(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の車両諸元値を有する基準車両モデルを用いて車両の企画支援を行う車両の企画支援システムであって、
上記基準車両モデルに対して所定範囲内の複数の車両諸元値を作成する車両諸元値作成手段と、
上記車両諸元値作成手段により作成された車両諸元値を有する複数の車体骨格フレーム部材からなる複数の構想車両モデルを作成する構想車両モデル作成手段と、
上記複数の構想車両モデルから強度解析を行う複数の構想車両モデルを選択し、これらの複数の構想車両モデルの解析用車両モデルを作成する解析用車両モデル作成手段と、
上記複数の解析用車両モデルの車体剛性値を算出する車体剛性算出手段と、
上記剛性算出値と予め記憶装置に記憶されている目標剛性値と比較し、複数の構想車両モデルのいずれかを選択する構想車両モデル選択手段と、
を有し、
上記車体剛性算出手段は、静剛性である曲げ剛性及び捩り剛性、並びに、所定周波数以下の低周波領域における動剛性を算出し、
上記車体剛性算出手段は、上記低周波数領域における動剛性を算出するとき、上記解析用車両モデルにおける一つのサスペンション取付部を単位加振した場合の当該一つのサスペンション取付部の加振方向の変位量を算出し、上記単位加振に対する上記変位量をコンプライアンス値として算出し、上記単位加振の周波数に対する上記一つのサスペンション取付部の上記コンプライアンス値をプロットした周波数応答曲線に基づいて、動剛性を算出する
ことを特徴とする車両の企画支援システム。
【請求項２】
上記車体剛性算出手段は、上記周波数応答曲線から、上記単位加振の周波数が０Ｈｚのときのコンプライアンス値を推定し、当該コンプライアンス値から動剛性を算出する、請求項１記載の車両の企画支援システム。
【請求項３】
上記車両諸元値は、ホイールベースに関する車両諸元値及び車高に関する車両諸元値を所定値毎に変更したものである請求項１に記載の車両の企画支援システム。
【請求項４】
上記強度解析を行う複数の構想車両モデルが実験計画法により選択される請求項１に記載の車両の企画支援システム。
【請求項５】
更に、上記複数の解析用車両モデルの車体重量を算出する車体重量算出手段と、上記複数の解析用車両モデルの算出された車体剛性値及び車体重量を表示する表示装置と、を有する請求項１に記載の車両の企画支援システム。
【請求項６】
上記車体剛性算出手段は、曲げ剛性を算出するとき、第１所定部位を拘束したうえで、第２所定部位に拘束反力、第３所定部位に曲げ荷重を入力した場合の測定部位における変位量を算出する請求項２に記載の車両の企画支援システム。
【請求項７】
上記車体剛性算出手段は、捩れ剛性を算出するとき、第１所定部位を拘束したうえで、第２所定部位にトルク負荷を入力した場合の測定部位における捩れ角量を算出する請求項１に記載の車両の企画支援システム。
【請求項８】
更に、上記諸元値の変更による解析用車両モデルの重量の増加に基づき、上記車体骨格フレーム部材の板厚適正化を行う板厚適正化手段を有する請求項５に記載の車両の企画支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の企画支援システムに係わり、特に、所定の車両諸元値を有する基準車両モデルを用いて車両の企画支援を行う車両の企画支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の開発の初期段階では、通常、車両のパッケージング等を検討する車両企画を行い、この車両企画を経て、具体的な細部デザインや製造図面の作製へ移行する。
このような車両企画において車両強度解析を行う際には、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）が用いられているが、通常の方法で計算すると、解析に用いる車両モデル等が複雑且つ大規模となるため、また、解析精度を向上させるため、解析に長い時間を要していた。
【０００３】
従来から、この車両企画を支援するための種々の企画支援システムが提案がなされている。例えば、特許文献１には、車両構成要素（センターピラー）に対し、複数の部品（センタピラーアウター等）情報を有するデータベースから複数の車両設計案を作成して、各車両設計案毎に構造解析により車両評価を行い、この車両評価に基づいて、複数の車両設計案の中から少なくとも一つの車両設計案を選択するようにして、最適な車両設計案を作成するようにした車両形状決定装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、排気管に発生する応力に関して支配的となる周波数帯域での代表的な車体フレームの振動を再現し、車体フレームモデルを簡略化して、解析精度を確保しながら計算時間等を大幅に削減した排気管の強度解析方法が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、車両に用いるシステムのシュミレーションを行う際に用いられるモデルを作成する際、システムを構成する複数部品のモデルテンプレート及びパラメータを記憶し、これらを読み出してモデルを作成することにより、自動車開発において蓄積された部品等の情報の再利用性を高めることにより、開発期間の短縮や業務効率を向上させた、モデル作成支援システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３６６６０６号公報
