JP2022161482A - 電線束シミュレーション装置、及び、電線束シミュレーションプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電線束の束ね状態のシミュレーションを適正に行うことができる電線束シミュレーション装置、及び、電線束シミュレーションプログラムを提供することを目的とする。【解決手段】電線束シミュレーション装置、及び、電線束シミュレーションプログラムは、配索方向ＤＷに対して区分けされた複数のセグメントＳＧごとに、複数の電線を表す複数の電線モデルＭＷの変位方向、及び、変位量をそれぞれ指定し、複数のセグメントＳＧごとに、複数の電線モデルＭＷのそれぞれについて、隣接するセグメントＳＧにおける当該電線モデルＭＷの端部位置を起点位置とし、指定された変位方向、及び、変位量の範囲で電線モデルＭＷの配索位置を決定し、複数の電線を束ねた電線束を表す電線束モデルＭＢをモデリングする。【選択図】図２

Description

本発明は、電線束シミュレーション装置、及び、電線束シミュレーションプログラムに関する。

電線の配索を検討するための従来の技術として、例えば、特許文献１には、ワイヤーハーネスの布線設計を行う布線設計方法が開示されている。この布線設計方法は、入力工程と、第１の模擬工程と、出力工程と、を含む。入力工程では、製造盤に埋設される治具の形状情報、治具の配置情報、ワイヤーハーネスを構成する電線の物性情報、電線の経路情報を入力する。第１の模擬工程では、入力工程によって入力された情報を制約条件とする解析モデルにおいて、治具間ごとに定義される接続が滑らかな区間関数で表され、各治具の治具平面内において電線ごとに加わるエネルギーが最小となる点を通る電線の形状関数を求めることで電線の布線作業を模擬する。出力工程では、第１の模擬手段による模擬結果を出力する。

特開２０１１－１５０４９８号公報

ところで、電線の配索検討にあたっては、例えば、複数の電線を束ねた電線束の束ね状態についての検討も望まれている。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、電線束の束ね状態のシミュレーションを適正に行うことができる電線束シミュレーション装置、及び、電線束シミュレーションプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の線束シミュレーション装置は、配索方向に対して区分けされた複数のセグメントごとに、複数の電線を表す複数の電線モデルの変位方向、及び、変位量をそれぞれ指定する変位指定処理と、前記複数のセグメントごとに、前記複数の電線モデルのそれぞれについて、隣接する前記セグメントにおける当該電線モデルの端部位置を起点位置とし、指定された前記変位方向、及び、前記変位量の範囲で前記電線モデルの配索位置を決定し、前記複数の電線を束ねた電線束を表す電線束モデルをモデリングするモデリング処理と、を実行可能である処理部を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明の電線束シミュレーションプログラムは、配索方向に対して区分けされた複数のセグメントごとに、複数の電線を表す複数の電線モデルの変位方向、及び、変位量をそれぞれ指定し、前記複数のセグメントごとに、前記複数の電線モデルのそれぞれについて、隣接する前記セグメントにおける当該電線モデルの端部位置を起点位置とし、指定された前記変位方向、及び、前記変位量の範囲で前記電線モデルの配索位置を決定し、前記複数の電線を束ねた電線束を表す電線束モデルをモデリングする、各処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明に係る電線束シミュレーション装置、及び、電線束シミュレーションプログラムは、配索方向に対して区分けされた複数のセグメントごとに、隣接するセグメントにおける電線モデルの端部位置を起点位置とし、指定された変位方向、及び、変位量の範囲で電線モデルの配索位置を決定し、電線束モデルをモデリングする。この結果、電線束シミュレーション装置、及び、電線束シミュレーションプログラムは、モデリングされた電線束モデルを用いて、電線束の束ね状態のシミュレーションを適正に行うことができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る電線束シミュレーション装置の概略構成を表すブロック図である。 図２は、実施形態に係る電線束シミュレーション装置の処理回路による電線束のモデリングについて説明する模式図である。 図３は、実施形態に係る電線束シミュレーション装置の処理回路によってモデリングされた電線束モデルの一例を説明する模式図である。 図４は、実施形態に係る電線束シミュレーション装置の処理回路によってモデリングされた電線束モデルの一例を説明する模式図である。 図５は、実施形態に係る電線束シミュレーション装置の処理回路によってモデリングされた電線束モデルの一例を説明する模式図である。 図６は、実施形態に係る電線束シミュレーション装置の処理回路によって行われる処理の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１に示す本実施形態の電線束シミュレーション装置１は、複数の電線を束ねた電線束の束ね状態のシミュレーションを行う装置である。ここでは、電線束シミュレーション装置１は、シミュレーションの結果として生成される電線束モデルＭＢ（図２等参照）に基づいて電線束の電気的な特性を解析する解析装置としても機能する。言い換えれば、本実施形態の電線束シミュレーション装置１は、電線束の電気的な特性を解析する解析装置に組み込まれて構成されるものとして説明する。電線束シミュレーション装置１は、例えば、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、タブレット端末等の種々のコンピュータ機器によって実現される。

