JPH05172864A - パルス周期計測法及びパルス周期計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フリーランカウンタと演算器を共用して複数
のパルス列のパルス周期を計測する。 【構成】 パルス列ごとに設けた計数データ保持回路１
４が保持する計数データＳ（Ｋ＋１），Ｓ（Ｋ），Ｍか
ら、演算器１３が各パルス列ごとに計数値の変化分を通
算してパルス周期を演算するとともに、一のパルス列Ｐ
１による割り込み期間中に、他のパルス列Ｐ２による割
り込みがあった場合は、他のパルス列Ｐ２による割り込
みを優先してパルス周期Ｔ２の演算を行い、他の割り込
みによって中断された一のパルス列Ｐ１のパルス周期Ｔ
１の演算を再開するときは、中断期間中のフリーランカ
ウンタ１２のオーバフローの有無を判別し、オーバフロ
ーが発生した場合はこのオーバフローを周期演算から除
外することにより、演算ミスを排除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、フリーランカウンタ
と演算器を共用して複数のパルス周期を計測できるよう
にしたパルス周期計測法及びパルス周期計測装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】過剰なエンジン動力により車輪がスリッ
プしないよう制御するトラクション制御装置や、或は前
輪と後輪を同位相又は逆位相に操舵する４輪操舵装置、
さらにはブレーキを高速でポンピング動作させて車輪ロ
ックを防ぐアンチロックブレーキ装置などは、いずれも
車体の速度（車体速）以外に車体を支える４輪の各回転
速度（車輪速）の検出が必要である。図３に示すパルス
周期計測装置１は、左右一対の前後輪の回転速度を計測
するための装置であり、前輪と後輪に左右にそれぞれ車
輪の回転を検出する回転センサ２を配し、各回転センサ
２から得られるパルス列の周期を回転センサ２ごとに設
けたフリーランカウンタ３と演算回路４にて計測する構
成とされている。フリーランカウンタ３は、周期τの計
数クロックに従って、図４（Ａ）に示したように、初期
計数値から最終計数値におけるオーバフローに至るまで
の計数を一定周期Ｔでもって繰り返し行うものであり、
回転センサ２の出力パルスの立ち上がりエッジに同期し
て計数値を読み出し、これを演算回路４に供給するとと
もに、オーバフローが発生するつどオーバフロー発生信
号を演算回路４に供給する。演算回路４は、例えば図４
（Ｂ）に示したように、回転センサ２の出力パルスのパ
ルス周期がフリーランカウンタ３の周期Ｔよりも短く、
計数値が２回供給される間に一度もオーバフローが発生
しなかった場合は、第Ｋ＋１回目の計数値Ｓ（Ｋ＋１）
から１回前の第Ｋ回目の計数値Ｓ（Ｋ）を差し引き、得
られた差Ｓ（Ｋ＋１）−Ｓ（Ｋ）にクロック周期τを乗
じて得られる ｛Ｓ（Ｋ＋１）−Ｓ（Ｋ）｝τ をパルス周期として計上する。また、図４（Ｃ）に示し
たように、回転センサ２の出力パルスのパルス周期がフ
リーランカウンタ３の周期Ｔよりも短いが、計数値が２
回供給される間に一度だけオーバフローが発生した場合
は、フリーランカウンタ３が計数値Ｓ（Ｋ）からオーバ
フローに至るまでの時間間隔Ｔ−Ｓ（Ｋ）τに、オーバ
フローしてから計数値Ｓ（Ｋ＋１）に至るまでの時間間
隔Ｓ（Ｋ＋１）τを加算することでパルス周期が得ら
れ、 Ｔ−Ｓ（Ｋ）τ＋Ｓ（Ｋ＋１）τ＝｛Ｓ（Ｋ＋１）−Ｓ（Ｋ）｝τ＋Ｔ がパルス周期となる。さらに、図４（Ｄ）に示したよう
に、回転センサ２の出力パルスの周期がフリーランカウ
ンタ３の周期Ｔよりも長く、計数値が２回供給される間
に２回のオーバフローが発生した場合は、フリーランカ
ウンタが計数値Ｓ（Ｋ）からオーバフローに至るまでの
時間間隔Ｔ−Ｓ（Ｋ）τに、ちょうど１回分のオーバフ
ローに伴う時間間隔Ｔと最後にオーバフローしてから計
数値Ｓ（Ｋ＋１）に至るまでの時間間隔Ｓ（Ｋ＋１）τ
を加算することでパルス周期が得られ、結局 Ｔ−Ｓ（Ｋ）τ＋Ｔ＋Ｓ（Ｋ＋１）τ＝｛Ｓ（Ｋ＋１）−Ｓ（Ｋ）｝τ＋２Ｔ がパルス周期となる。これらのことからも判るように、
演算回路４は第Ｋ＋１回目と第Ｋ回目の２回の計数値Ｓ
（Ｋ＋１），Ｓ（Ｋ）とその間に発生したオーバフロー
の回数Ｍを用いて、 ｛Ｓ（Ｋ＋１）−Ｓ（Ｋ）｝τ＋ＭＴ なる演算を行い、パルス周期Ｔｎを算出することができ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のパルス周期
計測装置１は、４個の車輪の回転速度をそれぞれ回転セ
ンサ２ごとに用意したフリーランカウンタ３と演算回路
４により個別に計測する構成であり、従って計測対象と
なるパルス列Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と同数のフリーラ
ンカウンタ３と演算回路４が必要であり、全体の構成が
複雑であり、同時にまた製造コストも高くつくといった
課題を抱えていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決したものであり、初期計数値から最終計数値におけ
るオーバフローに至るまでの計数を一定周期Ｔでもって
繰り返し行う単一のフリーランカウンタから、計測対象
となる複数（ｎ系列）のパルス列Ｐｎごとに設けた計数
データ保持回路が、それぞれ各パルス列Ｐｎのパルスエ
ッジに同期して第Ｋ回目と第Ｋ＋１回目の各計数値及び
この第Ｋ回目と第Ｋ＋１回目の２回の取り込みが行われ
る間に発生した前記フリーランカウンタのオーバフロー
の回数を計数データとして取り込み、前記複数のパルス
列Ｐｎがそれぞれパルスエッジにて割り込みをかける演
算器が、前記計数データに基づいて、前記各パルス列Ｐ
ｎのパルス周期Ｔｎを演算するとともに、一のパルス列
Ｐｉによる割り込み期間中に、他のパルス列Ｐｊによる
割り込みがあった場合は、該他のパルス列Ｐｊによる割
り込みを優先してパルス周期Ｔｊの演算を行い、その後
に中断された前記一のパルス列Ｐｉのパルス周期Ｔｉの
演算を再開するときは、中断期間中の前記フリーランカ
ウンタのオーバフローの回数を計数し、このオーバフロ
ーの回数に前記周期Ｔを乗じた時間だけ前記パルス周期
Ｔｉの演算から差し引くパルス周期計測法を第１の特徴
とするものである。

