JPS63148739A - 通信機能を有する制御装置 - Google Patents

通信機能を有する制御装置

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JPS63148739A
JPS63148739A JP61295138A JP29513886A JPS63148739A JP S63148739 A JPS63148739 A JP S63148739A JP 61295138 A JP61295138 A JP 61295138A JP 29513886 A JP29513886 A JP 29513886A JP S63148739 A JPS63148739 A JP S63148739A
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伊東 勝範
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孝夫 斎藤
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、他の制御装置と共にデータリンクを構成する
通信機能を有する制御装置に関する。
[従来の技術] 近年、制御装置の電子化、特にマイクロコンピュータ等
を用いた論理演算による制御のディジタル化、緻密化と
共に、制御の安全性、信頼性の向上が図られている。例
えば、車載の制御装置では、接続されたセンサやアクチ
ュエータに故障が生じると、これを検出するダイアグノ
ーシス機能を備えたものが知られており、更に、専用の
ダイアグノーシス用電子制御装置と通信して、故障の内
容を使用者等に報知するものも実用化されている。
一方、電子制御装置本体の故障、例えば中央処理装置(
CPtJ)の暴走等が生じた場合には、ウォッチドッグ
タイマ等によりこれを検出し、バックアップ回路に切り
換えたり、リセットすることによって安全性を確保しよ
うとする構成がとられている。
[発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、こうした制御装置では、センサ等の故障
はダイアグコードの送出等により報知しえても、制御装
置本体が故障した場合には、これを使用者等に報知する
ことができないという問題があった。これは、複数の制
御装置が共働して、全体としてより高度かつ緻密な制御
を行なっている場合には、特に問題となる。
例えば、車両等において、車両に搭載された各種機器の
制御を電子制御装置により行なうと共に、複数の電子制
御装置を共通信号線を用いてデータリンクし、一つの電
子制御装置がセンサ等を介して入力したデータやその他
の制御条件を他の電子制御装置にも提供するといった構
成をとるものでは、ひとつの電子制御装置の故障が他に
与える影響は看過しえず、これを確実に検知することが
必要となる。こうした場合、電源供給モードやオプショ
ン品の有無によっては、最初から動作しなかったり、デ
ータリンクに参加しない制御装置も存在するため、簡易
に制御装置の異常を検出することができず、異常を検出
しようとすれば、特別の装置や信号線が必要となってし
まう。この結果、従来、制御装置の異常は、制御装置内
のみで処理されており、異常を外部に報知し、メンテナ
ンス等に役立てることは困難であった。
本発明は上述した問題を解決することを目的とし、特に
データリンクされた制御装置に生じた異常を好適に検知
しえる通信機能を有する制御装置を提供することを目的
としてなされた。
L団五旦L [問題点を解決するための手段] かかる目的を達成すべく、本発明は問題を解決するため
の手段として、次の構成をとった。即ち、第1図に例示
するように、 信号の入・出力を行なう通信手段M1を介して共通信号
線M2に接続されて他の制御装置M3と共にデータリン
クを構成する通信機能を有する制wJ装置であって、 前記通信手段M1を介して、前記他の制御装置M3の通
信への参加状態を検出する通信参加検出手段M4と、 該検出された他の各制御装置M3の通信への参加状態と
、予め記憶手段M5に記憶された該各制御装置M3の少
なくとも前記共通信号線への接続状態及び動作状態を含
む情報とに基づいて、該制御装置M3の異常を判定する
異常判定手段M6とを備えた通信機能を有する制御装置
の構成がそれである。
ここで、通信手段M1とは、共通信号線M2と信号の入
・出力を行なうものであり、共通信号線M2がシリアル
ラインの場合には、制御装置内部のデータ処理に合わせ
て、シリアル・パラレル交換の機能を有する構成等を考
えることができる。
通信参加検出手段M4とは、データリンクされるべき他
の制御装置M3の通信への参加状態、例えば実際に通信
に参加しているか否か、あるいは通信に参加することが
できるか否かを検出するものである。こうした検出手段
M4としては、例えば通信の呼びかけを行なって応答の
