JP2541798B2 - パルスの欠如または余剰パルスを検出するパルス検出器 - Google Patents

パルスの欠如または余剰パルスを検出するパルス検出器

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Description

【発明の詳細な説明】 関連出願の引照 本発明は、同時係属中であり、1984年５月23日出願の
米国特許出願連続番号613,653号で本発明と同じ譲受人
に譲渡されているズビネック・エー・カプルカ（Zybne
k.A.Capuka）氏の「エンジンの制御に適用できる基準パ
ルス確認回路」に開示されている発明に関連する。
発明の背景 本発明は一般に可変周波数周期パルス列中の欠如パル
スまたは余剰パルスを検出するパルス検出器の分野に関
し、とりわけ、本発明はエンジンのクランク軸により回
転されるホイール上の固定突起部またはノッチの通過を
検知することにより可変周波数周期パルス列が生成さ
れ、特に欠如パルスまたは余剰パルスの検出が所定のエ
ンジンクランク軸の基準回転位置の識別に利用されるエ
ンジン制御システムに適用可能なパルス検出器に関す
る。
従来型のエンジン制御システムでは、火花／ドウェル
制御および／または燃料噴射制御を実施するためエンジ
ンシリンダに適切なエンジン制御信号列を送るためにエ
ンジンクランク軸の基準回転位置を識別する必要があ
る。さらに、エンジン制御用にクランク軸の回転速度を
検知し、クランク軸の回転の規則的で短い間隔において
生成するパルスを供給することも必要である。このよう
なシステムは通常はエンジンクランク軸により回転され
るホイール上の多数の突起部の通過を検出する検出器を
使用し、ある種のシステムではエンジンクランク軸の基
準回転位置はこれら突起部の１つが欠如していることに
よる結果で検出器により供給される周期的パルスが相応
して欠如することによって示される。このようなエンジ
ン制御システムでは欠如パルス検出器が使用され、これ
らの検出器はエンジンクランク軸に回転に従って供給さ
れる可変周波数の周期パルス列にパルスが欠如している
時を決定するという方法が試みられてきた。これらの従
来型の欠如パルス検出器は全て連続するパルス列のパル
ス間の時間間隔（time duration）に関するアナログま
たはデジタル信号を発生し、これら従来型の検出器は連
続パルス間の時間間隔が先行する連続パルス間の所定の
時間間隔を超えるとパルスの不在が発生したものと判定
する。この方法はパルス列内のパルス不在を判定するた
めには有効であるが、この技術は明らかにパルス列のパ
ルスが発生する速度が何らかの実質的な遅れを示した場
合、とくにこの遅れが急激である場合には、パルスの不
在であるものと誤認する傾向がある。周期的パルス列の
周波数の減少がパルス列パルスの不在であると誤認され
るこのような潜在的な誤動作モードを最小限にしようと
する明白な試みを行っているパルス検出器は従来存在し
ていない。
ある種のシステムでは、突起部の１つを除去してパル
ス不在を形成する代りに多数の間隔をおいた突起部を有
する回転ホイールに付加的な突起部を設けることによっ
て基準位置を判定することが可能である。このようなシ
ステムに於ても、そこで使用される検出器が、パルス間
の時間間隔と先行するパルス間の時間間隔とを比較する
ことによって基準位置に相応するこの余剰（extra）パ
ルスの存在を判定するという方法が採用されている。こ
のようなシステムでは周期的パルス列のパルスの周波数
の加速を余剰パルスの存在と誤認する恐れがあり、従来
型のシステムでは真の余剰パルスの発生と、周期的パル
ス列の周波数の急激な加速とを区別する満足な方法がな
い。
発明の要約 本発明の目的は可変周波数周期パルス列の欠如パルス
または余剰パルスをより高い信頼性をもって判定し、か
つ従来型のパルス検出器の前述の欠点を克服する改良さ
れたパルス検出器を提供することである。
本発明の１実施例に於ては、可変頻度の周期パルス列
内のパルスの欠如または余剰パルスの発生のいずれかに
応答して出力信号を生成するパルス検出器が提供され
る。本発明のパルス検出器は、所定の繰返し速度を有す
る複数の周期パルスよりなる前記パルス列信号を受信
し、該周期パルスの連続パルス間の第２の時間間隔が該
第２の時間間隔より先行する前記周期パルスの連続パル
ス間の第１の時間間隔より第１の所定量だけ大きいか小
さいかに応じて指示出力信号を発生する第１の手段と、
該第１の手段に接続され、前記指示出力信号を受信し、
指示出力信号の発生のもとで前記第２の時間間隔に後続
する前記周期パルス連続パルス間の第３の時間間隔が該
第２の時間間隔より第２の所定量だけ小さいか大きいか
に応じて前記パルス検出出力信号を発生する第２の手段
とを具備する。
要約すると本発明は連続パルス間の時間間隔と先行す
る連続パルス間の時間間隔とを比較することによってパ
ルスの欠如または余剰パルスの存在を判定するものであ
る。この比較によってパルスの不在または余剰パルスが
発生しているらしい事が示されると、次に、本発明は第
２の時間間隔の後に来る第３の時間間隔を分析しかつこ
の後続の時間間隔を利用してパルスの不在または余剰パ
