JPH05256638A - 誤差補正機能付き位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２相正弦波信号に含まれる振幅誤差、位相誤
差、直流オフセットを簡単にかつ安価な演算処理回路を
用いて検出し、さらに自動的に補正することによって常
に高精度な位置検出を行なうことのできる誤差補正機能
付き位置検出装置を実現する。 【構成】 ２相正弦波ｘ，ｙについてｘ＝０となる時の
ｙの瞬時値ｙ_１，ｙ_２と、ｙ＝０となる時のｘの瞬時値
ｘ_１，ｘ_２と｜ｘ｜＝｜ｙ｜となるときのｘの瞬時値ｘ
_３，ｘ_４を記憶する記憶手段と、ｘ_１，ｘ_２，ｙ_１，ｙ
_２，ｘ_３，ｘ_４から振幅誤差、位相誤差、直流オフセッ
トを演算する誤差演算手段と、これらの検出された各誤
差を用いて２相正弦波信号を補正して理想的な２相正弦
波信号を得る誤差補正手段と、このようにして得られた
理想的な２相正弦波からｔａｎ逆変換によって回転角を
検出する位置検出部とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サーボモータの回転角
度の検出等に利用される位置検出装置の改良に関するも
のであり、移動体の位置を検出する際に、その検出信号
である２相交流信号に含まれる各種の誤差成分を検出
し、自動的にこの誤差を補正して位置を検出するように
した誤差補正機能付き位置検出装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の位置検出装置の一例を図５に示
す。被検出体の回転体１には透磁材で成るギア２が取付
けられており、ギア２に対向して磁気センサ３，４及び
磁石５が配設されており、磁気センサ３及び４の出力Ｖ
ｘ及びＶｙはそれそれ瞬時値検出部１０内のサンプルホ
ールド回路１１及び１２に入力されると共に、位置上位
桁検出回路２０内の比較演算器２１及び２２に入力され
る。サンプルホールド回路１１及び１２の出力はそれぞ
れＡ／Ｄ変換器１３及び１４に入力され、Ａ／Ｄ変換さ
れたディジタル瞬時値ｘ＝ｃｏｓθ及びｙ＝ｓｉｎθは
除算器３１に入力され、その除算結果ｙ／ｘがｔａｎ
^−１回路３２に入力されている。このｔａｎ^−１回路３
２の出力は、ギア２の１歯に相当する回転角を２π（ｒ
ａｄ）とした場合の１歯内の微小な位置θを内挿検出し
た結果である。比較演算器２１及び２２の出力はそれぞ
れパルスカウンタ２３に入力され、計数された位置の上
位桁データＴＮは位置検出部３０内の加算器３３に入力
される。加算器３３では上述の１歯内の内挿検出した位
置θと、位置の上位桁データＴＮとを加算することによ
り、回転体１の回転角度位置ＰＳを得ている。このよう
な構成において、位置検出部３０における処理は、マイ
クロプロセッサ等を用いたソフトウェア処理で実現する
ことが考えられる。この場合のソフトウェアの動作は、
図６のフローチャートに示されるようなものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の位置検出装置で
は、磁気センサ３及び４の出力Ｖｘ及びＶｙは互いに振
幅が等しく、位相差が正確に９０°異なっており、又直
流オフセット成分を０として扱っている。ただし、一般
的には直流オフセットについては、０でなくても予め既
知である一定の値として扱っている例も多く、この場合
でも位置検出部３０の内部処理において、既知である一
定の直流オフセットをＶｘ及びＶｙから減算することに
よって、前述のように直流オフセットが０である場合と
同様に扱っている。ところが実際の位置検出装置におい
ては、磁気センサ３及び４により出力される実際の２相
交流信号について、オフセット又はオフセットの変動が
生じていたり、各振幅が異なっていたり、位相差が９０
°からずれていたりするため、その信号は検出されるべ
きＶ・ｓｉｎθ，Ｖ・ｃｏｓθとは異なった値として検
出されていた。このような誤差を含んだ検出値に基づい
て演算を行なっていたので、従来は高精度な位置検出が
できないという問題点があった。

