(57)【要約】【課題】信号印加モジュール、信号計測モジュールおよび演算機器以外に別途機器を備えることなく、且つ処理能力や処理速度の向上した演算機器が新たに換装されても時刻が同期して対象の電子制御機器の性能確認する信号印加・信号計測装置を提供する。【解決手段】信号印加・信号計測装置は、性能確認対象の電子制御機器に信号を印加する印加モジュール、信号を計測する計測モジュールおよび印加モジュールおよび計測モジュールをシリアルバスを介して制御する演算機器を備え、印加モジュール、計測モジュールおよび演算機器は、時刻同報手段を有し、印加モジュールおよび計測モジュールは、演算機器が管理する時刻に対して自身が管理する時刻を所定の偏差内で同期させ、且つ、印加モジュールまたは計測モジュールのうちの１つが管理する時刻に対して自身が管理する時刻を所定の偏差内で同期させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
性能確認対象の電子制御機器に所定のタイミングに信号を印加する信号印加モジュール、所定のタイミングに該電子制御機器から出力される信号を計測する信号計測モジュールおよび上記信号印加モジュールおよび上記信号計測モジュールをシリアルバスを介して制御する演算機器を備える信号印加・信号計測装置において、
上記信号印加モジュール、上記信号計測モジュールおよび上記演算機器は、時刻同報手段を有し、
上記信号印加モジュールおよび上記信号計測モジュールは、上記演算機器が管理する時刻に対して自身が管理する時刻を所定の偏差内で同期させ、且つ、上記信号印加モジュールまたは上記信号計測モジュールのうちの１つが管理する時刻に対して自身が管理する時刻を所定の偏差内で同期させることを特徴とする信号印加・信号計測装置。
【請求項２】
上記演算機器が演算速度が異なるものに換装されたとき、上記信号印加モジュールおよび上記信号計測モジュールは、上記換装された演算機器が管理する時刻に対して自身が管理する時刻を所定の偏差内で同期させることを特徴とする請求項１に記載する信号印加・信号計測装置。
【請求項３】
上記演算機器が上記信号印加モジュールおよび上記信号計測モジュールが収納されている筐体から分離され、ＬＡＮまたはＷＡＮを介して上記信号印加モジュールおよび上記信号計測モジュールを制御することを特徴とする請求項１に記載する信号印加・信号計測装置。
【請求項４】
上記信号印加モジュールおよび上記信号計測モジュールは、吸気スリットが設けられたパネルにより囲繞されたモジュール収納ＢＯＸに収納されていることを特徴とする請求項１に記載する信号印加・信号計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車載用の電子制御機器の機能を確認するために実車を模擬した信号を印加し、且つ出力する信号を計測する信号印加・信号計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用の電子制御機器は、実車搭載時、多数の他の電子制御機器と多数の入出力信号を介してハンドシェイクし、機能別に車両をリアルタイムに分散制御する。また、安全性を要する保安部品の制御においては、送受する入出力信号のタイミングは正確さを要する。
そして、この車載用の電子制御機器は、信号印加・信号計測装置を用いて模擬する他の電子制御機器との送受信号を印加し計測して機能が確認される。このとき、対象の電子制御機器の制御条件に基づく信号印加や信号計測のタイミングは時系列的な正確さを要し、また、入出力信号が多数の場合は、その信号印加や信号計測には同期性を必要とする。
【０００３】
ここで用いられる信号印加・信号計測装置は、他の電子制御機器を模擬した信号印加機能または信号計測機能を有する多数のモジュールとそのモジュールを制御する演算機器を備える。このモジュールを対象の電子制御機器に接続し、実車搭載相当の信号を模擬し、時系列的に信号印加、待ち時間、信号計測を繰り返し、対象の電子制御機器の性能を確認する。
【０００４】
そしてモジュールは、パラレルバス方式のスロットを増設できるバス拡張機器で演算機器に接続されている（例えば、非特許文献１参照）。
しかし、汎用的なパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」と称す）に搭載されるパラレルバス方式は、近年のＰＣに対する市場からの高速化要求により仕様変更が多く、製品供給寿命が短い。また、モジュールとＰＣ間通信においてはハードウェア依存性が高いため、ＰＣが故障して換装する際に同じ仕様を有したＰＣが枯渇している場合がある。
また、このパラレル方式では、演算機器とモジュールの設置距離に制限があり、産業用途として構成する際、モジュールが耐環境性能を満たしても、演算機器としてＰＣを用いた場合、ＰＣもモジュールと同じ環境に設置しなければならず、汎用仕様であるＰＣの製品寿命を縮める場合がある。そのため、耐環境性能を満足し、継続的に供給が確約された産業用のＰＣを用いる必要性があるが、汎用機に比べてコストパフォーマンスに劣る点がある。
