JP2020201894A

JP2020201894A - 防振装置設計支援装置、防振装置設計支援プログラム及び防振装置設計支援方法

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Publication number: JP2020201894A
Application number: JP2019110594A
Authority: JP
Inventors: 一高大津; Kazutaka Otsu; 友寿古田; Tomohisa Furuta
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2019-06-13
Filing date: 2019-06-13
Publication date: 2020-12-17
Anticipated expiration: 2039-06-13
Also published as: JP7208864B2

Abstract

【課題】自動車に採用する防振装置を決定する上で必要なデータをシミュレーションにより効率良く収集し、当該データを踏まえて所望の応答特性を発揮し得る防振装置を提案すること。【解決手段】防振装置設計支援装置は、シミュレーション上の車両である仮想車両を構成している部品の振動を減衰させる仮想防振装置に含まれる動作要素の動作特性を調整する調整部と、前記仮想防振装置が組み込まれた前記仮想車両の使用に関するシミュレーションにおいて、前記動作要素に入力された振動を示す振動データ及び前記振動データが示す振動に応じた前記動作要素の応答を示す応答データを取得する取得部と、前記調整部により調整された応答特性を示す応答特性データ、前記振動データ及び前記応答データの少なくとも一つに基づいて実車に搭載される防振装置を提案する提案部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、防振装置設計支援装置、防振装置設計支援プログラム及び防振装置設計支援方法に関する。

自動車メーカーや自動車部品メーカーは、市場で販売される自動車に採用する部品の仕様を決定する場合、試作部品を作製して実車に組み込み、実車を実際に稼働させて各種データを収集する試験を実施することがある。

ところが、このような試験は、試作部品を作製する労力、実車を実際に稼働させる労力が要求される。このため、例えば、特許文献１に開示されたばね設計システムを使用し、このような労力を削減することが行われている。

特許文献１に開示されたばね設計システムは、コイル計算部と、ばね特性データベースと、サーバとを備える。ねじりコイル計算部は、コイルばねの仕様データに基づき、コイルばねのばね計算を行い、この特性値からなる諸元データを出力する。ばね特性データベースは、得られたコイルばねの特性値を含む諸元データが、要求された仕様に対して適正か否かの判定を行う。サーバは、計算結果と判定データとにより、仕様データがコイルばねのデータとして適正か否かの判定を行い、判定結果を出力する。

特開２００３−１６１３９号公報

しかし、上述したばね設計システムは、ばね計算に使用するコイルばねの仕様データが不足している場合、上述した試験において所望の結果を満たさないコイルばねをコイルばねのデータとして適正であると判定してしまうことがある。つまり、上述したばね設計システムは、本来採用されるべきではないコイルばねを適正であると判定してしまうことがある。また、自動車を構成している部品の振動を抑制する防振装置等の部品は、コイルばねに比べて構造が複雑であるため、仕様データの不足による誤判定が更に起こりやすくなる。

一方、自動車メーカーや自動車部品メーカーは、実車を使用した試験そのものに必要な労力を省くため、シミュレーションを実施して上述した各種データを収集することもある。ただし、シミュレーションを実施する場合でも、仕様データが不足している場合、仕様データの不足による誤判定が更に起こりやすくなることに変わりはない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、自動車に採用する防振装置を決定する上で必要なデータをシミュレーションにより効率良く収集し、当該データを踏まえて所望の応答特性を発揮し得る防振装置を提案することができる防振装置設計支援装置、防振装置設計支援プログラム及び防振装置設計支援方法を提供することを課題とする。

本発明の一態様は、防振装置設計支援装置は、シミュレーション上の車両である仮想車両を構成している部品の振動を減衰させる仮想防振装置に含まれる動作要素の動作特性を調整する調整部と、前記仮想防振装置が組み込まれた前記仮想車両の使用に関するシミュレーションにおいて、前記動作要素に入力された振動を示す振動データ及び前記振動データが示す振動に応じた前記動作要素の応答を示す応答データを取得する取得部と、前記調整部により調整された応答特性を示す応答特性データ、前記振動データ及び前記応答データの少なくとも一つに基づいて実車に搭載される防振装置を提案する提案部と、を備える。

