JPH05263676A - 機関位置センサ - Google Patents
機関位置センサInfo
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- JPH05263676A JPH05263676A JP4227298A JP22729892A JPH05263676A JP H05263676 A JPH05263676 A JP H05263676A JP 4227298 A JP4227298 A JP 4227298A JP 22729892 A JP22729892 A JP 22729892A JP H05263676 A JPH05263676 A JP H05263676A
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- comparator
- input
- capacitor
- square wave
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
- F02P7/06—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of circuit-makers or -breakers, or pick-up devices adapted to sense particular points of the timing cycle
- F02P7/067—Electromagnetic pick-up devices, e.g. providing induced current in a coil
- F02P7/0675—Electromagnetic pick-up devices, e.g. providing induced current in a coil with variable reluctance, e.g. depending on the shape of a tooth
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 内燃機関（１２）より駆動されるスロットを
設けたホイール（１０）と関連する可変磁気抵抗センサ
（１６〜２０）のピックアップ・コイル（２０）に生成
される交流電圧から一連の方形波パルスを生成する装置
を提供する。 【構成】 コンデンサ（５６）およびコンパレータ（Ｑ
１〜Ｑ７）を含むピーク検出器（５２〜５８）を含む適
応制御を有する。コンデンサは、交流電圧の正の半サイ
クルのピーク値と対応するピーク電圧まで充電される。
コンパレータは、前記ピーク電圧と前記正の半サイクル
の大きさと対応する電圧とを比較するよう接続される。
ダイオード（４４）は、ピックアップ・コイルとピーク
検出器との間に接続され、ピックアップ・コイルに誘起
される電圧がダイオードを順方向に導通させるのに充分
に高くなるまで、コンデンサの充電を阻止しかつ適応制
御を阻止する。
設けたホイール（１０）と関連する可変磁気抵抗センサ
（１６〜２０）のピックアップ・コイル（２０）に生成
される交流電圧から一連の方形波パルスを生成する装置
を提供する。 【構成】 コンデンサ（５６）およびコンパレータ（Ｑ
１〜Ｑ７）を含むピーク検出器（５２〜５８）を含む適
応制御を有する。コンデンサは、交流電圧の正の半サイ
クルのピーク値と対応するピーク電圧まで充電される。
コンパレータは、前記ピーク電圧と前記正の半サイクル
の大きさと対応する電圧とを比較するよう接続される。
ダイオード（４４）は、ピックアップ・コイルとピーク
検出器との間に接続され、ピックアップ・コイルに誘起
される電圧がダイオードを順方向に導通させるのに充分
に高くなるまで、コンデンサの充電を阻止しかつ適応制
御を阻止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可変磁気抵抗センサに
より生じる交流電圧から方形波パルスを生成するための
機関位置センサに関する。
より生じる交流電圧から方形波パルスを生成するための
機関位置センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】方形波パルスを内燃機関のクランク軸の
角度位置の関数として生成するシステムは周知である。
これらシステムのあるものにおいては、角度を隔てた複
数のスロットを有するホイールが内燃機関のクランク軸
により駆動される。このホイールは、ピックアップ・コ
イルを有する可変磁気抵抗センサを通って回転する。ホ
イールのスロットがセンサを通過する毎に、交流電圧が
ピックアップ・コイルに誘起される。この交流電圧は、
ディジタル電子点火システムのタイミング・パルスとし
て使用することができる一連の方形波パルスに変換され
る。
角度位置の関数として生成するシステムは周知である。
これらシステムのあるものにおいては、角度を隔てた複
数のスロットを有するホイールが内燃機関のクランク軸
により駆動される。このホイールは、ピックアップ・コ
イルを有する可変磁気抵抗センサを通って回転する。ホ
イールのスロットがセンサを通過する毎に、交流電圧が
ピックアップ・コイルに誘起される。この交流電圧は、
ディジタル電子点火システムのタイミング・パルスとし
て使用することができる一連の方形波パルスに変換され
る。
【０００３】先に述べた形式のシステムと関連する問題
は、ホイールにおける欠点がノイズ電圧をピックアップ
・コイルに誘起させ、これが疑似方形波パルスに変換さ
