DE3213801C2

DE3213801C2 -

Info

Publication number: DE3213801C2
Application number: DE3213801A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 6000 Frankfurt De Fennel
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1982-04-15
Filing date: 1982-04-15
Publication date: 1990-07-26
Also published as: IT8320517A0; SE454220B; JPH071287B2; GB2122443A; GB2122443B; IT1194197B; JPS5985963A; FR2525347A1; FR2525347B1; SE8302011L; DE3213801A1; GB8307313D0; US4581713A; SE8302011D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von Zahlenwerten, die der Frequenz der Meßimpulse einer Meßimpulsfolge proportional sind, wobei in aufeinanderfolgenden, fest vorgegebenen Bezugszeitintervallen die Zahl der Perioden der im jeweiligen Bezugszeitintervall auftretenden Meßimpulse als Näherungswert für die Frequenz gemessen und durch einen Korrekturwert ergänzt wird, und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen sind bereits bekannt (CH-PS 5 32 256). Bei dem bekannten Verfahren wird sowohl die Anzahl der innerhalb einer bestimmten Meßzeit auftretenden Meßimpulse als auch die Zeitspanne zwischen dem letzten gezählten Impuls und dem Ende der Meßzeit ermittelt. Danach wird für die Meßwertdarstellung die durch Impulszählung festgestellte Zahl ausgewertet. Anschließend wird der durch Zeitmessung erhaltene Wert durch den der Zeit einer Periode der Meßfrequenz entsprechenden Wert dividiert. Das Ergebnis wird zur Bildung weiterer Stellen der Meßwertdarstellung verwendet. Für die Meßwertdarstellung sind daher eine Reihe von zeitaufwendigen Rechnungen erforderlich.

Bei einem bekannten Verfahren zur Bestimmung einer mechanischen Geschwindigkeit stößt ein ausgewählter Meßimpuls ein konstantes Zeitintervall an, in dem Taktimpulse aufaddiert werden und nach dessen Ende die Zählung der Taktimpulse nur bis zu einem ausgewählten weiteren Meßimpuls fortgesetzt wird. Ein Geschwindigkeitswert wird aus dem Quotient der Gesamtzahl der Taktimpulse und der Anzahl der Meßimpulse gebildet, die während der Taktimpulszählung aufgetreten sind. (DE-OS 30 08 876).

Bei einem weiteren bekannten Verfahren zur Erzeugung digitaler Meßwerte werden die Differenzen zweier gemessener Geschwindigkeitswerte gebildet und nach einer Übertragungsfunktion bewertet, die einen Wert liefert, der dem zuerst gemessenen Geschwindigkeitswert hinzugefügt wird. Hierdurch sollen Störungen, die zu Änderungen der Geschwindigkeitswerte geführt haben, durch Filterung beseitigt werden (DE-OS 24 38 273).

Bekannt ist auch eine Schaltungsanordnung zur digitalen Messung einer zeitverändernden Größe, mit der aus zwei aufeinanderfolgenden, in gleichlangen Meßintervallen bestimmten Meßwerten durch Interpolation eine Größe gewonnen wird, die der zu messenden Größe in der Mitte der jeweiligen Meßperiode entspricht. Dabei wird die Anzahl der in aufeinanderfolgenden Bezugszeitintervallen festgestellten Meßimpulse zur Bestimmung eines Korrekturwertes verwendet (DE-OS 30 34 124).

Bei einem bekannten Verfahren zur Frequenzmessung nach dem Sampling-Verfahren werden nach der Beendigung der Sampling- Periode Zeitdauern zwischen dem Beginn der Periode und dem ersten Meßimpuls sowie zwischen dem letzten Meßimpuls in der Periode und dem Ende der Periode berechnet (US-PS 42 24 568).

Es sind ferner ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Frequenzbestimmung eines periodischen Signals bekannt, mit denen die Zahl von Meßimpulsen und die Dauern der Meßimpulse getrennt gemessen werden. Die Anzahl der Meßimpulse und die Dauern der Meßimpulse werden zu Adressen vereinigt, mit denen Speicher angesteuert werden, in denen für jede mögliche Kombination aus Dauer und Anzahl der Meßimpulse ein Quotient enthalten ist, der einer Frequenz entspricht (DE-OS 30 28 120).

Schließlich ist es zur Bestimmung der Frequenz von Meßimpulsen bekannt, die während der Perioden der Meßimpulse auftretenden Taktimpulse als Adressen für Speicher zu verwenden, in denen entsprechende Werte als Frequenzen enthalten sind. Für eine ausreichend genaue Messung müssen die Taktimpulse eine wesentlich höhere Frequenz als die Meßimpulse haben. Außerdem ist der Speicherbedarf bei großem Meßbereich sehr hoch (FR-Z: TLE 1980, Aot-Sept., No. 465, S. 71-74 und GB-Z: Electronic Engineering 1977, Mid April, S. 15).

Vielfach sollen Geschwindigkeiten aus Meßimpulsen mit großer Genauigkeit festgestellt werden. Dabei entstehen zahlreiche Stellen aufweisende Zahlen. Diese Zahlen lassen sich nur mit hohem schaltungstechnischem Aufwand in relativ kurzer Zeit dividieren.

Die Rechenzeit wird häufig von der Zeit zwischen zwei benachbarten Impulsen eines für die Messung verwendeten Impulsgebers begrenzt. Wenn die Geschwindigkeit innerhalb eines großen Bereichs schwankt, stehen für die Rechenoperationen unterschiedlich lange Zeiten zur Verfügung. Innerhalb großer Bereiche veränderliche Geschwindigkeiten treten z. B. bei Fahrzeugrädern auf. In Fahrzeugen, die Antiblockiervorrichtungen aufweisen, werden Drehgeschwindigkeiten von Rädern mit Sensoren überwacht.

Bei einer bekannten Vorrichtung zur Verhütung des Radblockierens beim Bremsen ist ein an der Kardanwelle angeordneter Sensor über Impulsformerschaltungen an Eingabeschaltungen angeschlossen, die mit dem Bus eines Mikroprozessors verbunden sind. An dem Bus sind weiterhin Speicher und Zähler angeschlossen. Der Bus besteht aus einem Daten-, einem Adressen- und einem Steuerbus. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen des Sensors werden in den Zählern die Taktimpulse eines Taktgebers aufsummiert. Die in mehreren Impulsperioden angefallenen Zählerstände werden in eine Reihe von Registern eingespeichert, aus denen sie vom Mikroprozessor für die Berechnung der Geschwindigkeit abgerufen werden. Bei jedem Impuls des Sensors wird ein Interrupt am Mikroprozessor angefordert. Der Interrupt löst die Berechnung der Geschwindigkeit dann aus, wenn die benötigte Rechenzeit kleiner als die Impulsperiode ist. Falls aber die Impulsperiode kleiner als eine vorgegebene, auf die Rechenzeit abgestimmte Zeit ist, wird das Interruptsignal durch Maskierung unwirksam gemacht, bis die Rechnung vollendet ist. Erst die späteren Interruptsignale rufen eine neue Berechnung der Geschwindigkeit hervor (GB-OS 20 52 901).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung derart weiter zu entwickeln, daß bei hoher Genauigkeit über den gesamten Meßbereich die Zahlenwerte aus Datenformaten geringer Breite zusammengesetzt und mit kurzen Zeitkonstanten zur Verfügung gestellt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Korrekturwerte in einem Speicher als Tabellenwerte enthalten sind, deren Adressen jeweils aus der Differenz zwischen den in aufeinanderfolgenden Bezugsintervallen gemessenen Zeitdauern vom Beginn des Bezugszeitintervalls bis zum jeweils letzten Meßimpuls im Bezugszeitintervall abgeleitet werden und die in Abhängigkeit vom Vorzeichen der Differenz aus Adressenbereichen ausgelesen werden, denen die positiven bzw. negativen Differenzwerte zugeordnet werden, daß der Tabellenwert zu der jeweiligen Adresse dem Kehrwert der Summe aus dem Bezugszeitintervall und der Differenz der zwischen aufeinanderfolgenden Bezugszeitintervallen vorhandenen Zeitdauern vom Beginn des Bezugszeitintervalls bis zum jeweils letzten Meßimpuls im Bezugszeitintervall proportional ist und daß im Adressenbereich der negativen Differenzwerte die Korrekturwerte positiv und im Adressenbereich der positiven Differenzwerte die Korrekturwerte jeweils negativ sind.

