JP2017142718A - 電子制御装置およびコード生成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】コード生成装置により処理モデルに基づいてソースコードが生成されるプログラムを実行する電子制御装置の処理負荷を極力低減する技術を提供する。
【解決手段】電子制御装置は、記憶部と、処理部と、を備えている。記憶部には、制御処理を表す複数の処理ブロック２００、２０２、２１０〜２１４、２２０を備える処理モデルに基づいてコード生成装置によりソースコードが生成されたプログラムが記憶されている。処理部は、記憶部に記憶されているプログラムを実行する。記憶部に記憶されているプログラムにおいて処理ブロックに対応する処理の実行順序は、処理ブロックの処理負荷が小さい順番に設定されている。
【選択図】図３

Description

本開示は、制御処理を表す処理モデルに基づいてコード生成装置によりソースコードが生成されたプログラムを搭載する電子制御装置と、処理モデルに基づいてソースコードを生成するコード生成プログラムとに関する。

制御処理を表す処理モデルに基づいてソースコードを生成する開発環境として、例えばＭａｔｌａｂが知られている。Ｍａｔｌａｂの開発環境において、開発者は、Ｓｉｍｕｌｉｎｋを用いて処理モデルを記述する。ＭａｔｌａｂとＳｉｍｕｌｉｎｋとは登録商標である。

Ｓｉｍｕｌｉｎｋにおいて処理モデルは、各種の演算やファイルからのデータの読み出し等を行う機能単位である処理ブロックや、処理ブロック間のデータの入出力を示す結線等の組み合わせとして記述される。

処理モデルに基づいて生成されたソースコードを実行形式にしたプログラムは、電子制御装置に搭載されて実行される。このような電子制御装置として、例えば車両に搭載されてエンジンを制御するものには、エンジン制御の複雑化にともない処理負荷が増加する傾向がある。そこで、電子制御装置の処理負荷を極力低減することが求められている。処理負荷は、例えば、処理が終了するまでに要する処理時間の合計を表している。

特許文献１に記載の技術によると、処理モデルに基づいてソースコードを生成する場合、変数のデータ形式を変更することで、ソースコードを実行形式にしたプログラムを搭載する電子制御装置の記憶容量を低減しようとしている。そして、変数の記憶容量を低減することで、プログラムを実行する電子制御装置の処理負荷を低減しようとしている。

特開２０１２−１８５５４２号公報

プログラムを実行し、複数の処理の結果から一つの出力が決定される場合、複数の処理のうち一つの処理の結果によって出力が決定されることがある。この場合、複数の処理のうち、出力を決定する一つの処理以外の他の処理の実行を省略することができる。処理の実行を省略できる処理の負荷が大きい場合、この処理を実行すると電子制御装置の処理負荷が増加する。

特許文献１に記載の技術も含め、コード生成装置が処理モデルに基づいてソースコードを生成する場合、実行を省略できる処理の扱いは考慮されていなかった。
本開示の一局面は、コード生成装置により処理モデルに基づいてソースコードが生成されるプログラムを実行する電子制御装置の処理負荷を極力低減する技術を提供することを目的とする。

本開示の一態様は、記憶部（１４）と、処理部（１２）と、を備えている。
記憶部には、制御処理を表す複数の処理ブロック（２００、２０２、２１０〜２１４、２２０）を備える処理モデルに基づいてコード生成装置（２０）によりソースコードが生成されたプログラムが記憶されている。処理部は、記憶部に記憶されているプログラムを実行する。記憶部に記憶されているプログラムにおいて処理ブロックに対応する処理の実行順序は、処理ブロックの処理負荷の小さい順番に設定されている。

この構成によれば、プログラムを実行するときに、処理負荷の小さい処理を処理負荷の大きい処理よりも先に実行する実行順序になっているので、処理負荷の小さい処理の結果によっては、処理負荷の大きい処理の実行を省略できることもある。これにより、プログラムを実行する電子制御装置の処理負荷を低減できる。

本開示の他の一態様は、負荷設定ステップ（Ｓ４０４、Ｓ４０６）と、コード生成ステップ（Ｓ４０８、Ｓ４１２）と、を備えている。
負荷設定ステップは、処理モデル（１００）が備える制御処理を表す複数の処理ブロック（２００、２０２、２１０〜２１４、２２０）毎に処理負荷を設定する。コード生成ステップは、負荷設定ステップが設定する処理負荷の小さい順番に、処理ブロックを実行するソースコードを生成する。

