JPH06257499A - プログラマブル同期回路及びパターン整合／同期回路 - Google Patents

プログラマブル同期回路及びパターン整合／同期回路

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JPH06257499A
JPH06257499A JP5215320A JP21532093A JPH06257499A JP H06257499 A JPH06257499 A JP H06257499A JP 5215320 A JP5215320 A JP 5215320A JP 21532093 A JP21532093 A JP 21532093A JP H06257499 A JPH06257499 A JP H06257499A
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Richard D Davis
ディー． デイヴィス リチャード
Jeff Kotowski
コトウスキー ジェフ
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プログラマブルシステムにより角位置表示器
の動作をロータの角変位に同期させる。 【構成】 ロータ上のマークのパターンに対応する各パ
ターンを前もってプログラムしておき、少なくとも１個
のセンサによりその検出領域を通るロータマークが検出
される。マークのパターンに対応する電子パルスパター
ンとの同期システムが得られ、このセンサパルスパター
ンをメモリに保存されているパターンと比較し、ロータ
の角変位が決定される。ロータのマーク間隔は均一であ
っても均一でなくてもよい。この同期システムにより整
合した特定のパルスパターンに対応する動作パラメータ
といっしょに角位置表示が得られ、これらのパラメータ
により角位置表示器はその動作を同期させることができ
る。このシステムはロータの最初の回転中に同期を得て
その後の回転中の同期をつねにチェックする。また、こ
のシステムはロータの角速度の上昇に応じて性能レベル
を維持する。本発明を実施することによりエンジン処理
システムからエンジン軸の角変位をトラックする時間集
中プロセスの負担がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は角位置表示器の同期の分
野に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多くの用途において回転軸の角位置に関
する精確な情報が必要である。たとえば、自動車の用途
ではエンジン動作はカム軸またはクランク軸の角位置に
同期されている。内燃機関では，点火プラグの点火，エ
ンジン弁の開閉，燃料噴射などのようないくつかのエン
ジン運転が燃料効率を最大にし，排気排出物を最少に
し，エンジン性能を増大させるために制御される。この
ような制御はこれらの運転を回転するクランク軸及び／
またはカム軸の角位置と同期させることによって行なわ
れる。
【０００３】軸の回転を電気信号に変換するために多く
の方法が用いられている。一つの応用では軸の一部分と
して形成され又は機械的に軸に結合されているマークの
付いたロータが軸の回転とともに回転する。回転してい
るロータの近くに配置されたセンサが、ロータ上のマー
クがセンサの検出領域を通過するたびに電気パルス信号
を出す。センサの出力波形中のパルスをカウントするこ
とにより、各マーク間の間隔に反比例する分解能でロー
タの角変位が決定される。
【０００４】ロータの構造及びセンサの実用分解能によ
り限定された数のマークしかロータ上に配置することが
できない。この限界が角変位測定の分解能を制限してい
る。たとえば、一部の従来技術の用途では角変位は１０
°の増分でしか測定することができない。
【０００５】多くの用途では回転しているロータ上のマ
ークの通過を単純に検出することにより得られるものよ
りも小さい分解能での角変位情報が必要である。一部の
従来技術による角位置表示器はセンサ出力波形の各パル
ス間を補間する。これらの従来技術ではそれまでに測定
したパルス間隔にもとづいて今後のパルス間隔を予測す
る。センサパルス間の間隔を小さく分割することによ
り、角変位の分解能が向上する。センサパルスと補間パ