Mit diesem Verfahren ist es möglich, einen großen Periodenbereich zu erfassen, ohne daß eine überaus große Speicherkapazität für die Frequenzwerte benötigt wird. Der Rechenaufwand für die Einordnung der ausgelesenen Frequenzwerte in das dem gesamten Frequenzbereich angepaßte Datenformat ist gering. Die Frequenzwerte stehen daher in kurzer Zeit zur Verfügung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß Taktimpulse von konstanter Frequenz in den vorgegebenen, gleich langen Bezugszeitintervallen jeweils bis zum letzten Meßimpuls im Bezugszeitintervall zu einem Zählwert aufsummiert werden, der zwischengespeichert wird, daß nach jedem Meßimpuls geprüft wird, ob das Meßimpulsintervall größer oder kleiner als das Bezugszeitintervall ist, daß bei kleinerem Meßimpulsintervall der vorletzte vom letzten zwischengespeicherten Zählwert subtrahiert wird, daß die Differenz der Zählwerte in Abhängigkeit von einem Meßimpulszählwert, der durch Aufsummieren der Meßimpulse je Bezugszeitintervall erhalten wird, unter Anpassung an die zugeordnete Klasse der Tabellenwerte als Adresse dem Speicher zugeführt wird, in dem die Tabelle gespeichert ist, bei der unter jeder einem Periodenwert entsprechenden Adresse mindestens eine Zahl gespeichert ist, die im Zähler eine Konstante und im Nenner die Summe aus dem Bezugszeitintervall und der Differenz der Zählwerte enthält, daß der Wert am Speicherausgang mit dem Meßimpulszählwert und mit der aus der Anpassung an die Klasse folgenden Zahl multipliziert und dem Meßimpulszählwert hinzugefügt wird, daß bei kleinerem Bezugszeitintervall der im Bezugszeitintervall mit dem vorletzten Meßimpuls aufgetretene Zählwert von dem im jeweils letzten Bezugszeitintervall bis zum Meßimpuls aufgetretenen Zählwert subtrahiert wird und in Abhängigkeit von der Anzahl der zwischen aufeinanderfolgenden Meßimpulsen aufgetretenen meßimpulslosen Bezugszeitintervallen und nach Division durch die Anzahl der meßimpulslosen Bezugszeitintervalle als Adresse einem weiteren Speicher vorgegeben wird, in dem eine weitere Tabelle gespeichert ist, bei der unter jeder einem Periodenwert entsprechenden Adresse eine Zahl gespeichert ist, die im Zähler eine Konstante und im Nenner die Summe aus dem Bezugszeitintervall und dem Quotienten der Differenz der Zählwerte und der Zahl der meßimpulslosen Bezugszeitintervalle enthält, und daß der Ausgangswert des weiteren Speichers durch die Zahl der meßimpulslosen Bezugszeitintervalle dividiert wird.

Nach diesem Verfahren können sowohl Impulsfolgen, deren Perioden das Bezugszeitintervall unterschreiten, als auch Impulsfolgen, deren Perioden größer als das Bezugszeitintervall sind, verarbeitet werden. Bei kurzen Impulsperioden ist nur eine kurze Zeit notwendig, um die Frequenz proportionale Größe auszugeben. Der Zeitbedarf zur Erzeugung des der Frequenz proportionalen Wertes ist bei langen Impulsperioden etwas größer. Bei langen Impulsperioden steht aber ohnedies mehr Zeit für die Ausgabe des frequenzproportionalen Wertes zur Verfügung.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist darin zu sehen, daß ein sehr großer Impulsperioden- bzw. Impulsfrequenzbereich verarbeitet werden kann. Die frequenzproportionalen Werte sind auch bei kurzen Impulsperioden bzw. hohen Frequenzen kurz nach Beendigung des jeweiligen Bezugszeitintervalls vorhanden, und können weiterverarbeitet werden, um beispielsweise den Schlupf zwischen Fahrzeugradgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist erfindungsgemäß die im Anspruch 9 beschriebenen Merkmale auf. Diese Vorrichtung erzeugt aus Meßimpulsen und Taktimpulsen mit relativ geringem Aufwand in kurzer Zeit die der Frequenz zweier aufeinanderfolgenden Meßimpulse entsprechenden Werte.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, daß ein erster von Taktimpulsen eines Taktgebers beaufschlagbarer Zähler mit seinen Datenausgängen an dem Datenbus eines Mikrorechners angeschlossen ist, daß der Übertragsausgang des Zählers auf den Löscheingang rückgekoppelt und an den Datenbus angeschlossen ist, daß ein von den Meßimpulsen beaufschlagtes Zählregister vorgesehen ist, daß der Interrupteingang des Mikrorechners von den Meßimpulsen beaufschlagt ist und daß Speicher mit ihren Eingängen an den Adressenbus und mit ihren Ausgängen an den Datenbus des Mikrorechners angeschlossen sind.

Durch die Verwendung eines Mikrorechners kann diese Anordnung schnell und auf einfache Weise den unterschiedlichen Meßaufgaben angepaßt werden. Da für die Bestimmung der Frequenzwerte keine langwierigen Rechnungen erforderlich sind, nimmt auch bei sequenzieller Arbeitsweise des Mikrorechners die Bestimmung der Frequenzwerte nur wenig Zeit in Anspruch. Mit dem Mikrorechner können die erhaltenen Frequenzwerte sogleich und schnell für die Berechnung weiterer Größen, beispielsweise des Schlupfes von Rädern, weiterverarbeitet werden.

Vorzugsweise sind die Zahlenwerte in den Speichern unter 8 bit- Wörtern bespeichert. Ein Datenformat von 8 bit ist für die meisten Anwendungsfälle hinreichend genau. Der Speicherbedarf ist deshalb für einen großen Frequenzbereich relativ gering.

Vorzugsweise sind die Speicher programmierte Festwertspeicher. In diesem Fall läßt sich eine große Sicherheit gegen Störbeeinflussung erreichen.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Datenbreite der ausgegebenen Zahlenwerte 16 bit.

Vorzugsweise ist der Meßimpulszähler über Impulsformerstufen mit einem bei Drehung eines Fahrzeugrades betätigbaren Impulsgeber verbunden. Wegen der kostengünstigen Herstellung, der hohen erreichbaren Genauigkeit und dem großen verarbeitbaren Geschwindigkeitsbereich kann die oben beschriebene Anordnung vorteilhafterweise zur Radgeschwindigkeitsbestimmung bei Kraftfahr zeugen eingesetzt werden.

Zweckmäßigerweise sind die Schaltungen zur Erzeugung der Zahlenwerte, die der Frequenz der Meßimpulse proportional sind, in einem Baustein integriert. Der Raumbedarf einer solchen Anordnung ist sehr gering. Außerdem ergibt sich eine geringe Anfälligkeit gegen Störungen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Erzeugung von Zahlenwerten, die der Frequenz der Meßimpulse einer Meßimpulsfolge proportional sind,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Anordnung zur Erzeugung von Zahlenwerten, die der Frequenz von Meßimpulsen einer Meßimpulsfolge proportional sind,

Fig. 3 ein Diagramm der von der Anordnung gemäß Fig. 2 auszuführenden Verfahrensschritte zur Bestimmung der Zahlenwerte und

Fig. 4 Einzelheiten des in Fig. 3 dargestellten Diagramms.

