JP3638282B2 - 制御装置およびそのプログラム装置 - Google Patents

Description

従来の技術
本発明は独立的請求項の上位概念の制御装置に関する。制御装置およびそのプログラム装置は、ヨーロッパ特許出願公開第0266704号公報から公知である。この場合、外部プログラム装置は、制御装置の不揮発メモリをプログラムするために設けられている。外部プログラム装置は、シリアル伝送線を介して制御装置に接続されている。プログラムデータは、このシリアル伝送線を介して、制御装置に伝送される。制御装置のマイクロコントローラはデータを受信し、それらをプログラムすべき不揮発メモリにプログラムする。結局、必要なプログラム用電圧が、プログラム装置と制御装置との間の別個の接続線を介して制御装置に供給される。したがって制御装置には別個の入力ピンが設けられ、前記入力ピンに外部からプログラム用電圧を供給することができる。
制御装置内部でプログラム用電圧を作ることも公知である。シリアル伝送線を介して制御装置に伝送される制御命令を用いて、プログラム処理を開始する。電磁放射ノイズのため、制御装置のプログラムシーケンスが任意に変更されることがあり、不揮発メモリのプログラムが誤って開始されないことを保証できないという欠点がある。
発明の利点
対して独立的請求項の特徴部分を有する本発明による制御装置は、一方で制御装置でのプログラムのための制御装置ピンを別に設ける必要がなく、他方で制御装置の不揮発メモリのプログラムの任意の開始が、制御装置のプログラムシーケンスの誤りによって生じることがないという利点がある。
独立的請求項に記載の制御装置に対する有利な変更点および改善点は、従属的請求項に記載の手段により可能である。さらに本発明により制御装置をプログラムするための本発明による装置の利点を記載する。
プログラムイネーブル信号が、シリアル伝送線から抵抗とコンデンサとから構成されるローパスフィルタを介して取り出されることは特に有利である。その結果、データ伝送の間でもイネーブル信号を連続的にメモリに生じさせ、シリアル伝送線を介するデータ伝送から独立して、プログラムシーケンスを実行することができる。
さらに抵抗が、ローパスフィルタに後置され、コンデンサと不揮発メモリのプログラムイネーブル信号入力端子との間でグランドに接続されていることは有利である。
請求項４に記載の手段は、プログラム処理のために不揮発メモリに高い電圧（たとえば12V）を必要とする場合に有利である。
さらに入力抵抗が制御装置の伝送線に接続され、他端で電源ライン（グランド）に接続されていることは有利である。その結果シリアル伝送線が制御装置に接続されていない場合に、入線が所定の低電位に維持されることが保証される。このようにして制御装置の通常動作の間に、つまり外部プログラム装置が伝送線に接続されていない場合に、不揮発メモリがイネーブルされることを防止する。
さらにローパスフィルタの時定数が、データワードの伝送の間に、レベルの点でプログラムイネーブル信号が予め決められた最小値未満に降下しない程度にコンデンサが放電する大きさで選択されることは有利である。その結果制御装置へのデータ伝送の間または制御装置からのデータ伝送の間でも、イネーブル信号が連続的に生じ、滞ることなくプログラム処理を実行することができる。
２つのデータワードを伝送する間で利用可能な期間中に、コンデンサが完全に充電される大きさでローパスフィルタによる電圧の時定数が選択されることも有利である。さらにこの手段により、イネーブル信号が連続的に不揮発メモリに生じ、データ伝送中に滞ることなく不揮発メモリをプログラムすることもできる。
さらにシュミットトリガが制御装置内部で伝送線に接続されていることは有利である。伝送線を介して受信した信号の信号処理は、シュミットトリガにより実施される。たとえばこの結果レベル合わせが可能となり、さらに信号エッジの急浚さを作り出すことができる。
さらに、ローパスフィルタの抵抗にドライバ段が前置接続され、ドライバ段を介してプログラムイネーブル信号を取り出すことは有利である。ドライバ段は、シュミットトリガの負担を軽くし、イネーブル信号を不揮発メモリに伝送する線路から伝送線を分離する役割をする。
さらに、シュミットトリガと、制御装置のマイクロコンピュータへの伝送線の接続部との間に、抵抗が設けられていることは有利である。確率としては非常に低いがプログラムのエラーまたは干渉信号の結果として、伝送線が接続されているRxD端子がマイクロコンピュータにより誤って出力端子に変更され、この出力端子を介してハイレベルを出力する場合に、この抵抗は電流制限の働きをする。この場合その抵抗によって電流制限されるので、シュミットトリガの出力をローレベルに抑え、したがってプログラムイネーブル信号をローレベルに維持する。このように外部からのプログラムイネーブル信号を伴わない制御装置の不揮発メモリの不都合なイネーブル状態が生じないことが保証される。
