(57)【要約】【課題】  本発明は、エアバッグ、ケース、座席等を含む乗員安全装備の相互の関連性を考慮して総合的に最適設計出来る乗員安全設計システムを提供することを可能にすることを目的としている。【解決手段】  ３次元形状作成装置６により作成したエアバッグモデル、ケースモデル、座席モデルの夫々の歪みエネルギーを演算し、その歪みエネルギーの差分が最小となるエアバッグモデル、ケースモデル、座席モデルと、インフレータ情報と、乗員情報とに基づいて数値解析装置５により乗員障害値を演算し、その乗員障害値と、予め設定された乗員障害基準値とを比較し、乗員障害値が乗員障害基準値以下となる場合のエアバッグモデルを予め設定された評価情報に基づいて評価するように構成したことを特徴とする。【選択図】      図１
2005309926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアバッグの初期条件を入力するエアバッグ初期条件入力手段と、
前記エアバッグ初期条件入力手段により入力された初期条件によりエアバッグモデルを作成するエアバッグモデル作成手段と、
前記エアバッグモデル作成手段により作成されたエアバッグモデルの歪みエネルギーの差分を演算するエアバッグモデル歪みエネルギー差分演算手段と、
インフレータ情報を入力するインフレータ情報入力手段と、
乗員情報を入力する乗員情報入力手段と、
前記エアバッグモデル歪みエネルギー差分演算手段により演算された歪みエネルギーの差分が最小となるエアバッグモデルと、前記インフレータ情報入力手段により入力されたインフレータ情報と、前記乗員情報入力手段により入力された乗員情報とに基づいて乗員障害値を演算する乗員障害値演算手段と、
前記乗員障害値演算手段により演算された乗員障害値と、予め設定された乗員障害基準値とを比較する比較手段と、
前記比較手段により比較された乗員障害値が前記乗員障害基準値以下となる場合のエアバッグモデルを予め設定された評価情報に基づいて評価して判別する評価判別手段と、
を有することを特徴とする乗員安全設計システム。
【請求項２】
前記エアバッグを覆うケースの初期条件を入力するケース初期条件入力手段と、
前記ケース初期条件入力手段により入力された初期条件によりケースモデルを作成するケースモデル作成手段と、
前記ケースモデル作成手段により作成されたケースモデルの歪みエネルギーの差分を演算するケースモデル歪みエネルギー差分演算手段と、
を有し、
前記乗員障害値演算手段は、前記エアバッグモデル歪みエネルギー差分演算手段により演算された歪みエネルギーの差分が最小となるエアバッグモデルと、前記ケースモデル歪みエネルギー差分演算手段により演算された歪みエネルギーの差分が最小となるケースモデルと、前記インフレータ情報入力手段により入力されたインフレータ情報と、前記乗員情報入力手段により入力された乗員情報とに基づいて乗員障害値を演算することを特徴とする請求項１に記載の乗員安全設計システム。
【請求項３】
前記エアバッグが設けられる座席の初期条件を入力する座席初期条件入力手段と、
前記座席初期条件入力手段により入力された初期条件により座席モデルを作成する座席モデル作成手段と、
前記座席モデル作成手段により作成された座席モデルの歪みエネルギーの差分を演算する座席モデル歪みエネルギー差分演算手段と、
を有し、
前記乗員障害値演算手段は、前記エアバッグモデル歪みエネルギー差分演算手段により演算された歪みエネルギーの差分が最小となるエアバッグモデルと、前記座席モデル歪みエネルギー差分演算手段により演算された歪みエネルギーの差分が最小となる座席モデルと、前記インフレータ情報入力手段により入力されたインフレータ情報と、前記乗員情報入力手段により入力された乗員情報とに基づいて乗員障害値を演算することを特徴とする請求項１に記載の乗員安全設計システム。
【請求項４】
エアバッグの初期条件を入力するエアバッグ初期条件入力手段と、
前記エアバッグ初期条件入力手段により入力された初期条件によりエアバッグモデルを作成するエアバッグモデル作成手段と、
前記エアバッグモデル作成手段により作成されたエアバッグモデルの歪みエネルギーの差分を演算するエアバッグモデル歪みエネルギー差分演算手段と、
前記エアバッグを覆うケースの初期条件を入力するケース初期条件入力手段と、
前記ケース初期条件入力手段により入力された初期条件によりケースモデルを作成するケースモデル作成手段と、
前記ケースモデル作成手段により作成されたケースモデルの歪みエネルギーの差分を演算するケースモデル歪みエネルギー差分演算手段と、
前記エアバッグが設けられる座席の初期条件を入力する座席初期条件入力手段と、
前記座席初期条件入力手段により入力された初期条件により座席モデルを作成する座席モデル作成手段と、
前記座席モデル作成手段により作成された座席モデルの歪みエネルギーの差分を演算する座席モデル歪みエネルギー差分演算手段と、
インフレータ情報を入力するインフレータ情報入力手段と、
乗員情報を入力する乗員情報入力手段と、
前記エアバッグモデル歪みエネルギー差分演算手段により演算された歪みエネルギーの差分が最小となるエアバッグモデルと、前記ケースモデル歪みエネルギー差分演算手段により演算された歪みエネルギーの差分が最小となるケースモデルと、前記座席モデル歪みエネルギー差分演算手段により演算された歪みエネルギーの差分が最小となる座席モデルと、前記インフレータ情報入力手段により入力されたインフレータ情報と、前記乗員情報入力手段により入力された乗員情報とに基づいて乗員障害値を演算する乗員障害値演算手段と、
前記乗員障害値演算手段により演算された乗員障害値と、予め設定された乗員障害基準値とを比較する比較手段と、
