JP2008171056A

JP2008171056A - 自動車の設計支援装置、設計支援プログラムおよび設計支援方法

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Publication number: JP2008171056A
Application number: JP2007001273A
Authority: JP
Inventors: Shinji Yamauchi; 真二山内; Naoto Yokoi; 直人横井
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2007-01-09
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2027-01-09
Also published as: JP5012031B2

Abstract

【課題】自動車の外観を形成する外観部材を設計する際に外観形状が衝突時の安全基準に適合しているか否か等を容易かつ正確に判別できるようにする。
【解決手段】自動車の外観を形成する外観部材の形状モデルを構築する第１形状モデル構築手段１と、この第１形状モデル構築手段１により構築された外観部材形状モデルのデータに基づいて特定領域を設定する特定領域設定手段３と、上記特定領域の内方側に位置する内方部材の形状モデルを構築する第２形状モデル構築手段４と、接触体の接触により内方部材と干渉するまでに移動する特定領域の移動量を演算する移動量演算手段５と、この移動量演算手段により求められた特定領域の移動量および予め設定されたスケールテーブルに基づいて特定領域に接触した接触体が受ける影響度を求める影響度演算手段６と、この影響度演算手段６により求められた影響度を表示する表示手段８とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の設計に使用される自動車の設計支援装置、設計支援プログラムおよび設計支援方法に関するものである。

従来、コンピュータを用いて自動車の外形等を設計することが行われており、例えば下記特許文献１に示されるように、作業者により入力された自動車の外形データに基づいて自動車の外形形状を表す外形モデルを構築するとともに、自動車に歩行者等の接触体が衝突する際の接触情報に基づいて外形モデルを変形させた変形モデルを構築し、その変形モデルを表示手段に表示させることにより、外形モデルの変形状態を把握することを可能として所望の安全性を確保しつつ、自動車の外形形状を適正に設計することができる設計支援プログラム等が知られている。
特開２００４−２１３１９８号公報

上記特許文献１に開示された設計支援プログラム等では、所定の形状および質量を有する仮想インパクタを、所定の衝突速度および衝突角度で外形モデルの接触領域に仮想的に衝突させたときの外形モデルの変形形状を演算し、その演算結果に基づいて外形モデルを構築するように構成されているため、例えば歩行者頭部保護性のテスト等からなる自動車の評価試験に関するシミュレーションを行うことにより、外形モデルの変形に応じた内方部材の干渉状態および干渉度を判別することが可能である。

しかし、上記のように仮想インパクタを、所定の衝突速度および衝突角度で外形モデルの接触領域に仮想的に衝突させてその外形モデルの変形形状を演算するように構成されているため、正確な演算結果を得るためには煩雑な演算作業が必要であるとともに、この演算結果に基づいて上記外形モデルが衝突時の安全基準に適合しているか否を正確に判断することが困難である等の問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、自動車の外観を形成する外観部材を設計する際に外観形状が衝突時の安全基準に適合しているか否か等を容易かつ正確に判別することができる自動車の設計支援装置、設計支援プログラムおよび設計支援方法を提供することを目的としている。

請求項１に係る発明は、自動車の設計に使用される自動車の設計支援装置において、入力手段を用いた作業者の操作に応じて自動車の外観を形成する外観部材の形状モデルを構築する第１形状モデル構築手段と、この第１形状モデル構築手段により構築された外観部材形状モデルのデータに基づいて自動車の衝突時に接触体が接触する可能性が高い特定領域を設定する特定領域設定手段と、入力手段を用いた作業者の操作に応じて上記特定領域の内方側に位置する内方部材の形状モデルを構築する第２形状モデル構築手段と、上記特定領域および内方部材形状モデルのデータに基づいて接触体の接触により内方部材と干渉するまでに移動する特定領域の移動量を演算する移動量演算手段と、上記特定領域の移動量と特定領域に接触した接触体が受ける影響度との相関関係を示すスケールテーブルに基づき、上記移動量演算手段により求められた特定領域の移動量に対応した影響度を求める影響度演算手段と、この影響度演算手段により求められた影響度を表示する表示手段とを備えたものである。

請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の設計支援装置において、上記特定領域設定手段が、外観部材形状モデルの特定領域を所定の大きさに細分化することにより複数のテンプレートを形成し、上記移動量演算手段が、接触体の接触により内方部材に干渉するまでに移動する各テンプレートの移動量を演算するように構成されたものである。

請求項３に係る発明は、上記請求項２に記載の自動車の設計支援装置において、移動量演算手段により求められた各テンプレートの移動量に基づいて歩行者からなる接触体が各テンプレートに接触した際の安全度を示す評価点を求めるとともに、この評価点を上記表示手段において識別可能に表示させる制御を、上記影響度演算手段において実行するように構成されたものである。

請求項４に係る発明は、上記請求項３に記載の自動車の設計支援装置において、上記複数のテンプレート毎に求められた評価点を総合して平均化するとともに、この平均化された値が予め設定された基準値よりも大きいか否かを判定する判定手段を備えたものである。

請求項５に係る発明は、上記請求項１に記載の自動車の設計支援装置において、移動量演算手段により求められた特定領域の移動量に基づいて歩行者からなる接触体が上記特定領域に接触した際に受ける衝撃の大きさを示す傷害値を求めるとともに、この傷害値の大きさを表示手段において識別可能に表示させる制御を、上記影響度演算手段において実行するように構成されたものである。

請求項６に係る発明は、上記請求項５に記載の自動車の設計支援装置において、上記傷害値が予め設定された基準値以下となる領域が全特定領域に対して占める割合を演算するとともに、この割合の演算値が予め設定された基準割合よりも大きいか否かを判定する判定手段を備えたものである。

請求項７に係る発明は、上記請求項１〜６のいずれか１項に記載の自動車の設計支援装置において、予め設定された複数のスケールテーブルから、特定領域の下方に位置する内方部材の材質に対応したスケールテーブルを読み出し、このスケールテーブルに基づいて接触体が受ける影響度を求める制御を、上記影響度演算手段において実行するように構成されたものである。

