JP2008077464A - Modeling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のモデル作成装置、及びシステムに関し、特に、モデル化対象の車両の構成部分を機能モデル化し、モデル作成装置を画面からの操作、またはネットワークからモデルの変更、および追加することにより、車両のモデルの機能・性能を変更することを可能とする車両の実機シミュレーション機能を有したモデル作成装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle model creation device and system, and more particularly, by making a functional model of components of a vehicle to be modeled, and by operating the model creation device from a screen or changing and adding a model from a network. The present invention relates to a model creation device having an actual vehicle simulation function that makes it possible to change the function / performance of a vehicle model.
近年、車両電子制御方法の普及にともない車両の機能・性能が複雑化していて、車両の設計においてメカニカル要素に加えて計測制御装置と合わせた設計する例が増大している。 In recent years, with the spread of vehicle electronic control methods, the functions and performances of vehicles have become more complex, and in the design of vehicles, examples of designing in combination with measurement control devices in addition to mechanical elements are increasing.
これらの電子制御方式の車両の開発において制御対象はメカニカル要素が多く個々機能を理解し設計することが多く制御対象に関する技術者を必要とし、また計測制御部分の開発においては、電子回路技術者、制御技術者、ソフトウエア技術者等の広範囲な技術者を多く必要として、またこれらのお互いの技術分野がことなることもあり、電子制御方式の車両の開発において、試作、実装、および検証に多くに時間を要していた。 In the development of these electronically controlled vehicles, the controlled object has many mechanical elements and often understands and designs individual functions, and requires engineers related to the controlled object. In the development of the measurement control part, an electronic circuit engineer, A large number of engineers such as control engineers, software engineers, etc. are required, and these technical fields may differ from each other. In the development of electronically controlled vehicles, they are often used for prototyping, mounting, and verification. It took time to.
このような電子制御方式の車両の開発においては制御項目の増大とともに、設計ミス等の試作、実装、および検証の効率向上のために、検証の前倒し、および制御対象の、もしくは計測制御部分の組合せ検証でのどちらか一方をモデルで代用するモデルベースド開発手法が取り入れられている。さらに、作成した車両モデルと同じ入出力信号を用いて実機車両を実動作させる実機シミュレーションが行なわれている。 In the development of such an electronically controlled vehicle, the control items increase, and in order to improve the efficiency of prototyping, mounting, and verification of design errors, etc., the verification is advanced and the control target or measurement control part is combined. A model-based development method that substitutes either model for verification with a model is adopted. Furthermore, an actual machine simulation is performed in which an actual vehicle is actually operated using the same input / output signals as the created vehicle model.
モデルベースド開発においては、車両の構成部分をモデル構成要素部分に区分し、機能モデル化し、機能モデルの集合体としての車両の統合モデルを作成することが行なわれている。これらの機能モデルを作成するソフトウエアについては、最近オブジェクト指向プログラミングと称されるソフトウエアの設計目的を明確化することにより言語に依存しない、設計からシステムの保守まで一貫したソフトウエアの記述方法が普及している。これらのオブジェクト指向プログラミング技法については「オブジェクト指向方法論OMT」1992年 凸版印刷株式会社から解説書が発行されている。 In model-based development, a component part of a vehicle is divided into model component parts, converted into a functional model, and an integrated model of the vehicle as an aggregate of functional models is created. For software that creates these functional models, there is a language-independent, consistent software description method from design to system maintenance by clarifying the software design objectives recently called object-oriented programming. It is popular. About these object-oriented programming techniques, "Object-oriented methodology OMT" 1992 Toppan Printing Co., Ltd. issued a manual.
この言語に依存しない、設計からシステムの保守まで一貫したソフトウエアの記述方法を用いると、電子制御方式の車両のモデルの開発においては、電子回路技術者、制御技術者がソフトウエア技術の詳細についての知識を有さずに計測制御部分を汎用化し、プログラミング技法を階層構造のオブジェクト指向記述、およびグラフィカル表記方法を用いることより、車両のモデルの構築時点、性能・機能変更時点、及び保守時点において分業化をはかれることが可能とされている。 Using a consistent software description method from design to system maintenance that does not depend on this language, the electronic circuit engineer and control engineer are responsible for the details of the software technology in the development of electronically controlled vehicle models. Generalization of the measurement control part without knowledge of the system, and the programming technique using the hierarchical object-oriented description and the graphical notation method, at the time of vehicle model construction, performance / function change time, and maintenance time The division of labor is possible.
実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムを実現する為の具体的なハードウエア、およびソフトウエアを動作させるため、およびモデル構成要素の実行形式のプログラムファイルを自動生成するためには特定のプログラミング言語を用いて実装する必要があるが、このオブジェクト指向のプログラミングが可能で、実行形式のプログラムファイルを自動生成できるプログラミング言語として最近、比較的容易に入手可能となっているＳｉｍｕｌｉｎｋソフトウエアがある。 A specific programming language is required to operate specific hardware and software for realizing a model creation system with an actual machine simulation function, and to automatically generate an executable program file of model components. Recently, there is Simulink software that is relatively easily available as a programming language that can perform object-oriented programming and can automatically generate an executable program file.
また、モデル化対象の車両の構成部分の部分変更を必要とする場合、使用現場での現場技術者による部分変更が簡便に行なえるモデル作成装置の要求も多く、全体システムに影響を与えない範囲での部分変更を実現する要求も多い。
このためには、全体システムへの知識が必要なく部分変更が容易に実施でき且つ部分変更をした場合、全体システム動作を容易に確認・保証するモデル作成装置が必要とされている。
In addition, if there is a need to change the parts of the vehicle to be modeled, there are many requests for a model creation device that can be easily changed by a field engineer at the site of use, and does not affect the overall system. There are many requests to implement partial changes in
For this purpose, there is a need for a model creation device that can easily perform a partial change without requiring knowledge of the entire system and that easily confirms and guarantees the operation of the entire system when the partial change is made.
これらの試みとして特許文献１がある。回路共通化、画面での「仮想計測器」の概念は同じと言える。しかしこの特許文献１で想定している計測器は、その計測器のみの機能を組立、変更するものであり、車両の全体、および構成部分の変更を目的とし実機シミュレーション機能も含めたモデル作成装置とは言えない。
There exists
電子制御方式の車両の開発において、計測制御部分に関する電子回路技術者、制御技術者がソフトウエア技術を必要とせずに、車両各部分の計測制御部分を含めた設計、および部分変更をするためには、階層構造のオブジェクト指向記述、およびグラフィカル表記方法を用いたオブジェクト指向プログラミング技法を取り入れ、車両各部分の計測制御部分を機能モデル化し、作成したソフトウエアの検証、および制御対象の実機と合わせたシミュレーションが出来るモデル作成装置が必要とされている。 In the development of electronically controlled vehicles, electronic circuit engineers and control engineers related to measurement control parts do not need software technology to design and change parts of vehicle parts including measurement control parts. Incorporates hierarchical object-oriented description and object-oriented programming techniques using graphical notation methods, functionally models the measurement control parts of each vehicle part, verifies the created software, and matches the actual machine to be controlled There is a need for a model creation device capable of simulation.
これらのモデル作成装置はソフトウエア技術の知識を必要とせず、計測制御対象の技術要素知識のみで操作可能とする為に、直感性のあるモデル化技法の実現、および汎用のコンピュータ技法と同等の操作、表示機能を取り入れたグラフィック表示の実現が望まれている。 These model creation devices do not require knowledge of software technology, and can be operated with only knowledge of the technical elements of measurement and control, so that intuitive modeling techniques can be realized and equivalent to general-purpose computer techniques. Realization of graphic display incorporating operation and display functions is desired.
