JP3456052B2 - 多重伝送システム - Google Patents

多重伝送システム

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JP3456052B2 JP07430695A JP7430695A JP3456052B2 JP 3456052 B2 JP3456052 B2 JP 3456052B2 JP 07430695 A JP07430695 A JP 07430695A JP 7430695 A JP7430695 A JP 7430695A JP 3456052 B2 JP3456052 B2 JP 3456052B2
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孝二 寺山
誠治 平野
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、共通の多重伝送路に接
続された複数の多重通信ノードにおいて、夫々のノード
に接続された電装品を制御するために複数種のデジタル
情報の送信及び受信を行う多重伝送システムに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車の電子部品(電装ユニッ
ト)の増加に伴う該電装ユニット間を結ぶ配線(ワイヤ
ハーネス)の肥大化、複雑化を解消するために、複数の
電装ユニットに設けられた通信用ノードを共通の多重通
信線に接続し、各電装ユニット間の信号伝送を通信ノー
ドにより行う多重通信が注目されている。
【0003】上述のディジタル情報の送出もしくは取込
み、あるいは、ディジタル情報の送出及び取込みを行う
複数の通信ノードが接続されて構築される多重通信シス
テムにあっては、各通信ノードから通信ラインに送出さ
れて予め指定された通信ノードによって取り込まれるデ
ィジタル情報が、その取扱いが容易にされるべく、例え
ば、あるデータフレームを形成する。このデータフレー
ムは、通信フレームと呼ばれ、所定のビット数で総デー
タ長が予め設定されたデータ形式に従うコードデータの
グループとされる。
【0004】図1に、従来の車両用の多重伝送システム
に採用されている通信フレームのフォーマットを示す。
図1において、フレームFは、SD(Start Delimiter
)コード、プライオリティコード、フレームIDコー
ド、データ長、データ1〜データN、チェックコードを
有するフレーム構成になっている。
【0005】先ず、「SDコード」は、フレームFの開
始を表す特定のコードであり、受信多重ノードはこのS
Dコード符号を受信するとフレームFの開始を認知する
ようになっている。「プライオリティコード」は同時に
複数の多重ノードがデータを送信し、信号が衝突した場
合にどの信号を優先して処理するかを指示する優先順位
を示す符号である。この実施例では、プライオリティは
ビット値で低いものほど高い優先度が割り当てられてい
る。これは、バス上では、ローレベルがWIRED-ORとなっ
ているためである。もし同時に複数のノードから信号が
送出された場合は優先度の高いノードの「プライオリテ
ィコード」がバス上に残るので、低い方のノードは自己
の送出した「プライオリティコード」が別のコードに変
っていることから、データの衝突を検出する。そして、
自己の失敗フレームの再送を遅らせることにより、高い
優先度のノードからの再送を優先するようになってい
る。
【0006】「フレームIDコード」は当該フレームの
送出先を示すコードであり、所謂ファンクショナルアド
レッシングに相当する。このIDコードは、送出元のノ
ードが付すようになっている。「データ長」にはこのあ
とに続くデータの数が書き込まれ、N個のデータがある
とすればデータ長としてNが送られる。このフレームを
受け取った多重ノードでは、データをデータ長の内容だ
け読み取る。そしてデータに引き続くフィールドがCR
Cチェックコード(誤り検出符号)で、これを確認する
ことによりフレームの終わりであることを知ることがで
きる。
【0007】ACKフィールドは、他のノード(システム
全体で、N個のノードを予定している)からのACK信号
が挿入されるところである。このACK信号は、受信側に
て正しくデータが受け取れなかった場合、受信側から返
送されないことになっており、送信側の多重ノードは、