ルスとで構成される結果として生じる波形はマーク間隔
が均一のロータ上の各マーク間の角位置に対応する。補
間パルスはトリガーとして利用される。
【０００６】図５はマーク間隔が均一のロータを利用し
た角位置表示システムを示すものである。回転軸５０１
はロータ５０２に結合されている。ロータ５０２はその
周囲に均一に間隔をおいた８つのマーク（歯）５０３を
備えている。センサ５０４は角位置表示器ロジック５０
５と同期回路５０６に結合されている。角位置表示器ロ
ジック５０５はまた同期回路５０６に結合されている。
【０００７】それぞれの歯５０３が所定部分を通過する
と、センサ５０４によってこれが検出される。センサ５
０４は歯を検出するたびにパルス信号を出力する。角位
置表示器ロジック５０５はセンサ５０４からのパルス信
号を受け取り、これらのパルスを各センサパルス間に補
間し、分解能が向上した角変位情報を示す。同期回路５
０６はロータ上の特定の角位置がセンサ出力波形の特定
のパルスに対応するのを確かめるためにセンサ５０４の
出力をモニターする。角位置表示器ロジック５０５は回
転ロータとの同期を維持するために同期回路５０６の出
力を用いる。
【０００８】同期回路５０６はセンサ出力波形の特定の
パルスに対応するロータ上の特定の角位置を確かめるた
めにセンサ５０４の出力をモニターする。同期回路５０
６はロータの角位置に対応する信号を角位置表示器ロジ
ック５０５に送る。角位置表示器ロジック５０５はこれ
らの信号を用いてその動作を調整する。角位置表示器ロ
ジック５０５は同期信号とその固有の内部状態とを比較
し、必要であればそれ自体を調節する。角位置表示器ロ
ジック５０５はロータの角変位と同期するその後の角位
置に対する適切な制御信号を発生する。
【０００９】ロータの角変位を正確に補間するために角
位置表示器ロジック５０５は回転ロータとの同期を維持
しなければならない。エンジンが始動したときカム軸と
クランク軸の角位置は不明である。ロータの角位置を決
定するために同期回路を用いる。バッテリの消耗と排気
排出物を最小限に抑えるにはロータがほんのわずか回転
したあとに同期を得ることが望ましい。角位置表示器ロ
ジックとロータとの間の同期はエンジンの効率的運転を
確実に行なうためにロータの正常な回転中常時チェック
される。
【００１０】従来技術によるシステムではマイクロプロ
セッサシステムを用い、角位置表示器の動作をロータの
回転と同期させる。マイクロプロセッサは用途固有の複
雑なソフトウェアを用いてプログラムされている。この
マイクロプロセッサシステムは検出情報を得て制御信号
を出力する多くの信号接続を利用する。マイクロプロセ
ッサのサイズと複雑性はマイクロプロセッサとインタフ
ェースを連結するために必要とされるエンジン制御信号
の数が増加するにしたがって増大する。
【００１１】マイクロプロセッサシステムではソフトウ
ェア制御されたタイマーを利用し、ロータ上の歯の固有
パターンに対応する固有センサパルスパターンを確認す
る。固有ロータ歯パターンのライブラリはソフトウェア
内に前もってプログラムされている。センサパルスパタ
ーンが保存されいるパターンと整合すると同期点が確認
される。この同期点を用いて角位置表示器のための同期
信号が計算される。同期信号の計算はマイクロプロセッ
サに処理負担を加える。
【００１２】マイクロプロセッサシステムは本質的にそ
のクロック速度によって制限されている。マイクロプロ
セッサとそのソフトウェアはマイクロプロセッサのクロ
ックにより供給される固定される周波数に依拠し、内部
と外部の両方の時間感受性動作を調整する。軸の角速度
が上昇するとソフトウェアに系システムに対するリアル
タイム処理負担が増大する。多くのエンジン機能に対応
するマイクロプロセッサシステムは１個またはそれ以上
のロータの角変位を探知（トラック）するリアルタイム
負担の増大に対応するので、その他の機能を実行する時
間が少なくなる。処理負担を負うことができない一部の
従来技術によるシステムはロータ回転が高速に達すると
いくつかの処理機能を完全に短縮または中断する。マイ
クロプロセッサによって提供される機能性は１本または
それ以上の回転軸との同期を維持する負担のために犠牲
にされる。
【００１３】マイクロプロセッサシステムには限られた
クロック速度の制約下でプロセッサ機能を優先させまた
