脉冲周期计量方法

专利名称：脉冲周期计量方法
技术领域：
本发明涉及一种计量在脉冲端部会发生颤动(chattering)等噪声的脉冲周期的 方法。
背景技术：
能够从电动机模块获得周期按照电动机的旋转速度co发生变化的脉冲信号PI从
而进行电动机的速度控制。电动机速度控制装置计量该脉冲信号中出现的脉冲周期，并根
据其周期检测电动机的旋转速度o，从而驱动电动机使旋转速度co成为目标值。 在该脉冲信号的边缘(edge)(脉冲端)即从Low电平(L电平)切换为High电平
(H电平)或从H电平切换为L电平的定时，有发生颤动的情况。该颤动等噪声成为脉冲周
期计量误差的主要原因。对于该问题，从以往就开始谋求在脉冲边缘的检测时减轻颤动的
影响并且提高脉冲周期的计量精度。 图7是说明以往的脉冲周期计量方法的信号波形图。在图7中示出，横轴是时间 轴，在纵方向分别使时间轴一致地排列多个信号CLK、 PI、 rPI、 LE、 NP、 C来表示。从电动机 模块输入的脉冲信号PI例如在基准时钟CLK的上升沿的定时被采样。若采样值在其变化 后连续规定次数nD(在图7中n。二2)是相同的值，则将该定时判断为脉冲边缘。根据这样 确定了脉冲边缘的脉冲信号rPI，能够去除在脉冲信号PI的脉冲2的前后的边缘出现的颤 动4。在时钟信号CLK的上升沿的定时采样在脉冲信号rPI中出现的脉冲6，例如，在其电 平从L变化为H的时点，在脉冲6的上升沿检测信号LE中生成边缘检测脉冲8。用与时钟 信号CLK同步地相加的计数的计数值NP计量该脉冲8的周期。S卩，锁定在脉冲8的下降沿 时(时刻Ta、 Tb)的计数值NP，作为脉冲信号PI的周期计量值输出，并且在该下降沿复位 计数值NP，开始计量下一个周期的计数。
专利文献1 :特开平5-327430号公报 在上述的以往方法中，脉冲信号PI的边缘的检测位置成为收束了颤动之后的定 时。因此，有由于颤动的持续期间的偏差，脉冲周期的计量值也发生偏差的问题。
此外，即使没有颤动也在脉冲信号PI的边缘检测中产生对应于nD的时钟等待时 间(clock latency)，并且在产生颤动的情况下该处理延迟DL进一步变大。脉冲周期的取 得定时延迟该份量，这会产生在电动机的驱动控制中降低随动性、动作稳定性等问题。
由基准时钟CLK的周期t M与nD之积给予上述处理延迟，以往，在作为控制对象 的旋转速度"的范围R。内，分别将周期t^和n。设定为一定值，所以处理延迟DL的大小 基本上在该范围R。内不依存于"而成为一定。这里，颤动的频率也按照脉冲信号PI的频 率发生变化，在范围R。的下限的o的颤动的周期会变得最长。因此，若按照不将在该下限 的颤动判断为正规的脉冲的方式设定n。，则可以去除在范围R。内的任意的"的颤动。在 该以往的结构中，电动机的旋转成为高速，脉冲周期变得越短，越较大地受到上述处理延迟 DL的影响，上述问题成为更加显著。

发明内容
本发明是为了解决上述问题点而进行的，目的是提供一种精度良好地或以较少的 处理延迟时间计量脉冲周期的脉冲周期计量方法，进而能够提高采用了该脉冲周期计量方 法的电动机速度控制的稳定性等。 本发明相关的脉冲周期计量方法，关于输入信号中出现的目的脉冲，根据从第一
状态向第二状态迁移的脉冲端来计量脉冲周期，具有状态检测步骤，以规定的采样周期对
所述输入信号进行采样从而检测信号状态；抑止期间计时步骤，在所述信号状态从所述第
二状态向所述第一状态变化的第一变化时，开始规定的抑止期间的计时；以及周期计量步
骤，在所述信号状态从所述第一状态向所述第二状态变化的第二变化时，若经过了所述抑
止期间则结束当前的所述脉冲周期的计量，并且开始新的所述脉冲周期的计量，另一方面，
