(57)【要約】【課題】アドレス指定が予め不変に確定されているため、測定システムの構成が限定される。【解決手段】本発明は、フィールドバス６を用いて少なくとも１つのフィールド装置３、４、５に動作可能に接続される制御ユニット２を備える道路建設機械用測定システム１に関し、上記測定システム１において、専用バスアドレスを上記フィールドバス６に接続された各フィールド装置３、４、５にそれぞれ割当て可能である。さらに、本発明は、少なくとも１つのフィールド装置３、４、５をアドレス指定する方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路建設機械用測定システム（１）であって、フィールドバス（６）を用いて少なくとも１つのフィールド装置（３、４、５）に動作可能に接続される制御ユニット（２）を備え、前記フィールド装置（３、４、５）は電圧入力部（１６ａ）及び電圧出力部（１６ｂ）を備え、電圧入力信号を、前記制御ユニット（２）によって前記フィールドバス（６）を介して前記フィールド装置（３、４、５）の前記電圧入力部（１６ａ）に送信可能である、道路建設機械用測定システムにおいて、
前記電圧入力信号の大きさに基づき、専用バスアドレスを前記フィールド装置（３、４、５）に割当て可能であり、前記フィールド装置（３、４、５）は、前記電圧入力信号から、オフセット電圧だけ異なる電圧出力信号を生成するように構成され、該電圧出力信号は、前記フィールド装置（３、４、５）の前記電圧出力部（１６ｂ）から前記フィールドバスを介して別のフィールド装置（３、４、５）の電圧入力部（１６ａ）に送信可能であり、前記フィールド装置（３、４、５）によって出力された前記電圧出力信号に基づき、該測定システム（１）において異なる専用バスアドレスを前記別のフィールド装置に割り当てることができることを特徴とする、道路建設機械用測定システム。
【請求項２】
前記電圧入力部（１６ａ）は、０ボルト〜２０ボルトの値の範囲のアナログ電圧入力部であることを特徴とする、請求項１に記載の測定システム。
【請求項３】
前記電圧出力部（１６ｂ）は、０ボルト〜２０ボルトの値の範囲のアナログ電圧出力部であることを特徴とする、請求項１に記載の測定システム。
【請求項４】
前記オフセット電圧は０．１ボルトを整数倍した値、特に０．５ボルトであることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の測定システム。
【請求項５】
該測定システム（１）に接続された前記フィールド装置（３、４、５）の専用バスアドレスの割当ては自動的に行われることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の測定システム。
【請求項６】
任意のフィールド装置を前記フィールドバス（２）に接続することにより、該新たに接続されたフィールド装置（３、４、５）に専用バスアドレスを自動的に割当て可能であることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の測定システム。
【請求項７】
前記フィールドバス（６）は、ケーブル間接続部、好ましくは螺旋ケーブル（２１）として少なくとも部分的に設計されることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の測定システム。
【請求項８】
前記フィールドバス（６）は、デジタルフィールドバス、好ましくはＣＡＮバスであることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の測定システム。
【請求項９】
複数のフィールド装置（３、４、５）を前記フィールドバス（６）に着脱可能に接続することができることを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の測定システム。
【請求項１０】
複数のフィールド装置（３、４、５）を、前記フィールドバス（６）を用いることによって前記制御ユニット（２）に対して動作可能に直列に接続することができることを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の測定システム。
