JP2023075443A - 車載電子制御装置及びデータの初期化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＣＵに必要なデータを残してデータフラッシュを初期化する。【解決手段】車載電子制御装置であって、所定のプログラムを実行するプロセッサと、データの書き込みが可能な不揮発性メモリと、外部と通信する通信部とを有するマイコンと、外部ツールが接続されるインターフェースを備え、前記不揮発性メモリに格納された固有の情報を残して、前記不揮発性メモリに格納された他のデータを初期化する。【選択図】図３

Description

本発明は、車載用電子制御装置に関し、特に、必要な情報を残しつつデータフラッシュメモリを初期化する技術に関する。

ＥＣＵ（Electrical Control Unit）などの電子制御装置は、マイクロコンピュータ（以下、マイコン）により制御されており、不揮発性メモリであるフラッシュＲＯＭに格納される制御用のソフトウェアによって、対象の装置の制御を行う。また、フラッシュＲＯＭに格納されていない機能でも、揮発性メモリであるＲＡＭの一部に、一時的に動作するプログラムを格納するための領域が確保されており、外部ツールからプログラムデータをその領域に転送後、切り替えの指令を送ることで、任意のプログラムを実行できるＥＣＵがある。電源を遮断するとＲＡＭの特性上、転送されたプログラムは消失する。そのため、主に一時的にしか使わないプログラムや、ＲＯＭに格納するとセキュリティ的な問題がある場合、この方法を用いてＥＣＵに機能を付加できる。

ＥＣＵ内に搭載されるフラッシュＲＯＭには、その構造の違いによって容量、処理速度、データ書き換えのための最小処理単位、書き換え可能回数など、性能の特性が異なる２種類のフラッシュメモリ（コードフラッシュ、データフラッシュ）を搭載するのが一般的である。

電源を切っても保持されるフラッシュＲＯＭに格納するデータは、前述のメモリの特性に合わせて、どちらに格納するか振り分けられる。例えば、コードフラッシュには、大容量で書き換え頻度が低いデータであるプログラムが格納され、データフラッシュには、小容量でＥＣＵや車両固有の制御用パラメータが格納される。

データフラッシュは、コードフラッシュと比べると書き換えられる機会が多いが、特に車両の制御にとって重要度が高いデータが保存されることが多いため、突然の電源遮断など様々な不測の事態に備えて、その内容を保証する仕組みが備わっている。データフラッシュ全体は、あるサイズでいくつかの領域に分割されているが、その各々領域の一部を管理用データとして扱い、各領域内の書き込み値の正当性を保証するための機構（ＣＲＣ値などを利用する）が備わる。

また、データフラッシュに格納される値は、そのメーカでしか書けず又は演算できない値が含まれる。例えば、ＥＣＵ製造メーカでは、データフラッシュの初期化後に機材を用いてシリアルナンバーや回路の電圧補正値などの値を書き込んで出荷する。その後、車両固有の値（イモビ用の鍵値やエンジンの噴射制御の補正）などが書き込まれる。

本技術分野の背景技術として、以下の先行技術がある。特許文献１（特開２０１６－１３９３０５号公報）には、電子制御装置が備える書込制御手段は、書き換えツールからの書き込みデータを所定のデータ量ずつにした処理単位データのそれぞれについて、エラーチェックを行い、エラー無しと判定した処理単位データを、データ消去後の書き換え対象領域のうち、その処理単位データに対応する領域に書き込む。書込制御手段は、エラー有りと判定した場合には、書き換え対象領域のうち、エラー有りと判定した処理単位データに対応する領域を未書き込みにしたまま、次の処理単位データについてのエラーチェックを行う書き込み制御手段を有する電子制御装置が記載されている。

特開２０１６－１３９３０５号公報

何らかの不具合が生じたＥＣＵを、調査のために別の車両で組み付ける場合、前述したように、データフラッシュには車両に対応する固有の値が保持されているため、そのままだとＥＣＵが動作しない。