若未经过所述抑止期间则继续当前的所述脉冲周期的计量。(发明效果) 根据本发明，根据从可能是颤动的第一状态向第二状态迁移的脉冲端开始脉冲周
期的计量，另一方面，在脉冲以颤动那样短的周期间断的情况下，通过使脉冲周期的计量继
续，从而抑制将颤动误检测为目标脉冲的情况。并且，根据该方法，可以进行不受脉冲前端
部分的颤动期间的偏差影响的脉冲周期计量，可以提高脉冲周期的计量精度。


图1是用于说明本发明实施方式的电动机速度控制装置的功能性结构的概况模 块图。图2是本发明实施方式的电动机速度控制装置的驱动目标寄存器、前馈滤波器、反馈 滤波器以及合成电路的模块线图。图3是说明本发明实施方式的电动机速度控制装置的脉 冲周期计量方法的信号波形图。图4是说明本发明实施方式的电动机速度控制装置的反转 失控状态的判断动作的流程图。图5是说明本发明实施方式的电动机速度控制装置的向正 常状态的恢复动作的流程图。图6是表示用于说明恢复动作的旋转速度与脉冲周期之间的 关系的图。图7是说明以往的脉冲周期计量方法的信号波形图。符号说明20电动机速度 控制装置；22MPU ;24电动机驱动电路；26电动机模块；30驱动目标寄存器；32目标计数值 寄存器；34控制寄存器；36前馈滤波器；38脉冲周期测量部；40计数时钟生成电路；42比 较电路；44反馈滤波器；46合成电路；48P丽信号发生电路；50总线；60滤波器；62、66乘法 器；64PID滤波器。
具体实施例方式
以下，根据

本发明的实施方式(以下称为实施方式)。
[装置的结构]图1是用于说明实施方式的电动机速度控制装置20的功能性 结构的概况模块图。电动机速度控制装置20由MPU(Micro Processing Unit ;微处理 器)22设定控制目标值等参数从而动作，并生成向电动机驱动电路24的P丽(Pulse Width Modulation ;脉宽调制)信号。电动机驱动电路24具有H桥电路，由H桥电路将来自电动 机驱动电路24的P丽信号变换为向电动机模块26的驱动信号。电动机模块26包括DC电 动机、驱动对象机构以及编码器。驱动对象机构例如是照相机的变焦机构。DC电动机能够 以基本上与来自电动机驱动电路24的驱动信号的电压成比例的转速旋转，并按照电压的 极性来切换旋转方向。编码器直接、或根据驱动对象机构的驱动量间接地检测DC电动机的
4旋转量。编码器按DC电动机的每个规定的旋转角度生成脉冲，并将其作为脉冲信号PI输 入到电动机速度控制装置20。 电动机速度控制装置20具有驱动目标寄存器30、目标计数值寄存器32、控制寄存 器34、前馈滤波器36、脉冲周期测量部38、计数时钟生成电路40、比较电路42、反馈滤波器 44、合成电路46、 P丽信号发生电路48以及总线50。图2是该电动机速度控制装置20中 驱动目标寄存器30、前馈滤波器36、反馈滤波器44以及合成电路46的模块线图。
驱动目标寄存器30和前馈滤波器36构成前馈控制部，该前馈控制部生成根据目 标旋转速度"T而决定的目标指令信号，并通过前馈控制使电动机的旋转速度成为目标旋 转速度。 驱动目标寄存器30存储根据电动机的目标旋转速度"T而设定的目标设定值Kr。 作为目标设定值Kr，设定对与目标旋转速度"T的大小成比例的绝对值赋予了与目标旋转 速度"t的方向(旋转方向)相对应的符号的值。目标设定值Kr通过MPU22存储于驱动 目标寄存器30。 前馈滤波器36根据驱动目标寄存器30中存储的目标设定值Kr生成目标指令信 号。如图2所示，前馈滤波器36具有滤波器60和乘法器62，滤波器60具有与作为控制对 象的电动机相对应的传递函数。从驱动目标寄存器30读出的目标设定值Kr经由滤波器60 输入乘法器62。在电动机速度控制装置20中，虽然目标旋转速度c^能够可变设定，但是 乘法器62的乘法系数(增益)Ks设为不依赖于其设定为可变的目标旋转速度(Ot的固定 值。乘法器62对与目标设定值Kr相对应的滤波器60的输出信号乘以Ks从而生成目标指 令信号。 Ks可以决定为对目标旋转速度"t预先设定的可调节范围的上限值"MX。在该情 况下，作为目标设定值Kr，设定用目标旋转速度"t除以设定上限值"皿所得到的相对值。
