JP2004354340A

JP2004354340A - 信号異常検出装置

Info

Publication number: JP2004354340A
Application number: JP2003155434A
Authority: JP
Inventors: Toru Morita; 徹森田
Original assignee: Nikon Corp; Sendai Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp; Sendai Nikon Corp
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】可動物体の変位を検出するための信号の振幅が過小となるような異常も検出するようにした信号異常検出装置を得る。
【解決手段】Ａ／Ｄコンバータ２１と、異常検出回路２２と、処理回路２３とを有する処理部２をＡＳＩＣで構成する。処理回路２３は、ディジタル変換後の疑似正弦波信号に対して細分化処理を施し、モータの回転量（回転角）を疑似正弦波信号の周期より細かい分解能で検出する。異常検出回路２２は、ディジタル変換後のＡ相の疑似正弦波信号の周期変化をトリガにＢ相の疑似正弦波信号の最大値および最小値をホールドし、ディジタル変換後のＢ相の疑似正弦波信号の周期変化をトリガにＡ相の疑似正弦波信号の最大値および最小値をホールドする。異常検出回路２２は、ホールド値に基づいて異常の有無を判定する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンコーダからの信号の異常を検出する異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータなどのアクチュエータの変位および移動速度を制御する技術が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載されている技術では、ステッピングモータの回転角度を、モータの回転に応じて互いに９０度の位相差を有する２相の疑似正弦波信号を用いて検出する。このため、回転角度を常に正しく検出するためには、上記２相の疑似正弦波信号が正常に発生されているか否かをチェックする必要がある。
【０００３】
２相の疑似正弦波信号をチェックする方法として、ウィンド・コンパレータ（非特許文献１参照）を用いる方法が考えられる。この方法では、疑似正弦波信号が所定の電圧範囲内であれば正常と判定し、疑似正弦波信号が上記電圧範囲から外れた場合に異常と判定する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１７８１９３号公報
【非特許文献１】
宮崎誠一編，トランジスタ技術増刊アナログＩＣ活用ハンドブック，第２版，ＣＱ出版株式会社，昭和６２年４月１日，ｐ１０７
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記ウィンド・コンパレータによって疑似正弦波信号のチェック手段を構成する場合、疑似正弦波信号の振幅が過小となるような異常が発生しても、疑似正弦波信号全体の電位（直流成分の信号レベル）が上記所定の電圧範囲から外れない限り異常を検出することができない。
【０００６】
本発明は、アクチュエータの変位を検出するための信号の振幅が過小となるような異常も検出するようにした変位検出信号の信号異常検出装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンコーダから可動物体の変位に応じて疑似正弦波として出力される変位検出信号の信号異常検出装置に適用される。