JP3253890B2 - ブラシレスモータ制御用エンコーダ装置 - Google Patents
ブラシレスモータ制御用エンコーダ装置Info
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- JP3253890B2 JP3253890B2 JP11069597A JP11069597A JP3253890B2 JP 3253890 B2 JP3253890 B2 JP 3253890B2 JP 11069597 A JP11069597 A JP 11069597A JP 11069597 A JP11069597 A JP 11069597A JP 3253890 B2 JP3253890 B2 JP 3253890B2
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- switching
- encoder
- circuit
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、制御装置から離れ
た位置に設けられたブラシレスモータに対して取付けら
れて制御装置にエンコーダ信号とモータ励磁用信号を出
力するブラシレスモータ制御用エンコーダ装置に関する
ものである。
た位置に設けられたブラシレスモータに対して取付けら
れて制御装置にエンコーダ信号とモータ励磁用信号を出
力するブラシレスモータ制御用エンコーダ装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】数値制御工作機械や産業ロボットの制御
では、被制御可動部の駆動源として用いられるブラシレ
スモータを離れた位置に配置した制御装置により制御す
る制御システムが用いられている。この制御システムで
は、各ブラシレスモータの回転子の現在位置を正確に知
るためとモータを適切に励磁するために、Ａ相及びＢ相
のインクリメンタル信号と、Ｃ相の原点信号と、Ｕ，
Ｖ，Ｗ相に応じたモータ励磁用信号とを出力するインク
リメンタルエンコーダとが用いられている。従来のブラ
シレスモータ制御用エンコーダ装置では、図７に示すよ
うに、インクリメンタルエンコーダ１から出力されるＡ
相及びＢ相のインクリメンタル信号とＣ相の原点信号と
に対して第１の差動型ラインドライバ２を設け、また
Ｕ，Ｖ，Ｗ相に応じたモータ励磁用信号に対して第２の
差動型ラインドライバ３を設け、これら第１及び第２の
ラインドライバ２及び３に対して６本のツイストペア線
（伝送線路）４…を内蔵した伝送ケーブル５を用いてい
た。
では、被制御可動部の駆動源として用いられるブラシレ
スモータを離れた位置に配置した制御装置により制御す
る制御システムが用いられている。この制御システムで
は、各ブラシレスモータの回転子の現在位置を正確に知
るためとモータを適切に励磁するために、Ａ相及びＢ相
のインクリメンタル信号と、Ｃ相の原点信号と、Ｕ，
Ｖ，Ｗ相に応じたモータ励磁用信号とを出力するインク
リメンタルエンコーダとが用いられている。従来のブラ
シレスモータ制御用エンコーダ装置では、図７に示すよ
うに、インクリメンタルエンコーダ１から出力されるＡ
相及びＢ相のインクリメンタル信号とＣ相の原点信号と
に対して第１の差動型ラインドライバ２を設け、また
Ｕ，Ｖ，Ｗ相に応じたモータ励磁用信号に対して第２の
差動型ラインドライバ３を設け、これら第１及び第２の
ラインドライバ２及び３に対して６本のツイストペア線
（伝送線路）４…を内蔵した伝送ケーブル５を用いてい
た。
【０００３】図示しない制御装置は、起動時にはＵ，
Ｖ，Ｗ相用のモータ励磁用信号に基づいて電圧値が一定
の励磁電圧をブラシレスモータの励磁巻線に印加する。
モータ励磁用信号は各相の極性は示しているものの波高
値が一定であるため、この信号だけでは正弦波に近似し
た励磁電圧を励磁巻線に印加することができない。そこ
で従来は、モータが起動した後で、Ｃ相の原点信号の立
ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジの位置における
Ｕ，Ｖ，Ｗ相用の各モータ励磁用信号が示す極性とＡ相
及びＢ相のインクリメンタル信号とを用いて、正弦波に
近似した励磁電圧を励磁巻線に印加できるモータ励磁用
信号を作り、以後この信号に基づいて励磁巻線の励磁を
行っている。
Ｖ，Ｗ相用のモータ励磁用信号に基づいて電圧値が一定
の励磁電圧をブラシレスモータの励磁巻線に印加する。
モータ励磁用信号は各相の極性は示しているものの波高
値が一定であるため、この信号だけでは正弦波に近似し
た励磁電圧を励磁巻線に印加することができない。そこ
で従来は、モータが起動した後で、Ｃ相の原点信号の立
ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジの位置における
Ｕ，Ｖ，Ｗ相用の各モータ励磁用信号が示す極性とＡ相
及びＢ相のインクリメンタル信号とを用いて、正弦波に
近似した励磁電圧を励磁巻線に印加できるモータ励磁用
信号を作り、以後この信号に基づいて励磁巻線の励磁を
行っている。
【０００４】しかしながら数値制御工作機械や産業用ロ
ボット等のように多軸の制御を行う場合等には、ブラシ
レスモータ制御用エンコーダ装置が多数用いられること
