JPS58103666A

JPS58103666A - 速度検出装置

Info

Publication number: JPS58103666A
Application number: JP20299581A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Omae; 大前　力; Toshihiko Matsuda; 敏彦松田; Makoto Tachikawa; 真立川; Yojiro Miyahara; 養治侶宮原; Junichi Takahashi; 潤一高橋; Masahiro Tobiyo; 正博飛世
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-12-15
Filing date: 1981-12-15
Publication date: 1983-06-20
Also published as: JPH0519107B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は移動体、回転体の速度検出方法に係ｐ特にディ
ジタル式速度制御装置の速度検出に月いて好適な速度検
出方法に関する。

電動機のディジタル式速度制御装置には、１回転を１等
分した回転位置でパルスを発生するパルス発生器（通常
インクリメンタルエンコーダと呼ばれている）がよく用
いられている。このパルス発生器は位置が１／Ｐ回転変
化する毎にパルスを発生するものであり、マイクロコン
ピュータ等のテイジタル演算処理装置で扱うディジタル
量としての速度検出値Ｎｔを得るためには何らかの信号
処理回路を必要とする。この信号処理には次の２方法が
用いられている。

第１の方法は、一定時間Ｔ４の間に発生するパルス発生
器の出力パルスを計数し、その計数値Ｍ。

よシ次式で速度検出値Ｎｆを得る方法（）（ルス数計数
法）である。

Ｋ１は定数である。

第２の方法はパルス発生器の出力パルス間隔Ｔｔ（１／
Ｐ回転移動した時間）を一定周波数のクロックパルスで
計数し、その計数値Ｍ、を用いて次式により速度検出値
Ｎｔを得る方法（／（シス間隔計数法）である。　□ に、は定数である。

しかしながら両方法には次のような欠点がある。

前者のパルス計数法は低速になると計数値Ｍ。

が小さくなシ分解能が悪くなる。低速での計数値Ｍ、を
大きくするには一定略関Ｔ４ｔ−長くするか、パルス発
生粉の１回転あたりの発生パルス数Ｐを多くすればよい
。しかし、時間Ｔａを長くすると速度検出値Ｎｔを得る
のに時間がかかシ速度制御系に用いた場合に応答を良く
することができなくなる。また、パルス数Ｐを多くする
ことはパルス発生器の構造上から難かしいし、又＾価に
なる。

一方、燐者のパルス間隔計数法は（２１式から明らかな
ように計数値Ｍｔが小さくなり九とき、つまｂ　、４ル
ス関隔Ｔｒが狭くなる高速時において分解能が著しく悪
くなる。又、１回転ｔＰ分割しているが、必らずしも完
全に等間隔で１／Ｐに分割されているのではなく、その
相対誤差は１０％にも達する。このために、速度検出値
ＮｔＫ１Ｇ％程度の誤差が生じるので精度が悪い。

このような両方法の不都合を解決するため、両方法を併
用し、検出遅れが少なく分解能を曳くすることが知られ
ている。

この方法は一定時間Ｔ４の間に発生するパルス発生器の
パルス計数値Ｍｌと、パルス発生器の出力パルス間隔を
一定周波数のクロックパルスで計数し良計数値Ｍｔを用
いて、次式によシ速度検出値Ｎｔを得るものである。

この方法によれば計数値ＭＩ−Ｍ會の２つの量を計数す
るので、その組み合わせは多くなシ速度検出値Ｎ１の分
解能が喪〈なシ、また検出時間Ｔａは一定で６９、検出
遅れを小さくできる。

しかし、この方法においても次のような欠点がある。

すなわち、計数＊Ｍｔは一定時間Ｔ−内のパルス数でＴ
ｏシ、回転角度と比例し丸値を示しているが本質的に１
パルス分の誤差を含んでいる。具体的に計数値Ｍ１は（
Ｍ１＋１）に近い値か、（Ｍ、＋０５に近い値かがわか
らない。特に、低速においては計数値ＭＳも小さくなる
ので、その誤差は数十％にも達する。このようなことか
ら、特に低速時に精度良い速度検出を行うことができな
い。

更に、計数値Ｍ、はパルス間隔を意味しているが、検出
時間Ｔ−のうちの一個所のパルス間隔であシ、加減速の
ように速度が変化している時には正確な値を示さない。

又、前述し先回転位置が必らずしも等間隔に分割されて
いない仁とから、大きな誤差が生じている。

以上のように、従来の方法では低速から高速までの広い
速度範囲にわたって検出遅れが少なく、かつ分解能、精
度をともに向上できる速度検出方法がなく、ディジタ次
式速度制御装置の実用化を阻害しているのが実情である
。

本発明の目的は、広い速度範囲にわたって速度検出の遅
れが少なく、かつ分解能、精度をともに向上させた速度
検出方法を提供するにある。

本発明はパルス数計数法とパルス間隔計数法を巧みに組
合せ、検出遅れが少なく分解能、精度ともに良く速度を
検出するもので、その基本的理念會第１図を参照して説
明する。

本発明はパルス発生器の出力パルスの計数を、パルスに
同期して開始し、略一定時間後、（Ｔ　ａ−４Ｔ−又は
Ｔ−＋ΔＴ、）のパルス発生器の出力パルスに同期して
計数を停止する第１のカウンタと、第１のカウンタの計
数時間中に最高回転数時の出力パルス周波数より高い周
波数のクロックパルスを計数する第２のカウンタを設け
、次式によ多速度検出値Ｎｅを求めるものである。

