(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験用のエンジンの機種に対応したエンジン電子制御機器より出された複数の制御信号線を接続する信号レベルの異なった複数のリレーが配置された各エンジン電子制御機器毎の信号入力基板と、
試験用のエンジン機種に対応した信号入力基板を選択すると共に、選択した信号入力基板に実装された全てのリレーを同時にオン動作させて接点を閉成し、接点出力を入力して前記エンジンの信号入出力部に伝える前記各信号入力基板に共通の信号出力基板と、
この信号出力基板に対して信号入力基板の選択信号を出力する選択手段とを備え、
前記各信号入力基板と信号出力基板を同一の母基板上にコネクタにより着脱自在に装着し、
前記各信号入力基板に実装した同一番目のリレーの接点の一端同士を前記母基板に設けたコネクタを通して共通接続して前記信号出力基板の信号入力用のコネクタに接続したことを特徴とするエンジン試験装置。
【請求項２】
前記信号入力基板における複数のリレーのコイルを電源入力端子に対して共通接続し、且つ、前記信号出力基板は選択手段より出力された選択信号に応じて選択された前記信号入力基板の電源入力端子に電源電圧を供給する電源供給手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジン試験装置に関し、特にエンジンの機種毎に設けた多種類のＥＣＵの内、試験対象となるエンジンに対応する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）を簡易な構成で選択して切り替える機能を備えたエンジン試験装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンはキャブレター方式と呼ばれる機械的な方法で、燃料と空気の混合気を作ってエンジンの燃焼室へ供給し、この混合気を点火プラグにより点火して燃焼させるという方式を採っていた。この場合、エンジンに対しては、点火プラグの電極間に火花放電を発生させる電圧のみを点火コイルに印加することで、混合気の燃焼によりエンジンを駆動させることができた。そのため、エンジンの試験時に、エンジンの機種に応じて点火系に何らかの電気信号を切替えて入力する必要は無かった。
【０００３】
しかし近年、エンジンの高機能・高出力化を実現するため、燃料の噴射制御、燃焼制御等はコンピュータ制御が主流となってきた。この結果、使用するエンジンの機種によりコンピュータ制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）が異なり、エンジン単体の試験時にエンジン機種に応じてＥＣＵを切替える必要が生じた。
【０００４】
エンジン機種に応じてＥＣＵを切替える場合、ＥＣＵとエンジンとの間で高電流が流れる信号線を接続するときは電流容量の大きい電磁接触器のコンタクタにより信号線を接続し、また、ＥＣＵとエンジンとの間で微少電流が流れる信号線に対してはミニチュアリレー等を使用してリレーの接点により信号線を接続していた。
【０００５】
しかし、エンジン機種に応じてＥＣＵを切り替えるにしても、ＥＣＵ１個当たり６０本程度の信号線の切替えが必要である。そのため、図６に示すように１個のＥＣＵを切替えるために最低１５個のミニチュアリレー（一般的にリレー１個当たり４接点とする）が必要となる。
また、ＥＣＵにしても近年、１設備のエンジン試験装置に対して最低、４個のＥＣＵが必要である。その結果、エンジン機種に対応した４個のＥＣＵの切り替えを考えた場合に最低６０個のリレーが必要となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のようにリレーを用いてＥＣＵを切り替えた場合に以下ような問題点が発生する。