請求項８に係る発明は、上記請求項１〜７のいずれか１項に記載の自動車の設計支援装置において、予め設定された複数のスケールテーブルから、特定領域の下方に位置する内方部材の表面形状に対応したスケールテーブルを読み出し、このスケールテーブルに基づいて接触体が受ける影響度を求める制御を、上記影響度演算手段において実行するように構成されたものである。

請求項９に係る発明は、自動車の外形を設計する際に使用される自動車の設計支援装置を制御するための設計支援プログラムにおいて、入力手段を用いた作業者の操作に応じて自動車の外観を形成する外観部材の形状モデルを構築する外観部材形状モデル構築処理と、この外観部材形状モデル構築処理により構築された外観部材形状モデルのデータに基づいて接触体が接触する可能性が高い特定領域を設定する特定領域設定処理と、入力手段を用いた作業者の操作に応じて上記特定領域の内方側に位置する内方部材の形状モデルを構築する内方部材形状モデル構築処理と、上記特定領域および内方部材形状モデルのデータに基づいて接触体の接触により内方部材と干渉するまでに移動する特定領域の移動量を演算する移動量演算処理と、上記特定領域の移動量と特定領域に接触した接触体が受ける影響度との相関関係を示すスケールテーブルに基づき、上記移動量演算処理により求められた特定領域の移動量に対応した影響度を求める影響度演算処理と、この影響度演算処理により求められた影響度を表示する表示処理とを上記設計支援装置に実行させるものである。

請求項１０に係る発明は、自動車の外形を設計する操作を支援する自動車の設計支援方法において、入力手段を用いた作業者の操作に応じて自動車の外観を形成する外観部材の形状モデルを構築する外観部材形状モデル構築ステップと、この外観部材形状モデル構築ステップにより構築された外観部材形状モデルのデータに基づいて接触体が接触する可能性が高い特定領域を設定する特定領域設定ステップと、入力手段を用いた作業者の操作に応じて上記特定領域の内方側に位置する内方部材の形状モデルを構築する内方部材形状モデル構築ステップと、上記特定領域および内方部材形状モデルのデータに基づいて接触体の接触により内方部材と干渉するまでに移動する特定領域の移動量を求める移動量演算ステップと、上記特定領域の移動量と特定領域に接触した接触体が受ける影響度との相関関係を示すスケールテーブルに基づき、上記移動量演算ステップにより求められた特定領域の移動量に対応した影響度を求める影響度演算ステップと、この影響度演算ステップにより求められた影響度を表示手段に表示させるステップとを含むものである。

請求項１に係る発明では、移動量演算手段において接触体の接触により内方部材に干渉するまでに移動する特定領域の移動量を順次演算するように構成したため、この特定領域を構成する外観部材の設計データと、その内方側に位置する内方部材の設計データに基づき、両部材の間に形成された隙間の大きさに対応した特定領域の移動量を演算するだけで上記特定領域に接触した際に接触体が受ける影響度を自動的に求めることができるとともに、この影響度が表示された表示手段の画像を見ることにより、自動車の外観を形成する外観部材を設計する際に外観形状が衝突時の安全基準に適合しているか否か等を容易かつ正確に判別できるという利点がある。

請求項２に係る発明では、特定領域設定手段において外観部材形状モデルの特定領域を所定の大きさに細分化することにより複数のテンプレートを形成するとともに、移動量演算手段において接触体の接触により内方部材に干渉するまでに移動する各テンプレートの移動量を順次演算するように構成したため、この各テンプレートにより特定される外観部材の設計データと、その内方側に位置する内方部材の設計データに基づいて特定領域内の位置ごとに異なる両部材の間に形成された隙間の大きさを演算することにより上記テンプレートに接触した際に接触体が受ける影響度を自動的に求めることができるとともに、この影響度が表示された表示手段の画像を見ることにより、自動車の外観を形成する外観部材の設計およびその内方側に位置する内方部材の設計が適正であるか否かを容易かつ正確に判別できるという利点がある。

請求項３に係る発明では、移動量演算手段により求められた各テンプレートの移動量に基づき、歩行者からなる接触体が上記特定領域の各テンプレートに接触した際の安全度を示す評価点を求めるとともに、表示手段において上記評価点を識別可能に表示させるように構成したため、上記表示手段の表示状態に応じて各テンプレートの評価点が何れの値であるかを確認することができ、上記外観部材を構成する特定領域またはその内方側に位置する内方部材の設計変更を行う際に、何れの領域を設計変更すれば、上記評価点を向上させることができるかを容易かつ正確に判別できるという利点がある。

請求項４に係る発明では、判定手段において上記複数のテンプレート毎に求められた評価点を総合して平均化するとともに、この平均化された値が予め設定された基準値よりも大きいか否かを判定するように構成したため、上記評価点の総合評価により特定領域等の設計が適正であるか否かを容易かつ正確に判別することができ、上記評価点の総合評価により特定領域等の設計が不適正であることが確認された場合に、設計変更を促すように警告表示を行うとともに、上記各テンプレートの何れの領域を設計変更すれば、上記評価点を向上させることができるかを容易かつ正確に判別できるという利点がある。

請求項５に係る発明では、歩行者からなる接触体が上記特定領域に接触した際に受ける衝撃の大きさに対応した傷害値を求めるとともに、この傷害値が予め所定範囲に区画された傷害値範囲のうち何れの範囲に該当するかを判別する等により、上記外観部材を構成する特定領域またはその内方側に位置する内方部材の設計変更を行う際に、何れの領域を設計変更すれば、上記傷害値を改善することができるかを容易かつ正確に判別できるという利点がある。

請求項６に係る発明では、例えば予め設定された基準値以下となる領域の全特定領域に対する割合を演算するとともに、この割合の演算値が予め設定された基準割合よりも大きいか否かを判定手段において判定することにより、上記特定領域等の設計が適正であるか否かを容易かつ正確に判別できるという利点がある。

請求項７に係る発明では、予め設定された複数のスケールテーブルから、特定領域の下方に位置する内方部材の材質に対応したスケールテーブルを読み出し、このスケールテーブルに基づいて接触体が受ける影響度を影響度演算手段において求めるように構成したため、上記移動距離が同一であっても、例えば合成樹脂材により構成された内方部材と、金属材により構成された内方部材とで異なる値となる上記評価点または傷害値等を容易かつ正確に求めることができる。