そのため、このような用途では、データフラッシュの値を初期化する必要がある。しかしながら、単純に全ての値を初期化すると、前述したように、自社工場内での調整作業によって書き込まれた回路上の補正値などまで消すので、自社工場に戻して補正値を書き込む作業による工数と手間が必要になる。この課題を解決するために、予め必要な情報は残しつつデータフラッシュを初期化するという課題がある。

特許文献１には、専用の位置情報を送信することなく、フラッシュＲＯＭ全体の初期化後、一部領域を「消去した後の状態」で残す方法が記載されている。

しかし、特許文献１に記載された技術では、現在残っているデータを退避せず一旦全消去するため、仕組み上、データフラッシュ内に必要な情報を残すことは困難である。さらに、前述したように、データフラッシュは書き込み値の正当性を保証するための管理情報を格納している場合があり、特許文献１に記載された技術では、管理情報も含めたデータの整合性が困難である。

本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、車載電子制御装置であって、所定のプログラムを実行するプロセッサと、データの書き込みが可能な不揮発性メモリと、外部と通信する通信部とを有するマイコンと、外部ツールが接続されるインターフェースを備え、前記不揮発性メモリに格納された固有の情報を残して、前記不揮発性メモリに格納された他のデータを初期化することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、ＥＣＵに必要なデータを残してデータフラッシュを初期化できる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明によって明らかにされる。

本発明の実施例のシステムの構成を示す図である。 本実施例のデータフラッシュの構造の一例を示す図である。 本実施例のデータ処理の概略を示す図である。 転送される制御プログラムの構成を示す図である。 本実施例のシステムによるデータフラッシュの初期化手順を示すシーケンス図である。

以下、本発明の実施例を、添付された図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施例のシステムの構成を示す図である。本実施例のシステムはＥＣＵ１と通信線１１を介して接続される外部装置としての外部ツール９を有する。

外部ツール９は、マイクロコンピュータを主要部とした装置、例えばパーソナルコンピュータに搭載され、ＥＣＵ１と通信できる機能を有し、かつ本発明の動作に必要な機能を有するソフトウェアである。この外部ツール９はＥＣＵ１に設けられた外部コネクタ又は当該外部コネクタに繋がる車両のコネクタなどのインターフェースを介して接続される。

ＥＣＵ１内部には、マイコン２が搭載されている。マイコン２は、ソフトウェアを実行する少なくとも一つのプロセッサ（ＣＰＵ）３と、少なくとも一つの揮発性ＲＡＭ４と、少なくとも一つの通信部５と、プログラムの保持に適する不揮発性メモリ（コードフラッシュ）７と、データの保持に適する不揮発性メモリ（データフラッシュ）８を有する。コードフラッシュ７は、容量が大きく処理速度が速いが、書き換え可能回数が少なく、消去や書込みの最小処理単位が大きい特性を有するフラッシュＲＯＭによって構成され、データフラッシュ８は、容量が小さく処理速度が遅いが、書き換え可能回数が多く、消去や書込みの最小処理単位が小さい特性を持ったフラッシュＲＯＭによって構成される。ＥＣＵ１は、少なくとも一つの通信部５を介して、接続される外部ツール９と通信可能となっている。また、ＲＡＭ４の一部には、一時的な制御プログラムを格納する制御プログラム格納領域１０が設けられており、予め定められた方法によって外部ツール９から通信部５を経由して送られたプログラムデータが制御プログラム格納領域１０に蓄積される。外部ツール９から受領した制御プログラム格納領域１０に転送するための制御プログラムは、コードフラッシュ７に格納される。

図２は、本実施例のデータフラッシュ８の構造の一例を示す図である。

データフラッシュ８の一部又は全領域は、所定の分割単位で分割されている。それらを分割単位１１、分割単位１２、…、分割単位１Ｎとする。この分割単位は、データフラッシュ８の消去ブロックと同じ大きさに設定しても、異なる大きさに設定してもよい。各分割単位には、データと、格納されたデータを保証するための管理情報（例えば、チェックサム、ＣＲＣなど）が格納される。管理情報は、データフラッシュ８へのデータを書込時に作成され、読出時に参照され、データの正当性を検証するための値（例えば、チェックサム、ＣＲＣなど）である。また、分割領域に格納される様々なパラメータの格納場所は、データフラッシュ８のアドレスと１対１で対応している。すなわち、どのパラメータがどこに格納されているかは設計によって予め定められている。なお、本実施例では、前述した仕組み以外の方法によって管理される領域を有するが、この領域には管理情報が付与されておらず、後述するプロセスによって初期化される。

