JPH01320513A - 速度制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、υ制御対象の速度を指示速度に一致させるよ
うにｔＩＩｌｌｌｌｌする速度１１１１１１方法及び速
度制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 内燃機関や電動機等を制御対象として該制御対象の運動
速度を指示速度に一致させるようにυＪｕｌｌする速度
制ｔ［Ｉ装置は、第７図に示すように、制御対象１の運
動速度に比例して周波数が変化する速度検出パルスを発
生する速度検出パルス発生部２の出力を入力として制御
対象の運動速度を示す速度検出信号を出力する速度検出
部３と、制御対象の指示速度を示す速度指令信号を発生
する速度指令信号発生部４と、速度指令信号と速度検出
信号との偏差を求める偏差ＦＡｔｌ！１部５と、偏差演
ｎ部５により演算された偏差を零にするように制御対象
１を制御する速度制御部６とを備えている。

上記の速度制御装置による場合には、第８図（Ａ）に示
すように制御対象１の運動速度に比例して周波数が変化
する速度検出パルスＰｖの立上りのエツジ部相互間の時
間Ｔ１を制御対象の速度情報とするか、または第８図（
Ｂ）に示すように速度検出パルスｐｖの立下りのエツジ
部相互間の時間Ｔ２を速度情報とし、該速度情報に基い
て制御対象の運動速度を検出して、検出した運動速度を
指示速度に一致させるように制御対象を制御していた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように、従来の速度制御方法においては、検出パ
ルスｐｖの立上りのエツジ部相互間の時間Ｔ１または立
下りのエツジ部相互間の時間Ｔ２のいずれか一方のみを
速度情報として１Ｉｌｔ！Ｉｌに用いていたため、速度
制御用パルスの１周期毎にしか速度情報を得ることがで
きなかった。そのため時間的により細かな制御を行う必
要がある場合に速度検出パルスの周波数をｎめる必要が
あり、面倒であった。

特に内燃ＩＩＩ′！ｌの回転速度を制御する場合には、
内燃ｌｌ閏の点火時期に内燃ｉ開用点火装置内の点火コ
イルの１次コイルに誘起する電圧を整形して速度検出パ
ルスを得ることが行われているが、この場合にはｌｌ圓
の１回転当り１回しか速度検出パルスを得ることができ
ないため、従来の方法による場合には１回転当り１回し
か速度情報を得ることができず、時間的に細かな制御を
行うことができない。従って時間的により細かな制御を
行う必要がある場合には特別にエンコーダ等を設けて周
波数が高い速度検出パルスを得る必要があり、コストが
高くなるのを避けられなかった。

またエンコーダを用いる場合でも、周波数が高い速度検
出パルスを得ようとすればするほどコストが高くなる。

尚速度を検出するために、第９図（Ａ）に示すように正
弦波状の信号Ｖｆを出力する周波数発電機を用いる場合
には、その出力信＠ｖ「を波形整形して第９図（［３）
に示すように信号Ｖｆのピロクロス点に立上り及び立下
りを有する矩形波状の速度検出パルスＶｑを得ると、こ
の速度検出パルスＶＱは理屈のＦではデユーティが５０
％の信号となる。速度検出パルス■ｑのデユーティが５
０％であれば、該パルスが高レベルになっている時間■
１と零レベルになっている時間Ｔ２とが等しいため、こ
れらの時間Ｔ１及びＴ２の双方を速度情報として用いる
ことにより、速度情報ｍを増大させることができる。し
かしながら実際には波形整形回路や波形整形した信号を
増幅する増幅回路等の特性のばらつきや、回路素子の温
度特性によリ、速度検出パルスＶＱのデコーテイを５０
％に維持す・ることは困難であり、時間Ｔ１及び■２の
双方を速度情報として用いることは困難である。

本発Ｉ１１の目的は、従来と同じ周波数の速度検出パル
スを用いて、従来よりも時間的に細かな速度ＬＩＮＩＯ
を行うことができるようにした速度１１ｗ方法及び装置
を提供することにある。

