JPH06331382A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極めて少ないストロークで絶対位置の設定を
可能にする。 【構成】 移動方向に所定のピッチで弱磁性部を配設し
たメインスケール２１と、弱磁性部のうち所定の基準位
置に対応する弱磁性部を所定の深さで形成する。メイン
スケール２１のピッチに対応して９０度の位相差の２相
の正弦波を出力する磁気センサ２２と、移動方向の所定
の位置から一端に向けて所定のピッチで弱磁性部を配設
したサブスケール３５と、これら弱磁性部に対応して９
０度の位相差の２相の正弦波を出力する磁気センサ３６
と、検出手段３１が２つの基準点を検出すると、基準点
間隔の符号と基準点検出時の磁気センサ３６の振幅レベ
ルで区分けされた領域で演算されたアドレスが指し示す
メモリ４１に格納された絶対位置データで、置き換え手
段４０が位置データ演算手段２９で演算される位置デー
タを置き換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧シリンダのピスト
ンロッドなどアクチュエータのストローク位置を高精度
で検出する装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧シリンダのピストンロッドなどのス
トローク位置を検出するために、ピストンロッド表面の
軸方向に一定のピッチ間隔で弱磁性部を配設した磁気ス
ケールを構成し、シリンダ側に取り付けた磁気センサの
検出信号がピストンロッドの変位によって正弦波形で変
化することを利用して、変位の増分値から分解能の高い
位置検出を行う相対位置検出型のものが知られており、
本願出願人も特開平４−１３６７１３号公報に高精度の
測定が行えるものを提案している。

【０００３】この装置は、ピストンロッドの移動により
磁気スケールの１ピッチについて一周期となる正弦波で
変化する一対の磁気センサを、互いに９０度の位相差を
もって出力するようにピストンロッドの軸方向にセット
するのであるが、２つのセンサ信号は、絶えず一定の振
幅レベル又は振央レベル（振幅レベルの中心値）をもつ
とは限らず、これらは磁気センサを構成する磁気抵抗素
子の特性のばらつき、ピストンロッドの弱磁性部深さの
ばらつき、又は温度変化などによって、振幅レベルや振
央レベルがピッチ毎に変化することがあり、これらを正
確に補正しない限り、ストローク位置の精度を向上させ
ることができない。

【０００４】このため、磁気センサ信号の各ピッチごと
のピーク値（振幅レベルの最大又は最小値）をピストン
ロッドの全ストロークにわたって格納・更新し、これら
のデータに基づいてセンサ信号の振幅レベルを同一化す
る補正及び振央レベルの調整を行うことで、磁気スケー
ルの加工精度等によってピッチ毎にセンサ信号が変動し
たり、磁気スケールに経時的な変化や温度変化による変
動が生じても、常に精度の高い位置検出を安定して行っ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の装置
では、位置検出のために絶対位置（例えば原点）の設定
を行う必要があり、ピストンロッドの端部にリミットス
イッチ等のセンサを取り付けておき、このリミットスイ
ッチがＯＮになるまでピストンロッドをストロークさせ
ることで原点リセットのための信号を発生させたり、ピ
ストンロッドを最収縮位置（最も縮んだ位置）や最伸長
位置（最も伸びた位置）までストロークさせて原点設定
（絶対位置の設定）を行っている。

【０００６】しかしながら、上記従来の装置では使用開
始時（電源再度立ち上げ時）にピストンロッドをリミッ
トスイッチがＯＮになる位置までストロークさせたり、
最収縮位置又は最伸長位置までストロークさせることは
装置の起動時間を増大させる原因となり、特にストロー
クの長いピストンロッドの場合（例えば、ストロークが
数メートルに及ぶ場合）には原点設定までの時間が煩わ
しいことがある。

【０００７】また、この原点設定のためにピストンロッ
ドを最収縮位置又は最伸長位置へストロークさせること
は、ピストンロッドに連結された機構に大きな変位を与
えることになり、連結された機構によっては使用開始の
たびに大幅な変位を与えると不都合が生じる場合があっ
た。

【０００８】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、極めて少ないストロークで絶対位置の設定
が可能な位置検出装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１におい
て、移動方向に所定のピッチで弱磁性部を配設したメイ
ンスケール２１と、メインスケール２１のピッチに対応
して９０度の位相差をもった２相の正弦波を出力する一
対の磁気センサ２２と、前記メインスケール２１のピッ
チ毎の各センサ出力のピーク値をそれぞれ更新・格納す
る手段２３と、各ピーク値から各ピッチ毎の振央レベル
を演算する手段２４と、前記振央レベルとセンサ出力の
比較結果に基づいて粗位置を演算する手段２５と、前記
ピーク値と振央レベルからセンサ出力の正規化係数を演
算する手段２６と、この正規化係数に基づいてセンサ出
力を補正する手段２７と、２相の補正された正規化信号
を用いて三角関数逆演算により精位置を演算する手段２
８と、粗位置と精位置とを合算した値を位置データとし
て演算する手段２９とを備えた位置検出装置において、
前記弱磁性部のうちメインスケール２１の所定の基準位
置に対応する弱磁性部を所定の深さで形成した基準点
と、前記振央レベルと前記メインスケール側の一方の相
のセンサ出力とから振幅レベルを演算する手段３０と、
この振幅レベルから基準点を検出する手段３１と、移動
方向の所定の位置から一端に向けて所定のピッチで複数
の弱磁性部を配設したサブスケール３５と、このサブス
ケール３５の弱磁性部位置に対応して９０度の位相差を
もった２相の正弦波を出力する第２の磁気センサ３６
と、前記サブスケール３５のピッチ毎の各センサ出力か
ら振幅レベルを演算する手段３７と、電源の再立ち上げ
時かどうかを判定する手段４４と、この電源の再立ち上
げ時に前記基準点検出位置から隣接する任意の２つの基
準点を通過駆動させる手段４５と、これら基準点の検出
時に前記位置データ演算手段２９で演算された位置デー
タをメモリ３３にそれぞれ格納する手段３２と、このメ
モリ３３に格納された値から前記隣接する任意の基準点
間隔を演算する手段３４と、前記サブスケール３５の振
幅レベルが所定の値未満であるかを判定する手段３８
と、この判定結果と前記基準点間隔の符号とで区分けさ
れた領域で前記基準点間隔の絶対値に基づいてアドレス
を演算する手段３９と、このアドレスが指し示すメモリ
４１に格納される絶対位置データで、前記２つ目の基準
点の検出時に前記位置データ演算手段２９で演算された
位置データを置き換える手段４０と、前記アドレスが指
し示すメモリ４１へ各基準点に対する絶対位置データを
初期設定する手段４２と、この初期設定された絶対位置
データを保持する手段４３とを備える。

