JP7162546B2 - electric work machine - Google Patents
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Description
本開示は、ホールセンサ信号を用いてモータを制御する電動作業機に関する。 The present disclosure relates to an electric working machine that controls a motor using Hall sensor signals.
特許文献1に記載の電動工具のように、モータのロータの位置を検出するホールセンサを備え、ホールセンサの検出信号からモータの回転速度を認識する電動作業機が知られている。このような電動作業機は、認識した回転速度を用いて、モータの回転制御を行ったり、キックバック検出を行なったりする。キックバックは、電動作業機が被加工材から跳ね返されて、回転速度の急な低下が生じる現象である。
2. Description of the Related Art An electric working machine, such as the electric tool described in
ホールセンサの検出信号は、ロータの磁極の変化に応じて、ローからハイ、ハイからローに変化する。モータの回転速度は、検出信号のエッジ間隔から算出される。そのため、検出信号に静電気ノイズなどのノイズが混入してノイズがエッジとして検出されると、誤った回転速度が誤認識される可能性がある。モータの回転速度が誤認識されると、モータの回転速度制御やキックバック検出など、回転速度に基づいて行う制御に支障が生じるおそれがある。 The detection signal of the Hall sensor changes from low to high and from high to low according to the change in the magnetic pole of the rotor. The rotation speed of the motor is calculated from the edge interval of the detection signal. Therefore, if noise such as static electricity noise is mixed in the detection signal and the noise is detected as an edge, an incorrect rotational speed may be erroneously recognized. If the rotational speed of the motor is erroneously recognized, there is a risk that control based on the rotational speed, such as motor rotational speed control and kickback detection, will be hindered.
本開示の1つの局面は、モータの回転速度の誤認識を抑制可能な電動作業機を提供する。 One aspect of the present disclosure provides an electric working machine capable of suppressing erroneous recognition of the rotation speed of the motor.
本開示の1つの局面は、電動作業機であって、モータと、ホールセンサと、間隔検出部と、速度算出部と、閾値設定部と、ノイズ検出部と、を備える。ホールセンサは、モータのロータの回転位置を検出するように構成される。間隔検出部は、ホールセンサの検出信号のエッジ間隔を検出するように構成される。速度算出部は、間隔検出部により検出されたエッジ間隔を用いて、モータの回転速度を算出するように構成される。閾値設定部は、前記エッジ間隔が正常か否か判定するための間隔閾値を設定するように構成される。ノイズ検出部は、今回の回転速度の算出用のエッジ間隔が、閾値設定部により設定された間隔閾値以下の場合に、ノイズ混入を検出するように構成される。速度算出部は、ノイズ検出部によりノイズ混入が検出された場合に、回転速度の通常算出処理とは異なる回転速度の特殊算出処理を実行する。 One aspect of the present disclosure is an electric working machine that includes a motor, a Hall sensor, a gap detection section, a speed calculation section, a threshold value setting section, and a noise detection section. The Hall sensor is configured to detect the rotational position of the rotor of the motor. The interval detector is configured to detect an edge interval of the detection signal of the Hall sensor. The speed calculator is configured to calculate the rotation speed of the motor using the edge interval detected by the interval detector. The threshold setting unit is configured to set an interval threshold for determining whether the edge interval is normal. The noise detection unit is configured to detect noise mixture when the edge interval for calculating the current rotational speed is equal to or less than the interval threshold value set by the threshold value setting unit. The speed calculation unit executes a special rotation speed calculation process that is different from the normal rotation speed calculation process when the noise detection unit detects noise contamination.
本開示の1つの局面によれば、ホールセンサの検出信号のエッジ間隔が検出され、検出されたエッジ間隔を用いて、モータの回転速度が算出される。ここで、検出信号にノイズが混入した場合、エッジ間隔が本来のエッジ間隔よりも短く検出される。そこで、エッジ間隔が正常か否か判定するための間隔閾値が設定され、エッジ間隔が設定された間隔閾値よりも短い場合に、ノイズ混入が検出される。そして、ノイズ混入が検出された場合には、回転速度の通常算出処理とは異なる特殊算出処理が実行されて、回転速度が算出される。したがって、モータの回転速度の誤認識を抑制することができる。 According to one aspect of the present disclosure, the edge interval of the detection signal of the Hall sensor is detected, and the rotation speed of the motor is calculated using the detected edge interval. Here, when noise is mixed in the detection signal, the edge interval is detected to be shorter than the original edge interval. Therefore, an interval threshold is set for determining whether the edge interval is normal or not, and noise mixture is detected when the edge interval is shorter than the set interval threshold. Then, when noise contamination is detected, a special calculation process different from the normal rotation speed calculation process is executed to calculate the rotation speed. Therefore, erroneous recognition of the rotation speed of the motor can be suppressed.
また、速度算出部は、通常算出処理において、間隔検出部により連続して検出された所定数のエッジ間隔である間隔セットの間隔合計値を、所定数で除算した間隔平均値から回転速度を算出してもよい。 Further, in the normal calculation process, the speed calculation unit calculates the rotational speed from the interval average value obtained by dividing the interval total value of the interval set, which is the interval set of the predetermined number of edges continuously detected by the interval detection unit, by the predetermined number. You may
ノイズ混入が検出されていない場合には通常算出処理が実行されて、回転速度が算出される。通常算出処理では、連続して検出された所定数のエッジ間隔を平均した間隔平均値から回転速度が算出される。間隔平均値を用いることにより、安定した回転速度を算出することができる。 If noise contamination is not detected, normal calculation processing is executed to calculate the rotational speed. In the normal calculation process, the rotation speed is calculated from the interval average value obtained by averaging a predetermined number of edge intervals detected continuously. A stable rotation speed can be calculated by using the interval average value.
また、速度算出部は、特殊算出処理において、間隔セットから混入したノイズの影響を除くように、通常算出処理において回転速度の算出に用いる値を補正して、回転速度を算出してもよい。 Further, in the special calculation process, the speed calculation unit may calculate the rotation speed by correcting the value used for calculating the rotation speed in the normal calculation process so as to eliminate the influence of noise mixed from the interval set.
ノイズ混入が検出された場合には、特殊算出処理が実行され、ノイズの影響を除くように、通常算出処理において回転速度の算出に用いる値が補正される。そして、補正された値を用いて回転速度が算出される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の誤認識を抑制することができる。 When noise contamination is detected, special calculation processing is executed to correct the value used to calculate the rotational speed in the normal calculation processing so as to remove the influence of noise. Then, the rotational speed is calculated using the corrected value. As a result, even when noise is detected, erroneous recognition of the rotation speed can be suppressed.
また、閾値設定部は、前回の回転速度の算出に用いられた間隔平均値に基づいて、間隔閾値を設定してもよい。
前回の回転速度の算出に用いられた間隔平均値に基づいて、間隔閾値が設定されることにより、適切な間隔閾値を設定して、高精度にノイズ混入を検出することができる。
Further, the threshold value setting unit may set the interval threshold value based on the interval average value used to calculate the previous rotational speed.
By setting the interval threshold value based on the interval average value used to calculate the previous rotational speed, it is possible to set an appropriate interval threshold value and detect the presence of noise with high accuracy.
また、速度算出部は、特殊算出処理において、間隔閾値以下のエッジ間隔である短間隔が、間隔セットにおいて両端以外に存在する場合、及び、間隔セットにおいて端に存在し、且つ、間隔セットにおいて短間隔とその隣接するエッジ間隔とを加算した加算値が加算閾値未満の場合には、前回算出した間隔平均値を間隔合計値に加算して間隔合計値を補正してもよい。 Further, in the special calculation process, the velocity calculation unit may calculate a short interval, which is an edge interval equal to or smaller than the interval threshold, in the interval set other than at both ends, If the added value obtained by adding the interval and its adjacent edge interval is less than the addition threshold, the interval total value may be corrected by adding the previously calculated interval average value to the interval total value.
ノイズが混入している場合には、本来1つのエッジ間隔として検出されるべき間隔が、2つのエッジ間隔として検出される。そして、短間隔が間隔セットの両端以外に存在する場合、及び、短間隔が間隔セットの端に存在し、且つ、短間隔とその隣接するエッジ間隔との加算値が加算閾値未満の場合には、ノイズ混入によって2つに分かれたエッジ間隔の両方が間隔セットに含まれていると判定できる。この場合、間隔セットは1つ分のエッジ間隔が不足している。よって、所定数のエッジ間隔を合計した間隔合計値に、前回算出した間隔平均値が加算され、間隔合計値が補正される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の算出精度の低下を抑制できる。 When noise is included, an interval that should be detected as one edge interval is detected as two edge intervals. Then, when the short interval exists other than at both ends of the interval set, when the short interval exists at the end of the interval set, and when the sum of the short interval and the adjacent edge interval is less than the addition threshold, , it can be determined that both of the edge intervals divided into two due to noise inclusion are included in the interval set. In this case, the spacing set is short of one edge spacing. Therefore, the interval average value calculated last time is added to the interval total value obtained by totaling the predetermined number of edge intervals, and the interval total value is corrected. As a result, even when noise is detected, it is possible to suppress a decrease in the calculation accuracy of the rotational speed.
