JP3035810B2 - クランク角信号処理装置 - Google Patents

クランク角信号処理装置

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JP3035810B2 JP7115499A JP11549995A JP3035810B2 JP 3035810 B2 JP3035810 B2 JP 3035810B2 JP 7115499 A JP7115499 A JP 7115499A JP 11549995 A JP11549995 A JP 11549995A JP 3035810 B2 JP3035810 B2 JP 3035810B2
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のクランク角
センサからの信号を処理する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子制御式内燃機関においては、所定の
クランク角毎にパルスを発生する信号を出力するクラン
ク角センサを設け、該クランク角センサからの信号を処
理することにより機関回転速度を検出すると共に、点火
時期，燃料噴射時期等を電子制御することが行われてい
る。
【０００３】前記クランク角センサと、該クランク角セ
ンサからの信号を処理する処理回路(コントロールユニ
ット) とは、信号導線 (ハーネス) を介して接続され
る。例えば図３に示すような従来のクランク角信号処理
装置の回路構成では、クランク角センサの出力側回路の
エミッタを接地したトランジスタ１のコレクタが出力端
子Ｏｃｓに接続され、該出力端子とコントロールユニッ
ト２の入力端子Ｉｃｕとがハーネス３を介して接続され
ており、該入力端子Ｉｃｕは抵抗４を介してコントロー
ルユニット２内部の定電圧電源ＶＣＣ (５Ｖ) に接続さ
れ、該入力端子Ｉｃｕの電位が演算処理を行うＣＰＵ５
に入力されている。
【０００４】そして、例えばクランク軸やカム軸等に連
結された回転体の外周部に所定クランク角毎［例えば単
位角信号が１°毎、基準角信号が気筒間の行程位相差相
当のクランク角毎 (４気筒機関では１８０°毎) ］に形
成した突起が、機関の回転によりその外側に近接して設
けたピックアップを通過する毎に、ローレベルのパルス
が前記トランジスタ１のベースに入力され、該トランジ
スタ１がＯＦＦとされることによって、前記定電圧電源
ＶＣＣの電圧にプルアップされたハイレベルのパルスと
なってＣＰＵ５に入力され、演算処理される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のク
ランク角信号の処理装置には、以下の３つの基本的な要
求がある。 (1) 耐ノイズ性 クランク角センサから出力される信号のパルスの非発生
時には、できるだけローインピーダンスとなってノイズ
が重畳しにくくなっていること。
【０００６】(2）耐瞬断性 信号導線のコネクタ等の瞬断があっても、処理回路が誤
動作しにくいこと。 (3) 端子電流の確保 信号導線接続端子を通電して、接触不良の原因となる端
子電極被膜を電流で除去できるようにすること。
【０００７】しかしながら、前記従来のクランク角信号
処理装置では、クランク角信号が、パルスの非発生時に
は前記トランジスタ１がＯＮとなり、ローレベルとなっ
て前記耐ノイズ性は満たされ、また、このときコントロ
ールユニット２側からクランク角センサ１側に入力端子
Ｏｃｕ及び出力端子Ｉｃｓを介して電流が流れるため、
端子電流も確保されるもののハーネス等の瞬断時には入
力端子Ｉは定電圧電源ＶＣＣの電圧にプルアップされて
ハイレベルとなり、クランク角信号のパルス発生と誤認
識して誤った処理がされてしまう可能性があり、耐瞬断
性が満たされない。
【０００８】また、図４のように、前記コントロールユ
ニット２側の定電圧電源ＶＣＣとクランク角センサ側の
トランジスタ１のコレクタとの間に接続される抵抗をク
ランク角センサ側に設け、コントロールユニット２側の
出力端子Ｏｃｕとクランク角センサ側の入力端子Ｉｃｓ
との間をハーネス６を介して接続する構成とすることも
できる。
【０００９】このものでは、前記回路同様クランク角信
号のパルス非発生時にローレベルとなって耐ノイズ性が
満たされると共に、ハーネス瞬断時には抵抗４をクラン
ク角センサ側に設けたことにより、定電圧電源ＶＣＣの
電圧にプルアップされることなく、ローレベルに落とさ
れるので、パルス発生と誤認識されることがなく、耐瞬
断性も満たされる。
【００１０】しかし、クランク角センサ側の出力端子Ｏ
ｃｓ、コントロールユニット側の入力端子Ｉｃｕ間に
は、通電されることがないため、端子電極被膜の発生を
