JP2012513051A - 回転数カウンタ及びシャフトの回転数の計測方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、シャフト（Ｗ）の回転数を計測する回転数カウンタに関し、シャフト（Ｗ）の角度位置を検出するために、走査速度（ＳＲ）でパルス化された形の位置の値（Ｐ０，Ｐ９０）を発生することが可能なセンサー（１０，１１）が配備されており、その位置の値（Ｐ０，Ｐ９０）は計測ユニット（３０）に供給されて、そのユニットでは、位置の値（Ｐ０，Ｐ９０）から、シャフト（Ｗ）の角度範囲を符号化する決定信号（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４）を発生することが可能である。これらの角度範囲は、交互に計数領域（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）と不確実領域（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４）で構成される。決定信号（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４）は、角度範囲の時間的な順番に応じて、走査速度（ＳＲ）を調整するとともに、カウンタ（５０）用の計数信号（ＵＰ，ＤＯＷＮ）を発生する計数制御ユニット（４０）に供給され、この計数制御ユニット（４０）は、所定の数の走査パルス（Ｓ）後に角度範囲の変化が起こっていなかった場合には、走査速度（ＳＲ）を低下させ、角度範囲の変化が起こっていた場合には、走査速度（ＳＲ）を上昇させ、計数制御ユニット（４０）は、最後に検知した計数セグメント（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）と接する不確実領域（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４）を走査速度（ＳＲ）の上昇に関して考慮しない。

Description

本発明は、請求項１に記載の回転数カウンタ及び請求項５に記載のシャフトの回転数を計測する方法に関する。そのような回転数カウンタと本発明による方法は、例えば、位置測定器、特に、マルチターン・ロータリエンコーダーでの使用に適している。

シャフトの角度位置を計測する位置測定器は、駆動技術分野において広く普及している。そのような機器は、大抵はコーディングディスクの形の基準尺を有し、その上には、目盛構造が配備され、その走査によって、シャフトの角度位置の検出が可能となっている。その場合、大抵は光学式、磁気式又は誘導式の走査方式が用いられている。

多くの場合、そのような位置測定器は、シャフトの１回転内の位置の外に、実行した回転回数も検出する。その場合、シャフトの角度位置の検出用に既に存在するコーディングディスク上の追加の目盛構造を走査するか、或いはシャフトに別個に配置された追加の基準尺を走査することによって、回転方向に応じたカウンタ用計数パルスを発生しており、そのカウンタ値は、シャフトが実行した回転回数に関する尺度である。その場合でも、光学式、磁気式又は誘導式の走査方式を採用することができ、１回転内のシャフトの角度位置の検出と回転数の検出のために、全く異なる走査方式を使用することが可能であり、例えば、角度位置用に光学式走査を使用し、回転数用に磁気式走査を使用することができる。

回転数カウンタの供給電圧の停止時、例えば、測定するシャフトを駆動する機械のスイッチが切れられた場合に、カウンタ値が失われてしまうという欠点に対処するために、通常は、そのような場合に備えて、その時間中に回転数カウンタに電圧を供給する役割を果たすバッテリーが配備されている。同様に、バッテリーの動作中に、回転数を計測するためにシャフトの位置を連続的に検知するのではなく、所定の時間間隔を開けて検出することによって、バッテリーの寿命を延ばせることが知られている。即ち、パルス的な動作が行われている。

そして、出願人の特許文献１は、励起導体板の励起電流がパルス化されており、その場合にのみ、受信器導体板に回転角に応じた電圧パルスが誘導される、バッテリー動作に関する動作モードを有する誘導走査方式に基づくロータリエンコーダーを記載している。

特許文献２は、磁気センサーを用いて、シャフトの角度位置、特に、回転数を検出する回路構成を記載している。そこでも、パルス的な動作によって実現された電流節約モードが規定されている。更に、一つの象限から次の象限への移行部において、計数に問題が生じる可能性が有ることが知られている。

更に、特許文献３は、同じくパルス的にのみ動作する光学式走査に基づき回転数カウンタを実現した絶対角度エンコーダーを記載している。そこでは、シャフトの静止状態又は回転速度が非常に遅い場合に、測定パルスの数を削減して、その時々の回転セグメントの通過が検知された場合に漸く再び最大パルス数に上昇させることによって、電流消費を一層削減している。しかし、その場合、シャフトが偶然にちょうど一つの角度セグメントから隣接する角度セグメントへの移行部に停滞している時に、例えば、システム固有のノイズのために、セグメントの移行が散発的に検出されてしまい、シャフトが停止状態であるにも関わらず、常に再び最大パルス数に切り換わってしまうということが起こる可能性が有る。

