車体振動の評価方法及び評価装置
【課題】走行中の車体振動の再現精度の更なる向上を図ることのできる車体振動の評価方法及び評価装置を提供する。
【解決手段】車体に搭載されるパワーユニット４の動作に応じて同パワーユニット４を弾性支持するマウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重を求める工程と、その求められた車両前後方向の荷重と車両の駆動力と同車両の走行抵抗とに基づいて車体に作用する車両前後方向の加速度を演算する工程と、を備えて走行中の車体に発生する車両前後方向の振動を評価するようにした。
【解決手段】車体に搭載されるパワーユニット４の動作に応じて同パワーユニット４を弾性支持するマウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重を求める工程と、その求められた車両前後方向の荷重と車両の駆動力と同車両の走行抵抗とに基づいて車体に作用する車両前後方向の加速度を演算する工程と、を備えて走行中の車体に発生する車両前後方向の振動を評価するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行中の車体に発生する振動を評価するための車体振動の評価方法及び評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な有段変速機を搭載する車両の場合、変速は、変速機内に設けられたブレーキやクラッチの開放及び係合を通じて行われる。車両走行中の変速に際しては、車体の振動、いわゆる変速ショックが発生して、運転者に違和感を与えることがある。そのため、車両の設計に際しては、変速時の車体に働く加速度を求めつつ、変速機のブレーキやクラッチの開放や係合のタイミング等の適合を図ることで、問題の無いレベルまで変速ショックを低下させるようにしている。
【０００３】
こうした変速機の適合に際しては、走行中の車体に作用する加速度の評価が必要となる。そこで従来、特許文献１には、車両のパワーユニット（エンジン及び変速機）を車両モデル上で動作させつつ、パワーユニットの過渡的な駆動力の変動を実測し、その結果に基づいて走行中の車両前後方向の加速度を評価することが提案されている。具体的には、同文献に記載の評価手法では、ベンチテーブル上に配設された車両のパワーユニットの出力軸に、車両走行中と同等の負荷を印加しながらパワーユニットを動作させ、同パワーユニットの駆動力の変動を実測するようにしている。そして実測された駆動力と走行中の車両の走行抵抗とから車体に作用する車両前後方向の力を求めるとともに、その求めた力を車体重量で除算することで、車両前後方向の加速度を演算するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２０８１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、車両のパワーユニットは、複数のマウントによって弾性支持された状態で車体に取り付けられている。そして駆動力の変動などによりパワーユニットが振動すると、その振動は、マウントを介して車体に伝達され、それによっても車体が加振されることがある。しかしながら、上記従来の評価手法では、パワーユニット自体の振動の影響は全く考慮されておらず、パワーオンアップシフト時やキックダウン時のようなパワーユニットの振動が大きくなる状況では、演算結果と実車との乖離が大きくなってしまい、車体振動を十分な精度で再現できなくなっている。
【０００６】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、走行中の車体振動の再現精度の更なる向上を図ることのできる車体振動の評価方法及び評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
上記課題を解決するため、パワーユニットがマウントによって弾性支持された構成の車両を対象として走行中の車体振動を評価するための方法としての請求項１に記載の発明は、次の２つの工程を通じて車体振動の評価を行うようにしている。すなわち、車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する荷重を求める工程と、その求められた荷重に基づいて車体に作用する加速度を演算する工程と、である。こうした本発明の車体振動の評価方法では、車体振動の評価に際して、まずパワーユニットの動作に応じてマウントに作用する荷重が求められる。そしてその求められた荷重に基づいて、車体に作用する加速度が演算されるようになる。こうした評価方法では、車体に作用する加速度の演算が、パワーユニットから車体への振動伝達を考慮して行われる。そのため、上記評価方法では、走行中の車体振動の再現精度の更なる向上を図ることができるようになる。
【０００８】
また上記課題を解決するため、パワーユニットがマウントによって弾性支持された構成の車両を対象として走行中の車体振動を評価するための方法としての請求項２に記載の発明は、次の２つの工程を通じて車体振動の評価を行うようにしている。すなわち、車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する車両前後方向の荷重を求める工程と、その求められた車両前後方向の荷重と車両の駆動力と同車両の走行抵抗とに基づいて車体に作用する車両前後方向の加速度を演算する工程と、である。こうした本発明の車体振動の評価方法では、車体振動の評価に際し、まずパワーユニットの動作に応じてマウントに作用する車両前後方向の荷重が求められる。そしてその求められた車両前後方向の荷重と車両の駆動力と車両の走行抵抗とに基づいて、車体に作用する車両前後方向の加速度が演算されるようになる。パワーユニットから車体への振動の伝達を考慮した場合、パワーユニットからマウントを介して車体に印加される車両前後方向の荷重と、車両の駆動力、すなわち車両を前進させるための推進力と、空気抵抗や路面抵抗などの走行抵抗とによって車体に印加される車両前後方向の荷重が決定されることになる。よってそれら荷重の合力を車体重量で除算すれば、車体に働く車両前後方向の加速度を求めることができる。この場合の車両前後方向の加速度の演算は、パワーユニットから車体への振動伝達を考慮して行われる。そのため、上記評価方法では、走行中の車体振動の再現精度の更なる向上を図ることができるようになる。
【０００９】
ところで、パワーユニットは、車両走行中、車両加速度に応じた慣性力による押圧を受けている。例えば車両の加速時のパワーユニットは、慣性力により車両後方に押圧され、車両の減速時のパワーユニットは、慣性力により車両前方に押圧されている。そのため、パワーユニットからの振動の伝達が全く無い状況にあっても、車両走行中のマウントは、一定の荷重を受け、予撓みした状態となっている。一方、マウントは、非線形のばね特性を有している。そのため、予撓みが有るときと無いときとでは、パワーユニットの変位が同じでも、マウントが受ける荷重の大きさは異なるようになる。その点、請求項３に記載の評価方法では、車両加速度に応じた慣性力がパワーユニットに作用することでマウントが予撓みした状態を想定して車両前後方向の荷重を求めており、車両前後方向加速度の演算結果を実車により近づけることが可能である。
【００１０】
なお、請求項４に記載のように、マウントに作用する車両前後方向の荷重は、マウントを介してベンチテーブル上にパワーユニットを配設するとともに、同パワーユニットの出力軸に車両走行中と同様の負荷を印加した状態で同パワーユニットを動作させながらマウントに作用する荷重を実測することで求めることができる。この場合、パワーユニットの実機を用いた試験を通じて車両走行中のマウントに作用する車両前後方向の荷重が求められるため、より正確な車体振動の評価を行うことができるようになる。なお、車両走行中のパワーユニットに作用する慣性力の影響を考慮するのであれば、請求項５によるように、車両加速度に応じた慣性力に相当する力をパワーユニットに印加することでマウントを予撓みさせた状態でマウントに作用する荷重の実測を行うようにすると良い。またこうしたマウントに作用する荷重の実測は、請求項６によるように、ロードセルを用いて行うことが可能である。
【００１１】
また請求項７に記載のように、マウントに作用する車両前後方向の荷重は、マウントに印加される荷重と同マウントの撓みとの関係を表わしたマウントモデルと、パワーユニットの出力軸トルクとを用いて同パワーユニットの車両前後方向の振動を予測することで求めることも可能である。この場合、実機を用いた試験を行わずに、車両走行中のマウントに作用する車両前後方向の荷重を求めることができ、車体振動の評価をより簡易且つ速やかに行うことが可能となる。なお、車両走行中のパワーユニットに作用する車両加速度に応じた慣性力の影響を考慮するのであれば、請求項８によるように、マウントモデルを、車両加速度に応じた慣性力がパワーユニットに作用することでマウントが予撓みした状態に設定するようにしておくと良い。
