(57)【要約】【課題】マトリックス・スイッチと電子制御ユニットとを接続した状態で、マトリックス・スイッチと電子制御ユニットの双方を独立して評価診断できる診断装置及び診断システムを提供することを課題とする。【解決手段】被評価ＥＣＵ１と被評価ＭＳＷ２とが接続された状態で、被評価ＥＣＵ１から被評価ＭＳＷ２に与えられる入力信号を観測し、あるいは被評価ＭＳＷ２のオン／オフ動作と等価の擬似スイッチ信号を生成して被評価ＭＳＷ２に与え被評価ＭＳＷ２の動作を代行し、その時に被評価ＥＣＵ１から被評価ＭＳＷ２に与えられる入力信号を観測するように構成される。【選択図】　　　図１
2004063143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差する信号線の交点に、スイッチがマトリックス状に配置されてなるマトリックス・スイッチと、該マトリックス・スイッチのオン／オフの状態を読み取る電子制御ユニットとが接続された状態で、前記マトリックス・スイッチと前記電子制御ユニットとの間に接続して、前記マトリックス・スイッチと前記電子制御ユニットを評価診断するマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断装置であって、
観測モードが設定された場合には、前記電子制御ユニットから前記マトリックス・スイッチに与えられる入力信号を受けて、該入力信号を観測し、生成観測モードが設置された場合には、前記マトリックス・スイッチのオン／オフ動作と等価の擬似スイッチ信号を生成し、生成した擬似スイッチ信号を前記電子制御ユニットに与えて前記マトリックス・スイッチの動作を代行し、その時に前記電子制御ユニットから前記マトリックス・スイッチに与えられる入力信号を受けて、該入力信号を観測する診断制御手段と、
観測モードもしくは生成観測モードを択一的に設定するモード設定手段と
を有することを特徴とするマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断装置。
【請求項２】
前記請求項１記載のマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断装置と、
前記マトリックス・スイッチのスイッチ信号、又は前記診断装置によって生成された擬似スイッチ信号のいずれか一方のスイッチ信号を選択して、前記電子制御ユニットに与える擬似出力切替手段と、
前記診断装置で観測された入力信号を処理し、前記擬似スイッチ信号を生成するための情報を前記診断装置に与えるコンピュータと、
前記診断装置と前記コンピュータと接続して信号変換を行うインターフェース手段と
を有することを特徴とするマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断システム。
【請求項３】
観測された前記入力信号に基づいて、前記マトリックス・スイッチのオン／オフの状態を表示する表示手段
を有することを特徴とする請求項１に記載のマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断装置、又は請求項２記載のマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチがマトリックス状に配置されたマトリックス・スイッチ、ならびにマトリックス・スイッチの情報を読み取る電子制御ユニットの機能を評価診断するマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断装置及びマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
マトリックス・スイッチ（以下、ＭＳＷと呼ぶ）は、スイッチをマトリックス状に配置して本数の多い信号線を減らし、コストやレイアウトを有利にするデバイスである。このようなＭＳＷは、例えば図２２に示すように自動車のコンビネーションスイッチ（以下、コンビＳＷと呼ぶ）にも使用されている。
【０００３】
図２２において、コンビＳＷ２２０は、ライトやワイパー等の２０個のスイッチがマトリックス状に配置されている。このコンビＳＷ２２０の各スイッチの情報は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵよ呼ぶ）２２１によって読み取られる。
ＥＣＵ２２１は、５つの入力端子Ｉｎｐｕｔ１〜５と５つの出力端子Ｏｕｔｐｕｔ１〜５の組み合わせで、２０種類のスイッチ情報と５種類の診断情報を読み取り、読み取り結果に基づいて各種電装部品の制御を行っている。ＥＣＵ２２１は、常に入力端子Ｉｎｐｕｔ１〜５から電源電圧を出力し、出力端子Ｏｕｔｐｕｔ１〜５に接続されたスイッチング用のトランジスタ２２２を順次オンさせて電流を流す。この時に、いずれか１つ又は複数のスイッチがオンしていると、ＥＣＵ２２１は、そのスイッチに対応する入力端子に電流が流れたことを検出し、スイッチがオンしていることを判別する。コンビＳＷ２２０の各スイッチと入力端子、出力端子との関係を図２３に示す。