返送されたフレームにACK信号を含むか否か判断するこ
とにより、フレームの送信が失敗したか否かを判断し、
フレームの送信が失敗した場合、同一のフレームの再送
信を行う。
【0008】また、従来の多重通信システムにおいて
は、2種類の多重伝送路が設けられ、イグニッションス
イッチのオンにより通信可能となるもの(便宜上、高速
伝送路と呼ぶ)と、バッテリ電源に接続され常時通信可
能なもの(便宜上、低速伝送路と呼ぶ)とに大別され
る。これら2種類の多重伝送路に接続される通信用ノー
ドにおいて、高速伝送路に接続される通信用ノードは、
エンジン制御やABS制御を司る通信用ノードでありC
PUの演算処理速度やメモリ容量が大きく設定されてい
る。一方、低速伝送路に接続される通信用ノードは、ワ
イパーや各種のランプの作動を司る通信用ノードであり
CPUの演算処理速度やメモリ容量が低く設定されてい
たり、場合によってはCPUを搭載しないで通信ICを
介して通信フレームの送信、受信を行うものがある。
【0009】ところで、上記高速伝送路及び低速伝送路
の中で、特に低速伝送路においては、バッテリ電源に常
時接続され、回線が切断されることがないため、その低
速伝送路に接続された通信ノードが多くなるほどバッテ
リの消費電力が大きくなり、通信ノードは常にオンされ
た状態のため動作していない時の暗電流も大きくなる。
このため、従来からこの暗電流を低減する対策として、
通信ノードに所定の条件が成立した時に電力供給を停止
するスリープモードを設けたものが提案されている(特
開昭64−143535号公報参照)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の多重伝送システムにおいて、例えば、多
重伝送路に接続された全通信ノードのスリープ状態を管
理するスリープ管理ノードから全ての通信ノードに対し
てスリープ状態への移行を指示するスリープフレームが
送信された場合、この割り込み信号としてのスリープフ
レームを受信した通信ノードは、このスリープフレーム
を受信してから実際にスリープ状態へ移行するまでの期
間が夫々のノードの演算処理スピードによって決まるた
めノード間にバラツキがある。実際には、このスリープ
フレームを受信してから実際にスリープ状態へ移行する
までの期間においては、各通信ノードは、残りの制御フ
ローに基づいて残りのデータ処理等を実行しているの
で、この間にある通信ノードがフレームを送信する場合
が考えられる。通常、通信ノードは、スリープ中又はス
リープ移行中に他ノードからフレームを受信すると、ス
リープ状態が解除されるように設定されているので、ス
リープフレームを受信してもスリープ状態に移行できな
い通信ノードが存在してしまい、暗電流の増加によりバ
ッテリの負担が大きくなってしまう問題を引き起こすこ
とになる。
【0011】従って、本発明は上記従来技術の問題点を
解決するために提案されたもので、その目的とするとこ
ろは、通信ノードがスリープフレームを受信してからス
リープ状態へ移行する間に、スリープ解除状態とならな
いように所定のタイミングをとることにより、全ての通
信ノードが確実にスリープ状態へ移行でき、通信ノード
同士での整合を図ることができ、暗電流をより低減でき
る多重伝送システムを提案するところにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】及び
【作用】上述の課題を解決し、目的を達成するため、本
発明の多重伝送システムは、以下の構成を備える。即
ち、複数の通信ノードが多重伝送路を介して接続される
と共に、所定条件が成立した場合、該各通信ノードに対
してスリープ状態へ移行させるためのスリープ移行フレ
ームを送信する管理ノードを備える多重伝送システムに
おいて、前記各通信ノードは、前記管理ノードから前記
スリープ移行フレームを受信したか否かを検出する手段
と、前記スリープ移行信フレームを受信した場合、その
後所定期間経過するまで他の通信ノードから送信される
通信フレームの受信処理を停止する手段と、前記所定期
間経過後にスリープ状態へ移行する手段とを具備する。
【0013】好ましくは、前記所定条件が成立するの
は、車両のイグニッションスイッチがオフされ、全ドア
が閉じられた状態で所定時間経過した時である。また、
好ましくは、前記多重伝送路に接続されると共に、前記
