JP2568242B2 - 誘導性測定センサの信号を処理する回路装置 - Google Patents

誘導性測定センサの信号を処理する回路装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は誘導性測定センサの信号を処理する回路装置
に係り、さらに詳しくは比較器と、ピーク値メモリを有
するピーク値検出器と、ピーク値メモリの放電を行なう
手段と、比較器のしきい値を調節する手段とを備え、好
ましくは内燃機関に設けられた誘導性測定センサの信号
を処理する回路装置に関する。
［従来の技術］ この種の回路装置は、ドイツ特許公開公報第34 33 77
7号から公知である。誘導性センサ、例えば内燃機関の
クランク軸角度センサは、分圧器を介してシュミットト
リガ回路及びピーク値検出器の入力端子と交流接続され
ている。シュミットトリガ回路のトリガしきい値はピー
ク値検出器の出力信号に従って調節される。
［発明が解決しようとする課題］ 従来のこの種の装置には、種々の欠点があった。
したがって本発明は従来装置の種々の欠点を除去する
ためになされたもので、センサの誤差や温度変化が回路
の出力信号に影響を与えず、測定センサの出力信号から
時間情報を演算することができ、測定信号の振幅を変化
させてわざわざ調節する必要がなく、さらに誘導性測定
センサのサンプリングにばらつきのない冒頭で述べた種
類の誘導性測定センサの信号を処理する回路装置を提供
することを目的としている。
［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために本発明によれば、誘導性
測定センサのコイルが結合コンデンサを介して比較器と
接続され、結合コンデンサの充電補償を行なう手段が設
けられる構成が採用されている。
［作 用］ 本発明の好ましい実施例においては、誘導性測定セン
サから出力された信号のピーク値を検出するピーク値検
出器にスイッチ好ましくはダイオード及びコンデンサが
設けられている。好ましくは動的な正帰還回路に比較器
として差動増幅器が接続されている。
本発明の回路装置の他の実施例によればピーク値検出
器と比較器との間に増幅器が設けられている。それによ
って比較器のしきい値電圧を広い範囲にわたって変化さ
せることができる。
本発明による回路は、特に内燃機関の燃料噴射ノズル
の噴射ニードルの移動を検出するニードル行程センサの
信号を処理するのに適している。
また、本発明の好ましい実施例によれば、充電補償を
行なう抵抗が設けられている。また、結合コンデンサに
ピーク値検出器が接続されている。また、ピーク値検出
器がスイッチ、好ましくはダイオードと直列に接続され
たピーク値メモリコンデンサである。また、比較器が差
動増幅器であって、この差動増幅器の出力端子と非反転
入力端子との間に正帰還コンデンサが接続されている。
また、ピーク値メモリコンデンサが入力抵抗を介して差
動増幅器の入力端子と接続されている。また、ピーク値
メモリコンデンサと差動増幅器の一方の入力端子との間
に増幅器が接続されている。また、差動増幅器の他方の
入力端子が分離抵抗を介して結合コンデンサと接続され
ている。
また、差動増幅器の他方の入力端子が動作点調節抵抗
を介してアース端子と接続されている。
さらに、結合コンデンサが差動増幅器の他方の入力端
子に接続されており、結合コンデンサはさらに抵抗を介
して、電流供給源とアース端子との間に接続されている
分圧器の中央の端子と接続されている。
［実施例］ 以下、図面に示す実施例を用いて本発明を詳細に説明
する。
第１図は本発明に係る回路装置の第１の実施例を示す
ものである。不図示の誘導性センサのコイル10は結合コ
ンデンサ11を介して充電補償抵抗12、分離抵抗13及びピ
ーク値検出器14と接続されている。充電補償抵抗12は、
安定化された電圧が供給される電源線15に接続されてい
る。分離抵抗13は差動増幅器16の反転入力端子と接続さ
れている。ピーク値検出器14にはダイオード17が設けら
れており、このダイオードのカソードはピーク値メモリ
コンデンサ18並びに増幅器20の入力抵抗19と接続されて
いる。この増幅器20は演算増幅器21を有する反転増幅回
路として形成されている。増幅度（ゲイン）の調節は、
演算増幅器21の反転入力と接続された入力抵抗19及び負
