(57)【要約】【課題】実際のユーザの走り方に応じて生じる車体の強度的な影響をユーザに報知して、ユーザに対し、適切な車体の補強や走り方の向上を促し、車体の耐久性向上を図る。【解決手段】車体診断装置３０は、各力検出センサ２１FL，２１FR，２１RL，２１RRから各輪に作用するＸ，Ｙ，Ｚ方向の各力を読み込み、応力変換部３０ｂで、これら信号を基にＣＡＥ解析結果メモリ部３０ａにメモリしておいたＣＡＥ解析の特性マップを参照して各評価点ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRRでの応力に変換する。各評価点応力演算部３０ｃは、各評価点ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRRに生じている応力の値を、それぞれの方向毎に線形に加算して総合的な応力として演算し、各評価点応力判定部３０ｄは、各方向の総合的な応力の値を予め設定した閾値と比較し、総合的な応力が閾値を超える場合は、故障診断メモリ２６にデータを記憶させ、また報知ランプ２５を点灯させる。【選択図】図２
2006021681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪に作用する力を受けて変位する部材に取付けられ、予め設定した方向の車輪に作用する力を検出する力検出手段と、
各車輪から入力する様々な力の値が予め車両に設定される評価点に及ぼす強度的な影響を予めコンピュータによる支援解析シミュレーションを利用して演算し記憶しておく強度情報メモリ手段と、
上記強度情報メモリ手段に記憶しておいた情報を参照して上記各力検出手段からの力の値が上記評価点に作用させている強度的な影響を演算する評価点パラメータ演算手段と、
上記評価点パラメータ演算手段で演算した強度的な影響を判定処理する判定処理手段とを備えたことを特徴とする車両の車体診断装置。
【請求項２】
上記強度的な影響は、応力と変位のどちらかであることを特徴とする請求項１記載の車両の車体診断装置。
【請求項３】
上記判定処理手段は、上記評価点パラメータ演算手段で演算した強度的な影響を予め設定しておいた閾値と比較して判定処理することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の車体診断装置。
【請求項４】
上記判定処理手段は、上記評価点パラメータ演算手段で演算した強度的な影響を予め設定しておいた閾値と比較して該閾値を超える場合に報知手段からの報知とメモリ手段への記憶の少なくともどちらかを行うことを特徴とする請求項３記載の車両の車体診断装置。
【請求項５】
上記評価点は、フロントサスペンションの取り付け部とリヤサスペンションの取り付け部の少なくともどちらかであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の車両の車体診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行状況により変動する車輪からの入力により強度的な影響を受ける車体を診断する車両の車体診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等の車体においては、走行中、車輪からの力の入力により様々な強度的な影響を受けるため、これらの入力に対抗するための十分な強度、剛性を有するように設計、組み立てされている。そして、これらの強度、剛性を、さらに向上、補強するために、様々なオプション部品も用意されている。
【０００３】
例えば、特開２００３−１１７９８号公報には、情報センタにおいて、ユーザ端末より取得したユーザ又は車両を特定する識別情報と、その車両に取付を希望するオプション部品の識別情報とを検索キーとして記憶装置を参照し、その識別情報に対応する特定車両の３次元形状に関する情報と、特定オプション部品の３次元形状に関する情報とを取得し、当該特定車両への特定オプション部品の取り付け可能性を判断し、ユーザに提供する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１１７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１に開示される技術のように、単純に車両のオプション部品を提示するのみでは、オプション部品の選択はユーザの好みに依存するため、強度的な補強が適切な部位に設けられるとは限らないという問題がある。また、車体の補強は、本来、実際のユーザの走り方により決定すべきものであるため、ユーザの意識していない走り方により、さらに補強が必要な場合もある。そして、このような、ユーザの意識していない走り方をユーザに報知することが可能であれば、ユーザに対して走り方の注意を促すことにもなり、車体の耐久性向上のためにも望ましい。