また、速度算出部は、特殊算出処理において、間隔閾値以下のエッジ間隔である短間隔が、間隔セットにおいて端に存在し、且つ、間隔セットにおいて短間隔とその隣接するエッジ間隔とを加算した加算値が加算閾値以上の場合には、前回算出した間隔平均値と短間隔との差分を、間隔合計値に加算して間隔合計値を補正してもよい。 Further, in the special calculation process, the velocity calculation unit adds a short interval, which is an edge interval equal to or smaller than the interval threshold value, at the end of the interval set, and adds the short interval and the adjacent edge interval in the interval set. If the value is equal to or greater than the addition threshold, the difference between the previously calculated interval average value and the short interval may be added to the interval total value to correct the interval total value.
ノイズが混入している場合には、本来1つのエッジ間隔として検出されるべき間隔が、2つのエッジ間隔として検出される。そして、短間隔が間隔セットの端に存在し、且つ、短間隔とその隣接するエッジ間隔との加算値が加算閾値以上の場合には、ノイズ混入によって2つに分かれたエッジ間隔の片方のみが間隔セットに含まれていると判定できる。この場合、間隔セットは、ノイズ混入によって2つに分かれたエッジ間隔のもう一方に相当するエッジ間隔が不足している。よって、所定数のエッジ間隔を合計した間隔合計値に、前回算出した間隔平均値と短間隔との差分が加算され、間隔合計値が補正される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の算出精度の低下を抑制できる。 When noise is included, an interval that should be detected as one edge interval is detected as two edge intervals. Then, when the short interval exists at the end of the interval set and the sum of the short interval and the adjacent edge interval is equal to or greater than the addition threshold, only one of the two edge intervals divided by noise mixture is It can be determined that it is included in the interval set. In this case, the interval set lacks an edge interval corresponding to the other of the edge intervals divided into two due to noise contamination. Therefore, the difference between the interval average value calculated last time and the short interval is added to the interval total value obtained by totaling the predetermined number of edge intervals, and the interval total value is corrected. As a result, even when noise is detected, it is possible to suppress a decrease in the calculation accuracy of the rotational speed.
また、速度算出部は、特殊算出処理において、間隔閾値以下のエッジ間隔である短間隔が、間隔セットにおいて両端以外に存在する場合、及び、間隔セットにおいて端に存在し、且つ、間隔セットにおいて短間隔とその隣接するエッジ間隔とを加算した加算値が加算閾値未満の場合には、所定数を1つ少ない値に補正してもよい。 Further, in the special calculation process, the velocity calculation unit may calculate a short interval, which is an edge interval equal to or smaller than the interval threshold, in the interval set other than at both ends, If the added value obtained by adding the interval and its adjacent edge interval is less than the addition threshold, the predetermined number may be corrected to a value that is one less.
短間隔が間隔セットの両端以外に存在する場合、及び、短間隔が間隔セットの端に存在し、且つ、短間隔とその隣接するエッジ間隔との加算値が加算閾値未満の場合には、間隔セットは1つ分のエッジ間隔が不足している。よって、所定数が1つ少ない値に補正される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の算出精度の低下を抑制できる。 If the short interval exists outside the edge of the interval set, or if the short interval exists at the edge of the interval set and the sum of the short interval and its adjacent edge interval is less than the addition threshold, the interval The set is short of one edge spacing. Therefore, the predetermined number is corrected to a value that is one less. As a result, even when noise is detected, it is possible to suppress a decrease in the calculation accuracy of the rotational speed.
また、速度算出部は、特殊算出処理において、間隔閾値以下のエッジ間隔である短間隔が、間隔セットにおいて端に存在し、且つ、間隔セットにおいて短間隔とその隣接するエッジ間隔とを加算した加算値が加算閾値以上の場合には、間隔合計値から短間隔を差し引いて間隔合計値を補正するとともに、所定数を1つ少ない値に補正してもよい。 Further, in the special calculation process, the velocity calculation unit adds a short interval, which is an edge interval equal to or smaller than the interval threshold value, at the end of the interval set, and adds the short interval and the adjacent edge interval in the interval set. If the value is equal to or greater than the addition threshold, the short interval may be subtracted from the interval total to correct the interval total, and the predetermined number may be corrected to a value that is one less.
短間隔が間隔セットの端に存在し、且つ、短間隔とその隣接するエッジ間隔との加算値が加算閾値以上の場合には、ノイズ混入によって2つに分かれたエッジ間隔のもう一方に相当するエッジ間隔が不足している。よって、間隔合計値が間隔合計値から短間隔を差し引いた値に補正されるとともに、所定数が1つ少ない値に補正される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の算出精度の低下を抑制できる。 If the short interval exists at the end of the interval set and the sum of the short interval and its adjacent edge interval is equal to or greater than the addition threshold, it corresponds to the other edge interval divided into two due to noise contamination. Insufficient edge spacing. Therefore, the interval total value is corrected to a value obtained by subtracting the short interval from the interval total value, and the predetermined number is corrected to a value that is one less. As a result, even when noise is detected, it is possible to suppress a decrease in the calculation accuracy of the rotational speed.
また、速度算出部は、特殊算出処理において、前回算出した回転速度を今回の回転速度として算出してもよい。
通常、モータの回転速度は、前回算出された回転速度の値に近いことが多い。よって、ノイズ混入が検出された場合には、前回算出された回転速度が今回の回転速度として算出される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の誤認識を抑制することができる。
Further, the speed calculation unit may calculate the rotation speed calculated last time as the current rotation speed in the special calculation process.
Normally, the rotation speed of the motor is often close to the value of the rotation speed calculated last time. Therefore, when noise contamination is detected, the rotation speed calculated last time is calculated as the current rotation speed. As a result, even when noise is detected, erroneous recognition of the rotation speed can be suppressed.
また、ノイズ検出部は、回転速度の算出に用いるエッジ間隔において、検出するノイズ混入を1つ以下に限ってもよい。
所定数のエッジ間隔にノイズが混入する頻度は十分に低く、所定数のエッジ間隔に、2つ以上のノイズが混入する可能性よりも、回転速度の加速によりエッジ間隔が短くなる可能性の方が高い。そのため、2つ以上のノイズ混入を検出すると、却って回転速度を誤認識する可能性がある。そこで、検出するノイズ混入を1つ以下に限定することによって、回転速度の誤認識を抑制しつつ、回転速度の変化にも対応することができる。
Also, the noise detection unit may limit the number of detected noises to be one or less in the edge interval used to calculate the rotational speed.
The frequency of noise mixing in the predetermined number of edge intervals is sufficiently low, and the possibility of the edge interval becoming shorter due to the acceleration of the rotational speed is more likely than the possibility of two or more noises mixing in the predetermined number of edge intervals. is high. Therefore, if two or more noises are detected, there is a possibility that the rotation speed is erroneously recognized. Therefore, by limiting the noise mixture to be detected to one or less, it is possible to cope with changes in the rotation speed while suppressing erroneous recognition of the rotation speed.
以下、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態を説明する。
(第1実施形態)
<1.構成>
<1-1.全体構成>
まず、本実施形態に係る草刈機1の全体構成について、図1を参照して説明する。草刈機1は、本開示の1つの局面における作業機の一例に相当する。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this disclosure is demonstrated, referring drawings.