【特許文献２】特開２００４−５３３１３号公報
【特許文献３】特開２００６−３４３８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、新車両の開発初期段階における車両企画においては、車両の諸元値を変更した場合、この変更された諸元値の剛性性能への影響を把握する必要がある。しかしながら、この影響を開発初期に把握することは容易でないので、開発末期において補強材の追加等を行う必要がある。
このような問題点は、車両の諸元値を変更した場合に、この変更された諸元値の剛性性能への影響を開発初期において簡易に把握ことができれば、回避することができる。
【０００８】
しかしながら、上述した従来の技術においては、車両諸元値の設定に際して、複数種類の車両諸元値の組合せに対する剛性性能比較は行われておらず、剛性性能から適正な諸元値設定がなされていないので、上述した問題を解決することはできないものとなっている。
【０００９】
そこで、本発明は、開発初期段階において、諸元値の剛性性能への影響を把握して、開発末期の補強材の追加等を回避することができる車両の企画支援システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明は、所定の車両諸元値を有する基準車両モデルを用いて車両の企画支援を行う車両の企画支援システムであって、基準車両モデルに対して所定範囲内の複数の車両諸元値を作成する車両諸元値作成手段と、車両諸元値作成手段により作成された車両諸元値を有する複数の車体骨格フレーム部材からなる複数の構想車両モデルを作成する構想車両モデル作成手段と、複数の構想車両モデルから強度解析を行う複数の構想車両モデルを選択し、これらの複数の構想車両モデルの解析用車両モデルを作成する解析用車両モデル作成手段と、複数の解析用車両モデルの車体剛性値を算出する車体剛性算出手段と、剛性算出値と予め記憶装置に記憶されている目標剛性値と比較し、複数の構想車両モデルのいずれかを選択する構想車両モデル選択手段と、を有し、車体剛性算出手段が、静剛性である曲げ剛性及び捩り剛性、並びに、所定周波数以下の低周波領域における動剛性を算出し、車体剛性算出手段は、低周波数領域における動剛性を算出するとき、解析用車両モデルにおける一つのサスペンション取付部を単位加振した場合の当該一つのサスペンション取付部の加振方向の変位量を算出し、単位加振に対する変位量をコンプライアンス値として算出し、単位加振の周波数に対する一つのサスペンション取付部の上記コンプライアンス値をプロットした周波数応答曲線に基づいて、動剛性を算出することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、車両諸元値作成手段が基準車両モデルに対して所定範囲内の複数の車両諸元値を作成し、構想車両モデル作成手段がこれらの車両諸元値を有する複数の車体骨格フレーム部材からなる複数の構想車両モデルを作成し、解析用車両モデル作成手段が複数の構想車両モデルから強度解析を行う複数の構想車両モデルを選択し、これらの複数の構想車両モデルの解析用車両モデルを作成し、車体剛性算出手段が、複数の解析用車両モデルの車体剛性値を算出し、構想車両モデル選択手段が剛性算出値と予め記憶装置に記憶されている目標剛性値と比較し、複数の構想車両モデルのいずれかを選択するので、新車両の開発初期の段階において、車両諸元値の変更による車体剛性性能の、基準車両モデルに対する相対評価が可能となるので、短期間に車両諸元値の剛性性能への影響把握することができ、その結果、従来行われていた開発末期における補強材の追加等の無駄な作業を回避することが出来る。
さらに、本発明によれば、車体の静剛性である曲げ剛性や捩り剛性、さらに、操安性能と関連の深い低周波領域の動剛性を考慮した車体諸元値を用いて、車体のパッケージ、構造案等を検討することが出来る。特に、操安性能と関連の深い低周波領域における動剛性を算出することにより、車両の操安性能に影響のある車体骨格フレーム部材の動剛性を精度良く検証することができる。
