JP4120232B2 - ECU inspection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、CPU(Central Processing Unit:中央演算処理装置)を利用して出力ポートから信号を出力するECU(Electronic Control Unit:電子制御装置)を検査する装置に関する。特に、CPUの出力端子とECUの出力ポートの間にアナログ回路を有するECUを検査する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
CPUの出力端子とECUの出力ポートの間にアナログ回路を有するECUが普及している。このECUは、出荷の段階で、あるいは使用中に正常・異常が判別されるようになっている。
図6に従来のECU検査装置52の一例を示す。ECU検査装置52はマイクロコンピュータ66を備えている。ECU検査装置52は検査対象であるECU54の入力ポート64と出力ポート68にケーブル62によって接続されている。一方、ECU54は、CPU56、ROM58、アナログ回路60(図6では、ノイズ除去用のCRローパスフィルタ回路が例示されている)、入力ポート64、出力ポート68等を備えている。CPU56の入力端子57はECU54の入力ポート64に電気的に接続されている。CPU56の出力端子59はアナログ回路60を介してECU54の出力ポート68に電気的に接続されている。アナログ回路60は抵抗成分とリアクタンス成分を有する。CPU56の出力端子59の電圧は、高電圧(ハイ)と低電圧(ロー)の間で反転し、それによってECU54の出力ポート68の電圧が変化する。ECU54の出力ポート68の電圧が図示しない電気機器に入力され、その電気機器は出力ポート68の電圧によって制御される。出力ポート68の電圧は制御信号として機能する。
【0003】
検査開始時にECU検査装置52のマイクロコンピュータ66は、CPU56の出力端子59の電圧を高電圧に反転させる指令信号をCPU56の入力端子57に出力する。指令信号が入力されたCPU56は、ROM58内に予め格納されているECU検査プログラムを呼出して実行する。ECU検査プログラムには、指令信号を入力したときにCPU56の出力端子59の電圧を高電圧に反転させる処理手順が記憶されている。CPU56の出力端子59の電圧が高電圧に反転すると、ECU54の出力ポート68の電圧も高電圧に反転するはずである。
【0004】
マイクロコンピュータ66では、ECU54の出力ポート68の電圧が高電圧に反転した後のあるタイミングで出力ポート68の電圧を検出し、検出した電圧を基準電圧と比較する。検出した電圧が基準電圧よりも低ければ、アナログ回路60に断線等の異常があることがわかる。
マイクロコンピュータ66は、CPU56の出力端子59の電圧を高電圧に反転させる指令信号をCPU59に出力する。ECU54の出力ポート68の電圧が安定した後にECU54の出力ポート68の電圧を入力する。入力された出力ポート68の電圧が基準電圧以下である場合はECU54が異常であると判別する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図6に示す従来のECU検査装置52では、アナログ回路60の導通・非導通の検査しかできない。このため、アナログ回路60が異常でも、例えば、抵抗成分が異常に大きかったり小さかったりしても、あるいは、リアクタンス成分が異常に大きかったり小さかったりしても、断線していない限りは正常と誤判断してしまう。
このため、ECUに内蔵されているアナログ回路の導通・非導通だけでなく、そのアナログ回路の抵抗成分やリアクタンス成分の正常・異常まで検査できる検査装置が必要とされていた。
【0006】
本発明は、ECUに含まれるアナログ回路の導通・非導通だけでなく、アナログ回路のリアクタンス成分や抵抗成分の正常・異常まで検査できるECU検査装置を実現することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用と効果】
本出願の1つの発明に係るECU検査装置は、ECUに含まれるアナログ回路の導通・非導通だけでなく、アナログ回路のリアクタンス成分の正常・異常まで検査できる装置である。このECU検査装置は、CPUと、出力ポートと、前記CPUの出力端子と前記出力ポートを接続するリアクタンス成分を有するアナログ回路を備えたECUを検査する装置である。
このECU検査装置は、指令信号出力手段と、検出手段と、異常判別手段を備えている。指令信号出力手段は、CPUの出力端子電圧を反転させる指令信号をCPUに出力する。検出手段は、指令信号出力手段から出力された指令信号によってCPUの出力端子電圧が反転したのに起因してECUの出力ポート電圧が過渡的に変化する時間内において、ECUの出力ポート電圧の変化速度を検出する。異常判別手段は、検出手段で検出された変化速度が所定の変化速度幅内にない場合に異常と判別する。前記所定変化速度幅は正常ECUにあり得る最小変化速度と最大変化速度の間に設定されている(請求項1)。
ここで、ECUのCPUに出力する指令信号は、CPUの出力端子電圧を高電圧から低電圧に反転させるものであってもよいし、低電圧から高電圧に反転させるものであってもよい。
【0008】
請求項1のECU検査装置では、まず指令信号出力手段によって、CPUの出力端子電圧を高電圧から低電圧に反転させるか、あるいは低電圧から高電圧に反転させる。すると、そのCPUの出力端子にアナログ回路を介して接続されたECUの出力ポート電圧には、いわゆる過渡現象が生じる。アナログ回路がリアクタンス成分を有するからである。即ち、ECUの出力ポート電圧はCPUの出力端子電圧の反転に遅れて変化する。検出手段では、指令信号出力手段から出力された指令信号によってCPUの出力端子電圧が反転したのに起因してECUの出力ポート電圧が過渡的に変化する時間内において、ECUの出力ポート電圧の変化速度を検出する。
【0009】
ECUの出力ポート電圧が過渡的に変化する時間内においては、ECUの出力ポート電圧の変化速度はアナログ回路の時定数の大きさ、即ちリアクタンス成分の大きさが密接に影響する。時定数が正常時よりも大き過ぎれば、ECUの出力ポート電圧の変化速度は正常時の変化速度より遅くなる。即ち、ECUの出力ポート電圧の波形は正常時の波形よりも緩やかになる。時定数が正常時よりも小さ過ぎれば、ECUの出力ポート電圧の変化速度は正常時の変化速度より早くなる。即ち、ECUの出力ポート電圧の波形は正常時の波形よりも急峻になる。
【0010】
異常判別手段では、検出手段で検出されたECUの出力ポート電圧の変化速度が所定の変化速度幅内にない場合に異常と判別する。その所定の変化速度幅はECUのアナログ回路の時定数の大きさ、即ちリアクタンス成分の大きさが正常範囲内であれば入るはずの最小変化速度と最大変化速度の間に設定されている。このため、ECUの出力ポート電圧の変化速度がその所定の変化速度幅内にない場合は、アナログ回路のリアクタンス成分が異常に大きいかあるいは小さいと推定できる。
【0011】
請求項1のECU検査装置によると、アナログ回路の導通・非導通の検査だけでなく、そのアナログ回路のリアクタンス成分の大きさの異常まで検査できる。このため、異常と判断すべき場合を見逃すことを防止できる。
【0012】
請求項2又は3のECU検査装置は、ECUの出力ポート電圧の変化速度を検出するための具体的な態様を示すものである。
請求項2のECU検査装置では、前記検出手段は、CPUの出力端子電圧が反転したのに起因してECUの出力ポート電圧が過渡的に変化する時間内の所定タイミングにおけるECUの出力ポート電圧を検出する。前記異常判別手段は、検出されたECUの出力ポート電圧が所定の電圧幅内にない場合に異常と判別する。前記所定電圧幅は正常ECUにあり得る最小電圧と最大電圧の間に設定されている(請求項2)。
請求項3のECU検査装置では、前記検出手段は、CPUの出力端子電圧が反転するタイミングからECUの出力ポート電圧が所定電圧に達するまでの経過時間を計時する。前記異常判別手段は、計時された経過時間が所定の時間幅内にない場合に異常と判別する。前記所定時間幅は正常ECUにあり得る最短時間と最長時間の間に設定されている(請求項3)。
【0013】
請求項2のECU検出装置は、ECUの出力ポート電圧が過渡的に変化する時間内の所定タイミングにおけるECUの出力ポート電圧を検出することで、ECUの出力ポート電圧の変化速度を検出するものである。請求項3の検出装置は、CPUの出力端子電圧が反転するタイミングからECUの出力ポート電圧が所定電圧に達するまでの経過時間を計時することで、ECUの出力ポート電圧の変化速度を検出するものである。
