JPH0447216A - 電磁ピックアップの信号処理回路 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ノイズによる制御系の誤動作を防止する電磁
ピックアップの信号処理回路に関する。

［従来の技術］ 周知のように、電磁ピックアップは非接触の回転センサ
として広く使われており、例えば自動車などの車輌のエ
ンジン制御においては、エンジンのクランクシャフトに
連設する円板状のロータに突起を設け、この突起を非接
触で検出することによりエンジンのクランク位置を検出
して点火時期制御、燃料噴射制御を行なうようになって
いる。

上記電磁ピックアップの出力は、被検出体との間の磁束
変化ｄφ／ｄｔに比例した交流電圧であるため、通常、
制御系では、第３図に示すように、交流波形をクリップ
するクリップ回路５０、及び、このクリップ回路からの
信号を所定のスライスレベルと比較してパルス信号を出
力するスライス回路５１などから構成される信号処理回
路５２に上記電磁ピックアップの出力信号を通し、ノイ
ズを除去してパルス信号に変換している。

この場合、上記信号処理回路５２では、クリップ回Ｎｌ
５０にてツェナーダイオードＤにより波形の上部をクリ
ップし、この信号のレベルに応じてスライス回路５１の
トランジスタＱにより電源■ＣＣからコンデンサＣへの
充電電流を制御することにより、コンパレータＣＰのス
ライスレベルを上記電磁ピックアップからの信号レベル
に応じて可変するようにしている。

尚、本出願人は、先に、特開昭６４−６３８１４号公報
において、この信号処理回路に係わる技術を提案してい
る。

［発明が解決しようとする課題Ｊ しかしながら、従来の信号処理回路においては、第３図
のスライス回路５１に示すように、スライスレベルを可
変するには、入力信号のレベルに応じてコンデンサＣの
端子電圧を変化させ、この端子電圧がピークに達したと
き抵抗Ｒを介して放電させるため、上記コンデンサＣの
充電によるスライスレベルの上昇が制御されるのみとな
り、上記コンデンサＣの放電に伴なうスライスレベルの
下降の際には、上記抵抗Ｒにより下降速度が固定されて
いた。

このため、第４図に示すように、上記コンデンサＣの放
電時定数を被検出体の回転速度が高速側で最適なものと
して上記抵抗Ｒの値を設定すると、低速側でスライスレ
ベルがあまり上昇せずにノイズを拾い易くなる反面、上
記抵抗Ｒの値を低速側に合わせて設定すると高速側での
応答追従性か悪化し、検出ミスが発生するなどの問題が
ある。

従って、スライスレベルを可変する際に、スライス回路
５１のコンデンサＣの放電特性を低速側の特性と高速側
の特性との妥協により設定せざるをえず、電磁ピックア
ップからの出力周波数範囲に対し、低速側、高速側双方
の特性が中途なものとなってしまい、ノイズ除去の点か
らは必ずしも満足のいくものではなかった。

［発明の目的コ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、電磁ピッ
クアップから出力される信号の周波数にかかわらず、低
速域から高速域まで全域に亘って確実にノイズを除去し
、制御系の誤動作を防止することのできる電磁ピックア
ップの信号処理回路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］ 上記目的を達成するため本発明による電磁ピックアップ
の信号処理回路は、電磁ピックアップからの入力信号に
応じてスライスレベルを可変し、このスライスレベルと
上記入力信号とを比較してパルス信号を出力する電磁ピ
ックアップの信号処理回路において、上記スライスレベ
ルが下降する速度を、上記入力信号の周期に応じて可変
するスライスレベル下降速度可変回路を備えたものであ
る。

［作　用］ 上記構成による電磁ピックアップの信号処理回路では、
電磁ピックアップからの入力信号に応じてスライスレベ
ルを可変する際に、スライスレベル下降速度可変回路に
よりスライスレベルが下降する速度を上記入力信号の周
期に応じて可変し、その後、上記スライスレベルと上記
入力信号とを比較してパルス信号を出力する。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示し、第１図は
信号処理回路の回路図、第２図はエンジン制御系の概略
図である。

