JP5287657B2 - 車両用制御装置、及びその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載され、エンジン制御等の種々の車載機器制御を行なう車両用制御装置に関し、特に、制御を通じて学習したデータをEEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)等の不揮発性メモリに格納しておき、車両システムの始動時にこれを読み込んで制御情報として用いる車両用制御装置、及びその制御方法に関する。
従来、エンジン制御や変速機制御、ナビゲーション制御等の車載機器制御を行なう車両用制御装置において、制御を通じて最適な制御タイミングや制御量を学習し、後の制御において制御情報を使用することが行われている。この制御情報は、次回以降のトリップ(走行)においても使用されるため、車両システムが停止している間、すなわち車両電源がオフの状態の間においても記憶されたデータを維持可能な不揮発性メモリに格納される。この種の用途に用いられる不揮発性メモリは、EEPROMが主流であるが、DVD−R、CD−R、ハードディスク等も用いられ得る。なお、バッテリの取り外し時にも記憶されたデータを維持可能であることが求められるため、RAMにバッテリから電力供給したものは、通常除かれる。
これに関連し、走行関連制御装置が取得した車両データを、読書き可能なデジタルビデオディスクに記憶する車両用データ記憶装置についての発明が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、外部の書き換え装置から受信した情報を第1のバッファに格納し、第1のバッファに格納された情報を第2のバッファに転送し、第2のバッファに格納されたデータを読み出して不揮発性メモリに書き込むように制御する車両制御装置についての発明が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
また、従来は、不揮発性メモリからの読み込み時間が比較的長いため、読み込み時間が短いスタンバイRAMと不揮発性メモリの双方に制御情報を記憶させておき、スタンバイRAMに記憶された制御情報が毀損した場合のみ、不揮発性メモリから制御情報を読み込むという処理を行なっていた。スタンバイRAMとは、車両システムのオフ時にもバッテリから電源供給されるように接続されたRAMである。
特開平10−264741号公報 特開2003−122622号公報
しかしながら、上記従来の特許文献1に記載の装置では、デジタルビデオディスクから主記憶装置であるRAM等にデータを読み込む際の処理の流れが具体的に記載されておらず、車両システムの始動時に処理時間が長くなる場合がある。
また、上記特許文献2に記載の装置では、バッファを複数個設けているため、コストが増大するおそれがある。更に、不揮発性メモリから主記憶装置であるRAM等にデータを読み込む際の処理の流れが具体的に記載されておらず、車両システムの始動時に処理時間が長くなる場合がある。
また、スタンバイRAMと不揮発性メモリの双方に制御情報を記憶させる場合、バッテリ上がりの可能性を高めてしまうと共に、コストの増大を招くおそれがある。スタンバイRAMは、通常のRAMに比して高価なものだからである。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、装置のコストを削減しつつ、迅速な車両システムの始動を実現することが可能な車両用制御装置を提供することを、主たる目的とする。
上記目的を達成するための本発明の第1の態様は、
読み書き可能な不揮発性の第1の記憶手段と、
読み書き可能な揮発性の第2の記憶手段と、
前記第2の記憶装置に記憶された制御情報に基づき車載機器の制御を行なうと共に、前記車載機器の制御において学習した制御情報を車両システムのオフ時に前記第1の記憶手段に記憶させる制御手段と、
を備える車両用制御装置であって、
前記制御手段は、車両システムの始動時に、
前記第1の記憶手段に記憶された制御情報を、一括して前記第2の記憶手段における第1の記憶領域に転送し、
その後、前記第2の記憶手段における第1の領域に記憶された制御情報を短縮化して、前記第2の記憶手段における前記第1の領域と異なる第2の記憶領域に記憶させ、
更にその後、前記第2の記憶手段における第1の記憶領域を解放する処理を実行する、
車両用制御装置である。
本発明において、「不揮発性の記憶手段」とは、EEPROMやDVD−R、CD−R、ハードディスク等をいう。
