シミュレーション装置
【課題】シミュレーション演算部から出力される模擬信号の状態にかかわらず、エンジン制御装置の動作を確実にモニタできるシミュレーション装置を提供する。
【解決手段】エンジンを模擬してエンジンの状態を表すエンジン状態信号をエンジン制御装置７に出力するシミュレーション演算部（モデル演算部）２と、エンジン制御装置から入力されるエンジン制御信号を計測して当該エンジン制御信号に基づく計測データを出力する信号計測部３とを備えてなるシミュレーション装置であって、信号計測部３は、シミュレーション演算部２が模擬しているエンジンの回転状態が正回転状態である場合には、計測したエンジン制御信号に基づく計測データを出力し、シミュレーション演算部２が模擬しているエンジンの回転状態が停止状態と逆回転状態の少なくとも一方である場合には、予め設定された擬似計測データを出力する。
【解決手段】エンジンを模擬してエンジンの状態を表すエンジン状態信号をエンジン制御装置７に出力するシミュレーション演算部（モデル演算部）２と、エンジン制御装置から入力されるエンジン制御信号を計測して当該エンジン制御信号に基づく計測データを出力する信号計測部３とを備えてなるシミュレーション装置であって、信号計測部３は、シミュレーション演算部２が模擬しているエンジンの回転状態が正回転状態である場合には、計測したエンジン制御信号に基づく計測データを出力し、シミュレーション演算部２が模擬しているエンジンの回転状態が停止状態と逆回転状態の少なくとも一方である場合には、予め設定された擬似計測データを出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御対象を模擬して制御装置に模擬信号を出力するモデル演算部と、前記模擬信号に応答して前記制御装置から入力される制御信号を検出して当該制御信号の計測データを出力する信号計測部とを備えてなるシミュレーション装置に関し、詳しくは、エンジンを模擬してエンジンの状態を表すエンジン状態信号をエンジン制御装置に出力するシミュレーション演算部と、前記エンジン制御装置から入力されるエンジン制御信号を計測して当該エンジン制御信号に基づく計測データを出力する信号計測部とを備えてなるシミュレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な分野において製品等の開発に要する期間やコストを削減するとともに製品等の安全性を事前検証し、或いは実際のプラントに対する運転の模擬訓練を行なうことを目的として、実際の装置やプラントにおけるメカニズムや電気的信号等の果たす役割を数式化したモデルをコンピュータに演算させて、その結果に基づいて製品等の特性を確認し、起こり得る問題を事前に解決、或いは訓練するシミュレーション装置が利用されている。
【０００３】
このようなシミュレーション装置として、特許文献１には、仮想的に車両用エンジン制御装置を実車両に装着した環境を作り出し、動作確認および性能評価を行うための装置であって、予め設定されるプログラムに従って、仮想的な車両に相当する車両モデルとして動作し、クランク角度およびエンジンの各行程にそれぞれ対応する模擬信号を生成し、模擬信号を車両用エンジン制御装置に与えて動作の確認および性能評価を行うモデル用コンピュータ装置と、モデル用コンピュータ装置と協調して動作し、モデル用コンピュータ装置の車両モデルに必要な信号を発生する信号発生装置とを備えたシミュレーション装置が提案されている。
【０００４】
当該シミュレーション装置では、エンジンを模擬するモデル演算部からエンジン制御装置に擬似クランクパルス信号が出力され、これに対応してエンジン制御装置から出力される燃料噴射パルスや点火パルス等の制御信号が信号計測部で計測され、当該制御信号に対応する計測データがメモリに記憶された後にモニタに出力されるように構成されており、オペレータがモニタに表示された計測データを目視してエンジン制御装置が正常動作しているか否かを判断するように構成されている。
【特許文献１】特開平１１−３２６１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した特許文献１に記載されたシミュレーション装置の信号計測部では、模擬信号に応答してエンジン制御装置から出力された制御信号が計測された時点で当該制御信号に対する計測データがメモリ上で更新処理されるように構成されていたため、例えば、エンジン制御装置から出力された制御信号が計測されなかったときや、モデル演算部からエンジン停止に近い状態の模擬信号が出力され、エンジン制御装置から制御信号が出力されなかったときに、更新されなかったメモリの値、つまり、過去の計測データがそのまま出力されるという問題があった。
【０００６】
具体的には、モデル演算部から信号計測部に入力される信号がクランクパルスを模擬した信号だけであったので、低回転状態になればそれだけパルスの入力間隔が長くなるため低回転状態と停止状態の識別が困難となり、現在のクランク角が計測タイミングとして予め設定された範囲にあれば、クランクパルス信号が入力されない停止状態やクランク角が減少方向に変化していく逆回転状態であったとしても、それらが識別されることなくメモリに記憶された過去の計測データがそのまま出力されていた。
【０００７】
その結果、エンジン制御装置が正常に作動しているのか否か、適正な判断を行なうことが困難になるという問題があった。このような問題はエンジンシミュレータに限らず、任意のシミュレータでも発生していた。
【０００８】
本発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、モデル演算部から出力される模擬信号の状態にかかわらず、制御装置の動作を確実にモニタできるシミュレーション装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため、本発明によるシミュレーション装置の特徴構成は、エンジンを模擬してエンジンの状態を表すエンジン状態信号をエンジン制御装置に出力するシミュレーション演算部と、前記エンジン制御装置から入力されるエンジン制御信号を計測して当該エンジン制御信号に基づく計測データを出力する信号計測部とを備えてなるシミュレーション装置であって、前記信号計測部は、前記シミュレーション演算部が模擬しているエンジンの回転状態が正回転状態である場合には、計測したエンジン制御信号に基づく計測データを出力し、前記シミュレーション演算部が模擬しているエンジンの回転状態が停止状態と逆回転状態の少なくとも一方である場合には、予め設定された擬似計測データを出力する点にある。
【００１０】
上述の構成によれば、シミュレーション演算部から出力される正回転状態の模擬信号に対して、信号計測部でエンジン制御装置からの信号が検出されたときには当該制御信号の計測データが出力され、エンジン制御装置からの信号が検出されなかったときには予め設定された擬似計測データが出力されるようになるので、エンジン制御装置からの正規の制御信号であるのか否かが極めて容易に判断できるようになる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明した通り、本発明によれば、シミュレーション演算部から出力される模擬信号の状態にかかわらず、エンジン制御装置の動作を確実にモニタできるシミュレーション装置を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明によるシミュレーション装置について説明する。図１及び図２に示すように、シミュレーション装置１は車両に搭載されるエンジン制御装置７を評価するための装置で、エンジン動作を模擬してエンジン制御装置（以下、「制御装置」と記す。）７に模擬信号を出力するシミュレーション演算部としてのモデル演算部２と、模擬信号に応答して制御装置７から入力される制御信号を計測して当該制御信号の計測データを出力する信号計測部３と、オペレータの操作に基づいてモデル演算部２及び信号計測部３の動作を制御するとともに、信号計測部３から入力される計測データに基づいて当該制御信号をモニタ表示する操作装置６を備えて構成されている。