【００１０】

【作用】電源遮断中にストローク位置が移動した場合、
電源の再立ち上げ時に位置データ演算手段２９で演算さ
れる位置と実際のストローク位置に差が生じてしまう。
この場合に、隣接する２つの基準点が検出された時点
で、この２つの基準点間隔の符号とサブスケール側の振
幅レベルとで区分けされた領域で、基準点間隔の絶対値
に基づいてアドレスＡＤが演算され、このアドレスＡＤ
が指し示すメモリ４１に格納されている絶対位置データ
で、位置データ演算手段２９で演算される２つ目の基準
点の位置データを置き換えることで実際のストローク位
置と位置データ演算手段２９で演算される位置データの
ずれが解消され、絶対位置の設定が隣接する２つの基準
点を通過させるだけで行うことができ、さらに、サブス
ケールを所定のストローク位置から一端に向けて配設し
たため、所定のストローク位置を境にして同一の基準点
間隔を設けることが可能となって基準点検出までのスト
ローク量を低減することができる。

【００１１】

【実施例】図２は本発明を油圧シリンダのピストンロッ
ドのストローク位置を検出するために適用したときのス
トローク検出部の一実施例を示す。

【００１２】図示しない油圧シリンダを構成する磁性材
料（強磁性部）で形成されたピストンロッド１の表面に
は軸方向に所定のピッチＰで、所定の深さＭ₁又はＭ₂の
弱磁性部２を配設し、これによりメインスケール３を構
成する。これら弱磁性部２の幅は約Ｐ／２に形成され
る。

【００１３】メインスケール３の弱磁性部２のうち、メ
インスケール３に予め設定した基準点ｈ₁、ｈ₂、ｈ₃、
ｈ₄、ｈ₅、ｈ₆、ｈ₇、ｈ₈（ｈは基準点の識別番号）の
弱磁性部２を深さＭ₂で形成する一方、他の弱磁性部２
を深さＭ₁にて形成する。なお、本実施例では、Ｍ₁＜Ｍ
₂としている。

【００１４】これら基準点ｈ₁〜ｈ₈の間隔は、ピストン
ロッド１のストローク方向の中央位置を挟んで配設され
た基準点ｈ₄、ｈ₅の間隔をＬ₀とし、この中央位置から
両端に向けて順次基準点間隔を増大させており、基準点
間隔ＬはＬ₀＜Ｌ₁＜Ｌ₂＜Ｌ₃の関係を満たしている。

【００１５】図示しない油圧シリンダの一端にはピスト
ンロッド１の変位に伴ってメインスケール３の１ピッチ
を１周期とし、互いに９０゜の位相差を備えた２相の正
弦波信号を出力する一対の磁気センサ４が備えられる。

【００１６】図３はマイクロプロセッサなどにより構成
されるコントローラのブロック図で、磁気センサ４から
出力される２相（Ａ相、Ｂ相とする）の信号ｓｉｇ
［Ａ］、ｓｉｇ［Ｂ］は図３に示すように、サンプルホ
ールド回路１１、１２、アナログ−デジタルコンバータ
１３を介してＣＰＵ１４に入力される。

【００１７】各相ごとに設けられたデジタル−アナログ
コンバータ１５、１６では、後述するｓｌｏｔ＿ｔａｂ
ｌｅ上のピーク値から求めれた振央レベル（デジタル
値）をアナログ電圧に変換してコンパレータ１７、１８
に入力される。

【００１８】コンパレータ１７、１８では上記の振央レ
ベルとセンサ信号ｓｉｇ［Ａ］、ｓｉｇ［Ｂ］とを比較
し、図４に示すように振央レベル（ｓｉｇ［Ａ］につい
てｃｅｎ［Ａ］、ｓｉｇ［Ｂ］についてｃｅｎ［Ｂ］）
よりもセンサ信号のほうが大きい場合には”Ｈ”レベル
の、小さいときには”Ｌ”レベルを出力する。

【００１９】このコンパレータ出力ｓｇｎ［Ａ］、ｓｇ
ｎ［Ｂ］は、後述する割り込み処理を指示する信号とし
て利用され、Ｐ／２ごとにコンパレータ出力ｓｇｎ
［Ａ］、ｓｇｎ［Ｂ］が変化する（すなわち、各相のセ
ンサ信号が振央レベルをクロスする）とき、粗位置がカ
ウントされるとともに、反対相のピーク値の測定、更新
が行われる。

【００２０】ＣＰＵ１４では、 １）センサ信号ピーク値のメモリ格納、更新処理、 ２）振央レベルの調整処理、 ３）粗位置のカウント処理、 ４）センサ信号の正規化処理、 ５）精位置の演算処理、 ６）粗位置と精位置の合算処理、 ７）センサ異常検出処理、 等を行うのであるが、これらの詳細は特開平４−１３６
７１３号公報に譲るとして、ここでは、本発明にかかわ
る部分についてのみ以下に概略を説明する。

【００２１】（１）センサ信号のピーク値のメモリ格納 ＲＡＭ１９にはセンサ信号ｓｉｇ［Ａ］、ｓｉｇ［Ｂ］
のピーク値を各ピッチごとに格納するスロットテーブル
が、図５に示すようにＡ相とＢ相に分けて設けられる。
各ｓｌｏｔ＿ｔａｂｌｅ［Ａ］、［Ｂ］に格納されるの
は、ピーク値（最大値又は最小値）ｐｅａｋと、ピーク
値の内容を示すｃｌａｓｓである。

【００２２】ピーク値は最大値がスロット番号（後述す
る粗位置カウンタと同一である。）の偶数、最小値が奇
数の位置にくるように予め定められており、この規則に
従って測定値が格納されて行くが、初期セット時にはす
べて期待値が格納される。

【００２３】一方、ｃｌａｓｓはピーク値の内容により
３種類の異なる値ＭＥＡＳＵＲＥ，ＥＳＴＩＭＡＴＥ，
ＧＵＥＳＳがあり、初期セット時にはすべての位置に推
測値であるＧＵＥＳＳが、実測時にはスロット番号の位
置に実測値ＭＥＡＳＵＲＥが、そして実測値の結果を周
辺のスロットテーブルび反映させるときには概略値ＥＳ
ＴＩＭＡＴＥがそれぞれ設定される。なお、このクラス
は後述するようにピーク値の更新時に更新値を決定する
ための重みづけ係数（ＭＥＡＳＵＲＥ，ＥＳＴＩＭＡＴ
Ｅ，ＧＵＥＳＳ）を表すものである。

【００２４】（２）粗位置カウント、正規化係数とセン
サ信号の振央レベルの演算処理 これは、各相のセンサ信号ｓｉｇ［Ａ］、ｓｉｇ［Ｂ］
が、その振央レベルをクロスしたときに実行する。図６
にＡ相信号の振央クロス時の処理を、図７にＢ相信号の
振央クロス時の処理を示し、いずれのセンサ信号もほぼ
同様であるため、Ａ相信号の振央クロス時で説明する。

【００２５】Ａ相センサ信号ｓｉｇ［Ａ］の振央クロス
時は、反対相であるＢ相がピーク値をとるため、Ｂ相セ
ンサ信号ｓｉｇ［Ｂ］をサンプルホールドし、その値を
Ｂ相ピーク値として変数ｐｅａｋ［Ｂ］に入れておく
（図６のステップ１）。

