(57)【要約】【課題】予め準備された部分モデルを組合せてシステムモデルを作成する場合において、より効率的にシステムモデルを作成することを可能にする。【解決手段】複数の部分モデルを各部分モデルの入出力情報と共に蓄積しておき、システムモデルの入力情報と各部分モデルの入出力情報とに基づいて蓄積されている部分モデルの中からシステムモデルを構成し得る部分モデルを入力側から順次選択し連結してシステムモデルの入力側部分を作成すると共に、システムモデルの出力情報と各部分モデルの入出力情報とに基づいて蓄積されている部分モデルの中からシステムモデルを構成し得る部分モデルを出力側から順次選択し連結してシステムモデルの出力側部分を作成し、上記入力側部分と出力側部分とを連結してシステムモデル全体を作成することを特徴とするシステムモデル作成支援装置及び方法が提供される。【選択図】図２
2009015459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モデル化の対象となるシステムを構成する各部分に対応する部分モデルを組み合せて上記システム全体に対応するシステムモデルを作成するのを支援するシステムモデル作成支援装置であって、
複数の上記部分モデルを、各部分モデルの入出力情報と共に蓄積しているモデル蓄積手段と、
上記システムモデルの入力情報と、上記各部分モデルの入出力情報とに基づいて、上記モデル蓄積手段に蓄積されている部分モデルの中から上記システムモデルを構成し得る部分モデルを上記システムモデルの入力側から順次選択し連結して上記システムモデルの入力側部分を作成する手段と、
上記システムモデルの出力情報と、上記各部分モデルの入出力情報とに基づいて、上記モデル蓄積手段に蓄積されている部分モデルの中から上記システムモデルを構成し得る部分モデルを上記システムモデルの出力側から順次選択し連結して上記システムモデルの出力側部分を作成する手段と、
上記入力側部分作成手段によって作成された上記システムモデルの入力側部分と上記出力側部分作成手段によって作成された上記システムモデルの出力側部分とを連結してシステムモデル全体を作成するモデル連結手段と、
を有することを特徴とするシステムモデル作成支援装置。
【請求項２】
上記入力側部分作成手段は、上記システムモデルの最も入力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの入力情報の少なくとも一部が上記システムモデルの入力情報と一致する部分モデルを選択すると共に、部分モデル同士については、出力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの入力情報の少なくとも一部が入力側に位置する部分モデルの出力情報と一致する部分モデルを選択し連結するようになっていて、
上記出力側部分作成手段は、上記システムモデルの最も出力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの出力情報の少なくとも一部が上記システムモデルの出力情報と一致する部分モデルを選択すると共に、部分モデル同士については、入力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの出力情報の少なくとも一部が出力側に位置する部分モデルの入力情報と一致する部分モデルを選択し連結するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載のシステムモデル作成支援装置。
【請求項３】
上記モデル連結手段は、上記入力側部分作成手段によって作成された上記システムモデルの入力側部分の最も出力側に位置する部分モデルと、上記出力側部分作成手段によって作成された上記システムモデルの出力側部分の最も入力側に位置する部分モデルとが一致した場合に、該部分モデルにて上記システムモデルの入力側部分と出力側部分とを連結するようになっていることを特徴とする、請求項１または２に記載のシステムモデル作成支援装置。
【請求項４】
更に、上記システムモデルを作成する際に考慮すべき条件であるシステムモデル作成条件を設定するための手段を有しており、上記システムモデル作成条件が設定されている時には、該システムモデル作成条件を満たすシステムモデルのみが作成されることを特徴とする、請求項１から３の何れか一項に記載のシステムモデル作成支援装置。
【請求項５】
上記システムモデル作成条件として、上記システムモデルに用いられるべき部分モデルと、上記システムモデルに用いられるべき部分モデルの組合せと、上記システムモデル内の部分モデルの出力とのうちの少なくとも一つを設定できるようになっていることを特徴とする、請求項４に記載のシステムモデル作成支援装置。
【請求項６】
作成されたシステムモデルの中から特定のシステムモデルを選定するためのシステムモデル選定条件を設定するための手段と、
作成されたシステムモデルの中から上記システムモデル選定条件を満たすシステムモデルを選定する手段と、
を有することを特徴とする、請求項１から５の何れか一項に記載のシステムモデル作成支援装置。
【請求項７】
上記システムモデル選定条件として、要求精度と、許容計算時間とのうちの少なくとも一方を設定できるようになっていることを特徴とする、請求項６に記載のシステムモデル作成支援装置。
【請求項８】
上記モデル化の対象となるシステムが自動車の一部または全部であって、上記システムモデルの入力情報が自動車を制御するために変更される制御パラメータであり、上記システムモデルの出力情報が自動車の運転特性を示す特性パラメータであることを特徴とする、請求項１から７の何れか一項に記載のシステムモデル作成支援装置。
【請求項９】
モデル化の対象となるシステムを構成する各部分に対応する部分モデルを組み合せて上記システム全体に対応するシステムモデルを作成するのを支援するシステムモデル作成支援方法であって、
複数の上記部分モデルを、各部分モデルの入出力情報と共に蓄積しておき、
上記システムモデルの入力情報と、上記各部分モデルの入出力情報とに基づいて、蓄積されている上記部分モデルの中から上記システムモデルを構成し得る部分モデルを上記システムモデルの入力側から順次選択し連結して上記システムモデルの入力側部分を作成すると共に、
