JPH064673U - 回転速度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転体の回転速度を短い周期で検出し、回転
速度の変化を瞬時に検出可能な回転速度検出装置を得
る。 【構成】 マイクロプロセッサ１２に、ホール素子から
の信号Ｓ１，Ｓ２の立ち上がり及び立ち下りをそれぞれ
検出する手段１２１と、この検出時点においてホール素
子からの信号の立ち上がりパルス幅及び立ち下りパルス
幅を検出する手段１２３と、これらのパルス幅に基づい
て回転体の回転速度を検出する手段１２８とを備える。
マイクロプロセッサ１２は、パルス幅を検出するための
割り込み処理を行う割り込み信号に、信号Ｓ１，Ｓ２
と、ラッチ１２２Ａ，１２２Ｂの信号の排他的論理和を
とっているため、信号Ｓ１，Ｓ２の立ち上がり，立ち下
りでそれぞれ割り込みが発生し、信号Ｓ１，Ｓ２の１／
４の周期での速度検出が可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は回転体の回転速度を検出するための装置に関し、特に自動車等のパワ ーウインドに用いられてウインドでの異物挟み込みを検出するために用いて好適 な回転速度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、パワーウインドによる乗員の手や頭の挟み込み防止を図るために、ウイ ンドガラスとサッシとの間に異物を挟み込んだ状態を検出し、その際にウインド ガラスの開閉動作を停止させ、或いはウインドガラスを開動作させる等して事故 を未然に防止するための安全装置が提案されている。この挟み込みを検出する方 法の一つとして、ウインドガラスの速度或いはこれを駆動するモータの回転速度 を検出し、その速度の低下をもって挟み込みを検出する方法が提案されている。

【０００３】 このモータの回転速度を検出する装置として、例えば図５に示すように、モー タ１の回転軸２にマグネット３を取着するとともに、このマグネット３の周囲に 複数個のホール素子４Ａ，４Ｂを配設し、マグネット３の回転に伴うホール素子 ４Ａ，４Ｂのホール効果によって発生する電圧を検出することで回転速度を検出 する装置が用いられている。 図６はそのホール素子４Ａ，４Ｂの各出力電圧特性を示しており、モータ１の １回転でそれぞれ１周期の矩形パルス状の出力信号Ｓ１，Ｓ２を出力する。そし て、この出力信号の周期、即ち立ち上がりパルス幅或いは立ち下りパルス幅を検 出し、この信号周期により回転速度を検出し、かつその回転速度の変化を検出し ている。例えば、立ち上がりパルス幅を利用すれば、ホール素子４Ａ又は４Ｂで は、同図のＰ１又はＰ２のタイミングで回転速度の検出が可能となる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このような速度検出装置を前記したパワーウインドの安全装置に用いた場合に は、出力信号の立ち上がり或いは立ち下り時点で回転速度を検出し、これからウ インドガラスの速度の低下、即ち挟み込みを検出することになる。しかしながら 、この種の用途のモータでは、回転軸が１回転するのに要する時間、即ち周期は 略２０ｍＳであるため、図４のＰ１，Ｐ２に示したように２０ｍＳ周期でしか挟 み込みを検出することができない。このため、実際に挟み込みが生じた場合に２ ０ｍＳの検出遅れが生じることは避けられず、この遅れによって一瞬ではあるが 乗員が挟み込みによって痛みを感じることになる。 本考案の目的は、回転速度の変化を短い周期時間で検出し、パワーウインドの 安全装置に用いた場合には挟み込みを瞬時に検出することを可能にした回転速度 検出装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ホール素子からの信号の立ち上がり及び立ち下りをそれぞれ検出す る手段と、その立ち上がり時点及び立ち下り時点のそれぞれにおいてホール素子 からの信号の立ち上がりパルス幅及び立ち下りパルス幅を検出する手段と、これ らのパルス幅に基づいて回転体の回転速度を検出する手段とを備える。

