(57)【要約】【課題】熱源周辺の温度分布を把握した上で、部品の耐熱温度や遮熱対策が適正な部品レイアウトを実施することができる設計支援技術の実現。【解決手段】車両に搭載される熱源周辺に部品をレイアウトするための設計支援システムは、Ｓ１で排気管周辺の車体モデルデータを作成し、Ｓ２で排気管表面温度及びインシュレータの有無を設定し、Ｓ３〜Ｓ５で排気管との距離に応じた排気管周辺の雰囲気温度を算出し、Ｓ６〜Ｓ１０で雰囲気温度に基づいて排気管周辺の部品と共に、当該排気管周辺の温度分布を等温度線により表示する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される熱源周辺に部品をレイアウトするための設計支援システムであって、
前記熱源の温度を設定する熱源温度設定手段と、
前記熱源との距離に応じた熱源周辺の雰囲気温度を算出する雰囲気温度算出手段と、
前記雰囲気温度に基づいて、前記熱源周辺の部品と共に、当該熱源周辺の温度分布を等温度線により表示する表示手段と、を有することを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記部品の耐熱温度を設定する耐熱温度設定手段を更に有し、
前記表示手段は、設定された耐熱温度以上の領域に配置されている部品を識別可能に表示することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記部品の耐熱温度を設定する耐熱温度設定手段を更に有し、
前記表示手段は、部品の耐熱温度を超えない領域を当該部品の配置可能領域として識別可能に表示することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記熱源は車体下部に配置される排気管であり、
前記表示手段は、前記排気管上方の等温度線を境界とした領域を下方より広範囲に表示することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記雰囲気温度算出手段は、前記熱源と前記部品のいずれかに遮熱材を設けた状態で前記雰囲気温度を算出することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される排気管等の熱源周辺に部品をレイアウトするための設計支援技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両の設計支援システムとして、特許文献１には、排気管近傍に配置されるエアクリーナの表面色を熱輻射の低い色とする技術が記載されている。また、特許文献２には、排気系部品の遮熱材が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１２４９２２号公報
【特許文献２】特開平０８−１６９２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の技術では排気系部品に遮熱材を施す場合、排気系部品周辺の温度分布を考慮しておらず、実際の温度分布に対する部品の耐熱温度や適正な遮熱対策が施されているかの検討が十分になされていない。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、熱源周辺の温度分布を把握した上で、部品の耐熱温度や遮熱対策が適正な部品レイアウトを実施することができる設計支援技術を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る第１の形態では、車両に搭載される熱源周辺に部品をレイアウトするための設計支援システムであって、前記熱源の温度を設定する熱源温度設定手段と、前記熱源との距離に応じた熱源周辺の雰囲気温度を算出する雰囲気温度算出手段と、前記雰囲気温度に基づいて、前記熱源周辺の部品と共に、当該熱源周辺の温度分布を等温度線により表示する表示手段と、を有する。第１の形態によれば、熱源周辺の温度分布を把握した上で、部品の耐熱温度や遮熱対策が適正な部品レイアウトを実施することができる。
【０００６】
また、本発明に係る第２の形態は、前記部品の耐熱温度を設定する耐熱温度設定手段を更に有し、前記表示手段は、設定された耐熱温度以上の領域に配置されている部品を識別可能に表示する。第２の形態によれば、熱源周辺においてレイアウト変更が必要な部品を把握することができる。
【０００７】
また、本発明に係る第３の形態は、前記部品の耐熱温度を設定する耐熱温度設定手段を更に有し、前記表示手段は、部品の耐熱温度を超えない領域を当該部品の配置可能領域として識別可能に表示する。第３の形態によれば、部品の耐熱温度を満足するように熱源周辺に対する部品レイアウトを決定することができる。
【０００８】
また、本発明に係る第４の形態は、前記熱源は車体下部に配置される排気管であり、前記表示手段は、前記排気管上方の等温度線を境界とした領域を下方より広範囲に表示する。第４の形態によれば、熱が滞留し高温になりやすい熱源上方の等温度領域を熱源下部より広い範囲に設定するので、熱源周辺の実際の温度分布に即した等温度領域に基づく部品レイアウトを実施することができる。
【０００９】
また、本発明に係る第５の形態は、前記雰囲気温度算出手段は、前記熱源と前記部品のいずれかに遮熱材を設けた状態で前記雰囲気温度を算出する。第５の形態によれば、遮熱対策の有無を考慮した部品レイアウトを実施することができる。
【００１０】
