JPS58193403A - 角度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回動体の回動角度を検出する角度検出装置に係
り、特に所定角度毎に発生するパルスの数を計算して角
度を検出するものに好適な角度検出装置に関する。

角度°検出装置には種々の型のものがあり、そのうちの
１つとして、足められた基準位置に対する角度を所定角
度毎に発生するパルス数を計数することにより角度検出
を行う角度検出装置が知られている。このような角度検
出装置’ｔ−第１図および第３図に示す。

第１図は角度検出装置の角度センサを示し、ｌ。

２は同一円周上に所定間隔をもって配置された磁気抵抗
素子、３は磁気抵抗素子１．２とは異なった円周−ヒに
配置された磁気抵抗素子である。４は角瞳噴出の対象に
る回動体と連動して回動する円板である。磁気抵抗素子
１．２と対面する円板４の円周５上ＫＦｉ磁石のＮ極と
８極が交互に着磁され、父、磁気抵抗素子３と対面する
円周６上の所定位ＷＩＫは一対のＮ極と８極が着磁され
ている。

この一対の極と磁気抵抗素子３とが対向する位置を基準
位置という。

回動体の回動に応じて円板４が回動すると、隣接し六Ｎ
他と８極の磁束により、各磁気抵抗素子１．２．３には
信号を生じ、この信号は適宜の手段（例えば比較器等）
により矩形波状のパルスに変換される。したがって、磁
気抵抗菓子１．２からは、それがＮＱとｓ７の境界に対
面する遊に１つのパルスを発生し、磁気抵抗素子３から
は円板４が（即ち、１駆動体が）基準位置を通るときパ
ルスが発生する。

第２図（ａｔ、（ｂｌは各磁気抵抗素子１．２が発生す
るパルスのパルス列を示す図である。図でｌａ。

２ａ、３ａｌｄそれぞれ磁気抵抗素子１，２．３が発生
するパルスである。図（ａ）は例えば円板４が右回転す
る場合を承し、磁気抵抗素子１，２Ｖｉパルスｌａ、２
ａが図示のようなずれを生ずるように配着さねている。

図（ｂｌは円板４の左回転の場合を示し、この図は図（
ａｔの右から左方向（左回転りのパルス９１ｊを単に左
から右方向へ書き換えたものである。円板４０回転が右
回転か左（ロ）転かは、例えばパルスｌａの立上り時Ｑ
こおけるパルス２ａの状態Ｎａレベルか高レベルか）を
みれば判定できる。又、右回転の場合は、パルス１ｍの
立上りで加算が行なわれ、左回転の場合はパルス２ａの
立上シで減算が行なわれるようになって（・る。パルス
３員が基準位置でのみ発生することＦｉ第１図に示す構
成から明らかである。

第３図は従来の角度検出装置のブロック図であるＯ 図で、７は第１図に示す磁気抵抗素子１．２．３、円板
４等より成る角度センサ、８Ｖｉ角度センサ７からのパ
ルス信号１　ａ、２ａ、３ａｉ入力して基Ｓ位置からの
角Ｉｔを算出するカウンタ回路である。。９にカウンタ
回路８における演算回路であり、第２図（ａｔ、（ｂｌ
に示すようなパルスｌａ、２ａを入力し、円＆４の回転
力量が右回転か左回転かを判断し、右回転の場合はパル
ス１ａの立上りで加算を行（・、左１１回転の場合はパ
ルス２ａの立上りで減厚を行う。１０は演算回路９にお
ける演痒により痒出された＋１１　（この値が基準位置
からの角度をホす１１Ｋとなる。）を記憶する記憶装置
、１１は記憶装置１０に記憶された値を角度信号として
外部へ田方するための駆動回路である。１２ｔ！基準位
置において出力されるパルス（これを基準パルスと称す
る。）３ａが入力したとき記憶装置１０に記憶されてい
る値ｔ−０とするリセット回路である。リセット回路１
２Ｆｉノイズ等によるパルス１ａ、２ａのカウント誤差
を補正するための回路であり、円板４がどの方向にどれ
だけ回動したとしても基準位置においてに記憶装置１０
の値は０であることから、円板４が基準位＊ｔ−通る毎
に記憶装ｆｌｌＯの値をＯとすることによって前記の誤
差が積算されてゆくことを防止して補ＩＥを行うもので
ある。】３は駆動回路】１からの角度信号を入力し、こ
の信号に茫づ（・て種々の制御を行なう制御＠冑であり
、通常カウンタ回路８からに可成り離れた短離に設置さ
れる。

