JPS62265573A - 軸の回転数検出装置 - 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】 Ｍ梁上の利用分野 本発明は特許請求の範囲第１項の上位以念に記載の回転
数検出装置から出発している。

従来の技術 回転数検出装置は既に一般に公知である。同順装置では
多くの場合いわゆる増分発生器またはセグメント発生器
が使用される。増分発生器の場合、例えば袖は多数の歯
を備えた歯車を有する。回；、云認険出のために、一定
の数の歯がパルス発信器を通過するまでの時間が測定さ
れる。

この場合測定された時間が回転故の尺度となる。

さらに回転数検出のためて増分装置では、所定の時間内
でいくつの１がパルス発信器を通過したかがｆｆ１１１
定されることもある。歯の数もまた回転故の尺度となる
。セグメント発生器においてはセグメントがパルス発信
器を通過するまでに必要とされる時間が測定される。軸
の回転］改を検出する既に公知の方法においては、時定
数の選択が重要である。低い回転数の場合、例えばセグ
メント装置においては比較的小さい時定数が選択さねる
が、それでは高い回転故ておいてｍｌｌ定梢度が低くな
る原因となる。高い回転数が検出されなければならない
場合、比較的大きな時定数が選択されるが、それは低い
回転数ではしばしば過度に大きすぎる。従って公知の回
転数検出装置は低い比較的制限された回転数領域ておい
てのみ最適に構成し５るものである。

発明の利点 特許請求の範囲第１項の特徴部分の要件と備えた本発明
による装置は従来技術に対し、回転故の検出のための時
定数が回転故に依存するという利点を有する。

それにより、すべての回転数領域において小さな時定数
に設定することができ、また正確な回転数検出と評価が
広い回転数領域で可能となる。

実施態様項に記載された手段により特許請求の・ＩＩα
囲第１項に記載された装ｒｔの有利な実施形７嘘が可能
である。持て有利には、所定の計数状態から別の所定の
計故状、傾へそのトリガ故に計数する計数手段として時
限素子゛と構成する。この手段により回転故に依存する
時定数の特に聞−単な補正が可能となる。その際下方の
計数状態、および／または上方の計数状態、またはその
両方を時定数−ｔｍめるために変化させるのかどうかは
基本面にはいずれでもよい。１つの計数状、岬がゼロと
して選択され、他方の計数状態が先行する回転故：頁に
依存して変化される場合に特に相半；（時間の形成が行
なわれる。

順方向／逆方回計故手段は高い分解能を得、るために有
利にはクロックパルスが供給され、そのクロックパルス
は先行する計数、拮果に依存し有し、場合により生ずζ
微変化に迅速・に追従することのできる不発明による回
転故、吹出装置が達成できる。その際＋、ｌｌｌ定精度
は保持されたままである。計数状態は有利にシまメモリ
に、特にランチ回路に中間記憶さハる。さらに有利な本
発明による実施例を次に図面を用いて説明する。

実施例 第１図は／ド光′−９］説明のためのブロック回路図で
ある。第１：沼ｌこは図示されてい；ｔい・１ゼ１に設
けられた、軸と共に回・壜する歯車１が示されている。

歯車１は歯２全有し、その出２に対問してパルスセンサ
３が取付けられている。パルスセンサ３は１固々の歯遊
に第２図１および第３図ａに図示されているようなパル
ス？送出する。パルスセンサ３の出力１を号はパルス形
成段４に供はされる。このパルス形成ｆｉ４ｔ”、パル
スセンサ３の通常形の良くない１言号を第２図ａおよび
第３図ａのような矩形は号に変換するのに用いられる。

パルス形成段４の出力側はそれぞれカウンタ５とカウン
タ６とのスタート入力側と接、読されている。カウンタ
５とカラ／り６とはさらにクロックパルス入力側Ｃを有
し、そのクロックパルス入力側Ｃにはクロックパルス発
生器の周波、ａｆｏが供給される。周波数ｆ。は非常疋
高い周波数であり、その周波数は最高回転数の際にパル
スセンサ３によって発生される周波数よりも著しく高い
。カウンタ５のオーバフロー出力１１１１　ＣＯはカウ
ンタ７の頑万回計奴／逆方向計敢−１ｆｉｌｌ　ｉ卸入
力廻Ｉ　Ｕ　／　Ｄと接読されている。さらにカウンタ
５のオーバフロー出力側Ｃ○はラッチ回路１０の転送入
力側Ｅ、並びにそのラッチ回路１０の補−改入力・）Ｉ
Ｉ　Ｔ　／　Ｃと接１読されている。カウンタ６のオー
バ７０−出力側ＣＯはラッチ回路８の転送入力側Ｅと接
続されている。

