KR20000005582A

KR20000005582A - 자동차용제어장치

Info

Publication number: KR20000005582A
Application number: KR1019990003895A
Authority: KR
Inventors: 나카모토가쓰야
Original assignee: 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1998-06-15
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 2000-01-25
Also published as: JP2000003599A; US6182190B1; KR100321262B1; JP3559166B2; DE19900652A1; DE19900652B4

Abstract

자동차용 제어장치가 어떤 요인에 의해 제어 프로그램의 변경이 필요하게 된 경우, 마이크로컴퓨터나 ROM을 제거하지 않고 제어프로그램의 개서를 가능하게 하고, 제어프로그램변경시의 공수를 저감시킨다.

이 수단으로, 제어프로그램을 저장하고 전기적으로 소거, 개서가 가능한 불휘발성 메모리 3-1을 액세스하는 마이크로컴퓨터(3)와, 개서용 프로그램 2-1과 이 개서용 프로그램 2-1에 따라개서용 전압을 발생하는 개서용전압원 2-2을 내장한 외부장치(2)와, 이 외부장치(2)로부터 발생한 기록용 전압(1b)에 따라 마이크로 컴퓨터(3)의 모드설정관련단자를 개서모드로 설정하기 위한 신호를 생성하는 논리회로장치(7A)를 구비하고 있다.

Description

자동차용 제어장치{AUTOMOBILE CONTROLLER}

본 발명은, 제어프로그램에 따라 제어량을 연산처리하는 엔진제어, 트랜스미션제어등의 자동차용 제어장치에 관해 제어프로그램을 저장하는 메모리를 제어장치에 조립한 상태에서 개서가능하게 하는 마이크로 컴퓨터 탑재형의 자동차용 제어장치에 관한 것이다.

자동차용 제어장치에서는 온도변화나 진동등의 엄격한 환경에 노출되므로, 특히 엔진제어등에서는 내진성 향상을 위해, 제어프로그램을 저장하는 마이크로컴퓨터나 ROM(리드 온리메모리)등의 부착에는 소켓의 사용이 불가능하고, 제어장치 조립전에 전용기로 ROM(리드온리메모리)에 프로그램을 기록하고 기판에 직접 납땜되어 있다.

종래장치는 이상과 같은 이유에서 마이크로컴퓨터나 ROM(리드온리메모리)를 기판에 직접 납땜시킬수가 없었으나 이 경우 아래와 같은 문제점이 발생한다.

엔진 제어장치에서는, 량산시의 엔진개체차에 의한 제어데이터의 언매치 등에 의해 제어프로그램을 변경해야할때가 있다.

이 경우 종래기술에서는 일단 마이크로컴퓨터나 ROM을 기판에서 제거해서 제어프로그램을 개서한후, 다시 납땜을 해야함으로 공수가 걸리는 동시에 납땜부의신뢰성이 저하되는 문제가 있었다.

또, 제어프로그램을 저장하고 있는, 다바이스가 소거, 재개서가 되지 않은 경우에는, 기판에서 제거한 상기 디바이스를 폐기해서 새로운 디바이스로 교환할 필요가 있기 때문에, 코스트가 비싸지는 문제도 있었다.

이런 문제를 해결하기 위하여, 일본국 특개평 8-203288 호 공보에서는, 마이크로컴퓨터에 내장된 전기적으로 소거, 개서가능한 불휘발성메모리의 일종인 EEPROM(일렉트리컬리 이레이서블, 프로그래머블, 리드온메모리)를 사용하고 불휘발성 메모리를 프린트기판에 부착한 상태에서 새로운 프로그램으로 개서하는 제어장치가 제안되고 있다.

도 6 은 일본국 특개평 8-203288 호 공보에 표시된 발명의 구성도이나, 마이크로컴퓨터(1-2)를 개서모드에 설정하기 위해서는 제조장치인 사용자기판(1-1)에 개서용 전원인 VPP전원(1-12)와, 모드설정관련단자인 여러개의 인터페이스단자(1-5)를 외부장치인 기록용구(1-8)로부터 공급할 필요가 있다.

또 마이크로컴퓨터 보호목적인 전원출력단자 (1-18)가 전용에 필요한 구성으로 되어 있다.

