(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測制御対象装置と、前記計測制御対象装置から入力された計測信号に基づいて前記計測制御対象装置の動作が所定の要求仕様・性能を満足するような制御信号を出力する制御器の動作を表す製品モデルの設計を支援するモデル設計支援装置において、
前記モデル設計支援装置は、
前記計測制御対象装置を、エネルギー授受を行なう伝達系にあって前記エネルギーの発生・変換・伝達・分配等を行い、前記エネルギーの入出力形態が異なる機能部品に分割し、前記部品を前記エネルギーの流れに基づいて相互に接続して、前記製品モデルを設計する製品モデル設計部と、
前記部品毎に、他の部品から入力されたエネルギーが他の部品に出力されるに至る部品内部の物理化学現象を、演算要素等の部品構成要素に分解して、前記部品構成要素を接続して、部品モデルを設計する部品モデル設計部と、
前記製品モデル設計部及び部品モデル設計部がモデルを設計する際に、表示部に表示される部品モデル設計画面及び製品モデル設計画面の表示制御を行なう表示制御部とを備え、
前記部品モデル設計部は、
他の部品モデルとエネルギー入出力信号を介して接続される部品構成要素を、エネルギー入出力要素として設定し、
前記制御器と接続される可能性があって且つ当該制御器が必要とするか否かに応じて採用される計測制御信号が接続される部品構成要素を、制御器接続要素として設定し、
前記部品モデルに含まれる全ての部品構成要素間の未接続・接続不整合のチェックを行い、そのチェック結果を通知し、
前記表示制御部は、
前記製品モデル設計画面上に、選択された前記部品モデルを、前記エネルギー入出力要素のみが視覚的に表れ、前記制御器接続要素が視覚的に表れないようなアイコンとして表示し、前記製品モデル設計部に前記エネルギー入出力要素間の接続のみを許可し、
前記制御器接続要素に接続される計測制御信号線名を、前記製品モデル設計画面とは別の制御器接続画面上に一覧表示する
ことを特徴とするモデル設計支援装置。
【請求項２】
前記モデル設計支援装置は、
前記製品モデル設計部で設計された製品モデルのシミュレーションを行なうシミュレーション部を備え、
前記製品モデル設計部は、
前記表示制御部が表示した制御器接続画面上で、前記シミュレーション時に使用する前記制御器接続要素の計測制御信号線名を選択する制御入出力設定部を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のモデル設計支援装置。
【請求項３】
前記部品モデル設計部は、
前記制御器に入力された信号が、処理されて出力される過程を表す制御器モデルの設計をも行なう手段であり、
前記表示制御部は、
前記部品モデル設計画面上に、前記制御入出力設定部で選択された制御器接続要素が視覚的に表れたアイコンを自動的に表示する
ことを特徴とする請求項２に記載のモデル設計支援装置。
【請求項４】
前記部品モデルに含まれるエネルギー入出力要素は、
前記部品の種類毎に、選択可能な数が決められている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のモデル設計支援装置。
【請求項５】
前記シミュレーション部は、
前記製品モデルのシミュレーション用のプログラムコードを、前記部品モデル毎のサブルーチンプログラムの集まりとして生成するシミュレーションコード生成部を備える
ことを特徴とする請求項２から請求項４に記載のモデル設計支援装置。
【請求項６】
前記表示制御部は、
前記制御器接続要素の計測制御信号線名を、
前記シミュレーション時にモニター及び／又はメモリに保存するか否かのシステム設定画面上に一覧表示する
ことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載のモデル設計支援装置。
【請求項７】
前記製品モデル設計部は、
前記部品モデルのエネルギー入出力要素間の未接続・接続不整合のチェックを行い、そのチェック結果を通知する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のモデル設計支援装置。
【請求項８】
前記計測制御対象装置は、
前記制御器をＥＣＵとする自動車である
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のモデル設計支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モデル設計支援装置に関し、特に、自動車エンジンやＥＣＵの設計者のためのモデル設計支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種の技術分野、特に機器の物理的な動作を電子的に制御するメカトロニクス分野において、製品の開発期間の短縮・設計精度向上の目的で、計測・制御・シミュレーション装置が導入されている。
【０００３】
例えば、自動車産業分野においては、各種の車両部品の組合せにより走行性能が決定される。そのため、個々の部品から、ＥＣＵを含む車両全体システムに至るまで、その機能や動作をモデル化（図式化、数式化等）し、設計されたモデルのシミュレーション結果を実製品の設計に反映させるような設計装置がある。
【０００４】
しかし、このような設計装置には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
製品開発には、機構設計者、電子回路設計者、ソフトウェア設計者といった異種技術者が関わっており、更にそれら設計者は、ＥＣＵ（制御器）、エンジン、タイヤといった部品別に分かれる。そして、部品のモデルは各部品設計者によって設計され、ＥＣＵの設計者が各部品モデルをまとめて製品モデルとするのが一般的である。更に、製品モデルのシミュレーション等の検証作業には、モデルの設計者のみならず、上述の機構設計者や、モデル設計に加わらなかった電気設計者も参画することになる。
【０００７】
つまり、設計者には、誰が見ても把握しやすく、設計変更・再利用に対応しやすいモデルを設計することが望まれる。
【０００８】
しかし、上記メカトロニクス分野の製品は、各種センサーからの計測信号に基づき制御されることが一般的であり、そのようなセンサーからの計測信号線や、ＣＰＵ（ＥＣＵを含む）から出力される制御信号線は数百本に及ぶこともある。それら全ての電気配線まで含めシステムをモデル化すると、特許文献１に記載されているようなモデルとなり、モデル設計を直接担当したモデル設計者を除くモデル利用者にとって全体システムの把握や設計変更・モデル再利用が困難となる
【０００９】
また直接モデル設計を担当したモデル設計者にとっても、例えば時間が経ってからモデル構成要素の再配線を行なう等のモデルの微調整や修正の際に、配線整合性の確認や修正箇所の把握は困難なものであった。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、モデル設計者にとっては設計しやすく、モデル利用者にとっては利用しやすく、再利用性・互換性に富んだ製品モデルの設計を支援するモデル設計支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明にかかるモデル設計支援装置は、計測制御対象装置と、前記計測制御対象装置から入力された計測信号に基づいて前記計測制御対象装置の動作が所定の要求仕様・性能を満足するような制御信号を出力する制御器の動作を表す製品モデルの設計を支援するモデル設計支援装置において、
前記モデル設計支援装置は、前記計測制御対象装置を、エネルギー授受を行なう伝達系にあって前記エネルギーの発生・変換・伝達・分配等を行い、前記エネルギーの入出力形態が異なる機能部品に分割し、前記部品を前記エネルギーの流れに基づいて相互に接続して、前記製品モデルを設計する製品モデル設計部と、前記部品毎に、他の部品から入力されたエネルギーが他の部品に出力されるに至る部品内部の物理化学現象を、演算要素等の部品構成要素に分解して、前記部品構成要素を接続して、部品モデルを設計する部品モデル設計部と、前記製品モデル設計部及び部品モデル設計部がモデルを設計する際に、表示部に表示される部品モデル設計画面及び製品モデル設計画面の表示制御を行なう表示制御部とを備え、前記部品モデル設計部は、他の部品モデルとエネルギー入出力信号を介して接続される部品構成要素を、エネルギー入出力要素として設定し、前記制御器と接続される可能性があって且つ当該制御器が必要とするか否かに応じて採用される計測制御信号が接続される部品構成要素を、制御器接続要素として設定し、前記部品モデルに含まれる全ての部品構成要素間の未接続・接続不整合のチェックを行い、そのチェック結果を通知し、前記表示制御部は、前記製品モデル設計画面上に、選択された前記部品モデルを、前記エネルギー入出力要素のみが視覚的に表れ、前記制御器接続要素が視覚的に表れないようなアイコンとして表示し、前記製品モデル設計部に前記エネルギー入出力要素間の接続のみを許可し、前記制御器接続要素に接続される計測制御信号線名を、前記製品モデル設計画面とは別の制御器接続画面上に一覧表示するようにした。
【００１２】
この構成によれば、製品モデル設計画面上には、エネルギー入出力要素のみが表れた部品モデルのアイコンが表示され、制御器接続要素は非表示で、計測制御信号線名は、別画面で一覧表示されるので、設計者は、製品モデル設計画面上では、エネルギーの流れに沿った配線のみ行なえばよく、製品モデル設計画面上のモデルが、多数の信号線の配線によって複雑かつ煩雑になる恐れがなく、誰もがモデルを把握しやすくなる。また、製品モデルが複数の部品モデルの組合せによって構成されているので、部品モデルの再利用性が高まり、製品モデルが設計しやすくなる。