請求項８に係る発明では、予め設定された複数のスケールテーブルから、特定領域の下方に位置する内方部材の表面形状に対応したスケールテーブルを読み出し、このスケールテーブルに基づいて接触体が受ける影響度を影響度演算手段において求めるように構成したため、上記移動距離が同一であっても、例えば表面形状が平坦である内方部材と、尖った形状である内方部材とで異なる値となる上記評価点または傷害値等を容易かつ正確に求めることができるという利点がある。

請求項９に係る設計支援プログラムによれば、上記特定領域を構成する外観部材の設計データと、その内方側に位置する内方部材の設計データに基づき、両部材の間に形成された隙間の大きさに対応した特定領域の移動量を演算する演算処理を上記設計支援装置に実行させることにより、上記特定領域に接触した際に接触体が受ける影響度を自動的に求めることができるとともに、この影響度が表示された表示手段の画像を見ることにより、自動車の外観を形成する外観部材を設計する際に外観形状が衝突時の安全基準に適合しているか否か等を容易かつ正確に判別できるという利点がある。

請求項１０に係る設計支援方法によれば、上記特定領域を構成する外観部材の設計データと、その内方側に位置する内方部材の設計データに基づき、両部材の間に形成された隙間の大きさに対応した特定領域の移動量を演算することにより、上記特定領域に接触した際に接触体が受ける影響度を自動的に求めることができるとともに、この影響度が表示された表示手段の画像を見ることにより、自動車の外観を形成する外観部材を設計する際に外観形状が衝突時の安全基準に適合しているか否か等を容易かつ正確に判別できるという利点がある。

図１は、本発明の実施形態に係る設計支援装置の機能ブロック図を示している。この設計支援装置は、キーボート等からなる入力手段１と、この入力手段１を用いた作業者の操作に応じて自動車の外観を形成する外観部材の形状モデルを構築する第１形状モデル構築手段２と、この第１形状モデル構築手段２により構築された自動車の外観部材形状モデルのデータに基づいて接触体が接触する可能性が高い特定領域を設定する特定領域設定手段３と、入力手段１を用いた作業者の操作に応じて上記特定領域の内方側に位置する内方部材の形状モデルを構築する第２形状モデル構築手段４とを備えている。

また、本発明に係る設計支援装置には、上記特定領域および内方部材形状モデルのデータに基づいて接触体の接触により上記内方部材と干渉するまでに移動する特定領域の移動量を演算する移動量演算手段５と、上記特定領域の移動量と特定領域に接触した接触体が受ける影響度との相関関係を示すスケールテーブルに基づき、上記移動量演算手段５により求められた特定領域の移動量に対応した影響度を求める影響度演算手段６と、この影響度演算手段６により求められた影響度に基づいて上記外観部材形状モデルおよび内方部材形状モデルが適正であるか否かを判定する判定手段７と、上記影響度演算手段６により求められた影響度等を表示するＣＲＴディスプレイ等からなる表示手段８と、上記外観部材形状モデル、内方部材形状モデルおよび上記スケールテーブル等のデータを記憶する記憶手段９とを備えている。

上記第１形状モデル構築手段２は、入力手段１を用いた作業者の操作に応じて入力された図形データ、あるいは上記入力手段１を用いた作業者の操作に応じて図外のＣＡＤ装置から読み出された図形データ等に基づき、例えば自動車の外観を形成するボンネット、バンパーまたはフロントガラス等からなる外観部材の形状モデルを構築し、そのデータを表示手段８に出力して上記外観部材の形状モデルを表示させるとともに、この外観部材形状モデルのデータを必要に応じて記憶手段９に記憶させるように構成されている。

上記特定領域設定手段３は、記憶手段９から読み出された外観部材形状モデルのデータに基づいて自動車の衝突時に接触体が接触する可能性が高い領域を特定領域として設定するとともに、この特定領域を、所定の大きさに細分化することにより複数のテンプレートを形成し、そのデータを上記表示手段８に出力して複数のテンプレートからなる上記特定領域を表示させるとともに、この特定領域のデータを記憶手段９に記憶させる機能を有している。

例えば、自動車の走行時にその前端部が大人の歩行者からなる接触体に衝突して足元を掬われた歩行者が倒れ込むことによりその頭部が接触する可能性が高いボンネットの設計を行う場合には、図２および図３に示すように、ボンネット１０の後方側部位が、外観部材形状モデルの特定領域Ａとして設定されるとともに、この特定領域Ａを、予め設定された所定の大きさ、または作業者により指定された所定の大きさに細分化して複数のテンプレートＡ１〜Ａｎを形成する制御が上記特定領域設定手段３により実行されるようになっている。

上記第２形状モデル構築手段４は、入力手段１を用いた作業者の操作に応じて入力された図形データ、あるいは上記入力手段１を用いた作業者の操作に応じて図外のＣＡＤ装置から読み出された図形データ等に基づき、例えば上記ボンネット１０の後方部位等からなる特定領域Ａの内方側、つまりこの特定領域Ａに歩行者の頭部からなる接触体が接触した場合に、上記特定領域Ａが移動する方向、例えば下方に位置するエンジンヘッドカバー、フューズボックス、バッテリまたはブレーキタンク等からなる内方部材の形状モデルを構築し、そのデータを表示手段８に出力して上記内方部材の形状モデルを表示させるとともに、この内方部材形状モデルのデータを記憶手段９に記憶させるように構成されている。

上記移動量演算手段５は、記憶手段９から読み出された上記特定領域Ａを構成するテンプレートＡ１〜Ａｎおよび上記内方部材形状モデルのデータに基づいて接触体の接触により内方部材と干渉するまでに移動する各テンプレートＡ１〜Ａｎの移動量を順次演算し、その移動量を上記記憶手段９に記憶させる機能を有している。具体的には、上記表示手段８上において、図２に示すように、各テンプレートＡ１〜Ａｎの一つを上記接触体の接触方向へ個別に移動させるシミュレーションを順次行うとともに、このシミュレーションデータに応じて各テンプレートＡ１〜Ａｎが内方部材に当接した時点における移動量Ｌを演算する等により、各テンプレートＡ１〜Ａｎとその内方側に配設された内方部材との間に形成された隙間に相当する上記各テンプレートＡ１〜Ａｎの移動量を求めるように構成されている。

