JP2003514228A - 誘導型回転数センサ用入力回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は誘導型回転数センサ用入力回路に関し、この入力回路は、誘導型回転数センサの信号を評価するために用いられる比較器の入力部と夫々接続されている第１及び第２回路入力部と、２つの抵抗を含むスイッチング可能な分圧器とを有し、この際、第１回路入力部は第１抵抗を介して比較器の第１入力部と接続されていて、第２回路入力部はスイッチング装置を用いて接続を断つことのできる第２抵抗を介して同様に比較器の第１入力部と接続されている。スタート段階における高い入力感度及びその他の機関稼動中における良好なＳＮ比を達成し得るために、回転数値が所定の回転数より高い場合には抵抗が第２回路入力部と接続されていて、回転数値が所定の回転数より低い場合には抵抗が第２回路入力部から接続を断たれているように、スイッチング要素を回転数に依存してスイッチング可能することが提案される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項１の前提部分に記載した誘導型回転数センサ用入力回路に関
する。

【０００２】 例えばクランクシャフト位置を検知するために、多くの内燃機関では誘導型セ
ンサを備えたセンサホイールが使用される。この種の誘導型センサは頑丈で且つ
極めて高い温度に至るまで使用可能であるばかりか非常に高価でもある。また信
号の振幅は回転数に依存して数ミリボルトから１００ボルト以上に至るまでの領
域を網羅する。一方では低回転数時の小さな振幅を検出し得るため、また他方で
は通常の機関運転中、即ち高い振幅が加わっている場合に出来るだけ高い雑音余
裕度を達成するために通常は電子回路が使用され、この電子回路は、加わってい
るセンサ電圧を１つの又は複数のステップに配分するか又は評価を行う比較器の
スイッチング閾値を切り換える。これらの両方の方法は、センサ電圧の平均レベ
ルを測定し、それに依存してセンサ電圧の評価の切り換えを行う。

【０００３】 この際、信号の平均振幅を決定するため、閾値ないしは分圧器を切り換えるた
め、切り換えのためのヒステリシスを提供するため、及び、逆に切り換える際、
より感度の高い領域で発生し得る追加的な望まれないエッジを防止するために、
回路には比較的高いコストと手間が施される必要があり、このことは短所である
。それにより、特別に開発され且つ高価な所謂ＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）が
度々使用される。

【０００４】 本発明の課題は、極めて簡単な手段を用いてスタート段階における高い入力感
度及び通常の機関稼動中における良好なＳＮ比を達成し得る、冒頭に掲げた形式
の入力回路を提供することである。

【０００５】 この課題は、請求項１に記載した特徴により解決される。

【０００６】 本発明の基本思想は、センサ信号平均値によるのではなく回転数に依存して信
号振幅の分圧器を切り換えることにある。上記の問題点を精密に解析することに
よって、低振幅が実質的にはスタートプロセス時、即ち機関の始動装置が部分的
に１００Ｕ／min（回転／min）以下で回転する場合にだけ発生することが確認さ
れた。しかし、機関が回転し始めると、極めて短い時間内でアイドリング回転数
に到達する。しかし、このアイドリング回転数はほぼ５００から１０００Ｕ／mi
nの領域内に位置する。この回転数ではセンサ信号は開始振幅に対してほぼ１０
倍の振幅に達する。また残りの全回転数領域に渡って振幅は最大でファクタ１０
で変化する。信号振幅のこの回転数依存性が本発明において利用される。

【０００７】 特に、回転数の値が既に設けられている機関制御装置のマイクロコントローラ
によって回転数が提供され得る。回転数閾値およびスイッチングヒステリシスは
本発明により単一に適合される。

【０００８】 更に、入力感度はスタート段階だけで必要であり、それにより、通常の機関稼
動中に十分な雑音余裕度を保証するためには単一の切り換え閾値で十分であると
いうことも考慮されている。

