JPH10271873A - モータの速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回転軸に駆動力を付与するモータを安定して速
度制御できるようにする。 【解決手段】速度検出部２０により主モータの速度に比
例した数の検出パルスを出力し、速度検出部２０からの
検出パルスを、パルス入力部２１を介してゲート方式の
導出部２２に入力する。導出部２２により、検出パルス
を一定のゲート時間だけ取り込んでそのパルス数をカウ
ントし、主モータ１の速度を導出し、前回の導出速度に
対する今回の導出速度の増減を増減検出部２３により検
出する。増減検出部２３の検出結果が増加のときにカウ
ンタ２４のカウント値を“１”インクリメントし、減少
のときに“１”デクリメントし、判定部２５により、そ
のカウント値が下側基準値“１”及び上側基準値“３”
であるときだけゲート２７を開放して演算部２６に導出
部２２による今回の導出速度を取り込み、従モータの新
たな速度設定値の演算を行い、速度設定値の設定変更を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、モータにより回
転軸に駆動力を付与すべく、回転軸の回転に関連して移
動若しくは回転する可動体の移動若しくは回転の速度に
応じてモータの速度を制御するモータの速度制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に鋼板の圧延等は、例えば図４に示
すような圧延システムにより行われる。即ち、主モータ
１によりその回転軸が回転駆動される一対の主ピンチロ
ーラ２ａ、２ｂと、従モータ３によりその回転軸が回転
駆動される一対の従ピンチローラ４ａ、４ｂとにより、
鋼板５が順次圧延される。

【０００３】そして、両主ピンチローラ２ａ、２ｂ間に
鋼板５が挟持されることによって、鋼板５の第１段階の
圧延が行われ、その後両従ピンチローラ４ａ、４ｂ間に
鋼板５が挟持されることによって、第１段階よりも板厚
を薄くする第２段階の圧延が行われる。このため、鋼板
５の搬送速度は両従ピンチローラ４ａ、４ｂ側の方が両
主ピンチローラ２ａ、２ｂ側よりも速くなり、両従ピン
チローラ４ａ、４ｂを両主ピンチローラ２ａ、２ｂより
も速く回転させる必要が生じる。

【０００４】このように、従ピンチローラ４ａ、４ｂの
回転軸の回転速度と主ピンチローラ２ａ、２ｂの回転軸
の回転速度とは互いに関連しており、可動体としての主
ピンチローラ２ａ、２ｂの回転軸を駆動する主モータ１
の速度に応じて、従ピンチローラ４ａ、４ｂの回転軸の
回転速度を制御する従モータ３を制御しなければならな
い。

【０００５】そこで、主モータ１の速度を近接スイッチ
等から成る速度センサ６により検出し、その検出速度
を、主モータ１の制御用の主コントローラ７を介して従
モータ３の制御用の従コントローラ８に送出し、従モー
タ３がこの検出速度に応じた速度になるように従コント
ローラ８によって従モータ３を制御するのである。

【０００６】この従モータ３の速度制御に関する構成に
ついて更に詳しく説明すると、例えば図５に示すように
なる。

【０００７】図５において、１０は速度検出部で、主モ
ータ１の速度に比例した数の検出パルスを出力するよう
になっており、図４における速度センサ６及び主コント
ローラ７の一部により構成されるものである。１１はパ
ルス入力部で、速度検出部１０からの検出パルスが入力
される。１２はいわゆるゲート方式の導出部で、パルス
入力部１１に入力された検出パルスを一定のゲート時間
Ｔｇだけ取り込んでそのパルス数をカウントし主モータ
１の速度を導出し、この導出動作を所定時間毎に定期的
に繰り返すのである。１３は設定部で、導出部１２によ
り導出された導出速度に基づき従モータ３の速度設定値
の設定を行い、その速度設定値を図示されていない制御
部に出力するようになっており、この制御部は、従モー
タ３の速度が速度設定値になるように従モータ３の制御
を行う。これらパルス入力部１１、導出部１２、設定部
１３及び制御部は、図４における従コントローラ８によ
り構成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ゲート方式による速度
検出とは、上記したようにパルスカウンタのゲートを一
定のゲート時間Ｔｇだけ開き、その間に取り込まれる検
出パルスをパルスカウンタによりカウントし、このカウ
ント値に基づいて主モータ１の速度がいくらであるかを
演算して導出するというものである。

【０００９】しかしながら、このようなゲート方式の場
合には、検出パルスのパルス周波数によっては、パルス
カウンタのゲートの開くタイミングが入力パルスに対し
てずれる場合があり、例えば図６に示すように、ゲート
時間Ｔｇは一定であっても、一方では７個の検出パルス
を取り込んで１から７までをカウントするのに対し、他
方では６個の検出パルスしか取り込めず１から６までし
かカウントできないことがある。