（１）４個のＥＣＵを切替るのに、図６に示すようにリレーおよびコンタクタ（電磁開閉器）等の切替機器が６０個必要であり、そのためリレーの実装面積や各ミニュチュアリレーをＯＮ／ＯＦＦ制御するための制御コードおよび各接点より引き出した接点入出力線を収納する配線用ダクトの設置面積を考慮すると全体の実装面積は膨大なものになる。
（２）使用するＥＣＵの仕様の違いにより各種信号レベルに合わせてリレーを選定した場合に、形状の異なる数種類のリレーを混在して取り付けることになり実装面積を有効に活用できない。
（３）リレーは、ＥＣＵの信号線の位置に合わせて配置するため、リレーの配置形態は決まってしまい、リレーを一ヶ所に集中的に配置して実装面積を有効に活用することができない。そのため、ＥＣＵに対する各リレーの配線が非常に複雑となり、トラブルが発生した場合などは配線のチェックに時間を要し、また、配線の引き回しによってはハムやノイズの発生原因となる。
（４）ＥＣＵ１個当たりに複数個のリレーを使用するため、リレーを駆動制御するためのコントローラヘの配線も多くなり、制御プログラムも複雑となる。
（５）コントローラヘの配線の増加および制御プログラムの複雑化に伴い、ＥＣＵを追加または削除しようとすると、制御プログラムの大幅な変更を余儀なくされ、ＥＣＵの追加または削除は非常に困難となり、その作業工数も膨大なものとなる。
【０００７】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、リレーの実装面積の省スペース化、リレーの増減作業および保守点検を容易に行うことができるエンジン試験装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係るエンジン試験装置は、試験用のエンジンの機種に対応したエンジン電子制御機器より出された複数の制御信号線を接続する信号レベルの異なった複数のリレーが配置された各エンジン電子制御機器毎の信号入力基板と、試験用のエンジン機種に対応した信号入力基板を選択すると共に、選択した信号入力基板に実装された全てのリレーを同時にオン動作させて接点を閉成し、接点出力を入力して前記エンジンの信号入出力部に伝える前記各信号入力基板に共通の信号出力基板と、この信号出力基板に対して信号入力基板の選択信号を出力する選択手段とを備え、前記各信号入力基板と信号出力基板を同一の母基板上にコネクタにより着脱自在に装着し、前記各信号入力基板に実装した同一番目のリレーの接点の一端同士を前記母基板に設けたコネクタを通して共通接続して前記信号出力基板の信号入力用のコネクタに接続したものである。
【００１０】
請求項２の発明に係るエンジン試験装置は、前記信号入力基板における複数のリレーのコイルを電源入力端子に対して共通接続し、且つ、前記信号出力基板は選択手段より出力された選択信号に応じて選択された前記信号入力基板の電源入力端子に電源電圧を供給する電源供給手段を備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本実施の形態におけるエンジン試験装置を添付図面について説明する。図において、図１（ａ）はエンジン試験装置を構成するＥＣＵ切替ユニットの正面図である。このＥＣＵ切替ユニットはマザーボードＭに信号入力基板（１）〜（８）Ｐ１〜Ｐ８、信号出力基板ＰＯの数に相当するプリント基板用のコネクタ（図示せず）を横一列に配置し、図２に示すように各基板Ｐ１〜Ｐ８、Ｐ０をコネクタＣ１〜Ｃ９に差し込んで配置する。
図１（ｂ）はＥＣＵ切替ユニットを図１（ａ）における矢印Ａ方向から見た場合の側面図である。
エンジンをコントロールするためのＥＣＵには様々な信号が存在する。その信号には、点火系を制御する高電流信号、エンジンのアクチュエータ類を制御するソレノイド信号（Ｏ．１〜２Ａでの範囲で制御）、エンジンのセンサー系の微少電流（電圧パルス等の信号）の信号の大きく３パターンに分けられる。