前記比較手段により比較された乗員障害値が前記乗員障害基準値以下となる場合のエアバッグモデルを予め設定された評価情報に基づいて評価して判別する評価判別手段と、
を有することを特徴とする乗員安全設計システム。
【請求項５】
前記評価判別手段により前記エアバッグモデルを評価判別するための評価情報は、前記エアバッグモデルの重量、体積、コストのうちの少なくとも１つを評価して判別することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の乗員安全設計システム。
【請求項６】
前記乗員情報、前記乗員障害基準値情報、前記評価情報のうちの少なくとも１つを通信手段を介して受信するサーバ装置を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の乗員安全設計システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の乗員安全設計システムにより設計されたエアバッグの設計情報を通信手段を介して送信するサーバ装置を有することを特徴とする乗員安全設計システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突時の乗員保護等を目的とした、エアバッグ、該エアバッグを被覆すると共にその展開圧力により破断してエアバッグを乗員側に膨出させるケース、エアバッグが設けられる座席等を含む乗員安全装備の設計システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、衝突時の乗員保護等を目的とした、エアバッグ、該エアバッグを被覆すると共にその展開圧力により破断してエアバッグを乗員側に膨出させるケース、エアバッグが設けられる座席等を含む乗員安全装備は個々に独立して設計され、それ等を適宜組み合わせて実際に衝突実験を行って実験結果により評価を行うのが一般であった。
【０００３】
例えば、エアバッグやケース（エアバッグカバー）の設計技術としては、以下に示す特許文献１、２等が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３６２６１号公報
【特許文献２】特開平１０−０７６８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の従来例では、エアバッグ、ケース（カバー）、座席等を含む乗員安全装備が個々に独立して設計されるため、相互の関連性が十分考慮されておらず、試行錯誤で、それ等を適宜組み合わせて衝突実験を繰り返さなければならないという問題があり、総合的な最適設計が困難であった。
【０００６】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、エアバッグ、ケース、座席等を含む乗員安全装備の相互の関連性を考慮して総合的に最適設計出来る乗員安全設計システムを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明に係る乗員安全設計システムの第１の構成は、エアバッグの初期条件を入力するエアバッグ初期条件入力手段と、前記エアバッグ初期条件入力手段により入力された初期条件によりエアバッグモデルを作成するエアバッグモデル作成手段と、前記エアバッグモデル作成手段により作成されたエアバッグモデルの歪みエネルギーの差分を演算するエアバッグモデル歪みエネルギー差分演算手段と、インフレータ情報を入力するインフレータ情報入力手段と、乗員情報を入力する乗員情報入力手段と、前記エアバッグモデル歪みエネルギー差分演算手段により演算された歪みエネルギーの差分が最小となるエアバッグモデルと、前記インフレータ情報入力手段により入力されたインフレータ情報と、前記乗員情報入力手段により入力された乗員情報とに基づいて乗員障害値を演算する乗員障害値演算手段と、前記乗員障害値演算手段により演算された乗員障害値と、予め設定された乗員障害基準値とを比較する比較手段と、前記比較手段により比較された乗員障害値が前記乗員障害基準値以下となる場合のエアバッグモデルを予め設定された評価情報に基づいて評価して判別する評価判別手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る乗員安全設計システムの第２の構成は、前記エアバッグを覆うケースの初期条件を入力するケース初期条件入力手段と、前記ケース初期条件入力手段により入力された初期条件によりケースモデルを作成するケースモデル作成手段と、前記ケースモデル作成手段により作成されたケースモデルの歪みエネルギーの差分を演算するケースモデル歪みエネルギー差分演算手段とを有し、前記乗員障害値演算手段は、前記エアバッグモデル歪みエネルギー差分演算手段により演算された歪みエネルギーの差分が最小となるエアバッグモデルと、前記ケースモデル歪みエネルギー差分演算手段により演算された歪みエネルギーの差分が最小となるケースモデルと、前記インフレータ情報入力手段により入力されたインフレータ情報と、前記乗員情報入力手段により入力された乗員情報とに基づいて乗員障害値を演算することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る乗員安全設計システムの第３の構成は、前記エアバッグが設けられる座席の初期条件を入力する座席初期条件入力手段と、前記座席初期条件入力手段により入力された初期条件により座席モデルを作成する座席モデル作成手段と、前記座席モデル作成手段により作成された座席モデルの歪みエネルギーの差分を演算する座席モデル歪みエネルギー差分演算手段とを有し、前記乗員障害値演算手段は、前記エアバッグモデル歪みエネルギー差分演算手段により演算された歪みエネルギーの差分が最小となるエアバッグモデルと、前記座席モデル歪みエネルギー差分演算手段により演算された歪みエネルギーの差分が最小となる座席モデルと、前記インフレータ情報入力手段により入力されたインフレータ情報と、前記乗員情報入力手段により入力された乗員情報とに基づいて乗員障害値を演算することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る乗員安全設計システムの第４の構成は、エアバッグの初期条件を入力するエアバッグ初期条件入力手段と、前記エアバッグ初期条件入力手段により入力された初期条件によりエアバッグモデルを作成するエアバッグモデル作成手段と、前記エアバッグモデル作成手段により作成されたエアバッグモデルの歪みエネルギーの差分を演算するエアバッグモデル歪みエネルギー差分演算手段と、前記エアバッグを覆うケースの初期条件を入力するケース初期条件入力手段と、前記ケース初期条件入力手段により入力された初期条件によりケースモデルを作成するケースモデル作成手段と、前記ケースモデル作成手段により作成されたケースモデルの歪みエネルギーの差分を演算するケースモデル歪みエネルギー差分演算手段と、前記エアバッグが設けられる座席の初期条件を入力する座席初期条件入力手段と、前記座席初期条件入力手段により入力された初期条件により座席モデルを作成する座席モデル作成手段と、前記座席モデル作成手段により作成された座席モデルの歪みエネルギーの差分を演算する座席モデル歪みエネルギー差分演算手段と、インフレータ情報を入力するインフレータ情報入力手段と、乗員情報を入力する乗員情報入力手段と、前記エアバッグモデル歪みエネルギー差分演算手段により演算された歪みエネルギーの差分が最小となるエアバッグモデルと、前記ケースモデル歪みエネルギー差分演算手段により演算された歪みエネルギーの差分が最小となるケースモデルと、前記座席モデル歪みエネルギー差分演算手段により演算された歪みエネルギーの差分が最小となる座席モデルと、前記インフレータ情報入力手段により入力されたインフレータ情報と、前記乗員情報入力手段により入力された乗員情報とに基づいて乗員障害値を演算する乗員障害値演算手段と、前記乗員障害値演算手段により演算された乗員障害値と、予め設定された乗員障害基準値とを比較する比較手段と、前記比較手段により比較された乗員障害値が前記乗員障害基準値以下となる場合のエアバッグモデルを予め設定された評価情報に基づいて評価して判別する評価判別手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る乗員安全設計システムの第５の構成は、前記評価判別手段により前記エアバッグモデルを評価判別するための評価情報は、前記エアバッグモデルの重量、体積、コストのうちの少なくとも１つを評価して判別することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る乗員安全設計システムの第６の構成は、前記乗員情報、前記乗員障害基準値情報、前記評価情報のうちの少なくとも１つを通信手段を介して受信するサーバ装置を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る乗員安全設計システムの第７の構成は、前述した乗員安全設計システムにより設計されたエアバッグの設計情報を通信手段を介して送信するサーバ装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、エアバッグ、ケース、座席等を含む乗員安全装備の相互の関連性を考慮して総合的に最適設計出来る乗員安全設計システムを提供することが出来る。
【００１５】
即ち、本発明に係る乗員安全設計システムの第１の構成によれば、エアバッグモデル作成手段により作成されたエアバッグモデルに関して、エアバッグモデル歪みエネルギー差分演算手段により歪みエネルギーの差分を演算し、その差分が最小となるエアバッグモデルを採用することにより、局部的な変形が発生し難く、均一に変形するエアバッグモデルを採用することが出来る。
【００１６】
そして、そのような均一に変形するエアバッグモデルと、インフレータ情報入力手段により入力されたインフレータ情報と、乗員情報入力手段により入力された乗員情報とに基づいて乗員障害値演算手段により乗員障害値を演算する。
【００１７】
そして、比較手段により乗員障害値演算手段により演算された乗員障害値と、予め設定された乗員障害基準値とを比較し、その乗員障害値が乗員障害基準値以下となる場合のエアバッグモデルを評価判別手段により予め設定された評価情報に基づいて評価して判別することが出来る。
【００１８】
また、本発明に係る乗員安全設計システムの第２の構成によれば、ケースモデル作成手段により作成されたケースモデルに関して、ケースモデル歪みエネルギー差分演算手段により歪みエネルギーの差分を演算し、その差分が最小となるケースモデルを採用することにより、局部的な変形が発生し難く、均一に変形するケースモデルを採用することが出来る。
【００１９】
そして、そのような均一に変形するケースモデルと、前述のように均一に変形するエアバッグモデルと、インフレータ情報入力手段により入力されたインフレータ情報と、乗員情報入力手段により入力された乗員情報とに基づいて乗員障害値演算手段により乗員障害値を演算する。
【００２０】
そして、比較手段により乗員障害値演算手段により演算された乗員障害値と、予め設定された乗員障害基準値とを比較し、その乗員障害値が乗員障害基準値以下となる場合のエアバッグモデルを評価判別手段により予め設定された評価情報に基づいて評価して判別することが出来る。
