KR100310927B1 - 자동차용 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

차량 제어용 컴퓨터에 내장되어 제어 소프트웨어를 기억한 불휘발성 메모리와, 이 불휘발성 메모리에 대하여 재기입 불가 영역을 설정함과 함께, 기록 가능 영역의 제어 소프트웨어를 새로운 제어 소프트웨어에 재기입하는 기억 보조 장치를 구비하고 있다.

Description

자동차용 제어장치{Controller for automobile}
종래의 자동차용 제어장치의 일 예로서 전동식 파워 스티어링 제어장치에 관해서 설명한다. 도 3은 예를 들면 일본 특개평 5-64289호에 개시된 종래의 전동식 파워 스티어링 제어장치를 일부 블록도로 도시한 회로도이다. 도면에 있어서, 차량의 핸들(도시하지 않음)에 대하여 보조 토오크를 출력하는 모터(40)는, 배터리(41)로부터 모터 전류(IM)가 공급되어 구동된다. 모터 전류(IM)는 대용량(1,000μF 내지 3,600μF 정도)의 콘덴서(42)에 의해, 그 리플 성분이 흡수되고, 분로 저항기(43)에 의해 검출된다. 또한, 모터 전류(IM) 방향 및 전류값은 보조 토오크의 크기 및 토오크 방향에 따라서, 다수의 반도체 스위칭 소자(예를 들면, FET, Q1 내지 Q4)로 구성되는 브리지 회로(44)의 동작으로 전환된다.
콘덴서(42)의 한쪽 끝은 전기 전도선(L1)에 의해 그랜드에 접속되어 있다. 반도체 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)는 배선 패턴(P1 및 P2)에 의해 브리지 접속되어 브리지 회로(44)를 구성한다. 또한, 배선 패턴(P1 및 P2)은 브리지 회로(44)를 분로 저항기(43)에 접속한다. 브리지 회로(44)의 출력단자는 배선 패턴(P3)으로 구성되어 있다.
모터(40) 및 배터리(41)는 다수의 리드 단자로 이루어지는 커넥터(45)에 의해 배선 패턴(P3)을 개재시켜 브리지 회로(44)에 접속되어 있다. 모터(40)와 배터리(41)는 외부배선(L2)에 의해 커넥터(45)에 접속되어 있다. 모터 전류(IM)는 항상 열린 계전기(46)에 의해 필요에 따라서 통전 차단된다. 계전기(46)와 콘덴서(42)와 분로 저항기(43)는, 배선 패턴(P4)에 의해 접속되어 있다. 커넥터(45)는 배선 패턴(P5)에 의해 그랜드에 접속되어 있다. 브리지 회로(44)의 출력단자가 되는 배선 패턴(P3)은, 커넥터(45)에 접속되고 있다.
모터(40)는 브리지 회로(44)를 개재시켜 구동회로(47)에 의해 구동된다. 또한, 이 구동회로(47)는 계전기(46)를 구동한다. 구동회로(47)는 전기 전도선(L3)에 의해 계전기(46)의 여자 코일에 접속되어 있다. 또한 구동회로(47)는 전기 전도선(L4)에 의해 브리지 회로(44)에 접속되어 있다. 모터 전류(IM)는 분로 저항기(43)의 양단에 나타나는 전압에 근거하여 모터 전류 검출 수단(48)에 의해 검출된다. 구동회로(47) 및 모터 전류 검출 수단(48)은, 후술하는 마이크로 컴퓨터(55)의 주변 회로 소자를 구성하고 있다.
핸들의 조타 토오크(T)는 토오크 센서(50)에 의해 검출되고, 차량의 차속(V)은 차속 센서(51)에 의해 검출된다. 마이크로 컴퓨터(55, ECU)는, 조타 토오크(T) 및 차속(V)에 기초하여 보조 토오크를 연산함과 함께 모터 전류(IM)을 피드백하여 보조 토오크에 상당하는 구동 신호를 생성하고, 브리지 회로(44)를 제어하기 위한 회전 방향 지령(DO) 및 전류 제어량(IO)을 구동신호로서 구동회로(47)에 출력한다.
