JP2002030988A - 電子制御装置 - Google Patents

電子制御装置

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JP2002030988A
JP2002030988A JP2000215627A JP2000215627A JP2002030988A JP 2002030988 A JP2002030988 A JP 2002030988A JP 2000215627 A JP2000215627 A JP 2000215627A JP 2000215627 A JP2000215627 A JP 2000215627A JP 2002030988 A JP2002030988 A JP 2002030988A
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JP2000215627A
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Hiroharu Takeuchi
啓晴 竹内
Satoshi Higuchi
聡 樋口
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】CPUの処理負荷を抑えつつ、バックアップメ
モリに的確にデータを書き込むことができる電子制御装
置を提供する。 【解決手段】SRAM24は、イグニッションスイッチ
40のオフ時にもデータを保持する。CPU21は、S
RAM24に定期的にデータを書き込むとともに電圧低
下時にもデータを書き込み、SRAM24に記憶された
データを取り込んでエンジンの噴射・点火制御等を実施
する。SRAM24への書き込みデータは複数に分割さ
れている。CPU21は、SRAM24への定期的なデ
ータ書き込みに際し、分割した単位で異なるタイミング
でデータを書き込み、電圧低下時のデータ書き込みに際
し、書込対象の全てのデータを書き込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源スイッチのオ
フ時にも記憶データを保持するバックアップメモリを備
えた電子制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の装置として、車載電子制御装置
(ECU)が知られており、同ECUでは、例えばエン
ジン制御等を実施するための各種制御データがバックア
ップメモリとしてのスタンバイRAM(SRAM)にバ
ックアップされている。詳しくは、ECUにおいて、イ
グニッションスイッチのオフ、或いは電気ノイズ等によ
る電源の遮断に伴い電源電圧が低下したとしても、SR
AMには、バックアップ用の電源電圧が供給されて記憶
データが保持されるようになっている。また、ECU
は、エンジン制御等を司るCPUを備え、同CPUは、
イグニッションスイッチのオン等によって電源電圧が復
帰すると、SRAMの記憶データを読み込んで各種制御
を実行する。つまり、CPUは、電源の瞬断前の各種制
御データを継続的に使用することによりエンジンの制御
性を保つようにしている。
【0003】各種制御データをSRAMにバックアップ
する方法としては、図6に示すように、定期的なタイミ
ングで行う方法が知られている。図6において、SRA
Mへのデータの書き込みは、例えば、100ms毎に実
施されている。ここで、電源電圧Vccが定電圧(5
V)で保持されているときにはデータは正常に書き込ま
れる。しかしながら、点線で示すように、電源電圧Vc
cの低下時にも定期的な書き込みを実施すると、正常な
データが破壊され誤ったデータをSRAMに書き込んで
しまうおそれがあった。
【0004】一方、電源電圧Vccの低下を検出したと
きにデータをSRAMにバックアップするものが、特開
昭62−258154号公報に開示されている。同公報
の装置において、図7に示すように、t10,t11の
タイミングで電源電圧Vccが所定のしきい値電圧Vt
h1よりも低下すると、CPUは最優先割り込み(NM
I)にて重要データをSRAMに書き込むようにしてい
る。
【0005】因みに、ECUの電源部には、数多くの容
量負荷(コンデンサ)が設けられている。特に、複雑な
制御を行うECUでは複数のマイコンを持っており、各
マイコンの電源部にはノイズ取り用のコンデンサ(電源
用バスコン)が付くと共に、各種駆動部にもノイズ取り
用のコンデンサが付く。そのため、例えば電源の遮断に
伴い図7の如く電源電圧Vccが変化する場合、その変
化は急激な立ち下がりでなく、なだらかな立ち下がりと
なる。つまり、電源の遮断時にVccが緩やかに立ち下
がるので、SRAMへのデータ書き込み時間がある程度
確保できる。
【0006】ところで、上記公報の装置では、電源電圧
Vccの低下時にのみSRAMへのデータ書き込みを行
っている。従って、図7に示す割り込みタイミングt1
1にて書き込みが正常に行われず最新データをSRAM
