JP4085749B2 - 制御部の試験装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のエンジン等を制御する制御部の試験を行う試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の車両は、電子制御化が進み、車両の開発・設計段階でこの制御ロジックが正しく動作するか等を試験する機会が多くなってきている。
【0003】
この場合、試験対象の制御が行われるように車両を運行し、その結果に基づいて車両の調整を行ったのち、再検証するという作業を繰り返して制御ロジックの最適化を図っていた。
【0004】
しかし、このような実車テストを繰り返し行うと、車両の開発・設計に多大なコストと時間が必要となる。
【0005】
そこでコストや時間の削減のため、制御部(電子制御装置:ElectronicControl Unit、以下ECUと称す)に試験装置(シミュレータ)を接続し、試験対象の制御に応じてシミュレートした車速や操舵角、温度などを示す信号(模擬信号)をECUに入力し、これに対してECUが正しい制御信号を出力するか否かで模擬的に制御ロジックを試験することも行われていた。
【0006】
また、サーボ機構などの比較的小型で応答の速い製品(機構)を制御するための制御プログラムの開発・デバッグ(検証)を行なえるようにした、シミュレーションシステム(制御プログラム開発支援装置)も提案されている(特許文献1参照)。
【特許文献1】
特開2002−63050号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したシミュレータによる試験は、予めシミュレータで設定した模擬信号を適宜ECUに送信するものであり、ECUからの制御信号に応じてシミュレーションし、リアルタイムに模擬信号を返信することは困難であった。
【0007】
例えば、実車の場合、空燃比を検出するため、排気管の触媒上流側に酸素濃度センサを設置すると、図4(a)のように酸素濃度に応じた信号が得られる。このとき、ECUが酸素濃度センサに電荷変化を与えると、図4(b)の如くこのセンサからの信号にノイズが生じる。
【0008】
このノイズが酸素濃度センサの温度状態によって異なるので、ECUは、このノイズから酸素濃度センサの温度状態を検知している。なおこの酸素濃度センサは、所要の特性を得るため、約600℃以上に加熱して活性化する必要があると共に、この活性温度範囲が狭いため、エンジンの排ガスだけの加熱では足りず、ヒータによる加熱制御が必要である。
【0009】
このためECUは、酸素濃度センサの温度を検知して該センサを加熱するヒータへの投入電力量を調整し、該ヒータが活性温度域となるように制御している。
【0010】
従ってシミュレータにおいても、ECUから制御信号として酸素濃度センサの電荷変化が与えられた場合に、前記ノイズの生じた信号を返信し、ECUがこのノイズに基づいて酸素濃度センサの温度を適正に検知できるか否かの試験を行えるようにすることが望まれる。
【0011】
しかし、上記のようにシミュレータの計算速度やクロック数の問題から、リアルタイムにこのノイズをシミュレートし、ECUに返信することは困難であった。
【0012】
これに対し、シミュレータの計算速度を向上させることで、このリアルタイムな返信を可能とすることも考えられるが、リアルタイムな信号を必要とする試験は一部であり、他の大多数の試験を行う場合に、このような計算速度の向上は必要ない。即ち、このような計算速度の向上は、必要以上に装置構成の複雑化や消費電力の増加を招くという問題点があった。
【0013】
そこで本発明は、制御部からの制御信号に基づく応答信号をリアルタイムに生成して該制御部に返信し、試験を行うことを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために本発明の試験装置及び応答信号生成装置は、以下の手段を採用した。即ち、
制御部の試験を行う際、制御部からの制御信号を受信して、これに応じた応答信号を生成し、この応答信号を模擬信号に付加して該制御部に出力させることを特徴とする。
【0015】
このように本発明の最大の特徴は、模擬信号と別に応答信号を生成し、これを付加するか否かで、模擬信号のみの出力と応答信号を付加した模擬信号の出力とを切り替えており、模擬信号を処理する速度に依存せずに応答信号を生成し、リアルタイムに制御部に出力できるようにしている。
