JPH09222433A - Revolution speed detection device for dc motor with brush - Google Patents

Revolution speed detection device for dc motor with brush

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JPH09222433A
JPH09222433A JP6702696A JP6702696A JPH09222433A JP H09222433 A JPH09222433 A JP H09222433A JP 6702696 A JP6702696 A JP 6702696A JP 6702696 A JP6702696 A JP 6702696A JP H09222433 A JPH09222433 A JP H09222433A
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JP
Japan
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voltage
voltage waveform
waveform
rotation speed
frequency
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Application number
JP6702696A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanori Sakaguchi
雅則 坂口
Takayuki Yamada
孝之 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin AW Co Ltd
Original Assignee
Aisin AW Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09222433A publication Critical patent/JPH09222433A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect a revolution speed of a motor from a low speed to a high speed by automatically exchanging a circuit constant of a comparison voltage wave form generating means in accordance with a frequency of a pulse wave form. SOLUTION: A voltage wave form from a current detection means 1 is inputted to a comparison voltage wave form generating means 4 and a comparing means 5, respectively through a noise removing means 2 and an amplifier means 3. The voltage wave form of the amplifier means 3 and the comparison voltage wave form of the generating means 4 are inputted to the comparing means 5 and both the wave forms are compared, then a pulse wave form is outputted to a revolution speed calculation means 6 and a circuit constant exchanging means 7. The calculation means 6 calculates a revolution speed of a motor by counting the number of pulses of the pulse wave form in a unit of time. The exchanging means 7 exchanges a circuit constant of the generating means 4 to an optimum value in accordance with a frequency of the pulse wave form, i.e., the revolution speed of the motor. Thereby, it is possible to accurately detect the revolution speed of the motor in a wide range from a low revolution speed to a high revolution speed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】 本発明は、直流ブラシ付きモー
タの回転数検出装置に関し、詳しくは直流ブラシ付きモ
ータの電流波形からパルスを生成し回転数を検出する直
流ブラシ付きモータの回転数検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotation speed detection device for a DC brush motor, and more particularly, to a rotation speed detection device for a DC brush motor that generates a pulse from the current waveform of the DC brush motor to detect the rotation speed. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】 従来、エンコーダやタコジェネレータ
等を用いずに直流ブラシ付きモータの回転数を検出する
装置として、前記直流ブラシ付きモータに流れる電流の
波形から前記直流ブラシ付きモータの回転数を検出する
装置が知られている。前記電流は、ロータの回転に伴う
ブラシと整流子片との接触面積の変化による交流成分を
含んでおり、その波形は前記ロータの回転数に比例した
周波数の振動波形となる。そして、前記電流を抵抗器あ
るいはホール素子などを用いて検出すると、その出力は
前記電流波形に相当する電圧波形となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for detecting the rotation speed of a DC brush motor without using an encoder, a tachogenerator, etc., the rotation speed of the DC brush motor is detected from the waveform of the current flowing through the DC brush motor. There is known a device that does. The current includes an AC component due to a change in the contact area between the brush and the commutator piece as the rotor rotates, and its waveform is a vibration waveform having a frequency proportional to the rotation speed of the rotor. When the current is detected by using a resistor or a Hall element, the output has a voltage waveform corresponding to the current waveform.

【0003】以下、前記電圧波形によるモータ回転数の
検出を原理的に説明する。モータの回転数の検出は、図
4上段に実線Aで示す、フィルタによりノイズ成分を除
去した電圧波形と、該電圧波形の電圧値の極大値と極小
値との間の値をとる比較電圧(図4上段に実線Bで示
す。)とからパルスを生成し、該パルスをカウントする
ことにより行う。すなわち、前記電圧波形と前記比較電
圧を比較器に入力し、前記電圧波形の電圧値が前記比較
電圧の電圧値よりも大きいときは、前記比較器が例えば
5Vの電圧を出力し、前記電圧波形の電圧値が前記比較
電圧の電圧値よりも小さいときは、前記比較器が例えば
0Vの電圧を出力するように構成する。このような構成
とすることで、図4下段に実線Cで示すように、前記比
較器は前記電圧波形すなわち前記電流波形の1周期につ
き1つのパルスを出力(以下、1周期1パルス変換とい
う。)することとなる。なお、図4において、縦軸、横
軸はそれぞれ電圧値、時間である。そして、1秒間当た
りのパルス数をP,整流子片の数をSとすると、モータ
の回転数R(rpm)は次式により求められる。
In principle, the detection of the motor rotation speed by the voltage waveform will be described below. The rotation speed of the motor is detected by a voltage waveform in which a noise component is removed by a filter, which is shown by a solid line A in the upper part of FIG. This is performed by generating a pulse from the solid line B in the upper part of FIG. 4) and counting the pulse. That is, the voltage waveform and the comparison voltage are input to a comparator, and when the voltage value of the voltage waveform is larger than the voltage value of the comparison voltage, the comparator outputs a voltage of, for example, 5 V, and the voltage waveform Is smaller than the voltage value of the comparison voltage, the comparator is configured to output a voltage of 0V, for example. With such a configuration, as indicated by a solid line C in the lower part of FIG. 4, the comparator outputs one pulse per one cycle of the voltage waveform, that is, the current waveform (hereinafter referred to as one cycle / one pulse conversion). ) Will be done. In FIG. 4, the vertical axis and the horizontal axis represent voltage value and time, respectively. Then, assuming that the number of pulses per second is P and the number of commutator pieces is S, the rotational speed R (rpm) of the motor can be calculated by the following equation.