ただし、Ｋｌは定数、Ｍ、は第１のカウンタの計数値、
Ｍ、は第２のカウンタの計数値である。

このようにすると、速度検出時間は一定値菅一よシ、最
大１出力パルス発生時間ノＴ、又はΔＴｂだけずれるだ
けである。このＪＴは制御性能を保証する蛾低回転数の
時が最大となｐｌその場合に一定時間Ｔａの間に入って
くる出力パルス数をＭ、とすると、ＪＴ中Ｔａ／Ｍ＠で
あるので比較的小さな値である。

一方、分解能については次のようになる０回転数が低い
時には計数値Ｍｔは小さくなるが、時間ΔＴの変化が大
きくなシ、その分の変化で計数値Ｍ、が大きく変化する
。この変化、Ｍ、／Ｍ４のとシうるｉの変化する段数、
即ち分解能もよくなる。又、高速回転時には時間ΔＴの
変化する範囲（Ｍ４の値の変化）は小さくなるが計数値
Ｍ、が大きく変化するのでＭｌ／Ｍ４　としてとりうる
値の分解能もよくなる。

一方、精度面から考えるとＴ−十ΔＴの時間内に入って
くるＭ１個のパルス間隔を測定していることになシ、１
パルスの間隔を測定した時の誤差に比べて、はぼ１／Ｍ
、に小さくすることが可能となる。

以下、本発明による実施例を説明する。

第２図は本発明による速度検出方法を採用した電動機デ
ィジタル式速度制御装置の一実施例で参る。

第２図において、１は速度検出回路、２はマイクロコン
ピュータ、３は駆動回路、４は電動機、５はパルス発生
器、６は速度検出回路である。

マイクロコンビエータ２は速度指令回路１から速度指令
値Ｎｃを取シ込むとともに速度検出回路６から得られ九
情報によシ後述するような処理で計算して得九速度検出
値Ｎ−１とを用い、駆動回路３を動作させる制御信号を
発生する。駆動回路３はサイリスタ、トランジスタ等の
パワー牛導体から成る電力変換器及びその制御回路から
構成されており、その動作によって電動機４が回転する
。

その結果、パルス発生器５は電動機回転数に比例した周
波数のパルス列を発生する。このパルス列は速度検出回
路６０入力となシ、速度検出値Ｎｔをマイクロ；ンビエ
ータ２が計算する情報へ変換される。

このような速度制御動作を実行するための速度検出回路
６の一例を第３図に示す。又、マイクロコンビエータ２
が速度検出回路めに行う処理を第４−４６図のフローチ
ャートに、動作波形を第７〜１０図に示す。

第３図の速度検出回路６はＪタイマ１１、カウンタ１２
．１３、クロックパルス発振器１４、単安定回路１５か
ら構成される。タイマ１１はマイクロコンピュータ２か
ら時間が設定された後に起動がかけられるとともに、設
定時間経過後に割込パルスＴＩＮＴ’ｔマイクロコンピ
ュータ２へ発生する機能を有する。カウンタ１２はパル
ス発生器５の出力パルスＰＬＧの立ち上シに同期して、
その出力パルスを計数し、その計数値ＭＡはマイクロコ
ンビエータ２に取シ込まれる。そして、マイクロコンピ
ュータ２からのリセットパルスＲＥ８によって零にリセ
ットされる。カウンタ１３はクロックパルス発振器１４
のパルスを計数し、その計数値ＭＢはマイクロコンピュ
ータ２に散シ込まれる。そして、マイクロコンピュータ
２からのリセットパルスＲＥ８によって零にリセットさ
れる。

単安定回路１５はマイクロコンピュータ２からの割込禁
止信号ＮＩＮが＠０”レベルの時に出力発生が禁止され
、かつその出力はマイクロコンビエータ２の割込パルス
ＩＮＴＫなっている。このｔめに、ＮＩＮが１”レベル
の時にパルス発生器５の出力パルスＰＬＯが発生すると
、その立ち上シ時点に同期してマイク四コンピュータ２
に割込パルスＩＮＴが与えられ、ＩＮＴの割込処理が動
作する。

第３図の動作を第４〜６図のフローチャート、第７〜１
０図のタイムチャー）を用いて説明する。

マイクロコンピュータ２では、速度検出に関する処理と
して第４〜６図の３つの内容を実行する。

最初に、第４図のＭＡＩＮ処ｍ＜通常処理）を実行する
。ステップ２０で割込を禁止する丸めＫＮＩＮｔ＠０”
レベルにする。そして、検出開始に待機する。この検出
開始の指令は、ζこでは記述していないが速度制御演算
処理から与えられる。

構出開始指令が与えられるとステップ２４．２６の処理
に移シ、開始直後及び低速用の７′）グをセットする。

そして、タイマー１１に時間Ｔ−を設定し起動をかける
。その後、パルスＲＥＳを発生させカウンタＩＬ１３ｔ
リセットする。更に、ステップ３２でＮＩＮｔ’ｌ”レ
ベルにし割込禁止を解除する。そして、検出終了の指令
が速度制御演算処理から与えられるまで、ステップ３６
の状態で待機する。そして、この状態にいる時に後述す
る速度検出処理を行う、なお、検出終了の指令が与えら
れるとステップ３６の処理に移り、信号ＮＩＮｔ−”０
”’レベルにすることで割込みパルスＩＮＴによる割込
を禁止する。

このように、第４図のＭＡＩＮ処理ではステップ２８で
タイマーを起動し、ステップ３４の処理で待機している
。このような状ＩＩＩでＴ４後に、タイマー１１から時
間割込みパルスＴＩＮＴが発生する。この場合には、第
５図のＴＩＮＴ処ＩＩ（時間割込み処理）が実行される
。この時点をタイムチャートで示すと、第７図のＴＩＮ
ＴＫ最初のパルスが発生した時点である。

