JP7226937B2 - 制御装置、制御システムおよび制御方法 - Google Patents

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Description

開示の実施形態は、制御装置およびモード移行方法に関する。
従来、車両に搭載され、エンジンやトランスミッション、カーナビゲーションといった車両の各種システムをそれぞれ電子制御する制御装置(ECU:Electronic Control Unit)が知られている。かかる制御装置では、内蔵されたマイクロコントローラ(以下、「マイコン」と記載する)が予め内部に保持する制御プログラムを読み出して実行することにより、割り当てられた各種機能を実現する。
なお、このような制御装置の制御プログラムは、機能を追加する場合や事後的に不具合が発見された場合などに、更新(リプログラミング)が必要となる場合がある。制御装置の動作モードには、制御プログラムが通常動作する通常モードと、制御プログラム書き換えのためのリプログラミングモードとがあり、リプログラミングは、かかる動作モードを、通常モードからリプログラミングモードへと移行させたうえで実行される。
たとえば、特許文献1には、マイコンへ印加される信号が、所定の電圧値と所定の電圧継続時間とをそれぞれ備えた複数個の電圧信号の組み合わせである電圧信号パターンに完全一致した場合に、リプログラミングモードへ移行する制御装置が開示されている。
特開2017-134477号公報
しかしながら、上述した従来技術には、モード移行の信頼性向上および高速化を図るうえで更なる改善の余地がある。
具体的には、上述した従来技術は、ノイズ等により誤ってリプログラミングモードへ移行してしまうのを防止するために上述の電圧信号パターンを用いるものである。しかしながら、かかるパターンに照合させるため、マイコンへ入力する電圧信号を少なくとも上記電圧継続時間の合計分読み取る必要があり、モード移行に時間がかかるという問題があった。
この点につき、別のノイズ対策として、入力信号を所定の継続時間分ではなく瞬時値として2度読みし、その結果を照合することが考えられるが、この場合は1度目および2度目の読み取りの間に所定の間隔を空ける必要があり、その間隔分により、やはりモード移行に時間がかかってしまう。
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、モード移行の信頼性向上および高速化を図ることができる制御装置およびモード移行方法を提供することを目的とする。
実施形態の一態様に係る制御装置は、動作モードをリプログラミングモードに設定可能な制御装置であって、外部からリプログラミングの指示を示す第1状態の入力信号を受け付けると、前記リプログラミングの初期設定を実行し、当該初期設定の完了後も前記入力信号が前記第1状態の場合、前記リプログラミングモードとして前記リプログラミングを実行する。
実施形態の一態様によれば、モード移行の信頼性向上および高速化を図ることができる。
図1Aは、実施形態に係る車載システムの概要説明図である。 図1Bは、リプログラミングの概要説明図である。 図1Cは、実施形態に係るECUのハードウェア構成の概要説明図である。 図1Dは、比較例に係るECUのリプロモード移行時のシーケンス図である。 図1Eは、実施形態に係るECUのリプロモード移行時のシーケンス図である。 図2は、実施形態に係る車載システムのブロック図である。 図3は、実施形態に係るECUが実行する処理手順を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する制御装置およびモード移行方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
また、以下では、「リプログラミング」という用語については、短縮して「リプロ」と記載する場合がある。また、以下では、本実施形態に係るモード移行方法の概要について図1A~図1Eを用いて説明した後に、かかるモード移行方法を適用したECU10(「制御装置」の一例に相当)を含む車載システム1の具体的な構成例について、図2および図3を用いて説明することとする。なお、比較例に係るECUについては、便宜上、「ECU10’」と記載する。