そして、本発明によれば、動剛性の算出にあたり、単点且つ単位入力で簡易化したときの車両の動剛性を算出する。すなわち、実際の車両走行時には、車体にサスペンション取付部から、大きさや方向が時々刻々と変化する様々な力が加わるが、これらにより動剛性を管理することが難しい。そこで、本発明では、解析用車両モデル中の一つのサスペンション取付部に着目し、その一つのサスペンション取付部に単位加振し、同点同方向の変位量を算出し、単位入力当たりの変位量であるコンプライアンスに基づいて動剛性を算出する。これにより、本発明では、簡易化して動剛性を検証することができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、車体剛性算出手段は、周波数応答曲線から、単位加振の周波数が０Ｈｚのときのコンプライアンス値を推定し、当該コンプライアンス値から動剛性を算出する。
このように構成された本発明によれば、単点且つ単位入力で簡易化したときの車体剛性を算出することができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、車両諸元値は、ホイールベースに関する車両諸元値及び車高に関する車両諸元値を所定値毎に変更したものである。
（作用効果）
このように構成された本発明によれば、車両のデザインや居住性に大きく影響する主要な車両諸元値に対する車体剛性性能の傾向を把握して、適正な車両諸元値を選択することが出来る。
【００１３】
本発明において、好ましくは、強度解析を行う複数の構想車両モデルが実験計画法により選択される。
このように構成された本発明によれば、実験計画法により強度解析を行う構想車両モデルを選択するので、強度解析を行う構想車両モデルの数を最小化して、車両諸元値に対する車体剛性性能の傾向を把握することが出来る。
【００１４】
本発明は、好ましくは、更に、複数の解析用車両モデルの車体重量を算出する車体重量算出手段と、上記複数の解析用車両モデルの算出された車体剛性値及び車体重量を表示する表示装置と、を有する。
このように構成された本発明においては、複数の解析用車両モデルの重量を算出し、さらに、車体剛性値と車体重量を表示して、両者を相対比較することができるので、これらの優劣を判断することができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、車体剛性算出手段は、曲げ剛性を算出するとき、第１所定部位を拘束したうえで、第２所定部位に拘束反力、第３所定部位に曲げ荷重を入力した場合の測定部位における変位量を算出する。
このように構成された本発明によれば、実車との一致度が高く、精度良い曲げ剛性の算出結果を得ることができる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、車体剛性算出手段は、捩れ剛性を算出するとき、第１所定部位を拘束したうえで、第２所定部位にトルク負荷を入力した場合の測定部位における捩れ角量を算出する。
このように構成された本発明によれば、実車との一致度が高く、精度良い捩り剛性の算出結果を得ることができる。
【００１７】
本発明において、好ましくは、車体剛性算出手段は、所定周波数以下の低周波数領域における動剛性を算出するとき、所定周波数以下の低周波数の振動を解析用車両モデルへ入力した場合の所定部位の最大変位量を算出する。
このように構成された本発明によれば、操安性能と関連の深い低周波数のみの評価で精度良く操安性能の評価を行うことができる。
【００１８】
本発明は、好ましくは、更に、上記諸元値の変更による解析用車両モデルの重量の増加に基づき、車体骨格フレーム部材の板厚適正化を行う板厚適正化手段を有する。
このように構成された本発明によれば、車両諸元値の変更に伴う車重増加を車体骨格フレーム部材の板厚を薄くすることで軽減化することが出来る。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の車両の企画支援システムによれば、諸元値の剛性性能への影響を把握して、開発末期の補強材の追加等を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態による企画支援システムの基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による車両企画支援システムが使用する企画支援用の各種のプログラム及びデータベースサーバを示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による車両の企画支援システムの基本フローを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態による基準車両モデルの諸元値等の入力の際のコンピュータの表示部を示す図面である。
【図５】本発明の実施形態による車両の企画支援システムにより作成された基準車両モデル及び強度解析が行われる複数の構想車両モデル（構想車両モデル１〜６）を示す図である。
