JP2968418B2 - 速度検出装置 - Google Patents

速度検出装置

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JP2968418B2 JP17274593A JP17274593A JP2968418B2 JP 2968418 B2 JP2968418 B2 JP 2968418B2 JP 17274593 A JP17274593 A JP 17274593A JP 17274593 A JP17274593 A JP 17274593A JP 2968418 B2 JP2968418 B2 JP 2968418B2
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、速度検出装置に関す
る。更に詳述すると、本発明は、速度検出装置の低消費
電流化に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の速度検出装置は、主に、
エンコーダと、基準クロック発生回路と、カウンタとを
備え、エンコーダからの出力パルスを分周器で分周して
前記カウンタに入力し、かつ前記基準クロック発生回路
からの基準クロックを同カウンタに与え、同カウンタに
おいて前記出力パルスの間隔を前記基準クロックでもっ
て計数し、その計数値により速度信号を得る装置として
提案されている(特開平1−276071号参照)。
【0003】このような速度検出装置によれば、前記エ
ンコーダで検出した出力パルスの時間間隔を前記カウン
タで正確に測定でき、その時間間隔の計測値の逆数をも
って速度信号を得ることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この速
度検出装置にあっては、前記エンコーダからの出力パル
スの有無にかかわらず、基準クロック発生回路から常に
基準クロックが流入していることから、被測定体が停止
状態であっても当該カウンタの内部回路の一部が動作を
し続けるとともに、当該カウンタ内部の静電容量等によ
り基準クロックが流れて消費電流が大きくなってしまっ
ていた。したがって、電池を電源として上記速度検出装
置を組み込む場合には、はなはだ不利になっていた。
【0005】本発明は、上述した欠点を解消し、低消費
電流を可能とした速度検出装置を提供することを目的と
する。
【0006】
【0007】
【0008】
【課題を解決するための手段】上 記目的を達成するため
に、請求項記載の発明による速度検出装置は、被測定
体の位置あるいは速度に応じたパルスを出力するセンサ
と、基準クロックを発生する基準クロック発生回路と、
センサから同一回転方向に所定数のパルスが連続的に入
力されたときに検出パルスを出力する振動除去回路と、
振動除去回路から出力されるパルスの時間間隔を、基準
クロック発生回路からの基準クロックを基に測定するカ
ウンタとを備え、カウンタからの計測値を基に速度信号
を得るようにしている。
【0009】また、振動除去回路は、時計回り検出パル
スあるいは反時計回り検出パルスにより動作するフリッ
プフロップと、時計回り検出パルス及び当該時計回り検
出パルスで反転する側の出力信号の論理積をとる第一論
理積回路と、反時計回り検出パルス及び当該反時計回り
検出パルスで反転する側の出力信号の論理積をとる第二
論理積回路と、各論理積回路の出力の論理和をとる論理
和回路とを備えたものとすることが望ましい。
【0010】
【0011】
【作用】請 求項記載の発明では、被測定体の位置ある
いは速度を測定できるセンサからの出力パルスから振動
除去回路により振動状態が検出されないときであって、
時計回りあるいは反時計回りに一定角度以上回転し始め
ない限り、即ち所定パルス数以上連続的にパルスが得ら
れない限り振動除去回路から検出パルスが出力されない
ようにし、速度検出を開始しないようにした。したがっ
て、確実に速度検出が必要なときまで、基準クロック信
号がカウンタ等に供給されないことになる。
【0012】
【実施例】以下、本発明について図示の実施例を参照し
て説明する。
【0013】図1に、本発明の速度検出装置の実施例を
示す。この速度検出装置は、センサ素子2とパルス発生
回路3とから成り被測定体10の動きに応じたパルスを
出力するセンサ1、振動除去回路4、基準クロック発生