そして、変位検出信号の最大値および最小値をそれぞれ記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された値に基づいて変位検出信号の異常の有無を判定する異常検出手段と、記憶手段に最大値および最小値の記憶を指示する記憶制御手段とを備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の信号異常検出装置において、記憶制御手段が可動物体の移動速度を検出する移動速度検出手段を有し、移動速度が所定速度以上のとき、記憶手段に対する指示を行うように構成したものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の信号異常検出装置において、所定の位相差を有する第１の変位検出信号と第２の変位検出信号とで変位検出信号を構成し、第１の変位検出信号の最大値および最小値をそれぞれ記憶する第１の記憶手段と、第２の変位検出信号の最大値および最小値をそれぞれ記憶する第２の記憶手段とで記憶手段を構成し、第１の記憶手段に記憶された第１の変位検出信号の最大値および最小値に基づいて第１の変位検出信号の異常の有無を判定する第１の異常検出手段と、第２の記憶手段に記憶された第２の変位検出信号の最大値および最小値に基づいて第２の変位検出信号の異常の有無を判定する第２の異常検出手段とで異常検出手段を構成する。そして、第１の変位検出信号が所定周期変動すると第２の記憶手段に最大値および最小値の記憶を指示するとともに、第２の変位検出信号が所定周期変動すると第１の記憶手段に最大値および最小値の記憶を指示するように記憶制御手段を構成したものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の信号異常検出装置において、それぞれが記憶した最大値および最小値の差分が所定の判定閾値以下の場合に異常であると判定するように第１の異常検出手段および第２の異常検出手段をそれぞれ構成したものである。
請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の信号異常検出装置において、それぞれが記憶した最大値および最小値がともにそれぞれの所定の基準レベルより高い、もしくは最大値および最小値がともにそれぞれの基準レベルより低い場合に異常であると判定するように第１の異常検出手段および第２の異常検出手段をそれぞれ構成したものである。
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれかに記載の信号異常検出装置において、ディジタル変換後の第１の変位検出信号および第２の変位検出信号について最大値および最小値をそれぞれ記憶するように、第１の記憶手段および第２の記憶手段を構成したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施の形態による異常検出装置を備えたモータの駆動制御装置の要部構成を示す図である。駆動制御装置は、光学式エンコーダを用いてロータリモータ（不図示）の回転角を検出し、モータの回転を制御する。図１において駆動制御装置は、変位情報生成部１と、処理部２とに大別される。変位情報生成部１は、モータ（不図示）の変位を検出するための疑似正弦波信号を生成する。処理部２は、疑似正弦波信号を用いてモータの変位を検出するとともに、疑似正弦波信号の異常の有無を監視する。変位検出値および監視結果は不図示のコントローラへ送信される。コントローラ（不図示）は、変位検出値に応じてモータ（不図示）を駆動制御し、疑似正弦波信号の異常が報知された場合にはモータを停止させるなどの措置をとる。
【０００９】
変位情報生成部１は、発光素子１１と、回転ディスク１２と、受光素子１３と、増幅回路１４とを有する。回転ディスク１２は、たとえば、その中心がモータ（不図示）の回転軸に一致させて配設される。ディスク１２には外周に沿って複数のスリット１２ａが設けられている。発光素子１１および受光素子１３は、両者間にディスク１２のスリット１２ａを挟むようにそれぞれ配設される。発光素子１１で発した光をディスク１２のスリット１２ａに照射し、スリット１２ａを通過した光を受光素子１３で受光する。受光素子１３は、受光した光の強さに応じて検出信号を出力する。
