WO2000002106A1

WO2000002106A1 - Procede et appareil pour faciliter le developpement d'un programme d'automobile

Info

Publication number: WO2000002106A1
Application number: PCT/JP1999/003146
Authority: WO
Inventors: Noriyasu Adachi
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 1998-07-06
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 2000-01-13
Also published as: EP1111483A1; EP1111483A4; JP2000020291A

Description

明細書車両用プログラム開発支援方法および装置

技術分野

本発明は、車両用プログラム（vehicle-use program)開発支援方法および装置に関し、特に、開発効率の向上および開発されるプログラムの信頼性の向上に関する。背景技術

ビジュアルプ πグラミング技術を利用した制御システム設計支援統合環境を実現するための技術が進展している。このような背景の下、車両の制御システムの開発にも、シミュレーション機能およびプログラミング機能を備えたソフトウェァをインストールしたコンピュータが利用されるようになってきた。

システム開発を行うユーザは、シミュレーション機能を利用して制御仕様書（s pecification)をコンピュータに入力する。コンビュ一夕のディスプレイ上には、ユーザのアイデアを盛り込んだ仕様書が、データフローチャートおよびステートフローチャートといったかたちで書き表される。作成されたチャートに従ったシミュレ一ション計算が行われ、シミュレーション結果を参考にしてロジヅクのデバッグ作業が行われる。

この種のシミ二レ一ションソフトウェアは、作成されたチヤ一トからプログラムコード、例えば Cコードを自動的に生成する機能をもつ。しかし、自動生成される Cコードは、冗長で、容量が大きく、そのため、メモリの制約や実行速度に関する制約の厳しい車両制御にそのまま使うのには適していない。また、従来のコード生成方法では、コンピュータが決めた変数名がチャートの各部に割り付けられる結果、生成された Cコ一ドは可読性の低いものとなってしまう。

そこで、ユーザは、データフローチャートおよびステートフローチャートを参考にして、車両 E C U (electric contol unit)に適した車両用 Cコードを手作業で作成する。特に、一般の Cコードと異なり、整数ロジックで構成される専用コードが作成され、二れにより、デ一夕ビット数の観点からないメモリ容量で高速処理が実現される。手作業で作られた車両用 Cコ一ドは実際に車載 E C Uにダウンロードされ、そしてデバッグ作業が行われる。

従来は、上記のように、仕様シミュレーションとプログラムコーディングが全く別の作業であり、それぞれの段階で独立してデバ 'ソグ作業を行わなければならなかった。特に、聿両用コードのデバッグ作業において不具合が見つかった場合、不具合原因がコーディングのミスにあるのか、不適当なォジナル仕様書にあるのかを判定するのが困難であった。手作業のコ一ディングおよびデバッグ作業の困難さは、制御プコグラムの信頼性保証にかかる工数を増、させ、さらには、開発期間を引き延ばし、開発コス卜の増大を招く可能性があっ。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、信頼性の高い制御プログラムをより短期間で開発できるようにする車両用プコグラム開発支援方法および装置を提供することにある。発明の開示

( 1 ) 上記目的を達成するため、本発明の車両用プログラム開発支援方法によれば、入力された制御仕様から車両用コ一ドを生成する機能をもつプログラム生成装置を用いて、車両制御プログラムが生成される。生成された前記車両制御プログラムは車両 E C Uにダウンロードされる。そして、前記車両 E C Uに前記車両制御プログラムを実行させて、前記車両制御プログラムのデバッグが行われるこのように、本発明によれば、制御仕様から直接的に生成された車両用コードが車両 E C Uにダウンロードされる。元の制御仕様と車両用ニードが共通性をもつので、バグ発生が低減し、少ない作業量で効率よくデバッグ作業を行うことが可能となる。また、コーディング作業における開発者の手作業が大幅に削減される好ましくは、前記デバッグステップのデバッグ作業は、前記車両 E C Uが前記車両制御プログラムを実行した結果を監視する前記プログラム生成装置上で行われる。制御仕様をもっているプログラム生成装置を利用する二とで、デバッグ作業が容易になる。

( 2 ) 本発明の一態様の車両用プログラム開発支援装置は、車両の制御仕様を表すデータフローャ一トおよびステートフローチヤ一トを': 成するチヤ一ト作成機能と、作成されたチャートに基づいて、車両 E c uで: 理される整数ロジックで構成された車 ¾制御プログラムの車両用コードを生成するプログラムコ一ド生成機能と、を有する。車両 E C Uでは、メモリサイズや実行速度の制約があるので整数ロジックを用いることが好適である。本態様では、一夕フローチヤ一トおよびステートフローチャートから整数ロジックのコ一ドを生成することで、車両用コードの自 ft生成ができる。

