(57)【要約】【課題】艤装品や蓋物が決定される前の車体骨格モデルと車台モデルを有する車両モデルを用いて走行解析を行う車両の走行解析方法を提供する。【解決手段】本発明に係る車両の走行解析方法は、艤装品又は蓋物を固定又は連結する固定連結部１３を有する車体骨格モデル１１と車台モデル３１を接続した車両モデル１を用いてコンピュータが走行解析を行うものであって、艤装品又は蓋物が車体骨格モデル１１の固定連結部１３に固定又は連結される領域内の所定位置に前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を設定して質量設定車体骨格モデル２１を生成する質量設定車体骨格モデル生成ステップＳ１と、質量設定車体骨格モデル２１と車台モデル３１とを接続して車両モデル１を生成する車両モデル生成ステップＳ３と、車両モデル１の走行解析を行い、走行時における車体特性を取得する走行解析ステップＳ５とを備えたことを特徴とするものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
艤装品又は蓋物を固定又は連結する固定連結部を有し、平面要素及び／又は立体要素を使って構成された車体骨格モデルと車台モデルとを有する車両モデルを用いて、コンピュータが走行解析を行う車両の走行解析方法であって、
艤装品又は蓋物が前記車体骨格モデルの固定連結部に固定又は連結される領域内の所定位置に前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を設定して質量設定車体骨格モデルを生成する質量設定車体骨格モデル生成ステップと、
該質量設定車体骨格モデルと前記車台モデルとを接続して車両モデルを生成する車両モデル生成ステップと、
該車両モデルの走行解析を行い、走行時における車体特性を取得する走行解析ステップとを備えたことを特徴とする車両の走行解析方法。
【請求項２】
前記質量設定車体骨格モデル生成ステップにおける所定位置を、前記固定連結部を結ぶ直線上若しくは曲線上としたことを特徴とする請求項１記載の車両の走行解析方法。
【請求項３】
前記艤装品又は蓋物が回転可動する回転可動部品である場合、前記所定位置を、前記艤装品又は蓋物が回転可動する際の回転可動中心軸上を除いた位置に設定したことを特徴とする請求項２記載の車両の走行解析方法。
【請求項４】
前記質量設定車体骨格モデル生成ステップにおける所定位置を、前記固定連結部を結ぶ直線若しくは曲線で囲まれた平面上若しくは曲面上（前記直線若しくは曲線の線上を除く）としたことを特徴とする請求項１記載の車両の走行解析方法。
【請求項５】
前記質量設定車体骨格モデル生成ステップは、前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を、質量要素と、該質量要素と前記固定連結部を接続する剛体要素とを用いて設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の走行解析方法。
【請求項６】
前記質量設定車体骨格モデル生成ステップは、質量要素とはり要素を用いて設定し、該質量要素とはり要素が有する質量の和は前記固定連結部に固定又は連結される艤装品又は蓋物の質量に相当することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の走行解析方法。
【請求項７】
前記質量設定車体骨格モデル生成ステップは、前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を有するはり要素を用いて設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の走行解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行解析方法に関し、特に、艤装品又は蓋物が直接配設されていない車両の走行解析を行う車両の走行解析方法に関する。
なお、本発明において、艤装品はエンジン、トランスミッション、シート等を、蓋物はドア、トランク、フード等を総称するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、特に自動車産業においては環境問題に起因した車体の軽量化が進められており、車体の設計にＣＡＥ解析は欠かせない技術となっている。このＣＡＥ解析では剛性解析、衝突解析、振動解析等が実施され、車体性能の向上に大きく寄与している。さらに、ＣＡＥ解析により単なる車体性能を評価するだけではなく、ＣＡＥ解析により得られた解析結果を用いて数理最適化、板厚最適化、形状最適化、トポロジー最適化等の最適化解析を行い、各種車体性能の向上や車体の軽量化が図れることが知られている。
特許文献１には、走行状態の車両の剛性を数値解析により評価する剛性評価支援方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許５２０３８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両が実際に走行している状態を考えた場合、例えばレーンチェンジ等により車体挙動が変化する際には、車両の中心から離れた位置に配設された艤装品又は蓋物に作用する慣性力が車体骨格の変形に大きく影響を及ぼす。これは、艤装品又は蓋物であっても、複数の部品が組み合わされた構成部品（ＡＳＳＹ）の質量が数10kg以上となる場合もあり、質量が100〜300kg程度である車体骨格に対して無視できないためである。そのため、車体骨格の性能を評価する際には、実際の走行時に艤装品又は蓋物に作用する慣性力を考慮した状態で評価することが望まれる。
