JP4935867B2 - 電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、データの書き込みに際してデータの読み出し時と比較して絶対値の大きい電圧である書き込み用電圧を利用する電気的に書き換え可能な不揮発性メモリを備える電子制御装置に関する。

給電の有無にかかわらずデータを保持する不揮発性メモリとしては、電気的にデータを書き換え可能なＥＥＰＲＯＭが周知である。ただし、ＥＥＰＲＯＭに一旦書き込まれたデータの中には、その書き換えが禁止されることが望まれるものもある。

そこで従来、例えば下記特許文献１に見られるように、レジスタを備え、データの書き換えを禁止する旨を示す禁止フラグをレジスタに記憶する電子制御装置も提案されている。これによれば、外部から制御装置内の制御部に対してデータの書き込みが指示されることで、制御部では、ＥＥＰＲＯＭにデータを書き込むとともにレジスタに禁止フラグをセットする。これにより、外部から同一の記憶領域にデータの書き込みが指示されたとしても、制御部では、禁止フラグによって、データの書き込みが禁止されている領域であることを認識することができる。

なお、この種の電子制御装置としては、他にも例えば下記特許文献２，３に記載のものがある。

特開平８−２４９２３７号公報 特開２００２−９９４６８号公報 特開２００８−１４００１８号公報

ところで、電子機器においては、一般に、誤動作を完全に回避することはできない。このため、上記電子制御装置にあっては、制御部の誤動作等によって、禁止フラグが誤って消去されデータの書き換えがなされたり、禁止フラグがセットされているにもかかわらずデータの書き換えがなされたりする可能性を完全に無くすことはできない。電子機器の誤動作は、例えば、供給される電源電圧が定格電圧よりも低下する際に生じる可能性が高まる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ内に記憶されたデータが誤って書き換えられることをより確実に回避することのできる電子制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記書き込み用電圧端子は、当該電子制御装置の外部との接続用端子に接続されていることを特徴とする。

上記発明では、電子制御装置の製造時等において、接続用端子を利用することで、不揮発性メモリに書き込み用の電圧を容易に印加することができる。

請求項１記載の発明は、データの書き込みに際してデータの読み出し時と比較して絶対値の大きい電圧である書き込み用電圧を利用する電気的に書き換え可能な不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリにアクセスすることでデータの書き込みおよび読み出しを行う制御部とを備え、前記不揮発性メモリは、前記書き込み用電圧の生成手段を備えることなく、前記書き込み用電圧が印加される端子である書き込み用電圧端子を備えるものであり、前記書き込み用電圧端子には、前記生成手段が接続されておらず、前記不揮発性メモリの端子のうち前記書き込み用電圧端子以外の電源端子と前記書き込み用電圧端子とをダイオードおよび抵抗体の少なくとも一方を介して接続する電位固定手段をさらに備えることを特徴とする。

上記発明では、書き込み用電圧端子に生成手段が接続されていないため、不揮発性メモリ内に記憶されたデータが誤って書き換えられることを回避することができる。
また、上記発明では、抵抗体やダイオードを用いることで、電位固定手段を適切に構成することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、当該電子制御装置は、車両制御システムに搭載されるものであることを特徴とする。

車両制御システムにおいては、車載バッテリの電圧に変動が生じやすいことに起因して制御部の動作が不安定化するおそれがあることなどから、不揮発性メモリのデータが誤って書き換えられる可能性がある。このため、上記発明は、請求項１〜５記載の発明の利用価値が特に大きい。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記不揮発性メモリには、感温ダイオードの個体差に関する情報が書き込まれてなることを特徴とする。

感温ダイオードの個体差に関する情報データは、一旦書き込まれた後には、書き換えが望まれない。この点、上記発明では、こうした情報データが書き換えられることを好適に回避することができる。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかるＥＣＵの内部構造を示す図。 同実施形態にかかる制御システムの組み合わせ時の処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる制御システムの製造時の処理の手順を示す流れ図。 第２の実施形態にかかるＥＣＵの内部構造を示す図。 第３の実施形態にかかるＥＣＵの内部構造を示す図。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる電子制御装置をハイブリッド車の制御システム内の電子制御装置に適用した第１の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかる制御システムの全体構成を示す。

