JP2017211812A - 車載用制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、数百〜数千あるConfigレジスタの診断の演算負荷を低減し、車両制御への影響を従来に比べて低減する技術を提供する。【解決手段】車載用制御装置は、周辺機能の動作に関する設定値を格納するコンフィグレーションレジスタと、前記車載用制御装置の起動時に前記設定値の初期設定値を前記コンフィグレーションレジスタに設定する初期化処理部と、前記周辺機能が正常に動作しているか否かを診断する周辺機能診断処理部と、前記周辺機能診断処理部によって異常が検出されたときに、前記コンフィグレーションレジスタの現時点の値と前記初期設定値とを比較し、前記現時点の値が正常であるかを判定するレジスタ診断処理部とを備える。【選択図】図2

Description

本発明は、車載用制御装置に関する。
機能安全に関する国際標準としてISO26262等が制定され、自動車の安全性能へのニーズが高まっている。安全性能へのニーズに対応すべく、車両に複数搭載されている車載用ECU(Electronic Control Unit)に関して、ECUの中のマイクロコンピュータ(以降、マイコンと呼ぶ)は、周辺機能を診断する機能を備える場合がある。
マイコンは、周辺機能(例えば、AD変換器やCANコントローラなど)の動作モード等を設定するコンフィグレーションレジスタ(以降、Configレジスタと呼ぶ)を備える。しかし、Configレジスタの設定が外来ノイズ等の様々な要因で異常をきたす場合がある。この場合、Configレジスタの設定により動作している周辺機能は正しく動作しなくなる。
特許文献1は、Configレジスタが正しく設定されているか否かを判定し、否の場合にはConfigレジスタを再設定する技術を開示している。
特開2009−205528号公報
特許文献1では、Configレジスタの格納値と周辺機能の動作開始時に設定される設定値との比較処理と、前記比較処理の結果にて設定値が異なるときにConfigレジスタに前記設定値を再設定する再設定処理(以降、レジスタ診断)とを所定時間毎に繰り返し実行している。
しかし、車両に搭載されているConfigレジスタは数百〜数千あり、全てのレジスタを所定時間毎に繰り返し診断していると、演算負荷が増加し、車両制御に影響を与えてしまう可能性があった。
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、数百〜数千あるConfigレジスタの診断の演算負荷を低減し、車両制御への影響を従来に比べて低減する技術を提供する。
例えば、上記課題を解決するために、特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例をあげるならば、車載用制御装置であって、周辺機能の動作に関する設定値を格納するコンフィグレーションレジスタと、前記車載用制御装置の起動時に前記設定値の初期設定値を前記コンフィグレーションレジスタに設定する初期化処理部と、前記周辺機能が正常に動作しているか否かを診断する周辺機能診断処理部と、前記周辺機能診断処理部によって異常が検出されたときに、前記コンフィグレーションレジスタの現時点の値と前記初期設定値とを比較し、前記現時点の値が正常であるかを判定するレジスタ診断処理部とを備える車載用制御装置が提供される。
本発明によれば、数百〜数千あるConfigレジスタの診断の演算負荷を低減し、車両制御への影響を従来に比べて低減することができる。本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
車載用制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例であるコントロールユニットのAD変換を実施する部分を示す構成図である。 本発明の実施例であるAD診断の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例であるConfigレジスタ診断の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発明の実施例について説明する。添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
以下の実施例は、車両の動作を制御する際に利用される、ECUの中のマイコンの周辺機能の動作モード等を設定するConfigレジスタを設定する技術に関する。
