JP2007205781A - Encoder - Google Patents

Encoder Download PDF

Info

Publication number
JP2007205781A
JP2007205781A JP2006023113A JP2006023113A JP2007205781A JP 2007205781 A JP2007205781 A JP 2007205781A JP 2006023113 A JP2006023113 A JP 2006023113A JP 2006023113 A JP2006023113 A JP 2006023113A JP 2007205781 A JP2007205781 A JP 2007205781A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
pulse
output
rotation
detected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006023113A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Sugiyama
靖 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nok Corp
Original Assignee
Nok Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nok Corp filed Critical Nok Corp
Priority to JP2006023113A priority Critical patent/JP2007205781A/en
Publication of JP2007205781A publication Critical patent/JP2007205781A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an encoder which detects an equally-distributed angle and identifies an absolute angle in an early stage. <P>SOLUTION: The magnetic encoder 1 comprises a detected section 2 and a detector 3 which successively outputs a plurality of pulse groups 13, each of which comprises a High pulse signal 11 and a Low pulse signal 12 and which are associated with a plurality of rotation positions of the detected section 2, to the detected section 2. The plurality of pulse groups 13 comprise a plurality kinds of pulse signals 13S, 13M, 13L, of which the rotation angles corresponding to a frequency of T1 are the same as each other and of which the duty ratios, each of which is the ratio of the rotation angle corresponding to the temporal length of the High pulse signal 11 to the rotation angle corresponding to the frequency of T1, are different from each other. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば自動車、家電製品等に備わる可動部材の移動を検出するエンコーダに関する。   The present invention relates to an encoder that detects movement of a movable member provided in, for example, an automobile, a home appliance, or the like.

被検出部の回転に応じてパルス信号を繰り返し出力するエンコーダが知られている。エンコーダは、例えば、円周上に山部及び谷部が繰り返し交互に形成された被検出部と、山部の検出に応じてハイレベルの信号を出力するとともに谷部の検出に応じてローレベルの信号を出力する検出器とを備える。検出器に対して被検出部が回転すると検出器からパルス信号が繰り返し出力され、当該パルス信号の計数により回転速度が演算される。また、複数の山部及び谷部の円周方向の長さは、基本的には互いに同じ長さにされる。回転位置(絶対角度)を検出する必要があるエンコーダでは、1箇所に長さの異なる山部及び谷部が形成され、当該長さの異なる山部及び谷部の検出位置を基準位置として、被検出部の回転位置が演算される。   There is known an encoder that repeatedly outputs a pulse signal in accordance with the rotation of a detected portion. For example, the encoder outputs a high level signal in response to detection of a peak and a detected portion in which peaks and valleys are alternately and repeatedly formed on the circumference, and low level in response to detection of a valley. And a detector for outputting the above signal. When the detected portion rotates relative to the detector, a pulse signal is repeatedly output from the detector, and the rotation speed is calculated by counting the pulse signal. In addition, the circumferential lengths of the plurality of peaks and valleys are basically the same length. In an encoder that needs to detect the rotational position (absolute angle), peaks and valleys having different lengths are formed at one location, and the detection positions of the peaks and valleys having different lengths are used as reference positions. The rotational position of the detection unit is calculated.

1箇所に長さの異なる山部及び谷部を形成することにより回転位置を特定可能としたエンコーダでは、基準位置の検出までに被検出部を最大で1回転させる必要があり、早期に回転位置を特定することができない。そこで、特許文献1のエンコーダでは、複数の山部及び谷部の長さを互いに異ならせることにより(一義的に設定することにより)、被検出部の回転位置を早期に特定可能にしている。
特開2001−249141号公報
In an encoder that can specify the rotational position by forming peaks and valleys with different lengths in one place, it is necessary to rotate the detected part at most once before the reference position is detected. Cannot be specified. Therefore, in the encoder of Patent Document 1, the rotational positions of the detected parts can be identified at an early stage by making the lengths of the plurality of peaks and valleys different from each other (by uniquely setting).
JP 2001-249141 A

しかし、特許文献1のエンコーダでは、山部及び谷部の長さを互いに異ならせていることから、被検出部の回転を一定角度毎に検出することができない。すなわち、等配角度を検出できない。等配角度が検出できない場合、例えば、パルス信号の計数値に基づいて被検出部の回転速度や回転位置を演算するアルゴリズムが複雑になる等の問題が生じる。   However, in the encoder of Patent Document 1, since the lengths of the crests and troughs are made different from each other, the rotation of the detected part cannot be detected at every fixed angle. That is, the equidistant angle cannot be detected. When the equidistant angle cannot be detected, there arises a problem that, for example, an algorithm for calculating the rotational speed and rotational position of the detected portion based on the count value of the pulse signal becomes complicated.

本発明の目的は、等配角度を検出することができ、かつ、絶対角度を早期に特定可能なエンコーダを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an encoder capable of detecting an equidistant angle and specifying an absolute angle at an early stage.