れるおそれがある。この問題に対する１つの可能な解決
法として、いわゆる適応制御が開発されてきた。１つの
公知の形式の適応制御においては、コンデンサがピーク
検出器によりピックアップ・コイルに生じるピーク電圧
まで充電される。このピーク電圧は、電圧コンパレータ
に対する閾値電圧として使用され、ピックアップ・コイ
ルに誘起された電圧がこの閾値電圧とある関係を持つ
時、コンパレータは状態を切換えて生成される方形波パ
ルスの前エッジを規定する電圧過渡状態を生じる。この
システムは、ピックアップ・コイルに誘起した電圧のピ
ーク振幅が機関の駆動されるホイールの回転速度におけ
る変化と共に変化するという事実に適応するゆえに適応
システムである。このため、ピーク電圧の振幅は、ホイ
ールの回転速度が増加するに伴い増加する。
は、ホイールにおける欠点がノイズ電圧をピックアップ
・コイルに誘起させ、これが疑似方形波パルスに変換さ
れるおそれがある。この問題に対する１つの可能な解決
法として、いわゆる適応制御が開発されてきた。１つの
公知の形式の適応制御においては、コンデンサがピーク
検出器によりピックアップ・コイルに生じるピーク電圧
まで充電される。このピーク電圧は、電圧コンパレータ
に対する閾値電圧として使用され、ピックアップ・コイ
ルに誘起された電圧がこの閾値電圧とある関係を持つ
時、コンパレータは状態を切換えて生成される方形波パ
ルスの前エッジを規定する電圧過渡状態を生じる。この
システムは、ピックアップ・コイルに誘起した電圧のピ
ーク振幅が機関の駆動されるホイールの回転速度におけ
る変化と共に変化するという事実に適応するゆえに適応
システムである。このため、ピーク電圧の振幅は、ホイ
ールの回転速度が増加するに伴い増加する。
【０００４】本発明の目的は、改善された機関位置セン
サの提供にある。
サの提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の一特質によれ
ば、特許請求の範囲の請求項１に記載される如き機関位
置センサが提供される。
ば、特許請求の範囲の請求項１に記載される如き機関位
置センサが提供される。
【０００６】望ましくは、機関速度がある値を越えるま
で作動状態にならない適応制御が提供される。特に、こ
の適応制御は、センサのピックアップ・コイルとコンデ
ンサを充電するためのピーク検出器との間に接続された
ダイオードを含む。この制御は、ピックアップ・コイル
に誘起された電圧がダイオードに順方向のバイアスを与
えに充分な高さとなるまではピックアップ・コイルに誘
起される交流電圧からのピーク検出器の励起を阻止する
ことができる。実際に、この制御は機関の低速範囲にわ
たる適応動作を阻止することができる。
で作動状態にならない適応制御が提供される。特に、こ
の適応制御は、センサのピックアップ・コイルとコンデ
ンサを充電するためのピーク検出器との間に接続された
ダイオードを含む。この制御は、ピックアップ・コイル
に誘起された電圧がダイオードに順方向のバイアスを与
えに充分な高さとなるまではピックアップ・コイルに誘
起される交流電圧からのピーク検出器の励起を阻止する
ことができる。実際に、この制御は機関の低速範囲にわ
たる適応動作を阻止することができる。
【０００７】望ましい実施態様においては、適応制御の
一部を構成する電圧コンパレータが３つの入力と１つの
出力を有する第１の入力の電圧は、第２および第３の入
力の電圧と比較される。第１の入力は、ピックアップ・
コイルと接続される。第２の入力は、機関の速度がダイ
オードに順方向バイアスを掛けるに充分なだけ高い時、
ピーク検出器により充電されたコンデンサの電圧と関連
する電圧を有する。第３の入力は、コンパレータの切換
え状態に依存するローまたはハイの状態を有する。
一部を構成する電圧コンパレータが３つの入力と１つの
出力を有する第１の入力の電圧は、第２および第３の入
力の電圧と比較される。第１の入力は、ピックアップ・
コイルと接続される。第２の入力は、機関の速度がダイ
オードに順方向バイアスを掛けるに充分なだけ高い時、
ピーク検出器により充電されたコンデンサの電圧と関連
する電圧を有する。第３の入力は、コンパレータの切換
え状態に依存するローまたはハイの状態を有する。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例は、例示としてのみ添付図
面に関して以下に述べる。以下に記載する回路の構成要
素の値は例示としてのみ示されることを理解すべきであ
る。当業者には明らかなように、実施において構成要素
の値は回路の特定の用途に従って選定される。
面に関して以下に述べる。以下に記載する回路の構成要
素の値は例示としてのみ示されることを理解すべきであ
る。当業者には明らかなように、実施において構成要素
の値は回路の特定の用途に従って選定される。
【０００９】図１において、内燃機関１２のクランク軸
により駆動されるホイール１０は、相互に６０°隔てら
れた６個の半径方向に延長するスロット１４を有する。
スロットの個数およびその角度間隔は例示として示され
るもので、スロット数およびその角度間隔は特定の用途
に適するように変更することができる。
により駆動されるホイール１０は、相互に６０°隔てら
れた６個の半径方向に延長するスロット１４を有する。
スロットの個数およびその角度間隔は例示として示され
るもので、スロット数およびその角度間隔は特定の用途
に適するように変更することができる。
【００１０】ホイール１０の外周部に隣接して配置され
ているのは、可変磁気抵抗の磁気ピックアップである。
