JP6280960B2 - シミュレーション装置およびシミュレーションシステム - Google Patents

Description

本発明は、シミュレーション装置およびシミュレーションシステムに関する。

車両や航空機などにおいては、エンジンやブレーキなどを電子制御する制御プログラムが組み込まれた制御装置が搭載されている。かかる制御プログラムを検証する際、制御対象であるエンジンやブレーキなどを模擬するシミュレーション装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

上記したシミュレーション装置は、電気信号の入出力動作を制御装置に対して行う回路を備える。かかるシミュレーション装置は、回路の制御装置に対する入出力電圧を所望の入出力電圧に調整するため、例えば、手動で回路内の可変抵抗を調整することで入出力電圧を補正していた。

特開２０１０−２３７９８７号公報

しかしながら、手動で回路内の可変抵抗を調整して入出力電圧を補正しているため、入出力電圧の調整に時間を要していた。

このように、上記した従来技術に係るシミュレーション装置には、回路の制御装置に対する入出力電圧の調整を短時間で行うという点で改善の余地があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回路の制御装置に対する入出力電圧の調整を短時間で行うことができるシミュレーション装置およびシミュレーションシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明のシミュレーション装置は、回路と算出部と記憶部と補正部とを備える。回路は、電気信号の入出力動作を制御装置に対して行う。算出部は、基準電圧と、回路の出力電圧とに基づいて補正値を算出する。記憶部は、算出部によって算出された補正値を記憶する。補正部は、制御装置と回路との間で電気信号の入出力動作が行われる場合、回路の制御装置に対する入出力電圧を、記憶部に記憶された補正値に基づいて補正する。

本発明によれば、回路の制御装置に対する入出力電圧の調整を短時間で行うことができるシミュレーション装置およびシミュレーションシステムを提供することができる。

図１は、第１の実施形態に係るシミュレーションシステムの全体構成図である。 図２は、第１の実施形態に係るシミュレーションシステムの構成の一例を示すブロック図である。 図３は、第１の実施形態に係る調整用補正値および補正値の算出方法を説明する説明図である。 図４は、第１の実施形態に係るアナログ出力回路において補正を実行する処理を説明する説明図である。 図５は、第１の実施形態に係るシミュレーションシステムがアナログ出力回路において実行する処理手順の一例を示すフローチャート（その１）である。 図６は、第１の実施形態に係るシミュレーションシステムがアナログ出力回路において実行する処理手順の一例を示すフローチャート（その２）である。 図７は、第１の実施形態に係るシミュレーションシステムがアナログ出力回路において実行する処理手順の一例を示すフローチャート（その３）である。 図８は、第１の実施形態に係るシミュレーションシステムがアナログ出力回路において実行する処理手順の一例を示すフローチャート（その４）である。 図９は、第２の実施形態に係るシミュレーションシステムの構成の一例を示すブロック図である。 図１０は、第２の実施形態に係る補正値の算出方法を説明する説明図である。 図１１は、第２の実施形態に係るアナログ入力回路において補正を実行する処理を説明する説明図である。 図１２は、第２の実施形態に係るシミュレーションシステムがアナログ入力回路において実行する処理手順の一例を示すフローチャート（その１）である。 図１３は、第２の実施形態に係るシミュレーションシステムがアナログ入力回路において実行する処理手順の一例を示すフローチャート（その２）である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するシミュレーション装置およびシミュレーションシステムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係るシミュレーションシステムについて説明する。図１は、第１の実施形態に係るシミュレーションシステム２の全体構成図である。本実施形態に係るシミュレーションシステム２は、シミュレーション装置２０と、操作装置３１とを備える。

かかるシミュレーションシステム２は、使用する場合には、シミュレーション装置２０に設けられた端子２１を介してワイヤーハーネス４０によって車両や航空機などに搭載される制御装置４に接続される。そして、シミュレーションシステム２は、例えば、エンジンやブレーキなどの仮想環境を作り出し、制御装置４に組み込まれた制御プログラムの動作確認および性能評価を行う。

シミュレーション装置２０は、ＬＡＮケーブル２２によって操作装置３１に接続される。操作装置３１は、ユーザから各種操作を受け付ける入力デバイスであり、オペレーションシステムを備える。かかる操作装置３１は、ＣＰＵ（Central Processing unit）ボード上に備えた記憶部に、制御装置４によって制御される制御対象を模擬するシミュレーション用のアプリケーションソフトなどが格納される。

また、操作装置３１は、液晶ディスプレイなどで構成された表示部３０を備える。かかる表示部３０は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）などの表示画面３０ａ上にシミュレーション結果などを表示する。

また、シミュレーション装置２０内には、端子２１を介して制御装置４と電気信号の入出力動作を行う機能を有する回路が設けられる。かかる回路は、例えば、アナログ信号を処理する回路、デジタル信号を処理する回路、およびパルス信号を処理する回路などである。この例では、各回路に信号線を介して１２個の端子２１がそれぞれ接続される。

これら回路は、例えば、アナログ信号を処理する回路（アナログ系回路）であればアナログ信号を処理するインターフェイスボード（以下、Ｉ／Ｆボードと記載する。）上に搭載される。かかるＩ／Ｆボードは、インターフェイスラック（以下、Ｉ／Ｆラックと記載する。）に収納される。

ここで、図１に示すシミュレーションシステム２を用いて、シミュレーション装置２０内に設けられるアナログ系回路、具体的には、アナログ出力回路、アナログ入力回路の制御装置４に対する入出力電圧の一般的な調整方法について説明する。

アナログ出力回路における調整方法では、まず、各端子２１に接続されているワイヤーハーネス４０を全て取り外す。そして、アナログ出力回路に接続される１２個の端子２１のうち一つの端子２１に図示しない計測器につながるケーブルを取り付ける。

