JP2013220764A - 車両用電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車種固有のデータが間違って他の車種データが書き込まれている場合に、車両用電子制御装置の入出力インタフェースなどが破壊されることを防止する。
【解決手段】車両用電子制御装置のＣＰＵ6は、識別データ比較手段15、チェックサムデ
ータ比較手段16、入出力ポート設定手段17を備え、電源投入直後の初期化処理において、識別データ比較手段15はＲＯＭ4上に格納されているハードウェア識別データ13と、第１
の記憶手段2に格納されているハードウェア識別データ9とを比較し、チェックサムデータ比較手段16はＲＯＭ4内の制御プログラム11が書き込まれている領域のチェックサムデー
タを演算した結果と、ＲＯＭ4上に格納されているチェックサムデータ12と比較する。識
別データ比較手段15とチェックサムデータ比較手段16の結果がいずれも一致する場合のみ入出力ポート設定手段17によって入出力ポート設定を行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、記憶手段に書き込まれている車種固有のデータを読み出して車載機器の制御を行う車両用電子制御装置に関するものである。

車両用電子制御装置は、車種固有のデータを電気的に書き込み可能な外部記憶手段（外付ＥＥＰＲＯＭ）と、マイクロコンピュータ（以下マイコン）等のコンピュータシステムとを備え、マイコンが外部記憶手段に書き込まれている車種固有のデータを読み出して予め設定された制御プログラムに基づいて車載機器の制御を行うような構成になっている。

電子制御ユニット（マイコン）と、この電子制御ユニットの制御のためのデータと車種データを記憶した外部記憶手段（不揮発性メモリ）が接続され、電子制御ユニットが外部記憶手段のデータに基づいて車載機器を制御するようにした車両用電子制御装置において、外部記憶手段の車種データの整合性をチェックするために、電子制御ユニットの内部に車種識別コードを予め記憶しておく内部記憶手段を設け、電子制御ユニットが電源投入後の初期化処理が完了した後に外部記憶手段の車種識別コードと内部記憶手段の車種識別コードとを比較して、不一致の時には、不一致であることを報知または制御動作を停止するようにしたことが知られている。（特許文献１参照）

特開２００４−３３０９５８号公報

車両用電子制御装置は、車種に適したさまざまな入出力装置を制御する機能を有しており、搭載される車種に合わせマイコンのポートの入出力状態を切替える必要がある。
一般的に入出力状態の切替えはマイコンの電源投入直後の初期化処理時に行われるが、上述した従来の技術のように初期化処理を終えた後に車種固有のデータがその車種のデータであるか否かをチェックすると、例えば車種のデータの誤書き込みにより、マイコンがポート状態を入力状態に切替えて使用すべき装置に対して、出力状態と設定した場合、搭載されている入出力装置や、車両用電子制御装置内部の入出力インタフェースを破壊するなど悪影響を与える危険があり、車両用電子制御装置の信頼性の低下を招く恐れがある。

一例として、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）バルブ駆動関連部分のインタフェースについて図３に基づき説明する。
マイコン１は電源投入直後にマイコンポートの初期化処理を実施する。この時にＥＧＲバルブ駆動用ステッピングモータ駆動信号ポート３５〜３８は出力に設定され、ＥＧＲバルブ駆動用ステッピングモータの断線検出ポート３１〜３４は入力に設定される。次にＥＧＲバルブ駆動用ステッピングモータの初期位置設定のために、ＥＧＲバルブ駆動用ステッピングモータ駆動信号ポート３５と３７の出力をＨｉｇｈに設定することにより、ＥＧＲ駆動用インタフェース５１内のＦＥＴ４７と４９をＯＮし、その結果ステッピングモータ出力端子３９と４１をＬｏｗとする。

同時に、ＥＧＲバルブ駆動用ステッピングモータ駆動信号ポート３６と３８の出力をＬｏｗに設定することにより、ＦＥＴ４８と５０をＯＦＦし、その結果ステッピングモータ出力端子４０と４２をＨｉｇｈとする。この時、ＥＧＲバルブ断線検出用インタフェース
５２内のトランジスタ４６と４４はＯＦＦとなり、トランジスタ４６と４４のエミッタ・コレクタ間に電流は流れないため、ＥＧＲバルブ駆動用ステッピングモータの断線検出ポート３２と３４の入力値はＨｉｇｈとなる。同時に、トランジスタ４５と４３はＯＮとなり、トランジスタ４５と４３のエミッタ・コレクタ間に１ｍＡ程の電流が流れ、ＥＧＲバルブ駆動用ステッピングモータの断線検出ポート３１と３３の入力値はＬｏｗとなる。