このピックアップは、永久磁石１６と、磁気材料から形
成された鉄心１８とを含む。ピックアップ・コイル２０
が鉄心１８の周囲に巻付けられている。
ているのは、可変磁気抵抗の磁気ピックアップである。
このピックアップは、永久磁石１６と、磁気材料から形
成された鉄心１８とを含む。ピックアップ・コイル２０
が鉄心１８の周囲に巻付けられている。
【００１１】スロット１４が鉄心１８の端部を通過して
回転すると、交流電圧がピックアップ・コイル２０に誘
起即ち生成される。コイル２０に生じた電圧波形２２
は、一連の交流電圧からなっている。波形２２は、セン
サの端部を通る３つのスロットの通過を表わす３つの連
続的に生じる交流電圧を示す。生成される各交流電圧
は、機関のクランク軸の予め定めた角度で隔てられる位
置に生じる。
回転すると、交流電圧がピックアップ・コイル２０に誘
起即ち生成される。コイル２０に生じた電圧波形２２
は、一連の交流電圧からなっている。波形２２は、セン
サの端部を通る３つのスロットの通過を表わす３つの連
続的に生じる交流電圧を示す。生成される各交流電圧
は、機関のクランク軸の予め定めた角度で隔てられる位
置に生じる。
【００１２】コイル２０の一端部は接地されるが、他端
部は導体２４と接続されている。導体２４は、４０ＫΩ
の抵抗２８を介して接合点２６と接続されている。１４
ＫΩの抵抗３０および１０００ｐｆのコンデンサ３２が
導体２４とグラウンド間に接続されている。１６ＫΩの
抵抗３６およびｐ−ｎ接合半導体ダイオード３８が、接
合点２６およびグラウンドの間に直列接続されている。
接合点２６は導体４０と接続され、この導体は更に以下
に述べる電圧コンパレータの１つの入力と接続されてい
る。
部は導体２４と接続されている。導体２４は、４０ＫΩ
の抵抗２８を介して接合点２６と接続されている。１４
ＫΩの抵抗３０および１０００ｐｆのコンデンサ３２が
導体２４とグラウンド間に接続されている。１６ＫΩの
抵抗３６およびｐ−ｎ接合半導体ダイオード３８が、接
合点２６およびグラウンドの間に直列接続されている。
接合点２６は導体４０と接続され、この導体は更に以下
に述べる電圧コンパレータの１つの入力と接続されてい
る。
【００１３】接合点２６は、ｐ−ｎ接合半導体ダイオー
ド４４と１５ＫΩ抵抗４６を介して接合点４２と接続さ
れる。１２ＫΩの抵抗４８が接合点４２とグラウンド間
に接続されている。接合点４２は導体５０と接続され、
この導体は更に以下に述べるピーク検出器の入力側に接
続されている。
ド４４と１５ＫΩ抵抗４６を介して接合点４２と接続さ
れる。１２ＫΩの抵抗４８が接合点４２とグラウンド間
に接続されている。接合点４２は導体５０と接続され、
この導体は更に以下に述べるピーク検出器の入力側に接
続されている。
【００１４】コイル２０に生じる交流電圧のピーク電圧
は、２００ボルトにも達する。交流電圧の正の半サイク
ルが、電圧分割回路により減衰即ち降圧される。このた
め、接合点２６および導体４０における電圧は、抵抗２
８および抵抗３６から構成される分圧器により降圧され
る。
は、２００ボルトにも達する。交流電圧の正の半サイク
ルが、電圧分割回路により減衰即ち降圧される。このた
め、接合点２６および導体４０における電圧は、抵抗２
８および抵抗３６から構成される分圧器により降圧され
る。
【００１５】接合点２６における電圧は更に、抵抗４６
および４８により構成される分圧器によって減衰即ち降
圧される。先に述べた抵抗値に基いて、接合点４２およ
び導体５０における電圧は接合点２６における電圧の約
１２／（１２＋１５）、即ち約０．４４倍となる。
および４８により構成される分圧器によって減衰即ち降
圧される。先に述べた抵抗値に基いて、接合点４２およ
び導体５０における電圧は接合点２６における電圧の約
１２／（１２＋１５）、即ち約０．４４倍となる。
【００１６】本回路は、導体５０におけるピーク交流電
圧を検出するためのピーク検出器を含む。このピーク検
出器は、入力が導体５０と接続された利得が１の増幅器
５２を含む。増幅器５２の出力は、導体５４と接続され
る。約１μファラッドの容量を持つコンデンサ５６が導
体５４とグラウンド間に接続されている。約５００ＫΩ
の抵抗である抵抗５８が導体５４とグラウンド間に、従
ってコンデンサ５６と並列に接続される。導体５４はま
た、２つの直列接続されたｐ−ｎ接合半導体ダイオード
６１および６３を介して導体６０と接続されている。
圧を検出するためのピーク検出器を含む。このピーク検
出器は、入力が導体５０と接続された利得が１の増幅器
５２を含む。増幅器５２の出力は、導体５４と接続され
る。約１μファラッドの容量を持つコンデンサ５６が導
体５４とグラウンド間に接続されている。約５００ＫΩ
の抵抗である抵抗５８が導体５４とグラウンド間に、従
ってコンデンサ５６と並列に接続される。導体５４はま
た、２つの直列接続されたｐ−ｎ接合半導体ダイオード
６１および６３を介して導体６０と接続されている。
【００１７】コイル２０に生じる電圧の正の半サイクル
では、ピーク検出器がコンデンサ５６を略々接合点４２
における正のピーク電圧まで充電し、この電圧は本例で
は接合点２６におけるピーク電圧の約０．４４倍とな
る。この正の半サイクルがそのピーク電圧からゼロにな
ると、コンデンサは抵抗５８を介して放電することにな
る。ピーク検出器は、電圧コンパレータの形態を取るこ
とができる。
では、ピーク検出器がコンデンサ５６を略々接合点４２
における正のピーク電圧まで充電し、この電圧は本例で
は接合点２６におけるピーク電圧の約０．４４倍とな
