JP2000003599A - 自動車用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車用制御装置が何らかの要因で制御プロ
グラムの変更が必要となった場合に、マイクロコンピュ
ータやＲＯＭを取り外すことなしに制御プログラムの書
換が可能にし、制御プログラム変更時の工数を低減す
る。 【解決手段】 制御プログラムを格納した電気的に消去
・書換可能な不揮発性メモリ３−１をアクセスするマイ
クロコンピュータ３と、書換用プログラム２−１とこの
書換用プログラム２−１に従って書換用電圧を発生する
書換用電圧源２−２を内蔵した外部装置２と、この外部
装置２より発生した書込用電圧１ｂに従ってマイクロコ
ンピュータ３のモード設定関連端子を書換モードに設定
するための信号を生成する論理回路装置７Ａとを備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、制御プログラムに
従い制御量を演算処理するエンジン制御、トランスミッ
ション制御等の自動車用制御装置に係り、制御プログラ
ムを格納するメモリを制御装置に組み付けた状態で書換
可能にするマイクロコンピュータ搭載型の自動車用制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用制御装置では、温度変化や振動
などの厳しい環境にさらされるため、特にエンジン制御
などでは耐振性向上のため、制御プログラムを格納する
マイクロコンピュータやＲＯＭ（リードオンリメモリ）
等の取り付けにはソケットが使用できず、制御装置組立
前に専用機でＲＯＭ（リードオンリメモリ）にプログラ
ムを書き込み、基板に直接半田付けされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来装置は以上のよう
な理由からマイクロコンピュータやＲＯＭ（リードオン
リメモリ）を基板に直接半田付けせざる得なかったが、
その場合以下のような問題点が発生する。

【０００４】エンジン制御装置では、量産時のエンジン
個体差による制御データのアンマッチ等により、制御プ
ログラムを変更しなければならない場合がある。この場
合、従来技術では、一旦マイクロコンピュータやＲＯＭ
を基板から取り外して制御プログラムを書換した後、再
び半田付けをしなければならず、工数がかかると共に、
半田付け部の信頼性が低下する問題があった。

【０００５】又、制御プログラムを格納しているデバイ
スが消去・再書換できない場合には、基板から取り外し
た上記デバイスを廃却して新たなデバイスに交換する必
要があるため、コストが割高になる問題もあった。

【０００６】係る問題を解消すべく、特開平８−２０３
２８８号公報では、マイクロコンピュータに内蔵された
電気的に消去・書換可能な不揮発性メモリの一種である
ＥＥＰＲＯＭ（エレクトリカリ・イレーサブル・プログ
ラマブル・リードオンリメモリ）を用い、不揮発性メモ
リをプリント基板に取り付けた状態で新しいプログラム
に書換る制御装置が提案されている。

【０００７】図６は特開平８−２０３２８８号公報に示
された発明の構成図であるが、マイクロコンピュータ
（１−２）を書換モードに設定するためには、制御装置
であるユーザ基板（１−１）に書換用電源であるＶＰＰ
電源（１−１２）と、モード設定関連端子である複数の
インターフェース端子（１−５）とを、外部装置である
書込治具（１−８）から供給する必要がある。

【０００８】又、マイクロコンピュータ保護目的である
電源出力端子（１−１８）が専用に必要な構成となって
いる。そのため、ユーザ基板（１−１）並びに書込治具
（１−８）を接続するためのハーネスとコネクタ端子が
多数必要となるため、ハーネスの複雑化・コネクタ端子
数増大・基板大型化・重量増加等の問題が生じる。

【０００９】そのため、ＥＥＰＲＯＭを自動車用制御装
置に適用する場合には、複数の制御装置（エンジン制
御、トランスミッション制御、ブレーキ制御、等）に用
いられるため、さらなるハーネスの複雑化、重量増加に
よる燃費悪化と排気ガス悪化、コストＵＰを招き、最悪
はスペース制約等により搭載が不可能となる問題が生じ
る。

