DE102016002069A1

DE102016002069A1 - Kodierersignalprozessor mit automatischer Einstellfunktion

Info

Publication number: DE102016002069A1
Application number: DE102016002069.5A
Authority: DE
Inventors: Hirofumi Kikuchi; Takurou Hayashi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2016-09-01
Anticipated expiration: 2036-02-20
Also published as: CN105928546B; JP6235505B2; US20160252375A1; JP2016161343A; CN105928546A; US10309804B2; DE102016002069B4

Abstract

Ein Kodierersignalprozessor (1) hat eine Analogsignal-Einstellschaltung (11) zum Einstellen auf Basis eines empfangenen Einstellsignals eines Versatzes und/oder einer Amplitude eines sinuswellenförmigen Analogsignals mit zwei Phasen mit 90 Grad Phasendifferenz, welches entsprechend dem Weg eines zu vermessenden Zielobjektes ausgegeben wird, eine Positionsdetektionsschaltung (12) zum Berechnen von Positionsdaten eines zu vermessenden Zielobjektes auf Basis eines Digitalsignals, welches gewonnen wird durch eine Analog/Digital-Wandlung eines Analogsignals, welches durch die Analogsignal-Einstellschaltung (11) abgestimmt ist, eine Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) zum Detektieren eines Geschwindigkeitsänderungsbetrages pro vorgegebenem Detektionszyklus aus einer Geschwindigkeit, welche berechnet ist auf Basis von Positionsdaten, die von der Positionsdetektionsschaltung (12) ausgegeben werden, während das zu vermessende Zielobjekt sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, und eine Einstellsignal-Erzeugungsschaltung (14) zum Erzeugen eines Einstellsignals, welches den durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) detektierten Geschwindigkeitsänderungsbetrag minimiert, und zum Übertragen des Einstellsignals an die Analogsignal-Einstellschaltung (11).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Kodierersignalprozessor zum Berechnen der Positionsdaten eines zu vermessenden Zielobjektes auf Basis eines sinusförmigen Analogsignals mit zwei Phasen mit 90-Grad Differenz, welches entsprechend dem Weg des zu vermessenden Zielobjektes ausgegeben wird.
2. Zum Stand der Technik
Es ist Stand der Technik, in einem Kodierer zum Detektieren der Position eines zu vermessenden, sich bewegenden Objektes ein in dem Kodierer zu verarbeitendes Signal einzustellen, um eine Positionsdetektion mit hoher Genauigkeit zu erreichen.
20 ist ein Blockdiagramm eines Mehrzweck-Kodierersignalprozessors. Üblicherweise hat ein Kodierer 101 eine Sensoreinheit 40, eine Analogsignal-Einstellschaltung 50, eingerichtet als eine Analogschaltung, und eine Positionsdetektionsschaltung 60, eingerichtet als Digitalschaltung. Die Sensoreinheit 40 gibt ein sinusförmiges Analogsignal mit zwei Phasen, Phase A und Phase B, mit 90-Grad Differenz entsprechend einem Arbeitsweg des zu vermessenden Zielobjektes aus. Das Analogsignal wird über die Analogsignal-Einstellschaltung 50 zu Analog/Digital-Wandlerschaltungen (A/D) 53a und 53b übertragen und dort in ein Digitalsignal gewandelt. Das Digitalsignal wird dann durch die Positionsdetektionsschaltung 60 zur Detektion von Positionsdaten eingesetzt.
Die Analogsignal-Einstellschaltung 50 ist eingerichtet für eine Verstärkungsleistungseinstellung und eine Versatzeinstellung, wobei sie in einen Kodierer beim Herstellungsprozess eingebaut ist, um eine Positionsdetektion mit hoher Genauigkeit zu erreichen. Die Analogsignal-Einstellschaltung 50 enthält variable Widerstände 51a und 51b und Analogsignal-Prozessoreinheiten 52a und 52b entsprechend den Phasen des Signals mit zwei Phasen. Ein mechanischer Stärke-Drehknopf ist mit jedem der variablen Widerstände 51a und 51b im Kodierer gekoppelt, um den Widerstandswert jedes der variablen Widerstände 51a und 51b zu ändern. Die Analogsignal-Einstellprozedur beim Herstellungsverfahren des Kodierers 101 enthält folgende Schritte: 1) Eingabe der einen oder der anderen Phase des zwei-phasigen Analogsignals zu dem entsprechenden variablen Widerstand 51a oder 51b; 2) Messen einer Amplitude und eines Versatzes des zwei-phasigen Analogsignals, wie von der Analogsignal-Verarbeitungseinheit 52a und 52b ausgegeben, unter Verwendung einer externen Messvorrichtung; 3) Öffnen der Abdeckung des Kodierers; 4) Drehen des mechanischen Stärke-Drehknopfes zum Einstellen des Widerstandswertes von jedem der variablen Widerstände 51a und 51b, um die Amplitude und die Versatzwerte in einem spezifizierten Bereich zu halten. Die Prozedur zielt auf eine Verbesserung der Positionsdetektionsgenauigkeit des Kodierers 101.
Wie in der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung 2003-254785 beschrieben ist, kann ein Analogsignal in ein Digitalsignal gewandelt werden und sodann einer Entfernung der Versatzspannung, einer Amplitudendifferenz, einer Phasendifferenz und einer Wellenformstörung mittels Digitalsignalverarbeitung unterzogen werden, um eine Positionsdetektion mit höherer Genauigkeit zu erreichen. 21 zeigt als Blockdiagramm einen Kodierer-Signalprozessor gemäß der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung 2003-254785 . Eine Digitalschaltung des Kodierers 101 ist mit einer Positionskorrekturschaltung 61 versehen, welche eine Korrekturformel direkt auf Positionsdaten im Digitalformat anwendet, welche durch eine Positionsdetektionsschaltung 54 detektiert sind, um die Positionsdetektionsgenauigkeit des Kodierers 101 zu verbessern.
Wie oben erwähnt, wurden Analogsignaleinstellungen vorgenommen auf Basis eines Analogsignal-Messergebnisses, nachfolgend der Einfachheit halber als ”Analogsignaleinstellung” bezeichnet, sowie eine Digitalsignaleinstellung auf Basis eines Digitalsignals, welches durch eine Analog/Digital-Wandlung erzeugt ist, um mit einem Kodierer eine hochgenaue Positionsdetektion zu erreichen.
Allerdings kann eine Analogsignaleinstellung beim Herstellungsverfahren alleine nicht angemessen einem Abfall in der Amplitude oder einer Änderung des Versatzes eines Analogsignals begegnen, welches von einer Sensoreinheit bei säkularen Änderungen eines Kodierers von einer Sensoreinheit ausgegeben wird. Unter solchen Bedingungen kann es erforderlich sein, den bestimmungsgemäßen Gebrauch des Kodierers zeitweise zu unterbrechen, während eine Analogsignaleinstellung ausgeführt wird. Eine Analogsignaleinstellung kann aber in Abhängigkeit von der Montageposition des Kodierers schwierig sein. Bei der obigen Digitalsignaleinstellung kann eine Korrektur auf Basis von Positionsdaten ausgeführt werden, welche durch die Positionsdetektionsschaltung detektiert sind, ohne Berücksichtigung eines Abfalls in der Amplitude oder einer Änderung des Versatzes eines Analogsignals, welche durch säkulare Änderungen des Kodierers bedingt sind. Das kann eine unzureichende Korrektur ergeben.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der obigen Probleme ist es ein Ziel der Erfindung, einen Kodierersignalprozessor bereitzustellen, der in der Lage ist, eine hochgenaue Positionsdetektion auszuführen, wobei säkulare Änderungen (über lange Zeiträume auftretende oder monotone Änderungen) des eine Analogsignalwellenform ausgebenden Kodierers berücksichtigt sind.
Um dieses Ziel zu erreichen, enthält ein Kodierersignalprozessor: eine Analogsignal-Einstellschaltung zum Einstellen – auf Basis eines empfangenen Einstellsignals – eines Versatzes und/oder einer Amplitude eines sinusförmigen Analogsignals mit zwei Phasen, welche eine 90-Grad Phasendifferenz haben, welches entsprechend einem Weg eines zu vermessenden Zielobjektes ausgegeben wurden, eine Positionsdetektionsschaltung zum Berechnen von Positionsdaten eines zu vermessenden Zielobjektes auf Basis eines Digitalsignals, gewonnen durch Analog/Digital-Wandlung eines Analogsignals, welches durch die Analogsignal-Einstellschaltung eingestellt ist, eine Geschwindigkeitsänderungsbetragdetektionsschaltung zum Detektieren eines Änderungsbetrages einer Geschwindigkeit pro vorgegebenem Detektionszyklus aus einer Geschwindigkeit, die berechnet wird auf Basis von Positionsdaten, die durch die Positionsdetektionsschaltung ausgegeben werden, während das zu vermessende Zielobjekt sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, und eine Einstellsignal-Erzeugungsschaltung zum Erzeugen eines Einstellsignals, welches den Änderungsbetrag der mit der Geschwindigkeitsänderungsbetragdetektionsschaltung detektierten Geschwindigkeit minimiert, und zum Übertragen des Einstellsignals zu der Analogsignal-Einstellschaltung.
Die Analogsignal-Einstellschaltung hat variable Widerstände, von denen jeder einen Widerstandswert hat, welcher so eingestellt ist, dass er sich einem Widerstandswert annähert, welcher durch ein Einstellsignal spezifiziert ist, oder einem empfangenen vorläufigen Einstellsignal. Im Zusammenhang mit der Einstellung des Widerstandswertes eines variablen Widerstandes wird ein Versatz und/oder eine Amplitude eines sinusförmigen Analogsignals mit zwei Phasen, die 90-Grad Differenz haben, eingestellt.
Die variablen Widerstände sind individuell vorgesehen zum Einstellen sowohl des Versatzes als auch der Amplitude eines ein-phasigen sinusförmigen Analogsignals, wobei eine der zwei Phasen eine 90-Grad Differenz im zwei-phasigen sinusförmigen Analogsignal hat. Das Einstellsignal und das vorläufige Einstellsignal spezifizieren die einzustellenden variablen Widerstände und den Zielwiderstandswert der variablen Widerstände.
Die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung enthält: eine Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit zum Vergleichen eines Änderungsbetrages einer Geschwindigkeit, welche durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung detektiert ist, mit einem Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, welcher in einem ersten vorangehenden Detektionszyklus der Detektion eines Änderungsbetrages der Geschwindigkeit detektiert ist, eine Bestimmungseinheit für das vorläufige Einstellsignal zum Bestimmen eines vorläufigen Einstellsignals auf Basis des Änderungsbetrages der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung im Detektionszyklus detektiert, und zum Übertragen des vorläufigen Einstellsignals zu der Analogsignal-Einstellschaltung, wobei dann, wenn die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit festgestellt hat, dass der durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung detektierte Änderungsbetrag der Geschwindigkeit kleiner ist als der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie im ersten vorangehenden Detektionszyklus detektiert, die Bestimmungseinheit für das vorläufige Einstellsignal den gleichen Verschiebungsbetrag wie zur Bestimmung des vorläufigen Einstellsignals im ersten vorangehenden Detektionszyklus eingesetzt zu einem Widerstandswert addiert, welcher durch das vorläufige Einstellsignal in dem ersten vorangehenden Detektionsszyklus spezifiziert wurde, und das resultierende Signal als vorläufiges Einstellsignal im laufenden Detektionszyklus zur Analogsignal-Einstellschaltung überträgt, und wobei dann, wenn die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit feststellt, dass der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung detektiert, größer ist als der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie im ersten vorangehenden Detektionszyklus detektiert, die Bestimmungseinheit für das vorläufige Einstellsignal den gleichen Verschiebungsbetrag wie zur Bestimmung des vorläufigen Einstellsignals im ersten vorangehenden Detektionszyklus vom Widerstandswert subtrahiert, welcher durch das vorläufige Einstellsignal in dem ersten vorangehenden Detektionszyklus spezifiziert ist, einen von dem Verschiebungsbetrag verschiedenen Verschiebungsbetrag addiert und das resultierende Signal als ein vorläufiges Einstellsignal im laufenden Detektionszyklus zu der Analogsignal-Einstellschaltung überträgt, oder ein vorläufiges Einstellsignal überträgt, in welchem der einzustellende variable Widerstand in die Analogsignal-Einstellschaltung geändert ist; und eine Einstellsignal-Bestätigungseinheit zum Bestätigen eines vorläufigen Einstellsignals als Einstellsignal, wobei das vorläufige Einstellsignal von der Bestimmungseinheit für das vorläufige Einstellsignal zu der Analogsignal-Einstellschaltung übertragen wird, wenn der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung detektiert, sich einem vorgegebenen Wert angenähert hat.
Der Kodierersignalprozessor hat auch eine Speicherschaltung einschließlich eines ersten Speicherbereiches zum Speichern eines Satzes des Geschwindigkeitsänderungsbetrages und des vorläufigen Einstellsignals, welches zum Analogsignal-Einstellschaltkreis übertragen wird, wenn der Geschwindigkeitsänderungsbetrag detektiert wird, und einen zweiten Speicherbereich zum Speichern eines vorgegebenen provisorischen Einstellsignals als Kandidaten für eine Übertragung zu der Analogsignal-Einstellschaltung. Die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit vergleicht den Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung detektiert, mit dem Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie in dem ersten Speicherbereich abgespeichert, dem Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie er in einem ersten vorangehenden Detektionszyklus für die Detektion des Änderungsbetrages der Geschwindigkeit detektiert ist. Hat die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit festgestellt, dass der durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung detektierte Geschwindigkeitsänderungsbetrag kleiner ist als der im vorangegangenen Detektionszyklus detektierte Geschwindigkeitsänderungsbetrag, überträgt die Bestimmungseinheit für das vorläufige Einstellsignal an die Analogsignal-Einstellschaltung ein vorläufiges Einstellsignal, wie in dem zweiten Speicherbereich gespeichert, welches den Widerstandswert spezifiziert (bestimmt), welcher mit dem gleichen Änderungsbetrag eingestellt ist wie der Widerstandswert zwischen dem vorläufigen Einstellsignal in einem zweiten vorangehenden Detektionszyklus und dem provisorischen Einstellsignal in dem ersten vorangehenden Detektionszyklus, wie in dem ersten Speicherbereich abgespeichert. Hat die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit festgestellt, dass der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung detektiert, größer ist als der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie im ersten vorangegangenen Detektionszyklus detektiert, überträgt die Bestimmungseinheit für das vorläufige Einstellsignal an die Analogsignal-Einstellschaltung ein vorläufiges Einstellsignal im zweiten Speicherbereich, welches einen Änderungsbetrag spezifiziert, der verschieden ist vom Änderungsbetrag des Widerstandswertes zwischen dem vorläufigen Einstellsignal in einem zweiten vorangehenden Detektionszyklus und dem vorläufigen Einstellsignal im ersten vorangehenden Detektionszyklus, wie im ersten Speicherbereich abgespeichert.
Liegt die Amplitude eines Analogsignals mit einer der beiden, eine 90-Grad Phasendifferenz habenden Phasen nahe bei Null, kann die Einstellsignalerzeugungsschaltung ein vorläufiges Einstellsignal erzeugen zum Einstellen des Versatzes und/oder der Amplitude eines Analogsignals auf die andere Phase und das vorläufige Einstellsignal zu der Analogsignal-Einstellschaltung übertragen.
Der Kodierersignalprozessor kann weiterhin eine Befehlsschaltung aufweisen zum Anweisen der Einstellsignal-Erzeugungsschaltung zum Stoppen der Erzeugung eines Einstellsignals, wenn der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung detektiert, kleiner ist als ein erster vorgegebener Schwellenwert, und zum Anweisen der Einstellsignal-Erzeugungsschaltung zum Starten der Erzeugung eines Einstellsignals, wenn der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung detektiert, größer ist als ein zweiter Schwellenwert, der über dem ersten vorgegebenen Schwellenwert liegt.