【００１３】
特に、制御器がＥＣＵである自動車を計測制御対象装置とする場合には、例えば、エンジン駆動系の製品モデルを設計しようとすると、ＥＣＵと部品間でやりとりされる計測制御信号線が複雑であり、設計の妨げとなるので、本発明のモデル設計支援装置は有効である。
【００１４】
また、前記モデル設計支援装置は、前記製品モデル設計部で設計された製品モデルのシミュレーションを行なうシミュレーション部を備え、前記製品モデル設計部は、前記表示制御部が表示した制御器接続画面上で、前記シミュレーション時に使用する前記制御器接続要素の計測制御信号線名を選択する制御入出力設定部を備えていてもよい。
【００１５】
この構成によれば、制御入出力設定部により、制御器と部品間の計測制御信号線の接続設定が、製品モデル設計画面上での配線作業ではなく、一覧表示画面からの選択作業によって行えるので、製品モデル設計画面が多数の配線によって見づらくならないだけでなく、モデル設計が容易に行える。
【００１６】
また、前記部品モデル設計部は、前記制御器に入力された信号が、処理されて出力される過程を表す制御器モデルの設計をも行なう手段であり、前記表示制御部は、前記部品モデル設計画面上に、前記制御入出力設定部で選択された制御器接続要素が視覚的に表れたアイコンを自動的に表示してもよい。
【００１７】
この構成によれば、制御器のモデル設計時、自動的に、部品モデル設計画面上に、部品と接続される制御器接続要素のアイコンが表示されるので、設計者は、制御器接続要素間の処理内容を記述するべく、制御器のモデル設計を行なえばよく、誤りのないモデルが設計される。
【００１８】
また、前記部品モデルに含まれるエネルギー入出力要素は、前記部品の種類毎に、選択可能な数が決められていてもよい。
【００１９】
このように、エネルギー入出力要素の個数が、部品の種類毎に決められていれば、異なる部品モデル間の互換性が維持され、部品モデルの再利用性が高まる。
【００２０】
また、前記シミュレーション部は、前記製品モデルのシミュレーション用のプログラムコードを、前記部品モデル毎のサブルーチンプログラムの集まりとして生成するシミュレーションコード生成部を備えていてもよい。
【００２１】
このように、部品モデル毎のサブルーチンプログラムとしておけば、部品モデルを入れ換えた場合の、シミュレーションコードの再構成も容易に行なわれ、部品モデルの再利用性が高まる。また、計測制御対象装置の部品を実機でシミュレーションするか否かに応じて、当該実機部分のサブルーチンプログラムを選択しないようなシミュレーションコードを生成することが出来、机上のシミュレーションから、実機を含むシミュレーションに至るまで、あらゆる段階のシミュレーションに容易に対応することが出来る。
【００２２】
また、前記表示制御部は、前記制御器接続要素の計測制御信号線名を、前記シミュレーション時にモニター及び／又はメモリに保存するか否かのシステム設定画面上に一覧表示してもよい。
【００２３】
これにより、例えば、初回シミュレーション時には、制御器の制御に有効と思われない制御器接続要素の信号であっても、念のためモニターだけしておいて、または保存しておいて、後で別の解析装置によって解析を行ない、制御器と接続する必要があるという解析結果が出れば、次回のシミュレーション時に、制御入出力設定部にて、当該制御器接続要素を制御器と接続するように設定変更することで、シミュレーション精度を向上させ、正しい制御器の設計が出来るようになる。
【００２４】
また、前記製品モデル設計部は、前記部品モデルのエネルギー入出力要素間の未接続・接続不整合のチェックを行い、そのチェック結果を通知してもよい。
【００２６】
このように、未接続・接続不整合のチェックが行なわれることで、より一層、正しいモデル設計が行なわれるようになり、開発期間の短縮に貢献する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明にかかるモデル設計支援装置によれば、製品モデル設計画面上には、エネルギー入出力要素のみが表れた部品モデルのアイコンが表示され、制御器接続要素は非表示で、計測制御信号線名は、別画面で一覧表示されるので、設計者は、製品モデル設計画面上では、エネルギーの流れに沿った配線のみ行なえばよく、製品モデル設計画面上のモデルが、多数の信号線の配線によって複雑かつ煩雑になる恐れがなく、誰もがモデルを把握しやすくなる。また、製品モデルが複数の部品モデルの組合せによって構成されているので、部品モデルの再利用性が高まり、製品モデルが設計しやすくなる。
【００２８】
また、制御入出力設定部により、制御器とその他の部品間の計測制御信号線の接続設定が、製品モデル設計画面上での配線作業ではなく、一覧表示画面からの選択作業によって行えるので、製品モデル設計画面が多数の配線によって見づらくならないだけでなく、モデル設計が容易に行える。これは、特に、複数の配線がなされるＥＣＵを制御器とする自動車が計測制御対象装置である場合に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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、本発明のモデル設計支援装置２のシステム構成図である。
【００３０】
モデル設計支援装置２は、計測制御対象装置３と、計測制御対象装置３に接続される制御器４の動作を表す製品モデルの設計を支援する装置であり、操作入力部５（キーボードやマウス等の入力手段）と表示部６（ディスプレイ）に接続される。
【００３１】
まず、計測制御対象装置３とは、モデル設計支援装置２で設計される製品モデルの元となる実機又は、当該実機に代わって後述のシミュレーションを実行するための試験機である。本実施例で説明するような自動車分野においては、自動車そのものが計測制御対象装置３となる。また例えば、タイヤの代りにダイナモメータが接続された試験機も計測制御対象装置３に含まれる。
【００３２】
制御器４は、ＣＰＵ、マイコン等によって構成され、計測制御対象装置３から各種の計測信号を入力し、入力された計測信号に基づいて、計測制御対象装置３の動作が所定の要求仕様・性能を満足するような制御信号を演算処理し、計測制御対象装置３に対して出力する。つまり、計測制御対象装置３の制御を行なう手段である。本実施例の自動車分野では、ＥＣＵや車体制御器が制御器４に相当している。
【００３３】
従って、計測制御対象装置３には、制御器４に出力するための信号（トルク量、回転角速度、温度、圧力等）を取り出すための各種センサー（トルクセンサ、角速度センサ、温度計、圧力計等）や、制御器４からの制御信号を接続する端子が取付けられている。
【００３４】
モデル支援装置２は、図１に示すように、表示制御部２０、製品モデルを設計する製品モデル設計部２４、部品モデルを設計する部品モデル設計部２２、製品モデルのシミュレーションを行なうシミュレーション部２６と、各種データの格納部を備えている。尚、これらの一部が、既存のモデル設計装置によって構成されていてもよく、また、既存のモデル設計装置に本発明のモデル設計支援装置２が組込まれていてもよい。また例えば、シミュレーション部２６のみが、その他の構成手段と独立したコンピュータ等で構成されていても構わず、全ての構成要素が物理的に一体となって構成されている必要はない。
【００３５】
表示制御部２０は、モデル設計支援装置２において、詳細は後述する製品モデルの設計、部品モデルの設計を行なう際に表示部６に表示される設計画面、また、シミュレーション部２６でシミュレーションを行なう際に表示部６に表示されるシミュレーション画面の表示制御を行なう手段であり、いわゆるＧＵＩである。
【００３６】
近年、ＧＵＩを駆使したモデル設計画面上でのモデル設計は、モデルを表すプログラムコードを設計者が１からプログラミングする方法に代り、ごく一般的なものとなっており、表示部６に全ての設計者にとって見易い表示画面が表示されるような制御を行なう表示制御部２０は、本発明の要とも言える。
【００３７】
また本実施例では、表示制御部２０が、後述する製品モデル設計部２４、部品モデル設計部２２間の連動の仲介、各格納部間のデータ転送の仲介をも担っており、例えば、製品モデル設計画面内の特定のアイコンが操作入力部５からの指示でクリックされた場合に、部品モデル設計部２２と連動して、部品モデル設計画面を表示することも出来るようになっている。
【００３８】
製品モデル設計部２４で設計される製品モデルとは、計測制御対象装置３を、エネルギー授受を行なう伝達系にあって当該エネルギーの発生・変換・伝達・分配等を行ない、エネルギーの入出力形態が異なる機能部品に分割し、機能部品と機能部品とをエネルギーの流れに基づいて相互に接続したものである。つまり、ここで分割された機能部品毎に、部品モデル設計部２２で部品モデルが設計される。
【００３９】
ここでエネルギーは、実体に加わる入出力エネルギーのポテンシャル成分を表す状態量である位差量と、実体に加わる入出力エネルギーのフロー成分を表す状態量である流動量との対によって表現されるものであり、機能部品は、入力位差量を出力流動量に変換、または、入力流動量を出力位差量に変換する役割を持っている。
【００４０】
