JP2008171154A

JP2008171154A - シミュレーション装置

Info

Publication number: JP2008171154A
Application number: JP2007002892A
Authority: JP
Inventors: Teruo Fukuda; 輝夫福田; Keijiyu Akamatsu; 計樹赤松
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2008-07-24

Abstract

【課題】制御信号に出力される模擬信号に重畳させるノイズパターンを予め設定し、反復出力することにより、ノイズシミュレーションの精度を向上させることのできるシミュレーション装置を提供する。
【解決手段】制御対象を模擬して制御装置７に模擬信号を出力する模擬信号出力部２と、模擬信号に応答して制御装置７から入力される制御信号を計測する信号計測部３とを備えてなるシミュレーション装置であって、模擬信号出力部２は、所定周期で反復する標準信号パターンと標準信号パターンに外乱を重畳した複数の異常信号パターンを記憶する信号記憶部２ｃと、信号記憶部２ｃに記憶された各信号パターンを選択して模擬信号を生成する信号生成部２ａと、信号生成部２ａによる各信号パターンの選択順序を制御するパターン選択制御部２ｂを備え、模擬信号が所定周期で切り替えられて出力される。
【選択図】図２

Description

本発明は、制御対象を模擬して制御対象の状態を表す状態信号を制御対象の制御装置に出力する模擬信号出力部を備え、前記模擬信号出力部から出力する前記状態信号に外乱を重畳することが可能なシミュレーション装置に関する。

近年、様々な分野において製品等の開発に要する期間やコストを削減するとともに製品等の安全性を事前検証し、或いは実際のプラントに対する運転の模擬訓練を行なうことを目的として、実際の装置やプラントにおけるメカニズムや電気的信号等の果たす役割を数式化したモデルをコンピュータに演算させて、その結果に基づいて製品等の特性を確認し、起こり得る問題を事前に解決、或いは訓練するシミュレーションシステムが利用されている。

このようなシミュレーション装置として、特許文献１には、仮想的に車両用エンジン制御装置を実車両に装着した環境を作り出し、動作確認および性能評価を行うための装置であって、予め設定されるプログラムに従って、仮想的な車両に相当する車両モデルとして動作し、クランク角度およびエンジンの各行程にそれぞれ対応する模擬信号を生成し、模擬信号を車両用エンジン制御装置に与えて動作の確認および性能評価を行うモデル用コンピュータ装置と、モデル用コンピュータ装置と協調して動作し、モデル用コンピュータ装置の車両モデルに必要な信号を発生する信号発生装置とを備えたシミュレーション装置が提案されている。

当該シミュレーション装置では、エンジンを模擬するモデル演算部からエンジン制御装置に模擬クランクパルス信号が出力され、これに対応してエンジン制御装置から出力される燃料噴射パルスや点火パルス等の制御信号が信号計測部で計測され、当該制御信号に対応する計測データがメモリに記憶された後にモニタに出力されるように構成されており、オペレータがモニタに表示された計測データを目視してエンジン制御装置が正常動作しているか否かを判断するように構成されている。
特開平１１−３２６１３５号公報

しかし、上述した特許文献１に記載されたシミュレーション装置では、モデル演算部から制御装置に出力される模擬信号は予め想定されて理想的な信号を模擬するものに過ぎず、外乱により乱れた模擬信号を出力することができなかった。

そのため、外乱を発生させるために、制御装置に接続される模擬信号の信号ラインに外部装置からノイズを重畳させる必要があったが、シミュレーション装置から出力されている模擬信号に、目的のタイミングでノイズを印加することは難しいため、様々なノイズパターンを繰り返し重畳させることができず、ノイズシミュレーションが制限されるという問題があった。

つまり、制御装置に搭載される制御プログラムを評価する場合、特定のノイズパターンで誤動作することがあり、どのタイミングでどのようなノイズにより誤動作が発生するのかを精査する場合に、従来技術による場合には再現性が乏しく、十分な検証ができないという問題があった。

