JPS58187870A - パルス列パルス間の関係を表わす数値を求める装置 - 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】 本発明はある条件下でパルス周期が変わるパルス列のパ
ルス繰返し周波数及びパルス周期を表わす数値の測定方
法及びその方法達成のための装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

回転速度は、その速度に比例した周波数のパルス列を発
生するパルス発生器によって測定可能である。正確にス
ピードを求めるには、２つの連続するパルスの経過時間
を測定すればよい。

この目的のために一定周波数のクロックパルス列を発生
する発振器のクロックパルスがカウントされる。この計
数値を用いて回転スピードを引算しようとする場合には
、その逆数を求めねばならない。

速度測定方法は公告されたドイツ出願 Ｎｎ３００８８７６　　に開示されている。その方法で
はクロックパルスの計数はパルスコンバータの測定すべ
きパルスによって開始され、所定数に達するまで続けら
れる。測定された所定数のノくルヌの後に次のパルスが
生じるまで計数測定が続けられる。速度は測定すべきパ
ルスの確定値に対するカウントされたクロックパルスの
全数の比から求められる。この方法によればスピードを
割算だけで得ることが可能である。多くの場合、速度を
極めて正確に求めることが要求される。その↓うな状況
下では数桁の数が扱われる。この数は複雑な構成の回路
を用いてはじめて比較的短時間に割算できる。しかし、
比較的安価な回路を用いた場合には、個々の桁をシーケ
ンスに取扱うために計算時間が長くかかる。

引算期間は速度を測定するパルス発生器によって発生さ
れた２個の連続するパルスの間隔に↓一）てしばしば制
限を受ける。速度が広範囲に亘一）て変化する場合には
長い期間が引算のために必要となる。例ｊば車輪の回転
速度を測定する場合には、広範囲に亘って速度が変化す
ることが起り得る。滑り止め制動装置をイＪ゛する夏で
は、回転スピードは車に取付けられたセンサでモニタさ
れる。公告されたイギリス出願Ｎｌｌ　２０５２９０　
１　　はブレーキをかけた期間車のロックを防止するた
めに駆動シャフトにセンサを設けている。そのセンサは
パルス形成ｕ路を介してマイクロプロセッサのパヌにー
ノながる入力回ト１１に接続されている。更にメモリや
カウンタがバスに接続される。バスはデータノ（ス，ア
ドレスパス及びコントロールパヌからなる。センサの２
個の連続パルス間のＭｉ）　Ｉｉυにおいでクロック発
生器のクロックパルスがカウンタで加算さｉする。数パ
ルス期間中に発一ＬしたプＪウント値はＬジスタに順次
蓄積さＪＬｌ　スピード４算のためマイクロプロセッサ
によってレジスタから呼び出される。センサのバルヌ毎
に、マイクロプロセッサから割込みが要求さハる。必要
とする引算期間がパルス期間エリ短い場合に、シシ込み
にＬリスピード引゛算が開始する。しかし、パルス期間
が計算の実行に十分な所定期間エリ短いならば削＊＊作
が完了するまで割込み信号はマスクされ動作しない。次
のマスクされない割込み信号にエリ新しいスピード計算
がなさｎ　７．）。車輪が高速回転している場合に１１
１この方法によるとスピード計算を行なうセンサの全パ
ルスを用いることはできず、従っである重要な情報が残
念ながら失なわれてしまう。

゛発明の目的〕 本発明の目的は従来技術り）欠点を除去することにある
。特に従来方法の欠穐を有さずパノ・ス列の連続するパ
ルス間の１係をｉ・ミす数値を求める方法を提供するこ
とである、。

