JPH08223193A - 多重伝送装置 - Google Patents

多重伝送装置

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JPH08223193A
JPH08223193A JP7030672A JP3067295A JPH08223193A JP H08223193 A JPH08223193 A JP H08223193A JP 7030672 A JP7030672 A JP 7030672A JP 3067295 A JP3067295 A JP 3067295A JP H08223193 A JPH08223193 A JP H08223193A
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成司 松本
Seiji Hirano
誠治 平野
隆三 ▲鶴▼原
Ryuzo Tsuruhara
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Abstract

(57)【要約】 【目的】バスのトラフィック量を低減し、受信先の通信
ノードの演算処理に係わる負荷を低減する多重伝送シス
テムを提供する。 【構成】コラムノードには、操舵角センサ231が接続
されおり、その検出値は一定期間(毎にコラムノードに
出力される。フロントノード220には、操舵角に連動
するフォグランプモータが接続されており、コラムノー
ド230から送出された操舵角を表す通信フレームを取
り込んで所定の操舵角以上となったときフォグランプを
点灯するように駆動される。ここで、コラムノードは、
一定期間毎に操舵角検出情報を通信フレームとして送出
する際に、入力された操舵角検出値を前回の検出値と比
較し、所定値以上変化していない場合、たとえ一定期間
経過後であってもその検出情報を記入した通信フレーム
を送出しないように動作するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、共通の多重伝送路を介
して互いにデータの授受を行う多重伝送装置に関し、特
に、一定周期で送出されるデータの多重伝送路における
データトラフィック量を低減する多重伝送装置に関する
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。この多重通信は
1つの配線上に複数のデータを時分割多重で送出するも
ので、基本的にはシリアル伝送の形態をとっている。
【0003】このような多重通信に用いられる通信用ノ
ードには、電装ユニットとして各種のセンサ及びスイッ
チ等の信号発生部や車両の各部に設けられる各種のアク
チュエータ及びモータ等の作動部が連結されている。そ
して、各通信用ノードは、接続された各種の信号発生部
からの検出信号に基づいて通信フレームと呼ばれる制御
情報を生成し、多重通信線を介してこの通信フレームを
送出したり、他のノードから送出された通信フレームを
取り込んで電装ユニットの制御を実行する。また、上記
通信用ノードにより生成されるフレームの種類は、主に
センサ等の検出値を一定の周期で送出する周期的制御情
報と、スイッチ等のオン/オフ操作に関する周期性のな
い非周期的制御情報とに大別される。
【0004】図1に、従来の自動車用の多重伝送装置に
採用されている通信用フレームのデータフォーマットを
示す。図1において、フレームFは、SD(Start Deli
miter )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つている。
【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
ようなつている。「プライオリテイコード」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、プライオリテイはビ
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1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
イコード」がバス1上に残るので、低い方のノードは自
己の送出した「プライオリテイコード」が別のコードに
変っていることから、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
受け取つた多重ノードでは、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チエツクコード(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。また、従来の多重通信にお
いては、2種類の多重通信線が用いられており、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
分けられる。これら2種類の多重通信線に接続される通
信用ノードの中で、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CPU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。
【0008】しかしながら、上記高速及び低速伝送路に
おいては、複数の通信用ノードが共通に接続されている
ため、センサ等からの周期的制御情報とスイッチ類から
の非周期的制御情報とが共通の多重通信線において混在
する状態となり、一方の情報の送出時において、他方の
情報が送出中の情報に対して悪影響を及ぼす恐れがあっ
た。
【0009】このような問題を解決するために、特開平
6−169313号に開示されている従来技術では、周
期情報通信ラインと非周期情報通信ラインとが個別に設
