JP6746539B2 - 自動車用電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の車種に搭載される自動車用電子制御装置に関する。

自動車用の各種の電子機器は、検査段階で全ての機能が正常に動作するか否か確認を行うのが一般的である。例えば特許文献１には、車両に搭載された複数の電子制御装置に対して車両の外部から通信を行い、この通信によって車両の電子制御装置から取得したデータに基づいて複数の検査項目の合否を判定する車両検査装置が記載されている。

特開２０１６−１５１４７１号公報

ところで、自動車用電子制御装置では、エンジン用制御装置などのように、ソフトウェア上の細かな仕様別に多数の車種が設定されるものがある。このような場合には、制御データやプログラムが違う場合にも同じハードウェアを適用することが多い。ハードウェアを共通化するには、自動車用電子制御装置が備える複数の制御機能のうち、搭載される車種に応じて一部の制御機能が選択されて車両の制御に用いられ、非選択の制御機能の使用が停止される。そして、非選択の制御機能に割り当てられた非使用の外部端子は、ＲＯＭ設定により通信などの入出力動作を禁止している。このため、車両搭載前の検査で、非使用機能を検査するためには、ＲＯＭ設定の変更が必要になり検査に手間がかかる、という問題があった。

なお、非選択の制御機能は搭載されている車両では使用されないので、通常の使用であれば検査しなくても問題は起こらない。しかし、製品の出荷後、ユーザがリプログラミングなどにより仕様変更することがある。この場合には、未検査状態または動作中の自己診断が行われていない機能を使用する可能性があり、安全性や信頼性の観点から好ましくない。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ハードウェアを共通化した際に非使用となる制御機能の検査の容易化が図れ、仕様変更の際の安全性と信頼性の低下を抑制できる自動車用電子制御装置を提供することにある。

本発明の一態様に係る自動車用電子制御装置は、搭載される車種に応じて、複数の制御機能から少なくとも１つが選択されて自動車の制御に用いられ、制御に用いられない非選択の制御機能の使用が停止される電子制御装置であって、前記選択された動作中の制御機能を診断する診断機能とは別に、前記非選択の制御機能を検査する検査手段を備え、自動車への搭載前に前記検査手段による検査を行う、ことを特徴とする。

本発明によれば、非選択の制御機能を検査する検査手段を備えることで、ハードウェアを共通化した際に非使用となる制御機能の検査の容易化が図れる。また、自動車への搭載前に検査手段で非使用機能を検査することで、ユーザがリプログラミングなどにより仕様変更する場合に、未検査状態で使用したり、動作中の自己診断が行われていない機能を使用したりすることによる安全性と信頼性の低下を抑制できる。

本発明の実施形態に係る自動車用電子制御装置を複数の車種に適用する場合の概略的なシステム構成図である。 本発明の実施形態に係る自動車用電子制御装置の構成例を示すブロック図である。 検査装置を使ったハードウェアの検査について説明するためのブロック図である。 図１及び図２に示した自動車用電子制御装置におけるＬＩＮ通信機能の検査を示すフローチャートである。 図４に示したフローチャートにおけるＬＩＮ検査処理の具体例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る自動車用電子制御装置を複数の車種に適用する場合の概略的なシステム構成を示している。ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１は、外部通信用ＣＡＮ（Controller Area Network）端子２−１，２−２と外部通信用ＬＩＮ（Local Interconnect Network）端子３−１，３−２を備え、仕様別に多数の車種が設定される。そして、搭載される車種に応じて一部の制御機能が選択されて車両の制御に用いられ、非選択の制御機能の使用が停止される。

図１（ａ）は、ＥＣＵ１がＣＡＮ通信とＬＩＮ通信を行う車種に適用される例を示している。このシステムは、自動車から排出される燃料蒸発ガスを制御するコントロールユニット（ＥＶＡＰＣ／Ｕ）４とＣＡＮ通信を行い、グリルシャッター（Ｇ／Ｓ）５とＬＩＮ通信を行う構成になっている。

図１（ｂ）は、ＥＣＵ１がＣＡＮ端子２−１，２−２とＬＩＮ端子３−１，３−２を備えているが、ＣＡＮ通信のみを行う車種（ＬＩＮ通信非搭載車両）に適用される例を示している。このシステムは、ＥＣＵ１が自動車から排出される燃料蒸発ガスを制御するコントロールユニット４とＣＡＮ通信を行う構成になっている。このシステム構成では、ＥＣＵ１内のＲＯＭ設定によりＬＩＮ通信が禁止され、ＬＩＮ端子３−１，３−２は使用されないようになっている。