また、上述した防振装置設計支援装置において、前記提案部は、応答特性が予め設計されている前記防振装置を提案する。

また、上述した防振装置設計支援装置において、前記提案部は、前記応答特性データ、前記振動データ及び前記応答データの少なくとも一つに基づいて設計された前記防振装置を提案する。

本発明の一態様は、コンピュータに、シミュレーション上の車両である仮想車両を構成している部品の振動を減衰させる仮想防振装置に含まれる動作要素の動作特性を調整する調整機能と、前記仮想防振装置が組み込まれた前記仮想車両の使用に関するシミュレーションにおいて、前記動作要素に入力された振動を示す振動データ及び前記振動データが示す振動に応じた前記動作要素の応答を示す応答データを取得する取得機能と、前記調整機能により調整された応答特性を示す応答特性データ、前記振動データ及び前記応答データの少なくとも一つに基づいて実車に搭載される防振装置を提案する提案機能と、を実現させるための防振装置設計支援プログラムである。

本発明の一態様は、シミュレーション上の車両である仮想車両を構成している部品の振動を減衰させる仮想防振装置に含まれる動作要素の動作特性を調整する調整ステップと、前記仮想防振装置が組み込まれた前記仮想車両の使用に関するシミュレーションにおいて、前記動作要素に入力された振動を示す振動データ及び前記振動データが示す振動に応じた前記動作要素の応答を示す応答データを取得する取得ステップと、前記調整ステップにおいて調整された応答特性を示す応答特性データ、前記振動データ及び前記応答データの少なくとも一つに基づいて実車に搭載される防振装置を提案する提案ステップと、を含む防振装置設計支援方法である。

本発明によれば、自動車に採用する防振装置を決定する上で必要なデータをシミュレーションにより効率良く収集し、当該データを踏まえて所望の応答特性を発揮し得る防振装置を提案することができる防振装置設計支援装置、防振装置設計支援プログラム及び防振装置設計支援方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る防振装置設計支援装置の一例を示す図である。本発明の実施形態に係る防振装置設計支援装置により調整された応答特性の一例を示す図である。本発明の実施形態に係る防振装置設計支援装置が取得する振動データの一例を示す図である。本発明の実施形態に係る防振装置設計支援装置が取得する応答データの一例を示す図である。本発明の実施形態に係る複数の防振装置各々の応答特性、振動及び応答の一例を示す図である。本発明の実施形態に係る防振装置設計支援装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

［実施形態］
図１から図４を参照しながら、実施形態に係る防振装置設計支援装置の一例について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る防振装置設計支援装置の一例を示す図である。図１に示すように、防振装置設計支援装置１は、調整部１１と、取得部１２と、判定部１３と、提案部１４とを備える。

調整部１１は、シミュレーション上の車両である仮想車両を構成している部品の振動を減衰させる仮想防振装置に含まれる動作要素の動作特性を調整する。仮想防振装置は、例えば、シミュレーション上で使用される仮想的な液封ブッシュであり、シミュレーション上の車両に組み込まれる。動作要素は、仮想防振装置を構成している部品又はこれらの部品の組み合わせにより一定の動作を行う要素である。また、動作要素は、仮想防振装置に封入される液体を含む。応答特性は、動作要素に入力する振動に応じた動作要素の応答の特性である。また、応答特性は、必ずしも一種類に限られる訳ではなく、動作要素の振幅依存性、減衰特性、速度依存性、周波数特性等、複数の種類の特性を含むことがある。