【0004】[0004]

【数1】 [Equation 1]

【0005】なお、前記比較電圧は、前記電圧波形を、
ローパスフィルタまたは積分回路等の比較電圧波形生成
手段を通して、交流成分を除去することにより生成され
る。しかし、実際には前記交流成分を完全に除去するこ
とは困難なため、前記比較電圧の波形(以下、比較電圧
波形という。)は若干の交流成分を含んでいる。そし
て、正確な1周期1パルス変換を行うには、前記比較電
圧波形は、前記電圧波形に比べて交流成分が充分少な
い、すなわち平滑な波形であることが望まれる。
Incidentally, the comparison voltage is obtained by
It is generated by removing the AC component through a comparison voltage waveform generating means such as a low pass filter or an integrating circuit. However, since it is actually difficult to completely remove the AC component, the waveform of the comparison voltage (hereinafter, referred to as a comparison voltage waveform) contains some AC component. In order to perform accurate 1-cycle 1-pulse conversion, it is desired that the comparison voltage waveform has a sufficiently small AC component as compared with the voltage waveform, that is, a smooth waveform.

【0006】図7は、上述した従来技術に基づく直流ブ
ラシ付きモータの回転数検出装置の一例を示すブロック
図である。図において、11は直流ブラシ付きモータ、
12は直流電源、Rは電圧検出を行うための抵抗器であ
り、符号2’で示すものは電圧波形のノイズ成分を除去
するためのフィルタであり、符号3’で示すものは電圧
波形の交流成分を増幅する増幅回路であり、符号4’で
示すものは比較電圧波形を生成するローパスフィルタで
あり、符号5’で示すものは比較器であり、符号6’で
示すものは比較器5’により生成されたパルス波形の単
位時間当たりのパルス数をカウントするカウンタであ
る。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a rotation speed detecting device for a DC brush motor based on the above-mentioned conventional technique. In the figure, 11 is a DC brush motor,
Reference numeral 12 is a DC power supply, R is a resistor for detecting voltage, reference numeral 2'is a filter for removing noise components of the voltage waveform, and reference numeral 3'is an AC of the voltage waveform. An amplification circuit for amplifying the component, a reference numeral 4'is a low-pass filter for generating a comparison voltage waveform, a reference numeral 5'is a comparator, and a reference numeral 6'is a comparator 5 '. It is a counter that counts the number of pulses per unit time of the pulse waveform generated by.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】 前記ローパスフィル
タにより前記比較電圧波形を生成する際、前記ローパス
フィルタのカットオフ周波数を、前記電圧波形の周波数
よりも低く設定するほど比較電圧波形は平滑となる。し
かし、前記カットオフ周波数を極端に低く設定すると、
前記電圧波形に対する前記比較電圧波形の位相遅れが大
きくなるので、例えば図5に示すように、負荷変動など
による急激な電圧波形Aの直流成分の変動に比較電圧B
が追従できなくなり、正確な1周期1パルス変換ができ
なくなる。なお、図5において実線Cで示すものは、比
較器により生成されたパルス波形である。
When the comparison voltage waveform is generated by the low pass filter, the comparison voltage waveform becomes smoother as the cutoff frequency of the low pass filter is set lower than the frequency of the voltage waveform. However, if the cutoff frequency is set extremely low,
Since the phase delay of the comparison voltage waveform with respect to the voltage waveform becomes large, for example, as shown in FIG. 5, the comparison voltage B changes due to a sudden change in the DC component of the voltage waveform A due to a load change or the like.
Cannot be followed, and accurate one-cycle / one-pulse conversion cannot be performed. The solid line C in FIG. 5 represents the pulse waveform generated by the comparator.

【0008】一方、前記カットオフ周波数と前記電圧波
形の周波数とが接近した場合、ローパスフィルタがほと
んど効かなくなるので、平滑な比較電圧波形が生成でき
なくなり、正確な1周期1パルス変換が困難になる。さ
らに、前記カットオフ周波数が前記電圧波形の周波数よ
りも高く設定されると、ローパスフィルタが全く効かな
くなるので、1周期1パルス変換ができなくなる。つま
り、図7に示す直流ブラシ付きモータの回転数検出回路
は、ローパスフィルタ103のカットオフ周波数の設定
値により、正確な1周期1パルス変換が行われる周波数
帯域が限られている。すなわち、正確に検出できるモー
タ回転数の範囲が限られてしまうという問題があった。
同様に、前記比較電圧波形生成手段として積分回路を用
いた場合にも、前記積分回路の時定数の設定値により、
正確な1周期1パルス変換が行われる周波数帯域が限ら
れてしまい、正確に検出できるモータ回転数の範囲が限
られてしまうという問題があった。
On the other hand, when the cutoff frequency and the frequency of the voltage waveform are close to each other, the low-pass filter is almost ineffective, so that a smooth comparison voltage waveform cannot be generated and accurate one-cycle / one-pulse conversion becomes difficult. . Further, if the cutoff frequency is set higher than the frequency of the voltage waveform, the low pass filter is completely ineffective, and one cycle / one pulse conversion cannot be performed. That is, in the rotation speed detection circuit of the DC brush motor shown in FIG. 7, the frequency band in which accurate one-cycle / one-pulse conversion is performed is limited by the set value of the cutoff frequency of the low-pass filter 103. That is, there is a problem that the range of the motor rotation speed that can be accurately detected is limited.
Similarly, when an integrator circuit is used as the comparison voltage waveform generating means, the set value of the time constant of the integrator circuit causes
There is a problem in that the frequency band in which accurate one-cycle / one-pulse conversion is performed is limited, and the range of motor rotation speed that can be accurately detected is limited.