Die Befehlsschaltung kann die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung anweisen, die Erzeugung eines Einstellsignals zu starten, wenn der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung detektiert, größer ist als der erste Schwellenwert und ein Einstell-Startsignal von außen empfangen wurde oder wenn der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung detektiert, größer ist als der zweite Schwellenwert.
Der Kodierersignalprozessor kann enthalten: eine Überwachungseinheit zum Prüfen, ob ein Überwachungszielwert, nämlich ein Versatz und/oder eine Amplitude des durch die Analogsignal-Einstellschaltung eingestellten Analogsignals, unter einen vorgegebenen dritten Schwellenwert fällt oder einen vierten Schwellenwert überschreitet, der größer ist als der dritte Schwellenwert in einem Zeitintervall nach Empfang eines Befehls zum Start der Erzeugung eines Einstellsignals von der Befehlsschaltung bis zum Zeitpunkt, zu dem die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung angewiesen wird, die Erzeugung des Einstellsignals zu beginnen; eine Voreinstellungseinheit zur Übertragung eines Signals an den variablen Widerstand zum Einstellen des Widerstandswertes um einen vorgegebenen Betrag, um einen Anstieg des Überwachungszielwertes zu verursachen, bis der Überwachungszielwert den dritten Schwellenwert überschreitet, wenn der Überwachungszielwert unter den dritten Schwellenwert abgefallen war und zum Übertragen eines Signals an den variablen Widerstand zum Einstellen des Widerstandswertes gemäß einem vorgegebenen Betrag, um den Überwachungszielwert abzusenken, bis er unter den vierten Schwellenwert fällt, wenn der Überwachungszielwert den vierten Schwellenwert überschritten hat; und eine Einstelleinheit zum Einstellen – als neuen vorgegebenen Betrag zur Verwendung in der Voreinstellungseinheit – eines Wertes kleiner als der vorgegebene Betrag, der zum Einstellen des Überwachungszielwertes eingesetzt worden ist, jedes Mal, wenn der Überwachungszielwert unter den dritten Schwellenwert abgefallen ist oder den vierten Schwellenwert überschritten hat; wobei die Befehlsschaltung den Start der Erzeugung eines Einstellsignals befehlen kann, wenn der Überwachungszielwert sich zwischen dem dritten Schwellenwert und dem vierten Schwellenwert eingespielt hat.
Die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung kann enthalten: eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit zum Berechnen einer Geschwindigkeit V(m) entsprechend V(m) = X(m) – X(m – 1) / Δt (1)
Und eine Beschleunigungsberechnungseinheit zum Berechnen einer Beschleunigung (m) entsprechend A(m) = V(m) – V(m – 1) / Δt (2)
Das zu vermessende Ziel bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit und die Position des zu vermessenden Zieles gemäß Detektion durch eine Positionsdetektionsschaltung zu einem Detektionszeitpunkt m ist X(m), die Position des zu vermessenden Ziels zu einem Detektionszeitpunkt m – 1 unmittelbar vorhergehend ist X(m – 1) und der Positions-Detektionszyklus ist Δt; wobei ein Geschwindigkeitsänderungsbetrag D_A für die Berechnung in der Änderungsbetragsberechnungseinheit sich ergibt wie
wobei p ≤ q,
und die Detektionszeitfolge zur Definition eines vorgegebenen Detektionszyklus größer als der Positionsdetektionszyklus Δt ist durch p und q gegeben (wobei p ≤ q).
Der vorgegebene Detektionszyklus kann ein ganzzahliges Vielfaches des Zyklus des sinusförmigen Analogsignals sein mit zwei Phasen und 90-Grad Phasendifferenz.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird noch deutlicher mit Blick auf die Figuren und ihre Beschreibung:
1 ist ein Blockdiagramm des grundlegenden Aufbaus eines Kodierersignalprozessors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
2 ist ein Blockdiagramm des grundlegenden Aufbaus einer Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung in einem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
3A erläutert den Berechnungsprozess bezüglich einer Position eines zu vermessenden Zielgegenstandes in der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
3B erläutert den Rechenprozess bezüglich des zu vermessenden Zielgegenstandes der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
3C erläutert den Rechenprozess bezüglich der Beschleunigung eines zu vermessenden Zielgegenstandes in der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
4 ist ein Blockdiagramm des grundlegenden Aufbaus einer Einstellsignal-Erzeugungsschaltung in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
5 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Erzeugung des Einstellsignals in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
6 erläutert eine Speicherschaltung in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
7A bis 7C erläutern den Bestimmungsprozess für das vorläufige Einstellsignal durch einen Bestimmungsschaltkreis für das vorläufige Einstellsignal in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
8A bis 8C erläutern den Bestimmungsprozess für das vorläufige Einstellsignal durch eine Bestimmungsschaltung für das vorläufige Einstellsignal in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
9A erläutert einen Detektionszyklus eines Änderungsbetrages der Geschwindigkeit mit Darstellung von Positionsdaten, die von einer Positionsdetektionsschaltung ausgegeben werden, welche auf einem Zielobjekt montiert ist, das sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt.
9B erläutert einen Detektionszyklus eines Änderungsbetrages der Geschwindigkeit mit Darstellung eines Änderungsbetrages der Geschwindigkeit, berechnet aufgrund der in 9A gezeigten Positionsdaten.
10A erläutert einen Detektionszyklus eines Änderungsbetrages der Geschwindigkeit, eingesetzt beim ersten Ausführungsbeispiel, mit Darstellung von Positionsdaten, die von einer Positionsdetektionsschaltung ausgegeben werden, welche auf einem Zielobjekt montiert ist, das sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt.
10B erläutert einen Detektionszyklus eines Änderungsbetrages der Geschwindigkeit, eingesetzt beim ersten Ausführungsbeispiel, mit Darstellung eines Änderungsbetrages der Geschwindigkeit, berechnet aufgrund der in 10A dargestellten Positionsdaten.
11A und 11B sind Lissajous-Diagramme, die jeweils eine Variante erläutern zur Erzeugung des vorläufigen Einstellsignals durch die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
12 ist ein Blockdiagramm des grundlegenden Aufbaus eines Kodierersignalprozessors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
13 erläutert eine Gruppe von vorläufigen Einstellsignalen, die in einem zweiten Speicherbereich in einem Speicherschaltkreis in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gespeichert sind.
14 ist ein Blockdiagramm des grundlegenden Aufbaus eines Kodierersignalprozessors gmeäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
15A zeigt den Betrieb und die Wirkungen des Kodierersignalprozessors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unter der Annahme, dass der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit durch Rauschen oder andere Störungen unterbrochen ist.
15B zeigt den Betrieb und die Wirkungen des Kodierersignalprozessors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unter der Annahme, dass ein Änderungsbetrag der Geschwindigkeit aufgrund von säkularen Änderungen des Kodierers angestiegen ist.
16 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Befehls zum Starten der Erzeugung eines Einstellsignals in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
17 ist ein Blockdiagramm des grundlegenden Aufbaus eines Kodierersignalprozessors gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
18A ist ein Lissajous-Diagramm zur Erläuterung eines Versatzes eines Analogsignals vor einer Voreinstellung in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
18B ist ein Lissajous-Diagramm zur Erläuterung eines Versatzes eines Analogsignals nach Voreinstellung in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
19A ist ein Lissajous-Diagramm zur Erläuterung einer Amplitude eines Analogsignals vor einer Voreinstellung in einem Kodierersignalprozessor gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
19B ist ein Lissajous-Diagramm zur Erläuterung einer Amplitude eines Analogsignals nach Voreinstellung in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
20 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines Mehrzweck-Kodierersignalprozessors.
21 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines Mehrzweck-Kodierersignalprozessors gemäß der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung 2003-254785 .
BESCHREIBUNG IM EINZELNEN
Der Kodierersignalprozessor mit automatischer Einstell- oder Anpassungsfunktion wird nunmehr mit Blick auf die Figuren näher beschrieben. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die Figuren oder die nachfolgenden Beispiele beschränkt ist.
1 ist ein Blockdiagramm des grundlegenden Aufbaus eines Kodierersignalprozessors gemäß einem ersten Beispiel. In der nachfolgenden Beschreibung sind Komponenten gleicher Funktion mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Ein Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat eine Analogsignal-Einstellschaltung 11, eine Positionsdetektionsschaltung 12, eine Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13, eine Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 und eine Speicherschaltung 15. Die Analogsignal-Einstellschaltung 11 ist eingerichtet als eine Analogschaltung zum Ausführen arithmetischer Verarbeitungen von Analogsignalen. Die Positionsdetektionsschaltung 12, die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13, die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 und die Speicherschaltung 15 sind als Digitalschaltungen eingerichtet zum Ausführen von arithmetischen Verarbeitungen von Digitalsignalen. Die Digitalschaltungen können als Softwareprogramme implementiert sein oder als Kombination von einer oder mehreren digitalen elektronischen Schaltungen und einem Softwareprogramm. Wenn im Softwareprogrammformat implementiert, arbeiten die Positionsdetektionsschaltung 12, die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltugn 13, die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 und die Speicherschaltung 15 entsprechend dem Softwareprogramm, um die individuellen Funktionen auszuführen.
Der Kodierersignalprozessor 1 hat Analog/Digital(A/D)-Wandlerschaltungen 23a und 23b zwischen der Analogsignal-Einstellschaltung 11 und der Positionsdetektionsschaltung 13. Die A/D-Wandlerschaltungen 23a und 23b führen eine A/D-Wandlung von Analogsignalen aus, welche von der Analogsignal-Einstellschaltung 11 abgegeben werden, und gibt das resultierende Digitalsignal aus. Der Aufbau der A/D-Wandlerschaltungen 23a und 23b beschränkt den Umfang der Erfindung nicht.
Eine Sensoreinheit 40 ist an den Kodierersignalprozessor 1 angeschlossen. Die Sensoreinheit 40 detektiert einen Weg eines zu vermessenden Zielobjektes und gibt ein sinusförmiges Analogsignal ab mit zwei Phasen, Phase A und Phase B, welche eine Phasendifferenz von 90-Grad haben entsprechend dem Weg des zu messenden Zielobjektes. Der Aufbau der Sensoreinheit 40 begrenzt nicht den Umfang der Erfindung. Das zwei-phasige Analogsignal, wie von der Sensoreinheit 40 ausgegeben, wird in die Analogsignal-Einstellschaltung 11 eingegeben.
Die Analogsignal-Einstellschaltung 11 stellt zumindest einen der beiden Parameter ”Versatz” und ”Amplitude” des sinusförmigen Analogsignals mit zwei Phasen von 90-Grad Phasendifferenz, wie von der Sensoreinheit 40 ausgegeben, entsprechend dem Weg des Zielgegenstandes auf Basis eines empfangenen Einstellsignals oder eines weiter unten näher beschriebenen vorläufigen Einstellsignals ein. Die Analogsignal-Einstellschaltung 11 enthält variable Widerstände 21a und 21b. Der Widerstandswert eines jeden der variablen Widerstände 21a und 21b wird eingestellt zur Annäherung an einen Widerstandswert, welcher bestimmt ist durch ein Einstellsignal oder ein vorläufiges Einstellsignal, empfangen von der Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14. Im Zusammenhang mit der Einstellung des Widerstandswertes von jedem der variablen Widerstände 21a und 21b wird zumindest einer der Parameter ”Versatz” und ”Amplitude” des zwei-phasigen sinusförmigen Analogsignals eingestellt, welches von der Sensoreinheit 40 eingegeben wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die variablen Widerstände individuell vorgesehen zum Abgleichen sowohl von Versatz als auch Amplitude eines ein-phasigen sinusförmigen Analogsignals mit einer der zwei Phasen, welche eine 90-Grad Phasendifferenz haben, eines zwei-phasigen sinusförmigen Analogsignals, wobei das ein-phasige sinusförmige Analogsignal von der Sensoreinheit 40 ausgegeben wird, um eine hochgenaue Positionsdetektion zu erreichen. Mit anderen Worten: vorgesehen sind ein variabler Widerstand zum Abstimmen einer Amplitude eines Analogsignals mit Phase Analogsignal, ein variabler Widerstand zum Abstimmen eines Versatzes eines Analogsignals mit Phase Analogsignal, ein variabler Widerstand zum Abstimmen einer Amplitude eines Analogsignals mit Phase B und ein variabler Widerstand zum Abstimmen eines Versatzes eines Analogsignals mit Phase B, wobei alle Analogsignale von der Sensoreinheit 40 eingegeben werden. Zur Verdeutlichung sind in 1 nur die variablen Widerstände 21a und 21b eingeführt, welche den Analogsignalen mit Phase A bzw. Phase B zugeordnet sind, anstelle aller oben genannten vier variablen Widerstände.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die variablen Widerstände individuell vorgesehen zum Abstimmen des Versatzes oder der Amplitude eines ein-phasigen Analogsignals mit einer der zwei Phasen, A-Phase oder B-Phase, eines zwei-phasigen sinusförmigen Analogsignals mit 90-Grad Differenz. Das Einstellsignal und das vorläufige Einstellsignal spezifizieren einen einzustellenden variablen Widerstand und den Zielwiderstandswert desselben. Mit anderen Worten: das Einstellsignal und das vorläufige Einstellsignal spezifizieren die Identifikationsinformation des abzustimmenden variablen Widerstandes und die Information bezüglich des Zielwiderstandswertes desselben. Das Einstellsignal und das vorläufige Einstellsignal werden weiter unten noch weiter erläutert.
Ein Beispiel für die variablen Widerstände 21a oder 21b ist ein elektronischer variabler Widerstand.
Werden elektronisch variable Widerstände als variable Widerstände 21a und 21b eingesetzt, ist es einfach, deren Widerstandswerte auf Basis des empfangenen Einstellsignals oder des vorläufigen Einstellsignals abzustimmen. Dieser Ansatz erübrigt das Erfordernis einer externen Messschaltung für eine Signalmessung, was erforderlich wäre für eine Analogsignal-Einstellung mit einem herkömmlichen analogen variablen Widerstand und einem mechanischen Drehknopf zum Einstellen des Widerstandswertes des analogen variablen Widerstandes. Mit anderen Worten: bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Abstimmung der analogen Signalwellenform möglich ohne Öffnung der Abdeckung des Kodierers, wodurch das Eindringen von Staub oder Schmutz in den Kodierer vermieden ist. Auch kann die Arbeitszeit für die Herstellung des Kodierers und dadurch die Herstellungskosten reduziert werden. Sämtliche Komponenten zum Abstimmen einer analogen Signalwellenform sind im Kodierer zusammengefügt. Dadurch wird auch die Baugröße des Kodierers bzw. der Ausrüstung kleiner.
Analoge variable Widerstände können als Widerstände 21a und 21b eingesetzt werden. Die Bedienungsperson kann auf einer Benutzeroberfläche, wie einer Anzeigeeinheit, das berechnete Abstimmungssignal oder vorläufige Abstimmungssignal prüfen und dann die gewünschten Widerstandswerte für die analogen variablen Widerstände einstellen.
Die Positionsdetektionsschaltung 12 berechnet die Positionsdaten des zu vermessenden Zielobjektes auf Basis eines Digitalsignals, welches in den A/D-Wandlerschaltungen 23a und 23b aus einem Analogsignal erzeugt wird, welches durch die Analogsignal-Einstellschaltung 11 abgestimmt ist.
Die Analogsignal-Einstellschaltung 11 und die Positionsdetektionsschaltung 12 ermöglichen die Detektion der Positionsdaten des mit der Sensoreinheit 40 detektierten, zu vermessenden Zielobjektes auf Basis eines Einstellsignals, welches gesichert wurde durch den Einsatz der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13, der Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 und der Speicherschaltung 15.