エネルギーの種類＝（エネルギー特性、位差量、流動量）には、（直線運動、速度、荷重）、（回転運動、角速度（回転数）、トルク）、（流体、圧力、流量）、（電熱、温度、熱流）、（音響、音圧、音流）、（電気、電圧、電力）、（磁気、起磁力、磁束）等の組合せが挙げられる。また、これらの位差量と流動量を掛け合わせることで実際のエネルギー（例えば、馬力や電力）が発生する。
【００４１】
図４に、表示制御部２０が表示部６に表示した製品モデル設計画面８上の自動車の製品モデルの一例を示す。計測制御対象装置３たる自動車のエンジン駆動系は、エンジンの燃焼によって発生するピストン回転数を、トルクコンバータで回転力（トルク）に変換し、そのトルクを変速ギアで所望の速度にして伝達し、更にディファレンシャルギアで左右のタイヤに分配するためのトルクに変換し、左右のタイヤに伝えることでタイヤの駆動力となり自動車が走行する、という、エネルギー（回転数やトルク）の伝達系統を形成している。
【００４２】
つまり、本実施例では、図４に示されるように、上記伝達系統に含まれるエンジン８０、トルクコンバータ８１、変速ギア８２、ディファレンシャルギア８３、タイヤ８４が、自動車の製品モデルを構成する部品となり、各々の部品が、エネルギーの入出力を表すエネルギー入出力要素７０（入力要素７０ａ，出力要素７０ｂ）間で、エネルギーの流れを表すエネルギー入出力信号線８７によって接続されている。
【００４３】
尚、前述したように、エネルギーは、位差量と流動量が入出力の対となって表されるので、入力要素７０ａと出力要素７０ｂの形態は、例えば、入力エネルギーが回転数であれば、出力エネルギーはトルク、というように異なっている。
【００４４】
本実施例の製品モデル設計画面８上では、部品は、例えばタイヤ８０であればタイヤのイラスト、というように、視覚的に把握しやすいアイコンとなって表示されており、また、エネルギーの流れのみがエネルギー入出力信号線として表示されているので、誰もが非常に見易い製品モデル設計画面であると言える。
【００４５】
製品モデルには、制御器４も部品として含まれ、本実施例では図４中にも示されている通り、８５がＥＣＵである。但し、ＥＣＵ８５と、他の部品８０〜８４とは、エネルギーの入出力が行なわれないので、製品モデル設計画面８上には、ＥＣＵ８５と他の部品８０〜８４とを結ぶ計測制御信号線は表示されない。これにより、製品モデル設計画面８が、多数の信号線の表示により見づらくなることがない。
【００４６】
部品モデル設計部は、製品モデルを構成する部品毎に、部品モデルを設計する手段である。部品モデルとは、他の部品から入力されたエネルギーが他の部品に出力されるに至る部品内部の物理化学現象（伝達関数）を、部品構成要素に分解して、これらを相互に接続してモデル化（数式化、図式化）したものである。
【００４７】
図３に、表示制御部２０が表示部６に表示した部品モデル設計画面７上のトルクコンバータ８１の部品モデルの一例を示す。
【００４８】
本実施例の自動車製品モデル内では、エンジン８０の燃焼によって得られた回転数Ｎは、エンジン８０からトルクコンバータ８１に伝達された後、トルクＴ’に四則演算、積分、単位変換等の演算処理を行なった結果との除算が行なわれ、これに、トルクコンバータの種類によって決まる容量係数を乗算した結果と、Ｎ２とに更に乗算されることによって、エネルギー量としてのトルクＴに変換されて後段の変速ギア８２に伝達（出力）される。同様に、後段の変速ギア８２から伝達されたトルクＴ’は、トルクコンバータ８１内の伝達関数を経て回転数Ｎ’に変換され、前段のエンジン８０に戻される。
【００４９】
つまり、トルクコンバータ８１内で回転数ＮがトルクＴに、またトルクＴ’が回転数Ｎ’に、それぞれ変換されるための上記の物理化学現象を、四則演算（除算、乗算等）、積分、単位変換、容量係数等の部品構成要素に分解し、部品構成要素間を信号線７５で接続したものが、図３に示すようなトルクコンバータ８１の部品モデルとなる。
【００５０】
尚、エネルギーはエネルギー保存則に従い、入力位差量（本実施例では回転数Ｎ）と出力流動量（トルクＴ）、入力流動量（トルクＴ’）と出力位差量（回転数Ｎ’）のそれぞれの組合せを持ち、前後を問わず、接続される部品モデル間でエネルギーの授受を行なうのが一般的である。
【００５１】
部品構成要素は、上述したエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂの他、各種の演算機能を表す演算要素７１と、容量係数・トルク比・慣性値・粘性抵抗値といった計測制御対象装置３毎（自動車の場合は車種別）に固有の定数を表すパラメータ要素７２と、制御器４と接続される可能性があって且つ制御器４が必要とするか否かに応じて採用される計測制御信号線が接続される制御器接続要素７３ａ，７３ｂ、そして、特定の演算要素７１とパラメータ要素７２とを組み合わせてユニット化した集合要素７４の計５種類に大別される。
【００５２】
尚、本実施例における部品は、エネルギー入出力があることを前提としているので、エネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂは、部品モデルに必須の部品構成要素であり、図３の部品モデル設計画面７上では、矢印や形状や色等によって、入力要素７０ａか、出力要素７０ｂかが識別可能にアイコン化されている。
【００５３】
演算要素７１は、四則演算（加減乗除）・関数演算（平均値，微積分，相関関数等）・論理演算（ＡＮＤ，ＯＲ，ＮＡＮＤ，ＮＯＲ，ＸＯＲ，フリップフロップ，カウンタ等）等の各種演算を行なう基本演算要素と、増幅演算（逓倍）・フィルタリング演算・遅延時間演算・ノーマライズ（規格化）・重み付け係数演算・周期演算・ＦＦＴ（高速フーリエ変換）等、パラメータを指定して各種演算を行なう応用演算要素とに更に分けられ、図３の部品モデル設計画面７上では、例えば、加算処理を行なう演算要素７１であれば、「＋」のイラスト、というようにそれぞれの演算要素７１が識別可能にアイコン化されている。
【００５４】
制御器接続要素７３ａ，７３ｂは、矢印の向きや形状や色によって、（制御器４からの計測制御信号を入力する）入力要素７３ａか、（制御器４へ計測制御信号を出力する）出力要素７３ｂかが識別可能にアイコン化されている。
【００５５】
入力要素７３ａには、主として、クラッチ油圧を所定値に制御する命令や、ロックアップソレノイドを所定値に制御する命令等の部品駆動信号が接続される。また、部品モデル内で、あるエネルギー量から別のエネルギー量に変換する処理演算に用いられる信号が接続される場合もある。これら、入力要素７３ａに接続される信号は、制御器４内で演算処理により求められた制御信号や、別の部品の部品モデル内で演算処理された信号である。
【００５６】
出力要素７３ｂには、主として、ポンプ回転数等、回転数計から直接得られるセンサ出力信号の他、タービン回転数やスリップ比等、入力要素７０ａに接続される信号が演算要素７１やパラメータ要素７２による演算処理がなされる過程で出力される信号が接続される。これら、出力要素７３ｂに接続される信号は、制御器４内で、制御信号を生成するための処理に用いられるか、もしくは、一旦制御器４を介して、別の部品の部品モデル内での演算処理に用いられる。
【００５７】
尚、これらの制御器接続要素７３ａ，７３ｂは全てが必ずしも制御器４と接続される必要はなく、制御器４と接続するか否かは、制御器４の設計者（本実施例ではＥＣＵ設計者）が決定することである。本発明では、部品モデルの設計者が部品モデル設計画面７上で、制御器４と接続する可能性のある要素を制御器接続要素７３ａ，７３ｂとして指定しておくことで、部品モデル設計者のみならず、制御器設計者が、詳細は後述するように、制御器４と計測制御対象装置３との間の計測制御信号線の接続や変更を容易に行えるようになるのである。
【００５８】
図１のモデル設計支援装置２の構成手段の具体的説明に戻る。部品モデル設計部２２は、操作入力部５からの指示に基づいて、部品構成要素格納部２７に格納されている部品構成要素を用いて部品モデルを設計し、設計された部品モデルを部品モデル格納部２８に格納する手段であり、部品構成要素選択部２２ａ、部品構成要素接続部２２ｂ、パラメータ設定部２２ｃとから構成される。
【００５９】
部品構成要素選択部２２ａは、操作入力部５からの指示に基づいて、部品構成要素格納部２７から任意の部品構成要素を選択し、部品モデル格納部２８の所定の格納場所に格納する手段である。尚、１の部品モデル設計時には必ず、少なくとも１組のエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂが部品構成要素選択部２２ａから選択される必要がある。また、当該エネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂは、部品モデルの交換容易性、再利用性を図るため、同じ種類の部品毎（例えば、エンジンであればエンジン毎）に同じ数と定められていることが望ましい。
【００６０】
部品構成要素接続部２２ｂは、操作入力部５からの指示に基づいて、部品構成要素選択部２２ａで選択され、一の格納場所に格納されている複数の部品構成要素７０〜７４を相互に接続し、その接続関係（どの部品構成要素とどの部品構成要素が接続されているか）を表すデータを、先と同一の格納場所に格納する手段である。尚、接続関係は、必ずしも１対１である必要はなく、１の部品構成要素７０〜７４から複数の部品構成要素７0〜７４に対して分岐接続されるものであってもよい。
【００６１】