(First embodiment)
<1. Configuration>
<1-1. Overall configuration>
First, the overall configuration of a
草刈機1は、メインパイプ2と、制御ユニット3と、駆動ユニット4と、カバー5と、ハンドル6と、を備える。
メインパイプ2は、長尺かつ中空の棒状に形成されている。メインパイプ2の後端側に制御ユニット3が設けられ、メインパイプ2の前端側に駆動ユニット4及びカバー5が設けられている。
A
The
駆動ユニット4は、モータハウジング16と、刈刃17と、を備えている。刈刃17は、草や小径木などの刈り取り対象物を刈り取るための作業ツールであり、モータハウジング16に対して着脱可能に構成されている。刈刃17は、金属製であって、円板形状を有しており、外周全体に渡って鋸刃状の歯が形成されている。カバー5は、刈刃17により刈り取られた草等が、草刈機1の使用者に飛んでくることを抑止するために設けられている。
The
モータハウジング16の内部には、刈刃17を回転させるための回転力を発生するモータ15が搭載されている。モータ15の駆動により発生した回転力は、減速機構を介して刈刃17が装着された作業ツール回転軸に伝達される。モータ15は、ロータとステータとを備える、3相のブラシレスモータである。
A
ハンドル6は、U字状に形成されており、メインパイプ2の長さ方向における中間位置近傍でメインパイプ2に接続されている。ハンドル6の第1端側には作業者が右手で把持する右グリップ7が設けられており、ハンドル6の第2端側には作業者が左手で把持する左グリップ8が設けられている。
The
右グリップ7の先端側には、表示部9、ロックオフボタン10、及びトリガ11が設けられている。表示部9は、使用者から視認可能に設けられており、草刈機1に関する情報を表示する。草刈機1に関する情報は、例えば、後述するバッテリ20の残容量、モータ15の回転速度、モータ15の動作モードなどである。また、右グリップ7の先端側には、モータ15の回転方向を正回転又は逆回転の何れかに切り替えるための方向切替スイッチ51(図2参照)も設けられている。
A
トリガ11は、作業者が刈刃17の回転又は停止を指示するために操作する操作部材である。右グリップ7の内部には、トリガ11と連動して動作するトリガスイッチ12が配置されている。トリガスイッチ12は、トリガ11の操作時にオンし、トリガ11の非操作時にオフして、そのオン状態又はオフ状態を示すトリガ信号を出力する。ロックオフボタン10は、刈刃17の誤動作を防止又は抑制するためのボタンである。
The trigger 11 is an operation member operated by the operator to instruct rotation or stop of the
右グリップ7の下端と制御ユニット3の前端の間には、制御配線パイプ13が設けられている。制御配線パイプ13は、中空のチューブ形状に形成されており、弾性を有する。制御配線パイプ13の内部には、制御用ハーネスが配設されている。制御用ハーネスは、表示部9及びトリガスイッチ12と制御ユニット3とを電気的に接続するための配線である。
A
制御ユニット3は、後端ハウジング21と、バッテリパック22とを備えている。バッテリパック22は、後端ハウジング21の後端部に着脱可能に構成されている。
図2に示すように、バッテリパック22は、バッテリ20と、バッテリ制御回路25と、を内蔵している。バッテリ20は、後端ハウジング21内の各部及びモータ15へ直流電力を供給するための、繰り返し充電可能な電源である。バッテリ20は、一例としてリチウムイオン二次電池である。バッテリ制御回路25は、CPU25a、メモリ25b及びI/O等を備え、バッテリ20の充電及び放電を制御する。バッテリ制御回路25は、バッテリ20の状態に応じて、放電許可信号又は放電禁止信号を、バッテリ通信端子26を介して草刈機1へ出力する。
The
As shown in FIG. 2, the
後端ハウジング21の前端側には、変速ダイヤル23及びメインスイッチ24が、作業者が操作可能な状態で設けられている。変速ダイヤル23は、使用者がモータ15の回転速度を可変設定するために設けられている。メインスイッチ24は、バッテリ20から各部への給電を開始させることで、草刈機1を使用可能な状態にするためのスイッチである。また、後端ハウジング21の内部には、後述するコントローラ30が配置されている。コントローラ30は、モータ15への通電を制御することによりモータ15の駆動を制御する。
A
<1-1.回路構成>
次に、コントローラ30の回路構成について、図2を参照して説明する。
コントローラ30は、制御回路31と、ゲート回路32と、駆動回路33と、レギュレータ41と、コントローラ通信端子55と、ホールセンサ61と、電流検出部62と、バッテリ電圧検出部42と、を備える。コントローラ30の正負両極の端子は、バッテリパック22の正負両極の端子にそれぞれ接続される。
<1-1. Circuit configuration>
Next, the circuit configuration of the
The
駆動回路33は、バッテリ20から電力供給を受けて、モータ15の各相に対応する各巻線に電流を流す回路である。具体的には、駆動回路33は、ハイサイドのスイッチング素子Q1~Q3と、ローサイドのスイッチング素子Q4~Q6を備える3相フルブリッジ回路である。各スイッチング素子Q1~Q6は、例えばMOSFETで構成されるが、これに限定されるものではない。
The
ゲート回路32は、制御回路31から出力された制御信号に従い、各スイッチング素子Q1~Q6をオン又はオフさせ、モータ15の各相巻線に順次電流を流すことで、モータ15を回転させる。なお、スイッチング素子Q1~Q6を全てオフさせた場合、モータ15はフリーランの状態となる。また、スイッチング素子Q1~Q3をいずれもオフ、且つスイッチング素子Q4~Q6をいずれもオンさせた場合、モータ15はいわゆる短絡ブレーキがかかった状態となる。
The
レギュレータ41は、メインスイッチ24がオンのときに、バッテリ20から電力供給を受けて、制御回路31を動作させるために必要な一定の電源電圧Vcc(例えば、直流5V)を生成する。
When the
ホールセンサ61は、モータ15の近傍に配置され、ロータの回転位置を検出する。具体的には、ホールセンサ61は、モータ15の相数のホール素子、すなわち3個のホール素子を備えている。3個のホール素子は、ロータの磁極に対峙したステータ側に120度間隔で配置されている。各ホール素子は、ロータの磁極の変化に応じて、ローからハイ、及びハイからローに変化する素子検出信号を生成する。ホールセンサ61は、3個のホール素子のそれぞれが生成した素子検出信号を合成したセンサ検出信号を、制御回路31へ出力する。
A
電流検出部62は、駆動回路33からコントローラ30の負極に至る通電経路に設けられており、モータ15に流れた電流の値を検出し、電流検出信号を制御回路31へ出力する。
The
バッテリ電圧検出部42は、コントローラ30の正極端子と負極端子との間の電圧、すなわち、バッテリ20の電圧の値を検出し、電圧検出信号を制御回路31へ出力する。
コントローラ通信端子55は、バッテリ通信端子26に接続される。バッテリ制御回路25から出力された放電許可信号又は放電禁止信号は、バッテリ通信端子26及びコントローラ通信端子55を介して、制御回路31へ入力される。
Battery
制御回路31は、CPU31a、メモリ31b及びI/O等を備え、レギュレータ41から電力供給を受けて動作する。制御回路31には、ホールセンサ61、電流検出部62、バッテリ電圧検出部42、コントローラ通信端子55、メインスイッチ24、トリガスイッチ12、方向切替スイッチ51、及び表示部9が接続されている。また、制御回路31には、使用者が作業に応じてモータ15の動作モードを設定するためのモード選択スイッチ等も接続されている。
The
制御回路31は、センサ検出信号からモータ15の回転速度を算出する。制御回路31は、入力された各種信号及び算出した回転速度に基づいて、モータ15の駆動を制御するための制御信号を生成し、生成した制御信号をゲート回路32へ出力する。
The
また、制御回路31は、算出した回転速度を用いて、キックバックの発生の有無を判定する。キックバックは、草刈機1の刈刃17が岩や樹木などの固い物体に当たった反動で跳ね返る現象である。キックバックが発生すると、モータ15の回転速度が急激に低下する。よって、制御回路31は、算出した回転速度に基づいて、キックバックの発生を検出することができる。制御回路31は、キックバックの発生を判定した場合には、モータ15の駆動を停止させてもよい。
なお、本実施形態では、制御回路31が、CPU31aがメモリ31bに格納されているプログラムを実行することにより、間隔検出部、速度算出部、閾値設定部、及びノイズ検出部の機能を実現する。
In addition, the
In the present embodiment, the
<2.処理>
<2-1.メイン処理>
次に、制御回路31が実行するメイン処理について、図3のフローチャートを参照して説明する。
<2. Processing>
<2-1. Main processing>
Next, the main processing executed by the
まず、S10では、タイムベースが経過したか否か判定する。タイムベースが経過していない場合には待機し、タイムベースが経過した場合にはS20の処理へ進む。タイムベースは、制御回路31の処理周期に相当する。本実施形態では、処理周期は1msである。
First, in S10, it is determined whether or not the time base has elapsed. If the time base has not elapsed, the process waits, and if the time base has elapsed, the process proceeds to S20. The time base corresponds to the processing period of the
続いて、S20では、トリガスイッチ12の操作検出処理を実行する。詳しくは、制御回路31は、トリガスイッチ12からの信号に基づいて、トリガスイッチ12がオンかオフかを検出する。
Subsequently, in S20, operation detection processing of the
続いて、S30では、AD変換処理を実行する。詳しくは、制御回路31は、バッテリ電圧検出部42、電流検出部62等から入力された検出信号をAD変換する。これにより、制御回路31は、モータ15に流れる電流値、バッテリ20の電圧値等を取得する。
Subsequently, in S30, AD conversion processing is executed. Specifically, the
続いて、S40では、異常検出処理を実行する。詳しくは、制御回路31は、S30において取得した電流値、電圧値等とそれぞれの閾値とを比較して、過電流、バッテリ電圧の低下などの異常を検出する。
Subsequently, in S40, an abnormality detection process is executed. More specifically, the
続いて、S50では、モード及び方向設定処理を実行する。詳しくは、制御回路31は、各種スイッチからの入力信号に応じて、モータ15の動作モード及び回転方向を設定する。
続いて、S60では、S20~S50の処理結果に基づいて、モータ制御処理を実行する。モータ制御処理の詳細は後述する。
Subsequently, in S50, mode and direction setting processing is executed. Specifically, the
Subsequently, in S60, motor control processing is executed based on the processing results of S20 to S50. Details of the motor control processing will be described later.