図３は、本実施例のデータ処理の概略を示す図である。

本実施例では、初期値テーブル及び設定ファイルの二つテーブルが設けられる。初期値テーブルは、データフラッシュ８の各アドレスに対するパラメータ名及び初期値が記録されており、各パラメータを初期値に戻すために必要なファイルである。設定ファイルは、初期化時に残すべきデータを指定するファイルであり、アドレス、パラメータ名、サイズなどによって残すべきデータを指定する。外部ツール９は、これらの情報と、外部ツール９を用いて読み出した現在のデータフラッシュ８に格納されているデータとを処理して、初期化時にデータフラッシュ８へ書き込むデータを生成する。例えば、設定ファイルを参照して、データフラッシュ８から外部ツール９に待避されたデータから残すべきデータ（固有の情報）を選択し、初期値テーブルを参照して、初期化時にデータフラッシュ８に書き込む初期値を生成し、選択された残すべきデータ及び生成された初期値から管理情報を計算する。

図４は、転送される制御プログラムの構成を示す図である。

制御プログラムは、制御プログラム本体４１と、所定の演算によってプログラム全体から計算されるバリデーション値４２を含む。制御プログラム本体４１は、外部ツール９との通信制御機能と、外部ツール９からの指令に基づいたデータフラッシュ８へのアクセス（消去、読み込み、書き込み）の制御手段を有する。制御プログラムの一部（例えば最後尾）には、外部ツール９から送ったプログラムが正しくＲＡＭ４に格納されたか、改ざんされていないかを確認するためのチェック用のバリデーション値４２が付加される。

次に、図５を参照して、本実施例のシステムによるデータフラッシュ８の初期化手順を説明する。

まず、図４に示す制御プログラムと、図３に示すデータフラッシュ８の初期値テーブルと、設定ファイルを準備し、これらのデータを指定する情報を外部ツール９に付与する。その後、ユーザからの操作によって処理を開始する（Ｓ０１）。ユーザによる操作後、外部ツール９でユーザが指定したファイルを読み込み（Ｓ０２）、予め定められた伝送仕様に従って制御プログラムを転送する（Ｓ０３）。コードフラッシュ７内のＥＣＵ制御ソフトは、受け取ったデータをＲＡＭ４の制御プログラム格納領域１０に順に格納する。

制御プログラムの転送後、制御プログラムが正しく転送できたかを検証する（Ｓ０４）。コードフラッシュ７内のＥＣＵ制御ソフトは、現在ＲＡＭ４の制御プログラム格納領域１０に格納されているデータに予め定められた演算を実行する。なお、この演算は制御プログラム本体４１からチェック用のバリデーション値４２を計算する方法と同一である。制御プログラム格納領域１０に格納されているデータに基づいて、ＲＡＭ４に格納されるプログラムデータをコードフラッシュ７内のＥＣＵ制御ソフトで演算して求められた値と、バリデーション値４２との一致によって、制御プログラムが正しく転送できたかを判定し、判定結果の応答を外部ツール９へ返信する。外部ツール９は、正しく転送できた情報を受信すると、転送された制御プログラムに制御を移行する指令を送る（Ｓ０５）。制御プログラム移行指令を送った後、ＥＣＵ１は転送された制御プログラムによって制御される。

制御移行後、外部ツール９は、データフラッシュ吸い出し指令を制御プログラムに送信する（Ｓ０６）。制御プログラムは、データフラッシュ８の吸い出し指令を実行し、データフラッシュ８にリード指令を送信して、データフラッシュ８からデータを読み出す。ＲＡＭ４の制御プログラム格納領域１０に格納された制御プログラムは、データフラッシュ吸い出し指令を受信すると、データフラッシュ８にアクセスし、データフラッシュ８から読み出したデータを外部ツール９に返信する。仕様上１回で読み出すデータ量が限られている場合、指令の一部に含まれる読み出し先の情報を変更して、データフラッシュ吸い出し指令を繰り返し実行することで、データフラッシュ８の対象となる全領域の現在のデータを取得する。

