JP5116510B2 - 車両用電子制御ユニット - Google Patents

Description

この発明は、書き換え可能な不揮発性半導体メモリを備える車両用電子制御ユニットに関する。

車両用電子制御ユニットは、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称する）などから構成され、電源を切ってもデータが消えない不揮発性半導体メモリ（ＥＥＰＲＯＭやフラッシュＲＯＭ）を備えるものがある。

不揮発性半導体メモリは、データの書込み回数に制限がある。従って、不揮発性半導体メモリを車両用電子制御ユニットに用いる場合、不揮発性半導体メモリの書込み回数に起因する寿命が車両の寿命よりも短くならないようにする必要がある。つまり、車両の寿命が尽きるまでは、不揮発性半導体メモリの書込み回数が制限を超えないようにしなければならない。不揮発性半導体メモリの書込み回数に起因する寿命を延ばすため、従来技術においては、不揮発性半導体メモリを構成するメモリセルの特定エリアに書込みが集中しないように書込みエリアを分散させるという工夫が知られる（特許文献１、特許文献２）。
特開２００５−２１６４５５号 特開平０２−０２３５９８号

ところで、不揮発性半導体メモリの書込み回数は、不揮発性半導体メモリの仕様で決まっている。不揮発性半導体メモリの書込みタイミングは、様々であるが、車両においては、多くの場合、エンジンキースイッチのオフを条件に実行される。このため、車両の用途によっては、例えば、宅配業務に使われる車両のようにエンジンキースイッチが頻繁にオン−オフされると、車両の寿命よりも不揮発性半導体メモリの書込み回数に起因する寿命が短くなりやすい。また、不揮発性半導体メモリを増やすと、コストやサイズが大きくなり、マイコンへの内蔵が難しくなる。

この発明は、このような不具合に着目してなされたものであり、車両用電子制御ユニットに用いられる不揮発性半導体メモリの記憶容量の増大を招くことなく、不揮発性半導体メモリの寿命を十分に確保しえる車両用電子制御ユニットの提供を目的とする。

第１の発明は、車両用電子制御ユニットにおいて、車両状態を検出する手段と、その検出信号に基づいてＲＯＭに格納されるプログラムに従って各種の演算処理を実行しつつ車両状態を制御する手段と、その演算結果と共に車両状態の検出データをＲＡＭに収集する手段と、ＲＡＭの収集データを退避させるための不揮発性半導体メモリと、を備えるものにあって、車両のキースイッチのオンから不揮発性半導体メモリの書込みタイミングに至る間の想定される車両状態毎に不揮発性半導体メモリへ書き込むべきデータ項目を予め設定する手段と、不揮発性半導体メモリの書込みタイミング時にキースイッチのオンから不揮発性半導体メモリの書込みタイミングに至る間の収集データに基づく車両状態を判定して予め設定のデータ項目に対応する収集データのみ不揮発性半導体メモリへの書込みを許可する一方、それ以外の収集データについては、不揮発性半導体メモリへの書込みを禁止する手段と、を備えることを特徴とする。

第２の発明は、車両用電子制御ユニットにおいて、車両状態を検出する手段と、その検出信号に基づいてＲＯＭに格納されるプログラムに従って各種の演算処理を実行しつつ車両状態を制御する手段と、その演算結果と共に車両状態の検出データをＲＡＭに収集する手段と、ＲＡＭの収集データを退避させるための不揮発性半導体メモリと、を備えるものにあって、車両のキースイッチのオンから不揮発性半導体メモリの書込みタイミングに至る間の想定される車両状態を複数のクラスに分類して各クラス毎に不揮発性半導体メモリへ書き込むべきデータ項目を予め設定する手段と、不揮発性半導体メモリの書込みタイミング時にキースイッチのオンから不揮発性半導体メモリの書込みタイミングに至る間の収集データに基づく車両状態がどのクラスに該当するのかを判定して該当クラスに設定のデータ項目に対応する収集データのみ不揮発性半導体メモリへの書込みを許可する一方、それ以外の収集データについては、不揮発性半導体メモリへの書込みを禁止する手段と、を備えることを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明または第２の発明に係る車両用電子制御ユニットにおいて、不揮発性半導体メモリの書込みタイミングは、キースイッチのオフへの切り替え時であることを特徴とする。

第４の発明は、第３の発明に係る車両用電子制御ユニットにおいて、キースイッチのオン後、車両の動力源の起動がなく、キースイッチが所定時間内にオフされる車両状態の不揮発性半導体メモリへ書き込むべきデータ項目の設定が無であることを特徴する。