になり、ツイストペア線を内蔵した伝送ケーブル５の数
も増えることになる。ツイストペア線（伝送線路）４…
の内蔵本数が多いほど、伝送ケーブル５の太さは太くな
るため、ブラシレスモータ制御用エンコーダ装置が多数
用いられる場合には、伝送ケーブルだけでもかなりのス
ペースが必要になる問題が発生する上、伝送線路の数が
多いほど接続箇所が増えて、誤配線が発生する確率が高
くなる問題が生じる。
ボット等のように多軸の制御を行う場合等には、ブラシ
レスモータ制御用エンコーダ装置が多数用いられること
になり、ツイストペア線を内蔵した伝送ケーブル５の数
も増えることになる。ツイストペア線（伝送線路）４…
の内蔵本数が多いほど、伝送ケーブル５の太さは太くな
るため、ブラシレスモータ制御用エンコーダ装置が多数
用いられる場合には、伝送ケーブルだけでもかなりのス
ペースが必要になる問題が発生する上、伝送線路の数が
多いほど接続箇所が増えて、誤配線が発生する確率が高
くなる問題が生じる。
【０００５】そこで特開平４−２１０９８号公報に示さ
れるように、モータエンコーダ側にデータセクタを設
け、選択信号または切換信号に応じてインクリメンタル
信号とモータ励磁用信号の出力を切り換えることによ
り、伝送線路の数を減らす技術が提案された。この公報
には、エンコーダ側で切換信号を発生する場合について
も一例が記載されている。具体的には、制御器電源投入
後、所定の遅れ時間を経て動作するディレイ回路をモー
タ・エンコーダ側に設けて、エンコーダ側で切換信号を
出力させればよい旨この公報には記載されている。
れるように、モータエンコーダ側にデータセクタを設
け、選択信号または切換信号に応じてインクリメンタル
信号とモータ励磁用信号の出力を切り換えることによ
り、伝送線路の数を減らす技術が提案された。この公報
には、エンコーダ側で切換信号を発生する場合について
も一例が記載されている。具体的には、制御器電源投入
後、所定の遅れ時間を経て動作するディレイ回路をモー
タ・エンコーダ側に設けて、エンコーダ側で切換信号を
出力させればよい旨この公報には記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらディレイ
回路を設けて制御器電源投入後の時間の経過により切換
信号を出力させる場合には、エンコーダ側の電源と制御
装置側の電源の電源投入時からの時間を正確に同期させ
る必要があり、この同期がずれると、カウントの誤差
（位置ずれ）が発生する問題がある。この同期がずれな
いようにするためには、かなり複雑な回路構成が必要に
なる。
回路を設けて制御器電源投入後の時間の経過により切換
信号を出力させる場合には、エンコーダ側の電源と制御
装置側の電源の電源投入時からの時間を正確に同期させ
る必要があり、この同期がずれると、カウントの誤差
（位置ずれ）が発生する問題がある。この同期がずれな
いようにするためには、かなり複雑な回路構成が必要に
なる。
【０００７】本発明の目的は、制御装置側の電源とエン
コーダ側の電源の投入時期を同期させなくても、モータ
励磁用信号からエンコーダ信号への切換を確実に識別で
きるようにしたブラシレスモータ制御用エンコーダ装置
を提供することにある。
コーダ側の電源の投入時期を同期させなくても、モータ
励磁用信号からエンコーダ信号への切換を確実に識別で
きるようにしたブラシレスモータ制御用エンコーダ装置
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、制御装置から
離れた位置にあるブラシレスモータによって駆動されて
インクリメンタル信号を含むエンコーダ信号とモータ励
磁用信号とを出力するインクリメンタルエンコーダを有
し、伝送線路を介して制御装置にエンコーダ信号及びモ
ータ励磁用信号を出力するブラシレスモータ制御用エン
コーダ装置を改良の対象とする。本発明では、切換信号
に応じてエンコーダ信号及びモータ励磁用信号の一方を
共通の伝送線路を介して制御装置に出力するように切り
換える信号切換回路と、ブラシレスモータの回転に先立
ってインクリメンタルエンコーダの電源が投入されたと
きに所定時間だけモータ励磁用信号を共通の伝送線路に
出力させ、その後はエンコーダ信号を共通の伝送線路に
出力させるように信号切換回路に切換信号を出力する切
換制御回路とを具備する。特に本発明では、切換制御回
路を、電源が投入されてから第１の期間（Ｔ１）の間モ
ータ励磁用信号を信号切換回路から出力させる第１の切
換信号と、第１の期間（Ｔ１）が経過した後第２の期間
（Ｔ２）の間信号切換回路の出力を停止させてモータ励
磁用信号からエンコーダ信号に出力を切り換えるための
切換動作を信号切換回路に行わせる第２の切換信号と、
第２の期間（Ｔ２）が経過した以降信号切換回路からエ
ンコーダ信号を出力させる第３の切換信号とを出力する
ように構成する。
離れた位置にあるブラシレスモータによって駆動されて
インクリメンタル信号を含むエンコーダ信号とモータ励
磁用信号とを出力するインクリメンタルエンコーダを有
し、伝送線路を介して制御装置にエンコーダ信号及びモ
ータ励磁用信号を出力するブラシレスモータ制御用エン
コーダ装置を改良の対象とする。本発明では、切換信号
に応じてエンコーダ信号及びモータ励磁用信号の一方を