ドイツ特許公開第１０２００６０４６５３１号明細書 ドイツ特許公開第１０２００６０３５１２０号明細書 欧州特許第１０７６２２６号明細書

以上のことから、本発明の課題は、改善された回転数カウンタ及びシャフトの回転数を計測する改善された方法を開発することである。

本課題は、請求項１に記載の回転数カウンタ及び請求項５に記載の方法によって解決される。

それによると、シャフトの回転数を計測する回転数カウンタは、
シャフトの角度位置を規定する位置の値を発生することが可能なセンサーと、
その位置の値から、シャフトの１回転内の計数セグメントを決める決定信号を発生することが可能な計測ユニットと、
計数セグメントの時間的な順番に応じて、回転数カウンタを第一の動作モード又は第二の動作モードで動作させるとともに、カウンタ用の計数信号を発生する計数制御ユニットと、
を備えており、この計数制御ユニットは、所定の時間後に計数セグメントの変化が起こっていなかった場合には、エネルギーを節約するパルス的な動作である第二の動作モードに切り換え、計数セグメントの変化が起こっていた場合には、第一の動作モードに切り換えるものとする。

更に、計測ユニットは、二つの計数セグメントの間毎の不確実領域を更に決定するように構成されており、計数制御ユニットは、第二の動作モードから第一の動作モードへの切換に関して、第二の動作モードへの切換を引き起こした計数セグメントと接する不確実領域を考慮しないように構成されている。

第一と第二の動作モードが、それぞれ所定の走査速度でパルス化された形で位置の値を発生することが可能である回転数カウンタのパルス的な動作であり、第一の動作モードの走査速度が第二の動作モードよりも速い場合、回転数カウンタは、特にエネルギーを節約した形で動作することができる。

計測ユニットは、シャフトの１回転を複数の、特に、四つの互いに弁別可能な計数セグメントと二つの計数セグメントの間毎に有る少なくとも一つの不確実領域に分ける符号化を行うように構成されている。

計測ユニットは、例えば、ウィンドウ・コンパレータで構成された比較器を備えている。

本発明では、更に、シャフトの角度位置を規定する位置の値を発生するセンサーが配備されており、その位置の値は、計測ユニットに供給されて、そのユニットは、位置の値から、シャフトの１回転内の計数セグメントを決める決定信号を発生し、そして、決定信号は、計数制御ユニットに供給されて、そのユニットは、計数セグメントの時間的な順番に応じて、回転数カウンタを第一の動作モード又は第二の動作モードで動作させるとともに、カウンタ用の計数信号を発生し、計数制御ユニットは、所定の時間後に計数セグメントの変化が確認されなかった場合には、エネルギーを節約するパルス的な動作である第二の動作モードに切り換え、計数セグメントの変化が確認された場合には、第一の動作モードに切り換える、シャフトの回転数を計測する方法を提示する。

計測ユニットは、二つの計数セグメントの間毎の不確実領域を更に決定し、第二の動作モードへの切り換えを引き起こした計数セグメントと接する不確実領域は、第二の動作モードから第一の動作モードへの切り換えに関して考慮されない。

第一と第二の動作モードが、それぞれ所定の走査速度でパルス化された形で位置の値を発生する、回転数カウンタのパルス的な動作であり、第一の動作モードの走査速度が第二の動作モードよりも速い場合に、特にエネルギーを節約する動作が得られる。

計測ユニットは、シャフトの１回転を複数の、特に、四つの互いに弁別可能な計数セグメントと二つの計数セグメントの間毎に有る少なくとも一つの不確実領域に分ける符号化を行う。

有利な細部は、従属請求項から得られる。

本発明の利点及び詳細は、以下の図面に基づく回転数カウンタ又はシャフトの回転数を計測する方法の記述から明らかとなる。

本発明による回転数カウンタのブロック図 センサーの位置の値とそれから決定される計数セグメント及び不確実領域の図 弁別可能な角度区域を検知するための計測ユニットの図 回転数の計数原理を説明するための位相図 時間に応じた走査速度の低減を図解するグラフ 別の計測ユニットの基本回路図

