JP5043639B2 - Rotary encoder - Google Patents
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Description
本発明は、アブソリュート型やインクリメンタル型のロータリエンコーダにかかり、特に、当該ロータリエンコーダの状態を監視すると共にその監視結果を当該ロータリエンコーダの上位装置に伝えることができるロータリエンコーダに関するものである。 The present invention relates to an absolute type or incremental type rotary encoder, and more particularly to a rotary encoder capable of monitoring the state of the rotary encoder and transmitting the monitoring result to a host device of the rotary encoder.
図7以降を参照して例えばインクリメンタル型のロータリエンコーダREを説明すると、図7は、このロータリエンコーダREの機構的な構成、図8はこのロータリエンコーダREの電気的な構成、図9は、A相信号、B相信号の信号波形を示す。 For example, an incremental type rotary encoder RE will be described with reference to FIG. 7 and the subsequent drawings. FIG. 7 shows a mechanical configuration of the rotary encoder RE, FIG. 8 shows an electrical configuration of the rotary encoder RE, and FIG. The signal waveform of a phase signal and a B phase signal is shown.
図7を参照して、ロータリエンコーダREは、投光素子LEDと、複数(この例では2つ)の受光素子PDa、PDbとの間に、円周方向等間隔に投光素子LEDからの光を透過することができる複数のスリット(以下回転スリットと言う)を有する回転スリット板RSと、この回転スリット板RSの一方側に上記スリットと同様に投光素子LEDからの光を透過することができるスリット(以下固定スリットと言う)を有する固定スリット板FSとを対向配置している。 Referring to FIG. 7, the rotary encoder RE includes light from the light projecting element LED at equal intervals in the circumferential direction between the light projecting element LED and a plurality (two in this example) of light receiving elements PDa and PDb. A rotary slit plate RS having a plurality of slits (hereinafter referred to as “rotary slits”), and light from the light projecting element LED can be transmitted to one side of the rotary slit plate RS in the same manner as the slits. A fixed slit plate FS having a slit (hereinafter referred to as “fixed slit”) that can be formed is disposed oppositely.
この固定スリット板FSの固定スリットは、投光素子LEDからの光を電気角で順次90度ずつずれさせて回転スリット板RSの回転スリットを通過させて光信号を形成するようになっている。受光素子PDa、PDbで検出回路105として上記光信号を受光する。
The fixed slit of the fixed slit plate FS shifts the light from the light projecting element LED by 90 degrees sequentially in electrical angle and passes through the rotary slit of the rotary slit plate RS to form an optical signal. The optical signals are received as the
図8を参照して、上記受光素子PDa、PDbそれぞれの出力は、比較器CPa,CPbからなるA相、B相判定回路106,108で基準値(ref)と比較され、図9(a)(b)で示すようなパルス信号(A相、B相信号)が生成され、これにA相、B相信号はA相、B相出力回路107,109それぞれから出力されるようになっている。
Referring to FIG. 8, the outputs of the light receiving elements PDa and PDb are compared with the reference value (ref) by the A-phase and B-
以上の構成を備えたロータリエンコーダREを、例えばエレベータを電子制御する電子制御システムに組み込む場合、その乗りかごを昇降駆動する駆動用モータの回転軸にロータリエンコーダREを取り付けると共にそのロータリエンコーダREからのA相、B相信号をその上位装置である電子制御装置に入力する。電子制御装置はロータリエンコーダREからのA相、B相信号により駆動用モータを駆動制御して乗りかごを昇降制御するようになっている(例えば特許文献1参照)。この電子制御システムでは、主に、電子制御装置に内蔵する制御用CPUの制御動作により電子制御システムの安全性を図る。制御用CPUは、制御プログラムや各種制御定数や各種入力センサの動作状態に応答して各種の負荷を制御するようになっている。 When the rotary encoder RE having the above configuration is incorporated into, for example, an electronic control system that electronically controls an elevator, the rotary encoder RE is attached to the rotary shaft of a drive motor that drives the car to move up and down, and the rotary encoder RE The A-phase and B-phase signals are input to the electronic control device that is the host device. The electronic control device drives and controls the drive motor by the A-phase and B-phase signals from the rotary encoder RE to control the raising / lowering of the car (for example, see Patent Document 1). In this electronic control system, the safety of the electronic control system is mainly achieved by the control operation of the control CPU incorporated in the electronic control device. The control CPU controls various loads in response to control programs, various control constants, and operating states of various input sensors.
