JPH1080176A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来は速度検出回路をマイクロコンピュータと
は別回路として構成しており、パルス数を計数するカウ
ンタとラッチ回路のデータをマイクロコンピュータに取
り入れるために、マイクロコンピュータからデータバス
等を外部出力して速度検出回路に接続しており、回路全
体が小型化できないという問題点があった。 【解決手段】パルス発生器５からのパルス数を計測する
カウンタ２，時間を計測するカウンタ４，パルスに同期
してカウンタ３の出力値をラッチするレジスタ４を備え
たマイクロコンピュータ１において、カウンタ２または
レジスタ４の値を二度読みすることによって、同一時点
のモータ位置と時間のデータを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はモータ制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】モータの速度およびトルクの制御を行う
ためモータの速度を検出する必要がある。モータの回転
子の回転速度を検出するには、１回転に対して複数個の
パルス信号を出力するパルス発生器が良く用いられる。
このパルス発生器を用いて速度検出する装置として、例
えば特公平6−1279 号公報がある。これは主に、パルス
発生器のパルス数を計数するカウンタ，時間を計測する
カウンタ，パルス発生器のパルスに同期して時間を計測
するカウンタの値をラッチするラッチ回路からなり、マ
イクロコンピュータから一定周期毎に、パルス数を計数
するカウンタとパルス信号の入力時間を示すラッチ回路
の値を取り込んで、モータ速度を計算する。

【０００３】特開昭62−247781号公報はマイクロコンピ
ュータの内蔵のタイマカウンタにより速度検出パルス信
号の各１周期の時間を計測し、かつ計測の結果を処理し
て形成されたコンピュータの速度制御信号によりモータ
の回転速度を一定に制御する直流モータの速度制御方法
において、検出パルス信号を１／２分周して分周パルス
信号を形成するとともに、分周パルス信号によりカウン
タへの時計用のクロックパルス信号の供給を制御するゲ
ート手段を設け、このゲート信号手段の制御により、タ
イマカウンタは速度検出パルス信号の各１周期の時間を
計測する。

【０００４】特開平5−130789 号公報は高精度の時間情
報を最小の検出遅れで検出するディジタル速度検出回路
を、アップダウンカウンタとアップカウンタとデータセ
レクタとレジスタと動作制御回路等の構成により実現し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特公平6−1279 号公報
の方式は速度検出回路をマイクロコンピュータとは別回
路として構成しているので、パルス数を計数するカウン
タとラッチ回路のデータをマイクロコンピュータに取り
入れるために、マイクロコンピュータからデータバス等
を外部出力して速度検出回路に接続しているので、回路
全体が小型化できないという問題点があった。また、マ
イクロコンピュータからパルス数を計数するカウンタと
パルス信号入力時間を示すラッチ回路のデータを取り込
んでいる途中でデータが更新された場合、パルス数を計
数するカウンタのパルス数とラッチ回路の時間のデータ
が同一時点のものでなくなり、モータ速度計算値に誤差
が生じるという問題点があった。

【０００６】特開昭62−247781号公報はモータの回転速
度を計算するのに、パルス信号の１周期の時間を計測す
る方式であり、低速領域では精度良く速度の計算を行う
ことができるのに対して、高速領域では計測できるクロ
ック数が少なくなり精度が低下する。高速領域で精度良
く速度の計算を行うには、パルスの計数値とパルスの入
力時間より速度計算を行う必要がある。また、速度計算
のタイミングに割込みを使うので、高速領域では割込み
が頻繁に発生して他の処理に使用できる時間が少なくな
る。

【０００７】特開平5−130789 号公報はディジタル速度
検出回路をマイクロコンピュータとは別回路として構成
しているので、回路全体が小型化できないという問題点
があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】モータ、前記モータに電
力を供給する電力供給部、前記電力供給部にＰＷＭ信号
を出力して前記モータの電流およびトルクおよび速度を
制御するマイクロコンピュータ、前記モータの回転する
毎にパルス信号を出力するパルス発生器からなるモータ
制御装置において、前記マイクロコンピュータは、時間
を計測する第一のカウンタ、前記パルス信号の数を計数
する第二のカウンタ、前記パルス信号に同期して前記時
間を計測するカウンタの値をラッチするレジスタを備
え、一定サンプリング時間ごとにソフトウェアにより、
前記パルス信号の計数値を示す前記第二のカウンタの値
と前記パルス信号の入力時間を示す前記レジスタの値の
二つの値を取り込んでモータ速度を計算するときに、前
記第二のカウンタの値と前記レジスタの値のうち、一つ
の値を取り込んだ直後に前記パルス信号が入力されるこ
とによって生じる前記パルス信号の計数値と前記パルス
信号の入力時間のずれを補正する処理を備える。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
により説明する。図１はモータ制御装置を示している。
マイクロコンピュータ１，駆動回路１１，バッテリ１
２，モータ６，パルス発生器５から構成されており、マ
イクロコンピュータ１はアクセル・ブレーキの踏み込み
量から得られる速度指令またはトルク指令に応じて、モ
ータ６の速度またはトルクの制御を行っている。

