JPH06153560A - Device for detecting abnormality in motor rotation speed - Google Patents
Device for detecting abnormality in motor rotation speedInfo
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- JPH06153560A JPH06153560A JP4322568A JP32256892A JPH06153560A JP H06153560 A JPH06153560 A JP H06153560A JP 4322568 A JP4322568 A JP 4322568A JP 32256892 A JP32256892 A JP 32256892A JP H06153560 A JPH06153560 A JP H06153560A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は電子写真複写機などに用
いられるモータの回転速度の異常を検知する装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting an abnormal rotation speed of a motor used in an electrophotographic copying machine or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電子機器や産業機器にはモータが用いら
れているものも多い。モータの回転速度を検出する方法
は種々知られているが、その１つにロータリーエンコー
ダを用いる方法が知られている。この方法は、モータの
回転軸に多数のスリットを有するロータリーエンコーダ
と呼ばれる円板を取り付けておき、モータの回転に伴っ
て回転する円板のスリットの通過を光学的に検出し電気
的パルスに変換して単位時間当りのパルス数からモータ
の回転速度を検出する方法である。Motors are often used in electronic devices and industrial equipment. Various methods are known for detecting the rotation speed of a motor, and one of them is a method using a rotary encoder. In this method, a disk called a rotary encoder that has many slits is attached to the rotating shaft of the motor, and the passage of the slit of the disk that rotates with the rotation of the motor is optically detected and converted into an electrical pulse. Then, the rotation speed of the motor is detected from the number of pulses per unit time.
【０００３】従来、モータの回転速度の異常を検知する
には、一方で高い周波数のクロックを発生させておき、
ロータリーエンコーダから得られるパルス群の１パルス
に対応するクロック数の変化を監視する方法が知られて
いる。Conventionally, in order to detect an abnormality in the rotation speed of a motor, on the other hand, a clock having a high frequency is generated.
A method of monitoring a change in the number of clocks corresponding to one pulse of a pulse group obtained from a rotary encoder is known.
【０００４】ところでたとえば電子写真複写機において
は、回転ドラム上の感光体に形成された画像を複写紙に
転写する場合、画像の先端と複写紙の先端とを一致させ
るためにカセットから給紙された複写紙を一旦途中で止
めて待機させ、画像の動きとタイミングをとって再給紙
するようにしており、このためにクラッチを一旦作動さ
せて常時回転している給紙モータを一旦停止するような
機構を採用している。このような場合、上記のクロック
数の変化によりモータの回転速度異常を検知する方法で
は、クラッチを作動させたことによりモータの回転速度
が低下したときを速度異常と判断してしまうという問題
がある。By the way, in an electrophotographic copying machine, for example, when an image formed on a photoconductor on a rotating drum is transferred to a copy sheet, it is fed from a cassette so that the leading edge of the image and the leading edge of the copy sheet are aligned with each other. The copy paper is temporarily stopped in the middle and put on standby, and the paper is re-fed in time with the movement of the image. For this reason, the clutch is once actuated and the paper feed motor that is constantly rotating is temporarily stopped. It employs such a mechanism. In such a case, in the method of detecting the abnormal rotation speed of the motor based on the change in the number of clocks, there is a problem that it is determined as the abnormal speed when the rotation speed of the motor decreases due to the operation of the clutch. .
【０００５】そこで特開昭６１−５９３２３では、モー
タの駆動電流に着目し、この駆動電流が異常かどうかを
監視し、もし異常であればその異常電流が所定時間以上
続いたときまたは所定回数発生したときにモータの速度
異常であると判断してモータの回転を徐々に停止する速
度異常時制御方法が提案されている。In view of this, in Japanese Patent Laid-Open No. 61-59323, attention is paid to the drive current of the motor, and whether or not this drive current is abnormal is monitored. If abnormal, the abnormal current continues for a predetermined time or more or occurs a predetermined number of times. There has been proposed a speed abnormality control method in which the motor speed is judged to be abnormal and the motor rotation is gradually stopped.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】この方法によれば、上
述したクラッチ作動が一瞬であることからクラッチ作動
による回転速度の低下を速度異常と誤って検知すること
はないが、異常電流が所定時間継続するのを検知するた
めのカウンタが必要になるし、異常であることを判断す
るまでに時間がかかるために、モータを停止するとか、
故障の警告表示をするなど次の対応が遅れる傾向にある
ところで、モータの速度制御法の一つにＰＩ（比例積
分）動作を利用した制御法が知られている。ＰＩ動作に
よる制御とは、モータの回転速度を制御する速度指令信
号が、目標回転速度ｖs と実際の回転速度ｖとの偏差に
比例する制御量（比例項）とこの偏差の時間積分に比例
する制御量（積分項）との和になるようにする制御法で
あるが、いまこのＰＩ動作制御に用いる速度指令信号の
積分項に着目すると、上述したクラッチ作動によるモー
タ回転速度の瞬間的な低下と実際の速度異常とでは積分
項の変化量が著しく異なることに気が付く。According to this method, since the above-mentioned clutch actuation is momentary, a decrease in the rotation speed due to the clutch actuation is not erroneously detected as a speed abnormality. A counter is required to detect continuation, and it takes time to determine that there is an abnormality.
