JP2003149086A

JP2003149086A - 計測システム

Info

Publication number: JP2003149086A
Application number: JP2001344881A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yamada; 修山田; Hidemi Nakazono; 秀己中園
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2003-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】汎用性を増して各種センサからの入力信
号の変更に対応できると共に、安定した動作を確保でき
る計測システムを得る。【解決手段】各種センサ２からの入力を演算処理する
組込コンピュータ２と、これと接続された操作用コンピ
ュータ３とからなり、組込コンピュータ２による演算処
理に用いる演算式のソースＴｓｃを編集し、編集したソ
ースＴｓｃをコンパイルして演算処理プログラムのオブ
ジェクトＰｏｃを生成するプログラムを記録したコンピ
ュータ読取可能な記憶媒体と、コンパイル後のオブジェ
クトＰｏｃを組込コンピュータ２に送信可能とする通信
部３ｔとを操作用コンピュータ３に設け、組込コンピュ
ータ２に通信部２ｔと、読み込んだオブジェクトＰｏｃ
を他のプログラムＰｅｏに連携して新たな実行プログラ
ムＰｅを生成するプログラムを記録したコンピュータ読
取可能な記憶媒体とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は計測システムに関す
るものであり、例えば、エンジンの性能試験および耐久
試験等の計測・制御を行って各種データ処理を行なうエ
ンジン計測システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来のエンジン計測システム１
０の全体を示しており、図５において、Ｌはエンジン
室、Ｍは計測室である。Ｅはエンジン室Ｌ内に置かれた
計測対象のエンジン、ＣはエンジンＥに設けられて図外
の各種センサと接続されたエンジン制御用コンピュー
タ、ＤｍはエンジンＥの出力シャフトに接続されたダイ
ナモメータ、Ｄｃはダイナモコントローラ、Ｔはエンジ
ンＥのスロットルを操作するスロットルアクチュエー
タ、ＤはエンジンＥからの排気ガスを分析する分析計、
１１は前記エンジン制御用コンピュータＣ，ダイナモコ
ントローラＤｃ，スロットルアクチュエータＴ，分析計
Ｄに接続される組込コンピュータである。

【０００３】１２は前記組込コンピュータ１１とケーブ
ル１３を介して接続された操作用コンピュータであり、
計測結果をグラフや文字にして表示するディスプレイ
５、プリンタ６およびエンジンＥをコントロールする命
令を入力するキーボード７を有している。

【０００４】組込コンピュータ１１は各種センサや装置
が接続される入出力ポート１１ｐを有しており、各入出
力ポート１１ｐには必要に応じてそれぞれの状態を表示
する表示部１４がある。なお、各種センサは前記エンジ
ン制御用コンピュータＣから得られる測定値データとし
て、例えば、吸入・吸出圧力、排気ガスの温度、冷却水
の温度、エンジン各部の電圧、エンジン回転数等をそれ
ぞれ測定する。

【０００５】また、組込コンピュータ１１はハードディ
スク１１ｈに記録された実行プログラムをメインメモリ
１１ｍに読み出して実行することにより、前記各種測定
結果を適宜演算処理して、必要な測定値の情報が通信ポ
ート１１ｔ（通信部）を介して操作用コンピュータ１２
に送信されると共に必要なデータはレコーダＲに記録さ
れる。つまり、組込コンピュータ１１は実行プログラム
により自動運転される。このため、前記実行プログラム
は計測システム１０の製造者が組んでおり、組込コンピ
ュータ１１の動作を安定させ、計測システム１０が停止
することがないようにするために、使用者が実行プログ
ラムを変更できないようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の計測システムでは、センサの種類が変わるなどして
センサからの入力の大きさが変化して、計測システムに
入力される信号に変更が加わると、これに対応すること
ができなかった。一方、エンジンＥ等の制御対象の変更
により、例えばエンジン制御用コンピュータＣから出力
される各信号に変化が生じることがあり、各種センサか
らの入力の大きさに変更が生じた場合には、使用者はそ
の都度製造者側に連絡して、変更に伴って補正した実行
プログラムを変更してもらう必要があった。

