JP2014527790A - 慣性質量を有する移動物体の位置値の周期的なデジタル伝送を行うための方法および装置 - Google Patents

Abstract

慣性質量を有する移動物体の位置値の周期的なデジタル伝送を行うための方法および装置であって、伝送される位置値の値範囲が、全回転を表すことができないように、または直線運動の場合には、機械的な条件によって制約された別の全周期を表すことができないように制限され、実際の位置が、評価ユニットにおいて値範囲を超えたことが認識されることによって生成される方法および装置。【選択図】図１

Description

本発明は、慣性質量を有する移動物体の位置値の周期的なデジタル伝送を行うための方法および装置に関する。

角度センサは周知である。インクリメンタルエンコーダとして設計される角度センサにおいて、検出された波形角度値がデジタル形式で伝送される。

したがって、本発明の課題は、妨害に対してロバストなデータ伝送を使用して、角度センサから電気機器への検出値の伝送を改良することである。

本発明によれば、この課題は、請求項１または２に記載の方法、および請求項１５に記載の特徴による装置で解決される。

駆動装置を制御するための方法における重要な特徴として、時間的に反復して位置値が検出され、関連の情報が制御装置に伝送され、
位置値が、少なくとも２つの値、特に部分角度値と精密角度値、特にデジタル値によって特徴付けられ、
第１の値が、整数で表すことができ、各値に位置値範囲が割り当てられ、
第１の値によって特徴付けられた各位置範囲に、その位置範囲の互いに別個の部分範囲が割り当てられ、部分範囲がそれぞれ、第２の値によって特徴付けられ、第２の値が、整数として表すことができ、
第２の値が、時間的に第１の値の前に伝送され、
（ｉ）新たに検出された第２の値の伝送後、新たに検出された第２の値と前に伝送された第２の値とから、第１の値に関するモデル値が算出され、そのようにして算出された位置値が、制御機構によって、制御機構の更新された調整パラメータ値を算出するために使用され、
（ｉｉ）新たに検出された第２の値の伝送後、新たに検出された第１の値が伝送され、次いで、（ｉ）で算出されたモデル値が、新たに検出された第１の値と比較され、一致しない場合には、ある処置が実施され、
特に、処置が、警告情報の伝達および／または表示、および／または駆動装置の停止、または安全動作状態への駆動装置の切替えであり、
特に、調整パラメータが、電圧空間ベクトルであり、特に駆動装置の電動機の固定子電圧空間ベクトルであり、
特に、ステップ（ｉ）が繰り返される。

ここで有利には、確実性が高められ、それにもかかわらず、各周期ステップで、特に早く、新たな調整パラメータの算出を開始可能である。

請求項２に記載の駆動装置を制御するための方法における重要な特徴として、時間的に反復して位置値が検出され、関連の情報が制御装置に伝送され、
位置値が、少なくとも２つの値、特に部分角度値と精密角度値、特にデジタル値によって特徴付けられ、
第１の値が、整数で表すことができ、各値に位置値範囲が割り当てられ、
第１の値によって特徴付けられた各位置範囲に、その位置範囲の互いに別個の部分範囲が割り当てられ、部分範囲がそれぞれ、第２の値によって特徴付けられ、第２の値が、整数として表すことができ、
第２の値が、時間的に第１の値の前に伝送され、
（ｉ）新たに検出された第２の値の伝送後、新たに検出された第２の値と前に伝送された第２の値とから、前に算出された速度をさらに考慮に入れて、第１の値に関するモデル値が算出され、ここで第２の値およびモデル値から算出された位置値が、制御機構によって、制御機構の更新された調整パラメータ値を算出するために使用され、
（ｉｉ）新たに検出された第２の値の伝送後に、新たに検出された第１の値が伝送され、新たに検出された第１の値と新たに検出された第２の値とから、速度値が更新され、その際、前に検出された第１の値および前に検出された第２の値も考慮に入れられ、
特に、調整パラメータが、電圧空間ベクトルであり、特に駆動装置の電動機の固定子電圧空間ベクトルであり、
ステップ（ｉ）および（ｉｉ）が繰り返される。

ここで有利には、新たに検出された実際の位置値から速度値を算出可能であり、このためにモデル値を使用する必要はない。このとき、周期時間は、特に物体の最大加速度で、その時間内に速度値が全く変化しないか、またはごくわずかにしか変化しない程度に短い。

有利な一形態では、第１の値の伝送後に、第１の値が、ステップ（ｉ）に従って算出された値と比較され、値のずれがある場合には、ある処置が作動され、処置が、特に、例えば、警告情報の表示および／または伝達、および／または駆動装置の停止、および／または駆動装置の安全動作状態の作動である。ここで有利には、確実性が高められ、異常な動作の際には警告を表示することができ、安全動作状態を開始することができる。

有利な一形態では、第１の値の伝送時に、検査情報、特にＣＲＣデータが伝送され、および／または第２の値の伝送時に、さらなる検査情報、特にＣＲＣデータが伝送される。ここで有利には、データ伝送を安全に行うことができ、したがって、異常時に、ある処置を実施可能である。

