JP5008369B2 - モデル生成装置及びシミュレーションモデル生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、模擬を行うシミュレーション対象をモデル化したシミュレーションモデルの生成を行うモデル生成装置及びシミュレーションモデル生成方法に関する。

近年、製品開発に要する期間やコストを削減し、製品開発にかかる安全性を向上させることを目的として、様々な分野において開発される組み込みソフトウェア等の評価のために、当該ソフトウェアで制御される実際の装置を数式化したモデルプログラムにより模擬してコンピュータに演算させ、その結果に基づいて特性の確認や起こり得る問題の抽出を可能とするシミュレーションシステムが利用されている。

このようなシミュレーションシステムとして、例えば、車両を電子制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）に組み込まれる制御用ソフトウェアを評価するために、評価対象プログラムが組み込まれた制御系ハードウェアでなるＥＣＵ基板と、ＥＣＵ基板により制御される被制御系の一例であるエンジンシステムを模擬するモデルプログラムが組み込まれ、前記ＥＣＵ基板により制御される被制御系ハードウェアで構成されるシミュレータの複数がネットワークを介して管理装置に接続された分散型のシミュレーションシステムが提案されている。

また、制御用ソフトウェアが組み込まれた制御系ハードウェアであるＥＣＵそのものを模擬する制御系ソフトウェアと、前記被制御系ハードウェアそのものを模擬する被制御系ソフトウェアで構成されるシミュレータと、当該モデルプログラムの入出力情報や環境条件の設定及び実行を管理するホストコンピュータでなる管理装置でシミュレーションユニットを構築することも提案されている。

前者のシミュレータは一般にＨＩＬＳ（Ｈａｒｄｗａｒｅ Ｉｎ ｔｈｅ Ｌｏｏｐ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）と称され、後者のシミュレータは一般にＳＩＬＳ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｉｎ ｔｈｅ Ｌｏｏｐ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）と称される。

尚、本発明に関連する公知技術として、特許文献１には同一ＯＳ上で動作させるソフトウェア及びハードウェアのシミュレーションシステムが開示され、特許文献２にはＣＰＵ上のシミュレータプログラムとシミュレータハードウェアとがパーソナルコンピュータのシミュレータボード上で接続された構成が開示され、特許文献３には実機デバイス及び仮想デバイスを周辺デバイスとして用いる場合に、効率よくプログラムの検証が行なえるマイクロコンピュータ先行開発支援用検証システムが開示されている。

特開２００２−１７５３４４号公報 特開２００１−３３１３４６号公報 特開２００３−３１６６０３号公報 田中修三他著「オールソフトシミュレーションによる制御ソフトウェア開発」富士通テン技報、２００６年６月、２８頁〜３３頁

上述したシミュレーションシステムを用いて評価対象プログラムである開発ソフトウェアを評価する場合に、異なるモデルプログラムが移植された複数のシミュレータを並列に接続して、夫々設定された演算周期で並列演算することにより、大規模且つ複雑なシミュレーション対象をモデル化する分散型のシミュレーションシステムが構築され、前記開発ソフトウェアがシステムに搭載されたときの総合的な評価が行なわれる。

従来、このような分散型のシミュレーションシステムを構築する場合には、それぞれ異なる複数のモデルプログラムを管理装置上に構築し、構築されたモデルプログラムをシミュレータに移植することによりシミュレーションモデルを生成するという作業が必要とされていた。

しかし、専門的知識が要求されるモデルプログラムをその都度構築するのは、熟練者であっても非常に煩雑な手間と時間を要し、複数回の思考錯誤が要求されるという問題があり、モデルプログラムの知識に熟達したものでなくとも速やかにシミュレーションモデルを構築して、開発ソフトウェアを迅速に評価できるような環境が望まれていた。

本発明の目的は、上述の問題点に鑑み、既存のモデルプログラムを有効活用することにより、大規模且つ複雑なシミュレーションモデルであっても迅速に生成することができるモデル生成装置及びシミュレーションモデル生成方法を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明によるモデル生成装置の特徴構成は、模擬を行うシミュレーション対象をモデル化したシミュレーションモデルの生成を行うモデル生成装置であって、前記シミュレーション対象の一部の構成をモデル化した部品モデルを記憶する部品モデル記憶手段と、前記部品モデル記憶手段に記憶された複数の部品モデルから所定の部品モデルが選択された場合に、部品モデルに設定されている入出力パラメータに基づいて、前記選択された部品モデルに接続可能な部品モデルの抽出を行う部品モデル抽出手段と、前記部品モデル記憶手段に記憶された部品モデルから選択された複数の部品モデルを結合することによって目的とするシミュレーションモデルの生成を行うモデル生成手段とを備え、前記入出力パラメータは、入出力されるデータの名称であるＩ／Ｏデータ名と、入出力されるデータの接続先である接続先データ名とを有し、前記モデル生成手段は、前記部品モデル抽出手段によって抽出された第１の部品モデルと第２の部品モデルとの結合を、前記第１の部品モデルのＩ／Ｏデータ名のデータを入出力するインタフェースと、前記第１の部品モデルの接続先データ名と同一名称の第２の部品モデルのＩ／Ｏデータ名のデータを入出力するインタフェースとを接続することで行なう点にある。