更に別の目的はパルスン“し）パルス−”−、、！Ｍ駄
１′（＝する−となく極めて高速に所望・、υＦｌ　Ｉ
Ｊｔ　ｋ求！０ることかできる方法を提供することであ
る。

更に付随した目的は上Ｈ己方？１．を連成す−６た上′
）の装置を提供することである。

ｇ（に別の目的は比較的構成が簡単で、安価に製造でき
、信和性の−１い動作をするように上記の装置を構成す
ることである。

１発明の概要〕 」−記目的及び°Ｌ後明確となる他の目的を達成するた
めの本発明の特徴は、様々な隔たりを有する連続したパ
ルス間の関係を表示する数値を求める方法である。そし
てこの方法は、連続するパルス列のパルス間の期間より
もかなり短い間隔で一連のクロックパルスを発生するス
テップと、各パルス列のパルス発生に基づいてクロック
パルスのカウントを開始してパルス発生からの経過時間
を求めるステップと、連続するアドレスを有しかつ経過
時間を表わす一連の基準値を記憶している第１の複数の
記憶場所から第１の記憶場所のアドレスを用いて最短の
経過時間を表わす基準値を読み出すステップと、＾ＵＮ
Ｃ読み出された基準値と実際の値とが一致する迄Ｉｔ較
するステップと、ヒ記一致に基づいて次のを用いてその
次に長い時間を示す基準値を絖み出すステップと、その
基準値を用いて比較ステップを繰り返し次のパルス列パ
ルスが発生する迄Ｆｌｕ新アドレスを剛いてステップを
進めるステップと、最後に発生するアドレスを用いてパ
ルス列パルスの瞬間的周波数を表示する数値を求めるス
テップとからなる。アドレスは周波数値で表わされてい
るので最後のアドレスは求める数値として使用できる。

更に次のパルス列パルスが発生する前の最後の読み田し
基準値を用いてパルス列パルスを隔てる周期の長さを表
わす他の数値を求めるステップを加えれば更に便利であ
る。この点に関し基準値を周期値で表現するのが好まし
い。そうすれば他の数値として直に使用できる。

忘 この方法によれば広範囲な計算友することなくカウント
僅の逆数を求めることができる。従−）で逆数を早く求
めることができる。この方法を用いれば高速で回る機構
部、例えば軍輪あるいはタービンロータの周波数（回転
数）を決定できる。

本発明の方法を達成するための装置は一定の周波数で一
連のクロックパルスを発生する発振器に接枦さり、　ｆ
−、リセット可能なカウンタを有する。カウンタの出力
はコンパレータの入力に接続され、コンパレータの他の
入力端子にはメモリの出力が接続される。メモリには記
憶場所に周期の長さに関する値を記憶している。周波数
に対応した所定のアドレスには、各周期長の値か％１１
１Ｊ当てられる。コンパレータはプリセット可能な別の
カウンタに接続さＪｌｌ　カウンタ出力はメモリのアド
レス入力に接続される。カウンタのセット、リセット入
力にはそれぞれカウンタをセットあるいはプリセットす
るだめのパルス列のパルスが入力される。

この装置によれば、回路及び回路素子に殆んど経費がか
からない。高周波パルス発生器及び高速カウンタを用い
た場合に、パルス列パルス間の間隔が非常に煙い場合に
も高分解能で求めるべき数値を得ることができる。これ
を達成するためには対応する短いアクセスタイムを廟す
るメモリを使用する。

発売器に接Ｈされ順方向に駆動されるカウンタ１：！パ
Ｊｌ・ヌタ；ｊパルスによって７内容にセットＤＴ能で
ある。一方逆方向に駆動されるもう−っのカウンタは最
も寓い周波数値に対応するアドレスに調整可能である。

第１のカウンタは、ＩＩ力向にカウントし、一方第２０
カウンタは逆力同にカウントする。第２のカラン２のフ
゛リマントイ直を所定の初期アドレスにセットすること
によってこの装置を異なる大きさの表に適合さぜること
Ｚ・マできる。

本発明の最適な実施例では、第２のカウンタはメモリの
下流のバッファ記憶場所に接続され、読み出し動作は各
パルス列パルスによって開側可能である。またカウンタ
のセット、リセット入力は時間遅延したクロックパルス
に；って動作せしめられる。

バッファメモリはパルス周波数及び周期ｊに灼応する値
を次の処理を行なうために保持している。例えばこの値
はカウンタに供給され車輪速度を求めるととも釦、別の
所定のパラメータを用いて車輪のスリップ？決定する。