る。この正の半サイクルがそのピーク電圧からゼロにな
ると、コンデンサは抵抗５８を介して放電することにな
る。ピーク検出器は、電圧コンパレータの形態を取るこ
とができる。
【００１８】導体６０は、後に述べる電圧コンパレータ
に対する１つの入力を構成する。導体６０は、１７ＫΩ
の抵抗６４を介して接合点６２と接続される。２．４Ｋ
Ω抵抗６６が接合点６２とグラウンド間に接続される。
１９．２ＫΩ抵抗６８が接合点６２と導体７０間に接続
される。導体７０は、以下に述べるように加えられる約
２．１ボルトの正の直接電圧を有する接合点即ち端子７
２と接続される。
に対する１つの入力を構成する。導体６０は、１７ＫΩ
の抵抗６４を介して接合点６２と接続される。２．４Ｋ
Ω抵抗６６が接合点６２とグラウンド間に接続される。
１９．２ＫΩ抵抗６８が接合点６２と導体７０間に接続
される。導体７０は、以下に述べるように加えられる約
２．１ボルトの正の直接電圧を有する接合点即ち端子７
２と接続される。
【００１９】導体７０上の正の２．１ボルトからの接合
点６２における電圧は、約（２．１×２．４）／（１
９．２＋２．４）、即ち約０．２４ボルトとなる。導体
６０上の電圧は、コンデンサ５６における電圧からダイ
オード６１、６３の両端の電圧降下を差し引いたものと
なる。従って、導体６０上の電圧は、コンデンサ５６が
充電された正のピーク電圧から抵抗５８を介するコンデ
ンサ５６の放電により生じる電圧を差し引いたものを表
わす。
点６２における電圧は、約（２．１×２．４）／（１
９．２＋２．４）、即ち約０．２４ボルトとなる。導体
６０上の電圧は、コンデンサ５６における電圧からダイ
オード６１、６３の両端の電圧降下を差し引いたものと
なる。従って、導体６０上の電圧は、コンデンサ５６が
充電された正のピーク電圧から抵抗５８を介するコンデ
ンサ５６の放電により生じる電圧を差し引いたものを表
わす。
【００２０】本回路はまた、ＰＮＰトランジスタＱ１、
Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４およびＱ５と、ＮＰＮトランジスタＱ
６およびＱ７からなる電圧コンパレータを含む。トラン
ジスタＱ２およびＱ３のエミッタは一緒に導体７４と接
続されている。トランジスタＱ２のコレクタは、ダイオ
ードを構成するよう接続されるトランジスタＱ６のコレ
クタと接続されている。トランジスタＱ３のコレクタ
は、ＮＰＮトランジスタＱ７のコレクタと接続されてい
る。トランジスタＱ６およびＱ７のエミッタは、一緒に
グラウンドに接続される。トランジスタＱ６およびＱ７
のベース電極は一緒に接続されている。トランジスタＱ
２のベースは、導体７６によりトランジスタＱ１のエミ
ッタと接続され、トランジスタＱ１のコレクタは接地さ
れている。トランジスタＱ３のベースは、トランジスタ
Ｑ４およびＱ５のエミッタと接続されている。トランジ
スタＱ７のコレクタは、導体７８によりＮＰＮトランジ
スタＱ８のベースと接続されている。トランジスタＱ８
のエミッタは接地されている。
Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４およびＱ５と、ＮＰＮトランジスタＱ
６およびＱ７からなる電圧コンパレータを含む。トラン
ジスタＱ２およびＱ３のエミッタは一緒に導体７４と接
続されている。トランジスタＱ２のコレクタは、ダイオ
ードを構成するよう接続されるトランジスタＱ６のコレ
クタと接続されている。トランジスタＱ３のコレクタ
は、ＮＰＮトランジスタＱ７のコレクタと接続されてい
る。トランジスタＱ６およびＱ７のエミッタは、一緒に
グラウンドに接続される。トランジスタＱ６およびＱ７
のベース電極は一緒に接続されている。トランジスタＱ
２のベースは、導体７６によりトランジスタＱ１のエミ
ッタと接続され、トランジスタＱ１のコレクタは接地さ
れている。トランジスタＱ３のベースは、トランジスタ
Ｑ４およびＱ５のエミッタと接続されている。トランジ
スタＱ７のコレクタは、導体７８によりＮＰＮトランジ
スタＱ８のベースと接続されている。トランジスタＱ８
のエミッタは接地されている。
【００２１】導体７６は、ＰＮＰトランジスタＱ９のコ
レクタの一方に接続されている。このトランジスタＱ９
の他方のコレクタはトランジスタＱ４およびＱ５のエミ
ッタと接続されている。トランジスタＱ９のエミッタ
は、抵抗８２を介して給電線８０と接続されている。ト
ランジスタＱ９のベースは、ＰＮＰトランジスタＱ１
０、Ｑ１１、Ｑ１２のベースと接続されている。トラン
ジスタＱ１２はダイオードとして接続され、そのコレク
タはＮＰＮトランジスタＱ１３のコレクタと接続されて
いる。トランジスタＱ１３のエミッタは１４ＫΩの抵抗
８４を介して接地されている。トランジスタＱ９、Ｑ１
０、Ｑ１１およびＱ１２は、電流ソース機能を提供す
る。トランジスタＱ１３は電流ジェネレータである。
レクタの一方に接続されている。このトランジスタＱ９
の他方のコレクタはトランジスタＱ４およびＱ５のエミ
ッタと接続されている。トランジスタＱ９のエミッタ
は、抵抗８２を介して給電線８０と接続されている。ト
ランジスタＱ９のベースは、ＰＮＰトランジスタＱ１
０、Ｑ１１、Ｑ１２のベースと接続されている。トラン
ジスタＱ１２はダイオードとして接続され、そのコレク
タはＮＰＮトランジスタＱ１３のコレクタと接続されて
いる。トランジスタＱ１３のエミッタは１４ＫΩの抵抗
８４を介して接地されている。トランジスタＱ９、Ｑ１
０、Ｑ１１およびＱ１２は、電流ソース機能を提供す
る。トランジスタＱ１３は電流ジェネレータである。
