JP6575556B2 - Dynamic rigidity test method for automobile body - Google Patents
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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荷重を作用させて動的な剛性試験を行う自動車車体の動的剛性試験方法に関する。 The present invention relates to a dynamic rigidity test method for an automobile body, and more particularly, to a dynamic rigidity test method for an automobile body that performs a dynamic rigidity test by applying a load in the vehicle body 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それぞれに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。 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, an evaluation is performed by a torsional rigidity test in which an actuator is connected to each part, the left and right actuators are moved in opposite phases, the entire vehicle body is twisted, and the torsion angle at a constant load is measured.
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に基づく乗り心地評価に適用されている。 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 ride comfort evaluation based on the feeling of left and right shaking in the driving test.
また、特許文献3には、乗員の乗車位置に一端が固定され、特定の軸を中心とした方向に捻り剛性を有する捻りばね手段を備えた車両を用い、車両走行時における前記捻りばね手段の回転と前記車両の操舵角との位相遅れを検出することで、乗員が感じる操縦性・安定性のフィーリングを数値化し、前記車両の操縦性・安定性に直結した情報を収集する技術が開示されている。 Patent Document 3 uses a vehicle having a torsion spring means having one end fixed at the boarding position of an occupant and having a torsional rigidity in a direction centered on a specific axis. Disclosed is a technique that collects information directly related to the controllability / stability of the vehicle by detecting the phase lag between the rotation and the steering angle of the vehicle to quantify the feeling of controllability / stability felt by the occupant Has been.
しかしながら、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、操縦安定性や乗り心地など実車両の走行時の官能評価項目との相関性は弱く、また、測定部位による相違についても考慮されていない。 However, in the conventional torsional rigidity test as in the technique disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2, the static rigidity value of the automobile body as a structure can be obtained. Correlation with sensory evaluation items during running of an actual vehicle such as performance and ride comfort is weak, and differences due to measurement sites are not taken into consideration.
また、特許文献3に開示された技術によれば、車両の運転操作に対する人間の感覚と車両の挙動との位相遅れを検出することで、人間の感覚を数値化した操縦性及び安定性を適切に評価することができるとされている。しかしながら、当該技術は、タイヤやサスペンションのある実車両の走行試験を行うものであり、自動車車体自体の剛性を評価するものではない。 Further, according to the technology disclosed in Patent Document 3, the maneuverability and stability obtained by quantifying the human sense are appropriately detected by detecting the phase delay between the human sense and the vehicle behavior with respect to the driving operation of the vehicle. It is said that it can be evaluated. However, this technique performs a running test of an actual vehicle having tires and suspensions, and does not evaluate the rigidity of the automobile body itself.
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部品やシャシー構造の寄与が大きく、ボディー構造(自動車車体)の剛性のみで決定されるわけではない。しかしながら、自動車車体の動的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ので、自動車車体の動的剛性の評価は重要である。 The sensory evaluation value evaluated by the running test of the actual vehicle is largely determined by the underbody parts such as tires and suspensions and the chassis structure, and is not determined only by the rigidity of the body structure (automobile body). However, in a vehicle in which the dynamic rigidity of the automobile body is not sufficient, the sensory evaluation value cannot be satisfied only by adjusting the chassis structure. Therefore, the evaluation of the dynamic rigidity of the automobile body is important.
また、走行試験を行うことなく官能評価値に関連する自動車車体の動的な剛性を評価することが可能になると、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、車体骨格の設計段階であっても車両性能の作り込みが容易となる。しかしながら、これまで、実車両の走行時における官能評価と相関性のある自動車車体の動的剛性を試験する方法は提案されていなかった。 In addition, if it becomes possible to evaluate the dynamic rigidity of the car body related to the sensory evaluation value without performing a running test, the performance criteria and targets required for the car body will be clarified, and the body frame design stage Even so, it becomes easy to build vehicle performance. However, until now, no method has been proposed for testing the dynamic rigidity of an automobile body, which has a correlation with sensory evaluation during actual vehicle travel.
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、実車両の走行試験による官能評価と相関性が高い自動車車体の動的な剛性指標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。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a dynamic stiffness test method for an automobile body that obtains a dynamic stiffness index of the automobile body that has a high correlation with sensory evaluation by a running test of an actual vehicle. For the purpose.
車両の操縦安定性や乗り心地といった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。自動車車体の動的な変形挙動を測定する剛性試験としては、例えば、従来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。このようなねじり剛性試験では、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する場合の変形挙動に関しては、ラボスケールでの試験データとして有用である。 In order to obtain an index close to sensory evaluation values such as vehicle handling stability and ride comfort by a lab-scale stiffness test with the vehicle body as the test target, at least the dynamic deformation behavior of the vehicle body against changes in load It is important to measure As a rigidity test for measuring the dynamic deformation behavior of an automobile body, for example, a cyclic torsional deformation is given to an automobile body by continuously changing a load load in a conventional torsional rigidity test. A method of measuring the change and deformation behavior of each part of the car body can be considered. In such a torsional rigidity test, the deformation behavior when a load is input in the vertical direction of the vehicle due to a step on the road surface via a tire and a suspension is useful as test data on a laboratory scale.
これに対し、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、このような場合においては、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、自動車車体に作用する荷重が消失した後、該自動車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。しかしながら、前述のねじり剛性試験では、車体幅方向に作用する荷重による自動車車体の変形挙動を得ることはできない。 On the other hand, steering stability among vehicle performances is considered to have a strong correlation with vehicle response behavior when cornering or changing lanes. In such a case, unsteady operation due to a load acting in the vehicle body width direction is considered. It depends greatly on the transient (dynamic) deformation behavior. In particular, from the viewpoint of stability when changing lanes, vibration damping behavior in the process of restoring deformation of the automobile body after the load acting on the automobile body disappears is important. However, in the above-described torsional rigidity test, the deformation behavior of the automobile body due to the load acting in the vehicle body width direction cannot be obtained.
そこで発明者らは、振動装置を用いて自動車車体に振動を与えて車体幅方向に荷重を作用させ、該荷重により自動車車体に発生した車体変形の復元による振動減衰挙動を測定し、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に替わる数値指標を得る方法について検討した。 Therefore, the inventors applied vibration to the vehicle body using a vibration device to apply a load in the vehicle body width direction, measured vibration damping behavior due to restoration of vehicle body deformation generated in the vehicle body by the load, and We examined a method to obtain a numerical index instead of sensory evaluation such as maneuvering stability without evaluating a real vehicle by evaluating dynamic 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(加速、定速、減速)が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加速させた後に急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、自動車車体の振動減衰挙動を直接的に測定する試験を行った。 Specifically, the automobile body to be evaluated is fixed to a table with a slide mechanism that can move (accelerate, constant speed, and decelerate) in one horizontal axis, and after the table with the slide mechanism is accelerated, A test was conducted to directly measure the vibration damping behavior of the automobile body by applying a load in the vehicle body width direction of the automobile body by the vibration device controlled to brake.