続いて、S70では、表示処理を実行する。詳しくは、制御回路31は、モータ15の動作モード、バッテリ20の残容量、検出された異常などを表示部9に表示して、使用者に報知する。以上で本処理を終了する。
Subsequently, in S70, a display process is executed. Specifically, the
<2-2.モータ制御処理>
次に、制御回路31が実行するモータ制御処理について、図4のフローチャートを参照して説明する。
<2-2. Motor control processing>
Next, motor control processing executed by the
まず、S100では、ホールセンサ61から出力されたセンサ検出信号を用いて、回転速度算出処理を実行する。回転速度算出処理の詳細は後述する。
続いて、S110では、トリガスイッチ12がオンになっているか否か判定する。制御回路31は、トリガスイッチ12がオンになっている場合には、S120の処理へ進み、トリガスイッチ12がオフになっている場合には、S140の処理へ進む。
First, in S100, a sensor detection signal output from the
Subsequently, in S110, it is determined whether or not the
S120では、モータ15、コントローラ30、及びバッテリパック22に異常がないか検出されていないか否か判定する。また、制御回路31は、S100において算出した回転速度に基づいて、キックバックの発生の有無を判定する。何も異常が検出されておらず、且つ、キックバックの発生なしと判定された場合には、S130の処理へ進む。一方、いずれかの異常が検出されている場合、又はキックバックの発生ありと判定された場合には、S140の処理へ進む。
In S120, it is determined whether the
S130では、モータ15の制御処理を実行する。詳しくは、S100において算出したモータ15の回転速度を用いて、S50において設定した回転方向におけるモータ15の回転速度が、設定した動作モードに対応する目標回転速度に収束するように、駆動回路33の各スイッチン素子のPulse Width Modulation(PWM)デューティ比を算出する。さらに、制御回路31は、算出したPWMデューティ比に応じた制御信号をゲート回路32へ出力し、本処理を終了する。
In S130, control processing for the
一方、S140では、ブレーキ制御を実行するか否か判定する。詳しくは、制御回路31は、モータ15が回転しており、且つ、モータ15に制動力を発生させてもコントローラ30に影響がない場合には、ブレーキ制御を実行すると判定する。この場合、制御回路31は、S150においてブレーキフラグをセットし、本処理を終了する。これにより、バッテリ20からモータ15への電力供給が停止されて、短絡ブレーキが実行される。
On the other hand, in S140, it is determined whether or not to execute brake control. Specifically, the
また、S140において、制御回路31は、モータ15が回転していない場合、又は、モータ15が回転しているがモータ15に制動力を発生させるとコントローラ30に影響がある場合には、ブレーキ制御を実施しないと判定する。この場合、制御回路31は、S160においてブレーキフラグをクリアし、本処理を終了する。これにより、バッテリ20からモータ15への電力供給が停止される。そして、モータ15が回転している場合には、フリーランなどが実行される。
In S140, the
<2-3.回転速度算出処理>
次に、制御回路31が実行するモータ15の回転速度算出処理について、図5のフローチャートを参照して説明する。
<2-3. Rotation Speed Calculation Processing>
Next, the rotation speed calculation process of the
まず、S200では、センサ検出信号にノイズ混入があるか否か判定する。図6に、ノイズが混入していないセンサ検出信号を示す。
制御回路31は、タイマ機能を備えており、センサ検出信号のエッジのタイミングでタイマのカウントを開始し、次のエッジのタイミングでタイマをリセットして新たにカウントを開始する。エッジ間のタイマのカウント値をキャプチャ値と称する。センサ検出信号のエッジのタイミングとは、センサ検出信号がローからハイ又はハイからローに変化するタイミングである。
First, in S200, it is determined whether or not the sensor detection signal contains noise. FIG. 6 shows a sensor detection signal without noise.
The
モータ15が2極(すなわち1極対)モータの場合、1つのエッジ間隔は、ロータが60度回転する時間に相当する。また、モータ15が4極(すなわち2極対)モータの場合、1つのエッジ間隔は、ロータが30度回転する時間に相当する。
If the
一般に、1つのエッジ間隔のキャプチャ値から回転速度を算出すると、変動が大きく不安定になるため、連続する所定数のエッジ間隔(以下、間隔セットと称する)のキャプチャ値を平均して間隔平均値を算出し、算出した間隔平均値から回転速度を算出する。本実施形態では、図6に示すように、連続するエッジ間隔#1~#8のキャプチャ値を平均した平均間隔を用いる。
In general, if the rotation speed is calculated from the capture value of one edge interval, the variation becomes large and unstable. is calculated, and the rotation speed is calculated from the calculated interval average value. In this embodiment, as shown in FIG. 6, an average interval obtained by averaging capture values of consecutive
なお、本実施形態では、所定数を8としているが、所定数は8に限定されるものではない。所定数が少ないほど、算出される回転速度は、実際の回転速度の変化に対する反応が早くなるが、安定性が低くなる。一方、所定数が多いほど、算出される回転速度は、実際の回転速度の変化に対する反応が遅くなるが、安定性が高くなる。よって、所定数は、制御に用いる回転速度に必要な安定性と反応性を考慮して、適切に設定すればよい。ここで、所定数を、モータ15の相数×極数の整数倍にすると、3つのホール素子に位置ずれがあった場合に、エッジ間隔を平均化することで、位置ずれに応じたキャプチャ数の差分が相殺される。したがって、所定数を、モータ15の相数×極数の整数倍にしてもよい。
In addition, although the predetermined number is eight in the present embodiment, the predetermined number is not limited to eight. The smaller the predetermined number, the faster the calculated rotational speed responds to changes in the actual rotational speed, but the less stable it is. On the other hand, the greater the predetermined number, the slower the response to changes in the actual rotation speed, but the higher the stability of the calculated rotation speed. Therefore, the predetermined number should be appropriately set in consideration of the stability and reactivity required for the rotation speed used for control. Here, if the predetermined number is an integral multiple of the number of phases and the number of poles of the
図6に示すように、回転速度が一定でノイズが混入していない場合、8個のエッジ間隔はほぼ等しい。一方、図7に、ノイズが混入しているセンサ検出信号の第1例を示す。図7に示す第1例の場合、エッジ間隔#6の後に、ノイズが混入している。このようなノイズは、例えば、静電気ノイズであり、刈刃17が静電気を発生しやすい材質の被加工材を切断した場合などに生じる。
As shown in FIG. 6, when the rotation speed is constant and noise is not mixed, the eight edge intervals are almost equal. On the other hand, FIG. 7 shows a first example of a sensor detection signal mixed with noise. In the case of the first example shown in FIG. 7, noise is mixed after the
センサ検出信号にノイズが混入していると、制御回路31はノイズをエッジと認識する。そのため、図7に示す第1例では、本来、1つのエッジ間隔#7として取得されるべき間隔が、エッジ間隔#7とエッジ間隔#8の2つの間隔として取得される。その結果、図8に示すように、間隔セットの間隔平均値は、本来の間隔平均値よりも小さく算出され、回転速度は本来の回転速度よりも高く算出される。具体的には、本来の回転速度が38000rpm程度であるのに対して、約6000rpm高い回転速度が算出される。
If noise is mixed in the sensor detection signal, the
このように、本来の回転速度よりも高い回転速度に誤認識されると、モータ15の回転制御に支障が生じ、モータ15の回転速度を目標回転速度に収束させることができない可能性がある。また、ノイズの影響を受けた回転速度が算出された後、間隔セットにノイズの影響がなくなると、正しい回転速度が算出される。この場合、制御回路31は、回転速度が急激に低下したと判定する可能性がある。その結果、制御回路31は、キックバックの発生ありと誤判定する可能性がある。
In this way, if the rotation speed is erroneously recognized as being higher than the original rotation speed, the rotation control of the
そこで、S200において、制御回路31は、間隔セットにノイズの混入があるか否か判定する。前述したように、エッジ間隔にノイズが混入すると、本来のエッジ間隔よりもエッジ間隔が短くなる。そこで、制御回路31は、間隔セットに含まれる各エッジ間隔とエッジ間隔が正常か否か判定するための間隔閾値とを比較し、エッジ間隔が間隔閾値以下の場合に、ノイズ混入を検出する。
Therefore, in S200, the
制御回路31は、前回の処理周期(すなわち、1ms前)の回転速度の算出に用いられたエッジ間隔(具体的には、間隔平均値)に基づいて、間隔閾値を設定する。例えば、制御回路31は、間隔閾値を、前回の間隔平均値×0.6に設定する。
The
そして、制御回路31は、ノイズ混入を検出していない場合には、S210の処理へ進み、ノイズ混入を検出した場合には、S220の処理へ進む。
S210では、通常算出処理によって、間隔セットの間隔平均値を算出する。具体的には、制御回路31は、間隔セットに含まれる8個分のエッジ間隔の合計間隔値を、所定数である8で除して、間隔平均値を算出する。すなわち、通常算出処理では、合計間隔値及び所定数を補正することなく用いて間隔平均値を算出する。その後、S230の処理へ進む。
Then, the
In S210, the interval average value of the interval set is calculated by normal calculation processing. Specifically, the
一方、S220では、特殊算出処理によって、間隔セットの間隔平均値を算出する。特殊算出処理では、間隔セットから混入したノイズの影響を除くように、通常算出処理において用いる合計間隔値及び所定数の少なくとも一方を補正して、間隔平均値を算出する。その後、S230の処理へ進む。 On the other hand, in S220, the interval average value of the interval set is calculated by special calculation processing. In the special calculation process, at least one of the total interval value and the predetermined number used in the normal calculation process is corrected so as to remove the influence of noise mixed from the interval set, and the average interval value is calculated. After that, the process proceeds to S230.
