JP4820328B2 - Rotation state detection device - Google Patents
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本発明は、複数のセンサからの検出信号の位相差に基づいて回転体の回転数及び回転方向を検出する回転状態検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation state detection device that detects the number of rotations and a rotation direction of a rotating body based on phase differences of detection signals from a plurality of sensors.
回転体の回転状態を検出するために、回転体の回転方向に沿って所定の間隔で2個のセンサを配置し、両センサからの検出信号の位相差を用いて回転体の回転数や回転方向を検出する方法が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。 In order to detect the rotating state of the rotating body, two sensors are arranged at predetermined intervals along the rotating direction of the rotating body, and the rotational speed and rotation of the rotating body are detected using the phase difference of detection signals from both sensors. A method for detecting a direction is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
例えば、回転体の回転状態を検出する従来の方法では、磁性体で構成され、回転体に同期して回転する歯車を用いる。歯車の外周部には所定の間隔で複数の山部と谷部が交互に形成されている。 For example, in a conventional method for detecting the rotation state of a rotating body, a gear made of a magnetic body and rotating in synchronization with the rotating body is used. A plurality of crests and troughs are alternately formed at predetermined intervals on the outer periphery of the gear.
この歯車の回転状態を検出するために、2組の磁気抵抗素子で構成された磁気センサを歯車に対向して、歯車の回転方向に沿って所定の間隔を隔てて配置する。これら2つの磁気センサのそれぞれは、歯車の回転に応じて、歯車の山部と谷部に応じた2値の検出信号(パルス信号)を出力する。 In order to detect the rotation state of the gear, a magnetic sensor composed of two sets of magnetoresistive elements is arranged opposite the gear and spaced at a predetermined interval along the rotation direction of the gear. Each of these two magnetic sensors outputs a binary detection signal (pulse signal) corresponding to the crest and trough of the gear according to the rotation of the gear.
歯車が時計回りに回転する場合を正回転、逆の場合を逆回転とする。正回転の場合、一方のセンサの検出出力が他方のセンサの検出出力よりも位相が先行し、逆回転の場合、他方のセンサの検出出力が一方のセンサの検出出力よりも位相が先行することが観測される。歯車の山部と谷部間の間隔と、両センサ間の間隔を適宜調整することにより、2つのセンサ検出出力の位相差を調整できる。例えば、位相差が1/4周期となるように調整する。 The case where the gear rotates clockwise is the forward rotation, and the reverse case is the reverse rotation. In the case of forward rotation, the detection output of one sensor precedes the phase of the detection output of the other sensor, and in the case of reverse rotation, the detection output of the other sensor precedes the phase of the detection output of one sensor. Is observed. The phase difference between the two sensor detection outputs can be adjusted by appropriately adjusting the distance between the crest and trough of the gear and the distance between both sensors. For example, the phase difference is adjusted so as to be a quarter cycle.
具体的には、2つのセンサからの検出出力は、回転方向検出用のDフリップフロップ(以下「DFF」という。)に入力される。より具体的には、一方のセンサ(以下「第1のセンサ」という。)の検出出力はDFFのデータ入力へ、他方のセンサ(以下「第2のセンサ」という。)の検出出力はDFFのクロック入力に接続される。 Specifically, the detection outputs from the two sensors are input to a D flip-flop (hereinafter referred to as “DFF”) for detecting the rotation direction. More specifically, the detection output of one sensor (hereinafter referred to as “first sensor”) is the data input of the DFF, and the detection output of the other sensor (hereinafter referred to as “second sensor”) is the DFF. Connected to clock input.
すなわち、DFFは、クロック入力(第2のセンサの検出出力)の立ち上がり時に、データ入力(第1のセンサの検出出力)を観測し、データ入力の極性により歯車の回転方向を検出する。つまり、歯車が正回転の場合、第2のセンサの検出出力の立ち上がる時刻において、第1のセンサ検出出力は常に“High”となるので、DFFは、正回転を示す回転方向検出結果出力として“High”を出力する。 That is, the DFF observes the data input (detection output of the first sensor) at the rising edge of the clock input (detection output of the second sensor), and detects the rotation direction of the gear according to the polarity of the data input. That is, when the gear rotates in the forward direction, the first sensor detection output is always “High” at the time when the detection output of the second sensor rises, so that the DFF outputs “ “High” is output.
一方、歯車が逆回転の場合、第2のセンサ検出出力の立ち上がり時に、第1のセンサ検出出力は常に“Low”となるので、DFFは逆回転を示す回転方向検出結果出力として“Low”を出力する。 On the other hand, when the gear rotates in the reverse direction, the first sensor detection output is always “Low” at the rising edge of the second sensor detection output. Therefore, the DFF outputs “Low” as the rotation direction detection result output indicating the reverse rotation. Output.
、図1)
上記のような従来の回転状態検出装置を自動車のエンジン等に使用する場合、回転方向の切り替わりを瞬時に検出する等、高度な制御が必要となってきている。上記従来の回転状態検出装置では、回転方向は磁気センサからの出力信号の立ち上がり時にのみ、回転状態を検出しているので、回転方向が切り替わるタイミングによっては、回転が切り替わってから、実際に回転状態の切り替わりが検出されるまでに非常に多くの時間がかかる場合がある。 When the conventional rotational state detection device as described above is used for an automobile engine or the like, high-level control is required, such as instantaneously detecting a change in rotational direction. In the above conventional rotation state detection device, the rotation direction is detected only when the output signal from the magnetic sensor rises. Therefore, depending on the timing at which the rotation direction is switched, the rotation state is switched to the actual rotation state. It may take a very long time to detect the switching of the.
回転状態の切り替わりの検出の遅延は次のような問題を招来する。例えば、従来の回転状態検出装置を自動車のエンジンの回転数、回転位置の検出に用いる場合、自動車の制御装置は、センサの検出出力を観測し、エンジンの回転数や回転位置を認識し、バルブの開閉タイミングやプラグの点火タイミング等を生成している。合わせて、センサからの回転方向検出出力を用いて、エンジンが逆回転した場合等においても正確な回転位置を認識できるようにしている。このため、回転方向の切り替わりの検出が遅れると、正確な回転位置を認識できなくなり、エンジン制御のための各種タイミングがずれて、正常な動作ができなくなる。 The delay in detecting the switching of the rotation state causes the following problems. For example, when a conventional rotational state detection device is used to detect the rotational speed and rotational position of an automobile engine, the automotive control device observes the detection output of the sensor, recognizes the rotational speed and rotational position of the engine, and The opening / closing timing and ignition timing of the plug are generated. In addition, an accurate rotational position can be recognized even when the engine rotates in reverse by using the rotational direction detection output from the sensor. For this reason, if the detection of the switching of the rotational direction is delayed, the accurate rotational position cannot be recognized, and various timings for engine control are shifted, and normal operation cannot be performed.
本発明は上記課題を解決するためのものであり、その目的とするところは、回転体の回転方向の切り替わり時点を迅速に検出できる回転体検出装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a rotating body detection device that can quickly detect the switching point of the rotating direction of the rotating body.
本発明の回転状態検出装置は、第1のセンサの検出信号の立ち上がり時に第2のセンサの検出信号を観測し、回転体の回転方向を検出する第1の回転方向検出手段と、第1のセンサの検出信号の立ち下がり時に第2のセンサの検出信号を観測し、回転体の回転方向を検出する第2の回転方向検出手段と、第1及び第2の回転方向検出手段による検出結果より、検出タイミングが早い方を選択して出力する回転方向判別手段とを備えている。また、第1及び第2のセンサの検出信号に基づき、回転体の回転数に応じて変化する信号を出力する回転数検出手段をさらに備えてもよい。 The rotation state detection device of the present invention includes a first rotation direction detection means for observing the detection signal of the second sensor at the rising edge of the detection signal of the first sensor and detecting the rotation direction of the rotating body; From the detection result of the second rotation direction detection means for observing the detection signal of the second sensor at the fall of the detection signal of the sensor and detecting the rotation direction of the rotating body, and the first and second rotation direction detection means Rotation direction discriminating means for selecting and outputting the one with the earlier detection timing. Moreover, you may further provide the rotation speed detection means which outputs the signal which changes according to the rotation speed of a rotary body based on the detection signal of a 1st and 2nd sensor.