이 때문에 사용자기판(1-1) 및 기록용구(1-8)를 접속하기 위한 허네스와 커넥터단자가 다수 필요하게 되므로, 허네스의 복잡화 커네거 단자수 증대, 기판대형화, 중량증가등의 문제가 생긴다.

이 때문에 EEPROM을 자동차용 제어장치에 적용하는 경우에는 여러개의 제어장치(엔진제어, 트랜스미숀제어, 브레이크제어등)에 사용되므로, 이런 허네스의복잡화, 중량증가에 의한 연료비 악화와 배기가스악화, 코스트상승을 초래 최악의 경우에는 스페이스제약등에 의해 탑재가 불가능해지는 문제가 생긴다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 된 것으로 개서용 전원의 공급뿐으로 마이크로컴퓨터를 개서모드에 설정할 수가 있는 자동차용 제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

청구항 1 의 발명에 관한 자동차용 제어장치는 제어프로그램을 저장한 전기적으로 소거, 개서가능한 불휘발성 메모리를 액세스하고, 제어처리를 하는 마이크로컴퓨터와 내장된 불휘발성 메모리의 개서용 프로그램에 따라 상기 마이크로 컴퓨터의 모드설정 관련단자를 개서모드로 설정하는 신호를 생성하는 개서신호 생성수단을 구비한 것이다.

청구항 2 의 발명에 관한 자동차용 제어장치는 개서신호 생성수단은, 개서용 프로그램과이 개서용 프로그램에 따라 개서용 전압을 발생하는 개서용 전압원을 내장한 외부장치와, 이 외부장치로부터 발생한 개서용전압에 따라 마이크로컴퓨터의 모드설정 관련단자를 개서모드로 설정하는 신호를 생성하는 논리회로로 구성하는 것이다.

청구항 3 의 발명에 관한 자동차용 제어장치는 개서신호 생성수단은, 개서용 프로그램과 이 개서용 프로그램에 따라 개서 허가용의 논리레벨신호를 발생하는 개서허가 신호원을 내장한 외부장치와, 이 외부장치로부터 발생한 개서허가용의 논리레벨신호에 따라 마이크로컴퓨터의 모드설정관련단자를 개서모드로 설정하는 신호를 생성하는 논리회로로 구성하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 자동차용 제어회로와 외부장치를 표시하는 타이밍도.

도 2 는 제 1 도에서의 회로동작타이밍을 표시하는 타이밍도.

도 3 은 본 발명의 실시의 형태 4를 표시하는 구성도.

도 4 는 본 발명의 실시의 형태 5를 표시하는 구성도.

도 5 는 본 발명의 실시의 형태 6을 표시하는 구성도.

도 6 은 종래의 제어장치의 1 예로, 일본국 특개평 8-203288호의 도 1 의 발취된 것.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1A~1D.제어장치, 2. 외부장치,

3. 마이크로컴퓨터,4. I/0.5 정전압원,

6. 배터리원,7A~7D. 노리회로장치

SW1 제어장치 1 전원투입스위치, SW2 외부장치 2 전원투입스위치

실시의 형태 1

이하 본 발명의 실시의 형태 1 에 관한 자동차용 제어장치를 도면을 따라 설명한다.

도 1 은 본 실시의 형태에 관한 자동차용 제어장치의 구성도이다.

도면에서 1A 는 제어장치, 2 는 개서용프로그램 2-1과, 개서용 전압원 2-2을 내장하는 외부장치이다.

3 은 마이크로컴퓨터이고 개서가능한 불휘발성 메모리 3-1을 내장하고 있고 불휘발성메모리 3-1에는 각종 연산처리를 하기 위한 제어프로그램이 저장되어 있다.

4 는 각종 입력정보의 채용이나 각종 출력제어를 하는 I/O 이다.

5 는 정전압원이고, 전원투입스위치 SW1을 통해서 공급되는 배터리전원(6)에서 마이크로컴퓨터(3) 및 I/O4를 동작시키기 위한 5V 정도의 제어용 전원 VCC3a를 생성한다.