まず、本実施形態に係るモード移行方法の概要について、図1A~図1Eを用いて説明する。図1Aは、実施形態に係る車載システム1の概要説明図である。また、図1Bは、リプロの概要説明図である。また、図1Cは、本実施形態に係るECU10のハードウェア構成の概要説明図である。また、図1Dは、比較例に係るECU10’のリプロモード移行時のシーケンス図である。また、図1Eは、本実施形態に係るECU10のリプロモード移行時のシーケンス図である。
図1Aに示すように、車両Cは、車載システム1を備える。車載システム1は、複数のECU10-1~ECU10-nを備える。ECU10-1~ECU10-nは、CAN(Controller Area Network)等の車載ネットワークVNにより相互通信可能に接続され、それぞれ制御プログラムを実行することによって制御対象20-1~20-nを電子制御する。制御対象20-1~20-nは、たとえばエンジンやトランスミッション、カーナビゲーションといった各種システムである。
ここで、各ECU10が実行する制御プログラムは、機能を追加する場合や事後的に不具合が発見された場合などにリプロが必要となる場合がある。かかる場合、図1Bに示すように、リプロ対象となるECU10に対し、CAN等を介してリプロ用の端末装置であるリプロツール50が接続され、リプロの実行が指示される。
具体的には、リプロに際し、まずECU10は電源が投入されて制御プログラムが起動され、かかる制御プログラムが通常動作する「通常モード」の状態となる(ステップS1)。かかる状態において、リプロツール50からコマンド投入等によりECU10へ「リプロ指示」が送信されると(ステップS2)、これを受け付けたECU10では「モード移行」が行われ(ステップS3)、ECU10は「リプロモード」へと移行して(ステップS4)、制御プログラムの書き換えを実行する。
ところで、ECUは、制御部を2CPU(Central Processing Unit)で構成する場合がある。本実施形態に係るECU10も、かかる2CPU構成であるものとする。
具体的には、図1Cに示すように、ECU10は、メインマイコン121と、サブマイコン122とを有する。これらメインマイコン121およびサブマイコン122のうち、メインマイコン121のみが、車載ネットワークVNのバスへ接続される。なお、メインマイコン121およびサブマイコン122は、通信線125を用いたシリアル通信等により相互通信可能に設けられている。
かかるメインマイコン121およびサブマイコン122においても、それぞれ制御プログラムが動作することとなるため、リプロはメインマイコン121およびサブマイコン122で個別に実行する必要がある。
ただし、サブマイコン122は、上述のように車載ネットワークVNへ接続されていないことから、リプロツール50からリプロ指示を受け付けた場合、メインマイコン121がサブマイコン122をリプロモードへ移行させる。そして、その後、メインマイコン121経由で、サブマイコン122のリプロが実行される。
サブマイコン122のリプロモードへの移行に際しては、図1Cに示すように、メインマイコン121がサブマイコン122のRESET端子へLO信号を入力してサブマイコン122をリセットさせつつ、同端子への信号入力をHIへネゲートさせる。また、メインマイコン121は、サブマイコン122のWRITE端子へHI信号を入力する。サブマイコン122は、リセット後にWRITE端子のHI状態を検出したならば、通常モードでなくリプロモードで起動する。
ところで、「リプロ指示」がないにも関わらず、リセット後、サブマイコン122がノイズ等の外乱の影響によるWRITE端子のHI状態を検出してしまうと、サブマイコン122は意図せずリプロモードで起動してしまうこととなる。このような誤作動を防ぐため、たとえば比較例に係るECU10’は、WRITE端子を所定の間隔を空けて2度チェックし、その結果を照合して一致する場合にのみ、WRITE端子の状態を確定する。
具体的には、図1Dに示すように、比較例に係るECU10’は、まずメインマイコン121がリプロツール50からリプロ指示を受け付け(ステップS11)、サブマイコン122のRESET端子へLO信号~HI信号を入力するとともに、WRITE端子へHI信号を入力する(ステップS12)。
サブマイコン122は、RESET端子へのLO信号入力によってリセットした後、図中の「Loop」フラグメントに示すように、WRITE端子の状態が2度一致するまで、「WRITE端子チェック」および「ウェイト処理」を繰り返す(ステップS13’)。