ここで、電線束シミュレーション装置１によるシミュレーションの対象となる電線束は、複数の電線を束ねたものである（図２等参照）。電線は、導電性を有する導体を含んで構成される線状の配索材である。電線は、例えば、車両に搭載されるワイヤーハーネスを構成する。電線は、例えば、ツイストペア等の通信線、電力線、アース線等を構成し、車両に搭載される各装置間を接続して電源供給、信号通信、接地等に用いられる。電線は、例えば、複数の金属素線を束ねた芯線導体に絶縁被覆を施した電線によって構成される。電線は、さらに、各種介在物や巻きテープ等を含んで構成されてもよい。電線束シミュレーション装置１は、このような電線を複数束ねた電線束を表す電線束モデルＭＢをモデリングし、電線束の束ね状態のシミュレーションを行う。以下、図１を参照して電線束シミュレーション装置１の各構成について詳細に説明する。

具体的には、電線束シミュレーション装置１は、入力部としての入力機器１０と、出力部としての出力機器２０と、記憶部としての記憶回路３０と、処理部としての処理回路４０とを備える。入力機器１０、出力機器２０、記憶回路３０、及び、処理回路４０は、ネットワークを介して相互に通信可能に接続されている。

入力機器１０は、電線束シミュレーション装置１に対して情報を入力可能な機器である。入力機器１０は、例えば、電線束シミュレーション装置１に対する種々の入力を行う機器として、操作入力機器１１、及び、データ入力機器１２を含んで構成される。操作入力機器１１は、ユーザーからの各種の操作入力（情報入力）を受け付ける機器である。操作入力機器１１は、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド、タッチスクリーン、非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。データ入力機器１２は、電線束シミュレーション装置１外の他の機器からの各種のデータ入力（情報入力）を受け付ける機器である。データ入力機器１２は、例えば、有線、無線を問わず通信を介して機器との間で各種データの送受信を行う通信インターフェース、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、光磁気ディスク（Ｍａｇｎｅｔｏ－Ｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｋ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＵＳＢメモリ、ＳＤカードメモリ、Ｆｌａｓｈメモリ等の記録媒体から各種データを読み出す記録媒体インターフェース等によって実現される。

出力機器２０は、電線束シミュレーション装置１から情報を出力可能な機器である。出力機器２０は、例えば、電線束シミュレーション装置１から種々の出力を行う機器として、表示機器２１、及び、データ出力機器２２を含んで構成される。表示機器２１は、各種画像情報を出力して表示する機器である。表示機器２１は、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の画像表示装置により実現される。データ出力機器２２は、電線束シミュレーション装置１外の他の機器に対するデータ出力（情報出力）を行う機器である。データ出力機器２２は、例えば、有線、無線を問わず通信を介して機器との間で各種データの送受信を行う通信インターフェース、上記と同様の記録媒体に各種データを書き込む記録媒体インターフェース等によって実現される。なお、上述したデータ入力機器１２とデータ出力機器２２とは、一部又は全部の構成が兼用されてもよい。

記憶回路３０は、各種データ（情報）を記憶する回路である。記憶回路３０は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等によって実現される。記憶回路３０は、例えば、電線束シミュレーション装置１が各種の機能を実現するためのプログラムを記憶する。記憶回路３０に記憶されるプログラムには、入力機器１０を機能させるプログラム、出力機器２０を機能させるプログラム、処理回路４０を機能させるプログラム等が含まれる。また、記憶回路３０は、入力機器１０を介して入力されたデータ、処理回路４０での各種処理に必要なデータ、出力機器２０を介して出力するデータ等の各種データを記憶する。記憶回路３０は、処理回路４０等によってこれらの各種データが必要に応じて読み出される。なお、記憶回路３０は、ネットワークを介して電線束シミュレーション装置１に接続されたクラウドサーバ等により実現されてもよい。

処理回路４０は、電線束シミュレーション装置１における各種処理機能を実現する回路である。処理回路４０は、例えば、プロセッサによって実現される。プロセッサとは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の回路を意味する。処理回路４０は、例えば、記憶回路３０から読み込んだプログラムを実行することにより、各処理機能を実現する。

以上、本実施形態に係る電線束シミュレーション装置１の全体構成の概略について説明した。このような構成のもと、本実施形態に係る処理回路４０は、図２に示すように、配索方向ＤＷに対して区分けされた複数のセグメントＳＧごとに電線束モデルＭＢをモデリングし解析を行う各種処理を行うための機能を有している。本実施形態に係る処理回路４０は、電線の配索方向ＤＷに対して、セグメントＳＧと呼ばれるいくつかの区間を区分けする。そして、処理回路４０は、それぞれのセグメントＳＧにて電線の配索位置を決定し、これらを組み合わせることで電線束モデルＭＢをモデリングする。またこれに伴い、本実施形態に係る記憶回路３０は、各種データを記憶するための記憶領域を有している。

