JP2709921B2 - Waveform shaping circuit - Google Patents

Waveform shaping circuit

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JP2709921B2
JP2709921B2 JP61028299A JP2829986A JP2709921B2 JP 2709921 B2 JP2709921 B2 JP 2709921B2 JP 61028299 A JP61028299 A JP 61028299A JP 2829986 A JP2829986 A JP 2829986A JP 2709921 B2 JP2709921 B2 JP 2709921B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の燃料噴射制御及び点火時期制御
を行なう電子制御装置に用いるクランク軸回転角度検出
回路等に用いる波形整形回路に関するものである。 〔従来技術〕 従来このような分野の技術としては、例えば特開昭57
−69202号公報に記載された信号処理回路があり、該信
号処理回路では、電磁ピックアップの出力信号を波形整
形してパルス信号を発生する波形整形回路において、電
磁ピックアップ信号と同位相の波形整形パルス電圧を微
分し、該微分信号を電磁ピックアップの信号に重畳させ
る構成としたので、機械振動ノイズによる検出誤動作を
防止できるとしていた。 第2図は上記文献に開示されている波形整形回路の一
実施例を示し回路図である。第2図において、IC1はコ
ンパレータ(オープンコレクタタイプ)、Tr1はPNPタイ
プトランジスタ、D1及びD2は電磁ピックアップ13の信号
をコンパレータIC1の同相入力電圧範囲にクランプする
ダイオード、C1はノイズ消去用コンデンサ、R1はダイオ
ードD1にバイアスを与えるための電流制限抵抗器、コン
デンサC2及び抵抗器R8はトランジスタTr1によって増幅
された信号を微分し、該微分した微分波形電圧を電磁ピ
ックアップ13の信号に印加するための微分回路、R3及び
R4はコンパレータIC1のスレッショールドレベルを与え
る抵抗器である。 第3図は電磁ピックアップ13の回転角信号に機械振動
ノイズが重畳された場合の第2図に示す回路の動作状態
を示す波形図である。同図において、(A)は電磁ピッ
クアップ13からの入力信号、(B)はコンパレータIC1
の出力信号、(C)はコンパレータIC1の−入力端子の
電圧の各波形を示す。時刻t1において微分電圧が電磁ピ
ックアップ信号に重複され時刻t2におけるノイズがコン
パレータIC1のスレッショールドレベルSL以下に引き下
げられ、ノイズによる誤動作が防止される。通常ノイズ
が問題となるエンジン回転数は30〜400rpmの場合が多
く、ノイズレベルは波高値に換算して50〜200mVpp程度
であることが判明しており、従って電磁ピックアップ13
の出力電圧特性を考慮しながら第2図に示す回路のコン
デンサC2及び抵抗器R8の時定数を決定する必要がある。 第4図もまた従来の電磁ピックアップ13の出力信号を
波形整形処理する回路であり、該回路においてもノイズ
による誤動作防止は可能であるとされている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、通常電磁ピックアップ13の出力電圧の
大きさは、エンジン回転数に比例する特性を有してお
り、エンジンが低速回転では出力電圧が小さく、エンジ
ンが高速回転では出力電圧が大きく、当然機械振動によ
るノイズ電圧もエンジンが高速回転の時は大きくなる。
従って前記第2図に示す構成の回路では、機械振動ノイ
ズ除去のために電磁ピックアップ13の出力信号を波形整
形し、得られた電磁ピックアップ13の信号と同相の整形
パルス信号を微分し、該微分信号を正帰還させ電磁ピッ
クアップ13の信号に印加しているが、帰還量が一定のた
め(第2図に示す回路では帰還量は抵抗器R2と抵抗器R8
によって決まる)、エンジンが低速回転から高速回転ま
での機械振動ノイズを除去するのは難しい。例えば低速
回転での機械振動ノイズを除去しようと帰還量を決める
と、帰還量が小さくなり振幅の大きい高速回転での機械
振動ノイズは除去できない。また、高速回転での機械振
動ノイズを除去しようと帰還量を決めると、帰還量が大
きくなり信号レベルの小さい低速回転での電磁ピックア
ップ13の信号が検出できないという問題点があった。 更に上述した構成の回路では、第2図に示すように、
電磁ピックアップ13の信号をコンパレータIC1の同相入
力電圧範囲にクランプするためにダイオードD1が必要と
なり、電磁ピックアップ13の信号が接地GNDレベルより
浮いてしまい、自動車における種々の電気的負荷をオン
・オフする時に発生するノイズを誘導しやすいという欠
点があった。 また、第4図に示す構成の回路では、電磁ピックアッ
プ13の片側が接地GNDになっているので上記のようなノ
イズ誘導の問題はないが、電磁ピックアップ13の信号の
零クロスをトランジスタTr2のベース・エミッタ闘値を
利用して検出しているため、トランジスタTr2のベース
に前記闘値によるレベルシフトを補正するためのダイオ
ードD3が必要となり、トランジスタTr2のベース・エミ
ッタ闘値とダイオードD3の順電圧のバラツキ及び温度特
性のずれによって正確な零クロスを検出できないという
欠点があった。 本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題
点を除去し電磁ピックアップ信号に重畳するエンジン回
転数に比例する機械振動ノイズを除去することができる
と共に、正確に電磁ピックアップ信号の零クロスを検出
でき、且つノイズの誘導しにくい波形整形回路を提供す
ることにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するため本発明は、内燃機関の回転
角を検出する電磁ピックアップと、入力信号端子及び基
準電位端子を有するコンパレータを具備し、該入力信号
端子で前記電磁ピックアップの出力信号を受け、該コン
パレータで波形整形する波形整形回路において、前記コ
ンパレータで整形された出力信号を微分し、該微分した
立下り微分信号を吸収し立上り微分信号を出力する微分
回路と、該微分回路からの立上り微分信号をコンパレー
タの入力信号端子側に帰還さると共に微分回路と並列に
設けられ且つコンパレータからの出力信号を抵抗器を介
してコンパレータの入力信号端子に帰還させることによ
りコンパレータの立下りを検出する際のスレッショール
ドレベルを変更する帰還回路とを設け、コンパレータの
基準電位端子と電磁ピックアップのアース側とをそれぞ
れ共通のアースに接続して波形整形回路を構成した。 〔作用〕 波形整形回路を上記の如く構成することにより、電磁
ピックアップ信号の振幅の大きさに応じて帰還量が変わ
る。即ち電磁ピックアップ信号のスレッショールド電圧
はエンジンが低速回転の場合は小さく、エンジンが高速
回転の場合大きくなるから、帰還量もエンジンの回転速
度が低い時は小さく、高速回転の時は大きくなる。この
ため、電磁ピックアップ信号に重畳するエンジンの回転
速度に比例して大きさの変化する機構振動ノイズを除去
することが可能となる。また、微分回路が整形波形出力
信号の立下り微分信号を吸収し帰還量を零にすることか
ら正確な電磁ピックアップ信号の零クロス点、即ち電磁
ピックアップ13の信号波形が−電位から+電位に変化す
るときの0Vを横切る点(自動車のエンジンの場合、例え
ば上死点と一致)を検出でき、且つコンパレータ基準電
位端子と電磁ピックアップのアース端子とをそれぞれ共
通のアースに接続するのでノイズが誘導しにくい構成と
なる。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 第1図は本発明に係る波形整形回路構成を示す回路図
である。同図において、電磁ピックアップ13の端子aは
アースに接続され、端子bは抵抗器1に接続され、更に
抵抗器3及び抵抗器6を通ってコンパレータ7の+入力
端子に接続される。コンパレータ7の−入力端子はアー
スに接続され、その出力は抵抗器12を通して電源+Vcc
に接続されると共に出力端子cに接続される。またコン
パレータ7の出力端子cは抵抗器8とコンデンサ11との
一端に接続されている。抵抗器8の他端は前記抵抗器1
と抵抗器3の接続点に接続され、またコンデンサ11の他
端は抵抗器9を通して抵抗器3と抵抗器6の接続点に接
続され、コンデンサ11と抵抗器9の接続点には、アノー
ド側がアースに接続されたダイオード10のカソードが接
続される。また、前記抵抗器1と抵抗器3の接続点には
片側がアースに接続されてコンデンサ2が接続される。
更に、抵抗器3と抵抗器6の接続点にはダイオード4の
アノードとダイオード5のカソードが接続され、これら
ダイオード4のカソードとダイオード5のアノードはそ
れぞれアース接続される。 第1図の回路において、2はノイズ除去用のコンデン
サ、ダイオード4、ダイオード5及び抵抗器6はコンパ
レータ7の過電圧、過電流入力保護のためのダイオード
および抵抗器である。抵抗器12はオーブンコレクタ出力
タイプのコンパレータ7のプルアップ抵抗器である。コ
ンデンサ11及び抵抗器9は、コンパレータ7の出力パル
スを微分する微分回路、10は前記微分回路が立上り微分
のみを行ない、立下り微分信号を吸収するためのダイオ
ードである。抵抗器1、抵抗器3、抵抗器8及び抵抗器
9は、コンパレータ7の出力信号の電圧または出力信号
の微分電圧を正帰還する帰還量を決める抵抗器である。 第5図及び第6図は、第1図に示す回路の動作を示す
波形図で、第5図はエンジンが低速回転の場合の一部を
省略した波形図、第6図はエンジン高速回転の場合の波
形図である。第5図及び第6図の(A)は電磁ピックア
ップ13の出力信号波形で、第6図(A)のエンジンが高
速回転の場合は、第5図(A)のエンジン低速回転の場
合に比較して電磁ピックアップ13の出力信号電圧値が大
きく、また機械振動ノイズも大きい。第5図及び第6図
の(B)はコンパレータ7の出力信号波形図で、同図
(A)の電磁ピックアップ13の出力信号がVTL以下に低
下すると、コンパレータ7の出力電圧は0Vになり、電磁
ピックアップ13の出力信号が0V以上に上昇するとコンパ
レータ7の出力電圧はVccになる。第5図及び第6図
(C)はコンデンサ11と抵抗器9の接続点の微分波形
で、同図(B)のコンパレータ7の出力信号の立下り微
分信号は、ダイオード10によって吸収されほとんど現わ
れず、コンパレータ7の出力信号の立上り微分信号のみ
が現れる。この立上り微分信号の時定数は、コンデンサ
11と抵抗器9によってほぼ決る。電磁ピックアップ13の
出力信号の周期は、エンジン回転数に反比例する、即ち
エンジン回転数が低い(小さい)ときは周期が長く(大
きく)、エンジン回転数が高い(大きい)ときは周期は
短い(小さい)(即ち、周波数はエンジンの回転数に正
比例する)。従って、コンパレータ7の出力信号の立上
り微分信号の放電電圧Vdは、エンジン回転速度が高い程
大きく、エンジン回転速度が低い程小さくなる。つまり
コンパレータ7の出力信号の微分信号による正帰還の帰
還量は、エンジン回転速度が高い程大きくなる。従って
第5図及び第6図の(A)に示すように、電磁ピックア
ップ13の出力信号が低下するときのスレッショールド電
圧VTLは、エンジン回転速度が高い時は大きく、エンジ
ン回転速度が低い時は小さくなる。この為エンジン回転
速度に比例する機械振動ノイズを除去することが可能と
なる。 このことを更に詳述すると次のようになる。コンパレ