以上の構成において、電子制御装置側では制御用CPUにロータリエンコーダRE側の異常状態をA相、B相信号の有無、信号波形等により一定の判定を行う判定プログラムを追加搭載することが考えられるが、そのような判定プログラムの追加搭載とその判定プログラムの実行は制御用CPUに負担増となるうえに電子制御速度の遅延化やコスト増をもたらす。また、エレベータ製造側とエンコーダ製造側とが分かれていてエレベータ製造側で上記判定プログラムの追加等を行うのはロータリエンコーダREの詳細が明確でない限り困難である。まして、既に建屋等に設置済みのエレベータ装置においては、殆どの例では放置される状態となりかねない。 In the above configuration, it is conceivable that the electronic control device side additionally includes a determination program for performing a fixed determination on the abnormal state on the rotary encoder RE side based on the presence / absence of the A-phase and B-phase signals, the signal waveform, and the like. However, the additional installation of such a determination program and the execution of the determination program increase the burden on the control CPU and cause a delay in electronic control speed and an increase in cost. Moreover, it is difficult for the elevator manufacturing side and the encoder manufacturing side to be separated, and for the elevator manufacturing side to add the determination program or the like unless the details of the rotary encoder RE are clear. Moreover, in an elevator apparatus that has already been installed in a building or the like, in most cases, it may be left unattended.
このような現状下で、ロータリエンコーダREが突然的に異常にならないよう、ロータリエンコーダRE側でその状態を常時監視すると共に、その監視状態を上位装置である電子制御装置に即座に伝えることで当該電子制御装置側が所要の対応を迅速に行うことができるようにすることが望ましい。 Under such circumstances, the rotary encoder RE side constantly monitors its state so that the rotary encoder RE does not suddenly become abnormal, and immediately notifies the monitoring state to the electronic control unit, which is the host device. It is desirable that the electronic control side can perform a required response quickly.
そこで、本出願人は、ロータリエンコーダREに監視用CPUを内蔵する一方、ロータリエンコーダREの状態を監視する項目を多数設定し、各項目ごとの監視信号を監視用CPUに取り込ませ、この監視用CPUでロータリエンコーダRE監視の処理結果を上位装置である電子制御装置の制御用CPUに送信することを考えている。 Accordingly, the present applicant sets a large number of items for monitoring the state of the rotary encoder RE while incorporating the monitoring CPU in the rotary encoder RE, and causes the monitoring CPU to capture monitoring signals for each item. It is considered that the processing result of the rotary encoder RE monitoring is transmitted by the CPU to the control CPU of the electronic control device which is the host device.
上記した監視項目には、主電源の状態、投光素子の状態、受光素子の状態、A相、B相信号の出力回路等の内部回路の状態や、外部出力であるA相、B相信号のパルス信号の状態等、多数ある。この場合監視用CPUでは、内部回路の異常に対しては内部割込みのタイミングで監視処理し、パルス信号の異常に対しては外部割込みのタイミング(パルス信号の変化のタイミング)で監視処理しようとする場合、高速回転時には、外部割込み優先により内部割込みが影響を受けて、監視誤差が大きくなってきて、ロータリエンコーダREを組み込んだ上記電子制御システム全体に対してもその安全性や安定性に影響してくることになる。 The above monitoring items include the state of the main power supply, the state of the light emitting element, the state of the light receiving element, the state of the internal circuit such as the output circuit of the A phase and B phase signals, and the A phase and B phase signals that are external outputs. There are many pulse signal states. In this case, the monitoring CPU attempts to monitor the internal circuit abnormality at the internal interrupt timing, and to monitor the pulse signal abnormality at the external interrupt timing (pulse signal change timing). In the case of high-speed rotation, the internal interrupt is affected by the priority of the external interrupt, and the monitoring error becomes large, which affects the safety and stability of the entire electronic control system incorporating the rotary encoder RE. Will come.
