JP2008282143A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】汎用性のある書き込みツールを用いてマイコンのプログラム書き込みが可能であり、しかも省エネルギーとすることのできる電子制御装置を得ることを目的とする。
【解決手段】待機時にはスリープモードとなり、前記プログラムの書き込みを行う際には前記スリープモードが解除される書き込み用インターフェイスを備え、マイコンへのプログラムの書き込みを行う際には、書き込みツールをその書き込み用インターフェイスに接続しするようにした電子制御装置である。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両等の制御装置に用いられる電子制御装置、特に、必要に応じてプログラムが書き込まれ若しくは書き換えら得るマイコンを備えた電子制御装置に関するものである。

一般に、自動車、自動二輪車、船外機等を制御する車両用等の電子制御装置は、プログラムが書き込まれ若しくは書換えられ（以下、これらを総称して、単に書き込みと称する）得るマイコンを用いる場合が多い。従来、そのプログラムの書き込みは、その電子制御装置にパソコン等のプログラム書き込みツール（以下、単に、書き込みツールと称する）を接続し、その書き込みツールを用いて修正後のプログラムをマイコンに書き込むことにより行われる（例えば、特許文献１参照）。

又、通常、このような車両用等の電子制御装置には、省電力とするために、待機時にスリープモードに移行して各インターフェイスの電源を遮断することができる回路を有する場合と、待機時でもスリープモードに移行する必要がなく、インターフェイスの電源を遮断することができる回路を有しない場合とがある。従って、電子制御装置の夫々の場合に対応して、書き込みツールの構成を変え、若しくは書き込みツールと電子制御装置との接続の仕方を変える必要がある。

例えば、図５は、自動車、自動二輪車、船外機等の一般的な従来の車両用の電子制御装置のプログラムの書き込みを行なう場合の構成図で、待機時にスリープモードに移行する必要のない電子制御装置の場合を示す。図５に於いて、電子制御装置１は、書き込み可能なマイコン２と、バッテリ３に接続され電子制御装置１内に５[Ｖ]の電圧を供給する電源４と、マイコン２の通信端子２１に接続された書き込み用インターフェイス５とを備えている。書き込み用インターフェイス５は、電源４に接続された電源端子Ｓ１から電源が供給されている。

書き込みツール６は、マイコン２にプログラムを書き込む場合、マイコン２の通信端子２１に接続された書き込み用インターフェイス５と、マイコン２のリセット端子２２に接続されたインバータ７とに接続される。書き込みツール６によるマイコン２へのプログラムの書き込みは、車両等の生産ラインに於いてデフォルトのプログラムを書き込む場合や、市場に於いてアップグレードするためのプログラムをディーラー等で書き込む場合に実施される。

図６は、図５に示された電子制御装置１に於いて、マイコン２にプログラムを書き込む場合の信号の例を示す説明図で、（ａ）はマイコン２のリセット信号の波形、（ｂ）はマイコン２に書き込むためのプログラムを伝送する通信波形を夫々示す。図６の（ａ）に示すように、時点t１にて書き込みツール６によりリセット信号ＲＥＳを立ち下げてマイコン２にリセットをかけ、そのリセット期間中に、種々の方式のうちの何れかの通信方式を用いてマイコン２へのプログラムの書き込みを行う。即ち、図６の（ｂ）に示すように、書き込みツール６から書き込み用インターフェイス５を介してマイコン２に書き込み用プログラムに関する通信信号の伝送を時点ｔ１１にて開始してマイコン２へプログラムの書き込みを行ない、時点ｔ１２にて書き込み用プログラムの伝送が終わりマイコン２への書き込みが終了する。その後、時点ｔ２にてリセット信号ＲＥＳを元に戻して立ち上げマイコン２のリセットを解除する。

