JP5853992B2 - Ｅｃｕ評価装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の設計に使用するＥＣＵ評価装置に関する。

従来、車両の設計時に、コンピュータによって、車両内での電子制御装置（ＥＣＵ）の配置からワイヤハーネスの経路を決定し、配線経路の情報（温度、防水／非防水など）や接続対象となるＥＣＵの情報（定格電流など）からワイヤハーネス設計に必要な各種部品（電線、コネクタ、チューブなど）を選定し、コストや重量、配線長を評価する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２１０７４号公報

しかし、従来技術では、ワイヤハーネスの設計にも大きな影響を与えるＥＣＵの機能配置は既知のものとして評価を行っているため、必ずしも最適な結果が得られるとは限らないという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するために、ＥＣＵの機能配置の適否を評価するＥＣＵ評価装置を提供することを目的とする。

本発明のＥＣＵ評価装置は、観点選択手段と、機能割当手段と、部品選定手段と、評価値算出手段と、評価手段と、を備える。観点選択手段は、車両に搭載される複数のＥＣＵに対する機能配置を評価する際に用いる観点を選択する。機能割当手段は、車両に搭載される複数のＥＣＵによって実現する機能を、ＥＣＵのそれぞれに割り当てる。部品選定手段は、機能割当手段による機能割当に従って、ＥＣＵ毎に該ＥＣＵを構成する部品を選定する。評価値算出手段は、部品選定手段によって選定された部品に関する情報から、ＥＣＵ毎に該ＥＣＵのサイズ、重量、消費電力、コストのうち少なくとも一についての評価値を求める。評価手段は、評価値算出手段によって算出された評価値、および観点選択手段によって選択された観点により、機能割当手段による機能割当の良否を評価する。

このような構成によれば、任意の機能割当についてＥＣＵ毎の評価値を求めることができ、その評価値に基づいて、機能配置の適否を容易に評価することができる。

ＥＣＵ評価装置の全体構成を示すブロック図である。 処理部が実行する評価処理のフローチャートである。 部品選択処理で選択される部品と、部品の選択に使用する各種情報との関係を示す説明図である。 第２実施形態における評価処理のフローチャートである。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
＜全体構成＞
ＥＣＵ評価装置１は、図１に示すように、入力部２と、表示部３と、記憶部４と、処理部５とを備えている。

入力部２は、キーボードやポインティングデバイスなどからなり、当該装置を操作するための各種指令や各種情報を入力するため使用される。また、入力部２は、他の機器（例えば、コンピュータや測定機器）と直接又はネットワークを介して通信するための通信インタフェースや、各種記憶媒体から情報を読み込むための読込装置などを備えることにより、これら通信インタフェースや読込装置を介して必要な情報を入力するように構成してもよい。

表示部３は、液晶ディスプレイなどからなり、入力部２を介して各種情報を入力するための情報入力用画面や、処理部５での処理結果などを提示するための結果提示用画面などを表示する。なお、入力部２と表示部３は、タッチパネル付ディスプレイなどを用いて一体に構成されていてもよい。

記憶部４は、ハードディスクやＵＳＢメモリなどの記憶媒体からなり、処理部５での処理に使用する各種情報（後述する）を記憶する。記憶部４に記憶される情報は、入力部２を介して外部から取り込んだり更新したりしてもよい。また、記憶部４が着脱自在な記憶媒体で構成されている場合は、この記憶媒体を交換することで情報を更新するようにしてもよい。

処理部は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを中心に構成された周知のコンピュータからなり、入力部２を介して入力される各種指令や各種情報、及び記憶部に記憶された各種情報に従って、ＥＣＵの機能割当の良否を評価するＥＣＵ評価処理を少なくとも実行する。

＜記憶部の情報＞
記憶部４には、車両情報４１、機能情報４２、機能間情報４３、入出力装置情報４４、部品ライブラリ４５が少なくとも記憶されている。なお、以下では、ＥＣＵに割り当てることのできる個々の機能を単位機能と呼ぶものとする。

車両情報４１は、車両の種類毎に用意される情報であり、具体的には、車両に搭載されるＥＣＵの数、ＥＣＵの搭載スペースに関する情報（位置、サイズ、防水の要否など）、搭載スペース間の配線経路に関する情報（経路長、防水の要否）などが含まれる。