【００２１】
また、本発明に係る乗員安全設計システムの第３の構成によれば、座席モデル作成手段により作成された座席モデルに関して、座席モデル歪みエネルギー差分演算手段により歪みエネルギーの差分を演算し、その差分が最小となる座席モデルを採用することにより、局部的な変形が発生し難く、均一に変形する座席モデルを採用することが出来る。
【００２２】
そして、そのような均一に変形する座席モデルと、前述のように均一に変形するエアバッグモデルと、インフレータ情報入力手段により入力されたインフレータ情報と、乗員情報入力手段により入力された乗員情報とに基づいて乗員障害値演算手段により乗員障害値を演算する。
【００２３】
そして、比較手段により乗員障害値演算手段により演算された乗員障害値と、予め設定された乗員障害基準値とを比較し、その乗員障害値が乗員障害基準値以下となる場合のエアバッグモデルを評価判別手段により予め設定された評価情報に基づいて評価して判別することが出来る。
【００２４】
また、本発明に係る乗員安全設計システムの第４の構成によれば、エアバッグモデル作成手段により作成されたエアバッグモデルに関して、エアバッグモデル歪みエネルギー差分演算手段により歪みエネルギーの差分を演算し、その差分が最小となるエアバッグモデルを採用することにより、局部的な変形が発生し難く、均一に変形するエアバッグモデルを採用することが出来る。
【００２５】
また、ケースモデル作成手段により作成されたケースモデルに関して、ケースモデル歪みエネルギー差分演算手段により歪みエネルギーの差分を演算し、その差分が最小となるケースモデルを採用することにより、局部的な変形が発生し難く、均一に変形するケースモデルを採用することが出来る。
【００２６】
また、座席モデル作成手段により作成された座席モデルに関して、座席モデル歪みエネルギー差分演算手段により歪みエネルギーの差分を演算し、その差分が最小となる座席モデルを採用することにより、局部的な変形が発生し難く、均一に変形する座席モデルを採用することが出来る。
【００２７】
そして、そのような均一に変形するエアバッグモデルと、均一に変形するケースモデルと、均一に変形する座席モデルと、インフレータ情報入力手段により入力されたインフレータ情報と、乗員情報入力手段により入力された乗員情報とに基づいて乗員障害値演算手段により乗員障害値を演算する。
【００２８】
そして、比較手段により乗員障害値演算手段により演算された乗員障害値と、予め設定された乗員障害基準値とを比較し、その乗員障害値が乗員障害基準値以下となる場合のエアバッグモデルを評価判別手段により予め設定された評価情報に基づいて評価して判別することが出来る。
【００２９】
また、本発明に係る乗員安全設計システムの第５の構成によれば、前記評価判別手段により前記エアバッグモデルを評価判別するための評価情報は、前記エアバッグモデルの重量、体積、コストのうちの少なくとも１つを評価して判別することが出来る。
【００３０】
また、本発明に係る乗員安全設計システムの第６の構成によれば、自動車メーカー等から特定の自動車に対応する乗員情報、乗員障害基準値情報、評価情報等を通信手段を介して受信することが出来る。
【００３１】
また、本発明に係る乗員安全設計システムの第７の構成によれば、部品メーカー等に設計図面等のエアバッグの設計情報を通信手段を介して送信することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図により本発明に係る乗員安全設計システムの一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る乗員安全設計システムの制御系の構成を説明するブロック図、図２は本発明に係る乗員安全設計システムの構成を示すフローチャートである。
【００３３】
また、図３はエアバッグの折り畳み形態から展開する様子を示す図、図４はエアバッグ内に設けられるテザーの構成を示す図である。
【００３４】
図１において、乗員安全設計センター１には、制御部であって各種の演算部、比較部、判別部を兼ねるＣＰＵ（中央演算処理装置）２、記憶手段となるメモリ３、通信手段となるサーバ装置４が設けられている。
【００３５】
ＣＰＵ２はエアバッグモデルの歪みエネルギーＵの差分を演算するエアバッグモデル歪みエネルギー差分演算手段、ケースモデルの歪みエネルギーＵの差分を演算するケースモデル歪みエネルギー差分演算手段、座席モデルの歪みエネルギーＵの差分を演算する座席モデル歪みエネルギー差分演算手段を兼ねる。
【００３６】
尚、ここで、ケースはエアバッグ19を被覆すると共にその展開圧力により破断してエアバッグ19を乗員側に膨出させるように構成され、座席はエアバッグ19が設けられる座席を想定したものである。
【００３７】
また、ＣＰＵ２は、該ＣＰＵ２により演算された乗員障害値と、予め設定された乗員障害基準値とを比較する比較手段を兼ねる。
【００３８】
また、ＣＰＵ２は、該ＣＰＵ２により比較された乗員障害値が予め設定された乗員障害基準値以下となる場合のエアバッグモデルを予め設定された評価情報に基づいて評価して良否を判別する評価判別手段を兼ねる。評価情報は、エアバッグモデルの重量、体積、コスト等を評価して判別する。
【００３９】
また、乗員安全設計センター１には、エアバッグモデル、ケースモデル、座席モデルの変形挙動解析を実行する解析実行手段となるRADIOSS、ESIグループのRAM、LSのDYNA、MSCのDYTRAN、TNOのMADYMO等の市販の数値解析装置５を有しており、該数値解析装置５はＣＰＵ２により演算された歪みエネルギーＵの差分が最小となるエアバッグモデル、ケースモデル、座席モデルと、インフレータ情報と、乗員情報とに基づいて乗員障害値を演算する乗員障害値演算手段を兼ねる。