【図６】本発明の実施形態による車両の企画支援システムにより作成される構想車両体モデルの車体骨格フレームを示す斜視図である。
【図７】図６の車体骨格フレームから作られる構想車両モデルを示す斜視図である。
【図８】本発明の実施形態による車両の企画支援システムにより作成される解析用車両モデルを示す斜視図である。
【図９】本発明の実施形態による車両の企画支援システムにおいて実行される「曲げ剛性」の算出方法を説明するための解析用車両モデルを斜め裏側方向から見た斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態による車両の企画支援システムにおいて実行される「捩り剛性」の算出方法を説明するための解析用車両モデルを斜め裏側方向から見た斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態による車両の企画支援システムにおいて実行される「低周波領域の動剛性」の算出方法を説明するための線図である。
【図１２】本発明の実施形態による車両の企画支援システムにおける「基準車両モデルの曲げ変位量」と「基準車両モデルの曲げ変位量から求まる目標曲げ変位量の範囲」を示す線図である。
【図１３】本発明の実施形態による車両の企画支援システムにおける「基準車両モデルの捩れ角変位量」と「基準車両モデルの捩れ角変位量から求まる目標捩れ角変位量の範囲」を示す線図である。
【図１４】本発明の実施形態による車両の企画支援システムによる板厚分布を示した解析用車両モデルの斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態による車両の企画支援システムによる静剛性の解析結果を表示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態による企画支援システムを説明する。
先ず、図１及び図２により、本実施形態による企画支援システムの基本構成を説明する。図１は本発明の実施形態による企画支援システムの基本構成を示すブロック図であり、図２は本発明の実施形態による車両企画支援システムが使用する企画支援用の各種のプログラム及びデータベースサーバを示すブロック図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態による車両企画支援システム１は、コンピュータ２と、データベースサーバ４とを備えている。コンピュータ２は、ＣＰＵ８、ＲＯＭ１０、ＲＡＭ１２、記憶部１４、入力部１６、表示部１８及び通信部２２を有し、これらは、互いにシステムバス６によって接続されている。
【００２３】
ＣＰＵ８は、一般的なコンピュータの演算処理に加え、図２に示す企画支援プログラム２２による処理を実行する中央演算装置である。ＲＯＭ１０には、コンピュータ２を起動させるブートプラグラム等が格納されている。ＲＡＭ１２は、車両の企画支援システム１にて実行される企画支援プログラム２２や各種データを一時的に記憶するためのプログラム領域や、データの書き込みや読み出しを行うためのデータ領域を有する。
【００２４】
記憶部１４は、ハードディスクドライブ等の記憶装置である。この記憶部１４は、企画支援プログラム格納部を有し、図２に示す企画支援プログラム２２が格納されている。入力部１６は、命令やデータ等を外部から入力するキーボードや、マウス等である。表示部１８は、液晶ディスプレイ等である。通信部２０は、無線又は有線の通信回線を介してデータベースサーバ４及び他のコンピュータ（図示せず）との間で情報を送受信するものである。
【００２５】
ここで、企画支援プログラム２２を説明する前に、本実施形態による企画支援システムの骨子を説明する。本実施形態の企画支援システムは、企画支援を行う際に基準となる基準車両モデルを予め作成しておき、次ぎに、この基準車両モデルと車両諸元値が所定の範囲（レンジ）内の複数の構想車両モデルを作成し、これらの構想車両モデルの車体剛性値と目標値とを比較して、車両諸元値の変更による車体剛性性能の基準車両モデルに対する相対評価を行うことにより、最適な構想車両モデルを選択するようにしている。ここで、基準車両モデルは、実際の車両と精度良く合致していることが予め検証されている。
また、本実施形態による企画支援システムの検証対象は、車体骨格フレーム部材からなる車体構造モデル（構想車両モデル）である（図７等参照）。
【００２６】
次に、図２により、企画支援プログラム２２の概要及び車両企画の流れの概要を説明する。図２に示すように、企画支援プログラム２２には、企画支援を行う際に基準となる基準車両モデルの車両諸元値及び構想車両モデルのためのレンジ（諸元値の変更許容範囲）を受け付けるための入力プログラム２４と、構想車両モデルの車両諸元値生成プログラム２６とが含まれている。
【００２７】
