JP2749025B2

JP2749025B2 - 自動車用制御装置とプログラム開発装置

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Publication number: JP2749025B2
Application number: JP6061072A
Authority: JP
Inventors: 庸雄鹿子幡
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-03-30
Filing date: 1994-03-30
Publication date: 1998-05-13
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: JPH0793137A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車用制御装置とプロ
グラム開発装置に係り、特に、車両機器制御用の１チッ
プマイクロコンピュータを備える自動車用制御装置とこ
の１チップマイクロコンピュータに搭載する制御プログ
ラムを開発するプログラム開発装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用のマイクロコンピュータ（以下
マイコンと略称）は、エンジンの点火・燃料制御、エア
コン制御、トランスミッション制御、アクティブサスペ
ンション制御、あるいはブレーキ制御等の各種の自動車
制御装置に用いられ、しかも各制御装置ごとにそれぞれ
専用の１チップマイコンを用意するのが普通である。こ
のような１チップマイコンとしては、例えば特開昭63−
11169号に示されたエアコン制御用のものがあり、制御
用に設計された電子回路に合わせてその制御プログラム
が作られている。このような自動車用の１チップマイコ
ンの制御プログラムは、通常アセンブリ言語（または機
械語）で記述されているが、その理由は主に次の２つで
ある。 (1) メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）容量の制約がきびしい。 (2) 早い処理速度が要求される。

【０００３】ここで(1)について考えると、自動車部品
の低コスト化が非常にきびしいため、マイコンとしては
価格的に有利な４ビットまたは８ビットの１チップマイ
コンが用いられてきた。ところが１チップマイコンはそ
の集積度の制約からＲＯＭ、ＲＡＭともわずかな容量し
か内蔵できず、これらの中で必要な制御仕様を満足する
ためには、プログラムが最もコンパクトであり、ＲＡＭ
も有効に活用できるアセンブリ言語でプログラムを記述
せざるを得なかった。メモリ容量の制約から逃れるため
に、外部に別チップのＲＯＭ、ＲＡＭを増設すると、そ
の増設ＲＯＭ、ＲＡＭ以外に、アドレスデータ用のＩＣ
や各チップ間接続のためのプリント基板上の配線パター
ン等にスペースが必要となり、部品の増加、制御回路の
大形化、大幅な価格上昇等を引き起こしてしまう。

【０００４】一方、(2)の条件について考えてみると、
従来のマイコンは処理速度が比較的遅いため、プログラ
ムのステップ数が増加するのに従って、メインプログラ
ム１周に要する時間が長くなり、制御系の応答性が次第
に悪化する。割込処理プログラムの構成方式にも大きく
影響を受けるが、実際にメインプログラムの１周に0.5
秒程度の時間を要するものもめずらしくない。従って、
制御システムの応答性を向上させるためにも、プログラ
ムの１周に要するステップ数は極力少ないことが要求さ
れ、この条件からもプログラムが最もコンパクトで、早
い処理速度が得られるアセンブリ言語を使用せざるを得
なかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年の集積回路の製造
技術の進歩により、１チップマイコンに内蔵されるＲＡ
Ｍ，ＲＯＭの容量は増大する傾向にある。しかし、家庭
用電気製品等に使用されるマイコンと異なり、自動車制
御装置として使用される１チップマイコンは、自動車の
エレクトロニクス化の進展により１つの１チップマイコ
ンが処理するタスク数は増加の一途を辿り、従って、容
量の増大したメモリに何種類もの制御プログラムを搭載
しなければならない。このため、容量の増大したメモリ
に対しても無駄なく制御プログラムを格納したいという
要請がある。更に、自動車制御装置は、数ｍｓ，数十ｍ
ｓという決まった時間内に必ず処理を終了して演算結果
を出力しなければならないタスクを周期的に実行してお
り、高速処理に対する要請もある。

【０００６】アセンブリ言語は、実行されるプログラム
がコンパクトになり、メモリ容量の低減と処理の高速化
が行えるという利点を持つため、自動車制御装置にとっ
て上記の両方の要請に同時に答えることができる。しか
しその反面、アセンブリ言語の作成は、ハードウェア動
作を１ステップずつ記述するため、プログラミング作業
が複雑となり、プログラムの意味が分かり難く、プログ
ラムリストの行数が大きくなる等の欠点がある。このた
め、次の問題点がある。

【０００７】(1) アセンブリ言語を扱える数少ないプロ
グラマでないと制御プログラムの作成・変更が困難で、
プログラムの検証にも長時間を要する。

【０００８】(2) アセンブリ言語は異なるアーキテクチ
ャのマイコン間では全く互換性を持たないから、マイコ
ン機種の変更時には全てのプログラムを作り直さなけれ
ばならず、またプログラムの修正・変更も使用マイコン
と同じアーキテクチャの設備を必要とし、実験室や屋外
走行実験中の即座のプログラム変更を困難とする。

