JP4151066B2 - データ収集装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデータ収集装置に関するものであり、詳しくは、複数測定点の測定データを、それぞれの測定対象に応じて異なる測定周期で並行測定できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電気自動車に用いる燃料電池系統の走行特性測定にあたり、発進時や加速時や減速時などにおける燃料電池の温度変化や燃料電池の出力端子発生電圧の変動さらには自動車の電気系統各部に供給される電圧変動などを同時に並行して測定することが考えられる。この場合、温度変化は比較的緩やかであることから測定周期は例えば2秒程度でもよいが、電圧変動は負荷の時定数の大小による影響を受けるものの温度変化に比べれば相当早いので例えば０．１秒の測定周期が必要になる。
【０００３】
そこで、このような多点測定用のデータ収集装置として、例えば図１５のような構成の装置が実用化されている。図１５において、大きなブロックとしてとらえると、装置全体を制御する制御ユニット１０と、それぞれにスキャナを介してアナログ入力信号が入力されるＡ／Ｄ変換器を有する３つの測定モジュール２０〜４０とで構成されている。
【０００４】
これら測定モジュール２０〜４０はサンプリング周期が低速・中速・高速と異なるものであり、例えば測定モジュール２０は測定チャンネルＣＨ１〜ＣＨ１０をサンプリング周期２秒で順次測定するように駆動制御され、測定モジュール３０は測定チャンネルＣＨ１１〜ＣＨ２０をサンプリング周期１秒で順次測定するように駆動制御され、測定モジュール４０は測定チャンネルＣＨ２１〜ＣＨ３０をサンプリング周期０．１秒で順次測定するように駆動制御される。
【０００５】
制御ユニット１０において、タイマ１１は装置全体の時間関係を管理する。ここでは特に測定インターバル（サンプリング周期）を決めて、制御部１２へ割り込みをかける。
【０００６】
制御部１２は、装置全体を制御する。測定に関しては、タイマ１１からの割り込みに従って各測定モジュール２０〜４０に対してコマンド信号線１４を介して測定開始コマンドを送信し、測定が終了した時点でモジュールデータ調停部１５を介して各測定モジュール２０〜４０より測定データを収集し、メモリ１３に保存する。
【０００７】
コマンド信号線１４は、機能としてはコマンド送信時に調停して送信するだけでなく、コマンドを同時に各測定モジュール２０〜４０へ送信する機能も持つ。
【０００８】
モジュールデータ調停部１５は、制御部１２と各測定モジュール２０〜４０との間におけるデータ受信の調停を行う。具体的には、バスライン接続方式やシリアル通信を利用し、各測定モジュール２０〜４０から送信されてくる測定データのタイミングを調停して制御部１２へ送る。
【０００９】
測定モジュール例えば２０において、制御部２１は測定モジュール２０全体を制御する。すなわち制御部２１は、制御部１２から送信された測定開始コマンドを受信すると、スイッチ選択部２２にスキャナ２３を構成するスイッチＳＷ０１〜ＳＷ１０を順次選択駆動するための信号を送る。
【００１０】
スイッチ選択部２２は、スキャナ２３を構成するスイッチＳＷ０１〜ＳＷ１０を順次選択駆動することにより、各測定チャンネルＣＨ１〜ＣＨ１０のアナログ信号を順次選択的にＡ／Ｄ変換器２４に入力する。ここで、Ａ／Ｄ変換器２４としては例えば積分型を用いる。
【００１１】
Ａ／Ｄ変換器２４は、スキャナ２３を介して入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、測定データとして制御部２１に出力する。
【００１２】
図１５の動作を図１６のタイミングチャートを用いて説明する。
（１）制御部１２は、タイマ１１からの割り込みに従って各測定モジュール２０〜４０に対してコマンド信号線１４を介して同時に測定開始コマンドを送信する。
【００１３】
（２）測定開始コマンドを受信した各測定モジュール２０〜４０の制御部は、測定動作を開始し、それぞれのスイッチ選択部に、それぞれのスキャナを構成するスイッチＳＷ０１〜ＳＷ１０，ＳＷ１１〜ＳＷ２０，ＳＷ２１〜ＳＷ３０の先頭ＳＷ０１，ＳＷ１１，ＳＷ２１を選択駆動するための信号を送る。
【００１４】
（３）各測定モジュール２０〜４０のＡ／Ｄ変換器は、各スキャナの先頭のスイッチＳＷ０１，ＳＷ１１，ＳＷ２１が選択駆動されることにより、測定チャンネルＣＨ１，ＣＨ１１，ＣＨ２１のアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換結果を測定データとして各測定モジュール２０〜４０の制御部に出力する。
【００１５】
（４）各測定モジュール２０〜４０の制御部は、測定データを制御ユニット１０に転送する。
【００１６】
（５）制御ユニット１０のモジュールデータ調停部１５は、各測定モジュール２０〜４０から送られてくる測定データを調停して受信し、制御部１２へ転送する。
【００１７】
（６）制御部１２は測定データをメモリ１３へ保存する。
【００１８】
（７）測定チャンネルＣＨ１，ＣＨ１１，ＣＨ２１の測定が終わると、各測定モジュール２０〜４０のスイッチ選択部２２はそれぞれ2番目のスイッチＳＷ０２，ＳＷ１２，ＳＷ２２を選択駆動して測定チャンネルＣＨ２，ＣＨ１２，ＣＨ２２の測定を行う。
【００１９】
（８）以下、同様な処理をＣＨ１０，ＣＨ２０，ＣＨ３０まで実行し、初回の測定開始コマンドに基づく一連の測定は終了する。
【００２０】
（９）その後は、設定されたサンプリング周期でタイマ１１から割り込みが入って測定開始コマンドが送信されることにより、その周期で（１）から（８）までの測定を同様に繰り返す。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の構成によれば、制御ユニット１０から各測定モジュール２０〜４０へほぼ同時に測定開始コマンドを送信することにより、各測定モジュール２０〜４０が同じサンプリング周期内で測定データを収集するように駆動している。
【００２２】
この結果、装置全体のサンプリング周期は３つの測定モジュール２０〜４０の中で最も遅い測定モジュール２０のサンプリング周期（2秒）になってしまい、
（１）サンプリング周期が１秒の測定モジュール３０や０．１秒の測定モジュール４０が組み込まれているにも拘わらず2秒の測定しか行えず、それらの能力を十分に発揮させることができない。
（２）複数周期の測定モジュールが組み込まれているにも拘わらず、装置全体として１つのサンプリング周期の測定しかできない。
という問題がある。
【００２３】
