(57)【要約】【課題】複雑に変化する吸気圧信号を模擬したシミュレーション信号を生成する。【解決手段】入力手段と、入力手段が受け付ける入力情報に基づいてシミュレーション信号を生成する信号生成手段とを具備する模擬試験装置であって、入力手段は、クランクの１回転における歯数と、歯数を有するクランクの歯を仮想的な複数のステージに割り当てるための入力情報である複数のステージ毎の歯の範囲と、複数のステージ毎のエンジンの模擬吸気圧とを受け付け、信号生成手段は、複数のステージ毎に設定される模擬吸気圧をステージの順に出力することで模擬吸気圧信号をシミュレーション信号として生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力手段と、前記入力手段が受け付ける入力情報に基づいてシミュレーション信号を生成する信号生成手段とを具備する模擬試験装置であって、
前記入力手段は、クランクの１回転における歯数と、前記歯数を有する前記クランクの歯を仮想的な複数のステージに割り当てるための入力情報である前記複数のステージ毎の歯の範囲と、前記複数のステージ毎のエンジンの模擬吸気圧とを受け付け、
前記信号生成手段は、前記複数のステージ毎に設定される前記模擬吸気圧を前記ステージの順に出力することで前記シミュレーション信号である模擬吸気圧信号を生成することを特徴とする模擬試験装置。
【請求項２】
クランクの１回転における歯数と、前記歯数を有する前記クランクの歯を仮想的な複数のステージに割り当てるための入力情報である前記複数のステージ毎の歯の範囲と、前記複数のステージ毎のエンジンの模擬吸気圧とを受け付ける入力処理と、
前記複数のステージ毎に設定される前記模擬吸気圧を前記ステージの順に出力することでシミュレーション信号である模擬吸気圧信号を生成する信号生成処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする模擬信号生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、模擬試験装置及び模擬信号生成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、車両用エンジン制御装置の評価を、実際の車両を用いないでも、実際の車両と同等に行う評価装置が開示されている。該評価装置は、車両のシミュレータとなる車両モデルと、信号発生用のハードウェアであるボードとを含み、車両モデルとボードとが協調して車両をシミュレートする模擬信号を発生することで制御用コンピュータの評価を行い、ボードによって車両モデルの演算負荷を軽減すると共に車両モデルで生成が不可能な模擬信号を発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２６１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術では、電子制御ユニット（上記制御用コンピュータに相当）の動作を確認するためにシミュレーション信号（上記模擬信号に相当）を生成するが、例えば、複数の気筒を有する実際の自動二輪エンジンでは、スロットル弁上流のマニホールド部の吸気圧を検出する吸気圧センサから出力される吸気圧信号は複数の気筒での各動作行程の組み合わせに応じて時間とともに複雑に変化する。しかしながら、上記従来技術では、このような複雑に変化する吸気圧信号を模擬したシミュレーション信号を生成することができなかった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、複雑に変化する吸気圧信号を模擬したシミュレーション信号を生成する、ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、模擬試験装置に係る解決手段として、入力手段と、前記入力手段が受け付ける入力情報に基づいてシミュレーション信号を生成する信号生成手段とを具備する模擬試験装置であって、前記入力手段は、クランクの１回転における歯数と、前記歯数を有する前記クランクの歯を仮想的な複数のステージに割り当てるための入力情報である前記複数のステージ毎の歯の範囲と、前記複数のステージ毎のエンジンの模擬吸気圧とを受け付け、前記信号生成手段は、前記複数のステージ毎に設定される前記模擬吸気圧を前記ステージの順に出力することで前記シミュレーション信号である模擬吸気圧信号を生成する、という手段を採用する。    
【０００７】