【０００５】
特許文献１に開示されている車両の剛性評価支援方法は、車体がアブソーバや柔らかいブッシュにより支持された自由支持状態における車両の剛性を評価するものであり、該車両は艤装品や蓋物が装備されたものである。しかしながら、一般的に、車体骨格の設計初期段階では車両の外観やデザインが決まっておらず、車両の外観やデザインに大きく左右される蓋物や艤装品は、設計後期段階において最終決定されることが多い。
【０００６】
そのため、艤装品や蓋物の形状が決定される前の段階において、特許文献１に開示されている車両の剛性評価支援方法により、実際の走行状態において艤装品や蓋物に作用する慣性力を考慮して車体骨格の性能を評価することは難しい。さらに、設計後期段階において艤装品や蓋物が最終決定されたとして、艤装品や蓋物が配設された車両（フルボディ）を対象としてＣＡＥ解析を行って車体骨格の性能を評価し、元に戻って車体骨格の設計を修正する時間的な余裕はない。そのため、従来は車体骨格のみを対象としたＣＡＥ解析により車体骨格の性能評価及び設計が強いられていた。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、自動車の艤装品又は蓋物が決定される前であっても、実際の走行状態における艤装品又は蓋物の影響を考慮して走行解析を行う車両の走行解析方法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】
【０００８】
（１）本発明に係る車両の走行解析方法は、艤装品又は蓋物を固定又は連結する固定連結部を有し、平面要素及び／又は立体要素を使って構成された車体骨格モデルと車台モデルとを有する車両モデルを用いて、コンピュータが走行解析を行うものであって、艤装品又は蓋物が前記車体骨格モデルの固定連結部に固定又は連結される領域内の所定位置に前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を設定して質量設定車体骨格モデルを生成する質量設定車体骨格モデル生成ステップと、該質量設定車体骨格モデルと前記車台モデルとを接続して車両モデルを生成する車両モデル生成ステップと、該車両モデルの走行解析を行い、走行時における車体特性を取得する走行解析ステップとを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
（２）上記（１）に記載のものにおいて、前記質量設定車体骨格モデル生成ステップにおける所定位置を、前記固定連結部を結ぶ直線上若しくは曲線上としたことを特徴とするものである。
【００１０】
（３）上記（２）に記載のものにおいて、前記艤装品又は蓋物が回転可動する回転可動部品である場合、前記所定位置を、前記艤装品又は蓋物が回転可動する際の回転可動中心軸上を除いた位置に設定したことを特徴とするものである。
【００１１】
（４）上記（１）に記載のものにおいて、前記質量設定車体骨格モデル生成ステップにおける所定位置を、前記固定連結部を結ぶ直線若しくは曲線で囲まれた平面上若しくは曲面上（前記直線若しくは曲線の線上を除く）としたことを特徴とするものである。
【００１２】
（５）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、前記質量設定車体骨格モデル生成ステップは、前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を、質量要素と、該質量要素と前記固定連結部を接続する剛体要素とを用いて設定することを特徴とするものである。
【００１３】
（６）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、前記質量設定車体骨格モデル生成ステップは、質量要素とはり要素を用いて設定し、該質量要素とはり要素が有する質量の和は前記固定連結部に固定又は連結される艤装品又は蓋物の質量に相当することを特徴とするものである。
【００１４】
（７）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、前記質量設定車体骨格モデル生成ステップは、前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を有するはり要素を用いて設定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、艤装品又は蓋物を固定又は連結する固定連結部を有し、平面要素及び／又は立体要素を使って構成された車体骨格モデルと車台モデルとを有する車両モデルを用いて、コンピュータが走行解析を行うものであって、艤装品又は蓋物が前記車体骨格モデルの固定連結部に固定又は連結される領域内の所定位置に前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を設定して質量設定車体骨格モデルを生成する質量設定車体骨格モデル生成ステップと、該質量設定車体骨格モデルと前記車台モデルとを接続して車両モデルを生成する車両モデル生成ステップと、該車両モデルの