に書き込めなかった場合では、前回の電圧低下時の割り
込みタイミングt10に書き込んだ古いデータがSRA
Mに記憶されていることとなる。
【0007】そこで、電源電圧Vccが定電圧(5V)
に保持されているときに、定期的なデータ書き込みを行
うとともに、電源電圧Vccの低下時にもデータ書き込
みを行う装置が提案されている。このようにすれば、電
圧低下時にてSRAMにデータを書き込めなかった場合
にも、定期的に書き込んだデータがSRAMに記憶され
ることとなる。これにより、電源瞬断時における制御デ
ータの継続性を維持できる。
【0008】車載ECUにおいて、エンジンの噴射・点
火制御、トランスミッション制御、電子スロットル制御
等の各種制御を行う大型のECUがある。こうしたEC
Uにおいては、各種制御が複雑で、かつリアルタイムに
制御する必要があり、CPUの処理負荷が大きい。ま
た、SRAMへの書き込みデータも多い。このため、定
期的なデータ書き込みを実施すると、CPUの処理負荷
が増大し、制御性の悪化が問題となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
着目してなされたものであって、その目的とするところ
は、CPUの処理負荷の増加を抑えつつ、バックアップ
メモリに的確にデータを書き込むことができる電子制御
装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の電子制
御装置では、電源スイッチのオフ時にもバックアップメ
モリにデータが保持されている。同バックアップメモリ
には、CPUにより定期的にデータが書き込まれるとと
もに電源電圧の低下時にもデータが書き込まれる。そし
て、CPUによってバックアップメモリの記憶データが
取り込まれて各種制御が実施される。こうした電子制御
装置において、バックアップメモリへの定期的な書き込
みを実施する際には、CPUの処理負荷が増加すること
が問題となる。特に、エンジン制御等を実施する大型の
ECUでは、制御が複雑で、かつリアルタイムに制御す
る必要があり、処理負荷が増加により制御性の悪化が問
題となる。そのため、定期的なデータ書き込みに際し、
データを一度に書き込むのではなく、書き込みデータを
複数に分割し、その分割した単位毎に異なるタイミング
でデータを書き込むようにした。このようにすれば、C
PUの処理負荷の増加を抑えることができ、制御性の悪
化を抑制できる。また、電源電圧の低下時のデータ書き
込みに際し、その都度必要な全てのデータを書き込むよ
うにした。従って、上記定期書き込みと電圧低下時の一
括書き込みとが組合わせて行われ、必要とされる全ての
データが正しくバックアップメモリに書き込まれること
となる。なお、CPUの処理負荷が問題となる大型のE
CUでは、数多くの容量負荷が設けられることにより、
電圧低下時の書き込み可能時間が長くなるため、書き込
みデータが増えても問題ない。その結果、CPUの処理
負荷の増加を抑えつつ、バックアップメモリに適正にデ
ータを書き込むことができる。
【0011】請求項2に記載のように、データ数が均等
となるよう書き込みデータを分割すると、CPUの処理
負荷を均一にできるので実用上好ましい。また、請求項
3に記載のように、各種制御毎に書き込みデータを分割
すると、バックアップメモリの記憶データが各制御毎に
更新されることとなり、実用上好ましいものとなる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した実施
の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、車両
制御や車載エンジン制御の中枢をなす電子制御装置(以
下、ECUという)の改良に関し、同ECUに内蔵され
たスタンバイRAM(以下、SRAMという)へのデー
タ書き込みを好適に実施するための技術について、以下
に詳細に説明する。なお、本実施の形態のECUは、エ
ンジンの噴射・点火制御、トランスミッション制御、電
子スロットル制御等を実施する。
【0013】図1は、ECU10の概略を示すブロック
図である。ECU10は、各種制御を司るマイコン20
と、バッテリ電圧BATTを取り込む電源IC30とを
備える。
【0014】マイコン20は、CPU21、ROM2
2、RAM23、SRAM24を備え、CPU21はR
OM22内に格納されている制御プログラムを実行し、
制御データ等をRAM23に一時的に記憶する。バック
アップメモリとしてのSRAM24には常に電圧Vos
が印加され、それによりSRAM24内の記憶内容が保
持される。
【0015】また、電源IC30は、定電圧回路31、
電圧低下検出回路32、リセット回路33及びスタンバ
イ電源回路34を備える。定電圧回路31は、電源スイ
ッチとしてのイグニッションスイッチ(IGSW)40
を介してバッテリ電圧BATTを取り込み、定電圧(例
えば5V)の電源電圧Vccを生成する。定電圧回路3