【００２６】両相のコンパレー出力ｓｇｎ［Ａ］，ｓｇ
ｎ［Ｂ］の一致、不一致の判定結果でＡ相粗位置カウン
タｃｏｕｎｔ［Ａ］をカウントアップ又はカウントダウ
ンする（ステップ２、３、４）。Ａ相センサ信号とＢ相
センサ信号とは９０度の位相差をもつため、ピストンロ
ッド１のストローク方向によって位相が進んだり遅れた
りするので、仮にＡ相の位相がＢ相よりも９０度だけ進
んでいる方向を正方向（図２において左方向）とする
と、図４にも示したように、Ａ相センサ信号ｓｉｇ
［Ａ］は常に反対相のコンパレータ出力ｓｇｎ［Ｂ］の
レベルと一致する。したがって、正方向にピストンロッ
ド１がストロークしているときには、Ａ相粗位置カウン
タをカウントアップし、そうでないときにはカウントダ
ウンする（図６のステップ２、３又はステップ２、
４）。ここまでの処理はＣＰＵ１４の割り込み処理で行
う。

【００２７】なお、Ａ相粗位置カウンタ値ｃｏｕｎｔ
［Ａ］と後述するＢ相粗位置カウンタ値ｃｏｕｎｔ
［Ｂ］は、両カウンタ値の差が０又は１となるように予
め設定されているため、両カウンタの値を引算すること
により、その引算結果が０又は１でない場合には磁気セ
ンサの断線などの不具合があると診断することができ
る。

【００２８】Ａ相センサ信号ｓｉｇ［Ａ］はこの振央ク
ロス時から次のスロット番号（粗位置カウンタ値）に入
ったことになり、Ａ相スロットテーブルｓｌｏｔ＿ｔａ
ｂｌｅ［Ａ］に格納してあるＡ相ピーク値とＡ相振央レ
ベルｃｅｎ［Ａ］（この振央レベルは、反対相の振央ク
ロス時に数ピッチの最大値と最小値の平均値として求め
られる）とから、Ａ相センサ信号の正規化係数ｓｃａｌ
ｅ［Ａ］を ｓｃａｌｅ［Ａ］＝１／｜Ａ相ピーク値−ｃｅｎ［Ａ］｜ …（１） として求める（図６のステップ６）。

【００２９】この正規化係数ｓｃａｌｅ［Ａ］はメイン
スケール３のピッチごとの振幅の違いを補正して同一レ
ベルに調整するためのもので、後述する精位置を演算す
るときの正規化処理で使用される。仮に｜Ａ相ピーク値
−ｃｅｎ［Ａ］｜の正規な値を１として、実測値がその
２倍の大きさとなった場合、正規化係数は１／２とな
り、後述するように正規化係数をＡ相センサ信号の振幅
に乗じる（すなわち２倍の振幅値に正規化係数の１／２
を乗じる）ことによって振幅値＝１と補正して振幅レベ
ルを同一に置換するものである。

【００３０】Ｂ相センサ信号のピーク値が最大値である
かどうかを判定して、最大値であればＢ相センサ信号の
振央レベルｃｅｎ［Ｂ］を演算する。（図６のステップ
８、９）。この振央レベルの演算は、数ピッチ間の最大
値と最小値との平均値として算出する。この演算結果
は、Ｂ相振央レベルｃｅｎ［Ｂ］として図３のデジタル
−アナログコンバータ１６へ出力する（ステップ１
０）。

【００３１】（３）センサ信号ピーク値の更新処理 図８は両相の更新処理を示すものであるが、更新処理は
振央クロス処理時に反対相に対して行うため、ここでは
Ｂ相について述べる（図６のステップ７）。

【００３２】図８において、まずＡ相信号の振央クロス
時にピークホールドをかけたＢ相センサ信号のピーク値
をＡ／Ｄ変換し、Ｂ相ピーク値ｐｅａｋ［Ｂ］として取
り込む（図８のステップ２１）。このＢ相ピーク値が仮
に６番目に相当するとき、６番目のクラスにある値（Ｍ
ＥＡＳＵＲＥ，ＥＳＴＩＭＡＴＥ，ＧＵＥＳＳのいずれ
か）に対して重みづけ係数（ＭＥＡＳＵＲＥ＿ＷＥＩＧ
ＨＴ，ＥＳＴＩＭＡＴＥ＿ＷＥＩＧＨＴ，ＧＵＥＳＳ＿
ＷＥＩＧＨＴのいずれか）を選択して変数ｗｅｉｇｈｔ
に代入する（図８のステップ２２〜２５）。

【００３３】この変数値ともう１つの重みづけ係数Ｔ＿
ＷＥＩＧＨＴに基づいて６番目のピーク値を 最新値＝（従来値×Ｔ＿ＷＥＩＧＨＴ＋ｐｅａｋ［Ｂ］×ｗｅｉｇｈｔ） ／（Ｔ＿ＷＥＩＧＨＴ＋ｗｅｉｇｈｔ） …（２） により更新する（図８のステップ２６）。６番目のクラ
スｃｌａｓｓは実測値ＭＥＡＳＵＲＥで置き換える（ス
テップ２７）。

【００３４】上記重みづけ係数Ｔ＿ＷＥＩＧＨＴ、ＭＥ
ＡＳＵＲＥ＿ＷＥＩＧＨＴは通常１で、その他に関して
は、ＭＥＡＳＵＲＥ＿ＷＥＩＧＨＴ＜ＥＳＴＩＭＡＴＥ
＿ＷＥＩＧＨＴ＜ＧＵＥＳＳ＿ＷＥＩＧＨＴの関係を満
足する値を選択する。

【００３５】また、現在のスロット番号（粗位置に相
当）の２個先と２個前のピーク値に対するクラスがＧＵ
ＥＳＳであれば、格納済みのピーク値に代えて現在の更
新ピーク値（すなわち、更新したばかりの６番目のピー
ク値）を格納し、かつ、クラスをＥＳＴＩＭＡＴＥに変
更することで、スロットテーブル内のピーク値を早い段
階で真の値に近付ける（図８のステップ２８〜３３）。

【００３６】（４）精位置の演算及び粗位置との合算処
理 この処理は一定の時間毎に行われ、その処理内容を図９
に示す。

【００３７】図９において、両相のセンサ信号を同時に
サンプルホールドした後、順次Ａ／Ｄ変換処理を行っ
て、各相のセンサ信号ｓｉｇ［Ａ］、ｓｉｇ［Ｂ］を共
に取り込む（図９のステップ４１）。

【００３８】センサ信号と振央レベル及び上記の正規化
係数を用いて各相の正規化信号（正規化振幅の信号）ｃ
ｏｒｒｅｃｔ［Ａ］、ｃｏｒｒｅｃｔ［Ｂ］を ｃｏｒｒｅｃｔ［Ａ］ ＝ｓｃａｌｅ［Ａ］×（ｓｉｇ［Ａ］−ｃｅｎ［Ａ］） …（３） ｃｏｒｒｅｃｔ［Ｂ］ ＝ｓｃａｌｅ［Ｂ］×（ｓｉｇ［Ｂ］−ｃｅｎ［Ｂ］） …（４） の式でそれぞれ計算する（図９のステップ４２、４
３）。