ＥＧＲバルブ駆動用ステッピングモータ断線時は、ＥＧＲバルブ駆動用ステッピングモータ駆動信号ポートの出力をＬｏｗに設定しても、ステッピングモータ出力端子はＨｉｇｈとならず、ＥＧＲバルブ駆動用ステッピングモータの断線検出ポートの入力値はＨｉｇｈのまま変化しないため、ＥＧＲバルブ駆動用ステッピングモータの断線を検出することができる。

しかし、異なる車種のデータが誤って書き込まれた場合、例えば、該データがＥＧＲバルブ駆動用ステッピングモータの断線検出ポート３１を入力ポートではなく出力ポート（例えば、タコメータ出力）として使用している車種のものであった場合、マイコンの電源投入直後のマイコンポートの初期化処理時に出力ポートに設定し、さらに出力レベルにＨｉｇｈを設定することがある。この場合、上述の通り、ＥＧＲバルブ駆動用ステッピングモータ駆動信号ポート３８はＬｏｗ出力が設定されるため、トランジスタ４３がＯＮし、ＥＧＲバルブ駆動用ステッピングモータの断線検出ポート３１から出力電流１０ｍＡが流れ、トランジスタの定格電流を超えてしまい壊れてしまう。

ちなみに、上記のタコメータ出力ポートの動作を図４にて説明する。タコメータ出力はエンジンの回転の所定タイミングにタコメータ出力端子５３の出力値Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗを切り換える仕組みとなっており、タコメータ出力ポート５４の出力をＬｏｗに設定すると、トランジスタ５５はＯＦＦとなり、タコメータ出力端子５３はＨｉｇｈとなり、タコメータ出力ポート５４の出力をＨｉｇｈに設定すると、トランジスタ５５はＯＮとなり、タコメータ出力端子５３はＬｏｗとなる構成となっている。
マイコンポートの初期化処理では、タコメータ出力端子５３をＬｏｗとしておく必要があり、タコメータ出力ポート５４をＨｉｇｈに設定する。
したがってマイコン１のポート状態（入力または出力）が不整合な状態で設定すると、装置の破壊をもたらす危険性がある。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、車両用電子制御装置内のマイコンのポート状態が車両と不整合な状態になることを防止するようにした車両用電子制御装置を提供することを目的とするものである。

この発明の車両用電子制御装置は、車種に応じた固有の識別データを記憶する書き込み可能な第１の記憶手段と、制御プログラム、この制御プログラムが書き込まれている領域について予め計算されたチェックサムデータ、および制御プログラムに対応したハードウェア識別データが書き込まれている第２の記憶手段と、入出力ポート設定手段を有したＣＰＵとを備え、ＣＰＵは、電源投入直後の初期化処理において、第１の記憶手段から読み出した識別データと、第２の記憶手段に設定されているハードウェア識別データとを比較する識別データ比較手段と、制御プログラムが書き込まれている領域のチェックサムデータを計算し、その結果と第２の記憶手段から読み出したチェックサムデータを比較するチェックサムデータ比較手段とを有し、識別データ比較手段による比較結果およびチェックサムデータ比較手段による比較結果が両方とも一致した場合、入出力ポート設定手段により入出力ポートの初期設定を行うようにしたものである。

この発明によれば、他の車両用の制御プログラムが誤って記憶手段に書き込まれた場合でも、電源投入直後の初期化処理において、識別データ比較手段とチェックサムデータ比較手段による比較結果が両方とも一致した場合、入出力ポート設定手段により入出力ポートの初期設定を行うようにしているから、車両用電子制御装置内のマイコンのポート状態が車両と不整合な状態になることを防止し、入出力装置や車両用電子制御装置内部の入出力インタフェースを破壊から保護することができる。

