JP3663346B2 - Chipping simulation method, chipping simulation apparatus, and vehicle design method - Google Patents

Chipping simulation method, chipping simulation apparatus, and vehicle design method Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チッピングシミュレーション方法、チッピングシミュレーション装置、及びそのシミュレーションを用いた車両設計方法、特に車両外形の形状データに基づき車両ボデーにおけるチッピング発生位置を推定するチッピングシミュレーション及びそのシミュレーションを反映させた車両設計方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両が走行すると、自車のタイヤの回転により道路上の砂利や岩塩等を跳ね上げ、それが自車のボデーに当たってしまうことがある。この現象をチッピングといい、一般にチッピングによりボデーの塗装面は傷を受ける。そして、チッピングによる傷が深くて素地に達したもの等が点錆の核となるため、従来は、耐チッピング材等により、傷の付き方を少なくしたり、傷の付いた場合の錆の広がりを抑制する等の処置が必要であった。
【0003】
このようなチッピングを最小限に抑えるために、自動車製造者は、予めチッピング発生位置やチッピングによるダメージに関するデータを収集し、それを解析することにより、チッピングを受けない、または低減できるようなボデー形状を検討したり、チッピングが発生してもボデーが大きな損傷を受けないように、プロテクタ(保護テープ等)の配置検討等を車両を市場に出す前に行っていた。
【0004】
従来、上述のようなデータを収集するために、実際に車両を走行させてチッピングを発生させたり、特開平10−54780号公報等に開示されるチッピング試験装置等を用いてチッピングを発生させて必要なデータを収集していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来においては、チッピング発生位置やチッピングによるダメージに関するデータは、あくまで実際の車両を用いて収集していたため、そのデータの取得は、試作車両等が完成した後や車両の実生産が始まる直前からになってしまう。そのため、チッピング対策は後追い対策にならざるを得ず、製造工程にチッピング対策のための工程を設けたり、対策のための新たな部品が必要になる等、製造コストの増加を招くと共に、製造の遅れを招くという問題があった。さらに、試作車両完成後や実生産開始後等に、チッピング対策のためのボデー形状の変更は大変困難であるため、プロテクタ等の使用を余儀なくされるが、そのような追加部品の装着は『走る彫刻』とまで評価させるボデーデザインの完成度を低下させることに繋がるという問題を有していた。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、車両の設計段階で、容易に車両ボデーにおけるチッピング発生位置やチッピングによるダメージに関するデータを取得し、早期の段階で車両にその結果を反映させることのできるチッピングシミュレーション方法、チッピングシミュレーション装置、及びそのシミュレーションを用いた車両設計方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明のチッピングシミュレーション方法は、コンピュータを用いて車両のチッピングシミュレーションを行うチッピングシミュレーション方法であって、コンピュータに、車両の外形形状データを取得する形状取得ステップと、前記車両のタイヤにより跳ね上げられる仮想粒体が描く軌跡であって、走行中の前記車両から見た相対飛翔軌跡を所定範囲内で算出する軌跡算出ステップと、前記相対飛翔軌跡と前記外形形状データとの交差位置を算出し、車両のボデーにおけるチッピング発生位置を推定するチッピング推定ステップと、を含むことを特徴とする。
【0008】
また、本発明のチッピングシミュレーション装置は、車両の外形形状データを取得する形状取得手段と、前記車両のタイヤにより跳ね上げられる仮想粒体が描く軌跡であって、走行中の前記車両から見た相対飛翔軌跡を所定範囲内で算出する軌跡算出手段と、前記相対飛翔軌跡と前記外形形状データとの交差位置を算出し、車両のボデーにおけるチッピング発生位置を推定するチッピング推定手段と、を含むことを特徴とする。
【0009】
ここで、車両外形の形状データとは、車両の外板面や車両の床裏面等の形状データはもちろん、タイヤに関する形状や特性に関するデータも含むものとする。また、仮想粒体とは、通常の道路走行において跳ね上げる可能性のある砂利や岩塩、その他路上に存在する可能性のある物体を模したもので、任意にその形状、大きさ、質量等を選択設定できるものである。通常、路上に存在する粒体は、タイヤとの接触により上方(タイヤ接地面に対して鉛直面内)に跳ね上げられる。その跳ね上がり高さは、粒体の大きさや質量により異なる。この時、車両は実際は走行しているため、走行中の車両から見れば跳ね上げられた粒体は放物線を描いて後方に相対的に飛翔するが、その軌跡が跳ね上げ高さにより変化する。また、所定範囲とは、粒体が衝突し得る範囲で、例えば、車両の側面や車両の床裏面を含む範囲である。
【0010】
この構成によれば、相対飛翔軌跡と車両外形の形状データとの交差位置の算出によって車両のボデーにおけるチッピング発生位置を推定することができるので、実車を用いることなく容易にチッピングに関するデータを収集することができる。
【0011】
上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記軌跡算出ステップは、同一高さの前記相対飛翔軌跡を近似する軌跡面であって、タイヤ外周面に一端が接し、タイヤ接地面に対して車速と仮想粒体の鉛直方向の跳ね上がり高さで定まる方向の仰角が順次変化する面状の相対飛翔軌跡を算出し、前記チッピング推定ステップは、前記面状の相対飛翔軌跡と前記外形形状データとの交差位置に基づいて車両のボデーにおけるチッピング発生位置を推定することを特徴とする。
【0012】
この構成によれば、相対飛翔軌跡を直線軌跡として近似することができるので、相対飛翔軌跡と前記形状データとの交差位置の算出が容易になる。なお、面状の相対飛翔軌跡をタイヤ接地面に対して順次仰角を変化させることにより、仮想粒体の様々な跳ね上がり高さを考慮することができる。また、ある跳ね上がり高さに対する仰角は、例えば、車両の走行速度ベクトルと粒体の跳ね上がり速度ベクトルの合成ベクトルの方向で決めることができる。
【0013】
上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記軌跡算出ステップは、前記相対飛翔軌跡の始点位置をタイヤ接地面からタイヤ外周面に沿って、順次移動させることを特徴とする。
【0014】
ここで、始点位置をタイヤ接地面からタイヤ外周面に沿った順次移動は、例えば、タイヤの下端位置からタイヤ中心高さまで、タイヤ外周面に沿って移動させることによって行う。これは、前述したように、タイヤにより跳ね上げられる粒体はその大きさ等により跳ね上がり高さが異なる。つまり、小さな粒体ほど高く跳ね上げられ、小さな粒体ほどその相対飛翔軌跡がタイヤ接地面から高い位置を通過することを考慮し補正を加えることを意味する。