上述の構成によれば、新たなシミュレーションモデルを生成するために新たにモデルプログラムを構築しなくても、部品モデル記憶手段で管理された既存のモデルプログラム、即ちシミュレーション対象の一部の構成をモデル化した既存の部品モデルの複数を結合することによって、モデル生成手段は新たなシミュレーションモデルを生成することができるため、既存の部品モデルを有効活用しつつ、新たなシミュレーションモデルを迅速に生成することができる。

以上説明した通り、本発明によれば、既存のモデルプログラムを有効活用することにより、大規模且つ複雑なシミュレーションモデルであっても迅速に生成することができるモデル生成装置及びシミュレーションモデル生成方法を提供することができるようになった。

以下に、本発明を、車両を電子制御するＥＣＵに組み込まれる制御用ソフトウェアを評価するシミュレーションシステムに適用する場合を例に説明する。

該シミュレーションシステム１は、図１に示すように、複数のシミュレータＳＭと、各シミュレータＳＭを管理する管理装置ＰＣとをネットワークＬＡＮに接続して構成され、前記管理装置ＰＣは、各シミュレータＳＭにより分散して実行されるモデルプログラムＭＰにより模擬を行うシミュレーション対象をモデル化したシミュレーションモデルである評価対象モデルＥＯＭを生成する。即ち、前記管理装置ＰＣは本発明におけるモデル生成装置である。ここで、本発明において、前記評価対象モデルＥＯＭとは、実車両を構成する機構である、エンジンやブレーキやトランスミッション等を模擬したエンジンモデルやブレーキモデルやトランスミッションモデル等の複数の機構モデルＭＭを組み合わせて構成される車両モデルことであり、前記機構モデルＭＭも、各機構を構成する部品モデルＰＭを組み合わせて構成される。例えば、エンジンモデルであれば、エンジン本体や当該エンジン本体で使用されるセンサ等を構成する部品モデルＰＭにより構成される。

各シミュレータＳＭは、図２に示すように、複数の部品モデルＰＭを組み合わせ、即ち、管理装置ＰＣからダウンロードされる複数のモデルプログラムＭＰを実行して、機構モデルＭＭを模擬し、前記管理装置ＰＣは、各シミュレータＳＭを管理して夫々の模擬する機構モデルＭＭを連動させることで、該シミュレーションシステム１として、評価対象モデルＥＯＭを生成して模擬する。

該シミュレーションシステム１において、各シミュレータＳＭは、図１に示すように、ＨＩＬＳシステムの一部を構成し、またはＳＩＬＳシステムを構成する。

ＨＩＬＳシステムを構成する各シミュレータＳＭは、自身に備えた複数のボードで複数のモデルプログラムＭＰを実行して機構モデルＭＭを模擬し、模擬する機構モデルＭＭである被制御系モデルを制御する制御系ハードウェアであるＥＵＣ基板と接続される。

前記ＨＩＬＳシステムを構成するシミュレータＳＭは、図３に示すように、モデルプログラムＭＰを実行するモデル演算処理ユニット３１０と、ＥＣＵとハーネスを介して接続されるＩ／Ｆユニット３３０と、前記モデル演算処理ユニット３１０と前記Ｉ／Ｆユニット３３０との間で入出力されるデータを論理レベルと物理レベルの間で変換するＩ／Ｏユニット３２０と、当該シミュレータＳＭを統括するオペレーティングシステムがインストールされたＣＰＵボード３００を備え、夫々が高速バスを介して接続されている。前記ＣＰＵボード３００は、当該シミュレータＳＭを統括管理し、前記管理装置ＰＣから送られた複数のモデルプログラムＭＰをモデル演算処理ユニット３１０に移植する。

Ｉ／Ｏユニット３２０に設けられた共有メモリボード３２１は、他のシミュレータＳＭと、光ファイバからなり、数十Ｇｂｐｓから数Ｇｂｐｓの通信速度を実現するスターファブリック等による超高速バスを介して、機構モデルＭＭの模擬に必要な共有データが入出力可能に構成され、前記共有メモリボード３２１を介してシミュレータＳＭ間の通信が可能に構成されている。例えば、実車両のＥＣＵ間を結ぶネットワークであるＣＡＮバスは、前記Ｉ／Ｆユニット３３０に設けられ、これを模擬するＣＡＮボード３３１と前記共有メモリボード３２１を介して他のシミュレータＳＭを制御するＥＣＵと各種データの入出力が可能に構成されている。