請求項2又は3の態様によると、ECUの出力ポート電圧の変化速度を比較的簡単に検出できる。
【0014】
本出願の他の1つの発明に係るECU検査装置は、ECUに含まれるアナログ回路の抵抗成分の正常・異常まで検査できる装置である。このECU検査装置は、CPUと、出力ポートと、前記CPUの出力端子と前記出力ポートを接続する抵抗成分を有するアナログ回路を備えたECUを検査する装置である。
このECU検査装置は、指令信号出力手段と、プルダウン回路と、検出手段と、異常判別手段を備えている。指令信号出力手段は、CPUの出力端子電圧を高電圧にする指令信号をCPUに出力する。プルダウン回路は、ECUの出力ポートを抵抗を介して接地する。検出手段は、指令信号出力手段から出力された指令信号によってCPUの出力端子電圧が高電圧となり、その後にECUの出力ポート電圧が安定した後の出力ポート電圧を検出する。異常判別手段は、検出手段で検出された出力ポート電圧が所定の電圧幅内にない場合に異常と判別する。前記所定電圧幅はアナログ回路の抵抗素子が正常時にあり得る最小電圧と最大電圧の間に設定されている(請求項4)。
CPUの出力端子電圧を高電圧にさせる指令信号は、低電圧にある出力端子電圧を高電圧に反転させる信号だけでなく、高電圧の出力端子電圧を高電圧に維持する信号であっても構わない。
【0015】
請求項4のECU検査装置によると、検出手段では、CPUの出力端子電圧が高電圧で、ECUの出力ポートが抵抗を介して接地され、ECUの出力ポート電圧が安定した後の安定状態でECUの出力ポートの電圧が検出される。安定状態でのECUの出力ポート電圧は、アナログ回路のリアクタンス成分が影響しない。安定状態でのECUの出力ポート電圧は、CPUの出力端子に現れている高電圧を、アナログ回路の抵抗とプルダウン回路の抵抗で分圧した電圧となる。
異常判別手段では、検出手段で検出されたECUの出力ポート電圧が所定の電圧幅内にない場合に異常と判別する。その所定の電圧幅はECUのアナログ回路の抵抗成分の大きさが正常範囲内であれば入るはずの最小電圧と最大電圧の間に設定されている。このため、ECUの出力ポート電圧がその所定の電圧幅内にない場合は、アナログ回路の抵抗成分が異常に大きいかあるいは小さいと推定できる。
【0016】
請求項4のECU検査装置によると、アナログ回路の導通・非導通の検査だけでなく、アナログ回路の抵抗成分の大きさの異常まで検査できる。このために、異常と判断すべき場合を見逃すことを防止できる。
【0017】
本出願のさらに他の1つの発明に係るECU検査装置は、ECUに含まれるアナログ回路の抵抗成分とリアクタンス成分の正常・異常まで検査できるECU検査装置である。このECU検査装置は、CPUと、出力ポートと、前記CPUの出力端子と前記出力ポートを接続するリアクタンス成分と抵抗成分を有するアナログ回路を備えたECUを検査する装置である。
このECU検査装置は、指令信号出力手段と、プルダウン回路と、第1及び第2検出手段と、第1及び第2異常判別手段を備えている。
指令信号出力手段は、CPUの出力端子電圧を高電圧に反転させる指令信号をCPUに出力する。プルダウン回路は、ECUの出力ポートをスイッチと抵抗を介して接地する。
第1検出手段は、指令信号出力手段から出力された指令信号によってCPUの出力端子電圧が高電圧に反転したのに起因してECUの出力ポート電圧が過渡的に変化する時間内であり、前記スイッチがオフ状態である時のECUの出力ポート電圧の変化速度を検出する。第1異常判別手段は、第1検出手段で検出された出力ポート電圧の変化速度が所定の変化速度幅内にない場合に異常と判別する。所定の変化速度幅は正常ECUにあり得る最小変化速度と最大変化速度の間に設定されている。
第2検出手段は、指令信号出力手段から出力された指令信号によってCPUの出力端子電圧が高電圧に反転したのに起因してECUの出力ポート電圧が過渡的に変化する時間以上であり、前記スイッチがオン状態である時のECUの出力ポート電圧を検出する。第2異常判別手段は、第2検出手段で検出された出力ポート電圧が所定の電圧幅内にない場合に異常と判別する。所定の電圧幅はアナログ回路の抵抗素子が正常時にあり得る最小電圧と最大電圧の間に設定されている(請求項5)。
【0018】
請求項5のECU検査装置によると、第1検出手段で検出した出力ポート電圧の変化速度を利用して、第1異常判別手段でアナログ回路のリアクタンス成分の大きさの異常を判別できる。第2検出手段で検出したECUの出力ポート電圧を利用して、第2異常判別手段でアナログ回路の抵抗成分の大きさの異常を判別できる。両判別結果を組合せることで、過渡現象に影響するリアクタンス成分の異常と過渡現象に影響しない抵抗成分の異常が判別できる。
【0019】
本出願のさらに他の1つの発明に係るECU検査装置は、ECUに含まれるアナログ回路の抵抗成分とリアクタンス成分の値を算出できるECU検査装置である。このECU検査装置は請求項5の装置と類似しているが、第2検出手段で検出された出力ポート電圧からアナログ回路の抵抗成分の値を算出し、その抵抗成分の値と第1検出手段で検出された出力ポート電圧の変化速度からアナログ回路のリアクタンス成分の値を算出する算出手段を備える点で異なる(請求項6)。
【0020】
請求項6のECU検査装置によると、第1検出手段で検出した出力ポート電圧の変化速度と、第2検出手段で検出したECUの出力ポート電圧を利用して、算出手段でアナログ回路の抵抗成分の値とリアクタンス成分の値を求めることができる。このため、この抵抗成分の値とリアクタンス成分の値を利用して、アナログ回路の抵抗成分とリアクタンス成分の大きさの異常を判別できる。
【0021】
以上で説明した請求項1〜6のECU検査装置によると、ECUに含まれるアナログ回路の導通・非導通だけでなく、アナログ回路のリアクタンス成分や抵抗成分の正常・異常まで検査できる。
また、これらのECU検査装置では、ECU検査装置からECUのCPUに指令信号を出力する。CPUは指令信号に基づいてCPUの出力端子電圧を反転あるいは高電圧にする。そして、その出力端子電圧を反転あるいは高電圧したことによる応答がECUの出力ポートに現れる。このため、これらのECU検査装置では、ECUのアナログ回路の検査のみならず、内在的にECUのCPUの検査をも行っている。従って、請求項1〜6のECU検査装置のようにECUのCPUの出力端子電圧を反転等させて検査をするという構成をとることで、ECUに含まれるアナログ回路の検査のみならず、ECUの制御を担うCPUの検査をも内在的に行うことができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
後記する本発明の実施例の主要な特徴を記載する。
(形態1) ECU検査装置の検出手段では、過渡現象の持続期間を3等分したときの最初でも最後でもない、中間期間内のタイミングでECUの出力ポート電圧を検出することが好ましい。形態1のように、過渡現象の持続期間のうちで電圧の変化速度が時定数により大きく変化する中間期間で検出を行うと、異常の判別をより適切に行える。
(形態2) ECU検査装置の指令信号出力手段がECUのCPUに指令信号を出力してからCPUの出力端子が反転するタイミングまでの時間が短くて実質的に無視できる場合は、ECUの出力ポート電圧を検出するタイミングを決定するタイマは、ECU検査装置が指令信号を出力した時に計時を開始する。計時する時間は、過渡的に変化する現象の持続時間の1/3〜2/3である。
(形態3) ECU検査装置の指令信号出力手段がECUのCPUに指令信号を出力してからCPUの出力端子電圧が反転するまでの期間が無視できない場合には、その期間を考慮する。その期間をTとする場合、ECUの出力ポート電圧を検出するタイミングを決定するタイマは、ECU検査装置の指令信号出力手段が指令信号を出力してからTを経過した時に計時を開始する。計時する時間は、過渡現象の持続期間の1/3〜2/3である。
【0023】
【実施例】
(第1実施例) 図1は、自動車用のECU4及びそれに接続された第1実施例のECU検査装置2のブロック図を示す。
まず、検査対象であるECU4の構成について説明する。このECU4は、自動車に搭載されるものである。このECU4は、CPU6、ROM8、アナログ回路(ノイズ除去用のCRローパスフィルタ回路)10、入力ポート12、出力ポート14等を備えている。CPU6の入力端子13はECU4の入力ポート12に電気的に接続されている。CPU6の出力端子15はアナログ回路10を介してECU4の出力ポート14に電気的に接続されている。CPU6のさらに別の端子にはバスを介してROM8が電気的に接続されている。