本発明は、これらの問題点を解決するものであり、複数の測定モジュールで構成されるデータ収集装置において、同時に複数のサンプリング周期によるデータ収集が行えるデータ収集装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する請求項１の発明は、
スキャナを介してアナログ入力信号が入力されるＡ／Ｄ変換器を有し、サンプリング周期の異なる複数の測定モジュールを備えたデータ収集装置において、
全体を制御する制御ユニットと、前記各測定モジュールへの測定開始コマンド送信の有無を定めた測定シーケンスの内容を保存するメモリを具備し、
前記制御ユニットは制御部とコマンド制御部を備え、
前記制御部は前記コマンド制御部に測定開始コマンドを出力するタイミングで前記メモリに格納されている前記各測定モジュールへの測定開始コマンド送信の有無を定めた測定シーケンスの内容を確認し、
前記コマンド制御部は前記メモリに格納されている測定シーケンスの内容を測定開始コマンドのタイミングで確認して測定開始コマンドを送信すべき測定モジュールを選択して測定開始コマンドを送信することにより、前記各測定モジュールを任意のサンプリング周期で同時に駆動することを特徴とする。
【００２５】
請求項２の発明は、請求項１記載のデータ収集装置において、
Ａ／Ｄ変換器として積分型を用い、測定モジュール毎に異なる積分時間を設定して測定対象に合わせたノイズ除去特性を選択することを特徴とする。
【００２６】
請求項３の発明は、請求項１記載のデータ収集装置において、
各測定モジュールで用いるＡ／Ｄ変換器は少なくとも測定モジュール内で同一方式であり、比較的低速の測定モジュールでは積分型を用い、中速型の測定モジュールでは逐次比較型を用い、高速測定モジュールではΔ−Σ型を用いることを特徴とする。
【００３２】
これらにより、複数の測定モジュールで構成されされたデータ収集装置において、それぞれの測定モジュールに最適な複数のサンプリング周期による同時データ収集を行うことができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態の一例を示すデータ収集装置のブロック図であり、図１５と共通する部分には同一の符号を付けている。
図１において、制御ユニット１０には、図１５のタイマ１１、制御部１２、メモリ１３、コマンド信号線１４およびモジュールデータ調停部１５に加えて、コマンドメモリ１６およびコマンド制御部１７が接続されている。
【００３４】
コマンドメモリ１６には、測定開始の前に、測定シーケンスの内容が保存される。ここで測定シーケンスとは、測定開始コマンドを送信するタイミングにおいて、どの測定モジュールに測定開始コマンドを送信するのか、すなわち各測定モジュール毎への測定開始コマンド送信の有無を定めたものをいう。例えば最も遅いサンプリング周期の測定モジュール２０のサンプリング周期を１サイクルとして、その間それよりも短いサンプリング周期の測定モジュール３０，４０に対してどのタイミングで測定開始コマンドを送信するのかのシーケンスを制御部１２で計算し、その結果を例えば図２のようなテーブル形式でコマンドメモリ１６へ保存しておく。
【００３５】
コマンド制御部１７は、制御部１２から出力される測定開始コマンドのタイミングでコマンドメモリ１６に格納されている測定シーケンスの内容を確認し、測定開始コマンドを送信すべき測定モジュールを選択して測定開始コマンドを送信する。
【００３６】
図１および図２の例では、測定モジュール２０のサンプリング周期は２秒になっているので、制御ユニット１０は２０回の測定のうち１回目の測定時にのみ測定開始コマンドを送信する。測定モジュール３０のサンプリング周期は１秒になっているので、制御ユニット１０は１回目と１１回目の測定時に測定開始コマンドを送信する。そして、測定モジュール４０のサンプリング周期は０．１秒になっているので、制御ユニット１０は毎回測定時に測定開始コマンドを送信する。
【００３７】
図３は図１および図２の組み合わせにおける動作を示すタイミングチャートである。1回目の測定のための測定開始コマンドＭＣ１は、各測定モジュール２０〜４０に入力される。各測定モジュール２０〜４０のスイッチは、順次1つずつ選択的に駆動される。すなわち、測定モジュール２０ではスイッチＳＷ０１〜ＳＷ１０がサンプリング周期2秒で順次選択的に駆動され、測定モジュール３０ではスイッチＳＷ１１〜ＳＷ２０がサンプリング周期１秒で順次選択的に駆動され、測定モジュール４０ではスイッチＳＷ２１〜ＳＷ３０がサンプリング周期０．１秒で順次選択的に駆動される。
【００３８】
２回目の測定のための測定開始コマンドＭＣ２は１回目の測定が終わった測定モジュール４０のみに入力され、測定モジュール４０のスイッチＳＷ２１〜ＳＷ３０はサンプリング周期０．１秒で順次選択的に駆動される。
【００３９】
３回目の測定のための測定開始コマンドＭＣ３は１回目の測定が終わった測定モジュール３０と２回目の測定が終わった測定モジュール４０に入力され、測定モジュール３０のスイッチＳＷ１１〜ＳＷ２０はサンプリング周期１秒で順次選択的に駆動され、測定モジュール４０のスイッチＳＷ２１〜ＳＷ３０はサンプリング周期０．１秒で順次選択的に駆動される。
【００４０】
４回目の測定のための測定開始コマンドＭＣ４は１回目の測定が終わった測定モジュール２０と２回目の測定が終わった測定モジュール３０と３回目の測定が終わった測定モジュール４０に入力され、測定モジュール２０のスイッチＳＷ０１〜ＳＷ１０はサンプリング周期２秒で順次選択的に駆動され、測定モジュール３０のスイッチＳＷ１１〜ＳＷ２０はサンプリング周期１秒で順次選択的に駆動され、測定モジュール４０のスイッチＳＷ２１〜ＳＷ３０はサンプリング周期０．１秒で順次選択的に駆動される。
【００４１】
図４は制御ユニット１０の動作を説明するフローチャート、図５は測定モジュール２０の動作を説明するフローチャートである。
図４において、制御ユニット１０の制御部１２はコマンドメモリ１６に保存されている測定シーケンスデータに基づき測定シーケンスを設定する（ＳＰ１）。
【００４２】
続いて制御部１２はタイマ１１からの割込みの有無を確認し（ＳＰ２）、割込みがあった場合には測定開始コマンドを発行する（ＳＰ３）。
【００４３】
制御部１２は測定開始コマンドを発行すると、コマンドメモリ１６に保存されている測定シーケンスデータに基づき測定シーケンスを確認する（ＳＰ４）。
【００４４】
コマンド制御部１７は、選択されている測定モジュールに測定開始コマンドを送信する（ＳＰ５）。
【００４５】
モジュールデータ調停部１５は各測定モジュール２０〜４０について測定データの有無を判断する（ＳＰ６）。そして、制御部１２は各測定モジュール２０〜４０の測定データをメモリ１３に格納する（ＳＰ７〜９）。
【００４６】