以下の実施例は、Configレジスタの設定により動作している周辺機能に異常があるかを判定する診断処理の結果をトリガとして、異常を検知した周辺機能に関するConfigレジスタに限定してレジスタ診断を行う点に特徴がある。この構成によれば、異常の発生していない周辺機能に関するレジスタ診断を行う事なく、異常の発生している周辺機能に関するConfigレジスタのみに限定してレジスタ診断を行う事が可能となる。
図1は、車載用制御装置の構成を示すブロック図である。車載用制御装置100は、制御対象機器130を制御する装置であり、マイコン110を備える。マイコン110は、CPU(Central Processing Unit)111と、メモリ112とを備える。CPU111とメモリ112とはバス113によって接続されている。メモリ112は、ROM(Read Only Memory)121と、RAM(Random Access Memory)122とを備える。
CPU111は、ROM121に格納されている制御プログラムの指示にしたがって、制御対象機器130に対する制御演算を実行する演算装置である。ROM121は、CPU111が実行する制御プログラムを格納する記憶装置である。RAM122は、例えば、CPU111が制御プログラムを実行している間に用いる変数などのデータを格納する記憶装置である。
制御対象機器130は、任意の機器でよい。以下では車両変速機用の制御装置を説明するが、これに限定されない。制御対象機器130として、アクチュエータ、センサ、スイッチ、他のコントロールユニットなどでもよい。
図2は、車両変速機用制御装置のAD変換を実施する部分の構成図である。車両変速機の制御装置であるATCU(Automatic Transmission Control Unit)200は、AD変換器(ANALOG to DIGITAL変換器)210と、AD変換器210が正常に動作しているか診断するAD診断部220と、ATCU200起動時に初期化処理を実行する初期化処理部250とを備える。AD診断部220は、ソフトウェアの形式(CPU111が実行するプログラムの形式)で実現される。
AD変換器210は、Configレジスタ211と、AD変換コントロール回路212と、Dataレジスタ213とを備える。Configレジスタ211は、AD変換器210の動作モードに関する設定データや、動作又は停止させる際に設定されるデータを格納する。AD変換コントロール回路212は、Configレジスタ211の設定に従い、外部からのアナログ入力230をデジタル値に変換する。Dataレジスタ213は、AD変換コントロール回路212によって変換されたデジタル値を格納する。
初期化処理部250は、ATCU200起動時に一度だけ初期化処理を実行し、AD変換器210に関する設定データをConfigレジスタ211に設定する。なお、初期化処理部250によって設定される設定値は、ROM121に予め格納されている。また、Dataレジスタ213に格納されたデジタル値は、ソフトウェアの命令により出力(AD変換値)240としてRAM122に格納される。
AD診断部220は、AD診断処理部221と、Configレジスタ診断処理部222とを備える。AD診断処理部221は、AD変換器210に異常があるか否かを診断する。AD診断処理部221は、異常ありと診断した場合、トリガとして、異常が検出された旨の通知をConfigレジスタ診断処理部222に出力する。Configレジスタ診断処理部222は、AD診断処理部221からの異常検知の通知をトリガとして動作し、Configレジスタ211に異常があるか否かを診断する。
Configレジスタ211に設定されている設定値(AD変換コントロール回路212の動作に関する設定)と、初期化処理部250によって設定した設定値(以降、初期設定値と呼ぶ)とが一致しない場合、外来ノイズ等の様々な要因でConfigレジスタ211が書き換わった可能性がある。したがって、Configレジスタ診断処理部222は、Configレジスタ211に設定されている設定値と、初期設定値とを比較し、これらが一致しない場合、Configレジスタ211に対して初期設定値を再設定する処理を繰り返し実行する。
上記の再設定の繰り返し実行回数が規定回数“N”(Nは任意の値)以上となった場合、Configレジスタ診断処理部222は、Configレジスタ211に異常があると判定し、故障モード260に移行する。故障モード260は、例えば、車両として最低限の機能のみ維持した状態で動作する等のモードである。