そこで、本出願人は、監視用CPUの制御能力を十分に活用できるように、当該監視用CPUによる監視項目を、ロータリエンコーダREが回転停止しているモードである停止モードでは内部回路の異常監視を行い、ロータリエンコーダREが回転動作しているモードである回転モードではパルス信号の異常監視を行うというように監視項目を停止モードと回転モードとで分けることを考えている。 Therefore, in order to fully utilize the control capability of the monitoring CPU, the applicant of the present invention monitors the monitoring items by the monitoring CPU in an abnormal state of the internal circuit in the stop mode in which the rotary encoder RE is stopped. In the rotation mode, which is the mode in which the rotary encoder RE is rotating, it is considered that the monitoring items are divided into the stop mode and the rotation mode, such as monitoring the abnormality of the pulse signal.
一方、ロータリエンコーダの場合、監視用CPUの負担を避けるために、上記したA相信号とB相信号等のパルス信号のうち、例えば、A相信号を回転速度検出に用いるが、当該B相信号が何らかの異常で立ち上がりや立ち下りの変化をしなくなり、ハイレベル固定あるいはローレベル固定となると、B相信号の立ち上がりや立ち下りの変化による外部割込みが発生しなくなり、当該B相信号の異常検出ができなくなる。
そこで、本発明においては、ロータリエンコーダに監視用CPUを実装して、当該ロータリエンコーダの状態を監視する場合において、その監視用CPUの負担を軽減できるようにして、上記した電子制御システム全体の安全性、安定性の向上を図ることを、解決すべき課題とする。 Therefore, in the present invention, when a monitoring CPU is mounted on the rotary encoder and the state of the rotary encoder is monitored, the burden on the monitoring CPU can be reduced, so that the safety of the entire electronic control system described above can be reduced. Improvement of stability and stability is a problem to be solved.
本発明によるロータリエンコーダは、被検出軸の回転に伴い電気角が異なる複数のパルス信号を生成し上位装置に出力するロータリエンコーダであって、当該ロータリエンコーダは、投光素子と、上記投光素子と対向配置された複数の受光素子と、上記投光素子と上記各受光素子との間に配置されて上記被検出軸と同期回転する円周方向複数の回転スリットと、上記複数の回転スリットに対する上記投光素子からの投光の通過、遮断に応じた上記各受光素子の出力から当該ロータリエンコーダの回転状態の検出に用いる上記複数のパルス信号を生成出力する出力回路と、当該ロータリエンコーダ内部の状態を停止モードと回転モードとで異なる監視項目で監視する監視用CPUと、を備え、上記監視用CPUは、上記各パルス信号に基づいて当該ロータリエンコーダが非回転状態か回転状態かの判定を行い、上記非回転状態との判定では停止モードとし、上記回転状態との判定では、上記各パルス信号に対し異なる回転目でデューティ演算を行い、その演算した結果が異常であれば、フェイル出力を上位装置に出力し、上記結果が正常であれば次のパルス信号の判定を行うようになっている、ことを特徴とするものである。 A rotary encoder according to the present invention is a rotary encoder that generates a plurality of pulse signals having different electrical angles in accordance with rotation of a detected shaft and outputs the pulse signals to a host device. The rotary encoder includes a light projecting element and the light projecting element. and the oppositely disposed a plurality of light receiving elements, a circumferential plurality of rotary slits are arranged to rotate synchronously with the sensed shaft between the light projecting element and the light receiving elements, for the plurality of rotary slits passage of light projected from the light projecting element, from the output of the light receiving elements corresponding to the cut-off and an output circuit for generating and outputting a plurality of pulse signals used for the detection of the rotation state of the rotary encoder, the internal the rotary encoder includes a monitoring CPU for monitoring the state at different monitoring item in the stop mode and the rotary mode, the said monitoring CPU is based on the pulse signals A judgment the rotary encoder of whether the non-rotating state rotation state, the determination that said non-rotating state and stop mode, the determination of the rotational state, performs a duty operation in different revolution to the respective pulse signals If the calculated result is abnormal, a fail output is output to the host device, and if the result is normal, the next pulse signal is determined.
上記パルス信号は、実施の形態で説明するA相信号、B相信号だけに限定されず、複数の信号を含むことができる。 The pulse signal is not limited to the A phase signal and the B phase signal described in the embodiment, and can include a plurality of signals.
