JP2010272971A - 制御システム及び制御プログラム書換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】制御用の情報を送受信するための既存の通信媒体を利用しつつ、通信速度を高速に切り替えることを可能とすることにより、コンピュータプログラムなどの書き換えの効率化、高速化を図ることができる制御システム、制御プログラム書換方法を提供する。
【解決手段】ＣＡＮに基づき制御用の情報を送受信するＧＷ１と、ＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃとは通信線３にバス型に接続されており、ＧＷ１は外部から特定の情報を取得することが可能な通信装置である。ＧＷ１及び特定の情報を必要とする特定の制御装置であるＥＣＵ２ａのＣＡＮ通信部１４及びＣＡＮ通信部２４ａは、特定の高速な通信速度にて送受信を実現するネットワークコントローラ１４１、２４１ａを備え、特定の情報を送受信する際にはネットワークコントローラ１４１、２４１ａを用いる。
【選択図】図２

Description

本発明は、相互に通信を行ない連携しあう複数の制御装置を含む制御システムに関する。特に、システム内にて大量の情報の送受信を高速に行なうことを可能とし、一部又は全部の制御装置が記憶しているコンピュータプログラム書き換えの効率化、高速化を図ることができる制御システム、及び制御プログラム書換方法に関する。

コンピュータプログラムに基づき制御対象に対する処理を実行する制御装置を複数用いて装置の制御を実行する制御システムが各分野で利用されている。この場合、各制御装置に各々役割を振り分け、制御装置が相互にデータを交換して連携して処理を実行することによって多様な機能を実現させる。

車両制御の分野では、機械的制御から電気的制御へ移行し、車両内に制御装置として多数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）が配され、各ＥＣＵが車載ＬＡＮを介して情報を相互に交換し、強調・連携して多様な処理を行なう構成が一般的となっている。

制御システムにて制御機能が追加される場合、又はプログラムの不具合を解消すべき場合など、制御装置のプロセッサが実行するコンピュータプログラムの書き換えが必要となるときがある。また、システムの物理的接続構成に応じて各制御装置に役割を割り振る場合などは、制御システム構築の過程で各々の制御装置に役割に対応するコンピュータプログラムを記憶させることもある。

このような場合、対象となる制御装置のみをシステムから切り離し、コンピュータプログラムを記憶させ直すことにより、確実に書き換えが可能である。しかしながら、書き換え時など、制御装置を接続されているシステムから物理的に切り離すことが困難な場合があると共に、切り離し作業は煩雑である。

そこで、制御装置が相互にデータを交換するための既存の通信手段を利用して、特定の装置からコンピュータプログラムを対象の制御装置に受信させ、記憶させるシステムも提案されている（特許文献１参照）。このときコンピュータプログラムの送受信専用の通信手段、通信線などの通信媒体を制御システムに追加する構成では、冗長である。特に車両における制御システムの場合、通信線を追加することは省線化、即ち軽量化に反する。

しかしながら、既存の通信手段を利用してコンピュータプログラムを送受信させる場合、既存の通信手段における通信プロトコルが、制御用の情報、例えばオン／オフ、測定値などの数値情報などの数〜数十ビットで表わせる情報量が少ないデータの交換用に規定されているときには、コンピュータプログラムなど、数キロバイトで表わされる比較的情報量が多いデータの送受信には不適である。

そこで、特許文献２には、車載制御システム内におけるマスタ制御装置が、外部から無線によりコンピュータプログラムを受信し、必要なもののみ抽出して対象の制御装置へ送信することにより、既存の通信手段における通信負荷を低減させることができる構成が提案されている。

特開２００１−１２３８７４号公報 特開２００７−２８４３４号公報

しかしながら、従来のシステムでは、制御用のデータのための通信プロトコルに準じた通信方法に工夫をすることなくデータ量を減らすなどして送受信することを前提としている。特許文献１及び２のような技術の開示がありながら現状では、コンピュータプログラムの書き換えには無視できない長さの時間を要するという問題は依然としてある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、制御用の情報を送受信するための既存の通信媒体を利用しつつ、通信速度を高速に切り替えることを可能とすることにより、書き換えの効率化、高速化を図ることができる制御システム、制御プログラム書換方法を提供することを目的とする。

第１発明に係る制御システムは、制御対象を制御するための制御用の情報を送受信する通信手段を備え、通信線にバス型に接続されている複数の制御装置と、前記通信線に接続される通信手段を備えて前記複数の制御装置と通信することが可能な通信装置とを含み、各制御装置及び通信装置は、前記通信線に送信される制御用の情報に基づき制御を行なうようにしてある制御システムにおいて、前記複数の制御装置の内の特定の制御装置、及び前記通信装置の通信手段は、通信プロトコル又は通信速度を、複数の異なるプロトコル又は複数の異なる通信速度の内のいずれかに切り替える手段を備え、前記特定の制御装置及び前記通信装置の間で特定の情報を送信する場合、夫々の前記通信手段における通信プロトコル又は通信速度を特定のプロトコル及び通信速度に切り替えるようにしてあることを特徴とする。

