JP2008118400A - 自動車用制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の仕様に対して共通的に用いられる電子コントロールユニットに、制御仕様を特定する情報を与える前の状態で、ネットワークで結ばれる他の電子コントロールユニットが、誤って制御異常を診断することを回避する。
【解決手段】複数の仕様に対して共通的に用いられる電子コントロールユニットに、仕様を特定するためのデータが設定されていない状態では、特定仕様に対応する制御処理の正常実行時に対応する通信情報をネットワークに対して出力し、他の電子コントロールユニットが異常判定しないようにする。
【選択図】図3

Description

本発明は、ネットワークで結ばれる各電子コントロールユニットが、相互通信によって他の電子コントロールユニットの故障状態を判定する自動車用制御装置に関する。
特許文献1には、対応車種に応じて異なる複数の制御仕様を記憶し、前記複数の制御仕様のうちの1つを選択して制御を実行させる車載の制御装置が開示されている。
特許文献2には、車両に搭載される各電子制御機器が、通信にて相互に故障診断を行い、故障時にバックアップ動作を行う車両用制御装置が開示されている。
特開平04−092734号公報 特開平08−237772号公報
ところで、特許文献1のように、複数の制御仕様を予め記憶し、前記複数の制御仕様のうちの1つが選択されることで制御を実行する電子コントロールユニットが、特許文献2のように、通信にて相互に故障診断を行うネットワークに組み込まれると、以下のような問題が生じる。
前記複数の制御仕様を記憶する電子コントロールユニットを車両工場(車両組み立て工場)で車両に搭載し、他の電子コントロールユニットとネットワークで結ばれる状態にしてから、その車両の仕様情報を与えるべく電源を投入すると、前記複数の制御仕様を記憶する電子コントロールユニットは、制御仕様が特定されるまでは本来の制御処理を実行しないため、他の電子コントロールユニットがこれを異常と診断し、故障情報を記憶することになってしまう。
このため、車両工場において、制御仕様を特定させる情報を与える処理を行った後で、個々の電子コントロールユニットに記憶された故障情報をクリアする処理を行う必要が生じ、車両組立の作業性を悪化させることになってしまうという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、制御仕様を特定する情報を与える前の状態で、誤った故障情報が記憶されてしまうことを回避できるようにして、複数の仕様に対して共通化できる電子コントロールユニットを用いつつ、車両工場における組み立て時の作業性を向上させることを目的とする。
そのため請求項1記載に係る発明は、ネットワークで結ばれる複数の電子コントロールユニットが、相互通信によって他の電子コントロールユニットの故障状態を判定し、かつ、複数の電子コントロールユニットのうちの少なくとも1つが、複数の仕様に対して共通的に用いられ、仕様を特定するためのデータが設定されることで特定仕様に対応する制御処理を実行する仕様別電子コントロールユニットである自動車用制御装置において、前記仕様別電子コントロールユニットが、仕様を特定するためのデータの非設定状態において、特定仕様に対応する制御処理の正常実行時に対応する通信情報をネットワークに対して出力することを特徴とする。
上記発明によると、仕様別電子コントロールユニットに対して仕様を特定するための情報が設定されておらず、特定仕様に対応する制御処理を実行し得ない状態では、制御処理を実行しないことで、他の電子コントロールユニットが誤って故障判定して故障情報を記憶することがないように、特定仕様に対応する制御処理の正常実行時に対応する通信情報をネットワークに対して出力させる。
従って、仕様別電子コントロールユニットを車両工場で車両に搭載し、他の電子コントロールユニットとネットワークで結ばれる状態にしてから、制御仕様を特定する情報を与えるべく電源投入したときに、仕様別電子コントロールユニットにおいて正常に制御処理が実行されなくても、他の電子コントロールユニットが制御異常と診断して故障情報を記憶することが回避され、故障情報をクリアする処理が不要となる。
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、仕様別電子コントロールユニットが、仕様を特定するためのデータの非設定状態において、該非設定状態を警告する警告手段を作動させることを特徴とする。