本発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、制御信号に出力される模擬信号に重畳させるノイズパターンを予め設定し、反復出力することにより、ノイズシミュレーションの精度を向上させることのできるシミュレーション装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明によるシミュレーション装置の特徴構成は、制御対象を模擬して制御対象の状態を表す状態信号を制御対象の制御装置に出力する模擬信号出力部を備え、前記模擬信号出力部から出力する前記状態信号に外乱を重畳することが可能なシミュレーション装置であって、前記模擬信号出力部は、所定周期長の信号パターンに基づいて信号を出力することを、前記所定周期毎に繰り返すことによって制御装置に前記状態信号を出力するものであり、前記状態信号に外乱を重畳する場合には、信号パターンを外乱が含まれる信号パターンに変更する点にある。

上述の構成によれば、所定の信号パターンや外乱が重畳された信号パターンが所定周期毎に繰り返された状態信号として、模擬信号出力部から制御装置に出力される。

以上説明した通り、本発明によれば、制御信号に出力される模擬信号に重畳させるノイズパターンを予め設定し、反復出力することにより、ノイズシミュレーションの精度を向上させることのできるシミュレーション装置を提供することができるようになった。

以下に、本発明によるシミュレーション装置について説明する。図１及び図２に示すように、シミュレーション装置１は車両に搭載されるエンジン制御装置７を評価するための装置で、エンジン動作を模擬してエンジン制御装置（以下、「制御装置」と記す。）７に制御対象の状態を表す状態信号である模擬信号を出力するモデル演算部である模擬信号出力部２と、模擬信号に応答して制御装置７から入力される制御信号を計測して当該制御信号の計測データを出力する信号計測部３と、オペレータの操作に基づいて模擬信号出力部２及び信号計測部３の動作を制御するとともに、信号計測部３から入力される計測データに基づいて当該制御信号をモニタ表示する操作装置６を備えて構成されている。

模擬信号出力部２は、所定周期で反復する標準信号パターンと標準信号パターンに外乱を重畳した複数の異常信号パターンを記憶する信号記憶部２ｃと、信号記憶部２ｃに記憶された各信号パターンを選択して模擬信号を生成する信号生成部２ａと、信号生成部２ａにより生成される各信号パターンの選択順序を制御するパターン選択制御部２ｂを備え、模擬信号を所定周期で切り替えて出力するように構成されている。

操作装置６は、信号記憶部２ｃに記憶される各信号パターンを登録する信号パターン登録部６０ａと、パターン選択制御部２ｂによる各信号パターンの選択順序を設定する出力パターン設定部６０ｂを備えた環境設定部６０が設けられている。

模擬信号出力部２及び信号計測部３はラック５に組み込まれた複数枚の信号処理ボードで構成されるとともに、操作装置６はパーソナルコンピュータ６ａ等で構成され、それらが所定周期で交信可能なようにＬＡＮ（Ethernet、ゼロックス社の登録商標）４ｂで接続されている。

操作装置６は、所定のオペレーティングシステム（以下、「ＯＳ」と略記する。）の下で動作する操作及び表示用のシミュレーションプログラムがインストールされ、ＯＳに組み込まれたＧＵＩ（Graphical User Interface）を介してオペレータが操作入力し、またはシミュレーション結果が表示されるモニタやキーボード及びマウス等の入出力機器６ｂが接続されている。

当該シミュレーションプログラムが実行されることにより、シミュレーション装置１と制御装置７との間で遣り取りされる入出力信号の定義情報、模擬信号出力部２における模擬信号出力条件、信号計測部３における信号計測条件等のシミュレーションの環境条件を設定する環境設定部６０と、信号計測部３から出力された計測データを受信してモニタに表示する計測信号表示処理部６１と、模擬信号出力部２及び信号計測部３の動作を制御するモデル制御部６２が構成される。