これらステップＳＰ６〜９の動作を全測定データを受信し終えるまで繰り返して実行し、全測定データを受信し終えたらステップＳＰ２に戻って次の測定動作を実行する（ＳＰ１０）。
【００４７】
一方、図５において、測定モジュール例えば２０は測定開始コマンド待機状態にある（ＳＰ１）。測定開始コマンドを受信すると（ＳＰ２）、測定動作を開始する（ＳＰ３）。まずスイッチＳＷ０１をオンにし（ＳＰ４）、測定チャンネルＣＨ１のアナログ測定信号についてＡ／Ｄ変換を開始する（ＳＰ５）。Ａ／Ｄ変換が完了したら（ＳＰ５）、測定チャンネルＣＨ１の測定データを制御ユニット１０に転送する（ＳＰ７）。
【００４８】
続いて、スイッチＳＷ０２をオンにし（ＳＰ８）、測定チャンネルＣＨ２のアナログ測定信号についてＡ／Ｄ変換を開始する（ＳＰ９）。Ａ／Ｄ変換が完了したら（ＳＰ１０）、測定チャンネルＣＨ２の測定データを制御ユニット１０に転送する（ＳＰ１１）。
【００４９】
以下同様なステップをスイッチＳＷ１０／測定チャンネルＣＨ１０まで繰り返して実行した後、測定開始コマンド待機状態に戻る（ＳＰ１）。
【００５０】
このように構成することにより、同一の装置あるいはシステムに、サンプリング周期の異なる複数の測定モジュールを組み込むことができ、相互にサンプリング周期の影響を受けることなく、各測定モジュールの性能を十分に生かした測定が行える。
【００５１】
具体的には、前述のような電気自動車燃料電池系統の走行特性測定にあたり、各部の温度変化の測定周期を例えば2秒とし、電圧変動の測定周期を例えば０．１秒として測定できる。
【００５２】
さらに、Ａ／Ｄ変換器として積分型を用いる場合には、各測定モジュール毎に異なる積分時間が設定できるので、測定対象に合わせたノイズ除去特性を選択できる。
【００５３】
なお、上記実施例では、スキャナと積分型のＡ／Ｄ変換器を用いる例を説明したが、例えば図６に示すように各測定チャンネルＣＨ１〜ＣＨ８にそれぞれ逐次比較型Ａ／Ｄ変換器５１１〜５１８を設けるようにしてもよい。図６の例では、測定モジュール５０はサンプリング周期が１ｍｓの低速モジュールとし、測定モジュール６０はサンプリング周期が１００μｓの中速モジュールとし、測定モジュール７０はサンプリング周期が１０μｓの高速モジュールとしている。
【００５４】
図７は図６の動作を説明するタイミングチャートである。
図７に示すように、最もサンプリング周期の短い（１０μｓ）測定モジュール７０に合わせ全測定モジュール５０〜７０の測定を行って全測定データを各測定モジュールのメモリ（例えば測定モジュール５０はメモリ５３）に格納する。そして、測定後に、各測定モジュールの制御部（例えば測定モジュール５０は制御部５１）は、設定サンプリング周期に合わせて必要なデータだけを制御ユニット１０に出力する。すなわち、測定モジュール７０については全てのデータを出力し、測定モジュール６０はサンプリング周期が１００μｓであることから１０個のデータから１個だけを出力し、測定モジュール５０はサンプリング周期が１ｍｓであることから１００個のデータから１個だけを出力する。これら測定データの出力にあたっては、単純に１個だけを抽出して出力してもよいし、該当する測定期間内における測定データの単純平均値や最大頻出値を演算してその結果を出力してもよいし、隣接する測定期間の移動平均値を演算して出力してもよい。
【００５５】
図７において、単純に１個だけを抽出して出力する場合には、測定が不要な時間であっても測定が行われるので、特にＡ／Ｄ変換器で電力が無駄に消費されて不要な熱が発生することになる。この問題を回避するためには、各測定モジュール内に個別にサンプリング周期を設定するためのタイマを設け、図８に示すように各測定モジュール毎に必要なサンプリング周期で測定するように駆動すればよい。
【００５６】
図８のタイミングチャートのように各測定モジュール内に個別にサンプリング周期を設定するためのタイマを設けることにより、その測定モジュールの性能に合わせたサンプリング周期での測定が実現できる。
【００５７】
図９は本発明の他の実施形態例を示すブロック図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けてそれらの説明は省略する。図９において、制御ユニット１０のコマンドメモリ１６およびコマンド制御部１７は各測定モジュール２０〜４０間の測定シーケンスを制御する。
【００５８】
一方、各測定モジュール２０〜４０には、どの測定チャンネルについて測定を実行するのかを制御する機能が組み込まれている。具体的には、測定開始に先立って、制御ユニット１０から例えば測定モジュール２０のメモリ２５に、スイッチＳＷ０１〜ＳＷ１０の測定シーケンスの内容が保存される。測定開始後において、制御部２１およびスイッチ選択部２２は、測定開始コマンドを受信したタイミングで、メモリ２５に保存されている測定シーケンスの内容を照合しながら、指定されている測定チャンネルについて測定を実行するように対応するスイッチを選択的に駆動する。同様に、図示しない測定モジュール３０のメモリにはスイッチＳＷ１１〜ＳＷ２０の測定シーケンスの内容が保存され、測定モジュール４０のメモリにはスイッチＳＷ２１〜ＳＷ３０の測定シーケンスの内容が保存される。
【００５９】
これにより、サンプリング周期の異なる複数の測定モジュールが混在する場合であっても、各測定モジュールをそれぞれの能力を十分に発揮できる最適なサンプリング周期で同時に駆動でき、測定対象に応じて異なるサンプリング周期での同時測定が実現できる。
【００６０】
図１０も本発明の他の実施形態例を示すブロック図であり、図１５と共通する部分には同一の符号を付けてそれらの説明は省略する。図１０において、各測定モジュール２０〜４０には、各測定モジュール内で独自のサンプリング周期で測定するための時間を決めるタイマが設けられている。図１０では、測定モジュール２０におけるタイマ２５を例示している。これらタイマは、各測定モジュールに共通の測定開始コマンドに基づき、所定周期のサンプリングタイミング信号を出力する制御手段であるタイミング回路として機能する。
【００６１】
これら各測定モジュール２０〜４０に設けられているタイマの出力信号の周期は、図１１に示すように分周すると装置全体のサンプリング周期（測定モジュール内で最も遅いサンプリング周期）と一致するように設定されている。測定モジュール２０のタイマはサンプリング周期が２秒の信号を出力し、測定モジュール３０のタイマはサンプリング周期が１秒の信号を出力し、測定モジュール４０のタイマはサンプリング周期が０．１秒の信号を出力する。
【００６２】