本発明による制御装置の不揮発メモリのプログラム装置に対して、外部プログラム装置と制御装置との間にデータを伝送し、所要のプログラムイネーブル信号を出力するのに、シリアル伝送線だけを必要とすることは有利である。プログラムイネーブル信号用の別個の線路は必要でない。
シリアル伝送線を接続する場合に、高い電位を伝送線に供給する手段が、プログラム装置内部に設けられていることは非常に有利である。その結果伝送線の零入力電位は高い電位になるので、制御装置でプログラムイネーブル信号を取り出す回路のコストを少なく抑えることができる。
図面
次に本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。図１に、プログラム装置と制御装置との接続を示す。図２に、本発明による制御装置の回路構成の回路図を示す。図３に、本発明によるプログラム装置の回路構成の回路図を示す。
発明の説明
図１に、シリアルの伝送線12を介する制御装置10と外部プログラム装置11との接続を示す。バッテリ電圧は、接続線23を介して制御装置から外部プログラム装置に供給される。制御装置10のグランドは、接続線24を介してプログラム装置11のグランド装置11のグランドに接続されている。制御装置10のプログラム処理は、たとえば自動車生産ラインの最後に行われる。ここで制御装置10は、既に自動車に組み込まれている。ブレーキ、エンジン、またはトランスミッション等に用いられる制御装置に制御装置でありうる。通常そのような制御装置を、診断端子を介して外部プログラム装置に接続することができる。外部プログラム装置の代わりに、外部検査装置を自動車の診断端子に接続することもできる。
図２に、参照番号13を用いて制御装置10のマイクロコンピュータを示す。前記マイクロコンピュータには、シリアルインターフェース15が含まれている。マイクロコンピュータと一体とされ、またはマイクロコンピュータとは別個に実現される不揮発性のプログラマブルメモリ14が設けられている。不揮発メモリ14は、たとえばフラッシュEPROMとして実現される。不揮発メモリ14をプログラムするためには、イネーブル信号を不揮発メモリ14に供給しなければならない。ここに示した実施例では、不揮発メモリ14は、5Vのプログラム用電圧で十分であるように製造されている。この電圧を単に制御装置内で作ることも、外部から制御装置に印加することもできる。制御装置またはマイクロコンピュータ13の入出力回路およびRAMメモリ等の別の構成素子は、簡単にするためそれぞれ省略する。抵抗R3は、マイクロコンピュータ13のシリアルインターフェース15のRxD入力端子に接続されている。抵抗R3は、シュミットトリガ17にも接続されている。入力側でシュミットトリガ17は、伝送線12に接続されている。ここで伝送線12を、制御装置の入力端子16に固定的に接続して他方を自動車に内蔵した別個の診断端子に接続するか、またはプラグ差し込み型の接続部を介して制御装置の入力ピン16に接続するかのいずれかにすることができる。接続線23、24（これも制御装置10を外部プログラム装置に接続するためのものである）も図示する。制御装置のバッテリ電圧は、接続線23を介して外部プログラム装置11に伝送される。プログラム装置11のグランド端子は、接続線24を介して制御装置10のグランド端子に接続されている。これらの接続部をプラグタイプの接続部にすることもできる。しかしこれらの接続部を制御装置側に固定的に接続できるように設け、自動車の別個の診断端子に接続することもでき、したがって別個の診断端子では、プラグ差し込み型の接続部を介して外部プログラム装置11を接続する。
シリアルの伝送線12は、上述のように入力ピン16を介して、制御装置10内部でマイクロコンピュータのRxD入力端子に接続されている。この構成では、伝送線12と接続された入力抵抗R4はグランドに接続されている。シリアル伝送線12を介してプログラムイネーブル信号を取り出すために、ドライバ段T1がシュミットトリガ17に後置接続されている。ドライバ段T1の出力側はダイオードD1に接続されている。ダイオードD1は、伝送方向にドライバ段T1に接続されている。抵抗R2は、ダイオードD1に後置接続されている。抵抗R2は、不揮発メモリ14のプログラムイネーブル入力端子19と直接接続される。抵抗R2からプログラムイネーブル入力端子19までの接続線にコンデンサC1が接続されている。別の抵抗R1がコンデンサC1と並列にグランドに接続されている。マイクロコンピュータ13のシリアルインターフェース15のTxD入力端子に、ドライバ段T2が接続されている。このように伝送線12は、外部プログラム装置11から制御装置10にデータを伝送し、制御装置10から外部プログラム装置11にデータを伝送する両方の働きをする。
図３では、プログラム装置11の内部で抵抗R5が伝送線12に接続され、前記トランジスタR5は、他端で制御装置10のバッテリ電圧用の伝送線23にも接続されている。さらに接続線23、24、12は、プログラム装置11に取り外しができるように接続されている。このことは入力ピン21、20、22により示されている。たとえばシリアルインターフェース、マイクロコンピュータ、メモリ等のプログラム装置11の別の構成素子は、簡単にするためそれぞれ省略する。