上記システムモデルの出力情報と、上記各部分モデルの入出力情報とに基づいて、蓄積されている上記部分モデルの中から上記システムモデルを構成し得る部分モデルを上記システムモデルの出力側から順次選択し連結して上記システムモデルの出力側部分を作成し、
作成された上記システムモデルの入力側部分と出力側部分とを連結してシステムモデル全体を作成することを特徴とするシステムモデル作成支援方法。
【請求項１０】
上記システムモデルの入力側部分は、上記システムモデルの最も入力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの入力情報の少なくとも一部が上記システムモデルの入力情報と一致する部分モデルを選択すると共に、部分モデル同士については、出力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの入力情報の少なくとも一部が入力側に位置する部分モデルの出力情報と一致する部分モデルを選択し連結することで作成されるようになっていて、
上記システムモデルの出力側部分は、上記システムモデルの最も出力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの出力情報の少なくとも一部が上記システムモデルの出力情報と一致する部分モデルを選択すると共に、部分モデル同士については、入力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの出力情報の少なくとも一部が出力側に位置する部分モデルの入力情報と一致する部分モデルを選択し連結することで作成されるようになっていることを特徴とする、請求項９に記載のシステムモデル作成支援方法。
【請求項１１】
上記システムモデルの入力側部分と出力側部分とは、上記入力側部分の最も出力側に位置する部分モデルと、上記出力側部分の最も入力側に位置する部分モデルとが一致した場合に、該部分モデルにて連結されることを特徴とする、請求項９または１０に記載のシステムモデル作成支援方法。
【請求項１２】
上記システムモデルを作成する際に考慮すべき条件であるシステムモデル作成条件が設定され、該システムモデル作成条件を満たすシステムモデルのみが作成されることを特徴とする、請求項９から１１の何れか一項に記載のシステムモデル作成支援方法。
【請求項１３】
上記システムモデル作成条件として、上記システムモデルに用いられるべき部分モデルと、上記システムモデルに用いられるべき部分モデルの組合せと、上記システムモデル内の部分モデルの出力とのうちの少なくとも一つが設定されることを特徴とする、請求項１２に記載のシステムモデル作成支援方法。
【請求項１４】
作成されたシステムモデルの中から特定のシステムモデルを選定するためのシステムモデル選定条件が設定され、
作成されたシステムモデルの中から上記システムモデル選定条件を満たすシステムモデルが選定されることを特徴とする、請求項９から１３の何れか一項に記載のシステムモデル作成支援方法。
【請求項１５】
上記システムモデル選定条件として、要求精度と、許容計算時間とのうちの少なくとも一方が設定されることを特徴とする、請求項１４に記載のシステムモデル作成支援方法。
【請求項１６】
上記モデル化の対象となるシステムが自動車の一部または全部であって、上記システムモデルの入力情報が自動車を制御するために変更される制御パラメータであり、上記システムモデルの出力情報が自動車の運転特性を示す特性パラメータであることを特徴とする、請求項９から１５の何れか一項に記載のシステムモデル作成支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシステムモデルの作成を支援する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばエンジン（内燃機関）や車両の挙動を表す各種の値を物理モデル等のモデルに基づいて算出する装置及び方法が公知となっている。そして、このような装置や方法で用いられるモデル、すなわちモデル化の対象となる系もしくはシステム全体を表すシステムモデルを作成する手法として、モデル化の対象となるシステム等を複数の部分に分けて（すなわち例えば、エンジンの吸気系が対象であれば、吸気系をスロットル弁、吸気管、吸気弁、シリンダ等に分けて）部分毎にモデル化し、これら部分モデルを組合せて上記システムモデルを作成する手法も公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また最近では、上記部分モデル等の情報の再利用性を高めて開発の効率化を図るために、上記システムモデルを作成する手法として、様々な部分に対応する部分モデルを予め求めてモデル蓄積装置に準備しておき、システムモデルの作成の際には必要な部分モデルを上記モデル蓄積装置から選択してモデル化の対象となるシステム全体に対応する所望のシステムモデルを作成するという手法も検討されている（特願２００５−１６７２９２号）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７５３３８号公報
【特許文献２】特開２００５−２７５５３３号公報
【特許文献３】特開平６−１２４１９６号公報
【特許文献４】特開２００１−２２８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そして、このようにしてシステムモデルを作成する場合には、上記部分モデル等の情報の再利用性の向上、作成可能なシステムモデルの範囲拡大、並びにモデル開発期間の短縮等を考慮すると、上記モデル蓄積装置に多種多様な部分モデルが準備されていることが望ましい。しかしながら、その一方で上記モデル蓄積装置に非常に多くの部分モデルが用意されている場合には、システムモデルの作成者が、作成しようとするシステムモデルに必要且つ適切な部分モデルを選択することが困難になり、却ってシステムモデルの作成効率が低下してしまう恐れがある。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、予め準備された部分モデルを組合せてシステムモデルを作成する場合において、より効率的なシステムモデルの作成を可能にするシステムモデル作成支援装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載されたシステムモデル作成支援装置及び方法を提供する。
【０００８】