Nunmehr wird die Erzeugung eines Einstellsignals, welches durch die Analogsignal-Einstellschaltung 11 verwendet wird, näher beschrieben. Bei Erzeugung des Einstellsignals werden die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13, die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 und die Speicherschaltung 15 eingesetzt.
Ein zu vermessendes Zielobjekt sei durch die Sensoreinheit 40 detektiert. Die Lissajous-Kurve der durch die Positionsdetektionsschaltung 12 detektierten entsprechenden Positionsdaten haben in einem Idealzustand, d. h. einem Zustand ohne säkulare Änderungen des Kodierers, eine bestimmte Amplitude und die Kurve bildet einen exakten Kreis ohne einen Gleichstrom-Versatz. Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel ein Änderungsbetrag der Geschwindigkeit auf Basis von mit der Positionsdetektionsschaltung 12 detektierten Positionsdaten berechnet wird, ist der erhaltene Änderungsbetrag der Geschwindigkeit Null, weil das zu vermessende Zielobjekt sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Die Lissajous-Kurve der mit der Positionsdetektionsschaltung 12 detektierten Positionsdaten kann jedoch einen Gleichstrom-Versatz aufweisen und eine nicht angepasste Amplitude bei jeglichem Abfall der Amplitude des von der Sensoreinheit abgegebenen Analogsignals oder bei irgendeiner Änderung im Versatz aufgrund von säkularen Änderungen des Kodierers. Der sich ergebende Änderungsbetrag der Geschwindigkeit nimmt einen bestimmten Wert anstelle von Null an, während das zu vermessende Zielobjekt mit konstanter Geschwindigkeit sich bewegt. Diese Diskrepanz kann einer Versatz-Spannung, einer Amplitudendifferenz, einer Phasendifferenz oder einer Wellenformstörung aufgrund von säkularen Änderungen des Kodierers zugeordnet werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Geschwindigkeitsänderungsbetrag gemessen auf Basis von mit der Positionsdetektionsschaltung 12 detektierten Positionsdaten, während das zu vermessende Zielobjekt sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Dann wird ein Einstellsignal erzeugt, welches den Änderungsbetrag der Geschwindigkeit auf einen Minimalwert reduziert (idealerweise Null). Das so erzeugte Einstellsignal wird für die Einstellung eines Analogsignals in der Analogsignal-Einstellschaltung 11 eingesetzt, um die Versatz-Spannung, die Amplitudendifferenz, die Phasendifferenz und die Wellenformstörung zu entfernen, wobei alle diese Diskrepanzen durch säkulare (langfristige) Änderungen des Kodierers verursacht sind.
Beim ersten Ausführungsbeispiel wird ein vorläufiges Einstellsignal erzeugt durch den Einsatz der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13, der Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 und der Speicherschaltung 15, wobei das zu vermessende Zielobjekt sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt.
Die Widerstandswerte eines jeden der variablen Widerstände 21a und 21b in der Analogsignal-Einstellschaltung 14 werden geändert auf Basis des vorläufigen Einstellsignals zum Einstellen eines von der Sensoreinheit 40 eingegebenen Analogsignals. Sodann wird ein Änderungsbetrag der Geschwindigkeit überwacht, welcher mit der Positionsdetektionsschaltung 12 und der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 berechnet wird. Das obige Verfahren wird insgesamt wiederholt. Das vorläufige Einstellsignal wird sequenziell aktualisiert (angepasst) zur Reduzierung des Änderungsbetrages der zu überwachenden Geschwindigkeit. Der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, welcher sich einem vorgegebenen Wert annähert, wird als Minimalwert festgelegt und das entsprechende vorläufige Einstellsignal wird als endgültiges Einstellsignal bestätigt. Die bei der Erzeugung des Einstellsignals beteiligten Schaltungen werden nun näher beschrieben, nämlich die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13, die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 und die Speicherschaltung 15.
Die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert einen Änderungsbetrag der Geschwindigkeit pro vorgegebenem Detektionszyklus aus einer Geschwindigkeit, die berechnet ist auf Basis von Positionsdaten, welche von der Positionsdetektionsschaltung 12 abgegeben werden, während das zu vermessende Zielobjekt sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. 2 ist ein Blockdiagramm des Grundaufbaus einer Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung in einem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 hat eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit 24, eine Beschleunigungsberechnungseinheit 25 und eine Änderungsbetragsberechnungseinheit 26. 3A zeigt in Bezug auf eine Position des zu vermessenden Zielobjektes den Berechnungsprozess der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. 3B zeigt in Bezug auf die Geschwindigkeit eines zu vermessenden Zielobjektes den Berechnungsprozess der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung in einem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. 3C zeigt in Bezug auf die Beschleunigung eines zu vermessenden Zielobjektes den Berechnungsprozess der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung in einem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Während einer Bewegung des zu vermessenden Zielobjektes mit konstanter Geschwindigkeit sei die Position des zu vermessenden Zielobjektes, wie durch die Positionsdetektionsschaltung 12 detektiert, zu einem bestimmten Detektionszeitpunkt mX(m), die Position des zu vermessenden Zielobjektes, detektiert zu einer Detektionszeit m – 1 unmittelbar vor der obigen Detektionszeit sei X(m – 1) und der Positions-Detektionszyklus sei Δt, dann berechnet die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 24 eine Geschwindigkeit V(m) auf Basis der Gleichung 4: V(m) = X(m) – X(m – 1) / Δt (4)
Die Beschleunigungsberechnungseinheit 25 berechnet eine Beschleunigung A(m) auf Basis von Gleichung 5: A(m) = V(m) – V(m – 1) / Δt (5)
Die Detektionszeitpunkte zum Definieren eines vorgegebenen Detektionszyklus größer als der Positionsdetektionszyklus Δt seien p und q (wobei p ≤ q), dann berechnet die Änderungsbetragsberechnungseinheit 26 einen Änderungsbetrag der Geschwindigkeit D_A entsprechend
wobei p ≤ q.
Wie sich aus Gleichung 6 ergibt, kann der Änderungsbetrag D_A der Geschwindigkeit berechnet werden, wenn zumindest an einer Stelle die Beschleunigung A(k) zu einem beliebigen Detektionszeitpunkt k gewonnen wird. Wie in den 3A bis 3C erläutert ist, ist es hinreichend, eine Abtastung an zumindest drei Punkten der Positionsdaten, wie durch die Positionsdetektionsschaltung 12 detektiert, vorzunehmen innerhalb eines Zeitintervalls einer willkürlichen Zeitvorgabe von m zu n. Unter der Annahme, dass das zu vermessende Zielobjekt dazwischen sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, ist es möglich, einen Änderungsbetrag der Geschwindigkeit D_A unabhängig von der Geschwindigkeit des Zielobjektes zu ermitteln.
Die Positionsdetektionsgenauigkeit kann je nach den Erfordernissen abgestimmt werden durch Einstellung des Zyklus zum Detektieren eines Änderungsbetrages der Geschwindigkeit, definiert durch die Detektionszeitpunkte p und q auf ein willkürliches Vielfaches des Analogsignal-Zyklus T. Mit anderen Worten: je länger der Zyklus zum Detektieren eines Änderungsbetrages der Geschwindigkeit, definiert durch die Detektionszeitpunkte p und q, ist, um so geringer wird die Positionsdetektionsgenauigkeit. Wird der Zyklus zum Detektieren eines Änderungsbetrages der Geschwindigkeit, definiert durch die Detektionszeitpunkte p und q, auf das Dreifache des Analogsignalzyklus Temperatur eingestellt, fällt zwar die Positionsdetektionsgenauigkeit Ausführungsbeispiel, jedoch werden statistische Störungen, wie ein Rauschen, gleichförmig verteilt, wodurch die Umepfindlichkeit gegenüber dem Rauschen ansteigt. Die von der Änderungsbetragsberechnungseinheit 26 verwendeten Detektionszeiten p und q können für eine willkürliche Spezifikation durch einen Benutzer über eine Benutzerschnittstelle, wie einen Rechner, eingerichtet sein. Dies ermöglicht eine Einstellung der Positionsdetektionsgenauigkeit.
Die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 gemäß 1 erzeugt ein Einstellsignal, welches den Änderungsbetrag der Geschwindigkeit minimiert, welcher durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionseinheit 13 detektiert wird, und überträgt das Einstellsignal zur Analogsignal-Einstellschaltung 11.
Die Speicherschaltugn 15 speichert bei Detektion des Änderungsbetrages der Geschwindigkeit einen Satz des Änderungsbetrages der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, und das vorläufige Einstellsignal, welches zur Analogsignal-Einstellschaltung 11 übertragen wird.
4 ist ein Blockschaltbild des Grundaufbaus der Einstellsignal-Erzeugungsschaltung in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. 5 zeigt als Flussdiagramm die Erzeugung eines Einstellsignals in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Beispiel. 6 erläutert die Speicherschaltung in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Beispiel.
Die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 hat eine Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 27, eine Bestimmungseinheit 28 für das vorläufige Einstellsignal und eine Einstellsignal-Bestätigungseinheit 29.
Die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 27 vergleicht den Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, mit dem Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie in einem ersten vorangehenden Detektionszyklus der Detektion des Änderungsbetrages der Geschwindigkeit detektiert (Schritt S101). Der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 im ersten vorangehenden Detektionszyklus der Detektion des Änderungsbetrages der Geschwindigkeit detektiert, wird in der Speicherschaltung 15 abgespeichert. Die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 27 liest den Änderungsbetrag der Geschwindigkeit im ersten vorangehenden Zyklus aus einem ersten Speicherbereich 15a der Speicherschaltung 15 aus für einen Vergleich mit dem laufenden Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert. Ist der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, kleiner als der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, welcher im ersten vorangehenden Detektionszyklus detektiert wurde, geht das Steuerverfahren zu Schritt S102. Ist der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie mit der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, größer als der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, welcher im ersten vorangehenden Detektionszyklus detektiert wurde, geht das Steuerverfahren zu Schritt S103. Der laufende (momentane) Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, wird in der Größe verglichen mit dem Änderungsbetrag der im ersten vorangehenden Detektionszyklus detektierten Geschwindigkeit, weil es so möglich ist, festzustellen, ob das vorläufige Einstellsignal, welches zur Analogsignal-Einstellschaltung bei Detektion des Änderungsbetrages der Geschwindigkeit im ersten vorangehenden Zyklus zur Analogsignal-Einstellschaltung übertragen wurde, dazu gedient hat, den Änderungsbetrag der Geschwindigkeit zu reduzieren.
Die Bestimmungseinheit 28 für das vorläufige Einstellsignal bestimmt ein vorläufiges Einstellsignal basierend auf dem Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 pro Detektionszyklus detektiert, und überträgt das vorläufige Einstellsignal zur Analogsignal-Einstellschaltung 11. Basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 27 in Schritt S101 wird ein erster Bestimmungsprozess für das vorläufige Einstellsignal (Schritt S102) oder ein zweiter Bestimmungsprozess für das vorläufige Einstellsignal ausgeführt (Schritt S103). Die Schritte S102 und S103 werden weiter unten noch näher ausgeführt.
Hat die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 27 in Schritt S101 festgestellt, dass der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, kleiner ist als der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, welcher im ersten vorangehenden Detektionszyklus detektiert wurde, stellt die Bestimmungseinheit 28 für das vorläufige Einstellsignal fest, dass ein Betrieb der Analogsignal-Einstellschaltung 11 mit dem übertragenen vorläufigen Einstellsignal den Änderungsbetrag der Geschwindigkeit reduzieren kann, und führt einen ersten Bestimmungsprozess für das vorläufige Signal aus, d. h. addiert den gleichen Verschiebungsbetrag wie bei Bestimmung des vorläufigen Einstellsignals im ersten vorangehenden Detektionszyklus zu dem Widerstandswert, welcher im ersten vorangehenden Detektionszyklus durch das vorläufige Einstellsignal bestimmt ist, und überträgt das sich ergebende Signal als vorläufiges Einstellsignal im laufenden Detektionszyklus an die Analogsignal-Einstellschaltung 11 (Schritt S102). Die Analogsignal-Einstellschaltung 11 stimmt den Widerstandswert der variablen Widerstände 21a und 21b auf Basis des empfangenen vorläufigen Einstellsignals ab.
Hat die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 27 in Schritt S101 festgestellt, dass der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, größer ist als der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, welcher im ersten vorangehenden Detektionszyklus detektiert wurde, stellt die Bestimmungseinheit 28 für das vorläufige Einstellsignal fest, dass ein Betrieb der Analogsignal-Einstellschaltung 11 mit dem übertragenen vorläufigen Einstellsignal den Änderungsbetrag der Geschwindigkeit nicht reduzieren kann und führt einen zweiten Bestimmungsprozess für das vorläufige Signal aus, d. h. subtrahiert den gleichen Verschiebungsbetrag wie bei der Bestimmung des vorläufigen Einstellsignals im ersten vorangehenden Detektionszyklus von dem Widerstandswert, welcher durch das vorläufige Einstellsignal im ersten vorangehenden Detektionszyklus spezifiziert wurde, und addiert einen Verschiebungsbetrag verschieden von dem Verschiebungsbetrag und überträgt das sich ergebende Signal als vorläufiges Einstellsignal im laufenden Detektionszyklus an die Analogsignal-Einstellschaltung 11 (Schritt S103). Die Analogsignal-Einstellschaltung 11 stimmt den Widerstandswert der variablen Widerstände 21a und 21b auf Basis des empfangenen vorläufigen Einstellsignals ab.
In Schritt S105 wird das in Schritt S102 oder Schritt S103 zur Analogsignal-Einstellschaltung 11 übertragene Einstellsignal zusammen mit dem Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, in der Speicherschaltung 15 abgespeichert. Wie 6 zeigt, wird jedes Mal dann, wenn ein vorläufiges Einstellsignal zur Analogsignal-Einstellschaltung 11 übertragen wird, im Datenregister der Speicherschaltung 15 ein Satz aus dem vorläufigen Einstellsignal und dem Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie von der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 empfangen, abgespeichert, wobei der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 27 für den Vergleich verwendet wurde, wenn das vorläufige Einstellsignal übertragen worden ist. Dieser Prozess wird weiter unten noch näher ausgeführt. Die Abspeicherung mehrerer Sätze von Änderungsbeträgen der Geschwindigkeit und eines vorläufigen Einstellsignals bezüglich der Vergangenheit in das Datenregister in der Speicherschaltung 15 liefert die Möglichkeit einer besseren Auswahl eines vorläufigen Einstellsignals zur Übertragung an die Analogsignal-Einstellschaltung 11 auf Basis vergangener Abstimmungen und von deren Ergebnis.
In Schritt S105 prüft die Einstellsignal-Bestätigungseinheit 29, ob der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, sich einem vorgegebenen Wert angenähert hat. Hat sie sich einem vorgegebenen Wert angenähert, geht das Verfahren zu Schritt S106. Hat sie sich nicht dem vorgegebenen Wert angenähert, geht die Steuerung zurück zu Schritt S101. Die Prozedur der Schritte S101 bis S105 wird wiederholt, bis der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, sich einem vorgegebenen Wert annähert.
Das vorläufige Einstellsignal, welches ausgewählt wurde, wenn sich der durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektierte Geschwindigkeitsänderungsbetrag sich einem vorgegebenen Wert angenähert hat, wird eingeordnet als den Änderungsbetrag der Geschwindigkeit minimierend. Die Einstellsignal-Bestätigungseinheit 29 bestätigt das vorläufige Einstellsignal als Einstellsignal entsprechend einem Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, welcher sich einem vorgegebenen Wert angenähert hat und überträgt das sich ergebende Signal an die Analogsignal-Einstellschaltung 11. Die Analogsignal-Einstellschaltung 11 stellt den Widerstandswert der variablen Widerstandswerte 21a und 21b auf Basis des empfangenen Einstellsignals ein.