（楕　成） 第２図において、符号１は信号処理回路であり、この信
号処理回路ｌは、例えば、エンジン（図においては６気
筒可変吸気水平対向型エンジン）２の空燃比制御、点火
時期などを行なう制御装置（ＥＣＵ＞３に内蔵されてい
る。

上記ＥＣＵ３は、ＣＰＵ４、ＲＯＭ５、ＲＡＭ６、バッ
クアップＲＡＭ７、及び、人出方（１１０）インターフ
ェース８などがパスライン９を介して接続されたマイク
ロコンピュータを中心として構成されている。

上記Ｉ１０インターフェース８の入力ボートには、第１
．第２．第３の電磁ピックアップ１０゜１１．１２が、
各電磁ピックアップ毎に設けられた各信号処理回路１を
介して接続されるとともに、吸入空気量センサ１３．ス
ロットル開度センサ１４ａ、冷却水温センサ１５，０２
センサ１６などの各センサ、及び、アイドルスイッチ１
４ｂなどが接続されている。

また、上記Ｉ１０インターフェース８の出方ボ−トには
、駆動回路８ａを介して各気筒に配設されたインジェク
タ１７が接続されるとともに、イグナイタ１８が接続さ
れ、このイグナイタ１８に点火プラグ１９が接続されて
いる。

上記第１．第２の電磁ピックアップ１０．１１は、いわ
ゆるクランク角センサであり、上記エンジン２のクラン
クシャフト２ａに軸着された第１゜第２のクランクロー
タ２０，２１の回転に伴ないその外周に形成された突起
の接近、離間により交流電圧信号を出力する。

上記第２の電磁ピックアップ１１からの交流電圧信号は
、上記第１の電磁ピックアップ１０からの交流電圧信号
より周波数が低く、これらの交流電圧信号は各信号処理
回路１にて、それぞれクランクパルスと第１の気筒判別
パルスとに変換される。

また、上記第３の電磁ピックアップ１２は、いわゆるカ
ム角センサであり、上記クランクシャツ）２ａに対して
１７２回転するカムシャフト２ｂに軸着されたカムロー
タ２２の回転に伴ない、上記第２の電磁ピックアップ１
１からの交流電圧信号よりさらに周波数の低い交流電圧
信号を出力し、上記信号処理回路１にて第２の気筒判別
パルスに変換される。

尚、上記第１．第２のクランクロータ２０，２１、ある
いは、上記カムロータ２２の外周には、突起の代わりに
スリットを設けても良い。

上記ＥＣＵ３では、上記ＣＰＵ４により、上記ＲＯＭ５
に記憶されている制御プログラムに従い、上記第１の電
磁ピックアップ１０からの信号によるクランクパルスに
基づいてエンジン回転数を算出するとともに、上記各セ
ンサ１３，１４ａ、１５．１６、及び、アイドルスイッ
チ１４ｂなどからの信号を処理し、燃料噴射パルス幅、
点火時期などを演算する。

そして、上記ＣＰＵ４では、上記第１の電磁ピックアッ
プ１０からの信号によるクランクパルスに対し、上記第
２．第３の電磁ピックアップ１１゜１２からの信号によ
る第１．第２の気筒判別パルスに基づいて気筒判別を行
ない、上記駆動回路８ａを介して該当気筒＃　ｉ　（−
２）のインジェクタ１７に燃料噴射パルス幅信号を所定
のタイミングで出力するとともに、上記イグナイタ１８
を介して該当気筒＃ｉの点火プラグ１９に所定のタイミ
ングで点火信号を出力する。

（信号処理回路の回路構成） このようなエンジン制御におけるクランク角センサ、カ
ム角センサとしての電磁ピックアップ１０．１１．１２
からの信号を処理する信号処理回路１は、第１図に示す
ように、上記電磁ピックアップ１０，１１．１２からの
交流電圧信号をクリップして負成分をカットするクリッ
プ回路３０、スライスレベルを可変し、このスライスレ
ベルと上記クリップ回路３０からの信号を比較してパル
ス信号に変換するスライス回路３１、及び、上記スライ
ス回路３１からのパルス信号の周期に応じて上記スライ
ス回路３１におけるスライスレベルの下降速度を可変す
るスライスレベル下降速度可変回路３２から構成されて
いる。

