JPH0694478A - 多回転位置修正方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転位置検出器の電源遮断時等における位置
ずれを修正する方法において、簡易な構成で検出装置の
構成に対する自由度の高い方法を提供する。 【構成】 検出器の１回転内を３つの領域に分割し、回
転位置検出信号Ｄから何れの領域に属するかを領域判別
部５で判別し、メモリ７に保持した電力停止時の領域に
対応する数値ｅ０と再検出した電力供給時の領域に対応
する数値ｅ１との差を比較部６で求める。演算部８は、
比較部６の出力に応じて演算式を選択し、メモリ１０に
保持した電力停止時の回転位置検出信号Ｄの値ｄ０と再
検出した電力供給時の値ｄ１とから多回転位置の絶対値
偏差Ｘを求める。この絶対値偏差Ｘはパルス生成部９に
より偏差パルス信号Ｐｘとなり、第２信号変換部２を介
して計数積算部３に導入される。計数積算部３は電力供
給時において電力停止時の積算値ａ０にセットされてい
るので、修正値ａ１＝ａ０＋Ｘが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多回転位置修正方法及び
修正装置に係り、特に、多回転位置検出装置において、
電力遮断期間における位置ずれを電力供給開始時に修正
して誤差のない位置検出をするための修正技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の多回転位置検出器においては、１
回転内の絶対値を表現する回転位置検出信号を計数カウ
ンタで積算して回転数を生成するか、又は検出器に取付
けられた近接スイッチ等の回転数検知手段から回転数を
検出し、この回転数と回転位置検出信号の示す１回転内
の絶対値から多回転位置の絶対値を算出するようにして
いた。ここで、検出器や制御装置が停電により動作を停
止した場合に、この停止期間中に被測定物が慣性やスリ
ップにより移動すると、停電時における回転数と電力供
給開始時における回転数とが異なり、正しい多回転位置
を表示できないという問題がある。そこで従来は、電力
供給停止時における１回転内の絶対値を記憶保持し、電
力供給開始時における１回転内の絶対値と比較し、その
結果に応じて上記回転数を加減するという方法が採用さ
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、多回転位置
検出器の１回転内の絶対値を示す回転位置検出信号のビ
ット数は通常固定されているので、要求される表示スケ
ールや制御スケールを得たり、検出器の位相誤差の補償
や制御信号として種々の特性を実現するために、必要に
応じて所定の演算を行って検出信号を変換する必要が生
ずる。このようなとき、回転数と１回転内の絶対値とを
計測して多回転絶対値を得る方法では、回転周期に合致
する変換は容易にできるものの、回転周期に拘束されな
い変換を行う場合にはデータ毎の演算処理が不可欠で、
リアルタイムに変換処理できないという問題がある。そ
のため、本出願人は回転位置検出信号を増分値信号に変
換した後、この増分値信号をカウンタに複数回転分積算
し、この積算値に数値変換を施すという方法を提案し
た。本発明はこの変換方法に適した多回転位置の修正方
法を実現するものであり、検出器の複数回転分の積算値
を直接修正することにより、回転数検出や回転数の修正
操作を行うことなく、修正のための追加構成要素を最小
限にとどめ得る多回転位置の修正技術を提供することを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が講じた手段は、電力供給停止時における多回
転位置の絶対値及び１回転内位置の絶対値を記憶保持す
るとともに、電力供給開始時において１回転内位置の絶
対値を再検出し、続いて、１回転内の原点位置を１つの
境界として１回転内を分割した複数の領域のうち、電力
供給停止時に属する領域と電力供給開始時に属する領域
との組合せに応じた、記憶された１回転内位置の絶対値
と再検出された１回転内位置の絶対値とを変数とする演
算を実行し、電力供給停止期間中に発生した位置ずれに
起因する多回転位置の絶対値偏差を導出して、記憶され
た多回転位置の絶対値に絶対値偏差を加減算するもので
ある。また、上記方法を次元する装置としては、電力供
給停止時における多回転位置の絶対値及び１回転内位置
の絶対値を検出して記憶保持する記憶手段と、１回転内
の原点位置を１つの境界として１回転内を分割した複数
の領域のうち１回転内位置の絶対値の属する領域を判別
する領域判別手段と、電力供給停止時に属する領域と電
力供給開始時に属する領域との組合せに応じた、記憶さ
れた１回転内位置の絶対値と再検出された１回転内位置
の絶対値とを変数とする演算を実行し、電力供給停止期
間中に発生した位置ずれに起因する多回転位置の絶対値
偏差を導出する演算手段と、記憶された多回転位置の絶
対値に絶対値偏差を加減算する加減算手段とを設けるも
のである。ここに、演算手段において、電力供給停止時
に属する領域に対応する数値と電力供給開始時に属する
領域に対応する数値の差に応じて設定された複数の演算
式を選択して実行させることが望ましく、また、多回転
位置検出装置に１回転内位置の絶対値の増減に対応する
増分値信号に変換する増分値変換手段と、増分値信号を
積算する計数手段とが設けられる場合に、前記絶対値偏
差を偏差増分値信号に変換する偏差変換手段を設けて、
電力供給開始時には、記憶手段に記憶された多回転位置
の絶対値を計数手段に積算初期値として設定するととも
に、偏差増分値信号を計数手段に入力することが好まし
い。

