KR20080037061A - 위치 검출 오차 보정 방법 - Google Patents

Abstract

기동시에 단순한 사칙 연산을 이용하여 위치 검출 오차 보정치를 계산함으로써, 기동 시간의 지연이나 기억 수단의 용량의 소비를 억제할 수 있고, 또한, 오차의 변화가 급준한 부분이 포함되는 경우에도, 한정된 기억 용량으로 정밀도가 높은 보정을 할 수 있는 위치 검출 오차 보정 방법을 얻는 것을 목적으로 하고 있다. 위치 검출기(6)의 검출 오차 보정치를, 주기성 함수 G(θ)를 사용한 식 1에 나타내는 보정 함수 C(θ)로 표현하여, 그 보정 파라미터 A_n, B_n, D를 미리 비휘발성 메모리(1)에 기억하여 두고, 기동시, 이들 보정 파라미터를 판독하여, 검출 위치에 대응하는 검출 오차 보정치를 연산하여 랜덤 액세스 메모리(3)에 기억하고, 위치 검출기로부터의 위치 검출치에 대응하는 검출 오차 보정치를 랜덤 액세스 메모리(3)로부터 판독하여 위치 검출치의 오차를 보정한 보정 위치 검출치를 연산한다. (수학식 1)

Description

위치 검출 오차 보정 방법{POSITION DETECTION ERROR CORRECTING METHOD}

본 발명은, 회전 위치나 직선 위치를 검출하는 위치 검출기의 검출 오차를 보정하는 위치 검출 오차 보정 방법에 관한 것이다.

종래의 위치 검출 오차 보정 장치에서는, 오차를 푸리에 급수 전개하여 얻어진 각 주기 성분을 비휘발성 메모리에 미리 기억하여, 기동시에 각 주기 성분을 역푸리에 변환하여 오차 보정치를 랜덤 액세스 메모리에 기억하고, 검출 위치에 대응하는 오차 보정치를 판독하여 검출 위치를 보정하고 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).

(특허 문헌 1) 일본 특허 제 2543245 호 공보(2페이지 우단 2∼14행, 도 1)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

이러한 위치 검출 오차 보정 장치에 있어서는, 기동시에 역푸리에 변환을 행하기 위해 복수회의 삼각 함수 연산을 행할 필요가 있어, 그 계산 시간이 길어져 기동이 늦어진다고 하는 문제점이 있었다. 삼각 함수 연산을 완화하기 위해, 예컨대, 미리 랜덤 액세스 메모리에 기억한 표를 이용하여 삼각 함수 연산을 근사하는 경우에는, 삼각 함수 연산을 위해 랜덤 액세스 메모리가 사용되어, 그만큼, 위치 검출 오차 보정치를 기억하기 위한 랜덤 액세스 메모리의 용량이 감소하여, 정밀도가 높은 보정을 할 수 없다고 하는 문제점이 있었다.

또한, 하나의 위치 검출 오차 보정치로 보정을 행하는 검출 위치의 범위가, 모든 위치 검출 범위에서 균등하므로, 오차의 변화가 급준한 부분에서는 정밀도가 높은 보정이 곤란하다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 기동시에 단순한 사칙 연산을 이용하여 위치 검출 오차 보정치를 계산함으로써, 기동 시간의 지연이나 기억 수단의 용량의 소비를 억제할 수 있고, 또한, 오차의 변화가 급준한 부분이 포함되는 경우에도, 한정된 기억 용량으로 정밀도가 높은 보정을 할 수 있는 위치 검출 오차 보정 방법을 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명에 따른 위치 검출 오차 보정 방법은, 위치 검출기의 검출 오차 보정치를 주기성 함수의 급수로 근사한 보정 함수로 표현한 경우의 당해 보정 함수를 특정하는 보정 파라미터를 미리 제 1 기억 수단에 기억하여 두는 제 1 단계, 제 1 기억 수단으로부터 보정 파라미터를 판독하여 검출 위치에 대응하는 검출 오차 보정치를 연산하여 제 2 기억 수단에 기억하는 제 2 단계, 및 위치 검출기로부터의 위치 검출치에 대응하는 검출 오차 보정치를 제 2 기억 수단으로부터 판독하여 위치 검출치의 오차를 보정한 보정 위치 검출치를 연산하는 제 3 단계를 구비한 위치 검출 오차 보정 방법으로서, 검출 위치를 θ로 했을 때, 보정 함수 C(θ)는, 주기성 함수 G(θ)를 θ의 멱함수로 하여, 이하의 (1)식으로 표현하는 것으로 한 것이다.

