(57)【要約】ダンパシステムを評価および調整するための方法およびシステムは、１つ以上の物理的ダンパシステムが実装される少なくとも１つの試験リグを含む。車両全体モデルおよび道路描写が、実際の試験軌道上で施行されるように、ダンパシステムを試験および評価または調整するための試験リグとともに使用される。車両全体モデルは、試験用ダンパシステムの特性を除去するように修正される。車両全体モデルの残りの部分は、試験リグへの入力として伝達される変位または負荷の形態で出力信号を生成し、それらの信号を適用する。試験リグは、ダンパシステムの除去されたモデルの代わりに、車両モデルへの入力となる補完的変位または負荷の形態の出力信号を測定する。このように、試験用の物理的ダンパシステムは、車両全体、道路、および操縦者のリアルタイムモデルに挿入される。
2010526317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダンパシステムおよび車両性能を評価するためのシステムであって、
少なくとも１つの試験用ダンパシステムが実装可能であって、試験用ダンパシステムに力および運動を制御可能に付与する、少なくとも１つの試験リグと、
データを処理するためのデータプロセッサと、
該試験用ダンパシステムの特性を除く車両全体をシミュレートする、車両モデルに関するデータと、道路描写に関するデータと、操縦および操縦者の挙動、試験リグパラメータ、コントローラパラメータ、試験データのうちの少なくとも１つに関するデータと、機械実行可能命令とを格納し、該命令は、該データプロセッサによる実行に応じて、該車両モデルモジュールを制御し、該車両モデルおよび該道路描写に基づいて、コマンド信号を生成し、該試験リグを制御し、該ダンパシステムに負荷を適用し、該試験リグの測定された応答を該車両モデルにフィードバックする、
データ記憶デバイスと
を含む、車両モデルモジュールと、
を備えている、システム
【請求項２】
前記車両モデルモジュールおよび前記試験リグに連結された監視装置をさらに備え、該監視装置は、該車両モデルおよび該試験リグを協動させ、前記コマンド信号を該試験リグに提供し、前記測定された応答を該車両モデルに提供するように構成されている、データプロセッサを備えている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記車両モデルの人間の操縦者制御構成要素は、前記車両のスピード、進路、位置、挙動、または状態のうちの少なくとも１つに対し、開ループを作動するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記車両モデルの人間の操縦者制御構成要素は、前記車両のスピードおよび進路に対し、閉ループを作動するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記車両全体モデルは、エンジン、伝動機構、タイヤ、車両力学、空気力学、操縦者、および道路のモデル化を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記車両全体モデルは、前記試験リグ内に物理的に存在しないダンパシステムのモデル化を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記データプロセッサは、収束反復プロセスによって、前記車両全体をモデル化し、前記車両モデル上の異なる位置に前記試験用ダンパシステムを仮想的に移動するように構成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記道路描写に関する前記データは、パラメータ：摩擦係数、粗度、勾配、曲率、障害物プロファイル、段差プロファイル、および温度のうちの少なくとも１つを含む、路面表面定義を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記試験リグは、前記ダンパを軸方向に変位させるように制御可能な負荷アクチュエータを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記試験リグは、前記ダンパに軸方向に負荷をかけるように制御可能な負荷アクチュエータを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記試験リグは、複数の前記負荷アクチュエータを含み、各負荷アクチュエータは、個別に制御可能である、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記試験リグは、前記ダンパシステム上にモーメントを入力するように制御可能なモーメント入力固定具を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記試験リグは、複数の試験台を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記監視装置および前記車両モデルモジュールは、他の車両構成要素の異なる構成要素試験リグに連結して、該異なる構成要素試験リグと相互作用し、該異なる構成要素試験リグおよび前記試験用ダンパシステムが実装される前記試験リグからの車両モデル結果に統合するように構成されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項１５】
ダンパシステムを評価し、車両性能を予測する方法であって、
少なくとも１つのダンパ構成要素を少なくとも１つの試験リグ上に実装することと、
該試験リグ上のダンパシステムを除く全体モデルである車両モデルをモデル化することと、
道路上の該モデル化された車両の状態および運動を決定することと、
変位および負荷制御信号のうちの少なくとも１つとして、該車両モデルおよびその状態に基づいて、該試験リグに対してコマンド信号を生成することと、
該コマンド信号に従って、該試験リグによって、該ダンパシステムに変位および負荷のうちの少なくとも１つを適用することと、
該試験リグにおいて、該ダンパシステムの得られた変位および／または負荷のうちの少なくとも１つを測定することと、
