JP4304979B2 - Automotive design support program and design support method - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の外観形状の設計支援を行う設計支援装置を制御するための設計支援プログラム、及び設計支援装置を用いた設計支援方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車の外観形状の設計（デザイン）に、コンピュータが用いられており、例えば特許文献１には、自動車の外観形状の設計を支援する装置であって、デザイナーが外形データを入力したときに、その入力された外形データに基づいて構築された外形モデルと、人が美しいと感じる普遍的な自動車のプロポーションモデルとを重畳表示することにより、デザイナーによる外形評価・修正を容易にする装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２８９２６２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、歩行者（自動車の乗員以外の者であり、例えば二輪車乗員を含む）と自動車との衝突時に、自動車の外形を変形させて歩行者の衝撃を吸収することにより歩行者の保護する対策がなされている。例えば、自動車のフロントと歩行者との衝突時には、その歩行者はエンジンフードと接触する確率が高いことから、そのエンジンフードを比較的変形し易い構造とすることで歩行者の衝撃を効果的に吸収する対策がなされている。また近年、こうした歩行者と自動車との衝突の際の安全基準が定められる傾向にある。
【０００５】
こうした外形変形による衝撃吸収を行う場合、その外観形状によって変形量が異なるため、自動車の外形それ自体が変形量に大きな影響を与える。このため、所望の安全性を確保するには、変形状態を考慮しつつ外形を設計する必要がある。
【０００６】
また、自動車の外形が変形量に大きな影響を与えるとはいえ、自動車の全ての部分の外形が影響を与えるわけではない。自動車と歩行者との衝突時にその歩行者が接触する確率の高い接触領域が存在するため、その接触領域における外形の変形が特に重要である。ところが、上記接触領域は自動車の外形に応じて決定されるため、所望の安全性を確保するには、その接触領域を特定した上で外形を設計する必要がある。
【０００７】
このように、所望の安全性を確保するには、外形の設計を行う際に種々の問題を考慮する必要があるが、これは極めて困難なことである。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所望の安全性を確保しつつ自動車の外観形状の設計が可能となる自動車の設計支援プログラム及び設計支援方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による自動車の設計支援プログラムは、少なくとも表示部、入力部及び記憶部を有しかつ、外部部品によって構成される自動車の外観形状の設計支援を行う設計支援装置を制御するための設計支援プログラムである。
【００１０】
そして、上記設計支援プログラムは、上記設計支援装置に、上記入力部を通じて上記自動車の外形データをユーザに入力させる外形データ入力処理と、上記入力部を通じて上記ユーザに入力された上記外形データに基づいて演算を行うことにより、上記自動車の外観形状を表す外形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる外形モデル構築処理と、上記入力部を通じて上記ユーザに入力された上記自動車が物体に接触するときの接触条件に関する情報と、上記記憶部から読み出した外形モデルの情報とに基づいて、当該外形モデルの変形形状を演算することによって、上記外形モデルを変形させた変形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる変形モデル構築処理と、上記入力部を通じてユーザに入力されたデータに基づいて演算を行うことにより、上記自動車の内部に配置される内部部品の外観形状を表す内部部品外形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる内部部品外形モデル構築処理と、上記記憶部から読み出した内部部品外形モデル及び上記変形モデルに基づいて演算を行うことにより、外形変形時の上記外部部品と内部部品との干渉状態を判定する判定処理と、上記記憶部から読み出した変形モデルを上記表示部に表示すると共に、上記判定処理による判定に基づいて外形変形時に上記外部部品と内部部品とが干渉する部分を上記表示部の表示によって報知する表示処理と、を実行させるものとする。
【００１１】
この構成によると、外形データ入力処理では、自動車の外形データをデザイナー（ユーザ）に入力させる。外形モデル構築処理では、上記外形データ入力処理によってユーザに入力させた外形データに基づいて、自動車の外観形状を表す外形モデルを構築する。例えば３次元外形モデルを構築すればよい。
【００１２】
一方、変形モデル構築処理では、上記自動車が物体に接触するときの接触情報に基づいて、上記外形モデル構築処理によって構築した外形モデルを変形させた（３次元）変形モデルを構築する。
【００１３】
こうして、変形モデル構築処理によって変形モデルを構築すれば、表示処理でその変形モデルを表示する。その結果、ユーザは、入力した外形モデルが物体に接触したときの変形状態を把握することが可能になる。これにより、上記ユーザは、その変形状態に応じて外形モデルを修正する等が可能になる。上記設計支援プログラムはさらに、上記設計支援装置に、外形モデルを修正する修正データをユーザに入力させる修正データ入力処理を実行させてもよい。こうして、変形状態を考慮した自動車の外観形状の設計が実現する。
【００１４】
ここで、内部部品とは、自動車の外形を構成する外部部品に囲われて、外観上現れない部品をいい、例えば自動車のフロント部分では、エンジンルーム内に収容されるエンジン及びその周辺部品（マニホールドやエアクリーナ等）等が該当する。
【００１５】
すなわち、自動車では、その外形を構成する外部部品の下側には内部部品が配置されている。例えばエンジンフードの下側のエンジンルーム内にはエンジン及びマニホールド、エアクリーナ等の部品が配置されている。このため、変形状態を考慮して外形を設計したとしても、外形を構成する外部部品と上記内部部品との間隔によっては、その変形の際に外部部品が内部部品と干渉してしまう場合がある。例えば外部部品であるエンジンフードが変形したときに内部部品であるエンジンと干渉する場合等である。この場合に、その干渉によって外形の変形量が小さくなってしまうと衝撃の吸収量が低下する虞もある。このため、所望の安全性を確保するには、外形変形時の内部部品との干渉を考慮しながら外形を設計する必要がある。
【００１６】
上記の構成ではさらに、内部部品外形モデル構築処理では、上記内部部品の外観形状を表す内部部品外形モデルを構築する。例えばユーザに内部部品の外形データを入力させ、その外形データに基づいて内部部品外形モデルを構築すればよい。
【００１７】
判定処理では、上記内部部品外形モデル構築処理によって構築した内部部品外形モデルと変形モデルとに基づいて、外形変形時の内部部品との干渉状態、つまり外形が変形したときに外部部品（外形を構成する部品）と内部部品とが干渉するか否か、を判定する。
【００１８】
そして、表示処理では、上記判定処理による判定に基づき、外形変形時に内部部品と干渉する部分を報知する。報知形態としては種々の形態が適用可能であるが、一例として、外形変形時に内部部品と干渉する部分を、他の部分（内部部品と干渉しない部分）とは異なる表示色で表示することが挙げられる。
【００１９】
こうすることでユーザは、入力した外形モデルが変形した際に、内部部品と干渉するか否かを把握することが可能になる。このため、上記ユーザは、その干渉状態に応じて外形モデルを修正する等が可能になり、外形変形時の内部部品との干渉を考慮した自動車の外観形状の設計が実現する。
【００２０】
これとは異なり、上記表示処理は、上記判定処理による判定に基づいて外形変形時における内部部品との干渉度が所定よりも高い部分を報知すると共に、その干渉度が高いほど警告度を高めて報知する処理としてもよい。
【００２１】
ここで、干渉度とは、外形変形時に、外部部品と内部部品とが干渉する可能性の程度を示すものとすればよい。例えば内部部品と干渉しないまでも、外部部品が内部部品にほとんど接する状態は、干渉度が中程度であると判定し、外部部品が内部部品と確実に接しかつ、そのことで外部部品の変形が妨げられる状態は、干渉度が高いと判定し、外部部品が内部部品と干渉しない状態は、干渉度が低いと判定してもよい。
【００２２】
この構成によると、表示処理では、判定処理による判定に基づき干渉度が比較的高い部分を報知する。また、その干渉度が高いほど警告度を高めて報知する。この警告度を異ならせる報知形態としては種々の形態が適用可能である。一例として、干渉度に応じて各部分の表示色を異ならせることが挙げられる。具体的には、干渉度が低い部分は青色で表示し、干渉度が中程度の部分は黄色で表示し、干渉度が高い部分は赤色で表示することが挙げられる。
【００２３】
こうすることでユーザは、入力した外形モデルが変形した際の内部部品と干渉の程度を把握することが可能になる。このため、上記ユーザは、その干渉度に応じて外形モデルを修正する等が可能になる。例えばその干渉度に応じて、外形モデルにおいて干渉度の高い部分のみを修正することも可能になり、効率的な自動車の外観形状の設計が実現する。
【００２４】
ここで、上記接触条件に関する情報は、外形モデルに対し仮想的に接触させる仮想物体の質量及び形状、並びに、上記仮想物体の上記外形モデルに対する接触速度及び接触角度に関する情報としてもよい。つまり、所定の仮想物体とは、所定の形状及び質量を有する仮想インパクタとすればよい。この接触情報は、例えば安全基準で定められた安全評価試験の試験条件に適合させてもよい。
【００２５】
この場合、変形モデル構築処理は、上記外形モデルに、上記所定の仮想物体を、所定の接触速度及び接触角度で仮想的に接触させたときの上記外形モデルの変形形状を演算することによって変形モデルを構築するとすればよい。
