CN110658800A - 车载电子控制装置 - Google Patents

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CN110658800A CN201910513828.XA CN201910513828A CN110658800A CN 110658800 A CN110658800 A CN 110658800A CN 201910513828 A CN201910513828 A CN 201910513828A CN 110658800 A CN110658800 A CN 110658800A
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Abstract

提供一种能提高顾客对于系统的满意度并延长寿命的车载电子控制装置。该车载电子控制装置包括：接收来自传感器(4)的信息的多个FPGA(61、62)；对决定针对FPGA(61、62)的配置的比特流进行保持的非易失性存储器(3)；内置有分别加载了对控制指令进行运算的程序代码的多个非易失性存储器(71、72)的MCU(7)；以及在FPGA(61、62)与内置于MCU(7)的非易失性存储器(71、72)的至少一方发生异常时在外部产生出错信号的出错控制模块(73)，保持比特流的非易失性存储器(3)与内置于MCU(7)的非易失性存储器(71、72)构成为能从外部访问。

Description

车载电子控制装置
技术领域
本申请涉及车载电子控制装置。
背景技术
搭载于汽车等车辆的车载电子控制装置构成为输入有来自搭载于车辆的内燃机及对车辆的运行状态等进行检测的各种传感器的信息、来自CAN(Controller AreaNetwork：控制器局部网)的信息、从远程信道无线等经由网关(Gateway)传输的信息，基于上述等信息运算各种控制指令，并将该运算得到的控制指令输出至致动器等，也被称为ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)。以下的说明中，将车载电子控制装置称为ECU。
以往的ECU在从工厂发货前，将指令代码及数据写入MCU(Micro Control Unit：微控制单元)的代码(Code)部中的闪存(Flash Memory)中，然后进行发货测试，通过了发货测试的ECU从工厂发货。写入MCU的非易失性存储器的指令代码及数据一般在发货后无法变更。
在通用产品中，无可替代的逻辑通常由FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)或ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)实现，但是在出厂后不能进行逻辑变更。从工厂发货的ECU在交付给汽车制造商后被组装到车辆中。然后，经过了组装和发货测试的车辆将作为成品出售给普通用户。
在上述状况下，在车辆的成品发货后需要变更ECU的软件或变更逻辑的情况下，必须将车辆带到经销商等处，然后进行车辆的元器件即ECU的更换。该情况下，车辆的修理及测试所需的天数通常需要几天到几周，并且，经销商还被用户要求在此期间安排替代车和提供替代车，双方的负担变大。
以往，公开了将使用中的FPGA所发生的元件故障排除在外来再构成硬件的技术(例如参照专利文献1)。以往，公开了将使用中的FPGA中所发生的元件故障排除在外、并以不仅考虑逻辑也考虑定时的方式来再构成硬件的技术(例如参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2017-111579号公报
专利文献2：日本专利特开2012-204898号公报
发明内容
发明所要解决的问题
众所周知，搭载于一辆车的电子元器件、特别是车载电子控制装置的数量逐年增加，但软件、硬件的品质并没有急剧提升，因此搭载元器件数、电路规模、搭载软件量的增加直接导致品质下降。此外，车载电子元器件的寿命补偿期间通常为20年以上，但伴随技术的急速发展，发货当时的系统结构可能无法在其保修期间中匹配时代的潮流。并且，在软件、硬件发生了异常时，必须将车辆带到经销商等处，然后进行车辆的元器件即ECU的更换。
在上述专利文献1及2中公开了在作为ECU的硬件的PFGA发生异常时再构成PFGA的逻辑的情况，但至少关于软件的更新或备份并未作任何公开。
本申请是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能提高顾客对于系统的满意度以及延长寿命的车载电子控制装置。
用于解决技术问题的技术方案
本申请所公开的车载电子控制装置构成为
输入有来自对搭载于车辆的内燃机及所述车辆的运行状态进行检测的传感器的信息、来自CAN的信息及来自远程信道的信息中的至少任意信息，将基于所输入的所述信息而运算得到的控制指令输出至搭载于所述车辆的设备，该车载电子控制装置的特征在于，包括：