【０００４】
具体的には、ＥＣＵ２２０の入力端子Ｉｎｐｕｔ１〜５がそれぞれ電源にプルアップされている。これらの入力端子Ｉｎｐｕｔ１〜５は、コンビＳＷ２２０の出力端子に接続されている。コンビＳＷ２２０内で、出力端子（５本）と制御用端子（５本）は、それぞれの信号が交差する（５×５）のマトリックスを形成し、各格子点にはコンビＳＷ２２０の各々のスイッチが接続されている。コンビＳＷ２２０の制御用端子は、ＥＣＵ２２１の出力端子Ｏｕｔｐｕｔｌ〜５に接続される。ＥＣＵ２２１は、出力端子Ｏｕｔｐｕｔ１〜５に接続されたスイッチング用のトランジスタ２２２を制御し、コンビＳＷ２２０の回路に部分的に通電し、時分割でスイッチ情報をコンビＳＷ２２０から読み出すことによって、信号線の数を減らしている。
【０００５】
例えば、ＥＣＵ２２１が出力端子Ｏｕｔｐｕｔ４を通電すると、ＥＣＵ２２１の入力端子Ｉｎｐｕｔ１〜５には、それぞれＴＵＲＮ＿ＬＨ，ＰＡＳＳ１ＮＧ，ＨＥＡＤ＿ＬＵＭＰ２、診断４，ＦＲ＿ＦＯＧ＿ＯＮのスイッチ信号が入力される。ここで、スイッチがオンしていれば、オンしているスイッチの信号ラインはロウレベルに低下し、ＥＣＵ２２１の入力端子Ｉｎｐｕｔ１〜５がロウレベルに低下することにより、スイッチの状態がオンになったことを検出することが可能となる。同様に、他の出力端子Ｏｕｔｐｕｔ１〜５も排他的かつ順次通電することにより、コンビＳＷ２２０の各スイッチのオン／オフ状態を読み出すことが可能となる。
【０００６】
このようなＭＳＷを使用したシステムの動作検証を行う評価システムとしては、例えば図２４に示すようなシステムが使用されている。この評価システムの目的は、図２２に示すようなコンビＳＷ２２０に接続されるＥＣＵ２２１のような電子制御ユニットを評価することである。
【０００７】
この評価システムは、実際のコンビＳＷに代えて、擬似コンビＳＷ２４０をＥＣＵ２４１に接続してＥＣＵ２４１の機能を評価する。コンビＳＷの代わりになる擬似コンビＳＷ２４０の各スイッチの状態は、まずパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２４３によって生成される。図２４に示す例では、疑似コンビＳＷ２４０は（５×５）のＭＳＷであるので、ＰＣ２４３は２５種類のスイッチ状態を生成する必要がある。それらスイッチ状態の設定値は、ＰＣ拡張バス２４４を介してデジタル出カボード２４５に与えられて、デジタル出力ボード２４５により例えばＴＴＬ（０−５Ｖ）レベルの２値電圧（０Ｖと５Ｖ）に変換されて出力され、出力された信号は接続ケーブル２４５を介して擬似コンビＳＷ２４０に入力される。
【０００８】
これら入力信号は、疑似コンビＳＷ２４０の内部の各格子点に配置された機械式リレーまたは電子スイッチ（例えば日立製ＨＤ１４０６６Ｂ）からなるスイッチ２４７をオン／オフ制御することにより、擬似ＭＳＷの状態を作り出す。ＰＣ２４３からスイッチ２４７を任意にオン／オフすることで、実際のコンビＳＷの例えばワイパースイッチがオンしたことをＥＣＵ２４１に入力する。これにより、ＥＣＵ２４１からスイッチ操作に応じた制御信号が出力されるか否かを検出してＥＣＵ２４１の機能を評価している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、図２４に示す従来の評価システムは、ＥＣＵ２４１単体としての機能を評価するものであった。このため、車両に搭載されたコンビＳＷとＥＣＵ２４１を評価する場合には、実際に車両へ乗車して、コンビＳＷの操作に対してコンビＳＷとＥＣＵ２４１が正しく機能しているか否かを検査しなければならなかった。しかしこの検査は、かなり困難であった。
【００１０】
また、図２４に示すような従来の評価システムを使用して上記検査を行う場合には、コンビＳＷを車両から取り外す必要があるため、不具合が発生した場合には、コンビＳＷとＥＣＵ２４１のいずれかに故障があるかを判別するなど、システム全体としての不具合分析を行うことが容易にはできなかった。さらに、疑似コンビＳＷ２４０を使用するため、実際のコンビＳＷとＥＣＵ２４１を接続した状態で双方を同時に評価することができなかった。
【００１１】
一方、図２４に示すような従来の評価システムでは、操作用機器（ＰＣ２４３や、これに相当する機器）の物理的設置性や操作性を考慮して、ＥＣＵ２４１のＯｕｔｐｕｔ信号のスキャン周期は、低速度（例えば１０ｍｓ周期）であった。
このため、ＥＣＵ２４１と擬似コンビＳＷ２４０の間を接続するケーブル２４７、２４８のケーブル長を数ｍ程度としていた。
【００１２】
Ｏｕｔｐｕｔ信号のスキャン周期が、高速で各出力端子Ｏｕｔｐｕｔ１〜５をオン／オフさせるＥＣＵ２４１を評価する場合に、例えば数十μｓｅｃ毎にオン／オフ制御する場合には、擬似コンビＳＷ２４０とＥＣＵ２４１が長いケーブル２４７、２４８で結線されていると、スイッチ２４７におけるスイッチオン信号の波形が鈍り、ＥＣＵ２４１が誤認識する可能性があるといった不具合を招いていた。
【００１３】
そこで、本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、