단, n : 차수

A_n : 보정 파라미터로서의 진폭 성분

B_n : 보정 파라미터로서의 위상 성분

D : 보정 파라미터로서의 오프셋

(발명의 효과)

본 발명은, 이상과 같이, 검출 오차 보정치를, 검출 위치 θ의 멱함수로 이루어지는 주기성 함수 G(θ)로 나타내고, 제 1 기억 수단에 기억된 보정 파라미터를 사용하여 사칙 연산으로 재현할 수 있으므로, 종래의 삼각 함수를 이용한 경우에 비해 계산 시간이 짧고, 단시간에 기동이 가능해진다. 또한, 삼각 함수 대신에 수치 테이블을 참조하는 경우에 비해서도, 제 2 기억 수단의 사용량이 적어지므로, 오차 보정치에 따라 많은 기억 용량을 할당하는 것이 가능해져, 정밀도가 높은 보정을 실현할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 위치 검출 오차 보정 방법을 실현하는 위치 검출 오차 보정 장치의 구성을 나타내는 블록도,

도 2는 위치 검출치 θ의 1차 함수로 나타낸 주기성 함수 G(θ)를 도시한 그래프,

도 3은 위치 검출의 근원이 되는 정현파 신호와 비트의 합성에 의한 위치 검출치의 산출법을 설명하는 도면,

도 4는 미리 비휘발성 메모리(1)에 기억하여 두는 보정 파라미터 P의 계산법에 대하여 설명하는 흐름도,

도 5는 단주기 오차 θ2(θ)와 대응하는 분할 영역을 나타내는 도면,

도 6은 위치 검출 오차 보정치 계산부(2)에 있어서 기동시에 생성하는 위치 검출 오차 보정치의 계산에 대하여 설명하는 흐름도,

도 7은 위치 검출 오차 보정부(4)에 있어서의 보정 계산에 대하여 설명하는 흐름도,

도 8은 floor 함수를 사용하여, 임의의 검출 위치 θ_m에 가장 가까운 θ_k를 구하는 방법을 설명하는 모식도,

도 9는 단주기 오차 보정용 영역을 2단계로 세분화하는 처리를 나타내는 흐름도,

도 10은 2단계 영역 세분화에 있어서의 영역의 분할의 모습을 나타내는 모식도,

도 11은 위치 검출치 θ의 2차 함수로 나타낸 주기성 함수 G(θ)를 도시한 그래프,

도 12는 위치 검출치 θ의 3차 함수로 나타낸 주기성 함수 G(θ)를 도시한 그래프,

도 13은 위치 검출치 θ의 0차 함수로 나타내어 직사각형파 형상이 되는 주기성 함수 G(θ)를 도시한 그래프이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 비휘발성 메모리 2 : 위치 검출 오차 보정치 계산부

3 : 랜덤 액세스 메모리 4 : 위치 검출 오차 보정부

5 : 위치 검출 오차 보정 장치 6 : 위치 검출기

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 위치 검출 오차 보정 방법을 실현하는 위치 검출 오차 보정 장치(5)의 구성을 나타내는 블록도이다.

제 1 기억 수단으로서의 비휘발성 메모리(1)에는, 미리 위치 검출 오차를 주기성 함수의 급수로 근사한 보정 함수로 표현한 경우의 당해 보정 함수를 특정하는 보정 파라미터 P가 기억되어 있고, 기동시에 이 보정 파라미터 P를 판독하여, 위치 검출 오차 보정치 계산부(2)에 출력한다.

또, 이 보정 파라미터 P의 연산 요령에 대해서는 후단에서 상술한다.

위치 검출 오차 보정치 계산부(2)는, 식 1을 이용하여 보정 파라미터 P(A_n, B_n, D)로부터 위치 검출치 θ에 대응하는 보정 함수인 위치 검출 오차 보정치 C(θ)를 계산하여, 제 2 기억 수단으로서의 랜덤 액세스 메모리(3)에 출력한다.

또, 보정 파라미터 P를 사용하여 위치 검출 오차 보정치 C(θ)를 연산하는 요령에 대해서는 후단에서 상술한다.

여기서, 보정 파라미터인, 각각, A_n은 주기성 함수 G의 진폭 성분, B_n은 위상 성분, D는 오프셋이다. 또한, n은, 주기성 함수 G(θ)의 급수를 구성하는 각 항의 차수이다.

또한, 주기성 함수 G(θ)는, θ의 멱함수, 즉, θ^m(m은, 정의 정수)의 함수로 표현한다.

m = 1, 따라서, 주기성 함수 G(θ)를 θ의 1차 함수로 나타낸 경우를, 식 2, 그리고, 그것을 도시한 것을 도 2에 나타낸다. 이 경우, 도면과 같이, 톱니파 형상이 된다.

여기서, θ_m은, θ를 기본 주기 L로 나눈 나머지이다. 예컨대, 위치 검출기(6)가 로터리 인코더와 같은 회전 위치를 검출하는 것인 경우에는, 위치 검출 오차는, 1회전의 주기로 발생하므로, 1회전분의 검출 범위를 기본 주기 L로 한다. 위치 검출기(6)가 직선 위치를 검출하는 것일 때는 모든 검출 위치 범위를 기본 주기 L로 한다.