バッファ記憶場所の内容は各パルス周波数及び周期を用
いて書き直される。時間遅延は６値をバッファ記憶場所
（て確実に転送する必要がある場ばに必要とされる。高
速制御回路では遅延時７ｇｌは短く、記憶場所の内容は
測定後のパルス間の期間に利用でｊる。

好ましくはパルス列のパノｖスは自動車の車輪回転に基
づいて動作可能なセンナから導かれる０この目的のため
の本願の装置は経済的に製造できろ。安価に製造でき、
高精度な測定が可能であり、また広範囲のスピードで測
定可能であるのＣ１本願の装置は自動車の車輪のスピー
ド決足に適している１、 好ましい構成ではメモリはＲＯＭである。この装置は特
に信頼性が高い。

〔実施例の説明） 以下図ｍノをお照して本発明の詳細な説明する。第１１
スにおいて１はパルス列のパルス周波数及びパルス周期
に対応する値を求めるための本願の装置を示す。装置１
は類カウント方向に駆動され、発振器３にカウント人カ
總子が接続されたカウンタ２を有する。

発揚器３は装置ｌ内に設けられてもよいし、また外部発
振器として構成されても工い。第１図は外部発振器３を
示し、一定パルス繰返し周波数のクロックレートでクロ
ックパルスを発生する。カウンタ２はライン４を介して
コンパレータ５の入力端子に接続された並列出カ端金イ
！−する。コンパレータ５はその入力端に存在する比較
すべき信号が一致した場合にライン６を介して信号を発
生する。ライン６はもう一つのカウンタ７のカウント入
力に接続さノＬる。カウンタ７は逆カウント方向に駆動
され、ライン８を介してメモリ１ｏのアドレス回路９に
接続されるとともにバッファメモリ１ノの入力端に接続
さノ１、る並列出方端を治している。メモＩ）　Ｚ　ｏ
はプログラム可能なＲＯＭて゛ある。メモリノθの出力
はラインＪ２を介してコンパレータ５の第２の入力端に
接続されるとともに他のバッファメモリ１３の入力に接
続される。各バッファメモリ１１．１３は１バイナリ−
ビットの複数のステージ金有している１、バッファメモ
リ１１゜ノ３のステージ数はそれぞれ２イン８，１２０
）数に依存する。、メモリ１１．１３のステージは図示
されていないが、好ましくはフリップフシツブであり、
各入力端はそれぞれライン８゜１２の１つに接続さ耗る
。ライン１１．１２は第１図の並列ラインシステムとし
て表わされている。

センナ１４は好ましくは車輪スピードをモニタするパル
ス発生器であり、パルス形成器１５に接続されてい化７
パルス形成器１５に工ってパルス列のパルスはパルス立
上りに基づキ各ピークパルスを発生するように変換され
る１、パルスの立下りに応答してピークパルスを発生す
ることも可能である。パルス形成回路として使用に適し
ているものは、例えば下流方向に接続されたモノフロッ
プを有するシュミットトリガである。パルス形成？５Ｉ
５の出力はバッファメモリＩＩ、１３のクロック入力に
接続されるとともに、遅延回路１６に接続されている。

遅延回路Ｊ６の出力はカウンタ２，７の転送入力に供給
される。カウンタ２は遅延回路１６に、Ｃ○て発生され
る信号に応答して基準値零にリセットされる。この理由
からリセット入力はカウンタ２の転送入力として使用さ
れる。カウンタ７のプリセット入力端子は装置１７に接
続されている（１装置１７は、転送入力が供給されてい
る場合にカウンタ７に供給すべき基準値を定める、メモ
リＩＯはその記憶場所に第１図に示さ１１たような表を
記憶する。番地付けされた記憶場所の内容にアドレスが
割り当てられる。アドレスが周波数に対応するようにア
ロケーションが選ｊｒｆれ、一方関課する記憶セルには
例えば周期の長さのようなＭｉＪ記周波周波数数が記憶
される、アドレス１００，１０１，１０２，１０３，１
０４゜１０５．１０６，１０７，１０８．ノ０９　には
例えばヘルツを巣位として同じ周波数値が割蟲てられる
。