多个FPGA，该多个FPGA分别接收来自所述传感器的信息；
非易失性存储器，该非易失性存储器对决定针对所述FPGA的配置的比特流进行保持；
MCU，该MCU内置有多个非易失性存储器，所述多个非易失性存储器分别加载有对所述控制指令进行运算的程序代码；以及
出错控制模块，该出错控制模块设置于所述MCU，在所述FPGA和所内置的所述非易失性存储器中的至少一方发生异常时，在外部产生出错信号，
保持所述比特流的所述非易失性存储器与内置于所述MCU的非易失性存储器构成为能从外部访问。
发明效果
根据本申请所涉及的车载电子控制装置，即使发生异常时也能提高系统的可靠性，且能进行硬件或软件的更新，能获得提高顾客满意度及实现寿命延长的车载电子控制装置。
附图说明
图1是表示作为本申请的基础的车载电子控制装置的硬件结构的框图。
图2是表示实施方式1所涉及的车载电子控制装置的硬件结构的框图。
图3是表示实施方式1所涉及的车载电子控制装置的初始工作时的结构的框图。
图4是表示实施方式1所涉及的车载电子控制装置发生系统异常时的结构的框图。
图5是表示实施方式1所涉及的车载电子控制装置发生系统异常时的动作的流程图。
图6是表示实施方式1所涉及的车载电子控制装置进行系统更新时的动作的流程图。
具体实施方式
作为本申请的基础的技术
首先，对作为本申请的基础的技术进行说明。图1是表示作为本申请的基础的车载电子控制装置的硬件结构的框图。图1中，作为搭载于车辆的车载电子控制装置的ECU100包括非易失性存储器3、FPGA60、MCU7、SRAM(Static Random Access Memory：静态随机存取存储器)8、闪存9、CAN收发装置10，该非易失性存储器3保持用于经由网关(Gateway)(未图示)从远程信道(Remote Channel)(未图示)配置FPGA的比特流(Bit Stream)。另外，FPGA60具有置换成ASIC的情况。
上述FPGA60由保持在非易失性存储器3中的比特流来构成硬件逻辑。然后，FPGA60接收来自设置于车辆的传感器4及激光检测器等的模拟数据41和来自摄像头等摄像装置5的图像数据51。FPGA60由从包含发货时的前一代版本和当前版本在内的多个选项中选择的版本构成。
由设置于MCU7的闪存构成的非易失性存储器70经由网关从远程信道加载(Install)作为软件的程序代码。非易失性存储器70保存有从包含发货时的前一代版本和当前版本在内的多个选项中选择的版本的程序代码。
SRAM8构成为在FPGA60与MCU7之间临时保存数据。闪存9将必要的通信数据保存为日志(Log)。
以上那样构成的作为实施方式1的基础的ECU100通过MCU7的控制直接控制对搭载于车辆的设备进行操作的致动器11，或者经由FPGA60控制对搭载于车辆的设备进行操作的致动器11。FPGA60能经由CAN总线12与其它的ECU之间进行通信。此外，MCU7能经由CAN收发装置10和CAN总线12与其它的ECU之间进行通信。
图1所示的作为实施方式1的基础的ECU100在发生了异常的情况下，需要在将车辆带到经销商等处之后，进行车辆的元器件即ECU的更换。该情况下，如上所述，车辆的修理及测试所需的天数通常需要几天到几周，并且，经销商还被用户要求在此期间安排替代车和提供替代车，双方的负担变大。
实施方式1.
接着，对本申请的实施方式1所涉及的车载电子控制装置进行说明。图2是表示实施方式1所涉及的车载电子控制装置的结构的框图。图2中，作为搭载于车辆的车载电子控制装置的ECU100包括：非易失性存储器3、第一FPGA61、第二FPGA62、MCU7、SRAM8、闪存9、CAN收发装置10，该非易失性存储器3保持用于经由网关1从远程信道2配置FPGA的比特流。另外，第一FPGA61与第二FPGA62中的至少一方可以置换成ASIC。
上述第一FPGA61和第二FPGA62基于保持于非易失性存储器3的比特流构成硬件逻辑。然后，第一FPGA61和第二FPGA62接收来自设置于车辆的传感器4及激光检测器等的模拟数据41和来自摄像头等摄像装置5的图像数据51。第一FPGA61设为第二FPGA62的硬件的备份用，构成从包含发货时的前一代版本与当前版本在内的多个选项中选择的版本的逻辑。第二FPGA62设为正式(Formal)系统用。
MCU7包括由闪存构成的第一非易失性存储器71、由闪存构成的第二非易失性存储器72、ECM(Error Control Module：错误控制模块)73、MMU(Memory Management Unit：存储器管理单元)74。第一非易失性存储器71经由网关1从远程信道2加载程序代码(Code0)。第二非易失性存储器72经由网关1从远程信道2加载程序代码(Code1)。
第一非易失性存储器71设为对第二非易失性存储器72的软件备份用，保存有从包含发货时的前一代版本与当前版本在内的多个选项中选择的版本的程序代码。第二非易失性存储器72设为正式系统用。