帰還抵抗22によって行なわれ、この負帰還抵抗22は演算
増幅器21の出力端子と反転入力端子の間に接続されてい
る。増幅器20の基準レベルは、電源線15と演算増幅器21
の非反転入力端子を接続する抵抗23によって電源線15の
安定化電圧の値に設定される。演算増幅器21の出力端子
は加算抵抗24を介して差動増幅器16の非反転入力端子と
接続されている。この非反転入力端子はさらに正帰還コ
ンデンサ25及び直列回路と接続されている。この直列回
路には正帰還抵抗26とダイオード27が設けられている。
正帰還コンデンサ25もダイオード27も差動増幅器16の出
力端子28に接続されている。この出力端子28は抵抗29を
介して電源線15と接続されている。アース端子30と出力
端子28の間において本発明回路装置の出力信号が使用さ
れる。アース端子30にはさらにピーク値メモリコンデン
サ18及び誘導性測定センサのコイル10の端子が接続され
ている。
第２図は本発明回路装置の第２の実施例を示すもので
ある。第１図に示す素子と同様の素子には同一の参照番
号が付されている。ここでは第１図に示す回路装置と変
わっている部分についてのみ説明を行なう。大きな違い
は増幅器20が設けられていないことである。入力抵抗19
は、電源線15とアース端子30の間に接続されている抵抗
40,41の分圧器の中央の端子に接続されている。この中
央の端子は差動増幅器16の非反転入力端子と接続されて
おり、この非反転入力端子にはさらに正帰還コンデンサ
25が接続されている。差動増幅器16の反転入力端子は分
離抵抗13及びアース端子に接続された動作点調節抵抗42
と接続されている。
第３図は本発明回路装置の第３の実施例を示すもので
ある。第３図に示す回路においても第１図及び第２図に
示される素子と一致するものには同一の参照番号が付さ
れている。結合コンデンサ11は直接差動増幅器16の反転
入力端子に接続されている。この反転入力端子には動作
点調節抵抗50も接続されており、動作点調節抵抗50は電
源線15とアース端子30との間に接続された２つの分圧抵
抗51と52を有する分圧器の中央の端子に接続されてい
る。第３図に示す回路装置には、第２図に示す差動増幅
器16の非反転入力端子とアース端子30の間に接続された
分圧抵抗41は設けられていない。
第１図に示す回路装置は次のように作動する。
誘導性測定センサのコイル10内に誘導的に発生される
信号は結合コンデンサ11を介してピーク値検出器14に印
加される。この測定センサは、例えば内燃機関の燃料噴
射ノズルの噴射ニードルの動きを感知するニードル移動
量センサである。このセンサの信号は、ほぼ正弦形状の
正の半波で始まり、それに少なくとも同じ量の負の半波
が続く。この信号の始端は燃料噴射工程の開始と一致
し、また信号の終端は噴射工程の終了と一致する。噴射
開始あるいは噴射終了ないしは両方の値の検出信号は、
内燃機関を制御する装置へ供給される。噴射ノズルの寸
法及び駆動圧がわかっている場合には、噴射開始と終了
の時間差、すなわち噴射期間を求めて、噴射された燃料
の量を算出することができる。
測定センサの正の半波によってダイオード17を介して
ピーク値メモリコンデンサ18への充電が行なわれる。結
合コンデンサ11から奪われる電荷は、充電補償抵抗12に
流れる電流によって補償される。この電流は、結合コン
デンサの電位が電源線15に印加される安定化電圧の値と
一致するまで流れる。ピーク値メモリコンデンサ18の電
圧は、差動増幅器16のしきい値電圧（＋端子の値）を振
幅及び回転数に従って変化させるのに用いられる。差動
増幅器16の出力端子28にはコイル10からの出力信号が可
変のしきい値電圧を上回ったときに出力信号が現れる。
前記可変しきい値電圧は、差動増幅器16の非反転入力端
子に印加される。このしきい値電圧は、ピーク値メモリ
コンデンサ18間の電圧で増幅器20で増幅されて加算抵抗
24を介して差動増幅器16の非反転入力端子へ印加される
電圧と、ダイオード27が導通する場合に出力端子28から
正帰還抵抗26を介して同様に差動増幅器16の非反転入力
に印加される電圧とから導かれる。前述のダイオード27
が導通する場合は、コイル10から信号が出力されず、差
動増幅器16の出力端子28が電源線の安定化電圧の値を有
する場合である。このような状態でのみダイオード27が
