CN103546076B - 转速估算方法及应用其的电脑可读取媒体 - Google Patents

Abstract

本发明是一种转速估算方法及应用其的电脑可读取媒体，用以对一马达装置进行转速估算，该转速估算方法，包括下列步骤。首先提供第一及第二取样信号。接着根据马达装置的最高转速及第一取样信号决定第一运算参数，并根据最高转速及第二取样信号决定第二运算参数。当马达装置的转速信息对应至第一转速条件时，选择第一取样信号及运算参数做为取样信号及运算参数。当转速信息对应至第二转速条件时，选择第二取样信号及运算参数分别做为取样信号及运算参数。然后以取样信号对马达装置的相位编码信号进行取样，以得到取样数值。之后根据取样数值及运算参数得到转速估算值。

Description

转速估算方法及应用其的电脑可读取媒体

本申请是申请人于2010年10月8日提交的、申请号为“201010509510.3”的、发明名称为“转速估算方法及应用其的电脑可读取媒体”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明是关于一种转速估算方法及其电脑可读取媒体，且特别是有关于一种应用于马达转速控制的转速估算方法及其电脑可读取媒体。

背景技术

在现有技术中，马达转速估算方法已存在，并广泛地应用在各种场合中。一般来说，马达上具有光电编码器，用以产生彼此具有90度相位差的相位编码信号A及相位编码信号B。举例来说，马达每旋转一圈，产生的相位编码信号A及B对应地触发M个脉波信号，M为大于1的自然数。在现有技术中，测频法(或称M法)及测周期法(或称T法)为目前常用的两种演算方法，用以根据此些脉波信号对应地估算马达的旋转速度。产生的转速估算值更可被用来对马达进行转速反馈控制。

然而，如何设计出具有转速估算范围较广且转速估算结果较为精准的转速估算方法，为业界不断致力方向之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种转速估算方法及应用其的电脑可读取媒体，相较于传统转速估算方法，本发明相关的转速估算方法及其电脑可读取媒体具有转速估算范围较广且转速估算结果较为精准的优点。

根据本发明的第一方面，提出一种转速估算方法与记载其的电脑可读取媒体，用以对马达装置进行转速估算。转速估算方法包括下列的步骤。首先提供第一及第二取样信号，第一及第二取样信号分别具有第一及第二取样频率，第一取样频率实质上大于第二取样频率。接着根据马达装置的最高转速信息及第一取样信号决定第一运算参数，并根据最高转速信息及第二取样信号决定第二运算参数。当马达装置的转速信息对应至第一转速条件时，选择第一取样信号及第一运算参数分别做为取样信号及运算参数。当转速信息达到第二转速条件时，选择第二取样信号及第二运算参数分别做为取样信号及运算参数。然后以取样信号对马达装置的待取样相位编码信号进行取样，以得到取样数值。之后根据取样数值及运算参数产生转速估算值。第一及该第二转速条件对应至不同的转速范围，第一转速条件的转速范围高于第二转速条件的转速范围。

根据本发明的第二方面，提出一种转速估算方法与记载其的电脑可读取媒体，用以对马达装置进行转速估算。转速估算方法包括下列的步骤。首先根据马达装置的最高转速信息及第一相位编码信号决定第一运算参数，并根据马达装置的最高转速信息及第二相位编码信号，决定第二运算参数，第一及第二相位编码信号分别具有不同的产生频率，第一相位编码信号的频率实质上小于第二相位编码信号的频率。当马达装置的转速信息达到第一转速条件时，选择第一相位编码信号及第一运算参数分别做为待取样相位编码信号及运算参数。当转速信息达到第二转速条件时，选择第二相位编码信号及第二运算参数分别做为待取样相位编码信号及运算参数。然后以取样信号对待取样相位编码信号进行取样以得到取样数值。之后根据取样数值及运算参数产生转速估算值。第一及第二转速条件对应不同转速范围，第一转速条件的转速范围是高于第二转速条件的转速范围。