本発明のエンコーダは、被検出部と、第1の信号及び第2の信号からなる信号組であって、前記被検出部の複数の回転位置に対応付けられた複数の信号組を前記被検出部の回転に応じて順次出力する検出器とを備え、前記複数の信号組は、周期相当の回転角度が互いに同一であり、かつ、当該周期相当の回転角度に対する前記第1の信号の時間長さ相当の回転角度の比であるデューティー比が互いに異なる複数種類の信号組からなる。   The encoder of the present invention is a signal set including a detected portion and a first signal and a second signal, and a plurality of signal sets associated with a plurality of rotational positions of the detected portion are detected. Detectors that sequentially output according to the rotation of the unit, and the plurality of signal sets have the same rotation angle corresponding to the period, and the time length of the first signal with respect to the rotation angle corresponding to the period It is composed of a plurality of types of signal sets having different duty ratios, which are ratios of corresponding rotation angles.

好適には、前記複数種類の信号組は、前記被検出部の1回転を複数に分割する回転位置毎に出力される第1の信号組と、前記第1の信号組が出力されてから次の第1の信号組が出力されるまでの区間毎に出力される第2の信号組及び第3の信号組と、からなり、前記第2の信号組及び前記第3の信号組の配列パターンは前記区間毎に異なる。   Preferably, the plurality of types of signal sets include a first signal set output for each rotation position that divides one rotation of the detected portion into a plurality and a first signal set after the first signal set is output. The second signal set and the third signal set that are output for each section until the first signal set is output, and the arrangement pattern of the second signal set and the third signal set Is different for each section.

好適には、前記第1の信号組は、被検出部の1回転を複数かつ均等に分割する回転位置毎に出力され、前記第2の信号組は、前記区間毎に複数出力され、前記第3の信号組は、前記区間毎に1個出力され、前記第1の信号組が出力されてから前記第3の信号組が出力されるまでの前記第2の信号組の数が前記区間毎に異なる。   Preferably, the first signal set is output for each rotation position at which one rotation of the detected portion is divided into a plurality of equal parts, and the plurality of the second signal sets are output for each section, 3 signal sets are output for each section, and the number of the second signal sets from the output of the first signal set to the output of the third signal set is determined for each section. Different.

好適には、前記第2の信号組はデューティー比が0.5である。   Preferably, the second signal set has a duty ratio of 0.5.

好適には、前記第1の信号組及び前記第2の信号組のうち一方は前記第2の信号組よりもデューティー比が大きく、他方は前記第2の信号組よりもデューティー比が小さい。   Preferably, one of the first signal set and the second signal set has a duty ratio larger than that of the second signal set, and the other has a duty ratio smaller than that of the second signal set.

本発明によれば、等配角度を検出することができ、かつ、絶対角度を早期に特定できる。   According to the present invention, an even angle can be detected, and an absolute angle can be specified early.

図1は、本発明の第1の実施形態に係る磁気エンコーダ1の概略構成を示す斜視図である。磁気エンコーダ1は、例えば自動車の内燃機関のクランク角を検出するロータリーエンコーダであり、被検出部2と、検出器3と、制御部4とを備えている。   FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a magnetic encoder 1 according to the first embodiment of the present invention. The magnetic encoder 1 is, for example, a rotary encoder that detects a crank angle of an internal combustion engine of an automobile, and includes a detected portion 2, a detector 3, and a control portion 4.

被検出部2は、例えば点Oを中心とする環状に形成されており、被検出部2の周方向y1に沿ってN極及びS極が交互に繰り返されるように着磁されている。   The detected part 2 is formed, for example, in an annular shape centered on the point O, and is magnetized so that the N pole and the S pole are alternately repeated along the circumferential direction y1 of the detected part 2.

検出器3は、検出器3の配置位置における磁力を電気信号に変換して出力するものであり、磁界の向きに応じた電圧の電気信号を出力する。例えば、検出器3は、ホールIC又はMR素子(磁気抵抗効果素子)等の磁電変換素子3aを含んで構成され、被検出部2の法線方向(半径方向)の磁界の向きを検出する。換言すれば、被検出部2に対向する磁極がN極及びS極のうちいずれであるか検出する。磁電変換素子3aから出力された電気信号はアンプにより増幅されるとともに、2値化処理されてパルス信号として出力される。   The detector 3 converts the magnetic force at the arrangement position of the detector 3 into an electric signal and outputs it, and outputs an electric signal having a voltage corresponding to the direction of the magnetic field. For example, the detector 3 includes a magnetoelectric conversion element 3 a such as a Hall IC or an MR element (magnetoresistance effect element), and detects the direction of the magnetic field in the normal direction (radial direction) of the detected portion 2. In other words, it is detected whether the magnetic pole facing the detected portion 2 is the N pole or the S pole. The electric signal output from the magnetoelectric conversion element 3a is amplified by an amplifier, binarized, and output as a pulse signal.