또 정전압원(5)는 마이크로컴퓨터(3)를 제어하기 위한 리셋신호(5b)를 생성하고 있고, 리셋신호(5b)는 VCC3a 투입시에 마이크로컴퓨터(3)를 소정시간 리셋상태로 유지하기 위한 파원온 리셋제어 및 마이크로컴퓨터(3)에서 발생되는 워치도그 펄스신호(5a)가 적정한 간격마다에서 검출되지 않을때에, 정기적으로 리셋신호를 발생하는 워치도그리셋 제어기능을 갖는다.

7A 는 논리회로 장치이고, 개서용 전압원 2-2로부터 공급되는개서용전원(1b)과 정전압원(5)으로부터 공급되는 리셋신호(5b)을 기초로, 마이크로컴퓨터(3)의 모드설정 관련단자인 리셋단자(3b), MODE 1 단자(3d), MODE 2 단자(3e), VPP단자(3c)에의 설정전압을 생성하고 있다.

개서용전원(1b)에 약 12V 의 개서전원이 인가되었을때는 개서모드에 개서용전원(1b)이 공급되어 있지 않을때는 판독모드로 설정하도록 논리구성이 되어 있다.

또 전원안정장치 7-4 는 개서용 전압원 2-2로부터 출력되는 개서용전원(1b)의 노이즈를 제거해서 평활하게 해서 개서전압 VPP:12V를 마이크로컴퓨터(3)에 공급한다.

또 마이크로컴퓨터(3)를 기록모드에 설정한후에 소거/개서/조회등의 명령 및 데이터의 송수신을 시리얼 통신라인(1c)및(1d)를 통해서 실시된다.

상기 구성에서 I/04 에는 엔진회전수를 계측하기 위한 크랭크각신호(4a), 엔진에 흡입되는 공기량을 계측하기 위한 흡입공기량 신호(4b)가 입력된다.

마이크로컴퓨터(3)는 이들의 입력신호에 따라 엔진에의 연료분사량을 연산하고, 연산결과에 의한 제어량을 연료분사량신호(4c)로서 I/04를 통해서 출력한다.

상기에서는, 엔진제어의 대표적인 제어인 연료분사 제어에 대해 설명하였으나, 트랜스미숀 제어등 다른 자동차용 제어장치에 적용하는 것도 가능하다.

다음, 본 실시의 형태에서의 프로그램 개서동작에 대해 도 2 및 도 1을 사용해서 설명한다.

도 2 는 도 1에서 표시하는 불휘발성 메모리 3-1를 개서하기 위한 각 단자에 걸리는 신호입출력의 타이밍차트이다.

시간 t1에서 시간 t4 까지는 전원투입에서 판독모드에서의 통상 동작상태, 시간 t5에서 시각 t9 까지는 개서용전원(1b)인가 상태에서의 개서모드상태, 시간 t10에서 시간 t13 까지는 개서전원의 인가정지후의 통상동작상태로의 복귀상태의 세가지의 대표적 동작상태를 표시하고 있다.

우선, 상기 통상동작상태(시간 t1에서 시간 t4)에 대해 설명한다.

시간 t1에서 사용자가 Sw1을 ON함으로써 외부전원(1a)이 공급되고, 시간 t2에서 제어장치(1)전체에 정전압원(5)으로부터 약 5V 의 VCC3a 가 공급된다.

시간 t-2에서 논리회로장치(7)는 불휘발성메모리 3-1를 판독모드에 설정하는 논리를 구축한다.

이때 MODE 1 단자 3d=5V, MODE 2단자 3e=5V, VPP단자 3c=OV가 되도록 각 전압이 버퍼 7-1, 인버터 7-8 트랜지스터 7-9, 7-11을 통해서 각 단자에 인가된다.

그러나, 정전압원(5)에 의한 파워온리셋 제어에 의해 리셋단자(3b)에 OR회로 7-3 , AND 7-6을 통해서 리셋전압인 OV에 설정되기 때문에, 마이크로컴퓨터 (3)는 리셋상태를 유지한다.