本発明によれば、第1のセンサの検出信号の立ち上がり及び立ち下がり時に回転方向を検出し、検出タイミングが早い方を選択して回転方向判別結果とすることにより、検出結果を速やかに出力することができる。また、回転方向判別結果に従い、回転数出力制御手段の出力レベルを切り替えることにより、1つの信号線で回転数情報と回転方向判別情報の双方を伝達することができる。 According to the present invention, the rotation direction is detected at the rise and fall of the detection signal of the first sensor, and the detection result is quickly output by selecting the one with the earlier detection timing as the rotation direction discrimination result. be able to. Further, by switching the output level of the rotation speed output control means in accordance with the rotation direction discrimination result, both the rotation speed information and the rotation direction discrimination information can be transmitted with one signal line.
以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
実施の形態1.
図1から図7を参照し、本発明の実施の形態1の回転状態検出装置について説明する。
Embodiment 1 FIG.
With reference to FIG. 1 to FIG. 7, a rotational state detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
(回転状態検出装置の構成)
図1は本発明の回転状態検出装置の実施の形態1の構成図である。回転状態検出装置は、外周部に山部1aと谷部1bが交互に形成された歯車1と、歯車1に対向して配置されたセンサ21,22と、センサ21,22からの検出出力21a、22aを受ける回転方向検出部3aと、回転方向検出部3aからの検出結果22r,22fを受ける回転方向判別部4aとを備える。
(Configuration of rotation state detection device)
FIG. 1 is a configuration diagram of Embodiment 1 of the rotational state detection device of the present invention. The rotation state detection device includes a gear 1 having
センサ21,22は磁気センサであり、それぞれ例えば2組の磁気抵抗素子で構成される。センサ21,22は、歯車1の回転状態を検出するために、歯車1に対向して、歯車1の回転方向に沿って所定の間隔を持って配置され、それぞれ、歯車1の山部1a、谷部1bに応じた2値の検出信号を出力する。
Each of the
回転方向検出部3aはセンサ検出出力22aの立ち上がり/立ち下がり時の回転方向の検出結果22r,22fを出力する。回転方向判別部4aは、回転方向検出部3aの検出結果出力22r,22fのうち検出タイミングが早い方を選択して、回転方向判別出力det_aとして出力する。
The rotation
図2は、回転方向検出部3aの構成の一例を示した図である。回転方向検出部3aは、2個のDFF(Dフリップフロップ回路)31a,32aで構成される。同図中、DFF32aのクロックの入力での丸印は反転入力を示し、DFF32aがクロックの立ち下がり時のデータを保持することを意味する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the rotation
DFF31aは、センサ検出出力21aをデータ入力として入力し、センサ22からの検出出力22aをクロック入力として入力し、センサ検出出力22a(クロック入力)の立ち上がり時のセンサ検出出力21a(データ入力)を回転方向検出結果22rとして出力する。
The DFF 31a inputs the
DFF32aは、センサ検出出力21aをデータ入力として入力し、センサ検出出力22aの反転をクロック入力として入力し、センサ検出出力22a(クロック入力)の立ち下がり時のセンサ検出出力21a(データ入力)を回転方向検出結果22fとして出力する。出力Qnは観測したデータ入力の反転信号を出力することを意味する。
The DFF 32a inputs the
図3は、回転方向判別部4aの構成の一例を示した図である。回転方向判別部4aは、センサ検出出力22a及び回転方向検出結果22r,22fを入力し、これらの入力した回転方向検出結果22r,22fのうちの検出タイミングが早い方を選択して、回転方向判別結果det_aとして出力する。同図中、AND回路41a,42aの入力の丸印は、信号を反転して入力することを意味し、AND回路41aの出力の丸印は、信号を反転して出力することを意味する。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the rotation
(回転状態検出装置の動作)
以上のように構成される回転状態検出装置の動作について説明する。
(Operation of the rotation state detection device)
The operation of the rotational state detection apparatus configured as described above will be described.
(正回転時の検出動作)
最初に、歯車1が正回転している場合の回転状態検出装置の動作について説明する。図4は歯車1が正回転している時の回転状態検出装置各部の信号のタイミングを示した図である。DFF31aは、センサ検出出力22aが立ち上がる時刻t1,t3,t5でセンサ検出出力21aを観測する。図4を参照すると、時刻t1,t3,t5でセンサ検出出力21aは常に“High”であるので、検出結果22rは常に“High”となる。
(Detection operation during forward rotation)
First, the operation of the rotation state detection device when the gear 1 is rotating forward will be described. FIG. 4 is a diagram showing the timing of signals of each part of the rotation state detection device when the gear 1 is rotating forward. The
回転方向検出部3aのDFF32aは、センサ検出出力22aが立ち下がる時刻t2,t4,t6でセンサ検出出力21aを観測する。図4を参照すると、時刻t2,t4,t6でセンサ検出出力21aは常に“Low”であるので、検出結果22fは常にその反転である“High”となる。
The
回転方向判別部4aでは、回転方向検出結果22fが常に“High”であるので、AND回路41aの出力は常に“High”となる。また、回転方向検出結果22rは常に“High”であるので、OR回路47aの出力は常に“High”となる。したがって、AND回路41aの出力が常に“High”で、OR回路47aの出力が常に“High”であるので、AND回路48aの出力つまり回転方向判別部4aの出力det_aは常に“High”となる。すなわち、正回転の場合、回転方向判別部4aの出力det_aは“High”となる。
In the rotation
(逆回転時の検出動作)
次に歯車1が逆回転している場合の回転状態検出装置の動作について、図5を参照して説明する。図5は、歯車1が逆回転している時の回転状態検出装置各部の信号のタイミングを示した図である。
(Detection operation during reverse rotation)
Next, the operation of the rotation state detection device when the gear 1 is rotating in the reverse direction will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating the timing of signals of each part of the rotation state detection device when the gear 1 is rotating in the reverse direction.
