JP2012088872A

JP2012088872A - 制御装置の試験装置

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Publication number: JP2012088872A
Application number: JP2010234114A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Chiyoda; 隆良千代田
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2012-05-10

Abstract

【課題】車種ごとに異なる複数の機能を有する電子制御装置を有する電子制御システムの動作状態を試験する場合であっても、車種によってタイミングを修正することなく、車両の動的特性を考慮した制御装置の試験装置を提供する。
【解決手段】予め定められた手順書に基づいて、ＣＡＮを介してＥＣＵへ操作情報を出力する出力手段と、操作されたＥＣＵからＣＡＮを介して情報を受信する受信手段と、受信された情報と、手順書に記載されたＣＡＮ期待値と、を比較し、比較した結果を判定結果として出力する判定手段と、を有する制御装置の試験装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置の特性を試験する試験装置に関する。

車両に搭載される各種電装品は、各種センサによって検出される車両の状態やドライバからの操作入力などに応じて、ＥＣＵとよばれる電子制御装置によって電気的に動作制御される。ただし、車両毎に異なる車両特性を持つ対象に共通のテストケースでの試験は非常に困難であった。

しかし、このような数多く、さまざまな種類の車載電装品を市場に出すには、車載電装品が実際に車両に搭載されたときに正常に動作するかを確認する必要がある。

特許文献１では、作成したテストベクタを決められたタイミングで対象のＥＣＵに送信し、出力されたデータ保存，テストベクタに記載の期待値と比較を行うものである。

特開２００７−３２１９号公報

特許文献１のテスト方法ではテストのタイミングが予め定められているため、車両のような異なる動的特性を含む対象のテストを行う際には、車種によってタイミングを修正するという課題がある。

本発明の目的は、車種によってタイミングを修正することなく、車両の動的特性を考慮した制御装置の試験装置を提供することである。

上述した課題を解決するために、本発明の制御装置の試験装置では、予め定められた手順書に基づいて、通信回線を介して制御装置へ操作情報を出力する出力手段と、操作された制御装置から通信回線を介して情報を受信する受信手段と、受信された情報と、手順書に記載された通信回線期待値と、を比較し、比較した結果を判定結果として出力する判定手段と、を有する構成とする。

本発明によれば、車種によってタイミングを修正することなく、車両の動的特性を考慮した制御装置の試験装置を提供できる。

本発明に係る試験装置システムの一構成例を示す図である。本発明に係る試験装置システムのＳＥＴＳＷを押下するときの構成例を示す図である。本発明の操作指示変換部の概念を示した図である。本発明のエンジントルク変換部の概念を示した図である。本発明の車両モデル部の概念を示した図である。本発明の条件達成判定部のフローチャートを示した図である。本発明の結果判定部のフローチャートを示した図である。本発明の車速制御のコントロールユニットを示したブロック図である。本発明の車速制御を用いた自動テストのシーケンスを示す図である。本発明の車間距離制御の概略を示す図である。本発明の目標車間距離決定部の概念を示す図である。本発明の車間距離制御部を示すブロック図である。本発明の追従判断部のフローチャートを示す図である。本発明の先行車検出するときのシステム構成を示す図である。本発明の車間距離制御の際のＳＥＴＳＷを押下するときのシステム構成を示す図である。本発明の車間距離制御を用いた自動テストのシーケンスを示す図である。本発明の車速制御部を示すブロック図である。本発明の自動テスト仕様書の具体例を示す図である。

本願発明の制御装置の試験装置の特徴は、予め定められた手順書に基づいて、ＣＡＮ等の通信回線を介してＥＣＵ，Ｃ／Ｕ等のコントロールユニットである制御装置へ操作情報を出力する出力手段と、操作された制御装置から通信回線を介して情報を受信する受信手段と、受信された情報と、手順書に記載された通信回線期待値と、を比較し、比較した結果を判定結果として出力する判定手段と、を有することである。