その後、外部ツール９は、Ｓ０６で読み出したデータとＳ０２で読み込んだ各種設定ファイルに基づいて図３に示した処理を実行する（Ｓ０７）。設定ファイルに基づいて、読み出したデータの中から残すべき情報を選択し、それ以外のデータは予め初期値テーブルで定められた初期値とする。このようにしてデータを合成した後、データフラッシュ８の分割単位ごとに管理情報を演算し、管理情報をデータフラッシュ８に書き込んで所望の初期化データが完成する。

初期化データの作成後、外部ツール９は、データフラッシュ消去指令を制御プログラムに送信する（Ｓ０８）。制御プログラムは、消去するサイズに応じて、データフラッシュ消去指令を１回又は繰り返し実行し、データフラッシュ８にイレーズ指令を送信して、書き込み対象領域を書き換え可能なブランク状態にする。

その後、外部ツール９は、Ｓ０７で作成した初期化データを、データフラッシュ８に書き込む初期化データ書込指令を制御プログラムに送信する（Ｓ０９）。制御プログラムは、データフラッシュ８にライト指令を送信して、受信したデータをデータフラッシュ８に逐次書き込む。

書込終了後、外部ツール９は、データフラッシュ吸い出し指令を制御プログラムに送信する（Ｓ１０）。制御プログラムは、データフラッシュ８の吸い出し指令を実行し、データフラッシュ８にリード指令を送信して、データフラッシュ８からデータを読み出す。データフラッシュ８へデータが正しく書き込まれたかをチェックするため、Ｓ１０ではＳ０６と同じ処理を実行する。
外部ツール９は、Ｓ１０でデータ読出後、Ｓ１０で読み出したデータとＳ０７で作成された初期化データが一致しているかを判定して、初期化データがデータフラッシュ８へ正しく書き込まれたかを確認する（Ｓ１１）。

外部ツール９は、データの一致を確認した後、処理の正常終了をユーザに通知し（Ｓ１２）、処理を終了する。なお、外部ツール９は、データの一致を確認できない場合、処理の異常終了をユーザに通知する。

以上の処理を順に行うが、外部ツール９は、途中で何らかの要因で処理が失敗した場合、処理の異常終了をユーザに通知する。

［変形例］
前述した実施例では、ＲＡＭ４に制御プログラムを転送した後、外部ツール９からの指令によってＥＣＵ１の制御を制御プログラムに移行するが、予めコードフラッシュ７に同様の機能を有するプログラムを格納することによって、ステップＳ０３～Ｓ０５を省略してもよい。

本実施例によって、以下の作用効果が得られる。

本実施例の 車載電子制御装置（ＥＣＵ１）は、所定のプログラムを実行するプロセッサ３と、データの書き込みが可能な不揮発性メモリ（データフラッシュ８）と、外部と通信する通信部５とを有するマイコン２と、外部ツール９が接続されるインターフェースを備え、不揮発性メモリに格納された固有の情報を残して、不揮発性メモリに格納された他のデータを初期化（更新）するので、ＥＣＵ１などの電子制御装置において、必要なデータのみ残しつつデータフラッシュ８の記憶内容を初期化できる。この際、特殊な機材で初期化をした後、固有の情報を改めて取得する作業を省略でき、データの初期化作業工程を短縮できる。