次に、手動もしくはデジタルポテンショメータで、アナログ出力回路内の可変抵抗を変化させて、アナログ出力回路の出力電圧の変化を計測器でモニタしながらアナログ出力回路の出力電圧が所望の値となるよう調整を行う。かかる端子２１を介したアナログ出力回路の電圧調整が終わると、端子２１に接続されているケーブルを取り外して、その隣の端子２１にケーブルを接続する。そして、同様にして端子２１を介した計測器によるアナログ出力回路の電圧調整が行われる。

また、アナログ入力回路における調整方法では、まず、各端子２１に接続されているワイヤーハーネス４０を全て取り外す。そして、アナログ入力回路に接続される１２個の端子２１のうち一つの端子２１に図示しない電圧発生器につながるケーブルを取り付ける。

次に、手動もしくはデジタルポテンショメータで、アナログ入力回路内の可変抵抗を変化させて、シミュレーションシステム２において計測したアナログ入力回路の入力電圧と電圧発生器の出力電圧とを比較しながらアナログ入力回路の入力電圧が所望の値となるよう調整を行う。

かかる端子２１を介したアナログ入力回路の電圧調整が終わると、端子２１に接続されているケーブルを取り外して、その隣の端子２１にケーブルを接続する。そして、同様にして端子２１を介した電圧発生器およびシミュレーションシステム２によるアナログ入力回路の電圧調整が行われる。

上記の調整方法では、端子２１毎にケーブルの取り付けおよび取り外しを手作業で行うとともに、手動あるいはデジタルポテンショメータで、回路内の可変抵抗を変化させているため、回路の制御装置４に対する入出力電圧の調整に時間を要していた。

そこで、本実施形態に係るシミュレーションシステム２は、アナログ出力回路の制御装置４に対する出力電圧の調整およびアナログ入力回路の制御装置４に対する入力電圧の調整をシミュレーション装置２０内で算出した補正値を用いて自動で行うことで、調整時間を短縮させた。次に、図２を用いて、本実施形態に係るシミュレーションシステム２について具体的に説明する。

図２は、第１の実施形態に係るシミュレーションシステム２の構成の一例を示すブロック図である。なお、図２では、シミュレーションシステム２において、Ｉ／Ｆボードにアナログ出力回路が搭載されている場合を示している。以下の説明では、シミュレーションシステム２において、Ｉ／Ｆボードにアナログ出力回路が搭載されている場合について具体的に説明する。

また、図２では、本実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素のみを機能ブロックで表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

つまり、図２に図示される各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示のように構成されていることを要しない。たとえば、各機能ブロックの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。

図２に示すように、本実施形態に係るシミュレーションシステム２は、シミュレーション装置２０と、操作装置３１とを備える。シミュレーション装置２０は、複数のＩ／Ｆボード５０を格納するＩ／Ｆラック５と、ＣＰＵボード７０を格納するＣＰＵラック７とを備える。

Ｉ／Ｆボード５０は、アナログ出力回路５６と、調整用アナログ入力回路５７と、切替回路５８と、基準電圧発生回路５９と、記憶部８０と、制御部５１とを備える。ＣＰＵボード７０は、全体制御部７１を備える。

アナログ出力回路５６は、複数の端子２１、この例では１２個の端子２１を介して制御装置４と電気信号の出力動作を行う機能を有する回路である。具体的には、アナログ出力回路５６は、制御対象を疑似して制御対象の状態を示す電気信号を制御装置４へ出力する出力動作を行う。かかるアナログ出力回路５６は、端子２１につながる信号線９が端子２１毎にそれぞれ接続される。

調整用アナログ入力回路５７は、アナログ出力回路５６の電圧出力側に接続されるとともに、基準電圧発生回路５９の出力電圧が入力される回路である。かかる調整用アナログ入力回路５７は、切替回路５８と一つの端子Ｔで電気的に接続される。

切替回路５８は、アナログ出力回路５６に接続された複数の端子２１、この例では１２個の端子２１と調整用アナログ入力回路５７の電圧入力側に接続された一つの端子Ｔとの間の電気的な接続を端子２１毎に切り替える回路である。具体的には、切替回路５８は、アナログ出力回路５６と１２個の端子２１との間をそれぞれ接続する１２個の信号線９に、切替回路５８のアナログ出力回路５６側から延びる１２個の信号線８がそれぞれ接続されており、信号線８を切り替えることによって端子２１が切り替わる。

基準電圧発生回路５９は、調整用アナログ入力回路５７に対して出力電圧を供給する。また、基準電圧発生回路５９は、シミュレーション装置２０の外部に設けられた計測器６に接続される。計測器６は、基準電圧発生回路５９の出力電圧を計測する。

記憶部８０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）などからなり、後述する制御部５１が備える算出部５４によって算出された調整用補正値および補正値を記憶する。

上記したアナログ出力回路５６、調整用アナログ入力回路５７、切替回路５８、基準電圧発生回路５９、および記憶部８０は、一つのモジュール１０として構成される。具体的には、アナログ出力回路モジュール１０として構成される。

制御部５１は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、マイクロコントローラなどの演算装置で構成される。かかる制御部５１は、アナログ出力回路５６、切替回路５８、基準電圧発生回路５９、および記憶部８０などを制御する機能を備える。具体的には、制御部５１は、指示部５２と、計測部５３と、算出部５４と、補正部５５とを備える。

指示部５２は、アナログ出力回路５６に対して設定した指示電圧を調整した調整指示電圧を出力させる信号（以下、「調整指示電圧信号」と称する。）を出力する。また、指示部５２は、基準電圧発生回路５９に対して設定した指示電圧を出力させる信号（以下、「指示電圧信号」と称する。）を出力する。

また、指示部５２は、切替回路５８に対して、アナログ出力回路５６に接続された複数の端子２１、この例では１２個の端子２１と調整用アナログ入力回路５７に接続された一つの端子Ｔとの電気的な接続を端子２１毎に切り替える切替信号を出力する。