この構成によれば、生成されたソースコードを実行形式にしたプログラムを電子制御装置が実行するときに、処理負荷の小さい処理を処理負荷の大きい処理よりも先に実行する実行順序になっている。処理負荷の小さい処理の結果によっては、処理負荷の大きい処理の実行を省略できる場合もあるので、プログラムを実行する電子制御装置の処理負荷を低減できる。

尚、この欄および特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本実施形態による電子制御装置を示すブロック図。 コード生成装置を示すブロック図。 ソースコードを生成するための処理モデルを示すブロック図。 コード生成処理を示すフローチャート。 コード生成装置が生成するソースコードを示すプログラムリスト。

以下、本発明が適用された実施形態を図に基づいて説明する。
［１．構成］
図１に示す電子制御装置１０は、例えば、駆動源として少なくとも内燃機関を使用する車両に搭載され、燃料噴射を制御するものである。以下、電子制御装置１０をＥＣＵ１０ともいう。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵと、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリとを備えるマイクロコンピュータを搭載している。尚、ＥＣＵ１０を構成するマイクロコンピュータの数は一つでも複数でもよい。ＥＣＵ１０は、処理部１２と記憶部１４とを備えている。

ＥＣＵ１０の各機能は、処理部１２に対応するＣＰＵが記憶部１４に対応するＲＯＭまたはフラッシュメモリ等の非遷移的実体的記録媒体に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。このプログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。

記憶部１４に記憶されているプログラムは、図２に示すコード生成装置２０が生成したソースコードを実行形式にしたものである。コード生成装置２０は、例えば、ＣＰＵ、ならびに、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリとハードディスクとなどの記憶部を備えるパーソナルコンピュータにより実現される。

コード生成装置２０の記憶部には、コード生成プログラム３０が記憶され、処理モデル１００が設定されている。コード生成プログラム３０は、処理モデル１００に基づいてソースコードを生成する。

処理モデル１００は、例えば、内燃機関の各気筒に設置された燃料噴射弁の噴射量を増減する場合、噴射量を徐々に増減することにより出力トルクの急激な変動を避ける噴射量なまし処理の実行を制御するモデルである。

図３に示す処理モデル１００において、ＡＮＤ１０２、ＯＲ１０４〜１０８、ＮＯＴ１１０は論理演算を行う論理演算子である。スイッチ１１２は、ＡＮＤ１０２の出力がＯＮの場合、ＯＦＦ値１２０を選択し、ＡＮＤ１０２の出力がＯＦＦの場合、ＯＲ１０４の出力を選択する。スイッチ１１２が選択した値が噴射量なましフラグ１２２に設定される。

噴射量なまし処理は、アイドル運転時において気筒間の噴射ばらつきがエンジン回転数の変動量から検出されるか、アクセルペダルの急激な操作が検出されることにより噴射量なまし開始条件が成立すると、実行される。噴射量なまし処理では、指令噴射量を目標噴射量に急激に変化させるのではなく、指令噴射量を徐々に増減して目標噴射量まで変化させる。これにより、内燃機関の出力トルクの急激な変動を抑制する。

噴射量なまし処理が開始され噴射量なましフラグ１２２がＯＮになると、内燃機関の出力トルクが目標トルクに収束するか、噴射量なまし処理の終了条件が成立するまでＡＮＤ１０２の出力はＯＦＦであるから、スイッチ１１２はＯＲ１０４の出力を選択する。したがって、噴射量なましフラグ１２２はＯＮ状態を維持する。噴射量なまし開始フラグ１２４がＯＮになると、噴射量なまし処理が開始される。

気筒間の噴射ばらつきがなく、内燃機関の出力トルクが目標トルクに収束するか、噴射量なまし処理の終了条件が成立すると、ＡＮＤ１０２の出力はＯＮになる。これにより、スイッチ１１２がＯＦＦ値１２０を選択し、噴射量なましフラグ１２２がＯＦＦになるので、噴射量なまし処理は終了する。

