JPH09505395A - 電子計数回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は順次連続して周期的に発生するそのつどの２つの結果信号間の時間的比較測定のための電子計数回路に関する。それに対して本発明は、第１の結果信号の発生と共に比較計数器にリセット値がロードされ、該比較計数器は、第１のクロック周波数で計数を開始し、第２の結果信号が発生した場合に前記比較計数器は、第３の結果信号が発生するまで第２のクロック周波数で逆方向に計数を開始し、前記第３の結果信号の発生時点での計数状態は、第１と第２の結果信号の発生時点の間の信号期間と、第２と第３の結果信号の発生時点の間の信号期間の比に対する比較値を形成することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 電子計数回路 従来の技術 本発明は、順次連続して周期的に発生するそのつどの２つの結果信号間の時間 的比較測定のための電子計数回路に関する。 ２つの結果信号の発生時点間の期間ないしは信号時間の長さを測定する場合に は、比較器に属する計数回路の入力側に所定の周波数のクロック信号を供給する ことは公知である。論理ゲートを用いればこのクロックが所期の信号期間中にだ け計数器へ供給されそれ以外ではストップされる。これによりストップされてい る期間中は計数器が計数動作を中断する。所期の信号期間以外での計数状態のリ セットの際には有利にはゼロの値にセットされ、計数状態はほぼ信号の時間的長 さに相応する。計数状態のリセットなしでは、計数状態の差がこの信号の長さに 相応する。順次連続して周期的に発生する２つの結果信号の間の信号期間の比を 比較するためには少なくとも２つの計数回路を必要とするか、あるいは計数回路 が１つしか使用できない場合にはレジスタ等の中間結果の一時記憶装置が必要と なる。この場合には付加的な構成素子のための余分なコストの他にも、計数回路 から供給される計数状態を 減算する手法でしか信号期間の比を推定することができない欠点がある。 発明の利点 請求の範囲第１項の特徴部分に記載の本発明による電子計数回路は次のような 利点を有している。すなわち２つの結果信号毎に２つの信号間の信号期間の比が 簡単な回路構成で識別できるという利点を有する。本発明によれば、第１の結果 信号の発生と共に比較計数器にリセット値がロードされ、該比較計数器は、第１ のクロック周波数で計数を開始し、第２の結果信号が発生した場合には前記比較 計数器は、第３の結果信号が発生するまで第２のクロック周波数で逆方向に計数 を開始し、前記第３の結果信号が生じるまでの計数状態は、第１と第２の結果信 号の発生時点間の信号期間と、第２と第３の結果信号の発生時点間の信号期間の 比に対する比較値を形成する構成によって、次のようなことが非常に簡単にしか も有利に行うことができる。すなわち時間的な比較測定を、異なる方向で行われ る計数過程によってトリガさせ、比較測定終了時点の計数結果に基づいて２つの 信号期間の比を推定することが非常に簡単にかつ有利に実行できる。 本発明の有利な実施例によれば、比較計数器が、計数方向の異なる２つの別個 の計数器から形成される。これにより第２の計数器が比較測定を実施している間 に既に、第１の信号期間を形成する計数器が新たな測 定を実施できる。 本発明の別の有利な実施例は従属請求項に記載される。 図面 図１は本発明による電子計数回路の第１実施例を示した図である。 図２は本発明による電子計数回路の第２実施例を示した図である。 実施例の説明 次に本発明を図面に基づき詳細に説明する。 図１に示されているブロック回路は制御機構１０を有している。この制御機構 １０には入力側１２を介して結果信号Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３が供給される。これらの 結果信号Ｅは、例えば内燃機関のクランク軸に設けられているセンサホイールか ら形成される。この場合このセンサホイールは、周面に亘って分散する歯を有し ており、これらの歯の各々が結果信号Ｅに作用する。しかしながらこれらの結果 信号Ｅは、例えば内燃機関のカム軸に設けられるセグメントセンサからも形成し 得る。