【００１３】
モデル演算部２及び信号計測部３はラック５に組み込まれた複数枚の信号処理ボードで構成されるとともに、操作装置６はパーソナルコンピュータ６ａ等で構成され、それらが所定周期で交信可能なようにＬＡＮ（Ethernet、ゼロックス社の登録商標）４ｂで接続されている。
【００１４】
操作装置６は、所定のオペレーティングシステム（以下、「ＯＳ」と略記する。）の下で動作する操作及び表示用のシミュレーションプログラムがインストールされ、ＯＳに組み込まれたＧＵＩ（Graphical User Interface）を介してオペレータが操作入力し、またはシミュレーション結果が表示されるモニタやキーボード及びマウス等の入出力機器６ｂが接続されている。
【００１５】
当該シミュレーションプログラムが実行されることにより、シミュレーション装置１と制御装置７との間で遣り取りされる入出力信号の定義情報、モデル演算部２におけるモデル演算条件、信号計測部３における信号計測条件等のシミュレーションの環境条件を設定する環境設定部６０と、信号計測部３から出力された計測データを受信してモニタに表示する計測信号表示処理部６１と、モデル演算部２及び信号計測部３の動作を制御するモデル制御部６２が構成される。
【００１６】
上述の信号処理ボードは、メインＣＰＵが搭載されたマザーボード５ａと、マザーボード５ａとＰＣＩバスで接続された複数枚の入出力変換ボード５ｂと、入出力変換ボード５ｂと制御装置７との間で遣り取りされる入出力信号線を中継する複数枚の信号中継ボード５ｃを備え、信号中継ボード５ｃを介して制御装置７とハーネス４ａで接続されている。
【００１７】
マザーボード５ａに搭載されたメモリにはＯＳ及びＯＳに基づいて動作するシミュレーションプログラムが格納され、ＯＳの下で当該シミュレーションプログラムが実行されることにより動作するマザーボード５ａ、入出力変換ボード５ｂ、及び信号中継ボード５ｃにより上述のモデル演算部２及び信号計測部３が構成される。
【００１８】
マザーボード５ａでは、シミュレーションプログラムの一部であるエンジン動作を模擬するモデルプログラムが実行され、エンジン制御装置（以下、「制御装置」と記す。）７に出力される各種の模擬信号の「出力の有無」や「大きさ」、「周期」等の論理的な特性データが生成され、ＰＣＩバスを介して入出力変換ボード５ｂに出力される。つまりモデルプログラムは、入力データに基づいて所定の演算を実行して、所定の出力データを生成出力するプログラムであり、例えばエンジン回転数が入力されると、当該回転数をクランクパルス信号に変換して回転数に対応するパルス周波数データを出力し、スロットル操作データが入力されると対応するスロットル開度データを出力する等のプログラムである。
【００１９】
入出力変換ボード５ｂにはプログラマブルな論理回路であるＦＰＧＡが搭載され、ＦＰＧＡのレジスタに入力された模擬信号の特性データに基づいて物理的な模擬信号が生成される。例えば、エンジンから出力されるクランクパルス信号を模擬して模擬クランクパルス信号を出力する場合には、操作装置６から入力される回転数データに基づいてマザーボード５ａで模擬クランクパルスの「出力の有無」や「大きさ」、「周期」等の論理的な特性データが生成され、入出力変換ボード５ｂでは、パルス生成回路等によりそれに対応したパルス信号が生成されて信号中継ボード５ｃに出力される。
【００２０】
信号中継ボード５ｃには制御装置７との間の入出力信号の中継状態、つまり、信号経路や電圧レベルやインピーダンス等の信号形態を個別に切り替えるインタフェース切替部が設けられ、入出力変換ボード５ｂから入力される模擬クランクパルスが設定された信号経路を通り、制御装置７に対する電圧レベルやインピーダンス等が整合されて出力される。従って、インタフェース切替部には信号経路を切替設定するスイッチ回路、信号レベルを切り替えるレベル切替回路、信号をプルアップし或いはプルダウンする切替回路等が設けられている。
【００２１】
また、制御装置７から出力される制御信号は、信号中継ボード５ｃにより電圧レベルやインピーダンス等が整合され、設定された信号経路で入出力変換ボード５ｂに出力され、入出力変換ボード５ｂに備えたクロック回路、カウンタ回路、パルス検出回路等でなる信号検出回路により当該制御信号が計測されて計測データ、つまり「出力の有無」や「大きさ」、「周期」「パルス幅」等の論理的な特性データが生成される。
【００２２】
入出力変換ボード５ｂで生成された特性データはＦＰＧＡ上のメモリにバッファリングされ、ＰＣＩバスを介してマザーボード５ａに出力される。マザーボード５ａでは入出力変換ボード５ｂから入力された当該計測データがメモリに格納され、所定周期でＬＡＮを介して操作装置６に出力される。
【００２３】
操作装置６では、マザーボード５ａから入力された当該計測データがメモリに格納され、格納された当該計測データの履歴に基づいてモニタに当該制御信号がトレンドグラフとして表示され、オペレータが当該制御信号を目視確認できるように構成されている。
【００２４】
つまり、上述した入出力信号の定義情報とは信号中継ボード５ｃにおける経路情報及び信号形態の定義情報や操作装置６とモデル演算部２及び信号計測部３との間で遣り取りされるデータの定義情報等をいい、モデル演算条件とは上述したエンジン回転数データ等のモデル演算に対する入出力条件をいい、信号計測条件とは制御装置７から入力される制御信号の計測対象、サンプリングタイミング、生成される計測データの定義情報等をいう。
【００２５】
このような環境設定情報がオペレータの操作入力に基づいて環境設定部６ａからマザーボード５ａを介して各ボード５ｂ、５ｃに送信され、シミュレーション環境が整えられた後に、モデル制御部６ｃによりシミュレーションが実行制御され、その際に計測されたデータが計測信号表示処理部６ｂにより表示処理されるのである。
【００２６】
以下、上述したシミュレーション装置１の動作の一例として、モデル演算部２から模擬信号であるクランクパルス信号を制御装置７に出力し、制御装置７から出力されるべき点火信号及び噴射信号を信号計測部で計測し、操作装置６に表示する動作を、図３，図７に示すフローチャート及び図４から図６に基づいて説明する。
【００２７】
図３に示すように、シミュレーション装置１に電源が投入されると、ＯＳが起動して初期設定が行なわれ、アプリケーションであるシミュレーションプログラムが起動される（ＳＡ１，ＳＢ１，ＳＣ１）。環境設定部６０により操作装置６の表示部に環境設定画面が表示され（ＳＡ２）、オペレータにより上述した環境設定が行なわれる。
【００２８】
設定が完了すると（ＳＡ３）、設定された環境情報が操作装置６からＬＡＮ４ｂを介してモデル演算部２及び信号計測部３に送信され（ＳＡ４）、モデル演算部２では入出力信号の定義情報、モデル演算条件に基づいて環境が設定され、信号計測部３では入出力信号の定義情報、信号計測条件に基づいて環境が設定される（ＳＢ２，ＳＣ２）。
【００２９】