【００２６】
こうすることで、変形モデル構築処理では、上記外形モデル構築処理で構築した外形モデルに、所定の形状及び質量を有する仮想インパクタを所定の接触速度及び接触角度で仮想的に接触させたときの上記外形モデルの変形形状を演算する。また、その演算結果に基づいて変形モデルを構築する。上述したように、接触情報を安全基準で定められた評価試験の試験条件に適合させれば、外形モデルで表される自動車に対して安全評価試験を行ったときの変形形状がシミュレートされる。そして、その変形モデルが表示されることで、ユーザは入力した外形モデルの安全評価値を把握することが可能になる。ユーザは外形モデルの修正を行うことにより、安全基準を考慮した自動車の外観形状の設計が実現する。
【００２７】
上記表示処理では、上記変形モデルに、上記記憶部から読み出した上記外形モデルを重畳して上記表示部に表示するとしてもよい。こうすることで、ユーザは、外形モデルと変形モデルとを一目で比較することができ、外形モデルの変形状態を的確に把握することができる。
【００２８】
ここで、上記表示処理では、上記入力部を通じた上記ユーザの入力に応じて、上記変形モデルに、上記記憶部から読み出した上記内部部品外形モデルを重畳して上記表示部に表示する処理と、上記内部部品外形モデルを非表示とする処理とを切り替えるとするのが好ましい。
【００２９】
例えば内部部品外形モデルを、外形モデル及び／又は変形モデルと重畳して表示した場合、表示されるラインの数が多くなり、ユーザにとって見難い表示形態になってしまう。また、本プログラム（設計支援装置）は、自動車の外観形状を設計するためのものであり、内部部品の形状や配置を設計するものではない。そこで、内部部品外形モデルは非表示とすることによって、外形の設計を行うユーザにとって見やすい表示形態となる。
【００３０】
内部部品外形モデルに含まれる少なくとも一部の内部部品は、強度情報を有してもよい。この場合、判定処理は、上記内部部品外形モデルと上記変形モデルと上記内部部品の強度情報とに基づいて演算を行うことにより、外形変形時の上記外部部品と内部部品との干渉状態を判定する処理とするのがよい。
【００３１】
外形変形時の上記外部部品と内部部品との干渉状態を判定するのは、内部部品と干渉することでその変形が妨げられて衝撃の吸収量が低下するか否かを判定するためである。ここで、内部部品の強度が低く（例えば樹脂製の内部部品が該当する）、外形の変形に伴い内部部品も変形・破損するときには、外形の変形は妨げられることがないため衝撃の吸収量は低下しない。従って、外形変形時に幾何学的には内部部品と干渉する場合、つまり上記内部部品外形モデルと変形モデルとのみに基づけば外形変形時に内部部品と干渉すると判定される場合でも、干渉している状態（又は干渉度が高い）と判定する必要がない場合がある。
【００３２】
そこで、部品外形モデルに含まれる少なくとも一部の内部部品、特に強度の低い内部部品については強度情報を有するようにして、判定処理では、その内部部品の強度情報を考慮して、外形変形時の内部部品との干渉状態を判定する。具体的には、外形変形時に所定値よりも低い強度の内部部品と幾何学的に干渉する部分は干渉しない部分と判定する、又は、干渉度が低いと判定する。
【００３３】
こうすることで、表示処理では、内部部品と干渉することでその変形が妨げられる部分のみが報知されるようになる。このため、ユーザは外形の不要な修正を行うことがなくなる。また、修正の必要な部分のみが報知されるため、外観形状の設計自由度が高まる。
【００３４】
本発明による自動車の設計支援方法は、少なくとも表示部、入力部及び記憶部を有する設計支援装置を用いて、外部部品によって構成される自動車の外観形状の設計支援を行う設計支援方法である。
【００３５】
そして、上記設計支援方法は、上記設計支援装置が、上記入力部を通じて上記自動車の外形データをユーザに入力させる外形データ入力ステップと、上記設計支援装置が、上記入力部を通じて上記ユーザに入力された上記外形データに基づいて演算を行うことにより、上記自動車の外観形状を表す外形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる外形モデル構築ステップと、上記設計支援装置が、上記入力部を通じて上記ユーザに入力された上記自動車が物体に接触するときの接触条件に関する情報と、上記記憶部から読み出した外形モデルの情報とに基づいて、上記外形モデルの変形形状を演算することによって、当該外形モデルを変形させた変形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる変形モデル構築ステップと、上記設計支援装置が、上記入力部を通じてユーザに入力されたデータに基づいて演算を行うことにより、上記自動車の内部に配置される内部部品の外観形状を表す内部部品外形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる内部部品外形モデル構築ステップと、上記設計支援装置が、上記記憶部から読み出した内部部品外形モデル及び上記変形モデルに基づいて演算を行うことにより、外形変形時の上記外部部品と内部部品との干渉状態を判定する判定ステップと、上記設計支援装置が、上記記憶部から読み出した変形モデルを上記表示部に表示すると共に、上記判定ステップにおける判定に基づいて外形変形時に上記外部部品と内部部品とが干渉する部分を上記表示部の表示によって報知する表示ステップと、を含む。この構成によると、上記自動車の設計支援プログラムと同様の作用効果が得られる。
【００３６】
上記表示ステップは、上記設計支援装置が、上記判定処理による判定に基づいて外形変形時における内部部品との干渉度が所定よりも高い部分を報知すると共に、その干渉度が高いほど警告度を高めて報知するステップとしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による自動車の設計支援プログラム及び設計支援方法によれば、ユーザに入力させた外形データに基づいて、自動車の外形モデルが構築されると共に、その外形モデルを接触情報に基づいて変形させた変形モデルが構築される。そして、その変形モデルが表示されることで、ユーザは、入力した外形モデルが物体に接触したときの変形状態を把握することができ、その変形状態に応じて外形モデルを修正する等によって、変形状態を考慮した自動車の外観形状の設計を行うことができる。
【００３８】
また、内部部品外形モデルと変形モデルとに基づいて、外形変形時の内部部品との干渉状態を判定し、その干渉状態に応じた表示を行うことで、ユーザは、その干渉状態に応じて外形モデルを修正する等ができ、変形時の内部部品との干渉を考慮した自動車の外観形状の設計を行うことができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００４０】
本発明の一実施形態における設計支援装置は、所望の安全性を確保しつつ自動車の外観形状の設計が行い得るように、ユーザによる自動車の外観形状の設計を支援するものである。
【００４１】
上記設計支援装置は、図１に示すように構成されている。この設計支援装置Ｃは、例えば一般的なコンピュータを採用可能である。
【００４２】
図中、２２は、ＣＲＴ等のディスプレイ、２３は入力手段であるキーボードである。２４は、ブートプログラム等を記憶しているＲＯＭである。２５は、各種処理結果を一時記憶するＲＡＭである。２６は、後述する設計支援を実現するプログラム等を記憶するハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶装置である。２７は、マウス等のポインティング・デバイスである。これらの各構成は、内部バス２９を介して接続されており、ＣＰＵ２１は記憶装置２６に記憶したプログラムに従って当該設計支援装置Ｃの全体を制御する。ユーザは、上記キーボート２３及びポインティングデバイスを用いて、自動車の外形データを入力する。
【００４３】
ここで、上記安全基準の一つとして、歩行者と自動車との衝突（接触）の際の安全基準について説明する。本実施形態では、安全基準は、歩行者と自動車との衝突の際に自動車の外形を変形させることで歩行者の衝撃を吸収するために必要な、自動車の構造を評価する試験として設定されるものとする。
【００４４】
図２及び図３は、歩行者と自動車とが衝突した際に、その歩行者が接触する可能性の高い領域（接触領域）を示している。すなわち、接触領域は、自動車の前端部であって、歩行者の下脚部が接触する可能性の高い下脚部接触領域Ａ１と、この脚部接触領域Ａ１に続く領域であって、歩行者の大腿部が接触する可能性の高い大腿部接触領域Ａ２と、自動車のエンジンフード付近であって、歩行者の頭部が接触する可能性の高い頭部接触領域Ａ３と、に分けられる。この頭部接触領域Ａ３はさらに、大人の頭部接触領域Ａ３１と子供の頭部接触領域Ａ３２とに分けられる。
【００４５】
これらの各領域Ａ１〜Ａ３は、自動車の外形に応じて設定されるものであって、各領域Ａ１〜Ａ３の設定方法は安全基準で定められるものとする。各領域Ａ１〜Ａ３の設定方法の一例としては次のようなものが挙げられる。すなわち、各領域Ａ１〜Ａ３の車両前後方向については、図３に示すように、下脚部接触領域Ａ１は、鉛直方向に対して所定の角度θ１を有するラインＬ１と自動車の外形線との接点によって設定し、大腿部接触領域Ａ２は、鉛直方向に対して所定の角度θ２を有するラインＬ２と自動車の外形線との接点によって設定する。また、頭部接触領域Ａ３は、自動車の外形に沿った長さに基づいて設定する。一方、各領域Ａ１〜Ａ３の車幅方向については、図４に示すように、水平方向に対して所定の角度θ３を有するラインＬ３と自動車の外形線との接点に基づいて設定する。尚、各接触領域の設定方法はこれに限るものではない。
【００４６】
