JP2010514400A - 電動機の駆動装置および駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】監視動作に関連した情報（監視動作の要否および監視すべき実際値条件）を簡単な方法にて確実に駆動制御装置に知らせる。
【解決手段】少なくとも１つの電動機（５）のための駆動制御装置（１）が、アプリケーションプログラムおよび／又は使用者（１３）の入力に基づき、電動機のための一連の目標値（ｘ^*）を求める。駆動制御装置が、通信接続（１４）を介して電動機のための駆動装置（２）に一連の目標値を供給する。駆動装置が、一連の目標値と対応する実際値（ｘ）とに基づき、電動機のための電流目標値（Ｉ^*）を求める。更に、駆動装置が、電流目標値を電動機のための駆動ユニット（３）に供給するか、又は電流目標値および対応する電流実際値（Ｉ）に基づき多数のパワースイッチ（４）のための制御信号（Ａ）を求めて制御信号をパワースイッチに出力する。それによって、電動機がその都度の電流目標値に応じて電源（１５）に接続される。駆動装置が、駆動装置に外部から供給される第１の信号（Ｂ１）に基づき、実際値条件の維持に関して電動機の実際値を監視するかどうかを決定する。監視動作時、実際値が実際値条件を順守しない場合に、駆動装置が電動機の電源からの切り離しを自動的に生じさせ、駆動装置が、駆動制御装置に通信接続を介して、駆動装置が監視動作中であるかどうかが分かる第１の情報（Ｃ１）を供給する。少なくとも監視動作時に駆動装置が、駆動制御装置に通信接続を介して、実際値条件が何であるかが分かる第２の情報（Ｃ２）を供給する。駆動制御装置が、第１の情報に基づいて駆動装置が監視動作中であるどうかを検査する。監視動作中なら、駆動制御装置が第２の情報に基づいて実際値条件が何であるかを求め、実際値条件考慮の下で一連の目標値を求める。
【選択図】図１

Description

本発明は、次に述べるように駆動される少なくとも１つの電動機のための駆動装置に関する。すなわち、駆動装置が電動機のために決定された一連の目標値および対応する実際値に基づいて電動機のための電流目標値を求め、この目標値が、駆動装置に、上位に置かれた駆動制御装置から通信接続を介して供給され、前記駆動装置は、前記電流目標値を電動機のための駆動ユニットに供給するか、または前記駆動装置が、前記電流目標値および対応する電流実際値に基づいて多数のパワースイッチのための制御信号を求め、制御信号をパワースイッチに出力し、このパワースイッチにより電動機が電流目標値に応じて電源に接続され、前記駆動装置は、当該駆動装置に外部から供給される第１の信号に基づいて、実際値条件の順守に関して電動機の実際値を監視（監視動作）するかどうかを決定し、
監視動作時に、実際値が実際値条件を順守しない場合に、駆動装置が、電動機の電源からの切り離しを自動的に生じさせるようになっている駆動装置に関する。

更に本発明は、マシンコードを含むコンピュータプログラムであって、少なくとも１つの電動機のための駆動装置によるマシンコードの実行が、駆動装置の上述のような動作を生じさせるコンピュータプログラムに関する。

更に本発明は、次のように動作させられる駆動制御装置に関する。すなわち、
駆動制御装置がアプリケーションプログラムおよび／または使用者に入力に基づいて、少なくとも１つの第１の電動機のために第１の一連の目標値を求め、
前記駆動制御装置が、通信接続を介して、下位に置かれた第１の駆動装置に第１の一連の目標値を供給し、
前記駆動制御装置が、第１の駆動装置が実際値条件の順守に関する第１の電動機の実際値の監視をするかどうかを検査し、
第１の駆動装置が第１の電動機の実際値の実際値条件の順守を監視する場合に、駆動制御装置が、実際値条件の考慮のもとで第１の一連の目標値を求めるように動作させられる。

更に本発明は、マシンコードを含むコンピュータプログラムであって、少なくとも１つの第１の電動機のための駆動制御装置によるマシンコードの実行が駆動制御装置の上述の動作を生じさせるコンピュータプログラムに関する。加えて本発明は、このようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ媒体にも関する。

上述の駆動装置および駆動制御装置は一般的に知られている。駆動信号装置は、一般に移動案内装置として、特に工作機械のための数値制御装置として、又は生産機械の移動制御装置として構成されている。駆動制御装置から対応する駆動装置に伝送される一連の目標値は、通常一連の位置目標値又は回転数目標値である。しかしながら、個々の具体的な事例においては、トルク等の目標値を求めることも可能である。

駆動装置は通常の電動機制御装置である。これは伝送された位置、回転数、トルク等の目標値を少なくとも電流目標値に変換する。多くの場合、駆動装置自体が直接に電動機を制御する。他の場合には駆動装置が電流目標値を下位に置かれた装置に伝送し、下位に置かれた装置がパワースイッチのための制御信号を求めて、パワースイッチを制御する。

正規動作時に、駆動装置は、伝送される一連の目標値の電流目標値への変換のみを行なうが、電動機に関して監視任務は実行しない。しかし、多数の動作状態において、電動機は定められた方法で制御され、かつ監視もされなければならない。例えば動作状態に応じて、次のうちの１つが要求される。
１）電動機が回転数零迄制動され、その際能動的に停止状態に保持されるべきである。
２）電動機の回転数が最大許容回転数以下になるまで低下させられるべきでる。
３）電動機が定められた回転方向においてのみ動作させられるべきである。この動作モードは、特に所謂通過負荷の危険が存在する場合に特に有意義である。
４）電動機が最大において限界トルクで動作させられるべきである。
５）電動機が停止に持ち込まれ、それから無電流にされるべきである。場合によっては、機械ブレーキとの協力動作を行なわせるとよい。

