JP3251038B2 - 計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はバッテリとの接続により
電源の供給を受けて、データを計測する計測装置に関
し、特に車両のバッテリとの接続状態を自動的に判定し
て計測を開始する計測装置に関する。

【０００２】例えば、過去数十年、モータリゼーション
の波に乗って、自動車の性能は飛躍的に向上してきた。
これまでの自動車の性能は、主として機械的な動作をす
る部分で向上してきた。例えば、エンジン、ショック・
アブソーバおよびブレーキ等がこれにあたる。

【０００３】そして、近年の自動車はマイクロプロセッ
サを使用して各部の情報を集中管理し、各部を制御する
電子制御ユニット（Electronics Control Unit）を搭載
しつつある。電子制御ユニットを使用することで、きめ
細かな性能の向上を図るためである。この電子制御ユニ
ットによる制御では、自動車の各部における現在の情報
を取得し、制御情報と比較して一致した場合、自動車の
各部に指令する。この制御情報が自動車の各部の制御の
ための最適値であり、自動車の性能の向上を図る指標と
なる。

【０００４】例えば、最適値の一つとしてエンジンの点
火時期があり、電子制御ユニットは次のような制御を行
う。すなわち、電子制御ユニットはエンジンのクランク
角センサから回転信号を取得し、回転信号から現在のク
ランク角を算出する。そして、算出したクランク角が点
火時期のクランク角と比較して一致した場合、点火時期
制御信号をパワー・トランジスタ・ユニットに送り、点
火コイルにより点火プラグを介して点火する。この制御
により、最適な点火時期に点火することができ、不完全
燃焼を防止できる。

【０００５】ここで、自動車の各部の最適値を得るため
には多くの計測データが必要になる。この計測データ
は、自動車の各部に設置してあるセンサー等から電子制
御ユニットに刻々と送られる。そして、電子制御ユニッ
トが取得した計測データを高速かつ大量に収集する計測
装置である。

【０００６】

【従来の技術】従来の車載型計測装置は電子制御ユニッ
ト・アダプタおよび通信回線を介して、電子制御ユニッ
ト内部の記憶装置に格納されている計測データを取得
し、装置内部の一時記憶手段に格納する。また、車載型
計測装置は一時記憶手段に格納されたデータを必要に応
じてプリンタ等に出力したり、ＧＰＩＢ（General Purp
ose Interface Bus ）通信回線を介して上位コンピュー
タと通信する機能を有する。上位コンピュータでは、高
度な数値解析機能によりシミュレーション等を行い、多
くのデータから最適値を算出する。さらに、車載型計測
装置は得られた最適値から、電子制御ユニットの制御情
報を変更したり、電子制御ユニット自体の制御をデバッ
グする支援機能を有する。

【０００７】車載型計測装置は車両のバッテリのほか
に、内蔵バッテリを電源として使用して、電子制御ユニ
ットから転送されてくるデータの計測を行う。この内蔵
バッテリは車載型計測装置に内蔵されたバッテリであ
り、数秒から数分間のバックアップ動作をすることがで
きる。すなわち、内蔵バッテリは車両のバッテリの電圧
がエンジン・スタート等によって一時的に低下した場合
に、継続した計測を保証するための電源である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、車両のバッテ
リは車載型計測装置の車両搭載時に人手によって接続し
ていた、すなわちクリップ等を用いて接続していたた
め、接続ミスが起こっていた。また、従来の車載型計測
装置は、車両のバッテリあるいは内蔵バッテリのいずれ
のバッテリを使用しているのか検知していなかった。も
し車載型計測装置がいずれのバッテリを使用しているの
か検知していたとしても、ランプ表示する程度のもので
あった。このため、オペレータはこのランプ表示を見落
とすことが多かった。

