JPH04223272A - 電磁ピックアップセンサの信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機関回転速度、車速等
を検出するために使用される電磁ピックアップセンサの
信号処理回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば内燃機関の機関回転速度を検出す
る電磁ピックアップセンサの従来例として、第３図に示
すようなものがある。すなわち、機関のクランクシャフ
トの回転に同期して回転するディスクプレ−ト１の周壁
には突起２が一定間隔で突出形成されている。また、セ
ンサ本体にはピックアップコイル３が前記ディスクプレ
−ト１外周壁に対向して設けられ、ピックアップコイル
３は磁気を帯びた鉄心（図示せず）に巻回されている。

【０００３】そして、ディスクプレ−ト１の回転に伴っ
て突起２がピックアップコイル３近傍を通過すると、ピ
ックアップコイル３の周囲に形成される磁界が断続され
てピックアップコイル３に図５の実線示の如く出力電圧
が発生する。この出力電圧は磁束変化に比例するので、
機関回転速度が増大するに従って図６の実線示の如く出
力電圧の振幅が増大すると共に出力電圧の周期が短くな
る。

【０００４】また、前記ピックアップコイル３からの出
力電圧を波形整形する波形整形回路が図４に示すように
設けられている。この回路には前記ピックアップコイル
３からの出力電圧を分圧して図５の鎖線示の如く低下さ
せる分圧回路４が設けられ、分圧回路４に分圧された電
圧がピ−クホ−ルド回路５に印加されている。ピ−クホ
−ルド回路５は、分圧された電圧のピ−ク値を第１基準
電圧ＶＲＥＦ１としてスライスレベル切換回路６に出力
し、スライスレベル切換回路６は前記第１基準電圧ＶＲ
ＥＦ１と一定の第２基準電圧ＶＲＥＦ２とのいずれかを
切換てコンパレ−タ７の一端子に出力する。また、コン
パレ−タ７の他端子には前記ピックアップコイル３の出
力電圧が印加されている。ここで前記第１基準電圧ＶＲ
ＥＦ１は、図６の破線示すの如く、機関回転速度が増加
するに従って増大する。

【０００５】そして図７に示すようにピックアップコイ
ル３の出力電圧が前記第１基準電圧ＶＲＥＦ１を超える
とコンパレ−タ７の出力がロ−になり、さらに前記出力
電圧が第２基準電圧ＶＲＥＦ２まで低下するとコンパレ
−タ７の出力がハイになる。そしてマイクロコンピュー
タは、コンパレ−タ７からの出力信号に基づいて、機関
回転速度を算出する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、機関一回転
当たりのパルス数を多くするために前記ディスクプレ−
ト１の突起２を多くすると、相互干渉してピックアップ
コイル３の出力電圧が小さくなる。このため、出力電圧
を交流増幅器にて一度増幅した後、前記波形整形回路に
入力する必要がある。このとき、交流増幅器の電源電圧
以上に前記出力出力がなると、交流増幅器の出力が飽和
するので、交流増幅器の出力が入力に対応して増大しな
くなるため、前記出力電圧に対応して波形整形が出きず
機関回転速度の検出精度が悪化するという不具合がある
。

【０００７】また、前記出力の飽和を防止するために、
交流増幅器のゲインを回転速度に応じて変化させること
も考えられるが、回路が複雑になるという不具合がある
。また、出力電圧が小さいので耐ノイズ性を考慮して回
路をセンサ本体に内蔵することも考えられるが、従来の
波形整形回路ではセンサ本体が大きくなりレイアウト上
不利になるという不具合がある。

【０００８】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
たもので、ディスクプレ−トの突起を多くしても簡易な
回路構成で検出精度を向上できる電磁ピックアップセン
サの信号処理回路を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、電磁ピックア
ップセンサのピックアップコイルの出力電圧をコンデン
サを介して増幅器の一方の入力端子に入力させると共に
、前記増幅器の出力端子と、いずれか一方の入力端子と
、を帰還抵抗を介して接続し、前記増幅器の出力端子を
コンパレ−タの一方の入力端子に接続すると共に、前記
コンパレ−タの出力端子と、コンパレ−タの他方の入力
端子と、をヒステリシス抵抗を介して接続し、かつ前記
ピックアップコイル側の出力インピ−ダンスを前記コン
デンサ側の入力インピ−ダンスよりも充分に大きくなる
ように設定した。