図２は、本発明の実施形態に係る防振装置設計支援装置により調整された応答特性の一例を示す図である。例えば、調整部１１は、図２に示すように、仮想防振装置の所定の動作要素の応答特性Ａについて設定値「ａ１１」を設定する。ここで言う設定値は、応答特性Ａを決定する値を意味する。また、調整部１１は、仮想防振装置の動作要素の応答特性Ｂについて設定値「ａ１２」を設定し、仮想防振装置の動作要素の応答特性Ｃについて設定値「ａ１３」を設定する。

なお、調整部１１は、仮想防振装置の動作要素の応答特性を決定する設定値を一つ設定する代わりに、設定値を複数設定したり、当該応答特性を決定する設定値の範囲、数式で表現された条件等を設定したりしてもよい。また、調整部１１は、実車に搭載される防振装置が発揮し得る応答特性の範囲内で仮想防振装置の動作要素の応答特性を調整することが好ましい。

取得部１２は、振動データ及び応答データを取得する。振動データは、仮想防振装置が組み込まれた仮想車両の使用に関するシミュレーションにおいて、動作要素に入力された振動を示すデータである。振動データは、例えば、振動の変位、速度、加速度、振動を引き起こす荷重を示すデータを含む。応答データは、振動データにより示される振動に応じた動作要素の応答を示すデータである。応答データは、例えば、動作要素の変位、速度、加速度を示すデータを含む。

図３は、本発明の実施形態に係る防振装置設計支援装置が取得する振動データの一例を示す図である。例えば、取得部１２は、仮想車両の使用に関するシミュレーションにおいて振動Ｂ１が仮想防振装置の所定の動作要素に入力された場合、図３に示すように、振動Ｂ１を記述する値「ｂ１１」を示す振動データを取得する。同様に、取得部１２は、図３に示すように、振動Ｂ２が仮想防振装置の所定の動作要素に入力された場合、振動Ｂ２を記述する値「ｂ１２」を示す振動データを取得し、振動Ｂ３が仮想防振装置の所定の動作要素に入力された場合、振動Ｂ３を記述する値「ｂ１３」を示す振動データを取得する。

なお、取得部１２は、振動データにより示される振動を記述する値を一つ取得する代わりに、当該値を複数取得したり、当該振動を記述する当該値の範囲、当該振動を記述する数式等を取得したりしてもよい。

図４は、本発明の実施形態に係る防振装置設計支援装置が取得する応答データの一例を示す図である。例えば、取得部１２は、仮想車両の使用に関するシミュレーションにおいて図３に示した振動Ｂ１に応じて仮想防振装置の所定の動作要素が応答Ｃ１を示した場合、応答Ｃ１を記述する値「ｃ１１」を示す応答データを取得する。同様に、取得部１２は、仮想車両の使用に関するシミュレーションにおいて図３に示した振動Ｂ２に応じて仮想防振装置の所定の動作要素が応答Ｃ２を示した場合、応答Ｃ２を記述する値「ｃ１２」を示す応答データを取得する。また、仮想車両の使用に関するシミュレーションにおいて図３に示した振動Ｂ３に応じて仮想防振装置の所定の動作要素が応答Ｃ３を示した場合、応答Ｃ３を記述する値「ｃ１３」を示す応答データを取得する。

なお、取得部１２は、応答データにより示される応答を記述する値を一つ取得する代わりに、当該値を複数取得したり、当該応答を記述する当該値の範囲、当該応答を記述する数式等を取得したりしてもよい。

判定部１３は、応答データにより示される応答が目標応答を満たしているか否かを判定する。目標応答は、市場で販売される実車に組み込まれる防振装置である防振装置の動作要素の応答データが満たす必要がある条件であり、当該実車の仕様等により決定される。

提案部１４は、防振装置を提案するために必要な判定を実行する。例えば、提案部１４は、取得部１２により取得された応答データにより示される応答が可能な防振装置があるか否かを判定する。具体的には、提案部１４は、このような防振装置がカタログに掲載されているか否かを判定する。そして、提案部１４は、取得部１２により取得された応答データにより示される応答が可能な防振装置が無いと判定した場合、取得部１２により取得された応答データにより示される応答が可能な防振装置を作製可能であるか否かを判定する。

