JP2000155074A - 汎用計測制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々の制御信号で制御される計測制御装置に
共通して使用することができる汎用計測制御システムを
提供する。 【解決手段】 汎用計測制御システム１は、パソコン２
と汎用計測制御コントローラ４が通信ネットワークで接
続されて構成されている。汎用計測制御コントローラ４
は三種類の制御出力ボード２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃと図
示しない三種類の計測入力ボードを備えており、アプリ
ケーションソフト２２によってアナログ信号が指定され
るとアナログ出力ボード２８Ａからアナログ信号３０Ａ
が出力される。パルス信号が指定されるとパルス出力ボ
ード２８Ｂからパルス信号３０Ｂが、デジタル信号が指
定されるとデジタル出力ボード２８Ｃからデジタル信号
３０Ｃが出力される。これらの制御信号のうち計測制御
装置６に適合する指定された制御信号によって計測制御
装置６が制御されて作動し、供試体Ｗの計測が行われ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車エンジ
ン，電動モータ等の各種の供試体を所定の条件で作動さ
せて該供試体の状態を計測する計測制御装置を制御する
汎用計測制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の製品開発，生産工場等において
は、エンジン，ポンプ，トランスミッション等の供試体
を所定の条件で作動させて、その作動状態を計測する試
験機（計測制御装置）が用いられる。かかる計測制御装
置は、計測制御コントローラによって制御される。ここ
で、計測制御装置は計測対象（供試体）によって異なっ
た構成を有しており、各計測制御装置を制御する制御信
号もそれぞれ異なっている。

【０００３】例えば、自動車のエンジンの試験機におい
ては、エンジンのスロットルの開度が制御されて、これ
に対するエンジン回転数が計測される。この際に、制御
信号としてはアナログ信号が使われ、計測値もアナログ
信号として出力される。また、パルスモータの試験機に
おいては、制御信号としてパルス信号が用いられ、計測
値もパルス信号として出力される。さらに、自動車のポ
ンプの試験機においては、制御信号としてデジタル信号
が用いられ、計測値もデジタル信号として出力される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、供試体に
よって計測制御装置を制御する制御信号が異なっている
ために、計測制御装置ごとに異なる計測制御コントロー
ラを用意しなければならず、はなはだ不便であった。こ
れに対して、種々の計測制御装置に共通して使うことが
できる汎用計測制御システムがあれば、非常に便利であ
る。

【０００５】そこで、本出願の請求項１および請求項２
に係る発明においては、種々の制御信号で制御される計
測制御装置に共通して使用することができる汎用計測制
御システムを提供することを目的とする。

【０００６】また、請求項２に係る発明においては、よ
り容易に構成することができる汎用計測制御システムを
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、上記の課題を解
決するために、請求項１に係る発明においては、各種の
供試体を制御して所定の条件で作動させ供試体の状態を
計測する計測制御装置を制御する汎用計測制御システム
であって、前記計測制御装置を制御する制御信号の種類
を指定する制御信号種類指定手段と、前記制御信号の値
を指定する制御値指定手段と、複数種類の制御出力ボー
ドおよび複数種類の計測入力ボードを備え、前記制御信
号を前記制御出力ボードから前記計測制御装置に出力し
て前記計測制御装置を制御する汎用計測制御コントロー
ラと、前記制御信号種類指定手段によって指定された種
類に該当する前記汎用計測制御コントローラの前記制御
出力ボードから前記指定された種類の制御信号を前記制
御値指定手段によって指定された制御値として出力さ
せ、また前記汎用計測制御コントローラの前記計測入力
ボードから入力した前記計測制御装置からの計測信号を
計測値として値を返すコントローラ用ドライバーと、前
記コントローラ用ドライバーから前記計測値を受け取っ
て表示する計測値表示手段とを有する汎用計測制御シス
テムを創出した。

【０００８】この汎用計測制御システムは、複数種類の
制御出力ボードおよび複数種類の計測入力ボードを備え
た汎用計測制御コントローラを有しており、この汎用計
測制御コントローラの制御出力ボードから計測制御装置
に対して制御信号を出力して計測制御装置を制御する。
また、計測制御装置による計測値は計測信号として汎用
計測制御コントローラの計測入力ボードに入力される。
この汎用計測制御コントローラは、コントローラ用ドラ
イバーによって起動される。すなわち、制御信号種類指
定手段および制御値指定手段によって指定された種類と
値の制御信号が、コントローラ用ドライバーによって汎
用計測制御コントローラの該当する制御出力ボードから
出力される。

