JP3194309B2 - Meshing gear rotation error detector - Google Patents

Meshing gear rotation error detector

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JP3194309B2
JP3194309B2 JP03606893A JP3606893A JP3194309B2 JP 3194309 B2 JP3194309 B2 JP 3194309B2 JP 03606893 A JP03606893 A JP 03606893A JP 3606893 A JP3606893 A JP 3606893A JP 3194309 B2 JP3194309 B2 JP 3194309B2
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gear
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error
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泰希 牧
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、かみ合いながら回転す
る2個の歯車の各々の回転角の変化状況を検出し、その
検出した回転角変化状況相互の関係に基づいてそれら歯
車の回転誤差を検出する形式のかみ合い式歯車回転誤差
検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects a change in the rotation angle of each of two gears that rotate while meshing with each other, and detects a rotation error of the gears based on the detected rotation angle change. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engagement type gear rotation error detecting device of a type for detecting.

【0002】[0002]

【従来の技術】この形式のかみ合い式歯車回転誤差検出
装置は一般に、(a) かみ合う2個の歯車の各々が一定角
度回転するごとに離散的に回転信号を歯車ごとに発生さ
せる歯車回転信号発生手段と、(b) それら歯車間の、回
転信号の発生状況相互の関係に基づき、歯車の回転誤差
を決定する歯車回転誤差決定手段とを含むように構成さ
れる。
2. Description of the Related Art A meshing gear rotation error detecting device of this type generally comprises (a) a gear rotation signal generating device which discretely generates a rotation signal for each gear when each of two meshing gears rotates by a predetermined angle. Means, and (b) gear rotation error determination means for determining a rotation error of the gear based on the mutual relationship between the generation states of the rotation signals.

【0003】この形式のかみ合い式歯車回転誤差検出装
置の一従来例が特開昭55−78229号公報に記載さ
れている。これは、前記歯車回転信号発生手段が、かみ
合う2個の歯車の各々が一定角度回転するごとに振幅に
パルスが発生する回転パルス信号を歯車ごとに出力し、
かつ、前記歯車回転誤差決定手段が、一方の歯車につい
て出力された回転パルス信号における1個のパルスと他
方の歯車について出力された回転パルス信号における1
個のパルスの位相差(すなわち、各歯車の基準回転位置
からの回転角である絶対回転角の、両歯車間の差)を検
出し、その検出した位相差に基づいて回転誤差(すなわ
ち、回転角の進み・遅れ量)を決定するかみ合い式歯車
回転誤差検出装置である。
A conventional example of this type of meshing gear rotation error detecting device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-78229. This means that the gear rotation signal generating means outputs, for each gear, a rotation pulse signal in which a pulse is generated with an amplitude each time each of the two meshing gears rotates by a fixed angle,
In addition, the gear rotation error determining means determines that one pulse in the rotation pulse signal output for one gear and one in the rotation pulse signal output for the other gear.
The phase difference between the two pulses (that is, the difference between the absolute rotation angles of the respective gears from the reference rotation position and the two gears) is detected, and the rotation error (ie, the rotation error) is determined based on the detected phase difference. This is a meshing gear rotation error detection device that determines the amount of advance or delay of an angle.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この従来のかみ合い式
歯車回転誤差検出装置においては、回転誤差が具体的に
は次のようにして決定される。すなわち、一方の歯車に
ついて出力された回転パルス信号においてある回のパル
スの立ち上がり時期からその次の回のパルスの立ち上が
り時期までの間に、他方の歯車について出力された回転
パルス信号における1個のパルスであって上記一方の歯
車のパルスと本来比較されるべきもの(以下「比較対象
パルス」という)が必ず立ち上がるとの前提の下に、一
方の歯車のパルスと他方の歯車のパルスとの位相差に基
づいて回転誤差が決定されるのである。すなわち、この
従来のかみ合い式歯車回転誤差検出装置においては、回
転パルス信号のうち各回転パルスの立ち上がりを表す部
分が、前記「回転信号」の一態様なのである。
In this conventional meshing gear rotation error detecting device, the rotation error is specifically determined as follows. That is, in the rotation pulse signal output for one gear, one pulse of the rotation pulse signal output for the other gear is provided between the rising timing of a certain pulse and the rising timing of the next pulse. And the phase difference between the pulse of one gear and the pulse of the other gear on the assumption that the pulse that should be compared with the pulse of the one gear (hereinafter referred to as “comparative pulse”) always rises. Is determined based on the rotation error. That is, in the conventional meshing gear rotation error detecting device, a portion representing the rise of each rotation pulse in the rotation pulse signal is one mode of the “rotation signal”.

【0005】したがって、図9にグラフで表されている
パルス波形のうちの左側の部分におけるように、一方の
歯車(図では駆動歯車)に係るある回のパルスの立ち上
がり時期とその次の回のパルスの立ち上がり時期との間
に他方の歯車(図では被動歯車)の比較対象パルスが立
ち上がる場合には、回転誤差が正しく検出されることに
なる。しかし、回転誤差がかなり大きいなどの理由によ
り、同図のパルス波形のうちの右側の部分におけるよう
に、一方の歯車に係るある回のパルスの立ち上がり時期
とその次の回のパルスの立ち上がり時期との間に他方の
歯車の比較対象パルスが立ち上がらない場合には、実際
の回転誤差とは大きく異なる回転誤差が検出されてしま
う。
Therefore, as shown in the left part of the pulse waveform shown in the graph of FIG. 9, the rising timing of a certain pulse related to one gear (the driving gear in the figure) and the timing of the next pulse are described. If the pulse to be compared of the other gear (the driven gear in the figure) rises before the rising time of the pulse, the rotation error is correctly detected. However, due to a reason such as a large rotation error, as shown in the right part of the pulse waveform in the figure, the rising timing of one pulse related to one gear and the rising timing of the next pulse are related. If the comparison target pulse of the other gear does not rise during this time, a rotation error that is significantly different from the actual rotation error will be detected.

【0006】以上要するに、この従来のかみ合い式歯車
回転誤差検出装置においては、回転信号同士の比較が常
に正規に行われるとは限らず、例えば回転誤差がかなり
大きい場合などには回転誤差を精度よく検出することが
できないという問題があるのである。
In short, in the conventional meshing gear rotation error detecting device, the comparison between the rotation signals is not always performed normally. For example, when the rotation error is considerably large, the rotation error can be accurately detected. There is a problem that it cannot be detected.

【0007】このような事情を背景として、請求項1の
発明は、各歯車の回転信号を時間に関連付けて取得し、
それを用いて回転誤差を決定することにより、上記の問
題を解決することを課題としてなされたものである。
Against this background, the invention of claim 1 obtains a rotation signal of each gear in association with time,
The present invention has been made to solve the above-described problem by determining a rotation error using the rotation error.

【0008】また、請求項2の発明は、2個の歯車が実
質的に同じ時期にとる絶対回転角相互の関係に基づいて
回転誤差を決定する形式のかみ合い式歯車回転誤差検出
装置に上記請求項1の発明を適用する場合に好適な一態
様を提供することを課題としてなされたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a mesh-type gear rotation error detecting device of the type in which a rotation error is determined based on a mutual relationship between absolute rotation angles of two gears at substantially the same time. An object of the present invention is to provide a preferred embodiment when applying the invention of Item 1.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】それぞれの課題を解決す
るために請求項1の発明は、図1に示されているよう
に、前記歯車回転信号発生手段1および歯車回転誤差決
定手段2を含むかみ合い式歯車回転誤差検出装置におい
て、その歯車回転誤差決定手段2を、2個の歯車につい
て個々に回転信号が発生するごとにその発生時期を検出
することによってそれら各歯車の基準回転位置からの回
転角である絶対回転角を時間に関連付けて離散的に検出
し、それら各歯車の検出結果相互の関係に基づいてそれ
ら歯車の回転誤差を決定するものとしたことを特徴とす
る。
In order to solve the respective problems, the invention of claim 1 includes the gear rotation signal generating means 1 and the gear rotation error determining means 2 as shown in FIG. In the meshing type gear rotation error detecting device, the gear rotation error determining means 2 detects the generation time of each of the rotation signals for each of the two gears, thereby detecting the rotation of each gear from the reference rotation position. An absolute rotation angle, which is an angle, is discretely detected in association with time, and rotation errors of the gears are determined based on a mutual relationship between detection results of the respective gears.