本発明では、模擬信号生成プログラムに係る解決手段として、クランクの１回転における歯数と、前記歯数を有する前記クランクの歯を仮想的な複数のステージに割り当てるための入力情報である前記複数のステージ毎の歯の範囲と、前記複数のステージ毎のエンジンの模擬吸気圧とを受け付ける入力処理と、前記複数のステージ毎に設定される前記模擬吸気圧を前記ステージの順に出力することでシミュレーション信号である模擬吸気圧信号を生成する信号生成処理とをコンピュータに実行させる、という手段を採用する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、入力手段と、入力手段が受け付ける入力情報に基づいてシミュレーション信号を生成する信号生成手段とを具備する模擬試験装置であって、入力手段は、クランクの１回転における歯数と、歯数を有するクランクの歯を仮想的な複数のステージに割り当てるための入力情報である複数のステージ毎の歯の範囲と、複数のステージ毎のエンジンの模擬吸気圧とを受け付け、信号生成手段は、複数のステージ毎に設定される模擬吸気圧をステージの順に出力することでシミュレーション信号である模擬吸気圧信号を生成することによって、複雑に変化する吸気圧信号を模擬したシミュレーション信号を生成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る模擬試験装置を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る模擬試験装置から出力されるクランクパルスの一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る模擬試験装置の入力装置における入力情報を受け付ける際の画面の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る模擬試験装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る模擬試験装置Ａは、自動車等の車両に搭載される電子制御ユニットＥ（ＥＣＵ：electronic control unit）の動作を模擬的に確認するためのシミュレーション信号を生成し、電子制御ユニットＥに出力するものである。
【００１１】
上記模擬試験装置Ａは、図１に示すように、入力装置Ｎｒ及び信号生成装置Ｓｇを有する。
入力装置Ｎｒは、信号生成装置Ｓｇに入力するための入力情報を受け付けるためのマンマシンインターフェイス装置であり、例えば、デスクトップ型またはノート型のパーソナルコンピュータである。
【００１２】
入力装置Ｎｒは、図１に示すように、操作部Ｎ１、通信Ｉ／Ｆ部Ｎ２、表示部Ｎ３及び演算処理部Ｎ４を有する。
操作部Ｎ１は、キーボード及びマウス等の入力デバイスである。
【００１３】
通信Ｉ／Ｆ部Ｎ２は、所定の通信ケーブルを介して信号生成装置Ｓｇに接続され、信号生成装置Ｓｇとの間で各種信号を送受信する。
表示部Ｎ３は、例えば、液晶カラーディスプレイであり、演算処理部Ｎ４からの制御指令に基づいて各種画像を表示する。
【００１４】
演算処理部Ｎ４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び各部と各種信号の送受信を行うインターフェイス回路等から構成されている。この演算処理部Ｎ４は、上記ＲＯＭに記憶された各種演算プログラムに基づいて各種の演算処理を行うと共に各部と通信を行うことにより入力装置Ｎｒの全体動作を制御する。
【００１５】
信号生成装置Ｓｇは、例えばＨＩＬＳ（Hardware In the Loop Simulation）と称されるシミュレータである。上記信号生成装置Ｓｇは、図１に示すように、Ｉ／Ｆ部Ｓｇ１、通信Ｉ／Ｆ部Ｓｇ２及び演算処理部Ｓｇ３を有する。
【００１６】
Ｉ／Ｆ部Ｓｇ１は、所定のケーブルを介して車両に搭載される電子制御ユニットＥに接続され、電子制御ユニットＥとの間で各種信号を送受信する。
通信Ｉ／Ｆ部Ｓｇ２は、所定の通信ケーブルを介して入力装置Ｎｒに接続され、入力装置Ｎｒとの間で各種信号を送受信する。
【００１７】
演算処理部Ｓｇ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び各部と各種信号の送受信を行うインターフェイス回路等から構成されている。この演算処理部Ｓｇ３は、上記ＲＯＭに記憶された各種演算プログラムに基づいて各種の演算処理を行うことにより信号生成装置Ｓｇの全体動作を制御する。
【００１８】