尚、図３に、自動車の構成部品であるトルクコンバータを部品モデルとして設計する際の部品モデル設計画面７の一例を示す。図３の部品モデル設計画面７の中で、７０ａ，７０ｂはエネルギー入出力要素、７１は演算要素、７２はパラメータ要素、７３ａ，７０ｂは制御器接続要素、７４は集合要素、７５は部品構成要素間で接続される信号線である。つまり、部品構成要素選択部２２ａが部品構成要素格納部２７の中から選択した部品構成要素７０〜７４と、部品構成要素接続部２２ｂが指定した部品構成要素７０〜７４間の信号線７５を、表示制御部２０が表示部６に表示した状態を示している。
【００６２】
これらの部品構成要素７０〜７４は、部品構成要素選択部２２ａで選択された後、マウスのドラッグアンドドロップ操作により、部品モデル設計画面７上の自由な位置に配置することが可能である。また、一度、部品構成要素７０〜７４に接続された信号線７５は、部品構成要素７０〜７４のアイコンを部品モデル設計画面７上で移動させても、それに追従してくることが望ましい。
【００６３】
本実施例のトルクコンバータは、エネルギー入出力要素として、入力要素７０ａを入力位差量と入力流動量の２個、出力要素７０ｂを出力流動量と出力位差量の２個備え、異なる単位（位差量と流動量）の入出力同士が対となる。別の種類のトルクコンバータの部品モデルが設計される際にも、入力要素７０ａと出力要素７０ｂの数はそれぞれ、図３に示すトルクコンバータの部品モデルにおける数と同じであることが望ましい。
【００６４】
また、部品構成要素接続部２２ｂは、部品構成要素７０〜７４間が信号線７５によって接続される際に、例えば、出力同士を接続する、といった接続上の誤りが発生した場合に、エラー表示をする等してもよい。
【００６５】
また、部品構成要素接続部２２ｂは、部品モデルの設計が終わった後や部品モデル設計画面７が閉じられる際に、部品構成要素７0〜７４間の接続状況をチェックし、未接続や接続不整合があればその旨を通知するようにしてもよい。接続チェックが行なわれることで、より一層、正しいモデル設計が行なわれるようになり、開発期間の短縮に貢献する。
【００６６】
また例えば、予め、部品モデル格納部２８に、部品の種類（例えば、エンジン、トルクコンバータ、タイヤ）と、それぞれの種別に応じたエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂの必要個数を格納しておき、部品モデルの設計が終わった後や部品モデル設計画面７が閉じられる際に、設計された部品モデルに含まれているエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂの数を、予め格納されている個数と比較し、一致しない場合には、その旨を通知したり、自動的に正しい個数に修正するようにしてもよい。
【００６７】
また、部品モデル設計開始時に、操作入力部５から部品種別の指定入力を受け付けることで、部品構成要素選択部２２ａが、予め定められた数のエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂを自動的に選択し、表示制御部２０が部品モデル設計画面７上に、当該選択されたエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂを表示するようにしてもよい。
【００６８】
次に、パラメータ設定部２２ｃは、部品構成要素選択部２２ａで選択された部品構成要素が応用演算要素７１ｂもしくはパラメータ要素７２である場合、そのパラメータ値を設定し、部品モデル格納部２８に格納する手段である。
【００６９】
以上の構成手段を用いることによって、使用する部品構成要素名と部品構成要素の接続関係とパラメータ要素７２のパラメータ値を記述した部品モデルが設計され、部品モデル格納部２８に格納される。
【００７０】
部品モデルは、計測制御対象装置３の部品毎に設計されるが、例えば、計測制御対象装置３が自動車の場合には、エンジン、クラッチ、トルクコンバータ、ミッションギア、動力分配装置、タイヤ、車体といった、エネルギーの入出力を行なう自動車部品が部品モデルとなり、更に、例えばエンジンであれば、製作されるエンジンの種類毎に異なる部品モデルが設計されることになる。これはエンジン以外のその他の部品であっても同様である。
【００７１】
尚、部品モデル格納部２８には、制御器４（自動車の場合、ＥＣＵや車体制御器）も部品モデルとして格納される。
【００７２】
また、部品モデルの構造が複雑で大がかりな場合には、予め集合要素を設計しておき、当該集合要素を用いて部品モデルを設計することが有効である。これにより、部品モデル設計時に、表示制御部２０によって表示部６に表示される設計画面が、数多くの部品構成要素によって埋め尽くされ、設計しずらくなるのが防止される。また、集合要素の中に更に集合要素が含まれている場合もあり、その場合、部品構成要素及び部品モデルは、階層構造を有することになる。
【００７３】
集合要素の設計は、部品モデル設計部２２によって、部品モデル同様に行なわれてもよいし、本発明のモデル設計支援装置２とは異なるモデル設計装置によって予め設計されたものが、部品構成要素格納部２７に格納されていてもよい。
【００７４】
尚、部品モデル設計においては、製品モデル設計同様、設計のし易さや設計画面の見やすさが考慮されることが望ましい。例えば、部品モデルの中に集合要素７４（部品構成要素を複数組み合わせて出来た部品）が含まれる場合、図３の部品モデル設計画面７上には、集合要素７４の詳細は表示されないことが望ましい。またそれに伴い、集合要素７４には、エネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂや制御器接続要素７３ａ，７３ｂが含まれていないことが望ましい。
【００７５】
これにより、部品モデルに、どのようなエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂが含まれ、制御器接続要素７３ａ，７３ｂが合計でいくつ含まれているかを、部品モデル設計画面７上で一目瞭然に把握することが可能となるからである。
【００７６】
次に、図１に示した製品モデル設計部２４は、操作入力部５からの指示に基づいて、部品モデル格納部２８に格納されている部品モデルを用いて製品モデルを設計し、設計された製品モデルを製品モデル格納部２９に格納する手段であり、部品モデル選択部２４ａ、部品モデル接続部２４ｂ、パラメータ設定部２４ｃ、制御入出力設定部２４ｄとから構成される。
【００７７】
部品モデル選択部２４ａは、操作入力部５からの指示に基づいて、部品モデル格納部２８から任意の部品モデルを選択し、製品モデル格納部２９の所定の格納場所に格納する手段である。尚、本実施例においては、製品モデル設計時に、部品モデル選択部２４ａから、制御器４であるＥＣＵの部品モデルも選択されることになる。但し、制御器４の部品モデルについては、部品モデル設計開始時点では、他の部品モデルと異なり、部品構成要素が１つも含まれていない空の部品モデルであってもよい。
【００７８】
部品モデル接続部２４ｂは、操作入力部５からの指示に基づいて、部品モデル選択部２４ａで選択され、一の格納場所に格納されている部品モデル８０〜８４を構成するエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂ同士を相互にブロック線図方式で接続し、その接続関係（どの部品モデルのエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂとどの部品モデルのエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂが接続されているか）を表すデータを、先と同一の格納場所に格納する手段である。
【００７９】
図４に、自動車全体の製品モデルを設計する際に、表示制御部２０が表示部６に表示する製品モデル設計画面８の一例を示す。本実施例では、先に部品モデル設計部２２で設計され部品モデル格納部２８に格納されている部品モデルが部品モデル選択部２４ａで選択されると、図４の製品モデル設計画面８の中で、先の部品モデル設計画面７におけるエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂのみが視覚的に表れ、制御器接続要素７３ａ，７３ｂが視覚的に表れないようなアイコン８０〜８５となって表示される。
【００８０】
そして、部品モデル接続部２４ｂは、製品モデル設計画面８上に表示されたアイコン８０〜８５のエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂを、エネルギーの入出力の流れに従って、エネルギー入出力信号線８７で接続する。尚、製品モデル設計画面８には、部品構成要素のうちエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂしか表示されないため、当然、製品モデル設計部２４の部品モデル接続部２４ｂは、エネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂ間の接続のみを許可されることになる。
【００８１】
部品モデルは、部品モデル格納部２８に格納された時点から、製品モデル設計画面８上の部品モデル選択欄８ｂにアイコン８０ａ〜８０ｄの形式で一覧表示されるようになるので、部品モデル選択部２４ａは、操作入力部５から部品モデル選択欄８ｂをクリックしてドロップダウン表示されたアイコン８０ａ〜８０ｄの中から、所望のアイコンを選択し、表示制御部２０が設計画面８ａに選択されたアイコン８０を表示することとなる。設計画面８ａに表示された部品モデルのアイコンは、その後、設計画面８ａ内をドラッグアンドドロップにより自由に移動させることも可能である。