また、パラレルバス方式では、多数のバス信号をパラレルに分岐するために大きな面積の基板が筐体内に配置されているので、空冷装置のファンなどで流される空気の流れを基板が遮り、空冷能力が悪い。
【０００５】
そこで、ハードウェアへの依存性を軽減するために、ＩＥＥＥ８０２．３規格またはＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）などのシリアル通信機能を搭載したモジュールを用いるシリアルバス構成を採用した制御装置がある（例えば、非特許文献２参照）。
【０００６】
【非特許文献１】ＣＯＮＴＥＣ、”ＰＣＩバス仕様拡張アダプタセットＢＵＦ（ＰＣＩ）”、［平成１８年４月１２日検索］、インターネット（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ２．ｃｏｎｔｅｃ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｏｄ＿ｄａｔａ／ｂｕｆｐｃｉ／ｃ０１．ｐｄｆ）
【非特許文献２】ＣＯＮＴＥＣ、”Ｆ＆ｅＩＴシリーズＩ／ＯアシストサーバＳＶＲ−ＩＯＡ（ＦＩＴ）ＧＹ”、［平成１８年４月１２日検索］、インターネット（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｏｎｔｅｃ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ｓｐｅｃｉａｌ／ｓ−ｅｐｃ／ｃａｔａｌｏｇ−ｓｅｐｃ−２００５０７．ｐｄｆ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、シリアルバスは用いられるハードウェア構成やプロトコルによっては情報伝送の同期性が保証されないという問題がある。すなわち、ＩＥＥＥ８０２．３規格準拠のハードウェアとプロトコル構成では、ＵＤＰ同報通信を用いても汎用的な分岐装置においてはストアアンドフォワード方式の高速スイッチング方式であり、搭載される各プロセッサへの情報伝送は時系列的に分割される。そのため、情報受信時間は、数ｍｓから数１０ｍｓ単位で偏差が発生する。
そのために、シリアルバスとは別にトリガ信号を生成するモジュールを装備し、各信号印加モジュールへあらかじめ印加信号情報をプリセットしておき、続いて各モジュールのトリガ信号を送信し、信号印加・信号計測タイミングを同期することが行われる。
しかし、トリガ信号生成モジュールとトリガ信号伝送配線を別途装備し、また、各モジュールにトリガ信号入力機能を付加する必要があり、コストが増えてしまうという問題がある。
【０００８】
また、一般的に産業用途の制御装置の設計寿命が１０年程度に対し、同じ環境に設置したときの汎用用途のＰＣはそれ以下であり、故障することを想定した設計を行う。しかし、ＰＣを取り換えるとき、製品供給寿命が短いため、同じ仕様のＰＣの供給が枯渇している場合が多く、ハードウェア仕様が同様であっても、処理能力が向上したＰＣを用いて換装することを余儀なくされる。ＰＣの処理能力が向上していると、ハードウェアの伝搬遅延が同様でも、情報送受のための演算時間が短縮し、信号印加・信号計測タイミングに偏差が生じるという問題がある。
また、新たなＰＣのＯＳが前のＯＳと異なっていると、情報の送受のための処理時間が短縮し、信号印加・信号計測タイミングに偏差が生じるという問題がある。
【０００９】
この発明の目的は、信号印加モジュール、信号計測モジュールおよび演算機器以外に別途機器を備えることなく、且つ処理能力や処理速度の向上した演算機器が新たに換装されても時刻が同期して対象の電子制御機器の性能確認する信号印加・信号計測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係わる信号印加・信号計測装置は、性能確認対象の電子制御機器に所定のタイミングに信号を印加する信号印加モジュール、所定のタイミングに該電子制御機器から出力される信号を計測する信号計測モジュールおよび上記信号印加モジュールおよび上記信号計測モジュールをシリアルバスを介して制御する演算機器を備える信号印加・信号計測装置において、上記信号印加モジュール、上記信号計測モジュールおよび上記演算機器は、時刻同報手段を有し、上記信号印加モジュールおよび上記信号計測モジュールは、上記演算機器が管理する時刻に対して自身が管理する時刻を所定の偏差内で同期させ、且つ、上記信号印加モジュールまたは上記信号計測モジュールのうちの１つが管理する時刻に対して自身が管理する時刻を所定の偏差内で同期させる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係わる信号印加・信号計測装置の効果は、演算機器から信号印加モジュールおよび信号計測モジュールへの情報伝達に情報伝達の同時性が保証されないシリアルバスを用いても、時刻同報手段を用いることにより、信号印加モジュールが管理する時刻または信号計測モジュールが管理する時刻を演算機器が管理する時刻に５０ｍｓ程度の偏差内で時刻同期することができる。