후단의 도 3에 의한 위치 검출기의 검출 원리로부터 이해되듯이, 기본 주기 L은, 일반적으로, 2의 멱수로 표현되므로, θ를 L로 나눈 나머지 θ_m은, 이른바, 비트의 AND 연산으로, 또한, 4θ_m/L은, 이른바, 비트 시프트로 계산 가능하고, 테이블 등을 참조하는 일 없이, 단시간에 계산 가능하다.

기동 완료 후는, 위치 검출 오차 보정부(4)에 위치 검출기(6)로부터 위치 검출치 θ가 입력될 때마다, 위치 검출치 θ에 대응하는 위치 검출 오차 보정치 C(θ)를 랜덤 액세스 메모리(3)로부터 판독하고, 식 3에 나타내는 연산으로, 보정 위치 검출치 θ_c를 출력한다.

또, 도 1에서는, 위치 검출 오차 보정 장치(5)를 독립 장치로서 표현하고 있지만, 위치 검출기(6)의 내부에 마련하는, 혹은, 보정 위치 검출치 θ_c를 받아들이는 도시되어 있지 않은 컨트롤러나 서보 앰프 내부에 마련하는 것도 가능하다.

다음으로, 미리 비휘발성 메모리(1)에 기억하여 두는 보정 파라미터 P의 계산법에 대하여 도 4의 흐름도에 따라 설명한다. 여기서는, 도 3에 나타내는 것 같은, 3개의 2상 정현파 신호로부터 절대 위치를 검출하는 위치 검출기의 오차를 보정하는 경우를 예로 들어 설명한다. 도 3에는, 2상 정현파의 한쪽만을 묘화하고 있고, 또 한쪽은 90도 위상이 어긋난 신호가 된다. 또, 이러한 종류의 위치 검출기에는, 광학식과 자기식이 있지만, 그 구조 동작 원리는 주지(周知)이므로, 그 설명은 생략한다.

여기서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 기본 주기 L을 주기로 하는 기본파, 그 16배파, 그리고, 단주기 L1을 주기로 하는 256배파로 구성되는 2상 정현파로부터 각각 8bit의 분해능으로 위치 검출치를 역정접(逆正接) 연산을 이용하여 계산하고, 기본파로부터의 상위 4bit, 16배파로부터의 상위 4bit, 256배파로부터의 전체 8bit를 합성하여 16bit의 위치 검출치를 출력한다.

우선, 위치 검출기(6)보다 정밀도가 높은 기준 위치 검출기를 준비하여 당해 기준 위치 검출기에 의한 검출치를 참값 위치로 하고, 위치 검출기(6)의 오차와 검 출 위치 θ의 관계를 나타내는, 위치 검출 오차 데이터인 위치 검출 오차 e(θ)를 계측한다(단계 1). 다음으로, 레벤버그 마카트(Levenberg Marquardt)법 등의 비선형 최소 제곱법을 이용하여, 식 4에 나타내는 평가 함수 E가 최소가 되는 비교적 장주기의 보정 파라미터 P0(A_n, B_n, D₁)을 계산한다(단계 2).

즉, 기본 주기 L을 비교적 장주기의 균등 간격으로 복수의 영역으로 구분하고, 예컨대, 16영역으로 균등 분할하고, 이 장주기 간격마다 추출한 위치 검출 오차 e(θ)에 근거하는 장주기의 보정 파라미터를 연산한다.

여기서, θ_k는 위치 검출치 θ 중에서 k번째의 계측치를 나타내고, K는 모든 계측 데이터수를 나타낸다. 또한, 급수의 차수 n은, 예컨대, n = 1, 2, …, 8(N = 8)로 한다.

다음으로, 이상에서 연산된 장주기의 보정 파라미터를 사용하여 기본 주기 L에 걸친 위치 검출 오차 보정치를 연산하고, 당해 보정치와 위치 검출 오차 e(θ)로부터, 식 5에 의해, 각 균등 분할 영역 내에서의 단주기 오차 e₂(θ)를 구한다(단계 3).

다음으로, 균등 분할한 각 영역에서의 단주기 오차 e₂(θ)의 절대값의 최대치를 구한다(단계 4). 각 영역마다의 최대치 중의 최대치와, 각 영역마다의 최대치를 모든 영역에 걸쳐 평균한 평균치를 비교하고, 미리 정한 배율 q(예컨대, 2배)를 초과하는지 여부를 판단한다(단계 5). q배를 초과한 경우에는(단계 5에서 예), 국소적으로 큰 오차가 있는 것으로 판단하고, 미리 준비한 불균등 영역으로 분할한다(단계 6a). q배 이하인 경우에는(단계 5에서 아니오), 오차는 균등한 것으로 판단하고, 이미 처리한 균등 영역 분할을 답습한다(단계 6b).