そして、提案部１４は、取得部１２により取得された応答データにより示される応答が可能な防振装置があると判定した場合、応答特性データ、振動データ及び応答データの少なくとも一つに基づいて実車に搭載される防振装置を提案する。

図５は、本発明の実施形態に係る複数の防振装置各々の応答特性、振動及び応答の一例を示す図である。図５に示した防振装置Ｄ１、防振装置Ｄ２、防振装置Ｄ３等は、例えば、防振装置のカタログに掲載されている。防振装置Ｄ１は、応答特性Ａ１が設定値「ａ１１」で決定されており、応答特性Ａ２が設定値「ａ１２」で決定されており、応答特性Ａ３が設定値「ａ１３」で決定されている。また、防振装置Ｄ１は、振動データ「ｂ１１」で記述される振動Ｂ１が動作要素に入力された場合、応答データ「ｃ１１」で記述される応答Ｃ１を示す。同様に、防振装置Ｄ１は、振動データ「ｂ１２」で記述される振動Ｂ２が動作要素に入力された場合、応答データ「ｃ１２」で記述される応答Ｃ２を示し、振動データ「ｂ１３」で記述される振動Ｂ３が動作要素に入力された場合、応答データ「ｃ１３」で記述される応答Ｃ３を示す。また、これらは、図５に示した防振装置Ｄ２及び防振装置Ｄ３についても同様である。

具体的には、提案部１４は、図３に示した振動データ「ｂ１１」により記述される振動Ｂ１が仮想防振装置に入力され、図４に示した応答データ「ｃ１１」により記述される応答Ｃ１を仮想防振装置の動作要素が示した場合、同様の挙動を示す防振装置Ｄ１を提案する。すなわち、提案部１４は、仮想防振装置と同様の防振装置を提案する。同様に、提案部１４は、図３に示した振動データ「ｂ１２」により記述される振動Ｂ２が仮想防振装置に入力され、図４に示した応答データ「ｃ１２」により記述される応答Ｃ２を仮想防振装置の動作要素が示した場合、同様の挙動を示す防振装置Ｄ１を提案する。また、提案部１４は、図３に示した振動データ「ｂ１３」により記述される振動Ｂ３が仮想防振装置に入力され、図４に示した応答データ「ｃ１３」により記述される応答Ｃ３を仮想防振装置の動作要素が示した場合、同様の挙動を示す防振装置Ｄ１を提案する。また、これらは、図５に示した防振装置Ｄ２及び防振装置Ｄ３についても同様である。

或いは、提案部１４は、図３に示した振動データ「ｂ１１」により記述される振動Ｂ１が仮想防振装置に入力され、図４に示した応答データ「ｃ１１」により記述される応答Ｃ１を仮想防振装置の動作要素が示した場合、これに近い挙動を示す防振装置Ｄ２を提案する。すなわち、提案部１４は、仮想防振装置に比較的近い応答特性を有する防振装置を提案する。この場合、図５に示した防振装置Ｄ２の応答特性Ａ１を示す設定値「ａ２１」、振動Ｂ１を記述する値「ｂ２１」及び応答Ｃ１を記述する値「ｃ２１」は、それぞれ所定の範囲内で図２に示した設定値「ａ１１」、図３に示した値「ｂ１１」及び図４に示した値「ｃ１１」に近い値となっている。また、これは、図５に示した他の値についても同様である。

或いは、提案部１４は、取得部１２により取得された応答データにより示される応答が可能な防振装置を作製可能であると判定した場合、応答特性データ、振動データ及び応答データの少なくとも一つに基づいて設計された防振装置を提案する。具体的には、提案部１４は、調整部１１により調整された応答特性を示す応答特性データと、取得部１２により振動データ及び応答データとに基づいてカタログ等に掲載されていない防振装置を提案する。

