JPS6136624B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はパルス列の周波数の変化の割合の測
定に関し、特に回転体の加速度の測定に適用され
る。

アナログ回路を使用して回転体の加速度を測定
するために種々の装置が提案されたが、これらの
装置はそのような回路に固有の欠点を有するもの
あつた。

その最も広い局面において、この発明は信号パ
ルス列の周波数の変化の割合を測定する方法にあ
り、信号パルス列の相継ぐパルスの間の各時間間
隔におこる第１固定周波数パルス列のパルス数を
カウントして各時間間隔における第１カウントを
引き出し、第２固定周波数パルス列の周波数をす
ぐ前の時間間隔における前記第１カウントによつ
て分周して分周パルス列を発生し、各時間間隔に
おける前記分周パルス列のパルス数をカウントし
て時間間隔の長さの変化のすぐ前の時間間隔に対
する比率に関係づけられた第２カウントを発生す
ることによりなる。

この発明はまた信号パルス列の周波数の変化の
割合を測定する装置にあり、信号パルス列の相継
ぐパルスの間の各時間間隔におこる第１固定周波
数パルス列のパルス数をカウントし記憶して各時
間間隔における第１カウントを引き出す装置と、
第２固定周波数パルス列の周波数をすぐ前の時間
間隔における前記第１カウントの値によつて分周
して分周パルス列を発生する装置と、各時間間隔
における前記分周パルス列のパルス数をカウント
して時間間隔の長さの変化のすぐ前の時間間隔に
対する比率に関係づけられた第２カウントを発生
する装置よりなる。

特にこの発明により回転体の加速度を測定する
装置が提供され、トランスジユーサはパルス列を
発生し、そのパルスは回転体の等角度間隔の位置
に生じて相継ぐ二つのパルスの間の各周期は時間
間隔をあらわし、第１発振器は第１固定周波数
_０のパルスを生じ、第１カウンテイング装置は各
時間間隔において第１発振器によつて生じるパル
ス数をカウントし、第２発振器は第２固定周波数
_１のパルスを生じ、分周器は第２発振器の出力
をすぐ前の時間間隔における第１カウンテイング
装置のカウントによつて分周し、第２カウンテイ
ング装置は各時間間隔の間に分周器によつて生じ
るパルス数をカウントする。

一つの構成において、第２カウンテイング装置
は多重ビツト二進アツプカウンタおよびアツプカ
ウンタに応答するラツチよりなり、アツプカウン
タは各時間間隔の始めに2m−_１／_０の値に
設定され、各時間間隔の終りにおけるアツプカウ
ンタのカウントはラツチに記憶される。

この構成において装置はさらに正と負の加速度
を区別する装置およびラツチと区別装置に応答す
る論理回路を含み、正加速度の場合には論理回路
はラツチの出力に補償動作を行い１の数をその結
果に付加する。

別の構成において、第２カウンテイング装置は
二進ダウンカウンタおよびダウンカウンタに応答
するラツチよりなり、ダウンカウンタは各時間間
隔の始めに_１／_０の値に設定され、各時間間
隔の終りにおけるダウンカウンタのカウントはラ
ツチに記憶される。

この構成において装置はさらに正と負の加速度
を区別する装置およびラツチと区別装置に応答す
る論理回路を含み、負加速度の場合には論理回路
はラツチの出力に補償作用を作い１の数をその結
果に付加する。

どちらの構成においても、第１カウンテイング
装置は第１カウンタおよび第２カウンタよりな
り、各時間間隔において第１発振器により生じる
パルス数は第１カウンタと第２カウンタにより交
互にカウントされ、カウンテイング装置はまたデ
ータ・セレクタよりなり、各時間間隔の間にデー
タ・セレクタは分周器に第１および第２のカウン
タのそれぞれ一つによつてすぐ前の時間間隔の間
にカウントされた数を与える。