走行解析を行い、走行時における車体特性を取得する走行解析ステップとを備えたことにより、艤装品又は蓋物が決定される前であっても、走行状態において艤装品又は蓋物に作用する慣性力を考慮して車両の走行解析を行うことにより、走行時における車体特性を精度良く求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両の走行解析方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両の走行解析に用いる車両モデルの説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る車体骨格モデルの説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る質量設定車体骨格モデルの説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る車両の走行解析方法を実施する走行解析装置のブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る質量設定車体骨格モデル生成ステップにおいて、質量が設定される所定位置を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る質量設定車体骨格モデル生成ステップにおいて、質量が設定された質量設定車体骨格モデルを説明する説明図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る質量設定車体骨格モデル生成ステップにおける質量の設定方法を説明する説明図である。
【図９】本実施の形態に係る質量設定車体骨格モデルと車台モデルとを接続する接続部を説明する図である。
【図１０】本実施の形態に係る走行解析において設定される走行条件の一例を説明する図である。
【図１１】実施例において、車両モデルの走行解析により得られた車体におけるミーゼス応力分布図である。
【図１２】実施例において、車両モデルの走行解析により得られた車体のフロントショック付近におけるミーゼス応力分布図である。
【図１３】実施例において、車両モデルの走行解析により得られた車体のリアフロア付近におけるミーゼス応力分布図である。
【図１４】実施例において、車両モデルの走行解析により得られた車体のリアホイルハウス付近におけるミーゼス応力分布図である。
【図１５】実施例において、車両モデルの走行解析により得られた車体のリアホイルハウス付近における車体の変形量の分布図である。
【図１６】実施例において、走行時における質量設定車体骨格モデルと車台モデルとの接続部における荷重変化の解析結果を示すグラフである（その１）。
【図１７】実施例において、走行時における質量設定車体骨格モデルと車台モデルとの接続部における荷重変化の解析結果を示すグラフである（その２）。
【図１８】実施例において、走行時における質量設定車体骨格モデルと車台モデルとの接続部における荷重変化の解析結果を示すグラフである（その３）。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を、図面を参照して以下に説明する。
本実施の形態に係る車両の走行解析方法は、図２に示すような、艤装品又は蓋物を固定又は連結する固定連結部１３を有する車体骨格モデル１１（図３参照）に艤装品又は蓋物に相当する質量を設定して生成された質量設定車体骨格モデル２１（図４参照）と車台モデル３１とを接続して生成した車両モデル１を用いて走行解析を行うものであり、図５に示すブロック図のように構成された車両の走行解析装置４１（以下、単に「走行解析装置４１」という）を用いて行うことができる。
以下、本発明で対象とする車体骨格モデル１１及び質量設定車体骨格モデル２１、車台モデル３１ならびに走行解析装置４１について説明した後に、本実施の形態に係る車両の走行解析方法の詳細を説明する。
【００１８】
＜車体骨格モデル＞
本発明で用いる車体骨格モデル１１は、図３に示すように、自動車車体の骨格部品のみで構成されるものであり、艤装品又は蓋物を固定又は連結する固定連結部１３を有する。
車体骨格モデル１１は、平面要素及び／又は立体要素を使って構成され、要素情報等は車体骨格モデルファイル６０に格納される。
なお、本実施の形態において、荷重や慣性力が左右したときの変形挙動等を解析するため、車体骨格モデル１１は、弾性体若しくは粘弾性体又は弾塑性体としてモデル化されたものである。
【００１９】
車体骨格モデル１１が有する固定連結部１３としては、図３に一例を示すように、回転ドアを固定又は連結するヒンジ１３ａ及びヒンジ１３ｂやストライカー１３ｃがあるが、固定連結部１３はこれらに限定されるものではなく、エンジンを固定するエンジンマウント等の艤装品を固定するものや、回転ドア以外のスライドドア、ボンネット等といった蓋物を固定又は連結するものを含む。
【００２０】
＜車台モデル＞
本実施の形態に係る車台モデル３１（図２参照）は、タイヤ、サスペンションアーム、サスペンションスプリング、ショックアブソーバー等を有する足回り機構と、ステアリングハンドル等を有するステアリング機構を備えたものであり、サスペンションアーム等の部品（リンク）は剛体、弾性体又は弾塑性体で、又、タイヤやサスペンションスプリングは弾性体若しくは粘弾性体又は弾塑性体としてモデル化されたものである。