【００１０】マイクロコンピュータ１はカウンタ２及び
カウンタ３と、カウンタ３の出力値を保存するレジスタ
４を内蔵している。さらに、マイクロコンピュータ１
は、カウンタ２及びカウンタ３とレジスタ４の出力値を
取り込んでモータの速度計算処理を行い、速度指令又は
トルク指令に基づいてモータの速度又はトルクを制御す
る処理を行うＣＰＵ７，ＲＯＭ８，ＲＡＭ９，駆動回路
１１を動作させるためのＰＷＭ信号を発生するタイマ１
０を内蔵している。また図示していないがマイクロコン
ピュータ１はＡＤ変換器を内蔵しており、モータ電流を
マイクロコンピュータ内に取り込んで電流制御を演算
し、電圧指令をタイマ１０に書き込んでいる。駆動回路
１１はパワー半導体素子により構成される電力変換器、
及び、その制御回路からなり、マイクロコンピュータ１
からの信号に応じてバッテリ１２の電力をモータ６に供
給してモータ６を回転させる。パルス発生器５はモータ
６の回転数に比例した周波数のパルス列を発生する。

【００１１】カウンタ２はパルス発生器５からの出力パ
ルスmplsの計数を行う。カウンタ３はマイクロコンピュ
ータ１の内部クロックを計数する。この内部クロックの
周波数はパルス発生器５の出力するパルスの周波数よ
り、十分に高いものとする。また、外部から一定周期の
クロックパルスを入力して計測してもよい。パルス発生
器５からの出力パルスmplsの立ち下がりと立ち上がりで
カウンタ３の計数値をレジスタ４にラッチする。カウン
タ２はパルスの計数値を示し、レジスタ４はパルスの入
力時間を示しているので、ソフトウェアにより一定サン
プリング毎にカウンタ２とレジスタ４の値を取り込んで
モータ速度演算を行う。パルス発生器５からの出力パル
スmplsが二相信号の場合は、カウンタ２は二相信号の位
相によりアップダウンをできるカウンタを使用して、カ
ウンタ３のレジスタ４へのラッチは、二相信号をＥＸＯ
Ｒ回路を通して、その立ち下がりと立ち上がりで行え
ば、この構成のまま使用することができる。

【００１２】図２はモータ６が回転するときにパルス発
生器５が出力するパルス信号mplsの波形とカウンタ２，
カウンタ３，レジスタ４の変化のタイミングを示す。カ
ウンタ２の値はパルス信号mplsの立ち上がりと立ち下が
りに同期してインクリメントされる。カウンタ３の値は
一定周期の内部クロックに同期してインクリメントされ
る。カウンタ３の値は、出力パルスmplsの立ち上がりと
立ち下がりに同期してレジスタ４にラッチされる。ここ
では、レジスタの値は、パルス信号mplsの立ち下がりと
立ち上がりがマイクロコンピュータ１へ入力された時間
を示していることになる。

【００１３】図３はマイクロコンピュータ１で一定サン
プリング時間毎に行う処理であり、カウンタ２からモー
タ位置を読み込み、レジスタ４からモータ位置が変化し
たときの時間を読み込んでいる。この処理は、カウンタ
２の値とレジスタ４の値を読み込んでいるときに、カウ
ンタ２の値を読み込んだ後、パルス信号が入力され、レ
ジスタ４の値が変化することを考慮しているもので、同
一のパルス信号によるモータ位置と時間を選択する。ま
ず最初にカウンタ２の値を変数motor１ に取り込む（ス
テップ３０１）。次に、レジスタ４の値を変数time１に
取り込む（ステップ３０２)。さらにカウンタ２の値を
変数motor２に取り込む(ステップ３０３)。ここで変数m
otor１と変数motor２の値が同じであるかどうかの判定
を行う（ステップ３０４）。同じである場合には、モー
タ位置を示す変数motorに変数motor１の値を代入し（ス
テップ３０５）、モータ位置が変化したときの時間を示
す変数timeに変数time１の値を代入する（ステップ３０
６）。ステップ３０４の判定の結果、変数motor１と変
数motor２の値が異なるときには、もう一度レジスタ４
の値を取り込んで変数timeに代入し（ステップ３０
７）、変数motorに変数motor２の値を代入する（ステッ
プ３０８）。