回路5、クロックゲート6、カウンタ7、ホールド回路
8及び変換回路9から構成されている。
【0014】センサ素子2は、例えば磁気抵抗素子など
の磁気センサで構成されており、被測定体10に設けた
磁極が回転することにより、回転速度に応じたA相及び
B相(A相とは90度位相が異なる信号)の検出信号を
出力する。このセンサ素子2はパルス発生回路3に接続
されており、A相検出信号及びB相検出信号をパルス発
生回路3に供給して被測定体10の動きに応じたパルス
を出力するセンサ1を構成している。
【0015】パルス発生回路3は、与えられたA相検出
信号及びB相検出信号を基に時計回り(以下、CWと略
称する)のパルス、反時計回り(以下、CCWと略称す
る)のパルスを形成して出力するような回路構成となっ
ている。このパルス発生回路3は、振動除去回路4に接
続されており、CWパルス及びCCWパルスを振動除去
回路4に導入できるように設けられている。CWパルス
及びCCWパルスはいずれの回転方向においてもA相の
立ち上がりエッジにおいてA相、B相の論理積の条件で
所定の幅のパルスを出力する。
【0016】振動除去回路4は、被測定体10の動作方
向が反転した最初のnパルスは振動とみなして検出パル
スSpを発生させないようにする回路であり、例えば入
力されたCWパルス及びCCWパルスを基に、CWパル
スからCCWパルスあるいはCCWパルスからCWパル
スに変わったときから所定パルス数n(本実施例の場
合、最初のパルス)を除去できるとともに、CWパルス
・CCWパルス間で往来する振動が発生しても当該振動
を除去できるようになっており、かつ所定パルス数を越
えた後のこれらCWパルス及びCCWパルスを検出パル
スSpとして出力できるように設けられている。この振
動除去回路4の出力は、クロックゲート6のゲート開制
御端子、カウンタ7のリセット端子及びホールド回路8
の制御端子に接続されており、振動除去回路4からの検
出パルスSpをクロックゲート6のゲート開制御端子、
カウンタ7のリセット端子及びホールド回路8の制御端
子に供給できる。
【0017】基準クロック発生回路5は、基準クロック
Ckを発生できる回路である。基準クロック発生回路5
の出力端子はクロックゲート6の入力端子に接続されて
おり、基準クロックCkをクロックゲート6に入力する
ようになっている。
【0018】クロックゲート6は、検出パルスSpによ
りゲートを開いて基準クロック発生回路5からの基準ク
ロック信号Ckをカウンタ7に入力できるとともに、ゲ
ート閉信号 によりゲートを閉じて基準クロック発生
回路5からの基準クロック信号Ckをカウンタ7に供給
しないようにしている。
【0019】カウンタ7は、リセット端子に入力された
検出パルスSpによりカウント値がゼロになった後にカ
ウントを開始し、オーバーフロー信号(キャリー)をゲ
ート閉信号SL としてクロックゲート6へ出力する。こ
こで、オーバーフロー信号SL は、クロックゲート6を
閉じカウンタ7へのクロック供給を止めるためのもの
で、ある設定した値でも良い。即ち、ある速度以下では
その速度情報に意味がない場合、その速度以下になるよ
うなカウンタ値ではカウンタを停止してしまうようにし
ても良い。また、このカウンタ7の出力端子は、ホール
ド回路8の入力端子に接続されており、カウンタ7のカ
ウント値をホールド回路8に与えられるようになってい
る。
【0020】ホールド回路8は、検出パルスSpが入力
されたときにおけるカウンタ7のカウント値をホールド
し、次に検出パルスSpが入力されるまでカウント値を
保持している。このホールド回路8の出力は変換回路9
の入力に接続されており、ホールド回路8のホールド値
を変換回路9に与える。
【0021】変換回路9は、ホールド値から速度信号に
変換して出力できる回路である。
【0022】図2に、上記実施例における振動除去回路
の具体的構成の一例を示す。
【0023】図2に示す振動除去回路4は、J−Kフリ
ップフロップ41、第一の論理積回路42、第二の論理
積回路43、論理和回路44とによって次のように構成
されている。パルス発生回路3からのCWパルスは、J
−Kフリップフロップ41のJ入力端子及び第一の論理
積回路42の入力端子に入力されている。また、パルス
発生回路3からのCCWパルスは、J−Kフリップフロ
ップ41のK入力端子、及び第二の論理積回路43の入
