JP2014098578A - 試験装置及び試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、試験装置及び試験方法に係り、電子制御ユニットから制御対象に対して周期的に出力される指令信号のオン時間中に適切に電気負荷によるノイズを発生させることにある。
【解決手段】所定電子制御ユニットから周期的に出力される指令信号に従って作動する制御対象と、制御対象に対するノイズ源として作動し得る所定電気負荷と、を備えるシステムを試験する装置は、所定電子制御ユニットから指令信号が出力されるタイミングを予測するタイミング予測手段と、タイミング予測手段により予測されるタイミングに合わせてノイズを発生させるべく所定電気負荷を駆動させる電気負荷駆動手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、試験装置及び試験方法に係り、特に、所定電子制御ユニットから周期的に出力される指令信号に従って作動する制御対象と、その制御対象に対するノイズ源として作動し得る所定電気負荷と、を備えるシステムを試験する試験装置及び試験方法に関する。

従来、例えば車両に搭載されて車両エンジンやエアコンの制御を行う各種電子制御ユニット（ＥＣＵ）の試験を行う試験装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる試験装置においては、ＥＣＵに対して試験用信号が印加されたときのＥＣＵの動作に基づいてそのＥＣＵの良否判定が行われる。

特開２０１０−２４１２３１号公報

しかしながら、ＥＣＵが車両エンジンなどに対して周期的に指令信号を出力している状況において、その指令信号が出力されるタイミングにＥＣＵに対して試験用信号を印加するタイミングを一致させるのは容易ではない。例えば、車両エンジンに対しては、数百ｍｓごとに、オン時間が数百μｓ程度である燃料噴射を指令する噴射信号がＥＣＵから供給されるが、その噴射信号のオン時間中に負荷ノイズを発生させるべくエアコンスイッチの車載リレーをオンとオフとの間で切り替える試験を手動操作によって行うことは極めて困難である。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、電子制御ユニットから制御対象に対して周期的に出力される指令信号のオン時間中に適切に電気負荷によるノイズを発生させることが可能な試験装置及び試験方法を提供することを目的とする。

上記の目的は、所定電子制御ユニットから周期的に出力される指令信号に従って作動する制御対象と、前記制御対象に対するノイズ源として作動し得る所定電気負荷と、を備えるシステムを試験する装置であって、前記所定電子制御ユニットから前記指令信号が出力されるタイミングを予測するタイミング予測手段と、前記タイミング予測手段により予測される前記タイミングに合わせてノイズを発生させるべく前記所定電気負荷を駆動させる電気負荷駆動手段と、を備える試験装置により達成される。

また、上記の目的は、所定電子制御ユニットから周期的に出力される指令信号に従って作動する制御対象と、前記制御対象に対するノイズ源として作動し得る所定電気負荷と、を備えるシステムを試験する方法であって、試験装置が、前記所定電子制御ユニットから前記指令信号が出力されるタイミングを予測する第１の工程と、試験装置が、前記第１の工程において予測される前記タイミングに合わせてノイズを発生させるべく前記所定電気負荷を駆動させる第２の工程と、を備える試験方法により達成される。

本発明によれば、電子制御ユニットから制御対象に対して周期的に出力される指令信号のオン時間中に適切に電気負荷によるノイズを発生させることができる。

本発明の一実施例である試験装置の構成図である。 本実施例の試験装置において車載ＥＣＵの内部処理を再現するための時間同期処理を説明するための図である。 本実施例の試験装置においてエンジンへの噴射信号のオン時に電気ノイズを発生させるための処理を説明するための図である。 本実施例の試験装置において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。

以下、図面を用いて、本発明に係る試験装置及び試験方法の具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施例である試験装置１０の構成図を示す。本実施例の試験装置１０は、車載システム１２を評価するための試験を行う装置である。

車載システム１２は、車両動力源として回転作動するエンジン１４と、車内空調のために作動する空調機器（エアコン）１６と、を備える車両に搭載されるシステムである。エンジン１４には、マイクロコンピュータを主体に構成された車載電子制御ユニット（以下、車載ＥＣＵと称す）２０が接続されている。

車載ＥＣＵ２０は、エンジン１４の回転数や吸入空気量，アクセル操作などに基づいてエンジン１４の回転を制御するユニットであって、具体的には特に、エンジン１４に対して燃料噴射を指令する噴射信号を生成して出力する。車載ＥＣＵ２０は、出力する噴射信号を、エンジン１４において燃料噴射すべきときにオンとし、また、燃料噴射を停止すべきときにオフとする。車載ＥＣＵ２０は、エンジン１４の一気筒当たり所定角度（例えば７２０ＣＡ）Ｔ０ごとに周期的にオンの噴射信号を出力する。尚、車載ＥＣＵ２０から周期的にオン出力される噴射信号は、所定時間（例えば、２００μｓ）α０継続してオンされる。エンジン１４は、車載ＥＣＵ２０から出力される噴射信号に従って燃料噴射を行って回転作動する。