従来の開発に用いられている車両の計測制御用のシミュレーションシステムではシステムを構築するのに必要な計測装置、解析装置、シミュレーション装置、制御装置は別個独立に構成されており、シミュレーション装置上で作成された動作モデルはシミュレーション用途にしか用いることが出来ず、動作モデルを制御装置に組み込むためには、別途動作モデルのプログラミング作業が必要であり、また、計測装置の制御部分に必要なプログラミング等もしなければならなかった。 In the simulation system for vehicle measurement and control used in conventional development, the measurement device, analysis device, simulation device, and control device necessary to build the system are configured independently and created on the simulation device. The motion model can only be used for simulation purposes. In order to incorporate the motion model into the control device, it is necessary to separately program the operation model, and also to perform programming necessary for the control part of the measurement device. I had to.
本発明は、電子制御方式の車両の計測制御部分を含めた実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムの構築技術者は通常、計測制御対象物の知識、また電気回路・ソフト技術の知識、および計測制御部分に対する知識が要求されていて、分業化が困難であったことに対して、実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムを汎用化し、プログラミング技法として階層構造のオブジェクト指向記述、およびグラフィカル表記方法を用いることにより、モデル作成システムの構築時点、性能・機能変更時点、及び保守時点において分業化をはかれることを目的としている。 In the present invention, a construction engineer of a model creation system having an actual machine simulation function including a measurement control part of an electronically controlled vehicle usually has knowledge of a measurement control object, knowledge of electric circuit / software technology, and measurement. In response to the fact that knowledge of the control part was required and division of labor was difficult, a model creation system with a real machine simulation function was generalized, and a hierarchical object-oriented description and graphical notation method were used as programming techniques. It is intended to be used for division of labor at the time of construction of the model creation system, the time of performance / function change, and the time of maintenance.
また、実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムの部分変更を必要とする場合、使用現場での現場技術者による部分変更が簡便に行なえるモデル作成システムの要求も多く、全体システムに影響を与えない範囲での部分変更を実現する要求も多い。このためには、全体システムへの知識、および、ソフトウエア知識を必要とせずに部分変更が容易に実施でき且つ部分変更をした場合、全体システム動作を容易に確認・保証するシステムが必要とされている。 In addition, when a partial modification of a model creation system with an actual machine simulation function is required, there are many requests for a model creation system that can be easily modified by a field engineer at the site of use, and the entire system is not affected. There are many requests to realize partial changes in the range. For this purpose, a system is required that can be easily changed without requiring knowledge of the entire system and software, and can easily confirm and guarantee the operation of the entire system when the partial change is made. ing.
このためには、実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムを全体モデルの構成・構造、および構成部分をモデル構成要素部分に区分し、機能モデル化し表記するブロック化、およびモデル化表記方法が必要とされる。また、全体モデルと構成部分との関係を理解するために階層構造表記方法が必要とされる。また、構成部分間の関係が直感的に理解可能な表記方法として機器の物理的な動きを表現できるエネルギー表記動作モデルでの表記が望まれている。 For this purpose, a model creation system with an actual machine simulation function needs to be divided into a model component part by dividing the structure and structure of the entire model into model component parts, and a functionalization modeled block and a modeling notation method are required. Is done. Also, a hierarchical structure notation method is required to understand the relationship between the overall model and the components. In addition, a notation method using an energy notation operation model capable of expressing the physical movement of the device is desired as a notation method in which the relationship between components can be intuitively understood.
さらに、種々の制御対象を含めた実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムに対応するためには階層化された構成部分が、全体的に統合可能な構成となっていて、各構成部分が再使用可能とできる必要がある。 Furthermore, in order to support a model creation system with a real machine simulation function including various control targets, the hierarchized component parts can be integrated as a whole, and each component part can be reused. It must be possible and possible.
また、実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムの全体モデル、もしくは構成部分のソフトウエアが上記のような動作モデルで完成しても、実際の制御装置に組み込み動作確認をするためには動作モデルで実機を動作させるシミュレーション機能が必要でありこのためには、個々の機能モデルは実機、または実機の各構成部分と実質的に同一機能を有している必要がある。 In addition, even if the overall model of the model creation system with the actual machine simulation function or the software of the constituent parts is completed with the operation model as described above, it is necessary to use the operation model to check the built-in operation in the actual control device. A simulation function for operating an actual machine is required. For this purpose, each functional model needs to have substantially the same function as the actual machine or each component of the actual machine.
実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムの全体モデル、および各構成要素の表記方法が直感的に理解可能なモデル化手法で表記されても新たなモデル、または構成部分の追加・変更方法は種々の方法があり、それらの設計を全て整合性を有して設計することは、現段階では困難と言える。このためには、モデル作成システムの全体モデル、および各構成要素の設計段階で、全体モデル、および各構成要素の表記方法、および表記に必要な項目を漏れなく記述する為の表記ツールが必要とされている。 There are various ways to add / change new models or components even if the whole model of the model creation system with actual machine simulation function and the notation method of each component is expressed by intuitive modeling methods. There are methods, and it can be said that it is difficult at this stage to design all of them with consistency. For this purpose, a notation tool is required to describe the entire model and the notation method of each component and the items necessary for notation in the overall model of the model creation system and the design stage of each component. Has been.
さらに、実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムの全体モデル、および各構成要素の整合性を実現する為に、設計可能性の範囲を操作部・表示部を利用したグラフィカルユーザインタフェース(ＧＵＩ)手法で表示制限し、整合性のある設計条件を選択しながら設計していくＧＵＩ設計手法が必要とされている。 Furthermore, in order to realize the overall model of the model creation system with actual machine simulation function and the consistency of each component, the range of design possibility is determined by the graphical user interface (GUI) method using the operation unit and display unit. There is a need for a GUI design method for design while restricting display and selecting consistent design conditions.
さらに、一旦設計された実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムの全体モデル、および各構成要素が、整合性を有し全体として機能しているかを確認する、整合性不具合の表示、ソフトウエアでのシミュレーション手法も望まれている。 In addition, the overall model of the model creation system that has been designed once and the model creation system, and whether each component is consistent and functioning as a whole are displayed. Simulation techniques are also desired.
また、実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムの全体モデルはすでに存在し、ある構成部分を新たに追加、もしくは変更する場合には、この整合性確認、および全体システム確認は特に必要とされている。 In addition, there is already an overall model of a model creation system with an actual machine simulation function, and this consistency check and overall system check are particularly necessary when a new component is added or changed. .
さらに、実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムの全体モデル、もしくは構成部分のソフトウエアが上記のような動作モデルで完成しても、実際の制御装置に組み込み動作確認をするためには、動作モデルを実機のプログラミング言語を生成する機能も必要とされている。 Furthermore, even if the overall model of the model creation system with the actual machine simulation function or the software of the component part is completed with the operation model as described above, in order to check the built-in operation in the actual control device, the operation model There is also a need for the ability to generate a real programming language.
また、一旦完成した統合モデルを用いて、個々の部分の設計変更、他の計測制御装置のソフトウエアの入れ替え、性能確認を実施する場合は、全体モデルの構成・構造が分からなくても、部分性能を確認でき、全体性能が分かれば計測制御装置、及びシステムは問題ないとされることが多い。
従って、個別部分のソフトウエアを機能ブロック化して、記述方式を統一することにより個別部分の接続性を容易にすることは、計測制御装置、及びシステムの新規設計に於いても、また、使用段階でも計測制御装置、およびシステムへの機能の追加、方式変更等の自由度が大きく増加することが期待できる。
In addition, when an integrated model that has been completed once is used to change the design of individual parts, replace software of other measurement control devices, or check the performance, the parts of the entire model can be understood even if the structure and structure are unknown. If the performance can be confirmed and the overall performance is known, the measurement control device and system are often regarded as no problem.
Therefore, the software of the individual parts is made into functional blocks and the description method is unified so that the connectivity of the individual parts is facilitated, even in the new design of the measurement control device and system. However, it can be expected that the degree of freedom in adding functions and changing methods to the measurement control device and system will increase greatly.