第１の発明においては、不揮発性半導体メモリの書込みタイミング時にキースイッチのオンからの収集データに基づく車両状態の判定が行われ、その予め設定のデータ項目に対応する収集データのみ、不揮発性半導体メモリへの書込みが許容され、それ以外の収集データについては、不揮発性半導体メモリへの書込みが禁止される。従って、不揮発性半導体メモリの書込みタイミングの都度、全項目の収集データを不揮発性半導体メモリへ書き込むのでなく、キースイッチのオンからの収集データに基づく車両状態に対応する設定項目の収集データのみ書き込み、それ以外の書込みが禁止されるため、不揮発性半導体メモリの書込み回数やバイト数が削減され、不揮発性半導体メモリの記憶容量の増大を招くことなく、不揮発性半導体メモリの寿命を十分に確保することができる。

第２の発明においては、不揮発性半導体メモリの書込みタイミング時にキースイッチのオンからの収集データに基づく車両状態がどのクラスに該当するのかの判定が行われ、その該当クラスに設定のデータ項目に対応する収集データのみ、不揮発性半導体メモリへの書込みが許容され、それ以外の収集データについては、不揮発性半導体メモリへの書込みが禁止される。従って、不揮発性半導体メモリの書込みタイミングの度に全項目の収集データを不揮発性半導体メモリへ書き込むのでなく、キースイッチのオンからの収集データに基づく車両状態が該当するクラスの設定項目に対応する収集データのみ書き込み、それ以外の書込みが禁止されるため、不揮発性半導体メモリの書込み回数やバイト数が削減され、不揮発性半導体メモリの記憶容量の増大を招くことなく、不揮発性半導体メモリの寿命を十分に確保することができる。

第３の発明においては、キースイッチのオフへの切り替え時にキースイッチのオンからの収集データに基づく車両状態がどのクラスに該当するのかの判定が行われ、その該当クラスに設定のデータ項目に対応する収集データのみ、不揮発性半導体メモリへの書込みが許容され、それ以外の収集データについては、不揮発性半導体メモリへの書込みが禁止される。従って、不揮発性半導体メモリの書込みタイミングを、キースイッチのオフへの切り替え時とすることにより、不揮発性半導体メモリの書込み回数が削減される。

第４の発明においては、キースイッチのオン後、動力源の起動がなく、キースイッチが所定時間内にオフされる車両状態のときは、データ項目の設定が無のため、不揮発性半導体メモリへの書込みが実施されないため、不揮発性半導体メモリの寿命を大きく延ばすことができる。

図１において、１０はエンジンを原動機として搭載する車両用の電子制御ユニットであり、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称する）から構成される。マイコン１０は、プログラムなどを格納するＲＯＭと、動作用のメモリであるＲＡＭと、書き換え可能な不揮発性半導体メモリ１２（フラッシュＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ）と、車両状態を検出する各種センサの検出信号に入力処理するインタフェースと、各種センサの検出信号に基づいてＲＯＭに格納されるプログラムに従って所定の演算処理を実行しつつ各種の制御信号を出力するＣＰＵ１１と、これらの制御信号に基づいてエンジンおよび車両の各種アクチュエータを制御する駆動信号を出力する駆動回路と、が備えられる。

エンジンキースイッチがオンされると、電子制御ユニット１０の各部に電源電圧が供給される。これにより、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭのプログラムに従って各種の制御信号を作成するべく所定の演算処理を実行する。この処理において、演算結果（処理データ）および各種の検出データはＲＡＭに収集される。エンジンキースイッチがオフされると、電子制御ユニット１０は、その信号を受けてＲＡＭの収集データに対し、電源電圧が遮断されるまでの間に不揮発性半導体メモリ１２への書込みを制御する。

電子制御ユニット１０においては、エンジンキースイッチのオンからオフ（不揮発性半導体メモリ１２の書込みタイミング）へ至る間の想定される車両状態を複数のクラスに分類して各クラス毎に不揮発性半導体メモリ１２へ書き込むべきデータ項目を予め設定する手段と、エンジンキースイッチのオフ時にエンジンキースイッチのオンからオフに至る間の収集データに基づく車両状態がどのクラスに該当するのかを判定して該当クラスに設定のデータ項目に対応する収集データのみ不揮発性半導体メモリ１２への書込みを許可する一方、それ以外の収集データについては、不揮発性半導体メモリ１２への書込みを禁止する手段と、が設定される。