上記発明によると、仕様別電子コントロールユニットに、仕様を特定するためのデータが設定されておらず、特定仕様に対応する制御処理を実行し得ない状態では、係る状態であることを警告する警告手段を作動させ、車両工場での作業者やユーザーに対して、仕様を特定できていないことを知らせる。
従って、仕様を特定するためのデータが設定されていないこと、特定仕様に対応する制御処理が実行されないことを、車両工場での作業者やユーザー(運転者)が容易に認識できることになる。
請求項3記載の発明では、請求項1又は2記載の発明において、仕様別電子コントロールユニットに備えられる、前記仕様を特定するためのデータが書き込まれるメモリに、前記仕様を特定するためのデータが書き込まれていない状態を前記非設定状態として判断させると共に、前記メモリの故障状態を前記非設定状態として判断させることを特徴とする。
上記発明によると、車両工場において、仕様を特定するためのデータがメモリに書き込まれる前の状態、及び、市場でメモリが故障して、メモリに書き込まれているはずの仕様を読み出すことができず、特定の仕様に対応する制御を行えない状態において、これを他の電子コントロールユニットが制御故障として判断することがないように、制御処理の正常実行時に対応する通信情報をネットワークに対して出力させる。
従って、メモリ故障によって特定の仕様に対応する制御を実行できない状態が、他の電子コントロールユニットにより制御異常として判断されてしまうことを回避できる。
請求項4記載の発明では、仕様別電子コントロールユニットが、前記仕様を特定するためのデータの非設定状態において自己診断処理を停止することを特徴とする。
上記発明によると、仕様別電子コントロールユニットに、仕様を特定するためのデータが設定されておらず、特定仕様に対応する制御処理が実行されない状態では、自己診断処理が停止され、特定仕様に対応する制御処理が実行されないことを異常と自己診断してしまうことがないようにする。
従って、仕様を特定するためのデータが設定されていないことで、誤って制御異常を自己診断してしまうことが回避され、自己診断の信頼性を向上させ、また、誤った故障情報をクリアする処理を不要にできる。
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図1は、実施形態における自動車用制御装置を示す。
図1に示す自動車101には、エンジン(内燃機関)102が搭載され、該エンジン102から取り出される動力は、オートマチックトランスミション103を介してトランスファ104に入力され、該トランスファ104によって前後車軸に分配される。
前記トランスファ104は、例えば、電子制御油圧多板クラッチにより、動力の前後車軸に対する分配を可変とする装置であり、トランスファ制御用の電子コントロールユニット(以下、TF−ECUという)105によって、その動作(動力分配)が制御されるようになっている。
前記TF−ECU105は、マイクロコンピュータ105a,入力回路105b,通信回路105c,駆動回路105d,外部メモリ105eを含んで構成される。
前記マイクロコンピュータ105aに内蔵されるROM(マスクROM)105fには、車両の複数の仕様に応じた複数の制御プログラム(制御定数)が予め記憶されている。
前記車両の仕様とは、例えば、アンチロック・ブレーキ・システム(以下、ABSという)の有無、前記トランスミションが自動変速機(AT)であるか手動変速機(MT)であるかの違い、エンジン102の出力特性の違いなどである。
そして、前述のような仕様の違いによって動力分配特性の要求が異なるので、例えば、ABS有りでかつATの場合に適合する制御プログラム(制御定数)、ABS無しでかつMTの場合に適合する制御プログラム(制御定数)などが、前記マイクロコンピュータ105aに内蔵されるROM105fに予め記憶される。
前記複数の制御プログラムのうちのどのプログラム(制御定数)を実際に用いるか、換言すれば、車両がどの仕様に対応しているかを示す情報は、車両工場において、TF−ECU105が車両に取り付けられ、対応する仕様が確定した後で、前記外部メモリ105eに書き込まれる。
そして、前記マイクロコンピュータ105aは、前記外部メモリ105eに書き込まれた情報に対応する制御プログラム(制御定数)を選択し、選択した制御プログラムを実行することで、前記トランスファ104における動力分配を制御する。