計測部５３は、調整用アナログ入力回路５７から出力される電圧の信号（以下、「出力電圧信号」と称する。）を計測する。

算出部５４は、計測器６で計測した基準電圧と、基準電圧発生回路５９の出力電圧が入力された調整用アナログ入力回路５７の出力電圧とに基づいて調整用補正値を算出する。

また、算出部５４は、アナログ出力回路５６の出力電圧を調整用アナログ入力回路５７に入力するよう指示する指示電圧と、調整用補正値とに基づいて調整指示電圧を算出する。

また、算出部５４は、設定した指示電圧と、調整指示電圧に応答してアナログ出力回路５６の出力電圧が入力された調整用アナログ入力回路５７の出力電圧とに基づいて補正値を算出する。

補正部５５は、制御装置４とアナログ出力回路５６との間で電気信号の出力動作が行われる場合、アナログ出力回路５６の制御装置４に対する出力電圧を、記憶部８０に記憶された補正値に基づいて補正する。

全体制御部７１は、例えば、ＣＰＵ、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。また、全体制御部７１は、端子２１毎のアナログ出力回路５６の制御装置４に対する出力電圧の調整結果をファイル形式で作成する。なお、ファイル形式としては、例えば、ＣＳＶ形式などを用いることができる。

また、操作装置３１は、電圧設定部３２と、モード切替部３３と、表示制御部３４とを備える。

電圧設定部３２は、計測部６により計測した電圧に基づいて基準電圧を設定する。また、電圧設定部３２は、アナログ出力回路５６あるいは基準電圧発生回路５９から出力電圧が出力されるよう指示する指示電圧を設定する。

モード切替部３３は、ユーザの入力操作に応じて、制御装置４の動作を模擬する模擬モードとアナログ出力回路５６の制御装置４に対する出力電圧を調整する調整モードとのうちいずれか一方のモードに切り替える。

表示制御部３４は、端子２１毎のアナログ出力回路５６の制御装置４に対する出力電圧の調整結果を表示部３０に表示させる。

ここで、図３を参照して、制御部５１の算出部５４が、指示電圧を調整するのに用いられる調整用補正値およびアナログ出力回路５６の出力電圧を補正するのに用いられる補正値を算出する具体的な方法について説明する。

図３は、第１の実施形態に係る調整用補正値および補正値の算出方法を説明する説明図である。なお、図３は、かかる算出方法の説明に必要なブロックを示している。また、図３に示す構成要素のうち、図２に示す構成要素と同様の機能を有する構成要素については、図２に示す符号と同一の符号を示すことにより、その説明を省略する。

図３に示すように、まず、電圧設定部３２は、基準電圧発生回路５９の出力電圧を調整用アナログ入力回路５７に入力するよう指示する指示電圧を設定する。この例では、１５Ｖの指示電圧を設定する（ステップＳ１）。

次に、指示部５２は、設定した指示電圧に基づいて、基準電圧発生回路５９に対して１５Ｖの出力電圧を出力するよう指示する指示電圧信号を出力する（ステップＳ１０）。

そして、基準電圧発生回路５９が調整用アナログ入力回路５７に対して出力電圧を出力する（ステップＳ１１）。出力電圧が入力された調整用アナログ入力回路５７は、例えば、自身が持つ抵抗成分によって入力した出力電圧よりも出力電圧が低下し、計測部５３に対して、例えば、１４Ｖの出力電圧信号を出力する（ステップＳ１２）。

一方、計測器６は、基準電圧発生回路５９が調整用アナログ入力回路５７に対して供給した出力電圧を測定する。この例では、計測電圧が指示電圧と同じ１５Ｖとする（ステップＳ１３）。そして、電圧設定部３２は、計測部６により計測した１５Ｖの計測電圧に基づいて基準電圧を設定する（ステップＳ１４）。つまり、電圧設定部３２は、調整用アナログ入力回路５７が有する誤差を補正する補正値を求めるために、計測器６によって基準電圧発生回路５９から出力される出力電圧の電圧値を正確に把握する。

そのあと、算出部５４は、１５Ｖの基準電圧と調整用アナログ入力回路５７から出力された１４Ｖの出力電圧との差分を取ることで調整用補正値を算出する。この例では、調整用補正値が１Ｖである。そして、記憶部８０は、算出した調整用補正値を記憶する（ステップＳ１５）。この調整用補正値は、調整用アナログ入力回路５７が有する誤差を補正するために用いられる補正値である。つまり、調整用アナログ入力回路５７は、調整用補正値を用いることで、アナログ出力回路５６から出力される出力電圧を正確に検出する検出回路として機能することになる。

続いて、電圧設定部３２は、アナログ出力回路５６の出力電圧を調整用アナログ入力回路５７に入力するよう指示する指示電圧を設定する。この例では１５Ｖの指示電圧を設定する（ステップＳ１６）。

次に、算出部５４は、１５Ｖの指示電圧と、１Ｖの調整用補正値とに基づいて調整指示電圧を算出する。この例では、１５Ｖの指示電圧に調整用補正係数を掛けることで、１６Ｖの調整指示電圧を算出する（ステップＳ１７）。なお、調整用補正係数は、（指示電圧（１５Ｖ）＋調整用補正値（１Ｖ））／指示電圧（１５Ｖ）である。

そのあと、指示部５２は、調整用アナログ入力回路５７において出力電圧が調整用補正値分低下することを見越して、アナログ出力回路５６に対して１６Ｖの出力電圧を出力するよう指示する調整指示電圧信号を出力する（ステップＳ１８）。調整用指示電圧信号が入力されたアナログ出力回路５６は、例えば、自身が持つ抵抗成分によって出力電圧が低下する。

アナログ出力回路５６からの出力電圧が入力された調整用アナログ入力回路５７は、自身が持つ抵抗成分によって、入力した出力電圧から調整用補正値分低下し、計測部５３に対して、例えば、１３Ｖの出力電圧信号を出力する（ステップＳ１９）。