【００３９】なお、正規化信号ｃｏｒｒｅｃｔ［Ａ］、
ｃｏｒｒｅｃｔ［Ｂ］から合成振幅を求め、これが許容
範囲に入っているかを判定して、入っていなければ不具
合（例えば、磁気センサ４の断線や短絡など）があると
診断することができる（図９のステップ４４）。この範
囲はノイズの許容レベル、２相のセンサ信号の位相差の
許容範囲などに基づいて決めればよい。

【００４０】正規化信号ｃｏｒｒｅｃｔ［Ａ］、ｃｏｒ
ｒｅｃｔ［Ｂ］からは図１０のグラフを用いて精位置の
演算を行う。これは、例えばメインスケール３のピッチ
を２ｍｍ（粗位置は１ｍｍ単位）とし、精位置は粗位置
を１００分割（０．０１ｍｍ）としたとき、現在点が図
１０においてＣ１点にあると仮定したときの精位置ｆｉ
ｎｅ＿ｄｉｐｌ［１０^-2ｍｍ］を求めることを考える。
このとき、θ：π＝ｆｉｎｅ＿ｄｉｐｌ：１００の関係
が成立するので、 ｆｉｎｅ＿ｄｉｐｌ＝（１００／π）×θ …（５） の式が得られる。一方、ｔａｎθ＝｜ｃｏｒｒｅｃｔ
［Ｂ］｜／｜ｃｏｒｒｅｃｔ［Ａ］｜の関係を用いて、 θ ＝ tan^-1｜ｃｏｒｒｅｃｔ［Ｂ］｜／｜ｃｏｒｒｅｃｔ［Ａ］｜ …（６） によりθを求めることができるため、これを（５）式に
代入すれば、 ｆｉｎｅ＿ｄｉｐｌ＝（１００／π） ×tan^-1｜ｃｏｒｒｅｃｔ［Ｂ］｜／｜ｃｏｒｒｅｃｔ［Ａ］｜ …（７） の式を得る。

【００４１】こうして得られた（７）式より、正規化信
号ｃｏｒｒｅｃｔ［Ａ］、ｃｏｒｒｅｃｔ［Ｂ］を用い
れば、Ｃ１点の精位置を求めることができるわけであ
る。従って、ストローク位置は、三角関数の逆演算で求
めた（７）式の精位置ｆｉｎｅ＿ｄｉｐｌに粗位置を合
算すればよく、 ストローク位置＝粗位置＋ｆｉｎｅ＿ｄｉｐｌ／１００ …（８） によって求めることができる（図９のステップ５６）。

【００４２】実際の精位置は図１０のグラフ上におい
て、縦・横軸線及び±４５度線で分けられた８つの領域
のいずれかに現在点が存在するかで異なり、Ｃ２、Ｃ
３、Ｃ４の各点ではそれぞれ、 Ｃ２点の精位置＝−ｆｉｎｅ＿ｄｉｐｌ … （９） Ｃ３点の精位置＝５０−ｆｉｎｅ＿ｄｉｐｌ …（１０） Ｃ４点の精位置＝５０＋ｆｉｎｅ＿ｄｉｐｌ …（１１） により計算することができる。

【００４３】このため、精位置の算出は、図１０のグラ
フにおいて、現在点が縦・横軸線及び±４５度線で分け
られた８つの領域のいずれに存在するかの判定を行い
（最終的には、正規化信号の絶対値の大小及び正規化信
号の符号の一致、不一致で判別するため４つの領域に分
類される。）、その結果によって上記（８）式〜（１
１）式から選択している（図９のステップ４８〜５０又
はステップ５３〜５５）。

【００４４】粗位置については、２つの正規化信号の絶
対値の比較によりカウンタ値が変化しない側の粗位置カ
ウンタ値を選択している（図９のステップ４５、４６、
５１）。｜ｃｏｒｒｅｃｔ［Ｂ］｜≦｜ｃｏｒｒｅｃｔ
［Ａ］｜の領域ではＡ相粗位置カウンタ値が変化しない
ためＡ相側を、また｜ｃｏｒｒｅｃｔ［Ｂ］｜＞｜ｃｏ
ｒｒｅｃｔ［Ａ］｜の領域になると、Ｂ相側を選択して
それぞれ粗位置を表すｃｏａｒｓｅ＿ｄｉｓｐｌに入れ
るのである（図９のステップ４５、４６、ステップ４
５、５１）。

【００４５】このようにして、２相のセンサ信号のピー
ク値情報をピストンロッド１の全ストロークにわたり、
メインスケール３のピッチごとにスロットテーブル（メ
モリ）に格納して更新し、これらの情報に基づいて振央
レベルの調整、センサ信号の正規化調整を適時実施する
ので、磁気センサ４の信号が変動しても常時高精度な位
置検出を行うことができる。

【００４６】以上で概説を終える。

【００４７】さて、位置検出のための原点などの絶対値
の設定のため、ピストンロッドの端部にリミットスイッ
チを設け、このリミットスイッチがＯＮになるまでピス
トンロッドをストロークさせて原点リセットのための信
号を発生や、最収縮位置又は最伸長位置までストローク
させてから原点の設定を行うのでは起動時間を増大させ
てしまうだけでなく、特にストロークの長いピストンロ
ッドにおいては、連結された機構に過度の変位を与えて
しまうことがある。

【００４８】これに対処するため、本実施例ではメイン
スケール３とは別に図２に示すサブスケール６と磁気セ
ンサ７を設け、このサブスケール６側の磁気センサ７か
らの信号に基づいて同一の基準点間隔を備えたメインス
ケール３の絶対位置の設定を行う。

【００４９】図２において、ピストンロッド１の全スト
ロークの中央位置から、一端（例えば図中右の基端部）
に向けて所定のピッチＰで深さＳの弱磁性部５を形成す
る。これら弱磁性部５の軸方向の幅は約Ｐ／２である。
なお、本実施例ではサブスケール６の弱磁性部５のピッ
チＰをメインスケール３のピッチＰに等しく設定した
が、サブスケール６の弱磁性部５のピッチＰはメインス
ケール３の弱磁性部２のピッチＰに規制されることはな
い。

【００５０】こうして構成されるサブスケール６に対応
するピストンロッド１の図示しないシリンダ側にもメイ
ンスケール３側と同様に、９０度の位相差を備えた２相
の正弦波を出力する磁気センサ７が備えられる。

【００５１】磁気センサ７からの２相（以下ＳＡ相、Ｓ
Ｂ相とする）の信号ｓｉｇ［ＳＡ］、ｓｉｇ［ＳＢ］
は、図３に示すように、アナログ−デジタルコンバータ
１３でデジタル信号に変換された後、ＣＰＵ１４へ入力
される。