ECM73在发生异常时将出错信号经由CAN收发装置10等输出至外部。MMU74进行软件及外部资源的地址管理。SRAM8构成为在第一FPGA61及第二FPGA62与MCU7之间临时保存数据。闪存9构成为将必要的通信数据保存为日志。
保持上述比特流的非易失性存储器3、内置于上述MCU的第一非易失性存储器71及第二非易失性存储器72构成为能从车辆外部的远程信道经由网关进行访问。
以上那样构成的实施方式1所涉及的ECU100通过MCU7的控制直接控制对搭载于车辆的设备进行操作的致动器11，或者经由第一FPGA61或第二FPGA62控制对搭载于车辆的设备进行操作的致动器11。第一FPGA61、第二FPGA62能经由CAN总线12与其它的ECU之间进行通信。此外，MCU7能经由CAN收发装置10和CAN总线12与其它的ECU之间进行通信。
接着，对实施方式1所涉及的ECU100发生异常时的备份系统的工作进行说明。图3是表示实施方式1所涉及的车载电子控制装置的初始工作时的结构的框图。当ECU100发货时，如图3所示，在工厂中以比特流的形式将用于在同一目标电路中配置第一FPGA61和第二FPGA62的配置数据(Rev1)写入非易失性存储器3。并且，在工厂中，分别将同一版本的目标软件(Rev1)写入MCU7中的第一非易失性存储器71和第二非易失性存储器72。
在工厂中，在确认到作为正式系统用而设置的第二FPGA62及第二非易失性存储器72、作为备份系统用而设置的第一FPGA61及第一非易失性存储器71均正常后，对ECU100进行发货。
如上所述，MCU7搭载有进行软件及外部资源的地址管理的MMU74，对第一非易失性存储器71及第二非易失性存储器72中的执行软件、作为访问对象的第一FPGA61和第二FPGA62进行控制。通常动作时，将加载于第二非易失性存储器72的程序代码(Code1)设定为执行软件，将第二FPGA62设定为执行FPGA。
图5是表示实施方式1所涉及的车载电子控制装置发生系统异常时的动作的流程图。如图5所示，步骤S501中，在预定的时刻，例如接通电源时、切断电源时、或动作中适当的时刻，起动自诊断测试功能。
步骤S502中，首先，通过自诊断测试功能对作为备用系统的第一非易失性存储器71及第一FPGA61进行自诊断，若第一非易失性存储器71及第一FPGA61均正常(好)，则前进至步骤S503，若第一非易失性存储器71与第一FPGA61中的至少一方异常(不好)，则研究包含向经销商的联络等、联络时期等在内的应对的方法。
此外，在步骤S502中诊断为作为备用系统的第一非易失性存储器71与第一FPGA61中的至少一方异常时，将自诊断测试的实施时间与其测试结果的日志储存于闪存9中，然后从设置于MCU7的ECM73经由CAN收发装置10及CAN总线12将警告发送至外部。
接着，在从步骤S502前进至步骤S503后，对作为正式系统的第二非易失性存储器72及第二FPGA62实施自诊断测试，若第二非易失性存储器72及第二FPGA62均正常，则返回至步骤S502。另一方面，若第二非易失性存储器72与第二FPGA62中的至少一方异常(不好)，则前进至步骤S504。
步骤S504中，若在上述步骤S503中诊断为第二非易失性存储器72异常，则从第二非易失性存储器72切换为作为备用系统的第一非易失性存储器71，若在步骤S503中诊断为第二FPGA62异常，则从第二FPGA62切换为作为备用系统的第一FPGA61。若步骤S503中被诊断为异常的是第二非易失性存储器72和第二FPGA62双方，则从第二非易失性存储器72切换为第一非易失性存储器71且从第二FPGA62切换为第一FPGA61。
此处若对上述切换进行更具体的阐述，则在步骤S503中判断为作为正式系统的第二非易失性存储器72与第二FPGA62中的至少一方异常时，将自诊断测试的实施时间与其测试结果的日志储存于闪存9中，然后从设置于MCU7的ECM73经由CAN收发装置10及CAN总线12将警告发送至外部，并且MMU74接收来自ECM73的出错检测信号，MMU74进行执行地址的重组，从而将工作系统从作为正式系统的第二非易失性存储器72或第二FPGA62切换为作为备用系统的第一非易失性存储器71或第一FPGA61。
接着，步骤S505中，研究包含向经销商的联络等、联络时期等在内的应对的方法。
接着，对实施方式1所涉及的ECU100中的系统更新动作进行说明。在对ECU100的功能进行修改的情况、或因追加功能等而导致需要进行非易失性存储器或FPGA的系统变更的情况下，在适当的时刻，经由网关1从远程信道2将涉及系统更新的比特流取入非易失性存储器3，对第一FPGA61及第二FPGA62重新进行配置，并且经由网关1从远程信道2取入涉及系统更新的新软件，并保存于第一非易失性存储器71及第二非易失性存储器72。