この処理では、最初にステップ４０で割込禁止を解除し
、ステップ４２でタイマー１１にＴａ管設定し起動する
。その後、ステップ４４の処１１に、移るが、第、７図
に示し九ように低速用フラグがセットされずいるので、
次にステップ４６の処ＩＨｃ移シ、カウンタ１３の出力
ＭＢ（１）を取り込む。

ここでＭＢ（ｒｌ）はｎ回目の検出値上意味する。

カウンタの１１ｔ−取）込んだ後にステップ４８で開始
直後フラグを判定するが、これも第７図で示したように
セットされているのでステップｓＯの処理に移る。

ステップ５０で紘電動機を駆動しているかどうかの判定
を行う。仁の駆動中の指定は、ここでは記述していない
が速度制御演算処理から与えられる。もし、駆動中でな
ければステップ５２の処理に移シ、速度検出値Ｎ＊−０
とし、所定のメモリに記憶し、１回の処理を終了する。

第７図のように電動機が駆動されてい九とすると、ステ
ップ５５６の処理に移シ、カウンタ１３の取ｐ込み値Ｍ
Ｂ（１）が一定値Ｍ、を越えているかの判定を行う。越
えていない時には、ステップ５２．５４の処理を奥行す
る。

しかじ、第７図に示すように電動機が駆動中でもパルス
発生器５の出力パルスＰＬＯが発生しない時にはＴ−毎
に第５図の処理が実行される。その結果、カウンタ１３
の１１１１込み値ＭＢの値線例えばＭＢ（３）となり一
定値Ｍｔｔ越える。この結果、ステップ５８の処理に移
シ速度検出異常を示す。

このように１速度検出を開織した後に、電動機を駆動し
たにもかかわらずパルス発生ｌＩ５の出力パルスＰＬＯ
かはぼ一定時間経過後も発生しない場合に線速度検出異
常を示し、暴走などの危険な速度制御を行な（うように
保映している。

このような異常の場合以外では、速度検出を開始し、電
動機を駆動した状態では第８図のような動作波形となる
。

電動機が駆動されると、それにつれてパルス発生器５か
らも出力パルスＰＬＯが発生する。この時点では割込禁
止が解除されているので、ＰＬＧの立ち上シに同期して
割込パルスＩＮＴが発生する。その結果、第６図の処理
が奥行される。

最初に１タイマーに一定時間Ｔ−を設定する。

そして、一定時間内の割込みを禁止する。更に、ステッ
プ７４で低速用７２／をリセットする。そして、カウン
タ１２．１３の値ＭＡ、ＭＢを取シ込む、今、第８図の
最初のＩＮＴパルスでの処理を実行しているとすると、
開始直後のフラグはセットされているのでステップ８０
の処理に移る。

ステップ８０では、このフラグをリセットする。

そして、取シ込んだＭＡ、ＭＢを゛記憶し、速度検出値
Ｎｔ＝Ｏとする。そして、ステップ８６の処理に移る。

このように、最初のＩＮＴパルスではカウンタ１２．１
３の値を記憶するだけの処理を行う、このような状態か
ら、一定時間Ｔ−後にタイマー１１からの時間割込パル
スＴ−Ｉ　Ｎ　Ｔが発生し、第５図のＴＩＮＴ処理が実
行される。最初に、ステップ４０で割込禁止を解除し、
ステップ４２でタイマー倉時間Ｔ−に設定し起動する０
次にステップ４４の処理に移るが、ＩＮＴ処理で低速用
フラグがリセットされているので、ステップ６０の処理
に移る。この結果、低速用フラグが新たにセット°され
て、処Ｊｌｔ−終了する。

そして、次にＩＮＴパルスが加わると、開始直後のフラ
グがリセットされているのでステップ７８からステップ
８１１．９０の処理に移ｐ１速度検出値Ｎ１を計算する
。この計算処理を第９図で説明する。

１番目のカウンタ１２．１３の値をＭＡ（ｉ）。

ＭＢ（１）とすると、ｉ＋１番目のＩＮ’Ｉ’処理でス
テップ８８の処理にくると、今回のカウンタ値はＭＡ（
轟＋１）ｅＭＢ（過＋１）であるので、Ｍｍ　−ＭＡ　
ｔ−次式によシ計算する。

Ｍｉ　＝ＭＡ　（１＋　１　）　　ＭＡ　（轟）　　−
−−−−−１５）ＭＡ　＝Ｍｍ　（ｉ＋１　）　　Ｍｅ
　（轟）　町−（６１よって、化）、　（６）より得ら
れたＭ、、Ｍ、を（４）式に代入し、速度検出値Ｎｉｋ
ステップ９０で求める。

そして、ステップ８６で求めた速度検出値Ｎｅｔ所定メ
モリに記憶する。

このように、電力機がめる速度で回転している時にはＩ
ＮＴ処理でのステップ７０〜７８、ステップ８８．９０
．８６の処理及びＴＩＮＴ処理でのステップ４０．４２
．４４．６０の処理金繰ｐ返すことに、よ、シ速度検出
値ＮｔｔｌＮＴパルスが発生するととに演算して求める
。

ところで、電動機の速度が非常に低速となり九場合には
、次のＩＮＴパルスが発生するまで非常に長い時間がか
かる。その場合には、第５図、６図の処理では次の動作
を行う。

今、パルス発生器５の出力パルスＰＬ（ｌＩ第。

１０図のような波形とする。ＩＮＴパルスによシ、第６
図の処理が実行され、ステップ７４で低速用フラグがリ
セットされている。このような状態でタイマー１１から
のＴＩＮＴパルスが入ると、マイクロコンピュータ２は
第５図の処理を実行する。