その目的とするところは、マトリックス・スイッチと電子制御ユニットとを接続した状態で、マトリックス・スイッチと電子制御ユニットの双方を独立して評価診断できるマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断装置、及びマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断システムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の課題を解決する手段は、交差する信号線の交点に、スイッチがマトリックス状に配置されてなるマトリックス・スイッチと、該マトリックス・スイッチのオン／オフの状態を読み取る電子制御ユニットとが接続された状態で、前記マトリックス・スイッチと前記電子制御ユニットとの間に接続して、前記マトリックス・スイッチと前記電子制御ユニットを評価診断するマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断装置であって、観測モードが設定された場合には、前記電子制御ユニットから前記マトリックス・スイッチに与えられる入力信号を受けて、該入力信号を観測し、生成観測モードが設置された場合には、前記マトリックス・スイッチのオン／オフ動作と等価の擬似スイッチ信号を生成し、生成した擬似スイッチ信号を前記電子制御ユニットに与えて前記マトリックス・スイッチの動作を代行し、その時に前記電子制御ユニットから前記マトリックス・スイッチに与えられる入力信号を受けて、該入力信号を観測する診断制御手段と、観測モードもしくは生成観測モードを択一的に設定するモード設定手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マトリックス・スイッチと電子制御ユニットとを接続した状態で、マトリックス・スイッチと電子制御ユニットの双方をそれぞれ独立して評価診断することができる。これにより、不具合が生じているマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの一方又は双方を容易に特定することができる。また、マトリックス・スイッチを実際に操作することなく、擬似スイッチ信号を用いて評価診断ができるので、評価診断の作業時間を大幅に低減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施形態に係るマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断装置及びマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断システムの構成を示す図である。図１に示す第１の実施形態のシステムは、評価診断の対象となる、被評価ＥＣＵ１ならびに被評価ＭＳＷ２を診断するマトリックス・スイッチ（ＭＳＷ）診断装置３と、擬似出力切替器４と、信号レベルを変換するソリッドステートリレー５ａ、５ｂと、デジタル入力ボード６ならびにデジタル出力ボード７と、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）８を備えて構成されている。ソリッドステートリレー５ａ、５ｂ、デジタル入力ボード６、デジタル出力ボード７は、ＭＳＷ診断装置３とＰＣ８とを接続してインターフェースするインターフェース手段として機能する。
【００１８】
ＭＳＷ診断装置３は、被評価ＥＣＵ１ならびに被評価ＭＳＷ２を診断する際の制御中枢の診断制御手段として機能するＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレー）３０と、モード設定スイッチ３１、リセット信号発生器３２、ＬＥＤ表示器３３、通信コネクタ３４、同期信号発生器３５、出力電圧選択スイッチ３６、信号変換器３７、３８、ならびにＰＣインターフェース３９を備えている。なお、図１ならびに以下に示す図面において、信号線の（）内の数字は信号線の本数を表している。
【００１９】
被評価ＥＣＵ１と被評価ＭＳＷ２とはマトリックス・スイッチ信号線９、１０ならびに擬似出力切替器４を介して接続されている。本実施例では、被評価ＭＳＷ２は例えば図２２に示すように（５×５）のＭＳＷとして構成されているが、ｉｍａｘ×ｊｍａｘ（ｉｍａｘ，ｊｍａｘは１以上の整数）のＭＳＷでも同様に実施可能である。被評価ＥＣＵ１は、例えば図２２に示すＥＣＵ２２１と同様に構成されている。被評価ＥＣＵ１と被評価ＭＳＷ２とは、図２に示すように接続されている。
【００２０】
被評価ＥＣＵ１の出力信号となる制御信号Ｏｕｔｐｕｔ１〜５は、図３に示すようなタイミングで信号線９を介して被評価ＭＳＷ２に入力され、被評価ＭＳＷ２の各スイッチの状態は各制御信号Ｏｕｔｐｕｔ（ｉ）（ｉは１〜５の整数）がアクティブ状態の時に、各制御信号Ｏｕｔｐｕｔ（ｉ）に関連付けられたスイッチ信号がＩｎｐｕｔ信号（ｊ）（ｊは１〜５の整数）として出力される。
【００２１】
