JP2694491B2 - 誘導ピックアップからの周期的信号を評価する装置 - Google Patents

誘導ピックアップからの周期的信号を評価する装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、第１の入力には可変の
参照信号を、第２の入力にはピックアップ信号を加える
ことができる２つの入力をもつ下流のパルス形成ステー
ジの出力において、ピックアップ信号の振幅に依存して
第１から第２のロジックの状態への移行に影響を与える
ため、誘導ピックアップの出力からそこにピックアップ
信号が加えられるピークディテクターを含む誘導ピック
アップからの周期的信号を評価する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ特許第２，２３５，０５６号は誘
導ピックアップに対する回路の配置を開示して居り、こ
こにおいては周期的に通過して動く部分のために外部の
磁場の変化が当該ピックアップ中にＡＣ電圧を誘起し、
且つこのＡＣ電圧を同じ周波数のパルス列に変換するト
リガー回路を有する。このためにＡＣ電圧はピークディ
テクターの入力に加えられ、ピークディテクターはその
ピーク値からこれに比例する直流電圧を形成し、この直
流電圧は、トリガー回路のオンレベルに影響を与えるた
めにトリガー回路に加えられ、その結果当該ＡＣ電圧の
ピーク値が依然としてトリガー回路にその状態の変化を
引き起こす。この回路の配置の根本的な欠点は、ピック
アップの内部インピーダンスの周波数に依存する誘導反
応要素によって引き起こされ、速度に依存しているこれ
は一般的に周波数に依存していることを意味するが、位
相の誤差を取り除けないことである。
【０００３】１９８３年にロバートボッシュ有限会社に
よって発行された刊行物“モーターエレクトロニク”は
誘導ピックアップからの周期的信号を評価するための装
置を開示している。ここに示されたこのようなピックア
ップの例は回転数に類似のＡＣ電圧を伝達するクランク
シャフトの角度のピックアップである。このＡＣ電圧を
エレクトロニクコントロールユニットの中で処理するこ
とができるように、ＡＣ電圧はシュミットトリガーによ
って矩形波の電流パルスに変換される。シュミットトリ
ガーの固定されたヒステリシスは同時に特定の妨害に関
する鈍感さをこの配置の中で増大させる。シュミットト
リガーのヒステリシスのしきい値を越える妨害はしかし
シュミットトリガーの出力におけるパルスを失う結果を
もたらす。
【０００４】ドイツ特許公開第３，４３３，７７７号は
この点に関しての改良を記述し、この中でシュミットト
リガーのしきい値はピークディテクターの信号に依存し
て移される。この結果は色々なピックアップの振幅に依
存する適応するパルスの形状となり、改良された妨害の
免除を提供するよう意図されている。更にピックアップ
信号ののぞましい位相の正確な検出の場合においてはシ
ュミットトリガーのトリガーしきい値を特にピックアッ
プ電圧の０レベルとの交差点に固定して設定することが
提案される。
【０００５】この公知の装置の欠点は上記の周波数に依
存する位相誤差を除去できないことである。この装置に
おいて所謂位相に正確な検出と云うものは夫々監視され
る回転要素の特定の速度において又はピックアップ信号
の定められた周波数において可能であるが、これは瞬時
的な電圧とその回転位置が走査されるべき回転要素の位
置との間の明らかな対応が理解されている限りにおいて
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は周期的
な入力信号の全体の公称周波数範囲において実質的な位
相誤差の少ない誘導ピックアップからの周期的な信号を
評価するための装置を与えることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的は特許請求項１
の特徴部分によって一般的な概念に従った配置中で達成
される。
【０００８】本発明による装置の本質的な利点は、周波
数が増加する場合例えば連続して走査されるべき部分の
速度の増加の場合、誘導ピックアップの周期的信号の遅
れは補正され、その結果例えば走査されるべき部分の実
際の位置と、この位置を特徴づけるピックアップ信号の
瞬時値との間の絶対的な参照誤差は減少される。このプ
ロセスの重要な部分は、ピックアップ信号の振幅の関数
として更なる処理のために与えられる信号の端面への、