さらに、企画支援プログラム２２には、基準車両モデルのための、基準車両モデル生成プログラム（解析用基準車両モデル生成プログラムを含む）２８、剛性算出用プログラム３０、重量算出用プログラム３２、３Ｄ形状（３次元形状）作成用プログラム３４、及び、板厚適性化用プログラム３６が含まれている。
【００２８】
同様に、企画支援プログラム２２には、構想車両モデルのための、構想車両モデル生成プログラム（解析用構想車両モデル生成プログラムを含む）３８、剛性算出用プログラム４０、重量算出用プログラム４２、３Ｄ形状（３次元形状）作成用プログラム４４、及び、板厚適性化用プログラム４６が含まれている。
さらに、企画支援プログラム２２には、構想車両モデルのための、目標剛性値入力受付プログラム４８が含まれている。
【００２９】
次に、データベースサーバ４には、基準車両モデルの車両諸元値及び並びに構想車両モデルのレンジデータ５０、基準車両モデル及び構想車両モデルの剛性算出値データ５２、基準車両モデル及び構想車両モデルの重量算出値データ５４、基準車両モデル及び構想車両モデルの３Ｄ形状データ５６、構想車両モデルの目標剛性値データ５８が格納される。
【００３０】
次に、図３により本実施形態による車両の企画支援システムの基本フローを説明する。図３において、Ｓは各ステップを示す。さらに、図３により企画支援システムの基本フローを説明する際に、各ステップにおける具体的な内容を図４乃至図１４を参照して説明する。
【００３１】
本実施形態の車両の企画支援システムにおいては、図３の基本フローが実施される前に、図２に示す、「基準車両モデルの車両諸元値及びレンジを受け付けるための入力プログラム２４」、「基準車両モデル生成プログラム（解析用基準車両モデル生成プログラムを含む）２８」、「剛性算出用プログラム３０」、「重量算出用プログラム３２」、「３Ｄ形状（３次元形状）作成用プログラム３４」、及び、「板厚適性化用プログラム３６」を用いて、基準車両モデルの剛性、重量、３Ｄ形状、板厚の適正化等の詳細な解析が既になされているのが前提となっている。さらに、上述したように、この基準車両モデルの解析結果は、実際の車両と精度良く合致していることも検証済みである。
【００３２】
図３において、先ず、Ｓ１において、図２に示した「基準車両モデル車両諸元値、レンジ入力受付プログラム２４」により、企画支援の基準となる車両モデルである基準車両モデルの車両諸元値、レンジ、板厚、剛性目標値を入力する。
具体的には、図４に示すように、基準車両モデルの諸元値は、検証対象である車体構造モデルの主要諸元であるホイールベース、車高、車幅、全長等を示す長さ（寸法）、及び他の諸元の設計値であり、これら諸元値が、コンピュータ２の画面上で入力される。
【００３３】
レンジは、後述する構想車両モデルが採用可能な基準車両モデルの諸元値に対する変更許容範囲であり、例えば、図４に示すように、基準車両モデルのホイールベースの諸元値が２６３０ｍｍの場合には、レンジとして２６００〜２７００ｍｍが入力される。この場合、構想車両モデルのホイールベースの選択可能な諸元値は、２６００〜２７００ｍｍとなる。
板厚として、基準車両モデルの設計値（１．４ｍｍ）と選択可能板厚（０．９ｍｍ等）が入力される。
さらに、剛性目標値として、基準車両モデルの剛性値に対する比率で表した目標値である、曲げ剛性（＋１０％〜−１０％）、捩り剛性（＋５％〜−５％）、動剛性（＋１０％〜−１０％）が入力される。
【００３４】
次に、Ｓ２に進み、図２に示した「構想車両モデルの車両諸元値生成プログラム２６」により、基準車両モデルに対する複数の車両諸元値を設定し、その後、Ｓ３に進み、図２に示した「構想車両モデル生成プログラム３８」により、これらの複数の車両諸元値に対する複数の構想車両モデルを設定する。
具体的に説明すると、主要な諸元のうち、車高とホイールべースについて、車格、居住性、デザイン等から求められる候補をリストアップし、構想車両モデルとする。車高の諸元値が４通り、ホイールべースの諸元値が３通りとすると、１２通りの構想車両モデルが設定される。
図７に示したように、この構想車両モデル７６は、図６に示すように、車体骨格フレームである、車体インナパネル７０、車体アウタパネル７２、車体プラットフォーム７４等から構成されている。
【００３５】
次に、Ｓ４に進み、剛性を算出する複数の構想車両モデル、構想車両モデル１〜６を選択する。
この複数の構想車両モデルは、設計者が、種々のデータや経験等に基づき、選択する。
また、実験計画法により、複数の構想車両モデルを選択するようにしても良い。実験計画法を用いる場合には、先ず、主要諸元である車高とホイールべースについて、車格、居住性、デザイン等から候補となる値をリストアップし、次に、直交表により、検証因子（車高、ホイールべース）及び水準（車高の種々の長さ、ホイールべースの種々の長さ）を決め、この直交表により剛性の傾向を検証して、最終的には、強度推定が可能な最小限の数の構想車両モデルに絞り込む。このようにして、解析する必要のある構想車両モデルの数を最少化することができる。
