパラメータには、それぞれ所定の初期値が設定されている。サスペンションモデル１００は、予め作成しておいてもよいし、サスペンションの設計を行う度毎に作成してもよい。 FIG. 2 is a diagram illustrating a suspension model stored in the storage unit 20. A suspension model 100 shown in FIG. 2 is a model of a front suspension of a vehicle. As shown in FIG. 2, the suspension model 100 includes a right front wheel 30R, a left front wheel 30L, a right front wheel suspension 50R, a left front wheel suspension 50L, and a stabilizer 36. In the initial state, predetermined initial values are set for the parameters of the suspension model 100. The suspension model 100 may be created in advance or may be created each time a suspension is designed.

図３は、ベアリング剛性演算部１２について説明するための図である。ベアリング剛性演算部１２は、サスペンションモデルにおけるベアリングモデル１０２のベアリング剛性（車両上下軸周りのベアリング剛性Ｋｔｂ１、車両前後軸周りのベアリング剛性Ｋｔｂ２）を調整することにより、トー剛性Ｋｔｔおよびキャンバ変化θｔが所定の特性（所定値）となるよう演算する。そして、トー剛性Ｋｔｔおよびキャンバ変化θｔが所定の特性となるときのベアリング剛性を求める。ここで、所定の特性とは、実際のサスペンションにおいて実測した特性であってもよいし、設計上目標とする特性であってもよい。以下の記載においても同様である。 FIG. 3 is a diagram for explaining the bearing stiffness calculation unit 12. The bearing stiffness calculation unit 12 adjusts the bearing stiffness of the bearing model 102 in the suspension model (the bearing stiffness Ktb1 around the vehicle vertical axis and the bearing stiffness Ktb2 around the vehicle longitudinal axis), so that the toe stiffness Ktt and the camber change θt are predetermined. Is calculated so as to have a characteristic (predetermined value). Then, the bearing rigidity when the toe rigidity Ktt and the camber change θt have predetermined characteristics is obtained. Here, the predetermined characteristic may be a characteristic actually measured in an actual suspension or may be a target characteristic in design. The same applies to the following description.

図３に示すように左右輪逆相に車両上下軸周りのねじりトルクＴを負荷したとき、トー剛性Ｋｔｔと車両上下軸周りのベアリング剛性Ｋｔｂ１との間には、以下の（１）式のような関係がある。
１／Ｋｔｔ＝１／Ｋｔ０＋１／Ｋｔｂ１・・・（１）
ここで、Ｋｔ０はベアリングを剛体としたときのねじり剛性である。（１）式において、車両上下軸周りのベアリング剛性Ｋｔｂ１の値を変化させていき、トー剛性Ｋｔｔが所定値に近づくよう収束計算を行う。収束計算は、たとえば、トー剛性の所定値との差が５％以下となったら終了する。ベアリング剛性演算部１２は、収束計算が終了したときの車両上下軸周りのベアリング剛性Ｋｔｂ１を保持する。 As shown in FIG. 3, when a torsional torque T around the vehicle vertical axis is applied to the left and right wheels in opposite phases, the following equation (1) is established between the toe rigidity Ktt and the bearing rigidity Ktb1 around the vehicle vertical axis. There is a serious relationship.
1 / Ktt = 1 / Kt0 + 1 / Ktb1 (1)
Here, Kt0 is the torsional rigidity when the bearing is a rigid body. In equation (1), the value of the bearing stiffness Ktb1 around the vehicle vertical axis is changed, and the convergence calculation is performed so that the toe stiffness Ktt approaches a predetermined value. The convergence calculation ends when, for example, the difference from the predetermined value of the toe rigidity is 5% or less. The bearing stiffness calculator 12 holds the bearing stiffness Ktb1 around the vehicle vertical axis when the convergence calculation is completed.