具体的には、本実施形態の記憶回路３０は、図１に示すように、処理回路４０による各種処理機能を実現するために、機能概念的に、モデル記憶部３１、及び、解析結果記憶部３２を含んで構成される。

モデル記憶部３１は、処理回路４０によってモデリングされた電線束モデルＭＢを記憶する記憶領域である。

解析結果記憶部３２は、処理回路４０によって解析された電線束モデルＭＢについての解析結果を記憶する記憶領域である。

そして、本実施形態の処理回路４０は、図１に示すように、上記各種処理機能を実現するために、機能概念的に、変位指定処理部４１、モデリング処理部４２、解析処理部４３、及び、出力処理部４４を含んで構成される。処理回路４０は、例えば、記憶回路３０から読み込んだプログラムを実行することにより、これら変位指定処理部４１、モデリング処理部４２、解析処理部４３、及び、出力処理部４４の各処理機能を実現する。

変位指定処理部４１は、図２に示すように、配索方向ＤＷに対して区分けされた複数のセグメントＳＧごとに、複数の電線モデルＭＷの変位方向、及び、変位量をそれぞれ指定する変位指定処理を実行可能な機能を有する部分である。

ここで、配索方向ＤＷとは、電線、電線束が配索される方向であり、言い換えれば、モデリングする電線束モデルＭＢの延在方向に相当する。セグメントＳＧとは、配索方向ＤＷに対して予め設定された長さごとに複数に区分けされて設定される区間であり、各電線モデルＭＷの配索位置を決定する際の最小単位を構成するものである。電線モデルＭＷとは、それぞれ電線を表すモデルであり、複数の電線モデルＭＷは、複数の電線を表す。電線モデルＭＷは、操作入力機器１１（入力機器１０）を介してユーザーの操作によって入力されてもよいし、データ入力機器１２（入力機器１０）を介して電線束シミュレーション装置１外の他の機器から入力されてもよい。処理回路４０によってモデリングされる電線束モデルＭＢは、複数の電線が束ねられた電線束を表すモデルであり、言い換えれば、この電線モデルＭＷを複数束ねたものである。電線モデルＭＷ、電線束モデルＭＢは、複数に区分けされたセグメントＳＧが配索方向ＤＷに沿って隣り合って連なることで構成される。

変位指定処理部４１は、操作入力機器１１を介したユーザーの操作に応じて、後述するモデリング処理で参照される電線モデルＭＷの変位方向、及び、変位量を入力する処理を実行する。変位指定処理部４１は、複数のセグメントＳＧごとに、当該電線モデルＭＷの変位方向、及び、変位量を入力する処理を実行する。変位指定処理部４１は、例えば、各セグメントＳＧにおいて、操作入力機器１１を介したユーザーの操作に応じて、複数の電線モデルＭＷからユーザーの任意の電線モデルＭＷを選択し、選択した電線モデルＭＷの変位方向、及び、変位量を入力する処理を実行する。変位指定処理部４１は、配索方向ＤＷと直交し、かつ、相互に直交するＸ方向、Ｙ方向の双方に対して、それぞれ、電線モデルＭＷの変位方向、及び、変位量を入力する。変位指定処理部４１は、それぞれのセグメントＳＧにおいて、複数の電線モデルＭＷのすべてに対して、この電線モデルＭＷの変位方向、及び、変位量を入力する処理を実行する。電線モデルＭＷの変位方向、及び、変位量は、典型的には、ユーザーが希望する電線モデルＭＷ、電線束モデルＭＢの配索形状等に応じて任意に入力される。変位指定処理部４１は、入力された電線モデルＭＷの変位方向、及び、変位量を、一旦、記憶回路３０に記憶させてもよい。

モデリング処理部４２は、図２に示すように、複数のセグメントごとＳＧに、複数の電線モデルＭＷのそれぞれについて、当該電線モデルＭＷの配索位置を決定し、電線束モデルＭＢをモデリングするモデリング処理を実行可能な機能を有する部分である。

この場合、モデリング処理部４２は、各セグメントＳＧにおいて、隣接するセグメントＳＧにおける電線モデルＭＷの端部位置を起点位置とし、変位指定処理で指定された変位方向、及び、変位量の範囲で当該電線モデルＭＷの配索位置を決定する。ここで、起点位置とは、当該セグメントＳＧにおける電線モデルＭＷの配索位置を決定する際の起点となる位置であり、隣接するセグメントＳＧにおける電線モデルＭＷの端部位置が当該セグメントＳＧにおける当該電線モデルＭＷの起点位置となる。電線モデルＭＷは、当該セグメントＳＧにおいて一方の端部がこの起点位置に位置する。そして、電線モデルＭＷは、変位指定処理で指定された変位方向、及び、変位量の範囲で当該セグメントＳＧにおいて他方の端部の位置が決定され、これが当該セグメントＳＧにおける終点位置となる。モデリング処理部４２は、各セグメントＳＧにおいて電線モデルＭＷの起点位置と終点位置とが決まったらそれらを滑らかにつなぐようにして電線モデルＭＷをモデリングする。