図５には、このようにして選択された構想車両モデル１〜６及び基準車両モデルが示されている。
【００３６】
次に、Ｓ５に進み、図２に示す「構想車両モデル生成プログラム（解析用構想車両モデル生成プログラムを含む）３８」により、Ｓ４で選択された複数の構想車両モデル１〜６の解析用車両モデルを作成する。図８は、この構想車両モデルの解析用車両モデルを示している。この解析用車両モデルは、有限要素法（ＦＥＭ）を用いて剛性解析を行うメッシュモデルである。
【００３７】
次に、Ｓ６に進み、先ず１台目の構想車両モデルの解析用車両モデルの剛性値を算出する。ここで算出される剛性値は、静剛性である「曲げ剛性」及び「捩り剛性」、並びに、「低周波領域における動剛性」であり、これらを図９乃至図１１を参照して具体的に説明する。
【００３８】
図９により「曲げ剛性」の算出方法を説明する。図９に示すように、解析用車両モデル７８においては、前端部８０の一カ所及び後端部８２の２カ所を拘束し、次に、両側のサイドシル８４のそれぞれの上面に垂直方向下方に向いた曲げ荷重Ｆ１を作用させ、さらに、前側サスペンションの取付部８６近傍の下面及び後側サスペンションの取付部８８近傍の下面に拘束反力Ｒ１，Ｒ２を発生させるようになっている。これらの拘束部位、曲げ荷重Ｆ１の値及び作用部位、並びに、拘束反力Ｒ１，Ｒ２の値及び作用部位を解析用車両モデル７８に適用して、図２に示す「剛性算出用プログラム４０」を用いて、各測定部位における変位量を求めることにより、解析用車両モデル７８の曲げ剛性を算出する。
【００３９】
図１０により「捩り剛性」の算出方法を説明する。図１０に示すように、解析用車両モデル７８においては、同様に、前端部８０の一カ所及び後端部８２の２カ所を拘束し、次に、前側サスペンションの取付部８６近傍の右側下面には垂直方向上向きの捩り荷重Ｆ２を作用させ、左側下面には垂直方向下向きの捩り荷重Ｆ２を作用させる（即ち、トルク負荷を作用させる）ようになっている。これらの拘束部位、並びに、捩り荷重Ｆ２，Ｆ２の値及び作用位置を解析用車両モデル７８に適用して、図２に示す「剛性算出用プログラム４０」を用いて、各測定部位における捩れ角量を求めることにより、解析用車両モデル７８の捩り剛性を算出する。
【００４０】
図１１により、「低周波領域における動剛性」の算出方法を説明する。車両走行時には、車体にサスペンション取付部から様々な入力が加わるが、この入力は、大きさや方向が時々刻々と変化するため、これらにより動剛性を管理するのは難しいので、本実施形態では、サスペンション取付部への入力を走行時のような多点入力ではなく、単点且つ単位入力で簡易化したときの車体剛性を算出している。即ち、あるサスペンション取付部をある方向に単位加振（振幅Ｆi＝1 [Ｎ]）し、同点同方向の変位量Ｘi[ｍｍ]を算出すると、横軸が周波数[Ｈｚ]、縦軸がサスペンション取付部のコンプライアンスＸi／Ｆi、つまり単位入力当たりの変位量プロットした周波数応答曲線が得られる。このコンプライアンスは剛性の逆数に相当するものであり、この周波数応答曲線の所定周波数以下の低周波領域の特性を「低周波数領域における動剛性」と定義する。
さらに、この周波数応答曲線より、低周波領域の特定周波数のコンプライアンス値により「低周波数領域における動剛性」としてもよく、特に、周波数応答曲線から、０Ｈｚのコンプライアンス値を推定（図１１の破線）し、この推定した０Ｈｚにおけるコンプライアンス値（＝単位加振に対する変位量＝剛性の逆数）を「低周波領域における動剛性[Ｎ/ｍｍ]と定義してもよい。
【００４１】
本実施形態の車両の企画支援システムでは、図１１に示すように、所定周波数である１００Ｈｚ以下の低周波領域において、車体を加振して、各測定部位の最大変位量を得ることにより、上述した「低周波数領域の動剛性」を算出している。ここで、所定周波数である１００Ｈｚ以下の低周波領域における動剛性を算出するのは、この低周波領域の動剛性により、車両の操安性能に影響のある車体骨格フレーム部材の動剛性を検証することができるからである。
【００４２】
次に、Ｓ７に進み、図２に示す「重量算出用プログラム４２」により、解析用車両モデルの重量を算出する。
ここで、Ｓ６で算出された剛性算出値は、図２に示す「剛性算出値データ５２」に格納され、さらに、Ｓ７で算出された重量算出値は、同様に、「重量算出値データ５４」に格納される。
【００４３】
次に、Ｓ８に進み、図２に示す「目標剛性値入力受付プログラム４８」により入力され、「目標剛性値データ５８」に格納されている、目標剛性値（曲げ剛性、捩り剛性、低周波領域における動剛性）とＳ６で算出された剛性値（曲げ剛性、捩り剛性、低周波領域における動剛性）とを比較する。
