(57)【要約】【課題】効率的な設計を行う。【解決手段】設計対象の形態を変更する場合、一連の設計プロセスにしたがって決定された各パラメータを、設計時の決定手順とは逆の順番で変更させる変更処理を行う。【選択図】図１
2009301410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設計支援システムにおいて、
オペレータによって操作される入力手段と、
設計対象の形態を設計するための設計データが格納される記憶手段と、
前記入力手段から入力される入力結果と、前記記憶手段に格納される設計データとに基づいて、それぞれが設計対象の形態を規定する複数のパラメータを、一連の設計プロセスにしたがって順次決定する処理手段とを有し、
前記処理手段は、オペレータから前記設計対象の形態を変更する要求があった場合、前記一連の設計プロセスにしたがって決定された各パラメータを、設計時の決定手順とは逆の順番にしたがって変更させる変更処理を行うことを特徴とする設計支援システム。
【請求項２】
前記処理手段に制御されて、処理内容を表示する表示手段をさらに有し、
前記処理手段は、前記変更処理において、前記表示手段に前記設計対象の形態を表示するとともに、前記設計対象の形態として変更可能な範囲を表示することを特徴とする請求項１に記載された設計支援システム。
【請求項３】
設計対象の形態を設計する設計支援方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータ・プログラムにおいて、
それぞれが設計対象の形態を規定する複数のパラメータを、一連の設計プロセスにしたがって順次決定する第１のステップと、
前記設計対象の形態を変更する場合、前記一連の設計プロセスにしたがって決定された各パラメータを、設計時の決定手順とは逆の順番にしたがって変更させる変更処理を行う第２のステップと
を有することを特徴とする設計支援方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータ・プログラム。
【請求項４】
前記第２のステップは、前記表示手段に前記設計対象の形態を表示するとともに、前記設計対象の形態として変更可能な範囲を表示するステップを含むことを特徴とする請求項３に記載された設計支援方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設計支援システムおよびコンピュータ・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、設計対象の設計を行うために、予め設定された一連のプロセスにしたがって設計処理を行う設計支援システムが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、設計対象を指定する手順と、指定された設計対象に固有の諸元値入力ウインドウを開く手順と、諸元値入力ウインドウ上で設計対象に固有の各定義点に諸元値を入力する手順と、各定義点の諸元値に基づいてシミュレーションモデルを生成する手順とを含む設計支援方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２８２８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一旦設計を行った設計対象は、その後、部品形状やレイアウトといった形態に変更の必要が生じることがある。一方の部品の数値を変更すると、他の部品の数値が変更するような場合には、その一つの変更に起因して、様々な変更を強いられる。このため、従来の手法によれば、効率的に設計を行うことができないという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、効率的な設計を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するために、本発明は、設計対象の形態を変更する場合、一連の設計プロセスにしたがって決定された各パラメータを、設計時の決定手順とは逆の順番にしたがって変更させる変更処理を行う。