また、実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムは色々な環境下、電圧・電流・インピーダンス測定器、振動解析器、波形解析器、圧力・力計測器、計量器、分析器、生体信号解析器のように用途に応じて、外部制御機器と接続して、計測、及び制御システムとして用いられることが多くなり、機能・性能を常時維持すると共に、不具合発生時にはいち早く対応する必要性が増加している。このためには、計測制御システムについて同じような方法で性能・機能、または不具合個所を早く見つけるために同一構成を有する計測制御システムは、保守性からも極めて有効な方法と思われる。 In addition, the model creation system with actual machine simulation functions is available in various environments, including voltage / current / impedance measuring instruments, vibration analyzers, waveform analyzers, pressure / force measuring instruments, measuring instruments, analyzers, and biological signal analyzers. Thus, depending on the application, it is often used as a measurement and control system by connecting with external control equipment, and while maintaining functions and performance at all times, the need to respond quickly when a problem occurs is increasing. . For this purpose, a measurement control system having the same configuration in order to quickly find performance / functions or failure points in a similar manner with respect to the measurement control system is considered to be an extremely effective method in terms of maintainability.
これらの状況に鑑み、実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムを全体モデル、および各構成要素を構成する構成部分の整合性を有した方法で作成し、その各々のカスタマイズをそれに関連するソフトウエアのみで行うことができ、また実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムを全体モデル、および各構成要素を構成する構成部分をソフトウエアの変更で機能・性能を変更でき、かつ実機車両をシミュレーション確認ができる全体モデル、および各構成要素を構成する構成部分のモデル作成ツールのモデルビルダーを考案した。 In view of these circumstances, a model creation system with an actual machine simulation function is created with a method that has consistency of the entire model and the component parts that make up each component, and customization of each is only available for the related software It is possible to change the function and performance of the model creation system with the actual machine simulation function as a whole model and the components constituting each component by changing the software, and the simulation of the actual vehicle can be confirmed A model builder was devised for creating a model for the overall model and the component parts that make up each component.
本考案の実機シミュレーション機能を有したモデル作成システム用のモデルビルダーは、最近、ソフトウエアの製作方法として多く用いられているオブジェクト指向の、システム分析手法およびシステム構築法を計測・制御システムの構成方法、ハードウエア、およびソフトウエアの設計方法に用いたもので、計測・制御システムを、各構成モデル、および統合されたモデルで構築することにより汎用性の高い設計方法により実現したものである。 Model builder for model creation system with real machine simulation function of the present invention is an object-oriented system analysis method and system construction method that is widely used as a software production method recently. It is used in the design method of hardware and software, and is realized by a highly versatile design method by constructing a measurement / control system with each configuration model and an integrated model.
本発明の実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムを画面からの操作、またはネットワークからソフトウエアの変更で各種用途に対応できるシステムを実現するためには実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムを、有限個数の機能部分に区分し、信号入力部分のように機能が回路要素で決定される場合はその各部分を変更可能性を組み入れた電子回路で設計すると共に、各部分をソフトウエアで制御できるように設計することで、また演算・信号処理部分のようなソフトウエアで変更可能な部分はソフトウエアを機能ブロック化することにより汎用化が実現している。 In order to realize a model creation system having an actual machine simulation function according to the present invention by operating from the screen or changing the software from the network, the model creation system having an actual machine simulation function is limited. When the functions are determined by circuit elements, such as signal input parts, each part is designed with an electronic circuit incorporating the possibility of change, and each part can be controlled by software. In addition, the parts that can be changed by software, such as the arithmetic / signal processing part, are realized by making the software into functional blocks.
このような画面からの操作、またはネットワークからソフトウエアの変更で各種用途に対応できる実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムを実現するためには、ソフトウエアを機能ブロック化すると共に、離散事象制御、論理制御、及び数値制御という、それぞれ固有の手法をつなぎ目なしに統合しなければならず、新しい概念とモデリング技法とプログラミング技法で実現している。 In order to realize a model creation system with a real machine simulation function that can handle various applications by operating from the screen or changing the software from the network, the software is made into functional blocks, discrete event control, The unique methods of logic control and numerical control must be integrated seamlessly, and are realized by new concepts, modeling techniques, and programming techniques.
さらに、実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムの全体モデル、および各構成要素の表記方法階層モデルで表現して、個々のモデルの構築、及び接続方法について、個々部分が機能的に独立し、かつその機能性能がモデルの構築、及び接続方法により整合性を失わないような設計方法を用いた。これにより、ソフトウエアのみで個々部分の変更が可能となると共に、ソフトウエアの変更、及び追加は外部ネットワークで行なうことも可能となっている。この際、個々機能要素が独立して、かつ階層構造を有していることが管理上有効となる。 Furthermore, the whole model of the model creation system having a real machine simulation function and the notation method of each component element are expressed in a hierarchical model, and the individual parts are functionally independent for the construction and connection method of each model, and A design method was used so that the functional performance did not lose consistency by model construction and connection method. As a result, it is possible to change individual parts only with software, and it is also possible to change and add software on an external network. At this time, it is effective for management that the individual functional elements are independent and have a hierarchical structure.
この方法による計測・制御装置を動作させる為には、具体的なハードウエア、およびソフトウエアを動作させるためには特定のプログラミング言語を用いて実装する必要があるが、本発明ではＳｉｍｕｌｉｎｋソフトウエアを用いている。 In order to operate the measurement / control apparatus according to this method, it is necessary to implement specific hardware and software using a specific programming language. However, in the present invention, the Simulink software is installed. Used.
このオブジェクト指向のプログラミング言語は、言語で用いている構造が本発明の構造と類似しているオブジェクト指向のプログラミング言語であれば、言語の種類は重要ではない。 In this object-oriented programming language, the type of language is not important as long as the structure used in the language is an object-oriented programming language similar to the structure of the present invention.
本発明はモデル作成システムを構成する、各機能部分について、入出力端子構造をもつ有向モデリング方法として用い、前記機能部分を有向モデリング構造として共通化し、システムの統合を容易にすることにある。有向性を有する入出力端子信号とすることで個々構成要素の接続整合性の確認を容易にしている。また、システム構築方法として機能性能がモデルの構築、及び接続方法により整合性を失わないようなトップダウン的設計方法を用いている。 The present invention uses a directed modeling method having an input / output terminal structure for each functional part constituting a model creation system, and makes the functional part common as a directed modeling structure to facilitate system integration. . By using the directional input / output terminal signal, it is easy to check the connection consistency of the individual components. Further, as a system construction method, a top-down design method is used in which the functional performance does not lose the consistency due to the model construction and connection method.
このためには機能性能がモデルの構築、及び接続方法により整合性を失わせないために、システム記述方法を統一化することが必要であり、このためには、本発明では統合モデルの構造、記述方法の統一、およびその統合モデルでの整合性確認方法を用いている。 For this purpose, it is necessary to unify the system description method so that the functional performance does not lose consistency by the model construction and connection method. For this purpose, the present invention requires the structure of the integrated model, The description method is unified, and the consistency check method in the integrated model is used.
記述方法の統一、および統合モデルの構造として、以下の要件が有る。
１）階層構造を有していること
２）階層化されたモデルは、統合されていること。
３）一度作成したモデルの各部分を再使用できること
４）表記される機能は機器の物理的な動きを表現できるエネルギー表記動作モデルであること
５）計測・制御をつかさどる電気的結線は表記することなく、確認手段があること
There are the following requirements for the unified description method and the structure of the integrated model.
1) Having a hierarchical structure 2) Hierarchized models must be integrated.
3) Each part of the model once created can be reused. 4) The function to be described is an energy notation operation model that can express the physical movement of the equipment. 5) The electrical connection that controls measurement and control must be indicated. There is no confirmation means
モデル作成システムの全体モデル、および各構成要素の表記方法が直感的に理解可能なモデル化手法で表記されても新たな計測制御システム、または構成部分の追加・変更方法は種々の方法があり、それらの設計を全て整合性を有して設計することは、現段階では困難と言える。このためには、モデル作成システムの全体モデル、および各構成要素の設計段階で、全体モデル、および各構成要素の表記方法、および表記に必要な項目を漏れなく記述する為の表記ツールとしてモデルビルダーを考案し、表記方法をあらかじめ用意されている構成画面に従い、構成ツールを選択表記していく方法を用いている。 There are various methods for adding and changing new measurement control systems or components even if the whole model of the model creation system and the notation method of each component are expressed by a modeling method that can be intuitively understood. It can be said that it is difficult at this stage to design all these designs with consistency. For this purpose, the model builder as a notation tool to describe the overall model and the notation method of each component and the items required for notation without omission in the overall model of the model creation system and the design stage of each component Is used, and the notation method is selected according to the composition screen prepared in advance.