具体的には、図7に示す第1例の場合には、間隔セットの端に、間隔閾値以下のエッジ間隔(以下、短間隔と称する)が存在する。短間隔が間隔セットの端に存在する場合、短間隔と組み合って本来1つのエッジ間隔になる対のエッジ間隔は、間隔セットに含まれている場合と、含まれていない場合とがある。第1例では、短間隔であるエッジ間隔#8及び対のエッジ間隔#7の両方が、間隔セットに含まれている。
Specifically, in the case of the first example shown in FIG. 7, edge intervals equal to or smaller than the interval threshold (hereinafter referred to as short intervals) exist at the ends of the interval set. If a short interval is at the edge of the interval set, then the pair of edge intervals that originally combine with the short interval into one edge interval may or may not be included in the interval set. In the first example, both
間隔セットに対のエッジ間隔が含まれている場合、間隔セットにおいて、短間隔とその隣接するエッジ間隔とを加算した加算値は、1つ分のエッジ間隔になる。一方、間隔セットに対のエッジ間隔が含まれていない場合、上記加算値は、1つ分のエッジ間隔に短間隔を加算した値になる。 If the interval set contains a pair of edge intervals, the short interval plus its adjacent edge interval in the interval set adds up to one edge interval. On the other hand, if the interval set does not include a pair of edge intervals, the added value is a value obtained by adding the short interval to one edge interval.
そこで、上記加算値と加算閾値とを比較して、間隔セットに対のエッジ間隔が含まれているか含まれていないかを判定する。例えば、制御回路31は、加算閾値を、前回の間隔平均値×1.2に設定する。
Therefore, the addition value and the addition threshold value are compared to determine whether the paired edge interval is included in the interval set. For example, the
第1例の場合、上記加算値が加算閾値未満になり、間隔セットに対のエッジ間隔が含まれていると判定される。すなわち、間隔セットには、エッジ間隔が1個分不足した7個分のエッジ間隔が含まれている。 In the case of the first example, the added value is less than the addition threshold, and it is determined that the interval set includes the paired edge interval. That is, the interval set includes seven edge intervals, which is one edge interval short.
よって、第1例では、間隔合計値に前回算出した間隔平均値を加算して、間隔合計値を補正する。そして、補正した間隔合計値を所定数で除算して、間隔平均値を算出する。あるいは、所定数を所定数から「1」減算した値に補正する。そして、間隔合計値を補正した所定数で除算して、間隔平均値を算出する。 Therefore, in the first example, the interval total value is corrected by adding the interval average value calculated last time to the interval total value. Then, the corrected interval total value is divided by a predetermined number to calculate the interval average value. Alternatively, the predetermined number is corrected to a value obtained by subtracting "1" from the predetermined number. Then, the average interval value is calculated by dividing the total interval value by the corrected predetermined number.
また、図9に示すノイズ混入の第2例の場合には、間隔セットの端に短間隔が存在する。しかしながら、第1例と異なり、短間隔の対のエッジ間隔は間隔セットに含まれていない。第2例の場合、上記加算値が加算閾値以上になり、間隔セットに対のエッジ間隔が含まれていないと判定される。すなわち、間隔セットには、7個分のエッジ間隔と短間隔とが含まれており、対のエッジ間隔に相当する分が不足している。 Also, in the case of the second example of noise contamination shown in FIG. 9, there is a short interval at the end of the interval set. However, unlike the first example, closely spaced pairwise edge spacings are not included in the spacing set. In the case of the second example, the added value is greater than or equal to the addition threshold, and it is determined that the interval set does not include the paired edge interval. That is, the interval set includes seven edge intervals and short intervals, and is short of the interval corresponding to the pair of edge intervals.
よって、第2例では、間隔合計値に、前回算出した間隔平均値と短間隔との差分を加算して、間隔合計値を補正する。そして、補正した間隔合計値を所定数で除算して、間隔平均値を算出する。あるいは、間隔合計値から短間隔を差し引いて間隔合計値を補正するとともに、所定数を所定数から「1」減算した値に補正する。そして、補正した間隔合計値を補正した所定数で除算して、間隔平均値を算出する。 Therefore, in the second example, the interval total value is corrected by adding the difference between the interval average value calculated last time and the short interval to the interval total value. Then, the corrected interval total value is divided by a predetermined number to calculate the interval average value. Alternatively, the total interval value is corrected by subtracting the short interval from the total interval value, and the predetermined number is corrected to a value obtained by subtracting "1" from the predetermined number. Then, the corrected interval total value is divided by the corrected predetermined number to calculate the interval average value.
また、図10に示すノイズ混入の第3例の場合には、間隔セットの両端以外に短間隔が存在する。具体的には、エッジ間隔#3が短間隔である。短間隔が間隔セットの両端以外に存在する場合、短間隔と対のエッジ間隔も、間隔セットに含まれる。第3例の場合、本来1つのエッジ間隔が、エッジ間隔#3とエッジ間隔#4とに分かれており、エッジ間隔#3とエッジ間隔#4の両方が間隔セットに含まれている。すなわち、間隔セットには、エッジ間隔が1個分不足した7個分のエッジ間隔が含まれている。
In addition, in the case of the third example of noise mixture shown in FIG. 10, there are short intervals other than at both ends of the interval set. Specifically,
よって、第3例では、第1例と同様に、間隔合計値に前回算出した間隔平均値を加算して、間隔合計値を補正する。そして、補正した間隔合計値を所定数で除算して、間隔平均値を算出する。あるいは、所定数を所定数から「1」減算した値に補正する。そして、間隔合計値を補正した所定数で除算して、間隔平均値を算出する。 Therefore, in the third example, similarly to the first example, the interval total value is corrected by adding the interval average value calculated last time to the interval total value. Then, the corrected interval total value is divided by a predetermined number to calculate the interval average value. Alternatively, the predetermined number is corrected to a value obtained by subtracting "1" from the predetermined number. Then, the average interval value is calculated by dividing the total interval value by the corrected predetermined number.