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、設計対象の性能に及ぼす影響を最小限に抑えることができ、効率的な設計が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明の実施形態にかかる設計支援システムを概略的に示す構成図である。この設計支援システムは、ユーザ端末１０と、サーバ２０とで構成されており、設計対象（本実施形態では、ステアリングコラム）の形状やレイアウトといった形態を設計したり、設計された形態の変更を行ったりするシステムである。コンピュータ１１とサーバ２０とは、ＬＡＮといったように相互に結合されたネットワークを構成しており、互いに通信可能に接続されている。ネットワークに接続する種々のユーザ端末は、後述するコンピュータ・プログラムを実行する限り、サーバ２０と連携して、本実施形態に示す設計支援システムを構築するユーザ端末１０として機能する。
【０００９】
ユーザ端末１０は、コンピュータ（処理手段）１１、キーボードやマウス等の入力装置（入力手段）１２、およびＣＲＴや液晶ディスプレイ等の表示装置（表示手段）１３を主体に構成されている。コンピュータ１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースを主体に構成されている。コンピュータ１１は、ＲＯＭに格納された制御プログラム（コンピュータ・プログラム）に従って動作することにより、一連の設計プロセスを実行し、設計対象であるステアリングコラムの形態を設計したり、設計されたステアリグコラムの形態を変更したりすることができる。コンピュータ１１は、必要に応じて、サーバ２０に格納されている各種データを参照することができる。設計者であるオペレータは、コンピュータ１１によって表示装置１３に表示される情報を参照しながら、入力装置１２を操作して必要な情報を入力することにより、ステアリングコラムの設計および変更を行うことができる。
【００１０】
サーバ（記憶手段）２０は、設計対象の形態を設計するための設計データが格納されている。サーバ２０は、部品データベース２１と、性能データベース２２と、諸元データベース２３とを有している。
【００１１】
部品データベース２１は、車両を構成する種々の部品に関する情報を一元的に管理している。部品データベース２１は、個々の部品に対応して設けられた部品レコードの集合である。個々の部品レコードには、部品ＩＤ、部品名称などが関連付けて記述されている。部品ＩＤは、その部品を識別するための識別子であり、個々の部品にはユニークな部品ＩＤが付与されている。部品名称は、その部品の名称である。
【００１２】
性能データベース２２は、各部品の性能要件に関する情報を一元的に管理している。
【００１３】
諸元データベース２３は、車両や各コンポーネントの主要寸法に関する情報を一元的に管理している。
【００１４】
図２は、本実施形態にかかる設計システムによって実行される一連の設計プロセス（設計処理）を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、ユーザ端末１０を構成するコンピュータ１１によって実行される。
【００１５】
まず、コンピュータ１１は、入出力画面メニューおよび後述する変更メニューを含む所定の初期画面を、表示装置１３に表示させている。コンピュータ１１は、オペレータによる入力装置１２の操作を通じて入出力画面メニューが選択されたことを認識すると、表示装置１３を制御することにより、入出力画面を表示する。一連の設計プロセスで構成される設計処理が開始される。
【００１６】
図３は、入出力画面の一例を示す説明図である。ここで、入出力画面は、入力情報と、出力情報とで構成されている。入力情報は、入力装置１２を通じた操作によりオペレータによって入力される種々の項目を含む領域である。一方、出力情報は、入力情報に基づいて決定される出力情報、すなわち、それぞれが設計対象の形態を規定する複数のパラメータを出力（表示）するための項目を含む領域である。
【００１７】
入力情報は、ヒップポイント、ヒールポイント、Ａ点高さ、Ａ点からヒップポイントまでのオフセット量（Ａ点−ヒップポイントオフセット量）、ステアリングホイールの平面角度（ＳＴＲＧ  ＷＨＥＥＬ  Ｐ／Ｖ角度）、ステアリングホイールの側面角度（ＳＴＲＧ  ＷＨＥＥＬ  Ｓ／Ｖ角度）、アッパーシャフト、ピニオンシャフト、ステアリングホイールの径（ＳＴＲＧ  ＷＨＥＥＬ径）、Ｄ点の位置を含む。