カウンタ７の出力１ｉ′１１１はデータ、線路を介して
ラッチ回路８と接続されている。ラッチ回路８の出力側
は別のラッチ回路１０の入力側と接続されている。ラッ
チ回路８と１０との間にはデータ線路９が接１続されて
おり、そのデータ線路９からデシタル直の回転数結果が
取出し可能となっている。さらにラッチ回路１０の出力
側からのデータ線路はデジタルレートマルチプライヤ１
１と接Ｉ先されている。デジタルレートマルチプライヤ
１１はクロ：′／クパルス入力側Ｃｔ−有し、そのクロ
ックパルス入力側Ｃにはクロックパルス周波ａｆｏが供
給される。デジタルレートマルチシライヤ１１はクロッ
クパルス周波数ｆＯをラッチ回路１０の出力側に供給し
ている値と乗尊する。ラッチ回路１０の出力側はさらに
カウンタ６のセット人力′ｕ＋ｌＩと筬洸されている。

カウンタ５と６と７とには例えばセット可能なアップ／
ダウン−カウンタ、モトローラ社のＣ／Ｄ４０２９が適
している。その際カウンタ５とカウンタ７にはセット入
力・ｍ１１は必要なく、また一方カウンタ５と６では順
方向計数かも逆方向計数への切Ａえは使用しない。デジ
タルレートマルチプライヤ１１には例えばモトローラ社
のＣＤ４０８９デジタルレートマルチプライヤが適して
いる。デジタルレートマルチプライヤ１１のクロックパ
ルス出力＊＋＋はさらにカウンタ７のクロックパルス入
力側Ｃと接続されている。

第１図の回路装置の動作を第２図と第６図金円いて詳細
に説明する。カラ／り５とカウンタ６は時限素子である
。それらカウンタ５と６は第２図すおよび第６図すに示
すように、パルスセンサ３の正方向パルスの都度、スタ
ート入力９１１８によってセットされる。ここではカウ
ンタ５と６は時限素子として働く。カラ／り５は固定計
数状態にセットされているが、カウンタ６のスタート時
点の計数状態は可変である。しかしながらカウンタ６の
計数状態は常にカウンタ５の計数状態よりも小さく、そ
の、結果カウンタ６のそのオーバフローまでの持続時間
は常にカウンタ５のオーバフローまでの持１読時間より
も短かい。クロックパルスｆｏによってカウンタ５とカ
ウンタ６は所定の値から、カウンタ５とカウンタ６にお
いてオーバフローの現われる時点まで減算計数される。

第２図すと第６図すの示すように、カウンタ５と６は時
限素子のように拗く。カウンタ５と６はオＭＫｚ　ｘ　
ｐ−♀発生時、つまりゼロ値に減算計数さハた時にセッ
トされた論理１かも論理０てリセットされる。カウンタ
６の論理１から論理Ｏへのリセット時〔時点Ａ〕に、カ
ウンタ６によりランチ回路８がイネーブル状態にされ、
そのランチ回′ＡＳ８へその時点でカウンタ７に存在す
る計故：直が転送される。

この計孜直はラッチ回路８の出力＋１１１１で取出すこ
とがｆ−企、ｊｕｌｈｉ日１１＋、−）、ｌのＦＦ　ｉ
ｆＦとなＡ−カウンタ５の時限素子によって決める遅い
方の時点でカウンタ１がそのｕ　／　Ｄ入力側を介して
順方向計数から逆方向計数へ切換えられる。同時にラッ
チ回路１０ヘラッチ回路８に記憶されている：直が転送
され、かつ補数から新たに転送された真の致１直に切換
わる。

ラッチ回路１０に記憶されている値に依存してカラ／り
６はセットされ、またマルチプライヤ１１が制御される
。ラッチ回路１０へ転送された直が大きい（回転数が高
い）場合はつまりカウンタ６がそのゼロ埴に達するため
には比較的長い時間を必要とすることを意味する。従っ
て、第２図に示されているカウンタ６の切換点Ａはカウ
ンタ５が切換わり、カウンタ１が順方向計数から逆方向
計数へ切換えられる時点（Ｚ２）の近くにシフトする。

従って第６図は高い回転数が測定された場合を示す。こ
れて反しラッチ回路１０に記憶された比較的小さい数（
吠゛ハ回転故）では、カウンタ６の切換わる時点Ａが時
点Ｚ１の近く器（シフトされる。ラッチ回路８への転送
時点は従って回転数に依存する。この転送時点は低い回
転数では、つまりカウンタ７の低い計数状態ではＺｌの
近くにあり、一方間転数の上昇と共に＋１ｉｔＺ２まで
移動する。