装置全体としては、図１２に示すように、測定開始コマンドＭＣを受信してから各タイマは信号出力を開始し、所定分周分のクロックパルスを出力する。所定数のクロックパルスを出力した後は次の測定開始コマンドを受信するまで待機状態になり、未出力状態になる。各測定モジュール２０〜４０は、測定開始コマンドＭＣを受信する毎にクロックパルス出力を繰り返す。
【００６３】
図１３は図１０の制御ユニット１０の動作を説明するフローチャート、図１４は図１０の測定モジュール２０の動作を説明するフローチャートである。
図１３において、制御ユニット１０の制御部１２はタイマ１１からの割り込みの有無を確認し（ＳＰ１）、割り込みがあった場合には測定開始コマンドを発行する（ＳＰ２）。これにより、各測定モジュール２０〜４０に測定開始コマンドＭＣが送信される（ＳＰ３）。
【００６４】
制御部１２は各測定モジュール２０〜４０について測定データの有無を判断する（ＳＰ４）。そして、制御部１２は各測定モジュール２０〜４０の測定データをメモリ１３に格納する（ＳＰ５〜７）。
【００６５】
これらステップＳＰ４〜７の動作を全測定データを受信し終えるまで繰り返して実行し、全測定データを受信し終えたらステップＳＰ１に戻って次の測定動作を実行する（ＳＰ８）。
【００６６】
一方、図１４において、測定モジュール例えば２０のタイマ２６は測定開始コマンド待機状態にある（ＳＰ１）。測定開始コマンドを受信すると（ＳＰ２）、タイマ２６はスタートする（ＳＰ３）。そして、測定モジュール２０の制御部２１はタイマ２６からの割り込みの有無を確認し（ＳＰ４）、割り込みがあった場合には測定動作をスタートさせて（ＳＰ５）、まずスイッチＳＷ０１をオンにする（ＳＰ６）。これにより、測定チャンネルＣＨ１のアナログ測定信号についてＡ／Ｄ変換を開始し（ＳＰ７）、Ａ／Ｄ変換が完了したら（ＳＰ８）、測定チャンネルＣＨ１の測定データを制御ユニット１０に転送する（ＳＰ９）。
【００６７】
続いて、スイッチＳＷ０２をオンにし（ＳＰ１０）、測定チャンネルＣＨ２のアナログ測定信号についてＡ／Ｄ変換を開始する（ＳＰ１１）。Ａ／Ｄ変換が完了したら（ＳＰ１２）、測定チャンネルＣＨ２の測定データを制御ユニット１０に転送する（ＳＰ１３）。
【００６８】
以下同様なステップを、スイッチＳＷ１０／測定チャンネルＣＨ１０まで繰り返して実行する。なお、次に送信されてくる測定開始コマンドまでの間に測定モジュール独自で測定を繰り返す回数ｎが前もって設定されている場合には、スイッチＳＷ１０／測定チャンネルＣＨ１０の測定が完了した時点でその回数Ｎを確認する（ＳＰ１４）。所定回数Ｎ回に達するまではＳＰ４以降の処理を繰り返して実行し、所定回数Ｎ回に達することにより測定開始コマンド待機状態に戻る（ＳＰ１）。
【００６９】
このように構成することにより、図１と同様に、同一の装置あるいはシステムに、サンプリング周期の異なる複数の測定モジュールを組み込むことができ、相互にサンプリング周期の影響を受けることなく、各測定モジュールの性能を十分に生かした測定が行える。
【００７０】
これにより、例えば前述のような電気自動車燃料電池系統の走行特性測定にあたっては、各部の温度変化の測定周期を例えば2秒とし、電圧変動の測定周期を例えば０．１秒として測定できる。
【００７１】
さらに、Ａ／Ｄ変換器として積分型を用いる場合には、各測定モジュール毎に異なる積分時間が設定できるので、測定対象に合わせたノイズ除去特性を選択できる。
【００７２】
なお、図１０ではスキャナと積分型のＡ／Ｄ変換器を用いる例を説明したが、図６のような逐次比較型Ａ／Ｄ変換器を設けるものでもよい。
【００７３】
また、各測定モジュールで用いるＡ／Ｄ変換器は、少なくとも測定モジュール内で同一方式であればよく、比較的低速の測定モジュールでは積分型を用い、中速型の測定モジュールでは逐次比較型を用い、高速測定モジュールではΔ−Σ型を用いたものを組み合わせてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の測定モジュールで構成されたデータ収集装置において、それぞれの測定モジュールに最適な複数のサンプリング周期による同時データ収集を行うことができ、電気自動車に用いる燃料電池系統の走行特性測定をはじめとする各種のデータ収集装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明における測定開始コマンド送信シーケンス説明図である。
【図３】図１の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】図１の制御ユニット１０の動作を説明するフローチャートである。
【図５】図１の測定モジュール２０の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態の他の示すブロック図である。
【図７】図６の動作を説明するタイミングチャートである。
【図８】図６の動作を説明するタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施の形態の他の示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態の他の示すブロック図である。
【図１１】図１０の動作を説明するタイミングチャートである。
【図１２】図１０の動作を説明するタイミングチャートである。
【図１３】図１０の制御ユニット１０の動作を説明するフローチャートである。
【図１４】図１０の測定モジュール２０の動作を説明するフローチャートである。
【図１５】従来のデータ収集装置の一例を示すブロック図である。
【図１６】図１５の動作を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０ 制御ユニット
１１ タイマ
１２ 制御部
１３，５３ メモリ
１４ コマンド信号線
１５ モジュールデータ調停部
１６ コマンドメモリ
１７ コマンド制御部
２０〜４０，５０〜７０ 測定モジュール
２１，５２ 制御部
２２ スイッチ選択部
２３ スキャナ
２４，５１ Ａ／Ｄ変換器
２５ メモリ
２６ タイマ
【発明の属する技術分野】
本発明はデータ収集装置に関するものであり、詳しくは、複数測定点の測定データを、それぞれの測定対象に応じて異なる測定周期で並行測定できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電気自動車に用いる燃料電池系統の走行特性測定にあたり、発進時や加速時や減速時などにおける燃料電池の温度変化や燃料電池の出力端子発生電圧の変動さらには自動車の電気系統各部に供給される電圧変動などを同時に並行して測定することが考えられる。この場合、温度変化は比較的緩やかであることから測定周期は例えば2秒程度でもよいが、電圧変動は負荷の時定数の大小による影響を受けるものの温度変化に比べれば相当早いので例えば０．１秒の測定周期が必要になる。