この発明の実施の形態１を示す車両用電子制御装置のブロック構成図である。 この発明の実施の形態１における車両用電子制御装置の動作フローチャートを示す図である。 車両用電子制御装置内部の入出力インタフェースの一例である、ＥＧＲのインタフェースを示す図である。 車両用電子制御装置内部の入出力インタフェースの一例である、タコメータ出力のインタフェースを示す図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１における車両用電子制御装置を図に基づいて説明する。図１は車両用電子制御装置のブロック構成図、図２はその動作フローチャートを示す図である。

図１において、車両用電子制御装置２０は、マイコン１と、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ（以下ＥＥＰＲＯＭ）の外付け記憶手段２と、外部機器との信号の入出力を行う入出力インタフェース３とを備えている。
マイコン１は、不揮発性メモリであるＲＯＭの記憶手段４と、ＲＡＭ５と、ＣＰＵ６と、シリアル通信ポート７と、入出力ポート８とを備えている。
車両用電子制御装置２０の入出力インタフェース３には、車載機器の各種入出力装置２１が接続されるようになっており、またマイコン１のシリアル通信ポート７には、外部機器であるプログラム書き換え装置２２が接続されるようになっている。

ＥＥＰＲＯＭの記憶手段２には、車両用電子制御装置２０が搭載される車種固有のデータである車両のハードウェア識別データ９が記憶されている。このハードウェア識別データ９は、車両用電子制御装置２０の製造工程において制御プログラムをマイコン１のＲＯＭの記憶手段４に書き込む時にあわせて書き込まれ、１度書き込んだ後に書き換えることはできない。

ＲＯＭの記憶手段４には、車載機器の制御を行うための制御プログラム１１、制御プログラム１１が書き込まれている領域について予め計算されたチェックサムデータ１２、車両用電子制御装置２０が搭載される車両のハードウェア識別データ１３が格納されている。
制御プログラム１１は、プログラム書き換え装置２２からシリアル通信ポート７を介して書き込まれる。チェックサムデータ１２は制御プログラム１１が書き込まれるタイミングで書き込まれる。
なお、チェックサムデータとは、データを送受信する際の誤り検出方法の１つで、一般的に知られているものである。

マイコン１のＣＰＵ６は、制御プログラム１１が書き込まれている領域のチェックサムデータを演算するチェックサムデータ演算手段１４、ＥＥＰＲＯＭの記憶手段２から読み
出したハードウェア識別データ９とＲＯＭの記憶手段４に格納されているハードウェア識別データ１３とを比較する識別データ比較手段１５、チェックサムデータ演算手段１４により求められたチェックサムデータとＲＯＭの記憶手段４から読み出したチェックサムデータ１２を比較するチェックサムデータ比較手段１６、入出力装置２１を制御する入出力ポート８を設定するための入出力ポート設定手段１７を備えている。

チェックサムデータ演算手段１４は、ＲＯＭの記憶手段４に書き込まれている制御プログラム１１の領域のデータを、例えば４バイト単位に区切り、４バイト単位毎の値を加算するもので、この加算して求めた値がチェックサムデータとなる。このチェックサムデータは、電源投入直後にチェックサムデータ演算手段１４により制御プログラム１１の領域のデータから演算する。
車両用電子制御装置２０は、ＣＰＵ６が制御プログラム１１を読み出して、入出力ポート８と入出力インタフェース３を介して入出力装置２１を制御することにより、車両の制御を行っている。

ここで、ＲＯＭの記憶手段４は、運転性向上の目的や制御プログラム１１に不具合があった場合、書き換えることが可能な構成となっている。ＲＯＭの記憶手段４の書き換えは、専用のプログラム書き換え装置２２より新たな制御プログラムを、シリアル通信ポート７を介して受信することにより行われる。

プログラム書き換え装置２２内は、車両情報とその車両に対応する制御プログラムをデータベースにて管理しており、通常は車両用電子制御装置２０が搭載されている車両と異なる車種の制御プログラムが書き換えられることはない。しかし、データベースの管理に誤りがあった場合は、車両用電子制御装置２０が搭載されている車両と異なる車種の制御プログラムが書き換えられる可能性がある。