【００８２】
尚、本実施例の部品モデル選択欄８ｂは、部品モデルの種類（計測制御対象装置を構成する部品）毎に用意され、それぞれの選択欄をクリックすることで、設計された部品モデルのアイコンが一覧表示されるようになっている。
【００８３】
また、図４の設計画面８ａにおいて、ＥＣＵ８５にエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂが表示されていないのは、それが制御信号の入出力を行なう制御器４の部品モデルであり、ＥＣＵ自体がエネルギーの入出力を行なうものではないからである。
【００８４】
このように、製品モデル設計時においては、製品モデル設計画面８（８ａ）には、部品モデルとして、エネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂのみが表れたアイコン８０〜８４と、エネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂ間を接続するエネルギー入出力信号線８７のみがエネルギー入出力信号線としてブロック線図式で表示され、先に部品モデル設計部２２で設計された部品モデルに含まれるその他の部品構成要素や、エネルギー入出力信号線８７以外の信号線である計測制御信号線等は表示されないようになっているので、製品モデル設計画面８上が多数の部品構成要素や、エネルギー入出力信号線８７以外の信号線で埋もれるということがなく、視覚的に誰もが、部品モデル間のエネルギーや状態量の流れを容易に知ることが出来、製品モデル設計が円滑に進められるようになる。
【００８５】
尚、エネルギー入出力信号線８７は、あくまでも視覚的に部品モデル間のエネルギーや状態量の流れを把握するために用いられるものであって、実際の計測制御対象装置３は、エネルギー入出力信号線８７に代わり、エネルギー授受部材（例えば、トルク伝達軸等）によって、個々の部品間が接続されており、必ずしも、エネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂの数に従って、物理的にエネルギー入出力信号線８７で接続されているという訳ではない。
【００８６】
また、エネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂの個数が、部品（部品モデル）の種類毎に定められていれば、例えば、エンジンの部品モデルを、部品モデルＡから部品モデルＢに変更する際、部品モデルの互換性が保たれているので、部品モデル選択部２４ａから再選択するだけで、既に部品モデルＡのエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂ間を接続していたエネルギー入出力信号線８７がそのまま部品モデルＢに適用され、部品モデル接続部２４ｂによる信号線の再接続や追加が不要となり、部品モデルの交換が容易に行なわれるようになる。
【００８７】
尚、部品モデルの設計者等の一部の設計者にとっては、部品モデルの詳細を知ることは当然必要であるから、製品モデル設計画面８において部品モデルのアイコン８０〜８５をクリックすることで、表示制御部２０が、部品モデル設計部２２と連動して、図３の部品モデル設計画面７を表示するようになっていてもよい。
【００８８】
また、製品モデル接続部は、部品構成要素間（ここでは入力要素７０ａと出力要素７０ｂ）が接続される際に、例えば、出力要素７０ｂ同士を接続する、といった接続上の誤りが発生した場合に、エラー表示をする等してもよい。
【００８９】
また、部品モデル接続部２４ｂは、製品モデルの設計が終わった後や製品モデル設計画面８が閉じられる際に、部品モデル８０〜８４間の接続状況をチェックし、未接続や接続不整合があればその旨を通知するようにしてもよい。接続チェックが行なわれることで、より一層、正しいモデル設計が行なわれるようになり、開発期間の短縮に貢献する。
【００９０】
パラメータ設定部２４ｃは、部品モデル設計部２２におけるパラメータ設定部２２ｃと同じ役割を持っており、部品モデル選択部２４ａで選択された部品モデル８０〜８４が応用演算要素７１ｂもしくはパラメータ要素７２を含んでいる場合、そのパラメータ値を設定し、製品モデル格納部２９に格納する手段である。
【００９１】
尚、部品モデル８０〜８４の設計時に、部品モデル設計部２２のパラメータ設定部２２ｃでパラメータ値の設定がなされていた場合には、部品モデル格納部２８に格納されていたパラメータ値がそのまま、製品モデル格納部２９に転送されるようになっている。
【００９２】
図５は、図４の製品モデル設計画面８において、トルクコンバータのアイコン８１が操作入力部５であるマウスによりクリック等された場合に、製品モデル設計画面８と別画面で表示されるプロパティ画面９の一例である。
【００９３】
パラメータ要素７２のパラメータ値は、例えば自動車の場合、車種によって固有のものであることが多く、本実施例では、パラメータ値は、予め車種毎に用意され、部品構成要素格納部２７または部品モデル格納部２８に格納されている。
【００９４】
そこで、自動車の製品モデルを設計する際には、図５のプロパティ画面９中、まず、部品モデル名選択欄９ａから所望の部品モデル名（画面９においてはトルコン）をドロップダウンにより選択し、更に、車種選択欄９ｂから実際に使用する車種（画面９においてはＶｉｔｓ１３００）をドロップダウンにより選択する。
【００９５】
操作入力部５から車種が指示されると、表示制御部２０は、プロパティ画面９中のパラメータ表示画面９０に、予め所定メモリに格納されていた当該車種のパラメータ一覧表９０ａを表示し、パラメータ設定部２４ｃは、一覧表９０ａに表示されているパラメータ値を製品モデル格納部２９に転送する。尚、一覧表９０ａに表示されている数値は、適宜変更することも可能である。
【００９６】
制御入出力設定部２４ｄは、部品モデル選択部２４ａで選択された部品モデル８０〜８４に制御器接続要素７３ａ，７３ｂが含まれている場合に、その制御器接続要素７３ａ，７３ｂを制御器４（ＥＣＵ８５）と接続するかどうかの設定を行ない、その設定結果としての接続関係データを製品モデル格納部２９に格納する手段である。
【００９７】
ここで、図６は、図４の製品モデル設計画面８において、表示制御部２０が製品モデル設計画面８とは別画面で表示部６に表示する制御器接続画面１０の一例である。尚、本実施例では、製品モデル設計画面８上に、部品モデル８０〜８５が選択表示された後、部品モデル８０〜８４のいずれかを操作入力部５のマウスによってクリック等することで、選択された部品モデル８０〜８４と制御器４（ＥＣＵ８５）との接続画面が表示されるものとするが、制御器４であるＥＣＵ８５のアイコンをクリックすることによって、制御器４（ＥＣＵ８５）と、制御器４以外の全ての部品モデル８０〜８４の接続画面が表示されてもよい。
【００９８】
表示制御部２０は、図６の制御器接続画面１０に、選択された部品モデル８０〜８４に含まれる制御器接続要素７３ａ，７３ｂのみを製品モデル格納部２９から抽出して、当該制御器接続要素７３ａ，７３ｂに接続される計測制御信号線名を、制御器４に対する入力か、出力かに分別して、一覧表示する。
【００９９】
例えば、図３の部品モデル設計画面７に表示されていたトルクコンバータの部品モデルが、図４の製品モデル設計画面８において部品モデル（アイコン８１）として採用され、選択された場合、表示制御部２０は、図６の制御器接続画面１０を表示し、このトルクコンバータ８１に含まれる制御器接続要素７３ａ，７３ｂに接続される計測制御信号線名であるところのポンプ回転数（２種類）、タービン回転数（２種類）、スリップ比を制御器４に対する入力信号として、またクラッチ油圧指令、ロックアップソレノイド指令を制御器４からの出力信号として、それぞれ入力一覧画面１００、出力一覧画面１０１の下に表示する。これらの信号は全て、制御器４との接続が可能な信号というだけであって、実際にシミュレーション時に接続するかどうかは、モデル設計者ないしはモデル利用者が決定することである。
【０１００】
尚、制御器接続要素７３ａ，７３ｂは、図３の部品モデル設計画面７を見れば分かるように、（制御器４に対する）入力系７３ｂと出力系７３ａとに予め分かれているので、その部品構成要素が制御器４に対する入力か出力か否かは、部品構成要素の属性（入力系７３ｂか出力系７３ａか）を見れば一目瞭然である。
【０１０１】
制御入出力設定部２４ｄは、表示制御部２０によって図６のような制御器接続画面１０が表示された場合、後述のシミュレーション時に実際に、制御器４と接続する制御器接続要素に接続される計測制御信号線名を一覧１００，１０１の中から操作入力部５のマウスによりクリックする等して選択する。
【０１０２】
本実施例の制御器接続画面１０では、実際に制御器４と接続することが決定された制御器接続要素７３ａ，７３ｂは、１０２に示すように、白三角から黒三角に変化して表示される。このようにして、制御器４と制御器接続要素７３ａ，７３ｂとを接続することが決定されると、制御入出力設定部２４ｄは、その接続関係を表すデータを製品モデル格納部２９に格納する。
【０１０３】
尚、制御入出力設定部２４ｄは、更に、後述するシミュレーション実行時にモニター（表示部６に表示）もしくはメモリに保存したい制御器接続要素７３ａ，７３ｂの信号を選択出来るようになっていてもよい。