好ましくは、 ^¾明の一態様では、物理値に対応する浮動'」、数点数および浮動小数点数から変換された整数をそれぞれ適用して前記データフローチヤ一卜のシミュレ一シヨンを行い、浮動小数点数および整数のシミュレーション結果を出力するシミュレ一ション機能が設けられる。従来技術では、シミュレ一ション段階においては浮動小数点数が扱われ、コーディング段階では整数が扱われた。しかし、本発明によれば、シミュレーション段階で浮動小数点数と整数が処理され、両方の処理結果が出力されるので、仕様作成段階で整数口ジックの妥当性を容易に判定することができる。好ましくは、浮動小数点数およ整数を適用したときのシミユレ一シヨン結果の相違を判定可能なように、整数のシミユレ一シヨン結果から浮動小数点数を逆算した結果を表示する。

また、好ましく；、前記デ一夕フローチャートのブロックシンボルに、浮動小数点数、整数、浮動小数点数から整数への整数変換条件、および該整数変換条件を用いて浮動小数点数から整数を逆算した結果、についての情報をもたせる。ブ口ックシンボルのつ整数情報を利用して車両用コードが自動生成される。

( 3 ) 本発明の一態様では、前記ステートフローチャート上で同一階層の複数の前記データフ π—チャートを実行する順番を定義する優先付け機能が設けられる。これにより、駄が無く適正な制御プログラムを確実に成できる。

また、本発明 G—態様では、前記デ一夕フローチャート内の所望のシンボル接続ラインを選択して所望のラベルを付けるラベリング機能が設けられる。そして、該当個所の変数名として前記ラベルを用いた前記車両用コードが生成される。ュ一ザに分かりやす：、'ラベルを付けることで、可読性の高い車両用コードが生成される。また、本発明一態様では、車両用コード生成の際に、前記データフローチヤ ―ト内の複数のブコックシンボルに対応する複数の処理をグルーピングするグル —ビング機能が設けられる。好ましくは、グルーピングされるブロックシンボルの数を規定する所定のグルーピング制限条件に従ってグルーピングが行われる。また好ましくは、シンボル接続ラインにラベルを付けた箇所が、グルーピングの区切りとされる c 二のようなグルーピングにより、車両用コードの可読性を向上することができる：

本発明の車両用コードは、冽えば、一般の Cコードを車両 E C Uに適合するように変形した車両弔 Cコードであるが、ただし Cコードには限定されない。本発明の車両 E C Uは、車両に搭載される任意の E C Uであり、冽えば、エンジン E C U、トランスミノシヨン E C U、サスペンション制御 E C U、ブレーキ制御 E C Uである。 E C Uおよび制御対象の車載機器に応じて、プログラム開発に必要な制御仕様および車両仕様が異なることはもちろんである図面の簡単な説明

図 1は、本発明' O実施形態の全体構成を示す図である。

図 2は、プログラム生成装置の構成を示すプロック図である。

図 3は、制御仕様を表すデータフローチャートおよびステートフ口一チヤ一トを示す図である：

図 4は、車両 E C Uにおける整数ロジックの概念を示す図である。

図 5は、整数ロジックの一部の例を示す図である。

図 6は、整数ブコックの構成を示す図である。

図 7は、整数ブコックをかけ算に適用した例を示す図である。

図 8は、図 7のかけ算ブロックの処理を示す図である。

図 9は、図 8の';！理の変形例を示す図である。

図 1 0は、整数コジックのサポー卜ツールを示す図である。

図 1 1は、整数コジックのサポートツールを示す図である。

図 1 2は、整数コジックのサボ一トツールを示す図である。

図 1 3は、整数コジックのサボ一トツ一ルを示す図である。図 1 4は、整数コジックのサポートツールを示す図である：

図 1 5は、整数コジックのサポートツールを示す図である：

図 1 6は、整数ロジックのサポートツールを示す図である：

図 1 7は、演算頓序の規定方法を示す図である。

図 1 8は、演算頃序の規定方法であって本実施形態の優先付け機能を示す図である。

図 1 9は、図 1 了および図 1 8の結果として生成される Cコードを示す図である。

図 2 0は、データフローチャートから主成される Cコートの例を示す図である c 図 2 1は、図 2 0と同様のデータフローチャートから生成される Cコードであつて、本実施形態のラベリングが行われた Cコードを示す図である。

図 2 2は、 Cコード生成におけるグルーピング処理を示す図である。

図 2 3は、 Cコ一ド生成過程で作成される変数名デ一夕ベースおよび式のデ一夕ベースを示す図である。

図 2 4は、図 2 3のデータベースを利用したグルーピング処理を示す図である c 図 2 5は、グルーピング処理の具体例を示す図である。

図 2 6は、プログラム生成装置がエンジン制御をモニタするときの表示画面例を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照し説明する。

