JPS5920014A - 速度制御装置 - 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】 技術分野 本発明は速度制御装置、特に移動体の移動速度に対応す
るパルス信号に基づいて該移動体の移動速度を制御する
方式の速度制御装置に関するものである。

従来技術 従来、この種の速度制御装置として、移動体の移動速度
に対応したピンチでパルス信号を発生せしめ、該パルス
信号の時間間隔を計測することによって移動速度を検出
し、この速度信号を用いて前記移動体の移動速度を制御
するものが提供されている。そして、このものにおいて
、高精度の制御を実行するには、時間の計測に利用され
るパルス信号の周期は短かくする方か良い。このため、
（１１パルスエンコーダのパルス発’ｔＪ’ｌ１Ｍヲ、
機械的に高密度化する。

（２）パルス信号の立上りと立下りの両方で信号を取り
、２倍の周波数の計測信号を得る。

等の対応策が考えられる。

しかるに、（１）の方法では所定ピッチのパルス信号を
精度良く得るのに機械製作上の制約があって自ずと限界
があり、要求されているような高周波とすることは困難
である。また、（２）の方法ではパルス信号のＨｉ　ｇ
　ｈレベルとＬｏｗレベルのデユーティ比が正確に５０
％でなければならず、エンコーダ製作上の制約を受ける
ことになり、実用上不利である。

発明の目的 本発明は以上の欠点に鑑みてなされたもので、その目的
は、機械製作上、エンコーダ製作上の困離性を伴うこと
な（高精度制御を実行できる速度制御装置を提供するこ
とにある。

発明の要旨 以」二の目的を達成するため、本発明に係る速度制御装
置は、移動体の移動速度に対応したピッチで立上り、立
下りを繰返すパルス信号を発生する手段と、該パルス信
号か入力され、各パルス信号の立上り、立下りの時間間
隔をそれぞれ独立的に計測する計測手段と、該計測手段
によって計測された立上り、立下りの時間間隔にそれぞ
れ対応して前記移動体の移動速度を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする。

即ち、パルス信号の立上り時には前の立上りからの時間
より移動速度を求め、立下り時には前の立上りからの時
間より移動速度を求め、パルス信号の一周期に都合２回
の速度測定を行い、高精度制御を達成するものである。

実施例 以下、本発明に係る速度制御装置の一実施例を添付図面
に従一つで説明する。本実施例は直流モータを駆動源と
する移動体の速度制御に用いた例である。従って、移動
速ｊｆは直流モータの回転数として検出される。

第１図は本実施例のブロック図を示す。（１）は駆動源
である直流モータそある。（２）はエンコータで、（１
） 直流モータに連動し、その回転数に比例した周波△ 数のパルス信号を発生する。（３）は波形整形回路で、
エンコーダ（２）の信号を方形波に変換する。（４）は
割込み発生回路で、波形整形されたエンコーダ（２）の
パルス信号の立上りと立下りとてマイクロコンピュータ
（６）の割込み端子（ＩＮＴ）に割込み要求（ｉＮＴＲ
Ｑ）を発生する。この割込み要求はマイクロコンピュー
タ（６）からの応答信号（ＩＮＴＡＫ）によってリセッ
トされる。

（５）は基準発振回路で、前記エンコータ（２）からの
パルス信号の立上り、立下りの時間間隔を測定するため
の固定周波数パルスを発し、このパルスはマイクロコン
ピュータ（６）の外部クロック端子（ＥＣ１（）に入力
される。マイクロコンピュータ（６）では外部クロック
端子（ＥＣＫ）に入力される固定周波数パルスを内部カ
ウンタで計数することによって時間測定を行う。（７）
はＤＡコンバータで、マイクロコンピュータ（６）から
のモータ（１）への通電量を示すデジタル信号をアナロ
グ信号に変換する。

（８）はドライバ回路で、ｌ）　Ａコンバータ（７）か
らのアナログ信号を増幅し、モータ（１）を駆動する。

第２図は前記割込み発生回路（４）の具体例を示し、エ
ンコーダ・パルスは立上り用のフリップ・フロップ（Ｆ
Ｆ１）のクロック端子（ＣＫ）及びインバータ（ＩＮ）
を介して立下り用フリップ・フロップ（ＦＦ２）のクロ
ック端子（ＣＫ）に入力される。