【００１８】
出力情報は、Ａ点高さ、Ａ点からヒップポイントまでのオフセット量、ステアリングホイールの平面角度、ステアリングホイールの側面角度、Ａ点〜Ｃ点の位置、長さＬ１〜Ｌ３、および、側面角度θ１〜θ３を含む。
【００１９】
ここで、ヒップポイントは、車両におけるドライバーの臀部位置であり、前後方向（Ｘ軸方向）、横方向（Ｙ軸方向）および上下方向（Ｚ軸方向）の座標により示される。ヒールポイントは、車両におけるドライバーの踵位置であり、前後方向（Ｘ軸方向）、横方向（Ｙ軸方向）および上下方向（Ｚ軸方向）の座標により示される。Ａ点高さは、Ａ点に関する三次元座標のうち上下方向（Ｚ方向）の座標である。このＡ点は、ステアリングホイールと、アッパーシャフトとの接続位置であり、前後方向（Ｘ軸方向）、横方向（Ｙ軸方向）および上下方向（Ｚ軸方向）の座標により示される。ステアリングホイールの平面角度は、平面（ＸＹ面）視におけるステアリングホイールの角度であり、ステアリングホイールの側面角度は、側面（ＸＺ面）視におけるステアリングホイールの角度である。Ｄ点は、ピニオンシャフトの末端部であり、前後方向（Ｘ軸方向）、横方向（Ｙ軸方向）および上下方向（Ｚ軸方向）の座標により示される。
【００２０】
また、Ｂ点は、アッパーシャフトとインターミディエイトシャフトとの接続位置であり、前後方向（Ｘ軸方向）、横方向（Ｙ軸方向）および上下方向（Ｚ軸方向）の座標により示される。Ｃ点は、インターミディエイトシャフトとピニオンシャフトとの接続位置であり、前後方向（Ｘ軸方向）、横方向（Ｙ軸方向）および上下方向（Ｚ軸方向）の座標により示される。長さＬ１は、ピニオンシャフトの長さであり、長さＬ２は、インターミディエイトシャフトの長さである。長さＬ３は、アッパーシャフトの長さである。側面角度θ１は、ピニオンシャフトと水平面（ＸＹ平面）とのなす角であり、側面角度θ２は、インターミディエイトシャフトと水平面（ＸＹ平面）とのなす角である。側面角度θ３は、アッパーシャフトと水平面（ＸＹ平面）とのなす角である。
【００２１】
まず、コンピュータ１１は、オペーレータに対して、ヒップポイントとヒールポイントとの入力を促す。例えば、コンピュータ１１は、入力情報におけるヒップポイントとヒールポイントとの項目を強調表示する、あるいは、当該項目以外の項目に対する入力を規制するといった如くである。ヒップポイントおよびヒールポイントは、車両全体の乗員レイアウトから定められる値であり、オペレータは、所定の値を入力装置１２を通じて入力する。コンピュータ１１は、入力装置１２を介して入力された情報を、ヒップポイントおよびヒールポイントとして設定する。
【００２２】
図４は、性能要件の説明図である。つぎに、コンピュータ１１は、オペレータに対して、Ａ点高さの入力を促す。図４（ａ）に示すように、コンピュータ１１は、例えば、Ａ点高さを入力するための参照画面を新たに表示する。この参照画面には、Ａ点高さとして選択することができる値の候補が表示される。同図において、実線は、Ａ点高さとしての最適値を示しており、ハッチングで示される領域は、Ａ点高さとして許容することができる値の範囲（許容範囲）を示している。コンピュータ１１は、性能データベース２２に格納されている情報に基づいて、最適値および許容範囲を一義的に特定することができる。オペレータは、この参照画面を通じて、あるいは、参照画面を参照して、入力装置１２からＡ点高さを入力する。コンピュータ１１は、入力装置１２を介して入力された情報を、Ａ点高さとして設定する。
【００２３】