続いて、算出部５４は、１５Ｖの指示電圧と調整用アナログ入力回路５７から出力された１３Ｖの出力電圧との差分を取ることで補正値を算出する。この例では、補正値が２Ｖである。つまり、この例では、アナログ出力回路５６は、設定した指示電圧に対して出力電圧が２Ｖ低下して出力されるという特性を有することが分かる。すなわち、上記のステップＳ１８からステップＳ１９までの処理において調整指示電圧と調整用アナログ入力回路５７の出力電圧との間に３Ｖの差分が生じたということは、３Ｖのうち１Ｖが調整用アナログ入力回路５７の誤差分であり、残りの２Ｖがアナログ出力回路５６の誤差分である。そして、記憶部８０は、算出したアナログ出力回路５６の誤差分である２Ｖの補正値を記憶する（ステップＳ２０）。

次に、図４を参照して、制御部５１の補正部５５が、アナログ出力回路５６の制御装置４に対する出力電圧を補正する具体的な方法について説明する。図４は、第１の実施形態に係るアナログ出力回路５６において補正を実行する処理を説明する説明図である。

図４に示すように、まず、電圧設定部３２は、アナログ出力回路５６の出力電圧を制御装置４に出力する指示電圧を設定する（ステップＳ２１）。この例では、指示電圧が１５Ｖとする。

次に、補正部５５は、１５Ｖの指示電圧と、指示電圧が１５Ｖであることから記憶部８０に記憶されている２Ｖの補正値とに基づいて補正指示電圧を算出する。この例では、１５Ｖの指示電圧に補正係数を掛けることで、１７Ｖの補正指示電圧を算出する（ステップＳ２２）。なお、補正係数は、（指示電圧（１５Ｖ）＋補正値（２Ｖ））／指示電圧（１５Ｖ）である。

そして、補正部５５は、アナログ出力回路５６において出力電圧が補正値分低下することを見越して、アナログ入力回路５６に対して１７Ｖの出力電圧を出力するよう指示する補正指示電圧信号を出力する（ステップＳ２３）。

補正指示電圧信号が入力されたアナログ出力回路５６は、指示電圧と同じ値の出力電圧、この例では１５Ｖの出力電圧を制御装置４に対して出力する（ステップＳ２４）。つまり、アナログ出力回路５６は、制御装置４との間で電気信号の出力動作が行われる場合、指示電圧と同じ値に自動で補正された出力電圧が出力されることになる。

次に、図５〜図８を参照して、本実施形態に係るシミュレーションシステム２がアナログ出力回路５６に対して実行する処理手順について説明する。図５〜図８は、第１の実施形態に係るシミュレーションシステム２がアナログ出力回路５６に対して実行する処理手順の一例を示すフローチャート（その１）〜（その４）である。

図５に示すように、第１の実施形態に係るシミュレーションシステム２は、アナログ出力回路５６に対して調整用補正値算出処理（ステップＳ１００）、補正値算出処理（ステップＳ２００）、およびシミュレーション処理（ステップＳ３００）をこの順で行う。

具体的には、図６に示すように、シミュレーションシステム２は、まず、ユーザの入力操作に応じて、制御装置４の動作を模擬するモードからアナログ出力回路５６の制御装置４に対する出力電圧を調整する調整モードに切り替えたあと、電圧設定部３２が基準電圧を設定する（ステップＳ１０１）。

続いて、シミュレーションシステム２は、制御部５１の計測部５３が、基準電圧発生回路５９の出力電圧が入力された調整用アナログ入力回路５７の出力電圧を計測する（ステップＳ１０２）。

次に、シミュレーションシステム２は、制御部５１の計測部５３が、３つの基準電圧、この例では＋１５Ｖ，０Ｖ，−１５Ｖについて調整用アナログ入力回路５７の出力電圧の計測を行ったか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

ここで、３つの基準電圧について調整用アナログ入力回路５７の出力電圧の計測を行っていない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、シミュレーションシステム２は、ステップＳ１０１からの処理を繰り返す。

また、３つの基準電圧について調整用アナログ入力回路５７の出力電圧の計測を行った場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、シミュレーションシステム２は、制御部５１の算出部５４が、上述のように各々算出した３つの調整用補正値に基づいてラグランジュ補間法によって指示電圧に対応した調整用補正値を多数算出する（ステップＳ１０４）。なお、調整用補正値の算出は、ラグランジュ補間法に限られず、その他の補間法であってもよい。

そして、シミュレーションシステム２は、記憶部８０が、ラグランジュ補間法によって算出した多数の調整用補正値を記憶し（ステップＳ１０５）、調整用補正値算出処理を終了する。

続いて、図７に示すように、シミュレーションシステム２は、電圧設定部３２が指示電圧を設定する（ステップＳ２０１）。

そして、シミュレーションシステム２は、制御部５１の算出部５４が、指示電圧と調整用補正値とに基づいて調整指示電圧を算出する（ステップＳ２０２）。そして、シミュレーションシステム２は、制御部５１の計測部５３が、調整指示電圧に応答してアナログ出力回路５６の出力電圧が入力された調整用アナログ入力回路５７の出力電圧を計測する（ステップＳ２０３）。

次に、シミュレーションシステム２は、制御部５１の計測部５３が、３つの指示電圧、この例では＋１５Ｖ，０Ｖ，−１５Ｖについて調整用アナログ入力回路５７の出力電圧の計測を行ったか否かを判定する（ステップＳ２０４）。

ここで、３つの指示電圧について調整用アナログ入力回路５７の出力電圧の計測を行っていない場合（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、シミュレーションシステム２は、ステップＳ２０１からの処理を繰り返す。