１課題を解決するための手段］ 本発明の速度１制御方法は、制御対象の運動速度に比例
して周波数が変化する速度検出パルスを発生させて、該
速度検出パルスの対応するエツジ部相互間の時間をｖ制
御対象の速度情報どし、該速度情報に基いてυｔｔｌｌ
対象の運動速度を検出して、検出した運動速度を指示速
度に一致させるように制御対象をυｉｔ！ｌＩする速度
１−制御方法において、従来よりも時間的に綱かな１Ｉ
ＩｌＩ！ｌを可能にしたものである。

そのため本発明の方法においては、速度検出パルスＰｖ
　＜第６図Ａ参照）の各立上りのエツジ部から次の立上
りのエツジ部までの時間Ｔ１と各立下りのエツジ部から
次の立下りのエツジ部までの時間Ｔ２どの双方を速度情
報として用いるようにした。

本発明の速度ｉ制御装置は、υ１ｕｌｌ対家の運動速度
に比例して周波数が変化する速度検出パルスを入力とし
て１１１ｇ１対象の運動速度を示す速度検出信号を出力
する速度検出部と、１ｉｌＪＩｌ対象の指示速度を示す
速度指令信号と前記速度検出信号との１ｉｉｉ差を求め
る偏差演ね部と、偏差演口部により演詐されたＩＪａ差
を零にするように制御対象をｖ４御する速度υＨＩＤ部
とを備えた速度ｔＩＩＩＩｇ装置において、速度検出部
を改良することにより時間的により細かな速度情報を得
て精密な速度＆ＩＩ御を行わせるようにしたものである
。

そのため請求項２に記載した速度！Ｉ制御装置に１１３
いては、速度検出部を、速度検出パルスの各立上りのエ
ツジ部から次の立上りのエツジ部までの時間を計測する
第１の時間測定部と、速度検出パルスの各立下りのエツ
ジ部から次の立下りのエツジ部までの時間を計測する第
２の時間測定部と、第１の時間測定部が測定した時間Ｔ
１及び第２０時間測定部が測定した時間Ｔ２をそれぞれ
速度信号に変換して該速度信号を速度検出信号として出
力する速度信号変換部とにより構成した。

また請求項３に記載した速度制御方法では、速度検出部
を、時間を計測するタイマと、速度検出パルスの各エツ
ジ部でタイマの計８！１ｌｉａを取込んで各エツジ部が
発生した時刻と各エツジ部よりも２つ前のエツジ部が発
生した時刻との間の時間差を検出する時間差検出部と、
時間差検出部が検出した時間差を速度検出信号に変換す
る速度信号変換部とにより構成した。

［作　用］ 上記のように、速度検出パルスの各立上りのエツジ部か
ら次の立上りのエツジ部までの時間と各立下りのエツジ
部から次の立下りのエツジ部までの時間との双方を速度
情報として用いると、立上りのエツジ部相互間の時間ま
たは立下りのエツジ部相互間の時間のいずれか一方のみ
を速度情報として用いていた従来の速度υ制御方法によ
る場合に比べて時間的に２倍の細かさで速度情報を得る
ことができるため、同じ周波数の速度検出パルスを用い
て従来よりも精密な速庭υ制御を行わせることができる
。

［実施例１ 以下添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施例の全体的構成を示したもので、
同図において１はｆＪＩｔｉｌｌ対や、２は速度検出パ
ルス発生部、３は速度検出部、４は速度指令信号発生部
、５は偏差演専部、６は速度υ制御部である。

本発明の速度制御方法においては、速度検出パルス発生
部２から制御対象１の運動速度に比例して周波数が変化
する速度検出パルスＰｖ　　（第６図へ）を発生させて
この速度検出パルスの各立上りのエツジ部から次の立上
りのエツジ部までの時間Ｔ１と各立下りのエッジ部から
次の立下りのエツジ部までの時１１１Ｔ２との双方を速
度情報とし、これらの速度情報にＬ↓いて制御対象１の
運動速度を示す速度検出部＠Ｖｎを得る。

速度検出パルスの各立上りのエツジ部から次の立上りの
エツジ部までの時間Ｔ１及び各立下りのエツジ部から次
の立下りのエツジ部までの時間Ｔ２は１ＩＩＩ御対象の
運動速度に反比例しているため、これらの時間ＴＩ　、
Ｔ２に暴いて制御対象の運動速度を示す速度検出信号Ｖ
ｎ　ａｔ／することができる。