ここでは、モデル演算条件としてエンジンの回転数、エンジンの停止判定時間、制御装置７から入力される点火信号及び噴射信号に応答して出力するフェール信号のタイミング及びパルス幅等が設定され、信号計測条件（図４では、「計測用パラメータ」と記している。）として制御装置７から出力される点火信号及び噴射信号の計測タイミングであるクランク角度範囲、各信号が欠落したとき及びエンジン停止時の擬似計測データ（図４では、「指示値」と記載している。）等が設定される。
【００３０】
オペレータからシミュレーションの起動操作がなされると（ＳＡ５）、モデル制御部６２により操作装置６からモデル演算部２及び信号計測部３にシミュレーションの開始指令が送信される（ＳＡ６）。モデル演算部２ではエンジンのモデル演算が起動され（ＳＢ３）、入力された回転数に基づいて模擬クランクパルスが制御装置７に出力される（ＳＢ４）（図４参照）。
【００３１】
図５に示すように、オペレータの設定によりエンジン回転数が３００００ｒｐｍから−３００００ｒｐｍまでの範囲で設定でき、設定したエンジン回転数に応じたクランクパルスが０．０°ＣＡ（ＣＡはクランク角を表す）から７１９．９°ＣＡまで０．１°ＣＡ刻みのパルスが出力される。正回転の時には０．０°ＣＡから７１９．９°ＣＡまで、逆回転の時には位相が反転した７１９．９°ＣＡから０．０°ＣＡまでのパルスが出力される。
【００３２】
信号計測部３では制御装置７から出力される制御信号、ここでは点火信号及び噴射信号が計測され（ＳＣ３）、計測データが生成され、モデル演算部２及び操作装置６に出力される（ＳＣ４）。点火信号及び噴射信号が計測されなかったときには擬似計測データが生成されて出力される（ＳＣ４）。
【００３３】
点火信号の計測について以下に詳述する。尚、噴射信号についても同様の処理が行なわれるのでここでは詳述しない。
【００３４】
図５及び図６に示すように、信号計測部３は、モデル演算部２から入力される模擬クランクパルスをカウンタ回路で計測してクランク角をモニタしながら、環境情報で設定されたクランク角度範囲（計測タイミング）で点火信号及び噴射信号が検出されるか否かを監視し、正回転の模擬クランクパルスが出力される定常状態において、点火信号及び噴射信号が検出されると当該信号のオンエッジ及びオフエッジに対応するクランク角と、オンエッジからオフエッジまでのパルス幅に対応するクランク角でなる特性データを計測データとして生成する。
【００３５】
図６は、四気筒四サイクルのエンジンに対して、気筒＃１から気筒＃４に対して夫々点火信号が出力される様子を模擬的に示すもので、模擬クランクパルスは実際とは異なり簡略化して記載されている。
【００３６】
図７に示すように、信号計測部３は、モデル演算部２からエンジン回転状態を示す信号、例えば、エンジン回転数信号や、直接エンジンの正回転・停止・逆回転を示す信号やエンジンの回転状態として、正常な状態か異常な状態（逆回転状態）かを示す信号等を入力して（ＳＤ１）、制御装置７からの点火信号を計測する（ＳＤ２）。エンジン回転状態を示す信号に基づいて正回転していると判断するときに（ＳＤ３）、設定された計測タイミングで点火信号を検出すると（ＳＤ４）、点火信号のオンエッジ、オフエッジ、パルス幅を計測して、夫々に対応するクランク角を計測データとして生成してＦＰＧＡ上のメモリに区画された計測データ格納領域に更新記憶して、マザーボード５ａに計測データを出力する（ＳＤ５）。
【００３７】
図には示していないが、ステップＳＤ４で、設定された計測タイミングで点火信号を検出できなかったときには、オンエッジ及びオフエッジに対応して設定されたクランク角７２０°ＣＡ（実際には有り得ない値である）、及び、パルス幅として０°ＣＡを生成して、ＦＰＧＡ上のメモリに区画された計測データ格納領域に更新記憶する。
【００３８】
エンジン回転状態を示す信号に基づいてエンジンが停止している状態であると判断されるときには（ＳＤ６）、停止判定時間の経過を待ち（ＳＤ７）、経過した後に点火信号を検出すると（ＳＤ８）、点火信号のオンエッジ、オフエッジ、パルス幅を計測して、夫々に対応するクランク角（ここでは停止時の直前のクランク角）を計測データとして生成してＦＰＧＡ上のメモリに区画された計測データ格納領域に更新記憶して、マザーボード５ａに計測データを出力する（ＳＤ９）。点火信号が検出されないときには（ＳＤ８）、予め設定された擬似計測データ、ここでは、オンエッジ及びオフエッジに対応して設定されたクランク角７２０°ＣＡ（実際には有り得ない値である）、及び、パルス幅として０°ＣＡを生成してＦＰＧＡ上のメモリに区画された計測データ格納領域に更新記憶して、マザーボード５ａに計測データを出力する（ＳＤ１０）。尚、停止判定時間を設けるのは判定精度を向上させるためであり、停止判定時間を設けずに直ちに判定するものであってもよい。
【００３９】
停止判定時間の経過を待つ間に（ＳＤ７）、制御装置７からの点火パルスを検出すると（ＳＤ１１）、異常点火信号であると判断して、そのときのオンエッジ及びオフエッジに対応するクランク角と、オンエッジからオフエッジまでのパルス幅に対応するクランク角を生成して、ＦＰＧＡ上のメモリに区画された異常計測データ格納領域に記憶してマザーボード５ａに計測データを出力する（ＳＤ１２）。この場合は、オンエッジ及びオフエッジに対応してクランク角０°ＣＡ、及び、パルス幅として０°ＣＡを生成する。
【００４０】
異常計測データ格納領域にデータが記憶されると、擬似計測データに替えて異常計測データを出力する。つまり、図４に示すように、信号計測部３は、エンジン回転状態を示す信号に基づいてエンジンが停止状態にあると判断するときに制御装置７から制御信号が入力されると、擬似計測データに替えて当該制御信号に対する計測データを出力する計測データ出力切替部３ａを備えているのである。
【００４１】
エンジン回転状態を示す信号に基づいてエンジンが逆回転していると判断される場合（ＳＤ６）、ステップＳＤ８と同様に、点火信号が検出されないときには（ＳＤ１３）、予め設定された擬似計測データ、ここでは、オンエッジ及びオフエッジに対応して設定されたクランク角７２０°ＣＡ（実際には有り得ない値である）、及び、パルス幅として０°ＣＡを生成してＦＰＧＡ上のメモリに区画された計測データ格納領域に更新記憶して、マザーボード５ａに計測データを出力する（ＳＤ１５）。
【００４２】
ステップＳＤ１３で点火信号が検出されると、異常点火信号であると判断して、そのときのオンエッジ及びオフエッジに対応するクランク角と、オンエッジからオフエッジまでのパルス幅に対応するクランク角を生成して、ＦＰＧＡ上のメモリに区画された異常計測データ格納領域に記憶してマザーボード５ａに計測データを出力する（ＳＤ１２）。この場合は、オンエッジ及びオフエッジに対応してクランク角０°ＣＡ、及び、パルス幅として０°ＣＡを生成する。
【００４３】
このように、信号計測部３はモデル演算部２から制御装置７に出力される模擬クランクパルス信号以外の正回転・停止・逆回転を識別可能なエンジン回転状態を示す信号に基づいて、エンジンの回転状態を瞬時に正確に識別でき、正回転状態において、環境情報で設定されたクランク角度範囲で点火信号及び噴射信号が計測されなかったときには、前回の計測データがそのまま出力されるのではなく、擬似計測データに切り替えられて出力されるので、オペレータは点火信号及び噴射信号が正常に出力されているか否かが容易に判別できるようになる。
【００４４】
また、停止状態や逆回転状態において、制御装置７から点火信号及び噴射信号が出力されないときにも（制御装置７が正常に作動しているときには出力されない）、前回の計測データがそのまま出力されるのではなく、擬似計測データに切り替えられて出力され、さらに、制御装置７から点火信号及び噴射信号が出力されると、計測データ出力切替部により擬似計測データに替えて異常計測データが出力されるので、オペレータは点火信号及び噴射信号が異常に出力されているか否かが容易に判別できるようになる。