有利な一実施形態では、伝送される位置値の値範囲が、全回転を表すことができないように、または直線運動の場合には、機械的な条件によって制約された別の全周期を表すことができないように制限され、実際の位置が、評価ユニットにおいて値範囲を超えたことが認識されることによって生成され、
特に、
−第１の時点で、値範囲を制限されていない位置、または連続動作時に比べてはるかに値範囲制限の小さい位置が伝送され、
−および／または、最大速度時にサンプリング周期中に生じる位置変化（Ｗｅｇｄｉｆｆｅｒｅｎｚ）を、選択された値範囲の大きさの半分よりも小さくすることによって、値範囲が算出され、値範囲が、できるだけ小さく選択され、
−および／または、値範囲を制限された絶対位置ではなく、同じ値範囲制限を有する前の位置との差が伝送される。

ここで有利には、わずかなデータストリームしか伝送する必要がなく、したがって、伝送のためにわずかな帯域幅で十分である。さらに、確実性の向上を実現可能である。なぜなら、完全な位置値が伝送された後、値範囲を制限された値から算出された位置値と比較を行うことが可能であり、したがって、最大許容加速度を超えたかどうか、すなわち異常など予想外の事象が生じたかどうかを監視可能であるからである。代替として、完全な位置値の周期的な伝送を省くこともでき、したがって、それにより、迅速な位置値伝送のためにわずかな帯域幅のデータ接続で十分である。すなわち、センサによって検出されたデータは、圧縮可能であり、データ圧縮して伝送可能である。

値範囲の大きさの半分との差の比較により、位置値に関する完全な情報の再構成を簡単に行うことができる。

また、有利には、デジタル伝送は、例えば磁界放射などの妨害の影響に対してロバストである。

請求項２による慣性質量を有する移動物体の位置値の周期的なデジタル伝送を行うための代替方法において重要な特徴として、伝送される位置値の値範囲が、特に、全回転を表すことができないように、または直線運動の場合には、機械的な条件によって制約された別の全周期を表すことができないように、可能な位置値の値範囲に対して制限され、
前の位置および前に算出された速度から位置に関する推定値が生成され、値範囲を制限された伝送された位置値によって推定値が補正されることによって、実際の位置が算出され、
特に、
−値範囲を制限された位置推定値を、値範囲を制限された伝送された位置値と比較することによって、値範囲を超えたことが伝達され、推定値の補正のために参照され、
−および／または、最初に１度だけ位置が伝送され、位置の値範囲が、生じ得る位置の範囲を含み、
−および／または、値範囲を制限された絶対位置ではなく、同じ値範囲制限を有する前の位置との差が伝送される。

ここで有利には、位置値は、慣性質量で検出される。ここで可能になる、生じる加速度および躍度（すなわち加速度の時間微分）の制限により、関連の周期時間内での速度変化が制限され、したがって、ある分解能単位、例えば粗い分解能のトラックよりも小さい値だけ推定値を補正すればよいようにすることが可能である。

代替実施形態では、位置値が、少なくとも２つの値、特に部分角度値と副角度値、および／または精密角度値、特にデジタル値によって特徴付けられ、
第１の値が、整数で表すことができ、各値に位置値範囲が割り当てられ、
第１の値によって特徴付けられた各位置範囲に、その位置範囲の互いに別個の部分範囲が割り当てられ、部分範囲がそれぞれ、第２の値によって特徴付けられ、第２の値が、整数として表すことができ、
第１の時点で位置値が検出され、関連の第１および第２の値が伝送され、
（ｉ）さらなる位置値が検出され、関連の第２の値、したがって新たに検出された第２の値が伝送され、
（ｉｉ）新たに検出された第２の値と、前に検出された第２の値とから、第１の値によって特徴付けられる位置値範囲が算出され、したがって、新たに検出された位置値に関連する第１の値も算出される。

ここで有利には、ここでも、第１の時点で、検出された位置値に関する完全な情報が存在し、したがって、そこでこの第１の位置値のみに関して算出される新たな位置値が算出される。したがって、圧縮されたデータ伝送が可能にされるか、またはデータ伝送時の冗長性が向上される。

有利な一形態では、位置値は、回転部品、すなわち慣性質量として慣性モーメントを備える物体の角度値である。ここで有利には、３６０°の１回転を複数の部分範囲に分割することができ、したがって、１回転を、そのようにして得られた位置値範囲に分解することができる。

有利な一形態では、伝送が、時間的に反復して繰り返され、特に周期的に、特に一定の時間間隔で繰り返され、
特に、ステップ（ｉ）および（ｉｉ）が順次に数回行われる。

ここで有利には、絶えず反復して位置を算出することができる。ここで、時間間隔は、好ましくは、ここでも、予想し得る最大の位置値変化が臨界値未満に留まる程度に短く、この臨界値は、好ましくは位置値範囲の大きさの半分よりも小さい。