もし、車両用電子制御装置２０が搭載されている車両と異なる車種の制御プログラムが書き換えられた場合、マイコン１の入出力ポート８の設定が、実際に車両用電子制御装置２０が搭載されている車両の入出力装置２１と異なるために、従来では入出力装置２１や車両用電子制御装置２０内部の入出力インタフェース３が壊れる可能性がある。具体例として、上述した発明が解決しようとする課題のＥＧＲインタフェースがある。

これに対処するために、この発明においては電源投入直後の初期化処理において、車両用電子制御装置２０が搭載されている車両と書き換えられた制御プログラムの一致性を確認し、一致する場合のみ入出力ポート８の初期設定を行うことにより、車両用電子制御装置２０に接続されている入出力装置２１や車両用電子制御装置２０内部の入出力インタフェース３が壊れることを防止する。

図２はこの発明の実施形態１に係る車両用電子制御装置の動作を示すフローチャートである。
まず、電源投入直後のパワーオンリセット後、またはプログラム書き換え装置２２よりＲＯＭの記憶手段４に記憶されている制御プログラム１１が書き換えられた後のハードウェアリセットによって、入出力ポート８の設定は全てデフォルト設定である入力に設定されている。その後、ステップＳ１００は、プログラムが動作を開始し、入出力ポート８の設定以外の初期化処理を実行する。

次に、ステップＳ１０１は制御プログラム１１が書き込まれている領域のチェックサムデータをチェックサムデータ演算手段１４で演算する。ステップＳ１０２はステップＳ１０１で演算したチェックサムデータとＲＯＭの記憶手段４に格納されているチェックサムデータ１２とをチェックサムデータ比較手段１６で比較する。ステップＳ１０２において、チェックサムデータの比較結果が不一致となる場合は、ＲＯＭの記憶手段４の異常と判定し、その後の入出力ポート８の初期設定を行わず初期化処理を終了する。

ステップＳ１０２において、チェックサムデータの比較結果が一致であれば、ステップＳ１０３に進み、マイコン１からＥＥＰＲＯＭの記憶手段２に接続されているシリアル通信ポート７の設定を行う。次に、ステップＳ１０４はＥＥＰＲＯＭの記憶手段２に記憶されているハードウェア識別データ９を読み出し、ＣＰＵに入力する。ステップＳ１０５は、ＥＥＰＲＯＭの記憶手段２から読み出したハードウェア識別データ９とＲＯＭの記憶手段４に記憶されているハードウェア識別データ１３とを識別データ比較手段１５で比較する。ステップＳ１０５において、ハードウェア識別データの比較結果が不一致となる場合は、車両用電子制御装置２０が搭載されている車両と書き換えられた制御プログラムが不一致であると判定し、その後の入出力ポート８の初期設定を行わず初期化処理を終了する。

ステップＳ１０５において、ハードウェア識別データの比較結果が一致であれば、ステップＳ１０６に進み、車両用電子制御装置２０が搭載されている車両と書き換えられた制御プログラム１１が一致していると判定し、入出力ポート８の設定を行う。そして初期化処理を終了し、車両を制御する処理へと移行する。

図３のＥＧＲインタフェースにおいて、ハードウェア識別データの比較結果が不一致の場合は、入出力ポートの設定が行なわれず、入出力ポートはデフォルト状態である入力に設定されており、トランジスタ４３〜４６には定格以上の電流が流れることはないため壊れることはない。

これにより、車両用電子制御装置２０が搭載されている車両に対し書き換えられた制御プログラムが一致している場合のみ入出力ポートの設定を行うことで、車両用電子制御装置２０に接続されている入出力装置２１や車両用電子制御装置２０内部の入出力インタフェース３が壊れることを防止できる。

また、車両用電子制御装置２０が搭載されている車両に対し書き換えられた制御プログラムが不一致である場合でも、プログラム書き換え装置２２より正しい制御プログラムを書き換えることで入出力ポート８が設定され、制御プログラム１１によって車両の制御が行われる。