また、信号印加モジュールおよび信号計測モジュールの内の１つをサーバと見なし、他をクライアントと見なして時刻同報手段により時刻同期するので、信号印加モジュールおよび信号計測モジュールでそれぞれ管理する時刻は１ｍｓ程度の偏差内に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる信号印加・信号計測装置の構成図である。
この発明の実施の形態１に係わる信号印加・信号計測装置１は、車載用の電子制御機器２の性能を実車に搭載する前に確認するために使用され、性能確認の対象としての電子制御機器２に関する実車を模擬した入出力信号をタイミングチャート上に表し、そのタイミングチャートに基づいて信号を印加し、且つ出力する信号を計測する。
この実施の形態１に係わる信号印加・信号計測装置１は、性能確認作業を行う工場の現場に工場ＬＡＮ網から独立し、オフラインで用いるように構成され、筐体３内に収納されている。
【００１３】
この実施の形態１に係わる信号印加・信号計測装置は、図１に示すように、ＩＥＥＥ８０２．３規格準拠の通信機能が搭載される演算機器としての汎用のパーソナルコンピュータ４、パーソナルコンピュータ４の通信機能を分岐するための分岐機器としてのスイッチングＨＵＢ５、スイッチングＨＵＢ５と接続され性能確認対象の電子制御機器２との信号印加機能を有する２個の信号印加モジュール６、スイッチングＨＵＢ５と接続され性能確認対象の電子制御機器２との信号計測機能を有する２個の信号計測モジュール７およびそれらをつないで筐体内ＬＡＮを構成するケーブル８を備える。
【００１４】
なお、信号印加モジュール６、信号計測モジュール７の数は２個として説明するが、数に限りがあるわけではない。
そして、パーソナルコンピュータ４、信号印加モジュール６、信号計測モジュール７にはプライベートアドレスが設定されている。
信号印加モジュール６と信号計測モジュール７は、ＩＥＥＥ８０２．３規格準拠の同一な入力ハードウェア構成とＳｉｍｐｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｉｍｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（以下、「ＳＮＴＰ」と称す。ＲＦＣ１７６９）記述の同一内容のプログラムコードが搭載され、ＩＥＥＥ８０２．３規格準拠の通信機能、タイマ機能および３２ｂｉｔカウンタを有するマイクロプロセッサを有し、タイマ機能を用いて１ｍｓ毎に割り込みを発生し、３２ｂｉｔカウンタに積算することで連続管理時間１１９３ｈｒ以上を１ｍｓ分解能で管理するタイマカウンタを備える。
【００１５】
パーソナルコンピュータ４は、時刻同報手段としてＳＮＴＰに記載されるサーバ側プロトコルをサポートしている。
信号印加モジュール６と信号計測モジュール７は、時刻同報手段としてＳＮＴＰに記載されるサーバ側プロトコルとクライアント側プロトコルとをサポートしている。
信号印加モジュール６と信号計測モジュール７は、パーソナルコンピュータ４が管理するローカルな時刻に対して、１度同期を行う。このとき、パーソナルコンピュータ４から出力されるタイムスタンプデータは、ＳＮＴＰにより西暦１９００年１月１日０時０分０秒を開始時刻とし、秒単位で６４ｂｉｔ固定小数点値で表される。
【００１６】
一方、信号印加モジュール６と信号計測モジュール７は、小数点以下のデータを表す下位３２ｂｉｔの値は通常用いず、また、整数部のデータを表す上位３２ｂｉｔの値から下位２２ｂｉｔの値だけを抽出し、信号印加モジュール６と信号計測モジュール７が管理できる１１６５ｈｒ以内にシフトする。そして、同期する時間分解能は、パーソナルコンピュータ４の処理能力やＯＳ能力の違いにより異なる可能性があり、秒単位までの記載とするが、５０ｍｓ程度まで時刻が同期する。
【００１７】
次に、信号印加モジュール６または信号計測モジュール７の１つをサーバとし、残りをクライアントとして、同様に同期を行う。このとき、クライアントと見なされた信号印加モジュール６または信号計測モジュール７は、サーバとして見なされた信号印加モジュール６または信号計測モジュール７から出力されるタイムスタンプデータから少数点以下のデータを表す下位３２ｂｉｔの中の上位１０ｂｉｔまでの値を抽出し、０．９７ｍｓの時間分解能で同期を行う。
【００１８】
このように信号印加モジュール６と信号計測モジュール７に搭載されるＩＥＥＥ８０２．３規格準拠の入力ハードウェア構成とＳＮＴＰ記述のプログラムコードが同一内容であるので、信号印加モジュール６が管理している時刻と信号計測モジュール７が管理している時刻との間の偏差をなくすことで、信号印加モジュール６と信号計測モジュール７間の時刻同期を１ｍｓ程度の偏差内に抑えて行うことができる。