回転方向検出部3aのDFF31aは、センサ検出出力22aが立ち上がる時刻t7,t9,t13でセンサ検出出力21aを観測する。これらのタイミングでセンサ検出出力21aは図5に示すように常に“Low”であるので、図5に示すように、検出結果22rは常にLow”となる。
The
DFF32aは、センサ検出出力22aが立ち下がる時刻t8,t12,t14でセンサ検出出力21aを観測する。これらのタイミングでセンサ検出出力22aは図5に示すように常に“High”であるので、検出結果22fは常にその反転である“Low”となる。
The
回転方向検出結果22rが常に“Low”であるので、回転方向判別部4aにおいて、AND回路41aの出力は常に“High”となる。また、回転方向検出結果22fは常に“Low”であるので、AND回路42aの出力は常に“Low”となる。すなわち、回転方向検出結果22r及びAND回路42aの出力はともに常に“Low”であるので、OR回路47aの出力は常に“Low”となる。したがって、AND回路41aの出力及びOR回路47aの出力はともに常に“Low”であるので、AND回路48aの出力つまり回転方向判別部4aの出力det_aは常に“Low”となる。すなわち、逆回転の場合、回転方向判別部4aの出力det_aは“Low”となる。
Since the rotation
(正回転から逆回転への切り替わりの検出動作)
次に、回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合の回転状態検出装置の動作について説明する。以下では、センサ検出出力21aが“Low”で、センサ検出出力22aが“High”の期間において歯車1の回転方向が正回転から逆回転に切り替わる場合を例に挙げて図6を参照して説明する。図6は、センサ検出出力21aが“Low”で、センサ検出出力22aが“High”の期間において歯車1の回転方向が正回転から逆回転に切り替わる場合の回転状態検出装置各部の信号のタイミングを示した図である。
(Detection of switching from forward rotation to reverse rotation)
Next, the operation of the rotation state detection apparatus when the rotation direction is switched from forward rotation to reverse rotation will be described. Hereinafter, an example in which the rotation direction of the gear 1 is switched from the forward rotation to the reverse rotation during the period in which the
回転方向検出部3aにおいて、DFF31aは、センサ検出出力22aの立ち上がり時に回転方向を検出するので、時刻t16で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果22rを出力する。
In the rotation
DFF32aは、センサ検出出力22aの立ち下がり時に回転方向を検出するので、時刻t15で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果22fを出力する。
Since the
回転方向判別部4aにおいて、回転方向検出結果22rが時刻t16で“High”から“Low”に変化し、回転方向検出結果22fが時刻t15で“High”から“Low”に変化する。よって、時刻t15と時刻t16の期間では、(センサ検出出力22a,回転方向検出結果22r,回転方向検出結果22f)=(“Low”,“High”,“Low”)となるので、AND回路41aは時刻t15から時刻t16までの期間、“Low”を出力する。
In the rotation
一方、回転方向検出結果22rが“Low”の間は、回転方向検出結果22fは“High”とならないので、(センサ検出出力22a,回転方向検出結果22r,回転方向検出結果22f)=(“Low”,“Low”,“High”)とならず、AND回路42aの出力は常に“Low”となる。
On the other hand, while the rotation
回転方向検出結果22rが時刻t16で“High”から“Low”に変化し、AND回路42aの出力は常に“Low”であるので、OR回路47aの出力は、時刻t16で“High”から“Low”に変化する。
Since the rotation
AND回路41aの出力は時刻t15から時刻t16までの間“Low”であり、OR回路47aの出力は時刻t16で“High”から“Low”に変化するので、AND回路48aの出力つまり回転方向判別部4aの出力det_aは、時刻t15で“High”から“Low”に変化する信号となる。つまり、回転方向検出結果22r,22fの内、時刻t15で検出する、検出タイミングの早い回転方向検出結果22fの方を選択して出力するということになる。
The output of the AND
このように、上記の例では、センサ検出出力22aの立ち上がり時の回転方向検出結果22rと、立ち下がり時の回転方向検出結果22fのうちの、早い方である立ち下がり時の回転方向検出結果22fを回転方向判別結果det_aとして出力するので、従来技術のセンサ検出出力22aの立ち上がり時の回転方向検出結果のみを使用するよりも回転方向の切り替わりを早く検出できる。
Thus, in the above example, the rotation
(逆回転から正回転への切り替わりの検出動作)
次に、回転方向が逆回転から正回転に切り替わった場合の回転状態検出装置の動作について説明する。以下では、センサ検出出力21a及びセンサ検出出力22aがともに“High”の期間において歯車1の回転方向が逆回転から正回転に切り替わる場合を例に挙げて図7を参照して説明する。図7は、センサ検出出力21a及びセンサ検出出力22aがともに“High”の期間において歯車1の回転方向が逆回転から正回転に切り替わる場合の回転状態検出装置各部の信号のタイミングを示した図である。
(Detection of switching from reverse rotation to forward rotation)
Next, the operation of the rotation state detection device when the rotation direction is switched from reverse rotation to normal rotation will be described. Hereinafter, an example in which the rotation direction of the gear 1 is switched from the reverse rotation to the normal rotation during the period in which both the
回転方向検出部3aにおいて、DFF31aは、センサ検出出力22aの立ち上がり時に回転方向を検出するので、時刻t18で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果22rを出力する。
In the rotation
DFF32aは、センサ検出出力22aの立ち下がり時に回転方向を検出するので、時刻t17で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果22fを出力する。
Since the
回転方向検出結果22fが“Low”の間は、回転方向検出結果22rは“High”とならないので、回転方向判別部4aにおいて、(センサ検出出力22a,検出結果22r,検出結果22f)=(“Low”,“High”,“Low”)となることはなく、AND回路41aの出力は常に“High”となる。
While the rotation
一方、時刻t17とt18の間の期間で、(センサ検出出力22a,検出結果22r,検出結果22f)=(“Low”,“Low”,“High”)が成立するので、AND回路42aは時刻t17から時刻t18までの期間、“High”を出力する。
On the other hand, since (
回転方向検出結果22rが時刻t18で“Low”から“High”に変化し、AND回路42aの出力は時刻t17から時刻t18までの間、“High”であるので、OR回路47aの出力は、時刻t17で“Low”から“High”に変化する。
Since the rotation
AND回路41aの出力は常に“High”であり、OR回路47aの出力は時刻t17で“Low”から“High”に変化するので、AND回路48aの出力つまり回転方向判別部4aの出力det_aは、時刻t17で“Low”から“High”に変化する信号となる。つまり、回転方向検出結果22r,22fのうち、検出タイミングの早い回転方向検出結果22fの方が選択されて出力されるということになる。
Since the output of the AND
(効果)
以上より本発明の実施の形態1では、センサ検出出力22aの立ち上がり時の回転方向検出結果22rと、立ち下がり時の回転方向検出結果22fのうちの早い方(図6に示すようなタイミングで回転方向が切り替わった場合は、立ち下がり時)の回転方向検出結果22fを回転方向判別結果det_aとして出力するので、従来例のセンサ検出出力22aの立ち上がり時の回転方向検出結果のみを使用するよりも回転方向の切り替わりを早く検出できる。
(effect)
As described above, in the first embodiment of the present invention, the faster one of the rotation
実施の形態2.
本発明の回転状態検出装置の実施の形態2について、図8から図10を参照して説明する。
Embodiment 2. FIG.
A second embodiment of the rotational state detection device of the present invention will be described with reference to FIGS.