根据本发明的第三方面，提出一种转速估算方法与记载其的电脑可读取媒体，用以对马达装置进行转速估算。转速估算方法包括步骤a至c。首先如步骤a，根据马达装置的最高转速信息及待取样相位编码信号决定运算参数。接着如步骤b，以取样信号对待取样相位编码信号进行取样以得到取样数值，其中步骤b中还包括子步骤b1至b5。首先如步骤b1提供第一及第二计数器，分别记录第一及第二计数值，在起始状态下，第一及第二计数值对应至终止计数值。接着如步骤b2，当接收到待取样相位编码信号时驱动第二计数器，使第二计数值等于第一计数值，并驱动第一计数器重置第一计数值为起始计数值。然后如步骤b3，当接收到取样信号时驱动第一计数器将第一计数值递增1。如步骤b4，当第一计数值等于最高计数值时驱动第一计数器终止步骤b3的操作，使第一计数值维持在最高计数值。如步骤b5，读取第二计数值做为取样数值。之后如步骤c，根据取样数值及运算参数产生转速估算值。

为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1绘示应用本发明实施例的转速估算方法的马达系统的方块图。

图2绘示依照本发明第一实施例的转速估算方法的流程图。

图3绘示本发明第一实施例的转速估算方法的部份流程图。

图4绘示是计数值CV1及CV2的数值变动示意图。

图5绘示依照本发明第一实施例的转速估算方法的另一流程图。

图6绘示依照本发明第一实施例的转速估算方法的再一流程图。

图7绘示依照本发明第二实施例的转速估算方法的一流程图。

图8绘示依照本发明第二实施例的转速估算方法的另一流程图。

图9绘示依照本发明第三实施例的转速估算方法的流程图。

具体实施方式

请参照图1，其绘示应用本发明实施例的转速估算方法的马达系统的方块图。举例来说，马达系统1中包括速度控制回路110、电流控制回路112、电压向量转换器114、电流向量转换器116、等效驱动系统118、信号反馈接口电路120、速度计算电路122及马达装置124。马达装置124包括光学编码器，用以产生相位编码信号。举例来说，马达装置124通过光学编码器产生相位编码信号A及相位编码信号B，其中相位编码信号A与B之间具有90度相位差。当马达装置124旋转一圈，相位编码信号A及B是对应地触发N个脉波周期信号，其中N为大于1的自然数。

速度计算电路122中包括处理器及电脑可读取媒体，此电脑可读取媒体用以记录对应至本发明实施例的转速估算方法的程序代码，而此处理器是存取此电脑可读取媒体，以执行本发明实施例的转速估算方法，来对马达装置124的转速进行估算。

进一步言，应用本发明的速度计算电路122执行的转速估算方法虽主要是针对传统的测周期法(或称T法)进行改良，使其可获得精准的转速估算值，然而其亦可整合现有的测频法(或称M法)，以根据测频法得到马达装置124的运转方向信息。更进一步的说，在得到马达装置124的运转方向信息的操作来说，速度计算电路122是根据马达装置124中的相位编码信号A及B的相位关系，藉此得到马达装置124的旋转方向信息。

以得到马达装置124的转速估算值的操作来说，其是以取样信号对相位编码信号A或B进行取样的方式，来得到对应的转速估算值。接下来是举若干实施例，以对本速度计算电路122所执行的测周期法的相关操作做进一步的说明。

第一实施例

本实施例的转速估算方法根据马达装置的转速信息，来选择多个取样信号其中之一，并据以对相位编码信号进行取样。请参照图2，其绘示依照本发明第一实施例的转速估算方法的流程图。首先如步骤(a)，速度计算电路122提供取样信号Ss1及Ss2，并据以对马达装置124中的光学编码器产生的相位编码信号A或B进行取样，以得到取样数值X。根据此取样数值及取样信号的周期时间，速度计算电路124可得到马达装置124旋转一圈的时间所需的时间，即是马达装置124的转速估算数值。取样信号Ss1及Ss2分别具有第一及第二取样频率，此第一取样频率实质上大于此第二取样频率。举例来说，速度计算电路122中包括复杂可编程逻辑装置(ComplexProgrammableLogicDevice，CPLD)，用以提供取样信号Ss1及Ss2并据以进行取样计时的操作。

