CN1178577A - 在尤其串行传输检测的位置实际值的绝对角位置测量发生器中用于旋转方向判定和真实性验证的装置 - Google Patents
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Abstract
一种在尤其串行传输检测的位置实际值的绝对角位置测量发生器中用于旋转方向判定和真实性验证的装置。在存储器内存储有第一值(V),该值等于在测量发生器轴(W)转速最大时,两个接续的位置实际值在数据传输线路上传输期内所经过的角单位,和存储有第二值(D),该值等于角位置测量发生器的最大路径值(MAX)与第一值(V)的差。处理单元根据两个位置实际值(X11、X12、;X21、X22;X31、X32)是否位于角位置发生器的零点(NP)和与第一存储值(V)的数值一致的位置实际值(L2)的范围内,或位于与第二存储值(D)的数值一致的位置实际值(L1)和最大路径值(MAX)间的范围内,或在上述两个范围外,来确定轴(W)的旋转方向。本发明的优点在于,尽管在检测角位置实际值时可能会出现意想不到的或误差造成的大的数值变化,仍能在任意情况下正确判定角位置发生器轴的旋转方向。
Description
在绝对角位置测量发生器中可以以二进制方式按预定的时间间隔优选串行地将位置实际值传输给控制部分，以便继续进行处理。但由于这样一个二进制编码的实际值的所有比特的串行数据传输过程需要一定的时间，因而在过程中实时实际值在例外情况下会发生剧烈的变化。
当绝对角位置测量发生器的轴例如由于不允许的超转速暂时以高转速旋转时，就出现这类第一种情况。这时在对预先检测到的位置实际值进行串行、比特方式传输的开始和结束之间，轴的实际位置有可能会变化多个路径单位。因而接在其后串行传输的位置实际值则具有一意想不到的突变数值。当串行数据传输出现误差时，则出现另一种这类情况。这时例如由于电磁辐射造成串行数据流中位置实际值编码的高值比特误差。在此情况时位置实际值也会具有误差造成的突变数值。当这种角位置实际值的突变例如被输送给控制部分时，则将难于在该部分中对角位置测量发生器轴旋转方向进行判定以及对输入的位置实际值的真实性进行验证。
在正常工作时可以通过构成接续的实际值的差值这种简单的方式判定出角位置测量发生器轴的旋转方向。当“当前位置实际值-前置的位置实际值”的符号为正时，则例如为“前向”旋转，当其中出现的是负号时，则“后向”旋转。该方法功能的前提是，两个实际值在上述的差中始终是很邻近的，从而使这样一种值对在任何情况下或者位于角位置发生器轴所谓的零点“前”，或者位于其“后”。故两个实际值的数值通常间隔不得过大。
但这也意味着，角位置测量发生器轴的旋转速度和串行数据传输的速度必须始终相互调谐一致，所以绝不会是一对的两个值中的一个在通过零点“前”检测到并且另一个值在通过零点“后”检测到。否则确定的旋转方向是错误的。当在先的、“前”置于零点的实际值例如是3550(例如相当于位置实际值355.0度)，新的、“后”置于零点的实际值50(例如相当于位置实际值50.0度)，则差值“当前位置实际值-前置位置实际值”，即例如50-3550，得出负号，尽管角位置测量发生器轴前向旋转通过零点。另外也不得采用受电磁辐射数值出现很大差错的位置实际值来形成差值。在此情况时也存在有确定出的旋转方向是错误的危险。
如果对位置实际值例如在控制部分中进行所谓的真实性验证，则意想不到的或误差造成的剧烈变化的位置实际值也会造成问题。为此大多数情况下假设，输入的位置实际值以近似连续方式进行变化。这样就可以验证，其值是否超过预定最大允许变化速度。这样就可以例如根据误差滤除掉在串行数据传输时错误的、不能使用的位置实际值。另一方面当串行数据传输速度与角位置测量发生器轴的旋转速度间的谐调例如受到暂时的不允许的超转速干扰时，这种大的实际值突变也会出乎意料地出现。这种大的错误的或出乎意料的实际值突变与在角位置检测时始终出现的允许的实际值突变会出现混淆。
在对角位置发生器的轴位置进行检测时，在通过所谓的零点瞬间时，实际值的变化幅度从最大值变到起始点或零点，或正好相反。在一所谓被监测轴圆周的分辨率为0.1°的发生器中，在通过零点时实际值的二进制编码由最大值3599(例如相当于位置实际值359.9度)变化到0(例如相当于位置实际值0度)。这种位置实际值的数值突变仅在通过零点的瞬间是允许的并必须作为此情况被识别出。但当如上所述偶尔地出现出乎意料的或差错造成的大的数值突变时，则将会因此造成例如在鉴别控制部分中进行的轴旋转方向的识别以及对输入的位置实际值的真实性验证的障碍。
本发明的任务在于，提出一种电路，利用此电路尽管检测角位置实际值时会出现大的数值变化，但仍能正确地判定角位置发生器轴的旋转方向和验证位置实际值的真实性。
