(57)【要約】【課題】パルスピックアップ型センサにおける円板の歯部またはスリットに加工誤差がある場合にも高い速度検出精度を得る。【解決手段】磁気センサ６が回転体５の同じ歯部から今回検出したパルス信号の発生時刻（Ｔａ）と、前回検出したパルス信号の発生時刻（Ｔａ’）との時間差からモータの速度を求める。時刻／位相ラッチ処理部７はセンサで検出するパルス信号（Ｓａ）のエッジ位置に同期したパルスエッジ波形とタイマ信号から該パルス信号（Ｓａ）のパルス発生時刻（Ｔａ）とパルス発生位相（Ｐａ）を求める。バッファメモリ処理部１０はパルス発生位相（Ｐａ）の抽出毎に前回のパルス発生時刻（Ｔａ’）として保存しておく。速度演算処理部９はバッファメモリ処理部に保存するパルス発生時刻（Ｔａ’）と今回検出したパルス発生時刻（Ｔａ）との時間差からモータの速度を求める。【選択図】図１
2008096128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
速度検出対象のモータに軸結合された回転体と、この回転体に形成した歯部またはスリットとの相対位置変化を磁気センサまたは光学センサでパルス信号として検出し、このパルス信号からモータの速度または回転位相を検出するモータの速度検出装置であって、
前記センサが前記回転体の同じ歯部またはスリットから今回検出したパルス信号の発生時刻（Ｔａ）と、前回検出したパルス信号の発生時刻（Ｔａ’）との時間差からモータの速度を求める処理手段を備えたことを特徴とするモータの速度検出装置。
【請求項２】
前記処理手段は、
前記センサで検出する前記パルス信号（Ｓａ）のエッジ位置に同期したパルスエッジ波形とタイマ信号から該パルス信号（Ｓａ）のパルス発生時刻（Ｔａ）とパルス発生位相（Ｐａ）を求める時刻／位相ラッチ処理部と、
前記パルス発生位相（Ｐａ）の抽出毎に前回のパルス発生時刻（Ｔａ’）として保存しておくバッファメモリ処理部と、
前記バッファメモリ処理部に保存するパルス発生時刻（Ｔａ’）と前記センサが前記回転体の同じ歯部またはスリットから今回検出したパルス発生時刻（Ｔａ）との時間差からモータの速度を求める速度演算処理部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のモータの速度検出装置。
【請求項３】
前記センサは、前記回転体の周縁部に配置した１つの磁気センサまたは光学センサで構成し、前記回転体の１回転したときに前記パルス発生時刻（Ｔａ’）とパルス発生時刻（Ｔａ）のパルス信号を検出することを特徴とする請求項１または２に記載のモータの速度検出装置。
【請求項４】
前記センサは、前記回転体の周縁部に一定の間隔で配置した２つの磁気センサまたは光学センサで構成し、前記回転体の同じ歯部またはスリットが前記両センサ位置まで回転したときに前記パルス発生時刻（Ｔａ’）とパルス発生時刻（Ｔａ）のパルス信号を検出することを特徴とする請求項１または２に記載のモータの速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの広範囲可変速制御のための速度検出装置に係り、特にパルスピックアップ型の速度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、モータの可変速制御装置の構成例を示す。電力変換器１は電圧と周波数を制御したＰＷＭ出力でモータ２を極低速域から高速域まで可変速駆動する。速度制御部３は速度指令とモータ２の速度検出値との偏差を比例積分（ＰＩ）演算し、この出力を電流指令とする電流制御部４は電力変換器１の出力電流検出値との偏差の比例積分演算をして電力変換器１の出力電圧・周波数制御信号を得る。
【０００３】
このような可変速制御装置において、モータ２の速度検出にはパルスピックアップ型の速度検出器が多く用いられている。図３中にはパルスピックアップ型の速度検出器の例を示し、周縁部に多数の歯部をもつ円板（回転体）５をモータ２に軸結合し、この円板５の周辺部に一定の円周距離（歯部の歯間隔により決まる）を持たせて一対の磁気センサ６ａ，６ｂを配置し、これら磁気センサ６ａ，６ｂにそれぞれ近接してくる歯部との相対位置変化を電磁的にそれぞれ検出し、これら磁気センサ６ａ，６ｂに得る２相のパルス信号Ｓａ，Ｓｂから時刻／位相ラッチ処理部７とタイマ８によりモータ２の回転位置および速度に応じたパルス発生時刻Ｔａ，Ｔｂとパルス発生位相Ｐａ，Ｐｂを抽出し、これらパルスから速度演算部９によりモータ２の速度演算、さらにロータ位相演算を行う。
【０００４】