上述の信号処理ボードは、メインＣＰＵが搭載されたマザーボード５ａと、マザーボード５ａとＰＣＩバスで接続された複数枚の入出力変換ボード５ｂと、入出力変換ボード５ｂと制御装置７との間で遣り取りされる入出力信号線を中継する複数枚の信号中継ボード５ｃを備え、信号中継ボード５ｃを介して制御装置７とハーネス４ａで接続されている。

マザーボード５ａに搭載されたメモリにはＯＳ及びＯＳに基づいて動作するシミュレーションプログラムが格納され、ＯＳの下で当該シミュレーションプログラムが実行されることにより動作するマザーボード５ａ、入出力変換ボード５ｂ、及び信号中継ボード５ｃにより上述の模擬信号出力部２及び信号計測部３が構成される。

マザーボード５ａでは、シミュレーションプログラムの一部であるエンジン動作を模擬するモデルプログラムが実行され、エンジン制御装置（以下、「制御装置」と記す。）７に出力される模擬信号の「出力の有無」や「大きさ」、「周期」等の論理的な特性データが生成され、ＰＣＩバスを介して入出力変換ボード５ｂに出力される。つまりモデルプログラムは、入力データに基づいて所定の演算を実行して、所定の出力データを生成出力するプログラムであり、例えばエンジン回転数が入力されると、当該回転数をクランクパルス信号に変換して回転数に対応するパルス周波数データを出力し、スロットル操作データが入力されると対応するスロットル開度データを出力する等のプログラムである。

例えば、エンジンから出力されるクランクパルス信号を模擬して模擬クランクパルス信号を出力する場合を説明すると、図３に示すように、マザーボード５ａ上のメモリに区画された信号記憶領域つまり信号記憶部２ｃに、操作装置６の環境設定部６０から送信された複数の信号パターンが記憶されており、パターン選択制御部２ｂにより選択されたパターンＮｏ．またはパターンＮｏ．の組合せ、及び、エンジン回転数に対応する周期データ等でなる特性データが入出力変換ボード５ｂに出力される。

入出力変換ボード５ｂにはプログラマブルな論理回路であるＦＰＧＡが搭載され、ＦＰＧＡのレジスタに入力された模擬信号の特性データに基づいて物理的な模擬信号が生成される。例えば、模擬クランクパルス信号を出力する場合には、図４に示すような模擬クランクパルスが、ＦＰＧＡに備えたパルス生成回路、分周回路、カウンタ回路等でなる論理回路で生成されて信号中継ボード５ｃに出力される。

例えば、パルス生成回路で生成されたパルスを、０．１°ＣＡ刻みのパルスに分周する第一分周回路と、標準パターンのパルスに分周する第二分周回路と、０．１°ＣＡ刻みのパルスをカウントするカウンタ回路と、カウンタ回路の値が所定のカウント値となったときに第二分周回路の出力に第一分周回路の出力を加算する加算回路を備えることにより、標準パターンの模擬クランクパルスに所定のクランク角で０．１°ＣＡのノイズパルスを重畳させて出力することができる。このとき各分周回路における分周比はエンジン回転数に基づいて設定される。

信号中継ボード５ｃには制御装置７との間の入出力信号の中継状態、つまり、信号経路や電圧レベルやインピーダンス等の信号形態を個別に切り替えるインタフェース切替部が設けられ、入出力変換ボード５ｂから入力される模擬クランクパルスが設定された信号経路を通り、制御装置７に対する電圧レベルやインピーダンス等が整合されて出力される。従って、インタフェース切替部には信号経路を切替設定するスイッチ回路、信号レベルを切り替えるレベル切替回路、信号をプルアップし或いはプルダウンする切替回路等が設けられている。つまり、入出力変換ボード５ｂ及び信号中継ボード５ｃの一部により信号生成部２ａが構成される。