【0010】なお、ここにおける「歯車回転誤差決定手
段2」は例えば、2個の歯車が実質的に同じ時期にとる
2個の絶対回転角相互の関係に基づき、歯車の回転角の
進み・遅れ量を回転誤差として決定する態様とすること
ができる。また、2個の歯車が実質的に同じ時期にとる
2個の相対回転角相互の関係に基づき、歯車の回転角速
度の進み・遅れ量を回転誤差として決定する態様とする
こともできる。なお、ここに「相対回転角」は例えば、
歯車が、ある回の回転信号の発生時期からその次の回の
回転信号の発生時期までの間に回転する角度を意味す
る。
The "gear rotation error determining means 2" here is based on, for example, the relationship between the two absolute rotation angles of the two gears taken at substantially the same time, and the advance / lag of the rotation angle of the gear. The amount may be determined as a rotation error. Further, it is also possible to adopt a mode in which the amount of advance / lag of the rotational angular velocity of the gears is determined as a rotational error based on the mutual relationship between the two relative rotational angles that the two gears take at substantially the same time. Here, the “relative rotation angle” is, for example,
It means the angle at which the gear rotates between the time when a rotation signal is generated one time and the time when the next rotation signal is generated.

【0011】請求項2の発明は、上記請求項1の発明に
おける「歯車回転誤差決定手段2」を、2個の歯車につ
いて検出された複数の絶対回転角の中にそれら歯車につ
いて実質的に同じ時期に検出された2個の絶対回転角が
存在する時期については、それら検出された2個の絶対
回転角相互の関係に基づいて回転誤差を決定し、存在し
ない時期については、それら歯車の少なくとも一方がそ
の時期にとることが予想される絶対回転角をその歯車に
ついて検出された複数の絶対回転角に基づいて推定し、
その推定した絶対回転角を用いることにより回転誤差を
決定するものとしたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the "gear rotation error determining means 2" in the first aspect of the present invention includes substantially the same rotational angle among a plurality of absolute rotation angles detected for the two gears. For a time when two absolute rotation angles detected at the time exist, a rotation error is determined based on a relationship between the two detected absolute rotation angles, and at a time when the two absolute rotation angles do not exist, at least the rotation of the gears is determined. Estimating the absolute rotation angle that one is expected to take at that time based on the plurality of absolute rotation angles detected for the gear,
The rotation error is determined by using the estimated absolute rotation angle.

【0012】ここに「歯車回転誤差決定手段2」は例え
ば次のような態様とすることができる。すなわち、2個
の歯車のいずれか一方について検出された複数の絶対回
転角の各々につき、それと実質的に同じ時期に他方の歯
車について検出された絶対回転角が存在するか否かを判
定し、存在する場合には、それら存在する2個の絶対回
転角相互の関係に基づき、その時期における回転誤差を
決定し、一方、存在しない場合には、その他方の歯車に
ついて検出された複数の絶対回転角に基づき、その時期
にその他方の歯車がとることが予想される絶対回転角を
推定し、その推定した絶対回転角と上記一方の歯車につ
いて検出された絶対回転角相互の関係に基づき、その時
期における回転誤差を決定する態様とすることができる
のである。
Here, the "gear rotation error determining means 2" can be, for example, in the following mode. That is, for each of the plurality of absolute rotation angles detected for one of the two gears, it is determined whether or not there is an absolute rotation angle detected for the other gear at substantially the same time, If present, the rotation error at that time is determined based on the relationship between the two existing absolute rotation angles, while if not present, the plurality of absolute rotations detected for the other gear are determined. Based on the angle, the absolute rotation angle expected to be taken by the other gear at that time is estimated, and based on the relationship between the estimated absolute rotation angle and the absolute rotation angle detected for the one gear, The rotation error at the timing can be determined.

【0013】この請求項2の発明は、先の請求項1の発
明の実施態様の一例にすぎず、請求項1の発明はその他
の態様で実施することができる。例えば、「歯車回転誤
差決定手段2」を、2個の歯車について検出された複数
の時期の中にそれら歯車について実質的に同じ絶対回転
角が検出された時期が存在する絶対回転角については、
それら存在する時期相互の関係に基づいて回転誤差を決
定し、存在しない絶対回転角については、それら歯車の
少なくとも一方がその絶対回転角をとることが予想され
る時期をその歯車について検出された複数の時期に基づ
いて推定し、その推定した時期を用いることにより回転
誤差を決定する態様で実施することもできるのである。
The invention of claim 2 is merely an example of the embodiment of the invention of claim 1, and the invention of claim 1 can be embodied in other modes. For example, the "gear rotation error determination means 2" may be used to determine, for a plurality of timings detected for two gears, a timing at which substantially the same absolute rotation angle is detected for those gears.
The rotation error is determined based on the relationship between the existing timings, and for the absolute rotation angle that does not exist, the timing at which at least one of the gears is expected to take the absolute rotation angle is detected for the plurality of gears. , And the rotation error can be determined by using the estimated time.

【0014】[0014]

【作用】以上のように構成された請求項1および2の各
発明に係るかみ合い式歯車回転誤差検出装置において
は、歯車回転信号発生手段1により、かみ合う2個の歯
車の各々が一定角度回転するごとに離散的に回転信号が
歯車ごとに発生させられる。さらに、歯車回転誤差決定
手段2により、各歯車について回転信号が発生するごと
にその発生時期を検出することによって各歯車の絶対回
転角が時間に関連付けて離散的に検出され、それら各歯
車の検出結果相互の関係に基づいてそれら歯車の回転誤
差が決定される。
In the meshing type gear rotation error detecting device according to the first and second aspects of the present invention, each of the two meshing gears is rotated by a fixed angle by the gear rotation signal generating means. A rotation signal is generated discretely for each gear. Further, each time a rotation signal is generated by the gear rotation error determining means 2, the absolute rotation angle of each gear is detected discretely in association with time by detecting the generation timing of each rotation signal. As a result, the rotation error of the gears is determined based on the mutual relationship.

【0015】このように、請求項1および2の各発明に
係るかみ合い式歯車回転誤差検出装置においては、各歯
車の絶対回転角が時間に関連付けて離散的に取得され、
結局、一方の歯車の絶対回転角と他方の歯車の絶対回転
角とがそれらに共通の時間軸を介して互いに独立して取
得されることとなる。そのため、2個の歯車間における
絶対回転角の対応付けがそれら絶対回転角の変化状況の
位相差の大小等とは無関係に常に正規に行われ、その結
果、回転誤差が常に正しく決定されることとなる。
As described above, in the meshing type gear rotation error detecting device according to each of the first and second aspects of the present invention, the absolute rotation angle of each gear is discretely acquired in relation to time,
As a result, the absolute rotation angle of one gear and the absolute rotation angle of the other gear are obtained independently of each other via a common time axis. Therefore, the association of the absolute rotation angles between the two gears is always performed normally irrespective of the magnitude of the phase difference of the change situation of the absolute rotation angles, and as a result, the rotation error is always correctly determined. Becomes

【0016】特に、請求項2の発明に係るかみ合い式歯
車回転誤差検出装置においては、歯車回転誤差検出手段
2により、2個の歯車について検出された複数の絶対回
転角の中にそれら歯車について実質的に同じ時期に検出
された絶対回転角が存在する時期については、それら検
出された2個の絶対回転角相互の関係に基づいて回転誤
差が決定され、存在しない時期については、それら歯車
の少なくとも一方がその時期にとることが予想される絶
対回転角がその歯車について検出された絶対回転角に基
づいて推定され、その推定された絶対回転角を用いるこ
とにより回転誤差が決定される。各歯車の絶対回転角は
本来、時間に関して連続的に変化するものであるから、
実際に検出された複数の絶対回転角に基づき、実際には
検出されなかった絶対回転角を推定することができるの
である。
In particular, in the meshing type gear rotation error detecting device according to the second aspect of the present invention, the gear rotation error detecting means 2 substantially includes the plurality of absolute rotation angles detected for the two gears. In the case where the absolute rotation angle detected at the same time exists, the rotation error is determined based on the relationship between the two detected absolute rotation angles. An absolute rotation angle that one is expected to take at that time is estimated based on the absolute rotation angle detected for the gear, and a rotation error is determined by using the estimated absolute rotation angle. Since the absolute rotation angle of each gear originally changes continuously with time,
Based on a plurality of actually detected absolute rotation angles, an absolute rotation angle that has not been actually detected can be estimated.