図示されるように、モータジェネレータ１０の３つの相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）には、インバータ１２が接続されている。このインバータ１２は、３相インバータであり、高電圧バッテリ１４の電圧をモータジェネレータ１０の３つの相に適宜印加する。詳しくは、インバータ１２は、３つの相のそれぞれと高電圧バッテリ１４の正極側または負極側とを導通させるべく、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２とスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４とスイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６との並列接続体を備えて構成されている。そして、スイッチング素子ＳＷ１およびスイッチング素子ＳＷ２を直列接続する接続点がモータジェネレータ１０のＵ相と接続されている。また、スイッチング素子ＳＷ３およびスイッチング素子ＳＷ４を直列接続する接続点がモータジェネレータ１０のＶ相と接続されている。更に、スイッチング素子ＳＷ５およびスイッチング素子ＳＷ６を直列接続する接続点がモータジェネレータ１０のＷ相と接続されている。ちなみに、これらスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６は、本実施形態では、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）によって構成されている。また、インバータ１２は、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６に逆並列に接続されたフリーホイールダイオードＤ１〜Ｄ６を備えている。

更に、インバータ１２には、インバータ１２の温度を感知する感温ダイオードＤＳが設けられている。

上記スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６は、インターフェース１６を介して、低電圧バッテリ１８を電力源とする電子制御装置（ＥＣＵ２０）により操作される。この際、ＥＣＵ２０では、インターフェース１６を介して感温ダイオードＤＳの感知する温度を取り込み、同温度を上記操作に反映させる。

ただし、感温ダイオードＤＳの出力特性が基準となる特性からずれている場合には、感温ダイオードＤＳの出力によっては、インバータ１２の正確な温度を把握することができない。このように、制御システムにおいては、一般に、各部材の個体差等に起因してその特性が基準となる特性からずれることで、制御量の制御性が低下するおそれがある。そこで本実施形態では、各個体差を学習し、制御システムを製品出荷するに先立ち、学習結果をＥＣＵ２０に記憶させる。

図２（ａ）に、ＥＣＵ２０の内部構成のうち、特に上記学習結果の記憶にかかる部分の構成を示す。

図示されるように、ＥＣＵ２０は、上記学習結果を記憶する電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ３０）と、中央処理装置（ＣＰＵ４０）とを備えている。ここで、ＥＥＰＲＯＭ３０は、フローティングゲート型のＰＲＯＭであり、データの消去および書き換えが可能な不揮発性メモリである。このＥＥＰＲＯＭ３０が、上記学習結果を記憶する手段となっている。

ＥＥＰＲＯＭ３０は、制御部３２と、メモリセル３４とを備えている。ここで、メモリセル３４は、複数のチップを備えており、各チップのデータ記憶領域には同一のアドレスが付与されている。制御部３２は、外部からの指令に基づき、メモリセル３４内の特定のチップの特定のアドレスに対応する記憶領域にアクセスすることで、データの書き込み、読み出し等を行う。

ＥＥＰＲＯＭ３０は、外部と通信するためのインターフェースとして、ライト指令信号が入力されるライト端子ＷＴと、リード指令信号が入力されるリード端子ＲＴとを備えている。また、ＥＥＰＲＯＭ３０は、書き込まれるデータを入力して且つ読み出されるデータを出力するためのデータ端子ＤＴと、上記チップのアドレス指令のための信号が入力されるアドレス端子ＡＴと、チップを指定する信号が入力されるチップ選択端子ＳＴとを備えている。さらに、ＥＥＰＲＯＭ３０は、ＥＥＰＲＯＭ３０の動作の基準となる電位である基準電位とされるグランド端子ＧＴと、ＥＥＰＲＯＭ３０の動作電源端子である低電圧端子ＬＶＴとを備えている。くわえて、ＥＥＰＲＯＭ３０は、メモリセル３４内にデータを書き込んだり消去したりする際に利用する高電圧が印加される高電圧端子ＨＶＴを備えている。すなわち、制御部３２の動作電圧や、メモリセル３４からのデータの読み出しに要する電圧（例えば「５Ｖ」）よりも、データの書き込みや消去に要する電圧（例えば「１４Ｖ」）の方が高いため、データの書き込みや消去に際しては動作電圧とは別途高電圧を要する。