なお、ここで手順書は、少なくとも、送信周期と操作手順とテスト結果を確認するタイミングとが記述されたものである。また、出力手段は、その手順書に基づいて試験装置が操作できるようなテストベクタを自動で生成するものである。

また、受信手段は、通信回線を介して受信した情報と、制御装置への操作情報と、を比較して、制御装置へ次の操作情報を送るタイミングを決定する機能を有し、判定手段は、その手順書で活性となったテスト結果を確認するタイミング時の通信回線の期待値情報と受信され保存されたテストを確認するタイミング時の通信回線の情報の値が一致しているかを出力する機能を有するものである。

以下、本発明の実施形態に係る試験装置について、図を用いて詳細に説明する。

以下、本発明の制御装置の試験装置について車速制御を行った場合を例にして図面に基づいて説明する。

図１および図２に本発明における車速制御を行ったときの試験装置のシステム構成を示す。図１に自車速を加速するときのシステム構成図、図２にセットスイッチ（以下、セットＳＷ）を押下したときのシステム構成図である。

ＵＳＥＲ１００１では、自動試験開始１０１２の信号を出力する。手順書１００２では、テスト指示完了フラグ１０１５に従い、車速１０２１（例えば、６０km／ｈ）やＳＥＴ２００１などのテスト指示や、自動試験終了１０１３の信号を出力する。

操作指示変換部１００３では、車速６０km／ｈなどのテスト指示に従い車速６０km／ｈまで加速１０１４やセットＳＷ押下２００２などの操作指示を出力する。

操作部１００４では、車速６０km／ｈまで加速１０１４やＳＥＴ２００１などの操作指示に従い、それぞれに応じたアクセル開度１０１８やセットＳＷＯＮ２００５などの操作を出力する。

エンジントルク変換部１００５では、アクセル開度１０１８などの操作に従い、エンジントルク１０１９を出力する。

車両モデル１００６では、エンジントルク１０１９やコントロールユニット（以下、Ｃ／Ｕ１００７），セットＳＷＯＮ２００５情報に従い、車速１０２０やセットＳＷＯＮ２００４情報を出力する。

Ｃ／Ｕ１００７では、車速１０２０に従い、エンジントルク１０２２を出力する。また、セットＳＷＯＮ２００４に従った、セットＳＷ状態２００３も出力する。

条件達成判定部１００８は、車速６０km／ｈまで加速１０１４などのテスト指示と車速１０２０の入力に従い、テスト指示完了フラグ１０１５を出力する。

期待値１０１０では、エンジントルク期待値２００６や期待値なし１０１６を出力する。

結果判定部１００９では、エンジントルク１０２２やテスト指示完了フラグ１０１５，期待値なし１０１６に従い、結果判定１０１７を出力する。

判定結果１０１１は、結果判定１０１７を受領し、内部に保存する。

次に、図３により、操作指示変換部１００３の処理内容を示す。入力された車速６０km／ｈ１０２１などのテスト指示よりドライバ操作変換ＤＢ３００１で対応した車速６０km／ｈまで加速１０１４などの操作指示に変換する。このように変換することで、操作部１００４での実際の操作内容となり理解される。

次に、図４により、エンジントルク変換部１００５の処理内容を示す。入力されたアクセル開度１０１８によりエンジントルクテーブル４００１を引き、エンジントルク１０１９を算出する。

次に、図５により、車両モデル１００６の処理内容を示す。入力されたエンジントルク１０１９より、車両諸元５００１で変換することで車速１０２０を出力する。

次に、図６により、条件達成判定部１００８の処理内容を示す。処理を行うときにはテスト指示完了フラグを初期化する６００１。分岐６００２では、車速６０km／ｈまで加速１０１４と車速１０２０を比較して、車速１０２０が小さければ変化無し。車速１０２０のほうが大きい場合は、テスト指示完了フラグをＯＮにする６００３。

