特許 6879845 データ伝送装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6879845

(24)【登録日】2021年5月7日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】データ伝送装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   G08C 15/00 20060101AFI20210524BHJP

   G05B 19/414 20060101ALI20210524BHJP

【ＦＩ】

   G08C15/00 D

   G05B19/414 Q

【請求項の数】13

【外国語出願】

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-130136(P2017-130136)

(22)【出願日】2017年7月3日

(65)【公開番号】特開2018-22477(P2018-22477A)

(43)【公開日】2018年2月8日

【審査請求日】2020年3月27日

(31)【優先権主張番号】10 2016 212 115.4

(32)【優先日】2016年7月4日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】390014281

【氏名又は名称】ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＤＲ． ＪＯＨＡＮＮＥＳ ＨＥＩＤＥＮＨＡＩＮ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(74)【代理人】

【識別番号】100191835

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 真介

(74)【代理人】

【識別番号】100153419

【弁理士】

【氏名又は名称】清田 栄章

(72)【発明者】

【氏名】インゴ・ヨアヒムスターラー

【審査官】 清水 靖記

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１６３１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３７６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１７０５４４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０８Ｃ １３／００ − ２５／０４

Ｇ０１Ｄ ５／００ − ５／６２

Ｇ０５Ｂ １９／１８ − １９／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通信ユニット（３０）と接続された測定器インタフェース（２０）、制御インタフェース（２１）及び補助インタフェース（２２）を有するデータ伝送装置であって、
前記の測定器インタフェース（２０）は、位置値（Ｐ）と補助データ値（Ｚ）を含むデータパケットを受信するように構成されており、
前記のデータパケットは、前記の通信ユニット（３０）に供給され、この通信ユニットは、処理ユニット（３４）とメモリユニット（３６）を有し、
前記の処理ユニット（３４）は、前記の位置値（Ｐ）を処理して、処理された位置値（Ｐ＿ＯＵＴ）を前記の制御インタフェース（２１）に出力するとともに、前記の補助データ値（Ｚ）を前記のメモリユニット（３６）に保存するように構成されており、
前記の制御インタフェース（２１）は、前記の処理された位置値（Ｐ＿ＯＵＴ）を出力するように構成されており、
前記の補助インタフェース（２２）は、補助データ要求コマンド（Ｚ＿ＲＱ）を受信して、この補助データ要求コマンド（Ｚ＿ＲＱ）の受信に対する応答として、前記のメモリユニット（３６）に保存された補助データ値（Ｚ＿ＭＥＭ）を出力するように構成されている、
装置。

【請求項2】

前記の通信ユニット（３０）が、更に、データ要求ユニット（３２，１３２，２３２）を有し、このデータ要求ユニットから前記の測定器インタフェース（２０）に、データパケットを要求するためにデータ要求コマンド（Ｄ＿ＲＱ）を供給することが可能であり、前記の測定器インタフェース（２０）は、このデータ要求コマンド（Ｄ＿ＲＱ）を出力するように構成されている、
請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記の制御インタフェース（２１）が位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）を受信するように構成されており、この位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）は、データ要求ユニット（３２）に供給することが可能であり、データ要求コマンド（Ｄ＿ＲＱ）の出力が、位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）の到着に依存する、
請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記のデータ要求ユニット（３２）は、位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）の到着後直ちにデータ要求コマンド（Ｄ＿ＲＱ）を出力し、前記の処理ユニット（３４）が、このデータ要求コマンド（Ｄ＿ＲＱ）の結果として到着する位置値（Ｐ）を処理して、その処理された位置値（Ｐ＿ＯＵＴ）を前記の制御インタフェース（２１）に出力する、
請求項２又は３に記載の装置。

【請求項5】

前記のデータ要求ユニット（２３２）は同期ユニット（２３８）を有し、この同期ユニットを用いて、位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）が周期的に到着する場合に、データ要求コマンド（Ｄ＿ＲＱ）の出力を位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）の到着と同期させることが可能であり、
位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）が前記の処理ユニット（３４）にも供給されて、この処理ユニット（３４）によって、位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）の到着時に直ちに、最新の処理された位置値（Ｐ＿ＯＵＴ）を出力することが可能である、
請求項２又は３に記載の装置。

【請求項6】

前記のデータ要求ユニット（１３２）から前記の測定器インタフェース（２０）に、規則的な時間間隔（Ｔ＿Ｄ）でデータ要求コマンド（Ｄ＿ＲＱ）を出力することが可能であり、前記の処理ユニット（３４）は、更に、位置値（Ｐ）と位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）を供給される外挿ユニット（１３５）を有し、この外挿ユニットが、前記の少なくとも二つの最新の位置値（Ｐ）、それらの位置値（Ｐ）の到着間の既知の時間間隔（Ｔ＿Ｄ）及び前記の位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）の到着時点から、処理された位置値（Ｐ＿ＯＵＴ）として前記の制御インタフェース（２１）に出力することが可能な外挿された位置値（Ｐ＿ＥＸＴ）を計算するように構成されている、
請求項２に記載の装置。