【0017】このように、請求項2の発明に係るかみ合
い式歯車回転誤差検出装置においては、各歯車の絶対回
転角が時間に関して離散的に検出されるにもかかわら
ず、計算上、各歯車の絶対回転角を時間に関して実質的
に連続的に取得することが可能となる。そのため、2個
の歯車間における絶対回転角の対応付けが常に精度よく
行われ、その結果、回転誤差が精度よく決定されること
になる。
As described above, in the meshing type gear rotation error detecting device according to the second aspect of the present invention, although the absolute rotation angle of each gear is discretely detected with respect to time, calculation of each gear is performed. It is possible to obtain the absolute rotation angle substantially continuously with respect to time. Therefore, the absolute rotation angle between the two gears is always associated with high accuracy, and as a result, the rotation error is determined with high accuracy.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1および2の各発明によれば、2個の歯車間における絶
対回転角の変化状況相互の関係が、回転誤差の大小等と
は無関係に常に正しく取得されるため、歯車の回転誤差
を常に精度よく検出することができるという効果が得ら
れる。
As is apparent from the above description, according to the first and second aspects of the present invention, the relationship between the changes in the absolute rotation angle between the two gears is determined by the magnitude of the rotation error and the like. Irrespective of the fact that it is always obtained correctly, the rotation error of the gear can be always accurately detected.

【0019】特に、請求項2の発明によれば、各歯車の
絶対回転角が時間に関して離散的にに検出されるにもか
かわらず、歯車の回転誤差を精度よく検出することがで
きるという効果が得られる。
In particular, according to the invention of claim 2, there is an effect that the rotation error of the gear can be accurately detected even though the absolute rotation angle of each gear is discretely detected with respect to time. can get.

【0020】[0020]

【実施例】以下、請求項1および2の発明に共通の一実
施例である片歯面かみ合い式の歯車回転誤差検出装置を
図面に基づいて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A gear rotation error detecting device of a single-toothed mesh type, which is an embodiment common to the first and second aspects of the present invention, will be described in detail with reference to the drawings.

【0021】この歯車回転誤差検出装置は、かみ合いな
がら回転する歯車対の回転状況を検出し、それに基づい
て歯車対の回転誤差を検出する。ここに「歯車対」は、
図2に示されているように、回転軸線が互いに平行な歯
車対10,12とされているが、これに限らず、例え
ば、回転軸線が互いに交わるものやくい違うものとする
ことができる。
This gear rotation error detection device detects the rotation state of a gear pair rotating while meshing, and detects a rotation error of the gear pair based on the detection result. Here "gear pair"
As shown in FIG. 2, the rotation axes are the gear pairs 10 and 12 that are parallel to each other. However, the present invention is not limited to this, and for example, the rotation axes may cross each other or may be different.

【0022】この歯車回転誤差検出装置は、図示はしな
いが、歯車10を駆動歯車として回転させる駆動モータ
と、歯車12を被動歯車としてそれに制動トルクを加え
る制動モータとを備えている。制動モータは駆動モータ
と共同して、歯車対10,12に負荷(例えば、歯車使
用状態において想定される回転数および回転力)を加え
る。なお、歯車対10,12の減速比、すなわち、被動
歯車12の歯数Z2 の駆動歯車10の歯数Z1 に対する
比、すなわちZ2 /Z1 を「I」で表すこととする。
Although not shown, the gear rotation error detecting device includes a drive motor for rotating the gear 10 as a drive gear, and a braking motor for applying a braking torque to the gear 12 as a driven gear. The brake motor cooperates with the drive motor to apply a load (for example, the number of revolutions and the rotational force assumed in the gear use state) to the gear pairs 10 and 12. Incidentally, the reduction ratio of the gear pair 10, 12, i.e., the ratio of number of teeth Z 1 of the drive wheel 10 of the number of teeth Z 2 of the driven gear 12, i.e., the Z 2 / Z 1 and be represented by "I".

【0023】この歯車回転誤差検出装置はまた、同図に
示されているように、駆動歯車10と被動歯車12とに
ついてそれぞれロータリエンコーダ20,22を備えて
いる。各ロータリエンコーダ20,22は、周知のよう
に、各歯車10の回転軸部と共に回転する円板であって
多数の扇形のスリットが周方向に一定の角度ピッチで形
成されたものと、固定部材に設けられて円板の各スリッ
トの通過を検出する発光・受光素子とを備え、各スリッ
トが通過するごとに振幅が定常状態から立ち上がって遷
移状態となることを繰り返す回転パルス信号、すなわ
ち、振幅がパルスの列で記述される信号(図3参照)を
出力する。すなわち、本実施例においては、これら2個
のロータリエンコーダ20,22が請求項1および2の
各発明における「歯車回転信号発生手段1」の一態様な
のである。
The gear rotation error detecting device also includes rotary encoders 20 and 22 for the driving gear 10 and the driven gear 12, respectively, as shown in FIG. As is well known, each of the rotary encoders 20 and 22 is a disk that rotates together with the rotating shaft of each gear 10 and has a plurality of fan-shaped slits formed at a constant angular pitch in the circumferential direction, and a fixing member. A light-emitting / light-receiving element for detecting the passage of each slit of the disc, and a rotation pulse signal that repeats that the amplitude rises from a steady state and becomes a transition state each time each slit passes, that is, the amplitude Output a signal (see FIG. 3) described by a train of pulses. That is, in the present embodiment, these two rotary encoders 20, 22 are one aspect of the "gear rotation signal generating means 1" in the first and second aspects of the present invention.

【0024】この歯車回転誤差検出装置はさらに、各ロ
ータリエンコーダ20,22ごとに分周回路30,32
とクロックパルスカウンタ40,42と分割パルスカウ
ンタ44,46とを備え、さらに、両者に共通に、クロ
ックパルス発生回路50とコンピュータ60とを備えて
いる。
The gear rotation error detecting device further includes frequency dividing circuits 30, 32 for each of the rotary encoders 20, 22.
And clock pulse counters 40 and 42 and divided pulse counters 44 and 46, and further, a clock pulse generating circuit 50 and a computer 60 are commonly provided for both.

【0025】各分周回路30,32は、各ロータリエン
コーダ20,22に接続され、それら各ロータリエンコ
ーダ20,22から入力された各回転パルスの周期を分
割し、これにより、各回転パルス信号を各分割パルス信
号に変換する。一方、各クロックパルスカウンタ40,
42は、各分周回路30,32とクロックパルス発生回
路50とに接続され、歯車対10,12の回転開始時期
から各回の分割パルスの立ち上がり時期までにクロック
パルス発生回路50から入力されたクロックパルス(図
3参照)の数NCKをカウントし、その結果をコンピュー
タ60に入力する。また、各分割パルスカウンタ44,
46は、各分周回路30,32から、歯車対10,12
の回転開始時期から各回の分割パルスの立ち上がり時期
までに入力された分割パルス(図示省略)の数NDVをカ
ウントし、その結果をコンピュータ60に入力する。
Each of the frequency dividing circuits 30 and 32 is connected to each of the rotary encoders 20 and 22 and divides the period of each of the rotation pulses input from each of the rotary encoders 20 and 22. It is converted into each divided pulse signal. On the other hand, each clock pulse counter 40,
Reference numeral 42 denotes a clock which is connected to the frequency dividing circuits 30 and 32 and the clock pulse generating circuit 50, and which is inputted from the clock pulse generating circuit 50 from the start of rotation of the gear pair 10, 12 to the start of each divided pulse. The number NCK of pulses (see FIG. 3) is counted, and the result is input to the computer 60. Further, each divided pulse counter 44,
Reference numeral 46 denotes a gear pair 10, 12 from each of the frequency dividing circuits 30, 32.
The number N DV of divided pulses (not shown) input from the rotation start timing of the above to the rising timing of each divided pulse is counted, and the result is input to the computer 60.