また、上記の再設定の間、規定回数“N”を超える前に、Configレジスタ211を読みだした結果と初期設定値とが一致した場合、Configレジスタ診断処理部222は、AD診断処理部221に再診断の指示を送る。AD診断処理部221は、再度、AD変換器210に異常があるか否かを診断する。その後、AD診断処理部221が、AD変換器210に異常が無いと判定した場合、通常の車両制御処理を継続することができる。
一方、Configレジスタ診断処理部222は、Configレジスタ211に設定されている設定値と、初期設定値とが一致した場合、Configレジスタ211の値が正常である(正しく設定されている)と判定する。この時、Configレジスタ211は正しく設定されているため、Configレジスタ診断処理部222は、Configレジスタ211の異常ではなく、AD変換器210に異常があると判定する。この場合、AD変換器210の異常をトリガとした故障モード260に移行する。
図3は、AD診断の手順を示すフローチャートである。以下では、図2のAD診断部220の各機能ブロックを主語として説明を行うが、上述した通り、CPU111が、AD診断部220の制御プログラムを読みだして実行するため、CPU111を主語とした説明としてもよい。
(S301)
AD診断処理部221は、AD変換器210が正常に動作しているか否かの診断処理を実行する。ここで、AD診断の例を示す。AD診断処理部221は、図2の初期化処理部250によって設定されたConfigレジスタ211に従い動作するAD変換コントロール回路212に対して、事前に電圧値が決まっている基準電圧をアナログ入力230として入力する。AD変換コントロール回路212は、入力された基準電圧をAD変換し、AD変換値をDataレジスタ213に格納する。その後、AD変換値は、ソフトウェアによって、出力(AD変換値)240としてRAM122に格納される。
(S302)
AD診断処理部221は、上記基準電圧とRAM122に格納されたAD変換値240とを比較し、AD変換値240が上記基準電圧に対して有効範囲(例えば基準電圧±xx[mV]等。xxは任意の値とする。)内にあるか否かを判定することで、AD変換器210が正常に動作しているかを診断する。AD変換器210が正常に動作している場合(YES)、AD診断処理を終了する。一方、AD変換器210が正常に動作していない(すなわち、AD変換器210の異常を検出した)場合(NO)、AD診断処理部221は、トリガとして、異常が検出された旨の通知をConfigレジスタ診断処理部222に出力し、S303へ進む。
(S303)
Configレジスタ診断処理部222は、Configレジスタ211の診断処理を実行する。この処理の詳細は後述する。この処理では、Configレジスタ故障フラグ及びConfigレジスタ再設定フラグが設定される。Configレジスタ故障フラグは、「Configレジスタ211自体が異常である」ことを示すフラグである。Configレジスタ再設定フラグは、「Configレジスタ211に対して初期設定値(初期化処理部250によって設定した設定値)を再設定する処理が実行された」ことを示すフラグである。なお、Configレジスタ故障フラグ及びConfigレジスタ再設定フラグにはグローバル変数が使用されており、AD診断処理部221は各フラグを参照することが可能である。
(S304)
AD診断処理部221は、Configレジスタ再設定フラグがセットされているかを判定する。Configレジスタ再設定フラグがセットされている場合(YES)、ステップS301に戻る。一方、Configレジスタ再設定フラグがセットされていない場合(NO)、ステップS305に進む。
(S305)
AD診断処理部221は、Configレジスタ故障フラグがセットされているかを判定する。Configレジスタ故障フラグがセットされている場合(YES)、ステップS306に進む。一方、Configレジスタ故障フラグがセットされていない場合(NO)、ステップS307に進む。
(S306)
AD診断処理部221は、Configレジスタ故障フラグがセットされている場合、AD変換器210の故障でなく、Configレジスタ211に異常があると判定し、レジスタ異常であることをRAM122に記憶し、AD診断処理を終了する。その後続く車両制御処理において、レジスタ異常をトリガとした故障モード260に移行する。
(S307)
AD診断処理部221は、Configレジスタ故障フラグがセットされていない場合、AD変換器異常であることをRAM122に記憶し、AD診断処理を終了する。その後続く車両制御処理において、AD変換器異常をトリガとした故障モード260に移行する。
