JPH1123319A - 増分形エンコーダによる位置検出装置 - Google Patents

増分形エンコーダによる位置検出装置

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JPH1123319A
JPH1123319A JP17668597A JP17668597A JPH1123319A JP H1123319 A JPH1123319 A JP H1123319A JP 17668597 A JP17668597 A JP 17668597A JP 17668597 A JP17668597 A JP 17668597A JP H1123319 A JPH1123319 A JP H1123319A
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康明 八須
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Abstract

(57)【要約】 【課題】増分形エンコーダによる位置検出を誤差なく行
う 【解決手段】増分形エンコーダ1から出力されるA,
B,Zパルスをエッジ検出回路11、回転方向検出回路
12、アップ・カウンタ13、アップダウン・カウンタ
14,21、位置演算回路22で構成される位置検出装
置20において、位置演算回路22ではアップ・カウン
タ13のサンプル毎の計測値をアップダウン・カウンタ
21の計測値で下位桁を補正することにより、移動位置
の演算を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、増分形エンコー
ダの出力に基づいて、該エンコーダが装着された物体の
移動位置を検出する位置検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、例えば電動機を可変速駆動して物
体の移動位置を制御する際に、この電動機の移動速度
と、前記移動位置とを検出するセンサとして増分形エン
コーダが採用されている。また、電動機を可変速駆動す
るインバータなどの電力変換装置を構成する制御回路に
はマイコンが採用されている。
【0003】図2は、この種の増分形エンコーダによる
位置検出装置の従来例を示すブロック構成図である。図
2において、1は二相のインクリメンタルパルス(A,
Bパルス)と原点パルス(Zパルス)とを出力する増分
形エンコーダ、10は位置検出装置である。この位置検
出装置10は、増分形エンコーダ1から出力されるA,
Bパルスより各相のエッジを検出し、その都度エッジ信
号を出力するエッジ検出回路11と、前記A,Bパルス
より回転方向を判別し、この方向信号を出力する回転方
向検出回路12と、エッジ検出回路11から出力される
エッジ信号を計測し、増分形エンコーダ1からZパルス
が出力されると計測値がゼロにリセットされるアップ・
カウンタ13と、回転方向検出回路12から出力される
方向信号に基づいて前記Zパルスをアップダウンしつつ
計測するアップダウン・カウンタ14と、アップ・カウ
ンタ13の計測値の前回のサンプル値と今回のサンプル
値との偏差を求め、この偏差と前記方向信号と基づいて
増分形エンコーダ1が装着された物体の移動位置を該サ
ンプル周期毎に演算,記憶し、この記憶値を出力する位
置演算回路15とから構成されている。
【0004】上記位置検出装置10が備える機能のう
ち、アップ・カウンタ13、アップダウン・カウンタ1
4、位置演算器15などは、例えば1チップマイコンが
内蔵する機能で具現することが上述の電動機を可変速駆
動するインバータなどの電力変換装置では一般的になっ
てきている。すなわち位置演算回路15では、説明を簡
単にするため増分形エンコーダが1回転未満の回転をし
たとすると、アップ・カウンタ13の計測値(CNT)
の前回のサンプル値(CNTn-1 )と今回のサンプル値
(CNTn )と、回転方向検出回路12が出力する方向
信号(正転,逆転)とにより移動位置(θ)としての今
回の位置(θn )は、前回の位置(θn-1 )に対してサ
ンプル周期を数百マイクロ秒程度で、下記の演算を行っ
ている。 θn =θn-1 +(CNTn −CNTn-1 ) at正転 θn =θn-1 −(CNTn −CNTn-1 ) at逆転
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の位置検出装置1
0では、例えば物体をギヤを介した電動機で移動させる
場合、このギヤが有するバックラッシに起因する機械的
振動が発生し、この振動により増分形エンコーダ1も微
少な正転,逆転を高速に繰り返すと、位置演算回路15