有利な一形態では、ステップ（ｉｉ）で、前に検出または算出された位置値、および関連の速度から、推定値が算出され、新たに検出された位置値の第２の値が推定値の第２の値と比較され、新たに検出された位置値の第２の値と推定値の第２の値との差が算出され、そこから、新たに検出された位置値に関連する位置範囲が算出される。ここで有利には、速度値が分かっており、したがって、古い位置値に、速度と、関連の時間インターバルとから得られた位置値変化を加えることによって、推定値を算出することができる。

有利な一形態では、ステップ（ｉｉ）で、新たに検出された第２の値と前に検出された第２の値の差が算出され、特に、位置範囲の大きさの半分を超えたときに、新たに検出された位置値が、隣りの位置範囲内にあると判断される。ここで有利には、制限された値範囲しか伝送する必要がないにも関わらず、単なる差と、位置値の予想し得る最大変化に関する知識とから、新たな位置値を容易に完全に算出可能である。

有利な一形態では、ステップ（ｉｉ）で、新たに検出された第２の値と前に検出された第２の値との比較が成され、特に、新たに検出された第２の値と前に検出された第２の値との差が位置範囲の大きさの半分を超えるときに、新たに検出された位置値が隣りの範囲内にあると判断される。ここで有利には、伝送された限られた情報にもかかわらず、位置値の完全な算出が容易に可能になる。

有利な一形態では、時間間隔Δｔで連続して行われる２つの位置検出の間の速度の変化が、臨界値で制限され、特に、臨界値が、慣性質量によって決定されるか、または少なくとも慣性質量と共に決定される。ここで有利には、可能な位置値が、有限数、特に２までしか達せず、この有限数からのみ、新たな位置値を特定すればよい。

有利な一形態では、位置値が、角度値または直線位置であり、特に、速度が、角速度、または直線方向で生じる速度である。ここで有利には、本発明は、回転または直線駆動制御で使用することができ、すなわち位置検出するセンサの種類によらない。

有利な一形態では、第１の値および第２の値が、それぞれのトラック、特にエンコーダのトラックに割り当てられ、第１の値が、第２の値よりも細かい分解能のトラックに割り当てられる。ここで有利には、限られた情報値のみを伝送すればよく、それにもかかわらず、位置に関する完全な情報を得られる。

有利な一形態では、第２の値、特に副角度値によって特徴付けられた各位置範囲に、その位置範囲の互いに別個の部分範囲が割り当てられ、部分範囲がそれぞれ、第３の値、特に精密角度値によって特徴付けられ、第３の値が、整数として表すことができ、
特に、第１の時点で位置値が検出され、関連の第１および第２および第３の値が伝送され、
第３の値が、第２の値と共に、特に第２の値の前に、または第２の値の後に伝送される。

ここで有利には、第１の値として部分角度を、また第２の値として副角度を検出して伝送することが可能であり、副角度は、精密角度範囲によってさらに細かく分解可能である。ここで、より粗い分解能の部分角度を算出するために、精密角度と副角度の情報を伝送すれば十分である。

駆動装置を制御するための方法における重要な特徴として、特に上記の請求項のいずれか一項に記載の方法を用いて、時間的に反復して位置値が検出され、関連の情報が制御装置に伝送され、
位置値が、少なくとも２つの値、特に部分角度値と精密角度値、特にデジタル値によって特徴付けられ、
第１の値が、整数で表すことができ、各値に位置値範囲が割り当てられ、
第１の値によって特徴付けられた各位置範囲に、その位置範囲の互いに別個の部分範囲が割り当てられ、部分範囲がそれぞれ、第２の値によって特徴付けられ、第２の値が、整数として表すことができ、
第２の値が、時間的に第１の値の前に伝送され、
（ｉ）新たに検出された第２の値の伝送後、新たに検出された第２の値と前に伝送された第２の値とから、第１の値が算出され、第１の値が、新たに検出された第１の値に対応し、そのようにして算出された位置値が、制御機構によって、制御機構の更新された調整パラメータ値を算出するために使用され、
特に、ステップ（ｉ）が繰り返される。

ここで有利には、第１の値の伝送の期間を、次の調整パラメータ値を算出するためにすでに利用可能である。

駆動装置を制御するための方法における重要な特徴として、時間的に反復して位置値が検出され、関連の情報が制御装置に伝送され、
位置値が、少なくとも２つの値、特に部分角度値と精密角度値、特にデジタル値によって特徴付けられ、
第１の値が、整数で表すことができ、各値に位置値範囲が割り当てられ、
第１の値によって特徴付けられた各位置範囲に、その位置範囲の互いに別個の部分範囲が割り当てられ、部分範囲がそれぞれ、第２の値によって特徴付けられ、第２の値が、整数として表すことができ、
第２の値が、時間的に第１の値の前に伝送され、
（ｉ）新たに検出された第２の値の伝送後、新たに検出された第２の値と前に伝送された第２の値とから、前に算出された速度をさらに考慮に入れて、第１の値が算出され、第１の値が、新たに検出された第１の値に対応し、そのようにして算出された位置値が、制御機構によって、制御機構の更新された調整パラメータ値を算出するために使用され、
（ｉｉ）新たに検出された第２の値の伝送後に、新たに検出された第１の値と新たに検出された第２の値とから、速度値が更新され、その際、前に検出された第１の値および前に検出された第２の値も考慮に入れられ、
ステップ（ｉ）および（ｉｉ）が繰り返される。