図７は、図５に示す電子制御装置１に於けるマイコン２へのプログラムの書き込み途中で、一旦マイコン２のリセットを解除し、その間にマイコンと別の通信を行なう場合を示す説明図で、（ａ）はマイコン２のリセット信号の波形、（ｂ）はマイコン２に書き込むためのプログラムを伝送する通信波形を夫々示す。この場合、図７の（ａ）に示すように、時点ｔ１２で一旦プログラムの伝送を中止し、時点ｔ２にてリセット信号ＲＥＳを立ち上げてマイコン２のリセットを解除してマイコン２を動作可能な状態とし、マイコン２との所定の通信を行う。

時点ｔ２にてマイコン２のリセットを解除しても、書き込み用インターフェイス５には電源Ｓ１から常時電力が供給されているので、時点ｔ２１にてマイコン２へのプログラム書き込みのための信号の伝送が可能であり、その信号の伝送を再開する。そしてマイコン２との間で行っていた別の通信が終了すれば、時点ｔ２２にてプログラム書換えのための信号の伝送を中止し、時点ｔ３にてリセット信号ＲＥＳを再度立下げてマイコン２にリセットをかける。そして、時点ｔ３１にてプログラム書き込みのための信号の伝送を再開し、時点t３２にてその全ての信号の伝送を終了すると、時点t４にてリセット信号ＲＥＳを立ち上げてマイコン２のリセットを解除するものである。

図８は、車両システムの電源がオフとなっている間等にでも電子制御装置１の電源がオフとならず、待機時にスリープモードに移行して省電力状態となる回路を有する従来の電子制御装置を示す構成図である。図８に於いて、マイコン２がスリープモードに移行した際に各インターフェイス等の回路が電力を消費することを避けるため、待機時にスリープ用電源端子Ｓ２をオフとする第１のトランジスタＴｒ１と、この第１のトランジスタＴｒ１を導通制御する第２のトランジスタＴｒ２が設けられている。第２のトランジスタＴｒ２は、マイコン２により制御される。

スリープ時に使用しない内部回路８は、スリープ用電源端子Ｓ２に接続されており、スリープモードに移行したときには第１のトランジスタＴｒ１により電源が遮断されるように構成されている。スリープ時にも使う回路９は、勿論スリープモードのときでも電源を遮断することができないので、常時電力を供給することが可能な電源端子Ｓ１に接続されておりスリープモードに移行しても電力が供給されが、その消費電流が大きくなると電子制御装置１自身の待機電流が増大するので、なるべくスリープモードにも使う回路８は、例えばスリープから復帰するためのトリガ用の回路等の必要最低限の回路にとどめられる。

特開２０００−８９９４９号公報

図８に示す電子制御装置１に設けられているマイコン２がプログラム書き込み可能なマイコンである場合、書き込みツールを接続するための図５に示す書き込み用インターフェイス５を、スリープ時に使わない回路８か、或いはスリープ時にも使う回路９かの、何れかに設ける必要がある。しかし、書き込み用インターフェイスをスリープ時に使わない回路８に設けると、これに接続した書き込みツールによりマイコン２にプログラムを書き込み中にマイコン２にはリセットがかけられているため、マイコン２により第２のトランジスタＴｒ２をオンさせることができず、従って第１のトランジスタＴｒ１を導通させることができないので、書き込み用インターフェイスに電源を供給することができず、書き込みツールとマイコン２の通信が途絶え、マイコン２にプログラムを書き込むことができない。

一方、書き込み用インターフェイスをスリープ時にも使う回路９に設けると、プログラムの書き込みという、通常、一般のユーザーは行なうことがなく、頻度の高くない作業のために、スリープ中に待機電流が常に書き込み用インターフェイスに流れることになり好ましくない。そこで書き込み用インターフェイスを電子制御装置１内に設けずに書き込みツール内に設ける方法もあるが、書き込み用インターフェイスを内部に備えた書き込みツールは、図５に示すように内部に書き込み用インターフェイス５を備えた電子制御装置１には使用できず、そのような書き込み用ツールは従来の書き込みツールとの互換性がなくなってしまい、その電子制御装置にだけの特別な書き込みツールとなってしまう。