更に他の要求もあり得る。

この種の監視は一般に駆動装置によって行なわれる。電動機が駆動装置の監視動作時に要求動作条件を順守しない場合には、電動機は駆動装置によって電源から切り離される。場合によっては、制動装置、特に機械ブレーキも操作されるとよい。

電動機が駆動装置によって監視されるべきかどうかを、そして場合によっては監視がどの様式であるかを、駆動装置が駆動装置外部から供給される相応の安全性指向の信号に基づいて決定する。監視すべき状態を詳しく定義するパラメータも、駆動装置に外部から供給されるとよい。例えば最大許容回転数値、所望の回転方向又は最大許容トルク値が供給されるとよい。

上述の単なる模範的な監視の列挙に基づいて、多くの監視において電動機が監視動作の解除後も更に電源に接続されたままであることが明白である。本発明の枠内において、この種の状態のみが重要である。この種の監視状態において電動機の実際値が実際値条件を順守するかぎり、電動機は電源に接続されたままであり、駆動装置によって求められた電流目標値に応じて動作させられる。電動機が実際値条件に違反するときのみ、駆動装置が電動機の電源からの切り離しを自動的に生じさせる。比喩的に言うならば、駆動装置が緊急ブレーキを引く。

一般に、駆動制御装置による目標値設定の枠内で、電動機の案内が行なわれる。従って電動機の動特性の考慮の下で、場合によっては電動機によって操作される負荷の考慮の下で、電動機が相応の目標値設定に従うように、目標値の時間的な列が駆動制御装置によって求められる。従って一般に、監視動作が作動させられると、相応の情報が駆動装置だけでなく駆動制御装置にも供給される。このため従来技術では種々の方法が知られている。

例えばフェールセーフのプログラマブルコントローラを介して第１の信号を駆動装置に伝送することは公知である。この場合に３つの形態が知られている。

一方では、フェールセーフのプログラマブルコントローラから第１の信号が駆動装置にだけでなく駆動制御装置にも伝送されることが公知である。他方では、代替として駆動制御装置が受動的にフェールセーフのプログラマブルコントローラから駆動装置へのデータ流通の一部を使う。三番目では、駆動装置が第１の信号を出力し、第１の信号が専用の端子モジュールを介して直接に駆動制御装置に供給される。この供給は、駆動装置への第１の信号の供給に加えて行なわれねばならない。

更に、端子モジュールを介して第１信号を直接駆動装置に供給することは公知である。この形態にて、駆動制御装置に専用の端子モジュールを割り当てることは公知である。この場合、駆動制御装置に供給される信号は、選択的に、直接的に第１の信号であってもよいし、駆動装置により第１の信号に基づいて求められて出力される信号であってもよい。

本発明の課題は、監視動作に関連した情報（監視動作の要否および監視すべき実際値条件）を簡単な方法で確実に、駆動制御装置に知らせる他の方法を提供することにある。

この課題は、装置技術的には請求項１の特徴を有する駆動装置および請求項１２の特徴を有する駆動制御装置によって解決される。

本発明によれば、上位に置かれた駆動制御装置から一連の目標値が駆動装置に供給される同一の通信接続を介して、駆動装置が監視動作中であるか否かが分かる第１の情報を駆動装置が駆動制御装置に供給する。少なくとも監視動作時に駆動装置が駆動制御装置に同一の通信接続を介して、実際値条件が何であるかが分かる第２の情報を供給する。

前記課題は、プログラム技術的には、少なくとも１つの電動機のための駆動装置又は少なくとも１つの第１の電動機のための駆動制御装置による実行が、駆動装置又は駆動制御装置の上述の如き動作を生じさせるマシンコードを含むコンピュータプログラムによって解決される。相応のプログラムが記憶されているデータ媒体も課題の解決に資する。

既述のように、一連の目標値はしばしば一連の位置又は回転数目標値である。更に実際値条件は多くの場合に、電動機による限界回転数順守および／又は目標回転方向における電動機の回転である。

多くの場合に、駆動制御装置が、アプリケーションプログラム又は使用者の入力に基づき、少なくとも１つの第２の電動機のためにも第２の一連の目標値を求める。第２の一連の目標値は、しばしば第１の一連の目標値と同じ型である。例えば第１の一連の目標値も第２の一連の目標値も回転数目標値である。両一連の目標値は、位置目標値又はトルク目標値であってもよい。駆動制御装置は第２の一連の目標値を第１の駆動装置（これが第２の電動機も制御することができる場合）又は第２の駆動装置に供給する。駆動制御装置はこの種の場合に一連の目標値を調整して求める。この調整は、特に第１の駆動装置が監視動作中であるか否かに関係なく行なわれる。従って本発明によれば、駆動制御装置は、第１の駆動装置が実際値条件の順守に関して第１の電動機を監視する場合に、第２の一連の目標値も、本来は第１の電動機にのみ当てはまる実際値条件の考慮の下で求める。