図4は、Configレジスタ診断(図3のS303)の手順を示すフローチャートである。Configレジスタ診断処理部222は、AD変換器210自体に異常があるか否か、及び、Configレジスタ211自体に異常があるか否かを判断するために、Configレジスタ故障フラグ及びConfigレジスタ再設定フラグを設定する。
(S401)
Configレジスタ診断処理部222は、レジスタ比較カウンタを“0”に設定し、Configレジスタ故障フラグ及びConfigレジスタ再設定フラグをクリアする。
(S402)
続いて、Configレジスタ診断処理部222は、初期化処理部250によって設定されたAD変換器210に関わるConfigレジスタ211の値(現時点での値)を読みだす。
(S403)
Configレジスタ診断処理部222は、ステップS402で読みだした現時点での値と、初期化処理部250によって設定される初期設定値(ROM121に予め格納されている値)とを比較する。これらの値が一致しない場合、S404に進む。一方、これらの値が一致する場合、S408に進む。
(S404)
ステップS402で読みだした現時点での値と、初期設定値とが一致しない場合、Configレジスタ診断処理部222は、Configレジスタ211に対して初期設定値を再設定する。
(S405)
次に、Configレジスタ診断処理部222は、レジスタ比較カウンタをインクリメントする。
(S406)
次に、Configレジスタ診断処理部222は、レジスタ比較カウンタが規定回数“N”より小さいかを判定する。レジスタ比較カウンタがNより小さい場合(YES)、ステップS402に戻る。レジスタ比較カウンタがN以上の場合(NO)、S407に進む。
(S407)
Configレジスタ診断処理部222は、AD変換器210の故障でなくConfigレジスタ211に異常があると判定し、Configレジスタ故障フラグをセットする。その後、Configレジスタ診断処理を終了する。
(S408)
ステップS402で読みだした現時点での値と、初期設定値とが一致する場合、Configレジスタ診断処理部222は、レジスタ比較カウンタが“0”であるかを判定する。レジスタ比較カウンタが“0”の場合(YES)、Configレジスタ診断処理部222は、Configレジスタ211が再設定されることなく正常に動作していると判定し、Configレジスタ診断処理を終了する。一方、レジスタ比較カウンタが“0”でない(すなわち、レジスタ比較カウンタが、1以上、N未満である)場合(NO)、Configレジスタ211の再設定処理(S404)が正常に行われたことを表す。この場合、S409に進む。
(S409)
Configレジスタ診断処理部222は、Configレジスタ211の再設定が正常に行われたと判定し、Configレジスタ再設定フラグをセットする。その後、Configレジスタ診断処理を終了する。
上記の処理の特徴をまとめると以下となる。Configレジスタ診断処理部222は、Configレジスタ211の現時点の値を読みだし、当該読みだした値と初期設定値(初期化処理部250によって設定される値)とを比較し、読みだした値が正常であるかを判定する。読みだした値が正常でない場合、Configレジスタ診断処理部222は、Configレジスタ211への再設定を繰り返し実行する。Configレジスタ診断処理部222は、再設定の繰り返し実行回数が規定回数“N”(Nは任意の回数)以上となった場合、Configレジスタ211が故障していると判定する。このとき、Configレジスタ診断処理部222は、Configレジスタ故障フラグをセットする。
また、規定回数“N”を超える前に再設定ができた後、Configレジスタ診断処理部222は、Configレジスタ211から読みだした値と初期設定値とを比較し、これらの値が一致した場合、Configレジスタ再設定フラグをセットする。
従来では、所定の時間毎にレジスタ診断処理を繰り返し実行していたが、上記の実施例によれば、異常がある周辺機能に関するConfigレジスタに限定してレジスタ診断を行うことができる。これにより、所定時間毎にレジスタ診断を動作させなくても、異常の発生している周辺機能に関するConfigレジスタのみのレジスタ診断を行う事が可能となり、レジスタ診断の演算時間を低減する事が可能となる。その結果、レジスタ診断の演算負荷を低減し、車両制御への影響を無くすことができる。