調整するために複雑なソフトウェアが必要である。特別
注文のソフトウェアが各用途のために開発されている。
ソフトウェアを作成するには調査研究，設計，テスト，
ソフトウェア保守での実質的な技術投資が必要である。
角位置表示器の同期に適したソフトウェアを設計するに
は特定のハードウェア用途とマイクロプロセッサ中で実
行する別のソフトウェアに関する詳細な知識が必要であ
る。
【００１４】別の従来技術のシステムではハードウェア
系システムを利用し、角位置表示器ロジックの動作をロ
ータの回転と同期する。この従来技術はプログラムマブ
ルではないため各用途のために特別注文のハードウェア
を開発しなければならない。また、この従来技術の同期
回路はマーク間隔が均一でないロータと相性が悪い。
【００１５】ロング他（Long,et al.）の米国特許４,４
９４,５０９号の中で述べられている一つの従来技術で
はアナログ位相ロック型ループを利用し、軸角速度を推
定して軸角位置を補間する。ロング他の位相ロック型ル
ープはマーク間隔が均一でないロータと相性が悪い。ま
た、ロング他はマーク間隔が均一でないロータと角位置
表示器との同期について開示も示唆もしていない。
【００１６】ヒルカ他（Hirka et al.）の米国特許５,
０４１,９７９号には角位置カウンタについて述べられ
ているがこのカウンタではマーク間隔が均一でないロー
タの角変位は充分に予測されない。ヒルカ他では歯間隔
が均一で１個の欠歯部を有するロータを利用している。
同期回路は欠歯部を検出し、これを位置表示器の同期点
として利用している。歯間隔が均一でないロータの場合
にはヒルカ他が欠歯部とみなす各歯間に多大な間隔があ
るとみられる。したがって、ヒルカ他はマーク間隔が均
一でないロータと相性が悪い。また、ヒルカ他はマーク
間隔が均一でないロータと角位置表示器との同期につい
て開示も示唆もしていない。
【００１７】
【発明の概要】プログラム可能システムは電子角位置表
示器の動作をロータの角変位と同期させる。このシステ
ムでは複数の検出入力をモニターし、ロータの角変位を
決定する。特定の角位置を通じてのロータによる回転に
より検出入力の固有の組合せが得られる。
【００１８】少なくとも１個のセンサからロータ上のマ
ークに対応する電気パルスパターンがシステムに供給さ
れる。ロータのマーク間隔は均一でも均一でなくてもよ
い。このシステムではセンサによって得られたパルスパ
ターンをメモリに保存されているパターンと比較する。
保存されている各パターンにはロータ上のパターンの角
位置を規定するデータが付随している。したがって、ロ
ータマークのパターンが確認されるとロータの角位置が
確定する。
【００１９】この同期システムはロータの角変位に適切
な動作パラメータを角位置表示器に供給する。保存され
ている各パターンには角位置表示器のための動作パラメ
ータが付随している。これらの動作パラメータにより角
位置表示器はその動作を確定したロータの角変位と同期
させることができる。このシステムによりロータの最初
の回転中に同期が得られまたその後の回転中の同期がつ
ねにチェックされる。マークのパターンが確認されない
場合又はロータとの同期が失われた場合にはシステムは
同期が失われていることを示す信号を出す。
【００２０】
【実施例】電子角位置表示器を同期するためのプログラ
ム可能なシステムについて説明する。以下の説明では本
発明がさらに明らかとなるよう多数の詳細事項が記され
ている。しかし、技術に精通した者にとってはこれらの
詳細事項なしに本発明を実施できることは明らかであ
る。その他の場合には説明を不明確にしないよう既知の
特徴については詳細に説明しなかった。
【００２１】本発明のプログラム可能なハードウェアシ
ステムは電子角位置表示器の動作をロータの角変位と同
期させる。ロータのマーク間隔は均一であっても均一で
なくてもよい。このシステムはロータ上のマークのパタ
ーンに対応する各パターンを前もってプログラムされて
いる。少なくとも１個のセンサによりその検出領域を通
るロータマークが検出され、マークのパターンに対応す
る電子パルスパターンとの同期システムが得られる。こ
れらのセンサパルスパターンをメモリに保存されている
パターンと比較し、ロータの角変位を決定する。この同
期システムにより整合した特定のパルスパターンに対応