【００４５】
ここに、擬似計測データは、本来制御装置７から出力されたデータであるか否かが識別可能なデータであれば、適宜設定することができる。つまり、信号計測部から出力される擬似計測データは、オペレータの判断を容易にするべく、計測したエンジン制御信号に基づく計測データが取り得ない値が採用される。
【００４６】
既に説明したように、モデル演算部２への計測データの出力は、入出力変換ボード５ｂで生成されＦＰＧＡ上のメモリにバッファリングされた計測データがＰＣＩバスを介してマザーボード５ａのメモリに格納されることにより実現され、操作装置６への計測データの出力は、マザーボード５ａからＬＡＮ４ｂを介して送信されることにより実現される。
【００４７】
図３に戻り、モデル演算部２は、点火信号または噴射信号の計測データが入力されると、制御装置７による異常検出のために対応する模擬フェール信号を生成して（ＳＢ５）、制御装置７に出力する（ＳＢ６）
【００４８】
操作装置６では、点火信号または噴射信号の計測データが入力されると（ＳＡ７）、計測信号表示処理部６１により、過去の計測データとともにトレンドグラフとして表示部に表示される（ＳＡ８）。
【００４９】
このようにして、オペレータにより終了操作されるまで、操作装置６ではステップＳＡ７からＳＡ８が繰り返され、モデル演算部２ではステップＳＢ３からＳＢ６が繰り返され、信号計測部３ではステップＳＣ３からＳＣ４が繰り返される。
【００５０】
終了操作がなされると（ＳＡ９）、モデル制御部６２によりモデル演算部２及び信号計測部３に終了指令が送信され（ＳＡ１０）、当該終了指令を受信したモデル演算部２及び信号計測部３は処理を終了する（ＳＢ７，ＳＣ５）。
【００５１】
以下に、別実施形態について説明する。上述した実施形態では、信号計測部３がモデル演算部２から出力される模擬クランクパルスを入力してクランク角を把握するものを説明したが、モデル演算部２から入力されるエンジン回転状態を示す信号は模擬クランクパルスに限るものではなく、他の信号またはデータであってもよい。例えば、回転数情報及びクランク角情報が直接入力されるものであってもよく、クランク角情報は一周期の最初のタイミングがモデル演算部２から入力され、それをトリガーとして信号計測部３が内部でクランク角をカウントするものであってもよい。
【００５２】
上述した実施形態では、模擬クランクパルスが連続したパルスである例を示したが、欠け歯を有する模擬クランクパルスであってもよい。また、何れの場合であっても制御装置７が気筒判別のために他の模擬信号、例えば、バルブ駆動軸のカム信号等の模擬信号を必要とする場合には、必要な他の模擬信号がモデル演算部２により適宜生成されるものである。
【００５３】
上述した実施形態では、模擬信号としてクランクパルスを例示し、クランクパルスに応答して制御装置から出力される点火信号及び噴射信号を計測するものを説明したが、本発明による模擬信号及び計測信号はこのような信号に限定されるものではなく、何らかの模擬信号に応答して制御装置から出力される制御信号を計測するものに広く適用できるものであることはいうまでもない。
【００５４】
つまり、エンジンを模擬してエンジンの状態を表すエンジン状態信号をエンジン制御装置に出力するシミュレーション演算部と、前記エンジン制御装置から入力されるエンジン制御信号を計測して当該エンジン制御信号に基づく計測データを出力する信号計測部とを備えてなるシミュレーション装置であって、前記信号計測部は、前記シミュレーション演算部が模擬しているエンジンの回転状態が正回転状態である場合には、計測したエンジン制御信号に基づく計測データを出力し、前記シミュレーション演算部が模擬しているエンジンの回転状態が停止状態と逆回転状態の少なくとも一方である場合には、予め設定された擬似計測データを出力するように構成されることが好ましい。
【００５５】
また、前記信号計測部は、前記模擬信号が停止状態または逆回転状態にあるときに前記制御装置から制御信号が入力されると、前記擬似計測データに替えて当該制御信号に対する計測データを出力する計測データ出力切替部を備えていることが望ましい。
【００５６】
上述した実施形態では、モデル演算部及び信号計測部が、マザーボード５ａと、入出力変換ボード５ｂと、信号中継ボード５ｃの複数の信号処理ボードで構成されるものを説明したが、モデル演算部及び信号計測部の具体的な構成はこのようなものに限るものではなく、本発明の機能が実現される限りにおいて適宜構成することができ、例えば、一枚の信号処理ボード上に構成されるものであってもよい。
【００５７】
上述した実施形態は、本発明を実現する一実施例を説明するものであり、各部の具体的な構成は、本発明の作用効果を奏する限りにおいて、構築するシステムに応じて適宜変更設計することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】シミュレーション装置のハードウェア構成図
【図２】シミュレーション装置の機能ブロック構成図
【図３】シミュレーション動作を示すフローチャート
【図４】信号計測部の機能ブロック構成図
【図５】モデル演算部で生成される模擬信号及び信号計測で更新される計測データの更新タイミングを示す説明図
【図６】信号計測部で計測される点火信号のタイミングチャート
【図７】信号計測部による計測動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００５９】
１：シミュレーション装置
２：モデル演算部
３：信号計測部
４ａ：ハーネス
４ｂ：ＬＡＮ
５：入出力装置（表示部であるモニタとマウスとキーボード）
４ａ：ＬＡＮ
４ｂ：ハーネス
５：ラック
５ａ：マザーボード
５ｂ：入出力変換ボード
５ｃ：信号中継ボード
６：操作装置
６０：環境設定部
６１：計測信号表示処理部
６２：モデル制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御対象を模擬して制御装置に模擬信号を出力するモデル演算部と、前記模擬信号に応答して前記制御装置から入力される制御信号を検出して当該制御信号の計測データを出力する信号計測部とを備えてなるシミュレーション装置に関し、詳しくは、エンジンを模擬してエンジンの状態を表すエンジン状態信号をエンジン制御装置に出力するシミュレーション演算部と、前記エンジン制御装置から入力されるエンジン制御信号を計測して当該エンジン制御信号に基づく計測データを出力する信号計測部とを備えてなるシミュレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な分野において製品等の開発に要する期間やコストを削減するとともに製品等の安全性を事前検証し、或いは実際のプラントに対する運転の模擬訓練を行なうことを目的として、実際の装置やプラントにおけるメカニズムや電気的信号等の果たす役割を数式化したモデルをコンピュータに演算させて、その結果に基づいて製品等の特性を確認し、起こり得る問題を事前に解決、或いは訓練するシミュレーション装置が利用されている。
【０００３】
このようなシミュレーション装置として、特許文献１には、仮想的に車両用エンジン制御装置を実車両に装着した環境を作り出し、動作確認および性能評価を行うための装置であって、予め設定されるプログラムに従って、仮想的な車両に相当する車両モデルとして動作し、クランク角度およびエンジンの各行程にそれぞれ対応する模擬信号を生成し、模擬信号を車両用エンジン制御装置に与えて動作の確認および性能評価を行うモデル用コンピュータ装置と、モデル用コンピュータ装置と協調して動作し、モデル用コンピュータ装置の車両モデルに必要な信号を発生する信号発生装置とを備えたシミュレーション装置が提案されている。