1とマイコン20との間には容量負荷としてのコンデン
サ(パスコン)35が接続されており、このコンデンサ
35はノイズ除去等の働きをする。
【0016】電圧低下検出回路32は、定電圧回路31
で生成される電源電圧Vccを取り込み、その電圧Vc
cを予め設定しておいたしきい値電圧Vth1(例えば
4.5V)と比較する。そして、電源電圧Vccがしき
い値電圧Vth1まで低下すると、Lレベルの電圧検出
信号WIをCPU21に出力する。このWI=Lの状態
では、電圧低下検出回路32は、電源電圧Vccを予め
設定しておいたしきい値電圧Vth2(例えば4.7
V)と比較する。そして、電源電圧Vccがしきい値電
圧Vth2まで上昇すると、Hレベルの電圧検出信号W
IをCPU21に出力する。つまり、電圧低下検出回路
32は、電源電圧Vccの低下時に、Vcc<Vth1
になるとWIをH→Lとし、電源電圧Vccの上昇時
に、Vcc>Vth2になるとWIをL→Hとする。
【0017】リセット回路33は、電源電圧Vccが所
定のリセット電圧Vth3(例えば3.5V)まで低下
したと電圧低下検出回路32にて検出された時、CPU
21に対してリセット信号(/RESET)を出力す
る。また、スタンバイ電源回路34は、イグニッション
スイッチ40を介さずにバッテリ電圧BATTを入力し
て電圧Vosを生成し、その電圧VosをSRAM24
に印加する。
【0018】ECU10には、図示しない各種センサや
各種アクチュエータが接続されている。そして、CPU
21は、各種センサの検出信号を取り込んでエンジン運
転状態を判定するとともに、その運転状態に基づいて各
種アクチュエータ(例えば、インジェクタ、イグナイタ
等)を制御する。なお、センサ検出信号としては、エン
ジン回転数信号、アクセル開度信号、スロットル開度信
号、エンジン冷却水温信号、吸気温信号、油温信号等が
ある。そして、これらセンサ検出信号に基づく制御デー
タがRAM23に記憶されてCPU21により各種制御
に使用される。また、RAM23に記憶される制御デー
タうち、所定の制御データがRAM23からSRAM2
4に書き込まれるようになっている。
【0019】本実施の形態では、定期的(例えば64m
s毎)に、SRAM24へのデータ書き込みを実施する
とともに、電源電圧Vccの低下時にも、SRAM24
へのデータ書き込みを実施するようにしている。
【0020】ところで、ECU10は、エンジンの噴射
・点火制御、トランスミッション制御、電子スロットル
制御等の複雑な制御を実施する大型のECUである。つ
まり、ECU10において、電源部分に設けられるコン
デンサ35や各種駆動部に設けられるコンデンサの容量
は小型のECUと比較して大きく、電源遮断時における
電源電圧Vccの変化は、なだらかな立ち下がりとな
る。そのため、電源電圧Vccの低下時におけるデータ
書き込み可能時間は長くなる。よって、電源電圧Vcc
の低下時には、書込対象の全てのデータをSRAM24
に書き込むようにしている。
【0021】一方、CPU21は、定期的なデータ書き
込みと並行して燃料・点火制御、トランスミッション制
御、電子スロットル制御等をリアルタイムに行ってお
り、CPU21の処理負荷が大きい。また、各種制御も
複雑であり、SRAM24への書き込みデータも多くな
っている。従って、定期的な書き込みでは、全てのデー
タを一度に書き込むのではなく、SRAM24への書き
込みデータを複数に分割し、分割した単位で異なるタイ
ミングで書き込むようにしている。本実施の形態では、
SRAM24への書き込みデータを、それぞれのデータ
数が均等となるように第1データ、第2データ、第3デ
ータの3つに分割している。
【0022】次に、CPU21により実施されるSRA
M24の書き込み処理を、図2のタイミングチャートと
図3〜図5のフローチャートを用いて詳述する。図2に
おいて、電源電圧Vccが所定のしきい値電圧Vth1
以上に保持されているt1のタイミング以前では、図3
に示す書き込み処理が定期的(例えば64ms毎)に実
施される。この定期的な書き込み処理では、図2に示す
ように、64ms毎の異なるタイミングで第1データ→
第2データ→第3データの順に、分割した単位のデータ
がSRAM24に書き込まれる。
【0023】詳しくは、図3のステップ100にて、C
PU21は、先ず、書き込みデータの判定をする。つま
り、第1〜第3データのうちのいずれのデータの書き込
みタイミングを判定する。続く、ステップ110にて、
他の割り込み処理を禁止しした後、ステップ120に
て、書込フラグがOFFであるか否かを判定する。ここ
で、同書込フラグは、SRAM24の所定の記憶領域に
設定されており、書込フラグのONは、電圧低下時の書
き込みが完了した旨を表す。そして、書込フラグがON
であれば、ステップ130〜160の処理を実施するこ
となくステップ170に移行して、他の割り込みを許可
した後本処理を終了する。一方、書込フラグがOFFで
あれば、ステップ130に進み、一定量(例えば、数バ
