JP4657229B2 - シミュレーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの制御を行うエンジン制御装置から出力され、エンジンのクランク角度によって規定される信号であるエンジン制御信号に基づいて、エンジンのシミュレーション演算を行うシミュレーション装置に関する。

近年、様々な分野において製品等の開発に要する期間やコストを削減するとともに製品等の安全性を事前検証し、或いは実際のプラントに対する運転の模擬訓練を行なうことを目的として、実際の装置やプラントにおけるメカニズムや電気的信号等の果たす役割を数式化したモデルをコンピュータに演算させて、その結果に基づいて製品等の特性を確認し、起こり得る問題を事前に解決、或いは訓練するシミュレーション装置が利用されている。

このようなシミュレーション装置として、特許文献１には、仮想的に車両用エンジン制御装置を実車両に装着した環境を作り出し、動作確認および性能評価を行うための装置であって、予め設定されるプログラムに従って、仮想的な車両に相当する車両モデルとして動作し、クランク角度およびエンジンの各行程にそれぞれ対応する模擬信号を生成し、模擬信号を車両用エンジン制御装置に与えて動作の確認および性能評価を行うモデル用コンピュータ装置と、モデル用コンピュータ装置と協調して動作し、モデル用コンピュータ装置の車両モデルに必要な信号を発生する信号発生装置とを備えたシミュレーション装置が提案されている。

当該シミュレーション装置では、エンジンのシミュレーション演算処理を行うシミュレーション演算手段としてのモデル演算部からエンジン制御装置に擬似クランクパルス信号が出力され、これに対応してエンジン制御装置から出力される燃料噴射パルス等のエンジン制御信号が計測データ生成手段としての信号計測部で計測され、当該制御信号に対応する計測データがメモリに記憶された後に表示部に出力されるように構成されており、オペレータがモニタに表示された計測データを目視等することによりエンジン制御装置が正常動作しているか否かを判断するように構成されている。
特開平１１−３２６１３５号公報

しかし、上述した特許文献１に記載されたシミュレーション装置の信号計測部では、エンジンの角度周期、つまり、７２０°ＣＡのクランク周期を計測周期としてその周期内にエンジン制御装置から入力される制御信号を検出して当該エンジン制御信号に対する計測データを生成し、クランク周期分の計測データを１度の送信タイミングで送信するように構成されていたために、計測データの数が増加したときに信号計測部での信号処理時間が嵩み、前記送信周期内に全ての計測データを表示部へ送信することができなくなり、正規のタイミングで表示部の表示が更新できなくなるという問題があった。

例えば、図８に示すように、エンジン制御装置から入力されるエンジン制御信号が二回のプレ噴射信号と一回のメイン噴射信号と一回のポスト噴射信号で構成される一連の噴射信号である場合に、信号計測部では一の気筒に対してクランク角６００°ＣＡから次の６００°ＣＡまでの７２０°ＣＡを６０°ＣＡ毎のサンプリング周期でサンプリングした各噴射信号に対して立上りタイミング、立下りタイミング、パルス幅等をクランク角で規定した計測データを生成し、クランク角の一周期に亘る計測データを６００°ＣＡという所定の送信インタバルで送信するように構成されていた。

そのため、気筒数や噴射信号の数が増して計測データ数が増加すると、送信されてきた計測データを受信して表示部に表示データを送信するモデル演算部の処理が長くなり、クランク角の一周期に亘る計測データの全てを一度の受信タイミングで受信することが困難になったり、表示部への表示データの送信を全て行うことが困難になり、表示部での表示データの表示の更新タイミングがずれて表示のリアルタイム性が損なわれるのである。また、クランク角の一周期はエンジンの回転数により変動する周期でもあり、高速回転時に特に問題が生じていた。

そして、信号計測部では、送信できなかった計測データの有無にかかわらず破棄され、次の制御信号のサンプリング処理が開始されるために本来必要な計測データが消失するという問題があった。

