JP4919900B2 - 電子制御ユニットの診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子制御ユニットの診断装置に関し、詳細には、制御ソフトウェアに関して設定されたソフトウェアデータの機種毎の適合がなされていないことの、作業者又は運転者による認識を容易なものとするための技術に関する。

燃料噴射制御、点火制御及び排気浄化制御等の各種のエンジン制御は、マイクロコンピュータを備える電子制御ユニットにより統合的に行われるのが一般的である。このエンジン制御ユニットについては、マイクロコンピュータにより実行される各種の制御ソフトウェア（プログラム）に関して多くのソフトウェアデータが設定され、エンジン機種毎に最適な制御動作が得られるように各ソフトウェアデータの適合がなされている（特許文献１）。
特開２００６−１３２４４２号公報（段落番号００２１〜００２５）

ここで、電子制御ユニットのエンジン部品としての供給形態として、部品供給業者（サプライヤ）からの出荷時において、ソフトウェアデータとしてダミーデータを記憶させる場合がある。ダミーデータとは、エンジン機種毎の適合がなされていない仮のソフトウェアデータをいう。ダミーデータを使用した制御ソフトウェアの実行により、出荷時における部品検査等が可能となる。

しかしながら、ソフトウェアデータとしてダミーデータを記憶させた電子制御ユニットを出荷することについては、次のような問題がある。ソフトウェアデータは、電子制御ユニットの最適な制御動作が得られるようにエンジン機種毎の適合を行う必要があり、制御対象によっては、１つの制御ソフトウェアについて数種のソフトウェアデータが用意される場合もある。そして、ソフトウェアデータのエンジン機種毎の適合は、工場における車両生産ラインでの組立完了後又は販売会社等における部品交換時にソフトウェアデータを適合後のものに書き換えることによりなされる。ここで、工場等において、ソフトウェアデータの書換えに当たるべき作業者が書換えを怠り、ダミーデータが記憶されたままの電子制御ユニットにより納車がなされたとすれば、運転者及び納車後の保守点検に当たる整備士等の作業者は、実際に記憶されているソフトウェアデータがダミーデータであることを容易に認識することができないことから、エンジン機種毎の適合がなされていないソフトウェアデータによる運転により、不適切なエンジン制御が行われることになる。

そこで、本発明は、ソフトウェアデータの書換え（機種毎の適合）がなされていないことの認識を容易なものとして、書換えがなされていないソフトウェアデータによる制御ソフトウェアの不適切な実行を回避することを目的とする。

本発明は、電子制御ユニットの診断装置を提供するものである。
本発明に係る電子制御ユニットの診断装置は、マイクロコンピュータを備える電子制御ユニットに対して診断用データの出力を促すための指令信号を発生させるとともに、電子制御ユニットにより出力された診断用データに基づいて、ソフトウェアデータの書換えの有無に応じた制御信号を発生させ、ソフトウェアデータの書換えの有無の作業者又は運転者による認識を促すものである。ここで、電子制御ユニットは、前記マイクロコンピュータにより実行される制御ソフトウェアに関して設定されたソフトウェアデータを記憶する記憶装置を備え、ソフトウェアデータは、診断用データとしてソフトウェアデータの、異なる制御対象機種間で共通に設定されるダミーデータから機種毎に適合された機種毎適合データへの書換えがなされたか否かを示すフラブを含み、診断用データは、ソフトウェアデータの書換えに際して変更されるものである。

本発明によれば、ソフトウェアデータの書換えに関する診断用データを設定し、電子制御ユニットにより実際に出力された診断用データに基づいて、ソフトウェアデータの書換えの有無に応じた制御信号を発生させることで、書換えの有無に応じた外部機器等の動作を促すことが可能となり、ソフトウェアデータの書換えがなされていないことの認識を容易にすることができる。これにより、車両用のエンジンに関して設けられる電子制御ユニットについては、車両生産ラインの作業者、又は車両の保守点検等に当たる作業者若しくは運転者による確認を容易なものとし、エンジン機種毎の適合がなされていないソフトウェアデータによる制御ソフトウェアの実行、延いては不適切なエンジン制御を回避することができる。