制御部4は、例えばICにより構成され、検出器3からの信号に基づいて種々の演算を行う。例えば、検出器3からの信号に基づいて被検出部の回転数、絶対角度(回転位置)、回転速度、回転方向を特定する。なお、制御部4は検出器3に設けられていてもよい。   The control unit 4 is configured by an IC, for example, and performs various calculations based on the signal from the detector 3. For example, the rotation speed, absolute angle (rotation position), rotation speed, and rotation direction of the detected part are specified based on the signal from the detector 3. The control unit 4 may be provided in the detector 3.

被検出部2及び検出器3は、被検出部2の周方向y1に沿って互いに相対移動できるように、検出対象の機器等に対して取り付けられる。例えば、被検出部2は自動車の内燃機関のクランクシャフトに取り付けられ、検出器3はシリンダに取り付けられる。そして、クランクシャフトの回転に伴って、被検出部2は検出器3に対して周方向y1へ回転する。被検出部2は、クランクシャフトの回転中心と被検出部2の中心点Oとが一致するように取り付けられており、被検出部2と検出器3の磁電変換素子3aとのギャップG1は一定に保たれる。なお、自動車のクランクシャフトは基本的に正転のみであり逆転はしないが、正転及び逆転する部材に取り付けられてよいことはもちろんである。   The detected unit 2 and the detector 3 are attached to a detection target device or the like so that they can move relative to each other along the circumferential direction y1 of the detected unit 2. For example, the detected portion 2 is attached to a crankshaft of an internal combustion engine of an automobile, and the detector 3 is attached to a cylinder. And the to-be-detected part 2 rotates to the circumferential direction y1 with respect to the detector 3 with rotation of a crankshaft. The detected part 2 is mounted so that the rotation center of the crankshaft and the center point O of the detected part 2 coincide with each other, and the gap G1 between the detected part 2 and the magnetoelectric conversion element 3a of the detector 3 is constant. To be kept. Note that the crankshaft of an automobile is basically only forward rotation and not reverse rotation, but of course, it may be attached to a member that rotates forward and reverse.

図2(a)は、被検出部2を一定方向へ回転させた場合に、検出器3から出力されるパルス列のパターン(パルスパターン)の一例を示す図であり、図2(b)は、図2(a)のパルスパターンに対応する被検出部2の着磁パターンを示す図である。図2(a)及び図2(b)において、横軸は被検出部2の周方向y1における位置を示し、図2(a)において、縦軸は検出器3から出力されるパルス信号の電圧を示している。   FIG. 2A is a diagram illustrating an example of a pulse train pattern (pulse pattern) output from the detector 3 when the detected portion 2 is rotated in a certain direction, and FIG. It is a figure which shows the magnetization pattern of the to-be-detected part 2 corresponding to the pulse pattern of Fig.2 (a). 2A and 2B, the horizontal axis indicates the position of the detected portion 2 in the circumferential direction y1, and in FIG. 2A, the vertical axis indicates the voltage of the pulse signal output from the detector 3. Is shown.

なお、磁極の周方向y1における長さ(回転軸Oを中心とした角度)や被検出部2の回転角度は、被検出部2の回転速度に基づいてパルス信号の時間長さに換算できるから、以下では、パルス信号の時間長さと、その時間長さ相当の磁極の周方向y1における長さや被検出部2の回転角度とを特に区別せずに説明する場合がある。同様に、パルス信号の出力タイミングや出力期間と、その出力タイミングや出力期間に相当する回転位置や区間についても区別せずに説明する場合がある。また、紙面左側のパルスから出力されてもよいし、右側のパルスから出力されてもよく、換言すれば、被検出部2は正転しても逆転してもよいが、以下では、図の左側のパルスから出力されるものとして説明する。   The length of the magnetic pole in the circumferential direction y1 (the angle around the rotation axis O) and the rotation angle of the detected portion 2 can be converted into the time length of the pulse signal based on the rotational speed of the detected portion 2. Hereinafter, the time length of the pulse signal, the length of the magnetic pole corresponding to the time length in the circumferential direction y1 and the rotation angle of the detected portion 2 may be described without particular distinction. Similarly, the output timing and output period of the pulse signal and the rotation position and section corresponding to the output timing and output period may be described without distinction. Further, it may be output from a pulse on the left side of the paper or may be output from a pulse on the right side. In other words, the detected part 2 may be rotated forward or backward. The description will be made assuming that the pulse is output from the left pulse.

パルスパターンは、被検出部2のN極が検出されたときに出力されるHighパルス信号11と、被検出部2のS極が検出されたときに出力され、Highパルス信号11よりも電位の低いLowパルス信号12とが繰り返されて構成されている。なお、Highパルス信号及びLowパルス信号12は、本発明の第1信号及び第2信号の一例である。   The pulse pattern is output when the N pole of the detected part 2 is detected and when the S pole of the detected part 2 is detected, and the pulse pattern has a potential higher than that of the High pulse signal 11. The low low pulse signal 12 is repeated. The high pulse signal and the low pulse signal 12 are examples of the first signal and the second signal of the present invention.