図１は、本発明による回転数カウンタのブロック図を図示している。シャフトＷは、二つのセンサー１０，１１を用いて走査される。本発明は、物理的な走査方式には依存しない。それに対応して、センサー１０，１１の構造及びベースとする走査ユニットが異なる可能性が有る。光学式走査方式を使用する場合、例えば、コーディングディスクが、シャフトＷと回転しない形で接続され、そのディスク上には、それぞれ１８０°の角度範囲をカバーする、光学特性（透光性／非透光性、反射性／非反射性）によって弁別可能な二つのリング状セグメントから成る符号トラックが有る。走査は、一つの光源を用いて、周知の手法で行われ、それに対応して、センサー１０，１１は、光検出器である。磁気走査方式の場合、シャフトＷには、ディスク形状の磁石が配置され、その磁極は、シャフトＷが１回転する中の１８０°を弁別することが可能である。その場合、走査は、磁気センサー１０，１１を用いて行われる。誘導式走査の場合、センサー１０，１１は、励磁コイルが発生した電磁界によって、電圧を誘導される受信コイルであり、その振幅は、シャフトＷと回転しない形で接続されたコーディングディスク上の符号トラックの磁界を強める、或いは弱める領域の位置に依存する。符号トラックの領域は、又もや１８０°の角度セグメントをカバーする一方、受信コイルは、誘導電圧の振幅がシャフトの回転に応じて最大値と最小値に達するように構成されている。

シャフトＷの角度位置の走査は、シャフトＷが１回転する間に、センサー１０，１１が１回転に対応する信号周期の位置信号Ｐ０＝ｓｉｎｘ，Ｐ９０＝ｃｏｓｘを発生するように行われる。センサー１０，１１の位置信号Ｐ０，Ｐ９０は、有利には、９０°である位相差を有する。ここで、位置信号Ｐ０，Ｐ９０から、シャフトＷの１回転に対して、四つの象限Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶを弁別して、周知の手法で象限Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶの時間的な順番を決定することによって、回転数カウンタを実現することができる。位置信号Ｐ０とＰ９０及びそれらに対応する象限Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶは、図２と４に図示されている。

センサー１０，１１が、位置信号Ｐ０，Ｐ９０と逆相の位置信号Ｐ１８０＝−ｓｉｎｘ，Ｐ２７０＝−ｃｏｓｘをも発生することは、その場合に１８０°位相のずれた二つの位置信号Ｐ０とＰ１８０及びＰ９０とＰ２７０毎の差動処理が可能となり、そのため雑音に対する強度の向上を達成できるので、特に有利である。

本回転数カウンタでは、電流消費又はバッテリーの寿命向上の理由から、電流を節約する動作モードが可能である。その場合、位置信号Ｐ０，Ｐ９０は、連続的に検知されず、それぞれ瞬間値だけが測定される。センサー１０，１１及び／又は後続の評価回路の少なくとも一部に時間的な間隔を開けてのみ電流を供給する、即ち、パルス的に動作させることによって、そのようなパルス的な動作が実現される。

即ち、本回転数カウンタは、少なくとも二つの動作モードで動作可能であり、第二の動作モードでは、第一の動作モードよりもエネルギーを節約する動作が可能である。

第一の動作モードは、回転数カウンタの全ての電気部品にエネルギーを連続的に供給する持続的な動作とし、第二の動作モードは、エネルギーを節約するパルス的な動作とすることができる。

第一の動作形態もパルス的な動作とし、第二の動作形態もパルス的な動作として、第二の動作モードのパルス速度又は走査速度が第一の動作モードよりも遅い場合、特にエネルギーを節約する動作を実現することが可能である。以下において、そのような特にエネルギーを節約する動作を更に説明する。

回転数の計数原理は、図２及び図４の位相図に図示されている。図２は、以下の通り、如何にして位置信号Ｐ０，Ｐ９０の半波部分に論理レベルを割り当てるかを図示している。

第一の位置信号Ｐ０が、正の半波部分（シャフトＷの０°〜１８０°の角度範囲）内に有る場合、それは、一方の論理的に高いレベル（「１」）に対応し、負の半波部分（シャフトＷの１８０°〜３６０°の角度範囲）は、論理的に低いレベル（「０」）に対応する。９０°の位相シフトによって、第二の位置信号Ｐ９０に関して、正の半波部分（シャフトＷの０°〜９０°及び２７０°〜３６０°の角度範囲）では論理的に高いレベル（「１」）が得られ、負の半波部分（シャフトＷの９０°〜２７０°の角度範囲）では論理的に低いレベル（「０」）が得られる。