【００１４】図４と図５は、カウンタ及びレジスタの変
更のタイミングと、図３で示した一定サンプリング時間
毎に行うカウンタ２及びレジスタ４からのデータの読み
込み処理のタイミングの関係を示している。これはカウ
ンタ２の値を読み込んだ後、パルス信号が入力され、レ
ジスタ４の値が変化したかどうかを判定する方式を示し
ている。図４では、ステップ３０１からステップ３０３
までの一連の処理が、カウンタ２及びレジスタ４の変更
のタイミングと重ならなかった場合である。このとき
は、変数motor１と変数motor２の値は同じものとなる。
図５はステップ３０１からステップ３０３までの一連の
処理が、カウンタ２及びレジスタ４の変更のタイミング
と重なった場合である。このとき変数motor１と変数mot
or２の値は異なったものとなる。変数time１の値は、図
５の上側の場合では変数motor１に同期した値となる
が、図５の下側の場合では変数motor２ に同期した値と
なり、図５の上側の状態と下側の状態で変数time１の値
がどちらに対応するのか判断をつけることができない。
そこで、もう一度レジスタ４の値を取り込む処理ステッ
プ３０７を行っている。

【００１５】図６はマイクロコンピュータ１で一定サン
プリング時間毎に行う処理であり、カウンタからモータ
位置を読み込み、レジスタからモータ位置が変化したと
きの時間を読み込んでいる。ここでの処理は、図３に示
した処理に対して、カウンタ２とレジスタ４のデータを
取り込む処理の順番が異なっている。まず最初にレジス
タ４の値を変数time１に取り込む（ステップ６０１）。
次に、カウンタ２の値を変数motor１ に取り込む（ステ
ップ６０２）。さらにレジスタ４の値を変数time２に取
り込む（ステップ６０３）。ここで変数time１と変数ti
me２の値が同じであるかどうかの判定を行う（ステップ
６０４）。同じである場合には、モータ位置を示す変数
motorに変数motor１の値を代入し（ステップ６０５）、
モータ位置が変化したときの時間を示す変数timeに変数
time１の値を代入する（ステップ６０６）。ステップ６
０４の判定の結果、変数time１と変数time２の値が異な
るときには、もう一度、カウンタ２の値を読み込んで変
数motor に代入し（ステップ６０７）、変数timeに変数
time２の値を代入する（ステップ６０８）。この処理で
レジスタ４及びカウンタ２の値を交互に読み込むのは、
図４及び図５に示したものと同様の理由による。

【００１６】図７の処理はマイクロコンピュータ１にお
いて一定サンプリング時間毎に行う処理であり、実際の
モータ速度計算の処理を示している。この処理は、図３
または図６で示した処理によって、モータ位置を示す変
数motor とモータ位置が変化したときの時間を示す変数
timeの値が確定した後に続けて行うものとする。

【００１７】まず、変数timeと前のレジスタ４の値を示
す変数preregの比較を行い、レジスタ４の値が更新され
ているかどうかの判定を行う（ステップ７０１）。

【００１８】レジスタ４の値が更新されているときに
は、変数timeと前回サンプリングで決められた時間を示
す変数pretime との偏差を計算し、変数ｄtimeに代入す
る（ステップ７０２）。前回サンプリングまでに積分さ
れた変数stimeの値に変数dtimeの値を加算する（ステッ
プ７０３）。変数motor と前のモータ位置を示す変数pr
emotorとの差分を計算し、変数dmotorに代入する（ステ
ップ７０４）。モータ速度omegamは変数dmotorを変数ｓ
timeで割った値に係数ｋ１をかけて求める（ステップ７
０５）。変数preregに変数timeの値を代入する（ステッ
プ７０６）。前回の時間を積分した値を示す変数presti
meに変数ｓtimeの値を代入する（ステップ７０７）。変
数pretime に変数timeの値を代入する（ステップ７０
８）。前のモータ位置を示す変数premotorに変数motor
の値を代入する（ステップ７０９）。変数ｓtimeの値を
クリアして０にする（ステップ７１０）。変数count の
値をクリアして０にする（ステップ７１１）。

【００１９】ステップ７０１でレジスタ４の値が更新さ
れていないときには、連続して更新されない回数を示す
変数count が最大値ＭＡＸを超えていないかの判断を行
う（ステップ７１２）。これは時間を積分する変数ｓti
meの値のオーバーフローを防止するためであり、また次
回のサンプリングにレジスタ４が更新されてモータ速度
の計算（ステップ７０５）を行っても変数omegamの値が
０となるように、ＭＡＸの値と変数stimeの変数の型を
決める（変数timeをshort変数としたときには変数stime
はlong変数とする等）。