【０００９】したがって、車載型計測装置が車両のバッ
テリとの間で接続されていなくても、車載型計測装置の
パワースイッチを投入すれば、内蔵バッテリから一時的
に計測回路に電源が供給される。このため、電子制御ユ
ニットから転送されてくるデータの計測が開始され、Ｒ
ＡＭなどの一時記憶手段に格納される。そして、内蔵バ
ッテリは数秒から数分間だけ正常に計測回路を動作させ
た後にダウンするため、その間にＲＡＭに蓄積されたデ
ータは消滅してしまう。

【００１０】このように、内蔵バッテリを設けたことに
より、車載型計測装置における計測開始時の車両のバッ
テリとの接続状態とは無関係に計測動作が開始され、計
測中に内蔵バッテリがダウンしてデータが失われてしま
うという問題点があった。

【００１１】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、車両のバッテリとの接続状態を自動的に判定
して、正常な接続を確認してから計測を開始するように
した計測装置を、提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１は上記目的を達成す
る本発明の原理を説明するブロック図である。計測装置
１０は、計測手段１１、内蔵バッテリ１２、接続状態検
出手段１３および計測処理中断手段１４から構成され
る。計測手段１１は、データを格納するための一時記憶
部１１ａを含み、初期化処理、自己診断処理、計測処理
およびその他の処理を実行するマイクロプロセッサ構成
になっている。内蔵バッテリ１２は、車両のバッテリ２
０の電圧が一時的に低下した場合に計測手段１１の計測
処理を保証するためのバックアップ電源である。接続状
態検出手段１３は、計測手段１１による計測開始に先立
って、車両のバッテリ２０との接続状態の異常の有無を
検出する。計測処理中断手段１４は、接続状態検出手段
１３が異常を検出した場合には、計測手段１１による計
測を中断させる。車両のバッテリ２０との接続状態の有
無の検出に続いて、自己診断処理を行い異常がある場合
は、計測手段１１による計測処理を中断する自己診断処
理手段を有する。

【００１３】また、計測装置１０は、車両のバッテリ２
０との接続によって電源の供給を受けて、外部機器３０
からのデータを計測するとともに、収集したデータを一
時記憶部１１ａに格納する。

【００１４】

【作用】まず、計測装置１０のパワースイッチを投入す
ると、計測手段１１は計測を行うための初期化処理を実
行する。そして、計測手段１１は計測処理を中断するか
否かの通知を計測処理中断手段１４から受けるまで待機
する。同時に、接続状態検出手段１３は車両のバッテリ
２０との接続状態の異常の有無を検出する。

【００１５】もし、車両のバッテリ２０が接続されてい
なければ、接続状態検出手段１３は計測処理中断手段１
４に異常を通知する。異常の通知を受けた計測処理中断
手段１４は、計測手段１１に計測処理の中断を通知す
る。したがって、計測手段１１は自己診断処理および計
測処理を実行することなく中断する。

【００１６】一方、車両のバッテリ２０が接続されてい
れば、接続状態検出手段１３は計測処理中断手段１４に
正常を通知する。正常の通知を受けた計測処理中断手段
１４は、計測手段１１に計測処理の実行を通知する。し
たがって、計測手段１１は自己診断処理および計測処理
を実行する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は、本発明の計測装置の一例である車載型
計測装置の全体構成を示すブロック図である。図におい
て、図１と同一の要素には同一番号が付してある。車載
型計測装置１０は、計測回路１１、内蔵バッテリ１２、
リレー回路１３、パワースイッチ１５、ＤＣ−ＤＣコン
バータ１６、整流回路１７およびＮＦＢ（ノー・ヒュー
ズ・ブレーカー）１８から構成される。

【００１８】計測回路１１はマイクロプロセッサ構成に
なっており、データを格納するための内部メモリ１１ａ
を含み、初期化処理、自己診断処理、計測処理、計測中
断処理およびその他の処理を実行する。なお、計測回路
１１のマイクロプロセッサを使用して実現される計測中
断処理は、図１の計測処理中断手段１４に相当する。内
蔵バッテリ１２は、車両のバッテリ２０の電圧が一時的
に低下した場合に計測回路１１の計測処理を保証するた
めのバックアップ電源である。リレー回路１３はリレー
１３ａと接点１３ｂとから構成される。また、リレー１
３ａは整流回路１７とＮＦＢ１８との間の線路上に接続
され、接点１３ｂは計測回路１１の状態信号入力端子１
１ｂに接続される。そして、リレー回路１３は計測回路
１１による計測開始に先立って、車両のバッテリ２０と
の接続状態の異常の有無を検出する。