【０００９】(3) 動作確認の実験時などにマイコン内部
のデータ記録やそれの外部への表示機能等を組込むこと
は、メモリ容量の制約から困難であり、制御応答性の検
証や仕様の決定作業が難しい。

【００１０】(4) プログラム開発装置と最終のマイコン
製品とは、一般にアーキテクチャが異なるため、開発装
置上で動作検証を行ったプログラムを最終製品に移す時
点でプログラムの一部変更（特に入出力処理に関する部
分の変更）が必要となり、作業性とプログラムの信頼性
が低下する。

【００１１】本発明の目的は、アセンブリ言語を扱うよ
うに訓練されていない一般のプログラマでも制御プログ
ラムの作成・変更及び検証が容易に行え、マイコン機種
を変更しても制御プログラムを変更する必要がなく、実
験場所でのプログラム変更を容易とした自動車制御装置
とそのプログラム開発装置を提供するにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、車輌の環境
状態を検出する各種センサが入力端子に接続され、車輌
に搭載された車輌制御用の各種アクチュエータが出力端
子に接続され、内蔵メモリに車輌機器制御用の制御プロ
グラムが格納され、処理装置が該制御プログラムを実行
し前記各種センサから取り込んだ車輌の環境状態検出値
に基づき前記車輌制御用の各種アクチュエータに制御信
号を出力するまでの一連の処理を車載の電源が切られる
まで繰り返し行うことで前記各種センサの検出値の変化
に応じて前記各種アクチュエータの制御を行う１チップ
マイクロコンピュータを備える自動車用制御装置におい
て、前記１チップマイクロコンピュータにリアルタイム
マルチタスクＯＳを搭載し、前記制御プログラムは、前
記入力端子から前記環境状態検出値を取り込む入力処理
と、前記出力端子への前記制御信号の出力処理を、前記
リアルタイムマルチタスクＯＳへのシステムコールで行
う構成とすることで、達成される。

【００１３】上記目的はまた、制御用の１チップマイク
ロコンピュータを搭載する請求項１記載の自動車用制御
装置の前記制御プログラムを開発するプログラム開発装
置において、車輌機器を制御する制御装置のバスとコネ
クタを介して接続されるバスと、該バスに接続され制御
プログラムを機械語に翻訳して実行するマイコンと、前
記制御用の１チップマイコンのＯＳと共通仕様のＯＳで
あって車輌走行中に前記制御装置に接続された各種セン
サからの検出信号を取り込んで前記制御プログラムによ
り演算処理を行い前記車輌機器を制御している最中に前
記制御プログラムを修正し機械語に再翻訳して前記マイ
コンに実行させるリアルタイムマルチタスクＯＳとを備
えることで、達成される。

【００１４】

【作用】制御プログラムをＣ言語などの高級言語で作成
するに際し、その入出力端子の指定までしなければなら
ないのであれば、プログラム作成者の負担はあまり軽減
せず、また、機種に応じて入出力端子が異なるため、マ
イクロコンピュータの機種毎に制御プログラムを作成し
直さなければならない。しかし、本発明では、入出力を
システムコールで実現するために１チップマイクロコン
ピュータにＯＳを搭載したため、制御プログラムを容易
に高級言語で作成でき、しかも、制御プログラムの機種
依存性を回避することが可能となる。

【００１５】プログラム開発装置のＯＳとマイコンのＯ
Ｓを共通仕様とすることにより、制御プログラムの動作
環境が開発装置上とマイコン上で同じとなり、開発装置
上で検証された制御プログラムは何の変更もなしに制御
装置へ移せる。従って、制御装置に合わせてプログラム
の一部を修正する作業が不要となり、作業期間の短縮、
新たなミスの発生の防止に役立つ。また、プログラム開
発装置内のプログラムにより、実際の対象機器の制御を
直接行えるから、プログラム開発装置の大容量ＲＡＭや
他の記録装置及び外部機器との入出力機能が活用でき、
これらの機能を利用して任意データの記録や分析、及び
車両上等での実験中のプログラム変更等が容易に行え
る。