Highパルス信号11と、そのHighパルス信号11に連続するLowパルス信号12とからなるパルスの組13の時間長さT1(周期)は、複数のパルスの組13間において互いに同一である。換言すれば、パルスの組13の周期相当の被検出部2の回転角度は互いに同一である。図3(a)では、パルスの組13が被検出部2の1回転において36個出力される場合、すなわち、パルスの組13の周期が被検出部2の回転角度10度に相当する場合を例示している。   The time length T1 (period) of the pulse set 13 composed of the high pulse signal 11 and the low pulse signal 12 continuous to the high pulse signal 11 is the same among the plurality of pulse sets 13. In other words, the rotation angles of the detected portions 2 corresponding to the period of the pulse set 13 are the same. In FIG. 3A, a case where 36 pulse sets 13 are output in one rotation of the detected portion 2, that is, a case where the period of the pulse set 13 corresponds to the rotation angle of the detected portion 2 is 10 degrees. Illustrated.

複数のパルスの組13には、周期T1に対するHighパルス信号11の時間長さの比(デューティー比)が互いに異なる3種類のパルスの組13が含まれている。換言すれば、複数のパルスの組13には、周期T1相当の被検出部2の回転角度に対する、Highパルス信号11の時間長さ相当の被検出部2の回転角度の比が互いに異なる3種類のパルスの組13が含まれている。   The plurality of pulse sets 13 include three types of pulse sets 13 having different time length ratios (duty ratios) of the High pulse signal 11 with respect to the period T1. In other words, the plurality of pulse sets 13 include three types in which the ratio of the rotation angle of the detected portion 2 corresponding to the time length of the High pulse signal 11 to the rotation angle of the detected portion 2 corresponding to the period T1 is different from each other. A set of 13 pulses is included.

具体的には、複数のパルスの組13には、デューティー比が0.5となる中デューティー比のパルスの組13Mと、デューティー比が0.5よりも小さい小デューティー比のパルスの組13Sと、デューティー比が0.5よりも大きい大デューティー比のパルスの組13Lとが含まれている。なお、図3(a)では、小デューティー比+大デューティー比=1.0となるように設定されている。なお、パルスの組13Sは第1の信号組の一例であり、パルスの組13Mは第2の信号組の一例であり、パルスの組13Lは第3の信号組の一例である。   Specifically, the plurality of pulse sets 13 include a medium duty ratio pulse set 13M having a duty ratio of 0.5, and a small duty ratio pulse set 13S having a duty ratio smaller than 0.5. , And a set 13L of pulses having a large duty ratio larger than 0.5. In FIG. 3A, the small duty ratio + the large duty ratio is set to 1.0. The pulse set 13S is an example of a first signal set, the pulse set 13M is an example of a second signal set, and the pulse set 13L is an example of a third signal set.

小デューティー比のパルスの組13Sは、パルスパターンを等間隔に分割するように出力されている。すなわち、パルスの組13Sは、被検出部2の1回転を複数かつ均等に分割する回転位置毎(一定角度の回転毎)に出力され、パルスの組13Sが出力されてから次のパルスの組13Sが出力されるまでの区間には、複数のパルスの組13M、13Lが出力されている。図3(a)では、パルスの組13Sにより、被検出部2の1回転に相当するパルス列が4つの区間に等分割される場合を例示している。   The pulse set 13S having a small duty ratio is output so as to divide the pulse pattern at equal intervals. That is, the pulse set 13S is output for each rotation position (one rotation of a certain angle) that divides one rotation of the detected portion 2 into a plurality of equal parts, and after the pulse set 13S is output, the next pulse set is output. In a section until 13S is output, a plurality of pulse sets 13M and 13L are output. FIG. 3A illustrates a case where a pulse train corresponding to one rotation of the detected portion 2 is equally divided into four sections by the pulse set 13S.

中デューティー比のパルスの組13Mは、パルスの組13Sが出力されてから次のパルスの組13Sが出力されるまでの間に複数出力されている。パルスの組13Mは、他のパルスの組13S、13Lよりも数多く出力されている。   A plurality of medium duty ratio pulse sets 13 </ b> M are output from the output of the pulse set 13 </ b> S to the output of the next pulse set 13 </ b> S. More pulse sets 13M are output than the other pulse sets 13S and 13L.

大デューティー比のパルスの組13Lは、パルスの組13Sによって分割された複数の区間それぞれにおいて1つずつ出力されており、区間毎に位置を変えるように出力されている。すなわち、パルスの組13Lは、パルスの組13Sが出力されてから次に出力されるまでの各区間において出力されるとともに、パルスの組13Sが出力されてからパルスの組13Lが出力されるまでの時間(パルスの組13Mの数)が変化するように出力されている。図3(a)では、パルスの組13Sにより分割された区間毎に、パルスの組13Lの位置が一つずつずれている場合を例示している。   The large duty ratio pulse set 13L is output one by one in each of the plurality of sections divided by the pulse set 13S, and is output so as to change the position in each section. That is, the pulse set 13L is output in each section from the output of the pulse set 13S to the next output, and from the output of the pulse set 13S to the output of the pulse set 13L. (The number of pulse sets 13M) is changed so as to change. FIG. 3A illustrates a case where the position of the pulse set 13L is shifted by one for each section divided by the pulse set 13S.