エアコン１６は、電源２２に車載リレー２４を介して接続するＡ／Ｃマグネットクラッチ２６を有している。Ａ／Ｃマグネットクラッチ２６は、車載リレー２４がオンされることにより電源２２から電力供給されて作動する。また、車載リレー２４は、通常は、車両のイグニションオン後にエアコン１６の作動を制御する電子制御ユニット（図示せず）からの指令信号に従ってオン／オフされる。エアコン１６は、Ａ／Ｃマグネットクラッチ２６のオン作動により車内を空調し、その後、Ａ／Ｃマグネットクラッチ２６のオフ作動により車内空調を停止する。エアコン１６は、Ａ／Ｃマグネットクラッチ２６の作動切替によって電気ノイズを発生するノイズ源として機能し得る電気負荷である。

試験装置１０は、エンジン１４の回転作動を制御する車載ＥＣＵ２０の内部動作を再現することが可能なタイミング制御装置３０を備えている。タイミング制御装置３０は、マイクロコンピュータを主体に構成された、車載システム１２に対して着脱可能な機器である。尚、タイミング制御装置３０は、車両に搭載されるバッテリから電源供給されるものとすればよい。タイミング制御装置３０は、車載システム１２のエンジン１４に出力される噴射信号がオンである時点でエアコン１６の作動切替によりノイズを発生させるタイミングを制御する。

エンジン１４には、所定角度（例えば１０ＣＡや３０ＣＡ）ごとに回転位置を示す信号（回転信号）を出力する回転センサが設けられている。この回転センサの出力する回転信号は、車載ＥＣＵ２０に入力される。車載ＥＣＵ２０は、回転センサからの回転信号を用いてエンジン１４の回転制御を行う。車載ＥＣＵ２０は、回転センサから入力された回転信号を出力する出力端子を有している。

タイミング制御装置３０は、入力用ケーブルが車載システム１２に装着されることによりその車載ＥＣＵ２０の出力端子に接続される。タイミング制御装置３０には、車載ＥＣＵ２０の出力端子から出力される回転信号が入力用ケーブルを介して入力される。タイミング制御装置３０は、入力される回転信号に基づいてエンジン１４の回転位置（クランク角度）を検出する。タイミング制御装置３０は、予め、エンジン１４の燃料噴射を行うタイミング（噴射回転位置）を示す情報を記憶している。タイミング制御装置３０は、上記の如く検出したエンジン１４の回転位置と噴射回転位置とを比較することにより、今後、車載ＥＣＵ２０からエンジン１４に対して燃料噴射を指令する噴射信号がオン出力されるタイミング（噴射オンタイミング）を予測する。

タイミング制御装置３０は、また、出力用ケーブルが車載システム１２に装着されることによりその車載リレー２４に接続される。タイミング制御装置３０は、上記の如く噴射オンタイミングを予測した後、その噴射オンタイミングに合わせてエアコン１６による電気ノイズを発生させるべく、エアコン１６のＡ／Ｃマグネットクラッチ２６の作動切替を行う信号（Ａ／Ｃ−ＳＷ信号）を生成して車載リレー２４に供給し、車載リレー２４のオン／オフを切り替える。

タイミング制御装置３０は、予め、車載リレー２４に対して出力するＡＣ−ＳＷ信号をオンとオフとの間で切り替えてから実際にその車載リレー２４がオンとオフとの間で切り替わるまでの時間（リレー切替時間）Ｔ１を示す情報を記憶している。尚、リレー切替時間Ｔ１はリレーの種類ごとに異なるものであるので、このリレー切替時間Ｔ１を示す情報は、車載システム１２におけるノイズ源としての電気負荷の種類ごとに定められる。また、エアコン１６の作動をオン／オフする車載リレー２４についてのリレー切替時間Ｔ１は、例えば１０ｍｓ〜３０ｍｓ程度に設定される。

また、タイミング制御装置３０は、予め、車載システム１２の車載ＥＣＵ２０がイグニションオンによって電源投入されてから初期化処理を行って周期処理（例えば、４ｍｓ、８ｍｓ、１６ｍｓ、３２ｍｓ、６４ｍｓなどの所定周期ごとのタイムスケジューリング処理）を開始するまでの時間（初期化時間）Ｔ２を示す情報を記憶している。尚、電子制御ユニットの初期化時間Ｔ２はその電子制御ユニットの種類ごとに異なるものであるので、この初期化時間Ｔ２を示す情報は、車載システム１２の有する試験対象を制御する電子制御ユニットの種類ごとに定められる。