ここで、高電圧端子ＨＶＴは、テストポイントＴＰに接続されている。図２（ｂ）に、ＥＣＵ２０が備える基板の上方から高電圧端子ＨＶＴとテストポイントＴＰとの接続態様を見た図を示す。図示されるように、高電圧端子ＨＶＴは、テストポイントＴＰに接続されており、ここが電気経路の終端となっている。すなわち、テストポイントＴＰは、ＥＣＵ２０内部の給電手段には接続されていない。テストポイントＴＰは、外部との電気的なコンタクトを可能とする部材であり、高電圧端子よりもその上面からみた表面積が十分に大きくなっている。テストポイントＴＰは、基板２０ａの中ほどに設けられている。これは、テストポイントＴＰが、ＥＣＵ２０が外部と通信するためのインターフェースとは別に半導体基板２０ａに設けられるものであり、ＥＣＵ２０が実際に使用される際には外部とのコンタクトを目的としないものであることによる。

さらに、高電圧端子ＨＶＴは、抵抗体４８を介してグランド端子ＧＴに接続されている。これは、ＥＥＰＲＯＭ３０のノイズに対する耐性を向上させるべく、高電圧端子ＨＶＴの電位を固定するための設定である。すなわち、高電圧端子ＨＶＴは、給電手段と接続されているわけではないため、仮にグランド端子ＧＴに接続しないなら、フローティング状態となる。そしてこの場合には、ＥＥＰＲＯＭ３０のノイズに対する耐性が低くなる。

上記ＣＰＵ４０内には、メモリ４２が備えられている。そして、制御システムの組み付けがなされると、ＥＣＵ２０の内部と外部とのインターフェースとしてのコネクタＣから取り込まれるプログラムがメモリ４２に書き込まれる。このプログラムにより、ＣＰＵ４０は、上記学習にかかる処理を行う。

図３に、本実施形態にかかる学習処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ２０とインバータ１２とが組みつけられる際等、制御システムの組み付け時に、製造ライン用のコンピュータ（製造ライン用ＰＣ）によって実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、ＣＰＵ４０内のメモリ４２に、感温ダイオードＤＳの出力特性等、制御システムの各種部材の特性の学習用プラグラムを書き込む。すなわち、製造ライン用ＰＣからＥＣＵ２０のコネクタＣを介してＣＰＵ４０内のメモリ４２に学習用プログラムを書き込む。そして、ＣＰＵ４０から学習用プログラムに従った学習の終了の通知がなされると（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１４において、メモリ４２から学習用プログラムを消去する。

続くステップＳ１６においては、ＣＰＵ４０内のメモリ４２に、学習データ記録用のプログラムを書き込む。すなわち、製造ライン用ＰＣからＥＣＵ２０のコネクタＣを介してＣＰＵ４０内のメモリ４２に学習データ記録用プログラムを書き込む。続くステップＳ１８においては、製造ライン用ＰＣによって電圧印加手段を操作することで、テストポイントＴＰに高電圧を印加する。これにより、抵抗体４８の電圧降下によって、高電圧端子ＨＶＴにもテストポイントＴＰと同様の高電圧が印加されることとなる。そして、ＣＰＵ４０から書き込み終了の通知がなされると（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ステップＳ２２において、メモリ４２から学習データ記録用プログラムを消去するとともに、テストポイントＴＰへの書き込み用電圧の印加を停止する。

図４に、上記ステップＳ１６においてメモリ４２に書き込まれたプログラムの処理手順を示す。この処理は、ＣＰＵ４０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ３０において、ＥＥＰＲＯＭ３０へのデータの書き込みを実行する。この処理は、チップ選択信号およびアドレス信号によって、ＥＥＰＲＯＭ３０内のメモリセル３４の特定のチップ内のアドレスを選択し、選択されたアドレスの記憶領域にデータ端子ＤＴを介してデータを記憶する処理である。この際、制御部３２では、テストポイントＴＰ（高電圧端子ＨＶＴ）に印加されている高電圧を利用することとなる。続くステップＳ３２においては、書き込みデータが正常であるか否かをチェックする。この処理は、チップ選択信号およびアドレス信号によって、メモリセル３４の上記特定のチップ内のアドレスを選択し、データ端子ＤＴを介してそのアドレスに対応する記憶領域に記憶されたデータをＣＰＵ４０に読み出し、ＣＰＵ４０の認識しているデータと照合する処理である。