【００１２】
なお上記各評価方法における車体振動の評価は、請求項９のようなエンジンと変速機とにより構成されたパワーユニットを有する車両を対象として行うことが可能である。もっとも、それ以外にも、電気自動車におけるモーターを有した構成のパワーユニットや、ハイブリッド車両におけるエンジン、モーターを有した構成のパワーユニットなどを有する車両も、車体振動の評価の対象に含めることが可能である。
【００１３】
上記課題を解決するため、パワーユニットがマウントによって弾性支持された車両を対象として走行中の車体振動を評価するための車体振動の評価装置としての請求項１０に記載の発明は、車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する荷重を算出する算出手段を備えている。また同発明の車体振動の評価装置は、上記算出手段により算出された荷重に基づいて車体に作用する加速度を演算する演算手段を備えてもいる。こうした構成では、車体振動の評価に際し、まずパワーユニットの動作に応じてマウントに作用する荷重が求められる。そしてその求められた荷重に基づいて、車体に働く加速度が演算されるようになる。この場合の加速度の演算は、パワーユニットから車体への振動伝達を考慮して行われる。そのため、上記構成では、走行中の車体振動の再現精度の更なる向上を図ることができるようになる。
【００１４】
また上記課題を解決するため、パワーユニットがマウントによって弾性支持された構成の車両を対象としてその走行中の車体振動を評価するための車体振動の評価装置としての請求項１１に記載の発明は、車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する車両前後方向の荷重を算出する算出手段を備えている。また同発明の車体振動の評価装置は、その算出手段により算出された車両前後方向の荷重と車両の駆動力と車両の走行抵抗とに基づいて車体に作用する車両前後方向の加速度を演算する演算手段と、を備えてもいる。こうした構成では、車体振動の評価に際し、まずパワーユニットの動作に応じてマウントに作用する車両前後方向の荷重が求められる。そしてその求められた車両前後方向の荷重と車両の駆動力と車両の走行抵抗とに基づいて、車体に作用する車両前後方向の加速度が演算されるようになる。パワーユニットから車体への振動の伝達を考慮した場合、パワーユニットからマウントを介して車体に印加される車両前後方向の荷重と、車両の駆動力、すなわち車両を前進させるための推進力と、空気抵抗や路面抵抗などの走行抵抗とによって車体に印加される車両前後方向の荷重が決定されることになる。よってそれら荷重の合力を車体重量で除算すれば、車体に働く車両前後方向の加速度を求めることができる。この場合の車両前後方向の加速度の演算は、パワーユニットから車体への振動伝達を考慮して行われる。そのため、上記構成では、走行中の車体振動の再現精度の更なる向上を図ることができるようになる。
【００１５】
上記のようにパワーユニットは、車両走行中、車両加速度に応じた慣性力による押圧を受けている。またマウントは、非線形のばね特性を有している。そのため、予撓みが有るときと無いときとでは、パワーユニットの変位が同じでも、マウントが受ける荷重の大きさは異なるようになる。その点、請求項１２に記載の評価方法では、車両加速度に応じた慣性力が前記パワーユニットに作用することでマウントが予撓みした状態を想定して車両前後方向の荷重を算出するように算出手段を構成しており、車両前後方向加速度の演算結果を実車により近づけることが可能である。
【００１６】
なお、請求項１３によるように、マウントを介してベンチテーブル上に前記パワーユニットを配設した状態で、同パワーユニットの出力軸に車両走行中と同様の負荷を印加した状態で同パワーユニットを動作させながら前記マウントに作用する荷重を実測した結果から、マウントに作用する車両前後方向の荷重を算出するように上記算出手段を構成することができる。この場合、パワーユニットの実機を用いた試験を通じて車両走行中のマウントに作用する車両前後方向の荷重が求められるため、より正確な車体振動の評価を行うことができるようになる。なお、車両走行中のパワーユニットに作用する車両加速度に応じた慣性力の影響を考慮する場合には、請求項１４によるように、車両加速度に応じた慣性力に相当する力をパワーユニットに印加することでマウントを予撓みさせた状態でマウントに作用する荷重の実測を行うようにすると良い。またこうしたマウントに作用する荷重の実測は、請求項１５によるように、ロードセルを用いて行うことが可能である。
【００１７】
また請求項１６によるように、マウントに印加される荷重と同マウントの撓みとの関係を表わしたマウントモデルと、前記パワーユニットの出力軸トルクとを用いてパワーユニットの車両前後方向の振動を予測することでマウントに作用する車両前後方向の荷重を算出するように上記算出手段を構成することもできる。この場合、実機を用いた試験を行わずに、車両走行中のマウントに作用する車両前後方向の荷重を求めることができ、車体振動の評価をより簡易且つ速やかに行うことが可能となる。なお、車両走行中のパワーユニットに作用する車両加速度に応じた慣性力の影響を考慮するのであれば、請求項１７によるように、マウントモデルを、車両加速度に応じた慣性力がパワーユニットに作用することでマウントが予撓みした状態に設定するようにしておくと良い。
【００１８】
なお上記各評価方法における車体振動の評価は、請求項１８のようなエンジンと変速機とにより構成されたパワーユニットを有する車両を対象として行うことが可能である。もっとも、それ以外にも、電気自動車におけるモーターを有した構成のパワーユニットや、ハイブリッド車両におけるエンジン、モーターを有した構成のパワーユニットなどを有する車両も、車体振動の評価の対象に含めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態におけるマウント作用力の測定態様を模式的に示す略図。
【図２】同実施形態での車両前後方向加速度の演算態様を示すブロック図。
【図３】本発明の第２実施形態におけるマウント作用力の演算態様を模式的に示す略図。
【図４】本発明の第３実施形態におけるマウント作用力の測定態様を模式的に示す略図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の車体振動の評価方法及び評価装置を具体化した第１の実施の形態を、図１及び図２を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、パワーユニットがエンジンと変速機とにより構成された車両を対象に車体振動の評価を行うようにしている。この評価は、車両の設計において、車両走行中の変速ショックの多寡を判断するために行われる。本実施の形態での車体振動の評価は、大きくは、次の２つの工程を通じて行われる。まず第１の工程においては、車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する車両前後方向の荷重が求められる。また第２の工程では、その求められた車両前後方向の荷重と車両の駆動力と同車両の走行抵抗とに基づいて車体に作用する車両前後方向の加速度が演算される。
【００２１】
本実施の形態では、上記第１の工程を、パワーユニットやマウントの実機を用いた試験を通じて、パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する荷重（マウント作用力）を実測することで行う。図１は、そうした実機試験におけるマウント作用力の測定態様を示している。同図に示すように、この試験は、ベンチテーブル１上に、エンジン２、変速機３からなるパワーユニット４を配設した状態で行われる。なおパワーユニット４は、同パワーユニット４を実際の車体に弾性支持するためのマウント５〜８の実機を介してベンチテーブル１に設置されている。また各マウント５〜８には、６方向の荷重を測定可能なロードセルの一種である六分力計９〜１２が設置されており、マウント５〜８に印加される荷重を測定可能とされている。
【００２２】
またパワーユニット４の出力軸１３の両端には、それぞれモーター１４、１５が取り付けられている。そしてこれらのモーター１４、１５により、パワーユニット４の出力軸１３に任意のモーメントを付与することができるようになっている。
【００２３】
試験中のエンジン２及びモーター１４、１５の制御は、コンピューター１６により制御されている。また六分力計９〜１２の測定信号は、このコンピューター１６に入力され、記録されるようになっている。
【００２４】