が誤動作をする恐れがあった。
【0006】図3は上記誤動作を説明する波形図であ
り、サンプル時刻T0 (図3(イ)参照)でサンプリン
グが行われ、アップ・カウンタ13の計測値(CN
0 )を位置演算回路15が読み込み、この計測値に基
づいて位置(θ0 ,図3(ヘ)参照)を演算,記憶し
て、出力する。その後、例えば上述の振動により、増分
形エンコーダ1のAパルス(図3(ロ)参照)が時刻T
1 でローレベルからハイレベルに変化をし、時刻T2
ハイレベルからローレベルに変化をし、この間、増分形
エンコーダ1のBパルス(図3(ハ)参照)が変化をし
ない(例えばローレベルのまま)とすると、時刻T1
り回転方向検出回路12により方向信号は正転から逆転
に変わり(図3(ニ)参照)、さらに時刻T2 より方向
信号は逆転から正転に変わる。また、エッジ検出回路1
1を介したアップ・カウンタ13の計測値(図3(ホ)
参照)は時刻T1よりCNT0 +1となり、時刻T2
りCNT0 +2となる。
【0007】次のサンプル時刻である時刻T3 でサンプ
リングが行われ、アップ・カウンタ13の計測値(CN
0 +2)を位置演算回路15が読み込み、この計測値
に基づいて位置(θ0 +2,図3(ヘ)参照)を演算,
記憶して、出力する。しかしながら、図3(ト)に示す
ようにこの間の位置の真値は、時刻T0 まではθ
0-1 (前回の値)、時刻T0 〜T1 間ではθ0 、時刻T
1 〜T2 間ではθ0−1、時刻T2 以降ではθ0 であ
る。すなわち時刻T3 で位置演算回路15が演算した値
と、前記真値との間に2ビット分の誤差が発生する。
【0008】この発明の目的は、上記問題点を解決し、
誤差の発生しない増分形エンコーダによる位置検出装置
を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】増分形エンコーダから出
力される二相のインクリメンタルパルス(A,Bパル
ス)と原点パルス(Zパルス)とに基づいて、該エンコ
ータが装着された物体の移動位置を検出する位置検出装
置において、この発明は、A,Bパルスより各相のエッ
ジを検出し、その都度エッジ信号を出力するエッジ検出
回路と、A,Bパルスより回転方向を判別し、この方向
信号を出力する回転方向検出回路と、前記エッジ信号を
計測し、Zパルスによりこの計測値がリセットされるア
ップ・カウンタと、前記方向信号に基づいてZパルスを
アップダウンしつつ計測する第1のアップダウン・カウ
ンタと、前記方向信号に基づいてエッジ信号をアップダ
ウンしつつ計測し、Zパルスによりこの計測値がリセッ
トされ、且つ前記アップ・カウンタより計測桁数の少な
い第2のアップダウン・カウンタと、前記アップ・カウ
ンタの計測値の前回のサンプル値と今回のサンプル値と
の偏差を求め、この偏差と前記方向信号と前記第1,第
2のアップダウン・カウンタそれぞれの計測値とに基づ
いて前記移動位置を該サンプル周期毎に演算,記憶し、
この記憶値を出力する位置演算回路とを備える。
【0010】この発明によれば、前記第2のアップダウ
ン・カウンタを備え、前記位置演算回路では該カウンタ
の計測値に基づいて、後述の如く移動位置を補正するこ
とにより、先述のような振動が発生しても従来と同じサ
ンプル周期で演算でき、且つ誤差が発生しない。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の実施例を示す
増分形エンコーダによる位置検出装置のブロック構成図
であり、図2に示した従来回路と同一機能を有するもの
には同一符号を付している。すなわち図1において、こ
の増分形エンコーダ1による位置検出装置20にはエッ
ジ検出回路11と、回転方向検出回路12と、アップ・
カウンタ13と、第1のアップダウン・カウンタとして
のアップダウン・カウンタ14と、回転方向検出回路1
2が出力する方向信号に基づいてエッジ検出回路11の
出力のエッジ信号をアップダウンしつつ計測し、増分形
エンコーダ1が出力するZパルスにより計測値がゼロに
リセットされ、且つアップ・カウンタ13より計測桁数
の少ない第2のアップダウン・カウンタとしてのアップ
ダウン・カウンタ21と、アップ・カウンタ13の計測
値の前回のサンプル値と今回のサンプル値との偏差を求
め、この偏差と前記方向信号とアップダウン・カウンタ
14,21それぞれの計測値とに基づいて前記移動位置
を該サンプル周期毎に演算,記憶し、この記憶値を出力
する位置演算回路22とを備える。
【0012】上記位置検出装置20が備える機能のう
ち、エッジ検出回路11,回転方向検出器12,アップ
ダウン・カウンタ21は周知の技術で構成でき、また、