以下図面を参照して説明すると、添付図面第１
図には本発明に係る構成の装置を備えた回転体の
加速度を測定する装置１０が図示され、この実施
例の回転体はエンジンのクランク軸である。装置
はトランスジユーサ１２よりなり、トランスジユ
ーサは波形Ａに示すようにクランク軸の等角度間
隔の回転位置に例えば半回転ごとにパルスを生じ
る。トランスジユーサ１２は例えば磁気的または
光学的のトランスジユーサである。パルスの各々
の対の間の周期は装置１０の一つの時間間隔をあ
らわし、これらの時間間隔は第２図にt₀，t₁，t₂
……として示される。これらのパルスはＴフリツ
プフロツプ１４のＴ−入力に加えられ、フリツプ
フロツプは各パルスにより状態を変化し、Ｑ出力
および出力に現われる波形をそれぞれ第２図の
ＢおよびＣに示す。

フリツプフロツプ１４のＱ出力はANDゲート
１６の一つの入力と二進アツプカウンタ１８のリ
セツト入力Ｒに接続され、出力はANDゲート
２０の一つの入力と二進アツプカウンタ２２のリ
セツト入力Ｒとデータ・セレクタ２４の制御入力
Ｋに接続される。カウンタ１８及び２２はおのお
の正パルスがリセツト入力に加えられるとリセツ
トするように構成される。データ・セレクタ２４
は二つの多重ビツドデータ入力すなわち入力Ａお
よび入力Ｂと、一つの多重ビツドデータ出力Ｑを
備える。データ・セレクタ２４は制御入力Ｋにお
ける信号が高い場合には入力Ａにおけるデータが
出力Ｑに伝送さら、Ｋの信号が低い場合には入力
Ｂにおける入力が出力Ｑに伝送されるように構成
される。

装置１０はさらに固定周波数_０のパルスを
ANDゲート１６および２０の他の入力に与える
発振器２６を含み、ANDゲート１６の出力はカ
ウンタ１８のクロツク入力Ｃに接続され、AND
ゲート２０の出力はカウンタ２２のクロツク入力
Ｃに接続される。それゆえカウンタ１８および２
０は発振器２６により交互の時間間隔に生じるパ
ルスをカウントする。

フリツプフロツプ１４、ANDゲート１６と２
０、カウンタ１８と２２、およびデータ・セレク
タ２４は第１カウンテイング装置を形成する。

トランジスタ１２からのパルスはまたはプログ
ラム化できる分周器２８のプリセツト・イネーブ
ル入力PEと、多重ビツト二進アツプカウンタ３
０のプリセツト・イネーブル入力PEと、ラツチ
３２のクロツク入力Ｃと、ラツチ３４のクロツク
入力Ｃと、論理回路３６のクロツク入力Ｃに供給
される。装置１０はさらに固定周波数_１のパル
スを生じる発振器３８を含む。発振器３８の出力
パルスは分周器２８のクロツク入力Ｃに供給さ
れ、データ・セレクタ２４の多重ビツト出力Ｑは
分周器２８の多重ビツト・プリセツト入力Ｐに接
続される。分周器２８はプリセツト・イネーブル
入力PEにパルスを受けるとクロツク入力Ｃに現
われるパルスをプリセツト入力Ｐに現われる数に
よつて分周し、結果として生じるパルスが出力Ｑ
に現われるように構成される。

分周器２８の出力Ｑはカウンタ３０のクロツク
入力Ｃに接続され、二進数Ｎはカウンタ３０のプ
リセツト入力Ｐに供給される。下記に説明する理
由により、数Ｎは2m−_１／_０に等しい。カ
ウンタ３０はプリセツト・イネーブル入力PEに
パルスを受けると数Ｎから増加するようにカウン
トし、結果として生じるカウントは多重ビツト出
力Ｑに現われる。このカウントを第２図の波形Ｄ
に示す。またカウンタ３０が最大カウントすなわ
ち2m−１をこえると、高信号がゼロ出力‘０’
に現われる。カウンタ３０のゼロ出力‘０’はラ
ツチ３２のデータ入力Ｄに接続され、ラツチＱは
出力装置４０と論理回路３６の制御入力Ｋに接続
される。