該測定された得られた変位および／または負荷のうちの少なくとも１つを該車両モデルに提供することと
を包含する、方法。
【請求項１６】
前記車両モデルは、リアルタイムで実行される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ダンパシステムの負荷は、実質的に前記モデルと同期して、前記試験リグに提供される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
車両の複数の物理的ダンパシステムは、少なくとも試験リグ上に実装され、同時に評価される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
サスペンション構成要素が実装される複数の試験リグを同時に制御することをさらに包含する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
ダンパシステム以外の物理的車両構成要素が実装される試験リグへの入力を制御することと、該試験リグから出力を受信し、該出力を前記車両モデルに提供することをさらに包含する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記ダンパシステムを環境条件に曝すことをさらに包含する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記試験リグによって、前記ダンパシステムに変位および負荷のうちの少なくとも１つを適用するステップは、負荷アクチュエータによって、該ダンパシステムに軸方向に負荷をかけることを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記試験リグは、複数の前記負荷アクチュエータを含み、各負荷アクチュエータは、前記それぞれのダンパシステムに軸方向に負荷をかけるように個別に制御可能である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記試験リグによって、前記ダンパシステムに変位および負荷のうちの少なくとも１つを適用するステップは、モーメント入力固定具によって、前記サスペンション構成要素上にモーメントを入力することを含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、概して、車両サスペンション試験および評価に関し、より具体的には、サスペンション構成要素、具体的には、ダンパシステムを試験および調整し、車両性能に及ぼすその影響、または構成要素に及ぼす車両の影響を決定するための方法ならびにシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本書の目的において、用語「ダンパ」および「ダンパシステム」は、エネルギーを消散または吸収するサスペンション構成要素のシステムを指すものとする。ダンパシステムは、以下；ダンパ、支柱、コイルオーバーダンパまたは支柱、揺動バンパー、スプリング、ブッシング、マウント、電子コントローラ、センサ、および／またはアクチュエータのうちの一部または全部を含んでもよい。
【０００３】
用語「サスペンション」は、通常、スプリング、ダンパ、および車両とその車輪を接続する連結のシステムを指す。サスペンションシステムは、車体位置、操縦性、ブレーキ、および運転の楽しみに貢献する一方、車両乗員の快適性を保ち、道路騒音、段差、および振動から合理的に隔離させるという、二重の目的を果たす。また、サスペンションは、他の制約の中でも特に、耐久性、安全性、およびパッケージング要件を満たさなければならない。これらの目標は、概して、対立するため、したがって、サスペンションの開発、検証、および調整は、道理に合った妥協案を見つけることを伴う。ダンパシステムは、サスペンション設計および機能の重要な構成要素である。自動車の前部および後部サスペンションの設計は、典型的には、異なる。
【０００４】
従来のスプリングおよびダンパは、受動的サスペンションと称される。サスペンションが外部から制御される場合、準能動的または能動的サスペンションである。準能動的サスペンションは、エアスプリングおよび可変弁オリフィスダンパ等のデバイス、種々の自己水平化ソリューション、ならびに他の類似システムを含む。
【０００５】
能動的または準能動的サスペンションは、リアルタイムに車両サスペンションおよび挙動に影響を及ぼし、自動車の運動を直接制御する手段と連結される、車両状態の電子監視装置を使用する。
【０００６】
一般に、サスペンションシステムは、大きく２つのサブグループに分類され得る（依存型および独立型）。これらの用語は、対向車輪が互いに個別に移動する能力を指す。依存型サスペンションは、通常、互いに平行かつ車軸と垂直に車輪を保持する活軸（単純梁または「カート」車軸）を有する。一方の車輪のキャンバーが変化すると、対向車輪のキャンバーも同様に変化する。独立型サスペンションは、対向車輪に影響を及ぼすことなく、独自に車輪を昇降させる。何らかの方法で車輪を連結するアンチロールバー等の他のデバイスを伴うサスペンションも、依然として、依存型に分類される。３つ目の種類は、準依存型サスペンションである。この場合、結合された車軸が、駆動車輪上で使用されるが、車輪は、固体部材と接続される（多くの場合、ｄｅＤｉｏｎ車軸）。これは、主に、ばね下重量の転で、「依存型」とは異なる。
【０００７】
車両サスペンション、特に、ダンパは、操縦性、乗り心地、快適性、ＮＶＨ（騒音、不快性、振動）等の所望の車両レベルの性能特性に合致するように、評価、試験、または調整されなければならない。現在、車両レベルの特性を査定するために、車両は、実際の構成要素を搭載して駆動されなければならい。本方法は、コストがかかり、遅く、再現不可能である。また、これは、典型的には、変更および再加工コストが高くなる、車両開発プロセスの後期に生じる。さらに、エンジニアは、サスペンションに及ぼす車両の影響を査定し、性能、耐久性、伝達性等の特性を判断することを所望する場合がある。