外部メモリ105eに書き込まれた情報に基づく制御プログラム(制御定数)の選定は、具体的には、図2のフローチャートに示すようにして行われる。
まず、電源投入に伴って初期化処理を行い(ステップS11)、次いで、外部メモリ105eに書き込まれている仕様情報を読み出す(ステップS12)。
仕様情報を読み出すと、予めROM105fに仕様別に記憶されている制御定数の中から、読み出された仕様情報に対応する制御定数を読み出してRAMにコピーし(ステップS13)、前記RAMにコピーした制御定数を用いて制御プログラムを実行させる(ステップS14)。
尚、仕様情報を書き込むメモリは、書き換え可能なメモリであればよく、例えば、前記マイクロコンピュータ105aに内蔵されるフラッシュROMでも良い。
上記のように、複数の仕様に対応する複数の制御プログラム(制御定数)を予め記憶して、取り付けられた車両の仕様に応じて実際に実行させる制御プログラム(制御定数)を選択するようにすれば、複数の仕様毎に異なるTF−ECU105を用意し、取り付けるTF−ECU105を車両毎に選別する場合に比べて、TF−ECU105の製造コストを下げられると共に、部品管理が容易になり、更に、仕様変更にも部品交換なしで対応することができる。
前記TF−ECU105が、本実施形態において、複数仕様に共通的に用いられる仕様別電子コントロールユニットに相当する。
前記入力回路105bは、4WDモード切替えスイッチ106の信号や、前記トランスファ104の状態(油温,作動圧,ライン圧など)を検出するセンサなどからの信号を、前記マイクロコンピュータ105aに読み込ませるために設けられる。
前記4WDモード切替えスイッチ106は、例えば、2WDモード・AUTOモード・LOCKモードのいずれかを、運転者が任意に選択するためのスイッチである。
前記2WDモードは後輪駆動に固定されるモードであり、AUTOモードは、後輪の滑りに応じて前輪への動力分配を0%から50%にまで(後輪駆動から4輪駆動まで)自動調整するモードであり、LOCKモードは、直結4輪駆動(50:50の動力分配)に固定するモードである。
前記駆動回路105dは、前記トランスファ104の電子制御油圧多板クラッチに加わる作動圧を制御するソレノイドや、前記トランスファ104のサブオイルポンプを駆動するトランスファモータに駆動信号を出力すると共に、車両の計器板などに設けられるインジケータランプ107(警告手段)に駆動信号を出力する。
前記TF−ECU105の他、本実施形態の車両には、前記エンジン102を制御するエンジン制御用の電子コントロールユニット(以下、ENG−ECUという)110、オートマチックトランスミション103を制御するAT制御用の電子コントロールユニット(以下、AT−ECUという)111、ABSを構成するABS制御用の電子コントロールユニット(以下、ABS−ECUという)112が設けられている。
前記ENG−ECU110は、エンジン102に設けられる燃料噴射弁による燃料噴射量・燃料噴射時期、エンジン102に設けられる点火プラグによる点火時期などを制御する。
また、前記AT−ECU111は、シフトソレノイドの制御することで、オートマチックトランスミション103における変速動作を制御する。
更に、前記ABS−ECU112は、制動時における車輪のロックを防止すべく、ブレーキの作動油圧を制御する。
前記ENG−ECU110,AT−ECU111及びABS−ECU112は、前記TF−ECU105と同様にそれぞれマイクロコンピュータを備えてなる。
そして、前記TF−ECU105,ENG−ECU110,AT−ECU111及びABS−ECU112の4つの電子コントロールユニットは、ネットワーク115で結ばれ、通信回路を介して相互に通信を行うことによって情報を共有化すると共に、通信情報から他の電子コントロールユニットの故障を判断して故障履歴の記憶などを行う。
また、前記TF−ECU105の外部メモリ105eに対する仕様特定データの書き込みは、前記ネットワーク115に接続させた車両工場設備120を介して行われ、前記車両工場設備120は、車体に貼付される識別ラベルの読み取りなどによって該当車両の仕様情報を得て、前記TF−ECU105のマイクロコンピュータ105aに対して当該仕様情報の外部メモリ105eへの書き込みを指示する。