ここで、制御回路31は、間隔セットにおいて検出するノイズ混入を1つ以下に限定する。制御回路31は、間隔セットに、複数の互いに隣接しない短間隔が含まれていた場合でも、複数のノイズ混入は検出せずに、1つのノイズ混入を検出する。すなわち、間隔セットから影響を除くノイズは1つ以下に限定する。
Here, the
図11に示すように、回転速度が加速している場合、エッジ間隔のキャプチャ値は減少していく。その結果、ノイズが混入していなくても、エッジ間隔が間隔閾値よりも小さくなることがある。そして、間隔セットにノイズが混入する頻度は十分に低い。そのため、間隔セットに複数の短間隔が含まれている場合、間隔セットにノイズが複数混入している可能性よりも、少なくとも一方の短間隔が回転速度の加速によって生じている可能性の方が高いと考えられる。短間隔が回転速度の加速によって生じている場合、特殊算出処理を実行して補正すると、却って回転速度を誤認識する可能性がある。そこで、間隔セットにおいて、検出するノイズ混入を1つ以下に限定する。 As shown in FIG. 11, when the rotation speed is accelerating, the edge interval capture value decreases. As a result, the edge spacing may be smaller than the spacing threshold even without noise. And the frequency of noise in the interval set is sufficiently low. Therefore, if an interval set contains multiple short intervals, it is more likely that at least one of the short intervals is caused by acceleration of the rotational speed, rather than the possibility that multiple noises are mixed in the interval set. considered to be high. If the short interval is caused by the acceleration of the rotational speed, executing the special calculation process for correction may result in erroneous recognition of the rotational speed. Therefore, in the interval set, the detected noise mixture is limited to one or less.
続いて、S230では、定数Nを、S210又はS220において算出した間隔平均値で除算して、モータ15の回転速度(rpm)を算出する。ここで、モータ15の極数をP、キャプチャのタイマクロック周期をTc(sec)とすると、定数N=60(sec)/(3P×Tc(sec))になる。
Subsequently, in S230, the rotation speed (rpm) of the
<3.動作>
本実施形態に係る回転速度算出処理の動作について、図12~15を参照して説明する。図12は、間隔セットにおいてノイズが1回混入した場合における、間隔セットに含まれる8個のエッジ間隔の各キャプチャ値と、各キャプチャ値(すなわち、平均していないキャプチャ値)から算出された回転速度と、を示す。破線で囲んだ箇所が、ノイズ混入箇所である。図13は、間隔セットにおいてノイズが1回混入した場合において、補正した回転速度と未補正の回転速度とを示す。
<3. Operation>
The operation of the rotation speed calculation process according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 12 to 15. FIG. FIG. 12 shows each captured value of eight edge intervals included in the interval set when noise is mixed in the interval set once, and the rotation calculated from each captured value (that is, the captured value that is not averaged) Speed and indicate. A portion surrounded by a dashed line is a noise mixture portion. FIG. 13 shows the corrected rotation speed and the uncorrected rotation speed when noise is mixed once in the interval set.
図14は、間隔セットにおいてノイズが2回混入した場合における、間隔セットに含まれるエッジ間隔の各キャプチャ値と、各キャプチャ値から算出された回転速度と、を示す。破線で囲んだ箇所がノイズ混入箇所である。図5は、間隔セットにおいてノイズが2回混入した場合において、1つのノイズの影響を除外するように補正した回転速度と未補正の回転速度とを示す。 FIG. 14 shows captured values of edge intervals included in the interval set and rotation speeds calculated from the captured values when noise is mixed in the interval set twice. A portion surrounded by a dashed line is a noise mixture portion. FIG. 5 shows the rotational speed corrected to remove the influence of one noise and the uncorrected rotational speed when noise is mixed twice in the interval set.
図12では、本来1つのエッジ間隔が、エッジ間隔#1とエッジ間隔#2とに分裂している。これにより、エッジ間隔#2が短間隔になり、補正なしでエッジ間隔#2から算出された回転速度は、他のエッジ間隔から算出された回転速度と比べて高回転速度になっている。この場合、間隔合計値が、間隔合計値に前回の間隔平均値を加算した値に補正される、又は、所定数が「1」少ない値に補正される。これにより、図13に示すように、突出していた高回転速度が補正されて、尤もらしい回転速度が算出されている。
In FIG. 12, originally one edge interval is divided into
一方、図14では、本来1つのエッジ間隔が、エッジ間隔#1と間隔セットに含まれていないエッジ間隔#1の直前のエッジ間隔に分裂しているとともに、本来1つのエッジ間隔が、エッジ間隔#8と間隔セットに含まれていないエッジ間隔#8の直後のエッジ間隔に分裂している。この場合、2つのノイズ混入のうちの一方のみ、例えば間隔セットの先端側に混入されたノイズの影響のみを除外するように補正される。すなわち、間隔合計値が、間隔合計値に前回の間隔平均値とエッジ間隔#1との差分を加算した値に補正される。または、間隔合計値が、間隔合計値からエッジ間隔#1を差し引いた値に補正されるとともに、所定数が「1」少ない値に補正される。これにより、図15に示すように、突出していた高回転速度が半分程度補正されている。
On the other hand, in FIG. 14, originally one edge interval is divided into
<4.効果>
以上説明した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)センサ検出信号のエッジ間隔が検出され、検出されたエッジ間隔を用いて、モータ15の回転速度が算出される。また、前回の回転速度の算出に用いられたエッジ間隔に基づいて間隔閾値が設定され、エッジ間隔が設定された間隔閾値よりも短い場合に、ノイズ混入が検出される。そして、ノイズ混入が検出された場合には、回転速度の通常算出処理とは異なる特殊算出処理が実行されて、回転速度が算出される。したがって、モータ15の回転速度の誤認識を抑制することができる。
<4. Effect>
According to the first embodiment described above, the following effects are obtained.
(1) Edge intervals of the sensor detection signal are detected, and the rotational speed of the
(2)ノイズ混入が検出されていない場合には通常算出処理が実行されて、回転速度が算出される。通常算出処理では、連続して検出された所定数のエッジ間隔を平均した間隔平均値から回転速度が算出される。間隔平均値を用いることにより、安定した回転速度を算出することができる。 (2) When noise contamination is not detected, normal calculation processing is executed to calculate the rotational speed. In the normal calculation process, the rotation speed is calculated from the interval average value obtained by averaging a predetermined number of edge intervals detected continuously. A stable rotation speed can be calculated by using the interval average value.
(3)ノイズ混入が検出された場合には、特殊算出処理が実行され、ノイズの影響を除くように、間隔合計値及び所定数の少なくとも一方の値が補正され、補正された値を用いて回転速度が算出される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の誤認識を抑制することができる。 (3) When noise contamination is detected, a special calculation process is performed to correct at least one of the total interval value and a predetermined number of values so as to remove the influence of noise, and the corrected value is used. A rotation speed is calculated. As a result, even when noise is detected, erroneous recognition of the rotation speed can be suppressed.
(4)前回の処理周期において回転速度の算出に用いられた間隔平均値に基づいて、間隔閾値が設定されることにより、適切な間隔閾値を設定して、高精度にノイズ混入を検出することができる。 (4) The interval threshold value is set based on the interval average value used to calculate the rotational speed in the previous processing cycle, thereby setting an appropriate interval threshold value and detecting noise contamination with high accuracy. can be done.
(5)短間隔が間隔セットの両端以外に存在する場合、及び、短間隔が間隔セットの端に存在し、且つ、短間隔とその隣接するエッジ間隔との加算値が加算閾値未満の場合には、短間隔とその対のエッジ間隔の両方が間隔セットに含まれると判定される。この場合、間隔セットは1つ分のエッジ間隔が不足している。よって、所定数のエッジ間隔を合計した間隔合計値に、前回算出した間隔平均値が加算され、間隔合計値が補正される。あるいは、所定数が「1」少ない値に補正される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の算出精度の低下を抑制できる。 (5) When the short interval exists at a location other than both ends of the interval set, when the short interval exists at the edge of the interval set, and when the sum of the short interval and its adjacent edge interval is less than the addition threshold is determined to include both short intervals and their paired edge intervals in the interval set. In this case, the spacing set is short of one edge spacing. Therefore, the interval average value calculated last time is added to the interval total value obtained by totaling the predetermined number of edge intervals, and the interval total value is corrected. Alternatively, the predetermined number is corrected to a value less by "1". As a result, even when noise is detected, it is possible to suppress a decrease in the calculation accuracy of the rotational speed.
(6)短間隔が間隔セットの端に存在し、且つ、短間隔とその隣接するエッジ間隔との加算値が加算閾値以上の場合には、短間隔と対のエッジ間隔とのうちの短間隔のみが間隔セットに含まれていると判定される。この場合、間隔セットは、対のエッジ間隔に相当するエッジ間隔が不足している。よって、所定数のエッジ間隔を合計した間隔合計値に、前回算出した間隔平均値と短間隔との差分が加算され、間隔合計値が補正される。あるいは、間隔合計値が間隔合計値から短間隔を差し引いた値に補正されるとともに、所定数が「1」少ない値に補正される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の算出精度の低下を抑制できる。 (6) If the short interval exists at the end of the interval set and the sum of the short interval and its adjacent edge interval is equal to or greater than the addition threshold, the short interval among the short interval and the paired edge interval is determined to be included in the interval set. In this case, the spacing set is deficient in edge spacings corresponding to pairwise edge spacings. Therefore, the difference between the interval average value calculated last time and the short interval is added to the interval total value obtained by totaling the predetermined number of edge intervals, and the interval total value is corrected. Alternatively, the total interval value is corrected to a value obtained by subtracting the short interval from the total interval value, and the predetermined number is corrected to a value less by "1". As a result, even when noise is detected, it is possible to suppress a decrease in the calculation accuracy of the rotational speed.