【０００８】
ダンパシステムは、乗り心地、快適性、および操縦性等の車両特性に影響を及ぼす。ダンパおよびブッシング等の構成要素は、試験機器内で特性解析されるが、そのような試験機器は、所与の構成要素に対する車両応答に直接関連しない、またはそれを測定しない。現在の試験機器は、サスペンション構成要素に負荷または変位時間履歴を適用し、得られた負荷または変位を測定することによって、サスペンションを特性解析する。本課題を実証する場合、異なる車載性能を伴う２つの異なるダンパは、従来の試験機器で評価されると、同一特性解析データをもたらし得る。
【０００９】
試験軌道上の実際の車両の場合、車両性能に関するサスペンションの影響の評価は、直接観察および測定可能である。したがって、車両性能の測定は、試験軌道プロセスに必然的な影響および再現性を測定する能力にのみ依存する。しかしながら、ダンパシステム性能の実験室の試験リグ評価の場合、測定された時間履歴または理想化された時間履歴のいずれかが、ダンパシステムのみに適用される。得られたダンパシステム負荷または変位は、パラメータマップ、傾度、または周波数応答関数等の簡素化された工学的条件に換算される。ダンパシステム性能の換算された工学的条件を使用して、試験結果が得られた後に適用される車両モデルまたは専門家の解釈を通して、得られた車両挙動を推測する。軌道試験は、本質的に、完全な車両レベルでの応答を提供する一方、完全車両を必要とし、また、車両の可用性、天気、および再現性の制限等の他の実践的に不利な条件、ならびにダンパ交換の時間集約的プロセスをもたらす。
【００１０】
実験室の試験リグ評価プロセスにおける制限は、簡素化モデルが、ダンパシステムに対して想定されていることである。これは、重要なサスペンション／構成要素特性を無視したモデルが使用可能であることを意味する。これは、特に、過渡または動的入力の際に明らかとなり、温度または湿度に敏感であって、あるいは摩擦等の非線形的影響を受け得る特性に当てはまる。さらに、本プロセスは、変わりつつあるダンパシステム特性を捕捉しない。最近の動向あるいは温度または摩擦等のモデル化が難しいパラメータに依存して変化するダンパシステム特性は、車両挙動を正確に予測するようには、実験室の試験リグ上で開発または測定されないであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、サスペンション／構成要素または車両全体の簡素化モデルに依存しない、サスペンション／構成要素の開発、評価、検証、および調整プロセスならびにシステムを提供する必要性が存在する。さらに、そのようなシステムでは、サスペンション／構成要素特性を捕捉し、その結果を車両レベルの特性に変換する必要性が存在する。
【００１２】
さらに、実際の車両を必要とせずに、構成要素に及ぼす車両の影響を査定する必要性が存在する。そのような評価においては、耐久性、ＮＶＨ、または他の特性に関して、構成要素を査定するために、構成要素は、運転中であるかのように、現実的車両ベースの入力を受けるであろう。現実的車両入力は、従来の試験リグベースの方法において一般的である簡素化された工学的入力（例えば、正弦波）に取って代わり得る。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この必要性および他の必要性は、本発明の実施形態によって達成され、少なくとも１つのダンパシステムが実装可能である試験リグと、車両モデルモジュールと、を備える、ダンパシステムを評価するためのシステムを提供する。試験リグは、負荷を試験用ダンパシステムに制御可能に適用する。車両モデルモジュールは、データを処理するためのデータプロセッサと、データ記憶デバイスと、を含む。データ記憶デバイスは、試験用ダンパシステムの特性を除く車両全体をシミュレートする、車両モデルに関するデータと、道路描写に関するデータと、機械可読命令と、を格納するように構成される。データプロセッサによる実行に応じて、命令は、データプロセッサを制御し、車両モデルに基づいて、コマンド信号を生成し、試験リグを制御し、ダンパシステムに負荷を適用し、ダンパシステムの測定された応答を車両モデルにフィードバックする。
【００１４】
開示される実施形態の上述および他の特長、側面、ならびに利点は、以下の発明を実施するための形態および添付の図面からより明白となるであろう。
【００１５】
本開示は、添付の図面の図において、制限ではなく、一例として示され、同一参照番号は、類似要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明のある実施形態に従って構築される、ダンパシステム評価のためのシステムの部分的斜視図および部分的ブロック図を示す。
【図２】図２は、図１のシステムのブロック図であって、システムの構成要素、すなわち、ソフトウェアおよび電子構成要素間の関係をさらに詳細に示す。
【図３】図３は、本発明の実施形態に従って構築される、図１に示される試験リグの一部の側面図である。
【図４】図４は、図３の一部の詳細である。
【図５】図５は、支柱または他のダンパシステム上のモーメントを決定する際のパラメータを示す、タイヤおよび支柱の概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態において使用可能なデータプロセッサシステムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
例証目的のために、以下の説明は、ダンパシステムを評価および調整するためのシミュレーションシステムの種々の例証的実施形態について記載する。試験リグの特定のシステムおよび構成が描写される。しかしながら、本開示の概念が、これらの特定の詳細を伴わずに、実践または実施され得ることは、当業者には明白であるだろう。他の事例では、周知の構造およびデバイスは、本開示を不必要に曖昧にすることを回避するために、ブロック図の形態で示される。また、説明を容易にするために、用語「ダンパ」および「ダンパシステム」は、以前に提示された定義に従って、全体を通して、ほぼ同じ意味で使用されるであろう。しかしながら、本説明の目的のために、本発明の実施形態は、ダンパシステム全体、またはダンパシステムの１つ以上の構成要素のみの試験および評価に適用可能であることを理解されたい。