導通して、差動増幅器16の非反転入力端子と出力端子28
との接続が可能となり、正帰還結合が行なわれる。以上
のような回路構成によって、差動増幅器16は比較器とし
て作用する。
コイル10から出力される電圧がしきい値電圧を上回る
と、差動増幅器16の出力端子28には負の電圧変動が生じ
る。この電圧変動はたとえば噴射工程の開始を示す信号
となる。コイル10から出力された信号が、たとえば次の
ゼロ点で通過するときに、しきい値電圧を下回り、それ
により出力端子には正の電圧変動が生じる。この電圧変
動は物理的意味を持たないので、後段に接続された装置
はこの電圧変動を考慮する必要はない。コイル10から出
力される電圧の負の半波の終端で再びしきい値電圧を通
過して元の方向へ戻る。すると、すでに述べたようにし
て出力端子28には噴射の終了を示す負の電圧変動が生じ
る。
例えば回転数や温度等が変化した場合などにコイル10
から出力される電圧の大きさに変化があっても出力端子
28に生じる信号パルスの時間的な切換位置には影響を与
えない。入力信号が変化してもしきい値電圧が変化する
ので出力端子28の信号それ自体の調整は省略される。回
路素子、特に差動増幅器16はダイオード27と正帰還抵抗
26を介しての正帰還結合によって誤動作に対する安全が
保証されており、この正帰還結合は出力端子28の出力電
圧が電源線15の安定化電圧の値とほぼ等しいときに有効
になる。ダイオード27が導通されない他の駆動状態にお
いては、正帰還コンデンサ25によって動的なヒステリシ
スに対応する動的な正帰還が行なわれる。
出力端子28を電源線15に接続させている抵抗29は、差
動増幅器16がオープンコレクタ出力を有する場合に必要
になる。差動増幅器16の他の実施例においては、この抵
抗29は省略してもよい。電源線15と演算増幅器21の非反
転入力端子との間に接続されている抵抗23は、非動作状
態においてピーク値メモリコンデンサ18の電圧が電源線
15の安定化電圧の値とほぼ等しくなるようにするもので
ある。
第２図に示す回路装置と第１図に示す回路装置との主
要な差異は、ピーク値メモリコンデンサ18間の電圧が増
幅されずに差動増幅器16の非反転入力端子に接続されて
いることである。非動作状態においてはこの非反転入力
端子に印加されるしきい値電圧は２つの分圧器抵抗40,4
1によって決定される。入力抵抗19を介してピーク値メ
モリコンデンサ18の電圧も前記しきい値電圧に印加され
る。差動増幅器16の反転入力端子とアース端子30との間
に接続されている動作点調節抵抗42によってフレキシブ
ルな動作点調節が可能となる。コイル10から出力される
信号の正の半波によってピーク値検出器14に電圧変動が
生じ、この電圧変動が抵抗19,40,41を介して比較器とし
て差動する差動増幅器16の非反転入力のしきい値電圧を
変化させる。このしきい値電圧は信号が大きくてダイオ
ード17の導通電圧を上回ったときに初めて変化し、入力
抵抗19を介してゆっくりと分圧器抵抗40,41の電位に戻
る。正のパルスで比較器（差動増幅器）16が差動すると
いうことが重要である。
第３図に示す回路装置は第２図に示す回路装置の変形
で、差動増幅器16の非反転入力端子とアース端子30との
間に接続されている分圧器抵抗41をなくし、抵抗12,13,
19に変更を加えたものである。第３図に示す回路装置で
は結合コンデンサ11は差動増幅器16の反転入力端子に直
接接続されている。本実施例においては結合コンデンサ
11の充電補償は、電源線15とアース端子30の間に接続さ
れた分圧器51,52の中央の端子に接続された抵抗50を介
して行なわれる。差動増幅器16の反転入力端子における
動作点は３つの抵抗50,51,51によって決定される。好ま
しくは抵抗51の値は２つの抵抗50,52の値に比べて比較
的小さく選択されるので、前記動作点は電源線15の安定
化電圧の値にほぼ等しくなる。差動増幅器16の反転入力
端子の非動作時の電圧は電源線15の安定化電圧とほぼ等
しいので、比較器として作用する差動増幅器16の非反転
入力端子のしきい値電圧もほぼこの値を持たなければな
らない。従って第２図に示す回路装置に比べると、アー
ス端子30に対して接続されている分圧器抵抗41は設けら
れていないので、非動作状態におけるしきい値電圧は抵