【００２２】トランジスタＱ５のベースは、導体８６上
の接合点８４と接続されている。導体８６は、ＮＰＮト
ランジスタＱ１４のエミッタと接続され、トランジスタ
Ｑ５のベースがトランジスタＱ１４のエミッタと接続さ
れていることが判る。トランジスタＱ１４のコレクタ
は、導体８０と接続されている。トランジスタＱ１４の
ベースは、導体８８を介してトランジスタＱ８のコレク
タと接続されている。トランジスタＱ１４のベースおよ
びトランジスタＱ８のコレクタは、トランジスタＱ１０
のコレクタと接続されている。
の接合点８４と接続されている。導体８６は、ＮＰＮト
ランジスタＱ１４のエミッタと接続され、トランジスタ
Ｑ５のベースがトランジスタＱ１４のエミッタと接続さ
れていることが判る。トランジスタＱ１４のコレクタ
は、導体８０と接続されている。トランジスタＱ１４の
ベースは、導体８８を介してトランジスタＱ８のコレク
タと接続されている。トランジスタＱ１４のベースおよ
びトランジスタＱ８のコレクタは、トランジスタＱ１０
のコレクタと接続されている。
【００２３】導体８６は、２つの２０ＫΩの抵抗９０お
よび９２と直列に接続される。これら抵抗の接合点９４
は、ＮＰＮトランジスタＱ１５のベースと接続されてい
る。トランジスタＱ１５のエミッタは接地されている。
トランジスタＱ１５のコレクタは、電流ソース１００を
介して導体９６と接続されている。導体９６は、加えら
れた５ボルトの正の直接電圧を有する接合点１０２と接
続されている。トランジスタＱ１５のコレクタはまた、
システムに対する出力端子９８と接続されている。
よび９２と直列に接続される。これら抵抗の接合点９４
は、ＮＰＮトランジスタＱ１５のベースと接続されてい
る。トランジスタＱ１５のエミッタは接地されている。
トランジスタＱ１５のコレクタは、電流ソース１００を
介して導体９６と接続されている。導体９６は、加えら
れた５ボルトの正の直接電圧を有する接合点１０２と接
続されている。トランジスタＱ１５のコレクタはまた、
システムに対する出力端子９８と接続されている。
【００２４】トランジスタＱ１５は、機関のクランク軸
のある角度位置において端子９８に方形波パルスを生じ
るシステムに対する出力回路の一部である。トランジス
タＱ１５が導通状態にバイアスが掛けられると、端子９
８における電圧は低い電位即ち略々グラウンド電位とな
る。トランジスタＱ１５が非導通状態にバイアスが掛け
られると、端子９８における電圧は高くなる、換言すれ
ば、接地電位より高い約５ボルトの正の直接電圧レベル
となる。
のある角度位置において端子９８に方形波パルスを生じ
るシステムに対する出力回路の一部である。トランジス
タＱ１５が導通状態にバイアスが掛けられると、端子９
８における電圧は低い電位即ち略々グラウンド電位とな
る。トランジスタＱ１５が非導通状態にバイアスが掛け
られると、端子９８における電圧は高くなる、換言すれ
ば、接地電位より高い約５ボルトの正の直接電圧レベル
となる。
【００２５】システムに対する電源について次に述べ
る。本システムは、自動車の１２ボルトの蓄電バッテリ
１０４により給電される。バッテリ１０４の負の側は接
地されている。バッテリ１０４の正の側は、抵抗１０６
を介して導体８０と接続される。導体８０における電圧
は約１２ボルトである。
る。本システムは、自動車の１２ボルトの蓄電バッテリ
１０４により給電される。バッテリ１０４の負の側は接
地されている。バッテリ１０４の正の側は、抵抗１０６
を介して導体８０と接続される。導体８０における電圧
は約１２ボルトである。
【００２６】バッテリ１０４は、２つの入力がそれぞれ
端子１０２と７２とに接続された電圧調整器１０８に給
電する。この調整器１０８は、端子１０２に５ボルト、
また端子７２に２．１ボルトの正の直接電圧を生じる。
これらの電圧は、先に述べた方法でシステムに対して与
えられる。この点から、同じ参照番号で示される端子は
一緒に接続されている。
端子１０２と７２とに接続された電圧調整器１０８に給
電する。この調整器１０８は、端子１０２に５ボルト、
また端子７２に２．１ボルトの正の直接電圧を生じる。
これらの電圧は、先に述べた方法でシステムに対して与
えられる。この点から、同じ参照番号で示される端子は
一緒に接続されている。
【００２７】この回路の動作の詳細な記述に進む前に、
この動作の一般的な説明を図２に関して行う。図２にお
いて、参照番号１１０は、スロット１４がセンサを通過
する時コイル２０に誘導される交流電圧を示す。この電
圧は、正の半サイクル１１０Ａと負の半サイクル１１０
Ｂを有する。図２はまた、前の立ち上がりエッジ１１２
Ａと後の立ち下がりエッジ１１２Ｂとを持つ方形波パル
ス１１２を示す。パルス１１２は、端子９８に現れて、
トランジスタＱ１５のオン／オフ・スイッチング動作に
より生じる。図２には、破線１１４として示されるトリ
ガー即ち閾値電圧レベルも示される。レベル１１４は、
コンデンサ５６における電圧と対応しており、ピーク電
圧を表わす。このレベル１１４は、ＡＬＶ１１０のピー
ク振幅に従って変化する。図２の波形は、回路により生
じる電圧の実際の大きさまたは形状を表わすものとは考
えられず、回路の動作説明を助けるため一般化された波
形である。
この動作の一般的な説明を図２に関して行う。図２にお
いて、参照番号１１０は、スロット１４がセンサを通過
する時コイル２０に誘導される交流電圧を示す。この電
圧は、正の半サイクル１１０Ａと負の半サイクル１１０
Ｂを有する。図２はまた、前の立ち上がりエッジ１１２