【００５２】ＣＰＵ１４では上記磁気センサ４のＡ相及
びＢ相信号ｓｉｇ［Ａ］、ｓｉｇ［Ｂ］と同様にして、
ｓｉｇ［ＳＡ］の振央レベルｃｅｎ［ＳＡ］、ｓｉｇ
［ＳＢ］の振央レベルｃｅｎ［ＳＢ］と各ピッチごとに
求めたピーク値より振幅レベルｌｅｖＳ１が算出され
る。

【００５３】メインスケール３の磁気センサ４及びサブ
スケール６の磁気センサ７の出力はそれぞれ、図１１に
示すように、磁気センサ４のＡ相信号ｓｉｇ［Ａ］がそ
の振央レベルｃｅｎ［Ａ］をクロスする点（●印で示
す）を基準点（すなわち、深さＭ₂の弱磁性部２の中心
位置に相当）とするため、これと反対相のＢ相信号ｓｉ
ｇ［Ｂ］が所定の判定レベルｂａｓＺ以下（図中斜線
部）であることを条件として、基準点以外のＡ相信号の
振央クロス点と識別する。

【００５４】この基準点の判定は、図３においてＡ相側
のコンパレータ１７からの出力ｓｇｎ［Ａ］（Ａ相信号
ｓｉｇ［Ａ］がその振央レベルｃｅｎ［Ａ］より大きい
と”Ｈ”レベルの出力を、ｃｅｎ［Ａ］より小さいとき
は”Ｌ”レベルを出力する。）が変化したときが振央ク
ロス点と判断し、このとき、Ｂ相の振幅レベルが弱磁性
部２の深さがＭ₁とＭ₂のいずれに対応する振幅レベルで
あるのかを判定することにより行われる。

【００５５】すなわち、弱磁性部２の深さがＭ₁のとき
の振幅レベルの所定値をｌｅｖ１、同じくＭ₂のときの
振幅レベルの所定値をｌｅｖ２とすると、例えば、Ｂ相
の振幅レベルが（ｌｅｖ１＋ｌｅｖ２）／２以上であれ
ばｌｅｖ２、これ未満であればｌｅｖ１と判断すること
によって基準点を判別する。

【００５６】このＢ相の振幅レベルがどちらの振幅レベ
ルであるかの判断は次のようにして行うこともでき、図
１１のように、所定の振幅判定レベルｂａｓＺを、 ｂａｓＺ＝ｃｅｎ［Ｂ］−（ｌｅｖ１＋ｌｅｖ２）／２ …（１３） の式より計算すると、この振幅判定レベルｂａｓＺとＢ
相信号ｓｉｇ［Ｂ］の大小によりｂａｓＺ＞ｓｉｇ
［Ｂ］のときｌｅｖ２、それ以外でｌｅｖ１と判定する
ことができる。

【００５７】また、この判定を図３に示すハードウェア
の構成により行うことも可能で、ｂａｓＺをアナログ出
力するためのデジタル−アナログコンバータ２０と、こ
のコンバータ出力とＢ相信号とを比較するコンパレータ
２１の出力によって判定してもよい。ただし、ソフトウ
ェア又はハードウェアのいずれの場合も、振幅レベルの
判定はＡ相信号の振央クロス時（つまり基準点の検出
時）に行わなければならいことは勿論である。

【００５８】図３のＲＡＭ１９には、各相ともセンサ信
号ｓｉｇ［Ａ］、ｓｉｇ［Ｂ］のピーク値の情報と、後
述する各基準点における絶対位置データとが格納され、
ＲＡＭ１９はＣＰＵ１４の電源が遮断されてもその内容
が保持されるように図示しないバッテリによりバックア
ップされる。

【００５９】コントローラでは、使用のためにＣＰＵ１
４の電源が再度立ち上げられると、図１２に示す処理を
開始する（図１２のステップ６１）。

【００６０】まず、ピストンロッド１をいずれかの方向
にストロークさせることにより１つ目の基準点を検出し
た際に、メインスケール３側のセンサ信号ｓｉｇ
［Ａ］、ｓｉｇ［Ｂ］に基づいて演算される、上記スト
ローク位置データの最新値（図９のステップ５６で演算
されるｄｉｓｐｌ）を変数Ｘ₁に格納し、サブスケール
６側のセンサ信号ｓｉｇ［ＳＡ］、ｓｉｇ［ＳＢ］に基
づいて演算される振幅レベルＶをＶ₁に格納する（図１
２のステップ６２〜６３）。

【００６１】このサブスケール６側の振幅レベルＶは、
図１３に示す処理によって求められ、弱磁性部５におけ
る振幅レベルの最大値をｌｅｖＳ１、弱磁性部５以外で
の振幅レベルをｌｅｖＳ０とすると、各ピッチごとに求
められたｓｉｇ［ＳＡ］、ｓｉｇ［ＳＢ］の振央レベル
ｃｅｎ［ＳＡ］、ｃｅｎ［ＳＢ］からセンサ信号の振幅
ａｍｐＳは、 ａｍｐＳ＝ ((ｓｉｇ[ＳＡ]−ｃｅｎ[ＳＡ])²＋(ｓｉｇ[ＳＢ]−ｃｅｎ[ＳＢ])²)^1/2 …（１４） により求められる（図１３のステップＳ１〜Ｓ２）。算
出された振幅ａｍｐＳと所定の振幅レベルｌｅｖＳ１／
２とを比較し、ａｍｐＳ＞ｌｅｖＳ１／２のときに振幅
レベルＶ＝ｌｅｖＳ１とし、それ以外のときにＶ＝ｌｅ
ｖＳ０とする（図１３のステップＳ３〜Ｓ５）。

【００６２】こうして、Ｖ₁にサブスケール６側の振幅
レベルＶを入れた後、２つ目の基準点の検出時にもスト
ローク位置データの最新値を変数Ｘ₂に、サブスケール
６側の振幅レベルＶを変数Ｖ₂に入れ（図１２のステッ
プ６４〜６５）、２つの変数Ｘ₁、Ｘ₂の値から基準点間
隔Ｌ（＝Ｘ₂−Ｘ₁）を演算する（図１２のステップ６
６）。なお、基準点の検出は前述のように、Ａ相信号ｓ
ｉｇ［Ａ］がその振央レベルｃｅｎ［Ａ］に等しく、か
つＢ相信号ｓｉｇ［ＳＢ］が判定レベルｂａｓＺ以下で
あるときである。

【００６３】この２つの基準点の検出後に、変数Ｖ₂の
値がｌｅｖＳ１とｌｅｖＳ０のいずれの振幅レベルにあ
るかの判定結果と、基準点間隔Ｌの符号がいずれの符号
であるかの判定結果によって区分けされる４つの領域の
いずれの場合であるかを判定する（図１２のステップ６
９、７０、７１）。これは、図２においてピストンロッ
ド１がどちらに動くかにより、 ａ．Ｖ₂＝ｌｅｖＳ１かつＬ＞０の領域 ｂ．Ｖ₂＝ｌｅｖＳ０かつＬ＜０の領域 ｃ．Ｖ₂＝ｌｅｖＳ０かつＬ＞０の領域 ｄ．Ｖ₂＝ｌｅｖＳ１かつＬ＜０の領域 の４つの領域に分けることができる。