【0026】なお、歯車対10,12の回転開始に同期
して、図示しないトリガ信号発生回路からトリガ信号が
2個のクロックパルスカウンタ40,42と2個の分割
パルスカウンタ44,46とに入力される。そして、そ
れら各クロックパルスカウンタ40,42は、最初のク
ロックパルス数NCKを、そのトリガ信号の入力時期から
最初の分割パルスの立ち上がり時期t(1) までにクロッ
クパルス発生回路50から入力されるクロックパルスの
数としてカウントするように設計されている。また、そ
れら各分割パルスカウンタ44,46は、最初の分割パ
ルス数NDVを、上記トリガ信号の入力時期から最初の分
割パルスの立ち上がり時期t(1) までに各分周回路3
0,32から入力された分割パルスの数としてカウント
するように設計されている。したがって、歯車対10,
12の回転開始時期に、2個のロータリエンコーダ2
0,22から同時に最初の回転パルスが立ち上がるよう
に、この歯車回転誤差検出装置の初期調整をすることは
不可欠ではない。
In synchronization with the start of rotation of the gear pairs 10 and 12, a trigger signal is input from a trigger signal generating circuit (not shown) to two clock pulse counters 40 and 42 and two divided pulse counters 44 and 46. Is done. Then, each of the clock pulse counters 40 and 42 receives the first clock pulse number NCK from the clock pulse generation circuit 50 from the input timing of the trigger signal to the rising timing t (1) of the first divided pulse. It is designed to count as the number of clock pulses. Each of the divided pulse counters 44 and 46 counts the first divided pulse number N DV from the input timing of the trigger signal to the rising timing t (1) of the first divided pulse.
It is designed to count as the number of divided pulses input from 0 and 32. Therefore, the gear pair 10,
12 rotation start timing, two rotary encoders 2
It is not essential to make an initial adjustment of the gear rotation error detection device so that the first rotation pulse rises simultaneously from 0 and 22.

【0027】コンピュータ60は、図4に示されている
ように、CPU70,ROM72,RAM74,クロッ
ク76,入力インターフェース78および出力インター
フェース80を主体として構成されている。コンピュー
タ60はその入力インターフェース78において前記2
個のクロックパルスカウンタ40,42および2個の分
割パルスカウンタ44,46に接続され、そこから時々
刻々入力されるクロックパルス数NCKおよび分割パルス
数NDVに基づき、CPU70がROM72に予め記憶さ
れているプログラムを実行することにより、歯車対1
0,12の回転誤差εを演算し、RAM74に記憶す
る。
As shown in FIG. 4, the computer 60 mainly includes a CPU 70, a ROM 72, a RAM 74, a clock 76, an input interface 78, and an output interface 80. The computer 60 uses the input interface 78 to
Is connected to the number of clock pulse counter 40, 42 and two divided pulse counter 44, based from which the clock pulse number N CK and dividing the number of pulses N DV is momentarily entered, CPU 70 is stored beforehand in ROM72 By running the program, the gear pair 1
The rotation errors ε of 0 and 12 are calculated and stored in the RAM 74.

【0028】ROM72に予め記憶されているプログラ
ムは、図5にフローチャートで表されている絶対回転角
演算ルーチンと図6にフローチャートで表されている歯
車回転誤差演算ルーチンとを含んでいる。以下、それら
ルーチンの内容を個々に説明する。
The programs stored in the ROM 72 in advance include an absolute rotation angle calculation routine shown in the flowchart of FIG. 5 and a gear rotation error calculation routine shown in the flowchart of FIG. Hereinafter, the contents of these routines will be described individually.

【0029】まず、図5の絶対回転角演算ルーチンにつ
いて説明する。まず、概略的に説明する。本ルーチンに
おいては、まず、各クロックパルスカウンタ40,42
からクロックパルス数NCK(k) (k:分割パルスの番
号)が入力されるごとに、各分周回路30,32から出
力された最新の分割パルス(以下「今回の分割パルス」
という)の立ち上がり時期t(k) (図7参照)が検出さ
れる。具体的には、今回の分割パルスの立ち上がり時期
(k) が、上記クロックパルス数NCK(k) とクロックパ
ルスの周期TCK(固定値)との積として算出される。次
に、本ルーチンにおいては、各歯車10,12の回転開
始時期(すなわち、前記トリガ信号の入力時期)から今
回の分割パルスの立ち上がり時期t(k) までに各歯車1
0,12が回転した角度である絶対回転角θ(k) が算出
される。具体的には、各分割パルスカウンタ44,46
から入力された分割パルス数NDV(k) とロータリエンコ
ーダ40,42の一定微小角Δφとの積として算出され
る。
First, the absolute rotation angle calculation routine shown in FIG. 5 will be described. First, a brief description will be given. In this routine, first, each clock pulse counter 40, 42
Every time the number of clock pulses N CK (k) (k: the number of divided pulses) is input, the latest divided pulse output from each of the frequency dividing circuits 30 and 32 (hereinafter, “this divided pulse”)
) (See FIG. 7). Specifically, the rising timing t (k) of the current divided pulse is calculated as the product of the number N CK (k) of clock pulses and the period T CK (fixed value) of the clock pulses. Next, in this routine, each of the gears 1 and 12 is rotated from the rotation start timing of each of the gears 10 and 12 (that is, the input timing of the trigger signal) to the rising timing t (k) of the current divided pulse.
The absolute rotation angle θ (k) at which 0 and 12 are rotated is calculated. Specifically, each divided pulse counter 44, 46
Is calculated as the product of the number of divided pulses N DV (k) input from the above and the fixed minute angle Δφ of the rotary encoders 40 and 42.

【0030】すなわち、本実施例においては、分割パル
ス信号のうち各分割パルスの立ち上がりを表す部分が、
請求項1および2の各発明における「回転信号」の一態
様でなのである。
That is, in the present embodiment, the portion representing the rise of each divided pulse in the divided pulse signal is:
This is one mode of the “rotation signal” in each of the first and second aspects of the invention.

【0031】なお付言すれば、本実施例においては、各
回の分割パルスの立ち上がり時期tについても、各回の
分割パルスの立ち上がり時期tにおける絶対回転角θに
ついても、歯車対10,12の回転開始時期からのクロ
ックパルスまたは分割パルスの数に基づいて算出される
から、例えば、ある回の分割パルスの立ち上がり時期t
とその次の回の分割パルスの立ち上がり時期tとの間に
発生するクロックパルス等の数を各回ごとに逐次取得
し、それらの合計値として各回の分割パルスの立ち上が
り時期t等を算出する場合に比較して、デジタル量であ
ることに起因するまるめ誤差の累積が回避され、各回の
分割パルスの立ち上がり時期t等の取得精度が向上する
という特有の効果が得られる。ただし、後者の態様で本
発明を実施することは可能である。
It should be noted that, in this embodiment, the rotation start timing t of each pair of divided pulses and the absolute rotation angle θ at the rise timing t of each divided pulse are not limited. Is calculated on the basis of the number of clock pulses or divided pulses from the divided pulse.
When the number of clock pulses and the like generated between the time and the next divided pulse rising time t is sequentially acquired for each time, and the total value thereof is used to calculate the rising time t and the like of each divided pulse. In comparison, the accumulation of rounding errors due to the digital amount is avoided, and the unique effect of improving the accuracy of acquiring the rising timing t of each divided pulse is obtained. However, it is possible to implement the present invention in the latter mode.