【００１２】
そこで、図１（ｃ）の信号入力基板Ｐ単体の正面図に示すように、各信号入力基板（１）〜（８）Ｐ１〜Ｐ８にはそれぞれ、ＥＣＵと試験用エンジン間で高電流用の信号線を切り替える電磁接触器ＲＨが縦一列に１０個、電磁接触器ＲＨの隣にはＥＣＵと試験用エンジンに取り付けられたソレノイド等との間で０．１Ａ〜２Ａ程度の小電流用の信号線を切り替えるリレーＲＭが縦４列に合計４０個、そしてリレーＲＭの隣にはＥＣＵと試験用エンジンに取り付けられた各種センサとの間で微少電流用の信号線を切り替えるリレーＲＬが縦１列に合計１０個が配列され、総合計６０個の電磁接触器ＲＨ、リレーＲＭ．ＲＬをそれぞれ各ＥＣＵ毎に集中的にプリント基板よりなる信号入力基板Ｐに実装する。
【００１３】
このように予め接点の電流容量に応じた電磁接触器および数種類のリレーを選定し、１プリント基板上に配置を決めておくことにより、特にリレーの取付・配線方法を設計したり実際に実装する際の手間を省くことが可能となる。
【００１４】
図１（ｄ）は信号入力基板Ｐの底面図であり、信号入力基板Ｐの底面には電磁接触器ＲＨ、リレーＲＭ、ＲＬの励磁コイルおよび接点を基板の配線パターンを通して接続した合計６０ピンのコネクタＣが設けられている。コネクタＣにより、各信号入力基板（１）〜（８）Ｐ１〜Ｐ８をマザーボードＭに着脱自在に立設させる。また、信号出力基板ＰＯも同様にコネクタＣを備えてマザーボードＭに立設される。
【００１５】
このように各信号入力基板（１）〜（８）Ｐ１〜Ｐ８を専用のコネクタＣでマザーボードＭに着脱自在に立設するようにしたことで、ＥＣＵが追加される場合は、事前にＥＣＵの取付位置からＥＣＵ切替ユニットＵを装着するマザーボードＭ上のコネクタＣまでケーブル長を決めて、ケーブルの先端をコネクタＣに接続する。この結果、現地では図３に示すように試験用のエンジンＥとＥＣＵ切替ユニットＵとをコネクタＣＭ−ＣＦで接続することで、試験装置とエンジンＥとの接続が完了する。
またＥＣＵの機種に応じたリレーの追加に関しては、プリント基板１枚を専用のコネクタＣでマザーボードＭに挿入するのみでよい。
【００１６】
図３は本実施の形態に係るエンジン試験装置の全体構成図である。図において、ＣＰはエンジン試験用の信号をエンジンＥに対して入出力制御したり、入力した信号を処理する制御盤であり、この制御盤ＣＰには試験用のエンジンＥに対応して予め設けたＥＣＵ１〜８、試験用のエンジンＥに対応してＥＣＵを切り替え、切り替えたＥＣＵとエンジンＥとの間において信号の授受を行うＥＣＵ切替ユニットＵ、エンジンＥに対して切り替えるＥＣＵが接続された信号入力基板Ｐを選択するための基板選択信号Ｓを出力するコントローラＣＵより構成される。
【００１７】
切り替え選択された信号入力基板Ｐに入力されたＥＣＵからの信号は、ＥＣＵ切替ユニットＵに設置された信号出力基板ＰＯより信号ケーブルＣＡにて導出され、信号ケーブルＣＡの先端に設けたコネクタＣＭをエンジンＥの信号入出力部に設けたコネクタＣＦに接続することで、切り替え選択されたＥＣＵとエンジンＥとが選択された信号入力基板及び信号出力基板ＰＯを通して接続される。
【００１８】
このように、ＥＣＵ切替ユニットＵを使用すれば、ＥＣＵ＋ＥＣＵ切替ユニットＵ十コントローラＣＵを制御盤ＣＰ１面に収納することが可能となる。
また、近年のＥＣ∪多種類化に容易に対応することが可能となり、将来のＥＣＵの追加を見越して余計な収納スペースを用意しておく必要がなく、容易にＥＣＵの追加を可能とすることができる。
【００１９】
図４はＥＣＵ切替ユニットＵにおける各信号入力基板（１）〜（８）Ｐ１〜Ｐ８の接点構成を示す図である。各信号入力基板（１）〜（８）Ｐ１〜Ｐ８はそれぞれ信号入力用の接点を６０個配置している。各信号入力基板（１）〜（８）Ｐ１〜Ｐ８における各同一番目の接点の一端は共通接続されて信号出力基板ＰＯにおける出力端子ＯＴ１〜ＯＴ６０にそれぞれ接続される。また、各信号入力基板（１）〜（８）Ｐ１〜Ｐ８における各接点の他端は対応するＥＣＵの信号端子にケーブルを通して接続される。