図8は本発明の実施の形態2の回転状態検出装置の構成図である。本実施形態の回転状態検出装置は、図1に示す回転状態検出装置の構成に加えてさらに回転数出力制御部5aを備える。回転数出力制御部5aは、回転方向判別結果det_aに応じて、センサ検出出力22aの出力レベルを切り替えることにより、センサ検出出力22aに回転方向判別結果det_aの情報を重畳して、回転数出力out_aを出力する。
FIG. 8 is a configuration diagram of the rotational state detection device according to the second embodiment of the present invention. The rotation state detection device of the present embodiment further includes a rotation speed
図9に、回転数出力制御部5aの構成の一例を示す。図9は、回転方向により出力信号の“Low”レベルを切り替える場合の回路例を示す。AND回路51a、52aはトランジスタ回路54a,55aのスイッチをオン/オフする。AND回路51aは回転方向判別結果det_aが“High”の場合、センサ検出出力22aが“Low”の時に“High”を出力する。AND回路52aは、回転方向判別結果det_aが“Low”の場合、センサ検出出力22aが“Low”の時に“High”を出力する。トランジスタ回路54aは、AND回路51aの出力が“High”の時にオンする。トランジスタ回路55aは、AND回路52aが“High”の時にオンする。
FIG. 9 shows an example of the configuration of the rotation speed
以下、本実施形態の回転状態検出装置の動作について図10を参照して説明する。歯車1が正回転している間は、回転方向判別結果det_aは“High”となるので、AND回路52aの出力は“Low”となり、トランジスタ回路55aは常にオフとなる。この場合、センサ検出出力22aが“High”の時は、AND回路51aの出力は“Low”となり、トランジスタ回路54aもオフし、回転数出力out_aの電圧はVccと同一電圧VH0となる。一方、センサ検出出力22aが“Low”の時はAND回路51aの出力は“High”となり、トランジスタ回路54aがオンし、点AがGNDと同一レベルとなるので、回転数出力out_aの電圧VL0は次式で与えられる。
また、歯車1が逆回転すると、回転方向判別結果det_aは“Low”となるので、AND回路51aの出力は“Low”となり、トランジスタ回路54aは常にオフとなる。この場合、センサ検出出力22aが“High”の時は、AND回路52aの出力は“Low”となり、トランジスタ回路55aもオフし、回転数出力out_aの電圧はVccと同一電圧VH0となる。一方、センサ検出出力22aが“Low”の時は、AND回路52aの出力は“High”となり、トランジスタ回路55aがオンし、点Aが抵抗R2を介してGNDと接続され、回転数出力out_aの電圧VL1は次式で与えられる。
ここで例えば、Vcc=5V,R0=10キロオーム,R1=1キロオーム,R2=6キロオームとすると、それぞれの出力電圧は、VH0=5V,VL0=0.5V,VL1=2V程度となる。従って、回転数出力信号out_aを受信する後段の信号処理回路において、例えば、図10に示すように、回転数検出のための閾値電圧Vth0の値を2.5V程度とすることにより、歯車1の回転数を計測することができる。例えば閾値電圧Vth0を超えるパルスの数を計測することで回転数を認識できる。さらに、回転方向検出のための閾値電圧Vth1の値を1.5V程度に設定することにより、歯車1の回転方向も観測することができる。例えば、回転数出力信号out_aの値が閾値電圧Vth1を下回るか否かを観測することで回転方向を検出できる。 Here, for example, if Vcc = 5V, R0 = 10 kilohm, R1 = 1 kiloohm, and R2 = 6 kiloohm, the respective output voltages are about VH0 = 5V, VL0 = 0.5V, and VL1 = 2V. Therefore, in the subsequent signal processing circuit that receives the rotational speed output signal out_a, for example, as shown in FIG. 10, by setting the threshold voltage Vth0 for rotational speed detection to about 2.5 V, the gear 1 Rotational speed can be measured. For example, the number of rotations can be recognized by measuring the number of pulses exceeding the threshold voltage Vth0. Furthermore, the rotation direction of the gear 1 can be observed by setting the threshold voltage Vth1 for detecting the rotation direction to about 1.5V. For example, the rotation direction can be detected by observing whether the value of the rotation speed output signal out_a is lower than the threshold voltage Vth1.
なお実施の形態2では、回転数の出力にセンサ検出出力22aを使用した例を説明したが、センサ検出出力21aを回転数の出力に使用しても良い。
In the second embodiment, the example in which the
本実施形態の回転状態検出装置によれば、回転方向の切り替わりを迅速に検出できるとともに、回転数とともに回転方向をも示す情報を1つの信号out_aに含めて出力できるため、回転数の検出情報と回転方向の検出情報のそれぞれに対して信号線を設ける必要がない。 According to the rotation state detection device of the present embodiment, the rotation direction change can be detected quickly, and information indicating the rotation direction as well as the rotation number can be included in one signal out_a and output. There is no need to provide a signal line for each piece of rotation direction detection information.
実施の形態3.
本発明の回転状態検出装置の実施の形態3について、図11及び図12を参照して説明する。
Embodiment 3 FIG.
Embodiment 3 of the rotational state detection device of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
図11は、実施の形態2における回転数出力制御部5aの別の構成例を示した図である。回転方向により出力信号の“High”レベルを切り替える場合の回路例を示す。NOT回路51bはトランジスタ回路54aのスイッチをオン/オフする。AND回路53bはトランジスタ回路56aのスイッチをオン/オフする。NOT回路51bはセンサ検出出力22aが“Low”の時に“High”を出力する。一方AND回路53bは、回転方向判別結果det_aが“Low”の場合に、センサ検出出力22aが“High”の時に“High”を出力する。トランジスタ回路54aは、NOT回路51bの出力が“High”の時にオンする。トランジスタ回路56aは、AND回路53bの出力が“High”の時にオンする。
FIG. 11 is a diagram showing another configuration example of the rotation speed
以下、本実施の形態における回転数出力制御部5aの動作について図12を参照して説明する。
Hereinafter, the operation of the rotation speed
歯車1が正回転している間は、回転方向判別結果det_aは“High”となるので、AND回路53bが“Low”となり、トランジスタ回路56aはオフする。センサ検出出力22aが“High”の時はNOT回路51bの出力が“Low”となり、トランジスタ回路54aもオフし、回転数出力out_aの電圧はVccと同一電圧VH0となる。センサ検出出力22aが“Low”の時はNOT回路51bが“High”となり、トランジスタ回路54aがオンし、点AがGNDと同一レベルとなるので、回転数出力out_aの電圧VL0は次式で与えられる。
また歯車1が逆回転している間は、センサ検出出力22aが“Low”の時はAND回路53bが“Low”となり、トランジスタ回路56aはオフする。またその時、NOT回路51bが“High”となり、トランジスタ回路54aがオンし、点AがGNDと同一レベルとなり、正回転時と同様、回転数出力out_aの電圧はVL0となる。また、センサ検出出力22aが“High”の時はNOT回路51bが“Low”となり、トランジスタ回路54aはオフする。またその時、AND回路53bが“High”となり、トランジスタ回路56aがオンし、点Aが抵抗R3を介してGNDと接続され、回転数出力out_aの電圧VH1は次式で与えられる。
ここで例えば、Vcc=5V,R0=10キロオーム,R1=1キロオーム,R3=14キロオームとすると、それぞれの出力電圧は、VH0=5V,VL0=0.5V,VH1=3V程度となる。従って、回転数出力out_aの信号を受信する後段の信号処理回路において、例えば、図12に示すように、回転数計測のための閾値電圧Vth0の値を2.5V程度とすることにより、歯車1の回転数を計測することができる。さらに、回転方向検出のための閾値電圧Vth1の値を4V程度とすることにより、歯車1の回転方向も観測することができる。 For example, if Vcc = 5V, R0 = 10 kilohm, R1 = 1 kiloohm, and R3 = 14 kiloohm, the respective output voltages are about VH0 = 5V, VL0 = 0.5V, and VH1 = 3V. Accordingly, in the subsequent signal processing circuit that receives the signal of the rotational speed output out_a, for example, as shown in FIG. 12, by setting the value of the threshold voltage Vth0 for rotational speed measurement to about 2.5 V, the gear 1 Can be measured. Furthermore, the rotational direction of the gear 1 can also be observed by setting the threshold voltage Vth1 for detecting the rotational direction to about 4V.
なお実施の形態3では、回転数の出力にセンサ検出出力22aを使用した例を説明したが、センサ検出出力21aを回転数の出力に使用しても良い。
In the third embodiment, the example in which the
実施の形態4.
本発明の回転状態検出装置の実施の形態4について、図13及び図14を参照して説明する。
Embodiment 4 FIG.