以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るソフトウェアデータの書換えの流れを、電子制御ユニットの流通に即して示している。
本実施形態では、車両用のディーゼルエンジンにおける排気浄化システムを制御対象とし、電子制御ユニットとして排気浄化制御用の電子制御ユニット（以下「排気浄化制御ユニット」という。）を採用している。また、制御ソフトウェアを実行する「マイクロコンピュータ」としての機能と、ソフトウェアデータの書換えの有無を診断する「診断装置」としての機能とを、この排気浄化制御ユニットに持たせている。

排気浄化制御ユニットは、エンジン部品として部品供給業者（サプライヤ）Ａから車両の組立工場Ｂ又は販売会社Ｃに供給される。排気浄化制御用のプログラムである制御ソフトウェアは、部品供給業者Ａにおいて、排気浄化制御ユニットに導入される。部品供給業者Ａからの出荷時において、ソフトウェアデータには、エンジン機種（又は車両）毎の適合がなされていないダミーデータが記憶されている。ダミーデータは、工場Ｂにおける車両生産ラインでの組立完了後又は販売会社Ｃにおける部品交換時に、エンジン機種毎の適合がなされたソフトウェアデータ（以下「機種毎適合データ」という。）に書き換えられる。工場Ｂ等における書換後、ソフトウェアデータの適合がなされた排気浄化制御ユニットを搭載した車両が運転者（ユーザ）に提供される。

図２は、本実施形態に係るエンジンの排気浄化装置の構成を示している。
エンジンの排気通路１０１には、上流側から酸化触媒１０２、ＮＯｘ浄化触媒１０３及びアンモニア浄化触媒１０４が設置されており、図示しないエンジンから排出された燃焼後の排気は、これらの触媒１０２〜１０４をこの順に通過してＮＯｘ等の有害成分が浄化された後、大気中に放出される。ＮＯｘ浄化触媒１０３の上流側には、排気中に尿素水を噴射するための尿素水噴射ノズル１５１が設置されている。噴射される尿素水は、尿素水タンク１５２に液体の状態で貯蔵されており、尿素水供給ポンプ１５３により尿素水供給管１５４に吸い上げられる。吸い上げられた尿素水は、尿素水供給管１５４を介して尿素水添加ユニット１５５に供給され、この尿素水添加ユニット１５５内で圧縮空気と混合された後、尿素水噴射ノズル１５１により排気中に噴射される。尿素水供給ポンプ１５３により吸い上げられた尿素水のうち、規定の圧力を超える余剰分は、尿素水戻し管１５６を介して尿素水タンク１５２に戻される。圧縮空気は、図示しないエアタンクから、空気供給管１５６を介して尿素水添加ユニット１５５に供給される。排気中に噴射された尿素水に含まれる尿素が排気熱により加水分解を生じ、還元剤であるアンモニアを発生させる。排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）がこのアンモニアによりＮＯｘ浄化触媒１０３上で還元反応を生じ、浄化される。

尿素水噴射ノズル１５１による噴射量は、排気浄化制御ユニット２０１からの制御信号に基づいて調整される。排気浄化制御ユニット２０１には、空気供給管１５７内の圧縮空気の圧力Ｐａｉｒを検出するための空気圧力センサ２５１からの信号、ＮＯｘ浄化触媒１０３の上流側における排気の温度Ｔｅｘｈを検出するための排気温度センサ２５２からの信号、尿素水タンク１５２に貯蔵されている尿素水の濃度Ｄｕを検出するための尿素水濃度センサ２５３からの信号、及び尿素水タンク１５２内の尿素水の残量Ｒｕを検出するための尿素水残量センサ２５４からの信号等が入力される。排気浄化制御ユニット２０１は、入力した各種の信号に基づいて、制御ソフトウェアにより排気浄化制御に関する所定の演算を実行し、尿素水供給ポンプ１５３、及び尿素水添加ユニット１５５に設けられた噴射遮断用の遮断弁を制御する。

また、排気浄化制御ユニット２０１は、エンジン制御用の電子制御ユニット（以下「エンジン制御ユニット」という。）３０１、及び車室内のコントロールパネルに設けられたランプユニット４０１と接続されており、このランプユニット４０１に対し、演算結果に応じた制御信号を出力する。ランプユニット４０１には、尿素水の濃度Ｄｕが過度に低いことを警告するための尿素水識別警告ランプ、尿素水の残量が不足していることを警告するための尿素水残量警告ランプ、及びソフトウェアデータの書換えがなされていないことを警告するためのデータ書換警告ランプが含まれ、ランプユニット４０１に対して出力される制御信号には、ソフトウェアデータの書換えの有無に応じた制御信号が含まれる。