【０００９】 他の特徴は従属請求項で定義されている。

【００１０】 次に、特別な実施形態に基づき、添付の図面を用いて本発明を更に詳細に説明
する。

【００１１】 唯一の図には本発明による入力回路が示されていて、この入力回路は２つの回
路入力部（又はプラグピン）１、２を有し、これらの回路入力部１、２には（非
図示の）誘導型センサが接続され得る。両方の回路入力部１、２は抵抗Ｒ１を介
して負荷されている。

【００１２】 更に、回路入力部２は、抵抗Ｒ２が回路入力部２をアースと接続させ且つ抵抗
Ｒ３が回路入力部２を５Ｖの一定電圧と接続するように、抵抗Ｒ２及びＲ３から
成る分圧器と接続されている。抵抗Ｒ２及びＲ３から成る分圧器を介してセンサ
の基準レベルが高められるので、負の振幅が比較器Ｋにより検知され得る。

【００１３】 回路入力部１は抵抗Ｒ４を介して比較器Ｋの第１入力部（−）と接続されてい
る。抵抗Ｒ４と第２回路入力部２との間には互いに反対に接続されている２つの
ツェナーダイオードＤ１及びＤ２が配設されていて、これらは抵抗Ｒ４と共に比
較器Ｋを高すぎる入力電圧から保護している。

【００１４】 比較器Ｋの第２入力部（＋）は抵抗Ｒ６を介して回路入力部２と接続されてい
る。更に比較器Ｋの第２入力部（＋）は抵抗Ｒ７を介して比較器Ｋの出力部と接
続されている。両方の抵抗Ｒ６及びＲ７を用いてスイッチングヒステリシスが固
定されている。

【００１５】 比較器Ｋの出力部はマイクロコントローラＭ（入力部Ｅ）と接続されていて、
マイクロコントローラＭはセンサ信号を評価するために用いられる。その際、マ
イクロコントローラＭはこのセンサ情報を介して機関を制御する。

【００１６】 また抵抗Ｒ４と回路入力部２との間には他の抵抗Ｒ５並びに２つのＰチャネル
ＭＯＳＦＥＴトランジスタＴ１及びＴ２が接続されている。従って、比較器Ｋの
第１入力部（−）は、抵抗Ｒ４を介して回路入力部１と接続されていて、抵抗Ｒ
５と両方のＭＯＳＦＥＴトランジスタＴ１及びＴ２から成る組み合わせを介して
回路入力部２と接続されている。構成部品Ｒ４、Ｒ５、Ｔ１、Ｔ２の組み合わせ
を介して、スイッチング可能な分圧器、従って比較器Ｋにおける制御可能な振幅
減少が実現され得る。両方のＭＯＳＦＥＴトランジスタＴ１及びＴ２は、負のセ
ンサ電圧のために必要不可欠であり、直列で配設され且つ異なるスイッチング方
向に方向付けられている。両方のＭＯＳＦＥＴトランジスタＴ１及びＴ２の入力
部はマイクロコントローラＭの出力部Ａと接続されていて、マイクロコントロー
ラＭを介して制御されている。本実施形態において誘導型センサはほぼ１００Ｕ
／minで＋／−１.３ボルトを提供する。１０００Ｕ／minでは＋／−１２.７ボル
トが発生する。比較器のスイッチング閾値はほぼ＋／−１.２ボルトに位置する
。５１.１ｋΩの抵抗値がＲ４のために、１１.５ｋΩの抵抗値がＲ５のために使
用されると、ファクタ５だけ高い位置にある即ちほぼ＋／−６ボルトというスイ
ッチング閾値が得られる。この閾値は良好なＳＮ比を提供する。

【００１７】 車両がスタートされ、それによりマイクロコントローラＭが通電されると、マ
イクロコントローラＭは両方のＭＯＳＦＥＴトランジスタＴ１及びＴ２を先ずそ
の出力ピンＡを介して高抵抗状態にスイッチングする。それにより（非図示の）
センサないしは検出器に由来するセンサ信号は軽減されずに比較器Ｋに加わるが
、高い振幅は両方のダイオードＤ１及びＤ２によって制限される。