以下に回路構成の動作モードを詳細に説明する。制御装置10が外部プログラム装置に接続されない限り、制御装置の入力ピン16は低電位である。これは対応する接続線が、抵抗R4（プルダウン抵抗）を介して制御装置のグランドに接続されているからである。したがってRxD入力端子も、不揮発メモリ14のプログラムイネーブル入力端子19も低電位である。コンデンサC1がそれまでに充電されていても、抵抗R1を介して短時間の内に放電される。したがって入力抵抗R4により、自動車の通常動作の間にプログラムイネーブル入力端子19に高電位が生じないように保証される。このように自動車の通常動作の間に不揮発メモリをプログラムすることは絶対に不可能である。そのことによって、不正確なプログラムシーケンスの場合（たとえば電磁放射ノイズのため生じる）に、不揮発メモリ14をプログラムできないことも保証される。外部プログラム装置11が制御装置10に接続されると直ちに、抵抗R5（プルアップ抵抗）を介してシリアル伝送線12に高電位が印加される。このことによりコンデンサC1も抵抗R2を介して充電される。コンデンサC1が充電された後で、プログラムイネーブル入力端子19に高電位が生じ、プログラムのために不揮発メモリ14はイネーブルされる。プログラム開始時に、プログラム装置11により対応する制御命令を制御装置のマイクロコンピュータ13に送信しなければならない。
制御装置と外部プログラム装置間のデータ送信は個々のデータワードの形態で実施される。データワードには、たとえばスタートビット、８つのデータビット、およびストップビットがある。外部プログラム装置と制御装置間の通信のための典型的な伝送レートは、約10kボーである。この伝送レートでは、ビット当りのレートは100マイクロ秒である。ローレベルのビットを伝送する場合、伝送線12は約100マイクロ秒の間、ローレベルで占められる。ハイレベルのビットを伝送する際には、伝送線12は100マイクロ秒の間、相応にハイレベルで占められる。したがって伝送線12上でハイレベルとローレベルが高い周波数で交番する。
シュミットトリガ17は、入力信号の信号処理を行う。伝送線12を介しての各ローレベル信号の伝送の間に、コンデンサC1を抵抗R1を介して放電することができる。RC素子C1、R1の時定数は、各ローレベル信号の伝送の間に、コンデンサC1がわずかな問題とならない放電だけを行うように選択される。その極端な場合は、８つのローレベルのビットから構成される個々のデータワードの場合である。この場合コンデンサC1は、約１ミリ秒の間に放電される。しかしRC素子C1、R1の時定数は、そのような場合でもプログラムイネーブル入力端子19にハイレベルを維持し続けるように決定される。２つのデータワードの伝送の間にコンデンサC1を完全に充電できるように、抵抗R2が選択され、当然その時間中には高い電圧が伝送線12に生じている。ドライバ段T1は、シュミットトリガ17の出力段の負担を軽くする。さらにドライバT1は、シュミットトリガ17の出力信号を、コンデンサC1の連続する充電処理から分離する。
制御装置10から外部プログラム装置11へのデータワードの伝送の際に、シリアルインターフェース15によりTxD出力端子を介してドライバ段T2を駆動する。次に伝送線12は、オープンンコレクタ出力のドライバ段T2により低電位に引き下げられる。ドライバ段T2をオープンコレクタ出力にするのは有利である。外部プログラム装置11が接続されていない場合に、結果として制御装置10自体により入力ピン16に、接続線に対する高電位が印加されるはずがないからである。
説明してきた本発明には広範囲の様々な変形が可能である。たとえば抵抗R4（プルダウン抵抗）が制御装置10内部でグランドに接続されているか否か、あるいは他方で抵抗R5（プルアップ抵抗）が制御装置10のバッテリ電圧に接続されているか否かは、データ伝送のプロトコルに依存する。伝送線12の零入力電位はハイレベルである。したがって不揮発メモリ14の不注意なイネーブルを防止するために、制御装置10のドライバ段T1を反転出力とならないように製作しなければならない。
別の実施例として、プログラムイネーブル信号を不揮発メモリ14の入力側19に直接供給せずに、不揮発メモリ14に対するプログラム電圧を発生させる別個の構成部に供給することもできる。たとえばそのような構成部を、プログラム電圧（5Vまたは12V）を発生するチャージングポンプにすることができる。
さらに別の変形が可能である。たとえば複数の制御装置を自動車に組み込むこともでき、前記制御装置は全て共通のシリアル伝送線を介してアドレシングすることができる。この場合、外部プログラム装置が接続されると、各制御装置の不揮発メモリは全てが一緒にイネーブルされる。したがって各メモリを、異なる適切な制御命令を用いて連続的なプログラムしなければならない。