ータ7は、ノイズによる誤動作を防止するために、スレ
ッショールド電圧にヒステリシスがあり、2つのスレッ
ショールド電圧を持つ。低い方のスレッショールド電圧
がVTLで、高い方のスレッショールド電圧が零クロス(0
V)である。この2つのスレッショールド電圧の差をヒ
ステリシス電圧という。入力が+電位から−電位に変化
する場合を考えると、このときはコンパレータ7の出力
電圧はVcc、コンパレータ7の+入力端子には出力から
の帰還電圧(例えば+2V、以下この数値を一例とする)
がバイアスとしてかかっている。コンパレータ7の基準
電圧は−入力端子のアース電位(0V)である。入力電圧
が漸減しスレッショールド電圧VTL(−2V)に達する
と、コンパレータ7の+入力端子電圧の電位がバイアス
を相殺し0Vとなるので、出力はVccから0Vに変化し、バ
イアスは0となり、スレッショールド電圧VTLは−2Vか
ら0Vになる。従って、入力電圧(この時点では−2V以下
になっている)にノイズが重畳しても、0Vを越えなけれ
ば(2V以上のノイズがなければ)出力変化は起きない。
即ち、このヒステリシスによって対ノイズ性が向上する
ことになる。このヒステリシス電圧の範囲が不感帯にな
っている。 第1図の回路においては、帰還電圧がコンデンサ11の
働きによって変化するので、スレッショールド電圧VTL
もエンジン回転数に比例して変化する。即ち、コンパレ
ータ7のヒステリシス電圧も変化することになり、エン
ジン回転数が低いうちは小さく、エンジンの回転数が高
くなると大きくなる。対ノイズ性がエンジン回転数に比
例することになる。 一方、電磁ピックアップ13の出力信号電圧はエンジン
回転数に比例して変化すると共に、機械振動によるノイ
ズ電圧もエンジン回転数に比例して変化する。従って、
電磁ピックアップ13の出力信号を適当な回路定数に設定
された第1図の回路に入力した場合、エンジン回転数が
高くて電磁ピックアップ13の出力信号電圧及びノイズが
大きい時はコンパレータ7のヒステリシス電圧が大きく
なるので、大きなノイズに対しても誤動作することなく
動作する。また、エンジン回転数が低いときにも、自動
的にヒステリシス電圧が小さくなるので、小さいノイズ
を適正に除去すると同時に、電磁ピックアップ信号を見
逃すこともない。 スレッショールド電圧VTLは、下記(1)式で表わさ
れる。 VTL≒−(R1/R8)・Vcc−{(R1+R3)/R9}・V
d (1) ここでR1,R3,R8,R9はそれぞれ抵抗器1,抵抗器3,抵抗
器8,抵抗器9の抵抗値で、R9>>R1,R12とした(抵抗器
12は抵抗値)。 上記(1)式において、右辺第1項は抵抗器8による
固定スレッショールド成分であり、また右辺第2項は回
転数応答スレッショールド成分である。上記(1)式の
Vdは下記(2)式で表わされる。 Vd≒Vcc・Exp{−t/(C11・R9)} (2) ここでC11はコンデンサ11の容量で、tはおよそ電磁
ピックアップ13の出力信号の周期を見做して良い。 第7図は、第1図に示す回路において、R1=3.9KΩ、
R3=270KΩ、R6=220Ω、R8=100KΩ、R9=330KΩ、R12
=1KΩ、C2=1000pF、C10=0.022μFにした時のエンジ
ンの回転速度(rpm)とスレッショールド電圧(v)と
の特性を表わしたものである。 また、第5図及び第6図の(C)に示されている様
に、コンパレータ7の出力信号の立下り微分信号は、ダ
イオード10によって吸収され、0Vにクランプされている
ので、正帰還の量が0となり、またコンパレータ7の比
較基準電圧(コンパレータ7の−入力電位)がアース
(0V)に接続され、電磁ピックアップ13のa端もアース
(0V)に接続されているので、正確な零クロスを検出で
き、即ち電磁ピックアップ13の信号波形が−電位から+
電位に変化するときの0Vを横切る点(自動車のエンジン
の場合、例えば上死点と一致)を正確に検出できる。ま
た、コンパレータ7の基準電位である一端が、アースに
直接接続されているので基準電位が安定しているという
こと、及び上記のようにエンジン回転数が高くて電磁ピ
ックアップ13の出力信号電圧及びノイズが大きい時はコ
ンパレータ7のヒステリシス電圧が大きくなるので、ノ
イズが誘導しにくいという効果がある。 また、ダイオード10は、コンパレータ7の出力電圧の
コンデンサのコンデンサ11による微分波形の負電圧部分
を除去し、理想的には0Vにクランプする働きを有する。
実際にはダイオード10の順方向電圧分が残留電圧として
現れるが、短時間で放電され0Vになるので通常は問題な
い。 以上、上記実施例によれば、コンパレータ7の出力信
号、即ち電磁ピックアップ13の出力信号の立上りを微分
する抵抗器9とコンデンサ11及びダイオード10を具備す
る微分回路の立上り微分信号をコンパレータ7の入力側
に帰還させると共に、コンパレータ7の出力信号を抵抗
器8を介してコンパレータ7の入力側に帰還させる構成
としたのでエンジン回転数に応じて帰還量が変わり、電
磁ピックアップ13の出力信号のスレッショールド電圧が
エンジンの回転速度が低い場合は小さく、高い場合は大
きくなるので、電磁ピックアップ13の出力信号に重畳す
るエンジン回転速度に比例する機械振動ノイズを除去す
ることができる。更に、上記実施例の波形整形回路は、
微分回路が波形整形出力信号の立下り微分信号をダイオ
ード10で吸収し帰還量を零にし、また波形整形回路の主
要構成部品であるコンパレータ7の基準電位端子と(−
端子)と電磁ピックアップ13のアース側とをそれぞれ共
通のアースに接続するので、正確な零クロス検出がで
き、且つノイズを誘導しにくい構成となる。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、コンパレータで
整形された出力信号を微分し、該微分した立下り微分信
号を吸収し立上り微分信号を出力する微分回路と、該微