ここで有利には、生じている速度でも推定値を算出可能であり、しかしこの推定値はまだ補正しなければならない。

有利な一形態では、第１の値の伝送後に、第１の値が、ステップ（ｉ）に従って算出された値と比較され、値のずれがある場合には、ある処置が作動され、処置が、特に、例えば、警告情報の表示および／または伝達、および／または駆動装置の停止、および／または駆動装置の安全動作状態の作動である。ここで有利には、確実性が高められる。

有利な一形態では、センサにおいて位置値が検出され、センサが、デジタルインターフェースを介して評価ユニットと接続され、
評価ユニットがメモリを有し、位置値を、値範囲を制限された伝送された位置値から算出するための手段を有し、
特に、評価ユニットが制御機構と接続される。

ここで有利には、データ伝送に、わずかな帯域幅しか必要ない。

さらなる利点は、従属請求項から明らかになる。本発明は、請求項の特徴の組合せに限定されない。特に発明の目的および／または従来技術との比較により提示される目的から、請求項および／または個々の請求項の特徴、および／または本明細書および／または図面の特徴のさらなる有意義な組合せの可能性が当業者には明らかであろう。

部分角度トラック、副角度トラック、精密角度トラックを示す図である。 本発明の実施形態による方法を示す図である。

以下、概略図に基づいて本発明をより詳細に説明する。

本発明による駆動システムにおいて、角度位置を検出することができるように、角度センサが、駆動装置のシャフト、例えば変換器によって電力供給される電動機のモータシャフト、または変換器によって電力供給される電動機によって駆動されるトランスミッションのシャフトと一緒に回転するように接続される。

その際、第１の時間区間において、角度値がデジタル形式で、すなわちデジタルテレグラムまたはワードとして伝送される。

変換器の信号電子回路に伝送された値を、信号電子回路内に提供された制御ユニットが使用して、モータ電圧をそれぞれ望ましい目標値に調整することによってモータ電流を制御する。

ここで、角度値は、１つの部分角度範囲と、少なくとも１つの精密角度範囲とによって特徴付けられる。ここで、部分角度は、３６０°の１回転の粗い分解能にすぎない。精密角度は、それぞれの部分角度範囲を、より細かい角度区間に分割する。

角度値の伝送の際、時間的にまず精密角度値が伝送され、その後、より粗い部分角度値が伝送される。

臨界値、特に最大加速度値および／または最大躍度（すなわち加速度の時間微分）を考慮に入れることによって、そして最新の既知の角度値および角速度値を考慮に入れることによって、信号電子回路において、精密角度値のみから、新たに検出された角度値を算出することができる。

このようにすると、制御ユニットは、特に早く、新たに検出された角度値を制御するために考慮することが可能になる。新たに検出された角度値の本発明による算出には、わずかな計算ステップしか必要なく、したがってわずかな計算時間しかかからない。次いで、制御ユニットにおいて、そのようにして算出された角度値およびさらなる値から、その都度、変換器によって新たに調整すべきモータ電圧値が計算される。

ここで、この計算時間中、より粗い部分角度値も、角度センサから変換器の信号電子回路に伝送される。

したがって、ここで、次の時間ステップの前に、適時に、検出された実際の角度値が直接分かる。したがって、ここで、精密角度から算出された角度値と、完全に伝送された角度値とを互いに比較することができるので、確実性が高められる。さらに、次の精密角度値からの次の角度算出は、完全に伝送された角度値と、それに対応して更新された角速度値とを使用して行うことができる。

したがって、換言すれば、各時間ステップにおいて、最後に完全に（すなわち精密角度値と部分角度値を含んで）伝送された値が使用され、前の値との差を求めることで、更新された速度が算出される。次いで、これらの値から、予想し得る次の角度値に関して推定値が算出される。この角度値を算出するために、駆動装置が特に直線運動または回転運動で慣性質量を駆動させ、その際、関連の時間ステップ内で、ある最大値までしか速度が変化することができないことが考慮に入れられる。そのようにして算出されたこの推定値も、精密角度値、部分角度値、および場合によっては副角度値によって特徴付けることができる。次いで、新たに検出されて角度センサによって伝送された角度値のうち、ここで新たに伝送された精密値が、新たな角度値を算出するために使用され、この角度値は、次いですぐに制御ユニットによって使用される。これと並行して、新たに検出された角度値の完全な伝送が行われた後、伝送された精密角度値のみから算出された上記の値との比較が行われ、それにより、確実性を図るための検査を行うことができる。上記のプロセスが繰り返され、ここでも、完全に伝送された角度値から、更新された角速度が算出され、次いで適宜、繰り返し使用される。

一変形形態では、完全に伝送された角度値は、第１の時間ステップでのみ使用される。次いで、後続の時間ステップでは、それぞれの推定値および精密角度値（好ましくはさらに追加の副角度値）からのみ算出された角度値が繰り返し使用される。