［２．処理］
図３の処理モデル１００に基づいてコード生成装置２０がソースコードを生成するコード生成処理について、図４のフローチャートに基づいて説明する。

図４のＳ４００においてコード生成装置２０は、処理モデル１００において、処理負荷に応じて処理ブロックの実行順序を設定してソースコードを生成するＳ４０４〜Ｓ４１２の処理を実行するか否かを判定する。Ｓ４００の判定は、例えばコード生成プログラムを実行するパーソナルコンピュータの画面上で選択ボタン等から入力される指示に応じて行われる。

尚、処理ブロックの処理負荷は、例えば、処理ブロックに基づいて生成したソースコードを実行形式にしたときに処理ブロックに対応する処理を実行するために要するクロック数、あるいは、演算子の数とサブブロックも含めたブロック数と処理ブロックを実行形式にしたときのＲＯＭ容量との少なくとも一つで表される。

クロック数は、処理ブロックによる処理が終了するまでに要する処理時間の合計を表している。演算子の数とサブブロックも含めたブロック数と処理ブロックを実行形式にしたときのＲＯＭ容量との少なくとも一つは、処理ブロックに対応する処理を実行するために要する処理量を表している。

Ｓ４００の判定がＮｏの場合、Ｓ４０２においてコード生成装置２０は、処理負荷に応じて処理ブロックの実行順序を設定せず、処理モデル１００に基づいてソースコードを生成する通常のソースコード生成処理を実行する。

Ｓ４００の判定がＹｅｓの場合、Ｓ４０４においてコード生成装置２０は、他の処理ブロックの処理結果に関わらず処理が無条件に常時実行される処理ブロックを抽出し、その処理負荷を０に設定する。処理負荷が０に設定された処理ブロックは、後述する処理負荷の大小に応じて実行順序を設定する対象から除外される。

例えば、図３において、ＡＮＤ１０２の出力に基づいてスイッチ１１２が選択する値を噴射量なましフラグ１２２に設定する処理ブロック２００は常時実行される。さらに、ＯＲ１０４の出力を噴射量なまし開始フラグ１２４に設定する処理ブロック２０２も常時実行される。したがって、無条件に常時実行される処理ブロック２００、２０２の処理負荷は０に設定される。

Ｓ４０６においてコード生成装置２０は、論理演算子であるＡＮＤ１０２、ＯＲ１０４〜１０８、ＮＯＴ１１０のうち複数の処理ブロックの出力を入力とする論理演算子の入力になっている処理ブロックの処理負荷を算出する。該当する論理演算子は、ＡＮＤ１０２、ＯＲ１０４〜１０８である。

例えば、ＡＮＤ１０２の場合、処理ブロック２１０の出力と処理ブロック２２０の出力とが入力となる。処理ブロック２１０は、ＯＲ１０８と、噴射量なまし終了条件の判定処理と、収束判定処理とからなる。処理ブロック２２０はＮＯＴ１１０からなる。

したがって、ＡＮＤ１０２について、処理ブロック２１０の処理負荷と、処理ブロック２２０の処理負荷とを算出する。例えば、処理ブロック２２０の処理負荷を２として算出すると、処理ブロック２１０の処理負荷を２０として算出する。

さらに、処理ブロック２１０内のＯＲ１０８の場合、噴射量なまし終了条件の判定処理からなる処理ブロック２１２と、収束判定処理からなる処理ブロック２１４とが入力となる。したがって、ＯＲ１０８について、処理ブロック２１２の処理負荷と、処理ブロック２１４の処理負荷とを算出する。

また、ＯＲ１０４、１０６の入力である処理ブロックについても、それぞれ処理負荷を算出する。
ここで、ＡＮＤ１０２の出力は、ＡＮＤ１０２の入力であるＯＲ１０８またはＮＯＴ１１０の一方の出力がＯＦＦであれば、他方の出力がＯＮであってもＯＦＦになる。

また、ＯＲ１０８の出力は、処理ブロック２１２または処理ブロック２１４のいずれか一方の出力がＯＮであれば他方がＯＦＦであってもＯＮになる。
ＯＲ１０４、１０６の出力についても、ＯＲ１０４、１０６の入力となっている処理ブロックのいずれか一方の出力がＯＮであれば他方がＯＦＦであってもＯＮになる。