モデリング処理部４２は、それぞれのセグメントＳＧにおいて、複数の電線モデルＭＷのすべてに対してこの配索位置の決定を行う。そして、モデリング処理部４２は、複数の電線モデルＭＷのそれぞれに対して、複数のセグメントＳＧにおける各配索位置を組み合わせることで電線束モデルＭＢをモデリングする。

より具体的には、本実施形態のモデリング処理部４２は、モデリング処理において、変位演算処理、重複補正処理、及び、離間補正処理を実行可能である。典型的には、モデリング処理部４２は、変位演算処理を実行した後に、重複補正処理、及び、離間補正処理を実行する。

モデリング処理部４２は、変位演算処理においては、下記のように前提条件（Ａ）～（Ｅ）を設定する。

（Ａ）配索方向ＤＷと直交し、かつ、相互に直交する方向をそれぞれ「Ｘ方向」、「Ｙ方向」とする。

（Ｂ）「Ｘ方向」に対する電線モデルＭＷの配索位置を「Ｘ」とし、「Ｙ方向」に対す電線モデルＭＷの配索位置を「Ｙ」とする。

（Ｃ）「Ｘ方向」に対する電線モデルＭＷの起点位置（言い換えれば、隣接するセグメントＳＧにおける「Ｘ方向」に対する電線モデルＭＷの端部位置）を「Ｘ０」とし、「Ｙ方向」に対する電線モデルＭＷの起点位置（言い換えれば、隣接するセグメントＳＧにおける「Ｙ方向」に対する電線モデルＭＷの端部位置）を「Ｙ０」とする。なお、「Ｘ０」、「Ｙ０」は、隣接するセグメントＳＧがない場合、例えば、ともに「０」とされてもよいし、操作入力機器１１を介したユーザーの操作に応じて任意の値とされてもよい。

（Ｄ）０～１の値のいずれかの値をとる乱数を「ＲＮＤ」とする。

（Ｅ）変位指定処理によって指定された「Ｘ方向」に対する電線モデルＭＷの変位量を「ＲＸ」とし、「Ｘ方向」に対する変位方向をＲＸの符号によって表し、変位指定処理によって指定された「Ｙ方向」に対する電線モデルＭＷの変位量を「ＲＹ」とし、「Ｙ方向」に対する変位方向をＲＹの符号によって表す。

そして、モデリング処理部４２は、上記のような前提条件（Ａ）～（Ｅ）とした場合に、下記で示す数式（１）を演算し、当該数式（１）の演算結果に基づいて、複数のセグメントＳＧごとに、複数の電線モデルＭＷのそれぞれについて配索位置を決定する変位演算処理を実行する。

Ｘ＝Ｘ０＋ＲＮＤ・ＲＸ、Ｙ＝Ｙ０＋ＲＮＤ・ＲＹ ・・・ （１）

この変位演算処理によって、モデリング処理部４２は、複数のセグメントＳＧごとに、複数の電線モデルＭＷのそれぞれについて、隣接するセグメントＳＧにおける当該電線モデルＭＷの端部位置を起点位置とし、指定された変位方向、及び、変位量の範囲で電線モデルＭＷの配索位置を決定することが可能となる。つまり、電線モデルＭＷは、「Ｘ０」及び「Ｙ０」で定まる位置が当該セグメントＳＧにおける起点位置とされ、「Ｘ０＋ＲＮＤ・ＲＸ」及び「Ｙ０＋ＲＮＤ・ＲＹ」で定まる位置が当該セグメントＳＧにおける終点位置とされる。そして、モデリング処理部４２は、数式（１）の演算結果に基づいて各セグメントＳＧにおいて電線モデルＭＷの起点位置と終点位置とが決まったらそれらを滑らかにつなぐようにして電線モデルＭＷをモデリングする。

上記のように、モデリング処理部４２は、複数のセグメントＳＧごとに、電線モデルＭＷの配索位置を決定する場合に、隣接するセグメントＳＧにおける当該電線モデルＭＷの端部位置に応じた「Ｘ０」及び「Ｙ０」で定まる位置を当該セグメントＳＧにおける起点位置として当該セグメントＳＧにおける配索位置を決定することが可能となる。この結果、モデリング処理部４２は、隣接するセグメントＳＧから連続するように当該セグメントＳＧにおける電線モデルＭＷの配索位置を決定することが可能となる。またこの場合、モデリング処理部４２は、数式（１）を用いることで、指定された変位量の範囲でランダムに電線モデルＭＷの配索位置を決定することも可能となる。