Embodiment 4 of the rotational state detection device of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
図13は、実施の形態2の回転状態検出装置における回転数出力制御部5aのさらに別の構成例を示した図である。図13は、回転方向により、出力信号の“High”レベルと“Low”レベルの両方を切り替える場合の回路例を示す。
FIG. 13 is a diagram showing still another configuration example of the rotation speed
AND回路51c,52c,53cはそれぞれ、トランジスタ回路54a,55a,56aのスイッチをオン/オフする。AND回路51cは回転方向判別結果det_aが“High”の場合に、センサ検出出力22aが“Low”の時に“High”を出力する。AND回路52cは、回転方向判別結果det_aが“Low”の場合に、センサ検出出力22aが“Low”の時に“High”を出力する。AND回路53cは、回転方向判別結果det_aが“Low”の場合に、センサ検出出力22aが“High”の時に“High”を出力する。トランジスタ回路54a,55a,56aはそれぞれ、AND回路51c,52c,53cの出力が“High”の時にオンする。
The AND
以下、本実施形態の回転数出力制御部5aの動作について図14を参照して説明する。
Hereinafter, the operation of the rotation speed
歯車1が正回転している間は、回転方向判別結果det_aが“High”であるので、AND回路52c,53cが“Low”となり、トランジスタ回路55a,56aはオフする。センサ検出出力22aが“High”の時はAND回路51cが“Low”となり、トランジスタ回路54aもオフし、回転数出力out_aの電圧はVccと同一電圧VH0となる。センサ検出出力22aが“Low”の時はAND回路51cが“High”となり、トランジスタ回路54aがオンし、点AがGNDと同一レベルとなるので、回転数出力out_aの電圧VL0は次式で与えられる。
また歯車1が逆回転すると、回転方向判別結果det_aは“Low”であるので、AND回路51cが“Low”となり、トランジスタ回路54aは常にオフとなる。センサ検出出力22aが“Low”の時はAND回路52cが“High”となり、トランジスタ回路55aがオンすると同時に、AND回路53cが“Low”となり、トランジスタ回路56aがオフするので、点Aが抵抗R2を介してGNDと接続され、回転数出力out_aの電圧VL1は次式で与えられる。
センサ検出出力22aが“High”の時はAND回路52cが“Low”となり、トランジスタ回路55aはオフすると同時に、AND回路53cが“High”となり、トランジスタ回路56aがオンし、点Aが抵抗R3を介してGNDと接続され、回転数出力out_aの電圧VH1は次式で与えられる。
ここで例えば、Vcc=5V,R0=10キロオーム,R1=1キロオーム,R2=6キロオーム,R3=14キロオームとすると、それぞれの出力電圧は、VH0=5V,VL0=0.5V,VH1=3V,VL1=2V程度となる。従って、回転数出力out_aの信号を受信する後段の信号処理回路において、例えば、図14に示すように、回転数計測のための閾値Vth0を設け、その値を2.5V程度とすることにより、歯車1の回転数を計測することができる。さらに、回転方向検出のための閾値Vth1、Vth2を設け、それぞれ4V程度、1.5V程度とすることにより、歯車1の回転方向も観測することができる。例えば、回転数出力out_aの値が閾値Vth1と閾値Vth2の間の範囲に入るか否かを観測することで回転方向を検出できる。 Here, for example, if Vcc = 5V, R0 = 10 kilohm, R1 = 1 kiloohm, R2 = 6 kiloohm, R3 = 14 kiloohm, the respective output voltages are VH0 = 5V, VL0 = 0.5V, VH1 = 3V, VL1 = 2V or so. Accordingly, in the subsequent signal processing circuit that receives the signal of the rotational speed output out_a, for example, as shown in FIG. 14, a threshold value Vth0 for rotational speed measurement is provided, and the value is set to about 2.5V. The rotation speed of the gear 1 can be measured. Furthermore, by providing threshold values Vth1 and Vth2 for detecting the rotation direction and setting them to about 4V and about 1.5V, respectively, the rotation direction of the gear 1 can also be observed. For example, the rotational direction can be detected by observing whether or not the value of the rotational speed output out_a falls within the range between the threshold value Vth1 and the threshold value Vth2.
なお、実施の形態4では、回転数の出力にセンサ検出出力22aを使用した例を説明したが、センサ検出出力21aを回転数の出力に使用しても良い。
In the fourth embodiment, the example in which the
実施の形態5.
本発明の回転状態検出装置の実施の形態5について、図15及び図16を参照して説明する。
Embodiment 5 FIG.
Embodiment 5 of the rotational state detection device of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
図15は、実施の形態2の回転状態検出装置における回転数出力制御部5aのさらに別の構成例を示した図である。図15は、回転方向が逆回転の場合は出力を停止する回路の一例を示す。AND回路51dは、回転方向判別結果det_aが“High”の時のみセンサ検出出力22aを出力し、回転方向判別結果det_aが“Low”の時は常に“High”を出力する。
FIG. 15 is a diagram showing still another configuration example of the rotation speed
以下、本実施形態の回転数出力制御部5aの動作について図16を参照して説明する。歯車1が正回転している間は、回転方向判別結果det_aが“High”であるので、AND回路51dつまり回転数出力out_aは、センサ検出出力22aが“Low”の時に“Low”を出力し、センサ検出出力22aが“High”の時に“High”を出力する。一方、歯車1が逆回転している間は、回転方向判別結果det_aが“Low”であるので、AND回路51dの出力すなわち回転数出力out_aは常に“High”を出力する。
Hereinafter, the operation of the rotation speed
従って、回転数出力制御部5aは、歯車1が正回転している間はセンサ検出出力22aに対応したパルス信号を出力し、逆回転している間はパルス信号をマスクしてその出力を“High”に固定する。
Accordingly, the rotation speed
このようにすることにより、例えばこのパルス信号を計数し、回転体の回転位置を認識するシステムにおいては、正回転が正常で、逆回転が異常な装置であれば、異常時にパルス信号をマスクするので、回転数の計数を誤ることがなくなる。また逆に正回転が異常、逆回転が正常な装置であれば、回転方向が異常になれば、パルス信号が出力されるので、装置の異常を検出することができる。 In this way, for example, in a system that counts this pulse signal and recognizes the rotational position of the rotating body, if the normal rotation is normal and the reverse rotation is abnormal, the pulse signal is masked at the time of abnormality. Therefore, it is possible to avoid erroneous counting of the number of rotations. On the other hand, if the device is normal in normal rotation and normal in reverse rotation, a pulse signal is output if the rotation direction becomes abnormal, so that the device abnormality can be detected.
上記の説明では、逆回転している間、パルス信号をマスクして“High”に固定する例を示したが、“Low”に固定しても良く、また、正回転している間、パルス信号をマスクして、“High”あるいは“Low”に固定するようにしても良い。また、回転数の出力にセンサ検出出力22aを使用した例を説明したが、センサ検出出力21aを回転数の出力に使用しても良い。
In the above description, an example is shown in which the pulse signal is masked and fixed to “High” during reverse rotation, but may be fixed to “Low”. The signal may be masked and fixed to “High” or “Low”. Moreover, although the example which used the
実施の形態6.
本発明の回転状態検出装置の実施の形態6について、図17から図19を参照して説明する。
Embodiment 6 FIG.
Embodiment 6 of the rotational state detection device of the present invention will be described with reference to FIGS.