たとえば外部プログラム装置をパーソナルコンピュータにすることもできる。制御装置から外部プログラム装置までの伝送をし、外部プログラム装置から制御装置までの伝送をするために、別個の伝送線を用いることもできる。

Claims (14)

1. マイクロコンピュータ（13）と、プログラマブル不揮発メモリ（14）と、少なくとも１本のシリアルデータ伝送線（12）に接続することのできるシリアルインターフェースとを有する制御装置（10）、とりわけ 自動車用制御装置であって、前記制御装置（10）は、接続することのできる外部プログラム装置（11）からシリアルデータ伝送線（12）を介して不揮発メモリ（14）の プログラミングのためにプログラミングすべきデータを受信する、制御装置（10）、とりわけ自動車用制御装置 において、
   ローパスフィルタが設けられており、該ローパスフィル タはシリアル伝送線（12）のための端子に接続されてお り、外部プログラム装置（11）が接続される際に信号が 伝送線（12）に存在する場合、前記ローパスフィルタは プログラミングのイネーブルのための信号を発生することを特徴とする制御装置（10）、とりわけ自動車用制御 装置。
2. プログラミングのイネーブルのための信号 はマイクロコンピュータに印加されることを特徴とす る、請求項１記載の制御装置。
3. プログラミングのイネーブルのための信号 はプログラマブル不揮発メモリのイネーブル入力端子に 印加されることを特徴とする、請求項１記載の制御装 置。
4. プログラムイネーブルのための信号はチャ ージングポンプに印加され、該チャージングポンプはプ ログラマブル不揮発メモリにプログラム電圧を送出する ことを特徴とする、請求項１〜３のうちのいずれか１項 記載の制御装置。
5. 前記ローパスフィルタとして、抵抗（R2）がシリアル伝送線（12）に対する端子（16）に接続され、コンデンサ（C1）が抵抗（R2）に後置されてグランドに接続されている請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記コンデンサ（C1）とプログラムイネーブル入力端子（19）との間で、抵抗（R1）がグランドに接続されている請求項５に記載の制御ユニット。
7. 伝送線（12）に対する端子（16）と接続された入力抵抗（R4）が、制御装置（10）の内部で、グランドに接続されている請求項１から６までのいずれか１項に記載の制御装置。
8. RC素子（R1、C1）の時定数は、データワードの伝送の間にプログラムイネーブル信号が予め決められた最小値未満に降下しない程度にコンデンサ（C1）が放電する大きさで選択される請求項５から７までのいずれか１項に記載の制御装置。
9. 抵抗（R2）は、２つの連続するデータワードの伝送間の期間中に、コンデンサ（C1）が完全に充電される大きさで選択される請求項５から８までのいずれか１項に記載の制御装置。
10. 伝送線（12）を介して受信された信号の信号処理を実施するシュミットトリガ（17）は、伝送線（12）に接続されている請求項１から９までのいずれか１項に記載の制御装置。
11. 抵抗（R2）にドライバ段（T1）が前置接続されている請求項５から10までのいずれか１項に記載の制御装置。
12. シュミットトリガ（17）と、制御ユニット（10）のマイクロコンピュータ（13）の受信入力端子（RxD）との間に抵抗（R3）が接続されている請求項10 または11に記載の制御装置。
13. マイクロコンピュータを有する制御装 置、とりわけ自動車用制御装置の不揮発メモリをプログ ラミングするためのプログラム装置であって、制御装置 （10）はシリアルインターフェースを有し、該シリアル インターフェースには少なくとも１つのシリアル伝送線 （12）が接続可能であり、前記制御装置（10）は、プロ グラム装置（11）からシリアルデータ伝送線（12）を介 して不揮発メモリ（14）のプログラミングのためにプロ グラミングすべきデータを受信する、マイクロコンピュ ータを有する制御装置、とりわけ自動車用制御装置の不 揮発メモリをプログラミングするためのプログラム装置 において、
    前記制御装置にはローパスフィルタが設けられており、 該ローパスフィルタは前記シリアル伝送線（12）ための 端子に接続されており、信号が伝送線（12）に存在する 場合には、前記ローパスフィルタはプログラミングのイ ネーブルのための信号を発生し、前記シリアル伝送線に 零入力電位として高電位をブルのための信号を発生し、 前記シリアル伝送線に零入力電位として高電位を印加す る手段がプログラム装置の内部に存在する、マイクロコ ンピュータを有する制御装置、とりわけ自動車用制御装 置の不揮発メモリをプログラミングするためのプログラ ム装置。
14. シリアル伝送線（12）に高電位を印加する手段として、内部で抵抗（R5）が電源に接続されている請求項13に記載のプログラム装置。

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