イト)のデータをRAM23からSRAM24に書き込
む。その後、ステップ140にて、割り込みを許可した
後、ステップ150に移行して、データの書き込みが完
了したか否かを判定する。なおここでは、ステップ10
0にて判定されたデータ(第1〜第3データのいずれか
のデータ)について、書き込みが完了したか否かを判定
する。同ステップ150にて、否定判別された場合、ス
テップ110に戻り、再びステップ110〜150の処
理が実施される。そして、ステップ150にて、データ
書き込みが完了した旨が判定されたとき、ステップ16
0に移行する。そして、同ステップ160では、次回の
書き込みデータを設定した後、本処理を終了する。な
お、ステップ160では、今回書き込んだデータが第1
データであれば第2データを次回の書き込みデータとし
て設定する。同様に、今回のデータが第2データであれ
ば第3データを、今回のデータが第3データであれば第
1データを、次回のデータとして設定する。
【0024】一方、図2に示すように、電源電圧Vcc
が所定のしきい値電圧Vth1まで低下すると、電圧低
下検出回路32からLレベルの電圧検出信号WIが出力
される(t1のタイミング)。これにより、電圧低下時
の割り込みがかかり、図4に示す電圧低下時の書込み処
理が実施される。なお、電圧低下時の割り込みは、その
優先順位が最も高い割込レベルで設定されている。ま
た、定期的な書き込みに際し、図3のステップ120,
130の処理中に電圧低下時の割り込みがかかる場合
は、割り込みが禁止状態であるので、ステップ140で
割り込みが許可されるまで、図4の処理が待たされる。
【0025】図4に示すように、ステップ200にてC
PU21は、SRAM24への書込対象の全データ(第
1〜第3データ)をRAM23からSRAM24に書き
込む。次いで、ステップ210にて、書込フラグをON
した後、本処理を終了する。具体的には、図2に示す期
間t1〜t2において、データがSRAM24へ書き込
まれ、その書き込みが完了した時刻t2で書込フラグが
ONとなる。そして、書込フラグがONとなると、図3
のステップ120にて否定判別されて、定期的な書き込
みが禁止される。つまり、電圧低下時におけるデータ書
き込み後は、定期的な書き込み処理が開始されることは
ない。また、図2に示すように、定期的な書き込みの途
中で、電圧低下時のデータ書き込みが開始されたとき、
その終了後に定期的な書き込みが再開されることはな
い。ここで、電圧低下時の書き込みが完了する時刻t2
では、電源電圧Vccが低下しているので、定期的な書
き込みを行うと誤ったデータを書き込んでしまうおそれ
があるが、その書き込みを禁止することにより、データ
誤書き込みが回避される。
【0026】また、図2に示すように、電源電圧Vcc
がリセット電圧Vth3まで低下すると、リセット回路
33からCPU21に対してリセット信号(/RESE
T)が出力される(t3のタイミング)。その後、電源
電圧Vccがリセット電圧Vth3以上に復帰し、リセ
ット信号(/RESET)の出力が解除されると(t4
のタイミング)、CPU21により所定の初期化処理が
実施された後、図5の処理が、例えば10ms毎に実施
される。
【0027】図5のステップ300にて、CPU21
は、電源電圧Vccが正常値に復帰したか否かを判定す
る。ここでは、電源電圧Vccが、しきい値電圧Vth
2(例えば、4.7V)以上となってから所定時間が経
過したか否かで判定する。より具体的には、図2に示す
ように、電源電圧Vccがしきい値電圧Vth2まで上
昇すると、電圧低下検出回路32からHレベルの電圧検
出信号WIが出力され(t5のタイミング)、CPU2
1は、WI=Hの状態が500ms間継続したか否かで
判定する。そして、図5のステップ300にて否定判別
された場合、ステップ310に移行することなく本処理
を終了する。また、ステップ300にて肯定判別された
場合、電源電圧Vccが正常値に復帰した旨を判定し、
ステップ310にて書込フラグをOFFする。これによ
り、図3のステップ120にて肯定判別されるようにな
り、定期的な書き込みが実施される。
【0028】つまり、図2に示すように、電源電圧Vc
cが復帰したとしても、WI=Hの状態が500ms間
継続するまでの間は、書込フラグがONに保持され、定
期的な書き込みが禁止される。そして、WI=Hの状態
が500ms間継続し、電源電圧Vccが定電圧(5
V)に確実に復帰したt6のタイミング以降で、書込フ
ラグがOFFされ、定期的な書き込みが再開される。
【0029】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
に示す効果が得られる。 (1)定期的な書き込み時には、複数に分割した単位で
データを書き込む一方、電圧低下時には、全データを一
括して書き込むようにした。この場合、データ書き込み
時におけるCPU21の処理負荷の増加を抑えることが