【００１６】さらに、制御プログラムの入出力処理にＯ
Ｓへのシステムコールを利用することによって、開発装
置及びマイコン機種間のアドレスの相違や入出力部分の
処理手順の相違は、全てＯＳの内部に覆いかくされてし
まうので、制御プログラム上からは見えなくなり、マイ
コン機種、使用部品、開発装置の構成に関係なしに同一
の制御プログラムを使える。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図２はエアコン全体の構成を示すもので、イン
テークドア10の開度に応じて外気吸入口４または内気吸
入口５から吸い込まれた空気は、ブロワモータ１により
エバポレータ２へ送られ冷却される。次に上部エアミク
スドア11及び下部エアミクスドア12の開度に応じて、ヒ
ータコア３をバイパスする冷たい空気とヒータコア３を
通過することにより再加熱された空気が下流側で混合さ
れ、吹出口を切り換えるためのフロアドア13及びベント
ドア14の開度に従ってデフ吹出口６（フロントガラス
へ）、ベント吹出口７（乗員上半身へ）、及びフロア吹
出口８（乗員足元へ）から温調風として車室内に吹出さ
れ、車室内の温度制御が行われる。

【００１８】制御装置20は、デフ吹出口６の吹出空気温
度を検出するデフダクトセンサ21、ベント吹出口７の吹
出空気温度を検出するベントダクトセンサ22、フロア吹
出口８の吹出空気温度を検出するフロアダクトセンサ2
3、車室外の空気温度を検出する外気温センサ24、車室
内の空気温度を検出する車室温センサ25、及び日射の強
さを検出する日射センサ27からの検出信号を入力とし、
各ドア10〜14の開度を調節する電動アクチュエータ15〜
19とブロワモータ１を制御するものであり、乗員が各種
エアコン操作を行うためのスイッチやエアコンの運転状
態を乗員に知らせるための表示装置を備えたコントロー
ルパネル26を有している。

【００１９】図３はこの制御装置20のより詳細な構成を
示すもので、図２と同一符号を付けたものは図２と同一
物を示している。この他に、図２では省略したが、コン
プレッサをオンオフさせるためのコンプレッサリレー4
0、エンジン冷却水の流れを開閉制御するための負圧弁4
1が、制御装置20の負荷として備えられている。

【００２０】制御装置20内の１チップマイコン30は、図
示を省略した処理装置、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポー
ト、Ａ／Ｄ変換器等を内蔵している。ドライバ31は電動
アクチュエータの回転制御（正転、逆転、停止）を、フ
ァンコントロール回路32は送風用ブロワモータ１の印加
電圧の制御を、ソレノイドドライバ33は外部ソレノイド
であるコンプレッサリレー40、負圧弁41のオンオフ制御
をそれぞれ行う。

【００２１】プログラムや制御定数格納用のＲＯＭ38及
びデータを記憶するためのＲＡＭ39は、制御装置20の内
部で相互に結線され、１チップマイコン30の指令にもと
づき動作するが、もしマイコン30内のＲＯＭ、ＲＡＭが
十分なメモリ容量を有しておればこれらは不要である。

【００２２】制御装置20に組込まれたコントロールパネ
ル26上の操作スイッチ35からの信号は、インタフェース
回路34を介してマイコン30へ入力され、また現在のエア
コンの運転状態や設定された目標温度等は、インジケー
タドライバ36を介してインジケータ37へ出力され、乗員
に表示される。

【００２３】図４はマイコン30で実行される制御プログ
ラムの例を示すフローチャートで、まずステップ500で
マイコン内部のレジスタやＲＡＭの初期設定を行い、エ
アコンシステムに対する入出力環境を整える。次にステ
ップ501の繰り返し処理により、実際のエアコンシステ
ムの制御ステップ502〜511を電源が切られるまで繰り返
し実行する。即ち、ステップ502では、各種センサ21〜2
5、27等から入力された温度信号等を１チップマイコン3
0内に読み込み、ステップ503では前ステップで読み込ん
だ温度信号等のデータに対してセンサの非直線性の補正
や単位の変換等を行って、内部データに変換する。次に
ステップ504により、目標室温である制御目標温度Ｔso
の演算を行う。この演算は、乗員の調節操作なしに快適
な温度空間が維持できるように、外気温度や運転モード
に応じて乗員の選定した設定温度の補正を行う。次のス
テップ505では、上記制御目標温度Ｔsoと車室温センサ2
5により検出された実際の車室温度Ｔrとの偏差をはじ
め、外気温度Ｔaや日射量Ｚmの値に応じて、快適な温度
空間を維持するために必要な吹出目標温度Ｔdoの演算を
行う。次にステップ506により、エアミクス（Ａ／Ｍ）
ドア11，12の開度演算を行う。ここでは、前ステップで
演算された目標吹出温度Ｔdoと各吹出モードに応じて対
応するダクトセンサ21，22，23により検出された実際の
吹出温度Ｔdとの偏差を０に近づけるために必要なエア
ミクスドア11，12の開度が演算される。

