JPWO2018216136A1

JPWO2018216136A1 - 車両用発電機の制御装置

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Publication number: JPWO2018216136A1
Application number: JP2019519875A
Authority: JP
Inventors: 将大中嶋; 健介北村; 勝之住本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-05-24
Filing date: 2017-05-24
Publication date: 2020-02-27
Anticipated expiration: 2037-05-24
Also published as: US20200304046A1; JP6714950B2; EP3633849A4; EP3633849A1; US11038449B2; WO2018216136A1

Abstract

車両用発電機（１）の制御装置（２）は、スイッチ（９）を介して通信ＩＦ（６）またはランプＩＦ（７）と接続される共用端子（８）と、共用端子設定データに基づいてスイッチ（９）を制御し、共用端子（８）と接続されるＩＦの切り替えを行う不揮発性のＰＲＯＭ（１２）を備えている。ＰＲＯＭ（１２）は、初期設定として「通信ＩＦ有効」の共用端子設定データを格納している。ＰＲＯＭ（１２）に格納された共用端子設定データは、必要に応じて、共用端子（８）、通信ＩＦ（６）、及びメモリコントローラ（１３）を介して「ランプＩＦ有効」に書き換え可能である。

Description

本発明は、車両用発電機の制御装置に関するものである。

従来、車両用発電機の制御装置を構成するＬＳＩの機能を回路設計完了後に切り替える必要がある場合、不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）のデータを変更し、機能を切り替えるように設計していた。なお、ＲＯＭには、特定の手順でデータの書き込みが可能なプログラマブルＲＯＭと、データの書き込みができないマスクＲＯＭがあり、それらが適宜用いられる。

ＲＯＭのデータの変更方法は、ＬＳＩが有するインターフェイス回路（以下、ＩＦ）によって異なる。例えば外部機器とのデータの送受信を行う通信ＩＦを有する機種Ａの場合は、通信ＩＦを利用してプログラマブルＲＯＭのデータの書き換えを行っていた。また、例えば車両用発電機の異常を知らせるランプの点灯を制御するランプＩＦを有し、通信ＩＦを持たない機種Ｂの場合は、レイアウトの再設計によるマスクＲＯＭの変更により、ＬＳＩの機能を切り替えていた。

車両用発電機の制御装置の先行例として、特許文献１には、励磁電流の通電指令信号の入力端子と、電圧制御部の制御特性変更指令信号の入力端子とを共用する構成により、複数の入力ＩＦで同一端子を共用化し、端子数と外部配線数の増加を抑制すること開示されている。また、端子数の増加の抑制に関し、特許文献２には、一つの端子に複数の機能を割り付けておき、機能の選択を内蔵の揮発性メモリの設定で行うようにした多機能汎用ポートが開示されている。

特開平０７−３９２００号公報特開平１１−２７２６０号公報

上述のように、従来の車両用発電機の制御装置においては、通信ＩＦを有する機種Ａと通信ＩＦを持たない機種Ｂのように、記憶素子のデータの変更方法が異なる場合、それぞれを別の品種として開発していた。このため、多くのＬＳＩ品種を開発する必要があり、開発効率が悪いという課題があった。また、品種を兼用するために、機種Ｂに対して通信ＩＦ専用のピンを持たせた場合、ＬＳＩの端子数と外部配線が増加する上、レイアウトの再設計が必要となり、開発工数が増加するという課題があった。

特許文献１では、複数の同一方向の入力ＩＦ端子の共用化により、端子数の増加を抑制しているが、入力と出力の双方向ＩＦについては端子を共用化できないという課題があった。特に、ＬＳＩの品種を兼用する場合、双方向ＩＦを含めた組み合わせが可能な端子共用化が求められていた。また、特許文献２の場合、揮発性メモリを利用して同一端子に割り当てたＩＦを切り替えることが可能であるが、電源を切ると切り替え情報が消えてしまうという課題があった。また、一度切り替えたＩＦを元のＩＦへ戻したい場合、電源を切る以外の方法では、実現できなかった。

