JP2020504796A - 車両の機関制御ユニット（ｅｃｕ）を較正するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

システム（１００）は、車両（２０８）のＥＣＵ（２０４）を較正するために設けられる。当該システム（１００）は、リモートコンピュータ（１０２）、中央サーバ（１０６）、ローカルコンピュータ（１１０）、並びに、少なくとも動力計（２１０）及び少なくとも１つのアクチュエータ（２２０）を含む機構（２００）を備える。動力計（２１０）及びアクチュエータ（２２０）は、ローカルコンピュータ（１１０）へのインタフェースを有しかつローカルコンピュータ（１１０）により動作させられる。中央サーバ（１０６）は、第２のネットワーク手段（１０８）によりローカルコンピュータ（１１０）に接続されており、リモートコンピュータ（１０２）は、第１のネットワーク手段（１０４）により中央サーバ（１０６）に接続されている。リモートコンピュータ（１０２）は、中央サーバ（１０６）に命令をアップロードし、ローカルコンピュータ（１１０）を通して、動力計（２１０）及びアクチュエータ（２２０）を動作させるために命令を実行し、車両（２０８）のＥＣＵ（２０４）を較正する。命令は、第２のネットワーク手段（１０８）によりローカルコンピュータ（１１０）へダウンロードされる。

Description

本開示は、車両の機関制御ユニット（ＥＣＵ）を較正するシステムに関する。より具体的には、申し込みに基づき、クラウドサービスを通してＥＣＵをリモートで較正するシステム及び方法に関する。

発明の背景
車両の較正のためのソフトウェア／命令（例えばシリーズソフトウェア、開発ソフトウェア）の配信は、現在、Ｅメールによって又は各顧客に対する個別のサーバによって行われている。新たなソフトウェアが導入される場合、顧客は、当該ソフトウェアの変更及び較正のプロセスにつき訓練を受けなければならない。各顧客は、種々の方法において較正を実行する。較正の専門エンジニアは、しばしば顧客の場所まで出向き、車両の種々の機能の部分的較正又は完全な較正を行わなければならない。

機関管理システム（ＥＭＳ）又は機関制御ユニット（ＥＣＵ）の較正は、動力計において行われる。動力計は、機関動力計又はシャシ動力計のいずれかである。ＥＣＵは、複雑な機能を有する。多数のマップ及び曲線をＥＣＵ内において利用することが可能である。マップ／曲線は、機関の所望のパフォーマンスを引き出すために、正確な値によって較正されなければならない。現在、シャシ動力計での較正動作の多くが手動で行われている。これには多数の反復テストが必要であり、これにより開発時間及び開発コストが増大する。較正の検証及び報告の準備にも多くの労力が必要である。何らかの改善が要求されれば、多くのプロセスを反復しなければならない。

車両動作点は、較正の進行につれて頻繁に変更される必要がある。運転サイクルの測定が行われる場合、人間の運転者が車両を動力計上で運転する。要求される車両被駆動点の適合化のために、運転者は、スロットル、クラッチ、ギヤ及びブレーキを手動で制御する。テスト結果の精度は、ヒューマンエラーに依存する。スロットル位置、ギヤ、クラッチ、ブレーキ、動力計回転速度及び動力計ブロワ速度が制御される必要がある。これらのパラメータの手動制御には、多くの注意と時間とが要求される。多くの時間において精度及び再現性は低下する。

従って、較正サービスのために共通のプラットフォームを提供し、自動較正命令及び較正の結果の交換を可能にするシステムへの需要が存在する。さらに、車両のＥＣＵの較正を自動化するシステムへの需要も存在する。

当該開示の一実施形態を、以下の添付図を参照しながら説明する。

本発明の一実施形態による、車両のＥＣＵを較正するためのシステムを示す図である。 本発明の一実施形態による、ＥＣＵの較正に必要な機構を示す図である。 車両のＥＣＵを較正するための方法のフローチャートを示す図である。 本発明の一実施形態による、空気充填量分布の較正中に使用されるマップを示す図である。 本発明の一実施形態による、システムの使用事例を示す図である。