【００１０】
モータ（不図示）の回転にともなって回転ディスク１２が回転すると、受光素子１３で受光される光は、スリット１２ａを通過する状態とスリットとスリットとの間で妨げられる状態とが繰り返されて強弱を繰り返す。このように強弱を繰り返す信号は疑似正弦波信号と呼ばれる。疑似正弦波信号は増幅回路１４で増幅され、制御部２へ出力される。
【００１１】
受光素子１３は、たとえば、９０度の位相差を有する２つの検出信号を出力するように構成されている。すなわち、受光素子１３は、ディスク１２に設けられているスリット１２ａの間隔をΔｈとすると、Δｈ／４の間隔を隔てて配設される２つの受光素子１３ａおよび１３ｂ（不図示）によって構成される。これにより、受光素子１３ａによる検出信号（疑似正弦波信号）に対し、位相が３６０／４＝９０度遅れた受光素子１３ｂによる検出信号（疑似正弦波信号）が得られる。
【００１２】
図２は、受光素子１３ａによる検出信号ｓｉｇＡ、および受光素子１３ｂによる検出信号ｓｉｇＢの信号波形を示す図である。図２において、横軸は疑似正弦波信号の位相角θであり、縦軸は受光レベルである。位相角θは、アクチュエータの位置変位（この場合はモータの回転量）に対応する。位相角θの３６０度がスリット１２ａの間隔Δｈに対応する。したがって、モータが１スリット間隔回転すると、疑似正弦波信号が一周期変動する。検出信号ｓｉｇＢをｓｉｎθで表すと、検出信号ｓｉｇＡはｃｏｓθで表される。
【００１３】
処理部２は、Ａ／Ｄコンバータ２１と、異常検出回路２２と、処理回路２３とを有する。これらの回路は、ゲートアレイなどのＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって構成されている。Ａ／Ｄコンバータ２１は、上記２相（Ａ相ならびにＢ相）の疑似正弦波信号、すなわち検出信号ｓｉｇＡと検出信号ｓｉｇＢを、それぞれアナログ信号からディジタル信号に変換する。変換後のディジタルデータは、処理回路２３および異常検出回路２２のそれぞれへ送出される。
【００１４】
処理回路２３は、ディジタル化された疑似正弦波信号に対して周知の内挿処理を施すことにより、モータの回転量（回転角）を疑似正弦波信号の周期より細かい分解能で検出する。異常検出回路２２は、ディジタル化された疑似正弦波信号を監視し、異常の有無をチェックする。
【００１５】
本発明は、上記の異常検出回路２２によって疑似正弦波信号をチェックする処理に特徴を有する。
【００１６】
図３は、異常検出回路２２の詳細を説明する図である。異常検出回路２２は、速度監視回路２２１と、制御回路２２２と、電圧範囲モニタ回路２２３と、電圧範囲モニタ回路２２４と、最大値／最小値ホールド回路２２５と、最大値／最小値ホールド回路２２６と、電圧異常判定回路２２７と、電圧異常判定回路２２８と、ＯＲ論理和回路２２９とを有する。
【００１７】
速度監視回路２２１は、Ａ相ならびにＢ相の疑似正弦波信号のうち少なくとも一方について、単位時間当たりの波数を計数し、この計数値を用いてモータ（不図示）の回転速度を検出する。速度監視回路２２１は、検出速度を示す速度情報信号を制御回路２２２へ出力する。電圧範囲モニタ回路２２３は、Ａ相の疑似正弦波信号について、Ａ／Ｄ変換後の電圧データを電圧エリアを示すデータに変換し、電圧エリアを示す信号を制御回路２２２へ逐次送出する。
【００１８】
図４は、電圧エリアを説明する図である。図４において、横軸は疑似正弦波信号の位相角θであり、縦軸は電圧値である。Ａ／Ｄコンバータ２１からは、０〜２（Ｖ）の範囲で疑似正弦波信号の電圧データが入力される。曲線４１はＡ相の疑似正弦波信号であり、曲線４２はＢ相の疑似正弦波信号である。曲線４３については後述する。電圧範囲モニタ回路２２３は、電圧値が０〜０．５（Ｖ）の場合に電圧エリア１、電圧値が０．５〜１．０（Ｖ）の場合に電圧エリア２、電圧値が１．０〜１．５（Ｖ）の場合に電圧エリア３、電圧値が１．５〜２．０（Ｖ）の場合に電圧エリア４を示す電圧範囲信号をそれぞれ出力する。