つまり、ＡＮＤ１０２、ＯＲ１０４〜１０８の出力は、入力となっているいずれかの処理ブロックの処理結果である出力によって決定されることがある。したがって、入力となっているいずれかの処理ブロックの出力によっては、他の処理ブロックを実行する必要がなくなる可能性がある。

この場合、処理負荷の小さい処理ブロックを処理負荷の大きい処理ブロックよりも先に実行し、処理負荷の大きい処理ブロックの実行を省略できれば、生成されるプログラムを実行するＥＣＵ１０の処理負荷を低減できる。

そこで、Ｓ４０８においてコード生成装置２０は、論理演算子の入力となる複数の処理ブロックについて、処理負荷の大小が混在している場合、Ｓ４０６で算出した処理負荷の小さい処理ブロックから先に実行するように、処理ブロックの実行順序を設定する。処理負荷が同じか、処理負荷の差が所定値以下であれば、処理順序を設定せず、いずれの処理ブロックを先に実行してもよい。

例えば、ＡＮＤ１０２についてコード生成装置２０は、図５に示すように、まずＡＮＤ１０２の出力を仮にＯＦＦに設定してから、ＡＮＤ１０２の入力である処理ブロック２１０、２２０のうち、処理負荷の小さい処理ブロック２２０を先に実行する順序にする。処理ブロック２２０の実行結果がＯＦＦであれば、処理ブロック２１０を実行する必要がない。

処理ブロック２２０の実行結果がＯＮであれば、そのときに処理ブロック２１０を実行する。処理ブロック２１０の実行結果がＯＮであれば、ＡＮＤ１０２の出力はＯＮになる。

尚、処理負荷が０に設定された処理ブロック２００、２０２は、処理負荷に応じて実行順序を設定する対象にならず、処理負荷の大きさに関係なく処理モデル１００における実行順序が設定される。

Ｓ４１０の判定がＹｅｓであり、複数の処理ブロックの出力を入力とするすべての論理演算子についてＳ４０６、Ｓ４０８の処理が終了すると、Ｓ４１２においてコード生成装置２０は、Ｓ４０８で設定した実行順序にしたってソースコードを生成する。

そして、コード生成装置２０が処理モデル１００に基づいて生成したソースコードを実行形式にしたプログラムが、ＥＣＵ１０の記憶部１４に記憶される。
［３．効果］
以上説明した上記実施形態では、以下の効果を得ることができる。

（１）コード生成装置２０は、論理演算子が複数の処理ブロックの出力を入力とする場合、処理負荷の小さい処理ブロックを処理負荷の大きい処理ブロックよりも先に実行する実行順序となるように、処理モデル１００に基づいてソースコードを生成する。

これにより、先に実行する処理負荷の小さい処理ブロックの出力により論理演算子の出力が決定される場合、処理負荷の大きい処理ブロックを実行しないソースコードを生成できる。したがって、ソースコードを実行形式にしたプログラムをＥＣＵ１０が実行する場合、処理負荷を低減できる。

（２）先に実行する処理負荷の小さい処理ブロックの出力により論理演算子の出力が決定されない場合、処理負荷の大きい処理ブロックを実行するので、論理演算子から正しい演算結果を出力できる。

（３）常時実行する処理ブロックの処理負荷を算出せず０に設定するので、コード生成装置２０の処理負荷を低減できる。
（４）処理負荷に応じた実行順序でソースコードが生成されると、ソースコードを読んでも処理の内容および処理の流れを理解しにくくなることがある。そこで、ＥＣＵの処理負荷が問題とならないプログラムであれば、処理ブロックの処理負荷の算出、ならびに処理ブロックの処理負荷に応じた実行順序の設定をコード生成装置２０が実行しなくてもよいことを選択できる。これにより、ソースコードの処理内容を理解しやすくなる。

以上説明した上記実施形態において、Ｓ４００が選択ステップとしての処理に対応し、Ｓ４０４、Ｓ４０６が負荷設定ステップとしての処理に対応し、Ｓ４０８、Ｓ４１２がコード生成ステップとしての処理に対応する。

［４．他の実施形態］
（１）上記実施形態では、処理負荷に応じて処理ブロックの実行順序を設定したソースコードを生成するか否かを選択した。これに対し、処理負荷に応じて処理ブロックの実行順序を設定したソースコードを無条件に生成してもよい。

