JPH09273942A - センサ出力補間方法 - Google Patents
センサ出力補間方法Info
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- JPH09273942A JPH09273942A JP9015697A JP1569797A JPH09273942A JP H09273942 A JPH09273942 A JP H09273942A JP 9015697 A JP9015697 A JP 9015697A JP 1569797 A JP1569797 A JP 1569797A JP H09273942 A JPH09273942 A JP H09273942A
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/20—Increasing resolution using an n bit system to obtain n + m bits
- H03M1/202—Increasing resolution using an n bit system to obtain n + m bits by interpolation
- H03M1/207—Increasing resolution using an n bit system to obtain n + m bits by interpolation using a digital interpolation circuit
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D5/00—Mechanical 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
- G01D5/12—Mechanical 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 using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/24404—Interpolation using high frequency signals
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- H03M1/64—Analogue/digital converters with intermediate conversion to phase of sinusoidal or similar periodical signals
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】離散的に得られるデジタルセンサ出力の間を補
間する場合に、実際に検出される実データと補間する補
間データとの連続性を保つ。 【解決手段】前回実データθ（ｋ）と今回実データθ
（ｋ＋１）の差の絶対値量をデータブロック期間Ｔｏに
量子化したと仮定した信号の最下位ビットカウントに要
する時間Ｔｎ求める。この期間Ｔｎ毎に１デジタル量毎
を今回実データθ（ｋ＋１）に累積し補間データＣ、Ｄ
…を得る。最終補間データＧを更に加減算する時間ｔ１
には、加減算した全デジタル量が差の絶対値量を超える
ので、最終補間データＧを次期実データθ（ｋ＋２）が
得られるまで保持する。
間する場合に、実際に検出される実データと補間する補
間データとの連続性を保つ。 【解決手段】前回実データθ（ｋ）と今回実データθ
（ｋ＋１）の差の絶対値量をデータブロック期間Ｔｏに
量子化したと仮定した信号の最下位ビットカウントに要
する時間Ｔｎ求める。この期間Ｔｎ毎に１デジタル量毎
を今回実データθ（ｋ＋１）に累積し補間データＣ、Ｄ
…を得る。最終補間データＧを更に加減算する時間ｔ１
には、加減算した全デジタル量が差の絶対値量を超える
ので、最終補間データＧを次期実データθ（ｋ＋２）が
得られるまで保持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の走行モータ
等の回転アクチュエータに取付けられるレゾルバ等のセ
ンサ装置からサンプリング出力されるデジタル信号の補
間方法の改良に関する。
等の回転アクチュエータに取付けられるレゾルバ等のセ
ンサ装置からサンプリング出力されるデジタル信号の補
間方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近のアナログ出力センサでは、デジタ
ル処理回路を付加することにより、デジタル信号を周期
的にサンプリング出力して、その後のデジタル信号処理
の容易化を図ることが行われている。例えばモータの回
転角をアナログ信号として検出するレゾルバでは、レゾ
ルバから出力されるアナログ回転角度信号を、レゾルバ
／デジタル（Ｒ／Ｄ）変換回路と呼ばれるデジタル処理
回路により、周期的にサンプリングし、デジタル信号に
変換して出力することが行われている。
ル処理回路を付加することにより、デジタル信号を周期
的にサンプリング出力して、その後のデジタル信号処理
の容易化を図ることが行われている。例えばモータの回
転角をアナログ信号として検出するレゾルバでは、レゾ
ルバから出力されるアナログ回転角度信号を、レゾルバ
／デジタル（Ｒ／Ｄ）変換回路と呼ばれるデジタル処理
回路により、周期的にサンプリングし、デジタル信号に
変換して出力することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、デジタル処
理回路の出力は、所定の時間間隔でサンプリングされ、
量子化されたデジタル信号であるため、原理的に出力デ