图6是表示实施方式1所涉及的车载电子控制装置进行系统更新时的动作的流程图。图6中，步骤S601中，系统管理者将系统更新的请求提供给用户。步骤S602中，用户研究是否要进行系统的更新，若决定不进行系统的更新(否)，则前进至步骤S608并结束处理，若决定进行系统的更新(是)，则前进至步骤S603。
步骤S603中，判定系统的更新时刻是否可以是当前时刻，若可以将当前时刻设为更新时刻(是)，则前进至步骤S604。步骤S604中，针对第一FPGA61及第二FPGA62，从远程信道2经由网关1更新比特流，并将新的比特流保存于非易失性存储器3。此外，从远程信道2经由网关1将MCU7中的第一非易失性存储器71及第二非易失性存储器72的程序代码更新为新的程序代码。
此处，作为正式系统的第二FPGA62及第二非易失性存储器72被更新为从远程信道2取入的新的版本，但作为备用系统的第一FPGA61及第一非易失性存储器71可从如下等版本中选择所希望的版本：发货时的版本(步骤S605)、不更新的最近版(步骤S606)、最新版(步骤S607)、或者与正式系统相同的版本。
从上述选项中选择的第一FPGA61的配置成为作为正式系统的第二FPGA62发生异常时的工作系统。此外，从上述选项中选择的第一非易失性存储器71的程序代码成为作为正式系统的第二非易失性存储器72发生异常时的工作系统。
根据以上阐述的实施方式1所涉及的ECU100，在车辆的成品发货后，在需要进行ECU的软件变更或逻辑变更的情况下，能无需更换ECU而进行软件或逻辑的变更，此外，即使ECU发生异常，也能无需更换ECU而利用备用系统进行正常动作。
本申请记载了例示性的实施方式，但实施方式所记载的各种特征、形态及功能并不限于特定的实施方式的适用，能单独或以各种组合适用于实施方式。因此，未例示的无数变形例设想也包含在本申请所公开的技术范围内。例如，包含对至少一个构成要素进行变形、追加或省略的情况。
标号说明
1 网关
2 远程信道
3、70 非易失性存储器
4 传感器
41 模拟数据
5 摄像装置
51 图像数据
60 FPGA
61 第一FPGA
62 第二FPGA
7 MCU
71 第一非易失性存储器
72 第二非易失性存储器
8 SRAM
9 闪存
10 CAN收发装置
11 致动器
12 CAN总线

Claims (4)

1.一种车载电子控制装置，该车载电子控制装置构成为输入有来自对搭载于车辆的内燃机及所述车辆的运行状态进行检测的传感器的信息、来自CAN的信息及来自远程信道的信息中的至少任意信息，将基于所输入的所述信息而运算得到的控制指令输出至搭载于所述车辆的设备，该车载电子控制装置的特征在于，包括：
多个FPGA，该多个FPGA分别接收来自所述传感器的信息；
非易失性存储器，该非易失性存储器对决定针对所述FPGA的配置的比特流进行保持；
MCU，该MCU内置有多个非易失性存储器，所述多个非易失性存储器分别加载有对所述控制指令进行运算的程序代码；以及
出错控制模块，该出错控制模块设置于所述MCU，在所述FPGA和所内置的所述非易失性存储器中的至少一方发生异常时，在外部产生出错信号，
保持所述比特流的所述非易失性存储器与内置于所述MCU的非易失性存储器构成为能从外部访问。
2.如权利要求1所述的车载电子控制装置，其特征在于，
所述多个FPGA包含第一FPGA和第二FPGA，
内置于所述MCU的所述多个非易失性存储器包含第一非易失性存储器和第二非易失性存储器，
配置于所述第二FPGA的硬件和加载于所述第二非易失性存储器的程序代码分别构成通常动作时所使用的正式系统，
配置于所述第一FPGA的硬件和加载于所述第一非易失性存储器的程序代码分别构成所述异常时所使用的备用系统，
所述正式系统构成为可进行自诊断测试，
在由所述自诊断测试诊断为所述正式系统异常时，构成为从所述正式系统切换为所述备用系统并持续进行动作。
3.如权利要求2所述的车载电子控制装置，其特征在于，
所述备用系统构成为可进行自诊断测试，
在由所述自诊断测试诊断为所述备用系统正常后，构成为实施所述正式系统的所述自诊断测试。
4.如权利要求2或3所述的车载电子控制装置，其特征在于，
所述正式系统及所述备用系统构成为能进行系统版本的更新，
所述备用系统构成为保持包含工厂发货时的系统版本、以及与所述正式系统的系统版本相同的系统版本在内的多个系统版本，
在所述正式系统的系统版本更新时，所述备用系统构成为选择所保持的所述系统版本中的任意版本，或不进行系统版本的更新。
CN201910513828.XA 2018-06-28 2019-06-14 车载电子控制装置 Pending CN110658800A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018122629A JP6563086B1 (ja) 2018-06-28 2018-06-28 車載電子制御装置
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