このような角度横出装ｆは次のようにして角度を検出す
る。例えば１円板４め円周５上のＮ惟とＳ極の対が１０
２４対設けられているとすると、パルス１ａ又はパルス
２ａの１個はほぼ０．３５度の角度（３６０／１０２４
　）を表することとなる。円板４が基準位置にあると、
記憶装置１０の値はリセット回路１２によりＯＫされて
いる０円板４が右方向へ回動すると、この回動にしたが
って角度センサ７からは順次パルスｌａ、２ａが出力さ
れる。

演陣回路９ではパルスｌａ、２ａから円板４が右回転で
あること゛を判断してパルス１ｍの立上シをカウントし
、これを加算してゆく、加算された値は配憶装置１０へ
順次記憶してゆく０例えば、記憶装置１０の値は１０ビ
ツトの２進数で構成され、１００個のパルスをカウント
した場合はその値は３６度の角度に相当する。この状態
から円板４が左方向へ回転すると、演゛算回路９は方向
を判断してパルス２ａの立上りで記憶装置１０に記憶さ
れているｗ’ｉ減算してゆ（０例えば、円板４がさき０
１００個のパルス金カウントし食位雪から左方向へ２０
０個のパルスをカウントするだけ回動したとすると、記
憶装置１０の１［は順次減算されてゆき、基準位置にお
いて０となり、そのｆＩｋ紀憶装置１０の値は負の値と
なり、最終的には１０進数で−１００に相当する２進数
が記憶されていることとなる。このときの角度は一３６
度、即ち基準位置から左へ３６度ということになる０円
板４が基準位置を通過するときは、記憶装置】Ｏの値の
如何に拘わらず、その値はリセット回路１２により強制
的にＯとされるので、基準位置通過の度毎にカウント誤
差が補正され、大きな誤差のない角度信号が得られる。

ところで、このような従来の角度検出装置にあっては、
リセット回路１２へ基準パルス３ｍではなくノイズが入
力する場合があり、このような場合でもリセット回路１
２は作動して記憶装置１０の値ｔｏにしてしまい、それ
以後はこの０の値から加算、減算が行われるので、カウ
ンタ回路８の角度信号は全（誤った値となってしまうと
いう欠点があった。

本発明の目的に、このような誤ったリセット動作の発生
を防止し、常に、大きな誤差のない角度信号を得ること
ができる角度検出装置を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、角度センこの算出
した値を記憶装置に記憶し、一方、ある定められた角度
範囲に応じた上限値と下限値を設定しておき、角度セン
サにおける基準パルス信号の出力端と接続された入力端
に入力があつ九とき、記憶装置に記憶され良値が前記の
上限値と下限値の間にあるか否か會比較し、上限値と下
限値の間にある場合のみ、その値會リセットするように
したことｔ−特徴とする。

以下、本発明を第４図に示す実施例に基づいて説明する
。

図で、第３図に示すものと同一のものには同一符号を付
して鰭明を省略する。１４ａ、１４ｂ％１４ｃｔＴそれ
ぞれパルス１ｍ、２ａ、３ａの導通回路中に接続された
低周波フィルタ回路であり、高周波ノイズを遮断し低周
波信号のみ通過させる。

１５ｔ′ｉ基準位置を中心としてその左右にそれぞれあ
る角度を設定し、右側に設定した角度に応じた値（以下
、この傭を上限値という。）と左＠に設定した角度に応
じた値（以下、この値を下限値と（・う。）とを記憶す
る記憶装置である。この記憶装置を前記の記憶装置１０
と区別するため、記憶装置１０１−＠１の配憶装置、記
憶装置１５を第２の記憶装置とする。１６は角度センサ
７の基準パルス３　ａ　７ｆ、低周波フィルタ回路１４
ｃｔ介して入力し、基準パルス３ａの入力があったとき
＠１の記憶装置１０に記憶されている値と第２の記憶装
置１５に記憶されている上限値および下限値とｔ取入れ
、これらを比較して曲者の値が後者の上限値と下限値と
の間にあるか否かを判定する比較判定装置である。比較
判定装置１６は、さらに１その比較判定の結果第１の記
憶装置１０に記憶された値が第２の配憶装置１５に設定
され九上限値と下限値の間にあるときのみ、第１の記憶
袈１１ｉ１０に記憶され次値ｔｏにリセットする手段を
も備えて（・る。