【請求項7】

通信ユニット（３０）と接続された測定器インタフェース（２０）、制御インタフェース（２１）及び補助インタフェース（２２）を有する装置によるデータ伝送方法であって、
位置値（Ｐ）と補助データ値（Ｚ）を含むデータパケットが、前記の測定器インタフェース（２０）で受信されて、処理ユニット（３４）とメモリユニット（３６）を有する前記の通信ユニット（３０）に供給され、
前記の位置値（Ｐ）が、前記の処理ユニット（３４）により処理されて、処理された位置値（Ｐ＿ＯＵＴ）として前記の制御インタフェース（２１）に出力されるとともに、前記の補助データ値（Ｚ）が、前記のメモリユニット（３６）に保存され、
前記の処理された位置値（Ｐ＿ＯＵＴ）が、前記の制御インタフェース（２１）から出力され、
補助データ要求コマンド（Ｚ＿ＲＱ）が前記の補助インタフェース（２２）により受信された場合に、前記のメモリユニット（３６）に保存された補助データ値（Ｚ＿ＭＥＭ）が、前記の補助インタフェース（２２）を介して出力される、
方法。

【請求項8】

前記の通信ユニット（３０）が、更に、データ要求ユニット（３２，１３２，２３２）を有し、このデータ要求ユニットから前記の測定器インタフェース（２０）に、データパケットを要求するためにデータ要求コマンド（Ｄ＿ＲＱ）が供給されて、前記の測定器インタフェース（２０）が、このデータ要求コマンド（Ｄ＿ＲＱ）を出力する、
請求項７に記載の方法。

【請求項9】

位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）が、前記の制御インタフェース（２１）により受信されて、データ要求ユニット（３２）に供給され、データ要求コマンド（Ｄ＿ＲＱ）の出力が、位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）の到着に依存する、
請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記のデータ要求ユニット（３２）は、位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）の到着後直ちにデータ要求コマンド（Ｄ＿ＲＱ）を出力し、前記の処理ユニット（３４）が、このデータ要求コマンド（Ｄ＿ＲＱ）の結果として到着する位置値（Ｐ）を処理して、その処理された位置値（Ｐ＿ＯＵＴ）を前記の制御インタフェース（２１）に出力する、
請求項８又は９に記載の方法。

【請求項11】

前記のデータ要求ユニット（２３２）は同期ユニット（２３８）を有し、この同期ユニットは、位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）が周期的に到着する場合に、データ要求コマンド（Ｄ＿ＲＱ）の出力を位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）の到着と同期させ、
位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）が前記の処理ユニット（３４）にも供給されて、この処理ユニット（３４）が、位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）の到着時に直ちに、最新の処理された位置値（Ｐ＿ＯＵＴ）を出力する、
請求項８又は９に記載の方法。

【請求項12】

前記のデータ要求ユニット（１３２）から前記の測定器インタフェース（２０）に、規則的な時間間隔（Ｔ＿Ｄ）でデータ要求コマンド（Ｄ＿ＲＱ）が出力され、前記の処理ユニット（３４）は、更に、位置値（Ｐ）と位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）を供給される外挿ユニット（１３５）を有し、この外挿ユニットが、前記の少なくとも二つの最新の位置値（Ｐ）、それらの位置値（Ｐ）の到着間の既知の時間間隔（Ｔ＿Ｄ）及び前記の位置要求コマンド（Ｐ＿ＲＱ）の到着時点から、処理された位置値（Ｐ＿ＯＵＴ）として前記の制御インタフェース（２１）に出力される外挿された位置値（Ｐ＿ＥＸＴ）を計算するように構成されている、
請求項８に記載の方法。

【請求項13】

請求項１から６までのいずれか一つに記載の装置と接続された位置測定機器（１）、制御ユニット（２）及び補助ユニット（３）を備え、請求項７から１２までのいずれか一つに記載の方法を実施するのに適したデータ伝送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１に基づくデータ伝送装置及びそれに対応する請求項７に基づく方法に関する。更に、本発明は、本発明によるデータ伝送装置を備えたデータ伝送システムに関する。

【0002】

本発明による装置は、特に、自動化技術において、位置測定機器、数値制御部及びプログラム記憶式制御部を組み合わせて動作させる場合に用いることが可能である。

【背景技術】

【0003】

自動化技術では、多くの場合、数値制御部（ＮＣ）により駆動される電気駆動部が用いられている。そのような駆動部の典型的な適用分野は、加工軸が５つまでの数値制御工作機械である。そのような数値制御部は、新たな目標値を計算できるように、駆動部を制御する制御系のための基本情報として、現在の位置値を連続して必要とする。例えば、モータに直接組み込まれて、モータシャフトの回転位置を測定するロータリエンコーダなどの位置測定機器が、そのような位置値を提供する。数値制御用の絶対位置値を伝送するために、大抵は、高速シリアルインタフェースが配備されている。位置値の照会及びその伝送は、速い周期で決まった時間に行なわれる、即ち、数値制御部は、一定の時間間隔で位置値を要求し、それに対応する位置要求コマンドの到着後に位置値を処理して、送信するための時間期間は常に同じである。そのようなデータ伝送システム（数値制御部と位置測定機器）の時間的な挙動は、駆動制御品質を実質的に決定する。