さらなる改良のために、副角度範囲が提供され、副角度範囲の分解能は、精密角度範囲の分解能と、部分角度範囲の分解能との間にされる。

第１の変形形態では、２つのトラック、すなわち部分角度トラックと精密角度トラックとが提供される。その際、円周方向にｍ個の部分角度範囲が配置され、これらの部分角度範囲は、円周方向で同じ長さである。同様に、精密角度範囲も、円周方向で同じ長さである。各部分角度区間に同数の精密角度範囲が割り当てられ、この数は、各場合に０からｎ−１まで順に数えることができる。ここで、ｍおよびｎは、それぞれ整数である。

第１の時間区間（この時間区間中、部分角度値、すなわち部分角度の番号が角度センサによって検出され、精密角度値Ｆ１、すなわち精密角度の番号が角度センサによって検出される）の後、時間間隔Δｔ後に精密角度値Ｆ２が検出される。

角度値、すなわち新たな部分角度値に関する不足情報を算出するために、新たな精密角度値と前の精密角度値の差Ｆ２−Ｆ１から、そしてＦ１とＦ２の比較から、正の回転方向または負の回転方向での移行が生じているか否かが判断される。このために、可能な最大角速度ｖ＿ｍａｘは、式
−（１／２＊ｍ−１）≦ｖ＿ｍａｘ＊Δｔ≦（１／２＊ｍ）
が成り立つ程度に小さいことが重要である。

したがって、移行時、すぐ隣りの部分角度（すなわち部分角度範囲）への進入のみが可能である。すなわち、非常に小さい時間間隔Δｔで角度検出が行われるとき、新たに検出された精密角度測定値と前の角度値との情報のみから、新たに検出された角度値を一意に再構成することが可能になる。

精密角度値のこの検出は、さらなる時間間隔Δｔごとに任意の回数繰り返すことができる。したがって、それぞれ新たに検出された角度値を算出するために、精密角度値の伝送のみでも十分であり、しかしながら、最初の時点で、検出された角度値が完全に分かっていなければならない。

図１で、３つのトラック、すなわち部分角度トラックと、副角度トラックと、副角度トラックをより細かく分解する精密角度トラックとを有する第２の変形形態を説明する。その際、円周方向にｍ個の部分角度範囲が配置され、例えばｍ＝３２であり、これらの部分角度範囲は、円周方向で同じ長さである。同様に、副角度範囲もそれぞれ円周方向で同じ長さであり、各部分角度がｎ個の副角度範囲に分割される。精密角度範囲もそれぞれ円周方向で同じ長さであり、各副角度範囲にｑ個の精密角度範囲が割り当てられる。各部分角度区間に同数の副角度範囲が割り当てられ、この数は、各場合に０からｎ−１まで順に数えることができる。ここで、ｍ、ｑ、およびｎは、それぞれ整数である。図１では、ｑ＝４であり、ｎ＝４である。

角度検出は、慣性質量を有する系で行われ、生じる加速度は、最大値ａ＿ｍａｘ未満であるので、角速度の変化は、時間間隔Δｔ内では、最大速度差
Δｖ＿ｍａｘ＝ａ＿ｍａｘ＊Δｔ
までしか可能でない。

最新の既知の角速度ｖ＿ａｌｔと、最新の既知の角度α＿ａｌｔとから、推定値
α＿Ｓｃｈａｕｔｚ＝α＿ａｌｔ＋ｖ＿ａｌｔ＊Δｔ
が得られる。この推定値の角度変化は、最大でΔｖ＿ｍａｘ＊Δｔであり、副角度の最大の移行は、すぐ隣りの副角度範囲内へのものとなる。

したがって、次の角度値を算出するために、検出された新たな部分角度値、副角度値、および精密角度値が存在する必要はなく、前の時間区間に有効な角度値が分かっているときには、副角度と精密角度で十分である。なぜなら、古い副角度値と新たな副角度値との比較、および新たな副角度値と古い副角度値との差から、新たな副角度範囲が得られるからである。新たな精密角度が伝達されるので、この値も分かっており、この精密角度値は、新たな副角度値に、一意に角度値を割り当てる。

図１において、このプロセスを具体例で表すことができる。古い角度値は、例えば、Ｐ_A＝（部分角度値＝１、副角度値＝２、精密角度値＝３）である。ここで、古い角速度は、時間区間Δｔ当たり９個の副角度範囲である。

したがって、Ｐ^*＝（部分角度値＝３、副角度値＝３、精密角度値＝３）の推定値が得られる。

ここで、新たな測定値が、精密角度１と副角度１を有するとき、Ｆ＝（副角度１，精密角度１）およびＦ’＝（副角度１，精密角度１）と表される２つの可能な角度値が得られる。しかし、ここでも、生じる最大速度変化Δｖ＿ｍａｘ＝ａ＿ｍａｘ＊Δｔは、Δｖ＿ｍａｘ＊Δｔが部分角度範囲の大きさの半分よりも小さくなるように選択されるので、差を求めること、および比較することによって、新たな角度値がＦであり、Ｆ’ではないと断定することができる。したがって、新たな角度値は、Ｐ＝（部分角度値＝４、副角度値＝１、精密角度値＝１）と算出され、そこから、新たな速度が、時間区間Δｔ当たり１０個の副角度範囲と算出される。したがって、新たに検出された部分角度値の伝送は省くこともできる。

