[发明专利]检测马达位置解码器系统中的缺陷

说明书

本发明提供了用于处理从马达的编码轮获得的传感器信息的系统和方法，所述系统和方法可检测由所述编码轮的轨道上的污染或角度步长标记、索引标记中的任一个的损坏，和/或空白空间导致的所述传感器信息中的缺陷。步长计数器朝表示所述编码轮上的角度步长标记的数量的溢出值计数。所述步长计数器和所述索引是相关的：当达到所述溢出值时，如果未检测到所述索引标记，则引发错误；同时，当检测到所述索引标记时，如果所述步长计数器尚未达到所述溢出值，则引发错误。所述系统和方法可通过以下方式适用于双向旋转的马达和其他设备：检测旋转方向的变化以及从递增所述角度步长计数器切换为递减所述角度步长计数器，反之亦然。

背景技术

本公开涉及马达位置检测系统，并且具体地讲涉及用于检测和报告用于确定马达位置的编码轮中的潜在缺陷的系统。

编码轮用于马达调节以检测马达的速度以及旋转位置或角度位置。用于位置检测的编码轮包括一个或多个索引标记和/或一组或多组尺寸均匀且均匀间隔开的角度步长标记。在马达运行时，编码轮旋转。光检测器将光束投射到编码轮上，并且在标记穿过光束时检测标记。然后，解码计算机解释检测信息以确定马达位置；检测到索引标记可指示马达的整周旋转，而每个角度步长标记对应于角度位置的度增量。

所检测到的角度马达位置缺乏准确性可能导致马达性能损失，甚至可能对马达造成损坏。编码轮缺陷可例如来自编码轮上的粉尘或污垢，这些粉尘或污垢阻止光束反射回光检测器或产生由光检测器检测的寄生反射光束(即，来自光泽或反射性粉尘)；或者来自编码轮的损坏，该损坏影响光束反射回光检测器。这些缺陷诱导索引检测之间的步长计数的不准确变化，这继而导致解码计算机在旋转期间记录错误的马达位置和速度。能够检测编码轮的各种情况和/或其他检测缺陷并且生成针对检测系统的维护的警示(诸如，需要清洁或修复编码轮)是有用的。

发明内容

本公开提供了用于检测旋转设备的位置或速度感测系统中的缺陷的方法、装置和/或系统，诸如在编码轮上以避免马达性能损失以及由不准确的马达位置跟踪引起的损坏。在一些实施方案中，检测马达位置感测系统中的错误的方法可包括检测至少第一角度阶跃信号和索引信号的边缘，该第一角度阶跃信号指示马达轴的角度位置，该索引信号指示编码轮的索引围绕马达轴的整周旋转，并且如果检测到索引，则该索引信号具有第一值，如果未检测到索引，则该索引信号具有第二值，并且响应于检测到这些边缘中的一个边缘：接收表示至少该第一角度阶跃信号的检测边缘的初始值和溢出值之间的数值的步长计数；如果步长计数等于溢出值，则产生具有第一值的溢出信号，如果步长计数不等于溢出值，则产生具有第二值的溢出信号；确定溢出信号和索引信号是否匹配；以及响应于确定溢出信号和索引信号不匹配，生成指示检测到错误中的一个错误的错误信号。

该方法可还包括检测指示角度位置的第二角度阶跃信号的边缘，第一角度阶跃信号和第二角度阶跃信号被正交地对准并且进一步指示马达轴的旋转方向，该步长计数表示第一角度阶跃信号和第二角度阶跃信号两者的检测边缘的数量。当马达轴正在第一方向上旋转时，初始值可以是零，并且溢出值可以是与编码轮上的多个角度步长标记相关联的预设最大值，并且当马达轴正在与第一方向相反的第二方向上旋转时，初始值可以是预设最大值，并且溢出值可以是零。接收步长计数可包括以下步骤：如果先前检测边缘的前一步长计数等于溢出值，则设置步长计数等于初始值；并且，如果前一步长计数不等于溢出值，则在马达轴正在第一方向上旋转的情况下递增前一步长计数以产生步长计数，并且/或者在马达轴正在第二方向上旋转的情况下递减前一步长计数以产生步长计数。