分回路からの立上り微分信号をコンパレータの入力信号
端子側に帰還させると共に微分回路と並列に設けられ且
つコンパレータからの出力信号を抵抗器を介してコンパ
レータの入力信号端子に帰還させることによりコンパレ
ータの立下りを検出する際のスレッショールドレベルを
変更する帰還回路とを設け、コンパレータの基準電位端
子と電磁ピックアップのアース側とをそれぞれ共通のア
ースに接続したので、下記のような優れた効果が得られ
る。 電磁ピックアップの出力信号の振幅の大きさに応じて
帰還量が変わるから、本発明の波形整形回路を内燃機関
の燃料噴射制御及び点火時制御を行なう電子制御に用い
るクランク軸回転角度検出回路の波形整形回路に適用す
れば、電磁ピックアップ信号のスレッショールド電圧
が、内燃機関の回転速度が低い場合は小さく、高い場合
は大きくなるから、電磁ピックアップ信号に重畳する内
燃機関の回転速度に比例して大きさの変化する機械振動
ノイズを除去することが可能となる。 また、微分回路が立下り微分回路を吸収するし、帰還
量を零にするから正確な電磁ピックアップ信号の零クロ
スを検出できる。 また、コンパレータ基準電位端子と電磁ピックアップ
のアース端子を共通のアースに接続することにより、ノ
イズが誘導しにくい構成となる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waveform shaping circuit used in a crankshaft rotation angle detecting circuit used in an electronic control unit for controlling fuel injection and ignition timing of an internal combustion engine. is there. [Prior art] Conventionally, technologies in such a field include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open
There is a signal processing circuit described in Japanese Patent Application Laid-open No. -69202. In the signal processing circuit, in a waveform shaping circuit that shapes a waveform of an output signal of an electromagnetic pickup and generates a pulse signal, a waveform shaping pulse having the same phase as the electromagnetic pickup signal Since the voltage is differentiated and the differentiated signal is superimposed on the signal of the electromagnetic pickup, the detection malfunction due to the mechanical vibration noise can be prevented. FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the waveform shaping circuit disclosed in the above document. In FIG. 2, IC 1 is a comparator (open collector type), Tr 1 is a PNP transistor, D 1 and D 2 are diodes for clamping the signal of the electromagnetic pickup 13 to the common mode input voltage range of the comparator IC 1 , and C 1 is A noise canceling capacitor, R 1 is a current limiting resistor for applying a bias to the diode D 1 , a capacitor C 2 and a resistor R 8 differentiate the signal amplified by the transistor Tr 1 and calculate the differentiated waveform voltage. Differentiating circuit for applying to the signal of the electromagnetic pickup 13, R 3 and
R 4 is a resistor for providing a threshold level of the comparator IC 1. FIG. 3 is a waveform diagram showing an operation state of the circuit shown in FIG. 2 when mechanical vibration noise is superimposed on the rotation angle signal of the electromagnetic pickup 13. In the figure, (A) is an input signal from the electromagnetic pickup 13 and (B) is a comparator IC1.