図 1を参照すると、プログラム生成装置 1は、制御仕様の作成機能と、制御仕様のシミュレ一ション機能と、制御仕様から車両用 Cコ一ドを生成する機能を有する。

プログラム生成装置 1はコンピュータで構成され、図 2に示すように、 C P U 1 0、 R O M 1 1、 R A M 1 2、キーボード 1 3、ボインテノングデバイス 1 4、ディスプレイ 1 5、ハードディスク 1 6、通信回路 1 7、 C D— R 0 Mドライブ 1 8を有する。プコグラム生成装置 1の各種機能を実現するプログラムは、 R O M l 1、ハードデノスク 1 6あるいは C D— R O M 1 9に格納されており、 C P U 1 0により実行される。入出力装置は、キーボード 1 3、 ^インティングデバイス 1 4、ディスプレイ 1 5には限定されない。また、 C D— R O M 1 9以外の任意のタイプの記録媒体、例えば D V Dが用いられてもよ：さらに、ハードデイスク 1 6以外の任意のタイプの記憶装置が適用されてもよい。

ユーザは、キーボード 1 3およびポインティングデバイス 1 4 (マウス等）を操作し、自らのアイデアを盛り込んだ仕様書（specification )をディスプレイ 1 5 に書き表す。デノスプレイ 1 5には、図 3 ( a ) ( b ) にすデ一夕フローチヤート（data flowchart, ブロック線図）およびステートフローチャート（state fl owchart, state transition chart, 状態遷移図）のかたちで制御仕様書が描かれる。データフローチャートが部分的なデータの流れを表し、ステートフロ一チヤ一卜が全体的な制御の流れを表す。

また、ユーザは、キーボード 1 3およびポインティングデバイス 1 4を操作して車両仕様（諸元）を入力し、これにより、プログラム生或装置 1内に仮想的な車両モデルが形成される。具体的には、車両モデルは、車両の種々の運動、動作等を記述した式の集合で構成される。

ユーザの指示に応え、作成された仕様書（データフローチャートおよびステートフ口一チャート）のシミュレーションが行われる。図 1に示すように、コンビュ一夕上で制御仕 ¾のロジックが車両モデルを制御する。シミュレーション結果がディスプレイ 1 5に表示され、この段階で必要なデバッグ業が行われる。デバッグ作業を行いながら、仕様書の修正および改良が行われ、仕様書が完成される。

仕様書が完成すると、ユーザの指示に従い、仕様書から車両用 Cコードが生成される。すなわち、データフローチャートおよびステートフコーチャートに対応する Cコ一ドを書き込んだファイルが形成される。車両用 Cコードは整数ロジックを採用しており、一般の Cコードと比較して少ないメモリサイズで高速処理を実現可能に構成されている（後述）。生成された車両用 Cニードは、実際の車両 E C U 2、例えばエンジン E C Uにダウンロードされる。

また、プログラム生成装置 1から車両モデル装置 3へは、車両モデルがダウンロードされる。 D S Pを含む車両モデル装置 3は、高速の割込処理等により、車両 E C U 2にとつては見かけ上は実際の車両と同様に動作する。開発期間の短縮と効率のよい開発のためには、実際の車両を使ったテス卜の前にこのようなシミユレ一シヨンを行うことが効果的である。

車両モデル装置 3が車両 E C U 2に接続され、車両 E Cじ 2にダウンロードした車両用 Cコードが実行される。これにより、現実に近い環境でのシミュレ一ションが行われる。車両 E C U 2および車両モデル装置 3の動作がプログラム生成装置 1により通信回路 1 7を使ってモニタされ、そして、プログラム主成装置 1 上でデバッグ作業が行われる。例えば、不適当な制御動作が発見されると、その原因がデータフ c;—チャートおよびステートフロ一チャートを使って調べられる。コンピュー夕上で不具合箇所の修正が行われ、修正後のロジツクが検証される。デバッグ作業の終了後、車両 E C U 2は車両 4に搭載され、実車テスト（actua 1 test)が行われる。ここでは、実際の車両の非線形要因等に起因する修正必要箇所が検出され、最終的なプログラム修正作業が行われる。

以下、プログラム生成装置 1についてより詳細に説明する- 「制御仕様の入力 ·作成機能（整数ロジック）」

従来は、制御仕様を入力する段階では、物理値をそのまま表す浮動小数点数（f loating point number)を処理するチャートが作成される。そして、浮動小数点数を計算したシミュレーション結果に基づいて、制御仕様の妥当性が判断される。従来機能によりチ一トから自動的に生成される Cコードも浮動小数点数を含む。しかし、車両制御では、低コストおよび処理速度の観点から、 E C Uの C P U の能力を最大限に引き出すことが要求される。高速回転するエンジンなどの機器の制御においては、この要求が顕著である。このような要求に応えるため、車両 E C U用の Cコードに整数ロジック（固定小数点数（fixed point number) ) を適用し、一般 Cコードとはデ一夕ビット数を異ならせることが好適である。この点が、車両用 Cコードと自動生成される一般 Cコードとの大きな相違点であり、開発者による手作業での車両用 Cコード作成を余儀なくする理由であった。

