JP7027940B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

本開示は制御装置に関する。

センサやアクチュエータ等を制御する制御装置が車両に搭載される。制御装置は、制御プログラムを記憶した記憶部を備える。外部機器から、制御装置に、更新バージョンの制御プログラムが提供される。制御装置は、更新バージョンの制御プログラムにより、現行バージョンの制御プログラムを書き換える。

制御プログラムの書き換えが失敗することがある。制御プログラムの書き換えが失敗した場合、現行バージョンの制御プログラムと、更新バージョンの制御プログラムとの両方が使用不能になる。その結果、制御装置の機能が損なわれる。

現行バージョンの制御プログラムと、更新バージョンの制御プログラムとを記憶部における別々の記憶領域に記憶する技術が特許文献１に開示されている。この技術では、更新バージョンの制御プログラムを書き込むことに失敗した場合、現行バージョンの制御プログラムを使用する。

特開２００６－３０１９６０号公報

特許文献１記載の技術では、更新バージョンの制御プログラムを記憶するための記憶領域と、現行バージョンの制御プログラムを記憶するための記憶領域とを記憶部に確保する必要がある。そのため、記憶部の容量を大きくしなくてはならない。

本開示は、制御プログラムの書き換えに失敗した場合でも制御装置の機能を維持することができ、制御プログラムを記憶する記憶部の容量を抑制できる制御装置を提供する。

本開示の一局面は、第１制御プログラムを記憶した第１記憶部と、第２制御プログラム及び第３制御プログラムを記憶した第２記憶部と、外部から前記第２制御プログラムを取得するプログラム取得ユニットと、前記プログラム取得ユニットが取得した前記第２制御プログラムにより、前記第２記憶部に記憶された前記第２制御プログラムを書き換える第１書き換えユニットと、前記第２記憶部に記憶された前記第２制御プログラムにより、前記第１記憶部に記憶された前記第１制御プログラムを書き換える第２書き換えユニットと、前記第２書き換えユニットによる書き換えが成功したか否かを判断する書き換え判断ユニットと、外部の電子器機から第１信号を取得する信号取得ユニットと、前記第１記憶部に記憶された前記第１制御プログラム又は前記第２制御プログラムを使用し、前記第１信号に対する演算を行い、第２信号を生成することが可能な第１演算ユニットと、前記第２記憶部に記憶された前記第３制御プログラムを使用し、前記第１信号に対する演算を行い、前記第２信号を生成することが可能な第２演算ユニットと、前記第２書き換えユニットによる書き換えが成功したと前記書き換え判断ユニットが判断した場合、前記信号取得ユニットが取得した前記第１信号に対し、前記第１演算ユニットを用いて演算を行い、生成した前記第２信号を前記電子機器に出力するとともに、前記第２書き換えユニットによる書き換えが失敗したと前記書き換え判断ユニットが判断した場合、前記信号取得ユニットが取得した前記第１信号に対し、前記第２演算ユニットを用いて演算を行って前記第２信号を生成し、生成した前記第２信号を前記電子機器に出力するように構成された演算選択ユニットと、を備える制御装置である。

本開示の一局面である制御装置は、第１制御プログラムの書き換えに失敗した場合でも制御装置の機能を維持することができる。また、本開示の一局面である制御装置は、第１制御プログラムを記憶する記憶部の容量を抑制できる。

制御装置１の構成を表すブロック図である。 マイコン１１の機能的構成を表すブロック図である。 マイコン４７の機能的構成を表すブロック図である。 第１装置５が実行する処理を表すフローチャートである。 第２装置７が実行する処理を表すフローチャートである。 制御装置１が実行する処理を表すシーケンス図である。

本開示の例示的な実施形態を、図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
１．制御装置１の構成
制御装置１の構成を図１～３に基づき説明する。図１に示すように、制御装置１は車両３に搭載される装置である。制御装置１は第１装置５及び第２装置７を備える。第１装置５及び第２装置７は、車載ネットワーク９により接続されている。第１装置５と第２装置７とは、車載ネットワーク９を介して信号の送受信を行うことができる。第１装置５と第２装置７とは同種の第１通信プロトコルで接続されている。