ＳＩＬＳを構成する各シミュレータＳＭは、ＨＩＬＳシステムを構成するシミュレータＳＭが備える複数のボードからなるハードウェアそのものを模擬し、模擬したハードウェアで複数のモデルプログラムＭＰを実行して機構モデルＭＭを模擬する、換言すると、モデルプログラムＭＰを実行するハードウェア資源そのものを模擬し、模擬したハードウェア資源に複数のモデルプログラムＭＰを実行させて被制御系モデルを模擬する被制御系ソフトウェアと、前記被制御系ソフトウェアが模擬した被制御系モデルを制御する制御系ハードウェアであるＥＵＣそのものを模擬する制御系ソフトウェアとを備える。

前記ＳＩＬＳを構成する各シミュレータＳＭは、図４に示すように、所定のオペレーティングシステム（ＯＳ）上で動作する一台のコンピュータのＣＰＵボード４０上に、制御ソフトウェアを実行する複数のモジュールを備えた制御系モデル４１と、制御ソフトウェアにより制御される複数の擬似演算モジュールを備えた被制御系モデル４２と、制御系モデル４１と被制御系モデル４２間で入出力データを遣り取りする共有メモリ４３と、制御系モデル４１または被制御系モデル４２に関連して発生し、制御系モデル４１または被制御系モデル４２の対応モジュールを起動するイベントと、システムタイマ４４に基づいて当該イベントの起動時刻を設定管理し、制御系モデル４１または被制御系モデル４２を実行制御するシステム管理手段４５を備えて構成されている。

前記システム管理手段４５は、制御系モデル４１または非制御系モデル４２のＩ／Ｏドライバ４２０、４２１から書き込まれた共有メモリ４３上のデータに基づいて、制御系モデル４１または非制御系モデル４２を動作させるイベントを発生させ、システムタイマ４４で管理される時間情報に基づいて時系列的に発生するイベントを共有メモリ４３に書き込み、共有メモリ４３に書き込まれたイベントに基づいて制御系モデル４１または非制御系モデル４２が所定の処理を実行する。

ここで、前記システム管理手段４５は、ＨＩＬＳシステムのシミュレータＳＭの共有メモリボード３２１と同様に、前記超高速バスを介して、他のシミュレータＳＭと機構モデルＭＭの模擬に必要な共有データが入出力可能に構成されており、ＳＩＬＳシステムのシミュレータＳＭは前記システム管理手段４５を介してシミュレータＳＭ間の通信が可能に構成され、ＨＩＳＬシステムの各シミュレータＳＭとの通信も可能となっている。つまり、ＨＩＳＬシステム及びＳＩＬＳシステムの各シミュレータＳＭは、夫々共有メモリボード３２１またはシステム管理手段４５を介して他のシミュレータＳＭとの共有データが入出力可能に構成されている。

各シミュレータＳＭは、単位模擬演算処理を繰り返して各機構モデルＭＭを模擬する。前記単位模擬演算処理は、図５に示すように、ＥＣＵからデータを入力するデータ入力ステップ（ＳＡ１）と、機構モデルＭＭを模擬するモデル演算ステップ（ＳＡ２）と、前記モデル演算ステップにおける模擬による機構モデルＭＭの演算結果を前記ＥＣＵへ出力するデータ出力ステップ（ＳＡ３）と、予め設定された必要なデータをサンプリングして前記管理装置ＰＣに出力するサンプリングステップ（ＳＡ４）と、同期確認ステップ（ＳＡ５）とから構成され、各シミュレータＳＭは、前記データ入力ステップ、前記モデル演算ステップ、前記データ出力ステップ、前記サンプリングステップの各ステップの開始前に、前記共有メモリボード３２１を介して、各シミュレータ間で共通データを整合させ、
前記共通データの整合が取れたときに同期が取れたと判断して、前記単位模擬演算処理を繰り返す。つまり、各シミュレータＳＭは、夫々同期を取り合いながら、機構モデルＭＭを模擬する。

前記管理装置ＰＣは、図６に示すように、各シミュレータＳＭで実行されるモデルプログラムＭＰを管理するデータベースＤＢを備えるとともに、前記データベースＢＤに管理されるモデルプログラムＭＰからモデルプログラムＭＰを選択操作可能なモデル選択手段２０を備える。前記データベースＤＢは本発明における部品モデル記憶手段である。

更に、前記管理装置ＰＣは、前記データベースＤＢと前記モデル選択手段２０とに加えて、前記モデル選択手段２０を介してオペレータにより選択された複数のモデルプログラムＭＰを機構モデルＭＭ毎に分類し、その分類情報ＣＩを前記データベースＤＢに記憶させる情報作成手段２１と、前記分類情報ＣＩに基づき、各シミュレータＳＭに前記モデルプログラムＭＰを機構モデルＭＭ別にダウンロードするダウンロード手段２２と、各シミュレータＳＭにダウンロードされたモデルプログラムＭＰを実行させ、または実行中断、または終了させて各シミュレータＳＭの模擬する機構モデルＭＭを制御し、該シミュレータシステム１全体として模擬する評価対象モデルＥＯＭを制御するモデル模擬制御手段２３と、該シミュレーションシステム１全体として模擬する評価対象モデルＥＯＭの特性を設定する特性パラメータ設定手段２４とを備える。

