JPS63177067A - 速度検出方法及びその装置 - 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 本発明は位置検出器としてエンコーダを用いた装置の速
度をディジタル的に検出する方法及び装置に関するもの
である。

従来の技術 近年、マイクロコンピュータがモータの位置や速度の制
御装置に多用されるにしたがい、これらの位置や速度の
情報をディジタル的に検出することが要求されてきてい
る。一般的には位置の検出器として光学式あるいは磁気
式のエンコーダが用いられそのパルス数をカウントして
位置を検出する。また、速度の検出は第６図に示すよう
に一定周期のサンプリング時間Ｔｓの時間内に入力され
るエンコーダのパルス数ＰＮをカウントして以下の式で
速度を求めているのが一般的である０速度Ｖ＝ＫＰＮ／
ＴＳ Ｋ：比例定数 しかしながら上記のような方法による速度検出方法で速
度制御系を構成した場合には、応答性を高めるためにサ
ンプリング時間Ｔ、Ｂを短くしていくとサンプリング時
間Ｔｓの時間内に入力されるパルス数が少なくなるので
エンコーダのパルス数を多くして分解能を上げなければ
速度の分解能が悪くなり十分な速度情報が得られなくな
るＯ″また低速領域でも同様にエンコーダの分解能を上
げなければ十分な速度の検出はできないことになるＯ高
分解能のエンコーダは加工精度や特殊な光源を使用した
りしなければならないので製作が難しく大変高価になる
。従ってディジタル的に速度を検出し速度の制御性能を
高めようとすると制御装置は非常に高価なものとなる。

このような問題を解決する方法としては例えば特開昭６
０−５５８７３号公報に述べられているようにエンコー
ダからのパルスを計数する位置カウンタと、パルスの間
隔を測定する時間カウンタを備え、一定あるいは可変の
サンプリング時間が経過してから次のパルスで即時、位
置カウンタの値を時間カウンタの値で除算して、速度の
計算を行う方法がある。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような方法では少なくともサンプリ
ング時間以上の時間が経過してからでないと速度の計算
ができないことになるので、任意の時間に常に最新の速
度の情報を得ることができない。

本発明は上記問題点に鑑み、一般的な汎用のエンコーダ
でサンプリング時間が短い場合や低速領域において速度
の分解能を下げることなく、しかも任意の時間に常に最
新の速度の情報を得ようとするものである。

問題点を解決するための手段 本発明の速度検出方法は上記問題点を解決するために移
動体または回転体に接続されたエンコーダからのパルス
を計数する位置カウンタとパルスの時間間隔を測定する
ための時間カウンタの値を、前記エンコーダのパルスが
発生する毎に記憶し、今回発生したパルスより一定時間
以前に発生したパルスによって記憶された前記位置カウ
ンタと前記時間カウンタの値と今回記憶した前記装置カ
ウンタと前記時間カウンタの値とのそれぞれの差を求め
移動距離及び移動時間とし、前記移動距離を前記移動時
間で除算することにより速度を計算している。

また、本発明の速度検出装置は上記問題点を解決するた
めに移動体または回転体に接続されたエンコーダからの
パルスを計数する位置カウンタと、時間間隔を測定する
ための基準周波数のパルスを発生する発振回路と、前記
発振回路の出力パルスを計数する時間カウンタと、前記
エンコーダからのパルスが発生する毎に前記位置カウン
タと前記時間カウンタの値を記憶する記憶回路と、前記
記憶回路から今回発生したパルスより一定時間以前に発
生したパルスによって記憶された前記位置カウンタと前
記時間カウンタの値と今回記憶した前記位置カウンタと
前記時間カウンタの値を読み出し位置カウンタの値と時
間カウンタの値のそれぞれの差を求め移動距離及び移動
時間とし前記移動距離を前記移動時間で除算する演算回
路とから構成されるものである。