そのような割り当てによって、図２からも明らかな通り、次の表に基づき、四つの象限Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶを一義的に弁別することが可能となる。

象限Ｉ： （Ｐ０＝１）かつ（Ｐ９０＝１）
象限ＩＩ： （Ｐ０＝１）かつ（Ｐ９０＝０）
象限ＩＩＩ：（Ｐ０＝０）かつ（Ｐ９０＝０）
象限ＩＶ： （Ｐ０＝０）かつ（Ｐ９０＝１）
更に、位置信号Ｐ０，Ｐ９０の間の位相シフトによって、回転方向の検知が可能となり、その場合シャフトＷの最大回転数の時でも、象限毎に少なくとも一つの測定値を検出しなければならないというパルス的な動作に関する制限が加えられる。言い換えると、走査速度ＳＲは、位置信号Ｐ０，Ｐ９０の瞬間値によって検知されるとともに、シャフトＷの回転数の少なくとも４倍としなければならない。連続して取得された二つの測定値が反対の象限に有る場合、それらの象限に如何なる回転方向で到達したのかを弁別することはできない。即ち、第一の走査パルスＳ１を初期値として、第一の象限Ｉの測定値が供給され、それに続く走査パルスＳ２又はＳ３の測定値が象限ＩＩ又はＩＶに有る場合、一義的な方向に応じた回転数の計数が可能であり、それに続く走査パルスＳ４の測定値が第三の象限ＩＩＩに有る場合、シャフトＷが如何なる回転方向に回転して、第三の象限の測定値を発生したのかに関する情報を提供できないので、エラーとなる。

冒頭に言及した通り、シャフトＷの静止状態又は回転が非常に遅い時に、走査速度ＳＲを低下させた場合に、パルス的な走査によって、電流消費を一層低減することができる。図５には、そのような場合が図示されている。最大走査速度ＳＲｍａｘとして、毎秒１０００走査パルスを仮定しており、それは、毎秒２５０回転のシャフトＷの最大回転数に対応する。ここで、所定数、図示された実施例では３２個の走査パルスに対して、象限の変化が検知されなかった場合、走査速度ＳＲが所定のステップで低減される。それは、図示されている通り、段階的に行うか、或いはワンステップで、即ち、最大走査速度ＳＲｍａｘから最小走査速度ＳＲｍｉｎに一回で行うこともできる。象限の変化が（例えば、時点Ｔ１で）確認されると、走査速度ＳＲは、再び最大走査速度ＳＲｍａｘに設定される。最小走査速度ＳＲｍｉｎは、シャフトＷの最大加速度に対して、再び最大走査速度ＳＲｍａｘに切り換えることができて、象限の変化を見過ごさず、そのため誤った計数又は不確実な状態が起こることがないように選定しなければならない。

走査パルスが象限の移行部の直ぐ近くに有る場合が問題であることが分かっており、その理由は、その場合シャフトが動いたか否かに関わらず、測定値が散発的に象限の変化を示すということが起こる可能性が有るからである。そのトリガーとなる要因は、例えば、取付箇所の周辺で発生するシステム固有のノイズ、測定誤差及び雑音作用が考えられる。そのような雑音は、走査速度ＳＲが既に低下されている場合に、測定値が一つの象限からその隣の象限に「ジャンプ」する毎に、即ち、シャフトが実際に動いていなかったとしても、常に再び最大走査速度ＳＲｍａｘに切り戻され、そのため電流消費を再び大きく上昇させることとなる。図４には、不確実な測定値を引き起こす可能性の有る走査パルスの例として、五番目の走査パルスＳ５が表示されている。

そこで、本発明では、不確実領域Ｕ１〜Ｕ４が象限の移行部の領域内に規定されている。ここで、走査パルスＳ５が、最後に確認された象限（例えば、象限Ｉ）と接する不確実領域Ｕ２内に有る測定値を提供することが確認された場合、その測定は考慮されない、即ち、シャフトＷの回転の計数にも、走査速度ＳＲの上昇に関する判定基準としても考慮されない。しかし、次の測定値が、明らかに、それに続く不確実領域Ｕ２を除く象限ＩＩ（即ち、この例では、領域Ｃ２）内か、象限ＩＩＩ内か、不確実領域Ｕ１を除く象限ＩＶ（即ち、この例では、領域Ｃ４）内か、最後に確認された象限Ｉと接しない不確実領域Ｕ（この例では、Ｕ３，Ｕ４）内に有る場合、計数が行われる。不確実領域Ｕ１〜Ｕ４は、それらが測定値の「ジャンプ」を起こす可能性の有るセグメント又は象限の移行部を角度範囲から完全に除外するように決定される。