ータは不連続（離散値）情報となる。この不連続性は低
価格なものほど顕著であり、たとえば通常のレゾルバ処
理回路（Ｒ／Ｄ変換回路）では、一般に２５０μｓに１
回程度しか回転角度情報が得られないため、高速回転時
には高精度の角度位置決定が困難となる。
理回路の出力は、所定の時間間隔でサンプリングされ、
量子化されたデジタル信号であるため、原理的に出力デ
ータは不連続（離散値）情報となる。この不連続性は低
価格なものほど顕著であり、たとえば通常のレゾルバ処
理回路（Ｒ／Ｄ変換回路）では、一般に２５０μｓに１
回程度しか回転角度情報が得られないため、高速回転時
には高精度の角度位置決定が困難となる。
【０００４】そこで、より詳しいデータを得るため、種
々のデータの推定方法が検討されるが、原則的には、現
時点でセンサから得られる実データ（今回値）と、過去
においてセンサから得られた実データ（たとえば前回
値）とに基づいて、その後のデータの傾き等を推定して
直線近似（直線補間）するものであるため、センサから
得られる新たな実データ（次回値）に比べてその直前の
推定データ（補間値）が大幅に異なった値となる場合
や、更に、上記前回値、今回値及び補間値）が示すデー
タの変化方向が、補間値から次回値への変化方向の反対
となる場合が生じる。
々のデータの推定方法が検討されるが、原則的には、現
時点でセンサから得られる実データ（今回値）と、過去
においてセンサから得られた実データ（たとえば前回
値）とに基づいて、その後のデータの傾き等を推定して
直線近似（直線補間）するものであるため、センサから
得られる新たな実データ（次回値）に比べてその直前の
推定データ（補間値）が大幅に異なった値となる場合
や、更に、上記前回値、今回値及び補間値）が示すデー
タの変化方向が、補間値から次回値への変化方向の反対
となる場合が生じる。
【０００５】たとえば、実データが回転角度情報を表す
場合、推定データ（補間値）が示す回転角度情報が新た
な実データ（次回値）の回転角度情報より回転方向へ進
んでしまい、その結果、回転方向が一瞬反転するという
偽の回転角度情報を出力する場合があった。また、従来
の直線補間方法では、今回値が得られた時点から次回値
が得られるまでの期間に出力される補間値は、予め定め
られた一定期間毎に出力されるので、信号変化が大きい
場合には補間がラフになり、信号変化がほとんどない場
合には冗長な信号処理、出力操作を行ってしまうという
不具合があった。
場合、推定データ（補間値）が示す回転角度情報が新た
な実データ（次回値）の回転角度情報より回転方向へ進
んでしまい、その結果、回転方向が一瞬反転するという
偽の回転角度情報を出力する場合があった。また、従来
の直線補間方法では、今回値が得られた時点から次回値
が得られるまでの期間に出力される補間値は、予め定め
られた一定期間毎に出力されるので、信号変化が大きい
場合には補間がラフになり、信号変化がほとんどない場
合には冗長な信号処理、出力操作を行ってしまうという
不具合があった。
【０００６】本発明は、上記従来の直線補間によるデー
タ推定方法の欠点を解消し、簡単な構成で高精度の直線
補間によるデータ推定が可能なセンサ出力補間方法を提
供することを、その解決すべき課題としている。
タ推定方法の欠点を解消し、簡単な構成で高精度の直線
補間によるデータ推定が可能なセンサ出力補間方法を提
供することを、その解決すべき課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、サンプ
リング出力されるデジタル信号データの今回値と、その
直前値である前回値との差で定義される今回信号差が算
出される。また、これら両値の出現時間間隔（インタバ
ル）で定義されるである今回期間が算出される。次に、
今回期間を今回信号差またはその概数値で除算した値で
定義される補間間隔が算出される。なお、上記概数値と
は、デジタル信号である今回信号差を示す２値信号列の
うち、最上位桁のビットから所定桁のビットまでの２値
信号列からなるデジタル信号で定義される。たとえば、
今回信号差を示す２値信号列の各桁のビットから最下位
ビットを除いた残りの各桁のビットで上記概数値形成す
ることができる。
リング出力されるデジタル信号データの今回値と、その
直前値である前回値との差で定義される今回信号差が算
出される。また、これら両値の出現時間間隔（インタバ
ル）で定義されるである今回期間が算出される。次に、
今回期間を今回信号差またはその概数値で除算した値で
定義される補間間隔が算出される。なお、上記概数値と
は、デジタル信号である今回信号差を示す２値信号列の
うち、最上位桁のビットから所定桁のビットまでの２値
信号列からなるデジタル信号で定義される。たとえば、
今回信号差を示す２値信号列の各桁のビットから最下位
ビットを除いた残りの各桁のビットで上記概数値形成す
ることができる。
【０００８】従って、この補間間隔は、今回信号差が大
きい場合にはそれに逆比例して狭くなり、今回信号差が
小さい場合にはそれに逆比例して広くなり、今回信号差
が０である場合には補間動作は実行されないことにな
る。つまり、補間処理動作は、今回信号差の大きさに応
じて実行されるので、補間精度を低下させることなく補
間処理の負担を軽減することができる。
きい場合にはそれに逆比例して狭くなり、今回信号差が
小さい場合にはそれに逆比例して広くなり、今回信号差
が０である場合には補間動作は実行されないことにな
る。つまり、補間処理動作は、今回信号差の大きさに応
じて実行されるので、補間精度を低下させることなく補
間処理の負担を軽減することができる。
【０００９】また、本発明の好適な態様によれば、今回