実施形態の詳細な説明
図１には、本発明の一実施形態による、車両のＥＣＵを較正するためのシステムが示されている。システム１００は、図２に示されている車両２０８のＥＣＵ２０４の較正を可能にする。システム１００は、リモートコンピュータ１０２、中央サーバ１０６、ローカルコンピュータ１１０、並びに、少なくとも動力計２１０及び少なくとも１つのアクチュエータ２２０を含む機構２００を備えている。機構２００は、図２にも示されている。動力計２１０（ダイナモメータとも称される）及びアクチュエータ２２０は、ローカルコンピュータ１１０へのインタフェースを有し、ローカルコンピュータ１１０によって動作させられる。中央サーバ１０６は、第２のネットワーク手段１０８によってローカルコンピュータ１１０に接続されており、リモートコンピュータ１０２は、第１のネットワーク手段１０４によって中央サーバ１０６に接続されている。リモートコンピュータ１０２は、中央サーバ１０６に命令をアップロードし、ローカルコンピュータ１１０を通して動力計２１０及び少なくとも１つのアクチュエータ２２０を動作させるために命令を実行し、車両２０８のＥＣＵ２０４を較正する。当該命令は、第２のネットワーク手段１０８を通してローカルコンピュータ１１０にダウンロードされる。当該命令は、少なくとも１つのアクチュエータ２２０のそれぞれに対するスクリプト（プログラム）として用意されている。

リモートコンピュータ１０２が機構２００をリモートで制御し、又は、ローカルコンピュータ１１０が機構２００を制御する。第１のネットワーク手段１０４及び第２のネットワーク手段１０８は、有線ネットワーク又は無線ネットワーク、例えばＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）及びこれらに類似のものを含むグループから選択される。さらに、機構２００は、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）、シリアル・ペリフェラル・インタフェース（ＳＰＩ）、ＦｌｅｘＲａｙ及びこれらに類似のものを含む、較正のための種々の通信ネットワークを使用することができる。

リモートコンピュータ１０２はさらに、中央サーバ１０６にアクセスすることにより、較正の結果を表示する。較正の結果は、較正の終了後、ローカルコンピュータ１１０により中央サーバ１０６にアップロードされる。当該結果は、ＥＣＵ２０４の較正に関する報告及びログファイルを含む。

システム１００は、ＳａａＳ（Subscription as a Service）としてユーザに供給され、又は、ユーザからアクセスされる。リモートコンピュータ１０２及びローカルコンピュータ１１０の双方が、ユーザインタフェースを通して中央サーバ１０６にアクセスする。リモートコンピュータ１０２はホストであり、ローカルコンピュータ１１０はクライアントである。本発明の一実施形態によれば、リモートコンピュータ１０２は、サービスプロバイダにより、中央サーバ１０６にスクリプトをアップロードするために使用される。ローカルコンピュータ１１０は、ＥＣＵ２０４の較正を実行するためのスクリプト／命令のダウンロードのために、クライアント又は顧客からアクセスされる。

図２には、本発明の一実施形態による、ＥＣＵの較正に必要な機構が示されている。機構２００は、車両２０８のＥＣＵ２０４の較正を自動化するために設けられている。機構２００は、ローカルコンピュータ１１０による、車両及び機関動作点の自動制御を可能にする。機構２００は、動力計２１０、即ち、機関動力計又はシャシ動力計のいずれかを含む。機構２００はさらに、複数のセンサ２２２、例えばマニホールド空気圧（ＭＡＰ）センサ、スロットル位置センサ（ＴＰＳ）、クランク及び／又はカムの位置及び速度センサ、冷却剤温度センサ、空気温度センサ、排気ガス酸素（ラムダ）センサ及びこれらに類似のものを含む。なお、機構２００はさらに、動力計２１０を動作させるダイナモメータコントローラ２０２、並びに、ローカルコンピュータ１１０とダイナモメータコントローラ２０２、ＥＣＵ２０４、アクチュエータ２２０、センサ２２２及びこれらに類似のものとの間の通信を可能にする通信インタフェース２０６、例えばコントロールエリアネットワーク（ＣＡＮ）インタフェースを含む。