図４は磁気センサ６ａ，６ｂと時刻／位相ラッチ処理部７における各部波形を示す。図中、Ａ相パルスとＢ相パルスは磁気センサ６ａ，６ｂからのパルス信号Ｓａ，Ｓｂの発生周期ＴＡ１，ＴＡ２，ＴＢ１，ＴＢ２をもつパルスになり、パルスエッジはパルス信号Ｓａ，Ｓｂのエッジ位置になり、位相θおよび時刻ｔはパルス信号Ｓａ，Ｓｂのエッジを計数するカウンタの値になる。これら位相θおよび時刻ｔからパルス発生時刻Ｔａ，Ｔｂとパルス発生位相Ｐａ，Ｐｂを演算で求める。この演算には、同じ相のパルスエッジを使用する１ｆ方式では例えば期間Ｔ１ｆの位相θと時間ｔから求め、Ａ相パルスとＢ相パルスの全パルスエッジを使用する４ｆ方式では例えば期間Ｔ４ｆの位相θと時間ｔから求める。
【０００５】
このようなパルスピックアップ型の速度検出器は、現在は図４に示す２相のパルスを基にした検出あるいは１相のパルスを基にした検出を行い、パルスのカウント数（位相）とパルス発生時刻により速度検出を行っている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献１にはＡ相パルスとＢ相パルスの２相方式において、モータの速度変動むらがある場合にも正確な平均速度を計測する手法が提案されている。特許文献２には１相方式において、回転速度検出の誤差を小さくする手法が提案されている。
【特許文献１】特開平６−１１８０９０号公報
【特許文献２】特開平８−７６８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のパルスピックアップ型の速度検出器では、円板（回転体）の歯ピッチの加工誤差が速度検出精度を低下させ、モータの速度制御精度を悪くする問題があった。
【０００８】
なお、速度検出器としては、前記までの円板の歯部と磁気センサによる機械式パルス型のほか、円板の周縁部に形成した多数のスリット（孔）と光学センサによって光を透過／遮断することでパルス信号を得る光学式パルス型のものがあるが、この場合もスリットの加工誤差で速度検出精度が低下する。
【０００９】
本発明の目的は、パルスピックアップ型センサにおける円板の歯部またはスリットに加工誤差がある場合にも高い速度検出精度を得ることができるモータの速度検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
パルスピックアップ型の１相の速度検出器として、図５に示すように、円板に設けた２つの歯部を１つの磁気センサで検出する場合、検出されるパルス信号αはエッジαｕｐとαｄｏｗｎをもつ波形になり、パルス信号βはエッジβｕｐとβｄｏｗｎをもつ波形になる。両パルス信号α、βのうち、繰り返し検出される同じパルス信号αまたはβのエッジ（例えばエッジαｕｐ）同士は歯部が機械的に同じ位置になるため誤差はゼロになる。しかし、パルス信号αのエッジαｕｐとβのエッジβｕｐは歯部の加工誤差がそのまま検出精度の低下となる。
【００１１】
本発明は、以上のことに着目し、機械的に同じ歯部から検出したパルス信号同士の時間差によって速度を検出するようにしたもので、以下の構成を特徴とする。
【００１２】
（１）速度検出対象のモータに軸結合された回転体と、この回転体に形成した歯部またはスリットとの相対位置変化を磁気センサまたは光学センサでパルス信号として検出し、このパルス信号からモータの速度または回転位相を検出するモータの速度検出装置であって、
前記センサが前記回転体の同じ歯部またはスリットから今回検出したパルス信号の発生時刻（Ｔａ）と、前回検出したパルス信号の発生時刻（Ｔａ’）との時間差からモータの速度を求める処理手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
（２）前記処理手段は、
前記センサで検出する前記パルス信号（Ｓａ）のエッジ位置に同期したパルスエッジ波形とタイマ信号から該パルス信号（Ｓａ）のパルス発生時刻（Ｔａ）とパルス発生位相（Ｐａ）を求める時刻／位相ラッチ処理部と、
前記パルス発生位相（Ｐａ）の抽出毎に前回のパルス発生時刻（Ｔａ’）として保存しておくバッファメモリ処理部と、
前記バッファメモリ処理部に保存するパルス発生時刻（Ｔａ’）と前記センサが前記回転体の同じ歯部またはスリットから今回検出したパルス発生時刻（Ｔａ）との時間差からモータの速度を求める速度演算処理部とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
（３）前記センサは、前記回転体の周縁部に配置した１つの磁気センサまたは光学センサで構成し、前記回転体の１回転したときに前記パルス発生時刻（Ｔａ’）とパルス発生時刻（Ｔａ）のパルス信号を検出することを特徴とする。
【００１５】