図３において、制御信号Ｏｕｔｐｕｔ１〜５はアクティブ・ロウである。ここで、例えば制御信号Ｏｕｔｐｕｔ１がアクティブとは、それに対応する被評価ＭＳＷ２のＯｕｔｐｕｔ１の各Ｉｎｐｕｔ（ｊ）信号が、図２３に示すように、Ｉｎｐｕｔ１＝「０１診断１」〜Ｉｎｐｕｔ５＝「０５間欠ボリューム２」と規定されることを意味する。また、図３のタイミングチャートのＩｎｐｕｔ１〜５の中の数字０１，０２，０３，０４，０５、〜４５は、図２３に示すコンビＳＷとの対応関係を表すために便宜上付記したものである。さらに、図３において、Ｉｎｐｕｔ信号は、ローレベルがオン状態、ハイレベルがオフ状態を示している。
また、図２ならびに以下に示すタイミングチャートにおいて、ローレベルおよびハイレベルの両方の表記のある部分は、出力されるデータに依存して値が決まるため、ハイレベルならびにロウレベルの双方を記載している。
【００２２】
被評価ＭＳＷ２において、アクティブとは、被評価ＭＳＷ２に通電し、スイッチの状態を読み込む動作状態を示している。また、「Ｉｎｐｕｔ（ｊ）への出力」といった場合の「出力」とは必ずしも電流の流れる方向を示すものではなく、情報を出力するという意味である。この被評価ＭＳＷ２と被評価ＥＣＵ１の動作状態を確認するために、ＭＳＷ診断装置３を被評価ＥＣＵ１と被評価ＭＳＷ２との間に挿入する。ＭＳＷ診断装置３は、被評価ＥＣＵ１と被評価ＭＳＷ２の間の信号をモニタし、あるいは信号のモニタと被評価ＭＳＷ２の代わりにスイッチ信号（Ｉｎｐｕｔ（ｊ））の擬似出力を行う。
【００２３】
ＭＳＷ診断装置３がモニタのみか、あるいはモニタおよび擬似スイッチ信号の出力を行うかを切り替える擬似出力切替器４は、マトリクス・スイッチ信号線９，１０と、被評価ＭＳＷ２とＭＳＷ診断装置３に接続されており、被評価ＭＳＷ２とＭＳＷ診断装置３からのスイッチ信号Ｉｎｐｕｔ１〜５の切り替えを行う。
これと同時に、擬似出力切替器４は現在の切り替え状況をＭＳＷ診断装置３が把握できるように、信号線１１を介して切替状態信号をＭＳＷ診断装置３の信号変換器３８に与える。切替状態信号は信号変換器３８で信号変換され機能選択信号としてＭＳＷ診断装置３のＦＰＧＡ３０に入力される。機能選択信号は、信号の値と機能との関係が例えば図４に示すように設定されている。信号変換器３８は、例えば図５（ａ）に示すように、能動素子のトランジスタ５０を用いてレベル変換を行うように構成される。
【００２４】
マトリクス・スイッチ信号線９，１０と、モニタおよび擬似スイッチ信号線１２は、信号変換器３７を介してＦＰＧＡ３０に接続されている。信号変換器３７は、例えば図５（ａ）ならびに同図（ｂ）に示すように構成されている。マトリックス・スイッチ信号線９，１０に与えられる信号の信号変換は、図５（ａ）および同図（ｂ）に示すように、能動素子のトランジスタ５０，５１を利用してレベル変換を行う。また、擬似スイッチ信号線１２に与えられる信号の信号変換は、例えば図６に示すように、アナログスイッチ６０を利用して行われる。
【００２５】
被評価ＭＳＷ２と被評価ＥＣＵ１との間のマトリックス・スイッチ信号の動作速度が高速な場合を想定して、被評価ＭＳＷ２、被評価ＥＣＵ１およびＭＳＷ診断装置３の接続は、マトリックス・スイッチ信号の通信に影響を与えないよう接続線長を短くするため、ＭＳＷ診断装置３と、ＰＣ８やデジタル入出カボード６、７、ソリッドステートリレー５ａ、５ｂのＰＣ計測系とを分離して構成されている。例えばＰＣ計測系と、評価対象の被評価ＭＳＷ２及び被評価ＥＣＵ１との距離をとらなければならない場合には、評価対象とＭＳＷ診断装置３とは直近に設置して接続線長を短くし、ＭＳＷ診断装置３とＰＣ計測系との距離を取ることにより実現する。
【００２６】
また、ＭＳＷ診断装置３を被評価ＥＣＵ１と被評価ＭＳＷ２の間のマトリックス・スイッチ信号線９、１０に接続する場合に、被評価ＥＣＵ１と被評価ＭＳＷ２との間でやりとりされている信号に対して影響を与えないように、信号経路の線長を短くする。線長を決める基準としては、被評価ＥＣＵ１側のＩｎｐｕｔ信号の入力スペックに合致するように構成される。被評価ＥＣＵ１のＯｕｔｐｕｔ信号に対するＩｎｐｕｔ信号の入力規定値は、例えば図７に示すように、ロウレベルの最大電圧ＶＬｍｉｎ　、最大遅れ時間Ｔｄｍａｘ　、ロウレベル最小時間Ｔｗｍｉｎ　を満足するような線長となるように調整されて設定される。これにより、インピーダンスの変化が抑制されて正常に通信が行われる。したがって、信号の鈍りが防止されて、ＭＳＷ診断装置３を設けたことによる被評価ＥＣＵ１ならびに被評価ＭＳＷ２への影響を回避することができる。
【００２７】
被評価ＭＳＷ２やＭＳＷ診断装置３が擬似出力したスイッチ信号Ｉｎｐｕｔ（ｊ）をモニタする場合には、ＭＳＷ診断装置３に接続されたマトリックス・スイッチ信号線９を介して与えられる制御信号Ｏｕｔｐｕｔ（ｉ）に同期して、マトリックス・スイッチ信号線１０を介して与えられるスイッチ信号Ｉｎｐｕｔ（ｊ）を読み取る。読み取った情報は、ＭＳＷ診断装置３のＦＰＧＡ３０で処理され、ＰＣインターフェース３９、信号線１３、ソリッドステートリレー５ａ、信号線１４、デジタル入カボード６ならびにＰＣ拡張バス１５を経由してＰＣ８に送られるとともに、ＦＰＧＡ３０に接続されたＬＥＤ表示器３３に与えられる。これにより、被評価ＭＳＷ２のオン／オフの状態は、ＰＣ８で観測されるとともに、ＬＥＤ表示器３３に表示され、被評価ＭＳＷ２のオン／オフの状態をリアルタイムで観測することが可能となる。