次に、図７により、結果判定部１００９の処理内容を示す。分岐７００１で、テスト指示終了フラグがＯＮとなっているか判断する７００１。ここで、終了フラグがＯＮのときは、次の期待値なしかどうかの判定に移る７００２。ここで、期待値があると判断した場合、エンジントルク１０２２とエンジントルク期待値２００６が等しいかどうかの判断７００３に移る。ここで、等しいときは判断結果をＯＫ７００４とし、等しくない場合はＮＧ７００５とする。上記以外の分岐は何も処理をしないものとする。

次に、制御対象であるＣ／Ｕ１００７について説明する。本実施例では図８に示す速度制御の説明をする。

車速６０km／ｈまで加速１０１４という目標車速は微分器８００１で微分され目標加速度８００２に変換される。一方自車速１０２０も、微分器８００３で微分され実加速度８００４に変換される。前記目標加速度８００２に無駄時間６００５が加えられたものから実加速度８００４を差し引き、差し引いたＦＢゲイン８００６を掛けて目標加速度８００２に加えたものを加速度指令８００５とする。そして、加速度指令８００５に車両重量８００７を掛けてエンジントルク１０２２を出力する。

本発明は、前述のように加速度によるフィードバックを考慮した制御対象であり、動的な特性を考慮した自動試験装置が必要となる。

次に、図９を用いて自動試験装置の一連の動作について説明を行う。図９における色図けられた箇所９００１が本発明箇所であり、９００２が従来のシミュレータである。

本実施形態では、ＨＩＬｓ（Hardware In the Loop Simulator）を用いる。自動試験の発火は、ＵＳＥＲ１００１による自動試験開始１０１２による。自動試験開始１０１２を入力された手順書１００２は、テスト指示である車速６０km／ｈ１０２１を出力する。テスト指示である車速６０km／ｈを入力された操作指示変換部１００３は操作内容である車速６０km／ｈまで加速１０１４を出力する。これにより、操作部１００４はアクセル開度１０１８を出力する。エンジントルク変換部１００５は入力されたアクセル開度１０１８に応じたエンジントルク１０１９を車両モデル１００６に出力する。車両モデル１００６で算出された車速１０２０がＣ／Ｕ１００７に入力される。

ここで、Ｃ／Ｕ１００７は前述の通りフィードバックを用いた制御であり、動的な特性を有する。そのため、車速が所望の速度にあがることはない。例えば、車速が４０km／ｈとなったとして考えてみる。このとき、条件達成判定１００８では、車速４０km／ｈ２０１０は操作内容である車速６０km／ｈまで加速１０１４という条件が未成立９００３となる。このとき、条件未成立９００３となり車両モデル１００６とＣ／Ｕ１００７で再度算出が行われる。

次のタイミングでは、車速が６０km／ｈになったとする。このときの条件達成判定１００８では、車速６０ｋ／ｈまで加速１０１４という条件に対して車速６０km／ｈ１０２０は条件達成９００４しているため、テスト指示完了フラグ１０１５を手順書１００２に送信する。また、このときは期待値１０１０を有しないため、結果判定部１００９を行わない。

ここで、テスト指示完了フラグ１０１５を受信した手順書１００２は現在の車速６０km／ｈ１０２１を終了させる。また、続いて次のテスト指示がある場合は、続けて発火させる。この場合は、ＳＥＴ２００１にあたる。このＳＥＴ２００１においても前述の車速６０km／ｈと同様の動作を行う。ＳＥＴ２００１が入力された操作指示変換部１００３は操作指示であるセットＳＷを押下２００２を操作部１００４に出力。操作部１００４は、入力に応じてセットＳＷＯＮ２００５を出力する。

セットＳＷＯＮ２００５命令を入力されたＣ／Ｕ１００７は、セットスイッチ状態２００３を条件達成判定１００８に出力する。条件達成判定１００８は入力されたセットスイッチ状態２００３と操作指示であるセットＳＷを押下２００２を比較し、条件成立するか判定する。