第２発明に係る制御システムは、前記制御装置は、制御対象を制御するための処理を実行させるコンピュータプログラムを記憶する手段と、前記コンピュータプログラムを読み出して実行するプロセッサとを備え、前記プロセッサは前記コンピュータプログラムに基づき制御を行なうようにしてあり、前記通信装置は、外部から書換対象のコンピュータプログラムを取得する手段と、取得したコンピュータプログラムを前記特定の情報として前記特定の制御装置へ送信する手段とを備えることを特徴とする。

第３発明に係る制御システムは、前記通信装置は、前記特定の情報を送信する前に、送信先の前記特定の制御装置を示す送信先情報を前記通信線へ送信する手段を備えることを特徴とする。

第４発明に係る制御システムは、前記通信装置は、前記特定の情報を送信する前に、前記特定の通信速度の速度情報を前記通信線へ送信する手段を備えることを特徴とする。

第５発明に係る制御システムは、前記通信装置は、前記送信先情報又は速度情報に対する応答を受信した場合に、前記特定の情報の送信を実行するようにしてあることを特徴とする。

第６発明に係る制御システムは、前記通信装置は、前記特定の情報の送信を完了した場合、完了通知を前記通信線へ送信する手段を備えることを特徴とする。

第７発明に係る制御システムは、前記通信装置は、無線により外部から前記特定の情報を取得する手段を備えることを特徴とする。

第８発明に係る制御プログラム書換方法は、制御対象を制御するための処理を実行させるコンピュータプログラムを記憶する手段、前記コンピュータプログラムを読み出して実行するプロセッサ、及び、通信手段を備えて、通信線にバス型に接続されている複数の制御装置と、前記通信線に接続され、通信手段を備える通信装置とを含み、前記複数の制御装置の内の特定の制御装置、及び前記通信装置の通信手段は、通信プロトコル又は通信速度を、複数の異なるプロトコル又は複数の異なる通信速度のいずれかに切り替え可能にしてあり、前記複数の制御装置及び通信装置間で制御対象を制御するための制御用の情報を送受信するようにしてある制御システムで、前記通信装置が前記特定の制御装置へ書換対象のコンピュータプログラムを送信し、前記制御装置にてコンピュータプログラムを書き換える方法であって、前記通信装置は、前記特定の制御装置へ前記書換対象のコンピュータプログラムを送信する場合、前記通信手段の通信プロトコル又は通信速度を特定の通信プロトコル又は特定の通信速度へ切り替え、前記特定の制御装置は、前記書換対象のコンピュータプログラムを受信する場合、前記通信手段の通信プロトコル又は通信速度を前記特定の通信プロトコル及び通信速度へ切り替え、前記通信装置及び前記特定の制御装置は、前記書換対象のコンピュータプログラムの送受信を完了した場合、通信プロトコル及び通信速度を制御用の情報を送受信するための通信プロトコル及び通信速度に戻し、前記特定の制御装置は、記憶してあるコンピュータプログラムを、受信したコンピュータプログラムに書き換えることを特徴とする。

第１発明では、通信線にバス型に接続して制御用の情報を送受信している複数の制御装置と、通信装置との間で情報を送受信するに際し、特定の制御装置及び通信装置は、通信プロトコル又は通信速度を、複数の異なるプロトコル又は複数の異なる通信速度のいずれかに切り替えられる通信手段を備えており、後述のコンピュータプログラムのみならず特定のテーブル情報、固定情報などの特定の情報を送受信する際には、複数のプロトコル又は複数の通信速度の内の特定のプロトコル又は特定の通信速度へ切り替えられる。特定のプロトコル及び通信速度としては例えば、最大１ＭｂｐｓとされてきたＣＡＮ通信を改良したプロトコル及び通信速度とする（参考文献：社団法人情報処理学会、情報処理学会研究報告、組み込みシステムVol.2007、No.121、pp.21-25、2007-EMB-6-(5)、ISSN:09196072、２００７年１２月４日)

第２発明及び第８発明では、各制御装置はコンピュータプログラムを読み出して実行するプロセッサの動作により制御を行なうようにしてあり、コンピュータプログラム書き換えにより動作内容を変更することが可能である。通信装置は、書換対象のコンピュータプログラムを外部から無線により、有線により、又はメモリを介して取得し、特定の情報として特定のプロトコル及び高速な通信速度にて対象の特定の制御装置へ送信する。これにより、外部から得られるコンピュータプログラムをシステム内で高速に送受信することが可能であり、書換対象の制御装置をシステムから切り離す作業なしにプログラム書き換えが効率的に可能となる。