また、「一括して転送し」とは、「開始アドレスのみを指定して以降のアドレスに記憶された全てのデータを自動的に転送する」ことを意味する。
この本発明の第1の態様によれば、第1の記憶手段に記憶された制御情報を、一括して第2の記憶手段における第1の記憶領域に転送するため、データ転送時間を削減することができる。従って、第1の記憶手段よりも読み込み速度の速いスタンバイRAM等を備える必要性が低くなり、装置のコストを削減することができる。
これにより、装置のコストを削減しつつ、迅速な車両システムの始動を実現することができる。
本発明の第1の態様において、
前記制御手段は、例えば、前記車載機器の制御において学習した制御情報を、冗長化して前記第1の記憶手段に記憶させる手段である。
この場合、
前記制御手段は、前記車載機器の制御において学習した制御情報を冗長化して前記第1の記憶手段に記憶させる際に、該冗長化された制御情報を前記第2の記憶手段における前記第1の記憶領域に記憶させておき、その後、一括して前記第1の記憶手段に転送する手段であるものとしてよい。
こうすれば、第2の記憶手段から第1の記憶手段にデータ転送する際と、第1の記憶手段から第2の記憶手段にデータ転送する際のアドレスが同じになり、制御が容易となる。
この場合、
前記制御手段は、前記冗長化されて前記第1の記憶手段に記憶された制御情報について、データチェックを行なうことにより冗長化部分を除いた制御情報を、前記第2の記憶手段における前記第1の領域と異なる第2の記憶領域に記憶させる手段であるものとしてよい。
また、本発明の第1の態様において、
前記第1の記憶手段は、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)であり、
前記第2の記憶手段は、RAM(Random Access Memory)であり、
前記第1の記憶手段と前記第2の記憶手段の間にバッファ用のRAMを備えないことを特徴とするものとすると、好適である。
この場合、
前記制御手段は、前記第1の記憶手段に記憶された制御情報を、一括して前記第2の記憶手段における第1の記憶領域に転送する処理を、DMA(Direct Memory Access)により行なうことを特徴とするものとすると、好適である。
本発明の第2の態様は、
読み書き可能な不揮発性の第1の記憶手段と、読み書き可能な揮発性の第2の記憶手段と、前記第2の記憶装置に記憶された制御情報に基づき車載機器の制御を行なうと共に、前記車載機器の制御において学習した制御情報を車両システムのオフ時に前記第1の記憶装置に記憶させる制御手段と、を備える車両用制御装置の制御方法であって、
車両システムの始動時に、前記第1の記憶手段に記憶された制御情報を、一括して前記第2の記憶手段における第1の記憶領域に転送する第1のステップと、
その後、前記第2の記憶手段における第1の領域に記憶された制御情報を短縮化して、前記第2の記憶手段における前記第1の領域と異なる第2の記憶領域に記憶させる第2のステップと、
更にその後、前記第2の記憶手段における第1の記憶領域を解放する処理を実行する第3のステップと、
を備える車両用制御装置の制御方法である。
この本発明の第2の態様によれば、第1の記憶手段に記憶された制御情報を、一括して第2の記憶手段における第1の記憶領域に転送するため、データ転送時間を削減することができる。従って、第1の記憶手段よりも読み込み速度の速いスタンバイRAM等を備える必要性が低くなり、装置のコストを削減することができる。
これにより、装置のコストを削減しつつ、迅速な車両システムの始動を実現することができる。
本発明の第2の態様において、
前記第1の記憶手段は、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)であり、
前記第1のステップは、DMA(Direct Memory Access)により実行されることを特徴とするものとすると、好適である。
本発明によれば、装置のコストを削減しつつ、迅速な車両システムの始動を実現することが可能な車両用制御装置を提供することができる。
本発明の一実施例に係る車両用制御装置1のシステム構成例である。 本発明の一実施例に係る車両用制御装置1の回路構成を例示した図である。 本発明の一実施例に係る車両用制御装置1により実行される、書き込み処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係る車両用制御装置1により実行される、イニシャル処理の流れを示すフローチャートである。 図4の読み出し処理において使用されるRAM12の記憶領域を示した図である。 車両用制御装置1により実行される読み出し処理の流れを、ソフトウエアのレイヤ(層)別の処理として示すシーケンス図である。