カウンタ３０の多重ビツト出力はＱはラツチ３
４の多重ビツドデータ入力Ｄに接続され、ラツチ
の多重ビツト出力Ｑは論理回路３６の多重ビツト
データ入力Ｄに接続される。論理回路３６は制御
入力Ｋに高信号が存在するとデータ入力Ｄに現わ
れる数を出力Ｑに伝送し、低信号が存在するとデ
ータ入力Ｄに現われる数に二進補償作用を行つて
新しい数を生じ１の数をこの新しい数に付加し結
果として生じる数が多重ビツト出力Ｑに現われる
ように構成される。回路３６の出力Ｑは適当な数
字表示装置４２に接続される。

カウンタ３０およびラツチ３４は第２カウンテ
イング装置を形成する。装置１０の作用を以下に
説明する。

時間間隔t₁の間にANDゲート１６は動作可能に
なつてカウンタ１８は発振器２６からのパルスを
カウントし、カウントされたパルスの総数ｎ_Aは ｎ_A＝₀t₁ によつて与えられる。

また時間間隔t₁の間に、カウンタ２２により時
間間隔t₀の間にカウントされたパルス数ｎ_Bがデ
ータ・セレクタ２４により分周器２８に供給され
る。

ｎ_B＝₀t₀ であるから、分周器２８の出力Ｑに現われるパル
スの周波数_xは _x＝_１／₀t₀ によつて与えられる。

時間間隔t₂の間にANDゲート２０は動作可能に
なつてカウンタ２２は発振器からのパルスをカウ
ントし、カウントされたパルスの総数ｎ_Bは ｎ_B＝₀t₂ によつて与えられる。

また時間間隔t₂の間に、分周器２８の出力Ｑに
現われるパルスの周波数は _x＝_１／₀t₁ によつて与えられる。

時間間隔t₁の間にカウンタ３０によりカウント
されるパルス数は _xt₁＝₁t₁／₀t₀ によつて与えられ、時間間隔t₂の間ではパルス数
は _xt₂＝_２／₀t₁ によつて与えられる。

一般に時間間隔ｔ_oの間にカウンタ３０により
カウントされるパルス数は ｘｔ_o＝_１／_０・ｔ_ｏ／ｔ_ｏ−１ によつて与えられる。

それゆえトランスジユーサ１２によつて与えら
れるパルスの間の周期が一定のままであれば、ゼ
ロ加速度に対応してカウンタ３０によつてカウン
トされるパルス数は_１／_０である。上述のよ
うにカウンタ３０は2m−_１／_０のカウント
に前もつて設定され、ゼロ加速度によりカウンタ
３０の出力Ｑに現われる数は各時間間隔の終りに
は正確にゼロとなり、それによりゼロ加速度の表
示を与える。

トランスジユーサ１２によつて与えられるパル
スの間の周期が増加すると、負の加速度すなわち
減速度に対応して時間間隔ｔ_oの終りにカウンタ
３０の出力Ｑに現われる数は_１ ／_０ ｔ_ｏ／ｔ_ｏ−１−_１／_０＝_１／_０
・〓ｔ_ｏ−ｔ_ｏ−１／ｔ_ｏ−１〓 によつて与えられる。

それゆえ出力Ｑに現われる数は時間間隔ｔ_o-1
と時間間隔ｔ_oの間のクランク軸の角速度に対す
る角速度の変化の比率に正比例する小さい数であ
る。

時間間隔ｔ_oの終りにこの数はラツチ３４に記
憶される。時間間隔ｔ_oの終りにカウンタ３０の
ゼロ出力‘０’は高いので、時間間隔ｔ_o+1の間
にラツチ３４は高信号を論理回路３６の制御入力
Ｋに供給する。従つてラツチ３４に記憶される数
は直接に表示装置４２に供給され、それにより角
速度に対する速度の変化の比率の大きさの表示を
与える。またラツチ３２の出力は高いので、表示
装置４０は負の加速度すなわち減速度があるとい
う表示を与える。

トランスジユーサ１２によつて与えられるパル
スの間の周期が減少すると、正の加速度に対応し
て時間間隔ｔ_oの終りにカウンタ３０の出力Ｑに
現われる数は ２^m−_１／_０・〓１−ｔ_ｏ／ｔ_ｏ−１〓 の値をもつ高い数である。