上記クリップ回路３０は、抵抗Ｒ１にツェナーダイオー
ドＤＩのカソードが接続され、このツェナーダイオード
Ｄ１のアノードがアースされており、上記電磁ピックア
ップ１０，１１．１２からの交流電圧信号が上記抵抗Ｒ
１を介して入力される。

上記スライス回路３１は、コンパレータＣＰＩの反転入
力端子が抵抗Ｒ２を介して上記クリップ回路３０の抵抗
Ｒ１に接続され、さらに、抵抗Ｒ３が接続されて、この
抵抗Ｒ３の一端がアースされている。

また、上記コンパレータＣＰＩの反転入力端子に抵抗Ｒ
４を介してエミッタフォロワのＮＰＮ型トランジスタＱ
１のベースが接続され、このトランジスタＱ１のコレク
タに定電圧電源ＶＣＣが接続されるとともに、エミッタ
に抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１とが並列接続されてアース
されている。

また、上記トランジスタＱ１のエミッタに抵抗Ｒ６を介
して上記コンパレータＣＰ１の非反転入力端子が接続さ
れ、さらに、この非反転入力端子が帰還抵抗Ｒ７を介し
て上記コンパレータＣＰ１の出力端子に接続されている
。

上記スライスレベル下降速度可変回路３２は、上記スラ
イス回路３１のコンパレータＣＰ１の出力端子にカップ
リングコンデンサＣ２を介して抵抗Ｒ８，Ｒ９及びダイ
オードＤ２のカソードが接続されている。

そして、上記ダイオードＤ２のアノードと上記抵抗Ｒ８
の他端とがアースされ、上記抵抗Ｒ９がＮＰＮ型トラン
ジスタＱ２のベースに接続され、さらに、上記トランジ
スタＱ２のコレクタが定電圧電源ｖＣＣに接続されると
ともにエミッタがダイオードＤ３を介して抵抗Ｒ１０に
接続され、この抵抗Ｒ１０に、一端がアースされたコン
デンサＣ３が接続されて、いわゆる、Ｆ／Ｖコンバータ
が構成される。

さらに、上記Ｆ／Ｖコンバータの抵抗ＲＩＯとコンデン
サＣ３との接続点に電界効果トランジスタＱ３のゲート
が接続され、このゲートに抵抗Ｒ１１が接続されてアー
スされるとともに、ドレインに上記スライス回路３１の
抵抗Ｒ５が接続され、ソースがアースされている。

（作　用） 次に、上記構成による実施例の作用について説明する。

エンジン２が稼働し、クランクシャフト２ａに軸着され
ているクランクロータ２０．２１が回転すると、このク
ランクロータ２０，２１に対設する第１．第２の電磁ピ
ックアップ１０．１１に起電力が発生するとともに、カ
ムシャフト２ｂに軸着されているカムロータ２２が回転
し、このカムロータ２２に対設する第３の電磁ピックア
ップ１２に起電力が発生する。

これらの第１．第２．第３の電磁ピックアップ１０．１
１．１２からの交流電圧信号は、各電磁ピックアップ毎
の信号処理回路１に入力されて処理されパルス信号に変
換される。

以下、電磁ピックアップ１０を代表して説明すると、信
号処理回路１では、まず、クリップ回路３０にてツェナ
ーダイオードＤ１により交流信号の負成分がカットされ
て波形整形され、後段のスライス回路３１へ送られる。

上記スライス回ｇ３１では、上記クリップ回路３０から
の信号が抵抗Ｒ２を介してコンパレータＣＰ１の反転入
力端子に入力されるとともに、抵抗Ｒ３，Ｒ４によって
分圧されてエミッタフォロワのトランジスタＱ１のベー
スに印加され、コンデンサＣ１に略同−レベルの端子電
圧が印加される。

これにより、コンデンサＣ１が充電され、その後、ピー
ク電圧を越えると抵抗Ｒ５を経て放電される。この充放
電によるコンデンサＣ１の端子電圧は、エミッタフォロ
ワのトランジスタＱ１により上記クリップ回路３０から
の電圧信号のレベルに応じて変化し、抵抗Ｒ６を介して
コンパレータＣＰＩの非反転入力端子にスライスレベル
として印加される。