信号差の絶対値、または、その概数値（２値信号）で、
今回期間を除算して補間間隔を設定するので、今回値に
一定値をＮ倍した値を加減算するだけで、多数の各補間
値を算出することができ、演算が簡単となる。なお、上
述した今回値に一定値をＮ倍した値を加減算する処理
は、前回の補間値に一定値を累算する処理と均等である
ことは当然である。今回信号差の絶対値の概数値（２値
信号）で、今回期間を除算して補間間隔を設定する場
合、各補間値は、この概数値の最下位ビットに相当する
１ビット長の２値信号値で表示される単位デジタル量の
Ｎ倍値を今回値に加減算して算出される。
信号差の絶対値、または、その概数値（２値信号）で、
今回期間を除算して補間間隔を設定するので、今回値に
一定値をＮ倍した値を加減算するだけで、多数の各補間
値を算出することができ、演算が簡単となる。なお、上
述した今回値に一定値をＮ倍した値を加減算する処理
は、前回の補間値に一定値を累算する処理と均等である
ことは当然である。今回信号差の絶対値の概数値（２値
信号）で、今回期間を除算して補間間隔を設定する場
合、各補間値は、この概数値の最下位ビットに相当する
１ビット長の２値信号値で表示される単位デジタル量の
Ｎ倍値を今回値に加減算して算出される。
【００１０】なお、今回信号差の符号に基づいて決定さ
れる加減算方向へ加減算するということは、今回値が前
回値より大きい場合には加算処理し、その逆の場合には
減算処理して、補間値と今回値とで示される信号変化傾
向すなわち信号の傾きが、今回値と前回値とで示される
信号変化傾向に一致させることを意味している。本発明
の好適な態様によれば、今回信号差の絶対値で今回期間
を除算して補間間隔を設定し、今回信号差の最小計数単
位（最下位桁ビットの１パルス分）のＮ倍値（Ｎは１か
ら順次増加する正の整数）を今回値に加減算して複数の
補間値を順次算出するので、高精度に補間を行うことが
できる。
れる加減算方向へ加減算するということは、今回値が前
回値より大きい場合には加算処理し、その逆の場合には
減算処理して、補間値と今回値とで示される信号変化傾
向すなわち信号の傾きが、今回値と前回値とで示される
信号変化傾向に一致させることを意味している。本発明
の好適な態様によれば、今回信号差の絶対値で今回期間
を除算して補間間隔を設定し、今回信号差の最小計数単
位（最下位桁ビットの１パルス分）のＮ倍値（Ｎは１か
ら順次増加する正の整数）を今回値に加減算して複数の
補間値を順次算出するので、高精度に補間を行うことが
できる。
【００１１】本発明の好適な態様によれば、所定のまた
は最小の計数単位（単位デジタル量）のＮ倍値が今回信
号差の絶対値を超過した以後、超過直前に出力した補間
値を、次回値が出力されるまでの間、出力する。このよ
うにすれば、以下の作用効果を奏する。センサ装置から
周期的に出力されるデジタル信号は、短い周期でほとん
ど直線的に変化することが通常である。従って、今回値
と次回値との差である次回信号差は、前回値と今回値と
の差である今回信号差にほぼ等しいのが通常である。た
だ、信号変化率が急変する場合には、この次回信号差は
今回信号差と異なる値となる。信号変化率の微分係数な
どを用いたデータ推定を行えば更に正確な補間値算出が
できるが、演算処理がきわめて複雑、多量となる。
は最小の計数単位（単位デジタル量）のＮ倍値が今回信
号差の絶対値を超過した以後、超過直前に出力した補間
値を、次回値が出力されるまでの間、出力する。このよ
うにすれば、以下の作用効果を奏する。センサ装置から
周期的に出力されるデジタル信号は、短い周期でほとん
ど直線的に変化することが通常である。従って、今回値
と次回値との差である次回信号差は、前回値と今回値と
の差である今回信号差にほぼ等しいのが通常である。た
だ、信号変化率が急変する場合には、この次回信号差は
今回信号差と異なる値となる。信号変化率の微分係数な
どを用いたデータ推定を行えば更に正確な補間値算出が
できるが、演算処理がきわめて複雑、多量となる。
【００１２】そこで、本態様では、前回値と今回値とか
ら直線補間して推定される次回値を補間値が超過する場
合には、上述したように信号変化率が急変していると判
定して、それ以上の補間値の増加または減少を中断す
る。このようにすれば、補間値が、前回値と今回値とか
ら直線補間して推定される次回値を大きく超えてオーバ
ーシュートすることがないので、次回期間における最終
の補間値と次回値との間の信号変化が大き過ぎることが
抑止される。
ら直線補間して推定される次回値を補間値が超過する場
合には、上述したように信号変化率が急変していると判
定して、それ以上の補間値の増加または減少を中断す
る。このようにすれば、補間値が、前回値と今回値とか
ら直線補間して推定される次回値を大きく超えてオーバ
ーシュートすることがないので、次回期間における最終
の補間値と次回値との間の信号変化が大き過ぎることが
抑止される。
【００１３】以下、本発明をデジタル回転角度信号をサ
ンプリング出力する回転角度センサに適用した場合の好
適な実施態様について以下に説明する。この場合、現在
の位置信号値（回転角度信号値）は最新の実データ（今
回値）、前回得られた位置信号値は過去の実データ（前
回値）である。これら今回値と前回値との差の絶対値は
デジタル信号である。そこで、差の絶対値を示すデジタ
ル信号が単位デジタル量だけ変化する周期、つまり最下
位桁ビットの信号レベルを変化させるのに必要な時間
（補間間隔）をクロックパルスをカウントして求める。
ンプリング出力する回転角度センサに適用した場合の好
適な実施態様について以下に説明する。この場合、現在
の位置信号値（回転角度信号値）は最新の実データ（今