図２に、この方法をより詳細に示す。ここで、まず、角度センサにおいて新たに検出された角度値Ｐに関する情報が、部分情報Ｆにされ、この部分情報Ｆは、副角度値および精密角度値のみを含み、部分角度値は含まない。この値Ｆは、評価回路に伝送され、評価回路は、好ましくは、インバータまたは変換器の制御電子回路内に配置されている。

評価回路内で、部分情報Ｆから、前に検出または算出された角度値Ｐ_Aと、前に算出された角速度ｖ_Aを考慮に入れて、新たに検出された角度値Ｐおよび新たに生じた角速度ｖが算出される。

本発明によるさらなる例示的実施形態では、角度位置ではなく直線位置が使用され、したがって、部分角度ではなく部分位置などが使用される。

前述した例示的実施形態で述べた、角度情報を伝送するための方法での例示的実施形態は、有利には変換器で使用可能である。その場合、変換器が電動機に電力供給し、電動機の回転子シャフトに角度センサが配置され、ここで、角度センサによって検出された角度情報が、上述した様式で、制御ユニットを備える変換器の制御電子回路に伝送される。制御ユニットは、伝送された角度情報を使用して電圧空間ベクトルを算出し、この電圧空間ベクトルは、パルス幅変調制御された変換器のパワー電子回路によって生成され、モータへの電力供給のために使用される。

制御ユニットは、周期的に、その都度、新たな電圧空間ベクトルを算出する。各周期において、まず、伝送された第２の値、すなわち副角度値および／または精密角度値から、新たな角度値が算出される。その際、好ましくは、検査情報、例えばＣＲＣデータ（すなわち巡回冗長検査データ）が使用される。このようにして、第２の値の伝送は、確実に行われ、検査可能である。新たな角度値の算出後、制御ユニットによって、電圧空間ベクトルに関する新たな値が算出される。したがって、各周期中に新たな電圧空間ベクトル値が算出される。各周期中にまだ残っている使用可能な時間スパンは、各周期において常に同じ長さであるわけではなく、電圧空間ベクトルに関する計算時間に応じて変動する。この時間スパン中、後から伝送される第１の角度情報値が受信され、特に、さらなる検査情報、例えばＣＲＣデータ（すなわち巡回冗長検査データ）が後に続く。したがって、ここで、第１の値と第２の値から、検出された角度値を算出可能であり、前に第１の値のみから算出された角度値と比較可能である。すなわち、このようにして、限られた情報から算出された角度値の検査を行うことができ、値のずれがある場合には、場合によっては相応の処置を開始することができる。周期中の残りの時間スパンが、検出された角度値の算出および比較に十分でないとき、算出および比較は、後続の周期中に行われるか、または検出された実際の値を用いて繰り返される。

すなわち、このようにして、データ伝送における確実性が高まり、それにもかかわらず、電圧空間ベクトルの迅速な算出が可能である。

Ｐ_A 前に検出された角度値
Ｐ^* 角度に関する推定値
Ｐ 新たに算出された角度値
Ｆ 中間値
Ｆ’ 第２の中間値
ｖ_A 前に算出された角速度

Claims (15)