【０００４】尚、従来そのような場合に、上記各誤差補
正回路を設けることにより対処することもあったが、各
誤差補正回路は可変抵抗等の調整が必要であったため、
人為的な調整ミスが生じたり、回路素子の温度変動等に
よる特性変化や経年変化による特性劣化等により、常に
高精度な位置検出を行なうことができなかった。又、本
出願人は特開平３−１７００１１号において、上記各誤
差を２相交流信号Ｖｘ，Ｖｙの複数組の瞬時値から検出
する誤差検出方法を提案しているが、その演算は非常に
複雑であって、実際の位置検出装置においては演算回路
が高価になること、又複数組の瞬時値の選定をどのよう
に行なうかによって所望の検出精度が得られない等の課
題を有していた。

【０００５】本発明は上述したような事情から成された
ものであり、本発明の目的は、上記各誤差を簡単かつ安
価な演算処理回路を用いて正確に検出し、さらに自動的
に補正することによって常に正確な位置検出を行なうこ
とのできる誤差補正機能付き位置検出装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、誤差補正機能
付き位置検出装置に関するもので、本発明の前記目的
は、移動体の移動距離θに応じて、互いに位相の異なる
第１及び第２の２相正弦波信号ｘ及びｙを出力する検出
部と；前記第１の正弦波信号をｘ＝１／Ａ・（ｃｏｓθ
−Ｋ・ｓｉｎθ）＋Ｃ、前記第２の正弦波信号をｙ＝ｓ
ｉｎθ＋ｄと表わしたとき、ｘ＝０となる時点における
ｙの瞬時値ｙ_１及びｙ_２と、ｙ＝０となる時点における
ｘの瞬時値ｘ_１及びｘ_２と、｜ｘ｜＝｜ｙ｜となる時点
におけるｘ又はｙの瞬時値ｘ_３及びｘ_４、又はｙ_３及び
ｙ_４とを記憶する記憶手段と；前記記憶手段に記憶され
ているｙ_１，ｙ_２，ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３又はｙ_３，ｘ_４又
はｙ _４を用いて、前記２相正弦波信号ｘ及びｙの直流オ
フセットを表わすＣ，ｄ及び振幅の差を表わすＡ，位相
の差を表わすＫをそれぞれ演算する誤差演算手段と；前
記誤差演算手段によって求めたＣ，ｄ，Ａ，Ｋを用い
て、前記２相正弦波信号ｘ及びｙから、互いに位相が９
０°異なり振幅が等しくかつ直流オフセット成分のない
第３及び第４の２相正弦波信号ｘ′＝ｃｏｓθ及びｙ′
＝ｓｉｎθを求める誤差補正手段と；前記第３及び第４
の２相正弦波信号ｘ′及びｙ′からθ＝ｔａｎ
^−１（ｙ′／ｘ′）の演算に基づいて前記移動体の移動
距離θを求める位置検出部とを設けることによって達成
される。

【０００７】

【作用】本発明においては、移動体の移動距離θに応じ
て検出部より出力される２相の正弦波信号Ｖｘ及びＶｙ
は互いの振幅に誤差があり、位相差も９０°に対して誤
差があり、かつそれぞれに直流オフセット成分を含んで
いるため、

【数５】Ｖｘ＝Ｖ_１・（ｃｏｓθ−Ｋ・ｓｉｎθ）＋ａ

【数６】Ｖｙ＝Ｖ_２・ｓｉｎθ＋ｂ と表わされる。２相正弦波信号Ｖｘ及びＶｙは、位置検
出部においてＡ／Ｄ変換器によってデジタル化された数
値データｘ及びｙとして取扱うが、このデジタル化され
た数値データｘ及びｙは、スケーリングファクタＳｆを
用いて以下のように規格化して考えることができる。す
なわち、

【数７】 Ｖｘ＝Ｓｆ・ｘ＝Ｖ_１（ｃｏｓθ−Ｋ・ｓｉｎθ）＋ａ

【数８】Ｖｙ＝Ｓｆ・ｙ＝Ｖ_２・ｓｉｎθ＋ｂ ここで、スケーリングファクタＳｆは２相正弦波信号Ｖ
ｘ及びＶｙの振幅、Ａ／Ｄ変換器の分解能等によって任
意に仮定できる変数であるので、正弦波Ｖｙを振幅の基
準として考えてＳｆ＝Ｖ_２と仮定すると、数７及び数８
は以下のように書換えることができる。