도 5에, 영역 분할예를 나타낸다. 도 5(a)의 단주기 오차 e₂(θ)가 균등한 경우에는, 위치 검출 범위인 360도를 1/16씩 균등하게 분할한다. 도 5(b)의 국소적으로 단주기 오차 e₂(θ)가 큰 경우에는, 최대 오차의 위치를 중심으로 1/64의 영역을 8개 마련하고, 다른 영역을 8개의 7/64 영역으로 분할한다. 여기서, 세분화하기 시작한 영역의 번호로서, 영역 분할 번호 R = 3을 기억하여 둔다. 균등하게 분할한 경우에는, R = 0으로 한다.

다음으로, 분할된 영역 내에서, 단계 2와 같이 비선형 최소 제곱법을 이용하여 식 6에 나타내는 평가 함수 E_i가 최소가 되는 단주기의 보정 파라미터 Pi(A_ij, B_ij, D_i)를 계산한다(단계 7). 여기서, i는 분할된 영역의 번호, j(예컨대, 256, 512, 768, 1024 등)는 주기의 배수, Ki는 영역 i 내의 계측 데이터수를 나타낸다.

마지막으로, 장주기의 보정 파라미터 P0과 단주기의 보정 파라미터 Pi 및 영역 분할 번호 R을 비휘발성 메모리(1)에 기억한다(단계 8).

다음으로, 도 6의 흐름도에 따라 위치 검출 오차 보정치 계산부(2)에 있어서 기동시에 생성하는 위치 검출 오차 보정치 C(θ)의 계산에 대하여 설명한다. 우선, 비휘발성 메모리(1)로부터 위치 검출 오차의 장주기의 보정 파라미터 P0을 판독하고(단계 11), 식 7을 이용하여 장주기 위치 검출 오차 보정치 C0(θ_k)을 계산하여(단계 12), 랜덤 액세스 메모리(3)에 기억한다(단계 13).

여기서, θ_k는, 위치 검출 범위를 등간격으로 분할한 대표 위치이다. 예컨대, 16bit = 65536pulse/rev의 분해능을 갖는 각도 검출기로 128점의 장주기 위치 검출 오차 보정치를 준비하는 경우에는, 65536/128 = 512pulse마다 장주기 위치 검출 오차 보정치를 계산한다. 다음으로, 비휘발성 메모리(1)로부터 영역 분할 번호 R을 판독하고(단계 14), 영역 분할 번호 R이 0인지 여부를 판단하여(단계 15), R = 0이면 균등 간격으로 영역의 경계의 위치 F_i를 식 8을 이용하여 계산하고(단계 16a), R ≠ 0이면 불균등 간격으로 영역의 경계의 위치 F_i를 식 9를 이용하여 계산한다(단계 16b).

여기서, I는, 영역 분할수(예컨대, 16)이다.

여기서, 식 9는, 영역을 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 8개의 1/64영역과 8개의 7/64영역으로 분할하는 경우의 영역의 경계의 위치의 계산식이다. 영역의 불균등 분할을 이 경우와 다른 영역수나 영역의 크기로 분할하는 경우에는, 그에 따라 계산식을 준비한다. 계산한 영역의 경계의 위치 F_i를 랜덤 액세스 메모리(3)에 기억한다(단계 17). 다음으로, 분할된 각 영역마다 비휘발성 메모리(1)로부터 단주기의 보정 파라미터 Pi(A_i, B_i, D_i)를 판독하고(단계 19), 식 10을 이용하여 단주기 위치 검출 오차 보정치 C_i(θ_1k)를 계산하여(단계 20), 랜덤 액세스 메모리(3)에 기억한다(단계 21).

여기서, θ_1k는, 위치 검출 범위를 등간격으로 분할한 대표 위치이다. 예컨대, 16bit = 65536pulse/rev의 분해능을 갖는 각도 검출기에 있어서, 단주기의 2상 정현파가 기본파의 256배이고, 32점의 단주기 위치 검출 오차 보정치를 준비하는 경우에는, 65536/(32*256) = 8pulse마다 장주기 위치 검출 오차 보정치를 계산한다.

다음으로, 위치 검출 오차 보정부(4)에 있어서의 보정 계산에 대하여 도 7의 흐름도에 따라 설명한다. 우선, 위치 검출기(6)로부터 위치 검출치 θ가 입력되고(단계 31), 기본 주기 L로 나눈 몫 v와 나머지 θ_m을 계산한다(단계 32). 다음으로, 식 11을 이용하여 기본 주기 L의 나머지 θ_m에 가장 가까운 장주기 위치 검출 오차 보정치의 대표 위치 θ_k를 계산한다(단계 33).

여기서, Δ₀은, 장주기 위치 검출 오차 보정치의 대표 위치의 간격(예컨대, 512pulse), floor는, 인수를 초과하지 않는 최대의 정수를 나타내는 함수이다.

또, 식 11은, 위치 검출 오차 보정치 C가 일정 간격의 위치 θ_k에서만 준비 되어 있으므로, 임의의 검출 위치 θ_m에 가장 가까운 θ_k를 구하는 것이다. 예컨대, 도 8에 있어서,

인 경우,

이 되어, θ_m = 17에 가장 가까운 θ_k = 20이 구해지기 때문이다.