そして、本実施形態のモデリング処理部４２は、上述した変位演算処理の後に、配索位置を決定した電線モデルＭＷの当該配索位置が他の電線モデルＭＷの配索位置と重なる位置である場合に、配索位置を決定した電線モデルＭＷの当該配索位置を他の電線モデルＭＷの配索位置と重ならない位置に補正する重複補正処理を実行する。この場合、モデリング処理部４２は、例えば、当該電線モデルＭＷの配索位置を、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」における原点位置（Ｘ＝０、Ｙ＝０の位置）から離間する側に移動させ、他の電線モデルＭＷの配索位置と重ならない位置まで移動させる。この結果、モデリング処理部４２は、複数の電線モデルＭＷの配索位置がオーバーラップしてしまうことを防止することが可能となる。

また、本実施形態のモデリング処理部４２は、上述した変位演算処理の後に、配索位置を決定した電線モデルＭＷの当該配索位置が他の電線モデルＭＷから離間した位置である場合に、配索位置を決定した電線モデルＭＷの当該配索位置を他の電線モデルＭＷと接触する位置に補正する離間補正処理を実行する。この場合、モデリング処理部４２は、例えば、当該電線モデルＭＷの配索位置を、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」における原点位置に接近する側に移動させ、他の電線モデルＭＷと接触する位置まで移動させる。この結果、モデリング処理部４２は、電線モデルＭＷの配索位置が他の電線モデルＭＷから孤立してしまうことを防止することが可能となる。

モデリング処理部４２は、それぞれのセグメントＳＧにおいて、複数の電線モデルＭＷに対して、上述した変位演算処理、重複補正処理、及び、離間補正処理を行う。この場合、モデリング処理部４２は、１つのセグメントＳＧにおいて、複数の電線モデルＭＷのすべての配索位置を決定した後に、次のセグメントＳＧにおける電線モデルＭＷの配索位置を決定していくようにしてもよい。また、モデリング処理部４２は、１つの電線モデルＭＷについて、すべてのセグメントＳＧにおいて配索位置を決定した後に、次の電線モデルＭＷの配索位置を決定していくようにしてもよい。

そして、モデリング処理部４２は、複数の電線モデルＭＷのそれぞれに対して、複数のセグメントＳＧにおける各配索位置を組み合わせることで、最終的な電線束モデルＭＢをモデリングする。

図２、図３、図４、図５は、それぞれモデリング処理部４２によってモデリングされた電線束モデルＭＢの一例を表している。図２に例示した電線束モデルＭＢは、束ねの外側にあった通信線の電線モデルＭＷが徐々に他の周囲電線の電線モデルＭＷに囲まれていくように変化する束ね状態となっている。図３に例示した電線束モデルＭＢは、例えば、通信線の電線モデルＭＷを原点位置に配索した上で、周囲電線の電線モデルＭＷが当該通信線の電線モデルＭＷを中心として各象限に万遍なく配置されたような束ね状態となっている。図４に例示した電線束モデルＭＢは、例えば、通信線の電線モデルＭＷを原点位置に配索した上で、周囲電線の電線モデルＭＷが当該通信線の電線モデルＭＷの外側の第二、第三象限（「Ｘ」の符号＝マイナスとなる象限）に偏って配置されたような束ね状態となっている。図５に例示した電線束モデルＭＢは、例えば、通信線の電線モデルＭＷを原点位置に配索した上で、周囲電線の電線モデルＭＷが当該通信線の電線モデルＭＷの端の第二象限（「Ｘ」の符号＝マイナス、「Ｙ」の符号＝プラスとなる象限）に偏って配置されたような束ね状態となっている。

モデリング処理部４２は、上述したモデリング処理によって以上で例示したような電線束モデルＭＢを生成することができる。例えば、モデリング処理部４２は、変位指定処理によって「ＲＸ」の符号がマイナス、「ＲＹ」の符号がプラスに指定されることで、各セグメントＳＧにおける電線モデルＭＷの配索位置が決定されるごとに、各電線モデルＭＷが第二象限に集まっていき、最終的に終端のセグメントＳＧにおいて、図５に例示したような束ね状態となった電線束モデルＭＢを生成することができる。このように、モデリング処理部４２は、始端のセグメントＳＧから終端のセグメントＳＧに向けて、電線モデルＭＷの配索位置が徐々に変化していき、かつ、その変化が連続的である電線束モデルＭＢを生成することが可能である。モデリング処理部４２は、上記のようにモデリングした電線束モデルＭＢを、記憶回路３０のモデル記憶部３１に記憶させる。