第３発明では、通信装置及び特定の制御装置間で特定の情報を送受信する前に、通信装置から事前に、対象となる特定の制御装置を示す情報が通信線に送信される。これにより、対象とならない他の制御装置は、特定の情報の送受信が実行されることを認識し、送受信がされている期間は通信しないようにするなどして同一の通信線にて異なるプロトコル又は通信速度の信号が通信されないように対応することが可能である。

第４発明では、通信装置及び特定の制御装置間で特定の情報を送受信する前に、通信装置にて特定の情報を送信する際の特定の通信速度が指定され、通信装置から事前に指定された特定の通信速度の情報が送信される。当該通知を受信した特定の制御装置は、特定の情報が送信される特定の通信速度を把握して正確に受信処理を行なうことが可能である。

第５発明では、第３又は第４発明にて通信装置及び特定の制御装置間で特定の情報を送受信する前に通信装置から送信される特定の制御装置の情報又は指定速度の情報に対する応答が、特定の制御装置以外の他の制御装置をも含む各制御装置から送信され、通信装置で当該応答を受信した場合のみ特定の情報の送受信が実行される。特定の制御装置が指定された通信速度での通信を行なうことができない場合か、又は他の制御装置が高速通信中にＣＡＮ通信部を沈黙させられない場合などは応答が通信装置へ送信されない。これにより、高速通信ができない場合は事前に通信装置にて特定の情報の送信の実行を回避することが可能である。

第６発明では、通信装置及び特定の制御装置間で特定の情報の送受信を完了した場合、通信装置が完了通知を送信するので、各制御装置はこれを受信して完了を認識し、制御用の情報の送受信を再開することが可能である。

第７発明では、通信装置は無線により特定の情報を外部から取得する。遠隔地に存在する中央装置などから情報を得ることが可能である。特に、制御システムが車両に搭載されている場合、通信装置は無線により路側機などから特定の情報を得ることが可能である。更に管理センタなど通信網を介して特定の情報、例えばコンピュータプログラムを取得することが可能である。

本発明による場合、特定の情報を送受信するために通信プロトコル及び通信速度を、特定のプロトコル及び特定の通信速度に切り替えてから送受信できる。特定の情報としては例えば書換対象のコンピュータプログラムをより早く送信することができ、この場合、制御装置でのコンピュータプログラムの書き換えの効率化、及び高速化を図ることができる。

実施の形態１における車載制御システムの構成を示す構成図である。 実施の形態１における車載制御システムに含まれるＧＷ、及びＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。 実施の形態１における中央装置、ＧＷ、及びＥＣＵ間での処理を示すシーケンス図である。 実施の形態１におけるＧＷから送信される書換要求のフォーマットを示す説明図である。 実施の形態１におけるＥＣＵから送信される応答（ＡＣＫ）のフォーマットを示す説明図である。 実施の形態１におけるＧＷから送信される書換データのフォーマットを示す説明図である。 実施の形態１におけるＧＷから送信される書換完了通知のフォーマットを示す説明図である。 実施の形態２における車載制御システムの構成を示す構成図である。 実施の形態２における車載制御システムに含まれるＧＷ及びＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。なお、以下に示す実施の形態では、車両に搭載されている車載制御システムにおけるコンピュータプログラムの書き換えを例に挙げて説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における車載制御システムの構成を示す構成図である。実施の形態１における車載制御システムは、ＧＷ１と、複数のＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃと、ＧＷ１及びＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃがバス型に接続している通信線３とを含み、車両Ｖに搭載されている。ＧＷ１はアンテナ１０を備え、管理センタに備えられて各車両の情報を管理する中央装置４とアンテナ４０を介して通信することが可能である。

ＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃはマイクロコンピュータを備え、夫々内蔵するメモリに記憶されるコンピュータプログラムを読み出して実行し、ソフトウェア的な処理により制御を行なうように構成されている。そして、ＧＷ１及びＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃは、通信線３を介してＣＡＮプロトコルに基づき制御用の情報を送受信し、送受信された相互に連携して図示しないアクチュエータの動作を制御するなどする。なおＧＷ１は、図示しない他の通信線にも接続されて、異なる通信線に接続されるＥＣＵ間のデータの送受信を中継する。

ＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃに記憶されて夫々の処理の基盤となるコンピュータプログラムは、書き換えが必要な場合がある。書換対象のコンピュータプログラムは中央装置４に記憶されており、中央装置４から車両Ｖを含む各車両へ配信される。配信されたコンピュータプログラムは、各車両内の車載制御システム内の特定の通信装置、即ち実施の形態１におけるＧＷ１により受信され、システム内で書換対象のコンピュータプログラムに基づく処理を行なう例えばＥＣＵ２ａへコンピュータプログラムが送信されて書き換えが実行される。

