(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスセンサの出力に基づいてエンジンを制御するエンジンＥＣＵのデバッグに使用するエンジンＥＣＵのシミュレーション装置であって、
前記排気ガスセンサを収容する容器と、
前記容器内に空気と、不活性ガスとの混合割合を調整可能に混合した混合ガスを導入する導入バルブと、
前記容器内の混合ガスを外部に排出する排出バルブと
を備え、
前記排気ガスセンサの出力信号が前記エンジンＥＣＵのセンサ信号端子に入力されることを特徴とするエンジンＥＣＵのシミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスセンサの出力に基づいてエンジンを制御するエンジンＥＣＵのデバッグに使用するエンジンＥＣＵのシミュレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガソリンエンジンは、図２に示すように、複数の気筒４１と、各気筒４１のそれぞれに吸気するための吸気通路４２と、各気筒４１内の排気ガスを排気するための排気通路４３とを備えている。各気筒４１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ４１ａが設けられ、各気筒４１の燃焼室の天井部には点火プラグ４１ｂが取り付けられ、この点火プラグ４１ｂは、点火コイルで発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起する。
【０００３】
吸気通路４２は、外部から空気を取り入れて各気筒４１の吸気ポートへと導くものであり、吸気通路４２には、上流側からエアクリーナ４２ａ、電子スロットルバルブ４２ｂ、サージタンク４２ｃ、吸気マニホルド４２ｄが順次配置されている。
【０００４】
また、排気通路４３は、気筒４１内で燃料を燃焼させたことで生じる排気を各気筒４１の排気ポートから外部へと導くものであり、排気通路４３には、排気マニホルド４３ａ、排気浄化用の三元触媒４３ｂが配されている。そして、触媒４３ｂの上流および下流それぞれには、排気通路４３を流通する排気ガスの空燃比を検出するための排気ガスセンサ４４，４５が配置されている。これら排気ガスセンサ４４，４５には、排気ガスの空燃比に対して非線形な出力特性を有するＯ2センサ、或いは、排気ガスの空燃比に比例した出力特性を有するリニアＡ／Ｆセンサが用いられる。なお、図２において、５０はエンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｌ  Ｕｎｉｔ）である。
【０００５】
ところで従来、上記したような排気ガスセンサ４４，４５の出力に基づき、エンジンＥＣＵ５０を使った制御開発を行う場合、図３に示すように、デバックの対象となるエンジンＥＣＵ５０に、エンジンデバイスとエンジンＥＣＵ５０間の信号入出力を模擬する例えばＨＩＬＳ（Ｈａｒｄｗａｒｅ  Ｉｎ  ｔｈｅ  Ｌｏｏｐ）のような擬似的な信号入出力が出来る装置に排気ガスセンサ模擬装置５２の出力信号をＥＣＵに読み込むことができるように構成する。
【０００６】
そして、図３に示すように、エンジン模擬装置５１に仮想的に混合気の空燃費のリーン、リッチを含む種々の運転状態を作り出し、排気ガスセンサ模擬装置５２の出力信号に基づいたエンジンＥＣＵ５０の動作を確認して必要なデバックを行っている。これは開発途上のハードウェア、ソフトウェアのエンジンＥＣＵ５０により誤った空燃費でエンジン制御を行ったときに、エンジン破壊に繋がる可能性があり、ある程度完成した後に実際のエンジンとエンジンＥＣＵを接続する必要があるからである。
【０００７】
また、エンジン模擬装置５１を使用せずに、実際にエンジンを駆動してエンジンＥＣＵ５０の動作確認をする場合、上記したようにエンジン破壊に繋がる可能性があるほか、実際にエンジンを運転するために燃料が必要であり、運転上の安全確保のためにエンジンベンチや実車を使用することとなり、試験者の作業環境のため、排気ガスの処理装置をはじめとして、安全対策を施した設備が必要となる。一方、エンジン模擬装置５１に実際の排気ガスセンサを取り付けただけでは、作業環境の悪化防止の観点から、実際にエンジン燃焼させて排気ガスを発生させることはできないので、せいぜいリーン状態での動作確認しかできず、エンジンＥＣＵ５０の動作確認を確実に行うことができないという問題がある。