(7)間隔セットにおいて検出するノイズ混入が1つ以下に限られる。すなわち、間隔セットにおいて影響が除かれるノイズは1つ以下に限られる。これにより、回転速度の誤認識を抑制しつつ、回転速度の変化にも対応することができる。 (7) The number of noise inclusions detected in the interval set is limited to one or less. That is, no more than one noise can be filtered out in the interval set. As a result, it is possible to cope with changes in the rotation speed while suppressing erroneous recognition of the rotation speed.
(第2実施形態)
<1.第1実施形態との相違点>
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
(Second embodiment)
<1. Difference from First Embodiment>
Since the basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, description of common configurations will be omitted, and differences will be mainly described. Note that the same reference numerals as in the first embodiment indicate the same configurations, and refer to the preceding description.
第2実施形態は、第1実施形態とモータ回転速度の算出処理が異なる。前述した第1実施形態では、特殊算出処理において、間隔合計値及び所定数の少なくとも一方を補正して、回転速度を算出していた。これに対し、第2実施形態では、特殊算出処理において、前回算出した回転速度を今回の回転速度として算出する点で、第1実施形態と相違する。 The second embodiment differs from the first embodiment in the process of calculating the motor rotation speed. In the first embodiment described above, the rotation speed is calculated by correcting at least one of the interval total value and the predetermined number in the special calculation process. On the other hand, the second embodiment differs from the first embodiment in that the rotational speed calculated last time is calculated as the current rotational speed in the special calculation process.
<2.処理>
次に、第2実施形態において、制御回路31が、図5の回転速度算出処理に代えて実行する回転速度算出処理について、図16のフローチャートを用いて説明する。
<2. Processing>
Next, rotation speed calculation processing executed by the
まず、S300では、S200と同様に、間隔セットにノイズ混入があるか否か判定する。ノイズ混入を検出していない場合には、S310及びS320において、S210及びS230と同様に、通常算出処理によって回転速度を算出して、本処理を終了する。 First, in S300, similarly to S200, it is determined whether or not the interval set contains noise. If noise contamination is not detected, in S310 and S320, similarly to S210 and S230, the rotational speed is calculated by normal calculation processing, and this processing ends.
一方、S300において、ノイズ混入を検出した場合には、本処理を終了する。これにより、前回の処理周期において算出した回転速度が、そのまま今回の処理周期における回転速度になる。
<3.効果>
以上説明した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1)~(2)、(4)に加え、以下の効果が得られる。
On the other hand, if noise mixture is detected in S300, the process ends. As a result, the rotational speed calculated in the previous processing cycle becomes the rotational speed in the current processing cycle.
<3. Effect>
According to the second embodiment described above, in addition to the effects (1) to (2) and (4) of the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(8)通常、モータ15の回転速度は、前回の処理周期で算出された回転速度の値に近いことが多い。よって、ノイズ混入が検出された場合には、前回の処理周期において算出された回転速度が今回の回転速度として算出される。これにより、ノイズの混入が検出された場合でも、回転速度の誤認識を抑制することができる。
(8) Normally, the rotation speed of the
(他の実施形態)
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は前述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
(Other embodiments)
Although the embodiments for implementing the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and can be implemented with various modifications.
(a)上記実施形態では、電動作業機として草刈機1を示しているが、電動作業機はこれに限定されるものではない。例えば、電動作業機は、マルノコや、チェンソー、ヘッジトリマなど、モータの回転力により作業ツールが駆動される作業機であればよい。
(a) In the above embodiment, the
(b)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。 (b) A plurality of functions possessed by one component in the above embodiment may be realized by a plurality of components, or a function possessed by one component may be realized by a plurality of components. . Also, a plurality of functions possessed by a plurality of components may be realized by a single component, or a function realized by a plurality of components may be realized by a single component. Also, part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Moreover, at least part of the configuration of the above embodiment may be added or replaced with respect to the configuration of the other above embodiment.
1…草刈機、15…モータ、22…バッテリパック、30…コントローラ、31…制御回路、61…ホールセンサ。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記モータのロータの回転位置を検出するように構成されたホールセンサと、
前記ホールセンサの検出信号のエッジ間隔を検出するように構成された間隔検出部と、
前記間隔検出部により検出された前記エッジ間隔を用いて、前記モータの回転速度を算出するように構成された速度算出部と、
前記エッジ間隔が正常か否か判定するための間隔閾値を設定するように構成された閾値設定部と、
今回の前記回転速度の算出用の前記エッジ間隔が、前記閾値設定部により設定された前記間隔閾値以下の場合に、ノイズ混入を検出するように構成されたノイズ検出部と、を備え、
前記速度算出部は、
前記ノイズ検出部により前記ノイズ混入が検出された場合に、前記回転速度の通常算出処理とは異なる前記回転速度の特殊算出処理を実行し、
前記通常算出処理において、前記間隔検出部により連続して検出された所定数の前記エッジ間隔である間隔セットの間隔合計値を、前記所定数で除算した間隔平均値から前記回転速度を算出し、
前記特殊算出処理において、前記間隔閾値以下の前記エッジ間隔である短間隔が、前記間隔セットにおいて両端以外に存在する場合、及び、前記間隔セットにおいて端に存在し、且つ、前記間隔セットにおいて前記短間隔とその隣接する前記エッジ間隔とを加算した加算値が加算閾値未満の場合には、前回算出した前記間隔平均値を前記間隔合計値に加算して前記間隔合計値を補正する、
電動作業機。 a motor;
a Hall sensor configured to detect a rotational position of a rotor of the motor;
an interval detection unit configured to detect an edge interval of the detection signal of the Hall sensor;
a speed calculation unit configured to calculate a rotation speed of the motor using the edge interval detected by the interval detection unit;
a threshold setting unit configured to set an interval threshold for determining whether the edge interval is normal;
a noise detection unit configured to detect noise contamination when the edge interval for calculating the current rotational speed is equal to or less than the interval threshold value set by the threshold value setting unit;
The speed calculation unit
when the noise detection unit detects the noise mixture, executing a special calculation process of the rotation speed that is different from the normal calculation process of the rotation speed ,
In the normal calculation process, calculating the rotation speed from an average interval value obtained by dividing a total interval value of an interval set, which is a predetermined number of the edge intervals continuously detected by the interval detection unit, by the predetermined number;
In the special calculation process, if the short interval, which is the edge interval equal to or less than the interval threshold, exists in the interval set other than at both ends; correcting the total interval value by adding the average interval value calculated last time to the total interval value when the added value obtained by adding the interval and the adjacent edge interval is less than the addition threshold;
electric work machine.
前記モータのロータの回転位置を検出するように構成されたホールセンサと、
前記ホールセンサの検出信号のエッジ間隔を検出するように構成された間隔検出部と、
前記間隔検出部により検出された前記エッジ間隔を用いて、前記モータの回転速度を算出するように構成された速度算出部と、
前記エッジ間隔が正常か否か判定するための間隔閾値を設定するように構成された閾値設定部と、
今回の前記回転速度の算出用の前記エッジ間隔が、前記閾値設定部により設定された前記間隔閾値以下の場合に、ノイズ混入を検出するように構成されたノイズ検出部と、を備え、
前記速度算出部は、
前記ノイズ検出部により前記ノイズ混入が検出された場合に、前記回転速度の通常算出処理とは異なる前記回転速度の特殊算出処理を実行し、
前記通常算出処理において、前記間隔検出部により連続して検出された所定数の前記エッジ間隔である間隔セットの間隔合計値を、前記所定数で除算した間隔平均値から前記回転速度を算出し、
前記特殊算出処理において、前記間隔閾値以下の前記エッジ間隔である短間隔が、前記間隔セットにおいて端に存在し、且つ、前記間隔セットにおいて前記短間隔とその隣接する前記エッジ間隔とを加算した加算値が加算閾値以上の場合には、前回算出した前記間隔平均値と前記短間隔との差分を、前記間隔合計値に加算して前記間隔合計値を補正する、
電動作業機。 a motor;
a Hall sensor configured to detect a rotational position of a rotor of the motor;
an interval detection unit configured to detect an edge interval of the detection signal of the Hall sensor;
a speed calculation unit configured to calculate a rotation speed of the motor using the edge interval detected by the interval detection unit;
a threshold setting unit configured to set an interval threshold for determining whether the edge interval is normal;
a noise detection unit configured to detect noise contamination when the edge interval for calculating the current rotational speed is equal to or less than the interval threshold value set by the threshold value setting unit;
The speed calculation unit
when the noise detection unit detects the noise mixture, executing a special calculation process of the rotation speed that is different from the normal calculation process of the rotation speed ,
In the normal calculation process, calculating the rotation speed from an average interval value obtained by dividing a total interval value of an interval set, which is a predetermined number of the edge intervals continuously detected by the interval detection unit, by the predetermined number;
In the special calculation process, a short interval that is the edge interval equal to or less than the interval threshold exists at an end in the interval set, and addition is performed by adding the short interval and the adjacent edge interval in the interval set. if the value is equal to or greater than the addition threshold, adding the difference between the previously calculated interval average value and the short interval to the interval total value to correct the interval total value;
electric work machine.