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の位置から自動車車体の重心位置が高くモーメントアームが長い場合、自動車車体を加速させた後に急制動する過程においては、自動車車体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した。 However, if the weight ratio to the table with the slide mechanism is large like the car body, the center of gravity position of the car body is high from the position of the table with the slide mechanism and the moment arm is long, in the process of sudden braking after accelerating the car body, Due to the vibration of the car body, out-of-control vibration occurred on the table with the slide mechanism.
そして、このような制御外の振動が発生すると、これを抑制するために駆動する振動装置によるスライド機構付きテーブルの振動と自動車車体の振動減衰とが干渉して両者の分離が難しくなってしまい、自動車車体の振動減衰挙動の測定結果に基づいて動的な剛性を評価することは困難となった。 And when such out-of-control vibration occurs, the vibration of the table with the slide mechanism by the vibration device driven to suppress this interferes with the vibration attenuation of the car body, making it difficult to separate them. It has become difficult to evaluate dynamic stiffness based on the measurement results of vibration damping behavior of automobile bodies.
そこで、発明者らは、上記問題を解消する手段について検討した。その結果、自動車車体を固定したスライド機構付きテーブルを加速及び制動させるための振動装置に投入する投入エネルギーパターン(投入エネルギーの時間変化)を、異なる自動車車体を試験対象として試験を行う場合においても同一として振動減衰挙動を比較することを想到するに至った。
本発明は、上記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 inventors examined a means for solving the above problem. As a result, the input energy pattern (change in input energy over time) input to the vibration device for accelerating and braking the table with the slide mechanism to which the automobile body is fixed is the same even when testing different automobile bodies. As a result, we came up with a comparison of vibration damping behavior.
The present invention has been made based on the above studies, and specifically comprises 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軸方向に加振し加速させてその後制動させる振動装置と、を用いたものであって、基準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加振及び制動させ、該加振及び制動させるために前記振動装置に投入する基準投入エネルギーパターンを取得する基準投入エネルギーパターン取得工程と、加速度計を設置した試験対象とする試験車体を前記スライド機構付きテーブルに固定し、前記振動装置に前記基準投入エネルギーパターンを投入して前記スライド機構付きテーブルを加振及び制動させる加振及び制動工程と、該加振及び制動工程において車体幅方向に荷重が作用された前記試験車体の加速度を前記加速度計により測定し、該測定した加速度に基づいて前記試験車体の振動減衰挙動を取得する振動減衰挙動取得工程と、該取得した振動減衰挙動に基づいて前記試験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 the table with a slide mechanism is vibrated and accelerated in a horizontal axis direction with a predetermined acceleration pattern. And a vibration device to be braked thereafter, wherein the reference vehicle body is fixed to the table with the slide mechanism, the table with the slide mechanism is vibrated and braked with a predetermined acceleration pattern, and the vibration and the brake are caused. A reference input energy pattern acquisition step for acquiring a reference input energy pattern to be input to the vibration device, and a test body to be tested on which an accelerometer is installed is fixed to the table with the slide mechanism, and the reference device is fixed to the vibration device. Exciting and braking process in which an input energy pattern is input to vibrate and brake the table with the slide mechanism The vibration attenuation behavior of measuring the acceleration of the test vehicle body to which a load is applied in the vehicle width direction in the excitation and braking process by the accelerometer and obtaining the vibration attenuation behavior of the test vehicle body based on the measured acceleration An acquisition step and an evaluation step for evaluating the dynamic rigidity of the test vehicle body based on the acquired vibration damping behavior are provided.
(2)上記(1)に記載のものにおいて、前記基準投入エネルギーパターン取得工程は、前記基準車体に加速度計を設置し、前記基準投入エネルギーパターンを取得するとともに前記基準車体の加速度を前記加速度計により測定し、該測定した加速度に基づいて前記基準車体の振動減衰挙動を取得し、前記評価工程は、前記基準車体の振動減衰挙動を基準として前記試験車体の動的な剛性を評価することを特徴とするものである。 (2) In the device described in (1) above, in the reference input energy pattern acquisition step, an accelerometer is installed in the reference vehicle body, the reference input energy pattern is acquired, and the acceleration of the reference vehicle body is determined by the accelerometer. The vibration damping behavior of the reference vehicle body is acquired based on the measured acceleration, and the evaluation step evaluates the dynamic rigidity of the test vehicle body based on the vibration damping behavior of the reference vehicle body. It is a feature.
(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、前記基準投入エネルギーパターン取得工程は、基準投入エネルギーパターンとして、前記動電式振動装置に投入した基準投入電力パターンを取得し、前記加振及び制動工程は、前記基準投入電力パターンを前記動電式振動装置に投入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 reference input energy pattern acquisition step uses the electrodynamic vibration as a reference input energy pattern. A reference input power pattern input to the apparatus is acquired, and the excitation and braking steps input the reference input power pattern to the electrodynamic vibration device.
(4)上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のものにおいて、前記自動車車体の質量は、前記スライド機構付きテーブルの振動テーブル及び前記振動装置の可動部の合計質量との比率が1以下であることを特徴とするものである。 (4) In the device according to any one of (1) to (3), the mass of the automobile body has a ratio of 1 to the total mass of the vibration table of the table with the slide mechanism and the movable unit of the vibration device. It is characterized by the following.
(5)上記(1)乃至(4)のいずれかに記載のものにおいて、前記評価工程は、前記測定した加速度の絶対値の時間応答曲線を前記スライド機構付きテーブルのパルス状の加速度を付与した時点から前記加速度の振動減衰挙動が収束するまでの区間で時間積分し、該時間積分した値を用いて評価することを特徴とするものである。 (5) In the device according to any one of (1) to (4), the evaluation step gives a pulse-like acceleration of the table with the slide mechanism to the time response curve of the absolute value of the measured acceleration. Time integration is performed from the time point until the vibration damping behavior of the acceleration converges, and evaluation is performed using the time integrated value.
(6)上記(1)乃至(4)のいずれかに記載のものにおいて、前記評価工程は、前記測定した加速度の絶対値の時間応答曲線を前記スライド機構付きテーブルの加振の開始から前記加速度の振動減衰挙動が収束するまでの区間で時間積分し、該時間積分した値を用いて評価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 (4), the evaluation step calculates a time response curve of the absolute value of the measured acceleration from the start of excitation of the table with the slide mechanism. It is characterized in that time integration is performed until the vibration damping behavior of the lens converges, and evaluation is performed using the time integrated value.
