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DE3742357A1 - Verfahren zur bestimmung des drehwinkels eines drehkoerpers - Google Patents

Verfahren zur bestimmung des drehwinkels eines drehkoerpers

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DE3742357A1
DE3742357A1 DE19873742357 DE3742357A DE3742357A1 DE 3742357 A1 DE3742357 A1 DE 3742357A1 DE 19873742357 DE19873742357 DE 19873742357 DE 3742357 A DE3742357 A DE 3742357A DE 3742357 A1 DE3742357 A1 DE 3742357A1
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DE
Germany
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rotation angle
level
phase
pattern
generated
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19873742357
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English (en)
Inventor
Yukio Yoshida
Akiyoshi Takimoto
Shigenobu Murai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YKK Corp
Original Assignee
Yoshida Kogyo KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Yoshida Kogyo KK filed Critical Yoshida Kogyo KK
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung des Drehwinkels eines Drehkörpers und insbesondere auf ein verbessertes Verfahren zur Bestimmung des Drehwinkels eines Rotors eines eine Tür in einem automatischen Türsystem antreibenden Wechselstrommotors oder eines Gleichstrommotors, um die Drehung des Motors zu steuern bzw. zu kontrollieren.
In einem automatischen Türsystem ist ein Riemen um eine durch einen Wechselstrommotor oder einen Gleichstrommotor angetriebene Antriebsriemenscheibe und eine Abtriebsriemenscheibe gewickelt. Eine Tür ist mit diesem Riemen verbunden, und Öffnungs- und Schließvorgänge der Tür werden ausgeführt, indem der Motor normal oder umgekehrt (rückwärts) gedreht wird.
Um das Öffnen und Schließen einer Tür in einem derartigen automatischen Türsystem entsprechend einem gewünschten Betriebsmodus zu steuern, muß eine Vorkehrung dafür getroffen werden, daß die Position und Geschwindigkeit (positiv oder negativ) der Tür stets erfaßt werden können. In einem bereits bekannten automatischen Türsystem werden gemäß Drehung einer auf einem Rotor eines Motors angebrachten Drehung einer auf einem Rotor eines Motors angebrachten Kodiereinrichtung bei einem vorbestimmten Drehwinkelintervall Abtastimpulse erzeugt. Durch Aufwärts- oder Abwärtszählen der Zahl dieser Abtastimpulse, abhängig von der Drehrichtung, können die Bewegungsstrecke der Tür, d. h. die von dieser zurückgelegte Strecke, und damit die Türposition in bezug auf eine vorgegebene Position (beispielsweise eine Schließ-Stopp-Position der Tür) festgestellt werden, und es könnte die Bewegungsgeschwindigkeit der Tür auf der Grundlage eines Wiederholungszyklus dieser Abtastimpulse erfaßt werden.
Bei einem derartigen Verfahren besteht jedoch die Möglichkeit einer Fehlfunktion oder Funktionsstörung der Art, daß bei einer Impulsfolge von Abtastimpulsen, die durch Drehung einer Kodiereinrichtung aufgrund Drehung eines Motors zum Antreiben der Tür erzeugt worden sind, aufgrund elektrischer oder mechanischer Defekte ein Impuls ausfallen kann oder ein Impuls zuviel addiert wird. In solchen Fällen treten dann Fehler in der erfaßten Position oder Bewegungsgeschwindigkeit der Tür auf, und es wird somit unmöglich, das Öffnen und Schließen der Tür in einem automatischen Türsystem entsprechend einem gewünschten Betriebsmodus genau zu steuern.
Dies ist nicht auf automatische Türsysteme beschränkt, sondern die Situaition ist auch bei der Betriebs- oder Funktionssteuerung anderer motorangetriebener Instrumente und Geräte die gleiche. Allgemeiner ausgedrückt, es handelt sich hierbei um ein Problem, das Verfahren zur Erfassung des Drehwinkels oder der Drehzahl (Drehgeschwindigkeit) eines Drehkörpers mittels Abtastimpulsen wie oben beschrieben gemeinsam ist.