以上のようにこの発明の車両用電子制御装置２０は、ＲＯＭの記憶手段４、ＣＰＵ６、入出力ポート８を内蔵したマイコン１と、ハードウェア識別データ９を記憶する外付ＥＥＰＲＯＭの記憶手段２とを備え、ＣＰＵ６は、識別データ比較手段１５、チェックサムデータ比較手段１６、入出力ポート設定手段１７を備え、電源投入直後の初期化処理において、チェックサムデータ比較手段１６は記憶手段４内の制御プログラム１１が書き込まれている領域のチェックサムデータを演算した結果と、記憶手段４上に格納されているチェックサムデータ１２と比較し、識別データ比較手段１５は記憶手段４上に格納されているハードウェア識別データ１３と、外付ＥＥＰＲＯＭの記憶手段２上に格納されているハードウェア識別データ９とを比較する。
そして、チェックサムデータ比較手段１６と識別データ比較手段１５の比較結果が両方とも一致した場合に、入出力ポート設定手段１７により入出力ポート８の初期設定を行うようにしているから、車両用電子制御装置内のマイコンのポート状態が車両と不整合な状態になることを防止し、入出力装置や車両用電子制御装置内部の入出力インタフェースを破壊から保護することができる。

１：マイコン、 ２：第１の記憶手段（ＥＥＰＲＯＭ）、
３：入出力インタフェース、 ４：第２の記憶手段（ＲＯＭ）、
５：ＲＡＭ、 ６：ＣＰＵ、
７：シリアル通信ポート、 ８：入出力ポート、
９：ハードウェア識別データ、 １１：制御プログラム、
１２：チェックサムデータ、 １３：ハードウェア識別データ、
１４：チェックサムデータ演算手段、 １５：識別データ比較手段、
１６：チェックサムデータ比較手段、 １７：入出力ポート設定手段、
２０：車両用電子制御装置、 ２１：入出力装置、
２２：プログラム書き換え装置。

この発明の車両用電子制御装置は、車種に応じた固有の識別データを記憶する書き込み可能な第１の記憶手段とマイコンで構成され、マイコンは、車載機器の制御を行うための制御プログラム、この制御プログラムが書き込まれている領域について予め計算されたチェックサムデータ、および制御プログラムに対応したハードウェア識別データが書き込まれている第２の記憶手段と、入出力ポート設定手段を有したＣＰＵと、外部機器と通信を行うシリアル通信ポートと、入出力ポートとを備え、ＣＰＵは、電源投入直後の初期化処理において、第１の記憶手段から読み出した識別データと第２の記憶手段に設定されているハードウェア識別データとを比較する識別データ比較手段と、制御プログラムが書き込まれている領域のチェックサムデータを計算するチェックサムデータ演算手段と、このチェックサムデータ演算手段が演算した結果と第２の記憶手段から読み出したチェックサムデータを比較するチェックサムデータ比較手段とを有し、識別データ比較手段による比較結果およびチェックサムデータ比較手段による比較結果が両方とも一致した場合、入出力ポート設定手段により入出力ポートの初期設定を行うようにしたものである。

Claims (3)

1. 車種に応じた固有の識別データを記憶する書き込み可能な第１の記憶手段と、制御プログラム、この制御プログラムが書き込まれている領域について予め計算されたチェックサムデータ、および前記制御プログラムに対応したハードウェア識別データが書き込まれている第２の記憶手段と、入出力ポート設定手段を有したＣＰＵとを備え、
   前記ＣＰＵは、電源投入直後の初期化処理において、前記第１の記憶手段から読み出した識別データと、前記第２の記憶手段に設定されているハードウェア識別データとを比較する識別データ比較手段と、前記制御プログラムが書き込まれている領域のチェックサムデータを計算し、その結果と前記第２の記憶手段から読み出したチェックサムデータを比較するチェックサムデータ比較手段とを有し、前記識別データ比較手段による比較結果および前記チェックサムデータ比較手段による比較結果が両方とも一致した場合、前記入出力ポート設定手段により入出力ポートの初期設定を行うことを特徴とする車両用電子制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用電子制御装置は、第１の記憶手段とマイコンで構成され、前記マイコンには第２の記憶手段、ＣＰＵ、外部機器と通信を行うシリアル通信ポート、及び入出力ポートを備えてなる車両用電子制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用電子制御装置において、前記ＣＰＵは制御プログラムが書き込まれている領域のチェックサムデータを計算するチェックサムデータ演算手段を有してなる車両用電子制御装置。

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