図１のブロック図が示す通り、計測ユニット３０において、走査時点でのシャフトＷが境界に有る不確実領域Ｕ内に有るか否かの弁別が行われる、即ち、測定値が更に評価されないか、さもなければその時点の象限が一義的に決定することが可能である。センサー１０，１１の位置信号Ｐ０，Ｐ９０と、任意選択として、逆相の位置信号Ｐ１８０，Ｐ２７０とが計測ユニット３０に供給される前に、それらの信号は、信号処理ユニット２０に供給されて、そのユニットは、例えば、信号を増幅するとともに、場合によっては、電流信号を電圧信号に変換する。ここで、従来の評価において、如何なる半波部分が位置信号Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０に対応するのかを決定する一方、位置信号Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０が半波部分の切り換わりの前、後又は直ぐ近くに有るのか否か、即ち、不確実領域Ｕ内に有るのか否かも決定される。不確実領域Ｕは、計測ユニット３０を用いて、位置の値Ｐ０，Ｐ９０に基づき検知される。

計測ユニット３０は、デジタル決定信号Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４を出力する。決定信号Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４の論理レベルは、図２に図示されている。そのような論理レベルは、組み合わされて、不確実領域Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４とそれらの間の角度区域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を互いに弁別可能なように符号化する。角度区域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、確実に象限Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶに割り当てることが可能な計数領域、即ち、角度範囲を特徴付けるものである。不確実領域Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４は、有利には、それらが計数領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４よりも大幅に小さい角度範囲をカバーするように選定される。典型的には、一つの不確実領域Ｕは、２°〜１０°の角度セグメントのセグメント又は象限移行部を対称的にカバーし、実際には、３°〜５°の有利な値が選定される。

計測ユニット３０の例が、図３に図示されている。計測ユニット３０は、複数の比較器Ｔ１０，Ｔ２０，ｔ３０，Ｔ４０から構成され、それらは、位置信号Ｐ０＝ｓｉｎｘ，Ｐ９０＝ｃｏｓｘを比較信号Ｏｆｆ１又はＯｆｆ２と比較して、その比較結果として、それぞれ決定信号Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４を出力する。比較信号Ｏｆｆ１とＯｆｆ２は、不確実領域Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４の角度区域の大きさを決定する。Ｏｆｆ２＝−Ｏｆｆ１の場合、不確実領域Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４は、それぞれ対応する象限の切り換わり部分に対して対称的に配置されている。

ここで、決定信号Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４は、計数制御ユニット４０に供給され、そのユニットは、カウンタ５０用の計数信号ＵＰ，ＤＯＷＮを発生するために、決定信号Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４の論理レベル又は論理レベルの変化を評価する。この場合、計数信号ＵＰ，ＤＯＷＮの発生のために最後に評価された角度範囲と接する不確実領域Ｕは、前述した通り、それと接する不確実領域Ｕ内では、実際にシャフトＷの回転が起こったのか否かに関する確実な情報を与えることができないので、計数信号ＵＰ，ＤＯＷＮの発生に関して評価されない。

センサー１０，１１及び計数制御ユニット４０は、パルス的な動作な可能なように構成されている。そのために、計数制御ユニット４０は、位置信号Ｐ０，Ｐ９０がシャフトＷの角度位置の瞬間値を表すように、走査クロック配線４１を介して、センサー１０，１１の走査のための走査パルスＳを発生する。そのようにして、シャフトＷの回転時に、確かに、決定信号Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４を用いて符号化可能な全ての角度範囲が、必ずしも決定されないが、その場合でも、計数信号ＵＰ，ＤＯＷＮの発生に関して評価された角度範囲と接する不確実領域Ｕも、計数信号ＵＰ，ＤＯＷＮの発生に関して考慮されない。