回値）、前回得られた位置信号値は過去の実データ（前
回値）である。これら今回値と前回値との差の絶対値は
デジタル信号である。そこで、差の絶対値を示すデジタ
ル信号が単位デジタル量だけ変化する周期、つまり最下
位桁ビットの信号レベルを変化させるのに必要な時間
（補間間隔）をクロックパルスをカウントして求める。
【００１４】次に、このクロックパルスのカウント値が
上記補間間隔に相当するカウント値に一致する度に、今
回値に単位デジタル量を毎回累算して補間値を求め、そ
れを出力する。これにより、現在位置信号に続けて最下
位ビットのカウント周期で補間値が得られる。上記累算
した単位デジタル量の合計値が上記差の絶対値を超えた
後、さらに単位デジタル量を加減算した補間信号を出力
すると、次回値は最終の補間値より信号変化方向が反転
し、この場合には回転が反転する状態を出力する結果と
なるので、今回値に単位デジタル量を累算する上記補間
処理を停止し、次回値が入力されるまで、上記単位デジ
タル量の和が上記差の絶対値を超える前の補間値を保持
する。
上記補間間隔に相当するカウント値に一致する度に、今
回値に単位デジタル量を毎回累算して補間値を求め、そ
れを出力する。これにより、現在位置信号に続けて最下
位ビットのカウント周期で補間値が得られる。上記累算
した単位デジタル量の合計値が上記差の絶対値を超えた
後、さらに単位デジタル量を加減算した補間信号を出力
すると、次回値は最終の補間値より信号変化方向が反転
し、この場合には回転が反転する状態を出力する結果と
なるので、今回値に単位デジタル量を累算する上記補間
処理を停止し、次回値が入力されるまで、上記単位デジ
タル量の和が上記差の絶対値を超える前の補間値を保持
する。
【００１５】この結果、補間値が示す位置（回転角度）
が、その後に得られる次回値が示す位置（角度）よりも
オーバーシュートするのを抑止することができる。ま
た、今回値と前回値との差の絶対値（デジタル信号）が
単位デジタル量だけ変化する周期で、補間処理を実施す
る場合、信号が直線変化する場合には、今回値と次回値
とその間の補間値をそれぞれ等間隔に配列できるという
利点もある。
が、その後に得られる次回値が示す位置（角度）よりも
オーバーシュートするのを抑止することができる。ま
た、今回値と前回値との差の絶対値（デジタル信号）が
単位デジタル量だけ変化する周期で、補間処理を実施す
る場合、信号が直線変化する場合には、今回値と次回値
とその間の補間値をそれぞれ等間隔に配列できるという
利点もある。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施形態に係る
回転センサ出力補間方法をレゾルバを例として実現する
回路構成を示す。図１において、１２は電気自動車の駆
動源であるモータであり、周知のレゾルバ１３がモータ
１２の出力軸１２ａに取り付けられている。レゾルバ１
３は、励磁側（ロータ）コイル１３ａと、互いに電気角
度９０度ずれた出力側（ステータ）コイル１３ｂ、１３
ｃとをもつ。後述のレゾルバ処理回路１が励磁側コイル
１３ａに正弦波電圧を印加すると、モータ１２の出力軸
１２ａの回転角に応じて変化する正弦波信号電圧及び余
弦波信号電圧が出力側コイル１３ｂ、１３ｃに誘導さ
れ、これら正弦波信号電圧や余弦波信号電圧は、レゾル
バ処理回路（Ｒ／Ｄ変換回路）１に送られる。
回転センサ出力補間方法をレゾルバを例として実現する
回路構成を示す。図１において、１２は電気自動車の駆
動源であるモータであり、周知のレゾルバ１３がモータ
１２の出力軸１２ａに取り付けられている。レゾルバ１
３は、励磁側（ロータ）コイル１３ａと、互いに電気角
度９０度ずれた出力側（ステータ）コイル１３ｂ、１３
ｃとをもつ。後述のレゾルバ処理回路１が励磁側コイル
１３ａに正弦波電圧を印加すると、モータ１２の出力軸
１２ａの回転角に応じて変化する正弦波信号電圧及び余
弦波信号電圧が出力側コイル１３ｂ、１３ｃに誘導さ
れ、これら正弦波信号電圧や余弦波信号電圧は、レゾル
バ処理回路（Ｒ／Ｄ変換回路）１に送られる。
【００１７】レゾルバ処理回路１は、クロック信号ＣＬ
ＯＣＫのクロックパルスをカウントして決定される一定
のサンプリングインタバルで、回転角度を示す１２ビッ
トのデジタル信号である位置信号を上記正弦波信号電圧
や余弦波信号電圧に基づいて算出する。レゾルバ処理回
路１は、この位置信号を上記サンプリングのタイミング
を示すためのパルス信号であるＢＵＳＹ信号とともに出
力する。
ＯＣＫのクロックパルスをカウントして決定される一定
のサンプリングインタバルで、回転角度を示す１２ビッ
トのデジタル信号である位置信号を上記正弦波信号電圧
や余弦波信号電圧に基づいて算出する。レゾルバ処理回
路１は、この位置信号を上記サンプリングのタイミング
を示すためのパルス信号であるＢＵＳＹ信号とともに出
力する。
【００１８】上記位置信号はエッジトリガフリップフロ
ップで構成された第１ラッチ回路２のデータ入力端子Ｄ
に入力され、ＢＵＳＹ信号は第１ラッチ回路２のトリガ
パルス入力端子Ｃに入力される。また、ＢＵＳＹ信号は
エッジトリガフリップフロップで構成された第２ラッチ
回路３のトリガパルス入力端子Ｃにも入力され、第１ラ
ッチ回路２の出力は第２ラッチ回路３のデータ入力端子
Ｄに出力される。従って、第１ラッチ回路２は今回検出
された現位置信号（今回値）Ｄｋ＋１を、第２ラッチ回
路３は前回検出された前回位置信号（前回値）Ｄｋを、
それぞれＢＵＳＹ信号の１周期の間保持する。第１、第
２ラッチ回路２、３は、それぞれ位置信号Ｄｋ＋１、Ｄ
ｋを減算器４に出力する。減算器４は、位置信号Ｄｋ＋