目标计数值寄存器32、脉冲周期测量部38以及反馈滤波器44构成反馈控制部， 生成对应于当前的旋转速度"与目标旋转速度"t之差的误差信号Ve，并根据该误差信号 Ve生成补偿指令信号，从而进行反馈控制使旋转速度w接近目标旋转速度coT。
脉冲周期测量部38输入来自电动机模块26的脉冲信号PI ，检测脉冲信号PI中出 现的脉冲。基本上与电动机的旋转相应地生成该脉冲，其脉冲周期Tp与电动机的旋转速 度o成反比例地变化。脉冲周期测量部38用计数时钟(基准时钟)CLK计量该脉冲周期 TP。即，脉冲周期测量部38以当前的旋转速度"下的脉冲周期h对计数时钟CLK进行 计数，求得相当于脉冲周期Tp的测量计数值C。 计数时钟生成电路40使具有规定频率的主时钟(master clock)分频从而生成计 数时钟CLK，并提供给脉冲周期测量部38。计数时钟生成电路40根据电动机的目标旋转速 度"t使计数时钟CLK的频率Fe变化，使与目标旋转速度c^相对应的脉冲周期ip下的脉 冲周期测量部38的计数值C成为不依赖于目标旋转速度c^的固定的目标计数值C『例 如，计数时钟生成电路40利用驱动目标寄存器30存储的目标设定值Kr，通过与目标设定值 Kr成比例地改变频率Fe，能够使目标计数值CN保持一定。 目标计数值寄存器32设定目标计数值CN。比较电路42求得从脉冲周期测量部38 输出的测量计数值C与目标计数值寄存器32存储的目标计数值CN之差(C-CN)，生成与该 差相对应的误差信号Ve。
反馈滤波器44根据误差信号Ve生成用于将旋转速度"调节成目标旋转速度"T 的补偿指令信号。如图2所示，反馈滤波器44具有PID滤波器64和乘法器66。来自比较 电路42的误差信号Ve被输入到PID滤波器64。 PID滤波器64对误差信号Ve并列进行P 操作、I操作以及D操作，将这些处理结果相加合成之后输出。 乘法器66对PID滤波器64的输出乘以系数(倍率)之后输出。从反馈滤波器44 输出该乘法器66的输出信号作为补偿指令信号。 这里，乘法器66的倍率被设定为与目标旋转速度"t成比例的惶。由此，补偿指 令信号被用与目标旋转速度"t相对应的倍率縮放(scaling)。在本实施方式中，如上述那 样，用目标旋转速度"t对上限值co皿的相对值定义目标设定值Kr，乘法器66的倍率被设 定为驱动目标寄存器30中存储的目标设定值Kr。 S卩，由MPU22向驱动目标寄存器30设定 目标设定值Kr时，成为其绝对值自动地被利用为乘法器66的倍率，不需要另外设定倍率。
合成电路46和P丽信号发生电路48构成控制电动机的驱动的驱动控制部。合成 电路46将从前馈滤波器36输出的目标指令信号和从反馈滤波器44输出的补偿指令信号 相加从而生成合成信号。P丽信号发生电路48生成占空比按照合成信号的值变化的P丽信 号，并输出给电动机驱动电路24。 另外，由MPU22改写控制寄存器34中存储的参数，经由该参数能够控制电动机速 度控制装置20的各部分的动作和处理内容。 如上所述，电动机速度控制装置20使计数时钟CLK的频率Fe按照目标旋转速度
"t发生变化，将脉冲周期Tp内的目标计数值维持为不依赖于目标旋转速度COt的一定惶