【０００７】また、製造者はキーボード１１ｋやディス
プレイ１１ｄ等の必要な機器を組込コンピュータ１１に
接続して操作可能とした状態で、ハードディスクＨに記
録した実行プログラムの内容を修正する必要があった。
あるいは、予め入力される信号に合わせて生成した実行
プログラムを図外のフロッピー（登録商標）ディスクド
ライブや通信線によって接続した別のコンピュータから
ハードディスク１１ｈに転送する必要があった。また
は、実行プログラムをＲＯＭに記録してＲＯＭ交換をす
る必要があった。何れにしても、実行プログラムを正し
く修正するためには十分な知識を持つ技術者が多くの時
間をかける必要があり、実行プログラムの変更に費用や
日数がかかることは避けられなかった。

【０００８】一方、組込コンピュータのプログラムを使
用者側で変更可能にすると、誤ったプログラミングによ
り、システムが停止することや、最悪の場合には計測シ
ステムが破壊することも考えられ、さらには、各種プロ
グラムの変更やコピーなどを自由に行うことができるよ
うになる。このため、実行プログラムの変更を使用者側
で変更可能とすることはできなかった。

【０００９】本発明は上述の点を考慮に入れてなされた
ものであり、その目的とするところは、汎用性を増して
各種センサからの入力信号の変更に対応できると共に、
安定した動作を確保できる計測システムを得ることにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の計測システムは計測対象毎に設けられた各
種センサからの入力信号を演算処理する組込コンピュー
タと、これと通信線によって接続された操作用コンピュ
ータとからなり、組込コンピュータによる演算処理に用
いる演算式のソースを編集し、編集したソースをコンパ
イルして演算処理プログラムのオブジェクトを生成する
プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記憶媒体
と、コンパイル後の演算処理プログラムのオブジェクト
を組込コンピュータに送信可能とする通信部とを操作用
コンピュータに設け、組込コンピュータに前記オブジェ
クトを受信する通信部と、読み込んだ演算処理プログラ
ムのオブジェクトを他のプログラムに連携して新たな実
行プログラムを生成するプログラムを記録したコンピュ
ータ読取可能な記憶媒体とを設けたことを特徴としてい
る。

【００１１】したがって、使用者は操作用コンピュータ
から演算処理のソースを編集するだけで、組込コンピュ
ータの実行プログラムのうち演算処理の部分のみを変更
することができ、使用者自身が操作用コンピュータで変
更した演算式を、組込コンピュータにて実行可能とな
る。すなわち、使用者の意図する通りに組込コンピュー
タが各種センサからの入力信号に合わせた適切な演算処
理を行うようにできるので、実行プログラムの変更にか
かる費用の削減、および日数の短縮が可能となる。加え
て、使用者は組込コンピュータをプログラムするため
に、従来のように組込コンピュータにキーボードやディ
スプレイ等の必要な機器を接続して操作可能とした状態
で、組込コンピュータの実行プログラムの内容を修正す
る必要がなく、ただ操作用コンピュータを用いて演算式
のソースを編集するだけであるので操作性もよい。

【００１２】また、使用者が変更できるのは演算式の部
分のみであり、その他の実行プログラムについての知識
は一切必要なく、誰でも安全に実行プログラムの演算処
理の部分だけを変更できる。さらに、使用者が直接組込
コンピュータ内のプログラムを書き換えることができな
いので、不当にプログラムを改造して計測システムを停
止させてしまったり、プログラムのコピーを作られる危
険性もなくすことができる。

【００１３】前記組込コンピュータが、実行プログラム
を生成するときに元の実行プログラムを保存し、かつ操
作用コンピュータからの指令により保存した元の実行プ
ログラムを実行プログラムとして復帰可能とする復帰プ
ログラムを記録したコンピュータ読取可能な記憶媒体を
有する場合には、間違った演算式を設定してしまったた
めに、新たに生成した実行プログラムが動作しないよう
な場合にも、元の実行プログラムを復元することによ
り、組込コンピュータが動作する状態に戻すことができ
る。