ところで、TF−ECU105の外部メモリ105eに対する仕様情報の書き込みは、車両工場において、TF−ECU105を含む全ての電子コントロールユニットが車両に取り付けられた後で、制御システム全体に電源投入して行われることになるが、電源投入時点では、外部メモリ105eには仕様を特定するデータが書き込まれていないために採用すべき制御プログラム(制御定数)が決まらず、TF−ECU105は、トランスファ104の制御プログラムを実行させることができない。
そして、TF−ECU105が制御プログラムを実行しないことで、他の電子コントロールユニット110,111,112との間で正規の通信処理が行われなかったり、TF−ECU105がネットワーク115に対して制御プログラムの実行状態を示す信号を出力しなかったりすると、他の電子コントロールユニット110,111,112はTF−ECU105における制御異常を判断し、該判断結果(TF−ECU105の異常履歴)を記憶することになり、また、TF−ECU105が自己診断機能を有する場合には、制御プログラムが実行されないことで、故障と判断することになってしまう。
しかし、上記の場合、TF−ECU105の制御処理が実行されないのは、仕様を特定するデータの書き込みがなされていないためであって、故障ではないから、他の電子コントロールユニット110,111,112が故障を判定し、また、自己診断で故障を判定すると、誤った故障履歴が記憶されることになってしまう。
そこで、本実施形態では、図3のフローチャートに示すように、前記TF−ECU105での処理を行わせることで、外部メモリ105eに仕様を特定するデータが書き込まれていない状態で誤った故障判定がなされることを回避するようになっている。
図3のフローチャートは、システム全体に対して電源が投入されることで実行され、まず、ステップS101では、初期化処理を実行する。
ステップS102では、車両工場設備120からの仕様情報の書き込み要求があるか否かを判断する。
ここで、車両工場設備120からの仕様情報の書き込み要求がある場合には、ステップS103へ進み、指定された仕様情報を外部メモリ105eに書き込む。
一方、車両工場設備120からの仕様情報の書き込み要求がない場合には、ステップS103を迂回してステップS104へ進む。
ステップS104では、外部メモリ105eが初期状態であるか否か、即ち、仕様情報が書き込まれていない状態(仕様を特定するためのデータの非設定状態)であるか否かを判別する。
外部メモリ105eが初期状態ではなく、仕様情報が書き込まれている場合には、ステップS105へ進み、外部メモリ105eに書き込まれている仕様情報を読み出す。
次のステップS106では、読み出し結果などから外部メモリ105eが正常状態であるか否かを判別する。
ここで、仕様情報が正常に読み出され、外部メモリ105eが正常状態であると判断される場合には、ステップS107へ進み、仕様情報に対応する制御定数をROM105fから読み出してRAMにコピーし、このRAMに格納した制御定数に基づいて前記トランスファ104の制御プログラムを実行させる。
一方、ステップS104で、外部メモリ105eが初期状態であって、仕様情報が書き込まれていないと判断されると、ステップS104からステップS109へ進む。
車両工場において、TF−ECU105を車両に取り付けた後、仕様情報の外部メモリ105eへの書き込みを行わせるべく電源投入し、実際に書き込みが完了するまでは、ステップS104からステップS109へと進むことになる。
ステップS109では、前記トランスファ104に対する駆動出力をオフ状態に固定し、かつ、ネットワーク115に対し制御プログラムの実行時と同様な正常出力を行い、かつ、前記インジケータランプ107を点灯し、かつ、自己診断処理を停止する。
前記トランスファ104に対する駆動出力をオフ状態に固定すると、トランスファ104は後輪駆動状態に固定されることになる。
また、ネットワーク115に対し制御プログラムの正常実行時と同様な出力を行うことで、TF−ECU105がたとえ正規の制御動作を行っていなくとも、他の電子コントロールユニット110,111,112が、TF−ECU105の故障(制御異常)を判定することを回避できる。
TF−ECU105に仕様情報が書き込まれていないために通常のトランスファ制御が実行されない状態は、制御異常ではないから、他の電子コントロールユニット110,111,112がTF−ECU105の故障を判定して記憶してしまうと、係る故障履歴の記憶を車両工場からの出荷前にクリアしておく必要が生じる。