この発明は、従来の電子制御装置に於けるこのような課題を解決するためになされたもので、汎用性のある書き込みツールを用いてマイコンのプログラム書き込みが可能であり、しかも省エネルギーとすることのできる電子制御装置を得ることを目的とする。

この発明による電子制御装置は、必要に応じてプログラムが書き込まれ得るマイコンと、前記マイコンへのプログラムの書き込みを行う際に書き込みツールが接続される書き込み用インターフェイスとを備えた電子制御装置であって、前記書き込み用インターフェイスは、待機時にはスリープモードとなり、前記プログラムの書き込みを行う際には前記スリープモードが解除されるように構成されたものである。

この発明に於いて、プログラムが書き込まれるとは、プログラムが未だ書き込まれていない領域に新たにプログラムが書き込まれることと、既に書き込まれているプログラムが別のプログラムに書き換えられることとのうちの少なくとも一方が行われることを意味する。

この発明による電子制御装置によれば、待機時にはスリープモードとなり、前記プログラムの書き込みを行う際には前記スリープモードが解除される書き込み用インターフェイスを備えているので、書き込み用インターフェイスを備えていない汎用性のある書き込みツールを用いてマイコンのプログラム書き込み若しくは書換えをすることができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る電子制御装置を示す構成図で、マイコンへのプログラムの書き込み時の構成を示している。図１に於いて、自動車、自動二輪車、船外機等の一般的な車両用の電子制御装置１は、書き込み可能なマイコン２と、バッテリ３に接続され電子制御装置１内に５[Ｖ]の電圧を供給する電源４と、マイコン２の通信端子２１に接続されスリープ用電源端子Ｓ１から電力が供給される書き込み用インターフェイス５と、スリープ用電源端子Ｓ２から電力が供給されスリープ時に使用しない内部回路８と、常時電力の供給が可能な電源端子Ｓ１に接続されスリープ時にも使う回路９とが設けられている。

又、待機時にスリープ用電源端子Ｓ２を遮断する第１のトランジスタＴｒ１と、マイコン２により制御され第１のトランジスタＴｒ１を制御する第２のトランジスタＴｒ２が設けられている。第１のトランジスタＴｒ１は、電源端子Ｓ１とスリープ用電源端子Ｓ２との間に接続されている。第２のトランジスタＴｒ２は、コレクタが第１のトランジスタＴｒ１のベースに抵抗を介して接続され、エミッタが接地されている。ダイオードＤ１は、陰極側が第１のトランジスタＴｒ１のベースに抵抗を介して接続されると共に第１のトランジスタＴｒ２のコレクタに接続され、陽極側がマイコン２のリセット端子２２とインバータ７との接続部に接続されている。

第１のトランジスタＴｒ１と第２のトランジスタＴｒ２とは、この発明に於ける電源制御手段を構成している。

電子制御装置１の通常動作時には、マイコン２のリセット信号は立ち下がっておらずダイオードＤ１は非導通であるが、第２のトランジスタＴｒ２は導通しており従って第１のトランジスタＴｒ１は導通であり、スリープ用電源端子Ｓ２は書き込み用インターフェイ５、及びスリープ時に使わない内部回路８に電力を供給している。一方、電子制御装置１の待機時には、マイコン２は第２のトランジスタＴｒ２を非導通とし、これにより第１のトランジスタＴｒ１は非導通となり、スリープ用電源端子Ｓ２は遮断されスリープモードとなる。従って、スリープモードでは、書き込み用インターフェイス５、及びスリープ時に使わない内部回路８の電源は遮断される。

以上のように構成された電子制御装置に於いて、車両等の生産ラインに於いてデフォルトのプログラムを書き込む場合や、市場に於いてアップグレードするためのプログラムをディーラー等で書き込む場合には、パソコン等により構成される書き込みツール６を書き込み用インターフェイス５とインバータ７との間に接続し、この書き込みツール６を用いてマイコン２のプログラムの書き込みが行われる。図２は、図１に示す電子制御装置に於けるプログラムの書き込みを行う場合の夫々の信号を示す波形図を示し、（ａ）はマイコン２のリセット信号ＲＥＳの波形、（ｂ）は書き込み用インターフェイス５に供給される電源の波形、（ｃ）はマイコン２に書き込むためのプログラムを伝送する通信信号の波形を夫々示す。