上記影響度演算手段６は、各テンプレートＡ１〜Ａｎの移動量と各テンプレートＡ１〜Ａｎに接触した接触体が受ける影響度との相関関係を示すスケールテーブルに基づき、上記移動量演算手段５により求められた各テンプレートＡ１〜Ａｎの移動量に対応した衝撃度、具体的には歩行者からなる接触体が上記特定領域Ａの各テンプレートＡ１〜Ａｎに接触した際の安全度を示す評価点を求めるように構成されている。すなわち、予め行われた影響度の検出試験により測定された測定データ等に基づき、歩行者の頭部からなる接触体が上記ボンネット１０の後方部位等からなる特定領域Ａの各テンプレートＡ１〜Ａｎに衝突した際の安全度を表す評価点と、各テンプレートＡ１〜Ａｎの移動量との相関関係を示すスケールテーブルが作成され、このスケールテーブルのデータが上記記憶手段９に記憶されている。そして、上記記憶手段９から読み出されたスケールテーブルから、上記移動量演算手段５において演算された各テンプレートＡ１〜Ａｎの移動量に対応した評価点が読み出されることにより、この評価点が上記影響度演算手段６において求められるようになっている。

上記評価点を求めるためのスケールテーブルは、例えば図４の実線で示すように、上記特定領域Ａの各テンプレートＡ１〜Ａｎと内方部材との間に形成された隙間に相当する移動量が、ｌｍｉｎ程度の下限値からｌｍａｘ程度の上限値まで変化するのに応じ、歩行者の頭部からなる接触体が上記特定領域に接触した際の安全度を示す評価点が、１から５までの範囲内で次第に大きな値となるように設定されている。また、各テンプレートＡ１〜Ａｎの移動量が上記下限値未満である場合には評価点が最小値１となり、この評価点１は、上記特待領域Ａの各テンプレートＡ１〜Ａｎに接触した歩行者の頭部が重大な障害を受ける確率が約５０％であって、最も危険度が高い状態を示している。さらに、各テンプレートＡ１〜Ａｎの移動量が上記上限値以上である場合には評価点が最大値５となり、この評価点５は、上記特待領域Ａの各テンプレートＡ１〜Ａｎに接触した歩行者の頭部が重大な障害を受ける確率が約１０％であって、最も安全度が高い状態を示している。

例えば、上記移動量演算手段５の演算結果により、図５に示すように、ボンネットインナーの下方にエンジンヘッドカバーからなる内方部材が配設されたテンプレートＡ３の移動量としてｌｄｍｍが求められた場合には、図４の実線で示すスケールテーブルから評価点３．５が読み出され、ボンネットインナーが切り欠かれることによりボンネットアウターの下方にフューズボックスからなる内方部材が配設されたテンプレートＡ６の移動量としてｌｂｍｍが求められた場合には、上記スケールテーブルから評価点２．９が読み出される。また、ボンネットインナーの下方にバッテリからなる内方部材が配設されたテンプレートＡ５の移動量としてｌａｍｍが求められた場合には、上記スケールテーブルから評価点１．６が読み出され、ボンネットインナーの下方にブレーキタンクからなる内方部材が配設されたテンプレートＡ２の移動量としてｌｃｍｍが求められた場合には、上記スケールテーブルから評価点３．０が読み出されることになる。

上記評価点を求めるためのスケールテーブルは、内方部材の材質に応じた複数のスケールテーブルが予め設定され、その中から上記入力手段１により入力された内方部材の材質に対応したスケールテーブルが読み出されて使用されるように構成されている。例えば、内方部材が金属材である場合には、図４の実線で標準スケールテーブルが読み出されて使用されるとともに、内方部材が合成樹脂材である場合には、図４の破線で示すように、上記標準スケールテーブルの傾斜ラインを移動量の小方向に平行移動させた特殊スケールテーブルが読み出され、この特殊スケールテーブルが使用されるようになっている。

すなわち、内方部材が合成樹脂材により形成されている場合には、これが金属材により形成されている場合に比べて内方部材の剛性が低いので、上記特定領域Ａの各テンプレートＡ１〜Ａｎに接触体が接触した場合の安全度が高くなる傾向がある。このため、上記特殊スケールテーブルでは、その傾斜ラインが図４の破線で示すように設定されることにより、上記特定領域Ａの各テンプレートＡ１〜Ａｎと内方部材との間に形成された隙間に相当する移動量が、上記標準スケールテーブルに比べて小さい場合でも、上記評価点が高い値となるように設定されている。

また、上記評価点を求めるためのスケールテーブルは、上記内方部材の表面形状に応じた複数のスケールテーブルが予め設定され、その中から上記入力手段１により入力された内方部材の表面形状に対応したスケールテーブルが読み出されて使用されるように構成されている。例えば、内方部材の表面形状が尖った形状である場合には、図６の実線で示す標準スケールテーブルが読み出されて使用されるとともに、内方部材の表面形状が平坦形状である場合には、図６の破線で示すように、上記移動量の下限値が標準スケールテーブルと同じ値に設定されるとともに、この下限値から立ち上がる傾斜ラインが上記標準スケールテーブルに比べて急角度に設定された特殊スケールテーブルが読み出され、この特殊スケールテーブルが使用されるようになっている。

すなわち、内方部材の表面形状が平坦形状である場合には、これが尖った形状である場合に比べて、上記特定領域Ａに接触した際に接触体が受ける影響度が小さく、安全性が高い傾向がある。このため、上記特殊スケールテーブルでは、その傾斜ラインが図７の破線で示すように設定されることにより、上記特定領域Ａの各テンプレートＡ１〜Ａｎと内方部材との間に形成された隙間に相当する移動量が、上記標準スケールテーブルに比べて小さい場合でも、上記評価点が高い値となるように設定されている。