(回転状態検出装置の構成)
本実施形態の回転状態検出装置は、実施の形態1の回転状態検出装置とは、回転方向検出部と回転方向判別部の構成が異なる。回転方向検出部3bは、センサ検出出力21a,22aのそれぞれの立ち上がり/立ち下がり時の回転方向検出結果21r,21f,22r,22fを出力する。回転方向判別部4bは、回転方向検出部3bの検出結果出力21r,21f,22r,22fの中から、検出タイミングが最も早いものを選択して、回転方向判別出力det_bとして出力する。
(Configuration of rotation state detection device)
The rotation state detection device according to the present embodiment is different from the rotation state detection device according to the first embodiment in the configuration of the rotation direction detection unit and the rotation direction determination unit. The rotation
図18に、図17に示す回転方向検出部3bの構成の一例を示す。回転方向検出部3bは4個のDFF31b,32b,33b,34bで構成される。図中、DFF32b,34bのクロック入力の丸印は反転入力を示し、それぞれクロックの立ち下がり時のデータを保持することを意味するとともに、出力のQnは観測したデータ入力の反転を出力することを意味する。
FIG. 18 shows an example of the configuration of the rotation
DFF31bは、センサ検出出力21aをデータ入力に入力し、センサ検出出力22aをクロック入力に入力し、センサ検出出力22aの立ち上がり時の回転方向検出結果22rを出力する。
The
DFF32bは、センサ検出出力21aをデータ入力に入力し、センサ検出出力22aの反転をクロック入力に入力し、センサ検出出力22aの立ち下がり時の回転方向検出結果22fを出力する。
The
DFF33bは、センサ検出出力22aをデータ入力に入力し、センサ検出出力21aをクロック入力に入力し、センサ検出出力21aの立ち上がり時の回転方向検出結果21rを出力する。
The
DFF34bは、センサ検出出力22aをデータ入力に入力し、センサ検出出力21aの反転をクロック入力に入力し、センサ検出出力21aの立ち下がり時の回転方向検出結果21fを出力する。
The
図19は、図17に示す回転方向判別部4bの構成の一例を示した図である。回転方向判別部4bは、センサ検出出力21a,22a及び回転方向検出結果21r,21f,22r,22fを入力とし、回転方向検出結果21r,21f,22r,22fの中から、検出タイミングが最も早いものを選択して、回転方向判別結果det_bとして出力する。図中、AND回路41b〜46bの入力部の丸印はそれぞれ、信号を反転して入力することを意味し、AND回路41b,45b,46bの出力部の丸印は、信号を反転して出力することを意味する。
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of the configuration of the rotation
(回転状態検出装置の動作)
以下、本実施の形態の回転状態検出装置の動作について、図20から図23を参照して説明する。
(Operation of the rotation state detection device)
Hereinafter, the operation of the rotational state detection device of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
(正回転時の検出動作)
歯車1が正回転している場合の回転状態検出装置の動作について説明する。図20は歯車1が正回転している時の各部信号のタイミングを示している。DFF31bは、センサ検出出力22aが立ち上がる時刻t20,t24,t28でセンサ検出出力21aを観測する。そのタイミングで、センサ検出出力21aは常に“High”であるので、検出結果22rは常に“High”となる。
(Detection operation during forward rotation)
The operation of the rotation state detection device when the gear 1 is rotating forward will be described. FIG. 20 shows the timing of each signal when the gear 1 is rotating forward. The
DFF32bは、センサ検出出力22aが立ち下がる時刻t22,t26,t30でセンサ検出出力21aを観測する。そのタイミングで、センサ検出出力21aは常に“Low”であるので、検出結果22fは常にその反転である“High”となる。
The
DFF33bは、センサ検出出力21aが立ち上がる時刻t19,t23,t27でセンサ検出出力22aを観測する。そのタイミングで、センサ検出出力22aは常に“Low”であるので、検出結果21rは常にその反転である“High”となる。
The
DFF34bは、センサ検出出力21aが立ち下がる時刻t21,t25,t29でセンサ検出出力22aを観測する。そのタイミングで、センサ検出出力22aは常に“High”であるので、検出結果21fは常に“High”となる。
The
歯車1が正回転している間、検出結果出力22rは常に“High”であるので、回転方向判別部4bにおいてOR回路47bの出力は常に“High”となる。
Since the
また、このとき、検出結果出力22fは常に“High”であるので、AND回路41bの出力は常に“High”である。検出結果出力21rは常に“High”であるので、AND回路45bの出力は常に“High”である。また、検出結果出力21fが常に“High”であるので、AND回路46bの出力も常に“High”である。従って歯車1が正回転している間は、AND回路48bの出力つまり回転方向判別出力det_bは、常に“High”となる。
At this time, since the
(逆回転時の検出動作)
次に歯車1が逆回転している場合の動作について図21を参照して説明する。DFF31bは、センサ検出出力22aが立ち上がる時刻t31,t35,t39でセンサ検出出力21aを観測する。そのタイミングで、センサ検出出力21aは常に“Low”であるので、検出結果22rは常にLow”となる。
(Detection operation during reverse rotation)
Next, the operation when the gear 1 is rotating in the reverse direction will be described with reference to FIG. The
DFF32bは、センサ検出出力22aが立ち下がる時刻t33,t37,t41でセンサ検出出力21aを観測する。そのタイミングで、センサ検出出力21aは常に“High”であるので、検出結果22fは常にその反転である“Low”となる。
The
DFF33bは、センサ検出出力21aが立ち上がる時刻t32,t36,t40でセンサ検出出力22aを観測する。そのタイミングで、センサ検出出力22aは常に“High”であるので、検出結果21rは常にその反転である“Low”となる。
The
DFF34bは、センサ検出出力21aが立ち下がる時刻t34,t38,t42でセンサ検出出力22aを観測する。そのタイミングで、センサ検出出力22aは常に“Low”であるので、検出結果21fは常に“Low”となる。
The
歯車1が逆回転している間、回転方向検出結果22fは常に“Low”であるので、AND回路42bの出力は常に“Low”である。同様に回転方向検出結果21fは常に“Low”であるので、AND回路43bは常に“Low”である。さらに回転方向検出結果21rは常に“Low”であるので、AND回路44bは常に“Low”である。従って歯車1が逆回転している間、OR回路47bの出力は常に“Low”となるので、AND回路48bの出力つまり回転方向判別出力det_bは、常に“Low”を出力する。
While the gear 1 is rotating in the reverse direction, the rotation
以上のように、回転方向判別部4bは、歯車1の回転方向が正回転あるいは逆回転の場合、それぞれ正回転及び逆回転を示す“High”及び“Low”を、回転方向判別結果det_bとして出力する。
As described above, when the rotation direction of the gear 1 is forward rotation or reverse rotation, the rotation
(正回転から逆回転への切り替わりの検出動作)
次に、回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合の動作について、図22を参照して説明する。すなわち、以下では、センサ検出出力21aが“Low”で、センサ検出出力22aが“High”の期間において回転方向が切り替わった場合を例として説明する。
(Detection of switching from forward rotation to reverse rotation)
Next, the operation when the rotation direction is switched from forward rotation to reverse rotation will be described with reference to FIG. That is, in the following, an example will be described in which the rotation direction is switched during a period in which the
DFF31bは、センサ検出出力22aの立ち上がり時に回転方向を検出するので、時刻t46で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果22rを出力する。
Since the
DFF32bは、センサ検出出力22aの立ち下がり時に回転方向を検出するので、時刻t44で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果22fを出力する。
Since the
DFF33bは、センサ検出出力21aの立ち上がり時に回転方向を検出するので、時刻t43で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果21rを出力する。
Since the
DFF34bは、センサ検出出力21aの立ち下がり時に回転方向を検出するので、時刻t45で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果21fを出力する。
Since the
回転方向判別部4bでは、回転方向検出結果22fが時刻t44で“High”から“Low”に変化し、回転方向検出結果22rが時刻t46で“High”から“Low”に変化し、時刻t44からt46の間はセンサ検出出力22aは“Low”であるので、AND回路41bの出力は時刻t44からt46の間、“Low”となる。
In the rotation
回転方向検出結果22fが“High”の間は回転方向検出結果22rも“High”であるので、(センサ検出出力22a,検出結果22r,検出結果22f)=(“Low”,“Low”,“High”)の関係が成立しないため、AND回路42bの出力は常に“Low”となる。
Since the rotation
一方、時刻t43からt45の間、回転方向検出結果21rが“Low”、回転方向検出結果21fが“High”となるが、その間はセンサ検出出力21aは“High”であり、(センサ検出出力21a,検出結果21r,検出結果21f)=(“Low”,“Low”,“High”)は成立しないため、AND回路43bの出力は常に“Low”となる。
On the other hand, during the time t43 to t45, the rotation
回転方向検出結果21fが“Low”の間は回転方向検出結果21rも“Low”であるので、(センサ検出出力21a,検出結果21r,検出結果21f)=(“High”,“High”,“Low”)は成立しないため、AND回路44bの出力は常に“Low”となる。
Since the rotation
時刻t43からt45の間、(センサ検出出力21a,検出結果21r,検出結果21f)=(“High”,“Low”,“High”)が成立するので、AND回路45bは時刻t43からt45の間、“Low”を出力する。