図３に示すように左右輪逆相に車輪接地点Ｐに横力Ｆを負荷したとき、キャンバ変化θｔと車両前後軸周りのベアリング剛性Ｋｔｂ２の間には、以下の（２）式のような関係がある。
θｔ＝θ０＋Ｆ×Ｒ／Ｋｔｂ２・・・（２）
ここで、θ０はベアリングを剛体としたときの横力Ｆによるキャンバ変化、Ｒはタイヤ半径を表す。（２）式において、車両前後軸周りのベアリング剛性Ｋｔｂ２を変化させていき、キャンバ変化θｔが所定値に近づくよう収束計算を行う。収束計算は、たとえば、キャンバ変化の所定値との差が５％以下となったら終了する。ベアリング剛性演算部１２は、収束計算が終了したときの車両前後軸周りのベアリング剛性Ｋｔｂ２を保持する。 As shown in FIG. 3, when a lateral force F is applied to the wheel contact point P in opposite phases to the left and right wheels, the following equation (2) exists between the camber change θt and the bearing stiffness Ktb2 around the vehicle longitudinal axis. There is a relationship.
θt = θ0 + F × R / Ktb2 (2)
Here, θ0 represents a camber change due to a lateral force F when the bearing is a rigid body, and R represents a tire radius. In equation (2), the bearing stiffness Ktb2 around the vehicle longitudinal axis is changed, and the convergence calculation is performed so that the camber change θt approaches a predetermined value. The convergence calculation ends when, for example, the difference between the camber change and the predetermined value becomes 5% or less. The bearing stiffness calculator 12 holds the bearing stiffness Ktb2 around the vehicle longitudinal axis when the convergence calculation is completed.

ベアリング剛性演算部１２は、上記のようにして求めた車両上下軸周りのベアリング剛性（Ｋｔｂ１およびＫｔｂ２）を、記憶部２０に格納されたサスペンションモデルのパラメータに反映させ、サスペンションモデルを変換する。 The bearing stiffness calculation unit 12 reflects the bearing stiffness (Ktb1 and Ktb2) around the vehicle vertical axis obtained as described above in the parameters of the suspension model stored in the storage unit 20, and converts the suspension model.

図４は、コイルスプリング特性演算部１４について説明するための図である。コイルスプリング特性演算部１４は、サスペンションモデルにおけるコイルスプリング３２のばね定数Ｋｃを調整することによりホイールレートＫｔが所定の特性（所定値）となるよう演算するとともに、コイルスプリング３２の取付長さＬを調整することにより接地荷重Ｗｔが所定の特性（所定値）となるよう演算する。コイルスプリング３２の取付長さＬは、コイルスプリング３２をサスペンションに取り付けた状態におけるコイルスプリング３２の長さである。 FIG. 4 is a diagram for explaining the coil spring characteristic calculation unit 14. The coil spring characteristic calculation unit 14 calculates the wheel rate Kt to a predetermined characteristic (predetermined value) by adjusting the spring constant Kc of the coil spring 32 in the suspension model, and calculates the mounting length L of the coil spring 32. By adjusting, the contact load Wt is calculated to have a predetermined characteristic (predetermined value). The attachment length L of the coil spring 32 is the length of the coil spring 32 in a state where the coil spring 32 is attached to the suspension.

図４に示すように車輪接地点Ｐを左右輪同相に上下ストロークさせたとき、ホイールレートＫｔとコイルスプリング３２のばね定数Ｋｃの間には、以下の（３）式のような関係がある。
Ｋｔ＝Ｋ０＋α^２×Ｋｃ・・・（３）
ここで、Ｋ０はホイールレートの初期値（コイルスプリング３２がない状態でのホイールレート）、αはレバー比を表す。（３）式において、ばね定数Ｋｃを変化させていき、ホイールレートＫｔが所定値に近づくよう収束計算を行う。収束計算は、たとえば、ホイールレートの所定値との差が５％以下となったら終了する。コイルスプリング特性演算部１４は、収束計算が終了したときのコイルスプリング３２のばね定数Ｋｃを保持する。 As shown in FIG. 4, when the wheel contact point P is moved up and down in the same phase on the left and right wheels, the following relationship (3) is established between the wheel rate Kt and the spring constant Kc of the coil spring 32.
Kt = K0 + α ² × Kc (3)
Here, K0 is the initial value of the wheel rate (the wheel rate without the coil spring 32), and α is the lever ratio. In equation (3), the spring constant Kc is changed, and the convergence calculation is performed so that the wheel rate Kt approaches a predetermined value. The convergence calculation ends when, for example, the difference between the wheel rate and the predetermined value is 5% or less. The coil spring characteristic calculation unit 14 holds the spring constant Kc of the coil spring 32 when the convergence calculation is completed.