接着如步骤(b)，速度计算电路122根据马达装置124的最高转速信息及取样信号Ss1决定运算参数P1，并根据此最高转速信息及取样信号Ss2决定运算参数P2。举例来说，速度计算电路122根据下列方程式计算运算参数P1及P2：

$P1=\frac{2^K}{T1\×\mathrm{Rs}\×N}$

$P2=\frac{2^K}{T2\×\mathrm{Rs}\×N}$

其中Rs为马达装置124的最高转速；T1及T2分别为取样信号Ss1及Ss2的周期时间；N为马达装置124每旋转一圈，其相位编码信号A或B对应触发的脉波周期数目；K为速度计算电路122中所欲得出的速度解析范围位数。

在一个操作实例中，马达装置124的最高转速为每秒4.167转(RevolutionperSecond，rps)；取样信号Ss1及Ss2分别对应至频率10百万赫兹(Megahertz，MHz)及19.53千赫兹(Kilohertz，KHz)，换言之，其分别具有100奈秒(Nanosecond，ns)的周期时间T1及51.2微秒(Microsecond，μs)的周期时间T2；每旋转一圈，此光学编码器产生的相位编码信号对应触发的脉波周期数目N为2048；速度计算电路122中所欲得出的速度解析范围位数K例如为15位。据此，速度计算电路122可根据前述方程式，得到运算参数P1及P2分别对应至数值3.84×10⁷及7.5×10⁴。

于步骤(b)之后，速度计算电路122得到马达装置124的转速信息。举例来说，此转速信息例如为速度计算单元122在前一次转速估算操作中得到的马达装置124的转速数值。

当此转速信息对应至第一转速条件时，本实施例的转速估算方法进入步骤(c)，速度计算电路122选择取样信号Ss1做为取样信号，并选择运算参数P1做为运算参数P。其中，此第一转速条件对应至马达装置124的第一转速范围。举例来说，此第一转速范围对应至每秒4.167转(rps)至每分钟4.46转(RevolutionPerMinute，rpm)。于步骤(c)之后是执行步骤(e)及(f)，速度计算电路122依序地根据此取样信号(即是取样信号Ss1)对马达装置124的相位编码信号进行取样以得到取样数值X，及根据取样数值X及运算参数P产生转速估算值Y。举例来说，速度计算电路122是根据下列方程式，来根据取样数值X及此运算参数产生转速估算值Y：

$Y=\frac{P}{X}=\frac{P1}{X}=\frac{3.84\×{10}^7}{X}---\left(1\right)$

当此转速信息对应至第二转速条件时，本实施例的转速估算方法进入步骤(d)，速度计算电路122选择取样信号Ss2做为此取样信号，并选择运算参数P2做为运算参数P。其中，此第二转速条件对应至马达装置124的第二转速范围，此第二转速范围是低于前述第一转速范围。举例来说，此第二转速范围对应至4.46rpm至0.0087rpm。于步骤(d)之后是执行步骤(e)及(f)，速度计算电路122依序地根据此取样信号(即是取样信号Ss2)对马达装置124的相位编码信号进行取样以得到取样数值X，及根据取样数值X及运算参数P产生转速估算值Y。举例来说，速度计算电路122是根据下列方程式，来根据取样数值X及此运算参数产生转速估算值Y：

$Y=\frac{P}{X}=\frac{P2}{X}=\frac{7.5\×{10}^4}{X}$

如此，本实施例的速度计算电路122可根据马达装置124对应至不同数值范围的转速，以不同频率的取样信号Ss1及Ss2来进行相位编码信号的取样操作。如此，相较于应用传统转速估算方法的速度计算电路，本实施例的速度计算电路122可有效地在缓存器的长度及相位编码信号的频率固定的情况下，提供更宽广的转速估算范围。