１番目の発明は、モデル化の対象となるシステムを構成する各部分に対応する部分モデルを組み合せて上記システム全体に対応するシステムモデルを作成するのを支援するシステムモデル作成支援装置であって、複数の上記部分モデルを、各部分モデルの入出力情報と共に蓄積しているモデル蓄積手段と、上記システムモデルの入力情報と、上記各部分モデルの入出力情報とに基づいて、上記モデル蓄積手段に蓄積されている部分モデルの中から上記システムモデルを構成し得る部分モデルを上記システムモデルの入力側から順次選択し連結して上記システムモデルの入力側部分を作成する手段と、上記システムモデルの出力情報と、上記各部分モデルの入出力情報とに基づいて、上記モデル蓄積手段に蓄積されている部分モデルの中から上記システムモデルを構成し得る部分モデルを上記システムモデルの出力側から順次選択し連結して上記システムモデルの出力側部分を作成する手段と、上記入力側部分作成手段によって作成された上記システムモデルの入力側部分と上記出力側部分作成手段によって作成された上記システムモデルの出力側部分とを連結してシステムモデル全体を作成するモデル連結手段と、を有することを特徴とするシステムモデル作成支援装置を提供する。
【０００９】
１番目の発明では、システムモデルの入力側と出力側の両方から順次部分モデルが連結されるようになっており、そのようにして作成されたシステムモデルの入力側部分と出力側部分とが連結されてシステムモデル全体が作成されるようになっている。そしてこのことにより、１番目の発明によればシステムモデルをより効率的に作成することが可能となる。
【００１０】
なお、上記システムモデルの入力情報と出力情報は、これらの一方もしくは両方をユーザが入力または選択するようになっていてもよい。また、上記システムモデルの入力情報と出力情報が、ユーザに応じて定まるようになっていてもよい。更には、上記システムモデルの入力情報に応じて出力情報が定まるようになっていてもよく、また、上記システムモデルの出力情報に応じて入力情報が定まるようになっていてもよい。
【００１１】
２番目の発明では１番目の発明において、上記入力側部分作成手段は、上記システムモデルの最も入力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの入力情報の少なくとも一部が上記システムモデルの入力情報と一致する部分モデルを選択すると共に、部分モデル同士については、出力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの入力情報の少なくとも一部が入力側に位置する部分モデルの出力情報と一致する部分モデルを選択し連結するようになっていて、上記出力側部分作成手段は、上記システムモデルの最も出力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの出力情報の少なくとも一部が上記システムモデルの出力情報と一致する部分モデルを選択すると共に、部分モデル同士については、入力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの出力情報の少なくとも一部が出力側に位置する部分モデルの入力情報と一致する部分モデルを選択し連結するようになっている。
【００１２】
３番目の発明では１番目または２番目の発明において、上記モデル連結手段は、上記入力側部分作成手段によって作成された上記システムモデルの入力側部分の最も出力側に位置する部分モデルと、上記出力側部分作成手段によって作成された上記システムモデルの出力側部分の最も入力側に位置する部分モデルとが一致した場合に、該部分モデルにて上記システムモデルの入力側部分と出力側部分とを連結するようになっている。
２番目または３番目の発明によっても１番目の発明とほぼ同様の作用及び効果を得ることができる。
【００１３】
４番目の発明では１番目から３番目の何れかの発明において、更に、上記システムモデルを作成する際に考慮すべき条件であるシステムモデル作成条件を設定するための手段を有しており、上記システムモデル作成条件が設定されている時には、該システムモデル作成条件を満たすシステムモデルのみが作成されるようになっている。
【００１４】
４番目の発明によれば、上記システムモデル作成条件を設定することによって不要なシステムモデルの作成を抑制し、作成されるシステムモデルの数を低減することができる。そしてその結果、更に効率的に所望のシステムモデルを作成することが可能となる。
【００１５】
なお、上記システムモデル作成条件は、ユーザにより入力または選択されるようになっていてもよい。また、上記システムモデル作成条件が、ユーザに応じて定まるようになっていてもよい。更には、上記システムモデル作成条件が、上記システムモデルの入力情報と出力情報の一方もしくは両方に応じて定まるようになっていてもよい。
【００１６】
５番目の発明では４番目の発明において、上記システムモデル作成条件として、上記システムモデルに用いられるべき部分モデルと、上記システムモデルに用いられるべき部分モデルの組合せと、上記システムモデル内の部分モデルの出力とのうちの少なくとも一つを設定できるようになっている。
【００１７】
５番目の発明のようにすれば、特に、システムモデルに含むべき構成を指定したり、システムモデルを用いたシミュレーションを実施する際に取得したい中間的な出力を指定したりできるので、シミュレーションの目的に応じたより適切なシステムモデルを効率的に作成することができる。
【００１８】
６番目の発明では１番目から５番目の何れかの発明において、作成されたシステムモデルの中から特定のシステムモデルを選定するためのシステムモデル選定条件を設定するための手段と、作成されたシステムモデルの中から上記システムモデル選定条件を満たすシステムモデルを選定する手段と、を更に有している。
【００１９】
６番目の発明によれば、上記システムモデル選定条件を設定することによって、作成されたシステムモデルの中から所望のシステムモデルを効率的に特定することができる。
なお、上記システムモデル選定条件は、ユーザにより入力または選択されるようになっていてもよい。また、上記システムモデル選定条件が、ユーザに応じて定まるようになっていてもよい。更には、上記システムモデル選定条件が、上記システムモデルの入力情報と出力情報の一方もしくは両方に応じて定まるようになっていてもよい。
【００２０】