つまり、前記モデル選択手段２０を介してオペレータにより選択された複数のモデルプログラムＭＰに基づいて、前記分類情報ＣＩにより各シミュレータＳＭに前記モデルプログラムＭＰをダウンロードし、前記モデルプログラムＭＰを実行する各シミュレータＳＭが模擬する機構モデルＭＭが連動することで、該シミュレーションシステム１全体として評価対象モデルＥＯＭが模擬され、前記特性パラメータ設定手段２４により、前記評価対象モデルＥＯＭのモデル特性が設定されるのである。

前記モデル模擬制御手段２３は、各シミュレータＳＭに対して、ダウンロードしたモデルプログラムＭＰの演算実行や演算条件の変更や演算終了等を指令し、各シミュレータＳＭによる評価対象モデルＥＯＭの模擬を制御する。つまり、前記モデル模擬制御手段２３が模擬実行を指令すると、各シミュレータＳＭは前記単位模擬演算処理を繰り返して各機構モデルＭＭを模擬し、該シミュレーションシステム１全体として評価対象モデルＥＯＭが模擬され、前記モデル模擬制御手段２３が模擬終了を指令すると、各シミュレータＳＭは前記単位模擬演算処理を終了して各機構モデルＭＭを停止させ、該シミュレーションシステム１全体として評価対象モデルＥＯＭの模擬が終了される。

前記ダウンロード手段２２は、前記データベースＤＢに記憶された分類情報ＣＩに基づき、前記データベースＤＢに管理されたモデルプログラムＭＰから、各シミュレータＳＭが模擬する機構モデルＭＭに対応する部品モデルＰＭである複数のモデルプログラムＭＰを結合して各シミュレータＳＭが模擬する機構モデルＭＭを生成、つまり評価対象モデルＥＯＭを生成した後、生成した各機構モデルＭＭを各シミュレータＳＭにダウンロードする。また、前記ダウンロード手段２２は、各機構モデルＭＭの生成の際に、各シミュレータＳＭに対応する、後述の入出力条件データＤに基づき、各部品モデルＰＭ間の入力と出力の接続を行う。つまり、ダウンロード手段２２は本発明におけるモデル生成手段である。

ところで、新型機構、例えば新型エンジン等を開発するとき、その都度、専門的知識を備えた熟練者が、シミュレータＳＭに、前記新型エンジン等に対応する機構モデルＭＭを構築し、これを模擬させるために、図７に示すように、前記シミュレータＳＭと一対に接続した管理装置ＰＣを操作して、複数回の思考錯誤を重ねて非常に煩雑な手間と時間をかけ、当該シミュレータＳＭで実行する複数のモデルプログラムＭＰを作成する。但し、当該機構モデルＭＭの構築に際して作成する複数のモデルプログラムＭＰは、シミュレータＳＭと一対に接続した管理装置ＰＣのみの操作により作成されうるものではなく、例えば、管理装置ＰＣとは別途のモデルプログラムＭＰ作成用に特化した端末を操作するものであってもよく、当該シミュレータＳＭにモデルプログラム作成手段を備えて、当該シミュレータ単独でモデルプログラムＭＰを生成するものであってもよいことは言うまでもない。

また、前記熟練者は、当該シミュレータＳＭが機構モデルＭＭを模擬するのに必要なデータの種類、単位、精度等を定義するため、または、前記機構モデルＭＭの模擬を制御するために、前記管理端末ＰＣのモニタなどの表示部にＧＵＩ（Graphical User Interface）で表示する操作画面等を構成する、エンジン始動スイッチやアクセルスイッチやシフトスイッチ等の操作スイッチや、エンジン回転数計や速度計や水温計等のメータや、エンジン回転数等のトレンドグラフ等を模擬するグラフ等の部品モデルＰＭであるモデルプログラムＭＰを作成する。

前記モデルプログラムＭＰは、その実行にあたって必要なデータを他のモデルプログラムＭＰとの間で入出力する必要があるため、当該入出力を行うインタフェースを備え、前記熟練者は、前記インタフェース間での入出力を規定する入出力パラメータＩＯＰを設定する。

前記入出力パラメータＩＯＰは、図８に示すように、対応するモデルプログラムＭＰである部品モデルＰＭの名称からなる「部品モデル名」パラメータと、対応するモデルプログラムＭＰの模擬する部品モデルＰＭにより構成される機構モデルＭＭの名称からなる「機構モデル名」パラメータと、入出力されるデータの名称からなる「Ｉ／Ｏデータ名」パラメータと、入出力されるデータの精度や強度等からなる「データレンジ」パラメータと、入出力されるデータの単位からなる「データ単位」パラメータと、入出力されるデータの接続先からなる「データ接続先」パラメータと、対応するモデルプログラムＭＰにより模擬する部品モデルＰＭのモデル特性を設定する「特性」パラメータとからなり、各シミュレータＳＭに構築する各機構モデルＭＭが連動可能に前記入出力パラメータＩＯＰの値を設定することで、該シミュレーションシステム１のように、複数のシミュレータＳＭが夫々機構モデルＭＭを模擬して、全体として、評価対象モデルＥＯＭを模擬することが可能となる。