ルスの発生が真に検出されたのか否かまたは多数のパル
ス列パルスの反復速度の減少または増加が指示出力信号
を発生せしめたのか否かを立証する。本発明はパルス欠
如検出器に有利に適用されるが、本発明のより広義の概
念は余剰または追加パルス検出器にも応用可能である。
しかしこのような余剰パルス検出器を使用したシステム
はノイズに対する耐性がより少ない。
本発明の有利な実施例は連続パルス間のそれぞれの時
間間隔の間にピーク累積パルスカウント数を発生する第
１のカウンタを使用しており、このピークカウントは連
続パルス間の時間に関する時間間隔信号に対応する。こ
のことは、連続するパルス列パルス間の第１の高い周波
数にて発生するクロックパルス数を第１のカウンタにカ
ウントせしめることによって達成される。第２のパルス
カウンタは連続するパルス列パルス間のより低い周波数
で発生する複数個のクロックパルスをカウントするため
に利用される。パルス列パルス間の第２のカウントの累
積カウントは連続パルス列パルス間の先行する時間間隔
に応答して発生される第１のカウンタのピークカウント
と有効に比較される。この有効な比較にもとづいて、連
続パルス間の時間間隔が先行する連続パルス間の時間間
隔よりも実質的により大きいかより小さい場合には容易
にその旨を判定することができる。この有効な比較は必
ずしもカウント比較器によって実施される必要はなく、
第１のカウンタ装置により得られる連続パルス間のピー
クカウントを利用して第２のカウンタ装置の計数に作用
を及ぼすことによっても達成可能である。
先行するパルス列パルスの時間間隔と比較した際にパ
ルス列パルス間の時間間隔が大幅に大きく、または小さ
い場合には、これに応答して追加パルスの発生またはパ
ルスの欠如があるらしいことを示す指示出力信号が発生
される。この指示信号の発生に応答して、本発明の有利
な実施例では連続パルス間の次の時間間隔に関する累積
カウントが発生せしめられる。この、次の時間間隔に関
する累積カウントは次に先行する時間間隔の累積カウン
トと有効に比較され、有効なカウントの比較にもとづい
てパルス検出出力信号が発生され、連続パルス間の中間
の時間間隔が１つの極性向きで先行する時間間隔を超
え、一方次の時間間隔累積カウントは逆の極性向きで中
間の時間間隔を超えることが明らかにされる。好ましく
は、指示信号が発生された後に中間の時間間隔と比較さ
れるべき次の時間間隔に関するカウントの増分率は、先
行するおよび中間の時間間隔に関するカウントの増分率
を超え、一方、先行する時間間隔と比較されるべき中間
の時間間隔の増分率は、先行する時間間隔の増分率より
小さくされる。これにより、本発明が信頼性をもって実
施でき、かつパルス検出出力信号がパルス列のパルスの
反復速度のわずかな減少または増加に応答して発生され
難くなる。
図面の簡単な説明 本発明をより完全に理解するために図面を参照しつつ
本発明を説明する。
第１図は本発明を使用したパルス欠如検出システムの
概略図である。
第２図は第１図に示すシステムの一部により生成され
る信号波形を示す一連のグラフである。
第３図は第１図に示すシステムの追加部分により得ら
れる信号波形を示す一連のグラフである。
第４図は第１図に示す要素のいくつかの別の等価の実
施例の概略図である。
有効な実施例の詳細な説明 第１図を参照すると、軸12を中心に回転するホイール
11を具備する欠如パルス検出システム10が示され、ここ
でホイールは多数の均一に間隔をおいた突起歯13および
歯がない箇所14を有している。ホール効果型または磁気
抵抗（reluctance）型の検出器15が配置され、該検出器
の能動検出領域16は回転ホイール11に対して固定されか
つ突起歯13の通過を検知する構成になっている。検出器
15は零交叉検出器（zero crossing detector）17と直接
接続されかつこれに入力を供給し、この零交叉検出器は
検出器を出力信号を受け、これに応答して出力端子Ａに
て方形パルスを提供する。方形出力パルスは検出領域16
をそれぞれの歯13が通過することに対応した連続パルス
を含む可変周波数パルス列信号を具備している。
パルス欠如検出システム10の軸12は好ましくは自動車
の内燃エンジンのクランク軸の軸に対応していることに
留意されたい。システム10は、エンジンのクランク軸の
回転を決定する連続するエンジン制御信号用に用いられ
る、エンジンのクランク軸の基準回転位置の存在を示す
基準パルスを提供するために利用される。歯が欠如した
箇所14はエンジンクランク軸の所定の基準位置に対応
し、パルス欠如検出システム10により供給される検出信
号は検知領域16を歯が欠如した箇所14が通過することに
応答して生成される。前述の係属中の米国特許出願に於
て、本発明のパルス欠如検出器を使用したエンジン制御
システムが開示されていることに留意されたい。しか
し、さらに留意すべき点は、本発明のパルス検出システ
ムは別のエンジン制御システムで使用可能であり、ま
た、可変周波数のパルス列中のパルス欠如または余剰パ
ルスの存在を検出する必要のある任意のシステムに於て
使用可能であることである。
第１図の端子Ａはフリップフロップ20のクロック端子
