DE68902174T2

DE68902174T2 - Verfahren und vorrichtung zur messung der drehgeschwindigkeit.

Info

Publication number: DE68902174T2
Application number: DE8989106713T
Authority: DE
Inventors: Tatsuji C O Itami Wo Matsumoto; Koji C O Itami Works Takata
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 1988-04-15
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1993-01-14
Anticipated expiration: 2009-04-15
Also published as: KR920009023B1; JPH0715482B2; EP0341445B1; US4975642A; EP0341445A1; DE68902174D1; KR890016388A; JPH01265164A

Description

Die vorliegende Erfinding betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen von Umdrehungsgeschwindigkeit, die ausgelegt ist, um in einem Intervall umgekehrt proportional zu der Umdrehungsgeschwindigkeit eines Drehelementes Impulssignale zu erzeugen und um die Umdrehungsgeschwindigkeit des Drehelements aus dem Abstand der so erzeugten Impulssignale zu berechnen.
Obwohl es bekannt ist, die Umdrehungsgeschwindigkeit eines Drehelements entweder aus der Anzahl der Impulse innerhalb einer Einheitszeit, oder aus dem Impulsabstand zu berechnen, werden Berechnungsfehler für die Umdrehungsgeschwindigkeit des Drehelements für jeden Fall bei entweder hoher Geschwindigkeit oder niedriger Geschwindigkeit größer. Deswegen ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Anzahl der Impulse N innerhalb einer Einheits-Betriebsperiode TM und eine Ablaufzeit T zwischen dem führenden Impuls einer Einheits-Betriebsperiode und dem führenden Impuls der vorangegangenen Einheits-Betriebsperiode oder zwischen dem Paar von letzten Impulse verwendet wird, wobei die Umdrehungsgeschwindigkeit V wie folgt angegeben wird.
V = 2π.RN/ZT = αN/T,
wobei R der Radius des Drehelements und Z die Anzahl von pro Umdrehung erzeugten Impulsen ist.
Fig. 4 ist eine Übersicht, die eine Beziehung zwischen einer Einheits-Betriebsperiode TM, eine Ablaufzeit T und eine Anzahl von Impulsen N zeigt. Nachdem eine sich ändernde Ablaufzeit T wie T1 bis T4 entsprechend dem Impuls-Erfassungszeitpunkt anstelle einer festen Betriebsperiode TM verwendet wird, verbessert dieses Verfahren die betriebsmäßige Genauigkeit. Wenn jedoch die Umdrehungsgeschwindigkeit extrem klein wird, wird die Anzahl N von in der Einheits-Betriebsperiode TM zugeführten Impulsen gleich Null (N = 0) und unter einer derartigen Bedingung wird es schwierig, die folgende Operation auszuführen.
Um eine derartige Unzulänglichkeit zu beseitigen, wurde ein System zum Erhalten des geschätzten Wertes der Umdrehungsgeschwindigkeit für eine derartige N = 0 Einheits-Betriebsperiode vorgeschlagen, so daß der Betrieb des Systems ohne Behinderung bewirkt werden kann (sh. zum Beispiel die japanische Patentschrift Tokkaisho No. 62-241755). Der obige Vorschlag beinhaltet die Geschwindigkeit für die N = 0 Periode aus der Umdrehungsgeschwindigkeit und der Beschleunigung, erhalten für die vorhergehende Periode, zu schätzen. Eine gemessene Geschwindigkeit wird erhalten, wenn ein Impuls in der nächsten Periode erfaßt worden ist, während eine Beschleunigung für diese Periode aus der geschätzten Geschwindigkeit für die vorangegangene Periode und der gemessenen Geschwindigkeit für diese Periode geschätzt wird. Wenn außerdem die Beschleunigung für die vorangegangene Periode positiv ist, wird sie bei der Schätzung der Geschwindigkeit für die N = 0 Periode als Null (0) angenommen.
In dem oben beschriebenen System wird der geschätzte Geschwindigkeitswert für die N = 0 Periode unter Verwendung der während der vorangegangenen Periode geschätzten Geschwindigkeit erhalten. Wenn wenigstens zwei der N = 0 Perioden fortdauern, werden die Schätzungsfehler nacheinander addiert, so daß eine beträchtliche Möglichkeit besteht, daß das Operationsergebnis beträchtlich von der tatsächlichen Geschwindigkeit abweicht. Außerdem mag es der Geschwindigkeitskurve, die die gemessene Geschwindigkeit mit der geschätzten Geschwindigkeit verbindet, an Glattheit mangeln. Insbesondere wird die Beschleunigung, nämlich ein differenzierter Wert der Geschwindigkeit, extrem fehlerhaft. Außerdem kann es nicht für die Beschleunigungsphase verwendet werden, nachdem es nur auf die Verzögerungsphase abzielt.
Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen einer Umdrehungsgeschwindigkeit zu schaffen, wobei die Genauigkeit der Geschwindigkeits-Schätzung für eine Einheits-Betriebsperiode, wenn keine Impulse erfaßt worden sind, höher ist und die erhaltene Geschwindigkeitskurve glatter ist. Sie kann außerdem auf die Verzögerungs- und die Beschleunigungsphasen gleichermaßen angewandt werden.
EP-A-0 090 717 beschreibt ein Geschwindigkeitsmeßsystem, mit dem die Bewegung eines Elementes in regelmäßige Impulse umgewandelt wird. Durch Zählen der Anzahl von Impulsen in einem vorgegebenen Zeitintervall kann die Geschwindigkeit des Elements berechnet werden. Wenn die Geschwindigkeit sehr niedrig ist, wird es wenigstens eine Periode geben, wenn keine Impulse gezählt werden. Für diesen Fall wartet das System auf den nächsten Impuls und bestimmt die abgelaufene Zeit zwischen dem neu erfaßten Impuls und dem zuletzt erfaßten Impuls. Dann kann die Geschwindigkeit aus der abgelaufenden Zeit geschätzt werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Messen einer Umdrehungsgeschwindigkeit gelöst, das die folgenden Schritte umfaßt: Erfassen von Impulssignalen, die in einem Intervall umgekehrt proportional zu der Umdrehungsgeschwindigkeit eines Drehelements erzeugt werden, Berechnen der Umdrehungsgeschwindigkeit des Drehelements für jede Einheits-Betriebsperiode aus der Anzahl von Impulsen innerhalb einer festen Einheits-Betriebsperiode, aus der Ablaufzeit zwischen dem führenden Impuls einer gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode und dem führenden Impuls einer vorangegangenen Betriebssperiode oder zwischen den letzten Impulsen jeder Betriebsperioden, wobei für den Fall, wenn Impulssignale in einer vorangegangenen Einheits-Betriebssperiode oder einer Vielzahl von kontinuierlichen Einheits-Betriebsperioden nicht erfaßt worden sind, aber die Impulssignale in der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode, die einer derartigen Einheits-Betriebsperiode mit fehlendem Impuls folgt, erfaßt werden, folgende Schritte durchgeführt werden:
a) Berechnen der Umdrehungsgeschwindigkeit für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode unter Verwendung der abgelaufenen Zeit von dem Erfassungszeitpunkt des letzten Impulssignales bis zum Erfassungszeitpunkt des Impulssignales in der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode, gekennzeichnet durch b) Berechnen der Beschleunigung für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode unter Verwendung der Umdrehungsgeschwindigkeit für den Betrieb in der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode, der für die Einheits-Betriebsperiode, mit der das letzte Impulssignal erfaßt worden ist, berechneten Umdrehungsgeschwindigkeit, und der Ablaufzeit zwischen diesen Perioden, und für den Fall, daß innerhalb einer gewissen Einheits-Betriebsperiode kein Impulssignal erfaßt wird,
c) Erhalten eines ersten geschätzten Wertes der Umdrehungsgeschwindigkeit für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode aus der Umdrehungsgeschwindigkeit und der Beschleunigung, die für die vorangegangene Einheits-Betriebsperiode berechnet wurde, in der ein Impuls erfaßt wurde, vorausgesetzt daß die Anzahl der vorangegangenen Einheits-Betriebsperioden ohne einen Impuls kleiner ist als ein vorgegebener Wert und eines zweiten geschätzten Wertes unter der Annahme, daß ein Impuls in der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode auftritt unter Verwendung der abgelaufenen Zeit, die die Zeit von dem Erfassungszeitpunkt des letzten Impulssignals bis zum Endzeitpunkt der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode ist, und
d) Auswählen des kleineren Wertes der obigen zwei geschätzten Werte, der als die Umdrehungsgeschwindigkeit für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode bezeichnet werden soll.