制御部4は、小デューティー比のパルスの組13Sを検出してから、大デューティー比のパルスの組13Lを検出するまでに検出された中デューティー比のパルスの組13Mの数に基づいて、被検出部2の絶対角度(絶対位置)を演算する。すなわち、パルスの組13Sからパルスの組13Lまでのパルスの組13Mの数により、4つの区間のうちいずれの区間のパルスの組13Lを検出したかを特定して絶対角度を特定し、その後は、所定の基準位置(例えばパルスの組13Lを検出した位置)からの計数値に基づいて絶対角度を特定する。また、制御部4は、パルスの組13の計数値に基づいて被検出部2の回転数や回転速度を演算する。   Based on the number of medium duty ratio pulse sets 13M detected from the detection of the small duty ratio pulse set 13S to the detection of the large duty ratio pulse set 13L, the control unit 4 The absolute angle (absolute position) of the detector 2 is calculated. That is, by specifying the number of pulse sets 13M from the pulse set 13S to the pulse set 13L, the pulse set 13L in which of the four sections is detected and the absolute angle is specified. The absolute angle is specified based on the count value from a predetermined reference position (for example, the position where the pulse set 13L is detected). Further, the control unit 4 calculates the rotation speed and rotation speed of the detected unit 2 based on the count value of the pulse set 13.

図3は、被検出部2の回転始動時におけるパルスの組13のデューティー比変化の一例を示す図である。図3(a)は、被検出部2の回転始動時の回転速度の一例を示しており、横軸は時間、縦軸は回転数である。図3(b)は、図3(a)のように被検出部2を回転させたときに検出されるパルスの組13のデューティー比を示しており、横軸はパルス数、縦軸はデューティー比である。各パルスの組13のデューティー比は、Highパルス信号11が出力された時間を、Highパルス信号11及びLowパルス信号12が出力された時間で割ることにより求められる。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a change in the duty ratio of the pulse group 13 when the rotation of the detected portion 2 is started. FIG. 3A shows an example of the rotation speed at the time of starting rotation of the detected portion 2, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the rotation speed. FIG. 3B shows the duty ratio of the pulse set 13 detected when the detected portion 2 is rotated as shown in FIG. 3A. The horizontal axis indicates the number of pulses, and the vertical axis indicates the duty. Is the ratio. The duty ratio of each pulse set 13 is obtained by dividing the time when the high pulse signal 11 is output by the time when the high pulse signal 11 and the low pulse signal 12 are output.

図3(b)のマークm_Mは、中デューティー比のパルスの組13Mとなるべきパルスの組を、マークm_Lは、大デューティー比のパルスの組13Lとなるべきパルスの組を、マークm_Sは、小デューティー比のパルスの組13Sとなるべきパルスの組を示している。   In FIG. 3B, the mark m_M represents a pulse set to be the medium duty ratio pulse set 13M, the mark m_L represents the pulse set to be the large duty ratio pulse set 13L, and the mark m_S represents A set of pulses to be the set 13S of pulses with a small duty ratio is shown.

図3(a)に示すように、この例では、被検出部2の回転速度を10Hzまで1秒間で一定の加速度で増速し、その後、回転速度を10Hzに保った場合を示している。また、被検出部2は、パルスの組13が1回転で36個検出されるように着磁されている。従って、図3(b)の横軸において、36個までは図3(a)の1秒までに略相当し、37個以降は、図3(a)の1秒以降に相当する。   As shown in FIG. 3A, in this example, the rotation speed of the detected portion 2 is increased to 10 Hz with a constant acceleration for 1 second, and then the rotation speed is maintained at 10 Hz. The detected portion 2 is magnetized so that 36 sets 13 of pulses are detected in one rotation. Therefore, on the horizontal axis in FIG. 3B, up to 36 corresponds to approximately 1 second in FIG. 3A, and 37 and subsequent corresponds to 1 second in FIG. 3A.

被検出部2の始動時(加速中)には、Highパルス信号11出力時よりもLowパルス信号12出力時の方が速度が大きくなるから、被検出部2の始動時には、検出されるデューティー比が所望のデューティー比よりも大きくなり、その後、検出されるデューティー比は所望のデューティー比に収束することになる。   When the detected part 2 is started (accelerated), the speed is higher when the low pulse signal 12 is output than when the high pulse signal 11 is output. Therefore, when the detected part 2 is started, the detected duty ratio is Becomes greater than the desired duty ratio, after which the detected duty ratio will converge to the desired duty ratio.

図3(b)に示すように、マークm_M、マークm_L、マークm_Sは、36個検出される手前で、略一定のデューティー比に安定している。すなわち、被検出部2が一定速度になったときだけでなく、被検出部2の加速中においても、デューティー比は所望の値に安定している。なお、これは、回転速度Vが大きくなると、1のパルス信号11又は12を検出する時間内における速度変化dVが回転速度Vに対して相対的に小さくなることからである。   As shown in FIG. 3B, the mark m_M, the mark m_L, and the mark m_S are stable at a substantially constant duty ratio before 36 are detected. That is, the duty ratio is stable at a desired value not only when the detected portion 2 reaches a constant speed but also during acceleration of the detected portion 2. This is because when the rotational speed V increases, the speed change dV within the time for detecting one pulse signal 11 or 12 becomes relatively small with respect to the rotational speed V.