(7)上記(1)乃至(6)のいずれかに記載のものにおいて、前記加速度計は、前記自動車車体の骨格部品に設置することを特徴とするものである。 (7) In the device according to any one of (1) to (6), the accelerometer is installed on a skeleton part of the automobile body.
(8)上記(7)に記載のものにおいて、前記加速度計は、前記自動車車体のルーフ部の骨格部品に設置することを特徴とするものである。 (8) In the device described in (7) above, the accelerometer is installed in a skeleton part of a roof portion of the automobile body.
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軸方向に加振し加速させてその後制動させる振動装置と、を用いたものであって、基準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加振及び制動させ、該加振及び制動させるために前記振動装置に投入する基準投入エネルギーパターンを取得する基準投入エネルギーパターン取得工程と、加速度計を設置した試験対象とする試験車体を前記スライド機構付きテーブルに固定し、前記振動装置に前記基準投入エネルギーパターンを投入して前記スライド機構付きテーブルを加振及び制動させる加振及び制動工程と、該加振及び制動工程において車体幅方向に荷重が作用された前記試験車体の加速度を前記加速度計により測定し、該測定した加速度に基づいて前記試験車体の振動減衰挙動を取得する振動減衰挙動取得工程と、該取得した振動減衰挙動に基づいて前記試験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、前記自動車車体の車体幅方向に荷重を作用させたときの前記自動車車体の振動減衰挙動を測定することができ、実車両の走行試験を行うことなく実車両の非定常の操縦安定性に関わる官能評価との相関性の高い動的な剛性の指標を得ることができる。 The present invention uses a table with a slide mechanism that can fix an automobile body, and a vibration device that vibrates and accelerates the table with a slide mechanism in a horizontal axis direction with a predetermined acceleration pattern and then brakes the table. The reference vehicle body is fixed to the table with the slide mechanism, the table with the slide mechanism is vibrated and braked with a predetermined acceleration pattern, and the reference input energy pattern to be input to the vibration device for the vibration and braking is provided. A reference input energy pattern acquisition step for acquiring the test body, and a test vehicle body to be tested with an accelerometer installed thereon is fixed to the table with the slide mechanism, the reference input energy pattern is input to the vibration device, and the table with the slide mechanism Excitation and braking process for exciting and braking the vehicle, and the vehicle in the excitation and braking process A vibration damping behavior acquisition step of measuring an acceleration of the test vehicle body to which a load is applied in the width direction with the accelerometer, and acquiring a vibration attenuation behavior of the test vehicle body based on the measured acceleration, and the acquired vibration attenuation An evaluation process for evaluating the dynamic rigidity of the test vehicle body based on the behavior, thereby measuring the vibration damping behavior of the vehicle body when a load is applied in the vehicle body width direction of the vehicle body. Therefore, it is possible to obtain a dynamic stiffness index having a high correlation with the sensory evaluation related to the unsteady steering stability of the actual vehicle without performing a running test of the actual vehicle.
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」という)を用いて行うものである。そこで、まずは、本実施の形態で対象とする自動車車体21及び動的剛性試験装置1を図2及び図3に基づいて説明する。 The vehicle body dynamic stiffness test method according to the embodiment of the present invention uses a vehicle body dynamic stiffness test apparatus 1 (hereinafter simply referred to as “dynamic stiffness test apparatus 1”) as shown in FIG. Is what you do. First, the vehicle body 21 and the dynamic stiffness test apparatus 1 that are the subject of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
<自動車車体>
自動車車体21は、シャシー部品、足回り部品、駆動部品、内装部品などを含まないホワイトボディーが対象であり、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。
また、本発明に係る自動車車体21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基準とする基準車体21aと、動的剛性の試験対象とする試験車体21bを対象とする。なお、基準車体21aは、試験車体21bの動的剛性を評価する際の基準としてもよい。
<Auto body>
The automobile body 21 is a white body that does not include chassis parts, suspension parts, drive parts, interior parts, and the like, and has a vehicle body floor part and a suspension mount part for fastening a suspension.
The vehicle body 21 according to the present invention is intended for a reference vehicle body 21a as a reference of input energy to be input to drive the vibration device 5, and a test vehicle body 21b as a test object of dynamic rigidity. The reference vehicle body 21a may be used as a reference when evaluating the dynamic rigidity of the test vehicle body 21b.
<動的剛性試験装置>
動的剛性試験装置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軸方向に加振し加速させて、その後に制動させる振動装置5と、自動車車体21に発生する加速度を測定する加速度計7を備えている。
<Dynamic stiffness testing device>
As shown in FIG. 2, the dynamic stiffness test apparatus 1 includes a table 3 with a slide mechanism that can fix an automobile body 21, and a table 3 with a slide mechanism that is vibrated and accelerated in a single horizontal axis direction with a predetermined acceleration pattern. Then, the vibration device 5 for braking and the accelerometer 7 for measuring the acceleration generated in the automobile body 21 are provided.
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、図2に示すように、自動車車体21の車体幅方向に設置されたリニアガイド11と、リニアガイド11上を直線運動可能に設置された振動テーブル9を備えている。
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適宜選択すればよい。
The table 3 with a slide mechanism fixes the automobile body 21 and linearly moves in the vehicle body width direction of the automobile body 21. As shown in FIG. 2, the linear guide 11 installed in the vehicle body width direction of the automobile body 21. And a vibration table 9 installed on the linear guide 11 so as to be linearly movable.
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. But the part which fixes the motor vehicle body 21 should just be selected suitably according to the content and purpose which evaluate the characteristic of the motor vehicle body 21. FIG.
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(振動テーブル9)を所定の加速度パターンで水平1軸方向に加振し加速させてその後制動させるものであり、可動部13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。
そして、振動装置5を駆動してスライド機構付きテーブル3が所定の加速度パターンで加振及び制動されることで、スライド機構付きテーブル3に固定された自動車車体21の車体幅方向に荷重を作用させる。これにより、自動車車体21においては、車体幅方向に荷重が作用されることで、弾性変形が生じる。
The vibration device 5 oscillates and accelerates the table 3 with a slide mechanism (vibration table 9) to which the automobile body 21 is fixed in a horizontal acceleration direction with a predetermined acceleration pattern, and then brakes the table 3. Are connected to the table 3 with the slide mechanism.
Then, the vibration device 5 is driven to vibrate and brake the table 3 with the slide mechanism with a predetermined acceleration pattern, thereby applying a load in the vehicle body width direction of the vehicle body 21 fixed to the table 3 with the slide mechanism. . Thereby, in the automobile body 21, elastic deformation occurs due to the load acting in the vehicle body width direction.