この場合は例えば正の信号エッジが第１の結果信号Ｅ１に作用し、負の信 号エッジが第２の結果信号Ｅ２に作用し、そしてさらに次のセグメントの正の信 号エッジが第３の結果信号Ｅ３に作用する。 制御機構１０は、比較計数器１６の第１の入力側１４に接続されている。この 制御機構１０は結果信号Ｅ １の発生と共に比較計数器１６に信号ｔ０を供給する。この信号ｔ０は、比較計 数器１６にレジスタ１８からリセット値ＲＷがロードされるように作用する。こ のリセット値ＲＷは、有利には０の値である。比較計数器１６の第２の入力側２ ０にはクロック周波数ｔ１が供給される。比較計数器１６は、リセット値ＲＷで スタートしてこのクロック周波数ｔ１でアップカウントを行う。この場合のクロ ック周波数ｔ１は、論理ゲート２２から供給される。この論理ゲート２２は、制 御機構１０からの制御信号Ｓ１の供給があった場合に入力クロックＣ１を導通さ せる。この制御信号Ｓ１は第１の結果信号Ｅ１が供給された場合に制御機構１０ からトリガされる。それにより比較計数器１６が第１の結果信号Ｅ１の発生時点 でリセット値ＲＷにロードされると同時に計数器がクロック周波数ｔ１で計数を 開始することが達成される。この場合このクロック周波数ｔ１は、計数過程を１ つの増分値、例えば１の値だけトリガする。入力クロックＣ１は、分周器回路２ ４から供給される。この場合は公知の手法で、ここでは図示されていない制御回 路から供給される周波数ｆ０１が所定の分周比Ｆ１で評価される。それにより最 終的に分周比Ｆ１を介してクロック周波数ｔ１が制御される。このクロック周波 数ｔ１でもって比較計数器１６は結果信号Ｅ１の発生後に計数を開始する。第２ の結果信号Ｅ２の発生と共に制御機構１０は比較計数 器１６に新たな信号ｔ０を供給する。それにより比較計数器１６は周波数ｔ１で の計数過程をストップする。それと同時に比較計数器１６には第３の入力側２６ を介してクロック周波数ｔ２が供給される。このクロック周波数ｔ２は、比較計 数器１６のダウンカウントを生ぜしめる。このダウンカウントは結果信号Ｅ２の 発生時点で到達した計数状態から始められる。この場合は計数過程が１つの増分 値、例えば−１の値だけトリガされる。この場合クロック周波数ｔ２は、論理ゲ ート２８から供給される。この論理ゲート２８は制御機構１０から供給される制 御信号Ｓ２に依存して入力クロックＣ２を導通させる。この制御信号Ｓ２はこの 場合第２の結果信号Ｅ２の発生によってトリガされる。入力クロックＣ２は分周 器回路３０から供給される。この分周器回路３０を用いて、ここでは図示されて いない制御回路から供給される周波数ｆ０２が所定の分周比Ｆ２で評価される。 それによりクロック周波数ｔ２（この周波数で比較計数器１６はダウンカウント を行う）は分周比Ｆ２で決定される。 第３の結果信号Ｅ３の発生と共に制御機構１０はさらなる信号ｔ０を比較計数 器１６に供給する。それにより比較計数器１６はその計数過程をストップする。 この結果信号Ｅ３の発生と共に比較計数器１６は所定の計数状態Ｚとなる。第１ の結果信号Ｅ１の発生でロードされたリセット値ＲＷは周知なので、この値と結 果信号Ｅ３の発生時点で生じた計数状態Ｚは比較することができる。比較計数器 １６が同じ大きさのクロック周波数ｔ１でアップカウントされ、クロック周波数 ｔ２でダウンカウントされているのならば、正の計数状態Ｚは、第２の結果信号 Ｅ２と第３の結果信号Ｅ３の間の信号期間が第１の結果信号Ｅ１と第２の結果信 号Ｅ２の間の信号期間よりも短いということを意味する情報に相応する。 従って負の計数状態Ｚからは、結果信号Ｅ２とＥ３の間の信号期間が結果信号 Ｅ１とＥ２の間の信号期間よりも長いことが推定される。クロック周波数ｔ１と ｔ２は必ずしも同じ大きさである必要はなく、分周比Ｆ１とＦ２によって設定可 能なものなので、クロック周波数ｔ１に対するクロック周波数ｔ２の比からは、 結果信号Ｅ１とＥ２ないしは結果信号Ｅ２とＥ３の間の信号期間の比が推定可能 である。これによって時間的な比較測定の精度が、クロック周波数ｔ１ないしｔ ２のみに依存し、センサから供給される結果信号Ｅには依存しないことが達成さ れる。正確な信号期間の比はこの場合リセット値ＲＷによって特徴付けられる。 