つぎに、コンピュータ１１は、オペレータに対して、Ａ点からヒップポイントまでのオフセット量（以下単に「オフセット量」という）と、ステアリングホイールの平面角度との入力を促す。図４（ｂ）に示すように、コンピュータ１１は、例えば、オフセット量とステアリングホイールの平面角度とを入力するための参照画面を新たに表示する。この参照画面には、オフセット量およびステアリングホイールの平面角度として選択することができる値の候補が表示される。同図において、ハッチングで示される領域は、オフセット量およびステアリングホイールの平面角度として推奨される値の範囲を示している。コンピュータ１１は、性能データベース２２に格納されている情報に基づいて、推奨範囲を一義的に特定することができる。オペレータは、この参照画面を通じて、あるいは、参照画面を参照して、入力装置１２からオフセット量とステアリングホイールの平面角度とを入力する。コンピュータ１１は、入力装置１２を介して入力された個々の情報を、オフセット量およびステアリングホイールの平面角度としてそれぞれ設定する。
【００２４】
つぎに、コンピュータ１１は、オペレータに対して、ステアリングホイールの側面角度の入力を促す。図４（ｃ）に示すように、コンピュータ１１は、例えば、ステアリングホイールの側面角度を入力するための参照画面を新たに表示する。この参照画面には、ステアリングホイールの側面角度として選択することができる候補が表示されている。同図において、実線は、ステアリングホイールの側面角度としての最適値を示しており、ハッチングで示される領域は、ステアリングホイールの側面角度として許容される範囲（許容範囲）を示している。コンピュータ１１は、性能データベース２２に格納されている情報に基づいて、最適値および許容範囲を一義的に特定することができる。オペレータは、この参照画面を通じて、あるいは、参照画面を参照して、入力装置１２からステアリングホイールの側面角度を入力する。コンピュータ１１は、入力装置１２を介して入力された情報を、ステアリングホイールの側面角度として設定する。
【００２５】
これらの入力情報に基づいて、コンピュータ１１は、Ａ点の位置（三次元位置）を決定する（ステップ１（Ｓ１））。
【００２６】
つぎに、コンピュータ１１は、アッパーシャフトおよびピニオンシャフトの入力を促す。コンピュータ１１は、部品種別に基づいて部品データベース２１を検索し、アッパーシャフトおよびピニオンシャフトに該当する部品を抽出し、抽出された部品群を表示装置１３に表示させる。オペレータは、表示装置１３に表示された部品群から、アッパーシャフトおよびピニオンシャフトをそれぞれ入力装置１２を通じて選択する。コンピュータ１１は、入力装置１２を介して入力された情報を、アッパーシャフトおよびピニオンシャフトとしてそれぞれ設定する。
【００２７】
この入力情報に基づいて、コンピュータ１１は、長さＬ３を決定し（ステップ２（Ｓ２））、そして、長さＬ１を決定する（ステップ３（Ｓ３））。また、コンピュータ１１は、側面角度θ１を決定する（ステップ４（Ｓ４））。この側面角度θ１は、ピニオンシャフトの標準部品とセットで決定することができる。また、コンピュータ１１は、上述した性能要件（ステアリングホイールの側面角度）にしたがって、側面角度θ３を決定する（ステップ５（Ｓ６））。
【００２８】
コンピュータ１１は、ステアリングホイールの径およびＤ点についての入力を促す。ステアリングホイールの径およびＤ点は、車両全体の乗員レイアウトから定められる値を入力装置を通じて入力する。コンピュータ１１は、入力装置を介して入力された情報を、ステアリングホイールの径およびＤ点として設定する。
【００２９】
コンピュータ１１は、上記のように決定されたパラメータ（Ａ点の位置、長さＬ３，Ｌ１，Ｌ２、側面角度θ１，θ３）に基づいて、Ｂ点およびＣ点の位置を決定する。そして、コンピュータ１１は、Ｂ点およびＣ点の位置に基づいて、長さＬ２を決定する。
【００３０】
これにより、出力情報に対応する全てのパラメータが決定される。なお、決定されたパラメータのうち、Ａ点高さ、オフセット量、ステアリングホイールの平面角度および側面角度は、入力情報がそのまま対応する。
【００３１】
ステップ７（Ｓ７）において、コンピュータ１１は、出力処理を行う。具体的には、コンピュータ１１は、サーバ２０内の諸元データベース２３を更新する。また、コンピュータ１１は、諸元データベース２３の更新された情報が、性能要件を満たすか否かチェックする。そして、コンピュータ１１は、そのチェック結果を、図３に示す出力情報、あるいは、図５に示す性能要件との比較として表示する（例えば、星印表示）。また、コンピュータ１１は、図６に示すように、設定パラメータによって規定される形態となるステアリングコラムを、オペレータに対して表示する。なお、図６に示す例では、ステアリングコラムは、模式化して示されているが、部品の形状を再現した部品モデルを利用して、ステアリングコラムを表示してもよい。