また、安全基準で定められる評価試験は、例えば図５に示すように、上記の各接触領域Ａ１〜Ａ３に、所定のインパクタ３１〜３４を所定の接触条件で接触させる試験としてもよい。具体的に下脚部試験は、上記下脚部接触領域Ａ１に、所定の質量を有する横断面が円形状でかつ略棒状のインパクタ３１を、所定の接触速度及び接触角度で接触させる試験とし、大腿部試験は、上記大腿部接触領域Ａ２に、所定の質量を有する略板状のインパクタ３２を、所定の接触速度及び接触角度φ２で接触させる試験とする。また、大人頭部試験及び子供頭部試験は、上記大人の頭部接触領域Ａ３１及び子供の頭部接触領域Ａ３２に、それぞれ所定の質量を有する略球状のインパクタ３３，３４を、それぞれ所定の接触速度及び接触角度φ３１，φ３２で接触させる試験とする。そしてその評価は、例えば上記の各領域毎に、衝撃値、荷重、変位量及び角度のそれぞれをポイントに換算し、その合計ポイントによって決定すればよい。尚、評価試験はこれに限るものではない。また、本設計支援装置Ｃでは、上記評価試験における外形の変位量（変形量）を考慮するものとする。
【００４７】
次に、図６に示すフローチャートを参照しながら、上記設計支援装置Ｃによる設計支援の手順について説明する。ここでは、自動車のフロント部分の外形設計を行う場合を例にその手順を説明する。
【００４８】
先ずステップＳ１では、ユーザ（デザイナー）に対して自動車の外形データを入力させる（外形データ入力手段４１）。続くステップＳ２では、上記ステップＳ１でユーザに入力させた外形データに基づいて、自動車の外観形状を表す３次元外形モデルを構築する（外形モデル構築手段４２）。この外形モデルの構築は一般的であるため、その詳細な説明は省略する。これにより、図２〜図４に示すような外形モデルＭ１が構築される。
【００４９】
ステップＳ３では、安全基準情報がユーザにより入力されたか否かを判定し、入力されたのＹＥＳのときにはステップＳ４に移行する一方、入力されていないのＮＯのときにはステップＳ６に移行する。
【００５０】
上記ステップＳ４では、入力された安全基準情報に基づいて、上記ステップＳ２で構築した外形モデルＭ１についての接触領域を特定する（接触領域特定手段４３）。具体的には、上述したように、鉛直方向に対して所定の角度θ１，θ２を有するラインＬ１，Ｌ２と外形モデルＭ１の外形線との接点、外形モデルＭ１の外形に沿った長さ、並びに水平方向に対して所定の角度θ３を有するラインＬ３と外形モデルＭ１の外形線との接点に基づいて各接触領域を特定すればよい。これにより、図２及び図３に示すように、外形モデルＭ１についての下脚部接触領域Ａ１、大腿部接触領域Ａ２及び頭部接触領域Ａ３がそれぞれ特定される。
【００５１】
続くステップＳ５では、入力された安全基準情報に基づいて、上記外形モデルＭ１を変形させた３次元変形モデルを構築する（変形モデル構築手段４４）。具体的には、図５に示すように、所定の形状及び質量を有する仮想インパクタ３１〜３４を、所定の衝突速度及び衝突角度φ２，φ３１，φ３２で外形モデルＭ１の接触領域Ａ１〜Ａ３に仮想的に衝突させたときの、その外形モデルＭ１の変形形状を演算する。例えば有限要素法を利用して変形形状を演算すればよい。そしてその演算結果に基づいて変形モデルを構築する。これにより、図３の一点鎖線で示す変形モデルＭ２が構築される。このように、ステップＳ５では、外形モデルＭ１によって表される自動車に評価試験を行った場合のシミュレーションを行う。
【００５２】
ステップＳ６では、内部部品、ここでは、自動車のフロント部分の設計を行うため、エンジンルーム内に収容されるエンジン、マニホールド及びエアクリーナ等の部品の形状データがユーザによって入力されたか否かを判定する。入力されたのＹＥＳのときにはステップＳ７に移行する一方、入力されていないのＮＯのときにはステップＳ８に移行する。
【００５３】
上記ステップＳ７では、入力された内部部品情報に基づいて、３次元の内部部品外形モデルを構築する（内部部品モデル構築手段４５）。この内部部品外形モデルの構築は、上記外形モデルＭ１の構築手法と同様の手法により行えばよい。これにより、図３の破線で示す内部部品外形モデルＭ３が構築される。
【００５４】
さらに、ステップＳ８では、上記内部部品外形モデルＭ３に含まれる内部部品について強度情報が入力されたか否かを判定し、入力されたのＹＥＳのときにはステップＳ９に移行する一方、入力されていないのＮＯのときにはステップＳ１０に移行する。この強度情報は、例えば部品の材質の情報等である。
【００５５】
上記ステップＳ９では、内部部品外形モデルＭ３と、変形モデルＭ２と、内部部品の強度情報とに基づいて、外形変形時の内部部品との干渉状態を判定する（判定手段４６）。具体的には、先ず、内部部品外形モデルＭ３と変形モデルＭ２とに基づいて、外形変形時の、外部部品（自動車の外形を構成する部品）と内部部品との幾何学的な干渉状態を判定する。例えば外部部品であるエンジンフードの一部分が仮想インパクタの接触により変形したときに、エンジンルーム内の内部部品と幾何学的に干渉するか否か等を判定する。干渉状態の判定としては、外部部品と内部部品とが接触するか否かの判定だけでなく、外部部品が内部部品に接触しないまでも、その内部部品にほとんど接する状態であることも判定する。つまり、外形変形時に内部部品と干渉する可能性の程度（干渉度）の判定を行う。外部部品と内部部品とが確実に接触するときは干渉度が高く、接触しないときは干渉度が低く、外部部品と内部部品とがほとんど接する状態のときには干渉度が中程度と判定する。
【００５６】
そして、ステップＳ９の判定では、外部部品が内部部品と幾何学的に干渉する場合であっても、内部部品の強度情報に基づき、その干渉する内部部品が所定値よりも強度が低いとき、例えば樹脂製のエアクリーナやマニホールドと外部部品とが干渉するときには、その部分は干渉度が低いと判定する。これは、内部部品の強度が低い場合、外部部品の変形に伴いその内部部品も変形・破損するため、外部部品の変形は妨げられることがないためである。つまりこの場合、外部部品が十分に変形して衝撃を十分に吸収することから、干渉していると判定する必要がないのである。このようにしてステップＳ９では、外形変形時の内部部品との干渉状態、及び干渉度を判定する。
【００５７】
一方、ステップＳ１０（判定手段４６）では、内部部品外形モデルＭ３と、変形モデルＭ２とに基づいて、外形変形時の内部部品との干渉状態及びその干渉度を判定する。この場合は、外部部品と内部部品との幾何学的な干渉状態だけを判定する。
【００５８】
こうして干渉状態を判定すれば、ステップＳ１１で、ユーザによって指定された画面の表示形態を確認し、その指定に応じて、ステップＳ１２〜ステップＳ１４のいずれかのステップ（表示手段４７）に移行する。
【００５９】
上記ステップＳ１２では、外形モデルＭ１と変形モデルＭ２と内部部品外形モデルＭ３とを表示する。これにより、設計支援装置Ｃのディスプレイ２２には、例えば図３に示すように、外形モデルＭ１を表す外形ライン（実線）と、変形モデルＭ２を表す変形ライン（一点鎖線）と、内部部品外形モデルＭ３を表す内部部品ライン（破線）とがそれぞれ表示される。ユーザは、入力した外形モデルＭ１の自動車が歩行者と接触したときの変形状態を把握することが可能になる。これと共に、その外形モデルＭ１が変形した際に、内部部品と干渉するか否かを把握することが可能になる。
【００６０】
このステップＳ１２では、上記ステップＳ９又はステップＳ１０で判定した干渉度に応じて、変形モデルＭ２を表す変形ライン（又は外形モデルＭ１を表す外形ライン）の色を異ならせて表示してもよい。例えば、干渉度が高い部分（変形ラインにおいて内部部品外形モデルと重なる部分）の変形ラインは例えば赤色で表示し、干渉度が中程度である部分（変形ラインにおいて内部部品ラインほとんど接する部分）の変形ラインは例えば黄色で表示し、干渉度が低い部分（変形ラインにおいて内部部品ラインと離れている部分）の変形ラインは例えば青色で表示してもよい。尚、干渉度が高い部分に対応する外形ラインを赤色で表示し、干渉度が中程度である部分に対応する外形ラインを黄色で表示し、干渉度が低い部分に対応する外形ラインを青色で表示してもよい。
【００６１】
一方、ステップＳ１３では、外形モデルＭ１のみを表示すると共に、上述したように、その干渉度に応じて外形ラインの色を異ならせて表示する。これにより、設計支援装置Ｃのディスプレイ２２には、例えば図３に示すように、外形モデルＭ１を表す外形ライン（実線）のみが表示されると共に、その外形ラインにおいて干渉度が高い部分は赤色で表示され、干渉度が中程度の部分は黄色で表示され、干渉度が低い部分は青色で表示される。尚、ステップＳ１３では、変形モデルＭ２のみを表示するようにしてもよい。このときも、その変形ラインにおいて干渉度が高い部分は赤色で表示し、干渉度が中程度の部分は黄色で表示し、干渉度が低い部分は青色で表示すればよい。
【００６２】
また、ステップＳ１４では、外形モデルＭ１と変形モデルＭ２とを表示する。これにより、設計支援装置Ｃのディスプレイ２２には、例えば図３に示すように、外形モデルＭ１を表す外形ライン（実線）と、変形モデルＭ２を表す変形ライン（一点鎖線）とが表示される。このとき、干渉度に応じて外形ライン（又は変形ライン）の表示色を異ならせてもよい。このようにステップＳ１３及びステップＳ１４では、内部部品外形モデルＭ３を表示しないことで、自動車の外観形状の設計に直接的に必要となるラインのみが表示される。その結果、外形の設計を行うユーザにとって見やすい表示形態とすることができる。
【００６３】
また、設計支援装置Ｃのディスプレイ２２には、ユーザの入力に応じて、例えば図２及び図３に示すように、上記ステップＳ４で特定した各接触領域Ａ１〜Ａ３が外形モデルＭ１に重畳して表示される。これにより、ユーザは入力した外形モデルＭ１のどの部分がどの領域に属するかを一目で認識可能になる。
【００６４】
そして、ステップＳ１５では、ユーザによって外形データの再入力が行われたか否かを判定し、入力されていないときにはそのまま処理を終了する一方、入力されたときには、ステップＳ１６でその再入力された外形データに基づいて外形モデルＭ１を再度構築し、ステップＳ１１に戻る。尚、外形モデルＭ１の変更が大のときには、その変更後の外形モデルＭ１についての各接触領域Ａ１〜Ａ３を再度設定し（ステップＳ４）、それに基づいて変形モデルＭ２を再度構築する（ステップＳ５）と共に、内部部品との干渉状態の判定を行う（ステップＳ９，ステップＳ１０）のがよい。
【００６５】
このように、本実施形態では、デザイナー（ユーザ）が自動車の外形データを設計支援装置Ｃに入力すれば、その外形データに基づいて、自動車の外観形状を表す外形モデルＭ１を構築されると共に、安全基準で定められた安全評価試験の試験条件（自動車が物体に接触するときの接触情報）に基づいて、上記外形モデルを変形させた変形モデルＭ２が構築される。