抗40を介してほぼ安定化電圧の値にすることができる。
第３図に示す回路装置は、電源線15の安定化電圧を基準
にするので、第２図に示す回路装置に比べて非動作状態
におけるしきい値電圧の誤差が少なくなる。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、誘
導性測定センサのコイルが結合コンデンサを介して比較
器と接続され、結合コンデンサの電価補償を行なう手段
が設けられているので、センサの誤差や温度変化が回路
の出力信号に影響を与えず、測定信号の振幅を加工する
必要がなく、さらに誘導性測定センサのサンプリングに
ばらつきがないという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図から第３図は、それぞれ本発明に基づく誘導性測
定センサの信号を処理する回路装置のそれぞれ異なる実
施例を示すブロック回路図である。 10……コイル、11……結合コンデンサ 14……ピーク値検出器 15……電源線 18……ピーク値検出メモリ 28……出力端子

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】比較器と、ピーク値メモリを有するピーク
    値検出器と、ピーク値メモリの放電を行なう手段と、比
    較器のしきい値電圧を調節する手段とを備えた誘導性測
    定センサの信号を処理する回路装置において、 誘導性測定センサのコイル（10）が結合コンデンサ（1
    1）を介して比較器（16）と接続されており、 結合コンデンサ（11）の充電補償を行なう手段（12,50,
    51）が設けられていることを特徴とする誘導性測定セン
    サの信号を処理する回路装置。
  2. 【請求項２】充電補償を行なう抵抗（12,50,51）が設け
    られている特許請求の範囲第１項に記載の回路装置。
  3. 【請求項３】結合コンデンサ（11）にピーク値検出器
    （14）が接続されている特許請求の範囲第１項あるいは
    第２項に記載の回路装置。
  4. 【請求項４】ピーク値検出器（14）がスイッチ、好まし
    くはダイオード（17）と直列に接続されたピーク値メモ
    リコンデンサ（18）である特許請求の範囲第３項に記載
    の回路装置。
  5. 【請求項５】比較器が差動増幅器（16）であって、この
    差動増幅器の出力端子（28）と非反転入力端子との間に
    正帰還コンデンサ（25）が接続されている特許請求の範
    囲第１項から第４項までのいずれか１項に記載の回路装
    置。
  6. 【請求項６】ピーク値メモリコンデンサ（18）が入力抵
    抗（19）を介して差動増幅器（16）の入力端子と接続さ
    れている特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれ
    か１項に記載の回路装置。
  7. 【請求項７】ピーク値メモリコンデンサ（18）と差動増
    幅器（16）の一方の入力端子との間に増幅器（20）が接
    続されている特許請求の範囲第１項から第５項までのい
    ずれか１項に記載の回路装置。
  8. 【請求項８】差動増幅器（16）の他方の入力端子が分離
    抵抗（13）を介して結合コンデンサ（11）と接続されて
    いる特許請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１
    項に記載の回路装置。
  9. 【請求項９】差動増幅器（16）の他方の入力端子が動作
    点調節抵抗（42）を介してアース端子（30）と接続され
    ている特許請求の範囲第１項から第８項までのいずれか
    １項に記載の回路装置。
  10. 【請求項１０】結合コンデンサ（11）が差動増幅器（1
    6）の他方の入力端子に接続されており、結合コンデン
    サ（11）はさらに抵抗（50）を介して、電源線（15）と
    アース端子（30）との間に接続されている分圧器（51,5
    2）の中央の端子と接続されている特許請求の範囲第５
    項から第７項までのいずれか１項に記載の回路装置。
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