Die Erfindung ist angesichts der oben stehenden Umstände ausgeführt worden und hat als Ziel, ein verbessertes Verfahren zur Bestimmung des Drehwinkels eines Drehkörpers anzugeben, bei dem Fehler bei Detektion der Drehwinkelposition oder Drehzahl (Drehgeschwindigkeit) des Drehkörpers in dem Fall nicht auftreten, wenn ein überzähliger Impuls addiert worden ist oder ein Ausfall eines Impulses in einer Folge von gemäß Drehung einer Kodiereinrichtung erzeugten Abtastimpulsen aufgetreten ist.
Um das obige Ziel zu erreichen, ist gemäß einem Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung des Drehwinkels eines Drehkörpers vorgesehen worden, das aus den Schritten besteht, daß jeweils in Rechteckwellen geformte n-Phasen- Drehwinkelpositionssignale erzeugt werden, bei denen sich abwechselnd ein hoher Pegel und ein niedriger Pegel bei einem Intervall gleich n-mal einem vorbestimmten Drehwinkelintervall wiederholen, das ein geradzahliger Bruchteil (2m) von 360 Grad ist, wobei m eine ganze Zahl und n ein Teiler größer als eine Einheit von m ist, und die um das vorbestimmte Drehwinkelintervall in bezug aufeinander gemäß einem Kodiermuster auf einer sich synchron mit dem Drehkörper drehenden Kodiereinrichtung phasenverschoben sind, und auch Abtastimpulse bei dem vorbestimmten Drehwinkelintervall gerade hinter den entsprechenden Pegeländerungen der Drehwinkelpositionssignale erzeugt werden, daß die entsprechenden Pegel der n-Phasen-Drehwinkelpositionssignale ansprechend auf die Ausgabe des Abtastimpulses erfaßt werden, daß ein Variations- oder Änderungsmuster einer Kombination erfaßter n Pegel mit einem Referenzvariationsmuster verglichen wird und, wenn die Muster nicht miteinander zusammenfallen bzw. übereinstimmen, ein abnormes Alarmsignal erzeugt wird, unterschieden wird, daß unterschieden wird, ob das Variationsmuster ein Vorwärtsbewegungsmuster oder ein Rückwärtsbewegungsmuster ist, wenn beide Variationsmuster als Ergebnis des Vergleiches miteinander übereinstimmen, und (+1) zu einem Drehwinkelzähler addiert wird, wenn das Variationsmuster ein Vorwärtsbewegungsmuster ist, oder (-1) zum Drehwinkelzähler addiert wird, wenn das Variationsmuster ein Rückwärtsbewegungsmuster ist.
Gemäß der Erfindung treten keine Fehler im erfaßten Drehwinkel und der erfaßten Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit des Drehkörpers auf, da die gemäß einem Kodiermuster auf einer Kodiereinrichtung erzeugten Abtastimpulse nicht einfach gespeichert oder summiert werden, wie dies der Fall beim Stand der Technik ist, sondern die Speicherung der Abtastimpulse zur Auswertung eines Drehwinkels lediglich in dem Fall ausgeführt wird, in dem mittels n-Phasen-Drehwinkelpositionssignalen nachgeprüft worden ist, ob es sich bei den Abtastimpulsen um Impulse handelt oder nicht, die bei einem vorbestimmten Drehwinkelintervall korrekt erzeugt worden sind, und sie sich als korrekte Abtastimpulse erwiesen haben.
In dem Fall, daß ein fehlerhafter oder gestörter Abtastimpuls erfaßt worden ist oder ein Ausfall eines Abtastimpulses erfaßt worden ist, wird ein abnormes Alarmsignal erzeugt und die Steuerung wird unterbrochen, um eine Fehlfunktion zu vermeiden. Falls erforderlich, ist es jedoch selbst in derartigen Fällen möglich, einen nachträglichen Abtastimpuls zu addieren oder einen nachträglichen Abtastimpuls ansprechend auf das abnorme Alarmsignal zu eliminieren, um eine korrekte Steuerung fortzusetzen.