【００６６】
そして、構築した変形モデルＭ２が、設計支援装置Ｃのディスプレイ２２に表示されるため、ユーザは、入力した外形モデルＭ１からなる自動車が歩行者に接触したときの変形状態を把握することが可能になり、上記ユーザは、その変形状態に応じて外形モデルＭ１を修正する等が可能になる。こうして変形状態を考慮した自動車の外観形状の設計が実現する。
【００６７】
また、上記変形モデルＭ２は、上述したように、安全基準で定められた評価試験の試験条件に応じて、外形モデルＭ１に所定の形状及び質量を有する仮想インパクタ３１〜３３を、所定の接触速度及び接触角度φ２，φ３１，φ３２で接触させたときの変形を表すモデルであるため、ユーザは入力した外形モデルＭ１の安全評価値を把握することが可能になり、安全基準を考慮した自動車の外観形状の設計が実現する。
【００６８】
また、上記変形モデルＭ２は、外形モデルＭ１と重畳して表示されるため、ユーザは、外形モデルＭ１と変形モデルＭ２とを一目で比較することができ、外形モデルＭ１の変形状態を的確に把握することができる。
【００６９】
さらに、内部部品の外観形状を表す内部部品外形モデルＭ３と、変形モデルＭ２とに基づいて、又は、内部部品外形モデルＭ３と、変形モデルＭ２と、内部部品の強度情報とに基づいて外形変形時の内部部品との干渉状態（干渉度）が判定される。そして、その干渉状態に応じて外形変形時に内部部品と干渉する部分が、他の部分とは異なる表示色でディスプレイ２２に表示される。このことで、ユーザは、入力した外形モデルＭ１が変形した際の内部部品との干渉状態を把握することができる。特に、干渉度に応じて表示形態を異ならせる（表示色を異ならせる）ことにより、ユーザは外形モデルＭ１の修正必要部分のみを修正することになり、効率的な自動車の外観形状の設計が実現する。
【００７０】
上記外形変形時の内部部品と干渉状態の判定の際には、内部部品外形モデルＭ３に含まれる内部部品の強度情報に基づいて、内部部品の強度が低いときには、幾何学的にその内部部品と干渉するときでも、干渉度が低い（又は干渉しない）と判定される。これにより、ディスプレイ２２では、内部部品と干渉することでその変形が妨げられる部分のみがユーザに報知されるようになる。このため、ユーザは外形の不要な修正を行うことがなくなると共に、外観形状の設計自由度を高めることができる。
【００７１】
また、安全基準（予め定められた規定）に従って特定された外形モデルＭ１についての接触領域Ａ１〜Ａ３が、ディスプレイ２２に表示されることで、ユーザは、その接触領域Ａ１〜Ａ３に応じて外形モデルＭ１を修正する等が可能になり、接触領域を考慮した自動車の外観形状の設計が実現する。
【００７２】
こうして、本実施形態では、所望の安全性を確保しつつ自動車の外観形状の設計を行うことができる。
【００７３】
尚、上記実施形態では、自動車のフロント部分の設計を行う場合を例に、本発明に係る設計支援プログラム、及び設計支援方法について説明したが、本発明は、自動車のフロント部分に限らず、自動車全体の外観形状の設計に適用することができる。
【００７４】
また、自動車と歩行者との衝突時の安全基準を考慮した自動車の外観形状の設計を行ったが、本発明は、こうした安全基準だけに限らず、外形の変形状態を考慮した自動車の外観形状の設計全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る設計支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 外形モデルの接触領域を例示する平面図である。
【図３】 外形モデルの接触領域を例示する側面図である。
【図４】 接触領域の設定手法を例示する正面図である。
【図５】 安全評価試験の試験方法を説明する側面図である。
【図６】 自動車の外観形状の設計支援の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２２ ディスプレイ
３１〜３４ 仮想インパクタ（仮想物体）
４１ 外形データ入力手段
４２ 外形モデル構築手段
４３ 接触領域特定手段
４４ 変形モデル構築手段
４５ 内部部品モデル構築手段
４６ 判定手段
４７ 表示手段
Ａ１〜Ａ３ 接触領域
Ｃ 設計支援装置
Ｍ１ 外形モデル
Ｍ２ 変形モデル
Ｍ３ 内部部品外形モデル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a design support device for supporting the design of the appearance of an automobile.PlaceA design support program for controlling, andUsing a design support deviceThe present invention relates to a design support method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a computer has been used for designing the appearance of an automobile. For example, Patent Document 1 discloses a device that supports the design of the appearance of an automobile when a designer inputs outline data. In addition, a device that makes it easy for designers to evaluate and modify the outline by superimposing the outline model constructed based on the input outline data and the universal automobile proportion model that people feel beautiful. It is disclosed.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-10-289262
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, at the time of a collision between a pedestrian (a person other than an automobile occupant, including a motorcycle occupant, for example) and an automobile, there is a measure to protect the pedestrian by deforming the outer shape of the automobile and absorbing the impact of the pedestrian. Has been made. For example, at the time of a collision between the front of an automobile and a pedestrian, the pedestrian has a high probability of coming into contact with the engine hood. Measures are taken to absorb. In recent years, there has been a tendency to establish safety standards for such collisions between pedestrians and automobiles.
[0005]
When shock absorption by such external deformation is performed, the amount of deformation differs depending on the external shape, so that the external shape of the automobile itself has a great influence on the amount of deformation. For this reason, in order to ensure the desired safety, it is necessary to design the outer shape in consideration of the deformation state.
[0006]
Further, although the outer shape of the automobile has a great influence on the deformation amount, the outer shape of all parts of the automobile does not have an influence. Since there is a contact area with a high probability that the pedestrian will come in contact with the pedestrian in the automobile, the deformation of the outer shape in the contact area is particularly important. However, since the contact area is determined according to the outer shape of the automobile, it is necessary to design the outer shape after specifying the contact area in order to ensure the desired safety.