実際値条件が時間的に可変であることおよび／又は駆動装置に外部から供給される第２の信号に基づいてパラメータ化可能であることも好ましい。例えば駆動装置に外部から、最大許容回転数がどんな値を有するべきかを供給できる。この値の供給は、例えば使用者入力により行なえる。他の構成要素からの値の供給も可能である。実際値条件の時間的経過は、例えば外部入力に基づくのであれ内部パラメータ化に基づくのであれ、特に監視動作中への変化時点で与えられる実際値を考慮して求められるとよい。何故ならば特に、例えば回転数変化は限られた時間内でしか行なえないので、任意に高速では行なえない。

第１および第２の情報は駆動装置内に存在する。駆動装置内の記憶場所は原理的には任意である。しかし、駆動装置が第１および第２の情報を駆動装置内部の関連データ領域に記憶すると好ましい。駆動装置が複数の電動機を制御する場合には、内部の関連データ領域内にこれらの電動機の全てのために、各々第１および第２の情報が記憶されている。

駆動装置が第１および第２の情報を内部の関連データ領域内に記憶する場合、駆動装置が駆動制御装置に内部の関連データ領域への少なくとも１つの読出しアクセスを可能にするとよい。この場合、駆動制御装置は情報を駆動装置のデータ領域から読み出す。

駆動装置がどんな形で情報を内部に記憶しているかと無関係に、代替的に、駆動装置が第１および第２の情報を駆動制御装置に伝送することが可能である。この場合、駆動制御装置が情報を駆動装置から受け取る。

情報の伝送および受取に対する代替として、駆動装置が第１および第２の情報を駆動制御装置内部の関連データ領域に書き込み得る。この場合、駆動制御装置が駆動装置に相応の書込みアクセスを可能にし、情報を駆動制御装置内部の関連データ領域から読み出す。

駆動システムの第１の実施例を示すブロック図。 駆動システムの第２の実施例を示すブロック図。 駆動システムの第３の実施例を示すブロック図。 駆動装置の動作例を示すフローチャート。 駆動装置の他の動作例の一部を示すフローチャート。 駆動制御装置の動作例を示すフローチャート。 駆動制御装置の他の動作例の一部を示すフローチャート。 データ領域を有する電動機制御装置の原理図。 情報の供給を実現するための第１の可能性を示すブロック図。 情報の供給を実現するための第２の可能性を示すブロック図。 情報の供給を実現するための第３の可能性を示すブロック図。 図４による動作例の変形の要部を示すフローチャート。

以下、図面を参照しつつ実施例を説明することで他の利点および詳細を明らかにする。

図１によれば、駆動システムは、駆動制御装置１、電動機制御装置２、電気駆動ユニット３、多数のパワースイッチ４および電動機５を有する。

駆動制御装置１は一般にソフトウェアプログラムミング可能な装置として構成されている。これは動作時に、マシンコード７を含むコンピュータプログラム６を処理する。駆動制御装置１によるマシンコード７の実行に伴い、駆動制御装置は以下の如く動作する。

コンピュータプログラム６は、駆動制御装置１の内部メモリ８に格納されている。駆動制御装置１の内部メモリ８は、本発明の意味においてデータ媒体に相当する。

駆動制御装置１のプログラミングのために、コンピュータプログラム６が作成され、駆動制御装置１に供給される。コンピュータプログラム６の作成の枠内で、場合によっては他のデータ媒体において中間記憶が行なわれる。この他のデータ媒体は本発明の意味においてデータ媒体に相当する。例えばコンピュータプログラムを移動可能なメモリ、例えばＵＳＢメモリスティック又はメモリカードに中間記憶することができる。代替的に、例えばコンピュータプログラム６が外部コンピュータの大容量記憶装置に保存されていて、駆動制御装置１がコンピュータ間接続を介して供給されることも可能である。コンピュータ間接続の典型的な例がインターネット又はＬＡＮである。

電動機制御装置２は、本発明の意味において駆動装置の最小限構成に相当する。電動機制御装置２は駆動制御装置１の下位に置かれている。電動機制御装置２は固有の装置であってよい。代替的に、電動機制御装置２は、電気駆動ユニット３と共に、又は電気駆動ユニット３およびパワースイッチ４と共に、１つのユニットに統合可能である。この場合、そのユニットは本発明の意味において駆動装置に相当する。

以下においては、電動機制御装置２が本発明の駆動装置に相当するものと仮定する。しかしながら、この仮定は既に述べたように限定的なものではない。

電動機制御装置２は、一般にソフトウェアプログラミング可能な装置として構成されている。これは動作時にマシンコード１０を含むコンピュータプログラム９を処理する。電動機制御装置２によるマシンコード１０の実行により、電動機制御装置２は以下に説明するように動作する。

コンピュータプログラム９は電動機制御装置２の内部メモリ１１に格納されている。電動機制御装置２の内部メモリ１１は、本発明の意味においてデータ媒体に相当する。コンピュータプログラム９の作成および電動機制御装置２へのコンピュータプログラム９の供給に関しては、駆動制御装置１のためのコンピュータプログラム６の作成および駆動制御装置１へのコンピュータプログラム６の供給のための上記説明が類似的に当てはまる。

電気駆動ユニット３が固有の装置である場合、即ち電気駆動ユニット３が電動機制御装置２内に組み込まれていない場合に、一般に電気駆動ユニット３もソフトウェアプログラミング可能である。しかしながら、これは本発明の枠内において二義的である。従って、以下においてこれに更に詳しく立ち入ることはしない。