タイミング制御装置３０は、車載システム１２におけるノイズ源としての電気負荷の種類を選択・設定可能であると共に、車載システム１２における試験対象を制御する電子制御ユニットの種類を選択・設定可能である。また、タイミング制御装置３０は、試験対象を制御する電子制御ユニットの周期処理を行う同期時間を選択・設定可能である。

以下、図２乃至図４を参照して、本実施例の試験装置１０の動作について説明する。図２は、本実施例の試験装置１０において車載ＥＣＵ２０の内部処理を再現するための時間同期処理を説明するための図を示す。図３は、本実施例の試験装置１０においてエンジン１４への噴射信号のオン時に電気ノイズを発生させるための処理を説明するための図を示す。また、図４は、本実施例の試験装置１０において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。

本実施例において、車両のイグニションがオフからオンへ切り替えられる前、試験装置１０のタイミング制御装置３０は、入力用ケーブルを介して車載システム１２の車載ＥＣＵ２０に接続されると共に、出力用ケーブルを介して車載システム１２の車載リレー２４に接続される。また、タイミング制御装置３０は、電源ピンが車載バッテリに接続されることで電源供給される。

タイミング制御装置３０は、電源投入後、作業者の手動操作により、車載システム１２におけるノイズ源としての電気負荷の種類（本実施例では、エアコン１６）を選択・設定すると共に、車載システム１２における試験対象を制御する電子制御ユニットの種類（本実施例では、車載ＥＣＵ２０）を選択・設定し、また、その選択・設定した試験対象を制御する電子制御ユニットが行う周期処理の同期時間（例えば、４ｍｓ、８ｍｓ、１６ｍｓ、３２ｍｓ、６４ｍｓなど）を選択・設定する（ステップ１００）。

かかる状況で、車両のイグニションがオフからオンへ切り替えられると、車載システム１２が電源投入される。この電源投入後、車載ＥＣＵ２０は、初期化処理を行ってその初期化処理の完了後、周期処理のためのタイマ計時を開始する。また、タイミング制御装置３０は、車両のイグニションがオフからオンへ切り替えられると（ステップ１１０の肯定判定時）、その後、上記の如く選択・設定された車載ＥＣＵ２０に応じた初期化時間Ｔ２を待って、上記の如く選択・設定された周期処理のためのタイマ計時を開始する（図２参照；ステップ１２０）。かかる処理によれば、車載ＥＣＵ２０とタイミング制御装置３０との周期処理が同期し、タイミング制御装置３０において車載ＥＣＵ２０の周期処理が再現される。

車載ＥＣＵ２０は、周期処理の開始後、回転センサからの回転信号に基づいて、エンジン１４に対して燃料噴射を指令する噴射信号を出力する。この場合、車載ＥＣＵ２０からの噴射信号は所定角度Ｔ０ごとに周期的にオン出力され、この一回当たりのオン出力は所定時間（例えば、２００μｓ）α０継続される。

タイミング制御装置３０は、車載ＥＣＵ２０の周期処理の再現後、車載ＥＣＵ２０からの回転信号に基づいてエンジン１４の回転位置を検出し、その回転位置を噴射回転位置と比較することにより、今後、車載ＥＣＵ２０からエンジン１４に対して燃料噴射を指令する噴射信号がオン出力される噴射オンタイミングを予測する（ステップ１３０）。タイミング制御装置３０は、その予測した噴射オンタイミングに合わせてエアコン１６による電気ノイズを発生させるべく、車載リレー２４のオン／オフを切り替えるタイミングを制御する（ステップ１４０）。

具体的には、タイミング制御装置３０は、エンジン１４が一定回転数（例えばアイドル回転数）で回転している状況において、予測した噴射オンタイミングでエアコン１６による電気ノイズが発生するように、その噴射オンタイミングの所定時間前に車載リレー２４に対してオン／オフを切り替えるＡＣ−ＳＷ信号を出力する。尚、この噴射オンタイミング前において車載リレー２４に対してＡＣ−ＳＷ信号を出力するタイミングは、上記の如く選択・設定したノイズ源としてのエアコン１６の車載リレー２４に対応したリレー切替時間Ｔ１に応じて設定される。

かかる試験装置１０の処理によれば、車載ＥＣＵ２０からエンジン１４へ周期的に出力される噴射信号がオンとなる噴射オンタイミングで、エアコン１６の車載リレー２４のオン／オフが切り替わることで、Ａ／Ｃマグネットクラッチ２６の作動切替によって電気ノイズが発生する。このため、本実施例の構成によれば、電気ノイズの発生を作業者による手動で行う構成と比較して、エアコン１６による電気ノイズの発生をエンジン１４の噴射オンタイミングに合わせ易くなる。