上記のようにして速度検出信号を得た後、偏差演算部５
により検出した運動速度と指示速度との偏差を求め、速
度制御部６によりこの偏差を零にするように制御対象１
を制御する。

ｉ制御対象１は例えば内燃機関やｔ！８１７１機である
。

速度検出パルス発生部２はこのｔ１１１＠対象の運動速
度に比例した周波数の速度検出パルスｐｖを発生する。

速度検出パルス発生部２はｕ制御対象の運動速度に比例
した周波数のパルスを発生するものであればよい。例え
ば制御対象が内燃機関の場合には内燃１ｌＩＩＩｌ用点
火装置内の点火コイルの１次コイルと該１次コイルの誘
起電圧を波形整形する回路とにより速度検出パルス発生
部２を構成して、内燃機関の点火時期に１次コイルに誘
起するパルス状の電圧を波形整形したものを速度検出パ
ルスとして用いることができる。また電ｖＪｍ等を制御
対象とする場合のように制御対象それ自体がパルス発生
源を持たない場合には、速度検出パルス発生部を構成す
るエンコーダを設けて該エンコーダから速度検出パルス
を得るようにしてもよい。

第１図の実施例における速度検出部３は、第１の時間測
定部３０１及び第２の時間測定部３０２と、これらの時
間測定部が測定した時間をそれぞれ速度信号に変換して
該速度信号を速度検出信号Ｖｎとして出力する速度信号
変換部３０３とにより構成されている。

第１の時間測定部３０１は、速度検出パルスＰＶの各立
上りのエツジ部から次の立上りのエツジ部までの時間Ｔ
１を計測し、第２の時間測定部３０２は、速度検出パル
スＰｖの各立下りのエッジ部から次の立下りのエツジ部
までの時間Ｔ２を計測する。

速度信号変換部３０３は、第１の時間測定部３０１が測
定した時間Ｔ１（ｔｉｌｌＩＩａ対象の運動速度に反比
例している。）を速度に比例した大きさを有する速度信
号Ｖｎｌに変換し、また第２の時間測定部３０２が測定
した時間を速度に比例した大きさの速度信号Ｖｎ２に変
換する。

速度信号ｖｎ１及びＶｎ２は速度検出パルスのパルス幅
に相当する時間差をもって順次出力され、これらの速度
信号が速度検出信号ｖｎとして偏差部ｒｌＩ部５に入力
される。

偏差演算部５は速度検出信号ｖｎが与えられる毎に速度
指令信号発生部４から与えられる速度指令信号■０と速
度検出信号Ｖｎとの差をとって速度偏差を演算し、該速
度偏差を示す速度偏差信号Ｖｄを速度ｖ４ｔ１１部６に
与える。

速度制御部６は通常１ＩＪｉｌｌ対象の運動速度を調節
する速度調節手段を操作する操作部と、速度偏差に比例
、積分、微分演算を施して速度偏差を零にするために必
要な操作部の操作部を１ＳＩＩ輝する制御演算部とによ
り構成される。

速度制御部６に速度偏差信号Ｖｄが与えられると、制御
演算部が速度偏差を零にするために必要な操作部を演算
する。操作部は該操作機に応じて制御対象の速度ｍ節手
段を操作し、制御１口対象の運動速度を指示速度に一致
させる。

上記の実施例において、速度信号変換部３０３は、例え
ば第２図に示すように、第１の時間測定部３０１が測定
した時間を速度信号ｖｎ１に変換する第１の速度信号変
換部３０３ａと、第２の時間測定部３０２が測定した時
間を速度信号Ｖｎ２に変換する第２の速度信号変換部３
０３ｂと、これらの速度信号を速度検出信号Ｖｎとして
出力する速度検出信号出力部３０３Ｃとにより構成され
る。

また第１の時間測定部３０１は例えば第３図に示すよう
に、速度検出パルスｐｖの立上りエツジを検出する立上
りエツジ検出口路３０１ａと、この立上りエツジ検出回
路３０１ａにより速度検出パルスの立上りのエツジ部が
検出される毎に時間を零から計測する第１のタイマ３０
１ｂとにより構成できる。