する動作パラメータといっしょに角位置表示が得られ
る。これらのパラメータにより角位置表示器はその動作
を同期させることができる。
【００２２】このシステムはロータの最初の回転中に同
期を得てその後の回転中の同期をつねにチェックする。
また、このシステムはロータの角速度の上昇に応じて性
能レベルを維持する。本発明を実施することによりエン
ジン処理システムからエンジン軸の角変位を探知する時
間集中プロセスの負担がなくなる。
【００２３】図１は本発明による動作のフローチャート
である。スタートアップイネーブル回路１０１はパター
ンウィンドウカウンタ回路１０２に結合されている。パ
ターンウィンドウカウンタ回路１０２はパターン取得回
路１０３に結合されている。パターン取得回路１０３は
パターン整合／同期回路１０４に結合されている。パタ
ーン整合／同期回路１０４は角位置表示器１０５に結合
されている。
【００２４】スタートアップイネーブル回路１０１によ
りシステムの動作が開始される。パターンウィンドウカ
ウンタ回路１０２はセンサパルス波形をパルスパターン
に分配する。パターン取得回路１０３は完全なパルスパ
ターンを取得する。パターン整合／同期回路１０４は取
得したパルスパターンを前もって保存されているパター
ンと整合させ、適切な動作パラメータ値と同期信号を出
力する。これらの値と信号は角位置表示器１０５による
使用に適している。
【００２５】動作中スタートアップイネーブル回路１０
１はパワーアップを検出し有効な「パターン開始」（Ｓ
ＯＰ）信号を待つ。ＳＯＰ信号はパルスパターンの開始
をマークする。有効なＳＯＰ信号を受け取るとスタート
アップイネーブル回路１０１は同期信号を出力する。パ
ターンウィンドウカウンタ１０２の回路は「パターン終
了」（ＥＯＰ）信号を出力する前に前もってプログラム
されたパルス数をカウントする。こうして、有効なパタ
ーンの開始と終了を表示する信号が得られる。
【００２６】ＳＯＰ信号及びＥＯＰ信号に反応するパタ
ーン取得回路１０３は取得したセンサパルスパターンを
レジスタへ保存する。パターン整合／同期回路１０４は
取得パターンを前もってプログラムされたパルスパター
ンのメモリバンクと比較する。取得パターンと前もって
プログラムされたパターンとの間の整合が対応するメモ
リロケーションをアクセスする。メモリロケーションは
角位置表示器のための動作パラメータを含む。同期信号
は本発明によって得られるセンサ信号及び中間信号とア
クセスしたメモリロケーションの各値とを比較しまた組
み合わせることによって得られる。これらの同期信号は
角位置表示器１０５による使用に適した出力として供給
される。
【００２７】図２は図１のスタートアップイネーブル回
路１０１，パターンウィンドウカウンタ回路１０２及び
パターン取得回路１０３を詳細に示すものである。スタ
ートアップイネーブル回路１０１はマルチプレクサ２２
４とパターン開始レジスタ２２１，ダウンカウンタ２２
２，ゼロデテクタ２２５，ＲＳフリップフロップ２２
７，インバータ２１８及び２２６，ＯＲゲート２２３及
び２５２，ＡＮＤゲート２１９，２２０及び２２９を具
えている。パターンウィンドウカウンタ回路１０２はマ
ルチプレクサ２３７，パターン幅レジスタ２３６，パタ
ーンウィンドウダウンカウンタ２４０，ゼロデテクタ２
４３，ＲＳフリップフロップ２４２，立ち下りトリガワ
ンショット２３８，立ち上りトリガワンショット２４
４，インバータ２４５，ＯＲゲート２３９及び２４６，
ＡＮＤゲート２４１とを具えている。パターン取得回路
１０３はマルチプレクサ２２８，２３１，２３３及び２
３４，デバイダ２３５及び２４７，カウンタ／シフトレ
ジスタ２３０，ＲＳフリップフロップ２３２とを具えて
いる。デバイダ２３５は１，２，３または４での割算を
選択する。デバイダ２４７は１，２，４または８での割
算を選択する。
【００２８】クランクセンサパルス入力信号２０５はＡ
ＮＤゲート２１９，マルチプレクサ２３７の入力部及び
デバイダ２４７のクロック入力部に結合されている。パ
ワーオンリセット入力信号２０１はインバータ２１８の
入力部，ＯＲゲート２５２の入力部，ＯＲゲート２２３
の入力部，ＯＲゲート２４６の入力部，及びＯＲゲート
２３９の入力部に結合されている。カムセンサパルス入
力信号２０２はマルチプレクサ２２８の“ｃ１ｋ”入力
部２４９，マルチプレクサ２２４，２３１，２３３及び