例えば、演算処理部Ｓｇ３は、車両に搭載されるエンジン、クランク及びスロットル等の機器の動作を模擬するための車両モデルプログラムＭｐを上記演算プログラムの１つとしてＲＯＭに記憶し、該車両モデルプログラムＭｐに基づいてエンジン、クランク及びスロットル等の機器の動作を模擬することによって、電子制御ユニットＥに出力するためのシミュレーション信号を生成する。
【００１９】
例えば、演算処理部Ｓｇ３は、車両モデルプログラムＭｐに基づいてエンジン、クランク及びスロットル等の仮想モデルを動作させることで、クランクのクランクパルス（クランクの回転角を示す信号）を模擬し、該クランクパルスを電子制御ユニットＥに出力する。
【００２０】
また、エンジンに３つの気筒が設けられ、図２に示すように、各気筒の動作行程が遷移する場合、図２に示されるクランクパルスが生成される。また、吸気圧についても、各気筒の動作行程の遷移に従って、図２に示すように変化する。
【００２１】
また、詳細については後述するが、演算処理部Ｓｇ３は、模擬信号生成プログラムＧｐも上記演算プログラムの１つとしてＲＯＭに記憶し、該模擬信号生成プログラムＧｐに基づいて模擬吸気圧信号を生成する。
【００２２】
つまり、演算処理部Ｓｇ３は、模擬信号生成プログラムＧｐに基づく動作として、クランクの１回転における歯数と、該歯数を有するクランクの歯を仮想的な複数のステージに割り当てるための入力情報である複数のステージ毎の歯の範囲と、複数のステージ毎のエンジンの模擬吸気圧とを受け付け、さらに、複数のステージ毎に設定される模擬吸気圧を上記ステージの順に出力することで模擬吸気圧信号を生成する。そして、演算処理部Ｓｇ３は、上記模擬吸気圧信号を、上記クランクパルスと共に電子制御ユニットＥに出力する。
【００２３】
また、上記構成の模擬試験装置Ａの周囲には、上述した電子制御ユニットＥが設けられている（図１参照）。
電子制御ユニットＥは、例えば、エンジン等の車両に搭載される機器を制御する制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等から構成されている。
【００２４】
次に、このように構成された模擬試験装置Ａの動作について図３及び図４を参照して説明する。
模擬試験装置Ａにおいて、信号生成装置Ｓｇは、入力装置Ｎｒからの入力情報に基づいてシミュレーション信号を生成し、ここで以下の特徴的な動作を実行する。
【００２５】
例えば、ユーザが入力装置Ｎｒの操作部Ｎ１を操作することによって、模擬吸気圧信号の生成指示を入力すると、当該生成指示が入力装置Ｎｒから信号生成装置Ｓｇに出力される。
【００２６】
信号生成装置Ｓｇでは、演算処理部Ｓｇ３は、入力装置Ｎｒから通信Ｉ／Ｆ部Ｓｇ２に模擬吸気圧信号の生成指示が入力されると、模擬信号生成プログラムＧｐを起動する。
【００２７】
続いて、ユーザが入力装置Ｎｒの操作部Ｎ１を操作することによって、模擬吸気圧信号を生成するための３つの入力情報を入力、つまりクランクの１回転における歯数と、該歯数を有するクランクの歯を仮想的な複数のステージに割り当てるための入力情報である複数のステージ毎の歯の範囲と、複数のステージ毎のエンジンの模擬吸気圧とを入力すると、当該入力情報が入力装置Ｎｒから信号生成装置Ｓｇに出力される。
【００２８】
この際、演算処理部Ｎ４は、表示部Ｎ３に、例えば図３（ａ）に示す歯数入力画面と、図３（ｂ）に示すステージ設定画面と、図３（ｃ）に示す模擬吸気圧設定画面とを表示させる。ユーザは、図３（ａ）に示す歯数入力画面に、クランクの１回転における歯数を入力し、図３（ｂ）に示すステージ設定画面に、ステージ毎の歯の範囲を入力し、図３（ｃ）に示す模擬吸気圧設定画面に、ステージ毎のエンジンの模擬吸気圧を入力する。
【００２９】
上記ステージとは、クランクに設けられる複数の歯を複数の領域に分割するための仮想的な領域である。例えば、図３（ａ）に示すようにクランクの１回転の歯数を２４個と設定した場合、クランクの２回転の歯数が４８個となる。図３（ｂ）に示すステージ設定画面を用いて１２個の各第１〜第１２ステージの開始位置となる歯の位置を入力することで、上記４８個の歯を各第１〜第１２ステージに割り当てる。
【００３０】
図３（ｂ）では、第１ステージに開始位置として「０」が入力され、第２ステージの開始位置として「６」が入力され、第３ステージの開始位置として「１０」が入力されている。この場合、第１ステージには、クランクの歯の０番目〜５番目までが割り当てられ、第２ステージには、クランクの歯の６番目〜９番目までが割り当てられる。なお、クランクの１回転（１周期）の開始位置、つまり、クランクの歯の０番目は、図２に示す欠歯の位置を基準に設定されている。