力端子に入力されている。第一の論理積回路42及び第
二の論理積回路43からの出力信号は、論理和回路44
からの各入力端子に入力されている。論理和回路44の
出力端子からは、検出パルスSpが出力される。なお、
J−Kフリップフロップ41のクロック入力端子には、
基準クロック信号Ckが供給されるようになっている。
【0024】上述した実施例の作用を以下に説明する。 <図1に示す実施例の動作>まず、図1における実施例
の動作を、図3のタイミングチャートを参照して説明す
る。なお、図3においては、横軸の時間tに対して、縦
軸に、A相検出信号、B相検出信号、パルス発生回路3
からのCWパルス及びCCWパルス、カウンタ7のカウ
ント値、カウンタ7のオーバーフロー信号、クロックゲ
ート6の出力がそれぞれ示されている。
【0025】被測定体10が回転すると、被測定体10
に設けた磁石からの磁束の変化により、センサ素子2か
らA相検出信号及びB相検出信号が出力される。これら
A相検出信号及びB相検出信号は、パルス発生回路3に
入力されてこれらA相検出信号及びB相検出信号を基に
CWパルス、CCWパルスが形成される。このパルス発
生回路3からのCWパルス、CCWパルスは、振動除去
回路4に入力される。
【0026】振動除去回路4は、入力されたCWパルス
及びCCWパルスを基に、CWパルスからCCWパルス
あるいはCCWパルスからCWパルスに変わったときか
ら所定パルス数例えば最初のパルスを除去するととも
に、CWパルス・CCWパルス間で往来する振動が発生
しても当該振動を除去する。そして、反転時の除去動作
後あるいは振動のないときに、振動除去回路4は、これ
らCWパルス及びCCWパルスから検出パルスSpを出
力する。この振動除去回路4の検出パルスSpは、クロ
ックゲート6のゲート開制御端子、カウンタ7のリセッ
ト端子及びホールド回路8の制御端子にそれぞれ供給さ
れる。
【0027】この検出パルスSpが、例えば時刻t0
おいて、カウンタ7をリセットすると共にクロックゲー
ト6のゲートを開くと、カウンタ7には、基準クロック
発生回路5からクロックゲート6を介して基準クロック
信号Ckが入力される。そして、カウンタ7は、時刻t
0 以降、基準クロック信号Ckをカウントしてゆく。
【0028】カウンタ7のカウント値は、刻々とホール
ド回路8に入力されており、時刻t 1 において、再び振
動除去回路4から検出パルスSpが入力されると、この
時点(時刻t1 )でのカウント値はホールド回路8で保
持され、かつカウンタ7はリセットされることになる。
また、このとき、クロックゲート6には、ゲート閉信号
L が入力されていないのでクロックゲート6のゲート
が開いたままであるが、仮にクロックゲート6のゲート
が閉じていても、検出パルスSpによりゲートが開くこ
とになる。したがって、カウンタ7は、再び時刻t1
降、基準クロック信号Ckをカウントすることになる。
【0029】そして、ホールド回路8でホールドされた
値は、変換回路9に入力される。変換回路9では、入力
された値について、例えば逆数をとって速度信号に変換
して出力する。
【0030】一方、カウンタ7は、時刻t1 以降、基準
クロック信号Ckを再びカウントしてゆく。このカウン
タ7のカウント値は、刻々とホールド回路8に入力され
ており、時刻t2 において、再び、振動除去回路4から
検出パルスSpが入力されると、この時点(時刻t2
のカウント値はホールド回路8で保持され、かつこの時
点(時刻t2 )でカウンタ7はリセットされることにな
る。そして、ホールド回路8でホールドされた値は、変
換回路9に入力され、変換回路9において当該値の逆数
をとって速度信号に変換し出力する。上述した動作は、
時刻t2 〜時刻t3 でも同様である。
【0031】ここで、例えば時刻t4 に達しても、検出
パルスSpの入力がないときには、当該カウンタ7は、
カウント値がオーバーフローすることになり、カウンタ
7が自身をリセットするとともに、オーバーフロー信号
を出力する。このオーバーフロー信号は、クロックゲー
ト6にゲート閉信号SL として入力される。これによ
り、クロックゲート6は、ゲートを閉じる。
【0032】したがって、クロックゲート6に検出パル
スSpが再び入力されるまでは(時刻t5 に達するまで
は)、カウンタ7には、基準クロック信号Ckが入力さ
れることがない(図3参照)。これにより、カウンタ7