【０００５】

【作用】かかる手段によれば、電力供給停止時における
領域と電力供給開始時における領域との組合せに応じて
演算を行い、電力供給停止時における１回転内位置の絶
対値と電力供給開始時における１回転内位置の絶対値と
から絶対値偏差が導出される。そして、この絶対値偏差
が電力供給停止時における多回転絶対値に加減算される
ので、回転数を検出、記憶及び修正することを必要とせ
ずに多回転絶対値を修正できる。

【０００６】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明に係る多回転位置修正方法の一実施
例を説明するための多回転位置検出装置全体の概念ブロ
ックを示し、この多回転位置検出装置の主要部分は、検
出器の出力する１回転内の絶対値を表現する回転位置検
出信号Ｄを２相パルス信号Ｐ２に変換する第１信号変換
部１と、２相パルス信号Ｐ２をアップダウン信号ＰＵＤ
に変換する第２信号変換部２と、アップダウン信号ＰＵ
Ｄを計数し、多回転位置の絶対値を表現する絶対値信号
Ａを出力する計数積算部３とにより構成される。

【０００７】この多回転位置検出装置に適用される多回
転位置修正装置は、回転位置検出信号Ｄを検出して、原
点位置０を基準とする１回転内を３つの領域、すなわち
０から＋π／２（ラジアン）までの第１領域、＋π／２
から−π／２までの第２領域、及び−π／２から０まで
の第３領域に分割し、例えば回転位置検出信号Ｄの表現
する絶対値が第１領域にあるときは「０」、第２領域に
あるときは「１」、第３領域にあるときは「２」を領域
判別信号Ｅとして出力する領域判別部５と、この領域判
別信号Ｅの電力供給停止時における値e0を記憶保持する
メモリ７と、電力供給開始時における領域判別信号Ｅの
値e1を検出して値e0との差を出力する比較部６と、回転
位置検出信号Ｄの電力供給停止時における値d0を記憶保
持するメモリ１０と、電力供給開始時における回転位置
検出信号Ｄの値d1を検出するとともに値d0をメモリ１０
から読出し、前記比較部６の出力値e1−e0に応じて複数
の演算式fn(d0,d1) (n=1...K) のうちの何れかを選択
し、これを実行して電力停止期間中における多回転位置
の絶対値偏差を算出し、これを表現する絶対値偏差信号
Ｘを出力する演算部８と、絶対値偏差信号Ｘから絶対値
偏差に対応するアップダウンパルス信号たる偏差パルス
信号Pxを出力するパルス生成部９と、絶対値信号Ａの電
力供給停止時における値a0を記憶保持し、電力供給開始
時にこの値a0を積算初期値として計数積算部３にセット
するメモリ４とを備える。