尚、本発明は、上記設計支援システムの各手段の機能を実現するためのコンピュータに実行させるためのプログラムや当該プログラムを格納したコンピュータ可読記憶媒体としても適用可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、排気管等の熱源周辺の温度分布を把握した上で、部品の耐熱温度や遮熱対策が適正な部品レイアウトを実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００１４】
［システム構成］
図１は、本発明に係る実施形態の設計支援システムのハードウェア構成を例示する外観図（ａ）及びブロック図（ｂ）である。
【００１５】
図１において、コンピュータ本体１には、キーボード２やマウス３からなる入力装置、液晶表示（ＬＣＤ）パネルからなる表示装置４及びハードディスク（ＨＤＤ）からなる補助記憶装置５が接続されている。コンピュータ本体１は、演算処理を実行するＣＰＵ、後述する熱源周辺の温度分布に基づく部品レイアウト適正化処理（以下、部品レイアウト適正化処理）を実行するためのプログラムを格納するＲＯＭ、データの一時保持及びワークエリアとしてのＲＡＭ、周辺装置２〜５との間でデータの授受を実行するＩ／Ｏ回路を備える。３次元ＣＡＤデータ（以下、単にＣＡＤデータともいう）は、ユーザが入力装置２，３及び表示装置４を介して入力し、補助記憶装置５に記憶される。コンピュータ本体１は、ユーザの操作入力によって上記ＣＡＤデータをＲＡＭ内に書き込み、部品レイアウト適正化処理を実行する。この部品レイアウト適正化処理においては、車両の熱源（排気管等の排気系部品やエンジン等の内燃機関）周辺の画像データが温度分布（等温度線）と共に表示装置４に表示される。また、コンピュータ本体１にプリンタを接続すれば、上記画像データをプリント出力することもできる。
【００１６】
［部品レイアウト適正化処理］
図２は、図１に示す設計支援システムによる部品レイアウト適正化処理を示すフローチャートである。図３は車体下部のモデルデータを示す図、図４は図３のＡ−Ａ断面図、図５はインシュレータ有の場合（ａ）とインシュレータ無の場合（ｂ）の夫々の図３のＢ−Ｂ断面図、図６は図３のＣ−Ｃ断面図（ａ）及び立体図（ｂ）、図７は図３のＤ−Ｄ断面図である。
【００１７】
図２において、先ず、コンピュータ本体１は、補助記憶装置５からＣＡＤデータを読み出し、熱源としての排気管周辺の部品を所定のデザインルールによりレイアウトした車体モデルデータを作成する（Ｓ１）。ここで、車体モデルデータは、図３乃至図７に示すように、車体下部において車体前後方向に延びる排気管と、排気管周辺に配置された、触媒、インシュレータ、アウタパネル、インナパネル、フロアマット、フューエルパイプ、フューエルタンク、サイレンサー等の各部品の形状データから構成される。尚、熱を遮断する遮熱材（インシュレータ）は、車種等に応じて排気管の表面温度が異なるため、必要に応じて部品側若しくは排気管側に選択的に配置される。
【００１８】
次に、コンピュータ本体１は、排気管の表面温度及びインシュレータの有無を設定する（Ｓ２）。ここで、排気管の表面温度は、図１０に例示するように、車種に応じて４００〜８００℃の範囲で設定されるが、各表面温度は、急勾配の坂道を登坂した直後にエンジンを停止させた場合のように最高到達温度とされる。ここで、排気管の表面温度は、車種のほか、走行状態、燃料噴射量、点火タイミング等に応じて設定しても良い。また、インシュレータは部品若しくは排気管に対してレイアウトされる。尚、排気管表面温度及びインシュレータの有無は、ユーザが入力装置２，３及び表示装置４に表示されたＵＩ（ユーザインタフェース）画面等を介して設定可能である。
【００１９】
次に、コンピュータ本体１は、Ｓ２で設定された排気管表面温度やインシュレータの有無と予め実験等により測定された排気管周辺の各測定点での温度との関係を表す温度マップを参照して、補助記憶装置５からＳ１で作成された車体モデルデータの各測定点での温度データを読み出す（Ｓ３）。ここで、温度マップは、図３乃至図７に示すように、実車に対して車幅方向に平行な複数（例えば、４個）の切断面Ａ〜Ｄを設定し、これらの切断面上に配置された車体下部の各部品に対応する複数の測定点ＰＡ１〜ＰＡ５，ＰＢ１〜ＰＢ８，ＰＣ１〜ＰＣ６、ＰＤ１〜ＰＤ３に熱電対を配置し、各測定点での温度測定結果と排気管表面温度との関係によって求められる。
【００２０】
次に、コンピュータ本体１は、Ｓ３で読み出した各測定点の温度データから、排気管からの距離に応じた排気管周辺の雰囲気温度を表す関数式を算出する（Ｓ４）。ここで、上記関数式は、図８に例示するように、Ｓ３で読み出した各測定点の温度データ（ＰＢ１〜ＰＢ８）をグラフ上にプロットし、排気管からの距離に応じて、排気管の上方及び下方の測定点毎に誤差が最小となるような関数（近似曲線）TA,TBを算出する。
【００２１】
図８の例では、排気管上方の測定点（ＰＢ１，ＰＢ５，ＰＢ６）に対して近似曲線TA、例えばTA=A0×exp(-A1×L）＋T0が求められる。同様に、排気管下方の測定点（ＰＢ２，ＰＢ３，ＰＢ４，ＰＢ７，ＰＢ８）に対して近似曲線TB、例えばTB=A0×exp(-A2×L）＋T0が求められる。
【００２２】
但し、TA,TB：排気管から距離Lの位置における温度、A0：排気管表面温度より決まる定数、A1,A2：各測定点に対する誤差を最小とする定数、T0：外気温より決まる定数
そして、コンピュータ本体１は、Ｓ４で求められた関数を用いて各測定点の予測温度を算出する（Ｓ５）。
【００２３】