また、接地荷重Ｗｔとコイルスプリング３２の取付長さＬとの間には、以下の（４）式のような関係がある。
Ｗｔ＝Ｗ０＋α×（Ｌ−Ｌ０）×Ｋｃ・・・（４）
ここで、Ｗ０は初期の接地荷重、Ｌ０は初期のコイルスプリングの長さを表す。（４）式において、取付長さＬを変化させていき、接地荷重Ｗｔが所定値に近づくよう収束計算を行う。収束計算は、たとえば、接地荷重の所定値との差が５％以下となったら終了する。コイルスプリング特性演算部１４は、収束計算が終了したときのコイルスプリング３２の取付長さＬを保持する。 Further, there is a relationship represented by the following expression (4) between the ground load Wt and the attachment length L of the coil spring 32.
Wt = W0 + α × (L−L0) × Kc (4)
Here, W0 represents the initial ground load, and L0 represents the length of the initial coil spring. In equation (4), the attachment length L is changed, and the convergence calculation is performed so that the ground load Wt approaches a predetermined value. The convergence calculation ends when, for example, the difference from the predetermined value of the ground load becomes 5% or less. The coil spring characteristic calculation unit 14 holds the attachment length L of the coil spring 32 when the convergence calculation is completed.

コイルスプリング特性演算部１４は、上記のようにして求めたコイルスプリング３２のばね定数Ｋｃおよび取付長さＬを、記憶部２０に格納されたサスペンションモデルに反映させ、サスペンションモデルを変換する。 The coil spring characteristic calculation unit 14 reflects the spring constant Kc and the mounting length L of the coil spring 32 obtained as described above in the suspension model stored in the storage unit 20 and converts the suspension model.

図５は、スタビライザ特性演算部１６について説明するための図である。スタビライザ特性演算部１６は、サスペンションモデルにおけるスタビライザ３６のばね定数Ｋｓｔｂを調整することにより、ロール剛性Ｋｒが所定の特性（所定値）となるよう演算する。ここで、スタビライザ３６のばね定数Ｋｓｔｂとスタビライザによる逆相ホイールレートＫｓとの間には、
Ｋｓ＝Ｋｓｔｂ×α^２・・・（５）
の関係があることから、本実施の形態では、スタビライザによる逆相ホイールレートＫｓを調整することにより、ロール剛性Ｋｒが所定の特性となるよう演算する。 FIG. 5 is a diagram for explaining the stabilizer characteristic calculator 16. The stabilizer characteristic calculation unit 16 calculates the roll rigidity Kr to a predetermined characteristic (predetermined value) by adjusting the spring constant Kstb of the stabilizer 36 in the suspension model. Here, between the spring constant Kstb of the stabilizer 36 and the anti-phase wheel rate Ks by the stabilizer,
Ks = Kstb × α ² (5)
In this embodiment, the roll rigidity Kr is calculated to have a predetermined characteristic by adjusting the anti-phase wheel rate Ks by the stabilizer.

図５に示すように車輪接地点を左右輪で逆相に上下ストロークさせたとき、ロール剛性Ｋｒとスタビライザによる逆相ホイールレートＫｓの間には、以下の（６）式のような関係がある。
Ｋｒ＝｛Ｋｒ０＋（Ｋｓ−Ｋｓ０）｝×Ｔ^２／２・・・（６）
ここで、Ｋｒ０は逆相ホイールレートの初期値、Ｋｓ０はスタビライザによる逆相ホイールレートの初期値、Ｔはトレッドである。（６）式において、スタビライザによる逆相ホイールレートＫｓを変化させていき、ロール剛性Ｋｒが所定値に近づくよう収束計算を行う。スタビライザ特性演算部１６は、収束計算が終了したときのスタビライザによる逆相ホイールレートＫｓを保持する。そして、このスタビライザによる逆相ホイールレートＫｓから、（５）式を用いてスタビライザ３６のばね定数Ｋｓｔｂを求める。なお、本実施の形態では、スタビライザによる逆相ホイールレートの初期値Ｋｓ０を考慮しているが、考慮しなくても演算可能である。 As shown in FIG. 5, when the wheel contact point is moved up and down in opposite phases with the left and right wheels, there is a relationship as shown in the following equation (6) between the roll stiffness Kr and the anti-phase wheel rate Ks by the stabilizer. .
Kr = {Kr0 + (Ks- Ks0)} × T 2/2 ··· (6)
Here, Kr0 is the initial value of the negative phase wheel rate, Ks0 is the initial value of the negative phase wheel rate by the stabilizer, and T is the tread. In equation (6), the reverse phase wheel rate Ks by the stabilizer is changed, and the convergence calculation is performed so that the roll rigidity Kr approaches a predetermined value. The stabilizer characteristic calculation unit 16 holds the anti-phase wheel rate Ks by the stabilizer when the convergence calculation is completed. And the spring constant Kstb of the stabilizer 36 is calculated | required from (5) Formula from the anti | reverse | negative phase wheel rate Ks by this stabilizer. In the present embodiment, the initial value Ks0 of the anti-phase wheel rate by the stabilizer is considered, but the calculation can be performed without considering it.