試験装置１０は、上記した噴射オンタイミング（噴射信号のオン中）に電気ノイズを発生させた際の車載システム１２（具体的には、車載ＥＣＵ２０やエンジン１４）の動作評価を行う。上記した試験装置１０による電気ノイズ発生と動作評価との一連の処理は、所定回数（例えば、２００回など）繰り返し実施される。このため、エンジン１４の噴射オンタイミングでエアコン１６による電気ノイズを発生させた際の車載システム１２の動作評価を適切なものとすることができる。

従って、本実施例の試験装置１０によれば、車載ＥＣＵ２０からエンジン１４へ周期的に出力される噴射信号がオンとなる噴射オンタイミングで適切にエアコン１６の作動切替によって電気ノイズを発生させることができ、その結果として、車載システム１２の適切な動作評価を実現することができる。

尚、上記の実施例においては、車載ＥＣＵ２０が特許請求の範囲に記載した「所定電子制御ユニット」に、エンジン１４が特許請求の範囲に記載した「制御対象」に、エアコン１６が特許請求の範囲に記載した「所定電気負荷」に、車載システム１２が特許請求の範囲に記載した「システム」に、エンジン１４に設けられた回転センサが特許請求の範囲に記載した「センサ」に、車載リレー２４が特許請求の範囲に記載した「リレー」に、それぞれ相当している。

また、試験装置１０のタイミング制御装置３０が、回転センサからの回転信号に基づいて車載ＥＣＵ２０からエンジン１４へ周期的に出力される噴射信号がオンとなる噴射オンタイミングを予測することにより特許請求の範囲に記載した「タイミング予測手段」及び「第１の工程」が、噴射オンタイミングに合わせてエアコン１６による電気ノイズを発生させるべく、車載リレー２４のオン／オフを切り替えるＡＣ−ＳＷ信号を出力することにより特許請求の範囲に記載した「電気負荷駆動手段」及び「第２の工程」が、作業者の手動操作に従って選択・設定された車載システム１２におけるノイズ源としての電気負荷の種類に応じてリレー切替時間Ｔ１を可変することにより特許請求の範囲に記載した「タイミング可変手段」が、それぞれ実現されている。

ところで、上記の実施例においては、車載システム１２におけるノイズ源としての電気負荷を、車載リレー２４のオン／オフ切替によって作動切替するＡ／Ｃマグネットクラッチ２６を有するエアコン１６としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、エンジン１４の作動に対して印加し得る電気ノイズを発生する車両ワイパーやホーン，２ステージ型バルブ，ライトなどの電気負荷としてもよい。

また、上記の実施例においては、車載システム１２における制御対象をエンジン１４としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、電子制御ユニットが周期的に指令信号を出力する制御対象とすればよい。

更に、上記の実施例においては、試験対象を車載システム１２としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、車載システム１２以外の他のシステムに適用することとしてもよい。

１０ 試験装置
１２ 車載システム
１４ エンジン
１６ 空調機器（エアコン）
２０ 車載ＥＣＵ
２４ 車載リレー２４
２６ Ａ／Ｃマグネットクラッチ
３０ タイミング制御装置

Claims (6)

1. 所定電子制御ユニットから周期的に出力される指令信号に従って作動する制御対象と、前記制御対象に対するノイズ源として作動し得る所定電気負荷と、を備えるシステムを試験する装置であって、
   前記所定電子制御ユニットから前記指令信号が出力されるタイミングを予測するタイミング予測手段と、
   前記タイミング予測手段により予測される前記タイミングに合わせてノイズを発生させるべく前記所定電気負荷を駆動させる電気負荷駆動手段と、
   を備えることを特徴とする試験装置。
2. 前記タイミング予測手段は、前記指令信号に従って作動した前記制御対象の作動結果に基づいて、前記タイミングを予測することを特徴とする請求項１記載の試験装置。
3. 前記制御対象は、前記所定電子制御ユニットからの前記指令信号である噴射信号に従って燃料噴射を行うエンジンであり、
   前記タイミング予測手段は、前記エンジンに設けられたセンサから出力される所定角度ごとの回転位置を示す回転信号に基づいて、前記タイミングを予測することを特徴とする請求項２記載の試験装置。
4. 前記所定電気負荷は、リレーのオンにより作動する電気負荷であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の試験装置。
5. 前記電気負荷駆動手段により前記所定電気負荷を駆動させるタイミングを該所定電気負荷の種類に応じて可変するタイミング可変手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の試験装置。
6. 所定電子制御ユニットから周期的に出力される指令信号に従って作動する制御対象と、前記制御対象に対するノイズ源として作動し得る所定電気負荷と、を備えるシステムを試験する方法であって、
   試験装置が、前記所定電子制御ユニットから前記指令信号が出力されるタイミングを予測する第１の工程と、
   試験装置が、前記第１の工程において予測される前記タイミングに合わせてノイズを発生させるべく前記所定電気負荷を駆動させる第２の工程と、
   を備えることを特徴とする試験方法。

Images