即ち、先ず、図２の（ａ）に示すように、時点ｔ１に於いてリセット信号ＲＥＳを立ち下げ、マイコン２にリセットをかける。時点ｔ１に於いてリセット信号ＲＥＳが立ち下がるとダイオードＤ１が導通するので、第１のトランジスタＴｒ１が導通してスリープ用電源端子Ｓ２の遮断が解かれ、図２の（ｂ）に示すように書き込み用インターフェイス５に電源が投入される。これにより、書き込み用インターフェイス５を介して書き込みツール６から、マイコン２に書き込むためのプログラムに関する通信信号の伝送が可能となり、図２の（ｃ）に示すように時点ｔ１１にて通信信号の伝送を開始してマイコン２にプログラムの書き込みが行われる。

時点ｔ１２に於いてマイコン２へのプログラムの書き込みが終わると、時点ｔ２に於いてリセット信号ＲＥＳを立ち上げて書き込みツール６によるマイコン２のリセットを解除し、書き込みツール６を電子制御装置1から取り外して、マイコン２へのプログラムの書き込み作業を終了する。その後は、マイコン２に書き込んだプログラムの仕様に基づき、書き込み用インターフェイス５に引き続き電源を供給するために第１のトランジスタＴｒ１を導通したままとするか、或いはスリープモードに入るので待機電流を低減するために第１のトランジスタＴｒ１を非導通とするかの何れかとなる。

以上述べた図１に示すこの発明の実施の形態１に係る電子制御装置によれば、書き込み用インターフェイスを内蔵していない汎用性のある書き込みツールを用いてマイコンのプログラムの書き込みを行うことができると共に、待機時にスリープモードに移行して省エネルギーとすることができる。

実施の形態２．
電子制御装置の仕様によっては、図７にて説明したように、マイコン２へのプログラムの書き込み途中で一旦マイコン２のリセットを解除し、その間にマイコンと別の通信を行なう必要がある場合がある。この場合、実施の形態１による電子制御装置１によれば、図７に示すように、マイコン２へのプログラムの書き込み途中の時点ｔ２で一旦リセットを解除しリセット信号ＲＥＳを立ち上げると、リセット信号ＲＥＳが立ち上がることによりダイオードＤ１が非導通となり、第１のトランジスタＴｒ１が非導通となる。従って、書き込み用インターフェイス５の電源であるスリープ用電源端子Ｓ２が遮断され、書き込みツール６とマイコン２との間の通信を行うことができなくなる。

この場合、リセット信号ＲＥＳが立ち上がりマイコン２のリセットは解除されてはいるが、マイコン２へのプログラムの書き込みが完了していないため、マイコン２の各ポートがハイインピーダンス状態となっており、マイコン２により書き込み用インターフェイス５の電源が途切れないように制御することはできない。

そこで、この発明の実施の形態２に係る電子制御装置は、マイコンへのプログラムの書き込み中に一旦マイコンのリセットが解除されても、支障なくマイコンへのプログラムの書き込みが行えるようにしたものである。

図３は、この発明の実施の形態２に係る電子制御装置を示す構成図で、マイコンへのプログラムの書き込み時を示している。図３に於いて、第１のトランジスタＴｒ１のコレクタは、プルアップ抵抗Rを介して第２のトランジスタＴｒ２のベース側に接続されている。この構成により、第１のトランジスタＴｒ１が導通してスリープ用電源端子Ｓ２に電圧が印加された状態となると、第２のトランジスタＴｒ２のベース電圧がプルアップされて導通状態が保持され、従って第１のトランジスタＴｒ１の導通が自己保持されることとなる。その他の構成は、図１に示す実施の形態１の場合と同様である。

図４は、図３に示す実施の形態２に係る電子制御装置１のマイコン２に、プログラムの書き込みを行う場合の夫々の信号を示す波形図で、（ａ）はマイコン２のリセット信号ＲＥＳの波形、（ｂ）は書き込み用インターフェイス５に供給される電源の波形、（ｃ）はマイコン２に書き込むためのプログラムを伝送する通信信号の波形を夫々示す。図4に示すプログラムの書き込みの例は、図７に示した場合と同様に、マイコン２へのプログラムの書き込みの途中で、マイコン２のリセットを一旦解除してマイコンを起動させて、書き込みツール６とマイコン２とがプログラムの書き込みとは別の通信を行う場合を示している。

図４に於いて、マイコン２にプログラムを書き込む場合、先ず時点ｔ１にてマイコン２のリセット信号ＲＥＳを立下げてマイコン２にリセットをかける。時点ｔ１でリセット信号ＲＥＳが立下がることにより、ダイオードＤ１が導通し、第１のトランジスタＴｒ１が導通してスリープ用電源端子Ｓ２に電圧が印加され、従って書き込み用インターフェイス５に電源が印加される。これにより、書き込み用インターフェイス５を介して書き込みツール６から、マイコン２に書き込むためのプログラムに関する通信信号の伝送が可能となり、図４の（ｃ）に示すように時点ｔ１１にて通信信号の伝送を開始してマイコン２にプログラムの書き込みが開始される。

又、時点ｔ１にて第１のトランジスタＴｒ１が導通すると、第２のトランジスタＴｒ２のベース電位がプルアップ抵抗Ｒによりプルアップされ、第２のトランジスタＴｒ２も導通する。従って、その後、仮にダイオードＤ１が非導通となっても、第１のトランジスタＴｒ１の導通は、第２のトランジスタＴｒ２の導通により自己保持されることとなる。そして、この状態は、マイコン２のポートによる制御に基づいて第２のトランジスタＴｒ２を非導通とするまで保持される。

この状態で、時点ｔ１１からマイコン２にプログラムの書き込みのための信号の伝送を開始するが、その信号の伝送の途中で、書き込みツール６とマイコン２との間で別の通信を行う必要が生じたとすれば、時点ｔ１２にて一旦プログラムに書き込みのための信号の伝送を中止し、時点ｔ２にてリセット信号ＲＥＳを立ち上げてマイコン２のリセットを解除する。時点ｔ２にてリセット信号ＲＥＳが立ち上がることにより、ダイオードＤ１が非導通となるが、前述した通り、第１のトランジスタＴｒ１は導通状態を保持しており、従ってスリープ用電源端子Ｓ２には電源端子Ｓ１から電圧が印加されており、書き込み用インターフェイス５はスリープ用電源端子Ｓ２から電力の供給を受け続けている。

従って、時点ｔ２１にてプログラムの書き込みのための信号の伝送を再開することができる。次に、書き込みツール６とマイコン２との別の通信が終了すれば、時点t２２にて一旦プログラムの書き込みのための信号の伝送を中止し、時点ｔ３にて再度リセット信号ＲＥＳを立ち下げてマイコン２に再度リセットをかける。そして、時点ｔ３１にて中断していたプログラムの書き込みのための信号の伝送を再開し、時点ｔ３２にてマイコン２へのプログラムの書き込みを終了する。その後、時点ｔ４にてリセット信号ＲＥＳを立ち上げてマイコン２のリセット解除し、書き込みツール６を電子制御装置1から取り外して、マイコン２へのプログラムの書き込み作業を終了する。

その後は、マイコン２に書き込んだプログラムの仕様に基づき、スリープモードに入るべくスリープ時に使わない内部回路８の電源を切るために、第２のトランジスタＴＲ２のベースに接続されたポートの出力をローレベルとして第２のトランジスタＴｒ２を非導通とし、これにより第１のトランジスタＴｒ１を非導通として、書き込み用インターフェイス５の電源であるスリープ用電源端子Ｓ２を遮断するか、或いはスリープ時に使わない内部回路８の電源を切らずおくために、第２のトランジスタＴｒ２を導通させておき、従って第１のトランジスタＴｒ１を導通させたままとするかの、何れかとなる。