本发明的目的采用权利要求1中表述的装置得以解决。对该装置的有益的进一步设计在从属权利要求中做了表述。
下面将对照附图对本发明做进一步的说明，附图示出角位置控测器轴的截面。
例如在角位置发生器开始工作时，本发明的电路首先检测出第一个值V并存储在一存储器中。该值与一角单位数相符，该角单位数系两个相互接续的位置实际值在各串行数据传输线路上传输期间，在最大允许的角位置发生器轴转速时所经过的角度。因此，该值是相对于待检测和传输的位置实际值最大可能的变化速度所采用的串行数据传输装置效率的量度，并与两个接续检测和传输的位置实际值间最大可能的角距相符。由于在正常情况下轴的转速小于最大值，故通常位置都较为接近。因此一方面该值表示接续的位置实际值的当前检测速度，并且另一方面也表示数额为实际值的最大可能的阶高值。
另外由本发明的电路检测出第二个值D并且在给定情况下根据角位置发生器的最大路径值MAX与第一值V的差，即D＝(MAX-V)，值V与第一个数值V一起被存储在存储器中。故该该值与角位置发生器轴的位置值相符，在轴最大转速的情况下，对该值的检测和例如向控制部分的串行传输所需要的时间，恰好使接续检测的位置实际值与所谓的旋转发生器的终置MAX叠合。该旋转发生器终值是根据二进制编码分配给最大出现的数值的位置实际值。通常该值仅位于所谓的发生器零点前的与角位置发生器分辨率相应的角值左右。
在附图所示的范例中如上所述假设，角位置发生器可以以0.1°的分辨率检测其轴W的位置变化。宜将最小的数值A＝1分配给该最小可测角范围。在分辨率为0.1°时最大可检测的位置实际值为359.9度。这时最大的数值MAX＝3599付予该紧靠轴W的零点NP前面的终值。另外假设，在最大允许转速的情况下角位置发生器的轴W在两个连续的位置实际值的检测和传输间继续旋转一个角范围10°。此时对第一个值V(V＝10°/0.1°)得出100并且为第二个值得出D＝MAX-V＝3599-100＝3499。在附图中轴W零点NP的右侧和左侧示出位置实际值L1和L2。位置实际值L1＝3499正好以第一值V(100)与分辨率A(1)之和，即正好以第二值D的角度位于零点“前”。第二位置实际值L2＝100以第一值V(100)的角度位于“零点”后。
这时本发明的电路利用两个值V和D通过处理单元判断一当前检测出的位置实际值和配属给其的在直接前置周期内检测、传输并已存储在存储器内的位置实际值是在零点NP的左侧还是右侧，并因此判断用于旋转方向判别的相互联系的位置实际值是否例外地，两者不在零点的同一侧。为此利用本发明电路的比较装置对实际值与两个被存储的值V和D的量度进行比较。
图中以三对共同配属的位置实际值X11、X12和X21、X22和X31、X33为例对本发明加以说明，其中值X×2表示某当前新检测和传输的位置实际值，并且值X×1表示某在先的在前面周期检测的位置实际值，其中x＝1、2、3。
第一种情况时经比较得出，当前的位置实际值X12位于零点NP和与第一存储值V的数值一致的位置实际值L2间的范围内，即在图中的零点右侧，并且在先的位置实际值X11位于与第二存储值D的数值一致的位置实际值L1和旋转发生器终值MAX间的范围内，即在图中零点左侧，则满足下述关系式：
NP＜X12＜V (GL.1)
D＜X11＜MAX (GL.2)本发明的电路判定出正向旋转。
第二种情况时该比较得出，当前的位置实际值X22位于与第二存储值D的数值一致的位置实际值L1与旋转发生器终值MAX之间的范围内，即在图中零点的左侧，并且在先的位置实际值X21位于零点NP和与第一存储值V的数值一致的位置实际值L2之间的范围内，即在图中的零点右侧，则满足下述条件
D＜X22＜MAX (GL.3)
NP＜X21＜V (GL.4)，本发明的电路判定出负向旋转。
当满足上述公式对GL.1、GL.2或GL.3、GL.4中的一对的两个条件，则越过了角位置发生器轴W的零点NP，并且两个用于检测实际旋转方向相互联系的值不会成对地位于零点NP的一侧。
在第三种情况时，该比较得出，未满足上述公式GL.1至GL.4中的任何一条件，则两上位置实际值不在零点附近或左右处。在附图中绘出一对这种位置实际值X32、X31。这样如迄今所述形成当前位置实际值X32和在先的位置实际值X31的差。当该差的符号是正的时，则旋转是正向的，否则是负向的。在附图范例中的旋转是正向的。
本发明的优点在于，虽然在检测角位置实际值时会出现意想不到的或由误差造成的大的数值变化，但在任何情况下都会正确地检测出角位置发生器轴的旋转方向。本发明的附加优点是，可以简单地扩展，以便对检测的位置实际值的真实性进行附加验证。