本実施形態に係る車両の走行解析方法において、車台モデル３１は、市販されている車両の走行解析ソフトウェアが有するサスペンション等のコンポーネントを組み合わせたものを用いることができる。
【００２１】
＜走行解析装置＞
本実施の形態に係る車両の走行解析方法に用いる走行解析装置４１は、図２に一例を示す車両モデル１を解析対象として走行解析を行う装置であって、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等のコンピュータによって構成され、走行解析装置４１は、図５に示すように、表示装置４３と入力装置４５と記憶装置４７と作業用データメモリ４９及び演算処理部５０とを有している。また、演算処理部５０には、表示装置４３と入力装置４５と記憶装置４７及び作業用データメモリ４９が接続され、演算処理部５０の指令によって各機能が実行される。
【００２２】
≪表示装置≫
表示装置４３は、計算結果の表示等に用いられ、液晶モニター等で構成される。
【００２３】
≪入力装置≫
入力装置４５は、操作者による車両モデル１等の解析モデルの表示指示、解析条件の入力等に用いられ、キーボードやマウス等で構成される。
【００２４】
≪記憶装置≫
記憶装置４７は、ファイルの記憶等に用いられ、ハードディスク等で構成され、少なくとも、車体骨格モデルファイル６０等の各種ファイルや、演算処理部５０が実行するプログラム等を格納する。
【００２５】
≪作業用データメモリ≫
作業用データメモリ４９は、演算処理部５０で使用するデータの一時保存や演算等に用いられ、ＲＡＭ等で構成される。
【００２６】
≪演算処理部≫
演算処理部５０は、ＰＣ等のＣＰＵ（中央演算処理装置）によって構成され、質量設定車体骨格モデル生成部５１、車両モデル生成部５３、走行解析部５５とを備えている。上記各部はＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって実現される。
以下、演算処理部５０内の各部の構成を詳細に説明する
【００２７】
≪質量設定車体骨格モデル生成部≫
質量設定車体骨格モデル生成部５１は、図３に例を示す艤装品又は蓋物が車体骨格モデル１１の固定連結部１３に固定又は連結される領域内の所定位置に前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を設定して質量設定車体骨格モデル２１（図４に示す例）を生成するものである。
【００２８】
≪車両モデル生成部≫
車両モデル生成部５３は、質量設定車体骨格モデル生成部５１が生成した質量設定車体骨格モデル２１と、足回り機構やステアリング機構等を有する車台モデル３１とを接続して、車両モデル１を生成するものである。
【００２９】
≪走行解析部≫
走行解析部５５は、車両モデル生成部５３により生成された車両モデル１を解析対象として走行解析を行い、走行時における車体特性を取得するものである。
車両モデル１の走行解析においては、車両モデル１の駆動や操舵等の走行条件を設定する必要があり、設定する走行条件としては、車両モデル１を駆動するために車両モデル１に付与する荷重や、車両モデル１を操舵するために車台モデル３１が備えるステアリングハンドルに設定される操舵角が挙げられる。
そして、設定された走行条件の下で走行している車両モデル１の車体特性として、質量設定車体骨格モデル２１における応力や変形、及び、車台モデル３１と接続する接続部における荷重等を取得する。
【００３０】
＜走行解析方法＞
本実施の形態に係る車両の走行解析方法は、図１に示すように、艤装品又は蓋物に相当する質量を車体骨格モデル１１に設定する質量設定車体骨格モデル生成ステップＳ１と、質量設定車体骨格生成ステップＳ１で生成された質量設定車体骨格モデル２１と車台モデル３１とを接続して車両モデル１を生成する車両モデル生成ステップＳ３と、車両モデル１を用いて走行解析し、走行時における車体特性を取得する走行解析ステップＳ５とを備えており、剛体の運動解析に用いられる機構解析（マルチボデーダイナミックス）を自動車の車両に活用したものである。
【００３１】
一般に、機構解析では解析対象を剛体として、リンク等で結合された各部品の単なる自由度から計算させる動作をシミュレートするものであるが、解析対象を自動車用に特化した走行解析においては、解析対象の一部を弾性体又は弾塑性体にすることにより、車体の変形や応力、荷重等を計算することが可能となり、現実に近い車両の走行状態を模擬した車体特性を得ることができる。
【００３２】
以下、各ステップについて説明する。なお、各ステップとも、オペレータの指示によりコンピュータが実行するものである。
【００３３】
≪質量設定車体骨格モデル生成ステップ≫
質量設定車体骨格モデル生成ステップＳ１は、艤装品又は蓋物が車体骨格モデル１１の固定連結部１３に固定又は連結される領域内の所定位置に前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を設定して質量設定車体骨格モデル２１を生成するステップであり、走行解析装置４１においては質量設定車体骨格モデル生成部５１が行うものである。
【００３４】
質量設定車体骨格モデル生成ステップＳ１においては、図６に示すように前記艤装品又は蓋物が固定又は連結される領域内の所定位置に質量要素２３を設定することにより、前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を設定することができる。