【００１０】この発明は、上記の問題点を解消するため
になされたもので、書換用電源の供給のみで、マイクロ
コンピュータを書換モードに設定することができる自動
車用制御装置を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る自
動車用制御装置は、制御プログラムを格納した電気的に
消去・書換可能な不揮発性メモリをアクセスし、制御処
理を行うマイクロコンピュータと、内蔵された不揮発性
メモリの書換用プログラムに従い、前記マイクロコンピ
ュータのモード設定関連端子を書換モードに設定する信
号を生成する書換信号生成手段とを備えたものである。

【００１２】請求項２の発明に係る自動車用制御装置
は、書換信号生成手段は、書換用プログラムとこの書換
用プログラムに従って書換用電圧を発生する書換用電圧
源を内蔵した外部装置と、この外部装置より発生した書
換用電圧に従ってマイクロコンピュータのモード設定関
連端子を書換モードに設定する信号を生成する論理回路
とより構成するものである。

【００１３】請求項３の発明に係る自動車用制御装置
は、書換用電圧源の入力回路に、マイクロコンピュータ
の電源電圧を外部装置で確認する電圧確認用手段を備え
たものである。

【００１４】請求項４の発明に係る自動車用制御装置
は、書換信号生成手段は、書換用プログラムとこの書換
用プログラムに従って書換許可用の論理レベル信号を発
生する書換許可信号源を内蔵した外部装置と、この外部
装置より発生した書換許可用の論理レベル信号に従って
マイクロコンピュータのモード設定関連端子を書換モー
ドに設定する信号を生成する論理回路とより構成するも
のである。

【００１５】請求項５の発明に係る自動車用制御装置
は、不揮発性メモリがマイクロコンピュータの外部にバ
ス接続で設けられており、前記マイクロコンピュータを
書換モードに設定する事で前記不揮発性メモリの書換を
行うものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、本発明の実
施の形態１に係る自動車用制御装置を図について説明す
る。図１は本実施の形態に係る自動車用制御装置の構成
図である。図において、１Ａは制御装置、２は書換用プ
ログラム２−１と、書換用電圧源２−２を内蔵する外部
装置である。

【００１７】３はマイクロコンピュータであり、書換可
能な不揮発性メモリ３−１を内蔵しており、不揮発性メ
モリ３−１には各種演算処理を行うための制御プログラ
ムが格納されている。

【００１８】４は各種入力情報の取り込みや各種出力制
御を行うＩ／Ｏである。５は定電圧源であり、電源投入
スイッチＳＷ１を通して供給されるバッテリ電源６か
ら、マイクロコンピュータ３並びにＩ／Ｏ４を動作させ
るための５Ｖ程度の制御用電源ＶＣＣ３ａを生成する。

【００１９】又、定電圧源５は、マイクロコンピュータ
３を制御するためのリセット信号５ｂを生成しており、
リセット信号５ｂはＶＣＣ３ａ投入時にマイクロコンピ
ュータ３を所定時間リセット状態に保つためのパワーオ
ンリセット制御、並びにマイクロコンピュータ３から発
せられるウオッチドックパルス信号５ａが適正な間隔毎
に検出されない時に、定期的にリセット信号を発生する
ウオッチドックリセット制御機能を有する。

【００２０】７Ａは論理回路装置であり、書換用電圧源
２−２から供給される書換用電源１ｂと定電圧源５から
供給されるリセット信号５ｂとを基に、マイクロコンピ
ュータ３のモード設定関連端子であるリセット端子３
ｂ、ＭＯＤＥ１端子３ｄ、ＭＯＤＥ２端子３ｅ、ＶＰＰ
端子３ｃへの設定電圧を生成している。書換用電源１ｂ
に約１２Ｖの書換電源が印加された時は書換モードに、
書換用電源１ｂに電圧が供給されていない時は読出モー
ドに設定するよう論理構成がなされている。尚、電源安
定装置７−４は書換用電圧源２−２より出力される書換
用電源１ｂのノイズを除去して平滑して書換電圧ＶＰ
Ｐ：１２Ｖをマイクロコンピュータ３に供給する。