本発明の一実施形態によれば、アクチュエータ２２０は、スロットルアクチュエータ２１２、ブレーキアクチュエータ２１４、ギヤアクチュエータ２１６、クラッチアクチュエータ２１８、（図示されていない）燃料噴射モジュール、（図示されていない）ブロワ及びこれらに類似のものを含むグループから選択される。各アクチュエータ２２０は、アクチュエータプログラムを備えたマイクロコントローラを有する制御ユニットを含む。通信インタフェース２０６がＣＡＮ通信機であることを考慮するならば、ＣＡＮ通信機は、ＣＡＮバスからＣＡＮメッセージを送受信する。ステッパモータ若しくは他のモータ又は他の電気機械アセンブリがアクチュエータ２２０内において使用されている。制御ユニットによって制御される、ステッパモータ用の駆動回路が設けられている。

本発明の一実施形態によれば、リモートコンピュータ１０２は、クライアントにより選択されたものとして、上記複数のアクチュエータ２２０に対応する命令を選択的にアップロードして実行する。要求される較正に基づき、クライアント／顧客／エンドユーザが要求／請求したアクチュエータ２２０の命令又はスクリプトのみが、ＥＣＵの較正のために供給される。例えば、スロットルに関する較正のみが要求されている場合、スロットルアクチュエータ２１２のみを動作させるためのスクリプトが中央サーバ１０６にアップロードされる。アップロードが行われると、クライアントからは、当該特定のスクリプトしか、ローカルコンピュータ１１０を通してアクセス可能とならない。申し込まれたスクリプトのみがクライアントからアクセス可能となる。さらに、クライアントは、当該申し込みに対してのみ（例えば時間ベース、利用量ベースなどで）料金を支払う。

較正及び測定の動作に対して、２つ以上の通信チャネルを有する通信インタフェース２０６が、複雑さを低減するために使用される。例えば、ＣＡＮ通信機においては、１つのＣＡＮチャネルが車両のＥＣＵ２０４との通信に使用される。他のＣＡＮチャネルは、アクチュエータ２２０との通信に使用される。よって、ローカルコンピュータ１１０とアクチュエータ２２０との間の付加的なＣＡＮインタフェースが回避される。さらに、アクチュエータ２２０のための専用データベースが形成される。命令は、較正の進行につれてアクチュエータ２２０を制御するために記述されたものである。スクリプトは、適正なメッセージＩＤを有するメッセージを（アクチュエータ２２０のデータベースに従って）アクチュエータ２２０へ送信する。こうしてアクチュエータ２２０が動作させられ、対応するセンサ２２２により実際の位置／応答が検査されることによって、閉ループ制御が達成される。

ダイナモメータコントローラ２０２は、要求される車両速度／機関速度が維持されるように、動力計２１０のローラ速度を制御する。（図示されていない）ブロワコントローラは、要求される機関温度が維持されるように、動力計２１０内の冷却ファンを制御する。ＥＣＵ２０４の較正点ごとに、命令が供給されたローカルコンピュータ１１０によって、少なくとも１つのアクチュエータ２２０が自動的に動作させられる。命令は、自動較正を調整する。

リモートコンピュータ１０２には、車両２０８において要求される各較正プロセスに対する実行可能な命令又はスクリプトが設けられている又はロードされている又はインストールされている。命令は、中央サーバ１０６を通して顧客に配信される。較正を可能にするために、標準化された機構２００が形成されている。例えばクラウドベースサーバとしての中央サーバ１０６は、申し込みに基づいて顧客にスクリプトを配信するために構成されている。顧客は申し込みに基づいて料金請求を受ける。較正スクリプトは、実行中、報告及びログファイルを形成する。較正動作の終了時には、報告及びログデータが中央サーバ１０６にアップロードされて戻される。報告は、分析及び診断のためのレビューに使用される。アップデートされた較正スクリプトの顧客への配信は、中央サーバ１０６を通して連続プロセスとして行われる。スクリプトは、周期的に更新され、加入者又は顧客には申し込みごとにアクセスが提供される。