機能情報４２は、単位機能毎に用意される情報であり、具体的には、単位機能を実現するプログラムに必要なメモリ（ＲＯＭ／ＲＡＭ）容量、及びそのプログラムの実行時の処理負荷、単位機能の実現のために必要な回路等（アクチュエータ，センサ，それらの駆動回路など）のサイズ（基板上での実装面積）などが含まれる。

機能間情報４３は、単位機能毎に用意される情報であり、その単位機能を搭載するＥＣＵに要求されるインタフェース（Ｉ／Ｆ）や定格電流，定格電圧などといった電気的な仕様を規定する情報からなる。

入出力装置情報４４は、単位機能の制御などに利用する入出力装置に関する情報であり、入出力装置を利用するＥＣＵに要求されるインタフェース（Ｉ／Ｆ）や定格電流，定格電圧などといった電気的な仕様を規定する情報からなる。

部品ライブラリ４５は、ＥＣＵを構成する部品（単位機能用の機器や回路、マイクロコンピュータ、基板、コネクタ、筐体など）毎に用意される情報であり、部品のサイズ，重量，コスト，適用可能な環境（温度範囲，防水／非防水）などの情報が含まれる。

＜ＥＣＵ評価処理＞
次に、処理部５が実行するＥＣＵ評価処理を、図２に示すフローチャートに沿って説明する。処理部５が備えるＲＯＭには、ＥＣＵ評価処理を実現するためのプログラムである評価処理プログラムが記憶されている。本処理は、入力部２を介して所定の起動指令が入力されると起動する。

処理部５は、まず、本処理を適用する車両の種類を表す適用車両を選択する（Ｓ１１０）。具体的には、車両選択用の画面を表示部３に表示し、入力部２を介して選択されたなされた選択結果を適用車両とする。

次に、適用車両に搭載する機能を表す搭載機能を選択する（Ｓ１２０）。具体的には、搭載機能選択用の画面を表示部３に表示し、入力部２を介してなされた選択結果を搭載機能とする。

次に、ＥＣＵの機能配置をどのように評価するかを表す観点を選択する（Ｓ１３０）。具体的には、観点選択用の画面を表示部３に表示し、入力部２を介してなされた選択結果を観点とする。観点には、例えば「コスト優先」「消費電力優先」「重量優先」「インタフェース（配線量）優先」などがある。観点は、いずれか一つを選択するようにしてもよいし、優先度付きで複数の観点を選択するようにしてもよい。

次に、Ｓ１１０で選択された適用車両、Ｓ１２０で選択された搭載機能に基づいて、各ＥＣＵへの機能配置を表す機能割当パタンを設定する（Ｓ１４０）。即ち、適用車両に関する機能情報４２に示されたＥＣＵ数に合わせて、搭載機能として選択された単位機能を適宜振り分ける。なお、単位機能の振り分け方は、ランダムでもよいし、Ｓ１３０で選択された観点に従って制限を設けてもよい。

次に、Ｓ１４０で設定された機能割当パタンに従って、ＥＣＵ毎に、ＥＣＵを構成する部品を選択する（Ｓ１５０）。部品は、部品ライブラリ４５に示されている部品の中から選択する。

ここで、Ｓ１５０で実行する処理の概要を、図３を参照して説明する。なお、本処理は、ＥＣＵ毎、即ち適用車両に関する車両情報４１に示されたＥＣＵ数だけ実行される。
処理部５は、まず、ＥＣＵに搭載するマイクロコンピュータ（マイコン）を選定する（Ｓ１５１）。マイコンの選定は、実装する機能に対して要求されるＲＯＭ容量や適用機能の処理負荷（機能情報４２から取得）、要求される電気的仕様（機能間情報４３，入出力装置情報４４から取得）に基づいて実施する。

次に、ＥＣＵに搭載する回路等を選定する（Ｓ１５２）。回路等の選定は、実装する単位機能の種類（機能情報４２から取得）、要求される電気的仕様（機能間情報４３，入出力装置情報４４から取得）に基づいて実施する。

次に、Ｓ１５１，Ｓ１５２で選定されたマイコンや回路等を搭載するプリント基板（Ｐ板）を選定する（Ｓ１５３）。Ｐ版の選定は、Ｓ１５１，Ｓ１５２で選定されたマイコン及び回路等のサイズ（部品ライブラリ４５から取得）から求めた実装面積に基づいて実施する。

