JP4440665B2 - エンコーダのｆ相信号ビット欠け検出装置 - Google Patents
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Description
この発明は、エンコーダのＦ相信号ビット欠け検出装置、例えばエレベータの巻上機に装着されたエンコーダのＦ相信号ビット欠け検出装置に関するものである。
通常、エレベータ巻上機に装着されているエンコーダは、電気位相角の検出のためにＦ相信号を出力するようにされている。Ｆ相信号は電気位相角１回転分を図３に示すように８分割し、各分割領域で位相角データを検出できるようにしたもので、図３に示すように、３ビットの信号で構成されたビットパターンを有している。
この信号のいずれかでビット欠けを起こすと正確な位相角データが得られなくなるため、ビット欠けの発生を検出する機能が必要となる。
この信号のいずれかでビット欠けを起こすと正確な位相角データが得られなくなるため、ビット欠けの発生を検出する機能が必要となる。
従来は、３ビットのＦ相信号のビットパターンのそれぞれに、図３に示すように電気位相角の遷移順にビットパターン番号を付け、エンコーダの１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が４５度以下となる回転速度領域で１サンプリング間隔の前後におけるビットパターン番号の変化をチェックし、２〜３段階以上変化する場合にビット欠けが発生しているとみなしていた。（例えば特許文献１参照）。
従来のＦ相信号のビット欠け検出装置は以上のように構成されていたため、Ｆ相信号のビット欠け検出は、エンコーダの１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が４５度以下となる回転速度領域、即ち電気位相角の変化量が４５度となるエンコーダの回転速度が上限になるという問題点があった。そして、この回転速度の上限は、エレベータ巻上機の極数が多くなるほど低下することになる。電気位相角は、一対の磁極に対して８分割しているため、極数に比例して分割数が増加し、１分割当りの角度が小さくなるためである。
一方、エレベータ巻上機の極数は増える傾向にあるため、Ｆ相信号のビット欠け検出が可能となるエンコーダの回転速度の上限が低くなっていくという問題点があった。
このため、エレベータの速度が高速化し、巻上機の回転速度が高くなると、上述の回転速度の上限を超える機会が増加し、その間、ビット欠け検出が不能になるという問題点があった。
このため、エレベータの速度が高速化し、巻上機の回転速度が高くなると、上述の回転速度の上限を超える機会が増加し、その間、ビット欠け検出が不能になるという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点に対処するためになされたもので、従来のＦ相信号のビット欠け検出が可能であったエンコーダ回転速度の上限よりも高い回転速度領域でビット欠け検出ができるエンコーダのＦ相信号ビット欠け検出装置を提供することを目的とする。
この発明に係るエンコーダのＦ相信号ビット欠け検出装置は、エレベータ巻上機に装着され、上記巻上機の回転速度に応じた回転速度パルスと電気位相角に応じた３ビットの複数のＦ相信号を出力するエンコーダと、上記各Ｆ相信号をそれぞれビットパターン番号に変換するビットパターン番号変換手段と、現在のビットパターン番号と上記エンコーダの１サンプリング周期前のビットパターン番号を記憶する記憶手段と、上記エンコーダの１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が所定角以下となる回転速度領域で１サンプリング間隔の前後における上記ビットパターン番号の変化をチェックしてＦ相信号のビット欠けを検出する低速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出手段と、上記エンコーダの１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が上記所定角を超える回転速度領域で１サンプリング間隔の前後における上記ビットパターン番号の変化をチェックしてＦ相信号のビット欠けを検出する高速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出手段と、上記回転速度パルスにもとづいて回転速度信号を作成する回転速度信号作成手段と、上記回転速度信号にもとづいて低速回転領域か高速回転領域かを判別して切替信号を出力する判別手段と、上記切替信号に応じて上記低速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出手段及び高速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出手段の一方を選択する切替手段と、を備えたものである。
この発明に係るエンコーダのＦ相信号ビット欠け検出装置は上記のように構成されているため、従来のエンコーダのＦ相信号ビット欠け検出装置におけるエンコーダ回転速度の上限よりも高い回転速度領域においてＦ相信号のビット欠けを検出することが可能となる。
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１の構成を示すブロック図である。
エンコーダ２１は例えばエレベータ巻上機に装着され、巻上機の回転速度に応じた回転速度パルスと、電気位相角に応じて図３に示すような３ビットの信号で構成されたビットパターンからなるＦ相信号とを発生するようにされている。
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１の構成を示すブロック図である。
エンコーダ２１は例えばエレベータ巻上機に装着され、巻上機の回転速度に応じた回転速度パルスと、電気位相角に応じて図３に示すような３ビットの信号で構成されたビットパターンからなるＦ相信号とを発生するようにされている。
Ｆ相信号は電気位相角１回転分を従来技術と同様に８分割し、各分割領域で位相角データを発生するようにされている。ビットパターン番号変換装置２２はエンコーダ２１が発生した３ビットのＦ相信号を図３に例示するようなビットパターン番号に変換するものである。
ビットパターン番号と電気位相角との関係は図３に示すように設定されているため、エンコーダの１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が４５度以下となる低速回転領域では、例えば位相角22.5 度を越えた領域でビットパターン番号７のＦ相信号が発生され、位相角67.5度までの範囲で変化する場合には、ビットパターン番号は７のままで変化はないが、位相角22.5度の手前の領域でビットパターン番号０のＦ相信号が発生され、位相角67.5度までの範囲で変化する場合には、位相角22.5度で１段階変化してビットパターン番号が７となる。