【請求項１１】
前記フィールド装置は、Ｙ型分配器（７、８）によって前記フィールドバス（６）に接続されることを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の測定システム。
【請求項１２】
前記フィールド装置は、前記電圧入力信号を受信する入力コネクター及び前記電圧出力信号を送信する出力コネクターをそれぞれ備え、該コネクターを介して、前記フィールド装置を前記フィールドバス（６）に接続することができることを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の測定システム。
【請求項１３】
前記フィールド装置（３、４、５）は、センサー又はアクチュエーターであることを特徴とする、請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載の測定システム。
【請求項１４】
前記制御ユニット（２）は、前記道路建設機械の外部操作ステーションであることを特徴とする、請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載の測定システム。
【請求項１５】
道路建設機械の測定システム（１）において少なくとも１つのフィールド装置（３、４、５）をアドレス指定する方法であって、前記フィールド装置（３、４、５）は、フィールドバス（６）を介して前記測定システム（１）の制御ユニット（２）に接続され、前記制御ユニット（２）は、電圧入力信号を前記フィールド装置（３、４、５）の電圧入力部（１６ａ）に送信し、前記電圧入力信号の大きさに基づき、専用バスアドレスが前記フィールド装置（３、４、５）に割り当てられ、前記フィールド装置は、前記電圧入力信号の大きさに基づいて電圧出力信号を生成し、該電圧出力信号は、オフセット電圧だけ前記電圧入力信号と異なるとともに、前記フィールド装置の電圧出力部から前記フィールドバスを介して別のフィールド装置の電圧入力部に送信され、前記フィールド装置によって出力された前記電圧出力信号に基づき、前記測定システムにおいて異なる専用バスアドレスが前記別のフィールド装置に割り当てられることを特徴とする、道路建設機械の測定システムにおいて少なくとも１つのフィールド装置をアドレス指定する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載の特徴を有する測定システム及び請求項１５に記載の特徴を有する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地層厚さを測定する道路建設機械に用いられる既知の測定システムは、フィールドバスを介して複数の、好ましくは３つの標高測定センサーそれぞれに接続される制御ユニットを備える。このため、制御ユニットは、それぞれの接続ボックスが設けられた３つのセンサーそれぞれに対するものである。接続ボックスは、バスシステムを介してそれぞれの各センサーに接続される。
【０００３】
制御ユニットに統合されるとともに、制御ユニットに動作可能に接続されるマルチコネクターストリップを使用することが知られている。コネクターストリップは、センサーのそれぞれに１つのソケットを提供する。各ソケットは、１つのセンサータイプの特定の使用のために形成されており、センサーは、それぞれのフィールドバスを介してソケットにそれぞれ接続することができる。これに伴う問題は、複数のセンサーの使用はまた、複数のフィールドバスケーブルの使用を必要とし、その結果コストが増大するとともにケーブル配線が複雑になることである。
【０００４】
制御ユニットのコネクターストリップに設けられたソケットは、全てが使用される必要はないが、恣意的に使用することはできない。したがって、センサーと測定システムの制御ユニットとの間の機能通信を可能にするためには、様々なセンサー又はセンサーの様々な組合せに対してそれぞれ、それらに特に適合されたコネクターストリップが常に用いられなければならない。これが高い製造コストにつながる。さらに、既知の測定システムは、個別に適合されたコネクターストリップに起因して、柔軟に使用することができない。
【０００５】