上述のように、各部品モデルＰＭは、対応する入出力パラメータＩＯＰと共にあることで、様々な機構モデルＭＭや評価対象モデルＥＯＭを構成する部品モデルＰＭとして使用することが可能であり、前記部品モデルＰＭと対応する入出力パラメータＩＯＰとを部品モデル記憶手段に記憶する。

これを部品モデル記憶ステップとして、部品モデルＰＭを作成する都度、前記部品モデル記憶ステップを実行することで、オペレータは、前記部品モデル記憶手段に記憶した既存の前記部品モデルＰＭを必要に応じて選択して組み合わせ、有効活用しながら、様々な機構モデルＭＭや評価対象モデルＥＯＭを迅速に生成することができる。

該シミュレーションシステム１では、評価対象モデルＥＯＭの模擬にあたって、各シミュレータＳＭが複数の機構モデルＭＭを生成するが、各機構モデルＭＭを構成する複数の部品モデルＰＭと関連付けられた各入出力パラメータＩＯＰは、前記データベースＤＢに管理される。換言すれば、前記データベースＤＢは、前記入出力パラメータＩＯＰを参照することで、格納するモデルプログラムＭＰを、部品モデルＰＭ単位や機構モデルＭＭ単位等で管理することができる。

以下に、図８に示す入出力パラメータＩＯＰに対応する部品モデルＰＭについて、当該入出力パラメータＩＯＰに基づき説明する。

当該入出力パラメータＩＯＰに対応する部品モデルＰＭは、「部品モデル名」パラメータの値から、当該部品モデルＭＰの名称が「Sensor-A」である、センサモデルの部品モデルＰＭと判る。尚、各部品モデルＰＭはそのジャンル毎に分類され、各部品モデルＰＭの名称は「-」で区切られ、前記名称の先頭語句は当該部品モデルＰＭのジャンルを示し、次の語句は当該部品モデルＰＭにユニークに割り振られた名称である。当該命名ルールは、機構モデルＭＭにおいても同様である。

更に、当該部品モデルＰＭは、「機構モデル名」パラメータの値から、「Engine-A」及び「C-Engine」で使用可能であり、「Ｉ／Ｏデータ名」パラメータの値から「データ出力のみ」を行い、「データレンジ」パラメータと「データ単位」パラメータの値から信号出力時において、有効数字２桁の精度で「6.0×10^^-1 Ｖ」または有効数字３桁の精度で「1.20 Ｖ」の電圧が出力され、「データ接続先」パラメータより、何れかの機構モデルＭＭを構成する部品モデルＰＭのうち、「Ｉ／Ｏデータ名」パラメータに「A-Sensor-in」と設定された部品モデルＰＭに出力信号を入力することが理解できる。

「特性」パラメータは、当該「Sensor-A」の部品モデルＰＭの特性を設定するものであり、図８に示す入出力パラメータＩＯＰでは、「データレンジ」パラメータの有効数字桁数を変更するものである。「特性」パラメータの値が「１」であるとき、信号出力時の「データレンジ」パラメータの値は精度や強度の低い「6.0×10^^-1 Ｖ」となり、「特性」パラメータの値が「２」であるとき、信号出力時の「データレンジ」パラメータの値は精度や強度の高い「1.20 Ｖ」となる。つまり、同一の部品モデルＰＭにより構成される機構モデルＭＭであっても、前記「特性」パラメータの値を変更することで当該機構モデルＭＭの特性を変更させることができる。

ここで、前記「特性パラメータ」は、図８に示す入出力パラメータＩＰＯに対応する当該「Sensor-A」の部品モデルＰＭの特性を設定するものに限定するものではない。例えば、機構モデルＭＭの１つであるエンジンモデルにおいて、エンジン本体や吸気系機構を模擬する部品モデルＰＭ等の「特性」パラメータや、機構モデルＭＭの１つであるブレーキモデルにおいて、ＡＢＳ（Antilock Brake System）を模擬する部品モデルＰＭ等の「特性」パラメータの値を変更することで、エンジンの静寂特性やエンジンの吹き上がり特性や、ブレーキのロックに係る特性を変更するなど、該シミュレータシステム１を構成する機構モデルＭＭの特性を変更することができ、該シミュレーションシステム１全体で生成した評価対象モデルＥＯＭである車両の特性を高い性能の要求される高級車仕様やスポーツ車仕様と、通常の性能でよい汎用車仕様などに簡易に変更できる。

前記情報作成手段２１は、前記入出力パラメータＩＯＰに基づき、前記モデル選択手段２０を介してオペレータにより選択された複数のモデルプログラムＭＰを機構モデルＭＭ毎に分類し、その分類情報ＣＩを前記データベースＤＢに記憶させる。