为此由“当前位置实际值-在先位置实际值”的差构成数值。如果该数值大于第一存储值V，则两个实际值中的一个是错误的，因为这两个在轴圆周上的值相距太远。只有当实际转数高于最大允许转速或一个位置实际值例如由于电磁辐射的影响在串行数据传输时出现差错时，这种数值才有可能出现。当出现这样一对错误的位置值时，则对其不能继续进行处理，而必须废弃。本发明的这一补充的优点是，如果在串行数据传输中没有采用数据安全方法，例如没有加入诸如奇偶位或总计验证位等冗余信息的话，对传输的位置实际值也能进行真实性检查。
Claims (4)
1.一种用于检测绝对角位置发生器的旋转方向的装置，其中通过一条优选的串行数据传输线路将位置实际值输送给该装置，所述装置具有：
a)一存储器，在存储器存储有
a1)第一值(V)，该值等于在发生器轴(W)转速最大时两个连续的位置实际值在数据传输线路上传输期间所经过的角单位，并且
a2)第二值(D)，该值等于角位置测量发生器的最大路径值(MAX)与第一值(V)的差(D＝MAX-V)，并具有
b)一处理单元，该单元根据两个接续传输的位置实际值(X11、X12；X21、X22；X31、X32)是否位于角位置发生器的零点(NP)和与第一存储值的数值(V)一致的位置实际值(L2)间的范围内，或位于与第二存储值(D)的数值一致的位置实际值(L1)与最大路径值(MAX)的范围内，或在前两个范围外，来确定轴(W)的旋转方向。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理单元
a)检测出旋转是正向的，当
a1)一当前位置实际值(X12)位于零点(NP)和一与第一值(V)的数值一致的位置实际值(L2)之间的范围内，并且
a2)在先的位置实际值(X11)位于一与第二存储值(D)一致的位置实际值(L1)和角位置测量发生器(MAX)的最大路径值间的范围内，并且
b)检测出旋转是负向的，当
b1)一个当前位置实际值(X22)位于一与第二存储值(D)的数值一致的位置实际值(L1)和角位置测量发生器的最大路径值(MAX)的范围内，并且
b2)在先的位置实际值(X21)在零点(NP)和一与第一存储值(V)的数值一致的位置实际值(L2)的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中当两个位置实际值(X32、X31)中没有一个或最多只有一个或者位于与第二存储值(D)的数值一致的位置实际值(L1)和角位置测量发生器的最大路径值(MAX)间的范围内或位于零点(NP)和一个与第一存储值(V)的数值一致的位置实际值(L2)间的范围内时，所述处理单元通过形成的两个接续的位置实际值(X11、X12；X21、X22；X31、X32)的差判定旋转方向。
4.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中所述处理单元由两个位置实际值(X11、X12；X21、X22；X31、X32)的差生成数值，并且当该数值大于第一值(V)时，位置实际值由于缺少真实性被废弃。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100447534C (zh) * | 2003-06-11 | 2008-12-31 | S.N.R.鲁尔门斯公司 | 通过识别二进制序列来确定方向盘的绝对角位置 |
| CN111238542A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-06-05 | 扬州曙光光电自控有限责任公司 | 基于多对极编码器的位置环跨对极连续编码方法 |
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1996
- 1996-03-25 CN CN 96192523 patent/CN1178577A/zh active Pending
Cited By (3)
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| CN111238542A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-06-05 | 扬州曙光光电自控有限责任公司 | 基于多对极编码器的位置环跨对极连续编码方法 |
| CN111238542B (zh) * | 2019-12-31 | 2022-12-13 | 扬州曙光光电自控有限责任公司 | 基于多对极编码器的位置环跨对极连续编码方法 |
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