共通の伝送線路を介して制御装置に出力するように切り
換える信号切換回路と、ブラシレスモータの回転に先立
ってインクリメンタルエンコーダの電源が投入されたと
きに所定時間だけモータ励磁用信号を共通の伝送線路に
出力させ、その後はエンコーダ信号を共通の伝送線路に
出力させるように信号切換回路に切換信号を出力する切
換制御回路とを具備する。特に本発明では、切換制御回
路を、電源が投入されてから第１の期間（Ｔ１）の間モ
ータ励磁用信号を信号切換回路から出力させる第１の切
換信号と、第１の期間（Ｔ１）が経過した後第２の期間
（Ｔ２）の間信号切換回路の出力を停止させてモータ励
磁用信号からエンコーダ信号に出力を切り換えるための
切換動作を信号切換回路に行わせる第２の切換信号と、
第２の期間（Ｔ２）が経過した以降信号切換回路からエ
ンコーダ信号を出力させる第３の切換信号とを出力する
ように構成する。
【０００９】本発明によれば、第２の切換信号の入力に
よりモータ励磁用信号の出力を停止し、第３の切換信号
が入力されるまで（第２の期間即ち信号停止期間が経過
するまで）その状態を維持し、第３の切換信号が入力さ
れるとエンコーダ信号を出力するため、制御装置側とエ
ンコーダ側の電源の投入時期とを同期させておかなくて
も、第２の期間の存在により制御装置側ではモータ励磁
用信号とエンコーダ信号の切換を確実に識別することが
でき、エンコーダ信号のカウント誤差が発生するのを防
止できる。
よりモータ励磁用信号の出力を停止し、第３の切換信号
が入力されるまで（第２の期間即ち信号停止期間が経過
するまで）その状態を維持し、第３の切換信号が入力さ
れるとエンコーダ信号を出力するため、制御装置側とエ
ンコーダ側の電源の投入時期とを同期させておかなくて
も、第２の期間の存在により制御装置側ではモータ励磁
用信号とエンコーダ信号の切換を確実に識別することが
でき、エンコーダ信号のカウント誤差が発生するのを防
止できる。
【００１０】なお切換制御回路は、最初にＨＩＧＨ及び
ＬＯＷの一方の極性となり、次にＨＩＧＨ信号及びＬＯ
Ｗの他方の極性となり、その後ＨＩＧＨ及びＬＯＷの一
方の極性となる第１の切換用信号と、最初にＨＩＧＨ及
びＬＯＷの前記一方の極性となり、以後ＨＩＧＨ及びＬ
ＯＷの前記他方の極性となる第２の切換用信号とを信号
切換回路に出力するように構成し、信号切換回路は、第
１の切換用信号及び第２の切換用信号の極性が共にＨＩ
ＧＨ及びＬＯＷの前記他方の極性になるまで第１の切換
信号が入力されていると判断し、第１の切換用信号及び
第２の切換用信号の極性が共にＨＩＧＨ及びＬＯＷの前
記他方の極性であるときに第２の切換信号が入力されて
いると判断し、その後第１の切換用信号及び第２の切換
用信号の極性が異なると第３の切換信号が入力されてい
ると判断するように構成すれば、構成が簡単になる。
ＬＯＷの一方の極性となり、次にＨＩＧＨ信号及びＬＯ
Ｗの他方の極性となり、その後ＨＩＧＨ及びＬＯＷの一
方の極性となる第１の切換用信号と、最初にＨＩＧＨ及
びＬＯＷの前記一方の極性となり、以後ＨＩＧＨ及びＬ
ＯＷの前記他方の極性となる第２の切換用信号とを信号
切換回路に出力するように構成し、信号切換回路は、第
１の切換用信号及び第２の切換用信号の極性が共にＨＩ
ＧＨ及びＬＯＷの前記他方の極性になるまで第１の切換
信号が入力されていると判断し、第１の切換用信号及び
第２の切換用信号の極性が共にＨＩＧＨ及びＬＯＷの前
記他方の極性であるときに第２の切換信号が入力されて
いると判断し、その後第１の切換用信号及び第２の切換
用信号の極性が異なると第３の切換信号が入力されてい
ると判断するように構成すれば、構成が簡単になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
例を詳細に説明する。図１は本発明のブラシレスモータ
制御用エンコーダ装置を用いた制御システムの概略構成
を示している。同図において、１１は、ブラシレスモー
タ１２の回転子の現在位置を正確に知るためとモータを
適切に励磁するために、Ａ相及びＢ相のインクリメンタ
ル信号と、Ｃ相の原点信号と、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に応じたモ
ータ励磁用信号とを出力する磁気式または光学式のイン
クリメンタルエンコーダである。インクリメンタルエン
コーダ１１からのエンコーダ信号ＳＡ〜ＳＣ及びモータ
励磁用信号ＳＵ〜ＳＷは、一般にデータセレクタと呼ば
れる信号切換回路１３の入力端子Ａ１〜Ａ３及びＢ１〜
Ｂ３に入力されている。信号切換回路１３は、一般にシ
ーケンサ部と呼ばれる切換制御回路１４からの第１及び
第２の切換用信号Ｓａ及びＳｂを入力する切換信号入力
端子Ｓ１及びＳ２と、第１及び第２の切換用信号Ｓａ及
びＳｂに応じてエンコーダ信号ＳＡ〜ＳＣ及びモータ励
磁用信号ＳＵ〜ＳＷの一方を共通の信号線路Ｌａ〜Ｌｃ
に出力する出力端子Ｃ１〜Ｃ３を備えている。図２に示
すように、切換制御回路１４は、最初にＨＩＧＨ及びＬ
ＯＷの一方の極性となり、次にＨＩＧＨ及びＬＯＷの他
方の極性となり、その後ＨＩＧＨ及びＬＯＷの一方の極
性となる第１の切換用信号Ｓａと、最初にＨＩＧＨ及び
ＬＯＷの前記一方の極性となり、以後ＨＩＧＨ及びＬＯ