【００１９】パワースイッチ１５は車載型計測装置１０
全体の電源スイッチであり、計測回路１１の電源入力端
子１１ｃとＤＣ−ＤＣコンバータ１６との間に接続され
る。ＤＣ−ＤＣコンバータ１６は、車両のバッテリ２０
または内蔵バッテリ１２の電源を計測回路１１に供給す
るために電圧を変換する。整流回路１７は、車両のバッ
テリ２０と内蔵バッテリ１２との間で、電流の逆流を防
止する回路である。ＮＦＢ１８は、何らかの原因によっ
て過電流が流れた場合に瞬時に回路を遮断し、計測回路
１１およびＤＣ−ＤＣコンバータ１６の損傷を防止す
る。

【００２０】また、車載型計測装置１０は車両のバッテ
リ２０との接続によって電源の供給を受けて、外部機器
３０からのデータを計測するとともに、収集したデータ
を内部メモリ１１ａに格納する。なお、車両のバッテリ
２０は車載型計測装置１０の電源入力端子１０ａ，１０
ｂに接続される。また、外部機器３０は車載型計測装置
１０のデータ入力端子１０ｃに接続される。さらに、外
部機器３０からのデータはデータ入力端子１０ｃおよび
計測回路１１のデータ入力端子１１ｄを介して計測回路
１１に転送される。

【００２１】ここで、車両のバッテリ２０の電圧が一時
的に低下するのは次のような場合である。すなわち、車
両のバッテリ２０は車載型計測装置１０のみでなく、自
動車の各部にも電源を供給している。特に、エンジン・
スタートのときにはエンジンの始動のために、多大な始
動電流が必要となる。したがって、始動電流のために、
車両のバッテリ２０の電圧が一時的に低下するのであ
る。

【００２２】次に、本発明の一実施例の動作について説
明する。まず、車載型計測装置１０のパワースイッチ１
５を投入すると、計測回路１１は計測を行うための初期
化処理を実行する。同時に、リレー回路１３は車両のバ
ッテリ２０との接続状態の異常の有無を検出する。すな
わち、車両のバッテリ２０が車載型計測装置１０に接続
されていれば、リレー１３ａが動作し、接点１３ｂが閉
じる。接点１３ｂが閉じることによって、状態信号入力
端子１１ｂに信号が入力され、計測回路１１に正常に接
続されていることを通知する。

【００２３】もし、車両のバッテリ２０が接続されてい
なければ、状態信号入力端子１１ｂから信号が入力され
ないため、計測回路１１に異常であることを通知する。
したがって、計測回路１１は計測中断処理が動作し、自
己診断処理および計測処理を実行することなく中断す
る。一方、車両のバッテリ２０が接続されていれば、状
態信号入力端子１１ｂから信号が入力されるため、計測
回路１１に正常に接続されていることを通知する。した
がって、計測回路１１は計測中断処理が動作せず、自己
診断処理および計測処理を実行する。すなわち、計測回
路１１は外部機器３０からデータ入力端子１０ｃおよび
データ入力端子１１ｄを介してデータを計測するととも
に、収集したデータを内部メモリ１１ａに格納する。な
お、自己診断処理および計測処理を実行することなく中
断する場合、必要に応じて車載型計測装置１０の表示装
置にエラーを表示し、オペレータに注意を促すこともで
きる。

【００２４】ところで、車両のバッテリ２０の電圧は、
ＮＦＢ１８、整流回路１７、ＤＣ−ＤＣコンバータ１６
およびパワースイッチ１５を経て計測回路１１に供給さ
れる。もし、エンジン・スタート等によって車両のバッ
テリ２０の電圧が低下した場合、代わりに内蔵バッテリ
１２の電圧が供給される。

