(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＤシステムを利用してサスペンションのシミュレーションモデルを生成する車両用サスペンションの設計支援方法において、
ＣＡＤシステムのＣＰＵが、
サスペンションの定義点に諸元値を入力する諸元値入力テーブルを記憶装置から読み出して表示装置の諸元値入力ウインドウに表示する手順と、
設計対象のサスペンションを選択するパラメータの、マン／マシンインターフェースに対する入力操作を検出する手順と、
前記パラメータに基づいて設計対象のサスペンションを選択する手順と、
前記選択されたサスペンションの干渉等解析モデルを前記記憶装置から読み出して表示装置の干渉等解析ウインドウに表示する手順と、
前記選択されたサスペンションに関して入力不要な定義点を前記諸元値入力ウインドウ上で視覚的に表現する手順と、
前記選択されたサスペンションの動特性解析モデルを前記記憶装置から読み出して表示装置の動特性解析ウインドウに表示する手順と、
前記諸元値入力ウインドウ、干渉等解析ウインドウおよび動特性解析ウインドウのいずれかで、マン／マシンインターフェースから入力された各定義点の諸元値を検出する手順と、
前記諸元値入力ウインドウ、干渉等解析ウインドウおよび動特性解析ウインドウのいずれかで各定義点が入力されたことを検知して、当該入力内容を他のウインドウに反映する手順と、
前記各定義点の諸元値に基づいてシミュレーションモデルを生成する手順とを含むことを特徴とする車両用サスペンションの設計支援方法。
【請求項２】
前記サスペンションのパラメータとして、サスペンションの型式、ステアリング機構、クッションスプリングの取り付け位置、および適用車両の駆動方式の少なくとも一つを指定する入力操作が検出されることを特徴とする請求項１に記載の車両用サスペンションの設計支援方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＡＤシステムを利用してサスペンションのシミュレーションモデルを生成する車両用サスペンションの設計支援方法に係り、特に、サスペンションの型式や機構等にかかわらず、その定義点に諸元値を容易に入力できるようにした車両用サスペンションの設計支援方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、設計対象物を構成する構成要素のレイアウトに関する妥当性を確認するために、設計対象物を実際に試作する前に、その三次元モデルをコンピュータ上で仮想的に組み上げ、各構成要素の相互間の干渉の有無を検出することで設計者の便宜を計る設計支援システムが提案されている。
【０００３】
正確な三次元モデルを作成するためには、三次元モデルの主要な部位について、その空間座標を入力して各動作点を正確に定義する必要がある。三次元モデルが固定的であれば、座標を入力すべき定義点の位置や個数が明らかであり、キーボード等のテンキーから数値を入力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の設計支援システムを車両用サスペンションの設計に適用する場合を考えると、車両用のサスペンションには、良く知られるように、二輪車用および四輪車用があり、さらにストラット型、（ダブル）ウィッシュボーン型、トレーリングアーム型あるいはマルチリンク型といった複数の型式がある。また。型式が同一であっても、駆動輪に適用する場合と従動輪に適用する場合とでは機構が異なり、操舵輪に適用されるか否かによっても機構が異なる。
【０００５】