振動装置5は、基準車体21a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加振及び制動させるために振動装置5に投入する基準投入エネルギーパターンを生成及び取得する機能と、該取得した基準投入エネルギーパターンにしたがって振動装置5を駆動させ、試験対象とする試験車体21bを固定したスライド機構付きテーブル3を加振させ、その後に制動する機能を有する。 The vibration device 5 generates and acquires a reference input energy pattern to be input to the vibration device 5 in order to vibrate and brake the table 3 with a slide mechanism to which the reference vehicle body 21a is fixed with a predetermined acceleration pattern. The vibration device 5 is driven according to the reference input energy pattern, and the table 3 with a slide mechanism to which the test vehicle body 21b to be tested is fixed is vibrated and then braked.
振動装置5としては、図3に示す動電式振動装置15を用いることができる。
動電式振動装置15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3に示す動作方向に駆動するものである。そして、動電式振動装置15のドライブコイルを有する可動部13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15の駆動に伴ってスライド機構付きテーブル3を加振及び制動することができる。
As the vibration device 5, an electrodynamic vibration device 15 shown in FIG. 3 can be used.
The electrodynamic vibration device 15 drives the drive coil in the operation direction shown in FIG. 3 by a force generated by applying a predetermined current to the drive coil in a magnetic field generated by the excitation coil. Then, by connecting the movable portion 13 having the drive coil of the electrodynamic vibration device 15 to the table 3 with the slide mechanism, the table 3 with the slide mechanism is vibrated and braked as the electrodynamic vibration device 15 is driven. be able to.
動電式振動装置15は、基準車体21aを固定したスライド機構付きテーブル3を目標とする加速度パターンで駆動する機能を実現するものとして、動電式振動装置15を駆動制御す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で加振させるために動電式振動装置15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ことができる。さらに、制御装置は、動電式振動装置15を駆動させるために投入した投入電力パターン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 15 includes a control device that drives and controls the electrodynamic vibration device 15 as a function for driving the table 3 with the slide mechanism to which the reference vehicle body 21a is fixed with a target acceleration pattern. Yes. 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 15 to vibrate with an acceleration pattern can be used. Furthermore, it is preferable that the control device also has a function of outputting actual data of input power patterns input to drive the electrodynamic vibration device 15.
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など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, a displacement meter, or the like that detects the operation of the table 3 with a slide mechanism as necessary, in addition to the above configuration.
<自動車車体の動的剛性試験方法>
本実施の形態に係る動的剛性試験方法(以下、単に「動的剛性試験方法」という)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、基準投入エネルギーパターン取得工程S1と、加振及び制動工程S3と、振動減衰挙動取得工程S5と、評価工程S7と、を備えたものである。
以下、動的剛性試験装置1の動作とともに上記の各工程について説明する。
<Dynamic rigidity test method for automobile bodies>
The dynamic stiffness test method according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as “dynamic stiffness test method”) uses the dynamic stiffness test apparatus 1 shown in FIG. 2, and as shown in FIG. A reference input energy pattern acquisition step S1, a vibration and braking step S3, a vibration damping behavior acquisition step S5, and an evaluation step S7.
Hereinafter, each of the above steps will be described together with the operation of the dynamic stiffness test apparatus 1.
<基準投入エネルギーパターン取得工程>
基準投入エネルギーパターン取得工程S1は、図2に示すように、基準車体21aをスライド機構付きテーブル3に固定し、スライド機構付きテーブル3を加振及び制動させ、所定の加速度パターンで加振及び制動させるために振動装置5に投入する基準投入エネルギーパターンを取得する工程である。
振動装置5に投入する基準投入エネルギーパターンは、図4に示す手順により取得することができる。以下、振動装置5に動電式振動装置15を用いた場合において、動電式振動装置15に投入する基準投入エネルギーパターンとして基準投入電力パターンを取得する手順について説明する。
<Standard input energy pattern acquisition process>
In the reference input energy pattern acquisition step S1, as shown in FIG. 2, the reference vehicle body 21a is fixed to the table 3 with the slide mechanism, the table 3 with the slide mechanism is vibrated and braked , and the vibration and braking are performed with a predetermined acceleration pattern. This is a step of acquiring a reference input energy pattern to be input to the vibration device 5 in order to perform the operation.
The reference input energy pattern input to the vibration device 5 can be obtained by the procedure shown in FIG. Hereinafter, a procedure for obtaining a reference input power pattern as a reference input energy pattern input to the electrodynamic vibration device 15 when the electrodynamic vibration device 15 is used as the vibration device 5 will be described.
まず、基準車体21a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15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 the slide mechanism to which the reference vehicle body 21a is fixed is measured (S11). Based on the measured transfer function, the electrodynamic vibration device 15 is moved with a predetermined acceleration pattern. 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15を駆動制御する制御プログラムを生成する(S15)。
そして、上記のように決定された制御プログラムを出力し、基準車体21aを固定したスライド機構付きテーブル3の駆動に要する基準投入電力パターンを取得する(S17)。
Next, using the determined control constant, a control program for driving and controlling the electrodynamic vibration device 15 to drive with an acceleration pattern is generated (S15).
Then, the control program determined as described above is output, and a reference input power pattern required for driving the table 3 with the slide mechanism to which the reference vehicle body 21a is fixed is acquired (S17).
<加振及び制動工程>
加振及び制動工程S3は、図2に示すように、加速度計7を設置した試験対象とする試験車体21bをスライド機構付きテーブル3に固定し、基準投入エネルギーパターン取得工程S1で取得した基準投入エネルギーパターンを振動装置5に投入してスライド機構付きテーブル3を加振及び制動させる工程である。
加振及び制動工程S3においては、スライド機構付きテーブル3に固定されたフロントサスペンション部や車体フロア部を介して試験車体21bに力が伝達することで、試験車体21bの車体幅方向に荷重が作用して弾性変形が生じる。
<Excitation and braking process>
In the vibration and braking step S3, as shown in FIG. 2, the test vehicle body 21b on which the accelerometer 7 is installed is fixed to the table 3 with the slide mechanism, and the reference input acquired in the reference input energy pattern acquisition step S1. In this step, the energy pattern is input to the vibration device 5 to vibrate and brake the table 3 with the slide mechanism.
In the vibration and braking step S3, a force is applied in the vehicle body width direction of the test vehicle body 21b by transmitting force to the test vehicle body 21b via the front suspension portion and the vehicle body floor portion fixed to the table 3 with the slide mechanism. As a result, elastic deformation occurs.