次に、ＥＣＵに搭載するコネクタを選定する（Ｓ１５４）。コネクタの選定は、実装する機能から要求される電気的仕様（機能間情報４３，入出力装置情報４４から取得）、ＥＣＵの搭載位置に関する防水／非防水情報（車両情報４１から取得）などに基づいて実施する。

次に、ＥＣＵの筐体を選定する（Ｓ１５５）。筐体の設定は、Ｓ１５４，Ｓ１５５で選定されたＰ板やコネクタのサイズ（部品ライブラリ４５から取得）、及びＥＣＵの搭載位置に関する防水／非防水の情報（車両情報４１から取得）などに基づいて実施する。

図２に戻り、Ｓ１５０での処理が終了すると、Ｓ１５０（Ｓ１５１〜Ｓ１５５）で選定された各部品（マイコン、回路、Ｐ板、コネクタ、筐体）に関する情報を部品ライブラリ４５から取得し、その取得した情報に従ってＥＣＵ毎に評価値を算出する（Ｓ１６０）。ここでの評価値には、コスト、消費電力、重量、サイズ、部品点数が含まれている。

次に、実施可能な全ての機能割当パタンについて、Ｓ１５０〜Ｓ１６０の処理が実施されたか否かを判断する（Ｓ１７０）。未処理の機能割当パタンがあれば（Ｓ１７０−ＮＯ）、新たな機能割当パタンを設定して（Ｓ１８０）、Ｓ１５０に戻る。

実施可能な全ての機能割当パタンについて評価値の算出を終了すると（Ｓ１７０−ＹＥＳ）、機能割当パタン毎に求められた各ＥＣＵの評価値に基づき、Ｓ１３０で選択された観点に合致した最良の機能配置（機能割当パタン）を決定する（Ｓ１８０）。例えば、機能割当パタン毎に、全ＥＣＵについての合計コスト，合計消費電力，合計重量，合計部品点数や、その機能割当パタンを実装した場合に必要となる合計配線量（インタフェース情報やＥＣＵの搭載位置に基づいて算出）などを算出し、更に、これらの各合計量を、Ｓ１３０で選択した観点に応じて重み付け加算した統合評価値を算出して、その統合評価値が最小となる機能割当パタンを選択する。

最後に、決定した機能配置（機能割当パタン）と、その機能配置に対する評価値を出力（例えば、表示部３に表示）して（Ｓ２００）、本処理を終了する。
ここでは、統合評価値が最小となる機能割当パタンのみを出力するように構成したが、一定の条件を満たす機能割当パタンを全て出力するように構成してもよい。

＜効果＞
以上説明したように、ＥＣＵ評価装置１によれば、所望の観点に沿ったＥＣＵの機能配置の適否を容易に評価することができ、その結果、設計に要する手間を削減することができる。

また、ＥＣＵ評価装置１によれば、実施可能な全ての機能割当パタンについて比較を行うため、最良の機能割当パタンを見つけることができる。
［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。

本実施形態では、処理部５が実行するＥＣＵ評価処理の内容が一部異なるだけであるため、この相違点を中心に説明する。
＜ＥＣＵ評価処理＞
図４に示すように、Ｓ１１０〜Ｓ１６０は第１実施形態と同様の処理を実行する。

Ｓ１６０までの処理により、設定された機能割当パタンについて各ＥＣＵの評価値が算出されると、その評価値が予め設定された終了条件を充足しているか否かを判断する（Ｓ１７５）。終了条件は、Ｓ１３０にて選択した観点に応じて予め設定されたものを用いる。具体的には、例えば、先のＳ１８０で説明したように観点に応じた重みを用いて統合評価値を算出し、統合評価値が予め設定された許容上限値以下である場合に、終了条件を充足すると判断する。

統合評価値が終了条件を充足すると判断した場合（Ｓ１７５−ＹＥＳ）、現在設定されている機能割当パタンの評価は良好であるものとして、その機能割当パタンを、ＥＣＵ毎に算出した評価値と共に出力して（Ｓ２００）、本処理を終了する。

終了条件を充足しないと判断した場合（Ｓ１７５−ＮＯ）、手動変更するか否かを判断する（Ｓ２１０）。この判断は、別途実施される初期設定などで設定してもよいし、表示部３に問い合わせ画面を表示し、その都度、使用者に選択させるようにしてもよい。