こうした試験装置を用いたマウント作用力の実測は、次の態様で行われる。すなわち、マウント作用力の実測に際しては、モーター１４、１５により、実際の車両走行時における走行抵抗や車体の慣性力に応じたモーメントを出力軸１３に付与した状態でエンジン２を回転させて、パワーユニット４を動作させる。そしてこの状態で、様々なパターンの車両走行を模しながら、マウント５〜８に印加される荷重の推移を測定する。
【００２５】
こうしてマウント作用力を実測した後、或いはその実測と同時平行して、上記第２の工程での車両前後方向加速度の演算が行われる。この演算は、コンピューター１６によって、図２に示される態様で行われる。すなわち、車両前後方向加速度の演算に際しては、コンピューター１６はまず車体に作用する車両前後方向の荷重の演算を行う。この演算は、車両の駆動力から車両の走行抵抗を減算した値に、上記第１工程で実測した車両前後方向のマウント作用力Ｆｘの合力を加算することで行われる。続いてコンピューター１６は、演算された車両前後方向の荷重を、車体重量ｍで除算することで、車体に作用する車両前後方向の加速度（車両前後Ｇ）を演算する。ちなみに、車両前後方向の荷重を車体重量ｍで除算した値を時間積分すれば、車両の速度が求められるようになる。
【００２６】
以上により求められた車両前後方向の加速度は、変速ショックの評価に用いられる。そして変速ショックの大きさを確認しつつ、変速機３のブレーキやクラッチの開放や係合のタイミング等の適合を図ることで、変速ショックの抑制を図るようにしている。
【００２７】
なお、こうした本実施の形態では、コンピューター１６が上記算出手段、及び上記演算手段に相当する構成となっている。
以上説明した本実施の形態の車体振動の評価方法及び評価装置によれば、次の効果を奏することができる。
【００２８】
（１）本実施の形態の車体振動の評価方法は、次の２つの工程を通じて走行中の車体に発生する車両前後方向の加速度を評価するようにしている。すなわち、車体に搭載されるパワーユニット４の動作に応じて同パワーユニット４を弾性支持するマウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重を求める工程と、その求められた車両前後方向の荷重と車両の駆動力と同車両の走行抵抗とに基づいて車体に作用する車両前後方向の加速度を演算する工程と、である。また本実施の形態の車体振動の評価装置においてコンピューター１６は、車体に搭載されるパワーユニット４の動作に応じて同パワーユニット４を弾性支持するマウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重を算出するようにしている。またコンピューター１６は、その算出された車両前後方向の荷重と車両の駆動力と車両の走行抵抗とに基づいて車体に作用する車両前後方向の加速度を演算するようにしている。こうした本実施の形態では、走行中の車体振動を評価するに際して、まずパワーユニット４の動作に応じて作用する車両前後方向の荷重が求められる。そしてその求められた車両前後方向の荷重と車両の駆動力と車両の走行抵抗とに基づいて、車体に作用する車両前後方向の加速度が演算されるようになる。パワーユニット４から車体への振動の伝達を考慮した場合、パワーユニット４からマウント５〜８を介して車体に印加される車両前後方向の荷重と、車両の駆動力、すなわち車両を前進させるための推進力と、空気抵抗や路面抵抗などの走行抵抗とによって車体に印加される車両前後方向の荷重が決定されることになる。よってそれら荷重の合力を車体重量で除算すれば、車体に働く車両前後方向の加速度を求めることができる。この場合の車両前後方向の加速度の演算は、パワーユニット４から車体への振動伝達を考慮して行われる。そのため、本実施の形態では、走行中の車体に発生する車両前後方向加速度の再現精度の更なる向上を図ることができるようになる。
【００２９】
（２）本実施の形態では、マウント５〜８を介してベンチテーブル１上にパワーユニット４を配設するとともに、パワーユニット４の出力軸１３に車両走行中と同様の負荷を印加した状態で同パワーユニット４を動作させながらマウント５〜８に作用する荷重を実測することでマウントに作用する車両前後方向の荷重を求めるようにしている。この場合、パワーユニット４の実機を用いた試験を通じて車両走行中のマウントに作用する車両前後方向の荷重が求められるため、より正確な車体振動の評価を行うことができるようになる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、パワーユニット４及びマウント５〜８の実機を用いた試験を通じてマウント作用力を求めるようにしていた。本実施の形態では、実機試験の代りに、マウント５〜８の物理モデル（マウントモデル）を用いたコンピューター１６上のシミュレーション試験を通じてマウント作用力を求めるようにしている。
【００３１】
図３は、こうしたシミュレーション試験に使用されるマウントモデルの一例を示している。同図に示されるように、マウントモデルは、マウント５〜８の荷重と撓みとの関係を示したものとなっている。なお、同図に示すように、一般にマウント５〜８のばね特性は、非線形となっている。
【００３２】
こうしたコンピューター１６上のシミュレーション試験は、パワーユニット４の駆動力の変化に対して各マウント５〜８に印加される荷重が如何様に推移するかを計算で求めることで行われる。こうしたシミュレーション試験によっても、マウント５〜８等のモデルが確かなものであれば、実機試験と同様にマウント作用力を求めることが可能である。
【００３３】
以上説明した本実施の形態の車体振動の評価方法及び評価装置によれば、上記（１）に記載の効果に加え、更に次の効果を奏することができる。
（３）本実施の形態では、マウント５〜８に印加される荷重と同マウント５〜８の撓みとの関係を表わしたマウントモデルと、パワーユニット４の出力軸トルクとを用いて同パワーユニット４の車両前後方向の振動を予測することで、マウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重を求めるようにしている。そのため、実機を用いた試験を行わずに、車両走行中のマウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重を求めることができ、車体振動の評価をより簡易且つ速やかに行うことが可能となる。
【００３４】
（第３の実施の形態）
パワーユニット４は、車両走行中、車両加速度に応じた慣性力による押圧を受けている。例えば車両の加速時のパワーユニット４は、慣性力により車両後方に押圧され、車両の減速時のパワーユニット４は、慣性力により車両前方に押圧されている。そのため、パワーユニット４からの振動の伝達が全く無い状況にあっても、車両走行中のマウント５〜８は、一定の荷重を受け、予撓みした状態となっている。一方、上述したように、マウント５〜８は、非線形のばね特性を有している。そのため、予撓みが有るときと無いときとでは、パワーユニット４の変位が同じでも、マウント５〜８が受ける荷重の大きさは異なるようになる。そこで本実施の形態では、車両加速度に応じた慣性力がパワーユニット４に作用することでマウント５〜８が予撓みした状態を想定して車両前後方向の荷重を求めるようにしている。
【００３５】
マウント５〜８が予撓みした状態を想定したときの車両前後方向の荷重も、パワーユニット４やマウント５〜８の実機を用いた実機試験やコンピューター１６上のシミュレーション試験で求めることができる。ここではまず、こうした場合の実機試験について説明する。
【００３６】
図４は、そうした実機試験におけるマウント作用力の測定態様を示している。同図に示すように、本実施の形態の場合においても、実機試験は、マウント５〜８の実機を介してパワーユニット４の実機をベンチテーブル１に設置して行われる。また各マウント５〜８に、六分力計９〜１２が設置する点、パワーユニット４の出力軸１３の両端にモーター１４、１５を取り付ける点についても、第１の実施の形態と同様である。ただし、本実施の形態では、マウント作用力の測定は、アクチュエーター１７によりパワーユニット４を押圧して、マウント５〜８に予撓みを与えた状態で行うようにしている。このときのアクチュエーター１７の押圧は、車両加速度に応じた慣性力に相当する力Ｆをパワーユニット４に印加するように行われる。このときの慣性力の大きさは、試験において想定する車両の走行状態での車両加速度から求められている。
【００３７】
なおコンピューター１６上のシミュレーション試験の場合にも、車両加速度に応じた慣性力がパワーユニット４に作用することでマウント５〜８が予撓みした状態にマウントモデルを設定して、各マウント５〜８に印加される荷重を計算することで、上記実機試験と同様にマウント作用力を求めることが可能である。
【００３８】
以上説明した本実施の形態の車体振動の評価方法及び評価装置によれば、上記（１）〜（３）に記載の効果に加え、更に次の効果を奏することができる。