【0015】
この構成によれば、より実際の粒体飛翔に近い軌跡を算出することができ、チッピング発生位置算出の信頼度を向上することができる。なお、面状の軌跡面で相対飛翔軌跡を近似し、その仰角を変化させる場合、仰角の変化と始点位置の変化を同時に行うことにより、さらに、実際の粒体飛翔に近い軌跡を算出することができる。
【0016】
上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記チッピング推定ステップは、前記外形形状データで規定される外形面と前記相対飛翔軌跡との交差角度に基づいて、チッピングダメージの大きさを推定することを特徴とする。
【0017】
飛翔する粒体が車両の外形面に衝突する場合、粒体の質量が同じであれば接触角度が直角に近いほど、粒体の有する運動エネルギを衝突部位に多く伝達する。つまり、外形面のダメージを増大させて、より深い傷を形成する。逆に、接触角度が浅いほど、粒体は、外形面をかする状態になり運動エネルギの伝達は、少量になり、傷も表面的なものになる。従って、外形面と前記相対飛翔軌跡との交差角度を用いることにより、実車を用いることなく、容易にチッピングダメージの大きさを推定することができる。
【0018】
上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記チッピング推定ステップは、推定したチッピングダメージの大きさ毎に識別表示を行うことを特徴等する。
【0019】
ここで、識別表示は、例えば、ダメージの大きさの程度毎に色分け表示を行ったり、異なるマークで示すことが好ましい。
【0020】
この構成によれば、容易にチッピングの発生位置やそれによるダメージの大きさを認識することができる。
【0021】
上記のような目的を達成するために、本発明の車両設計方法は、コンピュータを用いて車両を設計する車両設計方法であって、コンピュータに、車両の外形形状データを取得する形状取得ステップと、前記車両のタイヤにより跳ね上げられる仮想粒体が描く軌跡であって、走行中の前記車両から見た相対飛翔軌跡を所定範囲内で算出する軌跡算出ステップと、前記相対飛翔軌跡と前記外形形状データとの交差位置を算出し、車両のボデーにおけるチッピング発生位置を推定するチッピング推定ステップと、前記推定されたチッピング発生位置に基づいて、前記外形形状を修正するステップと、を実行させることを特徴とする。
【0022】
この構成によれば、推定されるチッピング発生位置に基づいて、車両の設計段階で、例えば、粒体とボデー外形が接触しないようにしたり、接触しても受傷程度を少なくするようにできるボデー形状を早期の段階で検討することが可能になり、効率的な車両設計を行うことができると共に、実際の車両製造工程等において、チッピング対策工程を設ける必要がなくなり、製造コストの増加防止や製造の遅延を回避することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態(以下、実施形態という)を図面に基づき説明する。
【0024】
図1には、本実施形態のチッピングシミュレーション方法を実現するためのチッピングシミュレーション装置10(シミュレーション装置10という)の概略構成ブロック図が示されている。シミュレーション装置10は、車両が実際の試作等の作業に移行する前の車両外形の形状データを取得する形状データ取得部12と、実際の車両ボデーにチッピングを発生し得る粒体、例えば、砂利や岩塩等に関するデータを設定する粒体データ設定部14と、取得及び設定されたデータに基づいて、仮想的にチッピングの発生位置やチッピングによる受傷ダメージを演算する演算部16及び、シミュレーションした結果を表示するディスプレイ等の表示部18等で構成されている。
【0025】
形状データ取得部12で取得する形状データは、車両の外形形状に関するデータで、例えば、車両ボデーの設計データであるワイヤーフレームデータやボデーの連続表面を示すデータ、特に、車両の側面部分と床裏部分に関するデータであり、例えば、CADデータ等から入手する。なお、形状データには、使用されるタイヤに関するデータ(タイヤの直径や太さ、材質等のデータ)も含まれるものとする。また、粒体データ設定部14は、前述したような砂利や岩塩等路上に存在し得る仮想的な物体(仮想粒体)に関する様々な特徴データを備えている。そして、そのデータは、例えば、仮想粒体の大きさや質量、材質等を任意に選択設定できるようになっている。これは、シミュレーションする車両の車種によって、頻繁に走行する場所が異なることを考慮してのものである。例えば、セダンやコンパクトタイプの車両は、舗装された道路を走行することが多く、路上に存在する砂利は、比較的小さなものが多い。また、RV車や4WD車は、オフロードを走行する機会も多く、路上には比較的大きな砂利が存在する。粒体がタイヤに接触して跳ね上げられる場合、その粒体は、上方(タイヤ接触面に対して鉛直面内で左右約40°の範囲内)に跳ね上げられるが、粒体の大きさや質量により跳ね上がり高さが異なり、後述する仮想飛翔軌跡が変化する。従って、粒体データ設定部14によって、シミュレーション対象に応じた詳細な設定を行うことができる。もちろん、舗装道路上でも様々な大きさや質量、材質の粒体が存在するので、粒体データは、直径1mm〜7mm等のように広がりを持った範囲で設定するようにしてもよい。
【0026】
一方、演算部16には、車両のタイヤにより跳ね上げられる仮想粒体が描く軌跡であって、走行中の前記車両から見た相対飛翔軌跡を算出する相対飛翔軌跡算出部20と、当該相対飛翔軌跡算出部20が演算対象とする演算範囲を設定する範囲設定部22、算出された相対飛翔軌跡と形状データとに基づき、両者の交差位置を算出し、車両のボデーにおけるチッピング発生位置を推定するチッピング推定部24、発生したチッピングによって車両が受ける傷のダメージを推定するダメージ推定部26、推定したチッピング発生位置や受傷ダメージを、容易に認識できるように表示形態を制御する表示制御部28等を含んでいる。もちろん、上述した各機能を実行するプログラムを記録媒体に記録し、既存のコンピュータ等にインストールすることにより同等の装置を構築することができる。
【0027】
続いて、具体的なシミュレーション手順を説明する。まず、形状データ取得部12は、図2に示すような車両30の三次元立体形状データをCADデータ等から取得する。続いて、粒体データ設定部14に、車両30が跳ね上げる可能性のある粒体のデータとして、例えば、粒体直径0.5〜5mm等を設定する。
【0028】
範囲設定部22では、取得した車両30の形状データからチッピングの発生し得る範囲を簡易的に決定することにより、後述の演算範囲を限定して、より効率的なシミュレーションを実行する。一般に、乗用車の場合、車両側面のチッピングはフロントタイヤの接地位置と、リアタイヤのホイールハウス上部を直線で結んだ略三角形領域で発生する。そのため、例えば、図2に示すように、車両30後方に関して、タイヤ接地面からの仰角を設定することにより範囲を設定する。
【0029】