さらに、既知の測定システムの場合、それぞれのセンサーは、対応するソケットに対してのみ動作するため、利用されるセンサーのアドレス指定は予め不変に確定されている。そのため、既知の測定システムの適用選択肢は或る程度限定されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した測定システムに基づき、本発明は、ランダムな数の様々なフィールド装置と組み合わせることができるように、また、それぞれ本測定システム又は本測定方法により、個別のフィールド装置の柔軟かつ信頼性のあるアドレス指定を確実にするように技術的に設計された簡単な特徴を用いて、測定システム及び測定方法を改善するという目的に基づく。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１に記載の特徴及び請求項１５に記載の特徴のそれぞれによって達成される。本発明の改善された発展形態が従属請求項に記載の特徴によって開示される。
【０００８】
本発明は、道路建設機械用、詳細には路面仕上げ機用の測定システムに関する。この測定システムは、フィールドバスを介して少なくとも１つのフィールド装置に動作可能に接続される制御ユニットを備える。フィールド装置は、電圧入力部及び電圧出力部を備え、電圧入力信号を、制御ユニットからフィールドバスを介してフィールド装置の電圧入力部に送信可能である。
【０００９】
本発明によれば、電圧入力信号の大きさに基づき、専用バスアドレスをフィールド装置に割当て可能である。この場合、フィールド装置は、上記電圧入力信号から電圧出力信号を生成するようになっている。この電圧出力信号は、オフセット電圧だけ電圧入力信号と異なるとともに、フィールド装置の電圧出力部からフィールドバスを介して、別のフィールド装置の電圧入力部に送信可能である。そのため、フィールド装置によって出力された電圧出力信号に基づき、測定システムにおいて、異なる専用バスアドレスを別のフィールド装置に割り当てることができる。
【００１０】
本発明に基づき、測定システムを任意の数のフィールド装置、例えばセンサー又はアクチュエーターに拡張することが可能である。この場合、測定システムに接続されたフィールド装置のアドレス指定は、接続されたフィールド装置自身によって容易に行うことができる。
【００１１】
本発明では、測定システムに接続されたそれぞれのフィールド装置が、それぞれの電圧入力部に印加される電圧レベルに基づいて、それらの個別のアドレスを認識するように、また、フィールドバスを介して制御ユニットに送信可能である周期的なＣＡＮメッセージを生成するように構成される。制御ユニットは、それぞれのＣＡＮメッセージを用いることにより、それぞれのフィールド装置のアドレス（ハートビート）からそれらの識別子（ＣＡＮ識別子）を確定することができる。制御ユニットが、それぞれのＣＡＮメッセージ及びそれらのメッセージに含まれるユーザーデータを用いることにより、それぞれのセンサータイプを確定することも可能である。 例えば、「超音波水平センサー」タイプの幾つかのセンサーが存在し、例えば、制御ユニットにおいて動作モード「ビッグスキー（Big-ski）」がアクティブ化されると、センサーの取付け位置がケーブル配線の順序、すなわちアドレス順序から定まる。
【００１２】
アドレス指定によって、他のＣＡＮ識別子が計算可能であるとともに、他のメッセージを送信するために、他のＣＡＮ識別子を用いることも可能である。他のメッセージのそれぞれにおいて、接続されたフィールド装置の測定データが送信可能である。
【００１３】
本発明により、測定システムに接続されたフィールド装置のそれぞれは、それ自身が、電圧入力部に印加される電圧レベルを用いるために、測定システムにおいて自身にアドレス指定を行うことが可能である。電圧レベルは、フィールド装置間でオフセット電圧の倍数だけ異なり、そのため、それぞれのフィールド装置は、制御ユニットとの間でエラーのない高速通信が可能である。したがって、測定システムに接続されたフィールド装置は、自身にバスアドレスを割り当てるように設計される。
【００１４】