１から位置信号Ｄｋを減算して、それらの差の絶対値
（今回信号差の絶対値）ＤA-Bを算出する。なお、減算
器４は、減算回路、絶対値回路の他、差（今回信号差）
の正または負の符号を表す１ビットの符号信号Ｓを出力
する符号出力回路を内蔵しているが、その詳細な回路図
示は省略する。
ップで構成された第１ラッチ回路２のデータ入力端子Ｄ
に入力され、ＢＵＳＹ信号は第１ラッチ回路２のトリガ
パルス入力端子Ｃに入力される。また、ＢＵＳＹ信号は
エッジトリガフリップフロップで構成された第２ラッチ
回路３のトリガパルス入力端子Ｃにも入力され、第１ラ
ッチ回路２の出力は第２ラッチ回路３のデータ入力端子
Ｄに出力される。従って、第１ラッチ回路２は今回検出
された現位置信号（今回値）Ｄｋ＋１を、第２ラッチ回
路３は前回検出された前回位置信号（前回値）Ｄｋを、
それぞれＢＵＳＹ信号の１周期の間保持する。第１、第
２ラッチ回路２、３は、それぞれ位置信号Ｄｋ＋１、Ｄ
ｋを減算器４に出力する。減算器４は、位置信号Ｄｋ＋
１から位置信号Ｄｋを減算して、それらの差の絶対値
（今回信号差の絶対値）ＤA-Bを算出する。なお、減算
器４は、減算回路、絶対値回路の他、差（今回信号差）
の正または負の符号を表す１ビットの符号信号Ｓを出力
する符号出力回路を内蔵しているが、その詳細な回路図
示は省略する。
【００１９】ＢＵＳＹ信号はデータ周期カウンタ５のリ
セット端子Ｒにも入力される。データ周期カウンタ５
は、ＢＵＳＹ信号入力時点以後のクロック信号ＣＬＯＣ
ＫのクロックパルスをカウントすることによりＢＵＳＹ
周期信号（今回期間）ＤＴｏを出力する。従って、ＢＵ
ＳＹ周期信号（今回期間）ＤＴｏは、位置信号（前回
値）Ｄｋの出力時点と位置信号（今回値）Ｄｋ＋１の出
力時点との間の時間間隔を示す。
セット端子Ｒにも入力される。データ周期カウンタ５
は、ＢＵＳＹ信号入力時点以後のクロック信号ＣＬＯＣ
ＫのクロックパルスをカウントすることによりＢＵＳＹ
周期信号（今回期間）ＤＴｏを出力する。従って、ＢＵ
ＳＹ周期信号（今回期間）ＤＴｏは、位置信号（前回
値）Ｄｋの出力時点と位置信号（今回値）Ｄｋ＋１の出
力時点との間の時間間隔を示す。
【００２０】ＢＵＳＹ周期信号ＤＴｏ及び差の絶対値信
号ＤA-Bは除算器６に入力され、除算器６は、ＢＵＳＹ
周期信号ＤＴｏを差の絶対値信号ＤA-Bで除算する。従
って、除算器６は、差の絶対値信号ＤA-Bがそれを表す
２値信号列の最下位桁ビットの１ビット分だけ変化する
に要する時間（補間間隔）を、クロック信号ＣＬＯＣＫ
のクロックパルスのカウント値ｎとして出力する。すな
わち、クロックパルスのカウント値ｎは、差の絶対値信
号ＤＡ−Ｂを補間処理により上記最下位桁ビットの１ビ
ット分だけ変化させるに適当な時間（補間間隔）を表
す。
号ＤA-Bは除算器６に入力され、除算器６は、ＢＵＳＹ
周期信号ＤＴｏを差の絶対値信号ＤA-Bで除算する。従
って、除算器６は、差の絶対値信号ＤA-Bがそれを表す
２値信号列の最下位桁ビットの１ビット分だけ変化する
に要する時間（補間間隔）を、クロック信号ＣＬＯＣＫ
のクロックパルスのカウント値ｎとして出力する。すな
わち、クロックパルスのカウント値ｎは、差の絶対値信
号ＤＡ−Ｂを補間処理により上記最下位桁ビットの１ビ
ット分だけ変化させるに適当な時間（補間間隔）を表
す。
【００２１】クロックパルスのカウント値ｎは、Ｔｎカ
ウンタ７から出力されるカウント値７ｎと比較器８で比
較される。Ｔｎカウンタ７はクロック信号ＣＬＯＣＫの
クロックパルスをカウントする。Ｔｎカウンタ７は、オ
ア回路２０を介して比較器８の出力８ａ又は後述する比
較器９の出力９ａを入力され、それらがハイレベルとな
るタイミングでリセットされる。比較器８は、Ｔｎカウ
ンタ７がカウントする時間を示すカウント値７ｎが、除
算器６が出力する上記補間間隔を示すカウント値ｎに一
致する場合にパルス８ａを出力する。従って、パルス８
ａのインタバルは補間間隔を表す。また、比較器９は、
後述するように、位置信号Ｄｋ＋１に累積して加減算さ
れる補間値を示す信号１０ａが差の絶対値信号ＤA-Bを
超えた場合にパルスを出力する。
ウンタ７から出力されるカウント値７ｎと比較器８で比
較される。Ｔｎカウンタ７はクロック信号ＣＬＯＣＫの
クロックパルスをカウントする。Ｔｎカウンタ７は、オ
ア回路２０を介して比較器８の出力８ａ又は後述する比
較器９の出力９ａを入力され、それらがハイレベルとな
るタイミングでリセットされる。比較器８は、Ｔｎカウ
ンタ７がカウントする時間を示すカウント値７ｎが、除
算器６が出力する上記補間間隔を示すカウント値ｎに一
致する場合にパルス８ａを出力する。従って、パルス８
ａのインタバルは補間間隔を表す。また、比較器９は、
後述するように、位置信号Ｄｋ＋１に累積して加減算さ
れる補間値を示す信号１０ａが差の絶対値信号ＤA-Bを
超えた場合にパルスを出力する。
【００２２】比較器８から出力される一致出力パルス８
ａは、補間処理用の加減算カウンタ１１及び累積カウン
タ１０の各クロック入力端子Ｃに導入される。加減算カ
ウンタ１１はエッジトリガタイプのカウンタである。レ
ゾルバ処理回路１は加減算カウンタ１１のデータ入力端
子Ｄに位置信号を出力し、ＢＵＳＹ信号がロード制御端
子Ｌに入力される。加減算カウンタ１１は補間値を計算
するための回路であって、アップダウンカウンタを内蔵
している。ＢＵＳＹ信号が加減算カウンタ１１のロード
制御端子Ｌへ入力されると、位置信号（今回値）がセッ
トされ、その後、一致出力８ａの立ち上がりエッジ又は
立ち下がりエッジがクロック入力端子Ｃへ入力される度
に、１ビット（１デジタル量）を累積的に加算または減
算し、その出力を各補間間隔の開始時に補間値として出