管理ノードに非多重伝送路を介して接続される管理代行
ノードを更に備え、該管理代行ノードは、前記管理ノー
ドから該非多重伝送路を介して出力される所定信号に基
づいて管理ノードの代替処理を実行する。
【0014】以上のように、本発明の多重伝送システム
においては、共通の多重伝送路に接続された複数の通信
ノードに、各通信ノードのスリープ状態を管理する管理
ノードからスリープ移行フレームを受信した場合、通信
ノードがスリープ移行フレームを受信してからスリープ
状態へ移行する間に、スリープ解除状態とならないよう
に所定の受信処理停止時間を設けることによって、全て
の通信ノードが確実にスリープ状態へ移行でき、通信ノ
ード同士での整合を図ることができ、暗電流をより低減
できる。
【0015】また、管理代行ノードを備えるので、管理
ノードが故障等により動作不能となった場合でも管理代
行ノードに切り換えて対応でき、システムの信頼性が向
上する。
【0016】
【実施例】以下、本願発明の実施例について添付図面を
参照しながら詳細に説明する。尚、以下に説明する実施
例の多重伝送システムは、所謂CSMA(Carrier Sense Mul
tiple Access)/CD(Collision Detection)方式のネット
ワークアクセス方式に適用した例である。
【0017】(通信ノードの回路構成)図2は、本実施
例の自動車の多重伝送ネットワークで用いられる通信ノ
ードの詳細構成を示した図である。本実施例の多重伝送
システムにおいては、演算処理機能を有するCPUと多
重伝送路とのインタフェース機能を有する通信ICとが
一体化されて内蔵された通信ノード(以下、ベーシック
ノード)、CPUと通信ICとが別々のICとして内蔵
された通信ノード(以下、ハイスピードノード)、CP
Uを有さず多重伝送路との間でデータの入出力を行うI
/O機能のみを有する通信ノード(以下、スタンドアロ
ン型ノード)の3種類の通信ノードが設けられる。
【0018】上記3種類の通信ノードの内、スタンドア
ロン型ノードは、例えば、リヤデフスイッチとそのスイ
ッチが投入されたことを示す表示ランプを制御する通信
ノードとの関係のような高度なデータ処理を不要とする
通信制御とデータの簡単な入出力を実行できる。次に、
ベーシックノードとハイスピードノードについて説明す
る。ここでは、これらベーシックノード(CPU内蔵型
通信ノード)とハイスピードノードとの違いを明確にす
るためにハイスピードノードの回路構成を先に説明す
る。図2に示す通信ノード(以下、ハイスピードノード
と呼ぶ)は、通信ICとCPUとが一体化されているベ
ーシックノードとは多少異なり、別々のICとして搭載
されている。このハイスピードノードは、イグニッショ
ンスイッチがオンされて通信動作を開始する高速伝送路
MB1に接続され、主に時間的な変化の激しい車輪速等
のデータの授受を必要とするABSや4WSを制御する
通信ノードとなる。このハイスピードノードは通信用I
C101を介して高速伝送路MB1に接続されている。
100は制御を行なうCPUであり、RAM/ROM1
02に格納されたプログラムに従って動作する。CSMA/C
D方式の物理層レベルのプロトコル制御は通信IC10
1により行なわれる。CPU100は、入力インタフェ
ース(I/F)部103を介して各種センサやスイッチ
等の入力補器104から信号が入力されると共に、出力
インタフェース(I/F)部105を介して、ベーシッ
クノードではパワーウインドウモータやドアロックモー
タ等の出力補器106に制御信号を出力する。従来例で
説明した電装品は、これらの入力補器104、出力補器
106に相当し、例えば、ハイスピードノードではエン
ジン制御用のEGIコントローラであったり、ベーシッ
クノードではメータ類であったりする。
【0019】更に、CPU100は、通信用IC101
を制御し、入力補器104から入力した信号を他の通信
ノードが用いる所定の通信フレームに記入して多重伝送
路MB1又はMB2に送出すると共に、通信用IC10
1が受け取った他のノードからのデータを制御信号に演
算処理して出力補器106に送出する。即ち、CPU1
00は、バス上のフレームデータを電装ユニット104
が使用可能なフォーマットに変換したり、電装ユニット
104からのデータを所定のフレームフォーマットに変
換したりする。CPU100の他の重要な役目は、ACK