そして、WRITE端子の状態がHI状態で2度一致したならば、サブマイコン122はWRITE端子の状態を確定し、「リプロ初期設定」(ステップS14)を行いつつリプロモードで起動する。そして、リプロモードでの起動完了後は、通信線125によりメインマイコン121経由で「リプロ」(破線の矢印~ステップS15)を実行する。
しかしながら、このような比較例に係るモード移行方法によれば、WRITE端子のチェックの間に行われるウェイト処理により、起動に時間がかかるという問題がある。
そこで、本実施形態に係るモード移行方法では、比較例と同様に、基本的にはWRITE端子を2度読みすることで誤作動を防止するものの、2度のWRITE端子のチェックの間にウェイト処理を行わずに上述したステップS14の「リプロ初期設定」を行い、ウェイト処理による起動時間の遅れを排除することとした。
具体的には、図1Eに示すように、本実施形態に係るモード移行方法では、ステップS11~S12の実行後に、サブマイコン122が、ステップS13を実行する。ステップS13では、サブマイコン122は、1度目の「WRITE端子チェック」を実行し、WRITE端子がHI状態であれば、図1DでステップS14として後で実行していた「リプロ初期設定」を実行する。すなわち、サブマイコン122は、1度目の「WRITE端子チェック」の結果でリプロモードへの移行をいわば仮確定し、リプロモードへの移行を本確定前に開始する。
なお、「リプロ初期設定」では、たとえばECU10の記憶部を構成するROM(Read Only Memory)の内容を、書き換えに備えてRAM(Random Access Memory)へコピーするバックアップ処理や、ネットワーク上の設定処理といった準備処理が行われる。
そして、「リプロ初期設定」の後、サブマイコン122は、「WRITE端子再チェック」を実行し、チェック結果を1度目の「WRITE端子チェック」のチェック結果と照合する。そして、チェック結果が一致すれば、サブマイコン122はWRITE端子の状態をHI状態であると本確定する。すなわち、仮確定していたリプロモードへの移行を本確定し、以降は、通信線125によりメインマイコン121経由で「リプロ」(破線の矢印~ステップS15)を実行する。
一方、チェック結果が一致しなければ、サブマイコン122は、自身をリセットして、ステップS13を再実行する。したがって、この場合、「リプロ初期設定」の設定内容は破棄されるが、ノイズ等の影響により誤ってリプロモードへ移行しようとしたと考えられるので、支障はない。むしろ、ステップS13が再実行され、WRITE端子の状態がHI状態になければ、1度は誤ってリプロモードへ移行しようとしたところを、通常モードへ復帰することができる。
このように、本実施形態に係るモード移行方法では、WRITE端子のチェックとチェックの間に行われるウェイト処理を排除し(図中の「ウェイト処理なし」参照)、1度目の「WRITE端子チェック」の結果でリプロモードへの移行を仮確定することとした。そして、リプロモードへの移行が仮確定されたならば、「WRITE端子再チェック」の前にリプロモードへの移行を開始して、「リプロ初期設定」を事前に進めることとした。
したがって、本実施形態に係るモード移行方法によれば、ウェイト処理による起動時間の遅れを排除して、起動を高速化することができる。すなわち、モード移行の信頼性向上および高速化を図ることができる。
以下、上述したモード移行方法を適用したECU10を含む車載システム1について、さらに具体的に説明する。
図2は、本実施形態に係る車載システム1のブロック図である。なお、図2では、本実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素のみを機能ブロックで表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
換言すれば、図2に図示される各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。例えば、各機能ブロックの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。
また、既に説明済みの構成要素については、図2を用いた説明では、説明を簡略化するか省略する場合がある。
図2に示すように、車載システム1は、ECU10を備える。ECU10は、記憶部11と、制御部12とを備える。
記憶部11は、ROM11aおよびRAM11bのほか、たとえばデータフラッシュといった半導体メモリ素子等によって構成され、図示は略しているが、たとえば通常モードまたはリプロモードのそれぞれにおいて動作する各種プログラム等が記憶される。