【００２４】以上で温度制御関係の演算は終了し、次に
ステップ507により吹出風量を決定するためのブロワモ
ータ制御目標電圧が演算される。ここでは一般に制御目
標温度Ｔsoと実際の車室温度Ｔrとの偏差がほぼ０の場
合低風量に、またこの偏差が大きくなるに従って高風量
になるよう演算される。次のステップ508では、外気温
度Ｔa、日射量Ｚm、吹出温度Ｔd等に応じて最適な各吹
出口６〜８の風量分配や熱負荷に応じた内気循環空気の
決定を行う。次のステップ509によりコンプレッサのオ
ンオフの判断を実施する。一般には熱負荷の少なくなる
低外気温条件で強制的にコンプレッサをオフとするよう
判断される（リレー40動作）。またステップ510では、
熱源であるエンジン冷却水の流れを開閉するためのウオ
ータコックの開閉（負圧弁の開閉）の判断を行う。最後
にステップ511により、以上演算された各アクチュエー
タ類への制御出力信号がまとめて出力され、それぞれエ
アミクスドアの開度、ブロワモータ印加電圧、吸込口、
吹出口のドア状態、コンプレッサ、ウオータコックのオ
ンオフ、及びコントロールパネル上のインジケータ類の
制御が行われる。以上のステップ502〜511が繰り返し実
行されることにより、乗員が設定した条件に応じて車室
内が快適な状態に維持される。

【００２５】ここで図４のステップ505および509を例に
とり、本発明の特徴とするプログラムの例を説明する。
まずステップ505の目標吹出温度Ｔdoの演算式の一例を
以下に示す。

【００２６】

【数１】Ｔdo＝ｆ（Ｔa）−Ｋz・Ｚm＋Ｋr（Ｔso−Ｔr）＝40−Ｋa・Ｔa−Ｋz・Ｚm＋Ｋr（Ｔso−Ｔr） …(1) ここで、ｆ（Ｔa）＝40−Ｋa・Ｔa：基準吹出温度Ｔa：外気温度Ｚm：日射量Ｔso：制御目標室温Ｔr：車室温度Ｋa，Ｋz，Ｋr：制御定数であり、基準吹出温度ｆ（Ｔa）は日射がなく、車室温
度Ｔrが制御目標室温Ｔsoに到達している時、乗員が最
も快適と感ずる吹出温度で、図５に示すように外気温Ｔ
aの上昇にともないほぼ直線的に低下する特性を持つ。

【００２７】この式(1)の演算を、従来のアセンブリ言
語によりプログラミングする場合、各プログラム変数に
相当する記憶領域をまずＲＡＭ上に定義する。自動車用
エアコンの制御には、温度の変化範囲とその分解能の要
求により、１つの変数について２バイト程度の記憶領域
が必要であり、このため図６(b)に示すように外気温度
Ｔa、日射量Ｚm、車室温度Ｔr、制御目標室温Ｔso、目
標吹出温度Ｔdoそれぞれに対し２バイトの記憶領域を定
義する。ここで算出しようとする温度Ｔdo以外の変数の
値は、ステップ503および504ですでに計算され、定義領
域に値が記憶されているので、これらの値を用いて式
(1)の演算を図６(a)に示すフローチャートで実行する。
即ちステップ600にて基準吹出温度40−Ｋa・Ｔaを演算
し、結果をＴdoの定義領域へ一時的に格納する。ここで
図中のＡ→ＢはＡを求めてＢへ代入することを意味す
る。次にステップ601にて、ステップ600で求めたＴdoの
値から日射量Ｚmに対する吹出目標温度の補正量Ｋz・Ｚ
mを差し引き、その結果を再度Ｔdoの領域へ格納する。
次にステップ602にて、さらに室温偏差に基づく目標吹
出温度の補正値であるＫr（Ｔso−Ｔr）をステップ601
で求めたＴdoに加え、その結果を再びＴdoの領域に格納
する。以上の手順を実行することによりＴdoの定義領域
に、前述の式(1)で計算される目標吹出温度データＴdo
が得られる。ところがこれらの各ステップでは、２バイ
ト長データ同志の乗算が必要で、従来の８ビットマイコ
ンの場合は各ステップで倍長乗算用のサブルーチンを用
いる必要がある。この２倍長乗算の方法は周知のもので
あるのでその詳細は省略するが、１バイト長データの乗
算回数４回と、それらの結果を適当に桁合わせして行う
加算とが必要であり、また乗算結果が４バイト長となる
から、それに見合ったメモリ領域を用意する。