【００２１】又、マイクロコンピュータ３を書込モード
に設定した後に、消去／書換／照合などの命令並びにデ
ータの送受信はシリアル通信ライン１ｃ及び１ｄを通し
て行われる。

【００２２】上記構成において、Ｉ／Ｏ４にはエンジン
回転数を計測するためにのクランク角信号４ａ、エンジ
ンに吸入される空気量を計測する為の吸入空気量信号４
ｂが入力される。マイクロコンピュータ３は、これらの
入力信号に基づいてエンジンへの燃料噴射量を演算し、
演算結果による制御量を燃料噴射量信号４ｃとしてＩ／
Ｏ４を介して出力する。上記では、エンジン制御の代表
的な制御である燃料噴射制御について説明したが、トラ
ンスミッション制御など他の自動車用制御装置に適用す
ることも可能である。

【００２３】次に本実施の形態におけるプログラム書換
動作について図２及び図１を用いて説明する。図２は図
１で示す不揮発性メモリ３−１を書換るための各端子に
かかる信号入出力のタイミングチャートである。

【００２４】時間ｔ１から時間ｔ４までは電源投入から
読出モードでの通常動作状態、時間ｔ５から時間ｔ９ま
では書換用電源１ｂ印加状態での書換モード状態、時間
ｔ１０から時間ｔ１３までは書換電源の印加停止後の通
常動作状態への復帰状態、の３通りの代表的動作状態を
示している。

【００２５】まず、上記通常動作状態（時間ｔ１から時
間ｔ４）につき説明する。時間ｔ１でユーザがＳＷ１を
ＯＮにすることで外部電源１ａが供給され、時間ｔ２で
制御装置１全体に定電圧源５より約５ＶのＶＣＣ３ａが
供給される。時間ｔ２にて論理回路装置７は、不揮発性
メモリ３−１を読出モードに設定する論理を構築する。
この場合、ＭＯＤＥ１端子３ｄ＝５Ｖ、ＭＯＤＥ２端子
３ｅ＝５Ｖ、ＶＰＰ端子３ｃ＝０Ｖとなるように、各電
圧がバッファ７−１、インバータ７−８、トランジスタ
７−９、７−１１を通して各端子に印加される。しか
し、定電圧源５によるパワーオンリセット制御によりリ
セット端子３ｂにＯＲ回路７−３、ＡＮＤ７−６を通し
てリセット電圧である０Ｖに設定されるため、マイクロ
コンピュータ３はリセット状態を保つ。

【００２６】マイクロコンピュータ３はリセット解除の
エッジでＭＯＤＥ１端子３ｄ、ＭＯＤＥ２端子３ｅ、Ｖ
ＰＰ端子３ｃの状態を取り込み動作モードを決定するた
め、時間ｔ３によるパワーオンリセット解除時にリセッ
ト出力５ｂは５Ｖ（ハイ）に立ち上がり不揮発性メモリ
３−１が読出モードとなる。時間ｔ４で制御装置１Ａは
制御プログラムに従って演算処理を行い制御量を出力す
る通常の動作状態となる。

【００２７】又、時間ｔ４では制御プログラムが正常に
動作することにより、マイクロコンピュータ３から所定
の間隔毎にウオッチドックパルス信号５ａが出力され、
定電源回路５でウオッチドックパルス信号５ａが適正な
間隔で出力されているか否かを監視している。

【００２８】次に、書込モード状態（時間ｔ５から時間
ｔ９）につき説明する。時間ｔ５にてユーザが不揮発性
メモリ３ー１の内容を書換えるためにＳＷ２をＯＮする
ことにより、約１２Ｖの書込用電源１ｂが論理回路装置
７に供給される。この際、ＶＣＣ３ａが０Ｖの状態で書
込用電源１ｂを供給した場合、マイクロコンピュータ３
が破壊する危険性があるため、ＶＣＣの電圧確認用手段
７−１を設けることにより、外部装置２によって書込用
電源１ｂを印加する前にＶＣＣ３ａ有無の確認を行い、
ＶＣＣ３ａが０Ｖ時には書込用電源１ｂの印加を禁止す
ることができる。