まず最初に割込禁止を解除する九めに信号ＮＩＮを″１
”レベルにする０次に、タイマー４２に時間Ｔａを設定
し起動させる。そして、ステップ４４で低速用フラグの
状態を調べる。もし、リセット状態の時はステップ６０
に移〉、低速用フラグをセットする。このような状態で
、第９図に示し喪ように割込禁止ｔＳ除してから時間Ｔ
−の間にＩＮＴパルスが入ってくれば、前述した（４）
式を用い九速度検出の計算を行う。しかし、時間Ｔ−を
経過してもＩＮＴパルスが入ってとない第１０図のよう
な場合には、再度タイマー１１による時間割込ＴＩＮＴ
が起動され、第５図の処理を実行する。この場合には、
低速用フラグがセットされているのでステップ４４から
ステップ４６．４８６２．６４の処理に移る。ここで、
ステップ４６の出力ＭＢの値を取シ込む。そして、この
値をＭＢ（ｋ）とする。今、第１０図のように、−■Ｎ
Ｔパルスが発生した時のカウンタ１３の出力ｔＭＢ（Ｊ
）とすると、ステップ６２ではその差Ｍ４゜＝ＭＢ　（
ｋ　）　−ＭＢ　（ｊ　）を求める。そして、ステップ
６４で速度検出値Ｎ　ｔ　＝　Ｋ　ａ　／　Ｍ　ａ・の
計算を行ない、所定エリアに格納後にＴＩＮＴの処理上
終了する。

以上の動作は出力パルスＰＬＧの立ち上ｐ時点がくるま
で続けられる。そして、＃１ぼＴ一時間毎にＫａ　／’
ｒａ　　、　　Ｋａ　／　２　Ｔａ　’、　　Ｋｇ　／
３Ｔａ　　。

Ｋａ／４Ｔａの出力が得られる。そして、ＩＮＴパルス
が発生した時に正しい速度検出値Ｎｔが計算される。

以上、説明した実施例によると２つのカウンタ１２．１
３によシＴａ＋、ｌＴ一時間内のパルス骨発生器５の出
力パルス数及びＴ−十ΔＴ、の正確な計ａｔ−行ってい
るので、これらの値を用いて計算した速度検出値Ｎｔの
分解能が向上できる。例えば、第１１図のようなパルス
発生器の出力パルスを考えてみる。従来の一定時間（第
５図のＴａ）内パルス数を計測する方法では（１）〜（
Ｃ）、いずれも計数［ａＭｌ＝！４でＴｏ）、同一速度
と判定する。しかし、（１）の場合には計数値が５の場
合とほとんど同じである。又、（Ｃ）の場合には計数値
が３の場合とほとんど同じ値を示すことになる。このこ
とから、計数値Ｍ、＝４の時は（１）式よりＮ＊　＝４
Ｋｔ　／Ｔａと判断しているが、実際の速度は３に１／
Ｔ４からＳＫＩ／Ｔ４の範囲にある。

これに対して、本発明ではその計数時間が第１１図の（
Ｃ′　）〜（Ｃ′）のようになるので、（１）に対して
はＭ、＝５、（ｂ）、（ｌに対してはＭ、＝４となる。

一方、計数時間も計測しているので（ａ）の場合にはＮ
＊＝５に＋／（Ｔ　ａ十ΔＴ、）、（ｂ）の場合には４
に１／となる。今、＄１１図よシΔＴキ０であるので（
１）ではＮｔ中５Ｋｌ　／’ｒａ　％　　（’）ではΔ
ＴキＴ−／３となるので、Ｎｆ中３　Ｋ　／　Ｔ　ａと
なり、実際の速度にあった検出値が得られる。

以上のことから、第３図〜第１０図の実施例によると従
来方法と比べて細かな分解能の速度検出値が得ら五る効
果を有する。

又、起動の際に速度検出回路が動作し、ない場合をチェ
ックしておシ安全性を高めている。更に、速ｆｔ非常に
低速となった場合にも、はぼ一定時間毎に実際の速度に
近い速度を検出することができる。さらに、マ、イクロ
コンピュータのノットウェアによシ除算を行うので構成
が簡単である効果を有する。

ＪｌｌＥ１２図に本発明の他の実施例の速度検出回路６
ｔ−示す。第３図と同じ数字は同じ機能を示す。

第３図と異なっているのはカウンタ１３のりセットパル
スとしてマイクロコンピュータ２からＯリセットパルス
ＲＥ８の他に、パルス発生器５からの出力パルスＰＬＧ
の立ち上夛に同期してパルスを発生する単安定回路１０
２の出力がオア回路１０４を介して、カウンタ１３のリ
セットパルスとして加わる。又１００は単安定回路１ｓ
の出力パルスによって起動され、一定時間Ｔａ１ｋに割
込パルスを発生するタイマーである。

第１２図の動作を、！ｓ１３図、第図番第１４図−チャ
ート及び第１５図のタイムチャートによシ説明する。な
お、ｌ５１３図、１４図のフローチャートは定常的に速
ｔｉｔ検出する場合のみの処ａｔ示しておシ、面の実施
例で説明した起動、低速処理等は省略している。

マイクロコンピュータ２は、単安定回路１５の出力パル
スＩＮＴによる割込と、タイ−ｖ−１００の時間割込み
パルスＴＩＮＴＫよる割込の２つの処ｆｆｌを主に実行
する。今、単安定回路１５の出力にパルスＩＮＴが発生
すると、＃Ｅ１３！ｉｌｌの処１１実行す為。最初に、
カウンタ１２の値ＭＡ（ｉ）を取〉込む。なお、カウン
タ１２ｔカウントアツプするパルスＰＬＧの立ち上り信
号は、同様にパルスＰＬＧの立ち上シに同期して発生す
るＩＮＴパルスよシ早いので、ＩＮＴ処理で取シ込んだ
カウンタ値ＭＡ（ｉ）は既にＩＮＴパルスが発生し九時
点の値を計数している。そして、ステップ１１２でＮＩ
Ｎを０レベルとして、ＩＮＴパルスの発生を禁止する。