A control method using PI (proportional-integral) operation is known as one of the motor speed control methods in the case where the next response tends to be delayed such as displaying a warning of a failure. Control by PI operation means that the speed command signal for controlling the motor rotation speed is proportional to the control amount (proportional term) proportional to the deviation between the target rotation speed v s and the actual rotation speed v and the time integration of this deviation. The control method is such that it becomes the sum of the control amount (integral term) to be controlled. However, focusing on the integral term of the speed command signal used for the PI operation control, it is possible to instantaneously determine the motor rotation speed due to the clutch operation described above. Notice that the amount of change in the integral term is significantly different between the decrease and the actual speed abnormality.
【０００７】そこで本発明はＰＩ動作によるモータの速
度制御において、カウンタなどを用いずに簡潔な回路構
成でモータの回転速度異常を検知することを目的とす
る。It is therefore an object of the present invention to detect a motor rotation speed abnormality with a simple circuit configuration without using a counter or the like in the motor speed control by the PI operation.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は，上記の目的を
達成するために、モータの回転速度を検出する回転速度
検出手段と、検出された回転速度と目標回転速度とに基
づいてＰＩ動作による所定の演算式によりモータの速度
指令信号を演算し出力する速度指令出力手段と、前記速
度指令信号の積分項の値が所定の上限閾値を越えたとき
または所定の下限閾値を下回ったときモータの回転速度
が異常であると判断する速度異常判断手段とを設けたも
のである。In order to achieve the above object, the present invention provides a rotation speed detecting means for detecting a rotation speed of a motor, and a PI operation based on the detected rotation speed and a target rotation speed. When a value of the integral term of the speed command signal exceeds a predetermined upper limit threshold value or falls below a predetermined lower limit threshold value, the speed command output means calculates and outputs a speed command signal of the motor according to And a speed abnormality determining means for determining that the rotation speed of the is abnormal.
【０００９】[0009]
【作用】ＰＩ動作による所定の演算式によって演算され
た速度指令信号の積分項の値が所定の上限閾値を越える
か所定の下限閾値を下回ったときモータの回転速度が異
常であると判断する。When the value of the integral term of the speed command signal calculated by the predetermined operation formula by the PI operation exceeds the predetermined upper limit threshold value or falls below the predetermined lower limit threshold value, it is determined that the rotation speed of the motor is abnormal.
【００１０】[0010]
【実施例】以下に本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明によるモータの回転速度異常検知装置を電子
写真複写機に適用した場合の回路の一実施例である。１
は、メモリ２に記憶されているプログラムに従って一連
の電子写真プロセスの制御やモータ４のＰＷＭ（パルス
幅変調）による速度制御を実行するＣＰＵ、３はＣＰＵ
１から出力される速度指令信号Ｓv に基づいてモータ４
を駆動するドライバである。メモリ２にはモータの回転
速度を制御する速度指令信号Ｓv を演算するためのＰＩ
動作による後述の数１が記憶されている。モータ４の回
転速度はその回転軸に取り付けられたロータリーエンコ
ーダ４ａにより検出され、回転速度信号ｖとしてＣＰＵ
１に取り込まれる。モータ４はＰＩ動作による速度制御
が行われるようになっている。すなわち、ＣＰＵ１から
出力されるＰＷＭによる速度指令信号Ｓv は次の数１で
表わされる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a circuit when the motor rotation speed abnormality detecting device according to the present invention is applied to an electrophotographic copying machine. 1
Is a CPU that executes a series of electrophotographic process control according to a program stored in the memory 2 and speed control by PWM (pulse width modulation) of the motor 4, and 3 is a CPU
1 based on the speed command signal S v output from the motor 4
Is a driver for driving. The memory 2 has a PI for calculating a speed command signal S v for controlling the rotation speed of the motor.