(C) shows each waveform of the voltage of the negative input terminal of the comparator IC1. Differential voltage at time t 1 noise at time t 2 is duplicated electromagnetic pickup signal is pulled down below the threshold level SL of comparator IC 1, malfunction due to noise can be prevented. Normally, the engine speed at which noise is a problem is often 30 to 400 rpm, and the noise level has been found to be about 50 to 200 mVpp in terms of peak value.
It is necessary to the determine the time constant of the output voltage characteristic of the circuit shown in FIG. 2 while considering capacitor C 2 and a resistor R 8. FIG. 4 also shows a circuit for waveform shaping the output signal of the conventional electromagnetic pickup 13, and it is said that this circuit can also prevent malfunction due to noise. [Problems to be Solved by the Invention] However, the magnitude of the output voltage of the electromagnetic pickup 13 normally has a characteristic that is proportional to the engine rotation speed. The output voltage is large during rotation, and naturally the noise voltage due to mechanical vibration also increases when the engine is rotating at high speed.
Therefore, in the circuit having the configuration shown in FIG. 2, the output signal of the electromagnetic pickup 13 is shaped in order to remove mechanical vibration noise, and the shaped pulse signal having the same phase as the obtained signal of the electromagnetic pickup 13 is differentiated. Although applied to the signal of the electromagnetic pickup 13 is positively fed back signal, since the feedback amount is constant (the circuit shown in FIG. 2 and the feedback amount resistor R 2 resistor R 8
It is difficult for the engine to remove mechanical vibration noise from low speed rotation to high speed rotation. For example, if the feedback amount is determined to remove mechanical vibration noise at low speed rotation, the feedback amount is small and mechanical vibration noise at high speed rotation with large amplitude cannot be removed. Further, if the feedback amount is determined to remove mechanical vibration noise at high speed rotation, the feedback amount becomes large, and the signal of the electromagnetic pickup 13 at low speed rotation with a small signal level cannot be detected. Further, in the circuit having the above-described configuration, as shown in FIG.
Diode D 1 is required to clamp the signal of the electromagnetic pickup 13 to the common mode input voltage range of the comparator IC 1, the signal of the electromagnetic pickup 13 will float from the ground GND level, on the various electrical loads in motor vehicles There is a drawback that noise generated when turning off is easily induced. Further, in the circuit configuration shown in FIG. 4, there is no problem of noise induced as described above so one side of the electromagnetic pickup 13 is in the ground GND, a zero cross signal of the electromagnetic pickup 13 of the transistor Tr 2 base because the emitter is detected by utilizing the闘値, it requires a diode D 3 for correcting the level shift by the闘値the base of the transistor Tr 2, the transistor Tr 2 base-emitter闘値and diode It has a drawback that can not be detected accurately zero crossing by the deviation of the variation and temperature characteristics of the forward voltage of the D 3. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and it is possible to eliminate the above-described problems and eliminate mechanical vibration noise that is proportional to the engine speed superimposed on an electromagnetic pickup signal, and accurately eliminate the zero of the electromagnetic pickup signal. An object of the present invention is to provide a waveform shaping circuit which can detect a cross and hardly induce noise. Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention comprises an electromagnetic pickup for detecting the rotation angle of an internal combustion engine, a comparator having an input signal terminal and a reference potential terminal, and A waveform shaping circuit that receives the output signal of the electromagnetic pickup at a terminal and shapes the waveform with the comparator, differentiates the output signal shaped by the comparator, absorbs the differentiated falling differential signal, and outputs a rising differential signal. A differentiating circuit, and a rising differential signal from the differentiating circuit is fed back to the input signal terminal side of the comparator, and is provided in parallel with the differentiating circuit, and an output signal from the comparator is fed back to an input signal terminal of the comparator via a resistor. And a feedback circuit that changes the threshold level when detecting the falling of the comparator. The waveform shaping circuit was configured by connecting the reference potential terminal of the comparator and the ground side of the electromagnetic pickup to a common ground. [Operation] By configuring the waveform shaping circuit as described above, the amount of feedback changes according to the magnitude of the amplitude of the electromagnetic pickup signal. That is, the threshold voltage of the electromagnetic pickup signal is small when the engine is rotating at a low speed and becomes large when the engine is rotating at a high speed. Therefore, the feedback amount is small when the rotating speed of the engine is low, and is large when the engine is rotating at high speed. For this reason, it is possible to remove a mechanism vibration noise having a magnitude that changes in proportion to the rotation speed of the engine superimposed on the electromagnetic pickup signal. Also, since the differentiating circuit absorbs the falling differential signal of the shaped waveform output signal and makes the feedback amount zero, the zero cross point of the accurate electromagnetic pickup signal, that is, the signal waveform of the electromagnetic pickup 13 changes from-potential to + potential. (In the case of a car engine, for example, coincides with the top dead center), and the comparator reference potential terminal and the ground terminal of the electromagnetic pickup are connected to a common ground, so noise is induced. It becomes a difficult configuration. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a waveform shaping circuit according to the present invention. In the figure, a terminal a of the electromagnetic pickup 13 is connected to the ground, a terminal b is connected to the resistor 1, and further connected to the + input terminal of the comparator 7 through the resistors 3 and 6. The negative input terminal of the comparator 7 is connected to the ground, and its output is connected to the power supply + Vcc through the resistor 12.