本実施形態で、後述する整数ブロックを導入することにより、制御仕様の作成段階から整数ロジックを考慮できるようにし、そして、制御仕様から整数ロジックの車両用 Cニードを自動生成可能にする。 ( 1 ) 浮動小数点数から整数への変換

浮動小数点数から整数への変換は、下式（ 1) に従って行われる。

X— int = i n t ( x_float 一 OFFSET ) / SLOPE · · · ( 1 ) ここで、 x— floatは浮動小数点数であり、 x_intは整数であり、 OFFSET (または b i a s) およ SLOPE (または LSB) は整数変換条件である。

(2) 整数ロジックの概要

図 4には、車両 E CUにおける整数ロジックの概念が示されている。センサ 2 1は、検出した物理量 pに応じた電圧信号 Vを A/D変換 ¾22に送る。 A/D 変換器 22は電圧信号 Vを整数デ一夕 Pに変換し、車両 ECU 2に送る。車両 E CU2は、整数ロジックを用いて、検出信号の整数データ Pから制御パラメ一夕の整数デ一夕 Qを得る。整数デ一夕は、例えば、 16 b i tの符号無し整数 (uns igned integer)である。整数データ Qは制御信号に変換され、制御対象のァクチユエ一夕 23に出力される。そして、ァクチユエ一夕 23が動作して物理量 qが生じる。

図 4において、整数ロジックは、物理値を対象とするオリジナルの制御ロジヅクと同等の結果をもたらさなければならない。車両 E CU 2の入出力部の S L 0 PE、 OFF SETは、それぞれ lp、 l q、 op、 o qである。整数ロジックには実際には複数段階の演算処理が設けられ、中間過程の幾つもの S LOPE, 0 F F S E Tが設けられる。これらの SL0PE、 OFF SETは、メモリサイズおよび実行時間の観点から整数ロジックを最適化するように設定されるべきである。

例えば、ユーザが作成した制御仕様（ロジック）の一部に、図 5に示すような伝達関数があつたとする。整数ロジックの構成にあたり、伝達関数の 7つの項のすべてについて同じ S LOPEを使ったとする。第 1項と第 7項では係数が大幅に違うため、第 1項に適した SLOPEを採用すると、第 7項の数値は常にゼロになってしまい得る。

一般的に、小さすぎる S LOPEはオーバ一フローの原因になる。また、大きすぎる S LOPEは結果的に一部のセンサの入力の無視を招くことになる。さらに、不適当な S LOPE設定が原因で制御ロジックが冗長成分を含むこともあり得る。このようなことを回避するため、適切な整数変換条件を容易に設定可能にすることが求められる。

(3) 整数プロ 'ソク

デ—タフローチート上で適切な整数ロジックを構成し、適切な整数変換条件を容易に設定できるようにするために、本実施形態では、その特徴として図 6の整数ブロック（Integer Block)を導入する。整数ブロックは、データフローチヤ一ト内の一つのプロソクシンボルである。ユーザは、整数ブロックのシンボルをデ —夕フローチャートに書き込むことができる。

整数ブロックは、図 6に示すように、（l)int e ge r (整数）、（2)SL0 P E (LSB) 、（3)0 F F SET (b i as) 、（4) f l o at (浮動小数点数）、 (5)D a t a Type, (6) "i nt e ge rx SL0PE + OFFSET" の 6種の情報をもつ。（6) は、 i n t e ge rから f 10 a tを逆算した結果 (逆算 1 o a t ) である。

図 7および図 8を参照し、かけ算を例にして、整数ブロックの機能を説明する。図 7のデ一夕フローチャートにおいて、かけ算ブロヅクには、入力データ 1、 2 とともに、それぞれ、 SLOPEおよび OFF SETが入力される。かけ算ブロツクは、これらのデ一夕から上記の 6つの情報を求めて出力する。

図 8には、かけ算ブロックの処理が式で示されている。入力値 x、 yがそれそれ 0 f f s e t 1、 2および s 1 o p e 1、 2を用いて整数に変換され、これら 2つの整数の積が出力される（int e ge r出力）。一方、 f l o a t出力は、 xyである。第 1式を xyと比較すると、出力側の SLOPEおよび OFF SE Tが分かる（図 8、第 2式および第 3式）。さらに、逆算 f l o a t (= i nt e ge rx SLOPE。_ut + OFF SET。_ut) が出力される。