마이크로컴퓨터(3)는 리셋해제의 에지에서 MODE 1 단자 3d, MODE 2 단자 3e, VPP단자 3c의 상태를 취입해서 동작모드를 결정하기 때문에 시간 t3 에 의한 파워온 리셋해제시에 리셋출력(5b)는 5V(하이)로 상승 불휘발성 메모리 3-1이 판독모드가 된다.

시간 t4에서 제어장치 1A 는 제어프로그램에 따라 연산처리를 해서 제어량을 출력하는 통상의 동작상태가 된다.

또, 시간 t4 에서는 제어프로그램이 정상적으로 동작함으로써, 마이크로컴퓨터(3)로부터 소정의 간격마다에 워치도그 펄스신호(5a)가 출력되고, 정전원회로(5)에서 워치도그 펄스신호(5a)가 적정한 간격으로 출력되어 있는지의 여부를 감시하고 있다.

다음, 기록모드상태(시간 t5에서 시간 t9)에 대해 설명한다.

시간 t5에서 사용자가 불휘발성 메모리 3-1의 내용을 개서하기 위해 SW2를 ON함으로써, 약 12V 의 기록용 전원(1b)이 논리회로장치(7)에 공급된다.

이때, Vcc 3a 가 OV의 상태에서 기록용전원(1b)를 공급한 경우 마이크로컴퓨터(3)가 파괴될 위험성이 있으므로, VCC 의 전압확인용 수단 7-1을 설치함으로써, 외부장치(2)에 의해 기록용전원(1b)을 인가하기전에 Vcc3a 의 유무를 확인하고, VCC3a 가 OV시에는 기록용전원(1b)의 인가를 금지할 수가 있다.

시간 t6에서는 논리회로 장치 7A 에 의해 불휘발성 메모리 3-1을 개서모드로 설정하는 논리로서, MODE1 단자 3d=OV, MODE 2 단자 3e=12V, VPP 단자 3c=12V 가 되도록 각 단자의 전압이 설정되는 동시에 1숏회로 7-2A 에 의해 리셋단자 3b 에 소정시간의 리셋신호(OV)가 입력되고, 시간 t7(리셋해제되는 에지)에서 리셋단자(3b)에 리셋해제신호(5V)가 입력되고, 마이크로컴퓨터(3)가 개서모드에 설정된다.

시간 t8에서는 불휘발성메모리 3-1을 개서하기 위한 소거/기록명령과 개서데이터가, 외부장치(2)보다 시리얼 통신라인(1C)를 통해서 송신되어, 마이크로컴퓨터(3)로부터 시리얼통신라인(1d)를 통해서, 기록완료신호/에러신호/조회데이터가외부장치(2)로 반송되어 기록의 실행 및 완료확인이 실시된다.

또 시간 t6 로부터 시간 t8에서는, 마이크로컴퓨터(3)가 개서모드에 설정된다.

이때 불휘발성메모리 3-1 에 내장된 제어프로그램은 실행되지 않으므로 워치도그 신호(5a)는 정지하고 정전압원(5)로부터 주기적 리셋신호(5b)가 출력된다.

그러나 리셋신호(5b)는 논리회로장치(7)내의 OR회로 7-3에서 마스크되므로, 마이크로컴퓨터(3)에 리셋이 걸리지 않고 개서모드를 유지할 수가 있다.

마지막으로, 통상상태(시간 t9에서 시간 t13)에의 복귀상태에 대해 설명한다.

외부장치(2)는 시리얼통신에 의해 개서의 정상종료를 확인한후, 시간 t9에서 기록용전원(1b)의 공급을 정지한다.

이로써 MODE 1 단자(3d), MODE2 단자(3e), VPP단자(3c)에 인가되는 전압은, 논리회로장치(7)에 의해 시간 t2와 같이 판독모드시의 전압설정이 된다.

그러나, 리셋의 에지가 없으므로, 시간 t10에서 마이크로컴퓨터(3)은 개서모드를 유지하고 있고, 불휘발성메모리 3-1 에 기록된 신제어프로그램을 실행할 수 있다.

그러나, 시간 t9에서 OR회로 7-3에 의한 리셋신호(5b)의 마스크가 해제되므로 시간 t5에서 계속적으로 발생하고 있는 주기리셋신호(5b)에 의해 시간 t11에서 마이크로컴퓨터(3)가 리셋해제되어 판독모드로 전환되고, 시간 t12에서 불휘발성메모리 3-1에 기록된 신제어프로그램에 의해 제어를 개시한다.