Ｗの前記他方の極性となる第２の切換用信号Ｓｂとを出
力するように構成されている。切換制御回路１４は、電
源が投入されてから第１の期間Ｔ１の間は、信号切換回
路１３にモータ励磁用信号ＳＵ〜ＳＷを選択させて信号
線路Ｌａ〜Ｌｃに出力させる第１の切換信号（ＳａがLO
W でＳｂがLOW ）を出力し、その後の第２の期間Ｔ２の
間は、信号切換回路１３にモータ励磁用信号ＳＵ〜ＳＷ
に代えてエンコーダ信号ＳＡ〜ＳＣを選択して信号線路
Ｌａ〜Ｌｃに出力させるための切換動作を行なわせる第
２の切換信号（ＳａがHIGHでＳｂがHIGH）を出力し、そ
の後の期間Ｔ３の間は、信号切換回路１３にエンコーダ
信号ＳＡ〜ＳＣを選択させて信号線路Ｌａ〜Ｌｃに出力
させる第３の切換信号（ＳａがLOW でＳｂがHIGH）を出
力する。第２の期間Ｔ２において、信号切換回路１３の
出力は、図２に示すようにすべてＬＯＷとなっている。
そのため制御装置１７側ではこの第２の期間Ｔ２を境に
してモータ励磁用信号からエンコーダ信号への切換を確
実に識別することができる。なおこの信号切換回路１３
及び切換制御回路１４は、例えば、通常「７４ＨＣ１５
７」の名称で呼ばれているＣＭＯＳロジックＩＣにより
構成できる。
例を詳細に説明する。図１は本発明のブラシレスモータ
制御用エンコーダ装置を用いた制御システムの概略構成
を示している。同図において、１１は、ブラシレスモー
タ１２の回転子の現在位置を正確に知るためとモータを
適切に励磁するために、Ａ相及びＢ相のインクリメンタ
ル信号と、Ｃ相の原点信号と、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に応じたモ
ータ励磁用信号とを出力する磁気式または光学式のイン
クリメンタルエンコーダである。インクリメンタルエン
コーダ１１からのエンコーダ信号ＳＡ〜ＳＣ及びモータ
励磁用信号ＳＵ〜ＳＷは、一般にデータセレクタと呼ば
れる信号切換回路１３の入力端子Ａ１〜Ａ３及びＢ１〜
Ｂ３に入力されている。信号切換回路１３は、一般にシ
ーケンサ部と呼ばれる切換制御回路１４からの第１及び
第２の切換用信号Ｓａ及びＳｂを入力する切換信号入力
端子Ｓ１及びＳ２と、第１及び第２の切換用信号Ｓａ及
びＳｂに応じてエンコーダ信号ＳＡ〜ＳＣ及びモータ励
磁用信号ＳＵ〜ＳＷの一方を共通の信号線路Ｌａ〜Ｌｃ
に出力する出力端子Ｃ１〜Ｃ３を備えている。図２に示
すように、切換制御回路１４は、最初にＨＩＧＨ及びＬ
ＯＷの一方の極性となり、次にＨＩＧＨ及びＬＯＷの他
方の極性となり、その後ＨＩＧＨ及びＬＯＷの一方の極
性となる第１の切換用信号Ｓａと、最初にＨＩＧＨ及び
ＬＯＷの前記一方の極性となり、以後ＨＩＧＨ及びＬＯ
Ｗの前記他方の極性となる第２の切換用信号Ｓｂとを出
力するように構成されている。切換制御回路１４は、電
源が投入されてから第１の期間Ｔ１の間は、信号切換回
路１３にモータ励磁用信号ＳＵ〜ＳＷを選択させて信号
線路Ｌａ〜Ｌｃに出力させる第１の切換信号（ＳａがLO
W でＳｂがLOW ）を出力し、その後の第２の期間Ｔ２の
間は、信号切換回路１３にモータ励磁用信号ＳＵ〜ＳＷ
に代えてエンコーダ信号ＳＡ〜ＳＣを選択して信号線路
Ｌａ〜Ｌｃに出力させるための切換動作を行なわせる第
２の切換信号（ＳａがHIGHでＳｂがHIGH）を出力し、そ
の後の期間Ｔ３の間は、信号切換回路１３にエンコーダ
信号ＳＡ〜ＳＣを選択させて信号線路Ｌａ〜Ｌｃに出力
させる第３の切換信号（ＳａがLOW でＳｂがHIGH）を出
力する。第２の期間Ｔ２において、信号切換回路１３の
出力は、図２に示すようにすべてＬＯＷとなっている。
そのため制御装置１７側ではこの第２の期間Ｔ２を境に
してモータ励磁用信号からエンコーダ信号への切換を確
実に識別することができる。なおこの信号切換回路１３
及び切換制御回路１４は、例えば、通常「７４ＨＣ１５
７」の名称で呼ばれているＣＭＯＳロジックＩＣにより
構成できる。
【００１２】信号切換回路１３の出力端子Ｃ１〜Ｃ３か
ら出力された信号は、ラインドライバ１５に入力され
る。ラインドライバ１５は入力された信号とその反転信
号を３本のツイストペア線１６…を介して離れた位置に
ある制御装置１７に出力する。なおこのラインドライバ
１５としては、通常「２６ＬＳ３１」の名称で呼ばれて
いるＣＭＯＳロジックＩＣを用いることができる。そし
て３本のツイストペア線１６…が、エンコーダ信号ＳＡ
〜ＳＣ及びモータ励磁用信号ＳＵ〜ＳＷを伝送する共通
の伝送線路を構成している。
ら出力された信号は、ラインドライバ１５に入力され
る。ラインドライバ１５は入力された信号とその反転信
号を３本のツイストペア線１６…を介して離れた位置に
ある制御装置１７に出力する。なおこのラインドライバ
１５としては、通常「２６ＬＳ３１」の名称で呼ばれて
いるＣＭＯＳロジックＩＣを用いることができる。そし
て３本のツイストペア線１６…が、エンコーダ信号ＳＡ
〜ＳＣ及びモータ励磁用信号ＳＵ〜ＳＷを伝送する共通
の伝送線路を構成している。
【００１３】制御装置１７は、起動時にはＵ，Ｖ，Ｗ相
用のモータ励磁用信号ＳＵ〜ＳＷに基づいて電圧値が一
定の励磁電圧をブラシレスモータ１２の励磁巻線に印加
するように励磁回路１８を制御する。モータ励磁用信号
ＳＵ〜ＳＷは各相の極性は示しているものの波高値が一