図4は、図4(a)に示したパルスパターンの変形例を示している。被検出部2が1回転する間に出力されるパルスの数は、エンコーダ1の使用目的等に応じて適宜に設定してよく、例えば、図4(a)に示すように、図2(a)の例よりも多くてもよいし、図4(b)に示すように、図2(a)の例よりも少なくてもよい。なお、図4(a)は、被検出部2の1回転において、パルスの組13が60個出力されるものを例示しており、図4(b)は、被検出部2の1回転においてパルスの組13が24個出力されるものを例示している。   FIG. 4 shows a modification of the pulse pattern shown in FIG. The number of pulses output during one rotation of the detected portion 2 may be set as appropriate according to the purpose of use of the encoder 1. For example, as shown in FIG. ) Or more than the example of FIG. 2A, as shown in FIG. 4B. 4A illustrates an example in which 60 sets 13 of pulses are output in one rotation of the detected portion 2, and FIG. 4B illustrates that in one rotation of the detected portion 2. An example in which 24 pulse sets 13 are output is illustrated.

以上の第2の実施形態によれば、周期に相当する回転角度が一定で、デューティー比が互いに異なるパルスの組が出力されるようにしていることから、等配角度を検出でき、かつ、デューティー比によってパルスの組の種類を特定して絶対角度を特定することができる。   According to the second embodiment described above, since a set of pulses having a constant rotation angle corresponding to the cycle and different duty ratios are output, the equidistant angle can be detected, and the duty ratio can be detected. The absolute angle can be specified by specifying the type of pulse set by the ratio.

デューティー比によってパルスの組の種類を特定する場合、種類の異なるパルスの組間においてデューティー比の差が、ある程度大きく設定されている必要があり、パルスの組の種類は少なめにすることが好ましい。第2の実施形態では、小デューティー比のパルスの組13Sによりパルス列を複数に分割するとともに、分割された各区間における中デューティー比のパルスの組13M及び大デューティー比のパルスの組13Lの配列パターンを互いに異ならせるようにして、その配列パターンによりいずれの区間であるかを特定しているから、比較的少ない種類の組により絶対位置を特定することができる。また、分割された区間毎に配列パターンを変化させるだけであるから、設計条件に応じた配列パターンの変形が容易である。   When the type of pulse set is specified by the duty ratio, it is necessary that the difference in duty ratio is set to be somewhat large between the sets of pulses of different types, and it is preferable to reduce the number of types of pulse sets. In the second embodiment, the pulse train is divided into a plurality of pulse trains by a small duty ratio pulse set 13S, and an array pattern of a medium duty ratio pulse set 13M and a large duty ratio pulse set 13L in each divided section. Since the section is specified by the arrangement pattern so as to be different from each other, the absolute position can be specified by a relatively small number of types. Moreover, since the arrangement pattern is only changed for each divided section, the arrangement pattern can be easily modified according to the design conditions.

小デューティー比のパルスの組13Sにより等分割された各区間における大デューティー比のパルスの組13Lの位置により、検出されている区間がいずれの区間であるかを特定することから、各区間の配列パターンに基づいていずれの区間であるかを特定する際に複雑なパターンマッチングを必要としない。   Since the section being detected is identified by the position of the pulse set 13L having a large duty ratio in each section equally divided by the pulse set 13S having a small duty ratio, the arrangement of each section is determined. Complex pattern matching is not required when specifying which section is based on the pattern.

最も数多く出力されるパルスの組(第2の信号組)としてデューティー比が0.5のパルスの組13Mを利用しており、また、デューティー比が0.5であれば検出精度が安定するから、全体として検出精度が向上する。   As the most output pulse set (second signal set), the pulse set 13M having a duty ratio of 0.5 is used, and if the duty ratio is 0.5, the detection accuracy is stable. As a whole, the detection accuracy is improved.

パルスパターンを分割するパルスの組(第1の信号組)のデューティー比を第2の信号組よりも小さく、各区間を特定するためのパルスの組(第3の信号組)のデューティー比を第2の信号組よりも大きくしていることから、第1の信号組のデューティー比と第3の信号組のデューティー比との差を大きく設定でき、演算部によって第1の信号組と第3の信号組とが混同されるおそれが抑制される。   The duty ratio of the pulse group (first signal group) that divides the pulse pattern is smaller than that of the second signal group, and the duty ratio of the pulse group (third signal group) for specifying each section is the first. Since it is larger than the signal set of 2, the difference between the duty ratio of the first signal set and the duty ratio of the third signal set can be set large, and the first signal set and the third signal set can be set by the arithmetic unit. The possibility of being confused with the signal set is suppressed.

本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施してよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various aspects.