へ入力として直接接続され、前記フリップフロップ20の
データ端子Ｄは正の端子Ｂ＋に、またその出力端子Ｑは
フリップフロップ21のデータ端子Ｄに接続されている。
フリップフロップ21の出力端子Ｑは端子T1に直接接続さ
れ、この端子T1はフリップフロップ22のデータ端子Ｄに
入力として接続されかつフリップフロップ20のリセット
端子Ｒに接続されている。フリップフロップ22の出力端
子Ｑは端子T2に接続され、この端子T2はフリップフロッ
プ23のデータ端子Ｄに入力として接続され、フリップフ
ロップ23の出力端子Ｑは出力端子T3に接続されている。
一定の高周波クロック発振器24は端子Ｂに接続され、こ
の端子で、端子Ａにて供給されるパルス列のパルスの予
期される繰返し周波数を大幅に超える周波数の一定の高
周波数クロックパルスが提供される。端子Ｂはフリップ
フロップ21,22および23のクロック端子に接続されてい
る。
要約すると要素20から24は第１図の点線で示す同期お
よび遅延回路25を表わし、この回路は端子Ａにてパルス
列信号を受け、かつこれに応答して端子T1,T2およびT3
にて応答する同期されたパルス列信号を提供する。その
際、端子T2における信号は端子T1における信号から短い
一定期間だけ遅延し、また端子T3における信号も同様に
端子T2における信号から遅延している。同期および遅延
回路25の動作は、端子A,B,T1,T2およびT3での信号波形
が同一の参照記号で示すグラフで示されている第２図を
参照することにより最もよく理解可能である。
第２図のグラフに於ては、縦軸は大きさを、また横軸
は時間を表わしており、第２図のグラフはそれぞれ同一
の時間尺度で描かれている。第２図のグラフＡは一連の
個々のパルスより成るパルス列信号30を示し、それぞれ
のパルスは歯13のそれぞれの通過に応答して端子Ａに於
て提供される。第２図のグラフＢは端子Ｂで発振器24に
より供給される一定の高周波数クロックパルス信号31を
示している。同期および遅延回路25は基本的に、端子T1
からT3にて、クロック信号31の周期と等しい継続期間を
有しかつクロック信号31の１周期分だけT1における信号
から遅延しているT2における信号と同期し、また、信号
31の１周期分だけT2における信号から遅延しているT3に
おける信号と同期する、対応する同期パルスを供給する
ことによって、パルス列信号30内のそれぞれのパルスの
前縁に応答するものである。端子T1からT3における信号
はそれぞれ32,33,34として示され、かつ場合によっては
それぞれT1,T2,T3として示されている。
基本的に、同期および遅延回路25はパルス列信号30に
応答するのみで、継続期間が短い、同期しているが遅延
した信号32から34を生成し、その際これらの信号は本発
明のパルス検出器の適切なタイミングを保証するために
活用される。さらに、端子Ｂでは高周波数クロック信号
が供給される。留意すべき点は、信号T1,T2,T3の前縁は
信号30のそれぞれの前縁の遷移の直後に、かつそれに応
答して発生することである。同期および遅延回路25の構
造と動作は従来型のものであり、他の同様な同期および
遅延回路を使用して同一の最終結果を達成できるので、
本発明の本質的な部分を形成するものではない。
再び第１図を参照すると、高周波数クロック信号３が
提供される端子Ｂは３つの周波数分割器40,41,および42
に、入力として接続されている。分割器40はＮ分割の周
波数分割を行ない端子43に出力を発生する。分割器41は
（3N）/4分割を行ない端子44に出力を発生する。分割器
42は（3N）/2分割を行ない端子45に出力を発生する。好
ましくは、Ｎの値は４とし、端子Ｂにおけるクロック信
号の周波数が12f1と等しいものと仮定すると、端子43か
ら45での信号はそれぞれ3f1,4f1および2f1の周波数を有
する。端子43から45における信号は一定の高周波数クロ
ック信号であり、これはパルスカウンタの増分に利用さ
れて相互に所定の関係を有する増分速度を提供する。こ
のようにして端子43における信号により供給された増分
速度は端子45における信号の増分速度より1.5倍だけ大
きく、また、端子44における信号の増分速度の3/4とな
る。この点に関しては引続き詳細に説明する。
端子43は第１のアップカウンタ46のカウント端子に接
続され、このカウンタのリセット端子Ｒは端子T3に直接
接続され、端子Ｃにおいてカウンタ46用の累積カウント
信号を提供する。端子Ｃはラッチ回路47に入力として接
続され、このラッチ回路は端子T2に直接接続されている
クロック端子を有している。この接続によって、ラッチ
47は端子T2にて供給されるパルスのそれぞれの前縁に応
答して、端子Ｃにてカウントを受けかつ記憶することが
でき、その際前記カウントは次の前縁がラッチ47をクロ
ックするまで保持される。ラッチ47の記憶されたカウン
ト出力は端子Ｇに供給され、この端子Ｇは端子Ｄへの直
接的な接続を経て比較のための追加的なカウントを受け
るカウント比較器48に入力として接続され、端子Ｈにて
出力を供給する。比較器48により供給される出力は、端
子Ｄにおけるカウントが端子Ｇにおけるカウントを超え