【００２０】変数count が最大値ＭＡＸを超えていない
場合、時間を計測するカウンタ３の値を読み込んで変数
cnt２ に代入する（ステップ７１３）。変数cnt２ と前
回サンプリングで決められた時間を示す変数pretimeと
の偏差を計算し、変数dtimeに代入する（ステップ７１
４）。前回サンプリングまでに積分された変数stime の
値に変数dtimeの値を加算する（ステップ７１５）。変
数stimeと前の積分された時間を示す変数prestime との
比較を行い（ステップ７１６）、変数stimeの値が大き
い場合には、モータ速度omegamは係数ｋ１を変数stime
の値で割った値として演算する（ステップ７１７）。変
数pretimeに変数cnt２の値を代入する（ステップ７１
８）。変数count の値をインクリメントする（ステップ
７１９）。ここでの処理はレジスタ４の値が更新されな
いときに、カウンタ３の値を直接取り込んでいるのでカ
ウンタ３がオーバーフローしても問題なくモータ速度の
検出を行うことができる。

【００２１】変数countが最大値ＭＡＸを超えている場
合、モータ速度omegam の値は０とする（ステップ７２
０）。

【００２２】図８はカウンタ２，カウンタ３，レジスタ
４の変化と速度検出処理の計算のタイミングを示してお
り、レジスタ４が変化するまでに速度検出処理が何回も
行われる低速度領域の場合である。パルスをカウントす
るカウンタ２は時刻Ａ，時刻Ｂ，時刻Ｃでインクリメン
トされている。時刻Ｂから時刻Ｃの間の速度検出処理に
おいて、時刻Ｂの直後のサンプリング時点では、レジス
タ４が更新されているので、図７のステップ７０５によ
りモータ速度が計算され、時刻Ａと時刻Ｂの時間差が変
数prestimeとして保存される。それ以後の速度検出処理
のサンプリング時点でレジスタ４が更新されない間、時
刻Ｂからサンプリング時点までの時間が変数stimeとし
て計算される。変数prestimeと変数stimeの値の比較を
行って、変数prestime の値が変数stimeの値よりも大き
いときには、速度計算は行わず時刻Ｂ直後のサンプリン
グ時点で計算したモータ速度omegamの値を保持してい
る。変数stimeの値が変数prestime の値よりも大きくな
ってくると、図７のステップ７１７で示した式でモータ
速度omegamの計算を行う。この場合、サンプリング時点
での変数stime の値が大きくなるほど、モータ速度omeg
amの値は小さくなっていくが、時刻Ｂ直後のサンプリン
グ時点で計算したモータ速度omegamと時刻Ｃ直後の速度
検出処理のサンプリング時点で計算するモータ速度omeg
amの値が不連続にならないようになっている。

【００２３】本発明の別の実施の形態を図９により説明
する。図９はモータ制御装置を示している。マイクロコ
ンピュータ９０１，駆動回路９０８，バッテリ９０９，
モータ９０６，パルス発生器９０５から構成されてお
り、マイクロコンピュータ901はアクセル・ブレーキの
踏み込み量から得られる速度指令またはトルク指令に応
じて、モータ９０６の速度またはトルクの制御を行って
いる。この構成は、モータ速度検出回路がマイクロコン
ピュータの外側に構成されている場合である。モータ速
度検出回路はカウンタ９０２，カウンタ９０３，ラッチ
回路９０４，クロックパルス発生器９０７の簡単な構成
でよい。さらにマイクロコンピュータ901でカウンタ９
０２，ラッチ回路９０４の値を複数回読み込むことによ
って正確なモータ速度検出を行うことができる。

【００２４】パルス発生器９０５はモータ９０６の回転
数に比例した周波数のパルス列を発生する。カウンタ９
０２はパルス発生器９０５からの出力パルスmplsの計数
を行なう。カウンタ９０３はクロックパルス発生器９０
７の発生するクロックパルスを計数する。この内部クロ
ックの周波数はパルス発生器９０５の出力するパルスの
周波数より、十分に高いものとする。パルス発生器９０
５からの出力パルスmplsの立ち下がりと立ち上がりでカ
ウンタ９０３の計数値をラッチ回路９０４にラッチす
る。マイクロコンピュータ９０１はカウンタ９０２とラ
ッチ回路９０４のデータを取り込んでモータ速度の計算
を行う。さらに、マイクロコンピュータ９０１は速度指
令又はトルク指令に基づいてモータの速度又はトルクの
制御を行い、駆動回路９０８を動作させるためのＰＷＭ
信号を出力する。また図示していないがマイクロコンピ
ュータ９０１はＡＤ変換器を内蔵しており、モータ電流
をマイクロコンピュータ内に取り込んで電流制御を演算
している。駆動回路９０８はパワー半導体により構成さ
れる電力変換器、及び、その制御回路からなり、マイク
ロコンピュータ９０１からの信号に応じてバッテリ９０
９の電力をモータ９０６へ供給し、モータ９０６を回転
させる。出力パルスmplsの波形とカウンタ９０２，カウ
ンタ９０３，レジスタ９０４の変化のタイミングは図２
に示したものと同様になる。図９に示す回路構成におい
ても、図３または図６に示したものと同様のフローチャ
ートをマイクロコンピュータ９０１で実行することで、
カウンタ９０２とラッチ回路９０４のデータを取り込ん
でいるときにモータパルスが入力されてデータが更新さ
れた場合にもモータの位置とそれに対応した時間を取り
込むことができる。さらに図７に示したものと同様のフ
ローチャートにより、モータ速度の計算を行うことがで
きる。