第１装置５は、マイコン１１と、第２記憶部１３と、通信Ｉ／Ｆ１５、１７と、無線Ｉ／Ｆ１９と、を備える。
マイコン１１は、ＣＰＵ２１と、例えば、ＲＡＭ等の半導体メモリ（以下、メモリ２３とする）と、を有するマイクロコンピュータである。マイコン１１の各機能は、ＣＰＵ２１が第２記憶部１３に格納されたプログラムをメモリ２３に読み出し、実行することにより実現される。このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、第１装置５は、１つのマイコン１１を備えてもよいし、複数のマイコン１１を備えてもよい。

マイコン１１は、図２に示すように、プログラム取得ユニット２５と、第１書き換えユニット２７と、プログラム送信ユニット２９と、第２演算ユニット３１と、通知受信ユニット３３と、モード設定ユニット３５と、を備える。

マイコン１１に含まれる各部の機能を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の機能は、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は、デジタル回路、又はアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現されてもよい。

第２記憶部１３は、例えばＲＯＭ等により構成される。第２記憶部１３には、様々なプログラムが記憶されている。記憶されているプログラムとして、第１書き換えツール３７、第２制御プログラム４０、及び第３制御プログラム４１等が挙げられる。これらのプログラムについては後述する。

通信Ｉ／Ｆ１５は、有線通信により外部機器４３と接続している。通信Ｉ／Ｆ１７は、車載ネットワーク９と接続している。無線Ｉ／Ｆ１９は、無線通信により外部機器４５と接続している。外部機器４３及び外部機器４５は車両３の外部に存在する。第１装置５は、通信Ｉ／Ｆ１５及び無線Ｉ／Ｆ１９を介して、外部機器４３及び外部機器４５と通信を行うことができる。

第２装置７は、マイコン４７と、第１記憶部４９と、通信Ｉ／Ｆ５１、５３と、Ｉ／Ｏ５５と、を備える。マイコン４７は、ＣＰＵ５７と、例えば、ＲＡＭ等の半導体メモリ（以下、メモリ５９とする）と、を有するマイクロコンピュータである。マイコン４７の各機能は、ＣＰＵ５７が第１記憶部４９に格納されたプログラムをメモリ５９に読み出し、実行することにより実現される。このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、第２装置７は、１つのマイコン４７を備えてもよいし、複数のマイコン４７を備えてもよい。

マイコン４７は、図３に示すように、第２書き換えユニット６１と、書き換え判断ユニット６３と、信号取得ユニット６５と、第１演算ユニット６７と、演算選択ユニット６９と、通知送信ユニット７１と、を備える。

マイコン４７に含まれる各部の機能を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の機能は、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は、デジタル回路、又はアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現されてもよい。

第１記憶部４９は、例えばＲＯＭ等により構成される。第１記憶部４９には、様々なプログラムが記憶されている。記憶されているプログラムとして、第２書き換えツール７３、第１制御プログラム３９、及び演算選択ツール７７等が挙げられる。第１記憶部４９に記憶されている第１制御プログラム３９は、後述する書き換えが成功した場合は、第２記憶部１３に記憶されている第２制御プログラム４０に書き換えられる。第２書き換えツール７３、及び演算選択ツール７７については後述する。

通信Ｉ／Ｆ５１は、車載ネットワーク９と接続している。通信Ｉ／Ｆ５３はセンサ７９と接続している。Ｉ／Ｏ５５はモータ８１と接続している。センサ７９及びモータ８１は、それぞれ、車両３に搭載されている。センサ７９及びモータ８１は電子機器に対応する。

