JPH04507442A - 電子カウンタ - 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】 電子カウンタ 従来の技術 本発明は、計数回路と、これに前置接続された分局器とを有する電子カウンタに 関する。

電子カウンタは種々の技術領域で使用される。電子カウンタは、常時繰り返され る過程の定量的検出に用いる。計数機能は、事象に依存するクロック周波数がカ ウンタに所属する計数回路の入力側に印加されることによってトリガされる。事 象評価を行うべきである場合、計数回路に分局器が前置接続される。これにより クロック風波数が固定の所定比で逓降分周され、その結果計数回路は相応に“緩 慢に”計数する。この種のカウンタは、そのとぎときの使用領域に、前置接続さ れた分周器によって個別に適合している。しかし使用中に、新たな調整が必要に なったり、または連続的な適合が必要となる場合、前記の公知のカウンタは適し ていない。

発明の利点 請求項１の構成を有する本発明のカウンタは従来の技術に対して、そのカウント 速度が可変であるという利点を有する。そのために本発明のカウンタは、２つの 入力側を備えた調整可能な分周器を有する。第１の入力側には有利には一定の周 波数が供給される。この周波数は係数によって重み付けされる。係数の大きさ、 すなわち重み付けの大きさは動作速度信号によって任意に設定可能である。動作 速度信号は、分周器の第２の入力側に任意のカウンタ状態で印加される。分周比 を定める係数は、瞬時の動作速度信号から偏差する動作速度信号の供給によって 変化が発生するまで、常にその瞬時値を保持する。この変化により別の分周比が 生じ、これにより電子カウンタは個別にその使用領域に適合することができる。

この適合は動作中の可能である。

本発明の別の実施例では、周波数が係数により分周される。この係数は定数と動 作速度信号の商から形成される。従って、周波数（有利には一定）は動作速度信 号と乗算され、定数によって割り算される。この定数は回路に固有の大きさであ る。従い、計数結果は一方で周波数に依存し、他方で所定の動作速度信号に依存 する。

有利には、第１の入力側に供給される周波数はクロック回路のクロック周波数で ある。

本発明の別の実施例では、動作速度信号は外部からディジタルで設定される。エ ラーはこれによりいわゆる“遠隔制御”で個々の条件に適合される。

本発明はさらに、サーボ回路に前置接続された計数回路を有する電子カウンタに 関する。このサーボ回路は、設定可能な補正信号に依存して当該回路に供給され るパルスを所定数だけ抑圧するか、または所定数のパルスを掃去する。これによ りカウンタ状態の連続的な追従制御が実現される。その際、計数シーケンスがそ のまま得られる。すなわち、計数値が飛び越されない。

本発明の有利な実施例では、サーボ回路が分周器と計数回路との間に接続される 。従い、この種のカウンタは可変のカウンタ速度と連続的な調整可能性を有して いる。

特に有利には、カウンタ状態を−それぞれ存在する状態に依存せずに一外部から 設定可能なセット値に調整するのである。

実施例は有利には次のように構成することができる。

すなわち、計数回路の出力側がリセット比較器と接続され、このリセット比較器 がカウンタ状態と設定可能な目標値が一致した際、リセットパルスを出力し、カ ウンタ状態をリセットするためにリセットパルスを計数回路に供給するのである 。このようにして、目標値の設定により調整可能な周期性が得られる。リセット パルスの出力により作用するカウンタのリセットは、有利にはカウンタ状態“０ ″にセットする。

さらに、計数回路の出力側をインタラブド比較器に接続することができる。イン タラブド比較器は、カウンタ状態が所定の比較器と一致する際、インタラブトパ ルスを出力する。出力は比較値の選択により調整される。インタラブドパルスに よって所定のカウンタ状態の際に、個々の機能がトリガされる。

有利な実施例によれば、カウンタは直列データバスに接続されており、このデー タバスを介して動作速度信号が供給される。このバス接続には、少数の電気線路 しか必要でなく、この種のデータバスを介してカウント速度情報の他に別の情報 も導通させることができるという利点がある。