さらに、上記評価点を求めるためのスケールテーブルは、上記特定領域ＡにおけるテンプレートＡ１〜Ａｎの位置に応じた複数のスケールテーブルが予め設定され、その中から評価点の演算を行うテンプレートの位置に対応したスケールテーブルが読み出されて使用されるように構成されている。例えば、上記評価点の演算を行うテンプレートが特定領域Ａの内方部に位置している場合には、図７の実線で示す標準スケールテーブルが読み出されて使用されるとともに、上記テンプレートの位置が特定領域Ａの側方部に位置している場合には、図７の破線で示すように、上記標準スケールテーブルに比べて移動量の下限値が移動量の大方向側に位置するとともに、その傾斜ラインが急激に立ち上がるように設定された特殊スケールテーブルが読み出され、この特殊スケールテーブルが使用されるようになっている。

すなわち、図２および図３に示すように、ボンネット１０の後方部位からなる特定領域Ａにおいて、その側方部に位置するテンプレートＡ１の評価点を求める場合には、中央部に位置するテンプレートＡ３等に比べて、内方部材との間に形成された隙間が同じでも、接触体が接触することによるテンプレートＡ１の変形が生じにくい反面、このテンプレートＡ１から接触体が受ける影響度が大きくなる傾向がある。このため、上記特殊スケールテーブルでは、図７の破線で示すように、上記移動量の下限値が標準スケールテーブルに比べて移動量の大方向に位置するように設定されることにより、上記下限値となるテンプレートＡ１の移動量が比較的大きい場合でも、上記接触体が受ける影響度に応じて上記評価点が最小値となるように設定されている。また、上記特殊スケールテーブルの傾斜ラインが、標準テーブルに比べて急激に立ち上がるように設定されることにより、上記上限値となる移動量が比較的小さい場合でも、テンプレートＡ１が内方部材に干渉しにくく、接触体が衝撃を受ける可能性が低くなる傾向があるため、上記評価点が最大値となるように設定されている。

また、上記影響度演算手段６は、複数のテンプレートＡ１〜Ａｎ毎に求めた評価点を表示手段８において識別可能に表示させる制御を実行するように構成されている。例えば、上記ボンネットの後方部位に設定された特定領域Ａを構成する各テンプレートＡ１〜Ａｎを、図３に示すように、それぞれ上記評価点に応じて予め設定された色に着色することにより、各テンプレートＡ１〜Ａｎを色分け表示するための制御信号が上記影響度演算手段６から表示手段８に出力され、この表示手段８に表示された各テンプレートＡ１〜Ａｎの色に基づいてその評価点が何れの値であるかが一目で識別できることになる。

上記判定手段７は、複数のテンプレートＡ１〜Ａｎ毎に求められた評価点を総合して平均化するとともに、この平均化された値が予め設定された基準値よりも大きいか否かを判定することにより、上記特定領域Ａにおける外観部材およびその内方側に位置する内方部材の設計が適切であるか否を判別し、不適切である場合には、表示手段８においてその設計変更を促す表示を行わせるように構成されている。

上記のように構成された設計支援装置の制御動作を図８に示すフローチャートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、まず入力手段１を用いた作業者の操作に応じて上記第１形状モデル構築手段２により自動車の外観を形成する外観部材の形状モデルを構築するとともに（ステップＳ１）、上記外観部材形状モデルのデータに基づいて接触体が接触する可能性が高い特定領域Ａを上記特定領域設定手段３により設定した後（ステップＳ２）、上記特定領域Ａを予め設定された大きさ等に細分化することにより、複数のテンプレートＡ１〜Ａｎを形成する（ステップＳ３）。

次いで、入力手段１を用いた作業者の操作に応じて上記特定領域Ａの内方側に位置する内方部材の形状モデルを第２形状モデル構築手段４により構築するとともに（ステップＳ４）、上記各テンプレートＡ１〜Ａｎおよび内方部材形状モデルのデータに基づいて各テンプレートＡ１〜Ａｎに接触体の接触により内方部材と干渉するまでに移動する各テンプレートＡ１〜Ａｎの移動量を移動量演算手段５により順次演算する（ステップＳ５）。

また、記憶手段９に記憶された複数のスケールテーブルから、上記移動量が演算されたテンプレートの下方に位置する内方部材の材質および表面形状のデータと、特定領域Ａにおける上記テンプレートの位置等に対応したスケールテーブルを選択し（ステップＳ６）、このスケールテーブルから上記テンプレートの移動量に対応した評価点、つまり歩行者からなる接触体が上記特定領域Ａのテンプレートに接触した際の安全度を示す評価点を読み出して記憶手段９に記憶させる（ステップＳ７）。

そして、上記評価点の演算が各テンプレートＡ１〜Ａｎについて全て終了したか否かを判定し（ステップＳ８）、ＮＯと判定された場合には、ステップＳ４にリターンして上記制御動作を繰り返し、上記ステップＳ７でＹＥＳと判定された時点で、上記評価点に対応した色に着色されることにより色分けされた各テンプレートＡ１〜Ａｎの画像を表示手段８に表示させるとともに（ステップＳ９）、複数のテンプレートＡ１〜Ａｎ毎に求められた評価点を総合して平均化する（ステップＳ１０）。その後、上記評価点を平均化した値が予め設定された基準値よりも大きいか否かを判定することにより、上記特定領域Ａにおける外観部材およびその内方側に位置する内方部材の設計が適切であるか否を判別するとともに、その判別結果を表示手段８に表示させた後（ステップＳ１１）、制御動作を終了する。

上記のように自動車の設計に使用される自動車の設計支援装置において、入力手段１を用いた作業者の操作に応じて自動車の外観を形成する外観部材の形状モデルを構築する第１形状モデル構築手段２と、この第１形状モデル構築手段２により構築された外観部材形状モデルのデータに基づいて自動車の衝突時に接触体が接触する可能性が高い特定領域Ａを設定する特定領域設定手段３と、入力手段１を用いた作業者の操作に応じて上記特定領域Ａの内方側に位置する内方部材の形状モデルを構築する第２形状モデル構築手段４と、上記特定領域Ａおよび内方部材形状モデルのデータに基づいて接触体の接触により内方部材と干渉するまでに移動する特定領域Ａの移動量を演算する移動量演算手段５と、上記特定領域の移動量と特定領域Ａに接触した接触体が受ける影響度との相関関係を示すスケールテーブルに基づき、上記移動量演算手段５により求められた特定領域Ａの移動量に対応した影響度を求める影響度演算手段６と、この影響度演算手段６により求められた影響度等を表示する表示手段８とを設けたため、自動車の外観を形成する外観部材を設計する際に外観形状が衝突時の安全基準に適合しているか否か等を容易かつ正確に判別することができる。