Eine Anordnung zur Erzeugung von Zahlenwerten, die der Frequenz von Meßimpulsen einer Meßimpulsfolge proportional sind, enthält einen Taktgeber 1, der Taktimpulse mit konstanter Frequenz erzeugt. Ein erster Zähler 2 ist mit seinem Zähleingang an den Taktgeber 1 angeschlossen. Der Übertragungsausgang des voreinstellbaren Zählers 2 ist auf den Löscheingang zurückgekoppelt. Die parallelen Ausgänge des ersten Zählers 2 sind mit Eingängen von Speichern verbunden, die im folgenden zusammen als erster Taktimpulszählwertspeicher 3 bezeichnet werden. Bei den Taktimpulszählwertspeichern 3, die zur Zwischenspeicherung verwendet werden, kann es sich um D-Flipflops handeln, deren D-Eingänge an die Ausgänge des Zählers 2 gelegt sind.

Ein Sensor 4, der mittels eines nicht näher bezeichneten Impulsgebers die Drehgeschwindigkeit eines Fahrzeugrades überwacht, speist die der Drehgeschwindigkeit proportionalen Signale in einen Impulsformer 5 ein, der Nadelimpulse erzeugt. Der Impulsformer 5 ist mit seinem Ausgang an den Zähleingang eines zweiten Zählers 6 und an die Takteingänge des Taktimpulszählwertspeichers 3 gelegt. Der zweite Zähler 6 wird im folgenden auch als Meßimpulszähler bezeichnet. Die parallelen Ausgänge des Meßimpulszählers 6 speisen Eingänge eines ersten Meßimpulszählwertspeichers 7, der eine Reihe von D-Flipflops enthält, deren Anzahl mit der Zahl der Ausgänge des Zählers 6 übereinstimmt. Die Zählerausgänge speisen die D-Eingänge dieser Flipflops, deren Takteingänge über ein Verzögerungszeitglied 8 mit dem Übertragungsausgang des Zählers 2 verbunden sind. Der Übertragungsausgang des Zählers 2 speist über ein zweites Verzögerungsglied 9 den Rücksetzeingang des Meßimpulszählers 6. Die parallelen Ausgänge der D-Flipflops des ersten Meßimpulszählwertspeichers 7 sind an Eingänge von D-Flipflops eines zweiten Meßimpulszählwertspeichers 10 angeschlossen. Die Takteingänge der D-Flipflops des zweiten Meßimpulszählwertspeichers 10 stehen unmittelbar mit dem Übertragungsausgang des ersten Zählers 2 in Verbindung. Die Ausgänge des ersten Meßimpulszählwertspeichers 7 sind mit einem Vergleicher 11 verbunden, während die Ausgänge des zweiten Meßimpulszählwertspeichers 10 an einen Vergleich 12 angeschlossen sind. Die Vergleicher 11 und 12 prüfen die Inhalte der Meßimpulszählwertspeicher 7 und 10 darauf hin, ob es sich um den Wert null handelt. Die parallelen Ausgänge des D-Flipflops des ersten Taktimpulszählwertspeichers 3 speisen D-Eingänge von D-Flipflops eines zweiten Taktimpulszählwertspeichers 13, dessen D-Flipflop-Ausgänge einerseits an D-Flipflop-Eingänge eines dritten Taktimpulszählwertspeichers 14 und andererseits an Eingänge eines Subtrahierers 15 angeschlossen sind. Die D-Flipflop-Ausgänge des dritten Taktimpulszählwertspeichers 14 speisen die Subtrahendeneingänge des Subtrahierers 15.

An die Ausgänge der Vergleicher 11 und 12 ist ein Verknüpfungsschaltwerk 16 angeschlossen, das drei Ausgänge 17, 18 und 19 hat. Der Ausgang 17 speist den Takteingang des dritten Taktimpulszählwertspeichers 14 und den Rücksetzeingang eines dritten Zählers 20, dessen Zähleingang mit dem Ausgang 18 verbunden ist, der weiterhin über ein Verzögerungszeitglied 21 an die Takteingänge der D-Flipflops des zweiten Taktimpulszählwertspeichers 13 angeschlossen ist. Der Ausgang 19 ist an den Rücksetzeingang des zweiten Taktimpulszählwertspeichers 13 gelegt. Die parallelen Ausgänge des Subtrahierers 15 sind je über Umschalter 22 einerseits an einen Formatumwandler 23 und andererseits an einen Formatumwandler 24 anschließbar. Die Ausgänge des Formatumwandlers 23 sind an eine Adressenschaltung für einen Speicher 25 angeschlossen, in dem eine Tabelle gespeichert ist, deren Aufbau noch eingehend erörtert wird. Die Ausgänge des Formatumwandlers 24 sind mit Adresseneingängen eines weiteren Speichers 26 verbunden, in dem eine zweite, später noch eingehend erläuterte Tabelle gespeichert ist.

Die Ausgänge des ersten Meßimpulszählwertspeichers 7 stehen über Schalter 27 jeweils mit den Steuereingängen des Formatumwandlers 23, Eingängen einer Tabellenwahlschaltung 28, mit der einzelne Tabellenbezirke des Speichers 25 auswählbar sind, Eingängen eines Multiplizierers 29, Eingängen eines dritten Formatumwandlers 30 und Eingängen eines Addierers 31 in Verbindung. Der Multiplizierer 29 ist an die Ausgänge des Speichers 25 angeschlossen. Der Formatumwandler 30 ist mit den Ausgängen des Multiplizierers 29 verbunden und speist die zweiten Eingänge des Addierers 31, dessen Ausgänge mit Speichern 32 verbunden sind, die zur Aufnahme der Frequenzwerte dienen. Die Eingänge des Speichers 32 sind weiterhin an die Ausgänge eines Dividierers 33 angeschlossen, dessen Eingänge je an die Ausgänge des Speichers 26 und die Ausgänge des dritten Zählers 20 gelegt sind. Die Ausgänge des dritten Zählers 20 steuern auch die zweiten Eingänge des zweiten Formatumwandlers 24 und Eingänge eines dritten Vergleichers 34, durch dessen Ausgänge die Stellung der Schalter 22 und 27 bestimmt wird.

Durch den Zähler 2 wird ein Bezugszeitintervall konstanter Dauer vorgegeben. Die Dauer richtet sich nach dem Voreinstellwert des Zählers 2. Der Zähler 2 summiert die mit konstanter Frequenz ankommenden Taktimpulse bis zum Voreinstellwert auf und wird durch das Übertragssignal auf den Inhalt null zurückgestellt. Danach werden die Taktimpulse wieder zu einem Zählwert aufsummiert. Das Bezugszeitintervall kann auch als Zeitfenster bezeichnet werden, das im folgenden durch T _F ausgedrückt wird.

Wenn der Sensor 4 ein Signal abgibt, das im Impulsformer 5 in einen Impuls umgewandelt wird, wird der Zählstand im ersten Speicher 2 in den ersten Taktimpulszählwertspeicher 3 übernommen.

Mit jedem Impuls am Ausgang des Impulsformers 5 wird auch der Inhalt des Meßimpulszählers 6 um eine Einheit erhöht. Wenn am ersten Zähler 2 das Übertragssignal auftritt, gelangt der Inhalt des ersten Meßimpulszählwertspeichers 7 in den zweiten Meßimpulszählwertspeicher 10. Nach einer vom Verzögerungszeitglied 8 abhängigen kurzen Verzögerungszeit wird der Inhalt des Meßimpulszählers 6 in den ersten Meßimpulszählwertspeicher 7 übernommen. Danach wird der Meßimpulszähler 6 über das Verzögerungszeitglied 9, dessen Verzögerungszeit geringfügig größer als diejenige des Verzögerungszeitgliedes 8 ist, auf den Inhalt null zurückgesetzt. Der Übertragungsausgang des Zählers 2 ist auch mit dem Verknüpfungsschaltwerk 16 verbunden. In Abhängigkeit vom Übertragssignal werden über Torschaltungen 70 Signale an die Ausgänge 17, 18 und 19 weitergeleitet. Die Inhalte der Meßimpulszählwertspeicher 7 und 10 sind im folgenden mit ZW 1 und ZW 2 bezeichnet.