スタビライザ特性演算部１６は、上記のようにして求めたスタビライザ３６のばね定数Ｋｓｔｂを、記憶部２０に格納されたサスペンションモデルに反映させ、サスペンションモデルを変換する。 The stabilizer characteristic calculation unit 16 reflects the spring constant Kstb of the stabilizer 36 obtained as described above in the suspension model stored in the storage unit 20, and converts the suspension model.

車軸方向演算部１８は、サスペンションモデルにおける車軸の方向を調整することにより、イニシャルトーおよびイニシャルキャンバが所定の特性（所定値）となるよう演算する。そして、イニシャルトーおよびイニシャルキャンバが所定の特性となるときの車軸の方向を保持する。 The axle direction calculation unit 18 calculates the initial toe and the initial camber to have predetermined characteristics (predetermined values) by adjusting the direction of the axle in the suspension model. Then, the direction of the axle when the initial toe and the initial camber have predetermined characteristics is maintained.

ここで、サスペンションモデルに設定するイニシャルトーφｔ０は、ばね上重量を負荷していないときのイニシャルトーなので、サスペンションモデルにばね上重量を負荷したときにイニシャルトーが変化する。そこで、以下の（７）式のように、ばね上重量を負荷したときのイニシャルトーの変化量φｔ１を計算し、イニシャルトーの所定値φｔからφｔ１を引いた値を、サスペンションモデルに設定するイニシャルトーφｔ０とする。
φｔ０＝φｔ−φｔ１・・・（７） Here, the initial toe φt0 set for the suspension model is an initial toe when the sprung weight is not loaded, so that the initial toe changes when the sprung weight is loaded on the suspension model. Therefore, as shown in the following equation (7), the initial toe change amount φt1 when the sprung weight is loaded is calculated, and a value obtained by subtracting φt1 from the initial toe predetermined value φt is set to the suspension model. The toe φt0.
φt0 = φt−φt1 (7)

同じように、サスペンションモデルに設定するイニシャルキャンバφｃ０は、ばね上重量を負荷していないときのイニシャルキャンバなので、サスペンションモデルにばね上重量を負荷したときにイニシャルキャンバが変化する。そこで、以下の（８）式のように、ばね上重量を負荷したときのイニシャルキャンバの変化量φｃ１を計算し、イニシャルキャンバの所定値φｃからφｃ１を引いた値を、サスペンションモデルに設定するイニシャルキャンバφｃ０とする。
φｃ０＝φｃ−φｃ１・・・（８） Similarly, since the initial camber φc0 set in the suspension model is an initial camber when no sprung weight is applied, the initial camber changes when a sprung weight is applied to the suspension model. Therefore, as shown in the following equation (8), the initial camber change amount φc1 when the sprung weight is loaded is calculated, and a value obtained by subtracting φc1 from the initial camber predetermined value φc is set to the suspension model. The camber φc0.
φc0 = φc−φc1 (8)

車軸方向演算部１８は、車軸の方向を変化させていき、イニシャルトー、イニシャルキャンバが、それぞれφｔ１、φｃ１となるときの車軸の方向を求める。そして、求めた車軸の方向を記憶部２０に格納されたサスペンションモデルに反映させ、サスペンションモデルを変換する。 The axle direction calculation unit 18 changes the direction of the axle, and obtains the direction of the axle when the initial toe and the initial camber are φt1 and φc1, respectively. Then, the obtained axle direction is reflected in the suspension model stored in the storage unit 20 to convert the suspension model.