ここで、図１２には、「基準車両モデルの曲げ変位量」と「基準車両モデルの曲げ変位量から求まる目標曲げ変位量の範囲」が示され、図１３には、「基準車両モデルの捩れ角変位量」と「基準車両モデルの捩れ角変位量から求まる目標捩れ角変位量の範囲」が示されており、算出された剛性値がこれらの目標範囲内か否かを判定する。
なお、図１２、図１３に示された目標範囲は、全範囲に亘って一定であるが、車両前端からの位置毎に異なる目標範囲、例えば、０から１００ｍｍの範囲は０〜＋３％、１００〜２００ｍｍは−２％〜＋５％等と設定しても良い。さらに、部位に応じて異なる目標範囲、例えば、サイドシル部は０〜＋３％、フロントサイドフレーム部は−２％〜＋５％等と設定しても良い。
【００４４】
次に、Ｓ９に進み、剛性値が目標剛性値よりも大きいか否かを判定する。剛性値が目標剛性値より大きい場合には、Ｓ１０に進み、図２に示す「板厚適正化用プログラム４６」により、解析用車両モデルの板厚を薄化する。その後、Ｓ６に戻り、同様なステップを実行する。
【００４５】
剛性値が目標剛性値以下の場合には、Ｓ１１に進み、剛性値が目標剛性値よりも小さいか否かを判定する。剛性値が目標剛性値よりも小さい場合には、Ｓ１２に進み、図２に示す「板厚適正化用プログラム４６」により、解析用車両モデルの板厚を厚化する。その後、Ｓ６に戻り、同様なステップを実行する。
【００４６】
Ｓ１１において、剛性値が目標剛性値と同じ値であると判定された場合には、Ｓ１３に進み、Ｓ４において選択された全ての構想車両モデルに対し、剛性、板厚最適化が終了したか否かを判定する。この場合には、１台目の構想車両モデルに対する剛性、板厚最適化が終了しただけなので、Ｓ５に戻り、２台目の構想車両モデルの剛性、板厚最適化を行い、最後に、６台目の構想車両モデルの剛性、板厚最適化を行い、Ｓ１３を終了する。
【００４７】
ここで、Ｓ８〜Ｓ１３について、補足説明を行う。図１４は、板厚分布を示した解析用車両モデルの斜視図であり、表示された濃度により、薄板可能な領域及び厚板要な領域が容易に認識できるようになっている。図１４に示すように、板厚は、各メッシュ毎に表示されるが、板厚は、サイドシル、フロントサイドフレーム等部材毎に管理されるので、各部材を部分的に厚くしたり薄くしたりすることはできない。このため、例えば、サイドシルに板厚を厚くする必要があるメッシュの表示がある場合には、サイドシル全体を現状板厚より、次に厚い板厚に変更して、剛性計算を実施し、目標剛性を満足するまで、これを繰り返す。さらに、一つの部材のみではなく、多数の部材の板厚を変更して、目標剛性を達成するようにする。
【００４８】
このようにして、Ｓ８〜Ｓ１３において、解析用車両モデルを構成する車体骨格フレーム毎に、板厚の最適化が実施される。
【００４９】
次に、Ｓ１４に進み、複数の構想車両モデルの解析用車両モデルの諸元値、剛性値（曲げ剛性、捩り剛性、低周波領域における動剛性）、重量、板厚の各値を、表示部１８に表示する。このとき、図２に示す「３Ｄ形状作成用プログラム４４（３Ｄ−ＣＡＤ）」により、構想車両モデルの画像が表示される。また、得られた構想車両モデルの３Ｄ形状データが、図２に示すデータベースサーバ４の３Ｄ形状データ５６に格納される。
【００５０】
ここで、Ｓ１４においては、例えば、図１５に示すような、静剛性の解析結果が表示される。この図１５から、例えば、基準車両モデル、構想車両モデル１，２を相対比較することにより、ホイールべースの変化に対する剛性の傾向を把握することができ、車体フレーム構造の素性の良し悪しを把握することができる。また、構想車両モデル１，３，５，６を相対比較することにより、車高の変化に対する剛性の傾向を把握することができ、車体フレーム構造の素性の良し悪しを把握することができる。
さらに、各構想車両モデルに対し、諸元値変更と板厚最適化を実施したことによる基準車両モデルに対する重量変化を把握することが出来る。
【００５１】
次に、Ｓ１５に進み、板厚最適化が完了した６台の構想車両モデル（構想車両モデル１〜６）の中から、図１５に示した解析結果等に基づいて、最適な構想車両モデルを選択する。
【００５２】
次に、上述した本実施形態による車両の企画支援システムの作用効果を説明する。
本実施形態においては、構想車両モデルの車両諸元値生成プログラム２６が基準車両モデルに対してレンジ（変更許容範囲）内の複数の車両諸元値を作成し、構想車両モデル作成プログラム３８がこれらの車両諸元値を有する複数の車体骨格フレーム部材（車体インナーパネル７０、車体アウターパネル７２、プラットホーム７４等）からなる１２個の構想車両モデルを作成し、更に、解析用車両モデル生成プログラム３８が１２個の構想車両モデルから強度解析を行う複数の構想車両モデル１〜６を選択し、これらの複数の構想車両モデルの解析用車両モデルを作成し、剛性算出用プログラム４０が、複数の解析用車両モデル１〜６の車体剛性値（静剛性である「曲げ剛性」及び「捩り剛性」並びに「低周波領域における動剛性」）を算出し、剛性算出値と予め目標剛性値データ５８内に記憶されている目標剛性値と比較し、複数の構想車両モデル１〜６のいずれかを選択するので、新車両の開発初期の段階において、車両諸元値の変更による車体剛性性能の、基準車両モデルに対する相対評価が可能となるので、短期間に車両諸元値の剛性性能への影響把握することができ、その結果、従来行われていた開発末期における補強材の追加等の無駄な作業を回避することが出来る。