【００６４】例えば、電源再立ち上げ時にピストンロッ
ド１が全ストロークのほぼ中央位置にあって、これより
伸長側（図２の左方向）へ動くときがａの領域、この反
対に中央位置より収縮側へ動くときがｂの領域となるわ
けである。

【００６５】さらに、電源再立ち上げ時にピストンロッ
ド１が最収縮位置の近くにあって、伸長側へ動くときが
ｃの領域、この反対に最伸長位置より収縮側へ動くとき
がｄの領域となる。

【００６６】なお、｜Ｌ｜＜Ｌ₀のときは、同一の基準
点を連続して２度通過した場合であり、Ｘ₂の値をＸ
₁に、Ｖ₂の値をＶ₁にそれそれ移してからステップ６４
に戻ることで再度基準点の検出を行う（図１２のステッ
プ６７、６８、６４）。

【００６７】こうして検出した基準点が上記４つの領域
のいずれかにあるかがわかると、その判定された各領域
ごとに演算された基準点間隔の絶対値｜Ｌ｜から 領域ａ→ＡＤ＝｜Ｌ｜×ｍ＋ｂａｓｅ１ …（１５） 領域ｂ→ＡＤ＝｜Ｌ｜×ｍ＋ｂａｓｅ４ …（１６） 領域ｃ→ＡＤ＝｜Ｌ｜×ｍ＋ｂａｓｅ３ …（１７） 領域ｄ→ＡＤ＝｜Ｌ｜×ｍ＋ｂａｓｅ２ …（１８） ただし、ｂａｓｅ１〜４；任意のアドレス（整数値） の式からアドレスＡを演算する（図１２のステップ６
９，７０，７２、ステップ６９，７１，７５、ステップ
６９、７１、７４、ステップ６９、７０、７３）。

【００６８】前述のように２つの基準点を検出したが、
（１５）〜（１８）式のアドレスＡＤは２つ目の基準点
に対する絶対位置データの入っているＲＡＭ１９上の格
納場所を指し示すものである。

【００６９】この絶対位置データの格納されたＲＡＭ１
９の内容を図１４に示す。例えば、上記ａの領域（Ｖ₂
＝ｌｅｖＳ１かつＬ＞０の領域）について説明すると、
２つ目の基準点を検出するのは、図２よりｈ₅、ｈ₆、ｈ
₇、ｈ₈を通過したときであり、合計４つのケースがあ
り、これと同数の格納場所に絶対位置データが格納され
ている。仮に、２つ目の基準点としてｈ₇の基準点を通
過した場合、このときの基準点間隔はＬ₂よりアドレス
ＡＤ（＝Ｌ₂×ｍ＋ｂａｓｅ１）で指し示される格納場
所にはｈ₇に対応する絶対位置データが格納されている
わけである。

【００７０】このように、絶対位置データ格納用のＲＡ
Ｍでは、上記ａ〜ｄの領域で２つ目の基準点を検出する
場合の数と同数の格納場所を用意しており、各場合に対
応する絶対位置データを予め格納しておくのである。

【００７１】上記の（１５）〜（１８）式のアドレスＡ
Ｄが指し示す格納場所に設定された絶対位置データを読
み出し、２つ目の基準点の検出時に上記メインスケール
３側のセンサ信号に基づいて演算されたストローク位置
データ（例えば、Ａ相及びＢ相の各カウンタ値）を書き
換えることで正確な絶対位置をセットする（図１２のス
テップ７６）。なお、このストローク位置データの書き
換えは、電源の再立ち上げ時に一度だけ行えばよい。

【００７２】電源を遮断した後にピストンロッド１が作
動油の漏れ等で変位したときは、変位後のピストンロッ
ド１の実際のストローク位置と、メインスケール３側の
センサ信号に基づいて演算される上記ストローク位置が
一致しなくなるが、２つ目の基準点検出時に上記絶対位
置データを用いて置き換えることで、電源遮断後に生じ
たピストンロッド１の変位が修正され、電源を立ち上げ
るたびに基準点に対応した絶対位置が設定されるわけで
ある。

【００７３】上記（１５）〜（１８）式のｍは、基準点
間隔Ｌを整数値に変換するための定数で、基準点の間隔
を識別できるように選択され、かつ、絶対位置データ格
納のために必要なワード数に応じて適宜設定すればよ
い。

【００７４】なお、絶対位置データの書き換えが完了し
た時点で、ＣＰＵ１４から外部に絶対位置データの書き
換え完了の情報を出力することで、電源の再立ち上げか
ら絶対位置データの書き換えまでの位置検出とそれ以降
の位置検出とを識別することが可能となり、同様にサブ
スケール６側の振幅レベルに基づく左右位置情報をＣＰ
Ｕ１４から出力することにより、現在のストローク位置
がストロークの中央位置に対してどちら側にあるかを識
別することができる。

【００７５】ところで、上記のアドレスＡＤが指し示す
ＲＡＭ１９の格納場所の絶対位置データを利用するに
は、その前提として、アドレスＡＤが指し示す場所に絶
対位置データを予め設定する初期設定が必要となる。

【００７６】このため、コントローラでは、図１５に示
すフローチャートにしたがって初期設定の処理を行う。
なお、この初期設定処理は図１２の処理とほぼ同様であ
り、読み出し処理を書き込み処理に置き換えたものであ
る。

【００７７】図１２の処理と異なる点は、工場からの出
荷時などにピストンロッド１をその全ストローク範囲で
１往復させながら、隣接する２つの基準点を検出させた
後に、２つの基準点間隔Ｌの正負の符号とサブスケール
６側のＳＡ相、ＳＢ相信号の振幅レベルで区分けした領
域ごとに演算されるアドレスＡＤが指し示す格納場所
に、２つの基準点検出時にメインスケール３側のセンサ
信号に基づいて演算されるストローク位置データを絶対
位置データとして順次格納していく点（図１５のステッ
プ８２〜９７、ステップ８４〜９７…）と、これら格納
した絶対位置データをＣＰＵ１４の電源遮断後も図示し
ないバッテリによりＲＡＭ１９に通電してバッテリバッ
クアップしておく点である。

【００７８】例えば、ピストンロッド１を最縮位置（絶
対位置の原点）から最伸位置までストロークさせ、その
後に最縮位置へ戻すとすれば、ピストンロッド１を最縮
位置へ変位させてメインスケール３側のストローク位置
データ（つまりＡ相、Ｂ相信号に基づく粗位置カウンタ
値及び精位置）をゼロにセットすることから始める（図
１５のステップ８１）。