【００２９】時間ｔ６では、論理回路装置７Ａにより、
不揮発性メモリ３−１を書換モードに設定する論理とし
て、ＭＯＤＥ１端子３ｄ＝０Ｖ、ＭＯＤＥ２端子３ｅ＝
１２Ｖ、ＶＰＰ端子３ｃ＝１２Ｖとなるように各端子の
電圧が設定されるとともに、１ショット回路７−２Ａに
よってリセット端子３ｂに所定時間のリセット信号（０
Ｖ）が入力され、時間ｔ７（リセット解除されるエッ
ジ）でリセット端子３ｂにリセット解除信号（５Ｖ）が
入力され、マイクロコンピュータ３が書換モードに設定
される。

【００３０】時間ｔ８では、不揮発性メモリ３−１を書
換るための消去／書込命令と書換データが、外部装置２
よりシリアル通信ライン１ｃを通して送信され、マイク
ロコンピュータ３よりシリアル通信ライン１ｄを通し
て、書込完了信号／エラー信号／照合データが外部装置
２へ返送され、書込の実行ならびに完了確認が行われ
る。

【００３１】また、時間ｔ６から時間ｔ８では、マイク
ロコンピュータ３が書換モードに設定される。この時不
揮発性メモリ３−１に内蔵された制御プログラムは実行
されないため、ウオッチドック信号５ａは停止して定電
圧源５から周期的リセット信号５ｂが出力される。しか
し、リセット信号５ｂは論理回路装置７内のＯＲ回路７
−３にてマスクされるため、マイクロコンピュータ３に
リセットがかかることなく書換モードを維持することが
できる。

【００３２】最後に通常状態（時間ｔ９から時間ｔ１
３）への復帰状態につき説明する。外部装置２はシリア
ル通信により書換の正常終了を確認した後、時間ｔ９に
て、書込用電源１ｂの供給を止める。これにより、ＭＯ
ＤＥ１端子３ｄ、ＭＯＤＥ２端子３ｅ、ＶＰＰ端子３ｃ
に印加される電圧は、論理回路装置７により時間ｔ２同
様に読出モード時の電圧設定になる。だが、リセットの
エッジがないため、時間ｔ１０でマイクロコンピュータ
３は書換モードを維持しており、不揮発性メモリ３−１
に書き込まれた新制御プログラムを実行できない。

【００３３】しかし、時間ｔ９にて、ＯＲ回路７−３に
よるリセット信号５ｂのマスクが解除されるため、時間
ｔ５から継続的に発生している周期リセット信号５ｂに
より、時間ｔ１１でマイクロコンピュータ３がリセット
解除されて読出モードに切り換わり、時間ｔ１２で不揮
発性メモリ３−１に書き込まれた新制御プログラムによ
り制御を開始する。ユーザは不揮発性メモリ３−１が正
常に書換られ、通常動作を開始したことを確認の後、Ｓ
Ｗ２をＯＦＦして書換動作を終了する。

【００３４】実施の形態２．実施の形態ｌにおいて、電
源安定装置７−４は約１２Ｖの書換電源１ｂのノイズを
除去し平滑化することを目的としている。しかし、ハー
ネスによる電圧降下、制御装置１Ａと外部装置２のグラ
ンド電位差等により、書換電源をマイクロコンピュータ
３の規格内の電源電圧にすることが困難な場合が想定さ
れる。その場合、書換電源１ｂを１６Ｖ程度として、電
源安定装置７−４にてマイクロコンピュータ３規格値内
の約１２Ｖにレギュレーションしても良い。これによ
り、車両の相違や書換時の状態に係わらず安定した書換
を実現できる。