ユーザは、図 7 O表示を見て、シミュレーション結果を知ることができる。 f 1 o atを見ることで、基本の制御ロジックが正しいか否かが分かる。さらに、 f l o atと逆算された f l o a tが比較される。両者の差（ 0. 1 ) が許容範囲内であれば、整数ロジックが適当であることが分かる。一方、両者の差が許容範囲外であれば、整数ロジック、すなわち整数変換条件である s 10 p e 1、 2 の設定が不適当であることが分かる。そこで、適当な結果が得られるまで s 1 o pe l, 2が調整される。

図 7および図 8には、制御仕様の一部のみが例示されている。しかし、実際の制御仕様は、連結された一連の多数のブロックで構成される。本実施形態によれば、制御過程の各ブロックで S LOPEの検証と調整を行うことができる。例えばあるブロックで f 1 o a tと i n t e g e rのずれが大きければ、着目プロヅク以前のいずれかのプロックの整数変換条件が調整される：

従って、制御過程の全体において、 f 1 o a tと i n t e g e rが実質的に同等の意味をもつことができる。言い換えれば、後段のブロックにいくに従って f l o atと i nt e ge rとのずれが拡大するというような事態の発生が回避される。また、不適当な S LOPEの設定によってあるセンサの入力が無視されるというような事態の発生も回避される。

図 8では、その第 3式に示されるように、出力側の OFFSETが、入力値 x、 yを含んでいる。この影響が無視できない場合には、ユーザは、図 9の変形処理を選択できる。図 9では、その第 1式に示されるように、かけ算の前に整数に " o f f s e t/s l ope" を足すことにより、出力側の o f f s e tの項がゼ口になる。

また、上記説明では、かけ算を例にして整数ブロックの^能を述べたが、他の種類の演算に関しても同様の機能が設けられる。図 10〜図 16は、整数ロジックをサポートする各種の整数ブロックを示している。なお、図 10に示すように、このツールでは、整数ブロックに情報 y (5) 〜y (8) が付加されているが、基本的な情報 y ( 1) 〜y (4) は上記と同様である。また、図 10〜図 16では、 L S Bが s 10 p eに相当している。

以上のように、本実施形態では、整数ブロックの導入により、チャート形式の制御仕様書が、整数ロジックを表現する。理論的な制御ロジック（実数演算）と整数ロジック（整数演算）とを比較しながら適切な整数変換条件を設定できるので、バグの少ない適正な整数ロジックを容易に作成できる。作成された制御仕様書は、それ自体がコンピュータ上でシミュレーション可能である。さらに、制御仕様書の整数ロシノク部分を抽出して cコ一ドを生成すれば、車両用 Cコードを自動的に生成できる。制御仕様書と車両用 cコードが共通性をもつので、コード生成段階でのバグ発生が低減し、また、デバッグ等のプログラム検証も容易になる。

「優先付け機能（演算順序の規定）」

複数のモジュールまたは演算式の順序を規定する場合、一 ¾には、図 1 7に示すように、各モシユールまたは演算式がトリガー付きサブシステム（Triggered Subsystem)とされ、それらのサブシステムに対してステートフローチヤ一卜からファンクションニール（function- cal l )が行われる。

本実施形態では、さらに、図 1 8の優先付け機能が設けられている。ユーザは、データフローチ —トに優先順位を表す番号を付ける。各モジュールまたは演算式は、優先付けされたサブシステム（Prioritized Subsystem)となる（1— Prior— S ubsystenu 2一 Prior— Subsystem)。演算は、サブシステムの名前の順に行われる。この優先付け機能によれば、同一階層のデータフローチャートの演算順序の規定が容易にできるという利点が得られる。また、図 1 9に示すように、生成される Cコードが従来より簡単になるという利点があり、これは可読性およびメモリ容量の面から好適である。

「Cコ一ド生成（ラベリング）」

Cコード生成は、ユーザの指示に応えて行われる。前述のように、整数ブロヅクの適用により、データフローチャートの各ブロックが整数情報をもつ。従って、一連のプロック群を整数演算で迪ることができる。整数演算を書き出すことにより、整数口ジッで構成された車両用 Cコードが生成される：具体的には、図 7 の例を参照すると、チャートの段階でかけ算ブロックに入出力される情報群の中から、整数演算（ 2つの整数の入力と 1つの整数の出力）が抽出される。

既存のソフトニァ製品を変形して利用する場合には、チャートから一般 Cコ —ドを自動生成するツールと、 Cコードを書き込む雛形ツールとを用意し、そして、整数ロジック：二適するように雛形を変形すればよい。このとき、一般 Cコードにはない専用二マンド、および一般 Cコードを変形した専用コマンド等に関する処置も施される：図 2 0は、デ一タフローチャー卜から主成される Cコーの一例を示している通常の Cコード生成方法では、図 2 0に示すように、コンビユー夕が決めた変数名が各部に割り付けられる。そのため、生成された Cコードは、人間にとっては非常に読みづらいものになる。