また、計測データ数を固定にすると、本来不要な計測データの生成処理をその都度行なう必要があり、信号計測部に無用の負荷がかかるという問題もあった。

本発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、計測データ数が増加する場合であっても、計測データ生成手段の演算負荷を低減して表示のリアルタイム性を確保できるシミュレーション装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明によるシミュレーション装置の特徴構成は、エンジンの制御を行うエンジン制御装置から出力され、エンジンのクランク角度によって規定される信号であるエンジン制御信号に基づいて、エンジンのシミュレーション演算を行うシミュレーション装置であって、エンジンの１サイクルよりも短い所定時間毎の生成タイミングで、前回の生成タイミング以降に計測した前記エンジン制御信号をエンジンのクランク角度を単位とする計測データとして生成する計測データ生成手段と、前記計測データ生成手段により生成された計測データを表示する表示部と、エンジンを模擬してエンジンの状態を表すエンジン状態信号を前記エンジン制御装置に出力する処理と、前記計測データ生成手段から送信された計測データを前記表示部に送信する処理とを実行するシミュレーション演算手段と、を備え、前記エンジン制御信号が時系列的に変化するパルス信号であり、前記計測データ生成手段は、同一のサンプリング周期内で計測したパルスに対応する計測データに計測順に異なる識別子を付すとともに、異なるサンプリング周期内で計測したパルスに対応する計測データに計測順に前記識別子と同一の識別子を付して、前記生成タイミング毎に、生成した前記計測データを前記シミュレーション演算手段を介して前記表示部に送信する点にある。

上述の構成によれば、シミュレーション演算手段から出力されるエンジン状態信号に基づいてエンジン制御装置から出力されるエンジン制御信号が、計測データ生成手段により、所定時間毎の生成タイミングで、前回の生成タイミング以降に計測した前記エンジン制御信号に関する信号が計測データとして生成され、当該生成タイミング毎に、シミュレーション演算手段へ送信されるようになるため、それまでに生成された計測データがクランク周期を待つことなく適切にシミュレーション演算手段へ送信されることとなり、データの欠落による表示部での表示のリアルタイム性が損なわれるようなことが無い。

以上説明した通り、本発明によれば、計測データ数が増加する場合であっても、計測データ生成手段の演算負荷を低減して表示のリアルタイム性を確保できるシミュレーション装置を提供することができるようになった。

以下に、本発明によるシミュレーション装置について説明する。図１及び図２に示すように、シミュレーション装置１は複数の気筒を備えたディーゼルエンジンを搭載した車両に搭載され、当該ディーゼルエンジンの制御を行うエンジン制御装置７を評価するための装置で、エンジンを模擬してエンジンの状態を表すエンジン状態信号をエンジン制御装置（以下、「制御装置」と記す。）７に出力するシミュレーション演算手段としてのモデル演算部２と、前記制御装置７から入力されるエンジンのクランク角度によって規定される信号であるエンジン制御信号としての噴射信号を計測して計測データを生成する計測データ生成手段としての信号計測部３と、前記信号計測部３で生成された計測データを前記モデル演算部２を介して受信して表示する表示部を備えた操作装置６とを備える。

モデル演算部２及び信号計測部３はラック５に組み込まれた複数枚の信号処理ボードで構成され、操作装置６はパーソナルコンピュータ６ａで構成される。モデル演算部２と操作装置６とはＬＡＮ（Ethernet、ゼロックス社の登録商標）４ｂで接続され、所定の周期、例えば５００μｓｅｃ．の周期で定期的に交信するように構成されている。

操作装置６には、所定のオペレーティングシステム（以下、「ＯＳ」と略記する。）の下で動作するシミュレーションプログラムがインストールされ、ＯＳに組み込まれたＧＵＩ（Graphical User Interface）を介してオペレータが操作入力し、またはシミュレーション結果が表示される表示部としてのモニタや、キーボード及びマウス等の入出力機器６ｂが接続され、信号計測部３から出力された計測データをモデル演算部２を介して受信してモニタに表示する。