【００２５】本発明の別の実施の形態を図１０により説
明する。図１０はモータ制御装置を示している。マイク
ロコンピュータ１００１，駆動回路１０１２，バッテリ
1013，モータ１００７，パルス発生器１００６から構成
されており、マイクロコンピュータ１００１はアクセル
・ブレーキの踏み込み量から得られる速度指令またはト
ルク指令に応じて、モータ１００７の速度またはトルク
の制御を行っている。ここでのモータ速度検出部は、パ
ルス発生器１００６が二相パルス信号を出力する場合の
ものである。マイクロコンピュータ１００１に外部回路
を付加することなく、速度検出を行っている。

【００２６】マイクロコンピュータ１００１はカウンタ
１００２及びカウンタ１００３と、カウンタ１００２の
出力値を保存する第一のレジスタ１００４とカウンタの
出力値を保存する第二のレジスタ１００５を内蔵してい
る。さらに、マイクロコンピュータ１００１は、カウン
タ１００２及びカウンタ１００３と第一のレジスタ１０
０４及び第二のレジスタ１００５の出力値を取り込んで
モータの速度計算処理を行い、速度指令又はトルク指令
に基づいてモータの速度又はトルクを制御する処理を行
うCPU1008，ROM1009，RAM1010 ，駆動回路１０１２を動
作させるためのＰＷＭ信号を発生するタイマ１０１１を
内蔵している。また図示していないがマイクロコンピュ
ータ１００１はＡＤ変換器を内蔵しており、モータ電流
をマイクロコンピュータ内に取り込んで電流制御を演算
し、電圧指令をタイマ１０１１に書き込んでいる。駆動
回路１０１２はパワー半導体により構成される電力変換
器、及び、その制御回路からなり、マイクロコンピュー
タ１００１からの信号に応じてモータ１００７を回転さ
せる。パルス発生器１００６はモータ１００７の回転数
に比例した周波数の二相信号パルス列を発生する。カウ
ンタ１００２はパルス発生器１００６からの二相出力パ
ルスの計数を行う。カウンタ１００３はマイクロコンピ
ュータ１００１の内部クロックを計数する。この内部ク
ロックの周波数はパルス発生器１００６の出力するパル
スの周波数より、十分に高いものとする。また、外部か
ら一定周期のクロックパルスを入力して計測してもよ
い。パルス発生器１００６からの二相出力パルスのＢ相
の立ち上がりまたは立ち下がりでカウンタ１００２の計
数値を第一のレジスタ１００４にラッチし、カウンタ１
００３の計数値を第二のレジスタ１００５にラッチす
る。ここで、Ｂ相の代わりにＡ相信号を使用しても同じ
である。図１の構成では、二相信号を計数する場合に
は、二相信号のＡ相信号とＢ相信号のＥＸＯＲをとる別
回路が必要となる。別回路を使用しないためには、もう
一つマイクロコンピュータ内のレジスタを使用し、カウ
ンタ１００３の値を転送するのと同じタイミングで、カ
ウンタ1002の値を第一のレジスタ１００４に転送する必
要がある。

【００２７】図１１は二相パルス信号とカウンタ１００
２，カウンタ１００３，第一のレジスタ１００４，第二
のレジスタ１００５の動作のタイミングを示している。
カウンタ１００２は二相信号のパルスを計数し、カウン
タ１００２は時間を示すクロックパルスを計数してい
る。ここではラッチ信号としてＢ相信号の立ち下がりの
みを使用し、カウンタ１００３の値を第二のレジスタ１
００５に転送し、カウンタ１００２の値を第一のレジス
タ１００４に転送している。図１に示した構成の場合、
モータ位置とそれに対応する時間を読み込むために図３
または図６に示すフローチャートを実行していたが、図
１０に示した構成の場合、図３または図６に示すフロー
チャートにおいてカウンタ２の値を読み込む処理ステッ
プ３０１，３０３またはステップ６０２，６０７の処理
を、第一のレジスタ１００４の値を取り込む処理に変更
する必要がある。図７に示した速度を計算するフローチ
ャートはそのまま使用できる。