フリップ・フロップ（ＦＦ１）　、　（ＦＦ２）の出力
端子（Ｑ）はオアゲート（ＯＲ）にそれぞれ入力され、
オアゲート（ＯＲ）の出力、即ち割込み要求（ＩＮＴＲ
Ｑ）は前記マイクロコンピュータ（６）に入力される。

また、フリップ・フロップ（ＦＦ１）、　（ＦＦ２）の
クリア端子（Ｃ）にはマイクロコンピュータ（６）から
の割込み応Ｚ　（Ｉ　Ｎ’ｌ”ＡＫ　）が入力される。

即ち、エンコータ・パルスの立上り、立下りの両方でオ
アゲート（ＯＲ）から割込み要求（ＩＮＴＲＱ）を出力
し、割込み応答（ＩＮＴＡＫ）にてフリップ・フロップ
（ＦＦ　　）、（ＦＦ２）の出力（Ｑ）を１、　とする
。

第３図は本実施例のタイミンクチャートを示し、ここで
本実施例の基本的な動作を説明する。

ます、波形整形回路（３）によって方形波に整形された
エンコーダ（２）のパルス信号は、割込み発生回路（４
）に入力される。ここで、エンコータ・パルスの立上り
（ｅｕ、）と立下り（”ｄｏｗｒｙ）のエツジでオアゲ
ー）（ＯＲ）の出力がＨ゛となり、割込み要求（ＩＮＴ
ＲＱ）がマイクロコンピュータ（６）の端子（ＩＮ−ｒ
）に入力される。このとき、マイクロコンピュータ（６
）では、後に第６図で説明する外部割込み処理ルーチン
（ＩＮＴ−Ｅ）か起動される。この外部割込み処理ルー
チン（ＩＮＴ−Ｅ）ではマイクロコンピュータ（６）に
内蔵された基準タイマ（Ｔ）のサンプリングを行い、現
在の時間（Ｔｃ）を得る。この時間（′ｒ、）は、現在
の立上り（ｅＬＩＰ）ｌ　立下り（ｅ　ｃｂｗｎ）に対
応するエツジが前に発生した時間と比較され、エツジ間
隔（丁■）が計算される。エツジ間隔（ＴＩ）はデユー
ティ比と周波数が一定であれば、立上り（ｅｕ、）の場
合、立下り（ｅ　ｄｏｗｎ　）の場合ともに同じになる
。ここでは、前の立上り時間がメモＩＪ　（ＴＡ）に、
前の立下り時間がメモＩＪ（ＴＢ）に記憶されているも
のとする。エツジ間隔（Ｔｌ）が計算されると、現在の
時間が更新データとして、メモＩＪ（ＴＡ）。

（“Ｉ″Ｂ）に記憶される。また、エツジ間隔（ＴＩ）
が計算されると、制御の目標である設定回転数に対応す
る時間間隔データ（ＴＳ　）と比較され、その誤差（Ｅ
ＲＲＯＲ）が前記直流モータ（１）への通電量の変化分
として出力される。

このように、エンコーダ・パルスのデユーティ比が出力
（Ｐｏユ）の出力時間に影響を与える。従って、デユー
ティ比は５０％に近付ける方が好ましい。しかし、エン
コーダ・パルスのデユーティ比を正確に５０％にしなけ
ればならないということを意味するものではない。即ち
、デユーティ比か一定であれは、サンプリング周波数を
見かけ」−２倍にすることができるのであり、第３図に
示すようにＨ：Ｌ＝５：３のデユーティ比でも十分であ
る。

なお、注意を要するのは、エンコータ・パルスの立上り
、立下りの一方のエツジが２回発生しないと、パルス間
隔が測定てきないため、誤差も計算できない。そのため
、本実施例では、最初のエツジによる出力時はモータ（
１）は停止しているものとして、最大値を誤差として出
力している。

第４図、第５図、第６図は上記マイクロコンピュータ（
６）のプロクラムのフローチャートを示す。

以下、このフローチャートに従って本実施例の動作につ
いて詳述する。

第４図は主ルーチンのフローチャートで、ステップ■で
電源が投入されると、ステップ■てメモリ等の初期化を
行った後、ステップ■てカウンタ割込みを許可する。マ
イクロコンピュータ（６）の外部クロック端子（ＥＣＫ
）に基準発振回路（４）の固定周波数パルスが入力され
ると、マイクロコンピュータ（６）ではこのパルスを内
部の８ビツトカウンタで計数する。カウンタはパルスを
２５６計数するとＯに戻り、再び計数を開始すると同時
にカウンタ割込みを発生する。