The number 1 described later according to the operation is stored. The rotation speed of the motor 4 is detected by a rotary encoder 4a attached to its rotation shaft, and is output as a rotation speed signal v to the CPU.
Taken in 1. The speed of the motor 4 is controlled by PI operation. That is, the PWM speed command signal S v output from the CPU 1 is expressed by the following equation 1.
【００１１】[0011]
【数１】Ｓv ＝Ｐ（ｖs −ｖ）＋ＩΣ（ｖs −ｖ） ここで本発明におけるモータの回転速度異常検知の考え
方を説明する。[Number 1] describing S v = P (v s -v ) + IΣ (v s -v) rotational speed abnormality detection concept of the motor of the present invention herein.
【００１２】数１で表わされる速度指令信号Ｓv により
モータの回転速度を制御すると、モータの回転速度ｖが
次第に増加して目標回転速度ｖs に近づくので、速度指
令信号Ｓv の比例項Ｐ（ｖs −ｖ）は次第に減少する
が、積分項ＩΣ（ｖs −ｖ）は逆に次第に増加してい
き、図２に示すように変化する。図２において、（ａ）
はモータの回転速度ｖ、（ｂ）は比例項Ｐ（ｖs −
ｖ）、（ｃ）は積分項ＩΣ（ｖs −ｖ）を表す。ところ
で図２（ａ）に示すように、モータの回転速度ｖが瞬間
的に低下した（破線丸Ａで示す）とすると、同図（ｂ）
に示した比例項はその時点で瞬間的に上昇する（破線丸
Ｂで示す）が、同図（ｃ）に示した積分項はその時点で
急激に増加する（破線丸Ｃで示す）。図２（ａ）に示し
たモータ回転速度ｖの瞬間的な変化が、たとえば上述し
たクラッチの作動によるようなモータの速度異常ではな
い場合はその直後にモータの回転速度ｖは元の値にもど
るので、比例項も元の状態にもどるが、積分項はその増
加した値から微増または横ばいとなる。When the rotation speed of the motor is controlled by the speed command signal S v expressed by the equation 1, the rotation speed v of the motor gradually increases and approaches the target rotation speed v s . Therefore, the proportional term P of the speed command signal S v (V s −v) gradually decreases, but the integral term IΣ (v s −v) gradually increases and changes as shown in FIG. In FIG. 2, (a)
The rotational speed v of the motor, (b) the proportional term P (v s -
v), representing the (c) is the integral term IΣ (v s -v). By the way, as shown in FIG. 2A, if the rotation speed v of the motor is instantaneously reduced (shown by a broken line circle A), the same figure (b).
The proportional term shown in (1) instantaneously rises (indicated by a broken line circle B) at that time, while the integral term shown in FIG. 7C rapidly increases (indicated by a broken line circle C). If the instantaneous change in the motor rotation speed v shown in FIG. 2 (a) is not a motor speed abnormality such as due to the clutch operation described above, immediately after that, the motor rotation speed v returns to the original value. Therefore, the proportional term also returns to the original state, but the integral term becomes slightly increased or leveled off from the increased value.
【００１３】ところがモータの回転速度ｖの減少が瞬間
的なものではなくてモータの異常による図２（ａ）に鎖
線で示すような継続的なものであるときは、比例項およ
び積分項は図 2（ｂ）および（ｃ）に鎖線で示すように
かなりの割合で増加し始める。そこで図２（ｃ）に示し
たように積分項の値に上限閾値Ｕ1 を予め設定しておけ
ば、積分項の値がこの上限閾値Ｕ1 を越えたときモータ
の速度異常と判断することができる。However, when the decrease of the motor rotation speed v is not instantaneous but continuous as shown by the chain line in FIG. 2 (a) due to the abnormality of the motor, the proportional term and the integral term are 2 It begins to increase at a significant rate as shown by the dashed line in (b) and (c). Therefore, as shown in FIG. 2C, if the upper limit threshold U 1 is set in advance for the value of the integral term, when the value of the integral term exceeds the upper limit threshold U 1 , it is determined that the motor speed is abnormal. You can
【００１４】上記説明はモータの回転速度が急激に低下
した場合についてしたが、急激に上昇した場合でも同じ
ことであり、この場合は下限閾値を設定しておき、積分
項の値がこの下限閾値Ｕ2 を下回ったことでモータの速
度異常と判断することができる。Although the above description has been made with respect to the case where the rotation speed of the motor is suddenly decreased, the same is true when the motor speed is rapidly increased. In this case, the lower limit threshold value is set and the value of the integral term is set to the lower limit threshold value. It can be judged that the speed of the motor is abnormal because it is below U 2 .