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
以下、図面を参照し、本発明の一実施例に係る車両用制御装置1について説明する。車両用制御装置1は、車両に搭載され、エンジン制御等の種々の車載機器制御を行なうものであり、制御を通じて学習したデータを不揮発性メモリに格納しておき、車両システムの始動時にこれを読み込んで制御情報として用いている。以下の説明では、車両用制御装置1がエンジン制御を行なうものとして説明するが、本発明は、自動減速制御、車間距離制御、定速走行制御、車線維持制御、車両安定化制御、ナビゲーション制御等、他の車載機器制御を行なう制御装置にも適用可能である。
[構成]
図1は、本発明の一実施例に係る車両用制御装置1のシステム構成例である。車両用制御装置1は、例えばECU(Electronic Control Unit)として知られた構成を有する。具体的には、ALU(論理演算ユニット)や制御装置、レジスタ、クロックジェネレータ等を有するCPU10と、揮発性の主記憶装置であるRAM12と、CPU10が実行するプログラムや固定データが格納されたROM14と、不揮発性メモリ20と、図示しないI/Oポート、タイマー等を備え、これらがバスを介して相互に接続された構成となっている。CPU10と不揮発性メモリ20の通信は、例えばCSI等のシリアル通信プロトコルに従って行われる。
不揮発性メモリ20は、例えばEEPROMである。なお、これに限らず、DVD−R、CD−R、ハードディスク等が用いられてもよいが、バッテリ交換時にも記憶を維持することが求められるため、車両システムのオフ時にもバッテリから電源供給されることにより記憶が維持されるRAM(いわゆるスタンバイRAM)は除かれる。
車両用制御装置1には、アクセル開度センサ30、シフトポジションセンサ32、スロットル開度センサ34、クランクポジションセンサ36、ラジエータの水温を検出する温度センサ38、Gセンサ40、車速センサ42、イグニッションスイッチ44等の車載センサ・スイッチ類が接続されており、これらの検出値が入力されている。
また、車両用制御装置1には、図示しないステアリングECU、ブレーキECU等が多重通信線を介して接続されており、これらの制御状態を示す信号等が入力されている。多重通信線を介した機器間の通信は、CAN(Controller Area Network)や、LIN(Local Interconnect Network)に代表される低速なボデー系通信プロトコル、MOST(Media Oriented Systems Transport)に代表されるマルチメディア系通信プロトコル、FlexRay等の適切な通信プロトコルを用いて行なわれる。
更に、車両用制御装置1には、スロットルモータ50、インジェクタ52、スターターモータ54、変速機56等の制御対象となる車載機器が接続されており、上記各車載センサ・スイッチ類や他のECUから入力されたデータに基づいて、燃料噴射制御(EFI/Electronic Fuel Injection)、点火時期制御(ESA/Electronic Spark Advance)、アイドル回転数制御(ISC/Idle Speed Control)等の制御を行っている。
そして、車両用制御装置1は、こうした制御を通じて種々の学習を行ない、制御情報(制御情報)を車両システムのオフ時に不揮発性メモリ20に記憶させている。車両システムのオフ時とは、例えば、イグニッションスイッチ44からACCオフ信号が入力された時である。
制御情報の学習については、種々のものが既に知られており、詳細な説明を省略する。変速機56に関する制御情報の学習について例示すると、変速機56を構成する部材の個体差や摩耗によって最適な変速タイミングが変化することが知られている。従って、変速ショックの発生をGセンサ40の出力により検出し、最適なロックアップクラッチの作動タイミング等を学習することにより、燃費やドライブフィーリングの向上を実現することができる。