例えば、フィールドバスを介して制御ユニットに直接接続されたフィールド装置は、制御ユニットによって送信された電圧入力信号に基づき、自身にバスアドレス１を割り当てる。フィールド装置がフィールドバスを介して制御ユニットに接続された場合、例えば０．５ボルトの電圧入力信号がフィールド装置の電圧入力部に印加される。フィールド装置は、好ましくは０．５ボルトのオフセット電圧を伴って、この電圧入力信号からそれぞれ１ボルトの電圧出力信号を生成する。電圧入力信号が０．５ボルトであるフィールド装置は、この電圧入力信号に基づき、自身に１のバスアドレスを割り当てる。その一方で、他のフィールド装置は、ここで変動した１．０ボルトの電圧入力信号に基づき、自身のバスアドレス、例えばバスアドレス２を確定する。更なるフィールド装置のアドレス指定を、この方法で続けることができる。したがって、測定システムは、他のフィールド装置を用いて、所望のように拡張することができる。
【００１５】
好ましくは、制御ユニットによってフィールド装置に送信される電圧入力信号の値は、オフセット電圧の値に一致する。例えば、電圧入力信号及びオフセット電圧はそれぞれ、上述したように０．５ボルトである。代替的には、電圧入力信号及びオフセット電圧はそれぞれ、０．１ボルトの倍数とすることができる。これにより、通常、それぞれのフィールド装置のバスアドレスは、それぞれのフィールド装置に印加された電圧入力信号をオフセット電圧で除算することによって求めることが可能となる（バスアドレス＝それぞれのフィールド装置における電圧入力信号（Ｖ）／オフセット電圧（Ｖ））。この実施の形態によれば、１から始まる整数アドレス指定を行うことも可能である。
【００１６】
例えば、既に直列に接続された２つのフィールド装置（第１のフィールド装置はバスアドレス１を有し、第２のフィールド装置はバスアドレス２を有する）に接続されたフィールド装置は、制御ユニットによって出力された初期電圧入力信号が０．３ボルトであり、初期電圧入力信号は、第１のフィールド装置によって、それぞれのオフセット電圧である０．３ボルトだけ増加されて０．６ボルトとなり、第２のフィールド装置によって０．９ボルトとなる場合、自身にバスアドレス３を割り当てる。その理由は、２つのフィールド装置に接続されたフィールド装置は、このとき、直列に接続された第３のフィールド装置であり、オフセット電圧が０．３ボルトである０．９ボルトの電圧入力信号を受信するためである。したがって、電圧入力信号をオフセット電圧で除算した結果は３であり、これがバスアドレスとなる。
【００１７】
しかし、別の方法として、制御ユニットによって出力された電圧入力信号とオフセット電圧とが異なる電圧レベルを含むことも可能である。初期電圧入力信号が０．５ボルトであり、選択されたオフセット電圧が０．１ボルトである場合、制御ユニットと直近に接続されたフィールド装置は、バスアドレス５を受け、バスアドレス６等と続く。このように、測定システムのエネルギー消費を所望のように適合し、改善することができる。
【００１８】
好ましくは、電圧入力部は、０ボルト〜２０ボルトの値の範囲のアナログ電圧入力部である。０．５ボルトの電圧入力信号から始め、電圧入力信号をそれぞれ０．５ボルトのオフセット電圧だけ段階的に増加することによって、測定システムにおいて最大４０個のフィールド装置をアドレス指定することが可能である。電圧入力部は、好ましくはＡ／Ｄコンバーターである。Ａ／Ｄコンバーターは、アナログ電圧入力信号をデジタル電圧信号に変換し、デジタル電圧信号は、オフセット電圧を用いて更に処理されて、電圧出力信号となる。
【００１９】
しかし、測定システムに設置されたそれぞれのフィールド装置のアナログ電圧入力部は、上述した値の範囲より更に広い値の範囲、例えば０ボルト〜５０ボルトの値の範囲で形成されることもあり得る。このような構成は、フィールド装置を、本発明による複合型測定システムの多種多様な他のフィールド装置と組み合わせて用いる場合に、特に有利である。
【００２０】
好ましくは、電圧出力部は０ボルト〜２０ボルトの値の範囲のアナログ電圧出力部を有する。前述したように、この電圧範囲は、本発明において、様々な複合型測定システムを実現可能とするために、ランダムに拡張することができる。更なる実施の形態による電圧出力部は、Ｄ／Ａコンバーターを含む。Ｄ／Ａコンバーターは、オフセット電圧を用いて生成された電圧出力信号をアナログ変換することができ、これにより、電圧出力信号を、フィールドバスに接続されたフィールド装置の電圧入力部に良好に送信することができる。
