(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転に伴って位相差を有する２相信号を出力するロータリーエンコーダと、これら２相信号から前記回転体の正転中には正転パルスを、逆転中には逆転パルスを発生するパルス発生回路と、前記正転パルス，前記逆転パルスをそれぞれカウントする正側カウンタ及び逆側カウンタと、前記正転パルスと前記逆転パルスの論理和でリセットされ次にリセットされるまでアップカウウント動作を行うタイマと、前記正側カウンタ及び前記逆側カウンタ並びに前記タイマの値を読込み、前回の読込みから今回の読込みまでの増分パルス数
＝｛（今回の正側カウンタのカウント値−前回の正側カウンタのカウント値）−（今回の逆側カウンタのカウント値−前回の逆側カウンタのカウント値）｝
と、前回の読込時の直前に出力された正転パルスまたは逆転パルスから今回読込時の直前に出力された正転パルスまたは逆転パルスまでのパルス間の時間を求めて前記回転体の速度演算を予め定められた演算時間毎に行う演算回路とを有する速度検出装置の速度検出方法において、
増分パルスが＋１又は−１で、パルス間の時間が前記演算時間の１／３以下の場合は、パルス間の時間に前記演算時間をセットすることを特徴とする速度検出方法。
【請求項２】
回転体の回転に伴って位相差を有する２相信号を出力するロータリーエンコーダと、これら２相信号から前記回転体の正転中には正転パルスを、逆転中には逆転パルスを発生するパルス発生回路と、前記正転パルス，前記逆転パルスをそれぞれカウントする正側カウンタ及び逆側カウンタと、前記正転パルスと前記逆転パルスの論理和でリセットされ次にリセットされるまでアップカウウント動作を行うタイマと、前記正側カウンタ及び前記逆側カウンタ並びに前記タイマの値を読込み、前回の読込みから今回の読込みまでの増分パルス数
＝｛（今回の正側カウンタのカウント値−前回の正側カウンタのカウント値）−（今回の逆側カウンタのカウント値−前回の逆側カウンタのカウント値）｝
と、前回の読込時の直前に出力された正転パルスまたは逆転パルスから今回読込時の直前に出力された正転パルスまたは逆転パルスまでのパルス間の時間を求めて前記回転体の速度演算を予め定められた演算時間毎に行う演算回路とを有する速度検出装置において、
前記演算回路は、増分パルスが＋１又は−１で、パルス間の時間が前記演算時間の１／３以下の場合は、パルス間の時間に前記演算時間をセットすることを特徴とする速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータと同軸的に配設されたロータリエンコーダの出力より回転体の速度を検出する検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、この種の速度検出方法により速度検出を行う装置のブロック図、図３(a),(b) はそれぞれ正転時と逆転時における図2 のタイムチャート、図４は速度検出方法を説明するためのタイムチャートである。全ての図面において、同一符号は同一若しくは相当部材を示す。
回転体１１の回転により位相差を持つＡ相信号ＳＡとＢ相信号ＳＢがロータリーエンコーダ１２より出力される。パルス発生器１３は、Ａ相信号ＳＡ，Ｂ相信号ＳＢの位相関係により図３(a) のように正転時はＡ相信号ＳＡの立ち上がりで正パルスＡＰを出力し、逆転時には図３(b) のようにＡ相信号ＳＡの立下がりで逆パルスを出力する。
【０００３】
この正パルスＡＰと逆パルスＢＰは次段の正側カウンタ１４と逆側カウンタ１５でそれぞれアップカウントされる。同時に論理和回路１７による正パルスＰＡと逆パルスＰＢの論理和でＴタイマ１６はリセットされる。Ｔタイマ１６はリセットされることでカウント値が零となり、リセット解除後に再び時間を計数し、次のリセットまでアップカウント動作を行う。
マイクロコンピュータ１８は、予め定められた演算時間毎に正側カウンタ１４と逆側カウンタ１５とＴタイマの値を読込み、速度ｆ(Hz)を次の（１式）のように算出する。
【０００４】
図４中の「Δ」は、マイクロコンピュータ１８の正側カウンタ１４と逆側カウンタ１５とＴタイマの読込み時点である。
ｆ＝｛( ＮF,n −ＮF,n-1)−( ＮR,n −ＮR,n-1)｝／( Ｔ＋Ｔn-1 −Ｔn )
＝ΔＮ／Ｔ1   …………………………………………（１式）
ここで、ｆは速度(Hz)、
ＮF,n は今回の正側カウンタ１４のカウント値、
ＮF,n-1 は前回の正側カウンタ１４のカウント値、
ＮR,n は今回の逆側カウンタ１５のカウント値、
ＮR,n-1 は前回の逆側カウンタ１５のカウント値、
Ｔn はパルスの発生からマイクロコンピュータ１８の読込時間（今回値）、
Ｔn-1 はパルスの発生からマイクロコンピュータ１８の読込時間（前回値）、