【０００５】また、この発明は、初期計数値から最終計
数値におけるオーバフローに至るまでの計数を一定周期
Ｔでもって繰り返し行う単一のフリーランカウンタと、
計測対象となる複数（ｎ系列）のパルス列Ｐｎごとに設
けられ、パルスエッジに同期して取り込まれる第Ｋ回目
と第Ｋ＋１回目の各計数値及びこの第Ｋ回目と第Ｋ＋１
回目の２回の取り込みが行われる間に発生した前記フリ
ーランカウンタのオーバフローの回数を計数データとし
て保持する計数データ保持回路と、前記複数のパルス列
Ｐｎがそれぞれパルスエッジにて割り込みをかけ、前記
計数データに基づいて前記各パルス列ごとにパルス周期
Ｔｎを演算するとともに、一のパルス列Ｐｉによる割り
込み期間中に、他のパルス列Ｐｊによる割り込みがあっ
た場合は、該他のパルス列Ｐｊによる割り込みを優先し
て前記パルス周期Ｔｊの演算を行い、その後に中断され
た前記一のパルス列Ｐｉのパルス周期Ｔｉの演算を再開
するときは、中断期間中の前記フリーランカウンタのオ
ーバフローの回数を計数し、このオーバフローの回数に
前記周期Ｔを乗じた時間だけ前記パルス周期Ｔｉの演算
から差し引く演算器とからなるパルス周期計測装置を第
２の特徴とするものである。