解析処理部４３は、モデリング処理部４２によってモデリングされた電線束モデルＭＢに基づいて当該電線束モデルＭＢが表す電線束の電気的な特性を解析する解析処理を実行可能な機能を有する部分である。解析処理部４３は、種々の公知の解析手法を用いて、電線束モデルＭＢが表す電線束について、複数の電線が束ねられた状態での電気的な特性を解析する。解析処理部４３は、電線束モデルＭＢが表す電線束の電気的な特性として、例えば、特性インピーダンスや不平衡成分を解析する。解析処理部４３は、電線束モデルＭＢを構成する各セグメントＳＧごとに解析を行ってもよいし、電線束モデルＭＢ全体に対して解析を行ってもよい。解析処理部４３は、電線束モデルＭＢが表す電線束の電気的な特性についての解析結果を、記憶回路３０の解析結果記憶部３２に記憶させる。

出力処理部４４は、モデリング処理部４２によってモデリングされた電線束モデルＭＢや解析処理部４３によって解析された電線束モデルＭＢについての解析結果に基づいて、出力を行う処理を実行可能な機能を有する部分である。出力処理部４４は、電線束モデルＭＢや解析結果を、出力機器２０を介して出力する処理を実行する。電線束モデルＭＢや解析結果は、表示機器２１（出力機器２０）を介して画像情報として出力されてもよいし、データ出力機器２２（出力機器２０）を介して電線束シミュレーション装置１外の他の機器に出力されてもよい。

次に、図６のフローチャート図を参照して、電線束シミュレーション装置１おける電電線束シミュレーション方法の処理手順について説明する。

図６に示す電線束シミュレーション装置１おける電電線束シミュレーション方法は、変位指定ステップ（ＳＴ１）、モデリングステップ（ＳＴ２）、解析ステップ（ＳＴ４）、出力ステップ（ＳＴ５）を含む。ここでは、上記各ステップに関する処理は、電線束シミュレーション装置１の処理回路４０によって実行される。

まず、処理回路４０の変位指定処理部４１は、配索方向ＤＷに対して区分けされた複数のセグメントＳＧごとに、複数の電線モデルＭＷの変位方向、及び、変位量をそれぞれ指定する変位指定ステップ（ＳＴ１）を実行する。変位指定処理部４１は、操作入力機器１１を介したユーザーの操作に応じて、各セグメントＳＧ、各電線モデルＭＷについて、変位方向、及び、変位量を入力する処理を実行する。変位指定処理部４１は、入力された電線モデルＭＷの変位方向、及び、変位量を記憶回路３０に記憶させる。

次に、処理回路４０のモデリング処理部４２は、複数のセグメントＳＧごとに、複数の電線モデルＭＷのそれぞれについて、隣接するセグメントＳＧにおける当該電線モデルＭＷの端部位置を起点位置とし、変位指定ステップ（ＳＴ１）で指定された変位方向、及び、変位量の範囲で電線モデルＭＷの配索位置を決定し、電線束モデルＭＢをモデリングするモデリングステップ（ステップＳ２）を実行する。

本実施形態のモデリングステップ（ＳＴ２）では、モデリング処理部４２は、まず、上述した数式（１）を演算し、当該数式（１）の演算結果に基づいて、複数のセグメントＳＧごとに、複数の電線モデルＭＷのそれぞれについて配索位置を決定する変位演算ステップ（ＳＴ２Ａ）を実行する。

次に、モデリング処理部４２は、配索位置を決定した電線モデルＭＷの当該配索位置が他の電線モデルＭＷの配索位置と重なる位置である場合に、配索位置を決定した電線モデルＭＷの当該配索位置を他の電線モデルＭＷの配索位置と重ならない位置に補正する重複補正ステップ（ＳＴ２Ｂ）を実行する。

続いて、モデリング処理部４２は、配索位置を決定した電線モデルＭＷの当該配索位置が他の電線モデルＭＷから離間した位置である場合に、配索位置を決定した電線モデルＭＷの当該配索位置を他の電線モデルＭＷと接触する位置に補正する離間補正ステップ（ＳＴ２Ｃ）を実行する。

そして、モデリング処理部４２は、複数の電線モデルＭＷのそれぞれに対して、複数のセグメントＳＧにおける各配索位置を組み合わせることで、電線束モデルＭＢをモデリングする。モデリング処理部４２は、生成した電線束モデルＭＢを記憶回路３０のモデル記憶部３１に記憶させる。

なお、モデリング処理部４２は、重複補正ステップ（ＳＴ２Ｂ）と離間補正ステップ（ＳＴ２Ｃ）との実行順については上記に限らず、離間補正ステップ、重複補正ステップの順で実行してもよい。

その後、モデリング処理部４２は、全てのセグメントＳＧに対して上記の処理が完了したか否かを判定し（ＳＴ３）、全てのセグメントＳＧに対して処理が完了していないと判定した場合（ＳＴ３：Ｎｏ）、ＳＴ１の処理に戻って以降の処理を繰り返し実行する。