本発明は、上記問題点に鑑み、端子数及び配線数の増加を抑制することができると共に、一つのＬＳＩ品種で複数機種に使用することが可能な車両用発電機の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用発電機の制御装置は、外部機器との間でデータの送受信を行う通信インターフェイス回路を含む複数のインターフェイス回路と、複数のインターフェイス回路の共通の端子であり、スイッチ回路を介して複数のインターフェイス回路のいずれかと接続される共用端子と、共用端子と接続されるインターフェイス回路を設定する共用端子設定データが格納されると共に、共用端子設定データに基づいてスイッチ回路を制御し、共用端子と接続されるインターフェイス回路の切り替えを行う不揮発性のプログラマブルＲＯＭを備えたものである。

本発明に係る車両用発電機の制御装置によれば、プログラマブルＲＯＭの初期設定として、通信インターフェイス回路が共用端子と接続されるように共用端子設定データを設定しておくことにより、必要に応じて共用端子及び通信インターフェイス回路を介してプログラマブルＲＯＭに格納された共用端子設定データを書き換えることが可能であるため、端子数及び配線数の増加を抑制することができると共に、一つのＬＳＩ品種で複数機種に使用することが可能である。
この発明の上記以外の目的、特徴、観点及び効果は、図面を参照する以下のこの発明の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。

本発明の実施の形態１に係る車両用発電機の制御装置の構成を示す図である。本発明の比較例である車両用発電機の制御装置の構成を示す図である。本発明の比較例である車両用発電機の制御装置の構成を示す図である。本発明の実施の形態１に係る車両用発電機の制御装置の製造段階において、ＰＲＯＭの共用端子設定データを書き換える処理の流れを示す図である。本発明の実施の形態１に係る車両用発電機の制御装置において、共用端子と接続されるインターフェイス回路を切り替える処理の流れを示す図である。

実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１に係る車両用発電機の制御装置について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態１に係る車両用発電機の制御装置の構成を示すブロック図である。また、図２及び図３は、本発明の比較例である車両用発電機の制御装置の構成を示すブロック図である。なお、各図において、図中、同一、相当部分には、同一符号を付している。

本実施の形態１に係る車両用発電機１は、例えば３相交流発電機であり、制御装置２はＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ−ｓｃａｌｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）である。制御装置２は、車両用発電機１の複数の機種（図１に示す例では機種Ａ、機種Ｂ）に使用可能なように設計されており、機種Ａ向け機能を実現する機種Ａ用回路３と、機種Ｂ向け機能を実現する機種Ｂ用回路４を備えている。機種Ａ用回路３及び機種Ｂ用回路４は、スイッチ回路であるスイッチ５を介して車両用発電機１と接続されている。

また、制御装置２は、外部機器との間でデータの送受信を行う通信インターフェイス回路６（以下、通信ＩＦ６）を含む複数のＩＦを備えている。図１に示す例では、通信ＩＦ６の他、ランプインターフェイス回路７（以下、ランプＩＦ７）を備えている。共用端子８は、通信ＩＦ６及びランプＩＦ７の共通の端子であり、スイッチ回路であるスイッチ９を介して通信ＩＦ６及びランプＩＦ７のいずれかと接続される。

診断部１０は、自装置すなわち制御装置２と、制御装置２が制御する車両用発電機１の状態を監視し、異常の有無を判定する回路である。ランプＩＦ７は、診断部１０による判定に基づいて車両用制御装置（図示省略）に接続されるランプ（図示省略）の点灯を制御する。

また、制御装置２は、プログラマブルＲＯＭであるＰＲＯＭ１１とＰＲＯＭ１２、及びメモリコントローラ回路であるメモリコントローラ１３を備えている。ＰＲＯＭ１１及びＰＲＯＭ１２は、不揮発性の記憶素子であり、特定の手順でデータの書き込み及び書き換えが可能である。

ＰＲＯＭ１１は、車両用発電機１と接続される機種用回路を設定する機種設定データを格納すると共に、機種設定データに基づいてスイッチ５を制御し、車両用発電機１と接続される機種用回路の切り替えを行う。例えば、ＰＲＯＭ１１が初期設定として「機種Ａ用回路有効」の機種設定データを格納している場合、車両用発電機１はスイッチ５を介して機種Ａ用回路３と接続される。

ＰＲＯＭ１２は、共用端子８と接続されるＩＦを設定する共用端子設定データを格納すると共に、共用端子設定データに基づいてスイッチ９を制御し、共用端子８と接続されるＩＦの切り替えを行う。