（４）本実施の形態では、車両加速度に応じた慣性力がパワーユニット４に作用することでマウント５〜８が予撓みした状態を想定してマウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重を求めている。具体的には、マウント５〜８を予撓みさせた状態でマウントに作用する荷重の実測に係る実機試験を行ったり、マウント５〜８が予撓みした状態にマウントモデルを設定して、シミュレーション試験を行ったりすることで、マウント作用力を求めている。そのため、実車により近い状態でマウント作用力を求めることができ、車両前後方向加速度の演算結果を実車により近づけることができるようになる。
【００３９】
以上説明した各実施の形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、マウント作用力の実測のための実機試験に際して、マウント作用力を六分力計９〜１２で測定するようにしていたが、マウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重さえ測定すれば、車体に作用する車両前後方向の加速度の演算は可能である。よって、少なくともマウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重を測定可能な六分力計以外のロードセルを用いて上記実機試験を行うようにしても良い。またロードセル以外の荷重測定機器を使用して上記実機試験を行うことも可能である。
【００４０】
・上記実施の形態では、マウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重と、車両の駆動力と、同車両の走行抵抗と、車体重量との４つのパラメーターを用いて車両前後方向の加速度を演算するようにしていた。こうした車両前後方向の加速度の演算の具体的な態様は、適宜変更しても良い。例えば、車体に作用する車両前後方向の加速度に影響する上記４つ以外のパラメーターがあれば、車両前後方向加速度の演算にそのパラメーターを加えるようにしても良い。いずれにせよ、マウント５〜８に作用する荷重を求め、その求めた荷重に基づいて車両前後方向の加速度を演算すれば、車両前後方向の加速度の演算に、パワーユニットから車体への振動伝達を加味することが可能となり、走行中の車体に発生する車両前後方向加速度の再現精度の更なる向上を図ることができるようになる。
【００４１】
・上記実施の形態では、マウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重を求め、その荷重に基づいて車体に働く車両前後方向の加速度を、ひいては車両前後方向における車体の振動を演算するようにしていた。もっとも、本発明に係る車体振動の評価方向及び評価装置は、車両前後方向以外の方向における車体の振動の評価にも用いることが可能である。例えば車両左右方向の車体振動を評価する場合には、マウント５〜８に作用する車両左右方向の荷重を求め、その荷重に基づいて車体に働く車両左右方向の加速度を演算するようにすれば良い。
【００４２】
・上記実施の形態では、エンジンと変速機とにより構成されたパワーユニット４を有する車両を対象に車両前後方向の加速度を評価するようにしていたが、本発明に係る車体振動の評価方法及び評価装置は、他の構成のパワーユニットを備える車両にも適用が可能である。例えばモーターを有した構成のパワーユニットを備える電気自動車や、エンジン、モーターを有した構成のパワーユニットを備えるハイブリッド車両なども、車体振動の評価の対象とすることが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１…ベンチテーブル、２…エンジン、３…変速機、４…パワーユニット、５〜８…マウント、９〜１２…六分力計（ロードセル）、１３…出力軸、１４，１５…モーター、１６…コンピューター（算出手段、演算手段）、１７…アクチュエーター。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行中の車体に発生する振動を評価するための車体振動の評価方法及び評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な有段変速機を搭載する車両の場合、変速は、変速機内に設けられたブレーキやクラッチの開放及び係合を通じて行われる。車両走行中の変速に際しては、車体の振動、いわゆる変速ショックが発生して、運転者に違和感を与えることがある。そのため、車両の設計に際しては、変速時の車体に働く加速度を求めつつ、変速機のブレーキやクラッチの開放や係合のタイミング等の適合を図ることで、問題の無いレベルまで変速ショックを低下させるようにしている。
【０００３】
こうした変速機の適合に際しては、走行中の車体に作用する加速度の評価が必要となる。そこで従来、特許文献１には、車両のパワーユニット（エンジン及び変速機）を車両モデル上で動作させつつ、パワーユニットの過渡的な駆動力の変動を実測し、その結果に基づいて走行中の車両前後方向の加速度を評価することが提案されている。具体的には、同文献に記載の評価手法では、ベンチテーブル上に配設された車両のパワーユニットの出力軸に、車両走行中と同等の負荷を印加しながらパワーユニットを動作させ、同パワーユニットの駆動力の変動を実測するようにしている。そして実測された駆動力と走行中の車両の走行抵抗とから車体に作用する車両前後方向の力を求めるとともに、その求めた力を車体重量で除算することで、車両前後方向の加速度を演算するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２０８１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、車両のパワーユニットは、複数のマウントによって弾性支持された状態で車体に取り付けられている。そして駆動力の変動などによりパワーユニットが振動すると、その振動は、マウントを介して車体に伝達され、それによっても車体が加振されることがある。しかしながら、上記従来の評価手法では、パワーユニット自体の振動の影響は全く考慮されておらず、パワーオンアップシフト時やキックダウン時のようなパワーユニットの振動が大きくなる状況では、演算結果と実車との乖離が大きくなってしまい、車体振動を十分な精度で再現できなくなっている。
【０００６】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、走行中の車体振動の再現精度の更なる向上を図ることのできる車体振動の評価方法及び評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
上記課題を解決するため、パワーユニットがマウントによって弾性支持された構成の車両を対象として走行中の車体振動を評価するための方法としての請求項１に記載の発明は、次の２つの工程を通じて車体振動の評価を行うようにしている。すなわち、車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する荷重を求める工程と、その求められた荷重に基づいて車体に作用する加速度を演算する工程と、である。こうした本発明の車体振動の評価方法では、車体振動の評価に際して、まずパワーユニットの動作に応じてマウントに作用する荷重が求められる。そしてその求められた荷重に基づいて、車体に作用する加速度が演算されるようになる。こうした評価方法では、車体に作用する加速度の演算が、パワーユニットから車体への振動伝達を考慮して行われる。そのため、上記評価方法では、走行中の車体振動の再現精度の更なる向上を図ることができるようになる。
【０００８】
また上記課題を解決するため、パワーユニットがマウントによって弾性支持された構成の車両を対象として走行中の車体振動を評価するための方法としての請求項２に記載の発明は、次の２つの工程を通じて車体振動の評価を行うようにしている。すなわち、車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する車両前後方向の荷重を求める工程と、その求められた車両前後方向の荷重と車両の駆動力と同車両の走行抵抗とに基づいて車体に作用する車両前後方向の加速度を演算する工程と、である。こうした本発明の車体振動の評価方法では、車体振動の評価に際し、まずパワーユニットの動作に応じてマウントに作用する車両前後方向の荷重が求められる。そしてその求められた車両前後方向の荷重と車両の駆動力と車両の走行抵抗とに基づいて、車体に作用する車両前後方向の加速度が演算されるようになる。パワーユニットから車体への振動の伝達を考慮した場合、パワーユニットからマウントを介して車体に印加される車両前後方向の荷重と、車両の駆動力、すなわち車両を前進させるための推進力と、空気抵抗や路面抵抗などの走行抵抗とによって車体に印加される車両前後方向の荷重が決定されることになる。よってそれら荷重の合力を車体重量で除算すれば、車体に働く車両前後方向の加速度を求めることができる。この場合の車両前後方向の加速度の演算は、パワーユニットから車体への振動伝達を考慮して行われる。そのため、上記評価方法では、走行中の車体振動の再現精度の更なる向上を図ることができるようになる。