また、制御装置７から出力される制御信号は、信号中継ボード５ｃにより電圧レベルやインピーダンス等が整合され、設定された信号経路で入出力変換ボード５ｂに出力され、入出力変換ボード５ｂに備えたクロック回路、カウンタ回路、パルス検出回路等でなる信号検出回路により当該制御信号が計測されて計測データ、つまり「出力の有無」や「大きさ」、「周期」「パルス幅」等の論理的な特性データが生成される。

入出力変換ボード５ｂで生成された特性データはＦＰＧＡ上のメモリにバッファリングされ、ＰＣＩバスを介してマザーボード５ａに出力される。マザーボード５ａでは入出力変換ボード５ｂから入力された当該計測データがメモリに格納され、所定周期でＬＡＮを介して操作装置６に出力される。

操作装置６では、マザーボード５ａから入力された当該計測データがメモリに格納され、格納された当該計測データの履歴に基づいてモニタに当該制御信号がトレンドグラフとして表示され、オペレータが当該制御信号を目視確認できるように構成されている。

つまり、上述した入出力信号の定義情報とは信号中継ボード５ｃにおける経路情報及び信号形態の定義情報や操作装置６と模擬信号出力部２及び信号計測部３との間で遣り取りされるデータの定義情報等をいい、模擬信号出力条件とは例えば上述したエンジン回転数を模擬する模擬クランクパルスを生成するための信号パターンや周期等のデータをいい、信号計測条件とは制御装置７から入力される制御信号の計測対象、サンプリングタイミング、生成される計測データの定義情報等をいう。

このような環境設定情報がオペレータの操作入力に基づいて環境設定部６０からマザーボード５ａを介して各ボード５ｂ、５ｃに送信され、シミュレーション環境が整えられた後に、モデル制御部６２によりシミュレーションが実行制御され、その際に計測されたデータが計測信号表示処理部６１により表示処理されるのである。

以下、模擬信号の一例である模擬クランクパルスの登録について詳述する。操作装置６に備えた信号パターン登録部６０ａは、ＧＵＩを介したオペレータ操作により、図４に示すような各種の信号パターンを操作装置６のメモリに登録するように構成されている。

具体的には、ノイズが重畳されない標準パターンとノイズが重畳されるノイズパターンを識別するパターン属性、０．１°ＣＡ（「ＣＡ」は「Clank Angle（クランク角）」の略記である。）から１０°ＣＡまでの０．１°ＣＡ単位で設定可能なＣＡ精度、ノイズ付加、プランクパルス欠落、クランクパルス遅延等を定義するノイズ属性、ノイズ付加、クランクパルス欠落、クランクパルス遅延等のタイミングを規定するノイズタイミングの各データが登録パターンＮＯ．で一意的に定義されて登録される。

例えば、図３に示す登録パターンＮｏ．１は、図４（ａ）に示すような０．１°ＣＡの精度でノイズが重畳されない標準パターンであり、図３に示す登録パターンＮｏ．２は、図４（ｂ）に示すような１．０°ＣＡの精度でノイズが重畳されない標準パターンである。

また、図３に示す登録パターンＮｏ．４は、図４（ｃ）に示すような０．１°ＣＡの精度（パルス幅）のノイズがＡ１°ＣＡのタイミングで重畳されるノイズパターンであり、図３に示す登録パターンＮｏ．６は、図４（ｄ）に示すような１．０°ＣＡの精度（パルス幅）のクランクパルスがＡ１°ＣＡのタイミングで欠落するノイズパターンである。

オペレータがＧＵＩを介して波形を入力するとともに、ＣＡ精度、ノイズタイミング、ノイズ属性等を入力して登録操作することにより、任意の信号パターンが生成され登録されるのである。