た場合に高（正の論理状態）となる。
第２のアップカウンタ49はその累積カウントを端子Ｄ
への入力として供給し、かつ端子T3に接続されたリセッ
ト端子Ｒを有している。カウンタ49のカウント入力端子
はゲート50の直列端子を経て端子44に接続され、ゲート
52の直列端子を経て端子45に接続されている。ゲート50
の制御端子51はインバータ54を経てゲート52の制御端子
53に接続されている。これらの接続によって、カウンタ
49のカウント端子から、端子51に高または低の論理状態
のいずれが供給されるかに応じて端子44または45への交
番的接続がなされる。留意すべき点は、端子C,Gおよび
Ｄへのカウント接続は、第１図に示すような単一の接続
ではなく複数の２進論理接続に対応することである。
端子Ｈはフリップフロップ55のデータ端子Ｄに直接接
続され、このフリップフロップは端子51に直接接続され
ている出力端子Ｅに接続された出力端子Ｑを有する。フ
リップフロップ55の出力端子はNORゲート56に入力と
して接続され、このNORゲート56は端子Ｈへの直接接続
を介して付加的な入力を受け、かつフリップフロップ57
のデータ端子Ｄの入力として接続されている端子Ｉで出
力を提供する。フリップフロップ57の出力端子Ｑはパル
ス欠如検出出力端子Ｆに直接接続されている。フリップ
フロップ55および57のクロック端子は相互に接続されか
つ端子T1に直接接続されている。要素55から57および50
から54は、端子Ｅにおける指示出力信号の生成に応答し
てカウンタ49の増分率を変化せしめ、端子Ａにおける信
号30の連続パルス列パルス間の中間または第２の時間間
隔が、パルス列パルスの間の先行するまたは第１の時間
間隔を1 1/2より多く超えているか否かの判定に応じ
て、端子Ｆでパルス欠如検出信号を生成する装置を構成
している。さらに、ここでパルス間の次のまたは第３の
パルス列時間間隔が第２のまたは中間のパルス列の時間
間隔の3/4より小である旨の判定も行なわれる。第１図
のパルス検出システムがこのことを達成する態様を、次
に第３図に示す信号波形を参照しつつ説明する。
第３図に於ては、縦軸が大きさを、横軸が時間を表わ
し、第３図の全ての波形の時間尺度は同一である。留意
すべき点は、第２図に示す波形の時間尺度は第３図の波
形の時間尺度に対して大幅に拡大されていることであ
る。その理由は、第２図のグラフＢにおけるクロック信
号31は信号30について予測される最も急激な反復速度を
はるかに超えた周波数を有しているからである。
第３図のグラフＡ′では信号30は一連の15のパルスt1
からt15により表わされるパルス列を有するものとして
示されている。第３図では、これらのパルスはそれぞれ
インパルスとして示され、一方第２図の大幅に拡大した
時間尺度に於ては、各パルスは方形波パルスに対応す
る。留意すべき点は、信号32から34が信号30と同時に第
３図のグラフＡ′に示されているとすれば、グラフＡ′
は同一なものに見えるであろうということである。なぜ
ならば、第２図の時間尺度は第３図の時間尺度と比較し
て大幅に拡大され、かつ信号32から34は信号30からわず
かに遅延するにすぎないからである。しかし、信号32か
ら34は相互にわずかに遅延して発生するのであり、第３
図に示す残りの波形では、これらの波形の適宜の時間的
遷移を示すためにT1,T2またはT3の記号が用いられるこ
とに留意されたい。
第３図のグラフＣは、端子Ｃにおけるカウンタ46の累
積カウントを表わす信号波形60を示している。信号60の
波形は周波数3f1に相応する増分率を有するのこぎり歯
波形のようにみえ、カウンタ46のカウントはそれぞれの
T3の前縁の転移に応じてゼロにリセットされることに留
意されたい。第３図のグラフＤでは、カウンタ49の累積
出力はのこぎり歯信号61として図示され、カウンタのカ
ウント信号T3の前縁の転移に応じてリセットされ、カウ
ントの増分速度は2f1に対応する通常の増分速度と4f1に
対応する急激な増分速度の間で選択的に変化される。
第３図のグラフＤには点線にて示され、端子Ｇにおい
て供給されるラッチされた出力カウントに対応する信号
62が重ねて示されている。このラッチされた出力カウン
トは、後続の信号T3の前縁におけるカウント46のリセッ
トのすぐ前にくる信号T2の前縁の時点でのカウンタ46の
ピークカウントを表わしていることに留意されたい。第
３図に於て信号62が信号61の上に重ねられた理由は、こ
れらの２つの信号を比較して、第３図のグラフＨに示す
端子Ｈにおける信号63を供給する比較器48の動作をより
明らかに示すことができるためである。第３図のグラフ
E,IおよびＦもそれぞれ第１図の端子E,IおよびＦにて供
給される信号64,65および66を示している。次に、第３
図に示す信号波形を参照しつつ第１図のパルス検出シス
テム10の動作を詳細に説明する。
パルス列信号30のそれぞれの連続パルスに応答して、
カウンタ46と49のカウントはゼロにリセットされ、次に
これらのカウンタは上方向に増分される。パルス列パル
スt1からt4では、これらのパルス列パルス間の時間間隔
は第３図に於て等しいものとして示してある。その結