【００２８】本発明の別の実施の形態を図１２により説
明する。図１２はモータ制御装置を示している。マイク
ロコンピュータ１２０１，駆動回路１２１２，バッテリ
1213，モータ１２０７，パルス発生器１２０６から構成
されており、マイクロコンピュータ１２０１はアクセル
・ブレーキの踏み込み量から得られる速度指令またはト
ルク指令に応じて、モータ１２０７の速度またはトルク
の制御を行っている。マイクロコンピュータ１２０１は
カウンタ１２０２及びカウンタ１２０３と、カウンタ１
２０２の出力値を保存する第一のレジスタ１２０４とカ
ウンタ1203の出力値を保存する第二のレジスタ１２０５
を内蔵している。さらに、マイクロコンピュータ１２０
１は、カウンタ１２０２及びカウンタ１２０３と第一の
レジスタ１２０４及び第二のレジスタ１２０５の出力値
を取り込んでモータの速度計算処理を行い、速度指令又
はトルク指令に基づいてモータの速度又はトルクを制御
する処理を行うCPU1208，ROM1209，RAM1210 ，駆動回路
１２１２を動作させるためのＰＷＭ信号を発生するタイ
マ１２１１を内蔵している。また図示していないがマイ
クロコンピュータ１２０１はＡＤ変換器を内蔵してお
り、モータ電流をマイクロコンピュータ内に取り込んで
電流制御を演算し、電圧指令をタイマ1211に書き込んで
いる。パルス発生器１２０６はモータ１２０７の回転数
に比例した周波数のパルス列（二相信号）を発生する。
カウンタ１２０２はパルス発生器1206からの二相出力パ
ルスの計数を行う。カウンタ１２０３はマイクロコンピ
ュータ１２０１の内部クロックを計数する。この内部ク
ロックの周波数はパルス発生器１２０６の出力するパル
スの周波数より、十分に高いものとする。また、外部か
ら一定周期のクロックパルスを入力して計測してもよ
い。パルス発生器１２０６からの二相出力パルスのＢ相
の立ち上がりまたは立ち下がりでカウンタ１２０３の計
数値を第二のレジスタ１２０５にラッチする。二相出力
パルスのＢ相信号をワンショットパルス発生回路１２１
３に入力し、マイコンのクロック周期の1.5倍から３倍
程度の短い幅のワンショットパルスを発生させる。この
パルス幅はマイコンがパルスを認識できる最小幅以上は
必要である。このパルスによって、カウンタ１２０２の
計数値を第一のレジスタ１２０４にラッチする。ここ
で、Ｂ相の代わりにＡ相信号を使用しても同じである。
ワンショットパルス発生回路1213はＴＴＬＩＣ（74LS12
3 ）で作ることができる。

【００２９】図１２のような方式で速度計測を行うの
は、二相信号を使用して速度を計測する場合において、
Ａ相信号の立ち上がり，Ｂ相信号の立ち下がり，Ａ相信
号の立ち下がり、Ｂ相信号の立ち上がりの時間間隔が一
定でない場合には、どれか一つのタイミングにより、速
度の検出をする必要があるからである。さらに、第一の
ラッチ信号を第二のラッチ信号から遅らせるのは、カウ
ンタ１２０２の値の第一にレジスタ１２０４への転送を
第二のラッチ信号を使用して行った場合、カウンタ１２
０２のカウントアップと、レジスタ１２０４への転送が
同時に起こるため、レジスタ１２０４の値がカウントア
ップ以前の値となるおそれがあるからである。カウンタ
の値の転送にそのおそれがないときには、図１０に示し
た方式でよい。

【００３０】図１３は二相パルス信号とカウンタ１２０
２，カウンタ１２０３，第一のレジスタ１２０４，第二
のレジスタ１２０５の動作のタイミングを示している。
カウンタ１２０２は二相信号のパルスを計数し、カウン
タ１２０２は時間を示すクロックパルスを計数してい
る。ここでは第二のラッチ信号としてＢ相信号の立ち下
がりを使用して、カウンタ１２０３の値を第二のレジス
タ１２０５に転送している。第一のラッチ信号としてワ
ンショットパルス発生回路１２１３のパルス信号の立ち
下がりを使用して、カウンタ１２０２の値を第一のレジ
スタ１２０４に転送している。

【００３１】図１２に示した構成で、モータ位置とそれ
に対応する時間を読み込むために、図３または図６に示
すフローチャートでカウンタの値を読み込む処理ステッ
プ３０１，３０３またはステップ６０２，６０７の処理
を第一のレジスタ１２０４の値を取り込む処理に変更
し、ステップ３０２，３０７またはステップ６０１，６
０３の処理を第二のレジスタ１２０５の値を取り込む処
理に変更する必要がある。図７に示した速度を計算する
フローチャートはそのまま使用できる。