Die Inhalte ZW 1 und ZW 2 werden in den Vergleichern 11 und 12 darauf hin geprüft, ob sie null sind. Es sei zunächst angenommen, daß beide Inhalte ZW 1 und ZW 2 von null verschieden sind. Dies bedeutet, daß in zwei aufeinanderfolgenden Bezugszeitintervalle T _F mehrere Meßimpulse fallen. Wenn die Vergleicher 11 und 12 von null verschiedene Werte für ZW 1 und ZW 2 feststellen, wird mit dem Übertragssignal des Zählers 2 am Ausgang 17 ein Impuls erzeugt, durch den die Übernahme des Inhalts des zweiten Taktimpulszählwertspeichers 13 in den dritten Taktimpulszählwertspeicher 14 gesteuert wird. Gleichzeitig wird der Zähler 20 auf einen Voreinstellwert zurückgestellt. Bei diesem Voreinstellwert handelt es sich um die Zahl eins. Im Anschluß dazu wird über einen Impuls am Ausgang 18 nach einer Zeitverzögerung durch das Verzögerungszeitglied 21 die Übernahme des Inhaltes des ersten Taktimpulszählwertspeichers 3 in den zweiten Taktimpulszählwertspeicher 13 gesteuert. Die Inhalte des zweiten und dritten Taktimpulszählwertspeichers 13, 14 sind im folgenden mit ZW 11 und ZW 12 bezeichnet. Jede Übernahme eines Wertes in einen der Speicher 3, 7, 10, 13 und 14 hat zur Folge, daß der vorhandene Speicherinhalt durch den übernommenen Wert ersetzt wird. Die Periodendauer T _P von Meßimpulsen in Abhängigkeit von den Speicherinhalten ZW 2, ZW 11 und ZW 12 und des Bezugszeitintervalls T _F ergibt sich aus folgender Formel:

wobei K eine Konstante ist. Die Frequenz f der Meßimpulse ist der Kehrwert hieraus:

Die Frequenz f ist also dem Speicherinhalt ZW 2 proportional. Mit der oben beschriebenen Anordnung wird ein frequenzproportionaler Näherungswert ZW 2 jeweils durch den im Speicher 25 enthaltenen Korrektur- bzw. Tafelwert zum Frequenzwert ergänzt. Die Eingangswerte der Tafel sind von der Differenz ZW 11-ZW 12 abhängig. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Tafel Eingangswerte, d. h. die Adressen des Speichers 25, ein kleines Adressenformat haben. Dies ist möglich, wenn die Frequenz f aus folgender Beziehung ermittelt wird:

Hierbei ist die Konstante K₁ der Kehrwert von K, während die Konstante K₂ als weitere Konstante ebenso wie K von der Wahl der Einheiten für die Periode bzw. die Frequenz abhängen. In der Tabelle des Speichers 25 sind zu den Differenzwerten ZW 11-ZW 12 die entsprechenden Werte:

gespeichert.

Der Wert K₂ · ZW 2 bildet bereits in erster Näherung den Frequenzwert nach. Deshalb ist der Wert:

nur ein Korrekturwert für K₂ · ZW 2.

Je genauer K₂ · ZW 2 an den Frequenzwert f heranreicht, desto kleiner kann der Korrekturwert sein. Dies bedeutet aber, daß für den Korrekturwert nur ein geringes Adressen- und Datenformat erforderlich ist. Es ergeben sich daher Einsparungen hinsichtlich der notwendigen Speicherkapazität.

Das Bezugszeitintervall T _F kann z. B. 4,0 msec sein. Die zu überwachende Geschwindigkeit soll z. B. den Bereich von etwa 5 bis etwa 280 km/h umfassen. Bei 280 km/h soll die Frequenz 6600 Hz betragen. Die Daten im Speicher 25 sind nun in mehrere Klassen eingeteilt. Die Klassen können z. B. die Geschwindigkeitsbereiche 5 bis 20, 10 bis 40, 30 bis 80, 70 bis 160 und 150 bis 280 km/h umfassen. Der Korrekturwert hat für alle Klassen das gleiche Format, vorzugsweise 8 bit.

Es sei angenommen, daß der Frequenzwert mit einem Format von 16 bit ausgegeben und weiterverarbeitet werden soll. Die Korrekturwerte im Speicher 25 sind nun verschiedenen Wertigkeiten zugeordnet. Die Zuordnung richtet sich nach der Klasse und der für diese Klasse erforderlichen Genauigkeit. In der Klasse zwischen 150 und 280 km/h haben z. B. die Korrekturwerte binäre Stellenwerte zwischen 2⁴ und 2¹². Damit können die Frequenzwerte für den Bereich von 150 bis 280 km/h mit hinreichender Genauigkeit bestimmt werden. Für den Bereich von 70 bis 160 km/h sind die entsprechenden Stellenwerte 2⁵ bis 2¹³. Die Wertigkeit der Korrekturwerte für die weiteren Bereiche 30 bis 90 km/h, 10 bis 40 km/h und 5 bis 20 km/h ist jeweils um eine Stelle im binären Zahlensystem verschoben und beträgt 2⁶ bis 2¹⁴, 2⁷ bis 2¹⁵ und 2⁸ bis 2¹⁶. Die fehlenden, niedrigwertigeren Stellen können auch als aufgerundet angesehen werden.

Die Anzahl der Korrekturwerte pro Klasse richtet sich ebenfalls nach der gewünschten Genauigkeit. Die Anzahl bestimmt den notwendigen Speicherbedarf des Speichers 25. Die Differenz ZW 11-ZW 12 kann je nach Zunahme oder Abnahme der Geschwindigkeit positiv oder negativ sein. Deshalb sind verschiedene Speicherplätze für positive und negative Werte der Differenz ZW 11- ZW 12 notwendig. Wenn die Differenz ZW 11-ZW 12 positiv ist, ergibt sich ein negativer Korrekturwert. Die entsprechenden Werte sind dann als Zweierkomplement des negativen Werts im Speicher 25 enthalten.

Bei einem maximal zulässigen Fehler von vier binären Stellen im Bereich von 150 bis 280 km/h ist es nicht erforderlich, daß das volle Adressenformat, wie es sich am Ausgang des Subtrahierers 15 ergibt, an den Speicher 25 angelegt wird. Wenn am Ausgang des Subtrahierers 15 ein Adressenformat von 16 bit ansteht, dann genügt für die Adressierung der ersten Klasse der Tabelle im Speicher eine um 2³ reduzierte Adresse. Die Ausgangsadresse des Subtrahierers 15 wird deshalb durch den Wert 2³ im Formatumwandler 23 dividiert. Der Formatumwandler 23 wird durch den Inhalt des Meßimpulszählwertspeichers 7 gesteuert. Bei einem Bezugszeitintervall von 4,0 msec und einer Frequenzänderung von 6600 Hz bis 2983 Hz für den Bereich von 160 bis 280 km/h kann der Inhalt des Meßimpulszählwertspeichers 7 zwischen 16 und 27 schwanken. Den Werten 16 bis 27 entspricht daher im Formatumwandler 23 eine Division durch den Wert 2³. Die Ausgänge des Formatumwandlers 23 sind z. B. an die Zeilenadressierschaltung des matrixförmigen Speichers 25 gelegt. An die Spaltenadressierschaltung sind dann die Ausgänge des Meßimpulszählwertspeichers 7 gelegt, um die Klasse der Tabelle auszuwählen. Die Werte 16 bis 27 bzw. deren entsprechende Binärwerte wählen demnach diejenige Klasse der Tabelle aus, die dem Geschwindigkeitsbereich 150 bis 280 km/h entspricht. Die Klasse der Tabelle für den Bereich von 150 bis 280 km/h enthält vorzugsweise für negative Differenzwerte 49 Speicherplätze zu je 8 bit, während für positive Differenzwerte 56 Speicherplätze zu je 8 bit ausreichen. In der folgenden Tabelle sind die für die verschiedenen Geschwindigkeitsbereiche vorgesehenen Klassen der Tabelle, der Speicherbedarf je Klasse sowie der Bereich des Inhalts des Meßimpulszählwertspeichers 7 und die Größe der Adressenänderung durch den Formatumwandler 23 angegeben.