【００３１】
図３（ｂ）では１２個の第１〜第１２ステージの開始位置が入力されているため、１２個の第１〜第１２ステージ各々には、クランクの歯の範囲が割り当てられる。そして、図３（ｃ）に示す模擬吸気圧設定画面では、上述したように定義した１２個の第１〜第１２ステージ毎に設定するためのエンジンの模擬吸気圧が入力される。
【００３２】
信号生成装置Ｓｇでは、演算処理部Ｓｇ３は、クランクの１回転における歯数と、該歯数を有するクランクの歯を仮想的な複数のステージに割り当てるための入力情報である複数のステージ毎の歯の範囲と、複数のステージ毎のエンジンの模擬吸気圧とが入力装置Ｎｒから通信Ｉ／Ｆ部Ｓｇ２に入力されると、これら３つの入力情報を記憶、つまり、クランクの１回転における歯数を記憶し（ステップＳ１）、複数のステージ毎の歯の範囲を記憶し（ステップＳ２）、複数のステージ毎のエンジンの模擬吸気圧を記憶する（ステップＳ３）。
【００３３】
続いて、ユーザが入力装置Ｎｒの操作部Ｎ１を操作することによって、模擬吸気圧信号の出力指示を入力すると、当該出力指示が入力装置Ｎｒから信号生成装置Ｓｇに出力される。
【００３４】
信号生成装置Ｓｇでは、演算処理部Ｓｇ３は、入力装置Ｎｒから通信Ｉ／Ｆ部Ｓｇ２に模擬吸気圧信号の出力指示が入力されると、車両モデルプログラムＭｐを起動し、車両モデルプログラムＭｐに基づいてエンジン、クランク及びスロットル等の仮想モデルを動作させ、当該動作によってクランクのクランクパルスを模擬する（ステップＳ４）。
【００３５】
続いて、演算処理部Ｓｇ３は、模擬したクランクパルスと、記憶するクランクの１回転における歯数と、複数のステージ毎の歯の範囲とに基づいて、クランクパルスに対する各ステージを特定する（ステップＳ５）。
【００３６】
続いて、演算処理部Ｓｇ３は、ステップＳ５の処理において特定したクランクパルスに対する各ステージと、記憶するステージ毎のエンジンの模擬吸気圧とに基づいて模擬吸気圧信号を生成する（ステップＳ６）。つまり、演算処理部Ｓｇ３は、複数のステージ毎に設定される模擬吸気圧をステージの順に出力することでシミュレーション信号である模擬吸気圧信号を生成する。なお、上記ステージの順とは、各ステージに割り当てられている番号の順番である。
【００３７】
そして、演算処理部Ｓｇ３は、上記模擬吸気圧信号を、上記クランクパルスと共に電子制御ユニットＥに出力する（ステップＳ７）。
【００３８】
このような本実施形態によれば、クランクの１回転における歯数と、歯数を有するクランクの歯を仮想的な複数のステージに割り当てるための入力情報である複数のステージ毎の歯の範囲と、複数のステージ毎のエンジンの模擬吸気圧とを受け付け、さらに、複数のステージ毎に設定される模擬吸気圧をステージの順に出力することでシミュレーション信号である模擬吸気圧信号を生成することによって、複雑に変化する吸気圧信号を模擬したシミュレーション信号を生成できる。
【００３９】
本実施形態は、自動二輪車のエンジンを制御する電子制御ユニットの模擬試験に使用すると特に効果的である。これは、四輪車では一般的にカムセンサにより検出されるカム角に基づき行程判別を行う一方、自動二輪車ではセンサ削減によるコスト低減の要請が強いことから、カムセンサを省略して吸気量推定用の吸気圧センサにより検出される吸気圧を行程判別に流用する傾向があるためである。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
上記実施形態において、信号生成装置Ｓｇは、入力装置Ｎｒからの入力情報や指示に基づいて動作したが、本発明はこれに限定されない。例えば、信号生成装置Ｓｇは、操作部を備え、該操作部に入力される入力情報や指示に基づいて動作するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
Ａ…模擬試験装置、Ｅ…電子制御ユニット、Ｎｒ…入力装置、Ｓｇ…信号合成装置、Ｎ１…操作部、Ｎ２…通信Ｉ／Ｆ部、Ｎ３…表示部、Ｎ４…演算処理部、Ｓｇ１…Ｉ／Ｆ部、Ｓｇ２…通信Ｉ／Ｆ部、Ｓｇ３…演算処理部、Ｍｐ…車両モデルプログラム、Ｇｐ…模擬信号生成プログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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