けられ、周期情報通信ラインに周期的制御情報の送出若
しくは取り込みを行う複数のノードが接続され、非周期
情報通信ラインに非周期的制御情報の送出若しくは取り
込みを行う複数のノードが接続され、各制御情報の転送
を両通信ラインに接続された所定の通信ノードにおいて
選択的に行うものが提案されている。
【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装置では、周期的制御情報は、
センサ等の検出信号に基づいて一定の周期で送出される
ので、例えば、今回送出する制御情報が前回の制御情報
とほとんど変化ない場合、不要な制御情報が一定周期毎
に多重通信線に送出されることになり、結果的に情報量
の増大を引き起こし、特に低速伝送路に接続されたメモ
リ容量の低い通信ノードのROM/RAM容量が足りな
くなったり、演算処理等に係わる負荷が増加してアクチ
ュエータ等の作動遅れが発生しまう不都合があった。
【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、バスのトラフィック量を低減し、通信ノードのR
OM/RAM容量の増大等によるCPU負荷を低減する
ことにより、アクチュエータ等の作動遅れの発生を防止
する多重伝送装置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
発明の多重伝送装置は、以下の構成を備える。即ち、複
数の通信ノードが共通の通信線に接続され、夫々の通信
ノードで検出された事象データが通信フレームにより所
定の周期毎に該共通の通信線を介して送信されると共
に、他の通信ノードから送信された通信フレームを選択
的に受信する多重伝送装置において、前記夫々の通信ノ
ードは、各通信ノードにおいて、所定の事象が発生した
か否かを検出する手段と、前記所定の事象が発生した場
合、該所定の事象に基づく事象データの変化量を算出す
る手段と、前記事象データの変化量が所定値を超えない
場合、前記事象データを有する通信フレームの送信を禁
止する手段とを具備する。
【0013】また、好ましくは、前記夫々の通信ノード
は、前記事象データに基づいて各通信ノードに接続され
た補器を制御する手段を更に具備し、前記事象データの
変化量が所定値を超えない場合、前回の事象データに基
づいて補器を制御する。また、好ましくは、前記事象デ
ータは、各通信ノードに接続されたセンサの検出信号に
応じたデータである。
【0014】以上のように、通信ノードは、センサ等で
検出された事象データの変化量が所定値を超えない場合
は、該事象データの送出を行わないので、バスのトラフ
ィック量を低減し、通信ノードのROM/RAM容量の
増大等によるCPU負荷を低減することにより、アクチ
ュエータ等の作動遅れの発生を防止できる。
【0015】
【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
例の多重伝送装置は、所謂CSMA(Carrier Sense Multipl
eAccess)/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。
【0016】(通信用ノードの回路構成)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。本実施例において
は、CPUと通信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
イベーシックノード)、CPUを有さず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種類のノードが通信ノードとして用いられる。
【0017】スタンドアロン型ノードは、例えば、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
を制御するノード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(CPU内蔵型通信ノード)とハ
イベーシックノードとの違いを明確にするためにハイベ
ーシックノードの回路構成を説明する。図2に示す通信
ノード(以下、ハイベーシックノードと呼ぶ)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
ハイベーシックノードは、イグニッションスイッチがオ
ンされて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。
このハイベーシックノードは通信用IC101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/ROM102に格納された
プログラムに従って動作する。CSMA/CD方式の物
理層レベルのプロトコール制御は通信IC101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
電装ユニットは、これらの入力補器104、出力補器1
06に相当し、例えば、ハイベーシックノードではエン
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。
【0018】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が行なうようにしているからである。
【0019】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。
【0020】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。
【0021】図3に、上述のベーシックノード、ハイベ