操作装置６に備えた出力パターン設定部６０ｂは、信号パターンの登録後、ＧＵＩを介したオペレータ操作により、図５に示すような出力パターンを操作装置６のメモリに登録するように構成されている。図５は、試験Ａから試験Ｄまでの四つのノイズ試験に対応して、一周期７２０度毎に図３に示した登録パターンＮｏ．の何れが出力するのかを設定した出力パターン情報を示しており、例えば、試験Ａでは最初の周期で登録パターンＮｏ．２の信号（標準パターン２）が出力され、次の周期では登録パターンＮｏ．４の信号（標準パターン２にノイズパターン１が重畳された信号）が出力され、以後、同様のパターンが繰り返されるような出力パターンが設定されている。

このような登録パターン情報及び出力パターン情報にエンジン回転数を加えた模擬信号出力条件である環境情報が送信された模擬信号出力部２では、当該環境情報が信号記憶部２ｃに記憶され、記憶された出力パターン情報に基づいてパターン選択制御部２ｂにより各周期に対応する信号パターンが選択されて信号生成部２ａに対応する登録パターンが順に出力される。入力された登録パターン及びエンジン回転数に基づいて信号生成部２ａにより模擬クランクパルスが出力される。

以下、上述したシミュレーション装置１の動作の一例として、模擬信号出力部２から模擬信号であるクランクパルス信号を制御装置７に出力し、制御装置７から出力されるべき点火信号及び噴射信号を信号計測部で計測し、操作装置６に表示する動作を、図６，図７，図８に示すフローチャートに基づいて説明する。

図６に示すように、シミュレーション装置１に電源が投入されると、ＯＳが起動して初期設定が行なわれ、アプリケーションであるシミュレーションプログラムが起動される（ＳＡ１，ＳＢ１，ＳＣ１）。環境設定部６０により操作装置６の表示部に環境設定画面が表示され（ＳＡ２）、オペレータにより上述した環境設定が行なわれる。当該ステップで、上述した登録パターン情報及び出力パターン情報にエンジン回転数を加えた模擬信号出力条件が設定される。

設定が完了すると（ＳＡ３）、設定された環境情報が操作装置６からＬＡＮ４ｂを介して模擬信号出力部２及び信号計測部３に送信され（ＳＡ４）、模擬信号出力部２では入出力信号の定義情報、模擬信号出力条件に基づいて環境が設定され、信号計測部３では入出力信号の定義情報、信号計測条件に基づいて環境が設定される（ＳＢ２，ＳＣ２）。

ここでは、上述した模擬信号出力条件に加えて、制御装置７から入力される点火信号及び噴射信号に応答して出力する異常検知用の確認信号であるフェール信号のタイミング及びパルス幅等の模擬信号出力条件（これらもステップＳＡ２で設定される）が設定され、信号計測条件として制御装置７から出力される点火信号及び噴射信号の計測タイミングであるクランク角度範囲、各信号が欠落したとき及びエンジン停止時の擬似計測データ（これもステップＳＡ２で設定される）等が設定される。

オペレータからシミュレーションの起動操作がなされると（ＳＡ５）、モデル制御部６２により操作装置６から模擬信号出力部２及び信号計測部３にシミュレーションの開始指令が送信される（ＳＡ６）。模擬信号出力部２ではエンジンのモデル演算が起動され（ＳＢ３）、設定された模擬信号出力条件に基づいて図５に示すような順序で模擬クランクパルスが制御装置７に出力される（ＳＢ４）。

模擬信号出力部２では、図７に示すように、信号記憶部２ｃに記憶されている出力パターン情報から設定されている試験に対応した出力パターン情報及び対応する登録パターン情報がパターン選択制御部２ｂにより読み出され（ＳＤ１）、出力パターン情報に規定される最初の周期に対応する登録パターンが初期パターンとして信号生成部２ａに設定され（ＳＤ２）、信号生成部２ａから制御装置７に模擬クランクパルスが出力される（ＳＤ５）。