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、実際のユーザの走り方に応じて生じる車体の強度的な影響をユーザに報知して、ユーザに対し、適切な車体の補強や走り方の向上を促し、車体の耐久性向上を図ることが可能な車両の車体診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車輪に作用する力を受けて変位する部材に取付けられ、予め設定した方向の車輪に作用する力を検出する力検出手段と、各車輪から入力する様々な力の値が予め車両に設定される評価点に及ぼす強度的な影響を予めコンピュータによる支援解析シミュレーションを利用して演算し記憶しておく強度情報メモリ手段と、上記強度情報メモリ手段に記憶しておいた情報を参照して上記各力検出手段からの力の値が上記評価点に作用させている強度的な影響を演算する評価点パラメータ演算手段と、上記評価点パラメータ演算手段で演算した強度的な影響を判定処理する判定処理手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による車両の車体診断装置は、実際のユーザの走り方に応じて生じる車体の強度的な影響をユーザに報知して、ユーザに対し、適切な車体の補強や走り方の向上を促し、車体の耐久性向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。  
図１〜図６は本発明の実施の一形態を示し、図１は車両全体の概略構成図、図２は車体診断装置の機能ブロック図、図３はフロントサスペンション取り付け部の位置の説明図、図４はリヤサスペンション取り付け部の位置の説明図、図５はＣＡＥ解析結果メモリ部におけるメモリと力からの応力変換の説明図、図６は車体診断プログラムのフローチャートである。
【０００９】
図１において、符号１は自動車等の車両であり、この車両１のエンジン２による駆動力は、エンジン２後方の変速装置３からトランスミッション出力軸３ａを経てセンターデファレンシャル装置４に伝達される。
【００１０】
更に、このセンターデファレンシャル装置４に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸５、プロペラシャフト６、ドライブピニオン軸部７を介して後輪終減速装置８に入力される一方、センターデファレンシャル装置４からはギヤ列（図示せず）、フロントドライブ軸９を介して前輪終減速装置１０に入力されるように構成されている。
【００１１】
また、後輪終減速装置８に入力された駆動力は、後輪左アクスル軸１１RLを経て左後輪１２RLに、後輪右アクスル軸１１RRを経て右後輪１２RRに伝達される一方、前輪終減速装置１０に入力された駆動力は、前輪左アクスル軸１１FLを経て左前輪１２FLに、前輪右アクスル軸１１FRを経て右前輪１２FRに伝達される。
【００１２】
また、図１中、符号３０は車体診断装置を示し、この車体診断装置３０には、ベアリング（図示せず）を介してそれぞれのアクスル軸１１FL，１１FR，１１RL，１１RRを回転自在に支持するアクスルハウジング１３FL，１３FR，１３RL，１３RRに埋設した、力検出センサ２１FL，２１FR，２１RL，２１RRが接続されている。この各力検出センサ２１FL，２１FR，２１RL，２１RRは、力検出手段として設けられており、例えば、特開平９−２２４０号公報に示されるセンサであり、各輪に作用する前後方向（以下、Ｘ方向）、左右方向（以下、Ｙ方向）、上下方向（以下、Ｚ方向）の各力をアクスルハウジング１３FL，１３FR，１３RL，１３RRに生じる変位量に基づき検出する。
【００１３】
そして、車体診断装置３０は、後述の車体診断プログラムに従って、予め設定しておいた評価点、すなわち、フロントサスペンションの取り付け部とリヤサスペンションの取り付け部に作用する応力を演算し、この応力の結果を判定処理して、評価点に過大な応力が加わっている場合には、報知手段としての報知ランプ２５、或いは、車両に設けたディスプレイ装置（図示せず）によりドライバに報知すると共に、サービス用に設けたメモリ手段としての故障診断メモリ２６に負荷状況をメモリする。
【００１４】
車体診断装置３０は、図２に示すように、ＣＡＥ解析結果メモリ部３０ａ、応力変換部３０ｂ、各評価点応力演算部３０ｃ、各評価点応力判定部３０ｄ、報知制御部３０ｅ、故障診断メモリ出力部３０ｆから主要に構成されている。
【００１５】
ＣＡＥ解析結果メモリ部３０ａは、予めＣＡＥ（Computer Aided Engineering：コンピュータ支援エンジニアリング ）により有限要素法を用いて、車輪側から入力される力に対する、予め設定しておいた評価点での応力をマップ上に記憶した部分として構成されている。