ところで、前述したように、粒体がタイヤに接触して跳ね上げられる場合、その粒体は、上方(タイヤ接地面に対して鉛直面内で左右約40°の範囲)に跳ね上げられるが、粒体の大きさや質量により跳ね上がり高さが異なり、跳ね上がり速度も変化する。この時、粒体の大きさに関わりなく車両30の速度が一定であると仮定すると、小さい粒体ほど高い軌跡を移動することになり、粒体はあたかも高い位置からとび出したように移動する。従って、本実施形態においては、実際に走行する車両からみた粒体の相対的な軌跡、すなわち相対飛翔軌跡のうち、最も高い位置に跳ね上げられる最小の粒子の相対飛翔軌跡は、その始点が図2に示すように、タイヤの外周面に沿って上方に移動した位置、例えば、タイヤの中心高さまで移動した位置(タイヤの後方外周1/4まで)になるものとする。従って、前記仰角を設定する場合、タイヤの外周面に沿って上方に移動した位置(例えば、タイヤの中心高さまで移動した位置)を基準にして設定する。
【0030】
本実施形態において、相対飛翔軌跡算出部20は、粒体の相対飛翔軌軌跡を粒体の質量、粒体の跳ね上がり速度、車両速度等に基づいて、正確に放物線の軌跡を算出することが望ましいが、車両30の外板面の形状は三次元的曲面を有しているため、全ての場合に関する放物線を求める演算は処理の煩雑化を招く。そこで、本実施形態においては、図3に示すように、同一高さの相対飛翔軌跡を近似する軌跡面32を設定している。この軌跡面32は、タイヤ34の外周面に一端が接している。従って、前述した範囲設定部22で範囲を設定する場合、図3に示すように、相対飛翔軌跡を示す軌跡面32は、その一端面が、タイヤ34の外周面の、例えば、タイヤの中心高さ位置に接し、そこを基準に形状データに基づいて設定される仰角(例えば、15°)の範囲内に存在することになる。また、この時、軌跡面32の向き(軌跡面32に沿うベクトルの向き)は、車両の速度ベクトル(タイヤ接地面と平行な方向)と粒体の鉛直方向の跳ね上がり速度ベクトル(タイヤ接地面に対して直角方向)との合成ベクトルで定まる方向になり、設定される仰角の範囲内で順次算出される。なお、前述したように、タイヤにより跳ね上げられる粒体は、タイヤ接地面に対して鉛直面内で左右約40°の範囲で散乱するが、ボデー側面のチッピングに関与する粒体は、ボデー側面の極近い範囲を通過するものに限られるため、ボデー側面のチッピングシミュレーションを行う場合の軌跡面32は略矩形の面形状を呈し、その幅は、タイヤ幅より所定量(例えば10cm)突出したもので、長さは、リアタイヤのホイールハウス後方程度までとすることが望ましい。
【0031】
従って、相対飛翔軌跡算出部20は、図4(a)〜(d)に示すように、軌跡面32をタイヤ34の接地面36(図3参照)からタイヤ34の外周面を移動しつつ、仰角を所定角まで順次変化させることによって、様々な仮想粒体の条件(大きさや質量等)によって、変化する相対飛翔軌跡を網羅することができる。
【0032】
続いて、チッピング推定部24は、図4(a)〜(d)に示すように、軌跡面32が移動した場合に、軌跡面32(相対飛翔軌跡)と前記形状データとの交差位置を算出する。この交差位置が仮想粒体が車両ボデーに衝突してチッピングが発生する発生位置となる。算出された交差位置に応じて、表示制御部28は、ディスプレイ等の表示部18上に表示した車両にチッピング発生位置を重畳し表示する。軌跡面32と外形形状データとの交差位置を『×』で示すと図2のようになる。図2の場合、リアタイヤのホイールハウスの前部分と、ドアの下部分にチッピングが発生していることを示している。
【0033】
このように、CADデータ等から車両ボデーの設計段階等で入手可能な外形形状データと、相対飛翔軌跡との交差位置の算出によって車両のボデーにおけるチッピング発生位置を容易に推定することが可能になり、実車を用いることなく早期の段階でチッピングに関するデータを収集することができる。
【0034】
本実施形態において、チッピングシミュレーション装置10は、さらに、チッピングにより車両30が受けるダメージの度合を推定することができる。飛翔する粒体が車両30の外形面に衝突する場合、その質量が同じであれば、接触角度が直角に近いほど、粒体の有する運動エネルギを衝突部位に多く伝達する。つまり、外形面のダメージを増大させより深い傷を形成する。逆に、接触角度が浅いほど、粒体は、外形面をかする状態になり運動エネルギの伝達は少量になり、傷も表面的なものになる。図2において、車両30の任意の連続断面A−Aにおける車両30の外板面30aと相対飛翔軌跡の接触角度は、図5に示すようになる。図5において、相対飛翔軌跡aと外板面30aの接触角度θ1や相対飛翔軌跡fと外板面30aの接触角度θ6等は、粒体38の接触角度が浅く外板面30aの受けるダメージも小さいことが分かる。逆に、相対飛翔軌跡dと外板面30aの接触角度θ4や相対飛翔軌跡eと外板面30aの接触角度θ5等は、粒体38の接触角度が直角に近く外板面30aの受けるダメージが大きいことが分かる。
【0035】
本実施形態においては、ダメージ推定部26は、チッピング発生位置における外板面30aの形状データと相対飛翔軌跡の接触角度は容易に算出可能なので、例えば、接触角度10°未満は、ソフトダメージ、接触角度10°以上は、ハードダメージ等のように推定する。もちろん、更に細かい角度分類を行い推定を行ってもよい。ダメージ推定の結果は、図6に示すように、チッピング発生位置を識別表示することが望ましい。図6に示すように、ハードダメージHは、リアタイヤのホイールハウス前部分と、フロントタイヤに最も近いフロントホイールハウス後端部に発生し、ソフトダメージSはドア下部一帯とリアタイヤのホイールハウス上部分に発生してる。表示部18やプリンタ等の出力装置でカラー表示が可能な場合には、色分け表示することが好ましい。
【0036】
なお、ダメージの大きさは、例えば外板面30aに塗布されている塗膜強度や硬度等により変化する。これらのデータに基づきダメージの大きさを補正することが望ましい。
【0037】
このように、チッピング発生位置と共に、チッピングによるダメージ度合を車両ボデーの設計段階等で入手可能な形状データと、相対飛翔軌跡との交差位置及び交差角度の算出によって推定することが可能になり、粒体とボデー外形が接触しないようにしたり、接触してもダメージを少なくするように、取得したチッピングデータを設計にフィードバックして、ボデー形状を早期の段階で変更検討することが可能になり、効率的な車両設計を行うことができる。もちろん、ボデー形状を順次変化させながらシミュレーションを繰り返すことも可能であり、チッピングの影響の少ないボデー形状を短時間で得ることができる。
【0038】
ところで、チッピングは車両30のボデー側面のみではなく、車両の床裏面でも発生し点錆の原因等になる。本実施形態においては、ボデー側面の場合と同様に、車両の床裏面に関してもチッピングの発生位置とダメージの推定を行うことができる。
【0039】
前述したように、粒体がタイヤに接触して跳ね上げられる場合、その粒体は、上方(タイヤ接触面に対して鉛直面内で左右約40°の範囲内)に跳ね上げられる。ボデー側面のチッピングのシミュレーションを行う場合、チッピングに関与する粒体の軌跡は、ボデー側面に接近した限定されたもののみで十分であり、その時に使用する軌跡面32は略矩形形状を呈していたが、床裏面に関しては、図7(a)に示すように、少なくともタイヤ34の内側に関しては、所定角度(例えば40゜)の広がりを持った軌跡面40の設定を行う必要がある。なお、タイヤ外側には、わずかであるが床裏面に属する部分が存在するので、タイヤ外側に関しても軌跡面40の一部として軌跡面40aの設定を行う。
【0040】