すなわち、上記実施形態では、特定領域設定手段３において外観部材形状モデルの特定領域Ａを所定の大きさに細分化することにより複数のテンプレートＡ１〜Ａｎを形成するとともに、上記移動量演算手段５において接触体の接触により内方部材に干渉するまでに移動する各テンプレートＡ１〜Ａｎの移動量を順次演算するように構成したため、この各テンプレートＡ１〜Ａｎにより特定される外観部材の設計データと、その内方側に位置する内方部材の設計データに基づいて両部材の間に形成された隙間の大きさを演算するだけで上記テンプレートＡ１〜Ａｎに接触した際に接触体が受ける影響度を自動的に求めることができる。そして、上記影響度が表示された表示手段８の画像を見ることにより、自動車の外観を形成する外観部材の設計およびその内方側に位置する内方部材の設計が適正であるか否かを容易かつ正確に判別できるという利点がある。

特に、上記実施形態に示すように、移動量演算手段５により求められた各テンプレートＡ１〜Ａｎの移動量に基づき、歩行者からなる接触体が上記特定領域Ａの各テンプレートＡ１〜Ａｎに接触した際の安全度を示す評価点を求めるとともに、各テンプレートＡ１〜Ａｎをそれぞれ評価点に対応した色に着色して色分け表示することにより、表示手段８において上記評価点を識別可能に表示させるように構成した場合には、上記各テンプレートＡ１〜Ａｎの色に基づいてその評価点が何れの値であるかを一目で識別することができる。したがって、上記外観部材を構成する特定領域Ａまたはその内方側に位置する内方部材の設計変更を行う際に、何れの領域を設計変更すれば、上記評価点を向上させることができるかを容易かつ正確に判別できるという利点がある。

なお、上記各テンプレートＡ１〜Ａｎをそれぞれ評価点に対応した色に着色して色分け表示することにより、表示手段８において評価点を識別可能に表示させるように構成した上記実施形態に代え、影響度演算手段６により求められた上記評価点を表す数字または記号を各テンプレートＡ１〜Ａｎ中に表示させる等により、歩行者からなる接触体が各テンプレートＡ１〜Ａｎに接触した際の安全度を示す評価点を上記表示手段８において識別可能に表示させるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、判定手段７において上記複数のテンプレートＡ１〜Ａｎ毎に求められた評価点を総合して平均化するとともに、この平均化された値が予め設定された基準値よりも大きいか否かを判定するように構成したため、上記評価点の総合評価により特定領域Ａ等の設計が適正であるか否かを容易かつ正確に判別することができる。そして、上記評価点の総合評価により特定領域Ａ等の設計が不適正であることが確認された場合に、設計変更を促すように警告表示を行うとともに、上記各テンプレートＡ１〜Ａｎの評価点を識別可能に表示するように構成すれば、各テンプレートＡ１〜Ａｎの色等に基づいて何れの領域を設計変更することにより、上記評価点を向上させることができるかを容易かつ正確に判別できるという利点がある。

なお、上記移動量演算手段５により求められた各テンプレートＡ１〜Ａｎの移動量に基づいて歩行者からなる接触体が上記特定領域Ａの各テンプレートＡ１〜Ａｎに接触した際の安全度を示す評価点を求めるように構成された上記実施形態に代え、各テンプレートＡ１〜Ａｎの移動量に基づいて歩行者からなる接触体が受ける衝撃の大きさを示す傷害値を上記影響度演算手段６において求めるように構成してもよい。具体的には、所定の形状および質量を有するインパクタを所定の衝突速度および衝突角度で、外観部材の被試験体に叩きつけることにより、インパクタが受けた衝撃を計測し、この衝撃の大きさに対応する傷害値と、上記被試験体がその内方側に位置する内方部材に接触するまで移動する移動距離との対応関係を調べるために種々の実験を行い、その実験結果に基づいて図９に示すように、歩行者からなる接触体が特定領域Ａの各テンプレートＡ１〜Ａｎに接触することにより受ける衝撃の大きさを示す傷害値と、各テンプレートＡ１〜Ａｎの移動量との相関関係を示すスケールテーブルを予め作成し、このスケールテーブルに基づいて上記移動量に対応した傷害値を読み出すように構成してもよい。

上記のようにして歩行者からなる接触体が上記特定領域Ａの各テンプレートＡ１〜Ａｎに接触した際に受ける衝撃の大きさに対応した傷害値を求めるとともに、この傷害値が予め所定範囲に区画された傷害値範囲のうち何れの範囲に該当するかを判別し、この判別結果に応じて上記表示手段８において各テンプレートＡ１〜Ａｎをそれぞれ上記傷害値範囲に対応した色に着色することにより色分け表示する等により識別可能に構成した場合には、上記外観部材を構成する特定領域Ａまたはその内方側に位置する内方部材の設計変更を行う際に、何れの領域を設計変更すれば、上記傷害値を改善することができるかを容易かつ正確に判別できるという利点がある。

また、上記傷害値が、例えば１０００または１７００等に設定された予め設定された基準値以下となる領域の全特定領域Ａに対する割合を演算するとともに、この割合の演算値が予め設定された基準割合よりも大きいか否かを判定手段７において判定することにより、上記特定領域Ａ等の設計が適正であるか否かを容易かつ正確に判別するように構成してもよい。具体的には、図１０に示すように、傷害値が１０００以下の領域Ｈが占める面積率を各テンプレートＡ１〜Ａｎについてそれぞれ演算するとともに、これを全テンプレートＡ１〜Ａａについて集計して傷害値が１０００以下の領域が全特定領域Ａに占める割合が６０％以上であるか否かを判定する。そして、この判定結果がＮＯとなって上記傷害値が１０００以下の領域が全特定領域Ａに占める割合が６０％未満であることが確認された場合に、上記特定領域Ａ等の設計が不適正であると判定し、その設計変更を促す表示を表示手段８において行うように構成してもよい。