また、各パルス信号ごとに異なる回転目で上記デューティ演算等を行う。したがって、例えばパルス信号がA相信号、B相信号、−A相信号、−B相信号であれば、1回転目はA相信号、2回転目はB相信号、3回転目は−A相信号、4回転目は−B相信号、5回転目はA相信号というように、各回転目ごとに異なるパルス信号のデューティ演算等を行う。 Further, the duty calculation and the like are performed at a different rotation speed for each pulse signal. Therefore, for example, if the pulse signal is an A phase signal, a B phase signal, a -A phase signal, and a -B phase signal, the first rotation is the A phase signal, the second rotation is the B phase signal, and the third rotation is the -A phase. For example, a duty calculation of a different pulse signal is performed for each rotation, such as a -B phase signal for the fourth rotation and an A phase signal for the fifth rotation.
本発明では、当該ロータリエンコーダの状態監視を行う監視用CPUを内蔵すると共に、この監視用CPUでは、停止モードと回転モードとで異なる監視項目で当該ロータリエンコーダ内部の状態監視を行うようにしたから、回転モードにおける監視用CPUの監視に対する処理負担が大きく低減できる結果、ロータリエンコーダの状態を上位装置である電子制御装置に即座に伝えて当該電子制御装置側で所要の対応が迅速に行わせることができるようになり、当該ロータリエンコーダを組み込んだ電子制御システム全体の安全性や安定性の向上に寄与できる。 In the present invention, since the monitoring CPU for monitoring the state of the rotary encoder is built in, the monitoring CPU monitors the state inside the rotary encoder using different monitoring items in the stop mode and the rotation mode. As a result, the processing load on the monitoring CPU in the rotation mode can be greatly reduced, and as a result, the state of the rotary encoder is immediately transmitted to the electronic control device, which is the host device, so that the required response can be quickly performed on the electronic control device side. As a result, the safety and stability of the entire electronic control system incorporating the rotary encoder can be improved.
そして本発明では、上記監視用CPUにより、各パルス信号に基づいてロータリエンコーダが非回転か回転状態かの判定を行うと共に、非回転の判定では停止モードとし、回転との判定では、ロータリエンコーダの回転ごとにパルス信号のデューティを演算し、その演算したデューティが異常であればフェイル出力を上位装置に出力し、正常であれば次のパルス信号の判定を行うようにしたので、監視用CPUには回転モードでの異常監視に対する負担を軽減することができるようになる。 In the present invention, the monitoring CPU determines whether the rotary encoder is non-rotating or rotating based on each pulse signal, sets the non-rotating determination to the stop mode, and determines whether the rotary encoder is rotating. The duty of the pulse signal is calculated for each rotation, and if the calculated duty is abnormal, the fail output is output to the host device, and if it is normal, the next pulse signal is determined. Will be able to reduce the burden on the abnormality monitoring in the rotation mode.
以上から本発明では、パルス信号の異常をフェイル出力で上位装置である電子制御装置に即座に伝えて当該電子制御装置側で所要の対応が迅速に行わせることができるようになり、当該ロータリエンコーダを組み込んだ電子制御システム全体の安全性や安定性の向上に寄与できる。 As described above, in the present invention, the abnormality of the pulse signal can be immediately transmitted to the electronic control device, which is the host device, by fail output so that the required response can be quickly performed on the electronic control device side. Can contribute to the improvement of the safety and stability of the entire electronic control system.
本発明では、ロータリエンコーダに監視用CPUを実装して、当該ロータリエンコーダの状態を監視する場合において、その監視用CPUの負担を軽減できるようにして、上記した電子制御システム全体の安全性、安定性の向上を図ることができる。 In the present invention, when the monitoring CPU is mounted on the rotary encoder and the state of the rotary encoder is monitored, the burden on the monitoring CPU can be reduced, so that the safety and stability of the entire electronic control system described above can be reduced. It is possible to improve the performance.