【０００３】
そこで、このような多点測定用のデータ収集装置として、例えば図１５のような構成の装置が実用化されている。図１５において、大きなブロックとしてとらえると、装置全体を制御する制御ユニット１０と、それぞれにスキャナを介してアナログ入力信号が入力されるＡ／Ｄ変換器を有する３つの測定モジュール２０〜４０とで構成されている。
【０００４】
これら測定モジュール２０〜４０はサンプリング周期が低速・中速・高速と異なるものであり、例えば測定モジュール２０は測定チャンネルＣＨ１〜ＣＨ１０をサンプリング周期２秒で順次測定するように駆動制御され、測定モジュール３０は測定チャンネルＣＨ１１〜ＣＨ２０をサンプリング周期１秒で順次測定するように駆動制御され、測定モジュール４０は測定チャンネルＣＨ２１〜ＣＨ３０をサンプリング周期０．１秒で順次測定するように駆動制御される。
【０００５】
制御ユニット１０において、タイマ１１は装置全体の時間関係を管理する。ここでは特に測定インターバル（サンプリング周期）を決めて、制御部１２へ割り込みをかける。
【０００６】
制御部１２は、装置全体を制御する。測定に関しては、タイマ１１からの割り込みに従って各測定モジュール２０〜４０に対してコマンド信号線１４を介して測定開始コマンドを送信し、測定が終了した時点でモジュールデータ調停部１５を介して各測定モジュール２０〜４０より測定データを収集し、メモリ１３に保存する。
【０００７】
コマンド信号線１４は、機能としてはコマンド送信時に調停して送信するだけでなく、コマンドを同時に各測定モジュール２０〜４０へ送信する機能も持つ。
【０００８】
モジュールデータ調停部１５は、制御部１２と各測定モジュール２０〜４０との間におけるデータ受信の調停を行う。具体的には、バスライン接続方式やシリアル通信を利用し、各測定モジュール２０〜４０から送信されてくる測定データのタイミングを調停して制御部１２へ送る。
【０００９】
測定モジュール例えば２０において、制御部２１は測定モジュール２０全体を制御する。すなわち制御部２１は、制御部１２から送信された測定開始コマンドを受信すると、スイッチ選択部２２にスキャナ２３を構成するスイッチＳＷ０１〜ＳＷ１０を順次選択駆動するための信号を送る。
【００１０】
スイッチ選択部２２は、スキャナ２３を構成するスイッチＳＷ０１〜ＳＷ１０を順次選択駆動することにより、各測定チャンネルＣＨ１〜ＣＨ１０のアナログ信号を順次選択的にＡ／Ｄ変換器２４に入力する。ここで、Ａ／Ｄ変換器２４としては例えば積分型を用いる。
【００１１】
Ａ／Ｄ変換器２４は、スキャナ２３を介して入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、測定データとして制御部２１に出力する。
【００１２】
図１５の動作を図１６のタイミングチャートを用いて説明する。
（１）制御部１２は、タイマ１１からの割り込みに従って各測定モジュール２０〜４０に対してコマンド信号線１４を介して同時に測定開始コマンドを送信する。
【００１３】
（２）測定開始コマンドを受信した各測定モジュール２０〜４０の制御部は、測定動作を開始し、それぞれのスイッチ選択部に、それぞれのスキャナを構成するスイッチＳＷ０１〜ＳＷ１０，ＳＷ１１〜ＳＷ２０，ＳＷ２１〜ＳＷ３０の先頭ＳＷ０１，ＳＷ１１，ＳＷ２１を選択駆動するための信号を送る。
【００１４】
（３）各測定モジュール２０〜４０のＡ／Ｄ変換器は、各スキャナの先頭のスイッチＳＷ０１，ＳＷ１１，ＳＷ２１が選択駆動されることにより、測定チャンネルＣＨ１，ＣＨ１１，ＣＨ２１のアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換結果を測定データとして各測定モジュール２０〜４０の制御部に出力する。
【００１５】
（４）各測定モジュール２０〜４０の制御部は、測定データを制御ユニット１０に転送する。
【００１６】
（５）制御ユニット１０のモジュールデータ調停部１５は、各測定モジュール２０〜４０から送られてくる測定データを調停して受信し、制御部１２へ転送する。
【００１７】
（６）制御部１２は測定データをメモリ１３へ保存する。
【００１８】
（７）測定チャンネルＣＨ１，ＣＨ１１，ＣＨ２１の測定が終わると、各測定モジュール２０〜４０のスイッチ選択部２２はそれぞれ2番目のスイッチＳＷ０２，ＳＷ１２，ＳＷ２２を選択駆動して測定チャンネルＣＨ２，ＣＨ１２，ＣＨ２２の測定を行う。
【００１９】
（８）以下、同様な処理をＣＨ１０，ＣＨ２０，ＣＨ３０まで実行し、初回の測定開始コマンドに基づく一連の測定は終了する。
【００２０】
（９）その後は、設定されたサンプリング周期でタイマ１１から割り込みが入って測定開始コマンドが送信されることにより、その周期で（１）から（８）までの測定を同様に繰り返す。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の構成によれば、制御ユニット１０から各測定モジュール２０〜４０へほぼ同時に測定開始コマンドを送信することにより、各測定モジュール２０〜４０が同じサンプリング周期内で測定データを収集するように駆動している。
【００２２】
この結果、装置全体のサンプリング周期は３つの測定モジュール２０〜４０の中で最も遅い測定モジュール２０のサンプリング周期（2秒）になってしまい、
（１）サンプリング周期が１秒の測定モジュール３０や０．１秒の測定モジュール４０が組み込まれているにも拘わらず2秒の測定しか行えず、それらの能力を十分に発揮させることができない。
（２）複数周期の測定モジュールが組み込まれているにも拘わらず、装置全体として１つのサンプリング周期の測定しかできない。
という問題がある。
【００２３】
本発明は、これらの問題点を解決するものであり、複数の測定モジュールで構成されるデータ収集装置において、同時に複数のサンプリング周期によるデータ収集が行えるデータ収集装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する請求項１の発明は、
スキャナを介してアナログ入力信号が入力されるＡ／Ｄ変換器を有し、サンプリング周期の異なる複数の測定モジュールを備えたデータ収集装置において、
全体を制御する制御ユニットと、前記各測定モジュールへの測定開始コマンド送信の有無を定めた測定シーケンスの内容を保存するメモリを具備し、
前記制御ユニットは制御部とコマンド制御部を備え、
前記制御部は前記コマンド制御部に測定開始コマンドを出力するタイミングで前記メモリに格納されている前記各測定モジュールへの測定開始コマンド送信の有無を定めた測定シーケンスの内容を確認し、