ＰＲＯＭ１２は、初期設定として通信ＩＦ６が共用端子８と接続されるように設定された「通信ＩＦ有効」の共用端子設定データを格納しているが、必要に応じて、ランプＩＦ７が共用端子８と接続されるように設定された「ランプＩＦ有効」の共用端子設定データに書き換えられる。共用端子設定データの書き換えは、制御装置２（ＬＳＩ）のメーカー、車両用発電機１のメーカー、または自動車メーカー等により、ＬＳＩ製造ユニット３０を用いて実施される。

メモリコントローラ１３は、通信ＩＦ６が受信したデータをＰＲＯＭ１１またはＰＲＯＭ１２へ格納すると共に、ＰＲＯＭ１１またはＰＲＯＭ１２に格納されたデータの読み出しを行う。タイマー部１４は、自装置すなわち制御装置２の電源投入から診断部１０による異常の有無の判定が可能となるまでの時間を計測するタイマー回路である。なお、制御装置２の電源投入とは、車両用発電機１の始動を意味している。

ＰＲＯＭ１２は、共用端子設定データが書き換えられた場合、その直後にスイッチ９による切り替えを行わず、制御装置２の電源投入（非同期リセット解除後）からタイマー部１４がオーバーフローした後に、スイッチ９を制御し、共用端子８と接続されるＩＦを通信ＩＦ６からランプＩＦ７に切り替える。

すなわち、ＰＲＯＭ１２の共用端子設定データが「ランプＩＦ有効」に書き換えられた後も、タイマー部１４がオーバーフローするまでは、通信ＩＦ６が有効となっている。これにより、タイマー部１４がオーバーフローするまでの間に、通信ＩＦ６を介して再度、ＰＲＯＭ１２の共用端子設定データを「通信ＩＦ有効」に書き換えることが可能である。

さらに、タイマー部１４がオーバーフローするまでの間に、通信ＩＦ６を介して特定コマンドを受信した場合、タイマー部１４はクリア及びリセットにより初期状態に戻され、再度、時間の計測を開始する。特定コマンドとは、通信ＩＦ６がデコードできるプロトコルであり、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）から実運用上送信されない通信データである。特定コマンドは、制御装置２（ＬＳＩ）のメーカー、車両用発電機１のメーカー、または自動車メーカー等により、図１に示すＬＳＩ製造ユニット３０を用い、制御装置２の出荷前に入力される。

また、ＰＲＯＭ１２は、多重化または誤り訂正によって保護されていることが望ましい。多重化の例として、例えば外部入力された入力情報に対して同じ情報処理を行う複数の情報処理部を有し、それらの処理結果に対し多数決で決定した処理結果を出力する多数決回路がある。

誤り訂正は、受信したエラーデータまたはシステムのエラーデータを検出し訂正する技術であり、例えばパリティビット、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃｒｅｄｕｎｄａｎｃｙｃｈｅｃｋ）、またはハミング符号を用いる方法がある。これらの保護機能を備えることにより、宇宙線等によるビット反転、ＬＳＩの欠損による故障、あるいは経年劣化によるデータ化け等によるデータの不慮の論理転換を防止することが可能である。

本実施の形態１の比較例である車両用発電機の制御装置の構成について、図２及び図３を用いて説明する。図２に示す車両用発電機１Ａの制御装置２０Ａは、通信ＩＦ６を有し、診断部１０による判定をＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ）３１に出力し、チャージランプ３２の点灯を制御する。また、図３に示す車両用発電機１Ｂの制御装置２０Ｂは、ランプＩＦ７を有し、診断部１０による判定に基づいてチャージランプ３２の点灯を制御する。

これらの制御装置２０Ａ、２０Ｂにおいて、機種Ａ用回路３と機種Ｂ用回路４の切り替えを行う場合、その切り替え方法が異なる。図２に示す制御装置２０Ａは、通信ＩＦ６及びメモリコントローラ１３を介して、切り替え用データをＰＲＯＭ１１に書き込む。一方、図３に示す制御装置２０Ｂは、通信ＩＦを持たないため、レイアウトの再設計によるマスクＲＯＭ１５の変更により、機種Ａ用回路３と機種Ｂ用回路４の切り替えを行う。従来、これらの制御装置２０Ａ、２０Ｂのように、装備されたＩＦが異なる製品は、別の品種として開発する必要があった。