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダを詳細に説明する。図1は、実施の形態のロータリエンコーダREの回路ブロック構成、図2は同ロータリエンコーダREの電気的なハードウェア構成を示す。これらの図において、101は、外部端子Vcc,0Vから電源の供給を受け、ロータリエンコーダREの内部電源104を生成する電源回路、102は、電源回路101の電源を監視する電源電圧監視回路、103は、電源回路101からの電源で投光素子LEDを駆動する投光素子駆動回路、105は、受光素子PDa、PDbを含む検出回路である。検出回路105はa相、b相、ref相の信号を出力する。a相信号は受光素子PDaの出力、b相信号は受光素子PDbの出力、ref相信号は、基準信号である。106は、比較器CPaで構成されてa相信号とref相信号とを比較することでA相信号のH又はLを判定するA相判定回路、107はA相判定回路106の出力を出すA相出力回路、108は、比較器CPbで構成されてb相信号とref相信号とを比較することでB相信号のH又はLを判定するB相判定回路、109はB相判定回路108の出力を出すB相出力回路、110は、検出回路105出力から受光素子PDa、PDbの動作を判定する受光素子動作判定回路である。
Hereinafter, a rotary encoder according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a circuit block configuration of the rotary encoder RE of the embodiment, and FIG. 2 shows an electrical hardware configuration of the rotary encoder RE. In these drawings,
そして、111は監視用CPUであり、この監視用CPU111のAD変換ポートA/Dには、電源電圧監視回路102から電源電圧監視信号(1)、投光素子LEDの駆動回路監視信号(2)、受光素子PDaのa相信号(3)、受光素子PDbのb相信号(4)、ref相信号(5)が入力され、汎用ポートI/Oには、A相信号の判定信号(6)、B相信号の判定信号(7)、が入力され、割り込みポートINTには、A相出力回路107の出力信号OUT A(8)、B相出力回路109の出力信号OUT B(9)が入力される。
監視用CPU111は、図3で示す監視項目表に従いロータリエンコーダREを監視する。この監視項目表において、ロータリエンコーダREの監視項目を内部回路監視と、パルス信号監視とに大きくわける。そして内部回路の監視項目をさらに電源電圧異常、投光素子電流異常、受光素子出力異常、出力回路異常に細分し、パルス信号監視をさらに、デューティ異常、高速異常に分ける。
The
内部回路監視において、投光素子LEDでは図外の定電流回路の電圧監視信号(2)により判定し、受光素子では受光素子動作判定回路110からの信号(3)−(5)により、例えば、受光素子PDa,PDbの電源コモン端子CTが接続されているか否かとか、受光素子PDa,PDbのワイヤボンディングが切断されているか否かとか、投光素子LEDの初期故障等を判定する。また、出力回路では、各相判定回路106,108の判定信号(6)(7)と、出力回路107,109の出力信号(8)(9)との比較で判定する。
In the internal circuit monitoring, the light emitting element LED makes a determination based on a voltage monitoring signal (2) of a constant current circuit (not shown), and the light receiving element uses a signal (3)-(5) from the light receiving element
パルス信号監視において、回転スリット板RSが回転動作している場合でA相信号、B相信号の出力周期をカウントし、そのカウント結果からA相信号、B相信号のデューティの正常、異常を判定する。このデューティ異常では、A相信号、B相信号のデューティが規定範囲か否かにより判定する。また、カウント結果より想定以上の回転動作(高速回転)をしている場合、高速異常として判定する。 In the pulse signal monitoring, when the rotary slit plate RS is rotating, the output period of the A phase signal and the B phase signal is counted, and the normality and abnormality of the duty of the A phase signal and the B phase signal are determined from the count result. To do. In this duty abnormality, the determination is made based on whether the duty of the A-phase signal and the B-phase signal is within a specified range. Moreover, when the rotation operation (high-speed rotation) more than expected is performed from the count result, it is determined as a high-speed abnormality.
