(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車モジュールは自動車部品または自動車部品群であり、自動車モジュールはリンクによって互いに機能的に結合されている、デジタルシミュレーションシステムを用いた自動車の設計方法であって、設計方法は、
アセンブリモデルを形成するように自動車モジュールとリンクとを統合するステップと、
それぞれの自動車モジュールのモデルを作るために、自動車モジュールをモデリングするステップと、
各作業が、アセンブリモデルで互いに異なるそれぞれのインスタンス化を要求する、少なくとも２つの作業とアセンブリモデルとを関連付けるステップと、
それぞれのモデルの少なくとも１つについてメッシュ化と、各リンクの少なくとも１つについてメッシュ化を行うために、自動車モジュールのモデルのメッシュ化およびリンクのメッシュ化を行うステップと、を有し、
上記メッシュ化ステップにおいて、少なくとも１つのモデルについて、第１モデルのメッシュ化と、この第１モデルのメッシュ化と異なる第２のモデルのメッシュ化が行われ、
アセンブリモデルの各インスタンス化は、少なくとも２つの作業のそれぞれのテスト条件を含む少なくとも１つのカタログを参照することを含み、
少なくとも２つの作業のそれぞれのテスト条件は、それぞれのモデルのめいめいについてのメッシュ化要求を含み、少なくとも２つの作業のうちの第１の作業に対するメッシュ化要求は第１のモデルのメッシュ化を含み、少なくとも２つの作業のうちの第２の作業のメッシュ化要求は、第１のメッシュ化とは異なる第２のモデルのメッシュ化を含み、
アセンブリモデルのそれぞれのインスタンス化は、カタログのメッシュ化要求に従ったアセンブリモデルのそれぞれのメッシュ化と、デジタルシミュレーションによるアセンブリモデルのインスタンス化の有効化を含む、アセンブリモデルのインスタンス化を連続的に作るステップと、
を含む自動車の設計方法であって、
リンクを統合するステップが、自動車モデルの間でなく、自動車モデルのメッシュ間でもなく、自動車モジュール間で直接行われるので、アセンブリモデルはモジュールとリンクの幾何形状アセンブリであり、モデルのアセンブリやメッシュ化のアセンブリを含まず、アセンブリモデルの連続的なインスタンス化は、第１と第２のメッシュ化を持つ少なくとも１つのモデルのメッシュ化を再計算する必要はなく、リンクを再統合する必要もないことを特徴とするデジタルシミュレーションシステムを用いた自動車の設計方法。
【請求項２】
自動車モジュールの単数または複数が、幾何形状及びメッシュ形状でモデリングされることを特徴とする請求項１に記載の自動車の設計方法。
【請求項３】
モデル化ステップ、メッシュ化ステップ、及びデジタルシミュレーションステップを含むシーケンスが複数回反復されることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車の設計方法。
【請求項４】
アセンブリモデル中の少なくとも１つの自動車モジュールは、少なくとも１つのメッシュ表示形式でモデル化され、前記表示形式が、設計方法の実行中に再度メッシュ化されないことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の自動車の設計方法。
【請求項５】
アセンブリモデル中の少なくとも１つの自動車モジュールが、少なくとも１つの有限要素表示の形式でモデル化され、前記表示形式が、設計方法の実行中に再度メッシュ化されないことを特徴とする請求項４に記載の自動車の設計方法。
【請求項６】
関連付けるステップとメッシュ化するステップとの間に、アセンブリモデルに対する単数または複数の追加要素を各作業に付加するデータ作成ステップも含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の自動車の設計方法。
【請求項７】
単数または複数の追加要素中に単数または複数のセンサがあることを特徴とする請求項６に記載の自動車の設計方法。
【請求項８】
単数または複数の追加要素中に単数または複数の質量があることを特徴とする請求項６又は７に記載の自動車の設計方法。
【請求項９】
アセンブリモデルのインスタンス化を連続的に作製するステップは、当該リンクと少なくとも２つの作業にそれぞれ相当するそれぞれのリンクのパラメータとの間の対応関係を各リンクについて示すリンクインスタンス化カタログを参照して、リンクのそれぞれのインスタンス化を作製することを含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の自動車の設計方法。