사용자는 불휘발성메모리 3-1이 정상으로 개서되고, 통상동작을 개시 시작한 것을 확인한후, SW2를 OFF 해서 개서동작을 종료한다.

실시의 형태 2

실시의 형태 1에서, 전원안전장치 7-4 는 약 12V 의 개서전원(1b)의 노이즈를 제거해서 평활화하는 것을 목적으로 하고 있다.

그러나, 허네스에 의한 전압강화, 제어장치 1A 와 외부장치(2)의 그랜드전위치등에 의해, 개서전원을 마이크로컴퓨터(3)의 규격내의 전원전압으로 하는 것이 곤란한 경우가 생각된다.

이 경우, 개서전원(1b)를 16V정도로 해서 전원안전장치 7-4에서 마이크로컴퓨터(3)규격치내의 약 1/2로 레귤레이션해도 된다.

이로써, 차량의 차이나 개서시의 상태에 관계치 않고 안정된 개서가 실현할 수 있다.

실시의 형태 3

실시의 형태 2 에서는 개서전원(1b)를 16V정도로 설정하였으나, 본 실시의 형태에서는 개서전원(1b)을 5V정도로 설정하고, 전원안정장치 7-4에서 마이크로컴퓨터(3)규격치내의 약 12V로 승압하여도 가하다.

실시의 형태 4

도 3 은 본 발명의 실시의 형태 4 에 관한 자동차용 제어장치의 구성도이다.

또 도면중 도 1 과 같은 부호는 동일 또는 상당부분을 표시한다.

도면에서 1B 는 본 실시의 형태에 관한 제어장치이다.

본 실시의 형태에 의한 제어장치 1B 는 워치도그펄스(5a)를 갖지 않는 구성이다.

따라서 도 2 에 표시한 타이밍차트중에서 시간 t10에서의 주기적 리셋으로 통상상태로의 복귀가 안되므로, 1셋회로 7-2B 에 개서전원(1b)의 변화(시간 t5 및 시간 t9)로 리셋단자(3b)에 소정시간의 리셋신호(OV)를 발생하는 기능을 갖게함으로써, 개서완료후의 판독모드에의 자기복귀를 할 수가 있다.

실시의 형태 5

도 4 는 본 발명의 실시의 형태5에 관한 자동차용 제어장치의 구성도이다.

도면에서, 1c 는 본 실시의 형태에 관한 제어장치이다.

본 실시의 형태에 의한 제어장치 1c 에서는 약 12 V 의 개서전압 VPP3c를 필요로 하지 않고 약 5V 의 Vcc3a 만으로 개서모드로 설정할 수 있는 마이크로컴퓨터(3)를 사용하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 실시의 형태에 관한 제어장치 1c 는 개서허가 신호원 2-3을 내장한 외부장치 2A로부터 공급되는 논리레벨의 개서허가 신호(1e)로부터 마이크로컴퓨터(3)의 모드설정관계신호를 생성하는 논리회로장치(7c)를 설치한 것이다.

따라서, 도 2 에 표시한 타이밍차트에서의 MODE1 단자 (3d)와 MODE 2 단자(3e)의 설정치가 다르고, 개서모드시는 MODE 1 단자(3d)=OV, MODE 2 단자(3e)=5V 가 되도록 각 단자의 전압이 설정된다.

또 통상 모드시는 MODE 1 단자(3d)=5V, MODE 2 단자(3e)=OV 가 되도록 각 단자의 전압이 설정된다.

이로써, 개서용 전원을 필요로 하지 않는 마이크로컴퓨터를 사용하는 경우에도, 실시의 형태 1 과 같이 개서가 되고 또, 전워안정장치?? 7-4 가 불필요한 분만큼 논리회로장치(7c)의 간이화가 가능해진다.

실시의 형태 6

도 5 는 본 발명의 실시의 형태 6 에 관한 자동차용 제어장치의 구성도이다.

또 도면중, 도 1 과 같은 부호는 동일 또는 상당부분을 표시한다.