CN。由此，脉冲信号PI的频率Fp的每单位量的计数值C,的权重13成为13 =CN/FP。在反 馈滤波器44中输入根据具有该权重13的计数值C,生成的误差信号Ve。而且，电动机速度 控制装置20利用反馈滤波器44的乘法器66乘以与目标旋转速度"T成比例的倍率，对补 偿指令信号进行縮放。因为该倍率与频率Fp成比例，所以在电动机速度控制装置20中的 反馈控制的增益成为与权重P和乘法器66的倍率之积相对应的值，成为不依赖于目标旋 转速度"t的一定惶。 另一方面，可以使目标设定值Kr不是目标旋转速度"i对上限值"皿的相对值， 例如，可以是目标旋转速度"t本身。在该情况下，对于上述结构，将在乘法器62的增益设 定为1即可，此外，也可以是省略了乘法器62本身的结构。 对于上述结构，在改变了目标旋转速度"T的情况下，用驱动目标寄存器30的内 容自动地设定乘法器66的倍率。另一方面，即使改变目标旋转速度"T目标计数值CN也不 改变，所以没有必要改变目标计数值寄存器32的内容。 顺便说一下，即使在没有将脉冲周期t p内的目标计数值保持为一定的以往的结 构中，仅设置乘法器66，若使其倍率按Fp的平方发生变化则能够使反馈控制的增益成为不 依赖于"t的一定值。但是，在增大倍率的同时，乘法器66中的数字运算的负荷增大。使 倍率以FP的平方变化时，例如，在Fp变化100倍时不得不使倍率变化10000倍。这意味着 在用固定小数点数字运算器构成乘法器66的情况下，不得不假设运算位数变化14比特，使 得处理负荷和电路规模的增加变大。另一方面，对于本实施方式的结构，Fp变化100倍时的 运算位数的变动幅度成为7比特，负担相对地减轻。 此外，PID滤波器64等数字滤波器的处理基本上可以由加法和乘法构成。在本实44中追加的是乘法器66，不用追加除法。因此，可以通用进行上记
数字滤波器的运算的ALU(ArithmeticLogic Unit)来实现乘法器66的乘法处理。由此，可
以避免追加乘法器66作为另外的电路，并且能够谋求电路规模的縮小。 此外，可以将乘法器66配置在PID滤波器64之前、或分别配置在PID滤波器64
内的P、I、D各操作处。[目标旋转速度"t切换时的动作]下面，说明电动机速度控制装置20的动作。电 动机速度控制装置20具备包括前馈滤波器36的前馈控制单元、和包括反馈滤波器44的反 馈控制单元，这些单元基本上并列动作。在稳定状态下，前馈控制在旋转速度w内主要担 当将直流电平保持在目标旋转速度"T的作用，反馈控制对收敛叠加在直流电平中的比较 小的振幅的交流成分起主导作用。 电动机速度控制装置20为了进一步提高电动机的旋转开始时、或其他目标旋转 速度"t的切换时的过渡应答，在目标旋转速度g^的切换时能够使反馈控制暂时停止。
在该动作中，判断当前的旋转速度"是否对目标旋转速度"t处于规定的范围R, 内，在范围R,外时，仅使前馈控制单元和反馈控制单元中的前馈控制单元动作，另一方面， 在范围R,内时使双方动作。 例如，可以设定规定的阈值A。，从而定义为若I "-"t I《A。则在范围R,内， 若I "-"T| > A。则在范围R,夕卜。 是否在范围RA内，例如，可以根据误差信号Ve来判断。在此，可以使反馈滤波器 44具有动作切换功能，进行基于误差信号Ve的该判断从而使PID滤波器64的动作停止或 重新开始。 动作切换的一种方法是如上所述，按照旋转速度的偏差I "_"T|与阈值A 。的 比较结果，切换反馈控制的接通(on)/断开(off)。在该方法中，即使目标旋转速度"t发 生改变，若偏差是阈值A。以下则不停止反馈控制，另一方面，即使目标旋转速度"t未发 生改变，若偏差比阈值A。大则停止反馈控制。作为其他方法，也可以是如下方法若目标 旋转速度"t发生改变，则与偏差的大小无关地暂且使反馈控制停止，一旦检测到偏差成为 阈值以下，则重新开始反馈控制。 