【請求項１０】
各自動車モジュールは、部品群であることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の自動車の設計方法。
【請求項１１】
各自動車モジュールのモデルは、前記部品群のアセンブルの履歴を含み、機能別に構成されたパイロットプロダクトと、前記部品群によるアセンブルの履歴を含まず、部品別に構成されたリザルトプロダクトと、に関連付けされることを特徴とする請求項１０に記載の自動車の設計方法。
【請求項１２】
自動車の車体の設計方法であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の自動車の設計方法。
【請求項１３】
作業のうちの１つが衝撃に関する作業であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の自動車の設計方法。
【請求項１４】
作業のうちの１つが振動音響に関する作業であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の自動車の設計方法。
【請求項１５】
第１の作業が衝撃に関する作業であり、第２の作業が振動音響に関する作業であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の自動車の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、特に自動車の車体の設計方法の分野に関する。この種の設計方法においては、部品または部品群はまずモデリングされ、次にテストされる。
【背景技術】
【０００２】
先行技術によれば、部品または部品群をパラメータ化幾何形状でモデリングし、次にこれらをメッシュ化し、次に、部品間または部品群間に存在するリンクを統合することによりこれらをアセンブルする方法が知られている。このようにリンクの統合は部品または部品群のアセンブルのレベルではなく、メッシュのアセンブルのレベルで行われる。
【０００３】
この先行技術は欠点を有する。たとえば、メッシュ化するステップを複数回実行しなければならない場合はいずれも、結局部品または部品群のメッシュ化のアセンブルを行うことになる部品間または部品群間に存在するリンクを統合するステップも同じく複数回実行しなければならず、それにより設計時間が長くなりコスト高になる。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、メッシュ化ステップを反復する毎に、それに対応して部品あるいは相互にリンクされた部品群のアセンブルを行うリンクを統合するステップの反復を再度行わないようにすることを提案するものである。しかしながら、メッシュ化は反復される毎に異なり、前記メッシュ化が適用されるモデリングは反復される毎に変更されるので、メッシュ化以降の全ての作業を再度実行しなければならなくなる。したがって本発明は、反復する毎にリンクを統合するステップを再度実行する必要がないように、メッシュ化するステップを、リンクを統合するステップの後に移すことを提案する。そうすると、リンクの統合は、部品または部品群のメッシュのアセンブルではなく、また部品のモデリングまたは部品群のモデリングのアセンブルでもなくて、部品または部品群の幾何学形状のアセンブルとなる。したがって部品間あるいは部品群間に存在するリンクは、対応するメッシュ間のリンクの形態でもなく、また対応するモデリング間のリンクの形態でもなくて、部品間または部品群間のリンクの形態で統合される。このように本設計方法はリンクを統合するステップの反復をなくしたことにより高速化された。後で記述する図においてわかるように、自動車モジュール間に存在するリンクは、いったん統合されると、たとえメッシュのタイプが異なっていても、自動車モジュールがメッシュ化されるのと同様にメッシュ化ステップ実行中にメッシュ化される。自動車モジュール間に存在するリンクは、いったん統合されると、メッシュ化ステップ実行中にメッシュ化される。リンクは、そのリンクの位置、ならびにそのリンクの単数または複数の特性を含む。
【０００５】
本発明によれば、自動車モジュールが自動車の部品または自動車の部品群であり、自動車モジュールをモデリングするステップと、自動車モジュールのモデリングをメッシュ化するステップと、自動車モジュール間に存在するリンクをアセンブルモデル内に統合するステップとを含む自動車の設計方法であって、リンクを統合するステップが、自動車モジュールのモデリング間でもそれらのメッシュ間でもなく自動車モジュール間で直接行われることを特徴とする方法が提供される。