処理回路４０の解析処理部４３は、全てのセグメントＳＧに対して処理が完了したと判定された場合（ＳＴ３：Ｙｅｓ）、モデリングステップ（ＳＴ２）でモデリングされた電線束モデルＭＢに基づいて当該電線束モデルＭＢが表す電線束の電気的な特性を解析する解析ステップ（ＳＴ４）を実行する。そして、解析処理部４３は、解析結果を記憶回路３０の解析結果記憶部３２に記憶させる。

次に、処理回路４０の出力処理部４４は、モデリングステップ（ＳＴ２）でモデリングされた電線束モデルＭＢや解析ステップ（ステップＳ４）で解析された電線束モデルＭＢについての解析結果を出力する出力ステップ（ステップＳ５）を実行し、本フローチャートによる処理を終了する。この場合、出力処理部４４は、電線束モデルＭＢや解析結果を、表示機器２１を介して画像情報として出力してもよいし、データ出力機器２２を介して電線束シミュレーション装置１外の他の機器に出力してもよい。

上述した電気特性解析方法は、予め用意された電線束シミュレーションプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この電線束シミュレーションプログラムは、上述した変位指定ステップ（ＳＴ１）、モデリングステップ（ＳＴ２）、解析ステップ（ＳＴ４）、出力ステップ（ＳＴ５）等の各処理をコンピュータに実行させる。

以上で説明した電線束シミュレーション装置１、電線束シミュレーションプログラムは、配索方向ＤＷに対して区分けされた複数のセグメントＳＧごとに、隣接するセグメントＳＧにおける電線モデルＭＷの端部位置を起点位置とし、指定された変位方向、及び、変位量の範囲で電線モデルＭＷの配索位置を決定し、電線束モデルＭＢをモデリングする。つまり、電線束シミュレーション装置１は、各セグメントＳＧにおいて、隣接するセグメントＳＧにおける電線モデルＭＷの端部位置を基準として電線モデルＭＷの変位方向、変位量を指定することで、一定の範囲内で電線モデルＭＷの配索位置を決定し、電線束モデルＭＢをモデリングすることができる。

この処理により、電線束シミュレーション装置１は、各セグメントＳＧにおいて、隣接するセグメントＳＧから連続するように各電線モデルＭＷの配索位置を決定することができ、セグメントＳＧ間の繋ぎを滑らかに連続させた電線束モデルＭＢを生成することができる。つまり、電線束シミュレーション装置１は、始端のセグメントＳＧから終端のセグメントＳＧに向けて、電線モデルＭＷの配索位置が徐々に変化していき、かつ、その変化が連続的である電線束モデルＭＢを生成することができる。

また、上記処理により、電線束シミュレーション装置１は、指定された変位方向、変位量の範囲でランダムに電線モデルＭＷの配索位置を決定することができる。これにより、電線束シミュレーション装置１は、例えば、実際の電線の配索作業におけるばらつき等を加味した電線束モデルＭＢを効率よく生成、再現することができる。

以上のように、電線束シミュレーション装置１、電線束シミュレーションプログラムは、モデリングされた電線束モデルＭＢを用いて、電線束の束ね状態のシミュレーションを適正に行うことができる。

より具体的には、電線束シミュレーション装置１、電線束シミュレーションプログラムは、モデリング処理において、Ｘ＝Ｘ０＋ＲＮＤ・ＲＸ、Ｙ＝Ｙ０＋ＲＮＤ・ＲＹの演算結果に基づいて、各電線モデルＭＷの配索位置を決定する変位演算処理を実行可能である。この処理によって、電線束シミュレーション装置１は、複数のセグメントＳＧごとに、複数の電線モデルＭＷのそれぞれについて、隣接するセグメントＳＧにおける当該電線モデルＭＷの端部位置を起点位置とし、指定された変位方向、及び、変位量の範囲で電線モデルＭＷの配索位置を決定することができる。この結果、電線束シミュレーション装置１、電線束シミュレーションプログラムは、上記のように電線束の束ね状態のシミュレーションを適正に行うことができる。

また、以上で説明した電線束シミュレーション装置１、電線束シミュレーションプログラムは、モデリング処理において、重複補正処理、及び、離間補正処理を実行可能である。この処理によって、電線束シミュレーション装置１は、電線束モデルＭＢにおいて、複数の電線モデルＭＷの配索位置がオーバーラップしてしまうこと、電線モデルＭＷの配索位置が他の電線モデルＭＷから孤立してしまうことを防止することができる。この結果、電線束シミュレーション装置１、電線束シミュレーションプログラムは、電線束の束ね状態のシミュレーションをより適正に行うことができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る電線束シミュレーション装置、及び、電線束シミュレーションプログラムは、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。