【００１４】前記組込コンピュータが、確実に動作する
初期実行プログラムを記録し、操作用コンピュータから
の指令により初期実行プログラムを実行プログラムとし
て復帰可能とする初期状態復帰プログラムを記録したコ
ンピュータ読取可能な記憶媒体を有する場合には、実行
プログラムの生成に失敗し計測システムが停止すること
があったとしても、確実に動作する初期実行プログラム
を復帰できるので、組込コンピュータが動作する状態に
確実に戻すことができる。

【００１５】前記組込コンピュータが、前記実行プログ
ラムを変更したときに、自動的に組込コンピュータを再
起動させる再起動プログラムを記録したコンピュータ読
取可能な記憶媒体を有する場合には、使用者が組込コン
ピュータを操作するまでもなく、変更された実行プログ
ラムを自動的に起動させることができ、操作が簡略化す
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１，２は本発明の計測システム
１の一例を示す図であり、図１は要部、図２は全体構成
を説明するブロック図である。なお、図１，２におい
て、図５と同一の符号を付した部材は同一または同等の
部材であるので、その詳細な説明を省略する。これらの
図において、２は組込コンピュータ、３は組込コンピュ
ータ２とケーブル４によって接続された操作用コンピュ
ータであり、両コンピュータ２，３はＤＯＳをベースと
して動作している。

【００１７】前記組込コンピュータ２は、計測対象エン
ジンＥの制御用コンピュータＣを介して各種センサから
の測定値、エンジンＥの排気ガスを測定するガス分析計
Ｄの測定値を入力し、スロットルアクチュエータＴやダ
イナモコントローラＤｃに制御信号を出力する入出力ポ
ート２ｐ、ＣＰＵ２ｃ、メモリ２ｍ、ハードディスク２
ｈおよび通信部２ｔを有している。なお、本例では各種
センサが制御用コンピュータＣを介して組込コンピュー
タ２に接続されているので、以下の説明では制御用コン
ピュータＣを各種センサＳとして表現する。本発明は各
種センサＳと組込コンピュータ２との接続方法を限定す
るものではない。

【００１８】また、前記組込コンピュータ２にはグリー
ンモニタＧｍが接続されて、このモニタＧｍに前記各種
センサＳから入力した測定値を表示すると共に、必要な
測定値はレコーダＲに記録する。これらの機器２，Ｇ
ｍ，Ｒは計測対象エンジンＥ、ダイナモメータＤｍ、ダ
イナモコントローラＤｃ、ガス分析計Ｄ、スロットルア
クチュエータＴおよび各種センサＳと共にエンジン室Ｌ
に配置される。

【００１９】一方、操作用コンピュータ３は計測室Ｍに
配置されており、ＣＰＵ３ｃ、メモリ３ｍ、ハードディ
スク３ｈおよび通信部３ｔを有すると共に、ケーブル４
を介して組込コンピュータ２から受信した計測データを
出力するディスプレイ５，プリンタ６と、キーボード７
とを有している。

【００２０】上記構成の計測システム１は、ケーブル４
を介して操作用コンピュータ３から組込コンピュータ２
を制御し、組込コンピュータ２はハードディスク２ｈに
記録された実行プログラムＰｅを実行することにより自
動運転し、各種センサＳから入力した測定値を演算処理
して、得られた測定結果を操作用コンピュータ３に返送
する。すなわち、使用者は操作用コンピュータ３を操作
することにより、計測システム１の全体を制御すること
ができる。

【００２１】次に、例えば各種センサＳを構成するエン
ジン制御用コンピュータＣの仕様が変更されて、センサ
から入力される信号に変化が生じたとする。本発明の計
測システム１は各種センサＳからの測定値の仕様が変更
されたとき、実行プログラムＰｅを構成する演算処理プ
ログラムＰｅｃの部分のみを変更することが可能であ
る。今、例えば回転数を検出するセンサが一回転でＮ個
のパルスを出力するものに変更され、吸気管圧力が絶対
圧力で出力されるセンサに変更された場合の実行プログ
ラムＰｅの変更方法を考える。