Since (
回転方向検出結果21fが“Low”の間は回転方向検出結果21rも“Low”であるので、(センサ検出出力21a,検出結果21r,検出結果21f)=(“Low”,“High”,“Low”)は成立しないため、AND回路46bの出力は常に“High”となる。
Since the rotation
回転方向検出結果22rが時刻t46で“High”から“Low”に変化し、AND回路42b,43b,44bの出力は常に“Low”であるので、OR回路47bの出力は時刻t46で“High”から“Low”に変化する。
The rotation
OR回路47bの出力は時刻t46で“High”から“Low”に変化するが、時刻t43からt45までの間はAND回路45bは“Low”を出力し、時刻t44からt46までの間はAND回路41bは“Low”を出力するので、AND回路48bの出力つまり回転方向判別部4bの出力det_bは、時刻t43で“High”から“Low”に変化する信号となる。
The output of the
以上のように、本実施の形態によれば、時刻t43のタイミングで回転方向の切り替わりを検出できる。これに対して従来技術によれば、切り替わり発生後に初めてセンサ検出出力22aが立ち上がった時点でセンサ検出出力21aが”Low”となる時刻t46に相当するタイミングで回転方向の切り替わりを検出する。したがって、本実施の形態によれば、実際の回転方向の切り替わり時点からその切り替わりの検出時までにかかる時間を短縮できる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to detect the change of the rotation direction at the timing of time t43. On the other hand, according to the prior art, the switching of the rotation direction is detected at the timing corresponding to the time t46 when the
(逆回転から正回転への切り替わりの検出動作)
回転方向が逆回転から正回転に切り替わった場合の動作について、図23を参照して説明する。すなわち、以下では、センサ検出出力21aとセンサ検出出力22aがともに“High”の期間において回転方向が切り替わった場合を例として説明する。
(Detection of switching from reverse rotation to forward rotation)
The operation when the rotation direction is switched from reverse rotation to forward rotation will be described with reference to FIG. That is, in the following, a case will be described as an example where the rotation direction is switched during a period when both the
DFF31bは、センサ検出出力22aの立ち上がり時に回転方向を検出するので、時刻t50で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果22rを出力する。
Since the
DFF32bは、センサ検出出力22aの立ち下がり時に回転方向を検出するので、時刻t48で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果22fを出力する。
Since the
DFF33bは、センサ検出出力21aの立ち上がり時に回転方向を検出するので、時刻t49で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果21rを出力する。
Since the
DFF34bは、センサ検出出力21aの立ち下がり時に回転方向を検出するので、時刻t47で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果21fを出力する。
Since the
回転方向検出結果22rが“High”の間は、回転方向検出結果22fも“High”であるので、回転方向判別部4bにおいて、(センサ検出出力22a,検出結果22r,検出結果22f)=(“Low”,“High”,“Low”)が成立することはなく、AND回路41bの出力は常に“High”となる。
Since the rotation
回転方向検出結果22fが時刻t48で“Low”から“High”に変化し、回転方向検出結果22rが時刻t50で“Low”から“High”に変化する。時刻t48からt50の間はセンサ検出出力22aは“Low”であるので、AND回路42bは時刻t48からt50の間、“High”となる。
The rotation direction detection result 22f changes from “Low” to “High” at time t48, and the rotation
回転方向検出結果21fが時刻t47で“Low”から“High”に変化し、回転方向検出結果21rが時刻t49で“Low”から“High”に変化する。時刻t47からt49の間、センサ検出出力21aは“Low”であるので、AND回路43bは時刻t47からt49の間、“High”となる。
The rotation direction detection result 21f changes from “Low” to “High” at time t47, and the rotation
一方、回転方向検出結果21fが“Low”の間、回転方向検出結果21rも“Low”であるので、(センサ検出出力21a,検出結果21r,検出結果21f)=(“High”,“High”,“Low”)が成立しないため、AND回路44bの出力は常に“Low”となる。
On the other hand, since the rotation
時刻t47からt49の間、回転方向検出結果21rが“Low”、回転方向検出結果21fが“High”となるが、その間、センサ検出出力21aは“Low”であり、(センサ検出出力21a,検出結果21r,検出結果21f)=(“High”,“Low”,“High”)は成立しないため、AND回路45bの出力は常に“High”となる。
From time t47 to t49, the rotation
回転方向検出結果21fが“Low”の間は回転方向検出結果21rも“Low”であるので、(センサ検出出力21a,検出結果21r,検出結果21f)=(“Low”,“High”,“Low”)は成立しないため、AND回路46bの出力は常に“High”となる。
Since the rotation
回転方向検出結果22rが時刻t50で“Low”から“High”に変化し、AND回路42bの出力は時刻t48からt50の間“High”となり、AND回路43bは時刻t47からt49の間“High”となり、AND回路44bの出力は常に“Low”であるので、OR回路47bの出力は時刻t47で“Low”から“High”に変化する。
The rotation
OR回路47bの出力は時刻t47で“Low”から“High”に変化するが、時刻t43からt45までの間はAND回路41b,45b,46b常に“High”を出力するので、AND回路48bの出力つまり回転方向判別部4bの出力det_bは、時刻t47で“Low”から“High”に変化する信号となる。
The output of the
(まとめ)
以上のように、本実施の形態によれば、時刻t47のタイミングで回転方向の切り替わりを検出できる。これに対して従来技術によれば、切り替わり発生後に初めてセンサ検出出力22aが立ち上がった時点でセンサ検出出力21aが”Low”となる、時刻t50に相当するタイミングで回転方向の切り替わりを検出する。したがって、本実施の形態によれば、実際の回転方向の切り替わり時点からその切り替わりの検出時までにかかる時間を短縮できる。
(Summary)
As described above, according to the present embodiment, it is possible to detect the change of the rotation direction at the timing of time t47. On the other hand, according to the prior art, the switching of the rotation direction is detected at a timing corresponding to time t50 when the
実施の形態7.
本発明の回転状態検出装置の実施の形態7について、図24及び図25を参照して説明する。
Embodiment 7 FIG.
Embodiment 7 of the rotational state detection device of the present invention will be described with reference to FIGS.
図24に示す本実施形態の回転状態検出装置は、図17に示す実施の形態6の構成に加えて、さらに回転数出力制御部5bを備える。回転数出力制御部5bは、回転方向判別結果det_bに応じて、センサ検出出力22aの出力レベルを切り替えることにより、センサ検出出力22aに回転方向判別結果det_bの情報を重畳して得られる回転数出力out_bを出力する。
The rotation state detection device of the present embodiment shown in FIG. 24 further includes a rotation speed
本実施形態の回転数出力制御部5bの構成は、実施の形態2における図9に示すものと同様の構成を有し、回転方向判別結果det_bを入力し、回転数出力out_bを出力する。
The configuration of the rotation speed
本実施形態の回転数出力制御部5bの動作についても、実施の形態2のものと基本的に同様である。但し、図25に示すようなタイミングで回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合、回転数出力out_bの信号を受信する後段の信号処理回路では、時刻t51で回転方向の切り替わりを観測することができる。
The operation of the rotation speed
なお実施の形態7では、回転数の出力にセンサ検出出力22aを使用した例を説明したが、センサ検出出力21aを回転数の出力に使用しても良い。
In the seventh embodiment, the example in which the
実施の形態8.
本発明の回転状態検出装置の実施の形態8について図26を参照して説明する。
本実施の形態8の回転状態検出装置は、回転数出力制御部の内部構成を除き、実施の形態7における図24に示す構成と基本的に同様の構成を有する。本実施形態の回転数出力制御部5bは、実施の形態3における図11に示す回転数出力制御部5aの構成と同様の構成を有する。
Embodiment 8 FIG.
Embodiment 8 of the rotational state detection device of the present invention will be described with reference to FIG.
The rotation state detection device according to the eighth embodiment has basically the same configuration as that shown in FIG. 24 in the seventh embodiment except for the internal configuration of the rotation speed output control unit. The rotation speed
本実施形態の回転数出力制御部5bの動作については実施の形態3のものと同様である。但し、図26に示すようなタイミングで回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合は、回転数出力out_bの信号を受信する後段の信号処理回路では、時刻t52で回転方向の切り替わりを観測することができる。
The operation of the rotation speed
なお、本実施の形態では、回転数の出力にセンサ検出出力22aを使用した例を説明したが、センサ検出出力21aを回転数の出力に使用しても良い。
In this embodiment, the example in which the
実施の形態9.