【００３２】図１４は第一のラッチ信号のパルス幅の影
響について示している。図１４においてステップＡは最
初に第一のレジスタ１２０４の値を取り込む処理、ステ
ップＢは第二のレジスタ１２０５を取り込む処理、ステ
ップＣは２回目の第一のレジスタ１２０４の値を取り込
む処理、ステップＤは２回目の第二のレジスタ1205を取
り込む処理とする。図１４は一連のレジスタのデータ取
り込みの処理が、カウンタからのデータ転送のタイミン
グと重なった場合について示している。ラッチ信号のパ
ルス幅が十分に狭いとき、ステップＡ，Ｃでレジスタ１
２０４の値を取り込んだ結果、取り込んだ二つの結果が
異なるので、もう一度ステップＤにおいて第二のレジス
タ１２０５を取り込む。ラッチ信号のパルス幅が広すぎ
るとき、ステップＡ，Ｃで第一のレジスタ１２０４の値
を取り込んだ結果、取り込んだ二つの結果が同じとなる
可能性がある。このときには、ステップＢで取り込んだ
第二のレジスタ１２０５の値が速度の計算に使用され
る。このステップＢで取り込んだ第二のレジスタ１２０
５の値がデータ転送される前の値のときには問題ない
が、データ転送された後の値のときにはモータ位置と時
間が対応しなくなり、速度検出値が誤ったものになる。
このように、ステップＡとステップＣの時間差よりも第
一のラッチ信号のパルス幅が小さくなるように、ワンシ
ョットパルス発生回路１２１３を調整するか、またはソ
フトウェアでステップＡとステップＣに時間差をつける
必要がある。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、モータ速度検出のため
の回路を別途設けるのではなく、マイクロコンピュータ
の中に内蔵されたカウンタとレジスタを使用すること
で、データバス等をマイコンから外部に出す必要がなく
なるので回路を小型化できる。さらに、カウンタとレジ
スタのデータを取り込んでいる途中でデータが更新され
た場合にも、データを二度読みすることで同一時点のカ
ウンタとレジスタの値を判断でき、モータ速度計算値の
誤差をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の速度検出装置を示すブロッ
ク図。