これに対し、本実施の形態１に係る制御装置２では、通信ＩＦ６及びメモリコントローラ１３を介して、切り替え用データをＰＲＯＭ１１に書き込み、機種Ａ用回路３と機種Ｂ用回路４の切り替えを行う。さらに、必要に応じてＰＲＯＭ１２に格納された「通信ＩＦ有効」の共用端子設定データを、「ランプＩＦ有効」の共用端子設定データに書き換えることができる。従って、本実施の形態１に係る制御装置２は、一つのＬＳＩ品種で比較例の制御装置２０Ａ、２０Ｂの両方の機能を実現することができ、車両用発電機１Ａ、１Ｂに使用することができる。

次に、本実施の形態１に係る制御装置２において、共用端子８と接続されるＩＦの切り替えを行う際の処理の流れについて、図４及び図５のフローチャートを用いて説明する。図４は、制御装置２を構成するＬＳＩの製造段階において、ＰＲＯＭ１２の共用端子設定データを書き換える処理の流れを示している。

図４のステップＳ１において、ＰＲＯＭ１２に、初期設定として、「通信ＩＦ有効」の共用端子設定データを格納する。これにより、ステップＳ２において、共用端子８は通信ＩＦ６と接続される。続いてステップＳ３において、ＬＳＩ出荷後、当該ＬＳＩがランプＩＦ７を使用するか否かを確認する。

ステップＳ３において、ＬＳＩ出荷後に通信ＩＦ６を使用する場合（ＮＯ）、そのまま出荷すれば良いため、処理を終了する。ステップＳ３において、出荷後にランプＩＦ７を使用する場合（ＹＥＳ）、ステップＳ４に進み、ＰＲＯＭ１２の共用端子設定データを、共用端子８、通信ＩＦ７、及びメモリコントローラ１３を介して「ランプＩＦ有効」に書き換える処理を行う。

図５は、本実施の形態１に係る制御装置２を構成するＬＳＩにおいて、ＰＲＯＭ１２に格納された共用端子設定データに基づいて、共用端子８と接続されるＩＦを切り替える処理の流れを示している。なお、図５のステップＳ５において、ＬＳＩのＰＲＯＭは、図４のステップＳ４の処理を行ったＰＲＯＭである。

図５のステップＳ５において、ＬＳＩ電源投入後（非同期リセット解除後）、タイマー部１４がオーバーフローしたか否かを判定する。タイマー部１４がオーバーフローしていない場合（ＮＯ）、ステップＳ６に進み、ステップＳ６において通信ＩＦ６から特定コマンドを受信した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ７でタイマー部１４をクリアし、再計測を開始してステップＳ５に戻る。

また、ステップＳ６において特定コマンドを受信していない場合（ＮＯ）、ステップＳ５に戻る。ステップＳ５において、タイマー部１４がオーバーフローした場合（ＹＥＳ）、ステップＳ８に進み、共用端子８と接続されるＩＦを、スイッチ９により通信ＩＦ６からランプＩＦ７に切り替える。これにより、ステップＳ６において、共用端子８はランプＩＦ７と接続される。

なお、図５には示していないが、タイマー部１４がオーバーフローするまでの間に、再度、ＰＲＯＭ１２を書き換えることが可能である。その場合、ステップＳ５とステップＳ６の間、またはステップＳ７とステップＳ５の間に、ＰＲＯＭ１２の共用端子設定データを、通信ＩＦ６を介して「通信ＩＦ有効」に書き換える。

以上のように、本実施の形態１に係る車両用発電機１の制御装置２によれば、ＰＲＯＭ１２の初期設定として、「通信ＩＦ有効」の共用端子設定データを格納しておくことにより、必要に応じて共用端子８及び通信ＩＦ６を介してＰＲＯＭ１２に格納された共用端子設定データを「ランプＩＦ有効」に書き換えることが可能である。

また、共用端子設定データを書き換えた直後に共用端子８と接続されるＩＦの切り替えを行わず、制御装置２の電源投入からタイマー部１４がオーバーフローした後に切り替えるようにしたので、タイマー部１４がオーバーフローするまでは通信ＩＦ６が有効であり、再度、ＰＲＯＭ１２に格納された共用端子設定データを「通信ＩＦ有効」に書き換えることができる。