センサ７９及びモータ８１は、それぞれ、第２装置７に対し、第１信号を出力する。第１信号は、例えば、センサ７９及びモータ８１が検出した、物体等の状態を表す信号である。センサ７９及びモータ８１は、それぞれ、第２装置７から、第２信号を受信する。第２信号は、例えば、センサ７９及びモータ８１を制御する信号である。第２装置７と、センサ７９及びモータ８１とは、第２通信プロトコルにより接続されている。第２通信プロトコルは、第１通信プロトコルと同一であってもよいし、異なっていてもよい。

２．制御装置１が実行する処理
制御装置１が実行する処理を図４～図６に基づき説明する。まず、第１装置５が実行する処理を説明する。

図４のステップ１では、外部機器４３又は外部機器４５から、第１装置５に対し、第２制御プログラム４０及び第３制御プログラム４１の送信が開始されたか否かをプログラム取得ユニット２５が判断する。第２制御プログラム４０及び第３制御プログラム４１の送信が開始された場合、本処理はステップ２に進む。第２制御プログラム４０及び第３制御プログラム４１の送信が開始されていない場合、本処理はステップ１の前に戻る。

なお、外部機器４３又は外部機器４５が送信する第２制御プログラム４０及び第３制御プログラム４１は、例えば、更新バージョンのプログラムである。
ステップ２では、プログラム取得ユニット２５が、外部機器４３又は外部機器４５から送信された第２制御プログラム４０及び第３制御プログラム４１を取得する。また、第１書き換えユニット２７は、プログラム取得ユニット２５が取得した第２制御プログラム４０により、第２記憶部１３に記憶された第２制御プログラム４０を書き換える。また、第１書き換えユニット２７は、プログラム取得ユニット２５が取得した第３制御プログラム４１により、第２記憶部１３に記憶された第３制御プログラム４１を書き換える。第１書き換えユニット２７は、第２制御プログラム４０及び第３制御プログラム４１の書き換えのために、第１書き換えツール３７を使用する。第１書き換えツール３７は、第２記憶部１３のうち、第２制御プログラム４０及び第３制御プログラム４１の記憶領域とは別の記憶領域に記憶されている。そのため、第２制御プログラム４０及び第３制御プログラム４１を書き換えるとき、第１書き換えツール３７は書き換えられない。

ステップ３では、プログラム送信ユニット２９が、前記ステップ２で書き換えられ、第２記憶部１３に記憶された第２制御プログラム４０を、第２装置７に送信する。
ステップ４では、書き換え失敗の通知を受信したか否かを通知受信ユニット３３が判断する。なお、書き換え失敗の通知は、後述するステップ１４において第２装置７が送信する通知である。書き換え失敗の通知を受信しなかった場合、本処理はステップ５に進む。書き換え失敗の通知を受信した場合、本処理はステップ６に進む。

ステップ５では、モード設定ユニット３５が第１演算モードを設定する。第１演算モードでは、第２装置７が、第１信号に対する演算を実行する。そのため、第１装置５は、第１信号に対する演算を実行しない。

ステップ６では、モード設定ユニット３５が第２演算モードを設定する。第２演算モードのとき、後述するように、第２装置７から第１装置５へ第１信号が送信される。第１装置５は第１信号を受信する。第２演算ユニット３１は、第２記憶部１３に記憶された第３制御プログラム４１を使用し、受信した第１信号に対する演算を行い、第２信号を生成する。また、第２演算ユニット３１は、生成した第２信号を第２装置７に送信する。

次に、図５及び図６に基づき、第２装置７が実行する処理を説明する。図５のステップ１１では、第２装置７に対し、第２制御プログラム４０の送信が開始されたか否かを第２書き換えユニット６１が判断する。第２装置７に対し送信される第２制御プログラム４０は、前記ステップ３において第１装置５が送信したものである。第２制御プログラム４０の送信が開始された場合、本処理はステップ１２に進む。第２制御プログラム４０の送信が開始されていない場合、本処理はステップ１１の前に戻る。