また、エンコーダの１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が９０度以上、135度未満となる高速回転領域では、例えば位相角22.5度を越えた領域でビットパターン番号７のＦ相信号が発生され、位相角157.5度までの範囲で変化する場合には、位相角67.5度で１段階変化してビットパターン番号が６となり、位相角112.5度で２段階目の変化をしてビットパターン番号が５となる。
更に、位相角22.5度の手前の領域でビットパターン番号０のＦ相信号が発生され、位相角157.5度までの範囲で変化する場合には、位相角22.5度で１段階変化してビットパターン番号が７となり、位相角67.5度で２段階目の変化をしてビットパターン番号が６となり、位相角112.5度で３段階目の変化をしてビットパターン番号が５となる。
つまり、エンコーダの１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が４５度以下となる低速回転領域ではビットパターン番号が０または１段階変化し、１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が９０度以上、135度未満となる高速回転領域ではビットパターン番号が２段階または３段階変化することになる。
また、記憶装置２３にはＦ相信号の現在のビットパターン番号と１サンプリング周期前のビットパターン番号が記憶されるようになっている。
回転速度信号作成装置２４はエンコーダ２１が発生する回転速度パルスにもとづいて回転速度信号を作成し、この回転速度信号にもとづいて低速回転領域か高速回転領域かを判別装置２５によって判別して切替信号を出力し、この切替信号にもとづいて切替装置２６が低速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出装置２７と高速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出装置２８のいずれか一方を選択して動作させるように構成されている。
回転速度信号作成装置２４はエンコーダ２１が発生する回転速度パルスにもとづいて回転速度信号を作成し、この回転速度信号にもとづいて低速回転領域か高速回転領域かを判別装置２５によって判別して切替信号を出力し、この切替信号にもとづいて切替装置２６が低速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出装置２７と高速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出装置２８のいずれか一方を選択して動作させるように構成されている。
なお、低速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出装置２７はエンコーダ２１の１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が４５度以下となる回転速度領域で１サンプリング間隔の前後におけるビットパターン番号の変化をチェックしてＦ相信号のビット欠けを検出するように構成されており、高速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出装置２８はエンコーダ２１の１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が９０度以上、135度未満となる回転速度領域で１サンプリング間隔の前後におけるビットパターン番号の変化をチェックしてＦ相信号のビット欠けを検出するように構成されている。
次に、実施の形態１の動作を、エンコーダが一定方向に回転している場合について図２に示すフローチャートを用いて説明する。
先ず、ステップＳ１でエンコーダ２１が発生した３ビットのＦ相信号をビットパターン番号変換装置２２によって現在のビットパターン番号に変換し、BITNO として記憶装置２３に記憶する。
先ず、ステップＳ１でエンコーダ２１が発生した３ビットのＦ相信号をビットパターン番号変換装置２２によって現在のビットパターン番号に変換し、BITNO として記憶装置２３に記憶する。
次に、ステップＳ２で回転速度信号作成装置２４によりエンコーダ２１が発生した回転速度パルスから現在の回転速度信号を作成する。続いてステップＳ３で現在の回転速度信号にもとづいて、エンコーダ２１の１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が４５度以下となる回転速度領域かどうかを判別装置２５によって判定する。
条件に合っていればステップＳ６へ、条件に合わなければステップＳ４へ進む。
条件に合っていればステップＳ６へ、条件に合わなければステップＳ４へ進む。
ステップＳ６では低速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出装置２７によって記憶装置２３に記憶されている現在のビットパターン番号であるBITNOと、１サンプリング周期前のビットパターン番号であるBITNOZとを比較し、ビットパターン番号の変化が１段階以下かどうかを判定する。変化が１段階または０であればステップＳ５へ進み、１段階を越えている場合にはステップＳ７でＦ相信号のビット欠け発生検出と判定してステップＳ５に進む。
また、ステップＳ４ではエンコーダの１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が９０度以上、135 度未満となる回転速度領域かどうかを判定する。
条件に合っていればステップＳ８へ、条件に合わなければステップＳ５へ進む。
ステップＳ８では高速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出装置２８によって現在のビットパターン番号であるBITNO と、１サンプリング周期前のビットパターン番号であるBITNOZとを比較し、ビットパターン番号の変化が２〜３段階かどうかを判定する。
条件に合っていればステップＳ８へ、条件に合わなければステップＳ５へ進む。
ステップＳ８では高速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出装置２８によって現在のビットパターン番号であるBITNO と、１サンプリング周期前のビットパターン番号であるBITNOZとを比較し、ビットパターン番号の変化が２〜３段階かどうかを判定する。