【００２８】以上の式(1)の処理をアセンブリ言語で記
述したプログラムリストの例を図７(a)(b)に示す。(a)
は式(1)を計算する図６(a)のプログラム、(b)はその中
で用いる２バイト長乗算のサブルーチンである。本リス
トは(株)日立製作所製の８ビット１チップマイコンＨＤ
6801を使った場合の例であるが、これは合計約50行から
成っている。またプログラムの内容はリストを見ただけ
では分かりにくく、その演算仕様の一部を間違いなしに
変更するには、多くの時間を必要とする。さらにこの例
で示したマイコンＨＤ6801は２バイトデータ同士の加減
算機能を備えているので、比較的単純にプログラムが組
めるが、自動車用エアコン制御用に使用されることが多
い同社製のＨＤ6805の場合は２バイトデータ同士の加減
算機能がないため、プログラムはさらに長く、複雑にな
る。

【００２９】本発明では、このようなアセンブリ言語の
持つ問題点を解決するために、式(1)の演算を高級言語
で記述する。図１はマイコン制御用言語として多く使用
されているＣ言語で式(1)を記述した例を示すものであ
る。同図から明らかなように、プログラムは極めて簡単
になり、かつプログラムの記述そのものが式(1)とほぼ
同一であり、プログラムの作成や演算仕様の変更がアセ
ンブリ言語と比較して極端に簡単になる。

【００３０】次に、図４におけるステップ509のコンプ
レッサオンオフの判定プログラムの比較について説明す
る。図８はコンプレッサのオンオフ判定特性の一例であ
る。前述のごとくコンプレッサは低外気温では作動させ
る必要がなく、また低熱負荷でのコンプレッサ運転によ
るコンプレッサの損傷を防止する目的からも、一般的に
外気温度Ｔaが０℃付近以下では、コンプレッサを強制
的にオフさせる。そして外気温センサからの信号の微小
な変動の影響による切替点でのチャタリングを防止する
ために、外気温度が＃Ｈys(図８では１℃）以上でコン
プレッサオン、外気温度が−＃Ｈys以下ではコンプレッ
サオフとなるように、ヒステリシスを設けたオンオフ判
定を行う。

【００３１】図９及び図１０は図４のステップ509の処
理のためのフローチャートで、まず、ヒステリシス特性
を持った大小判定のサブルーチン（これは汎用性がある
のでサブルーチンとした）を図１０にて説明する。図１
０(b)はメモリ上のＦlagエリアを示しており、このＬＳ
Ｂの１ビットを、コンプレッサのオン／オフ状態を記憶
するためのＢco‐mpとして用いる。また、図１０(a)内
の［ＩＸ］は、インデックスレジスタＩＸに格納されて
いるデータの値を意味し、これはヒステリシス付きの大
小判定が行われるデータ、つまり外気温度Ｔaである。
図１０(a)のステップ900では、まず現在コンプレッサが
オン状態にあるか否かを判定する。もしＢcomp＝
“１”、即ち現在コンプレッサがオン状態であれば、ス
テップ901で［ＩＸ］をＴa＋＃Ｈysに置き換え、もしＢ
comp＝“０”、即ちオフ状態であれば、ステップ902で
［ＩＸ］をＴa−＃Ｈysに置き換える。つづくステップ9
03では［ＩＸ］の正負を判定する。これが正のときは、
もし今までＢcomp＝“０”ならばＴa−＃Ｈys＞０を、
今までＢcomp＝“１”ならばＴa＋＃Ｈys＞０を意味す
るが、これは図８から明らかなように、いずれのときも
コンプレッサをオンとする状態であるから、ステップ90
4でＢcomp＝“１”とする。逆にステップ903の判定が負
のときは、もし今までＢcomp＝“０”ならＴa−＃Ｈys
＜０を、もし今までＢcomp＝“１”ならＴa＋＃Ｈys＜
０を意味し、これはいずれもコンプレッサをオフとすべ
き状態であるから、ステップ905でＢcom‐p＝“０”と
する。

【００３２】図９は図４ステップ509を実行する主プロ
グラムである。図１０(a)のステップ901または 902に
て［ＩＸ］は必ず書き換えられるから、外気温度データ
Ｔaの値は図１０(a)の処理を開始するごとにレジスタＩ
Ｘにセットする必要がある。このため、図９(b)のよう
に、メモリ上にＷorkというワーキングエリアをＴa格納
用のエリアとは別に用意する。そして図９(a)のステッ
プ800にて、外気温度Ｔaの値をＷorkエリアにコピー
し、さらにステップ801にてインデックスレジスタにＷo
rkエリアのアドレス、即ち＃Ｗorkを代入したうえで、
ステップ802でサブルーチンを呼ぶ。

【００３３】以上の図９及び図１０の処理をアセンブリ
言語で記述したリストをそれぞれ図１1(a)及び(b)に示
す。前述の図７(a)(b)と比較するとプログラムステップ
数は大変少ないが、やはりこのリストのみから何の処理
を行っているプログラムかを読み取ることは非常に難し
い。