【０００６】

【実施例】

次に、本考案について図面を参照して説明する。図２は本考案の一実施例のブ ロック回路図であり、パワーウインドの安全装置に適用した例である。同図にお いて、モータ１の回転軸２の一端部には円形のマグネット３が取着され、その周 囲には２個のホール素子４Ａ，４Ｂが配置され、ホール効果により発生する電圧 信号を出力する。ここでは、各ホール素子４Ａ，４Ｂはモータ回転軸２に対して ９０度異なる位置に配置している。又、前記モータ回転軸２の他端部にはウォー ムギヤ５が取着され、このウォームギヤ５に噛合されるウォームホイール６の回 転によってプーリ７を回転させ、プーリ７に巻き掛けられたワイヤ８を駆動して ウインドガラス９をレール１０に沿って上下移動させ、窓を開閉させるようにし ている。

【０００７】 前記ホール素子４Ａ，４Ｂ及びモータはパワーウインド回路１１に接続されて おり、ホール素子４Ａ，４Ｂの出力をマイクロプロセッサ１２に入力させ、この マイクロプロセッサ１２でモータ１の回転速度、即ちウインドガラス９の開閉速 度を検出し、かつこの検出速度の変化に基づいて挟み込みを検出する。そして、 この挟み込みの検出結果を安全制御動作回路１３に出力し、安全制御動作回路１ ３はモータ１の回転を制御する。例えば、挟み込みを検出したときには、直ちに モータ１の回転を逆転させ、ウインドガラス９をその位置から所要距離だけ開動 作させることで、挟み込みを解除させるように構成する。

【０００８】 前記マイクロプロセッサ１２は、一対の入力ポートＩＮ１，ＩＮ２と、一対の 出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２と、割込ポートＩＮＴを有している。入力ポート ＩＮ１，ＩＮ２には前記した２個のホール素子４Ａ，４Ｂの信号（各信号をそれ ぞれＳ１，Ｓ２とする）がそれぞれ入力される。又、これらの信号Ｓ１，Ｓ２は マイクロプロセッサ１２の出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２との信号と共に排他的 論理和ゲートＸＯＲ１，ＸＯＲ２に入力されて排他的論理和を取られ、かつこれ ら各排他的論理和ゲートＸＯＲ１，ＸＯＲ２をダイオードＤ１，Ｄ２を介してワ イヤードＯＲ接続し、これを前記割込ポートＩＮＴに入力させている。尚、Ｒは プルダウン抵抗である。

【０００９】 前記マイクロプロセッサ１２の内部構成を図１に示す。入力ポートＩＮ１，Ｉ Ｎ２はそれぞれ立ち上がり・立ち下り検出回路１２１に接続され、ここで所要の プログラムに基づいて信号Ｓ１，Ｓ２の立ち上がり及び立ち下りが検出される。 又、この検出回路１２１には出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２に対応してラッチ１ ２２Ａ，１２２Ｂが接続され、入力された信号Ｓ１，Ｓ２をそれぞれラッチし、 このラッチした信号Ｓ３，Ｓ４をそれぞれ出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２に出力 する。

【００１０】 又、前記検出回路１２１には信号Ｓ１，Ｓ２の立ち上がりパルス幅及び立ち下 りパルス幅を計算するパルス幅計算回路１２３が設けられる。この計算回路１２ ３はフリーラン動作するカウンタ１２４と、前記検出回路１２１で検出した信号 Ｓ１，Ｓ２の立ち上がり時及び立ち下り時の各カウンタ値を記憶するカウンタ値 レジスタ１２５とを備えている。このカウンタ値レジスタ１２５には、それぞれ 所定の番地に信号Ｓ１，Ｓ２の各立ち上がり，立ち下りのカウンタ値が記憶され る。そして、信号Ｓ１，Ｓ２の立ち上がり或いは立ち下りをそれぞれ検出する毎 に、その時のカウンタ値と、カウンタ値レジスタ１２５に記憶されている前回の カウンタ値との差を演算し、各信号Ｓ１，Ｓ２の立ち上がりパルス幅と立ち下り パルス幅を算出する。