しかし、上記のようにして、他の電子コントロールユニット110,111,112が故障判定することを回避できれば、前記故障履歴の記憶をクリアさせる手間が省け、作業性が改善される。
更に、前記インジケータランプ107の点灯によって、車両工場の作業者は、仕様情報の書き込みが完了していないことを容易に確認でき、仕様情報の書き込み漏れ・書き込み不良の発生などを未然に防止できる。
また、TF−ECU105における自己診断処理を停止させることで、仕様情報の書き込みが完了していないために制御プログラムを実行できない状態を、故障として自己診断してしまうことを回避でき、誤った診断結果が記憶されることを防止し、また、自己診断処理の結果をクリアする処理を省くことができる。
また、ステップS106で、外部メモリ105eの故障が判定されると、ステップS108へ進み、外部メモリ105eの故障判定結果を記憶した後、ステップS109へ進む。
この場合も、前記トランスファ104に対する駆動出力がオフ状態に固定されることで、トランスファ104を後輪駆動状態に固定する。
また、ネットワーク115に対し、トランスファ制御プログラムの実行時と同様な正常出力を行うから、外部メモリ105eの故障によるトランスファ制御の停止によって、他の電子コントロールユニット110,111,112がTF−ECU105の故障(制御異常)を判定することを防止できる。
更に、仕様情報が書き込まれていない状態若しくは仕様情報を読み取れない状態であって、通常にトランスファ104を制御できない状態を、前記インジケータランプ107の点灯によって容易に認知でき、更に、車両工場や整備工場においては、外部メモリ105eの故障履歴の記憶に基づいて、仕様情報が書き込まれていない状態であるのか、外部メモリ105eの故障によって仕様情報を読み出せない状態であるのかを区別できる。
従って、車両工場や整備工場においては、TF−ECU105若しくは外部メモリ105eの交換を的確に実行して、仕様情報の書き込み・読み出しを行えるようにしてから、再度、仕様情報の書き込みを行わせて、正常にトランスファ制御を行わせることができる状態に復元できる。
また、ユーザーの使用中に外部メモリ105eに故障が生じ、これによって仕様情報の読み出しが行えなくなってトランスファ104が後輪駆動状態に固定されるようになると、インジケータランプ107の点灯で係るフェイルセーフ状態が警告されるので、通常に駆動力の分配制御が行われるとの認識で運転されてしまうことを回避でき、また、早期の整備を促すことにもなる。
尚、上記実施形態では、複数仕様に共通的に用いる仕様別電子コントロールユニットを、TF−ECU105としたが、他の電子コントロールユニット110,111,112のいずれかを仕様別電子コントロールユニットとすることができ、また、複数の電子コントロールユニットのうちの複数を仕様別電子コントロールユニットとすることができる。
更に、ネットワーク115に接続される電子コントロールユニットを、上記のTF−ECU105,ENG−ECU110,AT−ECU111及びABS−ECU112に限定するものではなく、例えば、燃料ポンプの駆動を制御する電子コントロールユニットや、計器板に設けられるメータの表示を制御する電子コントロールユニットなどを含めることができ、また、これらを仕様別電子コントロールユニットとすることができる。
また、仕様情報が外部メモリ105eに書き込まれていないこと、外部メモリ105eが故障していることを警告する警告手段として、上記実施形態では、インジケータランプ107を用いたが、この他、ブザー、音声案内、電子コントロールユニットのケースに設けられる動作ランプ、診断ツールの画面上への表示などを警告手段として用いることができる。
また、外部メモリ105eに仕様情報を書き込んだ後、外部メモリ105eが正常であるのに、仕様情報が消滅した場合には、他の電子コントロールユニットに対して係る異常を伝達し、異常判定及び異常判定結果の記憶を行わせることが好ましい。
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
(イ)請求項1〜4のいずれか1つに記載の自動車用制御装置において、
前記仕様を特定するためのデータの非設定状態において、前記仕様別電子コントロールユニットが、駆動出力をオフにすることを特徴とする自動車用制御装置。
上記発明によると、仕様を特定するためのデータが設定されてなく、実行すべき制御プログラムを決定できない場合には、駆動出力を一律にオフとすることで、仕様別電子コントロールユニットの制御対象を一定状態に保持させる。