これらのことから、本実施の形態１によれば、端子数及び配線数の増加を抑制することができると共に、一つのＬＳＩ品種で複数機種に使用することが可能な車両用発電機１の制御装置２が得られ、開発するＬＳＩ品種の数を抑制することができ、開発効率が向上する。なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１、１Ａ、１Ｂ車両用発電機、２、２０Ａ、２０Ｂ制御装置、３機種Ａ用回路、４機種Ｂ用回路、５、９スイッチ、６通信ＩＦ、７ランプＩＦ、８共用端子、１０診断部、１１、１２ＰＲＯＭ、１３メモリコントローラ、１４タイマー部、１５マスクＲＯＭ、３０ＬＳＩ製造ユニット、３１ＥＣＵ、３２チャージランプ

ステップＳ３において、ＬＳＩ出荷後に通信ＩＦ６を使用する場合（ＮＯ）、そのまま出荷すれば良いため、処理を終了する。ステップＳ３において、出荷後にランプＩＦ７を使用する場合（ＹＥＳ）、ステップＳ４に進み、ＰＲＯＭ１２の共用端子設定データを、共用端子８、通信ＩＦ６、及びメモリコントローラ１３を介して「ランプＩＦ有効」に書き換える処理を行う。

また、ステップＳ６において特定コマンドを受信していない場合（ＮＯ）、ステップＳ５に戻る。ステップＳ５において、タイマー部１４がオーバーフローした場合（ＹＥＳ）、ステップＳ８に進み、共用端子８と接続されるＩＦを、スイッチ９により通信ＩＦ６からランプＩＦ７に切り替える。これにより、ステップＳ９において、共用端子８はランプＩＦ７と接続される。

Claims

外部機器との間でデータの送受信を行う通信インターフェイス回路を含む複数のインターフェイス回路と、
前記複数のインターフェイス回路の共通の端子であり、スイッチ回路を介して前記複数のインターフェイス回路のいずれかと接続される共用端子と、
前記共用端子と接続される前記インターフェイス回路を設定する共用端子設定データが格納されると共に、共用端子設定データに基づいて前記スイッチ回路を制御し、前記共用端子と接続される前記インターフェイス回路の切り替えを行う不揮発性のプログラマブルＲＯＭを備えたことを特徴とする車両用発電機の制御装置。
前記通信インターフェイス回路が受信したデータを前記プログラマブルＲＯＭへ格納すると共に前記プログラマブルＲＯＭに格納されたデータの読み出しを行うメモリコントローラを備え、
前記プログラマブルＲＯＭに格納された共用端子設定データは、前記共用端子、前記通信インターフェイス回路、及び前記メモリコントローラを介して書き換えられることを特徴とする請求項１記載の車両用発電機の制御装置。
自装置及び自装置が制御する車両用発電機の状態を監視して異常の有無を判定する診断部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用発電機の制御装置。
前記診断部による判定に基づいて車両用制御装置に接続されるランプの点灯を制御するランプインターフェイス回路を備え、
前記プログラマブルＲＯＭは、初期設定として前記通信インターフェイス回路が前記共用端子と接続されるように設定された共用端子設定データを格納しており、必要に応じて前記ランプインターフェイス回路が前記共用端子と接続されるように設定された共用端子設定データに書き換えられることを特徴とする請求項３記載の車両用発電機の制御装置。
自装置の電源投入から前記診断部による判定が可能となるまでの時間を計測するタイマー部を備え、
前記プログラマブルＲＯＭは、共用端子設定データが書き換えられた場合、自装置の次回の電源投入から前記タイマー部がオーバーフローした後に、書き換えられた共用端子設定データに基づいて前記共用端子と接続される前記インターフェイス回路の切り替えを行うことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の車両用発電機の制御装置。
前記タイマー部がオーバーフローするまでの間に前記通信インターフェイス回路を介して特定のコマンドを受信した場合、前記タイマー部は初期状態に戻され、再度、時間の計測を開始することを特徴とする請求項５記載の車両用発電機の制御装置。
前記プログラマブルＲＯＭは、多重化または誤り訂正によって保護されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の車両用発電機の制御装置。