の内部の一部回路も動作せず、また基準クロック信号C
kもカウンタ7の内部の静電容量の影響を受けないこと
になる。この結果、省電流化が図れることになる。
【0033】なお、上記実施例において、カウンタ7か
らのオーバーフロー信号あるいはカウンタ7の一定のカ
ウント値をゲート閉信号SL としたが、このゲート閉信
号SL を低速センサと高速センサの切り換えに用いるこ
ともできる。また、速度検出装置からの速度信号等を用
いて、極めて低速で回転している場合(停止も含む)に
は、速度検出を止めるようにして、低消費電流を図るこ
とができる。
【0034】<振動除去回路4の詳細な動作について>
次に、図2に示す振動除去回路4の動作について、図4
のタイミングチャートを参照しながら説明する。この図
4では、横軸に示す時間tに対して、縦軸には、基準ク
ロック信号Ck、CWパルス、CCWパルス、J−Kフ
リップフロップ41のQ出力信号、第一の論理積回路4
2の出力信号Sa、第二の論理積回路43の出力信号S
b、及び論理和回路44の出力信号Scがそれぞれ示さ
れている。
【0035】時刻t10において、J−Kフリップフロッ
プ41のQ出力は、不定であるので、図では、×××で
示している。
【0036】このような状態で、時刻t11に達すると、
CWパルスが“1”であるから、基準クロック信号Ck
の立ち上がりで、J−Kフリップフロップ41のQ出力
が“1”に反転等する。しかしながら、J−Kフリップ
フロップ41のQ出力が“1”に反転等した直後にCW
パルスが“0”となっているから、第一の論理積回路4
2の出力信号Saは、“0”の状態になる。したがっ
て、論理和回路44の出力信号Scも、“0”のままと
なる。
【0037】その後、時刻t12に達し、時刻t12〜時刻
13までの間CWパルスが“1”となり、J−Kフリッ
プフロップ41のQ出力が“1”であるので、時刻t12
〜時刻t13では第一の論理積回路42の出力信号Saが
“1”となる。したがって、論理和回路44から出力さ
れる信号Scは、“1”を出力することになる。
【0038】同様に、時刻t14に達し、時刻t14〜時刻
15までの間CWパルスが“1”となり、J−Kフリッ
プフロップ41のQ出力が“1”であるので、時刻t14
〜時刻t15では第一の論理積回路42の出力信号Saが
“1”となる。したがって、論理和回路44から出力さ
れる信号Scは、“1”を出力することになる。
【0039】ところで、時刻t15以降において、センサ
素子2が被測定体10の反転を検出し、時刻t16にCW
パルスからCCWパルスを発生したとする。このとき
に、CCWパルスが“1”でないので、基準クロック信
号Ckの立ち上がりでも、J−Kフリップフロップ41
のQ出力は反転しない。
【0040】しかしながら、時刻t17で基準クロック信
号Ckが立ち上がると、このときにはCCWパルスは
“1”であるため、J−Kフリップフロップ41のQ出
力は反転し、“0”となる(時刻t18)。したがって、
J−Kフリップフロップ41の反転Q出力は、“1”と
なって、時刻t19〜t20の期間CCWパルスが“1”と
なって、第二の論理積回路43の出力信号Sbが“1”
となるので、論理和回路44の信号Scは“1”となる
(時刻t19〜t20)。このことは、例えば被測定体10
が時計回りに回転していて、これが反転して反時計回り
に回転した際に、センサ2から最初に出力されるパルス
(即ち、所定数のパルス)を削除することを意味してい
る。
【0041】このような動作を行うことにより、例えば
CCWパルスからCWパルスに反転し、直ちにCWパル
スからCCWパルスに反転するという振動状態において
も(時刻t20〜t26の期間)、第一の論理積回路42及
び第二の論理積回路43から出力信号Sa,Sbが出力
されることがない。これは、CCWパルスからCWパル
スに反転した最初のパルスは(時刻t21〜t22)、上述
したように動作することにより削除されることから、第
一の論理積回路42からの出力信号Saが発生せず(時
刻t21〜t23)、同様に、CWパルスからCCWパルス
に反転した最初のパルスは(時刻t24〜t25)、上述し
たように動作することにより削除されることから、第二
の論理積回路43からの出力信号Sbが発生しない(時
刻t24〜t26)。したがって、論理和回路44の信号S
cは”0”となる。