本発明の他の実施形態においては、ＥＣＵ２０４の較正が顧客に対してガイドされる。較正スクリプトがローカルコンピュータ１１０にダウンロードされると、スクリプトは、ユーザ／オペレータに対して動力計２１０の操作若しくは調整若しくは動作をガイドし、又は、少なくとも１つのアクチュエータ２２０に対して較正プロセスの実行をガイドする。較正がガイドされている間、システム１００は、ＥＣＵパラメータの変更をユーザに同様に促すこともできる。

本発明の他の実施形態によれば、車両２０８の機関制御ユニット（ＥＣＵ）２０４を較正するデバイスが設けられる。車両２０８は、動力計２１０の少なくとも１つのローラ上に配置され、少なくとも１つのアクチュエータ２２０によって動作させられる。動力計２１０及び少なくとも１つのアクチュエータ２２０は、デバイスへのインタフェースを有する。デバイスはさらに、第２のネットワーク手段１０８を通して中央サーバ１０６に接続され、中央サーバ１０６から命令をダウンロードし、動力計２１０及び少なくとも１つのアクチュエータ２２０を動作させるために命令を実行して、ＥＣＵ２０４を較正するように構成されている。デバイスは、分析のために、較正の結果を上記中央サーバ１０６にアップロードして戻す。当該デバイスは、ローカルコンピュータ１１０である。

本開示の他の実施形態によれば、システム１００は、車両のＥＣＵ２０４を較正するために設けられている。システム１００は、リモートコンピュータ１０２、中央サーバ１０６、動力計２１０及び少なくとも１つのアクチュエータ２２０を含む。少なくとも１つのアクチュエータ２２０は、中央サーバ１０６から命令／スクリプトを直接に受信するビルトインプロセッサ又はコントローラを含む。ローカルコンピュータ１１０の使用は回避される。リモートコンピュータ１０２を使用してアップロードされたスクリプトは、少なくとも１つのアクチュエータ２２０を直接的に制御する。車両のＥＣＵ２０４は、リモートコンピュータ１０２を使用して直接的に較正される。

図３には、車両のＥＣＵを較正するための方法のフローチャートが示されている。車両２０８は、ローカルコンピュータ１１０を通して、動力計２１０及び少なくとも１つのアクチュエータ２２０により動作させられる。ステップ３０２は、中央サーバ１０６を通してローカルコンピュータ１１０にリモートコンピュータ１０２を接続することを含む。ステップ３０４は、リモートコンピュータ１０２を通して中央サーバ１０６に命令をアップロードすることを含む。ステップ３０６は、ＥＣＵ２０４の較正のために、ローカルコンピュータ１１０を通して命令を実行することを含む。

当該方法はさらに、中央サーバ１０６に較正の結果をアップロードし、続いてリモートコンピュータ１０２において結果を表示することを含む。当該方法は、自動プロセス及びユーザ／顧客の介入によるガイドプロセスのいずれか一方である。

図４には、本発明の一実施形態による、空気充填量分布の較正中に使用されるマップが示されている。マップ４００は、スロットルバルブを介した実際の質量流量を予測するためのものである。マップ４００は３つの軸によって示されている。Ｘ軸４０２は、種々の設定点を有するスロットル位置に相当する。Ｙ軸４０６は、機関速度を表している。Ｚ軸４０４は、空気充填量を表している。本発明の一実施形態によれば、マップ４００を較正するために、電子制御式スロットルアクチュエータ２１２が設けられている。当該スロットルアクチュエータ２１２は、ローカルコンピュータ１１０により、命令の実行に応じて動作させられる。当該スロットルアクチュエータ２１２は、スロットル位置が第１の設定点に設定されるように制御され、続いて、動力計２１０を用いた機関速度の制御とＭＡＰセンサによる空気充填量の検出とに基づいて当該第１の設定点が較正される。

マップ４００の較正のために、車両２０８は、それぞれスロットルアクチュエータ２１２及び動力計２１０によるスロットル及び機関速度の制御により、Ｘ軸４０２及びＹ軸４０６上の座標点に基づいて、各設定点へ移行される。動力計２１０が較正のための定速モードへ切り替えられ、対応して、スロットルアクチュエータ２１２は所望のスロットル位置が得られるように動作させられる。スロットルの閉ループ制御のために、ＴＰＳの値が、ＥＣＵ２０４から読み出される。次いで、車両２０８が目標機関速度に移行するように、動力計２１０が制御される。機関速度は、ＥＣＵ２０４から読み出される。同時に、機関温度も監視される。機関温度が範囲を外れると、機関温度の制御のためにブロワがオンへ切り替えられる。こうして、当該点における較正が行われる。第１の設定点の較正後、次の設定点が選択され、適当なアクチュエータ２２０が機関／車両を当該点へ移行させるように動作させられる。