データの管理である。即ち、前述したように、本実施例
の通信方式では、全てのノード(の通信IC101)は
フレームデータを他のノードからエラーなく受け取った
ときは、その送り元のノードに対してACKビットを返す
ようになっている。従って、このACKフィールドの内容
を調べることにより、自分が送出したフレームをどのノ
ードが受信できなかったかを知ることができる。このチ
ェック作業をCPU100が任されている。これは、通
信IC101が通信制御に限定され、高度のデータ処理
はCPU100が行なうからである。
【0020】入力補器104からの入力信号は、入力イ
ンタフェース(I/F)部103から入力補器故障検出
回路部107に送出される。この入力補器故障検出回路
部107では、入力補器104からの入力信号の電圧レ
ベル等を検出することにより、入力補器104の故障を
検出すると共に、故障検出信号をCPU100に送出す
る。一方、CPU100から出力される制御信号は、診
断機能付き出力ドライバ109(IPS : intelligent po
wer switching )を介して出力補器106に送出され
る。IPS109はCPU100から送出される制御信
号が正常か否かを診断する。
【0021】以上説明したCPU100、通信IC10
1、入力及び出力I/F部103、105、入力補器故
障検出回路部107は、電源回路部108を介して外部
のバッテリ電源供給路Bから電源が供給されている。電
源回路部108は、電源供給路Bに接続され、通信ノー
ド用の駆動電圧(例えば、+5V)に調圧した後、通信
ノード内部の各回路へ電力を供給する。
【0022】図3に、上述のベーシックノード、ハイス
ピードノード、スタンドアロン型ノードとを混在させた
ネットワークシステムの一例を示す。図3に示す例で
は、ベーシックノードは通信ノード10であり、ハイス
ピードノードは通信ノード20、スタンドアロン型ノー
ドは通信ノード30である。ベーシックノード10は、
集中ドアロックのメインスイッチやパワーウインドウス
イッチ等のスイッチ1が接続されている。このベーシッ
クノード10は、ドライバ席側ドアに設けられたウイン
ド開閉スイッチ等のためのノードになり、ノード30は
各座席のドアに設けられたウインド開閉スイッチのため
のノードとなる。周知のように、ドライバ席のスイッチ
は、集中的に他のドアのウインドの開閉やドアロックも
行なうことができるようになっているために、ベーシッ
クノードが用いられている。また、助手席や後部座席に
おいては、それらの個々の座席のウインドを開閉するだ
けであるので、ウインド開閉モータ等のアクチュエータ
3が接続されたスタンドアロン型ノード30で十分であ
る。即ち、助手席や後部座席におけるウインドの開閉
は、運転席のベーシックノード10によっても、夫々の
スタンドアロン型ノード30によっても行なうことがで
きる。また、通信ノード20には、車輪速センサ等のセ
ンサ2が接続されている。ハイスピードノード20は、
高速伝送路MB1に接続され、ベーシックノード10
は、高速伝送路MB1及び低速伝送路MB2に接続さ
れ、スタンドアロン型ノード30は、低速伝送路MB2
に接続される。高速伝送路MB1は、イグニッションス
イッチがオンされて通信が可能となり、低速伝送路MB
2は、常時バッテリ電源に接続され、通信可能な状態で
ある。尚、本実施例では、後述するように上記通信ノー
ド全てを統括するマスターノードMを設けている。
【0023】(通信ノードのスリープ移行時の動作)こ
こで、本システムの通信ノードのスリープ移行時の動作
について、図4、図5を参照して具体的に説明する。図
4は、本システムのネットワーク構成を示す模式図であ
る。図5は、マスターノードからの指示に従ってネット
ワークを構成する通信ノードがスリープ状態へ移行する
動作タイミングを示すタイミングチャートである。尚、
本実施例の多重伝送システムにおいて、マスターノード
Mは、全通信ノードを統括し、他の全てのノードのフレ
ーム受信状態を監視させ、所定時間フレームの受信がな
い場合や、あるノードだけackビットが返信されない場
合に、リセット指令を該当するノードに送信したり、ス
リープ状態への移行を指示する管理ノードとして機能す
る。また、スリープモードを必要とするのは、暗電流の
低減効果の大きい、常時バッテリ電源に接続された低速
伝送路MB2の通信ノードであるので、以下では通信ノ