ラック５は、前述の信号処理ボードとして、メインＣＰＵが搭載されたマザーボード５ａと、マザーボード５ａとＰＣＩバスで接続された複数枚の入出力変換ボード５ｂと、入出力変換ボード５ｂと制御装置７との間で遣り取りされるデータ用の入出力信号線を中継する複数枚の信号中継ボード５ｃを備え、信号中継ボード５ｃを介して制御装置７とハーネス４ａで接続されている。

マザーボード５ａに搭載されたメモリにはＯＳ及びＯＳの下で動作するシミュレーションプログラムが格納され、マザーボード５ａでは、シミュレーションプログラムの一部であるエンジンを模擬するモデルプログラムが実行されて、モデル演算部２が具現化され、モデル演算部２により制御装置７と信号計測部３に対してエンジン状態信号が出力される。入出力変換ボード５ｂでは、当該入出力変換ボード５ｂに搭載されたプログラマブルな論理回路であるＦＰＧＡにより信号計測部３が具現化される。

信号計測部３は、計測データを予め設定された一定のサンプリング周期で生成し、そのタイミングでモデル演算部２に出力する。詳述すると、例えば１０００μｓｅｃ．のインタバルで制御装置７から出力される制御信号を計測し、その間に計測された信号に対する計測データを生成して自身のＲＡＭに格納し、当該周期でＲＡＭのデータをモデル演算部３に出力した後に、次の計測に備えてＲＡＭのデータを初期化するように構成されている。

前記一定のサンプリング周期は、操作装置６を介してオペレータにより予め設定される値である。モデル演算部３は信号計測部３から送られた計測データをＬＡＮ４を介して送信し、操作装置６の表示部では当該計測データをリアルタイムで表示する。

制御装置７は、例えば、モデル演算部２から出力されるエンジン状態信号としてのクランクパルス信号に応答して、気筒毎に、複数回のプレ噴射信号を出力した後に、メイン噴射信号を出力し、その後に一回または複数回のポスト噴射信号を出力する。例えば、２回の短いプレ噴射信号と１回の短いポスト噴射信号の合計４回の燃料噴射信号を出力するように制御プログラムが設定されている。複数回の噴射信号を出力するのは、当該ディーゼルエンジンの燃焼工程で生じる振動や騒音を低減し、または、排出ガスの清浄化を促進するためである。

信号計測部３は、時系列的に変化するパルス信号としての当該噴射信号に対して、パルスの立上りエッジを噴射信号の開始タイミング、立下りエッジを終了タイミング、パルス幅を噴射時間として計測する。噴射信号の開始タイミング及び終了タイミングは前記クランクパルス信号から把握されるクランク角で定義される計測データ、即ち、エンジンのクランク角度を単位とするデータとして生成され、噴射時間は時間で定義される計測データとして生成され、夫々ＲＡＭに記憶される。つまり、計測データは、パルス状のエンジン制御信号の、立上りや立下りのエッジ情報、パルス幅情報などのタイミングデータとして定義される。

信号計測部３は、同一のサンプリング周期内で計測したパルスに対応する計測データに計測順に異なる識別子を付すとともに、異なるサンプリング周期内で計測したパルスに対応する計測データに計測順に前記識別子と同一の識別子を付してモデル演算部２に出力する。

例えば、エンジンの一サイクル中に複数のパルスで構成される噴射信号が計測されるとき、同一のサンプリング周期の間に計測された複数のパルスは計測順に夫々異なる識別子が付されてモデル演算部２に出力され、次のサンプリング周期で計測された複数のパルスは、計測順に前回のサンプリング周期で付された識別子と同一の識別子が付されて送信される。

つまり、計測データの送信処理の遅延が生じないように、エンジンのクランク周期よりも短く設定されたサンプリング周期で計測データをモデル演算部２を介して表示部に出力することにより、一回にモデル演算部２に送信する計測データ数を制限するとともに、サンプリング周期の異なる複数の計測データが同一の識別子で送信できるように構成されている。