更に参照精度を向上させる、影響の発揮である。
【０００９】有利な展開は従属請求項２乃至１２の教示
するところに従って与えられている。
【００１０】
【実施例】本願発明の２つの例示的な実施例が図面に表
されており且つ以下の記述で説明される。
【００１１】例えば矢印１３の方向に動くことのできる
誘導ピックアップの歯１０が図１ａの（ａ）列に図示さ
れている。磁束を変化させる歯の側面１１及び１２によ
ってピックアップの巻線中に信号電圧が発生し、その周
波数は対応する磁場の変化の周波数によって決定され且
つその振幅はピックアップのインダクタンスおよびその
インダクタンスが曝されている磁束密度における変化の
程度によって決定される。
【００１２】２つのこのような信号電圧１４及び１５が
異った周波数に対して時間について標準化されて（ｂ）
列に示されている。高い周波数に割り当てられている高
い信号電圧１５が、時間的に低周波数に割り当てられて
いる低い信号電圧１４よりも遅れることが見られる。対
応する電圧を加えられ、且つ例えば参照レベルｕＲ１の
入力側のオーバーシューテングの関数として（ｃ）列に
従ったロジック状態Ｌをもつ信号１６を発生するトリガ
ー回路は斯くしてｔ０の時点において下降端１７を発生
し、これは更に処理され且つこれはその限りにおいて
（当該ピックアップの歯に関連づけられている）可動部
分の特定の瞬時位置が割り当てられることになる。
【００１３】若しくは当該部分がより速く動くならば、
信号電圧１４に関する信号電圧１５の上記の時間的なず
れは、対応して整形された位置信号１８の中でｔ０の瞬
間にΔｔだけ遅延して標準化された下降端１９を生ずる
ためにそれ自身十分である。図ｌｂはしかし当該部分の
移動の速度に変化がなかったとしても、例えばピックア
ップの歯とピックアップの誘導部分との間の空隙の幅の
変動の結果として、磁束の変化条件を変えればそれに対
応して標準化された時間のずれΔｔを起させるのに十分
である。信号電圧がピーク電圧ｕＰ２に達すると、対応
する下降端を引き起こすしきい値電圧ｕＲ１は時点ｔ０
に関してΔｔだけ遅れた時点であるｔ０’の時に達す
る。このような遅れはしきい値電圧ｕＲ１をより高い値
ｕＲ２に上昇させることにより避けることができる。図
１ａの（ｄ）列から推測できることは、低いしきい値電
圧ｕＲ１をより高いしきい値電圧ｕ Ｒ２に上昇させる
と、これは明らかに周波数と信号の振幅に関連して実行
されるものだが、下降信号端１７及び２０を同じ時間的
位置に導くことができるということである。
【００１４】この作用は図２に従った装置によって行わ
れる。ピックアップ信号は入力端子２１からピークデイ
テクター２５の入力２２と、パルス発生器２６の入力２
３と、比較器２７の第２の入力２４とに送られる。ピー
クデイテクター２５及びパルス発生器２６の出力２８及
び２９は評価段階３０に供給され、この出力は当該比較
器２７の第１の入力３１に接続されている。比較器２７
の出力は出力端子３２に導かれ、ここにおいて位相を補
正されたピックアップ信号を取り出すことができる。
【００１５】この装置は次のように作用する。
【００１６】ピークデイテクター２５は端子２１に表わ
れた入力信号の瞬時的ピーク値に対応する出力電圧を送
り出す。パルス発生器２６はピックアップ信号と同期し
てトリガーされ、その出力に、例えば一定のパルスの継
続時間を持つがピックアップ信号の周波数の増加と共に
減少するパルスの休止期間を持つ連続的パルス、云い換
えれば対応して増加するパルスの効率係数をもつ連続的
パルスを発生する。従ってパルスの継続時間は実際に起
るピックアップ信号の最高の周波数に対してさえもパル
ス効率係数が１以下に留るように短く撰ばれなければな
らない。
【００１７】対応するパルスは、例えばマルテイプライ
ヤーとして実現される評価段階３０の中で統合され、ピ
ークディテクター２５の出力信号を使って評価される。
ピックアップ信号の周波数と振幅に基づいて滑り且つピ
ックアップの信号電圧の瞬時値との比較のための参照電
圧として比較器２７に提供される必要なしきい値電圧 Ｕ
Ｒ が出力３１に出力される。このようにして出力端子３
２に伝達されるパルスは図１の（ｄ）列の意味で補正さ
れ、たとえピックアップ信号の周波数及び／又は電圧の
増加があったとしても、ピックアップ信号の大きさの絶
対値およびその周波数に時間的に依存しない信号の下降
端が出力端子３２に達成される。