【００４０】
また、乗員安全設計センター１には、エアバッグモデル、ケースモデル、座席モデル等の各種解析モデルを作成する解析モデル作成手段となるＣＡＤ（Computer Aided Design：コンピュータ支援設計）システム等の３次元形状作成装置６が設けられている。
【００４１】
この３次元形状作成装置６は、エアバッグモデルを作成するエアバッグモデル作成手段、ケースモデルを作成するケースモデル作成手段、座席モデルを作成する座席モデル作成手段を兼ねる。
【００４２】
また、乗員安全設計センター１には、最適化手段となる最適化装置７が設けられている。最適化手法の一例としては、数理的手法として、Exterior Penalty、Hooke-Jeeves、Method of Feasible Directions -CONMIN、Modified Method of Feasible Directions、Mixed Integer Optimization -MOST、Sequential Linear Programming、Sequential Quadratic Programming -DONLP、Sequential Quadratic Programming -NLPQL、Successive Approximation Method、LSGRG2等があり、より広い探索空間を扱う探索的手法として、Genetic Algorithm、Genetic Algorithm with Bulk Evaluation、Simulated Annealing等が有り、設計者の経験・知識を組み込む経験的手法として、Directed Heuristic Search （DHS）等が有り、トレードオフ解析として、Multi-criteria Tradeoff Analysis等が有る。
【００４３】
また、近似手法の一例としては、実験計画法やランダムに作成されたサンプル点に基づいて、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）コードを計算し、この解析結果から応答値の応答曲面モデルを作成し、この応答曲面モデルで最適化計算を行うResponse Surface Methodや、詳細解析モデルと簡易解析モデルを用意し，最適化計算は主に簡易解析モデルにより行い、詳細解析モデルとの差を考慮して修正を加えながら近似的に最適化するVariable Complexity Methodや、テーラー展開により近似モデルを作成し、ＣＡＥコードから感度情報が得られる場合や解析問題が線形解析の場合に効果的なTaylor Series Approximation等の手法が有る。
【００４４】
また、サンプリング手法の一例としては、実験計画法として、Orthogonal Arrays （直交表  最大L256，L243）、Central Composite Design （CCD）、Parameter Study、Full Factorial Design、Latin HyperCube Sampling、Date File （ユーザー定義データ・ファイル）等が有り、モンテカルロ法として、ランダムサンプリング、区分サンプリング（Latin HyperCube利用）等が有る。
【００４５】
そして、これ等の最適化手法、近似手法、サンプリング手法を適宜組み合わせて最適化を実行するコンピュータプログラムが最適化装置７に装備されている。
【００４６】
また、ＣＰＵ２には、記憶手段となるエアバッグ情報データベース（以下、「エアバッグ情報ＤＢ」という）８、ケース情報データベース（以下、「ケース情報ＤＢ」という）９、座席情報データベース（以下、「座席情報ＤＢ」という）10が接続されている。
【００４７】
エアバッグ情報ＤＢ８、ケース情報ＤＢ９及び座席情報ＤＢ10の夫々には、材料情報データベース（以下、「材料情報ＤＢ」という）８ａ，９ａ，10ａ、形状情報データベース（以下、「形状情報ＤＢ」という）８ｂ，９ｂ，10ｂが設けられており、更にエアバッグ情報ＤＢ８には折り畳み情報データベース（以下、「折り畳み情報ＤＢ」という）８ｃが設けられている。
【００４８】
更にＣＰＵ２には、記憶手段となるインフレータ情報データベース（以下、「インフレータ情報ＤＢ」という）11、制約条件情報データベース（以下、「制約条件情報ＤＢ」という）12、ダミー情報データベース（以下、「ダミー情報ＤＢ」という）13が接続されている。
【００４９】
ここで、形状情報ＤＢ８ｂ，９ｂ，10ｂ、折り畳み情報ＤＢ８ｃ、インフレータ情報ＤＢ11、制約条件情報ＤＢ12及びダミー情報ＤＢ13は、特定の車種や用途に応じて設定される用途条件情報データベースとして構成されている。
【００５０】
各材料情報ＤＢ８ａ，９ａ，10ａには、エアバッグ19、ケース、座席の材料情報として、各種材料の歪み速度に依存しない線形挙動を定義する定数Ａ、歪み速度に依存する線形挙動を定義する定数Ｂ、歪み速度に依存する非線形挙動を定義する定数Ｃ、歪み速度に依存しない非線形挙動を定義する定数ｎ、最高歪み速度ε（・）、最低歪み速度ε0（・）等が格納されている。
【００５１】
また、各形状情報ＤＢ８ｂ，９ｂ，10ｂには、各種エアバッグ19、ケース、座席の形状情報として、夫々の形状データ等が格納されており、エアバッグ19では図３（ａ）に示すように折り畳んだ状態での面積情報、図３（ｂ）に示すように展開した状態での体積情報等が格納されている。また、折り畳み情報ＤＢ８ｃには、形状情報ＤＢ８ｂに格納された折り畳んだ状態での面積情報、展開した状態での体積情報に基づく折り畳み方の形状データ等が格納されている。