果、カウンタ46のカウントは速度3f1で増分され、信号T
3の前縁の直前でピークカウントに到達する。信号T2の
前縁にてこのピークカウントはラッチ回路47に伝送さ
れ、そこでラッチ回路47の次のクロックまで、端子Ｇに
おける信号62の大きさとして保持される。第３図のグラ
フＤは、パルス列パルスt1からt4に応答して第２のカウ
ンタ49が2f1のより遅い速度で増分されることを示して
おり、これによってカウンタ49のピークカウントは、カ
ウンタ46のラッチされたピークカウントより小さくな
る。このラッチされたピークカウントは、連続するパル
ス列のパルス間の時間間隔が等しい場合には3f1のより
高速で増分されたものである。
パルス列パルスt4からt7の間の時間間隔については、
パルス列信号30の繰返し速度の漸次的な減少（減速）が
示されている。最終結果は、この時間の間に信号60がパ
ルスt5からt7の直前に、わずかにより高いピーク値に達
し、その結果、わずかにより高いラッチされたピーク信
号が信号62として供給され、一方信号61も対応してわず
かにより高いピーク値に到達する。第３図に示すよう
に、これらの時間中の信号30の繰返し速度の減速は急激
なものではないので、連続パルス列のパルス間の時間間
隔は先行する時間間隔の1 1/2倍以上である。最終的に
信号61のピーク値はパルス列パルスt1からt7に対応する
いかなる時点でも信号60のラッチされたピーク値を超え
ることはない。その結果、低い論理信号が端子Ｈで保持
され、ひいてはパルス検出出力端子Ｆには低信号が生じ
かつ端子Ｅに対応する指示出力信号端子に低信号が生ず
る 第３図ではパルス列パルスt6からt7,t7からt8およびt
8からt9の間の時間間隔は同一であり、このパルス列の
時間間隔は時間間隔td1によって表わされる。これはパ
ルス列パルスt4とt7の間で生ずるおだやかな減速後の信
号30の安定した繰返し速度を表わしている。前述したよ
うに、減速がないか、わずかな減速状態中は端子Ｈに於
て信号の出力変化はなく、その結果端子ＥまたはＦでは
出力信号の変化は生じない。完全を期するために付記す
ると、一定の繰返し速度が生じた後に信号30に加速状態
が生じた場合には同様に端子Ｈには出力信号は存在しな
い。なぜならば、ラッチされたピーク値信号62は常に増
分された信号61を超えるからである。その理由は信号61
は信号60よりも遅い速度で増分され、かつ加速中、信号
61はより急速に増分された信号60の以前のより高いピー
ク値と比較されるからである。
重要な点は、本発明のパルス欠如検出システム10は連
続するパルス列のパルス間の時間間隔に関する累積カウ
ントの大きさをパルス列のパルス間の先行する時間間隔
に関するラッチされたピーク累積カウントと有効に比較
するように動作するということである。第３図に示すグ
ラフに関連して、このことは信号61をパルス列のパルス
間の先行する時間間隔を表わす累積カウントのピーク値
を表わすラッチされた信号62と比較する本発明の実施例
によって示されている。
第３図を参照すると、パルス列パルスt9とt10の間に
は歯の欠如箇所14に対応して時間間隔td1の２倍に等し
い間隔td2が存在する。これにパルス列パルスt10とt11
の間およびt11とt12の間のパルスの時間間隔td3が続
き、ここで間隔td3は間隔td1と等しいものとして示され
ている。したがって第３図では、パルス列パルスt7とt1
2の間では信号30のパルス列パルスについては一定の繰
返し速度が示されている。第２の時間間隔td2に応じて
信号60は3f1の速度で実質的により高いピーク値まで増
分し、一方、t10とt11の間の後続の第３の時間間隔td3
中にこの信号はt9の時点で存在する最大の最終カウント
までだけ再度増分される。このことは、パルスt7とt10
の間のラッチされた信号値と等しいt11とt12の時間間隔
中のより低いラッチされた信号値が後に続く、t10とt11
の間の間隔中のずっと大きなラッチされた信号値によっ
て第３図に示された信号62において図示されている。
第２の時間間隔td2の間に第２のカウンタ49のカウン
トは時間t10の直後の信号T3の前縁に対応する時点まで2
f1の速度で増分する。中間的な時間ｔmでカウンタ49の
カウントは端子Ｇにて供給されたラッチされたカウント
を超え、その結果、比較器48は端子Ｈにて高論理信号を
供給する。この高信号はt10の直後の信号T1の前縁を超
えても維持される。なぜならば、ラッチされたカウント
は信号T2の前縁で変化し、カウンタ49のカウントは信号
T3の前縁でリセットされるからである。このようにし
て、フリップフロップ55がクロックされる信号T1の前縁
で、高論理状態が端子Ｈにて供給され、その結果信号は
端子Ｅで高状態にセットされる。ここで、この信号は第
３図で信号64で示されている指示出力信号を表わすもの
である。この信号64は本発明にもとづき、第２の時間間
隔に関する累積カウントと、先行する時間間隔td1に関
するラッチされた最終累積カウントとを比較することに
よって提供される。
本質的に、本実施例に於て選択された増分速度のた
め、第２の時間間隔が先行する時間間隔を1.5倍だけ超