Die Aufgaben der Erfindung werden außerdem gelöst durch eine Vorrichtung zum Messen einer Umdrehungsgeschwindigkeit umfassend eine Impulserzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Impulssignalen in einem Intervall umgekehrt proportional zu der Umdrehungsgeschwindigkeit eines Drehelements, eine Operationseinrichtung zum Erfassen von Impulssignalen von der Impulserzeugungseinrichtung, Berechnen der Umdrehungsgeschwindigkeit des Drehelements für jede Einheits-Betriebsperiode aus der Impulsanzahl innerhalb einer Einheits-Betriebsperiode und der Ablaufzeit zwischen dem führenden Impuls der Einheits-Betriebsperiode und demjenigen der vorangegangenen Einheits-Betriebsperiode oder zwischen jedem letzten Impuls davon, wobei für den Fall, wenn Impulssignale in der nächsten gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode, die Einheits-Betriebsperioden mit keinen Impulsen folgt, die Operationseinrichtung
a) die Umdrehungsgeschwindigkeit für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode unter Verwendung der Ablaufzeit von dem Erfassungszeitpunkt des letzten Impulssignals bis zum Erfassungszeitpunkt des Impulssignals in der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode berechnet, dadurch gekennzeichnet, daß
b) die Operationseinrichtung die Beschleunigung für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode unter Verwendung der Umdrehungsgeschwindigkeit für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode, der Umdrehungsgeschwindigkeit für die Einheits-Betriebsperiode, in der das letzte Impulssignal erfaßt worden ist, und der Ablaufzeit zwischen diesen Perioden berechnet,
und für den Fall, daß keine Impulse innerhalb einer gewissen Einheits-Betriebsperiode erfaßt werden, die Operationseinrichtung
c) einen geschätzen Wert der Umdrehungsgeschwindigkeit für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode aus der Umdrehungsgeschwindigkeit und der für die vorangegangene Einheits-Betriebsperiode, in der ein Impuls entdeckt wurde, berechneten Beschleunigung erhält;
d) einen anderen geschätzten Wert der Umdrehungsgeschwindigkeit erhält, indem angenommen wird, daß die Impulsanzahl der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode gleich 1 ist unter Verwendung der abgelaufenen Zeit von dem Erfassungszeitpunkt des letzten Impulssignals bis zum Endzeitpunkt der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode, und
e) durch einen Vergleich dieser zwei geschätzten Werte den kleineren Wert als die Umdrehungsgeschwindigkeit für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode annimmt.
Für einen Fall, bei dem Impulssignale während einer Einheits-Betriebsperiode oder einer Vielzahl von kontinuierlichen Einheits-Betriebsperioden nicht erfaßt werden, und Impulssignale während der nächsten gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode erfaßt werden, wird entsprechend der Erfindung die während der vorhergegangenen Einheits-Betriebsperiode berechnete Umdrehungsgeschwindigkeit ignoriert und die Umdrehungsgeschwindigkeit für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode wird unter Verwendung der Ablaufzeit von dem Erfassungszeitpunkt des letzten Impulssignals bis zum Erfassungszeitpunkt des Impulssignals während der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode berechnet und außerdem wird die Beschleunigung für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode unter Verwendung der Umdrehungsgeschwindigkeit für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode, der für die Einheits-Betriebsperiode berechneten Umdrehungsgeschwindigkeit, in der das letzte Impulssignal erfaßt worden ist und der Ablaufzeit zwischen diesen Impulsen berechent.