【００５２】
また、インフレータ情報ＤＢ11には、エアバッグ19を膨張させる各種インフレータ（ガス発生装置）の出力特性情報等が格納されており、制約条件情報ＤＢ12には、エアバッグ展開時の内圧や人体等に当たる減速度等の制約条件を定義する制約情報が格納されている。
【００５３】
また、ダミー情報ＤＢ13には、乗員の人体データに基づく、男／女、大人／子供等の体重データ、子供が立ったり横に座る等のアウトオブポジションの乗車位置データ等が格納されている。
【００５４】
本発明に係る乗員安全設計システムを利用して、目的の用途に応じた乗員安全装備を設計する解析・設計者14は、パーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」という）15を利用して通信網となるインターネット16を介して乗員安全設計センター１にアクセスする。
【００５５】
従って、パソコン15のキーボードやマウスが、エアバッグ19の初期条件を入力するエアバッグ初期条件入力手段、インフレータ情報を入力するインフレータ情報入力手段、乗員情報を入力する乗員情報入力手段、エアバッグ19を覆うケースの初期条件を入力するケース初期条件入力手段、エアバッグ19が設けられる座席の初期条件を入力する座席初期条件入力手段等を構成する。
【００５６】
また、自動車メーカー17及び部品メーカー18との間も、通信網となるインターネット16を介してオンラインで接続されており、自動車メーカー17から提供される乗員情報、乗員障害基準値情報、評価情報が通信手段を介してサーバ装置４が受信し、記憶手段であるメモリ３に一時的に記憶する。
【００５７】
また、本発明に係る乗員安全設計システムを利用して、目的の用途に応じて設計されたエアバッグ19、カバー、座席等の乗員安全装備の設計情報はサーバ装置４から通信手段を介して部品メーカー18に送信される。
【００５８】
図２は本発明に係る乗員安全設計システムによりエアバッグ19、カバー、座席等の乗員安全装備を設計する様子を示すフローチャートである。解析・設計者14は、パソコン15を利用して乗員安全設計センター１のサーバ装置４によりインターネット16上に提供されるウエブサイト（ホームページ）にアクセスする。
【００５９】
そして、図示しない入力画面上で、各種情報の入力手段となるパソコン15のキーボード及びマウスを利用して、先ず、図２のステップＳ１において、初期条件のインフレータ情報を入力する。このインフレータ情報は、予めインフレータ情報ＤＢ11に格納されたガス流入質量、タンク圧力、温度等の各インフレータ情報から適宜選択出来るようになっている。
【００６０】
ここで、温度設定はインフレータが作動してエアバッグが展開する雰囲気温度であり、常温での設計か、高温（真夏の室内温度）での設計かを含む。また、インフレータには火薬を用いてガスを発生させるものがあり、火薬の点火時に反応熱で温度が上昇する。これ等の温度の時刻履歴プロファイルを入力することを意味している。
【００６１】
また、ステップＳ１では、更に乗員障害基準値、減速度、衝突速度、衝突方向、衝突条件、衝突部位、車体の転覆等を含む車体の傾斜角度、車体の重心や角速度、シートベルトの有無、重量、エアバッグ19の展開時間、男／女、大人／子供、或いはペット等の乗員の種類等の乗員情報や乗員障害基準値情報を含む各種情報を図示しない入力画面上でパソコン15のキーボード及びマウスを利用して入力する。これ等の各種情報は自動車メーカー17等から送信され、メモリ３に一時的に記憶された情報や、ダミー情報ＤＢ13に予め格納された各種情報から適宜選択出来るようになっている。
【００６２】
次に、ステップＳ２において、図示しない入力画面上でパソコン15のキーボード及びマウスを利用して初期条件のエアバッグ材料定数を入力する。エアバッグ材料定数は、エアバッグ19の各種材料の歪み速度に依存しない線形挙動を定義する定数Ａ、歪み速度に依存する線形挙動を定義する定数Ｂ、歪み速度に依存する非線形挙動を定義する定数Ｃ、歪み速度に依存しない非線形挙動を定義する定数ｎ、最高歪み速度ε（・）、最低歪み速度ε0（・）、エアバッグ19の厚み（２層の構造を含む）等であり、材料情報ＤＢ８ａに予め格納された各種情報から適宜選択出来るようになっている。
【００６３】
次にステップＳ３において、図示しない入力画面上でパソコン15のキーボード及びマウスを利用して、エアバッグ19の外形状、図４に示すテザー20の数や長さや配置位置、補強布の配置、ガスの排気位置、ガスの排気面積等を入力し、エアバッグモデル作成手段となる３次元形状作成装置６によりエアバッグ形状が設定される。これ等の入力情報は、形状情報ＤＢ８ｂに予め格納された各種情報から適宜選択出来るようになっている。
【００６４】
次にステップＳ４において、前記ステップＳ３で設定されたエアバッグ19の形状に基づいて、図示しない入力画面上でパソコン15のキーボード及びマウスを利用してエアバッグ19の折り畳み形態を入力し、３次元形状作成装置６により展開されたエアバッグ19形状及び折り畳んだエアバッグ19形状が初期条件のエアバッグモデルとして作成される。これ等の入力情報は、折り畳み情報ＤＢ８ｃに予め格納された各種折り畳み情報から適宜選択出来るようになっている。
【００６５】