また、３つの指示電圧について調整用アナログ入力回路５７の出力電圧の計測を行った場合（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、シミュレーションシステム２は、制御部５１の算出部５４が、上述のように各々算出した３つの補正値に基づいてラグランジュ補間法によって指示電圧に対応した補正値を多数算出する（ステップＳ２０５）。なお、補正値の算出は、ラグランジュ補間法に限られず、その他の補間法であってもよい。

そして、シミュレーションシステム２は、記憶部８０が、ラグランジュ補間法によって算出した多数の補正値を記憶する（ステップＳ２０６）。

そのあと、シミュレーションシステム２は、アナログ出力回路５６に接続される１２個全ての端子２１に対してアナログ出力回路５６の出力電圧を補正するのに用いられる補正値の算出を行ったか否かを判定する（ステップＳ２０７）。

ここで、全ての端子２１に対して補正値の算出を行っていない場合（ステップＳ２０７，Ｎｏ）、シミュレーションシステム２は、制御部５１の指示部５２が、切替回路５８に対して切替信号を出力して隣の端子２１に切り替える（ステップＳ２０８）。そして、シミュレーションシステム２は、ステップＳ２０２からの処理を繰り返す。

また、全ての端子２１に対して補正値の算出を行った場合（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）、シミュレーションシステム２は、補正値算出処理を終了する。

続いて、図８に示すように、シミュレーションシステム２は、ユーザの入力操作に応じて、調整モードから模擬モードに切り替えたあと、制御対象を模擬するモデルプログラムを実行する（ステップＳ３０１）。

そして、ステップＳ３０２において、制御装置４とアナログ出力回路５６との間で電圧の出力動作がなかった場合（ステップＳ３０２，Ｎｏ）、シミュレーションシステム２は、ステップＳ３０１からの処理を繰り返す。

また、制御装置４とアナログ出力回路５６との間で電圧の出力動作があった場合（ステップＳ３０２，Ｙｅｓ）、シミュレーションシステム２は、制御部５１の補正部５５が、記憶部８０に記憶されている補正値に基づいて端子２１毎にアナログ出力回路５６の出力電圧の補正を行う（ステップＳ３０３）。

そして、シミュレーションシステム２は、操作装置３１の表示制御部３４が、１２個全ての端子２１におけるアナログ出力回路５６の出力電圧の調整結果をＧＵＩなどの表示画面３０ａ上に表示（ステップＳ３０４）させることで、処理を終了する。

なお、シミュレーションシステム２は、調整結果において、調整が正常に行われた端子２１に対して「ＯＫ」の表示をし、調整が正常に行われなかった端子２１に対して「ＮＧ」の表示をする。かかる表示にあたって、各端子２１毎に補正値を表示してもよい。

上述した第１の実施形態に係るシミュレーション装置２０は、アナログ出力回路５６と、算出部５４と、記憶部８０と、補正部５５とを備える。アナログ出力回路５６は、電気信号の出力動作を制御装置４に対して行う。

算出部５４は、基準電圧と、基準電圧発生回路５９の基準電圧が入力された調整用アナログ入力回路５７の出力電圧とに基づいて調整用補正値を算出する。また、算出部５４は、アナログ出力回路５６の出力電圧を調整用アナログ入力回路５７に入力するよう指示する指示電圧と、調整用補正値とに基づいて調整指示電圧を算出する。また、算出部５４は、指示電圧と、調整指示電圧に応答してアナログ出力回路５６の出力電圧が入力された調整用アナログ入力回路５７の出力電圧とに基づいて補正値を算出する。

記憶部８０は、調整用補正値および補正値を記憶する。補正部５５は、制御装置４とアナログ出力回路５６との間で電気信号の出力動作が行われる場合、アナログ出力回路５６の制御装置４に対する出力電圧を、記憶部８０に記憶された補正値に基づいて補正する。

これにより、上述した第１の実施形態に係るシミュレーション装置２０は、アナログ出力回路５６の制御装置４に対する出力電圧の調整を短時間で行うことができる。

また、上述した第１の実施形態に係るシミュレーション装置２０は、アナログ出力回路５６と調整用アナログ入力回路５７との間の電気的な接続を端子２１毎に切り替える切替回路５８を備える。そして、算出部５４は、切替回路５８によって端子２１毎にアナログ出力回路５６と調整用アナログ入力回路５７との電気的な接続を切り替えることで、切り替えられた端子２１に対応する補正値を算出する。

これにより、第１の実施形態に係るシミュレーション装置２０は、端子２１毎にアナログ出力回路５６の制御装置４に対する出力電圧の調整を行うことができる。

また、上述した第１の実施形態に係るシミュレーション装置２０は、調整用アナログ入力回路５７が、切替回路５８と一つの端子Ｔで電気的に接続される。

これにより、上述した第１の実施形態に係るシミュレーション装置２０は、調整用アナログ入力回路５７に複数の端子を設けることなく、切替回路５８に接続される専用の一つの端子Ｔで、補正値の算出を端子２１毎に行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、図９を参照して、第２の実施形態に係るシミュレーションシステムについて説明する。図９は、第２の実施形態に係るシミュレーションシステム２の構成の一例を示すブロック図である。

図９では、シミュレーションシステム２において、Ｉ／Ｆボードにアナログ入力回路が搭載されている場合を示している。以下の説明では、シミュレーションシステム２において、Ｉ／Ｆボードにアナログ入力回路が搭載されている場合について具体的に説明する。なお、図９に示す構成要素のうち、図２に示す構成要素と同様の機能を有する構成要素については、図２に示す符号と同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。

図９に示すように、第２の実施形態に係るシミュレーションシステム２は、Ｉ／Ｆボード５０ａに、アナログ入力回路６０と、基準電圧発生回路５９ａと、切替回路５８と、記憶部８０ａと、制御部５１ａとを備える。

アナログ入力回路６０は、複数の端子２１、この例では１２個の端子２１を介して制御装置４と電気信号の入力動作を行う機能を有する回路である。具体的には、アナログ入力回路６０は、制御装置４から制御装置４の状態を示す電気信号が入力される入力動作を行う。かかるアナログ入力回路６０は、端子２１につながる信号線９が端子２１毎にそれぞれ接続される。

