JPH11503518A - 特に検出された位置実際値が直列に伝送される絶対的角位置測定発信器における回転方向検出およびプロウシビリテイ検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 メモリに第１の植（Ｖ）と第２の値（Ｄ）とが格納されている。処理ユニットが、２つの位置実際値（Ｘ１１，Ｘ１２；Ｘ２１、Ｘ２２；Ｘ３１、Ｘ３２）が角位置発信器の零点（ＮＰ）と第１の記憶された値（Ｖ）と合致する位置実際値（Ｌ２）との間の範囲、または第２の記憶された値（Ｄ）と合致する位置実際値（Ｌ１）と最大の行程値（ＭＡＸ）との間の範囲、またはその外側に位置するかどうかに関係して軸（Ｗ）の回転方向を決定する。本発明は、検出される角位置実際値に予期しないまたは誤りにより惹起される大きな変化が生ずる可能性があるにもかかわらず、角位置発信器の軸の回転方向があらゆる場合に正しく求めることができるという利点を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 特に検出された位置実際値が直列に伝送される絶対的角位置測定 発信器における回転方向検出およびプロウシビリテイ検査装置 絶対的角位置測定発信器では位置実際値が２値の形態で予め定められた時間間 隔で好ましくは直列にたとえば制御装置に爾後処理のために伝送される。しかし このような２値符号化された現在値のすべてのビットの直列データ伝送の過程は ある継続時間を必要とするので、その間に例外的な場合には実際の現在値が著し く変化することがある。 第１のこのような場合は、絶対的角位置測定発信器の軸がたとえばそれ自体と して許されていない過大回転数のゆえに一時的に高い回転数で回転するときに惹 起される。その際に、先に検出された位置実際値の直列のビットごとの伝送の開 始と終了との間に軸の実際の位置が多くの角度単位だけ変化することがある。そ れに続く直列に伝送される位置実際値はそのときに予期されない跳躍的に変更さ れた大きさを有する。第２のこのような場合は、直列データ伝送の際に誤りが生 ずるときに惹起される。その際に、たとえば電磁的干渉により惹起されて直列デ ータストリーム内の位置実際値の符号化の高い値のビットに誤りが生じ得る。こ の場合にも位置実際値はそのときに誤りにより惹起される跳躍的に変更された大 きさを有することがある。角位置実際値のこのような跳躍的な変化がたとえば制 御装置に供給されると、そこで角位置測定発信器の軸の回転方向の検出も入来す る位置実際値のプロウシビリテイ検査も困難になる。 正常作動中は角位置測定発信器の軸の回転方向は、相い続く現在値の差が形成 されることによって、簡単に求められる。“現在の位置実際値−先行の位置実際 値”の極性が正であれば、たとえば“前方”に回転され、またこの極性が負であ れば、“後方”に回転される。しかしこの方法がその機能を果たすための前提条 件は、両現在値が上記の差において常に、このような対があらゆる場合に角位置 発信器の軸のいわゆる零点の“前”もしくは“後”に位置するように密に並んで 位置していることである。両現在値の大きさはこうして一般に互いに著しく偏差 してはならない。 しかしこのことは再び、角位置測定発信器の軸の回転速度および直列伝送の速 さが常に、対の両値の一方が零点の超過“前”に、また他方の値が零点の超過“ 後”に検出されないように互いに合わされなければならないことを意味する。こ のような場合には誤った回転方向が求められるであろう。零点の“前”に位置す る古い現在値がたとえば３５５０（たとえば位置実際値３５５．０度に相当）で あり、零点の“後”に位置する新しい現在値が５０（たとえば位置実際値５０． ０度に相当）であれば、差“現在の位置実際値−先行の位置実際値”、すなわち いまの例では５０−３５５０は、たとい角位置測定発信器の軸が前方に零点を越 えて回転されたとしても、負の極性を生ずる。他方において、差形成のためには 電磁的干渉により大きさが著しく狂わせられた位置実際値が使用されてはならな い。