従って、仕様を特定できずに通常の制御を行えない場合の制御安定性を確保できる。
(ロ)請求項1〜4のいずれか1つに記載の自動車用制御装置において、
前記仕様別電子コントロールユニットが、動力の前後車軸に対する分配を可変とするトランスファを制御するトランスファ制御用の電子コントロールユニットであることを特徴とする自動車用制御装置。
上記発明によると、トランスファの制御特性の要求が、ABSの有無や、手動変速機MT・自動変速機ATの違いなどによって変化することに容易に対応でき、また、これらの仕様のうちのどのパターンに該当するかを示す仕様情報が設定されていないことで、トランスファ制御を正常に実行できなくても、これが電子コントロールユニットの制御異常として診断されて故障履歴として記憶されてしまうことを回避できる。
従って、トランスファ制御用の電子コントロールユニットの製造コストを低減でき、また、車両工場におけるトランスファ制御用の電子コントロールユニットの管理が容易となり、更に、取り付け対象の車両の仕様が設定される前の状態で、トランスファ制御用の電子コントロールユニットの故障判定がなされてしまうことを防止できる。
(ハ)請求項3記載の自動車用制御装置において、
前記メモリの故障を、前記仕様別電子コントロールユニットの故障とは個別に記憶することを特徴とする自動車用制御装置。
上記発明によると、メモリ故障によって対応すべき仕様が不明となり、特定仕様に対応する制御処理を実行し得ない状態になった場合には、ネットワーク上には正常に通信情報を出力して、他の電子コントロールユニットが故障判定しないようにする一方で、メモリ故障を個別に記憶する。
これにより、仕様の設定(仕様データのメモリへの書き込み)が行われる前の状態と、メモリ故障によって仕様が不明となり制御が行えない状態とを区別できる。
本願発明の実施形態における自動車制御装置の全体構成及びTF−ECUの詳細を示す図。 前記実施形態における仕様に応じた制御定数の選定処理を含む制御処理を示すフローチャート。 前記実施形態における仕様の設定処理及び仕様の非設定状態における処理を示すフローチャート。
符号の説明
101…自動車内燃機関、102…エンジン、103…オートマチックトランスミション、104…トランスファ、105…TF−ECU、105a…マイクロコンピュータ、105b…入力回路、105c…通信回路、105d…駆動回路、105e…外部メモリ、105f…ROM、106…4WDモード切替えスイッチ、107…インジケータランプ、110…ENG−ECU、111…AT−ECU、112…ABS−ECU、115…ネットワーク

Claims (4)

  1. ネットワークで結ばれる複数の電子コントロールユニットを備え、各電子コントロールユニットが相互通信によって他の電子コントロールユニットの故障状態を判定する自動車用制御装置であって、
    前記複数の電子コントロールユニットのうちの少なくとも1つが、複数の仕様に対して共通的に用いられ、仕様を特定するためのデータが設定されることで特定仕様に対応する制御処理を実行する仕様別電子コントロールユニットである自動車用制御装置において、
    前記仕様別電子コントロールユニットが、前記仕様を特定するためのデータの非設定状態において、特定仕様に対応する制御処理の正常実行時に対応する通信情報をネットワークに対して出力することを特徴とする自動車用制御装置。
  2. 前記仕様別電子コントロールユニットが、前記仕様を特定するためのデータの非設定状態において、該非設定状態を警告する警告手段を作動させることを特徴とする請求項1記載の自動車用制御装置。
  3. 前記仕様別電子コントロールユニットが、前記仕様を特定するためのデータが書き込まれるメモリを備え、前記メモリに前記仕様を特定するためのデータが書き込まれていない状態と共に、前記メモリの故障状態を、前記仕様を特定するためのデータの非設定状態として判断することを特徴とする請求項1又は2記載の自動車用制御装置。
  4. 前記仕様別電子コントロールユニットが、前記仕様を特定するためのデータの非設定状態において、自己診断処理を停止することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の自動車用制御装置。
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