Der erste und der zweite vorläufige Einstellsignal-Bestimmungsprozess durch die Bestimmungseinheit 28 für das vorläufige Einstellsignal werden nachfolgend noch weiter ausgeführt.
Die 7A bis 7C und 8A bis 8C erläutern den Bestimmungsprozess für das vorläufige Einstellsignal durch die Bestimmungsschaltung für das vorläufige Einstellsignal in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Wie oben erläutert, ist ein variabler Widerstand vorgesehen zum Abstimmen einer Amplitude eines Analogsignals mit Analogsignal-Phase, ein variabler Widerstand zum Abstimmen eines Versatzes eines Analogsignals mit Analogsignal-Phase, ein variabler Widerstand zum Abstimmen einer Amplitude eines Analogsignals mit D-Phase und ein variabler Widerstand zum Abstimmen eines Versatzes eines Analogsignals mit B-Phase, wobei alle Analogsignale von der Sensoreinheit 40 eingegeben werden. In der nachfolgenden Beschreibung erfährt als exemplarischer variabler Widerstand zum Einstellen einer Amplitude eines Analogsignals mit Analogsignal-Phase der variable Widerstand 21a-1 beispielhaft eine Abstimmung.
Wenn, wie oben erwähnt, der mit der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektierte Geschwindigkeitsänderungsbetrag größer ist als der im ersten vorangegangenen Detektionszyklus detektierte Geschwindigkeitsänderungsbetrag, liest die Bestimmungseinheit 28 für das vorläufige Einstellsignal aus der Speichereinheit 15 ein vorläufiges Einstellsignal, welches verschieden ist vom übertragenen Einstellsignal und sendet das vorläufige Einstellsignal zur Analogsignal-Einstellschaltung 11. Das vorläufige Einstellsignal, welches ausgewählt wird, wenn der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, größer ist als der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie im ersten vorangegangenen Detektionszyklus detektiert, legt eine Einstellung fest, die entgegengesetzt derjenigen Einstellung ist, welche vom übertragenen vorläufigen Einstellsignal bestimmt ist, oder eine Einstellung, welche den Einstellbetrag reduziert. Wie oben erläutert, wird jedes Mal dann, wenn ein vorläufiges Einstellsignal an die Analogsignal-Einstellschaltung 11 übertragen wird, in die Speicherschaltung 14 ein Satz aus dem vorläufigen Einstellsignal und dem Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie von der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 empfangen, sowie der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, welcher für den Vergleich durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichsschaltung 27 verwendet worden ist, abgespeichert. Durch Wiederholung der Schritte S101 bis S105 werden in der Speicherschaltung 15 viele Sätze von Geschwindigkeitsänderungsbeträgen und vorläufigen Einstellsignalen abgespeichert. Wird ein Satz aus Geschwindigkeitsänderungsbetrag und vorläufigem Einstellsignal mit einem anderen Satz aus Geschwindigkeitsänderungsbetrag und vorläufigem Einstellsignal mit unmittelbar vorangehenden bzw. nachfolgenden derartigen Sätzen verglichen, ist es möglich, Tendenz und Ausmaß der Verschiebung des mit einem vorläufigen Einstellsignal bestimmten Widerstandswertes in Bezug auf das Ausmaß des Geschwindigkeitsänderungsbetrages zu ermitteln. Durch Vergleich des im laufenden Zyklus abgespeicherten Geschwindigkeitsänderungsbetrages mit dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag, welcher im ersten vorangegangenen Zyklus abgespeichert wurde, und durch Feststellung, welcher Betrag größer ist, ist es möglich, festzustellen, ob die Detektionsgenauigkeit verbessert oder verschlechtert wurde durch die Übertragung des im ersten vorangegangenen Zyklus abgespeicherten vorläufigen Einstellsignals. Die Differenz zwischen dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag, welcher im laufenden Zyklus abgespeichert wird, und dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag, welcher im ersten vorangegangenen Zyklus abgespeichert wird, sei nachfolgend als ”erste Differenz” bezeichnet, und die Differenz zwischen dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie im ersten vorangegangenen Zyklus abgespeichert und dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie im zweiten vorangegangenen Zyklus abgespeichert, sei nachfolgend als ”zweite Differenz” bezeichnet; diese Differenzen werden berechnet und die erste Differenz wird mit der zweiten Differenz verglichen. Ist die Erstgenannte im Wesentlichen gleich der Zweitgenannten, wird der Verschiebungsbetrag bezüglich des Widerstandswertes bei der laufenden Einstellung im Wesentlichen gleich eingestellt dem Verschiebungsbetrag des Widerstandswertes bei der Einstellung im ersten vorangegangenen Zyklus und es wird ein vorläufiges Einstellsignal unter Berücksichtigung des Verschiebungsbetrages erzeugt. Ist die erste Differenz kleiner als die zweite Differenz, wird festgelegt, dass der eingestellte Änderungsbetrag der Geschwindigkeit nahe der Konvergenz liegt. Der Änderungsbetrag bezüglich des Widerstandswertes gemäß dem vorläufigen Einstellsignal, welches zu übertragen ist, wird auf einen Wert eingestellt, der kleiner ist als der Verschiebungsbetrag bezüglich des Widerstandswertes, wie er durch das vorläufige Einstellsignal im ersten vorangegangenen Zyklus spezifiziert ist.
In 7A ist ein Fall angenommen, bei dem in einem bestimmten Detektionszyklus ein vorläufiges Einstellsignal, nachfolgend als ”erstes vorläufiges Einstellsignal” bezeichnet, vorgibt: ”Einstellen des Widerstandswertes des variablen Widerstandes 21a-1 auf 0,5 kΩ” und wobei ein anfänglicher Wert des Verschiebungsbetrages bezüglich des Widerstandswertes im Wege der Einstellung im nachfolgenden Detektionszyklus auf 0,5 kΩ eingestellt wird. Bei diesem Beispiel ist der Widerstandswert des variablen Widerstandes 21a-1, bestimmt durch ein vorläufiges Einstellsignal im nächsten Detektionszyklus auf den gemäß dem ersten vorläufigen Einstellsignal, nachfolgend als ”zweites vorläufiges Einstellsignal bezeichnet” auf 1 kΩ eingestellt, ein Wert, der sich ergibt durch Addition eines Verschiebungsbetrages von 0,5 kΩ zum Wert von 0,5 kΩ gemäß dem ersten vorläufigen Einstellsignal. Mit anderen Worten: das zweite vorläufige Einstellsignal gibt vor: ”Einstellen des Widerstandswertes des variablen Widerstandes 21a-1 auf 1 kΩ”. Wie oben erläutert, wird eine Geschwindigkeitsbetragsänderung durch die Geschwindigkeitsbetragsänderungsdetektionsschaltung 13 jedes Mal dann detektiert, wenn ein vorläufiges Einstellsignal zur Analogsignal-Einstellschaltung 11 übertragen wird. Ein Satz aus dem vorläufigen übertragenen Einstellsignal und dem Änderungsbetrag der Geschwindigkeit entsprechend dem vorläufigen Einstellsignal wird in der Speicherschaltung 15 gespeichert. Der Wert von 0,5 kΩ als Verschiebungsbetrag für den Widerstandswert, welcher zum vorläufigen Einstellsignal addiert wird, ist nur erläuternd und es kann jeglicher anderer numerischer Wert verwendet werden. Dieser Wert kann bestimmt werden durch Einsatz einer Logikschaltung, wie einer LSI.
7B erläutert einen Bestimmungsprozess für ein erstes vorläufiges Einstellsignal durch die Bestimmungseinheit 28 für das vorläufige Einstellsignal, wobei der Prozess ausgeführt wird, wenn die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 27 den Änderungsbetrag der Geschwindigkeit gemäß der momentanen Abspeicherung mit dem Änderungsbetrag der Geschwindigkeit vergleicht, welcher im ersten vorangehenden Zyklus abgespeichert wurde, wobei beide Werte aus der Speichereinheit 15 ausgelesen werden und festgestellt wurde, dass der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit abgefallen ist, d. h. der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, ist kleiner als der Geschwindigkeitsänderungsbetrag entsprechend dem zweiten vorläufigen Einstellsignal, wie im ersten vorangehenden Zyklus detektiert wurde (Schritt S102). Beim Bestimmungsprozess für das erste vorläufige Einstellsignal wird ein Verschiebungsbetrag gleich 0,5 kΩ als derjenige Verschiebungsbetrag, welcher bei Bestimmung des vorläufigen Einstellsignals im ersten vorangehenden Zyklus, d. h. ein zweiter vorläufiger Verschiebungsbetrag bestimmt wurde, zu 1 kΩ addiert als derjenige Widerstandswert, welcher durch das vorläufige Einstellsignal im ersten vorangehenden Zyklus bestimmt worden ist, d. h. das zweite vorläufige Einstellsignal. Der sich ergebende Wert von 1,5 kΩ wird als Widerstandswert für den Variablen Widerstand 21a-1 im laufenden Detektionszyklus eingesetzt. Mit anderen Worten: das vorläufige Einstellsignal im laufenden Detektionszyklus, hier als das ”dritte vorläufige Einstellsignal” bezeichnet, bestimmt: ”Einstellen des Widerstandswertes des variablen Widerstandes 21a-1 auf 1,5 kΩ”. Das dritte vorläufige Einstellsignal wird an die Analogsignal-Einstellschaltung 11 übertragen, woraufhin die Erzeugung der vorläufigen Einstellsignale erfolgt.
7C zeigt einen zweiten Bestimmungsprozess für das vorläufige Einstellsignal mittels der Bestimmungseinheit 28 für das vorläufige Einstellsignal, welches ausgeführt wird, wenn die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 27 den aktuell gespeicherten Geschwindigkeitsänderungsbetrag verglichen hat mit dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag, welcher im ersten vorangehenden Zyklus abgespeichert wurde, wobei beide (Zyklen) aus der Speicherschaltung 15 ausgelesen werden, und wobei die Vergleichseinheit festgestellt hat, dass der Geschwindigkeitsänderungsbetrag sich vergrößert hat, d. h. der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, ist größer als der Geschwindigkeitsänderungsbetrag entsprechend dem zweiten vorläufigen Einstellsignal, welches im ersten vorangehenden Zyklus detektiert wurde (Schritt S103). Beim zweiten Bestimmungsprozess für das vorläufige Einstellsignal wird ein Verschiebungsbetrag entsprechend 0,5 kΩ als der bei Bestimmung des vorläufigen Einstellsignals im ersten vorangehenden Zyklus, d. h. beim zweiten vorläufigen Einstellsignal, eingesetzt wurde, subtrahiert von einem Widerstandswert, welcher durch das vorläufige Einstellsignal im ersten vorangehenden Zyklus spezifiziert ist, d. h. durch das zweite vorläufige Einstellsignal, um einen Widerstandswert von 0,5 kΩ zu erhalten. Sodann wird ein von 0,5 kΩ verschiedener Verschiebungsbetrag, beispielsweise 0,25 kΩ, zum Widerstandswert von 0,5 kΩ addiert, um den Widerstandswert von 0,75 kΩ zu erhalten, welcher als Widerstandswert des variablen Widerstandes 21a-1 im laufenden Detektionszyklus eingestellt wird. Mit anderen Worten: das vorläufige Einstellsignal im laufenden Detektionszyklus, hier als ”drittes vorläufiges Einstellsignal bezeichnet”, bestimmt: ”Setze den Widerstandswert des variablen Widerstandes 21a-1 auf 0,75 kΩ”. Das dritte vorläufige Einstellsignal wird zur Analogsignal-Einstellschaltung 11 übertragen, woraufhin die vorläufigen Einstellsignale erzeugt werden. Der oben für die Subtraktion verwendete Wert von 0,5 kΩ ist nur beispielhaft und andere numerische Werte können eingesetzt werden. Die Werte können bestimmt werden unter Verwendung einer Logikschaltung, wie einer LSI.
Ein vorläufiges Einstellsignal, welches gewonnen wird, wenn der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, welcher gewonnen wird, wenn sich der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, einem vorgegebenen Wert annähert, wird eingeordnet als den Änderungsbetrag der Geschwindigkeit minimierend. Die Einstellsignal-Bestätigungseinheit 29 bestätigt als Einstellsignal das vorläufige Einstellsignal entsprechend dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag, welcher sich dem vorgegebenen Wert angenähert hat, und überträgt das Einstellsignal zur Analogsignal-Einstellschaltung 11. Die Analogsignal-Einstellschaltung 11 stellt den Widerstandswert der variablen Widerstände 21a und 21b entsprechend dem empfangenen Einstellsignal ein.
Es können Fälle auftreten, bei denen der Geschwindigkeitsänderungsbetrag sich nicht einem vorgegebenen Wert annähert trotz wiederholter Ausführung des Prozesses gemäß den 7B oder 7C, wobei der Widerstandswert der variablen Widerstände sich nicht mehr ändern lässt. Diese Situation wird nachfolgend näher beschrieben.
Angenommen sei ein Fall, wo der Prozess gemäß 7B oder 7C wiederholt wird und ein vorläufiges Einstellsignal in einem gewissen Detektionszyklus gemäß 8A, nachfolgend als fünfzehntes vorläufiges Einstellsignal bezeichnet, vorgibt: ”Einstellung des Widerstandswertes des variablen Widerstandes 21a-1 auf 0,9 kΩ” und ein Verschiebungsbetrag des Widerstandswertes durch Einstellung im nachfolgenden Detektionszyklus ist 0,01 kΩ. Bei diesem Beispiel ist der Widerstandswert des variablen Widerstandes 21a-1, spezifiziert durch ein vorläufiges Einstellsignal im nächsten Detektionszyklus entsprechend dem fünfzehnten vorläufigen Einstellsignal, nachfolgend als ”sechzehntes vorläufiges Einstellsignal” bezeichnet, 0,91 kΩ, ein Wert, der gewonnen wird durch Addition des Verschiebungsbetrages von 0,01 kΩ zum Wert von 0,9 kΩ, der im fünfzehnten vorläufigen Einstellsignal spezifiziert ist. Mit anderen Worten: das sechzehnte vorläufige Einstellsignal spezifiziert ”Einstellen des Widerstandswertes des variablen Widerstandswertes 21a-1 auf 0,91 kΩ”. Wie oben erläutert, wird ein Änderungsbetrag der Geschwindigkeit mit dem Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltkreis 13 jedes Mal dann detektiert, wenn ein vorläufiges Einstellsignal zur Analogsignal-Einstellschaltung 11 übertragen wird. Ein Satz aus dem übertragenen vorläufigen Einstellsignal und der dem vorläufigen Einstellsignal entsprechende Geschwindigkeitsänderungsbetrag werden in der Speicherschaltung 15 abgespeichert.
8B erläutert einen ersten Bestimmungsprozess für ein vorläufiges Einstellsignal durch die Bestimmungseinheit 28 für das vorläufige Einstellsignal, welcher ausgeführt wird, wenn die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 27 den Geschwindigkeitsänderungsbetrag, welcher momentan abgespeichert wird, mit dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag im ersten vorangehenden Zyklus verglichen hat, wobei beide aus der Speicherschaltung 15 ausgelesen sind, und festgestellt hat, dass der Geschwindigkeitsänderungsbetrag abgefallen ist, d. h. der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, kleiner ist als der Geschwindigkeitsänderungsbetrag entsprechend dem sechzehnten vorläufigen Einstellsignal, wie im ersten vorangehenden Zyklus detektiert (Schritt S102). Beim ersten Bestimmungsprozess für das vorläufige Einstellsignal wird ein Verschiebungsbetrag entsprechend 0,01 kΩ, als derjenige Verschiebungsbetrag, welcher bei Bestimmung des vorläufigen Einstellsignals im ersten vorangehenden Zyklus, d. h. als sechzehntes vorläufiges Einstellsignal bestimmt wurde, zu 0,91 kΩ, als Widerstandswert, welcher durch das vorläufige Einstellsignal im ersten vorangehenden Zyklus, d. h. im sechzehnten vorläufigen Einstellsignal, bestimmt wurde, hinzu addiert. Der sich ergebende Wert von 0,92 kΩ wird als Widerstandswert für den variablen Widerstand 21a-1 im laufenden Detektionszyklus eingestellt. Mit anderen Worten: das vorläufige Einstellsignal im laufenden Detektionszyklus, hier als ”siebzehntes vorläufiges Einstellsignal” bezeichnet, bestimmt: ”Einstellen des Widerstandswertes des variablen Widerstandes 21a-1 auf 0,92 kΩ”. Das siebzehnte vorläufige Einstellsignal wird an die Analogsignal-Einstellschaltung 11 übertragen, woraufhin die Erzeugung der vorläufigen Einstellsignale erfolgt.