请参照图3，其绘示本发明第一实施例的转速估算方法的部份流程图。举例来说，本实施例的转速估算方法的步骤(e)中包括步骤(e1)至(e5)。首先如步骤(e1)，速度计算电路122中具有X位的第一计数器及第二计数器，其分别记录计数值CV1及CV2。举例来说，X等于16。在起始状态下，计数值CV1及CV2等于终止计数值，其例如对应至此第一及此第二计数器的一最高计数数值(FFFF)^- ₁₆，如图4所示。

步骤(e1)之后还包括步骤(e2)，当接收到相位编码信号时，速度计算电路122驱动此第二计数器，使计数值CV2等于计数值CV1，并驱动此第一计数器，重置计数值CV1为起始计数值(0000)₁₆。于此实施例中，该相位编码器信号的接收是接收其前缘(FrontEdge)，例如是上升缘(RisingEdge))ED1，然而并不以此为限。

步骤(e1)之后还包括步骤(e3)，当接收到此取样信号(即是取样信号Ss1及Ss2其中之一)时，速度计算电路122驱动此第一计数器将计数值CV1递增1。于此实施例中，该相位编码器信号的接收是接收其前缘(FrontEdge)，例如是上升缘(RisingEdge))ED1，然而并不以此为限。其中，步骤(e2)及(e3)间的次序关系及操作次数是因马达装置124的运转状况而不同。举例来说，当马达装置124正常运转时，于步骤(e1)之后是执行步骤(e2)，并于步骤(e2)之后执行多次步骤(e3)；而在多次步骤(e3)的执行操作后，本实施例的转速估算方法再一次地执行步骤(e2)，藉此记录两个相位编码信号之间取样信号的触发次数，此取样信号的触发次数，即对应至多少个取样信号的周期时间，亦代表在运转中的马达装置124旋转N分之一圈所需的时间。

在步骤(e3)之后，当计数值CV1等于最高计数值时执行步骤(e4)，速度计算电路122驱动此第一计数器终止步骤(e3)的操作，使计数值CV1维持在最高计数值(FFFF)₁₆。

速度计算电路122更执行步骤(e5)，以读取第二计数值CV2做为取样数值X。

在本实施例中虽仅以步骤(e3)之后执行步骤(e4)的情形为例做说明，然而，本实施例的转速估算方法并不局限于此。在其它例子中，马达装置124的转速较高，而计数值CV1在递增至其的最高计数值前便因步骤(e2)的触发而重置。换言之，步骤(e3)之后亦可重复步骤(e2)或直接执行步骤(e5)，而不执行步骤(e4)的操作。

在本实施例中，虽仅以步骤(e4)之后执行步骤(e5)的情形为例做说明，然而，本实施例的转速估算方法并不局限于此。在其它例子中，步骤(e5)转速估算方法亦可在步骤(e3)之后或(e4)之后执行。

通过前述速度计算电路122对此第一及此第二计数器的控制，速度计算电路122还可根据参考计数值CV1及CV2的数值，来判断此时马达装置124的转速变化情形。举例来说，当计数值CV1及VC2等于数值(FFFF)₁₆时，表示马达装置124的起始转速及目前转速均为0，换言之，马达装置124尚未开始进行转动；当计数值CV1等于数值(FFFF)₁₆且计数值CV2等于数值(FFFF)₁₆以外的数值时，表示马达装置124曾经具有不等于0的转动速度，而后其的转动速度又趋近数值0。