【０００６】

【作用】この発明は、初期計数値から最終計数値におけ
るオーバフローに至るまでの計数を一定周期Ｔでもって
繰り返し行う単一のフリーランカウンタから、計測対象
となる複数（ｎ系列）のパルス列Ｐｎごとに設けた計数
データ保持回路が、それぞれ各パルス列Ｐｎのパルスエ
ッジに同期して第Ｋ回目と第Ｋ＋１回目の各計数値及び
この第Ｋ回目と第Ｋ＋１回目の２回の取り込みが行われ
る間に発生した前記フリーランカウンタのオーバフロー
の回数を計数データとして取り込み、前記複数のパルス
列Ｐｎがそれぞれパルスエッジにて割り込みをかける演
算器が、前記計数データに基づいて、前記各パルス列Ｐ
ｎのパルス周期Ｔｎを演算するとともに、一のパルス列
Ｐｉによる割り込み期間中に、他のパルス列Ｐｊによる
割り込みがあった場合は、該他のパルス列Ｐｊによる割
り込みを優先してパルス周期Ｔｊの演算を行い、その後
に中断された前記一のパルス列Ｐｉのパルス周期Ｔｉの
演算を再開するときは、中断期間中の前記フリーランカ
ウンタのオーバフローの回数を計数し、このオーバフロ
ーの回数に前記周期Ｔを乗じた時間だけ前記パルス周期
Ｔｉの演算から差し引くことにより、単一のフリーラン
カウンタと演算器及び複数の計数データ保持回路によ
り、複数のパルス列のパルス周期を計測する。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の実施例について、図１，２
を参照して説明する。図１は、この発明のパルス周期計
測装置の一実施例を示す回路構成図、図２は、図１に示
した回路各部の信号波形図である。

【０００８】図１に示すパルス周期計測装置１１は、前
輪と後輪に配した回転センサ２から個別に得られる全部
で４系列のパルス列Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を、単一の
フリーランカウンタ１２と演算器１３を共用して周期計
測するものであり、４系列で共用するフリーランカウン
タ１２と演算器１３の外に、各パルス系列ごとにフリー
ランカウンタ１２と演算器１３の間に計数データ保持回
路１４を設けて構成してある。フリーランカウンタ１２
は、初期計数値から最終計数値におけるオーバフローに
至るまでの計数を一定周期Ｔでもって繰り返し行うもの
であり、計数クロックのクロック周期τに最終計数値を
乗じた値が周期Ｔとなる。

【０００９】計数データ保持回路１４は、パルスエッジ
に同期して取り込まれる第Ｋ＋１回目の計数値Ｓ（Ｋ＋
１）を保持する第１のレジスタ１５と、１回前のパルス
エッジに同期して取り込まれた第Ｋ回目の計数値Ｓ
（Ｋ）を保持する第２のレジスタ１６と、この第Ｋ回目
と第Ｋ＋１回目の２回の取り込みが行われる間に発生し
たフリーランカウンタ１２のオーバフローの回数Ｍを計
数するオーバフローカウンタ１７から構成される。演算
器１３は、４個の割り込み入力端子にそれぞれ回転セン
サ２が接続してあり、４系列のパルス列Ｐ１〜Ｐ４がそ
れぞれパルスエッジにて割り込みをかけるようになって
いる。そして、割り込みのかかったパルス列に対応する
計数データ保持回路１４が保持する計数データに基づい
て、パルス周期Ｔ１〜Ｔ４を演算する。この通算は、先
に説明した従来の演算回路４と同じく、基本的には Ｔｎ＝｛Ｓ（Ｋ＋１）−Ｓ（Ｋ）｝τ＋ＭＴ なる演算により行われる。ただし、演算器１３が複数の
パルス列Ｐｎ（ｎ＝１〜４）の演算を行う上で不可避的
に発生する割り込みの重複に対して、後述する例外規定
を設けることで、誤った演算が行われないよう配慮して
ある。なお、車輪速の演算に要する演算時間は、フリー
ランカウンタ１２の１周期Ｔの数百分の一程度のごく短
い時間であり、演算器１３の仕事を車輪速の演算に限定
した場合でも、フリーランカウンタの１周期Ｔを計測対
象となるパルス列Ｐｎの系列数すなわち４で除して得ら
れるＴ／４以下であればよい。