【００１５】さて、ここで本発明におけるモータの速度
異常の検知動作を図３のフローチャートにより説明す
る。Now, the operation of detecting a motor speed abnormality in the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
【００１６】複写動作の開始により検知動作が開始す
る。まずＣＰＵ１がメモリ２に記憶されている速度指令
信号Ｓv の演算式の比例項のゲインＰおよび積分項のゲ
インＩを設定するとともにその他のデータを初期化する
（Ｆ−１）。続いて複写動作のシーケンスで予め定めら
れた速度指令値（目標回転速度）ｖs を読み込み（Ｆ−
２）、次にロータリーエンコーダ４ａからの回転速度信
号ｖを読み込み（Ｆ−３）、速度偏差（ｖs−ｖ）を演
算する（Ｆ−４）。次にこの速度偏差（ｖs−ｖ）を用
いて比例項Ｐ（ｖs −ｖ）と積分項ＩΣ（ｖs −ｖ）を
演算する（Ｆ−５）。こうして求めた比例項と積分項と
から上記数１に従ってＰＷＭの速度指令信号Ｓv を演算
する（Ｆ−６）。ここで速度指令信号Ｓv の積分項に着
目し、この積分項の値が予め定めた上限閾値Ｕ1 以上か
下限閾値Ｕ2 以下かを判別し（Ｆ−７）、そのいずれか
であるときはモータの速度異常であると判断してモータ
を停止する（Ｆ−８）。ところがステップ（Ｆ−７）に
おける条件を満足しないときは、モータの速度異常では
ないとしてステップ（Ｆ−６）で求めた速度指令信号Ｓ
v をドライバ３に送り、モータ４の回転速度を制御する
（Ｆ−９）。その後はステップ（Ｆ−２）にもどり上述
した動作を繰り返す。The detection operation starts when the copying operation starts. First, the CPU 1 sets the gain P of the proportional term and the gain I of the integral term of the arithmetic expression of the speed command signal S v stored in the memory 2 and initializes other data (F-1). Following a predetermined speed command value in the sequence of the copying operation is read (target rotational speed) v s (F-
2), then reads the rotational speed signal v from the rotary encoder 4a (F-3), calculates the speed deviation (v s -v) (F- 4). Next proportional term P (v s -v) and calculates the integral term IΣ (v s -v) by using the speed deviation (v s -v) (F- 5). From the proportional term and integral term thus obtained, the PWM speed command signal S v is calculated according to the above equation 1 (F-6). Here, focusing on the integral term of the speed command signal S v , it is determined whether the value of this integral term is equal to or more than a predetermined upper limit threshold U 1 or less than a lower limit threshold U 2 (F-7). Determines that the motor speed is abnormal and stops the motor (F-8). However, when the condition in step (F-7) is not satisfied, the speed command signal S obtained in step (F-6) is determined to be not the motor speed abnormality.
v is sent to the driver 3 to control the rotation speed of the motor 4 (F-9). After that, the process returns to step (F-2) and the above-described operation is repeated.
【００１７】このようにモータの回転速度の増加または
減少からモータの速度異常か否かを判断するのにステッ
プ（Ｆ−７）における判断だけですむので瞬間的に判断
することができる。As described above, since it is only necessary to make a judgment in step (F-7) to judge whether the motor speed is abnormal from the increase or decrease in the rotation speed of the motor, it is possible to make an instantaneous judgment.