（４）前記センサは、前記回転体の周縁部に一定の間隔で配置した２つの磁気センサまたは光学センサで構成し、前記回転体の同じ歯部またはスリットが前記両センサ位置まで回転したときに前記パルス発生時刻（Ｔａ’）とパルス発生時刻（Ｔａ）のパルス信号を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上のとおり、本発明によれば、機械的に同じ歯部から検出したパルス信号同士の時間差によって速度を検出するようにしたため、パルスピックアップ型センサにおける円板の歯部またはスリットに加工誤差がある場合にも高い速度検出精度を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施形態を示すモータの可変速制御装置の構成図であり、図３と同等のものは同一符号で示す。
【００１８】
図１において、円板５の周辺部に１つの磁気センサ６を配置し、この磁気センサ６と円板５の各歯部との相対位置変化を電磁的にそれぞれ検出することで１相のパルス信号Ｓａを得る。
【００１９】
このパルス信号から速度を検出する処理手段としては、時刻／位相ラッチ処理部７とタイマ８と速度演算処理部９およびバッファメモリ処理部１０を備える。
【００２０】
時刻／位相ラッチ処理部７とタイマ８は、磁気センサ６からの１相のパルス信号から、モータ２の回転位置および速度に応じたパルス発生時刻Ｔａとパルス発生位相Ｐａを抽出する。
【００２１】
バッファメモリ処理部１０は、Ｍビット構成のデータを少なくともＮ個記憶できる容量のバッファメモリを有し、位相カウンタの計数値になるパルス発生位相Ｐａをアドレスとして、時刻カウンタの計数値になるパルス発生時刻Ｔａをデータとして保存処理を行う。ここで、バッファメモリ処理部１０は、円板５に形成した歯部の歯数Ｎの位置に対応づけたＮ個のアドレス循環制御で、Ｎ個の時刻データの保存と読み出しを行う。バッファメモリ１０における時刻データの保存と読み出しは、パルス発生位相Ｐａをアドレスデータとし、前回保存したパルス発生時刻Ｔａ’を読み出した後に最新のパルス発生時刻Ｔａを書き込む。
【００２２】
速度演算処理部９は、時刻／位相検出処理部７が抽出したパルス発生時刻Ｔａを最新の時刻データとし、このパルス発生時刻Ｔａの抽出の元となった円板５の歯位置に対応するパルス発生時刻Ｔａ’を前回の時刻データとしてバッファメモリ１０から読み出し、両パルス発生時刻ＴａとＴａ’の差時間から速度検出を行う。
【００２３】
以上の構成になる速度検出動作を説明する。図２の（ａ）は円板５が４つの歯部α、β、δ、γをもつ例を示し、この円板５の回転に伴う磁気センサ６による検出パルスは図２の（ｂ）に示すように、ほぼ同じ幅のパルスα、β、γ、δがほぼ９０°の位相を有して検出され、時刻／位相検出処理部７にはパルス発生位相Ｐａとパルス発生時刻Ｔａとして順次抽出され、パルス発生時刻Ｔａはバッファメモリ処理部１０に順次保存される。
【００２４】
速度演算処理部９では、図２の（ｂ）に示すパルス発生位相Ｐａの発生周期で最新時刻Ｔａと、バッファメモリ処理部１０から読み出した同じ歯部位置の検出パルスの発生時刻Ｔａ’との時間差から速度を求め、同様にパルスβ、パルスガンマ、パルスδについて順次速度を求める。
【００２５】
したがって、速度検出には、円板５の同じ歯部から検出したパルス信号同士のエッジを基に求めることから、円板の歯間隔の加工精度に違いがある場合にも、高い精度で速度検出ができる。
【００２６】
なお、実施形態では、１つの磁気センサにより同じ歯部から検出するパルス信号同士の時間差から速度検出する場合を示すが、２つの磁気センサにより同じ歯部から検出するパルス信号同士の時間差から速度検出することもできる。この場合、２つの磁気センサの取り付け位置の誤差が検出精度に影響するが、この誤差分を予め測定しておくことで検出速度を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態を示す装置構成図。
【図２】実施形態における円板と速度検出の関係図。
【図３】モータの可変速制御装置の構成例（従来）。
【図４】２つの磁気センサによる時刻／位相検出波形図。
【図５】１相の場合のエッジと精度の関係図。
【符号の説明】
【００２８】
１  電力変換器
２  モータ
３  速度制御部
４  電流制御部
５  円板（回転体）
６、６ａ、６ｂ  磁気センサ
７  時刻／位相ラッチ処理部
８  タイマ
９  速度演算処理部
１０  バッファメモリ処理部
【図１】
2008096128.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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