エンコーダは、被検出部の回転に応じて信号列を出力するものであればよく、磁気エンコーダに限定されない。例えば、光学式のエンコーダでもよい。また、磁気エンコーダである場合、被検出部の接線方向(周方向)の磁界の向きに応じた信号を出力するものであってもよい。なお、この場合、被検出部を一定速度で回転させた場合の信号列の時間長さのパターンは、磁極の周方向の長さのパターンとは同一ではない。すなわち、本発明では、被検出部の複数の回転位置と検出器から出力される複数の信号組とが互いに対応していれば、所望のパルスパターンが得られるように適宜に被検出部の着磁等を行ってよく、信号列の時間長さのパターンと、検出される物理量(例えば磁界)を生じさせる配列対象(例えば磁極)の周方向の長さのパターンとが一致している必要はない。   The encoder is not limited to a magnetic encoder as long as it outputs a signal sequence in accordance with the rotation of the detected part. For example, an optical encoder may be used. In the case of a magnetic encoder, a signal corresponding to the direction of the magnetic field in the tangential direction (circumferential direction) of the detected part may be output. In this case, the pattern of the time length of the signal sequence when the detected part is rotated at a constant speed is not the same as the pattern of the length in the circumferential direction of the magnetic pole. In other words, in the present invention, if a plurality of rotational positions of the detected part and a plurality of signal sets output from the detector correspond to each other, the detected part is appropriately attached so as to obtain a desired pulse pattern. The pattern of the time length of the signal sequence and the pattern of the circumferential length of the arrangement target (for example, the magnetic pole) that generates the detected physical quantity (for example, the magnetic field) need to match. Absent.

デューティー比によって信号組の種類を特定できれば、信号組の種類と被検出部の回転位置との対応から回転位置を特定できる。従って、デューティー比の大きさ、デューティー比の異なるパルスの組の種類の数、複数種類のパルスの組の配列パターンは、適宜に設定してよい。   If the type of signal set can be specified by the duty ratio, the rotational position can be specified from the correspondence between the type of signal set and the rotational position of the detected part. Accordingly, the magnitude of the duty ratio, the number of types of pulse sets having different duty ratios, and the arrangement pattern of a plurality of types of pulse sets may be set as appropriate.

例えば、被検出部の1回転中において、第1のデューティー比が検出される区間,第2のデューティー比が検出される区間,…,第nのデューティー比が検出される区間が形成されるようにして、いずれのデューティー比が検出されたかにより絶対角度を特定するとともに、その検出順により回転方向を特定してもよい。   For example, during one rotation of the detected portion, a section in which the first duty ratio is detected, a section in which the second duty ratio is detected,..., A section in which the nth duty ratio is detected are formed. Thus, the absolute angle may be specified depending on which duty ratio is detected, and the rotation direction may be specified based on the detection order.

第1の信号組により被検出部の1回転を複数の区間に分割する場合、分割された各区間に含まれる2種以上のパルスの組の配列パターンにより各区間を識別できれば、絶対位置を特定できる。従って、第1の信号組が検出されてから第3の信号組が検出されるまでに検出された第2の信号組の数により絶対位置を特定するものに限定されず、例えば、分割された区間毎に第3の信号組の数と第2の信号組の数との比率を変えて、各区間を特定するようにしてもよい。   When one rotation of the detected part is divided into a plurality of sections by the first signal set, the absolute position is specified if each section can be identified by the arrangement pattern of two or more kinds of pulse groups included in each divided section. it can. Therefore, the present invention is not limited to one that specifies the absolute position according to the number of second signal sets detected from when the first signal set is detected until the third signal set is detected. Each section may be specified by changing the ratio of the number of the third signal sets and the number of the second signal sets for each section.

本発明の実施形態の磁気エンコーダの概略構成を示す斜視図。A perspective view showing a schematic structure of a magnetic encoder of an embodiment of the present invention. 図1の磁気エンコーダにおけるパルスパターン及び着磁パターンを示す図。The figure which shows the pulse pattern and magnetization pattern in the magnetic encoder of FIG. 図1の磁気エンコーダにおける回転始動時のデューティー比変化を示す図。The figure which shows the duty ratio change at the time of the rotation start in the magnetic encoder of FIG. 図1の磁気エンコーダにおけるパルスパターン及び着磁パターンの変形例を示す図。The figure which shows the modification of the pulse pattern and the magnetization pattern in the magnetic encoder of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…磁気エンコーダ、2…被検出部、3…検出器、11…第1の信号、12…第2の信号、13…信号組、T1…周期。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic encoder, 2 ... Detected part, 3 ... Detector, 11 ... 1st signal, 12 ... 2nd signal, 13 ... Signal group, T1 ... Period.