Ａと後の立ち下がりエッジ１１２Ｂとを持つ方形波パル
ス１１２を示す。パルス１１２は、端子９８に現れて、
トランジスタＱ１５のオン／オフ・スイッチング動作に
より生じる。図２には、破線１１４として示されるトリ
ガー即ち閾値電圧レベルも示される。レベル１１４は、
コンデンサ５６における電圧と対応しており、ピーク電
圧を表わす。このレベル１１４は、ＡＬＶ１１０のピー
ク振幅に従って変化する。図２の波形は、回路により生
じる電圧の実際の大きさまたは形状を表わすものとは考
えられず、回路の動作説明を助けるため一般化された波
形である。
【００２８】交流電圧１１０が生じると、正の半サイク
ル１１０Ａの初めは正の方向に増加し、これがトリガー
即ち閾値レベル１１４に達すると、トランジスタＱ１５
は非導通状態にバイアスが与えられ、これにより方形波
パルス１１２の立ち上がりエッジ１１２Ａを生じさせ
る。方形波パルス１１２はこの時、正の半サイクル１１
０Ａが点１１６においてゼロとなるまで、高いレベル１
１２Ｃのままである。この状態が生じると、トランジス
タＱ１５は導通状態にバイアスされて方形波パルス１１
２の立ち下がりエッジ１１２Ｂを生じさせる。立ち下が
りエッジ１１２Ｂは、タイミング目的のためディジタル
点火システムにおいて使用される。
ル１１０Ａの初めは正の方向に増加し、これがトリガー
即ち閾値レベル１１４に達すると、トランジスタＱ１５
は非導通状態にバイアスが与えられ、これにより方形波
パルス１１２の立ち上がりエッジ１１２Ａを生じさせ
る。方形波パルス１１２はこの時、正の半サイクル１１
０Ａが点１１６においてゼロとなるまで、高いレベル１
１２Ｃのままである。この状態が生じると、トランジス
タＱ１５は導通状態にバイアスされて方形波パルス１１
２の立ち下がりエッジ１１２Ｂを生じさせる。立ち下が
りエッジ１１２Ｂは、タイミング目的のためディジタル
点火システムにおいて使用される。
【００２９】更に詳細には、電圧コンパレータは３つの
入力、即ちトランジスタＱ１、Ｑ４およびＱ５のベース
と、トランジスタＱ８、Ｑ１４、Ｑ１５のスイッチング
を制御する出力７８とを持つ。線７８における高いレベ
ルの電圧が、トランジスタＱ８をオンの状態にバイアス
を掛け、これが更にトランジスタＱ１４、Ｑ１５をオフ
の状態にバイアスを掛ける。線７８における低レベルの
電圧は、トランジスタＱ８をオフの状態にバイアスを掛
け、これが更にトランジスタＱ１４およびＱ１５をオン
の状態にバイアスを掛ける。
入力、即ちトランジスタＱ１、Ｑ４およびＱ５のベース
と、トランジスタＱ８、Ｑ１４、Ｑ１５のスイッチング
を制御する出力７８とを持つ。線７８における高いレベ
ルの電圧が、トランジスタＱ８をオンの状態にバイアス
を掛け、これが更にトランジスタＱ１４、Ｑ１５をオフ
の状態にバイアスを掛ける。線７８における低レベルの
電圧は、トランジスタＱ８をオフの状態にバイアスを掛
け、これが更にトランジスタＱ１４およびＱ１５をオン
の状態にバイアスを掛ける。
【００３０】トランジスタＱ１のベースにおけるコンパ
レータ入力は、接合点２６および導体４０から与えられ
る、コイルに誘起される電圧２２の降下バージョンであ
る電圧を有する。トランジスタＱ１のベースにおけるこ
の電圧は、それぞれトランジスタＱ４およびＱ５のベー
スにおける電圧と比較される。機関が予め定めた速度よ
り早く走行するとき、トランジスタＱ４のベースにおけ
る電圧はコンデンサ５６における電圧に追従することに
なる。このコンデンサの電圧は、コイル２０に誘起され
た交流電圧のピーク振幅の関数として変化する。一般
に、図２の破線１１４は、コンデンサ５６により得られ
る可変ピーク電圧を表わす。トランジスタＱ１のベース
における電圧がトランジスタＱ４のベースにおけるピー
クと関連する電圧を越える値に達すると、電圧コンパレ
ータは導体７８における電圧がトランジスタＱ８をオン
にバイアスする状態に切換わる。トランジスタＱ８がオ
ンにバイアスされると、トランジスタＱ１４およびＱ１
５はオフの状態にバイアスされて図２におけるパルス１
１２Ａの立ち上がりエッジを生じさせる。
レータ入力は、接合点２６および導体４０から与えられ
る、コイルに誘起される電圧２２の降下バージョンであ
る電圧を有する。トランジスタＱ１のベースにおけるこ
の電圧は、それぞれトランジスタＱ４およびＱ５のベー
スにおける電圧と比較される。機関が予め定めた速度よ
り早く走行するとき、トランジスタＱ４のベースにおけ
る電圧はコンデンサ５６における電圧に追従することに
なる。このコンデンサの電圧は、コイル２０に誘起され
た交流電圧のピーク振幅の関数として変化する。一般
に、図２の破線１１４は、コンデンサ５６により得られ
る可変ピーク電圧を表わす。トランジスタＱ１のベース
における電圧がトランジスタＱ４のベースにおけるピー
クと関連する電圧を越える値に達すると、電圧コンパレ
ータは導体７８における電圧がトランジスタＱ８をオン
にバイアスする状態に切換わる。トランジスタＱ８がオ
ンにバイアスされると、トランジスタＱ１４およびＱ１
５はオフの状態にバイアスされて図２におけるパルス１
１２Ａの立ち上がりエッジを生じさせる。
【００３１】トランジスタＱ１４がオフの状態にバイア
スされると、接合点８４における電圧は、抵抗９０、９
２を介するグラウンドに対する経路によりグラウンド電
位より高い正の値から実質的にグラウンド電位まで降下
し、コンパレータ入力の１つであるトランジスタＱ５の
ベースに与えられる。トランジスタＱ５のベースにおけ
る電圧（グラウンド電位）は、この時トランジスタＱ１