【0032】次に、本ルーチンを図5に基づいて具体的
に説明する。本ルーチンは歯車10,12ごとに実行さ
れる。各歯車10,12については、まず、ステップS
1(以下「S1」という。他のステップについても同じ
とする)において、分割パルスの番号k(なお、駆動歯
車10については「i」、被動歯車12については
「j」で表す)の値が1に初期化され、続いて、S2に
おいて、各クロックパルスカウンタ40,42から入力
要求信号が出されるのを待つ状態となる。出されたなら
ば、判定がYESとなり、S3において、入力要求のあ
ったクロックパルスカウンタ40,42から今回のクロ
ックパルス数NCK(k) が入力される。
Next, this routine will be described in detail with reference to FIG. This routine is executed for each of the gears 10 and 12. First, at step S,
1 (hereinafter referred to as “S1”; the same applies to other steps), the value of the divided pulse number k (hereinafter, “i” for the driving gear 10 and “j” for the driven gear 12) is changed. It is initialized to 1 and subsequently, in S2, it enters a state of waiting for an input request signal from each of the clock pulse counters 40 and 42. If so, the determination is YES, and in S3, the current number of clock pulses NCK (k) is input from the clock pulse counters 40 and 42 that have requested input.

【0033】続いて、S4において、その入力されたク
ロックパルス数NCK(k) とクロックパルスの周期TCK
の積が、今回の分割パルスの立ち上がり時期t(k) とし
て算出され、RAM74に記憶される(図8参照)。そ
の後、S5において、各分割パルスカウンタ44,46
から今回の分割パルス数NDV(k) が入力され、続いて、
S6において、その今回の分割パルス数NDV(k) に基づ
き、各歯車10,12の今回の絶対回転角θ(k) が算出
される。算出された今回の絶対回転角θ(k) は、今回の
分割パルスの立ち上がり時期t(k) に関連付けて、RA
M74に記憶される(図8参照)。続いて、S7におい
て、分割パルスの番号kの値が1だけインクリメントさ
れる。その後、S8において、分割パルスの番号kの現
在値から、本ルーチンの実行を終了してもよいか否かが
判定され、続行すべきである場合には、判定がNOとな
り、S2に戻り、終了してもよい場合には、判定がYE
Sとなって本ルーチンの実行が終了する。
Subsequently, in S4, the product of the input clock pulse number N CK (k) and the clock pulse period T CK is calculated as the rising timing t (k) of the current divided pulse, and is stored in the RAM 74. It is stored (see FIG. 8). Thereafter, in S5, each divided pulse counter 44, 46
, The number of division pulses N DV (k) of this time is input, and
In S6, the current absolute rotation angle θ (k) of each of the gears 10 and 12 is calculated based on the current divided pulse number N DV (k) . The calculated absolute rotation angle θ (k) of this time is associated with the rising time t (k) of the current divided pulse,
It is stored in M74 (see FIG. 8). Subsequently, in S7, the value of the number k of the divided pulse is incremented by one. Thereafter, in S8, it is determined from the current value of the number k of the divided pulse whether or not the execution of this routine may be terminated. If the execution should be continued, the determination is NO, and the process returns to S2. If the process can be ended, the determination is YE
At S, the execution of this routine ends.

【0034】したがって、本ルーチンの実行が終了すれ
ば、駆動歯車10と被動歯車12とについてそれぞれ、
図8に示されるデータがRAM74に記憶されることに
なり、結局、歯車10,12ごとに、絶対回転角θが時
間tに関連付けて離散的に検出されることになる。な
お、ここに「時間t」とは、歯車10と12とに共通の
時間軸における時間を意味し、これに対し、同図におけ
る「時期t1(i)」は駆動歯車10の各絶対回転角θ1(i)
の検出時期を意味し、「時期t2(j)」は被動歯車12の
各絶対回転角θ2(j)の検出時期を意味する。また、それ
ら時間tと絶対回転角θとの関係を各歯車10,12ご
とにグラフで表せば、図3のようになる。
Therefore, when the execution of this routine is completed, the driving gear 10 and the driven gear 12
The data shown in FIG. 8 is stored in the RAM 74, and the absolute rotation angle θ is discretely detected for each of the gears 10 and 12 in association with the time t. Here, “time t” means a time on a time axis common to the gears 10 and 12, whereas “timing t 1 (i) ” in FIG. Angle θ 1 (i)
, And “timing t 2 (j) ” means the timing of detecting each absolute rotation angle θ 2 (j) of the driven gear 12. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the time t and the absolute rotation angle θ for each of the gears 10 and 12.

【0035】次に、図6の歯車回転誤差演算ルーチンに
ついて説明する。まず、概略的に説明する。本ルーチン
においては、各歯車10,12について実質的に同じ時
期(以下、単に「同時期」という)tに取得される絶対
回転角θ1 とθ2 相互の関係に基づき、歯車対10,1
2の、その時期tにおける回転誤差εが算出される。
Next, the gear rotation error calculation routine of FIG. 6 will be described. First, a brief description will be given. In this routine, based on the mutual relationship between the absolute rotation angles θ 1 and θ 2 obtained at substantially the same time (hereinafter simply referred to as “simultaneous period”) t for each gear 10, 12, the gear pair 10, 1
2, the rotation error ε at that time t is calculated.

【0036】歯車10と12とが互いに同径である場
合、すなわち、減速比Iが1である場合には、同時期に
取得された絶対回転角θ1 とθ2 の差が直ちに、回転誤
差ε、すなわち、歯車対10,12の回転角の進み・遅
れ量となる。しかし、減速比Iが1ではない場合には、
事情が異なる。なぜなら、2個の歯車10,12間でピ
ッチ円半径が互いに異なるため、たとえ実際の回転誤差
εが0であっても同時期に取得された絶対回転角θ1
θ2 の差は0にならないからである。
If the gears 10 and 12 have the same diameter, that is, if the reduction ratio I is 1, the difference between the absolute rotation angles θ 1 and θ 2 obtained at the same time is immediately ε, that is, the amount of advance or delay of the rotation angle of the gear pair 10, 12. However, if the reduction ratio I is not 1,
The situation is different. Because the pitch circle radii are different between the two gears 10 and 12, even if the actual rotation error ε is 0, the difference between the absolute rotation angles θ 1 and θ 2 obtained at the same time is 0. Because it does not become.

【0037】そのため、本実施例においては、次のよう
にして、回転誤差εが算出される。すなわち、まず、駆
動歯車10の絶対回転角θ1 に減速比Iを乗じることに
より、その絶対回転角θ1 が、駆動歯車10が被動歯車
12と同径に置換されたと仮定した場合に駆動歯車10
がとることを予想される値に換算される。そして、被動
歯車12の絶対回転角θ2 から駆動歯車10の絶対回転
角θ1 の換算後の値(すなわち、I・θ1 )を引くこと
により、回転誤差εが算出され、結局、回転誤差εが、 θ2 −I・θ1 なる式を用いて算出されることになる。
Therefore, in the present embodiment, the rotation error ε is calculated as follows. That is, first, by multiplying the reduction ratio I in absolute rotational angle theta 1 of the drive wheel 10, the absolute rotation angle theta 1 is driven gear when the drive gear 10 is assumed to have been replaced in the same diameter as the driven gear 12 10
Is converted to the expected value. Then, by subtracting the converted value of the absolute rotation angle θ 1 of the driving gear 10 (ie, I · θ 1 ) from the absolute rotation angle θ 2 of the driven gear 12, the rotation error ε is calculated, and as a result, the rotation error ε is calculated using the equation θ 2 −I · θ 1 .

【0038】すなわち、本実施例においては、この式で
表される関係が、請求項1の発明における「それら各歯
車の検出結果相互の関係」の一態様であり、また、請求
項2の発明における「2個の絶対回転角相互の関係」の
一態様なのである。
That is, in the present embodiment, the relationship represented by this equation is one aspect of the "relationship between the detection results of the respective gears" in the first aspect of the present invention, and the second aspect of the present invention. Is an aspect of the “relationship between two absolute rotation angles”.