【００１８】 マイクロコントローラＭは比較器Ｋから到来するデジタル化された信号を評価
し、固定されている回転数閾値が超過される場合に信号を発信する。それにより
マイクロコントローラＭがＭＯＳＦＥＴトランジスタＴ１及びＴ２を低抵抗にス
イッチングするので、抵抗Ｒ４とＲ５から成る分圧器がその際に有効となること
によって比較器Ｋにおけるセンサ信号が減少される。その際、回転数検出はセン
サ信号における雑音に比べて敏感ではない。抵抗は、上記したように、悪い状況
下にあっても比較器Ｋにおける信号レベルが確実なスイッチングのために十分で
あるように選択される。切り換え回転数は、機関運転中の往復スイッチングを防
止するために、最も有利にはアイドリング回転数より低いところにある。

【００１９】 本発明を用いて、極めて簡単な手段を用いてスタート段階中における高い入力
感度及び通常の機関稼動中における良好なＳＮ比が達成され得る。ＡＳＩＣを用
いた従来の解決策に比べて多大なコスト削減が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による入力回路を示す図である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘導型回転数センサ用入力回路であって、この入力回路が、誘
   導型回転数センサの信号を評価するために用いられる比較器（Ｋ）の入力部と夫
   々接続されている第１及び第２回路入力部（１、２）と、２つの抵抗（Ｒ４、Ｒ
   ５）を含むスイッチング可能な分圧器とを有し、第１回路入力部（１）が第１抵
   抗（Ｒ４）を介して比較器（Ｋ）の第１入力部と接続されていて、第２回路入力
   部（２）がスイッチング装置（Ｔ１、Ｔ２）を用いて接続を断つことのできる第
   ２抵抗（Ｒ５）を介して同様に比較器（Ｋ）の第１入力部と接続されている前記
   入力回路において、 回転数値が所定の回転数より高い場合には抵抗（Ｒ５）が第２回路入力部（２
   ）と接続されていて、回転数値が所定の回転数より低い場合には抵抗（Ｒ５）が
   第２回路入力部（２）から接続を断たれているように、スイッチング要素（Ｔ１
   、Ｔ２）が回転数に依存してスイッチング可能であることを特徴とする入力回路
   。
2. 【請求項２】スイッチング要素が少なくとも１つのトランジスタ（Ｔ１、Ｔ
   ２）から構成され、このトランジスタが制御装置（Ｍ）と接続されていて、この
   制御装置（Ｍ）がトランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）を低回転数時には遮断し、高回転
   数時には通過状態にスイッチングすることを特徴とする、請求項１に記載の入力
   回路。
3. 【請求項３】トランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）としてＰチャネルＭＯＳＦＥＴト
   ランジスタが設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の入力
   回路。
4. 【請求項４】２つのトランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）が設けられていて、これら
   のトランジスタが異なるスイッチング方向に配置されていることを特徴とする、
   請求項２または３に記載の入力回路。
5. 【請求項５】制御装置として機関制御装置のマイクロコントローラが使用さ
   れていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の入力回路。
6. 【請求項６】２つの抵抗（Ｒ３、Ｒ４）から構成される分圧器が設けられて
   いて、抵抗（Ｒ３）が第２回路入力部（２）を所定の一定電圧に接続し、他の抵
   抗（Ｒ４）が第２回路入力部（２）をアースと接続していることを特徴とする、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の入力回路。
7. 【請求項７】抵抗（Ｒ６）が設けられていて、この抵抗（Ｒ６）を介して比
   較器（Ｋ）の第２入力部が第２回路入力部（２）と接続されていること、及び、
   抵抗（Ｒ７）が設けられていて、この抵抗（Ｒ７）を介して比較器（Ｋ）の第２
   入力部が比較器（Ｋ）の出力部と接続されていることを特徴とする、請求項１〜
   ６のいずれか一項に記載の入力回路。
8. 【請求項８】第１及び第２回路入力部（１、２）間に互いに反対に接続され
   ているツェナーダイオード（Ｄ１、Ｄ２）が設けられていることを特徴とする、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の入力回路。