【００１０】

【作用】そして、ピックアップコイルの出力電圧を増幅
器にて増幅する。この増幅時に、前記入力インピ−ダン
スを出力インピ−ダンスより充分に小さく設定すること
により、例えば機関回転速度が増大しても、増幅された
電圧の振幅を略一定に保持する。そして、増幅器からの
出力電圧をコンパレ−タにて基準電圧と比較し、コンパ
レ−タの出力から例えば機関回転速度を検出できるよう
にした。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図１及び図２に
基づいて説明する。図１において、磁気を帯びた鉄心に
巻回されたピックアップコイル１１にはリ−ド線等の内
部抵抗１２が直列接続され、これらピックアップコイル
１１と内部抵抗１２とはディスクプレ−ト近傍に配設さ
れるセンサ本体１３に内蔵されている。前記内部抵抗１
２はコンデンサ１４を介して反転増幅器１５の反転側端
子に接続され、反転増幅器１５の反転側端子と出力端子
とは帰還抵抗１６を介して接続されている。前記反転増
幅機関回転速度１５の非反転側端子には基準電圧ＶＲＥ
Ｆが印加されている。

【００１２】前記反転増幅器１５の出力はヒステリシス
用コンパレ−タ１７の反転側端子に印加され、前記コン
パレ−タ１７の非反転側端子にはヒステリシス用第１抵
抗１８を介して前記基準電圧ＶＲＥＦが印加されている
。また、コンパレ−タ１７の非反転側端子と出力端子と
はヒステリシス用第２抵抗１９により接続されている。

【００１３】ここで、ピックアップコイル１１のインダ
クタンスはコンデンサ１４のキャパシタンスより充分に
小さく設定されており、ピックアップコイル１１からコ
ンデンサ１４に電流が流れやすくなっている。これによ
りピックアップコイル１１側の出力インピ−ダンスがコ
ンデンサ１４側の入力インピ−ダンスよりも充分に大き
くなるように設定されている。

【００１４】次に作用を説明する。ディスクプレ−トの
回転に伴って突起がピックアップコイル１１近傍を通過
すると、ピックアップコイル１１周囲の磁界が断続され
、ピックアップコイル１１の出力電圧は従来例と同様に
エンジン回転速度が増大するに従ってその振幅が増大す
ると共にその周期が短くなる。

【００１５】ここで、ピックアップコイル１１の出力電
圧Ｖは磁束Φの変化に比例するので、以下の如く表せる
。 Ｖ＝Ｋ×ｄΦ／ｄｔ　　Ｋは定数・・・（１）そして、
ピックアップコイル１１の出力電圧は内部抵抗１２，コ
ンデンサ１４を介して反転増幅器１５の反転側端子に印
加される。その出力電圧は反転増幅器１５にて増幅され
てコンパレ−タ１７の反転側端子に出力される。この増
幅時に、エンジンの回転速度の如何に拘わらず、コンパ
レ−タ１７に印加される電圧の振幅は略一定になり、そ
の電圧の変化の周期がエンジンの回転速度に対応して変
化する。

【００１６】これを、具体的に説明すると、図１のＡ点
における電圧ＶＡは、次式により表せる。 ＶＡ＝Ｖ×Ｒ１／［Ｒ０＋ｊωＬ＋（１／ｊω）］・・
・（２）Ｒ０は内部抵抗１２の抵抗値、Ｒ１は帰還抵抗
１６の抵抗値、Ｌはピックアップコイル１１のインダク
タンス、Ｃはコンデンサ１４のキャパシタンス、ωはデ
ィスクホイ−ルの回転角速度である。