【００３５】
すなわち、質量要素２３を設定する前記所定位置は、図６に示すように、複数の固定連結部１３のうち一組（１３ａと１３ｃ、１３ｂと１３ｃ、１３ａと１３ｂ）を結ぶ直線Ｌ上（図６（ａ））、若しくは、蓋物等が装着された車体の形状に沿って固定連結部１３を結ぶ曲線上とする。
【００３６】
艤装品又は蓋物が回転ドアのように回転可動する回転可動部品の場合、図３において、前記回転ドアのヒンジ１３ａと１３ｂを結ぶ線上に前記回転ドアが回転可動する際の回転可動中心軸がある。
そして、該回転可動中心軸は、前記回転ドアが車体骨格モデル１１に固定又は連結される領域の境界とほぼ同位置にある。
【００３７】
これに対し、前記回転ドアのヒンジ１３ａとストライカー１３ｃを結ぶ直線、及び、ヒンジ１３ｂとストライカー１３ｃを結ぶ直線は前記ドアが車体骨格モデル１１に固定又は連結される領域の内部に位置する。
【００３８】
前記艤装品又は蓋物に相当する質量を車体骨格モデル１１に設定するにあたっては、車体骨格モデル１１において前記艤装品又は蓋物が固定又は連結される領域の境界よりも内部とする方が、後述する走行解析ステップＳ５において前記艤装品又は蓋物に作用する慣性力を考慮する上で好ましい。
そのため、前記艤装品又は蓋物に相当する質量を設定する所定位置を、複数の固定連結部１３を結ぶ直線Ｌ上又は前記曲線上のうち、前記艤装品又は蓋物が回転可動する際の回転可動中心軸上を除いた位置に設定することが望ましい。
【００３９】
さらに、前記艤装品又は蓋物に相当する質量を設定する所定位置は、直線Ｌ若しくは前記曲線の線上に限定されるものではなく、直線Ｌで囲まれた平面Ｐ上（図６（ｂ））、若しくは、前記曲線で囲まれた曲面上としても良い。
【００４０】
ここで、直線Ｌ又は前記曲線は、平面Ｐ若しくは前記曲面の境界であるので、該境界の内側に前記艤装品又は蓋物に相当する質量を設定することが望ましい。そのため、前記艤装品又は蓋物に相当する質量を設定する所定位置を、直線Ｌ又は前記曲線の線上を除いた平面Ｐ上又は前記曲面上に設定することがより好ましい。
【００４１】
また、艤装品が４点の固定連結部１３で固定又は連結される場合は、２本の直線が互いに交差するように固定連結部１３を直線で結び、該直線上に質量要素２３を設定することが好ましい。この場合においても、固定連結部１３は、車体のもつ曲率に併せて曲線で接続し、該曲線上に質量要素２３を設定しても良い。
【００４２】
質量を前記所定位置に設定する具体的な質量設定方法として、例えば、以下の（１）、（２）及び（３）がある。
【００４３】
（１）前記所定位置に艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を有する質量要素２３を設定し、質量要素２３と固定連結部１３とを剛体要素２５を用いて接続する（図７参照）。
図７（ａ）は、固定連結部１３を結ぶ直線Ｌの中心上に一個の質量要素２３を設定した例であるが、図７（ｂ）に示すように、直線Ｌを均等に分割する点上に複数個の質量要素２３を設定しても良い。複数の質量要素２３を設定する場合、各質量要素２３の質量の総和が前記艤装品又は蓋物の質量に相当するように、各質量要素２３の質量を決定すれば良い。
【００４４】
（２）前記所定位置に艤装品又は蓋物の質量に相当する質量の質量要素２３を設定し、質量要素２３と固定連結部１３とをはり要素２７を用いて接続する（図８（ａ）参照）。質量要素２３とはり要素２７それぞれの有する質量の和は、固定連結部１３に固定又は連結される前記艤装品又は蓋物の質量に相当するように設定する。
【００４５】
はり要素２７の質量は、はり要素２７の断面特性として与えられる断面積及び材料特性として与えられる材料密度により定められる。はり要素２７の断面積は、例えば、はり要素２７の半径を与えることにより決定される。
【００４６】
さらに、後述する走行解析ステップＳ５において、質量要素２３及びはり要素２７に作用する慣性力による荷重を質量設定車体骨格モデル２１に伝達するために必要な断面特性及び材料特性をはり要素２７に適宜設定する必要がある。
【００４７】
なお、はり要素２７は、線状の要素であり、該要素の軸方向に作用する引張圧縮荷重を伝達できるものであればロッド要素（棒要素）であっても良く、該ロッド要素の質量は、はり要素２７と同様に、断面特性として与えられる断面積（又は半径）、及び、材料特性として与えられる材料密度により設定される。
【００４８】
（３）艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を有するはり要素２７を用いて設定する（図８（ｂ）参照）。
はり要素２７の質量は、はり要素２７の断面特性として与えられる断面積及び材料特性として与えられる材料密度により定められ、例えば、はり要素２７の半径を与えることにより前記断面積が決定される。
【００４９】
≪車両モデル生成ステップ≫
車両モデル生成ステップＳ３は、質量設定車体骨格モデル生成ステップＳ１で生成された質量設定車体骨格モデル２１と、足回り機構やステアリング機構等を有する車台モデル３１とを接続して、車両モデル１を生成するステップである。
【００５０】
質量設定車体骨格モデル２１における車台モデル３１の接続位置は、サスペンションやサブフレームが取り付けられる部位（接続部）である。図９に、質量設定車体骨格モデル２１と車台モデル３１とを接続する接続部（Node１〜Node１２）を例示する。