Entsprechend der Erfindung ist der letztere geschätzte Wert der Umdrehungsgeschwindigkeit, der aus der Ablaufzeit zwischen dem Erfassungszeitpunkt des letzten Impulssignals und dem Endzeitpunkt der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode erhalten wird, die maximal mögliche Umdrehungsgeschwindigkeit, die erhalten wird, falls am Ende der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode tatsächlich ein Impuls erfaßt wird. Nachdem diese Schätzung außerdem nicht auf der Basis des Berechnungsergebnisses für die vorangegangene Periode bewirkt wird, das unvermeidbar ein geschätzter Wert ist, wenn es sich bei der Periode um eine Periode mit keinem Impuls handelt, sondern auf der Basis des letzten tatsächlich erfaßten Impulssignals, werden addieren sich die Schätzfehler nicht nacheinander aufaddiert, wenn die Periode mit keinem Impuls fortdauert. Weil der kleinere Wert als die Umdrehungsgeschwindigkeit für die Periode mit keinem Impuls durch den Vergleich zwischen dem maximal möglichen geschätzten Wert und dem geschätzten Wert der Umdrehungsgeschwindigkeit, die von der Erweiterung des Operationsergebnisses für die vorhergegangene Einheits-Betriebsperiode erhalten wird, ausgewählt wird, wird ein Wert einer höheren Schätzgenauigkeit erhalten, als in dem Fall, wenn eine geschätzte Umdrehungsgeschwindigkeit erhalten von der Erweiterung des Operationsergebnisses für die vorausgegangenen Einheits-Betriebsperiode direkt als die Umdrehungsgeschwindigkeit angenommen wird.
Außerdem werden in dem Verfahren und Vorrichtung zum Meßbetrieb der Erfindung für den Fall, daß Impulssignale nach der Periode mit keinem Impuls erfaßt werden, die Umdrehungsgeschwindigkeit und die Beschleunigung entsprechend dem letzten tatsächlich erfaßten Impulssignal und dem gegenwärtig erfaßten Impulssignal berechnet, ein Wert mit einer höheren Genauigkeit näher an der tatsächlichen Geschwindigkeit als die Umdrehungsgeschwindigkeit und die Beschleunigung berechnet, so daß die Schätzfehler nicht nacheinander aufaddiert werden, sogar wenn die Periode mit keinem Impuls fortdauert.
Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nun folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsbeispielen davon unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, wobei die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden.
In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Kurvenformdarstellung zur Darstellung des Betriebs;
Fig. 3 ein den Betriebsverlauf zeigendes Flußdiagramm; und
Fig. 4 eine Ansicht, um das allgemeine Umdrehungsgeschwindigkeits-Meßverfahren zu verdeutlichen.
Bevor die Beschreibung der vorliegenden Erfindung fortschreitet, soll darauf hingewiesen werden, daß in den beiliegenden Zeichnungen gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung entsprechend eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, das eine Impulserzeugungseinrichtung 1 zum Erzeugen von Impulssignalen in einem Intervall umgekehrt proportional zu der Umdrehungsgeschwindigkeit eines Drehelementes 11, und eine Operationseinrichtung 2 zum Bewirken von verschiedenen Arten von Operationen enthält. Die Impulserzeugungseinrichtung 1 besteht zum Beispiel aus einer Vielzahl von in gleichen Intervallen auf dem äußeren Umfang des Drehelements 11 angeordneten Magneten, und einem nahe zu diesen angeordneten elektromagnetischen Aufnehmer 13. Die Operationseinrichtung 2 besteht aus einem Zähler 22, einem Zeitgeber 23 zur Zählverwendung, einem Referenzzeitgeber 24 zur Zeitverwendung, usw., sowie eine CPU 21 als eine Zentraleinheit, mit einem Speicher 25 zum Speichern der verschiedenen Arten von Daten, die in einer CPU 21 vorgesehen werden.
Fig. 2 ist eine Kurvenformdarstellung zum Erläutern des Betriebs, die Impulssignale 31 enthält, eine tatsächliche Umdrehungsgeschwindigkeitskurve 32 des Drehelements 11, und eine durch die Operation erhaltene Umdrehungsgeschwindigkeitskurve 33. In der Darstellung bezeichnet das Bezugszeichen N eine Anzahl von während einer einzelnen Einheits-Betriebsperiode TM erfaßten Anzahl von Impulsen, ein Bezugszeichen P eine Anzahl von Fortsetzungen von Einheits-Betriebsperioden mit keinem Impuls, ein Bezugszeichen T ein Impulsintervall oder eine Ablaufzeit, ein Bezugszeichen t eine Zeit, ein Bezugszeichen t0 einen Endzeitpunkt der einzelnen Einheits-Betriebsperiode, ein Bezugszeichen t1 einen letzten Impuls-Erfassungszeitpunkt während einer gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode, und ein Bezugszeichen t2 einen letzten Impuls-Erfassungszeitpunkt während der Einheits-Betriebsperiode, in der ein letzter Impuls erfaßt worden ist. Außerdem bezeichnen zur Verdeutlichung die Bezugszeichen n1, n2, ... die Nummern der Einheits-Betriebsperioden.