【０００６】
好ましくは、自動車モジュールは幾何形状およびメッシュ形状でモデリングされる。自動車モジュールのうちの少なくとも１つ、さらにはこれらの自動車モジュールのうちの複数が幾何形状およびメッシュ形状でモデリングされるのが有利かつ効果的である。メッシュ形状でのモデリングは有限要素表示に相当する。その場合、自動車モジュールのモデリングはハイブリッドモデリングである、すなわち、好ましくはパラメータ化された幾何形状の表示ならびにメッシュ表示すなわち有限要素表示の双方を各自動車モジュールに関連付けることができる。幾何形状モデリングはファイルとして存在するが、その中身は空でもよく、その場合、自動車モジュールは、設計方法の続きとして使用可能なものとしては、メッシュモデリングしかもたない。特に、複雑過ぎて効果的にパラメータ化することができない幾何形状を有する自動車モジュール、ならびにある想定する作業に関して相次いで行われる反復の間ほとんどまたは全く変化しない自動車モジュールの場合は、設計のこの上流の段階でメッシュモデリングを利用できるという可能性はきわめて有利である。あるプロジェクトから次のプロジェクトに移行しても、そのような自動車モジュールのメッシュ表示は、全くまたはほとんど変更することなく直接再度実行することができる。リンクを統合するステップは、自動車モジュールに関連付けられた種々の幾何形状の表示間でアセンブルが行われると仮定した場合そうであるように、あるいは自動車モジュールに関連付けられたモデリングの種々のメッシュ間でアセンブルが行われると仮定した場合そうであるように複数回行われるのではなく、自動車モジュール間で１回しか実行されない。
【０００７】
好ましくは、本自動車の設計方法は、同じアセンブルモデルの２つの作業間の異なるインスタンス化に相当する少なくとも２つの作業を前記同じアセンブルモデルに関連付ける少なくとも１つのステップを含み、メッシュ化するステップは、前記作業のために、あるいは前記作業のうちの少なくとも２つの作業のために、自動車モジュールのモデリングあるいは自動車モジュールのうちの少なくとも１つのモジュールのモデリングについて相互に異なるメッシュ化を実行する。この場合、自動車モジュール間に存在するリンクの統合による自動車モジュールのアセンブルは一度実行した後は作業毎に再利用することができるので、本発明による方法はきわめて有利である。
【０００８】
好ましくは、メッシュ化するステップに続いて、モデリングするステップを確定する役割をもつ数値シミュレーションステップがあり、モデリングするステップ、メッシュ化するステップ、および数値シミュレーションステップを含むシーケンスが複数回反復される。設計者は、数値シミュレーションの結果を見て、モデリングを改めてパラメータ化し、直前の工程の後のモデリングが改めて数値シミュレーションされ、以下、モデリングが最終的に確定されるまで連続反復により同様の作業が行われる。ここでも、自動車モジュール間に存在するリンクの統合による自動車モジュールのアセンブルは一度実行した後はシーケンスを反復する毎に再利用することができるので、本発明による方法はきわめて有利である。
【０００９】
好ましくは、アセンブルモデルは、少なくとも１つのメッシュ表示形式でモデリングされる少なくとも１つの自動車モジュールを含むので、そのような表示形式が設計方法の実行中に再度メッシュ化されることはない。したがって、パラメータ化が不要である場合である、自動車モジュールがほとんど変化しない所与の作業の場合、あるいはパラメータ化がきわめて複雑な場合である、自動車モジュールを変化させることがきわめて困難な場合、モジュールに関連付けられたメッシュ表示形式が直接使用されるので、それに続くメッシュ化作業が不要になる。有利な場合においては、同じく存在する幾何学形状表示は空であり、想定する作業の如何にかかわらずメッシュ表示で事足りる。この場合、アセンブルモデルは、もっぱら有限要素表示の形式でモデリングされる少なくとも１つの自動車モジュールを含むので、そのような表示形式が設計方法の実行中に再度メッシュ化されることはない。
【００１０】
本方法は、好ましい場合においては、関連付けるステップとメッシュ化するステップの間に、アセンブルモデルに対する単数または複数の追加要素を各作業に付加するデータ化ステップも含む。このデータ化ステップは、通常は、作業の変更時には更新しなければならないが、メッシュ化ステップの前にあるので、同一の作業の場合の確定のために行う数値シミュレーションを含む様々な反復時に再度行う必要はない。単数または複数の追加要素中に単数または複数のセンサがあるのが有利である。実際、ある興味深い測定を可能にするセンサを追加するかどうかは想定する作業によって異なる。単数または複数の追加要素中に単数または複数の質量があるのが有利である。実際、所与の作業に対して、自動車モジュールの局所的補強を可能にする質量の追加が通常必要とされる。データ化ステップの際には他のエンティティを導入することができる。