【００１９】
Ａ相ならびにＢ相の疑似正弦波信号は、それぞれ正常時に最大値１．７５（Ｖ）、最小値０．２５（Ｖ）、信号の直流成分のレベル（基準電位）が１．０（Ｖ）になるように増幅回路１４（図１）のゲインが調整されている。したがって、図４に示される電圧波形において電圧範囲モニタ回路２２３の出力信号が示す電圧エリアは、３→４→３→２→１→２→３→４…の順に変化する。
【００２０】
電圧範囲モニタ回路２２４は、Ｂ相の疑似正弦波信号について、Ａ／Ｄ変換後の電圧データを電圧エリアを示すデータに変換し、電圧エリアを示す信号を制御回路２２２へ逐次送出する。図４に示される電圧波形において電圧範囲モニタ回路２２４の出力信号が示す電圧エリアは、４→３→２→１→２→３→４→３…の順に変化する。
【００２１】
制御回路２２２は、電圧範囲モニタ回路２２３による出力信号が示す電圧エリアが４つの電圧エリア間を上記順番で変化する場合に、Ａ相の疑似正弦波信号に１周期分の変動が生じたと判定する。制御回路２２２はさらに、電圧範囲モニタ回路２２４による出力信号が示す電圧エリアが４つの電圧エリア間を上記順番で変化する場合に、Ｂ相の疑似正弦波信号に１周期分の変動が生じたと判定する。
【００２２】
最大値／最小値ホールド回路２２５は、制御回路２２２の指令に応じてＡ相の疑似正弦波信号の最大電圧値および最小電圧値をそれぞれ検出し、両検出値を電圧異常判定回路２２７へそれぞれ出力する。最大値／最小値ホールド回路２２８は、制御回路２２２の指令に応じてＢ相の疑似正弦波信号の最大電圧値および最小電圧値をそれぞれ検出し、両検出値を電圧異常判定回路２２８へそれぞれ出力する。
【００２３】
電圧異常判定回路２２７は、入力されるＡ相の疑似正弦波信号の最大値および最小値のレベル差（差分）を算出し、差分が判定閾値（たとえば、１（Ｖ））以上であれば正常と判定し、差分が１（Ｖ）未満であればＡ相の疑似正弦波信号の振幅異常と判定する。電圧異常判定回路２２７はさらに、Ａ相の疑似正弦波信号の基準電位が上記最大値および最小値に挟まれていれば正常と判定し、上記最大値および最小値の双方が基準電位より高い、もしくは、上記最大値および最小値の双方が基準電位より低い場合に、Ａ相の疑似正弦波信号の基準レベル異常と判定する。
【００２４】
電圧異常判定回路２２８は、入力されるＢ相の疑似正弦波信号の最大値および最小値のレベル差（差分）を算出し、差分が判定閾値（たとえば、１（Ｖ））以上であれば正常と判定し、差分が１（Ｖ）未満であればＢ相の疑似正弦波信号の振幅異常と判定する。電圧異常判定回路２２８はさらに、Ｂ相の疑似正弦波信号の基準電位が上記最大値および最小値に挟まれていれば正常と判定し、上記最大値および最小値の双方が基準電位より高い、もしくは、上記最大値および最小値の双方が基準電位より低い場合に、Ｂ相の疑似正弦波信号の基準レベル異常と判定する。
【００２５】
図４における曲線４３は、Ｂ相の疑似正弦波信号の異常波形例を示す。このような異常は、受光素子１３ｂ、増幅回路１４、各部に電力を供給する電源回路（不図示）ならびに各回路素子等を結ぶ配線などのいずれかに異常が生じた場合に発生する。曲線４３は、差分が１（Ｖ）未満の「振幅異常」と、最大値および最小値の双方が基準電位より高い「基準レベル異常」の双方が発生している例である。なお、Ａ相の疑似正弦波信号についても、受光素子１３ａ、増幅回路１４、各部に電力を供給する電源回路（不図示）ならびに各回路素子等を結ぶ配線などのいずれかに異常が生じた場合には、Ｂ相の場合と同様に異常波形が現れる。
【００２６】