そして、サスペンションの型式や機構が異なれば、空間座標を入力すべき定義点の位置や個数も異なる。このため、オペレータは空間座標を入力すべき定義点の位置や個数を直ぐには認識できず、その入力に手間と時間を要するのみならず、全てを正しく入力できるとは限らないという技術課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、サスペンションの型式や機構の違いにかかわらず、それぞれに固有の定義点を容易に認識でき、かつ各定義点への諸元値の入力を簡単に行えるようにした車両用サスペンションの設計支援方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、ＣＡＤシステムを利用してサスペンションのシミュレーションモデルを生成する車両用サスペンションの設計支援方法において、設計対象のサスペンションを指定する手順と、指定されたサスペンションに固有の諸元値入力ウインドウを開く手順と、前記諸元値入力ウインドウ上で、当該サスペンションに固有の各定義点に諸元値を入力する手順と、各定義点の諸元値に基づいてシミュレーションモデルを生成する手順とを含むことを特徴とする。
【０００８】
上記した特徴によれば、設計対象のサスペンションを指定することにより、そのシミュレーションモデルの生成にあたって空間座標等の諸元値を入力しなければならない固有の定義点が表示されるので、オペレータはサスペンションの型式や機構にかかわらず、諸元値を入力しなければならない定義点を簡単に認識できるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明を適用したＣＡＤシステムのブロック図であり、ＣＰＵ１１と、マン／マシンインターフェースとしてのキーボード１２および表示部１３と、ＣＡＤシステムのメインプログラムや三次元モデルの画像データが格納された内部記憶装置（ＨＤＤ）１４と、基準データ等を記憶するＲＯＭ１５と、ＣＰＵ１１のワークエリアとして機能するＲＡＭ１６と、外部インターフェース１７と、当該外部インターフェース１７を介して接続された外部記憶装置２０とを含む。
【００１０】
前記キーボード１２からは、設計対象サスペンションを指定するパラメータや、サスペンションの形状を特定するための諸元値が入力される。内部記憶装置１４には、サスペンションの型式や機構ごとに、その代表的は三次元モデルが予め複数格納されている。なお、内部記憶装置１４および外部記憶装置２０の利用形態は上記に限定されず、プログラムやデータの格納先としていずれの記憶装置を選択するかは任意に設定、変更可能である。
【００１１】
次いで、図２のフローチャート、および図３ないし１１の画面表示例を参照して本実施形態の動作を説明する。
【００１２】
ステップＳ１では、設計しようとするサスペンションの型式、機構、適用車両の駆動方式等を指定する諸元値入力テーブルが内部記憶装置１４から読み出され、表示部１３に開かれた諸元値入力ウインドウＷinに表示される。
【００１３】
図３は、諸元値入力ウインドウＷinの一例を示した図であり、諸元値入力テーブルには、サスペンションの型式等を指定するためのセレクトタイプ領域３０と、三次元モデルの所定の定義点に空間（三次元）座標を諸元値として入力するキネマティックコーディネート領域３１と、各機構部の長さや角度等を諸元値として入力するジオメトリ領域３２とが設けられている。
【００１４】
前記セレクトタイプ領域３０では、駆動方式（POWER TRAIN)を選択するアイコンボタン３０１と、サスペンションの型式(SUS-TYPE)を選択するアイコンボタン３０２と、ステアリングのリンク機構(STRG.-TYPE)を選択するアイコンボタン３０３と、クッションスプリングの取り付け位置(CUSH.-MOUNT) を選択するアイコンボタン３０４とが用意されている。
【００１５】
ステップＳ２では、前記各アイコンボタン３０１〜３０４を操作して設計対象のサスペンションを指定する。図３の例では、駆動方式として四輪駆動(4WD) が指定され、サスペンションの型式としてダブル・ウィッシュボーン(DOUBLE W.B.) が指定され、ステアリング機構としてアーム(ARM) が指定され、クッションスプリングの取り付け位置として上側アーム(UPPER) が指定されている。
【００１６】
以上のようにしてサスペンションの型式等の指定が終了すると、ステップＳ３では、今回の選択条件を満足するサスペンションの代表的な干渉等解析モデル（第１解析モデル）が内部記憶装置１４から選択的に読み出されて表示部１３に表示される。