【００５１】
≪走行解析ステップ≫
走行解析ステップＳ５は、車両モデル生成ステップＳ３で生成された車両モデル１を用い、設定された走行条件の下で車両モデル１の走行解析を行い、走行時における車体特性を取得するステップである。
前述のとおり、艤装品又は蓋物に相当する質量が設定された質量設定車体骨格モデル２１と車台モデル３１とを接続した車両モデル１を用いているため、走行時において艤装品又は蓋物に作用する慣性力を考慮して車体特性を取得することができる。
【００５２】
走行解析ステップＳ５において設定される走行条件としては、車両モデル１の駆動と操舵等がある。
車両モデル１は、例えば車両モデル１に荷重を付与することにより駆動され、車両モデル１を加速走行や定速走行させることができる。
また、車両モデル１の操舵は、例えば、車台モデル３１が備えるステアリングハンドルの操舵角を制御し、ステアリング機構を介して行うことができる。
図１０に、走行解析における走行条件の一例として、走行中に車線移行を２回連続して行うダブルレーンチェンジにおける車両の走行軌跡（図１０（ａ））とステアリングハンドルの操舵角（図１０（ｂ））を示す。
【００５３】
そして、走行解析ステップＳ５においては、設定された走行条件の下で走行状態にある車両モデル１における車体特性が取得される。取得される車体特性としては、質量設定車体骨格モデル２１における応力や変形、及び、車台モデル３１と接続する接続部（例えば、図９におけるNode１〜Node１２）における荷重等が挙げられる。
【００５４】
以上より、本発明は、蓋物又は艤装品のついていない状態または未定の状態の車体骨格でも、走行状態において蓋物又は艤装品に作用する慣性力が車体骨格に及ぼす影響を考慮して走行解析を行い、走行時における車体特性（応力分布、変形、荷重等）を精度良く求めることができる。
さらに、走行時において車体に作用する荷重が精度良く求められることにより、例えば走行させない状態で車体骨格モデルの剛性解析を行う場合であっても、走行時に車体に作用する荷重を解析条件として与えることにより、走行時における車体の変形を精度良く解析することが可能となる。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明の効果を確認する実験を行ったので、これについて説明する。
実験は、車体骨格モデル１１に質量を設定した質量設定車体骨格モデルと足回り機構及びステアリング機構を有する車台モデルを接続して生成した車両モデルを解析対象として走行解析を行った。
【００５６】
まず、車体骨格モデル１１の固定連結部１３に蓋物としての回転ドア構成部品が固定又は連結される領域内の所定位置に前記回転ドア構成部品に相当する質量を設定する。
【００５７】
対象とした車体骨格モデル１１の質量は約300kgであるのに対し、前記回転ドア構成部品の質量は４枚で約79kgであった。そこで、車体骨格モデル１１において、上側のヒンジ１３ａとストライカー１３ｃとを結ぶ直線上に１０個の質量要素２３を均等に配置し、質量要素２３とヒンジ１３ａ及びストライカー１３ｃとを剛体要素２５で接続することにより、図７（ｂ）に示す質量設定車体骨格モデル２２を生成した。なお、質量要素２３の質量の総和は、回転ドア構成部品の質量となるように、各質量要素２３の質量を設定した。
【００５８】
そして、質量設定車体骨格モデル２２と車台モデル３１とを、図９に示す接続部（Node１〜１２）にて接続することにより、発明例である車両モデルを生成した。
【００５９】
本実験の走行解析における走行条件は、図１０に示すダブルレーンチェンジとした。
まず、解析開始から1.0sまで、車両モデルに荷重を与えて加速して、定速走行させる。
そして、ステアリングハンドルの操舵角を図１０（ｂ）に示すように制御することにより、1.0sの時点でハンドルを切り始めて車線を変更し、15.0sの時点で元の車線に戻るまでをシミュレートした。
【００６０】
比較例として、回転ドア構成部品の質量を設定しない車体骨格モデル１１と車台モデル３１とを接続した車両モデル（比較例１）と、車体骨格モデル１１に回転ドア構成部品を設定し、車台モデル３１と接続して生成した車両モデル（比較例２）についても、発明例と同様に走行解析を行い、走行時における車体特性の比較検討を行った。なお、比較例１及び２における車体骨格モデル１１と車台モデルとの接続部は、発明例と同様に、図１０に示すNode１〜１２とした。
【００６１】
図１１〜１４に、操舵開始直後の1.2s時点での車体骨格におけるミーゼス応力分布の解析結果を示す。図１１は車体全体の応力分布であり、図１２はフロントショック付近、図１３はリアフロア付近、図１４はリアホイルハウス付近をそれぞれ拡大して表示した図である。
また、図１５に、操舵開始直後の1.2s時点でのリアフロア付近における車体の変形量の解析結果を示す。
【００６２】
なお、図１１〜１５において、X軸、Y軸及びZ軸はそれぞれ車両モデル１の前後方向、車幅方向及び鉛直方向であり、（ａ）は比較例１、（ｂ）は比較例２、（ｃ）は発明例の結果である。また、回転ドア部品を設定した比較例２の解析結果は、回転ドア部品を表示させていないものである。
さらに、図１１〜１５は、応力又は変形量のカラーコンター図をグレースケール表示したものである。
【００６３】