前記コマンド制御部は前記メモリに格納されている測定シーケンスの内容を測定開始コマンドのタイミングで確認して測定開始コマンドを送信すべき測定モジュールを選択して測定開始コマンドを送信することにより、前記各測定モジュールを任意のサンプリング周期で同時に駆動することを特徴とする。
【００２５】
請求項２の発明は、請求項１記載のデータ収集装置において、
Ａ／Ｄ変換器として積分型を用い、測定モジュール毎に異なる積分時間を設定して測定対象に合わせたノイズ除去特性を選択することを特徴とする。
【００２６】
請求項３の発明は、請求項１記載のデータ収集装置において、
各測定モジュールで用いるＡ／Ｄ変換器は少なくとも測定モジュール内で同一方式であり、比較的低速の測定モジュールでは積分型を用い、中速型の測定モジュールでは逐次比較型を用い、高速測定モジュールではΔ−Σ型を用いることを特徴とする。
【００３２】
これらにより、複数の測定モジュールで構成されされたデータ収集装置において、それぞれの測定モジュールに最適な複数のサンプリング周期による同時データ収集を行うことができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態の一例を示すデータ収集装置のブロック図であり、図１５と共通する部分には同一の符号を付けている。
図１において、制御ユニット１０には、図１５のタイマ１１、制御部１２、メモリ１３、コマンド信号線１４およびモジュールデータ調停部１５に加えて、コマンドメモリ１６およびコマンド制御部１７が接続されている。
【００３４】
コマンドメモリ１６には、測定開始の前に、測定シーケンスの内容が保存される。ここで測定シーケンスとは、測定開始コマンドを送信するタイミングにおいて、どの測定モジュールに測定開始コマンドを送信するのか、すなわち各測定モジュール毎への測定開始コマンド送信の有無を定めたものをいう。例えば最も遅いサンプリング周期の測定モジュール２０のサンプリング周期を１サイクルとして、その間それよりも短いサンプリング周期の測定モジュール３０，４０に対してどのタイミングで測定開始コマンドを送信するのかのシーケンスを制御部１２で計算し、その結果を例えば図２のようなテーブル形式でコマンドメモリ１６へ保存しておく。
【００３５】
コマンド制御部１７は、制御部１２から出力される測定開始コマンドのタイミングでコマンドメモリ１６に格納されている測定シーケンスの内容を確認し、測定開始コマンドを送信すべき測定モジュールを選択して測定開始コマンドを送信する。
【００３６】
図１および図２の例では、測定モジュール２０のサンプリング周期は２秒になっているので、制御ユニット１０は２０回の測定のうち１回目の測定時にのみ測定開始コマンドを送信する。測定モジュール３０のサンプリング周期は１秒になっているので、制御ユニット１０は１回目と１１回目の測定時に測定開始コマンドを送信する。そして、測定モジュール４０のサンプリング周期は０．１秒になっているので、制御ユニット１０は毎回測定時に測定開始コマンドを送信する。
【００３７】
図３は図１および図２の組み合わせにおける動作を示すタイミングチャートである。1回目の測定のための測定開始コマンドＭＣ１は、各測定モジュール２０〜４０に入力される。各測定モジュール２０〜４０のスイッチは、順次1つずつ選択的に駆動される。すなわち、測定モジュール２０ではスイッチＳＷ０１〜ＳＷ１０がサンプリング周期2秒で順次選択的に駆動され、測定モジュール３０ではスイッチＳＷ１１〜ＳＷ２０がサンプリング周期１秒で順次選択的に駆動され、測定モジュール４０ではスイッチＳＷ２１〜ＳＷ３０がサンプリング周期０．１秒で順次選択的に駆動される。
【００３８】
２回目の測定のための測定開始コマンドＭＣ２は１回目の測定が終わった測定モジュール４０のみに入力され、測定モジュール４０のスイッチＳＷ２１〜ＳＷ３０はサンプリング周期０．１秒で順次選択的に駆動される。
【００３９】
３回目の測定のための測定開始コマンドＭＣ３は１回目の測定が終わった測定モジュール３０と２回目の測定が終わった測定モジュール４０に入力され、測定モジュール３０のスイッチＳＷ１１〜ＳＷ２０はサンプリング周期１秒で順次選択的に駆動され、測定モジュール４０のスイッチＳＷ２１〜ＳＷ３０はサンプリング周期０．１秒で順次選択的に駆動される。
【００４０】
４回目の測定のための測定開始コマンドＭＣ４は１回目の測定が終わった測定モジュール２０と２回目の測定が終わった測定モジュール３０と３回目の測定が終わった測定モジュール４０に入力され、測定モジュール２０のスイッチＳＷ０１〜ＳＷ１０はサンプリング周期２秒で順次選択的に駆動され、測定モジュール３０のスイッチＳＷ１１〜ＳＷ２０はサンプリング周期１秒で順次選択的に駆動され、測定モジュール４０のスイッチＳＷ２１〜ＳＷ３０はサンプリング周期０．１秒で順次選択的に駆動される。
【００４１】
図４は制御ユニット１０の動作を説明するフローチャート、図５は測定モジュール２０の動作を説明するフローチャートである。
図４において、制御ユニット１０の制御部１２はコマンドメモリ１６に保存されている測定シーケンスデータに基づき測定シーケンスを設定する（ＳＰ１）。
【００４２】
続いて制御部１２はタイマ１１からの割込みの有無を確認し（ＳＰ２）、割込みがあった場合には測定開始コマンドを発行する（ＳＰ３）。
【００４３】
制御部１２は測定開始コマンドを発行すると、コマンドメモリ１６に保存されている測定シーケンスデータに基づき測定シーケンスを確認する（ＳＰ４）。
【００４４】
コマンド制御部１７は、選択されている測定モジュールに測定開始コマンドを送信する（ＳＰ５）。
【００４５】
モジュールデータ調停部１５は各測定モジュール２０〜４０について測定データの有無を判断する（ＳＰ６）。そして、制御部１２は各測定モジュール２０〜４０の測定データをメモリ１３に格納する（ＳＰ７〜９）。
【００４６】
これらステップＳＰ６〜９の動作を全測定データを受信し終えるまで繰り返して実行し、全測定データを受信し終えたらステップＳＰ２に戻って次の測定動作を実行する（ＳＰ１０）。
【００４７】
一方、図５において、測定モジュール例えば２０は測定開始コマンド待機状態にある（ＳＰ１）。測定開始コマンドを受信すると（ＳＰ２）、測定動作を開始する（ＳＰ３）。まずスイッチＳＷ０１をオンにし（ＳＰ４）、測定チャンネルＣＨ１のアナログ測定信号についてＡ／Ｄ変換を開始する（ＳＰ５）。Ａ／Ｄ変換が完了したら（ＳＰ５）、測定チャンネルＣＨ１の測定データを制御ユニット１０に転送する（ＳＰ７）。
【００４８】
続いて、スイッチＳＷ０２をオンにし（ＳＰ８）、測定チャンネルＣＨ２のアナログ測定信号についてＡ／Ｄ変換を開始する（ＳＰ９）。Ａ／Ｄ変換が完了したら（ＳＰ１０）、測定チャンネルＣＨ２の測定データを制御ユニット１０に転送する（ＳＰ１１）。