Der gesamte Speicherbedarf umfaßt demnach 541×8 bit. Bei hoher Genauigkeit der Frequenzwerte ist somit für einen großen Geschwindigkeitsbereich nur ein geringer Speicherbedarf notwendig.

Die in Form von 8 bit-Wörtern aus dem Speicher 25 ausgelesenen Korrekturwerte gelangen in den Multiplizierer 29, in dem sie mit dem Inhalt des Meßimpulszählwertspeichers 7 multipliziert werden. Die Frequenzwerte sollen in einem Format von 16 bit- Breite verfügbar sein. Deshalb werden im Formatumwandler 30 die den jeweiligen Klassen zugeordneten Zahlwörter multipliziert. Für die Multiplikation werden die gleichen Zahlen benutzt, die bereits für die Division der entsprechenden Klasse verwendet wurden. Die in der Tabelle angegebenen fünf Klassen werden demnach je mit 2³, 2⁴, 2⁵, 2⁶ oder 2⁷ multipliziert. Die Multiplikation erfolgt im binären Zahlensystem, wobei der Multiplikation mit jeweils dem Faktor 2 eine Verschiebeoperation entspricht, die um eine Stelle nach links erfolgt. Die Verschiebung um eine Stelle nach rechts bedeutet eine binäre Division durch den Faktor 2. Nach der Multiplikation im Formatumwandler 30 stehen die Korrekturdaten in Format von 16 bit mit der richtigen Wertigkeit innerhalb dieses Formats zur Verfügung. Diesen Daten wird der Inhalt des Meßimpulszählwertspeichers 7 hinzugefügt. Daraus ergibt sich dann der Frequenzwert f nach der oben angegebenen Beziehung (2). Dieser Frequenzwert gelangt vom Addierer 31 in den Speicher 32, der für das Ergebnis vorgesehen ist.

Wenn die Vergleicher 11 und 12 feststellen, daß der Inhalt des Meßimpulszählwertspeichers 7 null ist, während der Inhalt des Meßimpulszählwertspeichers 10 größer als null ist, dann veranlaßt das Verknüpfungsschaltwerk 16 die Übernahme des Inhalts des Taktimpulszählwertspeichers 13 in den Taktimpulszählwertspeicher 14. Danach wird der Inhalt des Taktimpulszählwertspeichers 13 auf null zurückgesetzt. Zugleich wird der Inhalt des Zählers 20 um eine Einheit erhöht.

Stellen die Vergleicher 11 und 12 fest, daß die Inhalte der Meßimpulszählwertspeicher 7 und 10 null sind, dann erhöht das Verknüpfungsschaltwerk 16 den Inhalt des Zählers 20 um eine Einheit, während der Inhalt des Taktimpulszählwertspeichers 13 auf null zurückgestellt wird und der Inhalt des Taktimpulszählwertspeichers 14 erhalten bleibt.

Ist dagegen der Inhalt des Meßimpulszählwertspeichers 7 größer als null, während der Inhalt des Meßimpulszählwertspeichers 10 noch null ist, dann steuern die Vergleicher 7, 10 über das Verknüpfungsschaltwerk 16 die Übernahme des Inhalts des Taktimpulszählwertspeichers 3 in den Taktimpulszählwertspeicher 13. Der Inhalt des Taktimpulszählwertspeichers 14 bleibt erhalten, während das Verknüpfungsschaltwerk 16 den Inhalt des Zählers 20 um eins erhöht. Bei den oben erläuterten Zählerinhalten ist die Periodendauer der Meßimpulse größer als das Bezugszeitintervall T _F. Die Periodendauer T _P der Meßimpulse ergibt sich dann anhand der Inhalte des Zählers 20 und der Taktimpulszählwertspeicher 13, 14 nach der Beziehung:

T _P = K · (Z 3 · T _F + ZW 11-ZW 12).

Hierbei ist K eine Konstante, Z 3 der Inhalt des Zählers 20, T _F das Bezugszeitintervall, und ZW 11 bzw. ZW 12 sind die Inhalte der Taktimpulszählwertspeicher 13, 14.

Die Frequenz der Meßimpulse F ergibt sich aus dem Kehrwert von T _P nach folgender Beziehung:

Außer ZW 11-ZW 12 steht bei dieser Beziehung noch der Aus druck Z 3 · T _F im Nenner. Nach der weiter oben erläuterten Metho de kann die Bestimmung von F demnach nicht erfolgen. Es wird statt dessen eine etwas abgewandelte Methode benutzt. Die Fre quenz F ergibt sich aus der Beziehung (3) durch Umwandlung nach der Beziehung

Im Speicher 26 ist wiederum eine Tabelle gespeichert, deren Adressen aus der Differenz ZW 11-ZW 12 abgeleitet werden, indem diese Adressen noch einmal im Formatumwandler 24 durch den Inhalt des Zählers 20 dividiert werden. Da die Meßimpuls periode größer als das Bezugszeitintervall ist, ergibt bereits der Inhalt des Zählers 20 einen relativ genauen Frequenzwert. Die Tabellenwerte können daher die niedrigste Genauigkeitsstufe aufweisen. Deshalb werden die Differenzwerte ZW 11-ZW 12 im Formatumwandler 24 auch auf die niedrigste Genauigkeitsstufe heruntergeteilt, die oben bei der Tabelle des Speichers 25 mit 2⁷ angegeben wurde. Mit dieser Adresse werden die in der Tabelle enthaltenen Werte für

angewählt und ausgelesen.

Die Ausgangswerte des Speichers 26 gelangen in den Dividierer 33, in dem sie durch den Inhalt des Zählers 20 dividiert werden. Am Ausgang des Dividierers 33 steht danach der Frequenzwert F zur Verfügung, der in den Speicher 32 gelangt. Die Schalter 22, 27 werden von dem Vergleicher 34 gesteuert, der den Zähler 20 darauf hin überwacht, ob der Inhalt größer als eins ist. Trifft dies zu, dann schaltet der Vergleicher 34 den Schalter 22 auf den Eingang des Formatumwandlers 24 um, während er den Schalter 27 öffnet. In diesem Fall wird der Speicher 26 adressiert, dessen Inhalt nach entsprechender Umwandlung als Frequenzwert F in den Speicher 32 gelangt.

Die Division des aus dem Speicher 26 ausgelesenen Wertes stellt eine Formatumwandlung dar. Eine weitere Formatumwandlung ist nicht notwendig, weil im Speicher 26 nur Werte für niedrige Geschwindigkeiten gespeichert sind, die überdies nur eine geringe Datenbreite benötigen.

Die in Fig. 1 dargestellten Schaltelemente sind bis auf den Sensor 4 vorzugsweise in einem Baustein integriert. Damit läßt sich eine Gewichts- und Volumeneinsparung erreichen.