【００１７】
図４は、前記干渉等解析モデルの表示例を示した図であり、前記諸元値入力ウインドウＷinとは別の干渉等解析ウインドウＷkcが新たに開かれて表示される。この干渉等解析モデルでは、各部の干渉の有無をはじめとして、様々な解析が行われる。
【００１８】
ここでは、四輪駆動車に適用されるダブル・ウィッシュボーンが選択されているので、上下に２つのサスペンペンションアーム（アッパ・アーム６１およびロア・アーム６２）を備え、かつタイ・ロッド６４とドライブシャフト６５とを備えている。さらに、ステアリング機構としてアーム形式が選択され、コイルスプリング６３の取り付けアームとしてアッパ・アーム６１が選択されているので、コイルスプリング６３がアッパ・アーム６１に連結されている。
【００１９】
ロア・アーム６２の揺動端は定義点Ａであり、その２つの揺動支点は定義点Ｂ，Ｃである。同様に、アッパ・アーム６１の揺動端は定義点Ｅであり、その２つの揺動支点は定義点Ｆ，Ｇである。コイルスプリング６３の上端は定義点Ｔ，コイルスプリング６３とアッパ・アーム６１との連結点は定義点Ｕ、ステアリングシャフト６４とステアリングロッド６３との連結点は定義点Ｒ、ドライブシャフト６５の両端は定義点Ｐ，Ｗである。定義点θはステアリングシャフトの取り付け角度を表している。
【００２０】
ステップＳ４では、前記諸元値入力ウインドウＷinにおいて、空間座標の入力が不要な定義点の諸元値入力ボックスの表示が濃色から淡色に変化し、その入力が不要である旨が視覚的に表現されると共に、その諸元値の入力が不能化される。本実施形態のように、「4WD 」，「DOUBLE W.B. 」，「ARM 」，「UPPER 」の組み合わせでは、定義点Ｄ，Ｈの諸元値入力ボックスが淡色表示となり、その入力が不能化される。
【００２１】
このように、本実施形態では、サスペンションの型式や適用車両の駆動方式等のパラメータを指定すれば、そのシミュレーションモデルの生成に必要な定義点が全て選択される。したがって、オペレータはサスペンションの型式等にかかわらず、選択された定義点に諸元値を入力すれば必要な諸元値を漏らさずに全て入力することができ、所望のシミュレーションモデルを簡単かつ確実に生成することができる。
【００２２】
図５は、上記とは異なるサスペンションタイプを選択した場合の諸元値入力ウインドウＷinの表示例を示した図であり、ここでは、駆動方式として前輪駆動（ＦＦ）が選択され、サスペンションの型式としてダブル・ウィッシュボーンが選択され、ステアリング機構としてアームが選択され、クッションサスペンションの取り付け位置としてアッパ・アームが選択されている。
【００２３】
図６は、上記した指定に基づいて内部記憶装置１４から選択的に読み出されて表示される干渉等解析モデルの表示例を示した図であり、前記図４と比較すれば明らかなように、ここでは２ＷＤが指定されているので前記ドライブシャフト６２が省略されている。また、図５の諸元値入力ウインドウＷin上でも、ドライブシャフト６２に関する定義点Ｐ，Ｗが新たに定義不要点となっている。
【００２４】
図７は、上記とは更に異なるサスペンションタイプを選択した場合の諸元値入力ウインドウＷinの表示例を示した図であり、ここでは、駆動方式として前輪駆動（ＦＦ）が選択され、サスペンションの型式としてダブル・ウィッシュボーンが選択され、ステアリング機構としてアームが選択され、クッションサスペンションの取り付け位置としてロア・アーム(LOWER) が選択されている。
【００２５】
図８は、上記した指定に基づいて内部記憶装置１４から選択的に読み出されて表示される干渉等解析モデルの表示例を示した図であり、前記図６と比較すれば明らかなように、クッションサスペンション６３がロア・アーム６２に連結されている。
【００２６】