ΔＮは前回読込から今回読込までにカウントされた増分パルス数（正パルスを＋とする。）、
Ｔ1 はＴn-1 時点に出力されたパルスＡＰ1 からＴn 時点に出力されたパルスＡＰn+1 までのパルス間の時間
Ｔはマイクロコンピュータ１８の前回のＴタイマ１６，カウンタ１４，１５の読込み点から今回のＴタイマ１６，カウンタ１４，１５の読込み点までの演算時間である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上述した従来の速度検出方法では、ロータリエンコーダの２相信号の立ち上がり又は立ち下がりでパルス割れがある図５のような場合を考えると、今回増分パルスΔＮn が１でもパルス間の時間Ｔ1 ≒０となるために、速度の絶対値｜Ｆ｜が現実の速度より非常に大きくなる。これは正パルスＡＰ’と逆パルスＢＰ’はパルスとしては異なった時間で表されるが、位置信号としては同じ位置を表すので、この両パルス間を通過する時間を用いて速度検出はできないためである。
【０００６】
従来はロータリーエンコーダの信号出力にパルス割れが発生しないようにエンコーダ信号を調整するか、ノイズによるパルス割れが発生しないように、ノイズ対策を強化するようなハードウェアでの対策を行っていた。
ここにおいて本発明の目的とするところは、ハードウェアだけの対策だけではなく、ソフトウェアの対策により速度の大幅な検出エラーを防止する速度検出方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、次のようにしたのである。
請求項１に記載の発明は、回転体の回転に伴って位相差を有する２相信号を出力するロータリーエンコーダと、これら２相信号から前記回転体の正転中には正転パルスを、逆転中には逆転パルスを発生するパルス発生回路と、前記正転パルス，前記逆転パルスをそれぞれカウントする正側カウンタ及び逆側カウンタと、前記正転パルスと前記逆転パルスの論理和でリセットされ次にリセットされるまでアップカウウント動作を行うタイマと、前記正側カウンタ及び前記逆側カウンタ並びに前記タイマの値を読込み、前回の読込みから今回の読込みまでの増分パルス数
＝｛（今回の正側カウンタのカウント値−前回の正側カウンタのカウント値）−（今回の逆側カウンタのカウント値−前回の逆側カウンタのカウント値）｝
と、前回の読込時の直前に出力された正転パルスまたは逆転パルスから今回読込時の直前に出力された正転パルスまたは逆転パルスまでのパルス間の時間を求めて前記回転体の速度演算を予め定められた演算時間毎に行う演算回路とを有する速度検出装置の速度検出方法において、増分パルスが＋１又は−１で、パルス間の時間が前記演算時間の１／３以下の場合は、パルス間の時間に前記演算時間をセットすることを特徴とする速度検出方法である。
また、請求項２に記載の発明は、回転体の回転に伴って位相差を有する２相信号を出力するロータリーエンコーダと、これら２相信号から前記回転体の正転中には正転パルスを、逆転中には逆転パルスを発生するパルス発生回路と、前記正転パルス，前記逆転パルスをそれぞれカウントする正側カウンタ及び逆側カウンタと、前記正転パルスと前記逆転パルスの論理和でリセットされ次にリセットされるまでアップカウウント動作を行うタイマと、前記正側カウンタ及び前記逆側カウンタ並びに前記タイマの値を読込み、前回の読込みから今回の読込みまでの増分パルス数
＝｛（今回の正側カウンタのカウント値−前回の正側カウンタのカウント値）−（今回の逆側カウンタのカウント値−前回の逆側カウンタのカウント値）｝
と、前回の読込時の直前に出力された正転パルスまたは逆転パルスから今回読込時の直前に出力された正転パルスまたは逆転パルスまでのパルス間の時間を求めて前記回転体の速度演算を予め定められた演算時間毎に行う演算回路とを有する速度検出装置において、前記演算回路は、増分パルスが＋１又は−１で、パルス間の時間が前記演算時間の１／３以下の場合は、パルス間の時間に前記演算時間をセットすることを特徴とする速度検出装置である。
【０００８】
このように本発明の速度検出方法は、増分パルスが＋１又は−１で、パルス間の時間が演算時間の１／３以下の場合は、パルス間の時間に演算時間をセットして速度演算を行う手段であるから、例えば図５のような場合には、増分パルス数は＋１でパルス間の時間Ｔ1 は演算時間の１／３以下なので、Ｔ1 にＴをセットすることになり、速度ｆ＝１／Ｔとなり、実際の速度の約１／Ｔに近くなり、正確な速度が検出でき、信頼性の向上が得られるよいう特段の効果を奏する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の速度検出方法の一実施の形態を示すフローチャートである。
なお、装置の回路構成は図２のそれを適用している。
本発明は、マイクロコンピュータ１８を用いて予め定められた演算時間Ｔ毎に実行されるものとする。