ステップ１２では、第２書き換えユニット６１が、第１装置５が送信した第２制御プログラム４０を受信し、受信した第２制御プログラム４０により、第１記憶部４９に記憶された第１制御プログラム３９を書き換える。第２書き換えユニット６１は、第１制御プログラム３９を第２制御プログラム４０で書き換えるために、第２書き換えツール７３を使用する。第２書き換えツール７３は、第１記憶部４９のうち、第１制御プログラム３９の記憶領域とは別の記憶領域に記憶されている。そのため、第１制御プログラム３９を第２制御プログラム４０で書き換えるとき、第２書き換えツール７３は書き換えられない。

ステップ１３では、前記ステップ１２における書き換えが失敗したか否かを書き換え判断ユニット６３が判断する。書き換えが失敗したと判断した場合、本処理はステップ１４に進む。書き換えが成功したと判断した場合、本処理はステップ１６に進む。

ステップ１４では、通知送信ユニット７１が、書き換え失敗の通知を第１装置５に送信する。
ステップ１５では、演算選択ユニット６９が第２演算モードを設定する。第２演算モードでは、以下の処理が実行される。信号取得ユニット６５は、センサ７９及びモータ８１から第１信号を取得する。取得された第１信号は、第２装置７へ送信される。演算選択ユニット６９は、第１信号を第２装置７へ送信するように、通信Ｉ／Ｆ５１、５３と、Ｉ／Ｏ５５とを制御する。演算選択ユニット６９は、通信Ｉ／Ｆ５１、５３と、Ｉ／Ｏ５５とを制御するために、演算選択ツール７７を使用する。演算選択ツール７７は、第１記憶部４９のうち、第１制御プログラム３９の記憶領域とは別の記憶領域に記憶されている。そのため、第１制御プログラム３９を第２制御プログラム４１で書き換えるとき、演算選択ツール７７は書き換えられない。第２演算モードにおける第１信号及び第２信号の送受信、及び演算の実行は図６に示すとおりである。

第２演算モードのとき、第１装置５が第２信号を生成し、生成した第２信号を第２装置７に送信する。第２装置７は、第１装置５から第２信号を受信し、センサ７９及びモータ８１に第２信号を出力する。演算選択ユニット６９は、第１装置５から受信した第２信号をセンサ７９及びモータ８１に出力するように、通信Ｉ／Ｆ５１、５３と、Ｉ／Ｏ５５とを制御する。演算選択ユニット６９は、通信Ｉ／Ｆ５１、５３と、Ｉ／Ｏ５５とを制御するために、演算選択ツール７７を使用する。
第１通信プロトコルと第２通信プロトコルとが異なる場合、演算選択ユニット６９は、センサ７９及びモータ８１から取得した第１信号を、第１通信プロトコルに変換して第１装置５に送信し、第１装置５から取得した第２信号を、第２通信プロトコルに変換してセンサ７９及びモータ８１に送信する。

ステップ１６では、演算選択ユニット６９が第１演算モードを設定する。第１演算モードでは、以下の処理が実行される。信号取得ユニット６５は、センサ７９及びモータ８１から第１信号を取得する。取得された第１信号は、マイコン４７に送信される。演算選択ユニット６９は、第１信号をマイコン４７へ送信するように、通信Ｉ／Ｆ５１、５３と、Ｉ／Ｏ５５とを制御する。演算選択ユニット６９は、通信Ｉ／Ｆ５１、５３と、Ｉ／Ｏ５５とを制御するために、演算選択ツール７７を使用する。

第１演算モードのとき、第１演算ユニット６７が、前記ステップ１２で書き換えられ、第１記憶部４９に記憶された第２制御プログラム４０を使用し、第１信号に対する演算を行い、第２信号を生成する。第２装置７は、第１演算ユニット６７が生成した第２信号を、センサ７９及びモータ８１に出力する。演算選択ユニット６９は、第１演算ユニット６７が生成した第２信号をセンサ７９及びモータ８１に出力するように、通信Ｉ／Ｆ５１、５３と、Ｉ／Ｏ５５とを制御する。演算選択ユニット６９は、通信Ｉ／Ｆ５１、５３と、Ｉ／Ｏ５５とを制御するために、演算選択ツール７７を使用する。第１演算モードにおける第１信号及び第２信号の送受信、及び演算の実行は図６に示すとおりである。