図1における相対飛翔軌跡算出部20は、軌跡面40を図4に示す方法と同様に、車速と流体の跳ね上がり速度に基づいて決定される方向に、順次仰角を変化させることにより、全てに相対飛翔軌跡の算出を行う。左右両輪に関して、同様に軌跡面40を変化させることにより、車両30の床裏面の全面を対象とした相対飛翔軌跡を算出することができる。なお、床裏面に関しては、軌跡面40の面積が広いため、図7(b)〜(f)に示すように、面積の小さい軌跡面40bを形成し、順次床裏面に対して回転させると共に、仰角方向に角度を変化させて、必要な相対飛翔軌跡を算出するようにしてもよい。
【0041】
相対飛翔軌跡算出後は、車両側面の場合と同様に、チッピング推定部24によるチッピング発生位置の推定、及びダメージ推定部26によるダメージの推定を行い、表示制御部28を介して、図8に示すような車両30の床裏面におけるチッピング発生位置の表示と、チッピングによる床裏面のダメージの程度を表示部18に表示する。なお、この場合も、表示形態は、マークの種類による識別でも、色変化による識別でもよい。
【0042】
シミュレーション装置10の利用者は、上述したようなチッピングの発生位置と、チッピングによるダメージの度合いに基づいて、車両30のボデー形状の変更を形状データ上で行い、必要に応じて、再度、上述したようにチッピングの発生やダメージのシミュレーションを行い、チッピングが発生しないボデー形状、またはチッピングによる影響を最小限度抑えることのできるボデー形状を得ることができる。
【0043】
このように、ボデー形状の設計段階で、チッピングの発生位置と、チッピングによるダメージの度合いを容易に認識することができるので、ボデーデザインを重視しながらチッピングを防止または抑制することのできる最適なボデーの形状設計を早期の段階で行うことができる。この場合、実際の車両生産工程におけるチッピング対策の必要が無く、車両製造コストの低減、及び製造スピードの低減防止を行うことができる。
【0044】
なお、上述した実施形態においては、車両の形態、例えば、セダン、コンパクトタイプ、RV車、4WD等の区別無くシミュレーションを行えるように、軌跡面の設定を広めに行っているが、各車両に適した設定を行えば、より迅速に信頼性の高いシミュレーション結果を得ることができる。
【0045】
また、チッピング、特に床裏に関するチッピングの場合、ノイズやバイブレーションの原因にもなるため、チッピングの発生位置やチッピングによるダメージの度合いをノイズやバイブレーションの発生対策を行う場合のデータとして活用することができる。
【0046】
【発明の効果】
本発明によれば、相対飛翔軌跡と外形形状データとの交差点の算出によって車両のボデーにおけるチッピング発生位置を推定するので、実車を用いることなく容易にチッピングに関するデータを収集することができる。また、外形面と前記相対飛翔軌跡との交差角度を用いることにより、実車を用いることなく、容易にチッピング発生時のダメージの大きさを推定することが可能になり、チッピング結果を車両設計に早期に反映して、車両設計の変更を容易かつ的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係るシミュレーション方法を実現するシミュレーション装置の構成概念を説明する説明図である。
【図2】 本発明の実施形態に係るシミュレーション方法の相対飛翔軌跡を説明する説明図である。
【図3】 本発明の実施形態に係るシミュレーション方法の軌跡面を説明する説明図である。
【図4】 本発明の実施形態に係るシミュレーション方法の軌跡面の仰角方向の変化を示す説明図である。
【図5】 本発明の実施形態に係るシミュレーション方法のチッピングダメージの推定を説明する説明図である。
【図6】 本発明の実施形態に係るシミュレーション方法の車両側面のチッピング発生位置とチッピングダメージの表示例を説明する説明図である。
【図7】 本発明の実施形態に係るシミュレーション方法により床裏面のシミュレーションを行う場合の軌跡面を説明する説明図である。
【図8】 本発明の実施形態に係るシミュレーション方法の車両床裏面のチッピング発生位置とチッピングダメージの表示例を説明する説明図である。
【符号の説明】
10 チッピングシミュレーション装置、12 形状データ取得部、14 粒体データ設定部、16 演算部、18 表示部、20 相対飛翔軌跡算出部、22 範囲設定部、24 チッピング推定部、26 ダメージ推定部、28 表示制御部、30 車両、32 軌跡面、34 タイヤ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a chipping simulation method, a chipping simulation apparatus, and a vehicle design method using the simulation, in particular, a chipping simulation for estimating a chipping occurrence position in a vehicle body based on shape data of a vehicle outer shape and a vehicle design reflecting the simulation. Regarding the method.
[0002]
[Prior art]
When a vehicle travels, gravel or rock salt on the road is spun up by the rotation of the tire of the vehicle, which may hit the body of the vehicle. This phenomenon is called chipping, and the painted surface of the body is generally damaged by chipping. And since the scratches caused by chipping are deep and reach the substrate, the core of point rust is, so conventionally, with chipping resistant materials etc., the way of scratching is reduced or the spread of rust when scratched It was necessary to take measures such as suppressing
[0003]
In order to minimize such chipping, the automobile manufacturer collects data related to the chipping occurrence position and damage due to chipping in advance and analyzes it to prevent body chipping from being reduced or reduced. In order to prevent damage to the body even if chipping occurs, the placement of protectors (protective tape, etc.) was examined before the vehicle was put on the market.