【００７９】ピストンロッド１が最縮位置から全ストロ
ークの中央位置まで伸長するときはＬ＞０かつＳＡ相、
ＳＢ相信号に基づく振幅レベルがｌｅｖＳ０にあるか
ら、上記（１７）式よりアドレスＡＤを演算し、このア
ドレスＡＤが指し示す格納場所に変数Ｘ₂の内容を書き
込み（図１５のステップ８９、９１、９４、９６）、Ｘ
₂の値をＸ₁に、Ｖ₂の値をＶ₁にそれぞれ移し（図１５の
ステップ９７）、さらに２つ目の基準点検出時からの処
理を繰り返して行うと（図１５のステップ８４〜９
７）、ピストンロッド１が全ストロークの中央位置付近
まで伸びる間に、図１４における任意のアドレスｂａｓ
ｅ３を基準にして３つの格納場所へ、図２に示したｈ₂
〜ｈ₄の各基準点で演算されたストローク位置データが
絶対位置としてそれぞれ格納される。

【００８０】同様にして、ピストンロッド１が中央位置
から最伸位置まで伸長する間は、Ｌ＞０かつｌｅｖＳ１
となることから上記（１５）式で（図１５のステップ８
９、９０、９２）、一方、最伸位置から中央位置までピ
ストンロッド１が収縮するときにはＬ＜０かつｌｅｖＳ
１となることから上記（１８）式で（図１５のステップ
８９、９０、９３）、さらに中央位置から最縮位置へピ
ストンロッド１が収縮するときはＬ＜０かつｌｅｖＳ０
となることから上記（１６）式で（図１５のステップ８
９、９１、９５）、それぞれアドレスＡＤを演算し、こ
のアドレスＡＤが指し示す格納場所に変数Ｘ₂を書き込
むことにより、図１４において、任意のアドレスｂａｓ
ｅ１を基準にして４つの基準点ｈ₅〜ｈ₈に対応するスト
ローク位置データがこの順に、同じくアドレスｂａｓｅ
２を基準にして３つの基準点ｈ₅〜ｈ₇に対応するストロ
ーク位置データがこの順に、アドレスｂａｓｅ３を基準
にして３つの基準点ｈ₄〜ｈ₂に対応するストローク位置
データがこの順に、アドレスｂａｓｅ４を基準にして４
つの基準点ｈ₄〜ｈ₁がこの順にそれぞれ書き込まれる。

【００８１】なお、図１４に示したように、同一の基準
点に対して２つの絶対位置データを異なるアドレスに格
納したのは、図１１に示した基準点の検出が、ピストン
ロッド１の移動方向（伸長又は収縮方向）の違いで微妙
なズレを生じるためで、上記のように同一の基準点の絶
対位置データを移動方向別に異なるアドレスへ格納する
ことによりピストンロッド１の移動方向の違いによるズ
レを修正することが可能となる。したがって、ピストン
ロッド１の移動方向の違いでズレを生じない場合には、
上記絶対位置データの初期設定の際にピストンロッド１
を１往復させることなく１方向（収縮又は伸長方向）で
行えばよい。

【００８２】このようにして、この例では、図２に示し
たように複数の弱磁性部２を全ストロークにわたって配
設したメインスケール３と、これら弱磁性部２の深さを
所定の間隔で異ならせた基準点と、このメインスケール
３のピッチに対応して９０度の位相差をもって出力する
磁気センサ４とは別に、メインスケール３のストローク
方向の中央位置から最伸長位置側の一端に向けて弱磁性
部５を配設したサブスケール６と、このサブスケール６
の弱磁性部５に対応して９０度の位相差をもって出力す
る磁気センサ７とを設け、電源の再立ち上げ時にピスト
ンロッド１を変位させて隣接する２つの基準点を検出
し、この２つの基準点間隔の符号と２つ目の基準点検出
時のサブスケール６側のＳＡ相、ＳＢ相の振幅レベルと
から検出した２つ目の基準点がいずれの領域にあるのか
を判定し、この判定した領域で基準点間隔の絶対値に基
づいてアドレスＡＤを演算し、このアドレスＡＤが指し
示す場所に格納された絶対位置データで２つ目の基準点
のストローク位置データ置き換え、かつ、各基準点に対
応する絶対位置データを、隣接する２つの基準点間隔の
符号と２つ目の基準点検出時のサブスケール６側のＳＡ
相、ＳＢ相の振幅レベルとで区分けされた領域ごとに前
記アドレスが指し示すメモリに絶対位置データを初期設
定し、この初期設定された絶対位置データを電源が遮断
された後もバックアップしておくわけである。

【００８３】これによって、ＣＰＵ１４の電源が切れて
いる間にピストンロッド１が変位しても、電源の再立ち
上げ時に隣接する２つの基準点を検出することでメイン
スケール３側のセンサ信号に基づくストローク位置デー
タが絶対位置データに置き換えられ、それ以降は置き換
えられた絶対位置データとメインスケール３側のセンサ
信号により精度の高い位置検出を行うことができるので
ある。

【００８４】また、電源を遮断した後のバッテリバック
アップは、絶対位置データ格納用のＲＡＭ１９について
行えばよいので、バックアップバッテリの容量が大型化
することはない。

【００８５】上記実施例では、電源の再立ち上げ後、任
意の隣接する２つの基準点を検出した時点で２つ目に検
出した基準点に対してメインスケール３側のセンサ信号
に基づくストローク位置データを予め格納された絶対位
置データで置き換える処理を一度だけ行ったが、この置
き換え処理は必要に応じて行うことが可能である。例え
ば、２つ目の基準点を検出した以降も隣接する基準点間
隔を適宜演算し、２つ目の基準点に対応するストローク
位置データと読み出された絶対位置データとを比較し
て、不一致の場合にはそのストローク位置データを絶対
位置データで置き換えてもよい。

【００８６】また、ピストンロッド１が最縮位置又は最
伸位置に止まることを防止するため、最縮位置または最
伸位置に最も近い基準点（図２におけるｈ₁、ｈ₈）を検
出したときに警報を発生するようにしてもよい。

【００８７】図２において、４つの異なる基準点間隔Ｌ
₀〜Ｌ₃を全ストロークの中央位置を対称軸として基準点
間隔が順次増大するよう配設したが、左右で非対称にあ
るいはＬ₀、Ｌ₅、Ｌ₂、Ｌ₄等のように無作為に配設して
もよい。

【００８８】上記実施例において、サブスケール６側の
センサ信号の振幅レベルをＳＡ相及びＳＢ相から求めた
が、図１６に示すように、少なくとも一方のセンサ信号
（例えば、ＳＢ相）から振幅レベルを求めてもよく、振
幅レベルの判定は振央レベルｃｅｎ［ＳＢ］と予め設定
したしきい値（例えば、ｌｅｖＳ１／２）との差から容
易に判定することができる（図１６のステップＳ１
２）。

【００８９】また、最小の基準点間隔Ｌ₀は図２では１
つだけであるが、図１７に示すように、最小基準点間隔
Ｌ₀を２つ設けることも可能である。

【００９０】上記実施例において、メインスケール３と
サブスケール６のピッチを同一のＰとし、弱磁性部２、
５の幅をＰ／２としたが、メインスケール３とサブスケ
ール６はそれぞれ独立したピッチ及び弱磁性部２、５の
幅で形成してもよい。