【0009】そこで、本発明は、低回転から高回転まで
の広い範囲に渡って、モータ回転数を正確に検出できる
直流ブラシ付きモータの回転数検出装置を提供すること
を目的とするものである。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a DC brush motor rotation speed detecting device capable of accurately detecting the motor rotation speed over a wide range from low rotation speed to high rotation speed. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】 上述事情に鑑み、本発
明による直流ブラシ付きモータの回転数検出装置は、直
流ブラシ付きモータに流れる電流を電圧検出する電流検
出手段と、前記電流検出手段から出力される電圧波形の
ノイズ成分を除去するノイズ除去手段と、前記ノイズを
除去された電圧波形を増幅する増幅手段と、前記増幅さ
れた電圧波形の交流成分を除去して比較電圧波形を生成
する比較電圧波形生成手段と、前記電圧波形と前記比較
電圧波形とを比較してパルス波形を生成する比較手段
と、前記パルス波形の単位時間当たりのパルス数をカウ
ントし、前記直流ブラシ付きモータの回転数を算出する
回転数算出手段と、前記パルス波形の周波数に応じて前
記比較電圧波形生成手段の回路定数を切り換える回路定
数切替手段とを備えることを特徴とする。
In view of the above-mentioned circumstances, a rotation speed detection device for a DC brush motor according to the present invention includes a current detection unit that detects a voltage of a current flowing through the DC brush motor, and an output from the current detection unit. Noise removing means for removing a noise component of the voltage waveform, an amplification means for amplifying the noise-free voltage waveform, and a comparison voltage waveform for removing an AC component of the amplified voltage waveform A voltage waveform generating means, a comparing means for generating a pulse waveform by comparing the voltage waveform with the comparison voltage waveform, a pulse number per unit time of the pulse waveform, and a rotation speed of the DC brush motor. And a circuit constant switching unit that switches the circuit constant of the comparison voltage waveform generation unit according to the frequency of the pulse waveform. It is characterized by the following.

【0011】なお、本明細書において、回路定数とは、
ローパスフィルタのカットオフ周波数および積分回路の
時定数を総称したものであり、カットオフ周波数が低い
あるいは時定数が大きいことを回路定数が大きいとい
い、カットオフ周波数が高いあるいは時定数が小さいこ
とを回路定数が小さいということとする。
In this specification, the circuit constant means
It is a general term for the cutoff frequency of the low-pass filter and the time constant of the integration circuit. A low cutoff frequency or a large time constant is called a large circuit constant, and a high cutoff frequency or a small time constant is called. It is assumed that the circuit constant is small.

【0012】[0012]

【作用】 本発明においては、直流ブラシ付きモータの
回転数の変動に対応して変動する電圧波形から比較電圧
波形を生成するに際し、比較電圧波形生成手段の回路定
数を、前記電圧波形に対応するパルス波形の周波数に応
じて自動的に切り換える。すなわち、モータの回転数の
変動により、前記電圧波形の周波数が変化しても、前記
比較電圧波形生成手段の回路定数を、前記周波数に適し
た値に切り換えるので、前記比較電圧波形生成手段で確
実に比較電圧波形を生成させるとともに、極力位相遅れ
を小さく抑えて前記電圧波形の変動に対する前記比較電
圧波形の追従性を向上させ、確実に1周期1パルス変換
を行わせる。
In the present invention, when the comparison voltage waveform is generated from the voltage waveform that fluctuates corresponding to the fluctuation of the rotation speed of the DC brush motor, the circuit constant of the comparison voltage waveform generation means corresponds to the voltage waveform. It is automatically switched according to the frequency of the pulse waveform. That is, even if the frequency of the voltage waveform changes due to a change in the number of rotations of the motor, the circuit constant of the comparison voltage waveform generation means is switched to a value suitable for the frequency, so that the comparison voltage waveform generation means can reliably operate. In addition to generating the comparison voltage waveform, the phase delay is suppressed as small as possible to improve the followability of the comparison voltage waveform with respect to the fluctuation of the voltage waveform, and one period / one pulse conversion is surely performed.

【0013】[0013]

【実施例】 以下、本発明の実施例について説明する。
図1は、本発明による直流ブラシ付きモータ(以下、単
にモータという。)の回転数検出装置を示すブロック図
である。電流検出手段1は、モータに流れる電流を検出
し、該電流の波形に相当する電圧波形を出力する。前記
電流検出手段1から出力された電圧波形は、ノイズ除去
手段2により重畳するノイズ成分を除去された後、増幅
手段3により増幅され、比較電圧波形生成手段4および
比較手段5にそれそれ入力される。前記比較手段5に
は、前記増幅手段3からの電圧波形と、前記比較電圧生
成手段4で生成された比較電圧波形とが入力され、前記
電圧波形と前記比較電圧波形との比較に基づき、パルス
波形を出力する。そして、前記比較手段5から出力され
たパルス波形は、回転数検出手段6および回路定数切替
手段7に入力される。前記回転数算出手段6は、単位時
間当たりのパルス波形のパルス数をカウントすることに
より前記モータの回転数を算出する。一方、前記回路定
数切替手段7は、前記パルス波形の周波数すなわちモー
タの回転数に応じて、前記比較電圧波形生成手段4の回
路定数を適切な値に切り換える。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a block diagram showing a rotation speed detecting device for a DC brush motor (hereinafter, simply referred to as a motor) according to the present invention. The current detecting means 1 detects a current flowing through the motor and outputs a voltage waveform corresponding to the waveform of the current. The voltage waveform output from the current detection means 1 is subjected to noise component removal by the noise removal means 2 and then amplified by the amplification means 3 and input to the comparison voltage waveform generation means 4 and the comparison means 5, respectively. It The voltage waveform from the amplification unit 3 and the comparison voltage waveform generated by the comparison voltage generation unit 4 are input to the comparison unit 5, and a pulse is generated based on a comparison between the voltage waveform and the comparison voltage waveform. Output a waveform. Then, the pulse waveform output from the comparison means 5 is input to the rotation speed detection means 6 and the circuit constant switching means 7. The rotation speed calculation means 6 calculates the rotation speed of the motor by counting the number of pulses of a pulse waveform per unit time. On the other hand, the circuit constant switching means 7 switches the circuit constant of the comparison voltage waveform generating means 4 to an appropriate value according to the frequency of the pulse waveform, that is, the rotation speed of the motor.