基準電圧発生回路５９ａは、切替回路５８を介してアナログ入力回路６０に対して出力電圧を供給する。かかる基準電圧発生回路５９ａは、切替回路５８と一つの端子Ｔで電気的に接続される。また、基準電圧発生回路５９ａは、シミュレーション装置２０の外部に設けられた計測器６に接続される。計測器６は、基準電圧発生回路５９ａの出力電圧を計測する。

記憶部８０ａは、例えば、ＲＡＭなどからなり、後述する制御部５１ａが備える算出部５４ａによって算出された補正値を記憶する。

上記したアナログ入力回路６０、切替回路５８、基準電圧発生回路５９ａ、および記憶部８０ａは、一つのモジュール１０ａとして構成される。具体的には、アナログ入力回路モジュール１０ａとして構成される。

制御部５１ａは、指示部５２ａと、計測部５３ａと、算出部５４ａと、補正部５５ａとを備える。

指示部５２ａは、基準電圧発生回路５９ａに対して設定した指示電圧信号を出力する。また、指示部５２ａは、切替回路５８に対して、アナログ入力回路６０に接続された複数の端子２１、この例では１２個の端子２１と基準電圧発生回路５９ａに接続された一つの端子Ｔとの電気的な接続を端子２１毎に切り替える切替信号を出力する。

計測部５３ａは、アナログ入力回路６０から出力される出力電圧信号を計測する。算出部５４ａは、計測器６で計測した基準電圧と、基準電圧発生回路５９ａの出力電圧が入力されたアナログ入力回路６０の出力電圧とに基づいて補正値を算出する。

補正部５５ａは、制御装置４とアナログ入力回路６０との間で電気信号の入力動作が行われる場合、アナログ入力回路６０の制御装置４に対する入力電圧を、記憶部８０ａに記憶された補正値に基づいて補正する。

ここで、図１０を参照して、制御部５１ａの算出部５４ａが、アナログ入力回路６０の出力電圧を補正するのに用いられる補正値を算出する具体的な方法について説明する。

図１０は、第２の実施形態に係る補正値の算出方法を説明する説明図である。なお、図１０は、かかる算出方法の説明に必要なブロックを示している。また、図１０に示す構成要素のうち、図９に示す構成要素と同様の機能を有する構成要素については、図９に示す符号と同一の符号を示すことにより、その説明を省略する。

図１０に示すように、まず、電圧設定部３２は、基準電圧発生回路５９ａの出力電圧をアナログ入力回路６０に出力する指示電圧を設定する。この例では、１５Ｖの指示電圧を設定する（ステップＳ３０）。

次に、指示部５２ａは、設定した指示電圧に基づいて、基準電圧発生回路５９ａに対して１５Ｖの出力電圧を出力するよう指示する指示電圧信号を出力する（ステップＳ３１）。

そして、基準電圧発生回路５９ａがアナログ入力回路６０に対して出力電圧を出力する（ステップＳ３２）。出力電圧が入力されたアナログ入力回路６０は、例えば、自身が持つ抵抗成分によって入力した出力電圧よりも出力電圧が低下し、計測部５３ａに対して、例えば、１３Ｖの出力電圧信号を出力する（ステップＳ３３）。

一方、計測器６は、基準電圧発生回路５９ａがアナログ入力回路６０に対して供給した出力電圧を測定する。この例では、測定電圧が指示電圧と同じ１５Ｖとする（ステップＳ３４）。そして、電圧設定部３２は、計測部６により計測した１５Ｖの計測電圧に基づいて基準電圧を設定する（ステップＳ３５）。つまり、電圧設定部３２は、アナログ入力回路６０が有する誤差を補正する補正値を求めるために、計測器６によって基準電圧発生回路５９から出力される出力電圧の電圧値を正確に把握する。

そのあと、算出部５４ａは、１５Ｖの基準電圧とアナログ入力回路６０から出力された１３Ｖの出力電圧との差分を取ることで補正値を算出する。この例では、補正値が２Ｖである。つまり、この例では、アナログ入力回路６０は、設定した基準電圧に対して出力電圧が２Ｖ低下して出力されるという特性を有することが分かる。そして、記憶部８０ａは、算出したアナログ入力回路６０の誤差分である２Ｖの補正値を記憶する（ステップＳ３６）。

次に、図１１を参照して、制御部５１ａの補正部５５ａが、アナログ入力回路６０の制御装置４に対する入力電圧を補正する具体的な方法について説明する。図１１は、第２の実施形態に係るアナログ入力回路６０において補正を実行する処理を説明する説明図である。

図１１に示すように、まず、制御装置４からアナログ入力回路６０に対して所定の入力電圧が入力されたとする（ステップＳ４０）。

そして、計測部５３ａは、入力電圧が入力されたアナログ入力回路６０の出力電圧信号を計測する。かかる計測によりアナログ入力回路６０の出力電圧が１３Ｖであるとする（ステップＳ４１）。

続いて、補正部５５ａは、１３Ｖの出力電圧と、記憶部８０ａに記憶されている、１３Ｖの出力電圧に対応する補正値、この例では、２Ｖの補正値とに基づいて入力電圧を算出する。この例では、１３Ｖの出力電圧に補正係数を掛けることで、入力電圧を算出する（ステップＳ４２）。なお、補正係数は、（出力電圧（１３Ｖ）＋補正値（２Ｖ））／出力電圧（１３Ｖ）である。

これにより、制御装置４からアナログ入力回路６０に入力された入力電圧は、１５Ｖであることが分かる。つまり、アナログ入力回路６０は、制御装置４との間で電気信号の入力動作が行われる場合、入力電圧と同じ値に自動で補正されることになる。