える時、端子Ｈにおける信号63は高になり、その結果、
端子Ｅに指示信号パルスが生じることになる。従来型の
パルス検出回路では端子Ｅにおける信号は欠如パルス検
出システムの出力信号として利用された。しかし、この
端子における高信号は明らかに信号30の繰返し速度の急
激な減速または減少によってのみ得られるものであり、
従ってパルス欠如を信頼性をもって示すものではない。
本発明は、次のまたは第３のパルス間隔td3を活用し
て、真のパルス欠如の検出がなされたか否かを確認する
ことによってこの問題点を克服するものである。これは
次のようにして達成される。
端子Ｅにて供給される指示信号64の高論理状態に応答
して、カウンタ49の増分速度は、入力パルスカウント速
度を2f1ではなく4f1に選択することにより通常の増分速
度の２倍に変えられる。このことは、それぞれの制御端
子における正の信号に応答して直列短絡回路として作用
する直列通過ゲート50と52により達成され、他方、これ
らのゲートは各端子での低論理信号に応答して直列開路
として機能する。時間t10の直後の信号T2の前縁に応答
して、端子Ｇにおけるラッチされた出力はt10の時点で
信号60により得られた最終ピーク値を表わすより高い値
まで上昇する。時間t10の直後の信号T3の後続の立上り
縁に応答してカウンタ49のカウントはゼロにセットさ
れ、端子Ｅにおける高論理信号64によって、カウンタ49
は次に4f1の急激な速度で増分する。時間間隔td3中のこ
のような実質的なより急激な増分速度によっても、信号
61のピーク値は時間t11において、t11の直後の信号T2の
前縁の前には信号62のラッチされた値を超えることはな
い。その結果、t11の直後に信号T1の前縁の時点で、端
子Ｈに低論理信号が供給される。それにより、信号T1の
この前縁で、端子Ｅにおける指示信号64は低にセットさ
れる。NORゲート56およびフリップフロップ57が、端子
Ｆにおけるパルス欠如検出出力信号66を高にセットする
ことによりこれに応答して、パルス欠如が検出されたこ
とを示す。この信号は時間t12の直後に対応する信号T1
の次の前縁が生ずるまで高状態を保持する。
上記の方法によって、本発明では第２の時間間隔td2
が所定の値だけ第１の時間間隔td1よりも大きいことの
判定に応じてのみパルス欠如の検出を行なうのではな
く、後続の時間間隔td3がより長い時間間隔td2よりも所
定の値だけ小さいことをさらに判定することによって欠
如パルスの検出がなされるのである。このような条件下
で、信号66の高論理状態で示されるような真の欠如パル
ス検出信号が提供される。
フリップフロップ57が信号T1の前縁によりクロックさ
れるときには、信号T1に応答するフリップフロップ55の
伝搬遅延があるために信号T1の前縁がフリップフロップ
55をリセットしても、端子Ｉにおける信号65はt11の直
後のきわめて短期間T1の前縁で高状態を保ち、その結
果、端子Ｆに高論理状態が生ずる。さらに留意すべき点
として、t11の直後にT2とT3の前縁の間の、端子Ｈにお
ける信号63の短期間のパルスは、これが信号65内に存在
しないので重要ではないということである。
本発明の有利な実施例に於ては、増分速度3f1と2f1の
間の比率に対応して、第２の時間間隔td2が先行する時
間間隔の1.5倍を超えることに応じて、端子Ｅで高い指
示出力信号を作成する。パルス欠如の検出を行なうため
には後続の時間間隔td3が存在しなければならず、その
際、この時間間隔はより長い時間間隔td2の3/4以下であ
り、この関係は増分速度3f1と4f1との比率によって定め
られる。このことにより、パルス列信号30の急激な減速
にのみ応答してパルス欠如の検出が行なわれることが確
実に避けられる。このことは第３図のパルス列パルスt1
3からt15によってさらに示されており、その際、パルス
列パルスt12からt15の間の時間間隔は等しいが、パルス
列パルスt11とt12の間の時間間隔より1.5倍以上長い。
本例では第３図に示す波形は、実質的にt13の時点で端
子Ｅにて指示出力信号の高論理状態がもたらされるが、
これだけによっては端子Ｆにパルス欠如の検出信号が生
じることはないことを示している。なぜならば、t13の
後の信号61のより急激に増分するカウントは、フリップ
フロップ55のクロッキングに先立って、端子Ｇにおける
ラッチされた信号62の値を超えるからである。その結
果、端子Ｅにおける指示信号の高状態が保持され、ひい
ては端子Ｆにおいてパルス欠如検出信号が高状態になる
ことが妨げられる。この状態は、第２の時間間隔が先行
する時間間隔を大幅に超え、かつ引続き第２の時間間隔
よりも実質的に短い第３の時間間隔が続くことにより示
される、真のパルス欠如検出が行なわれるまで保持され
るものと考えられる。
パルス検出システム10は、回転ホイールの急激かつ大
幅な減速が生じ、その後に、パルス欠如箇所14に応答し
て真のパルス欠如検出が実際に行なわれる前に急激な大
幅な加速が生じた場合には誤ったパルス欠如の検出信号
を発生する可能性があることは留意されなければならな
い。しかし、減速と加速はいずれも連続するパルス欠如
箇所14の間で生じなければならず、かつ通常はホイール