この発明の実施の形態１に係る電子制御装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る電子制御装置のマイコンにプログラムの書き込みを行う場合の信号波形図であり、（ａ）はマイコンのリセット信号の波形、（ｂ）は書き込み用インターフェイスに供給される電源の波形、（ｃ）はマイコンに書き込むためのプログラムを伝送する通信信号の波形を夫々示す。である。 この発明の実施の形態２に係る電子制御装置を示す構成図である。 実施の形態２に係る電子制御装置のマイコンにプログラムの書き込みを行う場合の信号波形図であり、（ａ）はマイコンのリセット信号の波形、（ｂ）は書き込み用インターフェイスに供給される電源の波形、（ｃ）はマイコンに書き込むためのプログラムを伝送する通信信号の波形を夫々示す。 一般的な車両用の電子制御装置の構成図である。 図５に示す電子制御装置のマイコンにプログラムを書き込む場合の信号波形図であり、（ａ）はマイコンのリセット信号の波形、（ｂ）はマイコンに書き込むためのプログラムを伝送する通信波形を夫々示す。 図５に示す電子制御装置のマイコンにプログラムの書き込みを行う別の例の信号は系図であり、（ａ）はマイコンのリセット信号の波形、（ｂ）はマイコンに書き込むためのプログラムを伝送する通信波形を夫々示す。 別の従来の電子制御装置の構成図である。

符号の説明

１ 電子制御装置
２ マイコン
３ バッテリー
４ 電源
５ 書き込み用インターフェイス
６ 書き込みツール
７ インバータ
８ スリープ時に使わない内部回路
９ スリープモードにも使う回路
２１ 通信端子
２２ リセット端子
Ｓ１ 電源端子
Ｓ２ スリープ用電源端子
Ｔｒ１ 第１のトランジスタ
Ｔｒ２ 第２のトランジスタ
Ｄ１ ダイオード
Ｒ プルアップ抵抗

Claims (5)

1. 必要に応じてプログラムが書き込まれ得るマイコンと、前記マイコンへのプログラムの書き込みを行う際に書き込みツールが接続される書き込み用インターフェイスとを備えた電子制御装置であって、前記書き込み用インターフェイスは、待機時にはスリープモードとなり、前記プログラムの書き込みを行う際には前記スリープモードが解除されるように構成されたことを特徴とする電子制御装置。
2. 前記マイコンは、前記プログラムの書き込みが行われる際に、前記書き込みツールからの信号に基づいてリセットされ、前記書き込み用インターフェイスは、前記信号に基づいて前記スリープモードの解除が行われることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
3. 前記書き込み用インターフェイスに電力を供給する電源を開閉する電源制御手段を備え、前記電源制御手段は、前記マイコンにより制御されて前記電源をオフとすることにより前記書き込み用インターフェイスをスリープモードとし、前記マイコンにより制御されて前記電源をオンとすることにより前記書き込み用インターフェイスを動作モードとすることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
4. 前記書き込み用インターフェイスがスリープモードにあるとき、前記電源制御手段は、前記書き込みツールからの信号が前記マイコンに与えられると前記マイコンによる制御とは無関係に前記電源をオンとして前記書き込み用インターフェイスを動作モードとし、前記信号が解除されると前記電源をオフとして前記書き込み用インターフェイスを前記スリープモードに復帰させることを特徴とする請求項３に記載の電子制御装置。
5. 前記書き込み用インターフェイスがスリープモードにあるとき、前記電源制御手段は、前記書き込みツールからの信号が前記マイコンに与えられると前記マイコンによる制御とは無関係に前記電源をオンとして前記書き込み用インターフェイスを動作モードとし、その後は前記信号が解除されても前記マイコンにより制御されて前記電源をオフとするまでは前記電源のオン状態を維持することを特徴とする請求項３に記載の電子制御装置。

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