【0039】しかし、常に、各歯車10,12について
同時に取得された絶対回転角θ1 とθ2 が存在するとは
限らない。そのため、本ルーチンにおいては、次のよう
にして回転誤差εが決定される。
However, the absolute rotation angles θ 1 and θ 2 obtained for the gears 10 and 12 at the same time are not always present. Therefore, in this routine, the rotation error ε is determined as follows.

【0040】すなわち、駆動歯車10について検出され
た複数の絶対回転角θ1 の各々につき、それが検出され
た時期t1(i)と同時期に被動歯車12について検出され
た絶対回転角θ2 が存在するか否かが判定され、存在す
る場合には、上述のように、それら存在する2個の絶対
回転角θ1(i)とθ2 相互の関係に基づいて時期t1(i)
おける回転誤差ε(i) が決定される。一方、存在しない
場合には、被動歯車12について検出された複数の絶対
回転角θ2 に基づき、その時期t1(i)にその被動歯車1
2がとることが予想される絶対回転角θ2 ′が推定さ
れ、その推定された絶対回転角θ2 ′と駆動歯車10の
絶対回転角θ1(i)相互の関係に基づき、回転誤差ε(i)
が決定されるのである。
That is, for each of the plurality of absolute rotation angles θ 1 detected for the driving gear 10, the absolute rotation angle θ 2 detected for the driven gear 12 at the same time as the timing t 1 (i) when it is detected. Is determined, and if so, the timing t 1 (i) is determined based on the mutual relationship between the two existing absolute rotation angles θ 1 (i) and θ 2 as described above. rotation error epsilon (i) is determined in. On the other hand, when the driven gear 1 does not exist, the driven gear 1 is set at the time t 1 (i) based on the plurality of absolute rotation angles θ 2 detected for the driven gear 12.
2 'is estimated, the estimated absolute rotation angle theta 2' absolute rotational angle theta 2 which it is expected to take on the basis of the absolute rotational angle theta 1 (i) mutual relationship between the drive gear 10, the rotational error ε (i)
Is determined.

【0041】なお、図8において各データは、図の上側
から下側に向かって、歯車10と12とに共通の時間t
が進行することとして表され、また、時期t1(i)と時期
2(j)とが互いに一致する場合には、それら時期t1(i)
と時期t2(j)とが同一水平線上に記載され、一方、一致
しない場合に、異なる水平線上にそれぞれ記載されてい
る。
In FIG. 8, each data is a time t common to the gears 10 and 12 from the upper side to the lower side of the figure.
When the time t 1 (i) and the time t 2 (j) coincide with each other, the time t 1 (i)
And the timing t2 (j) are described on the same horizontal line, while when they do not match, they are respectively described on different horizontal lines.

【0042】ここに「絶対回転角θ2 の推定」は、本実
施例においては、具体的に、次のようにして行われる。
すなわち、まず、RAM74の記憶領域のうちの被動歯
車12に対応する部分において、上記存在しない場合に
おける時期t1(i)に対応すべき位置のすぐ前方(時間t
の進行方向)に位置する時期t2Fが検索され、それに対
応する絶対回転角θ2Fが読み込まれ、さらに、その時期
(i) に対応すべき位置のすぐ後方(時間tの進行方向
とは逆の方向)に位置する時期t2Rが検索され、それに
対応する絶対回転角θ2Rが読み込まれる。さらに、それ
ら時期t2Fおよび時期t2Rが時期t1(i)によって内分さ
れる比率と同じ比率で絶対回転角θ2Fおよびθ2Rを内分
することにより、その時期t1(i)に被動歯車12がとる
ことが予想される絶対回転角θ2 ′が推定される。その
推定絶対回転角θ2 ′もRAM74に記憶される。
The "absolute rotation angle theta 2 of the estimated" here, in the present embodiment, specifically, is carried out as follows.
That is, first, in the portion corresponding to the driven gear 12 in the storage area of the RAM 74, immediately before the position corresponding to the time t1 (i) in the absence of the above ( time t1 (i)).
Retrieved timing t 2F is positioned in the traveling direction), and will be loaded absolute rotation angle theta 2F corresponding thereto, further, the traveling direction immediately rearward (time t positions should correspond to the time t (i) is The timing t 2R located in the opposite direction) is searched, and the corresponding absolute rotation angle θ 2R is read. Moreover, by their timing t 2F and timing t 2R is internally divides the absolute rotation angle theta 2F and theta 2R at the same ratio as that is internally divided by the time t 1 (i), at that time t 1 (i) An absolute rotation angle θ 2 ′ expected to be taken by the driven gear 12 is estimated. The estimated absolute rotation angle θ 2 ′ is also stored in the RAM 74.

【0043】この推定を図8の例に基づいてさらに具体
的に説明する。同図の例では、時期t1(2)に対応する被
動歯車12の絶対回転角θ2 が存在しない。したがっ
て、まず、時期t2Fとして時期t2(3)が検索され、絶対
回転角θ2Fとして絶対回転角θ2(3)が読み込まれ、さら
に、時期t2Rとして時期t2(2)が検索され、絶対回転角
θ2Rとして絶対回転角θ2(2)が読み込まれる。さらに、
それら時期t2(2)および時期t2(3)が時期t1(2)によっ
て内分される比率と同じ比率で絶対回転角θ2(2)および
θ2(3)を内分することにより、時期t1(2)に被動歯車1
2がとることが予想される絶対回転角θ2(2)′が推定さ
れる。
This estimation will be described more specifically based on the example of FIG. In the example of the drawing, there is no absolute rotation angle theta 2 of the driven gear 12 corresponding to the timing t 1 (2). Therefore, first, the search time t 2 (3) as the time t 2F, the absolute rotation angle theta 2 (3) is read as an absolute rotational angle theta 2F, further search period t 2 (2) is a timing t 2R Then, the absolute rotation angle θ 2 (2) is read as the absolute rotation angle θ 2R . further,
The absolute rotation angles θ 2 (2) and θ 2 (3) are internally divided at the same ratio as that at which the timings t 2 (2) and t 2 (3) are internally divided by the timing t 1 (2) . As a result, the driven gear 1 at time t 1 (2)
Absolute rotational angle theta 2 that 2 takes the expected (2) 'is estimated.

【0044】そして、本ルーチンにおいては、以上のよ
うにして取得された各時期t1(i)における推定絶対回転
角θ2 ′を前記式に代入することにより、各時期t1(i)
における回転誤差ε(i) が算出される。
[0044] In this routine, by substituting the equation an absolute rotation angle theta 2 'estimated in the above manner each time obtained by t 1 (i), the timing t 1 (i)
Rotation error epsilon (i) is calculated in.

【0045】なお、本実施例においては、実際には検出
されなかった絶対回転角θが実際に検出された絶対回転
角θに対して線形補間を行うことによって推定されるよ
うになっていたが、例えば、二次補間等の手法によって
推定されるようにすることもできる。
In this embodiment, the absolute rotation angle θ not actually detected is estimated by performing linear interpolation on the actually detected absolute rotation angle θ. For example, it can be estimated by a technique such as quadratic interpolation.

【0046】さらに、本ルーチンにおいては、そのよう
にして取得された複数の回転誤差ε(i) は静的誤差と動
的誤差との合成であると考えられるから、それら回転誤
差ε(i) に対してローパスフィルタ処理を行うことによ
り静的誤差が抽出されるとともに、ハイパスフィルタ処
理を行うことにより動的誤差も抽出される。ここに「静
的誤差」は各歯車10,12の平均的な弾性ひずみの絶
対値(すなわち、前記負荷により各歯車10,12が弾
性変形した量)を表し、一方、「動的誤差」は各歯車1
0,12のかみ合い伝達誤差を表すと考えられる。
Further, in the present routine, since the plurality of rotation errors ε (i) thus obtained are considered to be a combination of a static error and a dynamic error, the rotation errors ε (i) By performing a low-pass filter process on, a static error is extracted, and by performing a high-pass filter process, a dynamic error is also extracted. Here, “static error” represents the absolute value of the average elastic strain of each gear 10, 12 (that is, the amount of elastic deformation of each gear 10, 12 due to the load), while “dynamic error” represents Each gear 1
It is believed to represent a mesh transmission error of 0,12.