力する。なお、加減算カウンタ１１は、減算器４から差
（今回信号差）の正または負の符号を表す１ビットの符
号信号Ｓを受け取り、この符号信号Ｓにより、減算（カ
ウントダウン）動作を行うか、加算（カウントアップ）
動作を行うかを決定する。これにより、加減算カウンタ
１１は、位置信号（前回値）Ｄｋが位置信号（今回値）
Ｄｋ＋１ より小さい場合に累積加算動作を行い、位置
信号（前回値）Ｄｋが位置信号（今回値）Ｄｋ＋１より
大きい場合に累積減算動作を行う。
ａは、補間処理用の加減算カウンタ１１及び累積カウン
タ１０の各クロック入力端子Ｃに導入される。加減算カ
ウンタ１１はエッジトリガタイプのカウンタである。レ
ゾルバ処理回路１は加減算カウンタ１１のデータ入力端
子Ｄに位置信号を出力し、ＢＵＳＹ信号がロード制御端
子Ｌに入力される。加減算カウンタ１１は補間値を計算
するための回路であって、アップダウンカウンタを内蔵
している。ＢＵＳＹ信号が加減算カウンタ１１のロード
制御端子Ｌへ入力されると、位置信号（今回値）がセッ
トされ、その後、一致出力８ａの立ち上がりエッジ又は
立ち下がりエッジがクロック入力端子Ｃへ入力される度
に、１ビット（１デジタル量）を累積的に加算または減
算し、その出力を各補間間隔の開始時に補間値として出
力する。なお、加減算カウンタ１１は、減算器４から差
（今回信号差）の正または負の符号を表す１ビットの符
号信号Ｓを受け取り、この符号信号Ｓにより、減算（カ
ウントダウン）動作を行うか、加算（カウントアップ）
動作を行うかを決定する。これにより、加減算カウンタ
１１は、位置信号（前回値）Ｄｋが位置信号（今回値）
Ｄｋ＋１ より小さい場合に累積加算動作を行い、位置
信号（前回値）Ｄｋが位置信号（今回値）Ｄｋ＋１より
大きい場合に累積減算動作を行う。
【００２３】ＢＵＳＹ信号が累積カウンタ１０のリセッ
ト端子Ｒに入力される。更に、比較器８から出力される
補間間隔の開始を表す一致出力８ａが累積カウンタ１０
のカウント端子に入力される。上述したように、加減算
カウンタ１１は、補間間隔が開始される度に（一致出力
パルス８ａが出力される度に）、直前の補間値より１ビ
ット変化させた補間値を出力するので、累積カウンタ１
０は、一致出力パルス８ａをカウントすることにより、
現在出力する補間値と位置信号（今回値）Ｄｋ＋１との
差を表すカウント値１０ａを比較器９に出力する。
ト端子Ｒに入力される。更に、比較器８から出力される
補間間隔の開始を表す一致出力８ａが累積カウンタ１０
のカウント端子に入力される。上述したように、加減算
カウンタ１１は、補間間隔が開始される度に（一致出力
パルス８ａが出力される度に）、直前の補間値より１ビ
ット変化させた補間値を出力するので、累積カウンタ１
０は、一致出力パルス８ａをカウントすることにより、
現在出力する補間値と位置信号（今回値）Ｄｋ＋１との
差を表すカウント値１０ａを比較器９に出力する。
【００２４】比較器９は、差の絶対値信号ＤＡ−Ｂ と
カウント値１０ａとを比較し、カウント値１０ａが差の
絶対値信号ＤA-Bに等しくなったら、ハイレベル信号を
オア回路２０を通じてＴｎカウンタ７のリセット端子に
入力し、これ以後、Ｔｎカウンタ７は０を出力し、比較
器８は一致出力パルス８ａを出力せず、加減算カウンタ
１１は、出力する補間値の値を変更しない。
カウント値１０ａとを比較し、カウント値１０ａが差の
絶対値信号ＤA-Bに等しくなったら、ハイレベル信号を
オア回路２０を通じてＴｎカウンタ７のリセット端子に
入力し、これ以後、Ｔｎカウンタ７は０を出力し、比較
器８は一致出力パルス８ａを出力せず、加減算カウンタ
１１は、出力する補間値の値を変更しない。
【００２５】次に上記レゾルバ補間回路の動作を図２を
参照して説明する。図２（Ａ）はレゾルバ処理回路１か
ら導出されるＢＵＳＹ信号を示し、Ｔｏは図２（Ｄ）に
示す位置信号のデータブロック区間を示している。図２
（Ｂ）はクロック信号ＣＬＯＣＫが示されている。角度
θ（ｋ＋１）を意味する現位置信号（今回値）であるデ
ータθ（ｋ＋１）がＢＵＳＹ信号２１の立ち上がりエッ
ジにてレゾルバ処理回路１から出力された後、期間Ｔｏ
中、データθ（ｋ＋１）が第１ラッチ回路２に、データ
θ（ｋ）が第２ラッチ回路３に保持される。角度θ
（ｋ）は前回位置信号（前回値）である。
参照して説明する。図２（Ａ）はレゾルバ処理回路１か
ら導出されるＢＵＳＹ信号を示し、Ｔｏは図２（Ｄ）に
示す位置信号のデータブロック区間を示している。図２
（Ｂ）はクロック信号ＣＬＯＣＫが示されている。角度
θ（ｋ＋１）を意味する現位置信号（今回値）であるデ
ータθ（ｋ＋１）がＢＵＳＹ信号２１の立ち上がりエッ
ジにてレゾルバ処理回路１から出力された後、期間Ｔｏ
中、データθ（ｋ＋１）が第１ラッチ回路２に、データ
θ（ｋ）が第２ラッチ回路３に保持される。角度θ
（ｋ）は前回位置信号（前回値）である。
【００２６】第１ラッチ回路２及び第２ラッチ回路３に
保持されたデータθ（ｋ＋１）、θ（ｋ）は減算器４に
出力されて、両データの差の絶対値信号ＤA-Bが得られ
る。上記差の絶対値信号ＤA-Bは、今回のデータθ（ｋ
＋１）と前回のデータθ（ｋ）との角度変化量を表す。
除算器６では、上記差の絶対値信号ＤA-Bでデータ周期
カウタン５からのＢＵＳＹ周期信号ＤＴｏを割算する。
即ち、ＢＵＳＹ周期信号ＤＴｏはＴｏを意味するデジタ
ル値であるから、Ｔｏ／｛θ（ｋ＋１）−θ（ｋ）｝を
意味する信号ｎが除算器６より出力される。信号ｎは、
角度変化量｛θ（ｋ＋１）−θ（ｋ）｝を表す２値信号
列の最下位ビットが１ビット（最小単位量）だけ変化す
るのに必要な時間（補間間隔）を表す。従って、この信
号ｎで定義される補間間隔に等しい時間をカウントし
