(57)【要約】【課題】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、設計支援方法及び設計支援装置を提供する。【解決手段】自動車の外形データをユーザに入力させ、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を構築する。自動車が物体に接触するときの接触情報に基づいて、外形モデルＭ１を変形させた変形モデルＭ２を構築し、その変形モデルＭ２を表示する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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って、
上記設計支援装置に、
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外形モデル構築処理と、
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変形モデルを構築する変形モデル構築処理と、
上記変形モデル構築処理によって構築した変形モデルを表示する表示処理と、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。
【請求項２】
請求項１において、
接触情報は、外形モデルに所定の仮想物体を所定の接触条件で仮想的に接触させることであり、
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条件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処理である
ことを特徴とする自動車の設計支援プログラム。
【請求項３】
請求項１において、
表示処理は、外形モデルと変形モデルとを重畳して表示する処理である
ことを特徴とする自動車の設計支援プログラム。
【請求項４】
請求項１において、
設計支援装置に、
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内部部品外形モデル構築処理と、
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を判定する判定処理とをさらに実行させ、
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内部部品と干渉する部分を報知する処理である
ことを特徴とする自動車の設計支援プログラム。
【請求項５】
請求項１において、
設計支援装置に、
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内部部品外形モデル構築処理と、
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を判定する判定処理とをさらに実行させ、
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である
ことを特徴とする自動車の設計支援プログラム。
【請求項６】
請求項４又は請求項５において、
表示処理は、内部部品外形モデルを非表示とする処理である
ことを特徴とする自動車の設計支援プログラム。
【請求項７】
請求項４又は請求項５において、
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、
判定処理は、上記内部部品外形モデルと変形モデルと上記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処理である
ことを特徴とする自動車の設計支援プログラム。
【請求項８】
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って、
上記設計支援装置に、
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外形モデル構築処理と、
上記外形モデル構築処理で構築した外形モデルについて、上記自動車と物体との衝突時に該物体が自動車と接触する確率の高い接触領域を、予め定められた規定に従って特定する接触領域特定処理と、
上記接触領域特定処理によって特定した接触領域と上記外形モデルとを重畳して表示する表示処理と、
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。
【請求項９】
自動車の外観形状の設計支援を行う設計支援方法であって、
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、
上記外形データ入力ステップ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外形モデルを構築する外形モデル構築ステップと、
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ステップで構築した外形モデルを変形させた変形モデルを構築する変形モデル構築ステップと、
上記変形モデル構築ステップで構築した変形モデルを表示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。
【請求項１０】
自動車の外観形状の設計支援を行う設計支援装置であって、
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手段と、
上記外形データ入力手段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外形モデル構築手段と、
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手段によって構築した外形モデルを変形させた変形モデルを構築する変形モデル構築手段と、
上記変形モデル構築手段によって構築した変形モデルを表示する表示手段と、を備えていることを特徴とする自動車の設計支援装置。
【発明の詳細な説明】
【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、その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、設計支援方法及び設計支援装置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、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外形モデル構築処理と、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変形モデルを構築する変形モデル構築処理と、上記変形モデル構築処理によって構築した変形モデルを表示する表示処理と、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、上記接触情報は、外形モデルに所定の仮想物体を所定の接触条件で仮想的に接触させることとしてもよい。ここで、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。また、所定の接触条件とは、上記インパクタの自動車（外形モデル）に対する接触速度及び接触角度とすればよい。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。
【００１５】
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条件で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処理であるとすればよい。
【００１６】
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。
【００１７】
上記表示処理は、外形モデルと変形モデルとを重畳して表示する処理としてもよい。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。
【００１８】
さらに、上記設計支援プログラムは、上記設計支援装置に、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内部部品外形モデル構築処理と、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を判定する判定処理とをさらに実行させてもよい。この場合、表示処理は、上記判定処理による判定に基づき、上記変形モデルにおいて外形変形時に内部部品と干渉する部分を報知する処理としてもよい。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
上記の構成によると、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
ここで、上記表示処理は、内部部品外形モデルを非表示とする処理とするのが好ましい。
【００３０】
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。尚、表示処理は、ユーザによる入力に応じて、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する処理としてもよい。
【００３１】
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変形モデルと上記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処理とするのがよい。
【００３２】
外形変形時の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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
本発明による他の設計支援プログラムは、上記設計支援装置に、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外形モデル構築処理と、上記外形モデル構築処理で構築した外形モデルについて、上記自動車と物体との衝突時に該物体が自動車と接触する確率の高い接触領域を、予め定められた規定に従って特定する接触領域特定処理と、上記接触領域特定処理によって特定した接触領域と上記外形モデルとを重畳して表示する表示処理と、を実行させるものとする。
【００３６】
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、例えば３次元の外形モデルを構築する。
【００３７】
接触領域特定処理では、外形モデル構築処理で構築した外形モデルについて、上記自動車と物体（例えば歩行者）との衝突時に該物体が自動車と接触する確率の高い接触領域を、予め定められた規定に従って特定する。この規定は、例えば自動車と歩行者との衝突安全基準で定められた規定としてもよい。
【００３８】
そして、表示処理では、上記接触領域特定処理によって特定した領域と上記外形モデルとを重畳して表示する。その結果、ユーザは、入力した外形モデルのおいて、どの部分が接触領域に属するかを容易に把握することが可能になる。これにより、上記ユーザは、その接触領域に応じて外形モデル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。
【００３９】
本発明による自動車の設計支援方法は、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。
【００４０】
そして、上記設計支援方法は、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、上記外形データ入力ステップ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外形モデルを構築する外形モデル構築ステップと、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ステップで構築した外形モデルを変形させた変形モデルを構築する変形モデル構築ステップと、上記変形モデル構築ステップで構築した変形モデルを表示する表示ステップと、を含む。
【００４１】
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。
【００４２】
本発明による自動車の設計支援装置は、自動車の外観形状の設計支援を行う設計支援装置である。
【００４３】
そして、上記設計支援装置は、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手段と、上記外形データ入力手段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外形モデル構築手段と、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手段によって構築した外形モデルを変形させた変形モデルを構築する変形モデル構築手段と、上記変形モデル構築手段によって構築した変形モデルを表示する表示手段と、を備える。
【００４４】
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。
【００４５】
【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、設計支援方法及び設計支援装置によれば、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。
【００４６】
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。
【００４７】
また、本発明による他の設計支援プログラムによると、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、その外形モデルについての接触領域が、予め定められた規定に従って特定されるため、ユーザは、その接触領域に応じて外形モデルを修正する等ができ、接触領域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。
【００４８】
【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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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、設計支援装置、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。
【００８３】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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