【０００８】

【数９】

【数１０】ｙ＝ｓｉｎθ＋ｄ ただし、Ａ＝Ｖ_２／Ｖ_１，Ｃ＝ａ／Ｖ_２，ｄ＝ｂ／Ｖ_２ 本発明では、２相正弦波信号のｘが０となる時点のｙの
瞬時値、２相正弦波信号のｙが０となる時点のｘの瞬時
値、及び｜ｘ｜＝｜ｙ｜となる時点のｘ又はｙの瞬時値
を用いて、数９及び数１０のＡ，Ｋ，Ｃ，ｄ、すなわち
２相正弦波信号ｘ及びｙの振幅誤差，位相誤差，直流オ
フセットの各値を演算、検出している。そして、検出さ
れた各誤差成分を用いて、上記２相正弦波信号ｘ及びｙ
から

【数１１】 ｘ′＝Ａ（ｘ−Ｃ）＋Ｋ（ｙ−ｄ）＝ｃｏｓθ

【数１２】ｙ′＝ｙ−ｄ＝ｓｉｎθ という演算によって、互いに振幅が等しく位相差が９０
°であって、直流オフセットを含まない２相正弦波信号
ｘ′及びｙ′を得ることができ、この２相正弦波信号
ｘ′及びｙ′から

【数１３】θ＝ｔａｎ^−１（ｙ′／ｘ′）＝ｔａｎ^−１
（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ） なる演算によって、移動体の移動距離θを誤差なく高精
度に検出することができる。

【０００９】

【実施例】以下に図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する図１は本発明による位置検出装置の一実施例
であり、磁気式回転位置検出装置に応用した例の構成図
である。回転体１に取付けられたギア２、磁気センサ
３，４及び磁石５は従来と同一であり、磁気センサ３，
４の出力は前記数５及び数６で示したように振幅誤差，
位相誤差，直流オフセットなどの誤差を含む２相正弦波
信号である。この２相正弦波信号Ｖｘ及びＶｙはサンプ
ルホールド回路１１及び１２，Ａ／Ｄ変換器１３及び１
４によってデジタル化された数値データｘ及びｙに変換
される。なお、ｘ及びｙは前述した数９及び数１０で表
わされる。この２相正弦波信号ｘ及びｙは図２に示すよ
うに、ギア２の１歯分に相当する回転角を１周期、すな
わち２π（ｒａｄ）とする正弦波であり、理想的な２相
正弦波に対して振幅誤差Ａ，位相誤差Ｋ，直流オフセッ
トＣ及びｄを含んでいる。これら各誤差量は、このよう
な位置検出装置において直接的に検出することは不可能
であるので、２相正弦波信号ｘ及びｙの瞬時値からこれ
ら各誤差量Ａ，Ｋ，ｃ，ｄを検出することを考える。ま
ず数９及び数１０を変形して

【数１４】ｓｉｎθ＝ｙ−ｄ

【数１５】ｃｏｓθ＝Ａ（ｘ−Ｃ）＋Ｋ（ｙ−ｄ） を得る。数１４及び数１５はｓｉｎ^２θ＋ｃｏｓ^２θ＝
１という関係が成り立つので、

【数１６】 （ｙ−ｄ）^２＋｛Ａ（ｘ−Ｃ）＋Ｋ（ｙ−ｄ）^２｝＝１ を得る。この数１６を変形すると、

【数１７】 Ａ^２ｘ^２＋（１＋Ｋ^２）ｙ^２＋２ＡＫｘｙ−２Ａ（ＡＣ＋Ｋｄ）ｘ −２｛（１＋Ｋ^２）ｄ＋ＡＫＣ｝ｙ＋｛（１＋Ｋ^２）ｄ^２＋Ａ^２ Ｃ^２＋２ＡＫＣｄ−１｝＝０ となる。ここで位相誤差Ｋについて考えると、一般的な
磁気センサにおいて位相誤差Ｋはできるだけ０となるよ
うに設計、製造されていることから、