変化が２段階または３段階であればステップＳ５へ進み、そうでなければステップＳ９でＦ相信号のビット欠け発生検出と判定してステップＳ５に進む。
ステップＳ５では現在のビットパターン番号を次回演算における１サンプリング周期前のビットパターン番号BITNOZとして記憶装置２３に記憶する。なお、ステップＳ６とステップＳ８においては、ビットパターン番号が０から７への変化もしくは７から０への変化は１段階の変化として扱うものとする。
ステップＳ５では現在のビットパターン番号を次回演算における１サンプリング周期前のビットパターン番号BITNOZとして記憶装置２３に記憶する。なお、ステップＳ６とステップＳ８においては、ビットパターン番号が０から７への変化もしくは７から０への変化は１段階の変化として扱うものとする。
実施の形態１は以上のように構成されているため、従来の１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が４５度以下となる回転速度領域に加えて、それより高速である１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が９０度以上、135 度未満となる回転速度領域においてもＦ相信号のビット欠け検出を行なうことが可能となるものである。
２１ エンコーダ、 ２２ ビットパターン番号変換装置、 ２３ 記憶装置、
２４ 回転速度信号作成装置、 ２５ 判別装置、 ２６ 切替装置、
２７ 低速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出装置、
２８ 高速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出装置。
２４ 回転速度信号作成装置、 ２５ 判別装置、 ２６ 切替装置、
２７ 低速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出装置、
２８ 高速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出装置。
Claims (2)
- エレベータ巻上機に装着され、上記巻上機の回転速度に応じた回転速度パルスと電気位相角に応じた３ビットの複数のＦ相信号を出力するエンコーダと、上記各Ｆ相信号をそれぞれビットパターン番号に変換するビットパターン番号変換手段と、現在のビットパターン番号と上記エンコーダの１サンプリング周期前のビットパターン番号を記憶する記憶手段と、上記エンコーダの１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が所定角以下となる回転速度領域で１サンプリング間隔の前後における上記ビットパターン番号の変化をチェックしてＦ相信号のビット欠けを検出する低速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出手段と、上記エンコーダの１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が上記所定角を超える回転速度領域で１サンプリング間隔の前後における上記ビットパターン番号の変化をチェックしてＦ相信号のビット欠けを検出する高速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出手段と、上記回転速度パルスにもとづいて回転速度信号を作成する回転速度信号作成手段と、上記回転速度信号にもとづいて低速回転領域か高速回転領域かを判別して切替信号を出力する判別手段と、上記切替信号に応じて上記低速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出手段及び高速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出手段の一方を選択する切替手段と、を備えたことを特徴とするエンコーダのＦ相信号ビット欠け検出装置。
- 上記低速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出手段は、エンコーダの１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が４５度以下となる回転速度領域で動作し、高速回転領域Ｆ相信号ビット欠け検出手段は、エンコーダの１サンプリング間隔における電気位相角の変化量が９０度以上、１３５度未満となる回転速度領域で動作するようにされたことを特徴とする請求項１記載のエンコーダのＦ相信号ビット欠け検出装置。
Priority Applications (1)
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| JP2004034078A JP4440665B2 (ja) | 2004-02-10 | 2004-02-10 | エンコーダのｆ相信号ビット欠け検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2004034078A JP4440665B2 (ja) | 2004-02-10 | 2004-02-10 | エンコーダのｆ相信号ビット欠け検出装置 |
Publications (2)
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| JP2005227043A JP2005227043A (ja) | 2005-08-25 |
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Family Applications (1)
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Family Cites Families (2)
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| JP3700434B2 (ja) * | 1998-12-15 | 2005-09-28 | 豊田工機株式会社 | モータ制御装置 |
| JP2002145552A (ja) * | 2000-11-14 | 2002-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | エレベーターの安全装置 |
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2004
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