一回にモデル演算部２に送信する計測データ数はシミュレーションの初期に操作装置６を介してオペレータにより設定され、信号計測部３に送信されるように構成され、信号計測部３は設定された計測データ数に基づいてモデル演算部２に計測データを送信する。

操作装置６はモデル演算部２を介して計測データを受信し、計測データに付された識別子に基づいて当該計測データの内容を判断し、後述する表示画面の対応する位置に当該計測データを表示する。

従って、設定された計測データ数以上のパルスが、あるサンプリング周期で計測されると、全てのパルスに対応する計測データを送信することができなくなるため、計測データ数は適切に設定される必要がある。

そのため、信号計測部は、各制御信号に対して、今回のサンプリング周期内に生成した計測データの生成タイミングで、予め設定された計測数に対応する計測データとともに、前回の生成タイミング以降に計測された計測データの計測総数をモデル演算部２に出力するように構成されている。

表示部では、モデル演算部２を介して受信した計測データとともに計測データの計測総数を表示するように構成され、オペレータが表示部に表示された計測データの数と計測データの計測総数を目視することにより、計測データ数が適切に設定されているか確認し、不適正であれば計測データ数を変更設定するように構成されている。

計測データ数が噴射信号二パルスに対応するように設定されているときを例に具体的に説明すると、信号計測部３は自身の有するＲＡＭに、「計測データ」と「計測データの計測総数」を格納する領域を有し、図３に示すように、一の気筒の１工程における噴射信号のサンプリングの開始タイミングを６００度のクランク角とするとき、１０００μｓｅｃ．のサンプリング周期でなる一のサンプリング周期内において、噴射信号を構成する二回のパルスの立上りエッジと立下りエッジを、モデル演算部２の出力するクランク角信号に基づいて計測し、クランク角で規定した角度データでなる計測データとして生成し、その計測順に「エッジ情報第一」、「エッジ情報第二」、「エッジ情報第三」、「エッジ情報第四」の識別子を付して夫々対応するメモリ領域に格納し、当該パルスのパルス幅と、当該サンプリング周期にあたる前回の生成タイミングから次回の生成タイミングまでを、内部クロックに基づいて計測し、時間データでなる計測データとして生成し、その計測順に「出力時間第一」、「出力時間第二」、「サンプリング実時間」の識別子を付して夫々対応するメモリ領域に格納する。

ここで、噴射信号を構成する二回のパルスの立上りエッジと立下りエッジの計測データに対して、同一の識別子を付すのではなく、図７に示すように、「立上りエッジ情報第一」及び「立上りエッジ情報第二」と、「立下りエッジ情報第一」及び「立下りエッジ情報第二」の夫々異なる識別子を付して夫々対応するメモリ領域に格納してもよい。

上述のように、信号計測部３は、角度データでなる当該パルスの「立上りエッジ」と「立下りエッジ」の計測データと、時間データでなる当該パルスの「パルス幅」の計測データと、時間データでなる「サンプリング周期」の計測データとには、夫々独立した識別子を付し、例えば、同一のサンプリング周期内において、入力されるパルスが少なく、角度データでなる計測データに付す識別子が余っていても、時間データでなる計測データに付すことはない。

「エッジ情報第一」、「エッジ情報第二」、「エッジ情報第三」、「エッジ情報第四」の識別子が付される計測データの初期値は「−１」に設定され、それ以外の識別子が付される計測データの初期値は「０」に設定される。