【０００４】
当該シミュレーション装置では、エンジンを模擬するモデル演算部からエンジン制御装置に擬似クランクパルス信号が出力され、これに対応してエンジン制御装置から出力される燃料噴射パルスや点火パルス等の制御信号が信号計測部で計測され、当該制御信号に対応する計測データがメモリに記憶された後にモニタに出力されるように構成されており、オペレータがモニタに表示された計測データを目視してエンジン制御装置が正常動作しているか否かを判断するように構成されている。
【特許文献１】特開平１１−３２６１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した特許文献１に記載されたシミュレーション装置の信号計測部では、模擬信号に応答してエンジン制御装置から出力された制御信号が計測された時点で当該制御信号に対する計測データがメモリ上で更新処理されるように構成されていたため、例えば、エンジン制御装置から出力された制御信号が計測されなかったときや、モデル演算部からエンジン停止に近い状態の模擬信号が出力され、エンジン制御装置から制御信号が出力されなかったときに、更新されなかったメモリの値、つまり、過去の計測データがそのまま出力されるという問題があった。
【０００６】
具体的には、モデル演算部から信号計測部に入力される信号がクランクパルスを模擬した信号だけであったので、低回転状態になればそれだけパルスの入力間隔が長くなるため低回転状態と停止状態の識別が困難となり、現在のクランク角が計測タイミングとして予め設定された範囲にあれば、クランクパルス信号が入力されない停止状態やクランク角が減少方向に変化していく逆回転状態であったとしても、それらが識別されることなくメモリに記憶された過去の計測データがそのまま出力されていた。
【０００７】
その結果、エンジン制御装置が正常に作動しているのか否か、適正な判断を行なうことが困難になるという問題があった。このような問題はエンジンシミュレータに限らず、任意のシミュレータでも発生していた。
【０００８】
本発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、モデル演算部から出力される模擬信号の状態にかかわらず、制御装置の動作を確実にモニタできるシミュレーション装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため、本発明によるシミュレーション装置の特徴構成は、エンジンを模擬してエンジンの状態を表すエンジン状態信号をエンジン制御装置に出力するシミュレーション演算部と、前記エンジン制御装置から入力されるエンジン制御信号を計測して当該エンジン制御信号に基づく計測データを出力する信号計測部とを備えてなるシミュレーション装置であって、前記信号計測部は、前記シミュレーション演算部が模擬しているエンジンの回転状態が正回転状態である場合には、計測したエンジン制御信号に基づく計測データを出力し、前記シミュレーション演算部が模擬しているエンジンの回転状態が停止状態と逆回転状態の少なくとも一方である場合には、予め設定された擬似計測データを出力する点にある。
【００１０】
上述の構成によれば、シミュレーション演算部から出力される正回転状態の模擬信号に対して、信号計測部でエンジン制御装置からの信号が検出されたときには当該制御信号の計測データが出力され、エンジン制御装置からの信号が検出されなかったときには予め設定された擬似計測データが出力されるようになるので、エンジン制御装置からの正規の制御信号であるのか否かが極めて容易に判断できるようになる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明した通り、本発明によれば、シミュレーション演算部から出力される模擬信号の状態にかかわらず、エンジン制御装置の動作を確実にモニタできるシミュレーション装置を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明によるシミュレーション装置について説明する。図１及び図２に示すように、シミュレーション装置１は車両に搭載されるエンジン制御装置７を評価するための装置で、エンジン動作を模擬してエンジン制御装置（以下、「制御装置」と記す。）７に模擬信号を出力するシミュレーション演算部としてのモデル演算部２と、模擬信号に応答して制御装置７から入力される制御信号を計測して当該制御信号の計測データを出力する信号計測部３と、オペレータの操作に基づいてモデル演算部２及び信号計測部３の動作を制御するとともに、信号計測部３から入力される計測データに基づいて当該制御信号をモニタ表示する操作装置６を備えて構成されている。
【００１３】
モデル演算部２及び信号計測部３はラック５に組み込まれた複数枚の信号処理ボードで構成されるとともに、操作装置６はパーソナルコンピュータ６ａ等で構成され、それらが所定周期で交信可能なようにＬＡＮ（Ethernet、ゼロックス社の登録商標）４ｂで接続されている。
【００１４】
操作装置６は、所定のオペレーティングシステム（以下、「ＯＳ」と略記する。）の下で動作する操作及び表示用のシミュレーションプログラムがインストールされ、ＯＳに組み込まれたＧＵＩ（Graphical User Interface）を介してオペレータが操作入力し、またはシミュレーション結果が表示されるモニタやキーボード及びマウス等の入出力機器６ｂが接続されている。
【００１５】
当該シミュレーションプログラムが実行されることにより、シミュレーション装置１と制御装置７との間で遣り取りされる入出力信号の定義情報、モデル演算部２におけるモデル演算条件、信号計測部３における信号計測条件等のシミュレーションの環境条件を設定する環境設定部６０と、信号計測部３から出力された計測データを受信してモニタに表示する計測信号表示処理部６１と、モデル演算部２及び信号計測部３の動作を制御するモデル制御部６２が構成される。
【００１６】
上述の信号処理ボードは、メインＣＰＵが搭載されたマザーボード５ａと、マザーボード５ａとＰＣＩバスで接続された複数枚の入出力変換ボード５ｂと、入出力変換ボード５ｂと制御装置７との間で遣り取りされる入出力信号線を中継する複数枚の信号中継ボード５ｃを備え、信号中継ボード５ｃを介して制御装置７とハーネス４ａで接続されている。
【００１７】
マザーボード５ａに搭載されたメモリにはＯＳ及びＯＳに基づいて動作するシミュレーションプログラムが格納され、ＯＳの下で当該シミュレーションプログラムが実行されることにより動作するマザーボード５ａ、入出力変換ボード５ｂ、及び信号中継ボード５ｃにより上述のモデル演算部２及び信号計測部３が構成される。
【００１８】
マザーボード５ａでは、シミュレーションプログラムの一部であるエンジン動作を模擬するモデルプログラムが実行され、エンジン制御装置（以下、「制御装置」と記す。）７に出力される各種の模擬信号の「出力の有無」や「大きさ」、「周期」等の論理的な特性データが生成され、ＰＣＩバスを介して入出力変換ボード５ｂに出力される。つまりモデルプログラムは、入力データに基づいて所定の演算を実行して、所定の出力データを生成出力するプログラムであり、例えばエンジン回転数が入力されると、当該回転数をクランクパルス信号に変換して回転数に対応するパルス周波数データを出力し、スロットル操作データが入力されると対応するスロットル開度データを出力する等のプログラムである。
【００１９】