Eine andere Ausführungsform zur Ausgabe eines der Frequenz aufeinanderfolgender Impulse entsprechenden Wertes enthält wiederum den Taktgeber 1, dessen Ausgang mit dem Zähler 2 verbunden ist, dessen Übertragsausgang auf den Rücksetzeingang rückgekoppelt ist. Die parallelen Ausgangsleitungen 35 des Zählers 2 sind an den Bus 36 eines Mikrorechners 37 gelegt. Der Bus 36 enthält nicht näher dargestellte Steuer-, Daten- und Adressenleitungen, die je einen Steuer-, Daten- und Adressenbus bilden. Vorzugsweise ist das Adressenformat 16 bit und das Datenformat 8 bit. Der Zähler 2 hat zweckmäßigerweise 16 parallele Ausgänge. Dabei kann der Zähler 2 ein Binärzähler sein. Da das Datenbusformat 8 bit ist, müssen die 16 bit des Binärzählers 2 nacheinander zu jeweils 8 bit auf den Datenbus übertragen werden. Die Datenübertragung erfolgt zweckmäßigerweise über einen Zwischenspeicher, bei dem es sich um Speicherplätze innerhalb eines an den Bus 36 angeschlossenen Speichers 38 mit wahlfreiem Zugriff handeln kann. Der Übertragsausgang des Zählers 2 ist an den Steuerbus angeschlossen. Ein Mikroprozessor 39 sowie Festwertspeicher 40, 41 und eine Ein-, Ausgabeschaltung 42 sind ebenfalls mit dem Bus 36 verbunden. Der Sensor 4 speist über Impulsformerschaltungen 5 und die Ein- und Ausgabeschaltung 42 den Interrupteingang des Mikrorechners 37. In den Festwertspeichern 40, 41 ist jeweils eine der oben in Verbindung mit den Speichern 25, 26 eingehend erläuterten Tabellen gespeichert. Der Taktgeber 1 liefert gleichzeitig den Systemtakt für den Mikroprozessor 39. Der Zähler 2 ist vorzugsweise ein Bestandteil des Mikroprozessors 39.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Diagramm ist der Inhalt des Zählers 2 mit Z 1 bezeichnet. Im Speicher 38 (RAM) kann ein Speicherbereich als Zählspeicher festgelegt sein, dessen Inhalt bei jedem Meßimpuls um eine Einheit erhöht wird. Der Inhalt dieses Zählspeicherbereichs im Speicher 38 wird mit Z 2 bezeichnet. Der Zählspeicherbereich kann zweckmäßigerweise ein Register des Mikroprozessors 39 sein. Ein weiteres Register des Mikroprozessors 39 dient zur Aufnahme des Inhalts des Zählers 2. Der Inhalt dieses Registers ist mit ZW 11 bezeichnet. Für die Speicherung des Inhalts des Zählers 2 ist ein weiteres Register im Mikroprozessor 39 vorgesehen, dessen Inhalt mit ZW 12 bezeichnet wird. Zwei weitere Register, deren Inhalte in Fig. 3 mit ZW 2 und ZW 21 bezeichnet sind, dienen zur Zwischenspeicherung des Inhalts Z 2 des Zählspeichers.

Nach der Ausgabe eines jeden Frequenzwerts f oder F wird in einem Schritt 43 der Inhalt ZW 2 in das Register mit ZW 21 eingegeben, das danach die Daten von ZW 2 enthält. Sodann wird in einem Schritt 44 Z 2 nach ZW 2 übertragen. Es folgt in einem Schritt 45 eine Abfrage, ob ZW 2 null ist. Trifft dies zu, dann wird auf einen Schritt 46 übergegangen, der eine weitere Abfrage beinhaltet, die sich darauf bezieht, ob auch ZW 21 null ist. Sofern dies der Fall ist, folgt ein Schritt 47, in dem der mit Z 3 bezeichnete Inhalt eines weiteren Registers des Mikroprozessors 39 um eine Einheit erhöht wird. Anschließend wird in einem in Fig. 3 mit 48 bezeichneten Ablauf der Frequenzwert f oder F bestimmt. Nach dem Ablauf 48 beginnt wieder ein Schritt 43. Wenn im Schritt 46 festgestellt wird, daß ZW 21 nicht null ist, dann folgt ein Schritt 49, in dem ZW 11 nach ZW 12 übertragen wird. Zugleich wird ZW 11 auf null zurückgesetzt, während Z 3 auf zwei eingestellt wird. Auf den Schritt 49 folgt wiederum der Schritt 48.

Im Schritt 45 wird bei von null verschiedenem Stand von ZW 2 auf einen Schritt 50 übergegangen, der eine Abfrage beinhaltet, die sich auf ZW 21 bezieht. Falls ZW 21 null ist, folgt ein Schritt 51, in dem Z 1 nach ZW 11 übertragen wird. Zugleich wird Z 2 und Z 3 auf null zurückgesetzt, bevor sich der Ablauf 48 anschließt. Wird jedoch beim Schritt 50 festgestellt, daß ZW 21 von null verschieden ist, dann folgt ein Schritt 52, der die Übertragung von ZW 11 nach ZW 12, die Übertragung von Z 1 nach ZW 11 und die Rücksetzung von Z 2 und Z 3 auf null umfaßt. Danach folgt wiederum der Ablauf 48.

Wie in Fig. 4 näher dargestellt ist, beginnt der Ablauf 48 mit einem Schritt 53, in dem ZW 12 von ZW 11 subtrahiert wird. Danach wird in einem Schritt 54 geprüft, ob der Inhalt Z 3 größer als null ist. Ist dies nicht der Fall, dann folgt in einem Schritt 55 eine Verschiebeoperation. Die Differenz ZW 11-ZW 12 wird mittels mehrerer Verschiebungen durch 2⁸ geteilt. Dies entspricht der Klasse mit dem kleinsten Geschwindigkeitsbereich gemäß der weiter oben erläuterten Tabelle, die z. B. im Speicher 26 vorhanden ist. Im nächsten Schritt 56 wird das im Schritt 55 gewonnene Ergebnis durch Z 3 dividiert. Dabei ergibt sich ein Wert, der zur Adressierung einer Tabelle dient, die mit derjenigen im Speicher 26 übereinstimmt. Diese Tabelle ist bei der Anordnung gemäß Fig. 2 im Festwertspeicher 41 vorhanden. Die im folgenden Schritt 57 durchgeführte Adressierung des Speichers 41 ergibt einen Speicherausgangswert, der durch Z 3 dividiert und danach mit 2⁸ multipliziert wird. Das Ergebnis des Schrittes 57 wird im folgenden Schritt 58 in ein Register SP 2 bzw. in einen Speicherplatz SP 2 des Speichers 38 eingegeben. Es handelt sich dabei um die acht niedrigwertigen Bit des Speichers. Die acht höherwertigen Bit werden auf null zurückgestellt. Es folgt dann der Schritt 43.

Ist jedoch Z 3 von null verschieden, dann schließt sich ein Schritt 59 an, in dem die Differenz ZW 11-ZW 12 einer Verschiebeoperation unterworfen wird, die einer Division durch 2 entspricht. Nach dieser Verschiebung wird in einem Schritt 60 geprüft, ob ZW 2 mit den Werten für die höchste Geschwindigkeitsklasse der Tabelle übereinstimmt. Ist dies der Fall, so folgt als Schritt 61 die Adressierung des Speichers 40 mit dem Ergebnis des Schrittes 59 als Adresse, die Multiplikation des Speicherausgangswerts mit ZW 2 und Formatanpassung, indem durch eine Verschiebeoperation eine binäre Multiplikation erzeugt wird. Danach steht der Korrekturwert mit dem richtigen Stellenwert zur Verfügung. Dieser Korrekturwert wird in einem Schritt 62 in SP 2 abgespeichert, der die acht niedrigwertigeren Bits eines sechzehn Bits umfassenden Wortes bildet. Die acht höherwertigen Bits werden vom Inhalt ZW 2 gebildet, der nach dem Speicherplatz mit den acht höherwertigen Bits transportiert wird. Dieser Speicherplatz ist in Fig. 4 mit SP 1 bezeichnet. An den Schritt 62 schließt sich der Schritt 43 an.