【００１０】
まず、正側カウンタ１４，逆側カウンタ１５，Ｔタイマ１６の今回値、つまり今回の正側カウンタ１４のカウント値ＮF,n ，今回の逆側カウンタ１５のカウント値ＮR,n ，パルスの発生からマイクロコンピュータ１８の読込時間（今回値）Ｔn をそれぞれ読み込む［ステップ１］。
正側増分パルス（ＮF,n −ＮF,n-1 ）から（ＮR,n −ＮR,n-1 ）を減算し、これを前回読込から今回読込までにカウントされた増分パルス数ΔＮとする［ステップ２］。
【００１１】
マイクロコンピュータ１８の前回のＴタイマ１６，カウンタ１４，１５の読込み点から今回のＴタイマ１６，カウンタ１４，１５の読込み点までの演算時間Ｔから、今回のパルスの発生からマイクロコンピュータ１８の読込時間であるＴタイマ値Ｔn を減算し、前回のＴタイマ値Ｔn-1 を加算することで、パルスからパルスまでの時間Ｔ1 を計算する［ステップ３］。
前回読込から今回読込までにカウントされた増分パルス数ΔＮ＝０かどうか判定する［ステップ４］。
判定結果、ΔＮ＝０ならば(yes) 速度検出を行わず、処理を終える［終了］。
また、判定結果、ΔＮ≠０ならば(no)、ΔＮが±１かどうかを判定する［ステップ５］。
【００１２】
そして、ΔＮ＝±１であり(yes) 、かつパルス間の時間Ｔ1 が演算時間Ｔの１／３より小さいかどうかを判定する［ステップ６］。
この判定結果、パルス間の時間Ｔ1 が演算時間Ｔの１／３より小さいならば(yes) 、Ｔ1 に演算時間Ｔをセットしてステップ８へ進む［ステップ７］。
ステップ５又はステップ６にてそうでなければ(no)、いずれの場合もステップ８へ跳ぶ。
ステップ８において、速度演算［ΔＮ／Ｔ1 ］を行い、速度ｆ(Hz)にセットし、読込時間Ｔn を次回の計算のために読込時間Ｔn-1 にセーブする［ステップ８］。
かくして、この手順を終了する［終了］。
【００１３】
以上の操作手順により、モータ速度をロータリエンコーダを用いて検出する方法で、ロータリエンコーダの信号出力の立ち上がり、立ち下がりにパルス割れあると低速でモータを回している時、時々速度検出を誤り、過速度エラーとなることが完全に補正可能になり、速度検出の大幅な誤検出を抑制可能になった。
【００１４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ロータリエンコーダの出力にパルス割れが起こっても、速度検出の誤りを小さく抑えるという、速度検出手段の信頼性の向上に顕著な効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の速度検出方法の実施の形態を示すフローチャート
【図２】本発明が適用されるロータリエンコーダの出力から回転体の速度を検出する装置の回路構成を示すブロック図
【図３】図２の装置における回転体が発生する各相信号と正・逆パルスのタイムチャートを示し、
(a) は正転時の波形図
(b) は逆転時の波形図
【図４】一般的な速度検出方法を説明するためのタイムチャートで、
(a) はＡ相信号ＳＡ波形図
(b) はＢ相信号ＳＢ波形図
(c) は正パルスＡＰ図
(d) は逆パルスＢＰ図
(e) は時間経緯図
【図５】従来方法の問題点を指摘説明するためのタイムチャートで、
(a) はＡ相信号ＳＡ波形図
(b) はＢ相信号ＳＢ波形図
(c) は正パルスＡＰ図
(d) は逆パルスＢＰ図
(e) は時間経緯図
【符号の説明】
１ないし８  ステップ
１１  回転体
１２  ロータリエンコーダ
１３  パルス発生回路
１４  正側カウンタ
１５  逆側カウンタ
１６  Ｔタイマ
１７  論理和回路
１８  マイクロコンピュータ
ｆ  速度
ＮF,n   今回の正側カウンタ１４のカウント値
ＮF,n-1   前回の正側カウンタ１４のカウント値
ＮR,n   今回の逆側カウンタ１５のカウント値
ＮR,n-1   前回の逆側カウンタ１５のカウント値
Ｔn   パルスの発生からマイクロコンピュータ１８の読込時間（今回値）
Ｔn-1   パルスの発生からマイクロコンピュータ１８の読込時間（前回値）
ΔＮ  前回読込から今回読込までにカウントされた増分パルス数（正パルスを＋とする）
Ｔ1   Ｔn-1 時点に出力されたパルスＡＰ1 からＴn 時点に出力されたパルスＡＰn+1 までのパルス間の時間
Ｔ  マイクロコンピュータ１８の前回のＴタイマ１６，カウンタ１４，１５の読込み点から今回のＴタイマ１６，カウンタ１４，１５の読込み点までの演算時間
【図１】
0004029449.tif 000002
【図２】
0004029449.tif 000003
【図３】
0004029449.tif 000004
【図４】
0004029449.tif 000005
【図５】
0004029449.tif 000006