【０１０４】
この時、例えば、表示制御部２０は、先の図５のプロパティ画面９に、パラメータ要素７２のパラメータ表示画面９０の他、図７に示すようなシステム設定画面９１を表示する。システム設定画面９１には、先の制御器接続画面１０同様、制御器４（ＥＣＵ８５）と接続される可能性のある制御器接続要素７３ａ，７３ｂの計測制御信号線名の一覧表９１ａが表示される。
【０１０５】
制御入出力設定部２４ｄは、一覧表９１ａ内のチェックボックス９１ｂを操作入力部５のマウスのクリック等によりチェックし、制御器接続要素７３ａ，７３ｂに接続される信号を、シミュレーション実行時に表示部６に表示ないしはメモリに保存出来るようにする。
【０１０６】
尚、システム設定画面９１と制御器接続画面１０とは、表示される内容が制御器接続要素７３ａ，７３ｂに接続される計測制御信号線名である点で共通しているが、必ずしもこれら画面同士が連動している必要はないし、また、同一画面上で制御器４（ＥＣＵ８５）との接続設定及び、モニター・保存の設定が出来るようになっていてもよい。
【０１０７】
また、制御器４（ＥＣＵ８５）と接続されない制御器接続要素７３ａ，７３ｂの信号であっても、システム設定画面９１において、モニターないしは保存が出来るように設定することも可能である。
【０１０８】
例えば、初回シミュレーション時には、制御器４（ＥＣＵ８５）の制御に有効と思われない制御器接続要素７３ａ，７３ｂの信号であっても、念のためモニターだけしておいて、または保存しておいて、後で別の解析装置によって解析を行ない、制御器４（ＥＣＵ８５）と接続する必要があるという解析結果が出れば、次回のシミュレーション時に、制御入出力設定部２４ｄにて、当該制御器接続要素７３ａ，７３ｂを制御器４（ＥＣＵ８５）と接続するように設定変更することで、シミュレーション精度を向上させ、正しい制御器４（ＥＣＵ８５）の設計が出来るようになる。
【０１０９】
制御器４も、部品モデル設計部２２で設計される部品モデルの１つとして必須であるが、制御器４が実行する処理内容は、制御器４と接続される制御器接続要素７３ａ，７３ｂが決定した後で決定されることが多い。それは一般的に、制御器４の内部を具体的に設計開始する前提として、制御器４の入出力仕様（どのような信号をどの部品に対して出力し、どのような信号をどの部品から入力するか）を決定するものだからである。
【０１１０】
そのため、制御器４の部品モデルは、製品モデル設計部２４で製品モデル設計がされた後でも、部品モデル設計部２２に戻って設計されることが可能となっている。具体的に、表示制御部２０は、図４の製品モデル設計画面８上で、操作入力部５からＥＣＵ８５のアイコンクリックの入力を受け付けると、部品モデル設計部２２に連動して、図８に示すような制御器４用の部品モデル設計画面１１を表示する。尚、制御器４も部品モデルの１つであるから、制御器４用の部品モデル設計画面１１の仕様は、基本的に図３の部品モデル設計画面７の仕様と変わらないものである。
【０１１１】
その際、表示制御部２０は、制御入出力設定部２４ｄで設定された内容に基づいて、制御器４と接続される制御器接続要素のアイコン７３ａ，７３ｂを、自動的に設計画面１１に表示する。アイコン７３ａ，７３ｂの個数は、図３の部品モデル設計画面７上に表示されていた個数と同じである。
【０１１２】
それ以降は、表示されている制御器接続要素７３ａ，７３ｂ間の処理内容を記述するべく、他の部品モデルを設計する時と同様、部品構成要素選択部２２ａから部品構成要素を選択し、部品構成要素接続部２２ｂによって部品構成要素間の接続を行なえばよい。このように、予め設定された数の制御器接続要素７３ａ，７３ｂが表示されるので、誤りのない部品モデルが設計されることとなる。
【０１１３】
尚、部品構成要素接続部２２ｂは、制御器４の部品モデルの設計が終わった後や設計画面１１が閉じられる際に、部品構成要素間の接続状況をチェックし、未接続や接続不整合があればその旨を通知するようにしてもよい。接続チェックが行なわれることで、より一層、正しいモデル設計が行なわれるようになり、開発期間の短縮に貢献する。
【０１１４】
また本実施例では、製品モデル設計後に制御器４の部品モデルが設計されるが、これに限らず、他の部品モデル同様、製品モデル設計前に予め部品モデルとして設計され、部品モデル格納部２８にその設計データが格納されていてもよい。
【０１１５】
以上の構成手段を用いることによって、使用する部品モデル名と部品モデルの接続関係（制御入出力設定部２４ｄで設定される接続関係も含まれる）とパラメータ要素７２のパラメータ値を記述した製品モデルが設計され、製品モデル格納部２９に格納される。
【０１１６】
製品モデルは、計測制御対象装置３毎に設計され、計測制御対象装置３を構成する部品が１つでも異なれば、それは異なる製品モデルとなる。例えば自動車であれば、製作される自動車の種類毎に製品モデルが設計され、更に、同じ車種であってもエンジンの種類（品番）が異なれば、エンジンの種類毎に異なる製品モデルが設計される。
【０１１７】
特に本発明は、表示制御部２０が、製品モデル設計画面８において部品モデル８０〜８５の詳細が表示されないよう制御しているので、制御入出力に関する多数の計測制御信号線が表れず、誰でも製品モデル設計・製品モデル利用がし易いようになっている。
【０１１８】
なおかつ、部品モデル設計時に予め、制御器接続要素７３ａ，７３ｂと定めた部品構成要素のみが、制御器４と接続可能になっており、表示制御部２０が、制御器接続要素７３ａ，７３ｂのみを抽出して制御器４との接続対象として一覧表示するので、制御入出力設定部２４ｄにおける接続設定が容易に行える。
【０１１９】
しかも、このように、制御器接続要素７３ａ，７３ｂのみが制御器４と接続可能に設定されているため、製品モデル設計時には、エネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂ間の接続と、制御器４（ＥＣＵ８５）との入出力設定のみを行なえばよく、それ以外の面倒で煩雑な接続処理が不要となる。つまり、部品モデル８０〜８５間の接続チェックは、エネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂ同士についてのみ行なえばよいので、製品モデルの完成チェックが容易に行なわれ、しかも、未接続や接続不整合等による製品モデルの設計ミスが起こりえない。
【０１２０】
制御器４以外の部品モデル設計者や製品モデル設計者は、制御器４の処理内容の詳細には関知していないこともあり、制御器４と接続される制御器接続要素７３ａ，７３ｂの名称だけが分かっていれば十分な場合もある。そのような設計者にとっては、製品モデル設計画面上に制御器４の詳細が表示されず、別画面に制御器接続要素７３ａ，７３ｂが計測制御信号線の名称によって一覧表示されることは、モデル設計、モデル把握の大いなる助けとなる。
【０１２１】
もちろん、制御器４の設計者にとっても、製品モデル設計画面上に、複雑な配線や多数の部品構成要素が表示されることがなく、制御器接続要素７３ａ，７３ｂが計測制御信号線の名称によって一覧表示されるので、エネルギー入出力の流れに基づく製品モデルの全体把握、制御器接続要素７３ａ，７３ｂの整理が容易に行えることになる。
【０１２２】
次に、シミュレーション部２６について説明する。シミュレーション部２６は、製品モデル設計部２４で設計された製品モデルのシミュレーション（模擬実験）を行なう手段であるが、シミュレーションには、製品モデルを構成する部品モデルを全て、実機ではなくコンピュータ上で仮想的に駆動させて行なう理論動作シミュレーションと、部品モデルの全て又は一部を実機（計測制御対象装置３）に置き換えて行なう実機動作シミュレーションとに大別される。
【０１２３】
シミュレーションの目的は、大きく分けて２つあり、１つは、部品モデル設計部２２で設計された個々の部品モデル（制御器４の部品モデルを除く）が、実機（計測制御対象装置３を実際に構成する部品）の動作に合致するかどうかを確認し、設計された部品モデルと実機動作が合致するようなフィードバックを行なう（シミュレーション結果を部品モデルの設計・修正に反映させる）ことである。
【０１２４】
もう１つは、制御器４を除く部品モデルの設計内容と実機動作が合致することを前提として、製品モデル全体をつかさどる制御器４の制御内容が、要求仕様を満足しているか否かを確認し、シミュレーション結果を制御器４の部品モデルの設計・修正に反映させ、もって、計測制御対象装置３と制御器４の全体製品モデルを完成させることである。
【０１２５】
本実施例のシミュレーション部２６の詳細構成を図２に示す。図２のシミュレーション部２６は、入出力器２６ａ、入出力器設定部２６ｂ、シミュレーションコード生成部２６ｃ、シミュレーションコード格納部、シミュレーション実行部２６ｄを備える。
【０１２６】
入出力器２６ａは、制御器接続要素７３ａ，７３ｂから入出力される信号（センサーからの実計測信号や、制御器４からの制御信号）を、シミュレーション実行部２６ｄ及び計測制御対象装置３及び制御器４に伝達する手段である。本実施例のシミュレーションにおける制御器４の動作は、制御器４内で行なわれるため、入出力器２６ａは、シミュレーション実行部２６ｄを有するコンピュータ側に設けられていてもよいし、制御器４側に設けられていてもよい。
【０１２７】