て、補間間隔Ｔｎを図２（Ｃ）に示すように補間信号の
周期として定める。
保持されたデータθ（ｋ＋１）、θ（ｋ）は減算器４に
出力されて、両データの差の絶対値信号ＤA-Bが得られ
る。上記差の絶対値信号ＤA-Bは、今回のデータθ（ｋ
＋１）と前回のデータθ（ｋ）との角度変化量を表す。
除算器６では、上記差の絶対値信号ＤA-Bでデータ周期
カウタン５からのＢＵＳＹ周期信号ＤＴｏを割算する。
即ち、ＢＵＳＹ周期信号ＤＴｏはＴｏを意味するデジタ
ル値であるから、Ｔｏ／｛θ（ｋ＋１）−θ（ｋ）｝を
意味する信号ｎが除算器６より出力される。信号ｎは、
角度変化量｛θ（ｋ＋１）−θ（ｋ）｝を表す２値信号
列の最下位ビットが１ビット（最小単位量）だけ変化す
るのに必要な時間（補間間隔）を表す。従って、この信
号ｎで定義される補間間隔に等しい時間をカウントし
て、補間間隔Ｔｎを図２（Ｃ）に示すように補間信号の
周期として定める。
【００２７】Ｔｎカウンタ７及び比較器８は、図２
（Ｃ）に示す補間周期信号を得るためのもので、この補
間周期信号は、Ｔｎカウンタ７からの計数値７ｎと除算
器６からの信号ｎを比較する比較器８からの一致出力８
ａに相当する。即ち、計数値７ｎが信号ｎに一致する
間、一致出力８ａがＨレベルの信号２２となり、Ｔｎカ
ウンタ７が上記Ｈレベルの信号２２でリセットされ、こ
れにより、パルス信号である一致出力８ａすなわち補間
周期信号２２が補間間隔Ｔｎのインタバルで繰り返し出
力される。
（Ｃ）に示す補間周期信号を得るためのもので、この補
間周期信号は、Ｔｎカウンタ７からの計数値７ｎと除算
器６からの信号ｎを比較する比較器８からの一致出力８
ａに相当する。即ち、計数値７ｎが信号ｎに一致する
間、一致出力８ａがＨレベルの信号２２となり、Ｔｎカ
ウンタ７が上記Ｈレベルの信号２２でリセットされ、こ
れにより、パルス信号である一致出力８ａすなわち補間
周期信号２２が補間間隔Ｔｎのインタバルで繰り返し出
力される。
【００２８】加減算カウンタ１１は、一致出力８ａの入
力毎に、現位置信号から１ビットだけアップカウント、
またはダウンカウントする。加減算カウンタ１１のカウ
ント方向の決定、言い換えれば１ビット加算を行うかも
しくは１ビットの減算を行うかの決定は前述のようにデ
ータが減少中か、増加中かを判断して決定される。従っ
て、加減算カウンタ１１は、図２（Ｅ）に示すレゾルバ
位置補間信号（補間値）を出力する。
力毎に、現位置信号から１ビットだけアップカウント、
またはダウンカウントする。加減算カウンタ１１のカウ
ント方向の決定、言い換えれば１ビット加算を行うかも
しくは１ビットの減算を行うかの決定は前述のようにデ
ータが減少中か、増加中かを判断して決定される。従っ
て、加減算カウンタ１１は、図２（Ｅ）に示すレゾルバ
位置補間信号（補間値）を出力する。
【００２９】図２（Ｅ）において、ＢＵＳＹ信号が出力
された直後の最初の補間間隔Ｔｎにおいて、加減算カウ
ンタ１１はレゾルバ位置補間信号（補間値）として今回
値θ（ｋ＋１）に相当するデジタル信号をダイレクトに
出力する。次の補間間隔Ｔｎにおいて、加減算カウンタ
１１はレゾルバ位置補間信号（補間値）Ｃとして、θ
（ｋ＋１）＋｛θ（ｋ＋１）−θ（ｋ）｝／（Ｔｏ／Ｔ
ｎ）の角度に相当するデジタル信号を出力する。補間値
Ｃは、今回値に相当するデジタル信号に１ビット加算
（または減算）した信号に等しい。次の補間間隔Ｔｎに
おいて、加減算カウンタ１１はレゾルバ位置補間信号
（補間値）Ｄとして、θ（ｋ＋１）＋２｛θ（ｋ＋１）
−θ（ｋ）｝／（Ｔｏ／Ｔｎ）の角度に相当するデジタ
ル信号を出力する。補間値Ｄは、今回値に相当するデジ
タル信号に２ビット加算（または減算）した信号に等し
い。
された直後の最初の補間間隔Ｔｎにおいて、加減算カウ
ンタ１１はレゾルバ位置補間信号（補間値）として今回
値θ（ｋ＋１）に相当するデジタル信号をダイレクトに
出力する。次の補間間隔Ｔｎにおいて、加減算カウンタ
１１はレゾルバ位置補間信号（補間値）Ｃとして、θ
（ｋ＋１）＋｛θ（ｋ＋１）−θ（ｋ）｝／（Ｔｏ／Ｔ
ｎ）の角度に相当するデジタル信号を出力する。補間値
Ｃは、今回値に相当するデジタル信号に１ビット加算
（または減算）した信号に等しい。次の補間間隔Ｔｎに
おいて、加減算カウンタ１１はレゾルバ位置補間信号
（補間値）Ｄとして、θ（ｋ＋１）＋２｛θ（ｋ＋１）
−θ（ｋ）｝／（Ｔｏ／Ｔｎ）の角度に相当するデジタ
ル信号を出力する。補間値Ｄは、今回値に相当するデジ
タル信号に２ビット加算（または減算）した信号に等し
い。
【００３０】本発明による上記補間処理は、一致出力８
ａをカウントする累積カウンタ１０の出力信号１０ａが
減算器４からの絶対値信号ＤA-Bと一致するまで実行さ
れ、ｉ回行われたとすると、図２の場合、最終のレゾル
バ位置補間信号（補間値）のデータＧは、θ（ｋ＋１）
＋ｉ・｛θ（ｋ＋１）−θ（ｋ）｝／（Ｔｏ／Ｔｎ）の
角度に相当する。
ａをカウントする累積カウンタ１０の出力信号１０ａが
減算器４からの絶対値信号ＤA-Bと一致するまで実行さ
れ、ｉ回行われたとすると、図２の場合、最終のレゾル
バ位置補間信号（補間値）のデータＧは、θ（ｋ＋１）
＋ｉ・｛θ（ｋ＋１）−θ（ｋ）｝／（Ｔｏ／Ｔｎ）の
角度に相当する。
【００３１】ところで、上記最終のデータＧが累積カウ
ンタ１０より出力され、更に一致出力８ａが時点ｔ１に
て発生すると、累積カウンタ１０からカウント出力され
る信号１０ａは絶対値信号ＤA-Bを超える。比較器９
は、信号１０ａが絶対値信号ＤA-B以上となったことを
検出して出力９ａをハイレベルの信号に切換える。この
結果、Ｔｎカウタン７がその後、ずっとリセットされる