【数１８】 と近似することが可能であり、その結果、数１７は更に
以下のように考えることができる。

【数１９】 Ａ^２ｘ^２＋ｙ^２＋２ＡＫｘｙ−２Ａ（ＡＣ＋Ｋｄ）Ｘ −２（ｄ＋ＡＫＣ）ｙ＋（ｄ^２＋Ａ^２Ｃ^２＋２ＡＫＣｄ−１｝ ＝０ ちなみに、数１９は２相正弦波信号ｘ及びｙを２次元平
面の直交する座標軸として考えたとき、このｘｙ平面上
における楕円の方程式にほかならない。

【００１０】さて、数１９の各誤差量Ａ，Ｋ，Ｃ，ｄを
算出することが本発明の目的であるが、単に２相正弦波
信号ｘ及びｙの瞬時値からこれら誤差量Ａ，Ｋ，Ｃ，ｄ
を算出することは、演算が非常に複雑となり現実的でな
い。そこで、本発明においては、次の３つの特定のタイ
ミングにおける２相正弦波信号ｘ及びｙの瞬時値を用い
て演算することを考える。すなわち、３つのタイミング
は ｘ＝０となる時のｙの瞬時値ｙ_１及びｙ_２ ｙ＝０となる時のｘの瞬時値ｘ_１及びｘ_２ ｜ｘ｜＝｜ｙ｜となる時のｘの瞬時値ｘ_３＝ｙ_３及
びｘ_４＝−ｙ_４である。なお、タイミングの場合につ
いて、ｙの瞬時値ｙ_３及びｙ_４を用いても以下の演算は
全く同様の結果が得られる。ここで、これらの特定のタ
イミングにおける２相正弦波信号ｘ及びｙの瞬時値を得
る方法について、具体的な実施例を説明する。

【００１１】図１において、瞬時値検出部１０から出力
される２相正弦波信号ｘ及びｙは、コンパレータ等によ
って構成される瞬時値比較器４１と、メモリ素子等によ
って構成される瞬時値保持回路４２とから成る瞬時値記
憶部４０に入力されている。瞬時値比較器４１は、常時
２相正弦波信号ｘ及びｙの瞬時値を検出しており、前記
３つの条件〜、すなわちｘ＝０，ｙ＝０及び｜ｘ｜
＝｜ｙ｜となるタイミングで制御信号ＣＳを発生する。
この制御信号ＣＳが瞬時値保持回路４２に入力される
と、そのタイミングにおいて入力されている２相正弦波
信号ｘ及びｙの瞬時値を取込んで保持する。なお、この
動作によって保持される２相正弦波信号ｘ及びｙの瞬時
値は、図２の波形中にｙ_１，ｙ_２，ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３，
ｘ_４で示される値である。このようにして保持記憶され
たｙ_１，ｙ_２，ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３，ｘ_４の値から、前記
各誤差量Ａ，Ｋ，Ｃ，ｄを算出するアルゴリズムを以下
に説明する。なお、この演算は図１中の誤差演算部５０
において行なわれる。まず数１９に条件、すなわちｘ
＝０のときｙ＝ｙ_１及びｙ_３を代入すると、次の２つの
式数２０及び数２１を得る。

【数２０】

【数２１】 そして、数２０と数２１の両辺を減算することによっ
て、

【数２２】 を得る。同様にして数１９に条件、すなわちｙ＝０の
ときｘ＝ｘ_１，ｘ_２を代入して

【数２３】

【数２４】 を得る。同様に、数２３と数２４の両辺を減算し、

【数２５】 を得る。また、数２０と数２３を用いて次の数２６を得
る。

【数２６】

【００１２】そして、数２６の両辺に数２２及び数２５
を代入することができ、その結果次式の数２７を得る。

【数２７】 この数２７を変形すると、

【数２８】−ｙ_１ｙ_２＝Ａ^２（−ｘ_１ｘ_２）

【数２９】Ａ^２＝ｙ_１ｙ_２／ｘ_１ｘ_２ が得られる。数２８より振幅誤差Ａを求めることができ
るが、そのためには平方根演算が必要であり、一般的な
マイクロプロセッサを使用することを考えると、更に簡
単な演算であることが望ましい。そこで、振幅誤差Ａが
一般的な磁気センサにおいては極めて１に近いというこ
とを利用して、以下のような近似計算を行なう。すなわ
ち、次式が求められる