尚、例えば、理論動作シミュレーションを行なう場合には、シミュレーション実行部２６ｄを有するコンピュータが、制御器４内の処理を制御器４に代わって実行するように構成されていてもよく、計測制御対象装置３からの実計測信号の取込みや、計測制御対象装置３への制御信号の出力を行なう必要がないので入出力器２６ａは不要となる。理論動作シミュレーションの場合には、全てのシミュレーションコードの実行を、シミュレーション実行部２６ｄで行なうことが可能であり、シミュレーション実行部２６ｄの外部に対して信号を入出力する必要がないからである。
【０１２８】
また、実機動作シミュレーションを実行する場合でも、実機に置き換えず設計された部品モデルを利用する部品から入出力される計測制御信号線は不要であるため、当該信号線は入出力器２６ａに接続される必要はない。
【０１２９】
入出力器２６ａは、詳細には図示しないが、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器、デジタル信号での入出力のやり取りが可能なＩ／Ｏ回路（バッファ等）により構成され、実機から入出力される信号がアナログかデジタルかによって、これらの回路が使い分けられる。
【０１３０】
例えば、トルクコンバータの実機に設けられたポンプ回転数計の出力がアナログデータであれば、この出力データは、入出力器２６ａのＡ／Ｄ変換器に入力されてから、シミュレーション実行部２６ｄに入力される。また、シミュレーション実行部２６ｄから出力される制御信号がデジタルデータであり、トルクコンバータの入力端子がアナログ端子であれば、当該制御信号は、入出力器２６ａのＤ／Ａ変換器でアナログデータに変換されてからトルクコンバータに入力される。
【０１３１】
入出力器設定部２６ｂは、入出力器２６ａと実際の部品との接続状況に合わせて、入出力器２６ａのハードウェア上の設定を行なう手段である。具体的には、表示制御部２０は、どの製品モデルのシミュレーションを実行するかの指示を操作入力部５から受けて、図９に示すような入出力器接続設定画面１２を表示部６に表示する。
【０１３２】
図９の入出力器接続設定画面１２には、制御器４と実際に接続されるか否かに関わらず、製品モデルに含まれる全ての制御器接続要素７３ａ，７３ｂに接続される計測制御信号線名が、入力１２０と出力１２１とに分けて一覧表示される。尚、この入出力器接続設定画面１２は、図６に示した制御器接続画面１０とほぼ同一であるので、互いに連動表示されてもよいし、１つの画面であってもよい。
【０１３３】
更に表示制御部２０は、例えば、入力１２０もしくは出力１２１の下の一覧表示中の制御器接続要素７３ａ，７３ｂの計測制御信号線名の横に表示される黒三角１０２（黒三角は、制御器４と接続されることが決定されたという意味）を操作入力部５のマウスによってクリック等した時に、入出力器表示画面１２２を表示し、使用する入出力器２６ａ（図９においては、ＩＳＣＶ（Ａｎａｌｏｇ）５４１０と５４３０という機種）に応じて、当該制御器接続要素７３ａ，７３ｂと接続可能なＡＤ変換器、ＤＡ変換器、Ｉ／Ｏ回路のチャンネルを表示する。
【０１３４】
本実施例では例えば、制御器接続要素７３ａとして設定されている「クラッチ油圧指令」の信号が、ＩＳＣＶ（Ａｎａｌｏｇ）５４３０のＤＡ（１）のｃｈ１に入力されるように設定している。
【０１３５】
入出力器設定部２６ｂは、操作入力部５から、制御器接続要素７３ａ，７３ｂの接続信号が入出力される入出力器２６ａの種類（ＡＤ変換器、ＤＡ変換器、Ｉ／Ｏ回路）と、チャンネル数の設定を受け付け、製品モデル格納部２９に一時格納する。
【０１３６】
尚、基本的には、１チャンネルに付き１信号しか接続されないため、既に接続設定がなされたチャンネルについては、以降入出力器接続設定画面１２に表示しない（もしくは表示色を変更する）ようにしてもよい。
【０１３７】
シミュレーションコード生成部２６ｃは、製品モデル格納部２９に格納された製品モデルの設計データに基づいて、当該製品モデルのシミュレーションコードを生成する手段である。尚、図４の製品モデル設計画面８（８ａ）上に設けられたビルドボタン８８がクリックされると、画面８ａ上に表示されている製品モデルのシミュレーションコードが生成される。
【０１３８】
本実施例では、部品モデル毎にサブルーチンプログラムが組まれ、複数のサブルーチンプログラムが相互に連携するような記述がされることで、製品モデルのシミュレーションコードが完成する。このようにシミュレーションコードを構成することで、部品モデルを入れ換えた場合のシミュレーションコードの再構成が容易に行なわれる。
【０１３９】
個々のサブルーチンプログラムは、部品モデル内の全ての部品構成要素の動作（例えば、演算動作）が部品構成要素同士の接続関係に基づいて、Ｃ＋＋等の汎用プログラミングコードに変換されることで生成される。尚、部品モデルの中に集合要素７４が含まれる場合には、更に集合要素７４毎のサブルーチンプログラムが生成され、複数のサブルーチンプログラムの組合せによって、部品モデルのプログラムが構成されることもある。
【０１４０】
そして、制御器接続要素７３ａ，７３ｂ及びエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂに接続される信号については、当該部品構成要素が含まれる部品モデルの外部の部品モデル内での演算処理に用いられるため、当該外部の部品モデルの動作を記述するサブルーチンプログラムへリンクするような記述がなされる。
【０１４１】
その際、制御器接続要素７３ａ，７３ｂに接続される信号は、入出力器２６ａを介しているため、入出力器設定部２６ｂで設定された内容（例えば、「ポンプ回転数」は、入出力器２６ａの１番目のＡ／Ｄ変換器の７チャンネル目に接続される等）が、プログラムコードの記述に反映されることになる。この入出力器２６ａの設定が誤っていると、制御器４は本来演算に用いるべきではない信号を取り込んで処理に用いてしまうため、当然のことながら正しいシミュレーション結果が出ない。従って、入出力器２６ａの設定を、実際に入出力器２６ａに接続されている通りに行なうことは重要である。
【０１４２】
また、例えばＩ／Ｏ回路の入出力の向きや、Ａ／Ｄ変換器，Ｄ／Ａ変換器のサンプリング周波数・分解能・入力感度・増幅率その他の入出力設定等、入出力器２６ａの各種設定が入出力器設定部２６ｂで設定されていれば、シミュレーションコード生成部２６ｃは、その設定内容に基づき入出力器２６ａを制御するためのプログラムコードも記述する。
【０１４３】
また、シミュレーションコード生成部２６ｃは、制御入出力設定部２４ｄでモニターないしはメモリに記憶しておきたい信号の設定を行なっていれば、当該信号について、表示部６に表示する命令ないしはメモリへ格納する指令をプログラムコードとして記述する。
【０１４４】
シミュレーションコード格納部は、シミュレーションコード生成部２６ｃで生成されたシミュレーションコードを製品モデル毎に格納する手段である。
【０１４５】
シミュレーション実行部２６ｄは、上述したシミュレーションの種類（理論動作シミュレーションまたは実機動作シミュレーション）に合わせて、先のシミュレーションコードの中から、使用するサブルーチンプログラムを選択し、シミュレーションを実行する手段である。
【０１４６】
尚、本実施例では、制御器４自身の動作は、制御器４内もしくは、制御器４に代わるＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）装置で行なわれるため、シミュレーション実行部２６ｄは、制御器４の動作に関するシミュレーションコードをシミュレーションコード格納部から抽出して、当該コードの実行を制御器４もしくはＤＳＰ装置に命令する。
【０１４７】
例えば、制御器４の動作のみについて評価を行ないたい時には、計測制御対象装置３のうち、入力要素７０ａと出力要素７０ｂとで接続されている部品モデル間を順次接続（例えば、自動車であれば、エンジン、トルクコンバータ、タイヤ等の部品間をそれぞれトルク伝達軸を介して接続）した上で、制御器接続要素７３ａ，７３ｂが含まれている実機の信号線接続端子と、制御器４とを、入出力器２６ａを介して接続する。
【０１４８】
そして、シミュレーション実行手段は、シミュレーションコードのうち、制御器４の動作に関するシミュレーションコードを抽出し、実機駆動状態で、当該コードの実行を制御器４に命令する。
【０１４９】
このように、シミュレーションコードは、シミュレーションコード生成部２６ｃで部品モデル毎にプログラム化されているので、部品モデルの入れ換えが容易に行えるだけでなく、シミュレーション時に実機を使用しない部分についてのシミュレーションコードのみを抽出して、実行させることが出来る。これにより、実機動作シミュレーションにおいて個々の部品（部品モデル）の動作検証を行なう際に、実機を使う部分と使わない部分とを簡単に組み替えることが可能となる。
【０１５０】
また例えば、最初は、シミュレーション実行部２６ｄにおいて、制御器４や実機を用いることなく理論動作シミュレーションを行い、次に、個々の部品モデルの実機動作検証を行い、最後に、製品モデル全体について実機を使用して実機全体の動作検証を行なう、というような、シミュレーション作業段階の移行が容易に行えるようになる。
【０１５１】
しかも、入出力器２６ａと接続される信号は予め制御器接続要素７３ａ，７３ｂの設定により決定しているから、センサー配置等のシステム再構築は不要であり、またシミュレーション段階毎のシミュレーションコードプログラミング作業は不要であるので、開発期間の大幅短縮が図られる。
【０１５２】