【0024】
ROM8内の所定領域には、例えばエンジンへの燃料噴射量を電子制御するための制御プログラムが予め格納されている。また、このROM8内の別の領域には、ECU4内の異常の有無を検査するためのECU検査プログラムが予め格納されている。ECU検査装置2から後述する指令信号がCPU6の入力端子13に入力されると、そのCPU6はROM8から上記したECU検査プログラムを読出してそれを実行する。ECU検査プログラムが実行されると、CPU6の出力端子15の電圧は所定タイミングで低電圧(+0V)から高電圧(+5V)に反転する。具体的には、CPU6の出力端子15から所定タイミングで方形波パルス信号が出力される。
【0025】
アナログ回路10は、いわゆるCRローパスフィルタであり、ECU4の通常の動作時(検査中でない時)にCPU6から出力される信号のノイズ成分(高周波成分)をカットする役割を果たす。アナログ回路10は、1個のコンデンサC1と2個の抵抗R1,R2によって構成されている。2個の抵抗R1,R2は直列に接続されている。両抵抗R1,R2の接続点にはコンデンサC1の一端が接続されている。コンデンサC1の他端は接地されている。抵抗R1のCPU6側(接続点反対側)の端部は、CPU6の出力端子15に接続されている。抵抗R2の出力ポート14側(接続点反対側)の端部は、出力ポート14に接続されている。以下では、コンデンサC1よりも前段側(CPU6側)にある抵抗R1のことを前段側抵抗R1という。コンデンサC1よりも後段側(出力ポート14側)にある抵抗R2のことを後段側抵抗R2という。
【0026】
次に、ECU検査装置2の構成を説明する。ECU検査装置2は、CPU22とRAM24とROM(又はハードディスク等)26で構成されるマイクロコンピュータ28、警告手段であるディスプレイ30、出力ポート32、入力ポート34、プルダウン回路36を備えている。RAM24、ROM26、ディスプレイ30は、CPU22の別々の端子に電気的に接続されている。出力ポート32はCPU22の出力端子42に電気的に接続されている。入力ポート34はCPU22の入力端子44に電気的に接続されている。検査時には、ECU4の入力ポート12とECU検査装置2の出力ポート32の間、及びECU4の出力ポート14とECU検査装置2の入力ポート34の間が、ケーブル38を介して電気的に接続される。
【0027】
ECU検査装置2には、ECU4の出力ポート14をプルダウンする回路36が組込まれている。プルダウン回路36は、一端が接地部位40に接地されたプルダウン抵抗R3と、プルダウン抵抗R3に直列に接続されたスイッチSW1を備えている。スイッチSW1の一方の端子は、CPU22の入力端子44とECU4の出力ポート14に電気的に接続されている。スイッチSW1は電気的にオンオフが切換えられるトランジスタである。スイッチSW1はCPU22によってオンオフが切換えられる。
【0028】
ROM26にはECU検査プログラムが格納されている。ECU4の検査時には、CPU22がECU検査プログラムをROM26から読出して実行する。検査用プログラムが実行されると、CPU22はまず、所定の指令信号を生成してこれをECU4側に出力する。このとき、CPU22は指令信号出力手段として機能する。ここで「所定の指令信号」とは、ECU4のROM8に格納されているECU検査プログラムを作動させてCPU6の出力端子15の電圧を低電圧(+0V)から高電圧(+5V)に反転させる信号である。ECU検査プログラムの実行が開始されると、CPU22はまずはスイッチSW1をオフさせる。
【0029】
ECU検査プログラムが起動してECU検査装置2のCPU22がECU4のCPU6の出力端子15の電圧を低電圧(+0V)から高電圧(+5V)に反転させる指令信号を出力すると、ECU検査装置2のCPU22に内蔵されたタイマは計時を開始する。本実施例では、ECU検査装置2が指令信号を出力してからCPU6の出力端子15の電圧が反転するタイミング(図2のタイミングt0)までの時間が短くて実質的に無視できるとみなしている。よって、CPU22のタイマでは、そのCPU22から指令信号を出力したとき(図2のタイミングt0)に計時を開始している。
【0030】
図2(a)に、CPU6の出力端子15の電圧を示す。この電圧はタイミングt0で低電圧(+0V)から高電圧(+5V)に反転する。グラフの横軸は時間(秒)を表し、縦軸は電圧値(V)を表す。
図2(b)の実線で示す曲線はECU4の出力ポート14の電圧である。CPU6の出力端子15とECU4の出力ポート14との間には、抵抗成分とリアクタンス成分を有するアナログ回路(CRローパスフィルタ回路)10が接続されているために、図2(b)のECU4の出力ポート14の電圧は図2(a)のCPU6の出力端子15の電圧よりも遅れて変化し、タイミングt2で安定する(平衡する)。ECU4の出力ポート14の電圧は、図2(b)のタイミングt0からタイミングt2までの間では過渡的に変化する。本明細書ではタイミングt0からタイミングt2までを過渡現象期間という。
【0031】
CPU22は、指令信号を出力してから(タイミングt0から)、過渡現象期間の1/3〜2/3の期間内に設定されているタイミングt1を計時する。ECU4の出力ポート14の電圧の変化速度(即ち、図2(b)の曲線の傾き)が、時定数(抵抗R1の抵抗値とコンデンサC1の容量値の積)の変化に敏感に反応するタイミングt1で検出を行うと、後述する異常判別をより適切に行える。
CPU22は、タイミングt1を計時すると、そのタイミングt1でのECU4の出力ポート14の電圧Vout1を検出し、その電圧値Vout1をRAM24に一時的に記憶する。CPU22はA/Dコンバータを内蔵しており、その電圧Vout1をデジタル値に変換した後に後述する異常判別処理を行う。このとき、CPU22は第1検出手段として機能する。
【0032】
図2(b)のグラフで破線で表された曲線のうち、上方に位置するものは、許容最大値曲線である。許容最大値曲線は、正常なアナログ回路10のうちで最も時定数が小さいアナログ回路10が使われている場合にECU4の出力ポート14に現れる電圧の変化を示す曲線である。下方に位置するものは許容最小値曲線である。許容最小値曲線は、正常なアナログ回路10のうちで最も時定数が大きいアナログ回路10が使われている場合にECU4の出力ポート14に現れる電圧の変化を示す曲線である。
本実施例では、許容最大値曲線は、抵抗R1の抵抗値が設計値の−5%の値で、コンデンサC1の容量値が設計値の−20%の値である場合の曲線としている。また、許容最小値曲線は、抵抗R1の抵抗値が設計値の+5%の値で、コンデンサC1の容量値が設計値の+20%の値である場合の曲線としている。
【0033】
ECU4が正常であれば、図2(b)のタイミングt1でのECU4の出力ポート14の電圧値Vout1は、許容最大値曲線中のタイミングt1での電圧値(最大電圧値)Vmaxよりも小さく、許容最小値曲線中のタイミングt2での電圧値(最小電圧値)Vminよりも大きいはずである。
CPU22は、ECU検査プログラムに従って、タイミングt1におけるECU4の出力ポート14の電圧を、上記した許容電圧幅(最小電圧値Vmin以上で最大電圧値Vmax以下の範囲)と比較し、その許容電圧幅内にない場合は異常と判別する。このとき、CPU22は第1異常判別手段として機能する。
【0034】
CPU22は、ECU検査プログラムに従って、ECU4の出力ポート14の電圧が安定した時、即ちタイミングt2以降に、スイッチSW1をオンさせる。CPU22は、タイミングt2以降にスイッチSW1がオンしたときのECU4の出力ポート14の電圧Vout2を検出し、その電圧値Vout2をRAM24に一時的に記憶する。CPU22はA/Dコンバータを内蔵しており、その電圧Vout2をデジタル値に変換した後に後述する異常判別処理を行う。このとき、CPU22は第2検出手段として機能する。この電圧Vout2は、CPU6の出力端子15の電圧Vcpuを、アナログ回路10の抵抗(R1+R2)とプルダウン回路36の抵抗R3で分圧した電圧となるはずである。即ち、Vout2=Vcpu×R3/(R1+R2+R3)となるはずである。なお、この電圧Vout2はタイミングt2以降のものであり、過渡現象は既に終了しているために、アナログ回路10のリアクタンス成分には影響されない。
【0035】
CPU22は、ECU検査プログラムに従って、タイミングt2以降におけるECU4の出力ポート14の電圧を、上記した許容電圧幅とは別の許容電圧幅と比較し、その許容電圧幅内にない場合は異常と判別する。このとき、CPU22は第2異常判別手段として機能する。