【０００８】この実施例においては、停電などにより電
力供給が停止したことを検知すると計数積算部３の計数
値a0、領域判別信号Ｅの値e0、及び回転位置検出信号Ｄ
の値d0をそれぞれメモリ４，７，１０に記憶させる。そ
して、電力供給が再開されたとき、計数積算部３に計数
値a0がセットされる。また、比較部６がe1−e0の値を演
算部８に出力し、この値に応じて演算式fn(d0,d1) (n=
1...K) が選択される。この実施例の場合、演算式は表
１の通りである。 − 表 １ − (e1−e0) Ｘ＝fn(d0,d1) ０ ±ab(d1-d0) ±１ ±(d1-d0) ±２ −[±B−(d1-d0)] 表１において、ａｂ（ ）は括弧内の絶対値を示し、Ｂ
は回転位置検出器の１回転における出力パルス数を示
す。上記演算式により得られた絶対値偏差信号Ｘはパル
ス生成部９で偏差パルス信号Pxとなり、第２信号変換部
２を介して計数積算部３に入力される。計数積算部３に
は計数値a0が初期値としてセットされるので、結局、偏
差パルス信号Pxの計数が終了した時点で正しい多回転位
置の絶対値a1＝a0＋Ｘが絶対値信号Ａとして出力され
る。ここで、上記実施例では領域判別信号Ｅの値e0をメ
モリ７に記憶保持させているが、電力供給開始時におい
てメモリ１０に記憶されている回転位置検出信号Ｄの値
d0から値e0を判別するようにしてもよい。上記実施例で
は回転数を検出、記憶及び修正することなく、入力され
る回転位置検出信号から直接に絶対値偏差を求め、これ
を電力供給停止時における多回転位置の絶対値に加減算
しているので、回転周期に合致しない信号処理を行う多
回転位置検出装置においても簡易な構成で電力停止期間
中の位置ずれを修正することができ、検出器の内部処理
方式如何に拘わらず広く適用できるものである。

【０００９】次に、上記修正方法を多回転位置検出装置
について実施した場合の修正装置の構成を図２から図４
に基づいて説明する。この多回転位置修正装置の実施例
は、図２に示すように、１２ビットの１回転内の絶対値
を表現する回転位置検出信号Ｄを入力する入力端子群１
１と、回転位置検出信号Ｄから最下位２ビットの値を取
り出して２相パルス信号ａに変換する第１信号変換回路
１２と、この２相パルス信号ａをアップダウンパルス信
号ｂに変換する第２信号変換回路１３と、アップダウン
パルス信号ｂを積算して多回転絶対値信号ｃを出力する
計数カウンタ１４と、多回転絶対値信号ｃに所定の数値
変換、例えばスケール変換のために定数を乗算するＥＰ
−ＲＯＭ１５と、変換後の修正絶対値の最下位２ビット
の値から修正２相パルス信号asを出力する第３信号変換
回路１６と、この修正２相パルス信号asを修正アップダ
ウンパルス信号bsに変換する第４信号変換回路１７と、
修正アップダウンパルス信号bsを積算して、ＢＣＤコー
ドで修正絶対値信号ｅを出力端子群１９に出力するＢＣ
Ｄカウンタ１８とからなる多回転位置検出装置に適用さ
れるものである。

【００１０】この多回転位置検出装置では、ＥＰ−ＲＯ
Ｍ１５が検出器の１回転に相当する検出増分値４０９６
に対してディジタルスイッチ２１で設定される少数部３
桁を含む８桁の設定値を出力するように、ＭＰＵ２２が
信号ラインSSを介してＥＰ−ＲＯＭ１５の乗数を書込み
設定する。そして、計数カウンタ１４の計数容量を検出
増分値４０９６の１０００倍、すなわち４０９６０００
に設定することにより、設定値が少数部３桁のいかなる
値を有していても、累積誤差のない多回転位置データの
スケール変換が可能となっている。上記の多回転位置検
出装置において、ＭＰＵ２２には、回転位置検出信号Ｄ
が信号ラインDSを介して入力可能に、多回転絶対値信号
ｃ及び修正絶対値信号ｅが信号ラインAS及びYSを介して
入出力可能にそれぞれ接続され、図１に示すメモリ４、
領域判別部５、比較部６、メモリ７、演算部８、パルス
生成部９、及びメモリ１０に相当する機能を果たすよう
になっている。

