JP4720671B2 - コンピュータユニットのシミュレーションシステム及びシミュレーション用外部回路 - Google Patents
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内燃機関制御用のコンピュータユニットが、空燃比信号を取り込み、かつ、必要に応じてインピーダンス検出信号を出力するために備える排気ガスセンサ端子に接続される入力端子と、
前記入力端子に表れる定常信号を抽出する定常信号抽出器と、
前記定常信号から所定値だけシフトした判定信号を生成する判定信号生成器と、
前記入力端子の電位と前記判定信号とを比較する比較器と、
排気ガスセンサの出力に相当する空燃比信号を生成する空燃比信号生成手段と、
前記コンピュータユニットが前記インピーダンス検出信号を出力した際に前記排気ガスセンサ端子に表れるべき信号に相当するインピーダンス対応信号を生成するインピーダンス対応信号生成手段と、
前記入力端子の電位が前記判定信号より前記定常信号側にある状況下では前記空燃比信号を前記入力端子に帰還させ、前記入力端子の電位が前記判定信号を挟んで前記定常信号の反対側にある状況下では前記インピーダンス対応信号を前記入力端子に帰還させる帰還電圧切換器と、
を備えることを特徴とする。
前記空燃比信号生成手段は前記空燃比信号として固定値を生成する信号生成器であり、
前記インピーダンス対応信号発生手段は前記インピーダンス対応信号として固定値を生成する信号生成器であることを特徴とする。
前記コンピュータユニットから発せられる信号に基づいて、当該信号を受けた場合に実現されるべき排気ガスセンサのインピーダンスを模擬するインピーダンス模擬手段を備え、
前記インピーダンス対応信号生成手段は、模擬されたインピーダンスの値と、前記空燃比信号とに基づいて、前記インピーダンス対応信号を生成することを特徴とする。
前記コンピュータユニットから発せられる信号に基づいて、当該信号を受けた場合に実現されるべき排気ガスセンサのインピーダンスを模擬するインピーダンス模擬手段と、
前記インピーダンスの模擬値に基づいて、前記判定信号の基礎となるインピーダンス反映信号を設定するインピーダンス反映信号設定手段とを備え、
前記判定信号生成器は、前記インピーダンス反映信号に基づいて前記判定信号を生成することを特徴とする。
内燃機関制御用のコンピュータユニットが、空燃比信号を取り込み、かつ、必要に応じてインピーダンス検出信号を出力するために備える排気ガスセンサ端子に接続される入力端子と、
前記入力端子に表れる定常信号を抽出する定常信号抽出器と、
前記定常信号から、排気ガスセンサのインピーダンスの想定値が低いほど大きな値に設定されるインピーダンス反映信号分だけシフトした判定信号を生成する判定信号生成器と、
前記入力端子の電位と前記判定信号とを比較する比較器と、
排気ガスセンサの出力に相当する空燃比信号の提供を受けるための空燃比信号入力端子と、
前記コンピュータユニットが前記インピーダンス検出信号を出力した際に前記排気ガスセンサ端子に表れるべき信号に相当するインピーダンス対応信号の提供を受けるためのインピーダンス対応信号入力端子と、
前記入力端子の電位が前記判定信号より前記定常信号側にある状況下では前記空燃比信号入力端子の電位を前記入力端子に帰還させ、前記入力端子の電位が前記判定信号を挟んで前記定常信号の反対側にある状況下では前記インピーダンス対応信号入力端子の電位を前記入力端子に帰還させる帰還電圧切換器と、
を備えることを特徴とする。
[実施の形態1の構成]
図1は、本発明の実施の形態1のシミュレーションシステムの構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、エンジンECU(Electronic Control Unit)10を備えている。エンジンECU10は、内燃機関の制御、特に、内燃機関の燃料噴射量を制御するためのコンピュータユニットである。
1.第1比較器の出力L、第2比較器の出力L:A/Fを出力
2.第1比較器の出力H、第2比較器の出力L:Loを出力
3.第1比較器の出力L、第2比較器の出力H:Hiを出力
1.入力信号がほぼ空燃比信号A/Fと一致しているとき:A/Fを出力
2.入力信号が空燃比信号A/Fの正側に有意に乖離しているとき:Loを出力
3.入力信号が空燃比信号A/Fの負側に有意に乖離しているとき:Hiを出力
(インピーダンスの検出)