図２は、図１（ｂ）に示したＥＣＵ１の構成例を示している。このＥＣＵ１は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）１１、電源ＩＣ１２、センサインターフェース（センサＩ／Ｆ）１３、ドライバ１４、ＣＡＮ通信部１５及びＬＩＮ通信部１６等を備えている。そして、このＥＣＵ１は、ＬＩＮ通信設定（ＬＩＮ送受信データを格納する処理）をＲＯＭ設定に加えて、検査装置からハードチェックコマンドを入力して設定できるように構成されている。また、ＬＩＮ通信部１６に接続されているＬＩＮ端子３−１，３−２は、非選択の制御機能に割り当てられているので、ＲＯＭ設定により入出力動作が禁止されている。

電源ＩＣ１２には、バッテリ２１からスイッチ、例えばイグニッションスイッチ２２を介して直流電源が供給される。この電源ＩＣ１２から、ＥＣＵ１内の各装置に動作電源が供給される。センサインターフェース１３には、各種センサ２３、例えばエアフローセンサ、スロットルセンサ、カム角センサ、クランク角センサ、水温センサ、空燃比センサ、燃圧センサ、油温センサ及びノックセンサ等の検出信号が入力される。
また、図示しないが、燃料蒸発ガスを制御するコントロールユニット４とは、ＣＡＮバス２４−１，２４−２からＣＡＮ端子２−１，２−２をそれぞれ介して、ＣＡＮ通信部１５によりＣＡＮ通信を行うようになっている。更に、ドライバ１４から各種機器２５、例えば点火装置、燃料噴射装置、ソレノイド及びリレー等を駆動するための駆動信号が出力される。

ＭＣＵ１１は、ＣＰＵ３１、ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３３及びＥＥＰＲＯＭ３４等を備え、これらがバス３５により交互に接続されている。ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３３から読み出したプログラムに従って各種の処理や演算を行う。このＲＯＭ３３には、車種に応じて少なくとも一部の制御機能を選択し、非選択の制御機能の使用を停止する情報が予め記憶されている。このＲＯＭ３３に設定された設定値（ＲＯＭ定数）に基づいて、車種に固有の通信機能の使用／不使用が設定される。ＲＡＭ３２は、ＲＯＭ３３から読み出した制御プログラムや制御データ等の読み出しや、制御プログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。

ＭＣＵ１１のバス３５には、各種センサ２３の検出信号がセンサインターフェース１３を介して入力される。また、ＥＣＵ１の外部へ送信するＣＡＮ通信データ、及び外部から受信したＣＡＮ通信データはそれぞれ、ＣＡＮ通信部１５とバス３５を介して送受信される。ＬＩＮ通信部１６もＣＡＮ通信部１５と同様に、バス３５に接続されている。更に、ＭＣＵ１１で生成された駆動信号が、バス３５を介してドライバ１４に供給され、このドライバ１４で各種機器２５を駆動制御するようになっている。

ＥＥＰＲＯＭ３４には、複数の制御機能を実現するプログラムＰ１，Ｐ２，Ｐ３，…、自己診断を行うプログラムＳ１、検査機能を実現するプログラムＳ２、及びデータＱ１等が格納されている。これらのプログラムは、車両が備える機器を制御する処理を実行するものである。例えば、プログラムＰ１は、燃料蒸発ガスを制御するコントロールユニットを制御する制御機能部として働き、プログラムＰ２は、グリルシャッター５を制御する制御機能部として働く。プログラムＰ２は、ＲＯＭ３３に設定された設定値（ＲＯＭ定数）に基づいて、ＬＩＮ通信部１６とともに不使用に設定される。

また、プログラムＳ１は、複数の制御機能の中から選択された動作中の制御機能を診断する自己診断機能部として働く。プログラムＳ２は、非選択の制御機能を検査する検査手段として働くものである。更に、データＱ１は、制御ソフトウェアを実行することによって更新されるデータのうち、ＥＣＵ１に対する電源供給が停止されても継続して保存すべきデータであり、例えば学習値や故障診断結果等がこれに該当する。