【００３５】実施の形態３．実施の形態２では書換電源
１ｂを１６Ｖ程度に設定したが、本実施の形態では書換
電源１ｂを５Ｖ程度に設定し、電源安定装置７−４にて
マイクロコンピュータ３規格値内の約１２Ｖに昇圧して
も良い。

【００３６】実施の形態４．図３は本発明の実施の形態
４に係る自動車用制御装置の構成図である。尚、図中、
図１と同一符号は同一または相当部分を示す。

【００３７】図において、１Ｂは本実施の形態に係る制
御装置である。本実施の形態による制御装置１Ｂはウオ
ッチドックパルス５ａを持たない構成である。従って図
２に示すタイミングチャート中で、時間ｔ１０における
周期的リセットで通常状態への復帰ができないため、１
ショット回路７−２Ｂに書換電源１ｂの変化（時間ｔ５
及び時間ｔ９）でリセット端子３ｂに所定時間のリセッ
ト信号（０Ｖ）を発生する機能を持たせることにより、
書換完了後の読出モードへの自己復帰を行うことができ
る。

【００３８】実施の形態５．図４は本発明の実施の形態
５に係る自動車用制御装置の構成図である。尚、図中、
図１と同一符号は同一または相当部分を示す。図におい
て、１Ｃは本実施の形態に係る制御装置である。

【００３９】本実施の形態による制御装置１Ｃでは、約
１２Ｖの書換電圧ＶＰＰ３ｃを必要とせず、約５ＶのＶ
ＣＣ３ａのみで書換モードに設定できるマイクロコンピ
ュータ３を使用することを特徴としている。

【００４０】本実施の形態に係る制御装置１Ｃは、書換
許可信号源２−３を内蔵した外部装置２Ａより供給され
る論理レベルの書換許可信号１ｅからマイクロコンピュ
ータ３のモード設定関係信号を生成する論理回路装置７
Ｃを設けたものである。

【００４１】従って、図２に示すタイミングチャートに
おけるＭＯＤＥ１端子３ｄとＭＯＤＥ２端子３ｅの設定
値が異なり、書換モード時はＭＯＤＥ１端子３ｄ＝０
Ｖ、ＭＯＤＥ２端子３ｅ＝５ｖとなるように各端子の電
圧が設定される。また、通常モード時はＭＯＤＥ１端子
３ｄ＝５Ｖ、ＭＯＤＥ２端子３ｅ＝０Ｖとなるように各
端子の電圧が設定される。これにより、書換用電源を必
要としないマイクロコンピュータを使用する場合におい
ても実施の形態１と同様に書換ができ、さらに電源安定
装置７−４が不要な分だけ論理回路装置７Ｃの簡易化が
可能となる。

【００４２】実施の形態６．図５は本発明の実施の形態
６に係る自動車用制御装置の構成図である。尚、図中、
図１と同一符号は同一または相当部分を示す。図におい
て、１Ｄは本実施の形態に係る制御装置である。

【００４３】本実施の形態による制御装置１Ｄは、制御
プログラムを格納する不揮発性メモリ３−２がマイクロ
コンピュータ３に内蔵されておらず、マイクロコンピュ
ータ３の外部に設置され、バス３ｆで接続されているこ
とを特徴としている。

【００４４】この場合では、マイクロコンピュータ３と
不揮発性メモリ３−２はバス３ｆ（アドレスバス・デー
タバス・コントロール端子・クロック端子）で接続され
ており、外部不揮発性メモリ３−２は論理回路装置７Ｄ
からのＶＰＰ３ｃと、マイクロコンピュータ３からのバ
ス信号で書込モードに設定される。

【００４５】本実施の形態は、マイクロコンピュータ３
に不揮発性メモリ３−１を内蔵しない以外は実施の形態
ｌと同一の構成をしており、書換の動作に関しては図２
に示すタイミングチャートで示す動作と同一である。こ
れにより、マイクロコンピュータ内蔵の不揮発性メモリ
３−１の容量不足等の際に、外部に不揮発性メモリ３−
２を増設することができ、あらゆる制御装置への適用が
可能になる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、自動
車用制御装置が何らかの要因で制御プログラムの変更が
必要となった場合に、マイクロコンピュータやＲＯＭを
取り外すことなしに制御プログラムの書換が可能になる
ため、制御プログラム変更時の工数が低減する他、市場
での不具合処置が敏速かつ安価に行うことができる。