アドレス１００〜１０９を有する記憶場所には周期を表
わす１０，９．９，９．８，９．７，９．６゜９．５　
、９．４　、９．３　、９．２　、９．１ミリ秒の値が
記憶される。周波数間のグラデーションは第１図に示す
ものエリ小さくすることが可能である。

例えばグラデーションを１ヘルツにすることができる。

周波数のグラデーションをアドレスのグラデーションに
等しくする必要はない。

周波数９周期、アドレスは第１図ではｌＯ逆進法表わさ
れている。これらの値はメモリ１０に好ましくは２進法
あるいは１６進法で記憶される。並列出力ライン１１３
．１９に存在するバックアメモリ１１．１３の内容は下
流に接続されたカウンタ、例えばマイクロプロセラ−？
に工って容易にプロセスされる。記憶セル毎のデジット
数は要求される周期の分解能に依存する。

第１図の状態では１００と１０９ヘルツ間の周波数には
ほとんど差がないので小数点から上の１桁が１ヘルツの
クラデージョンを有すれば十分である。

センサ１４はパルスを発生し、ノ（ルス形成器）５はピ
ークパルスを形成する。ピークパルスに応答してカウン
タ１の出力にあるアドレスはバッファメモリ１１に転送
され、メモリ１０の出力に存在する周期値はバッファメ
モリ１３に転送される。この工うにバッファメモリ１ノ
。

１３はそれぞれ周波数及び周期に関するノーツファ記憶
位置として機能する。遅延回路１６による短遅延時間後
、カウンタ２は内容を零にセットされ、カウンタ７はプ
リセット値にセットされる。発振器３で発生されたクロ
ックパルスはカウンタ２でその後加算される。カウント
されたクロックパルス数はメモリ１０の出力値と比較さ
れる。装置１７にセットされた値は最も大きなアドレス
値、例えばｖｇ１図の値１０９に対応している。従って
カウント動作の初期においてはメモリ１０の出力値は周
期値９１ミリ秒である。カウンタ２の内容がこの値に達
すれげコンパレータ５は入力値の一致を示す信号をライ
ン６に送り出す。この信号に応答してダウンカウンタと
して動作するカウンタ７の内容は１ずり減少する。結果
としてメモリ１０のアドレス１ま】ずつ減少し、例えば
１０Ｂになる。周期値９２がメモリ１０の出力に生ずれ
ばコンパレータ５はその入力に存する値が一致していな
いことを検知する。発振器３のクロックパルスはカウン
タ２の内容を増加し続ける。カウンタ２の内容とメモリ
１０のｔ１１力値が一致すると、コンパレータ５は別の
制御信号を発生しカウンタ７の内容を減少させる。ぞこ
でカウンタ７はメモリ１０の記憶場所のアドレスを減少
させ、こうしてこの次の記憶場所に進み、その内容即ち
記憶された基準値を訂正する。この連続した動作はセン
サ１４によって次のパルスが発生されるまで繰り返さノ
’Ｌる。パルス形成器１５によって発生された後、この
パルスにエリまずカウンタ７の内容がバッファ１１に転
送さハ、メモリ１０の出力をバッファＪ３に転送する。

その後カウンタ２，７はそれぞれセット、ブリセントさ
れる。カウンタ２のクロックパルスがメモリ１０の出力
値になるまで新たに加算される１゜上記の装置ｆｉＫよ
れば、センサのパルスを測定後連続するパルスの周波数
及び周期を非常に短時間で測定でざる。メモリアドレス
が周波数に対応する工うにコードを選べば、周波数を求
めるための余分の引算が不要となる。しかしながら第１
図のようにアドレスがコード化される場合には計算が必
要となるであろう。しかし、周波数を計算する場合に割
算が必要とならないように多くの場合アドレスのコード
化がなされるっこのようにすれば周波数を決定する場合
に時間のかかる計算をする必要がないっ 各パルス周波数に定数π、数値２及び車輪半径を乗算す
ることにより車輪の同速度が決定される、周波数が２進
数にコード化されている場合には、対応するバイナリ−
デジットによってシフト動作を行なうことＫよってこの
乗算がなされる。このシフト動作には時間を要しない１
、１−記の簡単な構成の装置は大きな周波数を有し、エ
リ短いパルス間隔を有する周期を求めるのに適している
。高周波数を何するタロツクパルス及び高カウント速度
で動作するカウンタ２を用いた場合でも精度を高めるこ
とがＣきる。