【数３０】Ａ＝１＋α ただし、

【数３１】 である。この数３０を数２９に代入すると、

【数３２】（１＋α）^２＝ｙ_１ｙ_２／ｘ_１ｘ_２

【数３３】１＋２α＋α^２＝ｙ_１ｙ_２／ｘ_１ｘ_２ が得られる。そして、数３１が成り立つから

【数３４】 と近似でき、その結果

【数３５】α＝（ｙ_１ｙ_２−ｘ_１ｘ_２）／２ｘ_１ｘ_２ となる。ここで、再びＡ＝１＋αに戻すことによって、

【数３６】 Ａ＝１＋α＝（ｘ_１ｘ_２＋ｙ_１ｙ_２）／２ｘ_１ｘ_２ となる。

【００１３】次に数１９に前記条件、すなわちｘ_３＝
ｙ_３及びｘ_４＝−ｙ_４を代入するが、その前に以下の説
明の簡単化のために、数２１及び数２４をもとに数１８
の見直しを行なう。つまり、数１９は次の式ように変形
できる。

【数３７】 Ａ^２｛ｘ^２−２（Ｃ＋Ｋｄ／Ａ）ｘ｝＋ｙ^２−２（ｄ＋ＡＫＣ）ｙ ＋２ＡＫｘｙ＋（ｄ^２＋Ａ^２Ｃ^２＋２ＡＫＣｄ−１）＝０ そして、この数３７に数２２及び数２５を代入すると、

【数３８】 Ａ^２｛ｘ^２−（ｘ_１＋ｘ_２）ｘ｝＋ｙ^２−（ｙ_１＋ｙ_２）ｙ ＋２ＡＫｘｙ＋（ｄ^２＋Ａ^２Ｃ^２＋２ＡＫＣｄ−１）＝０ となる。このようにして得られた数３８を数１９の代り
として、条件のｘ_３＝ｙ_３を代入すると、

【数３９】 が得られ、この数３９の変形により、

【数４０】 が得られる。同様にして数３８にｘ_４＝−ｙ_４を代入す
ると、

【数４１】 が得られ、この数４１の変形により、

【数４２】 となる。

【００１４】そして、数４０と数４２の両辺を加算する
ことにより、

【数４３】 となるので、左辺の係数２ＡＫについて考える。Ａが極
めて１に近いことを利用して、数３０に示すようにＡ＝
１＋α（ただし、数３１である）とおくと、

【数４４】 と近似することができる。そこで、この数４４を数４３
に代入して整理すると、

【数４５】 が得られ、更に数２９で求めたＡ^２を代入し、

【数４６】 が得られる。

【００１５】以上より、数３６及び数４６によって、２
相正弦波信号ｘ及びｙの瞬時値から２相正弦波の誤差成
分のうちＡ及びＫを解くことができた。次に、数２２及
び数２５を用いて残りのＣ及びｄについて解くと、まず
数２１より

【数４７】ｄ＝（ｙ_１＋ｙ_２）／２−ＡＫＣ が得られるので、これを数２５に代入し、

【数４８】 を得、この数４８の変形により、

【数４９】Ｃ＋Ｋ（ｙ_１＋ｙ_２）／２Ａ−Ｋ^２Ｃ＝（ｘ
_１＋ｘ_２）／２ を得る。ここで、

【数５０】 と近似して

【数５１】 Ｃ＝（ｘ_１＋ｘ_２）／２−Ｋ（ｙ_１＋ｙ_２）／２Ａ を得る。そして、数５１を数４７に代入して

【数５２】ｄ＝（ｙ_１＋ｙ_２）／２−ＡＫ｛（ｘ_１＋ｘ
_２）／２−Ｋ（ｙ_１＋ｙ_２）／２Ａ｝ を得、再び数５０と近似することにより、

【数５３】 ｄ＝（ｙ_１＋ｙ_２）／２−ＡＫ（ｘ_１＋ｘ_２）／２ が得られる。

【００１６】以上で２相正弦波の誤差成分Ａ，Ｋ，Ｃ，
ｄの全てが２相正弦波信号ｘ及びｙの瞬時値（ｘ_１，ｘ
_２，ｙ_１，ｙ_２，ｘ_３，ｘ_４）を用いて、数３３，数４
３，数４７，数４９によって演算できた。すなわち、図
１中の誤差演算部５０における演算処理は上記の数３
３，数４３，数４７，数４９を具現化したものであり、
これらの演算は、マイクロプロセッサ等の演算素子によ
って容易に実現できるものである。