【００２１】
本発明による測定システム内のそれぞれのフィールド装置を正確にアドレス指定するためには、オフセット電圧が０．１ボルトを整数倍した値、好ましくは０．５ボルトである場合に有益である。例えば、フィールドバスを介して制御ユニットに対して動作可能に直列に接続された３つのフィールド装置をアドレス指定するためには、第１のフィールド装置の電圧入力部において０．５ボルトの電圧入力信号が印加され、オフセット電圧が０．５ボルトである場合、フィールド装置のそれぞれの電圧入力部において、電圧入力信号を０．５ボルトずつ段階的に増加することができる。したがって、この例による第２のフィールド装置の電圧入力部には１ボルトの電圧入力信号が印加され、第３のフィールド装置の電圧入力部には、１．５ボルトの電圧入力信号が印加される。０．５ボルトのオフセット電圧を用いて、それぞれのフィールド装置は、自身に対してバスアドレスを固有に割り当てることができる。
【００２２】
本発明の別の実施の形態によれば、測定システムに接続されたフィールド装置に対するそれぞれの専用バスアドレスの割当てが自動的に行われる。この場合、測定システムに新たに接続されたフィールド装置は、測定システムにおける別のフィールド装置に未だ割り当てられていないバスアドレスを自身に対して自動的に生成する。これにより、制御ユニット及び接続されたフィールド装置間における機能的な通信が非常に簡単な方法で可能となる。自動的なバスアドレス指定により、本発明による測定システムは、操作員によって容易に拡張することができる。
【００２３】
好ましくは、更なるフィールド装置をフィールドバスに新たに接続することにより、専用バスアドレスを、新たに接続されたフィールド装置それぞれに自動的に割当て可能である。したがって、操作員は、そのフィールドバス用に特に意図されたソケットが利用できないことを憂慮する必要がない。これにより、追加のフィールド装置を加えることによって、所望のように、測定システムを機能拡張することが可能となる。
【００２４】
測定システムは、フィールドバスがケーブル間接続部として、好ましくは螺旋ケーブルとして少なくとも部分的に設計される場合に、特に柔軟に用いることができる。これにより、測定システムは、道路建設機械において特に柔軟に利用可能であり、道路建設機械の様々な個所に容易に取り付けることができる。
【００２５】
好ましくは、フィールドバスはデジタルフィールドバスであり、これによって制御ユニット及び制御ユニットに接続されたフィールド装置間で良好な通信が可能となる。有益な例として、フィールドバスはＣＡＮバスシステムであり、ＣＡＮバスシステムを用いて、フィールド装置及び制御ユニット間で非常に高速な通信が可能となる。
【００２６】
測定システムを様々な使用条件に適合するために、好ましくは、複数のフィールド装置をフィールドバスに着脱可能に接続することができる。これにより、フィールド装置は容易に交換可能であり、特に欠陥がある場合に、他のフィールド装置に取り替えることができる。フィールド装置が交換可能なことにより、測定システムを、その機能性又は複合性において、様々な測定要件に適合するよう、所望のように変更することも容易に可能である。
【００２７】
複数のフィールド装置がフィールドバスによって制御ユニットに対して動作可能に直列に接続される場合、フィールド装置及び制御ユニット間で非常に高速なデータ転送が可能である。フィールドバスでフィールド装置をデイジーチェーンのように接続することにより、特に操作員が、測定システムの組立て全体を容易にメンテナンスすることが可能であり、測定システムのユーザビリティの向上につながる。
【００２８】
フィールド装置が好ましくはＹ型分配器によってフィールドバスにそれぞれ接続される場合、非常に簡単に取り扱うことができる。Ｙ型分配器を用いることにより、フィールド装置を迅速かつ容易に測定システムに動作可能に接続し、また、フィールド装置を測定システムから取り除くことが可能である。
【００２９】