【0036】
次に、第1実施例のECU検査装置2の動作を説明する。このECU検査装置2は、所定時間毎に上記したECU検査プログラムがCPU22で実行されて、自動的に一連の検査を実施するように構成されている。CPU22でECU検査プログラムが実行されると、CPU22はまずスイッチSW1をオフさせる。この結果、プルダウン回路36は開かれる。
検査モードになるとまずECU検査装置2側のCPU22は、指令信号を生成し、その指示信号をECU4側に出力する。指令信号は、ECU検査装置2側の出力ポート32、ケーブル38、ECU4側の入力ポート12を介してECU4側のCPU6の入力端子13に入力される。ECU4側のCPU6に指令信号が入力されると、そのCPU6はROM8からECU検査プログラムを読出して実行する。その結果、ECU4側も検査モードになる。そして、CPU6は出力端子15の電圧を低電圧(+0V)から高電圧(+5V)に反転させる。図2(a)は、CPU6は出力端子15の電圧を示すグラフである。
【0037】
CPU6は出力端子15の電圧が変化すると、その出力端子15にアナログ回路10を介して接続されているECU4の出力ポート14の電圧が遅れて上昇する。この遅れ時間は、アナログ回路10のコンデンサC1の容量値C1が大きい程大きく、抵抗R1の抵抗値R1が大きい程大きい。即ち、この遅れ時間は時定数C1R1が大きい程大きい。なお、CPU22の入力端子44の入力インピーダンスは極めて大きいので、過渡現象期間中は前段側抵抗R1を流れ出た電流はコンデンサC1にほぼ流れ込み、後段側抵抗R2には実質的に流れない。このため、後段側抵抗R2は時定数に影響しない。
【0038】
ECU検査装置2側のCPU22は、図2(b)のタイミングt1にCPU22の入力端子44に入力された電圧Vout1を検出する。この電圧Vout1は、ECU4の出力ポート14に現れる電圧である。この電圧Vout1は、ECU4の出力ポート14に現れる電圧が過渡的に変化している状態で、かつ、スイッチSW1がオフ状態(プルダウン回路36が開状態)の時の電圧である。CPU22はこの電圧値Vout1をいったんRAM24に書込む。
【0039】
次にCPU22は、ECU検査プログラムに従って、検出した電圧値Vout1と前記した許容電圧幅データVmin、Vmax(図2(b)参照)を呼出し、両者を比較する。電圧値Vout2が許容電圧幅Vmin〜Vmax内にある場合、CPU22は時定数に影響するコンデンサC1の容量値にも前段側抵抗R1の抵抗値にも異常がないと判別する(第1異常判別処理)。図2(b)に一例としてVmin≦Vout1≦Vmaxである電圧Vout1の曲線L1を示す。この場合、CPU22は判別結果をRAM24に書込んで、後の第2異常判別処理に備える。
【0040】
これに対し、電圧値Vout2が許容電圧幅Vmin〜Vmax内にない場合(Vmin>Vout1、又はVmax<Vout1の場合)は、時定数C1R1が大き過ぎるか小さ過ぎることになる。図2(b)に一例としてVmin>Vout1である電圧Vout1の曲線L2を示す。この場合、CPU22はコンデンサC1と前段側抵抗R1の少なくともいずれかに異常があると判別する(第1異常判別処理)。そして、CPU22はコンデンサC1と前段側抵抗R1の少なくともいずれかに異常がある旨をディスプレイ30に表示させて警告する。そして、検査モードを終了して通常モードに復帰する。
【0041】
第1異常判別処理で、時定数に関係するコンデンサC1の容量C1と前段側抵抗R1の抵抗値R1に異常がないと判別した場合、ECU検査装置2側のCPU22はタイミングt2以降に、スイッチSW1をオン状態に切換える。すると、プルダウン回路36が閉状態となる。
【0042】
ECU検査装置2側のCPU22は、図2(b)のタイミングt2以降にCPU22の入力端子44に入力された電圧Vout2を検出する。この電圧Vout2は、ECU4の出力ポート14に現れる電圧である。この電圧Vout2は、出力ポート14に現れる電圧が安定している状態で、かつ、スイッチSW1がオン状態(プルダウン回路36が閉状態)の時の電圧である。この電圧Vout2は、CPU6の出力端子15の電圧Vcpuを、アナログ回路10の抵抗(R1+R2)と、プルダウン回路36の抵抗R3で分圧した電圧となる。即ち、Vout2=Vcpu×R3/(R1+R2+R3)である。なお、この電圧Vout2は、タイミングt2以降のものであり、コンデンサC1の容量値には影響されない。CPU22はこの電圧値Vout2をいったんRAM24に書込む。
【0043】
RAM24内には電圧Vout2の許容電圧幅データ(第1異常判別処理におけるVmin、Vmaxとは別のデータ)が予め格納されている。CPU22は、検出した電圧値Vout2とこの許容電圧幅を呼出し、両者を比較する。電圧値Vout2が許容電圧幅内にある場合、CPU22は、後段側抵抗R2にも異常がないと判別する(第2異常判別処理)。そして、検査モードを終了して通常モードに復帰する。これに対し、電圧値Vout2が許容範囲内にない場合、CPU22は後段側抵抗R2に何らかの異常があると判別する(第2異常判別処理)。
【0044】
Vcpuは固定されているため、電圧値Vout2は、抵抗R1〜R3の抵抗値に依存する。プルダウン抵抗R3は設備側抵抗でありその値は既知である。このため、電圧値Vout2は2つの抵抗R1,R2の抵抗値に依存する。しかし、第1異常判別処理で抵抗R1に異常がないことが既にわかっている。よって、電圧値Vout2が許容範囲外にあるとすればその原因は抵抗R2にあると推定できる。従って、この場合には、CPU22は後段側抵抗R2に異常がある旨をディスプレイ30に表示させて警告する。そして、検査モードを終了して通常モードに復帰する。
【0045】
第1実施例のECU検査装置2によると、ECU4に含まれるアナログ回路10の導通・非導通だけでなく、アナログ回路10のコンデンサC1や抵抗R1、R2の正常・異常まで検査できる。さらに、アナログ回路10の検査のみならず、ECU4の制御を担うCPU6の検査をも内在的に行うことができる。
【0046】
このECU検査装置2では、第1異常判別処理で異常がないと判別した場合にのみ第2異常判別処理を実行する。このような手順で異常判別処理を実行すれば、アナログ回路10の抵抗R2の異常の有無の判別を効率的に行える。
【0047】
このECU検査装置2では、CPU22は、ECU4内に格納されている既存のECU検査プログラムを作動させるトリガとなる指令信号を生成し、出力する。よって、既存のECU検査プログラムを利用して、従来なし得なかったより詳細な検査を行える。このため、ECU4側に新規にECU検査プログラムをインストールする等の手間も発生せず、ECU4側の構成を変更しなくてもよいという利点がある。従って、自動車における電子制御システムの高コスト化を回避できる。
【0048】
このECU検査装置2は、警告手段であるディスプレイ30上に例えば「異常発生」の文字が表示されるように構成されている。よって、自動車のユーザーは、異常が発生したという事実及び異常の発生箇所を視覚を通じて容易に把握できる。このため、その異常に対して早期に対処することが可能となる。
【0049】
(第2実施例) 図3に、自動車用のECU4及びそれに接続された第2実施例のECU検査装置2のブロック図を示す。なお、第1実施例と同様の機能を有する部位については同一の符号を付し、その説明を省略する。
第2実施例ではECU4のアナログ回路10Aに後段側抵抗R2がない点で第1実施例と異なる。また、第2実施例では、ECU検査装置2のCPU22で実行するECU検査プログラムの内容が第1実施例と異なる。
【0050】
第2実施例のECU検査装置2の動作を説明する。なお、第1実施例と同様の動作については必要部分を除いて説明を省略する。
ECU検査装置2側のCPU22は、その入力端子44に入力されている電圧を逐次検出している。そして、図4(b)に示すような検出した電圧値が所定値Vとなったタイミングのt0からの経過時間toutを検出する。この経過時間toutの値は時定数に対応して変化する。この経過時間toutに対応するタイミングでは、出力ポート14に現れる電圧が過渡的に変化しており、かつ、スイッチSW1がオフ(プルダウン回路36が開状態)している。CPU22はこの経過時間toutをいったんRAM24に書込む。
【0051】