【００３２】
つぎに、このように設計されたステアリングコラムについて、部品形状の変更やレイアウトの変更といった形態変更が生じた場合について説明する。図７および図８は、変更処理の手順を示す説明図である。
【００３３】
図７（ａ）に示すように、コンピュータ１１は、第１の変更ステップとして、インターミディエイトシャフトの長さＬ２および側面角度θ２と、アッパーシャフトの側面角度θ３との変更を推奨する。オペレータは、入力装置１２を操作して、これらのパラメータθ３，Ｌ２，θ２を変更する。この第１の変更ステップは、パラメータθ３の決定と関連がある。
【００３４】
第１の変更ステップによっても適切な変更を行うことができない場合、コンピュータ１１は、第２の変更ステップを実行する。図７（ｂ）に示すように、コンピュータ１１は、インターミディエイトシャフトの長さＬ２および側面角度θ２と、ピニオンシャフトの側面角度θ１との変更を推奨する。オペレータは、入力装置１２を操作して、これらのパラメータθ１，Ｌ２，θ２を変更する。この第２の変更ステップは、パラメータθ１の決定と関連がある。
【００３５】
第２の変更ステップによっても適切な変更を行うことができない場合、コンピュータ１１は、第３の変更ステップを実行する。図７（ｃ）に示すように、コンピュータ１１は、ピニオンシャフトの長さＬ１と、インターミディエイトシャフトの長さＬ２および側面角度θ２との変更を推奨する。オペレータは、入力装置１２を操作して、これらのパラメータθ３，Ｌ２，θ２を変更する。この第３の変更ステップは、パラメータＬ１の決定と関連がある。
【００３６】
第３の変更ステップによっても適切な変更を行うことができない場合、コンピュータ１１は、第４の変更ステップを実行する。図８（ａ）に示すように、コンピュータ１１は、インターミディエイトシャフトの長さＬ２および側面角度θ２と、アッパーシャフトの長さＬ３との変更を推奨する。オペレータは、入力装置１２を操作して、これらのパラメータＬ３，Ｌ２，θ２を変更する。この第４の変更ステップは、パラメータＬ３の決定と関連がある。
【００３７】
第４の変更ステップによっても適切な変更を行うことができない場合、コンピュータ１１は、第５の変更ステップを実行する。図８（ｂ）に示すように、コンピュータ１１は、ピニオンシャフトの長さＬ１と、インターミディエイトシャフトの長さＬ２と、アッパーシャフトの長さＬ３との変更を推奨する。オペレータは、入力装置１２を操作して、これらのパラメータＬ３，Ｌ２，Ｌ１を変更する。この第５の変更ステップは、パラメータＬ３の決定と関連がある。
【００３８】
第５の変更ステップによっても適切な変更を行うことができない場合、コンピュータ１１は、第６の変更ステップを実行する。図８（ｃ）に示すように、コンピュータ１１は、インターミディエイトシャフトの長さＬ２および側面角度θ２と、Ａ点との変更を推奨する。オペレータは、入力装置１２を操作して、これらのパラメータＡ点，Ｌ２，θ２を変更する。この第６の変更ステップは、パラメータＡ点の決定と関連がある。
【００３９】
このような変更処理において、図９に示すように、コンピュータ１１は、性能要件を満足する変更可能範囲Ａを図示する。これにより、オペレータは、画面上で変更可能範囲Ａを見ながら形態変更を行うことができる。
【００４０】
このように本実施形態によれば、コンピュータ１１は、入力装置１２から入力される入力結果と、サーバ２０に格納される設計データとに基づいて、それぞれが設計対象の形態を規定する複数のパラメータを決定するための一連の設計プロセス（Ｓ１〜Ｓ７）を実行する。具体的には、設計処理では、Ａ点の位置、長さＬ３、長さＬ１、側面角度θ１、側面角度θ３、長さＬ２の順番で設計パラメータが決定されている。一方で、変更処理では、長さＬ２、側面角度θ３、側面角度θ１、長さＬ１、長さＬ３、Ａ点の位置の順番で設計パラメータが決定される。換言すれば、コンピュータ１１は、複数のパラメータにより形態が規定された設計対象の形態を変更する場合、一連の設計プロセスで決定される複数のパラメータを逆順で決定することとなる。