また、上記の実施例によれば、Configレジスタ211の異常の場合には、Configレジスタ211への再設定の処理が実行される。再設定が正常に行われると、故障モード260へ移行することなく、車両制御を継続して行うことが可能となる。
また、上記の実施例によれば、Configレジスタ211の異常と、周辺機能(AD変換器210)の異常とを区別して判定することができる。特に、Configレジスタ211への再設定の処理が繰り返し失敗した場合は、Configレジスタ211の異常と判定される。また、Configレジスタ211が正常に設定されているにもかかわらず、周辺機能(AD変換器210)が異常である場合には、周辺機能(AD変換器210)の異常と判定される。
なお、上記の実施例では、AD変換器210を例にしたが、これに限定されない。Configレジスタの設定により動作する周辺機能があり、かつ、その周辺機能の診断処理がある車載用制御装置であれば、本発明を適用可能である。例えば、車両内のエンジン及びステアリングなどを制御する複数個の車載用ECUとのリアルタイム通信を制御する為のCANコントローラの動作を設定するConfigレジスタに対しても本発明を適用可能である。このConfigレジスタの異常発生に本発明を適用することで、異常となることなく、通常通り通信制御を行う事が可能となる。なお、Configレジスタの再設定が不可能な場合でも本発明を適用することができる。この場合、例えば、CANコントローラの異常でなく、Configレジスタに異常があるかどうかの判定を行うことが可能となる。
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることもできる。また、各実施例の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換することもできる。
上記の機能などは、CPU(プロセッサ)がそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現されているが、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。
上述の実施例において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。
100 …車載用制御装置
110 …マイコン
111 …CPU
112 …メモリ
113 …バス
121 …ROM
122 …RAM
130 …制御対象機器
200 …ATCU
210 …AD変換器
211 …Configレジスタ
212 …AD変換コントロール回路
213 …Dataレジスタ
220 …AD診断部
221 …AD診断処理部
222 …レジスタ診断処理部
230 …アナログ入力
240 …AD変換値
250 …初期化処理部
260 …故障モード

Claims (5)

  1. 車載用制御装置であって、
    周辺機能の動作に関する設定値を格納するコンフィグレーションレジスタと、
    前記車載用制御装置の起動時に前記設定値の初期設定値を前記コンフィグレーションレジスタに設定する初期化処理部と、
    前記周辺機能が正常に動作しているか否かを診断する周辺機能診断処理部と、
    前記周辺機能診断処理部によって異常が検出されたときに、前記コンフィグレーションレジスタの現時点の値と前記初期設定値とを比較し、前記現時点の値が正常であるかを判定するレジスタ診断処理部と
    を備える車載用制御装置。
  2. 請求項1に記載の車載用制御装置において、
    前記現時点の値が正常でない場合、前記レジスタ診断処理部は、前記コンフィグレーションレジスタに対して前記初期設定値を再設定することを特徴とする車載用制御装置。
  3. 請求項2に記載の車載用制御装置において、
    前記レジスタ診断処理部は、前記再設定を繰り返し実行し、前記繰り返しの回数が所定の回数以上になった場合、前記コンフィグレーションレジスタの異常であると判定することを特徴とする車載用制御装置。
  4. 請求項2に記載の車載用制御装置において、
    前記再設定が正常に行われた場合、前記周辺機能診断処理部は、前記周辺機能が正常に動作しているか否かを再度診断することを特徴とする車載用制御装置。
  5. 請求項2に記載の車載用制御装置において、
    前記現時点の値が正常であり、かつ、前記初期設定値の前記再設定が正常に行われない場合、前記周辺機能診断処理部は、前記周辺機能の異常であると判定することを特徴とする車載用制御装置。
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