入出力変換ボード５ｂにはプログラマブルな論理回路であるＦＰＧＡが搭載され、ＦＰＧＡのレジスタに入力された模擬信号の特性データに基づいて物理的な模擬信号が生成される。例えば、エンジンから出力されるクランクパルス信号を模擬して模擬クランクパルス信号を出力する場合には、操作装置６から入力される回転数データに基づいてマザーボード５ａで模擬クランクパルスの「出力の有無」や「大きさ」、「周期」等の論理的な特性データが生成され、入出力変換ボード５ｂでは、パルス生成回路等によりそれに対応したパルス信号が生成されて信号中継ボード５ｃに出力される。
【００２０】
信号中継ボード５ｃには制御装置７との間の入出力信号の中継状態、つまり、信号経路や電圧レベルやインピーダンス等の信号形態を個別に切り替えるインタフェース切替部が設けられ、入出力変換ボード５ｂから入力される模擬クランクパルスが設定された信号経路を通り、制御装置７に対する電圧レベルやインピーダンス等が整合されて出力される。従って、インタフェース切替部には信号経路を切替設定するスイッチ回路、信号レベルを切り替えるレベル切替回路、信号をプルアップし或いはプルダウンする切替回路等が設けられている。
【００２１】
また、制御装置７から出力される制御信号は、信号中継ボード５ｃにより電圧レベルやインピーダンス等が整合され、設定された信号経路で入出力変換ボード５ｂに出力され、入出力変換ボード５ｂに備えたクロック回路、カウンタ回路、パルス検出回路等でなる信号検出回路により当該制御信号が計測されて計測データ、つまり「出力の有無」や「大きさ」、「周期」「パルス幅」等の論理的な特性データが生成される。
【００２２】
入出力変換ボード５ｂで生成された特性データはＦＰＧＡ上のメモリにバッファリングされ、ＰＣＩバスを介してマザーボード５ａに出力される。マザーボード５ａでは入出力変換ボード５ｂから入力された当該計測データがメモリに格納され、所定周期でＬＡＮを介して操作装置６に出力される。
【００２３】
操作装置６では、マザーボード５ａから入力された当該計測データがメモリに格納され、格納された当該計測データの履歴に基づいてモニタに当該制御信号がトレンドグラフとして表示され、オペレータが当該制御信号を目視確認できるように構成されている。
【００２４】
つまり、上述した入出力信号の定義情報とは信号中継ボード５ｃにおける経路情報及び信号形態の定義情報や操作装置６とモデル演算部２及び信号計測部３との間で遣り取りされるデータの定義情報等をいい、モデル演算条件とは上述したエンジン回転数データ等のモデル演算に対する入出力条件をいい、信号計測条件とは制御装置７から入力される制御信号の計測対象、サンプリングタイミング、生成される計測データの定義情報等をいう。
【００２５】
このような環境設定情報がオペレータの操作入力に基づいて環境設定部６ａからマザーボード５ａを介して各ボード５ｂ、５ｃに送信され、シミュレーション環境が整えられた後に、モデル制御部６ｃによりシミュレーションが実行制御され、その際に計測されたデータが計測信号表示処理部６ｂにより表示処理されるのである。
【００２６】
以下、上述したシミュレーション装置１の動作の一例として、モデル演算部２から模擬信号であるクランクパルス信号を制御装置７に出力し、制御装置７から出力されるべき点火信号及び噴射信号を信号計測部で計測し、操作装置６に表示する動作を、図３，図７に示すフローチャート及び図４から図６に基づいて説明する。
【００２７】
図３に示すように、シミュレーション装置１に電源が投入されると、ＯＳが起動して初期設定が行なわれ、アプリケーションであるシミュレーションプログラムが起動される（ＳＡ１，ＳＢ１，ＳＣ１）。環境設定部６０により操作装置６の表示部に環境設定画面が表示され（ＳＡ２）、オペレータにより上述した環境設定が行なわれる。
【００２８】
設定が完了すると（ＳＡ３）、設定された環境情報が操作装置６からＬＡＮ４ｂを介してモデル演算部２及び信号計測部３に送信され（ＳＡ４）、モデル演算部２では入出力信号の定義情報、モデル演算条件に基づいて環境が設定され、信号計測部３では入出力信号の定義情報、信号計測条件に基づいて環境が設定される（ＳＢ２，ＳＣ２）。
【００２９】
ここでは、モデル演算条件としてエンジンの回転数、エンジンの停止判定時間、制御装置７から入力される点火信号及び噴射信号に応答して出力するフェール信号のタイミング及びパルス幅等が設定され、信号計測条件（図４では、「計測用パラメータ」と記している。）として制御装置７から出力される点火信号及び噴射信号の計測タイミングであるクランク角度範囲、各信号が欠落したとき及びエンジン停止時の擬似計測データ（図４では、「指示値」と記載している。）等が設定される。
【００３０】
オペレータからシミュレーションの起動操作がなされると（ＳＡ５）、モデル制御部６２により操作装置６からモデル演算部２及び信号計測部３にシミュレーションの開始指令が送信される（ＳＡ６）。モデル演算部２ではエンジンのモデル演算が起動され（ＳＢ３）、入力された回転数に基づいて模擬クランクパルスが制御装置７に出力される（ＳＢ４）（図４参照）。
【００３１】
図５に示すように、オペレータの設定によりエンジン回転数が３００００ｒｐｍから−３００００ｒｐｍまでの範囲で設定でき、設定したエンジン回転数に応じたクランクパルスが０．０°ＣＡ（ＣＡはクランク角を表す）から７１９．９°ＣＡまで０．１°ＣＡ刻みのパルスが出力される。正回転の時には０．０°ＣＡから７１９．９°ＣＡまで、逆回転の時には位相が反転した７１９．９°ＣＡから０．０°ＣＡまでのパルスが出力される。
【００３２】
信号計測部３では制御装置７から出力される制御信号、ここでは点火信号及び噴射信号が計測され（ＳＣ３）、計測データが生成され、モデル演算部２及び操作装置６に出力される（ＳＣ４）。点火信号及び噴射信号が計測されなかったときには擬似計測データが生成されて出力される（ＳＣ４）。
【００３３】
点火信号の計測について以下に詳述する。尚、噴射信号についても同様の処理が行なわれるのでここでは詳述しない。
【００３４】
図５及び図６に示すように、信号計測部３は、モデル演算部２から入力される模擬クランクパルスをカウンタ回路で計測してクランク角をモニタしながら、環境情報で設定されたクランク角度範囲（計測タイミング）で点火信号及び噴射信号が検出されるか否かを監視し、正回転の模擬クランクパルスが出力される定常状態において、点火信号及び噴射信号が検出されると当該信号のオンエッジ及びオフエッジに対応するクランク角と、オンエッジからオフエッジまでのパルス幅に対応するクランク角でなる特性データを計測データとして生成する。
【００３５】
図６は、四気筒四サイクルのエンジンに対して、気筒＃１から気筒＃４に対して夫々点火信号が出力される様子を模擬的に示すもので、模擬クランクパルスは実際とは異なり簡略化して記載されている。
【００３６】
図７に示すように、信号計測部３は、モデル演算部２からエンジン回転状態を示す信号、例えば、エンジン回転数信号や、直接エンジンの正回転・停止・逆回転を示す信号やエンジンの回転状態として、正常な状態か異常な状態（逆回転状態）かを示す信号等を入力して（ＳＤ１）、制御装置７からの点火信号を計測する（ＳＤ２）。エンジン回転状態を示す信号に基づいて正回転していると判断するときに（ＳＤ３）、設定された計測タイミングで点火信号を検出すると（ＳＤ４）、点火信号のオンエッジ、オフエッジ、パルス幅を計測して、夫々に対応するクランク角を計測データとして生成してＦＰＧＡ上のメモリに区画された計測データ格納領域に更新記憶して、マザーボード５ａに計測データを出力する（ＳＤ５）。
【００３７】