これにより、パーソナルコンピュータ４が管理している時刻と各信号印加モジュール６が管理している時刻、またはパーソナルコンピュータ４が管理している時刻と各信号計測モジュール７が管理している時刻は、５０ｍｓ程度の偏差内に同期されており、一方、各信号印加モジュール６が管理している時刻および各信号計測モジュール７が管理している時刻は、１ｍｓ程度の偏差内に抑えて同期させることができる。
【００１９】
すなわち、パーソナルコンピュータ４から信号印加モジュール６および信号計測モジュール７への情報伝達に情報伝達の同時性が保証されないシリアルバスを用いても、時刻同報手段を用いることにより、信号印加モジュール６が管理する時刻または信号計測モジュール７が管理する時刻をパーソナルコンピュータ４が管理する時刻に５０ｍｓ程度の偏差内で時刻同期することができる。
また、信号印加モジュール６および信号計測モジュール７の内の１つをサーバと見なし、他をクライアントと見なして時刻同報手段により時刻同期するので、信号印加モジュール６および信号計測モジュール７でそれぞれ管理する時刻は１ｍｓ程度の偏差内に抑えることができる。
【００２０】
次に、この実施の形態１に係わる信号印加・信号計測装置１を用いて車載用の電子制御機器２の性能確認を行う手順を説明する。
あらかじめ車載用の電子制御機器２の実車を模擬した入力信号、出力信号をタイミングチャートとして表す。このタイミングチャートはパーソナルコンピュータ４にデータとして記憶されている。
そして、パーソナルコンピュータ４は、信号印加モジュール６に印加信号情報をプリセットし、また、パーソナルコンピュータ４が信号印加モジュール６にトリガ時刻を表す情報をプリセットする。
信号印加モジュール６は、トリガ時刻に一斉に電子制御機器２に信号を印加する。
【００２１】
次に、パーソナルコンピュータ４は、タイミングチャートに基づき、信号計測モジュール７に信号計測情報をプリセットし、また、パーソナルコンピュータ４は、信号計測モジュール７にタイムチャートで定められた信号印加後の計測するトリガ時刻を表す情報をプリセットする。
信号計測モジュール７は、計測するトリガ時刻に一斉に信号を計測し、計測情報をパーソナルコンピュータ４に送信する。このようにして模擬したタイミングチャートの終わりまで繰り返す。
【００２２】
この実施の形態１に係わる信号印加・信号計測装置１は、シリアルバスだけで時刻を同期することができるので、従来のように別途トリガ信号生成器を備えなくても済み、簡素化やコストを低減することができる。
なお、この実施の形態１では時刻同期手段としてＳＮＴＰを用いているが、ＲＦＣ１３０５（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｉｍｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＮＴＰ）を用いても同様に時刻を同期させることができる。
【００２３】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２に係わる信号印加・信号計測装置の構成図である。
この発明の実施の形態２に係わる信号印加・信号計測装置１Ｂは、実施の形態１に係わる信号印加・信号計測装置１のパーソナルコンピュータ４が筐体３から分離され、工場ＬＡＮ網１０を介して接続されており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
この実施の形態２に係わる筐体３は、中に信号印加モジュール６、信号計測モジュール７およびスイッチングＨＵＢ５が収納され、性能確認作業を行う工場の現場に置かれている。一方、パーソナルコンピュータ４は、工場の事務所に置かれており、パーソナルコンピュータ４とスイッチングＨＵＢ５とは工場ＬＡＮ網１０を介して接続されている。
【００２４】
この実施の形態２に係わるパーソナルコンピュータ４、信号印加モジュール６、信号計測モジュール７にはプライベートアドレスが設定されている。なお、信号印加モジュール６と信号計測モジュール７の数が多いときには分岐機器としてＮＡＴ／ＩＰマスカレード機能を有した機器とし、ＩＰアドレスを設定し、信号印加・信号計測装置１Ｂで用いるＩＰアドレスの数を節約してもよい。
【００２５】
このようにパーソナルコンピュータ４を工場の現場に置かれた筐体３から離れた事務所に置き、工場ＬＡＮ網１０を介して接続して遠隔操作したり、計測情報を収集したりするので、パーソナルコンピュータ４を環境の良好な場所に設置でき、汎用のパーソナルコンピュータ４を演算機器として使用できる。
【００２６】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３に係わる信号印加・信号計測装置の構成図である。