【００２５】図３は、車両のバッテリと内蔵バッテリの
電圧の関係を示す図である。図において、横軸は時間で
あり、縦軸は電圧（Ｖ）を表す。また、車両のバッテリ
２０を実線Ｖａで、内蔵バッテリ１２の電圧を破線Ｖｂ
で表している。ここで、計測回路１１の入力電圧はバッ
テリ電圧を図２のＤＣ−ＤＣコンバータ１６で電圧を変
換することによって得られる。また、このＤＣ−ＤＣコ
ンバータ１６の出力電圧はバッテリ電圧によって変動
し、バッテリ電圧が１０Ｖ以上（図のＶＨの範囲）なら
ば５Ｖ、バッテリ電圧が１０Ｖ未満（図のＶＬの範囲）
ならば０Ｖになる。

【００２６】一般的に、車両のバッテリ電圧は１２Ｖで
ある。ただし、電圧許容変動範囲は１２Ｖ〜１５Ｖにな
っている。また、図２の内蔵バッテリ１２の電圧は１１
Ｖである。ただし、電圧許容変動範囲は１１Ｖ〜１４Ｖ
になっている。

【００２７】図３において、車両のバッテリ２０を接続
してからエンジン・スタートのスイッチをオンするまで
は、車両のバッテリ２０から電源の供給を受ける。この
ため、車両のバッテリ２０の電圧がＤＣ−ＤＣコンバー
タ１６にバッテリ電圧として印加される。このとき、バ
ッテリ電圧は１２Ｖを維持している。したがって、計測
回路１１に供給される入力電圧は５Ｖになる。

【００２８】しかし、エンジン・スタートのスイッチを
オンした後、車両のバッテリ２０の電圧が１０Ｖ未満と
なる。このため、代わりに内蔵バッテリ１２の電圧がＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ１６にバッテリ電圧として印加され
る。このとき、バッテリ電圧は１１Ｖになる。したがっ
て、計測回路１１に供給される入力電圧は５Ｖになる。

【００２９】そして、エンジン・スタートのスイッチを
オフした後、車両のバッテリ２０の電圧は回復して再び
１２Ｖになる。このため、車両のバッテリ２０の電圧が
ＤＣ−ＤＣコンバータ１６にバッテリ電圧として印加さ
れる。このとき、バッテリ電圧は１２Ｖになる。したが
って、計測回路１１に供給される入力電圧は５Ｖにな
る。

【００３０】すなわち、時刻ｔａまでとｔｂ以降は車両
のバッテリ２０から、時刻ｔａからｔｂまでは内蔵バッ
テリ１２から、電源の供給を受けてＤＣ−ＤＣコンバー
タ１６に対するバッテリ電圧となる。これにより、計測
回路１１に供給される入力電圧は車両のバッテリ２０の
電圧変動を受けずに５Ｖを維持する。

【００３１】図４は、車載型計測装置１０による一連の
処理のフローチャートである。Ｓの後に続く数値はステ
ップ番号を示す。 〔Ｓ１〕車載型計測装置１０全体を使用可能にするため
の初期化処理を実行するステップである。

【００３２】〔Ｓ２〕バッテリ状態信号をチェックする
ステップである。具体的には、図２の計測回路１１の状
態信号入力端子１１ｂに信号が入力されたか否かをチェ
ックする。そして、信号が入力された（ＯＮ）ならばス
テップＳ３に、信号が入力されなかった（ＯＦＦ）なら
ばステップＳ６に進む。

【００３３】〔Ｓ３〕車載型計測装置１０の各部の自己
診断処理を実行するステップである。例えば、メモリ・
チェックおよびＧＰＩＢ通信チェック等の診断処理を実
行する。もし、ここで何らかのエラーが発生した場合、
例えばメモリが一部破損した場合には、すぐに診断処理
を打ち切ってステップＳ６に進む。