２３４の入力部に結合されている。欠損パルス入力信号
２０３はマルチプレクサ２２４，２３１，２３３及び２
３７の入力部に結合されている。余剰パルス入力信号２
０４はマルチプレクサ２２４，２３１，２３３及び２３
７の入力部に結合されている。
【００２９】信号２０７はデバイダ２４７の選択入力部
２０７に結合されている。信号２０８はマルチプレクサ
２２４の選択入力部に結合されている。信号２０９はマ
ルチプレクサ２２８の選択入力部に結合されている。信
号２１０はカウンタ／シフトレジスタ２３０のカウント
／シフト選択入力部に結合されている。信号２１１はマ
ルチプレクサ２３１の選択入力部に結合されている。信
号２１２はマルチプレクサ２３３の選択入力部に結合さ
れている。信号２１３はマルチプレクサ２３４の選択入
力部に結合されている。信号２１５はマルチプレクサ２
３７の選択入力部に接続されている。信号２１４はデバ
イダ２３５の選択入力部に結合されている。
【００３０】インバータ２１８の出力はＡＮＤゲート２
１９の入力部に結合されている。ＡＮＤゲート２１９の
出力はＡＮＤゲート２２０の入力部に結合されている。
マルチプレクサ２２４の出力はＯＲゲート２２３の入力
部とＡＮＤゲート２２９の入力部に結合されている。
【００３１】パターン開始レジスタ２２１のデータ出力
はダウンカウンタ２２２のデータ入力部に結合されてい
る。ダウンカウンタ出力はゼロデテクタ２２５の入力部
に接続されている。ゼロデテクタ２２５の出力はＲＳフ
リップフロップ２２７のセット入力部とインバータ２２
６の入力部に結合されている。インバータ２２６の出力
はＡＮＤゲート２２０の入力部に結合されている。ＡＮ
Ｄゲート２２０の出力はダウンカウンタ２２２のクロッ
ク入力部に結合されている。ＯＲゲート２２３の出力は
ダウンカウンタ２２２のロード入力部に結合されてい
る。ＲＳフリップフロップ２２７の出力はＡＮＤゲート
２２９の入力部に結合されている。ＡＮＤゲート２２９
の出力はパターンパルス開始信号ライン２５１に結合さ
れている。パターンパルス開始信号ライン２５１はＯＲ
ゲート２５２の入力部とＲＳフリップフロップ２４２の
セット入力部に結合されている。ＯＲゲート２５２の出
力はＲＳフリップフロップ２２７のリセット入力部に結
合されている。
【００３２】パターン幅レジスタ２３６のデータ出力は
パターンウィンドウダウンカウンタ２４０のデータ入力
部に結合されている。パターンウィンドウダウンカウン
タ２４０のデータ出力はゼロデテクタ２４３の入力部に
結合されている。ゼロデテクタ２４３の出力はインバー
タ２４５の入力部とワンショット２４４の入力部に結合
されている。
【００３３】マルチプレクサ２３７の出力はＡＮＤゲー
ト２４１の入力部に結合されている。インバータ２４５
の出力はＡＮＤゲート２４１の入力部に結合されてい
る。ワンショット２４４の出力は同期ストローブ信号２
１７とワンショット２３８の入力部に結合されている。
ワンショット２３８の出力はＯＲゲート２３９の入力部
に結合されている。ＯＲゲート２３９の出力はパターン
ウィンドウダウンカウンタ２４０のロード入力部，ＯＲ
ゲート２４６の入力部，デバイダ２３５のクロック入力
部及びカウンタ／シフトレジスタ２３０のリセット入力
部に結合されている。
【００３４】ＯＲゲート２４６の出力はＲＳフリップフ
ロップ２４２のリセット入力部に結合されている。ＲＳ
フリップフロップ２４２の出力はＡＮＤゲート２４１の
入力部とカウント／シフトレジスタ２３０の入力イネー
ブル入力部に結合されている。ＡＮＤゲート２４１の出
力はパターンウィンドウダウンカウンタ２４０のクロッ
ク入力部に結合されている。
【００３５】パターン信号２０６はマルチプレクサ２３
４の入力部に結合されている。デバイダ２３５の出力は
マルチプレクサ２３４の入力部に結合されている。マル
チプレクサ２３４の出力はＲＳフリップフロップ２３２
のリセット入力部に結合されている。マルチプレクサ２
３３の出力はＲＳフリップフロップ２３２セット入力部
に結合されている。ＲＳフリップフロップ２３２の出力
は同期パターン信号ライン２１６の信号ラインの１本以
外のすべてに結合されている。
【００３６】デバイダ２４７の出力はマルチプレクサ２
２８の「シフト」入力部２４８に結合されている。マル