あった制御装置M3だけを通信に参加していると判定す
る構成や、所定時間以内に他の制御装置M3が必ず一度
は通信に参加するよう(共通信号線M2にデータを出す
よう)構成されたデータリンクにおいて所定時間内に応
答がない制御装置M3は通信に参加していないと判定す
る構成などを考えることができる。
異常判定手段M6は、通信参加検出手段M4による検出
の結果と、予め記憶手段M5に記憶された各制御装置M
3に関する情報とから制御装置M3の異常を判定するも
のである。ここで、記憶手段M5とは、データを記憶す
るものであり、不揮発性の半導体メモリ(EEPROM
等)、磁気記憶装置、スイッチ等、各種の構成を考える
ことができる。この記憶手段M5に記憶された各制御装
置M3に関する情報とは、各制御装置M3の少なくとも
共通信号線M2への接続状態及び動作状態であって、前
者はデータリンクを構成する制御装置M3として予定さ
れている制御装置が接続されているか否かの情報であり
、後者は実際に接続されている制御具@M3が電源供給
のモードや起動スイッチの状態等により動作する状態に
おるか否かの情報である。これらの情報はデータリンク
の構成に際して予め記憶手段M5に記憶されるが、後に
新たな制御装置M3がデータリンクに付加される場合に
は、記憶手段M5の内容は書き直せばよい。
[作用] 上記構成を有する本発明の通信機能を有する制御装置は
、通信手段M1を介して共通信号線M2に接続され、他
の制御装置M3と共にデータリンクを構成するが、他の
制御装置M3の通信への参加状態を通信参加検出手段M
4により検出し、これと記憶手段M5に記憶された情報
とに基づいて、異常判定手段M6により、他の制御装置
M3の異常を判定する。即ち、通信に参加しない制御装
置M3が存在する場合には、その制御装置M3に関する
情報が、制御装置M3は実際に共通信号線M2に接続さ
れかつ動作状態におることを示している時、制御装置M
3に異常が発生したと判断する。
[実施例] 次に、本発明の構成を一層明らかにするために、通信機
能を有する制御装置の好適な実施例を図面と共に説明す
る。第2図は、この通信機能を有する制御装置をシステ
ム全体と共に示す概略構成図である。
図示するように、車両には、次の7台の電子制御装置(
ECtJ)が搭載されており、これらは、共通信号線1
に接続されている。また、これらの電子制御装置は、イ
グニッションスイッチ3を介してバッテリ5より電力の
供給を受けるよう構成されており、イグニッションスイ
ッチ3の位置により異なる各電力供給モードで、それぞ
れ作動する。尚、各ECtJの内部構成は、EEPRO
Mの有無を除いてほぼ同様なので、ダイアグノーシスE
CUIOについてのみ詳しく説明し、他については省略
する。
(1) ダイアグノーシスECU10:車両搭載の他の
ECUの動作上の不具合等をモニタし、外部に知らせる
ための制御装置であり、周知のCPU11.ROMI 
2.RAM13a。
EEPROM13bを備えた論理演算回路として構成さ
れている。このダイアグノーシスECtJ10には、更
に共通信号線1とのデータの入出力を行なうシリアルI
10ポート(SIO)14、表示装置(以下CRTと呼
ぶ)15への表示を司るCRT表示回路16、ダイアグ
ノーシスECLIIOへの指示を与えるスイッチ群17
の状態を読み込む入力ポート18、電源ラインからバッ
テリ電圧VBの供給をうけて装置全体に安定化された電
源電圧VCを供給する電源部19等を備えている。
尚、電源部19からは、電源供給のモード、換言するな
らばイグニッションスイッチ3のポジション(IG、A
CC,OFF等)を判別するための信号線が入力ポート
18に接続されている。
(2) エンジン制御ECU20: エンジン(図示せず)の燃料噴射量や点火時期等を総合
的に制御する制御装置であり、吸入空気旧センサや回転
数センサ等のセンサ群25からデータを入力し、燃料噴
射弁やイグナイタ等のアクチュエータ群28を制御する
。共通信号線1を介して、後述するトランスミッション
制御ECU等とデータをやりとりし、走行状態に応じて
エンジンの出力を制御するなど緻密なエンジン制御を実
現する。
(3) 電話ECU3O: 車載の電話器(図示せず)をコントロールする制御装置
であり、テンキーやフックスイッチ等のスイッチ群35
からの指示を入力し、発呼信号の出力等に関与するアク
チュエータ群38を制御する。この電話ECU3Oは、
共通信号線1を介して後述するオーディオECU等とデ
ータを交換し、例えば電話がかかった場合にオーディオ
装置の音旦を低下させるといった制御を実現する。
(4)トランスミッション制御ECU40:車載の自動
変速礪(図示せず)を制御する制御装置であり、シフト
ポジションを検出するセンサや作動油圧を検出するセン
サ等のセンサ群45からの入力に基づいて、変速比を切
換える油圧バルブ等のアクチュエータ群48を駆動・制