このとき、ＧＷ１及びＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃ間では、制御用の情報は通信線３を介してＣＡＮプロトコルに準じて送受信される。したがって、１回のデータフレームの送受信でデータ用に使用される情報量は最大８バイトであり、通信速度は数十Ｋｂｐｓ〜１Ｍｂｐｓである。制御用の情報、例えば車輪速度などの物理量は大抵、１ビットから８ビット、又は１６ビットなどの情報量で表わされるので組み合わせて送受信されることで十分な速度で送受信される。しかしながら、コンピュータプログラムの情報量はキロバイトのオーダーであり、従来のＣＡＮプロトコルにより送受信する構成では少なくない時間を要する。

そこで、実施の形態１における車載制御システムでは、ＧＷ１が対象のＥＣＵ２ａへ書換対象のコンピュータプログラムを送信する場合、通信速度を高速に切り替え、送受信が完了したときには通信速度を通常の制御用の情報の送受信用に戻す。以下、このような高速な通信を実現するためのＧＷ１及びＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃの構成及び処理を説明する。

図２は、実施の形態１における車載制御システムに含まれるＧＷ１、及びＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃの内部構成を示すブロック図である。

ＧＷ１は、アンテナ１０と、制御部１１と、無線通信部１２と、記憶部１３と、ＣＡＮ通信部１４とを備える。制御部１１は、マイクロコンピュータなどを用い、各構成部を制御する。制御部１１は、図示しない不揮発性メモリに記憶されている制御プログラムを読み出して実行することにより各構成部を制御してＧＷ機能を実現する。

無線通信部１２は、アンテナ１０により受信されて出力される受信信号からデータを取り出して制御部１１へ通知する。実施の形態１では、データは書換対象のコンピュータプログラムであるがこれに限られない。

記憶部１３には、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、又はフラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭなどが用いられる。制御部１１は、無線通信部１２により受信されるデータ、即ち書換対象のコンピュータプログラムを記憶部１３に記憶させる。

ＣＡＮ通信部１４は、ＣＡＮプロトコルに準じるネットワークコントローラ及びトランシーバを含む。なお実施の形態１におけるＧＷ１のＣＡＮ通信部１４は、１Ｍｂｐｓまでの通信速度で制御用の情報を送受信するネットワークコントローラ（図中はＮＣ（Network Controller）と示す）１４１と、ＣＡＮの差動信号により最大１０Ｍｂｐｓの通信速度での通信を可能とするネットワークコントローラ１４２とを含み、制御部１１はいずれかにて通信を行なうことが可能である。他に、ＬｏｗＣＡＮ、即ち１２５Ｋｂｐｓなどでの通信を行なうこともできるようにしてあってもよい。

実施の形態１におけるネットワークコントローラ１４１を介した情報の送受信では、通信線３へ送信された情報は通信線３に接続されているＧＷ１自身、及びＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃ全てにて同時的に受信が可能である一方で、ネットワークコントローラ１４２を介した情報の送受信ではリンギングの問題から、１対１の関係での送受信が可能である。

ＥＣＵ２ａは、記憶部２１ａに記憶されている制御プログラム２２ａに基づき処理を行なうプロセッサにより、車両に搭載される各種制御対象の動作を制御する制御装置である。ＥＣＵ２ａは、制御部２０ａと、記憶部２１ａと、一時記憶部２３ａと、通信部２４ａとを備える。

制御部２０ａには、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を利用する。記憶部２１ａには、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）などの不揮発性メモリであって書き換えが可能な記憶媒体が用いられ、制御部２０ａが読み出して実行する制御プログラム２２ａが記憶されている。

一時記憶部２３ａには、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭなどが用いられ、制御部２０ａの動作により発生した情報、記憶部２１ａから読み出された各種情報、制御プログラム２２ａなどが一時的に記憶される。

通信部２４ａは、ＣＡＮプロトコルに準じるネットワークコントローラ及びトランシーバを含み、通信線３を介した通信を実現する。制御部２０ａは、通信部２４ａにより通信線３を介してＧＷ１、他のＥＣＵ２ｂ，２ｃとの情報の送受信が可能である。なお、実施の形態１におけるＥＣＵ２ａは特定の制御装置として、従来の１Ｍｂｐｓまでの通信速度で制御用の情報を送受信するネットワークコントローラ２４１ａと、最大１０Ｍｂｐｓの通信速度での通信を可能とするネットワークコントローラ２４２ａとを含み、制御部２０ａはいずれかにて通信を行なうことが可能である。