図１の駆動装置の構成要素１ないし５は正規動作時に次のように協力動作する。

駆動制御装置１は、アプリケーションプログラム１２および／又は使用者１３の入力に基づいて、電動機５のために一連の目標値ｘ^*を求める。目標値ｘ^*は、特に位置目標値ｐ^*又は回転数目標値ｎ^*である（図２および図３参照）。

駆動制御装置１は、場合によっては他の電動機５’のためにもその都度固有の一連の目標値ｘ'^*を求めることができる。これは、特に電動機５のための目標値ｎ^*と同じ型である目標値ｘ'^*である。従って、これらは、例えば同様に位置目標値ｐ'^*又は同様に回転数目標値ｎ'^*である。しかしながら、他の種類の目標値ｘ'^*であってよい。

駆動制御装置１は、通信接続１４を介して、一連の目標値ｘ^*およびｘ’^*を電動機制御装置２又は２’に供給して自由に使わせる。電動機制御装置２又は２’はそれぞれの電動機５、５’に作用し、それぞれの電動機５、５’のためにその都度の一連の目標値ｘ^*およびｘ’^*が決定される。模範的に２つの電動機５、５’において、電動機制御装置２が両電動機５、５’に作用する場合には（図２参照）、両方の一連の目標値ｘ^*、ｘ’^*が電動機制御装置２に供給される。電動機５、５’が異なる電動機制御装置２、２'によって作用を及ぼされる場合には（図３参照）、各一連の目標値ｘ^*、ｘ'^*が、対応する電動機制御装置２、２'に供給される。良好な秩序のために、ここで、図２および図３において使用されている他の構成要素２'ないし５'の参照符号は、ダッシュ（'）のない同じ参照符号を有する構成要素にそれぞれ対応する。

「供給する」という概念は、広義に解釈すべきである。その都度の一連の目標値ｘ^*、ｘ’^*がどのようにして電動機制御装置２又は２、２’に供給されるかは重要ではない。

「通信接続」なる概念も同様に広範囲に解釈すべきである。これは、駆動制御装置１と電動機制御装置２又は電動機制御装置２および２’との間のデータ交換が時分割多重にて双方向に行なわれ得る駆動制御装置１と電動機制御装置２又は電動機制御装置２および２’との間のあらゆる種類の接続も含むべきである。通信接続１４は、例えばシリアルバス又はシリアル二地点間接続として構成されるとよい。同一のデータチャンネルを介して異なる種類のデータが伝送されること（従って同種のデータのシリーズのみではない）並びにデータ交換がデータチャンネルを介して双方向に行なわれることが重要である。

電動機制御装置２は、正規運転時、駆動制御装置１から電動機制御装置２に供給される一連の目標値ｘ^*と、対応する実際値ｘに基づき、電動機５のための電流目標値I^*を求める。電動機制御装置２が複数の電動機５、５'に作用する際（図２参照）、電動機制御装置２は、これにより制御される各電動機５、５'のために、相応の一連の目標値ｘ^*、ｘ'^*と、その都度対応する実際値ｘ、ｘ'とに基づき、固有の電流目標値Ｉ^*、Ｉ'^*を求める。電流目標値Ｉ^*、Ｉ'^*を電動機制御装置２が駆動ユニット３、３'に供給する。

各駆動ユニット３、３’は、供給される電流目標値Ｉ^*、Ｉ’^*と、対応する電流実際値Ｉ、Ｉ’とに基づいて、パワースイッチ４、４’のための制御信号Ａ、Ａ’を求め、制御信号Ａ、Ａ’をパワースイッチ４、４’に出力する。パワースイッチ４、４’により、対応する電動機５、５’が電源に接続される。

他の電動機５’が他の電動機制御装置２’により制御される場合にも、他の電動機５’の制御が類似の方法で行なわれる。

以下、電動機制御装置２だけを更に詳細に説明する。しかしながら、電動機制御装置２の説明は他の電動機制御装置２’にも当てはまる。

電動機制御装置２は、上述の機能を超えて、更に別の使命を実行する。以下、図４を参照してこれを説明する。

図４によれば、電動機制御装置２がステップＳ１において多数の第１の信号Ｂ１を評価する。電動機制御装置２は、第１の信号Ｂ１に基づいて監視動作を引き受けるか否かを決定する。電動機制御装置２は、監視動作を引き受ける場合、ステップＳ１の枠内で更に実際値条件がどの種類であるかを決定する。実際値条件とは、例えば電動機５が限界回転数ｎｍａｘの順守および／又は目標回転方向Ｄの順守に関し監視されることである。

電動機制御装置２が監視動作を引き受けるか否かを決定する基礎をなす第１の信号Ｂ１は、電動機制御装置２に外部から供給される。第１の信号Ｂ１の供給は、例えば電動機制御装置２に付設された端子モジュール又はプログラマブルコントローラにより、バス接続を介して行なわれる。これらの方法は従来技術において公知である。

実際値条件は、先ず監視動作の種類に依存する。例えば供給される第１の信号Ｂ１により、電動機５が最大許容回転数ｎｍａｘの順守および／又は予め定められた回転方向Ｄの順守に関して監視されるべきかどうかが規定されている。更に、電動機制御装置２には外部から、回転方向Ｄがどの値を有するかが、即ち例えば左回転か右回転かが予め与えられている。連続的に変化可能な値も電動機制御装置２に外部から与え得る。それらの値は、例えば限界回転数ｎｍａｘ又は最大許容限界トルクＭｍａｘである。以下において、実際値をパラメータ化するこの種の信号は、監視動作自体を引き起こさせ又は終了させる第１の信号Ｂ１との区別のために、第２の信号Ｂ２と呼ばれる。