制御部12は、コントローラ(controller)であり、たとえば、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等によって、記憶部11に記憶されている各種プログラムがRAMを作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部12は、たとえば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路により実現することができる。
たとえば、本実施形態に係るECU10では、図2に示すように、制御部12は、メインマイコン121およびサブマイコン122の2つのマイコンによって構成される。
メインマイコン121は、指示受付部121aと、モード制御部121bと、通信部121cとを有する。サブマイコン122は、リセット部122aと、モード判定部122bと、移行部122cと、実行部122dと、通信部122eとを有する。また、サブマイコン122は、所定の入力端子である、RESET端子123と、WRITE端子124とを備える。また、メインマイコン121とサブマイコン122とは、通信線125を介して相互通信可能に接続されている。
メインマイコン121の方から説明する。指示受付部121aは、リプロツール50からリプロ指示を受け付ける。指示受付部121aは、受け付けたリプロ指示をモード制御部121bへ通知する。
モード制御部121bは、通知されたリプロ指示がサブマイコン122に対するものである場合、サブマイコン122のRESET端子123へLO信号を入力する。また、モード制御部121bは、RESET端子123への信号入力を、LO信号からHI信号へネゲートさせる。
また、モード制御部121bは、サブマイコン122のWRITE端子124へHI信号を入力する。なお、図示は略しているが、モード制御部121bは、通知されたリプロ指示がサブマイコン122に対するものである場合、メインマイコン121自身をリセットさせてリプロモードへ移行させる。
また、指示受付部121aおよびモード制御部121bは、サブマイコン122がリプロモードへ移行した後、リプロツール50およびサブマイコン122間のデータの受け渡し役となってサブマイコン122にリプロを実行させる。かかるデータの受け渡しには通信線125が用いられる。通信部121cは、かかる通信線125を用いたデータ通信を行う。
つづいて、サブマイコン122の方について説明する。リセット部122aは、RESET端子123に対するLO信号の入力を検出した場合に、サブマイコン122をリセットさせるリセット処理を行う。また、リセット部122aは、後述するモード判定部122bから、WRITE端子124の1度目のチェック結果と2度目のチェック結果が一致しないとの判定結果を示す通知を受けた場合に、サブマイコン122をリセットさせるリセット処理を行う。
モード判定部122bは、サブマイコン122のリセット後、WRITE端子124をチェックし、LO信号が入力されたLO状態を検出したならば、サブマイコン122を起動させるべきモードを通常モードと判定する。
また、モード判定部122bは、サブマイコン122のリセット後、WRITE端子124をチェックし、HI信号の入力されたHI状態を検出したならば、サブマイコン122を起動させるべきモードをリプロモードと仮判定する。また、モード判定部122bは、判定した判定結果を移行部122cへ通知する。
移行部122cは、モード判定部122bによって通常モードと判定された場合に、サブマイコン122を通常モードへと移行させ、実行部122dに通常モード時の各種プログラムを実行させる。
また、移行部122cは、モード判定部122bによってリプロモードと仮判定された場合に、サブマイコン122のリプロモードへの移行を開始し、記憶部11にアクセスしてリプロ初期設定を実行する。
また、移行部122cは、リプロ初期設定の実行後、リプロ初期設定の完了をモード判定部122bに通知して、モード判定部122bにWRITE端子124を再チェックさせる。
モード判定部122bは、移行部122cによるリプロ初期設定の完了の通知を受けてWRITE端子124を再チェックし、1度目のチェック結果と同じくHI状態を検出したならば、サブマイコン122を起動させるべきモードをリプロモードと確定する。また、その判定結果を移行部122cへ通知する。