【0014】図2は、本発明によるモータの回転数検出
装置の第1の実施例を示す回路図である。本実施例にお
いては、比較電圧波形生成手段としてローパスフイルタ
を用いている。図2において、符号11,12で示すも
のはそれそれモータ,直流電源である。符号101は電
流センサであり、前記モータ11と前記直流電源12と
をつなぐ導線の周りに発生する磁界から該導線に流れる
電流を検出するものであり、該電流の大小を電圧の高低
として出力する。すなわち、前記電流センサ101から
出力される電圧波形は、前記モータ11の電流波形に相
当する。前記電圧波形には前記モータ11のブラシと整
流子との摺動によるノイズ成分が重畳しているので、該
ノイズ成分をバンドパスフィルタ102により除去した
後、増幅回路103により増幅する。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a first embodiment of a motor rotation speed detecting device according to the present invention. In the present embodiment, a low pass filter is used as the comparison voltage waveform generating means. In FIG. 2, reference numerals 11 and 12 are a motor and a DC power source, respectively. Reference numeral 101 denotes a current sensor, which detects a current flowing through the conductor from a magnetic field generated around the conductor connecting the motor 11 and the DC power supply 12, and outputs the magnitude of the current as the voltage level. . That is, the voltage waveform output from the current sensor 101 corresponds to the current waveform of the motor 11. Since the noise component due to the sliding of the brush and the commutator of the motor 11 is superimposed on the voltage waveform, the noise component is removed by the bandpass filter 102 and then amplified by the amplifier circuit 103.

【0015】前記増幅回路103により増幅された電圧
波形はそれぞれローパスフィルタ104および比較器1
05に入力される。前記ローパスフィルタ104は、互
いに並列接続される複数の抵抗器R1〜R5,コンデン
サCおよびオペアンプ401で構成されている。前記複
数の抵抗器のうち抵抗器R1は常に前記コンデンサC,
オペアンプ401とともにローパスフィルタを構成して
おり、抵抗器R2〜R5は、後に詳述する回路定数切替
回路107によって、前記抵抗器R1に対して順次接断
される。すなわち、ローパスフィルタ104は、回路定
数切替回路107が抵抗器R1に並列接続される抵抗器
の数を増減させることにより抵抗器の合成抵抗値が変化
し、カットオフ周波数が切り換えられることになる。
The voltage waveforms amplified by the amplifier circuit 103 are respectively low-pass filter 104 and comparator 1.
It is input to 05. The low-pass filter 104 is composed of a plurality of resistors R1 to R5, a capacitor C and an operational amplifier 401 which are connected in parallel with each other. The resistor R1 of the plurality of resistors is always the capacitor C,
A low-pass filter is configured together with the operational amplifier 401, and the resistors R2 to R5 are sequentially connected to and disconnected from the resistor R1 by a circuit constant switching circuit 107 described in detail later. That is, in the low-pass filter 104, the circuit resistance switching circuit 107 increases or decreases the number of resistors connected in parallel to the resistor R1 to change the combined resistance value of the resistors and switch the cutoff frequency.

【0016】ローパスフイルタ104に入力された前記
電圧波形は、その交流成分を除去あるいは減衰されて比
較電圧波形となる。該比較電圧波形は比較器105に入
力され、前記電圧波形からパルス波形を生成する際の比
較基準となる。前記比較器105においては、入力され
た前記電圧波形と前記比較電圧波形とを比較し、例え
ば、前記電圧波形の電圧値が前記比較電圧波形の電圧値
よりも大きいときは5Vの電圧を出力し、前記電圧波形
の電圧値が前記比較電圧波形の電圧値よりも小さいとき
は0Vの電圧を出力することによって前記電圧波形に相
当するパルス波形を出力する。
The voltage waveform input to the low-pass filter 104 has its AC component removed or attenuated to become a comparison voltage waveform. The comparison voltage waveform is input to the comparator 105 and serves as a comparison reference when a pulse waveform is generated from the voltage waveform. The comparator 105 compares the input voltage waveform with the comparison voltage waveform, and outputs a voltage of 5 V when the voltage value of the voltage waveform is larger than the voltage value of the comparison voltage waveform, for example. When the voltage value of the voltage waveform is smaller than the voltage value of the comparison voltage waveform, a voltage of 0V is output to output a pulse waveform corresponding to the voltage waveform.

【0017】なお、前記電圧波形に、前記バンドパスフ
ィルタ102で除去しきれないノイズ成分が重畳してい
た場合、図6に実線C’で示すように、誤ったパルス波
形が出力される恐れがある。このような場合には、前記
比較器105にヒステリシスを持たせることにより、実
線Cで示す正しいパルス波形を得ることができる。
If a noise component that cannot be completely removed by the bandpass filter 102 is superimposed on the voltage waveform, an erroneous pulse waveform may be output as shown by the solid line C'in FIG. is there. In such a case, the correct pulse waveform shown by the solid line C can be obtained by providing the comparator 105 with hysteresis.