以上により、監視用CPU111では、内部回路の監視に関しては、停止モード(図3表の○印)に、パルス信号の監視に関しては、回転モード(図3表の×印)に監視する。そして、監視用CPU111は、停止モードには、内部回路の監視項目に切り替えて上位装置である電子制御装置207に当該内部回路が正常か異常かの監視結果を伝える制御を行い、回転モードではパルス信号が正常に出力されているか否かの監視項目に切り替えて電子制御装置207にパルス信号が正常か異常かの監視結果を伝える制御を行う。この場合、監視用CPU111は、フェイル(FAIL)出力回路112を介して電子制御装置207に、上記監視結果を例えばフェイル信号として出力する。
As described above, the
図4を参照して実施の形態のロータリエンコーダREを組み込んだ電子制御システムを説明する。この電子制御システムは、エレベータ装置を制御するシステムであり、エレベータ装置201は、巻上機202を駆動用モータ203により駆動してロープ204を介して乗りかご205を昇降させる一方、被検出軸である駆動用モータ203の回転軸206に取り付けた実施の形態のロータリエンコーダREからの検出信号であるA、B相信号を電子制御装置207に入力する。電子制御装置207は、制御用CPUを内蔵しており、ロータリエンコーダREからの検出信号であるA、B相信号により駆動用モータ203を駆動制御するようになっている。電子制御装置207は、制御用CPU208を内蔵していて、ロータリエンコーダREからのA、B相信号、およびフェイル(FAIL)出力回路112からのフェイル出力を処理することができるようになっている。
An electronic control system incorporating the rotary encoder RE of the embodiment will be described with reference to FIG. This electronic control system is a system for controlling an elevator apparatus. The
そして、実施の形態のロータリエンコーダREの場合、監視用CPU111は、停止モードでは、汎用ポートI/Oに取り込んだ信号(6)(7)や、AD変換ポートA/Dに取り込んだ信号(1)−(5)で上記図3の表に従う正常、異常の判定処理すると共に、その判定結果を電子制御装置207に伝える一方、回転モードでは、外部割り込み端子INTに取り込んだ信号(8)(9)で上記図3の表に従う正常、異常の判定処理すると共に、その判定結果を電子制御装置207に伝える。
In the case of the rotary encoder RE according to the embodiment, in the stop mode, the
次に図5を参照して、停止モードにおける内部割込みを説明すると、監視用CPU111は、停止モードでは、一定時間tごとの内部割込みで上記図3の表にそれぞれ示す電源電圧監視、投光素子(LED)電圧監視、基準電圧(PDref)監視、受光素子(PDa)電圧監視、受光素子(PDb)電圧監視等のためのAD変換を行うと共にそのAD変換値を保存し、タイマ出力がローレベルからハイレベルになると、直近のAD変換値(○印)を取り込む。これを所定回数繰り返すと共にそれらの平均値を算出し、算出した平均値を判定値と比較することで、異常状態を判定する。タイマがハイレベルである期間はそれら判定のための処理時間である。
Next, the internal interrupt in the stop mode will be described with reference to FIG. 5. In the stop mode, the
また、回転モードでは、監視用CPU111は、図3の表にそれぞれ示す監視項目に対する監視処理を行う。
In the rotation mode, the
以上のように実施の形態では、ロータリエンコーダREの監視項目を停止モードでは内部割込みで信号処理する監視項目(図3表の内部回路監視)に、回転モードでは外部割込みで信号処理する項目(図3表のパルス信号監視)に切り換えるようにしたので、回転モードにおいて、内部割込みによる監視項目が外部割込みに影響されずに行うことができるようになる。 As described above, in the embodiment, the monitoring item of the rotary encoder RE is a monitoring item (internal circuit monitoring in FIG. 3) that performs signal processing with an internal interrupt in the stop mode, and an item that performs signal processing with an external interrupt in the rotation mode (see FIG. In the rotation mode, the monitoring item by the internal interrupt can be performed without being influenced by the external interrupt.