この計数状態Ｚと、場合によっては結果信号Ｅ２の発生時点までの中間計数状態 は、図示のように後続の評価のために論理ゲート３２と３４に供給することも可 能である。しかしながら本発明の枠内では計数状態Ｚの評価は引き続き考慮され なくてもよい。 前記実施例は、リセット値ＲＷが０の値を有し、比較計数器１６が各増分値で このリセット値ＲＷからアップカウントないしダウンカウントされることを前提 としている。比較計数器１６の下位ビットを考慮しなければ、リセット値ＲＷが ０の場合に“やや大きな比”の関数が実現され得る。それにより、結果信号Ｅ２ とＥ３の間の信号期間が結果信号Ｅ１とＥ２の間の信号期間よりもやや長いこと を推定させる情報が正確な評価なしで可能となる。 比較計数器１６が０ではないリセット値でスタートされる場合には、“やや小 さな比”と“やや大きな比”のような関数が達成可能である。これらの関数の精 度範囲はこの場合比較計数器１６の未使用ビットと、場合によってはプログラミ ング可能な所定の分周比Ｆ１，Ｆ２に依存する。この場合の“やや”という範囲 の幅はクロック周波数ｔ２だけに依存し、精度はクロック周波数ｔ１とｔ２に依 存する。さらに０ではないリセット値ＲＷの設定か又は結果信号Ｅ２とＥ３の間 の信号期間中の比較計数器１６のリセットの部分的な省略によっては、クロック 周波数ｔ１に依存するさらなる関数が実現可能である。 図２には図１による実施例の別の有利な実施例のブロック回路図が示されてい る。この場合図１と同じ部分には同じ参照符号が付され説明の繰り返しは省く。 図２では比較計数器１６の代わりに第１の計数器３６ が設けられている。この第１の計数器３６には、第１の結果信号Ｅ１の発生の際 の制御機構１０から供給される信号ｔ０１と共にリセット値ＲＷがロードされる 。この計数器３６は、ここにおいてクロック周波数ｔ１でアップカウントを開始 する。第２の結果信号Ｅ２の発生と共に計数器３６の目下の計数状態Ｚ１は第２ の計数器３８に転送される。この第２の計数器３８は、制御機構１０から供給さ れる信号ｔ０２を介してスタートされる。この信号ｔ０２は第２の結果信号Ｅ２ の発生を表し、クロック周波数ｔ２でのダウンカウントを開始させる。第２の計 数器３８では、第３の結果信号Ｅ３によって、既に図１の実施例で記述したよう に計数状態Ｚが得られる。これにより第１の計数器３６から第２の計数器３８へ の比較測定の移行によって直ちに新たな信号期間測定によるスタートが直ちに可 能となる。しかしながらこれは第１の計数器３６の計数状態が結果信号Ｅ２の発 生によって第２の計数器３８に転送された後でのみ可能となる。計数状態Ｚ１と Ｚは、ここでは論理ゲート３２と３４によるさらなる処理回路に供給されてもよ い。 図１と図２に示された計数回路は単なる例として示されたものであり、カウン ト方向を前述の例とは逆にすることももちろん可能である。これは比較計数器１ ６ないしは第１の計数器３６をクロック周波数ｔ１でダウンカウントさせ、比較 計数器１６ないし第２の計 数器３８をクロック周波数ｔ２でアップカウントさせることを意味する。さらに 比較計数器１６を混合計数器として構成することも可能である。それにより、供 給されるクロック周波数ｔ１及びｔ２を介してアップカウントないしダウンカウ ントが同時に可能となる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年８月１０日 【補正内容】 請求の範囲 １．所定の入力信号のエッジ変化によって特徴付けられるそのつどの結果信号 間の時間的比較測定のための電子計数回路であって、 第１の結果信号（Ｅ１）の発生と共に比較計数器（１６）が第１のクロック周 波数（ｔ１）で計数を開始し、 第２の結果信号（Ｅ２）の発生と共に前記比較計数器（１６）は第２のクロッ ク周波数（ｔ２）で、第３の結果信号（Ｅ３）が発生するまで逆方向に計数を開 始し、 前記比較計数器（１６）の計数状態は、第１と第２の結果信号の発生時点間の 信号期間と、第２と第３の結果信号の発生時点間の信号期間の比に対する比較値 を形成する電子計数回路において、 前記比較計数器（１６）にレジスタ（１８）が対応付けられており、該レジス タ（１８）には比較計数器に対するリセット値がロード可能であり、第１の結果 信号（Ｅ１）が発生した場合に前記比較計数器にレジスタ（１８）からリセット 値がロードされ、前記比較計数器（１６）に第１の分周器回路（２４）が対応付 けられており、前記第１の分周器回路（２４）は第１のクロック周波数（ｔ１） を供給し、前記第１の分周器回路（２４）の分周比（Ｆ１）は設定可能であり、 さらに前記比較計数器（１６）に第２の分周器回路（３０）が対応づけられてお り、前記第２の分周器回路（３０）は第２のクロック周波数（ｔ２）を供給し、 前記第２の分周器回路（３０）の分周比（Ｆ２）は設定可能であることを特徴と する、電子計数回路。 ２．前記リセット値（ＲＷ）は、有利には０である、請求の範囲第１項記載の 電子計数回路。 ３．前記第１のクロック周波数（ｔ１）は入力クロック（Ｃ１）から形成され 、該入力クロック（Ｃ１）は第１の結果信号（Ｅ１）の発生に依存して論理ゲー ト（２２）によって供給される、請求の範囲第１項又は２項記載の電子計数回路 。 ４．前記第２のクロック周波数（ｔ２）は入力クロック（Ｃ２）から形成され 、該入力クロック（Ｃ２）は第２の結果信号（Ｅ２）の発生に依存して論理ゲー ト（２８）によって供給される、請求の範囲第１項〜３項いずれか１項記載の電 子計数回路。 ５．前記比較計数器（１６）は、計数方向の異なる２つの別個の計数器（３６ ；３８）で形成されている、請求の範囲第１項〜４項いずれか１項記載の電子計 数回路。 ６．前記第１の計数器（３６）は、有利にはアップカウントを行う、請求の範 囲第５項記載の電子計数回路。 ７．前記第２の計数器（３８）は、有利にはダウンカ ウントを行う、請求の範囲第５項記載の電子計数回路。 ８．第２の結果信号（Ｅ２）の発生と共に第１の計数器（３６）の計数状態（ Ｚ１）が第２の計数器（３８）に転送される、請求の範囲第５項〜７項いずれか １項記載の電子計数回路。 ９．第２の結果信号（Ｅ２）の発生と共に第１の計数器（３６）にリセット値 （ＲＷ）が同時にロードされる、請求の範囲第５項〜８項いずれか１項記載の電 子計数回路。 10．前記比較計数器（１６）は混合計数を行い、前記第１のクロック周波数（ ｔ１）は計数過程を１つの増分値だけ、有利には１だけトリガし、前記第２のク ロック周波数（ｔ２）は計数過程を１つの増分値だけ、有利には−１だけトリガ する、請求の範囲１項〜９項いずれか１項記載の電子計数回路。 11．前記結果信号（Ｅ）は、角度センサによって形成され、ユニットの周期的 な角度情報に相応する、請求の範囲第１項〜１０項いずれか１項記載の電子計数 回路。 12．前記ユニットは内燃機関のクランク軸である、請求の範囲第１１項記載の 電子計数回路。 13．前記ユニットは内燃機関のカム軸である、請求の範囲第１１項記載の電子 計数回路。 14．前記電子計数回路は、内燃機関の制御装置にお いてクランク軸の増分センサ信号における後歯縁識別のために用いられる、請求 の範囲第１項〜１２項いずれか１項記載の電子計数回路。 15．前記電子計数回路は内燃機関の制御装置においてカム軸の増分センサ信号 における後歯縁識別のために用いられる、請求の範囲第１項〜１３項いずれか１ 項記載の電子計数回路。 16．前記電子計数回路は、内燃機関の制御装置においてクランク軸のセグメン トセンサ信号における同期信号識別のために用いられる、請求の範囲第１項〜１ ２項いずれか１項記載の電子計数回路。 17．前記電子計数回路は、内燃機関の制御装置においてカム軸のセグメントセ ンサ信号における同期信号識別のために用いられる、請求の範囲第１項〜１３項 いずれか１項記載の電子計数回路。 18．前記電子計数回路は、内燃機関の制御装置においてクランク軸のシミュレ ートのために用いられる、請求の範囲第１項〜１２項いずれか１項記載の電子計 数回路。 19．前記電子計数回路は、内燃機関の制御装置においてカム軸のシミュレート のために用いられる、請求の範囲第１項〜１３項いずれか１項記載の電子計数回 路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．