３．制御装置１が奏する効果
（１Ａ）第２装置７は、第１記憶部４９において第１制御プログラム３９を第２制御プログラム４０に書き換える処理が成功したか否かを判断する。第２装置７は、書き換えが失敗したと判断した場合、センサ７９及びモータ８１から取得した第１信号を第１装置５に送信する。第１装置５は、第１信号に対し、第２演算ユニット３１を用いて演算を行い、第２信号を生成する。第１装置５は、生成した第２信号を第２装置７に送信する。第２装置７は、第２信号をセンサ７９及びモータ８１に出力する。

そのため、制御装置１は、第１記憶部４９において第１制御プログラム３９を第２制御プログラム４０に書き換える処理が失敗した場合でも、第１信号に対し演算を行い、第２信号を生成することができる。すなわち、制御装置１は、第１記憶部４９において第１制御プログラム３９を第２制御プログラム４０に書き換える処理が失敗した場合でも、本来の機能を維持することができる。

（１Ｂ）制御装置１は、更新バージョンの第２制御プログラム４０を第１記憶部４９に書き込むとき、現行バージョンの第１制御プログラム３９を記憶するための記憶領域を第１記憶部４９に必ずしも確保しなくてもよい。そのため、第１記憶部４９の容量を抑制できる。

（１Ｃ）制御装置１は、センサ７９及びモータ８１から第１信号を取得し、第２信号をセンサ７９及びモータ８１に出力することができる。そのため、センサ７９及びモータ８１を制御することができる。

（１Ｄ）制御装置１は、第２制御プログラム４０だけでなく、第３制御プログラム４１も外部から取得することができる。制御装置１は、外部から取得した第３制御プログラム４１により、第２記憶部１３に記憶された第３制御プログラム４１を書き換えることができる。
（１Ｅ）制御装置１は、第１装置５と、第２装置７とを備える。第１装置５と第２装置７は、同種の第1通信プトロコルで接続されている。そのため、（ ）の効果が得られる。
（１Ｆ）第１通信プロトコルと第２通信プロトコルとが異なる場合、演算選択ユニット６９は、センサ７９及びモータ８１から取得した第１信号を、第１通信プロトコルに変換して第１装置５に送信し、第１装置５から取得した第２信号を、第２通信プロトコルに変換してセンサ７９及びモータ８１に送信する。そのため、第１通信プロトコルと第２通信プロトコルとが異なる場合でも、第２演算モードの処理を行うことができる。
＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（１）制御装置１は、第３制御プログラム４１を書き換えなくてもよい。この場合、制御装置１は、外部機器４３又は外部機器４５から第３制御プログラム４１を受信しなくてもよい。

（２）第１装置５は車両３の外部に設置されていてもよい。この場合、第１装置５と第２装置７とは、無線通信により信号の送受信をすることができる。
（３）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

（４）上述した制御装置の他、当該制御装置を構成要素とするシステム、当該マイコン１１、４７としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、電子機器の制御方法等、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１…制御装置、３…車両、５…第１装置、７…第２装置、９…車載ネットワーク、１１、４７…マイコン、１３…第２記憶部、１５、１７…通信Ｉ／Ｆ、１９…無線Ｉ／Ｆ、２１…ＣＰＵ、２３…メモリ、２５…プログラム取得ユニット、２７…第１書き換えユニット、２９…プログラム送信ユニット、３１…第２演算ユニット、３３…通知受信ユニット、３５…モード設定ユニット、３７…第１書き換えツール、３９…第１制御プログラム、４０…第２制御プログラム、４１…第３制御プログラム、４３、４５…外部機器、４９…第１記憶部、５１、５３…通信Ｉ／Ｆ、５５…Ｉ／Ｏ、５７…ＣＰＵ、５９…メモリ、６１…第２書き換えユニット、６３…書き換え判断ユニット、６５…信号取得ユニット、６７…第１演算ユニット、６９…演算選択ユニット、７１…通知送信ユニット、７３…第２書き換えツール、７７…演算選択ツール、７９…センサ、８１…モータ