【００１１】図３にＭＰＵ２２の機能をフローチャート
で示す。電源ＯＮとともに、内部の処理フラグＴの判定
を行い、停電や瞬停の履歴がない（Ｔ＝０）の場合には
図４のフローに進む。停電や瞬停の事実を確認する（Ｔ
＝１）と、記憶番地Ａから電力供給停止時における計数
カウンタ１４の多回転絶対値a0を読出して計数カウンタ
１４にセットする。また、記憶番地Ｙから電力供給停止
時におけるＢＣＤカウンタ１８の修正絶対値y0を読出し
てＢＣＤカウンタ１８にセットする。次に、信号ライン
DSを介して入力した回転位置検出信号Ｄの値d1をレジス
タD1に取込み、記憶番地D0の値、すなわち電力供給停止
時に記憶させた回転位置検出信号Ｄの値d0を減算してＬ
に取り込む。このＬの値が０の場合には図４のフローに
進む。Ｌが０でない場合には、回転位置検出信号Ｄから
領域判別を行い、電力供給開始時に属する領域に対応す
る値e1をレジスタE1に取り込み、記憶番地E0の値、すな
わち電力供給停止時に記憶させた領域判別信号Ｅの値e0
を減算してＭに取り込む。そしてＭの値、すなわちe1−
e2に応じて表１に示す演算を実行し、絶対値偏差Ｘを算
出する。絶対値偏差Ｘはパルス生成部でＸの値に対応し
たアップダウンパルスである偏差パルス信号Pxに変換さ
れ、第２信号変換部１３に入力され、計数カウンタ１４
の初期値a0に加算される。絶対値偏差Ｘの出力が完了す
ると、処理フラグＴは０にセットされ、再びフローの開
始点に戻って、処理フラグＴの判別後に図４に進む。図
４のフローでは、停電や瞬停を検知すると処理フラグＴ
が１にセットされ、記憶番地Ａ及びＹに、電力供給停止
時における計数カウンタ１４の多回転絶対値a0及びＢＣ
Ｄカウンタ１８の修正絶対値y0を記憶させる。そして、
記憶番地D0及びE0に、電力供給停止時における回転位置
検出信号Ｄの値d0及び領域判別信号Ｅの値e0を記憶させ
る。

【００１２】本実施例における多回転位置検出装置で
は、検出器の回転周期に合致しない数値変換が行われる
場合、例えば１回転４０９６の値に対してディジタルス
イッチ２１の設定値５０．０２３のカウント数に変換さ
れる場合、１回転内の絶対値を表現する回転位置検出信
号Ｄを、アップダウンパルス信号ｂに変換した上で、検
出器の複数回転分（この場合には１０００回転分）の位
置データを計数カウンタ１４により積算している。した
がって、計数カウンタ１４の１計数容量で修正絶対値は
５００２３．０となり、出力パルスの端数がなくなるの
で、検出器において無限回転の計測を行っても修正出力
値には変換時における桁落としに伴う累積誤差が発生し
ない。この装置の修正を行う場合、従来の回転数を補正
する方法では別回路で回転位置検出信号Ｄから回転数を
積算すること若しくは別の検出手段による回転数検出を
行うこと又は入力ビット数に対してカウンタ内の回転数
を表示する桁部分の確定などが必要となるが、本実施例
では、回転数を修正することなくデータ数値全体の演算
処理のみで多回転位置の位置ずれを修正できるので、修
正機能のみを有する構成部分を最小限にした簡易な構成
で正確な多回転位置を検出できる。そして、回転数を分
離特定することなしに多回転の絶対値と１回転内の絶対
値のみから位置の修正を行うので、多回転位置検出装置
の信号処理方式に対する自由度が高く、種々の構成に対
応できる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は電力供給
停止時に記憶された１回転内の絶対値と電力供給開始時
における１回転内の絶対値をもとに、両絶対値の属する
領域の組合せに応じた演算を行って多回転位置の絶対値
偏差を求め、これを電力供給停止時における多回転位置
の絶対値に加減算しているので、回転数を検出、記憶及
び修正する必要がなく、多回転位置検出装置に簡易な構
成を付加させるだけで、電力停止期間中の位置ずれを確
実に修正することができ、多回転位置検出装置の構成に
対する自由度も高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多回転位置の修正方法の一実施例
を説明するための概念ブロック図である。