【0047】次に、本ルーチンを図6に基づいて具体的
に説明する。本ルーチンは前記絶対回転角演算ルーチン
の実行の終了後に、実行が開始される。
Next, this routine will be described in detail with reference to FIG. This routine is started after the execution of the absolute rotation angle calculation routine is completed.

【0048】まず、S101において、駆動歯車10の
分割パルスの番号iが1に初期化され、続いて、S10
2において、今回の時期t1(i)に関連付けてRAM74
に記憶されている駆動歯車10の絶対回転角θ1(i)が読
み込まれる。その後、S103において、その時期t
1(i)に被動歯車12について検出された絶対回転角θ2
がRAM74に記憶されているか否かが判定される。記
憶されている場合には、判定がYESとなり、S104
において、該当する絶対回転角θ2 がRAM74から読
み込まれ、続いて、S105において、それと上記絶対
回転角θ1(i)とを前記式に代入することにより、時期t
1(i)における回転誤差ε(i) が算出される。算出された
回転誤差ε(i) は時期t1(i)に関連付けてRAM74に
記憶される。その後、S106において、分割パルスの
番号iの値が1だけインクリメントされ、S107にお
いて、分割パルスの番号iの現在値から、求めるべき複
数の回転誤差εすべての算出が終了したか否かが判定さ
れる。未だ終了してはいないと仮定すれば、判定がNO
となり、S102に戻る。
First, in S101, the number i of the divided pulse of the driving gear 10 is initialized to 1, and subsequently, in S10
2, the RAM 74 is associated with the current time t 1 (i).
The absolute rotation angle θ 1 (i) of the drive gear 10 stored in the storage device is read. Thereafter, at S103, the time t
1 (i) , the absolute rotation angle θ 2 detected for the driven gear 12
Is stored in the RAM 74. If it is stored, the determination becomes YES and S104
In, read the corresponding absolute rotation angle theta 2 is from RAM 74, subsequently, in S105, therewith by substituting the absolute rotation angle theta 1 (i) and the said formula, timing t
The rotation error ε (i) at 1 (i) is calculated. The calculated rotation error ε (i) is stored in the RAM 74 in association with the timing t 1 (i) . Thereafter, in S106, the value of the divided pulse number i is incremented by one, and in S107, it is determined from the current value of the divided pulse number i whether or not the calculation of all the plurality of rotation errors ε to be obtained has been completed. You. Assuming that it has not been completed yet,
And returns to S102.

【0049】これに対して、時期t1(i)に被動歯車12
について検出された絶対回転角θ2がRAM74に記憶
されていない場合には、S103の判定がNOとなり、
S108以下のステップに移行する。S108において
は、時期t1(i)の前後近傍の時期t2F,t2Rに関連付け
てそれぞれRAM74に記憶されている被動歯車12の
絶対回転角θ2F,θ2Rが読み込まれる。その後、S10
9において、それら時期t2F,t2Rとそれら存在する2
個の絶対回転角θ2F,θ2Rとに基づき、前述のようにし
て、存在しない絶対回転角θ2 、すなわち、時期t1(i)
に被動歯車12がとることが予想される絶対回転角
θ2 ′が推定される。続いて、S110において、その
推定絶対回転角θ2 ′が便宜上、絶対回転角θ2 とさ
れ、その後、前記S105以下のステップに移行する。
On the other hand, at time t 1 (i) , the driven gear 12
When the absolute detected rotation angle theta 2 is not stored in the RAM74 For, S103 the determination is NO,
The process proceeds to S108 and subsequent steps. In S108, the absolute rotation angles θ 2F and θ 2R of the driven gear 12 stored in the RAM 74 in association with the times t 2F and t 2R before and after the time t 1 (i) are read. Then, S10
9, the timings t 2F , t 2R and their existing 2
Based on the absolute rotation angles θ 2F and θ 2R , as described above, the absolute rotation angle θ 2 that does not exist, that is, the timing t 1 (i)
, An absolute rotation angle θ 2 ′ expected to be taken by the driven gear 12 is estimated. Subsequently, in S110, the estimated absolute rotation angle θ 2 ′ is set to the absolute rotation angle θ 2 for convenience, and then the process proceeds to the steps after S105.

【0050】以上の処理が何回も行われた結果、求める
べき複数の回転誤差εすべての算出が終了したならば、
S107の判定がYESとなり、S111において、R
AM74に記憶されている複数の回転誤差εに対してハ
イパスフィルタ処理およびローパスフィルタ処理がそれ
ぞれ行われ、これにより、歯車対10,12のかみ合い
伝達誤差および剛性(弾性変形量)がそれぞれ算出さ
れ、RAM74に記憶される。以上で本ルーチンの実行
が終了する。
As a result of performing the above process many times, if all the plurality of rotation errors ε to be obtained have been calculated,
The determination in S107 is YES, and in S111, R
The high-pass filter processing and the low-pass filter processing are respectively performed on the plurality of rotation errors ε stored in the AM 74, whereby the mesh transmission error and the rigidity (the amount of elastic deformation) of the gear pairs 10 and 12 are calculated, respectively. It is stored in the RAM 74. This is the end of the execution of this routine.

【0051】そして、本ルーチンの実行が終了したとき
には、回転誤差εと時間tとの関係が、図3にグラフで
表される如きものとして取得されるとともに、かみ合い
伝達誤差と時間tとの関係が、同図にグラフで表される
如きものとして取得されることになる。
When the execution of this routine is completed, the relationship between the rotation error ε and the time t is obtained as shown in the graph of FIG. 3, and the relationship between the meshing transmission error and the time t is obtained. Is obtained as represented by a graph in FIG.

【0052】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、駆動歯車10の絶対回転角θ1 と被動歯車
12の絶対回転角θ2 とがそれらに共通の時間軸を介し
て互いに独立して取得されるため、駆動歯車10と被動
歯車12との間においてパルス同士を直接に比較するこ
となく回転誤差εを検出することが可能となる。したが
って、パルスに関する事情によって回転誤差εの検出精
度が低下する事態を回避することができるという効果が
得られる。
[0052] As apparent from the above description, in this embodiment, independently of one another absolute rotation angle theta 1 and the absolute rotation angle theta 2 of the driven gear 12 via a common time axis to those of the drive gear 10 Thus, the rotation error ε can be detected between the driving gear 10 and the driven gear 12 without directly comparing the pulses. Therefore, it is possible to avoid the situation where the detection accuracy of the rotation error ε is reduced due to the pulse condition.

【0053】さらに、本実施例においては、被動歯車1
2の絶対回転角θ2 は時間tに関して離散的に検出され
るにもかかわらず、計算上、被動歯車12の絶対回転角
θ2が必要に応じて、時間tに関して実質的に連続的に
取得されるため、それら歯車10と12の間において真
に比較すべき絶対回転角θ同士を比較することが可能と
なり、回転誤差εを十分に高い精度で検出することが可
能になるという効果が得られる。
Further, in this embodiment, the driven gear 1
Absolute rotational angle theta 2 of 2 Despite being discretely detected with respect to time t, calculated on, as required absolute rotational angle theta 2 of the driven gear 12, substantially continuously obtained for time t Therefore, it is possible to compare the absolute rotation angles θ to be truly compared between the gears 10 and 12, and it is possible to detect the rotation error ε with sufficiently high accuracy. Can be

【0054】さらにまた、本実施例においては、各歯車
10,12の回転誤差εが変動成分と絶対成分とが個々
に抽出することが可能とされているため、その抽出結果
を用いれば、歯車対10,12のかみ合い伝達誤差と剛
性(弾性ひずみ)とをそれぞれ個別に評価することがで
き、歯車対10,12の特性を一層広い範囲にわたって
評価することが可能になるという特有の効果が得られ
る。
Further, in this embodiment, since the fluctuation component and the absolute component of the rotation error ε of each of the gears 10 and 12 can be individually extracted, the extraction result can be used. The mesh transmission error and the stiffness (elastic strain) of the pairs 10 and 12 can be individually evaluated, and the characteristic effect that the characteristics of the gear pairs 10 and 12 can be evaluated over a wider range can be obtained. Can be

【0055】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、分周回路30,32,クロックパルスカウ
ンタ40,42,分割パルスカウンタ44,46,クロ
ックパルス発生回路50およびコンピュータ60が互い
に共同して、請求項1および2の各発明における「歯車
回転誤差決定手段2」の一態様を構成しているのであ
る。
As is clear from the above description, in the present embodiment, the frequency dividing circuits 30, 32, the clock pulse counters 40, 42, the divided pulse counters 44, 46, the clock pulse generating circuit 50 and the computer 60 cooperate with each other. Thus, it constitutes one aspect of the "gear rotation error determining means 2" in each of the first and second aspects of the present invention.