同様に第２の時間測定部３０２は、速度検出パルスｐｖ
の立下りエツジを検出１′る立下りエツジ検出回路３０
２ａと、この立下りエツジ検出回路により速度検出パル
スの立Ｆりのエツジ部が検出される毎に時間を零から計
３１１する第２のタイマ３０２ｂとにより構成Ｃきる。

ここで立上りエツジ検出回路３０１ａ及び立下りエツジ
検出回路３０２ａは微分回路により構成できる。

第４図は速度検出部３の他の構成例を丞１ノたもので、
この例では、速度検出パルスの立トリのエツジ部を検出
する立上りエツジ検出回路３０１ａと、立下りエツジ部
を検出する立下りエツジ検出回路３０２ａと、時間を計
測する動作を連続して行うタイマ３０４と、立」ニリエ
ツジ検出回路３０１ａが速度検出パルスの立上りエツジ
部を検出する毎にタイマ３０４のに１測値を取込んで前
回取込んだタイマの計測値との差Ｔ１を検出する第１の
時間差検出部３０１Ｃと、立下りエツジ検出回路３０２
ａが速度検出パルスの立下りエツジ部を検出する毎にタ
イマ３０４の計測値を取込んで前回取込んだタイマの引
測値との差を検出する第２の時間差検出部３０２Ｃどが
設けられでいる。

第１の時間差検出部３０１Ｇは、第６図（Ｂ）に示すよ
うに、速度検出パルスの立下りのエツジ部でタイマがｆ
ｉｌ測している時刻ｔｌ、１３．ｔ５゜・・・を取込ん
で、これらの時刻のＮｔ３−ｔｌ、ｔ５−ｔ３．・・・
を求めることにより速度情報を含む時間王１を検出する
。

また第２の時間差検出部３０２Ｇは、第６図（Ｂ）に示
１゛ように、速度検出パルスの立下りのエツジ部でタイ
マがｉｔ　ｗＩｔ−’でいる時刻ｔ：２．ｔ４゜ｔ６．
・・・を取込んで、これらの時刻の差ｔ４−ｔ２、ｔ６
−ｔ４．・・・を求めることにより速度情報を含む時間
Ｔ２を検出する。

時間Ｔ１及びＴ２を示す信号は速１復信号変換部３０３
に入力されて速度検出信号に変換される。

第５図は本発明の速度！、ＩＩ　ｔａｌｌ装置の更に他
の構成例を示したちので、この例では、速度検出部３が
、時間を七ｔ　ｍする動作を連続して行うタイマ３０４
と、速度検出パルスｐｖの各エツジ部でタイマ３０４の
計測値を取込んで各エツジ部が発生した時ａｌｌと各エ
ツジ部よりも２つ前のエツジ部が発生した時へ１１どの
間の時間差を検出する時間差検出部３０５と、時間差検
出部３０５が検出【ノた時間差を速度検出信号に変換す
る速度信号変換部３０３とからなっている。各エツジ部
の検出は微分回路により速度検出パルスを微分すること
により行うことができる。

第５図の実施例においで、時間差検出部３０５は、速度
検出パルスの各エツジ部が検出される毎にターイマが計
測している時刻ｔ１．ｔ２．ｔ３゜・・・を取込んで、
各エツジ部よりも２つ前のエツジ部が発生した時刻との
間の時間差ｔ３−ｔｌ、ｔ４−ｔ２　、　ｔ５−ｔ３　
、　ｔ６−ｔ４　、・・・を各エツジ部が検出される毎
に求めて、これらの時間差を示す信号を速度情報を含む
信号として速度信号変換部に与える。