次に、図6を参照して、実施の形態のロータリエンコーダREの監視用CPU111の監視動作を説明する。以下の各ステップn1−n11の実行行為者は監視用CPU111である。
Next, the monitoring operation of the
まず、電源投入により、第1ステップn1で、A相信号に基づいてロータリエンコーダREが非回転か回転状態かの判定を行う。ロータリエンコーダREが非回転か回転かの判定は、A相信号の周期演算値に基づいて行う。すなわち、A相信号の例えば立ち上がりから次の立ち上がりまでの1周期の間をビットカウンタでカウントする。A相信号の1周期でのカウント値が所定の値以上か未満かでロータリエンコーダREが非回転か回転かを判定する。この場合の非回転か、回転かは監視用CPU111が判定するものであり、ロータリエンコーダREが物理的に回転している状態を意味するものではなく、監視用CPU111が停止モードと回転モードとで設定した監視項目を監視する場合の基準とするための判定である。なお、このようなカウンタを用いての周期演算は周知であるので、説明を略する。
First, when the power is turned on, in the first step n1, it is determined whether the rotary encoder RE is non-rotating or rotating based on the A-phase signal. Whether the rotary encoder RE is non-rotating or rotating is determined based on the period calculation value of the A-phase signal. That is, the bit counter counts, for example, one period from the rising edge to the next rising edge of the A phase signal. Whether the rotary encoder RE is non-rotating or rotating is determined based on whether the count value in one cycle of the A-phase signal is greater than or less than a predetermined value. The non-rotation or the rotation in this case is determined by the
そして、第1ステップn1で、ロータリエンコーダREが停止モードであると判定したときは、第2ステップn2で上記図3の表に定めた監視項目に対しての監視を行う。一方、第1ステップでロータリエンコーダREが回転モードであると判定したときは、第3ステップn3ではロータリエンコーダREの1回転目でA相信号のデューティを演算する。そして、演算したA相信号のデューティが、所定範囲外(30%以下、または70%以上の異常範囲)か所定範囲内(30%超、70%未満の正常範囲)かの判定を第4ステップn4で行う。A相信号はB相信号と対になって、回転スリットに対する投光素子LEDからの投光の通過、遮断に応じた各受光素子PDa,PDbの出力を比較回路CPa、CPbで基準レベルrefと比較して得るものであり、ロータリエンコーダREの回転状態の検出に用いる。そして、A相、B相信号のデューティは、通常、50%に定められる。このデューティが上記所定範囲外になる場合は、受光素子PDa,PDb出力等に異常があると考えることができる。なお、上記所定範囲は一例であり、これに限定されない。以下も同様である。 When it is determined in the first step n1 that the rotary encoder RE is in the stop mode, the monitoring items defined in the table of FIG. 3 are monitored in the second step n2. On the other hand, when it is determined in the first step that the rotary encoder RE is in the rotation mode, the duty of the A-phase signal is calculated in the first rotation of the rotary encoder RE in the third step n3. The fourth step is to determine whether the calculated duty of the A-phase signal is outside the predetermined range (abnormal range of 30% or less or 70% or more) or within the predetermined range (normal range of more than 30% and less than 70%). n4. The A phase signal is paired with the B phase signal, and the outputs of the light receiving elements PDa and PDb according to the passage and blocking of the light projection from the light projecting element LED with respect to the rotary slit are compared with the reference level ref by the comparison circuits CPa and CPb. This is obtained by comparison, and is used to detect the rotational state of the rotary encoder RE. The duty of the A-phase and B-phase signals is usually set to 50%. When this duty is outside the predetermined range, it can be considered that the outputs of the light receiving elements PDa and PDb are abnormal. In addition, the said predetermined range is an example and is not limited to this. The same applies to the following.
そこで、第4ステップn4では上記演算したデューティが上記所定範囲内か所定範囲外かを判定すると共に、第4ステップn4での判定が、所定範囲外であれば第5ステップn5ではフェイル出力を上位装置に出力する処理を行う。一方、第4ステップn4での判定が所定範囲内であれば、B相信号に基づいてロータリエンコーダが非回転か回転状態かの判定を第6ステップn6で行う。この第6ステップn6での判定が非回転であれば、第7ステップn7で、停止モードでの監視を行い、第6ステップn6での判定が回転であれば、第8ステップn8で、ロータリエンコーダREの2回転目でB相信号のデューティを演算する。B相信号のデューティの演算目的は、上記A相信号のときと同様である。そして、第9ステップn9では、第8ステップn8で演算したデューティが所定範囲外(30%以下、または70%以上の異常範囲)か所定範囲内(30%超、70%未満の正常範囲)かの判定を行う。 Therefore, in the fourth step n4, it is determined whether the calculated duty is within the predetermined range or outside the predetermined range. If the determination in the fourth step n4 is out of the predetermined range, the fail output is increased in the fifth step n5. Process to output to the device. On the other hand, if the determination at the fourth step n4 is within the predetermined range, the sixth step n6 determines whether the rotary encoder is non-rotating or rotating based on the B-phase signal. If the determination in the sixth step n6 is non-rotation, monitoring in the stop mode is performed in the seventh step n7. If the determination in the sixth step n6 is rotation, the rotary encoder is detected in the eighth step n8. The duty of the B phase signal is calculated at the second rotation of RE. The purpose of calculating the duty of the B phase signal is the same as that for the A phase signal. In the ninth step n9, whether the duty calculated in the eighth step n8 is out of the predetermined range (30% or less or an abnormal range of 70% or more) or within the predetermined range (normal range of more than 30% and less than 70%). Judgment is made.