【０００９】
ところで、パワーユニットは、車両走行中、車両加速度に応じた慣性力による押圧を受けている。例えば車両の加速時のパワーユニットは、慣性力により車両後方に押圧され、車両の減速時のパワーユニットは、慣性力により車両前方に押圧されている。そのため、パワーユニットからの振動の伝達が全く無い状況にあっても、車両走行中のマウントは、一定の荷重を受け、予撓みした状態となっている。一方、マウントは、非線形のばね特性を有している。そのため、予撓みが有るときと無いときとでは、パワーユニットの変位が同じでも、マウントが受ける荷重の大きさは異なるようになる。その点、請求項３に記載の評価方法では、車両加速度に応じた慣性力がパワーユニットに作用することでマウントが予撓みした状態を想定して車両前後方向の荷重を求めており、車両前後方向加速度の演算結果を実車により近づけることが可能である。
【００１０】
なお、請求項４に記載のように、マウントに作用する車両前後方向の荷重は、マウントを介してベンチテーブル上にパワーユニットを配設するとともに、同パワーユニットの出力軸に車両走行中と同様の負荷を印加した状態で同パワーユニットを動作させながらマウントに作用する荷重を実測することで求めることができる。この場合、パワーユニットの実機を用いた試験を通じて車両走行中のマウントに作用する車両前後方向の荷重が求められるため、より正確な車体振動の評価を行うことができるようになる。なお、車両走行中のパワーユニットに作用する慣性力の影響を考慮するのであれば、請求項５によるように、車両加速度に応じた慣性力に相当する力をパワーユニットに印加することでマウントを予撓みさせた状態でマウントに作用する荷重の実測を行うようにすると良い。またこうしたマウントに作用する荷重の実測は、請求項６によるように、ロードセルを用いて行うことが可能である。
【００１１】
また請求項７に記載のように、マウントに作用する車両前後方向の荷重は、マウントに印加される荷重と同マウントの撓みとの関係を表わしたマウントモデルと、パワーユニットの出力軸トルクとを用いて同パワーユニットの車両前後方向の振動を予測することで求めることも可能である。この場合、実機を用いた試験を行わずに、車両走行中のマウントに作用する車両前後方向の荷重を求めることができ、車体振動の評価をより簡易且つ速やかに行うことが可能となる。なお、車両走行中のパワーユニットに作用する車両加速度に応じた慣性力の影響を考慮するのであれば、請求項８によるように、マウントモデルを、車両加速度に応じた慣性力がパワーユニットに作用することでマウントが予撓みした状態に設定するようにしておくと良い。
【００１２】
なお上記各評価方法における車体振動の評価は、請求項９のようなエンジンと変速機とにより構成されたパワーユニットを有する車両を対象として行うことが可能である。もっとも、それ以外にも、電気自動車におけるモーターを有した構成のパワーユニットや、ハイブリッド車両におけるエンジン、モーターを有した構成のパワーユニットなどを有する車両も、車体振動の評価の対象に含めることが可能である。
【００１３】
上記課題を解決するため、パワーユニットがマウントによって弾性支持された車両を対象として走行中の車体振動を評価するための車体振動の評価装置としての請求項１０に記載の発明は、車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する荷重を算出する算出手段を備えている。また同発明の車体振動の評価装置は、上記算出手段により算出された荷重に基づいて車体に作用する加速度を演算する演算手段を備えてもいる。こうした構成では、車体振動の評価に際し、まずパワーユニットの動作に応じてマウントに作用する荷重が求められる。そしてその求められた荷重に基づいて、車体に働く加速度が演算されるようになる。この場合の加速度の演算は、パワーユニットから車体への振動伝達を考慮して行われる。そのため、上記構成では、走行中の車体振動の再現精度の更なる向上を図ることができるようになる。
【００１４】
また上記課題を解決するため、パワーユニットがマウントによって弾性支持された構成の車両を対象としてその走行中の車体振動を評価するための車体振動の評価装置としての請求項１１に記載の発明は、車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する車両前後方向の荷重を算出する算出手段を備えている。また同発明の車体振動の評価装置は、その算出手段により算出された車両前後方向の荷重と車両の駆動力と車両の走行抵抗とに基づいて車体に作用する車両前後方向の加速度を演算する演算手段と、を備えてもいる。こうした構成では、車体振動の評価に際し、まずパワーユニットの動作に応じてマウントに作用する車両前後方向の荷重が求められる。そしてその求められた車両前後方向の荷重と車両の駆動力と車両の走行抵抗とに基づいて、車体に作用する車両前後方向の加速度が演算されるようになる。パワーユニットから車体への振動の伝達を考慮した場合、パワーユニットからマウントを介して車体に印加される車両前後方向の荷重と、車両の駆動力、すなわち車両を前進させるための推進力と、空気抵抗や路面抵抗などの走行抵抗とによって車体に印加される車両前後方向の荷重が決定されることになる。よってそれら荷重の合力を車体重量で除算すれば、車体に働く車両前後方向の加速度を求めることができる。この場合の車両前後方向の加速度の演算は、パワーユニットから車体への振動伝達を考慮して行われる。そのため、上記構成では、走行中の車体振動の再現精度の更なる向上を図ることができるようになる。
【００１５】
上記のようにパワーユニットは、車両走行中、車両加速度に応じた慣性力による押圧を受けている。またマウントは、非線形のばね特性を有している。そのため、予撓みが有るときと無いときとでは、パワーユニットの変位が同じでも、マウントが受ける荷重の大きさは異なるようになる。その点、請求項１２に記載の評価方法では、車両加速度に応じた慣性力が前記パワーユニットに作用することでマウントが予撓みした状態を想定して車両前後方向の荷重を算出するように算出手段を構成しており、車両前後方向加速度の演算結果を実車により近づけることが可能である。
【００１６】
なお、請求項１３によるように、マウントを介してベンチテーブル上に前記パワーユニットを配設した状態で、同パワーユニットの出力軸に車両走行中と同様の負荷を印加した状態で同パワーユニットを動作させながら前記マウントに作用する荷重を実測した結果から、マウントに作用する車両前後方向の荷重を算出するように上記算出手段を構成することができる。この場合、パワーユニットの実機を用いた試験を通じて車両走行中のマウントに作用する車両前後方向の荷重が求められるため、より正確な車体振動の評価を行うことができるようになる。なお、車両走行中のパワーユニットに作用する車両加速度に応じた慣性力の影響を考慮する場合には、請求項１４によるように、車両加速度に応じた慣性力に相当する力をパワーユニットに印加することでマウントを予撓みさせた状態でマウントに作用する荷重の実測を行うようにすると良い。またこうしたマウントに作用する荷重の実測は、請求項１５によるように、ロードセルを用いて行うことが可能である。
【００１７】
また請求項１６によるように、マウントに印加される荷重と同マウントの撓みとの関係を表わしたマウントモデルと、前記パワーユニットの出力軸トルクとを用いてパワーユニットの車両前後方向の振動を予測することでマウントに作用する車両前後方向の荷重を算出するように上記算出手段を構成することもできる。この場合、実機を用いた試験を行わずに、車両走行中のマウントに作用する車両前後方向の荷重を求めることができ、車体振動の評価をより簡易且つ速やかに行うことが可能となる。なお、車両走行中のパワーユニットに作用する車両加速度に応じた慣性力の影響を考慮するのであれば、請求項１７によるように、マウントモデルを、車両加速度に応じた慣性力がパワーユニットに作用することでマウントが予撓みした状態に設定するようにしておくと良い。
【００１８】
なお上記各評価方法における車体振動の評価は、請求項１８のようなエンジンと変速機とにより構成されたパワーユニットを有する車両を対象として行うことが可能である。もっとも、それ以外にも、電気自動車におけるモーターを有した構成のパワーユニットや、ハイブリッド車両におけるエンジン、モーターを有した構成のパワーユニットなどを有する車両も、車体振動の評価の対象に含めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態におけるマウント作用力の測定態様を模式的に示す略図。
【図２】同実施形態での車両前後方向加速度の演算態様を示すブロック図。
【図３】本発明の第２実施形態におけるマウント作用力の演算態様を模式的に示す略図。