【図２】本発明に係る多回転位置の修正装置の一実施例
を備えた多回転位置検出装置のの構成を示すブロック図
である。

【図３】図２に示す多回転位置の修正装置の機能を示す
フローチャートである。

【図４】図２に示す多回転位置の修正装置の機能を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

４，７，１０ メモリ ５ 領域判別部 ６ 比較部 ８ 演算部 ９ パルス生成部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １回転内位置の絶対値を表現する回転位
   置検出信号に基づいて多回転位置の絶対値を導出する多
   回転位置検出装置に適用される多回転位置修正方法にお
   いて、 電力供給停止時における多回転位置の絶対値及び１回転
   内位置の絶対値を記憶保持するとともに、 電力供給開始時において１回転内位置の絶対値を再検出
   し、続いて、１回転内の原点位置を１つの境界として１
   回転内を分割した複数の領域のうち、電力供給停止時に
   属する領域と電力供給開始時に属する領域との組合せに
   応じた、記憶された１回転内位置の絶対値と再検出され
   た１回転内位置の絶対値とを変数とする演算を実行し、
   電力供給停止期間中に発生した位置ずれに起因する多回
   転位置の絶対値偏差を導出して、記憶された多回転位置
   の絶対値に絶対値偏差を加減算することを特徴とする多
   回転位置修正方法。
2. 【請求項２】 １回転内位置の絶対値を表現する回転位
   置検出信号に基づいて多回転位置の絶対値を導出する多
   回転位置検出装置に適用される多回転位置修正方法にお
   いて、 電力供給停止時における多回転位置の絶対値及び１回転
   内位置の絶対値を検出して記憶保持する記憶手段と、 １回転内の原点位置を１つの境界として１回転内を分割
   した複数の領域のうち１回転内位置の絶対値の属する領
   域を判別する領域判別手段と、 電力供給停止時に属する領域と電力供給開始時に属する
   領域との組合せに応じた、記憶された１回転内位置の絶
   対値と再検出された１回転内位置の絶対値とを変数とす
   る演算を実行し、電力供給停止期間中に発生した位置ず
   れに起因する多回転位置の絶対値偏差を導出する演算手
   段と、 記憶された多回転位置の絶対値に絶対値偏差を加減算す
   る加減算手段と、を有することを特徴とする多回転位置
   修正装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記演算手段は、電
   力供給停止時に属する領域に対応する数値と電力供給開
   始時に属する領域に対応する数値の差に応じて設定され
   た複数の演算式を選択して実行することを特徴とする多
   回転位置修正装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３において、前記多
   回転位置検出装置は、前記１回転内位置の絶対値の増減
   に対応する増分値信号に変換する増分値変換手段と、増
   分値信号を積算する計数手段とを備え、前記絶対値偏差
   を偏差増分値信号に変換する偏差変換手段を設けて、電
   力供給開始時には、記憶手段に記憶された多回転位置の
   絶対値を計数手段に積算初期値として設定するととも
   に、偏差増分値信号を計数手段に入力することを特徴と
   する多回転位置修正装置。