【0042】上述したように、図2に示す振動除去回路
4は動作するので、CCWパルスとCWパルスとの間で
反転を繰り返すような振動状態になったときにでも、論
理和回路44から検出パルスSp(信号Sc)が出力さ
れることがない。
【0043】そして、この振動除去回路4は、被測定体
10が振動していず、CWあるいはCCWに一定パルス
値以上(実施例では、2パルス以上)回転し始めてから
検出パルスSp(信号Sc)が出力されるため、速度検
出装置としては、その検出パルスSpがくるまで速度検
出を開始しないので、消費電流を下げることができるも
のである。
【0044】以上説明したように本実施例では、被測定
体10を回転する装置とし、その回転をセンサ2で測定
する回路で説明したが、本発明は、これに限定されるこ
となく、他の例にも適用できる。
【0045】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、本実施例ではセンサ1のパルスを振動除去
回路に通してから振動成分を除去した検出パルスSpと
してクロックゲート6に入力するようにしているが、セ
ンサ1のパルスをクロックゲート6に直接入力してこの
センサ1からのパルスでクロックゲート6を開き、カウ
ンタ7からのゲート閉信号SL でゲートを閉じるように
しても良い。
【0046】
【0047】
【発明の効果】 以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、 被測定体の位置あるいは速度を測定できるセ
ンサからの出力パルスに基づき振動状態を検出しないと
き、時計回りあるいは反時計回りに一定以上回転し始め
ないかぎり、速度検出を開始しないようにしたので、消
費電流を下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る速度検出装置の実施例を示すブロ
ック図である。
【図2】同実施例で使用される振動除去回路の具体的構
成例を示す回路図である。
【図3】同実施例の動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
【図4】図2の振動除去回路の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。
【符号の説明】
1 センサ 2 センサ素子 3 パルス発生回路 4 振動除去回路 5 基準クロック発生回路 6 クロックゲート 7 カウンタ 8 ホールド回路 9 変換回路 10 被測定体
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−137383(JP,A) 特開 昭59−109866(JP,A) 特開 昭54−6586(JP,A) 特開 昭58−215516(JP,A) 実開 昭61−118747(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01P 3/489 G01D 5/245 102

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定体の位置あるいは速度に応じたパ
    ルスを出力するセンサと、基準クロックを発生する基準
    クロック発生回路と、前記センサから同一回転方向に所
    定数のパルスが連続的に入力されたときに検出パルスを
    出力する振動除去回路と、前記振動除去回路から出力さ
    れるパルスの時間間隔を前記基準クロック発生回路から
    の基準クロックを基に測定するカウンタとを備え、前記
    カウンタからの計測値を基に速度信号を得るように構成
    したことを特徴とする速度検出装置。
  2. 【請求項2】 前記振動除去回路は、時計回りパルスあ
    るいは反時計回りパルスにより動作するフリップフロッ
    プと、時計回りパルス及び当該時計回りパルスで反転す
    る側の出力信号の論理積をとる第一論理積回路と、反時
    計回りパルス及び当該反時計回りパルスで反転する側の
    出力信号の論理積をとる第二論理積回路と、前記各論理
    積回路の出力の論理和をとる論理和回路とを備えたこと
    を特徴とする請求項記載の速度検出装置。
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