次に、図５、図１２、および図１３を参照して、本実施形態に係るシミュレーションシステム２がアナログ入力回路６０に対して実行する処理手順について説明する。図１２および図１３は、第２の実施形態に係るシミュレーションシステム２がアナログ入力回路６０に対して実行する処理手順の一例を示すフローチャート（その１）および（その２）である。

第２の実施形態に係るシミュレーションシステム２は、アナログ入力回路６０に対して補正値算出処理（ステップＳ２００）、およびシミュレーション処理（ステップＳ３００）をこの順で行う。つまり、図５において、第２の実施形態に係るシミュレーションシステム２では、調整用補正値算出処理（ステップＳ１００）が行われず、補正値算出処理（ステップＳ２００）から始まる。

具体的には、図１２に示すように、シミュレーションシステム２は、まず、ユーザの入力操作に応じて、制御装置４の動作を模擬するモードからアナログ入力回路６０の制御装置４に対する入力電圧を調整する調整モードに切り替えたあと、電圧設定部３２が基準電圧を設定する（ステップＳ２０１ａ）。

続いて、シミュレーションシステム２は、制御部５１ａの計測部５３ａが、基準電圧発生回路５９ａの出力電圧が入力されたアナログ入力回路６０の出力電圧を計測する（ステップＳ２０２ａ）。

次に、シミュレーションシステム２は、制御部５１ａの計測部５３ａが、３つの基準電圧、この例では＋１５Ｖ，０Ｖ，−１５Ｖについてアナログ入力回路６０の出力電圧の計測を行ったか否かを判定する（ステップＳ２０３ａ）。

ここで、３つの基準電圧についてアナログ入力回路６０の出力電圧の計測を行っていない場合（ステップＳ２０３ａ，Ｎｏ）、シミュレーションシステム２は、ステップＳ２０１ａからの処理を繰り返す。

また、３つの基準電圧についてアナログ入力回路６０の出力電圧の計測を行った場合（ステップＳ２０３ａ，Ｙｅｓ）、シミュレーションシステム２は、制御部５１ａの算出部５４ａが、上述のように各々算出した３つの補正値に基づいてラグランジュ補間法によって指示電圧に対応した補正値を多数算出する（ステップＳ２０４ａ）。なお、補正値の算出は、ラグランジュ補間法に限られず、その他の補間法であってもよい。

そして、シミュレーションシステム２は、記憶部８０ａが、ラグランジュ補間法によって算出した多数の補正値を記憶する（ステップＳ２０５ａ）。

そのあと、シミュレーションシステム２は、アナログ入力回路６０に接続される１２個全ての端子２１に対してアナログ入力回路６０の入力電圧を補正するのに用いられる補正値の算出を行ったか否かを判定する（ステップＳ２０６ａ）。

ここで、全ての端子２１に対して補正値の算出を行っていない場合（ステップＳ２０６ａ，Ｎｏ）、シミュレーションシステム２は、制御部５１ａの指示部５２ａが、切替回路５８に対して切替信号を出力して隣の端子２１に切り替える（ステップＳ２０７ａ）。そして、シミュレーションシステム２は、ステップＳ２０２ａからの処理を繰り返す。

また、全ての端子２１に対して補正値の算出を行った場合（ステップＳ２０６ａ，Ｙｅｓ）、シミュレーションシステム２は、補正値算出処理を終了する。

続いて、図１３に示すように、シミュレーションシステム２は、ユーザの入力操作に応じて、調整モードから模擬モードに切り替えたあと、制御対象を模擬するモデルプログラムを実行する（ステップＳ３０１ａ）。

そして、ステップＳ３０２ａにおいて、制御装置４とアナログ入力回路６０との間で電圧の入力動作がなかった場合（ステップＳ３０２ａ，Ｎｏ）、シミュレーションシステム２は、ステップＳ３０１ａからの処理を繰り返す。

また、制御装置４とアナログ入力回路６０との間で電圧の入力動作があった場合（ステップＳ３０２ａ，Ｙｅｓ）、シミュレーションシステム２は、制御部５１ａの補正部５５ａが、記憶部８０ａに記憶されている補正値に基づいて端子２１毎にアナログ入力回路６０の入力電圧の補正を行う（ステップＳ３０３ａ）。

そして、シミュレーションシステム２は、操作装置３１の表示制御部３４が、１２個全ての端子２１におけるアナログ入力回路６０の入力電圧の調整結果をＧＵＩなどの表示画面３０ａ上に表示（ステップＳ３０４ａ）させることで、処理を終了する。

なお、シミュレーションシステム２は、調整結果において、調整が正常に行われた端子２１に対して「ＯＫ」の表示をし、調整が正常に行われなかった端子２１に対して「ＮＧ」の表示をする。かかる表示にあたって、各端子２１毎に補正値を表示してもよい。

上述した第２の実施形態に係るシミュレーション装置２０は、アナログ入力回路６０と、算出部５４ａと、記憶部８０ａと、補正部５５ａとを備える。アナログ入力回路６０は、電気信号の入力動作を制御装置４に対して行う。

算出部５４ａは、基準電圧と、基準電圧発生回路５９ａの基準電圧が入力されたアナログ入力回路６０の出力電圧とに基づいて補正値を算出する。

記憶部８０ａは、補正値を記憶する。補正部５５ａは、制御装置４とアナログ入力回路６０との間で電気信号の入力動作が行われる場合、アナログ入力回路６０の制御装置４に対する入力電圧を、記憶部８０ａに記憶された補正値に基づいて補正する。

これにより、上述した第２の実施形態に係るシミュレーション装置２０は、アナログ入力回路６０の制御装置４に対する入力電圧の調整を短時間で行うことができる。

また、上述した第２の実施形態に係るシミュレーション装置２０は、アナログ入力回路６０と基準電圧発生回路５９ａとの間の電気的な接続を端子２１毎に切り替える切替回路５８を備える。そして、算出部５４ａは、切替回路５８によって端子２１毎にアナログ入力回路６０と基準電圧発生回路５９ａとの電気的な接続を切り替えることで、切り替えられた端子２１に対応する補正値を算出する。