마이크로 컴퓨터(55)는 모터(40)의 회전 방향 지령(DO) 및 보조 토오크에 상당하는 모터 전류지령(Im)을 생성하는 모터 전류 결정 수단(56)과, 모터 전류지령 (Im)과 모터 전류(IM)의 전류 편차(△1)를 연산하는 감산수단(57)과, 전류 편차(△I)로부터 P(비례)항, I(적분)항 및 D(미분)항의 보정량을 산출하여 PWM 듀티비에 상당하는 전류 제어량(IO)을 생성하는 PID 연산수단(58)을 구비하고 있다.
또, 도시하지 않지만, 마이크로 컴퓨터(55)는, AD 변환기나 PWM 타이머 회로등의 다른 주지의 자가 진단 기능을 포함하고, 시스템이 정상으로 동작하고 있는지의 여부를 항상 자기진단하며, 이상이 발생하면 구동회로(47)를 개재시켜 계전기(46)를 개방하여 모터 전류(IM)을 차단하게 된다. 마이크로 컴퓨터(55)는 전기 전도선(L5)에 의해, 구동회로(47)에 접속되어 있다.
다음에, 도 3을 참조하면서, 종래의 전동식 파워 스티어링 제어장치의 동작에 관해서 설명한다. 마이크로 컴퓨터(55)는 토오크 센서(50) 및 차속 센서(51)로부터 조타 토오크(T) 및 차속(V)를 집어넣는 동시에, 분로 저항기(43)로부터 모터 전류(IM)를 피드 백 입력하고, 파워 스티어링의 회전 방향 지령(DO)과 보조 토오크량에 상당하는 전류 제어량(IO)을 생성하여 전기 전도선(L5)을 개재시켜 구동 회로(47)에 출력한다.
구동회로(47)는 정상 구동 상태에서는 전기 전도선(L3)을 개재한 지령에 의해 항상 열린 계전기(46)를 폐쇄하고, 회전 방향 지령(DO) 및 전류 제어량(IO)이 입력되면, PWM 구동신호를 생성하며, 전기 전도선(L4)을 개재시켜 브리지 회로(44)의 각 반도체 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)에 인가한다.
이 회로 구성에 의해, 모터 전류(IM)는 배터리(41)로부터, 외부 배선(L2), 커넥터(45), 계전기(46), 배선 패턴(P4), 분로 저항기(43), 배선 패턴(P1), 브리지 회로(44), 배선 패턴(P3), 커넥터(45) 및 외부배선(L2)을 통하여 모터(40)에 공급된다. 모터(40)는 이 모터 전류(IM)에 의해 구동되며, 소요방향으로 소요량의 보조 토오크를 출력한다.
이 때, 모터 전류(IM)는 분로 저항기(43) 및 모터 전류 검출 수단(48)을 통하여 검출되고, 마이크로 컴퓨터(55) 내의 감산수단(57)에 피드백됨에 따라, 모터 전류지령(Im)과 일치하도록 제어된다. 또한, 모터 전류(IM)는 브리지 회로(44)의 PWM 구동시의 스위칭 동작에 의해 리플 성분을 포함하지만, 대용량의 콘덴서(42)에 의해 평활하게 제어된다.
그런데, 이러한 종류의 전동식 파워 스티어링 제어장치를 포함하는 자동차용 제어장치는, 종래 마스크 ROM 내장 타입의 마이크로 컴퓨터를 사용하여, 마스크 ROM에 제어 데이터, 제어 프로그램 등의 제어 소프트웨어를 기억시키고 있었다.
그러나, 단기간의 시스템 개발 중에, 소정의 마스크 ROM 제작기간을 확보할 필요가 있기 때문에, 다시 소프트웨어 수단 변경에 따른 마스크 ROM을 새롭게 제작한다는 것은 시간적으로 허용되지 않으며 조기의 소프트웨어 사양 고정이 필요하게 되어 개발 기술자의 부담 증대를 초래하고 있었다.