定であるため、この信号だけでは正弦波に近似した励磁
電圧を励磁巻線に印加することができない。そこで制御
装置は、モータが起動した後で、Ｃ相の原点信号の立ち
上がりエッジまたは立ち下がりエッジの位置における
Ｕ，Ｖ，Ｗ相用の各モータ励磁用信号が示す極性とＡ相
及びＢ相のインクリメンタル信号とを用いて、正弦波に
近似した励磁電圧を励磁巻線に印加できるモータ励磁用
信号を作り、以後この信号に基づいて励磁回路１８を制
御する。
用のモータ励磁用信号ＳＵ〜ＳＷに基づいて電圧値が一
定の励磁電圧をブラシレスモータ１２の励磁巻線に印加
するように励磁回路１８を制御する。モータ励磁用信号
ＳＵ〜ＳＷは各相の極性は示しているものの波高値が一
定であるため、この信号だけでは正弦波に近似した励磁
電圧を励磁巻線に印加することができない。そこで制御
装置は、モータが起動した後で、Ｃ相の原点信号の立ち
上がりエッジまたは立ち下がりエッジの位置における
Ｕ，Ｖ，Ｗ相用の各モータ励磁用信号が示す極性とＡ相
及びＢ相のインクリメンタル信号とを用いて、正弦波に
近似した励磁電圧を励磁巻線に印加できるモータ励磁用
信号を作り、以後この信号に基づいて励磁回路１８を制
御する。
【００１４】この例によれば、切換制御回路１４からの
切換信号に応じて信号切換回路１３を切換動作させるこ
とにより、エンコーダ信号及びモータ励磁用信号を共通
の伝送線路１６…を介して制御装置１７に出力すること
ができるので、伝送線路の数を従来の半分に減ずること
ができる。
切換信号に応じて信号切換回路１３を切換動作させるこ
とにより、エンコーダ信号及びモータ励磁用信号を共通
の伝送線路１６…を介して制御装置１７に出力すること
ができるので、伝送線路の数を従来の半分に減ずること
ができる。
【００１５】上記の装置では、モータ励磁用信号ＳＵ〜
ＳＷからエンコーダ信号ＳＡ〜ＳＣに切り換わった後
は、Ｃ相の原点信号ＰＣの立ち上がりエッジまたは立ち
下がりエッジが入力されるまでは、正弦波に近似した励
磁電圧（正規の励磁電圧）を励磁巻線に印加することが
できない。そのため正規の励磁電圧の印加開始時期を速
めるために、図３の実施例では同期信号供給回路１９を
設けて、Ｃ相の原点信号ＰＣと同じ信号列にモータ励磁
用信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジと同
期した同期信号ＰＳを供給し、同期信号ＰＳの立ち上が
りエッジまたは立ち下がりエッジによっても正規の励磁
電圧の印加を開始できるようにしている。但し、Ｃ相の
原点信号ＰＣと同期信号ＰＳとが区別できなくなると、
原点を知ることができなくなるため、同期信号ＰＳはＣ
相の原点信号と区別できるようにしている。図４に示す
ように、Ｃ相の原点信号ＰＣの立ち上がりエッジと立ち
下がりエッジが発生するときのＢ相のインクリメンタル
信号の信号レベル（共にHIGHレベル）の関係と、同期信
号ＰＳの立ち上りエッジと立ち下がりエッジが発生する
ときのＢ相のインクリメンタル信号の信号レベル（共に
LOW レベル）との関係が同じにならないようにすれば、
原点信号ＰＣと同期信号ＰＳとを簡単且つ確実に区別す
ることができる。
ＳＷからエンコーダ信号ＳＡ〜ＳＣに切り換わった後
は、Ｃ相の原点信号ＰＣの立ち上がりエッジまたは立ち
下がりエッジが入力されるまでは、正弦波に近似した励
磁電圧（正規の励磁電圧）を励磁巻線に印加することが
できない。そのため正規の励磁電圧の印加開始時期を速
めるために、図３の実施例では同期信号供給回路１９を
設けて、Ｃ相の原点信号ＰＣと同じ信号列にモータ励磁
用信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジと同
期した同期信号ＰＳを供給し、同期信号ＰＳの立ち上が
りエッジまたは立ち下がりエッジによっても正規の励磁
電圧の印加を開始できるようにしている。但し、Ｃ相の
原点信号ＰＣと同期信号ＰＳとが区別できなくなると、
原点を知ることができなくなるため、同期信号ＰＳはＣ
相の原点信号と区別できるようにしている。図４に示す
ように、Ｃ相の原点信号ＰＣの立ち上がりエッジと立ち
下がりエッジが発生するときのＢ相のインクリメンタル
信号の信号レベル（共にHIGHレベル）の関係と、同期信
号ＰＳの立ち上りエッジと立ち下がりエッジが発生する
ときのＢ相のインクリメンタル信号の信号レベル（共に
LOW レベル）との関係が同じにならないようにすれば、
原点信号ＰＣと同期信号ＰＳとを簡単且つ確実に区別す
ることができる。
【００１６】図５は、同期信号供給回路１９の一例の具
体的な回路構成を示している。この同期信号供給回路１
９は、回転方向検知回路２０と、同期信号発生回路２６
とミキサ回路３０とから構成される。以下図６に示した
信号波形を参照しながらこれらの回路について説明す
る。図６に示した信号波形は、モータが正方向に回転
（シャフトから見て反時計方向に回転）しており、Ｕ相
のモータ励磁用信号ＳＵから同期信号ＰＳを作る場合の
各部の波形である。回転方向検知回路２０は、Ａ相とＢ
相のインクリメンタル信号ＳＡ及びＳＢからモータの回
転方向を検知して、モータが正方向に回転しているとき
にはＡ相のインクリメンタル信号ＳＡの反転信号＃ＳＡ