本発明の回転状態検出装置の実施の形態9について図27を参照して説明する。
本実施の形態の回転状態検出装置の構成は、回転数出力制御部の内部構成を除き、実施の形態7における図24に示す構成と同様の構成を有する。本実施形態の回転数出力制御部5bは、実施の形態4における図13に示す回転数出力制御部5aと同様の構成を有する。
Embodiment 9 FIG.
Embodiment 9 of the rotational state detection device of the present invention will be described with reference to FIG.
The configuration of the rotation state detection device of the present embodiment has the same configuration as the configuration shown in FIG. 24 in Embodiment 7 except for the internal configuration of the rotation speed output control unit. The rotation speed
本実施形態の回転数出力制御部5bの動作については実施の形態4のものと同様である。但し、図27に示すようなタイミングで回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合は、回転数出力out_bの信号を受信する後段の信号処理回路では、時刻t53で回転方向の切り替わりを観測することができる。
The operation of the rotation speed
なお、本実施の形態では、回転数の出力にセンサ検出出力22aを使用した例を説明したが、センサ検出出力21aを回転数の出力に使用しても良い。
In this embodiment, the example in which the
実施の形態10.
本発明の回転状態検出装置の実施の形態10について図28を参照して説明する。
本実施の形態の回転状態検出装置は、回転数出力制御部の内部構成を除き、実施の形態7における回転状態検出装置の構成と同様の構成を有する。本実施形態の回転数出力制御部5bは、実施の形態5における回転数出力制御部5aと同様の構成を有する。
A tenth embodiment of the rotational state detection device of the present invention will be described with reference to FIG.
The rotational state detection device according to the present embodiment has the same configuration as the rotational state detection device according to the seventh embodiment except for the internal configuration of the rotational speed output control unit. The rotation speed
本実施の形態5における回転数出力制御部5aの動作は、実施の形態5と同様である。但し、図28に示すようなタイミングで回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合、逆回転している間は、回転数出力out_bは常に“High”となる。
The operation of the rotation speed
従って、歯車1が正回転している間、回転数出力out_bは、センサ検出出力22aと同等のパルス信号を出力し、逆回転している間は、そのパルス信号をマスクし、“High”に固定する。
Therefore, while the gear 1 is rotating forward, the rotation speed output out_b outputs a pulse signal equivalent to the
このようにすることにより、例えばこのパルス信号を計数し、回転体の回転位置を認識するシステムにおいては、正回転が正常で、逆回転が異常な装置であれば、異常時にパルス信号をマスクするので、回転数の計数を誤ることがなくなる。また逆に正回転が異常、逆回転が正常な装置であれば、回転方向が異常になれば、パルス信号が出力されるので、装置の異常を検出することができる。 In this way, for example, in a system that counts this pulse signal and recognizes the rotational position of the rotating body, if the normal rotation is normal and the reverse rotation is abnormal, the pulse signal is masked at the time of abnormality. Therefore, it is possible to avoid erroneous counting of the number of rotations. On the other hand, if the device is normal in normal rotation and normal in reverse rotation, a pulse signal is output if the rotation direction becomes abnormal, so that the device abnormality can be detected.
上記の説明では、逆回転している間にパルス信号をマスクして“High”に固定する例であったが、“Low”に固定しても良く、また、正回転している間にパルス信号をマスクして、“High”あるいは“Low”に固定するようにしても良い。 In the above description, the pulse signal is masked and fixed to “High” during reverse rotation, but may be fixed to “Low”, and the pulse signal may be fixed during forward rotation. The signal may be masked and fixed to “High” or “Low”.
また、回転数の出力にセンサ検出出力22aを使用した例を説明したが、センサ検出出力21aを回転数の出力に使用しても良い。
Moreover, although the example which used the
1 歯車、 1a 歯車の山部、 1b 歯車の谷部、 3a,3b 回転方向検出部、 4a,4b 回転方向判別部、 5a,5b 回転数出力制御部、 21,22 センサ、 31a、32a,31b,32b,33b,34b DFF回路、 41a,42a,48a AND回路、 41b,42b,43b,44b,45b,46b AND回路、 47a,47b OR回路、 51a,52a,53b,51c,52c,53c,51d AND回路、 51b NOT回路、 54a,55a,56a トランジスタ回路 1 gear, 1a gear crest, 1b gear trough, 3a, 3b rotation direction detection unit, 4a, 4b rotation direction determination unit, 5a, 5b rotation speed output control unit, 21, 22 sensor, 31a, 32a, 31b , 32b, 33b, 34b DFF circuit, 41a, 42a, 48a AND circuit, 41b, 42b, 43b, 44b, 45b, 46b AND circuit, 47a, 47b OR circuit, 51a, 52a, 53b, 51c, 52c, 53c, 51d AND circuit, 51b NOT circuit, 54a, 55a, 56a transistor circuit
Claims (12)
前記第1のセンサの検出信号の立ち上がり時に前記第2のセンサの検出信号を観測し、回転体の回転方向を検出する第1の回転方向検出手段と、
前記第1のセンサの検出信号の立ち下がり時に前記第2のセンサの検出信号を観測し、回転体の回転方向を検出する第2の回転方向検出手段と、
前記第1及び第2の回転方向検出手段による検出結果より、検出タイミングが早い方を選択して出力する回転方向判別手段と
を備えることを特徴とする回転状態検出装置。 A first sensor and a second sensor which are arranged opposite to the rotating body and output two rectangular wave-shaped binarization detection signals having different phases according to the rotation;
First rotation direction detection means for observing the detection signal of the second sensor at the rising edge of the detection signal of the first sensor and detecting the rotation direction of the rotating body;
Second rotation direction detection means for observing the detection signal of the second sensor at the fall of the detection signal of the first sensor and detecting the rotation direction of the rotating body;
A rotation state detecting device comprising: a rotation direction discriminating unit that selects and outputs the one with the earlier detection timing from the detection results of the first and second rotation direction detecting units.
前記第1のセンサの検出信号の立ち上がり時に前記第2のセンサの検出信号を観測し、回転体の回転方向を検出する第1の回転方向検出手段と、
前記第1のセンサの検出信号の立ち下がり時に前記第2のセンサの検出信号を観測し、回転体の回転方向を検出する第2の回転方向検出手段と、
前記第2のセンサの検出信号の立ち上がり時に前記第1のセンサの検出信号を観測し、回転体の回転方向を検出する第3の回転方向検出手段と、
前記第2のセンサの検出信号の立ち下がり時に前記第1のセンサの検出信号を観測し、回転体の回転方向を検出する第4の回転方向検出手段と、
前記第1から第4の回転方向検出手段による検出結果より、検出タイミングが最も早いものを選択して出力する回転方向判別手段と
を備えることを特徴とする回転状態検出装置。 A first sensor and a second sensor which are arranged opposite to the rotating body and output two rectangular wave-shaped binarization detection signals having different phases according to the rotation;
First rotation direction detection means for observing the detection signal of the second sensor at the rising edge of the detection signal of the first sensor and detecting the rotation direction of the rotating body;
Second rotation direction detection means for observing the detection signal of the second sensor at the fall of the detection signal of the first sensor and detecting the rotation direction of the rotating body;
Third rotation direction detection means for observing the detection signal of the first sensor at the rising edge of the detection signal of the second sensor and detecting the rotation direction of the rotating body;
A fourth rotation direction detection means for observing the detection signal of the first sensor at the fall of the detection signal of the second sensor and detecting the rotation direction of the rotating body;
A rotation state detecting device comprising: a rotation direction discriminating unit that selects and outputs the one having the earliest detection timing from the detection results of the first to fourth rotation direction detecting units.
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