【００１６】
この際、評価点としては、図３に示すように、フロントサスペンションの取り付け部となる２箇所の点、第１評価点ＰFLと第２評価点ＰFRとが設定され、各車輪からの力の入力により、これら第１評価点ＰFLと第２評価点ＰFRに発生する応力が予めＣＡＥ解析により求められ記憶されている。
【００１７】
また、図４に示すように、リヤサスペンションの取り付け部となる２箇所の点、第３評価点ＰRLと第４評価点ＰRRとが設定され、各車輪からの力の入力により、これら第３評価点ＰRLと第４評価点ＰRRに発生する応力が予めＣＡＥ解析により求められ記憶されている。
【００１８】
これらＣＡＥ解析により記憶されたマップは、各力検出センサからのそれぞれの方向（Ｘ，Ｙ，Ｚの各方向）で検出される入力信号毎に、それらが第１〜第４評価点ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRRに生じさせる応力の値を、それぞれＸ，Ｙ，Ｚの各方向毎に格納するものである。具体的には、図５に示すように、左前輪の力検出センサ２１FLからの入力信号（ＦFLX，ＦFLY，ＦFLZ）毎に、それらが第１〜第４評価点ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRRに生じさせる応力の値が、それぞれＸ，Ｙ，Ｚの各方向毎に予め特性マップとして格納される。
【００１９】
左前輪の力検出センサ２１FLからの入力信号（ＦFLX，ＦFLY，ＦFLZ）で発生される、第１評価点ＰFLにおける応力（φFLFLX，φFLFLY，φFLFLZ）の特性マップが設定されている。また、力検出センサ２１FLからの入力信号（ＦFLX，ＦFLY，ＦFLZ）で発生される、第２評価点ＰFRにおける応力（φFRFLX，φFRFLY，φFRFLZ）の特性マップが設定されている。また、力検出センサ２１FLからの入力信号（ＦFLX，ＦFLY，ＦFLZ）で発生される、第３評価点ＰRLにおける応力（φRLFLX，φRLFLY，φRLFLZ）の特性マップが設定されている。また、力検出センサ２１FLからの入力信号（ＦFLX，ＦFLY，ＦFLZ）で発生される、第４評価点ＰRRにおける応力（φRRFLX，φRRFLY，φRRFLZ）の特性マップが設定されている。
【００２０】
同様に、各力検出センサに対して特性マップが各評価点について設定されており、右前輪の力検出センサ２１FRについて述べれば、力検出センサ２１FRからの入力信号（ＦFRX，ＦFRY，ＦFRZ）で発生される、第１評価点ＰFLにおける応力（φFLFRX，φFLFRY，φFLFRZ）の特性マップが設定されている。また、力検出センサ２１FRからの入力信号（ＦFRX，ＦFRY，ＦFRZ）で発生される、第２評価点ＰFRにおける応力（φFRFRX，φFRFRY，φFRFRZ）の特性マップが設定されている。また、力検出センサ２１FRからの入力信号（ＦFRX，ＦFRY，ＦFRZ）で発生される、第３評価点ＰRLにおける応力（φRLFRX，φRLFRY，φRLFRZ）の特性マップが設定されている。また、力検出センサ２１FRからの入力信号（ＦFRX，ＦFRY，ＦFRZ）で発生される、第４評価点ＰRRにおける応力（φRRFRX，φRRFRY，φRRFRZ）の特性マップが設定されている。
【００２１】
また、左後輪の力検出センサ２１RLについて述べれば、力検出センサ２１RLからの入力信号（ＦRLX，ＦRLY，ＦRLZ）で発生される、第１評価点ＰFLにおける応力（φFLRLX，φFLRLY，φFLRLZ）の特性マップが設定されている。また、力検出センサ２１RLからの入力信号（ＦRLX，ＦRLY，ＦRLZ）で発生される、第２評価点ＰFRにおける応力（φFRRLX，φFRRLY，φFRRLZ）の特性マップが設定されている。また、力検出センサ２１RLからの入力信号（ＦRLX，ＦRLY，ＦRLZ）で発生される、第３評価点ＰRLにおける応力（φRLRLX，φRLRLY，φRLRLZ）の特性マップが設定されている。また、力検出センサ２１RLからの入力信号（ＦRLX，ＦRLY，ＦRLZ）で発生される、第４評価点ＰRRにおける応力（φRRRLX，φRRRLY，φRRRLZ）の特性マップが設定されている。
【００２２】
更に、右後輪の力検出センサ２１RRについて述べれば、力検出センサ２１RRからの入力信号（ＦRRX，ＦRRY，ＦRRZ）で発生される、第１評価点ＰFLにおける応力（φFLRRX，φFLRRY，φFLRRZ）の特性マップが設定されている。また、力検出センサ２１RRからの入力信号（ＦRRX，ＦRRY，ＦRRZ）で発生される、第２評価点ＰFRにおける応力（φFRRRX，φFRRRY，φFRRRZ）の特性マップが設定されている。また、力検出センサ２１RRからの入力信号（ＦRRX，ＦRRY，ＦRRZ）で発生される、第３評価点ＰRLにおける応力（φRLRRX，φRLRRY，φRLRRZ）の特性マップが設定されている。また、力検出センサ２１RRからの入力信号（ＦRRX，ＦRRY，ＦRRZ）で発生される、第４評価点ＰRRにおける応力（φRRRRX，φRRRRY，φRRRRZ）の特性マップが設定されている。