【０００９】このように、複数種類の制御出力ボードを
備えた汎用計測制御コントローラを有し、この複数種類
の中から制御信号種類指定手段によって制御信号の種類
を選択し、選択された種類の制御出力ボードから出力す
るようにコントローラ用ドライバーで起動する方式とし
たことによって、制御信号の種類の異なる複数種類の計
測制御装置に対応できる。このようにして、本発明の汎
用計測制御システムは、種々の制御信号で制御される計
測制御装置に共通して使用することができる。

【００１０】また、請求項２に係る発明においては、請
求項１に記載の汎用計測制御システムであって、前記制
御信号種類指定手段と前記制御値指定手段と前記コント
ローラ用ドライバーと前記計測値表示手段がパーソナル
コンピュータと専用ソフトウェアによって構成されてい
る汎用計測制御システムを創出した。

【００１１】かかる汎用計測制御システムによれば、パ
ーソナルコンピュータを操作することによって制御信号
の種類とその値を指定することができ、パーソナルコン
ピュータ上でコントローラ用ドライバーを使うことによ
って該当する汎用計測制御コントローラの制御出力ボー
ドから指定された制御信号を出力させることができる。
そして、その制御信号で制御された計測制御装置による
計測結果は、計測値としてパーソナルコンピュータに表
示される。

【００１２】このように、本発明の汎用計測制御システ
ムにおいては、パーソナルコンピュータによって専用ソ
フトウェアを起動させるだけで、計測制御装置を制御し
て作動させることができ、計測結果をパーソナルコンピ
ュータに取り込むことができる。このようにして、より
容易に構成することができる汎用計測制御システムが提
供される。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明を具現化した一実施
形態について、図１乃至図４を参照して説明する。ま
ず、本実施形態の汎用計測制御システムを用いた計測系
の全体構成について、図１を参照して説明する。図１
は、汎用計測制御システムの一実施形態を用いた計測系
の全体構成を示すブロック図である。図１に示されるよ
うに、本実施形態の計測系においては、自動車エンジン
Ｗを測定対象としている。

【００１４】本実施形態の計測系のハードウェアは、パ
ーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」とも略す
る。）２と汎用計測制御コントローラ４と計測制御装置
６によって構成されている。このうち、パソコン２と汎
用計測制御コントローラ４がイーサネット等の通信ネッ
トワークで接続されて、本実施形態の汎用計測制御シス
テム１が構成されている。この汎用計測制御システム１
によって、計測制御装置６が制御され、供試体Ｗが作動
して計測結果が取り込まれる。

【００１５】計測制御装置６は、汎用計測制御コントロ
ーラ４から出力された制御信号を取り込み、供試体Ｗか
らの計測結果を汎用計測制御コントローラ４に入力する
ＰＩＤコントローラ８を有している。ＰＩＤコントロー
ラ８に入力した制御信号は、サーボアンプ１０を介して
ＴＨ（スロットル）アクチュエータ１２を作動させる。
供試体であるエンジンＷのスロットルの近傍には、スロ
ットルの開度を測定するスロットルセンサ１４が設けら
れている。このスロットルセンサ１４で測定された開度
の値は、アンプ１６を介してＰＩＤコントローラ８に入
力される。これによって、スロットルが制御信号によっ
て指定された開度になるように、ＴＨアクチュエータ１
２がフィードバック制御される。

【００１６】また、エンジンＷの出力軸の近傍には、出
力軸の回転速度を測定するセンサ１８が設けられてい
る。このセンサ１８で測定された回転速度は、回転計２
０を介してＰＩＤコントローラ８に入力される。そし
て、計測信号として汎用計測制御コントローラ４に入力
され、計測値としてパソコン２のディスプレイに表示さ
れる。このようにして、汎用計測制御システム１によっ
て供試体であるエンジンＷが運転されて、その回転数が
計測される。