なお、本実施形態では、尿素水供給ポンプ１５３及びその周辺の関連機器がポンプモジュール（二点鎖線により示す。）として一体に構成されている。
図３は、本実施形態に係る排気浄化制御ユニット２０１の構成を示している。
排気浄化制御ユニット２０１は、制御ソフトウェアを実行して、排気浄化制御に関する演算を行うマイクロコンピュータからなる中央演算装置（以下「ＣＰＵ」という。）２１１、空気圧力センサ２５１等の各種のセンサからの検出信号及びエンジン制御ユニット３０１からの制御情報を受信する入力回路２１２、ＣＰＵ２１１による演算結果に応じた制御信号をポンプモジュール１５３、ランプユニット４０１及び各種のアクチュエータ、ならびにエンジン制御ユニット３０１に送信する出力回路２１３、ならびに制御ソフトウェアに関して設定されたソフトウェアデータを記憶させるための不揮発性の記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）２１４を含んで構成される。また、本実施形態では、ＥＥＰＲＯＭ２１４以外に他の記憶装置（図示せず。）を設け、この記憶装置に制御ソフトウェアを記憶させることとしている。各種のセンサ及びエンジン制御ユニット３０１から入力回路２１２への受信、ならびに出力回路２１３からポンプモジュール１５３及びランプユニット４０１等、ならびにエンジン制御ユニット３０１への送信は、コネクタ２１５を介してなされる。

本実施形態において、「ソフトウェアデータ」には、排気浄化制御に必要な各種の制御パラメータのほか、学習用の各種の補正値、及び制御ソフトウェアの種類を識別するための情報が含まれる。これらのデータのうち、工場等における書換えの対象となるのは、制御パラメータである。本実施形態では、空気圧力センサ２５１により検出された圧縮空気の圧力Ｐａｉｒ及び排気温度センサ２５２により検出された排気の温度Ｔｅｘｈに基づいて、尿素の析出による尿素水噴射ノズル１５１の詰まりを判定することとしている。排気の温度Ｔｅｘｈが所定の排気温度判定値ＳＬｔよりも高く、かつ圧縮空気の圧力Ｐａｉｒが所定の圧縮空気圧力判定値ＳＬｐよりも高い場合に、尿素水噴射ノズル１５１に詰まりが生じたものと判定する。ここにおいて、本実施形態に係る制御パラメータには、これらの判定値ＳＬｐ，ＳＬｔが含まれる。

図４は、ＥＥＰＲＯＭ２１４の記憶領域を概念的に示している。
圧縮空気圧力判定値ＳＬｐ等のソフトウェアデータは、ＥＥＰＲＯＭ２１４に設けられた所定のアドレス（「第１の記憶領域」に相当する。）ＡＤＲ２，ＡＤＲ３，・・・に書き込まれ、記憶される。他方、ソフトウェアデータの書換えの有無を示すための診断用データは、書換診断フラグＦｒｗｔとして、ソフトウェアデータのためのアドレスとは別個に設けられた専用のアドレス（「第２の記憶領域」に相当する。）ＡＤＲ１に書き込まれ、記憶される。本実施形態において、書換診断フラグＦｒｗｔは、ソフトウェアデータとしてダミーデータが記憶されている場合は、１に、機種毎適合データが記憶されている場合は、０に設定される。書換診断フラグＦｒｗｔの１から０への変更は、工場等におけるソフトウェアデータの書換えに際し、必要な書換えが完了したことを条件としてなされる。

図５は、排気浄化制御ユニット２０１の、ソフトウェアデータの書換診断に関するランプ制御部の構成を機能ブロックにより示している。
本実施形態に係るランプ制御は、ランプユニット４０１のデータ書換警告ランプを点灯させる通常モードでの制御と、これを所定の周期（たとえば、１秒）で点滅させる点滅モードでの制御とに大別される。モード切換スイッチＢ１０３により、書換診断フラグＦｒｗｔに基づいてランプユニット４０１（データ書換警告ランプ）の作動モードを、通常モード（「第２のモード」に相当する。）と点滅モード（「第１のモード」に相当する。）との間で切り換える。