のベースにおける電圧と比較される。図２に示される正
の半サイクル１１０Ａの低下部分と対応するトランジス
タＱ１における電圧がグラウンド電位まで降下すると、
コンパレータは、トランジスタＱ８をオフにバイアスさ
せる状態に切換わる。トランジスタＱ８がオフにバイア
スされると、トランジスタＱ１４およびＱ１５はオンに
バイアスされてパルス１１２Ｂの立ち下がりエッジ（図
２）を生じさせる。この状態は、交流電圧の正の半サイ
クルがゼロと交差する図２の点１１６において生じる。
スされると、接合点８４における電圧は、抵抗９０、９
２を介するグラウンドに対する経路によりグラウンド電
位より高い正の値から実質的にグラウンド電位まで降下
し、コンパレータ入力の１つであるトランジスタＱ５の
ベースに与えられる。トランジスタＱ５のベースにおけ
る電圧（グラウンド電位）は、この時トランジスタＱ１
のベースにおける電圧と比較される。図２に示される正
の半サイクル１１０Ａの低下部分と対応するトランジス
タＱ１における電圧がグラウンド電位まで降下すると、
コンパレータは、トランジスタＱ８をオフにバイアスさ
せる状態に切換わる。トランジスタＱ８がオフにバイア
スされると、トランジスタＱ１４およびＱ１５はオンに
バイアスされてパルス１１２Ｂの立ち下がりエッジ（図
２）を生じさせる。この状態は、交流電圧の正の半サイ
クルがゼロと交差する図２の点１１６において生じる。
【００３２】以上の記述は、機関速度が予め定めた速度
より高いことを前提とした。低い機関速度では、異なる
動作モードが起生し、システムがもはや適応状態で動作
せず、トランジスタＱ４のベースにおける電圧がもはや
変化せずに実質的に一定の状態を維持するようにピーク
検出器５２を消勢させる。このため、ｐ−ｎ接合半導体
ダイオード４４は、約７００ミリボルトの電圧が加えら
れるまで順方向に（アノードからカソードまで）導通し
ない。低い機関速度では、コイル２０に誘起されたピー
ク電圧は２５０ミリボルトもの低さとなる。コイル２０
に誘起される電圧がダイオード４４の順方向の導通を生
じる値より低いと、ピーク検出器５２は励起されず、コ
ンデンサ５６は充電されない。従って、充電されなかっ
たため、トランジスタＱ４のベースにはコンデンサ５６
における電圧に寄与し得る電圧が加えられない。このよ
うな条件下では、トランジスタＱ４のベースにおける電
圧は、先に述べたように、約０．２４ボルトである接合
点６２における電圧と実質的に等しくなる。トランジス
タＱ４のベースにおける約０．２４ボルトの固定された
トリガー即ち閾値電圧は、この時トランジスタＱ１のベ
ースにおける電圧と比較され、トランジスタＱ１のベー
スにおける電圧がこの固定された閾値電圧を越えると、
コンパレータは図２の立ち上がりエッジを生じさせる実
質的を切換える。実際に、低い機関速度では、ピーク検
出器５２はコンデンサ５６の充電を含む適応制御を保証
するためダイオード４４により消勢され、ピックアップ
・コイル２０に誘起される電圧がダイオード４４を順方
向に導通させるに充分な高さとなるまで始動しない。
より高いことを前提とした。低い機関速度では、異なる
動作モードが起生し、システムがもはや適応状態で動作
せず、トランジスタＱ４のベースにおける電圧がもはや
変化せずに実質的に一定の状態を維持するようにピーク
検出器５２を消勢させる。このため、ｐ−ｎ接合半導体
ダイオード４４は、約７００ミリボルトの電圧が加えら
れるまで順方向に（アノードからカソードまで）導通し
ない。低い機関速度では、コイル２０に誘起されたピー
ク電圧は２５０ミリボルトもの低さとなる。コイル２０
に誘起される電圧がダイオード４４の順方向の導通を生
じる値より低いと、ピーク検出器５２は励起されず、コ
ンデンサ５６は充電されない。従って、充電されなかっ
たため、トランジスタＱ４のベースにはコンデンサ５６
における電圧に寄与し得る電圧が加えられない。このよ
うな条件下では、トランジスタＱ４のベースにおける電
圧は、先に述べたように、約０．２４ボルトである接合
点６２における電圧と実質的に等しくなる。トランジス
タＱ４のベースにおける約０．２４ボルトの固定された
トリガー即ち閾値電圧は、この時トランジスタＱ１のベ
ースにおける電圧と比較され、トランジスタＱ１のベー
スにおける電圧がこの固定された閾値電圧を越えると、
コンパレータは図２の立ち上がりエッジを生じさせる実
質的を切換える。実際に、低い機関速度では、ピーク検
出器５２はコンデンサ５６の充電を含む適応制御を保証
するためダイオード４４により消勢され、ピックアップ
・コイル２０に誘起される電圧がダイオード４４を順方
向に導通させるに充分な高さとなるまで始動しない。
【００３３】当業者には明らかなように、上記の形式の
回路はまた機関のカム軸位置の測定にも使用できること
が明らかであろう。
回路はまた機関のカム軸位置の測定にも使用できること
が明らかであろう。
【図１】適応制御システムの一実施例を示す概略回路図
である。
である。
【図２】図１のシステムから得られる電圧波形を示すグ
ラフである。
ラフである。
１０ ホイール １２ 内燃機関 １４ スロット １６ 永久磁石 １８ 鉄心 ２０ ピックアップ・コイル ２２ 電圧波形 ３８ ｐ−ｎ接合半導体ダイオード ４４ ｐ−ｎ接合半導体ダイオード ５２ 増幅器 ５６ コンデンサ ６１ ｐ−ｎ接合半導体ダイオード ６３ ｐ−ｎ接合半導体ダイオード ９８ 出力端子 １００ 電流ソース １０４ 蓄電バッテリ １０８ 電圧調整器 Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ９、Ｑ１０、Ｑ１