フィールド装置及びフィールド装置に取り付けられたＹ型分配器が、フィールドバスに接続されたフィールド装置のチェーンから取り除かれた場合であっても、それにより生じるギャップは、フィールドバスの解放端セクション同士を単純に接続することで、フィールドバスによって容易に塞ぐことができる。この結果として、フィールド装置は、取り除かれたフィールド装置を補償するため、新たなアドレス指定を行うことが可能となる。
【００３０】
Ｙ型分配器を用いたそれぞれのフィールド装置（複数の場合もある）のフィールドバスへの接続の代替形態として、フィールド装置は、電圧入力信号を受信する入力コネクターと、電圧出力信号を送信する出力コネクターとをそれぞれ備える。これらのコネクターを介して、フィールド装置をフィールドバスに接続することができる。この場合、好ましくは、入力コネクターは、接続先であるフィールドバス接続部を有し、フィールドバス接続部を介して電圧入力信号が送信され、また出力プラグは、接続先である異なるフィールドバス接続部を有し、フィールドバス接続部を介して電圧出力信号が送信される。これにより、製造業者に特有のフィールド装置の種類に依存するのではなく、様々な製造業者からのフィールド装置を動作可能に測定システムに接続することが可能となる。
【００３１】
道路建設において、フィールド装置がセンサー又はアクチュエーターである場合、本発明による測定システムを特に有利に用いることができる。フィールド装置がセンサーとして設計される場合、例えば水平センサー又は材料流量センサーとすることができる。同様に、センサーは、超音波シングルセンサー、広範囲センサー又は機械センサーとして、測定システムに動作可能に統合されるように設計することができる。
【００３２】
本発明の特定の実施の形態によれば、制御ユニットは、道路建設機械の外部操作ステーションである。外部操作ステーションを用いることによって、新たな舗装の設置作業中に、操作員が測定システムに接続されたフィールド装置をリトリーブ（retrieve）及び／又は作動することができる。そのため、舗装中にリアルタイムでの設置作業監視が可能であり、それにより、舗装設置作業中の不具合に迅速に対処することができる。
【００３３】
さらに、測定システムは、好ましくは、設置作業のために設けられる道路建設機械のアクチュエーターに動作可能に接続されることも可能である。そのため、アクチュエーターの調整は、測定システムのフィールド装置による記録測定値に応じて行われる。これにより、フィールド装置によって実際に検出された値に基づき、道路建設機械のアクチュエーターを自動制御することが可能となる。この方法により、例えば、路面仕上げ機のスクリードが自動的に位置制御されることで、舗装の設置作業中に生じる路面の不均一性に対処することができる。
【００３４】
本発明はまた、道路建設機械の測定システムにおいて少なくとも１つのフィールド装置をアドレス指定する方法に関する。これにより、フィールド装置は、フィールドバスを用いて測定システムの制御ユニットに接続され、制御ユニットは電圧入力信号をフィールド装置の電圧入力部に送信し、この電圧入力信号の大きさに基づき、専用バスアドレスがフィールド装置に割り当てられる。本発明によれば、フィールド装置は、電圧入力信号の大きさに基づいて、オフセット電圧だけ電圧入力信号と異なる電圧出力信号を生成し、この電圧出力信号がフィールド装置の電圧出力部からフィールドバスを介して別のフィールド装置の電圧入力部に送信される。これにより、フィールド装置から出力された電圧出力信号に基づいて、測定システムにおける専用バスアドレスを別のフィールド装置に同様に割り当てることが可能となる。
【００３５】
本発明によれば、幾つかのフィールド装置をデイジーチェーン状に接続する場合、それぞれのフィールド装置によって行われるオフセットに起因して、電圧入力信号がフィールド装置からフィールド装置へと段階的に増加するように、１つのフィールド装置の電圧出力部が別のフィールド装置の電圧入力部に連結される。フィールド装置は、増加する入力電圧信号に基づいて、個別のバスアドレスを自身に対してそれぞれ確立することができ、個別のバスアドレスを用いて、制御ユニットとの間で信頼性のある通信を行うことができる。
【００３６】