도면에서 1D 는 본 실시의 형태에 관한 제어장치이다.

본 실시의 형태에 의한 제어장치 1D 는 제어프로그램를 저장하는 불휘발성 메모리 3-2 가 마이크로컴퓨터(3)에 내장되어 있지 않고, 마이크로컴퓨터(3)의 외부에 설치되고 버스 3f에서 접속되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 경우에는 마이크로컴퓨터(3)와 불휘발성메모리 3-2 는 버스 3f(어드레스버스, 데이터버스, 콘트롤단자, 클록단자)로 접속되어 있고, 외부 불휘발성메모리 3-2 는 논리회로장치 7D로부터의 VPP3c 와, 마이크로컴퓨터(3)로부터의 버스신호로 기록모드에 설정된다.

본 실시의 형태는 마이크로컴퓨터(3)에 불휘발성메모리 3-1을 내장하고 있지 않는 것외는 실시의 형태 1 과 같은 구성으로 하고 있고, 개서동작에 관해서는 도 2 에 표시하는 타이밍차트로 표시하는 동작과 같다.

이로써, 마이크로컴퓨터 내장의 불휘발성메모리 3-1 의 용량부족등일때에 외부에 불휘발성메모리 3-2를 증설할 수가 있고 모든 제어장치에의 적용이 가능해진다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 자동차용 제어장치가 어떤 요인으로 제어프로그램의 변경이 필요하게 되었을때에 마이크로컴퓨터나 ROM을 제거하지 않고 제어프로그램의 개서가 가능해지므로, 제어프로그램 변경시의 공수가 저감하는 외에 시장에서의 불편한 것들의 처치가 조속하고도 값싸게 할 수가 있다.

또 개서에 필요한 제어장치의 단자가 최소한으로 억제되고 외부장치도 제어장치에 내장하고 있는 마이크로컴퓨터품종에 관계없이 표준화가 가능하므로 허네스간소화, ECU 소형화를 저해하지 않고, 모든 자동차용 제어장치에 대해 차량 장착상태에서의 개서기능을 갖게할 수가 있다.

본 발명에 의하면, 마이크로컴퓨터나 ROM을 제거하지 않고 제어프로그램의 개서가 가능해질뿐아니라, 개서용 전원의 공급만으로 개서모드에 설정이 가능하므로, 시스템의 간소화가 도모되고 값싸고 소형, 경량인 제어장치를 제공할 수가 있어 여러개의 자동차용 제어장치에 동시에 집어넣을수가 있다.

또 외부장치는 마이크로컴퓨터의 품종의 영향을 받지 않으므로, 다른 마이크로컴퓨터가 탑재되는 여러개의 자동차용 제어장치에서 외부장치를 표준화하는 것이 가능해지고 서비스성향상을 도모할 수가 있다.

Claims

제어프로그램을 저장한 전기적으로 소거 개서가 가능한 불휘발성메모리를 액세스해서 제어처리를 하는 마이크로컴퓨터와, 내장된 불휘발성 메모리의 개서용 프로그램에 따라, 상기 마이크로컴퓨터의 모드 설정관련단자를 개서모드에 설정하는 신호를 생성하는 개서신호 생성수단을 구비한 것을 특징으로 하는 자동차용 제어장치.
제 1 항에 있어서,

개서신호생성수단은, 개서용프로그램과 이 개서용 프로그램에 따라 개서용 전압을 발생하는 개서용 전압원을 내장한 외부장치와, 이 외부장치로부터 발생한 개서용 전압에 따라 마이크로컴퓨터의 모드설정관련단자를 개서모드에 설정하는 신호를 생성하는 논리회로를 구성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 제어장치.
제 1 항에 있어서,

개서신호생선수단은, 개서용 프로그램과 이 개서용 프로그램에 따라 개서허가용의 논리레벨신호를 발생하는 개서 허가신호원을 내장한 외부장치와, 이 외부장치로부터 발생한 개서허가용 논리레벨에 따라서 마이크로컴퓨터의 모드설정관련단자를 개서모드에 설정하는 신호를 생성하는 논리회로로 구성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 제어장치.