[0007]
Thus, in order to ensure the desired safety, it is necessary to consider various problems when designing the outer shape, but this is extremely difficult.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a design support program for an automobile capable of designing the external shape of the automobile while ensuring desired safety.as well asDesign supportThe lawIt is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The automobile design support program according to the present invention is:It has at least a display unit, an input unit, and a storage unit, and is composed of external partsThis is a design support program for controlling a design support apparatus that supports design of the appearance of an automobile.
[0010]
Then, the design support program is stored in the design support apparatus.Through the input sectionOutline data input processing for allowing the user to input the outline data of the automobile,Through the input section aboveEntered by userThisThethe aboveBased on outline dataBy performing the operation,the aboveBuild an exterior model that represents the exterior shape of the carAnd store it in the memoryOutline model construction processing,Entered by the user through the input unitContact when the car touches an objectAbout conditionsinformationAnd the external model information read from the storage unitOn the basis of the,By calculating the deformed shape of the external model,UpExtraordinaryBuild a deformation model by deforming a shape modelAnd store it in the memoryDeformation model construction processing,By calculating based on the data input by the user through the input unit, an internal part external shape model representing the external shape of the internal part arranged inside the automobile is constructed and stored in the storage unit Determination to determine the interference state between the external component and the internal component at the time of external deformation by performing calculations based on the internal component external model construction process to be performed and the internal component external model read from the storage unit and the deformation model Processing and read from the storage unitDeformation modelIn the above displayindicateIn addition, based on the determination by the determination process, a part where the external component and the internal component interfere with each other at the time of external deformation is notified by displaying the display unit.Display processing is executed.
[0011]
According to this configuration, in the outline data input process, the outline data of the automobile is input to the designer (user). In the outer shape model construction process, an outer shape model representing the outer shape of the automobile is constructed based on the outer shape data input by the user in the outer shape data input process. For example, a three-dimensional outline model may be constructed.
[0012]
On the other hand, in the deformation model construction process, a (three-dimensional) deformation model is constructed by deforming the outline model constructed by the outline model construction process based on contact information when the automobile contacts an object.
[0013]
Thus, if a deformation model is constructed by the deformation model construction process, the deformation model is displayed by the display process. As a result, the user can grasp the deformation state when the input outline model contacts the object. Thereby, the user can correct the outer shape model according to the deformation state. The design support program may further cause the design support apparatus to execute a correction data input process for allowing the user to input correction data for correcting the outer shape model. In this way, the design of the appearance of the automobile considering the deformation state is realized.
[0014]
hereAn internal part is a part which is surrounded by external parts constituting the outer shape of an automobile and does not appear in appearance. For example, in the front part of an automobile, an engine and its peripheral parts (manifold and air cleaner) housed in an engine room are included. Etc.).
[0015]
That is, in an automobile, an internal part is arranged below the external part that forms the outer shape. For example, parts such as an engine, a manifold, and an air cleaner are disposed in an engine room below the engine hood. For this reason, even if the outer shape is designed in consideration of the deformation state, the external component may interfere with the inner component during the deformation depending on the distance between the external component constituting the outer shape and the internal component. . For example, when an engine hood that is an external part is deformed, it interferes with an engine that is an internal part. In this case, if the amount of deformation of the outer shape is reduced by the interference, the amount of shock absorption may be reduced. For this reason, in order to ensure the desired safety, it is necessary to design the outer shape in consideration of interference with internal components during outer shape deformation.
[0016]
The above configurationThen furtherIn the internal part outline model construction process, an internal part outline model representing the external shape of the internal part is constructed. For example, the user may input the external data of the internal part and build the internal part external model based on the external data.
[0017]
In the judgment process, based on the internal part external model and the deformation model constructed by the internal part external model construction process, the interference state with the internal part at the time of external deformation, that is, when the external shape is deformed, Whether or not the internal parts interfere with each other.
[0018]
In the display process, based on the determination by the determination process, a part that interferes with the internal part at the time of external deformation is notified. Although various forms can be applied as the notification form, as an example, a part that interferes with the internal part at the time of external deformation is displayed in a display color different from other parts (parts that do not interfere with the internal part). It is done.
[0019]
By doing so, the user can grasp whether or not the input external model interferes with internal components when the external shape model is deformed. For this reason, the user can modify the outer shape model in accordance with the interference state, and can realize the design of the appearance of the automobile in consideration of the interference with the internal parts during the outer shape deformation.
[0020]
In contrast to this, the display process notifies the part where the degree of interference with the internal parts during the outer shape deformation is higher than a predetermined level based on the determination by the determination process, and the higher the degree of interference, the higher the warning level. It is good also as a process to alert | report.
[0021]
Here, the degree of interference may indicate the degree of possibility that the external component and the internal component interfere with each other when the outer shape is deformed. For example, even if it does not interfere with the internal part, if the external part is almost in contact with the internal part, it is determined that the degree of interference is medium, the external part is in good contact with the internal part, and the external part is not deformed. The state to be prevented may be determined to have a high degree of interference, and the state in which the external component does not interfere with the internal component may be determined to have a low interference level.
[0022]
According to this configuration, in the display process, a part having a relatively high degree of interference is notified based on the determination by the determination process. Further, the higher the degree of interference, the higher the warning level is notified. Various forms can be applied as a notification form for varying the warning level. As an example, the display color of each part may be varied according to the degree of interference. Specifically, a portion with a low interference degree is displayed in blue, a portion with a medium interference degree is displayed in yellow, and a portion with a high interference degree is displayed in red.
[0023]
By doing so, the user can grasp the degree of interference with the internal parts when the input external model is deformed. Therefore, the user can correct the outer shape model according to the degree of interference. For example, according to the degree of interference, it is possible to correct only a portion having a high degree of interference in the outer shape model, thereby realizing an efficient design of the appearance of an automobile.
[0024]
Where contactAbout conditionsInformation on the outline modelVirtual contactVirtual objectInformation on the contact speed and contact angle of the virtual object with respect to the external modelIt is good.That isThe predetermined virtual object may be a virtual impactor having a predetermined shape and mass.. ThisThe contact information may be adapted to the test conditions of the safety evaluation test defined by, for example, safety standards.
[0025]
In this case, in the deformed model construction process, the predetermined virtual object is added to the outer shape model.Contact speed and contact anglesoVirtuallyBuild a deformed model by calculating the deformed shape of the above external model when touchedWhendo it.
[0026]
Thus, in the deformation model construction process, the virtual impactor having a predetermined shape and mass is virtually contacted with the external model constructed in the external model construction process at a predetermined contact speed and contact angle. Calculate the deformed shape of the outline model. Also, a deformation model is constructed based on the calculation result. As described above, if the contact information is adapted to the test conditions of the evaluation test defined by the safety standards, the deformed shape when the safety evaluation test is performed on the vehicle represented by the external model is simulated. . Then, by displaying the deformation model, the user can grasp the safety evaluation value of the input external model. By modifying the external model, the user can design the external shape of the automobile in consideration of safety standards.
[0027]
The above display processsoIsthe aboveDeformation modelThe external model read from the storage unitSuperimposedIn the above displayShowWhenMay be. By doing so, the user can compare the outline model and the deformation model at a glance, and can accurately grasp the deformation state of the outline model.
[0028]
Here, the display processsoIsThe deformation model is read from the storage unit in response to the user input through the input unit.Internal part outline modelAnd superimposing and displaying on the display unit, and the internal part outline modelTo hideAnd switchIs preferable.
[0029]
For example, when the internal part outline model is displayed superimposed on the outline model and / or the deformation model, the number of displayed lines increases, resulting in a display form that is difficult for the user to see. In addition, this program (design support device) is for designing the external shape of an automobile, and does not design the shape or arrangement of internal parts. Therefore, the internal part outline model is not displayed, so that the display form is easy to see for the user who designs the outline.
[0030]
At least some of the internal parts included in the internal part outline model may have strength information. In this case, the determination process is performed with the internal part outline model.the aboveBased on the deformation model and the strength information of the internal partsBy performing the operation,When deformedWith the above external partsA process for determining an interference state with the internal component is preferable.
[0031]
When deformedWith the above external partsThe reason for determining the interference state with the internal component is to determine whether or not the deformation is hindered by the interference with the internal component and the impact absorption amount is reduced. Here, when the strength of the internal parts is low (for example, resin internal parts are applicable) and the internal parts are also deformed / damaged due to the deformation of the external shape, the deformation of the external shape is not hindered, so the amount of shock absorption is It will not decline. Therefore, even if it interferes with internal parts geometrically when deforming the outer shape, that is, even if it is determined that it interferes with the internal parts when deforming the outer shape based only on the internal part external shape model and the deformation model, In some cases, it is not necessary to determine that (or the degree of interference is high).