【００２８】
ＭＳＷ診断装置３から擬似スイッチ信号を出力する場合には、まず擬似出力切替器４を擬似出力に切り替える。前述したように、この擬似出力切替器４の状態をＦＰＧＡ３０が読み取り、ＦＰＧＡ３０が擬似スイッチ信号を出力すると判断した場合には、ＰＣ８から出力される擬似スイッチ信号のスイッチ設定情報が、ＰＣ拡張バス１５、デジタル出カボード７、信号線１７、ソリッドステートリレー５ｂおよび信号線１６を経由して、ＭＳＷ診断装置３に入力される。ＭＳＷ診断装置３に入力されたスイッチ設定情報は、ＰＣインターフェース３９を介してＦＰＧＡ３０に入力される。ＰＣ８から与えられるスイッチ設定情報に基づいて、被評価ＥＣＵ１からの制御信号Ｏｕｔｐｕｔ（ｉ）に同期して、スイッチ信号Ｉｎｐｕｔ（ｊ）の擬似出力が行われる。
【００２９】
ここで、ソリッドステートリレー５ａ、５ｂは、同様な機能を有する機械式リレーを用いて構成してもよい。但し、機械式リレーでは、耐久性や応答速度により使用機会が制限される場合がある。また、ＦＰＧＡ３０は、ＲＯＭ内臓タイプのもの（例えばアルテラ製ＥＰＭ７０００シリーズ）を用いたため、ＭＳＷ診断装置３に電源が投入される際には、通信コネクタ３４を介してＦＰＧＡ３０にプログラムを書き込み、ＦＰＧＡ３０自身の動作を規定する。
【００３０】
一度書き込まれたプログラムは、再度書き替えを行うまでＦＰＧＡ３０内に保持される。また、ＦＰＧＡ３０の内部動作タイミングを規定するために、同期信号発生器３５として水晶発信器（例えばキンセキ製ＥＸ０３シリーズ等）が用いられる。電源投入時など電源の監視およびＦＰＧＡ３０のリセット信号を生成するリセット信号生成器３２の出力信号はＦＰＧＡ３０のリセット端子に与えられる。
【００３１】
次に、ＦＰＧＡ３０のアルゴリズムを説明する。なお、ＦＰＧＡ３０は、前述したようにＲＯＭ内臓タイプのものを用いているが、マイクロコンピュータやゲートアレイ、あるいはディスクリート部品によるロジック回路でも同様に実現可能である。
【００３２】
図８に示すフローチャートを参照して、まずステップＳ８０では初期化が行われる。この初期化動作では、通信コネクタ３４を介しての上述したプログラムの読み込みやモード設定スイッチ３１、擬似出力切替器４からの信号の読み込み、ＰＣインターフェース３９からの擬似スイッチ設定情報の読み込みが行われ、ＦＰＧＡ３０内のレジスタの初期化を行う。モード設定スイッチ３１におけるスイッチの設定値と機能との関係は、例えば図９（ａ）に示すように設定されている。また、このような機能を有するモード設定スイッチ３１としては、例えば図９（ｂ）に示すような回路で構成される。図９（ｂ）の構成は、スイッチ入力回路の一回路分を示している。なお、この初期化のステップＳ８０において、ＬＥＤ表示器３３の点灯試験を行ってもよい。
【００３３】
初期化が終了すると、次にステップＳ８１において、被評価ＭＳＷ２のモニタと擬似スイッチ信号の出力動作を、モード設定スイッチ３１により設定されたモード状態に基づいてＭＳＷ診断装置３の電源が遮断されるまで繰り返し行う。この繰り返し動作の単位時間当たりの繰り返し回数（動作周波数）は、後述するように、十分に多い（高い）としなければならない。
【００３４】
次に、上記ステップＳ８１に示す被評価ＭＳＷ２のモニタと擬似スイッチ信号の出力動作について、図１０のフローチャートを参照して説明する。図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４の繰り返しループは、被評価ＥＣＵ１からの制御信号Ｏｕｔｐｕｔ（ｉ）のオフ時間（マトリックス・スイッチの有効読み取り時間）に対して十分に短い周期で繰り返し計算されるものとする。一巡のステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４の一巡の繰り返しの処理時間Ｔｌは、制御信号Ｏｕｔｐｕｔ（ｉ）のアクティブ時間Ｔａに対して、少なくともＴｌ＜Ｔａとなるように設定されなければならない。
【００３５】
まず、ステップＳ１００では、制御信号Ｏｕｔｐｕｔ（ｉ）の走査カウンタの値ｉを初期化（ｉ＝１）する。そしてステップＳ１０１では、走査カウンタの値ｉをチェックし、カウンタ値ｉの最大値ｉｍａｘ（本実施例では“５”）より大きければ、上記ループ処理から抜け出す。一方、カウンタ値ｉが最大値ｉｍａｘより小さければ、擬似スイッチ信号を生成するステップＳ１０２に移行し、続いてステップＳ１０３のモニタ処理を行う。擬似スイッチ信号の生成処理およびモニタ信号処理については後述する。次に、ステップＳ１０４では、走査カウンタの値ｉをインクリメントして処理をステップＳ１０１に戻す。なお、ここでは走査カウンタの値ｉをインクリメントして実施したが、デクリメントするようにしてもよいし、走査する順番を予めメモリに保持し、走査の順番を決めてもよい。