【００１８】パルスの発生と評価は、一例として更に以
下に説明されているように、綜合された作用の一部とし
て同様に実行できる。
【００１９】図３は図２に従った本発明の第１の実施例
の実際上の実現と作用を回路図を使って表示している。
【００２０】ピックアップ信号は端子２１から第１の減
結合抵抗２２Ａを経てダイオード３３に導かれる。１個
のコンデンサ３４が当該ダイオード３３と併列に接続さ
れ高周波のスプリアスピークを取除く。このようにして
清浄化されたピックアップ信号は増幅器３５の正の入力
に導かれ、その低抵抗の出力から信号のピーク値はダイ
オード５８を経て貯蔵コンデンサー３８に伝達される。
コンデンサー３８に併列に接続された抵抗６１はコンデ
ンサ３８のある程度の安定した放電を確実にするので、
コンデンサの電圧は入力におけるピックアップ信号の変
化に追従することができる。
【００２１】結果的にピックアップ信号の振幅に応答し
ているコンデンサ３８をまたぐ電圧は、インピーダンス
トランスフォーマとして接続されている増幅器３９の出
力２８における更に低い内部インピーダンス上に表われ
る。当該電圧は抵抗４０及び４４を経由して平滑コンデ
ンサ４６に伝達され、このコンデンサは結果的にローパ
ス又は綜合作用を実現する。
【００２２】ピックアップ信号は端子２１から第２の減
結合抵抗２３Ａおよびダイオード４７を経由してトラン
ジスタ４８のベースに導かれ、このトランジスタ４８は
コンデンサ４９及びＤＣクランプダイオード５０と共
に、例えば単安定のマルチバイブレーターのパルス発生
器５１の駆動回路として作用する。このタイミング入力
５５は例えばここでパルスの継続時間を決定するチャー
ジ抵抗５４とコンデンサー５６に接続されている。
【００２３】パルス発生器５１の出力５３（ここでは例
として反転されている）はここではスイッチングトラン
ジスタ５９に作用する。トランジスタ５９のコレクタは
結果として図２のパルス発生器２６の出力２９に対応す
る。増幅器３９の出力からトランジスタ５９のコレクタ
は抵抗６０を経由してピックアップ信号の振幅に従って
フロート（漂う）する供給電圧を供給される。
【００２４】従って抵抗４０，４４、トランジスタ５９
及び平滑コンデンサ４６の容量は図２の評価段階３０を
表わしている。当該平滑コンデンサ４６は比較器４５の
第１の入力に結ばれている。従ってこの第１の入力には
コンデンサにまたがって表われる参照電圧ｕＲ が供給さ
れる。
【００２５】端子２１からのピックアップ信号は第３の
減結合抵抗２４Ａおよび抵抗４３を経て比較器４５の第
２の入力に導かれ、この第２の入力はここにおいては例
えば直流のクランプダイオード４１．妨害除去コンデン
サ４２及び更に直列の抵抗４３により保護されている。
比較器４５の出力は出力端子３２に供給される。
【００２６】このような回路による装置の機能は図２に
関して前述されたものに対応しその評価は次のようにし
て達成される。端子２１に表われるピックアップ信号の
周波数の増加と共にトランジスタ５９のコレクタにおけ
るパルスの効率係数は小さくなる。このことは繰返えさ
れる時間間隔から生ずる平均時間の増加を導き、且つこ
の間はトランジスタ５９は非導通であり、結果として
（少なくとも部分的には）増幅器３９の出力からコンデ
ンサ４６の方向に流れる電流をアースにそらすことはで
きない。この結果平滑コンデンサ４６は対応してより高
い電位に充電されその結果比較器４５の第１の入力にお
ける参照電圧ｕ Ｒ は増加され、その結果比較器４５の出
力における下降する信号端は時間的に進められる。
【００２７】他方においてピックアップ信号電圧の増加
は対応して増幅器３９の出力電圧における同様の方向の
増加を起こし、この出力電圧はトランジスタ５９及びコ
ンデンサ４６のソース電圧として働くので、比較器４５
の参照電圧は対応する手順でピックアップ信号の振幅に
追従する。
【００２８】このことは誘導ピックアップの周期的な信
号の位相を、周波数と振幅における変化に関して、非常
に高い精度で補正することを可能ならしめる。
【００２９】図４による実施例においては、貯蔵コンデ
ンサ３８の連続的な放電は時間的間隔をもってかつピッ
クアップ信号と同期して起る放電によって置き換えられ
る。この目的のために図３による回路はピックアップ信
号によってコントロールされる放電回路６２かつ６６に
よって拡張されている。
【００３０】共通のベース回路の中で運転されるトラン
ジスタ６６のエミッタ入力は抵抗２３Ａとダイオード４