[0032]
Therefore, at least a part of the internal parts included in the part outline model, especially the low-intensity internal parts have strength information, and the judgment process takes into account the strength information of the internal parts, Determine the state of interference with internal components. Specifically, a portion that geometrically interferes with an internal part whose strength is lower than a predetermined value at the time of external deformation is determined as a portion that does not interfere, or is determined that the degree of interference is low.
[0033]
By doing so, in the display process, only the part that is prevented from being deformed by interfering with the internal part is notified. For this reason, the user does not make unnecessary correction of the outer shape. In addition, since only the portion that needs to be corrected is notified, the degree of freedom in designing the external shape increases.
[0034]
The automobile design support method according to the present invention includes:Consists of external parts using at least a design support device having a display unit, an input unit and a storage unitThis is a design support method for supporting the design of the appearance of an automobile.
[0035]
And the above design support method isThe design support device passes through the input unit.An outer shape data input step for allowing the user to input the outer shape data of the automobile;The design support device passes through the input unit.Entered by the above userThisThethe aboveBased on outline dataBy performing the operation,the aboveBuild an exterior model that represents the exterior shape of the carAnd store it in the memoryAn external model construction step;The design support apparatus is input to the user through the input unitContact when the car touches an objectAbout conditionsinformationAnd the external model information read from the storage unitBased onExtraordinaryShape modelBy calculating the deformed shape ofA deformation model with deformedAnd store it in the memoryA deformation model construction step;The design support apparatus performs an operation based on data input by the user through the input unit, thereby constructing an internal part external shape model that represents the external shape of the internal part arranged inside the automobile, and The external part model construction step of storing the internal part in the storage unit, and the design support device performs the calculation based on the internal part external model and the deformation model read from the storage unit, thereby A determination step of determining an interference state between a component and an internal component, and the design support device,the aboveRead from memoryDeformation modelIn the above displayAs well as displayBased on the determination in the determination step, a part where the external part and the internal part interfere with each other at the time of external deformation is notified by displaying on the display unit.A display step. According to this configuration, the same effects as those of the automobile design support program can be obtained.
[0036]
In the display step, the design support device notifies a portion where the degree of interference with the internal component at the time of external deformation is higher than a predetermined level based on the determination by the determination process, and the warning level is increased as the interference level is higher. It is good also as a step to notify.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, the vehicle design support program according to the present invention.as well asDesign supportTo the lawAccording to this, an outline model of the automobile is constructed based on the outline data input by the user, and a deformed model obtained by deforming the outline model based on the contact information is constructed. Then, by displaying the deformation model, the user can grasp the deformation state when the input outer shape model touches the object, and by changing the outer shape model according to the deformation state, the user can It is possible to design the external shape of the automobile in consideration of the state.
[0038]
In addition, by determining the interference state with the internal component at the time of external deformation based on the internal component external model and the deformation model, and performing display according to the interference state, the user can change the external shape according to the interference state. The model can be modified, and the appearance of the automobile can be designed in consideration of interference with internal parts during deformation.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0040]
A design support apparatus according to an embodiment of the present invention assists a user in designing an external shape of an automobile so that the external shape of the automobile can be designed while ensuring desired safety.
[0041]
The design support apparatus is configured as shown in FIG. For example, a general computer can be used as the design support apparatus C.
[0042]
In the figure, 22 is a display such as a CRT, and 23 is a keyboard as input means. A
[0043]
Here, as one of the safety standards, a safety standard at the time of collision (contact) between a pedestrian and an automobile will be described. In the present embodiment, the safety standard is set as a test for evaluating the structure of the automobile necessary to absorb the impact of the pedestrian by deforming the outer shape of the automobile when the pedestrian collides with the automobile. Shall.
[0044]
2 and 3 show an area (contact area) where a pedestrian and a car collide with each other when the pedestrian collides with the automobile. That is, the contact area is a front end part of the automobile, and is a lower leg contact area A1 that is likely to come into contact with the lower leg part of the pedestrian, and an area that follows the leg contact area A1, and is a large area of the pedestrian. It is divided into a thigh contact area A2 where the thigh is likely to come in contact and a head contact area A3 near the engine hood of the automobile and where the pedestrian's head is likely to come into contact. The head contact area A3 is further divided into an adult head contact area A31 and a child head contact area A32.
[0045]
Each of these areas A1 to A3 is set according to the outer shape of the automobile, and the setting method of each area A1 to A3 is determined by safety standards. The following is mentioned as an example of the setting method of each area | region A1-A3. In other words, as shown in FIG. 3, the lower leg contact area A1 is defined by the contact point between the line L1 having a predetermined angle θ1 with respect to the vertical direction and the outline of the automobile. The thigh contact area A2 is set by a contact point between a line L2 having a predetermined angle θ2 with respect to the vertical direction and the outline of the automobile. The head contact area A3 is set based on the length along the outline of the automobile. On the other hand, the vehicle width direction of each of the areas A1 to A3 is set based on a contact point between a line L3 having a predetermined angle θ3 with respect to the horizontal direction and the outline of the automobile as shown in FIG. Note that the method of setting each contact area is not limited to this.
[0046]
In addition, the evaluation test defined by the safety standard may be a test in which
[0047]
Next, a design support procedure by the design support apparatus C will be described with reference to a flowchart shown in FIG. Here, the procedure will be described taking as an example the case of designing the outer shape of the front part of an automobile.
[0048]
First, in step S1, the user (designer) is made to input the outline data of the automobile (outline data input means 41). In the subsequent step S2, a three-dimensional outer shape model representing the outer shape of the automobile is constructed based on the outer shape data input by the user in the above step S1 (outer shape model construction means 42). Since the construction of this external model is common, detailed description thereof is omitted. Thereby, an external model M1 as shown in FIGS. 2 to 4 is constructed.
[0049]
In step S3, it is determined whether or not safety standard information has been input by the user. If YES, the process proceeds to step S4. If NO, the process proceeds to step S6.
[0050]
In step S4, the contact area for the external model M1 constructed in step S2 is specified based on the input safety standard information (contact area specifying means 43). Specifically, as described above, the contact points between the lines L1 and L2 having predetermined angles θ1 and θ2 with respect to the vertical direction and the outline of the outline model M1, the length along the outline of the outline model M1, and Each contact area may be specified based on the contact point between the line L3 having a predetermined angle θ3 with respect to the horizontal direction and the outline of the outline model M1. As a result, as shown in FIGS. 2 and 3, the lower leg contact area A1, the thigh contact area A2, and the head contact area A3 for the outer shape model M1 are specified.
[0051]
In the subsequent step S5, a three-dimensional deformation model obtained by deforming the external model M1 is constructed based on the inputted safety standard information (deformation model construction means 44). Specifically, as shown in FIG. 5,
[0052]
In step S6, in order to design an internal part, here, a front part of the automobile, it is determined whether or not shape data of parts such as an engine, a manifold, an air cleaner, and the like housed in the engine room has been input by the user. When YES is input, the process proceeds to step S7. When NO is input, the process proceeds to step S8.
[0053]
In step S7, a three-dimensional internal part outline model is constructed based on the input internal part information (internal part model construction means 45). The internal part outline model may be constructed by a technique similar to the construction technique of the outline model M1. As a result, an internal part outline model M3 indicated by a broken line in FIG. 3 is constructed.
[0054]
Further, in step S8, it is determined whether or not strength information has been input for the internal parts included in the internal part outline model M3. If YES, the process proceeds to step S9, while NO is not input. In step S10, the process proceeds to step S10. This strength information is, for example, information on the material of the component.
[0055]
In step S9, the interference state with the internal component during external deformation is determined based on the internal component external model M3, the deformation model M2, and the internal component strength information (determination means 46). Specifically, first, based on the internal part outline model M3 and the deformation model M2, the geometrical interference state between the external part (part constituting the outline of the automobile) and the internal part at the time of external deformation is determined. To do. For example, when a part of the engine hood which is an external part is deformed by the contact of the virtual impactor, it is determined whether or not it geometrically interferes with the internal part in the engine room. The determination of the interference state not only determines whether or not the external component and the internal component are in contact, but also determines that the external component is almost in contact with the internal component even if it does not contact the internal component. That is, the degree of possibility (interference degree) of interference with the internal part at the time of external deformation is determined. The degree of interference is high when the external part and the internal part are in reliable contact, the degree of interference is low when the external part is not in contact, and the degree of interference is determined to be medium when the external part is almost in contact with the internal part.
[0056]
In the determination in step S9, even when the external part geometrically interferes with the internal part, based on the strength information of the internal part, when the intensity of the interfering internal part is lower than a predetermined value, for example, When the resin air cleaner or manifold interferes with external parts, it is determined that the degree of interference is low. This is because when the strength of the internal part is low, the internal part is also deformed / damaged along with the deformation of the external part, so that the deformation of the external part is not hindered. In other words, in this case, since the external part is sufficiently deformed and sufficiently absorbs the impact, it is not necessary to determine that interference has occurred. In this manner, in step S9, the state of interference with the internal components during the outer shape deformation and the degree of interference are determined.