本発明はさらに回転角センサに適用することができる。この回転角センサは、ユ ニットにより検出されたシャフトの角度情報等から回転数データを形成し、この 回転数データをデータバスを介して動作速度信号として分局器の第２の入力側に 供給するのである。従ってカウンタは、前記ユニットの回転角度のシミュレート を可能にする。すなわち、それぞれ存在するカウンタ状態が所定の回転角度に相 応するのである。回転数データは前記のデータバスに供給することができるから 、データバスに接続された複数のカウンター例えば異なる個所に設けられたカウ ンタまたは異なる機能制御のためのカウンターを問題なく使用することができる 。これらの複数のカウンタはユニットのそれぞれの角度位置をシミュレートする 。しかもその際、唯１つの回転角センサと非常に少ないケーブルコストが必要な だけである。回転角センサから送出された情報はカウンタのカウント速度を定め る。このことは次のことを意味する。すなわち、それ自体自由に経過するカウン タが時々、動作速度信号により同期され、その結果角度位置を表すカウンタのカ ウンタ状態が、ユニットのそれぞれの角度位置と一致することを意味する。従っ てデータバスはほとんど負荷されず、その能力を他の機能のために使用すること ができる。

有利にはこの種の装置は自動車用電子回路に使用する。燃料噴射および／または 点火に対して、データバスに接続された複数の制御装置（ＣＡＮ＝コントローラ エリアネットワーク）が設けられている。さらに自動車の内燃機関のクランクシ ャフトの角度位置を検ａし、有利にはクランクシャフトの回転数に相当するデー タをデータバスに供給する回転角センサが設けられている。前記の制御装置はそ れぞれ、既に説明したように、本発明のカウンタ、を有し、その結果それぞれが クランクシャフト角度情報を使用することができる。

これにより固有のクランクシャフト角度センサを有する制御装置を省略できる。

本発明によれば、接続ケーブルを節約するようなデータバス接続に基づき、所要 数の制御装置と接続された唯１つのセンサ（回転角センサ）が必要なだけである 。

前記のセンサがクランクシャフトのオリジナル角に同期し、例えば３６０°に達 した際に（または４サイクル機関のクランクシャフト角度の場合では７２０°） リセットがなされるように周期性が調整されている限り、カウンタ状態はオリジ ナルクランクシャフト角をシミュレートする。このように動作するカウンタは“ 角度時計”と称することもできる。

本発明の有利な発展形態は従属請求項に示されている。

実施例 本発明を以下図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の電子カウンタのブロ ック回路図である。

図１のブロック回路図には、回転角センサ２として構成され、内燃機関の図示し ないクランクシャフトの角度位置を検出するセンサ１が示されている。回転角度 の時間的経過から、回転角センサ２はクランクシャフトの回転数を形成する。こ のようにして形成された回転数データは動作速度信号ｎとしてデータバス３に供 給される。データバス３は調整可能な分周器４に接続されている。この分局器は ２つの入力側を有しており、一方の第１の入力側５はクロック回路６と接続され 、他方の第２の入力端７はデータバス３と接続されている。分周器８はさらに出 力側８を有する。

クロック回路６は分周器４の第゛１の入力側５Ｉこ一定の周波数ｆＯを送出する 。この周波数はさらに線路９を介してサーボ回路１０に伝送される。このサーボ 回路は端子１１を有し、端子１１は分周器４の出力側８と接続されている。サー ボ回路は設定可能な補正信号ＫＳを供給することができる。

サーボ回路１０の出力側１２は計数回路１４の入力側１３に接続されている。こ の計数回路にはセット値ＳＷを供給することができる。計数回路１４の出力側１ ５はリセット比較器１６と接続されており、これに目櫃値ＷＳＯ１ｌを供給する ことができる。リセット比較器１６の出力側１７は線路１８を介して計数回路１ ４のリセット入力側１９に接続されている。

計数回路１４の出力側１５はさらにインタラブド比較器２０と接続されており、 このインタラブド比較器には比較値ＶＷが供給可能である。インタラブド比較器 ２０はさらにインタラブド出力側２１を有している。

既に述べたようにセンサ１はデータバス３に、クランクシャフトの回転数に相応 する動作速度信号ｎを送出する。この動作速度信号ｎは分局器４の第２の入力側 ７で取り出される。クロック回路６は分局器４の第１の入力側５に周波数ｆＯを 供給する。分周器４はその出力側８にて次式によるパルス周波数Ｃｏを形成する 。

ＣＯ＝　（ｆ　Ｏ／Ｋ）ｎ ここでＫは回路に固有の定数である。クロック回路６は一定の周波数ｆｏを送出 するので、パルス周波数ＣＯはカウンタ速度信号ｎの変化によって変わることが できる。すなわち、分局器４の分局比は調整可能であり、従って、後置接続され た計数回路１４のカウント速度を可変調整することができる。