なお、ＥＣＵ２ａにおける制御部２０ａ、記憶部２１ａ、一時記憶部２３ａ及び通信部２４ａの一部（ネットワークコントローラ２４１ａ，２４２ａ）は、マイクロコンピュータとして構成されてもよい。

ＥＣＵ２ｂ，２ｃの内部構成は、基本的にＥＣＵ２ａと同様であり、夫々、記憶部２１ｂ，２１ｃに記憶されている制御プログラム２２ｂ，２２ｃに基づき処理を行なうプロセッサにより、車両に搭載される各種制御対象の動作を制御する制御装置である。ただし、ＥＣＵ２ｂ，２ｃのＣＡＮ通信部２４ｂ，２４ｃは、いずれも従来の１Ｍｂｐｓまでの通信速度で制御用の情報を送受信するネットワークコントローラのみ（図示せず）を含む。ＥＣＵ２ｂ，２ｃは、最大１０Ｍｂｐｓの通信速度での通信を行なうことができない。

このように構成されるＧＷ１、及びＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃ間で、ＥＣＵ２ａが記憶している制御プログラム２２ａを書き換えるために行なわれる処理について詳細を説明する。

図３は、実施の形態１における中央装置４、ＧＷ１、及びＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃ間での処理を示すシーケンス図である。

中央装置４が書換対象のコンピュータプログラムを送信すると、車両ＶのＧＷ１がこれを受信する。

書換対象のコンピュータプログラムを受信したＧＷ１は、制御部１１により、記憶部１３に記憶させる。そして制御部１１は、書換対象のコンピュータプログラムの送信先を特定し、特定した送信先を示す情報を含むプログラムの書換要求を、ＣＡＮ通信部１４のネットワークコントローラ１４１にて通信線３へ送信する。

図４は、実施の形態１におけるＧＷ１から送信される書換要求のフォーマットを示す説明図である。書換要求は、ＣＡＮに基づくデータフレームが用いられる。「ＣＡＮ ＩＤ」に書換要求用に割り振られたＩＤ（識別情報）を含み、データフレームのデータフィールドの１バイト目に送信元を示すＩＤが含まれる。図４に示す例では、送信元はＧＷ１であり、ＩＤとして「０」が含まれている。なお、通信線３に接続されるＧＷ１、ＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃには夫々「０」、「１」、「２」、「３」がＩＤとして振られているとする。また、データフィールドの２バイト目には、書換の対象であるＥＣＵ、即ち送信先であるＥＣＵ２ａのＩＤ「１」が含まれる。そしてデータフィールドの３バイト目には、指定通信速度が含まれる。例えば、指定通信速度は１００Ｋｂｐｓ、１Ｍｂｐｓ、１０Ｍｂｐｓである。書換対象のコンピュータプログラムを送受信する場合には、１０Ｍｂｐｓが指定通信速度として含まれるとする。データフィールドの４バイト目以降は不使用でよい。

図３に戻り説明を続ける。図４に示したようなフォーマットで送信される書換要求は、制御用の情報の送受信がなされるネットワークコントローラ１４１にて送信されるから、ＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃのいずれでも受信可能である。ＥＣＵ２ａの制御部２０ａは、書換要求を正常に受信し、対象のＥＣＵであることから、指定された通信速度での通信を行なうことができるときには、応答をＣＡＮ通信部２４ａの２４１ａにより送信元のＧＷ１へ送信する。対象でない他のＥＣＵ２ｂ，２ｃの制御部２０ｂ，２０ｃは以後、即ちＧＷ１とＥＣＵ２ａとの間でのコンピュータプログラムの送受信中にエラーまたはＡＣＫなどを送信せずに無視して沈黙できるときには、応答（ＡＣＫ）をＣＡＮ通信部２４ｂ，２４ｃにより送信元のＧＷ１へ送信する。

図５は、実施の形態１におけるＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃから送信される応答（ＡＣＫ）のフォーマットを示す説明図である。応答についても書換要求に対応してＣＡＮに基づくデータフレームが用いられる。「ＣＡＮ ＩＤ」には対応する書換要求用のＩＤを含み、データフィールドの１バイト目には送信元のＥＣＵを示すＩＤが含まれる。このときＧＷ１のＩＤが「０」であるから「０」以外のＩＤが含まれる。

図３に戻り説明を続ける。図５に示したようなフォーマットにて応答を送信したＥＣＵ２ａは、自身へ送信されるコンピュータプログラムを受信するために、ＣＡＮ通信部２４ａで使用するネットワークコントローラを１０Ｍｂｐｓ用のネットワークコントローラ２４２ａへ切り替え、受信可能な状態となる。他のＥＣＵ２ｂ，２ｃは以後、ＣＡＮ通信部２４ｂ，２４ｃにて受信される信号を無視し、誤って応答（ＡＣＫ）又はエラーなどを返さないようにする。

ＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃのいずれからも応答を受信したＧＷ１は、書換データとして、書換対象のコンピュータプログラムを送信することができると認識する。そして、ＣＡＮのデータフレームを用い、書換対象のコンピュータプログラムを複数回に分けて送信する。ＣＡＮのデータフレームでは、１回では最大８バイトのデータしか送信できないからである。このとき、ＧＷ１の制御部１１は、データフレームに分割されたコンピュータプログラムと、送信順を示すシーケンス番号とを含めてＣＡＮ通信部１４のネットワークコントローラ１４２にて１０Ｍｂｐｓの通信速度で送信する。

図６は、実施の形態１におけるＧＷ１から送信される書換データのフォーマットを示す説明図である。書換データについてもＣＡＮに基づくデータフレームが用いられる。「ＣＡＮ ＩＤ」には、書換データが含まれることを示す書換データ用のＩＤが含まれる。このとき、書換データの内容（例えばコンピュータプログラムなのか、又は所定のテーブルなのかなど）によって異なるＩＤであってもよい。データフィールドの１バイト目には、シーケンス番号が含められる。１０Ｍｂｐｓの高速通信に対応するＣＡＮでは、データフィールドは最大３２バイトまで使用可能である。したがって、図６に示すようにシーケンス番号に用いた１バイト以外の３１バイトを書換データ用に用いることができ、高速に送受信することが可能である。

図３に戻り説明を続ける。図６に示したフォーマットにて分割された書換対象のコンピュータプログラムがＧＷ１から送信された場合、ＥＣＵ２ａは当該コンピュータプログラムをＣＡＮ通信部２４ａのネットワークコントローラ２４２ａにより受信し、一時記憶部２３ａに順次一時的に記憶する。分割されたコンピュータプログラムを全て送信したＧＷ１は、送信の完了を示す書換完了通知をまず、ＣＡＮ通信部１４のネットワークコントローラ１４２にてＥＣＵ２ａへ送信する。

図７は、実施の形態１におけるＧＷ１から送信される書換完了通知のフォーマットを示す説明図である。書換完了通知についてもＣＡＮに基づくデータフレームが用いられる。「ＣＡＮ ＩＤ」には書換完了通知用に割り振られたＩＤを含み、データフレームのデータフィールドは使用しない。

ＥＣＵ２ａは書換完了通知を受信することにより、分割された書換対象のコンピュータプログラムを全て受信したと認識し、一時記憶部２３ａに記憶されている分割されたコンピュータプログラムをシーケンス番号に基づき元のコンピュータプログラムに再構成し、制御プログラム２２ａを書き換える。これにより、コンピュータプログラムの書き換えが実行される。

コンピュータプログラムを書き換えたＥＣＵ２ａは、制御用の情報の送受信を行なうためにＣＡＮ通信部２４ａで使用するネットワークコントローラをネットワークコントローラ２４１ａへ切り替え、受信可能な状態となる。

ＧＷ１は、ＥＣＵ２ａへ書換完了通知を送信した後、制御用の情報の送受信を行なうためにＣＡＮ通信部１４で使用するネットワークコントローラをネットワークコントローラ１４１へ切り替える。そして、他のＥＣＵ２ｂ，２ｃへも図７に示した書換完了通知をＣＡＮ通信部１４のネットワークコントローラ１４１にて送信する。

ＧＷ１からＣＡＮ通信部１４のネットワークコントローラ１４１にて送信される書換完了通知は、ＥＣＵ２ｂ，２ｃの沈黙していたＣＡＮ通信部２４ｂ，２４ｃによる通信を再開させる。ＥＣＵ２ｂ，２ｃのＣＡＮ通信部２４ｂ，２４ｃは、書換完了用のＩＤが含まれるデータフレームが受信された場合は制御部２０ｂ，２０ｃへ通知するようにしてある。

これにより、以後は、元通りＧＷ１、ＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃ間で制御用の情報の送受信が可能となる。

このように、従来より使用されているＣＡＮプロトコルにて制御用の情報を送受信する通信線３を介して、高速にコンピュータプログラムを送受信することができ、新たに専用線を配策することもなく、高速にコンピュータプログラムの書き換えを実現することができる。

実施の形態１では、配信されたコンピュータプログラムを受信するのはＧＷ１とした。しかしながら、ナビゲーションシステムに関するＥＣＵなど、情報系に属するＥＣＵであってもよい。その場合当該ＥＣＵがＧＷ１へ通信帯域の広い情報系のネットワークを介してコンピュータプログラムを送信し、ＧＷ１が受信して更に対象のＥＣＵ２ａへ通信線３を介してコンピュータプログラムを送信する。この場合も、ＧＷ１がＥＣＵ２ａへ書換対象のコンピュータプログラムを送信するに際し、通信速度を高速に切り替えて送信することにより、コンピュータプログラムの書き換えが迅速に行なわれる。