【００４９】
以下同様なステップをスイッチＳＷ１０／測定チャンネルＣＨ１０まで繰り返して実行した後、測定開始コマンド待機状態に戻る（ＳＰ１）。
【００５０】
このように構成することにより、同一の装置あるいはシステムに、サンプリング周期の異なる複数の測定モジュールを組み込むことができ、相互にサンプリング周期の影響を受けることなく、各測定モジュールの性能を十分に生かした測定が行える。
【００５１】
具体的には、前述のような電気自動車燃料電池系統の走行特性測定にあたり、各部の温度変化の測定周期を例えば2秒とし、電圧変動の測定周期を例えば０．１秒として測定できる。
【００５２】
さらに、Ａ／Ｄ変換器として積分型を用いる場合には、各測定モジュール毎に異なる積分時間が設定できるので、測定対象に合わせたノイズ除去特性を選択できる。
【００５３】
なお、上記実施例では、スキャナと積分型のＡ／Ｄ変換器を用いる例を説明したが、例えば図６に示すように各測定チャンネルＣＨ１〜ＣＨ８にそれぞれ逐次比較型Ａ／Ｄ変換器５１１〜５１８を設けるようにしてもよい。図６の例では、測定モジュール５０はサンプリング周期が１ｍｓの低速モジュールとし、測定モジュール６０はサンプリング周期が１００μｓの中速モジュールとし、測定モジュール７０はサンプリング周期が１０μｓの高速モジュールとしている。
【００５４】
図７は図６の動作を説明するタイミングチャートである。
図７に示すように、最もサンプリング周期の短い（１０μｓ）測定モジュール７０に合わせ全測定モジュール５０〜７０の測定を行って全測定データを各測定モジュールのメモリ（例えば測定モジュール５０はメモリ５３）に格納する。そして、測定後に、各測定モジュールの制御部（例えば測定モジュール５０は制御部５１）は、設定サンプリング周期に合わせて必要なデータだけを制御ユニット１０に出力する。すなわち、測定モジュール７０については全てのデータを出力し、測定モジュール６０はサンプリング周期が１００μｓであることから１０個のデータから１個だけを出力し、測定モジュール５０はサンプリング周期が１ｍｓであることから１００個のデータから１個だけを出力する。これら測定データの出力にあたっては、単純に１個だけを抽出して出力してもよいし、該当する測定期間内における測定データの単純平均値や最大頻出値を演算してその結果を出力してもよいし、隣接する測定期間の移動平均値を演算して出力してもよい。
【００５５】
図７において、単純に１個だけを抽出して出力する場合には、測定が不要な時間であっても測定が行われるので、特にＡ／Ｄ変換器で電力が無駄に消費されて不要な熱が発生することになる。この問題を回避するためには、各測定モジュール内に個別にサンプリング周期を設定するためのタイマを設け、図８に示すように各測定モジュール毎に必要なサンプリング周期で測定するように駆動すればよい。
【００５６】
図８のタイミングチャートのように各測定モジュール内に個別にサンプリング周期を設定するためのタイマを設けることにより、その測定モジュールの性能に合わせたサンプリング周期での測定が実現できる。
【００５７】
図９は本発明の他の実施形態例を示すブロック図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けてそれらの説明は省略する。図９において、制御ユニット１０のコマンドメモリ１６およびコマンド制御部１７は各測定モジュール２０〜４０間の測定シーケンスを制御する。
【００５８】
一方、各測定モジュール２０〜４０には、どの測定チャンネルについて測定を実行するのかを制御する機能が組み込まれている。具体的には、測定開始に先立って、制御ユニット１０から例えば測定モジュール２０のメモリ２５に、スイッチＳＷ０１〜ＳＷ１０の測定シーケンスの内容が保存される。測定開始後において、制御部２１およびスイッチ選択部２２は、測定開始コマンドを受信したタイミングで、メモリ２５に保存されている測定シーケンスの内容を照合しながら、指定されている測定チャンネルについて測定を実行するように対応するスイッチを選択的に駆動する。同様に、図示しない測定モジュール３０のメモリにはスイッチＳＷ１１〜ＳＷ２０の測定シーケンスの内容が保存され、測定モジュール４０のメモリにはスイッチＳＷ２１〜ＳＷ３０の測定シーケンスの内容が保存される。
【００５９】
これにより、サンプリング周期の異なる複数の測定モジュールが混在する場合であっても、各測定モジュールをそれぞれの能力を十分に発揮できる最適なサンプリング周期で同時に駆動でき、測定対象に応じて異なるサンプリング周期での同時測定が実現できる。
【００６０】
図１０も本発明の他の実施形態例を示すブロック図であり、図１５と共通する部分には同一の符号を付けてそれらの説明は省略する。図１０において、各測定モジュール２０〜４０には、各測定モジュール内で独自のサンプリング周期で測定するための時間を決めるタイマが設けられている。図１０では、測定モジュール２０におけるタイマ２５を例示している。これらタイマは、各測定モジュールに共通の測定開始コマンドに基づき、所定周期のサンプリングタイミング信号を出力する制御手段であるタイミング回路として機能する。
【００６１】
これら各測定モジュール２０〜４０に設けられているタイマの出力信号の周期は、図１１に示すように分周すると装置全体のサンプリング周期（測定モジュール内で最も遅いサンプリング周期）と一致するように設定されている。測定モジュール２０のタイマはサンプリング周期が２秒の信号を出力し、測定モジュール３０のタイマはサンプリング周期が１秒の信号を出力し、測定モジュール４０のタイマはサンプリング周期が０．１秒の信号を出力する。
【００６２】
装置全体としては、図１２に示すように、測定開始コマンドＭＣを受信してから各タイマは信号出力を開始し、所定分周分のクロックパルスを出力する。所定数のクロックパルスを出力した後は次の測定開始コマンドを受信するまで待機状態になり、未出力状態になる。各測定モジュール２０〜４０は、測定開始コマンドＭＣを受信する毎にクロックパルス出力を繰り返す。
【００６３】
図１３は図１０の制御ユニット１０の動作を説明するフローチャート、図１４は図１０の測定モジュール２０の動作を説明するフローチャートである。
図１３において、制御ユニット１０の制御部１２はタイマ１１からの割り込みの有無を確認し（ＳＰ１）、割り込みがあった場合には測定開始コマンドを発行する（ＳＰ２）。これにより、各測定モジュール２０〜４０に測定開始コマンドＭＣが送信される（ＳＰ３）。
【００６４】
制御部１２は各測定モジュール２０〜４０について測定データの有無を判断する（ＳＰ４）。そして、制御部１２は各測定モジュール２０〜４０の測定データをメモリ１３に格納する（ＳＰ５〜７）。