主ルーチン実行中で、かつ割込みが許可されているとき
に、カウンタ割込みが発生すると、主ルーチンは中断さ
れ、第５図に示すカウンタ割込み処理ルーチン（ＩＮＴ
−Ｃ）が起動される。このカウンタ割込み処理ルーチン
（ＩＮＴ−Ｃ）では、ステップ■でマイクロコンピュー
タ（６）に内蔵された基準タイマ（°Ｉ”）にカウンタ
の周期２５６を加算し、基準タイマ（Ｔ）を更新し、ス
テップ［相］でカウンタ割込み処理ルーチンを終了して
主ルーチンに制御を戻す。これにより基準タイマ（Ｔ）
に現在のカウンタの値（Ｃ）を加え、基準発振回路（４
）のパルス数に換算された現在の時間、即ちスタート時
点からの相対的な時間を計算することができる。

一方、前記ステップ■でカウンタ割込みを許可した後、
主ルーチンでは、ステップ■でモータ回転開始信号（Ｓ
ＴＡＲＴ）のチェックを続ける。この信号（ＳＴＡＲＴ
）は、制御対象である移動体が裏写機の走査系であれは
所定の複写動作に関連して出力される。（ＳＴＡ、ＲＴ
）がｒｌＪになると、ステップ■で割込み応答（Ｉ　Ｎ
”１．”ＡＫ　）を出力し、割込み発生回路（４）をリ
セットする。そして、ステップ■てエンコーダ（２）か
らのパルス信号とプログラムの同期を取るための変数（
ＳＹＮＣ）　　に「２」をセットする。

これによって、立上り、立下りの各エツジが２回発生す
るまで速度の誤差計算は実行されない。即ち、最初の二
つの割込み要求（ＩＮＴＲＱ）の出力時は速度測定せず
（以下に説明するステップ＠、［相］参照）、出力（Ｐ
ｏｕ、）から最大値を出力する。また、このステップ■
ではエツジの区別をするためのフラグ（ＥＤＧＥ）をク
リアしておく。

前述のごとく測定の準備が終了すると、最初にモータ（
１）が停止しているものとして、ステップ■で誤差（Ｅ
ＲＲＯＲ）に最大値を出力し、モータ（１）への通電を
開始する。次に、ステップ■で外部割込みを許可し、ス
テップ■で割込み応答（ＩＮＴＡＫ）をｒＯＪにクリア
し、割込み発生回路（４）のリセットを解除する。そし
て、ステップ［相］で再ひモータ回転開始信号（ＳＴＡ
ＲＴ）のチェックを続け、信号（ＳＴＡＲＴ）　　が「
０」になるまで待機状態となる。

一方、通電を開始すると、モータ（１）は回転を開始し
、それに連動してエンコーダ（２）からパルス信号が発
生する。このパルス信号の立上りあるいは立下りのエツ
ジが発生すると、割込み発生回路（４）の対応するフリ
ップ・フロップ（ＦＦ□）、（ＦＦ２）がトリガされ、
オアゲー）（ＯＲ）からマイクロコンピュータ（６）に
割込み要求（ＩＮＴＲＱ）が出力される。マイクロコン
ピュータ（６）では、主ルーチン実行中で、かつ割込み
が許可されているときに、外部割込み端子（ＩＮＴ）に
割込み要求（ＩＮＴ−ＲＱ）が入力されると、主ルーチ
ンを一時中断し、第６図に示す外部割込み処理ルーチン
（ＩＮＴ−Ｅ）を起動する。