【図４】本発明の第３実施形態におけるマウント作用力の測定態様を模式的に示す略図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の車体振動の評価方法及び評価装置を具体化した第１の実施の形態を、図１及び図２を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、パワーユニットがエンジンと変速機とにより構成された車両を対象に車体振動の評価を行うようにしている。この評価は、車両の設計において、車両走行中の変速ショックの多寡を判断するために行われる。本実施の形態での車体振動の評価は、大きくは、次の２つの工程を通じて行われる。まず第１の工程においては、車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する車両前後方向の荷重が求められる。また第２の工程では、その求められた車両前後方向の荷重と車両の駆動力と同車両の走行抵抗とに基づいて車体に作用する車両前後方向の加速度が演算される。
【００２１】
本実施の形態では、上記第１の工程を、パワーユニットやマウントの実機を用いた試験を通じて、パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する荷重（マウント作用力）を実測することで行う。図１は、そうした実機試験におけるマウント作用力の測定態様を示している。同図に示すように、この試験は、ベンチテーブル１上に、エンジン２、変速機３からなるパワーユニット４を配設した状態で行われる。なおパワーユニット４は、同パワーユニット４を実際の車体に弾性支持するためのマウント５〜８の実機を介してベンチテーブル１に設置されている。また各マウント５〜８には、６方向の荷重を測定可能なロードセルの一種である六分力計９〜１２が設置されており、マウント５〜８に印加される荷重を測定可能とされている。
【００２２】
またパワーユニット４の出力軸１３の両端には、それぞれモーター１４、１５が取り付けられている。そしてこれらのモーター１４、１５により、パワーユニット４の出力軸１３に任意のモーメントを付与することができるようになっている。
【００２３】
試験中のエンジン２及びモーター１４、１５の制御は、コンピューター１６により制御されている。また六分力計９〜１２の測定信号は、このコンピューター１６に入力され、記録されるようになっている。
【００２４】
こうした試験装置を用いたマウント作用力の実測は、次の態様で行われる。すなわち、マウント作用力の実測に際しては、モーター１４、１５により、実際の車両走行時における走行抵抗や車体の慣性力に応じたモーメントを出力軸１３に付与した状態でエンジン２を回転させて、パワーユニット４を動作させる。そしてこの状態で、様々なパターンの車両走行を模しながら、マウント５〜８に印加される荷重の推移を測定する。
【００２５】
こうしてマウント作用力を実測した後、或いはその実測と同時平行して、上記第２の工程での車両前後方向加速度の演算が行われる。この演算は、コンピューター１６によって、図２に示される態様で行われる。すなわち、車両前後方向加速度の演算に際しては、コンピューター１６はまず車体に作用する車両前後方向の荷重の演算を行う。この演算は、車両の駆動力から車両の走行抵抗を減算した値に、上記第１工程で実測した車両前後方向のマウント作用力Ｆｘの合力を加算することで行われる。続いてコンピューター１６は、演算された車両前後方向の荷重を、車体重量ｍで除算することで、車体に作用する車両前後方向の加速度（車両前後Ｇ）を演算する。ちなみに、車両前後方向の荷重を車体重量ｍで除算した値を時間積分すれば、車両の速度が求められるようになる。
【００２６】
以上により求められた車両前後方向の加速度は、変速ショックの評価に用いられる。そして変速ショックの大きさを確認しつつ、変速機３のブレーキやクラッチの開放や係合のタイミング等の適合を図ることで、変速ショックの抑制を図るようにしている。
【００２７】
なお、こうした本実施の形態では、コンピューター１６が上記算出手段、及び上記演算手段に相当する構成となっている。
以上説明した本実施の形態の車体振動の評価方法及び評価装置によれば、次の効果を奏することができる。
【００２８】
（１）本実施の形態の車体振動の評価方法は、次の２つの工程を通じて走行中の車体に発生する車両前後方向の加速度を評価するようにしている。すなわち、車体に搭載されるパワーユニット４の動作に応じて同パワーユニット４を弾性支持するマウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重を求める工程と、その求められた車両前後方向の荷重と車両の駆動力と同車両の走行抵抗とに基づいて車体に作用する車両前後方向の加速度を演算する工程と、である。また本実施の形態の車体振動の評価装置においてコンピューター１６は、車体に搭載されるパワーユニット４の動作に応じて同パワーユニット４を弾性支持するマウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重を算出するようにしている。またコンピューター１６は、その算出された車両前後方向の荷重と車両の駆動力と車両の走行抵抗とに基づいて車体に作用する車両前後方向の加速度を演算するようにしている。こうした本実施の形態では、走行中の車体振動を評価するに際して、まずパワーユニット４の動作に応じて作用する車両前後方向の荷重が求められる。そしてその求められた車両前後方向の荷重と車両の駆動力と車両の走行抵抗とに基づいて、車体に作用する車両前後方向の加速度が演算されるようになる。パワーユニット４から車体への振動の伝達を考慮した場合、パワーユニット４からマウント５〜８を介して車体に印加される車両前後方向の荷重と、車両の駆動力、すなわち車両を前進させるための推進力と、空気抵抗や路面抵抗などの走行抵抗とによって車体に印加される車両前後方向の荷重が決定されることになる。よってそれら荷重の合力を車体重量で除算すれば、車体に働く車両前後方向の加速度を求めることができる。この場合の車両前後方向の加速度の演算は、パワーユニット４から車体への振動伝達を考慮して行われる。そのため、本実施の形態では、走行中の車体に発生する車両前後方向加速度の再現精度の更なる向上を図ることができるようになる。
【００２９】
（２）本実施の形態では、マウント５〜８を介してベンチテーブル１上にパワーユニット４を配設するとともに、パワーユニット４の出力軸１３に車両走行中と同様の負荷を印加した状態で同パワーユニット４を動作させながらマウント５〜８に作用する荷重を実測することでマウントに作用する車両前後方向の荷重を求めるようにしている。この場合、パワーユニット４の実機を用いた試験を通じて車両走行中のマウントに作用する車両前後方向の荷重が求められるため、より正確な車体振動の評価を行うことができるようになる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、パワーユニット４及びマウント５〜８の実機を用いた試験を通じてマウント作用力を求めるようにしていた。本実施の形態では、実機試験の代りに、マウント５〜８の物理モデル（マウントモデル）を用いたコンピューター１６上のシミュレーション試験を通じてマウント作用力を求めるようにしている。
【００３１】
図３は、こうしたシミュレーション試験に使用されるマウントモデルの一例を示している。同図に示されるように、マウントモデルは、マウント５〜８の荷重と撓みとの関係を示したものとなっている。なお、同図に示すように、一般にマウント５〜８のばね特性は、非線形となっている。
【００３２】
こうしたコンピューター１６上のシミュレーション試験は、パワーユニット４の駆動力の変化に対して各マウント５〜８に印加される荷重が如何様に推移するかを計算で求めることで行われる。こうしたシミュレーション試験によっても、マウント５〜８等のモデルが確かなものであれば、実機試験と同様にマウント作用力を求めることが可能である。
【００３３】
以上説明した本実施の形態の車体振動の評価方法及び評価装置によれば、上記（１）に記載の効果に加え、更に次の効果を奏することができる。
（３）本実施の形態では、マウント５〜８に印加される荷重と同マウント５〜８の撓みとの関係を表わしたマウントモデルと、パワーユニット４の出力軸トルクとを用いて同パワーユニット４の車両前後方向の振動を予測することで、マウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重を求めるようにしている。そのため、実機を用いた試験を行わずに、車両走行中のマウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重を求めることができ、車体振動の評価をより簡易且つ速やかに行うことが可能となる。
【００３４】
（第３の実施の形態）