【００６５】
これらステップＳＰ４〜７の動作を全測定データを受信し終えるまで繰り返して実行し、全測定データを受信し終えたらステップＳＰ１に戻って次の測定動作を実行する（ＳＰ８）。
【００６６】
一方、図１４において、測定モジュール例えば２０のタイマ２６は測定開始コマンド待機状態にある（ＳＰ１）。測定開始コマンドを受信すると（ＳＰ２）、タイマ２６はスタートする（ＳＰ３）。そして、測定モジュール２０の制御部２１はタイマ２６からの割り込みの有無を確認し（ＳＰ４）、割り込みがあった場合には測定動作をスタートさせて（ＳＰ５）、まずスイッチＳＷ０１をオンにする（ＳＰ６）。これにより、測定チャンネルＣＨ１のアナログ測定信号についてＡ／Ｄ変換を開始し（ＳＰ７）、Ａ／Ｄ変換が完了したら（ＳＰ８）、測定チャンネルＣＨ１の測定データを制御ユニット１０に転送する（ＳＰ９）。
【００６７】
続いて、スイッチＳＷ０２をオンにし（ＳＰ１０）、測定チャンネルＣＨ２のアナログ測定信号についてＡ／Ｄ変換を開始する（ＳＰ１１）。Ａ／Ｄ変換が完了したら（ＳＰ１２）、測定チャンネルＣＨ２の測定データを制御ユニット１０に転送する（ＳＰ１３）。
【００６８】
以下同様なステップを、スイッチＳＷ１０／測定チャンネルＣＨ１０まで繰り返して実行する。なお、次に送信されてくる測定開始コマンドまでの間に測定モジュール独自で測定を繰り返す回数ｎが前もって設定されている場合には、スイッチＳＷ１０／測定チャンネルＣＨ１０の測定が完了した時点でその回数Ｎを確認する（ＳＰ１４）。所定回数Ｎ回に達するまではＳＰ４以降の処理を繰り返して実行し、所定回数Ｎ回に達することにより測定開始コマンド待機状態に戻る（ＳＰ１）。
【００６９】
このように構成することにより、図１と同様に、同一の装置あるいはシステムに、サンプリング周期の異なる複数の測定モジュールを組み込むことができ、相互にサンプリング周期の影響を受けることなく、各測定モジュールの性能を十分に生かした測定が行える。
【００７０】
これにより、例えば前述のような電気自動車燃料電池系統の走行特性測定にあたっては、各部の温度変化の測定周期を例えば2秒とし、電圧変動の測定周期を例えば０．１秒として測定できる。
【００７１】
さらに、Ａ／Ｄ変換器として積分型を用いる場合には、各測定モジュール毎に異なる積分時間が設定できるので、測定対象に合わせたノイズ除去特性を選択できる。
【００７２】
なお、図１０ではスキャナと積分型のＡ／Ｄ変換器を用いる例を説明したが、図６のような逐次比較型Ａ／Ｄ変換器を設けるものでもよい。
【００７３】
また、各測定モジュールで用いるＡ／Ｄ変換器は、少なくとも測定モジュール内で同一方式であればよく、比較的低速の測定モジュールでは積分型を用い、中速型の測定モジュールでは逐次比較型を用い、高速測定モジュールではΔ−Σ型を用いたものを組み合わせてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の測定モジュールで構成されたデータ収集装置において、それぞれの測定モジュールに最適な複数のサンプリング周期による同時データ収集を行うことができ、電気自動車に用いる燃料電池系統の走行特性測定をはじめとする各種のデータ収集装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明における測定開始コマンド送信シーケンス説明図である。
【図３】図１の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】図１の制御ユニット１０の動作を説明するフローチャートである。
【図５】図１の測定モジュール２０の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態の他の示すブロック図である。
【図７】図６の動作を説明するタイミングチャートである。
【図８】図６の動作を説明するタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施の形態の他の示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態の他の示すブロック図である。
【図１１】図１０の動作を説明するタイミングチャートである。
【図１２】図１０の動作を説明するタイミングチャートである。
【図１３】図１０の制御ユニット１０の動作を説明するフローチャートである。
【図１４】図１０の測定モジュール２０の動作を説明するフローチャートである。
【図１５】従来のデータ収集装置の一例を示すブロック図である。
【図１６】図１５の動作を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０ 制御ユニット
１１ タイマ
１２ 制御部
１３，５３ メモリ
１４ コマンド信号線
１５ モジュールデータ調停部
１６ コマンドメモリ
１７ コマンド制御部
２０〜４０，５０〜７０ 測定モジュール
２１，５２ 制御部
２２ スイッチ選択部
２３ スキャナ
２４，５１ Ａ／Ｄ変換器
２５ メモリ
２６ タイマ
Claims (3)
- スキャナを介してアナログ入力信号が入力されるＡ／Ｄ変換器を有し、サンプリング周期の異なる複数の測定モジュールを備えたデータ収集装置において、
全体を制御する制御ユニットと、前記各測定モジュールへの測定開始コマンド送信の有無を定めた測定シーケンスの内容を保存するメモリを具備し、
前記制御ユニットは制御部とコマンド制御部を備え、
前記制御部は前記コマンド制御部に測定開始コマンドを出力するタイミングで前記メモリに格納されている前記各測定モジュールへの測定開始コマンド送信の有無を定めた測定シーケンスの内容を確認し、
前記コマンド制御部は前記メモリに格納されている測定シーケンスの内容を測定開始コマンドのタイミングで確認して測定開始コマンドを送信すべき測定モジュールを選択して測定開始コマンドを送信することにより、前記各測定モジュールを任意のサンプリング周期で同時に駆動することを特徴とするデータ収集装置。 - Ａ／Ｄ変換器として積分型を用い、測定モジュール毎に異なる積分時間を設定して測定対象に合わせたノイズ除去特性を選択することを特徴とする請求項１記載のデータ収集装置。
- 各測定モジュールで用いるＡ／Ｄ変換器は少なくとも測定モジュール内で同一方式であり、比較的低速の測定モジュールでは積分型を用い、中速型の測定モジュールでは逐次比較型を用い、高速測定モジュールではΔ−Σ型を用いることを特徴とする請求項１記載のデータ収集装置。
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