上記異常検出回路２２による疑似正弦波信号のチェックについて、制御回路２２２で行われる処理の流れを説明する図５のフローチャートを参照して説明する。図５による処理は、モータ（不図示）の駆動制御時に繰り返し行われる。図５のステップＳ１１において、制御回路２２２は、モータの回転速度が所定速度（たとえば、８０（ｒｐｍ））以上か否かを判定する。制御回路２２２は、速度監視回路２２１による検出速度が８０（ｒｐｍ）以上の場合にステップＳ１１を肯定判定してステップＳ１２へ進み、検出速度が８０（ｒｐｍ）未満の場合にステップＳ１１を否定判定し、図５による処理を終了する。低速の場合は異常検出回路２２によるチェックを行わない。この理由は後述する。
【００２７】
ステップＳ１２において、制御回路２２２は、Ａ相の疑似正弦波信号が２周期分変動したか否かを判定する。制御回路２２２は、電圧範囲モニタ回路２２３の出力信号が示す電圧エリアが２周期分変化した場合にステップＳ１２を肯定判定してステップＳ１３へ進み、電圧エリアが２周期分変化しない場合にステップＳ１２を否定判定してステップＳ１４へ進む。
【００２８】
ステップＳ１３において、制御回路２２２は、Ｂ相の疑似正弦波信号について最大値および最小値をそれぞれ検出・保持（ホールド）するように最大値／最小値ホールド回路２２６に指令を送出し、ステップＳ１６へ進む。ホールド期間は、たとえば、指令後１周期分とする。
【００２９】
ステップＳ１４において、制御回路２２２は、タイムアウトか否かを判定する。制御回路２２２は、内部のタイマ回路（不図示）で所定時間（回転速度８０（ｒｐｍ）の場合に疑似正弦波が２周期分変動するのに必要な見込み時間）を計時し、タイムアップしている場合にステップＳ１４を肯定判定してステップＳ１５へ進む。制御回路２２２は、計時途中でタイムアップしていない場合にはステップＳ１４を否定判定し、ステップＳ１２へ戻る。
【００３０】
ステップＳ１５において、制御回路２２２は、Ａ相の疑似正弦波信号の異常を示すフラグをセットしてステップＳ１６へ進む。速度監視回路２２１による検出速度が８０（ｒｐｍ）以上にもかかわらず、所定時間内に疑似正弦波が２周期分変動しないのは、Ａ相疑似正弦波の異常と考えられる。
【００３１】
ステップＳ１６において、制御回路２２２は、Ｂ相の疑似正弦波信号が２周期分変動したか否かを判定する。制御回路２２２は、電圧範囲モニタ回路２２４の出力信号が示す電圧エリアが２周期分変化した場合にステップＳ１６を肯定判定してステップＳ１７へ進み、電圧エリアが２周期分変化しない場合にステップＳ１６を否定判定してステップＳ１８へ進む。
【００３２】
ステップＳ１７において、制御回路２２２は、Ａ相の疑似正弦波信号について最大値および最小値をそれぞれ検出・保持（ホールド）するように最大値／最小値ホールド回路２２５に指令を送出してステップＳ２０へ進む。ホールド期間は、たとえば、指令後１周期分とする。
【００３３】
ステップＳ１８において、制御回路２２２は、タイムアウトか否かを判定する。制御回路２２２は、内部のタイマ回路（不図示）でステップＳ１４の場合と同様に時間を計時し、タイムアップしている場合にステップＳ１８を肯定判定してステップＳ１９へ進む。制御回路２２２は、計時途中でタイムアップしていない場合にはステップＳ１８を否定判定し、ステップＳ１６へ戻る。
【００３４】
ステップＳ１９において、制御回路２２２は、Ｂ相の疑似正弦波信号の異常を示すフラグをセットしてステップＳ２０へ進む。速度監視回路２２１による検出速度が８０（ｒｐｍ）以上にもかかわらず、所定時間内に疑似正弦波が２周期分変動しないのは、Ｂ相疑似正弦波の異常と考えられる。
【００３５】
ステップＳ２０において、制御回路２２２は、電圧異常判定回路２２７に指令を出力し、最大値／最小値ホールド回路２２５によってホールドされているＡ相の疑似正弦波信号の最大値および最小値の差分が所定値（上記の例では１Ｖ）以上か否かを判定させる。制御回路２２２はさらに、電圧異常判定回路２２８に指令を出力し、最大値／最小値ホールド回路２２６によってホールドされているＢ相の疑似正弦波信号の最大値および最小値の差分が所定値（上記の例では１Ｖ）以上か否かを判定させる。
【００３６】