一方、ＩＮＴパルスはタイマー１００のトリガー信号と
なっており、時間Ｔ−後にパルスＴＩＮＴを発生する。

この結果、第１５図に示したような時点でＴＩＮＴパル
スが発生され、第１４図の処理が実行される。

最初に、ステップ１１４でカウンタ値ＭＡ　（１＋１）
、ＭＢ（ｉ＋１）を取り込む。次に、ＩＮ！処理で取シ
込んだＭＡ　＜　ｉ＞とを用い次式によ如、ＰＬＯ出力
パルスの変化分Ｍ、を計算する。

Ｍ１益ＭＡ（１＋１）−ＭＡ（ｉ）　　　　・・・・・
・・−（７）この状態から、ステップ１１８でＩＮＴ処
ｊｌＯ割込禁止を解除するためにＮＩＮパルスｔ−＠１
’レベルにする。そして、次にＭ、の計算を次式により
行う。

Ｍａ　＝ＭＢｔ　　　　ＭＢ　　（１＋１　）　　　　
　　　　　　　　・・・・・・・−・（８）ここで、Ｍ
　Ｂ　ｙはクロックパルス発振器１４の出力クロックパ
ルスを時間Ｔ−の量計数し九億であり、時間Ｔ４に比例
し九一定の数値である。一方、ＭＢ（ｉ＋１）は第１５
図に示すように、。

ΔＴｈに比例し九億である。

この結果、（８）式のＭａはＴ　ａ　−ｊ　Ｔ　ｂに比
例した数値となっている。

このようにして得られ九数値Ｍｓ　−Ｍａ　ｔもとに（
４）式の演算をステップ１２２で行い、所定エリアに速
度検出値Ｎｔを格納しＴＩＮＴ処理を終了する。このよ
うなＩＮＴ処理、ＴＩＮＴ処理を繰シ返すことによシ速
度検出値Ｎ＃を得ることができる。

ｊ１１２図の実施例によ尋と前述した第３図の実施例と
同様に細かな分解能で速度検出値が得られる効果を有す
るとともに、第１６図に示したように検出時間がＴ−と
一定である効果を有する。この九めに、速度制御演算に
時間が関係するアルゴリズム、例えば積分補償を用いる
時などの処理がところで、前述した２つの実施例では検
出時間Ｔ−は＃１ぼ一定でめる。この九めに、Ｔ４の間
に八つ、てくるＭ、、Ｍａの数は限度があシ、その点か
ら積置が限定されてしまう。一方、速度が変化しない定
常状態ではできるだけ精度を向上させることが必要とな
る。

このような点に対処した本発明の他の実施例を第１６図
のフローチャート、第１７図の動作波形によシ説明する
。第１６図の実施例は、速度検出回路６の構成は第３図
と同じであシ、その処理内容が第６図のステップ９０と
ステップ８６０間に第１６図の処理が加ねったと考えれ
ばよい。

ステップ９０で速度検出値Ｎｔ　　（ｍ）を計算する。

ここで、ｍはｍ回目の値を示す、そして、ステップ１３
２で前回の検出値Ｎｗｏ（ｍ　１）との差をとる。ζこ
で、最終的に得られ九検出値ｔＮｔ・と示し、Ｎｔは、
ステップ９０の演算で得られた結果とすｉ、もし、ｌ　
Ｎｔ　（”）　　Ｎｔ。（ｍ−１月があらかじめ定め九
値ΔＮ・６以上の場合にはステップ１３４以下の処理に
移る。なお、所定値ΔＮ。

は一定速度で電動機が回転している時で、はぼ一時間毎
に測定し九速度検出値Ｎｓの変動分の最大櫃程度に設定
すると嵐い。

速度検出値の前回との差が）Ｎｏ以上の場合には速度検
出値が大＠に変化している時、即ち、電動機速度が過渡
状ｗＡＫＴｏる時なので、ステップ９０で得られ九速度
検出値Ｎｔｔ最終的な出力Ｎｔ、とおく。表お、ｔ−１
及び８　Ｍｓ　８　Ｍａは後述する処理のために設定し
ておくもので小る。このことから電動機速度が纂１７図
のように変化した場合にはＮｔ（ｍｌ）の検出値までが
ステップ１３４から１３８の処理を通る。

そして、第１７図のＮｔ（Ｉｎ）の検出値が得られ死時
点で始めて、Ｎｔ　　（ｍ）−Ｎｔｅ（ｍ　　１）がΔ
Ｎ・以下になったとするとステップ１４０以下の処理を
行う。今、ｔ、　ｖ、；５ｔｒｃ設定してめったとす、
ると、ステップ１３４でｔ＝１となりているので、ステ
ップ１４２に移る。そして、を會２にするとともに、８
　Ｍｓ　＃　”　４　としてステップ１４４．１４６の
計算を行う。ＳＭ、、８Ｍ、とじてはステップ１３６で
前回のＭａ　０Ｍ４が入っているので、ここで得られ九
新たなＳＭｍ。

８Ｍａは２回分のカウンタ値を加えたことになる。

即ち、検出時間をほぼ２Ｔ−に長くしたことに相当する
。そして、新たにステップ１４８で速度検出値Ｎｔｏｔ
−計算する。同様に、ｔ＝２．３．４についても、それ
ぞれ３Ｔａ　、４Ｔａ　、５Ｔ−に検出時間を長くシー
＃−Φと相当の演算を行って検出槽［を高める。更に、
ｔ＝５になるとステップ１５Ｇに移シ、ステップ１５２
．１５４の処理を行う。