７の間に連結されている。コレクタ側の負荷抵抗は相補
型のトランジスタ６５のベースの上に働き、そのコレク
タ側の負荷抵抗６４は漏洩抵抗６３と共に分圧器を形成
し、その端子にスイッチングトランジスタ６２のベース
が接続されている。既に述べた抵抗６１はトランジスタ
６２のコレクタに接続されており、一方トランジスタ６
２のエミッタはアースに接続されている。
【００３１】作用は次の通りである。
【００３２】抵抗６１はトランジスタ６２の駆動に依存
してアースに接続される。即ち所定の時間間隔で起る駆
動の場合に、当該接続も対応して所定の時間間隔をおい
て行われる。ピックアップ信号のピーク値はピックアッ
プ信号が限界の電位、ここでは例えば約−０．７Ｖ、に
達するか又はそれを超過する迄コンデンサ３８の中に貯
えられている。トランジスタ６６はピックアップ信号が
この電圧と等しいかこれを下まわる期間中ずっと導通し
ている。このコレクタ電流はトランジスタ６５及び６２
を導通するので、トランジスタ６２のスイッチ経路の抵
抗は低くなり、コンデンサ３８は結果として少なくとも
部分的には放電抵抗６１を経由して放電される。（及び
トランジスタ６２のスイッチ経路の低い飽和抵抗を経由
して）
【００３３】この拡張の結果は、従って、コンデンサ３
８は規定されたやり方で放電され、又その都度規定の放
電状態から充電される、そのため応答時間が短縮され、
ピックアップ信号の急速な変化の場合に装置の過渡応答
が改良される。
【００３４】例えばパルス発生器２６の機能及び評価段
階３０の機能が特別の回路の中に一体化して実現される
としても、これは本発明の範囲を越えるものではない。
その一例は例えばそのパルスがピックアップ信号によっ
てトリガーされ且つそのパルス長がピークディテクター
による信号出力に従ってコントロールされる（パルス幅
変調）パルス発生器である。そのような回路の変調入力
は抵抗４０によってアナログ的に供給され、一方抵抗４
４及び平滑コンデンサ４６から成るローパス要素はその
ような回路の出力によって全面的に供給される。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】誘導ピックアップ信号から得られたトリガー
時点の移動を時間的に標準化した図式表示である。
【図１ｂ】周期的ピックアップ信号から得られるトリガ
ー端の振幅に依存する移動の図式表示である。
【図２】本発明による装置のブロックダイヤグラムを示
す。
【図３】第１の実施例の回路図を示す。
【図４】第２の実施例の回路図を示す。
【符号の説明】
１０歯 １１ 側面 １２ 側面 １３ 矢印 １４ 信号電圧 １５ 信号電圧 １６ 信号 １７ 下降端 １８ 位置信号 １９ 下降端 ２０ 下降端 ２１ 入力端子 ２２ 入力 ２２Ａ 抵抗 ２３Ａ 抵抗 ２４ 入力 ２４Ａ 抵抗 ２５ ピークディテクタ ２６ パルス発生器 ２７ 比較器 ２８ 出力 ２９ 出力 ３０ 評価段階 ３１ 入力 ３２ 出力端子 ３３ ダイオード ３４ コンデンサ ３５ 増幅器 ３８ コンデンサ ３９ 増幅器 ４０ 抵抗 ４１ ダイオード ４２ コンデンサ ４３ 抵抗 ４４ 抵抗 ４５ 比較器 ４６ 平滑コンデンサ ４７ ダイオード ４８ トランジスタ ４９ コンデンサ ５０ ダイオード ５１ パルス発生器 ５３ 出力 ５４ 抵抗 ５５ 入力 ５６ コンデンサ ５８ ダイオード ５９ トランジスタ ６０ 抵抗 ６１ 抵抗 ６２ 放電回路 ６３ 抵抗 ６４ 抵抗 ６５ トランジスタ ６６ 放電回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス ブラウン ドイツ連邦共和国 7000 シユツツトガ ルト 50 テゲルンゼ−シユトラーセ 15 (72)発明者 ヘルマン シユタイン ドイツ連邦共和国 7053 リンデンシユ トラーセ 40 (56)参考文献 特開 平２−179415（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−614（ＪＰ，Ａ)

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 その第１の入力には可変の参照信号（Ｕ
    Ｒ ）を、その第２の入力にはピックアップ信号を加える
    ことができる２つの入力をもつ下流のパルス形成ステー
    ジ（２７）からの出力に関して、ピックアップ信号の振