計数周波数ｆ２によるカウンタ７の逆方向計数は同・１
采にどんな直がランチ回路１０へ転送されたかによって
決まる。この値が高いと逆方向計数周波数が高くなる。

この直が低いと逆方向計数周波数は同様に低くなる。

カウンタ７の１１負方向計致中にスタートパルスが発生
した後に行なわれる過程についてまだ考慮しなげねばな
らない。この時点後では、既に上述のようにラッチ回路
１０の出力側てはラッチ回路１０へ転送された１直の補
数が出力される。

順方向計数の基準となるのは従って先行するサイクルに
おいてラッチ回路８に記憶されている値である。この１
直が低いと補数は高くなり、従って順方向計数は非常に
迅速に行なわれることとなる。ラッチ回路８へ転送され
た値が高いと、ランチ回路１０から送出される補数は非
常に低くなり、その結果カウンタ７における順方向計数
過程は非常に緩慢に行なわれる。カウンタ６にとってラ
ッチ回路１０の補数は何ら意味を持たない。なぜならス
タート信号の開始と共に、既にラッチ回路１０に記憶さ
れている真の数値がカウンタ６へ転送されているからで
ある。順方向計数過程は今や時限素子５によって前もっ
て与えられた持続時間内で行なわれ、カウンタ７は計数
状態Ｚ１から計数状態Ｚ２まで計数する。結果として第
２図Ｃおよび第３図Ｃに示したカウンタ７の計数経過が
生じる。その際時点Ａで取出される直が回転数の直接的
尺度となる。

上述の装置により軸の非常に低い回転数（高い計数周波
数ｆ２）も確実に検出することができる。また小さな時
定数に設定すると検出された回転数を迅速・に使用でき
る。第２図のａとｂおよび第３図のａとｂとを比較すれ
ば、２つの歯の間で利用できる時間のｌｉんの一部しか
回転数の検出に必要としないことがわニア７する。

本発明の回・伝ａ検出装置は佳々の弓的にザ用可能であ
る。線路９に出力されるデジタル出力信号は例えば内燃
機関の制御装置に、例えば電動工具におげろ電動機の回
転数制御に使用することができる。簡単な電気接続は全
体の回路装置をソフトウェアによりマイクロプロセッサ
の中で実現することも可能とする。その場合コンピュー
タ自身の中で計数過程および時限過程が行なわ仇る。

発明の効果 本発明疋よれば紬の回転数をデジタル値として高Ｎ度で
、大きな回転数範囲にわたって検出できる。非常て低い
回転数（高い計数周波数ｆ、）も確実に検出できる。し
かもアナログデジタル変換器を必要としない。または全
回転領域において回に数の検出のために小さな時定数を
設定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転数検出、直置の実施例のブロック
回路図、第２図は第１１Ｚ１のブロック回路図の磯、毛
を説明する１こめの波形図、第３図は別の回転数の場合
の第１図のブロック回路図の機能を説明するための波形
図である。 １・・・歯車、２・・・歯、３・・・パルスでンサ、４
・・・パルス形成段、５，６．７・・・カウンタ、８，
１０・・・ラッチ回路、９・・・データ線路、１１・・
・レートマルチプライヤ （］］ Ｆｌ（３２ Ｚム Ｏ） ＦＩｔ３．３

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．軸に設けられたパルストリガ部と該パルストリガ部
   に対向し固定配設された少なくとも１つのセンサを有す
   る回転する軸の回転数検出装置において、センサ信号が
   ２つの時限素子（５，６）に供給され、その際当該第１
   時限素子（５）は当該第２時限素子（６）よりも大きな
   時定数を有し、前記第２時限素子（６）の出力信号によ
   つて計数手段（７）の計数状態が読出し可能であり、前
   記第１時限素子（５）の出力信号によつて前記計数手段
   （７）の計数方向が切換え可能であり、前記第２時限素
   子（６）の時定数が読出された計数結果によつて決めら
   れることを特徴とする軸の回転数検出装置。
2. ２．時限素子（５，６）が計数手段として構成されてお
   り、該時限素子（５，６）が該時限素子（５，６）のト
   リガの後、所定の計数状態から別の所定計数状態へ計数
   する特許請求の範囲第１項記載の軸の回転数検出装置。
3. ３．第２時限素子（６）の時定数が計数手段（７）の先
   行する計数状態に主に依存して可変である特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の軸の回転数検出装置。
4. ４．計数手段（７）にクロツクパルス（ｆ＿Ｚ）が供給
   され、該クロツクパルス（ｆ＿Ｚ）の周波数が計数手段
   （７）の先行する計数状態に依存して決められる特許請
   求の範囲第１項から第３項いずれか１項に記載の軸の回
   転数検出装置。
5. ５．読出された計数状態が少なくとも１つのラツチ回路
   （８，１０）に中間記憶される特許請求の範囲第１項か
   ら第４項いずれか１項に記載の軸の回転数検出装置。