プロセスは、全ての設定点につき反復される。マップ４００の較正後、較正マップ４００は、再び全ての設定点に関して検証される。また、スロットルアクチュエータ２１２は、スロットル位置が２つの設定点間を迅速に移動する過渡較正についても制御可能である。スロットルアクチュエータ２１２の自動制御又は電子制御により、簡単かつ時間消費の少ないシステム１００が提供される。そうでなければ、ユーザは、手動のスロットル制御による全ての設定点の設定に続いてマップ４００を検証しなければならず、精度が低下して較正時間が増大してしまう。

本発明の一実施形態によれば、ブレーキアクチュエータ２１４が設けられている。マップ４００は、所定のテストケースを実行するために、種々の強度でのブレーキの適用に沿った種々の点へ調整される。

本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つのアクチュエータ２２０は、スタンドアローンモード又は自動モードのいずれかで動作させられる。スタンドアローンモードにおいては、アクチュエータ２２０は独立に動作させられ、良好な精度が提供される。アクチュエータ２２０は、ノブを用いて、又は、ローカルコンピュータ１１０を通して、又は、押しボタンにより、制御される。

自動モードにおいては、アクチュエータ２２０は、既存の較正ツールに接続される。当該アクチュエータ２２０は、ユーザからの何らの入力も必要としない。当該アクチュエータ２２０は、進行中の較正に従って自動的に制御される。通信は、通信インタフェース２０６を通して行われる。アクチュエータ２２０は、ローカルコンピュータ１１０に所望位置を入力することによる手動制御も同様に可能である。よって、較正及び検証の間、アクチュエータ２２０は自動的にかつ高速に制御される。要求される位置は、わずかな許容差で維持される。

図５には、本発明の一実施形態によるシステムの使用事例が示されている。当該使用事例は、第１の位置５０２の、中央サーバ１０６を通して較正サービスをホストするサービスプロバイダを示している。第２の位置５０４のクライアント又は顧客は、サービスプロバイダから較正サービスの申し込みを受け取った後、中央サーバ１０６にアクセスする。中央サーバ１０６は、車両２０８の種々の機能を較正するための複数のスクリプトを含む。ここで、サービスプロバイダは、較正スクリプト１０６２，１０６４，…，１０６６を形成して、中央サーバ１０６にアップロードする。各顧客には、専用のスクリプトへの申し込みが提供される。第２の位置５０４の顧客サイトからアップロードされた報告及びログを含む結果１０６８は、レビューの目的で使用される。顧客には、申し込みに基づいて料金請求が行われる。同様に、第３の位置５０６の顧客も、較正動作につき、中央サーバ１０６の使用が許可される。

本発明の一実施形態によれば、容易な分析及びトラブルシューティングが可能な標準化プロセスが提供される。命令の利用可能性により、顧客／ユーザは、専門性を有さなくとも較正プロセスを実行可能である。アクチュエータ２２０は、プラグアンドプレイ型となる。開発コスト及び開発時間は、大幅に低減される。また、システム１００は、より良好な再現性及びパフォーマンスを提供することができる。較正動作全体が自動化される。手動介入は任意であって、必須ではない。機構２００は、手動介入を自動化し、較正プロセスを効率化する。なお、当該システム１００は、ホストとエンドユーザとが同一である同一構内又は同一建物内又は同一位置におけるＥＣＵ２０４の較正にも使用することが可能である。当該システム１００は、種々のタイプの車両２０８、例えば、バイク、スクーター、自動車、クアッズ（quads）及びこれらに類似のものに適用することが可能である。

上の説明において述べた各実施形態は、例示のためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限するものでないことを理解されたい。説明において述べた実施形態におけるこうした多くの実施形態及び他の変形及び変更を考察することが可能である。本発明の範囲は、特許請求の範囲のみによって限定される。