構成画面は、汎用コンピュータで用いられているウインド表記方法を用いて、本モデルビルダーの主要部分の全体モデル、および各構成要素を設計するデザイナーウインドは、同一機能画面を設計者の使用目的に合わせる形で、各ブロック間をエネルギー状態・移動量で表記するエネルギービュー、計測信号および制御信号で表した計測制御ビュー、および計測制御部分との接続状態を表す配置ビューをアイコン、ダイアログ、マウスを使用いて選択表示可能としている。 The configuration screen uses the window notation method used in general-purpose computers, and the overall model of the main part of this model builder and the designer window that designs each component match the same function screen to the intended use of the designer. Use icons, dialogs, and mouse for the energy view that expresses the energy state and movement amount between each block, the measurement control view that shows the measurement signal and control signal, and the layout view that shows the connection state with the measurement control part. And can be selected and displayed.
さらに、モデル作成システムの全体モデル、および各構成要素の整合性を実現する為に、モデルの新たな設計、もしくは設計変更する際には設計ウインドを使用し、設計可能性の項目、および範囲を表示した中から選択し設定する方法により、整合性のある設計条件を選択しながら設計していく設計手法を用いている。 Furthermore, in order to realize consistency of the entire model of the model creation system and each component, a design window is used when a model is newly designed or changed, and items and ranges of design possibility are set. A design method is used in which design is performed while selecting consistent design conditions by selecting and setting the displayed items.
さらに、ウインド表記方法の多面性を利用して操作者の設計補助の為に、前述デザイナーウインド以外に、デザイナーウインドで全体モデルを作成する場合に利用できる個々機能要素ごとにモデル構成要素格納部に保存されているライブラリファイルを表示するライブラリウインドを用いている。 Furthermore, in order to assist the operator's design by utilizing the multifaceted nature of the window notation method, in addition to the designer window, a model component storage unit is provided for each individual functional element that can be used when creating an overall model in the designer window. A library window that displays saved library files is used.
また、実機シミュレーションを行なう場合ＥＣＵ等の制御機器を使用してモデル化対象の制御を行なうことが多くなり、ソフトウエアのみで実機モデル化対象を動作させるＲＰＴ、ＥＣＵで実機モデル化対象を動作させながら一部をソフトウエアで動作させるＨＩＬの様に制御機器にＥＣＵを用いたり、ＥＣＵの代わりに本発明のようなモデル作成システムを目的に応じて使い分ける方法が増加している。 Also, when performing actual machine simulation, control of the modeling target is often performed using a control device such as an ECU, and the actual machine modeling target is operated by the RPT and ECU that operate the actual machine modeling target only by software. However, there are increasing methods of using an ECU as a control device, such as an HIL that is partially operated by software, or using a model creation system such as the present invention instead of the ECU according to the purpose.
モデル作成システムでは、ＲＰＴ／ＨＩＬウインドをもうけ、デザイナーウインドでの設計時にソフトウエアでの実機シミュレーション、ＨＩＬ、および個別制御用のロジック回路作成等の多様性を負荷している。 In the model creation system, an RPT / HIL window is provided, and loads such as real machine simulation in software, HIL, and creation of logic circuits for individual control are loaded when designing in a designer window.
これらの手法により、本モデルビルダーは操作部・表示部を利用したＧＵＩ手法により、計測制御システムの全体モデル、および各構成要素のモデル作成、作成したモデルで実機シミュレーションが可能、ＲＰＴ、ＨＩＬシステムとして接続が可能なモデルビルダーを実現している。 With these methods, this model builder can create a real machine simulation with the created measurement and control model, and the model of each component by GUI method using the operation unit / display unit. RPT, HIL system A model builder that can be connected is realized.
即ち、モデル作成装置であって、モデル化対象の車両各部分を有限個数のモデル構成要素に分割し、前記モデル構成要素が整合性を有して接続される車両の統合モデルを作成し、前記モデル構成要素のハード、及びソフトウエアを独立的に構成し、実装形式に従って設計し、モデル化対象の車両の統合モデル、モデル構成要素、または後から追加するモデル構成要素をユーザに提供し、前記モデル構成要素のソフトウエア部分のプログラムを変更することにより前記モデル化対象の車両の機能・性能が変更でき、かつ前記モデル構成要素の実行形式のプログラムファイルを自動生成することを特徴とする車両のモデル作成装置である。 That is, in the model creation device, each part of the vehicle to be modeled is divided into a finite number of model components, and an integrated model of the vehicle in which the model components are connected with consistency is created, The model component hardware and software are independently configured, designed according to the implementation format, and the user is provided with an integrated model of the vehicle to be modeled, a model component, or a model component to be added later, By changing the program of the software part of the model component, the function / performance of the vehicle to be modeled can be changed, and a program file of the execution format of the model component is automatically generated. It is a model creation device.
また構成要素からは モデル化対象の車両各部分をモデル構成要素、および車両の統合モデルをハード、及びソフトウエアを表現するグラフィック方法で表現され、お互いのモデル構成要素が有向システムとして接続され
（１）グラフィカルユーザインタフェースのディスプレイ上で前記モデル構成要素、および統合モデルをハード、及びソフトウエアを示すアイコンを生成し表示する手段と、
（２）前記ディスプレイ上で、入力手段からの操作に基づいて、前記アイコンの属性を与えると同時に該アイコンを指定された位置に配置する手段と、
（３）前記ディスプレイ上で、前記アイコンを有向システムとして接続すると同時に、前記接続条件の属性および、前記接続方法と前記アイコンに対応する接続端子との関係を確定する手段と、
（４）前記ディスプレイ上に表示されるアイコンがお互いのモデル構成要素の整合性が確立できるアイコンのみを選択的に表示する整合性検証手段と、
（５）前記モデル構成要素のハード、及びソフトウエアの機能、および表示アイコン、及びモデル構成要素間の有向システムとして接続する接続条件の属性および、前期接続方法の間の確定された関係をソースプログラムデータとして記憶する手段と、
（６）前記ソースプログラムデータから実行可能な制御プログラムを生成する手段と、
（７）前記実行可能な制御プログラムを実行する手段と
を備えた車両のモデル作成装置である。
In addition, from the components, each part of the vehicle to be modeled is represented as a model component, and the integrated model of the vehicle is represented by a graphic method that represents hardware and software, and each model component is connected as a directed system ( 1) means for generating and displaying icons indicating hardware and software for the model components and the integrated model on a display of a graphical user interface;
(2) On the display, on the basis of an operation from the input unit, the attribute of the icon is given, and at the same time, the icon is arranged at a designated position;
(3) On the display, the icon is connected as a directed system, and at the same time, the attribute of the connection condition and the means for determining the relationship between the connection method and the connection terminal corresponding to the icon;
(4) Consistency verification means for selectively displaying only icons that can be used to establish consistency between the model components of the icons displayed on the display;
(5) Sources of hardware and software functions of the model component, display icons, attributes of connection conditions to be connected as a directed system between model components, and a fixed relationship between the previous connection methods Means for storing as program data;
(6) means for generating an executable control program from the source program data;
(7) A vehicle model creation device including means for executing the executable control program.
またグラフィカルユーザインタフェースのディスプレイ上で前記モデル構成要素、および車両の統合モデルをハード、及びソフトウエアを示すアイコンを生成し表示する手段は、前記車両の統合モデルから、前記モデル構成要素まで、階層構造で表示され、前記モデル構成要素のハード、及びソフトウエアを示すアイコンを生成し表示方法は、各モデル構成要素について、エネルギービュー、計測制御ビュー、および配置ビュー表示機能を備えたことを特徴とする車両のモデル作成装置である。 Means for generating and displaying icons indicating hardware and software for the model component and the vehicle integrated model on the display of the graphical user interface is a hierarchical structure from the vehicle integrated model to the model component. The method for generating and displaying icons indicating the hardware and software of the model component is provided with an energy view, a measurement control view, and an arrangement view display function for each model component. A vehicle model creation device.