模擬クランクパルスの一周期（７２０°ＣＡ）よりも短い所定周期が経過すると（ＳＤ３）、パターン選択制御部２ｂにより次のクランク周期で切り替える登録パターンが信号生成部２ａに設定される（ＳＤ４）。信号生成部２ａでは設定された登録パターンに対応する模擬クランクパルスをクランク角周期に同期して切り替えて出力する（ＳＤ５）。このような動作が繰り返されることにより、設定されたノイズパターンが重畳された模擬クランクパルスが出力され、シミュレーションの終了操作がなされるまでステップＳＤ３からステップＳＤ５の処理が繰り返される（ＳＤ６）。

つまり、模擬信号出力部は、所定周期長の信号パターンに基づいて信号を出力することを、所定周期毎に繰り返すことによって制御装置に状態信号を出力するものであり、状態信号に外乱を重畳する場合には、信号パターンを外乱が含まれる信号パターンに変更するように構成されている。

尚、出力パターン情報は、複数のクランク角周期にわたり設定されているが、最終のパターンが出力された後には最初のパターンに戻り、同様の出力パターンが繰り返されるものである。

さらに、当該シミュレーション装置では、シミュレーションの実行中にオペレータにより操作装置を介して模擬信号の出力パターンが変更操作されたり、新たな信号パターンが登録されると、当該操作に応答して模擬信号出力部２から出力される模擬クランクパルスがクランクパルスの一周期に同期して切り替えられるように構成されている。

図８に示すように、オペレータにより信号パターンが追加登録され、或いは登録されている信号パターンの出力パターン情報が変更操作されると（ＳＥ１）、新たな信号パターンが登録され（ＳＥ２）、さらに現在再生されている信号パターンの変更操作がなされると（ＳＥ３）、模擬信号出力部２から出力される模擬信号を切り替えるための切替フラグがセットされ（ＳＥ４）、新たな信号パターンや出力パターン情報と切替フラグのフラグデータを含む変更情報が模擬信号出力部２に送信される（ＳＥ５）。

模擬信号出力部２では、当該変更情報が受信され（ＳＦ１）、新たな信号パターンや出力パターン情報が信号記憶部２ｃに格納される（ＳＦ２）。シミュレーションが起動され、最初に模擬信号が出力されるタイミングでは（ＳＦ３）、出力パターン情報に規定される登録パターンが初期パターンとして信号生成部２ａに設定され（ＳＤ７）、信号生成部２ａから制御装置７に模擬クランクパルスが出力される（ＳＤ８）。

その後、上述のステップＳＥ５により送信された切替フラグのフラグデータがセットされているときには（ＳＦ４）、現在出力されている模擬クランクパルスが一周期分出力されたか否かをクランク角が７１９．９°ＣＡになったか否かにより判断し（ＳＦ５）、一周期が経過したタイミングで切替フラグをリセットして（ＳＦ６）、新たな登録パターンが信号生成部２ａに設定され（ＳＤ７）、信号生成部２ａから制御装置７に模擬クランクパルスが出力される（ＳＤ８）。

オペレータにより信号パターンの変更操作がなされないときや、一旦変更操作がなされてステップＳＦ６で切替フラグがリセットされているときや（ＳＦ４）、現在出力されている模擬クランクパルスが一周期経過していないときには（ＳＦ５）、そのまま現在の模擬クランクパルスが出力される（ＳＦ８）。

図６に戻り、信号計測部３では制御装置７から出力される制御信号、ここでは点火信号及び噴射信号が計測され（ＳＣ３）、計測データが生成され、模擬信号出力部２及び操作装置６に出力される（ＳＣ４）。点火信号及び噴射信号が計測されなかったときには擬似計測データが生成されて出力される（ＳＣ４）。

信号計測部３は、模擬信号出力部２から入力される模擬クランクパルスをカウンタ回路で計測してクランク角をモニタしながら、環境情報で設定されたクランク角度範囲（計測タイミング）で点火信号及び噴射信号が計測されるか否かを監視し、正回転の模擬クランクパルスが出力される定常状態において、点火信号及び噴射信号が計測されると当該信号のオンエッジ及びオフエッジに対応するクランク角と、オンエッジからオフエッジまでのパルス幅に対応するクランク角でなる特性データを計測データとして生成する。