【００３４】図１２は、上記の判定処理509をＣ言語で
記述した場合のプログラム例であり、プログラム行数で
見るかぎりは従来の図１1(a)(b)と比べて減らないが、
その内容はＣ言語を扱っている技術者であれば、容易に
理解可能で、特性の変更も容易に行える。

【００３５】以上の図１、図１２の実施例で説明したご
とく、高級言語であるＣ言語を使って制御プログラムを
記述することにより、プログラム記述行数が減少し（特
に数値演算の処理が減る）、内容の理解が容易となり、
プログラムの仕様変更や作動内容の検証が容易にかつ確
実に行えるようになるという効果がある。またＣ言語の
ような代表的高級言語は、殆どの汎用マイコンに対して
良質なコンパイラがすでに供給されており、各マイコン
の構造が異なっていてもそれぞれ専用のコンパイラを搭
載しておけば、制御プログラムは同一のものが使用でき
る。

【００３６】一方、翻訳されたオブジェクトプログラム
（機械語）を格納するエリアが必要となり、またオブジ
ェクトプログラムはコンパイラによる自動翻訳のために
多少効率が悪い命令列となることが避けられず、処理速
度がアセンブリ言語により作成されたプログラムよりも
通常は低下する。しかしこれらのメモリ容量の増大や処
理速度の低下は、前述のように、ハードウェアの進歩に
より十分吸収可能である。

【００３７】次に、本発明の他の実施例として、演算式
(1)の計算および図８に示したプロセスのオンオフ判断
処理を、高級言語ＢＡＳＩＣで記述した例をそれぞれ図
１３及び図１４に示す。Ｃ言語を用いた図１及び図１２
と比較すると、プログラムの行数、理解しやすさのいず
れもほぼ同等であり、Ｃ言語を用いた場合と同様の効果
がある。また、ＢＡＳＩＣ言語はパーソナルコンピュー
タ用の言語として広く浸透しており、Ｃ言語と比較して
プログラムの作成や変更を行える人間の範囲がさらに広
くなる。同時にＢＡＳＩＣ言語はインタプリタ言語と呼
ばれ、プログラム実行環境状態であっても、一時的に停
止させてプログラムの変更、追加を容易に行えるため、
プログラム仕様開発途上での仕様修正にも即座に対応で
きるという効果がある。

【００３８】一方ＢＡＳＩＣ言語は一般に処理速度が遅
いが、マイコンの処理能力の向上により処理速度の問題
は解消しつつある。その内部にＢＡＳＩＣプログラムを
直接実行するためのＢＡＳＩＣインタプリタを内蔵した
ものも発表されており、必要となるＲＯＭ容量や処理速
度はさらに改善される。その他、ＢＡＳＩＣの中には、
中間コード（Ｉコード）インタプリタ方式のものや、Ｃ
言語と同様にコンパイラ方式のものもあり、これらを使
用することによって、製品としてのプログラムのコンパ
クト化やプログラム処理の高速化が可能となる。

【００３９】その他の高級言語も同じように応用可能で
あり、また自動車制御やエアコン制御に限定したより高
速でコンパクトな専用の高級言語を設計し、用いること
もできる。

【００４０】次に本発明の他の実施例として、プログラ
ム開発装置と自動車用エアコンを結びつけ、プログラム
開発装置上のアセンブリ言語あるいは高級言語で記述さ
れたプログラムによりエアコンの制御を行うようにした
実施例を図１５に示す。ここでプログラム開発装置とい
うのは、プログラムの作成、修正等に用いるエディタ、
作成した高級言語プログラムを翻訳するコンパイラ、ア
センブリ言語プログラムを翻訳するアセンブラ、チェッ
クや評価用のデバッガ及びエミュレータ等の機能を持
ち、１チップマイコン用のＯＳや制御プログラムの作
成、修正等を行うものである。

【００４１】図１５の上側のブロックは図２のエアコン
の制御装置20の内部構成例を示しており、図３と異なる
のは、図３から１チップマイコン30を除去し、その代わ
りに各入出力端子へのインターフェース回路やドライバ
回路からの信号線がバスライン43を介して引き出されて
いること、各センサ23〜25、27入力部にインターフェー
ス42が設けられたことである。