次に、図2乃至図5を参照して、エンジンECU10の動作を説明する。図2は、エンジンECU10が、空燃比センサのインピーダンスを検出するために実行するルーチンのフローチャートである。エンジンECU10は、イグニッションスイッチがONとされている期間中、所定の間隔で図2に示すルーチンを繰り返し実行する。
図4は、エンジンECU10が、空燃比信号A/Fに基づいて実行するA/Fフィードバック制御のルーチンのフローチャートである。図4に示すルーチンでは、先ず、空燃比信号A/Fの回収が許可されているか否かが判別される(ステップ120)。
空燃比センサは、上述した通り、活性温度に昇温されることにより適正に動作することができる。従って、空燃比センサを正しく動作させ続けるためには、その温度を活性温度に維持することが必要である。そこで、エンジンECU10は、空燃比センサの温度が活性温度に維持されるように、ヒータに対して適正な電力を供給する。
次に、図6を参照して、HILS14の動作について説明する。図6は、本実施形態のシステムにおいて、HILS14の内部で実行される処理の概要を説明するためのフローチャートである。
次に、図7を参照してシミュレーション用外部回路12の動作について説明する。シミュレーション用外部回路12は、エンジンECU10がインピーダンス検出信号を出力した際に、適正な応答性をもって、エンジンECU10の空燃比センサ端子に、インピーダンス検出信号に対応する信号の変化を伝えるための回路である。
インピーダンス検出信号の印加に対する変化が適正な応答性をもって入力端子16に表れないと、エンジンECU10は、空燃比センサの異常を判定してフェールセーフ動作を開始する。シミュレーションの過程でこのような事態が生ずるとすれば、エンジンECU10のデバッグを完全に行うことができない。本実施形態のシステムによれば、このような事態の発生を防ぐことができるため、実機を使わないシミュレーションにより、エンジンECU10のデバッグを完全に行うことができる。
ところで、上述した実施の形態1では、正側インピーダンス対応信号Hi及び負側インピーダンス対応信号Loを、インピーダンスの模擬値と空燃比信号A/Fとに基づいて、HILS14の内部で算出することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、それらのインピーダンス対応信号Hi,Loは、固定値としてシミュレーション用外部回路12の中で生成することとしてもよい。この場合、インピーダンスを変えてシミュレーションを進めることはできないが、少なくとも、エンジンECU10が、空燃比センサの異常を判定してフェールセーフを開始することは避けることができ、主要なデバッグは行うことができる。
[実施の形態2の特徴]
次に、図9乃至図11を参照して本発明の実施の形態2について説明する。図9は、本実施形態のシミュレーションシステムの構成を説明するための図である。図9において、図1に示す要素と実質的に同じものについては、共通する符号を付して、その説明を省略または簡略する。
ところで、上述した実施の形態2では、インピーダンス対応信号Vimpを、HILS14の内部で算出することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、インピーダンス対応信号Vimpは、固定値としてシミュレーション用外部回路12の中で生成することとしてもよい。この場合、エンジンECU40が、酸素センサの異常を判定してフェールセーフを開始することは避けることができ、主要なデバッグは行うことができる。
次に、図12乃至図16を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。図12は、本実施形態のシミュレーションシステムの構成を説明するための図である。図12において、図9に示す要素と実質的に同じものについては、共通する符号を付して、その説明を省略または簡略する。
12;42;50 シミュレーション用外部回路
14 HILS(Hardware In the Loop Simulator)
16 入力端子
18,20 ローパスフィルタ
24;52 電圧加算器
26 電圧減算器
28 第1比較器
30 第2比較器
32 電圧切換器
A/F 空燃比信号
Hi 正側インピーダンス対応信号
Lo 負側インピーダンス対応信号
Vimp インピーダンス対応信号
CV インピーダンス反映信号
Claims (7)