上記コンパレータＣＰ１では、非反転入力端子に印加さ
れるスライスレベルと、反転入力端子に上記抵抗Ｒ２を
介して入力される上記クリップ回路３０からの電圧信号
とを比較し、上記コンデンサＣ１の端子電圧よりも上記
クリップ回路３０からの電圧信号が大きいとき、上記コ
ンパレータＣＰ１の出力信号がハイレベルからローレベ
ルとなる。

この際、上記コンパレータＣＰ１からの出力信号は、ス
ライスレベル下降速度可変回路３２のカップリングコン
デンサＣ２を介してトランジスタＱ２のベースに入力さ
れ、このトランジスタＱ２のＯＮにより定電圧電源ＶＣ
Ｃから抵抗Ｒ１０を介してコンデンサＣ３が充電される
。

そして、エンジンが低速回転で上記電磁ピックアップ１
０からの信号の周波数が低いと、上記スライスレベル下
降速度可変回路３２のトランジスタＱ２がＯＮする頻度
が少なく、上記コンデンサＣ３の電荷のほとんどが抵抗
Ｒ１１を経由してアースされる。

このため、電界効果トランジスタＱ３のゲート電圧が略
アースレベルとなって０ＦＦＬ、上記スライス回路３１
のコンデンサＣ１の電荷は、抵抗Ｒ５によって設定され
た最適な放電時間で放電される。

一方、エンジンの回転数が上昇し、上記電磁ピックアッ
プ１０からの信号の周波数が高くなると、上記スライス
レベル下降速度可変回路３２のトランジスタＱ２が頻繁
に○Ｎし、上記コンデンサＣ３が定電圧電源■ＣＣから
充電されて端子電圧が上昇する。

すると、上記電界効果トランジスタＱ３のゲーＩ・電圧
も上昇し、ドレイン　ソース間抵抗が低下して上記スラ
イス回路３１のコンデンサＣ１から上記電界効果１〜ラ
ンジスタＱ３を経由する放電電流が増加し、上記コンデ
ンサＣ１の放電時間が短縮される。

すなわち、エンジンが低速回転で電磁ピックアップ１０
の出力電圧が低く、且つ周波数も低い場合には、上記ス
ライス回路３１におけるコンデンサＣ１の放電時間が抵
抗Ｒ５によって最適に設定され、一方、エンジンが高速
回転となり、上記電磁ピックアップ１０の出力電圧が高
く、且つ周波数が高くなると、上記スライス回路３１の
コンデンサＣ１の放電時間が上記スライスレベル下降速
度可変回路３２により短縮され、周波数に応じて調整さ
れる。

これにより、電磁ピックアップ１０，１１．１２の出力
電圧レベルと出力周波数との双方に応じてスライスレベ
ルを最適に設定することができ、低速域から高速域に亘
ってノイズマージンを十分に確保することができるので
ある。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、電磁ピックアップ
からの入力信号に応じてスライスレベルを可変する際に
、このスライスレベルが下降する速度を上記入力信号の
周期に応じて可変するスライスレベル下降速度可変回路
を備えたため、低速域から高速域まで全域に亘って確実
にノイズを除去することのできるスライスレベルが得ら
れ、制御系の誤動作を防止して信頼性を向上することが
できるなど優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示し、第１図は
信号処理回路の回路図、第２図はエンジン制御系の概略
図、第３図以下は従来例を示し、第３図は信号処理回路
の回路図、第４図はスライスレベル下降状態を示す波形
図である。 １・・信号処理回路 １０．１１．１２・電磁ピックアップ ３１・・・スライス回路 ３２・・スライスレベル下降速度可変回路第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電磁ピックアップからの入力信号に応じてスライスレベ
   ルを可変し、このスライスレベルと上記入力信号とを比
   較してパルス信号を出力する電磁ピックアップの信号処
   理回路において、 上記スライスレベルが下降する速度を、上記入力信号の
   周期に応じて可変するスライスレベル下降速度可変回路
   を備えたことを特徴とする電磁ピックアップの信号処理
   回路。