Claims (4)

1. 第１制御プログラムを記憶した第１記憶部と、
   第２制御プログラム及び第３制御プログラムを記憶した第２記憶部と、
   外部から前記第２制御プログラムを取得するプログラム取得ユニットと、
   前記プログラム取得ユニットが取得した前記第２制御プログラムにより、前記第２記憶部に記憶された前記第２制御プログラムを書き換える第１書き換えユニットと、
   前記第２記憶部に記憶された前記第２制御プログラムにより、前記第１記憶部に記憶された前記第１制御プログラムを書き換える第２書き換えユニットと、
   前記第２書き換えユニットによる書き換えが成功したか否かを判断する書き換え判断ユニットと、
   外部の電子機器から第１信号を取得する信号取得ユニットと、
   前記第１記憶部に記憶された前記第１制御プログラム又は前記第２制御プログラムを使用し、前記第１信号に対する演算を行い、第２信号を生成することが可能な第１演算ユニットと、
   前記第２記憶部に記憶された前記第３制御プログラムを使用し、前記第１信号に対する演算を行い、前記第２信号を生成することが可能な第２演算ユニットと、
   前記第２書き換えユニットによる書き換えが成功したと前記書き換え判断ユニットが判断した場合、前記信号取得ユニットが取得した前記第１信号に対し、前記第１演算ユニットを用いて演算を行い、生成した前記第２信号を前記電子機器に出力するとともに、前記第２書き換えユニットによる書き換えが失敗したと前記書き換え判断ユニットが判断した場合、前記信号取得ユニットが取得した前記第１信号に対し、前記第２演算ユニットを用いて演算を行って前記第２信号を生成し、生成した前記第２信号を前記電子機器に出力するように構成された演算選択ユニットと、
   を備える制御装置。
2. 請求項１に記載の制御装置であって、
   前記プログラム取得ユニットは、外部から前記第２制御プログラム及び前記第３制御プログラムを取得するように構成され、
   前記第１書き換えユニットは、前記プログラム取得ユニットが取得した前記第２制御プログラム及び前記第３制御プログラムにより、前記第２記憶部に記憶された前記第２制御プログラム及び前記第３制御プログラムを書き換えるように構成された制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の制御装置であって、
   前記第２記憶部、前記プログラム取得ユニット、前記第１書き換えユニット、プログラム送信ユニット、通知受信ユニット、及び第２演算ユニットを備える第１装置と、
   前記第１記憶部、前記第２書き換えユニット、前記書き換え判断ユニット、前記信号取得ユニット、前記第１演算ユニット、通知送信ユニット、及び前記演算選択ユニットを備える第２装置と、
   を備え、
   前記第１装置と前記第２装置とは、第１通信プロトコルで接続され、
   前記プログラム送信ユニットは、前記第１書き換えユニットにより書き換えられ、前記第２記憶部に記憶された前記第２制御プログラムを、前記第２装置に送信するように構成され、
   前記通知送信ユニットは、前記第２書き換えユニットによる書き換えが失敗したと前記書き換え判断ユニットが判断した場合、書き換え失敗の通知を前記第１装置に送信するように構成され、
   前記通知受信ユニットは、前記書き換え失敗の通知を受信するように構成されている制御装置。
4. 請求項３に記載の制御装置であって、
   前記第２装置と前記電子機器とは、第２通信プロトコルで接続され、
   前記第１通信プロトコルと前記第２通信プロトコルとが異なる場合、前記演算選択ユニットは、前記電子機器から取得した前記第１信号を、前記第１通信プロトコルに変換して前記第１装置に送信し、前記第１装置から取得した前記第２信号を、前記第２通信プロトコルに変換して前記電子機器に送信する制御装置。

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