７番目の発明では６番目の発明において、上記システムモデル選定条件として、要求精度と、許容計算時間とのうちの少なくとも一方を設定できるようになっている。
７番目の発明のようにすれば、特に、そのシステムモデルを用いたシミュレーションに対して要求される精度や許容できる計算時間が指定できるので、シミュレーションの目的に応じたより適切なシステムモデルを効率的に特定することができる。
【００２１】
８番目の発明では１番目から７番目の何れかの発明において、上記モデル化の対象となるシステムが自動車の一部または全部であって、上記システムモデルの入力情報が自動車を制御するために変更される制御パラメータであり、上記システムモデルの出力情報が自動車の運転特性を示す特性パラメータである。
【００２２】
８番目の発明によれば、モデルを用いた自動車の開発において、効率的に所望のシステムモデルを得ることができる。なおここで、上記制御パラメータとは例えば、アクセル開度、スロットル開度、点火時期、もしくはこれらを変更するために制御されるアクチュエータの制御量等であり、上記特性パラメータとは例えば、車両加速度、発生トルク、筒内圧等である。
【００２３】
９番目の発明は、モデル化の対象となるシステムを構成する各部分に対応する部分モデルを組み合せて上記システム全体に対応するシステムモデルを作成するのを支援するシステムモデル作成支援方法であって、複数の上記部分モデルを、各部分モデルの入出力情報と共に蓄積しておき、上記システムモデルの入力情報と、上記各部分モデルの入出力情報とに基づいて、蓄積されている上記部分モデルの中から上記システムモデルを構成し得る部分モデルを上記システムモデルの入力側から順次選択し連結して上記システムモデルの入力側部分を作成すると共に、上記システムモデルの出力情報と、上記各部分モデルの入出力情報とに基づいて、蓄積されている上記部分モデルの中から上記システムモデルを構成し得る部分モデルを上記システムモデルの出力側から順次選択し連結して上記システムモデルの出力側部分を作成し、作成された上記システムモデルの入力側部分と出力側部分とを連結してシステムモデル全体を作成することを特徴とするシステムモデル作成支援方法を提供する。
９番目の発明によっても１番目の発明とほぼ同様の作用及び効果を得ることができる。
【００２４】
１０番目の発明では９番目の発明において、上記システムモデルの入力側部分は、上記システムモデルの最も入力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの入力情報の少なくとも一部が上記システムモデルの入力情報と一致する部分モデルを選択すると共に、部分モデル同士については、出力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの入力情報の少なくとも一部が入力側に位置する部分モデルの出力情報と一致する部分モデルを選択し連結することで作成されるようになっていて、上記システムモデルの出力側部分は、上記システムモデルの最も出力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの出力情報の少なくとも一部が上記システムモデルの出力情報と一致する部分モデルを選択すると共に、部分モデル同士については、入力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの出力情報の少なくとも一部が出力側に位置する部分モデルの入力情報と一致する部分モデルを選択し連結することで作成されるようになっている。
【００２５】
１１番目の発明では９番目または１０番目の発明において、上記システムモデルの入力側部分と出力側部分とは、上記入力側部分の最も出力側に位置する部分モデルと、上記出力側部分の最も入力側に位置する部分モデルとが一致した場合に、該部分モデルにて連結される。
１０番目または１１番目の発明によっても９番目の発明とほぼ同様の作用及び効果を得ることができる。
【００２６】
１２番目の発明は９番目から１１番目の何れかの発明において、上記システムモデルを作成する際に考慮すべき条件であるシステムモデル作成条件が設定され、該システムモデル作成条件を満たすシステムモデルのみが作成される。
１２番目の発明によっても４番目の発明とほぼ同様の作用及び効果を得ることができる。
【００２７】
１３番目の発明では１２番目の発明において、上記システムモデル作成条件として、上記システムモデルに用いられるべき部分モデルと、上記システムモデルに用いられるべき部分モデルの組合せと、上記システムモデル内の部分モデルの出力とのうちの少なくとも一つが設定される。
１３番目の発明によっても５番目の発明とほぼ同様の作用及び効果を得ることができる。
【００２８】
１４番目の発明では９番目から１３番目の何れかの発明において、作成されたシステムモデルの中から特定のシステムモデルを選定するためのシステムモデル選定条件が設定され、作成されたシステムモデルの中から上記システムモデル選定条件を満たすシステムモデルが選定される。
１４番目の発明によっても６番目の発明とほぼ同様の作用及び効果を得ることができる。
【００２９】
１５番目の発明では、上記システムモデル選定条件として、要求精度と、許容計算時間とのうちの少なくとも一方が設定される。
１５番目の発明によっても７番目の発明とほぼ同様の作用及び効果を得ることができる。
【００３０】
１６番目の発明では９番目から１５番目の何れかの発明において、上記モデル化の対象となるシステムが自動車の一部または全部であって、上記システムモデルの入力情報が自動車を制御するために変更される制御パラメータであり、上記システムモデルの出力情報が自動車の運転特性を示す特性パラメータである。
１６番目の発明によっても８番目の発明とほぼ同様の作用及び効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００３１】
各請求項に記載の発明は、予め準備された部分モデルを組合せてシステムモデルを作成する場合において、より効率的にシステムモデルを作成することを可能にするという共通の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態のシステムモデル作成支援装置及び方法について説明する。なお、ここではシステムモデル作成支援装置の説明を通じて同装置によって実施されるシステムモデル作成支援方法についても説明する。