ここで、セットＳＷＯＮ条件が成立９００５したとすると、このときのエンジントルク１０２２と期待値１０１０に記載のエンジントルク期待値２００６とを比較し、一致すればＯＫを、一致しなければＮＧを判定結果１０１１に記述する２００４。また、セットＳＷＯＮ条件が成立９００５したので、テスト指示完了フラグ１０１５を手順書１００２に送信する。

ここで、次のテスト指示が無い判断すると、自動試験終了１０１３をＵＳＥＲ１００１に送信し、自動試験が終了となる。

また、図１８を用いて自動試験仕様書１８００１を説明する。自動試験仕様書１８００１は電子データのドキュメント形式で作成され、タイミング９００６，手順書１００２，期待値１０１０，判定結果１０１１を有する。

前述した車速６０km／ｈ１０２０やＳＥＴ２００１などは手順書１００２の内容を書き換えることでテスト内容を容易に変更することが可能となる。期待値１０１０も同様でエンジントルク１０２２以外の判定を行いたい場合も期待値１０１０の内容を書き換えることで比較対象も容易に変更可能となっている。また、タイミング９００６は、前述でテスト指示完了フラグ１０１５によって次のテスト指示に遷移するが、タイミング９００６に時間を記述することで遷移するまでの時間を変更することも可能とした。

本発明は、車速４０km／ｈや６０km／ｈ１０２０のように車両の動的特性があっても条件達成判定１００８を用いることで対処しているため、異なる動的特性のテスト対象であっても同一の手順書１００２でテストが可能となる。また、テスト手順や内容も、自動テスト仕様書１８０１を変更することで容易に変更可能となる。

本発明では、本来車両特性が異なる車種ごとにテスト仕様書，テスト期待値を作成するためテスト仕様書の数が莫大な数ができていた。しかし、車両の受信ＣＡＮを絶えず監視し、テスト仕様書に期待の状態になるまで待機することで車両の動的特性を考慮したテストが可能となる。そのため、１つのテストケースで対応可能になる効果を奏するものである。

本発明は、速度制御のみに適用されるわけではない。例えば、車間距離制御などにも適用可能である。ここで、先の構成でＣ／Ｕ１００７が車間距離制御である場合を考える。

図１０に、車間距離制御の概要について示す。

目標車間距離決定部１００１０では、先行車車速１０００６から、目標車間距離１００１１を求めて出力する。車間距離制御部１０００９では、目標車間距離１００１１と車間距離１０００３と先行車車速１０００６とから車間を目標車間に保つための車間車速指令１００１２を算出する。追従判定部１０００７では、車間距離１０００３，相対速度１０００２，先行車車速１０００６から先行車に追従するかどうかを判断して先行車追従フラグ１０００８を出力する。車速制御部１０００４では、先行車追従フラグ１０００８がセットされている時は車間車速指令１００１２に車速１０２０が一致するように、先行車追従フラグ１０００８がセットされていないときは設定車速指令１０００１に車速１０２０が一致するように、エンジントルク１０２２をＨＩＬｓ９００２に出力する。

次に図１１により目標車間距離決定部１００１０の処理内容を示す。入力された先行車車速１０００６により目標車間距離テーブル１１０１を引き、目標車間距離１００１１を算出する。

次に図１２により車間距離制御部１０００９の処理内容を示す。目標車間距離１００１１から車間距離１０００３を差し引き車間偏差１２００１を求め、車間偏差１２００１に車間ゲイン１２００２を掛け、さらに先行車車速１０００６に加えることにより、車間車速指令１００１２を算出する。