【0004】

多くの場合、プログラム記憶式制御部（ＳＰＳ；ＰＬＣ）が数値制御部と並行して用いられている。それは、例えば、冷媒ポンプの始動・停止、工具交換機器の制御、安全ドアの閉鎖状態の監視、機械の状態（振動、温度に起因する膨張）の監視及び補正、並びにそれら以外の多くの制御動作などの切換課題及び監視課題を解決している。

【0005】

それらの課題を実現するためには、プログラム記憶式制御部は、例えば、センサー（温度センサー、振動センサー、閉鎖状態を確認するセンサーなど）を用いて、自動化技術の当該の設備（例えば、工作機械）の中及び周囲の異なる場所で取得した情報を必要とする。その場合でも、しばしば、シリアルインタフェースを介した広範な情報の伝送が行なわれている。数ミリ秒の応答時間が期待される位置値の照会と異なり、センサー値の照会は比較的時間に厳しくない。そのため、センサーの照会に関しては、数秒の範囲の応答時間を許容することができる。センサー値の要求、処理及び伝送の間の時間的な関連も必ずしも必要ではない。その場合、それに応じて、遅い伝送速度のインタフェースを用いることができ、多くの場合、プログラム記憶式制御部のインタフェースを介して多数のセンサーに照会することが可能なフィールドバス（例えば、ＣＡＮ−Ｂｕｓ、ＰＲＯＦＩＮＥＴ、ＰＲＯＦＩＢＵＳなど）も用いられている。

【0006】

全体として、数値制御部への位置データの伝送とプログラム記憶式制御部への補助データ（センサーデータ）の伝送が切り離されていることは、設備（工作機械）から制御部にまで敷設しなければならないデータ線の数が望ましくない程多くなることを意味する。

【0007】

多くの場合、センサーデータが位置測定機器から近い場所で得られるか、それどころかセンサーが位置測定機器に配置されていると考えられるので、位置値の外に、例えば、センサーデータなどの補助情報も数値制御部に伝送する手段を提供するシリアルインタフェースが実現されている。

【0008】

そのようなものとして、特許文献１は、コマンドにより制御される形で位置値又は補助情報を後続の電子機器に伝送することが可能なシリアルインタフェースを備えた位置測定機器を記載している。

【0009】

特許文献２は、要求コマンドに対する応答として、高い優先度のデータ（位置値）も低い優先度のデータ（補助情報）も一つのシリアルインタフェースを介して後続の電子機器に伝送することが可能な位置測定機器を記載している。

【0010】

それにより、確かに補助情報は、数値制御部で得られるようになるが、プログラム記憶式制御部では得られない。数値制御部からプログラム記憶式制御部に補助情報を転送する手段は大抵存在しない。更に、そのようなインタフェースは、多くの場合、古い数値制御部では使用できない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】欧州特許公開第０６６０２０９号明細書

【特許文献2】ドイツ特許公開第１０２０１３２０９０１９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明の課題は、異なる時間的要件を有するコンポーネントから成るデータ伝送システムを簡単に構成するデータ伝送装置を実現することである。

【0013】

更に、本発明の課題は、異なる時間的要件を有するコンポーネントから成るデータ伝送システムにおいてデータ伝送を簡単に実現する方法を提示することである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本課題は、請求項１に記載されたデータ伝送装置によって解決される。本発明による装置の有利な実施形態は、請求項１に従属する請求項から明らかになる。

【0015】

通信ユニットと接続された測定器インタフェース、制御インタフェース及び補助インタフェースを有するデータ伝送装置において、
この測定器インタフェースは、位置値と補助データ値を含むデータパケットを受信するように構成されており、
このデータパケットは、処理ユニットとメモリユニットを有する通信ユニットに供給され、
この処理ユニットは、位置値を処理して、処理された位置値を制御インタフェースに出力するとともに、補助データ値をメモリユニットに保存するように構成されており、
この制御インタフェースは、処理された位置値を出力するように構成されており、
この補助インタフェースは、補助データ要求コマンドを受信して、この補助データ要求コマンドの受信に対する応答として、メモリユニットに保存された補助データ値を出力するように構成されている、
データ伝送装置を提案する。

【0016】

本課題は、請求項７に記載のデータ伝送方法によって解決される。本発明による方法の有利な詳細は、請求項７に従属する請求項から明らかになる。

【0017】

通信ユニットと接続された測定器インタフェース、制御インタフェース及び補助インタフェースを有する装置によるデータ伝送方法において、
位置値と補助データ値を含むデータパケットが、測定器インタフェースにより受信されて、処理ユニットとメモリユニットを有する通信ユニットに供給され、
この処理ユニットによって、位置値が処理されて、処理された位置値として、制御インタフェースに出力されるとともに、補助データ値がメモリユニットに保存され、
処理された位置値が、この制御インタフェースから出力され、
この補助インタフェースにより補助データ要求コマンドが受信された場合、メモリユニットに保存された補助データ値が、この補助インタフェースを介して出力される、
方法を提案する。