作　　用 本発明は上記した方法及び構成によってエンコーダから
のパルスを計数する位置カウンタとパルスの時間間隔を
測定するための時間カウンタの値を、エンコーダのパル
スが発生する毎に記憶し、今回発生したパルスより一定
時間以前に発生したパルスによって記憶された位置カウ
ンタと時間カウンタの値と今回記憶した位置カウンタと
時間カウンタの値とのそれぞれの差を求め移動距離及び
移動時間とし、その移動距離を移動時間で除算して速度
を求めることによりサンプリング時間を短くした場合や
低速領域においても速度の分解能を下げることなく、し
かも任意の時間に常に最新の速度の情報を得ることがで
きるものである０実施、例 以下、本発明の一実施例の速度検出装置について、図面
を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例における速度検出装置のブロ
ック構成図である。第１図において１は位置カウンタ、
２は発振回路、３は時間カウンタ、４はラッチ回路、５
は記憶回路、６は演算回路、６１はマイクロコンピュー
タ、６２はプログラムメモリ、６３はデータメモリであ
る０ 以上のように構成された速度検出装置について以下その
動作を説明する。まず、第１図において発振回路２は時
間を測定するために一定の周波数のパルスを発生してい
る。時間カウンタ３は発振回路２より出力されるパルス
を常にカウントしている。ここで多くの場合はモータで
ある回転体に接続されたエンコーダから回転体が回転し
ている場合には連続的にパルスが発生しており、このエ
ンコーダのパルスの立ち上がりの時点で位置カウンタ１
がカウントアツプまたはカウントダウンするとともにラ
ッチ回路４は時間カウンタ３の値をラッチする。またエ
ンコーダのパルスの立ち上がりの時点でマイクロコンピ
ュータ６１に割り込み信号ＩＮＴがはいりマイクロコン
ピュータ６１は予めプログラムメモリ６２に記憶されて
いるエンコーダのパルス信号の割り込みに対する割り込
み処理プログラムを実行する。その割り込み処理プログ
ラムのフローチャートを第２図に示す。マイクロコンピ
ュータ６１に割り込み信号ＩＮＴが入ると、まず位置カ
ウンタ１とラッチ回路４の値を記憶回路６に記憶する。

この動作はエンコーダのパルスの立ち上がり時点で常に
繰り返され位置カウ゛ンタ１とラッチ回路４の値はエン
コーダのパルスの立ち上がり時点で新しいデータが記憶
回路５に記憶されていく。その時のタイムチャートを第
３図に示す。第３図ではエンコーダのパルスの立ち上が
りの時点では位置カウンタ１とラッチ回路４の値はそれ
ぞれＰ、、Ｔｉであることを示している。また第４図に
は記憶回路６のメモリの内容が示されている。記憶回路
６のメモリのアドレスはＡｏからＡｍａｘまであり、エ
ンコーダのパルスの立ち上がりのたびに記憶されていっ
た位置カウンタ１とラッチ回路４の値がアドレスのＡｍ
ａｘまで格納されると再びアドレスのＡｏから順に上位
のアドレスへ格納されていく。

一方演算回路６による速度の計算は以下のようにして行
われる。このプログラムもプログラムメモリ６２に記憶
されている。第６図に速度計算のフローチャートを示す
０速度を求める信号はＣＰＵ６１内部のサンプリングタ
イマが所定の時間経過した後、あるいは他の処理を終え
て速度信号が必要となった時点に発生する。速度を求め
る信号が発生すると、まず、記憶回路６のメモリの中か
ら最後に記憶された位置カウンタ１とラッチ回路４の値
を読み取り、データメモリ６３のＰａ、Ｔａに格納する
。次にエンコーダからパルスが発生しているかどうかを
調べる。前回の速度計算の時のＰａの値と今回の速度計
算のＰａの値が異なっていればエンコーダからパルスが
発生していたことになり以下のようにして速度を求める
。記憶回路６に記憶されたラッチ回路４の値の中からＴ
ａとの時間差が一定時間Ｔ。以上で最新の値を検索して
データメモリ６３のＴｂに格納する。Ｔｏは速度の分解
能から決定される時間である。ランチ回路４の値がＴｂ
の時の位置カウンタの値をＰｂに格納する。そして速度
Ｖを 速度Ｖ＝Ｋ（Ｐａ−Ｐｂ）／（Ｔａ−Ｔｂ）Ｋ：比例定
数 の計算により求める。

一方、前回の速度計算の時のＰａＯ値と今回の速度計算
のＰ　の値が同じである場合には一定時間以上エンコー
ダからパルスが発生していなければ速度を０とするため
にＣＰＵ６１の内部タイマーをスタートさせこのタイマ
ーが終了していれば速度Ｖを０にし、再びタイマーをス
タートさせる。