図には示していないが、ステップＳＤ４で、設定された計測タイミングで点火信号を検出できなかったときには、オンエッジ及びオフエッジに対応して設定されたクランク角７２０°ＣＡ（実際には有り得ない値である）、及び、パルス幅として０°ＣＡを生成して、ＦＰＧＡ上のメモリに区画された計測データ格納領域に更新記憶する。
【００３８】
エンジン回転状態を示す信号に基づいてエンジンが停止している状態であると判断されるときには（ＳＤ６）、停止判定時間の経過を待ち（ＳＤ７）、経過した後に点火信号を検出すると（ＳＤ８）、点火信号のオンエッジ、オフエッジ、パルス幅を計測して、夫々に対応するクランク角（ここでは停止時の直前のクランク角）を計測データとして生成してＦＰＧＡ上のメモリに区画された計測データ格納領域に更新記憶して、マザーボード５ａに計測データを出力する（ＳＤ９）。点火信号が検出されないときには（ＳＤ８）、予め設定された擬似計測データ、ここでは、オンエッジ及びオフエッジに対応して設定されたクランク角７２０°ＣＡ（実際には有り得ない値である）、及び、パルス幅として０°ＣＡを生成してＦＰＧＡ上のメモリに区画された計測データ格納領域に更新記憶して、マザーボード５ａに計測データを出力する（ＳＤ１０）。尚、停止判定時間を設けるのは判定精度を向上させるためであり、停止判定時間を設けずに直ちに判定するものであってもよい。
【００３９】
停止判定時間の経過を待つ間に（ＳＤ７）、制御装置７からの点火パルスを検出すると（ＳＤ１１）、異常点火信号であると判断して、そのときのオンエッジ及びオフエッジに対応するクランク角と、オンエッジからオフエッジまでのパルス幅に対応するクランク角を生成して、ＦＰＧＡ上のメモリに区画された異常計測データ格納領域に記憶してマザーボード５ａに計測データを出力する（ＳＤ１２）。この場合は、オンエッジ及びオフエッジに対応してクランク角０°ＣＡ、及び、パルス幅として０°ＣＡを生成する。
【００４０】
異常計測データ格納領域にデータが記憶されると、擬似計測データに替えて異常計測データを出力する。つまり、図４に示すように、信号計測部３は、エンジン回転状態を示す信号に基づいてエンジンが停止状態にあると判断するときに制御装置７から制御信号が入力されると、擬似計測データに替えて当該制御信号に対する計測データを出力する計測データ出力切替部３ａを備えているのである。
【００４１】
エンジン回転状態を示す信号に基づいてエンジンが逆回転していると判断される場合（ＳＤ６）、ステップＳＤ８と同様に、点火信号が検出されないときには（ＳＤ１３）、予め設定された擬似計測データ、ここでは、オンエッジ及びオフエッジに対応して設定されたクランク角７２０°ＣＡ（実際には有り得ない値である）、及び、パルス幅として０°ＣＡを生成してＦＰＧＡ上のメモリに区画された計測データ格納領域に更新記憶して、マザーボード５ａに計測データを出力する（ＳＤ１５）。
【００４２】
ステップＳＤ１３で点火信号が検出されると、異常点火信号であると判断して、そのときのオンエッジ及びオフエッジに対応するクランク角と、オンエッジからオフエッジまでのパルス幅に対応するクランク角を生成して、ＦＰＧＡ上のメモリに区画された異常計測データ格納領域に記憶してマザーボード５ａに計測データを出力する（ＳＤ１２）。この場合は、オンエッジ及びオフエッジに対応してクランク角０°ＣＡ、及び、パルス幅として０°ＣＡを生成する。
【００４３】
このように、信号計測部３はモデル演算部２から制御装置７に出力される模擬クランクパルス信号以外の正回転・停止・逆回転を識別可能なエンジン回転状態を示す信号に基づいて、エンジンの回転状態を瞬時に正確に識別でき、正回転状態において、環境情報で設定されたクランク角度範囲で点火信号及び噴射信号が計測されなかったときには、前回の計測データがそのまま出力されるのではなく、擬似計測データに切り替えられて出力されるので、オペレータは点火信号及び噴射信号が正常に出力されているか否かが容易に判別できるようになる。
【００４４】
また、停止状態や逆回転状態において、制御装置７から点火信号及び噴射信号が出力されないときにも（制御装置７が正常に作動しているときには出力されない）、前回の計測データがそのまま出力されるのではなく、擬似計測データに切り替えられて出力され、さらに、制御装置７から点火信号及び噴射信号が出力されると、計測データ出力切替部により擬似計測データに替えて異常計測データが出力されるので、オペレータは点火信号及び噴射信号が異常に出力されているか否かが容易に判別できるようになる。
【００４５】
ここに、擬似計測データは、本来制御装置７から出力されたデータであるか否かが識別可能なデータであれば、適宜設定することができる。つまり、信号計測部から出力される擬似計測データは、オペレータの判断を容易にするべく、計測したエンジン制御信号に基づく計測データが取り得ない値が採用される。
【００４６】
既に説明したように、モデル演算部２への計測データの出力は、入出力変換ボード５ｂで生成されＦＰＧＡ上のメモリにバッファリングされた計測データがＰＣＩバスを介してマザーボード５ａのメモリに格納されることにより実現され、操作装置６への計測データの出力は、マザーボード５ａからＬＡＮ４ｂを介して送信されることにより実現される。
【００４７】
図３に戻り、モデル演算部２は、点火信号または噴射信号の計測データが入力されると、制御装置７による異常検出のために対応する模擬フェール信号を生成して（ＳＢ５）、制御装置７に出力する（ＳＢ６）
【００４８】
操作装置６では、点火信号または噴射信号の計測データが入力されると（ＳＡ７）、計測信号表示処理部６１により、過去の計測データとともにトレンドグラフとして表示部に表示される（ＳＡ８）。
【００４９】
このようにして、オペレータにより終了操作されるまで、操作装置６ではステップＳＡ７からＳＡ８が繰り返され、モデル演算部２ではステップＳＢ３からＳＢ６が繰り返され、信号計測部３ではステップＳＣ３からＳＣ４が繰り返される。
【００５０】
終了操作がなされると（ＳＡ９）、モデル制御部６２によりモデル演算部２及び信号計測部３に終了指令が送信され（ＳＡ１０）、当該終了指令を受信したモデル演算部２及び信号計測部３は処理を終了する（ＳＢ７，ＳＣ５）。
【００５１】
以下に、別実施形態について説明する。上述した実施形態では、信号計測部３がモデル演算部２から出力される模擬クランクパルスを入力してクランク角を把握するものを説明したが、モデル演算部２から入力されるエンジン回転状態を示す信号は模擬クランクパルスに限るものではなく、他の信号またはデータであってもよい。例えば、回転数情報及びクランク角情報が直接入力されるものであってもよく、クランク角情報は一周期の最初のタイミングがモデル演算部２から入力され、それをトリガーとして信号計測部３が内部でクランク角をカウントするものであってもよい。
【００５２】
上述した実施形態では、模擬クランクパルスが連続したパルスである例を示したが、欠け歯を有する模擬クランクパルスであってもよい。また、何れの場合であっても制御装置７が気筒判別のために他の模擬信号、例えば、バルブ駆動軸のカム信号等の模擬信号を必要とする場合には、必要な他の模擬信号がモデル演算部２により適宜生成されるものである。
【００５３】
上述した実施形態では、模擬信号としてクランクパルスを例示し、クランクパルスに応答して制御装置から出力される点火信号及び噴射信号を計測するものを説明したが、本発明による模擬信号及び計測信号はこのような信号に限定されるものではなく、何らかの模擬信号に応答して制御装置から出力される制御信号を計測するものに広く適用できるものであることはいうまでもない。
【００５４】