パワーユニット４は、車両走行中、車両加速度に応じた慣性力による押圧を受けている。例えば車両の加速時のパワーユニット４は、慣性力により車両後方に押圧され、車両の減速時のパワーユニット４は、慣性力により車両前方に押圧されている。そのため、パワーユニット４からの振動の伝達が全く無い状況にあっても、車両走行中のマウント５〜８は、一定の荷重を受け、予撓みした状態となっている。一方、上述したように、マウント５〜８は、非線形のばね特性を有している。そのため、予撓みが有るときと無いときとでは、パワーユニット４の変位が同じでも、マウント５〜８が受ける荷重の大きさは異なるようになる。そこで本実施の形態では、車両加速度に応じた慣性力がパワーユニット４に作用することでマウント５〜８が予撓みした状態を想定して車両前後方向の荷重を求めるようにしている。
【００３５】
マウント５〜８が予撓みした状態を想定したときの車両前後方向の荷重も、パワーユニット４やマウント５〜８の実機を用いた実機試験やコンピューター１６上のシミュレーション試験で求めることができる。ここではまず、こうした場合の実機試験について説明する。
【００３６】
図４は、そうした実機試験におけるマウント作用力の測定態様を示している。同図に示すように、本実施の形態の場合においても、実機試験は、マウント５〜８の実機を介してパワーユニット４の実機をベンチテーブル１に設置して行われる。また各マウント５〜８に、六分力計９〜１２が設置する点、パワーユニット４の出力軸１３の両端にモーター１４、１５を取り付ける点についても、第１の実施の形態と同様である。ただし、本実施の形態では、マウント作用力の測定は、アクチュエーター１７によりパワーユニット４を押圧して、マウント５〜８に予撓みを与えた状態で行うようにしている。このときのアクチュエーター１７の押圧は、車両加速度に応じた慣性力に相当する力Ｆをパワーユニット４に印加するように行われる。このときの慣性力の大きさは、試験において想定する車両の走行状態での車両加速度から求められている。
【００３７】
なおコンピューター１６上のシミュレーション試験の場合にも、車両加速度に応じた慣性力がパワーユニット４に作用することでマウント５〜８が予撓みした状態にマウントモデルを設定して、各マウント５〜８に印加される荷重を計算することで、上記実機試験と同様にマウント作用力を求めることが可能である。
【００３８】
以上説明した本実施の形態の車体振動の評価方法及び評価装置によれば、上記（１）〜（３）に記載の効果に加え、更に次の効果を奏することができる。
（４）本実施の形態では、車両加速度に応じた慣性力がパワーユニット４に作用することでマウント５〜８が予撓みした状態を想定してマウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重を求めている。具体的には、マウント５〜８を予撓みさせた状態でマウントに作用する荷重の実測に係る実機試験を行ったり、マウント５〜８が予撓みした状態にマウントモデルを設定して、シミュレーション試験を行ったりすることで、マウント作用力を求めている。そのため、実車により近い状態でマウント作用力を求めることができ、車両前後方向加速度の演算結果を実車により近づけることができるようになる。
【００３９】
以上説明した各実施の形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、マウント作用力の実測のための実機試験に際して、マウント作用力を六分力計９〜１２で測定するようにしていたが、マウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重さえ測定すれば、車体に作用する車両前後方向の加速度の演算は可能である。よって、少なくともマウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重を測定可能な六分力計以外のロードセルを用いて上記実機試験を行うようにしても良い。またロードセル以外の荷重測定機器を使用して上記実機試験を行うことも可能である。
【００４０】
・上記実施の形態では、マウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重と、車両の駆動力と、同車両の走行抵抗と、車体重量との４つのパラメーターを用いて車両前後方向の加速度を演算するようにしていた。こうした車両前後方向の加速度の演算の具体的な態様は、適宜変更しても良い。例えば、車体に作用する車両前後方向の加速度に影響する上記４つ以外のパラメーターがあれば、車両前後方向加速度の演算にそのパラメーターを加えるようにしても良い。いずれにせよ、マウント５〜８に作用する荷重を求め、その求めた荷重に基づいて車両前後方向の加速度を演算すれば、車両前後方向の加速度の演算に、パワーユニットから車体への振動伝達を加味することが可能となり、走行中の車体に発生する車両前後方向加速度の再現精度の更なる向上を図ることができるようになる。
【００４１】
・上記実施の形態では、マウント５〜８に作用する車両前後方向の荷重を求め、その荷重に基づいて車体に働く車両前後方向の加速度を、ひいては車両前後方向における車体の振動を演算するようにしていた。もっとも、本発明に係る車体振動の評価方向及び評価装置は、車両前後方向以外の方向における車体の振動の評価にも用いることが可能である。例えば車両左右方向の車体振動を評価する場合には、マウント５〜８に作用する車両左右方向の荷重を求め、その荷重に基づいて車体に働く車両左右方向の加速度を演算するようにすれば良い。
【００４２】
・上記実施の形態では、エンジンと変速機とにより構成されたパワーユニット４を有する車両を対象に車両前後方向の加速度を評価するようにしていたが、本発明に係る車体振動の評価方法及び評価装置は、他の構成のパワーユニットを備える車両にも適用が可能である。例えばモーターを有した構成のパワーユニットを備える電気自動車や、エンジン、モーターを有した構成のパワーユニットを備えるハイブリッド車両なども、車体振動の評価の対象とすることが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１…ベンチテーブル、２…エンジン、３…変速機、４…パワーユニット、５〜８…マウント、９〜１２…六分力計（ロードセル）、１３…出力軸、１４，１５…モーター、１６…コンピューター（算出手段、演算手段）、１７…アクチュエーター。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中の車体振動を評価するための方法であって、
前記車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する荷重を求める工程と、
その求められた荷重に基づいて前記車体に作用する加速度を演算する工程と、
を備えることを特徴とする車体振動の評価方法。
【請求項２】
走行中の車体振動を評価するための方法であって、
前記車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する車両前後方向の荷重を求める工程と、
その求められた車両前後方向の荷重と前記車両の駆動力と同車両の走行抵抗とに基づいて前記車体に作用する車両前後方向の加速度を演算する工程と、
を備えることを特徴とする車体振動の評価方法。
【請求項３】
前記車両前後方向の荷重は、車両加速度に応じた慣性力が前記パワーユニットに作用することで前記マウントが予撓みした状態を想定して求められてなる
請求項２に記載の車体振動の評価方法。
【請求項４】
前記車両前後方向の荷重は、前記マウントを介してベンチテーブル上に前記パワーユニットを配設するとともに、同パワーユニットの出力軸に車両走行中と同様の負荷を印加した状態で同パワーユニットを動作させながら前記マウントに作用する荷重を実測することで求められてなる
請求項２に記載の車体振動の評価方法。
【請求項５】
前記マウントに作用する荷重の実測は、車両加速度に応じた慣性力に相当する力を前記パワーユニットに印加することで前記マウントを予撓みさせた状態で行われる
請求項４に記載の車体振動の評価方法。
【請求項６】
前記マウントに作用する荷重の実測は、ロードセルを用いて行われる
請求項４又は５に記載の車体振動の評価方法。
【請求項７】
前記車両前後方向の荷重は、前記マウントに印加される荷重と同マウントの撓みとの関係を表わしたマウントモデルと、前記パワーユニットの出力軸トルクとを用いて前記パワーユニットの車両前後方向の振動を予測して求められてなる
請求項２に記載の車体振動の評価方法。
【請求項８】
前記マウントモデルは、車両加速度に応じた慣性力が前記パワーユニットに作用することで前記マウントが予撓みした状態に設定されてなる
請求項７に記載の車体振動の評価方法。
【請求項９】
前記パワーユニットは、エンジンと変速機とにより構成されてなる
請求項１〜８のいずれか１項に記載の車体振動の評価方法。