在本实施例中，虽仅以速度计算电路122根据马达装置124的此转速信息对应至此第一或此第二转速条件的判断条件，选择性地提供不同操作频率的取样信号Ss1及Ss2来进行相位编码信号的取样操作的情形为例做说明，然而，本实施例的速度计算电路122并不局限于此。举例来说，在步骤(a)及(b)中，速度计算电路122还可提供具有第三取样频率(取样信号Ss2的第二取样频率实质上大于此第三取样频率)的取样信号Ss3及根据马达装置124的最高转速信息及取样信号Ss3决定运算参数P3；而本实施例的速度计算电路122所执行的转速估算方法还可执行步骤(g)，以针对马达装置124的此转速信息设定三个或三个以上的转速条件，并选择性地提供三个或三个以上具有不同操作频率的取样信号，来进行相位编码信号的取样操作，如图5所示。这样一来，通过设定数量更多的转速条件，本实施例的速度计算电路122可实现出更为宽广的转速估算范围。

在本实施例中，虽仅以速度计算电路122使用多个不同操作频率的取样信号来对单一个相位编码信号进行取样操作的情形为例做说明，然，本发明实施例的速度计算电路122并不局限于此，而还可同时应用多个不同操作频率的取样信号来对多个不同操作频率的相位编码信号进行取样操作。

举例来说，本实施例的马达装置124还用以提供相位编码信号PHC1，而速度计算电路122根据相位编码信号PHC1产生对应至不同操作频率的相位编码信号PHC2，其中相位编码信号PHC1的操作频率实质上小于相位编码信号PHC2的操作频率。在一个操作实例中，相位编码信号PHC1为马达装置124产生的相位编码信号A及相位编码信号B(两相位编码信号之间具有90度相位差)其中之一，而相位编码信号PHC2为速度计算电路122根据相位编码信号A及B产生的四倍频相位编码信号，且相位编码信号PHC1及PHC2的零度相位是触发于相同的时点。

请参照图6，其绘示依照本发明第一实施例的转速估算方法的再一流程图。不同于图2所示的流程图，在步骤(b')中，速度计算电路122根据马达装置124的最高转速信息、取样信号Ss1及相位编码信号PHC1，来决定运算参数P1，并根据此最高转速信息、取样信号Ss2及相位编码信号PHC2决定运算参数P2。举例来说，速度计算电路122根据下列方程式计算运算参数P1及P2：

$P1=\frac{2^K}{T1\×\mathrm{Rs}\×N1}$

$P2=\frac{2^K}{T2\×\mathrm{Rs}\×N2}$

其中Rs为马达装置124的最高转速；T1及T2分别为取样信号Ss1及Ss2的周期时间；N1及N2分别为马达装置124每旋转一圈，其的相位编码信号PHC1及PHC2对应触发的脉波周期数目，举例来说，N2例如等于4N1；K为速度计算电路122中所欲得出的速度解析范围位数。

当此转速信息对应至第一转速条件时，转速估算方法进入步骤(c')，速度计算电路122选择取样信号Ss1做为取样信号、选择相位编码信号PHC1做为待取样相位编码信号、并选择运算参数P1做为运算参数P。当此转速信息对应至第二转速条件时，转速估算方法进入步骤(d')，速度计算电路122选择取样信号Ss2做为此取样信号、选择相位编码信号PHC2做为待取样相位编码信号、并选择运算参数P2做为运算参数P。

这样一来，通过多个不同操作频率的取样信号及多个不同操作频率的相位编码信号间的多种排列组合，可对应出多个不同的转速估算范围。据此，本实施例的速度计算电路122可实现出更为宽广的转速估算范围。

举例来说，本实施例的转速估算方法可以程序代码的型态建于电脑可读取媒体内，如此，对应的处理器可通过读取并加载前述程序代码，来实现本发明前述转速估算方法。

第二实施例

本实施例的转速估算方法根据马达装置的转速信息来选择多个相位编码信号其中之一，并根据单一个取样信号来对此多个相位编码信号其中之一进行取样，据此，本实施例的转速估算方法亦可通过前述多个相位编码信号的选择操作，实现出较为宽广的转速估算范围。