上記移動量演算手段５により求められた各テンプレートＡ１〜Ａｎの移動量に基づいて歩行者からなる接触体が各テンプレートＡ１〜Ａｎに接触した際の安全度を示す評価点、または上記接触体が受ける衝撃の大きさを示す傷害値を上記影響度演算手段６において求めるように構成された上記実施形態に代え、特定領域Ａの全体について、その内方側に位置する内方部材と干渉するまでの移動量を演算するとともに、この移動量と予め設定されたスケールテーブルとに基づいて上記評価点または傷害値範囲を内方部材の位置に対応させて求め、これを表示手段８において表示させるように構成してもよい。

例えば、図１１に示すように、ボンネットの後方部位からなる特定領域Ａの全体と、その内方側に配設された内方部材とが平面視において重複する領域Ｎ１〜Ｎ４を設定するとともに、上記内方部材の材質および表面形状に対応したスケールテーブルを選択して上記移動量に対応した傷害値を内方部材の位置に対応した上記複数の重複領域Ｎ１〜Ｎ４毎に求め、この重複領域Ｎ１〜Ｎ４を上記傷害値の範囲に対応させて色分け表示するとともに、この傷害値が基準値以下となる領域の全特定領域Ａに占める割合が基準割合以下であるか否かを上記判定手段７において上記特定領域Ａ等の設計が適正であるか否かを判別するように構成してもよい。この場合、上記内方部材の取付け誤差等を考慮して、その実寸よりも所定の大きさ（例えば４０ｍｍ程度）だけ増大させて上記重複領域Ｎ１〜Ｎ４を設定することにより、上記評価点または傷害値の演算を行うように構成することが、安全性を確保する上で好ましい。

上記実施形態では、予め設定された複数のスケールテーブルから、特定領域の下方に位置する内方部材の材質に対応したスケールテーブルを読み出し、このスケールテーブルに基づいて接触体が受ける影響度を影響度演算手段６において求めるように構成したため、上記移動距離が同一であっても、例えば合成樹脂材により構成された内方部材と、金属材により構成された内方部材とで異なる値となる上記評価点または傷害値等を容易かつ正確に求めることができる。

また、上記実施形態に示すように、予め設定された複数のスケールテーブルから、特定領域の下方に位置する内方部材の表面形状に対応したスケールテーブルを読み出し、このスケールテーブルに基づいて接触体が受ける影響度を影響度演算手段６において求めるように構成した場合には、上記移動距離が同一であっても、例えば表面形状が平坦である内方部材と、尖った形状である内方部材とで異なる値となる上記評価点または傷害値等を容易かつ正確に求めることができるという利点がある。

さらに、上記実施形態に示すように、予め設定された複数のスケールテーブルから、特定領域Ａに対する各テンプレートＡ１〜Ａｎの位置に対応したスケールテーブルを読み出し、このスケールテーブルに基づいて接触体が受ける影響度を影響度演算手段６において求めるように構成した場合には、上記移動距離が同一であっても、例えば特定領域Ａの側方部に位置するテンプレートと、特定領域の中央部に位置するテンプレートとで異なる値となる上記評価点または傷害値等を容易かつ正確に求めることができる。

また、上記自動車の設計支援装置を制御するための設計支援プログラムにおいて、入力手段１を用いた作業者の操作に応じて自動車の外観を形成する外観部材の形状モデルを構築する外観部材形状モデル構築処理と、この外観部材形状モデル構築処理により構築された外観部材形状モデルのデータに基づいて接触体が接触する可能性が高い特定領域を設定する特定領域設定処理と、入力手段１を用いた作業者の操作に応じて上記特定領域の内方側に位置する内方部材の形状モデルを構築する内方部材形状モデル構築処理と、上記特定領域および内方部材形状モデルのデータに基づいて上記接触体の接触により内方部材と干渉するまでに移動する特定領域の移動量を演算する移動量演算処理と、上記特定領域の移動量と特定領域に接触した接触体が受ける影響度との相関関係を示すスケールテーブルに基づき、上記移動量演算処理により求められた特定領域の移動量に対応した影響度を求める影響度演算処理と、この影響度演算処理により求められた影響度を表示する表示処理とを上記設計支援装置に実行させるように構成した場合には、上記設計支援装置と同様に、自動車の外観を形成する外観部材を設計する際に外観形状が衝突時の安全基準に適合しているか否か等を容易かつ正確に判別することができるという利点がある。

さらに、入力手段１を用いた作業者の操作に応じて自動車の外観を形成する外観部材の形状モデルを構築する外観部材形状モデル構築ステップと、この外観部材形状モデル構築ステップにより構築された外観部材形状モデルのデータに基づいて接触体が接触する可能性が高い特定領域を設定する特定領域設定ステップと、入力手段１を用いた作業者の操作に応じて上記特定領域の内方側に位置する内方部材の形状モデルを構築する内方部材形状モデル構築ステップと、上記特定領域および内方部材形状モデルのデータに基づいて接触体の接触に応じて上記特定領域が内方部材と干渉するまでに移動する特定領域の移動量を求める移動量演算ステップと、上記特定領域の移動量と特定領域に接触した接触体が受ける影響度との相関関係を示すスケールテーブルに基づき、上記移動量演算ステップにより求められた特定領域の移動量に対応した影響度を求める影響度演算ステップと、この影響度演算手段により求められた影響度を表示手段に表示させるステップとを備えた自動車の設計支援方法においても、上記設計支援装置と同様に、自動車の外観を形成する外観部材を設計する際に外観形状が衝突時の安全基準に適合しているか否か等を容易かつ正確に判別できるという利点がある。

なお、上記実施形態では、自動車の走行時にその前端部が大人の歩行者からなる接触体に衝突して足元を掬われた歩行者が倒れ込むことによりその頭部が接触する可能性が高いボンネット１０の後方部位からなる特定領域Ａを設計する場合についてのみ説明したが、これに限られず、自動車の外観を構成する各部位を設計する設計支援装置、設計支援プログラムおよび設計支援方法について本発明を適用可能である。