ルＩｊ必要はない。

本発明を特別な装置に基づいて説明したが、これは単な
る例にすぎずこれに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置のブロック図である０ １　・装置、２・・・カウンタ、３・・発振器、４゜６
．８，１２．１８．１９・・ライン、５・・・コンパレ
ータ、７・・カウンタ、９・・・アドレス回路、１０　
・メモリ、１１．１３・・バッファメモリ、１４・・・
センサ、１５・・・パルス形成回路、１６・・遅延回路
、１７−・装置。 ＦＩＧ、１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋Ｉ）　　連続するパルス列のパルス間の期間エリもか
   なり短い間隔で一連のタロツクパルスを発生するステッ
   プと、各パルス列のパルス発生に基づきクロシフパルス
   のカウントを開始しパルス発生からの経過時間を求める
   ステップと、連続するアドレスを有しかつ経過時間を表
   わす一連の基準値を記憶している第１の複数の記憶場所
   から第１の記憶場所のアドレスを用いて最短の経過時間
   を表わす基準値を絖み出すステップと、前記読み出され
   た基準値と実際の値とが一致する迄比較するステップと
   、上記一致に基づいて次の記憶場所に進みその記憶場所
   の次のアップデートなアドレスを用いて次に長い時間を
   示す基準値を読み出すステップと、仄の基準値を用いて
   比較ステップを繰返し次のパルス列パルスが発生する迄
   前記アップデートアドレスを用いてステップを進めるス
   テップと、最後に発生するアドレスを用いてパルス列パ
   ルスの瞬間的周波数を表示する数値を求めるステップと
   からなることを特徴とする様々な間隔を有するパルス列
   の連続パルス間の関係全表示する数値を求める方法。 （２）　　前記アドレスは周波数値で表わされ、最後に
   発生するアドレスを用いて数値を求めるステップにおい
   て前記数値とし°Ｃ最後に発生するアドレスを用いるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の方法。 （３）　　次のパルス列パルスの発生前の最後の読み出
   し基準値を用いてパルス列パルスを隔てる期間の胴間的
   長さを表示する他の数値を求めるステップを更に有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の方法
   。 （４）　　）ｊｉＪ記基準基準値期長を表わす値で表現
   され、その基準値を他の数値として用いることを特徴と
   する特許請求の範囲第（３）項記載の方法。 （！ｊ）　　前記アドレスは周波数値で表ゎさＪ１５、
   前記基準値は前記アドレスに逆比例する周期Ｍｆ表わす
   値で表ゎさｉｔ、前記アドレスをｎ１ノ紀数ｊｕｔとし
   て用し・、Ｄｌｒ記基準値をＭｉＪ記他の数値として用
   いることを特徴とする特許請求の範囲第（３）項記載の
   方法。 （６）的記読み出しステップで使用されるべき第１記憶
   場所のアドレスをプリセットするステップを翁すること
   を特徴とする特許請求の範ν１（第（１）項記載の方法
   〇 （力　各パルス列パルスの発生に基づいてＡｊＪ記クロ
   りクパルス発什ステップがら始まる次のス１ツブを再開
   するステップを有することを特徴とする特許請求の範囲
   第＋１）項記載の方法。 （８）連続するパルス列パルスを隔てる期間よりイ、か
   なり短い１１；ｊ隔で一連のクロックパルスを発生する
   手段と、各パルス列のパルス発生に基づきタロツクパル