チプレクサ２２８の出力はカウンタ／シフトレジスタ２
３０のｃｌｋ／シフト入力部２５０に結合されている。
マルチプレクサ２３１の出力はカウンタ／シフトレジス
タ２３０のデータ入力部に結合されている。カウンタ／
シフトレジスタ２３０のデータ出力は同期パターン信号
ライン２１６の１本のライン以外のすべてに結合されて
いる。
【００３７】図２の回路により入力センサパルス波形か
らセンサパルスパターンが得られる。この回路はプログ
ラムにより異なる種類のロータからの検出入力及び異な
る種類のセンサ構成に適用することができる。各種の入
力センサパルス波形はマルチプレクサを通じてアクセス
することができる。レジスタに保存されているパラメー
タ値は修正して異なるパルスパターンに適応させること
ができる。回路の各種機能はマルチプレクサ，デバイダ
及びその他の動作信号を選択的に操作することによって
得られる。さらに、同期パターン信号２１６のフォーマ
ットを特定の用途のために選択的に修正することができ
る。
【００３８】典型的な用途では回転軸は少なくとも１つ
のロータに結合されている。ロータのマーク間隔は均一
でも均一でなくてもよい。各ロータの回転は少なくとも
１個のセンサによってモニターされる。各センサはパル
ス出力信号を出す。出力波形信号のパルスはセンサの検
出領域を通過するロータ上のマークに対応する。軸に結
合されているロータが回転するとセンサはマークの有無
を検出し、これに対応するパルス信号を出す。
【００３９】クランクセンサパルス信号２０５はクラン
ク軸の回転に対応している。カムセンサパルス信号２０
２はカム軸の回転に対応している。センサパルスパター
ンは「パターン開始」（ＳＯＰ）信号によって区別され
る。このＳＯＰ信号は通常カムセンサパルス信号，欠損
パルス信号又は余剰パルス信号である。
【００４０】欠損パルス信号２０３はロータ上の欠損歯
に対応する各連続センサパルス間で「長い」間隔が検出
されるとパルスを発生する。多くの場合ロータは検出可
能な同期点が得られるように「欠損」歯を付けて設計さ
れている。各連続パルス間の「長い」間隔は通常ロータ
による減速度に原因があると考えられる間隔よりも長
い。ロータの減速度は軸の減速度に対応している。した
がって、「欠損歯」は減速のために遅れた歯と通常区別
することができる。
【００４１】「余剰」パルスがロータ上の「余剰」歯に
対応するセンサ信号で検出されると、余剰パルス信号２
０４はパルスを発生する。「余剰」パルスの前後の間隔
はロータの加速度が原因と考えられる間隔よりも通常短
い。ロータの加速度は軸の加速度に対応している。した
がって、「余剰歯」は加速のために「早い」歯と通常区
別することができる。
【００４２】パワーアップ時、パワーオンリセット信号
２０１はパルスを発生する。パワーオンリセット信号２
０１のパルスはカウンタ／シフトレジスタ２３０，ＲＳ
フリップフロップ２２７及びＲＳフリップフロップ２４
２をリセットする。リセットＲＳフリップフロップ２２
７はＡＮＤゲート２２９をディスエーブルする。リセッ
トＲＳフリップフロップ２４２はパターンウィンドウダ
ウンカウンタ２４０のクロック入力とカウンタ／シフト
レジスタ２３０の入力イネーブル入力部をディスエーブ
ルする。リセットパルスの持続時間の間、ダウンカウン
タ２２２のクロック入力部はディスエーブルされるが、
ダウンカウンタ２２２とパターンウィンドウダウンカウ
ンタ２４０の各ロード入力部はイネーブルされる。
【００４３】選択信号２０８はマルチプレクサ２２４に
その出力を通じる入力信号としての各信号のうちの１つ
を通させる。パワーオンリセット信号２０１のパルスま
たはマルチプレクサ２２４からの信号はダウンカウンタ
２２２にパターン開始レジスタ２２１からの初期値をロ
ードさせる。パターン開始レジスタ２２１に保持される
値は通常クランクセンサパルス信号２０５のパルス数で
ありこれは次のＳＯＰパルスが確実に有効であるようカ
ウントする必要がある。
【００４４】パワーオンリセット信号２０１が低レベル
にもどるとクランクセンサパルス信号２０５はダウンカ
ウンタ２２２がゼロ値になるまでクロックする。ダウン
カウンタ２２２がＳＯＰパルスより前にゼロ値に達する
場合には次のＳＯＰパルスはパルスパターンの開始の有
効な表示である。ダウンカウンタ２２２がＳＯＰパルス
より前にゼロ値に達しない場合にはＳＯＰパルスは無効