本発明に係る設計支援装置の実施形態を示す機能ブロック図である。自動車のボンネットからなる特定領域を示す斜視図である。自動車のボンネットからなる特定領域を示す平面図である。評価値を求めるためのスケールテーブルの一例を示すグラフである。評価点の演算例を示す表である。評価値を求めるためのスケールテーブルの別の例を示すグラフである。評価値を求めるためのスケールテーブルのさらに別の例を示すグラフである。設計支援装置の制御動作を示すフローチャートである。傷害値を求めるためのスケールテーブルの一例を示すグラフである。各テンプレートについて傷害値を求めた例を示す説明図である。特定領域全体について傷害値を求めた例を示す説明図である。

符号の説明

１入力手段
２第１形状モデル構築手段
３特定領域設定手段
４第２形状モデル構築手段
５移動量演算手段
６影響度演算手段
７判定手段
８表示手段

Claims

自動車の設計に使用される自動車の設計支援装置において、
入力手段を用いた作業者の操作に応じて自動車の外観を形成する外観部材の形状モデルを構築する第１形状モデル構築手段と、
この第１形状モデル構築手段により構築された外観部材形状モデルのデータに基づいて自動車の衝突時に接触体が接触する可能性が高い特定領域を設定する特定領域設定手段と、
入力手段を用いた作業者の操作に応じて上記特定領域の内方側に位置する内方部材の形状モデルを構築する第２形状モデル構築手段と、
上記特定領域および内方部材形状モデルのデータに基づいて接触体の接触により内方部材と干渉するまでに移動する特定領域の移動量を演算する移動量演算手段と、
上記特定領域の移動量と特定領域に接触した接触体が受ける影響度との相関関係を示すスケールテーブルに基づき、上記移動量演算手段により求められた特定領域の移動量に対応した影響度を求める影響度演算手段と、
この影響度演算手段により求められた影響度を表示する表示手段とを備えた
ことを特徴とする自動車の設計支援装置。
上記特定領域設定手段は、外観部材形状モデルの特定領域を所定の大きさに細分化することにより複数のテンプレートを形成し、
上記移動量演算手段は、接触体が接触することにより内方部材に干渉するまでに移動する各テンプレートの移動量を演算するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の自動車の設計支援装置。
上記影響度演算手段は、移動量演算手段により求められた各テンプレートの移動量に基づいて、歩行者からなる接触体が各テンプレートに接触した際の安全度を示す評価点を求めるとともに、この評価点を上記表示手段において識別可能に表示させるように構成されたことを特徴とする請求項２に記載の自動車の設計支援装置。
上記複数のテンプレート毎に求められた評価点を総合して平均化するとともに、この平均化された値が予め設定された基準値よりも大きいか否かを判定する判定手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の自動車の設計支援装置。
上記影響度演算手段は、移動量演算手段により求められた特定領域の移動量に基づいて、歩行者からなる接触体が上記特定領域に接触した際に受ける衝撃の大きさを示す傷害値を求めるとともに、この傷害値の大きさを表示手段において識別可能に表示させるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の自動車の設計支援装置。
上記傷害値が予め設定された基準値以下となる領域が全特定領域に対して占める割合を演算するとともに、この割合の演算値が予め設定された基準割合よりも大きいか否かを判定する判定手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載の自動車の設計支援装置。
上記影響度演算手段は、予め設定された複数のスケールテーブルから、特定領域の下方に位置する内方部材の材質に対応したスケールテーブルを読み出し、このスケールテーブルに基づいて接触体が受ける影響度を求めるように構成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の自動車の設計支援装置。
上記影響度演算手段は、予め設定された複数のスケールテーブルから、特定領域の下方に位置する内方部材の表面形状に対応したスケールテーブルを読み出し、このスケールテーブルに基づいて接触体が受ける影響度を求めるように構成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の自動車の設計支援装置。
自動車の外形を設計する際に使用される自動車の設計支援装置を制御するための設計支援プログラムにおいて、
入力手段を用いた作業者の操作に応じて自動車の外観を形成する外観部材の形状モデルを構築する外観部材形状モデル構築処理と、
この外観部材形状モデル構築処理により構築された外観部材形状モデルのデータに基づいて接触体が接触する可能性が高い特定領域を設定する特定領域設定処理と、
入力手段を用いた作業者の操作に応じて上記特定領域の内方側に位置する内方部材の形状モデルを構築する内方部材形状モデル構築処理と、
上記特定領域の移動量と特定領域に接触した接触体が受ける影響度との相関関係を示すスケールテーブルに基づき、上記移動量演算処理により求められた特定領域の移動量に対応した影響度を求める影響度演算処理と、
この移動量演算処理により求められた特定領域の移動量および予め設定されたスケールテーブルに基づいて特定領域に接触した接触体が受ける影響度を求める影響度演算処理と、
この影響度演算処理により求められた影響度を表示する表示処理とを上記設計支援装置に実行させる
ことを特徴とする自動車の設計支援プログラム。
自動車の外形を設計する操作を支援する自動車の設計支援方法において、
入力手段を用いた作業者の操作に応じて自動車の外観を形成する外観部材の形状モデルを構築する外観部材形状モデル構築ステップと、
この外観部材形状モデル構築ステップにより構築された外観部材形状モデルのデータに基づいて接触体が接触する可能性が高い特定領域を設定する特定領域設定ステップと、
入力手段を用いた作業者の操作に応じて上記特定領域の内方側に位置する内方部材の形状モデルを構築する内方部材形状モデル構築ステップと、
上記特定領域の移動量と特定領域に接触した接触体が受ける影響度との相関関係を示すスケールテーブルに基づき、上記移動量演算ステップにより求められた特定領域の移動量に対応した影響度を求める影響度演算ステップと、
この移動量演算ステップにより求めた移動量および予め設定されたスケールテーブルに基づいて特定領域に接触した接触体が受ける影響度を求める影響度演算ステップと、
この影響度演算ステップにより求められた影響度を表示手段に表示させるステップとを含む
ことを特徴とする自動車の設計支援方法。