を判定信号Ｓ25として出力し、モータが逆方向（シャフ
トから見て時計方向に回転）に回転しているときにはＡ
相のインクリメンタル信号ＳＡを判定信号Ｓ25として出
力する。具体的には、回転方向検知回路２０はインバー
タ２１と、Ｄフリップフロップ２２と、ゲート回路２３
及び２４と、オア回路２５とから構成される。Ｄフリッ
プフロップ２２は、信号ＳＢの状態を信号ＳＡの立ち上
がりで出力するため、モータが正方向に回転している場
合には、図６に示すような信号Ｓ22及びＳ22´としてハ
イ状態（Ｈ）とロウ状態（Ｌ）の信号を出力する。なお
モータが逆方向に回転している場合には、出力が反転し
て、信号Ｓ22及びＳ22´の波形はロウ状態（Ｌ）とハイ
状態（Ｈ）となる。インバータ２１は、信号ＳＡを反転
した信号Ｓ21を出力し、ゲート回路２３は一方の入力信
号Ｓ22がハイ状態であるため、インバータ２１からの信
号Ｓ21をそのまま信号Ｓ23として出力する。またゲート
回路２４は、一方の入力信号Ｓ22´がロウ状態であるた
め、ロウ状態の信号Ｓ24を出力する。そしてオア回路２
５は、ロウ状態の信号Ｓ24とインクリメンタル信号ＳＡ
の反転信号＃ＳＡと同じ信号Ｓ23とを入力とし、インク
リメンタル信号ＳＡの反転信号＃ＳＡを判定信号Ｓ25と
して出力する。
体的な回路構成を示している。この同期信号供給回路１
９は、回転方向検知回路２０と、同期信号発生回路２６
とミキサ回路３０とから構成される。以下図６に示した
信号波形を参照しながらこれらの回路について説明す
る。図６に示した信号波形は、モータが正方向に回転
（シャフトから見て反時計方向に回転）しており、Ｕ相
のモータ励磁用信号ＳＵから同期信号ＰＳを作る場合の
各部の波形である。回転方向検知回路２０は、Ａ相とＢ
相のインクリメンタル信号ＳＡ及びＳＢからモータの回
転方向を検知して、モータが正方向に回転しているとき
にはＡ相のインクリメンタル信号ＳＡの反転信号＃ＳＡ
を判定信号Ｓ25として出力し、モータが逆方向（シャフ
トから見て時計方向に回転）に回転しているときにはＡ
相のインクリメンタル信号ＳＡを判定信号Ｓ25として出
力する。具体的には、回転方向検知回路２０はインバー
タ２１と、Ｄフリップフロップ２２と、ゲート回路２３
及び２４と、オア回路２５とから構成される。Ｄフリッ
プフロップ２２は、信号ＳＢの状態を信号ＳＡの立ち上
がりで出力するため、モータが正方向に回転している場
合には、図６に示すような信号Ｓ22及びＳ22´としてハ
イ状態（Ｈ）とロウ状態（Ｌ）の信号を出力する。なお
モータが逆方向に回転している場合には、出力が反転し
て、信号Ｓ22及びＳ22´の波形はロウ状態（Ｌ）とハイ
状態（Ｈ）となる。インバータ２１は、信号ＳＡを反転
した信号Ｓ21を出力し、ゲート回路２３は一方の入力信
号Ｓ22がハイ状態であるため、インバータ２１からの信
号Ｓ21をそのまま信号Ｓ23として出力する。またゲート
回路２４は、一方の入力信号Ｓ22´がロウ状態であるた
め、ロウ状態の信号Ｓ24を出力する。そしてオア回路２
５は、ロウ状態の信号Ｓ24とインクリメンタル信号ＳＡ
の反転信号＃ＳＡと同じ信号Ｓ23とを入力とし、インク
リメンタル信号ＳＡの反転信号＃ＳＡを判定信号Ｓ25と
して出力する。
【００１７】同期信号発生回路２６は、２つのＤフリッ
プフロップ２７及び２８とアンド回路２９とから構成さ
れて、Ｕ相分のモータ励磁用信号ＳＵの立ち上りエッジ
と判定信号Ｓ25すなわちインクリメンタル信号ＳＡの反
転信号＃ＳＡの立ち上がりエッジとに同期した同期信号
を発生する。Ｄフリップフロップ２７は、Ｕ相分のモー
タ励磁用信号ＳＵの状態を判定信号Ｓ25の立ち上がりで
トリガして信号Ｓ27を所定期間出力する。またＤフリッ
プフロップ２８は、信号Ｓ27の状態を判定信号Ｓ25の立
ち上がりでトリガして反転した信号Ｓ28を出力する。そ
してアンド回路２９で信号Ｓ27と信号Ｓ28のアンドを取
ることにより、同期信号ＰＳを発生させる。本実施例に
おいて、モータ励磁用信号ＳＵの立ち上りエッジと判定
信号の立ち上がりエッジとに同期した同期信号を発生さ
せる場合に、判定信号の立ち上がりエッジでトリガして
いるため、同期信号ＰＳはモータ励磁用信号ＳＵの立ち
上りエッジより判定信号Ｓ25（インクリメンタル信号Ｓ
Ａの反転信号＃ＳＡ）の１パルス周期分遅れて発生す
る。しかしながらこの程度の遅れは、製造上の誤差許容
範囲に入るものであり、制御装置が正弦波状のモータ励
磁用信号を作る場合に大きな問題を生じさせるものでは
ない。
プフロップ２７及び２８とアンド回路２９とから構成さ
れて、Ｕ相分のモータ励磁用信号ＳＵの立ち上りエッジ
と判定信号Ｓ25すなわちインクリメンタル信号ＳＡの反
転信号＃ＳＡの立ち上がりエッジとに同期した同期信号
を発生する。Ｄフリップフロップ２７は、Ｕ相分のモー
タ励磁用信号ＳＵの状態を判定信号Ｓ25の立ち上がりで
トリガして信号Ｓ27を所定期間出力する。またＤフリッ
プフロップ２８は、信号Ｓ27の状態を判定信号Ｓ25の立
ち上がりでトリガして反転した信号Ｓ28を出力する。そ
してアンド回路２９で信号Ｓ27と信号Ｓ28のアンドを取
ることにより、同期信号ＰＳを発生させる。本実施例に
おいて、モータ励磁用信号ＳＵの立ち上りエッジと判定
信号の立ち上がりエッジとに同期した同期信号を発生さ