【００１０】このようにゲート方式では、パルスカウン
タの１カウント分の誤差が必ず生じるため、速度設定値
にも誤差を生じ、上記した主モータ１の速度は変化して
いないにも拘わらず、従モータ３の速度設定値が変更さ
れてしまうことがあり、従モータ３の速度制御を安定し
て行うことができないという問題点があった。

【００１１】この発明が解決しようとする課題は、回転
軸に駆動力を付与するモータを安定して速度制御できる
ようにすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
モータにより回転軸に駆動力を付与すべく、前記回転軸
の回転に関連して移動若しくは回転する可動体の移動若
しくは回転の速度に応じて前記モータの速度を制御する
モータの速度制御装置において、前記可動体の速度に比
例した数の検出パルスを出力する速度検出部と、定期的
に前記速度検出部からの前記検出パルスを一定のゲート
時間だけ取り込んでそのパルス数をカウントし前記可動
体の速度を導出する導出部と、前記導出部により導出さ
れた前回の導出速度に対する今回の導出速度の増減を検
出する増減検出部と、動作開始時に初期リセットされ前
記増減検出部による検出結果が増加のときにカウント値
を“１”インクリメントし減少のときに“１”デクリメ
ントするカウンタと、前記導出部による今回の導出速度
に基づき前記モータの速度設定値の設定を行い前記カウ
ント値が下側基準値及びこの下側基準値とは少なくとも
２以上の差を有する上側基準値であるときに前記モータ
の速度設定値の設定変更を行う設定部と、前記モータの
速度が前記設定部により設定された速度設定値になるよ
うに前記モータを制御する制御部とを備えていることを
特徴としている。

【００１３】このような構成によれば、導出部により導
出された今回の導出速度が前回よりも増加しているとき
にはカウンタのカウント値は“１”増え、今回の導出速
度が前回よりも減少しているときにはカウンタのカウン
ト値は“１”減る。そして、カウンタのカウント値が下
側基準値或いは上側基準値であれば、設定部によりモー
タの速度設定値の設定変更が行われる。

【００１４】ここで、可動体の速度は変動していないに
も拘わらず、導出部によるパルスカウントのタイミング
のずれが原因で増減検出部により可動体の速度が前回よ
りも増減したと判断され、カウンタのカウント値が変化
しても、カウンタのカウント値の下側基準値と上側基準
値との間には２以上の差（不感帯）があるため、このよ
うな可動体の速度の増減によるカウンタのカウント値は
下側基準値と上側基準値との間の不感帯に入ることにな
り、設定部によるモータの速度設定値の設定変更が行わ
れることはない。

【００１５】ところで、請求項２記載のように、前記カ
ウンタの初期値がｎ（ｎは任意の整数）であり、前記設
定部によって設定変更を行うべき前記下側基準値及び上
側基準値が、それぞれ“ｎ”及び“ｎ＋２”であり、前
記カウンタが、カウント値“ｎ＋２”の状態で前記増減
検出部による検出結果が増加であるとき、及びカウント
値“ｎ”の状態で前記増減検出部による検出結果が減少
であるときにそのカウント値を維持する機能を有する
と、カウンタのカウント値が“ｎ＋１”であればこれが
不感帯となり、設定部によるモータの速度設定値の設定
変更は行われない。

【００１６】さらに、請求項３記載のように、前記モー
タによる前記回転軸に付与される駆動力が補助的であ
り、前記回転軸が主として前記モータ以外の駆動源によ
り駆動されるのが効果的である。

【００１７】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態について図
１ないし図３を参照して説明する。

【００１８】但し、本実施形態は、上記した図４の圧延
システムに適用した場合であり、図１はブロック図、図
２は動作説明用フローチャート、図３は動作説明図であ
る。

【００１９】要部の構成を表わす図１に示すように、図
４における速度センサ６及び主コントローラ７の一部に
より構成される速度検出部２０により、主モータ１（図
４参照）の速度に比例した数の検出パルスが出力され
る。

【００２０】この速度検出部２０からの検出パルスはパ
ルス入力部２１を介してゲート方式の導出部２２に入力
される。そしてこの導出部２２により、検出パルスが一
定のゲート時間だけ取り込まれてそのパルス数がカウン
トされ、カウントされたパルス数から主モータ１の速度
が導出され、この導出動作が所定時間毎に定期的に繰り
返される。