前記モータのロータの回転位置を検出するように構成されたホールセンサと、
前記ホールセンサの検出信号のエッジ間隔を検出するように構成された間隔検出部と、
前記間隔検出部により検出された前記エッジ間隔を用いて、前記モータの回転速度を算出するように構成された速度算出部と、
前記エッジ間隔が正常か否か判定するための間隔閾値を設定するように構成された閾値設定部と、
今回の前記回転速度の算出用の前記エッジ間隔が、前記閾値設定部により設定された前記間隔閾値以下の場合に、ノイズ混入を検出するように構成されたノイズ検出部と、を備え、
前記速度算出部は、
前記ノイズ検出部により前記ノイズ混入が検出された場合に、前記回転速度の通常算出処理とは異なる前記回転速度の特殊算出処理を実行し、
前記通常算出処理において、前記間隔検出部により連続して検出された所定数の前記エッジ間隔である間隔セットの間隔合計値を、前記所定数で除算した間隔平均値から前記回転速度を算出し、
前記特殊算出処理において、前記間隔閾値以下の前記エッジ間隔である短間隔が、前記間隔セットにおいて両端以外に存在する場合、及び、前記間隔セットにおいて端に存在し、且つ、前記間隔セットにおいて前記短間隔とその隣接する前記エッジ間隔とを加算した加算値が加算閾値未満の場合には、前記所定数を1つ少ない値に補正する、
電動作業機。 a motor;
a Hall sensor configured to detect a rotational position of a rotor of the motor;
an interval detection unit configured to detect an edge interval of the detection signal of the Hall sensor;
a speed calculation unit configured to calculate a rotation speed of the motor using the edge interval detected by the interval detection unit;
a threshold setting unit configured to set an interval threshold for determining whether the edge interval is normal;
a noise detection unit configured to detect noise contamination when the edge interval for calculating the current rotational speed is equal to or less than the interval threshold value set by the threshold value setting unit;
The speed calculation unit
when the noise detection unit detects the noise mixture, executing a special calculation process of the rotation speed that is different from the normal calculation process of the rotation speed ,
In the normal calculation process, calculating the rotation speed from an average interval value obtained by dividing a total interval value of an interval set, which is a predetermined number of the edge intervals continuously detected by the interval detection unit, by the predetermined number;
In the special calculation process, if the short interval, which is the edge interval equal to or less than the interval threshold value, exists in the interval set other than at both ends; if the added value obtained by adding the short interval and the adjacent edge interval is less than the addition threshold, correcting the predetermined number to a value that is one less;
electric work machine.
前記モータのロータの回転位置を検出するように構成されたホールセンサと、
前記ホールセンサの検出信号のエッジ間隔を検出するように構成された間隔検出部と、
前記間隔検出部により検出された前記エッジ間隔を用いて、前記モータの回転速度を算出するように構成された速度算出部と、
前記エッジ間隔が正常か否か判定するための間隔閾値を設定するように構成された閾値設定部と、
今回の前記回転速度の算出用の前記エッジ間隔が、前記閾値設定部により設定された前記間隔閾値以下の場合に、ノイズ混入を検出するように構成されたノイズ検出部と、を備え、
前記速度算出部は、
前記ノイズ検出部により前記ノイズ混入が検出された場合に、前記回転速度の通常算出処理とは異なる前記回転速度の特殊算出処理を実行し、
前記通常算出処理において、前記間隔検出部により連続して検出された所定数の前記エッジ間隔である間隔セットの間隔合計値を、前記所定数で除算した間隔平均値から前記回転速度を算出し、
前記特殊算出処理において、前記間隔閾値以下の前記エッジ間隔である短間隔が、前記間隔セットにおいて端に存在し、且つ、前記間隔セットにおいて前記短間隔とその隣接する前記エッジ間隔とを加算した加算値が加算閾値以上の場合には、前記間隔合計値から前記短間隔を差し引いて前記間隔合計値を補正するとともに、前記所定数を1つ少ない値に補正する、
電動作業機。 a motor;
a Hall sensor configured to detect a rotational position of a rotor of the motor;
an interval detection unit configured to detect an edge interval of the detection signal of the Hall sensor;
a speed calculation unit configured to calculate a rotation speed of the motor using the edge interval detected by the interval detection unit;
a threshold setting unit configured to set an interval threshold for determining whether the edge interval is normal;
a noise detection unit configured to detect noise contamination when the edge interval for calculating the current rotational speed is equal to or less than the interval threshold value set by the threshold value setting unit;
The speed calculation unit
when the noise detection unit detects the noise mixture, executing a special calculation process of the rotation speed that is different from the normal calculation process of the rotation speed ,
In the normal calculation process, calculating the rotation speed from an average interval value obtained by dividing a total interval value of an interval set, which is a predetermined number of the edge intervals continuously detected by the interval detection unit, by the predetermined number;
In the special calculation process, a short interval that is the edge interval equal to or less than the interval threshold exists at an end in the interval set, and addition is performed by adding the short interval and the adjacent edge interval in the interval set. If the value is equal to or greater than the addition threshold value, the short interval is subtracted from the interval total value to correct the interval total value, and the predetermined number is corrected to a value that is one less.
electric work machine.
請求項1~4のいずれか1項に記載の電動作業機。 The noise detection unit limits the detected noise mixture to one or less in the edge interval used to calculate the rotational speed.
The electric working machine according to any one of claims 1 to 4 .
前記モータのロータの回転位置を検出するように構成されたホールセンサと、
前記ホールセンサの検出信号のエッジ間隔を検出するように構成された間隔検出部と、
前記間隔検出部により検出された前記エッジ間隔を用いて、前記モータの回転速度を算出するように構成された速度算出部と、
前記エッジ間隔が正常か否か判定するための間隔閾値を設定するように構成された閾値設定部と、
今回の前記回転速度の算出用の前記エッジ間隔が、前記閾値設定部により設定された前記間隔閾値以下の場合に、ノイズ混入を検出するように構成されたノイズ検出部と、を備え、
前記速度算出部は、前記ノイズ検出部により前記ノイズ混入が検出された場合に、前記回転速度の通常算出処理とは異なる前記回転速度の特殊算出処理を実行し、
前記ノイズ検出部は、前記回転速度の算出に用いる前記エッジ間隔において、検出する前記ノイズ混入を1つ以下に限る、
電動作業機。 a motor;
a Hall sensor configured to detect a rotational position of a rotor of the motor;
an interval detection unit configured to detect an edge interval of the detection signal of the Hall sensor;
a speed calculation unit configured to calculate a rotation speed of the motor using the edge interval detected by the interval detection unit;
a threshold setting unit configured to set an interval threshold for determining whether the edge interval is normal;
a noise detection unit configured to detect noise contamination when the edge interval for calculating the current rotational speed is equal to or less than the interval threshold value set by the threshold value setting unit;
When the noise detection unit detects the noise mixture, the speed calculation unit executes a special calculation process of the rotation speed that is different from the normal calculation process of the rotation speed ,
The noise detection unit limits the detected noise mixture to one or less in the edge interval used to calculate the rotational speed.
electric work machine.
請求項6に記載の電動作業機。 In the normal calculation process, the speed calculation unit divides a total interval value of an interval set, which is a predetermined number of the edge intervals continuously detected by the interval detection unit, by the predetermined number, and calculates the average interval value from the average interval value. calculate the rotation speed,
The electric working machine according to claim 6 .
請求項1~5、7のいずれか1項に記載の電動作業機。 The threshold value setting unit sets the interval threshold value based on the interval average value used to calculate the previous rotation speed.
The electric working machine according to any one of claims 1 to 5 and 7 .
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