8C erläutert einen zweiten Bestimmungsprozess für ein vorläufiges Einstellsignal durch die Bestimmungseinheit 28 für das vorläufige Einstellsignal, welcher ausgeführt wird, wenn die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 27 den momentan gespeicherten Geschwindigkeitsänderungsbetrag mit dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag im ersten vorangehenden Zyklus verglichen hat, wobei beide aus der Speicherschaltung 15 ausgelesen werden, und festgestellt hat, dass der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit angewachsen ist, d. h. der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, welcher durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert wird, ist größer als der Geschwindigkeitsänderungsbetrag entsprechend dem sechzehnten vorläufigen Einstellsignal, welches im ersten vorangehenden Zyklus detektiert wurde (Schritt S103). Beim zweiten Bestimmungsprozess für das vorläufige Einstellsignal gemäß 7C wird ein Verschiebungsbetrag gleich dem Verschiebungsbetrag, welcher verwendet wurde bei Bestimmung des vorläufigen Einstellsignals im ersten vorangehenden Zyklus von einem Widerstandswert subtrahiert, welcher durch das vorläufige Einstellsignal im ersten vorangehenden Zyklus spezifiziert ist, und ein von diesem Verschiebungsbetrag verschiedener Verschiebungsbetrag wird addiert und sodann wird das resultierende Signal als vorläufiges Einstellsignal im laufenden Detektionszyklus an die Analogsignal-Einstellschaltung 11 übertragen. Kann der Verschiebungsbetrag bezüglich des variablen Widerstandes 21a-1 nicht auf eine weitere Dezimalstelle genauer als der ursprüngliche Wert eingestellt werden, in diesem Falle also einer dritten Dezimalstelle (bei 0,01 kΩ in diesem Beispiel), wird bezüglich des variablen Widerstandes 21a-1 ein Verschiebungsbetrag gleich dem Verschiebungsbetrag von 0,01 kΩ, welcher bei Bestimmung des vorläufigen Einstellsignals im ersten vorangehenden Zyklus, d. h. das sechzehnte vorläufige Einstellsignal, bestimmt wurde, vom Widerstandswert von 0,91 kΩ subtrahiert, welcher durch das vorläufige Einstellsignal im ersten vorangehenden Zyklus spezifiziert ist, d. h. dem sechzehnten vorläufigen Einstellsignal. Ein Wert von 0,9 kΩ, der so gewonnen wird, wird als Widerstandswert des variablen Widerstandes 21a-1 im laufenden Detektionszyklus eingestellt. Mit anderen Worten: das vorläufige Einstellsignal im laufenden Detektionszyklus, als ”siebzehntes vorläufiges Einstellsignal” bezeichnet, bestimmt: ”Einstellen des Widerstandswertes des variablen Widerstandes 21a-1 auf 0,9 kΩ”. Dies vervollständigt den Bestimmungsprozess des vorläufigen Einstellsignals für den variablen Widerstand 21a-1. Die Einstellsignal-Bestätigungseinheit 29 bestätigt als Folgestufe der Bestimmungseinheit für das vorläufige Einstellsignal als Einstellsignal das siebzehnte vorläufige Einstellsignal. Die Bestimmungseinheit 28 für das vorläufige Einstellsignal schaltet den einzustellenden variablen Widerstand vom Widerstand 21a-1 zur Einstellung einer Amplitude eines Analogsignals mit A-Phase auf einen variablen Widerstand zum Einstellen des Versatzes eines Analogsignals mit A-Phase, nachfolgend ist dies der variable Widerstand 21a-2, und führt die Prozesse aus, die oben mit Bezug auf die 7A bis 7C beschrieben sind. Mit anderen Worten: ein erstes vorläufiges Einstellsignal für den weiteren einzustellenden variablen Widerstand 21a-2 bestimmt: ”Einstellen des Widerstandswertes des variablen Widerstandes 21a-2 auf 0,5 kΩ”. Die 8A bis 8C erläutern ein Beispiel, bei dem ein Einstell-Zielobjekt umgeschaltet wird auf einen variablen Widerstand zum Einstellen eines Versatzes (”offset”) eines Analogsignals mit A-Phase, nachdem ein variabler Widerstand zum Einstellen der Amplitude eines Analogsignals mit A-Phase eingestellt worden ist. Die Figuren sind nur erläuternd und die Reihenfolge der Einstellungen kann bezüglich eines variablen Widerstandes für die Einstellung der Amplitude eines Analogsignals mit A-Phase und eines variablen Widerstandes zum Einstellen eines Versatzes eines Analogsignals mit A-Phase, eines variablen Widerstandes zum Einstellen einer Amplitude eines Analogsignals mit B-Phase und eines variablen Widerstandes zum Einstellen eines Versatzes eines Analogsignals mit B-Phase passend vorgegeben werden. Ein variabler Widerstand, für den ein Einstellsignal bestätigt ist, kann erneut eingestellt werden, nachdem mehrere variable Widerstände eingestellt worden sind; die Reihenfolge der Einstellungen kann bestimmt werden mit einer Logikschaltung, wie einer LSI.
Beispielsweise ist es möglich, eingestellte variable Widerstände von nicht-eingestellten zu diskriminieren durch Verarbeitung mehrerer in der Speicherschaltung 15 abgespeicherter Einstellsignale. Gegebenenfalls ist es möglich, die Erzeugung eines Einstellsignals für einen nicht-eingestellten variablen Widerstand zu bestimmen. Es ist auch möglich, eingestellte variable Widerstände durch Prüfung der Anzahl der für sie durchgeführten Einstellungen zu ermitteln.
Nunmehr wird der Detektionszyklus bezüglich eines Geschwindigkeitsänderungsbetrages durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 näher beschrieben. Beim ersten Ausführungsbeispiel ist der Detektionszyklus der Geschwindigkeitbetragsänderung durch die Geschwindigkeitsbetragsänderungdetektionsschaltung 13 vorzugsweise ein ganzzahliges Vielfaches eines Zyklus des sinusförmigen Analogsignals mit zwei Phasen von 90 Grad Differenz, welches entsprechend dem Weg des zu vermessenden Zielobjektes ausgegeben wird, d. h. von der Sensoreinheit 13 ausgegeben wird. Die Gründe hierfür werden weiter unten mit Bezug auf die 9A, 9B, 10A, und 10B näher beschrieben. 9A illustriert einen Detektionszyklus eines Geschwindigkeitsänderungsbetrages mit Darstellung der Positionsdaten, wie sie von einer Positionsdetektionsschaltung am Zielobjekt, welches sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, ausgegeben werden. 9B illustriert einen Detektionszyklus eines Geschwindigkeitsänderungsbetrages mit Darstellung eines Geschwindigkeitsänderungsbetrages, wie mit den Positionsdaten nach 9A berechnet. 10a zeigt einen Detektionszyklus eines Geschwindigkeitsänderungsbetrages, eingesetzt bei dem ersten Ausführungsbeispiel mit Darstellung von Positionsdaten, welche von dem Positionsdetektionsschaltkreis am mit konstanter Geschwindigkeit sich bewegenden Zielobjekt ausgegeben werden. 10B zeigt einen Detektionszyklus eines Geschwindigkeitsänderungsbetrages, eingesetzt beim ersten Ausführungsbeispiel, mit Darstellung eines Geschwindigkeitsänderungsbetrages, welcher aus den Positionsdaten nach 10A berechnet ist.
Wie 9A zeigt, ist allgemein bekannt, dass eine Verschiebung einer Amplitude, einer Phase oder eines Versatzes eines sinusförmigen Analogsignals mit zwei Phasen mit 90 Grad Differenz, welche von einer Sensoreinheit 40 entsprechend des Weges eines zu vermessenden Zielobjektes ausgegeben werden, typischerweise zyklische Fehlerkomponenten im sinusförmigen Analogsignal mit Bezug auf dessen Zyklus Temperatur erzeugen können. Gegeben sei ein Detektionszyklus T_A des Geschwindigkeitsänderungsbetrages als nicht-ganzzahliges Vielfaches von T (beispielsweise T_A = T/3), werden Geschwindigkeitsänderungsbeträge D₁, D₂, ..., welche pro Detektionszyklus detektiert werden, voneinander gemäß 9B verschieden sein. Ein Versuch, ein Einstellsignal zu erzeugen unter Verwendung eines Detektionszyklus T_A eines Geschwindigkeitsänderungsbetrages als nicht-ganzzahligem Vielfachen von T ergeben das Erfordernis, bei der Implementation des Steuersystems zu unterscheiden zwischen einem Anstieg oder Abfall des Geschwindigkeitsänderungsbetrages aufgrund eines Einstellsignals von einem Anstieg oder Abfall des Geschwindigkeitsänderungsbetrages aufgrund des Detektionszyklus. Dies würde die Signalbestimmungslogik im Einstellsignal-Erzeugungsschaltkreis 14 komplizieren.
Beim ersten Ausführungsbeispiel ist ein Detektionszyklus T_A des Geschwindigkeitsänderungsbetrages mittels der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 auf ein ganzzahliges Vielfaches des Zyklus T eines sinusförmigen Analogsignales mit zwei Phasen von 90 Grad Phasendifferenz eingestellt. Wie 10A zeigt, kann der Detektionszyklus T_A des Geschwindigkeitsänderungsbetrages gleich sein dem Detektionszyklus T eines Analogsignals. Geschwindigkeitsänderungsbeträge D₁, D₂, ..., welche pro Detektionszyklus T_A detektiert werden, nehmen fast die gleichen Werte an, es sei denn es erfolgt eine Einstellung durch die Analogsignal-Einstellschaltung. Dies vereinfacht die Signal-Bestimmungslogik in der Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14.
Nachfolgend wird eine Variante des ersten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Liegt die Amplitude eines Analogsignals bei einer von zwei Phasen mit 90 Grad Differenz eines zwei-phasigen sinusförmigen Analogsignals, welches entsprechend dem Weg eines zu vermessenden Zielobjektes ausgegeben wird, in der Nähe von Null, erzeugt die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 vorzugsweise ein vorläufiges Einstellsignal zum Abstimmen (Einstellen) des Versatzes und/oder der Amplitude eines Analogsignals in Bezug auf andere Phasen und überträgt das vorläufige Einstellsignal zur Analogsignal-Einstellschaltung. Der Hintergrund hierfür wird nachfolgend näher mit Bezug auf die 11A und 11B näher beschrieben. Die 11A und 11B sind Lissajous-Diagramme, welche jeweils eine Variante für die Erzeugung des vorläufigen Einstellsignals durch die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erläutern. In den 11A und 11B sind die A-Phase und die B-Phase eines sinusförmigen Analogsignals mit zwei Phasen von 90 Grad Differenz, wie entsprechend dem Weg eines zu vermessenden Zielobjektes ausgegeben, der Horizontal- bzw. der Vertikalachse zugeordnet. Wie beispielsweise in 11A dargestellt ist, nimmt dann, wenn ein Versatz und/oder eine Amplitude eines Signals der A-Phase eingestellt wird, ein Interpolationswinkel θ' nach der Einstellung einen Wert an, der verschieden ist von einem Interpolationswinkel θ vor der Einstellung. Erfolgt die Signaleinstellung durch die Analogsignal-Einstellschaltung 11 auf Basis eines Einstellsignals bei Rotation des Kodierers, ändert sich ein Interpolationswinkel θ abrupt in den Interpolationswinkel θ' nach der Einstellung, wodurch die Verarbeitung im Kodierersignalprozessor 1 unterbrochen werden kann.
Ist andererseits die Amplitude eines Analogsignals mit B-Phase als eine von zwei Phasen mit 90 Grad Phasendifferenz eines zwei-phasigen sinusförmigen Analogsignals in der Nähe von Null, kann der Versatz und/oder die Amplitude der anderen Phase, also der A-Phase, gemäß 11B eingestellt werden. In diesem Fall nimmt ein Interpolationswinkel θ' nach der Einstellung einen Wert nahe dem Interpolationswinkel θ vor der Einstellung an, was eine kleine Änderung im Interpolationswinkel vor und nach der Einstellung bedeutet. Bei dieser Variante wird ein Einstellsignal für eine der Phasen übertragen, während die Amplitude der anderen Phase nahe Null ist. Dies vermeidet Störungen in der Verarbeitung im Kodierersignalprozessor 1 auch bei Rotation des Kodierers.
Nunmehr wird ein Kodierersignalprozessor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel näher beschrieben. 12 ist ein Blockdiagramm des grundsätzlichen Aufbaus eines Kodierersignalprozessors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Eine Speicherschaltung 15 im Kodierersignalprozessor 1 hat weiterhin einen ersten Speicherbereich 15A zum Speichern eines Satzes aus einem Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Änderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, und eines vorläufigen Einstellsignals, wie durch die Analogsignal-Einstellschaltung 11 übertragen, wenn der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit detektiert wird, und einen zweiten Speicherbereich 15B zum Speichern eines vorgegebenen vorläufigen Einstellsignals als Kandidaten für eine Übertragung zu der Analogsignal-Einstellschaltung. Während beim ersten Ausführungsbeispiel ein Verschiebungsbetrag bezüglich eines Widerstandswertes zur Bestimmung eines vorläufigen Einstellsignals durch eine Logikschaltung, wie eine LSI-Schaltung, bestimmt wird, ist ein vorläufiges Einstellsignal als Kandidat für eine Übertragung an die Analogsignal-Einstellschaltung 11 vordefiniert und im zweiten Speicherbereich 15B der Speicherschaltung 15 abgespeichert. Ein zu übertragendes vorläufiges Einstellsignal wird aus dem zweiten Speicherbereich 15B im ersten oder zweiten Bestimmungsprozess für das vorläufige Einstellsignal durch die Bestimmungseinheit 28 für das vorläufige Einstellsignal ausgelesen. Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Satz aus einem Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, und aus einem vorläufigen Einstellsignal, wie bei Detektion des Geschwindigkeitsänderungsbetrages zur Analogsignal-Einstellschaltung 11 übertragen, im ersten Speicherbereich 15A der Speicherschaltung 15 abgespeichert.
13 erläutert eine Gruppe von vorläufigen Einstellsignalen, die in einem zweiten Speicherbereich der Speicherschaltung im Kodierersignalprozessor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel abgespeichert sind.
Wie oben erläutert, sind variable Widerstände vorgesehen zum individuellen Einstellen eines Versatzes und einer Amplitude bezüglich einer von zwei Phasen eines Analogsignals. In 13 sind der Klarheit halber einem variablen Widerstand zum Einstellen der Amplitude eines Analogsignals mit A-Phase das Bezugszeichen J zugeordnet, einem variablen Widerstand zum Einstellen eines Versatzes eines Analogsignals mit A-Phase das Bezugszeichen K zugeordnet, einem variablen Widerstand zum Einstellen der Amplitude eines Analogsignals mit B-Phase das Bezugszeichen L zugeordnet, während einem variablen Widerstand zum Einstellen eines Versatzes eines Analogsignals mit A-Phase das Bezugszeichen M zugeordnet ist.