でき、各種制御における制御性の悪化を抑制できる。ま
た、全てのデータの書き込みが的確に行われるようにな
る。特に、処理負荷が問題となる大型のECUにおい
て、好適に具体化できる。
【0030】(2)SRAM24への書き込みデータ
を、データ数が均等となるよう第1〜第3データに分割
したので、CPU21の処理負荷を均一にでき実用上好
ましいものとなる。
【0031】なお本発明は、上記以外に次の形態にて具
体化できる。上記実施の形態では、SRAM24への書
き込みデータを、第1〜第3データの3つに分割するも
のであったが、分割数に限定されるものではない。ま
た、第1〜第3データは、それぞれのデータ数が均等と
なるよう分割するものであったが、これに限るものでは
ない。例えば、噴射・点火制御、トランスミッション制
御、電子スロットル制御等の各制御毎に書き込みデータ
を分割してもよい。この場合、SRAM24の記憶デー
タは、各制御毎に更新されることとなり、各制御毎の制
御性を確保できるので、実用上好ましいものとなる。
【0032】上記実施の形態では、電圧低下時にて、全
てのデータを書き込むようにしたが、これに限るもので
はない。例えば、水温、吸気温等の変化度合の小さなデ
ータについて、定期的な書き込みに加え、電圧低下時に
繰り返し書き込む必要はない。つまり、こうした変化度
合の小さなデータを除くデータをその都度必要なデータ
として電圧低下時に書き込むようにしてもよい。
【0033】また、上記実施の形態では、WI=Hの状
態が500ms間継続したときに、書込フラグをオフす
るようにしたが、例えば、リセット信号(/RESE
T)の解除後に実施される初期化処理にて、書込フラグ
をオフするようにしてもよい。具体的には、初期化処理
には所定の時間がかかり、その処理中に電源電圧Vcc
が上昇し、同処理の最後には電源電圧Vccが正常値ま
で上昇することがある。この場合、初期化処理の最後で
書込フラグをオフしてもよく、これにより、定期的な書
き込みを再開すると、誤ったデータをSRAM24に書
き込むことを回避できる。
【0034】上記実施の形態ではバックアップメモリと
してSRAM24を用い、その適用例を説明したが、S
RAM24に代えて、EEPROMやフラッシュメモリ
等、電気的に記憶内容を消去及び書き込み可能な不揮発
性メモリを用いてもよい。要は、電源スイッチのオフ時
にも記憶内容を保持するメモリであれば、何れにも本発
明が適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の実施の形態におけるECUの概要を示す
ブロック図。
【図2】SRAMへの書き込み動作を説明するためのタ
イムチャート。
【図3】定期的書き込み処理を説明するためのフローチ
ャート。
【図4】電圧低下時の書き込み処理を説明するためのフ
ローチャート。
【図5】電源電圧の復帰後の処理を説明するためのフロ
ーチャート。
【図6】従来の定期的書き込みを説明するためのタイム
チャート。
【図7】従来の電圧低下時の書き込みを説明するための
タイムチャート。
【符号の説明】
10…ECU、20…マイコン、21…CPU、24…
SRAM、40…電源スイッチとしてのイグニッション
スイッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G084 BA05 BA11 BA16 DA04 DA13 EB06 FA02 FA03 FA10 FA20 FA33 5B018 GA04 HA03 NA01 QA04 QA05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源スイッチのオフ時にもデータを保持
    するバックアップメモリと、 前記バックアップメモリに定期的にデータを書き込むと
    ともに電源電圧の低下時にもデータを書き込み、バック
    アップメモリに記憶されたデータを取り込んで各種制御
    を実施するCPUと、を備えた電子制御装置において、 前記CPUは、前記バックアップメモリへの定期的なデ
    ータ書き込みに際し、書き込むべきデータを複数に分割
    してその単位毎に異なるタイミングでデータを書き込む
    とともに、電源電圧の低下時のデータ書き込みに際し、
    その都度必要な全てのデータを書き込むことを特徴とす
    る電子制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の電子制御装置におい
    て、 前記書き込みデータを、データ数が均等となるよう分割
    したことを特徴とする電子制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の電子制御装置におい
    て、 前記書き込みデータを、各種制御毎に分割したことを特
    徴とする電子制御装置。
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