である。無効ＳＯＰパルスはダウンカウンタ２２２のロ
ード入力部をトリガし、これによりパターン開始レジス
タ２２１からの値がロードされる。したがって、パター
ン中央の初期の位置決めによる「偽」の立ち上がりが回
避される。
【００４５】ダウンカウンタ２２２がゼロに達した場合
ゼロデテクタ２２５はパルスを出力するが、このパルス
はＲＳフリップフロップ２２７をセットしまたインバー
タ２２６によって反転される。インバータ２２６による
反転パルス出力により一時的にダウンカウンタ２２２へ
のクロック入力部はディスエーブルされる。ダウンカウ
ンタ２２２はパルスの持続時間中はゼロ値を維持する。
【００４６】ＲＳフリップフロップ２２７はセットされ
るとハイ信号を出力し、マルチプレクサ２２４が信号出
力を通すことができるようにＡＮＤゲート２２９をイネ
ーブルする。パターンパルス開始信号２５１の開始させ
るためにマルチプレクサ２２４からのパルスはへのＡＮ
Ｄゲート２２９によって通される。パターンパルス開始
信号２５１のパルスはフリップフロップ２２７をリセッ
トしＡＮＤゲート２２９をディスエーブルする。したが
って、スタートアップイネーブル回路１０１はパターン
パルス開始信号２５１として有効なパターン開始（ＳＯ
Ｐ）パルスを出力する。
【００４７】パワーアップ時、パターンウィンドウダウ
ンカウンタ２４０はパターン幅レジスタ２３６からのゼ
ロ以外の値をロードする。パターン幅レジスタ２３６は
パルスパターンの終了をマークするために利用される表
示パルスの数と等しい値を通常含んでいる。ゼロデテク
タ２４３はインバータ２４５によって反転されるロー信
号を出力する。インバータ２４５によるハイ信号出力は
ＡＮＤゲート２４１の入力部に与えられる。
【００４８】パターン開始パルス信号２５１のパルスは
ＲＳフリップフロップ２４２をセットする。ＲＳフリッ
プフロップ２４２はＡＮＤゲート２４１に入力部にハイ
信号を与える。ＡＮＤゲート２４１はマルチプレクサ２
３７の出力をパターンウィンドウダウンカウンタ２４０
のクロック入力部へ通す。パターンウィンドウダウンカ
ウンタ２４０がゼロへカウントダウンすると、ゼロデテ
クタ２４３はハイ信号を出力し、これによりワンショッ
ト２４４がトリガされる。ゼロ・デテクタ２４３の出力
はインバータ２４５によって反転される。インバータ２
４５によるロー信号出力はＡＮＤゲート２４１をディス
エーブルする。ワンショット２４４の出力は同期ストロ
ーブ信号２１７とワンショット２３８の入力にパルスを
出力する。ワンショット２４４によるパルス出力はパタ
ーン終了（ＥＯＰ）信号である。ワンショット２３８の
出力はパターンウィンドウダウンカウンタ２４０のロー
ド入力，ＲＳフリップフロップ２４２のリセット入力，
カウンタ／シフトレジスタ２３０のリセット入力及びデ
バイダ２３５の入力をパルスにする。
【００４９】ＲＳフリップフロップ２４２を通じてパタ
ーン開始パルス信号２５１のパルスはカウンタ／シフト
レジスタ２３０の入力イネーブル入力部をイネーブルす
る。データはマルチプレクサ２３１を通ってカウンタ／
シフトレジスタ２３０内へ入力される。ＲＳフリップフ
ロップ２４２のリセットはカウンタ／シフトレジスタ２
３０への入力イネーブル・パルスを終了させまたパター
ンウィンドウダウンカウンタ２４０のクロック入力をデ
ィスエーブルする。新しいパターン開始パルス信号２５
１のパルスはフリップフロップ２４２をセットし、パタ
ーンウィンドウカウンタ１０２の動作サイクルを再始動
する。
【００５０】クランクセンサパルス入力信号２０５はデ
バイダ２４７の入力部に与えられる。デバイダ２４７の
出力はマルチプレクサ２２８の「シフト」入力部２４８
に与えられる。カムセンサパルス入力信号２０２はマル
チプレクサ２２８の「ｃｌｋ」入力部２４９に与えられ
る。マルチプレクサ２２８は「シフト」入力部２４８と
「ｃｌｋ」入力部２４９の一方を選択し、カウンタ／シ
フトレジスタ２３０のｃｌｋ／シフト入力部２５０に出
力する。カウンタ／シフト選択信号２１０はカウンタ／
シフトレジスタ２３０の動作モードを選択する。カウン
タ／シフトレジスタ２３０に入るデータはカウントまた
はシフトされ、これに対応する出力信号が同期パターン
信号ライン２１６に供給される。マルチプレクサ２３３
と２３４はデバイダ２３５といっしょに特殊用途のため