또한 추가로, 시장에서의 성능 향상을 위해, 새롭게 개발한 제어 알고리즘에, 제어 소프트웨어를 변경하는 경우에 있어서도, 마찬가지로 소정의 마스크 ROM제작기간을 확보할 필요가 있고, 새롭게 개발한 제어 알고리즘으로 제어 소프트웨어를 변경하기 위해서 마스크 ROM을 다시 제작할 수 없으며, 새로운 제어 알고리즘에 기초하는 제어 소프트웨어를 조기 변경할 수 없었다. 또한, 시장에서의 제어 소프트웨어에 대해 재기입에 의한 변경을 실시하기 위해서는, 제어 소프트웨어의 재기입을 위해, 염가의 기억 보조 장치를 준비할 필요도 있었다.
일반적인 제어 소프트웨어는 제어장치에 접속되어 있는 입출력 장치와 제어장치의 개별 대응 데이터 및 제어장치 자체에 관한 고유 데이터(예를 들면, 차량에서 입력장치인 토오크 센서(50)와 본 제어장치와의 최종 조합 후의 토오크 센서 중립점 학습 데이터나 본 제어장치를 차량에 탑재하여 판매한 후의 시장에서의 고장 이력 데이터 등이 있다.) 부분과 제어 알고리즘 부분으로 구성되어 있다.
이렇게, 후술하는 기억장치 내의 제어 소프트웨어 중에서, 고유 데이터 기억 블록(영역)은, 각 입출력 장치 및 제어장치 자체에 대하여 고유 데이터 기억의 내용이 일대일로 대응하므로, 시장에서의 제어 소프트웨어 재기입에 의한 변경을 실시할 때는, 이 고유 데이터 기억 블록(영역)을 재기입 불가 블록(영역)으로 할 필요가 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로, 성능 향상에 대응하는 제어 소프트웨어의 조기 변경을, 차량 판매후의 시장에 있어서도, 비교적 염가로 간단히 실시할 수 있는 자동차용 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 차량을 판매한 후의 시장에 있어서 조속하고도 비교적 염가의 장치에 의해서, 제어 소프트웨어의 성능을 향상시키기 위해 새롭게 개발한 제어 알고리즘으로 변경할 수 있는 자동차용 제어장치를 얻는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전동식 파워 스티어링 제어장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전동식 파워 스티어링 제어장치의 제어 소프트웨어 재기입시의 순서를 나타내는 흐름도.
도 3은 종래 예에 의한 전동식 파워 스티어링 제어장치의 구성도.
1. 차량 제어용의 컴퓨터에 내장되어 제어 처리 정보를 기억하는 수시 재기입형 불휘발성 메모리와, 수시 재기입형 불휘발성 메모리에 대하여 재기입 불가 영역을 설정함과 함께, 재기입 가능 영역의 제어처리 정보를 새로운 제어 처리정보에 재기입하는 기억 보조수단을 구비한 것이다.
2. 기억 보조 수단은, 차량 제어용의 컴퓨터에 내장된 메모리로부터 고장 이력 정보를 판독하는 고장 진단 장치에, 수시 재기입형 불휘발성 메모리에 대하여 정보 재기입 기능을 부가하여 구성한 것이다.
3. 기억 보조 수단은, 수시 재기입형 불휘발성 메모리의 재기입 불가 영역의 제어 처리정보가 재기입되어 있지 않는지 판단하는 수단을 구비한 것이다.
4. 차량 제어용의 컴퓨터는, 수시 재기입형 불휘발성 메모리와는 별도로, 재기입 불가의 제어 처리 정보를 기억하는 다른 불휘발성 메모리를 설치한 것이다.
5. 기억 보조 장치가 접속되면 수시 재기입형 불휘발성 메모리를 기록 가능 모드로 변경하기 위한 기억장치 접속수단을 설치한 것이다.