【０００８】
そこで、図４に示すように、排気ガスセンサに関する情報を模擬した模擬回路５５を準備し、この模擬回路５５に合致するセンサ回路５６をエンジンＥＣＵ５０に構成して、エンジンを駆動することなく模擬的にエンジンを駆動したときのセンサ出力をエンジンＥＣＵ５０に取り込めるようにして、エンジンＥＣＵ５０のデバッグを行うことが考えられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−４５４６９号公報（段落００２３〜００４０および図１など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、図３に示すようなセンサの模擬回路５５やエンジンＥＣＵ５０の内部回路５６は、車種に応じたセンサやエンジンの種類ごとに構成が異なるため、車種ごとに模擬回路５５やセンサ回路５６を準備する必要があり、しかもこれら模擬回路５５等を作成するには、センサメーカやエンジンＥＣＵメーカが非公開の情報の入手が必要になることから作成が容易ではない。
【００１１】
本発明は、簡単な構成によりエンジンＥＣＵのデバッグを可能にし、エンジンＥＣＵを使った制御開発を容易に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した目的を達成するために、本発明のエンジンＥＣＵのシミュレーション装置は、排気ガスセンサの出力に基づいてエンジンを制御するエンジンＥＣＵのデバッグに使用するエンジンＥＣＵのシミュレーション装置であって、前記排気ガスセンサを収容する容器と、前記容器内に空気と、不活性ガスとの混合割合を調整可能に混合した混合ガスを導入する導入バルブと、前記容器内の混合ガスを外部に排出する排出バルブとを備え、前記排気ガスセンサの出力信号が前記エンジンＥＣＵのセンサ信号端子に入力されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、容器内に排気ガスセンサを収容し、導入バルブにより混合割合を調整した空気と不活性ガスとの混合ガスを容器内に導入し、排出バルブにより容器内の混合ガスを外部に排出するようにしたため、容器内の混合ガスの混合割合を可変したときの排気ガスセンサの出力信号をエンジンＥＣＵに取り込むことにより、実際にエンジンを駆動させた状態でエンジンＥＣＵの動作確認を行うのと同じ状況下で、所定の法規で要求される各種の排気ガスセンサの動作を再現して、エンジンＥＣＵの動作確認を行うことができ、従来のような排気ガス処理装置や模擬回路等が不要になり、車種に応じてセンサやエンジンの種類が変わっても、排気ガスセンサを容器ごと或いは単体で交換するだけで対応でき、簡単な構成によりエンジンＥＣＵのデバッグが可能になり、エンジンＥＣＵを使った制御開発を安価かつ容易に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るエンジンＥＣＵのシミュレーション装置の一実施形態の概略構成図である。
【図２】一般のエンジンおよびその制御装置の概略構成図である。
【図３】従来例の概略構成図である。
【図４】他の従来例の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係るエンジンＥＣＵのシミュレーション装置の一実施形態について、図１を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１に示すように、密封された金属製容器１内に排気ガスセンサ２を収容し、容器１内に空気と不活性ガスである窒素ガスとを所定割合で混合した混合ガス導入する導入バルブ３の出口を容器１の入口に接続する。
【００１７】