And to the output terminal c. The output terminal c of the comparator 7 is connected to one end of the resistor 8 and one end of the capacitor 11. The other end of the resistor 8 is connected to the resistor 1
The other end of the capacitor 11 is connected through a resistor 9 to the connection point between the resistor 3 and the resistor 6, and the connection point between the capacitor 11 and the resistor 9 is connected to the anode side. The cathode of the diode 10 connected to the ground is connected. One end of the connection point between the resistor 1 and the resistor 3 is connected to the ground, and the capacitor 2 is connected to the ground.
Further, an anode of the diode 4 and a cathode of the diode 5 are connected to a connection point of the resistor 3 and the resistor 6, and a cathode of the diode 4 and an anode of the diode 5 are connected to the ground. In the circuit shown in FIG. 1, reference numeral 2 denotes a capacitor for removing noise, and diodes 4 and 5 and a resistor 6 are diodes and resistors for protecting the comparator 7 from overvoltage and overcurrent inputs. The resistor 12 is a pull-up resistor of the comparator 7 of the oven collector output type. The capacitor 11 and the resistor 9 are differentiating circuits for differentiating the output pulse of the comparator 7, and 10 is a diode for allowing the differentiating circuit to perform only the rising differentiation and absorb the falling differentiation signal. The resistor 1, the resistor 3, the resistor 8, and the resistor 9 are resistors for determining a feedback amount for positively feeding back the voltage of the output signal of the comparator 7 or the differential voltage of the output signal. 5 and 6 are waveform diagrams showing the operation of the circuit shown in FIG. 1. FIG. 5 is a waveform diagram in which a part of the circuit when the engine is running at a low speed is omitted, and FIG. FIG. 9 is a waveform diagram in the case. FIGS. 5A and 6A show the output signal waveforms of the electromagnetic pickup 13. When the engine shown in FIG. 6A rotates at a high speed, it is compared with the case when the engine rotates at a low speed shown in FIG. 5A. As a result, the output signal voltage value of the electromagnetic pickup 13 is large, and mechanical vibration noise is also large. An output signal waveform diagram of FIG. 5 and FIG. 6 (B) in the comparator 7, the output signal of the electromagnetic pickup 13 in FIG. (A) drops below V TL, the output voltage of the comparator 7 becomes 0V When the output signal of the electromagnetic pickup 13 rises to 0 V or more, the output voltage of the comparator 7 becomes Vcc. FIGS. 5 and 6 (C) show differential waveforms at the connection point of the capacitor 11 and the resistor 9. The falling differential signal of the output signal of the comparator 7 in FIG. 5 (B) is absorbed by the diode 10 and almost appears. Instead, only the rising differential signal of the output signal of the comparator 7 appears. The time constant of this rising differential signal is
Almost determined by 11 and resistor 9. The cycle of the output signal of the electromagnetic pickup 13 is inversely proportional to the engine speed, that is, the cycle is long (large) when the engine speed is low (small), and short (small) when the engine speed is high (large). ) (Ie, the frequency is directly proportional to the engine speed). Therefore, the discharge voltage Vd of the rising differential signal of the output signal of the comparator 7 increases as the engine speed increases and decreases as the engine speed decreases. That is, the feedback amount of positive feedback by the differential signal of the output signal of the comparator 7 increases as the engine speed increases. Accordingly, as shown in (A) of FIG. 5 and FIG. 6, the threshold voltage V TL at which the output signal of the electromagnetic pickup 13 is lowered is larger at high engine speed, low engine speed Time gets smaller. For this reason, it is possible to remove mechanical vibration noise proportional to the engine rotation speed. This will be described in more detail below. The comparator 7 has hysteresis in the threshold voltage and has two threshold voltages in order to prevent malfunction due to noise. The lower threshold voltage is V TL and the higher threshold voltage is zero cross (0
V). The difference between these two threshold voltages is called the hysteresis voltage. Considering the case where the input changes from a positive potential to a negative potential, at this time, the output voltage of the comparator 7 is Vcc, and the + input terminal of the comparator 7 is a feedback voltage from the output (for example, +2 V, hereinafter, this numerical value is an example). )
Is biased. The reference voltage of the comparator 7 is the ground potential (0 V) of the negative input terminal. When the input voltage gradually decreases and reaches the threshold voltage V TL (−2 V), the potential of the + input terminal voltage of the comparator 7 cancels the bias to become 0 V, so that the output changes from Vcc to 0 V, and the bias becomes 0 V. next, the threshold voltage V TL is made to 0V from -2V. Therefore, even if noise is superimposed on the input voltage (at this point, it is lower than −2 V), no output change occurs unless the input voltage exceeds 0 V (no noise of 2 V or more).