[0004]
Conventionally, in order to collect the above data, the vehicle is actually run to generate chipping, or chipping is generated using a chipping test apparatus disclosed in JP-A-10-54780. Necessary data was collected.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the past, data related to chipping occurrence position and damage due to chipping was collected using actual vehicles, so the data was acquired after the prototype vehicle was completed or immediately before the actual production of the vehicle started. It becomes from. Therefore, chipping countermeasures must be followed-up countermeasures, and the manufacturing process is provided with a process for countermeasures against chipping, and new parts for countermeasures are required. There was a problem of causing a delay. Furthermore, since it is very difficult to change the body shape as a countermeasure against chipping after the prototype vehicle is completed or after the start of actual production, it is necessary to use a protector, etc. It had the problem of reducing the completeness of the body design that was evaluated as “sculpture”.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and easily obtains data on the chipping occurrence position and damage caused by chipping in the vehicle body at the vehicle design stage, and reflects the result on the vehicle at an early stage. An object of the present invention is to provide a chipping simulation method, a chipping simulation apparatus, and a vehicle design method using the simulation.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the chipping simulation method of the present invention includes: A chipping simulation method for performing vehicle chipping simulation using a computer, A shape acquisition step for acquiring outer shape data of the vehicle, and a trajectory drawn by a virtual particle bouncing up by the tire of the vehicle, the trajectory calculating a relative flight trajectory as seen from the traveling vehicle within a predetermined range And calculating a crossing position between the relative flight trajectory and the outer shape data, and estimating a chipping occurrence position in the body of the vehicle.
[0008]
Further, the chipping simulation apparatus of the present invention is a trajectory drawn by the shape acquisition means for acquiring the outer shape data of the vehicle and the virtual particles jumped up by the tire of the vehicle, and is relative to the vehicle as it travels. Trajectory calculation means for calculating a flight trajectory within a predetermined range; and chipping estimation means for calculating an intersection position between the relative flight trajectory and the outer shape data and estimating a chipping occurrence position in a vehicle body. Features.
[0009]
Here, the shape data of the vehicle outer shape includes not only the shape data of the outer plate surface of the vehicle and the back surface of the floor of the vehicle, but also the data regarding the shape and characteristics regarding the tire. Virtual particles are simulating gravel, rock salt, and other objects that may be present on the road, which can jump up during normal road driving. It can be selected and set. Usually, the particles present on the road are flipped upward (in a vertical plane with respect to the tire contact surface) by contact with the tire. The jumping height varies depending on the size and mass of the particles. At this time, since the vehicle is actually traveling, when viewed from the traveling vehicle, the bounced particles fly in a parabola and relatively fly backward, but the locus changes depending on the height of the jump. Further, the predetermined range is a range in which the particles can collide, for example, a range including the side surface of the vehicle and the floor back surface of the vehicle.
[0010]
According to this configuration, since the chipping occurrence position in the vehicle body can be estimated by calculating the intersection position between the relative flight trajectory and the vehicle outer shape data, data relating to chipping can be easily collected without using an actual vehicle. be able to.
[0011]
In order to achieve the above object, in the present invention, the trajectory calculating step is a trajectory surface that approximates the relative flight trajectory of the same height, and one end is in contact with a tire outer peripheral surface, A planar relative flight trajectory in which the elevation angle in the direction determined by the vehicle speed and the vertical jump height of the virtual particle body with respect to the tire contact surface is sequentially calculated, and the chipping estimation step includes the planar relative flight trajectory. The chipping occurrence position in the body of the vehicle is estimated based on the intersection position of the vehicle and the external shape data.
[0012]
According to this configuration, since the relative flight trajectory can be approximated as a straight trajectory, it is easy to calculate the intersection position between the relative flight trajectory and the shape data. It should be noted that various jumping heights of the virtual particles can be taken into consideration by sequentially changing the elevation angle of the planar relative flight trajectory with respect to the tire contact surface. Further, the elevation angle with respect to a certain jumping height can be determined, for example, by the direction of the combined vector of the traveling speed vector of the vehicle and the jumping speed vector of the particles.
[0013]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the above configuration, the trajectory calculating step sequentially moves a starting point position of the relative flight trajectory from a tire contact surface along a tire outer peripheral surface. And
[0014]
Here, the starting point position is sequentially moved along the tire outer peripheral surface from the tire ground contact surface along the tire outer peripheral surface from the lower end position of the tire to the tire center height, for example. This is because, as described above, the height of the particles that are flipped up by the tire varies depending on the size and the like. That is, it means that correction is applied in consideration of the fact that the smaller the granular body, the higher the jumping height, and the smaller the granular body, the relative flight trajectory passes through a high position from the tire contact surface.
[0015]
According to this configuration, it is possible to calculate a locus closer to actual particle flying, and it is possible to improve the reliability of calculating the chipping occurrence position. When approximating the relative flight trajectory with a planar trajectory plane and changing its elevation angle, calculate the trajectory closer to the actual particle flight by simultaneously changing the elevation angle and the start point position. Can do.
[0016]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the above configuration, the chipping estimation step is based on an intersection angle between the outer surface defined by the outer shape data and the relative flight trajectory. It is characterized by estimating the size of.
[0017]
When the flying particles collide with the outer surface of the vehicle, if the mass of the particles is the same, the closer the contact angle is to a right angle, the more the kinetic energy possessed by the particles is transmitted to the collision site. That is, the damage on the outer surface is increased to form deeper scratches. On the contrary, the shallower the contact angle, the more the particles become scratched and the less kinetic energy is transferred, and the scratches are also superficial. Therefore, by using the intersection angle between the outer surface and the relative flight trajectory, the magnitude of chipping damage can be easily estimated without using an actual vehicle.
[0018]
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that, in the above configuration, the chipping estimation step performs identification display for each estimated magnitude of chipping damage.
[0019]
Here, it is preferable that the identification display is, for example, a color-coded display or a different mark for each degree of damage.
[0020]
According to this configuration, it is possible to easily recognize the chipping occurrence position and the magnitude of damage caused thereby.
[0021]
In order to achieve the above object, the vehicle design method of the present invention includes: A vehicle design method for designing a vehicle using a computer, comprising: A shape acquisition step for acquiring outer shape data of the vehicle, and a trajectory drawn by a virtual particle bouncing up by the tire of the vehicle, the trajectory calculating a relative flight trajectory as seen from the traveling vehicle within a predetermined range A calculation step, a chipping estimation step for calculating a crossing position between the relative flight trajectory and the outer shape data, and estimating a chipping occurrence position in a vehicle body, and the outer shape based on the estimated chipping occurrence position. The steps to fix Execute It is characterized by that.
[0022]
According to this configuration, at the vehicle design stage, based on the estimated chipping occurrence position, for example, a body shape that prevents the granules and the body outer shape from coming into contact with each other or reduces the degree of damage even if they come into contact with each other. Can be considered at an early stage, and efficient vehicle design can be performed, and it is not necessary to provide a chipping countermeasure process in the actual vehicle manufacturing process, etc. A delay can be avoided.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
[0024]
FIG. 1 shows a schematic block diagram of a chipping simulation apparatus 10 (referred to as a simulation apparatus 10) for realizing the chipping simulation method of the present embodiment. The simulation apparatus 10 includes a shape data acquisition unit 12 that acquires shape data of a vehicle outer shape before the vehicle shifts to an actual trial production and the like, and particles that can cause chipping in an actual vehicle body, such as gravel Grain data setting unit 14 for setting data related to rock salt and the like, a calculation unit 16 for virtually calculating the chipping occurrence position and the damage caused by chipping based on the acquired and set data, and the simulation result are displayed. It comprises a display unit 18 such as a display.