ステップＳ２において、駆動制御装置１が一連の目標値ｘ^*を電動機制御装置２に供給するその通信接続１４を経て、電動機制御装置２が第１の情報Ｃ１を駆動制御装置１に供給する。第１情報Ｃ１から、電動機制御装置２が監視動作中にあるかどうかが分かる。

ステップＳ３において、電動機制御装置２が同一の通信接続１４を介して第２の情報Ｃ２を供給する。第２の情報Ｃ２から、実際値条件が何であるかが分かる。

第１の情報Ｃ１および第２の情報Ｃ２は、場合によっては１つに統合されていてよい。例えば唯一の２進値により、電動機５が停止に持ち込まれて能動的にそこで保持されるべきであることがコード化されるとよい。しかしながら、第１および第２の情報Ｃ１、Ｃ２が互いに別々の情報ブロックでなければならない場合も考えられ得る。例えば第１の情報Ｃ１が限界回転数の順守に対する監視を意味し、第２の情報Ｃ２が限界回転数ｎｍａｘを規定するとよい。

ステップＳ４において、電動機制御装置２が、これに駆動制御装置１から供給される一連の目標値ｘ^*並びに対応する実際値ｘを評価する。特に電動機制御装置２は、電流目標値Ｉ^*を求める。必要な限り、電動機制御装置２は、ステップＳ４の枠内において、電動機５の正しい制御のために必要である更に別の措置をとる。例えば電動機制御装置２は、電流目標値Ｉ^*を電動機５のための駆動ユニット３に供給する。

ステップＳ５において、電動機制御装置２は、該装置２が監視動作中であるかどうかをチェックする。これがそうでない場合、電動機制御装置２はステップＳ１に戻る。その他の場合に電動機制御装置２はステップＳ６に移行する。

ステップＳ６において、電動機制御装置２は、ステップＳ３と同様に、駆動制御装置１が通信接続１４を介して第２の情報Ｃ２を供給する。ステップＳ６は、内容に関してステップＳ３に一致する。従って、ステップＳ３およびＳ６のうち一方のみが必要である。両ステップＳ３およびＳ６の他方は省略可能である。従って、図４においては、ステップＳ３およびＳ６が破線で示されている。

ステップＳ７において電動機制御装置２は電動機５が実際値条件を満足しているどうかを検査する。図４では分かり易さのために、ステップＳ７をステップＳ７ａおよびＳ７ｂに分割している。

電動機５が実際値条件を満足している場合には、電動機制御装置２がステップＳ１に戻る。その他の場合には電動機制御装置２がステップＳ８に移行する。ステップＳ８において電動機制御装置２は、電動機５の電源１５からの切り離しを自動的に生じさせる。この方法は公知である。例えば電動機制御装置２がパワースイッチ４への制御信号Ａの出力を抑制するとよい。代替又は追加として、例えばリレー又は電磁開閉器が制御され、これによりパワースイッチ４を電源１５から切り離してもよい。その他の措置も考え得る。

必要なら、電動機制御装置２がステップＳ８の枠内で他の措置をとる。例えば電動機制御装置２がリセットを待ちおよび／又は通報を他の装置特に駆動制御装置１に送出する。

既述のように、電動機制御装置２が複数の電動機５、５’を制御することができる。この際、電動機制御装置２が図５に従い図４による方法を各電動機５、５’のために実行する。図５に示すステップは自ずと明確であるので、図５のこれ以上の説明はしない。

駆動制御装置１も、一連の目標値ｘ^*、ｘ’^*を求めること並びに電動機制御装置２（又は電動機制御装置２、２’）に対して一連の目標値ｘ^*、ｘ’^*を自由に使わせることに加えて、更に別の機能を実行する。以下、図６を参照してこれを説明する。

図６では、駆動制御装置１がステップＳ１１において第１の情報Ｃ１にアクセスする。第１の情報Ｃ１は、これを電動機制御装置２が通信接続１４を介して駆動制御装置１に供給し自由に使わせるようになっている。駆動制御装置１は、第１の情報Ｃ１に基づき、ステップＳ１２の枠内において、電動機制御装置２が電動機５を実際値条件の順守に関して監視する。ステップＳ１２は、図６において分かり易さのためにステップＳ１２ａとＳ１２ｂに分割されている。

電動機制御装置２が電動機５を実際値条件の順守に関し監視しない場合には、駆動制御装置１がステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、駆動制御装置１が、アプリケーションプログラム１２および／又は使用者１３の入力に基づき、電動機５のために一連の目標値ｘ^*を求める。ステップＳ１３から駆動制御装置１がステップＳ１１に戻る。

電動機制御装置２が電動機５を実際値条件の順守に関し監視する場合には、駆動制御装置１がステップＳ１２からステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４では、駆動制御装置１が第２の情報Ｃ２に基づき実際値条件が何であるかを求める。

ステップＳ１５で駆動制御装置１が第１の一連の目標値ｘ^*を求め、それらを電動機制御装置２に供給する。ステップＳ１５は、殆どステップＳ１３に一致する。しかし、ステップＳ１３と違って、駆動制御装置がステップＳ１５の枠内において電動機５のための一連の目標値ｘ^*を、ステップＳ１４において求めた実際値条件を考慮して求める。