（実施の形態２）
実施の形態１ではＧＷ１は、アンテナ１０及び無線通信部１２を備えて中央装置４から書換対象のコンピュータプログラムを受信する構成とした。実施の形態２では、ダイアグ端末又はメモリからのコンピュータプログラムの入力を受け付ける構成とする。

図８は、実施の形態２における車載制御システムの構成を示す構成図である。実施の形態２における車載制御システムは、ＧＷ５と、複数のＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃと、通信線３とを含み、車両Ｖに搭載されている。ＧＷ５は信号線６を介してコネクタ５０から入力される情報を取得することが可能である。図８中の６０は、車両Ｖの組立工場、ディーラなどで用いられるダイアグ端末でありコンピュータプログラムのデータを記憶しておき、出力させることが可能である。なお勿論、ＧＷ５が記憶する故障診断結果、例えば故障コードを読み取り可能である。そして、ダイアグ端末６０をコネクタ５０に接続し、ダイアグ端末６０からコンピュータプログラムのデータ、又は固定のテーブルなどの特定情報をコネクタ５０経由にてＧＷ５へ入力することが可能である。また、フラッシュメモリなどの可搬型メモリがコネクタ５０に接続可能である構成としてもよい。

図９は、実施の形態２における車載制御システムに含まれるＧＷ５、及びＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃの内部構成を示すブロック図である。実施の形態２では、ＧＷ５のコネクタ５０との接続構成以外の、ＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃの内部構成及びＧＷ５によるコンピュータプログラム送信処理については実施の形態１と同様である。したがって、実施の形態１と共通する構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

ＧＷ５は、制御部５１と、入出力部５２と、ＣＡＮ通信部５３と、記憶部５４とを備える。制御部５１は、マイクロコンピュータなどを用い、各構成部を制御する。

入出力部５２は、ダイアグ端末６０がコネクタ５０に接続された場合、ダイアグ端末６０から出力される特定の情報を入力して制御部５１へ通知することができるか、又は可搬型メモリがコネクタ５０に接続された場合、可搬型メモリから情報を読み出して制御部５１へ通知することができるようにしてある。

ＣＡＮ通信部５４、及び記憶部５３の構成は、実施の形態１におけるＧＷ１のＣＡＮ通信部１４及び記憶部１３の構成と同様であるので詳細な説明を省略する。

実施の形態２では、ＧＷ５は、コネクタ５０に接続されたダイアグ端末６０又は可搬型メモリから書換対象のコンピュータプログラムを取得し、取得したコンピュータプログラムをＣＡＮ通信部５３の１０Ｍｂｐｓでの通信が可能なネットワークコントローラ５３２によりＥＣＵ２ａへ送信する。その際に、事前に書換要求を送信すること、ＡＣＫを受信すること、書換完了通知を送信することは実施の形態１の図３に示した処理内容と同様である。

このように、無線により外部から受信する構成でなくとも、車両Ｖのディーラなどでプログラムの書き換えが必要な場合に、従来より使用されているＣＡＮプロトコルにて制御用の情報を送受信する通信線３を介して、高速にコンピュータプログラムを送受信することができ、新たに専用線を配策することもなく、高速にコンピュータプログラムの書き換えを実現することができる。

ＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃにおける制御プログラム２２ａ，２２ｂ，２２ｃの書き換えは、プログラムの不具合が発生した場合、又は改良があった場合などに限らない。例えば、車両の組立工程にて車載制御システムを搭載し、各ＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃの物理的配置を決めた後に機能を再配置する場合などに、ＧＷ１又はＧＷ５から各ＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃへ各機能を発揮させるためにコンピュータプログラムの書き換えが必要な場合もある。また、このような組立工程にて、テーブル情報、又は固定情報などを車両のグレード、仕向地、車種、オプションなどによって初期化する必要がある場合など、本発明における特定の情報として送信される構成することにより、従前に時間を要していた工程を短時間にて完了させることができるなどの効果を奏する。

実施の形態１及び２では、ＧＷ１又はＧＷ５が特定の通信装置として、外部から書き換え対象のコンピュータプログラムを受信し、特定のプロトコル及び通信速度にてＥＣＵ２ａの制御プログラム２２ａを書き換えさせる構成とした。しかしながら、本発明はこれに限らず、ＥＣＵ２ａ，２ｂ，２ｃなどのＥＣＵが特定の通信装置として外部からコンピュータプログラムを取得し、制御プログラムの書き換え対象の他のＥＣＵへ特定のプロトコル及び通信速度で送信する構成としても良いし、ＧＷの書き換え可能な不揮発性メモリに記憶されている制御プログラムを書き換えさせるため、ＧＷへ特定のプロトコル及び通信側で送信する構成としてもよい。

なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ ＧＷ（通信装置）
１２ 無線通信部
１４ ＣＡＮ通信部（通信手段）
１４１ ネットワークコントローラ（通信手段）
１４２ ネットワークコントローラ（通信手段）
２ａ ＥＣＵ（特定の制御装置）
２ｂ，２ｃ ＥＣＵ（制御装置）
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 記憶部
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 制御プログラム
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ ＣＡＮ通信部（通信手段）
２４１ａ ネットワークコントローラ（通信手段）
２４２ａ ネットワークコントローラ（通信手段）
５ ＧＷ（通信装置）
５２ 無線通信部
５４ ＣＡＮ通信部（通信手段）
５４１ ネットワークコントローラ（通信手段）
５４２ ネットワークコントローラ（通信手段）

Claims (8)

1. 制御対象を制御するための制御用の情報を送受信する通信手段を備え、通信線にバス型に接続されている複数の制御装置と、前記通信線に接続される通信手段を備えて前記複数の制御装置と通信することが可能な通信装置とを含み、各制御装置及び通信装置は、前記通信線に送信される制御用の情報に基づき制御を行なうようにしてある制御システムにおいて、
   前記複数の制御装置の内の特定の制御装置、及び前記通信装置の通信手段は、通信プロトコル又は通信速度を、複数の異なるプロトコル又は複数の異なる通信速度の内のいずれかに切り替える手段を備え、
   前記特定の制御装置及び前記通信装置の間で特定の情報を送信する場合、夫々の前記通信手段における通信プロトコル又は通信速度を特定のプロトコル及び通信速度に切り替えるようにしてあること
   を特徴とする制御システム。
2. 前記制御装置は、
   制御対象を制御するための処理を実行させるコンピュータプログラムを記憶する手段と、
   前記コンピュータプログラムを読み出して実行するプロセッサと
   を備え、
   前記プロセッサは前記コンピュータプログラムに基づき制御を行なうようにしてあり、
   前記通信装置は、
   外部から書換対象のコンピュータプログラムを取得する手段と、
   取得したコンピュータプログラムを前記特定の情報として前記特定の制御装置へ送信する手段と
   を備えること
   を特徴とする請求項１に記載の制御システム。
3. 前記通信装置は、前記特定の情報を送信する前に、送信先の前記特定の制御装置を示す送信先情報を前記通信線へ送信する手段を備えること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の制御システム。
4. 前記通信装置は、
   前記特定の情報を送信する前に、前記特定の通信速度の速度情報を前記通信線へ送信する手段を備えること
   を特徴とする請求項３に記載の制御システム。
5. 前記通信装置は、
   前記送信先情報又は速度情報に対する応答を受信した場合に、前記特定の情報の送信を実行するようにしてあること
   を特徴とする請求項３又は４に記載の制御システム。
6. 前記通信装置は、前記特定の情報の送信を完了した場合、完了通知を前記通信線へ送信する手段を備えること
   を特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の制御システム。
7. 前記通信装置は、無線により外部から前記特定の情報を取得する手段を備えること
   を特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の制御システム。
8. 制御対象を制御するための処理を実行させるコンピュータプログラムを記憶する手段、前記コンピュータプログラムを読み出して実行するプロセッサ、及び、通信手段を備えて、通信線にバス型に接続されている複数の制御装置と、前記通信線に接続され、通信手段を備える通信装置とを含み、前記複数の制御装置の内の特定の制御装置、及び前記通信装置の通信手段は、通信プロトコル又は通信速度を、複数の異なるプロトコル又は複数の異なる通信速度のいずれかに切り替え可能にしてあり、前記複数の制御装置及び通信装置間で制御対象を制御するための制御用の情報を送受信するようにしてある制御システムで、前記通信装置が前記特定の制御装置へ書換対象のコンピュータプログラムを送信し、前記制御装置にてコンピュータプログラムを書き換える方法であって、
   前記通信装置は、前記特定の制御装置へ前記書換対象のコンピュータプログラムを送信する場合、前記通信手段の通信プロトコル又は通信速度を特定の通信プロトコル又は特定の通信速度へ切り替え、
   前記特定の制御装置は、前記書換対象のコンピュータプログラムを受信する場合、前記通信手段の通信プロトコル又は通信速度を前記特定の通信プロトコル及び通信速度へ切り替え、
   前記通信装置及び前記特定の制御装置は、前記書換対象のコンピュータプログラムの送受信を完了した場合、通信プロトコル及び通信速度を制御用の情報を送受信するための通信プロトコル及び通信速度に戻し、
   前記特定の制御装置は、記憶してあるコンピュータプログラムを、受信したコンピュータプログラムに書き換える
   ことを特徴とする制御プログラム書換方法。

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