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für einen Fall, bei dem das Impulssignal 31 zu einem derartigen Zeitpunkt, wie während der Verzögerungsphase gezeigt, erfaßt wird. Der Betrieb wird im folgenden unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm aus Fig. 3 beschrieben, wobei V eine für die gegenwärtige Periode zu erhaltene Umdrehungsgeschwindigkeit ist, Vc eine Umdrehungsgeschwindigkeit, erhalten aus der vorangegangenen Periode, A eine Beschleunigung, (=2 R/Z) eine Konstante, die aus dem Radius R des Drehelementes 11 und der Anzahl von Impulsen Z während einer Umdrehung des Drehelements 11 erhalten werden soll, P eine fortlaufende Nummer, die die aufeinanderfolgende Perioden zählt, in denen keine Impulse erfaßt worden sind, und PM den maximalen Wert, der für P zugelassen ist, an dem der Schätzbetrieb beendet wird, unter der Annahme, daß sich das Drehelement 11 in einem Ruhezustand befinden soll. Der Wert PM wird zum Beispiel auf 8 im voraus eingestellt.
Der Betrieb ist ausgelegt, um zu einem Endzeitpunkt der jeweiligen Einheits-Betriebsperiode TM bewirkt zu werden. Die Impulsanzahl N während der Periode und der letzte Impuls-Erfassungszeitpunkt t1 werden jedesmal wenn die jeweilige Einheits-Betriebsperiode TM passiert, gelesen. Wenn die erfasste Anzahl von Impulsen N nicht gleich 0 ist, wird bestimmt, ob P kleiner als PM (P< PM) ist oder nicht. Wenn P< PM, wie zum Beispiel für die Einheits-Betriebsperiode n2 gezeigt, schreitet das
Programm zum Schritt S1 fort und die Geschwindigkeit V wird mit der folgenden Gleichung berechnet:
In dem Fall der Betriebsperiode n2 wird der tatsächliche Impuls-Erfassungszeitpunkt für t1 und t2 verwendet, weil das Impulssignal auch während der vorangegangenen Betriebsperiode n1 erfaßt wird. Wenn Vc = 0 nicht erfüllt ist, schreitet das Programm zum Schritt S2 weiter und die Beschleunigung A wird mit der folgenden Gleichung berechnet:
Wenn jedoch Vc = 0 ist, wird A als 0 angenommen. Die Daten werden als t2-t1, P-0, Vc-V für den Betrieb in der nächsten Einheits-Betriebsperiode erneuert.
Es soll darauf hingewiesen werden, daß die Operation t2-t1 in Betriebsperioden mit keinem Impuls wie oben beschrieben nicht ausgeführt wird. Falls daher die vorangegangene Periode keine Impulse aufweist, bleibt der Erfassungszeitpunkt des letzten Impulses bei t2 und die Ablaufzeit t vom Erfassungszeitpunkt des letzten Impulses t2 bis zum Erfassungszeit t1 in der gegenwärtigen Betriebsperiode wird als der Wert t1-t2 in Gleichung (1) verwendet. Siehe dazu die Betriebsperiode n4 oder n6 des dargestellten Beispiels in Fig. 2.
Wenn außerdem N = 0 nicht erfüllt ist und auch P< PM nicht erfüllt ist (nämlich P = PM), wird angenommen, daß nach einigen Perioden von vollständigem Stop gerade eine Bewegung beginnt. In diesem Fall wird im Schritt S3 V als 0 angenommen und auch A wird im Schritt S4 als 0 angenommen, wobei die Daten als t2-t1, P-0, Vc-0 erneuert werden.
Die Betriebsperiode mit keinen Impulsen, d.h. der Fall von N = 0 wird im folgenden beschrieben. Während P< PM, wie zum Beispiel für n3 (auch n5, n7), und wenn Impulse in den vorangegangenen Betriebsperioden existieren, wird ein geschätzter Wert der Geschwindigkeit entsprechend der Gleichung
V = Vc + A.TM.(P+1) ... (3)
aus der Umdrehungsgeschwindigkeit Vc und der Beschleunigung A, die für die vorangegangene Betriebsperiode berechnet sind, berechnet. Und ein anderer geschätzter Wert der Geschwindigkeit wird durch die Gleichung