また、車両用制御装置1が車両位置に応じた自動減速制御を行なう制御装置である場合、すなわち、地図データと車両位置を照合して料金所やカーブの手前でシフトダウンやブレーキ出力を行なう場合、地図データには含まれるが実際には存在しない(廃止された)料金所の手前で減速が行われなかったことを学習し、以降、当該地点で自動減速を行わないように制御することもできる。
このように、車載機器の制御において制御情報を学習するのは種々の制御対象について可能であり、本発明の適用上、何ら制限は存在しない。
図2は、本発明の一実施例に係る車両用制御装置1の回路構成を例示した図である。図示するように、CPU10は、不揮発性メモリ20(ここではEEPROMであるものとして説明する)に取り付けられたIC(Integrated Circuit)22と、4本の信号線によって接続されている。
不揮発性メモリ20に取り付けられたIC22は、DO(データアウト)、DI(データイン)、SK(クロック出力)、CS(チップセレクト)、VCC、NC、GND(グランド)、更にテスト用のORG/TESTの8個の端子を有する。
端子DO、DIは、CPU10との間で制御情報を入出力するための端子である。端子SKは、IC22からCPU10に対してクロックを出力するための端子である。端子CSは、IC22からCPU10に対してデータの入力又は出力のいずれを行なうかを選択して出力するための端子である。
CPU10及びIC22には、通常時の作動用のバッテリ電圧Vcc、及び車両システムがオフの状態において供給されるシステム停止時電圧V+Bが接続されている。なお、実際には、バッテリ電圧Vccとシステム停止時電圧V+Bは同一の蓄電池からリレーによって分岐するものであってよい。端子Vccにはバッテリ電圧Vccが供給され、端子NCには電圧V+Bが供給される。そして、端子GNDには、グランド端子Gが接続されている。
[処理の流れ]
以下、本実施例の車両用制御装置1により実行される処理の流れについて説明する。
(1.書き込み処理)
先に、学習した制御情報の書き込み処理について説明する。図3は、本発明の一実施例に係る車両用制御装置1により実行される、書き込み処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、例えばイグニッションスイッチ44からACC(アクセサリ)オフ信号が入力されたタイミングで開始される。
まず、車両システムの終了処理(車両用制御装置1による制御情報の書き込み処理等、必要な処理)を行なう間、システムメインリレーをオンの状態に維持する制御を開始する(S100)。
次に、RAM12に記憶された制御情報を、冗長化して不揮発性メモリ20に記憶させる(S102)。ここで、冗長化とは、例えば同じデータを3回、異なる記憶領域に記憶させることをいう。この冗長化は、不揮発性メモリ20の一部においてデータが毀損した場合に備えるものであり、こうすることによって、データの消失を抑制することができる。
そして、システムメインリレーをオフの状態にするように指示信号を出力し(S104)、本フローを終了する。
(2.イニシャル処理)
次に、不揮発性メモリ20に記憶された制御情報の読み出し処理を含むイニシャル処理について説明する。図4は、本発明の一実施例に係る車両用制御装置1により実行される、イニシャル処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、車両システムの始動時、例えばイグニッションスイッチ44からイグニッションオン信号が入力されたタイミングで開始される。
まず、イニシャル処理を開始する(S200)。このイニシャル処理とは、不揮発性メモリ20に記憶された制御情報をRAM12に移行させ、所定のアドレスに格納する処理をいう。これによって、前回の走行終了時に学習されていた制御情報を、今回の走行に反映させることができる。
続いて、不揮発性メモリ20に記憶された制御情報を、一括してRAM12における第1の記憶領域に転送する(S202)。ここで、「一括して」とは、開始アドレスのみを指定して以降のアドレスに記憶された全てのデータを自動的に転送することをいう。これによって、不揮発性メモリ20(特にEEPROM)からデータを転送する時間を削減することが可能となり、いわゆるスタンバイRAMを備えなくとも、迅速な車両システムの始動を実現することができる。またスタンバイRAMを備えないことによって、装置のコストを削減することもできる。