【0018】前記比較器105から出力されたパルス波
形は、それぞれカウンタ106および回路定数切替回路
107に入力される。前記カウンタ106は、入力され
たパルス波形のパルス数をカウントし、単位時間当たり
のパルス数とあらかじめ入力されているモータ11の整
流子片の数とからモータ11の回転数を算出する。な
お、モータの回転数R(rpm)は、1秒間当たりのパ
ルス数をP,整流子片の数をSとすると次式より求めら
れる。
The pulse waveform output from the comparator 105 is input to the counter 106 and the circuit constant switching circuit 107, respectively. The counter 106 counts the number of pulses of the input pulse waveform, and calculates the number of rotations of the motor 11 from the number of pulses per unit time and the number of commutator pieces of the motor 11 that is input in advance. The motor rotation speed R (rpm) is calculated by the following equation, where P is the number of pulses per second and S is the number of commutator pieces.

【0019】[0019]

【数2】 [Equation 2]

【0020】一方、回路定数切替回路107では、入力
された前記パルス波形を周波数−電圧変換器701によ
り前記パルス波形の周波数に応じた電圧に変換し、該電
圧をそれぞれ4つの比較器702,703,704,7
05に入力する。また、該比較器702,703,70
4,705はそれそれ異なる基準電圧を持っており、入
力された電圧が該基準電圧よりも低い場合は0Vの電圧
を出力し、入力された電圧が該基準電圧よりも高い場合
は5Vの電圧を出力する。本実施例においては比較器7
02,703,704,705の基準電圧をそれそれ基
準電圧1,基準電圧2,基準電圧3,基準電圧4とし、
基準電圧1,基準電圧2,基準電圧3,基準電圧4の順
でその電圧値が大きくなっている。
On the other hand, in the circuit constant switching circuit 107, the input pulse waveform is converted by the frequency-voltage converter 701 into a voltage corresponding to the frequency of the pulse waveform, and the voltage is respectively divided into four comparators 702 and 703. , 704, 7
Enter 05. Further, the comparators 702, 703, 70
4, 705 have different reference voltages, and output 0V voltage when the input voltage is lower than the reference voltage, and 5V voltage when the input voltage is higher than the reference voltage. Is output. In this embodiment, the comparator 7
The reference voltages of 02, 703, 704 and 705 are respectively set as reference voltage 1, reference voltage 2, reference voltage 3 and reference voltage 4,
The voltage values increase in the order of reference voltage 1, reference voltage 2, reference voltage 3, and reference voltage 4.

【0021】また、回路定数切替回路107は、半導体
スイッチ706を備えている。該半導体スイッチ706
は4つのスイッチ回路SW1,SW2,SW3,SW4
を備えており、それそれのスイッチ回路は前記比較器7
02,703,704,705からの信号によりON/
OFF制御される。前記スイッチ回路SW1,SW2,
SW3,SW4の一方の端子は前記ローパスフィルタ1
04の抵抗器R1に接続されており、他方の端子はそれ
ぞれ抵抗器R2,R3,R4,R5に接続されている。
The circuit constant switching circuit 107 also includes a semiconductor switch 706. The semiconductor switch 706
Are four switch circuits SW1, SW2, SW3, SW4
And the switch circuit of the comparator 7 is provided.
ON / OFF by signals from 02, 703, 704, 705
OFF control is performed. The switch circuits SW1, SW2
One of the terminals of SW3 and SW4 is the low-pass filter 1
No. 04 resistor R1 and the other terminals are connected to resistors R2, R3, R4 and R5, respectively.

【0022】次に、回路定数切替回路107の動作につ
いて説明する。周波数−電圧変換器701は、入力され
るパルス波形の周波数に応じた電圧を出力する。すなわ
ち、前記パルス波形の周波数が低いときは出力される電
圧値も低く、前記パルス波形の周波数が高くなるに従っ
て出力される電圧値も高くなる。そして、周波数−電圧
変換器701から出力される電圧はそれぞれ比較器70
2,703,704,705に入力されて、それそれ基
準電圧1,基準電圧2,基準電圧3,基準電圧4と比較
される。例えば、前記パルス波形の周波数が低く、出力
される電圧値が基準電圧1よりも低い場合は、前記比較
器702,703,704,705は0Vの電圧を出力
し、半導体スイッチ706のスイッチ回路SW1,SW
2,SW3,SW4は全て開状態となる。よって、前記
ローパスフィルタの抵抗器はR1のみが接続された状態
となるので、抵抗器の合成抵抗値は最も大きくなり、ロ
ーパスフィルタ104のカットオフ周波数は最も低い値
に設定される。
Next, the operation of the circuit constant switching circuit 107 will be described. The frequency-voltage converter 701 outputs a voltage according to the frequency of the input pulse waveform. That is, the output voltage value is low when the frequency of the pulse waveform is low, and the output voltage value is high as the frequency of the pulse waveform is high. The voltage output from the frequency-voltage converter 701 is the comparator 70.
2, 703, 704, and 705 and are compared with the reference voltage 1, the reference voltage 2, the reference voltage 3, and the reference voltage 4, respectively. For example, when the frequency of the pulse waveform is low and the output voltage value is lower than the reference voltage 1, the comparators 702, 703, 704, and 705 output a voltage of 0V, and the switch circuit SW1 of the semiconductor switch 706. , SW
2, SW3 and SW4 are all open. Therefore, since only the resistor R1 is connected to the resistor of the low-pass filter, the combined resistance value of the resistors is maximized, and the cut-off frequency of the low-pass filter 104 is set to the lowest value.