【００４７】又、書換に必要な制御装置の端子が最小限
に抑制でき、外部装置も制御装置に内蔵しているマイク
ロコンピュータ品種に影響されず標準化が可能であるた
め、ハーネス簡素化・ＥＣＵ小型化を阻害せずに、あら
ゆる自動車用制御装置に対して車両装着状態での書換機
能を持たせることが可能となる。

【００４８】本発明によれば、マイクロコンピュータや
ＲＯＭを取り外さずに制御プログラムの書換が可能にな
る他、書換用電源の供給のみで書換モードに設定できる
ためシステムの簡素化が図れ、安価・小型・軽量な制御
装置を提供することができ、複数の自動車用制御装置に
同時に盛り込むことが可能となる。

【００４９】又、外部装置はマイクロコンピュータの品
種の影響を受けないため、異なるマイクロコンピュータ
が搭載される複数の自動車用制御装置に於いて、外部装
置を標準化することが可能となり、サービス性向上を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明である自動車用制御回路と外部装置を
示す１実施の形態ｌである。

【図２】 第１図における回路動作タイミングを示すタ
イミング図である。

【図３】 本発明の実施の形態４を示す構成図である。

【図４】 本発明の実施の形態５を示す構成図である。

【図５】 本発明の実施の形態６を示す構成図である。

【図６】 従来の制御装置の１例で、特開平８−２０３
２８８図１抜粋である。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｄ 制御装置、２ 外部装置、３ マイクロコ
ンピュータ、４ Ｉ／Ｏ、５ 定電圧源、６ バッテリ
源、７Ａ〜７Ｄ 論理回路装置、ＳＷ１ 制御装置１電
源投入スイッチ、 ＳＷ２ 外部装置２電源投入スイッ
チ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御プログラムを格納した電気的に消去
   ・書換可能な不揮発性メモリをアクセスして制御処理を
   行うマイクロコンピュータと、 内蔵された不揮発性メモリの書換用プログラムに従い、
   前記マイクロコンピュータのモード設定関連端子を書換
   モードに設定する信号を生成する書換信号生成手段とを
   備えたことを特徴とする自動車用制御装置。
2. 【請求項２】 書換信号生成手段は、書換用プログラム
   とこの書換用プログラムに従って書換用電圧を発生する
   書換用電圧源を内蔵した外部装置と、この外部装置より
   発生した書換用電圧に従ってマイクロコンピュータのモ
   ード設定関連端子を書換モードに設定する信号を生成す
   る論理回路とより構成することを特徴とする請求項１に
   記載の自動車用制御装置。
3. 【請求項３】 書換用電圧源の入力回路に、マイクロコ
   ンピュータの電源電圧を外部装置で確認する電圧確認用
   手段を備えたことを特徴とする請求項２項記載の自動車
   用制御装置。
4. 【請求項４】 書換信号生成手段は、書換用プログラム
   とこの書換用プログラムに従って書換許可用の論理レベ
   ル信号を発生する書換許可信号源を内蔵した外部装置
   と、この外部装置より発生した書換設許可用の論理レベ
   ル信号に従ってマイクロコンピュータのモード設定関連
   端子を書換モードに設定する信号を生成する論理回路と
   より構成することを特徴とする請求項１に記載の自動車
   用制御装置。
5. 【請求項５】 不揮発性メモリがマイクロコンピュータ
   の外部にバス接続で設けられており、前記マイクロコン
   ピュータを書換モードに設定する事で前記不揮発性メモ
   リの書換を行うことを特徴とする請求項１ないし４のい
   ずれかに記載の自動車用制御装置。