また、第1実施例と同様に、ECU検査装置2側のCPU22は、図4(b)のタイミングt2以降にCPU22の入力端子44に入力された電圧Vout2を検出する。この電圧Vout2は、出力ポート14に現れる電圧が安定している状態で、かつ、スイッチSW1がオン状態(プルダウン回路36が閉状態)の時の電圧である。但し、第1実施例と異なり抵抗R2がないので、この電圧Vout2は、CPU6の出力端子15の電圧Vcpuを、アナログ回路10の抵抗R1とプルダウン回路36の抵抗R3で分圧した電圧となる。即ち、Vout2=Vcpu×R3/(R1+R3)である。CPU22はこの電圧値Vout2をいったんRAM24に書込む。なお、Vcpuは本実施例では5Vであり、プルダウン抵抗R3は設備側抵抗であり、既知である。
【0052】
CPU22は、ROM26内に格納されている上記の計算式Vout2=Vcpu×R3/(R1+R3)と、電圧Vcpu、抵抗R3、検出電圧Vout2の値を呼出す。そして、上記計算式に電圧Vcpu、抵抗R3、検出電圧Vout2の値を代入する。この結果、抵抗R1の抵抗値が簡単に算出される。CPU22は算出した抵抗R1の抵抗値をRAM24に書込む。
また、CPU22は、ROM26内に格納されている時定数の計算式(C1×R1)と、RAM24に書込んだ時定数に依存する経過時間toutと、抵抗R1の抵抗値を呼出す。そして、その時定数と経過時間toutと抵抗R1の抵抗値の関係からコンデンサC1の容量値を算出する。CPU22は算出したコンデンサC1の容量値をRAM24に書込む。
【0053】
CPU22は、算出された抵抗R1の抵抗値及びコンデンサC1の容量値を、予めROM26に格納されている抵抗R1及びコンデンサC1の許容幅データと比較する。算出された抵抗R1抵抗値とコンデンサC1の容量値が許容幅内にある場合、CPU22は抵抗R1の抵抗値とコンデンサC1の容量値に異常がないと判別する。
これに対し、算出された抵抗R1の抵抗値が許容幅内にない場合は、CPU22は抵抗R1の抵抗値に異常があるものと判別する。算出された抵抗R1の抵抗値が許容幅内にあり、かつ、算出されたコンデンサC1の容量値が許容幅内にない場合は、CPU22はコンデンサC1の容量値に異常があるものと判別する。算出された抵抗R1の抵抗値及びコンデンサC1の容量値の両方が許容幅内にない場合は、少なくとも抵抗R1の値に異常があるものと判別する。これらの場合、CPU22は異常がある旨をディスプレイ30に表示させて警告する。そして、検査モードを終了して通常モードに復帰する。
【0054】
第2実施例のECU検査装置4によると、アナログ回路10Aの抵抗R1の抵抗値とコンデンサC1の容量値自体を求めることができる。このため、抵抗R1の抵抗値とコンデンサC1の容量値を利用して、アナログ回路10Aの抵抗R1とコンデンサC1の異常を判別できる。
【0055】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【0056】
(1)第1実施例では、図2に示すように、ECU4の出力ポート14の電圧が過渡的に変化する時間内の所定タイミングt1におけるECU4の出力ポート14の電圧を検出し、検出されたECU4の出力ポート14の電圧が所定の電圧幅Vmin〜Vmax内にない場合に異常と判別している(請求項2に対応)。しかし、図5に示すように、ECU4のCPU6の出力端子15の電圧が反転するタイミングt0からECU4の出力ポート14の電圧が所定電圧Vに達するまでの経過時間toutを計時し、計時された経過時間toutが所定の時間幅Tmin〜Tmax内にない場合に異常と判別してもよい(請求項3に対応)。両者は、ECU4の出力ポート14の電圧の変化速度を検出し、その変化速度が所定の変化速度幅内にない場合に異常と判別するという点では、等価的なものである(請求項1に対応)。
【0057】
(2)上記実施例では「アナログ回路」の一例としてCRローパスフィルタ回路を例にして説明しているが、これに限られないのは勿論である。例えば第1実施例の回路10の抵抗R1をコイルに置換え、コンデンサC1を抵抗に置換えた回路であってもよい。また、抵抗R1と接続点の間や抵抗R1とCPU6の間にコイル等を挿入してもよい。また、コンデンサC1とアースの間に抵抗等を挿入してもよい。また、抵抗R2と接続点の間や抵抗R2と出力ポート14の間にコイル等を挿入してもよい。また、回路10の抵抗R1を取除き、CPU6と接続点の間を接続し、その抵抗R1を接続点とアースの間に配置してもよい。即ち、抵抗R1とコンデンサC1を並列に配置してもよい。これらはほんの一例であり、上記「アナログ回路」は様々なバリエーションの回路を含むものである。また、上記「アナログ回路」はいわゆる電子回路と呼ばれるような能動素子等を備えた回路を含む。
【0058】
(3)スイッチSW1とプルダウン抵抗R3を有するプルダウン回路36を省略した形態で本発明を具体化することも可能である。
(4)ディスプレイ30のような表示装置の代わりに、例えば異常時に警告音を発するスピーカ等を警告手段として設けてもよい。なお、警告手段は本発明において必須構成ではないので省略してもよい。
(5)スイッチSW1は上記実施例で用いたようなトランジスタ等の電気的なスイッチであってもよいし、機械的なスイッチであってもよい。また、スイッチはCPU22等によって自動的に切換えられるものだけでなく、ユーザーがマニュアルで切換可能なものであってもよい。
【0059】
(6)ECU検査用プログラムは、上記実施例のように検査対象側のECU4が予め格納されていてもよく、ECU検査装置2側のマイクロコンピュータ28に全て格納されていてもよい。例えば検査開始時にそのプログラムがECU検査装置2側からECU4側にダウンロードされるように構成してもよい。
(7)ECU検査装置2は上記実施例のように所定時間ごとに検査モードになって自動的に検査を実施するように構成されていてもよいし、検査開始スイッチをユーザーがマニュアルで操作したときにだけ検査を実施するように構成されていてもよい。
【0060】
なお、ECU4のCPU6の出力端子15の電圧を反転させるのではなく、ECU検査装置2のCPU22の出力端子電圧を反転させ、その電圧をアナログ回路10に入力し、その出力をみることでそのアナログ回路10の検査を行うことも可能である。
【0061】
本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施例のECU検査装置及びECUのブロック図を示す。
【図2】 (a)はECUのCPUの出力端子電圧を示し、(b)はECUの出力ポート電圧とその許容最大値曲線及び許容最小値曲線を示す(第1実施例)。
【図3】 第2実施例のECU検査装置及びECUのブロック図を示す。
【図4】 (a)はECUのCPUの出力端子電圧を示し、(b)はECUの出力ポート電圧とその許容最大値曲線及び許容最小値曲線を示す(第2実施例)。
【図5】 (a)はECUのCPUの出力端子電圧を示し、(b)はECUの出力ポート電圧とその許容最大値曲線及び許容最小値曲線を示す(変形例)。
【図6】 従来のECU検査装置及びECUのブロック図を示す。
【符号の説明】
2:ECU検査装置
4:ECU
6:ECUのCPU
10,10A:アナログ回路(CRローパスフィルタ回路)
14:ECUの出力ポート
15:ECUのCPUの出力端子
22:ECU検査装置のCPU(指令信号出力手段、検出手段、異常判別手段)
36:プルダウン回路
C1:コンデンサ
R1:前段側抵抗
R2:後段側抵抗
R3:プルダウン抵抗
SW1:スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for inspecting an ECU (Electronic Control Unit) that outputs a signal from an output port using a CPU (Central Processing Unit). In particular, the present invention relates to an apparatus for inspecting an ECU having an analog circuit between an output terminal of a CPU and an output port of the ECU.
[0002]
[Prior art]
An ECU having an analog circuit between an output terminal of the CPU and an output port of the ECU is widely used. This ECU is configured to determine normality / abnormality at the time of shipment or during use.