前記モデル選択手段２０を介してオペレータにより任意に選択された各モデルプログラムＭＰの間で入出力されるデータの入出力条件は、前記情報作成手段２１により、前記モデルプログラムＭＰに対応する入出力パラメータＩＯＰに基づき自動的に設定される。

詳述すると、前記情報作成手段２１は、選択されたモデルプログラムＭＰに対応する入出力パラメータＩＯＰを参照して、機構モデルＭＭと管理装置ＰＣの操作画面等の部品モデルＰＭに対応する各モデルプログラムＭＰの間で入出力されるデータの入出力条件を記した入出力条件データＤを作成し、前記ダウンロード手段２２は各機構モデルＭＭを生成する際に、前記入出力条件データＤに基づき、各部品モデルＰＭ間の入力と出力の接続を行う。

前記管理装置ＰＣは、選択されたプログラムモデルＰＭにより模擬される機構モデルＭＭの模擬結果を表示する操作画面等がないときには、選択された部品モデルＰＭによりこれを作成し、当該操作画面等を構成する部品モデルＰＭは、前記入出力条件データＤに基づき、各シミュレータＳＭで模擬される機構モデルＭＭの模擬結果である入出力データをやり取りし、前記操作画面等に各機構モデルＭＭの模擬結果を表示する。

前記入出力条件について説明すると、例えば、あるモデルプログラムＭＰが選択されたとき、前記モデル選択手段２０は、前記あるモデルプログラムＭＰに対応する入出力パラメータＩＯＰの「Ｉ／Ｏデータ名」パラメータに設定された名称のデータを入出力する前記あるモデルプログラムＭＰのインタフェースと、他に選択されたモデルプログラムＭＰに対応する入出力パラメータＩＯＰの「Ｉ／Ｏデータ名」パラメータに設定された、前記あるモデルプログラムＭＰに対応する入出力パラメータＩＯＰの「データ接続先」パラメータに設定された名称と同一名称のデータを入出力するインタフェースとを接続するように指定する入出力条件データＤを作成し、当該各モデルプログラムＭＰは、前記入出力条件データＤに指定されたインタフェースにより夫々のデータを入出力することができる。更に、前記情報作成手段２１は、夫々のインタフェースが入出力するデータの精度についても、前記入出力パラメータＩＯＰの「データレンジ」パラメータの値の精度に合わせて調整し、入出力条件を記した入出力条件データＤを作成する。尚、前記調整は、精度の高い値側に合わせるものであっても、低い値側に合わせるものであってもどちらでもよい。

該シミュレーションシステム１を起動すると、前記管理装置ＰＭの表示部には、各シミュレータＳＭで実行する部品モデルＰＭや、各シミュレータＳＭを制御するための操作画面を構成する部品モデルＰＭを選択するための、ＧＵＩでなる複数の操作画面が表示される。

前記モデル選択手段２０は、前記操作画面を構成する、前記データベースＤＢに管理されたモデルプログラムＭＰ、即ち、部品モデルＰＭから構成される。前記モデル選択手段２０を構成する各部品モデルＰＭは、前記機構モデルＭＭに制御指示を行う操作画面や前記機構モデルＭＭの模擬結果を表示する表示画面を構成する部品モデルＰＭを選択するプルダウンメニューと、図９に示すように、該シミュレーションシステム１を構成する各シミュレータＳＭが模擬する機構モデルＭＭを構成する部品モデルＰＭを任意に選択可能に構成されたプルダウンメニューとからなる。

前記モデル選択手段２０は、オペレータに評価対象モデルＥＯＭを構成する複数の部品モデルＰＭを選択させる。即ち、オペレータは、前記モデル選択手段２０を介してデータベースＤＢに管理されるモデルプログラムＭＰから評価対象モデルＥＯＭを構成する複数のモデルプログラムＭＰを選択操作可能である。

図９に示す操作画面について説明すると、前記操作画面では、機構モデルＭＭの１つであるエンジンモデルを構成する部品モデルＰＭを、当該エンジンモデルを構成する部品モデルＰＭの属する複数のカテゴリー別にプルダウンメニューとして配置された前記モデル選択手段２０により、選択可能に構成されている。

例えば、前記操作画面では、「Engine Setting」のカテゴリーからは、エンジンモデルにおけるエンジンタイプを模擬する部品モデルＰＭを選択する「Engine Type」プルダウンメニューと、気筒の個数や配置などのエンジンレイアウトを模擬する部品モデルＰＭを選択する「Engine Layout」プルダウンメニューと、スロットルを模擬する部品モデルＰＭを選択する「Throttle Type」プルダウンメニュー等、様々な部品メニューＰＭを選択可能に構成されており、他のカテゴリーでも同様に部品メニューＰＭを選択可能に構成され、もちろん、他の機構モデルＭＭを構成する部品モデルＰＭを選択する選択画面においても同様である。