【００２３】
これらの特性マップは、応力変換部３０ｂにより適宜読み込まれ、参照される。すなわち、ＣＡＥ解析結果メモリ部３０ａは、強度情報メモリ手段として設けられている。
【００２４】
応力変換部３０ｂは、各力検出センサ２１FL，２１FR，２１RL，２１RRから、各方向毎の力の信号が入力され、それらをＣＡＥ解析結果メモリ部３０ａに設定した特性マップを用いて応力に変換し、各評価点応力演算部３０ｃに出力する。
【００２５】
各評価点応力演算部３０ｃは、応力変換部３０ｂから信号が入力され、第１〜第４評価点ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRRに生じている応力の値をそれぞれの方向毎に線形に加算して総合的な応力として演算し、各評価点応力判定部３０ｄに出力する。
【００２６】
すなわち、第１評価点ＰFLにおけるＸ方向の総合的な応力は、（φFLFLX＋φFLFRX＋φFLRLX＋φFLRRX）で与えられ、Ｙ方向の総合的な応力は、（φFLFLY＋φFLFRY＋φFLRLY＋φFLRRY）で与えられ、Ｚ方向の総合的な応力は、（φFLFLZ＋φFLFRZ＋φFLRLZ＋φFLRRZ）で与えられる。
【００２７】
また、第２評価点ＰFRにおけるＸ方向の総合的な応力は、（φFRFLX＋φFRFRX＋φFRRLX＋φFRRRX）で与えられ、Ｙ方向の総合的な応力は、（φFRFLY＋φFRFRY＋φFRRLY＋φFRRRY）で与えられ、Ｚ方向の総合的な応力は、（φFRFLZ＋φFRFRZ＋φFRRLZ＋φFRRRZ）で与えられる。
【００２８】
更に、第３評価点ＰRLにおけるＸ方向の総合的な応力は、（φRLFLX＋φRLFRX＋φRLRLX＋φRLRRX）で与えられ、Ｙ方向の総合的な応力は、（φRLFLY＋φRLFRY＋φRLRLY＋φRLRRY）で与えられ、Ｚ方向の総合的な応力は、（φRLFLZ＋φRLFRZ＋φRLRLZ＋φRLRRZ）で与えられる。
【００２９】
また、第４評価点ＰRRにおけるＸ方向の総合的な応力は、（φRRFLX＋φRRFRX＋φRRRLX＋φRRRRX）で与えられ、Ｙ方向の総合的な応力は、（φRRFLY＋φRRFRY＋φRRRLY＋φRRRRY）で与えられ、Ｚ方向の総合的な応力は、（φRRFLZ＋φRRFRZ＋φRRRLZ＋φRRRRZ）で与えられる。
【００３０】
このように、本実施の形態によれば、応力変換部３０ｂ及び各評価点応力演算部３０ｃとにより、評価点パラメータ演算手段が構成されている。
【００３１】
各評価点応力判定部３０ｄは、各評価点応力演算部３０ｃから入力される第１〜第４評価点ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRRに生じている、それぞれの各方向の総合的な応力の値を、予め設定された閾値（例えば、４×３＝１２個の閾値が設定されている）と比較する。そして、入力された総合的な応力の値の中に、閾値を超えるものがある場合には、報知制御部３０ｅにその車輪位置を出力して報知ランプ２５を設定時間点灯させると共に、故障診断メモリ出力部３０ｆに信号を出力して故障診断メモリ２６に応力が閾値を上回っていた時間や最大応力値等の情報を記憶させる。これにより、点検において故障診断メモリ２６を参照することにより、ディーラは、ユーザに対して必要なオプション部品を適切に奨めたり、また、走行する上での注意等を促すことができ、より有益なサービスが行える。すなわち、各評価点応力判定部３０ｄは判定処理手段として設けられている。
【００３２】
次に、上述した車体診断装置３０で実行される車体診断プログラムを、図６のフローチャートで説明する。  
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、各力検出センサ２１FL，２１FR，２１RL，２１RRから各輪に作用するＸ，Ｙ，Ｚ方向の各力を読み込む
次に、Ｓ１０２に進み、応力変換部３０ｂは、各力検出センサ２１FL，２１FR，２１RL，２１RRからの信号を基に、ＣＡＥ解析結果メモリ部３０ａにメモリしておいたＣＡＥ解析の特性マップを参照して、各評価点ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRRでの応力に変換する。
【００３３】