Δ₀이 2의 멱수이면, 상기 식에서의 나눗셈은, 고속의 비트 시프트 연산으로 가능하다. 계속해서, 랜덤 액세스 메모리(3)로부터 θ_k에 대응하는 장주기 위치 검출 오차 보정치 C0(θ_k)을 판독하고(단계 34), 식 12에 나타내는 대로 위치 검출치 θ로부터 감산하여 장주기 위치 검출 오차 보정 완료 위치 검출치 θ₀을 계산한다(단계 35).

다음으로, 랜덤 액세스 메모리(3)로부터 분할 영역의 경계의 위치 F₁∼F_I를 판독하여(단계 36), 식 13을 만족하는 분할 영역의 경계의 위치 Fi를 탐색한다(단계 37∼39).

그리고, 식 13을 만족하는 i가, 장주기 위치 검출 오차 보정 완료 위치 검출치 θ₀이 해당하는 분할 영역이다. 다음으로, 장주기 위치 검출 오차 보정 완료 위치 검출치 θ₀을 단주기 L1로 나눈 나머지 θ₁을 계산한다(단계 40). 도 3에 나타내는 위치 검출기(6)의 경우, 단주기 L1은 기본 주기 L(65536)을 단주기 신호의 주파수 256으로 나눈 256이 된다. 단주기 L1이 2의 멱수인 경우, 단주기 L1에 의한 나머지 연산은, 고속 비트의 AND 연산으로 실행 가능하다. 다음으로, 식 14를 이용하여 단주기 L1의 나머지 θ₁에 가장 가까운 단주기 위치 검출 오차 보정치의 대표 위치 θ_1k를 계산한다(단계 41).

여기서, Δ₁은 단주기 위치 검출 오차 보정치의 대표 위치의 간격(예컨대, 8pu1se)이다. 다음으로, 랜덤 액세스 메모리(3)로부터, 분할 영역 i의 단주기 위치 검출 오차 보정치의 대표 위치 θ_ik에 해당하는 단주기 위치 검출 오차 보정치 C_i(θ_1k)를 판독하고(단계 42), 식 15에 나타내는 바와 같이, 장주기 위치 검출 오차 보정 완료 위치 검출치 θ₀으로부터 단주기 위치 검출 오차 보정치 C_i(θ_1k)를 감산하여 보정 위치 검출치 θ_c를 계산한다(단계 43).

마지막으로, 보정 위치 검출치와 기본 주기의 정수배의 합(θ_c+vL)을 외부에 출력한다(단계 44).

이상과 같이, 본 발명의 실시예 1에 있어서는, 기동시에 비휘발성 메모리(1)로부터 판독한 보정 파라미터 P로부터, 식 1 및 식 2에 나타내는 단순한 사칙 연산을 이용하여 오차 보정치 C(θ)를 계산하므로, 종래의 삼각 함수를 이용하는 경우에 비해 계산 시간이 짧고, 단시간에 기동이 가능해진다. 또한, 삼각 함수 대신에 수치 테이블을 참조하는 경우에 비해서도, 랜덤 액세스 메모리(3)의 사용량이 적어지므로, 오차 보정치 C(θ)의 기억에 의해 많은 랜덤 액세스 메모리(3)를 할당하는 것이 가능해져, 정밀도가 높은 보정을 실현할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.

또한, 검출 범위의 일부에 오차가 큰 부분이 존재하는 경우, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 오차가 큰 부분을 세밀한 영역으로 분할하여 단주기 검출 위치 오차 보정치 C_i(θ_1k)를 준비하므로, 균등하게 영역 분할한 경우에 비해, 한정된 랜덤 액세스 메모리(3)의 용량에 대하여, 보다 정밀도가 높은 보정이 가능해진다고 하는 효과를 나타낸다.

(실시예 2)

앞의 실시예 1에서는, 단주기 오차를 보정하는 영역 분할은, 일단 균등 분할 하고, 영역마다의 오차 최대치의 격차가 클 때, 오차가 큰 부분에서는 세밀하게 분할하고 오차가 작은 부분에서는 성기게 분할하도록, 영역 분할을 변경하여 행하는 방식을 채용했지만, 본 실시예 2에서는, 영역 분할을 2단계로 진행시킴으로써, 원활한 영역 세분화를 실현하는 방식에 대하여 설명한다.

이하, 도 9의 흐름도 및 도 10의 분할 모식도에 따라 2단계 영역 세분화에 대하여 설명한다. 우선, 도 10(a)에 나타내는 바와 같이, 모든 위치 검출 범위를 균등하게 성기게(예컨대, 도면에서는 5영역으로) 분할한다(단계 51). 또, 도 10(a)의 파형은, 이 성긴 분할 영역의 간격마다 추출한 위치 검출 오차에 근거하여 장주기의 보정 파라미터를 앞의 식 4에 의해 산출하고, 또한, 이 장주기의 보정 파라미터를 사용하여, 앞의 식 5에 의해 계산한, 각 성긴 분할 영역 내에서의 단주기 오차로, 여기서는 보정 전 오차라 칭하고 있다.