ので、比較器８における一致出力８ａの立ち上がりが阻
止される。以上の結果、レゾルバ位置補間信号（補間
値）のデータＧが角度θ（ｋ＋２）を示す次期位置信号
（次回値）が得られるまで保持される。
ンタ１０より出力され、更に一致出力８ａが時点ｔ１に
て発生すると、累積カウンタ１０からカウント出力され
る信号１０ａは絶対値信号ＤA-Bを超える。比較器９
は、信号１０ａが絶対値信号ＤA-B以上となったことを
検出して出力９ａをハイレベルの信号に切換える。この
結果、Ｔｎカウタン７がその後、ずっとリセットされる
ので、比較器８における一致出力８ａの立ち上がりが阻
止される。以上の結果、レゾルバ位置補間信号（補間
値）のデータＧが角度θ（ｋ＋２）を示す次期位置信号
（次回値）が得られるまで保持される。
【００３２】なお、上記一実施形態は一例であり、本発
明は特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形が考
えられる。更に。本発明は図１に示す補間回路の構成に
限定されるものではないことはもちろんである。
明は特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形が考
えられる。更に。本発明は図１に示す補間回路の構成に
限定されるものではないことはもちろんである。
【図１】本発明に係るセンサ出力補間方法の一実施形態
を実現するブロック回路図である。
を実現するブロック回路図である。
【図２】図１の回路の動作を示すタイミングチャートで
ある。
ある。
１はレゾルバ処理回路、６は除算器、８はＴｎカウン
タ、９は累積カウンタ、１０は比較器である。
タ、９は累積カウンタ、１０は比較器である。
Claims (3)
- 【請求項１】センサ装置から周期的に出力されるデジタ
ル信号の今回値と前回値との差からなる今回信号差を算
出し、 クロックパルスのカウントにより前記両値の出力時点間
の時間間隔からなる今回期間を算出し、 前記今回信号差及び今回期間に基づいて補間値を算出
し、 前記今回値が出力された後、前記デジタル信号の次回値
が出力されるまでの次回期間内の所定時点にて前記補間
値を出力するセンサ出力補間方法において、 前記今回信号差の絶対値またはその概数値で前記今回期
間を除算した値で定義される補間間隔を算出し、 前記今回信号差の符号に基づいて決定される加減算方向
へ、前記今回信号差の所定レベルの計数単位のＮ倍値
（Ｎは１から順次増加する正の整数）を前記今回値に加
減算して複数の補間値を順次算出し、 前記次回期間にて前記今回値の出力時点からの経過時間
が前記補間間隔のＮ倍値に一致する時、Ｎ番目の前記補
間値を出力することを特徴とするセンサ出力補間方法。 - 【請求項２】請求項１記載のセンサ出力補間方法におい
て、 前記今回信号差の絶対値で前記今回期間を除算した値で
定義される補間間隔を算出し、 前記今回信号差の符号に基づいて決定される加減算方向
へ、前記今回信号差の最小の計数単位のＮ倍値（Ｎは１
から順次増加する正の整数）を前記今回値に加減算して
複数の補間値を順次算出することを特徴とするセンサ出
力補間方法。 - 【請求項３】請求項１または２記載のセンサ出力補間方
法において、 前記計数単位の前記Ｎ倍値が前記今回信号差の絶対値を
超過した以後、前記超過直前に出力した前記補間値を、
前記次回値が出力されるまでの間、前記補間値として繰
り返し出力または持続出力することを特徴とするセンサ
出力補間方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9015697A JPH09273942A (ja) | 1996-02-05 | 1997-01-29 | センサ出力補間方法 |
| DE19704132A DE19704132A1 (de) | 1996-02-05 | 1997-02-04 | Verfahren zur Interpolation eines Sensoreinrichtungs-Ausgangssignals |
| US08/796,891 US5783925A (en) | 1996-02-05 | 1997-02-05 | Method of interpolating output from sensor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-18779 | 1996-02-05 | ||
| JP1877996 | 1996-02-05 | ||
| JP9015697A JPH09273942A (ja) | 1996-02-05 | 1997-01-29 | センサ出力補間方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09273942A true JPH09273942A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=26351884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9015697A Pending JPH09273942A (ja) | 1996-02-05 | 1997-01-29 | センサ出力補間方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5783925A (ja) |
| JP (1) | JPH09273942A (ja) |
| DE (1) | DE19704132A1 (ja) |
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