【0023】次に、前記パルス波形の周波数が上昇し、
周波数−電圧変換器701から出力される電圧値が基準
電圧1よりも高く、基準電圧2よりも低い状態になった
場合には、比較器702のみ5Vの電圧を出力し、他の
比較器は0Vの電圧を出力する。よって、スイッチ回路
SW1のみ閉状態となり、抵抗器R1に抵抗器R2が並
列に接続される。抵抗器R1と抵抗器R2とが互いに並
列に接続されることにより、抵抗器の合成抵抗値が小さ
くなり、ローパスフィルタ104のカットオフ周波数が
1段高い値に設定される。
Next, the frequency of the pulse waveform increases,
When the voltage value output from the frequency-voltage converter 701 is higher than the reference voltage 1 and lower than the reference voltage 2, only the comparator 702 outputs a voltage of 5V, and the other comparators Output a voltage of 0V. Therefore, only the switch circuit SW1 is closed, and the resistor R2 is connected in parallel to the resistor R1. By connecting the resistor R1 and the resistor R2 in parallel to each other, the combined resistance value of the resistors is reduced, and the cutoff frequency of the low-pass filter 104 is set to a value one step higher.

【0024】また、前記パルス波形の周波数が更に上昇
し、周波数−電圧変換器701から出力される電圧値が
基準電圧2よりも高く、基準電圧3よりも低い状態にな
った場合には、比較器702,703が5Vの電圧を出
力し、他の比較器は0Vの電圧を出力するので、スイッ
チ回路SW1とSW2が閉状態となり、抵抗器R1,R
2,R3が互いに並列に接続され、抵抗器の合成抵抗値
が更に小さくなり、ローパスフィルタ104のカットオ
フ周波数が更に1段高い値に設定される。
Further, when the frequency of the pulse waveform further rises and the voltage value output from the frequency-voltage converter 701 is higher than the reference voltage 2 and lower than the reference voltage 3, the comparison is made. Since the devices 702 and 703 output the voltage of 5V and the other comparators output the voltage of 0V, the switch circuits SW1 and SW2 are closed, and the resistors R1 and R2.
2, R3 are connected in parallel with each other, the combined resistance value of the resistors is further reduced, and the cutoff frequency of the low-pass filter 104 is set to a value one step higher.

【0025】同様に、前記パルス波形の周波数が更に上
昇し、周波数−電圧変換器701から出力される電圧値
が順次基準電圧3,基準電圧4よりも高くなっていく
と、比較器704,705が順次5Vの電圧を出力して
スイッチ回路SW3,SW4が順次閉状態となる。よっ
て、抵抗器R1,R2,R3に抵抗器R4,R5が順次
並列に接続されるので、抵抗器の合成抵抗値が順次小さ
くなり、ローパスフィルタ104のカットオフ周波数が
順次高い値に設定される。逆に、前記パルス波形の周波
数が低下し、周波数−電圧変換器701から出力される
電圧値が順次低くなっていく場合には、上述した場合と
は逆に、抵抗器R1に対して抵抗器R5,R4,R3,
R2の接続が順次断たれていき、ローパスフィルタ10
4のカットオフ周波数が順次低い値に設定される。
Similarly, when the frequency of the pulse waveform further rises and the voltage value output from the frequency-voltage converter 701 sequentially becomes higher than the reference voltage 3 and the reference voltage 4, the comparators 704 and 705. Sequentially outputs a voltage of 5 V, and the switch circuits SW3 and SW4 are sequentially closed. Therefore, the resistors R4, R5 are sequentially connected in parallel to the resistors R1, R2, R3, so that the combined resistance value of the resistors gradually decreases, and the cutoff frequency of the low-pass filter 104 is set to a sequentially higher value. . On the contrary, when the frequency of the pulse waveform decreases and the voltage value output from the frequency-voltage converter 701 gradually decreases, the resistor R1 is connected to the resistor R1 contrary to the above case. R5, R4, R3
The connection of R2 is sequentially cut off, and the low-pass filter 10
The cutoff frequency of 4 is set to a sequentially lower value.

【0026】図3は、比較電圧波形生成手段として積分
回路を用いた本発明の第2の実施例を示す回路図であ
る。なお、図3において、図2と同符号のものは図2と
同一のものを示している。積分回路114は、互いに並
列接続される複数の抵抗器R1〜R5およびコンデンサ
Cで構成されている。前記複数の抵抗器のうち抵抗器R
1は常に前記コンデンサCとともに積分回路を構成して
おり、抵抗器R2〜R5は、回路定数切替回路107に
よって、前記抵抗器R1に対して順次接断される。すな
わち、前述した第1の実施例と同様に、積分回路114
は、回路定数切替回路107が抵抗器R1に並列接続さ
れる抵抗器の数を増減させることにより抵抗器の合成抵
抗値が変化し、時定数が切り換えられることになる。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention using an integrating circuit as the comparison voltage waveform generating means. In FIG. 3, the same symbols as those in FIG. 2 indicate the same components as those in FIG. The integrating circuit 114 is composed of a plurality of resistors R1 to R5 and a capacitor C which are connected in parallel with each other. Resistor R of the plurality of resistors
Reference numeral 1 always forms an integrating circuit together with the capacitor C, and the resistors R2 to R5 are sequentially connected and disconnected to the resistor R1 by the circuit constant switching circuit 107. That is, as in the first embodiment described above, the integrating circuit 114
Means that the circuit constant switching circuit 107 increases or decreases the number of resistors connected in parallel to the resistor R1 to change the combined resistance value of the resistors and switch the time constant.