サーボ回路１０はパルス周波数ＣＯから、計数回路１４の入力側１３に供給され る計数クロックｚｔを形成する。この計数クロックは通常の場合、すなわち補正 信号ＫＳが入力されない場合、パルス周波数ＣＯと同じである。正の整数または 負の整数ＫＳからなる補正信号が入力されると、計数クロックｚｔは次のように して形成される。すなわち、正のＫＳの場合はパルス周波数ＧｏへさらにＫＳ個 の付加的パルスが挿入され、負のＫＳの場合はＫＳに相応する数のパルスが抑圧 されるようにして形成されるのである。従って補正信号ＫＳの入力によって、計 数クロックｚｔは厳密には周期性を有しなくなる。

補正信号ＫＳが正の整数であるか負の整数であるかに応じて、計数回路１４のカ ウンタ状態ＺＳの連続的調整が行われる。その際正の整数の場合は計数速度が上 昇され、負の整数の場合はカウンタの静止状態が調整される。計数速度ないし静 止状態時間は補正信号ＫＳの大きさに依存する。従って、カウンタは正の補正信 号ＫＳの場合、高められた計数速度によりカウンタが正確にこの正の整数だけ、 調整の行われない場合と比較して先行するまで計数する。補正信号ＫＳが負の場 合、カウンタは正確にこの負の整数だけ、調整が行われない場合と比較して遅れ るまで停止する。

計数回路１４の出力側１５に発生するカウンタ状態ｚｓは、図１かられかるよう にリセット比較器１６に供給され、そこで調整可能な目標値Ｗｓｏｌｌと比較さ れる。２つの信号により形成される入力値が同じ大きさであると直ちに、線路１ ８にリセットパルスが出力される。これによりカウンタはその初期値にリセット される。セット値ＳＷにより所定のカウンタ状態を設定することができる。

出力側１５はさらにインタラブド比較器２０と接続されている。インタラブド比 較器はカウンタ状態ＺＳを比較値ＶＷと比較する。同じであればインタラブド出 力側２１にインタラブド信号が送出される。

前に述べた内燃機関のクランクシャフト角度の検出に関して、計数回路１４のカ ウント速度ｎは回転数に比例するよう調整される。これによりカウンタ状態２Ｓ はそれぞれ角度の尺度となる。カウンタがいったん、絶対クランクシャフト角度 （オリジナル角）に同期し、周期性が目標値Ｗｓｏｌｌの設定によって調整され たならば、カウンタ状態ＺＳはオリジナル角をシミュレートする。この調整はカ ウンタが３６０°のオリジナル角の際に（または４サイクル機関のクランクシャ フトの場合７２０°のオリジナル角）零またはそのセット値ＳＷに跳躍するよう 行う。

量子化誤差、クロック回路６の周波数変動およびクランクシャフトの回転数の変 化等によって、オリジナル角および角度時計（カウンタ状態）は相互にドリフト し得る。従い時折新たな同期化を行わなければならない。これは例えば、相応の 補正信号ＫＳによってサーボ回路１０にて行うことができる。

インタラブド比較器２０を用い、それぞれ所望のクランクシャフト調整角度にお いて１つまたは複数の比較値ＶＷを設定することにより、インタラブド信号がイ ンタラブド出力側２１にて形成される。このようにして所望のクランクシャフト 位置を検出することができる。

本発明のカウンタはカウント速度が可変であり、連続的に調整することができる ため、非常に多くの領域で使用することができる。例えば所定の機能が周期的に トリガされるべきであれば、周期性は外部から可変調整することができる。カウ ンタは例えば常にＯから９９を計数する。その際常にカウンタ状態５ｏで機能が トリガされるようにする（周期性）、カウンタ速度の選択によって、カウンタが 周期に対して必要な時間を任意に予選窓することができる。

カウンタを連続的に調整することができるため、サーボ回路１０により調整が行 われる際に、１単位（カウンタ状態ｚｓ）Ｌかなくても中間値の省略されること がない。例えば比較レジスタを機能トリガのために使用し得るのであれば、トリ ガ値（上記の例では′５０″）が比較レジスタに書込まれる。カウンタがこの値 に達すると直ちに機能がトリガされる。公知のような、連続的に調整可能でない カウンタでは、例えばカウンタ状態が４８のときに調整を行えば、４８から５２ へ直接４単位の跳躍がなされることとなる。すなわち値５０は省略されることと なる。このため、トリガすべき機能がトリガされないこととなる。