【0016】
また、本発明の試験装置は、制御部の試験を行う際、
制御部に対して模擬信号を出力する出力部と、
制御部からの制御信号を受信する受信部と、
前記制御信号に応じた応答信号を生成する信号生成部と、
前記制御信号を受信した場合に前記応答信号を前記模擬信号に付加して出力させる信号付加部と、
を備えたことを特徴とする。
【0017】
これにより本発明は、制御部からの制御信号に基づく応答信号をリアルタイムに生成して該制御部に返信し、試験を行うことを可能にしている。
【0018】
ここで、前記制御信号が酸素濃度センサに対する電荷変化である場合には、
前記信号生成部が、前記応答信号を温度情報に基づいて生成する構成としても良い。
【0019】
これにより酸素濃度センサに対する温度制御ロジックの試験が可能になる。
【0020】
また、本発明の応答信号生成装置は、制御部とこの制御部に対して模擬信号を出力して試験を行う試験装置とに接続された装置であって、
制御部からの制御信号に応じた応答信号を生成する信号生成部と、
前記制御信号に応じて試験装置から出力された前記模擬信号に前記応答信号を付加して出力させる信号付加部と、
を備えたことを特徴とする。
【0021】
これにより前記試験装置及び制御部に接続された場合に、制御部からの制御信号に基づく応答信号をリアルタイムに生成して該制御部に返信し、試験を行うことを可能にしている。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【0023】
〈試験装置の概要〉
図1は本実施形態に係る試験装置のシステム構成図、図2は本実施形態に係る試験装置の動作説明図、図3は応答信号発生装置の回路例を示す図である。
【0024】
本実施形態は、車両に搭載される制御部(ECU:Electronic ControlUnit)1に、応答信号生成装置2を介してシミュレータ3を接続している。また、シミュレータ3には、試験内容の設定や試験結果の記録等を行うコンピュータ4が接続されている。
【0025】
本実施形態では、シミュレータ3と応答信号生成装置2とで本発明の試験装置を構成している。
【0026】
図2に示すように、シミュレータ3は、コンピュータ4からの入力やECU1からの制御信号を受け付ける受信部3aと、試験内容に係るデータ(試験データ)を記憶したメモリ3cと、該受信部3aで受け付けた試験対象に応じてメモリ3cから試験データを読み出し、該試験データに基づいて模擬信号等を求める演算部3bと、該演算部3bで求めた模擬信号をアナログ変換して出力する出力部3dとを有している。
【0027】
また、応答信号生成装置2は、前記制御信号に応じた応答信号を生成する信号生成部2aと、ECU1から制御信号を受信した場合に前記応答信号を前記模擬信号に付加して出力させる信号付加部とを有している。
【0028】
〈試験手順〉
先ず、コンピュータ4から、水温80度、アクセル開度10%等の試験条件を入力する。なお、シミュレータ3ではエンジン全体のシミュレーションを実施しているため、試験条件を入力することによって任意の試験を行うことができるが、本例では便宜上空燃比(A/F)を検出するための酸素濃度センサ(A/Fセンサ)の温度検出ロジックを検証する部分について説明する。
【0029】
この試験条件が入力されると、演算部3bが現在のエンジン各部の状態をメモリ3cから読み出し、この条件に応じた挙動を計算してECU1に出力する模擬信号の値や、この出力タイミング等を求め、出力部(D/A出力ボード)3dを介して出力する。例えばエンジンの排ガス温やA/Fセンサの出力値(A/Fセンサ信号)を実車のセンサ出力と同様に出力する。
【0030】
この模擬信号は、応答信号生成装置2を介してECU1に入力される。
【0031】
そして、ECU1が、A/Fセンサの温度を検知するために、このA/Fセンサに対する制御信号の電荷を変化させると、応答信号生成装置2はシミュレータ3からの温度信号に基づき、信号生成部2aでノイズ成分(応答信号)を生成し、信号付加部2bでこのノイズ成分を前記A/Fセンサ信号に付加(重畳)してECU1に出力する。
【0032】
これによりECU1は、A/Fセンサの温度を検知し、A/Fセンサが活性温度域となるように該センサを加熱するヒータへの電力投入量を制御している。