通过该动作，在目标旋转速度"t的切换时等产生的大的偏差难以残留在反馈 滤波器44中的运算结果中，能够去除或降低旋转速度co越过目标旋转速度c^的超调 (overshoot)。此外，从该观点出发，优选反馈滤波器44在其动作停止时将到此为止的运算 结果复位为初始状态。 另外，在本实施方式中，旋转速度co用脉冲周期t p中的计数时钟CLK的计数值表 示。因此，是否在范围R,内，具体根据测量计数值C与目标计数值C,之差(C_CN)来判断。 例如，可设定规定阈值A"从而定义为若|C_CN|《Ac则在范围R,内，若|C_CN| > Ac则 在范围R,外。[脉冲周期t p的测量]脉冲周期测量部38为了掌握旋转速度o ，对计数时钟CLK 进行计数从而测量脉冲周期tp。因此，脉冲信号PI中的脉冲的边缘(edge)的检测精度低 时，电动机的速度控制的精度也下降。因此，希望减轻在脉冲端产生的颤动等噪声的影响。
图3是说明电动机速度控制装置20的脉冲周期计量方法的信号波形图。在图3 中示出横轴是时间轴，分别将与计数时钟CLK、脉冲信号PI、PI中的脉冲的下降沿(后端)
7检测信号TE、下降沿周期计数值NT、脉冲的上升沿(前端)检测信号LE、上升沿周期计数值NL、以及脉冲周期t p相关的计数值C在纵方向上使时间轴一致地排列并表示。
在图3所示的例中，电动机速度控制装置20关于从电动机模块26向电动机速度控制装置20输入的脉冲信号PI中出现的目的脉冲，根据从L电平状态向H电平状态迁移的脉冲端来计量脉冲周期Tp。 脉冲周期测量部38利用由计数时钟生成电路40提供的计数时钟CLK的例如上升沿的定时对脉冲信号PI进行采样(状态检测步骤)。另外，在图3中示出了波形4在脉冲信号PI的脉冲2的前后的边缘产生的颤动。 脉冲周期测量部38可以在采样值从L电平变化为H电平时，开始计量脉冲周期t p。具体而言，脉冲周期测量部38检测采样值的从L电平向H电平的变化作为脉冲信号PI的上升沿，使上升沿检测信号LE发生脉冲70。脉冲70的幅度为计数时钟CLK的1个周期tm。脉冲周期测量部38在脉冲70上升时，除了进行后述的例外处理的情况，输出对脉冲周期t p进行计时的上升沿周期计数的当前时刻的计数值NL作为测量计数值C(脉冲周期Tp的计量结束)。然后，脉冲周期测量部38从下一个计数时钟CLK的周期开始进入新的脉冲周期t p的计量(时刻Tl) 。 S卩，脉冲周期测量部38在时刻Tl将计数值NL复位为0之后，开始与计数时钟CLK同步地每次使计数值NL增加1。 脉冲周期测量部38在采样值从H电平变化为L电平时，开始规定的抑止期间Pd的计时(抑止期间计时步骤)。具体而言，脉冲周期测量部38检测采样值的从H电平向L电平的变化作为脉冲信号PI的下降沿，使下降沿检测信号TE发生脉冲72。脉冲72的幅度为tm。脉冲周期测量部38在脉冲72上升时，停止到此为止的下降沿周期计数的计数，从下一个计数时钟CLK的周期开始，进入新的抑止期间Pd的计时(时刻T1)。 S卩，脉冲周期测量部38在脉冲72的下降沿使计数值NT复位为0之后，开始与计数时钟CLK同步地每次使计数值NT增加1。 对于脉冲信号PI的从L电平向H电平的变化，在不存在颤动等噪声的情况下，解释为脉冲周期Tp的计量对象即目的脉冲的上升沿。因此，在发生了脉冲70的情况下，如
上所述，能够结束到此为止的脉冲周期Tp的计量，开始下一个脉冲周期Tp的计量。但是，