【００９１】また、図１１に示したように、Ａ相振央ク
ロス点を基準点とし、Ｂ相信号を基準点検出のために使
用したが、この逆にＢ相信号の振央クロス時を基準点と
し、Ａ相信号を基準点検出のために使用してもよい。

【００９２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数の弱
磁性部を全ストロークにわたって配設したメインスケー
ルと、これら弱磁性部の深さを所定の間隔で異ならせた
基準点と、このメインスケールのピッチに対応して９０
度の位相差をもって出力する磁気センサとは別に、メイ
ンスケールのストローク方向の所定の位置から一端に向
けて弱磁性部を配設したサブスケールと、このサブスケ
ールの弱磁性部に対応して９０度の位相差をもって出力
する磁気センサとを設け、電源の再立ち上げ時に隣接す
る２つの基準点を検出し、この２つの基準点間隔の符号
と２つ目の基準点検出時のサブスケール側の振幅レベル
とから検出した２つ目の基準点がいずれの領域にあるの
かを判定し、この判定した領域で基準点間隔の絶対値に
基づいてアドレスを演算し、このアドレスが指し示す場
所に格納された絶対位置データで２つ目の基準点のスト
ローク位置データを置き換える一方、各基準点に対応す
る絶対位置データを、隣接する２つの基準点間隔の符号
と２つ目の基準点検出時のサブスケール側の振幅レベル
とで区分けされた領域ごとに前記アドレスが指し示すメ
モリに絶対位置データを初期設定し、この初期設定され
た絶対位置データを電源が遮断された後もバックアップ
するよう構成したため、位置検出のための絶対位置の設
定を電源の再立ち上げ時に隣接する２つの基準点を通過
させるだけで行うことができ、サブスケールの有無によ
って識別される同一の基準点間隔を重複して使用するこ
とが可能となって、絶対位置の設定に要するストローク
量を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す構成図である。

【図２】本発明の実施例を示す磁気スケールの概略図で
ある。

【図３】コントローラのブロック図である。

【図４】コンパレータ出力ｓｇｎ［Ａ］、ｓｇｎ［Ｂ］
の波形図である。

【図５】２相のセンサ信号とピーク値の格納の様子を示
す説明図である。

【図６】Ａ相信号の振央クロス時の正規化係数及びＢ相
信号の振央レベルの演算を説明するためのフローチャー
トである。

【図７】Ｂ相信号の振央クロス時の正規化係数及びＡ相
信号の振央レベルの演算を説明するためのフローチャー
トである。

【図８】ピーク値の更新動作を示すフローチャートであ
る。

【図９】ストローク位置データの演算を説明するための
フローチャートである。

【図１０】正規化信号ｃｏｒｒｅｃｔ［Ａ］、ｃｏｒｒ
ｅｃｔ［Ｂ］から精位置を演算するための説明図であ
る。

【図１１】基準点を説明する各信号の波形図である。

【図１２】電源再立ち上げ時のコントローラの処理を説
明するためのフローチャートである。

【図１３】サブスケール側の２相の信号から振幅レベル
を判定するフローチャートである。

【図１４】基準点間隔Ｌの符号とサブスケールの振幅レ
ベルとで区分けされる領域ごとに演算されるアドレスと
そのアドレスが指し示す場所の絶対位置データとの関係
を示す図である。

【図１５】各基準点に対する絶対位置データの格納を説
明するためのフローチャートである。

【図１６】第２の実施例を示すサブスケールの振幅レベ
ルを判定するフローチャートである。

【図１７】第３の実施例を示す磁気スケールの概略図で
ある。

【符号の説明】

１ ピストンロッド ２ 弱磁性部 ３ メインスケール ４ 磁気センサ ５ 弱磁性部 ６ サブスケール ７ 磁気センサ １４ ＣＰＵ １９ ＲＡＭ ２１ メインスケール ２２ 磁気センサ ２３ ピーク値格納・更新手段 ２４ 振央レベル演算手段 ２５ 粗位置演算手段 ２６ 正規化係数演算手段 ２７ センサ出力補正手段 ２８ 精位置演算手段 ２９ 位置データ演算手段 ３０ 振幅レベル演算手段 ３１ 基準点検出手段 ３２ 位置データ格納手段 ３３ メモリ ３４ 基準点間隔演算手段 ３５ サブスケール ３６ 磁気センサ ３７ 振幅レベル演算手段 ３８ 振幅レベル判定手段 ３９ アドレス演算手段 ４０ 置き換え手段 ４１ メモリ ４２ 初期設定手段 ４３ 保持手段 ４４ 電源再立ち上げ判定手段 ４５ 通過駆動手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動方向に所定のピッチで弱磁性部を配
   設したメインスケールと、メインスケールのピッチに対
   応して９０度の位相差をもった２相の正弦波を出力する
   一対の磁気センサと、前記メインスケールのピッチ毎の
   各センサ出力のピーク値をそれぞれ更新・格納する手段
   と、各ピーク値から各ピッチ毎の振央レベルを演算する
   手段と、前記振央レベルとセンサ出力の比較結果に基づ
   いて粗位置を演算する手段と、前記ピーク値と振央レベ
   ルからセンサ出力の正規化係数を演算する手段と、この
   正規化係数に基づいてセンサ出力を補正する手段と、２
   相の補正された正規化信号を用いて三角関数逆演算によ
   り精位置を演算する手段と、粗位置と精位置とを合算し
   た値を位置データとして演算する手段とを備えた位置検
   出装置において、前記弱磁性部のうちメインスケールの
   所定の基準位置に対応する弱磁性部を所定の深さで形成
   した基準点と、前記振央レベルと前記メインスケール側
   の一方の相のセンサ出力とから振幅レベルを演算する手
   段と、この振幅レベルから基準点を検出する手段と、移
   動方向の所定の位置から一端に向けて所定のピッチで複
   数の弱磁性部を配設したサブスケールと、このサブスケ
   ールの弱磁性部位置に対応して９０度の位相差をもった
   ２相の正弦波を出力する第２の磁気センサと、前記サブ
   スケールのピッチ毎の各センサ出力から振幅レベルを演
   算する手段と、電源の再立ち上げ時かどうかを判定する
   手段と、この電源の再立ち上げ時に前記基準点検出位置
   から隣接する任意の２つの基準点を通過駆動させる手段
   と、これら基準点の検出時に前記位置データ演算手段で
   演算された位置データをメモリにそれぞれ格納する手段
   と、このメモリに格納された値から前記隣接する任意の
   基準点間隔を演算する手段と、前記サブスケールの振幅
   レベルが所定の値未満であるかを判定する手段と、この
   判定結果と前記基準点間隔の符号とで区分けされた領域
   で前記基準点間隔の絶対値に基づいてアドレスを演算す
   る手段と、このアドレスが指し示すメモリに格納される
   絶対位置データで、前記２つ目の基準点の検出時に前記
   位置データ演算手段で演算された位置データを置き換え
   る手段と、前記アドレスが指し示すメモリへ各基準点に
   対する絶対位置データを初期設定する手段と、この初期
   設定された絶対位置データを保持する手段とを備えたこ
   とを特徴とする位置検出装置。