次に、コンピュータ本体１は、Ｓ５で算出された各測定点の予測温度と排気管からの距離に応じて排気管周辺の温度分布を表す等温度線を作成する（Ｓ６）。ここでは、図４乃至図７に例示するように、Ｓ１で作成された車体モデルデータに対して、排気管から近い順に２７０℃、２００℃、１３０℃の各等温度線T270,T200,T130を設定したデータを作成する。尚、本実施形態では、１３０℃はブレーキ部品や燃料供給部品の性能を補償するための上限値、２００℃は樹脂材料の溶融温度の上限値、２７０℃はホースやラバー類の発煙温度の上限値として夫々設定されている。
【００２４】
次に、コンピュータ本体１は、排気管周辺の各部品の耐熱温度TCと当該部品が配置される領域の雰囲気温度T1とを比較する（Ｓ７）。尚、各部品の耐熱温度TCは、上記Ｓ２において、ユーザが入力装置２，３及び表示装置４に表示されたＵＩ画面を介して入力可能となっている。
【００２５】
そして、コンピュータ本体１は、各部品の耐熱温度TCがその領域の雰囲気温度T1を下回る場合には、車体モデルデータに等温度線を設定した画像と共に（図９，図１１参照）、当該部品のレイアウトが適正でなく変更が必要であることを報知するための警告表示を表示装置４に出力し、当該部品を識別可能に表示する（Ｓ８、図１０参照）。ここでは、例えば、図１０（ｃ）に示すように、耐熱温度１２０℃であるフューエルパイプが、１３０℃の等温度線よりも排気管側に配置されている場合、警告と同時に該当する項目の色を変更して表示する。尚、図１０では、排気管表面温度と、部品温度の予測範囲、排気管との距離、インシュレータの有無が同時に表示される。これにより、排気管周辺においてレイアウト変更が必要な部品を把握することができる。また、遮熱対策の有無を考慮した部品レイアウトを実施することができる。
【００２６】
また、コンピュータ本体１は、不適とされた部品を適正な位置にレイアウト変更した車体モデルデータを再作成し表示装置４に出力する（Ｓ９）。
【００２７】
また、コンピュータ本体１は、各部品の耐熱温度TCがその領域の雰囲気温度T1以上の場合には、当該部品の耐熱温度を超えない領域をレイアウト可能領域として識別可能に表示する（Ｓ１０、図９，図１１参照）。これにより、部品の耐熱温度を満足するように排気管周辺に対する部品レイアウトを決定することができる。
【００２８】
このように、車体モデルデータに重畳して等温度線を表示することにより、ユーザは等温度線を境界線として排気管を中心とした温度分布が識別できるようになる。
【００２９】
尚、上記Ｓ６では、図８の排気管上方の関数式TAから求めた等温度線を境界とした領域が排気管下方の関数式TBに比べて広範囲となるように作成し表示する（図９及び図１１参照）。これにより、熱が滞留し高温になりやすい排気管上方の等温度線を境界とした領域が排気管下部より広い範囲に設定されるので、排気管周辺の実際の温度分布に即した部品レイアウトを実施することができる。
【００３０】
尚、上述した設計支援システムによる部品レイアウト適正化処理を実行するコンピュータプログラムが格納された記憶媒体を、上記コンピュータ本体に供給して、当該コンピュータ本体が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して、上記処理を実行するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る実施形態の設計支援システムのハードウェア構成を例示する外観図（ａ）及びブロック図（ｂ）である。
【図２】図１に示す設計支援システムによる部品レイアウト適正化処理を示すフローチャートである。
【図３】車体下部のモデルデータを例示する図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】インシュレータ有の場合（ａ）とインシュレータ無の場合（ｂ）の夫々の図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ断面図（ａ）及び立体図（ｂ）である。
【図７】図３のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】図２のＳ４における関数式の算出処理を説明する図である。
【図９】図２のＳ６における２７０℃の場合（ａ）、２００℃の場合（ｂ）、１３０℃の場合（ｃ）の各等温度線を境界とした排気管下方の領域の表示例を示す図である。
【図１０】図９の等温度線を境界とした各領域において、車種毎の排気管表面温度と部品温度との関係を数値で示す図である。
【図１１】図２のＳ６における２７０℃の場合（ａ）、２００℃の場合（ｂ）、１３０℃の場合（ｃ）の各等温度線を境界とした排気管上方の領域の表示例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  コンピュータ本体
２，３  入力装置
４  表示装置
５  補助記憶装置
【図１】
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【図２】
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【図８】
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【図１０】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008243063.tif 000011
【図９】
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【図１１】
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