ディスプレイ上に表示されるアイコンがお互いのモデル構成要素の整合性が確立できるアイコンのみを選択的に表示する整合性検証手段は、ディスプレイ上に整合性が確立できるアイコンのみを選択的に表示するデザイナーウインドを備えたことを特徴とする車両のモデル作成装置ともいえる。 Consistency verification means for selectively displaying only icons that can establish the consistency of each other's model components as icons displayed on the display is a designer that selectively displays only icons that can establish consistency on the display. It can also be said to be a vehicle model creation device characterized by having a window.
従来は、自動制御システムを構築するのに必要な計測装置、解析装置、シミュレーション装置、制御装置は別個独立に構成されており、シミュレーション装置上で作成された動作モデルはシミュレーション用途にしか用いることが出来ず、動作モデルを制御装置に組み込むためには、別途動作モデルのプログラミング作業が必要であり、又、計測装置の制御に必要なプログラミング等もソフトウエア技術者が作成しなければならなかった。 Conventionally, the measurement device, analysis device, simulation device, and control device required to construct an automatic control system are configured separately and the operation model created on the simulation device can only be used for simulation purposes. In order to incorporate the operation model into the control device, it was necessary to separately program the operation model, and the software engineer had to create programming necessary for controlling the measurement device.
本発明の動作モデル表記方法、及びシミュレーション方法を用いると、機器の物理的な動きを伴う動作を電子的に制御するメカトロニクス分野の技術者が直感的にモデルを理解できる動作モデルを提供し、煩雑な計測・制御結線を表示しないことから、制御対象を接続しての実機シミュレーション動作実施しながらの制御対象システムに仕様変更やトラブルが発生した時でも、モデルのどの部分が変更されたのか、どの部分にトラブルの原因があるのかを追求することが容易となり、根本的な解決が導かれる。 The operation model notation method and simulation method of the present invention provide an operation model that enables engineers in the field of mechatronics who electronically control operations involving physical movement of equipment to intuitively understand the model, and is complicated. Since the measurement and control connection is not displayed, even if a specification change or trouble occurs in the control target system while the actual machine simulation operation is performed with the control target connected, which part of the model has been changed and which It becomes easy to pursue whether there is a cause of trouble in the part, leading to a fundamental solution.
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明にかかる車両のモデル作成装置による車両の各構成要素を含んだ全体統合モデルの表示例を示している。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a display example of an overall integrated model including each component of a vehicle by a vehicle model creation device according to the present invention.
図１に示すようにモデル作成装置はモデル化対象の車両、および計測制御部分で。例えば車両の性能試験のためのモデル作成装置の使用例として図２の全体構成図に示す様に、スロットル制御部１０、エンジン制御部１３、トランスミッション（トルクコンバータ）制御部１７、ブレーキ制御部２２、および車両の走行速度を計測する為のダイナモメータ制御部３８の複数個の計測制御部分で構成される。
As shown in FIG. 1, the model creation apparatus is a modeled vehicle and a measurement control part. For example, as shown in an overall configuration diagram of FIG. 2 as an example of use of a model creation device for a vehicle performance test, a throttle control unit 10, an
図２では本考案の実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムとしての車両、および各部分のモデル化作成装置と実機シミュレーションでの性能試験用のダイナモメータを同時に表示している全体構成図である。モデル作成システムは計測・制御を掌る制御部６、実機シミュレーション時の車両の走行速度、及びトルクを計測する為のダイナモメータ制御部３８、及び計測を掌る測定部５０、モデルシミュレーション部６０、表示部４０、システム制御部４１、および操作部４２で構成される。
FIG. 2 is an overall configuration diagram in which a vehicle as a model creation system having an actual machine simulation function of the present invention, and a model creation apparatus for each part and a dynamometer for performance test in actual machine simulation are displayed simultaneously. The model creation system includes a
また測定部５０は、入力部５１はＡＤ変換器を有したアナログ入力、およびデジタル入力を有していて、またモデルシミュレーション部はデジタル出力を有していて制御部６によりモデル化対象の車両各部分の計測・制御を行なっていることから、任意の信号を、任意のタイミング、期間、分解能、サンプリング間隔等で入力したり、また外部に制御信号を出力するこれらの機能を用いて、モデル作成装置を外部ネットワークを使用した使用方法も可能としている。 In the measuring unit 50, the input unit 51 has an analog input having an AD converter and a digital input, and the model simulation unit has a digital output. Since the measurement and control of the part is performed, models can be created using these functions that input arbitrary signals at arbitrary timing, period, resolution, sampling interval, etc., and output control signals to the outside. It is also possible to use the device using an external network.
図１はこれらの車両各部分、及び計測制御部分をモデル化した全体モデルの表示例を示している。図１では、車両の全体モデルを個々の構成要素に区分してエンジンＭ１１、クラッチＭ１２、トランスミッション（トルクコンバータ）Ｍ１３、デフＭ１４、車輪Ｍ１５、および車体
Ｍ１６、として表示し、その制御部分として運転者モデルＭ１７、エンジンを制御するＥＣＵ Ｍ２１、トランスミッション（トルクコンバータ）を制御するＥＣＵ Ｍ２２と表示し、さらにモデル作成装置を含んだ計測制御装置Ｍ３１からＭ３４で表示している。
FIG. 1 shows a display example of an overall model obtained by modeling each part of these vehicles and the measurement control part. In FIG. 1, the overall model of the vehicle is divided into individual components and displayed as an engine M11, a clutch M12, a transmission (torque converter) M13, a differential M14, a wheel M15, and a vehicle body M16, and a driver as a control part thereof. A model M17, an ECU M21 for controlling the engine, an ECU M22 for controlling the transmission (torque converter), and measurement control devices M31 to M34 including a model creation device are displayed.
図１に表示される個々の構成要素は、図２の全体構成と対応していて、構成内容の個々構成要素をモデル化し、操作者に分かりやすいアイコンで個々機能要素を表している。また、図１では個々構成要素間のエネルギー、および信号の接続状態を実線、または破線で表示して、個々構成部分間の関係の有無が操作者に直感的に理解できる表示としている。 The individual components displayed in FIG. 1 correspond to the overall configuration of FIG. 2, model the individual components of the configuration content, and represent the individual functional elements with icons that are easy to understand for the operator. In FIG. 1, the energy between the individual components and the connection state of the signals are displayed by solid lines or broken lines so that the operator can intuitively understand whether there is a relationship between the individual component parts.
図１に表示される個々の構成要素は個々構成部分をモデル化を６個の構成要素で表記している。個々構成部分間の関係の有無が操作者に直感的に理解できる図として構成要素を１０個程度の有限個数で、階層構造表記の第1階層として、統一された表記する方法が重要である。第２階層以下は使用目的により異なることが予想され、入出力信号整合性を有して統一された個別ブロックの表記方法を用いることで実現でき、その個数は問題ではない。 The individual components displayed in FIG. 1 are expressed by modeling the individual component parts with six components. As a diagram that allows the operator to intuitively understand whether or not there is a relationship between the individual constituent parts, a unified notation method is important as a first layer of a hierarchical structure notation with a finite number of constituent elements of about ten. The second and lower layers are expected to be different depending on the purpose of use, and can be realized by using a unified notation method of individual blocks having input / output signal consistency, and the number is not a problem.