せる場合に、判定信号の立ち上がりエッジでトリガして
いるため、同期信号ＰＳはモータ励磁用信号ＳＵの立ち
上りエッジより判定信号Ｓ25（インクリメンタル信号Ｓ
Ａの反転信号＃ＳＡ）の１パルス周期分遅れて発生す
る。しかしながらこの程度の遅れは、製造上の誤差許容
範囲に入るものであり、制御装置が正弦波状のモータ励
磁用信号を作る場合に大きな問題を生じさせるものでは
ない。
【００１８】ミキサ回路３０は、オア回路３１から構成
されて、同期信号ＰＳとＣ相の原点信号ＰＣとを同じ信
号列Ｓ30にして出力する。なおモータが逆方向に回転し
た場合には、各信号の位相は上記とは異なるが、判定信
号Ｓ25がインクリメンタル信号ＳＡとなり、インクリメ
ンタル信号ＳＡの立ち上がりエッジでモータ励磁用信号
ＳＵの立ち上りエッジをトリガして同期信号を発生させ
る。制御装置は、予め同期信号ＰＳの立ち上がりエッジ
の発生位置における各モータ励磁用信号ＳＵ，ＳＶ及び
ＳＷの各極性の関係を記憶していればよい。
されて、同期信号ＰＳとＣ相の原点信号ＰＣとを同じ信
号列Ｓ30にして出力する。なおモータが逆方向に回転し
た場合には、各信号の位相は上記とは異なるが、判定信
号Ｓ25がインクリメンタル信号ＳＡとなり、インクリメ
ンタル信号ＳＡの立ち上がりエッジでモータ励磁用信号
ＳＵの立ち上りエッジをトリガして同期信号を発生させ
る。制御装置は、予め同期信号ＰＳの立ち上がりエッジ
の発生位置における各モータ励磁用信号ＳＵ，ＳＶ及び
ＳＷの各極性の関係を記憶していればよい。
【００１９】上記例では、モータ励磁用信号の立ち上が
りエッジと判定信号Ｓ25の立ち上り信号の両方の信号に
同期信号を同期させているが、Ｃ相の原点信号と区別で
きる同期信号を発生させることができれば、モータ励磁
用信号の立ち上がりエッジのみに同期させて同期信号を
発生させてもよいのは勿論である。またモータ励磁用信
号の立ち下がりエッジに同期させて同期信号を発生させ
てもよいのは勿論である。更に上記実施例では、Ｕ相分
のモータ励磁用信号を同期信号の発生のために利用して
いるが、Ｃ相の原点信号と区別できる同期信号を発生さ
せることができれば、他の相のモータ励磁用信号を利用
することができるのも勿論である。
りエッジと判定信号Ｓ25の立ち上り信号の両方の信号に
同期信号を同期させているが、Ｃ相の原点信号と区別で
きる同期信号を発生させることができれば、モータ励磁
用信号の立ち上がりエッジのみに同期させて同期信号を
発生させてもよいのは勿論である。またモータ励磁用信
号の立ち下がりエッジに同期させて同期信号を発生させ
てもよいのは勿論である。更に上記実施例では、Ｕ相分
のモータ励磁用信号を同期信号の発生のために利用して
いるが、Ｃ相の原点信号と区別できる同期信号を発生さ
せることができれば、他の相のモータ励磁用信号を利用
することができるのも勿論である。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、切換制御回路からの切
換信号に応じて信号切換回路を切換動作させることによ
り、エンコーダ信号及びモータ励磁用信号を共通の伝送
線路を介して制御装置に出力することができ、伝送線路
の数を従来の半分に減ずることができる。特に、本発明
によれば、第２の切換信号の入力によりモータ励磁用信
号の出力を停止し、第３の切換信号が入力されるまで
（第２の期間即ち信号停止期間が経過するまで）その状
態を維持し、第３の切換信号が入力されるとエンコーダ
信号を出力するため、制御装置側とエンコーダ側の電源
の投入時期とを同期させておかなくても、第２の期間の
存在により制御装置側ではモータ励磁用信号とエンコー
ダ信号の切換を確実に識別することができる。そのため
エンコーダ信号のカウント誤差が発生するのを確実に防
止できる。
換信号に応じて信号切換回路を切換動作させることによ
り、エンコーダ信号及びモータ励磁用信号を共通の伝送
線路を介して制御装置に出力することができ、伝送線路
の数を従来の半分に減ずることができる。特に、本発明
によれば、第２の切換信号の入力によりモータ励磁用信
号の出力を停止し、第３の切換信号が入力されるまで
（第２の期間即ち信号停止期間が経過するまで）その状
態を維持し、第３の切換信号が入力されるとエンコーダ
信号を出力するため、制御装置側とエンコーダ側の電源
の投入時期とを同期させておかなくても、第２の期間の
存在により制御装置側ではモータ励磁用信号とエンコー
ダ信号の切換を確実に識別することができる。そのため
エンコーダ信号のカウント誤差が発生するのを確実に防
止できる。
【図１】本発明のエンコーダ装置の実施例を用いた制御
システムの概略図である。
システムの概略図である。
【図２】図１に示したエンコーダ装置の実施例の動作を
説明するための波形図である。
説明するための波形図である。
【図３】本発明の変形例の構成の概略図である。
【図４】Ｃ相の原点信号と区別できる同期信号の例を示
す波形図である。
す波形図である。
【図５】同期信号供給回路の一例の回路構成を示す回路
図である。
図である。
【図６】図５の回路の動作を説明するための波形図であ
る。
る。
【図７】従来のエンコーダ装置の構成を示す図である。