1. 駆動装置を制御するための方法であって、
   時間的に反復して位置値が検出され、関連の情報が制御装置に伝送され、
   前記位置値が、少なくとも２つの値、特に部分角度値と精密角度値、特にデジタル値によって特徴付けられ、
   前記第１の値が、整数で表すことができ、各値に位置値範囲が割り当てられ、
   第１の値によって特徴付けられた各位置範囲に、前記位置範囲の互いに別個の部分範囲が割り当てられ、前記部分範囲がそれぞれ、第２の値によって特徴付けられ、前記第２の値が、整数として表すことができ、
   前記第２の値が、時間的に前記第１の値の前に伝送され、
   （ｉ）前記新たに検出された第２の値の伝送後、前記新たに検出された第２の値と前記前に伝送された第２の値とから、前記第１の値に関するモデル値が算出され、そのようにして算出された位置値が、制御機構によって、前記制御機構の更新された調整パラメータ値を算出するために使用され、
   （ｉｉ）前記新たに検出された第２の値の伝送後、前記新たに検出された第１の値が伝送され、次いで、（ｉ）で算出された前記モデル値が、前記新たに検出された第１の値と比較され、一致しない場合には、ある処置が実施され、
   特に、前記処置が、警告情報の伝達および／または表示、および／または前記駆動装置の停止、または安全動作状態への前記駆動装置の切替えであり、
   特に、前記調整パラメータが、電圧空間ベクトルであり、特に前記駆動装置の電動機の固定子電圧空間ベクトルであり、
   特に、前記ステップ（ｉ）が繰り返される
   ことを特徴とする方法。
2. 駆動装置を制御するための方法であって、
   時間的に反復して位置値が検出され、関連の情報が制御装置に伝送され、
   前記位置値が、少なくとも２つの値、特に部分角度値と精密角度値、特にデジタル値によって特徴付けられ、
   前記第１の値が、整数で表すことができ、各値に位置値範囲が割り当てられ、
   第１の値によって特徴付けられた各位置範囲に、前記位置範囲の互いに別個の部分範囲が割り当てられ、前記部分範囲がそれぞれ、第２の値によって特徴付けられ、前記第２の値が、整数として表すことができ、
   前記第２の値が、時間的に前記第１の値の前に伝送され、
   （ｉ）前記新たに検出された第２の値の伝送後、前記新たに検出された第２の値と前記前に伝送された第２の値とから、前記前に算出された速度をさらに考慮に入れて、前記第１の値に関するモデル値が算出され、ここで前記第２の値および前記モデル値から算出された位置値が、制御機構によって、前記制御機構の更新された調整パラメータ値を算出するために使用され、
   （ｉｉ）前記新たに検出された第２の値の伝送後に、前記新たに検出された第１の値が伝送され、前記新たに検出された第１の値と前記新たに検出された第２の値とから、速度値が更新され、その際、前記前に検出された第１の値および前記前に検出された第２の値も考慮に入れられ、
   特に、前記調整パラメータが、電圧空間ベクトルであり、特に前記駆動装置の電動機の固定子電圧空間ベクトルであり、
   前記ステップ（ｉ）および（ｉｉ）が繰り返される
   ことを特徴とする方法。
3. 前記第１の値の伝送後に、前記第１の値が、ステップ（ｉ）に従って算出された値と比較され、値のずれがある場合には、ある処置が作動され、前記処置が、特に、例えば、警告情報の表示および／または伝達、および／または前記駆動装置の停止、および／または前記駆動装置の安全動作状態の作動である
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記第２の値の伝送時に、検査情報、特にＣＲＣデータが伝送され、特に、異常な伝送が検出されたときに、ある処置が作動され、前記処置が、特に、例えば、警告情報の表示および／または伝達、および／または前記駆動装置の停止、および／または前記駆動装置の安全動作状態の作動であり、
   および／または
   前記第１の値の伝送時に、さらなる検査情報、特にＣＲＣデータが伝送され、特に、異常な伝送が検出されたときに、ある処置が作動され、前記処置が、特に、例えば、警告情報の表示および／または伝達、および／または前記駆動装置の停止、および／または前記駆動装置の安全動作状態の作動である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 慣性質量を有する移動物体の位置値を、特に前記物体の既知の最大到達可能速度で、周期的にデジタル伝送するための方法が提供され、
   前記伝送される位置値の値範囲が、全回転を表すことができないように、または直線運動の場合には、機械的な条件によって制約された別の全周期を表すことができないように制限され、実際の位置、特に完全な位置が、評価ユニットにおいて値範囲を超えたことが認識されることによって生成され、
   特に、
   第１の時点で、値範囲を制限されていない位置、または連続動作時に比べてはるかに値範囲制限の小さい位置が伝送され、
   および／または、最大速度時にサンプリング周期中に生じる位置変化の値を、選択された値範囲の大きさの半分よりも小さくすることによって、前記値範囲が算出され、前記値範囲が、できるだけ小さく選択され、
   および／または、値範囲を制限された絶対位置ではなく、同じ値範囲制限を有する前の位置との差が伝送される
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 慣性質量を有する移動物体の位置値を、特に前記物体の既知の最大到達可能速度で、周期的にデジタル伝送するための方法が提供され、
   前記伝送される位置値の前記値範囲が、特に、全回転を表すことができないように、または直線運動の場合には、機械的な条件によって制約された別の全周期を表すことができないように、可能な位置値の値範囲に対して制限され、
   前記前の位置および前記前に算出された速度から前記位置に関する推定値が生成され、値範囲を制限された伝送された位置値によって前記推定値が補正されることによって、実際の位置が算出され、
   特に、
   前記値範囲を制限された位置推定値を、前記値範囲を制限された伝送された位置値と比較することによって、値範囲を超えたことが伝達され、前記推定値の補正のために参照され、
   および／または、最初に１度だけ位置および速度が伝送され、前記位置および前記速度の値範囲が、生じ得る位置および速度の範囲を含み、
   および／または、値範囲を制限された絶対位置ではなく、同じ値範囲制限を有する前の位置との差が伝送される
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
