(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の位置変位に応じて互いに９０°位相のずれたＡ相信号およびＢ相信号を出力する位置検出器と、
前記Ａ相信号およびＢ相信号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換されたＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値から内挿位置データを演算する内挿位置データ演算部と、
内挿位置データから位置データを演算する位置データ演算部と、
前記Ａ相信号およびＢ相信号のオフセット補正値を演算するオフセット補正値演算部と、
を備え、
前記オフセット補正値演算部は、
前記内挿位置データの１周期間の前記Ａ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値を積分し、
前記積分されたＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値を２πで除算して、Ａ相信号オフセット補正値およびＢ相信号オフセット補正値を演算する、位置検出装置。
【請求項２】
前記Ａ相信号オフセット補正値およびＢ相信号オフセット補正値を、Ａ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値からそれぞれ減算し、
前記減算したＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値を基に内挿位置データを演算処理する、請求項１記載の位置検出装置。
【請求項３】
移動体の位置変位に応じて互いに９０°位相のずれたＡ相信号およびＢ相信号を出力する位置検出器と、
前記Ａ相信号およびＢ相信号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換されたＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値から内挿位置データを演算する内挿位置データ演算部と、
内挿位置データから位置データを演算する位置データ演算部と、
前記Ａ相信号およびＢ相信号のオフセット値を演算するオフセット補正値演算部と、
を備えた位置検出装置を用いて、
前記Ａ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値を、積分中か否かを判断し、
前記判断結果に基づいて、前記Ａ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値を積分し、
現在の内挿位置データが積分開始時より１周期以上移動した位置における内挿位置データであるか否かを判断し、
前記判断結果に基づいて、
１周期以上移動していれば、前記Ａ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値の１周期分の積分値からオフセット補正値を演算し、
前記オフセット補正値で前記Ａ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値を補正し、
前記補正されたＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値で、内挿位置データを演算する一連の処理を常時行う、位置検出装置のオフセット補正方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボモータなどに取り付けられたエンコーダから出力されるＡ相信号と９０°位相のずれたＢ相信号を位置データに変換する位置検出装置に関し、特に、Ａ相信号とＢ相信号のオフセットを補正する位置検出装置およびそのオフセット補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータに取り付けられた位置検出器から出力されるＡ相信号と９０°位相のずれたＢ相信号のオフセット補正方法として、前記Ａ相信号と前記Ｂ相信号を高周波発振回路から出力される正弦波信号により各々振幅変調し、前記の振幅変調された両信号を各々微分器により微分し、前記の微分された両信号を各々、前記高周波発振器から出力される前記正弦波信号により再度振幅変調し、前記再度振幅変調された両信号を各々ローパスフィルタに通し、その両信号の比を逆正接回路に入力し、位置データを計算するものがある。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
以下に、図により従来技術を説明する。
図３は、従来の位置検出装置におけるオフセット補正方法を示す信号処理回路のブロック図である。
図において、１０１は高周波発振器、１２１、１２２、１２３、１２４は掛算器、１３１、１３２は微分器、１４１、１４２はローパスフィルタ、１０５は除算器、１０６は逆正接回路である。
【０００４】
次に、オフセット補正方法について説明する。オフセットを有するＡ相入力信号ｆ０、Ｂ相入力信号ｇ０が位置検出器からの信号として信号処理回路に入力される。ｆ０およびｇ０は、掛算器１２１、１２２において高周波発振器１０１の信号ｓｉｎωｔにより変調される（ｆ１、ｇ１）。信号ｆ１、ｇ１は微分器１３１、１３２により各々微分される（ｆ２、ｇ２）。微分された信号ｆ２、ｇ２は掛算器１２３、１２４により再び高周波発振器１０１の信号ｓｉｎωｔにより変調がかけられる（ｆ３、ｇ３）。信号ｆ３、ｇ３はローパスフィルタ１４１、１４２により周波数の２ω成分が落とされる（ｆ４、ｇ４）。ｆ４およびｇ４を除算器５に入力することによりｔａｎθを得ることができる。この信号をさらに逆正接回路１０６（ａｒｃｔａｎ）を通すことにより１周期内の回転位置θを求めている。