   スのカウントを開夕今しパルス発生からの経過時ｔ；）
   ）を求めるカウント手段と、連続するアドレスを南しか
   つ経過時１ａｊを表わす一連の基準値をｄピ憶し−Ｃい
   る複数の記憶場所と、最短の経過時（，４Ｊを衣ゎず基
   準値を記憶する第１の記憶場所がら出発しＣｉｌ：ｊ記
   紀瞳場所を連続的にアドレスする手段を有しかつ、＋）
   ｉＩ記記憶場所からＡ（Ｊ記基準：直を読み出す手段と
   、読み出された値を実際の値と比較する手段と、読み出
   された基準値と実際の値トカ一致した場倉に前記記憶位
   置のアドレスを次の記憶場所のＩ！に新のアドレスにし
   か−）、ｎ；Ｊ記比較手段に供給するための次に長い経
   過時間を表わす基準値を読み出すことを次のパルス列パ
   ルスが発生するまで続ける進行手段と、次のパルス列パ
   ルス発生前の最後に発生するアドレスを用いてパルス列
   パルスの瞬ｊ用的周波数を表わす数値を求める手段とか
   らなることを特徴とする様々な間隔を有するパルス列の
   連続パルス間の関係分表示する数（ｌ！を求める装置。 （！Ｊｌ　　？Ｘ　ツバ／ｌ／ス列パルスの発生前の最
   後の読み出し基準値を用い−（パルス列パルスの周期長
   を°♂くわず他の数値を求める手段を更に何することを
   特徴とする特許、青水の範【用第（８）頃ｊ己イχの装
   置。 （ＩＯ）　　各記憶場所に記憶されている基準値はその
   位置の各アドレスに逆比例し、Ｈ’ｊ記基準値は周期長
   を表わす値Ｃ表現され、アドレスは対応する周波数値で
   表現されていることを特徴とする特許請求の範囲第（９
   ）項記載の装置１０θυ　＾１１記クロックパルス発生
   手段は発系器を有し、ｏ’５記カウント手段は願力°向
   カクンタを角し、ｊ）１１記比較手設はｌ’ｊ’ｊ記−
   故に基づいて制御４ａ号を発生するコンパレータを有し
   、＠’＋ｊ記進行手役は前記制御（−号に応答して各記
   憶場所をアドレスする際に使用さ１する°アドレスに対
   応ずけられたカウント値を減少させる逆カ同カウンタを
   狗することを特徴とする特許請求の範囲第（１■項記載
   の装ｍｌ。 （１力　　各パルス７ｉ、３パルスが発生した際に順方
   向のＭｉ［己カウンタのカウント１直を零にセットｒる
   手段と、各パルス列パルスの発生に伴ｔｆいＭｌ＋記逆
   力向カウンタを最も大きなカウント値にリセットする手
   段を更に有することを特徴とする特許請求の範囲第０１
   ）項記載の装置。 ０〜　＃ｉｌ　ｓｅ周波数および周期を求める手段はそ
   れぞれバッファ記憶位置を有し、各バッファ記憶位置は
   前記進行手段の出力及びＭｉＪ記記憶位置の出力にそれ
   ぞれ接続されることを特徴とする特許請求の範囲第ｆｌ
   　Ｏ）項記載の装置。 ０■　Ｍｉミノバッファ記憶場所には最後に発生するｒ
   ｔｉＪｈｔアドレス及び基準値が仄のパルス列パルスま
   でにそれぞれ供給さ才することを特徴とする特許請求の
   範囲第（１３）項記載の装置。 （１５）　　各カウント手段及び進行手段を初期状態に
   戻す復帰手段と、次のパルス列パルスの発生と前記り廂
   手段の動作との局に所定の遅延時間を設ける手段とを（
   に何することを特徴とする特許請求の範囲第（１，１１
   項記載の装置３、令二嘲士を嶋４４ｔ＃罎母溝功セ★漫
   ＝−６４あ−かし棲判トド徴凄−す１→１剖請４ｖ脚−
   養−西−抽倍ｔ−項喜載カニ４１１号 墳η−−−−二上記事１１）霊車−輪の二抽１１スー２
   二ニドそ二検Ｊ丑！ｉ−”；ＥＦ鴫に＝用・・い＝−ら
   れ−１−車輪げ何転石しピーートを・検知υＶ