これは、検出時間を最大でもｔ（ＩＴａ（こむでの説明
では５Ｔ４）に抑えているためである。この九めに、現
時点のＭ、（ｍ）よりｔ・前のＭ、の値Ｍｓ　　（”　
　ｌｅ　）を取シ除き、新たにＭｌ（ｍ　）を加える処
１１（−行っている０例えば、第１７図のＮｔｏ（ｍ＋
４）以降の検出値が、この処理によって得られた値を意
味する。

以上のように、速度検出値が定常状態に近づい死時には
速度検出時間を長くすることによシ検出楕［を向上させ
ている。又、速度検出値が急変し九ときには、はぼＴ一
時間後に新しい検出値が得られるので過渡応答を損うこ
ともない。

なお、第１６図の説明では速度検出値の変化分が一定値
以下であることによシ時間を長くしたが、速度検出値が
小さい時及び速度制御偏差が小さい時に時間を長くして
１それぞれの効果含有する。

その場合には、ステップ１３２の処理をそれぞれのアル
ゴリズムとなるように設計すればよい。

更に、他の実施例ｔＪ１１Ｅ１８図１１Ｅ１ｉｉ１ｅＣ
示す。

速度検出回路６は第３図からタイマー１１を除いた構成
であ）、他の要素は全て同じ機能で娶る。

マイクロコンビエータ２で処理する内容は、第１９図で
示したＭＡＩＮ処理と、第２０図で示し、九Ｉ　Ｎ　Ｔ
処理の２つのプログラムに分けられる。

ＭＡＩＮ処理では、主として検出開始かどうかの判定を
行うステップ１５６〜１６６の構成となっている。ＩＮ
Ｔ処理は、パルス発生器の出力パルスＰＬＯに同期して
実行され、第２０図に示したステップ１７０〜１９６ｔ
での処理を実行し、時間Δ１後にＭＡＩＮ処理へ戻る。

第１９図のＭＡＩＮ処理では、最初にステップ１５６で
割込を禁止するために第１８図のＮＩＮパルスを１Ｏｍ
レベルにする。次に、ステップ１５８で検出開始を調べ
にいく、ここで、検出開始の信号は制御演算結果から、
マイクロコンピュータ２のメモリの所定番地に格納され
ているとする。もし、検出を開始してよい場合にはステ
ップ１６０Ｃ）処理に移る。もし、検出を開始してはま
ずい場合にはステップ１５８の処理を検出開始信号が発
生されるまで継続する。ステップ１６Ｇでは検出開始直
後のフラグ全セットする。次に、ステップ１６２の処理
を実行し、割込禁止を解除する。即ち、第１８図のＮＩ
Ｎパルスを　１　レベルにして単安定回路１５の動作を
可能とする。このような状態から、ステップ１６４の処
理に移に、検出終了の信号が発生されるまで、その判定
処理を継続して実行する。このような、ステップ１６４
の処ｍＹｃ実行している時に、一般にパルス発生器５の
出力パルスＰＬＯが単安定回路１５を介して、マイクロ
コンピュータ２に割込パルスＩＮＴｔ−発生する。そし
て、第２０図のＩＮＴ処理が実行される。

ＩＮＴ処理では、最初にステップ１７０で割込の禁止を
行う。これは、マイクロ、コンビエータの処理が遅い場
合に、次のＩＮＴ処理が入っても受けつけないようにす
る大めである。そして、開始直後のフラグ状態をステッ
プ１１２で判定する。

今、！ｓ２１図のタイムチャートで時点ｔ、のように検
出開始直後のＩＮＴ処理とすると、ステップ１７４に移
る。ステップ１７４では開始直後のフラグをリセットす
る。これは、次回以後の処理でステップ１７２からステ
ップ１８２の処ｊ１ｔ−実行する丸めである。

ところで、ステップ１７４の処理後はステップ１７６の
処理を実行し、カウンタ１２の値Ｍ　Ａ　（０）、カウ
ンタ１３の値ＭＢ（０）ｔｊｌｌＮ）込み、記憶する。

ここで、ＭＡ（０）、　ＭＢ（ωは電０時点のカウンタ
値でＴｏシ、ＭＡ（Ｉ’ｍ）、ＭＢ（Ｉｎ）は１．１時
点のカウンタ値を意味する。（第２１ｗＡのＭＡ、ＭＢ
を参照）次に、ステップ１７８．１８０でに：ｏ、Ｎ＊＝Ｏとす
る。Ｎ＃は速度検出値であシ、検出最初の時点ｔ、では
速度検出値が得られないのでＯと置く。ステップ１８０
終了後にステップ１９４の処理に移り、Ｎｔを所定メモ
リに記憶する。勿論、外部機器に出力する時には、その
機器のディジタル量で出力すればよい。そして、ステッ
プ１９６の処理に移シ、次のＩＮＴ処理を受けつける丸
めに割込禁止を解除−する。

２回目以降のＩＮＴ処理では、即ち１ｓ２１図Ｏ１，以
降の時点ではステップ１８２からステップ１９２の処理
を実行する。今、ｎ回目の処理（ｔ１時点でのＩＮＴ処
理）と仮定する。ステップ１８２では、カウンタ１２の
値ＭＡ（ｎ）、カウンタ１３０１１［ＭＢ（ｎ）ｔ−取
シ込み、所定のメモリに記憶する。次に、ステップ１８
４の処理に移シ、現時点Ｏカウンタ１３の出力ＭＢ（ｎ
）とｔｋ時点のカウンタ１４の出力ＭＢ（ｋ）との差が
一定値ＭＢｖを越えているかどうかの判定を行う。ここ
で、一定値Ｍ　Ｂ　ｖは一定時間Ｔ４の間に発生し九ク
ロックパルスの数でるる。そこで、ステップ１８４の処
理は１．−１ｋが’ｒａｔ越えているかどうかの判定を
行っていることになる。もし、その差がＴａ以上の時は
ステツ′プ１８６の処理に移Ｄ、’を１だけ増加する。