- 内燃機関制御用のコンピュータユニットが、空燃比信号を取り込み、かつ、必要に応じてインピーダンス検出信号を出力するために備える排気ガスセンサ端子に接続される入力端子と、
前記入力端子に表れる定常信号を抽出する定常信号抽出器と、
前記定常信号から所定値だけシフトした判定信号を生成する判定信号生成器と、
前記入力端子の電位と前記判定信号とを比較する比較器と、
排気ガスセンサの出力に相当する空燃比信号を生成する空燃比信号生成手段と、
前記コンピュータユニットが前記インピーダンス検出信号を出力した際に前記排気ガスセンサ端子に表れるべき信号に相当するインピーダンス対応信号を生成するインピーダンス対応信号生成手段と、
前記入力端子の電位が前記判定信号より前記定常信号側にある状況下では前記空燃比信号を前記入力端子に帰還させ、前記入力端子の電位が前記判定信号を挟んで前記定常信号の反対側にある状況下では前記インピーダンス対応信号を前記入力端子に帰還させる帰還電圧切換器と、
を備えることを特徴とするコンピュータユニットのシミュレーションシステム。 - 前記空燃比信号生成手段は前記空燃比信号として固定値を生成する信号生成器であり、
前記インピーダンス対応信号発生手段は前記インピーダンス対応信号として固定値を生成する信号生成器であることを特徴とする請求項1記載のコンピュータユニットのシミュレーションシステム。 - 前記空燃比信号生成手段は、前記コンピュータユニットから発せられる信号に基づいて、当該信号を受けた場合に排気ガスセンサが発するべき空燃比信号を模擬する空燃比信号模擬手段を含むことを特徴とする請求項1記載のコンピュータユニットのシミュレーションシステム。
- 前記コンピュータユニットから発せられる信号に基づいて、当該信号を受けた場合に実現されるべき排気ガスセンサのインピーダンスを模擬するインピーダンス模擬手段を備え、
前記インピーダンス対応信号生成手段は、模擬されたインピーダンスの値と、前記空燃比信号とに基づいて、前記インピーダンス対応信号を生成することを特徴とする請求項1又は3記載のコンピュータユニットのシミュレーションシステム。 - 前記コンピュータユニットから発せられる信号に基づいて、当該信号を受けた場合に実現されるべき排気ガスセンサのインピーダンスを模擬するインピーダンス模擬手段と、
前記インピーダンスの模擬値に基づいて、前記判定信号の基礎となるインピーダンス反映信号を設定するインピーダンス反映信号設定手段とを備え、
前記判定信号生成器は、前記インピーダンス反映信号に基づいて前記判定信号を生成することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載のコンピュータユニットのシミュレーションシステム。 - 内燃機関制御用のコンピュータユニットが、空燃比信号を取り込み、かつ、必要に応じてインピーダンス検出信号を出力するために備える排気ガスセンサ端子に接続される入力端子と、
前記入力端子に表れる定常信号を抽出する定常信号抽出器と、
前記定常信号から、排気ガスセンサのインピーダンスの想定値が低いほど大きな値に設定されるインピーダンス反映信号分だけシフトした判定信号を生成する判定信号生成器と、
前記入力端子の電位と前記判定信号とを比較する比較器と、
排気ガスセンサの出力に相当する空燃比信号の提供を受けるための空燃比信号入力端子と、
前記コンピュータユニットが前記インピーダンス検出信号を出力した際に前記排気ガスセンサ端子に表れるべき信号に相当するインピーダンス対応信号の提供を受けるためのインピーダンス対応信号入力端子と、
前記入力端子の電位が前記判定信号より前記定常信号側にある状況下では前記空燃比信号入力端子の電位を前記入力端子に帰還させ、前記入力端子の電位が前記判定信号を挟んで前記定常信号の反対側にある状況下では前記インピーダンス対応信号入力端子の電位を前記入力端子に帰還させる帰還電圧切換器と、
を備えることを特徴とするコンピュータユニットのシミュレーション用外部回路。 - 前記インピーダンス反映信号の提供を受けるためのインピーダンス反映信号入力端子を備えることを特徴とする請求項6記載のコンピュータユニットのシミュレーション用外部回路。
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- 2006-08-14 JP JP2006221077A patent/JP4720671B2/ja active Active
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