また、このタイマーが終了していなければ前回計算した
速度Ｖの値を新しい速度とする。

以上のようにして速度を求める０ 以上のように本実施例によればエンコーダからのパルス
を計数する位置カウンタとパルスの時間間隔を測定する
ための時間カウンタの値を、エンコーダのパルスが発生
する毎に記憶し、今回発生したパルスより一定時間以前
に発生したパルスによって記憶された位置カウンタと時
間カウンタの値と今回記憶した位置カウンタと時間カウ
ンタの値とのそれぞれの差を求め移動距離及び移動時間
とし、その移動距離を移動時間で除算して速度を求める
ことによりサンプリング時間を短くした場合や低速領域
においても速度の分解能を下げることなり、シかも任意
の時間に常に最新の速度の情報を得ることができるもの
である０ また、本実施例においては時間カウンタ３の値を一時記
憶しておくためにラッチ回路４を設けているが時間カウ
ンタ３の値が変わらないうちにＣＰＵｅｌが時間カウン
タ３の値を記憶回路５に格納することができれば必要で
ないことは明かである。

発明の効果 以上のように本発明の速度検出方法は移動体または回転
体に接続されたエンコーダからのパルスを計数する位置
カウンタとパルスの時間間隔を測定するための時間カウ
ンタの値を、前記エンコーダのパルスが発生する毎に記
憶し、今回発生したパルスより一定時間以前に発生した
パルスによって記憶された前記位置カウンタと前記時間
カウンタの値と今回記憶した前記位置カウンタと前記時
間カウンタの値とのそれぞれの差を求め移動距離及び移
動時間とし、前記移動距離を前記移動時間で除算するこ
とにより速度を計算しており、また、本発明の速度検出
装置は移動体または回転体に接続されたエンコーダから
のパルスを計数する位置カウンタと、時間間隔を測定す
るための基準周波数のパルスを発生する発振回路と、前
記発振回路の出力パルスを計数する時間カウンタと、前
記エンコーダからのパルスが発生する毎に前記位置カウ
ンタと前記時間カウンタの値を記憶する記憶回路と、前
記記憶回路から今回発生したパルスより一定時間以前に
発生したパルスによって記憶された前記位置カウンタと
前記時間カウンタの値と今回記憶した前記位置カウンタ
と前記時間カウンタの値を読み出し位置カウンタの値と
時間カウンタの値のそれぞれの差を求め移動距離及び移
動時間とし前記移動距離を前記移動時間で除算する演算
回路とから構成しておりサンプリング時間を短くした場
合も低速領域においても速度の分解能を下げることなく
、しかも任意の時間に常に最新の速度の情報を得ること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における速度検出装置のブロ
ック構成図、第２図は割り込み処理プ゛ログラムのフロ
ーチャート図、第３図は割り込み処理のタイムチャート
図、第４図は第１図の記憶回路のメモリの内容を示す説
明図、第６図は速度計算のフローチャート図、゛第６図
は従来の速度検出方法の原理を示すタイムチャート図で
ある。 １・・・・・・位置カウンタ、２・・・・・・発振回路
、３・・・・・・時間カウンタ、５・・・・・・記憶回
路、６・・・・・・演算回路。 第３図 第４図 了Ｙし人　　　　　＜ｕす 第５図 ロ　　　　ロビ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動体または回転体に接続されたエンコーダから
   のパルスを計数する位置カウンタとパルスの時間間隔を
   測定するための時間カウンタの値を、前記エンコーダの
   パルスが発生する毎に記憶し、今回発生したパルスより
   一定時間以前に発生したパルスによって記憶された前記
   位置カウンタと前記時間カウンタの値と今回記憶した前
   記位置カウンタと前記時間カウンタの値とのそれぞれの
   差を求め移動距離及び移動時間とし、前記移動距離を前
   記移動時間で除算することにより速度を計算することを
   特徴とする速度検出方法。
2. （２）移動体または回転体に接続されたエンコーダから
   のパルスを計数する位置カウンタと、時間間隔を測定す
   るための基準周波数のパルスを発生する発振回路と、前
   記発振回路の出力パルスを計数する時間カウンタと、前
   記エンコーダからのパルスが発生する毎に前記位置カウ
   ンタと前記時間カウンタの値を記憶する記憶回路と、前
   記記憶回路から今回発生したパルスより一定時間以前に
   発生したパルスによって記憶された前記位置カウンタと
   前記時間カウンタの値と今回記憶した前記位置カウンタ
   と前記時間カウンタの値を読み出し位置カウンタの値と
   時間カウンタの値のそれぞれの差を求め移動距離及び移
   動時間とし前記移動距離を前記移動時間で除算する演算
   回路とから構成されることを特徴とする速度検出装置。