そして、再度ステップ１８４０処理に移る。ＭＢ（ｎ）
−ＭＢ（ｋ）−ＭＢｙが負になるまでステップ１８４゜
１８６のループを繰シ返し、負となった時にステップ１
８８に、移）、ｋ＝Ｏの判定を行う、　ｋ＝０の場合、
例えば第２１図Ｏ’１ａｌ１時点が相当するが、この場
合には最初の検出値しかないので、その時のカウンタ値
ＭＡ（０）、ＭＢ（０）とで速ａｔ計算するためにステ
ップ１９２の地理に移る。又、に’ＰＯの時は得られ九
ｋが現時点よシ時間Ｔａ以上前のデータで、かつＴ−に
一番近い時点ｔｋのデータが記憶されている香　を示し
ている。もちろん、ＭＢ　（ｎ）−ＭＢ　（ｋ）　−Ｍ
Ｂｙ＝０となれば、その時点ｔｋはｔｌＩ−Ｔ−冨１ｋ
を満足しており、ただちにステップ１９２の処理に移る
。

ステップ１９２では、以上の各処理で得られ九にで指定
され九番地に記憶されているＭＡ（ｋ）。

ＭＢ（ｋ）と現時点の値ＭＡ（ｆｌ）、ＭＢ（１）とを
用い、（４）式と同様な次式の演算を行う。

そして、この値をステップ１９４で所定のメモリに記憶
し、次のＩＮＴ処理のために割込禁止を解除する。この
ような動作を、出力パルスＰＬＯが発生する毎に行い速
度検出値Ｎｆを計算する。

例えば、第２１図のタイムチャートでは１１時点でＴ（
１）間の平均速度を、以下１１時点ではＴ（２）間、１
１時点ではＴ（ｎ）間の平均速度が検出できる仁とにな
る。もちろん、Ｔ（ｌは一定値Ｔ−に近い値である。

以上、説明したようにこの実施例によるとパルス発生器
の出力パルスが発生されるたびに速度が検出できるので
速度検出遅れが少なくなるという効果がある。又、マイ
クロコンピュータ２でパルス発生器の出力パルスＰＬＯ
に同期をとって速度計算を行うのでハードウェア構成が
極めて簡単となる。更に、マイクロコンピュータ２では
速度計算を始める前に、割込禁止処理を最初に行ってい
る丸めに、マイクロコンビエータ２の処理時間Δｔよシ
も出力パルスＰＬＧの周期が短かくなつ九場合に、途中
の出力パルスＰＬＯによる割込は禁止され速度検出値に
ｉ差が生じないという効果がある。

なお、ＭＡ（ｎ）、ＭＢ（１）を記憶するメモリの容量
は、それぞれ最大でも（ｎ−に＋１）個のデータが記憶
できればよく、全てのデータを記憶する必要はない。

第２２図に本発明になる他の実施例を示す。速度検出回
路６はａＳ図と比べてタイマ１１がタイマ２００に置き
代っただけでメジ、その他の要素は＃１３図と同じ機能
である。タイマ２０Ｇは一定時間Ｔ−毎に割込パルスＴ
ＩＮＴｔ発生するものでｈ６．他の割込パルスＩＮＴよ
シ優先度は低くしている。このために、ＴＩＮＴ処理を
実行中にＩＮＴパルスが加わると、ＩＮＴ処理を優先し
て行う。

第２２図のマイクロコンピュータ２では第２３図、第２
４図の２つの処理を主に実行する。

ＴＩＮＴ処理では主に速度検出値の計算を、ＩＮＴ処理
ではＴＩＮＴ処理に必要なデータの取り込みと、前処理
計算を行う。

第２５図のようにＴＩＮＴパルスが発生するとｊｌ初Ｋ
ＮＩＮパルスを″０”レベルにり、、ＩＮＴパルスから
の割込を禁止する。この状態で、ステラ２２０４によシ
カウンタ１２．１３の値ＭＡ（Ｅｌ）。

ＭＢ（Ｉｎ）を取シ込む。ここセ、ｎｌｊｎ回目の１’
ＩＮＴ処理での検出値を示す。そして、ＩＮ’ｒ処理で
用いるフラグをセットし、ステップ２０８でＮＩＮｔ”
ｌ”レベルにし割込禁止の解除を行う。このために、ス
テップ２０８以後で、ＴＩＮＴ処理を実行中にＩＮＴパ
ルスが発生した場合には纂２４図のＩＮＴ処理を実行す
るが、ことでは説ＭＢ、−、との差を取る０例えば、第
２５図ではＭＢ−−ｔはＭＢ、−、（３１である。この
差分）Ｔ−２（ｆｌ）はＴＩＮＴパルスが発生し死時点
から時間的に最も近いＩＮＴパルスが発生した時点まで
の時間差に比例した値を意味する０次に、カウンタ１２
の堰り込んだ値Ｍ人（ｎ）と前回の取シ込み値ＭＡ（ｎ
−１）とを用い、ステップ２１２の演算を行い、Ｍｓを
求める。更に、カウンタ１３の＊６込み値ＭＢ　（ｎ　
）、前回の取シ込み値ＭＢ（ｎ−１）、及びステップ２
１Ｇで計算し九ΔＴｂ１（ｆｌ）及びＩＮ’ｌ’処理で
計算し九ノＴｂ１（ｎ−１）を用い、ステップ２１゛４
の計算を行い、Ｍ４ｔ−求める。このＭ４は第２５ａ！
１１のＴａ６に比例し九値である。このようにして得ら
れたＭｓ　＝　Ｍ４　を用いステップ２１６で速度検出
値Ｎ１ｔ−求める。