【0027】つまり、積分回路114は、回路定数切替
回路107に入力されるパルス波形の周波数が低いとき
は、抵抗器の合成抵抗値が大きく、時定数が大きな値に
設定され、前記パルス波形の周波数が高くなるに従っ
て、抵抗器の合成抵抗値が小さくなり、時定数が順次小
さな値に設定される。なお、第2の実施例における回路
定数切替回路107の構成および動作は、第1の実施例
の場合と全く同じであるので、冗長を避けるため詳しい
説明は省く。
That is, when the frequency of the pulse waveform input to the circuit constant switching circuit 107 is low, the integrating circuit 114 sets the combined resistance value of the resistors to a large value and the time constant to a large value, and As the frequency becomes higher, the combined resistance value of the resistors becomes smaller and the time constant is set to a smaller value. Since the configuration and operation of the circuit constant switching circuit 107 in the second embodiment are exactly the same as those in the first embodiment, detailed description is omitted to avoid redundancy.

【0028】なお、上述した第1の実施例および第2の
実施例の回路定数切替回路107においては、4つの比
較器を用いて、回路定数を5段階に切り換える構成とし
ているが、比較器の数とそれに応じた基準電圧、スイッ
チ回路および抵抗器の数を増やすことによって、より幅
広い範囲のパルス波形の周波数に対応させたり、よりき
め細かな回路定数の切り換えを行うことができる。ま
た、上述した第1の実施例および第2の実施例において
は、電流検出手段として電流センサを用いているが、こ
れに換えて、図7に示すような抵抗器Rを用いた電流検
出を行ってもよい。また、本発明は上述した実施例に限
定されるものではなく、種々の変形が可能であり、それ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
In the circuit constant switching circuit 107 of the first and second embodiments described above, four comparators are used to switch the circuit constants in five stages. By increasing the number and the number of reference voltages, switch circuits, and resistors corresponding thereto, it is possible to correspond to a wider range of pulse waveform frequencies and to perform more detailed switching of circuit constants. Further, in the first and second embodiments described above, the current sensor is used as the current detecting means, but instead of this, the current detection using the resistor R as shown in FIG. 7 is performed. You can go. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made, which are not excluded from the scope of the present invention.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明による直
流ブラシ付きモータの回転数検出装置においては、モー
タの回転数が低く比較手段から出力されるパルス波形の
周波数が低い場合には、回路定数切替手段により比較電
圧波形生成手段の回路定数を大きく設定し、モータの回
転数が高く比較手段から出力されるパルス波形の周波数
が高い場合には、回路定数切替手段により比較電圧波形
生成手段の回路定数を小さく設定するので、常に最適な
比較電圧波形を生成することができ、低回転域から高回
転域までの広い範囲に渡って正確な1周期1パルス変換
が行える、すなわち、モータの回転数を正確に検出する
ことができる。更に、比較手段をヒステリシス付きの比
較器とすることによって、ノイズ除去手段で除去しきれ
ないノイズ成分による誤ったパルス波形の生成を防止す
ることができ、より一層正確にモータの回転数を検出す
ることができる。
As described above, in the rotation speed detecting device for a DC brush motor according to the present invention, when the rotation speed of the motor is low and the frequency of the pulse waveform output from the comparing means is low, the circuit When the circuit constant of the comparison voltage waveform generating means is set to a large value by the constant switching means and the number of rotations of the motor is high and the frequency of the pulse waveform output from the comparing means is high, the circuit constant switching means controls the comparison voltage waveform generating means. Since the circuit constant is set small, the optimum comparison voltage waveform can always be generated, and accurate 1-cycle 1-pulse conversion can be performed over a wide range from the low rotation range to the high rotation range, that is, the rotation of the motor. The number can be detected accurately. Furthermore, by using a comparator with hysteresis as the comparison means, it is possible to prevent generation of an erroneous pulse waveform due to noise components that cannot be completely removed by the noise removal means, and to detect the motor rotation speed more accurately. be able to.

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

【図1】 本発明による直流ブラシ付きモータの回転数
検出装置のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a rotation speed detection device for a DC brush motor according to the present invention.

【図2】 本発明による直流ブラシ付きモータの回転数
検出装置の第1の実施例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a first embodiment of a rotation speed detecting device for a DC brush motor according to the present invention.

【図3】 本発明による直流ブラシ付きモータの回転数
検出装置の第2の実施例を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the rotation speed detection device for a DC brush motor according to the present invention.

【図4】 電圧波形、比較電圧波形、パルス波形のタイ
ムチャートである。
FIG. 4 is a time chart of a voltage waveform, a comparison voltage waveform, and a pulse waveform.

【図5】 電圧波形、比較電圧波形、パルス波形のタイ
ムチャートである。
FIG. 5 is a time chart of a voltage waveform, a comparison voltage waveform, and a pulse waveform.

【図6】 電圧波形、比較電圧波形、パルス波形のタイ
ムチャートである。
FIG. 6 is a time chart of a voltage waveform, a comparison voltage waveform, and a pulse waveform.