前記モデル選択手段２０を構成する各部品モデルＰＭを配置する各設定画面では、オペレータにより評価対象モデルＥＯＭを構成する所定の部品モデルＰＭが選択された場合に、前記モデル選択手段２０を構成する各部品モデルＰＭは、前記選択された所定の部品モデルＰＭに設定されている入出力パラメータＩＯＰに基づいて、前記選択された所定の部品モデルＰＭに接続可能な部品モデルＰＭの抽出を行う。即ち、前記モデル選択手段２０は本発明における部品モデル抽出手段である。

つまり、プルダウンメニューを模擬し、前記モデル選択手段２０を構成する各部品モデルＰＭは、オペレータが選択した部品モデルＰＭに対応する入出力パラメータＩＯＰを参照し、前記オペレータが選択した部品モデルＰＭのインタフェースと接続不能なインタフェースを備えた部品モデルＰＭを非表示にして、選択不能とする。これにより、他のプルダウンメニューには、次に選択可能なモデルプログラムＭＰの候補のみが表示される。

前記特性パラメータ設定手段２４は、前記モデル選択手段２０と同様に、管理装置ＰＣの表示部に表示される操作画面上に配置されるチェックボックスやプルダウンメニュー等を模擬する部品モデルＰＭである。

前記特性パラメータ設定手段２４は、オペレータからの操作を受け、前記データベースＤＢに管理された入出力パラメータＩＯＰの「特性」パラメータの値を設定し、前記情報作成手段２１に入出力条件データＤの作成を要請して、前記ダウンロード手段２２に、前記情報作成手段２１により作成された前記入出力条件データＤに基づく、機構モデルＭＭの生成を要請する。

以下に、該シミュレーションシステム１における、評価対象モデルＥＯＭのシミュレーション実行について、図１０のフローチャートを用いて説明する。

該シミュレーションシステム１が起動すると（ＳＢ１）、前記管理装置ＰＣは、管理装置ＰＣの表示部に該シミュレーションシステム１全体として模擬する評価対象モデルＥＯＭを構成する各機構モデルＭＭの部品モデルＰＭを選択する操作画面を表示する（ＳＢ２）。

オペレータは、各操作画面に配されたモデル選択手段２０であるプルダウンメニューを選択操作して各機構モデルＭＭを構成する部品モデルＰＭを選択し（ＳＢ３）、選択された部品モデルＰＭに対応する入出力パラメータＩＯＰを参照して情報作成手段２１により作成された入出力条件データＤに基づき、複数の部品モデルＰＭ間の入力と出力の接続を行って、前記情報作成手段２１が作成した分類情報ＣＩに基づき、各機構モデルＭＭ、即ち評価対象モデルＥＯＭを生成し、各シミュレータＳＭに各機構モデルＭＭをダウンロードする（ＳＢ４）。

オペレータ操作による管理装置ＰＣからの模擬開始指令を受け（ＳＢ５）、各シミュレータＳＭは、同期を取りながら、ダウンロードされたモデルプログラムＭＰを実行して各機構モデルＭＭを模擬し（ＳＢ６）、前記管理装置ＰＣは、表示部に模擬演算結果を表示し（ＳＢ７）、オペレータ操作による管理装置ＰＣからの模擬終了指令を受け（ＳＢ８）、各シミュレータＳＭは、各機構モデルＭＭの模擬を終了する（ＳＢ９）。

以下に、評価対象モデルＥＯＭの生成方法について、図１１のフローチャートを用いて説明する。

部品モデルＰＭを部品モデル記憶手段であるデータベースＤＢに記憶する部品モデル記憶ステップの実行後（ＳＣ１）、該シミュレーションシステム１が起動すると（ＳＣ２）、管理装置ＰＣは、選択候補となる部品モデルＰＭを表示する複数のプルダウンメニューからなるモデル選択手段２０が配された操作画面を表示する「表示ステップ」を実行する（ＳＣ３）。

前記モデル選択手段２０の１つのプルダウンメニューに表示された部品モデルＰＭを介して、前記データベースＤＢに記憶された複数の部品モデルＰＭから所定の部品モデルＰＭが選択された場合に、部品モデルＰＭに設定されている入出力パラメータＩＯＰに基づいて、前記選択された部品モデルＰＭに接続可能な部品モデルの抽出を行う「部品モデル抽出ステップ」を実行し（ＳＣ４）、評価対象モデルＥＯＭを構成する複数の部品モデルＰＭが全て選択されるまで（ＳＣ５）、前記抽出に基づいて、「表示ステップ」と「部品モデル抽出ステップ」とを繰り返し実行する（ＳＣ３）。

選択された複数の前記部品モデルＰＭ間の入力と出力を、夫々に対応する入出力パラメータＩＯＰに基づいて接続し、各シミュレータＳＭ毎の機構モデルＭＭを生成する「モデル生成ステップ」を実行することで、評価対象モデルＥＯＭを生成する（ＳＣ６）。

上述した実施形態では、本発明を、車両を電子制御するＥＣＵに組み込まれる制御用ソフトウェアを評価するシミュレーションシステムに適用した例を説明したが、本発明の適用対象はこのようなシミュレーションシステムに限るものではなく、様々な電子機器に対する制御システムや化学プラント等のプラントに対する制御システムの評価等にも適用できる。