本発明の目的は、ソフトウエア知識を必要とせずに部分変更が容易に実施でき且つ部分変更をした場合、全体システム動作を容易に確認・保証することを、図２の示された全体構成、および個々の構成要素を意識せずに、図１で示すモデル化された表示画面の操作で実現するモデル作成装置を提供することにある。以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモデル作成装置の詳細について説明する。 The object of the present invention is to make it possible to easily make a partial change without requiring software knowledge, and to easily confirm and guarantee the operation of the entire system when the partial change is made. It is another object of the present invention to provide a model creation apparatus that can be realized by operating the modeled display screen shown in FIG. 1 without being conscious of individual components. The details of the model creation apparatus according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図２に示された全体構成、および個々の構成要素を、図１で示すモデル化された表示画面にモデル化表示し、またソフトウエア知識を必要とせずに部分変更を可能とし、全体モデルでの性能確認が行なえ、また実機車両を計測制御するモデル作成装置のシミュレーション用ソフトウエアの作成ツールとしてモデルビルダーを考案した。 The entire configuration shown in FIG. 2 and individual components are modeled and displayed on the modeled display screen shown in FIG. 1, and partial changes can be made without requiring software knowledge. A model builder was devised as a tool for creating simulation software for a model creation device that can measure and control actual vehicles.
モデルビルダーは図２に示すモデルシミュレーション部６０、表示部４０、システム制御部４１、および操作部４２を用いて実行されるソフトウエアであり、その構成を図３に示す。図３で示す様にモデルビルダーはモデル化されたブロック、およびブロックに係わる入出力パラメータをファイル形式でライブラリ化してモデル構成要素格納部に保存し、表示部および操作部から、モデル作成部６１でブロックライブラリを結合する形でモデル化する方法を用いている。
The model builder is software executed using the model simulation unit 60, the
シミュレーション部６４ではモデル作成部６１で作成した個々構成要素のモデルをＳｉｍｕｌｉｎｋによりシミュレーションコードを生成し、ソフトシミュレーションが実行され、シミュレーションの結果が表示部４０上の表示される。
In the simulation unit 64, simulation codes are generated from the individual component models created by the model creation unit 61 using Simulink, a soft simulation is executed, and the simulation results are displayed on the
モデル作成部６１で作成されたモデルはＳｉｍｕｌｉｎｋモデルで出力されるか、または実機を計測制御するためのＣコード等の実行ファイル形式にデコードされ出力される。制御対象の実機をシミュレーションする場合は制御値設定・修正部６３と介して制御部６に伝達される。
The model created by the model creation unit 61 is output as a Simulink model, or is decoded and output into an executable file format such as C code for measuring and controlling an actual machine. When simulating a real machine to be controlled, it is transmitted to the
モデルビルダーのソフトウエアの基本構成は、プログラミング技法を階層構造のオブジェクト指向記述を行い、オブジェクト素子で作成された一定機能を持つ機能ブロックとして、このソフトウエア部品に関する構成要素の種類とその属性および構成要素間の関係をデータとして記録したファイルを合わせてソフトウエア部品としてブロック化している。
また、機能ブロックについて、記述方式を有向形式の表記とし、ライブラリ間のインタフェースの定義、ブロックライブラリ管理標識、ブロック表示アイコン、入出力パラメータファイルを設けている。
The basic structure of the model builder software is that the programming technique is a hierarchical object-oriented description, and as a functional block with certain functions created by object elements, the types of components related to this software component and their attributes and configuration A file in which the relationship between elements is recorded as data is combined into a block as a software component.
In addition, for the functional blocks, the description method is in a directed format, and an interface definition between libraries, a block library management indicator, a block display icon, and an input / output parameter file are provided.
また、この入出力信号条件を定義した機能ブロック化により独立性が保て、またブロック間を接続して統合動作させても整合性の有る動作が行なえることは、過去のソフトウエアのサブルーチンでの設計手法と同じである。 In addition, in the past software subroutines, it was possible to maintain independence by functional blocks that defined I / O signal conditions, and to perform consistent operations even if blocks were connected and integrated. This is the same as the design method.
機能ブロックは個々ソフトウエア部品を組合わせて構成したもので、論理演算子、回路素子、制御素子、また、実際の測定制御を掌るＡＤ変換器、ＤＡ変換器、フィルタ、スイッチ等のハード回路と対応した機能ブロック、数値データ表などを組合わせて用いることが出来る。またモデル化対象とは制御対象物、制御対象を制御する部分、およびセンサの実際の計測制御対象を機能面から数式モデル、物理モデル等で抽象化したものである。 A functional block is a combination of individual software components, and includes logic operators, circuit elements, control elements, and hardware circuits such as AD converters, DA converters, filters, and switches that handle actual measurement control. Can be used in combination with functional blocks, numerical data tables, and so on. The modeling object is an abstraction of a control object, a part that controls the control object, and an actual measurement control object of the sensor from a functional aspect by a mathematical model, a physical model, or the like.
この機能ブロックを整合性を有しながら、ソフトウエア知識を必要とせずに接続使用するためにグラフィカルユーザインタフェース(ＧＵＩ)の表示器に機能ブロックの表示と共に、接続可能パラメータ、および条件を表示している。
本発明では、統合モデルが個々構成要素間を接続して統合動作させても整合性を有するために、有限個数の個々構成要素で独立性が保て、また個々構成要素間を接続して統合動作させても整合性を有するために、選択された構成要素に応じて個々構成要素の入出力信号の信号項目、信号表記単位、および信号の範囲をあらかじめ求めておき、ＧＵＩ上に選択表記することにより表示する方法を用いている。
In order to connect and use this function block without the need for software knowledge, the function block display and the connectable parameters and conditions are displayed on the graphical user interface (GUI) display for connection and use. Yes.
In the present invention, since the integrated model has consistency even when the individual components are connected to perform the integrated operation, independence is maintained by a finite number of individual components, and the individual components are connected and integrated. In order to maintain consistency even when operated, signal items, signal notation units, and signal ranges of input / output signals of individual components are obtained in advance according to the selected component, and are selectively displayed on the GUI. The display method is used.
機能ブロックの整合性確認はモデル作成部（図２の６１）内の整合性確認は整合性検出手段で行なわれＧＵＩ上に表示されたアイコンをマウスで選択された構成要素について、構成要素毎にファイルとしてモデル構成要素格納部に保存しているライブラリを用いて接続可能構成要素、入出力端子の信号方向、接続可能信号項目の設定されている整合性内容を
選択して表示している。また信号項目、信号表記単位、および信号の範囲が多岐にわたる場合は表記表示を用いていて、操作者が使用／非使用を設定するチェックボックス、誤設定／誤接続の確認およびアラーム表示機能も有している。
以下、本モデルビルダーの構造について説明する。
Consistency check of the functional block is performed by the consistency detection means in the model creation unit (61 in FIG. 2), and the icon displayed on the GUI is selected for each component for each component. Using the library stored in the model component storage unit as a file, the connectable component, the signal direction of the input / output terminal, and the consistency content set in the connectable signal item are selected and displayed. In addition, notation display is used when signal items, signal notation units, and signal ranges are diverse, and there are also check boxes for setting use / non-use by the operator, confirmation of incorrect setting / incorrect connection, and alarm display functions. is doing.
Hereinafter, the structure of this model builder will be described.
モデルビルダーのＧＵＩの表示器に表示されるウインド構成を図４に示す。図４に示す様にモデルを作成、および編集するデザイナーウインド、設計のための保存ライブラリを表示するライブラリウインド、モデルで設定可能なパラメータを表示するパラメータウインド、複数の計測制御装置の状態を表示するターゲット情報ウインド、およびデザイナー、ライブラリ、パラメータウインドを包括するメインウインドで構成される。 The window configuration displayed on the model builder GUI display is shown in FIG. As shown in FIG. 4, a designer window for creating and editing a model, a library window for displaying a saved library for design, a parameter window for displaying parameters that can be set in the model, and the states of a plurality of measurement control devices are displayed. It consists of a main window that includes a target information window and a designer, library, and parameter window.