次に、車両用制御装置1は、RAM12における第1の領域に記憶された制御情報について、三面多数決等の手法によるデータチェックを行なう(S204)。三面多数決とは、データの書き込み時に三回書き込まれた同一データに関して、一つだけ異なるものが存在した場合に、他の二つが正しいものと判断する手法である。なお、データチェックの手法はこうした単純なものではなく、リード・ソロモン符号等を用いたより複雑なものが用いられてもよい。
そして、データチェックの結果正しいと判断されたデータのみを、RAM12における第1の領域と異なる第2の記憶領域に記憶させる(S206)。ここで、第2の記憶領域に記憶されるデータは、第1の記憶領域に一括転送されたデータに比して短縮化されたものとなる。
次に、RAM12における第1の記憶領域を解放する(S208)。前述の一括転送が行われてから本ステップに至るまでの間、第1の記憶領域に記憶されたデータには、保護情報であることを示すラベルが付与されており、本ステップにおいて、係るラベルが解除される。
そして、第2の記憶領域に記憶されたデータを、制御初期値が格納される所定のアドレスに格納する(S210)。なお、第2の記憶領域が所定のアドレスであっても構わない。この場合、本ステップの処理は省略される。
こうして制御情報が所定のアドレスに格納されると、イニシャル処理を終了する(S212)。
図5は、図4の読み出し処理において使用されるRAM12の記憶領域を示した図である。第1の記憶領域は、イニシャル処理においては、不揮発性メモリ20からデータを転送するためのバッファ領域として機能し、イニシャル処理以外の処理(車両システムが指導した後の処理)においては、各種変数の格納領域として機能する。この第1の記憶領域は、従来、イニシャル処理中には使用されていなかった記憶領域である。従って、本実施例の車両用制御装置1では、ハードウエア資源が有効に活用され、装置のコスト増大が抑制されている。
ここで、図3の書き込み処理におけるS102の処理は、今回の走行において学習された制御情報を冗長化したものを、RAM12における第1の記憶領域に格納し、第1の記憶領域に記憶されたデータを不揮発性メモリ20に一括して転送するものとすると、好適である。すなわち、RAM12に記憶された制御情報を、例えば同じ情報が3回存在するように冗長化してRAM12における第1の記憶領域に格納しておき、これを不揮発性メモリ20に一括して転送する。こうすることにより、RAM12から不揮発性メモリ20にデータ転送する際と、不揮発性メモリ20からRAM12にデータ転送する際のアドレスが同じになり、制御が容易となる。
また、図6は、車両用制御装置1により実行される読み出し処理の流れを、ソフトウエアのレイヤ(層)別の処理として示すシーケンス図である。本図において、処理を行なうレイヤは、アプリ、アプリケーションプラットフォーム(APF)、DMA(Direct Memory Access)コントローラに分かれている。
まず、イニシャル処理が開始されると、APFはDMAコントローラに対して不揮発性メモリ20からの一括読み出し指示を行う(S300)。
DMAコントローラは、指定された開始アドレスから順に、所定サイズのデータを不揮発性メモリ20から読み出してRAM12の第1の記憶領域に転送し、これを不揮発性メモリ20の最終データに至るまで繰り返す(S302、304、306)。
アプリでは、ストア要求指示をAPFに出力する(S308)。図6に示すアーキテクチャでは、APFやDMAコントローラによる処理がアプリによる処理よりも優先的に実行されるため、本ステップの処理は、S302〜S306の処理が終了してから実行されることになる。ストア要求指示は、格納先のRAM12のアドレスと共に出力される。
ストア要求指示を受信したAPFでは、前述のように三面多数決等の手法によりデータチェック処理を実行する(S310)。
そして、データチェックの結果正しいと判断されたデータのみを、RAM12における第2の記憶領域に記憶させる(ストア処理;S312)。
以上説明した本実施例の車両用制御装置1によれば、不揮発性メモリ20に記憶された制御情報を、一括してRAM12に転送するため、データ転送時間を削減することができる。従って、スタンバイRAMを備える必要性が低くなり、装置のコストを削減することができる。
また、第1の記憶領域は、イニシャル処理においては、不揮発性メモリ20からデータを転送するためのバッファ領域として機能し、イニシャル処理以外の処理においては、各種変数の格納領域として機能するため、ハードウエア資源を有効に活用され、装置のコスト増大が抑制される。
従って、装置のコストを削減しつつ、迅速な車両システムの始動を実現することができる。