順次連続して周期的に発生するそのつどの２つの結果信号間の時間的比較 測定のための電子計数回路において、 第１の結果信号（Ｅ１）の発生と共に比較計数器（１６）にリセット値（ＲＷ ）がロードされ、該比較計数器（１６）は、第１のクロック周波数（ｔ１）で計 数を開始し、第２の結果信号（Ｅ２）が発生した場合に前記比較計数器（１６） は、第３の結果信号（Ｅ３）が発生するまで第２のクロック周波数（ｔ２）で逆 方向に計数を開始し、前記第３の結果信号（Ｅ３）の発生時点での計数状態（Ｚ ）は、第１と第２の結果信号（Ｅ１；Ｅ２）の発生時点間の信号期間と、第２と 第３の結果信号（Ｅ２；Ｅ３）の発生時点間の信号期間の比に対する比較値を形 成することを特徴とする、電子計数回路。 ２．前記リセット値（ＲＷ）は、レジスタ（１８）から呼び出される、請求の 範囲第１項記載の電子計数回路。 ３．前記リセット値（ＲＷ）は、有利には０である、請求の範囲第１項又は２ 項記載の電子計数回路。 ４．前記クロック周波数（ｔ１）は入力クロック（Ｃ１）から形成され、該入 力クロック（Ｃ１）は第１の結果信号（Ｅ１）の発生に依存して論理ゲート（２ ２ ）によって供給される、請求の範囲第１項〜３項いずれか１項記載の電子計数回 路。 ５．前記入力クロック（Ｃ１）は、第１の分周器回路（２４）の出力信号であ り、該第１の分周器回路（２４）の分周比（Ｆ１）とクロック周波数（ｆ０１） は設定可能である、請求の範囲第４項記載の電子計数回路。 ６．前記クロック周波数（ｔ２）は入力クロック（Ｃ２）から形成され、該入 力クロック（Ｃ２）は第２の結果信号（Ｅ２）の発生に依存して論理ゲート（２ ８）によって供給される、請求の範囲第１項〜５項いずれか１項記載の電子計数 回路。 ７．前記入力クロック（Ｃ２）は、第２の分周器回路（３０）の出力信号であ り、該第２の分周器回路（３０）の分周比（Ｆ２）とクロック周波数（ｆ０２） は設定可能である、請求の範囲第６項記載の電子計数回路。 ８．前記比較計数器（１６）は、計数方向の異なる２つの別個の計数器（３６ ；３８）で形成されている、請求の範囲第１項〜７項いずれか１項記載の電子計 数回路。 ９．前記第１の計数器（３６）は、有利にはアップカウントを行う、請求の範 囲第８項記載の電子計数回路。 10．前記第２の計数器（３８）は、有利にはダウンカ ウントを行う、請求の範囲第８項記載の電子計数回路。 11．第２の結果信号（Ｅ２）の発生と共に第１の計数器（３６）の計数状態（ Ｚ１）が第２の計数器（３８）に転送される、請求の範囲第８項〜１０項いずれ か１項記載の電子計数回路。 12．第２の結果信号（Ｅ２）の発生と同時に第１の計数器（３６）にリセット 値（ＲＷ）がロードされる、請求の範囲第８項〜１１項いずれか１項記載の電子 計数回路。 13．前記比較計数器（１６）は混合計数を行い、クロック周波数（ｔ１）は計 数過程を増分値分だけ、有利には１だけトリガし、クロック周波数（ｔ２）は計 数過程を増分値分だけ、有利には−１だけトリガする、請求の範囲１項〜１２項 いずれか１項記載の電子計数回路。 14．前記結果信号（Ｅ）は、角度センサによって形成され、ユニットの周期的 な角度情報に相応する、請求の範囲第１項〜１３項いずれか１項記載の電子計数 回路。 15．前記ユニットは内燃機関のクランク軸である、請求の範囲第１４項記載の 電子計数回路。 16．前記ユニットは内燃機関のカム軸である、請求の範囲第１４項記載の電子 計数回路。 17．前記電子計数回路は、内燃機関の制御装置におい てクランク軸の増分センサ信号における後歯縁識別のために用いられる、請求の 範囲第１項〜１６項いずれか１項記載の電子計数回路。 18．前記電子計数回路は内燃機関の制御装置においてカム軸の増分センサ信号 における後歯縁識別のために用いられる、請求の範囲第１項〜１６項いずれか１ 項記載の電子計数回路。 19．前記電子計数回路は、内燃機関の制御装置においてクランク軸のセグメン トセンサ信号における同期信号識別のために用いられる、請求の範囲第１項〜１ ８項いずれか１項記載の電子計数回路。 20．前記電子計数回路は、内燃機関の制御装置においてカム軸のセグメントセ ンサ信号における同期信号識別のために用いられる、請求の範囲第１項〜１８項 いずれか１項記載の電子計数回路。 21．前記電子計数回路は、内燃機関の制御装置においてクランク軸のシミュレ ートのために用いられる、請求の範囲第１項〜２０項いずれか１項記載の電子計 数回路。 22．前記電子計数回路は、内燃機関の制御装置においてカム軸のシミュレート のために用いられる、請求の範囲第１項〜２０項いずれか１項記載の電子計数回 路。