That is, the hysteresis improves noise immunity. The range of the hysteresis voltage is a dead zone. In the circuit of FIG. 1, since the feedback voltage changes by the action of the capacitor 11, the threshold voltage V TL
Also changes in proportion to the engine speed. That is, the hysteresis voltage of the comparator 7 also changes, and becomes smaller when the engine speed is low, and becomes larger when the engine speed is high. The noise resistance is proportional to the engine speed. On the other hand, the output signal voltage of the electromagnetic pickup 13 changes in proportion to the engine speed, and the noise voltage due to mechanical vibration also changes in proportion to the engine speed. Therefore,
When the output signal of the electromagnetic pickup 13 is input to the circuit of FIG. 1 set to an appropriate circuit constant, when the engine speed is high and the output signal voltage and noise of the electromagnetic pickup 13 are large, the hysteresis voltage of the comparator 7 is reduced. Since it becomes large, it operates without malfunction even with large noise. Also, even when the engine speed is low, the hysteresis voltage is automatically reduced, so that small noises can be properly removed and the electromagnetic pickup signal is not missed. The threshold voltage VTL is represented by the following equation (1). V TL ≒ − (R 1 / R 8 ) · V cc − {(R1 + R3) / R9} · V
d (1) Here, R 1 , R 3 , R 8 , and R 9 are the resistance values of the resistor 1, the resistor 3, the resistor 8, and the resistor 9, respectively, and R 9 >> R 1 , R 12 (Resistor
12 is the resistance value). In the above equation (1), the first term on the right side is a fixed threshold component by the resistor 8, and the second term on the right side is a threshold component of the rotation speed response. In the above equation (1)
V d is represented by the following equation (2). V d ≒ V cc · Exp {-t / (C 11 · R 9 )} (2) Here, C 11 is the capacitance of the capacitor 11, and t may be about the period of the output signal of the electromagnetic pickup 13. . FIG. 7 shows that in the circuit shown in FIG. 1 , R 1 = 3.9 KΩ,
R 3 = 270KΩ, R 6 = 220Ω, R 8 = 100KΩ, R 9 = 330KΩ, R 12
This graph shows the characteristics of the engine rotation speed (rpm) and the threshold voltage (v) when = 1 KΩ, C 2 = 1000 pF, and C 10 = 0.022 μF. Further, as shown in FIG. 5C and FIG. 6C, the falling differential signal of the output signal of the comparator 7 is absorbed by the diode 10 and clamped at 0 V, so that the positive feedback Since the amount becomes 0, the comparison reference voltage of the comparator 7 (-input potential of the comparator 7) is connected to the ground (0V), and the end a of the electromagnetic pickup 13 is also connected to the ground (0V). The cross can be detected, that is, the signal waveform of the electromagnetic pickup 13 changes from − potential to +
A point that crosses 0 V when changing to a potential (in the case of an automobile engine, for example, coincides with top dead center) can be accurately detected. In addition, since one end of the comparator 7 which is the reference potential is directly connected to the ground, the reference potential is stable, and the output signal voltage and noise of the electromagnetic pickup 13 are high due to the high engine speed as described above. Is large, the hysteresis voltage of the comparator 7 becomes large, so that there is an effect that noise is hardly induced. Further, the diode 10 has a function of removing a negative voltage portion of a differential waveform of the output voltage of the comparator 7 due to the capacitor 11 of the capacitor, and ideally clamping the output voltage to 0V.