【００１７】次に、この汎用計測制御システム１のソフ
トウェア構成について、同じく図１を参照して説明す
る。パソコン２上において、アプリケーションソフト２
２およびコントローラ用ドライバーソフト２４が起動さ
れる。アプリケーションソフト２２は、制御出力信号の
種類の指定と制御値の指定をするためのソフトウェアで
ある。ここでは、アナログ信号，周波数（パルス）信
号，ＢＣＤ（デジタル）信号の三種類の制御信号から選
択できるようになっている。また、制御値の指定の例と
して、ここではＥＧＲＥＶ（エンジン回転数）＝３００
０ｒｐｍを指定している。この制御値３０００ｒｐｍ
は、アナログ信号においては３Ｖであり、パルス信号に
おいては３００Ｈｚであり、デジタル信号においては３
０００となる。

【００１８】これら三種類の制御信号に対応して、汎用
計測制御コントローラ４内にも三種類の制御出力ソフト
２６が用意されている。すなわち、アナログ出力ソフ
ト，周波数（パルス）出力ソフト，ＢＣＤ（デジタル）
出力ソフトである。これらのうち、アプリケーションソ
フト２２で指定された種類の制御出力ソフト２６が、コ
ントローラ用ドライバーソフト２４によって立ち上げら
れ、対応する出力ボードから指定された制御値の制御信
号が出力される。

【００１９】すなわち、アプリケーションソフト２２で
アナログ信号が指定された場合には、アナログ出力ソフ
トが立ち上げられ、汎用計測制御コントローラ４のアナ
ログ出力ボード２８Ａからアナログ信号３０Ａが出力さ
れる。また、パルス信号が指定された場合には、周波数
（パルス）出力ソフトが立ち上げられ、パルス出力ボー
ド２８Ｂからパルス信号３０Ｂが出力される。さらに、
デジタル信号が指定された場合には、ＢＣＤ（デジタ
ル）出力ソフトが立ち上げられ、デジタル出力ボード２
８Ｃからデジタル信号３０Ｃが出力される。このように
して出力された制御信号によって、各種の計測制御装置
が制御される。計測制御装置６の場合には供試体Ｗがエ
ンジンであるため、３Ｖのアナログ信号３０ＡがＰＩＤ
コントローラ８に入力されて制御される。

【００２０】一方、ＰＩＤコントローラ８から出力され
た計測結果を示す信号は、図１には示されない各々の信
号種類に対応した入力ボードから汎用計測制御コントロ
ーラ４に入力される。そして、ネットワークを伝ってパ
ソコン２に転送され、パソコン２では、専用の表示ソフ
トウェアを用いて、転送された計測データを計測値とし
てディスプレイに表示する。

【００２１】従って、パーソナルコンピュータ２および
アプリケーションソフト２２は、本発明における制御信
号種類指定手段および制御値指定手段に相当する。ま
た、パーソナルコンピュータ２およびコントローラ用ド
ライバーソフト２４は、本発明におけるコントローラ用
ドライバーに相当する。さらに、パーソナルコンピュー
タ２および図示されない専用の表示ソフトウェアは、本
発明における計測値表示手段に相当する。

【００２２】次に、汎用計測制御コントローラ４の内部
構成について、図２を参照して説明する。図２は、汎用
計測制御コントローラ４の内部構成を示すブロック図で
ある。図２に示されるように、汎用計測制御コントロー
ラ４は、ＣＰＵ（中央処理装置）３２，ＲＡＭ（ランダ
ムアクセスメモリ）３４を中心としたコンピュータシス
テムである。ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）３６の
ハードディスクには、前述した制御出力ソフト２６およ
び計測入力ソフトが記憶されている。コントローラ用ド
ライバーソフト２４によって汎用計測制御コントローラ
４が起動されると、アプリケーションソフト２２で指定
された種類の制御出力ソフト２６がＨＤＤ３６からＣＰ
Ｕ３２によって読み出され、ＲＡＭ３４内で立ち上げら
れる。

【００２３】さらに、汎用計測制御コントローラ４は、
前述した三種類の制御信号に対応した計測入力ボードお
よび制御出力ボードを備えている。すなわち、アナログ
入力ボード３８Ａ，パルス入力ボード３８Ｂ，デジタル
入力ボード３８Ｃ、および図１に示されたアナログ出力
ボード２８Ａ，パルス出力ボード２８Ｂ，デジタル出力
ボード２８Ｃである。