【００１７】このようにして誤差演算部５０によって演
算された各誤差成分Ａ，Ｋ，Ｃ，ｄを用いて、図１中の
誤差補正部６０では以下のようなアルゴリズムにより振
幅誤差がなく、位相差が９０°であって直流オフセット
のない、理想的な２相正弦波ｘ′及びｙ′を算出する。
すなわち、前記数１１及び数１２に示す演算を行なう。
このようにして得られた２相正弦波信号ｘ′及びｙ′は
誤差のない理想的な２相正弦波であるので、位置検出部
３０において除算器３１によって

【数５４】ｙ′／ｘ′＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ を求め、ｔａｎ^−１データテーブル３２によって

【数５５】θ＝ｔａｎ^−１（ｙ′／ｘ′）＝ｔａｎ^−１
（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ） のように変換することによって、回転体１の回転角θを
正確に検出できる。なお、図１には示していないが、図
５に示したように上位桁検出部２０を設けて回転角θと
加算することによって、回転体１の全周にわたる位置検
出を行なうことができる。

【００１８】ところで、以上説明したような誤差演算処
理，誤差補正処理等は、Ａ／Ｄ変換器によって２相正弦
波をデジタル化し、数値化されたデータを用いて処理す
ることが一般的である。そして、このようにＡ／Ｄ変換
を行なう場合、Ａ／Ｄ変換器の変換速度の制約及び演算
の処理時間の制約から、デジタル数値化された２相正弦
波は連続的な値をとることができない。その結果、図３
に示すように、例えば前記条件においてｘ＝０となる
タイミングが正確に検出できず、そのためｙの瞬時値ｙ
_１（又はｙ_２）の正しい値を得ることができないという
事態が生じる。この状態を図３を用いて説明する。図中
のＶｘが０になるタイミングに対して、デジタル数値化
されたデータｘが０になったことを検出できるのは図中
のＡ若しくはＢの区間であり、そのため瞬時値保持回路
４２が保持するｙ_１，ｙ_２には、図３中の△ｙ_１，△ｙ
_２だけの誤差を含むことになる。このような事態を避け
るために、図４に示すようにサンプリング周期Ｔに対し
てＶｘ及びＶｙの周期が大きな時、つまり回転体１の回
転速度が低い場合にのみ、瞬時値保持回路４２が２相正
弦波信号ｘ及びｙの瞬時値を取込んで保持するようにし
ており、誤差△ｙ_１が精度上無視できるほど小さくなる
ようにしている。すなわち、回転体１の回転速度が高い
場合には、瞬時値保持回路４２は２相正弦波信号ｘ及び
ｙの瞬時値を更新せず、回転速度が低い際に取込んだ瞬
時値を保持し続けるようにしている。この結果、回転速
度が高い場合には２相正弦波に含まれる各誤差はリアル
タイムで検出できず、回転数が低い際に検出された値を
そのまま使用して補正することになる。しかしながら、
一般的に位置検出精度が必要となるのは極低速で使用さ
れる場合が多いことから、実用上支障はきたさない。

【００１９】以上、本発明の実施例を磁気式回転位置検
出装置について説明したが、本発明の原理は回転型位置
検出装置に限定されず、直線移動型の位置検出装置でも
全く同様に適用できる。また、ギアを利用した磁気式に
限らず、例えば着磁されたドラムを利用した検出器、光
学式の検出器など２相正弦波信号を利用したものであれ
ば同様に適用できる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明による誤差補正機能
付き位置検出装置によれば、移動体の移動距離に応じて
検出された２相正弦波信号に含まれる振幅誤差，位相誤
差及び直流オフセット誤差を自動的に検出して補正する
ことにより、これら各誤差の影響を含まない高精度な位
置検出装置を実現できる。また、この誤差の検出及び補
正を行なう演算処理は特別な処理回路を必要とすること
なく、安価なマイクロプロセッサ等によって実現でき
る。さらにまた、２相正弦波信号に上記のような誤差成
分が含まれていても自動的に補正して高精度な位置検出
を実現できることから、従来２相正弦波信号の調整作業
に必要であった多大な時間工数を削減することができる
と共に、調整作業における人為的な調整不良の影響がな
く、信頼性の高い位置検出装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である磁気式回転位置検出装
置の構成図である。