【0018】

本発明の更なる利点及び詳細は、以下における図面に基づき説明する実施例から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明による装置を備えたデータ伝送システムのブロック図

【図2】本発明による装置の第一の実施構成のブロック図

【図3】図２に図示された実施構成のデータ・時間フロー図

【図4】本発明による装置の別の実施構成のブロック図

【図5】図４に図示された実施構成のデータ・時間フロー図

【図6】本発明による装置の更に別の実施構成のブロック図

【図7】図６に図示された実施構成のデータ・時間フロー図

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１は、本発明による装置１０を備えたデータ伝送システムのブロック図を図示している。この図は、位置測定機器１、制御ユニット２及び補助ユニット３と接続された本装置１０を図示している。本装置１０は、好適なインタフェースを有し、それらのインタフェースを介して、これらのコンポーネントと接続することが可能である。そのため、位置測定機器１と接続するための測定器インタフェース２０、制御ユニット２と接続するための制御インタフェース２１及び補助ユニット３との接続を構築するための補助インタフェース２２が配備されている。

【0021】

この測定器インタフェース２０は、一つの位置値と少なくとも一つの補助データ値を含む応答データを有するデータパケットを位置測定機器１から受信するのに適した形に構成されている。このインタフェースは、有利には、両方向形式で実現され、その結果、コマンド（特に、データ要求コマンド）を、場合によっては、データも位置測定機器１に伝送することが可能である。

【0022】

補助データ値は、例えば、位置測定機器１に配置されたセンサー４の測定データとすることができる。そのようなセンサー４の典型的な代表的センサーは、温度センサー又は加速度センサーである。しかし、このセンサー４は、必ずしも位置測定機器１内に有る必要はなく、位置測定機器の外に配置して、アナログ又はデジタルインタフェースを介して、位置測定機器と接続することもできる。しかし、補助データ値は、例えば、メモリ内容、診断情報などのそれ以外のデータを含むこともできる。

【0023】

この制御インタフェース２１は、少なくとも一つの位置値を含むデータパケットを制御ユニット２に伝送するのに適した形に構成されている。この制御インタフェース２１も、有利には、両方向形式で実現され、その結果、コマンド（特に、データ要求コマンド）を、場合によっては、データも制御ユニット２から受信することが可能である。

【0024】

最後に、この補助インタフェース２２は、位置測定機器１からのデータパケットに含まれる補助データ値を補助ユニット３に伝送することが可能なように構成されている。この場合も、このインタフェースは、有利には、両方向形式で実現され、その結果、補助ユニット３への補助データ値の伝送は、それに対応する要求コマンドに対してのみ行なわれる。そのような場合、位置測定機器１から到着した補助データ値は、本装置１０に保存されて、保存された補助データ値が、要求コマンドに応じて補助ユニット３に伝送される。

【0025】

これらのインタフェース２０，２１，２２は、有利には、シリアルデータパケットの形でデータ伝送が行なわれるシリアルインタフェースである。これらのデータパケットの構造はインタフェースに特有な構造である。大抵、データ伝送は、スタートシーケンスから始まって、次に、本来のユーザ情報、即ち、伝送すべきデータ又はコマンドが伝送され、最後に、エンドシーケンスにより伝送が終了する。本発明とは、データが、場合によっては、コマンドが伝送されることだけが関係するが、物理的な伝送が実際に行なわれる方式は関係しない。

【0026】

本装置１０は、更に、これらのインタフェース２０，２１，２２の間のデータ交換を制御する通信ユニット３０を有する。特に、この通信ユニット３０は、測定器インタフェース２０を介して位置測定機器１から到着する位置値と補助データ値を含むデータパケットを処理して、処理された位置値を制御インタフェース２１を介して制御ユニット２に出力するとともに、処理された補助データ値を補助インタフェース２２を介して補助ユニット３に出力することを提供するのに適した形に構成されている。この処理は、データパケットから位置値又は補助データ値を取り出して、その位置値を制御ユニット２に転送するか、或いはその補助データ値を保存し、その結果、その後の出力のために、補助データ値が得られる形で簡単に構成することができる。しかし、この処理は、別のデータフォーマットへの変換、振幅の変更、外挿などを含むことができる。

【0027】

設備のケーブル敷設負担に関して、本装置１０の採用は、本装置が制御ユニット２（例えば、数値制御部）と補助ユニット３（例えば、プログラム記憶式制御部）の近くに配置される程、有利になる。それによって、位置測定機器１と本装置１０の間の配線長ａ、即ち、位置値と補助データを一緒に伝送するデータ伝送区間が最大になる一方、位置値を制御ユニット２に伝送しなければならない配線長ｂと補助データを補助ユニット３に伝送しなければならない配線長ｃが最小になる。実際に、配線長ａに関しては、数メートルから数十メートルのケーブル長になる一方、ケーブル長ｂ又はｃは、１メートル以内に低減することができる。そのことは、例えば、本装置１０、制御ユニット２及び補助ユニット３を共通の配線盤内に配置することによって実現できる。その外に、区間ａに関して１本のケーブルだけを用いることは、そのケーブル自身の費用だけでなく、特に、移動する機械部品に渡ってケーブルを敷設しなければならない場合に、ケーブル敷設に関する機械的な負担も低下させる。