以上の説明では、電線束シミュレーション装置１は、生成した電線束モデルＭＢに基づいて電線束の電気的な特性を解析する解析装置としても機能するものとして説明したがこれに限らない。つまり、電線束シミュレーション装置１は、解析装置に組み込まれて構成されるものに限らず、解析装置とは別に構成され、生成した電線束モデルＭＢをデータ出力機器２２を介して電線束シミュレーション装置１外の他の機器に出力するように構成されてもよい。

以上の説明では、モデリング処理部４２は、モデリング処理において、変位演算処理、重複補正処理、及び、離間補正処理を実行可能であるものとして説明したがこれに限らない。モデリング処理部４２は、モデリング処理において、重複補正処理、離間補正処理を実行しないものであってもよい。

以上で説明した処理回路４０は、単一のプロセッサによって各処理機能が実現されるものとして説明したがこれに限らない。処理回路４０は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて各プロセッサがプログラムを実行することにより各処理機能が実現されてもよい。また、処理回路４０が有する処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。また、処理回路４０が有する処理機能は、その全部又は任意の一部をプログラムにて実現してもよく、また、ワイヤードロジック等によるハードウェアとして実現してもよい。

以上で説明したプロセッサによって実行されるプログラムは、記憶回路３０等に予め組み込まれて提供される。なお、このプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルで、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録されて提供されてもよい。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードされることにより提供又は配布されてもよい。

本実施形態に係る電線束シミュレーション装置、及び、電線束シミュレーションプログラムは、以上で説明した実施形態、変形例の構成要素を適宜組み合わせることで構成してもよい。

１ 電線束シミュレーション装置
１０ 入力機器
１１ 操作入力機器
１２ データ入力機器
２０ 出力機器
２１ 表示機器
２２ データ出力機器
３０ 記憶回路
３１ モデル記憶部
３２ 解析結果記憶部
４０ 処理回路
４１ 変位指定処理部
４２ モデリング処理部
４３ 解析処理部
４４ 出力処理部
ＤＷ 配索方向
ＭＢ 電線束モデル
ＭＷ 電線モデル
ＳＧ セグメント

Claims (4)

1. 配索方向に対して区分けされた複数のセグメントごとに、複数の電線を表す複数の電線モデルの変位方向、及び、変位量をそれぞれ指定する変位指定処理と、
   前記複数のセグメントごとに、前記複数の電線モデルのそれぞれについて、隣接する前記セグメントにおける当該電線モデルの端部位置を起点位置とし、指定された前記変位方向、及び、前記変位量の範囲で前記電線モデルの配索位置を決定し、前記複数の電線を束ねた電線束を表す電線束モデルをモデリングするモデリング処理と、
   を実行可能である処理部を備えることを特徴とする、
   電線束シミュレーション装置。
2. 前記処理部は、前記モデリング処理において、前記配索方向と直交し、かつ、相互に直交する方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とし、前記Ｘ方向に対する前記配索位置をＸとし、前記Ｙ方向に対する前記配索位置をＹとし、前記Ｘ方向に対する前記起点位置をＸ０とし、前記Ｙ方向に対する前記起点位置をＹ０とし、０～１の値のいずれかの値をとる乱数をＲＮＤとし、前記Ｘ方向に対する前記変位量をＲＸとし、前記Ｘ方向に対する前記変位方向を前記ＲＸの符号によって表し、前記Ｙ方向に対する前記変位量をＲＹとし、前記Ｙ方向に対する前記変位方向を前記ＲＹの符号によって表した場合に、Ｘ＝Ｘ０＋ＲＮＤ・ＲＸ、Ｙ＝Ｙ０＋ＲＮＤ・ＲＹの演算結果に基づいて前記配索位置を決定する変位演算処理を実行可能である、
   請求項１に記載の電線束シミュレーション装置。
3. 前記処理部は、前記モデリング処理において、前記配索位置を決定した前記電線モデルの当該配索位置が他の前記電線モデルの前記配索位置と重なる位置である場合に、前記配索位置を決定した前記電線モデルの当該配索位置を他の前記電線モデルの前記配索位置と重ならない位置に補正する重複補正処理、及び、前記配索位置を決定した前記電線モデルの当該配索位置が他の前記電線モデルから離間した位置である場合に、前記配索位置を決定した前記電線モデルの当該配索位置を他の前記電線モデルと接触する位置に補正する離間補正処理を実行可能である、
   請求項１又は請求項２に記載の電線束シミュレーション装置。
4. 配索方向に対して区分けされた複数のセグメントごとに、複数の電線を表す複数の電線モデルの変位方向、及び、変位量をそれぞれ指定し、
   前記複数のセグメントごとに、前記複数の電線モデルのそれぞれについて、隣接する前記セグメントにおける当該電線モデルの端部位置を起点位置とし、指定された前記変位方向、及び、前記変位量の範囲で前記電線モデルの配索位置を決定し、前記複数の電線を束ねた電線束を表す電線束モデルをモデリングする、
   各処理をコンピュータに実行させることを特徴とする、
   電線束シミュレーションプログラム。

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