なお、提案部１４が防振装置を提案する態様は、特に限定されない。例えば、提案部１４は、提案する防振装置の応答特性データ、振動データ、応答データ等をディスプレイに表示させることにより、防振装置を提案する。

次に、図６を参照しながら、防振装置設計支援装置１が実行する処理の一例を説明する。図６は、本発明の実施形態に係る防振装置設計支援装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１１において、調整部１１は、仮想防振装置に含まれる動作要素の応答特性を調整する。

ステップＳ１２において、取得部１２は、仮想防振装置が組み込まれた仮想車両の使用に関するシミュレーションを実施し、振動データ及び応答データを取得する。

ステップＳ１３において、判定部１３は、ステップＳ１２で取得された応答データにより示される応答が目標応答を満たしているか否かを判定する。

ステップＳ１４において、調整部１１は、仮想防振装置に含まれる動作要素の応答特性を調整し、処理をステップＳ１２に戻す。

ステップＳ１５において、提案部１４は、ステップＳ１２で取得された応答データにより示される応答が可能な防振装置があるか否かを判定する。提案部１４は、ステップＳ１２で取得された応答データにより示される応答が可能な防振装置があると判定した場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１６に進める。一方、提案部１４は、ステップＳ１２で取得された応答データにより示される応答が可能な防振装置が無いと判定した場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、処理をステップＳ１７に進める。

ステップＳ１６において、提案部１４は、応答特性データ、振動データ及び応答データの少なくとも一つに基づいて、応答特性が予め設計されている防振装置を提案し、処理を終了させる。

ステップＳ１７において、提案部１４は、ステップＳ１２で取得された応答データにより示される応答が可能な防振装置を作製可能であるか否かを判定する。提案部１４は、ステップＳ１２で取得された応答データにより示される応答が可能な防振装置を作製可能であると判定した場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１８に進める。一方、提案部１４は、ステップＳ１２で取得された応答データにより示される応答が可能な防振装置を作製可能でないと判定した場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、処理を終了させる。

ステップＳ１８において、提案部１４は、応答特性データ、振動データ及び応答データの少なくとも一つに基づいて設計された防振装置を提案し、処理を終了させる。

以上、実施形態に係る防振装置設計支援装置１について説明した。防振装置設計支援装置１は、シミュレーション上の車両である仮想車両を構成している部品の振動を減衰させる仮想防振装置に含まれる動作要素の応答特性を調整し、振動データ及び応答データを取得する。そして、防振装置設計支援装置１は、調整部１１により調整された応答特性を示す応答特性データ、振動データ及び応答データの少なくとも一つに基づいて防振装置を提案する。これにより、自動車に採用する防振装置を決定する上で必要なデータをシミュレーションにより効率良く収集し、当該データを踏まえて所望の応答特性を発揮し得る防振装置を提案することができる。

また、防振装置設計支援装置１は、応答特性が予め設計されている防振装置を提案する。具体的には、防振装置設計支援装置１は、応答特性データ、振動データ及び応答データの少なくとも一つに基づいてカタログ等に掲載されている防振装置を提案する。これにより、防振装置設計支援装置１は、自動車メーカーや自動車部品メーカーが所望の応答特性を発揮し得る防振装置を速やかに選択することを支援することができる。

また、防振装置設計支援装置１は、応答特性データ、振動データ及び応答データの少なくとも一つに基づいて設計された防振装置を提案する。具体的には、防振装置設計支援装置１は、これらのデータの少なくとも一つに基づいてカタログ等に掲載されていない防振装置を提案する。これにより、防振装置設計支援装置１は、所望の応答特性を発揮し得る防振装置がカタログ等に掲載されていなかったり、市場で販売されていなかったりしても、所望の応答特性を発揮し得る具体的な防振装置を提案することができる。