図６は、本実施形態に係るランプ制御の内容を示すフローチャートである。
Ｓ１０１では、キースイッチからの信号に基づいて、排気浄化制御ユニット２０１に関する電源スイッチがオンされたか否かを判定する。オンされた場合にのみ、Ｓ１０２へ進む。
Ｓ１０２では、書換診断フラグＦｒｗｔを読み込む。

Ｓ１０３では、読み込んだＦｒｗｔの値が０であるか否かを判定する。０である場合は、Ｓ１０４へ進み、１である場合は、Ｓ１０５へ進む。
Ｓ１０４では、ソフトウェアデータの書換えがなされているとして、通常モードでの制御を選択し、ランプユニット４０１のデータ書換警告ランプを点灯させる。
Ｓ１０５では、ソフトウェアデータの書換えがなされていないとして、点滅モードでの制御を選択し、データ書換警告ランプを所定の周期で点滅させる。

本実施形態では、図６に示すフローチャートのＳ１０２の処理により「出力指令手段」としての機能が、Ｓ１０３〜１０５の処理により「制御手段」としての機能が実現される。また、ランプユニット４０１が「情報表示手段」に相当する。
本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
本実施形態では、ソフトウェアデータの書換えに際し、これに付随して変更される書換診断フラグＦｒｗｔを設定し、ソフトウェアデータとしてダミーデータが記憶されている場合と、機種毎適合データが記憶されている場合とでこの書換診断フラグＦｒｗｔを異なる値に切り換え、書換診断フラグＦｒｗｔに基づいてソフトウェアデータの書換えがなされたか否かを判定し、ランプユニット４０１を異なるモードで作動させることとした。これにより、ソフトウェアデータの書換えがなされていないことの作業者等の認識を容易なものとし、不適切な排気浄化制御による運転を回避することができる。

具体的には、工場Ｂでの車両の組立て、又は販売会社Ｃでの部品（排気浄化制御ユニット２０１）の交換に当たる作業者に対し、ソフトウェアデータの書換えが未だなされていないことをランプユニット４０１により認識させ、書換えが確実に行われるように促すことができる。また、車両の保守点検等に当たる整備士等の作業者、又は運転者に対し、ソフトウェアの書換えがなされていない場合にランプユニット４０１によりこれを認識させ、販売会社Ｃに退避させること等により、排気浄化制御が適切になされない状態での運転を控えさせることができる。

なお、以上では、制御ソフトウェアを実行する「マイクロコンピュータ」としての機能と、ソフトウェアデータの書換えの有無を診断する「診断装置」としての機能とを排気浄化制御ユニット２０１に一体に組み込んだ場合について説明した。しかしながら、これらの機能を個別の装置に持たせることも可能である。具体的には、診断装置に専用の演算装置を持たせ、排気浄化制御ユニット２０１に対する外部診断装置として構成するのである。

また、書換えの対象となるソフトウェアデータが設定される制御ソフトウェアは、排気浄化制御用のものに限らず、燃料噴射制御及び点火制御用等、各種の制御ソフトウェアであってよい。

本発明の一実施形態に係るソフトウェアデータの書換えの流れ 同上実施形態に係るエンジンの排気浄化装置の構成 同上実施形態に係る排気浄化制御ユニットの構成 同上排気浄化制御ユニットに設けられた記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）の記憶領域の概念 同上排気浄化制御ユニットの、ソフトウェアデータの書換診断に関するランプ制御部の構成 同上書換診断に関するランプ制御の内容を示すフローチャート

符号の説明

Ａ…部品供給業者、Ｂ…工場（車両生産ライン）、Ｃ…販売会社、１０１…排気通路、１０２…酸化触媒、１０３…ＮＯｘ浄化触媒、１０４…アンモニア浄化触媒、１５１…尿素水噴射ノズル、１５２…尿素水タンク、１５３…尿素水供給ポンプ、１５４…尿素水供給管、１５５…尿素水添加ユニット、１５６…尿素水戻り管、１５７…空気供給管、２０１…「電子制御ユニット」としての排気浄化制御ユニット、２１１…中央演算装置、２１２…入力回路、２１３…出力回路、２１４…「記憶装置」としてのＥＥＰＲＯＭ、２１５…コネクタ、２５１…空気圧力センサ、２５２…排気温度センサ、２５３…尿素水濃度センサ、２５４…尿素水残量センサ、３０１…エンジン制御ユニット、４０１…「情報表示手段」としてのランプユニット。