【００１７】次に、前記（２）式の分母をまとめると共
に、前記（１）式を（２）式に代入すると、ＶＡ＝Ｋ×
（ｄΦ／ｄｔ）×Ｒ１／［Ｒ０２＋ω２（Ｌ−１／Ｃ）
２］１／２となる。ここで、内部抵抗１２の抵抗値Ｒ０
は極めて小さいので、ω（Ｌ−１／Ｃ）＞＞Ｒ０となる
。また、ピックアップコイル１１のインダクタンスＬは
コンデンサ１４のキャパシタンスＣよりも小さく設定さ
れているので、Ｌ＞＞１／Ｃとなり、これらの関係から
前記（２）式の分母の一部が無視でき、以下の如く表せ
る。ＶＡ＝Ｋ（ｄΦ／ｄｔ）（Ｒ１／ωＬ）．．．（３
）さらに、磁束変化（ｄΦ／ｄｔ）は回転速度ωに比例
するので、前記（３）式は以下の如く表せる。 ＶＡ＝ＫＡ　×（Ｒ１／Ｌ） したがって、反転増幅器１５にて出力電圧は増幅される
が、Ｒ１とＬとは一定であるので、コンパレ−タ１７の
反転側端子に印加される電圧の振幅は、機関回転速度の
変化に拘わらず、略一定となり、その電圧の周期が機関
回転速度に対応して変化するのである。

【００１８】尚、実際には、内部抵抗１２の抵抗値が低
回転域では無視できず、前記Ａ点の電圧は低回転域にて
図２に示すように低下する傾向を示す。そして、コンパ
レ−タ１７は、反転側端子に印加される電圧が非反転側
端子に印加される基準電圧を超えるとロ−信号をマイク
ロコンピュータに出力し、逆に電圧が基準電圧以下にな
るとハイ信号をマイクロコンピュータに出力する。そし
て、マイクロコンピュータは、前記信号の入力周期或い
はパルス信号数に基づいて機関回転速度を算出する。

【００１９】以上説明したように、反転増幅器１５の出
力電圧の振幅が機関回転速度に拘わらず略一定に保持し
つつコンパレ−タ１７の出力から機関回転速度を検出す
るようにしたので、従来例に較べてピックアップコイル
１１の信号処理部の回路構成が極めて簡易になるため、
信号処理部をセンサ本体１２に内蔵でき、もって耐ノイ
ズ性を向上できると共にレイアウト上も有利になる。ま
た、反転増幅器１５の出力電圧の振幅を、機関回転速度
に拘わらず略一定に保持するようにしたので、ディスク
プレ−トの突起を増大しても反転増幅器１５の出力が飽
和することがなく、これにより機関回転速度を全運転領
域にて高精度に検出できる。さらに、反転増幅器１５の
出力電圧の振幅が略一定になるので、次のコンパレ−タ
１７のヒステリ量も一定にできる。

【００２０】尚、本実施例では反転増幅器を用いたが、
非反転増幅器を用いてもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、ピック
アップコイルの出力電圧をコンデンサを介して増幅器に
印加すると共に、増幅器の出力をコンパレ−タに出力し
、かつピックアップコイル側の出力インピ−ダンスをコ
ンデンサ側の入力インピ−ダンスよりも充分に大きく設
定するようにしたので、信号処理回路の構成を極めて簡
易にできると共に、検出精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図。

【図２】同上の特性図。

【図３】電磁ピックアップセンサの概要図。

【図４】信号処理回路の従来例を示す回路図。

【図５】同上の特性図。

【図６】同上の他の特性図。

【図７】同上のさらに他の特性図。

【符号の説明】

１１　　　　ピックアップコイル １４　　　　コンデンサ １５　　　　反転増幅器 １６　　　　機関抵抗 １７　　　　コンパレ−タ １８　　　　ヒステリシス用第１抵抗 １８　　　　ヒステリシス用第２抵抗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気を帯びた部材に巻回されたピックアッ
   プコイルを、ディスクプレ−トの外壁に、対向させて配
   設し、前記ディスクプレ−ト外壁の突部を前記ピックア
   ップコイルに接離させることにより、所定電圧を発生さ
   せるようにした電磁ピックアップセンサにおいて、前記
   ピックアップコイルの出力電圧をコンデンサを介して増
   幅器の一方の入力端子に入力させると共に、前記増幅器
   の出力端子と、いずれか一方の入力端子と、を帰還抵抗
   を介して接続し、前記増幅器の出力端子をコンパレ−タ
   の一方の入力端子に接続すると共に、前記コンパレ−タ
   の出力端子と、コンパレ−タの他方の入力端子と、をヒ
   ステリシス抵抗を介して接続し、かつ、前記ピックアッ
   プコイル側の出力インピ−ダンスを前記コンデンサ側の
   入力インピ−ダンスよりも充分に大きくなるように設定
   したことを特徴とする電磁ピックアップセンサの信号処
   理回路。