ードは低速伝送路MB2に接続されたものとして説明す
る。
【0024】図4、図5において、マスターノードMは
ネットワーク上のスリープ移行条件を判定する。このス
リープ移行条件とは、例えば、イグニッションスイッチ
がオフされ、全てのドアが閉じられてから30秒経過後
にスイッチ操作等がされない場合としている。さて、マ
スターノードMにおいて、上記スリープ移行条件が成立
したと判定され、各ノードに対してスリープフレームを
送信されると、先ず、各ノードA、B、Cではスリープ
フレームを受信したか否かを判定する。この判定の際
に、各ノードA、B、Cの演算処理時間が夫々相違する
ために(例えば、ノードAが50msなのに対してノードB
では150ms)、マスターノードMから送信されたスリー
プフレームが各ノードにおいてスリープフレームを受信
したと判定されるまでの時間(図5に示すt2から
A1、tB1、tC1までの期間)にバラツキが生じる。こ
の受信判定時間のバラツキによって、例えば、ノードA
が既にスリープ状態に移行しているにも関わらず、ノー
ドBの演算処理時間が遅いために、ノードBではまだ残
りの制御フローを実行中である状態が想定できる。この
状態で、残りの制御フローを実行中にノードBがノード
Aに対してあるフレームを送信した場合、ノードAのス
リープ状態が解除され、その後ノードBがスリープ状態
に移行するという不都合な現象を招いてしまう。このよ
うなスリープ状態へ移行する際の不都合を解消するた
め、本実施例のネットワークシステムにおいては、以下
のようにスリープ状態へ移行する。即ち、図5に示すよ
うに、マスターノードMは、ある時刻t1においてスリ
ープ移行条件が成立したと判定すると、その後の時刻t
2において、他の通信ノードA、B、Cに対してスリー
プ状態への移行を指示するスリープフレームを送信す
る。このスリープフレームを時刻t A1に受信したノード
Aは、所定期間tAの経過後の時刻tA2にスリープ状態
へ移行する。ノードAは、この期間tAの期間中は他の
通信ノードから送信されたフレームの受信処理を停止さ
せる。同様に、スリープフレームを時刻tB1に受信した
ノードBは、所定期間tBの経過後の時刻tB2にスリー
プ状態へ移行する。ノードBは、この期間tBの期間中
は他の通信ノードから送信されたフレームの受信処理を
停止させる。同様に、スリープフレームを時刻tC1に受
信したノードCは、所定期間tCの経過後時刻tC2にス
リープ状態へ移行する。
【0025】以上のように、マスターノードMからスリ
ープフレームを受信した後、スリープ状態へ移行するま
でに受信処理を停止する所定期間を設けることによっ
て、例えば、ノードAがスリープフレームを受信した
後、ノードの演算処理時間の相違によってノードBから
フレームを受信してしまいスリープフレームが無効又は
スリープ状態が解除されることがなくなる。
【0026】(マスターノード故障時の動作)次に、マ
スターノードが故障した場合の動作について説明する。
本実施例のシステムは、図4に示すように、マスターノ
ードMが故障した場合に備えて管理代行ノードNを設け
ている。この管理代行ノードNとマスターノードMと
は、非多重線にて互いに接続されている。マスターノー
ドMは自ノードの通信機能が異常か否かを自ノードのAC
K信号により判定できる。マスターノードMは自ノード
の通信機能が異常で且つスリープ移行条件が成立したと
判定した場合、管理代行ノードNに対して非多重線を介
してスリープ判定信号を送信する(具体的には、非多重
線を”H”に固定する)。管理代行ノードNは、スリー
プ判定信号を受信すると、再度ネットワーク上のスリー
プ移行条件を判定し、スリープ移行条件が成立した場
合、スリープフレームを各ノードに対して送信する。こ
のようにシステムを構成すると、マスターノードMが故
障等により動作不能となった場合でも管理代行ノードに
切り換えて対応でき、システムの信頼性が向上する。 〈変形〉尚、本発明は上記実施例に限定されないのは明
らかである。
【0027】例えば、マスターノードMからスリープフ
レームを受信した後、スリープ状態へ移行するまでに受
信処理を停止する所定期間、各ノードの演算処理時間に
基づいて自由に設定できる。また、上記実施例では、全
ノードを監視するマスターノードMを特別に設けた構成
としたが、ある補器を制御するノードにマスターノード