駆動制御装置１は、電動機制御装置２と類似して、複数の電動機５、５’のための目標値ｘ^*、ｘ’^*を求めることができる。この場合、図７によれば図６の方法が、駆動制御装置１によって制御される電動機５、５’の各々ために実行される。この場合に必要なら、駆動制御装置１は電動機５、５’の相互の何らかの必要な調整を考慮する。これは、電動機制御装置２が電動機５の実際値を実際値条件に関して監視する場合に、他の電動機５'のための一連の目標値ｘ'^*も、本来は電動機５についてのみ当てはまる実際値条件の考慮の下で求めねばならないという意味を含んでいる。

図７の方法は自明なので、図５と同様に、図７に関してもこれ以上の説明をしない。

駆動制御装置１が移動案内を行なうとよい。「移動案内」という概念は、駆動制御装置１が電動機５、５’のための一連の目標値ｘ^*、ｘ’^*を、対応する実際値が目標値ｘ^*、ｘ’^*に追従することができるよう求めることを意味する。従って、駆動制御装置１は、生産機械用の移動案内装置（運動制御ユニット）として構成されている（図１参照）。特に、工作機械用の数値制御装置（ＣＮＣ）として構成できる。

第１および第２の情報Ｃ１、Ｃ２は、電動機制御装置２によって制御される各電動機５、５’のために、電動機制御装置２内に記憶されていなければならない。このために電動機制御装置２が、図８に従って第１および第２の情報Ｃ１、Ｃ２を電動機制御装置２の内部の関連データ領域１６内に記憶するとよい。特に、電動機制御装置２が複数の電動機５、５’を制御する場合には、図８に従って、これらの全ての電動機５、５’のためにそれぞれ第１および第２の情報Ｃ１、Ｃ２がデータ領域１６に記憶されているとよい。

既述の如く、「供給する」なる概念は、広範囲に解釈すべきである。これは、特に以下において説明する方法を含むべきである。

この概念は、電動機制御装置２が第１および第２の情報Ｃ１、Ｃ２を駆動制御装置１に伝送することを共に含むべきである。この場合、図９によれば、電動機制御装置２の読出し装置１３、例えばマイクロプロセッサが、電動機制御装置２のデータ領域１６から第１および第２の情報Ｃ１、Ｃ２を読み出し、それらを駆動制御装置１に伝送する。駆動制御装置１は、伝送された情報Ｃ１、Ｃ２を、読込み装置１８、例えば同様にマイクロプロセッサにより受け取り、それらを駆動制御装置１のデータ領域１９に記憶する。そこからそれらの情報を駆動制御装置が必要に応じて読み出す。

情報Ｃ１、Ｃ２の伝送は、例えば周期的に行なわれるとよい。これは、電動機制御装置２によって自動的に行なわれるとよく、従ってトリガなしに外部から行なわれるとよい。代替として、電動機制御装置が第１および第２の情報Ｃ１、Ｃ２を外部事象に基づいてのみ伝送されてもよい。この種の事象は、例えば第１および／又は第２の情報Ｃ１、Ｃ２が変化したことであり、或いは電動機制御装置２が駆動制御装置１から情報Ｃ１、Ｃ２の照会（ポーリング）を受けることである。ポーリングは、場合によっては駆動制御装置１の側から周期的に行なわれるとよい。

図９の方法の利点は、電動機制御装置２も駆動制御装置１も、第１および第２の情報Ｃ１、Ｃ２がその都度相手側の装置２、１によってどこにどのように記憶され、管理されているかを認識する必要がないことにある。この種の認識が共に必要とされる場合には、図９の方法に対する代替として、電動機制御装置２が、駆動制御装置１に対して、電動機制御装置２のデータ領域１６への少なくとも１つの読出しアクセスを可能にするとよい。この場合、駆動制御装置１は、図１０に従って電動機制御装置２のデータ領域１６に直接にアクセスし、そこから第１および第２の情報Ｃ１、Ｃ２を読み出すことができる。この種の方法自体は、ＤＭＡ（ダイレクトメモリアクセス）なる概念の下に公知である。

更に、代替的に、駆動制御装置１が電動機制御装置に駆動制御装置１のデータ領域１９への書込みアクセスを可能にしてもよい。この場合には、図１１に従って、電動機制御装置２が第１および第２の情報Ｃ１、Ｃ２を駆動制御装置１のデータ領域１９に書き込むことができる。そこから、それらの情報を駆動制御装置１が読み出すことができる。

上述の如く、実際値条件は、電動機制御装置２に外部から供給される第２の信号Ｂ２に基づいてパラメータ化できる。しかしながら、代替又は追加として、実際値条件が時間的に可変であってもよい。これを以下において図１２を参照して更に詳細に説明する。

図１２によれば、ステップＳ１とＳ２（図４参照）の間に、ステップＳ２１〜Ｓ２３を挿入できる。ステップＳ２１で、二重条件が満足されているか否かを電動機制御装置２が検査する。二重条件の第１の部分は、電動機制御装置２が監視動作中であることにある。二重条件の第２の部分は、監視動作が新たに引き受けられたこと、即ち図４のループの直前の先行する過程では監視動作がまだ引き受けられていなかったことにある。二重条件の両部分が満足されている場合には、電動機制御装置２がステップＳ２２に移行する。その他の場合には電動機制御装置２がステップＳ２に移行する。図１２においてステップＳ２１は分かり易さのために２つの部分ステップＳ２１ａとＳ２１ｂに分割されている。