応力分布に関して発明例と比較例１及び比較例２を比べると、回転ドア構成部品を設定した比較例２と発明例は全体的に近似した応力分布を示しているが、質量を設定していない比較例１とでは、図中、丸印で示される位置の分布形状に差異が見られた。
【００６４】
また、車体の変形に関しても、図１５に示すように、本発明例と比較例２は全体的に近似した変形量の分布を示しているが、質量を設定していない比較例１とでは、図中、丸印で示される位置の分布形状に差異が見られた。
【００６５】
次に、走行時に車体に作用する荷重について、質量設定車体骨格モデル２１と車台モデル３１とが接続される接続部における発生荷重を比較した。
図１６〜１８に、車体骨格モデルと車台モデルとの接続部であるNode１、３、７、９及び１１における荷重変化の結果を示す。図１６〜１８における荷重は、車両の前後、左右、上下の各方向の荷重を足し合わせたものである。
【００６６】
Node１、３、７、９及び１１のいずれの接続部においても、回転ドア構成部品の質量を設定した発明例における荷重は、回転ドア構成部品の質量を設定していない比較例１の結果とは異なっているのに対し、回転ドア構成部品を設定した比較例２とほぼ一致する結果となった。
【００６７】
以上より、本発明に係る車両の走行解析方法により、蓋物又は艤装品が装備されていない状態であっても、これらの質量を考慮して生成した車両モデルを用いて走行解析を行うことにより、走行時における車体特性を精度よく求めることができることが実証された。
【符号の説明】
【００６８】
１  車両モデル
１１  車体骨格モデル
１３  固定連結部
１３ａ  ヒンジ
１３ｂ  ヒンジ
１３ｃ  ストライカー
２１  質量設定車体骨格モデル
２２  質量設定車体骨格モデル
２３  質量要素
２５  剛体要素
２７  はり要素
３１  車台モデル
４１  走行解析装置
４３  表示装置
４５  入力装置
４７  記憶装置
４９  作業用データメモリ
５０  演算処理部
５１  質量設定車体骨格モデル生成部
５３  車両モデル生成部
５５  走行解析部
６０  車体骨格モデルファイル
【図１】
2017106766.tif 000003
【図２】
2017106766.tif 000004
【図３】
2017106766.tif 000005
【図４】
2017106766.tif 000006
【図５】
2017106766.tif 000007
【図６】
2017106766.tif 000008
【図７】
2017106766.tif 000009
【図８】
2017106766.tif 000010
【図９】
2017106766.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2017106766.tif 000015
【図１４】
2017106766.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2017106766.tif 000018
【図１７】
2017106766.tif 000019
【図１８】
2017106766.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月25日(2016.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
艤装品又は蓋物を固定又は連結する固定連結部を有し、平面要素及び／又は立体要素を使って構成された車体骨格モデルと車台モデルとを有する車両モデルを用いて、コンピュータが走行解析を行う車両の走行解析方法であって、
前記艤装品又は蓋物が前記車体骨格モデルの固定連結部に固定又は連結される領域内の所定位置に、前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を設定して質量設定車体骨格モデルを生成する質量設定車体骨格モデル生成ステップと、
該質量設定車体骨格モデルと前記車台モデルとを接続して車両モデルを生成する車両モデル生成ステップと、
該車両モデルの走行解析を行い、走行時における車体特性を取得する走行解析ステップとを備えたことを特徴とする車両の走行解析方法。
【請求項２】
前記質量設定車体骨格モデル生成ステップにおける所定位置を、前記固定連結部を結ぶ直線上若しくは曲線上としたことを特徴とする請求項１記載の車両の走行解析方法。
【請求項３】
前記艤装品又は蓋物が回転可動する回転可動部品である場合、前記所定位置を、前記艤装品又は蓋物が回転可動する際の回転可動中心軸上を除いた位置に設定したことを特徴とする請求項２記載の車両の走行解析方法。
【請求項４】
前記質量設定車体骨格モデル生成ステップにおける所定位置を、前記固定連結部を結ぶ直線若しくは曲線で囲まれた平面上若しくは曲面上（前記直線若しくは曲線の線上を除く）としたことを特徴とする請求項１記載の車両の走行解析方法。
【請求項５】
前記質量設定車体骨格モデル生成ステップは、前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を、質量要素と、該質量要素と前記固定連結部を接続する剛体要素とを用いて設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の走行解析方法。
【請求項６】