制御回路２２２は、Ａ相およびＢ相の疑似正弦波信号のそれぞれの差分がともに１Ｖ以上のとき、ステップＳ２０を肯定判定してステップＳ２１へ進み、Ａ相およびＢ相の疑似正弦波信号のいずれかの差分が１Ｖ未満のとき、ステップＳ２０を否定判定してステップＳ２２へ進む。
【００３７】
ステップＳ２２において、制御回路２２２は、Ａ相およびＢ相のうち差分が所定値未満の相について、疑似正弦波信号の振幅異常を示すフラグをセットしてステップＳ２１へ進む。
【００３８】
ステップＳ２１において、制御回路２２２は、電圧異常判定回路２２７に指令を出力し、最大値／最小値ホールド回路２２５によってホールドされているＡ相の疑似正弦波信号の最大値および最小値がともに基準電位より高い、もしくは、ともに基準電位より低いか否かを判定させる。制御回路２２２はさらに、電圧異常判定回路２２８に指令を出力し、最大値／最小値ホールド回路２２６によってホールドされているＢ相の疑似正弦波信号の最大値および最小値がともに基準電位より高い、もしくは、ともに基準電位より低いか否かを判定させる。
【００３９】
制御回路２２２は、Ａ相およびＢ相の疑似正弦波信号のそれぞれの最大値が基準電位より高く、それぞれの最小値が基準電位より低いとき、ステップＳ２１を否定判定し、図５による処理を終了する。制御回路２２２は、Ａ相およびＢ相の疑似正弦波信号のいずれかで最大値および最小値がともに基準電位より高い、もしくは最大値および最小値がともに基準電位より低いとき、ステップＳ２１を肯定判定してステップＳ２３へ進む。
【００４０】
ステップＳ２３において、制御回路２２２は、Ａ相およびＢ相のうちステップＳ２１を肯定判定する対象となった相について、疑似正弦波信号の「基準レベル異常」を示すフラグをセットし、図５による処理を終了する。
【００４１】
図３のＯＲ論理和回路２２９は、上述したいずれかの異常フラグがセットされると、異常状態信号を処理回路２３（図１）へ送出し、異常発生を報知する。
【００４２】
モータの回転速度が低速（上記例では８０（ｒｐｍ）未満）の場合に異常検出回路２２によるチェックを行わない理由を説明する。図６は、図４と同様に電圧エリアを説明する図である。横軸は疑似正弦波信号の位相角θであり、縦軸は電圧値である。曲線４１はＡ相の疑似正弦波信号であり、曲線４２はＢ相の疑似正弦波信号である。図４と異なる点は、タイミングｔ１、ｔ２、およびｔ３のそれぞれにおいてモータ（不図示）の回転方向が反転している点である。
【００４３】
モータ（すなわち、スリット１２ａ）が微振動を繰り返す場合、Ａ相およびＢ相の信号波形は図６のようになる。この状態で上述したチェック処理を行うと、曲線４２に関して「振幅異常」および「基準レベル異常」の双方で異常判定してしまう。この場合、受光素子１３ｂ、増幅回路１４、各部に電力を供給する電源回路（不図示）ならびに各回路素子等を結ぶ配線などに故障が生じていなくても、Ｂ相の疑似正弦波信号を異常とみなす誤判定となる。そこで、電圧の情報の他に時間の情報を加えて判定を行うようにする。モータの回転速度が８０（ｒｐｍ）以上の場合にのみ異常検出回路２２によるチェックを行うことは、異常判定に時間の情報を加えることと等価である。図３の制御回路２２２は、速度監視回路２２１による検出速度が８０（ｒｐｍ）未満になると、最大値／最小値ホールド回路２２５，２２６にホールド動作を中止させるとともに、電圧異常判定回路２２７，２２８に判定動作を中止させる。各回路は、動作中止の指令を受けると、それまで保持していたデータを無効とする初期化（リセット）を行う。
【００４４】
以上説明した実施の形態についてまとめる。
（１）Ａ／Ｄコンバータ２１と、異常検出回路２２と、処理回路２３とを有する処理部２をＡＳＩＣで構成する。処理回路２３は、ディジタル変換後の疑似正弦波信号に対して細分化処理を施し、モータの回転量（回転角）を疑似正弦波信号の周期より細かい分解能で検出する。異常検出回路２２は、ディジタル変換後の疑似正弦波信号を監視し、疑似正弦波信号の異常の有無をチェックする。異常検出回路２２をＡＳＩＣ内に構成するとともに、異常検出回路２２が処理回路２３と同様にディジタルデータを用いて処理を行うので、異常検出用にウィンド・コンパレータなどのアナログ回路を設ける場合に比べて、部品数を低減できる上に実装スペースの増加を抑えることができる。