【００２０】
信号出力基板ＰＯは切り替え選択された信号入力基板に配置された接点出力を外部に出力する出力端子ＯＴ１〜ＯＴ６０、各信号入力基板（１）〜（８）Ｐ１〜Ｐ８に対応して設けた基板選択信号入力用端子ＳＴ１〜ＳＴ８、選択された信号入力基板に対して接点を投入させるためのリレー駆動用電源を備える。
【００２１】
図５は信号出力基板ＰＯおよび各信号入力基板（１）〜（８）Ｐ１〜Ｐ８におけるリレー結線図である。信号出力基板ＰＯにおいては、リレー駆動電源が供給される＋ラインとコモンライン間に、コントローラＣＵからの基板選択信号Ｓによりオンとなるスイッチング素子ＳＥとリレーコイルＲｙの直列回路とを信号入力基板（１）〜（３）Ｐ１〜Ｐ８の数だけ並列に接続し、また各リレーＲｙ１〜Ｒｙ８の常開接点Ｒｙｉｃ〜Ｒｙ８ｃの一端を＋ラインに接続すると共に、他端を各信号入力基板（１）〜（８）Ｐ１〜Ｐ８において電源入力端子ＶＴ１〜ＶＴ８に接続する。
【００２２】
また、各信号入力基板（１）〜（８）Ｐ１〜Ｐ８においては、各リレー接点Ｃ１−１〜Ｃ１−６０・・・Ｃ８−１〜Ｃ８−６０を閉成させる６０×８個のリレーコイル１−１〜１−６０・・・８−１〜８−６０の一端をコモンラインＣに接続すると共に、他端は各信号入力基板（１）〜（８）Ｐ１〜Ｐ８毎の電源入力端子ＶＴ・・・ＶＴ８に共通接続する。
【００２３】
以上の方式で１ＥＣＵ当たり６０個のリレーを１信号入力基板上に配置し、使用する信号入力基板を基板選択信号Ｓに基づいて選択することで、６０個全てにリレーを同時にＯＮ／ＯＦＦし、ＥＣＵとエンジンＥとの間で信号線の接続・離脱を実施することができる。
【００２４】
以上のように、ＥＣＵ切替ユニットＵでは、コントローラＣＵから１個のＥＣＵ当たりの制御ケーブルの配線を１本に減少させ、しかも従来と同じ６０個のリレーのＯＮ／ＯＦＦ制御をわずか１信号入力で実施することが可能となる。その結果、リレー駆動用のコントローラＣヘの配線の簡素化及び制御プログラムの簡易化を図ることができる。
【００２５】
次に本実施の形態の動作を各図面に従って説明する。
図３に示すように、制御盤ＣＰと試験用のエンジンＥをコネクタＣＭ−ＣＦにより接続することで、制御盤ＣＰ内のＥＣＵ切替ユニットＵにおける信号出力基板ＰＯと試験用ののエンジンＥを信号ケーブルＣで接続する。コントローラＣＵは、例えば試験用のエンジンＥの機種に応じたＥＣＵ１を選択すべき選択信号Ｓ１を信号出力基板ＰＯの基板１選択端子ＳＴ１に出力する。
【００２６】
信号出力基板ＰＯでは、選択信号Ｓ１を入力すると、図５に示すように、スイッチング素子ＳＥ１をオンしてリレーＲｙ１に電源＋２４Ｖにより励磁電流を流して付勢することにより、リレーＲｙ１の常開接点Ｒｙ１ｃは閉成する。常開接点Ｒｙ１ｃが閉成すると、信号入力基板（１）Ｐ１に配置された合計６０個の電磁開閉器ＲＨ、リレーＲＭ，ＲＬのコイル１−１〜１−６０には常開接点Ｒｙ１ｃを通して電源供給端子ＶＴ１に２４Ｖの電源電圧が印加される。この結果、全てのコイル１−１〜１−６０には電源電圧２４Ｖにより励磁電流が流れて電磁開閉器ＲＨ、リレーＲＭ，ＲＬの接点Ｃ１−１〜Ｃ１−６０は閉成する。
【００２７】
この様に接点が閉成すると、接点Ｃ１−１〜Ｃ１−６０に接続されていたＥＣＵ１の信号線に現れた信号は接点Ｃ１−１〜Ｃ１−６０を通して出力基板ＰＯの出力端子ＯＴ１〜ＯＴ６０に出力される。そして信号は信号ケーブルＣを通して試験用のエンジンＥの信号入出力部に入力される。
【００２８】