なお、サスペンションの型式として、主に自動二輪車の後輪懸架型式であるプロリンクが指定されると、図９に示したように、リンク機構の異なる複数種のプロリンクの立体モデルが干渉等解析ウインドウＷkcに縮小して一覧表示される。ここで、オペレータが所望のリンク機構を指定すれば、その干渉等解析モデルのみが干渉等解析ウインドウＷkcに拡大表示される。図９において、定義点Ａ，ＧはリンクＢＣＤの車体側取り付け点、定義点Ｅはクッションサスペンションの車体側取り付け点であり、本実施形態によれば、車両が二輪車あるいは四輪車のいずれであるかにかかわらず、サスペンションの型式を自由に選択することができる。
【００２７】
以上のようにしてサスペンションの指定を完了すると、ステップＳ５では、前記代表的な干渉等解析モデルの各定義点Ａ，Ｂ，Ｃ…の諸元値（空間座標）が、前記諸元値入力ウインドウＷinの対応する各諸元値入力ボックスに暫定的に自動登録（図示省略）される。
【００２８】
ステップＳ６では、今回の指定条件を満足するサスペンションの代表的な動特性解析モデル（第２解析モデル）が内部記憶装置１４から選択的に読み出され、その三次元モデルが表示部１３に表示される。
【００２９】
図１０は、動特性解析モデルの表示例を示した図であり、前記諸元値入力ウインドウＷinおよび干渉等解析ウインドウＷkcとは別の動特性解析ウインドウＷgeが新たに開かれて表示される。
【００３０】
ここでは、車輪径は定義点φ１、ホイールの外径は定義点φ２、ホイールの内径は定義点φ３、ホイール各部の厚みは定義点Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３、リムの肉厚は定義点ｔである。さらに、前後輪の圧縮ストロークは定義点Ｄ１，Ｄ４、前後輪の伸張ストロークは定義点Ｄ３，Ｄ７、前後輪の乗車状態と非乗車状態とのストロークは定義点Ｄ２，Ｄ６である。
【００３１】
ステップＳ７では、前記代表的な動特性解析モデルの各定義点φ１、φ２…の諸元値（空間座標）が、前記諸元値入力ウインドウＷinの対応する各諸元値入力ボックスに暫定的に自動登録（図示省略）される。
【００３２】
以上のようにして、設計対象サスペンションを指定し、その諸元値入力ウインドウＷin、干渉等解析ウインドウＷkcおよび動特性解析ウインドウＷgeが開かれると、ステップＳ８では、暫定的に登録されている諸元値を所望のサスペンション形状に応じて更新・入力する方法が選択される。
【００３３】
諸元値入力ウインドウＷinからの入力が選択されると、ステップＳ９では、前記諸元値入力ウインドウＷinと共に干渉等解析ウインドウＷkcおよび動特性解析ウインドウＷgeを同一画面上に適宜に表示させながら、オペレータは、各ウインドウＷkc，Ｗge上で定義点Ａ，Ｂ…、φ１、φ２…の位置を確認する。そして、各解析ウインドウＷkc，Ｗge上の各定義点に付された符号と同一の符号が付された諸元値入力ウインドウＷin上の数値入力ボックス内に、所望の諸元値をキーボード１２から入力する。これにより、前記ステップＳ５、７において暫定登録されていた空間座標が、所望のサスペンション形状に応じて更新される。ステップＳ１２では、入力・変更された諸元値が、その定義点と対応付けられて外部記憶装置２０に記憶される。
【００３４】
このように、本実施形態では、定義点の位置を表す符号が干渉等解析モデルや動特性解析モデルに重畳表示されるので、定義点の位置を視覚的に認識できるようになる。したがって、各定義点に入力する諸元値に目安を付け易くなる。
【００３５】
一方、諸元値を干渉等解析ウインドウＷkc（または、動特性解析ウインドウＷge）から入力する場合には、ステップＳ１０において、干渉等解析ウインドウＷkc上の干渉等解析モデルの各定義をドラッグし、その空間座標を適宜に移動させてモデル形状を変形させる。ステップＳ１１では、移動後の各定義点の座標が諸元値として読み取られる。ステップＳ１２では、移動後の諸元値が、その定義点と対応付けられて外部記憶装置２０に記憶される。
【００３６】