【特許文献１】特開平８−３５８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の位置検出装置は、ハード的に高周波発振器、掛算器、微分器、ローパスフィルタ、除算器および逆正接回路を設けてオフセットを補正しているので、装置が大きくなり、コストアップにも繋がるという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、オフセット補正のためのハードの追加が必要なく、回路の簡素化ができ小型で低コストの位置検出装置およびそのオフセット補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
本発明の一観点による位置検出装置は、移動体の位置変位に応じて互いに９０°位相のずれたＡ相信号およびＢ相信号を出力する位置検出器と、前記Ａ相信号およびＢ相信号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換されたＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値から内挿位置データを演算する内挿位置データ演算部と、内挿位置データから位置データを演算する位置データ演算部と、前記Ａ相信号およびＢ相信号のオフセット値を演算するオフセット補正値演算部とを備えた位置検出装置において、前記オフセット補正値演算部は、前記Ａ相信号ディジタル値とＢ相信号ディジタル値と内挿位置データからオフセット補正値を演算することを特徴としている。
また、この位置検出装置は、前記オフセット補正値演算部は、内挿位置データ１周期間のＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値を内挿位置データで積分し、前記積分されたＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値を２πで除算した値をそれぞれＡ相信号オフセット補正値およびＢ相信号オフセット補正値とすることを特徴としてもよい。
また、この位置検出装置は、前記Ａ相信号オフセット補正値およびＢ相信号オフセット補正値を、Ａ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値からそれぞれ減算し、前記減算したＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値を基に内挿位置データを演算処理することを特徴としてもよい。
また、本発明の他の観点による位置検出装置のオフセット補正方法は、移動体の位置変位に応じて互いに９０°位相のずれたＡ相信号およびＢ相信号出力する位置検出器と、前記Ａ相信号およびＢ相信号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換されたＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値から内挿位置データを演算する内挿位置データ演算部と、内挿位置データから位置データを演算する位置データ演算部と、前記Ａ相信号およびＢ相信号のオフセット値を演算するオフセット補正値演算部とを備えた位置検出装置のオフセット補正方法において、前記Ａ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値を積分中か否かを判断し、前記判断結果に基づいて、前記Ａ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値を積分し、現在の内挿位置データが積分開始時より１周期以上移動した位置における内挿位置データであるか否かを判断し、前記判断結果に基づいて、１周期以上移動しておれば、前記Ａ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値の１周期分の積分値からオフセット補正値を演算し、前記オフセット補正値で前記Ａ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値を補正し、前記補正されたＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値で、内挿位置データを演算する一連の処理を常時行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一の観点によれば、オフセット補正値演算部は、Ａ相信号ディジタル値とＢ相信号ディジタル値と内挿位置データからオフセット補正値を演算しているので、位置検出装置内の信号を用いて、ソフトウェアで必要な演算を処理出来る。従って、ハードの追加が全く必要なく、回路の簡素化ができ小型で低コストの位置検出装置が実現できる。
また、内挿された位置データ１周期間のＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値を積分し２πで除算した値をそれぞれＡ相信号オフセットおよびＢ相信号オフセットとすれば、簡単な演算でＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値のオフセット値を計算することができる。
また、請求項３に記載の発明によると、Ａ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値から前記積分によって得られたオフセット補正値をそれぞれ減算したＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値を基に内挿位置データを演算処理すれば、内挿位置データの精度が向上する。