Wird beim Schritt 60 festgestellt, daß ZW 2 größer als der für die höchste Klasse vorgegebene Wert ist, so folgt ein weiterer Verschiebeschritt 63, in dem die Differenz ZW 11-ZW 12 um eine Binärstelle dividiert wird. Danach wird in einem Schritt 64 geprüft, ob ZW 2 größer oder gleich ist dem vorgegebenen Wert für die nächstniedrigere Klasse der Tafel im Speicher 40. Trifft dies zu, dann schließt sich ein Schritt 64 an, der die Speicherauslesung und die Multiplikation des Ausgangswerts des Speichers mit ZW 2 beinhaltet. Das Ergebnis dieser Multiplikation wird im nächsten Schritt 65 in das notwendige Format transformiert, in dem eine Multiplikation um zwei binäre Stellen vorgenommen wird, bevor der Schritt 62 folgt. Eine Schrittfolge, die derjenigen von 63, 64 und 65 entspricht, wird nach dem Schritt 64 für jede Speicherklasse durchgeführt. In Fig. 4 ist dies durch die gestrichelten Linien 66 und 67 dargestellt, die jeweils in Formatumwandlungsschritten 68 und 69 enden, an die sich der Schritt 62 anschließt.

Es ist möglich, die in Fig. 2 dargestellte Anordnung für die zeitmultiplexe Berechnung von Frequenzwerten auszunutzen. Es sind dann mehrere Sensoren über entsprechende Impulsformer und Interfaceschaltungen an den Bus 36 angeschlossen. Für jeden Sensor wird die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Schrittfolge in einer vorgebbaren Reihenfolge durchgeführt.

Die in Fig. 2 dargestellten Schaltungen sind bis auf den Sensor 4 und den Impulsformer 5 in einem Baustein integriert.

Im folgenden ist in einer Tabelle für einen bestimmten Frequenzbereich zu jeder Frequenz der Näherungswert und der in dem Speicher enthaltene Korrekturwert im Dezimalsystem angegeben. Die Werte gelten für ein Bezugszeitintervall T _F=4 msec für K 1=1 sowie für K 2=100 und für den oben erwähnten Frequenzbereich.

In der nachfolgenden Tabelle sind zu den vom Sensor 4 erzeugten Signalen Frequenzwerte und Periodenwerte angegeben. Weiterhin zeigt die Tabelle die Näherungswerte für die Frequenzen. Diese Näherungswerte ergeben sich in den Meßimpulszählwertspeichern 7, 8 bzw. im Mikrorechner 37. In der entsprechenden Spalte der Tabelle ist darauf hingewiesen, daß die Näherungswerte mit einer Konstanten multipliziert werden müssen. Weiterhin enthält die Tabelle die Differenzwerte für die Bildung der Speicheradressen und die unter den angegebenen Adressen gespeicherten Korrekturwerte. Die Differenzwerte unterliegen einer Formatumwandlung, wie sie z. B. im Formatumwandler 23 vorgenommen wird. Eine weitere Spalte der Tabelle enthält das Ergebnis der Multiplikation der gespeicherten Korrekturwerte mit den Näherungswerten. Dieses Ergebnis steht z. B. am Ausgang des Multiplizierers 29 an. Schließlich zeigt die Tabelle in einer Spalte die Ergebnisse der Bestimmung der Periodendauern aus den Näherungswerten und den Korrekturwerten.

Der Frequenzbereich ist gemäß der vorstehenden Tabelle relativ grob gestuft. Es ist aber klar zu erkennen, daß Adressen in verschiedenen Bereichen ebenso wie die Tabellenwerte gleich sind. Dies bedeutet eine Einsparung an Speicherplätzen. Außerdem reichen dreistellige Korrekturwerte aus, um Zahlenwerte mit hoher Genauigkeit zu erzeugen.

Bezugszeichenliste:

1 Taktgeber
2 erster Zähler
3 Taktimpulszählwertspeicher
4 Sensor
5 Impulsformer
6 zweiter Zähler
7 Meßimpulszählwertspeicher
8 Verzögerungszeitglied
9 Verzögerungszeitglied
10 Meßimpulszählwertspeicher
11 Vergleicher
12 Vergleicher
13 Taktimpulszählwertspeicher
14 Taktimpulszählwertspeicher
15 Subtrahierer
16 Verknüpfungsschaltwerk
17 Ausgang
18 Ausgang
19 Ausgang
20 dritter Zähler
21 Verzögerungszeitglied
22 Umschalter
23 Formatumwandler
24 Formatumwandler
25 Speicher
26 Speicher
27 Schalter
28 Tabellenwahlschaltung
29 Multiplizierer
30 Formatumwandler
31 Addierer
32 Speicher
33 Dividierer
34 Vergleicher
70 Torschaltung
35 Ausgangsleitung
36 Bus
37 Mikrorechner
38 Speicher
39 Mikroprozessor
40 Festwertspeicher
41 Festwertspeicher
42 Ein- und Ausgabeschaltung
43-47 Schritt
48 Ablauf
49-62 Schritt
63 Verschiebeschritt
64 Schritt
65 Schritt
66 Linie
67 Linie
68 Formatumwandlungsschritt
69 Formatumwandlungsschritt