また、モード判定部122bは、WRITE端子124の再チェック結果が1度目のチェック結果と一致しなければ、その判定結果をリセット部122aへ通知する。
移行部122cは、モード判定部122bによって起動させるべきモードがリプロモードと確定されたならば、サブマイコン122を引き続きリプロモードで起動するべく、実行部122dにリプロモード時の各種プログラムを実行させる。
実行部122dは、記憶部11に記憶された各種プログラムを、移行するモードに応じて記憶部11から読み出し、実行する。通信部122eは、メインマイコン121との間で、通信線125を用いたデータ通信を行う。
次に、実施形態に係るECU10が実行する処理手順について、図3を用いて説明する。図3は、実施形態に係るECU10が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、ここでは、サブマイコン122がリセット後から実行する処理手順について説明する。
サブマイコン122がリセットされた後、図3に示すように、モード判定部122bが、1度目のWRITE端子124のチェックを行う(ステップS101)。そして、モード判定部122bは、WRITE端子124がLO状態であるか否かを判定する(ステップS102)。
ここで、WRITE端子124がLO状態である場合(ステップS102,Yes)、移行部122cが、サブマイコン122を通常モードへ移行させる(ステップS103)。そして、実行部122dが、通常モード時の各種プログラムを記憶部11から読み出して実行し、サブマイコン122は通常動作を実行する(ステップS104)。
一方、WRITE端子124がLO状態でない場合(ステップS102,No)、すなわち、WRITE端子124がHI状態である場合、起動されるべきモードがリプロモードと仮判定される。そして、移行部122cが、サブマイコン122をリプロモードへ移行させ(ステップS105)、リプロ初期設定を実行する(ステップS106)。
そして、リプロ初期設定の完了後、モード判定部122bが、WRITE端子124の再チェックを行う(ステップS107)。そして、モード判定部122bは、WRITE端子124がHI状態であるか否かを判定する(ステップS108)。
ここで、WRITE端子124がHI状態である場合(ステップS108,Yes)、リプロモードへの移行が確定され、実行部122dが、リプロモード時の各種プログラムを記憶部11から読み出して実行し、サブマイコン122はリプロを実行する(ステップS109)。
一方、WRITE端子124がHI状態でない場合(ステップS108,No)、リセット部122aがリセット処理を実行し(ステップS110)、サブマイコン122は、ステップS101からの処理を繰り返す。
なお、図3では略しているが、通常モードへ移行するステップS103とステップS104の間で、モード判定部122bがWRITE端子124を再判定することとしてもよい。
かかる場合、モード判定部122bは、ステップS103の後でWRITE端子124がLO状態であるか否かを判定し、LO状態であればステップS104へ移行すればよい。また、WRITE端子124がLO状態でなければ、ステップS110のリセット処理を実行し、ステップS101からの処理を繰り返せばよい。
これにより、通常モードへの移行においても、モード移行の信頼性を高めることができる。
上述してきたように、本実施形態に係るECU10(「制御装置」の一例に相当)は、モード判定部122b(「判定部」の一例に相当)と、移行部122cとを備える。モード判定部122bは、リセットの後に所定の入力端子の入力状態を判定する。移行部122cは、モード判定部122bによって上記入力状態が第1状態であると判定された場合に、動作モードを第1モードへ移行させるとともに、かかる第1モードへの移行後にモード判定部122bによって再判定された上記入力状態が上記第1状態であるならば、動作モードを上記第1モードに確定する。
したがって、本実施形態に係るECU10によれば、モード移行の信頼性向上および高速化を図ることができる。
また、本実施形態に係るECU10は、リセット部122aをさらに備える。リセット部122aは、モード判定部122bによって再判定された上記入力状態が上記第1状態でないならば、上記リセットを実行する。
したがって、本実施形態に係るECU10によれば、ノイズ等の影響によって誤って第1モードへ移行した場合でも、リセット後に改めて初めから上記入力状態を判定することによって、正常なモードへ復帰することが可能となる。