試験車体21bに加速度計7を設置する位置については、例えばルーフパネルなどは車体剛性への寄与が少なく、該ルーフパネル自体の変形に関する振動成分が多いため好ましくなく、試験車体21bの骨格部品(例えば、サイドシル、ルーフサイドレール、フロントヘッダーなど)とすることが好ましい。さらに、試験車体21bが弾性体であり、その下部をスライド機構付きテーブル3に固定して加振及び制動する場合、試験車体21bの上部骨格がより大きく振動するため、図2に示すように、試験車体21bのルーフ部17の骨格部品(ルーフサイドレール、フロントヘッダーなど)に加速度計7を設置することがより好ましい。 Regarding the position where the accelerometer 7 is installed on the test vehicle body 21b, for example, a roof panel or the like has a small contribution to the vehicle body rigidity and has a large vibration component related to the deformation of the roof panel itself. , Side sill, roof side rail, front header, etc.). Furthermore, when the test vehicle body 21b is an elastic body and the lower part thereof is fixed to the table 3 with the slide mechanism and is vibrated and braked, the upper skeleton of the test vehicle body 21b vibrates more greatly, as shown in FIG. It is more preferable to install the accelerometer 7 on the frame parts (roof side rail, front header, etc.) of the roof portion 17 of the test vehicle body 21b.
<振動減衰挙動取得工程>
振動減衰挙動取得工程S5は、加振及び制動工程S3において車体幅方向に荷重を作用させた試験車体21bの加速度を加速度計7により測定し、該測定した加速度に基づいて試験車体21bの振動減衰挙動を取得する工程である。
振動減衰挙動取得工程S5においては、例えば、加振及び制動工程S3におけるスライド機構付きテーブル3の加振開始からその制動が終了するまでの試験車体21bの加速度の時間応答曲線を振動減衰挙動として取得することができる。図5に、試験車体21bの加速度の時間応答曲線の一例を示す。図5中の加速度(実績)が、試験車体21bに設置した加速度計7により測定した加速度の時間応答曲線である。
なお、振動減衰挙動の取得においてスライド機構付きテーブル3の加振開始とは、図5に示すようなパルス状の加速度を付与する場合においては、該パルス状の加速度を付与する時点とすることができる。また、振動減衰挙動の取得においてスライド機構付きテーブル3の制動終了とは、試験車体21bの加速度の振動減衰が十分に収束した時点とすることができる。
<Vibration damping behavior acquisition process>
In the vibration damping behavior acquisition step S5, the acceleration of the test vehicle body 21b applied with a load in the vehicle body width direction in the vibration and braking step S3 is measured by the accelerometer 7, and the vibration attenuation of the test vehicle body 21b is measured based on the measured acceleration. This is a process of acquiring behavior.
In the vibration damping behavior acquisition step S5, for example, a time response curve of the acceleration of the test vehicle body 21b from the start of the vibration of the table 3 with the slide mechanism in the vibration and braking step S3 to the end of the braking is acquired as the vibration damping behavior. can do. FIG. 5 shows an example of the time response curve of the acceleration of the test vehicle body 21b. The acceleration (actual result) in FIG. 5 is a time response curve of the acceleration measured by the accelerometer 7 installed in the test vehicle body 21b.
In the acquisition of the vibration damping behavior, the vibration start of the table 3 with the slide mechanism is the time when the pulsed acceleration is applied in the case of applying the pulsed acceleration as shown in FIG. it can. Further, in the acquisition of the vibration damping behavior, the end of the braking of the table 3 with the slide mechanism can be the time when the vibration damping of the acceleration of the test vehicle body 21b has sufficiently converged.
<評価工程>
評価工程S7は、振動減衰挙動取得工程S5で取得した振動減衰挙動に基づいて試験車体21bの動的な剛性を評価する工程である。
まず、振動減衰挙動取得工程S5で取得した加速度の絶対値の時間応答曲線をスライド機構付きテーブル3の加振開始から制動終了するまでの区間で時間積分する。そして、加速度の絶対値の時間応答曲線を時間積分した値を試験車体21bの振動量とみなし、該振動量に基づいて試験車体21bの動的な剛性を評価することができる。
<Evaluation process>
The evaluation step S7 is a step of evaluating the dynamic rigidity of the test vehicle body 21b based on the vibration damping behavior acquired in the vibration damping behavior acquisition step S5.
First, the time response curve of the absolute value of the acceleration acquired in the vibration damping behavior acquisition step S5 is time-integrated in a section from the start of vibration to the end of braking of the table 3 with the slide mechanism. Then, the value obtained by time integration of the time response curve of the absolute value of acceleration is regarded as the vibration amount of the test vehicle body 21b, and the dynamic rigidity of the test vehicle body 21b can be evaluated based on the vibration amount.
ここで、スライド機構付きテーブル3の加振開始とは、図5に示すようなパルス状の加速度を付与する場合においては、該パルス状の加速度を付与する時点とすることができる。また、振動減衰挙動の取得においてスライド機構付きテーブル3の制動終了とは、試験車体21bの加速度の振動減衰挙動が十分に収束した時点とすることができる。 Here, in the case of applying a pulse-like acceleration as shown in FIG. 5, the vibration start of the table 3 with a slide mechanism can be the time when the pulse-like acceleration is applied. Further, in the acquisition of the vibration damping behavior, the end of the braking of the table 3 with the slide mechanism can be the time when the vibration damping behavior of the acceleration of the test vehicle body 21b has sufficiently converged.
このように求めた振動量は、車体変形の弾性復元による振動減衰挙動との相関が高く、前記振動量の値が大きい場合、試験車体21bの動的な剛性は低いと評価し、前記振動量の値が小さい場合、試験車体21bの動的な剛性は高いと評価することができる。 The vibration amount thus determined has a high correlation with the vibration damping behavior due to the elastic recovery of the deformation of the vehicle body. When the vibration amount value is large, it is evaluated that the dynamic rigidity of the test vehicle body 21b is low. When the value of is small, it can be evaluated that the dynamic rigidity of the test vehicle body 21b is high.
なお、前記スライド機構付きテーブル3の加振開始として、図5に示す予備加速段階からの加速度を付与する時点としてよい。 In addition, it is good also as the time of giving the acceleration from the preliminary | backup acceleration stage shown in FIG. 5 as a vibration start of the said table 3 with a slide mechanism.
また、基準投入エネルギーパターン取得工程S1は、基準車体21aに加速度計7を設置し、前記基準投入エネルギーパターンを取得するとともに基準車体21aの加速度を加速度計7により測定し、該測定した加速度に基づいて基準車体21aの振動減衰挙動を取得し、評価工程S7は、基準車体21aの振動減衰挙動を基準として試験車体21bの動的な剛性を評価するようにしてもよい。 Further, in the reference input energy pattern acquisition step S1, the accelerometer 7 is installed in the reference vehicle body 21a, the reference input energy pattern is acquired, the acceleration of the reference vehicle body 21a is measured by the accelerometer 7, and based on the measured acceleration. Thus, the vibration damping behavior of the reference vehicle body 21a may be acquired, and the evaluation step S7 may evaluate the dynamic rigidity of the test vehicle body 21b based on the vibration damping behavior of the reference vehicle body 21a.