１，１１ インクリメンタルエンコーダ ２，３ データセレクタ ４，１６ ツイストペア線 ５ ケーブル １２ ブラシレスモータ １３ 信号切換回路 １４ 切換制御回路 １５ ラインドライバ １７ 制御装置 １８ 励磁回路 １９ 同期信号供給回路 ２０ 回転方向検知回路 ２６ 同期信号発生回路 ３０ ミキサ回路
Claims (2)
- 【請求項１】 制御装置から離れた位置にあるブラシレ
スモータによって駆動されてインクリメンタル信号を含
むエンコーダ信号とモータ励磁用信号とを出力するイン
クリメンタルエンコーダを有し、伝送線路を介して前記
制御装置に前記エンコーダ信号及び前記モータ励磁用信
号を出力するブラシレスモータ制御用エンコーダ装置で
あって、 切換信号に応じて前記エンコーダ信号及び前記モータ励
磁用信号の一方を共通の伝送線路を介して前記制御装置
に出力するように切り換える信号切換回路と、 前記ブラシレスモータの回転に先立って前記インクリメ
ンタルエンコーダの電源が投入されたときに所定時間だ
け前記モータ励磁用信号を共通の伝送線路に出力させ、
その後は前記エンコーダ信号を前記共通の伝送線路に出
力させるように信号切換回路に前記切換信号を出力する
切換制御回路とを具備し、 前記切換制御回路は、前記電源が投入されてから第１の
期間（Ｔ１）の間前記モータ励磁用信号を前記信号切換
回路から出力させる第１の切換信号と、前記第１の期間
（Ｔ１）が経過した後第２の期間（Ｔ２）の間前記信号
切換回路の出力を停止させて前記モータ励磁用信号から
前記エンコーダ信号に出力を切り換えるための切換動作
を前記信号切換回路に行わせる第２の切換信号と、前記
第２の期間（Ｔ２）が経過した以降前記信号切換回路か
ら前記エンコーダ信号を出力させる第３の切換信号とを
出力するように構成されているブラシレスモータ制御用
エンコーダ装置。 - 【請求項２】 前記切換制御回路は、最初にＨＩＧＨ及
びＬＯＷの一方の極性となり、次に前記ＨＩＧＨ及びＬ
ＯＷの他方の極性となり、その後前記ＨＩＧＨ及びＬＯ
Ｗの前記一方の極性となる第１の切換用信号と、最初に
ＨＩＧＨ及びＬＯＷの前記一方の極性となり、以後前記
ＨＩＧＨ及びＬＯＷの前記他方の極性となる第２の切換
用信号とを前記信号切換回路に出力するように構成さ
れ、 前記信号切換回路は、前記第１の切換用信号及び第２の
切換用信号の極性が共に前記ＨＩＧＨ及びＬＯＷの前記
他方の極性になるまで前記第１の切換信号が入力されて
いると判断し、前記第１の切換用信号及び第２の切換用
信号の極性が共に前記ＨＩＧＨ及びＬＯＷの前記他方の
極性であるときに前記第２の切換信号が入力されている
と判断し、その後前記第１の切換用信号及び第２の切換
用信号の極性が異なると前記第３の切換信号が入力され
ていると判断するように構成されている請求項１に記載
のブラシレスモータ制御用エンコーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11069597A JP3253890B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | ブラシレスモータ制御用エンコーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11069597A JP3253890B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | ブラシレスモータ制御用エンコーダ装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4022475A Division JP2675225B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | ブラシレスモータ制御用エンコーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1052085A JPH1052085A (ja) | 1998-02-20 |
| JP3253890B2 true JP3253890B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=14542116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11069597A Expired - Lifetime JP3253890B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | ブラシレスモータ制御用エンコーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3253890B2 (ja) |
-
1997
- 1997-04-28 JP JP11069597A patent/JP3253890B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1052085A (ja) | 1998-02-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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