【００３３】
すなわち、本実施形態のシステムモデル作成支援装置は、モデル化の対象となるシステムを構成する各部分に対応する部分モデルを組み合せて上記システム全体に対応するシステムモデルを作成するのを支援するものであり、具体的には、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）、入力ポート及び出力ポートを双方向性バスで相互に接続した公知の形式のディジタルコンピュータを用いて構成される。
【００３４】
図１は、本実施形態のシステムモデル作成支援装置の基本構成について説明するための図である。図１において、ＩＰＩＦはシステムモデルの作成に必要な情報を入力するための入力手段を示し、ＯＰＩＦは作成されたシステムモデル等を出力（もしくは表示）するための出力手段を示している。また、ＰＭＳは複数の上記部分モデルを、各部分モデルの入出力情報と共に蓄積しているモデル蓄積手段を示している。
【００３５】
そして、図中、点線で囲まれた部分は実際にシステムモデルを作成する部分であり、そこには、システムモデルの入力側部分を作成する入力側部分作成手段ＩＳＭと、システムモデルの出力側部分を作成する出力側部分作成手段ＯＳＭと、これらシステムモデルの入力側部分と出力側部分とを連結してシステムモデル全体を作成するモデル連結手段ＣＳＭとが含まれている。なお、図中の矢印はそれぞれ情報の流れを示している。
【００３６】
以下、本実施形態のシステムモデル作成支援装置によるシステムモデルの作成について説明する。すなわち、本実施形態においてはモデル化の対象として想定しているシステムを構成し得る各部分に対応する部分モデルが予め求められてモデル蓄積手段ＰＭＳに準備されている。
【００３７】
ここで部分モデルは、モデル化の対象として想定しているシステムが例えば機械装置である場合にはその機械装置の各部品に対応するモデル（部品モデル）とされ得る。すなわち、例えばモデル化の対象として想定しているシステムがエンジン（内燃機関）である場合には、部分モデルは、スロットルモデル、シリンダモデル、吸気管モデル、排気管モデル等とされ得る。
【００３８】
また、より具体的には各部分モデルは対応する各部分の特性を表す物理式（例えば質量保存則やエネルギ保存則等に基づいて導き出した式）や統計的に導き出された近似式、もしくはマップ等であり、これらがそれぞれの入出力情報と共にモデル蓄積手段ＰＭＳに記憶されている。
【００３９】
そして、本実施形態のシステムモデル作成支援装置は、基本的に上記モデル蓄積手段ＰＭＳに蓄積された部分モデルから必要な部分モデルを選択して組み合せることでシステム全体に対応するシステムモデルを作成するものであるが、このような場合、上記部分モデル等の情報の再利用性の向上、作成可能なシステムモデルの範囲拡大、並びにモデル開発期間の短縮等を考慮すると、上記モデル蓄積手段ＰＭＳに多種多様な部分モデルが準備されていることが望ましい。しかしながら、その一方で上記モデル蓄積手段ＰＭＳにあまりにも多くの部分モデルが用意されている場合には、ユーザが、作成しようとするシステムモデルに必要且つ適切な部分モデルを選択することが困難になり、却ってシステムモデルの作成効率が低下してしまう恐れがある。
【００４０】
そこで、本実施形態のシステムモデル作成支援装置では以下で説明するような手段によってより効率的にシステムモデルを作成するようにしている。すなわち、本実施形態のシステムモデル作成支援装置を用いてモデル化の対象となる具体的なシステムに対応するシステムモデルを作成する際には、まずシステムモデルの作成者（すなわち、システムモデル作成支援装置のユーザ）が作成しようとするシステムモデルの入力情報と出力情報を上記入力手段ＩＰＩＦによって入力する。なお、このシステムモデルの入力情報及び出力情報の入力は、予め準備された選択肢の中から今回作成しようとするシステムモデルに適合するものを選択する形式で行われるようになっていてもよい。
【００４１】
そして、本実施形態のシステムモデル作成支援装置においては、システムモデルの入力情報及び出力情報が入力されると、上記入力側部分作成手段ＩＳＭによってシステムモデルの入力側部分が作成されると共に、上記出力側部分作成手段ＯＳＭによってシステムモデルの出力側部分が作成されるようになっている。すなわち詳細には、上記入力側部分作成手段ＩＳＭにおいては、上記システムモデルの入力情報と、上記モデル蓄積手段に蓄積されている各部分モデルの入出力情報とに基づいて、上記モデル蓄積手段に蓄積されている部分モデルの中から上記システムモデルを構成し得る部分モデルが上記システムモデルの入力側から順次選択され連結されて上記システムモデルの入力側部分が作成される。
【００４２】
また、上記出力側部分作成手段ＯＳＭにおいては、上記システムモデルの出力情報と、上記モデル蓄積手段に蓄積されている各部分モデルの入出力情報とに基づいて、上記モデル蓄積手段に蓄積されている部分モデルの中から上記システムモデルを構成し得る部分モデルが上記システムモデルの出力側から順次選択され連結されて上記システムモデルの出力側部分が作成される。
【００４３】
そして、本実施形態のシステムモデル作成支援装置においては、上記入力側部分作成手段ＩＳＭによって作成された上記システムモデルの入力側部分と上記出力側部分作成手段ＯＳＭによって作成された上記システムモデルの出力側部分とが上記モデル連結手段ＣＳＭによって連結されてシステムモデル全体が作成されるようになっており、作成されたシステムモデルは上記出力手段ＯＰＩＦにより出力（もしくは表示）される。
【００４４】
なお、より詳細には、本実施形態のシステムモデル作成支援装置において上記入力側部分作成手段ＩＳＭは、上記システムモデルの最も入力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの入力情報の少なくとも一部が上記システムモデルの入力情報と一致する部分モデルを選択するようになっている。また、部分モデル同士については、出力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの入力情報の少なくとも一部が入力側に位置する部分モデルの出力情報と一致する部分モデルを選択し連結するようになっている。
【００４５】