この場合、評価工程S7では、基準車体21aについて取得した振動減衰挙動の時間応答曲線を時間積分して振動量を求め、基準車体21aについての振動量を基準として試験車体21bについての振動量との相対比率を求めることできる。これにより、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21の剛性を一定の基準で評価することができて好ましい。 In this case, in the evaluation step S7, the vibration amount is obtained by time integration of the time response curve of the vibration damping behavior acquired for the reference vehicle body 21a, and the vibration amount for the test vehicle body 21b is determined with reference to the vibration amount for the reference vehicle body 21a. The relative ratio can be determined. Thereby, for example, it is possible to evaluate the rigidity improvement effect by attaching a stiffening part to the automobile body 21 and the rigidity of different automobile bodies 21 on a certain standard.
なお、自動車車体21(基準車体21a又は試験車体21b)の質量がスライド機構付きテーブル3と振動装置5の可動部13との合計質量よりも大きい場合、自動車車体21の振動による制御外の振動の影響が大きくなり、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加振及び制動できなくなる場合がある。そのため、本実施の形態に係る動的剛性試験方法は、自動車車体21の質量を、スライド機構付きテーブル3と可動部13の合計質量との比率で1以下とすることが好ましい。 In addition, when the mass of the vehicle body 21 (the reference vehicle body 21a or the test vehicle body 21b) is larger than the total mass of the table 3 with the slide mechanism and the movable portion 13 of the vibration device 5, the vibration of the vehicle body 21 due to vibrations outside the control. The influence becomes large, and the table 3 with the slide mechanism may not be vibrated and braked with a predetermined acceleration pattern. Therefore, in the dynamic stiffness test method according to the present embodiment, the mass of the automobile body 21 is preferably set to 1 or less in the ratio of the total mass of the table 3 with the slide mechanism and the movable portion 13.
さらに、上記の説明では、振動装置5として動電式振動装置15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を加振及び制動できるものであれば動電式振動装置15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。 Furthermore, in the above description, an example in which the electrodynamic vibration device 15 is used as the vibration device 5 is shown. However, the vibration device 5 can vibrate and brake the table 3 with the slide mechanism with a predetermined acceleration pattern. As long as it is not limited to the electrodynamic vibration device 15, 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5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で加振する制御機能と、振動装置5の駆動に投入した投入エネルギーパターンの実績データとして油圧やサーボバルブの開閉などの時系列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5により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、投入エネルギーパターンを取得することができる。 For example, when the hydraulic vibration device 5 is used, the actual function data of the control function of exciting with a predetermined acceleration pattern using the servo valve and the input energy pattern input to the drive of the vibration device 5 is used as the actual data of the hydraulic pressure and the servo valve. What is necessary is just to have the function to output time series data, such as opening and closing. In this case, the input energy pattern can be obtained from the control data for opening and closing the servo valve for controlling the predetermined acceleration pattern by the hydraulic vibration device 5.
また、モーター式の振動装置5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で加振する制御機能と、パルスモーターを駆動させるために投入した投入電力の時間変化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投入エネルギーパターンを取得することができる。 Further, when the motor-type vibration device 5 is used, for example, a control function for exciting with a predetermined acceleration pattern by a pulse motor and a time change of input power input to drive the pulse motor are output as performance data. Any function may be used. In this case, the input energy pattern can be acquired from the electric power input to drive the motor.
<実車両の走行試験による官能評価との関係>
本実施の形態に係る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について説明する。
<Relationship with sensory evaluation by running test of actual vehicle>
The reason why a physical numerical index correlated with sensory evaluation such as steering stability and riding comfort can be obtained by the dynamic stiffness test method according to the present embodiment will be described.
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において試験車体21bは、車体下部である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。そのため、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 test vehicle body 21 b is fixed to the table 3 with a slide mechanism at a position that can serve as an input point of force when the actual vehicle travels, such as a vehicle body floor portion and a suspension mount portion that are the lower portion of the vehicle body. Therefore, the table 3 with the slide mechanism can be considered to simulate a chassis that transmits changes in the direction of movement and speed of the vehicle to the vehicle body skeleton when the vehicle is traveling.
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はほぼ同一であると想定され、同一入力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。 And the driving test is to run on the determined driving route and sensory evaluate the handling stability and ride comfort etc. When the purpose is to evaluate the influence of the body on the same platform, the input transmitted from the chassis to the body is It is assumed that they are almost the same, and the difference in response behavior and characteristics of the body when receiving the same input 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では、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。そして、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される。 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 traveling conditions, it is determined that the steering stability is better as the vehicle has fewer additional steering operations.
このような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動的剛性試験方法では、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パターン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試験車体21b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の振動装置5の駆動が走行試験における追加のステアリング操作による車体の操舵に相当すると考えられる。
In the dynamic stiffness test method according to the present embodiment, an additional steering operation in such a running test is an input energy pattern that is input to the vibration device 5 in order to suppress vibration outside the control of the table 3 with the slide mechanism. It is thought that it corresponds to.
That is, after the target pulse-like acceleration waveform is input and the test vehicle body 21b is elastically deformed, vibration outside the control that occurs in the table 3 with the slide mechanism due to the influence of vibration generated by restoring the elastic deformation, It corresponds to the acting force in the course departure direction in the running test, and the driving of the vibration device 5 for suppressing the vibration outside the control of the table 3 with the slide mechanism is considered to correspond to the steering of the vehicle body by the additional steering operation in the running test. .
ここで、試験車体21bの剛性が低いほど、パルス状の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、該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は増加し、投入エネルギーパターンが変化する。よって、振動装置5に投入する投入エネルギーパターンを同一としたときの試験車体21bの振動減衰挙動を測定することで、走行試験において同一の走行条件で得られた操縦安定性の官能評価と相関のある動的剛性の数値指標を得ることができる。 Here, the lower the rigidity of the test vehicle body 21b, the larger the elastic deformation due to the input of pulse-like acceleration. Therefore, the table 3 with the slide mechanism is out of control due to the influence of vibration generated by restoring the elastic deformation. The vibration also increases, the input energy input to the vibration device 5 to suppress the vibration outside the control increases, and the input energy pattern changes. Therefore, by measuring the vibration damping behavior of the test vehicle body 21b when the input energy pattern to be input to the vibration device 5 is the same, the sensory evaluation of the steering stability obtained under the same driving condition in the driving test and the correlation A numerical index of certain dynamic stiffness can be obtained.
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2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15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の振動減衰挙動を取得し、自動車車体21に補剛部品を装着したときの動的な剛性向上の効果を検討した。 In this embodiment, the vibration of the automobile body 21 when the dynamic stiffness test apparatus 1 shown in FIG. 2 is used and the vibration apparatus 5 is vibrated and braked in the vehicle body width direction of the automobile body 21 by the electrodynamic vibration device 15 is used. The damping behavior was acquired, and the effect of dynamic rigidity improvement when a stiffening part was mounted on the car body 21 was examined.