また、上記第1モードは、プログラムの書き換えであるリプログラミングを実行するリプロモードであって、移行部122cは、モード判定部122bによってWRITE端子124(「所定の入力端子」の一例に相当)の入力状態がHI状態(「第1状態」の一例に相当)であると判定された場合に、リプロの初期設定を実行し、かかる初期設定の完了後にモード判定部122bによって再判定された上記入力状態がHI状態であるならば、動作モードをリプロモードに確定してリプロを実行させる。
したがって、本実施形態に係るECU10によれば、信頼性高くリプロモードへの移行を行うことができ、通常モードに影響を与えにくい。
また、移行部122cは、リセットの後にモード判定部122bによって判定された上記入力状態がHI状態でないならば、リプロモードに対する通常時の動作モードである通常モードへ動作モードを移行させる。
したがって、本実施形態に係るECU10によれば、リセット前に、ノイズ等の影響によって誤って第1モードへ移行していても、リセット後に改めて初めから上記入力状態を判定し、HI状態でないならば、正常に通常モードへ復帰することができる。
なお、上述した実施形態では、制御部12が、メインマイコン121とサブマイコン122の2つのマイコンによって構成される例を挙げたが、1つのマイコンによって構成されてもよい。また、3つ以上のマイコンによって構成されてもよい。3つ以上のマイコンによって構成される場合、たとえば、少なくとも1つのマイコンが車載ネットワークVNのバスに接続され、かかるマイコンが他のマイコンに対し、上述したメインマイコン121の役割を果たせばよい。
また、上述した実施形態では、ECU10は車両Cに設けられることとしたが、無論、一般車両に限られるものではなく、工業用車両、農業用車両等に設けられてもよい。また、車両に限らず、列車、船舶、航空機等の移動機械に設けられてもよい。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
1 車載システム
10 ECU
11 記憶部
11a ROM
11b RAM
12 制御部
50 リプロツール
121 メインマイコン
121a 指示受付部
121b モード制御部
121c 通信部
122 サブマイコン
122a リセット部
122b モード判定部
122c 移行部
122d 実行部
122e 通信部
123 RESET端子
124 WRITE端子
125 通信線
C 車両
VN 車載ネットワーク

Claims (5)

  1. 動作モードをリプログラミングモードに設定可能な制御装置であって、
    外部からリプログラミングの指示を示す第1状態の入力信号を受け付けると、前記リプログラミングの初期設定を実行し、当該初期設定の完了後も前記入力信号が前記第1状態の場合、前記リプログラミングモードとして前記リプログラミングを実行する、
    御装置。
  2. 前記初期設定の完了後の前記入力信号が前記第1状態でないならば、前記制御装置をリセットする
    求項1に記載の制御装置。
  3. 前記リセット後の前記入力信号が前記第1状態でないならば、前記動作モードを通常モードへ移行する、
    求項に記載の制御装置。
  4. 外部からリプログラミングの指示を受付ける第1制御装置と、
    動作モードをリプログラミングモードに設定可能な第2制御装置と、
    を備える制御システムであって、
    前記第1制御装置は、
    前記リプログラミングの指示を受けると、前記第2制御装置へリセット信号を送信するとともに、前記第2制御装置へ前記リプログラミングの指示を示す第1状態の入力信号を送信し、
    前記第2制御装置は、
    前記リセット信号を受けると自身をリセットし、リセット後に前記第1状態の前記入力信号を受け付けると、前記リプログラミングの初期設定を実行し、前記初期設定の完了後も前記入力信号が前記第1状態の場合、前記リプログラミングモードとして前記リプログラミングを実行する、
    制御システム。
  5. 動作モードをリプログラミングモードに設定可能な制御装置の制御方法であって、
    外部からリプログラミングの指示を示す第1状態の入力信号を受け付けると、前記リプログラミングの初期設定を実行し、当該初期設定の完了後も前記入力信号が前記第1状態の場合、前記リプログラミングモードとして前記リプログラミングを実行する、
    制御方法。
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