Claims (7)

1. マイクロコンピュータを備える電子制御ユニットに対して診断用データの出力を促すための指令信号を発生させる手段であって、
   前記電子制御ユニットは、前記マイクロコンピュータにより実行される制御ソフトウェアに関して設定されたソフトウェアデータを記憶する記憶装置を備え、
   前記ソフトウェアデータは、前記診断用データとして前記ソフトウェアデータの、異なる制御対象機種間で共通に設定されるダミーデータから機種毎に適合された機種毎適合データへの書換えがなされたか否かを示すフラグを含み、
   前記診断用データは、前記ソフトウェアデータの書換えに際して変更される、出力指令手段と、
   前記電子制御ユニットにより出力された診断用データに基づいて、前記ソフトウェアデータの書換えの有無に応じた制御信号を発生させる制御手段と、
   前記制御手段により出力された制御信号に基づいて作動して、前記ソフトウェアデータの書換えの有無の作業者又は運転者による認識を促す手段と、
   を含んで構成される電子制御ユニットの診断装置。
2. 前記認識を促す手段は、前記制御手段により出力された制御信号に基づいて作動して、前記ソフトウェアデータの書換えの有無に応じた診断情報を表示する情報表示手段を含んで構成される請求項１に記載の電子制御ユニットの診断装置。
3. 前記情報表示手段は、前記制御信号に基づいて、前記変更前の診断用データに対しては点滅し、前記変更後の診断用データに対しては点灯するように動作可能に構成されたランプユニットを含んで構成される請求項２に記載の電子制御ユニットの診断装置。
4. 前記電子制御ユニットは、車両用のエンジンに関して設けられる電子制御ユニットであり、
   前記制御手段は、前記エンジンに関する電源スイッチのオン操作に応答して、前記制御信号を発生させる請求項１〜３のいずれかに記載の電子制御ユニットの診断装置。
5. 前記制御ソフトウェアは、エンジンの排気浄化制御に関するソフトウェアである請求項１〜４のいずれかに記載の電子制御ユニットの診断装置。
6. 前記制御ソフトウェアを実行するためのマイクロコンピュータと、
   前記ソフトウェアデータを書換可能に記憶するための第１の記憶領域と、前記ソフトウェアデータの書換えに際して変更される前記診断用データを、このソフトウェアデータに関連させて記憶するための第２の記憶領域とが設けられた記憶装置と、
   請求項１〜５のいずれかに記載の診断装置であって、前記第２の記憶領域に記憶されている前記診断用データに基づいて、前記ソフトウェアデータの書換えの有無を診断する診断装置と、を含んで構成される電子制御ユニット。
7. マイクロコンピュータにより実行される制御ソフトウェアに関して設定されたソフトウェアデータを、作業者又は運転者によりその書換えの有無を認識可能に書き換える方法であって、
   前記制御ソフトウェアの導入に際し、前記ソフトウェアデータとして異なる制御対象機種間で共通に設定されるダミーデータを記憶させるとともに、前記ソフトウェアデータに関連させて診断用の第１のデータを記憶させるステップであって、前記第１のデータは、前記ソフトウェアデータの書換えがなされていないことを示すフラグを含むステップと、
   前記ソフトウェアデータの書換えに際し、前記ソフトウェアデータを、前記ダミーデータから機種毎に適合された書換後の機種毎適合データに更新するとともに、前記第１のデータをこれとは異なる第２のデータに変更し、前記フラグを解除するステップと、
   前記ソフトウェアデータの書換えの有無の、作業者又は運転者による認識を促すための装置を作動させるステップであって、記憶されている診断用データを読み取り、前記診断用データとして第１のデータが記憶されている前記ソフトウェアデータの書換前の場合においては、前記装置を第１のモードで作動させる一方、前記第２のデータが記憶されている前記ソフトウェアデータの書換後の場合においては、前記装置を前記第１のモードとは異なる第２のモードで作動させるステップと、
   を含んで構成されるソフトウェアデータの書換方法。

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