다음으로, 각 성긴 분할 영역 내의 데이터로부터, 앞의 식 6에 의해, 단주기의 보정 파라미터를 계산한다(단계 52). 다음으로, 모든 위치 검출 범위를, 도 10(b)에 나타내는 바와 같이, 일단, 균등하게 세밀하게(예컨대, 도면에서는, 각 성긴 분할 영역을 또한 4개로 분할하여, 계 5×4 = 20영역으로) 분할한다(단계 53).

다음으로, 단계 52에서 계산한 단주기의 보정 파라미터를 사용하여 위치 검출치를 보정한 후의 나머지 오차를 연산한다(단계 54). 또, 도 10(b)의 파형은, 이 나머지 오차를 나타낸다.

다음으로, 상기 나머지 오차를 각 세밀 분할 영역마다 평가하고, 각 세밀 분할 영역마다에서의 최대의 나머지 오차를 계산하여(단계 55), 최대의 나머지 오차 가 큰 순서대로 정리한다(단계 56). 다음으로, 도 10(c)에 나타내는 바와 같이, 정리한 순서대로 미리 정해진 수(이 수는, 메모리의 용량으로부터 설정되는 것으로, 여기서는, 6으로 하고 있음)만큼 세분화 영역을 선정한다(단계 57). 단, 도 10(c)의 좌로부터 2개째의 성긴 영역과 같이, 성긴 영역 내가 전부 세분화되어버린 경우에는(단계 58에서 예), 소멸하여버린 성긴 영역의 수만큼 세분화 영역을 추가 채용한다(단계 59).

즉, 본래의 성긴 영역이 모두 세분화되면, 당해 본래의 성긴 영역은, 전부 세분화된 영역에 근거하여 새롭게 오차의 연산이 이루어져, 본래의 성긴 영역에서 필요하게 된 데이터는 불필요해지므로, 당해 본래의 성긴 영역의 데이터 기억을 위해 확보된 기억 장소에서의 데이터의 겹쳐쓰기가 가능해지고, 따라서, 여기서는, 세분화 가능한 수가 1개 늘어나 7이 되기 때문이다.

마지막으로, 선정된 세분화 영역에서는, 당해 영역마다 새롭게 단주기의 보정 파라미터를 연산하고, 선정되지 않은 세분화 영역에서는, 세분화하기 전의 성긴 영역마다 연산된 단주기의 보정 파라미터를 채용하여, 각 보정 파라미터를 비휘발성 메모리에 기억한다(단계 60).

또, 도 10(d)의 파형은, 단계 60에서 구한 각 보정 파라미터를 사용하여 위치 검출치를 보정한 후의 나머지 오차를 나타낸다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예 2에 있어서는, 오차가 큰 영역만을 세분화하여 단주기 오차 보정치를 준비하고 있으므로, 한정된 비휘발성 메모리를 이용하여, 높은 정밀도로 오차를 보정하는 것이 가능해진다. 또한, 모든 위치 검출 영역 내 의 복수의 부분에 국소적인 큰 오차가 존재하는 경우에도, 정밀도가 높은 보정이 가능해진다.

(실시예 3)

앞의 실시예에서는, 검출 위치 θ의 멱함수인 주기성 함수 G(θ)를, θ의 1차 함수로 나타내도록 했지만, 이하에서는, 그 변형예를 소개한다.

즉, 오차를 근사하는 계산의 간단한 주기성 함수로서, 식 2의, 톱니파 형상의 함수 대신에, 식 16에 나타내는 2차 함수를 이용하여도 좋다. 여기서는, 주기성 함수를 f(θ)로 하고, L은 위치 검출의 기본 주기, θ_m은 위치 검출치 θ을 L로 나눈 나머지를 나타낸다. 도 11에, 위치 검출치 θ와 함수 f(θ)의 관계를 나타내는 그래프를 나타낸다.

이 경우도, 간단한 분기 처리와 곱합 연산으로 계산 가능하므로, 위치 검출 오차 보정 장치의 기동을 단시간에 실행할 수 있다. 혹은, 랜덤 액세스 메모리를 소비하지 않으므로, 그 몫만큼 위치 검출 오차 보정치를 치밀하게 준비함으로써, 정밀도가 높은 오차 보정이 가능해진다.

(실시예 4)

마찬가지로, 식 17은, 주기성 함수로서, θ의 3차 함수를 이용한 것이다. 도 12에, 위치 검출치 θ와 함수 f(θ)의 관계를 나타내는 그래프를 나타낸다.

이 경우도 마찬가지로, 간단한 곱합 연산으로 계산 가능하므로, 위치 검출 오차 보정 장치의 기동을 단시간에 실행할 수 있다. 혹은, 랜덤 액세스 메모리를 소비하지 않으므로, 그 몫만큼 위치 검출 오차 보정치를 치밀하게 준비함으로써, 정밀도가 높은 오차 보정이 가능해진다.