上記ステップＳ３２において否定判断される場合、ステップＳ３４において、書き込まれたデータを消去し、ステップＳ３０に戻る。これに対し、ステップＳ３２において肯定判断される場合、ステップＳ３６において、上記コネクタＣを介して製造ライン用ＰＣに、書き込みが終了した旨を通知する。

なお、ステップＳ３６の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）ＥＥＰＲＯＭ３０として、データの書き込みや消去に要する高電圧を生成する手段を備えないものを用い、しかも、このＥＥＰＲＯＭ３０の高電圧端子ＨＶＴを高電圧を生成する手段に接続しない構成とした。これにより、ＥＥＰＲＯＭ３０内に記憶されたデータが誤って書き換えられることを回避することができる。

（２）高電圧端子ＨＶＴを、テストポイントＴＰに接続した。これにより、ＥＥＰＲＯＭ３０に書き換え用の電圧を容易に印加することができる。

（３）高電圧端子ＨＶＴを、抵抗体４８を介してグランド端子ＧＴに接続した。これにより、高電圧端子ＨＶＴをフローティング状態とした場合と比較して、ノイズに対する耐性を向上させることができる。しかも、グランド端子ＧＴに対する高電圧端子ＨＶＴの電位差を、データの書き込みや消去に要する電圧と比較して十分に小さくすることができるため、データが誤って書き換えられる事態をより確実に回避することができる。

（４）ＥＣＵ２０を、車両制御システムに搭載した。この場合、車載バッテリの電圧に変動が生じやすいことに起因して制御部３２の動作が不安定化するおそれがあることなどから、ＥＥＰＲＯＭ３０のデータが誤って書き換えられる可能性がある。このため、データの書き込みや消去に要する電圧が印加される事態を回避する上記構成の利用価値が特に大きい。

（５）ＥＥＰＲＯＭ３０に、感温ダイオードＤＳの個体差に関する情報を書き込んだ。この情報は、書き換えを確実に回避することが望まれるデータであるため、データの書き込みや消去に要する電圧が印加される事態を回避する上記構成の利用価値が特に大きい。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図５に、本実施形態にかかるＥＣＵ２０の内部構成のうち、特に上記学習結果の記憶にかかる部分の構成を示す。なお、図５において、先の図２に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、高電圧端子ＨＶＴの電位を固定する手段を、低電圧端子ＬＶＴを備えて構成する。すなわち、低電圧端子ＬＶＴから高電圧端子ＨＶＴへと進む方向を順方向とするダイオード５０を用いて、低電圧端子ＬＶＴと高電圧端子ＨＶＴとを接続する。これにより、低電圧端子ＬＶＴを用いて高電圧端子ＨＶＴの電位を固定することができ、しかも、テストポイントＴＰに高電圧を印加する際には、この電圧が低電圧端子ＬＶＴに印加されることを回避することができる。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）、（４）、（５）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（６）高電圧端子ＨＶＴの電位を低電圧端子ＬＶＴを利用して固定した。これにより、高電圧端子ＨＶＴのノイズに対する耐性を向上させることができる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図６に、本実施形態にかかるＥＣＵ２０の内部構成のうち、特に上記学習結果の記憶にかかる部分の構成を示す。なお、図６において、先の図５に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、高電圧端子ＨＶＴと低電圧端子ＬＶＴとを抵抗体５２を備えて構成した。ここで、抵抗体５２の抵抗値は、テストポイントＴＰに高電圧を印加する期間における抵抗体５２による電力消費量を低減することができるように極力大きな値とすることが望ましい。

以上説明した本実施形態によっても、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）、（４）、（５）の効果や、先の第２の実施形態の上記（６）の効果に準じた効果を得ることができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記各実施形態では、ＥＥＰＲＯＭ３０が書き込みや消去に用いる電圧以上の高電圧を生成する手段をＥＣＵ２０内に備えない構成としたが、これに限らない。例えばモータジェネレータ１０の回転角度を検出するための手段としてレゾルバを用いる場合、ＥＣＵ２０は、レゾルバに印加する比較的高い電圧（例えば「２０Ｖ」）を生成する手段を備える。この場合であっても、テストポイントＴＰを介してＥＣＵ２０の外部から書き込み用電圧を印加するなら、書き込み用電圧の印加を好適に行うことができる。ただし、レゾルバに電圧を印加する手段とＥＥＰＲＯＭ３０の高電圧端子ＨＶＴとを接続する配線を基板２０ａに備えてこれを介して電圧を印加してもよい。この場合、電圧の印加後には、配線を切断するなどして、レゾルバに電圧を印加する手段とＥＥＰＲＯＭ３０の高電圧端子ＨＶＴとを電気的に遮断する。