【0056】以上、請求項1および2の発明に共通の一
実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、それら各発
明はその他の態様で実施することができる。
As described above, one embodiment common to the first and second aspects of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, each of these aspects can be embodied in other modes.

【0057】例えば、上記実施例においては、駆動歯車
10について実際に検出された各絶対回転角θ1 と同時
期に被動歯車12について絶対回転角θ2 が実際には検
出されなかったか否かを判定し、検出されなかった場合
には、被動歯車12の絶対回転角θ2 の推定が行われる
ようになっていたが、例えば、さらに、被動歯車12に
ついて実際に検出された各絶対回転角θ2 と同時期に駆
動歯車10について絶対回転角θ1 が実際には検出され
なかったか否かをも判定し、検出されなかった場合に
は、被動歯車10の絶対回転角θ1 の推定も行われるよ
うにすることができる。すなわち、被動歯車12につい
てのみならず駆動歯車10についても絶対回転角θの推
定が行われるようにして請求項1および2の各発明を実
施することができるのである。
For example, in the above embodiment, it is determined whether or not the absolute rotation angle θ 2 for the driven gear 12 was not actually detected at the same time as the absolute rotation angle θ 1 actually detected for the drive gear 10. If it is determined and not detected, the absolute rotation angle θ 2 of the driven gear 12 is estimated. For example, each of the absolute rotation angles θ actually detected for the driven gear 12 It is also determined whether or not the absolute rotation angle θ 1 of the drive gear 10 was actually detected at the same time as the period 2, and if not detected, the absolute rotation angle θ 1 of the driven gear 10 is also estimated. That can be done. That is, the inventions of claims 1 and 2 can be carried out such that the estimation of the absolute rotation angle θ is performed not only for the driven gear 12 but also for the driving gear 10.

【0058】また、前記実施例においては、歯車対1
0,12を負荷状態でかみ合い回転させて回転誤差が検
出されるようになっていたが、準静的な状態(無負荷か
つ低速状態)でかみ合い回転させて回転誤差を検出する
態様として本発明を実施することもできる。
In the above embodiment, the gear pair 1
The rotation error is detected by rotating the 0 and 12 in a load state, and the rotation error is detected. However, the present invention is an embodiment in which the rotation error is detected by rotating in a quasi-static state (no load and low speed state). Can also be implemented.

【0059】これらの他にも、特許請求の範囲を逸脱す
ることなく、当業者の知識に基づいて種々の変形,改良
等を施した態様でそれら各発明を実施することができ
る。
In addition to these, without departing from the scope of the claims, various inventions can be carried out in various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1および2の各発明の構成を概念的に示
す図である。
FIG. 1 is a diagram conceptually showing a configuration of each of the first and second aspects of the present invention.

【図2】請求項1および2の発明に共通の一実施例であ
る片歯面かみ合い式の歯車回転誤差検出装置を示すシス
テム図である。
FIG. 2 is a system diagram showing a gear rotation error detecting device of a single-tooth-surface meshing type which is an embodiment common to the first and second aspects of the present invention.

【図3】図2における分周回路から出力される分割パル
スを説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining divided pulses output from a frequency dividing circuit in FIG. 2;

【図4】図2におけるコンピュータの構成を概念的に示
す図である。
FIG. 4 is a diagram conceptually showing a configuration of a computer in FIG.

【図5】図4におけるコンピュータのROMに記憶され
ている絶対回転角演算ルーチンを示すフローチャートで
ある。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an absolute rotation angle calculation routine stored in a ROM of the computer in FIG. 4;

【図6】そのROMに記憶されている歯車回転誤差演算
ルーチンを示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a gear rotation error calculation routine stored in the ROM.

【図7】図4におけるRAMの一部の構成を概念的に示
す図である。
FIG. 7 is a diagram conceptually showing a configuration of a part of a RAM in FIG. 4;

【図8】上記実施例における信号処理の流れを概念的に
示すグラフである。
FIG. 8 is a graph conceptually showing a flow of signal processing in the embodiment.

【図9】従来のかみ合い式歯車回転誤差検出装置におい
てパルス信号同士が比較される様子を説明するための図
である。
FIG. 9 is a diagram for explaining how pulse signals are compared in a conventional meshing gear rotation error detecting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 駆動歯車 12 被動歯車 20,22 ロータリエンコーダ 30,32 分周回路 40,42 クロックパルスカウンタ 50 クロックパルス発生回路 60 コンピュータ Reference Signs List 10 driving gear 12 driven gear 20, 22 rotary encoder 30, 32 frequency dividing circuit 40, 42 clock pulse counter 50 clock pulse generating circuit 60 computer

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 かみ合う2個の歯車の各々が一定角度回
転するごとに離散的に回転信号を歯車ごとに発生させる
歯車回転信号発生手段と、 それら歯車について個々に回転信号が発生するごとにそ
の発生時期を検出することによってそれら各歯車の基準
回転位置からの回転角である絶対回転角を時間に関連付
けて離散的に検出し、それら各歯車の検出結果相互の関
係に基づいてそれら歯車の回転誤差を決定する歯車回転
誤差決定手段とを含むことを特徴とするかみ合い式歯車
回転誤差検出装置。
1. A gear rotation signal generating means for discretely generating a rotation signal for each gear when each of two meshing gears rotates by a predetermined angle, and each time a rotation signal is generated individually for each of the gears, By detecting the occurrence timing, the absolute rotation angle, which is the rotation angle of each gear from the reference rotation position, is discretely detected in relation to time, and the rotation of each gear is determined based on the mutual relationship between the detection results of each gear. And a gear rotation error determining means for determining an error.
【請求項2】 前記歯車回転誤差決定手段が、 前記2個の歯車について検出された複数の絶対回転角の
中にそれら歯車について実質的に同じ時期に検出された
2個の絶対回転角が存在する時期については、それら検
出された2個の絶対回転角相互の関係に基づいて前記回
転誤差を決定し、存在しない時期については、それら歯
車の少なくとも一方がその時期にとることが予想される
絶対回転角をその歯車について検出された複数の絶対回
転角に基づいて推定し、その推定した絶対回転角を用い
ることにより前記回転誤差を決定するものである請求項
1記載のかみ合い式歯車回転誤差検出装置。
2. The gear rotation error determination means according to claim 2, wherein, among the plurality of absolute rotation angles detected for the two gears, two absolute rotation angles detected for the gears at substantially the same time are present. For the period of time, the rotation error is determined based on the relationship between the two detected absolute rotation angles, and for the period of non-existence, at least one of the gears is expected to take that period. 2. The meshing gear rotation error detection according to claim 1, wherein the rotation angle is estimated based on a plurality of absolute rotation angles detected for the gear, and the rotation error is determined by using the estimated absolute rotation angle. apparatus.
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CN102305712A (en) * 2011-05-18 2012-01-04 西安交通大学 Error tracing method for nonuniform transmission system by sampling at equal time intervals
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