举例来说，本实施例的马达装置124还用以提供相位编码信号PHC1，而速度计算电路122根据相位编码信号PHC1产生对应至不同操作频率的相位编码信号PHC2，其中相位编码信号PHC1的操作频率实质上小于相位编码信号PHC2的操作频率。

在一个操作实例中，相位编码信号PHC1为马达装置124产生的相位编码信号A及相位编码信号B(两相位编码信号之间具有90度相位差)其中之一，而相位编码信号PHC2为速度计算电路122根据相位编码信号A及B产生的四倍频相位编码信号，且相位编码信号PHC1及PHC2的零度相位是触发于相同的时点。

请参照图7，其绘示依照本发明第二实施例的转速估算方法的流程图。首先如步骤(b)，速度计算电路122根据马达装置124的此最高转速信息及相位编码信号PHC1决定运算参数P1'，并根据此最高转速信息及相位编码信号PHC2决定运算参数P2'。举例来说，于步骤(b)中，速度计算电路122是根据下列方程式来计算运算参数P1'及P2'：

${P1}^{\′}=\frac{2^K}{T1\×\mathrm{Rs}\×N1}$

${P2}^{\′}=\frac{2^K}{T1\×\mathrm{Rs}\×N2}$

其中Rs为马达装置124的最高转速；T1为取样信号Ss1的周期时间；N1及N2为马达装置124每旋转一圈，相位编码信号PHC1及PHC2对应触发的脉波周期数目；K为速度计算电路122中用来记录此取样数值的缓存器位数。在马达装置124的最高转速为4.167rps；取样信号Ss1对应至100ns的周期时间T1；每旋转一圈，相位编码信号PCH1及PCH2对应触发的脉波周期数目N1及N2分别为2048及2048×4，即是相位编码信号PCH2为相位编码信号PCH1的四倍频信号；数值K等于15的例子中，运算参数P1'及P2'分别对应至数值3.84×10⁷及0.96×10⁷。

当此转速信息对应至第一转速条件时，本实施例的转速估算方法进入步骤(c)，速度计算电路122选择相位编码信号PHC1做为待取样的相位编码信号，并以运算参数P1'做为运算参数。其中，此第一转速条件对应至马达装置124的第一转速范围。于步骤(c)之后是执行步骤(e)及(f)，速度计算电路122依序地根据此取样信号对马达装置124的相位编码信号PHC1进行取样以得到取样数值X，及根据取样数值X及运算参数P产生转速估算值Y。其中步骤(e)及(f)中的操作实质上分别与图2中的步骤(e)及(f)相同，于此，并不再对其进行赘述。

当此转速信息对应至第二转速条件时，本实施例的转速估算方法进入步骤(d)，速度计算电路122选择相位编码信号PHC2做为待取样的相位编码信号，并以运算参数P2'做为运算参数。其中，此第二转速条件对应至马达装置124的第二转速范围。于步骤(d)之后是执行步骤(e)及(f)，速度计算电路122依序地根据此取样信号对马达装置124的相位编码信号PHC2进行取样以得到取样数值X，及根据取样数值X及运算参数P产生转速估算值Y。其中步骤(e)及(f)中的操作实质上分别与图2中的步骤(e)及(f)相同，于此，并不再对其进行赘述。

如此，本实施例的速度计算电路122可根据马达装置124对应至不同数值范围的转速，以不同频率的相位编码信号PHC1及PHC2做为待取样的相位编码信号。如此，相较于应用传统转速估算方法的速度计算电路，本实施例的速度计算电路122可有效地在缓存器的长度及相位编码信号的频率固定的情况下，提供更宽广的转速估算范围。

请参照图8，其绘示依照本发明第二实施例的转速估算方法的流程图。相似于前述图5所示的转速估算方法，速度计算电路122亦可根据相位编码信号PHC1产生两个或两个以上的倍频相位编码信号，而本实施例的速度计算电路122所执行的转速估算方法还可执行步骤(g)，以针对马达装置124的此转速信息设定三个或三个以上的转速条件，并选择性地应用此三个或三个以上具有不同操作频率的相位编码信号做为待取样的相位编码信号。这样一来，通过设定数量更多的转速条件，本实施例的速度计算电路122可实现出更为宽广的转速估算范围。