【００１１】 このパルス幅計算回路１２３の出力はパルス幅レジスタセレクト回路１２６を 通して４つのパルス幅レジスタ１２７Ａ〜１２７Ｄに入力される。このセレクト 回路１２６は前記検出回路１２１の出力に基づいていずれかのパルス幅レジスタ を選択する。前記各パルス幅レジスタ１２７Ａ〜１２７Ｄはシフトレジスタとし て構成され、パルス幅計算回路１２３によって計算された信号Ｓ１，Ｓ２の前回 及び今回の立ち上がりパルス幅，立ち下りパルス幅がそれぞれ記憶される。そし て、前回及び今回の各立ち上がりパルス幅と立ち下りパルス幅の情報は速度検出 回路１２８に出力され、ここで回転速度、特に速度の変化が検出される。

【００１２】 次に以上の構成の検出装置の動作を、図３のフローチャート及び図４のタイミ ング図に基づいて説明する。モータ回転軸２の回転によりマグネット３が回転さ れると、２個のホール素子４Ａ，４Ｂからはそれぞれ矩形パルス状の信号Ｓ１， Ｓ２が出力される。各ホール素子４Ａ，４Ｂの信号の周期はモータ回転軸２の回 転数により決定され、かつ各ホール素子間の位相のずれはホール素子の配設位置 の相違によることは言うまでもない。又、ここではホール素子４Ａ，４Ｂを９０ 度異なる角度位置に配置しているため、信号Ｓ２は信号Ｓ１に対して９０度分、 即ち１／４周期だけ遅れた信号となっている。 これらホール素子の信号Ｓ１，Ｓ２はそれぞれマイクロプロセッサ１２の入力 ポートＩＮ１，ＩＮ２に入力され、かつ立ち上がり・立ち下り検出回路１２１に 入力される。そして、信号Ｓ１，Ｓ２が立ち上がり或いは立ち下ると、このとき ラッチ１２２Ａ，１２２Ｂに記憶されていた立ち上がり前或いは立ち下り前の信 号Ｓ３，Ｓ４が出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２から出力されているため、排他的 論理和ゲートＸＯＲ１，ＸＯＲ２から信号が出力され、これが割り込み信号とし てＩＮＴに入力される。

【００１３】 この割り込み信号により、図３のフローチャートに示すように、立ち上がり・ 立ち下り検出回路１２１は、入力された信号Ｓ１，Ｓ２が立ち上がりであるか、 或いは立ち下りであるかを判定する。ついで、パルス幅計算回路１２３はカウン タ１２４が示す値と、立ち上がり・立ち下り検出回路１２１からの検出出力に基 づいて、各信号Ｓ１，Ｓ２の立ち上がり及び立ち下りのタイミング（カウンタ値 ）を検出する。検出された各カウンタ値はカウンタ値レジスタ１２５のそれぞれ 所定の番地に記憶される。そして、このような動作を繰り返して信号Ｓ１，Ｓ２ の次の立ち上がり及び立ち下りのカウンタ値が求められたときに、パルス幅計算 回路１２３は、今回のカウンタ値と、カウンタ値レジスタ１２５に記憶されてい る前回のカウンタ値との差を計算し、これから信号Ｓ１，Ｓ２の立ち上がりパル ス幅及び立ち下りパルス幅を算出する。 尚、この計算後に、立ち上がり・立ち下り検出回路１２１ではラッチ１２２Ａ ，１２２Ｂの内容を今回入力された信号Ｓ１，Ｓ２に置き替えるため、排他的論 理和ゲートＸＯＲ１，ＸＯＲ２からの割り込み信号は停止される。 以降、この動作を信号Ｓ１，Ｓ２の立ち上がり，立ち下り毎に繰り返す。