【0028】

以下において、この通信ユニット３０の有利な実施構成を図２〜７に基づき説明する。

【0029】

図２は、本発明による測定器インタフェース２０、制御インタフェース２１及び補助インタフェース２２を有する装置１０の第一の実施構成のブロック図を図示しており、この例では、本装置は、データ要求ユニット３２、処理ユニット３４及びメモリユニット３６を有する。

【0030】

この測定器インタフェース２０は、位置測定機器１からの一つの位置値Ｐと少なくとも一つの補助データ値Ｚを含むデータパケットを要求する少なくとも一つのデータ要求コマンドＤ＿ＲＱを位置測定機器１に送信するのに適した形に構成されている。

【0031】

この制御インタフェース２１は、制御ユニット２から少なくとも一つの位置要求コマンドＰ＿ＲＱを受信して、その位置要求コマンドＰ＿ＲＱを受信した結果として、通信ユニット３０で処理された位置値Ｐ＿ＯＵＴを制御ユニット２に送信することができるように構成されている。

【0032】

任意選択により、処理された位置値Ｐ＿ＯＵＴに追加して、通信ユニットで処理された補助データ値Ｚ＿ＯＵＴを制御ユニット２に送信することもできる。そして、処理された位置値Ｐ＿ＯＵＴと処理された補助データ値Ｚ＿ＯＵＴは、一つのデータパケットに集約される。このケースでは、制御インタフェース２１の位置要求コマンドＰ＿ＲＱは、測定器インタフェース２０のデータ要求コマンドＤ＿ＲＱと一致する。そのため、制御インタフェース２１と測定器インタフェース２０は、同じインタフェースとすることもできる。このことは、これ以外の別の実施例にも言えることである。

【0033】

位置要求コマンドＰ＿ＲＱは、任意の数のデータビットから構成することができるが、一つの信号エッジを位置要求コマンドとして安易に解釈するか、或いは自動化技術で周知のＳＳＩインタフェースの場合の通り、処理された位置値Ｐ＿ＯＵＴの伝送と同期させる役割を同時に果たすクロック信号を用いることもできる。

【0034】

制御インタフェース２１も測定器インタフェース２０も高速データ伝送速度用に設計されており、その結果、制御ユニット２への処理された位置値Ｐ＿ＯＵＴの高速伝送が可能である。それによって、制御ユニット２は、速いシーケンスで駆動部を制御するために、制御系用の実際値として、最新の位置値を得ることができる。

【0035】

このデータ要求ユニット３２には、制御ユニット２から制御インタフェース２１を介して通信ユニット３０に到着する位置要求コマンドＰ＿ＲＱが供給される。このデータ要求ユニットは、位置要求コマンドＰ＿ＲＱを特定して、そのようなコマンドの到着に応じて直ちに、測定器インタフェース２０を介してデータ要求コマンドＤ＿ＲＱを位置測定機器１に出力するのに適した形に構成されている。

【0036】

データ要求コマンドＤ＿ＲＱの結果として測定器インタフェース２０に到着したデータパケットＤは処理ユニット３４に供給される。このユニットは、データパケットＤにそれぞれ含まれる位置値Ｐを（場合によっては、補助データ値Ｚも）処理された位置値Ｐ＿ＯＵＴ（場合によっては、処理された補助データ値Ｚ＿ＯＵＴ）として、直ちに制御インタフェース２１に転送し、このインタフェースは、更に、その値を制御ユニット２に出力する。更に、このユニットは、（場合によっては、更なる処理の後に）補助データ値Ｚをメモリユニット３６に保存し、そこでは、その値は、補助インタフェース２２を介して出力するための保存された補助データ値Ｚ＿ＭＥＭとして提供される。連続動作中に、位置測定機器１の位置値Ｐが、制御ユニット２から周期的に要求されるので、このようにして、メモリユニット３６には、常に十分に最新の保存された補助データ値Ｚ＿ＭＥＭが存在することとなる。データパケットＤが複数の補助データ値Ｚ＿ＭＥＭを含む場合、それらの値は、場合によっては、割当／区別を可能にする補助情報の種類の符号と共に、メモリユニット３６の異なるメモリ領域に保存される。

【0037】

位置値Ｐの周期的な要求が行なわれない時間期間においても、最新の補助データ値Ｚを補助ユニット３で得るために、位置要求コマンドＰ＿ＲＱが無くとも、データ要求ユニット３２から所定の時間間隔で新しい補助データ値Ｚが要求されると規定することができる。これらの時間間隔は、補助データ値Ｚの変化速度に応じて調整することができる。例えば、補助データ値Ｚが温度センサーの温度値である場合、時間間隔を数秒にすることができるなどである。

【0038】

メモリユニット３６に有る保存された補助データ値Ｚ＿ＭＥＭの出力は、有利には、補助データ要求コマンドＺ＿ＲＱを用いて、補助ユニット３からの要求に応じて行なわれる。そのため、保存された補助データ値Ｚ＿ＭＥＭの出力は、位置測定機器１からの（位置値Ｐと関連した）補助データ値Ｚの照会と切り離されている。