プログラムＳ１による制御機能の自己診断と、プログラムＳ２による制御機能の検査は、ＥＣＵ１を自動車へ搭載する前に実行される。プログラムＳ２による制御機能の検査は、外部からの要求が入力されることにより作動する。例えば、図３に示すように、ＥＣＵ１に検査装置１００を接続し、検査装置１００からハードチェックコマンドを入力する。ＥＣＵ１は、ハードチェックコマンドを受信すると、ハードチェックモードへ移行し、ＬＩＮ端子３−１，３−２による入出力を許可する。ハードチェックモードでは、ＥＣＵ１から検査装置１００へ内部の制御パラメータ、例えばエンジン回転数のデータを送信する。検査装置１００は、エンジン回転数のデータを受信すると、このデータをＥＣＵ１に送信する。そして、ＥＣＵ１により検査装置１００から送信されたエンジン回転数のデータを受信する。このように、ＥＣＵ１をマスター側、検査装置１００をスレーブ側にして、ＥＣＵ１と検査装置１００間でデータの送受信を行って、送信したデータと受信したデータを比較することで、ＬＩＮ通信ラインのハードチェックを行うことができる。

これに対し、プログラムＳ２は、ＲＯＭ定数の設定値に拘わらず内部の制御パラメータ（例えばエンジン回転数）を用いてＬＩＮ端子３−１，３−２の端子機能を検査できるように構成されている。そして、検査が終了した非選択の制御機能（例えばプログラムＰ２）は、フラグを立てるなどして使用停止状態に設定される。また、ハードチェックコマンド終了時、またはキャンセル時はＬＩＮ送受信設定を禁止し、他制御に影響を与えないようにする。

次に、上述した自動車用電子制御装置において、ＬＩＮ通信機能を検査する場合について、図４及び図５のフローチャートにより説明する。図４に示すように、まず、ＥＣＵ１からＬＩＮ通信に関するＲＯＭ定数の設定値を読み出し（ステップＳ１）、ＬＩＮ通信のＲＯＭ設定の有無を判定する（ステップＳ２）。そして、ＬＩＮ通信有りと判定されると、図１（ａ）に示したようなＣＡＮ通信とＬＩＮ通信の両方を行う車種であるので、プログラム（自己診断機能）Ｓ１でプログラム（制御機能）Ｐ２に対してＬＩＮ通信の検査処理を実行する（ステップＳ３）。検査処理は、ＥＣＵ１の端子単位、またはそれに相当する内容で行う。制御機能に沿った検査（診断）と、検査機能による結果が異なった場合には、異常と判定する、または予め設定した特定の処理を実行する。
次に、正常か否か判定し（ステップＳ４）、正常と判定されれば終了し、不良と判定されれば不良品として破棄等の処理を行う（ステップＳ５）。

一方、ステップＳ２でＬＩＮ通信のＲＯＭ設定が無いと判定されると、図１（ｂ）に示したＣＡＮ通信のみを行う車種であるので、ＬＩＮコマンドの有無を判定する（ステップＳ６）。そして、ＬＩＮコマンド有りと判定されると、ＬＩＮ検査処理を実行し（ステップＳ７）、ＬＩＮコマンド無しと判定されると、禁止処理を実行する（ステップＳ８）。

図５は、図４に示したフローチャートにおけるＬＩＮ検査処理（ステップＳ７）の具体例を示している。ＬＩＮ検査処理では、まず、ＥＣＵ１に検査装置１００を接続し、検査装置１００からハードチェックコマンドを入力する（ステップＳ１１）。ＥＣＵ１は、ハードチェックコマンドを受信すると、ハードチェックモードへ移行し、ＬＩＮ端子３−１，３−２による入出力を許可する。そして、ハードチェックを実行する（ステップＳ１２）。ハードチェックでは、制御パラメータ（エンジン回転数）をＬＩＮ通信送信用ＩＤのバッファとＲＡＭに格納する（ステップＳ１３）。次に、ＬＩＮ通信受信用ＩＤのバッファとＲＡＭに格納する（ステップＳ１４）。続いて、両データを比較することで、ＬＩＮ通信の送受信検査を行う。処理の終了時、またはキャンセル時にはＬＩＮ送受信設定を禁止し、他制御に影響を与えないようにする（ステップＳ１５）。
このように、車両のＲＯＭ設定に拘わらず共通のＥＣＵ１の端子検査が行え、制御パラメータ（エンジン回転数）を用いて通信検査ができる。