前に説明したクランクシャフト角の検出適用例では、絶対角Φａｂｓはセット値 ＳＷにより設定される。オリジナル角とシミュレート角との間に発生した角度差 は補正信号ＫＳによって取り除（ことができる。そのためには補正信号ＫＳは、 前ないし後調整差δΦを設定できなければならない。所定のクランクシャフト位 置を検出するために、比較値ＶＷを用いてインタラブドトリガ角Φｉｎｔを設定 することができる。カウンタ状態ｚｓは瞬時の角度Φａｋｔに相応するから、Φ １ｎｔ＝Φａｋｔであればインタラブド信号は常に出力される。

角度時計を調整するための量（回転数ｎ、角度セット値Φａｂｓ、前／後調整差 δΦ、インタラブドトリガ角Φ１ｎｔ）の読み込みは有利には、前記の制御装置 にそれぞれ備えられているプロセッサ構成ユニットの並列バスを接続することに よって行われる。カウンタ状態ｚｓ（瞬時の角度値Φａｋｔ）は同様にこのバス を介して読み出し可能である。１つの制御装置から別の制御装置への調整量の伝 送はこれに対して有利には直列バスを介して行われる。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．計数回路と、当該計数回路に前置接続された分周器とを有する電子カウンタ において、前記調整可能な分周器（４）は、その第１の入力側に供給される、有 利には一定の周波数（ｆ０）を係数（Ｔ）により評価し、 該係数の大きさは分周器（４）の第２の入力側に任意の時間間隔で供給可能な動 作速度信号（ｎ）により任意に設定可能であり、 分周比を定める係数（Ｔ）は、先行する動作速度信号（ｎ）から偏差する動作速 度信号（ｎ）を供給することによって変化が発生するまで、分周比の瞬時値を保 持することを特徴とする電子カウンタ。
2. ２．前記周波数（ｆ０）は係数（Ｔ）により分周され、該係数（Ｔ）は定数（Ｋ ）と動作速度信号（ｎ）との商から形成される請求項１記載の電子カウンタ。
3. ３．第１の入力側に供給される周波数（ｆ０）はクロック回路（６）のクロック 周波数である請求項１または２記載の電子カウンタ。
4. ４．動作速度信号（ｎ）は外部からディジタルで設定可能である請求項１から３ までのいずれか１記載の電子カウンタ。
5. ５．計数回路（１４）にサーボ回路（１０）が前置接続されており、該サーボ回 路は設定可能な補正信号（ＫＳ）に依存して、当該サーボ回路に分周器（４）か ら供給される所定数のパルスを抑圧するか、または挿入するものである請求項１ から４までのいずれか１記載の電子カウンタ。
6. ６．サーボ回路（１０）は分周器（４）と計数回路（１４）との間に接続されて いる請求項１から５までのいずれか１記載の電子カウンタ。
7. ７．カウンタ状態（ｚｓ）はそれぞれ存在する状態に依存しないで、外部から設 定可能なセット値（ＳＷ）に調整される請求項１から６までのいずれか１記載の 電子カウンタ。
8. ８．計数回路（１４）の出力側（１５）はリセット比較器（１６）と接続されて おり、該リセット比較器はカウンタ状態（ｚｓ）が設定可能な目標値（Ｗｓｏ１ １）と一致する際、リセットパルスを送出し、該リセットパルスはカウンタ状態 （ｚｓ）のリセットのために計数回路（１４）に供給される請求項１から７まで のいずれか１記載の電子カウンタ。
9. ９．計数回路（１４）の出力側（１５）はインタラプト比較器（２０）と接続さ れており、該インタラプト比較器はカウンタ状態（ｚｓ）が設定可能な比較値（ ＶＷ）と一致する際、インタラプトパルスを送出する請求項１から８までのいず れか１記載の電子カウンタ。
10. １０．直列データパス（３）への接続部を有する請求項１から９までのいずれか １記載の電子カウンタ。
11. １１．回転角センサ（２）が設けられており、該回転角センサはユニットにより 検出された角度情報から回転数データを形成し、該回転数データはデータパス（ ３）を介して、動作速度信号（ｎ）として分周器（４）の第２入力側（７）に供 給される請求項１から１０までのいずれか１記載の電子カウンタ。
12. １２．ユニットは内燃機関のクランクシャフトに設けられている請求項１から１ １までのいずれか１記載の電子カウンタ。
13. １３．内燃機関の制御装置にて、該内燃機関のクランクシャフト角のシミュレー トを行う請求項１から１２までのいずれか１記載の電子カウンタ。
14. １４．リセット比較器（１６）に目標値が次のように設定される、すなわち、３ ６０°または７２０°のクランクシャフト角に相応するカウンタ状態（ｚｓ）が 有利には値“０”にリセットされるように設定される請求項１から１３までのい ずれか１記載の電子カウンタ。