FIG. 6 shows an example of a conventional
[0003]
At the start of the inspection, the
[0004]
The
The
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional
Therefore, there is a need for an inspection apparatus that can inspect not only the conduction / non-conduction of an analog circuit built in the ECU, but also normality / abnormality of the resistance component and reactance component of the analog circuit.
[0006]
An object of the present invention is to realize an ECU inspection apparatus that can inspect not only conduction / non-conduction of an analog circuit included in an ECU but also normality / abnormality of a reactance component and a resistance component of the analog circuit.
[0007]
[Means for solving the problem, operation and effect]
An ECU inspection apparatus according to one invention of the present application is an apparatus that can inspect not only conduction / non-conduction of an analog circuit included in the ECU but also normality / abnormality of a reactance component of the analog circuit. This ECU inspection apparatus is an apparatus that inspects an ECU including an analog circuit having a CPU, an output port, and an reactance component that connects the output terminal of the CPU and the output port.
The ECU inspection apparatus includes command signal output means, detection means, and abnormality determination means. The command signal output means outputs a command signal for inverting the output terminal voltage of the CPU to the CPU. The detecting means detects a change in the output port voltage of the ECU within a time during which the output port voltage of the ECU changes transiently due to the inversion of the output terminal voltage of the CPU by the command signal output from the command signal output means. Detect speed. The abnormality determination unit determines that an abnormality has occurred when the change rate detected by the detection unit is not within a predetermined change rate range. The predetermined change speed range is set between a minimum change speed and a maximum change speed that can be in a normal ECU.
Here, the command signal output to the CPU of the ECU may be one that inverts the output terminal voltage of the CPU from a high voltage to a low voltage, or may be one that inverts from a low voltage to a high voltage.
[0008]
In the ECU inspection apparatus according to the first aspect, the output terminal voltage of the CPU is first inverted from a high voltage to a low voltage or inverted from a low voltage to a high voltage by the command signal output means. Then, a so-called transient phenomenon occurs in the output port voltage of the ECU connected to the output terminal of the CPU via an analog circuit. This is because the analog circuit has a reactance component. That is, the output port voltage of the ECU changes after the inversion of the output terminal voltage of the CPU. In the detection means, the change in the output port voltage of the ECU within the time in which the output port voltage of the ECU changes transiently due to the inversion of the output terminal voltage of the CPU by the command signal output from the command signal output means. Detect speed.
[0009]
During the time when the output port voltage of the ECU changes transiently, the change rate of the output port voltage of the ECU is closely influenced by the magnitude of the time constant of the analog circuit, that is, the magnitude of the reactance component. If the time constant is too larger than normal, the change rate of the output port voltage of the ECU becomes slower than the change rate at the normal time. In other words, the waveform of the output port voltage of the ECU becomes gentler than the normal waveform. If the time constant is too small compared to the normal time, the change rate of the output port voltage of the ECU is faster than the normal change rate. That is, the output port voltage waveform of the ECU is steeper than the normal waveform.
[0010]
The abnormality determining means determines that an abnormality has occurred when the change speed of the output port voltage of the ECU detected by the detecting means is not within a predetermined change speed width. The predetermined change speed width is set between the minimum change speed and the maximum change speed that should be entered if the magnitude of the time constant of the analog circuit of the ECU, that is, the magnitude of the reactance component is within the normal range. For this reason, when the change speed of the output port voltage of the ECU is not within the predetermined change speed width, it can be estimated that the reactance component of the analog circuit is abnormally large or small.
[0011]
According to the ECU inspection apparatus of the first aspect, not only the conduction / non-conduction inspection of the analog circuit but also the abnormality in the magnitude of the reactance component of the analog circuit can be inspected. For this reason, it is possible to prevent a case where an abnormality should be determined from being overlooked.
[0012]
The ECU inspection apparatus according to
In the ECU inspection apparatus according to
In the ECU inspection apparatus according to a third aspect, the detecting means measures an elapsed time from when the output terminal voltage of the CPU is inverted until the output port voltage of the ECU reaches a predetermined voltage. The abnormality determining means determines that an abnormality has occurred when the measured elapsed time is not within a predetermined time width. The predetermined time width is set between the shortest time and the longest time that can be in the normal ECU.
[0013]
The ECU detection device according to
According to the second or third aspect, the change rate of the output port voltage of the ECU can be detected relatively easily.
[0014]
An ECU inspection apparatus according to another invention of the present application is an apparatus capable of inspecting normal and abnormal resistance components of an analog circuit included in the ECU. This ECU inspection apparatus is an apparatus that inspects an ECU including an analog circuit having a CPU, an output port, and a resistance component that connects the output terminal of the CPU and the output port.
The ECU inspection apparatus includes a command signal output means, a pull-down circuit, a detection means, and an abnormality determination means. The command signal output means outputs a command signal for increasing the output terminal voltage of the CPU to the CPU. The pull-down circuit grounds the output port of the ECU via a resistor. The detection means detects the output port voltage after the output terminal voltage of the CPU becomes a high voltage by the command signal output from the command signal output means, and then the output port voltage of the ECU becomes stable. The abnormality determination unit determines that an abnormality has occurred when the output port voltage detected by the detection unit is not within a predetermined voltage range. The predetermined voltage width is set between a minimum voltage and a maximum voltage that can be obtained when the resistance element of the analog circuit is normal.
The command signal for increasing the output terminal voltage of the CPU is not limited to a signal for inverting the output terminal voltage at a low voltage to a high voltage, but may be a signal for maintaining the output terminal voltage at a high voltage at a high voltage. Absent.
[0015]
According to the ECU inspection apparatus of claim 4, in the detection means, the output terminal voltage of the CPU is high, the output port of the ECU is grounded via a resistor, and the ECU is in a stable state after the output port voltage of the ECU is stabilized. The output port voltage is detected. The reactance component of the analog circuit does not affect the output port voltage of the ECU in a stable state. The output port voltage of the ECU in the stable state is a voltage obtained by dividing the high voltage appearing at the output terminal of the CPU by the resistance of the analog circuit and the resistance of the pull-down circuit.
The abnormality determining means determines that an abnormality has occurred when the output port voltage of the ECU detected by the detecting means is not within a predetermined voltage range. The predetermined voltage width is set between the minimum voltage and the maximum voltage that should be included if the resistance component of the analog circuit of the ECU is within the normal range. For this reason, when the output port voltage of the ECU is not within the predetermined voltage range, it can be estimated that the resistance component of the analog circuit is abnormally large or small.
[0016]
According to the ECU inspection apparatus of the fourth aspect, it is possible to inspect not only the conduction / non-conduction of the analog circuit but also an abnormality in the magnitude of the resistance component of the analog circuit. For this reason, it is possible to prevent a case where an abnormality should be determined from being overlooked.
[0017]
An ECU inspection apparatus according to still another invention of the present application is an ECU inspection apparatus capable of inspecting a resistance component and a reactance component of an analog circuit included in the ECU to normality / abnormality. This ECU inspection apparatus is an apparatus that inspects an ECU including an analog circuit having a CPU, an output port, an output terminal of the CPU, a reactance component that connects the output port, and a resistance component.
The ECU inspection apparatus includes command signal output means, a pull-down circuit, first and second detection means, and first and second abnormality determination means.
The command signal output means outputs a command signal for inverting the output terminal voltage of the CPU to a high voltage to the CPU. The pull-down circuit grounds the output port of the ECU via a switch and a resistor.
The first detection means is within a time period during which the output port voltage of the ECU changes transiently due to the output terminal voltage of the CPU being inverted to a high voltage by the command signal output from the command signal output means, The change rate of the output port voltage of the ECU when the switch is in the OFF state is detected. The first abnormality determining means determines that an abnormality has occurred when the change speed of the output port voltage detected by the first detecting means is not within a predetermined change speed width. The predetermined change speed width is set between the minimum change speed and the maximum change speed that can be in the normal ECU.
The second detection means is equal to or longer than a time during which the output port voltage of the ECU changes transiently due to the output terminal voltage of the CPU being inverted to a high voltage by the command signal output from the command signal output means, An output port voltage of the ECU when the switch is on is detected. The second abnormality determining unit determines that an abnormality has occurred when the output port voltage detected by the second detecting unit is not within a predetermined voltage range. The predetermined voltage width is set between a minimum voltage and a maximum voltage that can be obtained when the resistance element of the analog circuit is normal.