在存在颤动等噪声的情况下，在颤动等噪声脉冲的上升沿时也引起脉冲信号PI的从L电平向H电平的变化，脉冲周期测量部38会检测该变化从而发生脉冲70。 噪声在目的脉冲的中途能够产生脉冲信号PI的下降沿以及其后的上升沿。该脉冲信号PI的变动与目的脉冲本来的H电平持续期间相比，基本上在十分短的期间内发生。因此，作为上升沿检测信号LE中发生了脉冲70时的例外处理，脉冲周期测量部38在从基于先行的下降沿的脉冲72到脉冲70为止的经过时间小于规定的抑止期间时，判断为其脉冲信号PI的变动是由噪声引起的，继续当前已经在进行的脉冲周期t p的计量。
通过下降沿周期计数的计数值NT被计时的上述抑止期间Pd用于该判断中，根据在目的脉冲端产生的颤动的周期的假设值来进行设定。 在图3所示的例中，抑止期间Pd被设定于计数时钟CLK的2时钟。若脉冲70发生时的计数值NT小于"2"，则脉冲周期测量部38继续计数值NL的递增(例如，时刻T2、 T3、T4)，另一方面，若脉冲70发生时的计数值NT为"2"以上，则输出该时点的计数值NL作为
表示脉冲周期Tp的测量计数值C，并且复位上升沿周期计数从而开始下一次脉冲周期Tp的计量(例如，时刻T5)。 在以往方法的脉冲信号PI中出现的目的脉冲的边缘的检测位置成为颤动收敛了 之后的定时。因此，由于颤动的持续期间的偏差，脉冲周期的计量值发生偏差，并且，在脉冲 周期TP的检测中产生延迟。 与此相对，根据电动机速度控制装置20中的脉冲周期t p的测量方法，如上所述， 从颤动收敛前的脉冲信号PI的上升沿开始脉冲周期Tp的计量，另一方面，在脉冲以如颤 动那样短的周期间断时，使脉冲周期Tp的计量继续。由此，将颤动誤检测为目的脉冲的情 况被抑制。此外，根据该测量方法，能够进行不受脉冲的前端部分的颤动期间的偏差的影响 的脉冲周期计量。因此，能够精度良好地测量脉冲周期TP。而且，直到脉冲周期Tp的检 测为止的延迟减少，所以能够提高电动机速度控制的稳定性等。 基本上颤动的周期与脉冲信号PI的脉冲周期t p成比例。即，优选使抑止期间Pd 也与脉冲周期Tp成比例。这里，电动机速度控制装置20根据目标旋转速度"T使计数时 钟CLK的频率Fc变化，所以与脉冲周期t p成比例地变化的抑止期间Pd若用计数时钟CLK 的时钟数表示则成为不依赖于旋转速度"的一定值。S卩，在脉冲信号PI的上升沿时(脉 冲70的发生时)判断有无经过抑止期间Pd所用的下降沿周期计数的计数值NT的阈值(在 图3的例中为"2")可以是不依赖于旋转速度"的一定值。[对反转失控的对策]从电动机模块26向电动机速度控制装置20输入的脉冲信 号PI仅是1相，所以电动机速度控制装置20不能辨别旋转速度的方向。电动机速度控制 装置20有可能产生电动机的反转失控。但是，电动机速度控制装置20在成为反转失控状 态时，能够检测反转失控状态并使其恢复为正常状态。电动机速度控制装置20具备判断反 转失控状态的反转失控判断部(未图示)、和进行向正常状态的恢复的恢复处理部(未图 示)。这些反转失控判断部和恢复处理部例如可以通过脉冲周期测量部38、计数时钟生成 电路40、反馈滤波器44、P丽信号发生电路48、控制寄存器34等电动机速度控制装置20的 各部件经由总线50进行联动动作来实现。此外，作为反转失控判断部和恢复处理部，也可 以设置图1中未示出的独立的电路模块，综合地控制电动机速度控制装置20的各部件。该 综合的控制也可由MPU22来实现，在该情况下，MPU22构成本发明相关的电动机速度控制装 置的一部分。 反转失控判断部将由合成电路46生成的合成信号作为监视对象信号。反转失控 判断部在监视对象信号的对旋转速度o的调节方向与目标旋转速度c^的方向相反、且监 视对象信号的强度超过了规定阈值的状态持续了规定期间时，判断为电动机在与目标旋转 速度WT相反方向上失控的反转失控状态。反转失控判断部检测到反转失控状态时，恢复处 理部使旋转速度o从反转失控状态向目标旋转速度c^恢复。