ーシックノード、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、ハイベ
ーシック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3
0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。
【0022】〈ネットワークの全体構成〉図4は、スイ
ッチやモータ等の電装品を制御する多重通信ノードの高
速伝送路及び低速伝送路を含む全体のネットワーク構成
を示す。図中、インパネノード120、メータノード1
30、ドアFR(FRONT RIGHT)ノード140、カウルR
ノード150は、ベーシックノードであり、内部にデー
タ処理用のCPUを有する。また、テールノード20
0、ドアFL(FRONT LEFT)210はスタンドアロン型ノ
ードであり、ABSノード160、4WSノード17
0、REARノード180は、高速通信用のハイベーシ
ックノードである。また、ハイベーシックノードは、高
速伝送路MB1に接続され、ベーシックノードは、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MB2は、常時バッ
テリ電源に接続され、通信可能な状態である。
【0023】次に、図4に示す各通信ノードに接続され
る主な電装品を説明する。インパネノード120にはヘ
ッドランプの点灯を行うヘッドランプ121、オイルレ
ベルスイッチ122が接続されている。また、メータノ
ード130にはワーニングランプ131、イルミネーシ
ョンランプ132が接続されている。ドアFRノード1
40にはパワーウインドウモータ141、リモコンミラ
ーモータ142、パワーウインドウスイッチ143が接
続されている。同様に、ドアFLノード210にはリモ
コンミラーモータ211、パワーウインドウモータ21
2、パワーウインドウスイッチ213、ドアロックリン
クスイッチ214が接続されている。カウルRノード1
50にはストップランプスイッチ151、スライディン
グルーフスイッチ152等が接続されている。ABSノ
ード160には車輪速センサ161等、4WSノード1
70には操舵機構駆動モータ171等、REARノード
180には後輪車輪速センサ181やリヤコンビランプ
182等が接続される。テールノード200にはランプ
チェッカ201、リヤコンビランプ202が接続されて
いる。
【0024】〈低速伝送路のネットワーク構成〉次に、
低速伝送路MB2のみのネットワーク構成を説明する。
図5は、図4のネットワークにおける低速伝送路のみの
接続構成を更に詳細に示す図である。但し、図5に示す
通信用ノードは、内部にデータ処理用のCPUを有する
ベーシックノード又はスタンドアロン型ノードである。
先ず、図5において、図5に示す各通信ノードの中で図
4に図示されていない通信ノードについて説明すると、
フロントノード220には操舵角連動フォグランプモー
タ221が接続されている。また、コラムノード230
には操舵角センサ231、ワイパー間欠ボリューム23
2が接続されている。ASC(オートスピードコントロ
ール)ノード240にはアクセルワイヤ駆動モータ24
1が接続されている。MFB(メインフューズボック
ス)ノード250にはワイパーモータ251が接続され
ている。同様に、エアコンノード270にはダクトセン
サ271が接続されている。そして、カウルLノード2
60にはエアコンアクチュエータ261が接続されてい
る。
【0025】ここで、低速伝送路に接続された上記各種
の通信ノードの内、ベーシックノードの動作について、
図5を参照して具体的に説明する。例えば、フロントノ
ード220とコラムノード230だけに注目すると、コ
ラムノードには、操舵角センサ231が接続されおり、
その検出値は一定期間(例えば、20ms)毎にコラムノ
ードに出力される。フロントノード220には、操舵角
に連動するフォグランプモータが接続されており、22
1コラムノード220から送出された操舵角を表す通信
フレームを取り込んで所定の操舵角以上となったときフ
ォグランプを点灯するように駆動される。ここで、従来
の動作では、操舵角センサから検出信号を入力したコラ
ムノードは、その検出信号を操舵角を表す制御情報に変
換して所定の通信フレームにその操舵角を表す情報を記
入し、操舵角情報を必要とする通信ノード(この場合、
フロントノード220)のアドレスを指定して多重伝送
路に送出していた。このように従来のコラムノード23
0では、今回送出する操舵角検出情報が前回の検出情報
とほとんど変化ない場合でも、一定期間毎に検出された
操舵角情報を最新値として通信フレームで送出してしま
うので、検出値に変化のない、謂わば不要な舵角検出情
報が増加してしまう欠点があった。
【0026】この欠点を克服するため、本実施例で説明
するコラムノードは、一定期間毎に操舵角検出情報を通
信フレームとして送出する際に、入力された操舵角検出
値を前回の検出値と比較し、所定値(例えば、2°)以
上変化していない場合、たとえ一定期間経過後であって
もその検出情報を記入した通信フレームを送出しないよ
うに動作するものである。
【0027】このように動作することで、多重伝送路
(特に、低速伝送路)における情報量を低減すると共
に、受信先の演算処理に係わる負荷を低減することがで
きる。 〈制御手順〉以下に、上述のコラムノードの制御手順を
説明する。図6は、コラムノード230において操舵角
センサの検出値を通信フレームとして送出する場合のサ
ブルーチンの制御手順を示す。図6において、処理が開
始されると、ステップS2では、20ms毎に操舵角セン
サ231から出力される操舵角の検出値をデジタル変換
して読み込む。ステップS4では、今回検出された操舵