Die oben erwähnten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung weiter hervor. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Durchführung der Bestimmung eines Drehwinkels eines Motors unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 ein Diagramm, das als Funktion des Drehwinkels Abtastimpulse undd 3-Phasen-Drehwinkelpositionssignale darstellt, die bei einem vorbestimmten Drehwinkel zueinander außer Phase sind und von einem Signalgenerator gemäß einem Kodiermuster auf einer Kodiereinrichtung erzeugt werden, und
Fig. 3 ein Flußdiagramm, das für die Abtastimpulse und die 3-Phasen-Drehwinkelpositionssignale in einer in Fig. 1 dargestellten Steuereinheit ausgeführte logische Operationen darstellt.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist eine beispielsweise scheiben- oder plattenförmige bekannte Kodiereinrichtung 4 integriert an einem Rotor eines Wechselstrommotors oder Gleichstrommotors 1 angebracht und wird synchron mit diesem gedreht. Der Motor 1 dient als Antriebquelle, um beispielsweise Öffnungs- und Schließvorgänge einer Tür in einem automatischen Türsystem durchzuführen. Wenn sich der Rotor dreht, werden 3-Phasen-Drehwinkelpositionssignale P 1, P 2 und P 3 (vgl. Fig. 2), die um einen vorbestimmten Drehwinkel zueinander außer Phase sind, und eine Abtastimpulsfolge SP durch einen optischen oder magnetischen Signalgenerator 2 entgegengesetzt zu (gegenüber) einem Umfangsabschnitt einer Kodiereinrichtung 4 entsprechend einem optischen oder magnetischen Kodiermuster erzeugt, das längs des Umfangs der Kodiereinrichtung voreingestellt worden ist. Diese 3-Phasen-Drehwinkelpositionssignale P 1, P 2 und P 3 und die Abtastimpulsfolge SP werden vom Signalgenerator 2 zu einer Steuereinheit 3 übertragen, wo die Impulsfolge und die Signale logischen Operationen unterzogen werden, wie im folgenden erläutert wird.
Wie in Fig. 2 in der Form eines Wellenformdiagramms dargestellt ist, bei dem der Drehzahlwinkel der Kodiereinrichtung 4 längs der Abzisse aufgetragen ist, bestehen die 3-Phasen-Drehwinkelpositionssignale P 1, P 2 und P 3 aus 3-Phasen-Rechteckwellen, bei denen sich abwechselnd ein hoher Pegel (im folgenden einfach: H-Pegel) und ein niedriger Pegel (im folgenden einfach: L-Pegel) bei einem Intervall von 90° wiederholen, das gleich dem Dreifachen von 30° entsprechend dem Drehwinkelintervall der Abtastimpulse ist, und die um 30° in bezug aufeinander phasenverschoben sind. Selbstverständlich wird die Wiederholfrequenz dieser Rechteckwellen auch hoch, wenn die Drehzahl der Kodiereinrichtung 4 zunimmt, aber die Beziehung zwischen der Drehwinkelposition der Kodiereinrichtung und den Ausgangspegeln der drei Signale ist stets unabhängig von der Drehzahl fest, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
Mehr im einzelnen, in einer Umdrehung (=360°) der Kodiereinrichtung 4 ist das Drehwinkelpositionssignal P 1 der ersten Phase ein Rechteckwellensignal, das den H-Pegel in den Intervallen von 90°∼180° und 270°∼360° und den L-Pegel in den Intervallen von 0°∼90° und 180°∼270° annimmt. Das Drehwinkelpositionssignal P 2 der zweiten Phase ist ein Rechteckwellensignal, das den H-Pegel in den Intervallen von 150°∼240° und 330°∼60° und den L-Pegel in den Intervallen von 60°∼150° und 240°∼330° annimmt. Das Drehwinkelpositionssignal P 3 der dritten Phase ist ein Rechteckwellensignal, das den H-Pegel in den Intervallen von 30°∼120° und 210°∼300° und den L-Pegel in den Intervallen von 120°∼210° und 300°∼30° annimmt.