【００２２】図３は実行プログラムＰｅの変更方法の流
れを示す図である。図３に示すように、使用者はまず操
作用コンピュータ３を操作して、演算処理プログラムＰ
ｅｃの内容を示す演算式のソースＴｓｃを示す文書をエ
ディタＰＥ（図１参照）を用いて編集（３−１）する。
このとき、回転数は以下のセンサから入力できるパルス
数と以下の式（１）に示す関係にあり、吸気管圧力（相
対値）はセンサから入力できる吸気管圧力（絶対値）と
以下の式（２）に示す関係にある。回転数＝パルス数／Ｎ …（１）吸気管圧力（相対値）＝吸気管圧力（絶対値）−大気圧 …（２）

【００２３】編集後の演算式のソースＴｓｃは操作用コ
ンピュータ３に組み込まれたコンパイラＰＣによって組
込コンピュータ２に理解できる演算処理プログラムのオ
ブジェクトＰｏｃに変換（３−２）される。

【００２４】次に、操作用コンピュータ３に組み込まれ
たリンカＰＬによって、新たに生成した演算処理プログ
ラムのオブジェクトＰｏｃを、予め用意した動作チェッ
クプログラムＰｅ’の演算以外のプログラムのオブジェ
クトＰｏｏ’と連携して動作チェックプログラムＰｅ’
を生成（３−３）し、この動作チェックプログラムＰ
ｅ’を実行（３−４）する。

【００２５】このとき、動作チェックファイルＰｅの動
作に異常がないかどうかを判断（３−５）し、異常があ
れば、前記ソースＴｓｃの編集（３−１）からやり直
し、異状がなければ、使用者の選択により前記演算処理
プログラムのオブジェクトＰｏｃをデータＤｏｂｊとし
て組込コンピュータ２に送信（３−６）する。すなわ
ち、操作用コンピュータ３は演算処理プログラムのオブ
ジェクトＰｏｃを組込コンピュータ２に送信する演算式
プログラム送信機能を有している。

【００２６】一方、組込コンピュータ２は旧の実行ファ
イルを実行して自動運転しているとき（２−１）に、前
記データＤｏｂｊを受信する（２−２）と、演算プログ
ラム受信機能が動作し、リンカＰＬを実行して、受信し
た演算処理プログラムのオブジェクトＰｏｃを既に作成
している演算以外のプログラムＰｅｏのオブジェクトＰ
ｏｏに連携させて、新たな実行プログラムＰｅを生成
（２−３）する。次いで、例えば過去２世代分の実行プ
ログラムの保存ファイルＰｅ１，Ｐｅ２を、実行プログ
ラムの保存ファイルＰｅ２，Ｐｅ３とすると共に、今回
変更する前の旧の実行プログラムを保存ファイルＰｅ１
に保存（２−４）し、新たに生成した実行プログラムＰ
ｅを新実行プログラムとする（２−５）。

【００２７】実行プログラムＰｅの変更が終了すると、
組込コンピュータ２は自動的に再起動（２−６）し、一
定時間Ｔ₀の間、詳細は後述するローダプログラムを動
かした（２−７）後に、前記新実行プログラムＰｅを実
行して組込コンピュータ２は自動運転を再開（２−８）
する。このとき前記演算処理プログラムのオブジェクト
Ｐｏｃにミスがなければ自動運転が再開されたときから
計測結果がデータＤｓとして操作用コンピュータ３に転
送される。

【００２８】すなわち、操作用コンピュータ３がオブジ
ェクトＰｏｃを送信した時点から一定時間Ｔ₁内に、組
込コンピュータ２から計測結果を示す所定のデータＤｓ
を受信することにより、操作用コンピュータ３側から組
込コンピュータ２の新実行プログラムＰｅが正しく生成
されて実行されていることを確認できる。

【００２９】次に、図４，１を用いて、編集した演算式
のソースＴｓｃに誤りがあり、組込コンピュータ２側で
０による除算などのエラーが生じ、自動運転ができなく
なった場合の復帰方法を説明する。図４に示すように、
上述した各工程（２−２）〜（２−８）を行って変更さ
れた実行プログラムＰｅを操作用コンピュータ３によっ
て実行する。