Ein vorläufiges Einstellsignal spezifiziert die Identifizierungsinformation für einen einzustellenden variablen Widerstand und die Information bezüglich des Zielwiderstandes für diesen. Eine Gruppe von vorläufigen Einstellsignalen zur Verwendung bezüglich des variablen Widerstandes J, eine Signalgruppe zum Einstellen des Widerstandswertes in Schritten von 0,8 kΩ, eine Signalgruppe zum Einstellen des Widerstandswertes in Schritten von 0,4 kΩ, eine Signalgruppe zum Einstellen des Widerstandswertes in Schritten von 0,2 kΩ und eine Signalgruppe zum Einstellen des Widerstandswertes in Schritten von 0,1 kΩ sind im zweiten Speicherbereich 15B der Speicherschaltung 15 abgespeichert. Gruppen von vorläufigen Einstellsignalen zur Verwendung bezüglich der variablen Widerstände K, L oder M haben entsprechende Konfigurationen und sind in gleicher Weise abgespeichert, in 13 aber nicht näher dargestellt. Die Widerstandswerte gemäß 13 sind nur beispielhaft und es können auch andere Werte eingesetzt werden.
Das in 5 gezeigte Flussdiagramm ist auch beim zweiten Ausführungsbeispiel einsetzbar.
Zunächst vergleicht eine Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 27 einen Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, mit einem Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie im ersten vorangehenden Detektionszyklus des Geschwindigkeitsänderungsbetrages detektiert (Schritt S101). Der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie im ersten vorangehenden Detektionszyklus durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, ist bereits im ersten Speicherbereich 15A in der Speicherschaltung 15 abgespeichert. Die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 27 liest den gespeicherten Geschwindigkeitsänderungsbetrag aus dem genannten ersten Speicherbereich für einen Vergleich mit dem laufenden Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, aus. Ist der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, kleiner als der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie im ersten vorangehenden Detektionszyklus detektiert, geht die Steuerung zu Schritt S102. Ist der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, größer als der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie im ersten vorangehenden Detektionszyklus detektiert, geht das Verfahren zu Schritt S103.
Hat die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 27 in Schritt S101 festgestellt, dass der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, kleiner ist als der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie im ersten vorangehenden Detektionszyklus detektiert, liest die Bestimmungseinheit 28 für das vorläufige Einstellsignal aus dem zweiten Speicherbereich 15B ein vorläufiges Einstellsignal aus, welches einen Widerstandswert spezifiziert, welcher gewonnen wird durch Addition des gleichen Verschiebungsbetrages wie bei Bestimmung des vorläufigen Einstellsignals im ersten vorangehenden Zyklus gemäß dem ersten Bestimmungsverfahren für das vorläufige Signal, zum Widerstandswert, welcher durch das vorläufige Einstellsignal im ersten vorangehenden Detektionszyklus spezifiziert ist, und überträgt das sich ergebende Signal als vorläufiges Einstellsignal im laufenden Detektionszyklus zur Analogsignal-Einstellschaltung 11 (Schritt S102). Die Analogsignal-Einstellschaltung 11 stellt die Widerstandswerte der variablen Widerstände 21a und 21b entsprechend dem empfangenen vorläufigen Einstellsignal ein.
Hat die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 27 in Schritt S101 ermittelt, dass der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, größer ist als der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie im ersten vorangehenden Detektionszyklus detektiert, liest die Bestimmungseinheit 28 für das vorläufige Einstellsignal aus dem zweiten Speicherbereich 15B ein vorläufiges Einstellsignal aus, welches einen Widerstandswert spezifiziert, der gewonnen ist durch Subtraktion des gleichen Verschiebungsbetrages wie bei Bestimmung des vorläufigen Einstellsignals im ersten vorangehenden Zyklus gemäß dem zweiten Bestimmungsprozess für das vorläufige Signal, vom Widerstandswert, welcher spezifiziert ist durch das vorläufige Einstellsignal im ersten vorangehenden Detektionszyklus, und Addition eines Verschiebungsbetrages, der von dem genannten Verschiebungsbetrag verschieden ist, und überträgt das sich ergebende Signal als vorläufiges Einstellsignal im laufenden Detektionszyklus zur Analogsignal-Einstellschaltung 11 (Schritt S103). Die Analogsignal-Einstellschaltung 11 stellt die Widerstandswerte der variablen Widerstände 21a und 21b entsprechend dem empfangenen vorläufigen Einstellsignal ein.
Das in Schritt S102 oder S103 zur Analogsignal-Einstellschaltung 11 übertragene vorläufige Einstellsignal wird im ersten Speicherbereich 15A der Speicherschaltung 15 in Schritt S105 abgespeichert, und zwar zusammen mit dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert. Mit anderen Worten: jedes Mal, wenn ein vorläufiges Einstellsignal zur Analogsignal-Einstellschaltung 11 übertragen wird, wird im ersten Speicherbereich 15A der Speicherschaltung 15 ein Satz aus dem vorläufigen Einstellsignal und dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie von der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 empfangen, dem Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie beim Vergleichsprozess der Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 27 verwendet, abgespeichert. Auf diese Weise werden beim zweiten Ausführungsbeispiel durch Abspeicherung mehrere Sätze aus einem Geschwindigkeitsänderungsbetrag und einem vorläufigen Einstellsignal bezüglich der Vergangenheit in dem ersten Speicherbereich 15A der Speicherschaltung 15 bessere Bestimmungen eines vorläufigen Einstellsignals zur Übertragung an die Analogsignal-Einstellschaltung aus dem zweiten Speicherbereich 15B entsprechend der Einzelheiten vergangener Einstellungen und deren Ergebnisse gemäß Abspeicherung im ersten Speicherbereich 15A gewonnen.
Die Speicherschaltung 15, die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit 17 und die Bestimmungseinheit 28 für das vorläufige Einstellsignal entsprechen denen des ersten Ausführungsbeispiels. Die gleichen Bezugszeichen werden verwendet für einander entsprechende Schaltkreiskomponenten und eine wiederholte Beschreibung erübrigt sich. Die Variante des ersten Ausführungsbeispiels gemäß obiger Beschreibung ist auch beim zweiten Ausführungsbeispiel einsetzbar.
Nunmehr wird ein Kodierersignalprozessor gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben. 14 ist ein Blockdiagramm des grundlegenden Aufbaus eines Kodierersignalprozessors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Das dritte Ausführungsbeispiel enthält eine Befehlsschaltung 16 zusätzlich zum Kodierersignalprozessor 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Komponenten mit Ausnahme der Befehlsschaltung 16 entsprechen denen des ersten Ausführungsbeispiels. Gleiche Bezugszeichen werden einander entsprechenden Schaltungskomponenten zugeordnet und eine wiederholte Beschreibung erübrigt sich. Die Variante des ersten, oben beschriebenen Ausführungsbeispiels ist auch beim dritten Ausführungsbeispiel einsetzbar.
Die Befehlsschaltung 16 ist als Digitalschaltung eingerichtet zur Ausführung arithmetischer Verarbeitungen digitaler Signale, wie von der Positionsdetektionsschaltung 12, der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13, der Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 und der Speicherschaltung 15. Die Befehlsschaltung 16 befiehlt der Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 einen Stock der Erzeugung eines Einstellsignals, wenn der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung detektiert, kleiner ist als ein erster vorgegebener Schwellenwert D_th1 und befiehlt der Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 den Start der Erzeugung eines Einstellsignals, wenn der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, größer ist als ein zweiter Schwellenwert D_th2. Der zweite vorgegebene Schwellenwert D_th2 ist größer als der erste vorgegebene Schwellenwert D_th1. Auf diese Weise überwacht beim dritten Ausführungsbeispiel die Befehlsschaltung 16 kontinuierlich einen Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert. Ist der Geschwindigkeitsänderungsbetrag kleiner als der erste Schwellenwert D_th1, stellt die Befehlsschaltung 16 fest, dass ein Einstellsignal keine Änderungen erfordert und betätigt die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 nicht. Ist der Geschwindigkeitsänderungsbetrag größer als der zweite Schwellenwert D_th2, stellt die Befehlsschaltung 16 fest, dass ein anderes Einstellsignal erforderlich ist und betätigt die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14. 15A erläutert den Betrieb und die Wirkungen des Kodierersignalprozessors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, wobei ein Geschwindigkeitsänderungsbetrag durch Rauschen oder andere Störungen gestört ist. 15B zeigt den Betrieb und die Wirkungen des Kodierersignalprozessors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, wenn ein Geschwindigkeitsänderungsbetrag aufgrund von säkularen Änderungen des Kodierers angewachsen ist. Wie 15A zeigt, kann es dann, wenn ein Geschwindigkeitsänderungsbetrag sich zeitweise ändert aufgrund einer Störung, wie einem externen Rauschen, während sich der Geschwindigkeitsänderungsbetrag einem Minimalwert aufgrund des Betriebs der Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 nähert, Zeit kosten, ein Einstellsignal zu gewinnen, welches den Geschwindigkeitsänderungsbetrag minimiert, und zwar aufgrund von Variationen des Geschwindigkeitsänderungsbetrages. Um dieses Problem anzugehen, wird der erste Schwellenwert D_th1 vorab festgelegt. Ist der Geschwindigkeitsänderungsbetrag kleiner als der erste Schwellenwert D_th1, wird die Erzeugung eines vorläufigen Einstellsignals durch die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 beendet und das (gegebene) vorläufige Einstellsignal wird als Einstellsignal bestätigt. Wie 15B zeigt, kann ein Geschwindigkeitsänderungsbetrag aufgrund von säkularen Änderungen des Kodierers nach vollendeter Einstellung eines Einstellsignals durch die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 sich ändern, was ein anderes Einstellsignal erforderlich macht. Um dieses Problem anzugehen, wird ein zweiter Schwellenwert D_th2 vorab festgelegt. Ist der Geschwindigkeitsänderungsbetrag größer als der zweite Schwellenwert D_th2, wird die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 instruiert, die Erzeugung eines Einstellsignals zu starten. Die Befehlsschaltung 16 überwacht kontinuierlich einen Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung detektiert. Überschreitet der Geschwindigkeitsänderungsbetrag den zweiten Schwellenwert D_th2, instruiert die Befehlsschaltung 16 die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14, den Start der Erzeugung eines Einstellsignals zu Beginnen. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, ein Einstellsignal zur Verwendung in der Analogsignal-Einstellschaltung 14 automatisch auf einem optimalen Wert zu halten, mit welchem eine hochgenaue Positionsdetektion auch bei Vorliegen von säkularen (langfristigen) Änderungen einer Analogsignal-Wellenform, die durch einen Kodierer ausgegeben wird.
Der obige erste Schwellenwert D_th1 und der zweite Schwellenwert D_th2 können durch eine Bedienungsperson über eine Eingabeeinrichtung, wie einen PC, willkürlich eingerichtet werden. Dies ermöglicht eine Einstellung der Positionsdetektionsgenauigkeit. Beispielsweise können der erste Schwellenwert D_th1 und der zweite Schwellenwert D_th2 in einen Speicher in einem Kodierer eingeschrieben werden, der verschieden ist vom Speicherschaltkreis 15 und die Schwellenwerte D_th1 und D_th2 können in den Arbeitsbereich eines arithmetischen Prozessors im Kodierersignalprozessor 1 bei Start von dessen Betrieb geladen werden.
Nunmehr wird eine Variante des dritten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. 16 erläutert als Flussdiagramm einen Befehl zum Start der Erzeugung eines Einstellsignals in einem Kodierersignalprozessor gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Beim obigen dritten Ausführungsbeispiel instruiert die Befehlsschaltung 16 die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 die Erzeugung eines Einstellsignals zu starten, wenn der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, größer ist als der zweite Schwellenwert D_th2. Die Variante des dritten Ausführungsbeispiels betrifft zusätzlich einen Fall mit einer zusätzlichen Bedingung für die Instruktion der Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 für den Start der Erzeugung des Einstellsignals, wobei ein Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsbetragsänderungsdetektionsschaltung 13 detektiert, größer ist als der erste Schwellenwert D_th1 und das Einstell-Startsignal von außen empfangen wird, sowie auch den Fall, bei dem der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, größer ist als der zweite Schwellenwert, wie beim dritten Ausführungsbeispiel. Wie 16 zeigt, überwacht die Befehlsschaltung 16 kontinuierlich den Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert. In Schritt S201 ermittelt die Befehlsschaltung 16, ob der durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektierte Geschwindigkeitsänderungsbetrag größer ist als der erste Schwellenwert D_th1. Ist der detektierte Geschwindigkeitsänderungsbetrag größer als der erste Schwellenwert D_th1, geht das Steuerverfahren zu Schritt S202. In Schritt S202 prüft die Befehlsschaltung 16, ob von außen ein Einstell-Startsignal empfangen wurde. Hat die Befehlsschaltung 16 in Schritt S202 ermittelt, dass ein Einstell-Startsignal von außen empfangen worden ist, instruiert die Befehlsschaltung 16 die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14, mit der Erzeugung eines Einstellsignals zu starten. Hat die Befehlsschaltung 16 in Schritt S202 ermittelt, dass von außen kein Einstell-Startsignal empfangen worden ist, geht das Verfahren zu Schritt S203. In Schritt S203 ermittelt die Befehlsschaltung 16, ob ein Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, größer ist als der zweite Schwellenwert D_th2. Hat die Befehlsschaltung 16 ermittelt, dass der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie mit der Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 ermittelt, größer ist als der zweite Schwellenwert D_th2, instruiert die Befehlsschaltung 16 die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14, mit der Erzeugung eines Einstellsignals zu beginnen. Hat die Befehlsschaltung 16 ermittelt, dass der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13 detektiert, kleiner ist als der zweite Schwellenwert D_th2, instruiert die Befehlsschaltung 16 nicht die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14, die Erzeugung eines Einstellsignals zu starten, und die Steuerung geht zurück zu Schritt S201. Mit dieser Variante des dritten Ausführungsbeispiels kann die Einstellung gestartet werden, auch wenn ein Einstell-Startsignal von außen in Bezug auf den Kodierer empfangen wird, z. B. über eine numerische Steuerung oder einen PC. Es ist damit möglich, ein Einstellsignal zur Verwendung durch die Analogsignal-Einstellschaltung 11 auch beim Herstellungsverfahren des Kodierers einzustellen. Andererseits kann die Bedienungsperson auch ein Einstellsignal zur Verwendung durch die Analogsignal-Einstellschaltung 11 gemäß einer willkürlichen Zeitfolge einstellen, unabhängig davon, ob die Positionsdetektionsgenauigkeit abgefallen ist.
Nunmehr wird ein Kodierersignalprozessor gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel näher beschrieben. 17 ist ein Blockdiagramm des grundlegenden Aufbaus des Kodierersignalprozessors gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. Das vierte Beispiel hat eine Überwachungseinheit 31, eine Voreinstellungseinheit 32 und eine Einstelleinheit 33, ansonsten auch die Merkmale des Kodiersignalprozessors 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Komponenten außer der Überwachungseinheit 31, der Voreinstellungseinheit 32 und der Einstelleinheit 33 entsprechen denen des dritten Ausführungsbeispiels. Die gleichen Bezugszeichen werden für einander entsprechende Schaltungskomponenten verwendet und insoweit wird auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet. Die Variante des ersten Ausführungsbeispiels und die Variante des dritten Ausführungsbeispiels, wie oben beschrieben, können auch mit den Lehren gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel eingesetzt werden.