【００１０】実施例では、演算器１３をＣＰＵ（中央処
理装置）で構成してあり、このＣＰＵには４個の車輪速
の計測の外にエンジン回転数の計測など様々な仕事が与
えられている。このため、各計測はあらかじめ定めた優
先順位に従って処理される。車輪速の計測に関しては、
一のパルス列Ｐｉによる割り込み期間中に、他のパルス
列Ｐｊによる割り込みがあった場合に、該他のパルス列
Ｐｊによる割り込みを優先してパルス周期Ｔｊの演算を
行い、他のパルス列Ｐｊによる割り込みが完了した後で
一のパルス列Ｐｉについての演算に復帰するよう動作プ
ログラムにて規定してある。ただし、一のパルス列Ｐｉ
のパルス周期Ｔｉの演算を再開するときは、中断期間中
のフリーランカウンタ１２のオーバフローの有無を判別
し、オーバフローが発生した場合はこのオーバフローの
回数に前記周期Ｔを乗じた時間だけ前記パルス周期Ｔｉ
の演算から差し引くよう、例外規定に定めてある。そし
て、この例外規定を実効あるものとするため、一のパル
ス列Ｐｉによる割り込みの最中に他のパルス列Ｐｊによ
る割り込みによる中断が発生した場合に、この中断期間
の開始時と終了時に取り込んだフリーランカウンタ１２
の計数値ＸとＹの大小を、演算器１３自らが判定し、中
断期間開始時の計数値Ｘよりも終了時の計数値Ｙの方が
小さい場合は、中断期間中にフリーランカウンタ１２が
オーバフローしたものと判断し、この間のオーバフロー
をパルス周期の演算から除外するよう動作プログラムを
組んである。

【００１１】従って、例えば図２（Ａ）〜（Ｇ）に示し
たように、一の回転センサ２の出力パルス列Ｐ１に関す
るパルス周期の演算途中で、他の回転センサ２の出力パ
ルス列Ｐ２による割り込みがなされ、なおかつこの割り
込み期間中にフリーランカウンタ１２がオーバフローし
たとする。この場合、パルス列Ｐ１に関する演算は、他
のパルス列Ｐ２による割り込みが完了するまで中断さ
れ、しかもその間にオーバフローカウンタ１７にはＭ＝
１が計数される。このため、他のパルス列Ｐ２による割
り込みが完了した後で一時中断された演算に復帰したと
きに、通常であれば、演算式に従って｛Ｓ（Ｋ＋１）−
Ｓ（Ｋ）｝τ＋Ｔなる演算によりパルス列Ｐ１のパルス
周期Ｔ１を求めてしまうのであるが、ここでは例外規定
に従って中断期間中のオーバフローは無視され、その結
果｛Ｓ（Ｋ＋１）−Ｓ（Ｋ）｝τとして正しいパルス周
期が求められる。すなわち、中断期間の開始時に取り込
んだフリーランカウンタ１２の計数値Ｘよりも中断期間
終了時に取り込んだ計数値Ｙの方が小さいために、中断
期間中にフリーランカウンタ１２がオーバフローしたも
のと判断し、この間のオーバフローを演算式から除外す
ることで、パルス周期の演算ミスを防止することができ
る。