相似于第1实施例中与图3相关的叙述，本实施例的转速估算方法中的步骤(e)亦可包括子步骤(e1)-(e5)。

通过前述速度计算电路122对此第一及此第二计数器的控制，速度计算电路122还可根据参考计数值CV1及CV2的数值，来判断此时马达装置124的转速变化情形。举例来说，当计数值CV1及VC2等于数值(FFFF)₁₆时，表示马达装置124的起始转速及目前转速均为0，换言的，马达装置124尚未开始进行转动；当数字值CV1等于数值(FFFF)_16且数字值CV2等于数值(FFFF)₁₆以外的数值时，表示马达装置124曾经具有不等于0的转动速度，而后其的转动速度又趋近数值0。

在本实施例中，虽仅以速度计算电路122使用单一个操作频率的取样信号来对多个相位编码信号其中一进行取样操作的情形为例做说明，然而，本发明实施例的速度计算电路122并不局限于此，而还可同时应用多个不同操作频率的取样信号来对多个不同操作频率的相位编码信号进行取样操作，如第一实施例中相关于图6所示的流程步骤。

举例来说，本发明前述转速估算方法可以程序代码的型态建于电脑可读取媒体内，如此，对应的处理器可通过读取并加载前述程序代码，来实现本发明前述转速估算方法。

第三实施例

本实施例的转速估算方法应用两个计数器，来对马达装置进行转速估算操作。请参照图9，其绘示依照本发明第三实施例的转速估算方法的流程图。首先如步骤(a)，速度计算电路122根据马达装置124的最高转速信息及取样信号Ss决定运算参数P。

接着如步骤(b)，速度计算电路122依序地根据此取样信号Ss对马达装置124的相位编码信号进行取样，以得到取样数值X。之后如步骤(c)，速度计算电路122根据取样数值X及运算参数P产生转速估算值。

举例来说，步骤(b)还包括步骤(b1)-(b5)。首先如步骤(b1)，提供具有z个位的第一计数器及第二计数器，分别记录计数值CV1及计数值CV2。举例来说，z等于16。在起始状态下，计数值CV1及CV2等于终止计数值，其例如对应至此第一及此第二计数器的一最高计数数值(FFFF)^- ₁₆，如图4所示。

步骤(b1)之后还包括步骤(b2)，当接收到相位编码信号时，速度计算电路122驱动此第二计数器，使计数值CV2等于计数值CV1，并驱动此第一计数器，重置计数值CV1为起始计数值(0000)₁₆。于此实施例中，该相位编码器信号的接收是接收其前缘，例如是上升缘ED1，然并不以此为限。

步骤(b1)之后还包括步骤(b3)，当接收到此取样信号时，速度计算电路122驱动此第一计数器将计数值CV1递增1。于此实施例中，该相位编码器信号的接收是接收其前缘，例如是上升缘ED1，然并不以此为限。其中，步骤(b2)及(b3)间的次序关系及操作次数是因马达装置124的运转状况而不同。举例来说，当马达装置124正常运转时，于步骤(b1)之后是执行步骤(b2)，并于步骤(b2)之后执行多次步骤(b3)；而在多次步骤(b3)的执行操作后，本实施例的转速估算方法再一次地执行步骤(b2)，藉此记录两个相位编码信号之间取样信号的触发次数，此取样信号的触发次数，即对应至多少个取样信号的周期时间，亦代表在运转中的马达装置124旋转N分的一圈所需的时间。

在步骤(b3)之后，当计数值CV1等于最高计数值时执行步骤(b4)，速度计算电路122驱动此第一计数器终止步骤(b3)的操作，使计数值CV1维持在最高计数值(FFFF)₁₆。