Angenommen sei ein Fall, bei dem eine Amplitude oder ein Versatz eines sinusförmigen Analogsignals mit zwei Phasen von 90 Grad Phasenunterschied, welche entsprechend dem Weg eines zu vermessenden Zielobjektes ausgegeben werden, beträchtlich gegenüber einem Optimalwert verschoben sind, bevor die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 die Erzeugung eines Einstellsignals beginnt. Auch wenn die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 die Erzeugung eines Einstellsignals begonnen hat, kann es beträchtliche Zeit dauern, bis ein Einstellsignal erzeugt ist, welches den Geschwindigkeitsänderungsbetrag minimiert. Weiterhin kann auch dann, wenn ein Analogsignal unter Verwendung des durch die Analogsignal-Erzeugungsschaltung 11 erzeugten Einstellsignals abgestimmt ist, es vorkommen, dass ein Amplitudenfehler oder ein Versatz nicht vollständig verschwinden, worauf folgen kann, dass die Konvergenz auf einen unerwarteten Wert hinausläuft. Das vierte Ausführungsbeispiel enthält zusätzlich die Überwachungseinheit 31, die Voreinstellungseinheit 32 und die Einstelleinheit 33 und führt im Voraus eine Grobeinstellung aus durch eine gezielte Änderung des Widerstandswertes der variablen Widerstände 21a und 21b um einen vorgegebenen Betrag, ohne dass sofort der Start der Erzeugung eines Einstellsignals durch die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 erfolgt, wenn ein Befehl zum Start der Erzeugung eines Einstellsignals von der Befehlsschaltung 16 empfangen wird. Die Überwachungseinheit 31, die Voreinstellungseinheit 32 und die Einstelleinheit 33 sind eingerichtet als digitale Schaltungen für die Verarbeitung digitaler Signale, so wie auch die Positionsdetektionsschaltung 12, die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung 13, die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14, die Speicherschaltung 15 und die Befehlsschaltung 16.
Die Überwachungseinheit 31 überprüft, ob ein Überwachungszielwert, wie ein Versatz und/oder eine Amplitude, eines durch die Analogsignal-Einstellschaltung 11 abgestimmten Analogsignals unter einen vorgegebenen dritten Schwellenwert abfällt oder einen vierten Schwellenwert überschreitet, welcher größer ist als der dritte Schwellenwert, und zwar in einem Zeitintervall nach dem Empfang eines Befehls von der Befehlsschaltung 16 zum Start der Erzeugung eines Einstellsignals, bis dem Einstellsignal-Erzeugungsschaltkreis 14 der Befehl gegeben wird, mit der Erzeugung eines Einstellsignals zu beginnen. Es sei angenommen, dass der vierte Schwellenwert größer ist als der dritte Schwellenwert. Überwachungszielwert ist der Versatz und/oder die Amplitude eines Analogsignals, welches durch die Analogsignal-Einstellschaltung 11 abgestimmt ist, wobei die Überwachungseinheit 31 als Digitalschaltung eingerichtet ist und Daten eines Digitalsignals überwacht, welches durch A/D-Wandlerschaltungen 23a und 23b aus einem Analogsignal gewandelt ist.
Ist der Überwachungszielwert unter den dritten Schwellenwert abgefallen, d. h. unter den unteren Grenzwert, überträgt die Voreinstellungseinheit 32 an die variablen Widerstände 21a oder 21b ein Signal zum Einstellen des Widerstandswertes um einen vorgegebenen Betrag, um so den Überwachungszielwert ansteigen zu lassen, bis dieser den dritten Schwellenwert überschreitet. Hat der Überwachungszielwert den vierten Schwellenwert, d. h. den oberen Grenzwert, überschritten, überträgt die Voreinstellungseinheit 32 an die variablen Widerstände 21a oder 21b ein Signal zum Einstellen des Widerstandswertes um einen vorgegebenen Betrag, um so zu bewirken, dass der Überwachungszielwert unter den vierten Schwellenwert abfällt.
Fällt der Überwachungszielwert unter den dritten Schwellenwert Ausführungsbeispiel oder hat er den vierten Schwellenwert überschritten, stellt die Einstelleinheit 33 einen neuen vorgegebenen Wert ein, welcher durch die Voreinstelleinheit 32 zu verwenden ist, ein Wert, der kleiner ist als der vorgegebene Wert, welcher für die Abstimmung des Überwachungszielwertes verwendet worden ist.
Hat sich der Überwachungszielwert zwischen dem dritten Schwellenwert als unterem Grenzwert und dem vierten Schwellenwert als oberem Grenzwert eingespielt, befiehlt die Befehlsschaltung 16 den Start der Erzeugung eines Einstellsignals. Hat sich der Überwachungszielwert bereits zwischen dem dritten Schwellenwert und dem vierten Schwellenwert in einem Zeitintervall eingespielt, welches läuft ab dem Empfang eines Befehls zum Start der Erzeugung eines Einstellsignals von der Befehlsschaltung 16 bis zur Instruktion der Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 zum Start der Erzeugung eines Einstellsignals, bleibt die Voreinstelleinheit 32 ohne Wirkung. Die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 beginnt die Erzeugung eines Einstellsignals entsprechend dem Befehl von der Befehlsschaltung 16.
18A ist ein Lissajous-Diagramm zur Erläuterung eines Versatzes eines Analogsignals vor einer Vorabstimmung in einem Kodierersignalprozessor gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. 18B ist ein Lissajous-Diagramm zur Erläuterung eines Versatzes eines Analogsignals nach der Vorabstimmung in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. Ein dritter Schwellenwert als unterer Grenzwert und ein vierter Schwellenwert als oberer Grenzwert werden für einen Voreinstellungsprozess bezüglich eines Versatzes eines Analogsignals vorab spezifiziert. Sowohl der dritte Schwellenwert als auch der vierte Schwellenwert können so eingestellt werden, dass sich keine Konvergenz auf einen unerwarteten Wert ergibt, ohne dass ein Amplitudenfehler oder ein Versatz vollständig entfernt sind, wobei eine annehmbare Prozesszeit für den Einstellsignal-Erzeugungsprozess durch die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 eingehalten ist. Beispielsweise kann das folgende Experiment hierfür ausgeführt werden: 1) Veranlasse ein zu vermessendes Zielobjekt, mit konstanter Geschwindigkeit sich zu bewegen; 2) Betätige einen Kodierersignalprozessor 1, während das zu vermessende Zielobjekt sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Die Einstellung kann auf dem Ergebnis des Experimentes und dem Kodiererbetrieb beruhen. Mit Blick auf 18A sei angenommen, dass ein großer Versatz in einem Signal in einem Zeitintervall ab Empfang eines Befehls zum Start der Erzeugung eines Einstellsignals von der Befehlsschaltung 16 bis zum Befehl für die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 zum Start der Erzeugung eines Einstellsignals auftritt, wobei das Signal durch die Überwachungseinheit 31 überwacht wird. In einem solchen Fall wird ein Signal zur Änderung des Widerstandswertes um einen vorgegebenen Betrag an die variablen Widerstände 21a und 21b gegeben, bis sich der Überwachungszielwert in einem Wertebereich einspielt, der gegeben ist durch den dritten Schwellenwert und den vierten Schwellenwert, wie in 18B dargestellt ist.
19A ist ein Lissajous-Diagramm zur Erläuterung einer Amplitude eines Analogsignals vor einer Voreinstellung in einem Kodierersignalprozessor gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. 19B ist ein Lissajous-Diagramm zur Erläuterung einer Amplitude eines Analogsignals nach einer Voreinstellung in dem Kodierersignalprozessor gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. Ein dritter Schwellenwert als untere Grenze und ein vierter Schwellenwert als obere Grenze werden in einem Voreinstellungsprozess vorab bezüglich der Amplitude des Analogsignals spezifiziert. Sowohl der dritte Schwellenwert als auch der vierte Schwellenwert können auf jeweils einen Wert eingestellt werden, bei welchem sich keine Konvergenz auf einen unerwarteten Wert ergibt, ohne dass ein Amplitudenfehler oder ein Versatz vollständig entfernt sind, wobei eine angemessene Prozesszeit für den Einstellsignal-Erzeugungsprozess durch die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 gegeben ist. Beispielsweise kann das folgende Experiment ausgeführt werden: 1) Veranlasse ein zu vermessendes Zielobjekt, sich mit konstanter Geschwindigkeit zu bewegen; 2) Betätige den Kodierersignalprozessor 1, während sich das zu vermessende Zielobjekt mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Die Einstellung kann auf dem Ergebnis des Experimentes und dem Kodiererbetrieb beruhen. Mit Bezug auf 19A sei angenommen, dass in einem Zeitintervall ab Empfang eines Befehls zum Start der Erzeugung eines Einstellsignals von der Befehlsschaltung 16 bis zum Befehl an die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung 14 zum Start der Erzeugung eines Einstellsignals der Pegel eines Signals für eine Überwachung durch die Überwachungseinheit 31 zu gering ist, wobei das Signal Daten eines digitalen Signals repräsentiert, welches durch die A/D-Signalwandlerschaltungen 23a und 23b aus einem Analogsignal gewandelt ist, welches durch die Analogsignal-Einstellschaltung 11 abgestimmt ist. In diesem Falle wird ein Signal zur Änderung des Widerstandswertes um einen vorgegebenen Betrag zu den variablen Widerständen 21a und 21b übertragen, bis der Überwachungszielwert sich in einem Wertebereich einspielt, welcher definiert ist durch den dritten Schwellenwert und den vierten Schwellenwert, wie in 19B gezeigt ist.
Die Erfindung lehrt einen Kodierersignalprozessor, der in der Lage ist, eine hochgenaue Positionsdetektion auszuführen, auch bei Vorlegen von säkularen (langfristigen) Änderungen einer von einem Kodierer ausgegebenen Analogsignal-Wellenform.
Mit der Erfindung wird ein Einstellsignal erzeugt, welches einen Geschwindigkeitsänderungsbetrag der Positionsdaten eines zu vermessenden Zielobjektes minimiert, wobei der detektierte Änderungsbetrag auf einem sinusförmigen Analogsignal mit zwei Phasen von 90 Grad Differenz basiert, entsprechend dem Weg des zu vermessenden Zielobjektes, und wobei die Analogsignal-Einstellung auf Basis des Einstellsignals erfolgt. Damit ist es möglich, eine hochgenaue Positionsdetektion auch bei einem Abfall der Amplitude oder einer Änderung des Versatzes eines analogen Eingangssignals aufgrund von säkularen Änderungen der Analogsignal-Wellenform, welche von einem Kodierer ausgegeben wird, durchzuführen.
Die Erfindung lehrt eine Befehlsschaltung, welche einen Änderungsbetrag konstant überwacht und den Start der Erzeugung eines Einstellsignals befiehlt, wenn der Änderungsbetrag einen vorgegebenen Schwellenwert überschritten hat. Es ist damit möglich, automatisch ein Einstellsignal zu aktualisieren, welches für eine Analogsignal-Abstimmung eingesetzt wird. Es wird ermöglicht, eine hochgenaue Positionsdetektion auszuführen bei Anwesenheit von säkularen Änderungen einer von einem Kodierer ausgegebenen Analogsignal-Wellenform.
Mit der Erfindung wird ein Zyklus der Detektion eines Geschwindigkeitsänderungsbetrages, welcher für die Erzeugung eines Einstellsignals eingesetzt wird, auf ein ganzzahliges Vielfaches des Zyklus eines sinusförmigen Analogsignals spezifiziert, welches zwei Phasen mit 90 Grad Phasendifferenz hat, wobei die Ausgabe entsprechend dem Weg des zu vermessenden Zielobjektes erfolgt. Mit diesem Aufbau ist es möglich, eine Signalbestimmungslogik in einer Einstellsignal-Erzeugungsschaltung zu vereinfachen.
Ein Einstellsignal für eine der Phasen wird übertragen, während die Amplitude der anderen Phase nahe Null liegt. Dies verhindert Störungen der Prozesse in dem Kodierersignalprozessor 1, auch dann, wenn der Kodierer rotiert.
Mit der Erfindung werden alle Komponenten zum Einstellen einer Analogsignal-Wellenform in dem Kodierer vereinigt. Dadurch ergibt sich für die Herstellungskomponenten des Kodierers eine geringe Baugröße.

Im Stand der Technik wurde eine Abdeckung eines Kodierers geöffnet und ein mechanischer Verstärkungsdrehknopf darin zur Einstellung eines Widerstandswertes eines analogen variablen Widerstandes betätigt, wobei der Widerstand eingesetzt wurde zum Einstellen eines Versatzes und einer Amplitude eines vom Kodierer ausgegebenen Analogsignals. Mit der Erfindung kann ein elektronischer variabler Widerstand in einer Analogsignal-Einstellschaltung eingesetzt werden. Sein Widerstandswert wird eingestellt auf Basis eines empfangenen vorläufigen Einstellsignals. Mit diesem Aufbau wird das Eindringen von Staub und Schmutz in den Kodierer verhindert. Der Arbeitsaufwand für die Herstellung des Kodierers wird verringert und somit werden auch die Herstellungskosten für den Kodierer verringert. Übersetzung der Figur 13

PROVISIONAL ADJUSTING SIGNAL GROUPS FOR VARIABLE RESISTOR J	VORLÄUFIGE EINSTELLSIGNALGRUPPE FÜR VARIABLEN WIDERSTAND J
SIGNAL GROUP ADJUSTING THE RESISTANCE VALUE IN STEPS OF 0.8 kΩ	SIGNALGRUPPE ZUM EINSTELLEN DES WIDERSTANDSWERTES IN SCHRITTEN VON 0,8 kΩ
SIGNAL GROUP ADJUSTING THE RESISTANCE VALUE IN STEPS OF 0.4 kΩ	SIGNALGRUPPE ZUM EINSTELLEN DES WIDERSTANDSWERTES IN SCHRITTEN VON 0,4 kΩ
SIGNAL GROUP ADJUSTING THE RESISTANCE VALUE IN STEPS OF 0.2 kΩ	SIGNALGRUPPE ZUM EINSTELLEN DES WIDERSTANDSWERTES IN SCHRITTEN VON 0,2 kΩ
SIGNAL GROUP ADJUSTING THE RESISTANCE VALUE IN STEPS OF 0.1 kΩ	SIGNALGRUPPE ZUM EINSTELLEN DES WIDERSTANDSWERTES IN SCHRITTEN VON 0,1 kΩ
SET VARIABLE RESISTOR J	SETZE VARIABLEN WIDERSTAND J
TO 1.2 kΩ	AUF 1,2 kΩ
TO 1.1 kΩ	AUF 1,1 kΩ
TO 1.0 kΩ	AUF 1,0 kΩ
TO 0.9 kΩ	AUF 0,9 kΩ
TO 0.8 kΩ	AUF 0,8 kΩ
TO 0.7 kΩ	AUF 0,7 kΩ
TO 0.6 kΩ	AUF 0,6 kΩ
TO 0.5 kΩ	AUF 0,5 kΩ
TO 0.4 kΩ	AUF 0,4 kΩ
PROVISIONAL ADJUSTING SIGNAL GROUP FOR VARIABLE RESISTOR K	VORLÄUFIGE EINSTELLSIGNALGRUPPE FÜR VARIABLEN WIDERSTAND K
PROVISIONAL ADJUSTING SIGNAL GROUP FOR VARIABLE RESISTOR L	VORLÄUFIGE EINSTELLSIGNALGRUPPE FÜR VARIABLEN WIDERSTAND L
PROVISIONAL ADJUSTING SIGNAL GROUP FOR VARIABLE RESISTOR M	VORLÄUFIGE EINSTELLSIGNALGRUPPE FÜR VARIABLEN WIDERSTAND M

Bezugszeichenliste

S101	DETEKTIERTER GESCHWINDIGKEITSÄNDERUNGSBETRAG KLEINER ALS ABGESPEICHERTER GESCHWINDIGKEITSÄNDERUNGSBETRAG?