(실시예 5)

또 다른 변형예로서, 식 18은, 주기성 함수로서, θ의 0차 함수를 이용한 것으로, 직사각형파 형상이 된다. 도 13에, 위치 검출치 θ와 함수 f(θ)의 관계를 나타내는 그래프를 나타낸다.

이 경우도 마찬가지로, 간단한 분기 처리로 계산 가능하므로, 위치 검출 오 차 보정 장치의 기동을 단시간에 실행할 수 있다. 혹은, 랜덤 액세스 메모리를 소비하지 않으므로, 그 몫만큼 위치 검출 오차 보정치를 치밀하게 준비함으로써, 정밀도가 높은 오차 보정이 가능해진다.

또한, 본 발명의 각 변형예에 있어서, 위치 검출기가, 각각, 회전 위치를 검출하는 것일 때는 1회전분의 위치 검출 범위를 기본 주기 L로 하고 직선 위치를 검출하는 것일 때는 모든 검출 위치 범위를 기본 주기 L로 하여, 보정 함수 C(θ)의 검출 위치 θ로서, θ를 L로 나눈 나머지 θ_m을 적용하므로, 오차 보정치의 연산을 획일적으로 처리할 수 있다.

또한, 위치 검출기가, 기본 주기 L의 검출 요소와 기본 주기 L×(1/(2의 멱승))의 단주기 L1의 검출 요소를 구비하고 있고, 위치 검출기에 의한 위치 검출치와 참값 위치의 차인 위치 검출 오차 데이터에 근거하여 보정 파라미터를 연산하는 방법으로서, 기본 주기 L을 비교적 장주기의 간격으로 복수의 영역으로 구분하고, 장주기 간격마다 추출한 위치 검출 오차 데이터에 근거하여 장주기의 보정 파라미터를 연산하는 제 4 단계, 장주기의 보정 파라미터를 사용하여 기본 주기 L에 걸친 보정 함수를 연산하는 제 5 단계, 이 제 5 단계에서 연산한 보정 함수와 위치 검출 오차 데이터로부터 각 영역 내에서의 단주기 오차를 연산하는 제 6 단계, 및 이 제 6 단계에서 연산한 각 영역 내에서의 단주기 오차에 대하여, 각 영역마다, 보정 함수 C(θ)의 검출 위치 θ로서, θ를 단주기 L1로 나눈 나머지 θ_m1을 적용함으로써 단주기의 보정 파라미터를 연산하는 제 7 단계를 구비하고, 장주기의 보정 파라미 터와 단주기의 보정 파라미터를 적용하여 보정 함수를 연산하므로, 기억 수단의 한정된 용량 중에서, 단시간에 높은 정밀도의 오차 보정이 가능해진다.

또한, 제 6 단계에서 연산된 단주기 오차의 각 영역마다의 최대치 및 영역마다의 최대치의 모든 영역에서의 평균치를 구하고, (최대치/평균치)가 소정의 값을 초과했을 때, 제 4 단계로 되돌아가, 영역마다 최대치가 큰 부분은 영역이 비교적 작고, 영역마다 최대치가 작은 부분은 영역이 비교적 커지도록, 영역을 재구분하여, 이하, 제 5, 6의 단계를 재실행하고, 또한 제 7 단계를 실행하므로, 검출 범위에 일부에 오차가 큰 부분이 존재하는 경우에도, 기억 수단의 한정된 용량 중에서, 합리적이고 정밀도가 높은 오차 보정이 가능해진다.

또한, 제 7 단계에서 연산된 단주기의 보정 파라미터를 적용하여 위치 검출치를 보정한 후의 나머지 오차를 연산하는 제 8 단계, 및 제 4 단계에서 구분한 각 영역을 더욱 세분화한 세밀 영역마다의 나머지 오차의 최대치를 크기 순서대로 정리하고, 큰 순서로부터 소정의 개수의 세밀 영역을 선정하는 제 9 단계를 구비하여, 선정된 세밀 영역에서는 당해 세밀 영역마다 제 7 단계를 실행하여 연산한 당해 세밀 영역마다의 단주기의 보정 파라미터를 적용하고, 선정되지 않은 세밀 영역에서는 제 9 단계에서 세분화하기 전의 영역마다 제 7 단계에서 연산된 단주기의 보정 파라미터를 적용하므로, 검출 범위에 일부에 오차가 큰 부분이 존재하는 경우에도, 기억 수단의 한정된 용량 중에서, 합리적이고 정밀도가 높은 오차 보정이 가능해진다.

또한, 제 1 기억 수단에 비휘발성 메모리를 사용하고, 제 2 기억 수단에 랜 덤 액세스 메모리를 사용했으므로, 일반적으로 고가의 비휘발성 메모리가 최소한의 용량에 그쳐, 경제성이 높은, 오차 보정 장치를 실현할 수 있다.