また、上記出力側部分作成手段ＯＳＭは、上記システムモデルの最も出力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの出力情報の少なくとも一部が上記システムモデルの出力情報と一致する部分モデルを選択するようになっており、部分モデル同士については、入力側に位置する部分モデルとして、当該部分モデルの出力情報の少なくとも一部が出力側に位置する部分モデルの入力情報と一致する部分モデルを選択し連結するようになっている。
【００４６】
更に、本実施形態のシステムモデル作成支援装置において上記モデル連結手段ＣＳＭは、上記入力側部分作成手段ＩＳＭによって作成された上記システムモデルの入力側部分の最も出力側に位置する部分モデルと、上記出力側部分作成手段ＯＳＭによって作成された上記システムモデルの出力側部分の最も入力側に位置する部分モデルとが一致した場合に、同部分モデルにて上記システムモデルの入力側部分と出力側部分とを連結するようになっている。したがって、例えば上記入力側部分作成手段ＩＳＭが上記システムモデルの最も入力側に位置する部分モデルとして選択した部分モデルが、上記出力側部分作成手段ＯＳＭが上記システムモデルの最も出力側に位置する部分モデルとして選択した部分モデルと同じであった場合には、上記システムモデルがその一つの部分モデルによって構成されることになる。
【００４７】
図２は、本実施形態のシステムモデル作成支援装置によって、以上の説明のようにしてシステムモデルが作成される様子について示した概念図である。この図の例では一番上で一つのシステムモデルが完成している。
【００４８】
以上のように、本実施形態のシステムモデル作成支援装置では、システムモデルの入力側と出力側の両方から順次部分モデルが連結されるようになっており、そのようにして作成されたシステムモデルの入力側部分と出力側部分とが連結されてシステムモデル全体が作成されるようになっている。そしてこのようにすることで、本実施形態のシステムモデル作成支援装置によればシステムモデルをより効率的に作成することが可能となる。
【００４９】
なお、本実施形態のシステムモデル作成支援装置においては、追加の入力情報を必要とするシステムモデルも作成されるようになっている。すなわち、図３に示したようなシステムモデルが作成される場合がある（図３中、ＰＭ１からＰＭ５はそれぞれ部分モデルを示す）。このようなシステムモデルは、連結した部分モデルに更に連結する部分モデルが存在しない場合（図３の例では部分モデルＰＭ５に更に連結する部分モデルが存在しない場合）等に作成され得る。
【００５０】
そして、この場合、このシステムモデルを用いて計算を行うためには、連結する部分モデルが存在しない部分モデル（図３の例では部分モデルＰＭ５）の入力情報が追加入力情報として必要とされ、この追加入力情報を入力することでこのシステムモデルを用いて計算を行うことが可能となる。すなわち例えば、図３の例において部分モデルＰＭ５の入力情報が機関冷却水温度であったとすると、追加入力情報としてユーザが機関冷却水温度（例えば、固定値で８０℃等）を入力することで、このシステムモデルを用いてその条件での計算を行うことができる。
【００５１】
なお、以上の説明では、システムモデルを作成する際に、上記システムモデルの入力情報と出力情報の両方をユーザが入力または選択するようになっていたが、本発明の他の実施形態では、これらの一方のみをユーザが入力または選択するようになっていてもよい。すなわちこの場合、上記システムモデルの入力情報に応じて出力情報が定まるようになっていてもよく、また、上記システムモデルの出力情報に応じて入力情報が定まるようになっていてもよい。また、上記システムモデルの入力情報と出力情報が、ユーザに応じて定まるようになっていてもよい。
【００５２】
ところで、上述した実施形態のようなシステムモデル作成支援装置でシステムモデルを作成する場合、システムモデルの入力情報と出力情報とのみに基づいてシステムモデルを作成すると、図２に示すように非常に多くのシステムモデルが作成されてしまう場合がある。そしてこの場合、ユーザが作成された非常に多くのシステムモデルの中から最も適切なシステムモデルを特定する必要が生ずる場合があるが、このことは、システムモデル作成の全体の効率を所望のシステムモデルを得るまでの効率と考えると、システムモデル作成の全体としての効率を低下させる要因となり得るものと考えられる。以下で説明する実施形態のシステムモデル作成支援装置ではこの点を考慮し、より効率的にシステムモデルの作成が行われるようになっている。なお、このシステムモデル作成支援装置は先に説明した実施形態のシステムモデル作成支援装置と共通する部分を多く有しており、これら共通する部分についてはここでは原則として説明を省略する。
【００５３】
図４は、本実施形態のシステムモデル作成支援装置の構成について説明するための図である。図４から明らかなように、本実施形態のシステムモデル作成支援装置の基本構成は、先に説明した実施形態のシステムモデル作成支援装置の基本構成（図１参照）と同じである。しかしながら、本実施形態のシステムモデル作成支援装置は更に、システムモデル作成条件設定手段ＡＣＳ、システムモデル選定条件設定手段ＢＣＳ及びシステムモデル選定手段ＳＤを有している。
【００５４】
すなわち、本実施形態のシステムモデル作成支援装置は、上記システムモデルを作成する際に考慮すべき追加的な条件であるシステムモデル作成条件を設定するための手段ＡＣＳを有しており、上記システムモデル作成条件が設定されている時には、同システムモデル作成条件を満たすシステムモデルのみが作成されるようになっている。そしてこのようにすることで不要なシステムモデルの作成を抑制し、作成されるシステムモデルの数を低減することができるので、更に効率的に所望のシステムモデルを作成することが可能となる。なお、本実施形態のシステムモデル作成支援装置では、上記システムモデル作成条件はユーザにより入力または選択され、上記システムモデル作成条件設定手段ＡＣＳによって設定されるようになっている。
【００５５】
より詳細には、本実施形態のシステムモデル作成支援装置では、上記システムモデル作成条件として、上記システムモデルに用いられるべき部分モデル、上記システムモデルに用いられるべき部分モデルの組合せ、上記システムモデル内の部分モデルの出力等が設定できるようになっている。これにより、システムモデルに含むべき構成を指定したり、システムモデルを用いたシミュレーションを実施する際に取得したい中間的な出力を指定したりできるので、シミュレーションの目的に応じたより適切なシステムモデルを効率的に作成することができる。なお、他の実施形態では上述したシステムモデル作成条件のうちの一部のみが設定できるようになっていてもよい。