[0018]
According to the ECU inspection apparatus of the fifth aspect, the abnormality in the magnitude of the reactance component of the analog circuit can be discriminated by the first abnormality discriminating means using the change rate of the output port voltage detected by the first detecting means. By utilizing the output port voltage of the ECU detected by the second detection means, an abnormality in the magnitude of the resistance component of the analog circuit can be determined by the second abnormality determination means. By combining both the discrimination results, it is possible to discriminate between an abnormality in the reactance component that affects the transient phenomenon and an abnormality in the resistance component that does not affect the transient phenomenon.
[0019]
An ECU inspection apparatus according to still another invention of the present application is an ECU inspection apparatus capable of calculating values of a resistance component and a reactance component of an analog circuit included in the ECU. This ECU inspection apparatus is similar to the apparatus of
[0020]
According to the ECU inspection device of the sixth aspect, the calculation means uses the change speed of the output port voltage detected by the first detection means and the output port voltage of the ECU detected by the second detection means, and the calculation means uses the resistance component of the analog circuit. And reactance component values can be obtained. For this reason, the value of the resistance component and the value of the reactance component can be used to determine an abnormality in the magnitude of the resistance component and the reactance component of the analog circuit.
[0021]
According to the ECU inspection apparatus of the first to sixth aspects described above, not only the conduction / non-conduction of the analog circuit included in the ECU but also the normality / abnormality of the reactance component and resistance component of the analog circuit can be inspected.
In these ECU inspection devices, a command signal is output from the ECU inspection device to the CPU of the ECU. The CPU inverts or increases the output terminal voltage of the CPU based on the command signal. Then, a response due to the inversion or high voltage of the output terminal voltage appears at the output port of the ECU. For this reason, these ECU inspection devices not only inspect the analog circuit of the ECU but also inspect the CPU of the ECU inherently. Therefore, by adopting a configuration in which the output terminal voltage of the CPU of the ECU is inverted or the like as in the ECU inspection apparatus according to
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The main features of the embodiments of the present invention to be described later will be described.
(Embodiment 1) It is preferable that the detection means of the ECU inspection apparatus detects the output port voltage of the ECU at a timing within an intermediate period that is neither the first nor the last when the duration of the transient phenomenon is divided into three equal parts. If the detection is performed in an intermediate period in which the voltage change speed largely changes depending on the time constant in the duration of the transient phenomenon as in the first aspect, the abnormality can be determined more appropriately.
(Embodiment 2) When the time from when the command signal output means of the ECU inspection device outputs a command signal to the CPU of the ECU until the timing when the output terminal of the CPU is inverted is short and can be substantially ignored, the output port of the ECU The timer that determines the timing for detecting the voltage starts timing when the ECU inspection device outputs a command signal. The time to measure is 1/3 to 2/3 of the duration of the transiently changing phenomenon.
(Mode 3) If the period from when the command signal output means of the ECU inspection apparatus outputs a command signal to the CPU of the ECU until the output terminal voltage of the CPU is inverted cannot be ignored, that period is considered. When the period is T, the timer that determines the timing for detecting the output port voltage of the ECU starts timing when T elapses after the command signal output means of the ECU inspection device outputs the command signal. The time to time is 1/3 to 2/3 of the duration of the transient.
[0023]
【Example】
First Embodiment FIG. 1 shows a block diagram of an ECU 4 for an automobile and an
First, the configuration of the ECU 4 to be inspected will be described. The ECU 4 is mounted on the automobile. The ECU 4 includes a
[0024]
In a predetermined area in the
[0025]
The
[0026]
Next, the configuration of the
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
When the ECU inspection program is activated and the
[0030]
FIG. 2A shows the voltage at the
The curve indicated by the solid line in FIG. 2B is the voltage at the
[0031]
After outputting the command signal (from timing t0), the
When measuring the timing t1, the
[0032]
Of the curves represented by broken lines in the graph of FIG. 2 (b), the curve positioned above is an allowable maximum value curve. The allowable maximum value curve is a curve showing a change in voltage appearing at the
In this embodiment, the allowable maximum value curve is a curve when the resistance value of the resistor R1 is a value of −5% of the design value and the capacitance value of the capacitor C1 is a value of −20% of the design value. The allowable minimum value curve is a curve when the resistance value of the resistor R1 is + 5% of the design value and the capacitance value of the capacitor C1 is + 20% of the design value.
[0033]
If the ECU 4 is normal, the voltage value Vout1 of the
The
[0034]
The
[0035]
In accordance with the ECU inspection program, the
[0036]
Next, the operation of the
In the inspection mode, first, the
[0037]
When the voltage at the
[0038]
The
[0039]
Next, the
[0040]
On the other hand, when the voltage value Vout2 is not within the allowable voltage range Vmin to Vmax (when Vmin> Vout1 or Vmax <Vout1), the time constant C1R1 is too large or too small. FIG. 2B shows a curve L2 of the voltage Vout1 where Vmin> Vout1 as an example. In this case, the
[0041]
In the first abnormality determination process, when it is determined that there is no abnormality in the capacitance C1 of the capacitor C1 related to the time constant and the resistance value R1 of the front-stage resistor R1, the
[0042]
The
[0043]
In the
[0044]
Since Vcpu is fixed, the voltage value Vout2 depends on the resistance values of the resistors R1 to R3. The pull-down resistor R3 is a facility-side resistor, and its value is known. For this reason, the voltage value Vout2 depends on the resistance values of the two resistors R1 and R2. However, it has already been found that there is no abnormality in the resistor R1 in the first abnormality determination process. Therefore, if the voltage value Vout2 is outside the allowable range, it can be estimated that the cause is the resistor R2. Therefore, in this case, the
[0045]
According to the
[0046]
The
[0047]
In this
[0048]
The
[0049]
Second Embodiment FIG. 3 shows a block diagram of an ECU 4 for an automobile and an
The second embodiment differs from the first embodiment in that the
[0050]
The operation of the
The
[0051]
Similarly to the first embodiment, the
[0052]
The
Further, the
[0053]
The
On the other hand, when the calculated resistance value of the resistor R1 is not within the allowable range, the
[0054]
According to the ECU inspection apparatus 4 of the second embodiment, the resistance value of the resistor R1 and the capacitance value of the capacitor C1 of the
[0055]
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
[0056]
(1) In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the voltage of the
[0057]
(2) In the above embodiment, the CR low-pass filter circuit is described as an example of the “analog circuit”. However, the present invention is not limited to this. For example, a circuit in which the resistor R1 of the
[0058]
(3) The present invention may be embodied in a form in which the pull-
(4) Instead of a display device such as the
(5) The switch SW1 may be an electrical switch such as a transistor as used in the above embodiments, or may be a mechanical switch. Further, the switch is not only automatically switched by the
[0059]
(6) As for the ECU inspection program, the ECU 4 on the inspection object side may be stored in advance as in the above-described embodiment, or may be stored entirely in the
(7) The
[0060]
Instead of inverting the voltage at the
[0061]
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings can achieve a plurality of purposes at the same time, and has technical utility by achieving one of the purposes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a block diagram of an ECU inspection apparatus and an ECU according to a first embodiment.
2A shows the output terminal voltage of the CPU of the ECU, and FIG. 2B shows the output port voltage of the ECU and its allowable maximum value curve and allowable minimum value curve (first embodiment).
FIG. 3 is a block diagram of an ECU inspection apparatus and an ECU according to a second embodiment.
4A shows the output terminal voltage of the CPU of the ECU, and FIG. 4B shows the output port voltage of the ECU and its allowable maximum value curve and allowable minimum value curve (second embodiment).
5A shows the output terminal voltage of the CPU of the ECU, and FIG. 5B shows the output port voltage of the ECU, its allowable maximum value curve and allowable minimum value curve (modified example).
FIG. 6 shows a block diagram of a conventional ECU inspection device and ECU.