本発明の実施形態は、添付の図面を参照しながら以下においてより詳細に説明される。
【発明の効果】
【００３７】
本発明による方法により、特に道路建設機械とともに使用する状況に適合する柔軟な測定システムを確立することが可能である。以前から既知の、制御ユニットに設けられる、限られた数のセンサーを制御ユニットに動作可能に接続するコネクターストリップは、もはや必要ない。本発明による測定システム及び測定方法はまた、操作員がフィールド装置を制御ユニットに不正確に接続すること、すなわちコネクターが誤った場所に接続されることを防止する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による測定システムの一実施形態を示す図である。
【図２】本発明による測定システムの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、本発明の一実施形態による測定システム１を示している。測定システム１は、図１によれば外部操作ステーションとして設計されている制御ユニット２を備える。
【００４０】
測定システム１は、フィールド装置として第１のセンサー３と、第２のセンサー４と、第３のセンサー５と、を備える。全てのセンサー３、４、５が、フィールドバス６によって制御ユニット２に対して動作可能に直列に接続されている。制御ユニット２は、フィールドバス６を介して、センサー３、４、５と通信することができ、そのため、センサー３、４、５によって検出された測定値は、制御ユニット２に送信されて制御ユニット２によって処理することができる。
【００４１】
本発明のこの実施形態によれば、フィールドバス６は、第１のＹ型分配器７及び第２のＹ型分配器８を含む。第１のＹ型分配器７は、第１のセンサー３をフィールドバス６に接続し、第２のＹ型分配器８は、第２のセンサー４をフィールドバス６に接続する。しかし、本発明による測定システムは、第１のＹ型分配器７及び第２のＹ型分配器８に限定されず、測定システムにおいて用いられるセンサーの数に応じて、更なるＹ型分配器によって拡張することができる。
【００４２】
Ｙ型分配器７、８はそれぞれ、センサー端子９を含む。センサー端子９は、それぞれのセンサー３、４、５に連結されて、それぞれのセンサー３、４、５を、関連したＹ型分配器を介してフィールドバス６に動作可能に接続することができる。
【００４３】
第１のコネクターセクション１０及び第２のコネクターセクション１１が各Ｙ型分配器７、８から延び、それぞれのＹ型分配器７、８をフィールドバス６に接続する。２つのＹ型分配器７、８は、センサー端子９を介してセンサー３、４にそれぞれ連結されている。センサー端子９により、第１のコネクターセクション１０及び第２のコネクターセクション１１のそれぞれの各端が一つになる。第１のコネクターセクション１０及び第２のコネクターセクション１１の別の端においては、Ｙ型分配器７、８の各々をフィールドバス６の螺旋ケーブル２１のケーブルセクション１３に連結する、分配コネクター１２が設けられる。螺旋ケーブルセクション１３は、それぞれの分配コネクター１２を連結するために、螺旋ケーブルセクション１３の端にそれぞれ形成されるケーブルコネクター２０を有する。ケーブルコネクター２０は、分配コネクター１２、センサー３、４、５及び制御ユニット２に動作可能に接続されるようになっている。ケーブルコネクター２０を、互いに対して動作可能に接続できるように設計するために、例えばフィールドバスセクションを形成することも可能である。
【００４４】
センサー３、４は、Ｙ型分配器７、８によってフィールドバス６に接続され、第３のセンサー５は、螺旋ケーブルセクション１３のケーブルコネクター２０に直接接続されている。センサー３、４、５はともに、制御ユニット２に対して、動作可能に直列に接続されている。
【００４５】
図２は、本発明による測定システム１の概略図を示している。第１のセンサー３及び第２のセンサー４は、第１のＹ型分配器７及び第２のＹ型分配器８を介して、フィールドバス６のケーブルセクション１３にそれぞれ接続され、ケーブルセクション１３を介して制御ユニット２に接続されている。
【００４６】