これにより、第２の実施形態に係るシミュレーション装置２０は、端子２１毎にアナログ入力回路６０の制御装置４に対する入力電圧の調整を行うことができる。

また、上述した第２の実施形態に係るシミュレーション装置２０は、基準電圧発生回路５９ａが、切替回路５８と一つの端子Ｔで電気的に接続される。

これにより、上述した第２の実施形態に係るシミュレーション装置２０は、基準電圧発生回路５９ａに複数の端子を設けることなく、切替回路５８に接続される専用の一つの端子Ｔで、補正値の算出を端子２１毎に行うことができる。

なお、上述の第１および第２の実施形態に係るシミュレーションシステム２は、調整用補正値および補正値を算出するにあたって、＋１５Ｖ，０Ｖ，−１５Ｖの３つの電圧条件で行っているが、＋３６Ｖ、０Ｖ、−３６Ｖの３つの電圧条件で行ってもよい。

上述の第１および第２の実施形態に係るシミュレーションシステム２は、＋３６Ｖ、０Ｖ、−３６Ｖの３つの電圧条件で調整用補正値および補正値を算出することで、指示電圧を高めに設定した場合にも、高い精度で出力電圧および入力電圧を補正することができる。

また、上述の第１および第２の実施形態に係るシミュレーションシステム２は、＋１５Ｖ，０Ｖ，−１５Ｖの３つの電圧条件で調整用補正値および補正値を算出したあと、＋３６Ｖ、０Ｖ、−３６Ｖの３つの電圧条件で調整用補正値および補正値を算出してもよい。

かかるシミュレーションシステム２は、出力電圧および入力電圧を補正する際に、設定する指示電圧が低い場合と高い場合に応じて、選択的に補正値を用いることができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均など物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

２ シミュレーションシステム
１０ モジュール
２０ シミュレーション装置
２１ 端子
２２ ＬＡＮケーブル
３０ 表示部
３０ａ 表示画面
３１ 操作装置
３２ 電圧設定部
３３ モード切替部
３４ 表示制御部
４ 制御装置
４０ ワイヤーハーネス
５ インターフェイラック
５０ インターフェイスボード
５１ 制御部
５２ 指示部
５３ 計測部
５４ 算出部
５６ アナログ出力回路
５７ 調整用アナログ入力回路
５８ 切替回路
５９ 基準電圧発生回路
６ 計測器
７ ＣＰＵラック
７０ ＣＰＵボード
７１ 全体制御部
８ 信号線
８０ 記憶部
９ 信号線

Claims (6)

1. 電気信号の出力動作を制御装置に対して行うアナログ出力回路と、
   前記アナログ出力回路の電圧出力側に接続されるとともに、基準電圧が入力される調整用アナログ入力回路と、
   前記基準電圧と、前記基準電圧が入力された前記調整用アナログ入力回路の出力電圧とに基づいて調整用補正値を算出し、算出された前記調整用補正値に基づいて補正値を算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された前記補正値を記憶する記憶部と、
   前記制御装置と前記アナログ出力回路との間で前記電気信号の出力動作が行われる場合、前記アナログ出力回路の前記制御装置に対する出力電圧を、前記記憶部に記憶された前記補正値に基づいて補正する補正部と
   を備え、
   前記算出部は、
   前記アナログ出力回路の出力電圧を前記調整用アナログ入力回路に入力するよう指示する指示電圧と、前記調整用補正値とに基づいて調整指示電圧を算出し、
   前記指示電圧と、前記調整指示電圧に応答して前記アナログ出力回路の出力電圧が入力された前記調整用アナログ入力回路の出力電圧とに基づいて前記補正値を算出すること
   を特徴とするシミュレーション装置。
2. 前記アナログ出力回路は、複数個の端子を介して前記制御装置に接続可能に構成され、
   前記アナログ出力回路と前記調整用アナログ入力回路との間の電気的な接続を前記端子毎に切り替える切替回路
   を備え、
   前記算出部は、
   前記切替回路によって前記端子毎に前記アナログ出力回路と前記調整用アナログ入力回路との電気的な接続を切り替えることで、切り替えられた前記端子に対応する前記補正値を算出すること
   を特徴とする請求項１に記載のシミュレーション装置。
3. 前記調整用アナログ入力回路は、
   前記切替回路と一つの端子で電気的に接続されること
   を特徴とする請求項２に記載のシミュレーション装置。
4. 電気信号の入力動作を制御装置に対して行うアナログ入力回路と、
   基準電圧と、前記基準電圧が入力された前記アナログ入力回路の出力電圧とに基づいて補正値を算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された前記補正値を記憶する記憶部と、
   前記制御装置と前記アナログ入力回路との間で前記電気信号の入力動作が行われる場合、前記アナログ入力回路の前記制御装置に対する入力電圧を、前記記憶部に記憶された前記補正値に基づいて補正する補正部と
   を備え、
   前記アナログ入力回路は、複数個の端子を介して前記制御装置に接続可能に構成され、
   前記アナログ入力回路と前記基準電圧を発生する基準電圧発生回路との間の電気的な接続を前記端子毎に切り替える切替回路
   を備え、
   前記算出部は、
   前記切替回路によって前記端子毎に前記アナログ入力回路と前記基準電圧発生回路との電気的な接続を切り替えることで、切り替えられた前記端子に対応する前記補正値を算出すること
   を特徴とするシミュレーション装置。
5. 前記基準電圧発生回路は、
   前記切替回路と一つの端子で電気的に接続されること
   を特徴とする請求項４に記載のシミュレーション装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一つに記載のシミュレーション装置と、
   ユーザからの操作を受け付ける操作装置と
   を備えることを特徴とするシミュレーションシステム。

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