【0039】

制御ユニット２と補助ユニット３の観点からは、それらのユニットが、従来技術に対応して、それぞれ位置測定機器１又はセンサー４と直接接続されているのか否か、或いは本発明による装置１０が用いられているのか否かは分からない。そのため、本発明による装置は、直接的なケーブル接続を介した位置値Ｐの照会又は補助データ値Ｚの照会だけをそれぞれ統制する従来の制御ユニット２及び補助ユニット３に対して、インタフェースが位置値Ｐと補助データ値Ｚを含むデータパケットＤの伝送をサポートする最新式の位置測定機器１を接続することを可能とする。その結果、位置測定機器１と本装置１０の間の主接続区間ａに対して、数本の心線だけから成る単一のケーブルで十分であるとの利点が得られる。

【0040】

有利には、コマンド制御式インタフェース、即ち、データ伝送が常にコマンド（例えば、位置要求コマンドＰ＿ＲＱ又はデータ要求コマンドＤ＿ＲＱ）により開始されるインタフェースが実際に用いられる。しかし、この実施例の簡単な変化形態では、即ち、データ要求コマンドＤ＿ＲＱが無くとも、測定器インタフェース２０が連続してデータパケットＤを受信する、言い換えると、データ要求コマンドＤ＿ＲＱが無くとも、位置測定機器が周期的にデータパケットＤを送信するように構成されている場合、データ要求ユニット３２を省略することができる。同様に、位置要求コマンドＰ＿ＲＱが無くとも、処理された位置値Ｐ＿ＯＵＴが処理ユニット３４で得られると、直ちにその処理された位置値を出力するように、制御インタフェース２１を構成することができる。

【0041】

図３は、本装置１０に基づく方法を図解するために、図２に図示された実施構成に関するデータ・時間フロー図を図示している。

【0042】

位置要求コマンドＰ＿ＲＱが制御ユニット２から本装置１０に到着すると、データ要求コマンドＤ＿ＲＱがデータ要求ユニット３２から位置測定機器１に送られる。この機器は、その応答として、位置値Ｐと補助データ値Ｚを含むデータパケットＤを本装置１０に送る。この位置値Ｐは、処理ユニット３４で処理されて、処理された位置値Ｐ＿ＯＵＴが（場合によっては、処理された補助データ値Ｚ＿ＯＵＴも）、位置要求コマンドＰ＿ＲＱに対する応答として、制御ユニット２に送信される。それと関係無く、処理ユニット３４は、補助データ値Ｚをメモリユニット３６に保存する。この補助データ値も、位置値Ｐと同様に、保存前に処理することができる。

【0043】

補助データ要求コマンドＺ＿ＲＱが本装置１０に到着すると、メモリユニット３６に保存された補助データ値Ｚ＿ＭＥＭが補助ユニット３に送信される。破線により表示されている通り、このプロセスは、制御ユニット２の位置データの要求と全く関係しない。

【0044】

図４は、本発明による装置１０の別の実施構成のブロック図を図示している。既に前の図面に基づき説明した機能ユニットは同じ符号を付与されている。

【0045】

この実施例では、データ要求ユニット３２は、一定の時間間隔Ｔ＿Ｄでデータ要求コマンドＤ＿ＲＱを位置測定機器１に送信し、そのため、それぞれ位置値Ｐと補助データ値Ｚを含むデータパケットを要求するのに適した形に構成されている。これらの時間間隔Ｔ＿Ｄは、クロック発生器１３３によって規定され、有利には、出来る限り短く選定される。

【0046】

これらのデータパケットＤは処理ユニット３４に供給され、そのユニットは、補助データ値Ｚをメモリユニット３６に保存するとともに、位置値Ｐを外挿ユニット１３５に転送し、この外挿ユニットには、更に、制御インタフェース２１を介して制御ユニット２から到着する位置要求コマンドＰ＿ＲＱが供給される。この外挿ユニット１３５では、少なくとも二つの最新の位置値Ｐ、それらの位置値Ｐの要求の間の既知の時間間隔Ｔ＿Ｄ及び位置要求コマンドＰ＿ＲＱの到着時点から、外挿された位置値Ｐ＿ＥＸＴを計算することができる。この値は、位置要求コマンドＰ＿ＲＱが本装置１０に到着した時点における位置測定機器１の実際の位置に良く一致する。位置値Ｐと位置要求コマンドＰ＿ＲＱの間の時間長は、例えば、最新の位置値Ｐの測定を引き起こしたデータ要求コマンドＤ＿ＲＱの送信とその位置要求コマンドＰ＿ＲＱの到着の間の時間期間Ｔ＿ＲＱを測定することによって求めることができる。この計算に必要な時間期間は、測定器インタフェース２０を介した位置測定機器１からの位置値Ｐの実際の要求に必要な時間と比べて無視できる程短いので、この措置によって、実質的に遅延無しに、処理された位置値（外挿された位置値Ｐ＿ＥＸＴ）が得られる。この理由から、この実施構成は、短い応答時間を要求する、即ち、位置要求コマンドＰ＿ＲＱの送信と位置値Ｐ＿ＥＸＴの受信の間に短い遅延時間しか許されない制御インタフェース２１に特に適している。