御する。
(5) エアコンECU3O: エアコンディション(図示せず)を制御する制御装置で
あり、車室内外の温度や送風モードの指定等を検出する
センサ群55からの入力に基づいて、コンプレッサやプ
ロアモータ、ダンパ開度制御用モータ等のアクチュエー
タ群58を制御する。このエアコンECLJ50は、共
通信号線1を介して、例えばエンジン制御ECU20に
データを出力し、アイドルアップ等の要求を伝送する。
(6) サスペンション制御ECLJ60:サスペンシ
ョンの特性を走行状態に応じて切換える制御装置であり
、車高等の検出を行なうセンサ群65からの入力に基づ
いて、油圧パルプ等のアクチュエータ群68を制御する
。このサスペンション制御ECU60は、スロットルバ
ルブが急激に開弁された時、共通信号線1を介してエン
ジン制御ECU20からこれを知らされるので、ショッ
クアブソーバの特性をかたくするなどの緻密な制御を行
なう。尚、本実施例では、オプション品であって、現実
に実装されてはいない。
(7) オーディオECU70: 車載のオーディオ装置(図示せず)をコントロールする
制御装置であり、チューニングや音量設定あるいはテー
プ、CDプレーヤ等の操作スイッチ等のスイッチ群75
の指定に基づいて、チューニングや音醗制御を司るアク
チュエータ群78を制御する。
また、以上の各ECUIOないし70の電源供給、モー
ドと共通信号線1に対する送信権を示すアドレス(トー
クンアドレス)番号とを、次表1に示す。
表1 ここで、トークンアドレス’l’−adとは、各ECU
毎に予め与えられた番号であって、送信権を得たECU
が出力するデータのヘッドに付与されるデータである。
各ECUが出力するデータは、所定のフォーマットを有
し、第3図に示すように、第1ワードから第nワードに
亘る。第1ワードの上位5ビツトが上述したトークンア
ドレスTadであり、その下位3ビツトはデータのり−
ト長(n−2)を表わしている。また、第2ワードから
第n−1ワードまでのデータは、他のECUに送るべき
所定のデータD1ないし[)n−2、例えばセンサ・ス
イッチ群を介して入力した車速信号等のデータを示して
いる。尚、第2ワードは、データを受けとるべきECU
のトークンアドレスとしてもよい。メツセージの最後に
は、所謂チェックサムC8としての1ワードが付加され
ている。このチェックサムC8は、メツセージの各々の
ワードが示す値の和[ヘッダHDが示す値+データD 
[Dlないし[)n−2]が示す値+チェックサムC8
が示す値]がFF(16進数)になるよう定められてい
る。各ECUは、このチェックサムC8を用いて受信し
たメツセージが正確に送られてきたものか否かを判断す
るのである。
共通信号線1に対しデータを出力する制御権、即ち送信
権の獲得に関しては、種々の手法が提案されているが、
本実施例では、共通信号線1に出力されるデータの第1
ワード中のトークンアドレスTadが自己のトークンア
ドレスTad−1であった時、次に送信権を獲得するよ
う予め定められている。即ち、本実施例では、ECUl
oないし70は、所謂トークンバスによりデータリンク
されており、送信権を得てデータの送信を行なう。送信
権は、各ECUが、トークンアドレスTadをインクリ
メントしながら入力・出力を行なうので、表1に示すト
ークンアドレスTadに従う順序で所定時間内に全EC
Uを周回する。
こうして送信権を得たECtJは、自己が管理している
センサやスイッチの状態が変化した時、これをデータと
して共通信号線1に出力する。従って、センサやスイッ
チの状態が変化しない場合には、ECUは原則として単
にトークンアドレスTadを共通信号線1に出力し、送
信権の移譲のみを行なうことになるが、データのバック
アップのために、センサやスイッチの状態が変化してい
ない場合でも、約2秒に1度の割合で、ECUが管理し
ているセンサやスイッチの状態をデータとして、そのま
ま出力する。
尚、オプション品で実装されていないECtJに関して
は、送信権を獲得しえないため、例えばサスペンション
制御ECtJ60の場合、これに送信権を委譲するエア
コンECU3Oは、サスペンション制御ECtJ60が
接続されていないことを検出し、一定の試行の後、サス
ペンション制御ECU60に送信権を委譲するためのト
ークンアドレスT ad= 3をスキップして、次に送
信権を獲得すべき制御装置であるオーディオECtJ7
0のトークンアドレスTad=4を出力するよう構成さ
れている。こうした送信権の委譲に関するffi理の詳
細についての説明は省略する。
次に、第4図のフローチャートに拠って、ダイアグノー
シスECUIOが行なう異常判定の処理について説明す
るが、ダイアグノーシスECLJ10が各ECUの異常
を検出する基本的な考え方は、本実施例では、既述した
ように、センサやスイッチの状態に変化がなくとも、各