上述した実施形態では、モデル生成装置ＰＣは、該シミュレーションシステム１の複数のシミュレータＳＭに機構モデルＭＭを生成することで、シミュレーションモデルである評価対象モデルＥＯＭを生成する構成としたが、これに限定するものではなく、シミュレーションモデルを単独のシミュレータＳＭに生成するものであってもよい。

上述した実施形態は、本発明を実現する一実施例を説明するものであり、各部の具体的な構成は、本発明の作用効果を奏する限りにおいて、構築するシステムに応じて適宜変更設計することが可能である。

シミュレーションシステムの説明図 評価対象モデルの生成の説明に用いる図 ＨＩＬＳシステムの一部を構成するシミュレータの説明図 ＳＩＬＳシステムを構成するシミュレータの説明図 単位模擬演算処理の説明に用いるフローチャート 管理装置の説明図 シミュレータが模擬する機構モデルのモデルプログラム作成の説明に用いる図 入出力パラメータの説明図 モデル選択手段の配された操作画面の説明図 本発明によるシミュレーションシステムの動作の説明に用いるフローチャート 評価対象モデルの生成の説明に用いるフローチャート

２０：部品モデル抽出手段（モデル選択手段）
２２：モデル生成手段（ダウンロード手段）
２４：特性パラメータ設定手段
ＣＩ：分類情報
Ｄ：入出力条件データ
ＤＢ：モデル記憶手段（データベース）
ＩＯＰ：入出力パラメータ
ＭＰ：部品モデルＰＭ（モデルプログラム）
ＰＣ：モデル生成装置（管理装置）
ＳＭ：シミュレータ

Claims (3)

1. 模擬を行うシミュレーション対象をモデル化したシミュレーションモデルの生成を行うモデル生成装置であって、
   前記シミュレーション対象の一部の構成をモデル化した部品モデルを記憶する部品モデル記憶手段と、
   前記部品モデル記憶手段に記憶された複数の部品モデルから所定の部品モデルが選択された場合に、部品モデルに設定されている入出力パラメータに基づいて、前記選択された部品モデルに接続可能な部品モデルの抽出を行う部品モデル抽出手段と、
   前記部品モデル記憶手段に記憶された部品モデルから選択された複数の部品モデルを結合することによって目的とするシミュレーションモデルの生成を行うモデル生成手段とを備え、
   前記入出力パラメータは、入出力されるデータの名称であるＩ／Ｏデータ名と、入出力されるデータの接続先である接続先データ名とを有し、
   前記モデル生成手段は、前記部品モデル抽出手段によって抽出された第１の部品モデルと第２の部品モデルとの結合を、前記第１の部品モデルのＩ／Ｏデータ名のデータを入出力するインタフェースと、前記第１の部品モデルの接続先データ名と同一名称の第２の部品モデルのＩ／Ｏデータ名のデータを入出力するインタフェースとを接続することで行なうことを特徴とするモデル生成装置。
2. 各部品モデルは入力に対する出力の応答特性を示すモデル特性を設定する特性パラメータを備え、前記モデル生成手段により生成されたシミュレーションモデルに対して、各部品モデルの特性パラメータを設定する特性パラメータ設定手段を備えている請求項１記載のモデル生成装置。
3. 模擬を行うシミュレーション対象をモデル化したシミュレーションモデルの生成を行うコンピュータであるモデル生成装置によるモデル生成方法であって、
   モデル選択手段によって実行され、
   前記シミュレーション対象の一部の構成をモデル化した複数の部品モデルが記憶された部品モデル記憶手段から、所定の部品モデルをオペレータが選択操作可能な選択画面を表示部に表示するモデル選択ステップと、
   前記モデル選択ステップでオペレータにより選択された部品モデルに設定されている入出力パラメータに基づいて、前記選択された部品モデルに接続可能な部品モデルを前記部品モデル記憶手段から自動的に抽出して、当該部品モデルをオペレータが選択操作可能な選択画面を表示部に表示するする部品モデル抽出ステップと、
   モデル生成手段によって実行され、
   前記部品モデル記憶手段に記憶された部品モデルから選択された複数の部品モデルを結合することによって目的とするシミュレーションモデルの生成を行うモデル生成ステップとを備え、
   前記入出力パラメータは、入出力されるデータの名称であるＩ／Ｏデータ名と、入出力されるデータの接続先である接続先データ名とを有し、
   前記モデル生成ステップは、前記部品モデル抽出ステップによって抽出された第１の部品モデルと第２の部品モデルとの結合を、前記第１の部品モデルのＩ／Ｏデータ名のデータを入出力するインタフェースと、前記第１の部品モデルの接続先データ名と同一名称の第２の部品モデルのＩ／Ｏデータ名のデータを入出力するインタフェースとを接続するように指定する入出力条件データ生成ステップが含まれることを特徴とするモデル生成方法。