【００１８】モータの速度異常か否かの判断をするため
の上限閾値Ｕ1 および下限閾値Ｕ2は正常な動作中にお
ける急激な負荷変動によるモータの回転速度の低下また
は上昇の程度に応じて決めればよい。The upper threshold value U 1 and the lower threshold value U 2 for determining whether or not the motor speed is abnormal are determined according to the degree of decrease or increase of the motor rotation speed due to a sudden load change during normal operation. Good.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＰＩ動作によるモータの回転速度制御において、速度指
令信号の積分項の値が所定の上限閾値を越えるかまたは
所定の下限閾値を下回ったことで回転速度の異常と判断
するようにしたので、カウンタなどの回路素子を用いず
に簡潔な回路構成でモータの速度異常を瞬間的に判断す
ることができる。このためモータの停止や故障警告の表
示など次の対応動作を迅速にとることができる。As described above, according to the present invention,
In the rotation speed control of the motor by the PI operation, it is determined that the rotation speed is abnormal when the value of the integral term of the speed command signal exceeds the predetermined upper limit threshold value or falls below the predetermined lower limit threshold value. It is possible to instantaneously determine a motor speed abnormality with a simple circuit configuration without using the above circuit element. Therefore, it is possible to quickly take the next action such as stopping the motor or displaying a failure warning.
【図１】本発明によるモータの回転速度異常検知装置の
電気回路のブロック線図である。FIG. 1 is a block diagram of an electric circuit of a motor rotation speed abnormality detection device according to the present invention.
【図２】本発明によるモータの回転速度異常検知の考え
方を説明する図で、（ａ）はモータの回転速度、（ｂ）
は速度指令信号の比例項、（ｃ）は速度指令信号の積分
項の変化をそれぞれ示す。FIG. 2 is a diagram for explaining the concept of motor rotation speed abnormality detection according to the present invention, in which (a) is the rotation speed of the motor and (b) is
Shows the proportional term of the speed command signal, and (c) shows the change of the integral term of the speed command signal.
【図３】本発明におけるモータの速度異常の検知動作の
フローチャートである。FIG. 3 is a flowchart of a motor speed abnormality detection operation according to the present invention.
１ ＣＰＵ ２ メモリ ３ ドライバ ４ モータ ４ａ ロータリーエンコーダ 1 CPU 2 Memory 3 Driver 4 Motor 4a Rotary Encoder
Claims (1)
出手段と、検出された回転速度と目標回転速度とに基づ
いてＰＩ動作による所定の演算式によりモータの速度指
令信号を演算し出力する速度指令出力手段と、前記速度
指令信号の積分項の値が所定の上限閾値を越えたときま
たは所定の下限閾値を下回ったときモータの回転速度が
異常であると判断する速度異常判断手段とを有すること
を特徴とするモータの回転速度異常検知装置。1. A rotation speed detecting means for detecting a rotation speed of a motor, and a speed for calculating and outputting a speed command signal of the motor by a predetermined calculation formula based on a PI operation based on the detected rotation speed and a target rotation speed. A command output means and a speed abnormality determination means for determining that the rotation speed of the motor is abnormal when the value of the integral term of the speed command signal exceeds a predetermined upper limit threshold value or falls below a predetermined lower limit threshold value. A motor rotation speed abnormality detection device characterized by the above.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4322568A JPH06153560A (en) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | Device for detecting abnormality in motor rotation speed |
| US08/138,357 US5412295A (en) | 1992-10-23 | 1993-10-18 | Abnormality detection circuit for a motor for use in a copier |
| EP93116822A EP0602343A3 (en) | 1992-10-23 | 1993-10-19 | Abnormality detection circuit for a motor for use in a copier. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4322568A JPH06153560A (en) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | Device for detecting abnormality in motor rotation speed |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06153560A true JPH06153560A (en) | 1994-05-31 |
Family
ID=18145142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4322568A Pending JPH06153560A (en) | 1992-10-23 | 1992-11-06 | Device for detecting abnormality in motor rotation speed |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06153560A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011215606A (en) * | 2010-03-18 | 2011-10-27 | Ricoh Co Ltd | Load abnormality detection apparatus, image forming apparatus, load abnormality detection method, and recording medium capable of being read by computer |
| JP2013170513A (en) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Denso Corp | Throttle control system, throttle valve control device, throttle device, and method of controlling throttle valve |
| WO2021200671A1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-10-07 | ローム株式会社 | Motor control device and motor device |
| JP2021165581A (en) * | 2020-04-08 | 2021-10-14 | 株式会社リコー | Drive device and image forming device |
-
1992
- 1992-11-06 JP JP4322568A patent/JPH06153560A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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