11のような回転ホイールを使用したエンジン制御システ
ムではこのような状態は生じないので、上記の可能性は
実質的なものではない。しかし、従来型のシステムでは
クロック軸の１回転中の急激な減速だけでパルス欠如検
出信号が発生されることがあり、一方本発明は明らかに
このような誤動作を防止するものである。
第４図は本発明の別の実施例を示しており、対応する
同一の要素は同一の参照番号ないし記号で示してある。
第４図の実施例では、カウンタ46、ラッチ47比較器48お
よびダウンカウンタ49はアップカウンタ70とダウンカウ
ンタ71とによって代用されている。アップカウンタ70の
カウント入力端子は端子43に接続され、カウンタのリセ
ット端子は端子T2に接続され、一方、カウンタの累積カ
ウントは第１図の端子Ｃに相当する端子Ｃ′に供給され
る。端子Ｃ′はダウンカウンタ71のプリセット端子72に
接続され、このダウンカウンタ71のカウント入力端子は
ゲート50と52を経て端子44と45に接続されている。ダウ
ンカウンタ71のプリセット可能（enable）端子73は端子
T1に接続され、かつカウンタの出力端子74は端子Ｈに直
接接続されている。ダウンカウンタ71は、ゼロ以下のカ
ウントに達すると端子74に於て高論理信号を供給する。
ラッチング構造をカウンタがゼロより下のカウントを行
なわないようにカウンタ71と共に使用することができ
る。
基本的に、第４図の実施例はダウンカウンタ71のカウ
ントのプリセットとしてカウンタ70のカウントを有効に
活用し、前記のダウンカウンタ71は次に2f1または4f1の
速度でプリセットされた後に、ゼロカウントが得られ、
その結果端子74に高論理信号が生ずるまで下方に増分さ
れる。これは素子46から49の機能に相当する。第１図と
第４図の実施例は双方とも、連続するパルス列パルス間
の第１の時間間隔td1に関する最大累積カウントと、連
続パルス間の第２のパルス列時間間隔に関する後続の累
積カウントを有効に比較する。実質的な減速によってパ
ルス列パルス間の第２の時間間隔がより長くなった場合
には、双方の実施例とも後続の第３のパルス列間隔td3
とパルス列間隔td2を表わす信号とを比較して、実際の
パルス欠如検出がなされたのか否かを判定する。
本発明では特定の実施例にもとづいて説明してきた
が、当業者が本発明の範囲内で変更および改良すること
は可能であろう。このような変更には、第１図に示すそ
れぞれのカウンタ46と49用に別個のアップカウンタとダ
ウンカウンタを使用することも含まれるであろう。本発
明の技術を用いて可変周波数周期パルス列信号の余剰パ
ルス検出器を実施することも、更なる変更型の１つであ
り、そこでは、周期的パルス列パルスの欠如を検出する
代りに、追加的なパルス列パルスの検出を行なって、パ
ルス列の基準位置信号を生成しようとするものである。
さらに、時間間隔td3とtd2とが尚有効に比較されるにせ
よ、いくつかの実施例では後続の時間間隔td3に関する
信号を、第２の時間間隔td2に関する信号と比較するの
ではなく、第１の時間間隔td1に関する信号と直接比較
することを選択することができる。本明細書に開示し、
特許請求する基本原理にもとづくこれらの修正はすべて
本発明の範囲に含まれるものである。

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】可変周波数周期パルス列信号（30,A）のパ
    ルスの欠如または余剰パルスの発生のいずれかに応答し
    てパルス検出出力信号（66,F）を生成するためのパルス
    検出器において、 所定の繰返し速度を有する複数の周期パルスよりなる前
    記パルス列信号（30,A）を受信するための手段（15,17,
    25）と、該周期パルスの連続パルス間の第２の時間間隔
    （td2）が該第２の時間間隔より先行する前記周期パル
    スの連続パルス間の第１の時間間隔（td1）より第１の
    所定量だけ１つの方向に越えたことを検出するための手
    段（25,40,42,46−49）と、該検出手段による検出に応
    じて指示出力信号（64,E）を発生するための手段（55）
    とを含む第１の手段（25,40,42,46−49,52−55;または2
    5,40,42,52−55,70,71）、および 該第１の手段に接続されて前記指示出力信号を受信し、
    かつ前記第２の時間間隔（td2）に後続する前記周期パ
    ルスの連続パルス間の第３の時間間隔（td3）が該第２
    の時間間隔（td2）より第２の所定量だけ前記１つの方
    向とは逆の方向に越えたことを検出するための手段（2
    5,40,46−49,55,41,50）と、前記指示出力信号の発生の
    もとで該検出手段による検出に応じて前記パルス検出出
    力信号を発生するための手段（56,57）とを含む第２の
    手段（25,40,46−49,55,41,50,56,57;または25,40,41,5
    0,56,57,70,71）、 を具備し、 これにより、前記パルス検出出力信号によって示される