[0025]
The shape data acquired by the shape data acquisition unit 12 is data relating to the outer shape of the vehicle. For example, wire frame data that is design data of the vehicle body and data indicating the continuous surface of the body, in particular, the side surface portion of the vehicle and the underfloor This is data relating to the part, and is obtained from, for example, CAD data. The shape data also includes data relating to the tire used (data on the diameter, thickness, material, etc. of the tire). Moreover, the granule data setting part 14 is provided with various characteristic data regarding the virtual object (virtual granule) which may exist on roads, such as gravel and rock salt as mentioned above. The data can be arbitrarily selected and set, for example, the size, mass, material, etc. of the virtual particles. This is because the place where the vehicle travels frequently varies depending on the type of vehicle to be simulated. For example, sedan and compact type vehicles often travel on paved roads, and gravel on the road is relatively small. In addition, RV vehicles and 4WD vehicles have many opportunities to travel off-road, and relatively large gravel exists on the road. When a granule is splashed up in contact with a tire, the granule is flipped up (within a range of about 40 ° to the left and right within a vertical plane with respect to the tire contact surface). The jumping height varies depending on the position, and the virtual flight trajectory described later changes. Therefore, the granular data setting unit 14 can make detailed settings according to the simulation target. Of course, since there are particles of various sizes, masses, and materials on the paved road, the particle data may be set in a wide range such as a diameter of 1 mm to 7 mm.
[0026]
On the other hand, the calculation unit 16 includes a relative flight trajectory calculation unit 20 that calculates a relative flight trajectory as seen from the traveling vehicle, which is a trajectory drawn by a virtual particle bounced up by a tire of the vehicle, and the relative flight. Based on the range setting unit 22 for setting the calculation range to be calculated by the track calculation unit 20 and the calculated relative flight track and shape data, the intersection position between the two is calculated, and the chipping occurrence position in the body of the vehicle is estimated. A chipping estimation unit 24, a damage estimation unit 26 for estimating damage to a wound caused by the generated chipping, a display control unit 28 for controlling a display form so that the estimated chipping occurrence position and damage damage can be easily recognized, and the like. Contains. Of course, an equivalent apparatus can be constructed by recording a program for executing each function described above on a recording medium and installing the program in an existing computer or the like.
[0027]
Subsequently, a specific simulation procedure will be described. First, the shape data acquisition unit 12 acquires three-dimensional solid shape data of the vehicle 30 as shown in FIG. 2 from CAD data or the like. Subsequently, for example, a particle diameter of 0.5 to 5 mm is set in the particle data setting unit 14 as the particle data that the vehicle 30 may jump up.
[0028]
The range setting unit 22 performs a more efficient simulation by limiting a calculation range described later by simply determining a range where chipping can occur from the acquired shape data of the vehicle 30. In general, in the case of a passenger car, chipping on the side surface of the vehicle occurs in a substantially triangular region in which the ground contact position of the front tire and the upper part of the wheel house of the rear tire are connected by a straight line. Therefore, for example, as shown in FIG. 2, the range is set by setting the elevation angle from the tire contact surface with respect to the rear of the vehicle 30.
[0029]
By the way, as described above, when the granule is flipped up in contact with the tire, the granule is flipped up (in the range of about 40 ° left and right within the vertical plane with respect to the tire ground contact surface), The jumping height varies depending on the size and mass of the granule, and the jumping speed also changes. At this time, assuming that the speed of the vehicle 30 is constant regardless of the size of the particles, the smaller particles move along a higher trajectory, and the particles move as if protruding from a higher position. Therefore, in the present embodiment, the relative trajectory of the particles as seen from the vehicle that actually travels, that is, the relative flight trajectory of the smallest particle that is jumped to the highest position among the relative flight trajectories, the starting point is illustrated. As shown in FIG. 2, it is assumed that the position has moved upward along the outer peripheral surface of the tire, for example, the position moved to the center height of the tire (up to 1/4 of the rear outer periphery of the tire). Therefore, when setting the elevation angle, the elevation angle is set based on the position moved upward along the outer peripheral surface of the tire (for example, the position moved to the center height of the tire).
[0030]
In the present embodiment, it is desirable that the relative flight trajectory calculation unit 20 accurately calculates the parabolic trajectory of the relative flight trajectory trajectory of the granule based on the mass of the granule, the jumping speed of the granule, the vehicle speed, and the like. However, since the shape of the outer plate surface of the vehicle 30 has a three-dimensional curved surface, the calculation for obtaining a parabola in all cases leads to complicated processing. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, a locus plane 32 that approximates a relative flight locus having the same height is set. One end of the locus surface 32 is in contact with the outer peripheral surface of the tire 34. Therefore, when the range is set by the range setting unit 22 described above, as shown in FIG. 3, the trajectory surface 32 indicating the relative flight trajectory has one end surface of the outer peripheral surface of the tire 34, for example, the center height of the tire. It is in the range of the elevation angle (for example, 15 °) set based on the shape data with reference to the vertical position. At this time, the direction of the trajectory plane 32 (the direction of the vector along the trajectory plane 32) depends on the vehicle speed vector (direction parallel to the tire ground contact surface) and the vertical jump speed vector (on the tire ground contact surface). (The direction perpendicular to the direction) is determined by a combined vector and is sequentially calculated within a set elevation angle range. Note that, as described above, the particles that are flipped up by the tire are scattered within a range of about 40 ° to the left and right within the vertical plane with respect to the tire contact surface, but the particles that are involved in chipping of the body side surface are The trajectory surface 32 in the case of performing the chipping simulation of the body side surface has a substantially rectangular surface shape, and its width protrudes by a predetermined amount (for example, 10 cm) from the tire width. Thus, the length is desirably up to the rear of the wheel house of the rear tire.
[0031]
Accordingly, as shown in FIGS. 4A to 4D, the relative flight trajectory calculation unit 20 moves the trajectory surface 32 from the ground contact surface 36 (see FIG. 3) of the tire 34 to the outer peripheral surface of the tire 34. By sequentially changing the elevation angle to a predetermined angle, it is possible to cover changing relative flight trajectories according to various conditions (size, mass, etc.) of virtual particles.