【図２】モータパルスとカウンタとレジスタの動作のタ
イミングチャート。

【図３】カウンタとレジスタの取り込みを行う処理のフ
ローチャート。

【図４】速度検出処理のタイミングとレジスタの更新の
タイミングチャート。

【図５】速度検出処理のタイミングとレジスタの更新の
タイミングチャート。

【図６】カウンタとレジスタの取り込みを行う処理のフ
ローチャート。

【図７】モータ速度計算処理のフローチャート。

【図８】低速度領域でのモータ速度検出処理の説明図。

【図９】本発明の第二実施例の速度検出装置を示すブロ
ック図。

【図１０】本発明の第三実施例の速度検出装置を示すブ
ロック図。

【図１１】モータパルスとカウンタとレジスタの動作の
タイミングチャート。

【図１２】本発明の第四実施例の速度検出装置を示すブ
ロック図。

【図１３】モータパルスとカウンタとレジスタの動作の
タイミングチャート。

【図１４】速度検出処理のタイミングとレジスタの更新
のタイミングチャート。

【符号の説明】

１…マイクロコンピュータ、２，３…カウンタ、４…レ
ジスタ、５…パルス発生器、６…モータ。

フロントページの続き (72)発明者 大津 英一 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータ、前記モータに電力を供給する電力
   供給部、前記電力供給部にＰＷＭ信号を出力して前記モ
   ータの電流およびトルクおよび速度を制御するマイクロ
   コンピュータ、前記モータの回転する毎にパルス信号を
   出力するパルス発生器からなるモータ制御装置におい
   て、 前記マイクロコンピュータは前記パルス発生器からのパ
   ルス信号を入力し、前記パルス信号の計数値と前記パル
   ス信号の入力時間を一定サンプリング時間毎に検出して
   モータ速度の演算を行い、前記モータを制御することを
   特徴とするモータ制御装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記マイクロコンピュ
   ータは、時間を計測する第一のカウンタ、前記パルス信
   号の数を計数する第二のカウンタ、前記パルス信号に同
   期して前記時間を計測する前記第一のカウンタの値をラ
   ッチするレジスタを備え、 一定サンプリング時間ごとにソフトウェアにより、前記
   パルス信号の計数値を示す前記第二のカウンタの値と前
   記パルス信号の入力時間を示す前記レジスタの値を取り
   込んでモータ速度を計算するときに、前記第二のカウン
   タの値と前記レジスタの値のうち、一つの値を取り込ん
   だ直後に前記パルス信号が入力されることによって生じ
   る前記パルス信号の計数値と前記パルス信号の入力時間
   のずれを補正する処理を備えたモータ制御装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記マイクロコンピュ
   ータは、時間を計測する第一のカウンタ、前記パルス信
   号の数を計数する第二のカウンタ、前記パルス信号に同
   期して前記時間を計測する前記第一のカウンタの値をラ
   ッチする第一のレジスタと前記パルス信号の数を計数す
   る前記第二のカウンタの値をラッチする第二のレジスタ
   を備え、 一定サンプリング時間ごとにソフトウェアにより、前記
   パルス信号の計数値を示す前記第二のレジスタの値と前
   記パルス信号の入力時間を示す前記第一のレジスタの値
   を取り込んでモータ速度を計算するときに、前記第二の
   レジスタの値と前記第一のレジスタの値のうち、一つの
   値を取り込んだ直後に前記パルス信号が入力されること
   によって生じる前記パルス信号の計数値と前記パルス信
   号の入力時間のずれを補正する処理を備えたモータ制御
   装置。
4. 【請求項４】モータ、前記モータに電力を供給する電力
   供給部、前記電力供給部にＰＷＭ信号を出力して前記モ
   ータの電流およびトルクおよび速度を制御するコントロ
   ーラ、前記モータの回転する毎にパルス信号を出力する
   パルス発生器からなり、 前記コントローラは前記パルス発生器からのパルス信号
   を入力し、前記パルス信号の計数値と前記パルス信号の
   入力時間を一定サンプリング時間毎に検出してモータ速
   度の演算を行い、前記モータを制御することを特徴とす
   るモータ制御装置。
5. 【請求項５】請求項４において、前記コントローラは、
   マイクロコンピュータ、時間を計測する前記第一のカウ
   ンタ、前記パルス信号の数を計数する前記第二のカウン
   タ、前記パルス信号に同期して前記時間を計測する前記
   第一のカウンタの値をラッチするレジスタを備え、 前記マイクロコンピュータは、一定サンプリング時間ご
   とにソフトウェアにより、前記パルス信号の計数値を示
   す前記第二のカウンタの値と前記パルス信号の入力時間
   を示す前記レジスタの値を取り込んでモータ速度を計算
   するときに、前記第二のカウンタの値と前記レジスタの
   値のうち、一つの値を取り込んだ直後に前記パルス信号
   が入力されることによって生じる前記パルス信号の計数
   値と前記パルス信号の入力時間のずれを補正する処理を
   備えたモータ制御装置。
6. 【請求項６】請求項２，３または５において、前記マイ
   クロコンピュータは、ソフトウェアにより一定サンプリ
   ング時間毎に、前記パルス信号の計数値と、前記パルス
   信号の入力時間のうち、前記パルス信号の計数値の値の
   方から交互に３回または４回の取り込みを行い、始めに
   取り込んだ前記パルス信号の計数値とあとから取り込ん
   だ前記パルス信号の計数値が同じ値であれば、始めまた
   はあとから取り込んだ前記パルス信号の計数値と始めに
   取り込んだ前記パルス信号の入力時間からモータ速度を
   演算し、始めに取り込んだ前記パルス信号の計数値とあ
   とから取り込んだ前記パルス信号の計数値が異なる値で
   あれば、あとから取り込んだ前記パルス信号の計数値と
   あとから取り込んだ前記パルス信号の入力時間からモー
   タ速度を演算するモータ制御装置。
7. 【請求項７】請求項２，３または５において、前記マイ
   クロコンピュータは、ソフトウェアにより一定サンプリ
   ング時間毎に、前記パルス信号の計数値と、前記パルス
   信号の入力時間のうち、前記パルス信号の入力時間の方
   から交互に３回または４回の取り込みを行い、始めに取
   り込んだ前記パルス信号の入力時間とあとから取り込ん
   だ前記パルス信号の入力時間が同じ値であれば、始めま
   たはあとから取り込んだ前記パルス信号の入力時間と始
   めに取り込んだ前記パルス信号の計数値からモータ速度
   を演算し、始めに取り込んだ前記パルス信号の入力時間
   とあとから取り込んだ前記パルス信号の入力時間が異な
   る値であれば、あとから取り込んだ前記パルス信号の入
   力時間とあとから取り込んだ前記パルス信号の計数値か
   らモータ速度を演算するモータ制御装置。
8. 【請求項８】請求項５において、前記パルス信号の数を
   計数する前記第二のカウンタの値を前記第二のレジスタ
   へラッチするタイミングが、前記パルス信号によって前
   記パルス信号の数を計数する前記第二のカウンタの値が
   変化した後となるように、前記第二のレジスタへのラッ
   チのタイミングを遅らせる回路を設けたモータ制御装
   置。