また、本発明の他の観点によれば、内挿位置データを用いてＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値の１周期分の積分を実行し、この積分値からオフセット値を演算し、このオフセット値でＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値を補正し、補正されたＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値で、内挿位置データを演算する一連の処理を常時行っているので、定常的なオフセットだけでなく、温度ドリフトのような時間的に変化するオフセットに対しても補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の位置検出装置およびそのオフセット補正方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明の位置検出装置の構成を示すブロック図である。
図において、１はモータ、２はモータ１に取り付けられ、移動体の位置変位に応じて互いに９０°位相のずれたＡ相信号およびＢ相信号を出力する位置検出器、３および４はＡ相信号およびＢ相信号をディジタル値に変換し、Ａ相信号ディジタル値１１およびＢ相信号ディジタル値１２を生成するＡ／Ｄ変換器、５はＡ相信号およびＢ相信号の１周期内の内挿位置データ１７を演算する内挿位置データ演算部、６は内挿位置データ１７の１周期毎のカウント値とこの内挿位置データからモータの多回転量を含む位置データ１８を生成する位置データ演算部、７はＡ相オフセット補正値１３およびＢ相オフセット補正値１４を演算するオフセット補正値演算部、８および９はＡ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値からオフセット補正値を減算するための減算器である。
【００１１】
次に、本発明のオフセット補正方法の動作について説明する。Ａ／Ｄ変換器３および４は、モータ１に取り付けられた位置検出器２からの出力であるＡ相信号およびＢ相信号を
アナログ値からディジタル値に変換し、オフセット補正値演算部７と減算器８および９へ出力する。減算器８および９は、Ａ相信号ディジタル値１１およびＢ相信号ディジタル値１２からオフセット補正値をそれぞれ減算した、Ａ相信号ディジタル値１５およびＢ相信号ディジタル値１６を内挿位置データ演算部５へ出力する。内挿位置データ演算部５はＡ相信号ディジタル値１５およびＢ相信号ディジタル値１６から内挿位置データ１７を演算する。位置データ演算部６は、内挿位置データ１７から位置データ１８を演算する。オフセット補正値演算部７は、Ａ相信号ディジタル値１１とＢ相信号ディジタル値１２と内挿位置データ１７からＡ相オフセット補正値１３およびＢ相オフセット補正値１４を演算し、減算器７および８へ出力する。
【００１２】
次に、オフセット演算方法について説明する。
図２は、本発明の位置検出装置のオフセット補正方法を示すフローチャートである。一連のフローはソフトウェアで処理される。
ステップ１０１（以下Ｓ１０１と記す）において、先ず、現在Ａ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値を積分中かどうかを確認する。積分中の場合、（Ｓ１０２）の処理に進む。積分中でない場合、（Ｓ１０６）の処理に進む。
（Ｓ１０２）で、Ａ相信号ディジタル値およびＢ相信号ディジタル値をそれぞれ積分し、（Ｓ１０３）の処理に進む。
【００１３】
（Ｓ１０３）で、現在内挿位置データが積分開始時より１周期以上移動したかどうか確認する。１周期以上移動した場合、（Ｓ１０４）の処理に進む。１周期以上移動していない場合、（Ｓ１０８）の処理に進む。
（Ｓ１０４）で、Ａ相信号オフセットにＡ相信号ディジタル値の積分値を積分範囲の２πで除算したものをセットし、（Ｓ１０５）の処理に進む。
【００１４】
（Ｓ１０５）で、Ｂ相信号オフセットにＢ相信号ディジタル値の積分値を積分範囲の2πで除算したものをセットし、（Ｓ１０６）の処理に進む。
（Ｓ１０６）で、Ａ相信号ディジタル値の積分値およびＢ相信号ディジタル値の積分値をクリアし、（Ｓ１０７）の処理に進む。
【００１５】
（Ｓ１０７）で、積分開始位置に現在内挿位置データをセットし、（Ｓ１０８）の処理に進む。
（Ｓ１０８）で、積分中フラグに１をセットし、１サイクル分の一連の処理を終了する。
【００１６】
本発明は、任意の内挿位置データ数周期分の平均値をオフセット値としても良い。また、上記の演算処理は、モータ動作中、停止中にかかわらず、常時行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の位置検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の位置検出装置のオフセット補正方法を示すフローチャートである。
【図３】従来の位置検出装置におけるオフセット補正方法を示す信号処理回路のブロック図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  モータ
２  位置検出器
３  Ａ／Ｄ変換器（Ａ相信号用）
４  Ａ／Ｄ変換器（Ｂ相信号用）
５  内挿位置データ演算部
６  位置データ演算部
７  オフセット補正値演算部
８  減算器（Ａ相信号用）
９  減算器（Ｂ相信号用）
１１  Ａ相信号ディジタル値
１２  Ｂ相信号ディジタル値
１３  Ａ相オフセット補正値
１４  Ｂ相オフセット補正値
１５  Ａ相信号ディジタル値（オフセット補正値が減算されたもの）
１６  Ｂ相信号ディジタル値（オフセット補正値が減算されたもの）
１７  内挿位置データ
１８  位置データ
【図１】
0005124936.tif 000002
【図２】
0005124936.tif 000003
【図３】
0005124936.tif 000004