［発明の効渠］ 以上のように、本発明によれば、速度検出パルスの各立
上りのエツジ部から次の立上りのエツジ部までの時間と
各立下りのエツジ部から次の立下りのエツジ部までの時
間との双方を速度情報どして用いるので、立上りのエツ
ジ部相ｎ間の時間または立下りのエツジ部相Ｈ間の時間
のいずれか一方のみを速度情報として用いていた従来の
速度制御１７Ｊ法による場合に比べて時間的に２倍の細
かさで速度情報を得ることができる。従って同じ周波数
の速度検出パルスを用いて従来よりも精密な速度制御を
行わせることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体的構成を示したブロック
図、第２図は第１図の実施例の速度信号変換部の更に具
体的な構成を示したブロック図、第３図は第１図の実施
例の第１及び第２の時間測定部の構成を示したブロック
図、第４図は木発１１の他の実施例の要部を示したブロ
ック図、第５図は本発明の更に他の実施例の構成を示し
たブロック図、第６図（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の方法
における速度情報のとりがたを説明するための信号波形
図、第７図は従来の速度ｌｌｌ１ｊ１１１１ｆｉ四の構
成を示すブロック図、第８図（Ａ＞及び（Ｂ）は従来の
速度制御方法における速度情報のとりがたを説明するた
めの信号波形図、第９図は周波数発電機の出力信号波形
及び該出力信号を波形整形して得た速度検出パルスの波
形を示す信号波形図である。 １・・・制御対象、２・・・速度検出パルス発生部、３
・・・速度検出部、３０１・・・第１の時間測定部、３
０１ａ・・・立上りエツジ検出回路、３０１　ｂ・・・
第１のタイマ、３０１ｃ・・・第１の時間差検出部、３
０２・・・第２の時間測定部、３０２ａ・・・立下りエ
ツジ検出回路、３０２ｂ・・・第２のタイマ、３０２ｃ
・・・第２の時間差検出部、３０３・・・速度信号変換
部、３０３ａ・・・第１の速度信号変換部、３０３ｂ・
・・第２の速度信号変換部、３０３Ｃ・・・速度検出信
号出力部、３０４・・・タイマ、４・・・速痕指令信号
発生部、５・・・偏差演算部、６・・・速度制御部。 第１図 第２図 第３図 第４図 ３０２゜ 第５図 第６図 第７図 第８図 ｖ 第９図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）制御対象の運動速度に比例して周波数が変化する
   速度検出パルスを発生させて、該速度検出パルスの対応
   するエッジ部相互間の時間を前記制御対象の速度情報と
   し、該速度情報に基いて前記制御対象の運動速度を検出
   して、検出した運動速度を指示速度に一致させるように
   前記制御対象を制御する速度制御方法において、 前記速度検出パルスの各立上りのエッジ部から次の立上
   りのエッジ部までの時間と各立下りのエッジ部から次の
   立下りのエッジ部までの時間との双方を速度情報とする
   ことを特徴とする速度制御方法。
2. （２）制御対象の運動速度に比例して周波数が変化する
   速度検出パルスを入力として前記制御対象の運動速度を
   示す速度検出信号を出力する速度検出部と、前記制御対
   象の指示速度を示す速度指令信号と前記速度検出信号と
   の偏差を求める偏差演算部と、前記偏差演算部により演
   算された偏差を零にするように前記制御対象を制御する
   速度制御部とを備えた速度制御装置において、 前記速度検出部は、 前記速度検出パルスの各立上りのエッジ部から次の立上
   りのエッジ部までの時間を計測する第１の時間測定部と
   、 前記速度検出パルスの各立下りのエッジ部から次の、立
   下りのエッジ部までの時間を計測する第２の時間測定部
   と、 前記第１の時間測定部が測定した時間及び第２の時間測
   定部が測定した時間をそれぞれ速度信号に変換して該速
   度信号を前記速度検出信号として出力する速度信号変換
   部とからなっていることを特徴とする速度制御装置。
3. （３）制御対象の運動速度に比例して周波数が変化する
   速度検出パルスを入力として前記制御対象の運動速度を
   示す速度検出信号を出力する速度検出部と、前記制御対
   象の指示速度を示す速度指令信号と前記速度検出信号と
   の偏差を求める偏差演算部と、前記偏差演算部により演
   算された偏差を零にするように前記制御対象を制御する
   速度制御部とを備えた速度制御装置において、 前記速度検出部は、 時間を計測するタイマと、 前記速度検出パルスの各エッジ部で前記タイマの計測値
   を取込んで各エッジ部が発生した時刻と各エッジ部より
   も２つ前のエッジ部が発生した時刻との間の時間差を検
   出する時間差検出部と、前記時間差検出部が検出した時
   間差を速度検出信号に変換する速度信号変換部とからな
   つていることを特徴とする速度制御装置。