この場合にも、誤った回転方向が求められる危険がある。 予期せずにまたは誤りにより惹起されて著しく変更された位置実際値は、これ がたとえば制御装置においてプロウシビリテイを検査されるときにも、問題を生 ずる。そのために一般に、入来する位置実際値の変化が近似的に準連続的な仕方 で行われることが仮定される。そのとき、その大きさが予め定められた最大許容 可能な変化速度を越えないかどうかが検査される。このようにして、たとえば直 列データ伝送の際の誤りに基づいて狂いを生じた使用不可能な位置実際値がフィ ルタ除去される。他方において、このように大きい現在値跳躍は予期せずに、直 列データ伝送の速度と角位置測定発信器の軸の回転速度との間の一致がたとえば 一時的なそれ自体許容し得ない過回転数により乱されているときにも生じ得る。 このような大きい誤ったまたは予期されない現在値跳躍は次いで、角位置検出の 際に常に生ずる許容し得る現在値跳躍と取り違えられることがある。 すなわち、角位置発信器の軸の位置の検出の際に現在値は最大値から出発値ま たは零値へ、またその逆に、いわゆる零点の通過の瞬間に変化する。監視される 軸の全回転のたとえばいわゆる０．１°分解能を有する発信器の際には現在値の ２進符号化が零点の通過の際に３５９９の最大値（たとえば位置実際値３５９． ９度に相当）から０（たとえば０度の位置実際値に相当）へ変化する。位置実際 値のこのよううな大きさの跳躍は零点超過の瞬間にのみ許容され、またこのよう なものとして認識されなければならない。しかし上記のように、散発的に予期せ ずにまたは誤りにより惹起されて大きな跳躍が生ずると、それによりたとえば評 価する制御装置において軸の回転方向の検出も入来する位置実際値のプロウシビ リテイの検査も妨げられる。 本発明の課題は、絶対的な角位置発信器において、検出された角位置実際値の 大きい変化の生起があり得るにもかかわらず軸の回転方向が正しく求められ、ま た位置実際値のプロウシビリテイを検査し得る回路を提供することにある。 この課題は請求項１に示されている装置により解決される。その有利な実施態 様は従属請求項に記載されている。 本発明を、角位置発信器の軸を通る断面を示す添付図面によりさらに説明する 。 本発明による回路によりたとえば角位置測定発信器の始動の際に先ず第１の値 Ｖが求められ、メモリに格納される。これは、そのつどの直列伝送区間を介して の位置実際値の２つの相い続く伝送の間に角位置測定発信器の軸の最大許容回転 数の存在の際に通過される角度単位の数に相当する。この値はこうして、検出す べきまた伝送すべき位置実際値の最大可能な変化速度に対して相対的なそれぞれ 使用される直列データ伝送装置の能力に対する尺度となり、また２つの相い続い て検出されまた伝送される位置実際値の間の最大可能角度間隔に相当する。通常 の場合には軸の回転数は最大値よりも小さいので、通常は位置実際値は近接して いる。その結果、その値は一方では相い続く位置実際値の現在の検出速度を表し 、しかし他方では位置実際値の段階高さのその際の可能最大値をも表す。 本発明による回路により、さらに、第２の値Ｄが求められ、また場合によって は第１の値と共通に角位置測定発信器の最大行程値ＭＡＸと第１の値Ｖとの間の 差、すなわちＤ＝（ＭＡＸ−Ｖ）に相当する。値Ｖは同じくメモリに格納される 。この値はこうして、その検出およびたとえば制御装置への直列伝送が軸の最大 回転速度の存在の際に、それに続いて検出される位置実際値がいわゆる回転発信 器終端値ＭＡＸと合致するだけの時間をまさに必要とするあろう角位置発信器の 軸の位置値に相当する。この回転発信器終端値は、そのつどの２値符号化にも関 係して最大生ずる値が対応付けられる位置実際値である。この値は一般に角位置 発信器の分解能に相当する角度値だけ発信器のいわゆる零点の前に位置している 。 図面に示されている例では、前記の仮定と同様に、角位置発信器がその袖Ｗの 位置変化を０．