[0032]
Subsequently, as shown in FIGS. 4A to 4D, the chipping estimation unit 24 calculates the intersection position between the locus surface 32 (relative flight locus) and the shape data when the locus surface 32 moves. To do. This intersection position is a generation position where the virtual particle collides with the vehicle body and chipping occurs. In accordance with the calculated intersection position, the display control unit 28 superimposes and displays the chipping occurrence position on the vehicle displayed on the display unit 18 such as a display. The crossing position between the locus surface 32 and the outer shape data is indicated by “×” as shown in FIG. In the case of FIG. 2, it has shown that chipping has generate | occur | produced in the front part of the wheel house of a rear tire, and the lower part of a door.
[0033]
As described above, it is possible to easily estimate the chipping occurrence position in the vehicle body by calculating the intersection position between the external shape data that can be obtained from the CAD data and the like in the vehicle body design stage and the relative flight trajectory. Data on chipping can be collected at an early stage without using an actual vehicle.
[0034]
In the present embodiment, the chipping simulation apparatus 10 can further estimate the degree of damage received by the vehicle 30 due to chipping. When the flying particle collides with the outer surface of the vehicle 30, if the mass is the same, the closer the contact angle is to a right angle, the more kinetic energy that the particle has is transmitted to the collision site. That is, the damage on the outer surface is increased to form deeper scratches. On the contrary, the shallower the contact angle, the more the particles become scratched and the less kinetic energy is transmitted, and the scratches are also superficial. In FIG. 2, the contact angle between the outer plate surface 30 a of the vehicle 30 and the relative flight trajectory in an arbitrary continuous section AA of the vehicle 30 is as shown in FIG. 5. In FIG. 5, the contact angle θ1 between the relative flight trajectory a and the outer plate surface 30a, the contact angle θ6 between the relative flight trajectory f and the outer plate surface 30a, and the like are such that the contact angle of the granule 38 is shallow and the damage to the outer plate surface 30a is also affected. I understand that it is small. Conversely, the contact angle θ4 between the relative flight trajectory d and the outer plate surface 30a, the contact angle θ5 between the relative flight trajectory e and the outer plate surface 30a, and the like are such that the contact angle of the granules 38 is close to a right angle and the damage received by the outer plate surface 30a. Can be seen to be large.
[0035]
In the present embodiment, the damage estimation unit 26 can easily calculate the contact angle between the shape data of the outer plate surface 30a and the relative flight trajectory at the chipping occurrence position. For example, if the contact angle is less than 10 °, soft damage, contact An angle of 10 ° or more is estimated as hard damage. Of course, it is also possible to perform estimation by further classifying angles. As shown in FIG. 6, it is desirable to identify and display the chipping occurrence position as the damage estimation result. As shown in FIG. 6, hard damage H occurs at the front part of the rear wheel house and the rear end of the front wheel house closest to the front tire, and soft damage S occurs at the lower part of the door and the upper part of the wheel house of the rear tire. It has occurred. When color display is possible with an output device such as the display unit 18 or a printer, it is preferable to perform color display.
[0036]
The magnitude of damage varies depending on, for example, the strength and hardness of the coating applied to the outer plate surface 30a. It is desirable to correct the magnitude of damage based on these data.
[0037]
In this way, it is possible to estimate the degree of damage due to chipping together with the position where chipping occurs by calculating the intersection position and intersection angle between the shape data available at the vehicle body design stage and the relative flight trajectory. It is possible to consider the change of the body shape at an early stage by feeding back the acquired chipping data to the design so that the body and the body outline do not contact each other and damage is reduced even if contacted. Vehicle design can be performed. Of course, it is also possible to repeat the simulation while sequentially changing the body shape, and a body shape with little influence of chipping can be obtained in a short time.
[0038]
By the way, chipping occurs not only on the body side surface of the vehicle 30 but also on the back surface of the floor of the vehicle, causing spot rust and the like. In the present embodiment, as with the case of the body side surface, the chipping occurrence position and damage can be estimated for the back surface of the vehicle floor.
[0039]
As described above, when a granule is flipped up in contact with a tire, the granule is flipped up (within a range of about 40 ° to the left and right within a vertical plane with respect to the tire contact surface). When performing simulation of chipping on the body side surface, it is sufficient that the trajectory of the particles involved in chipping is close to the body side surface, and the trajectory surface 32 used at that time has a substantially rectangular shape. However, as shown in FIG. 7 (a), it is necessary to set a trajectory surface 40 having a predetermined angle (for example, 40 °) for at least the inside of the tire 34 with respect to the back surface of the floor. Since there is a small portion belonging to the floor back surface on the tire outer side, the trajectory surface 40a is set as a part of the trajectory surface 40 also on the tire outer side.
[0040]
The relative flight trajectory calculation unit 20 in FIG. 1 makes the trajectory plane 40 relative to all by sequentially changing the elevation angle in the direction determined based on the vehicle speed and the fluid jumping speed, as in the method shown in FIG. Calculate the flight trajectory. By changing the locus plane 40 in the same way for both the left and right wheels, it is possible to calculate a relative flight locus for the entire back surface of the vehicle 30. In addition, since the area of the locus | trajectory surface 40 is large regarding a floor back surface, as shown to FIG.7 (b)-(f), while forming the locus | trajectory surface 40b with a small area, and rotating with respect to a floor back surface sequentially, A necessary relative flight trajectory may be calculated by changing the angle in the elevation direction.
[0041]
After calculating the relative flight trajectory, as in the case of the vehicle side surface, the chipping estimation unit 24 estimates the chipping occurrence position and the damage estimation unit 26 estimates the damage, and the display control unit 28 shows in FIG. Such display of the chipping occurrence position on the back surface of the vehicle 30 and the degree of damage on the back surface of the floor due to chipping are displayed on the display unit 18. In this case as well, the display form may be identification by the type of mark or identification by color change.
[0042]
The user of the simulation apparatus 10 changes the body shape of the vehicle 30 on the shape data based on the occurrence position of chipping as described above and the degree of damage caused by the chipping, and again as described above if necessary. Thus, the occurrence of chipping and damage can be simulated to obtain a body shape that does not cause chipping or a body shape that can minimize the effects of chipping.
[0043]
In this way, at the body shape design stage, the chipping occurrence position and the degree of damage due to chipping can be easily recognized, so the optimum body that can prevent or suppress chipping while emphasizing the body design. The shape design can be performed at an early stage. In this case, there is no need for countermeasures for chipping in the actual vehicle production process, and it is possible to reduce the vehicle manufacturing cost and the manufacturing speed.
[0044]
In the above-described embodiment, the trajectory plane is set wide so that the simulation can be performed without distinction of the form of the vehicle, for example, sedan, compact type, RV car, 4WD, etc., but it is suitable for each vehicle. If the setting is performed, a highly reliable simulation result can be obtained more quickly.
[0045]
In addition, since chipping, especially chipping related to the floor, may cause noise and vibration, the location of chipping and the degree of damage caused by chipping can be used as data when measures against occurrence of noise and vibration are taken. .