防止できず、接触不良を抑制できない。また、図５に示
すように、図３と同様の構成においてクランク角センサ
のセンサ部で発生するパルスをハイレベルとしてトラン
ジスタ１のベースに導き、コレクタからのパルスをロー
レベルとして出力する構成とした場合には、ハーネス瞬
断時に入力信号がハイレベルとなってパルス非発生時の
レベルと一致するため耐瞬断性は満たされ、パルス発生
時にトランジスタが通電されて端子間が通電されるため
端子電流も確保されるが、パルス非発生中の入力信号が
ハイレベルとなるため、ノイズによる影響を受けやす
く、耐ノイズ性を満たすことができない。
【００１１】このように、従来のクランク角信号処理装
置では、前記３つの条件を同時に成立させることができ
なかった。本発明は、このような従来の問題点に鑑みな
されたもので、クランク角信号処理装置に要求される基
本的な要件を全て満たすことができるクランク角信号処
理装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、内燃機関の回転により所定クランク角毎にパ
ルスを発生するクランク角信号を出力するクランク角セ
ンサと、該クランク角センサからのクランク角信号を信
号導線を介して処理する処理回路と、を備えて構成され
るクランク角信号処理装置において、前記クランク角セ
ンサの出力側回路を、電源に直列接続されたスイッチン
グ素子を備え、該スイッチング素子のＯＮ，ＯＦＦに応
じて前記パルスを発生するクランク角信号を出力させ、
かつ、該クランク角信号のレベルが、前記パルス発生時
にハイレベル、パルス非発生時にローレベルとなるよう
に構成すると共に、前記クランク角信号を入力して処理
する処理回路の入力側回路を、前記パルス発生時に通電
されて前記電源電圧を所定電圧まで引き下げて演算処理
部に導く減圧回路を含んで構成したことを特徴とする。
【００１３】また、請求項２に係る発明は、前記減圧回
路が、ツェナーダイオードを含んで構成されることを特
徴とする。また、請求項３に係る発明は、前記減圧回路
は、前記クランク角センサの出力側回路の抵抗と直列に
接続され、かつ、前記ツェナーダイオードと並列に接続
される抵抗を含んで構成されることを特徴とする。
【００１４】
【作用】請求項１に係る発明によれば、クランク角セン
サのセンサ部から所定クランク角毎に発生するパルスに
応じてスイッチング素子がＯＮ，ＯＦＦされ、それに応
じて抵抗とスイッチング素子の接続点からパルスが発生
し、該信号がクランク角信号として取り出される。
【００１５】前記クランク角信号は、パルス発生時にハ
イレベル，非発生時にローレベルとなるように構成され
ている。したがって、パルスの非発生時にローレベルで
あるため、ノイズの影響を受けにくく、耐ノイズ性が満
たされる。また、信号導線の瞬断時には、処理回路が電
源と切り離されるため、ローレベルとなり、パルス発生
時のハイレベルとレベルが不一致となるため、パルス発
生と誤認識することが防止される。
【００１６】また、クランク角信号のパルス発生時に、
前記減圧回路が通電されて電源電圧を引き下げて演算処
理部に導く際に、クランク角センサ側から信号導線を介
して処理回路側の減圧回路へと通電されるため、信号導
線の接続端子に電流が流され、該端子の酸化被膜の発生
が抑制され、該酸化被膜による接触不良が抑制される。
【００１７】また、請求項２に係る発明によれば、スイ
ッチング素子がＯＮされるときに、クランク角信号がロ
ーレベルとなり、スイッチング素子がＯＦＦされるとき
に、クランク角信号がハイレベルのパルスを発生する。
また、請求項３に係る発明によれば、クランク角信号の
パルス発生時に電源電圧がツェナーダイオードによって
定まる所定の定電圧に、引き下げられてから演算処理部
に入力され、演算処理される。
【００１８】また、請求項４に係る発明によれば、ツェ
ナーダイオードと並列接続された抵抗によって電源電圧
が分圧されるので、ツェナーダイオードが故障したよう
な場合でも、演算処理部に高圧の電源電圧が印加される
ことを防止できる。
【００１９】
【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は、本発明の一実施例に係るクランク角信号処
理装置の回路図である。図において、クランク角センサ
の図示しないセンサ部は、例えばクランク軸又はカム軸
等に連結された回転体の外周部に所定クランク角毎に形
成した突起が、機関の回転によりその外側に近接して設
けたピックアップを通過する毎に、パルスを発生するよ
うな構成となっている。この他、回転体の周縁部に所定
クランク角毎に窓を開口し、該窓形成部を挟んで回転体
の両側に送光素子と受光素子とを設けて、窓を通過する