それに関する例：
図４に表示された走査パルスＳ１に対応する測定時、即ち、走査時の位置信号Ｐ０，Ｐ９０に基づき、象限Ｉ内の計数領域Ｃ１が角度範囲として決定され、計数信号ＵＰ，ＤＯＷＮの生成に関して評価され、それに続く測定で象限Ｉ内の計数領域Ｃ１と接する不確実領域Ｕ２又はＵ１が検知された場合、それに対応する決定信号Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４は、計数信号ＵＰ，ＤＯＷＮの生成に関して考慮されない。それに対して、それに続く測定の測定値が、計数領域Ｃ４，Ｃ３，Ｃ２又は象限Ｉと接する不確実領域Ｕ３，Ｕ４内に有る場合、それらは、計数信号ＵＰ，ＤＯＷＮの生成に関して評価される。

ここで、静止状態又は回転速度が非常に遅い場合、図５に図示されている通り、所定の数の走査パルスＳにおいて、角度範囲の変化、即ち、決定信号Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４の変化が確認されなかった時に、走査速度ＳＲの低下が行われる。走査速度ＳＲの低下を引き起こした角度範囲が変わった場合、決定信号Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４がその角度範囲と接する不確実領域Ｕを表さない時にだけ、走査速度ＳＲが上昇される。上記の例に関して、それは、所定の数の走査パルスＳが第一象限Ｉの計数セグメントＣ１内で検知された場合に、走査速度ＳＲの低下が行われることを意味する。しかし、走査速度ＳＲは、二つの隣接する不確実領域Ｕ１，Ｕ２と異なる一つの角度範囲が表された場合に漸く再び上昇される。そうすることによって、実際にシャフトＷの角度移動が起こった場合にのみ、走査速度ＳＲの上昇が行われることが保証される。この場合、前述した通り、走査速度ＳＲは、最大走査速度ＳＲｍａｘに設定される。

カウンタ５０の出力の計数値Ｚが、同時に回転数カウンタの出力値Ｚに対応する。規定に応じて、計数制御ユニット４０は、象限の移行毎に、或いは所定の数の移行時にのみ、この実施例では、第四の象限の移行毎に、即ち、シャフトＷの全回転毎に、一つの計数信号ＵＰ，ＤＯＷＮを発生する。

図６は、位置信号Ｐ０，Ｐ９０及びそれと逆相の位置信号Ｐ１８０，Ｐ２７０から、図４に図示された不確実領域Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４と計数セグメントＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を互いに弁別可能なように符号化する決定信号Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４を発生する計測ユニットの別の実施例を図示している。第一の正の決定信号Ｋ１１を発生するために、比較信号Ｏｆｆ１が第一の位置信号Ｐ０に加算され、その合算信号が、第一の比較器Ｔ１００の非反転入力に供給される。この比較は、第一の比較器Ｔ１００の反転入力に供給される第一の逆相の位置信号Ｐ１８０に対して行われる。

決定信号Ｋ１２は、第二の比較器Ｔ１１０で算出され、その非反転入力には、第一の位置信号Ｐ０が供給され、その反転入力には、第一の逆相の位置信号Ｐ１８０と比較信号Ｏｆｆ１の合算信号が供給される。

それと同様に、決定信号Ｋ１３は、第三の比較器Ｔ１２０を用いて、第二の位置信号Ｐ９０と比較信号Ｏｆｆ１の合算信号を第二の逆相の位置信号Ｐ２７０と比較することによって算出される。

最後に、別の決定信号Ｋ１４は、第四の比較器Ｔ１３０を用いて、第二の位置信号Ｐ９０を第二の逆相の位置信号Ｐ２７０と比較信号Ｏｆｆ１の合算信号と比較することによって生成される。

逆相の位置信号Ｐ１８０，Ｐ２７０が提供されない場合、それに代わって、鉤括弧で表示されている通り、センサー信号Ｐ０，Ｐ９０の最大値と最小値の間の中間値に対応する基準電圧Ｖｒｅｆを使用することができる。

比較信号Ｏｆｆ１，Ｏｆｆ２として、一定の電圧値が使用される場合、不確実領域Ｕを規定する角度セグメントは、図４において象限移行部の周りの破線で表される通り変更される。従って、有利には、比較信号Ｏｆｆ１，Ｏｆｆ２は、それに対応する位置信号Ｐ０，Ｐ９０の振幅と比例するように適合される。

Claims (8)