[Explanation of symbols]
2: ECU inspection device
4: ECU
6: CPU of ECU
10, 10A: Analog circuit (CR low-pass filter circuit)
14: Output port of ECU
15: Output terminal of CPU of ECU
22: CPU of the ECU inspection device (command signal output means, detection means, abnormality determination means)
36: Pull-down circuit
C1: Capacitor
R1: Previous stage resistance
R2: Later stage resistance
R3: Pull-down resistor
SW1: Switch
Claims (6)
CPUの出力端子電圧を反転させる指令信号をCPUに出力する指令信号出力手段と、
指令信号出力手段から出力された指令信号によってCPUの出力端子電圧が反転したのに起因してECUの出力ポート電圧が過渡的に変化する時間内において、ECUの出力ポート電圧の変化速度を検出する検出手段と、
検出手段で検出された変化速度が所定の変化速度幅内にない場合に異常と判別する異常判別手段を備え、
前記所定変化速度幅は正常ECUにあり得る最小変化速度と最大変化速度の間に設定されていることを特徴とするECU検査装置。An apparatus for inspecting an ECU including an analog circuit having a CPU, an output port, and an reactance component connecting the output port of the CPU and the output port,
Command signal output means for outputting a command signal for inverting the output terminal voltage of the CPU to the CPU;
The change rate of the output port voltage of the ECU is detected within a time in which the output port voltage of the ECU changes transiently due to the inversion of the output terminal voltage of the CPU by the command signal output from the command signal output means. Detection means;
An abnormality determining means for determining an abnormality when the change speed detected by the detecting means is not within a predetermined change speed width;
The ECU inspection apparatus, wherein the predetermined change speed range is set between a minimum change speed and a maximum change speed that can be in a normal ECU.
前記異常判別手段は、検出されたECUの出力ポート電圧が所定の電圧幅内にない場合に異常と判別し、
前記所定電圧幅は正常ECUにあり得る最小電圧と最大電圧の間に設定されていることを特徴とする請求項1のECU検査装置。The detection means detects the output port voltage of the ECU at a predetermined timing within a time when the output port voltage of the ECU changes transiently due to the output terminal voltage of the CPU being inverted,
The abnormality determining means determines that an abnormality occurs when the detected output port voltage of the ECU is not within a predetermined voltage range;
2. The ECU inspection apparatus according to claim 1, wherein the predetermined voltage width is set between a minimum voltage and a maximum voltage that can be in a normal ECU.
前記異常判別手段は、計時された経過時間が所定の時間幅内にない場合に異常と判別し、
前記所定時間幅は正常ECUにあり得る最短時間と最長時間の間に設定されていることを特徴とする請求項1のECU検査装置。The detection means measures the elapsed time from when the output terminal voltage of the CPU is inverted until the output port voltage of the ECU reaches a predetermined voltage,
The abnormality determining means determines that an abnormality occurs when the measured elapsed time is not within a predetermined time width,
2. The ECU inspection apparatus according to claim 1, wherein the predetermined time width is set between a shortest time and a longest time that can be in a normal ECU.
CPUの出力端子電圧を高電圧にする指令信号をCPUに出力する指令信号出力手段と、
ECUの出力ポートを抵抗を介して接地するプルダウン回路と、
指令信号出力手段から出力された指令信号によってCPUの出力端子電圧が高電圧となり、その後にECUの出力ポート電圧が安定した後の出力ポート電圧を検出する検出手段と、
検出手段で検出された出力ポート電圧が所定の電圧幅内にない場合に異常と判別する異常判別手段を備え、
前記所定電圧幅はアナログ回路の抵抗素子が正常時にあり得る最小電圧と最大電圧の間に設定されていることを特徴とするECU検査装置。A device for inspecting an ECU including an analog circuit having a resistance component that connects a CPU, an output port, and an output terminal of the CPU and the output port,
Command signal output means for outputting to the CPU a command signal for increasing the output terminal voltage of the CPU;
A pull-down circuit for grounding the output port of the ECU via a resistor;
A detection means for detecting an output port voltage after the output terminal voltage of the CPU becomes a high voltage by the command signal output from the command signal output means and then the output port voltage of the ECU is stabilized;
An abnormality determination means for determining an abnormality when the output port voltage detected by the detection means is not within a predetermined voltage range;
The ECU inspection apparatus according to claim 1, wherein the predetermined voltage width is set between a minimum voltage and a maximum voltage that can be obtained when the resistance element of the analog circuit is normal.
CPUの出力端子電圧を高電圧に反転させる指令信号をCPUに出力する指令信号出力手段と、
ECUの出力ポートをスイッチと抵抗を介して接地するプルダウン回路と、
指令信号出力手段から出力された指令信号によってCPUの出力端子電圧が高電圧に反転したのに起因してECUの出力ポート電圧が過渡的に変化する時間内であり、前記スイッチがオフ状態である時のECUの出力ポート電圧の変化速度を検出する第1検出手段と、
第1検出手段で検出された出力ポート電圧の変化速度が所定の変化速度幅内にない場合に異常と判別する第1異常判別手段と、
指令信号出力手段から出力された指令信号によってCPUの出力端子電圧が高電圧に反転したのに起因してECUの出力ポート電圧が過渡的に変化する時間以上であり、前記スイッチがオン状態である時のECUの出力ポート電圧を検出する第2検出手段と、
第2検出手段で検出された出力ポート電圧が所定の電圧幅内にない場合に異常と判別する第2異常判別手段を備え、
前記所定変化速度幅は正常ECUにあり得る最小変化速度と最大変化速度の間に設定され、
前記所定電圧幅はアナログ回路の抵抗素子が正常時にあり得る最小電圧と最大電圧の間に設定されていることを特徴とするECU検査装置。An apparatus for inspecting an ECU including an analog circuit having a CPU, an output port, an output terminal of the CPU and a reactance component connecting the output port and a resistance component,
Command signal output means for outputting to the CPU a command signal for inverting the output terminal voltage of the CPU to a high voltage;
A pull-down circuit for grounding the output port of the ECU via a switch and a resistor;
Within the time when the output port voltage of the ECU changes transiently because the output terminal voltage of the CPU is inverted to a high voltage by the command signal output from the command signal output means, and the switch is in the OFF state First detecting means for detecting the change speed of the output port voltage of the ECU at the time;
First abnormality determination means for determining an abnormality when the change speed of the output port voltage detected by the first detection means is not within a predetermined change speed width;
More than the time when the output port voltage of the ECU changes transiently because the output terminal voltage of the CPU is inverted to a high voltage by the command signal output from the command signal output means, and the switch is on Second detection means for detecting the output port voltage of the ECU at the time;
A second abnormality determining means for determining an abnormality when the output port voltage detected by the second detecting means is not within a predetermined voltage range;
The predetermined change speed range is set between a minimum change speed and a maximum change speed that can be in a normal ECU,
The ECU inspection apparatus according to claim 1, wherein the predetermined voltage width is set between a minimum voltage and a maximum voltage that can be obtained when the resistance element of the analog circuit is normal.
CPUの出力端子電圧を高電圧に反転させる指令信号をCPUに出力する指令信号出力手段と、
ECUの出力ポートをスイッチと抵抗を介して接地するプルダウン回路と、
指令信号出力手段から出力された指令信号によってCPUの出力端子電圧が高電圧に反転したのに起因してECUの出力ポート電圧が過渡的に変化する時間内であり、前記スイッチがオフ状態である時のECUの出力ポート電圧の変化速度を検出する第1検出手段と、
指令信号出力手段から出力された指令信号によってCPUの出力端子電圧が高電圧に反転したのに起因してECUの出力ポート電圧が過渡的に変化する時間以上であり、前記スイッチがオン状態である時のECUの出力ポート電圧を検出する第2検出手段と、
第2検出手段で検出された出力ポート電圧からアナログ回路の抵抗成分の値を算出し、その抵抗成分の値と第1検出手段で検出された出力ポート電圧の変化速度からアナログ回路のリアクタンス成分の値を算出する算出手段を備えたことを特徴とするECU検査装置。An apparatus for inspecting an ECU including an analog circuit having a CPU, an output port, an output terminal of the CPU and a reactance component connecting the output port and a resistance component,
Command signal output means for outputting to the CPU a command signal for inverting the output terminal voltage of the CPU to a high voltage;
A pull-down circuit for grounding the output port of the ECU via a switch and a resistor;
Within the time when the output port voltage of the ECU changes transiently because the output terminal voltage of the CPU is inverted to a high voltage by the command signal output from the command signal output means, and the switch is in the OFF state First detecting means for detecting the change speed of the output port voltage of the ECU at the time;
More than the time when the output port voltage of the ECU changes transiently because the output terminal voltage of the CPU is inverted to a high voltage by the command signal output from the command signal output means, and the switch is on Second detection means for detecting the output port voltage of the ECU at the time;
The value of the resistance component of the analog circuit is calculated from the output port voltage detected by the second detection means, and the reactance component of the analog circuit is calculated from the value of the resistance component and the change speed of the output port voltage detected by the first detection means. An ECU inspection apparatus comprising a calculation means for calculating a value.
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