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、自動車車体21の骨格部品であるルーフ部17のルーフサイドレールとサイドシル部19のサイドシルインナーのそれぞれに加速度計7を設置し(図2参照)、スライド機構付きテーブル3を加振及び制動したときの自動車車体21の振動減衰挙動として加速度の時間応答曲線を測定した。
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9と動電式振動装置15の可動部13の合計質量は320kgとし、自動車車体21の質量は、前記スライド機構付きテーブル3の振動テーブル9と動電式振動装置15の可動部13の合計質量との比率が240kg/320kg=0.75であった。
The car body 21 subjected to the dynamic rigidity test is a car body skeleton of a commercially available small car (no doors / hood / fender, bumper reinforcement, windshield mounted, mass 240 kg), and a roof part 17 that is a skeleton part of the car body 21. Accelerometer 7 is installed on each of the roof side rail and the side sill inner of the side sill portion 19 (see FIG. 2), and the acceleration time is taken as the vibration attenuation behavior of the automobile body 21 when the table 3 with the slide mechanism is vibrated and braked. Response curves were measured.
The total mass of the vibration table 9 including the fixing jig for fixing the vehicle body 21 and the movable portion 13 of the electrodynamic vibration device 15 is 320 kg. The mass of the vehicle body 21 is the vibration table of the table 3 with the slide mechanism. 9 and the total mass of the movable part 13 of the electrodynamic vibration device 15 were 240 kg / 320 kg = 0.75.
本実施例では、基準車体21aをスライド機構付きテーブル3に固定し、目標とする加速度パターンとなるように駆動させたときの加速度周波数応答挙動から、動電式振動装置15に投入する基準投入電力パターンを取得した。ここで、基準車体21aの加振及び制動の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。 In this embodiment, the reference input power to be input to the electrodynamic vibration device 15 from the acceleration frequency response behavior when the reference vehicle body 21a is fixed to the table 3 with the slide mechanism and driven so as to have a target acceleration pattern. I got the pattern. Here, the acceleration pattern targeted for excitation and braking of the reference vehicle body 21a is a single pulse wave having a half-sine shape with a maximum acceleration of 6.0 m / s 2 and an action time of 50 ms.
図5に、基準車体21aをスライド機構付きテーブル3に固定して加振及び制動したときの基準車体21aの加速度の時間応答曲線とスライド機構付きテーブル3の変位の測定結果、及び、目標とする加速度パターンを示す。 FIG. 5 shows the time response curve of the acceleration of the reference vehicle body 21a when the reference vehicle body 21a is fixed to the table 3 with the slide mechanism and the vibration and braking are performed, the measurement result of the displacement of the table 3 with the slide mechanism, and the target. An acceleration pattern is shown.
測定開始から2.0秒の経過後、動電式振動装置15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、2.5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、パルス状の加速度を入力した後、スライド機構付きテーブル3の振動は0.5秒程度(2.5秒〜3.0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の加速度波形は周期毎に減少する投入電力パターンと概ね逆位相であるものの、基準車体21a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、加速度波形に周期毎に減少しない乱れが生じていることがわかる。 After the elapse of 2.0 seconds from the start of measurement, power is supplied to the electrodynamic vibration device 15 to start the preliminary acceleration of the table 3 with the slide mechanism, and a target pulse-like shape is obtained during 0.05 seconds centering on 2.5 seconds. Acceleration (maximum acceleration 6.0m / s 2 ) is occurring. After inputting the pulse-like acceleration, the vibration of the table 3 with the slide mechanism is rapidly attenuated and converged in about 0.5 seconds (2.5 seconds to 3.0 seconds). Here, although the acceleration waveform of the table 3 with the slide mechanism is substantially opposite in phase to the input power pattern that decreases in each cycle, the table 3 with the slide mechanism is subjected to vibration outside the control due to the influence of the vibration of the reference vehicle body 21a. It turns out that the disturbance which does not reduce for every period has arisen in the waveform.
次に、図6に示す試験車体21bにボルトオンタイプの補剛部品を装着し、基準投入電力パターンで動電式振動装置15を駆動して試験車体21bの振動減衰挙動を測定した。ここで、試験車体21bに装着する補剛部品としては2種類の補剛部品A及び補剛部品Bを用い、補剛部品Aのみを装着した場合と、補剛部品Aと補剛部品Bの両者を装着した場合のそれぞれについて試験を行った。 Next, a bolt-on type stiffening part was attached to the test vehicle body 21b shown in FIG. 6, and the electrodynamic vibration device 15 was driven with the reference input power pattern to measure the vibration damping behavior of the test vehicle body 21b. Here, as the stiffening parts to be mounted on the test vehicle body 21b, two types of stiffening parts A and B are used. When only the stiffening part A is mounted, the stiffening parts A and B Each of the cases where both were mounted was tested.
なお、本実施例で用いた補剛部品A及び補剛部品Bは、実車両の走行試験による官能評価において、いずれの補剛部品を装着していない実車両よりも操縦安定性は向上し、補剛部品Aのみを装着した場合に比べて両者を装着した実車両の方が、操縦安定性はより向上する結果が実証されたものである。 In addition, the stiffening part A and the stiffening part B used in this example are improved in steering stability compared to an actual vehicle in which any of the stiffening parts are not mounted in the sensory evaluation by a running test of the actual vehicle. Compared with the case where only the stiffening part A is mounted, the result that the steering stability is further improved in the actual vehicle in which both are mounted has been demonstrated.
図7に、補剛部品Aのみを装着した試験車体21bにおいて、サイドシルインナーに設置した加速度計7により測定した車体幅方向の加速度絶対値の時間積分値を示す。時間1.5秒に測定を開始し、0.5秒後の時間2.0秒に規定のパルス振動を入力して試験車体21bに振動が発生し、2.5秒で目標とするパルス状の加速度が発生し、該振動は0.5秒程度で急激に減衰及び収束していることがわかる。 FIG. 7 shows the time integral value of the absolute value of acceleration in the vehicle body width direction measured by the accelerometer 7 installed on the side sill inner in the test vehicle body 21b in which only the stiffening part A is mounted. Measurement is started at time 1.5 seconds, specified pulse vibration is input at time 2.0 seconds 0.5 seconds later, vibration is generated in the test vehicle body 21b, and target pulse-like acceleration is generated in 2.5 seconds. It can be seen that the decay and convergence suddenly took about 0.5 seconds.
図7の結果から、パルス状の加速度の入力から振動収束までの0.5秒間について測定した加速度の絶対値を時間積分し、該時間積分した値の積算値を振動量と定義し、補剛部品の装着による振動量の変化を比較した。 From the result of FIG. 7, the absolute value of the acceleration measured for 0.5 seconds from the input of the pulsed acceleration to the vibration convergence is integrated over time, and the integrated value of the time integrated value is defined as the vibration amount. The change of vibration amount by wearing was compared.