ここでは、制御装置７に出力される模擬クランクパルスそのものが信号計測部３に入力されるのではなく、ノイズの重畳していない標準パターンの模擬クランクパルスが入力されるように構成されている。つまり、信号生成部２ａでは、出力パターン情報に基づいてノイズが重畳された模擬クランクパルスを制御装置７に出力する系統と、ノイズが重畳されていない標準の模擬クランクパルスを信号計測部３に出力する系統の二系統の回路ブロックを備えている。

擬似計測データは、本来制御装置７から出力されたデータであるか否かが識別可能なデータであれば適宜設定することができ、これにより、オペレータが制御装置７の動作状態をモニタすることができるようになる。

既に説明したように、模擬信号出力部２への計測データの出力は、入出力変換ボード５ｂで生成されＦＰＧＡ上のメモリにバッファリングされた計測データがＰＣＩバスを介してマザーボード５ａのメモリに格納されることにより実現され、操作装置６への計測データの出力は、マザーボード５ａからＬＡＮ４ｂを介して送信されることにより実現される。

模擬信号出力部２は、点火信号または噴射信号の計測データが入力されると、対応する模擬フェール信号を生成して（ＳＢ５）、制御装置７に出力する（ＳＢ６）

操作装置６では、点火信号または噴射信号の計測データが入力されると（ＳＡ７）、計測信号表示処理部６１により、過去の計測データとともにトレンドグラフとして表示部に表示される（ＳＡ８）。

このようにして、オペレータにより終了操作されるまで、操作装置６ではステップＳＡ７からＳＡ８が繰り返され、模擬信号出力部２ではステップＳＢ３からＳＢ６が繰り返され、信号計測部３ではステップＳＣ３からＳＣ４が繰り返される。

終了操作がなされると（ＳＡ９）、モデル制御部６２により模擬信号出力部２及び信号計測部３に終了指令が送信され（ＳＡ１０）、当該終了指令を受信した模擬信号出力部２及び信号計測部３は処理を終了する（ＳＢ７，ＳＣ５）。

以下に、別実施形態について説明する。上述した実施形態では、信号計測部３が模擬信号出力部２から出力される第二の系統の模擬クランクパルスを入力してクランク角を把握するものを説明したが、模擬信号出力部２から入力されるエンジン回転状態を示す信号は模擬クランクパルスに限るものではなく、他の信号またはデータであってもよい。例えば、回転数情報及びクランク角情報が直接入力されるものであってもよく、クランク角情報は一周期の最初のタイミングが模擬信号出力部２から入力され、それをトリガーとして信号計測部３が内部でクランク角をカウントするものであってもよい。

上述した実施形態では、７２０°ＣＡを一周期として当該クランク周期を所定周期として模擬信号が切り替えられて出力されるものを説明したが、所定周期はこのようなクランク周期に限るものではなく、１８０°ＣＡ，３６０°ＣＡ，５４０°ＣＡ等任意に設定することができる。

上述した実施形態では、標準パターンの模擬クランクパルスに所定のクランク角度で所定のパルス幅のノイズが一回重畳されるノイズパターンが登録されるものを説明したが、登録されるノイズパターンはこのようなパターンに限るものではなく、異なる種類（付加、欠落、遅延等）のノイズを任意のクランク角で任意の回数重畳させるようなパターンを登録することも可能である。

上述した実施形態では、模擬クランクパルスが連続したパルスである例を示したが、欠け歯を有する模擬クランクパルスであってもよい。また、何れの場合であっても制御装置７が気筒判別のために他の模擬信号、例えば、バルブ駆動軸のカム信号等の模擬信号を必要とする場合には、必要な他の模擬信号が模擬信号出力部２により適宜生成されるものである。