【0047】

この外挿の精度は、基本的に、計算に用いられる位置値Ｐの数に依存する。

【0048】

そのようにして、速度が十分に一定である（そのため、位置値Ｐの変化速度が一定である）場合、これら二つの最新の位置値Ｐを用いて、容易に良好な結果が達成可能である。三つ以上の位置値Ｐの使用は、加速した動きの検出も可能にし、そのため、特に有利である。同様に、四つ以上の位置値Ｐを使用する場合、より新しい値に対して、より古い値よりもより高い重みを付与するのが有利である。

【0049】

位置要求コマンドＰ＿ＲＱに依存しない、データパケットＤの連続する独立した要求によって、メモリユニット３６に常に新しく保存される補助データ値Ｚ＿ＭＥＭが得られるので、補助データ値Ｚに関しても、この実施構成は特に有利である。

【0050】

図５は、図４の実施例の機能を図解するデータ・時間フロー図を図示している。このフロー図は、破線により互いに分離された三つの領域に分割されており、これらの領域は、十分に互いに独立して実施される機能グループを定義する。

【0051】

上方の領域は、連続して進行する周期的なデータ要求を図示している。そのために、データ要求コマンドＤ＿ＲＱが、データ要求ユニット１３２から位置測定機器１に一定の時間間隔Ｔ＿Ｄで送信される。位置値Ｐと補助データ値Ｚを含むデータパケットＤは、処理ユニット３４に供給され、その処理ユニットは、位置値Ｐを外挿ユニット１３５に転送して、補助データ値Ｚをメモリユニット３６に保存する。

【0052】

中間の領域には、位置データの要求が図示されている。そこでは、制御ユニット２が、位置要求コマンドＰ＿ＲＱを本装置１０に送信する。このコマンドは、前記の実施例と異なり、外挿ユニット１３５に供給される。この外挿ユニットは、最新の位置値Ｐの中の二つ以上から、外挿された位置値Ｐ＿ＥＸＴを外挿し、それを処理された位置値として制御ユニット２に出力する。外挿ユニット１３５が外挿された位置値Ｐ＿ＥＸＴの計算に必要な時間期間Ｔ＿ＣＡＬＣは、二つの位置要求の間の時間間隔Ｔ＿Ｄと比べて無視できる程短い。

【0053】

二つの位置要求の間の時間間隔Ｔ＿Ｐが、有利には、二つのデータ要求の間の時間間隔Ｔ＿Ｄよりも大幅に長いので、位置要求の進行だけが図示されている。

【0054】

このフロー図の下方の領域には、補助データの要求、即ち、補助ユニット３から本装置１０への補助データ要求コマンドＺ＿ＲＱの送信とそれに続く本装置１０から補助ユニット３への保存された補助データ値Ｚ＿ＭＥＭの送信が図示されている。

【0055】

図６は、本発明による装置１０の別の実施構成のブロック図を図示している。この実施構成は、駆動モータの制御系用の位置値を提供するために用いられる位置測定機器１が動作中において周期的に、即ち、一定の時間間隔で照会を受けるとの知見に基づいている。そのことは、位置要求コマンドＰ＿ＲＱの到着時点を予測することを可能にし、それは、更に、位置要求コマンドＰ＿ＲＱの到着前に早くもデータ要求コマンドＤ＿ＲＱを介して（補助データ値Ｚと共に）位置値Ｐを要求することを可能にする。このようにして、位置要求コマンドＰ＿ＲＱが到着した時には、処理された位置値Ｐ＿ＯＵＴが既に得られている。

【0056】

この実施例では、通信ユニット３０は、処理ユニット３４とメモリユニット３６の外に、同期ユニット２３８を備えたデータ要求ユニット２３２を有する。

【0057】

この同期ユニット２３８には、制御ユニット２から本装置１０に到着した位置要求コマンドＰ＿ＲＱが供給される。

【0058】

このユニットは、二つの位置要求コマンドＰ＿ＲＱの間の時間間隔を測定して、その時間間隔から、データ要求ユニット２３２がデータ要求コマンドＤ＿ＲＱを位置測定機器１に送信しなければならない時点を算出するのに適した形に構成されており、その結果、位置要求コマンドＰ＿ＲＱの到着時に直ちに、最新の処理された位置値Ｐ＿ＯＵＴを制御ユニット２に送信できるように、データパケットＤが処理ユニット３４に適時に到着する。

【0059】

即ち、この実施構成も、位置要求コマンドＰ＿ＲＱの送信と処理された位置値Ｐ＿ＯＵＴの受信の間に短い遅延時間しか許されない制御インタフェース２１に適している。

【0060】

位置要求コマンドＰ＿ＲＱは、同期ユニット２３８の外に、最新の処理された位置値Ｐ＿ＯＵＴの出力を開始するために、処理ユニット３４にも供給される。

【0061】

この時間測定のためのサンプリング時間パターンが、クロック発生器２３３からクロック信号ＣＬＫの形で同期ユニット２３８に提供される。

【0062】

同期していない状態では、即ち、同期ユニット２３８がデータパケットＤの要求に関する精確な時点を検知する前は、データ要求ユニット２３２が、好適な短い時間間隔で新たなデータパケットＤを要求することができ、その結果、一方で、制御ユニット２に出力するための常に十分に最新の処理された位置値Ｐ＿ＯＵＴが処理ユニット３４において得られ、他方で、メモリユニット３６も最新の補助データ値Ｚによって更新される。