図8に、補剛部品を装着していない基準車体21aと、補剛部品を装着した試験車体21bについて、サイドシルインナー及びルーフサイドレールに装着した加速度計7を用いて測定した加速度により求めた振動量の結果を示す。図8において、横軸に示す「基準」は、基準車体21a、「補剛A」は補剛部品Aを装着した試験車体21b、「補剛A+B」は補剛部品Aと補剛部品Bを装着した試験車体21bであり、縦軸の「振動量比率」は、補剛部品を装着していない基準車体21aの振動量で規格化したものである。 FIG. 8 shows the vibration obtained from the acceleration measured using the accelerometer 7 attached to the side sill inner and the roof side rail for the reference vehicle body 21a without the stiffening component and the test vehicle body 21b with the stiffening component attached. The quantity results are shown. In FIG. 8, the “reference” shown on the horizontal axis is the reference vehicle body 21 a, “stiffening A” is the test vehicle body 21 b with the stiffening part A attached, and “stiffening A + B” is the stiffening part A and the stiffening part B. The test vehicle body 21b is mounted, and the “vibration amount ratio” on the vertical axis is standardized by the vibration amount of the reference vehicle body 21a to which no stiffening component is mounted.
図8より、基準、補剛A、補剛A+Bの順に振動量比率は低下していることから、補剛部品を装着することにより動的な剛性は向上し、また、補剛部品Aと補剛部品Bを装着することにより、動的な剛性はさらに向上すると評価できる。前述のとおり、実車両の走行試験においては、補剛部品の装着なし、補剛部品Aを装着、補剛部品Aと補剛部品Bの両者を装着、の順に操縦安定性が向上する結果であり、本実施例で得られた試験車体21bの動的剛性の評価結果は、実車両の走行試験における操縦安定性の結果と相関性が高いことがわかる。 As shown in FIG. 8, since the vibration amount ratio decreases in the order of standard, stiffening A, and stiffening A + B, the dynamic rigidity is improved by attaching the stiffening parts. By mounting the rigid part B, it can be evaluated that the dynamic rigidity is further improved. As described above, in the running test of an actual vehicle, the steering stability is improved in the order of mounting the stiffening part, mounting the stiffening part A, and mounting both the stiffening part A and the stiffening part B. In addition, it can be seen that the evaluation result of the dynamic rigidity of the test vehicle body 21b obtained in the present example is highly correlated with the result of the steering stability in the running test of the actual vehicle.
また、加速度計7を設置する位置の違いに関しては、図8において補剛A及び補剛A+Bのいずれの結果とも、サイドシルインナーに比べてルーフサイドレールに設置した加速度計7により測定した加速度を用いた方が、振動量比率は小さい値になっている。このことから、試験車体21bの上部にあるルーフサイドレールの方が下部にあるサイドシルインナーに比べて大きく振動するため、補剛部品の装着による剛性向上の効果が大きいことが示唆された。 Further, regarding the difference in the position where the accelerometer 7 is installed, in both the results of stiffening A and stiffening A + B in FIG. 8, the acceleration measured by the accelerometer 7 installed on the roof side rail is used compared to the side sill inner. The vibration amount ratio is smaller. From this, it was suggested that the roof side rail at the upper part of the test vehicle body 21b vibrates more greatly than the side sill inner at the lower part.
以上、本発明に係る自動車車体の動的剛性試験方法によれば、実車両の走行試験を行わずに自動車車体を用いたラボ試験により、操縦安定性との相関性が高い動的剛性を評価できることが示された。 As described above, according to the dynamic rigidity test method for an automobile body according to the present invention, the dynamic rigidity highly correlated with the steering stability is evaluated by the laboratory test using the automobile body without performing the running test of the actual vehicle. It was shown that it can be done.
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 加速度計
9 振動テーブル
11 リニアガイド
13 可動部
15 動電式振動装置
17 ルーフ部
19 サイドシル部
21 自動車車体
21a 基準車体
21b 試験車体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dynamic rigidity test apparatus 3 Table with slide mechanism 5 Vibration apparatus 7 Accelerometer 9 Vibration table 11 Linear guide 13 Movable part 15 Electrodynamic vibration apparatus 17 Roof part 19 Side sill part 21 Automobile body 21a Reference body 21b Test body
Claims (7)
基準車体を車体幅方向に荷重が作用されるように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加振及び制動させるために、前記振動装置に投入する基準投入エネルギーパターンを取得し、取得した基準エネルギーパターンを入力したときの前記基準車体の加速度を測定し、該測定した加速度に基づいて前記基準車体の振動減衰挙動を取得する基準投入エネルギーパターン取得工程と、
加速度計を設置した試験対象とする試験車体を車体幅方向に荷重が作用されるように前記スライド機構付きテーブルに固定し、前記振動装置に前記基準投入エネルギーパターンを投入して前記スライド機構付きテーブルを加振及び制動させる加振及び制動工程と、
該加振及び制動工程において車体幅方向に荷重が作用された前記試験車体の加速度を前記加速度計により測定し、該測定した加速度に基づいて前記試験車体の振動減衰挙動を取得する振動減衰挙動取得工程と、
該取得した前記試験車体の振動減衰挙動に基づいて、前記基準車体の振動減衰挙動を基準として前記試験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 vehicle body dynamic stiffness test using a table with a slide mechanism capable of fixing an automobile body, and a vibration device that vibrates and accelerates the table with a slide mechanism in a horizontal axis direction with a predetermined acceleration pattern and then brakes the table. A method,
The reference vehicle body is fixed to the slide mechanism-Table to a load in the vehicle width direction is acted, in order to vibration and damping table with the slide mechanism at a predetermined acceleration pattern, a reference to be introduced to the vibration device A reference input energy pattern acquisition step of acquiring an input energy pattern , measuring an acceleration of the reference vehicle body when the acquired reference energy pattern is input, and acquiring a vibration damping behavior of the reference vehicle body based on the measured acceleration ; ,
A test vehicle with an accelerometer as a test object is fixed to the table with the slide mechanism so that a load is applied in the vehicle body width direction, and the reference input energy pattern is input to the vibration device, thereby the table with the slide mechanism. An excitation and braking process for exciting and braking
Acquire vibration damping behavior of measuring the acceleration of the test vehicle body, to which a load is applied in the vehicle width direction in the excitation and braking process, by the accelerometer, and acquiring the vibration attenuation behavior of the test vehicle body based on the measured acceleration Process,
An evaluation step of evaluating a dynamic rigidity of the test vehicle based on the vibration attenuation behavior of the reference vehicle based on the acquired vibration attenuation behavior of the test vehicle. Stiffness test method.
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