次に図１３により、追従判断部１００１３の処理内容を示す。分岐１３００１で車間距離１０００３が０より大であれば前方に何か有ると判断し次のステップに進む、車間距離１０００３が０以下であれば前方に何も無いと判断し処理１３０１０で先行車追従フラグ１０００８をクリアする。分岐１３００２で先行車車速１０００６が０より大で有れば追従可能な先行車であると判断し処理１３００３で先行車追従フラグ１０００８をセットする。先行車車速が０以下であるときは、分岐１３００４に進む。なお本分岐で条件として使用している先行車車速＝０の「０」は、検知されている物体が停止しているかどうかを判断するために閾値であり、車間距離センサの特性に合わせ「０」以外の閾値を使用しても良い。分岐１３００４では、先行車追従フラグ１０００８が既にセットされていない場合は、検知された物体が最初から停止しているものであると判断し、処理１３０１０で先行車追従フラグ１０００８をクリアする。先行車追従フラグ１０００８が既にセットされている場合は、追従している先行車が停止した可能性があると判断し、追従していた先行車が停止したのかどうかを確認するために次のステップに進む。処理１３００５では、先行車車速１０００６から先行車車速前回値１３００７を差し引いた値の絶対値を先行車車速変異１３００６にセットする。先行車車速前回値１３００７とは、１制御周期前の先行車車速のことである。

次に、分岐１３００８で先行車車速変異１３００６が速度変異量１３００９未満であれば何もせずに（先行車追従フラグを保持したまま）処理を終了する。先行車車速変異１３００６が速度変異量１３００９以上であれば、追従していた先行車が停止したのではないと判断して先行車追従フラグ１０００８をクリアする。ここで、速度変異量１３００９とは、１制御周期内で変化させることが可能な車両の車速変化量である。したがって、追従していた先行車であれば速度の変化量が速度変異量１３００９を超えることはない。以上の処理により、先行車追従フラグをセット，クリアすることにより、移動している先行車が前方に存在する時や追従していた先行車が停止した時は先行車追従フラグをセットし、それ以外の追従対象にならない物体を検知した時や何も検知していない時は先行車追従フラグをクリアする。

車速制御部の処理内容を図１７に示す。これは実施例１の車速制御部と同等である。目標車速１０１４は微分器８００１で微分され目標加速度８００２に変換される。一方自車速１０２０も、微分器８００３で微分され実加速度８００４に変換される。前記目標化速度に無駄時間６００５が加えられたものから実加速度８００４を差し引き、これにＦＢゲイン８００６を掛けて目標加速度８００２に加えたものを加速度指令８００５とする。そして、加速度指令８００５に車両重量８００７を掛けてエンジントルク１０２２を出力する。

次に、図１４に実施例の先行車認識部の構造を記述し、図１５に実施例のＳＥＴ操作の構造を記述した。図１，図２と符号が同じものは上述した同じ処理を行うものである。

次に、図１６に実施例の全体の流れを示すシーケンス図を記述した。このシーケンス図と図１４および図１５とは等価の関係にあるので、図１６を用いて説明を行う。

自動試験の発火は、ＵＳＥＲ１００１による自動試験開始１０１２による。自動試験開始１０１２を入力された手順書１００２は、テスト指示である車速６０km／ｈ１０２１を出力する。テスト指示である車速６０km／ｈを入力された操作指示変換部１００３は操作内容である車速６０km／ｈまで加速１０１４を出力する。

これにより、操作部１００４はアクセル開度１０１８を出力する。エンジントルク変換部１００５は入力されたアクセル開度１０１８に応じたエンジントルク１０１９を車両モデル１００６に出力する。車両モデル１００６で算出された車速１０２０がＣ／Ｕ１００７に入力される。

ここで、Ｃ／Ｕ１０２０は前述の通りフィードバックを用いた制御であり、動的な特性を有する。そのため、車速が所望の速度にあがることはない。例えば、車速が４０km／ｈとなったとして考えてみる。このとき、条件達成判定１００８では、車速４０km／ｈ２０１０は操作内容である車速６０km／ｈまで加速１０１４という条件が未成立９００３となる。このとき、条件未成立９００３となり車両モデル１００６とＣ／Ｕ１００７で再度算出が行われる。次のタイミングでは、車速が６０km／ｈになったとする。このときの条件達成判定１００８では、車速６０ｋ／ｈまで加速１０１４という条件に対して車速６０km／ｈ１０２０は条件達成９００４しているため、テスト指示完了フラグ１０１５を手順書１００２に送信する。また、このときは期待値１０１０を有しないため、結果判定部１００９を行わない。