以上、サスペンション設計支援装置１０の各構成要素について説明したが、本実施の形態に係るサスペンション設計支援装置１０は、各演算部の演算を、所定の順番で行うことを特徴とする。以下、演算を行う順番について説明する。 The components of the suspension design support device 10 have been described above. The suspension design support device 10 according to the present embodiment is characterized in that the calculation of each calculation unit is performed in a predetermined order. Hereinafter, the order in which operations are performed will be described.

まず、サスペンション設計支援装置１０では、ベアリング剛性演算部１２による演算を、車軸方向演算部１８による演算の前に行う。ベアリング剛性演算部１２により求めるベアリング剛性は、車軸方向演算部１８により求める車軸の方向に影響を与える。そのため、仮に車軸の方向をベアリング剛性よりも先に決めてしまうと、後でベアリング剛性を決めたときに、決定したはずの車軸の方向も変わってしまう。このような事態を回避するために、サスペンション設計支援装置１０では、ベアリング剛性演算部１２による演算を、車軸方向演算部１８による演算の前に行う。 First, in the suspension design support device 10, the calculation by the bearing stiffness calculation unit 12 is performed before the calculation by the axle direction calculation unit 18. The bearing stiffness determined by the bearing stiffness calculator 12 affects the axle direction determined by the axle direction calculator 18. Therefore, if the direction of the axle is determined before the bearing rigidity, the direction of the axle that should have been determined when the bearing rigidity is determined later also changes. In order to avoid such a situation, in the suspension design support device 10, the calculation by the bearing rigidity calculation unit 12 is performed before the calculation by the axle direction calculation unit 18.

また、サスペンション設計支援装置１０では、コイルスプリング特性演算部１４による演算も、車軸方向演算部１８による演算の前に行う。コイルスプリング特性演算部１４により求めるコイルスプリングの特性は、車軸方向演算部１８により求める車軸の方向に影響を与える。そのため、仮に車軸の方向をコイルスプリングの特性よりも先に決めてしまうと、後でコイルスプリングの特性を決めたときに、決定したはずの車軸の方向も変わってしまう。このような事態を回避するために、サスペンション設計支援装置１０では、コイルスプリング特性演算部１４による演算を車軸方向演算部１８による演算の前に行う。 In the suspension design support device 10, the calculation by the coil spring characteristic calculation unit 14 is also performed before the calculation by the axle direction calculation unit 18. The characteristics of the coil spring obtained by the coil spring characteristic computing unit 14 affect the axle direction obtained by the axle direction computing unit 18. Therefore, if the direction of the axle is determined before the characteristics of the coil spring, the direction of the axle that should have been determined when the characteristics of the coil spring are determined later will also change. In order to avoid such a situation, the suspension design support device 10 performs the calculation by the coil spring characteristic calculation unit 14 before the calculation by the axle direction calculation unit 18.

さらに、サスペンション設計支援装置１０では、スタビライザ特性演算部１６による演算を、コイルスプリング特性演算部１４による演算の後に行う。仮にスタビライザ特性演算部１６によりスタビライザのばね定数を決定した後に、コイルスプリング特性演算部１４によりコイルスプリングのばね定数を決定すると、スタビライザのばね定数が決定した値とずれてきてしまう。このような事態を回避するために、サスペンション設計支援装置１０では、スタビライザ特性演算部１６による演算を、コイルスプリング特性演算部１４による演算の後に行う。 Further, in the suspension design support device 10, the calculation by the stabilizer characteristic calculation unit 16 is performed after the calculation by the coil spring characteristic calculation unit 14. If the spring constant of the coil spring is determined by the coil spring characteristic calculator 14 after the stabilizer characteristic calculator 16 determines the spring constant of the stabilizer, the spring constant of the stabilizer deviates from the determined value. In order to avoid such a situation, in the suspension design support device 10, the calculation by the stabilizer characteristic calculation unit 16 is performed after the calculation by the coil spring characteristic calculation unit 14.

以上のように、各演算部が演算を行う順番を規定することにより、演算のやり直しが起こらず、サスペンションモデルにおけるパラメータをスムーズに設定することができる。その結果、効率的にサスペンションモデルが構築でき、サスペンション設計の効率を向上できる。 As described above, by defining the order in which each calculation unit performs the calculation, the calculation in the suspension model can be smoothly set without recalculation. As a result, a suspension model can be efficiently constructed, and the efficiency of suspension design can be improved.