Andererseits ist die Abtastimpulsfolge SP eine Impulsfolge, die aus schmalen Abtastimpulsen SP 1, SP 2, SP 3, . . . besteht, die im Fall des veranschaulichten Ausführungsbeispiels bei einem Intervall von 30° erzeugt werden, das 1/12 einer Umdrehung (=360°) der Kodiereinrichtung 4 ist. Die Wiederholfrequenz dieser Impulsfolge wird hoch, wenn die Drehzahl des Rotors und damit der Kodiereinrichtung 4 zunimmt.
Es werden nun unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 3 die logischen Operationen zur genauen Bestimmung der Drehwinkelposition der Kodiereinrichtung 4 mittels der oben beschriebenen Abtastimpulsfolge SP und der 3-Phasen-Drehwinkelpositionssignale P 1, P 2 und P 3 in der Steuereinheit 3 erläutert.
Als erstes werden die Abtastimpulse SP 1, SP 2, SP 3, . . . der Reihe nach gerade nach den entsprechenden Pegeländerungen der 3-Phasen-Drehwinkelpositionssignale P 1, P 2 und P 3 erzeugt, so daß die Pegel der entsprechenden der 3-Phasen- Drehwinkelpositionssignale P 1, P 2 und P 3 erfaßt werden können (vgl. Fig. 3: 10) Wenn der Signalgenerator 2 die Drehwinkelpositionssignale P 1, P 2 und P 3 und die Abtastimpulsfolge SP gemäß einem auf der Kodiereinrichtung 4 voreingestellten Kodiermuster korrekt erzeugt und wenn sie während der Periode, wenn sie zur Steuereinheit 3 übertragen werden, nicht gestört werden, dann muß die Kombination der Pegel der Drehwinkelpositionssignale P 1, P 2 und P 3, die ansprechend auf jeden der Abtastimpulse SP 1, SP 2, SP 3, . . . erfaßt worden sind, gemäß dem folgenden Variationsmuster (I) zyklisch verändert sein, wobei dieses Variationsmuster als Referenzvariationsmuster bezeichnet wird und wie in Fig. 2 unten dargestellt ist:
wobei sich die Pegelkombination gemäß einem umgekehrten Muster, wie durch die Pfeile mit gestrichelten Linien angezeigt, zyklisch ändern würde, wenn der Motor in der Drehrichtung umgekehrt wäre und sich die Kodiereinrichtung 4 in der umgekehrten Richtung drehen würde.
Als erster Schritt bei der Überprüfung, ob die Signale P 1, P 2 und P 3 und die Abtastimpulsfolge SP korrekt sind oder nicht, werden eine Kombination von durch den letzten Abtastimpuls erfaßten Signalpegeln und eine Kombination von durch den aktuellen Abtastimpuls erfaßten Signalpegeln miteinander verglichen, und es wird bestimmt, ob sie miteinander identisch sind oder nicht (vgl. Kodiereinrichtung Fig. 3: 11, 12). Wie aus dem oben erwähnten Referenzvariationsmuster ersichtlich ist, sollten diese beiden Pegelkombinationen natürlich voneinander verschieden sein. Wenn sie identisch sind, sollte bestimmt werden, daß eine fehlerhafte Funktion oder Funktionsstörung aufgrund irgendeines Defektes aufgetreten ist. Wenn beispielswweise angenommen wird, daß der letzte Abtastimpuls SP 2 war, dann ist die Kombination der ansprechend auf den Abtastimpuls erfaßten Signalpegel (L, H, H). In dem Fall, daß der als aktueller Abtastimpuls erachtete Impuls nicht korrekt der nächste Abtastimpuls SP 2, sondern ein Impuls SP′ (in Fig. 2 gestrichelt dargestellt) ist, der als Ergebnis von Rauschen zugemischt worden ist, dann ist die Kombination der nun ansprechend auf diesen Rausch- oder Störimpuls SP′ erfaßten Signalpegel ebenfalls (L, H, H), und es wird somit als Ergebnis des Vergleichs bestimmt, daß die beiden Pegelkombinationen identisch sind. In dem Fall, daß bestimmt wird, daß sie identisch sind, wird daher ein abnormes Alarmsignal erzeugt (vgl. Fig. 3: 13) und demzufolge wird ein Summer oder eine sonstige akustische Alarmeinrichtung zum Ertönen gebracht (vgl. Fig. 3: 14).