つまり、エンジンを模擬してエンジンの状態を表すエンジン状態信号をエンジン制御装置に出力するシミュレーション演算部と、前記エンジン制御装置から入力されるエンジン制御信号を計測して当該エンジン制御信号に基づく計測データを出力する信号計測部とを備えてなるシミュレーション装置であって、前記信号計測部は、前記シミュレーション演算部が模擬しているエンジンの回転状態が正回転状態である場合には、計測したエンジン制御信号に基づく計測データを出力し、前記シミュレーション演算部が模擬しているエンジンの回転状態が停止状態と逆回転状態の少なくとも一方である場合には、予め設定された擬似計測データを出力するように構成されることが好ましい。
【００５５】
また、前記信号計測部は、前記模擬信号が停止状態または逆回転状態にあるときに前記制御装置から制御信号が入力されると、前記擬似計測データに替えて当該制御信号に対する計測データを出力する計測データ出力切替部を備えていることが望ましい。
【００５６】
上述した実施形態では、モデル演算部及び信号計測部が、マザーボード５ａと、入出力変換ボード５ｂと、信号中継ボード５ｃの複数の信号処理ボードで構成されるものを説明したが、モデル演算部及び信号計測部の具体的な構成はこのようなものに限るものではなく、本発明の機能が実現される限りにおいて適宜構成することができ、例えば、一枚の信号処理ボード上に構成されるものであってもよい。
【００５７】
上述した実施形態は、本発明を実現する一実施例を説明するものであり、各部の具体的な構成は、本発明の作用効果を奏する限りにおいて、構築するシステムに応じて適宜変更設計することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】シミュレーション装置のハードウェア構成図
【図２】シミュレーション装置の機能ブロック構成図
【図３】シミュレーション動作を示すフローチャート
【図４】信号計測部の機能ブロック構成図
【図５】モデル演算部で生成される模擬信号及び信号計測で更新される計測データの更新タイミングを示す説明図
【図６】信号計測部で計測される点火信号のタイミングチャート
【図７】信号計測部による計測動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００５９】
１：シミュレーション装置
２：モデル演算部
３：信号計測部
４ａ：ハーネス
４ｂ：ＬＡＮ
５：入出力装置（表示部であるモニタとマウスとキーボード）
４ａ：ＬＡＮ
４ｂ：ハーネス
５：ラック
５ａ：マザーボード
５ｂ：入出力変換ボード
５ｃ：信号中継ボード
６：操作装置
６０：環境設定部
６１：計測信号表示処理部
６２：モデル制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを模擬してエンジンの状態を表すエンジン状態信号をエンジン制御装置に出力するシミュレーション演算部と、前記エンジン制御装置から入力されるエンジン制御信号を計測して当該エンジン制御信号に基づく計測データを出力する信号計測部とを備えてなるシミュレーション装置であって、
前記信号計測部は、前記シミュレーション演算部が模擬しているエンジンの回転状態が正回転状態である場合には、計測したエンジン制御信号に基づく計測データを出力し、前記シミュレーション演算部が模擬しているエンジンの回転状態が停止状態と逆回転状態の少なくとも一方である場合には、予め設定された擬似計測データを出力するシミュレーション装置。
【請求項２】
前記信号計測部は、前記シミュレーション演算部が模擬しているエンジンの回転状態が停止状態と逆回転状態の少なくとも一方であるときに、前記エンジン制御装置からエンジン制御信号が入力された場合には、計測したエンジン制御信号に基づく計測データを出力する請求項１記載のシミュレーション装置。
【請求項３】
前記信号計測部が出力する擬似計測データは、計測したエンジン制御信号に基づく計測データが取り得ない値である請求項1又は２記載のシミュレーション装置。
【請求項４】
前記信号計測部は、前記シミュレーション演算部が模擬しているエンジンの回転状態が停止状態となってから所定時間が経過した場合に、予め設定された擬似計測データを出力する請求項１から３の何れかに記載のシミュレーション装置。
【請求項５】
制御対象を模擬して制御対象の状態を表す状態信号を制御対象の制御装置に出力するシミュレーション演算部と、前記制御装置から入力される制御信号を計測して当該制御信号に基づく計測データを出力する信号計測部とを備えてなるシミュレーション装置であって、
前記信号計測部は、前記シミュレーション演算部が模擬している制御対象の状態が正常状態である場合には、計測した制御信号に基づく計測データを出力し、前記シミュレーション演算部が模擬している制御対象の状態が異常状態である場合には、予め設定された擬似計測データを出力するシミュレーション装置。
【請求項１】
エンジンを模擬してエンジンの状態を表すエンジン状態信号をエンジン制御装置に出力するシミュレーション演算部と、前記エンジン制御装置から入力されるエンジン制御信号を計測して当該エンジン制御信号に基づく計測データを出力する信号計測部とを備えてなるシミュレーション装置であって、
前記信号計測部は、前記シミュレーション演算部が模擬しているエンジンの回転状態が正回転状態である場合には、計測したエンジン制御信号に基づく計測データを出力し、前記シミュレーション演算部が模擬しているエンジンの回転状態が停止状態と逆回転状態の少なくとも一方である場合には、予め設定された擬似計測データを出力するシミュレーション装置。
【請求項２】
前記信号計測部は、前記シミュレーション演算部が模擬しているエンジンの回転状態が停止状態と逆回転状態の少なくとも一方であるときに、前記エンジン制御装置からエンジン制御信号が入力された場合には、計測したエンジン制御信号に基づく計測データを出力する請求項１記載のシミュレーション装置。
【請求項３】
前記信号計測部が出力する擬似計測データは、計測したエンジン制御信号に基づく計測データが取り得ない値である請求項1又は２記載のシミュレーション装置。
【請求項４】
前記信号計測部は、前記シミュレーション演算部が模擬しているエンジンの回転状態が停止状態となってから所定時間が経過した場合に、予め設定された擬似計測データを出力する請求項１から３の何れかに記載のシミュレーション装置。
【請求項５】
制御対象を模擬して制御対象の状態を表す状態信号を制御対象の制御装置に出力するシミュレーション演算部と、前記制御装置から入力される制御信号を計測して当該制御信号に基づく計測データを出力する信号計測部とを備えてなるシミュレーション装置であって、
前記信号計測部は、前記シミュレーション演算部が模擬している制御対象の状態が正常状態である場合には、計測した制御信号に基づく計測データを出力し、前記シミュレーション演算部が模擬している制御対象の状態が異常状態である場合には、予め設定された擬似計測データを出力するシミュレーション装置。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【公開番号】特開２００８−１７０２４０（Ｐ２００８−１７０２４０Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８９３（Ｐ２００７−２８９３）
【出願日】平成１９年１月１０日（２００７．１．１０）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１０日（２００７．１．１０）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
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