    幅に依存して、第１から第２のロジック状態への移行の
    タイミングに影響を与えるため、誘導ピックアップの出
    力（２１）からのピックアップ信号が加えられるピーク
    ディテクター（２５）を含む誘導ピックアップからの周
    期的信号を評価する装置において、上記誘導ピックアッ
    プからの周期的信号を評価する装置にはピックアップ信
    号が加えられるピックアップ信号の周波数に対応する反
    復周波数でパルスを発生する手段（２６）と、更にピー
    クディテクター（２５）の出力（２８）からおよびパル
    スを発生する手段（２６）の出力（２９）からの両信号
    を結合しピックアップ信号の振幅および周波数の両方に
    依存する可変の参照信号（Ｕ Ｒ ）を形成する評価手段
    （３０）とをさらに含むことを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 請求項１の装置において、パルス形成ス
    テージは比較器であることを特徴とする装置。
  3. 【請求項３】 請求項１の装置において、ピックアップ
    信号の周波数に対応する反復周波数でパルスを発生する
    手段（２６）は少なくとも１個の単安定マルチバイブレ
    ータを含むことを特徴とする装置。
  4. 【請求項４】 請求項３の装置において、パルスは一定
    の継続時間を持つことを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】 請求項１の装置において、評価手段（３
    ０）は少なくとも１個のマルチプライヤを含むことを特
    徴とする装置。
  6. 【請求項６】 請求項１の装置において、評価手段（３
    ０）は少なくとも平滑コンデンサー（４６）、充電抵抗
    （４４）及びスイッチできる電流源（５９）を含み、こ
    の中でスイッチできる電流源（５９）は当該平滑コンデ
    ンサ（４６）に充電するために与えられる充電電流の少
    なくとも１部を当該パルスによって形成された一定の時
    間間隔の間そらせることを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】 請求項６の装置において、充電電流は、
    その電位がピークディテクタ（２５，２２Ａ，３３，３
    ４，３５，３８）の出力信号に従って影響される増幅器
    出力（３９，２８）から与えられることを特徴とする装
    置。
  8. 【請求項８】 請求項１の装置において、パルスを発生
    する手段（２６）と評価手段（３０）はこれらの機能に
    関して少なくとも部分的に統合されていることを特徴と
    する装置。
  9. 【請求項９】 請求項８の装置において、機能的に統合
    されたパルスを発生する手段（２６）と評価手段（３
    ０）とはピックアップ信号によって起動され、且つピー
    クディテクター（２５）の出力信号によって適当に制御
    されるパルス継続時間をもつパルス発生器を含むことを
    特徴とする装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９の装置において、当該機能的
    に統合された手段は、当該パルス形成ステージ（２７，
    ４５）をその下流に接続し、ローパス機能（４４，４
    ６）に作用を及ぼすパルス変調器を含むことを特徴とす
    る装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１の装置において、ピークディ
    テクタはピックアップ信号のピーク値のための貯蔵コン
    デンサ（３８）を含み、さらに少なくとも部分的な放電
    の目的で、ピックアップ信号が予め定めされた制限電位
    以下に下降する時間相の間に規定された負荷（６１）に
    よってピックアップ信号の瞬時値に依存して当該貯蔵コ
    ンデンサ（３８）をシャントする放電手段（６１から６
    ６）が設けられていることを特徴とする装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１の装置において、制限電位
    は−０．７Ｖであることを特徴とする装置。
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