毎に送光素子から送光した光を受光素子で受光してパル
スを発生するような構成のものであってもよい。
【００２０】一方、前記センサ部に接続されるクランク
角センサの出力側回路は、図示のように、電源 (バッテ
リ) ＶB (電圧≒１２Ｖ) に抵抗１１と、スイッチング
素子としてのトランジスタ１２とを直列に介して接地さ
れており、抵抗１１とトランジスタ１２との接続点から
クランク信号を取り出すように、出力端子Ｏｃｓが設け
られている。
【００２１】そして、前記センサ部からのパルスを直接
若しくは反転処理等を行ってローレベルのパルスが前記
トランジスタ１のベースに入力されるようになってい
る。一方、処理回路としてのコントロールユニット１３
の入力側回路は、前記クランク角センサの出力端子Ｏｃ
ｓに信号導線としてのハーネス１４を介して接続される
入力端子Ｉｃｕが設けられ、該入力端子Ｉｃｕに前記電
源ＶB の電圧を所定電圧 (５Ｖ) に減圧する減圧回路と
してのツェナーダイオード１５のカソードを接続し、該
ツェナーダイオード１５のアノードを接地すると共に、
該ツェナーダイオード１５と並列に抵抗１６を接続し、
該入力端子Ｉｃｕの電位を演算処理部としてのＣＰＵ１
７に導く構成とする。尚、前記抵抗１６は、該抵抗１６
とクランク角センサ側の抵抗１１とで電源ＶB 電圧 (１
２Ｖ) を分圧して得られる接続点の電圧が、ツェナーダ
イオード１５で規定される電圧 (５Ｖ) より、少し高め
の電圧となるような抵抗値のものを選択する。
【００２２】次に、上記のように構成した実施例装置の
作用を説明する。前記したようにセンサ部から所定クラ
ンク角毎に発生したパルスがローレベル状態でトランジ
スタ１２のベースに入力されると、該トランジスタ１２
がＯＦＦとなる。このとき、電源ＶB の電圧 (１２Ｖ)
がクランク角センサ側の抵抗１１を介してコントロール
ユニット１３の出力側回路のツェナーダイオード１５に
印加され、該ツェナーダイオード１５は、カソード側つ
まり入力信号の電圧を所定電圧 (５Ｖ) に減圧するよう
に通電動作する。
【００２３】したがって、ＣＰＵ１７には、所定電圧
(５Ｖ) に制限されたハイレベルの信号が入力され、該
信号を演算処理することにより、機関回転速度の検出
や、点火時期，燃料噴射時期等が検出される。そして、
上記の回路構成とすることにより、前記クランク角信号
処理装置に要求される基本的な３つの条件が全て満たさ
れる。
【００２４】即ち、クランク角信号の所定クランク角毎
に発生するパルスがハイレベル、該パルスの非発生時が
ローレベルとなるように構成されているので、パルス非
発生時にノイズの影響を受けにくく、ノイズをパルス発
生と誤認識することがなく、耐ノイズ性が満たされる。
また、ハーネス１４のコネクタ部等での瞬断発生時も、
コントロールユニット側の入力端子Ｉｃｕの電位はロー
レベルとなって、パルス発生時のハイレベルとは、レベ
ルが不一致であるから、やはり、パルス発生と誤認識す
ることがなく、耐瞬断性も満たされる。
【００２５】また、クランク角信号のパルス発生時に電
源ＶB からハーネス１４を介してツェナーダイオード１
５が通電されるときに、ハーネス１４両端の接続端子と
クランク角センサの出力端子Ｏｃｓ及びコントロールユ
ニット１３の入力端子Ｉｃｕに電流が流れるため、各端
子の酸化被膜を電流で除去することができ、酸化被膜に
よる接触不良を防止できる。
【００２６】このように、耐ノイズ性，耐瞬断性が満た
され、かつ、端子電流による接触不良防止機能が満たさ
れることにより、ＣＰＵ１７における処理精度つまり機
関回転速度や点火時期，燃料噴射時期等の検出精度を良
好に維持することができる。また、本実施例では、前記
ツェナーダイオード１５と並列に抵抗１６を接続したこ
とにより、ツェナーダイオード１５が断線故障したよう
な場合でも、抵抗11と抵抗１６とで分圧されたツェナー
ダイオード１５の規定電圧より少し高い程度の電圧が印
加されることとなり、電源ＶB の電圧 (１２Ｖ) がＣＰ
Ｕ１７にそのまま印加されるようなことを防止できる。
【００２７】尚、本実施例では、前記電源ＶB をバッテ
リとしたが、バッテリの出力電圧をコントロールユニッ
ト内でサージ処理した電圧をハーネスを介してクランク
角センサ側の抵抗と接続するような構成としてもよい。
図２は、本発明の第２の実施例を示す。このものでは、
クランク角センサの出力側回路において、電源ＶB に抵
抗１１を介して直列接続したトランジスタ１２のエミッ
タを第１実施例のように接地することなく、出力端子Ｏ
ｃｓと接続した構成とする。コントロールユニット１３
の入力側回路の構成は同様である。
【００２８】この場合、センサ部から所定クランク角毎
に発生するパルスをハイレベルとしてトランジスタ１２