ＩＮＴ処理は第２４図を実行する。ステップ２１８でカ
ウンタの値ＭＢ、（ｋ）ｔ＊シ込む、そして、フロ）グ
の状態を判定し、セットされていれは、ステップ２２２
．２２４を実行する。フラグはＴ　Ｉ　ＮＴ処理でセッ
トされるので、ステップ２２２．２２４の処理はＴＩＮ
Ｔパルス発生後の最初のＩＮＴパルスで起動されるＩＮ
Ｔ処理の時に実行される。ステップ２２２では取り込ん
だ値ＭＢ、（ｋ）と、ＴＩＮＴ処理で検出し九ＭＢ（ｆ
ｌ）との差ΔＴｂｚ（”）？計算する。そして、ステッ
プ２２４でフラグをリセットし、ステップ２２６でＭＢ
亀（ｋ）ｔ−ＭＢ、として記憶しておく、そしてＴＩＮ
Ｔパルスが発生するまでのＩＮＴ処理ではステップ２２
０からステップ２２６の処理をすぐに実行する。

このように、第２２図から第２４図で示した実施例によ
ると、検出時間Ｔａｒ必らずしもパルス発生器の出力パ
ルスＰＬＯに同期させる必要がなく、ハードウェアの構
成が簡単である。

以上、本発明によると速度検出の遅れが少なく、かつ分
解能、精度をともに良いディジタル速度検出が可能とな
る。

なお、演算を行う部分ｔマイクロコンビエータで構成し
九例を説明し九が、他のゲイジタル的演算処理装置で行
っても良いことは、その原理から明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するタイムチャート、１８
２図は本発明による速度検出方法を採用し九電動機ディ
ジタル式速度制御装置の一実施例を示すブロック構成図
、第３図は本発明による速度検出回路の一実施例を示す
ブロック構成図、＃Ｉ４図、縞５図、第６図は第３図の
マイクロコンピュータが処理する内容のフローチャート
、ｔｓ７〜１１図は＃ｇ３図の動作説明用タイムチャー
ト、第１２凶は本発明による速度検出回路の他の一実施
例を示すブロック構成図、第１３．１４図は第１２図の
マイクロコンピュータが処理する内容のフローチャー）
、＃Ｅ１ｓ図は第１２図の動作説明用タイムチャート、
ＪＩ１１６図は本発明によるＪＩＩａ図の速度検出回路
のマイクロコンピュータが処理する内容の他の実施例を
示すフローチャート、菖１７図は第１６図の動作を説明
するためのタイムチャート、ＪＩｌＢ図は本発明による
速度検出回路の他の実施例金示すブロック構成図、第１
９゜２０図は第１８図のマイクロコンピュータが処理す
る内容のフローチャー）、畠２１図は＃！１８図の動作
を説明するためのタイムチャー）、ｌｌ＆２２図は本発
明による速度検出回路の他の一実施例を示すブロック構
成図、第２３図、２４図は第２２図のマイクロコンピュ
ータ２が処理する内容の７０−チャート、第２５図は＃
Ｉ２２図の動作説明用タイムチャートでちる。１・・・速度指令回路、２・・・マイクロコンピュータ
、３・・・駆動回路、４・・・電動機、５・・・パルス
発生器、第　１　図＄３囚り半！５０ ′ｆ３ら囚第　　り　　囚 ’ｆｙｑ　口 ’ｆ＋　１０囚第１Ｉ　ｌ］第１３　ｒＡ’５ｉ１．　＋４１１第１す０ ′ＹＪ２３図第２４−Ｃ第１頁の続き０発　明　者　飛世正博日立事大みか町５丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場

Claims

【特許請求の範囲】１、移動体が所定距離だけ移動する毎にパルスを発生す
るパルス発生器と、鋏パルス発住器の出力パルスを計数
するカウンタ手段と、一定時間の検出時間を設定され、
この検出時間内の前記パルス発生−の最初のパルス発生
時点を時間計測開始時点とし、一定時間終了時点から最
初のパルス発生時点あるいは一定時間終了時の直前のパ
ルス発生時点１での時間を計淵する時間計算手段とを具
備し、皺時間計算手段で計算し走時閣内における前記カ
ウンタ手段の計数値によって前記移動体の速度を検出す
ることを特徴とする速度検出方法。２、移動体が所定距離だけ移動する毎にパルスを発生す
るパルス発生器と、諌パルス発生器の出力パルスを計赦
すゐカウンタ手段と、一定時間の検出時間を設定され、
この検出時間内の前記パルス発生器Ｏ鍛初のパルス発生
時点を時間計測開始時点とし、一定時間終了時点から最
初のパルス発生時点あるいは一定時間終了時の直前のパ
ルス発生時点までのｈｖｔ計測する時間計算手段と、前
記一定時間を前記移動体の速度状態に応じて変化させる
時間調整手段とを具備し、前記時間計算手段で計算し走
時閣内における前記カウンタ手段の計数値によって前記
移動体の速度を検出することを特徴とする速度検出方法
、　　　、３、前記時間調整手段は速度検出値の変化分が所定値よ
）小さくなると前記一定時間を長くすることを特徴とす
る特許請求の範Ｓ嬉２項記載の速度検出方法。