なお、ＬＩＮ通信のみの異常であれば、ＣＡＮ通信のみを行う車種では使用可能であるので、正常か否かの判定結果を保存すべきデータＱ１としてＥＥＰＲＯＭ３４に格納するようにしても良い。この場合には、非使用部位の異常は、使用部位の異常とは別個の管理とする必要がある。すなわち、リプログラミング等の際に、このデータＱ１を読み出してＬＩＮ通信機能の良否を判断するように、ユーザに予め知らせておく。そして、ＬＩＮ通信機能に異常がある場合には、リプログラミングによるＬＩＮ通信機能の使用は禁止する。

上述したように、自動車用電子制御装置が、ＬＩＮ通信設定をＲＯＭ設定だけでなく、検査装置側からハードチェックコマンドを入力して設定できるように構成し、且つ非選択の制御機能を検査する検査プログラムを有することで、ハードウェアを共通化した際に非使用となる制御機能の検査の容易化が図れる。また、自動車への搭載前に検査プログラムで非使用機能を検査することで、ユーザがリプログラミング等で仕様変更する場合に、未検査状態で使用したり、動作中の自己診断が行われていない機能を使用したりすることによる安全性と信頼性の低下を抑制できる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実現可能である。例えば、自動車用電子制御装置がＣＡＮ端子とＬＩＮ端子とを備え、ＬＩＮ端子を非使用とする場合を例に取って説明したが、非使用の端子が存在する場合に、同様にして検査することができる。

また、説明を簡単にするために、ＣＡＮ通信とＬＩＮ通信を行うシステム構成、及びＣＡＮ通信のみを行うシステム構成を例に取って説明したが、搭載される車種に応じて、複数の制御機能から少なくとも１つが選択されて自動車の制御に用いられ、制御に用いられない非選択の制御機能の使用が停止される汎用の構成に適用される。すなわち、ソフトウェア上の細かな仕様別に多数の車種が設定され、制御データやプログラムが違う場合にも同一のハードウェアが適用される。

更に、検査手段がプログラム（ソフトウェア）の場合を例に取って説明したが、検査装置や検査回路等のハードウェアでも同様に実現できるのは勿論である。

１…ＥＣＵ（自動車用電子制御装置）、２−１，２−２…ＣＡＮ端子、３−１，３−２…ＬＩＮ端子、１１…ＭＣＵ、１５…ＣＡＮ通信部、１６…ＬＩＮ通信部、３１…ＣＰＵ、３２…ＲＡＭ、３３…ＲＯＭ、３４…ＥＥＰＲＯＭ、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…プログラム（制御機能）、Ｓ１…プログラム（診断機能）、Ｓ２…プログラム（検査手段）、Ｑ１…データ、１００…検査装置

Claims (6)

1. 搭載される車種に応じて、複数の制御機能から少なくとも１つが選択されて自動車の制御に用いられ、制御に用いられない非選択の制御機能の使用が停止される電子制御装置であって、
   前記選択された動作中の制御機能を診断する診断機能とは別に、前記非選択の制御機能を検査する検査手段を備え、自動車への搭載前に前記検査手段による検査を行う、ことを特徴とする自動車用電子制御装置。
2. 前記検査手段は、外部からの要求で動作可能である、ことを特徴とする請求項１に記載の自動車用電子制御装置。
3. 前記複数の制御機能の使用と非使用の選択をＲＯＭ定数によって設定し、
   前記検査手段は、ＲＯＭ定数の設定値に拘わらず内部の制御パラメータを用いて各端子機能を検査する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用電子制御装置。
4. 検査が終了した非選択の制御機能は、使用停止状態に設定される、ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の自動車用電子制御装置。
5. 外部の検査装置から前記検査手段にハードチェックコマンドを入力して通信設定を行い、前記非選択の制御機能の検査を行った後、検査が終了した非選択の制御機能に割り当てられた端子が入出力禁止に設定される、ことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の自動車用電子制御装置。
6. 前記選択された制御機能は、ＣＡＮ端子を介して送受信が行われ、前記非選択の制御機能はＬＩＮ端子を介して送受信が行われ、前記ハードチェックコマンド終了時、またはキャンセル時はＬＩＮ通信を禁止する、ことを特徴とする請求項５に記載の自動車用電子制御装置。