【００２１】さらに、導出部２２により導出された前回
の導出速度に対する今回の導出速度の増減が増減検出部
２３により検出される。この増減検出部２３の検出結果
に応じてアップダウンカウンタ２４のカウント値が変化
する。このカウンタ２４は、電源投入時に“０”であり
モータ起動時に“１”に初期化され、増減検出部２３の
検出結果が増加のときにカウント値を“１”インクリメ
ントし、減少のときに“１”デクリメントするようにな
っている。

【００２２】ところで、、カウンタ２４は、カウント値
“４”以上についてリミッタがかけられ、カウント値が
“３”の状態のときに増減検出部２３の検出結果が増加
であっても、カウント値は“３”のまま保持される。ま
た、カウント値“１”の状態のときに増減検出部２３の
検出結果が減少であるときにも、カウント値は“１”の
まま保持されるようになっている。

【００２３】そして、カウンタ２４のカウント値は判定
部２５により読み取られ、カウント値が下側基準値
“１”及び上側基準値“３”であるときだけ、判定部２
５によって導出部２２と演算部２６との間に設けられた
ゲート２７が開放される。この開放状態のゲート２７を
介して導出部２２から今回導出された導出速度が演算部
２６に取り込まれる。演算部２６では、取り込んだ今回
の導出速度に基づいて従モータ３（図４参照）の新たな
速度設定値の演算が行われ、速度設定値の設定変更が行
われるのである。

【００２４】このように、判定部２５、演算部２６及び
ゲート２７により従モータ３の速度設定値の設定変更を
行う設定部２８が構成されている。この設定部２８によ
り設定された速度設定値が、図１には示されていない制
御部に出力され、従モータ３の速度が速度設定値になる
ように従モータ３の制御が行われるのである。これらパ
ルス入力部２１、導出部２２、増減検出部２３、カウン
タ２４、設定部２８及び制御部は、図４における従コン
トローラ８により構成されている。

【００２５】つぎに、従モータ３の速度設定値の設定変
更動作について図２のフローチャートを参照して説明す
る。

【００２６】いま、導出部２２により新たに導出速度が
導出され（ステップＳ１）、増減検出部２３により今回
の導出速度が前回よりも増加しているかどうかの判定が
行われ（ステップＳ２）、この判定結果がＹＥＳであれ
ばカウンタ２４のカウント値が“１”インクリメントさ
れる（ステップＳ３）。

【００２７】一方、ステップＳ２の判定結果がＮＯであ
れば、今回の導出速度が前回よりも減少しているかどう
かの判定が行われ（ステップＳ４）、この判定結果がＮ
Ｏであれば主モータ１の速度の変動がなく、速度設定値
の変更を行う必要がないため、スタートに戻る。また、
ステップＳ４の判定結果がＹＥＳであれば、カウンタ２
４のカウント値が“１”デクリメントされる（ステップ
Ｓ５）。

【００２８】そして、ステップＳ５の処理後、上記した
ステップＳ３の処理を経たのちと共にステップＳ６に移
行し、カウンタ２４のカウント値が“０”になるのであ
れば“１”に、カウント値が“４”になるのであれば
“３”に設定する処理が行われる（ステップＳ６）。

【００２９】その後、カウンタ２４のカウント値が
“１”或いは“３”であるか否かの判定が行われ（ステ
ップＳ７）、判定結果がＹＥＳであれば従モータ３の新
たな速度設定値が算出されて設定変更がなされる（ステ
ップＳ８）。一方、ステップＳ７の判定結果がＮＯであ
ればカウンタ２４のカウント値は不感帯の“２”である
ため設定変更は行われず、ステップＳ８の処理を経たの
ちと共にスタートに戻る。

【００３０】例えば図３に示すように、主モータ１（図
４参照）の速度が時間を追う毎に変化する場合、上記し
たような動作により、カウンタ２４のカウント値が
“１”或いは“３”のときに、例えば（主モータ１の導
出速度×比例定数）の演算によって従モータ３の速度設
定値の設定変更がなされる。また、図３に示すようにカ
ウント値が“１”或いは“３”の状態から“２”に変化
しても、上記した動作によって速度設定値の設定変更は
行われない。

【００３１】また、カウント値が図３に示すように
“１”から“２”に変化し更に“１”に戻った場合に
は、速度設定値の設定変更が行われるが、カウント値が
“２”に変化する前後における導出速度は同じになるた
め、設定変更処理の前後における速度設定値自体は実質
的に変化していないのである。このことはカウント値が
“３”から“２”に変化し更に“３”に戻った場合も同
様である。

