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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung und ein Steuersystem, die zum Identifizieren jeder Steuereinheit in einem Steuersystem verwendet werden können, das mehrere Steuereinheiten aufweist, die über einen Kabelstrang miteinander verbunden sind.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Verschiedene Lasten, wie z. B. Lampen, Elektromotoren und Heizgeräte, und Eingabeelemente, wie z. B. Schalter und Sensoren, sind in einer verteilten Weise als elektrische Vorrichtungen in Fahrzeugen an verschiedenen Orten einer Fahrzeugkarosserie installiert. Folglich können beim Konstruieren eines Fahrzeugsystems unter Verwendung derartiger Lasten und Eingabeelemente durch das Anordnen mehrerer unabhängiger elektronischer Steuereinheiten (ECUs) an verschiedenen Positionen die Länge und das Gewicht eines Kabelstrangs verringert werden und der Leistungsverlust aufgrund der Verdrahtung verringert werden.
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Um jedoch alle in einem Fahrzeug installierten elektrischen Vorrichtungen in einer vereinheitlichten Weise zu steuern, ist es notwendig, die elektronischen Steuereinheiten durch Kommunikationsleitungen miteinander zu verbinden und Befehle und Daten zwischen ihnen auszutauschen. Es kann ein weiterer Typ einer Konfiguration verwendet werden, bei dem Slave-Steuereinheiten und eine oder mehrere Master-Steuereinheiten vorgesehen sind und die Master-Steuereinheit(en) die Slave-Steuereinheiten managt (managen).
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In den Steuersystemen, in denen elektronische Steuereinheiten durch eine gemeinsame Kommunikationsleitung miteinander verbunden sind, wie oben beschrieben worden ist, muss beim Ausführen einer Datenkommunikation jede elektronische Steuereinheit einen Quellknoten der Verbindung und einen Zielknoten der Verbindung unter Verwendung eindeutiger Kennungen (IDs) identifizieren. Weil jedoch in einem System, das in einem tatsächlichen Fahrzeug installiert ist, die Anzahl der elektronischen Steuereinheiten und die Anzahl und die Typen der elektronischen Vorrichtungen in verschiedenen Weisen variieren können, ist es notwendig, es zu untersuchen, wie die Kennungen den elektronischen Steuervorrichtungen an den jeweiligen Knoten zuzuweisen sind.
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In einem Steuersystem für Fahrzeugvorrichtungen gemäß dem Patentdokument 1 enthält jede Slave-Vorrichtung einen Widerstand, wobei sie eine Kennung durch das Detektieren einer über den Anschlüssen des Widerstands abfallenden Gleichspannung bestimmt.
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Ein Steuersystem gemäß dem Patentdokument 2 ist so konfiguriert, dass eine elektronische Steuereinheit (ECU) Knoten-IDs den jeweiligen Fahrzeugkomponenten, die mit ihr verbunden sind, zuweisen kann. Genauer sind Einspritzdüsen, die den jeweiligen Zylindern entsprechen, wobei jede einen Drucksensor und einen Kommunikationstreiber enthält, und eine ECU, die über eine gemeinsame Kommunikationsleitung mit den Kommunikationstreibern der Einspritzdüsen busartig verbunden ist, vorgesehen. Die Sensorsignale von den Drucksensoren werden über die Sensorleitungen der jeweiligen Einspritzdüsen in die ECU eingegeben. Nach dem Ausgeben der vorgeschriebenen Befehle an die Kommunikationsleitung, um die Knoten-IDs den jeweiligen Einspritzdüsen zuzuweisen, führt die ECU die Verarbeitung des Festlegens der Spannungen der Sensorleitungen der jeweiligen Einspritzdüsen auf die Massespannung während der Zeiträume aus, die den jeweiligen Knoten-IDs entsprechen, die zuzuweisen sind. Beim Empfangen des Befehls misst jede Einspritzdüse einen Zeitraum, während dessen die Spannung ihres Sensors auf der Massespannung gehalten wird, wobei sie auf der Grundlage des gemessenen Zeitraums eine Knoten-ID bestimmt.
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Das Patentdokument 3, das sich auf ein Master-Slave-System bezieht, offenbart eine Technik zum Fördern sowohl der Bestimmung einer Knoten-ID einer Slave-Vorrichtung als auch einer Ergänzung und einer Störungsdetektion einer Slave-Vorrichtung. Genauer sind eine Master-Vorrichtung und Slave-Vorrichtungen unter Verwendung einer seriellen Signalleitung gemeinsam über einen Bus verbunden, wobei sie folglich durch eine Verkettung miteinander verbunden sind. Eine von einer Slave-Vorrichtung zu übertragende Antwortnachricht enthält Merker-Informationen, die sowohl einen Zustand einer stromaufwärts gelegenen Vorrichtung und einen Verbindungszustand einer stromabwärts gelegenen Vorrichtung als auch einen Knoten-ID-Einstellzustand anderer Vorrichtungen angeben.
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Liste der Entgegenhaltungen
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: JP-A-2010-195133
- Patentdokument 2: JP-A-2012-1180
- Patentdokument 3: JP-A-2014-230097
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die durch die Erfindung zu lösenden Probleme
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In dem Fall, in dem wie im Patentdokument 1 jede Slave-Vorrichtung eine spezielle Komponente, wie z. B. einen Widerstand, enthält, der einer zuzuweisenden Kennung entspricht, werden die Slave-Vorrichtungen in Bezug auf den Typ und die Typennummer voneinander verschieden hergestellt, was notwendigerweise zu einer Zunahme ihrer Komponentenkosten und ihrer Herstellungskosten führt.
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Wie im Patentdokument 2 offenbart ist, weist die elektronische Steuervorrichtung außerdem den untergeordneten Fahrzeugkomponenten Knoten-IDs zu, wobei die elektronische Steuervorrichtung die Fahrzeugkomponenten in einem Anfangszustand, in dem die richtigen Knoten noch nicht zugewiesen worden sind, nicht erkennen kann. Dies kann z. B. ein Problem verursachen, dass auf der gemeinsamen Kommunikationsleitung zwischen den Signalen, die von den Fahrzeugkomponenten gesendet werden, eine Konkurrenz auftritt. Es ist unvermeidbar, dass es bis zur Herstellung eines Zustands, in dem das gesamte System richtig arbeitet, eine lange Zeit dauert.
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Wie außerdem im Patentdokument 3 offenbart ist, enthält eine Antwortnachricht von einer Slave-Vorrichtung Merker-Informationen, die sowohl einen Zustand einer stromaufwärts gelegenen Vorrichtung und einen Verbindungszustand einer stromabwärts gelegenen Vorrichtung als auch einen Knoten-ID-Einstellzustand anderer Vorrichtungen angeben, wobei, weil die Knoten-IDs der jeweiligen Slave-Vorrichtungen in einem Anfangszustand noch nicht bestimmt worden sind, ein Zustand, in dem das gesamte System richtig arbeitet, nicht hergestellt werden kann, wenn nicht einer komplizierten Kommunikationsprozedur gefolgt wird, die eine lange Zeit benötigt.