【0063】

既に前に述べた実施例の通り、補助ユニット３との間の保存された補助データ値Ｚ＿ＭＥＭの要求及び送信は、処理された位置値Ｐ＿ＯＵＴの要求と関係無く行なわれる。

【0064】

最後に、図７は、図６の実施例の機能を図解するデータ・時間フロー図を図示している。

【0065】

上方の領域では、又もやデータ要求コマンドＤ＿ＲＱによるデータパケットＤの要求が図示されており、その要求は、同期ユニット２３８により測定される、二つの位置要求コマンドＰ＿ＲＱの間の時間に一致する周期時間Ｔ＿ＣＹＣの時間間隔で行なわれる。これらのデータパケットＤは、更に、処理ユニット３４で位置値Ｐと補助データ値Ｚに分けられて、場合によっては、処理される。これらの処理された位置値Ｐ＿ＯＵＴは、位置要求コマンドＰ＿ＲＱの到着まで一時的に保存された後、制御ユニット２に出力される。

【0066】

これらの補助データ値Ｚは、前の実施例の通り、メモリユニット３６に保存される。

【0067】

これらの進行と関係無く、保存された補助データ値Ｚ＿ＭＥＭは、補助データ要求コマンドＺ＿ＲＱに応じて補助ユニット３に出力される。

【0068】

ここで述べた実施例は、本発明の基本原理を具体的に説明する役割を果たす。この理由から、これらの実施例は、主に位置要求コマンドＰ＿ＲＱ、データ要求コマンドＤ＿ＲＱ及び補助データ要求コマンドＺ＿ＲＱの処理について記述している。各インタフェース２０，２１，２２が多数の別のコマンドを備えることができ、特に、制御インタフェース２１に、場合によっては、補助インタフェース２２に到着したコマンドを測定器インタフェース２０を介して位置測定機器１に伝送し、それらのコマンドと関連して、これらのインタフェースに到着したデータを正しく転送するために、通信ユニット３０がそれらのコマンドを処理する手段を備え得ることに留意されたい。更に、この通信ユニット３０自体は、プログラミング可能な形に構成することができ、その結果、これらのインタフェース２０，２１，２２の中の一つを介した設定を実施することができる。

【0069】

同様に、この測定器インタフェース２０は複数のデータ要求コマンドを有し、場合によっては、この制御インタフェース２１は、特に、複数の異なる補助データ値Ｚの要求を可能にするために、複数の位置要求コマンドを有することができる。

【0070】

複数の異なる補助データ値（例えば、複数の温度センサーの測定値）が位置測定機器１で得られる場合、それらの値は、巡回的に、即ち、周期的に順番に本装置１０に伝送することができる。

【0071】

本装置１０の電子回路を実現するために、プログラミング可能なコンポーネント（ＦＰＧＡ）及び／又は特定用途向け高集積コンポーネント（ＡＳＩＣ）、並びにマイクロプロセッサを用いることができる。

【0072】

当然のことながら、本発明は、ここで述べた実施例に限定されず、むしろ、当業者によって、請求項の範囲内で代替実施例を実現することができる。

【符号の説明】

【0073】

１ 位置測定機器
２ 制御ユニット
３ 補助ユニット
４ センサー
１０ 本発明による装置
２０ 測定器インタフェース
２１ 制御インタフェース
２２ 補助インタフェース
３０ 通信ユニット
３２ データ要求ユニット
３４ 処理ユニット
３６ メモリユニット
１３２ データ要求ユニット
１３３ クロック発生器
１３５ 外挿ユニット
２３２ データ要求ユニット
２３３ クロック発生器
２３８ 同期ユニット
ａ 位置測定機器１と本装置１０の間の配線区間
ｂ 制御ユニット２と本装置１０の間の配線区間
ｃ 補助ユニット３と本装置１０の間の配線区間
ｔ 時間
ＣＬＫ クロック信号
Ｄ データパケット
Ｄ＿ＲＱ データ要求コマンド
Ｐ 位置値
Ｐ＿ＥＸＴ 外挿された位置値
Ｐ＿ＯＵＴ 処理された位置値
Ｐ＿ＲＱ 位置要求コマンド
Ｔ＿ＣＡＬＣ 外挿された位置値Ｐ＿ＥＸＴの計算に必要な時間期間
Ｔ＿ＣＹＣ 周期時間
Ｔ＿Ｄ 規則的な時間間隔
Ｔ＿Ｐ 時間間隔
Ｔ＿ＲＱ 時間期間
Ｚ 補助データ値
Ｚ＿ＭＥＭ 保存された補助データ値
Ｚ＿ＯＵＴ 処理された補助データ値
Ｚ＿ＲＱ 補助データ要求コマンド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】