【００１８】
本発明の実施形態は、ダンパ試験、特性解析、評価、モデル検証、または調整のプロセスに関連する課題に対処し、解決する。説明を容易にするために、用語「評価」は、試験、特性解析、評価、モデル検証、または調整のプロセスを指すために採用されるであろう。これらの課題は、少なくとも１つのダンパシステムが実装可能な試験リグと、車両モデルモジュールと、を備える、ダンパを評価するためのシステムを提供する本発明の実施形態によって、少なくとも部分的に解決される。試験リグは、試験用ダンパシステムに力および運動を制御可能に付与する。車両モデルモジュールは、データを処理するためのデータプロセッサと、データ記憶デバイスと、を含む。データ記憶デバイスは、試験用タイヤの特性を除く車両全体をシミュレートする、車両モデルに関するデータと、道路描写に関するデータと、機械可読命令と、を格納するように構成される。データプロセッサによる実行に応じて、命令は、データプロセッサを制御し、車両モデルに基づいて、コマンド信号を生成し、試験リグを制御し、ダンパシステムに力および運動を適用し、試験リグの測定された応答を車両モデルにフィードバックする。
【００１９】
本発明の実施形態によって達成される多数の潜在的利点が存在する。このようなものとして、車両全体によって、道路データを収集する必要なく、ダンパシステム試験を生じさせることが挙げられる。これによって、別様に可能なものよりも、設計プロセスにおいて早期に試験可能となる。
【００２０】
開示される実施形態の別の利点は、試験プロセスが、ダンパシステム特性を推定サスペンションモデルの簡素化された工学的条件に換算する必要がないことである。これは、実際のダンパシステムが、その非モデル化特性の全部とともに、実際の車両と相互作用するようにモデル化された車両と相互作用するためである。また、ダンパシステムは、試験リグフィードバックを通して、車両モデルと相互作用するため、ダンパシステム特性の変化は、実際の道路上で生じるように、適用される負荷に変化をもたらすであろう。したがって、より現実的ダンパ評価をもたらす。車両挙動に及ぼすダンパシステムの影響は、より不便な道路試験がダンパシステム／車両挙動を直接測定するように、車両モデルにおいて直接測定される。
【００２１】
さらに、ダンパシステムに及ぼすモデル化された車両モデルの影響は、より不便な道路試験の影響がダンパシステムの直接的観察または測定を可能にするように、試験リグ上のセンサによって、直接観察または測定されてもよい。また、本発明の実施形態によって、測定時に利用不可能である場合がある実際の車両または実際の道路のいずれも必要とせずに、道路上で生じるであろうものを表す条件下、ダンパを特性解析することが可能である。得られた特性解析は、正弦波入力等のより従来の人工的入力に基づく以前の特性解析よりも表象的であり得る。
【００２２】
別の利点は、時間のかかる負荷履歴反復補償が、試験リグの最小追跡エラー特性のため、本発明のある実施形態によって不必要となることである。また、あらゆる可能なダンパシステムのセットが、車載分析用のより少ないセットに縮小可能であって、軌道試験のコストおよび時間を削減する。
【００２３】
別の利点は、ダンパシステムの物理的構成要素を試験のための着目構成要素のみに隔離する能力である。これは、当然ながら、試験を実施するために、全部ではないにしても、車両の大部分が必要とされる試験軌道上で実施される評価には不可能である
設計プロセスの早期にサスペンション評価および調整を行なう能力は、ＮＶＨ、耐久性等の依存型車両特性に対する後期のサイクル変化および影響を回避する。また、本発明の実施形態は、実際の車両全体を必要とせずに、車両のパラメータに及ぼすダンパシステム設計および製造変化を査定する能力を提供する。これは、車両全体を必要とせずに、耐久性、性能、安全性、ＮＶＨ、および他の評価のために、多くの場合、早期かつ低コストでの評価の実行を可能にする。また、本発明の実施形態は、ダンパシステム構成要素摩耗の影響をより正確に誘発し、捕捉する能力を提供する。
【００２４】
自動車は、伝動機構、操縦者インターフェース、温度調節器およびエンターテインメント、ネットワークおよびインターフェース、照明、安全性、エンジン、ブレーキ、ステアリング、シャーシ等、異なる機能を実行するための種々のサブシステムを含む。各サブシステムは、構成要素、部品、および他のサブシステムをさらに含む。例えば、伝動機構サブシステムは、変速機コントローラ、変速機、動力分配装置、全輪駆動（ＡＷＤ）システム、電子安定制御システム（ＥＳＣ）、トラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）等を含んでもよい。シャーシサブシステムは、能動的または受動的ダンパ、スプリング、ブッシング、車体制御アクチュエータ、アンチロールバー等を含んでもよい。これらのサブシステムの設計および耐久性は、設計および製造プロセスの際に、試験および検証される必要がある。サブシステムの一部は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）を使用し、車両の駆動状態を能動的に監視し、サブシステムの動作および／または特性を動的に調節し、より優れた制御または快適性を提供する。車両評価のために使用されるモデルは、何らかの方法で、全関連サブシステムを含まなければならない。
【００２５】
本発明のある実施形態は、車両全体モデルと、道路描写と、１つ以上の物理的ダンパシステムが実装される少なくとも１つの試験リグとを組み合わせることによって、ダンパシステム試験、評価、または調整を行なう方法およびシステムを提供する。そのようなシステム１０の例示的実施形態は、図１に描写される。
【００２６】