【請求項１０】
走行中の車体振動を評価する車体振動の評価装置において、
前記車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する荷重を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された荷重に基づいて前記車体に作用する加速度を演算する演算手段と、
を備えることを特徴とする車体振動の評価装置。
【請求項１１】
走行中の車体振動を評価する車体振動の評価装置において、
前記車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する車両前後方向の荷重を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記車両前後方向の荷重と前記車両の駆動力と同車両の走行抵抗とに基づいて前記車体に作用する車両前後方向の加速度を演算する演算手段と、
を備えることを特徴とする車体振動の評価装置。
【請求項１２】
前記算出手段は、車両加速度に応じた慣性力が前記パワーユニットに作用することで前記マウントが予撓みした状態を想定して前記車両前後方向の荷重を算出する
請求項１１に記載の車体振動の評価装置。
【請求項１３】
前記算出手段は、前記マウントを介してベンチテーブル上に前記パワーユニットを配設した状態で、同パワーユニットの出力軸に車両走行中と同様の負荷を印加した状態で同パワーユニットを動作させながら前記マウントに作用する荷重を実測した結果から前記車両前後方向の荷重を算出する
請求項１１に記載の車体振動の評価装置。
【請求項１４】
前記マウントに作用する荷重の実測は、車両加速度に応じた慣性力に相当する力を前記パワーユニットに印加することで前記マウントを予撓みさせた状態で行われる
請求項１３に記載の車体振動の評価装置。
【請求項１５】
前記マウントに作用する荷重の実測は、ロードセルを用いて行われる
請求項１３又は１４に記載の車体振動の評価装置。
【請求項１６】
前記算出手段は、前記マウントに印加される荷重と同マウントの撓みとの関係を表わしたマウントモデルと、前記パワーユニットの出力軸トルクとを用いて前記パワーユニットの車両前後方向の振動を予測することで前記車両前後方向の荷重を算出する
請求項１１に記載の車体振動の評価装置。
【請求項１７】
前記マウントモデルは、車両加速度に応じた慣性力が前記パワーユニットに作用することで前記マウントが予撓みした状態に設定されてなる
請求項１６に記載の車体振動の評価装置。
【請求項１８】
前記パワーユニットは、エンジンと変速機とにより構成されてなる請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の車体振動の評価装置。
【請求項１】
走行中の車体振動を評価するための方法であって、
前記車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する荷重を求める工程と、
その求められた荷重に基づいて前記車体に作用する加速度を演算する工程と、
を備えることを特徴とする車体振動の評価方法。
【請求項２】
走行中の車体振動を評価するための方法であって、
前記車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する車両前後方向の荷重を求める工程と、
その求められた車両前後方向の荷重と前記車両の駆動力と同車両の走行抵抗とに基づいて前記車体に作用する車両前後方向の加速度を演算する工程と、
を備えることを特徴とする車体振動の評価方法。
【請求項３】
前記車両前後方向の荷重は、車両加速度に応じた慣性力が前記パワーユニットに作用することで前記マウントが予撓みした状態を想定して求められてなる
請求項２に記載の車体振動の評価方法。
【請求項４】
前記車両前後方向の荷重は、前記マウントを介してベンチテーブル上に前記パワーユニットを配設するとともに、同パワーユニットの出力軸に車両走行中と同様の負荷を印加した状態で同パワーユニットを動作させながら前記マウントに作用する荷重を実測することで求められてなる
請求項２に記載の車体振動の評価方法。
【請求項５】
前記マウントに作用する荷重の実測は、車両加速度に応じた慣性力に相当する力を前記パワーユニットに印加することで前記マウントを予撓みさせた状態で行われる
請求項４に記載の車体振動の評価方法。
【請求項６】
前記マウントに作用する荷重の実測は、ロードセルを用いて行われる
請求項４又は５に記載の車体振動の評価方法。
【請求項７】
前記車両前後方向の荷重は、前記マウントに印加される荷重と同マウントの撓みとの関係を表わしたマウントモデルと、前記パワーユニットの出力軸トルクとを用いて前記パワーユニットの車両前後方向の振動を予測して求められてなる
請求項２に記載の車体振動の評価方法。
【請求項８】
前記マウントモデルは、車両加速度に応じた慣性力が前記パワーユニットに作用することで前記マウントが予撓みした状態に設定されてなる
請求項７に記載の車体振動の評価方法。
【請求項９】
前記パワーユニットは、エンジンと変速機とにより構成されてなる
請求項１〜８のいずれか１項に記載の車体振動の評価方法。
【請求項１０】
走行中の車体振動を評価する車体振動の評価装置において、
前記車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する荷重を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された荷重に基づいて前記車体に作用する加速度を演算する演算手段と、
を備えることを特徴とする車体振動の評価装置。
【請求項１１】
走行中の車体振動を評価する車体振動の評価装置において、
前記車体に搭載されるパワーユニットの動作に応じて同パワーユニットを弾性支持するマウントに作用する車両前後方向の荷重を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記車両前後方向の荷重と前記車両の駆動力と同車両の走行抵抗とに基づいて前記車体に作用する車両前後方向の加速度を演算する演算手段と、
を備えることを特徴とする車体振動の評価装置。
【請求項１２】
前記算出手段は、車両加速度に応じた慣性力が前記パワーユニットに作用することで前記マウントが予撓みした状態を想定して前記車両前後方向の荷重を算出する
請求項１１に記載の車体振動の評価装置。
【請求項１３】
前記算出手段は、前記マウントを介してベンチテーブル上に前記パワーユニットを配設した状態で、同パワーユニットの出力軸に車両走行中と同様の負荷を印加した状態で同パワーユニットを動作させながら前記マウントに作用する荷重を実測した結果から前記車両前後方向の荷重を算出する
請求項１１に記載の車体振動の評価装置。
【請求項１４】
前記マウントに作用する荷重の実測は、車両加速度に応じた慣性力に相当する力を前記パワーユニットに印加することで前記マウントを予撓みさせた状態で行われる
請求項１３に記載の車体振動の評価装置。
【請求項１５】
前記マウントに作用する荷重の実測は、ロードセルを用いて行われる
請求項１３又は１４に記載の車体振動の評価装置。
【請求項１６】
前記算出手段は、前記マウントに印加される荷重と同マウントの撓みとの関係を表わしたマウントモデルと、前記パワーユニットの出力軸トルクとを用いて前記パワーユニットの車両前後方向の振動を予測することで前記車両前後方向の荷重を算出する
請求項１１に記載の車体振動の評価装置。
【請求項１７】
前記マウントモデルは、車両加速度に応じた慣性力が前記パワーユニットに作用することで前記マウントが予撓みした状態に設定されてなる
請求項１６に記載の車体振動の評価装置。
【請求項１８】
前記パワーユニットは、エンジンと変速機とにより構成されてなる請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の車体振動の評価装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２１９４２（Ｐ２０１１−２１９４２Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６５７６０（Ｐ２００９−１６５７６０）
【出願日】平成２１年７月１４日（２００９．７．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１４５８０６）株式会社小野測器 (230)
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１４日（２００９．７．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１４５８０６）株式会社小野測器 (230)
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