1. シャフト（Ｗ）の回転数を計測する回転数カウンタであって、
   シャフト（Ｗ）の角度位置を規定する位置の値（Ｐ０，Ｐ９０）を発生することが可能なセンサー（１０，１１）と、
   位置の値（Ｐ０，Ｐ９０）から、シャフト（Ｗ）の１回転内の計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）を決める決定信号（Ｋ１〜Ｋ１４）を発生することが可能な計測ユニット（３０）と、
   計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）の時間的な順番に応じて、回転数カウンタを第一の動作モード又は第二の動作モードで動作させるとともに、カウンタ（５０）用の計数信号（ＵＰ，ＤＯＷＮ）を発生する計数制御ユニット（４０）と、
   を備えており、この計数制御ユニット（４０）は、所定の時間後に計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）の変化が起こっていなかった場合には、エネルギーを節約するパルス的な動作である第二の動作モードに切り換え、計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）の変化が起こっていた場合には、第一の動作モードに切り換える回転数カウンタにおいて、
   計測ユニット（３０）は、二つの計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）の間毎の不確実領域（Ｕ１〜Ｕ４）を更に決定するように構成されており、
   計数制御ユニット（４０）は、第二の動作モードから第一の動作モードへの切り換えに関して、第二の動作モードへの切り換えを引き起こした計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）と接する不確実領域（Ｕ１〜Ｕ４）を考慮しないように構成されている、
   ことを特徴とする回転数カウンタ。
2. 第一及び第二の動作モードが、それぞれ所定の走査速度（ＳＲ）でパルス化された形で位置の値（Ｐ０，Ｐ９０）を発生することが可能な回転数カウンタのパルス的な動作であることと、
   第一の動作モードの走査速度（ＳＲ）が、第二の動作モードよりも速いことと、
   を特徴とする請求項１に記載の回転数カウンタ。
3. 計測ユニット（３０）は、シャフト（Ｗ）の１回転を複数の互いに弁別可能な計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）と二つの計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）の間毎に有る少なくとも一つの不確実領域（Ｕ１〜Ｕ４）に分ける符号化を行うように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転数カウンタ。
4. 計測ユニット（３０）が、比較器（Ｔ１０〜Ｔ１３０）を備えていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の回転数カウンタ。
5. シャフト（Ｗ）の回転数を計測する方法であって、
   シャフト（Ｗ）の角度位置を規定する位置の値（Ｐ０，Ｐ９０）を発生するセンサー（１０，１１）が配備されており、その位置の値は、計測ユニット（３０）に供給されて、そのユニットは、位置の値（Ｐ０，Ｐ９０）から、シャフト（Ｗ）の１回転内の計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）を決める決定信号（Ｋ１〜Ｋ１４）を発生し、
   決定信号（Ｋ１〜Ｋ１４）は、計数制御ユニット（４０）に供給されて、そのユニットは、計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）の時間的な順番に応じて、回転数カウンタを第一の動作モード又は第二の動作モードで動作させるとともに、カウンタ（５０）用の計数信号（ＵＰ，ＤＯＷＮ）を発生し、
   計数制御ユニット（４０）は、所定の時間後に計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）の変化が確認されなかった場合には、エネルギーを節約するパルス的な動作である第二の動作モードに切り換え、計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）の変化が確認された場合には、第一の動作モードに切り換える方法において、
   計測ユニット（３０）は、二つの計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）の間毎の不確実領域（Ｕ１〜Ｕ４）を更に決定し、
   第二の動作モードへの切り換えを引き起こした計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）と接する不確実領域（Ｕ１〜Ｕ４）が、第二の動作モードから第一の動作モードへの切り換えに関して考慮されない、
   ことを特徴とする方法。
6. 第一と第二の動作モードが、それぞれ所定の走査速度（ＳＲ）でパルス化された形で位置の値（Ｐ０，Ｐ９０）を発生する回転数カウンタのパルス的な動作であることと、
   第一の動作モードの走査速度（ＳＲ）が、第二の動作モードよりも速いことと、
   を特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 計測ユニット（３０）は、シャフト（Ｗ）の１回転を複数の互いに弁別可能な計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）と二つの計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）の間毎に有る少なくとも一つの不確実領域（Ｕ１〜Ｕ４）に分ける符号化を行うことを特徴とする請求項５又は６に記載の回転数カウンタ。
8. 当該のシャフト（Ｗ）の１回転を互いに弁別可能な計数セグメント（Ｃ１〜Ｃ４）と不確実領域（Ｕ１〜Ｕ４）に分ける符号化が、比較器（Ｔ１０〜Ｔ１３０）を用いて行われることを特徴とする請求項７に記載の回転数カウンタ。
   
   

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