システム１０は、少なくとも１つの試験リグ１２と、監視装置およびコントローラ（以下、「監視装置」）１４と、データ記憶デバイス１６と、環境および操作定義を含む、車両モデルモジュール１８と、を含む。ある記載される例示的実施形態では、車両モデルモジュール１８は、監視装置１４を実装するデータプロセッサから離れたデータプロセッサ上で実施される。他の例示的実施形態では、監視装置１４および車両モデルモジュール１８は、単一データプロセッサによって実現される。
【００２７】
図１に描写される試験リグ１２の構成は、単なる例示であって、他の構成および種類の試験リグが、本発明の範囲から逸脱することなく使用されてもよい。例示的試験リグ１２は、評価のために、１つ以上のダンパシステムを実装可能である。例証される実施例では、サスペンション構成要素は、変位または負荷を適用させ、得られた変位または負荷を測定させるように実装される、ダンパ２０および支柱２１である。
【００２８】
他の選択肢の中でも特に、種々の環境影響をシミュレート可能である。例えば、試験リグ１２またはダンパシステム２０は、温度調節チャンバ（図示せず）内に配置され、熱、冷気、湿気、水分、泥、塩、または他の環境要因の影響を制御および／または捕捉してもよい。
【００２９】
異なる環境および路面状態は、ソフトウェア内でシミュレートされてもよい。本発明の異なる実施形態では、道路表面は、ソフトウェアモデル内で定義される、または測定され、ソフトウェアコードに変換可能である。道路定義は、摩擦係数、粗度、勾配、曲率、段差、または障害物プロファイル、および温度等のパラメータを含み得る。環境シミュレーションは、風邪および空気等の車両に及ぼす影響を含んでもよい。
【００３０】
図１に示される試験リグ１２は、２つの試験台３０ａ、３０ｂを含み、ダンパ２０および支柱２１が、それぞれ、試験のために実装される。試験台３０ａ内のダンパ２０は、ホルダ３２によって、上下に保持される。試験リグ３０ａおよび３０ｂは、負荷および／または変位測定センサを含む。負荷アクチュエータ３４は、ダンパ２０に制御可能負荷および変位を提供する。負荷アクチュエータ３４は、垂直軸３８に沿って、独立垂直負荷および／または他の線形自由度を適用するように、個別に制御可能である。
【００３１】
試験台３０ｂ内の支柱２１は、ホルダ３２によって、上部に保持されるが、負荷アクチュエータ３４上に実装されるモーメント入力固定具３６によって、下部に保持される。負荷アクチュエータ３４は、垂直軸４０に沿って、独立垂直負荷および／または他の線形自由度を適用するように、個別に制御可能である一方、モーメント入力固定具３６は、水平軸４４の周囲の矢印４２の方向に、支柱２１上にモーメントを注入するように、個別に制御可能である。シミュレートされるモーメントは、ＭｃＰｈｅｒｓｏｎ支柱等の車載幾何学形状から生じ、モーメント誘発摩擦および吸着等の影響を捕捉する。負荷および変位を適用するための他の構成も、本発明の範囲から逸脱することなく、採用されてもよいため、モーメント入力固定具３６の使用は、単なる例示である。
【００３２】
ダンパ２０および支柱２１は、スプリングによって実装され、ダンパ軸外負荷の影響を捕捉してもよく、またはしなくてもよい。同様に、ダンパ２０および支柱２１は、車載ブラケット、上または下ブッシング、あるいは任意の他の着目車載構成要素の有無に関わらず、実装されてもよい。
【００３３】
モーメント入力固定具の例示的実施形態は、図３および４に示される。モーメント入力固定具３６は、負荷アクチュエータ３４上の底プレート５０によって実装され、したがって、軸４０に沿って、垂直に変位可能である。実装プレート５２は、枢動軸５４において、底プレート５０に実装される。実装プレート５２は、枢動軸５４によって画定される水平軸の周囲を枢動可能である。アダプタ５６は、支柱２１を実装プレート５２に実装する。
【００３４】
一対のピストン５８は、底プレート５０上に提供される。各ピストン５８は、ポート６０を通して、ピストン５８への圧力を制御するサーボバルブに連結される。ピストン５８は、実装プレート５２に作用し、枢動軸５４の周囲の実装プレート５２の枢動を制御する。実装プレート５２の枢動は、支柱２１上にモーメントをもたらす。支柱の基部におけるモーメントは、Ｍｘ＝Ｆｙ（ａ）−Ｆｚ（ｂ）として定義される（図５参照）。車両モデル２６におけるように駆動される場合、支柱２１上のモーメントがモーメントＭｘに対応するはずであるように、モーメント入力固定具３６は、必要値Ｆｙ、Ｆｚ、ａ、ｂを決定するリアルタイム車両全体モデル２６から計算されるように、支柱２１にモーメントを適用する。図３および４内のモーメント入力デバイスは、異なるエネルギー源を使用して、同一負荷機能を実行する他の構成で置換されてもよい。
【００３５】
負荷アクチュエータ３４は、Ｚ方向の力を制御し、モーメント入力固定具３６は、水平軸の周囲のモーメント入力を制御する。サスペンション構成要素、すなわち、ダンパ２０および支柱２１の位置付けは、車両モデルモジュール１８によって、監視装置１４に提供される。順に、監視装置１４は、コマンド信号を試験リグ１２に発し、車両モデルモジュール１８によって提供される位置または負荷に従って、負荷アクチュエータ３４およびモーメント入力固定具３６を制御する。ロードセルおよび／または位置センサ（図示せず）は、監視装置１４を通して、車両モデル２６に戻される測定された力およびモーメントを表すロードセルからの負荷測定値を示す信号とともに、提供される。例えば、本発明の実施形態は、ダンパシステム応答を測定可能である。
【００３６】
上述のように、本発明の実施形態は、車両全体モデルと、道路描写と、１つ以上の物理的ダンパシステムが実装される試験リグとを組み合わせることによって、ダンパシステム試験、特性解析、モデル検証、評価、または調整を行なう。この目的を達成するために、車両定義および道路定義２４が、車両モデルモジュール１８の車両モデル２６への入力として提供される。また、操縦データベース２８が、車両モデル２６への入力として提供される。操縦者の操縦、時間履歴、または数学的関数は、ダンパシステムによって影響を受ける、必要とされる車両の数的指標を喚起するために定義される。
【００３７】