１°の分解能で検出し得ることを仮定する。この最小の測定可能 角度範囲は次いで有利には最小値Ａ＝１に対応付けられる。０．１°の分解能の 際には最大検出可能な位置実際値３５９．９度の大きさを有する。軸Ｗの零点Ｎ Ｐの直前に位置しているこの角位置測定発信器の終端値に次いでＭＡＸ＝３５９ ９の最大値が対応付けられる。さらに、角位置測定発信器の軸Ｗが最大許容回転 数の存在の際に２つの相い続く位置実際値の検出と伝送との間に１０°の角度範 囲だけさらに回転することが仮定される。この場合、第１の値Ｖ（Ｖ＝１０°÷ ０．１°）に対して大きさ１００が、また第２の値に対してＤ＝ＭＡＸ−Ｖ＝３ ５９９−１００＝３４９９が生ずる。図面中には軸Ｗの零点ＮＰの右および左に 位置実際値Ｌ１およびＬ２が示されている。その際に位置実際値Ｌ１＝３４９９ は第１の値Ｖ（１００）＋分解能Ａ（１）の大きさだけ、すなわち正確に第２の 値Ｄの大きさだけ零点ＮＰの“前”に位置している。第２の位置実際値Ｌ２＝１ ００は第１の値Ｖ（１００）の大きさだけ零点ＮＰの“後”に位置している。 本発明による回路はいま処理ユニットを介して両方の値ＶおよびＤを用いて、 現在検出される位置実際値と、それに付属の直接先行するサイクルで検出され伝 送されまたこうして既にメモリに位置している位置実際値とが零点ＮＰからすぐ 左に位置しているか右に位置しているか、またこうして回転方向検出のために互 いに関連付けるべき位置実際値が例外的に両方共通に零点の一方の側に位置して いない場合が生じているかを確かめることができる。そのために現在値は本発明 による回路の比較手段を用いて両方の記憶された値ＶおよびＤのそのつどの大き さと比較される。 本発明を関連する位置実際値Ｘ１１、Ｘ１２およびＸ２１、Ｘ２２およびＸ３ １、Ｘ３２の３つの対の例について図面により説明する。その際に値Ｘｘ２はそ れぞれ現在の新たに検出されかつ伝送される位置実際値を表し、また値Ｘｘ１は それぞれ先行の先のサイクルで検出された位置実際値を表し、その際にｘ＝１， ２，３が該当する。 この比較が第１の場合に、現在の位置実際値Ｘ１２が零点ＮＰと第１の記憶さ れた値Ｖの大きさと合致する位置実際値Ｌ２との間の範囲内、すなわち図面中で 零点から右に位置しており、また追加的に先行の位置実際値Ｘ１１が第２の記憶 された値Ｄの大きさと合致する位置実際値Ｌ１と回転発信器終端値ＭＡＸとの間 の範囲内、すなわち図面中で零点から左に位置していることを明らかにするなら ば、 ＮＰ＜Ｘ１２＜Ｖ （式１） Ｄ＜Ｘ１１＜ＭＡＸ （式２） の条件が満足され、従って本発明による回路は正の回転方向を確かめる。 この比較が第２の場合に、現在の位置実際値Ｘ２２が第２の記憶された値Ｄの 大きさと合致する位置実際値Ｌ１と回転発信器終端値ＭＡＸとの間の範囲内、す なわち図面中で零点から左に位置しており、また追加的に先行の位置実際値Ｘ２ １が零点ＮＰと第１の記憶された値Ｖの大きさと合致する位置実際値Ｌ２との間 の範囲内、すなわち図面中で零点から右に位置していることを明らかにするなら ば、 Ｄ＜Ｘ２２＜ＭＡＸ （式３） ＮＰ＜Ｘ２１＜Ｖ （式４） の条件が満足され、従って本発明による回路は負の回転方向を確かめる。 上記の式対（式１）、（式２）または（式３）、（式４）の１つにおける両方 の条件の一方が満足されると、角位置測定発信器の軸Ｗの零点ＮＰは越えられ、 また現在の回転方向を検出するために互いに処理すべき両方の値は対として一緒 に零点ＮＰの一方の側に位置していない。 この比較が第３の場合に、上記の式（式１）ないし（式４）のいずれも満足し ないことを明らかにすると、両方の位置実際値が零点ＮＰの近くまたは周りに位 置していない。図面中にはこのような位置実際値Ｘ３２、Ｘ３１の対が記入され ている。次いで現在の位置実際値Ｘ３２と先行の位置実際値Ｘ３１との間の差が 従前どおり形成される。この差の極性が正であれば、回転方向は正であり、さも なければ負である。図面に示されている例では回転方向は正である。 