【図7】 従来技術による直流ブラシ付きモータの回転
数検出装置のブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram of a rotation speed detection device for a DC brush motor according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電流検出手段 2 ノイズ除去手段 3 増幅手段 4 比較電圧生成手段 5 比較手段 6 回転数算出手段 7 回路定数切替手段 11 直流ブラシ付きモータ 12 直流電源 101 電流センサ 102 バンドパスフイルタ 103 増幅回路 104 ローパスフィルタ 105 比較器 106 カウンタ 107 回路定数切替回路 114 積分回路 401 オペアンプ 701 周波数−電圧変換器 702,703,704,705 比較器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 current detection means 2 noise removal means 3 amplification means 4 comparison voltage generation means 5 comparison means 6 rotation speed calculation means 7 circuit constant switching means 11 DC brush motor 12 DC power supply 101 current sensor 102 bandpass filter 103 amplification circuit 104 low-pass filter 105 comparator 106 counter 107 circuit constant switching circuit 114 integrating circuit 401 operational amplifier 701 frequency-voltage converter 702, 703, 704, 705 comparator

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直流ブラシ付きモータに流れる電流を電圧
検出する電流検出手段と、 前記電流検出手段から出力される電圧波形のノイズ成分
を除去するノイズ除去手段と、 前記ノイズを除去された電圧波形を増幅する増幅手段
と、 前記増幅された電圧波形の交流成分を除去して比較電圧
波形を生成する比較電圧波形生成手段と、 前記電圧波形と前記比較電圧波形とを比較してパルス波
形を生成する比較手段と、 前記パルス波形の単位時間当たりのパルス数をカウント
し、前記直流ブラシ付きモータの回転数を算出する回転
数算出手段と、 前記パルス波形の周波数に応じて前記比較電圧波形生成
手段の回路定数を切り換える回路定数切替手段と、 を備えることを特徴とする直流ブラシ付きモータの回転
数検出装置。
1. A current detecting means for detecting a voltage of a current flowing through a DC brush motor, a noise removing means for removing a noise component of a voltage waveform output from the current detecting means, and a voltage waveform from which the noise is removed. Amplifying means for amplifying the voltage waveform, a comparison voltage waveform generating means for removing the AC component of the amplified voltage waveform to generate a comparison voltage waveform, and a pulse waveform for comparing the voltage waveform and the comparison voltage waveform. And a rotation speed calculation means for counting the number of pulses per unit time of the pulse waveform and calculating the rotation speed of the DC brush motor, and the comparison voltage waveform generation means according to the frequency of the pulse waveform. A circuit constant switching means for switching the circuit constant of, and a rotation speed detection device for a DC brush motor.
【請求項2】前記比較手段は、ヒステリシス付きの比較
器であることを特徴とする請求項1に記載の直流ブラシ
付きモータの回転数検出装置。
2. The rotation speed detecting device for a DC brush motor according to claim 1, wherein the comparing means is a comparator with hysteresis.
【請求項3】前記比較電圧波形生成手段は、抵抗器と、
コンデンサと、オペアンプとからなるローパスフィルタ
である請求項1に記載の直流ブラシ付きモータの回転数
検出装置。
3. The comparison voltage waveform generating means includes a resistor,
The rotation speed detection device for a DC brush motor according to claim 1, wherein the rotation speed detection device is a low-pass filter including a capacitor and an operational amplifier.
【請求項4】前記比較電圧波形生成手段は、抵抗器と、
コンデンサとからなる積分回路である請求項1に記載の
直流ブラシ付きモータの回転数検出装置。
4. The comparison voltage waveform generating means includes a resistor,
The rotation speed detection device for a DC brush motor according to claim 1, wherein the rotation speed detection device is an integration circuit including a capacitor.
【請求項5】前記回路定数切替手段は、 前記比較手段から出力されるパルス波形の周波数を電圧
に変換する周波数−電圧変換器と、 それそれ異なる基準電圧を入力され、該基準電圧と前記
周波数−電圧変換器の出力電圧とを比較する少なくとも
2個の比較器と、 前記それぞれの比較器に対応し、該比較器からの出力に
よりON/OFF制御される複数の半導体スイッチと、 該それぞれの半導体スイッチに対応して接続され、該半
導体スイッチのON/OFFにより互いに並列に接断さ
れ、前記比較電圧波形生成手段の一部を構成する複数の
抵抗器と、 からなることを特徴とする請求項1に記載の直流ブラシ
付きモータの回転数検出装置。
5. The circuit constant switching means receives a frequency-voltage converter for converting the frequency of the pulse waveform output from the comparing means into a voltage, and a different reference voltage, and the reference voltage and the frequency. At least two comparators that compare the output voltage of the voltage converter, a plurality of semiconductor switches that correspond to the respective comparators and are ON / OFF controlled by the output from the comparators, and A plurality of resistors which are connected corresponding to the semiconductor switches and which are connected / disconnected in parallel by turning on / off the semiconductor switches and which form a part of the comparison voltage waveform generating means. Item 3. A rotation speed detection device for a DC brush motor according to Item 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6617816B2 (en) * 1999-12-27 2003-09-09 Ricoh Company, Ltd. DC motor rotation detecting apparatus and DC motor rotation control apparatus
US6628893B2 (en) * 2000-01-06 2003-09-30 Ricoh Company, Ltd. DC motor rotation control apparatus
DE112008003296T5 (en) 2007-12-25 2010-10-21 Mabuchi Motor Co., Ltd., Matsudo engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6617816B2 (en) * 1999-12-27 2003-09-09 Ricoh Company, Ltd. DC motor rotation detecting apparatus and DC motor rotation control apparatus
US6628893B2 (en) * 2000-01-06 2003-09-30 Ricoh Company, Ltd. DC motor rotation control apparatus
DE112008003296T5 (en) 2007-12-25 2010-10-21 Mabuchi Motor Co., Ltd., Matsudo engine
US8330315B2 (en) 2007-12-25 2012-12-11 Mabuchi Motor Co., Ltd. Motor

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