このように一般的な Cコード自動生成方法では、可読性はあまり考慮されていない。主として Cコードとチャートの一致が求められているからである。しかし、車両システム開発では、実際の E C Uを使ったテストで動作検証が行われる。このとき、開発者が Cコードを読みとらなけらばならない機会が多い。従って、車両用 Cコ一ドの自動生成では、可読性が高いことが求められる。

本実施形態で、可読性向上のために、図 2 1に示すラベリング機能が設けられている。ユーザは、デ一夕フローチャート内のブロックシンボルの接続ラインをクリックする。選択した接続ラインに所望のラベルが付けられる。図 2 1では、例として、ラベル " t_x" "t_y" "t_z" "t— xyz" が付けられているが、実際には、該当するモジュール名やセンサ名などの分かりやすいラベルを付けることが好適である。 Cニード生成の際には、ラベルが付けられた箇所の変数名として該当ラベルが使われる。その結果、図 2 1に示すように、読みやすい Cコードが生成される。

なお、図 2 1の例ではすべての接続ラインにラベルが付けられている。しかし、ユーザは、 Cコードを読みやすくするために適当な所望のラインにラベルを付ければよい。ラベングされないラインについては、コンピュータが割り付けた変数名がそのまま使用される。

「Cコ一ド生におけるグループ化」

( 1 ) 通常の Cコード生成では、デ一夕フローチャートの一つ一つのプロヅクに個別の変数名が付けられる。そして、各ブロックに対応して、一つの変数を導き出す式が生成される。そのため、生成された Cコードは、多数の変数と式を含み、冗長で読みづらい。

そこで、本実旌形態では、可読性の向上のためにグルーピング機能が設けられている。図 2 2を参照すると、デ一夕フローチャートでは、入出力の間に 2つのブロックがある：グループ化が行われていない左側の Cコードでは、ブロック数に応じた 2つの式が生成されている。一方、グループ化された右側の Cコードでは、 2つのブロックの演算がまとめられ、一つの式で表されている。人間が Cコ —ドを読む上では不要な変数名が削減されており、従って、読みやすい Cコードが生成されている。

ただし、多数のブロックをグルーピングすると、一つの式が長くなりすぎて、かえって可読性を低下させる可能性がある。そこで、一つのグループに含まれるブロックの数を規定する制限条件を設けることが好適である。ここでは、ブロックの数の最大値を 2つとする。従って、 Cコードの一つの式は、最大 2段階の演算を行う。

図 2 3および図 2 4を参照し、グルーピング処理を説明する。 Cコード生成の際、データフローチャートの各ブロックに I Dが付けられ、その I Dが変数名として使われる。 I Dとユーザがつけたラベルとを関連づける変数名（信号名）デ —夕ベース（図 2 3 ( a ) ) が作成される。ラベルが付けられていない場合には、 I Dがそのまま使用される。

図 2 4において、まず、入力信号を調べる関数によって、着目するブロックの入力信号の I Dが調べられる（S 1 1 ) 。そして、式のデータべ一ス（図 2 3 ( b ) ) を参照して、各入力信号について、グルービング条件（最大 2回）が成立しているか否かが判断される（S 1 2 ) = 条件未成立（2回未満）であれば、数式のデータベースが検索される（S 1 3 ) 。そして、入力 I Dに対応する式が採用される。一方、条件が成立すれば、変数名のデ一夕ベースが検索され（S 1 4 ) 、該当するラベルが変数名として採用される。ラベルがなければ I Dが採用される。

S 1 3の式または S 1 4の変数名を用いて、着目プロックの式が作成される ( S 1 5 ) 。作成した式に関してグルーピング条件が成立したか否かが判断される（S 1 6 ) 。条件未成立であれば、次のブロックでの処理のために、式のデ一夕べ一スに、 S 1 5で作った式が登録される（S 1 7 ) 。グルーピング条件が成立すれば、 S 1 5で作った式がファイルに書き出される（S 1 8 ) 。図 2 2では、 2つのプロックをまとめた式が出力される。

図 2 5を参照して、上記のグルーピング処理の具体例を説明する。入力信号は s 1および s 2である。入力信号 s 1について式のデータベースを検索すると、式（x+ 1) が得られる。この式のグルーピング回数はまだ 1回である（条件未成立）。そこで、式（x+ 1) を入力信号として採用する c 次に、入力信号 s 2 についての検索を行うと、入力信号 s 2のグルーピング回数は 2回であることが分かる。そこで、変数のデータベースが検索され、ラベル X 2が入力信号として採用される。従って、着目しているブロック内の演算は、（x+ 1) X X 2である（かけ算）。