【図２】本発明の原理を説明するための２相正弦波信号
の波形図である。

【図３】本発明の動作を説明するための図であり、磁気
センサによって検出された２相正弦波信号と、これをＡ
／Ｄ変換器によってデジタル数値化したデータを示す波
形図である。

【図４】図３と同様の波形図であり、回転体の回転速度
が低い場合を示すものである。

【図５】従来技術による磁気式回転位置検出装置の構成
図である。

【図６】従来の検出装置をソフトウェア処理によって実
現した場合のフローチャートである。

【符号の説明】

１ 回転体 ２ ギア １０ 瞬時値検出部 ３０ 位置検出部 ４０ 瞬時値記憶部 ４１ 瞬時値比較器 ４２ 瞬時値保持回路 ５０ 誤差演算部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体の移動距離θに応じて、互いに位
   相の異なる第１及び第２の２相正弦波信号ｘ及びｙを出
   力する検出部と；前記第１の正弦波信号をｘ＝１／Ａ・
   （ｃｏｓθ−Ｋ・ｓｉｎθ）＋Ｃ、前記第２の正弦波信
   号をｙ＝ｓｉｎθ＋ｄと表わしたとき、ｘ＝０となる時
   点におけるｙの瞬時値ｙ_１及びｙ_２と、ｙ＝０となる時
   点におけるｘの瞬時値ｘ_１及びｘ_２と、｜ｘ｜＝｜ｙ｜
   となる時点におけるｘ又はｙの瞬時値ｘ_３及びｘ_４、又
   はｙ_３及びｙ_４とを記憶する記憶手段と；前記記憶手段
   に記憶されているｙ_１，ｙ_２，ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３又はｙ
   _３，ｘ_４又はｙ_４を用いて、前記２相正弦波信号ｘ及び
   ｙの直流オフセットを表わすＣ，ｄ及び振幅の差を表わ
   すＡ，位相の差を表わすＫをそれぞれ演算する誤差演算
   手段と；前記誤差演算手段によって求めたＣ，ｄ，Ａ，
   Ｋを用いて、前記２相正弦波信号ｘ及びｙから、互いに
   位相が９０°異なり振幅が等しく、かつ直流オフセット
   成分のない第３及び第４の２相正弦波信号ｘ′＝ｃｏｓ
   θ及びｙ′＝ｓｉｎθを求める誤差補正手段と；前記第
   ３及び第４の２相正弦波信号ｘ′及びｙ′からθ＝ｔａ
   ｎ^−１（ｙ′／ｘ′）の演算に基づいて前記移動体の移
   動距離θを求める位置検出部とを具備したことを特徴と
   する誤差補正機能付き位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記誤差演算手段は、前記ｙ_１，ｙ_２，
   ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３，ｘ_４を用いて 【数１】 の演算によってＡを求め、 【数２】 の演算によってＫを求め、 【数３】 の演算によってＣを求め、 【数４】 の演算によってｄを求めるようになっている請求項１に
   記載の誤差補正機能付き位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記記憶手段は、前記移動体の移動速度
   が所定値以上の場合には前記ｙ_１，ｙ_２，ｘ_１，ｘ_２，
   ｘ_３，ｘ_４を更新することなく保持しており、前記移動
   体の移動速度が前記所定値以下の場合には前記ｙ_１，ｙ
   _２，ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３，ｘ_４をそれぞれｘ＝０となる時
   点、ｙ＝０となる時点、｜ｘ｜＝｜ｙ｜となる時点にお
   いて順次更新して記憶するようになっている請求項１又
   は２に記載の誤差補正機能付き位置検出装置。