In dem Fall, daß bestimmt worden ist, daß die aktuelle Kombination der erfaßten Pegel und die letzte Kombination der erfaßten Pegel voneinander verschieden sind, schreitet der Prüfvorgang zu einem zweiten Schritt fort. Beim zweiten Prüfschritt weren eine Pegelkombination, die durch Vorwärtsverschieben der als letztes erfaßten Pegelkombination (Fig. 3: 16 c) gemäß dem Referenzvariationsmuster (Fig. 3: 16 a) um einen vorbestimmten Drehwinkel (30°) abgeleitet worden ist, d. h. (L, L, H), wenn die letzte Kombination (L, H, H) war, und eine Pegelkombination, die durch Rückwärtsverschieben der als letztes erfaßten Pegelkombination (Fig. 3: 16 c) gemäß dem Referenzvariationsmuster (Fig. 3: 16 b) um einen vorbestimmten Drehwinkel (30°) abgeleitet worden ist, d. h. (L, H, L), wenn die letzte Kombination (L, H, H) war, jeweils mit der jetzt erfaßten Pegelkombination verglichen (Fig. 3: 15). Wenn die jetzt erfaßte Pegelkombination mit entweder einer der oben beschriebenen beiden Kombinationen (L, L, H) und (L, H, L) zusammenfällt, ist es infolgedessen bekannt, daß die Abtastimpulsfolge SP und die 3-Phasen-Drehwinkelpositionssignale P 1, P 2 und P 3 korrekt zur Steuereinheit 3 übertragen werden. Wenn hingegen die jetzt erfaßte Pegelkombination mit keiner der oben erwähnten beiden Kombinationen zusammenfällt, sollte bestimmt werden, daß aufgrund irgendeines Defektes eine fehlerhafte Funktion aufgetreten ist. Beispielsweise in dem Fall, in dem der letzte Abtastimpuls SP 2 war und die ansprechend auf den Abtastimpuls erfaßte Kombination der Signalpegel (L. H, H) ist, wenn angenommen wird, daß der nächste Abtastimpuls SP 3 aufgrund irgendeines Schaltungsfehlers ausgefallen ist, dann entspricht der jetzt beobachtete Abtastimpuls dem Abtastimpuls SP 4, der ein Impulsintervall jenseits des Abtastimpulses SP 3 liegt, und dementsprechend wäre die Kombination der ansprechend auf den Abtastimpuls erfaßten Signalpegel (H, L, H). Es wird bestimmt, daß diese Pegelkombination mit keinem der oben beschrieben Vergleichskontraste (L, L, H) und (L, H, L) übereinstimmt. In dem Fall, daß eine zur Zeit erfaßte Pegelkombination mit keiner der oben erwähnten beiden Kombinationen (L, L, H) und (L, H, L) übereinstimmt und somit bestimmt worden ist, daß die erfaßte Pegelkombination nicht mit dem Referenzvariationsmuster übereinstimmt, wird daher ein abnormes Alarmsignal erzeugt (vgl. Fig. 3: 13) und demzufolge wird bewirkt, daß ein Summer oder eine sonstige Alarmeinrichtung ertönt (Fig. 3: 14).