導入バルブ３の入口はミキシングバルブ４の出口に接続し、外気を圧縮するコンプレッサ５ａおよび流量調整弁５ｂからなる空気導入系５を、ミキシングバルブ４の一方の入口に接続するとともに、外気を圧縮するコンプレッサ６ａ、コンプレッサ６ａにより圧縮した空気から窒素ガスを抽出する窒素ガス抽出装置６ｂ、開閉弁６ｃ、サージタンク６ｄ、流量計６ｅおよび流量調整弁６ｆからなる窒素ガス導入系６を、ミキシングバルブ４の他方の入口に接続し、流量調整弁５ｂ，６ｆによる流量調整により混合割合が調整された空気と窒素ガスとが、ミキシングバルブ４により混合されて導入バルブ３を介して容器１内に導入される。
【００１８】
一方、容器１の出口には排出バルブ７およびポンプ８が接続されており、容器１内の混合ガスが強制的に排出されるようになっている。
【００１９】
また、容器１内の排気ガスセンサ２の２本の信号線がエンジンＥＣＵ１０に内蔵されたセンサ入力回路１０ａのプラス、マイナスの２つの入力端に接続され、排気ガスセンサセンサ２の２本のヒータ線がエンジンＥＣＵ１０に内蔵のヒータ回路１０ｂに接続されるとともに、排気ガスセンサ２の電源線がバッテリ１１に接続されており、エンジンＥＣＵ１０のヒータ通電回路１０ｂのオンによって排気ガスセンサ２の加熱回路が通電されることにより、排気ガスセンサ２の温度が６００℃くらいに上昇すると、排気ガスセンサ２が活性化して起電力を生じ得る状態になる。
【００２０】
そして、容器１内に導入される混合ガスの混合割合を適宜調整し、エンジンをリーンやリッチなどの種々の状態で駆動するのと同じ環境下で排気ガスセンサ２を動作させるようにし、所定の法規で要求されている各種の排気ガスセンサ２の動作を再現して活性化した排気ガスセンサ２の出力信号をエンジンＥＣＵ１０のセンサ入力回路１０ａにより取り込み、エンジンＥＣＵ１０の動作の確認を行って必要なデバッグを行う。
【００２１】
なお、エンジンＥＣＵ１０の動作確認が行われた後、排出バルブ７を開いてポンプ８を作動させて容器１内の混合ガスを排出する。このとき、容器１から排出される混合ガスは、空気と窒素ガスとを混合したものであるため、人体にも無害である。
【００２２】
したがって、上記した実施形態によれば、容器１内の混合ガスの混合割合を可変したときの排気ガスセンサ２の出力信号をエンジンＥＣＵ１０により取り込むようにしたため、実際にエンジンを駆動させた状態でエンジンＥＣＵの動作確認を行うのと同じ状況下で、所定の法規で要求される各種の排気ガスセンサ２の動作を再現して、エンジンＥＣＵ１０の動作確認を行うことができ、従来のような排気ガス処理装置やセンサの模擬回路等が不要になり、車種に応じてセンサやエンジンの種類が変わっても、容器１内に収容する排気ガスセンサ２を容器１ごと或いは単体で交換するだけで対応することができ、簡単な構成によりエンジンＥＣＵ１０のデバッグが可能になり、エンジンＥＣＵ１０を使った制御開発を安価かつ容易に行うことが可能になる。
【００２３】
また、容器１から排出される混合ガスは、空気と窒素ガスとを混合したものであるため、人体にも無害であるため、作業環境の悪化を招くこともなく、実際にエンジンを駆動する場合のように燃料を必要とせずに室内での作業が可能になって作業効率の向上を図ることができ、しかもエンジンを駆動しないことから二酸化炭素排出量を削減できてエコロジーにも寄与する。
【００２４】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。
【００２５】
例えば、上記した実施形態では、容器１内に導入する混合ガスを空気と窒素ガスとの混合ガスとした場合について説明したが、窒素ガスに代わって二酸化炭素ガスやその他の不活性ガスを混合するようにしてもよいが、人体に無害な不活性ガスを採用するのが望ましいのはいうまでもない。
【符号の説明】
【００２６】
１    …容器
２    …排気ガスセンサ
３    …導入バルブ
７    …排出バルブ
１０  …エンジンＥＣＵ
【図１】
0006671781.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006671781.tif 000004
【図４】
0006671781.tif 000005