次に、変数名 Cデ一夕ベースから出力信号名 t—xが検索される。入力信号 s 1に関して 2回目のグルーピングを行っているので、グルーピング条件が成立している。そこで、 t— χ=(χ+ 1) χχ 2が出力される。もしこの段階でまだグルーピング条件が成立していなければ、作成された式はデータベースに登録される。

(2) グルーピング処理では、さらに、チャート内でラベルが付けられた場所は、必ずグループの区切りとされる。ユーザが付けたラベルはすべて Cコードの演算式に含まれる。ユーザがチャート内の適当な場所にラベルを付ければ、チヤ —卜の構造に対応する構成をもつ Cコ一ドが生成される。このような処理により、自動生成される Cコ一ドがさらに読みやすくなる。

例えば、ユーザが、デ一夕フローチャートの最初と最後にラベルを付けたとする。この場合、最初と最後の変数を明瞭に示し、かつ、処理過程を適当な間隔で区切られた、可読性の高い Cコードが自動生成される。

以上より、本実施形態によれば、 Cコード生成の際に適切なグルーピングを行うことにより、自動生成される Cコ一ドの可読性をさらに高めることが可能となる。また、変数名を減らしてメモリを節約することができる。

「車両 E CUへのダウンロード」

図 1を参照して述べたように、プログラム生成装置 1は、ユーザの指示に応え、自動生成した車両弔 Cコードを車両 E CU 2にダウンロードする。車両 E CU 2 は車両用 Cコ一を実行して車両モデル装置 3 (DSP) を制御する。プログラム生成装置 1は、制御の実行の様子をモニタし、ディスプレイ上に適当なかたちで表示する。図 26は、車両 E CU 2にエンジン E CUを適用した場合のモニタ画面例を示している。ユーザは、プログラム生成装置 1を操作して、車両用 Cコ ―ドの動作検証およびデバッグ作業を行う。

本実施形態では、バグの少ない適正な車両用 Cコードが生或されている。車両用 Cコードと元の制御ロジックが共通している。さらに、蚩両用 Cコードの可読性が高い。従って、デバッグ作業を効率よく容易に行うことができる。

以上に説明したように、本発明によれば、ユーザが入力した制御仕様に対応する車両用コードが自動的に生成されるので、コーディング作業の工数が大幅に削減される。入力された制御仕様は、それ自体がコンピュータ上でシミュレ一ション可能なものであり、かつ、車両用コードに変換して車両 E C Uでも使用可能なものであり、従って、デバッグ作業の工数の大幅削減が可能となる。その結果、信頼性保証のためにかかる工数が削減され、さらに、開発期間の短縮および開発コストの低減が可能になる。特に、車両制御プログラムの肥大化と複雑化という背景の下では、仕様書作成からロジックデバッグまでを支援する本発明の利点が顕著に得られる。

また、本発明によれば、ラベリングやグルーピングを行う適切な Cコード生成処理により、可読性の高い車両用コードが自動生成される。これにより、デバッグ作業等の工数をさらに削減することができる。

産業上の利用可能性

以上のように、本発明に係る車両用プログラム開発支援方法および装置は、車両を制御するため:こ車両 E C Uが実行するプログラムの開発作業に利用されることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 入力された制御仕様から車両用コードを生成する機能をもつプログラム生成装置を用いて、車両制御プログラムを生成するプログラム生成ステップと、生成された前記車両制御プログラムを車両 E C Uにダウン口一ドするダウン口 ―ドステップと、

前記車両 E C U :こ前記車両制御プログラムを実行させて、前記車両制御プログラムのデバッグを行うデバッグステツプと、

を含む車両用プログラム開発支援方法。

2 . 請求の範囲第 1項に記載の車両用プログラム開発支援方法において、前記デバッグステップのデバッグ作業は、前記車両 E C Uが前記車両制御プログラムを実行した結果を監視する前記プログラム生成装置上で行われる車両用プログラム開発支援方法。

3 . 請求の範囲第 2項に記載の車両用プログラム開発支援方法において、制御対象の車両をモデル化した車両モデル装置に前記車両 E C Uを接続し、前記車両 E C Uに前記車両モデル装置を制御させる制御実行ステップと、

制御実行中の前記車両 E C Uおよび前記車両モデル装置を監視する監視ステツプと、

を含む車両用プログラム開発支援方法。

4 . 請求の範囲第 3項に記載の車両用プログラム開発支援方法において、入力された車両仕様に基づいて車両モデルを前記プログラム生成装置上で生成するモデル生成ステツプと、

前記モデル生成ステップで生成された車両モデルを前記車両モデル装置にダウンロードするモデルダウンロードステップと、

を含む車両用プコグラム開発支援方法。 δ . 請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれかに記載の車両用プコグラム開発支援方法において、