図６は、サスペンション設計支援装置１０の動作を説明するためのフローチャートである。まず、記憶部２０に格納する基本となるサスペンションモデルを作成する（Ｓ１０）。予めサスペンションモデルが記憶部２０に用意されている場合は、このステップは省略してもよい。 FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the suspension design support apparatus 10. First, a basic suspension model to be stored in the storage unit 20 is created (S10). If a suspension model is prepared in the storage unit 20 in advance, this step may be omitted.

次に、ベアリング剛性演算部１２は、ベアリング剛性を調整することにより、トー剛性およびキャンバ変化が所定の特性となるよう演算し、その所定の特性となるときのベアリング剛性を求める。そして、記憶部２０に格納されたサスペンションモデルに、求めたベアリング剛性を反映させる（Ｓ１２）。 Next, the bearing rigidity calculation unit 12 calculates the toe rigidity and the camber change to have predetermined characteristics by adjusting the bearing rigidity, and obtains the bearing rigidity when the predetermined characteristics are obtained. Then, the obtained bearing rigidity is reflected in the suspension model stored in the storage unit 20 (S12).

続いて、コイルスプリング特性演算部１４は、コイルスプリングのばね定数を調整することにより、ホイールレートが所定の特性となるよう演算し、その所定の特性となるときのコイルスプリングのばね定数を求める。また、コイルスプリング特性演算部１４は、コイルスプリングの取付長さを調整することにより、接地荷重が所定の特性となるよう演算し、その所定の特性となるときのコイルスプリングの取付長さを求める。そして、記憶部２０に格納されたサスペンションモデルに、求めたコイルスプリングの特性を反映させる（Ｓ１４）。 Subsequently, the coil spring characteristic calculating unit 14 adjusts the spring constant of the coil spring to calculate the wheel rate to have a predetermined characteristic, and obtain the spring constant of the coil spring when the predetermined characteristic is obtained. In addition, the coil spring characteristic calculation unit 14 calculates the grounding load to have a predetermined characteristic by adjusting the coil spring mounting length, and obtains the coil spring mounting length at the predetermined characteristic. . Then, the obtained characteristics of the coil spring are reflected in the suspension model stored in the storage unit 20 (S14).

ステップ１２の後、スタビライザ特性演算部１６は、スタビライザのばね定数を調整することにより、ロール剛性が所定の特性となるよう演算し、その所定の特性となるときのスタビライザのばね定数を求める。そして、記憶部２０に格納されたサスペンションモデルに、求めたスタビライザのばね定数を反映させる（Ｓ１６）。 After step 12, the stabilizer characteristic calculation unit 16 adjusts the spring constant of the stabilizer to calculate the roll rigidity to be a predetermined characteristic, and obtains the spring constant of the stabilizer when the predetermined characteristic is reached. Then, the obtained spring constant of the stabilizer is reflected in the suspension model stored in the storage unit 20 (S16).

最後に、車軸方向演算部１８は、車軸の方向を調整することにより、イニシャルトーおよびイニシャルキャンバが所定の特性となるよう演算し、所定の特性となるときの車軸の方向を求める。そして、記憶部２０に格納されたサスペンションモデルに、求めた車軸の方向を反映させる（Ｓ１８）。 Finally, the axle direction calculation unit 18 adjusts the direction of the axle so that the initial toe and the initial camber have predetermined characteristics, and obtains the direction of the axle when the predetermined characteristics are obtained. Then, the obtained axle direction is reflected in the suspension model stored in the storage unit 20 (S18).

以上のような順番で、サスペンションモデルにおけるパラメータを定めていくことにより、スムーズに所望のサスペンション特性を実現するサスペンションモデルを構築することができる。 By defining parameters in the suspension model in the order as described above, it is possible to construct a suspension model that smoothly realizes desired suspension characteristics.

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on the embodiment. It should be understood by those skilled in the art that these embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to the combination of each component and each processing process, and such modifications are also within the scope of the present invention.

たとえば、図６のフローチャートでは、スタビライザ特性演算部１６による演算（Ｓ１６）を、車軸方向演算部１８による演算（Ｓ１８）よりも先に行っているが、スタビライザ特性演算部１６による演算は、コイルスプリング特性演算部１４による演算（Ｓ１４）より後に行われていればよく、たとえば車軸方向演算部１８による演算の後に行ってもよい。 For example, in the flowchart of FIG. 6, the calculation by the stabilizer characteristic calculation unit 16 (S16) is performed prior to the calculation by the axle direction calculation unit 18 (S18). It may be performed after the calculation by the characteristic calculation unit 14 (S14), for example, after the calculation by the axle direction calculation unit 18.