上述した実施形態では、模擬信号としてクランクパルスを例示し、クランクパルスに応答して制御装置から出力される点火信号及び噴射信号を計測するものを説明したが、本発明による模擬信号及び計測信号はこのような信号に限定されるものではなく、何らかの模擬信号に応答して制御装置から出力される制御信号を計測するものに広く適用できるものであることはいうまでもない。

つまり、制御対象を模擬して制御装置に模擬信号を出力する模擬信号出力部と、前記模擬信号に応答して前記制御装置から入力される制御信号を計測する信号計測部とを備えてなるシミュレーション装置であって、前記模擬信号出力部は、所定周期で反復する標準信号パターンと前記標準信号パターンに外乱を重畳した複数の異常信号パターンを記憶する信号記憶部と、前記信号記憶部に記憶された各信号パターンを選択して模擬信号を生成する信号生成部と、前記信号生成部による各信号パターンの選択順序を制御するパターン選択制御部を備え、前記模擬信号が前記所定周期で切り替えられて出力されるものであればよい。

上述した実施形態では、モデル演算部及び信号計測部が、マザーボード５ａと、入出力変換ボード５ｂと、信号中継ボード５ｃの複数の信号処理ボードで構成されるものを説明したが、モデル演算部及び信号計測部の具体的な構成はこのようなものに限るものではなく、本発明の機能が実現される限りにおいて適宜構成することができ、例えば、一枚の信号処理ボード上に構成されるものであってもよい。

上述した実施形態は、本発明を実現する一実施例を説明するものであり、各部の具体的な構成は、本発明の作用効果を奏する限りにおいて、構築するシステムに応じて適宜変更設計することが可能である。

シミュレーション装置のハードウェア構成図シミュレーション装置の機能ブロック構成図模擬信号の登録パターンを示す説明図模擬信号の信号パターンを示す波形図模擬信号の出力パターンを示す説明図シミュレーション装置の動作を示すフローチャート模擬信号出力部の動作を示すフローチャート模擬信号出力部の動作を示すフローチャート

符号の説明

１：シミュレーション装置
２：模擬信号出力部（モデル演算部）
２ａ：信号生成部
２ｂ：パターン選択制御部
２ｃ：信号記憶部
３：信号計測部
４ａ：ハーネス
４ｂ：ＬＡＮ
５：ラック
５ａ：マザーボード
５ｂ：入出力変換ボード
５ｃ：信号中継ボード
６：操作装置
６０：環境設定部
６０ａ：信号パターン登録部
６０ｂ：出力パターン設定部
６１：計測信号表示処理部
６２：モデル制御部

Claims

制御対象を模擬して制御対象の状態を表す状態信号を制御対象の制御装置に出力する模擬信号出力部を備え、前記模擬信号出力部から出力する前記状態信号に外乱を重畳することが可能なシミュレーション装置であって、
前記模擬信号出力部は、所定周期長の信号パターンに基づいて信号を出力することを、前記所定周期毎に繰り返すことによって制御装置に前記状態信号を出力するものであり、前記状態信号に外乱を重畳する場合には、信号パターンを外乱が含まれる信号パターンに変更するシミュレーション装置。
前記模擬信号出力部は、ユーザによって前記状態信号の出力に用いる信号パターンを変更する指示が行われると、変更の指示が行われた後の前記所定周期が始まるタイミングで、前記状態信号の出力に用いる信号パターンを変更する請求項１記載のシミュレーション装置。
エンジンを模擬してクランク角信号をエンジン制御装置に出力する模擬信号出力部を備え、前記模擬信号出力部から出力する前記クランク角信号に外乱を重畳することが可能なシミュレーション装置であって、
前記模擬信号出力部は、エンジンの回転周期長の信号パターンに基づいて信号を出力することを、前記回転周期毎に繰り返すことによってエンジン制御装置に前記クランク角信号を出力するものであり、前記クランク角信号に外乱を重畳する場合には、信号パターンを外乱が含まれる信号パターンに変更するシミュレーション装置。