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Der Fall, in dem wie in den Patentdokumenten 2 und 3 eine Steuervorrichtung eines höheren Ranges eine Knoten-ID einer Steuervorrichtung eines tieferen Ranges bestimmt, weist das Problem auf, dass die Steuervorrichtung eines höheren Ranges die Typen der jeweiligen elektrischen Vorrichtungen, die mit dem Ausgang der Steuervorrichtung eines tieferen Ranges verbunden sind, nicht erkennen kann. Folglich ist in einer Umgebung, in der wie in den Fahrzeugsystemen verschiedene Arten elektrischer Vorrichtungen mit dem Ausgang jeder Steuervorrichtung eines tieferen Ranges verbunden sind, jede Steuervorrichtung eines tieferen Ranges verpflichtet, eine Steuerung für sich allein auszuführen. Im Ergebnis können die Steuervorrichtungen eines tieferen Ranges in Bezug auf die Konfiguration und den Betrieb nicht vereinheitlicht werden, was notwendigerweise eine Zunahme ihrer Komponentenkosten und Herstellungskosten verursacht. Weiterhin muss beim Hinzufügen einer neuen elektrischen Vorrichtung zu einem System z. B. der Betrieb jeder Steuervorrichtung in einem großen Ausmaß geändert werden, was die Entwicklungskosten erhöhen würde.
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Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obigen Umstände gemacht worden, weshalb es eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Steuervorrichtung und ein Steuersystem zu schaffen, die die Steuereinheiten, die in dem System enthalten sind, in Bezug auf die Konfiguration und den Betrieb vereinheitlichen und verschiedene Arten von elektrischen Vorrichtungen steuern können.
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Die Mittel zum Lösen der Probleme
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Um die obige Aufgabe zu lösen, schafft die Erfindung Steuervorrichtungen und Steuersysteme, die die folgenden Merkmale (1) bis (5) aufweisen:
- (1) Eine Steuervorrichtung, die als eine von mehreren Steuereinheiten verwendet wird, die über einen Kabelstrang miteinander verbunden sind, wobei die Steuervorrichtung umfasst:
- einen Steuerabschnitt, der mehrere Eingangsanschlüsse aufweist, die jeweils eine Eingabe eines Binärsignals erlauben;
- einen Bestimmungsabschnitt des Potentials eines speziellen Anschlusses, der ein Potential wenigstens eines speziellen Anschlusses auf einem ersten Bezugspotential fixiert, wobei ein Zuweisungszustand von ihm der Reihe nach unter den Eingangsanschlüssen geändert werden kann;
- einen Bestimmungsabschnitt des Potentials der verbleibenden Anschlüsse, der in einem Anfangszustand ein Potential jedes der verbleibenden Anschlüsse, die die Eingangsanschlüsse mit Ausnahme des wenigstens einen speziellen Anschlusses unter den Eingangsanschlüssen sind, auf ein zweites Bezugspotential setzt, das von dem ersten Bezugspotential verschieden ist; und
- einen ID-Bestimmungsabschnitt, der die Selbstidentifikationsinformationen basierend auf einer Kombination aus einem Potential jedes des wenigstens einen speziellen Anschlusses und dem Potential jedes der verbleibenden Anschlüsse bestimmt,
- wobei die Eingangselemente jeweils mit den verbleibenden Anschlüssen verbunden sind.
In der Steuervorrichtung, die die Konfiguration der obigen Position (1) aufweist, sind die Identifikationsinformationen (ID) eines betroffenen Knotens gemäß einer Kombination aus einem speziellen Anschluss (den speziellen Anschlüssen) und den verbleibenden Anschlüssen der Eingangsanschlüsse bestimmt. Selbst in einem Fall, in dem die mehreren Steuereinheiten in Bezug auf die Konfiguration und den Betrieb vereinheitlicht sind, können folglich unterschiedliche Teile der Identifikationsinformationen (IDs) den jeweiligen Steuereinheiten automatisch zugewiesen werden. Weil die Potentiale der verbleibenden Anschlüsse geändert werden können, können ferner derartige Eingabeelemente wie Schalter jeweils mit den verbleibenden Anschlüssen verbunden werden. Das heißt, die verbleibenden Anschlüsse können sowohl zum Bestimmen von Identifikationsinformationen als auch zum Empfangen von Signalen verwendet werden, was es möglich macht, die Anzahl der für die Bestimmung der Identifikationsinformationen dedizierten Anschlüsse (des (der) obenerwähnten speziellen Anschlusses (Anschlüsse)) zu verringern und dadurch die Kosten zu verringern. - (2) Die Steuervorrichtung gemäß der Position (1), wobei der ID-Bestimmungsabschnitt die Selbstidentifikationsinformationen basierend auf einer Kombination aus einem Potential jedes des wenigstens einen speziellen Anschlusses und dem Potential jedes der verbleibenden Anschlüsse bestimmt, falls keine Potentialvariation auftritt, wenn die Potentiale des speziellen Anschlusses und der verbleibenden Anschlüsse wenigstens während eines vorgegebenen Zeitraums wenigstens in einem Anfangszustand nach dem Einschalten überwacht werden.
Gemäß der Steuervorrichtung, die die Konfiguration der obigen Position (2) aufweist, können selbst in einem Fall, in dem die Potentiale der verbleibenden Anschlüsse wie in einer Umgebung variieren können, in der derartige Eingabeelemente wie Schalter mit den jeweiligen verbleibenden Anschlüssen verbunden sind, die Identifikationsinformationen (ID) eines betroffenen Knotens auf der Grundlage der Potentiale der verbleibenden Anschlüsse richtig bestimmt werden.
- (3) Die Steuervorrichtung gemäß der Position (1), wobei der Bestimmungsabschnitt des Potentials eines speziellen Anschlusses eine Masseleitung oder eine vorgeschriebene Leistungsleitung mit dem speziellen Anschluss elektrisch verbindet; und
wobei der Bestimmungsabschnitt des Potentials der verbleibenden Anschlüsse die vorgeschriebene Leistungsleitung oder die Masseleitung jeweils über Widerstände mit den verbleibenden Anschlüssen elektrisch verbindet.
Gemäß der Steuervorrichtung, die die Konfiguration der obigen Position (3) aufweist, kann der Bestimmungsabschnitt des Potentials eines speziellen Anschlusses das Potential jedes speziellen Anschlusses auf einem hohen Potential oder einem tiefen Potential fixieren. Weiterhin kann der Bestimmungsabschnitt des Potentials der verbleibenden Anschlüsse das Potential jedes verbleibenden Anschlusses in einem Anfangszustand auf einem tiefen Potential oder einem hohen Potential fixieren.
- (4) Ein Steuersystem, das umfasst:
- mehrere der Steuervorrichtungen nach Anspruch 1 als Slave-Steuereinheiten,
- wobei jede der Slave-Steuereinheiten und eine Master-Steuereinheit, die die Slave-Steuereinheiten steuert, über den Kabelstrang miteinander verbunden sind, so dass sie miteinander kommunizieren können.
Gemäß dem Steuersystem, das die Konfiguration der obigen Position (4) aufweist, kann die Master-Steuereinheit verschiedene Sätze elektronischer Vorrichtungen, die mit den jeweiligen Slave-Steuereinheiten als untergeordnete Vorrichtungen verbunden sind, über den Kabelstrang und die Slave-Steuereinheiten steuern. - (5) Das Steuersystem gemäß der Position (4), wobei der Steuerabschnitt jeder der Slave-Steuereinheiten die durch den ID-Bestimmungsabschnitt bestimmten Identifikationsinformationen zu wenigstens der Master-Steuereinheit überträgt.
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Gemäß dem Steuersystem, das die Konfiguration der obigen Position (5) aufweist, können die Master-Steuereinheit und jede Slave-Steuereinheit einen Kommunikationspartner an der Kommunikationsleitung des gemeinsamen Kabelstrangs erkennen, weil verschiedene Teile der Identifikationsinformationen den jeweiligen Slave-Steuereinheiten zugewiesen sind.
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Die Vorteile der Erfindung
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Die Steuervorrichtung und das Steuersystem gemäß der Erfindung machen es möglich, mehrere in dem System enthaltene Steuereinheiten in Bezug auf die Konfiguration und den Betrieb zu vereinheitlichen. Weiterhin machen sie es möglich, verschiedene Arten elektrischer Vorrichtungen zu steuern, weil selbst in einem Fall, in dem die mehreren Steuereinheiten in Bezug auf die Konfiguration und den Betrieb vereinheitlicht sind, ein Kommunikationspartner unter Verwendung eindeutiger Identifikationsinformationen erkannt werden kann.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Verdrahtungsplan, der eine beispielhafte Konfiguration eines Steuersystems zeigt, das Steuervorrichtungen enthält, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist ein Blockschaltplan, der eine beispielhafte Konfiguration eines Slave-Steuerabschnitts zeigt.
- 3 sind Stromlaufpläne, die beispielhafte Konfigurationen von zwei Sätzen von elektrischen Vorrichtungen zeigen, denen verschiedene IDs zugewiesen sind.
- 4 ist eine schematische graphische Darstellung, die ein spezifisches Beispiel einer entsprechenden Beziehung zwischen den Sätzen von Entwurfsspezifikationen bezüglich der Verwendungssituationen mehrerer Eingangsanschlüsse und IDs, die den jeweiligen Slave-Steuerabschnitten zugewiesen sind, zeigt.
- 5 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitungsprozedur zeigt, gemäß der jede Slave-Steuereinheit ihre eigene ID erkennt.
- 6 ist ein Verdrahtungsplan, der die Konfiguration einer Modifikation des in 1 gezeigten Steuersystems zeigt.
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DIE ARTEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird eine spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezüglich der Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt eine beispielhafte Konfiguration eines Steuersystems, das Steuervorrichtungen gemäß der Ausführungsform der Erfindung enthält. Das in 1 gezeigte Steuersystem ist in der Annahme konfiguriert, dass es zum Steuern verschiedener elektrischer Vorrichtungen verwendet wird, die an verschiedenen Orten in einem Fahrzeug installiert sind. Es wird angenommen, dass die elektrischen Vorrichtungen der Steuerziele Eingabeelemente, wie z. B. Schalter und Sensoren, und solche, die eine Last aufweisen, wie z. B. Elektromotoren, Heizgeräte und Lampen, sind.
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In dem in 1 gezeigten Beispiel sind drei Sätze elektrischer Vorrichtungen 30(1), 30(2) und 30(3) in dem Steuersystem als die Steuerziele enthalten. Die drei Sätze elektrischer Vorrichtungen 30(1), 30(2) und 30(3) sind als untergeordnete Vorrichtungen mit den jeweiligen Verbindern EC1, EC2 und EC3 mit integriertem Slave verbunden, von denen jeder die elektronische Schaltung eines Slave-Steuerabschnitts 20 enthält.
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Jeder der Verbinder EC1, EC2, EC3 mit integriertem Slave ist ein Verbindergehäuse, das eine Verbindungseinheit zum Verbinden von Sammlungen von Drähten oder einer Sammlung von Drähten und einer Vorrichtung in einer abnehmbaren Weise aufweist, und weist einen Innenraum zum Aufnehmen einer elektronischen Leiterplatte des Slave-Steuerabschnitts 20 auf. Eine Verbindungseinheit EC2a ist mit einem Hohlraum versehen, in dem viele Anschlüsse (T11-T18) befestigt sein können.
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Ein Master-Steuerabschnitt 10 ist vorgesehen, um das gesamte System intensiv zu steuern. Der Master-Steuerabschnitt 10 ist mit den Verbindern EC1, EC2 und EC3 mit integriertem Slave durch einen Kabelstrang verbunden.
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Der in dem in 1 gezeigten Steuersystem enthaltene Kabelstrang enthält einen Hauptleitungsabschnitt 41 und die Unterkabelstränge 42(1), 42(2), 42(3), 43(1), 43(2) und 43(3). Der Hauptleitungsabschnitt 41 des Kabelstrangs ist im Grunde der Sammlung von drei Drähten, die eine Leistungsleitung 41a, die mit einer vorgeschriebenen Gleichspannung (+B) der Leistungsquelle versorgt wird, eine Masseleitung (GND-Leitung) 41b und eine Kommunikationsleitung 41c sind.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist der Unterkabelstrang 42(1) drei Drähte auf, von denen jeweils ein Ende mit der Leistungsleitung 41a, der Masseleitung 41b und der Kommunikationsleitung 41c jeweils an Positionen auf halbem Wege des Hauptleitungsabschnitts 41 verbunden ist und deren andere Enden mittels der jeweiligen Anschlüsse T16, T17 und T18 physisch und elektrisch mit der Verbindungseinheit EC2a des Verbinders EC2 mit integriertem Slave verbunden sind.
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Im Grunde verbindet der Unterkabelstrang 43(2) den Verbinder EC2 mit integriertem Slave und die elektrischen Vorrichtungen 30(2). Der Unterkabelstrang 43(2) ist eine Sammlung aus fünf Drähten 43a, 43b, 43c, 43d und 43e und den Anschlüssen T11-T15, die an jeweils einem Ende der Drähte vorgesehen sind und an der Verbindungseinheit EC2a befestigt sind. Die vier Anschlüsse T11, T12, T13 und T14 sind mit jeweiligen Eingangsanschlüssen P11, P12, P13 und P14 der internen Schaltung des Slave-Steuerabschnitts 20 verbunden. Der Anschluss T15 ist über die interne Schaltung des Slave-Steuerabschnitts 20 mit dem Anschluss T18 elektrisch verbunden. Folglich wird der Draht 43e, der mit dem Anschluss T15 des Unterkabelstrangs 43(2) verbunden ist, als eine Masseleitung verwendet.
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Unter den fünf Drähten 43a, 43b, 43c, 43d und 43e, die den Unterkabelstrang 43(2) bilden, sind die anderen Enden der vier Drähte 43a, 43b, 43c und 43e über einen Verbinder 44(2) mit den elektrischen Vorrichtungen 30(2) verbunden. Das andere Ende des verbleibenden Drahtes 43d ist mit der Masseleitung 41b des Hauptleitungsabschnitts 41 verbunden. Das heißt, das Potential des internen Eingangsanschlusses P14 des Verbinders EC2 mit integriertem Slave ist durch die Masseleitung 41b immer auf dem Massepotential fixiert. Dies ist eine spezielle Struktur, die zum Bestimmen eindeutiger Informationsinformationen notwendig ist, die zum Identifizieren des Verbinders EC2 mit integriertem Slave verwendet werden.
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Die in 1 gezeigten elektrischen Vorrichtungen 30(2) sind mit einer Eingabevorrichtung SE11 und zwei Schaltern SW11 und SW12 ausgerüstet. Irgendwelche von verschiedenen Vorrichtungen, wie z. B. ein Sensor und ein Schalter, können als die Eingabevorrichtung SE11 verwendet werden, wobei es keine bedeutenden Einschränkungen an das Potential ihres Ausgangssignals gibt.
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Andererseits ist jeder der Schalter SW11 und SW12 ein Schalter des Tastertyps, dessen elektrischer Kontakt nur geschlossen ist, während er betätigt wird, und der z. B. zum Detektieren einer Anwendereingabebetätigung an einem vorgeschriebenen Druckschalter verwendet wird. Der Grund, aus dem der Typ jedes dieser Schalter auf den Schalter des Tastertyps eingeschränkt ist, ist die Verwendung seines Ausgangspotentials zur Bestimmung der Identifikationsinformationen. Die Einzelheiten werden später beschrieben.
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Die in 1 gezeigten elektrischen Vorrichtungen 30(2), die mit der einen Eingabevorrichtung SE11 und den beiden Schaltern SW11 und SW12 ausgerüstet sind, können drei Systeme von elektrischen Signalen an den Verbinder 44(2) ausgeben. Andererseits ist der Slave-Steuerabschnitt 20 des Verbinders EC2 mit integriertem Slave mit den vier Eingangsanschlüssen P11, P12, P13 und P14 ausgerüstet. Weil es nur drei Systeme von elektrischen Eingangssignalen gibt, ist ein Eingangsanschluss freigelassen.
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Im Hinblick auf das Obige wird ein freigelassener (d. h., für die Eingabe eines elektrischen Signals nicht verwendeter) Eingangsanschluss der vier Eingangsanschlüsse P11, P12, P13 und P14 zum Bestimmen der Identifikationsinformationen verwendet. Weil in dem Beispiel nach 1 der Eingangsanschluss P14 des Verbinders EC2 mit integriertem Slave freigelassen ist, ist er durch den Draht 43b mit der Masseleitung 41b verbunden, wobei sein Potential immer auf dem Massepotential gehalten wird. Dieses Potential ist beim Bestimmen der Identifikationsinformationen wichtig.
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Jeder der Verbinder EC1 und EC3 mit integriertem Slave, die in 1 gezeigt sind, enthält wie der Verbinder EC2 mit integriertem Slave einen Slave-Steuerabschnitt 20. Die Slave-Steuereinheiten 20, die in den drei jeweiligen Verbindern EC1-EC3 mit integriertem Slave enthalten sind, weisen alle eine gemeinsame Konfiguration und eine gemeinsame Steuer-Software auf. Dies ermöglicht eine Kostenverringerung durch die Vereinheitlichung der Komponenten.
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Wie in 1 gezeigt ist, sind die elektrischen Vorrichtungen 30(1) als untergeordnete Vorrichtungen über den Unterkabelstrang 43(1) mit dem Verbinder EC1 mit integriertem Slave verbunden, während die elektrischen Vorrichtungen 30(3) als untergeordnete Vorrichtungen über den Unterkabelstrang 43(3) mit dem Verbinder EC3 mit integriertem Slave verbunden sind.
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Jeweils ein Ende aller fünf Drähte, die den Unterkabelstrang 43(1) bilden, ist mit dem Verbinder EC1 mit integriertem Slave verbunden, wobei ihre anderen Enden alle mit den jeweiligen elektrischen Vorrichtungen 30(1) verbunden sind. Jeweils ein Ende aller fünf Drähte, die den Unterkabelstrang 43(3) bilden, ist mit dem Verbinder EC3 mit integriertem Slave verbunden, während die anderen Enden der fünf Drähte mit Ausnahme des Drahtes 43c mit den jeweiligen elektrischen Vorrichtungen 30(3) verbunden sind. Das andere Ende des Drahtes 43c ist mit der Masseleitung 41b des Hauptleitungsabschnitts 41 verbunden.
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Die elektrischen Vorrichtungen 30(1) und 30(3) sind konfiguriert, wie in 3 gezeigt ist. Genauer weisen die elektrischen Vorrichtungen 30(1) eine Eingabevorrichtung SE21 und drei Schalter SW21, SW22, SW23 auf. Die drei Schalter SW21, SW22, SW23 sind Schalter des Tastertyps, wobei es keine speziellen Einschränkungen an die Eingabevorrichtung SE21 gibt.
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Folglich geben die elektrischen Vorrichtungen 30(1) vier Systeme elektrischer Signale aus. Vier der fünf Drähte, die den Unterkabelstrang 43(1) bilden, werden zum Übertragen der vier Systeme elektrischer Signale, die von den elektrischen Vorrichtungen 30(1) ausgegeben werden, zu den jeweiligen Eingangsanschlüssen P11, P12, P13 und P14 des Verbinders EC1 mit integriertem Slave verwendet. Der verbleibende eine Draht wird zum Bestimmen eines Massepotentials verwendet.
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Die elektrischen Vorrichtungen 30(3) weisen eine Eingabevorrichtung SE31 und zwei Schalter SW31 und SW32 auf. Die beiden Schalter SW31 und SW32 sind Schalter des Tastertyps, wobei es keine speziellen Einschränkungen an die Eingabevorrichtung SE31 gibt.
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Folglich geben die elektrischen Vorrichtungen 30(3) drei Systeme elektrischer Signale aus. Drei der fünf Drähte, die den Unterkabelstrang 43(3) bilden, werden zum Übertragen der drei Systeme elektrischer Signale, die von den elektrischen Vorrichtungen 30(3) ausgegeben werden, zu den jeweiligen Eingangsanschlüssen P11, P12 und P14 des Verbinders EC3 mit integriertem Slave verwendet. Der Eingangsanschluss P13 des Verbinders EC3 mit integriertem Slave ist über einen in 1 gezeigten Draht 43c mit der Masseleitung 41b verbunden, wobei sein Potential immer auf dem Massepotential fixiert ist. Der verbleibende eine Draht des Unterkabelstrangs 43(3) wird zum Bestimmen eines Massepotentials verwendet.
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<Eine beispielhafte Konfiguration des Slave-Steuerabschnitts 20>
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2 zeigt ein spezifisches Beispiel der internen Konfiguration des in 1 gezeigten Slave-Steuerabschnitts 20. Wie in 2 gezeigt ist, ist der Slave-Steuerabschnitt 20 mit einem Mikrocomputer (CPU) 21, einem Leistungsabschnitt 22, einer Kommunikationsschnittstelle (Kommunikations-I/F) 23 und einer Pull-up-Schaltung 24 ausgerüstet.
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Der Mikrocomputer 21 arbeitet gemäß den Programmen, die darin im Voraus installiert werden, und verwirklicht dadurch die Steuerfunktionen, die durch den Slave-Steuerabschnitt 20 benötigt werden. Wo z. B. wie bei den elektrischen Vorrichtungen 30(2) die Steuerziele die Eingabevorrichtung SE11 und die Schalter SW11 und SW12 sind, verarbeitet der Mikrocomputer 21 die elektrischen Signale, die von diesen Steuerzielen ausgegeben werden, wobei er die Verarbeitungsergebnisse dem Master-Steuerabschnitt 10 mitteilt. In dem Fall des Steuerns einer elektrischen Vorrichtung, die eine Last enthält, steuert der Mikrocomputer 21 die Energiezufuhr der Last gemäß einem von dem Master-Steuerabschnitt 10 empfangenen Befehl usw. Der Mikrocomputer 21 weist außerdem eine Funktion des Bestimmens der Identifikationsinformationen (ID) auf, die dem Slave-Steuerabschnitt 20 selbst zugewiesen sind.
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Der in 2 gezeigte Mikrocomputer 21 ist mit den vier Eingangsanschlüssen P11, P12, P13 und P14, die ein Binärsignal verarbeiten können, und einem Kommunikationsanschluss ausgerüstet. Die Eingangsanschlüsse P11, P12, P13 und P14 sind durch die Signalleitungen 27a, 27b, 27c und 27d mit den Anschlüssen T11, T12, T13 bzw. T14 verbunden.
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Der Leistungsabschnitt 22 erzeugt eine stabile Gleichspannung (Vcc: 5 V, z. B.), die für den Betrieb der Schaltungen, wie z. B. des Mikrocomputers 21, notwendig ist, auf der Grundlage der Gleichspannung (+B: 12 V, z. B.) der Leistungsquelle, die von der Leistungsleitung 41 zugeführt wird.
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Die Pull-up-Schaltung 24 ist mit vier Widerständen R11, R12, R13 und R14 ausgerüstet. Die Signalleitungen 27a, 27b, 27c und 27d sind über die vier Widerstände R11, R12, R13 bzw. R14 mit der Leistungsleitung 25 verbunden. Das heißt, in einem Anfangszustand, in dem keine äußeren Signale empfangen werden, sind die Potentiale der Signalleitungen 27a, 27b, 27c und 27d durch die Pull-up-Schaltung 24 auf einem hohen Potential (Vcc) gehalten.
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Wo die Eingabevorrichtung SE11 der elektrischen Vorrichtungen 30(2) der Steuerziele von irgendeiner von bestimmten Arten ist, kann der Slave-Steuerabschnitt 20 in einer derartigen Weise modifiziert sein, dass der Widerstand R11 der Pull-up-Schaltung 24 eliminiert ist oder dass der Eingangsanschluss P11 durch einen analogen Signaleingangsanschluss ersetzt ist.
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Die Kommunikationsschnittstelle 23 ist ein Sender/Empfänger, der eine Signalverarbeitung ausführt, um es dem Mikrocomputer 21 zu erlauben, eine Datenkommunikation unter Verwendung der Kommunikationsleitung 41c auszuführen. Die Kommunikationsschnittstelle 23 ist über die Kommunikationsleitung 28 und den Anschluss T17 mit der Kommunikationsleitung 41c des Hauptleitungsabschnitts 41 verbunden.
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<Die Notwendigkeit der Identifikationsinformationen (ID)>
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In dem in 1 gezeigten Steuersystem kann eine Datenkommunikation zwischen dem Master-Steuerabschnitt 10 und seinen mehreren untergeordneten Slave-Steuereinheiten 20 oder zwischen den mehreren Slave-Steuereinheiten 20 über die gemeinsame Kommunikationsleitung 41c ausgeführt werden. Folglich müssen beim Ausführen einer Datenkommunikation der Master-Steuerabschnitt 10 und jeder Slave-Steuerabschnitt 20 eine Übertragungsquelle und ein Übertragungsziel bestimmen und weiterhin eine Steuerung zum Verhindern einer Konkurrenz zwischen den mehreren Signalen auf der gemeinsamen Kommunikationsleitung 41c ausführen. Weil die verschiedenen Sätze elektrischer Vorrichtungen 30 als untergeordnete Vorrichtungen mit den mehreren Slave-Steuereinheiten 20 verbunden sind, ist es weiterhin notwendig, dass der Master-Steuerabschnitt 10 die mehreren Slave-Steuereinheiten 20 einzeln steuert.
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Für die obigen Zwecke ist es notwendig, den mehreren jeweiligen Slave-Steuereinheiten 20 eindeutige Teile der Identifikationsinformationen (IDs) einzeln zuzuweisen. In den Steuersystemen, in denen wie in dem in 1 gezeigten Steuersystem alle der mehreren Verbinder EC1-EC3 mit integriertem Slave die Slave-Steuereinheiten 20 enthalten, die in Bezug auf die Konfiguration und den Betrieb vereinheitlicht sind, ist es jedoch unmöglich, den Slave-Steuereinheiten 20 unterschiedliche Teile der Identifikationsinformationen im Voraus zuzuweisen. Folglich ist in dem in 1 gezeigten Steuersystem der Seite des Kabelstrangs eine Funktion des Bestimmens der Identifikationsinformationen gegeben.
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<Ein spezifisches Beispiel der Beziehung zwischen den IDs und den mehreren Eingangsanschlüssen>
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4 zeigt ein spezifisches Beispiel einer entsprechenden Beziehung zwischen den Sätzen von Entwurfsspezifikationen bezüglich der Verwendungssituationen der mehreren Eingangsanschlüsse P11-P14, die den jeweiligen Slave-Steuereinheiten 20 zugewiesen sind.
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Die in 4 gezeigte Spezifikation ist so festgelegt, um die Unterscheidung zwischen sieben IDs, d. h., der ID1 bis ID7, unter Verwendung der Unterschiede zwischen den Signalen zu ermöglichen, die an den drei (der Eingangsanschluss P11 ist ausgeschlossen) der vier Eingangsanschlüsse P11-P14 erscheinen.
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In 4 gibt die Markierung „◯“ an, dass der Eingangsanschluss für die Eingabe eines elektrischen Signals verwendet werden kann. Während es keine bedeutenden Einschränkungen an das in den Eingangsanschluss P11 einzugebende Signal gibt, ist es jedoch erforderlich, dass das in jeden der Eingangsanschlüsse P12-P14 einzugebende Signal ein Binärsignal ist und sich in einem im Voraus bestimmten vorgeschriebenen Potentialzustand (hohes Potential: Hi) in einem Anfangszustand oder einem stationären Zustand wie in dem Fall des Signals, das in einen Schalter des Tastertyps einzugeben ist, befindet. In 4 gibt das Symbol „GND“ an, dass das Potential des Eingangsanschlusses auf dem Massepotential oder einem tiefen Potential (Lo), das zu dem Massepotential äquivalent ist, fixiert ist, wenn er mit dem Kabelstrang verbunden ist.
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Folglich können auf der Grundlage der in 4 gezeigten Informationen die folgenden sieben Arten von Identifikationsinformationen, d. h., ID1 bis ID7, für die Kombinationen der Potentiale zugewiesen werden, die an den drei Eingangsanschlüssen P12, P13 und P14 erscheinen:
- P12 = Hi, P13 = Hi und P14 = Hi: Identifikationsinformationen ID1
- P12 = Hi, P13 = Hi und P14 = Lo: Identifikationsinformationen ID2
- P12 = Hi, P13 = Lo und P14 = Hi: Identifikationsinformationen ID3
- P12 = Lo, P13 = Hi und P14 = Hi: Identifikationsinformationen ID4
- P12 = Hi, P13 = Lo und P14 = Lo: Identifikationsinformationen ID5
- P12 = Lo, P13 = Lo und P14 = Hi: Identifikationsinformationen ID6
- P12 = Lo, P13 = Hi und P14 = Lo: Identifikationsinformationen ID7
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In der in 4 gezeigten Spezifikation sind für einen Slave-Steuerabschnitt 20, dem die Identifikationsinformationen ID1 zugewiesen sind, die Potentiale keines der Eingangsanschlüsse P11-P14 fixiert. Folglich können alle der vier Eingangsanschlüsse P11-P14 für die Eingabe eines elektrischen Signals verwendet werden, d. h., die Anzahl der verwendbaren Anschlüsse ist gleich 4.
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Andererseits ist für den Slave-Steuerabschnitt 20, dem die Identifikationsinformationen ID2 zugewiesen sind, der Eingangsanschluss P14 auf dem Massepotential (GND) fixiert und kann folglich nicht zur Eingabe eines elektrischen Signals verwendet werden. Nur die verbleibenden drei Eingangsanschlüsse P11, P12 und P13 können für die Eingabe eines elektrischen Signals verwendet werden, d. h., die Anzahl der verwendbaren Anschlüsse ist gleich 3.
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Gleichermaßen ist für den Slave-Steuerabschnitt 20, dem die Identifikationsinformationen ID3 zugewiesen sind, die Anzahl der verwendbaren Anschlüsse gleich 3. Für einen Slave-Steuerabschnitt 20, dem die Identifikationsinformationen ID4 zugewiesen sind, ist die Anzahl der verwendbaren Anschlüsse gleich 3. Für einen Slave-Steuerabschnitt 20, dem die Identifikationsinformationen ID5 zugewiesen sind, ist die Anzahl der verwendbaren Anschlüsse gleich 2. Für einen Slave-Steuerabschnitt 20, dem die Identifikationsinformationen ID6 zugewiesen sind, ist die Anzahl der verwendbaren Anschlüsse gleich 2. Für einen Slave-Steuerabschnitt 20, dem die Identifikationsinformationen ID7 zugewiesen sind, ist die Anzahl der verwendbaren Anschlüsse gleich 2.
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<Die Erklärung der tatsächlichen Konfiguration zum Zuweisen der Identifikationsinformationen>
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In dem in 1 gezeigten Steuersystem geben die elektrischen Vorrichtungen 30(2), die mit dem Verbinder EC2 mit integriertem Slave als untergeordnete Vorrichtungen verbunden sind, drei elektrische Signale aus. Um diese drei elektrischen Signale zu empfangen, muss folglich der Slave-Steuerabschnitt 20 des Verbinders EC2 mit integriertem Slave drei Eingangsanschlüsse verwenden. Das heißt, einer der vier Eingangsanschlüsse P11-P14 wird nicht verwendet (ist freigelassen). Der nicht verwendete Eingangsanschluss kann zum Zuweisen von Identifikationsinformationen verwendet werden.
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In der in 1 gezeigten Konfiguration empfängt in dem Slave-Steuerabschnitt 20 des Verbinders EC2 mit integriertem Slave der Eingangsanschluss P14 kein elektrisches Signal von den elektrischen Vorrichtungen 30(2), d. h., er ist freigelassen. Folglich ist der Eingangsanschluss P14, der freigelassen ist, über den Draht 43d mit der Masseleitung 41b verbunden, wodurch das Potential des Eingangsanschlusses P14 auf dem Massepotential (Lo) fixiert ist.
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Weil das hohe Potential (Hi) über die in 2 gezeigte Pull-up-Schaltung immer an die Eingangsanschlüsse P11-P14 angelegt ist, sind die Potentiale der Eingangsanschlüsse P11, P12 und P13 (der Eingangsanschluss P14 ist ausgeschlossen, dessen Potential auf dem Massepotential (Lo) fixiert ist) auf dem hohen Potential (Hi) gehalten, wenn nicht die Eingabevorrichtung S11 oder der Schalter SW11 oder SW12 der elektrischen Vorrichtungen 30(2) arbeitet.
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Das heißt, in einem vorgeschriebenen Anfangszustand oder einem stationären Zustand erfüllt die Kombination der Zustände der Eingangsanschlüsse P11-P13 des Slave-Steuerabschnitts 20 des Verbinders EC2 mit integriertem Slave die Bedingungen der „Identifikationsinformationen ID2“ in der in 4 gezeigten Spezifikation. Folglich kann der Slave-Steuerabschnitt 20 durch das Vergleichen einer Hi/Lo-Kombination der Potentiale der jeweiligen Eingangsanschlüsse P11-P14 mit den Sätzen von Bedingungen, die der in 4 gezeigten Spezifikation entsprechen, die ihm selbst zugewiesenen „Identifikationsinformationen ID2“ bestimmen.
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Andererseits sind für den Slave-Steuerabschnitt 20 des in 1 gezeigten Verbinders EC1 mit integriertem Slave die Bedingungen der „Identifikationsinformationen ID1“ in der in 4 gezeigten Spezifikation erfüllt, weil keines der Potentiale der Eingangsanschlüsse P11-P14 auf dem Massepotential fixiert ist. Folglich kann der Slave-Steuerabschnitt 20 durch das Vergleichen einer Hi/Lo-Kombination der Potentiale der jeweiligen Eingangsanschlüsse P11-P14 mit den Sätzen von Bedingungen, die der in 4 gezeigten Spezifikation entsprechen, die ihm selbst zugewiesenen „Identifikationsinformationen ID1“ bestimmen.
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Für den Slave-Steuerabschnitt 20 des in 1 gezeigten Verbinders EC3 mit integriertem Slave sind die Bedingungen der „Identifikationsinformationen ID3“ in der in 4 gezeigten Spezifikation erfüllt, weil nur der Eingangsanschluss P13 über den Draht 43c mit der Masseleitung 41b verbunden ist. Folglich kann der Slave-Steuerabschnitt 20 durch das Vergleichen einer Hi/Lo-Kombination der Potentiale der jeweiligen Eingangsanschlüsse P11-P14 mit den Sätzen von Bedingungen, die der in 4 gezeigten Spezifikation entsprechen, die ihm selbst zugewiesenen „Identifikationsinformationen ID3“ bestimmen.
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<Die Verarbeitungsprozedur zum Erkennen der ID>
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5 zeigt eine Verarbeitungsprozedur, gemäß der jeder Slave-Steuerabschnitt 20 seine eigene ID erkennt. Das heißt, jeder Slave-Steuerabschnitt 20 kann seine eigene ID erkennen und kann veranlassen, dass die erkannte ID in einer Kommunikationsoperation durch seinen Mikrocomputer 21 widergespiegelt wird, der den Prozess nach 5 ausführt. Natürlich kann nicht nur jeder Mikrocomputer 21, sondern außerdem eine gemeinsame Logikschaltung ihre eigene ID gemäß der Verarbeitungsprozedur nach 5 erkennen.
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In der Verarbeitungsprozedur nach 5 empfängt der Mikrocomputer 21 jedes Slave-Steuerabschnitts 20 die Hi/Lo-Potentialzustände der drei Eingangsanschlüsse P12-P14 nach dem Einschalten des Steuersystems (S11).
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Dann steht der Mikrocomputer 21 während eines vorgegebenen Zeitraums (z. B. 3 s), der für die Bestimmung einer ID notwendig ist, bereit (S12). Der Mikrocomputer 21 beurteilt, ob die Hi/Lo-Potentialzustände der drei Eingangsanschlüsse während des Bereitschaftszeitraums variiert haben (S13). Falls eine Variation aufgetreten ist, kehrt der Mikrocomputer 21 zum Schritt S11 zurück. Falls keine Variation aufgetreten ist, geht der Mikrocomputer 21 zum Schritt S14, wo die gewöhnliche Verarbeitung ausgeführt wird.
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Vor dem Gehen zu dem Schritt der gewöhnlichen Verarbeitung bestimmt der Mikrocomputer 21 eine eindeutige ID, die dem Slave-Steuerabschnitt 20 zugeordnet ist, zu dem er gehört, durch das Vergleichen der Kombination der Hi/Lo-Potentiale der drei Anschlüsse, die im Schritt S11 gefunden wurden, mit den Sätzen von Bedingungen entsprechend der Spezifikation nach 4.
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Der Mikrocomputer 21 verwendet die so bestimmte Selbst-ID in einer Kommunikationsoperation der gewöhnlichen Verarbeitung (S14). Durch das Überwachen der Potentiale der vier Eingangsanschlüsse P11-P14 mit Ausnahme des (der) speziellen Eingangsanschlusses (Eingangsanschlüsse), der (die) auf dem Massepotential fixiert ist (sind), kann der Mikrocomputer 21 die Zustände der Eingabevorrichtung S11 und der Schalter SW11 und SW12 detektieren und veranlassen, dass sie in einer Steuerung widergespiegelt werden.
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Das heißt, die vier Eingangsanschlüsse P11-P14 werden für zwei Arten von Zwecken verwendet: sie werden zum Bestimmen einer Selbst-ID in einem Anfangszustand unmittelbar nach dem Einschalten verwendet und sie werden zum Detektieren der Zustände der Eingabevorrichtung SE11 und der Schalter SW11 und SW12 bei der gewöhnlichen Verarbeitung verwendet.
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<Die Beschreibung einer Modifikation>
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6 zeigt die Konfiguration einer Modifikation des in 1 gezeigten Steuersystems. Den Elementen in 6, die entsprechende Elemente in 1 aufweisen, sind die gleichen Symbole wie den Letzteren gegeben.
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Das in 6 gezeigte Steuersystem ist in Bezug auf die Konfiguration von der in 1 gezeigten insofern verschieden als die Drähte 43d und 43c angeschlossen sind. Außerdem ist die Verbindungseinheit in zwei Einheiten aufgeteilt, d. h., in eine Verbindungseinheit EC2a zum Verbinden des Unterkabelstrangs 42(2) mit dem Verbinder EC2 mit integriertem Slave und eine Verbindungseinheit EC2b zum Verbinden des Unterkabelstrangs 43(2) mit dem Verbinder EC2 mit integriertem Slave.
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Genauer ist in der Konfiguration nach 6 in dem Unterkabelstrang 43(2) der Draht 43d mit dem benachbarten Draht 43e verbunden. Weil der Draht 43e des Unterkabelstrangs 43(2) über die Verbindungseinheit EC2b, den Slave-Steuerabschnitt 20, die Verbindungseinheit EC2a und den Unterkabelstrang 42(2) mit der Masseleitung 41b verbunden ist, kann das gleiche Potential wie in der Konfiguration nach 1 lediglich durch das Verbinden des Drahtes 43d des Unterkabelstrangs 43(2) mit dem benachbarten Draht 43a an den Eingangsanschluss P14 angelegt werden. Bei dieser Maßnahme ist es nicht notwendig, einen Abschnitt des Unterkabelstrangs 43(2) mit dem Hauptleitungsabschnitt 41 zu verbinden, wobei eine zuzuweisende ID lediglich durch das Ändern der Struktur des Unterkabelstrangs 43(2) geändert werden kann.
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In der Konfiguration nach 6 ist in dem Unterkabelstrang 43(3) der Draht 43c mit dem nahgelegenen Draht 43e verbunden. Weil der Draht 43e des Unterkabelstrangs 43(3) über den Slave-Steuerabschnitt 20 und den Unterkabelstrang 42(3) mit der Masseleitung 41b verbunden ist, kann das gleiche Potential wie in der Konfiguration nach 1 lediglich durch das Verbinden des Drahtes 43c des Unterkabelstrangs 43(3) mit dem nahgelegenen Draht 43a an den Eingangsanschluss P13 angelegt werden. Bei dieser Maßnahme ist es nicht notwendig, einen Abschnitt des Unterkabelstrangs 43(3) mit dem Hauptleitungsabschnitt 41 zu verbinden, wobei eine zuzuweisende ID lediglich durch das Ändern der Struktur des Unterkabelstrangs 43(3) geändert werden kann.
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Die Trennung in die Verbindungseinheiten EC2a und EC2b macht es möglich, den Unterkabelstrang 43(2) und den Unterkabelstrang 43(3) als unabhängige Komponenten eines Kabelstrangs herzustellen. Wenn z. B. die Konfiguration der elektrischen Vorrichtungen 30, die mit dem System verbunden sind, geändert wird oder neue elektrische Vorrichtungen 30 hinzugefügt werden, kann im Ergebnis eine zuzuweisende ID lediglich durch das Ändern der Konfiguration eines entsprechenden Unterkabelstrangs 43(2) geändert werden; es ist nicht notwendig, die anderen konstituierenden Elemente zu ändern.
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<Die Vorteile der Steuervorrichtung und des Steuersystems>
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In jedem der in den 1 und 6 gezeigten Steuersysteme können die in den jeweiligen Verbindern EC1, EC2 und EC3 mit integriertem Slave enthaltenen Slave-Steuereinheiten 20 in Bezug auf Hardware und Software vereinheitlicht sein. Folglich können die Slave-Steuereinheiten 20, die die gleiche Typennummer aufweisen, in den jeweiligen Verbindern EC1, EC2 und EC3 installiert sein. Dies macht es möglich, dass Auftreten eines Zusammenbaufehlers bei der Herstellungsarbeit zu verhindern und die Herstellungskosten zu verringern. Weiterhin können die Komponentenkosten durch den Stückzahleffekt verringert werden. Noch weiter ist es nicht notwendig, eine spezielle Arbeit zum Zuweisen einer ID zum Zeitpunkt des Komponentenaustauschs auszuführen, was es möglich macht, die Kosten der Austauscharbeit zu verringern. Zusätzlich kann die vorrätige Anzahl der zu verwendenden Komponenten verringert werden, wobei folglich die Nebenkosten verringert werden können.
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Jedem Slave-Steuerabschnitt 20 kann automatisch eine korrekte ID zugewiesen werden, indem lediglich ein Kabelstrang mit ihm verbunden wird, d. h., ohne die Notwendigkeit des Anschließens einer speziellen Komponente, wie z. B. eines Widerstands, an ihn, um ihm eine ID zuzuweisen. Selbst in einem Fall des Hinzufügens neuer elektrischer Vorrichtungen zu dem System macht es folglich das einfache Hinzufügen eines Slave-Steuerabschnitts 20 und eines Unterkabelstrangs möglich, dem Slave-Steuerabschnitt 20 die Funktionen zum Steuern der neuen elektrischen Vorrichtungen zu geben.
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Weil die Eingangsanschlüsse P11-P14 für jeden Slave-Steuerabschnitt 20 durch die Funktion des Lesens einer zugewiesenen ID und die Funktion des Lesens der von den elektrischen Vorrichtungen 30 kommenden elektrischen Signale gemeinsam benutzt werden können, ist es nicht notwendig, die Anzahl der notwendigen Anschlüsse zu vergrößern, wobei eine Kostenzunahme unterdrückt werden kann. Bei der in 5 gezeigten Verarbeitungsprozedur ist zusätzlich eine ID nicht fest, während das Potential jedes Eingangsanschlusses variiert, was es möglich macht, das Zuweisen einer fehlerhaften ID zu verhindern.
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<Die möglichen Modifikationen mit Ausnahme der Obigen>
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Jedes der in den 1 und 6 gezeigten Steuersysteme ist mit dem einen Master-Steuerabschnitt 10 und den mehreren Slave-Steuereinheiten 20 ausgerüstet. Es ist jedoch möglich, ein anderes Steuersystem als ein Master-/Slave-Steuersystem zu konstruieren. Die Anzahl der Master-Steuereinheiten 10 kann auf zwei oder mehr vergrößert werden, wobei die Anzahl der mit einem System verbundenen Slave-Steuereinheiten 20 nach Bedarf vergrößert oder verkleinert werden kann.
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Außerdem ist in jedem der in den 1 und 6 gezeigten Steuersysteme in einem Anfangszustand das tiefe Potential (das Massepotential: GND) an den Anschluss (die Anschlüsse), dessen (deren) Potential fixiert sein sollte, unter den Eingangsanschlüssen P11-P14 des Slave-Steuerabschnitts 20 angelegt, während das hohe Potential (Vcc) an die anderen Anschlüsse angelegt ist. Es ist jedoch eine Konfiguration möglich, in der das hohe Potential und das tiefe Potential an die jeweiligen Sätze von Anschlüssen entgegengesetzt zum Obigen angelegt sind. Außerdem kann die in 4 gezeigte Spezifikation bei Bedarf geändert werden.
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Die Merkmale der Steuervorrichtung und des oben beschriebenen Steuersystems gemäß der Ausführungsform der Erfindung können im Folgenden in der Form der Positionen [1] bis [5] prägnant zusammengefasst werden:
- [1] Eine Steuervorrichtung, die als eine von mehreren Steuereinheiten verwendet wird, die über einen Kabelstrang (den Hauptleitungsabschnitt 41, die Unterkabelstränge 42 und 43) miteinander verbunden sind, wobei die Steuervorrichtung umfasst:
- einen Steuerabschnitt (den Slave-Steuerabschnitt 20), der mehrere Eingangsanschlüsse (P11-P14) aufweist, die jeweils eine Eingabe eines Binärsignals erlauben;
- einen Bestimmungsabschnitt (den Draht 43d in 1) des Potentials eines speziellen Anschlusses, der ein Potential wenigstens eines speziellen Anschlusses auf einem ersten Bezugspotential (GND) fixiert, wobei ein Zuweisungszustand von ihm unter den Eingangsanschlüssen einzeln geändert werden kann;
- einen Bestimmungsabschnitt (die Pull-up-Schaltung 24) des Potentials der verbleibenden Anschlüsse, der in einem Anfangszustand ein Potential jedes der verbleibenden Anschlüsse, die die Anschlüsse mit Ausnahme des speziellen Anschlusses unter den Eingangsanschlüssen sind, auf ein zweites Bezugspotential (Vcc) setzt, das von dem ersten Bezugspotential verschieden ist; und
- einen ID-Bestimmungsabschnitt (den Mikrocomputer 21, die Schritte S11-S14), der die Selbstidentifikationsinformationen basierend auf einer Kombination aus einem Potential jedes des wenigstens einen speziellen Anschlusses und dem Potential jedes der verbleibenden Anschlüsse bestimmt,
- wobei die Eingangselemente jeweils mit den verbleibenden Anschlüssen verbunden sind.
- [2] Die Steuervorrichtung gemäß der Position [1], wobei der ID-Bestimmungsabschnitt die Selbstidentifikationsinformationen basierend auf einer Kombination aus einem Potential jedes des wenigstens einen speziellen Anschlusses und dem Potential jedes der verbleibenden Anschlüsse bestimmt, falls keine Potentialvariation auftritt, wenn die Potentiale des speziellen Anschlusses und der verbleibenden Anschlüsse wenigstens während eines vorgegebenen Zeitraums wenigstens in einem Anfangszustand nach dem Einschalten überwacht werden (die Schritte S11-S14).
- [3] Die Steuervorrichtung gemäß der Position [1], wobei der Bestimmungsabschnitt des Potentials eines speziellen Anschlusses eine Masseleitung oder eine vorgeschriebene Leistungsleitung mit dem speziellen Anschluss elektrisch verbindet; und
wobei der Bestimmungsabschnitt des Potentials der verbleibenden Anschlüsse die vorgeschriebene Leistungsleitung oder die Masseleitung jeweils über vorgeschriebene Widerstände (R11-R14) mit den verbleibenden Anschlüssen elektrisch verbindet.
- [4] Ein Steuersystem, das umfasst:
- mehrere der Steuervorrichtungen gemäß der Position [1] als Slave-Steuereinheiten, wobei
- jede der Slave-Steuereinheiten (die Slave-Steuerabschnitte 20) und eine Master-Steuereinheit (der Master-Steuerabschnitt 10), die die Slave-Steuereinheiten steuert, über den Kabelstrang (den Hauptleitungsabschnitt 41) miteinander verbunden sind, so dass sie miteinander kommunizieren können.
- [5] Das Steuersystem gemäß der Position [4], wobei der Steuerabschnitt jeder der Slave-Steuereinheiten die durch den ID-Bestimmungsabschnitt bestimmten Identifikationsinformationen zu wenigstens der Master-Steuereinheit überträgt (14).
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Obwohl die Erfindung oben bezüglich der speziellen Ausführungsform ausführlich beschrieben worden ist, würde es für die Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne vom Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-250166 , eingereicht am 22. Dezember 2015, deren Offenbarung durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die Erfindung schafft einen Vorteil, dass eine Steuervorrichtung und ein Steuersystem geschaffen werden können, die es möglich machen, in Bezug auf die Konfiguration und den Betrieb mehrere in dem System enthaltene Steuereinheiten zu vereinheitlichen, und die es außerdem möglich machen, verschiedene Arten elektrischer Vorrichtungen zu steuern, weil selbst in einem Fall, in dem die mehreren Steuereinheiten in Bezug auf die Konfiguration und den Betrieb vereinheitlicht sind, ein Kommunikationspartner unter Verwendung von eindeutigen Identifikationsinformationen erkannt werden kann. Die Erfindung, die den obigen Vorteil schafft, ist nützlich, wenn sie auf Steuervorrichtungen und Steuersysteme angewendet wird, die zum Identifizieren jeder von mehreren Steuereinheiten in einem Steuersystem, das mehrere Steuereinheiten aufweist, die über einen Kabelstrang miteinander verbunden sind, angewendet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10:
- Master-Steuerabschnitt
- 20:
- Slave-Steuerabschnitt
- 21:
- Mikrocomputer
- 22:
- Leistungsabschnitt
- 23:
- Kommunikationsschnittstelle
- 24:
- Pull-up-Schaltung
- 25:
- Leistungsleitung
- 26:
- Masseleitung
- 27a, 27b, 27c, 27d:
- Signalleitung
- 28:
- Kommunikationsleitung
- 30:
- elektrische Vorrichtungen
- 41:
- Hauptleitungsabschnitt
- 41a:
- Leistungsleitung
- 41b:
- Masseleitung
- 41c:
- Kommunikationsleitung
- 42, 43
- Unterkabelstrang
- 43a, 43b, 43c, 43d, 43e:
- Draht
- 44:
- Verbinder
- P11, P12, P13, P14:
- Eingangsanschluss
- EC1, EC2, EC3:
- Verbinder mit integriertem Slave
- EC2a:
- Verbindungseinheit
- T11, T12, T13, T14, T15, T16, T17, T18:
- Anschluss
- SE11, SE21, SE31:
- Eingabevorrichtung
- SW11, SW12, SW21, SW22, SW23, SW31, SW32:
- Schalter
- R11, R12, R13, R14:
- Widerstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2010195133 A [0007]
- JP 2012001180 A [0007]
- JP 2014230097 A [0007]
- JP 2015250166 [0077]