（２）上記実施形態では、電子制御装置として車両に搭載される内燃機関の燃料噴射を制御するＥＣＵ１０が実行するプログラムを、コード生成装置２０が生成するソースコードから生成した。これ以外にも、どのような用途に使用される電子制御装置が実行するプログラムを、コード生成装置２０が生成するソースコードから生成してもよい。

（３）上記実施形態における一つの構成要素が有する複数の機能を複数の構成要素によって実現したり、一つの構成要素が有する一つの機能を複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を一つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素が有する一つの機能を一つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。尚、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

（４）上述した電子制御装置の他、当該電子制御装置としてコンピュータを機能させるための電子制御プログラム、この電子制御プログラムを記録した記録媒体、電子制御方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

また、上述したコード生成装置およびコード生成プログラムの他、このコード生成プログラムを記録した記録媒体、コード生成方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１０：ＥＣＵ（電子制御装置）、１２：処理部、１４：記憶部、２０：コード生成装置、３０：コード生成プログラム、１００：処理モデル、１０２：ＡＮＤ（論理演算子）、１０４〜１０８：ＯＲ（論理演算子）、１１０：ＮＯＴ（論理演算子）、２００、２０２、２１０〜２１４、２２０：処理ブロック

Claims (8)

1. 制御処理を表す複数の処理ブロック（２００、２０２、２１０〜２１４、２２０）を備える処理モデル（１００）に基づいてコード生成装置（２０）によりソースコードが生成されたプログラムが記憶されている記憶部（１４）と、
   前記記憶部に記憶されている前記プログラムを実行する処理部（１２）と、
   を備え、
   前記プログラムにおいて前記処理ブロックに対応する処理の実行順序は、前記処理ブロックの処理負荷が小さい順番に設定されている、
   電子制御装置（１０）。
2. 請求項１に記載の電子制御装置において、
   前記処理モデルにおいて常時実行される前記処理ブロック（２００、２０２）に対応する処理の前記プログラムにおける実行順序は、処理負荷の大きさに関係なく前記処理モデルにおける実行順序になっている、
   電子制御装置。
3. 請求項１または２に記載の電子制御装置において、
   前記プログラムは、複数の前記処理ブロックの出力を論理演算するときに処理負荷の小さい前記処理ブロックの出力により論理演算の出力が決定される場合、処理負荷の大きい前記処理ブロックに対応する処理を実行しない構成になっている、
   電子制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の電子制御装置において、
   前記プログラムは、処理負荷の大小が混在している複数の前記処理ブロックの出力を論理演算するときに処理負荷の小さい前記処理ブロックの出力により論理演算の出力が決定されない場合、処理負荷の大きい前記処理ブロックに対応する処理を実行する構成になっている、
   電子制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電子制御装置において、
   前記プログラムは、複数の前記処理ブロックの出力を論理演算する場合、論理演算に出力が入力される前記処理ブロック毎に設定された処理負荷の重みにより前記処理ブロックに対応する処理の実行順序が決定された構成になっている、
   電子制御装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の電子制御装置において、
   前記処理負荷は、前記処理ブロックによる処理が終了するまでに要する処理時間の合計を表している、
   電子制御装置。
7. 処理モデル（１００）が備える制御処理を表す複数の処理ブロック（２００、２０２、２１０〜２１４、２２０）毎に処理負荷を設定する負荷設定ステップ（Ｓ４０４、Ｓ４０６）と、
   前記負荷設定ステップが設定する処理負荷の小さい順番に前記処理ブロックの実行順序を設定してソースコードを生成するコード生成ステップ（Ｓ４０８、Ｓ４１２）と、
   をコンピュータに実行させるコード生成プログラム（３０）。
8. 請求項７に記載のコード生成プログラムにおいて、
   入力される指示に応じて、処理負荷に基づく前記ソースコードの生成を実行するか否かを選択する選択ステップ（Ｓ４００）をさらにコンピュータに実行させ、
   前記選択ステップにおいて前記処理負荷に基づく前記ソースコードの生成を実行しないことが選択されると、
   前記負荷設定ステップを実行せず、
   前記コード生成ステップは、前記処理モデルにおける実行順序に基づいて前記ソースコードを生成する、
   コード生成プログラム。

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