の機能を持たせてもよいし、複数のマスターノードを設
けてもよい。この場合、一方のノードが故障等により動
作不能となった場合でも他方のノードに切り換えて対応
できる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の多重伝送
システムによれば、共通の多重伝送路に接続された複数
の通信ノードに、各通信ノードのスリープ状態を管理す
る管理ノードからスリープ移行フレームを受信した場
合、通信ノードがスリープ移行フレームを受信してから
スリープ状態へ移行する間に、スリープ解除状態となら
ないように所定の受信処理停止時間を設けることによっ
て、全ての通信ノードが確実にスリープ状態へ移行で
き、通信ノード同士での整合を図ることができ、暗電流
をより低減できる。
【0029】また、管理代行ノードを備えるので、管理
ノードが故障等により動作不能となった場合でも管理代
行ノードに切り換えて対応でき、システムの信頼性が向
上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の通信システムに用いられるフレームのフ
ォーマットを説明する図。
【図2】本実施例の自動車の多重伝送ネットワークで用
いられるCPUを有する通信ノードの詳細構成を示した
図である。
【図3】ベーシックノード、ハイスピードノード、スタ
ンドアロン型ノードとを混在させたネットワークシステ
ムの一例を示す図である。
【図4】本実施例の多重伝送システムのネットワーク構
成を示す模式図である。
【図5】マスターノードからの指示に従ってネットワー
クを構成する通信ノードがスリープ状態へ移行する動作
タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
MB1、MB2…多重伝送路 10…ベーシックノード 20…ハイスピードノード 30…スタンドアロン型ノード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 利文 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−303242(JP,A) 特開 平7−38966(JP,A) 特開 平4−362898(JP,A) 特開 平7−58758(JP,A) 特開 平1−143535(JP,A) 特開 平6−291772(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/40 B60R 16/02 H04Q 9/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の通信ノードが多重伝送路を介して
    接続されると共に、所定条件が成立した場合、該各通信
    ノードに対してスリープ状態へ移行させるためのスリー
    プ移行フレームを送信する管理ノードを備える多重伝送
    システムにおいて、 前記各通信ノードは、 前記管理ノードから前記スリープ移行フレームを受信し
    たか否かを検出する手段と、 前記スリープ移行信フレームを受信した場合、その後所
    定期間経過するまで他の通信ノードから送信される通信
    フレームの受信処理を停止する手段と、 前記所定期間経過後にスリープ状態へ移行する手段とを
    具備することを特徴とする多重伝送システム。
  2. 【請求項2】 前記所定条件が成立するのは、車両のイ
    グニッションスイッチがオフされ、全ドアが閉じられた
    状態で所定時間経過した時であることを特徴とする請求
    項1に記載の多重伝送システム。
  3. 【請求項3】 前記多重伝送路に接続されると共に、前
    記管理ノードに非多重伝送路を介して接続される管理代
    行ノードを更に備え、該管理代行ノードは、前記管理ノ
    ードから該非多重伝送路を介して出力される所定信号に
    基づいて管理ノードの代替処理を実行することを特徴と
    する請求項1に記載の多重伝送システム。
JP07430695A 1995-03-31 1995-03-31 多重伝送システム Expired - Fee Related JP3456052B2 (ja)

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