berechnet, so wie im Schritt S5 unter Verwendung der Ablaufzeit T vom Erfassungszeitpunkt t2 des letzten Impulses bis zum Endzeitpunkt t0 der gegenwärtigen Betriebsperiode. Der kleinere Wert der durch die beiden Gleichungen (3) und (4) erhaltenen Werte wird als die Geschwindigkeit V der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode augewählt. Außer für Vc = 0 bewegt sich das Programm zum Schritt S6 und die Beschleunigung A wird entsprechend Gleichung (2) berechnet. Wenn Vc = 0 findet A = 0 Anwendung. Die Daten werden wie P = P+1 erneuert. Nachdem der Wert t1 nicht existiert, wird t2-t1 nicht ausgeführt. Außerdem wird Vc-V nicht ausgeführt, weil Vc ein bestimmter Wert sein sollte, wenn ein Impuls erfaßt wird.
Wenn die vorausgegangene Betriebsperiode keine Impulse aufweist, das heißt P = 0 in Periode n8 und ihrer darauffolgenden, wird die Berechnung wie in der obigen Beschreibung bewirkt. In diesem Fall wird der Erfassungszeitpunkt des letzten Impulssignals, der in der Periode vor der vorausgegangenen Periode oder sogar weiter davor erfaßt wurde als die Zeit t2 verwendet.
Wenn N = 0 erfüllt ist, aber P< PM nicht erfüllt ist, wird angenommen, daß sich das Drehelement 11 in einem Ruhezustand befindet, weil die perioden mit keinem Impuls länger angedauert haben als PM. Der geschätzte Wert der Geschwindigkeit und die Beschleunigung werden alle 0 gemacht, V = 0 im Schritt S7, A = 0 im Schritt S8, wobei die Daten entsprechend P-PM, Vc-0 erneuert werden.
Die Kurve 33 aus Fig. 2 zeigt eine Umdrehungsgeschwindigkeitskurve, die durch die obige Operation erhalten werden soll, wobei das 0-Symbol eine durch Gleichung (1) berechnete Geschwindigkeit ist, das Δ-Symbol ein durch Gleichung (3) geschätzter Wert der Geschwindigkeit, und das X-Symbol ein von Gleichung (4) geschätzter Wert der Geschwindigkeit ist. Es ist ersichtlich, daß der kleinere Wert von diesen zwei Schätzungen immer eine bessere Approximation der tatsächlichen Umdrehungsgeschwindigkeit ist.
Wie aus der obigen Beschreibung entsprechend des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung klar ersichtlich ist, wird in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel die Umdrehungsgeschwindigkeit für die Periode, wenn die Impulssignale nicht erfaßt worden sind, durch Auswählen des kleineren Wertes der zwei geschätzten Werte bestimmt, wobei ein geschätzter Wert von der Umdrehungsgeschwindigkeit und der für die vorausgegangene Einheits-Betriebsperiode berechneten Beschleunigung erhalten wird, und ein anderer geschätzter Wert unter Verwendung der Ablaufzeit von dem Erfassungszeitpunkt des letzten Impulssignals bis zum Endzeitpunkt der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode unter Annahme, daß die Anzahl von Impulsen gleich 1 ist, erhalten wird.
Außerdem werden in den dritten und vierten Erfindungen, für den Fall, daß ein Impulssignal nach der Periode mit keinen Impulsen erfaßt worden ist, die Umdrehungsgeschwindigkeit und die Beschleunigung der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperioden unter Verwendung der Ablaufzeit von dem Erfassungszeitpunkt des letzten Impulssignals bis zum Erfassungszeitpunkt des Impulssignals von dieser Periode berechnet.
In keiner Erfindung werden Schätzfehler einer nach dem anderen addiert, sogar wenn das Impulsintervall breiter wird und die Periode mit keinem Impuls anhält, so daß die Differenz zwischen den geschätzten Werten für Perioden mit keinem Impuls und dem gemessenen Wert für die Periode mit Impulsen kleiner wird. Im Vergleich mit dem Stand der Technik wird die so erhaltene Umdrehungsgeschwindigkeitskurve glatter und nähert sich der tatsächlichen Geschwindigkeitskurve näher an, was in vorteilhafter Weise auf verschiedene Steuerungen des Drehelementes oder anderer anwendbar ist. Sie kann auch auf die Verzögerungs- und die Beschleunigungsphasen angewendet werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel davon unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen vollständig erklärt worden ist, soll darauf hingewiesen werden, daß einem Fachmann verschiedene Änderungen und Modifikationen naheliegend sind. Es ist als selbstverständlich unterstellt, daß derartige Änderungen und Modifikationen in den Schutzumfang der durch die beiliegenden Ansprüche definierten Erfindung fallen, außer sie weichen davon ab.