이하에 본 발명의 전동식 파워 스티어링 제어장치의 동작을 제어 소프트웨어 기록 동작을 중심으로 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 실시의 형태에 관계되는 전동식 파워스티어링 제어장치의 구성도이다. 도 2는 본 실시 형태에 의한 제어 소프트웨어 재기입시의 순서를 나타내는 흐름도이다. 한편, 도면 중, 도 3과 동일한 부호는 동일하거나 이에 상당하는 부분을 나타낸다. 도 1에 있어서, 52는 토오크 센서(50), 차속 센서(51)로부터 마이크로 컴퓨터에 센서신호를 입력시키는 입력제어부, 59는 마이크로 컴퓨터(55)에 내장된 기억장치이며, 이 기억장치(59)는 외부로부터 수시로, 제어 소프트웨어를 재기입할 수 있는 수시 재기입형 불휘발성 메모리(예를 들면 플래시 메모리)로 이루어진다. 60은 제어장치에 있어서 마이크로 컴퓨터(55)의 외부에 배치된 입출 인터페이스로서 기억장치 접속회로이고, 70은 기억장치 접속회로(60)를 통하여 기억장치(59)를 액세스하고, 제어 소프트웨어의 판독, 재기입을 행하는 기억 보조 장치이다. 다음에, 본 실시 형태의 동작을 도 2의 흐름도에 따라 설명한다. 제어 소프트웨어 재기입시에는, 우선 기억 보조 장치(70)를 제어장치에 접속한다. 마이크로 컴퓨터(55)에 내장된 기억장치(59)는, 기억 보조 장치(70)가 접속되면(스텝 S1), 기억장치 접속회로(60)에 의해 기록 가능 모드가 된다(스텝 S2). 기억 보조 장치(70)는 기억장치(59) 내의 제어 소프트웨어를 재기입하는 블록번호를 차례로 지정하고(스텝 S3), 재기입 데이터를 제어장치 내의 마이크로 컴퓨터(55)에 보내며, 마이크로 컴퓨터(55) 자체가, 기억장치(59)의 제어 소프트웨어의 재기입을 행한다 (스텝 S4).
제어 소프트웨어의 재기입은 재기입 불가 블록(영역)인 고유 데이터 기억 블록(영역)을 제외하고 행한다. 지정 블록의 재기입이 행해지면 재기입 예정의 전 블록이 재기입 완료하였는지의 확인을 행한다(스텝 S5). 재기입이 미완료이면, 다시 스텝 S3으로 되돌아간다. 재기입 완료 후, 기억 보조 장치(70)는, 재기입 불가 블록의 데이터가 원래대로 있는지를 확인하기 위해서, 재기입 불가 블록의 원 데이터와 타블록 재기입 후의 데이터를 대조한다(스텝 S6).
그리고, 재기입 불가 블록의 데이터가 원래대로 있는지를 확인하고(스텝 S 7), 데이터가 원래대로 있으면 재기입 불가 블록(영역)의 데이터는 재기입되어 있지 않다고 판단하여 재기입을 완료한다. 그러나, 스텝 S7에서 데이터가 원래대로 있지 않다는 것이 확인되면 기록 이상 판정과 도시하지 않는 표시부에 이상표시를 행한다(스텝 S8).
또한, 재기입 불가의 데이터를 포함하는 제어 소프트웨어의 일부를 다른 불휘발성 기억장치에 기억시킨 경우에는, 제어 소프트웨어 재기입시에, 재기입 불가 블록(영역)을 설정할 필요는 없다.
다음에, 본 발명의 목적의 하나인 염가의 기억 보조 장치(70)의 준비 방법에 관해서 설명한다. 상술한 바와 같이, 본 제어장치는 자가 진단 기능을 포함하여, 시스템이 정상으로 동작하는지의 여부를 항상 자가 진단하고 있다. 시스템에 이상이 발생하면 시스템을 정지함과 함께, 고장 부위와 내용을 마이크로 컴퓨터(55)에 내장한 메모리에 기억하게 된다.
또, 시스템 고장시에는, 고장부위와 내용을 용이하게 판단할 수 있도록, 도시하지 않는 고장 진단 장치가 차량의 틸러측에 준비되어 있고, 이 고장 진단 장치를 제어장치에 접속하는 것으로 고장 진단이 가능하게 된다. 이 고장 진단 장치는, 일반적으로는 조작부와 표시부를 구비함과 함께, 마이크로 컴퓨터(55)와의 통신기능, 기억장치도 구비하고 있다.