次に、試験用のエンジンＥを他機種のエンジンに切り替えた場合に、ＥＣＵもこの機種に応じたＥＣＵ、例えばＥＣＵ８に切り替える必要がある。この場合、コントローラＣＵは信号入力基板８を選択する選択信号Ｓ８を信号出力基板ＰＯの基板８選択端子ＳＴ８に入力する。信号入力基板（１）Ｐ１の場合と同様に、リレーＲｙ８の励磁により接点Ｒｙ８ｃが閉成し、信号入力基板（８）Ｐ８に配置された合計６０個の電磁開閉器ＲＨ、リレーＲＭ，ＲＬのコイル８−１〜８−６０に常開接点Ｒｙ８ｃを通して電源供給端子ＶＴ８に２４Ｖの電源電圧が印加される。電源電圧２４Ｖにより励磁電流が全てのコイル８−１〜８−６０に流れて電磁開閉器ＲＨ、リレーＲＭ，ＲＬの接点Ｃ８−１〜Ｃ８−６０は閉成する。
【００２９】
この様に接点Ｃ８−１〜Ｃ８−６０が閉成すると、接点Ｃ８−１〜Ｃ８−６０に接続されたＥＣＵ８の信号線に現れた信号は、接点Ｃ８−１〜Ｃ８−６０を通して信号出力基板ＰＯの出力端子ＯＴ１〜ＯＴ６０に出力される。そして信号は信号ケーブルＣを通して試験用エンジンＥの信号入出力部に入力される。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、試験用のエンジンの機種に対応したエンジン電子制御機器より出された複数の制御信号線を接続する信号レベルの異なった複数のリレーが配置された各エンジン電子制御機器毎のエンジン電子制御機器と、試験用のエンジン機種に対応した信号入力基板を選択すると共に、選択した信号入力基板に実装された全てのリレーを同時にオン動作させて接点を閉成し、接点出力を入力して前記エンジンの信号入出力部に伝える前記各信号入力基板に共通の信号出力基板と、この信号出力基板に対して信号入力基板の選択信号を出力する選択手段とを備えたので、装置の省スペース化および試験作業の高効率化を図れるという効果がある。
また、前記各信号入力基板と信号出力基板を同一の母基板上にコネクタにより着脱自在に装着し、前記各信号入力基板に実装した同一番目のリレーの接点の一端同士を前記母基板に設けたコネクタを通して共通接続して前記信号出力基板の信号入力用のコネクタに接続したことで、エンジン電子制御機器の増設に伴うリレーの増設が容易になるという効果がある。
【００３２】
請求項２の発明によれば、前記信号入力基板における複数のリレーのコイルを電源入力端子に対して共通接続し、且つ、前記信号出力基板は選択手段より出力された選択信号に応じて選択された前記信号入力基板の電源入力端子に電源電圧を供給する電源供給手段を備えたので、各信号入力基板におけるリレーの制御が容易になると共に、制御回路を簡易化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施の形態に係るエンジン試験装置におけるＥＣＵ切替ユニットの外形図及び詳細イメージを示す図である。
【図２】  本実施の形態に係るＥＣＵ切替ユニットの全体構成を示す斜視図である。
【図３】  本実施の形態に係るエンジン試験装置の全体構成の概略を示す図である。
【図４】  本実施の形態に係るＥＣＵ切替ユニットの内部回路を示す図である
【図５】  本実施の形態に係るＥＣＵ切替ユニットの駆動制御部を示す図である
【図６】  従来のエンジン試験装置におけるＥＣＵ切替装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
ＥＣＵ１〜ＥＣＵ８  電子制御ユニット、Ｕ  ＥＣＵ切替ユニット、Ｐ１〜Ｐ８  信号入力基板１〜８、ＰＯ  信号出力基板、ＣＵ  コントローラ、Ｅ  試験用のエンジン、Ｍ  マザーボード、Ｃ、Ｃ１〜Ｃ８  コネクタ、ＲＨ  電磁開閉器、ＲＭ，ＲＬ  リレー。
【図１】
0003655772.tif 000002
【図２】
0003655772.tif 000003
【図３】
0003655772.tif 000004
【図４】
0003655772.tif 000005
【図５】
0003655772.tif 000006
【図６】
0003655772.tif 000007