【００１１】
好ましくは、関連付けるステップは、リンクをインスタンス化するために、前記リンクと種々の作業にそれぞれ対応するリンクのインスタンス化との間の対応関係を各リンクについて定めるカタログを用いる。こうすることにより、いったんリンクが統合されると、各リンクの特徴は既にディレクトリ化されており、必要になる毎に再利用することができるため、設計方法を進行させるために設計者が行わなければならない作業は自動車モジュールのモデリングのパラメータの値の変更だけであるので、設計方法の自動化が改善される。
【００１２】
好ましくは、全ての自動車モジュールはモデリング化された部品群である。部品群とは、一般的に機能上相互にリンクされた複数の部品を含む車両のサブアセンブリである。したがって本設計方法はより大きなスケールで用いることができる。すなわち構成部品のレベルだけでなく、装置のレベル、さらには車両そのもののレベルでも用いることができる。有利には、モデル化された部品の各群に対し、前記部品群のアセンブルの履歴を含み機能別に構成されたパイロットプロダクトと、前記部品群のアセンブルの履歴を含まず部品別に構成されたリザルトプロダクトとが関連付けられる。したがって設計者は、アセンブルの中に統合するために必要な最小限の情報を含む要素、すなわちリザルトプロダクトと、たとえば自動車モジュールの設計が間違った方向をとっている場合、および設計方法においてずっと以前の進捗状態に戻ることが適当だと思われる場合に、直前のバージョンよりも前のバージョンである、取扱性は劣るが情報の内容が豊富なバージョンに戻れるようにする要素、すなわちパイロットプロダクトの双方を利用することができる。
【００１３】
本発明による自動車の設計方法は車体の設計の分野において有利に用いられる。作業のうちの１つは好ましくは衝撃に関する作業である。作業のうちの１つは有利には振動音響に関する作業である。
【００１４】
以下、非限定的な例として示した図面を用いて本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】パイロットプロダクトの例の略図である。
【図２】リザルトプロダクトの例の略図である。
【図３】アセンブルモデルの例の略図である。
【図４】アセンブルモデルの例の略機能図である。
【図５】同じアセンブルモデルに２つの作業を関連付ける例の略機能図である。
【図６】あるアセンブルモデルに対して１つの作業の１つのモデリングを関連付ける例の略機能図である。
【図７】図６と同じアセンブルモデルに対して別の作業の１つのモデリングを関連付ける例の略機能図である。
【図８】図６のデータ化の例の略図である。
【図９】図７のデータ化の例の略図である。
【図１０】図８のメッシュ化の例の略図である。
【図１１】図９のメッシュ化の例の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１はパイロットプロダクト例の略図である。パイロットプロダクトは機能別に切断される。パイロットプロダクトは、ジャンクションタイプの機能部分Ｊと、中空体タイプの機能部分ＣＣを有する。また、パネルタイプの機能部分をもつこともできる。パイロットプロダクトとは、パラメータ設定とアセンブル履歴とを含む形状記述である。
【００１７】
図２はリザルトプロダクト例の略図である。リザルトプロダクトは切断されて物理的部品になる。同製品は部品１および部品２を有する。リザルトプロダクトはパイロットプロダクトと関連付けられ、パラメータ設定も含むが、アセンブル履歴は全て省かれている。リザルトプロダクトは、本設計方法の以下の様々な段階の実行中に使用される要素である。
【００１８】
図３は、アセンブルモデル例の略図である。部品１および２はリンク３を介して結合される。このリンク３はたとえばＰＳＥすなわち「電気溶接点」タイプである。このリンク３はたとえばＰＳＥ１すなわち第１カテゴリの「電気溶接点」タイプである。カタログには各サービスについてこのリンクの特性値が記載される。たとえばＣＨＯＣ（衝撃）という作業の場合は、引っ張り剛性、回転剛性、質量、慣性、引っ張り時の減衰、回転時の減衰についての衝撃の特有値である。たとえばＡＣＯＵＳＴＩＱＵＥ  ＶＩＢＲＡＴＯＩＲＥ（振動音響）という作業の場合は、引っ張り剛性、回転剛性の振動音響の特有値である。リンク３は１回しか作成されないが、このリンク３の特性値は次に作業毎に指定され、したがって種々の作業が対象となるときには複数回指定される。