【００３２】従って、このようにカウンタ２４のカウン
ト値に不感帯を設けたことによって、主モータ１の速度
は変化していないにも拘わらず、導出部２２のゲートの
タイミングずれが原因で今回の導出速度が前回よりも増
加或いは減少したと判断された場合であっても、従来の
ように速度設定値の設定変更が行われることを防止でき
る。

【００３３】なお、上記実施形態は圧延システムに適用
した場合を例にとり、従ピンチローラ４ａ、４ｂの回転
軸の回転速度と主ピンチローラ２ａ、２ｂの回転軸の回
転速度とが関連しており、可動体としての主ピンチロー
ラ２ａ、２ｂの回転軸を駆動する主モータ１の速度に応
じて、従ピンチローラ４ａ、４ｂの回転速度を制御する
従モータ３を制御する場合について説明したが、この発
明はこれに限定されるものでないのは勿論である。

【００３４】また、アシスト自転車のように、人力によ
り回転駆動力が与えられる回転軸に、モータによる駆動
力を補助的に付加し、このときの回転軸に付与すべきモ
ータの補助駆動力を、回転軸の回転速度である自転車の
走行速度に応じて設定するような場合にも、原理的には
この発明を適用することが可能である。

【００３５】さらに、上記実施形態では、設定変更のカ
ウント値の下側基準値を“１”、上側基準値を“３”と
し、カウンタ２４の不感帯はカウント値が“２”だけで
ある場合について説明したが、設定変更のカウント値の
下側基準値及び上側基準値はこれらに限定されるもので
はない。従って、カウント値の不感帯として複数の値を
設けてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、カウ
ンタのカウント値が下側基準値と上側基準値との間に２
以上の差が設けられているため、可動体の速度は変動し
ていないにも拘わらず、導出部によるパルスカウントの
タイミングのずれが原因で増減検出部により可動体の速
度が前回よりも増減したと判断され、カウンタのカウン
ト値が変化した場合であっても、従来のように設定部に
よるモータの速度設定値の設定変更が行われることを防
止でき、回転軸に駆動力を付与するモータを安定して速
度制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態のブロック図である。

【図２】同上の動作説明用フローチャートである。

【図３】同上の動作説明図である。

【図４】この発明の前提となるシステムの概略図であ
る。

【図５】従来例のブロック図である。

【図６】同上の動作説明図である。

【符号の説明】

１ 主モータ ２ａ、２ｂ 主ピンチローラ ３ 従モータ ４ａ、４ｂ 従ピンチローラ ２０ 速度検出部 ２２ 導出部 ２３ 増減検出部 ２４ カウンタ ２５ 判定部 ２６ 演算部 ２７ ゲート ２８ 設定部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータにより回転軸に駆動力を付与すべ
   く、前記回転軸の回転に関連して移動若しくは回転する
   可動体の移動若しくは回転の速度に応じて前記モータの
   速度を制御するモータの速度制御装置において、 前記可動体の速度に比例した数の検出パルスを出力する
   速度検出部と、 定期的に前記速度検出部からの前記検出パルスを一定の
   ゲート時間だけ取り込んでそのパルス数をカウントし前
   記可動体の速度を導出する導出部と、 前記導出部により導出された前回の導出速度に対する今
   回の導出速度の増減を検出する増減検出部と、 動作開始時に初期リセットされ前記増減検出部による検
   出結果が増加のときにカウント値を“１”インクリメン
   トし減少のときに“１”デクリメントするカウンタと、 前記導出部による今回の導出速度に基づき前記モータの
   速度設定値の設定を行い前記カウント値が下側基準値及
   びこの下側基準値とは少なくとも２以上の差を有する上
   側基準値であるときに前記モータの速度設定値の設定変
   更を行う設定部と、 前記モータの速度が前記設定部により設定された速度設
   定値になるように前記モータを制御する制御部とを備え
   ていることを特徴とするモータの速度制御装置。
2. 【請求項２】 前記カウンタの初期値がｎ（ｎは任意の
   整数）であり、前記設定部によって設定変更を行うべき
   前記下側基準値及び上側基準値が、それぞれ“ｎ”及び
   “ｎ＋２”であり、前記カウンタが、カウント値“ｎ＋
   ２”の状態で前記増減検出部による検出結果が増加であ
   るとき、及びカウント値“ｎ”の状態で前記増減検出部
   による検出結果が減少であるときにそのカウント値を維
   持する機能を有することを特徴とする請求項１記載のモ
   ータの速度制御装置。
3. 【請求項３】 前記モータによる前記回転軸に付与され
   る駆動力が補助的であり、前記回転軸が主として前記モ
   ータ以外の駆動源により駆動されることを特徴とする請
   求項１または２記載のモータの速度制御装置。