【００４２】一方、図１５下側のブロックはプログラム
開発装置59の内部構成例を示しており、マイコン45、Ｒ
ＯＭ46、ＲＡＭ47、タイマカウンタ48、記憶装置50，51
（フロッピーディスク、ルードディスク、光ディスク、
バブルメモリ等）、キーボード53、ディスプレイ装置5
5、外部に接続された汎用の計測装置57、処理装置58
（プリンタ、プロッタ、データロガー、ＥＰＲＯＭライ
タ等）、インターフェース回路49，52，54、プログラム
開発装置と外部の汎用装置を接続するための汎用インタ
ーフェース回路56（ＲＳ−232Ｃ等）、バス60から成っ
ている。バス60と制御装置20のバス43は、コネクタ44で
接続されている。

【００４３】以上の構成に示されているように、プログ
ラム開発装置59は、リアルタイムマルチタスクＯＳを搭
載し、大容量のＲＡＭ47や大容量高速の記憶装置50，51
を備え、リアルタイムＯＳ上でプログラム開発に必要な
エディタ、各種アセンブラ、Ｃ言語やＢＡＳＩＣ言語を
はじめとした高級言語のコンパイラ、インタプリタ等の
動作が可能であり、引き出されたデータバス60，43を介
して制御装置20をマイコン45より直接操作でき、その上
プログラム開発装置59は、ＡＣ100Ｖまたは自動車用Ｄ
Ｃ電源でも動作可能とする。

【００４４】従って、このプログラム開発装置を使用し
てアセンブリ言語あるいは高級言語によりエアコン用制
御プログラムを作成し、そのプログラムをマイコン45上
で走らせ、制御装置20を介して車両のエアコンを直接制
御できる。特に実車における快適性評価の走行テストに
おいては、本システム全体を車載し、プログラム開発装
置59により空気制御を実行するとともに、マルチタスク
機能を利用して各センサから入力された読み取りデー
タ、制御プログラム内部の演算データ、各アクチュエー
タの動作状況、また汎用の外部装置を介して読み取られ
た車両各部の温度、圧力データ等をリアルタイムでディ
スク等の記憶装置50，51に順次記録し、後の分析に備え
るとともに、ディスプレイ装置55や計測装置57に各デー
タの変化経過をリアルタイムで表示させ、必要に応じて
車両走行中でもエアコン制御プログラムの修正や再コン
パイルを可能とする。なお、プログラム開発装置59を使
用する場合には、その機種により制御装置20に一体に設
置されているコントロールパネル26は不要である。

【００４５】また最終製品となる図３の制御装置には、
本実施例のプログラム開発装置で使用したＯＳから、製
品に不要な機能のみ削除した共通ＯＳを搭載すればよ
く、他の変更なしで動作検証ずみの制御プログラムが得
られる。

【００４６】プログラム開発装置のＯＳとして使用可能
なものは、現在汎用品のうちの代表的なものとしてのＯ
Ｓ９、Ｉ−ＴＲＯＮ、μＩ−ＴＲＯＮ、各マイコンメー
カが供給する各リアルタイムＯＳ等があるが、本システ
ム専用のコンパクトな高性能ＯＳを開発し、使用するこ
とも可能である。

【００４７】本実施例によれば、制御プログラム開発、
仕様変更期間の大幅短縮と、同プログラムの品質を大幅
に向上できるという効果がある。

【００４８】次に信号やデータの入出力を行うにあた
り、プログラムから直接入出力インターフェースアドレ
スへの制御を行わず、ＯＳ上のシステムコール動作によ
り入出力を実現した実施例を図１６に示す。これはＯＳ
上で動作するＣ言語から演算結果を出力するプログラム
例であり、図１２のプログラムにより演算されたコンプ
レッサオンオフを示すＢcompを含んだ１バイトの制御
出力を、Ｏportと定義された実際の出力ポートに出力す
る。

【００４９】本実施例によれば、制御回路の構成、ある
いは使用部品の相違により入出力ポートのアドレスや入
力出力手順が変わっても、これらの相違はすべてＯＳの
中で吸収することができるため、図１６に示した入出力
処理プログラムも含めて、制御プログラムは一切その影
響を受けることがない。従って他機種用に制御プログラ
ムを流用する場合や、図１５に示したプログラム開発装
置上で作成した制御プログラムを、入出力アドレス等が
異なる図３の装置に適用する場合にも、制御プログラム
は全く変更せず、そのまま流用でき、制御プログラムの
開発期間の大幅短縮と、同プログラムの品質を大幅に向
上できるという効果がある。

【００５０】以上、各種の実施例を自動車用エアコンの
制御について示したが、エンジン制御等、１チップマイ
コンの利用は数多くあり、それらにも本発明が利用可能
なことはいうまでもない。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、自動車用制御装置の１
チップマイコンにリアルタイムマルチタスクＯＳを搭載
したため、制御プログラムを高級言語で作成することが
容易となり、機種依存性も回避できるため同一プログラ
ムを他機種でも利用できるという効果を奏する。