Actually, the forward voltage component of the diode 10 appears as a residual voltage, but is discharged in a short time to 0 V, so that there is usually no problem. As described above, according to the above embodiment, the output signal of the comparator 7, that is, the rising differential signal of the differentiating circuit including the resistor 9, the capacitor 11, and the diode 10 for differentiating the rising of the output signal of the electromagnetic pickup 13 is input to the comparator 7. And the output signal of the comparator 7 is fed back to the input side of the comparator 7 via the resistor 8, so that the feedback amount changes according to the engine speed, and the threshold of the output signal of the electromagnetic pickup 13 is changed. Since the drive voltage is low when the engine speed is low and high when the engine speed is high, it is possible to remove mechanical vibration noise superimposed on the output signal of the electromagnetic pickup 13 and proportional to the engine speed. Further, the waveform shaping circuit of the above embodiment is
The differentiating circuit absorbs the falling differential signal of the waveform shaping output signal by the diode 10 to reduce the amount of feedback to zero, and the reference potential terminal of the comparator 7 which is a main component of the waveform shaping circuit is connected to (−
Since the terminal and the ground side of the electromagnetic pickup 13 are connected to a common ground, accurate zero-cross detection can be performed and noise is hardly induced. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a differentiation circuit that differentiates an output signal shaped by a comparator, absorbs the differentiated falling differential signal, and outputs a rising differential signal, and the differentiation circuit Is fed back to the input signal terminal side of the comparator, and is provided in parallel with the differentiating circuit, and the output signal from the comparator is fed back to the input signal terminal of the comparator via a resistor, so that the falling of the comparator is obtained. Since a feedback circuit for changing a threshold level at the time of detection is provided, and the reference potential terminal of the comparator and the ground side of the electromagnetic pickup are connected to a common ground, the following excellent effects can be obtained. Since the feedback amount changes according to the amplitude of the output signal of the electromagnetic pickup, the waveform of the crankshaft rotation angle detection circuit that uses the waveform shaping circuit of the present invention for electronic control for controlling fuel injection and ignition of the internal combustion engine If applied to the shaping circuit, the threshold voltage of the electromagnetic pickup signal is small when the rotation speed of the internal combustion engine is low, and becomes large when the rotation speed is high, so that the threshold voltage is proportional to the rotation speed of the internal combustion engine superimposed on the electromagnetic pickup signal. It is possible to remove mechanical vibration noise of which magnitude changes. Further, since the differentiating circuit absorbs the falling differentiating circuit and makes the feedback amount zero, it is possible to accurately detect the zero cross of the electromagnetic pickup signal. In addition, by connecting the comparator reference potential terminal and the ground terminal of the electromagnetic pickup to a common ground, noise is less likely to be induced.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係る波形整形回路構成を示す回路図、
第2図は従来の波形整形回路の例を示す回路図、第3図
は第2図に示す回路の動作状態を示す波形図、第4図は
従来の波形整形回路の例を示す回路図、第5図及び第6
図は第1図に示す回路の動作を示す波形図、第7図は第
1図に示す回路におけるエンジンの回転速度(rpm)と
スレッショールド電圧(Vd)との特性を示す図である。
図中、1,3,6,8,9,12……抵抗器、2,11……コンデンサ、
4,5,10……ダイオード、7……コンパレータ、13……電
磁ピックアップ。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram showing a waveform shaping circuit configuration according to the present invention;
2 is a circuit diagram showing an example of a conventional waveform shaping circuit, FIG. 3 is a waveform diagram showing an operation state of the circuit shown in FIG. 2, FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a conventional waveform shaping circuit, FIG. 5 and FIG.
FIG. 7 is a waveform diagram showing the operation of the circuit shown in FIG. 1, and FIG. 7 is a diagram showing characteristics of the rotation speed (rpm) of the engine and the threshold voltage (Vd) in the circuit shown in FIG.
In the figure, 1,3,6,8,9,12 …… resistor, 2,11 …… capacitor,
4, 5, 10: Diode, 7: Comparator, 13: Electromagnetic pickup.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.内燃機関の回転角を検出する電磁ピックアップと、
入力信号端子及び基準電位端子を有するコンパレータを
具備し、該入力信号端子で前記電磁ピックアップの出力
信号を受け、該コンパレータで波形整形する波形整形回
路において、 前記コンパレータで整形された出力信号を微分し、該微
分した立下り微分信号を吸収し立上り微分信号を出力す
る微分回路と、 該微分回路からの立上り微分信号を前記コンパレータの
入力信号端子側に帰還させると共に前記微分回路と並列
に設けられ且つ前記コンパレータからの出力信号を抵抗
器を介して前記コンパレータの入力信号端子に帰還させ
ることにより、前記コンパレータの立下りを検出する際
のスレッショールドレベルを変更する帰還回路とを設
け、 前記コンパレータの基準電位端子と前記電磁ピックアッ
プのアース側とをそれぞれ共通のアースに接続したこと
を特徴とする波形整形回路。
(57) [Claims] An electromagnetic pickup for detecting a rotation angle of the internal combustion engine,
A waveform shaping circuit that includes a comparator having an input signal terminal and a reference potential terminal, receives an output signal of the electromagnetic pickup at the input signal terminal, and shapes the waveform by the comparator; differentiating the output signal shaped by the comparator A differentiating circuit for absorbing the differentiated falling differential signal and outputting a rising differential signal, and a rising differential signal from the differentiating circuit being fed back to the input signal terminal side of the comparator, and being provided in parallel with the differentiating circuit; A feedback circuit that changes a threshold level when detecting a fall of the comparator by feeding back an output signal from the comparator to an input signal terminal of the comparator via a resistor; and Connect the reference potential terminal and the ground side of the electromagnetic pickup to a common ground Waveform shaping circuit, characterized in that connected.
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