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung von Zahlenwerten, die der Frequenz der Meßimpulse einer Meßimpulsfolge proportional sind, wobei in aufeinanderfolgenden, fest vorgegebenen Bezugszeitintervallen (T _F) die Zahl der Perioden der im jeweiligen Bezugszeitintervall auftretenden Meßimpulse als Näherungswert für die Frequenz gemessen und durch einen Korrekturwert ergänzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturwerte in einem Speicher (25, 40) als Tabellenwerte enthalten sind, deren Adressen jeweils aus der Differenz zwischen den in aufeinanderfolgenden Bezugszeitintervallen gemessenen Zeitdauern vom Beginn des Bezugszeitintervalls bis zum jeweils letzten Meßimpuls im Bezugszeitintervall abgeleitet werden und die in Abhängigkeit vom Vorzeichen der Differenz aus Adressenbereichen ausgelesen werden, denen die positiven bzw. negativen Differenzwerte zugeordnet werden, daß der Tabellenwert zu der jeweiligen Adresse dem Kehrwert der Summe aus dem Bezugszeitintervall (T _F) und der Differenz der zwischen aufeinanderfolgenden Bezugszeitintervallen vorhandenen Zeitdauern vom Beginn des Bezugszeitintervalls bis zum jeweils letzten Meßimpuls im Bezugszeitintervall proportional ist und daß im Adressenbereich der negativen Differenzwerte die Korrekturwerte positiv und im Adressenbereich der positiven Differenzwerte die Korrekturwerte jeweils negativ sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder gespeicherte Tabellenwert die gleiche Datenbreite hat, daß die Tabellenwerte in Klassen unterteilt sind, denen verschiedene Frequenzbereiche zugeordnet sind, daß sich die Klassen durch die Zuordnung der Wertigkeiten zu den Stellen der Datenbreite unterscheiden und daß jeweils die Tabellenwerte von der Stelle mit der höchsten Wertigkeit abgespeichert sind, wobei die die Datenbreite übersteigenden Stellen mit der niedrigsten Wertigkeit aufgerundet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tabellenwerte nach dem Auslesen mit einer Zahl multipliziert werden, die der Anzahl der in der jeweiligen Klasse aufgerundeten Stellen entspricht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Klassen zugeordneten Tabellenwerte in Speicherbereichen mit unterschiedlicher Adressenbreite enthalten sind und daß sich die Adressenbreite der Klassen jeweils um die Zahl der aufgerundeten Stellen unterscheidet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen den in aufeinanderfolgenden Bezugszeitintervallen vorhandenen Zeitdauern vom Beginn des Bezugszeitintervalls bis zum jeweils letzten Meßimpuls im Bezugszeitintervall in Abhängigkeit von der jeweiligen Klasse um eine der Zahl der aufgerundeten Stellen entsprechende Zahl dividiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Taktimpulse von konstanter Frequenz in den vorgegebenen, gleich langen Bezugszeitintervallen jeweils bis zum letzten Meßimpuls im Bezugszeitintervall zu einem Zählwert aufsummiert werden, der zwischengespeichert wird, daß nach jedem Meßimpuls geprüft wird, ob das Meßimpulsintervall größer oder kleiner als das Bezugszeitintervall ist, daß bei kleinerem Meßimpulsintervall der vorletzte vom letzten zwischengespeicherten Zählwert subtrahiert wird, daß die Differenz der Zählwerte in Abhängigkeit von einem Meßimpulszählwert, der durch Aufsummieren der Meßimpulse je Bezugszeitintervall erhalten wird, unter Anpassung an die zugeordnete Klasse der Tabellenwerte als Adresse dem Speicher zugeführt wird in dem die Tabelle gespeichert ist, bei der unter jeder einem Periodenwert entsprechenden Adresse mindestens eine Zahl gespeichert ist, die im Zähler eine Konstante und im Nenner die Summe aus dem Bezugszeitintervall und der Differenz der Zählwerte enthält, daß der Wert am Speicherausgang mit dem Meßimpulszählwert und mit der aus der Anpassung an die Klasse folgenden Zahl multipliziert und dem Meßimpulszählwert hinzugefügt wird, daß bei kleinerem Bezugszeitintervall der im Bezugszeitintervall mit dem vorletzten Meßimpuls aufgetretene Zählwert von dem im jeweils letzten Bezugszeitintervall bis zum Meßimpuls aufgetretenen Zählwert subtrahiert wird und in Abhängigkeit von der Anzahl der zwischen aufeinanderfolgenden Meßimpulsen aufgetretenen meßimpulslosen Bezugszeitintervallen und nach Division durch die Anzahl der meßimpulslosen Bezugszeitintervalle als Adresse einem weiteren Speicher (26, 41) vorgegeben wird, in dem eine weitere Tabelle gespeichert ist, bei der unter jeder einem Periodenwert entsprechende Adresse eine Zahl gespeichert ist, die im Zähler eine Konstante und im Nenner die Summe aus dem Bezugszeitintervall und dem Quotienten der Differenz der Zählwerte und der Zahl der meßimpulslosen Bezugszeitintervalle enthält, und daß der Ausgangswert des weiteren Speichers (26, 41) durch die Zahl der meßimpulslosen Bezugszeitintervalle dividiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßimpulszählwerte jeweils zweier aufeinanderfolgender Bezugszeitintervalle auf die Werte null hin geprüft werden, daß bei zwei meßimpulslosen Bezugszeitintervallen ein Zählwert für meßimpulslose Bezugszeitintervalle um eine Einheit erhöht wird, daß bei einem meßimpulslosen letzten Bezugszeitintervall und einem oder mehreren Meßimpulsen im vorletzten Bezugszeitintervall der Zählwert für meßimpulslose Bezugszeitintervalle auf einen Bezugswert eins zurückgestellt wird und daß bei einem meßimpulslosen vorletzten Bezugszeitintervall und einem oder mehreren Meßimpulsen im letzten Bezugszeitintervall die Differenz der Zählwerte aus dem Bezugszeitintervall mit dem vorletzten Meßimpuls und dem Bezugszeitintervall mit dem letzten Meßimpuls nach Division mit dem Zählwert für meßimpulslose Bezugszeitintervalle an den weiteren Speicher (26, 41) gelegt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei den von null verschiedenen Meßimpulszählwerten in zwei aufeinanderfolgenden Bezugszeitintervallen die Zählwerte des vorletzten und des letzten Bezugszeitintervalls an den Speicher (26, 41) angelegt werden.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Bezugszeitintervalle Taktimpulse eines Taktgebers (1) in einen ersten voreinstellbaren Zähler (2) eingebbar sind, dessen Übertragsausgang auf den Löscheingang rückgekoppelt und zeitverzögert an den Löscheingang eines zweiten, von den Meßimpulsen beaufschlagten Zähler (6) sowie an die Takteingänge eines ersten und eines zweiten Meßimpulszählwertspeichers (7, 10) gelegt ist, daß für die Erfassung der Zeitdauern vom Beginn des Bezugszeitintervalls bis zum jeweils letzten Meßimpuls im Bezugszeitintervall ein erster Taktimpulszählwertspeicher (3) mit dem Ausgang des ersten Zählers (2) verbunden und mit seinem Takteingang von den Meßimpulsen beaufschlagbar ist sowie mit seinen Ausgängen an einen zweiten Taktimpulszählwertspeicher (13) gelegt ist, dem ein dritter Taktimpulszählwertspeicher (14) nachgeschaltet ist, daß der erste Meßimpulszählwertspeicher (7) mit dem Eingang an den Meßimpulszähler (6) und mit dem Ausgang an den Eingang des zweiten Meßimpulszählwertspeichers (10) angeschlossen ist, daß die Ausgänge der Meßimpulszählwertspeicher (7, 10) je mit Vergleichern (11, 12) verbunden sind, die an ein Verknüpfungsschaltwerk (16) angeschlossen sind, das mit den Takteingängen des zweiten und dritten Taktimpulszählwertspeichers (13, 14), dem Löscheingang des zweiten Taktimpulszählwertspeichers (13) und dem Zähl- sowie dem Löscheingang eines Zählers (20) für meßimpulslose Bezugszeitintervalle verbunden sind, daß der zweite Meßimpulszählwertspeicher (10) mit dem Ausgang des ersten Meßimpulszählwertspeichers (7) verbunden ist, daß die Eingänge eines Subtrahierers (15) an die Ausgänge des zweiten und dritten Taktimpulszählwertspeichers (13, 14) gelegt sind, daß die Ausgänge des Subtrahierers (15) über von einem an dem Zähler (20) für meßimpulslose Bezugszeitintervalle angeschlossen dritten Vergleicher (34) betätigbare Schalter (22, 27) wahlweise an eine erste oder zweite Formatumwandlungsschaltung (23, 24) anschließbar sind, daß die erste über den Ausgang des ersten Meßimpulszählwertspeichers (7) einstellbare Formatumwandlungsschaltung (22) mit dem Speicher (25), in dem die Korrekturwerte als Tabellenwert gespeichert sind, und die zweite, von den Ausgängen des dritten Vergleichers einstellbare Formatumwandlungsschaltung (24) mit dem weiteren Speicher (26) verbunden ist und daß die Ausgänge des Speichers (25) über die Reihenschaltung eines Multiplizierers (29), einer dritten Formatumwandlungsschaltung (30) und eines Addierers (31), die von dem Ausgang des ersten Meßimpulszählwertspeichers (7) beaufschlagt sind, an einen Zwischenspeicher (32) für die der Frequenz der Meßimpulse proportionalen Zahlenwerte angeschlossen sind, der weiterhin mit einem von den Ausgangssignalen des dritten Vergleichers (34) beaufschlagten Dividierer (33) verbunden ist, dessen weitere Eingänge an die Ausgänge des weiteren Speichers (26) gelegt sind.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster von Taktimpulsen eines Taktgebers (1) beaufschlagbarer Zähler (2) mit seinen Datenausgängen an den Datenbus eines Mikrorechners (27) angeschlossen ist, daß der Übertragsausgang des Zählers (2) auf den Löscheingang rückgekoppelt und an den Datenbus angeschlossen ist, daß ein von den Meßimpulsen beaufschlagtes Zählregister vorgesehen ist, daß der Interrupteingang des Mikrorechners (37) von den Meßimpulsen beaufschlagt ist und daß Speicher (40, 41) mit ihren Eingängen an den Adressenbus und mit ihren Ausgängen an den Datenbus des Mikrorechners (37) angeschlossen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Zähler (2) zugeführten Taktimpulse aus der Systemtaktimpulsfolge des Mikrorechners (27) abgeleitet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahlenwerte in den Speichern (25, 26, 40, 41) unter 8 bit-Wörtern gespeichert sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher (25, 26, 40, 41) programmierte Festwertspeicher sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenbreite der ausgegebenen Zahlenwerte 16 bit ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßimpulszähler (6) über Impulsformerstufen (5) mit einem bei Drehung eines Fahrzeugrades betätigbaren Impulsgeber (4) verbunden ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie Schaltungen (1, 2, 3, 5 bis 16, 20 bis 35; 1, 2, 5, 36, 37) zur Erzeugung der Zahlenwerte, die der Frequenz der Meßimpulse proportional sind, in einem Baustein integriert sind.