のベースに入力する構成とする。したがって、本実施例
では、前記センサ部で発生するパルスに対応してトラン
ジスタ１２が通電して出力端子Ｏｃｓから取り出される
クランク角信号のパルスがハイレベルとなる。
【００２９】本実施例でも、クランク角信号のパルス非
発生時がローレベルであるため、耐ノイズ性が満たさ
れ、ハーネス１４の瞬断時も入力信号がローレベルとな
るため、耐瞬断性も満たされ、また、ツェナーダイオー
ド１５の通電時に端子電流が流れるため、酸化被膜除去
による接触不良防止機能も確保される。尚、本実施例に
おける抵抗１１とトランジスタ１２の取付位置を反対に
してもよく、更には抵抗１１をコントロールユニットの
入力端子Ｉｃｕとツェナーダイオード１５との間に接続
し、該接続点の電位をＣＰＵ１７に入力する構成として
も、同等である。
【００３０】
【発明の効果】以上説明してきたように請求項１に係る
発明によれば、クランク角信号が、パルスの非発生時に
ローレベルとなるように構成されているので、ノイズの
影響を受けにくく、耐ノイズ性が満たされる。また、信
号導線の瞬断時には、処理回路への入力信号がローレベ
ルとなり、パルス発生時のハイレベルとレベルが不一致
となるため、パルス発生と誤認識することが防止され
る。
【００３１】また、クランク角信号のパルス発生時に、
クランク角センサ側から信号導線を介して処理回路側の
減圧回路へと通電されるため、信号導線の接続端子に電
流が流され、該端子の酸化被膜の発生が抑制され、該酸
化被膜による接触不良が抑制される。また、請求項２に
係る発明によれば、スイッチング素子がＯＮされるとき
に、クランク角信号がローレベルとなり、スイッチング
素子がＯＦＦされるときに、クランク角信号がハイレベ
ルのパルスを発生する。
【００３２】また、請求項３に係る発明によれば、クラ
ンク角信号のパルス発生時に電源電圧がツェナーダイオ
ードによって定まる所定の定電圧に、引き下げられてか
ら演算処理部に入力され、演算処理される。また、請求
項４に係る発明によれば、ツェナーダイオードと並列接
続された抵抗によって電源電圧が分圧されるので、ツェ
ナーダイオードが故障したような場合でも、演算処理部
に高圧の電源電圧が印加されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す回路図。
【図２】本発明の第２の実施例の構成を示す回路図。
【図３】第１の従来例の回路図。
【図４】第２の従来例の回路図。
【図５】第３の従来例の回路図。
【符号の説明】
１１ 抵抗 １２ トランジスタ １３ コントロールユニット １４ ハーネス １５ ツェナーダイオード １６ 抵抗 １７ ＣＰＵ ＶB 電源 ＶＣＣ 定電圧電源 Ｉｃｕ 入力端子 Ｏｃｓ 出力端子

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関の回転により所定クランク角毎に
    パルスを発生するクランク角信号を出力するクランク角
    センサと、該クランク角センサからのクランク角信号を
    信号導線を介して処理する処理回路と、を備えて構成さ
    れるクランク角信号処理装置において、 前記クランク角センサの出力側回路を、電源に直列接続
    されたスイッチング素子を備え、該スイッチング素子の
    ＯＮ，ＯＦＦに応じて前記パルスを発生するクランク角
    信号を出力させ、かつ、該クランク角信号のレベルが、
    前記パルス発生時にハイレベル、パルス非発生時にロー
    レベルとなるように構成すると共に、 前記クランク角信号を入力して処理する処理回路の入力
    側回路を、前記パルス発生時に通電されて前記電源電圧
    を所定電圧まで引き下げて演算処理部に導く減圧回路を
    含んで構成したことを特徴とするクランク角信号処理装
    置。
  2. 【請求項２】前記スイッチング素子は、前記電源電圧に
    抵抗を介して接続され、該スイッチング素子と抵抗との
    接続点から、クランク角信号を取り出す構成としたこと
    を特徴とする請求項１に記載のクランク角信号処理装
    置。
  3. 【請求項３】前記減圧回路は、一端が演算処理部に接続
    され、他端が接地されて端子間電圧を所定電圧に制御す
    るツェナーダイオードによって構成されることを特徴と
    する請求項１又は請求項２に記載のクランク角信号処理
    装置。
  4. 【請求項４】前記ツェナーダイオードと並列に接続され
    る抵抗を含んで構成されることを特徴とする請求項３に
    記載のクランク角信号処理装置。
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