【００５３】
本発明者らは、本実施形態による車両の企画支援システムにより得られた構想車両モデルの精度を確認するため、先ず、実車と精度良く合致した同じ車両諸元値を有する詳細車両モデルを作成して、その後、詳細車両モデルと構想車両モデルとの剛性性能を対比した。
【００５４】
また、本実施形態による車両の企画支援システムによれば、車体の静剛性である曲げ剛性や捩り剛性、さらに、操安性能と関連の深い低周波領域における動剛性を考慮した車体諸元値を用いて、車体のパッケージ、構造案等を検討することが出来る。
【００５５】
また、本実施形態による車両の企画支援システムによれば、車両のデザインや居住性に大きく影響する主要な車両諸元値（ホイールベース、車高、車幅、全長等）に対する車体剛性性能の傾向を把握して、適正な車両諸元値を選択することが出来る。
【００５６】
また、本実施形態による車両の企画支援システムによれば、実験計画法により強度解析を行う構想車両モデルを選択するので、強度解析を行う構想車両モデルの数を最小化して、車両諸元値に対する車体剛性性能の傾向を把握することが出来る。
【００５７】
また、本実施形態による車両の企画支援システムによれば、複数の解析用車両モデルの重量を算出し、さらに、車体剛性値と車体重量を表示して、両者を相対比較することができるので、これらの優劣を判断することができる。
【００５８】
また、本実施形態による車両の企画支援システムによれば、曲げ剛性を算出するとき、車両の前端部及び後端部（第１所定部位）を拘束したうえで、前側及び後側のサスペンション取付部（第２所定部位）に拘束反力Ｒ１，Ｒ２、両側のサイドシルの上面（第３所定部位）に曲げ荷重Ｆ１を入力した場合の測定部位における変位量を算出するようにしたので、実車との一致度が高く、精度良い曲げ剛性の算出結果を得ることができる。
【００５９】
また、本実施形態による車両の企画支援システムによれば、捩れ剛性を算出するとき、車両の前端部及び後端部（第１所定部位）を拘束したうえで、前側のサスペンション取付部（第２所定部位）にトルク負荷を入力した場合の測定部位における捩れ角量を算出するようにしたので、実車との一致度が高く、精度良い捩り剛性の算出結果を得ることができる。
【００６０】
また、本実施形態による車両の企画支援システムによれば、低周波領域における動剛性を算出するとき、所定の低周波数を解析用車両モデルへ入力した場合の所定部位の最大変位量を算出するようにしたので、操安性能と関連の深い低周波数のみの評価で精度良く操安性能の評価を行うことができる。
【００６１】
また、本実施形態による車両の企画支援システムによれば、板厚適正化プログラム４６により、車両諸元値の変更による解析用車両モデルの重量の増加に基づき、車体骨格フレーム部材の板厚適正化を行うようにしたので、車両諸元値の変更に伴う車重増加を車体骨格フレーム部材の板厚を薄くすることで軽減化することが出来る。
【符号の説明】
【００６２】
１  車両の企画支援システム
２  コンピュータ
４  データベースサーバ
８  ＣＰＵ
１０  ＲＯＭ
１２  ＲＡＭ
１４  記憶部
１６  入力部
１８  表示部
２０  通信部
２２  企画支援プログラム
２４  基準車両モデルの車両諸元値、レンジ入力プログラム
２６  構想車両モデルの車両諸元値生成プログラム
２８  基準車両モデル生成プログラム
３０  剛性算出用プログラム
３２  重量算出用プログラム
３４  ３Ｄ形状（３次元形状）作成用プログラム
３６  板厚適性化用プログラム
３８  構想車両モデル生成プログラム
４０  剛性算出用プログラム
４２  重量算出用プログラム
４４  ３Ｄ形状（３次元形状）作成用プログラム
４６  板厚適性化用プログラム
４８  目標剛性値入力受付プログラム
５０  基準車両モデルの車両諸元値、レンジデータ
５２  剛性算出値データ
５４  重量算出値データ
５６  ３Ｄ形状データ
５８  目標剛性値データ
７０  車体インナパネル
７２  車体アウタパネル
７４  車体プラットフォーム
７６  構想車両モデル
７８  解析用車両モデル
８０  前端部
８２  後端部
８４  サイドシル
８６  前側サスペンション取付部
８８  後側サスペンションの取付部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１４】
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