前記車両用コードは、車両 E C Uで処理される整数ロジックに適合するように一般コードを変形したものである車両用プログラム開発支援方法。

6 · 請求の範囲第 5項に記載の車両用プログラム開発支援方法において、前記プログラム主成ステップでは、前記プログラム生成装置に入力された整数変換条件に従った車両制御プログラムが生成される車両用プログラム開発支援方法。

7 . 車両の制御仕様を入力する入力手段と、

前記制御仕様に基づいて、車両制御プログラムの車両用コードを生成するプログラム生成手段と、

前記車両制御プログラムを外部の車両 E C Uにダウンロードするダウンロード手段と、

前記車両 E C Uで前記車両制御プログラムを実行した実行結果を出力する出力手段と、

を含む車両用プコグラム開発支援装置。

8 . 車両の制御仕様を表すデ一夕フローチャートおよびステートフ口一チヤ一トを作成するチヤ一ト作成機能と、

作成されたチ—ートに基づいて、車両 E C Uで処理される整数ロジックで構成された車両制御プコグラムの車両用コ一ドを生成するプログラムコード生成機能と、

を有する車両用プログラム開発支援装置。

9 . 請求の範囲第 8項に記載の車両用プログラム開発支援装置において、物理値に対応する浮動小数点数および浮動小数点数から変換された整数をそれぞれ適用して前記デ一タフ口一チヤ一卜のシミユレ一ションを行い、浮動小数点数および整数のシミユレーシヨン結果を出力するシミユレーション機能を有する車両用プログラム開発支援装置。

1 0 . 請求の範囲第 9項に記載の車両用プログラム開発支援装置において、浮動小数点数および整数を適用したときのシミユレ一シミン結果の相違を判定可能なように、整数のシミユレ一シヨン結果から浮動小数点数を逆算した結果を表示する車両用プログラム開発支援装置。

1 1 . 請求の範囲第 1 0項に記載の車両用プログラム開発支援装置において、前記デ一夕フローチャートのブロックシンボルに、浮動小数点数、整数、浮動小数点数から整数への整数変換条件、および該整数変換条件を用いて浮動小数点数から整数を逆算した結果、についての情報をもたせる車両用プログラム開発支

1 2 . 請求の範囲第 1 1項に記載の車両用プログラム開発支援装置において、前記シミユレーシヨン結果に基づいて前記整数変換条件を調整可能である車両用プログラム開発支援装置。

1 3 . 請求の範囲第 8項〜第 1 2項のいずれかに記載の車両用プログラム開発支援装置において、

前記ステートフローチャート上で同一階層の複数の前記データフローチヤ一トを実行する順番を定義する優先付け機能を有する車両用プログラム開発支援装置

1 4 . 請求の範 E第 8項〜第 1 3項のいずれかに記載の車両 ¾プログラム開発支援装置において、

前記デ一タフ匚一チャート内の所望のシンボル接続ラインを選択して所望のラベルを付けるラベリング機能を有し、

該当個所の変数名として前記ラベルを用いた前記車両用ニードが生成される車両用プログラム開発支援装置。

1 5 . 請求の範匿第 8項〜第 1 4項のいずれかに記載の車両用プログラム開発支援装置において、

前記車両用コ一ドを生成するときに、前記データフローチャート内の複数のブロックシンボルに対応する複数の処理をグルーピングするグ几一ビング機能を有する車両用プログラム開発支援装置。

1 6 . 請求の範囲第 1 5項に記載の車両用プログラム開発支援装置において、グルーピングされるブロックシンボルの数を規定する所定のグルーピング制限条件に従ってグルーピングを行う車両用プログラム開発支援装置。

1 7 . 請求の範囲第 1 5項または第 1 6項に記載の車両用プログラム開発支援装置において、

前記デ一タフ π—チャート内の所望のシンボル接続ラインを選択して所望のラベルを付けるラベリング機能を有し、

前記ラベルをけられた箇所が、グルーピングの区切りとされる車両用プログラム開発支援装置：

1 8 . 請求の範 S第 8項〜第 1 7項のいずれかに記載の車両用プログラム開発支援装置において、

前記プログラ—コ一ド主成機能により、一般の Cコ一ドを車両 E C Uに適合するように変形した車両用 Cコードが生成される車両用プログラム開発支援装置。

1 9 . 車両の制 ί£辻様を表すデータフローチヤ一トおよびステートフローチヤ一トを作成するチート作成機能と、

作成されたチ —卜に基づいて、車両 E C Uで処理される整数ロジックで構成された車両制御プコグラムの車両用コ一ドを生成するプログラムコード生成機能と、

をコンビユー？：：:実現させるためのプログラムを記録した、車両用プログラム開発支援に用いられるコンピュータ読取可能な記録媒体。