次いで、Ｓ１０３に進み、各評価点応力演算部３０ｃは、Ｓ１０２で変換して求めた、各評価点ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRRに生じている応力の値を、それぞれの方向毎に線形に加算して総合的な応力として演算する。
【００３４】
次に、Ｓ１０４に進み、各評価点応力判定部３０ｄは、Ｓ１０３で演算した各評価点ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRRに生じている、それぞれの各方向の総合的な応力の値を、予め設定された閾値（例えば、４×３＝１２個の閾値が設定されている）と比較する。
【００３５】
そして、Ｓ１０５に進み、各評価点ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRRでの総合的な応力が規定以内、すなわち、閾値以内の場合には、そのままプログラムを抜け、閾値を超える場合には、Ｓ１０６に進んで、故障診断メモリ出力部３０ｆに信号を出力して故障診断メモリ２６に応力が閾値を上回っていた時間や最大応力値等の情報を記憶させる。そして更に、Ｓ１０７に進み、報知制御部３０ｅにその車輪位置を出力して報知ランプ２５を設定時間点灯させ、プログラムを抜ける。
【００３６】
このように、本実施の形態によれば、実際のユーザの走行がもたらす車体の強度的な影響をユーザに報知するため、ユーザに対し、適切な車体の補強や走り方の向上を促すことができ、車体の耐久性向上を図ることができる。また、その際に、演算に用いるデータは、予めＣＡＥ解析により求めた特性マップを基にするため、演算も正確且つ簡単に実行することが可能である。
【００３７】
尚、本実施の形態では、４輪全ての力検出センサ２１FL，２１FR，２１RL，２１RRを用いて解析するようにしているが、車両のスペック等によっては、全てのセンサ値を用いなくとも良い。
【００３８】
また、本実施の形態では、応力を求める評価点として、フロントサスペンションの取り付け部とリヤサスペンションの取り付け部の４箇所の評価点ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRRを設定しているが、これらの何れか一つ、或いは、何れか２つ、或いは、何れか３つの評価点のみ設定するようにしても良い。更に、これら４箇所の評価点ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRR以外にも他の評価点、例えば、サイドシルのセンタピラー取り付け部等を評価点として設定し、予めＣＡＥ解析により特性マップを作成しておくようにしても良い。また、本実施の形態では、評価点に作用する応力を基に判定処理するようになっているが、評価点に生じる変位について予めＣＡＥ解析により特性マップを作成し、評価点に生じる変位を基に判定処理するようにしても良い。更に、本実施の形態では、各評価点応力判定部３０ｄは、第１〜第４評価点ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRRに生じている、それぞれの各方向の総合的な応力の値と予め設定された閾値との比較の結果、総合的な応力の値が閾値を超えていた場合、報知ランプ２５の点灯と故障診断メモリ２６への記憶の両方を行うようになっているが、どちらかのみ行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】車両全体の概略構成図
【図２】車体診断装置の機能ブロック図
【図３】フロントサスペンション取り付け部の位置の説明図
【図４】リヤサスペンション取り付け部の位置の説明図
【図５】ＣＡＥ解析結果メモリ部におけるメモリと力からの応力変換の説明図
【図６】車体診断プログラムのフローチャート
【符号の説明】
【００４０】
１１FL，１１FR，１１RL，１１RR  車輪
１３FL，１３FR，１３RL，１３RR  アクスルハウジング
２１FL，２１FR，２１RL，２１RR  力検出センサ（力検出手段）
２５    報知ランプ（報知手段）
２６    故障診断メモリ（メモリ手段）
３０    車体診断装置
３０ａ  ＣＡＥ解析結果メモリ部（強度情報メモリ手段）
３０ｂ  応力変換部（評価点パラメータ演算手段）
３０ｃ  各評価点応力演算部（評価点パラメータ演算手段）
３０ｄ  各評価点応力判定部（判定処理手段）
３０ｅ  報知制御部
３０ｆ  故障診断メモリ出力部
代理人    弁理士    伊  藤    進
【図１】
2006021681.tif 000003
【図２】
2006021681.tif 000004
【図３】
2006021681.tif 000005
【図４】
2006021681.tif 000006
【図５】
2006021681.tif 000007
【図６】
2006021681.tif 000008