기억 보조 장치(70)는 고장 진단 장치와 공통하는 기능부분이 많기 때문에(예를 들면 조작부, 표시부, 통신기능 등을 갖추고 있다), 마이크로 컴퓨터(55)에 내장된 종래의 제어 소프트웨어 기억용의 마스크 ROM을 플래시 메모리로 옮겨놓고, 고장 진단 장치에 제어 소프트웨어 변경시에 조작하여, 플래시 메모리의 데이터 재기입을 수행하는 기능을 추가하면, 고장 진단 장치를 기억 보조 장치(70)로서 사용할 수 있다. 또한, 고장 진단 장치에 데이터 대조 소프트웨어 처리기능을 부가하면, 재기입 데이터가 정오(正誤) 판단도 비교적 용이하게 실현할 수 있는 이점이 있다.
이로써, 기존의 고장 진단 장치를 개조하여 2, 3의 기능을 부가하는 것으로, 데이터 재기입 기능을 갖는 기억 보조 장치를 신규로 작성하는 경우와 비교하여 염가로 동일한 기능을 갖는 기억보조장치를 작성할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 의하면, 전동 파워 스티어링 제어장치의 제어 소프트웨어를 기억 보조 장치(70)를 이용하여 재기입 가능하게 하는 것으로, 성능향상을 위한 제어 소프트웨어의 조기 변경을, 차량 판매 후의 시장에 있어서도 비교적 염가의 장치로 용이하게 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 기억 보조 장치(70)에 대해서도, 기존의 고장 진단 장치의 개조에 의해, 신규로 기억 보조 장치를 작성하는 경우에 비하여 염가로 제조할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 실시 형태는 전동 파워 스티어링 제어장치에 적용한 경우를 설명하였지만, 다른 자동차용 제어장치(예를 들면, 자동차용 엔진 제어 장치)에 적용하더라도 같은 효과가 얻어지는 것은 물론이다.
본 발명에 관계되는 제어장치는 제어 소프트웨어를 기억하는 기억장치로서 불휘발성의 기억장치(예를 들면 플래시 메모리)를 내장한 제어용의 마이크로 컴퓨터를 사용하는 것으로, 제어 소프트웨어의 조기 변경과, 차량 판매 후의 시장에 있어서도 비교적 염가의 장치로 용이하게 행할 수 있는 자동차용 제어장치를 제공하는 것이다.

Claims (6)

  1. 차량 제어용 컴퓨터에 내장되어 제어 처리 정보를 기억하는 수시 재기입형 불휘발성 메모리와,
    상기 수시 재기입형 불휘발성 메모리에 대하여 재기입 불가 영역을 설정함과 함께, 재기입 가능 영역의 제어 처리정보를 새로운 제어 처리 정보로 재기입하는 기억 보조 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    기억 보조 수단은, 차량 제어용 컴퓨터에 내장된 메모리로부터 고장 이력 정보를 판독하는 고장 진단 장치에, 수시 재기입형 불휘발성 메모리에 대하여 정보 재기입 기능을 부가하여 구성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 제어장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    기억 보조 수단은, 수시 재기입형 불휘발성 메모리의 재기입 불가 영역의 제어 처리 정보가 재기입되고 있지 않는지 판단하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    차량 제어용 컴퓨터는, 수시 재기입형 불휘발성 메모리와는 별도로, 재기입 불가의 제어 처리 정보를 기억하는 다른 불휘발성 메모리를 설치하는 것을 특징으로 하는 자동차용 제어장치.
  5. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기억 보조 장치가 접속되면 수시 재기입형 불휘발성 메모리를 기록 가능 모드로 변경하기 위한 기억장치 접속수단을 설치하는 것을 특징으로 하는 자동차용 제어장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    기억 보조 장치가 접속되면 수시 재기입형 불휘발성 메모리를 기록 가능 모드로 변경하기 위한 기억장치 접속수단을 설치하는 것을 특징으로 하는 자동차용 제어장치.
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