【００４５】
（２）異常検出回路２２は、電圧範囲モニタ回路２２３（２２４）によってＡ相（Ｂ相）の疑似正弦波信号の電圧データを電圧エリアを示すデータに変換し、電圧エリアが４→３→２→１→２→３→４…の順に変化した場合に疑似正弦波信号の周期変動を検出するようにした。したがって、電圧エリアでなく１／１０００（Ｖ）のような細かい電圧ステップで周期変動を検出する場合に比べて、制御回路２２２の処理を軽減することができる。
【００４６】
（３）Ａ相の疑似正弦波信号の周期変化（上記例では２周期）をトリガにＢ相の疑似正弦波信号の最大値および最小値のホールドを指示し（ステップＳ１３）、Ｂ相の疑似正弦波信号の周期変化（上記例では２周期）をトリガにＡ相の疑似正弦波信号の最大値および最小値のホールドを指示する（ステップＳ１７）ようにした。もし、Ｂ相の疑似正弦波信号の周期変化をトリガにＢ相の疑似正弦波信号の最大値および最小値をホールドさせると、Ｂ相信号に異常が生じた場合に異常値をホールドすることができず、「基準レベル異常」なのか、「振幅異常」なのかを特定できない。これに対して本実施の形態では、少なくともＡ相側が正常であれば、Ｂ相の疑似正弦波信号に異常が発生した場合でも異常発生中のＢ相信号の最大値および最小値をホールドすることができるので、「基準レベル異常」なのか、「振幅異常」なのかを特定することが可能になる。
【００４７】
（４）「基準レベル異常」および「振幅異常」のいずれかを判定すると異常状態信号を処理回路２３へ送出するようにした。したがって、疑似正弦波信号の振幅が過小であって、疑似正弦波信号の基準電位が所定の電圧範囲内に位置する場合のように、ウィンド・コンパレータでは検出できない異常も検出することができる。図７は、正常なＡ相信号ｓｉｇＡ、および異常なＢ相信号ｓｉｇＢ’の信号波形を示す図である。横軸は疑似正弦波信号の位相角θであり、縦軸は電圧値である。「振幅異常」が発生したＢ相信号は、ウィンド・コンパレータによる上限基準電圧および下限基準電圧範囲内に収まるので異常検出されない。これに対して本実施の形態では、異常なＢ相信号ｓｉｇＢ’について「基準レベル異常」および「振幅異常」の双方で確実に異常を判定することができる。
【００４８】
（５）モータの回転速度が低速（上記例では８０（ｒｐｍ）未満）の場合に異常検出回路２２によるチェックを行わないようにしたので、モータが反転する場合などの微振動が繰り返される場合に異常と誤判定することを防止できる。
【００４９】
図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１２およびＳ１３の処理後にステップＳ１６およびＳ１７の処理を行うようにしたが、これらの処理をそれぞれ並行して行うようにしてもよい。これにより、ＡＢ両相の信号に関して最大値／最小値をホールドするための所要時間を短縮することができる。
【００５０】
以上の説明では、ロータリモータの回転角を検出する例を説明したが、リニアモータの移動量を検出する場合にも本発明を適用できる。
【００５１】
特許請求の範囲における各構成要素と、発明の実施の形態における各構成要素との対応について説明する。可動物体は、たとえば、不図示のモータが対応する。第１の変位検出信号は、たとえば、Ａ相の疑似正弦波信号が対応する。第２の変位検出信号は、たとえば、Ｂ相の疑似正弦波信号が対応する。信号異常検出装置は、たとえば、異常検出回路２２によって構成される。第１の記憶手段は、たとえば、最大値／最小値ホールド回路２２５によって構成される。第２の記憶手段は、たとえば、最大値／最小値ホールド回路２２６によって構成される。第１の異常検出手段は、たとえば、電圧異常判定回路２２７によって構成される。第２の異常検出手段は、たとえば、電圧異常判定回路２２８によって構成される。記憶制御手段は、たとえば、制御回路２２２によって構成される。基準レベルは、たとえば、基準電位が対応する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【００５２】