另外，在反转失控状态中， 与目标指令信号相比，补偿指令信号成为支配性的信号，所以也可以取代合成信号而将补 偿指令信号作为监视对象信号。 图4是说明反转失控状态的判断动作的流程图。电动机速度控制装置20在未检 测到反转失控状态时，进行通常控制下的动作(S5)。反转失控判断部在通常控制下的动作 中监视有无发生反转失控(S10 S25)。 根据驱动目标寄存器30中所设定的目标设定值Kr的符号可以掌握目标旋转速度 "T的方向。另一方面，可以根据合成信号的符号掌握对监视对象信号的旋转速度co的调节方向。因此，可以通过目标设定值Kr的符号与合成信号的符号是否不同来判断监视对象信 号的对旋转速度o的调节方向是否与目标旋转速度"t的方向相反(SIO)。若符号相同， 则判断为电动机未反转失控，继续通常控制S5。 另一方面，在符号不同的情况下，判断监视对象信号的强度即绝对值是否超过了 规定阈值Vr(S15)。若合成信号的绝对值为阈值Vr以下，则判断为电动机未反转失控，继续 通常控制S5。阈值Vr能够设定为例如使由电动机驱动电路24生成的驱动信号饱和的程度 那样的比较大的值。 在合成信号的绝对值超过阈值Vr时，进行对监视计时器的操作(S20)。在该监视 计时器操作S20中，若监视计时器是停止状态则启动监视计时器，若已经启动则监视计时 器值增加。 反转失控判断部判断监视计时器值是否超过规定值Tr (S25)。在监视计时器值为 Tr以下的期间继续通常控制S5。在其间，若在处理S10、 S15中判断为不是反转失控，则监 视计时器停止，被复位(S30)。另一方面，一旦监视计时器值超过Tr，则判断为是反转失控 状态(S35)，开始向正常状态的恢复动作。 图5是说明向正常状态的恢复动作的流程图。此外，图6是说明恢复动作的示意 图，是表示旋转速度o与脉冲周期Tp之间的关系的图。在图6中，横轴是旋转速度co，纵 轴是脉冲周期t p。 在检测出反转失控状态后，电动机速度控制装置20转移到对电动机的旋转进行 制动的制动控制(S50)。作为制动控制，例如，P丽信号发生电路48设定P丽信号的占空 比，以使电动机驱动电路24使电动机在使旋转停止的方向上发生最大的驱动力。另外，制 动控制可以是其他方法，例如，可以采用强制性地使电动机的端子间短路从而使其停止的 短路制动。 这里，如上所述，在仅在包含目标旋转速度"T的规定范围RA内进行反馈控制，而 在范围RA外仅进行前馈控制的情况下，制动控制以在绝对值比低速侧边界o,小的范围内 设定的制动结束速度"BS结束，该低速侧边界"^的绝对值在范围l的下限以及上限内比 目标旋转速度"t小。例如，在图6所示的"i〉0的情况下，范围R,的下限为"p
旋转速度"是否达到制动结束速度"BS，能够根据脉冲周期测量部38计量的测 量计数值C来判断。在检测到反转失控状态时，使计数时钟CLK的频率Fe从对应于目标旋 转速度"t的值改变为对应于制动结束速度"bs的惶(S55)。由此，在制动结束速度"BST 的测量计数值C与目标计数值寄存器32中存储的目标计数值CN —致，此时的误差信号Ve 成为0。 例如，在符号与目标旋转速度"t相反的范围内设定"BS的情况下，从反转失控状 态施加制动时，"达到"bs，即，在I " I > I "BS|的范围内为C-Cw〈0， " = "Bs时C-Q =0，"超过"Bs进一步接近停止状态，| " | < | "BS|时成为C_CN > 0。因此，监视误差信 号Ve的符号，若成为VeX)则可以判断为旋转速度"超过了制动结束速度"BS(S60)。
此外，旋转速度"是否达到制动结束速度"^，能够根据目标旋转速度"T(或制 动结束速度"BS)的符号以及从反馈滤波器44输出的补偿指令信号的符号来进行判断。