１、Ｑ１２ ＰＮＰトランジスタ Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８、Ｑ１３、Ｑ１４、Ｑ１５ ＮＰＮト
ランジスタ
１、Ｑ１２ ＰＮＰトランジスタ Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８、Ｑ１３、Ｑ１４、Ｑ１５ ＮＰＮト
ランジスタ
フロントページの続き (72)発明者 ブライアン・キース・グッド アメリカ合衆国インディアナ州46936，グ リーンタウン，イースト・ウォルナット 218
Claims (6)
- 【請求項１】 機関の角度位置と関連する一連の方形波
パルスを生成する機関位置センサにおいて、 ピックアップ・コイル（２０）と前記機関により駆動さ
れるホイール（１０）とを含む可変磁気抵抗センサを設
け、該ホイールは前記センサを横切るスロットの通過と
同時に前記ピックアップ・コイルに交流電圧を誘起する
複数のスロット（１４）を含み、少なくとも第１および
第２の入力（Ｑ１、Ｑ４）と１つの出力（７８）とを含
む電圧コンパレータを設け、第１の入力（Ｑ１）は前記
ピックアップ・コイルと接続され、前記出力（７８）と
接続されて方形波パルスを生成する方形波電圧生成手段
（Ｑ１５）と、コンデンサ（５６）を含むピーク検出器
（５２）とを設け、該ピーク検出器は前記ピックアップ
・コイルと接続されて前記コンデンサをピックアップ・
コイルに誘起される交流電圧のピーク電圧と関連する電
圧まで充電し、コンデンサ（６０）が前記コンパレータ
の第２の入力（Ｑ４）と接続されて、該コンパレータの
第１の入力における電圧がコンパレータの前記第２の入
力における電圧と関連する所定値に達する時第１の電圧
過渡状態を、またコンパレータの第１の入力における電
圧が所定値より小さい時前記第２の第１の電圧過渡状態
と反対の第２の電圧過渡状態を生じるように、コンパレ
ータの出力に前記方形波電圧生成手段を駆動させ、前記
ピックアップ・コイルに誘起される交流電圧の振幅が所
定振幅を越えるまで、前記コンデンサの充電を阻止する
充電阻止手段と、前記コンデンサの両端に電圧がない
時、コンパレータの第２の入力に与えられる電圧を固定
された振幅に維持する手段（６２〜７２）とを設けてな
る機関位置センサ。 - 【請求項２】 前記コンパレータが、コンパレータの出
力（７８）に応答する第３の入力（Ｑ１４）を含み、該
第３の入力は、前記出力（７８）が方形波生成手段（Ｑ
１５）に第１の電圧過渡状態を生じさせる時低い電位を
有し、前記コンパレータは、前記第３の入力（Ｑ１４）
が低い電位にある時は第１および第３の入力（Ｑ１、Ｑ
１４）における電圧を比較し、前記第１の入力（Ｑ１）
における電圧が該低い電位より小さくなる時は第２の状
態に切換わり、前記方形波生成手段に第２の電圧過渡状
態を生じさせるようにする請求項１記載の機関位置セン
サ。 - 【請求項３】 前記コンパレータが、前記ピックアップ
・コイルに誘起される交流電圧がゼロ・レベルに交差す
る時、前記第２の状態に切換わる請求項１または２に記
載の機関位置センサ。 - 【請求項４】 前記第１の電圧過渡状態が方形波の立ち
上がりエッジであり、第２の電圧過渡状態が方形波の立
ち下がりエッジである請求項１、２または３に記載の機
関位置センサ。 - 【請求項５】 前記ピックアップ・コイル（２０）の一
端部が接地され、前記低い電位が実質的にグラウンド電
位である請求項１乃至４のいずれかに記載の機関位置セ
ンサ。 - 【請求項６】 前記充電阻止手段が、前記ピックアップ
・コイルと前記ピーク検出器との間に接続されたダイオ
ード（４４）を含む請求項１乃至５のいずれかに記載の
機関位置センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US751200 | 1991-08-30 | ||
| US07/751,200 US5144233A (en) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | Crankshaft angular position voltage developing apparatus having adaptive control and diode control |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05263676A true JPH05263676A (ja) | 1993-10-12 |
| JP2647311B2 JP2647311B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=25020935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4227298A Expired - Fee Related JP2647311B2 (ja) | 1991-08-30 | 1992-08-26 | 機関位置センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5144233A (ja) |
| EP (1) | EP0529710B1 (ja) |
| JP (1) | JP2647311B2 (ja) |
| DE (1) | DE69201285T2 (ja) |
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