角データを前回の検出データと比較する。ステップS6
では、ステップS4での比較の結果、操舵角が前回に比
べて2°以上変化したか否かを演算する。ステップS6
において、操舵角が前回に比べて2°以上変化した場合
(ステップS6で判断YES)、ステップS8に進み、
2°以上変化していない場合(ステップS6で判断N
O)、ステップS10に進む。ステップS8では、今回
検出された操舵角データを通信フレームに記入してフロ
ントノード220のアドレスを指定して多重伝送路に送
出する。その後、ステップS10では、コラムノード2
30のRAMに記憶された前回値を今回の検出値に更新
した後、メインルーチンのプログラムへリターンする。 〈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。
【0028】例えば、上記実施例において、ネットワー
クに接続されている通信ノードはベーシックノードに限
定されない。即ち、データ処理機能を有さないスタンド
アロン型ノードとデータ処理機能を有するベーシックノ
ードとが同じネットワークに接続され、そのベーシック
ノードが所定値以上変化した検出値の情報データを送出
すると共に、スタンドアロン型ノードがその情報データ
を取り込む場合やスタンドアロン型ノードの通信ICに
前回の検出値と今回の検出値とを比較する機能を持た
せ、前回の検出値と今回の検出値とが少しでも違うなら
ば今回の検出値を送出するように構成した場合も考えら
れ、いかなる型のノードがいかなる数でネットワークに
接続されていようとも本発明は適用可能である。
【0029】また、本発明は、操舵角センサに基づくフ
ォグランプの制御以外にも適用できることは言うまでも
ない。例えば、図5において、コラムノード230のワ
イパー間欠ボリュームセンサ232の検出値に基づくM
FBノード250のワイパーモータ251の制御であっ
たり、エアコンノード270のダクトセンサ271の検
出値に基づくカウルアLノード260のエアコンアクチ
ュエータ261の制御であったり、MFBノード250
の車速センサセンサ252の検出値に基づくASCノー
ド240のアクセルワイヤ駆動モータ241の制御であ
ったり、インパネノード120のパネル輝度ボリューム
センサ123の検出値に基づくメータノード130のイ
ルミネーションランプ132の制御であったり、様々な
場合が適用できる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の多重伝送
装置によれば、通信ノードは、センサ等の検出値の変化
量が所定値を超えない場合は、周期的制御情報の送出を
行わないので、バスのトラフィック量を低減し、通信ノ
ードのROM/RAM容量の増大等によるCPU負荷を
低減することにより、アクチュエータ等の作動遅れの発
生を防止できる。
【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、ハイベーシックノード、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】スイッチやモータ等の電装品を制御する多重通
信ノードの高速伝送路及び低速伝送路を含む全体のネッ
トワーク構成を示す図である。
【図5】図4のネットワークにおける低速伝送路のみの
接続構成を更に詳細に示す図である。
【図6】コラムノードの制御手順を示すフローチャート
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…ハイベーシックノード 30…スタンドアロン型ノード 240…オートスピードコントロールノード 250…メインフューズボックスノード 270…エアコンノード

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の通信ノードが共通の通信線に接続
    され、夫々の通信ノードで検出された事象データが通信
    フレームにより所定の周期毎に該共通の通信線を介して
    送信されると共に、他の通信ノードから送信された通信
    フレームを選択的に受信する多重伝送装置において、 前記夫々の通信ノードは、 各通信ノードにおいて、所定の事象が発生したか否かを
    検出する手段と、 前記所定の事象が発生した場合、該所定の事象に基づく
    事象データの変化量を算出する手段と、 前記事象データの変化量が所定値を超えない場合、前記
    事象データを有する通信フレームの送信を禁止する手段
    と、 を具備することを特徴とする多重伝送装置。
  2. 【請求項2】 前記夫々の通信ノードは、前記事象デー
    タに基づいて各通信ノードに接続された補器を制御する
    手段を更に具備し、前記事象データの変化量が所定値を
    超えない場合、前回の事象データに基づいて補器を制御
    することを特徴とする請求項1に記載の多重伝送装置。
  3. 【請求項3】 前記事象データは、各通信ノードに接続
    されたセンサの検出信号に応じたデータであることを特
    徴とする請求項1に記載の多重伝送装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004140499A (ja) * 2002-10-16 2004-05-13 Tomy Co Ltd リモコン玩具
JP2008519517A (ja) * 2004-11-08 2008-06-05 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト マネージメントネットワークにおけるマネージャとエージェントの間の情報調整のための方法及び装置

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