ここで、テスト指示完了フラグ１０１５を受信した手順書１００２は現在の車速６０km／ｈ１０２１を終了させる。また、続いて次のテスト指示がある場合は、続けて発火させる。この場合は、先行車ＯＮ１４００１である、車速と同様に、操作指示変換部１００３に入力され、対応する操作内容である先行車検出１４００２を出力する。操作部１００４に入力された先行車検出１４００２は先行車情報１４００３を車両モデル１００６に出力する。エンジントルク１０１９などと同様のロジックで車速１０２０，相対速度１０００２や車間距離１０００３をＣ／Ｕ１００７に出力する。Ｃ／Ｕ１００７から算出された車速１０２０，相対速度１０００２や車間距離１０００３と先行車情報１４００８とを比較し、条件達成判定１００８が成立１６００１しているか確認する。成立確認するとテスト指示完了フラグ１０１５を手順書１００２に出力する。

次に、手順書１００２は最後の操作であるＳＥＴ２００１を行う。このＳＥＴ２００１においても前述の車速６０km／ｈと同様の動作を行う。ＳＥＴ２００１が入力された操作指示変換部１００３は操作指示であるセットＳＷを押下２００２を操作部１００４に出力。操作部１００４は、入力に応じてセットＳＷＯＮ２００５を出力する。セットＳＷＯＮ２００５命令を入力されたＣ／Ｕ１００７は、セットスイッチ状態２００３を条件達成判定１００８に出力する。条件達成判定１００８は入力されたセットスイッチ状態２００３と操作指示であるセットＳＷを押下２００２を比較し、条件成立するか判定する。ここで、セットＳＷＯＮ条件が成立９００５したとすると、このときの相対速度１０００１と期待値１０１０に記載の相対速度期待値１５００１とを比較し、一致すればＯＫを、一致しなければＮＧを判定結果１０１１に記述する２００４。

また、セットＳＷＯＮ条件が成立９００５したので、テスト指示完了フラグ１０１５を手順書１００２に送信する。ここで、次のテスト指示が無い判断すると、自動試験終了１０１３をＵＳＥＲ１００１に送信し、自動試験が終了となる。

本実施例でも、上記実施例１と同様の効果を奏するものである。

１００１ＵＳＥＲ
１００２手順書
１００３操作指示変換部
１００４操作部
１００５エンジントルク変換部
１００６車両モデル
１００７Ｃ／Ｕ
１００８条件達成判定
１００９結果判定部
１０１０期待値
１０１１判定結果

Claims

予め定められた手順書に基づいて、通信回線を介して制御装置へ操作情報を出力する出力手段と、
操作された前記制御装置から前記通信回線を介して情報を受信する受信手段と、
受信された前記情報と、前記手順書に記載された通信回線期待値と、を比較し、比較した結果を判定結果として出力する判定手段と、を有する制御装置の試験装置。
請求項１記載の制御装置の試験装置において、
前記手順書は、送信周期と操作手順とテスト結果を確認するタイミングとが記述され、
前記出力手段は、前記手順書に基づいて試験装置が操作できるようなテストベクタを自動で生成する制御装置の試験装置。
請求項１又は２記載の制御装置の試験装置において、
前記受信手段は、前記通信回線を介して受信した情報と、前記制御装置への操作情報と、を比較して、制御装置へ次の操作情報を送るタイミングを決定する機能を有する制御装置の試験装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御装置の試験装置において、
前記判定手段は、前記手順書で活性となったテスト結果を確認するタイミング時の前記通信回線の期待値情報と受信され保存されたテストを確認するタイミング時の通信回線の情報の値が一致しているかを出力する機能を有する制御装置の試験装置。