図２は、エンジンキースイッチのオンからオフへ至る間の想定される車両状態の分類表を例示するものであり、複数のクラスＡ〜Ｇ…に分類され、クラスＡは、エンジンキースイッチのオン後、エンジンが始動されず、エンジンキースイッチが所定時間（例えば、５秒間）以内にオフされる車両状態であり、クラスＢは、エンジンキースイッチのオン後、エンジンが始動され、走行距離が所定値（例えば、１ｋｍ）以上かつ車速が所定値（例えば、４０ｋｍ／ｈ）以上の走行状態を経てエンジンキースイッチがオフされる車両状態であり、クラスＣは、エンジンキースイッチのオン後、エンジンが始動されず、エンジンキースイッチが所定時間（例えば、５秒間）以上が経過してからオフされる車両状態である。クラスＤは、エンジンキースイッチのオン後、エンジンが始動され、エンジンの始動から所定時間（例えば、５秒間）内にオフされる車両状態であり、クラスＥは、エンジンキースイッチのオン後、エンジンが始動され、エンジンの始動後から所定時間（例えば、５秒間）以上が経過してからオフされる車両状態であり、クラスＦは、エンジンキースイッチのオン後、エンジンが始動され、走行距離が所定値（例えば、１ｋｍ）以内の走行状態を経てエンジンキースイッチがオフされる車両状態であり、クラスＧは、エンジンキースイッチのオン後、エンジンが始動され、走行距離が所定値（例えば、１ｋｍ）以上かつ車速が所定値（例えば、４０ｋｍ／ｈ）未満の走行状態を経てエンジンキースイッチがオフされる車両状態である。表中のクラス「…」については、説明を省略する。

不揮発性半導体メモリ１２へ書き込むべきデータ項目Ａ〜Ｃ…としては、例えば、項目Ａは水温、項目Ｂはエンジン回転数、項目Ｃ…は、車速、走行距離、燃料消費量、排出煤推定量…がクラス（Ｂ〜Ｇ…）毎に設定される。クラスＡについては、不揮発性半導体メモリへ書き込むべきデータ項目が無つまりデータ項目の設定が無い。なお、不揮発性半導体メモリ１２へ書き込むべきデータ項目Ａ〜Ｃ…については、従前と同様なデータ項目が設定されるが、この発明においては、クラス毎にデータ項目の設定が異なるのである。

図３は、不揮発性半導体メモリ１２への書込みを制御する処理内容を説明するフローチャートであり、Ｓ１１およびＳ１２においては、エンジンキースイッチのオフ時（不揮発性半導体メモリ１２の書込みタイミング時）にエンジンキースイッチのオンからオフに至る間の収集データに基づく車両状態がどのクラスに該当するのかを判定する。

Ｓ１３〜Ｓ１５においては、車両状態の判定から該当するクラスに設定のデータ項目に対応する収集データのみ不揮発性半導体メモリ１２への書込みを許可する一方、それ以外の収集データについては、不揮発性半導体メモリ１２への書込みを禁止する。車両状態がクラスＡのときは、不揮発性半導体メモリ１２への書込みを実施しない（Ｓ１３→Ｓ１６）。車両状態がクラスＢのときは、全データ項目について、不揮発性半導体メモリ１２への書込みを実施する（Ｓ１４→Ｓ１７）。

車両状態がクラスＣ〜Ｆ…のときは、該当するクラスに設定のデータ項目に対応する収集データのみ不揮発性半導体メモリ１２への書込みを実施する一方、それ以外の収集データについては、不揮発性半導体メモリ１２への書込みを実施しない（Ｓ１５）。図示の場合、車両状態がクラスＣのときは、項目Ａの水温の検出データ、車両状態がクラスＢのときは、項目Ａの水温データ，項目Ｂのエンジン回転データ、車両状態がＣのときは、項目Ａの水温データ〜項目Ｃの車速データ、車両状態がＤのときは、項目Ａの水温データ〜項目Ｄの走行距離データ、など（以下、省略する）が不揮発性半導体メモリ１２に所定の手順に従って書き込まれるのである。Ｓ１５の表中において、○印が各クラスＣ〜Ｆ…の不揮発性半導体メモリ１２へ書き込むべきデータ項目を示す。

なお、図３のようなフローチャート，図２のような車両状態の分類表およびデータ項目Ａ〜Ｃ…（Ｓ１５の表）については、ＲＯＭに格納され、これらの設定データおよびＲＡＭの収集データに基づいて、ＲＯＭのプログラム（図３のフローチャート）に従ってＣＰＵ１１が所定の演算を実行しつつ不揮発性半導体メモリ１２への書込み指示を制御するようになっている。