【００３６】
次に、図１１のフローチャートを参照して、上記ステップＳ１０２に示す擬似スイッチ信号の生成処理について説明する。図１１において、まずステップＳ１１０では、被評価ＥＣＵ１からのマトリクス・スイッチ信号線９の制御信号Ｏｕｔｐｕｔ（ｉ）によって一意に決まる、正規化した正規化制御信号ｃｎｔ（ｉ）の状態を調べる。
【００３７】
この正規化制御信号ｃｎｔ（ｉ）がアクティブであれば、ステップＳ１１１では、ＰＣ８から、デジタル出力ボード７、信号線１７、ソリッドステートリレー５ｂならびに信号線１６を介して、図１２（ｂ）に示すレジスタの各要素ｏｍｓｗ（ｋ）の値がＦＰＧＡ３０に与えられ、それらの各要素ｏｍｓｗ（ｋ）の値に従って、信号ｏｕｔ（ｊ）を出力する。そのタイミングチャートを図１３（モニターのみの場合）ならびに図１４（モニターと擬似スイッチ信号の出力の双方の場合）に示す。正規化制御信号ｏｕｔ（ｊ）を出力するに先立ち、予めＰＣ８からの設定により、各々のレジスタｏｍｓｗ（ｋ）の値を設定しなければならない。図１２（ｂ）に示す各要素ｏｍｓｗ（ｋ）（ｋは１〜２５の整数）は、各要素１ビットのレジスタとして確保され、この要素ｏｍｓｗ（ｋ）の情報が擬似スイッチ信号の値となる。ｏｍｓｗ（ｋ）が例えば１であれば、スイッチはオン、０であれば、スイッチはオフを意味する。被評価ＭＳＷ２の各スイッチｍｓｗ（ｋ）と制御信号Ｏｕｔｐｕｔ（ｉ）と入力信号Ｉｎｐｕｔ（ｉ）の関係を図１２（ａ）に示す。
【００３８】
ＰＣ８から信号線１６に与えられる情報の論理的意味と電気的な意味の対応付けはシステム構成により異なるため、ＰＣ８から信号線１６を介してＰＣインターフェース３９またはレジスタの各要素ｏｍｓｗ（ｋ）に与えられる情報を入力する際に信号変換を行う。ここで、カラム数ｊや要素数ｋはマトリックス・スイッチの規模により決まる定数で、本実施例の場合には、カラム数ｊの最大値ｊｍａｘは５で、要素数ｋの最大値ｋｍａｘは２５ある。
【００３９】
図１１に戻って、ステップＳ１１１では、各々の信号ｏｕｔ（ｊ）はｊｍａｘ＝５の信号分同時に出力される。カラム数ｊ、カラム数の最大値ｊｍａｘ、要素数ｋとの関係は以下のように表される。
【００４０】
【数１】
ｋ＝（ｉ−１）×ｊｍａｘ＋ｊ　…（１）
次に、ステップＳ１１２において、正規化制御信号ｃｎｔ（ｉ）がアクティブでない場合には、各々の信号ｏｕｔ（ｊ）は全て出力停止（ＯＦＦ）状態となり、前後の正規化制御信号ｃｎｔ（ｉ）に対応した信号ｏｕｔ（ｉ）の出力操作を妨げないように対処される。
【００４１】
次に、図１０のステップＳ１０３に示すモニタ信号処理について、図１５のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳ１５０では、正規化制御信号ｃｎｔ（ｉ）がアクティブか否か判定し、アクティブでなければモニタ信号処理は行わず、以前の状態を保持し、図１０に示すステップＳ１０４に進む。
【００４２】
一方、制御信号ｃｎｔ（ｉ）がアクティブであれば、ステップＳ１５１において、該当する各スイッチ信号Ｉｎｐｕｔ（ｊ）を読み込む。読み込んだ信号は、図１２（ｃ）に示す該当するモニタ用レジスタｍｍｓｗ（ｋ）（ｋは整数で、最大値はｋｍａｘ＝ｉｍａｘ×ｊｍａｘ）に正規化して格納する。ここで、正規化とは、電気的な信号のハイレベル／ロウレベルと、論理的なスイッチのオン／オフの対応付けを行うことを意味する。また、ｉ，ｊとｋの関係は、上述した式（１）と同様である。各モニタ用レジスタのカラムは１ビットの値であり、格納された値は次に更新されるまで保持される。
【００４３】
次に、ステップＳ１５２では、ＬＥＤ表示器３３の表示操作を行う。続いてステップＳ１５３では、デジタル出力操作を行う。ＬＥＤ表示器３３の表示操作に関しては後述する。ステップＳ１５３のデジタル出力操作では、正規化されたモニタ信号がモニタ用レジスタｍｍｓｗ（ｋ）に対応するＦＰＧＡ３０のデジタル出カポートＤ０（ｋ）に出力される。デジタル出力ポートＤ０（ｋ）は、対応する信号線１３に接続されており、正規化されたモニタ信号は最終的にＰＣ８に入力されて処理される。
【００４４】
次に、ＬＥＤ表示操作について、図１６のフローチャートならびに図１７を参照して説明する。図１６において、まずステップＳ１６０では、ＬＥＤ表示器３３に表示するか否かを判別する。ＦＰＧＡ３０に接続されたモード設定スイッチ３７において、図９に示すように、ＬＥＤ表示選択モードを選択し、選択したモードをＦＰＧＡ３０が読み取ることによりＬＥＤ表示器３３の表示制御を行う。
【００４５】
なお、モード設定スイッチ３７の設定例と構成は図９（ａ）および同図（ｂ）に示す通りである。
【００４６】
次に、図１６に戻って、ステップＳ１６０で、「ＬＥＤ表示器３３に表示出力しない」と判別された場合には、ステップＳ１６２に進み、ＬＥＤ表示器３３の消灯操作を行う。消灯操作は、ＬＥＤ表示器３３の電源を遮断する方法でもよいし、あるいはＬＥＤ表示器３３の各ＬＥＤを消灯（オフ状態）してもよい。