また、理論動作シミュレーションと実機動作シミュレーションとを並行して行い、両シミュレーションの結果を比較検証することによって、センサで実計測することが不可能な未知の信号やパラメータ値を推定することも可能となる。
【０１５３】
シミュレーション実行部２６ｄがシミュレーションを実行することにより、モニターすることが予め決定された信号が、表示部６に表示され、またメモリに格納することが予め決定された信号が、メモリに格納される。これらの信号の是非を解析することによって、製品モデルないしは部品モデルの設計の妥当性（要求仕様を満足しているか否か）が判断される。
【０１５４】
ここで例えば、設計された製品モデルのシミュレーション結果が要求仕様を満足しないものであった場合、製品モデルの再設計（部品モデルの再利用）を容易に行なうことが出来るのも本発明の特徴である。
【０１５５】
すなわち、製品モデルを再設計する際には、操作入力部５からの指示により製品モデル設計部２４を再び起動させ、図４の製品モデル設計画面８を表示させればよい。製品モデル設計部２４は、部品モデルの再選択・再接続、パラメータの再設定、制御器接続要素７３ａ，７３ｂと制御器４の接続の再設定を行なうこととなるが、製品モデル設計画面には、部品モデルと、部品モデルのエネルギー入出力要素７０ａ，７０ｂ間で結線されるエネルギー入出力信号線しか表示されないため、誰もが、製品モデルや部品モデルの現状を把握しやすいようになっており、製品モデル設計時の部品モデルの入れ換え（再利用）・再結線といった再設計が容易となる。
【０１５６】
更に、画面表示が複雑となりがちな、計測制御信号線の結線は、図４の製品モデル設計画面８には表示されず、図６の制御器接続画面１０上に、入力１００と出力１０１に分けて一覧形式で表示されるため、制御器接続要素７３ａ，７３ｂのうちのどの計測制御信号線が制御器４と接続されるのかが一目瞭然に把握され、また、その再設定（接続有無の変更）も、画面上で容易に行えるようになる。
【０１５７】
しかも、制御器接続画面１０上に一覧表示されるのは、制御器４と接続される可能性のある部品構成要素、すなわち、予め制御器接続要素７３ａ，７３ｂに指定されている部品構成要素のみであるから、新たに信号線が増えることがなく、部品モデル間の接続ミスに伴う製品モデルの設計ミスや、シミュレーションの失敗の恐れがない。
【０１５８】
従来は、制御器４と接続される信号線か否かに関わらず、結線すべき信号線（エネルギー入出力信号線、計測制御信号線等）は、全て、製品モデル設計画面上で接続しなければならなかったので、結線ミスが多く、また、どの部品とどの部品を接続するのかを探し出すのにも時間がかかっていた。しかも、従来の製品モデル設計画面上には、ありとあらゆる信号線が表示されているため、画面上が煩雑となってしまい、製品モデルを設計した本人ですら、製品モデルの全体像を把握できない場合もあった。それを全ての技術者が理解しようというのは到底無理であった。
【０１５９】
また従来、制御器４と接続される計測制御信号線は設計者が自由に決めることが出来たため、他の設計者が設計された製品モデルや部品モデルを変更するということは不可能であった。更に、仮に当初は部品毎に部品モデルが設計されていたとしても、設計変更を重ねるうちに部品毎にモデルを切り分けることが出来なくなり、当の設計者本人ですら制御器４と接続される計測制御信号線が何であるかが分からなくなってしまう。このように、一度、ある１つの製品のために製品モデルが設計されてしまうと、部品モデルを他の製品モデルへ転用、再利用することが出来なかった。
【０１６０】
しかも、シミュレーション実行結果がうまくいかなかった時に、部品モデルの設計思想が根本的に間違っているのか、それとも単にＧＵＩ上での部品選択や接続を本来の意図通りに行なっていないだけなのか、という失敗の原因をすぐに把握することが出来ず、製品モデル及び部品モデルの設計見直しのために後戻りする時間が多かった。
【０１６１】
しかし、本発明のモデル設計支援装置２によれば、上述したような理由により、製品モデルの設計に詳しくない技術者であっても簡単に製品モデルを設計することが出来、部品モデルを選択して必要最低限の接続の設定を行なうだけで、少なくともＧＵＩ上の設計ミスによる失敗のないシミュレーションを実行させることが出来る。
【０１６２】
また、シミュレーション実行結果が納得いかないものであった場合は、ＧＵＩ上の設計ミスではなく、製品モデルを構成する部品モデルのいずれかに問題があると分かるので、すぐさま部品モデル毎に設計を見直すことが出来る。そして、複数ある部品モデルの中から他の製品モデルで利用されている部品モデルを選択することで再度シミュレーションを実行することが出来る。
【０１６３】
これらにより、本発明のモデル設計支援装置２によれば、部品モデルの再利用性が高まり、部品モデルの設計にかかる時間を大幅に短縮することが出来、しかも、１製品にしか利用できないような部品モデルが無駄に増えることがない。
【０１６４】
また更に、部品モデル毎にシミュレーションプログラムが構成されているため、開発された部品モデルを実機に組込んでの組み込み検証や、理論動作シミュレーションから実機動作シミュレーションへの段階的な移行がスムーズに行えるようになり、部品モデルの性能の向上並びに、開発期間の大幅短縮化が期待される。
【０１６５】
以上、モデル設計支援装置２の実施例につき説明したが、本発明のモデル設計支援装置２は、上記実施例で説明した構成要件の全てを備えたモデル設計支援装置２に限定されるものではなく、各種の変更及び修正が可能である。また、かかる変更及び修正についても本発明の特許請求の範囲に属することは言うまでもない。
【０１６６】
また、本明細書では、ＥＣＵを含む自動車の製品モデルの設計とシミュレーションを行なう場合の例を説明してきたが、制御器と接続され、部品間でエネルギーの入出力がなされるような計測制御対象装置であれば、自動車以外の機器にも、本発明のモデル設計支援装置２を適用することが出来る。
【０１６７】
また、本発明のモデル設計支援装置２は、製品開発現場のみならず、学校教育現場での利用も可能である。例えば、高専、大学、大学院等の電気・機械の制御系科目の授業の際、モデル設計支援装置２が１人又は１グループにつき１台あれば、計測制御対象装置３についての理論学習（物理化学現象の把握、製品モデル作成、シミュレーション）と、制御器４を動作させて実際に信号計測を行うことによる制御動作確認を一度に行うことが出来る。
【０１６８】
これにより、従来のように講義と実験が別々に行われることがなくなり、講義と実験を同じ場所で短時間で行うことも可能となる。学生は、講義と実験の結びつきの重要性を体感することが出来る。
【０１６９】
しかも、学生がシミュレーション用プログラムと実験での制御用プログラムとを別々にコーディングする必要がなくなり、学生はわざわざ制御系科目の習得のために言語プログラミング（シミュレーション用言語と制御用言語が異なれば２種類の言語プログラミング）を習得する必要がなくなるので、制御系科目についての有意義な講義及び実験の場が学生に提供される。
【０１７０】
本発明のモデル設計支援装置２は、一般的に、汎用コンピュータによって構成される。その場合、モデル設計支援装置２の有する機能はプログラムコードとして記述され、当該プログラムがコンピュータ内のＲＯＭ等の記憶媒体に格納され、ＣＰＵや各種演算部がプログラムを読み出すことによって、当該機能が実現されるものとする。
【０１７１】
プログラムは、最初からコンピュータ内の記憶媒体に格納されている必要はなく、ＬＡＮやインターネット等のネットワークを介してコンピュータにダウンロードされてもよい。その他、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等の可搬型の記憶媒体からコンピュータへの供給も可能である。また、当然のことながら、操作入力部５及び表示部６は、当該コンピュータに接続されているものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】計測制御システムの概略ブロック構成図である。
【図２】シミュレーション部の詳細構成を示す図である。
【図３】部品モデル設計画面の一例を示す図である。
【図４】製品モデル設計画面の一例を示す図である。
【図５】プロパティ画面（パラメータ表示画面）の一例を示す図である。
【図６】制御器接続画面の一例を示す図である。
【図７】プロパティ画面（システム設定画面）の一例を示す図である。
【図８】制御器設計画面の一例を示す図である。
【図９】入出力器接続設定画面の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１７３】
２：モデル設計支援装置
２０：表示制御部
２２：部品モデル設計部
２２ａ：部品構成要素選択部
２２ｂ：部品構成要素接続部
２２ｃ：パラメータ設定部
２４：製品モデル設計部
２４ａ：部品モデル選択部
２４ｂ：部品モデル接続部
２４ｃ：パラメータ設定部
２４ｄ：制御入出力設定部
２６：シミュレーション部
２６ａ：入出力器
２６ｂ：入出力器設定部
２６ｃ：シミュレーションコード生成部
２６ｄ：シミュレーション実行部
２７：部品構成要素格納部
２８：部品モデル格納部
２９：製品モデル格納部
３：計測制御対象装置
４：制御器
５：操作入力部
６：表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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