[0057]
On the other hand, in step S10 (determination means 46), based on the internal part outline model M3 and the deformation model M2, the interference state with the internal parts at the time of external deformation and the degree of interference are determined. In this case, only the geometric interference state between the external part and the internal part is determined.
[0058]
If the interference state is determined in this way, the display form of the screen designated by the user is confirmed in step S11, and the process proceeds to one of steps S12 to S14 (display means 47) according to the designation.
[0059]
In step S12, the external model M1, the deformation model M2, and the internal component external model M3 are displayed. Thereby, on the
[0060]
In this step S12, the color of the deformation line representing the deformation model M2 (or the external line representing the external model M1) may be displayed differently according to the degree of interference determined in step S9 or step S10. For example, a deformation line of a portion with a high degree of interference (a portion that overlaps the internal part outline model in the deformation line) is displayed in red, for example, and a portion with a medium interference degree (a portion that almost contacts the internal component line in the deformation line) The line may be displayed, for example, in yellow, and the deformation line at a portion with a low degree of interference (a portion separated from the internal component line in the deformation line) may be displayed, for example, in blue. The outline line corresponding to the part with high interference is displayed in red, the outline line corresponding to the part with medium interference is displayed in yellow, and the outline line corresponding to the part with low interference is displayed in blue. It may be displayed.
[0061]
On the other hand, in step S13, only the outline model M1 is displayed, and as described above, the outline line is displayed in a different color according to the degree of interference. As a result, only the outline line (solid line) representing the outline model M1 is displayed on the
[0062]
In step S14, the external model M1 and the deformation model M2 are displayed. As a result, on the
[0063]
In addition, on the
[0064]
In step S15, it is determined whether or not the external shape data has been re-input by the user. If the external shape data has not been input, the processing is terminated. If it has been input, the external shape data re-input in step S16. Based on the above, the external model M1 is reconstructed, and the process returns to step S11. When the change of the external model M1 is large, the contact areas A1 to A3 for the external model M1 after the change are set again (step S4), and the deformation model M2 is reconstructed based on that (step S5). At the same time, it is preferable to determine the state of interference with internal components (step S9, step S10).
[0065]
As described above, in this embodiment, when the designer (user) inputs the outline data of the automobile to the design support apparatus C, the outline model M1 representing the outline shape of the automobile is constructed based on the outline data, Based on the test conditions of the safety evaluation test defined by the safety standards (contact information when the automobile contacts an object), a deformed model M2 obtained by deforming the outer shape model is constructed.
[0066]
And since the constructed deformation model M2 is displayed on the
[0067]
In addition, as described above, the deformation model M2 is obtained by replacing the
[0068]
Further, since the deformed model M2 is displayed so as to be superimposed on the outer model M1, the user can compare the outer model M1 and the deformed model M2 at a glance and accurately grasp the deformed state of the outer model M1. can do.
[0069]
Further, when the external shape is deformed based on the internal component external model M3 representing the external shape of the internal component and the deformation model M2, or based on the internal component external model M3, the deformation model M2, and the strength information of the internal component. The interference state (interference degree) with the internal parts is determined. And the part which interferes with an internal component at the time of external shape deformation | transformation according to the interference state is displayed on the
[0070]
When determining the interference state with the internal component at the time of the external deformation, when the internal component strength is low based on the internal component strength information included in the internal component external model M3, the internal component is geometrically Even when interference occurs, it is determined that the degree of interference is low (or does not interfere). Thereby, in the
[0071]
Further, the contact areas A1 to A3 for the outer shape model M1 specified in accordance with safety standards (predetermined rules) are displayed on the
[0072]
Thus, in the present embodiment, it is possible to design the external shape of the automobile while ensuring the desired safety.
[0073]
In the above embodiment, the design support program according to the present invention is exemplified in the case of designing the front part of the automobile., AndAlthough the design support method has been described, the present invention is not limited to the front portion of the automobile, but can be applied to the design of the external shape of the entire automobile.
[0074]
In addition, the appearance of the automobile was designed in consideration of the safety standards at the time of the collision between the automobile and the pedestrian, but the present invention is not limited to such safety standards, and the appearance of the automobile in consideration of the deformed state of the outer shape. It can be applied to all designs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a design support apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view illustrating a contact area of an external model.
FIG. 3 is a side view illustrating a contact area of an outline model.
FIG. 4 is a front view illustrating a contact area setting method.
FIG. 5 is a side view illustrating a test method of a safety evaluation test.
FIG. 6 is a flowchart showing a process for supporting design of the appearance of an automobile.
[Explanation of symbols]
22 display
31-34 Virtual impactor (virtual object)
41 Outline data input means
42 Outline model construction means
43 Contact area specifying means
44 Deformation model construction means
45 Internal part model construction means
46 judgment means
47 Display means
A1-A3 contact area
C Design support device
M1 outline model
M2 deformation model
M3 internal parts outline model
Claims (8)
上記設計支援装置に、
上記入力部を通じて上記自動車の外形データをユーザに入力させる外形データ入力処理と、
上記入力部を通じて上記ユーザに入力された上記外形データに基づいて演算を行うことにより、上記自動車の外観形状を表す外形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる外形モデル構築処理と、
上記入力部を通じて上記ユーザに入力された上記自動車が物体に接触するときの接触条件に関する情報と、上記記憶部から読み出した外形モデルの情報とに基づいて、当該外形モデルの変形形状を演算することによって、上記外形モデルを変形させた変形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる変形モデル構築処理と、
上記入力部を通じてユーザに入力されたデータに基づいて演算を行うことにより、上記自動車の内部に配置される内部部品の外観形状を表す内部部品外形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる内部部品外形モデル構築処理と、
上記記憶部から読み出した内部部品外形モデル及び上記変形モデルに基づいて演算を行うことにより、外形変形時の上記外部部品と内部部品との干渉状態を判定する判定処理と、
上記記憶部から読み出した変形モデルを上記表示部に表示すると共に、上記判定処理による判定に基づいて外形変形時に上記外部部品と内部部品とが干渉する部分を上記表示部の表示によって報知する表示処理と、
を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。A design support program for controlling a design support apparatus that has at least a display unit, an input unit, and a storage unit, and that supports design of the appearance of an automobile configured by external parts ,
In the above design support device,
Outline data input processing for allowing the user to input the outline data of the automobile through the input unit ;
By performing calculation based on the contour data inputted to the user through the input unit, as well as building the exterior model representing the automobile external shape, it and the exterior model building process of storing in the storage unit,
Calculating a deformed shape of the outer shape model based on the information about the contact condition when the automobile is in contact with the object input to the user through the input portion and the information on the outer shape model read from the storage portion; by, with constructing a deformation model that is deformed the exterior model and deformation model construction process of storing it in the storage unit,
By calculating based on the data input by the user through the input unit, an internal part external shape model representing the external shape of the internal part arranged inside the automobile is constructed and stored in the storage unit Internal part outline model construction process to be
A determination process for determining an interference state between the external part and the internal part at the time of external deformation by performing an operation based on the internal part external model and the deformation model read from the storage unit;
Display processing for displaying the deformation model read from the storage unit on the display unit, and informing the display unit of a part where the external part and the internal part interfere with each other during external deformation based on the determination by the determination process When,
A design support program for automobiles, characterized in that
上記設計支援装置に、
上記入力部を通じて上記自動車の外形データをユーザに入力させる外形データ入力処理と、
上記入力部を通じて上記ユーザに入力された上記外形データに基づいて演算を行うことにより、上記自動車の外観形状を表す外形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる外形モデル構築処理と、
上記入力部を通じて上記ユーザに入力された上記自動車が物体に接触するときの接触条件に関する情報と、上記記憶部から読み出した外形モデルの情報とに基づいて、当該外形モデルの変形形状を演算することによって、上記外形モデルを変形させた変形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる変形モデル構築処理と、
上記入力部を通じてユーザに入力されたデータに基づいて演算を行うことにより、上記自動車の内部に配置される内部部品の外観形状を表す内部部品外形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる内部部品外形モデル構築処理と、
上記記憶部から読み出した内部部品外形モデル及び上記変形モデルに基づいて、外形変形時に上記外部部品と内部部品とが干渉する可能性の程度である干渉度を演算することによって、上記外部部品と内部部品との干渉状態を判定する判定処理と、
上記記憶部から読み出した変形モデルを上記表示部に表示すると共に、上記判定処理による判定に基づいて、上記干渉度が所定よりも高い部分を上記表示部の表示によって報知すると共に、その干渉度が高いほど警告度を高めて報知する表示処理と、
を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。 A design support program for controlling a design support apparatus that has at least a display unit, an input unit, and a storage unit, and that is configured by external parts and supports the design of the appearance of an automobile,
In the above design support device,
Outline data input processing for allowing the user to input the outline data of the automobile through the input unit;
By performing an operation based on the outer shape data input to the user through the input unit, an outer shape model that represents the outer shape of the automobile is constructed, and the outer shape model construction process that stores the outer shape model in the storage unit;
Calculating a deformed shape of the outer shape model based on the information about the contact condition when the automobile is in contact with the object input to the user through the input portion and the information on the outer shape model read from the storage portion; By constructing a deformation model obtained by deforming the external model, and storing the deformation model in the storage unit,
By calculating based on the data input by the user through the input unit , an internal part external shape model representing the external shape of the internal part arranged inside the automobile is constructed and stored in the storage unit and internal parts exterior model building process which causes,
Based on the internal parts exterior model and the modified model read out from the storage unit, by which and the external component and internal components during contour deformation and calculates the degree of interference is the degree of possibility of interference, the external components A determination process for determining an interference state between the internal part and the internal part ,
The deformation model read out from the storage unit and displays on the display unit, based on the determination by the determination process, together with the degree of interference to broadcast a portion higher than a predetermined by the display of the display unit, is the interference of A display process for raising the warning level and reporting the higher the higher ,
Automotive design support program, characterized in that for the execution.