Claims (6)

1. 위치 검출기의 검출 오차 보정치를 주기성 함수의 급수로 근사한 보정 함수로 표현한 경우의 상기 보정 함수를 특정하는 보정 파라미터를 미리 제 1 기억 수단에 기억하여 두는 제 1 단계,

   상기 제 1 기억 수단으로부터 상기 보정 파라미터를 판독하여 검출 위치에 대응하는 검출 오차 보정치를 연산하여 제 2 기억 수단에 기억하는 제 2 단계 및

   상기 위치 검출기로부터의 위치 검출치에 대응하는 검출 오차 보정치를 상기 제 2 기억 수단으로부터 판독하여 상기 위치 검출치의 오차를 보정한 보정 위치 검출치를 연산하는 제 3 단계

   를 구비한 위치 검출 오차 보정 방법으로서,

   상기 검출 위치를 θ로 했을 때, 상기 보정 함수 C(θ)는, 주기성 함수 G(θ)를 θ의 멱함수로 하여, 이하의 (1)식으로 표현하는 것으로 한 것

   을 특징으로 하는 위치 검출 오차 보정 방법.

   

   단, n : 차수

   A_n : 보정 파라미터로서의 진폭 성분

   B_n : 보정 파라미터로서의 위상 성분

   D : 보정 파라미터로서의 오프셋
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 위치 검출기가, 각각, 회전 위치를 검출하는 것일 때는 1회전분의 위치 검출 범위를 기본 주기 L로 하고, 직선 위치를 검출하는 것일 때는 전체 검출 위치 범위를 기본 주기 L로 하며, 상기 보정 함수 C(θ)의 검출 위치 θ로서, θ를 L로 나눈 나머지 θ_m을 적용하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 오차 보정 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 위치 검출기가, 상기 기본 주기 L의 검출 요소와 상기 기본 주기 L×(1/(2의 멱승))의 단주기 L1의 검출 요소를 구비하고 있고,

   상기 위치 검출기에 의한 위치 검출치와 참값 위치의 차인 위치 검출 오차 데이터에 근거하여 상기 보정 파라미터를 연산하는 방법으로서,

   상기 기본 주기 L을 비교적 장주기의 간격으로 복수의 영역으로 구분하고, 상기 장주기 간격마다 추출한 상기 위치 검출 오차 데이터에 근거하여 장주기의 보정 파라미터를 연산하는 제 4 단계,

   상기 장주기의 보정 파라미터를 사용하여 상기 기본 주기 L에 걸친 보정 함수를 연산하는 제 5 단계,

   상기 제 5 단계에서 연산한 보정 함수와 상기 위치 검출 오차 데이터로부터 상기 각 영역 내에서의 단주기 오차를 연산하는 제 6 단계 및

   상기 제 6 단계에서 연산한 상기 각 영역 내에서의 단주기 오차에 대하여, 각 영역마다, 상기 보정 함수 C(θ)의 검출 위치 θ로서, θ를 상기 단주기 L1로 나눈 나머지 θ_m1을 적용함으로써 단주기의 보정 파라미터를 연산하는 제 7 단계

   를 구비하고,

   상기 장주기의 보정 파라미터와 상기 단주기의 보정 파라미터를 적용하여 상기 보정 함수를 연산하는 것

   을 특징으로 하는 위치 검출 오차 보정 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 6 단계에서 연산된 단주기 오차의 각 영역마다의 최대치 및 상기 영역마다의 최대치의 모든 영역에서의 평균치를 구하고, (상기 최대치/상기 평균치)가 소정의 값을 초과했을 때, 상기 제 4 단계로 되돌아가, 상기 영역마다 최대치가 큰 부분은 상기 영역이 비교적 작고, 상기 영역마다 최대치가 작은 부분은 상기 영역이 비교적 커지도록, 상기 영역을 재구분하여, 이하, 상기 제 5, 6 단계를 재실행하고, 또한 상기 제 7 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 오차 보정 방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 7 단계에서 연산된 단주기의 보정 파라미터를 적용하여 위치 검출치를 보정한 후의 나머지 오차를 연산하는 제 8 단계 및

   상기 제 4 단계에서 구분한 각 영역을 더욱 세분화한 세밀 영역마다의 상기 나머지 오차의 최대치를 크기 순서대로 정리하고, 큰 순서로부터 소정의 개수의 세밀 영역을 선정하는 제 9 단계

   를 구비하고,

   상기 선정된 세밀 영역에서는 그 세밀 영역마다 상기 제 7 단계를 실행하여 연산한 그 세밀 영역마다의 단주기의 보정 파라미터를 적용하고,

   선정되지 않은 세밀 영역에서는 상기 제 9 단계에서 세분화하기 전의 영역마다 상기 제 7 단계에서 연산된 단주기의 보정 파라미터를 적용하는 것

   을 특징으로 하는 위치 검출 오차 보정 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 1 기억 수단에 비휘발성 메모리를 사용하고, 상기 제 2 기억 수단에 랜덤 액세스 메모리를 사용한 것을 특징으로 하는 위치 검출 오차 보정 방법.

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