次に、本実施例の動作を説明する。

さきの例にならって、１パルスが０．３５１’を表すも
のとし、＠２の記憶装置１５に設定すべき上限値と下限
値に相当する角１’ｆを、例えば＋２．８度および−２
，８１ｔとする。この角度は８　ｆｔｍのパルスに相当
するので、１０ビツトの２進数では上限値はｒｏｏｏｏ
ｏｏｌｏｏｏＪ、下限値はｒｌｌｌｌｌｌｌｏｏｏ」で
あり、この２つの値が第２の記憶装置１５に記憶されて
いる。又、角度センサ７の円板４の最高回転速度（即ち
、角度検出の対象となる回動体の最高回転速度）が例え
ば４５度／ｓｅｃだとすると、このときパルスＩｇ、２
ｍの周波数は１２８Ｈｚ（４５°１０．３！Ｓ＠）とな
るので、低周波フィルタ回路１４履、１４ｂ、１４ｃの
周波数を約１３０Ｈｚ　Ｋ設定しておけば、それ以上の
周波数成分に除去されることとなる。

演算回路９．第１の記憶装置１０、駆動回路１１の動作
は第３図に示す従来装置と同じである。今、円板４が基
準位置にある場合を考えると、角度センサ７は基準パル
ス３１を出力し、低周波フィルタ１４Ｃを介して屁較判
定装［１１６へ入力する。

この基準パルス３暑の入力により、比較判定装置１６ｔ
ｌｊそのときの第１の記憶装置ｌＯの値と、第２の記憶
装置１５の上限値および下限値とを取入れて比較判定を
行う、この場合、第１の記憶装置１０７）値は理論的Ｋ
ｔｌＯである筈であるが、前述のように必ずしも０とは
なっていない。しかしながら、低周波フィルタ回路１４
ａ、Ｉ４ｂの設置とも相俟って、その誤差は左右の２６
８度に相当する前記上限値と下限値の範囲内にあるとし
てもほとんど差支えない。したがって、比較判定装置１
６＃ｉ第１の記憶装置１０に記憶されている値會、それ
が０であると否とに拘らず０にリセットして補正を行う
。

円板４が基準位置にないとき、比較判定装置１６に低周
波フィルタ回路１４ｃの存在にも拘わらずノイズが入力
すると、比較判定装置１６Ｆｉ基準パルス３１が入力し
たときと全く同じ動作を行う。

しかしながら、円板４が基準位置にない場合は、ＩＫＩ
の記憶装置ｌＯに記憶される値は前記の上限値又は下限
値を超えた値である。したがって、比較判定装置１６Ｈ
第１の記憶装置ｌＯに記憶された値を０とするリセツＦ
動作は行わな（・。

このように、本実施例において社、第１の記憶装置に記
憶された値ｔｏにリセットする場合、その埴がある上限
値と下限値の間にあるときのみリセットするようにし、
かつ、カウンタ回路に低周波フィルタ回路を設けたので
、基準位置以外でリセットが行われるのを防止して、常
に、大きな誤差のない角度信号を得ることができ、又、
その角度信号も、低周波フィルタ回路による高周波ノイ
ズの除去のため、きわめて精度の高い信号とすることが
できる。

なお、角度センサとしては前述のような磁気的なセンサ
に限ることはなく、例えば光を利用するセンサを用いる
こともできる。又、第２の記憶装置に設定する上限値と
下限値も、種々の条件に応じて任意に選定することがで
きる。

以上述べたように、本発明では、記憶手段によ抄記憶さ
れた回動角度に応じた゛角度値をリセットする場合、そ
の角度値がある上限値と下限値の間にあるときのみリセ
ットを行うようにしたので、基準位置以外でのリセツ）
？防止し、常に、大き　くな誤差のな〜・角度信号を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１因は角度センナの平面図、第２図は角度センナの出
力パルスの波形図、第３図は従来の角度検出装置のブロ
ック図、第４図は本発明の実施例に係る角Ｉｔ検出装置
のブロック図である。 ７・・・角度センサ、８・・・カウンタ回路、９・・・
演算回路、１０・・・第１の記憶装置、１５−・・ＩＩ
２の記憶装置、１６・・・比較判定装置。 ｔ１図 才２目 ｔｂ） ブ　３　引 ７７口 １７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回動体の回動と連動し所定角度の回動毎にパルス信号を
   発生するとともにある定められた基準位置で基準パルス
   信号を発生する角度センサと、この角度センサの信号を
   入力して前記基準位置からの角度を演轢する演算回路と
   、この演算回路で得られた角度値を記憶する記憶手段と
   を備えた角度検出装置において、ある定められた角度範
   囲に応じた上限値と下限値が設定された設定手段と、前
   記基準パルス信号を入力する入力部を有しこの入力部へ
   入力があったとき前配角慶イ１と前記設定手段における
   設定値とを比較する手段と、この比較の結果１１Ｔｉｌ
   ｒ’角度値が前記設定値の範囲内にあるときの入前配角
   度１１１をリセットする手段とを設けたことｔ−特徴と
   する角度検出装置。