ECUは少なくとも2秒に1回の割合でデータを共通信
号線1上に出力することに随っている。
ダイアグノーシスECU10は、第4図に示す異常判定
ルーチンを開始すると、まず、共通信号線1からデータ
を入力する処理を行ない(ステップ100)、そのデー
タを出力したECUに対応して用意したフラグF(Ta
d)を値1にセットする処理を行なう(ステップ110
)。第3図に示したように、各ECUが出力するメツセ
ージ中には1・−クンアドレスTad(第1ワード)の
他に、データ(第2ワードないし第n−2ワード)が含
まれており、しかもデータが存在する場合にはデータ長
りを示す第1ワードの下位3ビツトが零でないことから
、共通信号線1に乗せられた種々の信号から、データを
含むメツセージを出力したECUをそのトークンアドレ
スにより特定することは容易である。尚、単に送信権を
委譲しているだけの場合には、トークンアドレスTad
のみが共通信号線1上に出力されるので、この場合には
、上記ステップ100,110においてデータを出力し
たECUとしては扱われない。第5図は、こうした送信
の状態を模式的に示した説明図であるが、図における記
号は、 を示しており、送信権の単なる委譲の場合にはデータが
含まれていないことが諒解されよう。
前述のステップ110に続くステップ120では、EC
U毎(トークンアドレスTad毎)に用意されたフラグ
F(Tad>が総て値1にセットされているか否かの判
断を行ない、全フラグがセットされていない場合には、
3秒間上記ステップ100ないし120の処理を繰返す
(ステップ130)。
各ECU20ないし70が総て共通信号線1に接続され
ておりしかも正常に動作していれば、各ECUは2秒に
1度は必ずデータを出力することから、3秒以内に全フ
ラグF(Tad)は値1となる。この場合には処理はス
テップ140以下に移行し、全フラグF(Tad>をク
リアしくステップ140)、CPLJl 1に内蔵され
たタイマをクリアしくステップ150)、rNEXTJ
へ抜けて本ルーチンを一旦終了する。
一方、全7ラグF(Tad)が値1にならないまま3秒
が経過した場合には、データを出力しなかったECUが
あるとして、そのECUが異常か否かの判定をすべく、
ステップ160以下に移行する。例えば、本実施例では
、サスペンション制御ECU60が接続されていないの
で、フラグF(4)が値1とならない(第5図参照)。
こうした場合には、フラグF (Tad> =OのEC
Uに関する作動データをEEPROM13bから読み出
しくステップ160)、電源供給モードに応じてフェイ
ル判定を行なう(ステップ170゜180.190>、
EEPROM13bt、:予め用意された作動データは
、例えば、以下の形式で車両出荷時に記憶されている。
ECLI30  ECU2O における動作状態      IGにおける動作状態 ECU3OECU4O ECLJ70  ECU6O 従って、例えば、電源供給モード、つまりイグニッショ
ンスイッチ3がIGの位置にあり、サスペンション制御
ECtJ60に対応したフラグF(Tad)=Oの場合
には、サスペンション制御ECU60の接続状態「O」
、即ち接続されていないことから、ステップ180にお
いて、このECU6Oは異常ではないと判定するのであ
る(第5図タイミングTI >。一方、例えばトランス
ミッション制御ECU40がデータを出力せずフラグF
 (Tad> =Oとなった場合には、電源供給がイグ
ニッション(IG>のモードにおいては、異常発生と判
定されることになる(第5図タイミングT2 )。
異常判定を行なった後、異常なECUが存在したか否か
の判定を行ない(ステップ200> 、発生していなけ
れば、異常の連続した発生回数を保存するカウンタCN
T(Tad)をクリアしたくステップ210)後、既述
したステップ140,150の処理(フラグとタイマの
クリア)に移行する。一方、異常なECU、即ち本来接
続されており動作しているはずのECUが所定時間内に
データを出力しなかった時には、各ECU20ないし7
0毎に用意されたカウンタCNT(Tad)の対応する
ものを1だけインクリメントしくステップ220> 、
このカウンタCNT (Tad)の値が所定値C3(本
実施例では値3)以上であるか否かの判断を行なう(ス
テップ230)。CNT (Tad)≧C8であれば、
このトークンアドレスTadに対応したECUはフェイ
ルと判定し、これをEEPROM13bの所定のエリア
に記憶する処理を行なう(ステップ240)。ここで、
異常が発生しても直ちにフェイルと判定せず、異常の発
生が値C8回だけ連続した時にフェイルと判定している
のは、共通信号線1に重畳しがちなノイズによる誤検出
の問題を回避するためである。フェイルの判定後、既述
したステップ140,150の処理(フラグおよびタイ
マのクリア)を行ない、rNEXTJへ汰けて本ルーチ
ンを終了する。
以上のように構成された本実施例によれば、2秒毎に1
回、データを共通信号線に出力するよう構成された各E
CU20ないし70が、データを出力しなくなった時、
EEPROM13bに予め設定されたそのECUの作動
状態に基づいて、ECUに異常が生じたか否かを判定し
、異常が3回以上継続するとECUはフェイルと判定し
、これをEEPROM13bに記憶することができる。
従って、当初から実装されていないオプションのECU
が存在したり電源供給モードによっては動作しないEC
Uがあっても、そのECtJがデータを出力しないこと
により、異常との判定がなされることはなく、実際に異
常をきたしたECUだけを正確に検知することができる
。また、オプション品があとから実装された場合には、
ダイアグノーシスECU10のEEPROM13bの対
応するビットを値1に書き直すだけでよく、プログラム
の変更といった手間を要しない。
このようにして検出されたECUの異常は、EEPRO
M13bに記憶・保持されるので、ダイアグノーシスE
CLJ10のスイッチ群15を操作することによって、
データリンクされた各ECU20ないし70のフェイル
を極めて容易に知ることができ、この結果、車載の各E
CUのメンテナンス性は格段に向上する。
また、共通信号線1を用いたトークンバス内でのデータ
通信において、異常なECUの影響を排除して、その後
の処理を行なうことも容易である。
従って、トークンバスの利点を十二分に引き出して、高
信頼性の通信を行なうことが可能となる。
更に、本実施例では、ECLJが3回以上データを出力
しない時にのみ、異常と判定しており、共通信号線1に
おけるノイズの影響等を除去することができる。
以上、本発明の一実施例について説明したが、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、各制御
装置がダイアグノーシスECU10からの指令に応じて
所定のデータを自ら出力するよう構成されたデータリン
クに適用する構成や、データリンク内のいくつかの制御
装置が同様の異常検出機能を備えた構成など、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施しえ
ることは勿論である。
R皿匁型呈 以上詳述した本発明の通信機能を有する制御装置によれ
ば、データリンクを構成する制御装置に異常が生じたこ
とを、極めて簡易な構成により確実に検出することがで
きるという優れた効果を奏する。しかも、データリンク
を構成する各制御装置の実装の有無や電源供給のモード
等によらず制御装置の異常を容易に検出することができ
るので、例えば車両等のようにオプションによってデー
タリンクに接続される制御装置が各々異なるような場合
に一層好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本的構成を例示するブロック図、第
2図は本発明一実施例としての通信機能を有する制御装
置の構成を示すブロック図、第3図は送信データのフォ
ーマットを示す説明図、第4図は異常判定のためになさ
れる処理を示すフローチャート、第5図は異常検出の様
子を示す説明図、である。 Ml・・・通信手段 M2・・・共通信号線 M3・・・他の制御装置 M4・・・通信参加検出手段 M5・・・記憶手段 M6・・・異常判定手段 1・・・共通信号線 10・・・ダイアグノーシスECU 13b・・・EEPROM 20・・・エンジン制御ECU 3O・・・電話■■ECU 40・・・トランスミッション制御ECU3O・・・エ
アコンECU 60・・・サスペンション制御ECU 70・・・オーディオECU

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 信号の入・出力を行なう通信手段を介して共通信号
    線に接続されて他の制御装置と共にデータリンクを構成
    する通信機能を有する制御装置であつて、 前記通信手段を介して、前記他の制御装置の通信への参
    加状態を検出する通信参加検出手段と、該検出された他
    の各制御装置の通信への参加状態と、予め記憶手段に記
    憶された該各制御装置の少なくとも前記共通信号線への
    接続状態及び動作状態を含む情報とに基づいて、該制御
    装置の異常を判定する異常判定手段と を備えた通信機能を有する制御装置。 2 データリンク内において予め定められた序列に従っ
    て伝達される送信権を得て、共通信号線に通信手段を介
    してデータを出力するよう構成された特許請求の範囲第
    1項記載の通信機能を有する制御装置。 3 記憶手段は、他の制御装置への電源供給のモード毎
    に複数設けられた特許請求の範囲第1項もしくは第2項
    記載の通信機能を有する制御装置。
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