前記質量設定車体骨格モデル生成ステップは、質量要素とはり要素を用いて設定し、該質量要素とはり要素が有する質量の和は前記固定連結部に固定又は連結される艤装品又は蓋物の質量に相当することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の走行解析方法。
【請求項７】
前記質量設定車体骨格モデル生成ステップは、前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を有するはり要素を用いて設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の走行解析方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
（１）本発明に係る車両の走行解析方法は、艤装品又は蓋物を固定又は連結する固定連結部を有し、平面要素及び／又は立体要素を使って構成された車体骨格モデルと車台モデルとを有する車両モデルを用いて、コンピュータが走行解析を行うものであって、前記艤装品又は蓋物が前記車体骨格モデルの固定連結部に固定又は連結される領域内の所定位置に、前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を設定して質量設定車体骨格モデルを生成する質量設定車体骨格モデル生成ステップと、該質量設定車体骨格モデルと前記車台モデルとを接続して車両モデルを生成する車両モデル生成ステップと、該車両モデルの走行解析を行い、走行時における車体特性を取得する走行解析ステップとを備えたことを特徴とするものである。
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月11日(2017.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
艤装品又は蓋物を固定又は連結する固定連結部を有し、平面要素及び／又は立体要素を使って構成された車体骨格モデルと車台モデルとを有する車両モデルを用いて、コンピュータが走行解析を行う車両の走行解析方法であって、
前記艤装品又は蓋物が固定又は連結される固定連結部を結ぶ直線若しくは曲線で囲まれた領域内の所定位置に、前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を設定して質量設定車体骨格モデルを生成する質量設定車体骨格モデル生成ステップと、
該質量設定車体骨格モデルと前記車台モデルとを接続して車両モデルを生成する車両モデル生成ステップと、
該車両モデルの走行解析を行い、走行時における車体特性を取得する走行解析ステップとを備えたことを特徴とする車両の走行解析方法。
【請求項２】
前記質量設定車体骨格モデル生成ステップにおける所定位置を、前記固定連結部を結ぶ直線上若しくは曲線上としたことを特徴とする請求項１記載の車両の走行解析方法。
【請求項３】
前記艤装品又は蓋物が回転可動する回転可動部品である場合、前記所定位置を、前記艤装品又は蓋物が回転可動する際の回転可動中心軸上を除いた位置に設定したことを特徴とする請求項２記載の車両の走行解析方法。
【請求項４】
前記質量設定車体骨格モデル生成ステップにおける所定位置を、前記固定連結部を結ぶ直線若しくは曲線で囲まれた平面上若しくは曲面上（前記直線若しくは曲線の線上を除く）としたことを特徴とする請求項１記載の車両の走行解析方法。
【請求項５】
前記質量設定車体骨格モデル生成ステップは、前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を、質量要素と、該質量要素と前記固定連結部を接続する剛体要素とを用いて設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の走行解析方法。
【請求項６】
前記質量設定車体骨格モデル生成ステップは、質量要素とはり要素を用いて設定し、該質量要素とはり要素が有する質量の和は前記固定連結部に固定又は連結される艤装品又は蓋物の質量に相当することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の走行解析方法。
【請求項７】
前記質量設定車体骨格モデル生成ステップは、前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を有するはり要素を用いて設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の走行解析方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
（１）本発明に係る車両の走行解析方法は、艤装品又は蓋物を固定又は連結する固定連結部を有し、平面要素及び／又は立体要素を使って構成された車体骨格モデルと車台モデルとを有する車両モデルを用いて、コンピュータが走行解析を行うものであって、前記艤装品又は蓋物が固定又は連結される固定連結部を結ぶ直線若しくは曲線で囲まれた領域内の所定位置に、前記艤装品又は蓋物の質量に相当する質量を設定して質量設定車体骨格モデルを生成する質量設定車体骨格モデル生成ステップと、該質量設定車体骨格モデルと前記車台モデルとを接続して車両モデルを生成する車両モデル生成ステップと、該車両モデルの走行解析を行い、走行時における車体特性を取得する走行解析ステップとを備えたことを特徴とするものである。