この外部割込み処理ルーチン（ＩＮＴ−Ｅ）では、ステ
ップ■で基準タイマ（Ｔ）に現在の内部カウンタ（Ｃ）
の値を加えて現在の時間（Ｔ、）を計算する。

そして、割込み要求（ＩＮＴ’ＲＱ）をリセットするた
めにステップ６かで割込み応答（ＩＮＴＡＫ）を「１」
にし、次のエツジに備えてステップ＠で割込み応答（Ｉ
ＮＴＡＫ）を「０」に戻す。次に、ステップ［相］てフ
ラグ（ＥＤＧＥ）を判定する。フラグ（Ｅｌ）ＧＥ）は
前記ステップ■でｒＯＪにされているためにＪ　ＹＥＳ
　Ｊと判定され、ステップ［相］で現在のエツジの間隔
（Ｔｌ）を計算し、現在の時間（Ｔυを更新データとし
てメモリ（ＴＡ）に記憶しすおく。そして、次回もう一
方のエツジで外部割込み要求（ＩＮＴＲＱ）が発生した
ときのため、ステップＯでフラグ（ＥＤＧＥ）を反転し
ておく。次回はステップ［相］で１ＮＯ」と判定され、
ステップ■で現在のエツジ間隔（ＴＩ）を計算し、現在
の時間（Ｔυを更新データとしてメモリ（ＴＢ）に記憶
しておく。

前記ステップ［相］・■で計算したエツジ間隔（ＴＩ）
は、前述のごとく、起動時には意味のない値となる。そ
こで、エンコーダ・パルスとプログラムの同期を取るた
め、ステップ［相］て変数（ＳＹＮＣ）をチェックし、
今回のエツジ間隔（ＴＩ）が有効であるか否かを調べる
。無効であれば、ステップ［相］で１を減じ、ステップ
ので外部割込み処理ルーチンを終了して主ルーチンに制
御を戻す。有効であれば、ステップＯでモータ（１）の
設定回転数に対応するエンコーダ・パルスの間隔（Ｔｓ
）との差を計算し、誤差（ＥＲＲＯＲ）を求める。そし
て、誤差（ＥＲＲＯＲ）に比例した電力をモータ（１）
に通電するため、ステップ■でＤＡコンバータ（７）に
誤差（ＥＲＲＯＲ）を出力する。

以上の動作によって、エンコーダ・パルスの２倍の周波
数で、モータ（１）の回数数、即ち移動体の速度を測定
し、設定回転数（設定速度）との誤差をもって、モータ
（１）の通電量へのフィードバックを行うことができ、
これにて移動体の速度を正確に制御可能である。

なお、本発明は前記実施例に限定するものではなく、そ
の要旨の範囲内で種々に変更できる。例えば、パルスエ
ンコーダとしては磁気を利用したもの、光を利用したも
の（透過型２反射型）等がある。

Ｊ四Ｂ久肱朱 以上の説明で明らかなように、本発明は、移動体の移動
速度に対応したピッチで立上り、立下りを繰返すパルス
信号を発生する手段と、該パルス信号が入力され、各パ
ルス信号の立上り、立下りの時間間隔をそれぞれ独立的
に計測する計測手段と、該計測手段によって計測された
立上り、立下りの時間間隔にそれぞれ対応して前記移動
体の移動速度を制御する制御単段とを備えたため、パル
ス信号の２倍の周波数で速度を計測し、高精度制御を実
行できる。しかも、本発明ではパルス信号の立上り、立
下りを独立して計測するため、パルス信号のＨｉｇｈ　
レベルとＬｏｗレベルのチューティ比を正確に５０％に
する必要はなくエンコータ製作上の困難性を伴うもので
はない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る速度制御装置の一実施例を示し、第
１図はブロック図、第２図は割込み発生回路の回路図、
第３図はタイミングチャート図、第４図、第５図、第６
図はフローチャート図である。 （１）・・・直流モータ、（２）・・・エンコーダ、（
３）・・・波形整形回路、（４）・・・割込み発生回路
、（５）・・・基準発振回路、（６）・・・マイクロコ
ンピュータ、（７）・・・ｌ）Ａコンバータ、（８）・
・・ドライバ回路、（ＦＦ　　）、（ＦＦ２）・・・フ
リップト フロツプ、（ＩＮ）・・・インバータ、（ＯＲ）・・・
オアゲー　ト。 特許出願人　　ミノルタカメラ株式会社代　理　人　　
弁理士青山葆ほか２名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、移動体の移動速度に対応したピッチで立上り、立下
   りを繰返すパルス信号を発生する手段と、該パルス信号
   が入力され、各パルス信号の立上り。 立下りの時間間隔をそれぞれ独立的に計測する計測手段
   と、該計測手段によって計測された立上り。 立下りの時間間隔にそれぞれ対応して前記移動体の移動
   速度を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする速
   度制御装置。