【発明の効果】
本発明による信号異常検出装置では、変位検出信号の振幅が過小となるような異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるチェック回路を備えたモータの駆動制御装置の要部構成を示す図である。
【図２】受光素子による検出信号波形を示す図である。
【図３】異常検出回路の詳細を説明する図である。
【図４】電圧エリアを説明する図である。
【図５】疑似正弦波信号のチェック処理の流れを説明するフローチャートである。
【図６】電圧エリアを説明する図である。
【図７】正常なＡ相信号波形および異常なＢ相信号波形を示す図である。
【符号の説明】
１…変位情報生成部、２…処理部、
１１…発光素子、１２…回転ディスク、
１３…受光素子、１４…増幅回路、
２１…Ａ／Ｄコンバータ、２２…異常検出回路、
２３…処理回路

Claims

エンコーダから可動物体の変位に応じて疑似正弦波として出力される変位検出信号の信号異常検出装置において、
前記変位検出信号の最大値および最小値をそれぞれ記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された値に基づいて前記変位検出信号の異常の有無を判定する異常検出手段と、
前記記憶手段に前記最大値および最小値の記憶を指示する記憶制御手段とを備えることを特徴とする信号異常検出装置。
請求項１に記載の信号異常検出装置において、
前記記憶制御手段は、前記可動物体の移動速度を検出する移動速度検出手段を有し、前記移動速度が所定速度以上のとき、前記記憶手段に対する指示を行うことを特徴とする信号異常検出装置。
請求項１または２に記載の信号異常検出装置において、
前記変位検出信号は、所定の位相差を有する第１の変位検出信号と第２の変位検出信号とから構成され、
前記記憶手段は、前記第１の変位検出信号の最大値および最小値をそれぞれ記憶する第１の記憶手段と、前記第２の変位検出信号の最大値および最小値をそれぞれ記憶する第２の記憶手段とを有し、
前記異常検出手段は、前記第１の記憶手段に記憶された前記第１の変位検出信号の最大値および最小値に基づいて前記第１の変位検出信号の異常の有無を判定する第１の異常検出手段と、前記第２の記憶手段に記憶された前記第２の変位検出信号の最大値および最小値に基づいて前記第２の変位検出信号の異常の有無を判定する第２の異常検出手段とを有し、
前記記憶制御手段は、前記第１の変位検出信号が所定周期変動すると前記第２の記憶手段に前記最大値および最小値の記憶を指示するとともに、前記第２の変位検出信号が所定周期変動すると前記第１の記憶手段に前記最大値および最小値の記憶を指示することを特徴とする信号異常検出装置。
請求項３に記載の信号異常検出装置において、
前記第１の異常検出手段および前記第２の異常検出手段は、それぞれ記憶した最大値および最小値の差分が所定の判定閾値以下の場合に異常であると判定することを特徴とする信号異常検出装置。
請求項３または４に記載の信号異常検出装置において、
前記第１の異常検出手段および前記第２の異常検出手段は、それぞれ記憶した最大値および最小値がともにそれぞれの所定の基準レベルより高い、もしくは前記最大値および最小値がともにそれぞれの前記基準レベルより低い場合に異常であると判定することを特徴とする信号異常検出装置。
請求項３〜５のいずれかに記載の信号異常検出装置において、
前記第１の記憶手段および前記第２の記憶手段は、ディジタル変換後の第１の変位検出信号および第２の変位検出信号について最大値および最小値をそれぞれ記憶することを特徴とする信号異常検出装置。