フィールドバス６の合計６つのインターフェースａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆが、図２に概略的に示されている。インターフェースａ及びｂ間、インターフェースｃ及びｄ間、並びにインターフェースｅ及びｆ間に、ケーブルセクション１３がそれぞれ形成されている。図２のインターフェースａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、図１に示されているケーブルコネクター２０及び分配コネクター１２間の接続部を概略的に示すものである。
【００４７】
第１のＹ型分配器７は、インターフェースｂ及びｃ間に配置され、第２のＹ型分配器８はインターフェースｄ及びｅ間に配置されている。図２の概略図において、第１のセンサー３及び第２のセンサー４のみがフィールドバス６に接続されている。しかし、これによって本発明が限定されることは意図しておらず、測定システム１を所望のように拡張することが可能である。
【００４８】
図２によれば、フィールドバス６は、接地線１４と、動作電圧線１５と、センサー３、４をアドレス指定するための電圧線１６と、センサー３、４にそれぞれ接続されるとともに、センサー３、４を制御ユニット２に動作可能に接続する第１の通信線１７及び第２の通信線１８と、を含む。
【００４９】
接地線１４は、それぞれの接地入力部１４ａにおいて、センサー３、４に接続されている。動作電圧線１５は、センサー３及び４の動作入力部１５ａに接続されている。通常、２４ボルトの動作電圧が動作電圧線１５に印加される。
【００５０】
電圧線１６は、センサー３、４が自身に専用バスアドレスをそれぞれ割り当てるように用いられる。電圧線１６は、第１のセンサー３の電圧入力部１６ａ及び電圧出力部１６ｂに接続され、この場合、電圧入力信号は、電圧線１６によって電圧入力部１６ａを介して第１のセンサー３に送信可能であり、オフセット電圧だけ変動して電圧出力信号となり、この電圧出力信号は、電圧出力部１６ｂを介してセンサー３及び４間に配置された電圧線１６のフィールドバスセクションに送信可能である。これにより、様々な電圧レベルを、電圧線１６を介して、センサーからセンサーへ送信することが可能である。
【００５１】
第１のセンサー３によって電圧出力部１６ｂを介して出力された電圧出力信号は、第２のセンサー４に対する電圧入力信号であり、上述したオフセット電圧だけ第１のセンサー３の電圧入力信号と異なる。これにより、様々な電圧入力信号に基づいて、センサー３、４の個別のバスアドレスを生成することが可能となり、測定システム１において、センサー３、４に対して固有のアドレス指定が行われる。
【００５２】
制御ユニット２によって出力された、例えば０．５ボルトの電圧入力信号を電圧入力部１６ａに入力する（tap）ことができる。オフセット電圧を例えば０．５ボルトとすると、１．０ボルトの電圧出力信号が第１のセンサー３の電圧出力部１６ｂに生じる。この電圧出力信号は、第２のセンサー４の電圧入力信号として、電圧入力部１６ａ’に入力することができる。この例では、１．５ボルトの電圧出力信号が第２のセンサー４の電圧出力部１６ｂ’に印加される。
【００５３】
通信線１７、１８は、制御ユニット２と、測定システム１内で接続されたセンサー３及び４との間のデータ転送のために設けられる。センサー３、４はまた、通信線１７、１８を介して制御ユニット２と双方向に通信することができる。通信線１７、１８と接続するために、通信ポート１７ａ、１８ａがセンサー３及び４にそれぞれ設けられている。
【００５４】
概略図によれば、測定システム１は、更なるセンサーによって拡張することができる。センサー３、４、ケーブルセクション１３及びＹ型分配器７、８をモジュール形式で組み合わせることができ、これにより、測定システム１の様々な変形形態が形成される。
【００５５】
本発明による測定システムの原理は、様々な産業分野において用いることができ、道路建設機械との使用のためにのみ設計されているものではない。さらに、本発明による測定システムは、産業界の全ての技術分野において、複数の部門にわたって用いられる。
【図１】
2014031711.tif 000003
【図２】
2014031711.tif 000004