    パルスの欠如または余剰パルスの発生と前記周期パルス
    の繰返し速度の減少または増加とをより容易に区別し得
    るようにしたことを特徴とするパルス検出器。
  2. 【請求項２】前記第１の手段は前記第１の時間間隔中の
    かつこれに関する第１の時間間隔信号を発生する手段を
    含み、前記第１の手段はさらに前記第１の時間間隔信号
    と、前記第２の時間間隔中に発生されかつこれに関する
    第２の時間間隔信号とを有効に比較する手段を含む請求
    の範囲第１項に記載のパルス検出器。
  3. 【請求項３】前記第１の手段は、前記第１の時間間隔中
    に第１の周波数で発生する複数個のクロックパルスをカ
    ウントする第１のパルスカウンタを含み、前記第１の時
    間間隔のほぼ終りのこれらのパルスの累積カウントは前
    記第１の時間間隔信号を定める請求の範囲第２項に記載
    のパルス検出器。
  4. 【請求項４】前記第１の手段は前記第２の時間間隔中の
    第２の周波数にて発生する複数個のクロックパルスをカ
    ウントする第２のパルスカウンタを含み、これらのパル
    スの累積カウントは前記第２の時間間隔信号を定める請
    求の範囲第３項に記載のパルス検出器。
  5. 【請求項５】前記第１の手段は前記第１のカウンタによ
    り発生される前記最終カウントを前記第２のカウンタに
    より発生されたカウントと比較し、その相互関係に応じ
    て前記指示出力信号を提供するカウント比較器を含む請
    求の範囲第４項に記載のパルス検出器。
  6. 【請求項６】前記第２の手段は前記第３の時間間隔に関
    する第３の時間間隔信号を発生するための手段を含み、
    かつ前記第２の手段は前記第３の時間間隔信号と、前記
    第２の時間間隔に関する前記第１の手段により発生され
    る信号とを有効に比較する手段を含み、前記第２の手段
    は、前記第３の時間間隔信号と前記第２の時間間隔に関
    する前記信号とを比較して前記第３の時間間隔（td3）
    が前記第２の所定量だけ前記第２の時間間隔（td2）を
    前記逆の方向に越えていることを判定することと、前記
    指示出力信号との双方に応答して前記パルス検出出力信
    号を提供することとを含む請求の範囲第２項に記載のパ
    ルス検出器。
  7. 【請求項７】前記第１の手段は前記第１の時間間隔中、
    第１の周波数にて発生される複数個のクロックパルスを
    カウントする第１のパルスカウンタを含み、ほぼ前記第
    １の時間間隔の終りのこれらのパルスの累積カウントは
    前記第１の時間間隔信号を定める請求の範囲第６項に記
    載のパルス検出器。
  8. 【請求項８】前記第１の手段は前記第１と第２のパルス
    間の第２の周波数で生ずる複数個のクロックパルスをカ
    ウントするための第２のカウンタを含み、これらのパル
    スの累積カウントは、前記第１の時間間隔信号とを有効
    に比較されて前記指示出力信号を供給する前記第２の時
    間間隔信号を定める請求の範囲第７項に記載のパルス検
    出器。
  9. 【請求項９】前記第２の手段はパルスをカウントするた
    めの少なくとも１つのカウンタを含む請求の範囲第８項
    に記載のパルス検出器。
  10. 【請求項１０】前記第２の手段の前記カウンタ手段は、
    前記第３の時間間隔信号と有効に比較される前記第２の
    時間間隔信号を発生するための前記第１のカウンタを含
    み、かつ前記第２の手段の前記カウンタ手段は前記第３
    の時間間隔信号を発生するための前記第２のカウンタを
    含む請求の範囲第９項に記載のパルス検出器。
  11. 【請求項１１】前記指示出力信号に応答して、前記第２
    の手段は、 前記第２の時間間隔中に前記第２のカウンタによりカウ
    ントされたクロックパルスとは異なる発生速度を有し、
    前記第２のカウンタによりカウントされるクロックパル
    スを前記第３の時間間隔中に供給することにより前記第
    ３の時間間隔信号を提供する請求の範囲第10項に記載の
    パルス検出器。
  12. 【請求項１２】前記パルス検出器はパルス欠如検出器で
    あり、かつ前記第１の手段は前記第１の時間間隔中に、
    前記第３の時間間隔中に供給される前記第２のカウンタ
    用の前記のより高速で発生するクロックパルスよりは発
    生速度が低いが、前記第２の時間間隔中に前記カウンタ
    によりカウントされたクロックパルスの発生速度よりは
    高く、前記第１のカウンタでカウントするためのクロッ
    クパルスを供給することによって前記第１の時間間隔信
    号を提供する請求の範囲第11項に記載のパルス検出器。
JP60502103A 1984-05-23 1985-05-06 パルスの欠如または余剰パルスを検出するパルス検出器 Expired - Lifetime JP2541798B2 (ja)

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