【００４１】
一般に、設計処理において、最初に決定するパラメータほど設計対象の全体の性能に及ぼす影響が大きい。例えば、パラメータθ３の決定よりも、パラメータＬ３の決定のほうが、全体の性能に及ぼす影響が大きい。そこで、コンピュータ１１は、変更処理において、設計時に決定していくパラメータの順番とは逆の順番でパラメータの変更を実行する。そのため、性能に及ぼす影響を最小限に抑えることができ、効率的な設計が可能となる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、コンピュータ１１は、変更処理において、表示装置１３に設計対象の形態を表示するとともに、設計対象の形態として変更可能な範囲を表示する。
【００４３】
かかる構成によれば、画面上で変更可能範囲を見ながら形態の変更を行うことができる。そのため、設計対象の形態の変更を容易に行うことができる。
【００４４】
以上、本発明の実施形態にかかる設計支援システムについて説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、設計支援システムは、ネットワーク環境におけるユーザ端末１０とサーバ２０とで構成されている。しかしがら、ユーザ端末１０と、サーバ２０との機能を備える限り、設計支援システムは、スタンドアローンのコンピュータで実現してもよい。
【００４５】
また、上述した実施形態に示す設計処理および変更処理を含む設計支援方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラム自体も本発明の一部として機能する。すなわち、このコンピュータ・プログラムは、第１のステップと、第２のステップとを有することを特徴とする設計支援方法をコンピュータに実行させる。ここで、第１のステップは、それぞれが設計対象の形態を規定する複数のパラメータを、一連の設計プロセスにしたがって順次決定する。第２のステップは、設計対象の形態を変更する場合、一連の設計プロセスにしたがって決定された各パラメータを、決定手順とは逆順で変更する変更処理を行う。このコンピュータプログラムをコンピュータが実行することにより、上述した設計支援システムと同様の作用および効果を奏する。
【００４６】
当然ながらこのコンピュータ・プログラムを記録した記録媒体を、図１のような構成を有するシステムに対して供給してもよい。この場合、このシステム中のコンピュータ１１が、記録媒体に格納されたコンピュータ・プログラムを読み取り実行することによって、本発明の目的を達成することができる。コンピュータ・プログラム自体が本発明の新規な機能を実現するため、そのプログラムを記録した記録媒体も本発明を構成する。コンピュータ・プログラムを記録した記録媒体としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、メモリカード、光ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】設計支援システムを概略的に示す構成図
【図２】設計システムによって実行される一連の設計プロセスを示すフローチャート
【図３】入出力画面の一例を示す説明図
【図４】性能要件の説明図
【図５】出力結果の説明図
【図６】出力結果の説明図
【図７】変更処理の手順を示す説明図
【図８】変更処理の手順を示す説明図
【図９】変更可能範囲の説明図
【符号の説明】
【００４８】
１０    ユーザ端末
１１    コンピュータ
１２    入力装置
１３    表示装置
２０    サーバ
２１    部品データベース
２２    性能データベース
２３    諸元データベース
【図１】
2009301410.tif 000003
【図２】
2009301410.tif 000004
【図３】
2009301410.tif 000005
【図４】
2009301410.tif 000006
【図５】
2009301410.tif 000007
【図６】
2009301410.tif 000008
【図７】
2009301410.tif 000009
【図８】
2009301410.tif 000010
【図９】
2009301410.tif 000011