手動変更をする場合（Ｓ２１０−ＹＥＳ）、手動による機能再配置を実現する処理を実行して（Ｓ２２０）、Ｓ１５０に戻る。具体的には、機能配置変更用画面を表示部３に表示し、入力部２を介して新たな機能割当パタンを入力させる処理を実行する。

手動変更をしない場合（Ｓ２１０−ＮＯ）、自動で機能再配置を実現する処理を実行して（Ｓ２３０）、Ｓ１５０に戻る。具体的には、観点毎に予め用意された再配置アルゴリズムに従って機能割当パタン設定する。

例えば、観点が「コスト優先」である場合は、個々のＥＣＵの処理負荷が所定の上限値を超えない（高価なマイコンを使う必要がない）ように機能を再配置（リソーセスに余裕のあるＥＣＵに機能を再配置）すること、関連のある機能同士を統合して再配置することなどが考えられる。また、観点が「サイズ優先」である場合は、個々のＥＣＵのサイズが所定の上限値を超えないように、サイズに余裕のあるＥＣＵに再配置すること、小さいＥＣＵサイズで多くの機能を実現できるように搭載率の高い機能を同じＥＣＵに配置し、搭載率の低い機能を個別のＥＣＵに配置することなどが考えられる。

＜効果＞
本実施形態によれば、第１実施形態の場合と同様に、所望の観点に沿ったＥＣＵの機能配置の適否を容易に評価することができ、その結果、設計に要する手間を削減することができる。

また、本実施形態によれば、機能割当パタンを一つずつ評価し、終了条件を充足するものを見つけた時点で処理を終了するため、観点に沿った機能割当パタンを見つけるまでに要する時間を短縮することができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。例えば、１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。

上記実施形態では、単位機能のバリエーションについて特に言及していないが、単位機能に選択可能な複数のバリエーションが存在する場合、機能配置（機能割当パタン）の再設定を行うだけでなく、観点情報に沿って単位機能のバリエーションを変更するように構成してもよい。

なお、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。

１…ＥＣＵ評価装置 ２…入力部 ３…表示部 ４…記憶部 ５…処理部 ４１…車両情報 ４２…機能情報 ４３…機能間情報 ４４…入出力装置情報 ４５…部品ライブラリ

Claims (5)

1. 車両に搭載される複数のＥＣＵに対する機能配置を評価する際に用いる観点を選択する観点選択手段（Ｓ１３０）と、
   前記複数のＥＣＵによって実現する機能を、前記ＥＣＵのそれぞれに割り当てる機能割当手段（Ｓ１４０，Ｓ１８０，Ｓ２２０，Ｓ２３０）と、
   前記機能割当手段による機能割当に従って、前記ＥＣＵ毎に該ＥＣＵを構成する部品を選定する部品選定手段（Ｓ１５０）と、
   前記部品選定手段によって選定された部品に関する情報から、前記ＥＣＵ毎に、該ＥＣＵのサイズ、重量、消費電力、コスト、部品点数のうち少なくとも一についての評価値を求める評価値算出手段（Ｓ１６０）と、
   前記評価値算出手段によって算出された評価値、および前記観点選択手段によって選択された観点により、前記機能割当手段による機能割当の良否を評価する評価手段（Ｓ１９０，Ｓ１７５）と、
   備えることを特徴とするＥＣＵ評価装置。
2. 前記評価手段は、
   前記評価値毎に該評価値を全ＥＣＵについて合計した合計量を、前記観点選択手段により選択された観点に応じて重み付け加算することで統合評価値を求め、該統合評価値によって前記機能割当の良否を評価することを特徴とする請求項１に記載のＥＣＵ評価装置。
3. 前記機能割当手段は、前記観点選択手段にて選択された観点に従って機能の振り分け方に制限を設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＥＣＵ評価装置。
4. 前記機能割当手段（Ｓ２２０，Ｓ２３０）は、前記評価手段により機能割当が不良であると評価された場合に、機能の再割当を実行することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＥＣＵ評価装置。
5. 前記機能割当手段（Ｓ１４０，Ｓ１８０）は、複数種類の機能割当を設定し、
   前記評価値算出手段は、設定された全ての機能割当について前記評価値を求めることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＥＣＵ評価装置。