次にステップＳ５において、エアバッグモデル歪みエネルギー差分演算手段となるＣＰＵ２により、３次元形状作成装置６により作成したエアバッグモデルと、インフレータ情報ＤＢ11に格納されたインフレータ情報から選択したガス圧力から、そのエアバッグモデルの内圧を考慮して、エアバッグモデルの各部位の歪みエネルギーＵを以下の(1)式により算出する。
【００６６】
【数１】
2005309926.tif 000003
【００６７】
そして、ステップＳ６において、ＣＰＵ２はエアバッグモデルの各部位の歪みエネルギーＵの差分ΔＵ１を求め、ステップＳ７において歪みエネルギーＵの差分ΔＵ１が最小になるまで、前記ステップＳ２に戻って上記各定数Ａ，Ｂ，Ｃ，ｎを適宜変更し、該ステップＳ２〜Ｓ７を繰り返して最小の差分ΔＵ１を出力する。
【００６８】
一方、ステップＳ８において、図示しない入力画面上でパソコン15のキーボード及びマウスを利用して初期条件のケース材料定数を入力する。ケース材料定数は、ケースの各種材料の歪み速度に依存しない線形挙動を定義する定数Ａ、歪み速度に依存する線形挙動を定義する定数Ｂ、歪み速度に依存する非線形挙動を定義する定数Ｃ、歪み速度に依存しない非線形挙動を定義する定数ｎ、最高歪み速度ε（・）、最低歪み速度ε0（・）等であり、材料情報ＤＢ９ａに予め格納された各種情報から適宜選択出来るようになっている。
【００６９】
次にステップＳ９において、図示しない入力画面上でパソコン15のキーボード及びマウスを利用して、ケースの外形状、切欠き形状等を入力し、ケースモデル作成手段となる３次元形状作成装置６により初期条件のケースモデルとして作成される。これ等の入力情報は、形状情報ＤＢ９ｂに予め格納された各種情報から適宜選択出来るようになっている。
【００７０】
次にステップＳ10において、ケースモデル歪みエネルギー差分演算手段となるＣＰＵ２により、３次元形状作成装置６により作成したケースモデルと、インフレータ情報ＤＢ11に格納されたインフレータ情報から選択したガス圧力から、エアバッグ19の内圧を考慮して、ケースモデルの各部位の歪みエネルギーＵを前述した(1)式により算出する。
【００７１】
そして、ステップＳ11において、ＣＰＵ２はケースモデルの各部位の歪みエネルギーＵの差分ΔＵ２を求め、ステップＳ12において歪みエネルギーＵの差分ΔＵ２が最小になるまで、前記ステップＳ８に戻って上記各定数Ａ，Ｂ，Ｃ，ｎを適宜変更し、該ステップＳ８〜Ｓ12を繰り返して最小の差分ΔＵ２を出力する。
【００７２】
一方、ステップＳ13において、図示しない入力画面上でパソコン15のキーボード及びマウスを利用して初期条件の座席材料定数を入力する。座席材料定数は、座席の各種材料の歪み速度に依存しない線形挙動を定義する定数Ａ、歪み速度に依存する線形挙動を定義する定数Ｂ、歪み速度に依存する非線形挙動を定義する定数Ｃ、歪み速度に依存しない非線形挙動を定義する定数ｎ、最高歪み速度ε（・）、最低歪み速度ε0（・）等であり、材料情報ＤＢ10ａに予め格納された各種情報から適宜選択出来るようになっている。
【００７３】
次にステップＳ14において、図示しない入力画面上でパソコン15のキーボード及びマウスを利用して、座席の外形状等を入力し、座席モデル作成手段となる３次元形状作成装置６により初期条件の座席モデルとして作成される。これ等の入力情報は、形状情報ＤＢ10ｂに予め格納された各種情報から適宜選択出来るようになっている。
【００７４】
次にステップＳ15において、乗員のダミー種類、位置、シートベルトの有無等の各種情報を入力する。これ等の入力情報は、ダミー情報ＤＢ13に予め格納された各種情報や、自動車メーカー17から送信され、メモリ３に記憶された乗員情報等から適宜選択出来るようになっている。
【００７５】
次にステップＳ16において、座席モデル歪みエネルギー差分演算手段となるＣＰＵ２により、ステップＳ14で３次元形状作成装置６により作成した座席モデルと、ステップＳ15で入力したダミー情報や衝突情報等から座席モデルの各部位の歪みエネルギーＵを前述した(1)式により算出する。
【００７６】
そして、ステップＳ17において、座席モデルの各部位の歪みエネルギーＵの差分ΔＵ３を求め、ステップＳ18において歪みエネルギーＵの差分ΔＵ３が最小になるまで、前記ステップＳ13に戻って上記各定数Ａ，Ｂ，Ｃ，ｎを適宜変更し、該ステップＳ13〜Ｓ18を繰り返して最小の差分ΔＵ３を出力する。
【００７７】
次に、ステップＳ19において、前記ステップＳ７で出力されたエアバッグモデルの各部位の歪みエネルギーの差分の最小値MinΔＵ１、前記ステップＳ12で出力されたケースモデルの各部位の歪みエネルギーの差分の最小値MinΔＵ２、前記ステップＳ18で出力された座席モデルの各部位の歪みエネルギーの差分の最小値MinΔＵ３の和を算出し、その値が最小になるまで前記各ステップＳ２、Ｓ８、Ｓ13に戻って、エアバッグモデル、ケースモデル及び座席モデルの夫々の各定数Ａ，Ｂ，Ｃ，ｎを適宜変更し、前記ステップＳ２〜Ｓ19を適宜繰り返して最小の差分和MinΣΔＵｉ（ｉ＝1，2，3）を出力する。
【００７８】
前記各ステップＳ７、Ｓ12、Ｓ18において、エアバッグモデル、ケースモデル及び座席モデルの各歪みエネルギーＵの差分の最小値MinΔＵ１，MinΔＵ２，MinΔＵ３を求める際には、各ステップＳ２、Ｓ８、Ｓ13において初期条件で設定した１回目の各歪みエネルギーＵの差分ΔＵを記憶手段となるメモリ３に一時記憶しておき、各ステップＳ７、Ｓ12、Ｓ18から各ステップＳ２、Ｓ８、Ｓ13に戻って各モデルの夫々の各定数Ａ，Ｂ，Ｃ，ｎを適宜変更した２回目以降の各歪みエネルギーＵの差分ΔＵが、例えば、１回目の差分ΔＵの１０分の１以下の値になったとき、各モデルの夫々の差分の最小値MinΔＵとして採用することが出来る。
【００７９】