7. 慣性質量を有する移動物体の位置値を、特に前記物体の既知の最大到達可能速度で、周期的にデジタル伝送するための方法が提供され、
   前記位置値が、少なくとも２つの値、特に部分角度値と副角度値、および／または精密角度値、特にデジタル値によって特徴付けられ、
   前記第１の値が、整数で表すことができ、各値に位置範囲が割り当てられ、特に、各数が、それぞれ割り当てられた位置範囲を特徴付け、
   第１の値によって特徴付けられた各位置範囲に、前記位置範囲の互いに別個の部分範囲が割り当てられ、前記部分範囲がそれぞれ、第２の値によって特徴付けられ、前記第２の値が、整数として表すことができ、
   第１の時点で位置値が検出され、特にその後、関連の第１および第２の値が伝送され、
   （ｉ）さらなる位置値が検出され、関連の第２の値、したがって新たに検出された第２の値が伝送され、
   （ｉｉ）前記新たに検出された第２の値と、前記前に検出された第２の値とから、前記第１の値によって特徴付けられる位置範囲が算出され、したがって、前記新たに検出された位置値に関連する第１の値も算出される
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
8. 慣性質量を有する移動物体の位置値をデジタル伝送するための方法が提供され、
   前記位置値が、少なくとも２つの値、特に部分角度値と副角度値、および／または精密角度値、特にデジタル値によって特徴付けられ、
   前記第１の値が、整数で表すことができ、各値に位置範囲が割り当てられ、特に、各数が、それぞれ割り当てられた位置範囲を特徴付け、
   第１の値によって特徴付けられた各位置範囲に、前記位置範囲の互いに別個の部分範囲が割り当てられ、前記部分範囲がそれぞれ、第２の値によって特徴付けられ、前記第２の値が、整数として表すことができ、
   第１の時点で、位置値および初期速度が検出され、特にその後、関連の第１および第２の値が伝送され、
   （ｉ）さらなる位置値が検出され、関連の第２の値、したがって新たに検出された第２の値が伝送され、
   特に、前記更新された速度が、特に少なくとも十分な精度で算出されて伝送され、特に、速度として、第２の値に割り当てられた範囲、すなわち精密角度範囲および／または副角度範囲に関して、通り越した範囲の数が提供され、
   （ｉｉ）前記新たに検出された第２の値と、前記前に検出された第２の値とから、前記第１の値によって特徴付けられる位置範囲が算出され、したがって、前記新たに検出された位置値に関連する第１の値も算出され、その際、速度が考慮に入れられる
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記位置値が、回転部品、すなわち慣性質量として慣性モーメントを備える物体の角度値であり、または物体として慣性質量を備える移動部品の進路上の位置値である
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記伝送が、時間的に反復して繰り返され、特に周期的に、特に一定の時間間隔で繰り返され、
    特に、ステップ（ｉ）および（ｉｉ）が順次に数回行われる
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. ステップ（ｉｉ）で、前記前に検出または算出された位置値、および関連の速度から、推定値が算出され、前記新たに検出された位置値の前記第２の値が前記推定値の前記第２の値と比較され、前記新たに検出された位置値の前記第２の値と前記推定値の前記第２の値との差が算出され、そこから、前記新たに検出された位置値に関連する位置範囲が算出され、
    および／または
    ステップ（ｉｉ）で、前記新たに検出された第２の値と前記前に検出された第２の値の差が算出され、特に、前記差が位置範囲の大きさの半分を超えたときに、前記新たに検出された位置値が、隣りの位置範囲内にあると推測され、
    および／または
    ステップ（ｉｉ）で、新たに検出された第２の値と前に検出された第２の値との比較が成され、特に、新たに検出された第２の値と前に検出された第２の値との差が位置範囲の大きさの半分を超えるときに、前記新たに検出された位置値が隣りの範囲内にあると判断され、
    および／または
    時間間隔Δｔで連続して行われる２つの位置検出の間の速度の変化が、臨界値で制限され、特に、前記臨界値が、慣性質量によって決定されるか、または少なくとも慣性質量と共に決定され、
    および／または、前記方法が、ある系に使用され、前記系において、前記物体に作用する力、または前記物体に作用する回転モーメントが、時間間隔Δｔで連続して行われる２つの位置検出の間で臨界値に制限され、特に、前記臨界値が、慣性質量によって決定されるか、または少なくとも慣性質量と共に決定される
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記位置値が、角度値または直線位置であり、特に、速度が、角速度、または直線方向で生じる速度である
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 第１の値および第２の値が、それぞれのトラック、特にエンコーダのトラックに割り当てられ、前記第１の値が、第２の値よりも細かい分解能のトラックに割り当てられる
    ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 第２の値、特に副角度値によって特徴付けられた各位置範囲に、前記位置範囲の互いに別個の部分範囲が割り当てられ、前記部分範囲がそれぞれ、第３の値、特に精密角度値によって特徴付けられ、前記第３の値が、整数として表すことができ、
    特に、前記第１の時点で位置値が検出され、関連の第１および第２および第３の値が伝送され、
    前記第３の値が、前記第２の値と共に、特に前記第２の値の前に、または前記第２の値の後に伝送される
    ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. センサにおいて位置値が検出され、前記センサが、デジタルインターフェースを介して評価ユニットと接続され、
    前記評価ユニットがメモリを有し、前記位置値を、値範囲を制限された伝送された位置値から算出するための手段を有し、
    特に、前記評価ユニットが制御機構と接続される
    ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法を実施するための装置。

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