【００２４】指定された種類の制御出力ソフト２６が立
ち上げられると、制御出力ボード２８Ａ，２８Ｂ，２８
Ｃのうち該当する制御出力ボードから制御信号が、計測
制御装置６に対して出力される。そして、計測結果が計
測入力ボード３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃのうち該当する計
測入力ボードから入力され、計測データとしてパソコン
２へ転送される。パソコン２では、専用の表示ソフトウ
ェアを用いて、転送された計測データを計測値としてデ
ィスプレイに表示する。これらのＣＰＵ３２，ＲＡＭ３
４，ＨＤＤ３６，入力ボード３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃお
よび出力ボード２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃは、バス４０に
よって相互にデータ送信可能に接続されている。

【００２５】次に、かかる構成を有する汎用計測制御シ
ステム１による計測制御の具体的な手順について、図
１，図２を参照しつつ図３に従って説明する。図３は、
本実施形態の汎用計測制御システム１による計測制御の
具体的な手順を示すフローチャートである。ステップＳ
１０で操作が開始されると、まずパソコン２においてコ
ントローラ用ドライバーソフト２４が起動される（ステ
ップＳ１２）。続いて、このコントローラ用ドライバー
ソフト２４によって、通信ネットワークを介して、汎用
計測制御コントローラ４に異常がないかの確認が行われ
る（ステップＳ１４）。もし異常があれば、計測制御を
中止して汎用計測制御コントローラ４の点検・修理が行
われる。

【００２６】ステップＳ１４で異常がないことが確認さ
れたら、制御及び計測条件の設定が行われる（ステップ
Ｓ１６）。すなわち、アプリケーションソフト２２によ
って、制御出力信号の種類の指定と制御値の指定が行わ
れる。また、各制御値における計測時間の指定も同時に
行われる。これらの指定の入力が完了したら、パソコン
２のディスプレイに条件設定完了を示す「ＲＥＡＤＹ」
の文字が表示されるので、それを確認して（ステップＳ
１８）、制御（運転）を開始する（ステップＳ２０）。
すなわち、汎用計測制御コントローラ４の該当する出力
ボード２８Ａ〜２８Ｃから制御信号を出力して、計測制
御装置６を作動させる。

【００２７】続いて、計測制御装置６の運転状態が指定
された制御値に到達して、計測開始を示すインターロッ
クが入力したことをパソコン２のディスプレイ上で確認
する（ステップＳ２２）。こうして、計測が開始される
（ステップＳ２４）。そして、ステップＳ１６で指定し
た計測時間内は、計測が行われていることを確認する
（ステップＳ２６）。指定した計測時間が経過したら、
次の計測条件が指定されているか否かの判定が行われる
（ステップＳ２８）。この判定がＹＥＳの場合には、次
の制御値に従って、計測制御装置６の運転を移行する
（ステップＳ３０）。そして、ステップＳ２２へ戻って
次の条件による計測を実施する。

【００２８】一方、ステップＳ２８における判定がＮＯ
の場合には、指定された計測条件による計測は全て完了
したことになるので、計測制御装置６の運転を停止し
（ステップＳ３２）、計測制御の操作を終了する（ステ
ップＳ３４）。このようにして、ステップＳ１６でパソ
コン２を用いて制御及び計測条件を設定するだけで、図
３のフローチャートに従って自動的に計測制御装置６が
運転され、計測が行われる。

【００２９】このようにして実施される計測制御時にお
ける制御値の経時変化について、図４を参照して説明す
る。図４は、計測制御時における制御値の経時変化の一
例を示すグラフである。横軸は時間の経過を表し、縦軸
は制御値の大きさを示している。図４に示されるよう
に、時刻Ｔ１で計測制御装置６の運転が開始される（図
３のステップＳ２０）と、制御値は次第に増大してい
く。そして、時刻Ｔ２で指定された最初の制御値に到達
すると、計測制御装置６から計測開始のインターロック
が入力され、計測が開始される（図３のステップＳ２
２，Ｓ２４）。

【００３０】時刻Ｔ３で指定された計測時間が経過する
と計測を終了し、次の計測条件が指定されているか判定
される（図３のステップＳ２８）。ここではより大きな
制御値における計測が指定されているので（ステップＳ
２８の判定がＹＥＳ）、計測値が増加して計測制御装置
６の運転条件が移行する（図３のステップＳ３０）。そ
して、時刻Ｔ４で次の制御値に到達すると、再び計測制
御装置６から計測開始のインターロックが入力され、二
度目の計測が開始される。