また、固有の情報を外部ツール９に読み出して退避するので、データ初期化時に、ＥＣＵ１又は車両に固有の情報の誤った消去又は破壊を抑制できる。

また、外部ツール９に退避した固有の情報を、初期化時に書き込まれる情報と共に前記不揮発性メモリに書き込むので、データの書き込み作業を効率化できる。

また、外部ツール９は、データフラッシュ８の初期値が記録される初期値情報と、初期化時に残すべきデータが指定される設定情報を有し、設定情報を参照して、データフラッシュ８から外部ツール９に待避されたデータから前記固有の情報を選択し、初期値情報を参照して、初期化時にデータフラッシュ８に書き込む初期値を生成し、選択された固有の情報及び生成された初期値から管理情報を計算し、ＥＣＵ１は、固有の情報と初期化値と管理情報をデータフラッシュ８に書き込むので、管理情報も含めたデータの整合性を確保できる。

固有の情報は、ＥＣＵ１に固有の情報、より具体的には、ＥＣＵの型式番号、バージョン情報、ＥＣＵの個体番号等でもよい。このため、データの初期化作業時に、ＥＣＵ固有の情報を再取得する作業を省略でき、作業を効率化できる。

また、固有の情報は、ＥＣＵ１が搭載される車両に固有の情報、より具体的には、車両のシリアル番号や、この車両に搭載される車載部品固有の補正値でもよい。このため、データの書換作業時に、車両のシリアル番号や車両部品固有の補正値を再取得する作業を省略でき、作業を効率化できる。

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。

また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。

１ ＥＣＵ
２ マイコン
３ ＣＰＵ
４ ＲＡＭ
５ 通信部
６ 不揮発性メモリ（フラッシュＲＯＭ）
７ コードフラッシュ
８ データフラッシュ
９ 外部ツール
１０ 制御プログラム格納領域
１１ 通信線

Claims (8)

1. 車載電子制御装置であって、
   所定のプログラムを実行するプロセッサと、データの書き込みが可能な不揮発性メモリと、外部と通信する通信部とを有するマイコンと、外部ツールが接続されるインターフェースを備え、
   前記不揮発性メモリに格納された固有の情報を残して、前記不揮発性メモリに格納された他のデータを初期化することを特徴とする車載電子制御装置。
2. 請求項１に記載の車載電子制御装置であって、
   前記固有の情報を前記外部ツールに退避することを特徴とする車載電子制御装置。
3. 請求項２に記載の車載電子制御装置であって、
   前記不揮発性メモリに格納されるデータの正当性を検証するための管理情報を、前記固有の情報及び前記初期化時に書き込まれる情報と共に前記不揮発性メモリに書き込むことを特徴とする車載電子制御装置。
4. 請求項３に記載の車載電子制御装置であって、
   前記外部ツールは、前記不揮発性メモリの初期値が記録される初期値情報と、初期化時に残すべきデータが指定される設定情報を有し、
   前記設定情報を参照して、前記不揮発性メモリから前記外部ツールに待避されたデータから前記固有の情報を選択し、
   前記初期値情報を参照して、初期化時に前記不揮発性メモリに書き込む初期値を生成し、
   前記固有の情報及び前記初期値から前記管理情報を計算し、
   前記車載電子制御装置は、前記固有の情報と、前記初期化値と、前記計算された管理情報を前記不揮発性メモリに書き込むことを特徴とする車載電子制御装置。
5. 請求項１に記載の車載電子制御装置であって、
   前記固有の情報は、当該車載電子制御装置に固有の情報であることを特徴とする車載電子制御装置。
6. 請求項１に記載の車載電子制御装置であって、
   前記固有の情報は、当該車載電子制御装置が搭載される車両に固有の情報であることを特徴とする車載電子制御装置。
7. 請求項６に記載の車載電子制御装置であって、
   前記車両に固有の情報は、車両のシリアル番号及び車載部品に固有の補正値であることを特徴とする車載電子制御装置。
8. 車載電子制御装置に格納されるデータの初期化方法であって、
   前記車載電子制御装置は、所定のプログラムを実行するプロセッサと、データの書き込みが可能な不揮発性メモリと、外部と通信する通信部とを有するマイコンと、外部ツールが接続されるインターフェースを有し、
   前記初期化方法では、前記車載電子制御装置が、前記不揮発性メモリに格納された固有の情報を残して、前記不揮発性メモリに格納された他のデータを初期化することを特徴とする初期化方法。

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