In einem dritten Schritt der Überprüfung der Kombination der erfaßten Pegel der Drehwinkelpositionssignale P 1, P 2 und P 3 wird in dem Fall, daß die zur Zeit erfaßte Pegelkombination mit dem Referenzvariationsmuster übereinstimmt, weiter bestimmt, ob die derzeit erfaßte Pegelkombination mit einer Pegelkombination (L, L, H), die durch Vorwärtsverschieben der letzten erfaßten Pegelkombination (L, H, H) gemäß dem Referenzvariationsmuster um einen vorbestimmten Drehwinkel (30°) abgeleitet worden ist, oder mit einer Pegelkombination (L, H, L) identisch ist, die durch Rückwärtsverschieben der letzten erfaßten Pegelkombination um einen vorbestimmten Drehwinkel (30°C) abgeleitet worden ist (vgl. Fig. 3: 17). Da sich die Kombination der Signalpegel gemäß dem Referenzvariationsmuster der Vorwärtsbewegung (ausgezogene Pfeile im vorstehenden Muster (I)) ändert, wird im ersteren Fall bestimmt, daß die Kodiereinrichtung 4 (Motor 1) sich in der normalen Richtung dreht, und somit wird (+1) zu einem in der Steuereinheit 3 eingerichteten Drehwinkelzähler addiert, um einen vorbestimmten Drehwinkel (30°) aufwärtszuzählen. Im letzteren Fall wird bestimmt, daß sich die Kodiereinrichtung 4 (Motor 1) in der umgekehrten Richtung, d. h. in Rückwärtsrichtung, dreht und somit wird (-1) zum Drehwinkelzähler addiert, um einen vorbestimmten Drehwinkel (30°) abwärtszuzählen.
Wenn die oben erwähnten Operationen ausgeführt werden, ist stets im Drehwinkelzähler ein gespeicherter bzw. akkumulierter Wert eines Drehwinkels gehalten (reserviert), wobei 30° als eine Einheit genommen wird. Eine positive oder negative Drehgeschwindigkeit der Kodiereinrichtung 4 kann ebenfalls aus der Wiederholungsfrequenz der Zählimpulse zum Aufwärts- oder Abwärtszählen im Drehwinkelzähler entnommen werden.
Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Abtastimpulse beispielsweise bei einem Intervall von 30° gleich 1/12 einer Umdrehung (=360°) erzeugt und als Drehwinkelpositionssignale 3-Phasen-Rechteckwellensignale erzeugt, bei denen sich abwechselnd bei einem Intervall von 90°, das das Dreifache des vorbestimmten Drehwinkelintervalls der Abtastimpulse ist, der H-Pegel und der L-Pegel wiederholen und die im bezug aufeinander um 30° phasenverschoben sind. Es sei festgestellt, daß allgemein, wenn das vorbestimmte Drehwinkelintervall der Abtastimpulse als ein geradzahliger Bruchteil (2m) von 360° ausgewählt wird und als Drehwinkelpositionssignale n-Phasen-Rechteckwellensignale erzeugt werden, bei denen sich abwechselnd der H-Pegel und der L-Pegel bei einem Intervall gleich dem n-fachen des vorbestimmten Drehwinkelintervalls der Abtastimpulse (wobei n ein Teiler größer als die Einheit von m ist) wiederholen und die um in bezug aufeinander phasenverschoben sind, dann kann die Bestimmung des Drehwinkels und der Drehzahl bzw. -geschwindigkeit der Kodiereinrichtung 4 auf ähnliche Weise wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgeführt werden, wie für den Fachmann offensichtlich ist. Es ist auch offensichtlich, daß eine feinere Bestimmung und Steuerung bzw. Kontrolle der Winkelposition erzielt werden kann, wenn das vorbestimmte Drehwinkelintervall der Abtastimpulse verringert wird, indem die oben erwähnte ganze Zahl m größer gewählt wird.
In dem Fall, daß das vorbestimmte Drehwinkelintervall des Abtastimpulses 30° ist, können bei einem anderen vereinfachten Ausführungsbeispiel 2-Phasen-Rechteckwellensignale, bei denen sich abwechselnd der H-Pegel und der L-Pegel bei einem Intervall von 60° wiederholen und die um 30° phasenverschoben sind, als Drehwinkelpositionssignale verwendet werden, indem n = 2 ausgewählt wird. In diesem Fall ist ein Referenzvariationsmuster für die Kombination der Signalpegel wie folgt:
Während oben im Zusammenhang mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Prinzip der Erfindung beschrieben worden ist, ist die gesamte, in obiger Beschreibung und in der Zeichnung dargestellte Substanz als erläuternd und nicht einschränkend anzusehen.