車両モデル２６の出力、例えば、位置は、ダンパ２０および支柱２１等のダンパ構成要素に適用されるはずである。監視装置１４は、本情報に基づいて、コマンド信号を生成し、例えば、負荷アクチュエータ３４およびモーメント入力固定具３６を含む、試験リグ１２を制御する。監視装置１４は、試験リグ１２から受信した力およびモーメント等の測定値を提供し、これらを車両モデル２６に入力する。力およびモーメントは、異なる軸上に提供されるロードセル等の任意の好適なデバイスによって、試験リグ１２で測定可能である。
【００３８】
本発明の実施形態は、車両全体モデルと、道路描写と、物理的サスペンションを伴う試験リグとを組み合わせる。モデル化技術は、広く使用されており、当業者に周知である。シミュレーションモデルを構築するためのツールを供給する企業として、Ｔｅｓｉｓ、ｄＳＰＡＣＥ、Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、およびＴｈｅ  Ｍａｔｈ  Ｗｏｒｋｓが挙げられる。ＨＩＬを提供する企業として、ｄＳＰＡＣＥ、ＥＴＡＳ、Ｏｐａｌ  ＲＴ、Ａ＆Ｄ等が挙げられる。車両全体モデル２６は、ある実施形態では、図２に見られるように、別個のデータプロセッサ３０によって、リアルタイムで実行される。車両全体モデル２６は、リアルタイムに実行される以下の車両機能を含み得る。エンジン、伝動機構、タイヤ、車両力学、サスペンション、空気力学、操縦者、道路。上述のように、少なくとも１つの物理的ダンパシステム構成要素が試験に使用され、本サスペンション構成要素は、モデル内にはない。試験リグ１２上に物理的に存在しない場合、他のダンパシステム構成要素は、モデル化される。故に、ダンパ２０または支柱２１等の単一物理的ダンパシステムのみ、車両全体モデル２６においてモデル化された他のサスペンション構成要素とともに、試験されてもよい。代替として、ある実施形態では、物理的に存在するダンパシステム２０からの反復測定値に基づいて、車両の他方のコーナーのダンパシステムが物理的に存在しない場合、収束法を使用して、車両性能に及ぼすサスペンションの影響を決定する。本ダンパシステムは、ソフトウェアによって、車両全体モデル２６における仮想車両上の種々の位置に交換される。反復技法を使用して、実際のダンパシステムデータまたはシミュレーションソリューションを使用して、サスペンションモデルを投入する、あるいは車両応答を決定することによって、規定のエラー制限内で、あるソリューションに収束させる。
【００３９】
モデルの状況は、ステアリング、スロットル、ブレーキ、およびギアの操縦者の入力、ならびに空気動的力等の外部障害を考慮して、地面上の車両の運動を予測するものである。モデルは、操縦者に対して開ループで作動可能であって、操縦者の入力対時間を再現する。モデルは、操縦者の入力が調節され、車両のスピードおよび進路が維持される場合、操縦者に対して閉ループで作動可能である。
【００４０】
上述のように、車両全体モデル２６は、試験用ダンパシステム構成要素の特性を除去するように修正される。車両全体モデル２６の残りの部分は、信号を適用するために、試験リグ１２への入力信号として伝送される変位または負荷の形態で、上述の出力信号が提供される。試験リグ１２は、試験用サスペンション構成要素または複数の構成要素のうちの除去されたモデルの代わりに、車両全体モデル２６への物理的入力となる、補完的変位または負荷の形態の出力信号を測定する。このようにして、試験用の物理的ダンパシステム構成要素は、車両全体、道路、操縦者のリアルタイムモデル２６内に挿入される。
【００４１】
本発明の試験方法の実施形態は、開ループまたは閉ループ操縦者のいずれかによって、実際の試験軌道上におけるように施行される。試験リグ１２は、車両全体モデル２６と作用して、実際の道路上で生じる負荷に類似するように、ダンパシステム構成要素に負荷を適用する。試験リグ１２のコマンドは、事前に既知ではないため、したがって、修正された負荷時間履歴を作成するための反復制御技法は、使用されない場合がある。試験リグ制御は、最小コマンド追跡エラーを生成するように設計される。システム識別技術は、最小追跡エラーを達成する。
【００４２】
ある実施形態では、他の物理的サスペンション構成要素が提供される。例えば、スプリング／コイルアセンブリが提供され、ダンパモーメントおよび他のスプリングの影響を捕捉してもよい。また、ある実施形態では、揺動バンパーが、さらに他の実施形態では、上下ダンパブッシングが、含められ、試験されてもよい。また、ある実施形態では、ダンパまたは支柱マウントが含められてもよい。
【００４３】
図１および２は、ダンパシステムを試験するための単一試験リグ１２のみを描写する。本発明の他の実施形態（図示せず）では、タイヤ、ステアリング等の他の構成要素試験リグは、リアルタイムモデルおよび監視装置を介して、ダンパシステムに連結され、複数の機械的および／または電子ならびにソフトウェアシステムをリアルタイムで査定する。
【００４４】
図２を参照すると、監視装置１４は、第２のデータプロセッサ３２によって提供されるように描写されるが、データプロセッサ３０および３２は、ある実施形態では、単一データプロセッサによって実現されてもよい。データプロセッサ３２によって実行されるソフトウェアは、データプロセッサ３０によって実行される車両全体モデル、ＨＩＬ（ハードウェアインループ）システム（存在する場合）、および試験リグ１２を協動させる。システムは、車両、構成要素制御ソフトウェア、操縦者モデル、または操縦定義を変更し、欠点を見つける、または標的特性のリストによって定義される局所／大域的最適設定を検索可能な、自動方法／シーケンスを提供する。ある実施形態では、車両全体モデル２６は、車両電子ネットワークと統合し、シミュレートする。サスペンションまたは車両（電子制御ユニット）ＥＣＵは、ＨＩＬ  ＥＣＵ試験システムの有無にかかわらず含められ、車載動作をシミュレートするために必要とされるＥＣＵ車両パラメータを提供してもよい。
【００４５】