本発明は、検出される角位置実際値に予期せずにまたは誤りにより惹起されて 大きい変化が生ずる可能性があるにもかかわらず、角位置発信器の軸の回転方向 があらゆる場合に正しく確かめられるという利点を有する。本発明は、簡単な仕 方で、検出された位置実際値のプロウシビリテイ検査のために拡張可能であると いう追加的な利点を有する。 そのために差“現在の位置実際値−先行の位置実際値”が形成される。この値 が第１の記憶された値Ｖよりも大きいならば、両方の実際値の１つは誤っている 。なぜならば、軸の周縁上の値がその場合にはいわば過度に離ればなれに位置し ているからである。このような値は、実際の回転数が最大許容回転数よりも高い とき、もしくは位置実際値がたとえば電磁的干渉により直列データ伝送の際に狂 わせられたときにしか生じ得ない。位置実際値のこのような誤った対が生ずると 、これは爾後処理されずに、棄却されなければならない。本発明のこの補足は、 伝送される位置実際値が、たとえばパリティビットまたは検査合計ビットのよう な冗長情報の付加によるデータ安全保護方法が直列データ伝送の際に使用されな いときにも、プロウシビリテイを検査できるという利点を有する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．位置実際値が好ましくは直列のデータ伝送路を介して伝送される絶対的角位 置測定発信器の回転方向を検出するための装置において、 ａ）ａ１）２つの相い続いて伝送される位置実際値の間にデータ伝送路を介して 測定発信器軸（Ｗ）の最大回転数の際に通過される角度単位に相当する第１の値 （Ｖ）と、 ａ２）角位置測定発信器の最大行程値（ＭＡＸ）と第１の値（Ｖ）との差（ Ｄ＝ＭＡＸ−Ｖ）に相当する第２の値（Ｄ）と を格納しているメモリと、 ｂ）２つの位置実際値（Ｘ１１，Ｘ１２；Ｘ２１、Ｘ２２；Ｘ３１、Ｘ３２）が 角位置発信器の零点（ＮＰ）と第１の記憶された値（Ｖ）と合致する位置実際値 （Ｌ２）との間の範囲、または第２の記憶された値（Ｄ）と合致する位置実際値 （Ｌ１）と最大の行程値（ＭＡＸ）との間の範囲、またはその外側に位置するか どうかに関係して軸（Ｗ）の回転方向を決定する処理ユニットと を含んでいることを特徴とする絶対的角位置測定発信器の回転方向検出装置。 ２．前記処理ユニットが、 ａ）ａ１）現在の位置実際値（Ｘ１２）が零点（ＮＰ）と第１の値（Ｖ）と合致 する位置実際値（Ｌ２）との間の範囲に位置し、また ａ２）先行の位置実際値（Ｘ１１）が第２の記憶された値（Ｄ）と合致する 位置実際値（Ｌ１）と角位置測定発信器の最大の行程値（ＭＡＸ）との間の範囲 に位置する ときには、正の回転方向を検出し、 ｂ）ｂ１）現在の位置実際値（Ｘ２２）が第２の記憶された値（Ｄ）と合致する 位置実際値（Ｌ１）と角位置測定発信器の最大行程値（ＭＡＸ）との間の範囲に 位置し、また ｂ２）先行の位置実際値（Ｘ２１）が零点（ＮＰ）と第１の記憶された値（ Ｖ）と合致する位置実際値（Ｌ２）との間の範囲に位置する ときには、負の回転方向を検出する ことを特徴とする請求項１記載の装置。 ３．第２の記憶された値（Ｄ）と合致する位置実際値（Ｌ１）と角位置測定発信 器の最大行程値（ＭＡＸ）との間の範囲、もしくは零点（ＮＰ）と第１の記憶さ れた値（Ｖ）と合致する位置実際値（Ｌ２）との間の範囲に、両方の位置実際値 （Ｘ３２，Ｘ３１）が位置しないとき、または両方の位置実際値（Ｘ３２，Ｘ３ １）の最大１つしか位置しないとき、処理ユニットが回転方向を両方の相い続く 位置実際値（Ｘ１１，Ｘ１２；Ｘ２１、Ｘ２２；Ｘ３１、Ｘ３２）からの差の形 成により形成することを特徴とする請求項１または２記載の装置。 ４．前記処理ユニットが両方の位置実際値（Ｘ１１，Ｘ１２；Ｘ２１、Ｘ２２； Ｘ３１、Ｘ３２）の差から値を形成し、またこの値が第１の値（Ｖ）よりも大き いときには位買実際値をプロウシビリテイに欠けているので棄却することを特徴 とする請求項１ないし３の１つに記載の装置。