Die Erfindung läßt sich folgendermaßen zusammenfassen: um die Winkelposition und Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit eines Drehkörpers gemäß einem Kodiermuster auf einer an dem Drehkörper befestigten und synchron mit diesem gedrehten Kodiereinrichtung festzustellen, werden Drehwinkelpositionssignale bestehend aus n-Phasen-Rechteckwellen und Abtastimpulse erzeugt, die bei einem vorbestimmten Drehwinkelintervall auftreten. Ansprechend auf die Ausgabe eines jeden Abtastimpulses werden Pegel der entsprechenden Drehwinkelpositionssignale erfaßt, ein Variationsmuster einer Kombination der erfaßten n Pegel wird mit einem Referenzvariationsmuster verglichen und es wird bestimmt, ob ein abnormer Zustand aufgetreten ist oder nicht. Wenn der Zustand normal ist, wird bestimmt, ob das Variationsmuster ein Vorwärtsbewegungsmuster oder ein Rückwärtsbewegungsmuster ist. Im Fall des Vorwärtsbewegungsmusters wird (+1) zu einem Drehwinkelzähler addiert, während im Fall des Rückwärtsbewegungsmusters (-1) zum Drehwinkelzähler addiert wird.

Claims (3)

1. Verfahren zur Bestimmung eines Drehwinkels eines Drehkörpers, gekennzeichnet durch die Schritte, daß
  • - n-Phasen-Drehwinkelpositionssignale, die jeweils in Rechteckwellen geformt sind, bei denen sich abwechselnd ein hoher Pegel und ein niedriger Pegel bei einem Intervall gleich dem n-fachen eines vorbestimmten Drehwinkelintervalls wiederholen, das ein geradzahliger Bruchteil (2m) von 360 Grad ist, wobei m eine ganze Zahl und n ein Teiler größer als die Einheit von m ist, und die um das vorbestimmte Drehwinkelintervall in bezug aufeinander phasenverschoben sind, gemäß einem Kodiermuster auf einer sich synchron mit dem Drehkörper drehenden Kodiereinrichtung erzeugt werden und auch Abtastimpulse bei dem vorbestimmten Drehwinkelintervall gerade nach den entsprechenden Pegeländerungen der Drehwinkelpositionssignale erzeugt werden;
  • - die entsprechenden Pegel der n-Phasen-Drehwinkelpositionssignale ansprechend auf die Ausgabe des Abtastimpulses erfaßt werden;
  • - ein Variationsmuster einer Kombination von erfaßten n Pegeln mit einem Referenzvariationsmuster verglichen wird und ein abnormes Alarmsignal erzeugt wird, wenn sie nicht miteinander übereinstimmen;
  • - wenn als Ergebnis des Vergleichs die beiden Variationsmuster miteinander übereinstimmen, unterschieden wird, ob das Variationsmuster in Vorwärtsbewegungsmuster oder ein Rückwärtsbewegungsmuster ist; und
  • - (+1) zu einem Drehwinkelzähler addiert wird, wenn das Variationsmuster ein Vorwärtsbewegungsmuster ist, oder (-1) zum Drehwinkelzähler addiert wird, wenn das Variationsmuster ein Rückwärtsbewegungsmuster ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichsschritt weiter einen Schritt umfaßt, daß ein Variationsmuster einer Kombination erfaßter Pegel mit einem vorher gespeicherten Variationsmuster einer Kombination zuletzt erfaßter n Pegel verglichen wird und ein abnormes Alarmsignal erzeugt wird, wenn sie miteinander identisch sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastimpulse bei einem Intervall von 30° (m = 6) der Umdrehung der Kodiereinrichtung erzeugt werden und als Drehwinkelpositionssignale 3-Phasen-Rechteckwellensignale erzeugt werden, die abwechselnd einen hohen Pegel und einen niedrigen Pegel bei einem Intervall von 90° annehmen, das das Dreifache von 30° ist, und die in Bezug aufeinander um 30° phasenverschoben sind.
DE19873742357 1986-12-16 1987-12-14 Verfahren zur bestimmung des drehwinkels eines drehkoerpers Withdrawn DE3742357A1 (de)

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