従来と同一機能のアップ・カウンタ13,アップダウン
・カウンタ14とこの発明の位置演算器22とは、例え
ばマイコンが内蔵する機能で具現することできる。この
位置検出装置20の動作を以下に説明する。
【0013】例えば増分形エンコーダ1から出力される
二相のインクリメンタルパルス(A,Bパルス)はそれ
ぞれ1024パルス/1回転とすると、エッジ検出回路
11を介したアップ・カウンタ13の計測桁数は12桁
(4096ビット)以上が必要である。これに対してア
ップダウン・カウンタ21は、例えば4桁(8ビット)
とする。
【0014】すなわちアップダウン・カウンタ21は前
記方向信号に基づいて、前記エッジ信号をアップダウン
しつつ計測し、増分形エンコーダ1の1回転の間には何
回もオーバフローをするが、先述のような振動が増分形
エンコーダ1に発生しても下位4桁は正確な値を保って
いる。そこで、位置演算回路22では、アップ・カウン
タ13の計測値の今回のサンプル値のうち、下位4桁に
ついてはアップダウン・カウンタ21の計測値と照合
し、両者が異なっているときには前記サンプル値の下位
4桁をアップダウン・カウンタ21の計測値に置き換
え、この置き換えたサンプル値を新たな今回のサンプル
値とし、この今回のサンプル値と、前回のサンプル時に
同様の照合が行われた前回のサンプル値とにより前記移
動位置を演算,記憶して出力するように動作をしてい
る。
【0015】
【発明の効果】この発明によれば、安価な4桁程度のア
ップダウン・カウンタを従来装置に付加することによ
り、正確な移動位置が検出できる増分形エンコーダによ
る位置検出装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す増分形エンコーダによ
る位置検出装置のブロック図
【図2】従来例を示す増分形エンコーダによる位置検出
装置のブロック図
【図3】図2の動作を説明する波形図
【符号の説明】
1…増分形エンコーダ、10…位置検出装置、11…エ
ッジ検出回路、12…回転方向検出器、13…アップ・
カウンタ、14…アップダウン・カウンタ、15…位置
演算回路、20…位置検出装置、21…アップダウン・
カウンタ、22…位置演算回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】増分形エンコーダから出力される二相のイ
    ンクリメンタルパルス(A,Bパルス)と原点パルス
    (Zパルス)とに基づいて、該エンコータが装着された
    物体の移動位置を検出する位置検出装置において、 A,Bパルスより各相のエッジを検出し、その都度エッ
    ジ信号を出力するエッジ検出回路と、 A,Bパルスより回転方向を判別し、この方向信号を出
    力する回転方向検出回路と、 前記エッジ信号を計測し、Zパルスによりこの計測値が
    リセットされるアップ・カウンタと、 前記方向信号に基づいてZパルスをアップダウンしつつ
    計測する第1のアップダウン・カウンタと、 前記方向信号に基づいてエッジ信号をアップダウンしつ
    つ計測し、Zパルスによりこの計測値がリセットされ、
    且つ前記アップ・カウンタより計測桁数の少ない第2の
    アップダウン・カウンタと、 前記アップ・カウンタの計測値の前回のサンプル値と今
    回のサンプル値との偏差を求め、この偏差と前記方向信
    号と前記第1,第2のアップダウン・カウンタそれぞれ
    の計測値とに基づいて前記移動位置を該サンプル周期毎
    に演算,記憶し、この記憶値を出力する位置演算回路と
    を備えたことを特徴とする増分形エンコーダによる位置
    検出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006105143A (ja) * 2004-10-02 2006-04-20 Robert Bosch Gmbh 内燃機関の始動時の逆回転の識別方法および内燃機関の制御装置
KR101006915B1 (ko) * 2005-12-12 2011-01-13 주식회사 만도 조향각 센서의 에러검출장치
CN107092956A (zh) * 2017-04-27 2017-08-25 佛山三电智能科技有限公司 一种增量式编码器计数装置

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KR101006915B1 (ko) * 2005-12-12 2011-01-13 주식회사 만도 조향각 센서의 에러검출장치
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