また、デザイナーウインドは操作者の表示項目の必要性に応じて図５に示すようなエネルギービュー、計測制御ビュー、配置ビューに選択表示が出来る。図５ａはエネルギービューで個々構成要素が物理的にエネルギー関係で接続されていることを示し、ライブラリウインドからマウスでのドラッグアンドドロップで読み込める。全体モデルの概要が理解できる。図５ｂは計測制御ビューで、例えばライブラリウインドからマウスでのドラッグアンドドロップでＥＣＵブロックを読み込むと、ＥＣＵがオブジェクトとして表示される。ここでマウスをドラッグすると制御端子の接続線が表示される。
このビューで制御端子の接続線のインタフェースの定義が行なえる。また図５ｃは配置ビューで計測制御装置との接続関係を示す図でライブラリウインドからマウスでのドラッグアンドドロップで計測制御装置を読み込む。個々の構成要素と計測制御装置との割当、制御線のインタフェースの定義等を行なう。
Further, the designer window can be selectively displayed in the energy view, the measurement control view, and the arrangement view as shown in FIG. 5 according to the necessity of the display items of the operator. FIG. 5a shows that the individual components are physically connected in an energy relationship in the energy view and can be read from the library window by drag and drop with the mouse. Can understand the outline of the overall model. FIG. 5B is a measurement control view. For example, when an ECU block is read from the library window by dragging and dropping with a mouse, the ECU is displayed as an object. If you drag the mouse here, the connection line of the control terminal will be displayed.
In this view, the interface of the control terminal connection line can be defined. FIG. 5c is a diagram showing the connection relationship with the measurement control device in the arrangement view, and the measurement control device is read from the library window by dragging and dropping with the mouse. Assigning individual components and measurement control devices, defining control line interfaces, etc.
モデル化、またはモデルの変更をする場合には、計測制御ビューに表示されている個々構成要素をクリックすることにより設計ウインドが開かれる。図６の例で構成要素として図１での全体モデルのなかでクラッチＥＣＵ
Ｍ２２の設計ウインドの表示例を示す。
When modeling or changing a model, a design window is opened by clicking an individual component displayed in the measurement control view. In the example of FIG. 6, the clutch ECU in the overall model in FIG.
The example of a display of the design window of M22 is shown.
個々構成要素の計測制御ビュー（図５ｂ）に表示されているECUをクリックすると図６ａで示すシステム定義が行なえるECUの入出力端子が表示される。この表示される入出力端子はあらかじめ設定されているECUの設定可能な入出力端子が表示され、誤接続を防止している。 When an ECU displayed in the measurement control view (FIG. 5b) of each component is clicked, the input / output terminals of the ECU capable of performing the system definition shown in FIG. 6a are displayed. This displayed input / output terminal displays the presettable input / output terminals of the ECU to prevent erroneous connection.
入出力端子については、例えば、エンジンＭ１１とＥＣＵ Ｍ２１間の接続信号については図７ａに示すような、あらかじめの設定されている接続可能な信号項目で、かつ有向性を考慮した入出力に区分した接続入出力信号選択ウインドが表示され、その項目のチェックボックスにチェックマークを付ける、もしくは消去することにより使用するかしないかの選択が出来る。
新たに追加する場合は図７ｂに示す新規端子編集ウインドで新たに追加、もしくは削除が行なわれる。
As for the input / output terminals, for example, the connection signals between the engine M11 and the ECU M21 are classified into the input / output considering the directivity, as shown in FIG. The connection input / output signal selection window is displayed, and you can select whether to use it by checking or erasing the check box for that item.
In the case of newly adding, new addition or deletion is performed in the new terminal editing window shown in FIG. 7b.
図８に本モデルビルダーを用いて個々構成要素を新たに作成する、もしくは改造する方法についてフローチャートで説明する。図８aは本モデルビルダーを用いて計測制御装置の全体フローチャートを示し、図８ｂは個々構成要素の新規設計、または変更する場合の個々構成要素の製作・設計（Ｓ１５）のフローチャートである。
ここでは、個々構成要素の変更する場合の手順について説明する。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for newly creating or remodeling individual components using this model builder. FIG. 8A shows an overall flow chart of the measurement control apparatus using this model builder, and FIG. 8B is a flow chart of individual component production / design (S15) in the case of new design or change of individual components.
Here, a procedure for changing individual components will be described.
図８ａでモデル作成装置のあらかじめ作成されモデル構成要素格納部に保存されている全体モデル、およびその構成要素のモデルを読み込む（Ｓ１０）、個々構成要素がモデル作成装置のハードと対応している時にはハードを組み込み、システムとして機能的、および電気的に接続されているかをを確認する（Ｓ１１）。つぎに、モデル作成装置、個々構成要素のハード的な入出力信号の接続、非接続確認を行なう（Ｓ１２）。
この（Ｓ１１）、および（Ｓ１２）のステップはソフトのみでのシミュレーション操作時には用いなくても良い。
In FIG. 8a, the entire model created in advance of the model creation device in FIG. 8a and stored in the model component storage unit and the model of the component are read (S10). When each component corresponds to the hardware of the model creation device It is checked whether hardware is installed and functionally and electrically connected as a system (S11). Next, connection / disconnection confirmation of hardware input / output signals of the model creating apparatus and individual components is performed (S12).
The steps (S11) and (S12) may not be used during a simulation operation using only software.
個々構成要素を含んだモデル作成装置の全体モデルを計測制御装置の操作部４２を用いて表示部４０表示させることにより、モデル化された全体モデルの動作確認を行なう（Ｓ１４）。
The overall model of the model creation apparatus including the individual components is displayed on the
図８ｂは個々構成要素を変更するフローチャートを示し、例えば個々構成要素としてのトルクコンバータのモデルを変更する場合の変更手順を示す。まず、ＧＵＩでの設計画面の計測制御ビュー（図５ｂ）のトルクコンバータアイコンをクリックすると図６ｂに示すトルクコンバータのモデル表記図が表示される。図６ｂのトルクコンバータのモデル表記図ではエンジンの回転数とトルクコンバータの回転数の割合からトルクを求めて、からトルクコンバータの慣性値から回転数を求めるモデルを機能素子で表現している。 FIG. 8b shows a flowchart for changing individual components, for example, a change procedure when changing a model of a torque converter as an individual component. First, when a torque converter icon in the measurement control view (FIG. 5b) on the design screen in the GUI is clicked, a model notation diagram of the torque converter shown in FIG. 6b is displayed. In the model notation diagram of the torque converter shown in FIG. 6B, a model for obtaining the torque from the ratio between the engine speed and the torque converter speed and then obtaining the speed from the inertia value of the torque converter is expressed by functional elements.
また、トルクコンバータを制御するＥＣＵの信号接続状態を表示する時には、図５ｂのＥＣＵアイコンをクリックすることにより接続定義ウインドを表示させ、信号内容の確認、もしくは信号内容の変更が行なえる（ＳＡ１５２）。
このさいに、信号接続が誤接続を防止し、整合性を有する接続とするために、表示される信号の項目、内容、および設定範囲は接続可能な範囲に制限された内容で表示される。
Further, when displaying the signal connection state of the ECU that controls the torque converter, the connection definition window is displayed by clicking the ECU icon in FIG. 5B, and the signal content can be confirmed or the signal content can be changed (SA152). .
At this time, in order to prevent the signal connection from being erroneously connected and to have a consistent connection, the displayed signal items, contents, and setting ranges are displayed with contents limited to the connectable range.
また、トルクコンバータ、または制御用ＥＣＵについて構成要素を全て新しい構成要素で置換えたい場合はモデル要素格納部からドラッグアンドドロップで移動しても良い（ＳＡ１５４）。 If it is desired to replace all the components of the torque converter or the control ECU with new components, they may be moved from the model element storage unit by drag and drop (SA154).
トルクコンバータ、および制御用ＥＣＵが必要な接続がされ、正常に接続されると、変更後のトルクコンバータ、および制御用ＥＣＵのパラメータ、およびパラメータ名を指定し（Ｓ１５７）、機能・性能を確認する為に見たい信号、および保存信号にチェックマークを設定する（ＳＡ１５８）。 When the necessary connections are made and the torque converter and control ECU are connected normally, the parameters and parameter names of the changed torque converter and control ECU are specified (S157), and the function / performance is confirmed. For this purpose, a check mark is set for the signal to be viewed and the stored signal (SA158).