【００４７】
一方、ＬＥＤ表示器３３に表示出力する場合には、図１７に示すような対応付けで、正規化制御信号ｃｎｔ（ｉ）のカラム全て（ｊ＝１〜ｊｍａｘ）をモニタ用レジスタｍｍｓｗ（ｋ）の情報により制御する。ちなみに、本実施例では、モニタ用レジスタｍｍｓｗ（１〜２５）＝１（スイッチオン）の場合は対応するＬＥＤを点灯する。あるいは、モニタ用レジスタｍｍｓｗ（１〜２５）＝１（スイッチオン）の場合に、ＬＥＤを消灯するようにしても構わない。ＬＥＤ表示器３３における各ＬＥＤは、例えば図１８に示すように構成される。
【００４８】
このような実施形態においては、被評価ＥＣＵ１と被評価ＭＳＷ２の接続を保持したまま、被評価ＭＳＷ２の状態をモニタすることが可能となる。そのため、被評価ＥＣＵ１から制御信号が出力されない等、被評価ＥＣＵ１が正常に動作しなかった場合には、被評価ＥＣＵ１と被評価ＭＳＷ２のいずれかに故障があるか否かを判別することができる。
【００４９】
また、被評価ＭＳＷ２に代えて、被評価ＭＳＷ２のスイッチ信号を擬似的に生成して被評価ＭＳＷ２に入力することができるため、実際に被評価ＭＳＷ２を操作しなくとも、被評価ＥＣＵ１を評価診断することが可能となる。これにより、被評価ＥＣＵ１を評価診断する作業時間が低減できる。さらに、被評価ＥＣＵ１と被評価ＭＳＷ２を取り外したりすることなく、被評価ＥＣＵ１に入力される信号をモニタすることができ、かつ被評価ＭＳＷ２に擬似スイッチ信号を入力することが可能となる。これにより、診断評価の操作性を向上することができる。
【００５０】
また、ＬＥＤ表示器３３に診断結果を表示することで、計測器（オシロスコープやロジックアナライザ）を用いることなく、作業者は被評価ＥＣＵ１と被評価ＭＳＷ２の通信状態を容易に確認することができ、かつ被評価ＭＳＷ２の擬似スイッチ信号が正確に出力されているか否かを迅速に判断することができる。
【００５１】
図１９は本発明の第２の実施形態に係るマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断装置及びマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断システムの構成を示す図である。なお、図１９において、図１と同一符号のものは同一機能を有するものであり、その説明は省略する。
【００５２】
前述した第１の実施形態のＭＳＷ診断装置３０に含まれるＰＣインターフェース３９は、車両用バッテリ（１２Ｖ、２４Ｖ等の電圧）を電源とするものが一般的であるが、ＰＣ８や汎用計測機器ではＴＴＬレベル（５Ｖ系）が一般的であった。このため、ＭＳＷ診断装置３側の信号電圧とＰＣ８とデジタル入力ボード６、デジタル出力ボード７を含む計測系の信号電圧との相違は、図１に示すソリッドステートリレー５ａ、５ｂにより電圧変換することで調整されている。
【００５３】
そこで、この第２の実施形態の特徴とするところは、ＭＳＷ診断装置３０に含まれるＰＣインターフェース１９０に、車両系の電源電圧（１２Ｖや２４Ｖ等）とＴＴＬ系の電源電圧（５Ｖ）の信号を相互に変換する変換機能を備えたことにある。このような機能をＰＣインターフェース１９０に持たせることにより、図１に示すソリッドステートリレー５ａ、５ｂを削除して、ＰＣインターフェース１９０とデジタル入力ボード６、デジタル出力ボード７とを直接接続することが可能となる。
【００５４】
車両系の電源電圧（１２Ｖや２４Ｖ）とＴＴＬ系の電源電圧（５Ｖ）の信号変換機能は、ＰＣインターフェース１９０に接続された出力電圧選択スイッチ３６によって切り替えられる。このような機能は、例えば図２０に示すような回路構成により実現することができる。
【００５５】
このような第２の実施形態においては、上記第１の実施形態で得られる効果に加えて、ソリッドステートリレー５ａ、５ｂが不要になるので、構成の小型化を図ることができる。
【００５６】
図２１は本発明の第３の実施形態に係るマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断装置及びマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断システムの構成を示す図である。なお、図１９において、図１と同一符号のものは同一機能を有するものであり、その説明は省略する。
【００５７】
この第３の実施形態の特徴とするところは、ＬＥＤ表示器３３の接続先をＦＰＧＡ３０に代えて、ＬＥＤ表示器３３をＰＣインターフェース２１０に接続し、ＦＰＧＡ３０の制御の下にＰＣインターフェース２１０を介してＬＥＤ表示器３３を表示制御したことにある。このような第３の実施形態にあっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断装置及びマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断システムの構成を示す図である。