【００５２】また、プログラム開発装置と制御装置のＯ
Ｓを共通仕様とすることで、製品の開発期間中において
実験途上または屋外車上の任意の場所での制御プログラ
ムの修正，変更が行え、作成された制御プログラムは大
きな変更なしにそのまま制御装置で使用できる効果があ
り、また製品の開発期間中にマイコン内部の任意データ
を簡単に記録、表示でき、それらのデータの分析（グラ
フ化等の処理）も自動的に行える。さらに制御プログラ
ムの入出力処理にＯＳへのシステムコールを用いること
で、入出力に関するアドレスの違い等をＯＳで吸収でき
るので、制御プログラムの互換性を一層高めることがで
き、上記の諸効果と合わせて制御プログラムの開発、仕
様変更期間の大幅短縮と同プログラムの信頼性の向上に
大きく寄与できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の特徴とする制御プログラムの一例を示
す図

【図２】自動車用エアコンとその制御装置の全体構成を
示す図

【図３】制御装置の内部構成例を示したブロック図

【図４】自動車用エアコンの制御手順の概要を示すフロ
ーチャート

【図５】基準吹出温度の特性例を示す図

【図６】目標吹出温度の演算手順を示す図

【図７】図６に示す手順をアセンブリ言語でプログラム
化した例を示す図

【図８】コンプレッサのオンオフ特性の例を示す図

【図９】コンプレッサオンオフの判定手順を示すフロー
チャート

【図１０】コンプレッサオンオフの判定手順を示すフロ
ーチャート

【図１１】図10，11に示す判定手順をアセンブリ言語で
プログラム化した例を示す図

【図１２】図10，11に示す判定手順をＣ言語でプログラ
ム化した例を示す図

【図１３】図１に対応するプログラムをＢＡＳＩＣ言語
で示した例を示す図

【図１４】図１２に対応するプログラムをＢＡＳＩＣ言
語で示した例を示す図

【図１５】本発明の特徴とするプログラム開発装置の一
実施例を示す図

【図１６】ＯＳのシステムコールにより入出力を行うプ
ログラムの例を示す図である。

【符号の説明】

20…制御装置、30…１チップマイコン、43，60…バス、
44…コネクタ、45…マイコン、46…ＲＯＭ、47…ＲＡ
Ｍ、59…プログラム開発装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−181034（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−211204（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−229407（ＪＰ，Ａ) 「プロセッサ」1988［10］技術評論社Ｐ．154−158 「インターフェース」12［６］（1986）ＣＱ出版社Ｐ．196−205 「ＭＳ−ＤＯＳプログラマーズハンドブック」1985年12月（株）アスキーＰ．36−37

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車輌の環境状態を検出する各種センサが
入力端子に接続され、車輌に搭載された車輌制御用の各
種アクチュエータが出力端子に接続され、内蔵メモリに
車輌機器制御用の制御プログラムが格納され、処理装置
が該制御プログラムを実行し前記各種センサから取り込
んだ車輌の環境状態検出値に基づき前記車輌制御用の各
種アクチュエータに制御信号を出力するまでの一連の処
理を車載の電源が切られるまで繰り返し行うことで前記
各種センサの検出値の変化に応じて前記各種アクチュエ
ータの制御を行う１チップマイクロコンピュータを備え
る自動車用制御装置において、前記１チップマイクロコンピュータにリアルタイムマル
チタスクＯＳを搭載し、前記制御プログラムは、前記入
力端子から前記環境状態検出値を取り込む入力処理と、
前記出力端子への前記制御信号の出力処理を、前記リア
ルタイムマルチタスクＯＳへのシステムコールで行う構
成としたことを特徴とする自動車用制御装置。
【請求項２】請求項１において、前記制御プログラム
は、高級言語で作成され機械語に翻訳されたかたちで前
記内蔵メモリに格納されていることを特徴とする自動車
用制御装置。
【請求項３】制御用の１チップマイクロコンピュータ
を搭載する請求項１記載の自動車用制御装置の前記制御
プログラムを開発するプログラム開発装置において、車
輌機器を制御する制御装置のバスとコネクタを介して接
続されるバスと、該バスに接続され制御プログラムを機
械語に翻訳して実行するマイコンと、前記制御用の１チ
ップマイコンのＯＳと共通仕様のＯＳであって車輌走行
中に前記制御装置に接続された各種センサからの検出信
号を取り込んで前記制御プログラムにより演算処理を行
い前記車輌機器を制御している最中に前記制御プログラ
ムを修正し機械語に再翻訳して前記マイコンに実行させ
るリアルタイムマルチタスクＯＳとを備えることを特徴
とするプログラム開発装置。