【0033】
〈応答信号生成装置の詳細〉
図3は、応答信号生成装置2の回路例を示しており、ターミナルAFVにはA/Fセンサ信号(模擬信号)、ターミナルHiには前記ノイズのハイピーク値を示す温度信号、ターミナルLoには前記ノイズのローピーク値を示す温度信号がそれぞれシミュレータ3から入力されている。
【0034】
また、ターミナルAF+はECU1に、+Bはバッテリに接続されている。
【0035】
通常時、集積回路TC4052BPは、ターミナルAFVから入力されたA/Fセンサ信号をC端子からターミナルAF+に伝えてECU1に出力する。
【0036】
そして、温度検出時にECU1からターミナルAF+に電荷(制御信号)が入力されると、集積回路TC4052BPは、ターミナルAFVから入力されたA/Fセンサ信号(図2(a))に、ターミナルHi,Loからの信号に基づくノイズ成分を加えて、図2(b)に示すようにHi,Loをピークとするノイズを重畳した信号とし、C端子からターミナルAF+に伝えてECU1に出力する。
【0037】
以上のように本実施形態によれば、ECUからA/Fセンサに対する電荷変化が出力された場合に、センサ温度を示すノイズを重畳させたA/Fセンサ信号をリアルタイムに返信することができ、A/Fセンサの温度検出ロジックの試験を行うことができる。
【0038】
〈その他の実施形態〉
上記の実施形態では、シミュレータと、応答信号生成装置とを別体に設けたが、本発明はこれに限らず、応答信号生成装置の回路構成をシミュレータに組み入れ、一体的に構成しても良い。
【0039】
また、本発明の試験装置は、制御部が応答信号に応じた制御信号を出力した場合に、この制御が正しく行われたか否かを判定する判定手段を備えていても良い。
【0040】
例えば、A/Fセンサを600℃に維持する温度制御ロジックを試験する場合、センサ温度600℃未満を示す応答信号を前述のように模擬信号と重畳して制御部に出力すると、制御部はセンサ温度を上げるべくヒータへの電力投入量を増加させる制御信号を出力する。
【0041】
また、これと逆に、センサ温度が600℃以上であることを示す応答信号を出力すると、制御部はセンサ温度を下げるべくヒータへの電力投入量を減少させる制御信号を出力する。
【0042】
従って応答信号が示す温度と、これに応じた制御部からの制御信号とに基づいて目的とする制御が正しく行われているか否かを判定することができる。
【0043】
本発明の試験装置及び応答信号生成装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。このため、上記の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、制御部からの制御信号に基づく応答信号をリアルタイムに生成して該制御部に返信し、試験を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係る試験装置のシステム構成図
【図2】 本実施形態に係る試験装置の動作説明図
【図3】 応答信号発生装置の回路例を示す図
【図4】 実物のセンサにおける温度検出方法の説明図
【符号の説明】
1 ECU
2 応答信号生成装置
2a 信号生成部
2b 信号付加部
3 シミュレータ
3a 受信部
3b 演算部
3c メモリ
3d 出力部
4 コンピュータ
Claims (2)
- 制御部の試験を行うための試験装置であって、
制御部に対して模擬信号を出力する出力部と、
制御部から酸素濃度センサに対する電荷変化である制御信号を受信する受信部と、
前記制御信号に応じ、温度情報に基づいて応答信号を生成する信号生成部と、
前記制御信号を受信した場合に前記応答信号を前記模擬信号に付加して出力させる信号付加部と、
を備えたことを特徴とする制御部の試験装置。 - 制御部とこの制御部に対して模擬信号を出力して試験を行う試験装置とに接続された応答信号生成装置であって、
制御部からの酸素濃度センサに対する電荷変化である制御信号に応じ、温度情報に基づいて応答信号を生成する信号生成部と、
前記制御信号に応じて試験装置から出力された前記模擬信号に前記応答信号を付加して出力させる信号付加部と、
を備えたことを特徴とする応答信号生成装置。
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