达到制动结束速度"BS时，恢复到通常控制(S65)。在向通常控制的恢复处理S65 中，计数时钟CLK的频率Fe返回到与目标旋转速度"t相对应的值。直到"达到c^为止，
10电动机通过前馈控制被加速。o达到co,时除了前馈控制之外，开始反馈控制，恢复co维
持在目标旋转速度"t的正常状态。另外，在将C3^的符号设定为与目标旋转速度COt相反 的情况下，在恢复到通常控制的时点，电动机还在与目标旋转速度"t相反的方向上旋转， 但是通过前馈控制进一步减速，进而通过"=0而在与目标旋转速度"t相同方向上开始 旋转。然后，达到"="^时，如上所述，开始反馈控制。 另外，在未设定进行反馈控制的范围R,的情况下，即，在通常控制下总是并行进 行前馈控制和反馈控制的情况下，需要继续制动控制直到不会再次导致反转失控状态的旋 转速度"为止。 这里，与目标旋转速度"t方向相反大小相同的速度(_"T)是成为通过反馈控制 而导致反转失控还是导致目标旋转速度"t的分水岭的临界速度。因此，在未设定范围R, 的情况下，继续制动控制直到达到绝对值比临界速度(_"T)小的规定的制动结束速度"BS 为止，在成为I "BS| > I " I的时点，恢复到采用了前馈控制单元和反馈控制单元的原来的 通常控制。 这样，在未设定范围RA的控制中，制动结束速度"BS基本上被设定为绝对值比临 界速度(-"t)小的值。
权利要求
一种脉冲周期计量方法，关于输入信号中出现的目的脉冲，根据从第一状态向第二状态迁移的脉冲端来计量脉冲周期，其特征在于，具有状态检测步骤，以规定的采样周期对所述输入信号进行采样从而检测信号状态；抑止期间计时步骤，在所述信号状态从所述第二状态向所述第一状态变化的第一变化时，开始规定的抑止期间的计时；以及周期计量步骤，在所述信号状态从所述第一状态向所述第二状态变化的第二变化时，若经过了所述抑止期间则结束当前的所述脉冲周期的计量，并且开始新的所述脉冲周期的计量，另一方面，若未经过所述抑止期间则继续当前的所述脉冲周期的计量。
2. 根据权利要求1所述的脉冲周期计量方法，其特征在于，所述状态检测步骤与具有所述采样周期的基准时钟同步来检测所述信号状态， 所述抑止期间计时步骤在所述第一变化时开始所述基准时钟的计数，并根据其计数值来对所述抑止期间进行计时，所述周期计量步骤在所述第二变化时开始所述基准时钟的计数，并根据其计数值来计量所述脉冲周期。
3. 根据权利要求2所述的脉冲周期计量方法，其特征在于， 所述脉冲周期计量方法是将所述脉冲周期控制为目标周期时所采用的方法， 所述采样周期根据所述目标周期被可变设定。
4. 根据权利要求3所述的脉冲周期计量方法，其特征在于， 所述采样周期与所述目标周期成比例，所述抑止期间中的所述基准时钟的计数值被设定为一定值。
5. 根据权利要求1 4中任意一项所述的脉冲周期计量方法，其特征在于， 根据在所述脉冲端产生的颤动的周期的假设值来设定所述抑止期间。
全文摘要
本发明提供一种脉冲周期计量方法，减轻颤动对脉冲周期计量的影响。计量表示脉冲信号PI中表现的目的脉冲的上升沿的间隔的脉冲周期。与计量时钟CLK同步地采样脉冲信号PI。与信号PI的下降沿同步，开始规定抑止期间的计时。在信号PI的上升沿时，若经过了抑止期间则结束当前的脉冲周期的计量，并且开始新的所述脉冲周期的计量。另一方面，若未经过抑止期间则继续当前的脉冲周期的计量。
文档编号H02P6/06GK101789732SQ20101000320
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月11日 优先权日2009年1月23日
发明者高井和顺 申请人:三洋电机株式会社;三洋半导体株式会社