Claims (5)

被検出部と、
第1の信号及び第2の信号からなる信号組であって、前記被検出部の複数の回転位置に対応付けられた複数の信号組を前記被検出部の回転に応じて順次出力する検出器と、
を備え、
前記複数の信号組は、周期相当の回転角度が互いに同一であり、かつ、当該周期相当の回転角度に対する前記第1の信号の時間長さ相当の回転角度の比であるデューティー比が互いに異なる複数種類の信号組からなる
エンコーダ。
A detected part;
A detector which is a signal set including a first signal and a second signal, and which sequentially outputs a plurality of signal sets associated with a plurality of rotation positions of the detected portion according to the rotation of the detected portion. When,
With
The plurality of signal sets have the same rotation angle corresponding to the cycle, and a plurality of duty ratios which are ratios of the rotation angle corresponding to the time length of the first signal to the rotation angle corresponding to the cycle. An encoder consisting of various signal pairs.
前記複数種類の信号組は、
前記被検出部の1回転を複数に分割する回転位置毎に出力される第1の信号組と、
前記第1の信号組が出力されてから次の第1の信号組が出力されるまでの区間毎に出力される第2の信号組及び第3の信号組と、
からなり、
前記第2の信号組及び前記第3の信号組の配列パターンは前記区間毎に異なる
請求項1に記載のエンコーダ。
The plurality of types of signal sets are:
A first signal set that is output for each rotation position that divides one rotation of the detected portion into a plurality of rotations;
A second signal set and a third signal set output for each section from the output of the first signal set to the output of the next first signal set;
Consists of
The encoder according to claim 1, wherein arrangement patterns of the second signal set and the third signal set are different for each section.
前記第1の信号組は、被検出部の1回転を複数かつ均等に分割する回転位置毎に出力され、
前記第2の信号組は、前記区間毎に複数出力され、
前記第3の信号組は、前記区間毎に1個出力され、
前記第1の信号組が出力されてから前記第3の信号組が出力されるまでの前記第2の信号組の数が前記区間毎に異なる
請求項2に記載のエンコーダ。
The first signal set is output for each rotation position that divides one rotation of the detected portion into a plurality of equal parts,
A plurality of the second signal sets are output for each section,
One third signal set is output for each section,
The encoder according to claim 2, wherein the number of the second signal sets from the output of the first signal set to the output of the third signal set is different for each section.
前記第2の信号組はデューティー比が0.5である
請求項3に記載のエンコーダ。
The encoder according to claim 3, wherein the second signal set has a duty ratio of 0.5.
前記第1の信号組及び前記第2の信号組のうち一方は前記第2の信号組よりもデューティー比が大きく、他方は前記第2の信号組よりもデューティー比が小さい
請求項3に記載のエンコーダ。
The duty ratio of one of the first signal set and the second signal set is larger than that of the second signal set, and the other is smaller than that of the second signal set. Encoder.
JP2006023113A 2006-01-31 2006-01-31 Encoder Pending JP2007205781A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006023113A JP2007205781A (en) 2006-01-31 2006-01-31 Encoder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006023113A JP2007205781A (en) 2006-01-31 2006-01-31 Encoder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007205781A true JP2007205781A (en) 2007-08-16

Family

ID=38485394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006023113A Pending JP2007205781A (en) 2006-01-31 2006-01-31 Encoder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007205781A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63289417A (en) * 1987-05-21 1988-11-25 Hitachi Seiko Ltd Pulse encoder
JPH0450771A (en) * 1990-06-20 1992-02-19 Hitachi Ltd Speed detector

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63289417A (en) * 1987-05-21 1988-11-25 Hitachi Seiko Ltd Pulse encoder
JPH0450771A (en) * 1990-06-20 1992-02-19 Hitachi Ltd Speed detector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5073944B2 (en) Method for transmitting angle information and apparatus for implementing the method
JP4586800B2 (en) Magnetic encoder
US10775200B2 (en) Rotary encoder and absolute angular position detection method thereof
JP2004162605A (en) Crank angle detector
JP6356340B2 (en) Sensor for determining at least one rotational characteristic of a rotating element
JP2006226816A (en) Rotation angle detector
JP2007198843A (en) Magnetism detecting system
JP4275444B2 (en) Bearing with absolute encoder
JP2008045881A (en) Rotation angle position detector
JP2008521000A (en) Space detector
CN110914693A (en) Rotational speed sensor device
JP6337842B2 (en) Rotation detector
JP2009168679A (en) Rotation detector
GB2366871A (en) A high resolution position sensor utilising a rotary magnetic encoder
JP2005181307A (en) Manufacturing method for magnetic multi-polar encoder
JP2558379B2 (en) Method and apparatus for detecting angular velocity and angular position of injection pump of multi-cylinder engine
JP2007205781A (en) Encoder
KR101271828B1 (en) Computing Method of Absolute Steering Angle Using Steering Angle Sensing System
US11639860B2 (en) Absolute position detection device and detection method of rotating body using magnetic material
JP4882465B2 (en) Encoder
JP6807361B2 (en) Rotational position detector, rotational position detection method and program
JP2007064897A (en) Magnetic encoder
DK2997334T3 (en) POSITION CODES
US11512980B2 (en) Absolute position detection device and detection method of rotating body
JP4506325B2 (en) Magnetic encoder

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110302

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110510

A02 Decision of refusal

Effective date: 20111011

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02