【００３０】このとき、新たな実行プログラムＰｅの演
算処理プログラムＰｅｃに間違いがあったとすると、組
込コンピュータ２は自動運転を行うことができないの
で、操作用コンピュータ３に測定値から求めた各種の信
号Ｄｓを送信できずに、一定時間Ｔ₁が超過する。した
がって、操作用コンピュータ３側では新たに生成した実
行プログラムＰｅに誤りがあったことを認知して、組込
コンピュータ２をリセット（２−９）する。なお、この
組込コンピュータ２のリセットは電源スイッチの切断お
よび再投入によって行うことの他、リセットをかけるこ
とによっても行うことができ、何れの場合も、手動によ
って行うこともできる。

【００３１】リセット後の組込コンピュータ２は再び一
定時間Ｔ₀（例えば６０秒）の間ローダプログラムを実
行（２−１０）し、その間に操作用コンピュータ３は復
帰命令を送信（３−７）する。復帰命令を受けた組込コ
ンピュータ２は復帰命令に従って復帰動作を行なう。な
お、この復帰命令の送信（３−７）は使用者の意図する
ときに組込コンピュータ２をリセットすることにより、
再生成の成功／失敗にかかわらず、再生成前の演算処理
プログラムＰｅｃの受信前の状態に戻すことも可能であ
る。

【００３２】すなわち、実行プログラムＰｅを変更する
前の状態に戻す命令を受けたときは、前記保存ファイル
Ｐｅ１に保存した実行プログラムを新実行プログラムＰ
ｅとし、保存ファイルＰｅ２，Ｐｅ３に保存した実行プ
ログラムを保存ファイルＰｅ１，Ｐｅ２に保存（２−１
１）する。つまり、実行プログラムＰｅを３世代前まで
戻すことができ、動作していた以前の状態に戻すことが
できる。なお、これらの動作（２−１１）は請求項２に
記載した復帰プログラムの動作を説明するものである。

【００３３】また、実行プログラムＰｅを初期状態に戻
す命令を受けたときは、別途保存している初期実行プロ
グラムＰｅ０を新実行プログラムＰｅとする（２−１
２）。つまり、実行プログラムＰｅが製造者が動作補償
する初期実行プログラムＰｅ０となるようにできるの
で、元の動作可能な状態に確実に戻すことが可能とな
り、信頼性を向上できる。なお、これらの動作（２−１
２）は請求項３に記載した初期復帰プログラムの動作を
示している。

【００３４】何れにしても、実行プログラムＰｅを動作
可能な状態に戻した後に、自動的に再起動（２−１３）
することにより、組込コンピュータ２は再び自動運転を
再開することができる。すなわち、組込コンピュータ２
は実行プログラムＰｅを変更したときに、自動的に組込
コンピュータ２を再起動させる再起動プログラムを記録
したコンピュータ読取可能な記憶媒体２ｈ，２ｍを有す
るものである。

【００３５】上述したように、本例の計測システム１に
よれば、使用者が操作用コンピュータ３を操作して演算
式のソースを編集するだけで、組込コンピュータ２の実
行プログラムＰｅを任意に変更できるので、究めて簡単
に実行プログラムＰｅの演算処理の部分だけを変更でき
る。従来のように、組込コンピュータ２に組み込まれた
演算式を変更したい場合に、組込コンピュータ２に直接
プログラムする必要がなくなる。

【００３６】つまり、組込コンピュータ２に機器（キー
ボードやディスプレイ）を取り付けて操作可能となるよ
うにする必要や、組込コンピュータ内部の仕組みを理解
して、演算以外のプログラムＰｅｏを含めた実行プログ
ラムＰｅを変更するような特別な知識を有する必要もな
くなる。使用者はただ計測室Ｍに居ながら操作用コンピ
ュータ３上で、演算式プログラムのみを変更し、演算式
プログラム送信機能を選択することで、操作用コンピュ
ータは組込コンピュータに演算プログラムを送信するの
で、実行プログラムＰｅの変更に伴う手間、時間、費用
を可及的に抑えることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の計測システ
ムによれば、使用者は操作用コンピュータから演算処理
のソースを編集するだけで、変更した演算式を、組込コ
ンピュータにて実行できる。すなわち、プログラムの知
識のない使用者であっても意図する通りに組込コンピュ
ータが各種センサからの入力信号に合わせた適切な演算
処理を行うように変更可能であり、実行プログラムの変
更にかかる費用の削減、および日数の短縮が可能とな
る。加えて、実行プログラムの変更の全ての作業は操作
用コンピュータ上で行うので操作性もよい。また、使用
者が変更できるのは演算式の部分のみであり、誰でも安
全に実行プログラムの演算処理の部分だけを変更できる
と共に、直接組込コンピュータ内のプログラムを書き換
えることができないので、不当にプログラムを改造した
り、プログラムのコピーを作られる危険性もなくすこと
ができる。