【００３１】時刻Ｔ５で指定された計測時間が経過する
と計測を終了し、次の計測条件が指定されているか判定
される。ここではもう次の計測条件は指定されていない
ので（図３のステップＳ２８の判定がＮＯ）、計測制御
装置６の運転を停止して計測制御を終了する（図３のス
テップＳ３２，Ｓ３４）。これに伴って、制御値の大き
さは次第に減少してゼロに戻る。

【００３２】以上説明したように、本実施形態の汎用計
測制御システム１は、三種類の制御出力ボード２８Ａ，
２８Ｂ，２８Ｃを備えた汎用計測制御コントローラ４を
有している。この三種類の中からアプリケーションソフ
ト２２によって制御信号の種類を選択し、選択された種
類の制御出力ボードから出力するようにコントローラ用
ドライバーソフト２４で汎用計測制御コントローラ４を
起動する方式としたことによって、三種類の制御信号を
有する複数の計測制御装置に対応できる。このようにし
て、本実施形態の汎用計測制御システム１は、三種類の
制御信号で制御される計測制御装置に共通して使用する
ことができる。

【００３３】本実施形態においては、制御信号種類指定
手段と制御値指定手段とコントローラ用ドライバーと計
測値表示手段がパーソナルコンピュータと専用ソフトウ
ェアによって構成されている例について説明したが、こ
れらは別個の装置として構成されていても良い。また、
本実施形態においては、汎用計測制御コントローラ４が
アナログ信号，パルス信号，デジタル信号の三種類の制
御信号に対応した入出力ボードを備えた例について説明
したが、その他の種類の制御信号に対応した入出力ボー
ドを備えることもできる。制御信号の種類も三種類に限
られず、何種類でも良い。

【００３４】さらに、本実施形態においては、供試体Ｗ
が自動車エンジンの場合における計測制御装置６の構成
を説明したが、供試体の種類によって計測制御装置の構
成は様々に変化する。汎用計測制御システムのその他の
部分の構成，接続関係等についても、本実施形態に限定
されるものではない。

【００３５】

【発明の効果】請求項１および請求項２に係る発明にお
いては、種々の制御信号で制御される計測制御装置に共
通して使用することができる汎用計測制御システムが提
供される。また、請求項２に係る発明においては、より
容易に構成することができる汎用計測制御システムが提
供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る汎用計測制御システムの一実施形
態が用いられる計測系の全体構成を示すブロック図であ
る。

【図２】汎用計測制御システムの一実施形態における汎
用計測制御コントローラの内部構成を示すブロック図で
ある。

【図３】汎用計測制御システムの一実施形態による計測
制御の具体的な手順を示すフローチャートである。

【図４】汎用計測制御システムの一実施形態による計測
制御時における制御値の経時変化の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 汎用計測制御システム ２，２２ 制御信号種類指定手段，制御値指定手段 ２，２４ コントローラ用ドライバー ２ 計測値表示手段 ４ 汎用計測制御コントローラ ６ 計測制御装置 ２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ 制御出力ボード ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ 計測入力ボード Ｗ 供試体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各種の供試体を制御して所定の条件で作
   動させ供試体の状態を計測する計測制御装置を制御する
   汎用計測制御システムであって、 前記計測制御装置を制御する制御信号の種類を指定する
   制御信号種類指定手段と、 前記制御信号の値を指定する制御値指定手段と、 複数種類の制御出力ボードおよび複数種類の計測入力ボ
   ードを備え、前記制御信号を前記制御出力ボードから前
   記計測制御装置に出力して前記計測制御装置を制御する
   汎用計測制御コントローラと、 前記制御信号種類指定手段によって指定された種類に該
   当する前記汎用計測制御コントローラの前記制御出力ボ
   ードから前記指定された種類の制御信号を前記制御値指
   定手段によって指定された制御値として出力させ、また
   前記汎用計測制御コントローラの前記計測入力ボードか
   ら入力した前記計測制御装置からの計測信号を計測値と
   して値を返すコントローラ用ドライバーと、 前記コントローラ用ドライバーから前記計測値を受け取
   って表示する計測値表示手段、とを有する汎用計測制御
   システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の汎用計測制御システム
   であって、 前記制御信号種類指定手段と前記制御値指定手段と前記
   コントローラ用ドライバーと前記計測値表示手段がパー
   ソナルコンピュータと専用ソフトウェアによって構成さ
   れている汎用計測制御システム。