【００５６】
より具体的には、例えばシステムモデルの入力情報をアクセル開度、出力情報を車両加速度としてシステムモデルの作成をする場合、システムモデル作成条件を設定しないと、各種のエンジン（ハイブリッド型、４気筒、６気筒、過給機付エンジン等）を含むシステム（この例では自動車）のシステムモデルが作成されてしまう恐れがある。
【００５７】
このような場合において、仮に特定の過給機を用いた過給機付エンジンを含むシステムのシステムモデルのみが必要であれば、上記システムモデル作成条件として、上記システムモデルに用いられるべき部分モデルに上記特定の過給機のモデルを設定することで、不要なシステムモデルの作成を抑制することができる。また、単に過給機付エンジンを含むシステムのシステムモデルが必要であれば、上記システムモデルに用いられるべき部分モデルとしてモデル蓄積手段ＰＭＳに蓄積されている全ての過給機モデルを設定することで、不要なシステムモデルの作成を抑制しつつ所望のシステムモデルを作成することができる。
【００５８】
更に例えば、ガソリンエンジンを含むシステムのシステムモデルのみが必要であれば、上記システムモデルに用いられるべき部分モデルの組合せとしてガソリンエンジンを構成する部分モデルの組合せを設定するようにして不要なシステムモデルの作成を抑制することができる。
【００５９】
なお、本実施形態のシステムモデル作成支援装置では、上記システムモデル作成条件は、ユーザにより入力または選択されるようになっているが、他の実施形態では、上記システムモデル作成条件が、ユーザに応じて定まるようになっていてもよい。更には、上記システムモデル作成条件が、上記システムモデルの入力情報と出力情報の一方もしくは両方に応じて定まるようになっていてもよい。
【００６０】
また、本実施形態のシステムモデル作成支援装置は更に、作成されたシステムモデルの中から特定のシステムモデルを選定するためのシステムモデル選定条件を設定するための手段ＢＣＳと、作成されたシステムモデルの中から上記システムモデル選定条件を満たすシステムモデルを選定する手段ＳＤとを有している。そしてこれらの手段を有することにより、作成されたシステムモデルの中から所望のシステムモデルを効率的に特定することができる。なお、本実施形態のシステムモデル作成支援装置では、上記システムモデル選定条件はユーザにより入力または選択され、上記システムモデル選定条件設定手段ＢＣＳによって設定されるようになっている。
【００６１】
より詳細には、本実施形態のシステムモデル作成支援装置では、上記システムモデル選定条件として、要求精度や許容計算時間等が設定できるようになっている。そしてこのようにすることで、特に、そのシステムモデルを用いたシミュレーションに対して要求される精度や許容できる計算時間が指定できるので、シミュレーションの目的に応じたより適切なシステムモデルを効率的に特定することができる。なお、他の実施形態では上述したシステムモデル選定条件（要求精度及び許容計算時間）の一方のみが設定できるようになっていてもよい。
【００６２】
本実施形態のシステムモデル作成支援装置においては、具体的にはシステムモデル選定手段ＳＤにて、検証用入力値を用いて作成されたシステムモデルにおいて計算を行い、各システムモデルが設定されたシステムモデル選定条件（要求精度及び許容計算時間）を満足しているか否かが判定されてシステムモデルが選定され、その結果が出力される。
【００６３】
ここで特に、要求精度に関しては、作成されたシステムモデルによる計算値とモデル化の対象となるシステムにおける検証用入力値に対する実測値とが比較され、各システムモデルが設定された要求精度を満足しているか否かが判定される。すなわちより詳細には、定常値については、例えば図５に示すように実測値とシステムモデルによる計算値との差が許容される誤差範囲以内のものであるか否かが判定され、これによって要求精度を満足しているか否かが判定される（なお、図５中のプロットはそれぞれ同一条件における実測値とシステムモデルによる計算値とで定められるプロットである。）。また、過渡値については、図６に示すように出力値の経時変化における比較を行い、誤差の最大値が許容される誤差以内のものであるか否かが判定され、これによって要求精度を満足しているか否かが判定される。
【００６４】
図７は、本実施形態におけるシステムモデルの選定について示した概念図である。この例では、システムモデル３のみが要求精度と許容計算時間の両方の条件を満足し、選定されている（システムモデル１及び２は許容計算時間の条件は満足するが要求精度の条件を満足せず、システムモデル４は要求精度の条件は満足するが許容計算時間の条件は満足していない。）。
【００６５】
なお、上述したように要求精度に関する判定には、モデル化の対象となるシステムにおいて実測された検証用入力値に対するデータが必要であり、このデータを予め求めてシステムモデル選定手段ＳＤ等に記憶しておく必要がある。
【００６６】
また、このように実測データを有するシステムについてのシステムモデルを作成すると、そのシステムモデルについては精度を確認することができる。そして、新たなシステムに対するシステムモデルを作成する場合に、このような精度を確認したシステムモデルをベースとして用いると、新たなシステムに対するシステムモデルの精度についてもある程度推定することができる。したがって、新たなシステムに対するシステムモデルを作成する場合に、このような精度を確認したシステムモデルをベースとして用いることで、所望の精度に近い精度を有する新たなシステムに対するシステムモデルを作成することが可能となる。
【００６７】
なお、本実施形態のシステムモデル作成支援装置では、上記システムモデル選定条件は、ユーザにより入力または選択されるようになっているが、他の実施形態では、上記システムモデル選定条件が、ユーザに応じて定まるようになっていてもよい。更には、上記システムモデル選定条件が、上記システムモデルの入力情報と出力情報の一方もしくは両方に応じて定まるようになっていてもよい。
【００６８】