【００３４】〔Ｓ４〕ステップＳ３の自己診断処理が正
常に実行されたか否かをチェックする。正常に実行され
た（ＹＥＳ）ならばステップＳ５に、正常に実行されな
かった（ＮＯ）ならばステップＳ６に進む。

【００３５】〔Ｓ５〕計測処理を実行するステップであ
る。計測処理が終了すれば、一連の処理は終了する。 〔Ｓ６〕どのような原因でエラーが生じたのかをオペレ
ータに通知するために、エラー表示を行う。エラー表示
の後、処理を中断する。

【００３６】したがって、車載型計測装置１０に車両の
バッテリ２０を接続せずに計測処理を実行しようとする
と、車両のバッテリ２０との接続を自動的に判別して中
断するので、内蔵バッテリ１２がダウンしたために収集
したデータが消滅するのを防止できる。

【００３７】上記の説明では、車載型計測装置１０に接
続するバッテリとして車両のバッテリ１０を使用した
が、他の任意のバッテリでも使用することができる。ま
た、接続状態検出手段はリレー回路１３で構成したが、
論理回路で構成することもできる。

【００３８】さらに、計測手段と計測処理中断手段とは
合わせて計測回路１１で構成したが、計測手段を計測回
路とし、計測処理中断手段を計測回路とは独立した回
路、例えば論理回路等で構成することもできる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、接続状
態検出手段が車両のバッテリとの接続状態の異常の有無
を検出し、計測処理中断手段を介して計測手段に通知
し、計測手段は車両のバッテリが未接続ならば自己診断
処理および計測処理を中断するように構成したので、車
両のバッテリが未接続であるにもかかわらず測定を行
い、内蔵バッテリのダウンのために収集したデータが消
滅するのを防止できる。

【００４０】また、車両のバッテリの接続状態を自動的
に判別しているため、計測装置との間で車両のバッテリ
の人為的な接続ミスを防止できる。さらに、接続ケーブ
ル自体の断線等の接続状態の異常も防止できる。したが
って、車両のバッテリからの電源供給を確実に受けるこ
とができる。さらに、自己診断処理を行い異常がある場
合は、計測手段による計測処理を中断する自己診断処理
手段を設けたので、計測装置自体に異常がある場合も処
理を中断しデータが消滅するのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するブロック図である。

【図２】車載型計測装置の全体構成を示すブロック図で
ある。

【図３】車両のバッテリと内蔵バッテリの電圧の関係を
示す図である。

【図４】車載型計測装置による計測処理のフローチャー
トである。

【符号の説明】

１０ 車載型計測装置 １１ 計測手段 １１ａ 一時記憶部 １２ 内蔵バッテリ １３ 接続状態検出手段 １４ 計測処理中断手段 ２０ 車両のバッテリ ３０ 外部機器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−164818（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−78041（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−7802（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−75490（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−255164（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−33077（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−102783（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−38076（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−126254（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 31/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のバッテリ（２０）に接続して電源
   供給され、外部機器（３０）からデータを計測するとと
   もに、収集されたデータを格納するようにした計測装置
   において、 前記データを格納するための一時記憶部（１１ａ）を含
   み、内蔵バッテリ（１２）によりバックアップされた計
   測手段（１１）と、 前記計測手段（１１）による計測開始に先立って、前記
   車両のバッテリ（２０）との接続状態の異常の有無を検
   出する接続状態検出手段（１３）と、 前記接続状態検出手段（１３）が異常を検出した場合に
   は、前記計測手段（１１）による計測処理を中断する計
   測処理中断手段（１４）と、 前記車両用バッテリ（２０）との接続状態の有無の検出
   に続いて、少なくとも前記一時記憶部（１１ａ）が正常
   かどうかの判断を含む自己診断処理を行い、異常がある
   場合は、前記計測手段（１１）による計測処理を中断す
   る自己診断処理手段と、 を有することを特徴とする計測装置。