時間間隔ｔ_oの終りにこの数はラツチ３４に記
憶される。カウンタ３０はここでは時間間隔ｔ_o
の間にもどらないので、間隔ｔ_oの終りにゼロ出
力‘０’に現われる信号は低く、従つて時間間隔
ｔ_o+1の間にラツチ３２は低信号を論理回路３６
の制御入力Ｋに供給する。論理回路３６はラツチ
３４に記憶される数に補償作用を行つて新しい数
を与え１の数をこの新しい数に付加し、結果とし
て生じた数を出力Ｑに与える。この結果として生
じた数は _１／_０〓ｔ_ｏ−１−ｔ_ｏ／ｔ_ｏ−１〓 の値をもつ。

それゆえ論理回路３６の出力Ｑに現われ表示装
置４２によつて表示される数はクランク軸の角速
度に対する速度の変化の比率に正比例する。また
ラツチ３２の出力は低いので、表示装置４０は加
速度が正であるという表示を与える。

第２図を参照して、減速度の実例を時間間隔t₂
およびt₃に示し、加速度の実例を時間間隔t₅およ
びt₆に示す。

図示していないこの発明の別の実施態様におい
て、アツプカウンタ３０はダウンカウンタによつ
て置きかえられる。この実施態様ではダウンカウ
ンタは各時間間隔の始めに_１／_０の値に設定
され、論理回路は負の加速度すなわち減速度の場
合の補償作用を行うように構成される。

装置１０はエンジンの不規則性、エンジンの不
規則運転に対応する加速度の変動の表示を与える
ために使用される。装置１０はまたエンジン制御
システムに入力信号を与えるために使用される。
この場合に表示装置４０および４２を使用しない
で、ラツチ３２および論理回路３６の出力Ｑを直
接に制御回路の入力に接続する。

上記の装置は別個のカウンタ、ゲート、ラツチ
などを使用しているが、これらの構成要素の作用
は適当なプログラムデータを備えたマイクロプロ
セツサによつてなし得ることは明白に理解され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化する加速度測定装置
のブロツク図、第２図は第１図の装置の種々の位
置に現われる波形を示す図である。 １２……トランスジユーサ、１４……フリツプ
フロツプ、１８，２２……カウンタ、２４……デ
ータセレクタ、２８……分周器、３０……カウン
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 信号パルス列の相継ぐパルスの間の各時間間
   隔の間におこる第１固定周波数パルス列のパルス
   数をカウントして各時間間隔における第１カウン
   トを引き出し、第２固定周波数パルス列の周波数
   をすぐ前の時間間隔における前記第１カウントに
   よつて分周して分周パルス列を発生し、各時間間
   隔における前記分周パルス列のパルス数をカウン
   トして時間間隔の長さの変化のすぐ前の時間間隔
   に対する比率に関係づけられた第２カウントを発
   生することを特徴とする信号パルス列の周波数変
   化率を測定する方法。 ２ 回転体の等角度間隔の位置を表わし連続する
   パルス間の周期が各時間間隔を表わすパルスが供
   給されている。入力端子と、前記入力端子に接続
   されており、前記パルスにより制御されるフリツ
   プ・フロツプと、第１固定周波数_０のパルスを
   発生する第１発振器と、前記第１発振器及びフリ
   ツプ・フロツプに接続されておりフリツプ・フロ
   ツプの出力に応答して前記入力端子のパルス各時
   間間隔間に発生される第１発振器のパルスを交互
   にカウントする第１及び第２のカウンタを有する
   第１カウンテイング手段と、前記各カウンタ及び
   フリツプ・フロツプに接続されており前記フリツ
   プ・フロツプの出力に応答して各カウンタがその
   時間間隔の直前の時間間隔に計数した値を選択出
   力するデータ・セレクタと、第２固定周波数_１
   のパルスを発生する第２発振器と、前記第２発振
   器及び前記データ・セレクタの出力が接続されて
   おり前記第２固定周波数のパルス_１を前記デー
   タ・セレクタの出力値で分周する分周器と、前記
   時間間隔内に発生された前記分周器の出力をカウ
   ントする第２カウンテイング手段と、前記第２の
   カウンテイング手段の加速度出力の極性に応答し
   て前記カウンテイング手段の加速度出力に１を加
   算する論理回路とから構成されることを特徴とす
   る信号パルス列の周波数変化率を測定する装置。