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the chipping occurrence position in the vehicle body is estimated by calculating the intersection of the relative flight trajectory and the external shape data, it is possible to easily collect data related to chipping without using an actual vehicle. In addition, by using the angle of intersection between the outer surface and the relative flight trajectory, it becomes possible to easily estimate the magnitude of damage when chipping occurs without using an actual vehicle. Therefore, the vehicle design can be changed easily and accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration concept of a simulation apparatus that realizes a simulation method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a relative flight trajectory of the simulation method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a locus plane of a simulation method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a change in the elevation angle direction of the locus plane of the simulation method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining estimation of chipping damage in the simulation method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a display example of a chipping occurrence position and chipping damage on the vehicle side surface of the simulation method according to the embodiment of the invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a trajectory plane when a floor back surface simulation is performed by the simulation method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a display example of a chipping occurrence position and chipping damage on the vehicle floor rear surface in the simulation method according to the embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Chipping simulation apparatus, 12 Shape data acquisition part, 14 Granule data setting part, 16 Calculation part, 18 Display part, 20 Relative flight locus calculation part, 22 Range setting part, 24 Chipping estimation part, 26 Damage estimation part, 28 Display Control unit, 30 vehicle, 32 trajectory plane, 34 tires.

Claims (7)

コンピュータを用いて車両のチッピングシミュレーションを行うチッピングシミュレーション方法であって、
コンピュータに、
車両の外形形状データを取得する形状取得ステップと、
前記車両のタイヤにより跳ね上げられる仮想粒体が描く軌跡であって、走行中の前記車両から見た相対飛翔軌跡を所定範囲内で算出する軌跡算出ステップと、
前記相対飛翔軌跡と前記外形形状データとの交差位置を算出し、車両のボデーにおけるチッピング発生位置を推定するチッピング推定ステップと、
を実行させることを特徴とするチッピングシミュレーション方法。
A chipping simulation method for performing vehicle chipping simulation using a computer,
On the computer,
A shape acquisition step for acquiring vehicle outer shape data;
A trajectory calculating step for calculating a relative flight trajectory as seen from the traveling vehicle, which is a trajectory drawn by the virtual particles bounced up by the tire of the vehicle, and
Calculating a crossing position between the relative flight trajectory and the outer shape data, and estimating a chipping occurrence position in a vehicle body; and
Chipping simulation method characterized by to run.
請求項1記載の方法において、
前記軌跡算出ステップは、
同一高さの前記相対飛翔軌跡を近似する軌跡面であって、タイヤ外周面に一端が接し、タイヤ接地面に対して車速と仮想粒体の鉛直方向の跳ね上がり高さで定まる方向の仰角が順次変化する面状の相対飛翔軌跡を算出し、
前記チッピング推定ステップは、
前記面状の相対飛翔軌跡と前記外形形状データとの交差位置に基づいて車両のボデーにおけるチッピング発生位置を推定することを特徴とするチッピングシミュレーション方法。
The method of claim 1, wherein
The locus calculating step includes:
It is a trajectory plane that approximates the relative flight trajectory of the same height, one end of which is in contact with the outer peripheral surface of the tire, and the elevation angle in the direction determined by the vehicle speed and the vertical jump height of the virtual particle body sequentially with respect to the tire ground contact surface Calculate the changing surface relative flight trajectory,
The chipping estimation step includes:
A chipping simulation method, wherein a chipping generation position in a vehicle body is estimated based on an intersection position between the planar relative flight trajectory and the outer shape data.
請求項1または請求項2記載の方法において、
前記軌跡算出ステップは、
前記相対飛翔軌跡の始点位置をタイヤ接地面からタイヤ外周面に沿って、順次移動させることを特徴とするチッピングシミュレーション方法。
The method according to claim 1 or claim 2, wherein
The locus calculating step includes:
A chipping simulation method, wherein a starting position of the relative flight trajectory is sequentially moved from a tire ground contact surface along a tire outer peripheral surface.
請求項1から請求項3のいずれかに記載の方法において、
前記チッピング推定ステップは、
前記外形形状データで規定される外形面と前記相対飛翔軌跡との交差角度に基づいて、チッピングダメージの大きさを推定することを特徴とするチッピングシミュレーション方法。
The method according to any one of claims 1 to 3,
The chipping estimation step includes:
A chipping simulation method characterized in that the magnitude of chipping damage is estimated based on an intersection angle between an outer surface defined by the outer shape data and the relative flight trajectory.
請求項4記載の方法において、
前記チッピング推定ステップは、
推定したチッピングダメージの大きさ毎に識別表示を行うことを特徴とするチッピングシミュレーション方法。
The method of claim 4, wherein
The chipping estimation step includes:
A chipping simulation method, wherein identification display is performed for each estimated chipping damage magnitude.
車両の外形形状データを取得する形状取得手段と、
前記車両のタイヤにより跳ね上げられる仮想粒体が描く軌跡であって、走行中の前記車両から見た相対飛翔軌跡を所定範囲内で算出する軌跡算出手段と、
前記相対飛翔軌跡と前記外形形状データとの交差位置を算出し、車両のボデーにおけるチッピング発生位置を推定するチッピング推定手段と、
を含むことを特徴とするチッピングシミュレーション装置。
Shape acquisition means for acquiring vehicle outer shape data;
A trajectory calculating means for calculating a relative flight trajectory as seen from the running vehicle, within a predetermined range, which is a trajectory drawn by the virtual particles bounced up by the tire of the vehicle;
A chipping estimation means for calculating an intersection position between the relative flight trajectory and the outer shape data, and estimating a chipping occurrence position in a vehicle body;
A chipping simulation apparatus comprising:
コンピュータを用いて車両を設計する車両設計方法であって、
コンピュータに、
車両の外形形状データを取得する形状取得ステップと、
前記車両のタイヤにより跳ね上げられる仮想粒体が描く軌跡であって、走行中の前記車両から見た相対飛翔軌跡を所定範囲内で算出する軌跡算出ステップと、
前記相対飛翔軌跡と前記外形形状データとの交差位置を算出し、車両のボデーにおけるチッピング発生位置を推定するチッピング推定ステップと、
前記推定されたチッピング発生位置に基づいて、前記外形形状を修正するステップと、
を実行させることを特徴とする車両設計方法。
A vehicle design method for designing a vehicle using a computer,
On the computer,
A shape acquisition step for acquiring vehicle outer shape data;
A trajectory calculating step for calculating a relative flight trajectory as seen from the traveling vehicle, which is a trajectory drawn by the virtual particles bounced up by the tire of the vehicle, and
Calculating a crossing position between the relative flight trajectory and the outer shape data, and estimating a chipping occurrence position in a vehicle body; and
Correcting the outer shape based on the estimated chipping occurrence position;
The vehicle design method characterized by performing .
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