Claims (10)

1. 車両（２０８）の機関制御ユニット（ＥＣＵ）（２０４）を較正するためのシステム（１００）であって、
   前記システム（１００）は、少なくとも、ローカルコンピュータ（１１０）へのインタフェースを有しかつ前記ローカルコンピュータ（１１０）により動作させられる、動力計（２１０）及び少なくとも１つのアクチュエータ（２２０）を備える、
   システム（１００）において、
   第１のネットワーク手段（１０４）及び第２のネットワーク手段（１０８）により中央サーバ（１０６）を通して前記ローカルコンピュータ（１１０）に接続されたリモートコンピュータ（１０２）が設けられており、
   前記リモートコンピュータ（１０２）は、
   ・前記中央サーバ（１０６）に命令をアップロードし、
   ・前記ローカルコンピュータ（１１０）を通して、前記動力計（２１０）及び前記少なくとも１つのアクチュエータ（２２０）を動作させるために前記命令を実行し、
   ・前記ＥＣＵ（２０４）を較正する、
   ことを特徴とするシステム（１００）。
2. 前記リモートコンピュータ（１０２）はさらに、前記中央サーバ（１０６）にアップロードした結果を表示し、前記結果は、前記較正の終了後、前記ローカルコンピュータ（１１０）によりアップロードされる、
   請求項１に記載のシステム（１００）。
3. 前記少なくとも１つのアクチュエータ（２２０）は、スロットルアクチュエータ（２１２）、ブレーキアクチュエータ（２１４）、ギヤアクチュエータ（２１６）、クラッチアクチュエータ（２１８）及び燃料噴射モジュールを含むグループから選択される、
   請求項１に記載のシステム（１００）。
4. 前記リモートコンピュータ（１０２）は、クライアントによる選択に基づき、複数の前記アクチュエータ（２２０）に対応する命令を選択的にアップロードして実行する、
   請求項１に記載のシステム（１００）。
5. ローカルコンピュータ（１１０）を通して動力計及び少なくとも１つのアクチュエータ（２２０）により動作させられる車両（２０８）の機関制御ユニット（ＥＣＵ）（２０４）を較正するための方法であって、
   中央サーバ（１０６）を通して前記ローカルコンピュータ（１１０）にリモートコンピュータ（１０２）を接続するステップと、
   前記リモートコンピュータ（１０２）を通して前記中央サーバ（１０６）に命令をアップロードするステップと、
   前記ＥＣＵ（２０４）の較正のために、前記ローカルコンピュータ（１１０）を通して前記命令を実行するステップと、
   を含む、方法。
6. 前記較正の結果を前記中央サーバ（１０６）にアップロードし、続いて前記リモートコンピュータ（１０２）において表示することをさらに含む、
   請求項５に記載の方法。
7. 自動プロセス、及び、ユーザ介入によるガイドプロセスのうちのいずれか一方により実行される、
   請求項５に記載の方法。
8. 車両（２０８）の機関制御ユニット（ＥＣＵ）（２０４）を較正するためのデバイスであって、
   前記車両（２０８）は、動力計（２１０）の少なくとも１つのローラ上に配置されており、かつ、少なくとも１つのアクチュエータ（２２０）によって動作させられ、
   前記動力計（２１０）及び前記少なくとも１つのアクチュエータ（２２０）は、前記デバイスへのインタフェースを有する、
   デバイスにおいて、
   前記デバイスはさらに、
   第２のネットワーク手段（１０８）を通して中央サーバ（１０６）に接続され、
   前記中央サーバ（１０６）から少なくとも１つの命令をダウンロードし、
   前記動力計（２１０）及び前記少なくとも１つのアクチュエータ（２２０）を動作させるために前記命令を実行し、
   前記ＥＣＵ（２０４）を較正する
   ように構成されている、
   ことを特徴とするデバイス。
9. 前記デバイスは、分析のために、前記較正の結果を前記中央サーバ（１０６）にアップロードして戻す、
   請求項８に記載のデバイス。
10. 前記デバイスは、ローカルコンピュータ（１１０）である、
    請求項８に記載のデバイス。

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