電動機制御装置２は、ステップＳ２２において、電動機５の監視されるべき実際値がステップＳ１において求められた実際値条件を既に満足しているかどうかを検査する。これがそうである場合には、電動機制御装置２がステップＳ２に移行する。実際値条件がまだ満足されていない場合だけ、電動機制御装置２がステップＳ２３に移行する。図１２においてステップＳ２２は分かり易さのために２つの部分ステップＳ２２ａおよびＳ２２ｂに分割されている。

電動機制御装置２は、ステップＳ２３において、電動機制御装置２が実際値条件および監視されるべき実際値の瞬時値に依存して、例えば監視されるべき実際値の順守すべき限界値からの偏差に依存して、実際値条件の時間的経過を求める。それによって、例えば電動機５の制動のために定められた無視できない時間が必要とされること、従って、電動機５の秩序正しい制御ならびに電動機５の秩序正しい応答にもかかわらず、本来の所望の実際値条件が直ちには順守可能でないことが考慮される。

本発明による方法は多くの利点を有する。特に、駆動制御装置１および電動機制御装置２のためのコンピュータプログラム６、９は、その他の全てのモジュールのためのプログラムに依存せずに作成可能である。更に、（それに伴う誤り発生源を含めた）いかなる付加的なケーブル布設も必要でない。なぜならば、電動機制御装置２に一連の目標値ｘ^*、ｘ’^*を自由に使わせる通信接続１４が既に存在するからである。駆動制御装置１も、そして特にアプリケーションプログラム１２も、どのようにして電動機制御装置２に第１の信号Ｂ１が供給されるかに依存せずに作成可能である。更に、図９による方法の場合、電動機制御装置２が第１および第２の情報をどこにどのように記憶しているかが駆動制御装置１に知られていることが必要でない。

以上の説明は専ら本発明の説明に役立つ。これに対して、本発明の保護範囲は専ら添付の特許請求の範囲によって定められるべきである。

１ 駆動制御装置２、２’ 電動機制御装置、３、３’ 電気駆動ユニット、４、４’ パワースイッチ、５、５’ 電動機、６ コンピュータプログラム、７、１０ マシンコード、８、１１ 内部メモリ、９ コンピュータプログラム、１２ アプリケーションプログラム、１３ 使用者、１４ 通信接続、１５ 電源、１６ データ領域、１７ 読出し装置、１８ 読込み装置、１９ データ領域、Ａ、Ａ’ 制御信号、Ｂ１、Ｂ１’、Ｂ２、Ｂ２’ 信号、Ｃ１、Ｃ１’、Ｃ２、Ｃ２’ 情報、Ｄ 目標回転方向、Ｉ、Ｉ’ 電流実際値、Ｉ^*、Ｉ’^* 電流目標値、Ｍｍａｘ 最大許容限界トルク、ｎｍａｘ 限界回転数、ｎ、ｎ’ 回転数実際値、ｎ^*、ｎ’^* 回転数目標値、ｐ、ｐ’ 位置実際値、ｐ^*、ｐ’^* 位置目標値、ｘ、ｘ’ 実際値、ｘ^*、ｘ’^* 目標値

Claims (21)