また、本実施形態のシステムモデル作成支援装置は、システムモデル作成条件設定手段ＡＣＳと、システムモデル選定条件設定手段ＢＣＳ及びシステムモデル選定手段ＳＤとを有していたが、他の実施形態では、システムモデル作成条件設定手段ＡＣＳのみを有していてもよく、あるいはシステムモデル選定条件設定手段ＢＣＳとシステムモデル選定手段ＳＤのみを有していてもよい。
【００６９】
ところで、以上の各実施形態においては、モデル化の対象となるシステムを自動車の一部または全部とすることができる。そしてこの場合、上記システムモデルの入力情報を自動車を制御するために変更される制御パラメータとし、上記システムモデルの出力情報を自動車の運転特性を示す特性パラメータとすることができる。そしてこのようにすることで、モデルを用いた自動車の開発において、効率的に所望のシステムモデルを得ることができる。
【００７０】
なお、上記制御パラメータは例えば、アクセル開度、スロットル開度、点火時期、もしくはこれらを変更するために制御されるアクチュエータの制御量等とすることができ、上記特性パラメータは例えば、車両加速度、発生トルク、筒内圧等とすることができる。
【００７１】
以下では、自動車の開発に本発明のシステムモデル作成支援装置が用いられ、システムモデルが作成された場合の具体例について説明する。すなわち、この例は、システムモデルの入力情報をアクセル開度、出力情報を車両加速度としてシステムモデルが作成された場合のものである。そしてこの例では、これらの入力情報及び出力情報に対して図８に示すような３つのシステムモデルＡ、Ｂ、Ｃが作成されている。
【００７２】
図８に示すように、システムモデルＡは、アクセル開度を入力とする最も入力側の部分モデルとしてエンジンモデルＥＭ１を具備し、車両加速度を出力とする最も出力側の部分モデルとして車体モデルＣＭを具備している。そしてこれらの間を入力側から順にトルクコンバータモデルＴＣＭ、トランスミッションモデルＴＭＭ、ディファレンシャルギヤモデルＤＧＭで連結して構成されている。このシステムモデルＡは最も簡易なシステムモデル構成であり、エンジン部分が一つの部分モデル（すなわちエンジンモデルＥＭ１）で構成されている。そしてこのエンジンモデルＥＭ１はアクセル開度のみを入力として、エンジン内部のフリクションロスを考慮しない図示トルクを出力するものである。
【００７３】
一方、システムモデルＢは、上述のシステムモデルＡにおいてエンジンモデルＥＭ１の代わりにエンジンモデルＥＭ２を用いたものである。このエンジンモデルＥＭ２は、アクセル開度と機関冷却水温度とを入力として、エンジン内部のフリクションロスを考慮した正味トルクを出力するものである。したがって、システムモデルＢは、システムモデルＡと比較すると、追加入力情報として機関冷却水温度を必要とし計算時間も長くなるが、高い精度でアクセル開度に対する車両加速度を求めることが可能となる。
【００７４】
更に、システムモデルＣは、エンジン部分を複数の部分モデルで細かくモデル化したものである。すなわち、システムモデルＣでは図８に示すように、エンジン部分は、アクセルモデルＡＸＭ、ノズルモデルＮＺＭ、エアクリーナモデルＡＣＭ、スロットルモデルＴＨＭ、インテークマニホールドモデルＩＭＭ、マフラーモデルＭＦＭ、エキゾーストマニホールドモデルＥＭＭ、シリンダモデルＣＬＭから構成されている。ここで、アクセルモデルＡＸＭは入力されたアクセル開度をスロットル開度に変換して出力するものである。また、シリンダモデルＣＬＭは追加入力情報として燃料噴射量を必要とし正味トルクを出力する。更に、ノズルモデルＮＺＭ及びマフラーモデルＭＦＭは追加入力情報として標準大気圧及び温度を必要とする。
【００７５】
以上のように、システムモデルＣでは追加入力情報として燃料噴射量や標準大気圧及び温度が必要とされる。しかしながら、上述したようにエンジン部分が複数の部分モデルで細かくモデル化されているため、計算時間は長くなるが、より高い精度でアクセル開度に対する車両加速度を求めることが可能となる。また、システムモデルＣでは、その計算過程において吸入空気量が算出される。したがって、例えば、システムモデル作成条件として、吸入空気量の算出が設定されている場合には、システムモデルＡ及びＢは作成されず、システムモデルＣのみが作成される。
【００７６】
そして、以上のような３つのシステムモデルＡ、Ｂ、Ｃが作成された場合、この中から設定されたシステムモデル選定条件を満たすシステムモデルが選定されることになる。すなわち、例えば、システムモデル選定条件として短い計算時間が重視されるのであればシステムモデルＡが選定され、高精度が要求されるのであればシステムモデルＣが選定される。また、計算時間と精度とのバランスが重視されればシステムモデルＢが選定される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態のシステムモデル作成支援装置の基本構成について説明するための図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態のシステムモデル作成支援装置によってシステムモデルが作成される様子について示した概念図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態のシステムモデル作成支援装置によって作成され得る追加の入力情報を必要とするシステムモデルについて示した図である。
【図４】図４は、本発明の他の実施形態のシステムモデル作成支援装置の構成について説明するための図である。
【図５】図５は、定常値に関して精度の検証を行う場合について説明するための図である。
【図６】図６は、過渡値に関して精度の検証を行う場合について説明するための図である。
【図７】図７は、システムモデルの選定について示した概念図である。
【図８】図８は、作成されるシステムモデルの具体例について説明するための図である。
【符号の説明】
【００７８】
ＩＰＩＦ    入力手段
ＯＰＩＦ    出力手段
ＰＭＳ    モデル蓄積手段
ＩＳＭ    入力側部分作成手段
ＯＳＭ    出力側部分作成手段
ＣＳＭ    モデル連結手段
【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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