上記接触条件に関する情報は、上記外形モデルに対し仮想的に接触させる仮想物体の質量及び形状、並びに、上記仮想物体の上記外形モデルに対する接触速度及び接触角度に関する情報であり、
上記変形モデル構築処理では、上記外形モデルに、所定の仮想物体を、所定の接触速度及び接触角度で仮想的に接触させたときの上記外形モデルの変形形状を演算することによって、上記変形モデルを構築する
ことを特徴とする自動車の設計支援プログラム。In claim 1 or 2 ,
Information about the contact conditions, the mass and shape of the virtual object is virtually in contact against the said exterior model, and is information about the contact speed and contact angle with respect to the exterior model of the virtual object,
In the variant model building process, to the exterior model, a predetermined virtual object, by calculating the deformation shape of the exterior model obtained while virtually contact at a predetermined contact speed and contact angle, the deformation model you build a
Automotive design support program which is characterized a call.
上記表示処理では、上記変形モデルに、上記記憶部から読み出した上記外形モデルを重畳して上記表示部に表示する
ことを特徴とする自動車の設計支援プログラム。In claim 1 or 2 ,
In the display processing, the deformation model, automotive design support program that superimposes the exterior model read out from the storage unit and displaying on the display unit.
上記表示処理では、上記入力部を通じた上記ユーザの入力に応じて、上記変形モデルに、上記記憶部から読み出した上記内部部品外形モデルを重畳して上記表示部に表示する処理と、上記内部部品外形モデルを非表示とする処理とを切り替える
ことを特徴とする自動車の設計支援プログラム。In claim 1 or 2 ,
In the display process , the internal part outline model read from the storage unit is superimposed on the deformation model and displayed on the display unit in response to the user input through the input unit, and the internal unit A design support program for an automobile, which switches between processing for hiding a part outline model .
上記内部部品外形モデルに含まれる少なくとも一部の内部部品は、強度情報を有しており、
上記判定処理では、上記内部部品外形モデルと上記変形モデルと上記内部部品の強度情報とに基づいて演算を行うことにより、外形変形時の上記外部部品と内部部品との干渉状態を判定する
ことを特徴とする自動車の設計支援プログラム。In claim 1 or 2 ,
At least some of the internal parts included in the internal part outline model have strength information,
Above determination process, by performing a calculation on the basis of the above internal components exterior model and the modified model and the intensity information of the internal components, determine an interference state between the external component and internal components during contour deformation
Automotive design support program which is characterized a call.
上記設計支援装置が、上記入力部を通じて上記自動車の外形データをユーザに入力させる外形データ入力ステップと、
上記設計支援装置が、上記入力部を通じて上記ユーザに入力された上記外形データに基づいて演算を行うことにより、上記自動車の外観形状を表す外形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる外形モデル構築ステップと、
上記設計支援装置が、上記入力部を通じて上記ユーザに入力された上記自動車が物体に接触するときの接触条件に関する情報と、上記記憶部から読み出した外形モデルの情報とに基づいて、上記外形モデルの変形形状を演算することによって、当該外形モデルを変形させた変形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる変形モデル構築ステップと、
上記設計支援装置が、上記入力部を通じてユーザに入力されたデータに基づいて演算を行うことにより、上記自動車の内部に配置される内部部品の外観形状を表す内部部品外形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる内部部品外形モデル構築ステップと、
上記設計支援装置が、上記記憶部から読み出した内部部品外形モデル及び上記変形モデルに基づいて演算を行うことにより、外形変形時の上記外部部品と内部部品との干渉状態を判定する判定ステップと、
上記設計支援装置が、上記記憶部から読み出した変形モデルを上記表示部に表示すると共に、上記判定ステップにおける判定に基づいて外形変形時に上記外部部品と内部部品とが干渉する部分を上記表示部の表示によって報知する表示ステップと、
を含むことを特徴とする自動車の設計支援方法。 A design support method for supporting design of an external shape of an automobile constituted by external parts using a design support device having at least a display unit, an input unit, and a storage unit ,
An outline data input step in which the design support apparatus causes the user to input the outline data of the automobile through the input unit ;
The design support apparatus, by performing a calculation based on the contour data inputted to the user through the input unit, as well as building the exterior model representing the automobile exterior shape, store it in the storage unit An external model construction step to be
The design support apparatus, the information about the contact conditions when the vehicle is input to the user touches the object through the input unit, based on the information of the read contour model from the storage unit, the upper Kigai type By constructing a deformed model obtained by deforming the outer shape model by calculating a deformed shape of the model, a deformed model constructing step for storing the deformed model in the storage unit ;
The design support apparatus performs an operation based on data input by the user through the input unit, thereby constructing an internal part external shape model that represents the external shape of the internal part arranged inside the automobile, and Storing the internal part external shape model in the storage unit,
A determination step of determining an interference state between the external component and the internal component at the time of external deformation by performing an operation based on the internal component external shape model and the deformation model read out from the storage unit by the design support device;
The design support apparatus displays the deformation model read from the storage unit on the display unit, and a part where the external component and the internal component interfere with each other at the time of external deformation based on the determination in the determination step. A display step for notifying by display;
A method for supporting the design of an automobile, comprising:
上記設計支援装置が、上記入力部を通じて上記自動車の外形データをユーザに入力させる外形データ入力ステップと、An outline data input step in which the design support apparatus causes the user to input the outline data of the automobile through the input unit;
上記設計支援装置が、上記入力部を通じて上記ユーザに入力された上記外形データに基づいて演算を行うことにより、上記自動車の外観形状を表す外形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる外形モデル構築ステップと、The design support device performs an operation based on the outer shape data input to the user through the input unit, thereby constructing an outer shape model representing the outer shape of the automobile and storing it in the storage unit. An external model construction step;
上記設計支援装置が、上記入力部を通じて上記ユーザに入力された上記自動車が物体に接触するときの接触条件に関する情報と、上記記憶部から読み出した外形モデルの情報とに基づいて、上記外形モデルの変形形状を演算することによって、当該外形モデルを変形させた変形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる変形モデル構築ステップと、Based on the information about the contact condition when the automobile is in contact with the object input to the user through the input unit by the design support device and the information on the external model read from the storage unit, A deformation model construction step of constructing a deformation model obtained by deforming the outer shape model by calculating a deformation shape and storing the deformation model in the storage unit;
上記設計支援装置が、上記入力部を通じてユーザに入力されたデータに基づいて演算を行うことにより、上記自動車の内部に配置される内部部品の外観形状を表す内部部品外形モデルを構築すると共に、それを上記記憶部に記憶させる内部部品外形モデル構築ステップと、The design support apparatus performs an operation based on data input by the user through the input unit, thereby constructing an internal part external shape model that represents the external shape of the internal part arranged inside the automobile, and Storing the internal part external shape model in the storage unit,
上記設計支援装置が、上記記憶部から読み出した内部部品外形モデル及び上記変形モデルに基づいて、外形変形時に上記外部部品と内部部品とが干渉する可能性の程度である干渉度を演算することによって、上記外部部品と内部部品との干渉状態を判定する判定ステップと、The design support apparatus calculates an interference degree that is a degree of possibility of interference between the external part and the internal part at the time of external deformation based on the internal part external model and the deformation model read from the storage unit. A determination step for determining an interference state between the external component and the internal component;
上記設計支援装置が、上記記憶部から読み出した変形モデルを上記表示部に表示すると共に、上記判定ステップにおける判定に基づいて、上記干渉度が所定よりも高い部分を上記表示部の表示によって報知すると共に、その干渉度が高いほど警告度を高めて報知する表示ステップと、The design support apparatus displays the deformation model read from the storage unit on the display unit, and notifies the display unit of a portion where the degree of interference is higher than a predetermined level based on the determination in the determination step. In addition, a display step for raising the warning level and informing the higher the interference level,
を含むことを特徴とする自動車の設計支援方法。A method for supporting the design of an automobile, comprising:
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