【００３８】また、各種復帰プログラムを用意すること
により、間違った演算式を設定してしまったために、新
たに生成した実行プログラムが動作しないような場合に
も、元の実行プログラムを復元することにより、組込コ
ンピュータが動作する状態に戻すことができる。さら
に、前記組込コンピュータが、前記実行プログラムを変
更したときに、自動的に組込コンピュータを再起動させ
る再起動プログラムを記録したコンピュータ読取可能な
記憶媒体を有する場合には、使用者が組込コンピュータ
を操作するまでもなく、変更された実行プログラムを自
動的に起動させることができ、操作が一層簡略化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の計測システムの要部を示すブロック図
である。

【図２】前記計測システムの全体構成を示す図である。

【図３】前記計測システムを用いて実行プログラムを変
更する方法を示す図である。

【図４】前記実行プログラムを元の状態に戻す方法を示
す図である。

【図５】従来の計測システムの全体構成を示す図であ
る。

【符号の説明】１…計測システム、１ｈ，１ｍ…記憶媒体、２…組込コ
ンピュータ、２ｈ，２ｍ…記憶媒体、３…操作用コンピ
ュータ、４…通信線、Ｐｅ０…初期実行プログラム、Ｐ
ｅ１〜Ｐｅ３…保存された元の実行プログラム、Ｐｅｃ
…演算処理プログラム、Ｐｅｏ…他のプログラム、Ｐｏ
ｃ…演算処理プログラムのオブジェクト、Ｓ…各種セン
サ、Ｔｓｃ…演算式のソース。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G087 AA26 BB01 EE23 5B076 BB06 DA06 5H223 AA10 BB01 DD03 DD07 EE02 EE19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】計測対象毎に設けられた各種センサから
の入力信号を演算処理する組込コンピュータと、これと
通信線によって接続された操作用コンピュータとからな
り、組込コンピュータによる演算処理に用いる演算式の
ソースを編集し、編集したソースをコンパイルして演算
処理プログラムのオブジェクトを生成するプログラムを
記録したコンピュータ読取可能な記憶媒体と、コンパイ
ル後の演算処理プログラムのオブジェクトを組込コンピ
ュータに送信可能とする通信部とを操作用コンピュータ
に設け、組込コンピュータに前記オブジェクトを受信す
る通信部と、読み込んだ演算処理プログラムのオブジェ
クトを他のプログラムに連携して新たな実行プログラム
を生成するプログラムを記録したコンピュータ読取可能
な記憶媒体とを設けたことを特徴とする計測システム。
【請求項２】前記組込コンピュータが、実行プログラ
ムを生成するときに元の実行プログラムを保存し、かつ
操作用コンピュータからの指令により保存した元の実行
プログラムを実行プログラムとして復帰可能とする復帰
プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記憶媒体
を有する請求項１に記載の計測システム。
【請求項３】前記組込コンピュータが、確実に動作す
る初期実行プログラムを記録し、操作用コンピュータか
らの指令により初期実行プログラムを実行プログラムと
して復帰可能とする初期状態復帰プログラムを記録した
コンピュータ読取可能な記憶媒体を有する請求項１また
は２に記載の計測システム。
【請求項４】前記組込コンピュータが、前記実行プロ
グラムを変更したときに、自動的に組込コンピュータを
再起動させる再起動プログラムを記録したコンピュータ
読取可能な記憶媒体を有する請求項１〜３の何れかに記
載の計測システム。