【図２】ＭＳＷ診断装置３、被評価ＥＣＵ１ならびに被評価ＭＳＷ２の接続関係を示す図である。
【図３】被評価ＭＳＷ２と被評価ＥＣＵ１との間の信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】機能選択信号の値と機能を示す図である。
【図５】信号変換器３８の一回路構成を示す図である。
【図６】擬似出力切替器４の一部回路構成を示す図である。
【図７】被評価ＥＣＵ１のＩｎｐｕｔ信号とＯｕｔｐｕｔ信号のタイミング条件を示す図である。
【図８】ＦＰＧＡ３０のアルゴリズムにおける処理動作を示すフローチャートである。
【図９】モード設定スイッチ３１の設定値と機能との関係、ならびにモード設定スイッチの一部構成を示す図である。
【図１０】ＦＰＧＡ３０のアルゴリズムにおける処理動作を示すフローチャートである。
【図１１】ＦＰＧＡ３０のアルゴリズムにおける処理動作を示すフローチャートである。
【図１２】被評価ＭＳＷ２に係わる各種信号の関係を示す図である。
【図１３】モニタのみの場合の、ＭＳＷ診断装置３に入力される制御信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１４】モニタならびに擬似スイッチ信号を発生する場合の、ＭＳＷ診断装置３に入力される制御信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１５】ＦＰＧＡ３０のアルゴリズムにおける処理動作を示すフローチャートである。
【図１６】ＦＰＧＡ３０のアルゴリズムにおける処理動作を示すフローチャートである。
【図１７】レジスタｍｍｓｗとＬＥＤ表示器３３との対応関係を示す図である。
【図１８】ＬＥＤ表示器３３の一部構成を示す図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態に係るマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断装置及びマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断システムの構成を示す図である。
【図２０】出力電圧選択スイッチ３６とＰＣインターフェースの一部構成を示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施形態に係るマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断装置及びマトリックス・スイッチと電子制御ユニットの診断システムの構成を示す図である。
【図２２】マトリックス・スイッチの一つである従来のコンビネーションスイッチの一回路構成を示す図である。
【図２３】図２２に示すコンビネーションスイッチ２２０の各スイッチと、ＥＣＵ２２１のＩｎｐｕｔ信号ならびにＯｕｔｐｕｔ信号との関係を示す図である。
【図２４】擬似コンビネーションスイッチを使用した、従来のコンビネーションスイッチの評価診断システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１　被評価ＥＣＵ
２　被評価ＭＳＷ
３　ＭＳＷ診断装置
４　擬似出力切替器
５ａ，５ｂ　ソリッドステートリレー
６　デジタル入力ボード
７　デジタル出力ボード
８　パーソナルコンピュータ
９，１０　マトリックス・スイッチ信号線
１１，１２，１３，１４，１６，１７　信号線
３０　ＦＰＧＡ
３１　モード設定スイッチ
３３　ＬＥＤ表示器
３７　信号変換器
３９，１９０，２１０　ＰＣインターフェース
【図１】
2004063143.tif 000003
【図２】
2004063143.tif 000004
【図３】
2004063143.tif 000005
【図４】
2004063143.tif 000006
【図５】
2004063143.tif 000007
【図６】
2004063143.tif 000008
【図７】
2004063143.tif 000009
【図８】
2004063143.tif 000010
【図９】
2004063143.tif 000011
【図１０】
2004063143.tif 000012
【図１１】
2004063143.tif 000013
【図１２】
2004063143.tif 000014
【図１３】
2004063143.tif 000015
【図１４】
2004063143.tif 000016
【図１５】
2004063143.tif 000017
【図１６】
2004063143.tif 000018
【図１７】
2004063143.tif 000019
【図１８】
2004063143.tif 000020
【図１９】
2004063143.tif 000021
【図２０】
2004063143.tif 000022
【図２１】
2004063143.tif 000023
【図２２】
2004063143.tif 000024
【図２３】
2004063143.tif 000025
【図２４】
2004063143.tif 000026