また、防振装置設計支援装置１は、実車に搭載される防振装置が発揮し得る応答特性の範囲内で仮想防振装置の動作要素の応答特性を調整する。これにより、防振装置設計支援装置１は、現実に即したシミュレーションの実行を可能にし、実際にカタログに掲載されている防振装置や実際に作成可能な防振装置を提案することができる。

また、上述した提案部１４は、調整部１１、取得部１２及び判定部１３の機能を有する装置とは別の装置により実現されてもよい。この場合、提案部１４は、図６に示したステップＳ１６又はステップＳ１８において提案する第二防振装置を示すデータを他の装置にネットワークを介して送信し、当該他の装置に当該第二防振装置の具体的な仕様等を報知させてもよい。なお、ここで言う他の装置は、防振装置設計支援装置１でもよいし、それ以外の装置でもよい。

また、図１に示した防振装置設計支援装置１が有する機能の少なくとも一部は、回路部（circuitry）を含むハードウェアがプログラムを実行することにより実現されてもよい。ここで言うハードウェアは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）である。また、上述したプログラムは、記憶媒体を備える記憶装置に格納されている。ここで言う記憶媒体は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）である。さらに、上述したプログラムは、図１に示した防振装置設計支援装置１が有する機能の一部を実現する差分プログラムであってもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明した。ただし、防振装置設計支援装置１は、上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、置換、組み合わせ又は設計変更を加えることができる。

１…防振装置設計支援装置、１１…調整部、１２…取得部、１３…判定部、１４…提案部

Claims

シミュレーション上の車両である仮想車両を構成している部品の振動を減衰させる仮想防振装置に含まれる動作要素の動作特性を調整する調整部と、
前記仮想防振装置が組み込まれた前記仮想車両の使用に関するシミュレーションにおいて、前記動作要素に入力された振動を示す振動データ及び前記振動データが示す振動に応じた前記動作要素の応答を示す応答データを取得する取得部と、
前記調整部により調整された応答特性を示す応答特性データ、前記振動データ及び前記応答データの少なくとも一つに基づいて実車に搭載される防振装置を提案する提案部と、
を備える防振装置設計支援装置。
前記提案部は、応答特性が予め設計されている前記防振装置を提案する、
請求項１に記載の防振装置設計支援装置。
前記提案部は、前記応答特性データ、前記振動データ及び前記応答データの少なくとも一つに基づいて設計された前記防振装置を提案する、
請求項１に記載の防振装置設計支援装置。
前記調整部は、前記防振装置が発揮し得る応答特性の範囲内で前記動作要素の応答特性を調整する、
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の防振装置設計支援装置。
コンピュータに、
シミュレーション上の車両である仮想車両を構成している部品の振動を減衰させる仮想防振装置に含まれる動作要素の動作特性を調整する調整機能と、
前記仮想防振装置が組み込まれた前記仮想車両の使用に関するシミュレーションにおいて、前記動作要素に入力された振動を示す振動データ及び前記振動データが示す振動に応じた前記動作要素の応答を示す応答データを取得する取得機能と、
前記調整機能により調整された応答特性を示す応答特性データ、前記振動データ及び前記応答データの少なくとも一つに基づいて実車に搭載される防振装置を提案する提案機能と、
を実現させるための防振装置設計支援プログラム。
シミュレーション上の車両である仮想車両を構成している部品の振動を減衰させる仮想防振装置に含まれる動作要素の動作特性を調整する調整ステップと、
前記仮想防振装置が組み込まれた前記仮想車両の使用に関するシミュレーションにおいて、前記動作要素に入力された振動を示す振動データ及び前記振動データが示す振動に応じた前記動作要素の応答を示す応答データを取得する取得ステップと、
前記調整ステップにおいて調整された応答特性を示す応答特性データ、前記振動データ及び前記応答データの少なくとも一つに基づいて実車に搭載される防振装置を提案する提案ステップと、
を含む防振装置設計支援方法。