速度计算电路122还执行步骤(b5)，以读取计数值CV2做为取样数值X。

在本实施例中虽仅以步骤(b3)之后执行步骤(b4)的情形为例做说明，然而，本实施例的转速估算方法并不局限于此。在其它例子中，马达装置124的转速较高，而计数值CV1在递增至其的最高计数值前便因步骤(b2)的触发而重置。换言之，步骤(b3)之后亦可重复步骤(b2)或直接执行步骤(b5)，而不执行步骤(b4)的操作。

在本实施例中，虽仅以步骤(b4)之后执行步骤(b5)的情形为例做说明，然，本实施例的转速估算方法并不局限于此。在其它例子中，步骤(b5)转速估算方法亦可在步骤(b3)之后或(b4)之后执行。

在本实施例中，于步骤(a)之前还包括步骤(d)、(e)、(f)、(g)，而其分别与图2中的步骤(a)、(b)、(c)、(d)具有实质上相对应的操作，于此并不再对其进行赘述(图未示)。在本实施例中，于步骤(a)之前亦可包括步骤(d')、(e')、(f')，其分别与图7中的步骤(b)、(c)、(d)具有实质上相对应的操作，于此并不再对其进行赘述(图未示)。

本实施例的转速估算方法是选择定应用一个或多个不同操作频率的取样信号，来对一个或多个不同操作频率的相位编码信号进行取样操作。据此，相较于传统转速估算方法，本实施例的转速估算方法具有转速估算范围较广的优点。

另外，本实施例的转速估算方法更有效地整合测频法及测周期法，来有效地得到马达装置的旋转方向信息及其的转速估算值，据此，相较于传统转速估算方法，本实施例的转速估算方法更具有可整合测频法及测周期法，以得到更为精确的马达装置旋转操作信息的优点。

再者，由于本实施例的转速估算方法是应用测周期法来计算马达装置的转速估算值。参考本发明所举的实施例的方程式可知，本实施例的转速估算值的表达式中并未包括相关于速度计算电路的工作频率的因子。据此，转速估算值的涟波(Ripple)值不会因为提高速度计算电路的操作频率(以提升高速度计算电路的操作速度)而提升。据此，相较于传统转速估算方法，本实施例的转速估算方法还具有可在相同的操作速度的条件下，提供具有较低涟波值且更为精确的马达装置转速估算值的优点。另外，本发明中所称的马达装置，其包含一般泛称的内转子马达、外转子马达、风力发电机、车用马达等常见的电动机装置。

另外，本发明虽主要是采用测周期法以计算马达速度，熟悉此技术领域者，亦可轻易将其与频率法做结合，利用频率法来补强周期法的无法判断方向性的不足，另外，此发明虽可大幅提升周期法的速度量测范围以及精准度，然而因周期法主要用于中低速度量测，故本发明亦可通过与频率法的结合，使高速时切换至频率法，使本发明的应用范畴更加广泛与实用。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种等同的改变或替换。因此，本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求范围所界定的为准。

Claims (1)

1.一种转速估算方法，用以对一马达装置进行转速估算，该转速估算方法包括：

(a)根据该马达装置的一最高转速信息及一待取样相位编码信号，决定一运算参数；

(b)以一取样信号对该待取样相位编码信号进行取样，以得到一取样数值，其中步骤(b)中还包括：

(b1)提供一第一计数器及一第二计数器，分别记录一第一计数值及一第二计数值，该第一及该第二计数值对应至一终止计数值；

(b2)当接收到该待取样相位编码信号时，驱动该第二计数器，使该第二计数值等于该第一计数值，并驱动该第一计数器，重置该第一计数值为一起始计数值；

(b3)当接收到该取样信号，驱动该第一计数器，将该第一计数值递增1；

(b4)当该第一计数值等于一最高计数值时，驱动该第一计数器终止步骤(b3)的操作，使该第一计数值维持在该最高计数值；及

(b5)读取该第二计数值做为该取样数值；以及

(c)根据该取样数值及该运算参数产生一转速估算值。