この発明の実施の形態３に係わる信号印加・信号計測装置１Ｃは、実施の形態１に係わる信号印加・信号計測装置１のパーソナルコンピュータ４が筐体３から分離され、インターネット網１１を介して接続されており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
この実施の形態３に係わる筐体３は、中に信号印加モジュール６、信号計測モジュール７、スイッチングＨＵＢ５およびモデム１２が収納され、性能確認作業を行う工場の現場に置かれている。一方、パーソナルコンピュータ４は、地理的に離れた他の工場または事務所に置かれており、パーソナルコンピュータ４とスイッチングＨＵＢ５とにそれぞれ接続されたモデム１２を介してインターネット網１１を経由して情報の送受が行われる。
【００２７】
この実施の形態３に係わるパーソナルコンピュータ４、信号印加モジュール６、信号計測モジュール７にはＩＰアドレスが設定されている。なお、信号印加モジュール６と信号計測モジュール７の数が多いときには分岐機器としてＮＡＴ／ＩＰマスカレード機能を有した機器とし、信号印加・信号計測装置１Ｃで用いるＩＰアドレスの数を節約してもよい。
【００２８】
このように、地理的に離れた地点に設置され、インターネット網１１に接続されたパーソナルコンピュータ４から車載用の電子制御機器２の性能を確認できるので、移動のための時間や費用を節約することができる。
【００２９】
実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４に係わる信号印加・信号計測装置の透視図である。
この発明の実施の形態４に係わる信号印加・信号計測装置１Ｄは、実施の形態１に係わる信号印加・信号計測装置１の信号印加モジュール６および信号計測モジュール７がモジュール収納ＢＯＸ１４内に収納されていることが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。なお、図４（ａ）は、筐体３の前面から透視した透視図であり、図４（ｂ）は、筐体３の側面から透視した透視図である。
【００３０】
この実施の形態４に係わる信号印加・信号計測装置１Ｄは、筐体３内に収納され、筐体３の上部にはファン１９が備えられ、筐体３内の空気を筐体３外に排気している。
また、信号印加モジュール６と信号計測モジュール７は、モジュール収納ＢＯＸ１４にそれぞれ収納されている。このモジュール収納ＢＯＸ１４の前面１５と背面１６とに多数の吸気スリット１７が設けられたパネル１８が配備されている。このようにパネル１８に吸気スリット１７を設けることにより、モジュール収納ＢＯＸ１４の内外を連通し、モジュール収納ＢＯＸ１４から吸気するときの吸気負荷が吸気スリット１７を設けないときに比べて小さくなる。
【００３１】
このように信号印加モジュール６と信号計測モジュール７とを吸気スリット１７が設けられたパネル１８で前面１５と背面１６とに配備されたモジュール収納ＢＯＸ１４内に収納されているので、吸気負荷が小さくなる。
また、配線が省力化配線であるシリアスバスであるので、筐体３内の吸気負荷が小さくなり、筐体３内に配置される機器の排熱効率を高くすることができる。また、筐体３内の排熱効率が高いので、筐体３外に空気を排気するファン１９の容量を小さくすることができ、小径のファン１９を用いることができ、費用を低減することができる。
また、筐体３内の排熱効率が高いので、信号印加モジュール６と信号計測モジュール７とに使用する温度ディレーティング素子周辺の空気流動性が大きくなり、熱定格値の小さい、安価な温度ディレーティング素子を用いることができる。
なお、吸気スリット１７が設けられたパネル１８をモジュール収納ＢＯＸ１４の前面１５と背面１６とに備えたが、側面すべてまたは底面や天井にも設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる信号印加・信号計測装置の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係わる信号印加・信号計測装置の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係わる信号印加・信号計測装置の構成図である。
【図４】この発明の実施の形態４に係わる信号印加・信号計測装置の透視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  信号印加・信号計測装置、２  電子制御機器、３  筐体、４  パーソナルコンピュータ、５  スイッチングＨＵＢ、６  信号印加モジュール、７  信号計測モジュール、８  ケーブル、１０  工場ＬＡＮ網、１１  インターネット網、１２  モデム、１４  モジュール収納ＢＯＸ、１５  前面、１６  背面、１７  吸気スリット、１８  パネル、１９  ファン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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