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。
1 車両用制御装置
10 CPU
12 RAM
14 ROM
20 不揮発性メモリ
22 IC
30 アクセル開度センサ
32 シフトポジションセンサ
34 スロットル開度センサ
36 クランクポジションセンサ
38 温度センサ
40 Gセンサ
42 車速センサ
44 イグニッションスイッチ
50 スロットルモータ
52 インジェクタ
54 スターターモータ
56 変速機

Claims (6)

  1. 読み書き可能な不揮発性の第1の記憶手段と、
    読み書き可能な揮発性の第2の記憶手段と、
    前記第2の記憶装置に記憶された制御情報に基づき車載機器の制御を行なうと共に、前記車載機器の制御において学習した制御情報を車両システムのオフ時に冗長化して前記第1の記憶手段に記憶させる制御手段と、
    を備える車両用制御装置であって、
    前記制御手段は、車両システムの始動時に、
    前記第1の記憶手段に記憶された制御情報を、一括して前記第2の記憶手段における所定のアドレスの第1の記憶領域に転送し、
    その後、前記第2の記憶手段における第1の領域に記憶された前記冗長化をされた制御情報を短縮化して、前記第2の記憶手段における前記第1の領域と異なる第2の記憶領域に記憶させ、
    記第2の記憶手段における第1の記憶領域を解放する処理を実行
    更にその後、前記車載機器の制御において学習した制御情報を前記冗長化をして第2の記憶手段における前記所定のアドレスの前記第1の記憶領域に記憶させておき、その後、一括して前記第1の記憶手段に転送する、
    車両用制御装置。
  2. 前記制御手段は、前記冗長化されて前記第1の記憶手段に記憶された制御情報について、データチェックを行なうことにより冗長化部分を除いた制御情報を、前記第2の記憶手段における前記第1の領域と異なる第2の記憶領域に記憶させる手段である、
    請求項に記載の車両用制御装置。
  3. 前記第1の記憶手段は、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)であり、
    前記第2の記憶手段は、RAM(Random Access Memory)であり、
    前記第1の記憶手段と前記第2の記憶手段の間にバッファ用のRAMを備えないことを特徴とする、
    請求項1又は2に記載の車両用制御装置。
  4. 前記制御手段は、前記第1の記憶手段に記憶された制御情報を一括して前記第2の記憶手段における第1の記憶領域に転送する処理を、DMA(Direct Memory Access)により行なうことを特徴とする、
    請求項に記載の車両用制御装置。
  5. 読み書き可能な不揮発性の第1の記憶手段と、読み書き可能な揮発性の第2の記憶手段と、前記第2の記憶装置に記憶された制御情報に基づき車載機器の制御を行なうと共に、前記車載機器の制御において学習した制御情報を車両システムのオフ時に前記第1の記憶装置に冗長化して記憶させる制御手段と、を備える車両用制御装置の制御方法であって、
    車両システムの始動時に、前記第1の記憶手段に記憶された制御情報を、一括して前記第2の記憶手段における所定のアドレスの第1の記憶領域に転送する第1のステップと、
    その後、前記第2の記憶手段における第1の領域に記憶された前記冗長化をされた制御情報を短縮化して、前記第2の記憶手段における前記第1の領域と異なる第2の記憶領域に記憶させる第2のステップと、
    の後、前記第2の記憶手段における第1の記憶領域を解放する処理を実行する第3のステップと、
    更にその後、前記車載機器の制御において学習した制御情報を前記冗長化をして第2の記憶手段における前記所定のアドレスの前記第1の記憶領域に記憶させておき、前記第1の記憶手段に転送する第4のステップと、
    を備える車両用制御装置の制御方法。
  6. 前記第1の記憶手段は、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)であり、
    前記第1のステップは、DMA(Direct Memory Access)により実行されることを特徴とする、
    請求項に記載の車両用制御装置の制御方法。
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