また、信号計測部３は、前回の生成タイミング以降に計測された計測データの計測総数として、サンプリング期間内に計測されたパルスの立上りエッジ数と立下りエッジ数をカウントし、夫々「立上りエッジ数」、「立下りエッジ数」の識別子を付して対応するメモリ領域に格納し、計測データの生成タイミングに、計測データと共にモデル演算部２に出力する。出力後、初期値が「０」に設定される。モデル演算部２は、例えば、噴射信号を構成するパルスのパルス幅に対応する「出力時間第一」または「出力時間第二」の識別子が付された計測データを、「サンプリング実時間」の付された計測データで除して求めた値である「時間率」を自身のモデル演算に利用するなど、信号計測部３から出力された計測データを自身のモデル演算に利用すると共に操作装置６に出力する。

上述のように、同一のサンプリング期間において入力された噴射信号としてのパルス信号のパルスの立上りエッジまたは立下りエッジのクランク角で規定される計測データに対する識別子は４つ用意されており、当該計測データは最大で４つ出力可能である。当該パルス信号は時系列的に変化し、立上りエッジと立下りエッジは交互に計測されることになるため、例えば、「立上りエッジ数」が「３」として出力されたとき、「立下りエッジ数」は少なくとも「２」以上の値となり、当該サンプリング期間では、当該計測データが少なくとも「５」以上生成されたことになる。そこで、オペレータは出力されなかった計測データが少なくとも「１」以上あったと判断することができる。

操作装置６には、一の生成タイミングに信号計測部３から出力すべき計測データ数を設定する計測データ数設定部６０と、前記計測データ数設定部６０により設定された計測データ数に基づいて前記信号計測部３から送信された計測データの表示画面を切り替えて表示する計測データ表示部６１とが設けられている。

オペレータは、サンプリング期間中に生成されたにもかかわらず、予め設定した識別子の個数が不足しており、一の生成タイミングに出力されない計測データがあると判断したとき、生成された計測データのうち、出力されない計測データが発生しないように、入出力装置６ｂを介して、計測データ数設定部６０を起動し、計測データ数設定部６０により、計測データ数を変更設定する。また、計測データ表示部６１を起動させて、信号計測部３から送信された計測データを、トレンドグラフとして表示する「グラフ表示用の表示画面」、または、図４、５に示すように、数値として表示する「数値表示用の表示画面」の何れかに切り替えて表示させる。

このようにして、オペレータは、表示部に表示される計測データに基づいて制御装置７の制御プログラムが正常に作動しているか否か等の評価を行なうことができるようになる。

以下、図４、５に示す「数値表示用の表示画面」を用いて、計測データ表示部６１による計測データの表示動作を説明する。

図４に示す「数値表示用の表示画面」は、計測データ数設定部６０により、信号計測部３が、一のサンプリング期間に入力された５つのパルスからなる噴射信号を計測して生成した各パルスの「立上りエッジ」または「立下りエッジ」に対する計測データを、生成タイミングで夫々５つずつ出力するものとして設定されたときに操作装置６のモニタに表示され、図５に示す「数値表示用の表示画面」は、生成タイミングで夫々２つずつ出力するものとして設定されたときに操作装置６のモニタに表示される。

当該「数値表示用の表示画面」の「Eng_rvlt」黒枠にはエンジン回転数値がｒｐｍ単位で表示され、「Eng_rvlt」白枠の右に配置された上下ボタンをクリックすることで当該エンジン回転数値を変更可能であり、変更されたエンジン回転数に基づいてモデル演算部２はモデル演算を実行するように構成されている。

当該「数値表示用の表示画面」の上部では、「INJstaX」黒枠（Xは自然数。以下同じ。）、「INJendX」黒枠、並びに、「INJtimeX」黒枠、及び、「OnEdge_cnt」黒枠並びに「OnEdge_cnt」黒枠には、生成タイミング毎に略リアルタイムで、夫々に対応する計測データ及び夫々に対応する計測データの計測総数が瞬時に表示され、表示後、夫々に予め設定された初期値が表示される。計測データ表示部６１は、信号計測部３から出力された計測データまたは計測データの計測総数に付された識別子に基づいて、「INJstaX」黒枠、「INJendX」黒枠、「INJsta(X+1)」黒枠、「INJend(X+1)」黒枠の順序で、噴射信号を構成するパルスの「立上りエッジ」または「立下りエッジ」がクランク角で規定された角度データの計測データを表示し、「INJtimeX」黒枠、「INJtime(X+1)」黒枠の順序で、当該パルスのパルス幅をマイクロ秒単位で表示し、「OnEdge_cnt」黒枠、「OnEdge_cnt」黒枠には、夫々に対応する計測データの計測総数を瞬時に表示し、表示後、夫々に対応する初期値を表示する。