S102	FÜHRE ERSTEN BESTIMMUNGSPROZESS FÜR VORLÄUFIGES EINSTELLSIGNAL AUS
S103	FÜHRE BESTIMMUNGSPROZESS FÜR ZWEITES VORLÄUFIGES EINSTELLSIGNAL AUS
S104	SPEICHERE ÜBERTRAGENES VORLÄUFIGES EINSTELLSIGNAL
S105	IST GESCHWINDIGKEITSÄNDERUNGSBETRAG AUF EINEN VORGEGEBENEN WERT KONVERGIERT?
S106	BESTÄTIGE UND ÜBERTRAGE EINSTELLSIGNAL
S201	ÜBERSCHREITET DETEKTIERTER GESCHWINDIGKEITSÄNDERUNGSBETRAG DEN ERSTEN SCHWELLENWERT D_th1?
S202	EINSTELL-STARTSIGNAL EMPFANGEN?
S203	ÜBERSCHREITET DETEKTIERTER GESCHWINDIGKEITSÄNDERUNGSBETRAG DEN ZWEITEN SCHWELLENWERT D_th2?
2	POSITIONSDETEKTIONSSCHALTUNG
11	ANALOGSIGNAL-EINSTELLSCHALTUNG
12	POSITIONSDETEKTIONSSCHALTUNG
13	GESCHWINDIGKEITSÄNDERUNGSBETRAGDETEKTIONSSCHALTUNG
14	EINSTELLSIGNAL-ERZEUGUNGSSCHALTUNG
15	SPEICHERSCHALTUNG
15a	ERSTER SPEICHER
15b	ZWEITER SPEICHER
16	BEFEHLSSCHALTUNG
21a	VARIABLER WIDERSTAND
21b	VARIABLER WIDERSTAND
22a	ANALOGSIGNAL-PROZESSOREINHEIT
22b	ANALOGSIGNAL-PROZESSOREINHEIT
23a	A/D-WANDLERSCHALTUNG
23b	A/D-WANDLERSCHALTUNG
24	GESCHWINDIGKEITSBERECHNUNGSEINHEIT
25	BESCHLEUNIGUNGSBERECHNUNGSEINHEIT
26	ÄNDERUNGSBETRAGSBERECHNUNGSEINHEIT
27	GESCHWINDIGKEITSÄNDERUNGSVERGLEICHSEINHEIT
28	BESTIMMUNGSEINHEIT FÜR VORLÄUFIGES EINSTELLSIGNAL
29	EINSTELLSIGNALBESTÄTIGUNGSEINHEIT
31	ÜBERWACHUNGSEINHEIT
32	VOREINSTELLUNGSEINHEIT
33	EINSTELLEINHEIT
40	SENSOREINHEIT
50	ANALOGSIGNAL-EINSTELLSCHALTUNG
51a	VARIABLER WIDERSTAND
51b	VARIABLER WIDERSTAND
52a	ANALOGSIGNAL-PROZESSOREINHEIT
52b	ANALOGSIGNAL-PROZESSOREINHEIT
53a	A/D-WANDLERSCHALTUNG
53b	A/D-WANDLERSCHALTUNG
54	POSITIONSDETEKTIONSCHALTUNG
60	POSITIONSDETEKTIONSSCHALTUNG
61	POSITIONSDETEKTIONSSCHALTUNG

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2003-254785 [0005, 0005, 0050]

Claims

Kodierersignalprozessor (1), aufweisend: eine Analogsignal-Einstellschaltung (11) zum Einstellen eines Versatzes und/oder einer Amplitude eines sinuswellenförmigen Analogsignals mit zwei Phasen mit 90 Grad Differenz entsprechend einem empfangenen Einstellsignal, wobei das Analogsignal entsprechend dem Weg eines zu messenden Zielobjektes ausgegeben wird; eine Positionsdetektionsschaltung (12) zum Berechnen von Positionsdaten eines zu messenden Zielobjektes auf Basis eines Digitalsignals, welches gewonnen wird durch Analog/Digital-Wandlung eines Analogsignals, welches durch die Analogsignal-Einstellschaltung (11) eingestellt ist; eine Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) zum Detektieren eines Geschwindigkeitsänderungsbetrages pro vorgegebenem Detektionszyklus aus einer Geschwindigkeit, die berechnet ist auf Basis der von der Positionsdetektionsschaltung (12) ausgegebenen Positionsdaten, während sich das zu messende Zielobjekt mit konstanter Geschwindigkeit bewegt; und eine Einstellsignal-Erzeugungsschaltung (14) zum Erzeugen eines Einstellsignales, welches den durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) detektierten Geschwindigkeitsänderungsbetrag minimiert und zum Übertragen des Einstellsignals zu der Analogsignal-Einstellschaltung (11).
Kodierersignalprozessor (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Analogsignal-Einstellschaltung (11) variable Widerstände (21a, 21b) aufweist, von denen jeder einen Widerstandswert hat, welcher eingestellt ist für eine Konvergenz auf einen Widerstandswert, welcher durch ein Einstellsignal oder ein empfangenes vorläufiges Einstellsignal spezifiziert ist, und wobei in Verbindung mit der Einstellung des Widerstandswertes eines variablen Widerstandes (21a, 21b) zumindest ein Versatz und/oder eine Amplitude eines sinuswellenförmigen Analogsignals eingestellt wird, welches zwei Phasen mit 90 Grad Differenz hat.
Kodierersignalprozessor (1) gemäß Anspruch 2, wobei die variablen Widerstände (21a, 21b) individuell vorgesehen sind zum Einstellen eines Versatzes und einer Amplitude eines ein-phasigen sinuswellenförmigen Analogsignals, wobei eine der zwei Phasen eine 90 Grad Differenz eines zwei-phasigen sinuswellenförmigen Analogsignals hat, und wobei das Einstellsignal und das vorläufige Einstellsignal die einzustellenden variablen Widerstände (21a, 21b) und den Zielwiderstandswert der variablen Widerstände (21a, 21b) spezifizieren.
Kodierersignalprozessor (1) gemäß Anspruch 3, wobei die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung (14) aufweist: eine Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit (27) zum Vergleichen eines Geschwindigkeitsänderungsbetrages, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) detektiert, mit einem Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie in einem ersten vorangehenden Detektionszyklus der Detektion des Geschwindigkeitsändrungsbetrages detektiert; eine Bestimmungseinheit (28) für ein vorläufiges Einstellsignal zum Bestimmen eines vorläufigen Einstellsignals auf Basis eines Geschwindigkeitsänderungsbetrages, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) im Detektionszyklus detektiert, und zum Übertragen des vorläufigen Einstellsignals an die Analogsignal-Einstellschaltung (11), wobei dann, wenn die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit (27) festgestellt hat, dass der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) detektiert, kleiner ist als der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie im ersten vorangehenden Detektionszyklus detektiert, die Bestimmungseinheit (28) für das vorläufige Einstellsignal den gleichen Verschiebungsbetrag wie zur Bestimmung des vorläufigen Einstellsignals im ersten vorangehenden Detektionszyklus zu einem Widerstandswert addiert, welcher spezifiziert ist durch das vorläufige Einstellsignal im ersten vorangehenden Detektionszyklus, und das sich ergebende Signal als vorläufiges Einstellsignal im laufenden Detektionszyklus an die Analogsignal-Einstellschaltung (11) überträgt, und wobei dann, wenn die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit (27) festgestellt hat, dass der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung detektiert, größer ist als der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie im ersten vorangehenden Detektionszyklus detektiert, die Bestimmungseinheit (28) für das vorläufige Einstellsignal den gleichen Verschiebungsbetrag wie bei Bestimmung des vorläufigen Einstellsignals im ersten vorangehenden Detektionszyklus verwendet, von dem Widerstandswert subtrahiert, welcher durch das vorläufige Einstellsignal im ersten vorangehenden Detektionszyklus spezifiziert ist, einen von dem Verschiebungsbetrag verschiedenen Verschiebungsbetrag addiert und das sich ergebende Signal als vorläufiges Einstellsignal im laufenden Detektionszyklus an die Analogsignal-Einstellschaltung (11) überträgt oder an die Analogsignal-Einstellschaltung (11) ein Einstellsignal überträgt, bei welchem der einzustellende variable Widerstand (21a, 21b) geändert ist; und eine Einstellsignal-Bestätigungseinheit (29) zum Bestätigen eines vorläufigen Einstellsignals als Einstellsignal, welches von der Bestimmungseinheit (28) für das vorläufige Einstellsignal zu der Analogsignal-Einstellschaltung (11) übertragen wird, wenn der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) detektiert, auf einen vorgegebenen Wert konvergiert.
Kodierersignalprozessor (1) gemäß Anspruch 4, weiterhin aufweisend: eine Speicherschaltung (15) mit einem ersten Speicherbereich (15a) zum Speichern eines Satzes aus einem Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) detektiert, und dem vorläufigen Einstellsignal, welches von der Analogsignal-Einstellschaltung (11) übertragen wird, wenn der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit detektiert wurde; und einen zweiten Speicherbereich (15B) zum Speichern eines vorgegebenen vorläufigen Einstellsignals als Kandidaten für die Übertragung an die Analogsignal-Einstellschaltung (13); wobei die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit (27) den Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) detektiert, vergleicht mit dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie im ersten Speicherbereich (15A) abgespeichert, dem Geschwindigkeitsänderungsbetrag, welcher im ersten vorangehenden Detektionszyklus der Detektion des Geschwindigkeitsänderungsbetrages detektiert wurde, wobei dann, wenn die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit (27) festgestellt hat, dass der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) detektiert, kleiner ist als der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie im ersten vorangehenden Detektionszyklus detektiert, die Bestimmungseinheit (28) für das vorläufige Einstellsignal an die Analogsignal-Einstellschaltung (11) ein vorläufiges Einstellsignal überträgt, welches im zweiten Speicherbereich (15B) gespeichert ist, welches den Widerstandswert, und welcher um den gleichen Betrag wie der andere Widerstandswert geändert wurde, zwischen das vorläufige Einstellsignal in einem zweiten vorangehenden Detektionszyklus und das vorläufige Einstellsignal in dem ersten vorangehenden Detektionszyklus, wie im ersten Speicherbereich (15A) abgespeichert, spezifiziert, und wobei dann, wenn die Geschwindigkeitsänderungsbetragsvergleichseinheit (27) feststellt, dass der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) detektiert, größer ist als der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie im ersten vorangehenden Detektionszyklus detektiert, die Bestimmungseinheit (28) für das vorläufige Einstellsignal an die Analogsignal-Einstellschaltung (11) ein vorläufiges Einstellsignal im zweiten Speicherbereich überträgt, welches einen Änderungsbetrag spezifiziert, der verschieden ist vom Änderungsbetrag des Widerstandswertes zwischen dem vorläufigen Einstellsignal im zweiten vorangehenden Detektionszyklus und dem vorläufigen Einstellsignal im ersten vorangehenden Detektionszyklus, wie im ersten Speicherbereich (15A) abgespeichert.
Kodierersignalprozessor (1) gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei dann, wenn die Amplitude von einer von zwei Phasen eines Analogsignals mit 90 Grad Phasendifferenz bei einem zwei-phasigen sinuswellenförmigen Analogsignal in der Nähe von Null liegt, die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung (14) ein vorläufiges Einstellsignal erzeugt zum Abstimmen von Versatz und/oder Amplitude eines Analogsignals auf die andere Phase, und das vorläufige Einstellsignal an die Analogsignal-Einstellschaltung (11) überträgt.
Kodierersignalprozessor (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, weiterhin aufweisend eine Befehlsschaltung (16) zum Instruieren der Einstellsignal-Erzeugungsschaltung (14) die Erzeugung eines Einstellsignals zu stoppen, wenn der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) detektiert, kleiner ist als ein erster vorgegebener Schwellenwert, und zum Instruieren der Einstellsignal-Erzeugungsschaltung (14) die Erzeugung eines Einstellsignals zu Starten, wenn der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) detektiert, größer ist als ein zweiter Schwellenwert, welcher größer ist als der erste vorgegebene Schwellenwert.
Kodierersignalprozessor (1) gemäß Anspruch 7, wobei die Befehlsschaltung (16) die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung (14) instruiert, die Erzeugung eines Einstellsignals zu starten, wenn der Änderungsbetrag der Geschwindigkeit, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) detektiert, größer ist als der erste Schwellenwert und ein Einstell-Startsignal von außerhalb empfangen wird, oder wenn der Geschwindigkeitsänderungsbetrag, wie durch die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) detektiert, größer ist als der zweite Schwellenwert.
Kodierersignalprozessor (1) gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, weiterhin aufweisend: eine Überwachungseinheit (31) zum Prüfen, ob ein Überwachungszielwert als Versatz und/oder Amplitude eines durch die Analogsignal-Einstellschaltung (11) eingestellten Analogsignals unter einen vorgegebenen dritten Schwellenwert abfällt oder einen vierten Schwellenwert überschreitet, welcher größer ist als der dritte Schwellenwert, in einem Zeitintervall ab Empfang eines Befehls zum Starten der Erzeugung eines Einstellsignals von der Befehlsschaltung (16) bis zu einem Befehl an die Einstellsignal-Erzeugungsschaltung (14) zum Starten der Erzeugung eines Einstellsignals; eine Voreinstellungseinheit (32) zum Übertragen eines Signals an den variablen Widerstand (21a, 21b) zum Einstellen des Widerstandswertes gemäß einem vorgegebenen Betrag zum Ansteigen des Überwachungszielwertes, bis dieser den dritten Schwellenwert überschreitet, wenn der Überwachungszielwert unter den dritten Schwellenwert abgefallen war, und zum Übertragen eines Signals an den variablen Widerstand (21a, 21b) zum Einstellen des Widerstandswertes gemäß einem vorgegebenen Betrag, um ein Abfallen des Überwachungszielwertes zu verursachen, bis dieser unter den vierten Schwellenwert abfällt, wenn der Überwachungszielwert den vierten Schwellenwert überschritten hatte; und eine Einstelleinheit (33) zum Einstellen eines von der Voreinstellungseinheit (32) verwendeten neuen vorgegebenen Betrages mit Wert kleiner als der vorgegebene Betrag, wie zur Einstellung des Überwachungszielwertes verwendet, jedes Mal dann, wenn der Überwachungszielwert unter den dritten Schwellenwert abgefallen ist oder den vierten Schwellenwert überschritten hat; wobei die Befehlsschaltung (16) den Start der Erzeugung eines Einstellsignals befiehlt, wenn sich der Überwachungszielwert zwischen dem dritten Schwellenwert und dem vierten Schwellenwert eingespielt hat.
Kodierersignalprozessor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Geschwindigkeitsänderungsbetragsdetektionsschaltung (13) aufweist: eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit (24) zum Berechnen einer Geschwindigkeit V(m) auf Basis von V(m) = X(m) – X(m – 1) / Δt eine Beschleunigungsberechnungseinheit (25) zum Berechnen einer Beschleunigung A(m) auf Basis von A(m) = V(m) – V(m – 1) / Δt wobei bei Bewegung des zu vermessenden Zielobjektes mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt, die Position des Zielobjektes gemäß Detektion durch die Positionsdetektionsschaltung (12) zu einem bestimmten Detektionszeitpunkt mX(m) ist, die Position des Zielobjektes bei Detektion zu einem Detektionszeitpunkt m – 1 unmittelbar vor dem obigen Detektionszeitpunkt X(m – 1) ist, und wobei der Positionsdetektionszyklus Δt ist; und eine Änderungsbetragsberechnungseinheit (26) zum Berechnen eines Änderungsbetrages D_A der Geschwindigkeit auf Basis von
wobei p ≤ q ist, und Detektionszeitpunkte zum Definieren eines vorgegebenen Detektionszyklus größer als der Positionsdetektionszyklus Δt, p und q sind (mit p ≤ q).
Kodierersignalprozessor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der vorgegebene Detektionszyklus ein ganzzahliges Vielfaches eines Zyklus eines sinuswellenförmigen Analogsignals ist mit zwei Phasen mit 90 Grad Differenz.