好適なデータプロセッサ（３０または３２）の例示的実施形態のさらに詳細な説明は、図６に提供されるが、図２は、配列１０の全体図を提供し、説明される。シミュレーションモデル２６は、車両制御モジュール１８によって実行され、少なくとも部分的に、データプロセッサ３０によって具現化されてもよい。ある実施形態では、データプロセッサ３０は、車両モデルを実行するための複数のモジュールを含む。これらは、例えば、モデル最適化およびマッピング、カスタマシミュレーションモデル、コード生成、ランタイムツール、ならびにシミュレーション視覚化を含む。データプロセッサは、シミュレーションモデルのリアルタイム実行を行ない、信号および通信インターフェースを含む。
【００４６】
また、データプロセッサ３２によって具現化される監視装置１４は、例えば、複数のモジュールを有する。これらは、装置システム初期化、システム設定、手動制御、自動シークエンシング、サブシステム管理、システム状態、装置視覚化、装置較正、リアルタイム自由度制御、データ取得、信号管理、および安全性管理を含む。
【００４７】
データ取得コントローラ３４は、試験リグ１２からデータ信号を取得し、それを監視装置１４のデータプロセッサ３２に提供する。データ信号は、ロードセル（図示せず）によって生成される。データは、監視装置１４によって、車両モデル２６内で使用するために、データプロセッサ３０に出力される。
【００４８】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）３６は、ある実施形態では、評価プロセスの一部であって、ダンパシステム２０の場合のように、車両モデル２６から除去可能である。試験用ＥＣＵ３６は、能動的サスペンションシステム、例えば、または一部の他のシステムの一部であってもよい。バス監視は、バスモニタ３８によって行なわれてもよい。
【００４９】
本発明の方法は、リアルタイム試験リグ制御遅延を低減し、必要に応じて、試験リグセンサを補償する。センサ信号は、最小遅延を伴って、車両モデルに通信され、モデルの安定した動作を可能する。車両全体モデル２６からのデータは、捕捉および格納され、実験結果として機能し得る。同様に、サスペンション構成要素からのデータは、捕捉および格納され、実験結果として機能し得る。
【００５０】
図６は、データ処理システム３０の例示的実施形態を示し、リアルタイム車両全体シミュレーションモデル２６が、車両モデルモジュール１８によって実施され得る、ブロック図である。類似データ処理システムが、監視装置１４を備えるデータ処理システムのために採用されてもよい。データ処理システム３０は、バス８０２または情報を通信するための他の通信機構と、情報を処理するためにバス８０２と連結されるプロセッサ８０４と、を含む。また、データ処理システム３０は、プロセッサ８０４によって実行される情報および命令を格納するために、バス８０２に連結されるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または他の動的記憶デバイス等、メインメモリ８０６を含む。また、メインメモリ８０６は、プロセッサ８０４によって実行される命令の実行の際、一時的変数または他の中間情報を格納するために使用されてもよい。データ処理システム３０は、プロセッサ８０４のための静的情報および命令を格納するために、バス８０２に連結される読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）８０９または他の静的記憶デバイスをさらに含む。磁気ディスクまたは光ディスク等の記憶デバイス８１０は、情報および命令を格納するために提供され、バス８０２に連結される。ある実施形態では、データ記憶デバイス８１０は、記憶デバイス１６を備える。
【００５１】
データ処理システム３０は、オペレータに情報を表示するために、バス８０２を介して、ブラウン管（ＣＲＴ）等のディスプレイ８１２に連結されてもよい。英数字および他のキーを含む、入力デバイス８１４は、情報およびコマンド選択をプロセッサ８０４に通信するために、バス８０２に連結される。別の種類のユーザ入力デバイスは、方向情報およびコマンド選択をプロセッサ８０４に通信し、ディスプレイ８１２上でカーソル移動を制御するために、マウス、トラックボール、またはカーソル方向キー等のカーソル制御８１６である。
【００５２】
データ処理システム３０は、メインメモリ８０６内に含有される１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを実行するプロセッサ８０４に応答して、制御される。そのような命令は、記憶デバイス８１０（１６）等の別の機械可読媒体から、メインメモリ８０６内に読込まれてもよい。メインメモリ８０６内に含有される命令のシーケンスの実行によって、プロセッサ８０４は、本明細書に記載のプロセスステップを行なう。代替実施形態では、配線で接続された回路が、本開示を実施するためのソフトウェア命令の代わりに、またはそれと組み合わせて、使用されてもよい。したがって、本開示の実施形態は、ハードウェア回路およびソフトウェアの任意の特定の組み合わせに制限されない。
【００５３】
本明細書で使用される用語「機械可読媒体」とは、実行のために、プロセッサ８０４に命令を提供する際に関与する任意の媒体を指す。そのような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体、および伝送媒体を含む、多くの形態をとり得るが、それらに限定されない。不揮発性媒体は、例えば、記憶デバイス８１０（１６）等の光または磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ８０６等の動的メモリを含む。伝送媒体は、バス８０２を備えるワイヤを含め、同軸ケーブル、導線、および光ファイバを含む。また、伝送媒体は、電波および赤外線データ通信の際に生成されるような、音波または光波の形態をとることが可能である。
【００５４】