・上記各実施形態では、テストポイントＴＰを用いて外部から電圧を印加したがこれに限らない。例えば、基板２０ａ内の電子部品と外部とのインターフェースであるコネクタを介して外部から電圧を印加してもよい。さらに、ＥＥＰＲＯＭ３０の高電圧端子ＨＶＴに外部の電圧印加部材を直接接触させることで電圧を印加してもよい。

・上記各実施形態では、高電圧端子ＨＶＴを所定の電位に固定したがこれに限らない。例えば、想定されるノイズ周波数を除去するフィルタに高電圧端子ＨＶＴを接続してもよい。もっとも、高電圧端子ＨＶＴをいずれの部材とも電気的に接続しない構成であっても、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）、（４）、（５）の効果を得ることはできる。

・上記各実施形態では、学習用プログラムや学習データ記録用プログラムをＣＰＵ４０内のメモリに記憶し、製品出荷前に消去する構成としたが、これに限らず、例えばＥＣＵ２０内の読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）に記憶するようにしてもよい。

・上記各実施形態では、学習データをＥＥＰＲＯＭ３０に記憶したがこれに限らない。例えばＥＣＵ２０の行なう制御プログラム（モータジェネレータ１０の制御量の制御プログラム等）であってもよい。要は、一旦書き込んだ後には消去の禁止が所望されるデータであればよい。ただし、この際、制御システムを組み合わせた後初めて取得されるデータについては、ＥＣＵ２０自身によって取得することとなる傾向があることや、その後にＥＣＵ２０内のＲＯＭに格納することが困難であることから、ＥＥＰＲＯＭ３０内に書き込むことが特に便宜である。特に、上記感温ダイオードＤＳのようなシリコン系の素子については、その特性の経年変化がほとんどないため、その特性ずれ情報に関するデータとしての学習データ（校正データ）を記憶することは有効である。

・車両制御システムとしては、ハイブリッド車の制御システムに限らず、例えばガソリン機関やディーゼル機関を原動機とする車両の制御システムであってもよい。この場合であっても、例えば、燃料噴射弁の個体差に起因する噴射特性のずれ（経年変化前の初期値）に関するデータや、燃料噴射弁を駆動する駆動回路の温度を検出する素子（感温ダイオード等）の特性ずれに関する情報等を、ＥＥＰＲＯＭ３０に記憶することは有効である。

２０…ＥＣＵ、３０…ＥＥＰＲＯＭ，３２…制御部、３４…メモリセル、４０…ＣＰＵ。

Claims (4)

1. データの書き込みに際してデータの読み出し時と比較して絶対値の大きい電圧である書き込み用電圧を利用する電気的に書き換え可能な不揮発性メモリと、
   前記不揮発性メモリにアクセスすることでデータの書き込みおよび読み出しを行う制御部とを備え、
   前記不揮発性メモリは、前記書き込み用電圧の生成手段を備えることなく、前記書き込み用電圧が印加される端子である書き込み用電圧端子を備えるものであり、
   前記書き込み用電圧端子には、前記生成手段が接続されておらず、
   前記不揮発性メモリの端子のうち前記書き込み用電圧端子以外の電源端子と前記書き込み用電圧端子とをダイオードおよび抵抗体の少なくとも一方を介して接続する電位固定手段をさらに備えることを特徴とする電子制御装置。
2. 前記書き込み用電圧端子は、当該電子制御装置の外部との接続用端子に接続されていることを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
3. 当該電子制御装置は、車両制御システムに搭載されるものであることを特徴とする請求項１または２記載の電子制御装置。
4. 前記不揮発性メモリには、感温ダイオードの個体差に関する情報が書き込まれてなることを特徴とする請求項３記載の電子制御装置。

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