次いで、第9ステップn9での判定が所定範囲外であれば、第10ステップn10でフェイル出力を電子制御装置207に出力する処理を行い、また、第9ステップn9での判定が所定範囲内であれば、第11ステップn11でA相信号の判定に戻る。
Next, if the determination at the ninth step n9 is outside the predetermined range, a process of outputting a fail output to the
以上により、実施の形態では、内蔵した監視用CPU111により、A相信号に基づいて回転状態を判定する。この判定が非回転であれば、停止モードとして回転停止時の監視項目である内部回路に対する監視を行い、回転モードと判定するときは、A相信号のデューティが所定範囲外か内かの判定を行う。A相信号のデューティが所定範囲外であれば、フェイル出力を電子制御装置207に出力する処理を行う。
As described above, in the embodiment, the built-in
そしてA相信号のデューティが所定範囲内であれば、次にB相信号に基づいて回転状態を判定する。この判定が、非回転であれば、停止モードとし、回転であれば、上記A相信号と同様のことを、B相信号に対しても実施する。 If the duty of the A-phase signal is within a predetermined range, the rotational state is then determined based on the B-phase signal. If this determination is non-rotation, the stop mode is set, and if it is rotation, the same operation as the A-phase signal is performed for the B-phase signal.
こうして実施の形態では、ロータリエンコーダREの状態を電子制御装置207に伝えて当該電子制御装置207側で所要の対応が迅速に行わせることができるようになり、ロータリエンコーダREを組み込んだ電子制御システム全体の安全性や安定性の向上に寄与できる。
In this way, in the embodiment, the state of the rotary encoder RE can be transmitted to the
101 電源回路
102 電源電圧監視回路
103 投光素子駆動回路
104 内部電源
105 検出回路
106 A相判定回路
107 A相出力回路
108 B相判定回路
109 B相出力回路
111 監視用CPU
201 エレベータ装置
203 駆動用モータ
207 電子制御装置(上位装置)
DESCRIPTION OF
201
Claims (1)
当該ロータリエンコーダは、
投光素子と、
上記投光素子と対向配置された複数の受光素子と、
上記投光素子と上記各受光素子との間に配置されて上記被検出軸と同期回転する円周方向複数の回転スリットと、
上記複数の回転スリットに対する上記投光素子からの投光の通過、遮断に応じた上記各受光素子の出力から当該ロータリエンコーダの回転状態の検出に用いる上記複数のパルス信号を生成出力する出力回路と、
当該ロータリエンコーダ内部の状態を停止モードと回転モードとで異なる監視項目で監視する監視用CPUと、
を備え、
上記監視用CPUは、
上記各パルス信号に基づいて当該ロータリエンコーダが非回転状態か回転状態かの判定を行い、上記非回転状態との判定では上記停止モードとし、上記回転状態との判定では、上記各パルス信号に対し異なる回転目でデューティ演算を行い、その演算した結果が異常であれば、フェイル出力を上記上位装置に出力し、上記結果が正常であれば次のパルス信号の判定を行うようになっているロータリエンコーダ。 A rotary encoder that generates a plurality of pulse signals having different electrical angles with rotation of a detected shaft and outputs them to a host device,
The rotary encoder is
A light emitting element;
A plurality of light receiving elements arranged opposite to the light projecting elements;
A circumferential plurality of rotary slits are arranged to rotate synchronously with the sensed shaft between the light projecting element and the light receiving elements,
Passage of light projected from the light projecting element with respect to said plurality of rotary slits, and an output circuit for generating and outputting a plurality of pulse signals used from the outputs of the respective light receiving elements corresponding to the cut-off to the detection of the rotation state of the rotary encoder ,
A monitoring CPU for monitoring the internal state of the rotary encoder with different monitoring items in the stop mode and the rotation mode;
With
The monitoring CPU is
A judgment the rotary encoder is either non-rotating state or rotating state based on the pulse signals, the determination of the non-rotating state and the stop mode, the determination of the rotational state, with respect to each pulse signal performs duty operation at different revolution, if the calculated result is abnormal, and outputs a fail output to the host device, a rotary which the result is adapted to perform the determination of the next pulse signal if normal Encoder.
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