【００１２】このように、上記パルス周期演算装置１１
によれば、単一のフリーランカウンタ１２と演算器１３
及び４個の計数データ保持回路１４により、計数データ
保持回路１４と同数のパルス列Ｐ１〜Ｐ４のパルス周期
Ｔ１〜Ｔ４を計測することができ、また単一の演算器１
３による時分割演算により複数のパルス列Ｐ１〜Ｐ４の
パルス周期Ｔ１〜Ｔ４を計測する上で、一のパルス列Ｐ
ｉによる割り込み期間中に、他のパルス列Ｐｊによる割
り込みがあった場合に、該他のパルス列Ｐｊによる割り
込みを優先してパルス周期Ｔｊの演算を行い、他のパル
ス列Ｐｊによる割り込みが完了した後で一のパルス列Ｐ
ｉについての演算に復帰するよう動作プログラムにて規
定するとともに、一のパルス列Ｐｉのパルス周期Ｔｉの
演算を再開するときは、中断期間中のフリーランカウン
タ１２のオーバフローの有無を判別し、オーバフローが
発生した場合はこのオーバフローを周期演算から除外す
るよう例外規定を設けたことで、単一の演算器１３を共
用することによる弊害を良好に排除することができ、さ
らに一のパルス列Ｐｉのパルス周期Ｔｉを演算するのに
要する演算時間は、最大でもフリーランカウンタ１２の
１周期Ｔを計測対象とされたパルス列の数４で除して得
られる時間Ｔ／４以下であればよく、こうした要求に応
える高速演算処理機能をもったＣＰＵを導入することで
十分対応可能であり、これによりフリーランカウンタ１
２を共用することによるコストメリットを十分に享受す
ることができる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、初期
計数値から最終計数値におけるオーバフローに至るまで
の計数を一定周期Ｔでもって繰り返し行う単一のフリー
ランカウンタから、計測対象となる複数（ｎ系列）のパ
ルス列Ｐｎごとに設けた計数データ保持回路が、それぞ
れ各パルス列Ｐｎのパルスエッジに同期して第Ｋ回目と
第Ｋ＋１回目の各計数値及びこの第Ｋ回目と第Ｋ＋１回
目の２回の取り込みが行われる間に発生した前記フリー
ランカウンタのオーバフローの回数を計数データとして
取り込み、前記複数のパルス列Ｐｎがそれぞれパルスエ
ッジにて割り込みをかける演算器が、前記計数データに
基づいて、前記各パルス列Ｐｎのパルス周期Ｔｎを演算
するとともに、一のパルス列Ｐｉによる割り込み期間中
に、他のパルス列Ｐｊによる割り込みがあった場合は、
該他のパルス列Ｐｊによる割り込みを優先してパルス周
期Ｔｊの演算を行い、その後に中断された前記一のパル
ス列Ｐｉのパルス周期Ｔｉの演算を再開するときは、中
断期間中の前記フリーランカウンタのオーバフローの回
数を計数し、このオーバフローの回数に前記周期Ｔを乗
じた時間だけ前記パルス周期Ｔｉの演算から差し引くよ
うにしたから、単一のフリーランカウンタと演算器及び
複数の計数データ保持回路により、計数データ保持回路
と同数のパルス列Ｐｎの各パルス周期Ｔｎを計測するこ
とができ、また単一の演算器による時分割演算により複
数のパルス列Ｐｎのパルス周期Ｔｎを計測する上で、後
発の割り込みを優先する一方で、後発の割り込みが完了
した後で中断前の演算に復帰するさいに、中断期間中に
フリーランカウンタがオーバフローしたことが判った場
合は、この間のオーバフローを周期演算から除外するよ
う例外規定を設けたことで、単一の演算器を共用するこ
とによる弊害を良好に排除することができ、さらに一の
パルス列Ｐｉのパルス周期Ｔｉを演算するのに要する演
算時間は、最大でもフリーランカウンタの１周期Ｔを計
測対象とされたパルス列の数ｎで除して得られる時間Ｔ
／ｎ以下であればよく、こうした要求に応える高速演算
処理機能をもったＣＰＵを導入することで十分対応可能
であり、これによりフリーランカウンタを共用すること
によるコストメリットを十分に享受することができ、従
って従来のように計測対象となるパルス列Ｐｎと同数の
フリーランカウンタと演算回路を用意する必要がなく、
装置構成の簡単化と製造コストの引き下げが可能である
等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のパルス周期計測装置の一実施例を示
す回路構成図である。