当該「数値表示用の表示画面」の下部では、信号計測部３から出力された計測データに付された識別子に基づいて、計測データ表示部６１により、「Crank_Angle」黒枠には信号計測部３から出力される計測データのサンプリング開始タイミングにおけるクランク角が表示され、「Smp_Time」黒枠には「Crank_Angle」黒枠に表示されたクランク角を開始タイミングとして、次の開始タイミングまで実測時間が表示される。「INJstaXF」黒枠、「INJendXF」黒枠、及び、「INJtimeXF」黒枠には、当該「数値表示用の表示画面」の上部の「INJstaX」黒枠（Xは自然数。以下同じ。）、「INJendX」黒枠、及び、「INJtimeX」黒枠に瞬時に表示された値を保持して表示する。

図４において、信号計測部３が生成タイミングで出力すべき計測データは５つであり、当該「数値表示用の表示画面」の下部の「INJstaXF」黒枠、「INJendXF」黒枠、及び、「INJtimeXF」黒枠には全て初期値以外の値が表示されており、同一のサンプリング期間において、入力された噴射信号を構成する全てのパルスの「立上りエッジ」と「立下りエッジ」と「パルス幅」に対応する計測データが出力されていると判断できる。

図５において、信号計測部３が生成タイミングで出力すべき計測データは２つであり、当該「数値表示用の表示画面」の下部の「INJstaXF」黒枠、「INJendXF」黒枠、及び、「INJtimeXF」黒枠には上から２行は初期値以外の値が表示されているが、３行目以降は初期値が表示されており、同一のサンプリング期間において、入力された噴射信号を構成する一部のパルスの「立上りエッジ」と「立下りエッジ」と「パルス幅」に対応する計測データが出力されていないと判断できる。

尚、上述では、「数値表示用の表示画面」を用いて計測データ表示部６１による計測データの表示動作を説明したが、切り替えて表示する「グラフ表示用の表示画面」に対する計測データ表示部６１による計測データの表示動作に関しても、計測データ表示部６１は、計測データの識別子に基づき、各計測データに対応するトレンドグラフを表示するものであり、その説明は割愛する。

以下、上述したシミュレーション装置１の動作の一例として、モデル演算部２からエンジンの状態を表すエンジン状態信号としてのクランク角信号を制御装置７に出力し、制御装置７から出力されるエンジン制御信号としての噴射信号を信号計測部３で計測し、操作装置６に表示する動作を、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。

シミュレーション装置１に電源が投入されると、ＯＳが起動して初期設定が行なわれ、アプリケーションであるシミュレーションプログラムが起動される（ＳＡ１，ＳＢ１，ＳＣ１）。オペレータは、入出力装置６ｂを操作して、計測データ数設定部６０を起動させ、計測データ数設定部６０によりサンプリングタイミング及び信号計測部３が出力すべき計測データ数等が設定され（ＳＡ２）、信号計測部３に設定された情報が送信される（ＳＣ２）。

オペレータからシミュレーションの起動操作がなされると（ＳＡ３）、モデル演算部２はエンジンのモデル演算を開始し（ＳＢ２）、エンジン状態信号としてのクランク角信号を制御装置７に出力する（ＳＢ３）。

信号計測部３は、制御装置７から入力されるエンジン制御信号としての噴射信号を計測して計測データを生成し（ＳＣ３）、設定された一定のサンプリング周期に同期した生成タイミングでモデル演算部２に出力する（ＳＣ４）。