1. 少なくとも１つの電動機（５）のための駆動装置であって、
   前記駆動装置が、電動機（５）のために決定された一連の目標値（ｘ^*）および対応する実際値（ｘ）に基づいて前記電動機のための電流目標値（Ｉ^*）を求め、前記一連の目標値（ｘ^*）が、上位に置かれた駆動制御装置（１）から通信接続（１４）を介して前記駆動装置に供給され、
   前記駆動装置は、電流目標値（Ｉ^*）を電動機（５）のための駆動ユニット（３）に供給するか、又は電流目標値（Ｉ^*）および対応する電流実際値（Ｉ）に基づいて、多数のパワースイッチ（４）のための制御信号（Ａ）を求めてこの制御信号（Ａ）をパワースイッチ（４）に出力し、パワースイッチ（４）により電動機（５）がその都度の電流目標値（Ｉ^*）に応じて電源（１５）に接続され、
   前記駆動装置は、外部から供給される第１の信号（Ｂ１）に基づいて、電動機（５）の実際値を実際値条件の順守に関して監視（監視動作）するかどうかを決定し、
   監視動作時に、実際値が実際値条件を順守しない場合に、前記駆動装置が電動機（５）の電源（１５）からの切り離しを自動的に生じさせ、
   前記駆動装置が、駆動制御装置（１）から駆動装置に一連の目標値（ｘ^*）が供給される同一の通信接続（１４）を介して、駆動装置が監視動作中であるかどうかが分かる第１の情報（Ｃ１）を駆動制御装置（１）に供給し、
   少なくとも監視動作時に、駆動装置が駆動制御装置（１）から一連の目標値（ｘ^*）を受け取る同一の通信接続（１４）を介して、実際値条件が何であるかが分かる第２の情報（Ｃ２）を駆動装置が駆動制御装置（１）に供給する
   ように動作させられる駆動装置。
2. 前記一連の目標値（ｘ^*）が一連の位置又は回転数目標値（ｐ^*、ｎ^*）であることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
3. 前記実際値条件が前記電動機（５）による限界回転数（ｎｍａｘ）の順守および／又は目標回転方向（Ｄ）における電動機（５）の回転であることを特徴とする請求項２記載の駆動装置。
4. 前記実際値条件が時間的に可変であることおよび／又は前記駆動装置に外部から供給される第２の信号（Ｂ２）に基づいてパラメータ化可能であることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の駆動装置。
5. 前記駆動装置が、前記第１および第２の情報（Ｃ１、Ｃ２）を前記駆動装置の内部の関連データ領域（１６）に記憶することを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の駆動装置。
6. 前記内部の関連データ領域（１６）に、前記駆動装置によって制御される全ての電動機（５、５’）のためにそれぞれ前記第１および第２の情報（Ｃ１、Ｃ２）が記憶されていることを特徴とする請求項５記載の駆動装置。
7. 前記駆動装置が、前記駆動制御装置（１）に、前記内部のデータ領域（１６）への少なくとも１つの読出しアクセスを可能にすることを特徴とする請求項５又は６記載の駆動装置。
8. 前記駆動装置が、前記第１および第２の情報（Ｃ１、Ｃ２）を前記駆動制御装置（１）に伝送することを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の駆動装置。
9. 前記駆動装置が、前記第１および第２の情報（Ｃ１、Ｃ２）を前記駆動制御装置（１）の内部の関連データ領域（１９）に書き込むことを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の駆動装置。
10. 前記少なくとも１つの電動機（５）のための前記駆動装置（２）による実行が請求項１乃至９の１つに記載されている駆動装置（２）の動作を生じさせるマシンコード（１０）を含むコンピュータプログラム。
11. 請求項１０記載の前記コンピュータプログラム（９）が記憶されているデータ媒体。
12. 前記駆動制御装置が、アプリケーションプログラム（１２）および／又は使用者（１３）の入力に基づき、少なくとも１つの第１の電動機（５）のために第１の一連の目標値（ｘ^*）を求め、
    前記駆動制御装置が、前記通信接続（１４）を介して前記少なくとも第１の一連の目標値（ｘ^*）を第１の下位の電動機装置（２）に供給し、
    前記駆動制御装置が、駆動制御装置が前記第１の一連の目標値（ｘ^*）を前記第１の駆動装置（２）に供給する同一の通信接続（１４）を介して第１の駆動装置（２）から駆動制御装置に供給される第１の情報（Ｃ１）に基づいて、第１の駆動装置（２）が第１の電動機（５）の実際値を実際値条件の順守に関して監視するかどうかを検査し、
    前記第１の駆動装置（２）が前記第１の電動機（５）の実際値を実際値条件の順守に関して監視する場合に、前記駆動制御装置が先ず、駆動制御装置が第１の一連の目標値（ｘ^*）を第１の駆動装置（２）に供給する同一の通信接続（１４）を介して第１の駆動装置（２）から駆動制御装置に供給される第２の情報（Ｃ２）に基づいて、実際値条件が何であるかを求め、それから実際値条件考慮の下で第１の一連の目標値（ｘ^*）を求める
    ように動作する駆動制御装置。
13. 前記第１の一連の目標値（ｘ^*）が一連の位置又は回転数目標値（ｐ^*、ｎ^*）であることを特徴とする請求項１２記載の駆動制御装置。
14. 前記実際値条件が電動機（５）による限界回転数（ｎｍａｘ）の順守および／又は目標回転方向（Ｄ）における電動機（５）の回転であることを特徴とする請求項１３記載の駆動制御装置。
15. 前記駆動制御装置が、前記アプリケーションプログラム（１２）および／又は使用者（１３）の入力に基づいて、少なくとも１つの第２の電動機（５’）のために第２の一連の目標値（ｘ’^*）を求め、
    前記第２の一連の目標値（ｘ’^*）が第１の一連の目標値（ｘ^*）と同じ型であり、
    前記駆動制御装置が第２の一連の目標値（ｘ’^*）を第１の駆動装置（２）又は第２の駆動装置（２’）に供給し、
    前記第１の駆動装置（２）が第１の電動機（５）の実際値を実際値条件の順守に関して監視する場合に駆動制御装置が実際値条件考慮の下で第２の一連の目標値（ｘ’^*）を求めることを特徴とする請求項１２、１３又は１４記載の駆動制御装置。
16. 前記駆動制御装置が、第１および第２の情報（Ｃ１、Ｃ２）を内部のデータ領域（１６）から読み出すことを特徴とする請求項１２乃至１５の１つに記載の駆動制御装置。
17. 前記駆動制御装置が、第１および第２の情報（Ｃ１、Ｃ２）を駆動装置（２）から受け取ることを特徴とする請求項１２乃至１５の１つに記載の駆動制御装置。
18. 前記駆動制御装置が、駆動装置（２）に、駆動制御装置の内部の関連データ領域（１８）への書込みアクセスを可能にし、駆動制御装置が、第１および第２の情報（Ｃ１、Ｃ２）を内部の関連データ領域（１８）から読み出すことを特徴とする請求項１２乃至１５の１つに記載の駆動制御装置。
19. 前記駆動制御装置が、生産機械のための移動案内装置として、特に工作機械のための数値制御装置として構成されていることを特徴とする請求項１２乃至１８の１つに記載の駆動制御装置。
20. 前記少なくとも１つの第１の電動機（５）のための駆動制御装置（１）による実行が、請求項１２乃至１８の１つに記載された前記駆動制御装置（１）の動作を生じさせるマシンコード（７）を含むコンピュータプログラム。
21. 請求項２０記載の前記コンピュータプログラム（６）が記憶されているデータ媒体。

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