また、２回目以降の各歪みエネルギーＵの差分ΔＵが１回目の差分ΔＵの１０分の１以下の値に収束しないような場合には、最小値と判断する閾値を適宜変更し、例えば、２回目以降の各歪みエネルギーＵの差分ΔＵが１回目の差分ΔＵの５分の１以下の値になったとき、各モデルの夫々の差分の最小値MinΔＵとして採用する等の設定が可能である。
【００８０】
同様に、ステップＳ19においても、各モデルの各部位の歪みエネルギーの差分ΔＵの最小の差分和MinΣΔＵｉ（ｉ＝1，2，3）を求める際には、各ステップＳ７、Ｓ12、Ｓ18において最初に出力された１回目の最小の差分和MinΣΔＵｉ（ｉ＝1，2，3）を記憶手段となるメモリ３に一時記憶しておき、ステップＳ19から各ステップＳ２、Ｓ８、Ｓ13に戻って各モデルの夫々の各定数Ａ，Ｂ，Ｃ，ｎを適宜変更して、再度各ステップＳ７、Ｓ12、Ｓ18において出力された２回目以降の最小の差分和MinΣΔＵｉ（ｉ＝1，2，3）が、例えば、１回目の最小の差分和MinΣΔＵｉ（ｉ＝1，2，3）の１０分の１以下の値になったとき、各モデルにおける最小の差分和MinΣΔＵｉ（ｉ＝1，2，3）として採用することが出来る。
【００８１】
また、２回目以降の最小の差分和MinΣΔＵｉ（ｉ＝1，2，3）が１回目の最小の差分和MinΣΔＵｉ（ｉ＝1，2，3）の１０分の１以下の値に収束しないような場合には、最小値と判断する閾値を適宜変更し、例えば、２回目以降の最小の差分和MinΣΔＵｉ（ｉ＝1，2，3）が１回目の最小の差分和MinΣΔＵｉ（ｉ＝1，2，3）の５分の１以下の値になったとき、各モデルにおける最小の差分和MinΣΔＵｉ（ｉ＝1，2，3）として採用する等の設定が可能である。
【００８２】
次に、ステップＳ20において、前記ステップＳ19において、ＣＰＵ２により演算された最小の差分和MinΣΔＵｉ（ｉ＝1，2，3）として出力された各エアバッグモデル、ケースモデル及び座席モデルと、ステップＳ１において設定されたインフレータ情報及び乗員情報に基づいて、乗員障害値演算手段となる数値解析装置５により乗員障害値を演算する。
【００８３】
そして、ステップＳ21において、比較手段となるＣＰＵ２により、ステップＳ20で数値解析装置５により演算された乗員障害値と、ステップＳ１において予め設定された乗員障害基準値とを比較し、数値解析装置５により演算された乗員障害値が規定の乗員障害基準値を超える場合には、ステップＳ22に進んでインフレータ情報のガス流入質量、温度等を適宜、再設定し、前記各ステップＳ２、Ｓ８、Ｓ13に戻って、ステップＳ２〜Ｓ22を適宜繰り返す。
【００８４】
前記ステップＳ21において、ステップＳ20で数値解析装置５により演算された乗員障害値が、ステップＳ１において予め設定された規定の乗員障害基準値以下になった場合には、ステップＳ23に進み、評価判別手段となるＣＰＵ２により予め設定されたエアバッグ19の重量、体積、コスト等の評価情報に基づいて、その作成されたエアバッグモデルを評価し、その評価情報の条件範囲内に入っていなければ、再度、前記ステップＳ22に進んでインフレータ情報のガス流入質量、温度等を適宜、再設定し、前記各ステップＳ２、Ｓ８、Ｓ13に戻って、ステップＳ２〜Ｓ23及びＳ22を適宜繰り返す。
【００８５】
尚、前述の乗員情報、乗員障害基準値情報、評価情報は、目標データとなるものであり、乗員安全設計システムにおいて全てが随時参照出来るように記憶手段となるメモリ３に随時記憶されて適宜利用、参照される。
【００８６】
前記ステップＳ23において、その作成されたエアバッグモデルがその評価情報の条件範囲内に入っている場合には、ステップＳ24において、そのエアバッグモデル、ケースモデル、座席モデル等を夫々ＣＡＤ（Computer aided design）図面等により図面化した後、サーバ装置４からインターネット16を経由して、エアバッグ19の裁断メーカー、エアバッグ19の縫製メーカー、ケースメーカー、座席メーカー等の各部品メーカー18に送信される。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の活用例として、衝突時の乗員保護等を目的とした、エアバッグ、該エアバッグを被覆すると共にその展開圧力により破断してエアバッグを乗員側に膨出させるケース、エアバッグが設けられる座席等を含む乗員安全装備の設計システムに適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明に係る乗員安全設計システムの制御系の構成を説明するブロック図である。
【図２】本発明に係る乗員安全設計システムの構成を示すフローチャートである。
【図３】エアバッグの折り畳み形態から展開する様子を示す図である。
【図４】エアバッグ内に設けられるテザーの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１…乗員安全設計センター
２…ＣＰＵ
３…メモリ
４…サーバ装置
５…数値解析装置
６…３次元形状作成装置
７…最適化装置
８…エアバッグ情報ＤＢ
９…ケース情報ＤＢ
10…座席情報ＤＢ
８ａ，９ａ，10ａ…材料情報ＤＢ
８ｂ，９ｂ，10ｂ…形状情報ＤＢ
８ｃ…折り畳み情報ＤＢ
11…インフレータ情報ＤＢ
12…制約条件情報ＤＢ
13…ダミー情報ＤＢ
14…解析・設計者
15…パソコン
16…インターネット
17…自動車メーカー
18…部品メーカー
19…エアバッグ
20…テザー
【図１】
2005309926.tif 000004
【図２】
2005309926.tif 000005
【図３】
2005309926.tif 000006
【図４】
2005309926.tif 000007