モデル演算部２は、信号計測部３から受信した計測データを操作装置６に出力し（ＳＢ４）、操作装置６は、計測データを受信して（ＳＡ４）、計測データ表示部６１により、当該計測データを表示部に表示する（ＳＡ５）。

このようにして、オペレータにより終了操作される（ＳＡ６）まで、操作装置６ではステップＳＡ４からＳＡ５が繰り返され、モデル演算部２ではステップＳＢ２からＳＢ４が繰り返され、信号計測部３ではステップＳＣ３からＳＣ４が繰り返される。

オペレータにより終了操作がなされると（ＳＡ６）、モデル演算部２及び信号計測部３は処理を終了する（ＳＢ５，ＳＣ５）。

以下に、別実施形態について説明する。上述の実施形態では、シミュレーション演算部としてのモデル演算部２が模擬するエンジンは車両に搭載された複数の気筒を備えたディーゼルエンジンとしたが、これに限定するものではなく、船舶やディーゼル機関車、または発電機など車両以外に搭載されるものであってもよく、ディーゼルエンジンではなくガソリンエンジンであってもよい。

上述した実施形態では、シミュレーション演算手段としてのモデル演算部２は、エンジンの状態を表すエンジン状態信号としてクランク角信号を出力するものを説明したが、クランク角信号に限るものではなく、他の信号またはデータであってもよい。例えば、回転数情報及びクランク角情報が直接入力されるものであってもよい。

上述した実施形態では、計測データ生成手段としての信号計測部３が、一のサンプリング周期で計測して生成した計測データと、異なるサンプリング周期で計測して生成した前記計測データと同一種別の計測データに対して、同一の識別子を付すものを説明したが、一のサンプリング周期で計測して生成した計測データと、異なるサンプリング周期で計測して生成した計測データが同一種別でなくても、サンプリング周期に重なる期間がなければ、夫々の計測データに対して同一の識別子を付してもよい。例えば、多気筒エンジンの一の気筒における噴射信号に対する計測データと、前記一の気筒とは異なる気筒における噴射信号に対する計測データのそれぞれに対して、前記一の気筒との噴射タイミングと、前記一の気筒とは異なる気筒の噴射タイミングとが全く異なる場合、同一の識別子を付してもよい。

上述した実施形態では、計測データ生成手段としての信号計測部３はエンジン制御装置７が出力するエンジン制御信号として、パルス信号でなる噴射信号を計測するものを説明したが、エンジン制御信号は点火信号であってもよく、例えば、噴射信号と点火信号のように複数の信号からなるものであってもよく、このとき、信号計測部３が生成する計測データは、当該噴射信号などを構成する各パルス信号の立上りまたは立下りエッジ情報やパルス幅情報などでなる。信号計測部３が計測するのはエンジン制御信号に限定されるものではなく、シミュレーション演算部が出力する何らかの模擬信号に応答して制御装置から出力される制御信号を計測するものに広く適用できるものであることは言うまでもない。

上述した実施形態では、シミュレーション演算部としてのモデル演算部及び信号計測部が、マザーボード５ａと、入出力変換ボード５ｂと、信号中継ボード５ｃの複数の信号処理ボードで構成されるものを説明したが、シミュレーション演算部及び信号計測部の具体的な構成はこのようなものに限るものではなく、本発明の機能が実現される限りにおいて適宜構成することができ、例えば、一枚の信号処理ボード上に構成されるものであってもよい。

上述した実施形態では、シミュレーション装置について説明したが、当該シミュレーション装置を、エンジン等に設けられた各種センサを含む信号出力部から出力された信号を計測するエンジン制御装置の信号計測装置として構成することもできる。

即ち、エンジンのクランク角度によって規定されるエンジン関連信号を計測する信号計測装置であって、所定時間毎の生成タイミングで、前回の生成タイミング以降に計測した前記エンジン関連信号に関する信号を計測データとして生成する計測データ生成手段を備え、前記計測データ生成手段は、前記生成タイミング毎に、生成した計測データを外部に送信するように構成してもよい。