【００１９】
図４はアセンブルモデルの例の略機能図である。アセンブルモデルは、部品１、２および３の間に存在するリンクを網羅したものである。
【００２０】
図５は同じアセンブルモデルに２つの作業を関連付ける例の略機能図である。アセンブルモデルは、部品１、２および３の間に存在するリンクを網羅したものである。アセンブルモデルに２つの作業１および２が関連付けられる。カタログには、各作業１および２について、作業１および２にそれぞれ対応するモデリング１および２、部品１から３、ならびに作業１および２にそれぞれ対応する試験：条件１および２がある。たとえば作業１の場合、部品１はメッシュサイズ１２ｍｍの有限要素メッシュによりモデリングしなければならない。たとえば作業１の場合、部品２はメッシュサイズ５ｍｍの有限要素メッシュによりモデリングしなければならない。たとえば作業１の場合、部品３はメッシュサイズ５ｍｍの有限要素メッシュによりモデリングしなければならない。たとえば作業２の場合、部品１は作業２にとってなんら有利ではないため、モデリングしてはならない。たとえば作業２の場合、部品２はメッシュサイズ８ｍｍの有限要素メッシュによりモデリングしなければならない。たとえば作業２の場合、部品３はメッシュサイズ２０ｍｍの有限要素メッシュによりモデリングしなければならない。
【００２１】
図６および図７は同じアセンブルモデルに対して２つの作業の２つのモデリングを関連付ける例の略機能図である。２つの部品１および２はリンク３により相互に結合される。図６の作業１の場合、部品１および２のモデリングはパラメータ化幾何形状である。図７の作業２の場合、部品１のモデリングはパラメータ化幾何形状であり、部品２のモデリングは有限要素である。
【００２２】
図８および図９は図６および図７のデータ化の例の略図である。図８の作業１の場合、センサ４および質量５が付加される。図９の作業２の場合、図８の質量５とは異なる場所に質量６が付加される。その結果、仕様カタログにおいて、ある数のデータが回収される。各部品については、各作業に関連付けられたモデリングのタイプ、パラメータ化幾何学形状表示または有限要素モデリング、関連する材質の種類、およびそれらの物理的特性が回収される。また、試験条件、ならびにたとえばセンサまたは質量などデータ化のために用いられる要素に関する情報およびこれらセンサまたは質量の場所に関する情報も回収される。
【００２３】
図１０および図１１は図８および図９のメッシュ化の例の略図である。図１０の作業１の場合、要素１から５がメッシュ化されている。図１１の作業２の場合、要素１から３および６が別々にメッシュ化されているが、部品２は改めてメッシュ化されてはいない、というのは図７および図９におけるこの部品のモデリングは既に有限要素モデリングであったからである。したがって設計方法は、作業１および２のそれぞれについてデータファイルを自動的に生成し、そのファイルは、実行されたモデリングを確定するために数値シミュレーションシステムに送られる。
【００２４】
一度ループが実行されると、本発明による設計方法のユーザである設計者は、連続的繰り返しにより作業を進めることができる。設計者はパイロットプロダクト内で幾何形状モデリングパラメータを変更する。直接関連するリザルトプロダクトを更新すると、一方のプロダクトの変更内容のコピーを他方に送信することができる。設計者がアセンブルモデルを更新すると、組み込まれたリンクは保存されるが、必要であれば更新もされる。作業は更新され、データ化は保存され更新される。メッシュは自動的に更新される。数値シミュレーションのためのデータファイルが自動的に生成される。
【図１】
0005145351.tif 000002
【図２】
0005145351.tif 000003
【図３】
0005145351.tif 000004
【図４】
0005145351.tif 000005
【図５】
0005145351.tif 000006
【図６】
0005145351.tif 000007
【図７】
0005145351.tif 000008
【図８】
0005145351.tif 000009
【図９】
0005145351.tif 000010
【図１０】
0005145351.tif 000011
【図１１】
0005145351.tif 000012