Claims

1. Verfahren zum Messen von Umdrehungsgeschwindigkeit umfassend die folgenden Schritte:

Erfassen von in einem Intervall umgekehrt proportional zur Umdrehungsgeschwindigkeit eines Drehelementes (11) erzeugten Impulssignalen, Berechnen der Umdrehungsgeschwindigkeit des Drehelementes (11) für jede Einheits-Betriebsperiode aus der Anzahl von Impulsen innerhalb einer festen Einheits-Betriebsperiode, der Ablaufzeit zwischen dem führenden Impuls der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode und dem führenden Impuls der vorausgegangenen Betriebsperiode oder zwischen den letzten Impulsen von jeden Betriebsperioden, wodurch für den Fall, wenn Impulssignale in einer vorausgegangenen Einheits-Betriebsperiode oder in einer Vielzahl von kontinuierlichen Einheits-Betriebsperioden nicht erfaßt worden sind, aber die Impulssignale in der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode, die derartigen Betriebsperioden mit keinem Impuls folgt, erfaßt werden,

a) die Umdrehungsgeschwindigkeit für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode unter Verwendung der abgelaufenen Zeit von dem Erfassungszeitpunkt des letzten Impulssignales bis zum Erfassungszeitpunkt des Impulssignales in der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode berechnet wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte

b) Berechnen der Beschleunigung für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode unter Verwendung der Umdrehungsgeschwindigkeit für den Betrieb in der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode, der für die Einheits-Betriebsperiode berechneten Umdrehungsgeschwindigkeit, in der das letzte Impulssignal erfaßt worden ist, und der Ablaufzeit zwischen diesen Perioden,

und für den Fall, wenn kein Impulssignal innerhalb einer gewissen Einheits-Betriebsperiode erfaßt wird,

c) Erhalten eines ersten geschätzten Wertes der Umdrehungsgeschwindigkeit für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode aus der Umdrehungsgeschwindigkeit und der Beschleunigung berechnet für die vorausgegangene Einheits-Betriebsperiode, in der ein Impuls erfaßt wurde, vorrausgesetzt, daß die Anzahl von vorausgegangenen Einheits-Betriebsperioden ohne einen Impuls kleiner ist als ein vorgegebener Wert, und eines zweiten geschätzten Wertes unter der Annehme, daß ein Impuls in der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode auftritt unter Verwendung der abgelaufenen Zeit, die eine Zeit von dem Erfassungszeitpunkt des letzten Impulssignals bis zum Endzeitpunkt der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode ist, und

d) Auswählen des kleineren Wertes der obigen zwei geschätzten Werte, der als die Umdrehungsgeschwindigkeit für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode bezeichnet werden soll.

2. Vorrichtung zum Messen von Umdrehungsgeschwindigkeit, umfassend:

eine Impulserzeugungseinrichtung (12, 13) zum Erzeugen von Impulssignalen in einem Intervall umgekehrt proportional zu der Umdrehungsgeschwindigkeit des Drehelements (11), eine Operationseinrichtung (2) zum Erfassen von Impulssignalen von der Impulserzeugungseinrichtung (12, 13), die die Umdrehungsgeschwindigkeit des Drehelementes (11) für jede Einheits-Betriebsperiode aus der Impulsanzahl innerhalb einer Einheits-Betriebsperiode und der Ablaufzeit zwischen dem führenden Impuls der Einheits-Betriebsperiode und demjenigen der vorausgegangenen Einheits-Betriebsperiode oder zwischen jeden Endimpulsen davon berechnet, wodurch für den Fall, wenn Impulssignale in der nächsten gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode, die der Einheits-Betriebsperioden mit keinem Impuls folgt, erfasst werden, die Operationseinrichtung (2)

a) die Umdrehungsgeschwindigkeit für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode unter Verwendung der Ablaufzeit von dem Erfassungszeitpunkt des letzten Impulssignales bis zum Erfassungszeitpunkt des Impulssignals in der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode berechnet, dadurch gekennzeichnet, daß

b) die Operationseinrichtung (2) die Beschleunigung für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode unter Verwendung der Umdrehungsgeschwindigkeit für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode, der für die Einheits-Betriebsperiode berechneten Umdrehungsgeschwindigkeit, in der das letzte Impulssignal erfaßt worden ist, und der Ablaufzeit zwischen diesen Perioden berechnet, und

für den Fall, wenn keine Impulse innerhalb einer gewissen Einheits-Betriebsperiode erfaßt werden, die Operationseinrichtung (2)

c) einen geschätzten Wert der Umdrehungsgeschwindigkeit für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode aus der Umdrehungsgeschwindigkeit und der Beschleunigung berechnet für die vorangegangene Einheits-Betriebsperiode, in der ein Impuls erfaßt worden ist, erhält;

d) einen anderen geschätzten Wert der Umdrehungsgeschwindigkeit erhält unter der Annahme, daß in der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode die Impulsanzahl 1 ist unter Verwendung der abgelaufenen Zeit von dem Erfassungszeitpunkt des letzten Impulssignals bis zum Endzeitpunkt der gegenwärtigen Einheits-Betriebsperiode; und

e) durch den Vergleich dieser zwei geschätzten Werte den kleineren als die Umdrehungsgeschwindigkeit für die gegenwärtige Einheits-Betriebsperiode annimmt.