機械可読媒体の一般的形態は、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、または任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、任意の他の光媒体、パンチカード、穿孔テープ、孔パターンを伴う任意の他の物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップまたはカートリッジ、以下に記載される搬送波、あるいはデータ処理システムが読込み可能な任意の他の媒体を含む。
【００５５】
種々の形態の機械可読媒体は、実行のために、１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスをプロセッサ８０４に搬送する際に伴われてもよい。例えば、命令は、最初は、遠隔データ処理システムの磁気ディスク上に搬送されてもよい。遠隔データ処理システムは、その動的メモリ内に命令をロードし、モデムを使用して、電話線を介して、命令を送信可能である。データ処理システム３０に局所的モデムは、電話線上でデータを受信し、赤外線送信機を使用して、データを赤外線信号に変換することが可能である。赤外線検出器は、赤外線信号として搬送されるデータを受信可能であって、適切な回路は、バス８０２上にデータを置くことが可能である。バス８０２は、プロセッサ８０４が命令を読み出し、実行するメインメモリ８０６にデータを搬送する。メインメモリ８０６によって受信される命令は、随意に、プロセッサ８０４による実行前または後のいずれかに、記憶デバイス８１０（１６）上に格納されてもよい。
【００５６】
また、データ処理システム３０は、バス８０２に連結される通信インターフェース８１９を含む。通信インターフェース８１９は、ローカルネットワーク８２２に接続されるネットワークリンクに連結する双方向データ通信を提供する。例えば、通信インターフェース８１９は、総合デジタル通信網（ＩＳＤＮ）カードまたはモデムであって、対応する種類の電話線とのデータ通信接続を提供してもよい。別の実施例として、通信インターフェース８１９は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）カードであって、互換ＬＡＮとのデータ通信接続を提供してもよい。また、無線リンクが実施されてもよい。任意のそのような実施では、通信インターフェース８１９は、種々の種類の情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気、電磁、または光信号を送受信する。
【００５７】
ネットワークリンク８２０は、典型的には、１つ以上のネットワークを通して、他のデータデバイスにデータ通信を提供する。例えば、ネットワークリンク８２０は、ローカルネットワーク８２２を通して、ホストデータ処理システムまたはインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）８２６によって作動されるデータ機器との接続を提供してもよい。次いで、ＩＳＰ８２６は、ワールドワイドパケットデータ通信ネットワーク（現在、一般的には、「インターネット」８２９と称される）を通して、データ通信サービスを提供する。ローカルネットワーク８２２およびインターネット８２９は両方、デジタルデータストリームを搬送する電気、電磁、または光信号を使用する。種々のネットワークを通しての信号と、ネットワークリンク８２０上および通信インターフェース８１９を通しての信号は、データ処理システム３０との間でデジタルデータをやりとりし、情報を伝える例示的形態の搬送波である。
【００５８】
データ処理システム３０は、ネットワーク、ネットワークリンク８２０、および通信インターフェース８１９を通して、メッセージを送信し、プログラムコードを含む、データを受信可能である。インターネット実施例では、サーバ８３０は、インターネット８２９、ＩＳＰ８２６、ローカルネットワーク８２２、および通信インターフェース８１９を通して、アプリケーションプログラムのために必要なコードを伝送してもよい。
【００５９】
また、データ処理は、ＵＳＢポート、ＰＳ／２ポート、シリアルポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、赤外線通信ポート等、または他の専用ポート等、周辺機器に接続し、通信するための種々の信号入力／出力ポート（図示せず）を有する。測定モジュールは、そのような信号入力／出力ポートを介して、データ処理システムと通信してもよい。
【００６０】
したがって、本発明の実施形態は、車両全体モデル、道路描写、および実際の車両の少なくとも１つのコーナーを表す少なくとも１つの物理的ダンパシステムを伴う試験リグの組み合わせを採用することによって、ダンパシステム評価及び調整のための改良された方法およびシステムを提供する。ダンパ評価は、車両全体による道路データを収集する必要なく生じ得、別様に可能なものよりも早期試験が可能となる。ダンパシステムは、実際の車両または実際の道路のいずれも必要とせずに、道路上で生じるであろうものを表す条件下、特性解析されることが可能である。ダンパシステムは、試験リグフィードバックを通して、車両モデルと相互作用するため、ダンパシステム特性の変化は、実際の道路上で生じるように、適用される負荷の変化をもたらし、それによって、より現実的な試験となる。本発明の実施形態は、その非モデル化特性の全部を伴う実際のダンパが、実際の車両によるように、モデル化された車両と相互作用するため、ダンパシステム特性の推定ダンパモデルの工学的条件への換算を必要としない。
【００６１】
本発明の実施形態が、詳細に説明および図示されたが、これらは、例証および例示のみであって、制限としてとらえられるべきではなく、本発明の範囲は、添付の請求項によってのみ制限される。
【図１】
2010526317.tif 000003
【図２】
2010526317.tif 000004
【図３】
2010526317.tif 000005
【図４】
2010526317.tif 000006
【図５】
2010526317.tif 000007
【図６】
2010526317.tif 000008
【国際調査報告】
2010526317.tif 000009
2010526317.tif 000010