このような構成により、不揮発性半導体メモリ１２の書込みタイミング時（エンジンキースイッチのオフ時）にエンジンキースイッチのオンからオフへ至る間の収集データに基づく車両状態がどのクラスに該当するのかの判定が行われ、その該当クラスに設定のデータ項目に対応する収集データのみ、不揮発性半導体メモリ１２への書込みが許容され、それ以外の収集データについては、不揮発性半導体メモリ１２への書込みが禁止される。従って、エンジンキースイッチがオフされるとその度に全項目の収集データを不揮発性半導体メモリ１２へ書き込むのでなく、車両状態が該当するクラスの設定項目に対応する収集データのみ書き込み、それ以外の書込みが禁止されるため、書き込み禁止の項目数（Ｓ１５の○印の付かない項目数）の分、不揮発性半導体メモリ１２の書込み回数やバイト数が削減され、不揮発性半導体メモリ１２の記憶容量の増大を招くことなく、不揮発性半導体メモリ１２の寿命を十分に確保することができる。

このため、宅配業務に使われる車両のようにエンジンキースイッチが頻繁にオン−オフされても、車両の寿命よりも不揮発性半導体メモリの寿命が短くなるのを有効に防止できるのである。この例においては、エンジンキースイッチのオフ時に不揮発性半導体メモリ１２への書込みを一切実施しない場合もあり、不揮発性半導体メモリ１２の書込み回数に起因する寿命を延ばす効果が大きい。

この発明は、上記の実施形態に限定されない。車両は電気自動車でも良く、不揮発性半導体メモリの書込みタイミングは、エンジンキースイッチのオフへの切り替え時に限定されない。また、車両用電子制御ユニットに限定されるものでなく、プラントの制御系を構成する電子制御ユニットにおいて、プラント状態を検出する手段と、その検出信号に基づいてＲＯＭに格納されるプログラムに従って各種の演算処理を実行しつつプラントを制御する手段と、その演算結果と共にプラント状態の検出データをＲＡＭに収集する手段と、ＲＡＭの収集データを退避させるための不揮発性半導体メモリと、を備えるものであれば、不揮発性半導体メモリの寿命を延ばす上から、広く適用可能である。

この発明の実施形態を説明する車両用電子制御ユニットの概要構成図である。 同じく車両状態の分類表である。 同じく不揮発性半導体メモリの書込み制御を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０ 車両用電子制御ユニット（マイコン）
１１ ＣＰＵ
１２ 不揮発性半導体メモリ

Claims (4)

1. 車両用電子制御ユニットにおいて、車両状態を検出する手段と、その検出信号に基づいてＲＯＭに格納されるプログラムに従って各種の演算処理を実行しつつ車両状態を制御する手段と、その演算結果と共に車両状態の検出データをＲＡＭに収集する手段と、ＲＡＭの収集データを退避させるための不揮発性半導体メモリと、を備えるものにあって、キースイッチのオンから不揮発性半導体メモリの書込みタイミングに至る間の想定される車両状態毎に不揮発性半導体メモリへ書き込むべきデータ項目を予め設定する手段と、不揮発性半導体メモリの書込みタイミング時にキースイッチのオンから不揮発性半導体メモリの書込みタイミングに至る間の収集データに基づく車両状態を判定して予め設定のデータ項目に対応する収集データのみ不揮発性半導体メモリへの書込みを許可する一方、それ以外の収集データについては、不揮発性半導体メモリへの書込みを禁止する手段と、を備えることを特徴とする車両用電子制御ユニット。
2. 車両用電子制御ユニットにおいて、車両状態を検出する手段と、その検出信号に基づいてＲＯＭに格納されるプログラムに従って各種の演算処理を実行しつつ車両状態を制御する手段と、その演算結果と共に車両状態の検出データをＲＡＭに収集する手段と、ＲＡＭの収集データを退避させるための不揮発性半導体メモリと、を備えるものにあって、キースイッチのオンから不揮発性半導体メモリの書込みタイミングに至る間の想定される車両状態を複数のクラスに分類して各クラス毎に不揮発性半導体メモリへ書き込むべきデータ項目を予め設定する手段と、不揮発性半導体メモリの書込みタイミング時にキースイッチのオンから不揮発性半導体メモリの書込みタイミングに至る間の収集データに基づく車両状態がどのクラスに該当するのかを判定して該当クラスに設定のデータ項目に対応する収集データのみ不揮発性半導体メモリへの書込みを許可する一方、それ以外の収集データについては、不揮発性半導体メモリへの書込みを禁止する手段と、を備えることを特徴とする車両用電子制御ユニット。
3. 不揮発性半導体メモリの書込みタイミングは、キースイッチのオフへの切り替え時であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用電子制御ユニット。
4. キースイッチのオン後、車両の動力源の起動がなく、キースイッチが所定時間内にオフされる車両状態の不揮発性半導体メモリへ書き込むべきデータ項目の設定が無であることを特徴する請求項３に記載の車両用電子制御ユニット。

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