【図２】図１に示した回路各部の信号波形図である。

【図３】従来のパルス周期計測装置の一例を示す回路構
成図である。

【図４】図３に示した回路各部の信号波形図である。

【符号の説明】

２ 回転センサ １１ パルス周期計測装置 １２ フリーランカウンタ １３ 演算器 １４ 計数データ保持回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 初期計数値から最終計数値におけるオー
   バフローに至るまでの計数を一定周期Ｔでもって繰り返
   し行う単一のフリーランカウンタから、計測対象となる
   複数（ｎ系列）のパルス列Ｐｎごとに設けた計数データ
   保持回路が、それぞれ各パルス列Ｐｎのパルスエッジに
   同期して第Ｋ回目と第Ｋ＋１回目の各計数値及びこの第
   Ｋ回目と第Ｋ＋１回目の２回の取り込みが行われる間に
   発生した前記フリーランカウンタのオーバフローの回数
   を計数データとして取り込み、前記複数のパルス列Ｐｎ
   がそれぞれパルスエッジにて割り込みをかける演算器
   が、前記計数データに基づいて、前記各パルス列Ｐｎの
   パルス周期Ｔｎを演算するとともに、一のパルス列Ｐｉ
   による割り込み期間中に、他のパルス列Ｐｊによる割り
   込みがあった場合は、該他のパルス列Ｐｊによる割り込
   みを優先してパルス周期Ｔｊの演算を行い、その後に中
   断された前記一のパルス列Ｐｉのパルス周期Ｔｉの演算
   を再開するときは、中断期間中の前記フリーランカウン
   タのオーバフローの回数を計数し、このオーバフローの
   回数に前記周期Ｔを乗じた時間だけ前記パルス周期Ｔｉ
   の演算から差し引くことを特徴とするパルス周期計測
   法。
2. 【請求項２】 初期計数値から最終計数値におけるオー
   バフローに至るまでの計数を一定周期Ｔでもって繰り返
   し行う単一のフリーランカウンタと、計測対象となる複
   数（ｎ系列）のパルス列Ｐｎごとに設けられ、パルスエ
   ッジに同期して取り込まれる第Ｋ回目と第Ｋ＋１回目の
   各計数値及びこの第Ｋ回目と第Ｋ＋１回目の２回の取り
   込みが行われる間に発生した前記フリーランカウンタの
   オーバフローの回数を計数データとして保持する計数デ
   ータ保持回路と、前記複数のパルス列Ｐｎがそれぞれパ
   ルスエッジにて割り込みをかけ、前記計数データに基づ
   いて前記各パルス列ごとにパルス周期Ｔｎを演算すると
   ともに、一のパルス列Ｐｉによる割り込み期間中に、他
   のパルス列Ｐｊによる割り込みがあった場合は、該他の
   パルス列Ｐｊによる割り込みを優先して前記パルス周期
   Ｔｊの演算を行い、その後に中断された前記一のパルス
   列Ｐｉのパルス周期Ｔｉの演算を再開するときは、中断
   期間中の前記フリーランカウンタのオーバフローの回数
   を計数し、このオーバフローの回数に前記周期Ｔを乗じ
   た時間だけ前記パルス周期Ｔｉの演算から差し引く演算
   器とからなることを特徴とするパルス周期計測装置。