実機シミュレーションを行なう場合は、実機の信号接続確認を行なう為に、トルクコンバータ制御用ＥＣＵを計測制御ターゲットに設定し、実機のモデル化対象計測制御装置の接続確認を行なう（ＳＡ１５９）、（ＳＡ１６０）。 When performing actual machine simulation, in order to check the signal connection of the actual machine, the torque converter control ECU is set as the measurement control target, and the connection check of the actual modeled measurement control device is performed (SA159), (SA160). .
ここで、個々構成要素の変更例としてトルクコンバータ、および制御用ＥＣＵで説明したが、その他の個々構成要素の変更手順も同様に行なうことが出来る。 Here, although the torque converter and the control ECU have been described as examples of changing individual components, the procedure for changing other individual components can be similarly performed.
次に、個々構成要素を組合わせて統合モデルでソフトシミュレーションを行なう（Ｓ１９）。ソフトシミュレーションはモデル化されている各ブロックによりシミュレーションコードが生成され、Ｓｉｍｕｌｉｎｋによりシミュレーションが実行される。シミュレーションの結果は統合モデル、および個々構成要素の見たい信号と設定したシミュレーションの結果が表示されることにより性能確認が行なわれる。 Next, the individual components are combined and a soft simulation is performed using the integrated model (S19). In the soft simulation, a simulation code is generated by each modeled block, and the simulation is executed by Simulink. As a result of the simulation, the performance is confirmed by displaying the integrated model, the signal to be viewed of each component, and the set simulation result.
また、Ｓｉｍｕｌｉｎｋにより、実機を計測制御するためのＣコード等の実行ファイル形式にデコードされシミュレーション用のソフトウエアとして出力される（Ｓ２０）。この実行ファイルは図２の制御部６が動作可能なコードであれば良く汎用プログラミングコード（例えば、Ｃ＋＋）で構成されれば、一般的な、又は従来使用されていた制御装置上でも動作可能である。
In addition, it is decoded into an executable file format such as C code for measuring and controlling the actual machine by Simulink and output as simulation software (S20). The execution file may be any code that can be operated by the
次に、変更された機能要素モデルによる実機シミュレーションを行なう為に、モデル化対象の計測制御装置の実機の機能要素変更がある場合には、構成要素がモデル作成装置のハードと対応している時にはハードを組み込み、システムとして機能的、および電気的に接続されているかを確認（Ｓ２２）後、モデル化対象のモデル作成装置を変更されたシミュレーション用のソフトウエアで計測制御が実行される（Ｓ２５）。 Next, if there is a functional element change of the actual machine of the measurement control device to be modeled in order to perform a real machine simulation with the changed functional element model, when the component corresponds to the hardware of the model creation device After confirming whether the hardware is functionally and electrically connected as a system (S22), measurement control is executed with the simulation software in which the model creation device to be modeled is changed (S25). .
このことにより、モデル作成システムの部分変更を必要とする場合、使用現場でのユーザ、及び現場技術者による部分変更が簡便に行え、全体システムに影響を与えない範囲での部分変更を実現することが出きる。 As a result, when a partial change of the model creation system is required, a partial change can be easily performed by a user and a field engineer at the site of use, and within a range that does not affect the entire system. Comes out.
個々部分が機能的に独立し、かつその機能性能がソフトウエアのみで個々部分の変更が可能となると、ソフトウエアの変更、および追加は外部ネットワークで行なうことも可能となる。 If the individual parts are functionally independent and the functional performance of the individual parts can be changed only by software, the software can be changed and added by an external network.
本発明は、このような個々部分が機能的に独立し、かつその機能性能がソフトウエアのみで個々部分の変更が可能とする目的としてなされたものであり、全体システムへの知識が必要なく部分変更が容易に実施でき且つ部分変更をした場合、全体システム動作を容易に確認・保証するシステムが必要となる。従って、本発明の機能的に独立し、かつその機能性能がソフトウエアのみで個々部分の変更が可能である個々部分の整合性を保証するためには統合モデルとして全体性能が保証されなければならない。 The present invention was made for the purpose of enabling such individual parts to be functionally independent, and for the functional performance to be able to change the individual parts only with software. When the change can be easily performed and a partial change is made, a system that easily confirms and guarantees the entire system operation is required. Therefore, in order to guarantee the consistency of the individual parts that are functionally independent of the present invention and whose functional performance can be changed only by software, the overall performance must be guaranteed as an integrated model. .
以上説明した実施例の他、本発明の実機シミュレーション機能を有したモデル作成システムは、電子制御方式車両の計測制御部分の技術分野のみならず、製品の開発過程や学校教育用途にも、実機シミュレーション機能と実動作確認機能とを併せ持った実験機器として利用可能である。
In addition to the embodiments described above, the model creation system having an actual machine simulation function according to the present invention is not limited to the technical field of the measurement control part of an electronically controlled vehicle, but is also used for product development processes and school education applications. It can be used as an experimental device that has both a function and an actual operation check function.
５ 実車両
６ 制御部
８ スロットルバルブ
１０ スロットル制御部
１２ エンジン
１３ エンジン制御部
１６ トランスミッション（トルクコンバータ）
１７ トランスミッション（トルクコンバータ）制御部
２０ トルク伝達軸
２２ ブレーキ制御部
２３ 車輪
３１ シャシーダイナモローラ部
３２ 軸トルク検出センサ
３３ 軸トルク計測部
３７ ダイナモ
３８ ダイナモメータ制御部
４０ 表示部
４１ システム制御部
４２ 操作部
５０ 測定部
５１ 入力部
５２ データメモリ
５３ 信号処理部
６０ モデルシミュレーション部
６１ モデル作成部
６２ モデル部
６３ 制御値設定・修正部
６４ シミュレーション部
5
17 Transmission (torque converter)
Claims (4)
（１）グラフィカルユーザインタフェースのディスプレイ上で前記モデル構成要素、および車両の統合モデルをハード、及びソフトウエアを示すアイコンを生成し表示する手段と、
（２）前記ディスプレイ上で、操作入力手段からの操作に基づいて、前記アイコンの属性を与えると同時に該アイコンを指定された位置に配置する手段と、
（３）前記ディスプレイ上で、前記アイコンを有向システムとして接続すると同時に、前記接続条件の属性および、前記接続方法と前記アイコンに対応する関係を確定する手段と、
（４）前記ディスプレイ上に表示されるアイコンがお互いのモデル構成要素の整合性が確立できるアイコンのみを選択的に表示する整合性検証手段と、
（５）前記モデル構成要素のハード、及びソフトウエアの機能、および表示アイコン、及びモデル構成要素間の有向システムとして接続する接続条件の属性および、前期接続方法の間の確定された関係をソースプログラムデータとして記憶する手段と、
（６）前記ソースプログラムデータから実行可能な制御プログラムを生成する手段と、
（７）前記実行可能な制御プログラムを実行する手段と
を備えたことを特徴とする請求項１の車両のモデル作成装置。 In the vehicle model creation device, each part of the vehicle to be modeled is represented by a model component, and an integrated model of the vehicle is represented by a graphic method representing hardware and software, and each model component is connected as a directed system. (1) means for generating and displaying icons indicating hardware and software on the model component and the vehicle integrated model on a display of a graphical user interface;
(2) On the display, on the basis of an operation from the operation input unit, the attribute of the icon is given, and at the same time, the icon is arranged at a designated position;
(3) On the display, the icon is connected as a directed system, and at the same time, the attribute of the connection condition and the means corresponding to the connection method and the icon are determined;
(4) Consistency verification means for selectively displaying only icons that can be used to establish consistency between the model components of the icons displayed on the display;
(5) Sources of hardware and software functions of the model component, display icons, attributes of connection conditions to be connected as a directed system between model components, and a fixed relationship between the previous connection methods Means for storing as program data;
(6) means for generating an executable control program from the source program data;
(7) The vehicle model creation device according to claim 1, further comprising means for executing the executable control program.
Consistency verification means for selectively displaying only icons that can establish consistency between the model components of the icons displayed on the display, selectively displays only icons that can establish consistency on the display. The vehicle model creation device according to claim 1, further comprising a designer window.
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