または、前記信号計測装置は、所定時間毎の生成タイミングで、前回の生成タイミング以降に計測した前記エンジン関連信号を計測データとして生成する計測データ生成手段と、前記計測データ生成手段によって生成された計測データを、計測データの種別毎に予め定められた保持可能数まで保持することが可能に構成された計測データ保持手段とを備え、前記計測データ保持手段は、１種類のエンジン関連信号において、１回のエンジンサイクルで発生する、前記保持可能数よりも多い計測データの保持を、前記生成タイミング毎に保持する計測データを更新しながら行うように構成してもよい。

ここで、前記エンジン関連信号は、エンジン制御装置から出力される噴射信号や点火信号などのエンジン制御信号、または、エンジンやエンジンのシミュレーション演算を行うシミュレーション演算手段から出力されるクランクパルス信号などのエンジン状態を表すエンジン状態信号から構成される信号であり、これらの場合にも、計測データ数が増加する場合であっても、計測データ生成手段の演算負荷を低減して表示のリアルタイム性を確保できる。

上述した実施形態は、本発明を実現する一実施例を説明するものであり、各部の具体的な構成は、本発明の作用効果を奏する限りにおいて、構築するシステムに応じて適宜変更設計することが可能である。

シミュレーション装置のハードウェア構成図 シミュレーション装置の機能ブロック構成図 信号計測部によるエンジン制御信号に対応する計測データの説明図 計測データを表示する表示画面の説明図 計測データを表示する表示画面の説明図 信号計測部によるエンジン制御信号の計測に係る動作を説明するフローチャート 信号計測部によるエンジン制御信号に対応する計測データの説明図 従来技術における信号計測部によるエンジン制御信号に対応する計測データの説明図

１：シミュレーション装置
２：シミュレーション演算手段（モデル演算部）
３：計測データ生成手段（信号計測部）
４ａ：ハーネス
４ｂ：ＬＡＮ
５：ラック
５ａ：マザーボード
５ｂ：入出力変換ボード
５ｃ：信号中継ボード
６：操作装置
６ａ：パーソナルコンピュータ
６ｂ：表示部（マウスとキーボードと、表示部としてのモニタとからなる入出力機器）
７：エンジン制御装置（制御装置）

Claims (2)

1. エンジンの制御を行うエンジン制御装置から出力され、エンジンのクランク角度によって規定される信号であるエンジン制御信号に基づいて、エンジンのシミュレーション演算を行うシミュレーション装置であって、
   エンジンの１サイクルよりも短い所定時間毎の生成タイミングで、前回の生成タイミング以降に計測した前記エンジン制御信号をエンジンのクランク角度を単位とする計測データとして生成する計測データ生成手段と、
   前記計測データ生成手段により生成された計測データを表示する表示部と、
   エンジンを模擬してエンジンの状態を表すエンジン状態信号を前記エンジン制御装置に出力する処理と、前記計測データ生成手段から送信された計測データを前記表示部に送信する処理とを実行するシミュレーション演算手段と、
   を備え、
   前記エンジン制御信号が時系列的に変化するパルス信号であり、前記計測データ生成手段は、同一のサンプリング周期内で計測したパルスに対応する計測データに計測順に異なる識別子を付すとともに、異なるサンプリング周期内で計測したパルスに対応する計測データに計測順に前記識別子と同一の識別子を付して、前記生成タイミング毎に、生成した前記計測データを前記シミュレーション演算手段を介して前記表示部に送信することを特徴とするシミュレーション装置。
2. 前記計測データ生成手段は、前記計測データの生成タイミングで予め設定された計測数に対応する計測データとともに、前回の生成タイミング以降に計測された計測データの計測総数を前記シミュレーション演算手段を介して前記表示部に送信することを特徴とする請求項１記載のシミュレーション装置。