【００１４】 パルス幅レジスタセレクト回路１２６では、立ち上がり・立ち下り検出回路１ ２１からの出力に基づいて対応するパルス幅レジスタ１２７Ａ〜１２７Ｄの１つ を選択し、パルス幅計算回路１２３で計算された信号Ｓ１，Ｓ２の立ち上がりパ ルス幅と立ち下りパルス幅を、それぞれ選択されたパルス幅レジスタに順次記憶 させる。そして、記憶された前回のパルス幅と今回のパルス幅はそれぞれ速度検 出回路１２８に入力され、これらの入力されたパルス幅に基づいて速度の変化、 即ち相対速度が計算される。又、今回のパルス幅に基づいて絶対速度が計算され る。 この計算された速度に基づいて、パワーウインドの安全制御回路１３が制御さ れることは詳細に説明するまでもない。

【００１５】 このように、この実施例では、信号Ｓ１，Ｓ２が立ち上がり或いは立ち下る毎 に、図４に示すように信号Ｓ１，Ｓ２にそれぞれ基づく割り込み信号Ｓ５，Ｓ６ が発生し、これらのワイヤードＯＲをとって得られる割り込み信号Ｓ７がマイク ロプロセッサに入力される。そして、この割り込み信号Ｓ７に基づいて信号Ｓ１ ，Ｓ２の立ち上がりパルス幅或いは立ち下りパルス幅を検出し、これに基づいて 速度を検出することになる。したがって、ここでは信号Ｓ１，Ｓ２には１／４の 周期のずれが存在しているため、例えばモータ１の通常の回転速度で得られる信 号Ｓ１，Ｓ２の周期が２０ｍＳとすれば、その１／４の５ｍＳの周期で割り込み 信号Ｓ７を得ることが可能となる。

【００１６】 これにより、従来では信号Ｓ１又はＳ２の周期、即ち２０ｍＳで検出していた ウインドガラスにおける挟み込みを５ｍＳの周期で検出することができるように なり、迅速な挟み込みの検出、及びこれに伴う安全制御動作が可能となる。 尚、前記実施例は本考案をパワーウインドの挟み込みを検出する装置として適 用した例を示しているが、電気的な信号により回転体の回転速度及びその速度変 化を検出する装置一般に同様に適用することができる。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、ホール素子からの信号の立ち上がり及び立ち下 りをそれぞれ検出し、かつこの検出時点においてホール素子からの信号の立ち上 がりパルス幅及び立ち下りパルス幅を検出し、これらのパルス幅に基づいて回転 体の回転速度を検出しているので、ホール素子から出力される信号の周期よりも 短い周期での速度検出が可能となり、回転速度及びその速度変化を高精度に検出 することが可能とされる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】マイクロプロセッサの内部構成を示すブロック
構成図である。

【図２】本考案をパワーウインドの安全装置に適用した
実施例のブロック構成図である。

【図３】マイクロプロセッサにおける割り込み処理のフ
ローチャートである。

【図４】図１の構成における動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。

【図５】ホール素子とマグネットによる回転速度を検出
する装置の概略斜視図である。

【図６】ホール素子の出力信号と、その周期を示すタイ
ミングチャートである。

【符号の説明】

１ モータ（回転体） ３ マグネット ４Ａ，４Ｂ ホール素子 １１ パワーウインド回路 １２ マイクロプロセッサ １３ 安全制御回路 １２１ 立ち上がり・立ち下り検出回路 １２３ パルス幅計算回路 １２４ カウンタ １２５ カウンタ値レジスタ １２６ パルス幅レジスタセレクト回路 １２７ パルス幅レジスタ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体に設けたマグネットと、このマグ
   ネットの周囲に配設したホール素子とを備え、マグネッ
   トが回転されたときにホール素子から出力される信号に
   基づいて回転体の回転速度を検出する装置において、前
   記ホール素子からの信号の立ち上がり及び立ち下りをそ
   れぞれ検出する手段と、その立ち上がり時点及び立ち下
   り時点のそれぞれにおいて前記ホール素子からの信号の
   立ち上がりパルス幅及び立ち下りパルス幅を検出する手
   段と、これらのパルス幅に基づいて前記回転体の回転速
   度を検出する手段とを備えることを特徴とする回転速度
   検出装置。