ステップＳ１３では、前記ステップＳ９において入力・更新された諸元値が干渉等解析ウインドウＷkcおよび動特性解析ウインドウＷgeに反映され、そのモデル形状が諸元値に応じて変形される。また、前記ステップＳ１０、１１で諸元値が入力・更新されていれば、その内容が諸元値入力ウインドウＷinに反映され、対応する諸元値入力ボックス内の数値が更新後の空間座標に応じて変化する。
【００３７】
このように、本実施形態によれば、諸元値入力ウインドウＷin、干渉等解析ウインドウＷkcおよび動特性解析ウインドウＷgeのいずれかで各定義点が入力または更新されると、当該入力または更新内容が他のウインドウにも反映されるので、定義点への諸元値の入力や更新はいずれかのウインドウ上でのみ行えば良い。
【００３８】
ステップＳ１４では、全ての定義点について諸元値の入力・更新が完了したか否かが判別され、未入力・未更新の定義点があれば、ステップＳ７へ戻って上記した各処理を繰り返す。また、全ての定義点について、その諸元値の入力・更新を完了すると、ステップＳ１５では、各定義点の諸元値が外部記憶装置２０に登録され、図１１に示した三次元のシミュレーションモデルが生成される。
【００３９】
ステップＳ１６では、当該シミュレーションモデルを利用して、動作や干渉の有無等が従来と同様にチェックされる。ステップＳ１７では、当該シミュレーションモデルに修正が必要か否かが判定され、干渉箇所が存在するような場合には、ステップＳ８へ戻って所定の定義点を修正する。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1) サスペンションの型式や、その適用車両の駆動方式等のパラメータを指定すれば、その三次元モデルの生成に必要な諸元値の定義点が全て選択される。したがって、オペレータはサスペンションの型式等にかかわらず、選択された定義点に諸元値を入力すれば必要な諸元値を漏らさずに全て入力でき、所望のシミュレーションモデルを簡単かつ確実に生成することができる。
【００４１】
(2) 定義点の位置が干渉等解析モデルや動特性解析モデルに重畳表示されるので、定義点の位置を視覚的に認識できるようになる。したがって、各定義点に入力する諸元値に目安を付け易くなる。
【００４２】
(3) 諸元値入力ウインドウ、干渉等解析ウインドウおよび動特性解析ウインドウのいずれかで各定義点が入力または変更されると、当該入力または変更内容が他のウインドウにも反映されるので、定義点への諸元値の入力やその更新は、入力し易いいずれかのウインドウ上でのみ行えば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両用サスペンションの設計支援方法を適用したＣＡＤシステムの構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態の動作を示したフローチャートである。
【図３】諸元値入力ウインドウＷinの一例を示した図である。
【図４】図４の諸元値入力ウインドウＷinに対応した干渉等解析モデルの表示例を示した図である。
【図５】諸元値入力ウインドウＷinの他の一例を示した図である。
【図６】図５の諸元値入力ウインドウＷinに対応した干渉等解析モデルの表示例を示した図である。
【図７】諸元値入力ウインドウＷinのさらに他の一例を示した図である。
【図８】図７の諸元値入力ウインドウＷinに対応した干渉等解析モデルの表示例を示した図である。
【図９】干渉等解析ウインドウＷkcの表示例を示した図である。
【図１０】動特性解析ウインドウＷgeに表示される動特性解析モデルの一例を示した図である。
【図１１】シミュレーションモデルの表示例を示した図である。
【符号の説明】
６１…アッパ・アーム，６２…ロア・アーム，６３…コイルスプリング，６４…タイ・ロッド，６５…ドライブシャフト，Ｗin…諸元値入力ウインドウ，Ｗkc…干渉等解析ウインドウ，Ｗge…動特性解析ウインドウ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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