また、コイルスプリング特性演算部１４による演算（Ｓ１４）は、車軸方向演算部１８による演算（Ｓ１８）よりも先に行われればよく、たとえばベアリング剛性演算部１２による演算（Ｓ１２）よりも先に行ってもよい。 Further, the calculation (S14) by the coil spring characteristic calculation unit 14 may be performed prior to the calculation (S18) by the axle direction calculation unit 18, for example, prior to the calculation (S12) by the bearing stiffness calculation unit 12. May be.

また、上述のサスペンション設計支援装置１０では、ベアリング剛性演算部１２、コイルスプリング特性演算部１４、スタビライザ特性演算部１６および車軸方向演算部１８の４つの演算部により演算を行う構成としたが、すべての演算部を備える必要はなく、少なくともベアリング剛性演算部１２と車軸方向演算部１８を備えていればよい。 In the suspension design support device 10 described above, the calculation is performed by the four calculation units of the bearing stiffness calculation unit 12, the coil spring characteristic calculation unit 14, the stabilizer characteristic calculation unit 16, and the axle direction calculation unit 18. It is not necessary to include the calculation unit, and it is sufficient that at least the bearing stiffness calculation unit 12 and the axle direction calculation unit 18 are provided.

本発明の実施の形態に係るサスペンション設計支援装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the suspension design assistance apparatus which concerns on embodiment of this invention. 記憶部に格納されたサスペンションモデルを示す図である。It is a figure which shows the suspension model stored in the memory | storage part. ベアリング剛性演算部について説明するための図である。It is a figure for demonstrating a bearing rigidity calculating part. コイルスプリング特性演算部について説明するための図である。It is a figure for demonstrating a coil spring characteristic calculating part. スタビライザ特性演算部について説明するための図である。It is a figure for demonstrating a stabilizer characteristic calculating part. サスペンション設計支援装置の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of a suspension design assistance apparatus.

Explanation of symbols

１０サスペンション設計支援装置、１２ベアリング剛性演算部、１４コイルスプリング特性演算部、１６スタビライザ特性演算部、１８車軸方向演算部、２０記憶部、３２コイルスプリング、３６スタビライザ、１００サスペンションモデル。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Suspension design support apparatus, 12 Bearing rigidity calculating part, 14 Coil spring characteristic calculating part, 16 Stabilizer characteristic calculating part, 18 Axle direction calculating part, 20 Memory | storage part, 32 Coil spring, 36 Stabilizer, 100 Suspension model.

Claims

A suspension design support device for constructing a suspension model having predetermined suspension characteristics by defining predetermined parameters for the suspension model stored in the storage unit,
By adjusting the bearing stiffness in the suspension model, a bearing stiffness calculation unit that calculates toe stiffness and camber changes to predetermined characteristics,
Axle direction calculation unit that calculates the initial toe and initial camber to have predetermined characteristics by adjusting the direction of the axle in the suspension model after the calculation by the bearing rigidity calculation unit,
A suspension design support apparatus comprising:

Prior to the calculation by the axle direction calculation unit, calculation is performed so that the wheel rate has a predetermined characteristic by adjusting the spring constant of the coil spring in the suspension model, and the ground load is adjusted by adjusting the installation length of the coil spring. The suspension design support apparatus according to claim 1, further comprising a coil spring characteristic calculation unit that calculates a predetermined characteristic.

The stabilizer further comprises a stabilizer characteristic calculator that calculates a roll rigidity to a predetermined characteristic by adjusting a spring constant of the stabilizer in the suspension model after the calculation by the coil spring characteristic calculator. Suspension design support device described in 1.

A suspension design method for constructing a suspension model having predetermined suspension characteristics by defining predetermined parameters for the suspension model stored in a storage unit,
A first step of calculating the toe stiffness and camber change to have predetermined characteristics by adjusting the bearing stiffness in the suspension model;
After the first step, a second step of calculating the initial toe and the initial camber to have predetermined characteristics by adjusting the direction of the axle in the suspension model;
A suspension design method comprising: