DE602005005238T2

DE602005005238T2 - Optisches LAN und Verfahren zur Überwachung des Zustandes der elektrischen Lasteinrichtungen

Info

Publication number: DE602005005238T2
Application number: DE602005005238T
Authority: DE
Inventors: Youichi Ogaki-shi Okubo; Shinichi Ogaki-shi Kawase
Original assignee: Pacific Industrial Co Ltd; Taiheiyo Kogyo KK
Current assignee: Pacific Industrial Co Ltd; Taiheiyo Kogyo KK
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2025-01-29
Also published as: JP2005293101A; US20050232632A1; DE602005005238D1; EP1583264B1; EP1583264A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches LAN gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit einem Master-Knoten und mehreren Slave-Knoten, die über Faseroptikkabel miteinander verbunden sind, um das Netzwerk zu bilden, und insbesondere auf Techniken zum Überwachen der Zustände von jeweils an einen Slave-Knoten angeschlossenen Verbraucher (Lastvorrichtungen). Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Zustandsüberwachung von Verbraucher (Lastvorrichtungen) gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
Aufgrund aktueller Trends zu Elektronifizierung von Fahrzeugen steigt die Zahl an einem Fahrzeug montierter elektrischer Verbraucher (elektrischer Bauteile), wie Motoren, stetig an. In einem typischen Fahrzeug sind mehrere Verbraucher über relativ schwere Metallkabel an eine Steuervorrichtung angeschlossen. Mit steigender Anzahl an Verbrauchern nimmt jedoch auch die Gesamtmenge an für die Verbraucher verwendeten Kabeln zu. Entsprechend ergibt sich ein beträchtliches Kabel-Gesamtgewicht. Mit fortschreitender Elektronifizierung von Fahrzeugen verursacht ein durch Kabel eingestreutes elektronisches Rauschen bei Steuersignalen zunehmend Probleme, und die Verwendung von Kabeln setzt der Beschleunigung von Steuerprozessen der Verbraucher Grenzen.
Daher wurde kürzlich die Anwendung optischer LAN vorgeschlagen, bei denen an Stelle von Metallkabeln optische Faserkabel eingesetzt werden, um eine Steuervorrichtung und Verbraucher miteinander zu verbinden. In diesem Fall ist es vorzuziehen, daß die als Master-Knoten dienende Steuervorrichtung jede als Slave-Knoten arbeitenden Verbraucher auf einwandfreien Betrieb überprüft. Da jedoch gerade erst mit der Nutzung von optischen Faserkabeln in Fahrzeugen begonnen wurde, beschreiben nicht viele Dokumente Techniken für eine solche Überwachung.
Beispielsweise beschreibt die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 11-313098 eine optische LAN-Vorrichtung mit einem Master-Knoten und mit Slave-Knoten. Diese Offenlegungsschrift beschreibt ein Verfahren, das eine ringförmige optische LAN-Vorrichtung einsetzt, bei der verhindert wird, daß das gesamte Netzwerk abschaltet, selbst wenn manche der Slave-Knoten Fehlfunktionen zeigen.
Die Offenlegungsschrift Nr. 313098 beschreibt jedoch nur eine übliche optische LAN-Vorrichtung, nicht aber eine optische LAN-Vorrichtung, die zum Steuern verschiedener, bei einem Fahrzeug montierter Verbraucher geeignet ist.
Andererseits beschreibt die Offenlegungsschrift Nr. 11-286278 ein Verfahren, das bei einer elektrisch betriebenen Lenkvorrichtung für Fahrzeuge eingesetzt wird und bei dem die Temperaturen des Motors und einer Steuereinheit detektiert werden, um beide vor Überhitzung zu schützen. Die Offenlegungsschrift Nr. 11286278 gibt auch an, daß der Wert eines durch den Motor in der elektrisch betriebenen Lenkvorrichtung fließenden Stroms detektiert und anhand des detektierten Stromwertes begrenzt wird.
Die Veröffentlichung Nr. 11-286278 beschreibt jedoch nur ein Verfahren zum Steuern des Motors der elektrisch betriebenen Steuervorrichtung mit der Steuereinheit, nicht jedoch eine Fahrzeug-LAN-Vorrichtung. Zudem beschreibt die Veröffentlichung Nr. 11-286278 auch keine optischen LAN-Vorrichtungen, die optische Kabel verwenden.
Die EP-A-0194915 und ihr deutschsprachiges Familienmitglied AT E34951 B beschreiben eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 5. Die US-A-4422180 beschreibt unter anderem die Verwendung optischer LAN in Fahrzeugen.
Ein Ziel der Erfindung ist daher die zuverlässige Überwachung der Zustände von jeweils mit einer Slave-Vorrichtung verbundenen Verbrauchern in einem optischen LAN, das Slave-Knoten und einen Master-Knoten umfaßt, welche über optische Faserkabel miteinander verbunden sind, um ein Netzwerk zu bilden. Die Erfindung soll auch ein Zustandsüberwachungsverfahren für Verbraucher bei einem optischen LAN bereitstellen.
Um das oben erwähnte Ziel zu erreichen, stellt die Erfindung ein optisches LAN gemäß Anspruch 1 bereit. Das Netzwerk umfaßt einen Master-Knoten, der einen Master-Controller aufweist, und mehrere Slave-Knoten. Jeder Slave-Knoten weist einen Verbraucher, einen Zustandsdetektionsabschnitt zum Detektieren des Zustands des Verbrauchers und einen Slave-Controller auf. Jeder Slave-Knoten steuert den entsprechenden Verbraucher als Reaktion auf ein Befehlssignal vom Master-Knoten an. Optische Faserkabel verbinden den Master-Knoten mit den Slave-Knoten, um das Netzwerk zu bilden. Der Master-Controller sendet Befehlssignale, die jeweils einem der Slave-Knoten entsprechen, an das Netzwerk. Bei Empfang des entsprechenden Befehlssignals vom Netzwerk fügt jeder Slave-Controller Detektionsergebnisinformationen hinzu, die auf dem vom Zustandsdetektionsabschnitt detektierten Zustand beruhen, und sendet das Befehlssignal als Rücksignal für den Master-Knoten an das Netzwerk. Anhand der Detektionsergebnisinformationen in jedem Rücksignal vom Netzwerk erfaßt der Master-Controller den Zustand des Verbrauches, der dem Rücksignal zugeordnet ist.
Ferner stellt die Erfindung ein Zustandsüberwachungsverfahren für Verbraucher in einem optischen LAN gemäß Anspruch 4 bereit. Das optische LAN umfaßt einen Master-Knoten und mehrere Slave-Knoten, die mittels optischer Faserkabel miteinander verbunden sind, um das Netzwerk zu bilden. Das Verfahren umfaßt das Veranlassen des Master-Knotens, Befehlssignale, die jeweils einem der Slave-Knoten entsprechen, an das Netzwerk zu senden. Ferner umfaßt das Verfahren das Veranlassen jedes Slave-Knotens, das entsprechende der Befehlssignale vom Netzwerk zu empfangen, und das Veranlassen jedes Slave-Knotens, den entsprechenden Verbraucher als Reaktion auf das entsprechende Befehlssignal anzusteuern. Weiter umfaßt das Verfahren das Veranlassen jedes Slave-Knotens, den Zustand des entsprechenden Verbrauchers zu detektieren, das Veranlassen jedes Slave-Knotens, Detektionsergebnisinformationen, die auf dem detektierten Zustand des entsprechenden Verbrauchers beruhen, hinzuzufügen und das Befehlssignal als Rücksignal für den Master-Knoten an das Netzwerk zu senden. Das Verfahren umfaßt ferner das Veranlassen des Master-Controllers, die Rücksignale von dem Slave-Knoten zu empfangen und das Veranlassen des Master-Controllers, den Zustand jedes Verbrauchers, der einem der Rücksignale zugeordnet ist, anhand der Detektionsergebnisinformationen im Rücksignal zu erfassen.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, die beispielshalber die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zusammen mit ihren Zielen und Vorteilen ist die Erfindung am besten anhand der folgenden Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen zu verstehen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung, welche die Bildung eines optischen LAN gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Ansicht, die ein durch das Netzwerk weitergeleitetes Token-Signal erläutert;
3 ein Ablaufschema, das den Betrieb des Master-Knotens erklärt, und
4 ein Ablaufschema, das den Betrieb der Slave-Knoten erläutert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Anhand der Zeichnungen wird nun eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie 1 zeigt, ist ein optisches LAN gemäß der vorliegenden Erfindung ringförmig ausgebildet und damit für Fahrzeuge geeignet. Das ringförmige optische LAN umfaßt einen Master-Knoten 1 und mehrere Slave-Knoten 2 oder erste bis n-te Slave-Knoten 2-1 bis 2-n. Der Master-Knoten 1 und jeder der Slave-Knoten 2 sind über optische Faserkabel 3 so miteinander verbunden, daß ein ringförmiges Netzwerk gebildet ist.
Der Master-Knoten 1 ist beispielsweise in eine Armaturenbrett eines (nicht gezeigten) Fahrzeugs eingebaut und umfaßt einen Controller (Master-Controller) 11, der durch einen Mikrocomputer oder dergleichen gebildet ist. Der Master-Controller 11 umfaßt beispielsweise eine Zentraleinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM) und einen Arbeitsspeicher (RAM). An den Master-Controller 11 ist eine Anzeige 12 angeschlossen, die als Melder dient. Die Anzeige 12 ist am Armaturenbrett exponiert, so daß sie für den Fahrer des Fahrzeugs sichtbar ist. Der Master-Controller 11 steuert die Anzeige 12 so, daß sie den aktuellen Status jedes Slave-Knotens 2, falls erforderlich, mittels Zeichen oder Codes wiedergibt. Die Anzeige 12 kann durch mehrere Signallampen ersetzt sein, die in der den Slave-Knoten 2 entsprechenden Anzahl vorgesehen sind. Wenn dies der Fall ist, arbeitet der Master-Controller 11 so, daß er den Fahrer des Fahrzeugs über den Zustand eines beliebigen Slave-Knotens 2 informiert, indem er die entsprechende Signallampe einschaltet oder blinken läßt.
Ein E/O-Wandler (elektrisch-optischer Wandler) 13 und ein O/E-Wandler (optisch-elektrischer Wandler) 14 sind jeweils über ein Kabel an den Master-Controller 11 angeschlossen. Der E/O-Wandler 13 empfängt vom Master-Controller 11 über das Kabel ein elektrisches Signal, das er in ein optisches Signal umwandelt. Dann wird das optische Signal an eines der optischen Faserkabel 3 gesendet, das an den E/O-Wandler 13 angeschlossen ist. Der O/E-Wandler 14 empfängt das optische Signal von einem der optische Faserkabel 3, das an den O/E-Wandler 14 angeschlossen ist, und wandelt das optische Signal in ein elektrisches Signal um. Dann wird das elektrische Signal über das entsprechende Kabel an den Master-Controller 11 übertragen.
Die Slave-Knoten 2 sind in verschiedene Teile des Fahrzeugs eingebaut. Jeder Slave-Knoten 2 ist an einen Verbraucher 22 angeschlossen, die ein elektrisch angesteuertes Bauteil ist. Die Verbraucher 22 umfassen unterschiedliche Arten von elektrischen Stellgliedern, wie Motoren oder Lampen. Jeder Slave-Knoten 2 betätigt als Reaktion auf einen Befehl vom Master-Knoten 1 den entsprechenden Verbraucher 22. Jedem der Slave-Knoten 2 ist eine eigene Adresse zugeordnet.
Jeder Slave-Knoten 2 hat einen Controller (Slave-Controller) 21, der durch einen Mikrocomputer oder dergleichen gebildet ist, wobei jeder der Slave-Controller 21 beispielsweise eine Zentraleinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM) und einen Arbeitsspeicher (RAM) umfaßt. Ein E/O-Wandler (elektrisch-optischer Wandler) 23 und ein O/E-Wandler (optisch-elektrischer Wandler) 24 sind jeweils über ein Kabel an jeden Slave-Controller 21 angeschlossen. Jeder E/O-Wandler 23 empfängt vom entsprechenden Slave-Controller 21 über das Kabel ein elektrisches Signal, das er in ein optisches Signal umwandelt. Dann wird das optische Signal an eines der optischen Faserkabel 3 gesendet, das an den E/O-Wandler 23 angeschlossen ist. Jeder der O/E-Wandler 24 empfängt von einem der an den O/E-Wandler 24 angeschlossenen optische Faserkabel 3 das optische Signal, das er in ein elektrisches Signal umwandelt. Das elektrische Signal wird dann über das entsprechende Kabel an den entsprechenden Slave-Controller 21 gesendet.
Jeder der Verbraucher 22 ist über einen Treiber (eine Treiberschaltung) 25 an einen entsprechenden Slave-Controller 21 angeschlossen, wobei jeder Slave-Controller 21 die entsprechende Lastvorrichtung 22 durch Steuern des zugeordneten Treibers 25 betätigt. Jeder Slave-Knoten 2 weist einen Stromdetektionsabschnitt auf, bei dem es sich um einen Stromsensor 26 handelt. Der Stromsensor 26 jedes Slave-Knotens 2 detektiert den Wert des Strom, der über den Treiber 25 dem entsprechenden Verbraucher 22 zugeführt wird, oder den Wert des durch den Verbraucher 22 fließenden Stroms und sendet ein den detektierten Stromwert wiedergebendes Signal an den entsprechenden Slave-Controller 21. Als Stromsensoren 26 können bekannte Stromsensoren verwendet werden. Beispielsweise sind Sensoren mit einem Meßwiderstand und einem Signalverstärker zur Verwendung als Stromsensoren 26 geeignet.
Bei dem dargestellten optischen LAN wird das Token-Passing-Verfahren als Zugriffssteuerverfahren eingesetzt. Dabei sendet der Master-Knoten 1 ein Token-Signal als Befehlssignal an das Netzwerk oder die optische Übertragungsleitung, die durch das optische Faserkabel 3 gebildet ist. Das Befehlssignal umfaßt Adreßinformationen des Slave-Knotens 2, an den das Signal adressiert ist, sowie verschiedene Arten von Befehlsinformationen. Das vom Master-Knoten 1 gesendete Befehlssignal wird zuerst vom ersten Slave-Knoten 2-1 empfangen. Wenn die im Befehlssignal enthaltene Adresse der des ersten Slave-Knotens 2-1 entspricht, führt der erste Slave-Knoten 2-1 einen den Befehlsinformationen des Befehlssignal entsprechenden Vorgang aus. Ferner erfaßt er aufgrund des vom Stromsensor 26 detektierten Stromwertes die Detektionsergebnisinformationen, die den Betriebszustand des entsprechenden Verbrauchers 22 wiedergeben. Dann fügt der erste Slave-Knoten 2-1 dem Befehlssignal die Detektionsergebnisinformationen hinzu. Das Befehlssignal wird als Rücksignal für den Master-Knoten 1 an das Netzwerk gesendet. Wenn die im Befehlssignal enthaltene Adresse jedoch nicht der des ersten Slave-Knotens 2-1 entspricht, sendet der erste Slave-Knoten 2-1 das Befehlssignal einfach an das Netzwerk.
Das vom ersten Slave-Knoten 2-1 an das Netzwerk gesendete Token-Signal (Rück- oder Befehlssignal) wird vom zweiten Slave-Knoten 2-2 empfangen, der, wie der erste Slave-Knoten 2-1, einen dem empfangenen Token-Signal entsprechenden Vorgang ausführt. Dann wird das Token-Signal an den nächsten Slave-Knoten 2 weitergeleitet. Auf diese Weise wird das vom Master-Knoten 1 als Befehlssignal gesendete Token-Signal sukzessive vom ersten Slave-Knoten 2-1 bis zum n-ten Slave-Knoten 2-n durchgereicht. Der letzte Slave-Knoten 2-n sendet das Token-Signal an das Netzwerk, so daß der Master-Knoten 1 das Token-Signal als Rücksignal empfängt. Anhand der Detektionsergebnisinformationen im Rücksignal vom Netzwerk erfaßt der Master-Knoten 1 den Zustand der an den Slave-Knoten 2 angeschlossenen Lastvorrichtung 22, der dem Rücksignal entspricht.
2 veranschaulicht ein Token-Signal, welches im den Master-Knoten 1 und die Slave-Knoten 2 enthaltenden Netzwerk umläuft. Das Token-Signal umfaßt Adreß-, Steuer- und Detektionsergebnisdaten. Die Adreßdaten sind Informationen, welche die Adresse des Slave-Knotens 2 anzeigen, an den das Token-Signal adressiert ist. Die Steuerdaten sind Informationen, die dem adressierten Slave-Knoten 2 Befehle anzeigen, wie Betätigungsbefehlsdaten und Schwellenwertdaten. Die Betätigungsbefehlsdaten sind Informationen, die einen mit der Betätigung des Verbrauchers 22 zusammenhängenden Befehl anzeigen. Beispielsweise umfassen die Betätigungsbefehlsdaten Informationen, die einen Ansteuerbefehl oder einen Sperrbefehl und einen Leistungssteigerungsbefehl oder einen Leistungsminderungsbefehl anzeigen. Die Schwellenwertdaten sind Informationen, die einen Schwellenwert eines durch den Verbraucher 22 fließenden Stroms anzeigen. Jeder Slave-Knoten 2 vergleicht den vom Stromsensor 26 detektierten Stromwert mit dem Schwellenwert und ermittelt dadurch den Lastzustand des entsprechenden Verbrauchers 22.
Die Detektionsergebnisdaten sind Informationen, welche die am Slave-Knoten 2 erfaßten Detektionsergebnisinformationen wiedergeben, d. h. Informationen, die das Detektionsergebnis des Stromsensors 26 wiedergeben. Bei dieser Ausführungsform geben die Detektionsergebnisdaten jeweils einen Überstromzustand, einen Unterbrechungszustand und einen Normalzustand des Verbrauchers 22 wieder.
Der Master-Knoten 1 sendet das Token-Signal einschließlich der Adreßdaten und Steuerdaten als Befehlssignal an das Netzwerk. Wenn die im Befehlssignal enthaltene Adresse der Adresse eines der Slave-Knoten 2 entspricht, fügt der Slave-Knoten 2 die Detektionsergebnisdaten dem Befehlssignal hinzu. Dann wird das Befehlssignal als an den Master-Knoten 1 gerichtetes Rücksignal an das Netzwerk gesendet.
Die Adreß-, Steuer- und Detektionsergebnisdaten sind durch Binärcodesignale mit mehreren Bits gebildet. Dabei sind die Daten jeweils durch eine Binärzeichenfolge wiedergegeben, die durch einen EIN-Zustand und einen AUS-Zustand des von den E/O-Wandlern 13, 23 in den optische Faserkabeln 3 erzeugten optischen Signals gebildet sind. Bei dieser Ausführungsform ist der Bitcode „0", wie in 2 gezeigt ist, durch einen einzelnen Zyklus eines symmetrischen Rechteckwellensignals oder eine Kombination aus einem EIN-Signal und einem AUS-Signal gebildet. Der Bit-Code „1" ist durch das EIN-Signal oder AUS-Signal gebildet, das für den Zeitraum beibehalten wird, der einem Zyklus des zuvor erwähnten symmetrischen Rechteckwellensignals entspricht.
Im Beispiel der 2 sind die Adreßdaten als 4-Bit-Daten und die Betätigungsbefehlsdaten in den Steuerdaten als 2-Bit-Daten ausgedrückt. Die Schwellenwertdaten in den Steuerdaten sind als 4-Bit-Daten und die Detektionsergebnisdaten als 2-Bit-Daten ausgedrückt. Dies bedeutet, daß die Adreßdaten maximal sechzehn Adressen und die Betätigungsbefehlsdaten maximal vier Befehle anzeigen können. Die Schwellenwertdaten können maximal sechzehn Schwellenwerte anzeigen, und die Detektionsergebnisdaten können maximal vier Detektionsergebnisse anzeigen. Der Bitzählwert aller Daten kann nach Bedarf geändert werden.
Zur klaren Unterscheidung zwischen den Adreß-, Steuer- und Detektionsergebnisdaten wird an das Ende der Adreßdaten und der Steuerdaten eine vorbestimmte AUS-Zeit angefügt.
Nun wird der Betrieb des Master-Knotens 1 anhand des Ablaufschemas der 3 erläutert.
Im Schritt S101 sendet der Master-Controller 11 über den E/O-Wandler 13 ein Befehlssignal an das Netzwerk. Das Befehlssignal enthält die Adreßdaten, welche die Adresse des Slave-Knotens 2 wiedergeben, an den das Befehlssignal adressiert ist, und die Steuerdaten, die einen Befehl an den Slave-Knoten 2 wiedergeben.
Im Schritt S102 wird der Master-Controller 11 in einem Wartezustand gehalten, bis er das Rücksignal empfängt, das dem vom Netzwerk über den O/E-Wandler gesendeten Befehlssignal entspricht. Bei Empfang des Rücksignals führt der Master-Controller 11 im anschließenden Schritt S103 bei Bedarf einen den Detektionsergebnisdaten im Rücksignal entsprechenden Vorgang aus. Dann wird das Verfahren ausgesetzt. Insbesondere ermittelt der Master-Controller 11 anhand der Detektionsergebnisdaten im Rücksignal, in welchem der dem Rücksignal entsprechenden Zustände – Unterbrechungszustand, Überstromzustand oder Normalzustand – sich die an den Slave-Knoten 2 angeschlossene Lastvorrichtung 22 befindet. Wenn sich die Lastvorrichtung 22 im Überstromzustand oder im Unterbrechungszustand befindet, zeigt der Master-Controller 11 auf der Anzeige 12 den Zustand des Verbrauchers 22 wiedergebende Informationen an.
Der Master-Controller 11 führt den oben beschriebenen Vorgang nacheinander für jeden der Slave-Knoten 2 aus. Beim Senden des nächsten Befehlssignals an denselben Slave-Knoten 2 kann der Master-Controller 11 mit den Betätigungsbefehlsdaten im Befehlssignal den zugeordneten Verbraucher 22 aufgrund des Zustandes des Verbrauchers, der aus dem Rücksignal erhalten wurde, oder aufgrund anderer Faktoren anweisen, die Leistung zu erhöhen oder zu vermindern.
Nachfolgend wird der Betrieb jedes Slave-Knotens 2 anhand des Ablaufschemas der 4 erläutert.
Im Schritt S201 wird der Slave-Controller 21 jedes Slave-Knotens 2 in einem Wartezustand gehalten, bis er über den entsprechenden O/E-Wandler 24 ein Befehlssignal vom Netzwerk empfängt. Wenn der Slave-Controller 21 das Befehlssignal empfängt, geht das Verfahren zum Schritt S202 über. Dabei stellt der Slave-Controller 21 fest, ob die von den Adreßdaten des Befehlssignals wiedergegebene Adresse mit seiner eigenen Adresse übereinstimmt oder nicht. Ist die Feststellung negativ, sendet der Slave-Controller 21 das Befehlssignal einfach über den entsprechenden E/O-Wandler 23 an das Netzwerk, ohne dem empfangenen Befehlssignal die Detektionsergebnisdaten hinzuzufügen. Dann wird das Verfahren eingestellt. Ist die Feststellung im Schritt S202 dagegen positiv, geht das vom Slave-Controller 21 ausgeführte Verfahren weiter zum Schritt S204.
Im Schritt S204 stellt der Slave-Controller 21 fest, ob der von den Betätigungsbefehlsdaten im Befehlssignal angezeigte Befehl ein Ansteuerbefehl für die Lastvorrichtung 22 ist. Wenn der Befehl kein Ansteuerbefehl ist oder es sich bei dem Befehl um einen Sperrbefehl für den Verbraucher 22 handelt, geht das Verfahren mit Schritt S205 weiter. Darin steuert der Slave-Controller 21 den Treiber 25, um den entsprechenden Verbraucher 22 zu sperren. Im anschließenden Schritt S206 sendet der Slave-Controller 21 über den E/O-Wandler 23 ein Rücksignal an das Netzwerk. Dann wird das Verfahren eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt kann der Slave-Controller 21 dem Befehlsignal Informationen, die einen Abbruch beim Verbraucher 22 anzeigen, als Detektionsergebnisdaten hinzufügen und das Befehlssignal mit den Detektionsergebnisdaten als Rücksignal senden.
Wenn es sich bei dem Befehl im Schritt S204 dagegen um einen Ansteuerbefehl handelt, geht das Verfahren zum Schritt S207 über. Dabei steuert der Slave-Controller 21 den Treiber 25, um den entsprechenden Verbraucher 22 anzusteuern. Im anschließenden Schritt S208 stellt der Slave-Controller 21 fest, ob der von den Betätigungsbefehldaten im Befehlssignal angezeigte Befehl einen Befehl zum Ändern der Leistung des Verbrauchers 22 (Leistungserhöhungsbefehl oder Leistungsverminderungsbefehl) enthält. Wenn der Befehl einen Leistungsänderungsbefehl enthält, wird das Verfahren mit Schritt S209 fortgeführt. Darin steuert der Slave-Controller 21 den Treiber 25, um die Leistung des entsprechenden Verbrauchers 22 zu ändern (zu erhöhen oder vermindern). Dann geht das Verfahren zum Schritt S210 über. Enthält der Befehl dagegen keinen Leistungsänderungsbefehl, führt der Slave-Controller 21 den Prozeß des Schrittes S209 nicht aus, und das Verfahren geht mit Schritt S210 weiter.
Im Schritt S210 detektiert der Slave-Controller 21 einen Wert E eines durch den entsprechenden Verbraucher 22 fließenden Stroms mittels des Stromsensors 26. Im anschließenden Schritt S211 stellt der Slave-Controller 21 fest, ob der detektierte Stromwert E gleich Null ist. Wenn der Stromwert E gleich Null ist, d. h. wenn kein Strom durch den Verbraucher 22 fließt, stellt der Slave-Controller 21 fest, daß der Verbraucher 22 in einem Unterbrechungszustand ist. Dann wird das Verfahren mit Schritt S212 fortgesetzt. Im Schritt S212 fügt der Slave-Controller 21 dem Befehlssignal als Informationen Detektionsergebnisdaten hinzu, die den Unterbrechungszustand anzeigen. Das Verfahren wird dann im Schritt S217 weitergeführt.
Wenn der detektierte Stromwert E dagegen ungleich Null ist, geht das Verfahren mit Schritt S213 weiter, in dem der Slave-Controller 21 feststellt, ob der Stromwert E größer oder gleich einem Schwellenwert Et ist, der von den Schwellenwertdaten im Befehlssignal angezeigt wird. Ist der Stromwert E größer oder gleich dem Schwellenwert Et, stellt der Slave-Controller 21 fest, daß sich der Verbraucher 22 in einem Überstromzustand oder in einem Überspannungszustand befindet. Dann geht das Verfahren zum Schritt S214. Im Schritt S214 fügt der Slave-Controller 21 dem Befehlssignal Informationen, die den Überstromzustand wiedergeben, als Detektionsergebnisdaten hinzu. Im anschließenden Schritt S215 steuert der Slave-Controller 21 den Treiber 25, um den Verbraucher 22 zu sperren, d. h. die Stromzufuhr zur Lastvorrichtung 22 abzubrechen. Dann geht das Verfahren weiter zum Schritt S217.
Wenn der detektierte Stromwert E dagegen kleiner als der Schwellenwert Et ist, stellt der Slave-Controller 21 fest, daß der Verbraucher 22 normal arbeitet. Das Verfahren geht dann mit Schritt S216 weiter. Im Schritt S216 fügt der Slave-Controller 21 dem Befehlssignal Detektionsergebnisdaten als Informationen hinzu, die einen Normalzustand anzeigen. Dann wird das Verfahren mit Schritt S217 fortgesetzt.
Im Schritt S217 sendet der Slave-Controller 21 an das Netzwerk das Befehlsssignal, dem die Detektionsergebnisdaten hinzugefügt wurden, als Rücksignal zum Master-Knoten 1. Nun wird das Verfahren eingestellt.
Diese Ausführungsform bietet folgende Vorteile:

(1) Jeder Slave-Knoten 2 detektiert den Wert eines durch den entsprechenden Verbraucher 22 fließenden Stroms. Jeder Slave-Knoten 2 fügt bei Empfang eines an ihn adressierten Befehlssignals vom Master-Knoten 1 über das Netzwerk dem Befehlssignal, ausgehend vom detektierten Stromwert, Detektionsergebnisdaten zu und sendet das Befehlssignal als Rücksignal für den Master-Knoten 1 an das Netzwerk. Anhand der Detektionsergebnisdaten im Rücksignal vom Netzwerk erfaßt der Master-Knoten 1 den Zustand des Verbrauchers 22, der an den dem Rücksignal entsprechenden Slave-Knoten 2 angeschlossen ist. Daher ist der Masterknoten 1 in der Lage, den Zustand des jeweils an den Slave-Knoten 2 angeschlossenen Verbrauchers 22 stets zuverlässig zu überwachen und Störungen in einem der Slave-Knoten 2 frühzeitig zuverlässig zu erkennen.
(2) Ausgehend von einem detektierten Stromwert stellt jeder Slave-Knoten 2 fest, in welchem der Zustände Überstromzustand, Unterbrechungszustand oder Normalzustand, sich der entsprechende Verbraucher 22 befindet, und fügt dem Befehlssignal Informationen, die den festgestellten Zustand wiedergeben, als Detektionsergebnisdaten hinzu. Daher müssen die Detektionsergebnisdaten nur 2-Bit-Daten sein, die in der Lage sind, die drei Zustände anzuzeigen, was die Menge der über das Netzwerk übertragenen Daten reduziert. Dies ist für eine stabile und zuverlässige Kommunikation über das Netzwerk von Vorteil.
(3) Jeder Slave-Knoten 2 vergleicht einen detektierten Stromwert mit dem Schwellenwert und stellt dadurch den Zustand des entsprechenden Verbrauchers 22 fest. Dadurch läßt sich der Zustand des Verbrauchers 22 einfach ermitteln.
(4) Wenn ein detektierter Stromwert größer oder gleich dem Schwellenwert ist, unterbricht jeder Slave-Knoten 2 die Stromzufuhr zum entsprechenden Verbraucher 22. Daher wird, wenn einer der Verbraucher 22 gestört ist, dieser Verbraucher 22 frühzeitig gesperrt, um zu verhindern, daß er beschädigt wird.
(5) Jeder Slave-Knoten 2 stellt den Schwellenwert gemäß den Schwellenwertdaten im Befehlssignal vom Master-Knoten 1 ein. Damit muß der Slave-Knoten 2 keine mit dem Schwellenwert zusammenhängenden Daten speichern. Zudem ist der Master-Knoten 1 in der Lage, unter Verwendung der Schwellenwertdaten von 4-Bit-Daten Schwellenwerte einzustellen, die jeweils für einen der Slave-Knoten 2 geeignet sind, und den Schwellenwert für jeden Slave-Knoten 2 zu ändern. Daher kann der Schwellenwert gemäß den Bedingungen, unter denen die Vorrichtung verwendet wird, stets für jeden Slave-Knoten 2 optimiert werden. Somit wird der Zustand jedes Slave-Knotens 2 weiter zuverlässig überwacht.

Die obige Ausführungsform kann folgendermaßen modifiziert werden:
An Stelle der Stromsensoren 26 oder zusätzlich zu diesen können Temperatursensoren zum Detektieren der Temperatur des Verbrauchers 22 als Zustandsdetektionsabschnitte vorgesehen sein. In diesem Fall kann der Zustand jedes Verbrauchers 22 anhand der vom Temperatursensor detektierten Temperatur des Verbrauchers 22 ermittelt werden.
Das optische LAN gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch in anderen Situationen als beim Einsatz in Fahrzeugen verwendet werden.
Ebenso kann das optische LAN gemäß der vorliegenden Erfindung bei anderen optischen LAN als ringförmigen optischen LAN verwendet werden. Beispielsweise kann die optische LAN-Vorrichtung bei einem optischen LAN vom Bus-Typ eingesetzt werden.
Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen sind als veranschaulichend, nicht aber als einschränkend, zu verstehen, wobei die Erfindung nicht auf die hier angegebenen Einzelheiten zu beschränken ist, sondern innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche modifiziert werden kann.

Claims

Optisches LAN mit einem Master-Knoten (1), der einen Master-Controller (11) aufweist; mehreren Slave-Knoten (2), die jeweils einen Verbraucher (22), einen Zustandsdetektionsabschnitt (26) zum Detektieren des Zustands des Verbrauchers (22) und einen Slave-Controller (21) aufweisen, wobei jeder Slave-Knoten (2) den entsprechende Verbraucher (22) als Reaktion auf ein Befehlssignal vom Master-Knoten (1) ansteuert; der Master-Controller (11) Befehlssignale, die jeweils einem der Slave-Knoten (2) entsprechen, über das Netzwerk sendet, wobei jeder Slave-Controller (2) Detektionsergebnisinformationen aufgrund des vom Zustandsdetektionsabschnitt (26) detektierten Zustands hinzufügt und das Befehlssignal als ein Rücksignal für den Master-Knoten (1) an das Netzwerk sendet, wenn eines der entsprechenden Befehlssignale vom Netzwerk empfangen wird, wobei der Master-Controller (11), ausgehend von den Detektionsergebnisinformationen in jedem Rücksignal vom Netzwerk, dem Rücksignal entsprechend den Zustand der Lastvorrichtung (22) erfaßt und die Verbraucher (22) elektrische Verbraucher sind, die elektrisch betrieben werden, und wobei die Zustandsdetektionsabschnitte Stromdetektionsabschnitte (26), die den Wert eines Stroms durch den entsprechenden elektrischen Verbraucher (22) detektieren, und/oder Temperaturdetektionsabschnitte sind, die den Wert einer Temperatur des Verbrauchers (22) detektieren, wobei jeder Slave-Controller (21) den vom entsprechenden Zustandsdetektionsabschnitt (26) detektierten Wert mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht und dadurch den Zustand des entsprechenden elektrischen Verbrauchers (22) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß optische Faserkabel (3) den Master-Knoten (1) mit den Slave-Knoten (2) verbinden, um das Netzwerk zu bilden, und wobei jedes Befehlssignal Informationen enthält, die den Schwellenwert anzeigen, und wobei jeder Slave-Controller (21) den vom entsprechenden Stromdetektionsabschnitt (26) detektierten Stromwert mit dem Schwellenwert im entsprechenden Befehlssignal vergleicht.
Optisches LAN nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandsdetektionsabschnitte Stromdetektionsabschnitte (26) sind und ausgehend vom Stromwert, der vom entsprechenden Stromdetektionsabschnitt (26) detektiert wurde, jeder Slave-Controller (21) feststellt, ob sich der entsprechende elektrische Verbraucher (22) in einem Überlastzustand, in dem kein Strom durch die Lastvorrichtung (22) fließt, oder in einem Normalzustand befindet, und dem Befehlssignal Informationen, die den festgestellten Zustand wiedergeben, als Detektionsergebnisinformationen hinzufügt.
Optisches LAN nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Slave-Controller (21) die Stromversorgung des entsprechenden elektrischen Verbrauchers (22) abbricht, wenn der von dem entsprechenden Zustandsdetektionsabschnitt (26) detektierte Wert größer oder gleich dem Schwellenwert ist.
Zustandsüberwachungsverfahren für Verbraucher in einem optischen LAN, wobei das optische LAN einen Master-Knoten (1) mit einem Master-Controller (11) und mehrere Slave-Knoten (2) umfaßt, die über das Netzwerk miteinander verbunden sind, wobei die Verbraucher (22) elektrische Verbraucher (22) sind, die elektrisch betrieben werden, die Slave-Knoten (2) mit Zustandsdetektionsabschnitten (26) versehen sind, die Stromdetektionsabschnitte, welche den Wert eines Stroms durch den entsprechenden elektrischen Verbraucher (22) detektieren, und/oder Temperaturdetektionsabschnitte sind, die den Wert einer Temperatur des Verbrauchers (22) detektieren, jeder Slave-Knoten (2) den von dem entsprechenden Zustandsdetektionsabschnitt (26) detektierten Wert mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht, um den Zustand der Verbrauchers (22) zu detektieren, wobei das Verfahren umfaßt Veranlassen des Master-Knotens (1), Befehlssignale, die jeweils einem der Slave-Knoten (2) entsprechen, über das Netzwerk zu senden; Veranlassen (S202) jedes Slave-Knotens (2), das entsprechende der Befehlssignale vom Master-Knoten (1) zu empfangen; Veranlassen (S207) jedes Slave-Knotens (2), die entsprechende Lastvorrichtung (22) als Reaktion auf das entsprechende Befehlssignal anzusteuern; Veranlassen (S210) jedes Slave-Knotens (2), den Zustand der entsprechenden Lastvorrichtung (22) zu detektieren; Veranlassen (S212, S214, S216) jedes Slave-Knotens (2), Detektionsergebnisinformationen, die auf dem detektierten Zustand des entsprechenden Verbrauchers (22) beruhen, hinzuzufügen und das Befehlssignal als Rücksignal für den Master-Knoten (1) zu senden (S217); Veranlassen des Master-Controllers (11), die Rücksignale von den Slave-Knoten (2) zu empfangen; und Veranlassen des Master-Controllers (11), den Zustand jedes Verbrauchers (22), der einem der Rücksignale entspricht, anhand der Detektionsergebnisinformationen im Rücksignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß der Master-(1) und die Slave-Knoten (2) über optischen Faserkabel miteinander verbunden sind, um das Netzwerk zu bilden, wobei der Master-Knoten (1) die Schwellenwerte über das Netzwerk an die Slave-Knoten (2) sendet.