の同期パターン信号ライン２１６の一本の信号ラインの
特別注文に応じられるよう多くのプログラミングを可能
にする。
【００５１】図２と図３を参照して本発明の操作につい
て次の例で説明する。図３はクランク軸ロータとカム軸
ロータ上の各マークのパターンに対応する典型的な電気
センサパルスパターンを示すものである。図３のクラン
ク及びカムの各パルス信号パターンはそれぞれクランク
センサパルス信号２０５及びカムセンサパルス信号２０
２として図２の回路に示されている。
【００５２】本発明による操作の簡潔な例を示すには次
のパラメータ仮定条件が必要である。すなわち、マルチ
プレクサ２２４の出力がカムセンサパルス信号２０２と
欠損パルス信号２０３のＯＲ演算と等価となるよう選択
信号２０８が回路によりドライブされる。マルチプレク
サ２３７がクランクセンサパルス信号２０５をＡＮＤゲ
ート２４１の入力部へ通すように選択信号２１５がセッ
トされる。カウンタ／シフトレジスタ２３０がカウント
するようにセットされる。マルチプレクサ２２８がカム
センサパルス信号２０２を選択してカウンタ／シフトレ
ジスタ２３０をクロックするように選択信号２０９がセ
ットされる。マルチプレクサ２３１がカムセンサパルス
信号２０２をカウンタ／シフトレジスタ２３０のデータ
入力部へ通すように選択信号２１１がセットされる。同
期パターン信号ライン２１６の単一ラインへのＲＳフリ
ップフロップ２３２の出力はこの例の目的のために無視
される。
【００５３】この例についてはパターン開始レジスタ２
２１は値１を含んでいる。カムセンサパルス信号２０２
または欠損パルス信号２０３上でパルスが検出されずに
クランクセンサパルス信号２０５上で２つの連続パルス
が検出される場合にはカムセンサパルス信号２０２また
は欠損パルス信号２０３上の次のパルスは有効なパター
ン開始（ＳＯＰ）の表示である。パターン幅レジスタ２
３６は値１を保持している。クランクセンサパルス信号
２０５上のパルスがパターン幅ダウンカウンタ２４０を
１回クロックするとパターン終了（ＥＯＰ）信号がトリ
ガされる。
【００５４】図３のパターン１を参考にするとダウンカ
ウンタ２２２は２つのクランクパルス３０１と３０２を
カウントし１から０へカウントダウンする。ゼロデテク
タ２２５はＲＳフリップフロップ２２７をセットし、一
時的にＡＮＤゲート２２０をディスエーブルする。第１
カムパルス３０３は有効なパターン開始（ＳＯＰ）の表
示である。
【００５５】パターン開始パルス信号２５１上のパルス
はＲＳフリップフロップ２２７をリセットし、またＲＳ
フリップフロップ２４２をセットすることによりクラン
クセンサ信号２０５はパターンウィンドウダウンカウン
タ２４０をクロックすることができまたカウンタ／シフ
トレジスタ２３０の入力イネーブルをイネーブルする。
カムセンサパルス信号２０２は効果的にカウンタ／シフ
トレジスタ２３０のクロック入力部及びデータ入力部に
結合されている。カウンタ／シフトレジスタ２３０は単
一カムパルス３０３をカウントし、同期パターン信号ラ
イン２１６上にカウントを出力する。
【００５６】さらに、図３のパターン１を参照にすると
パターンウィンドウダウンカウンタ２４０は次のクラン
クパルス３０４をカウントし、１から０へカウントダウ
ンする。ゼロデテクタ２４３の出力はワンショット２４
４をトリガする。ワンショット２４４は同期ストローブ
信号２１７とワンショット２３８にパルスを出力する。
ワンショット２４４により遅延が導入されたあとワンシ
ョット２３８はパルスを発生し、カウンタ／シフトレジ
スタ２３０をリセットし、パターンウィンドウダウンカ
ウンタ２４０のロード入力をパルスにしまたＲＳフリッ
プフロップ２４２をリセットする。こうして、パターン
ウィンドウダウンカウンタ２４０は次のパターン終了表
示パルスをカウントするために準備され、カウンタ／シ
フトレジスタ２３０は新しいパターン開始パルス信号パ
ルス２５１が発生されると次のカムパルスのパターンを
取得するために準備される。
【００５７】図４〜図７に本発明のパターン整合／同期
回路１０４を分割して示す。このパターンの整合及び同
期回路は歯ダウンカウンタ４２５とアドレスダウンカウ
ンタ４４０，間隔メモリ４３８，ゼロデテクタ４２９，
４３５及び４４４，メモリブロック４２３，４１１Ｊ〜
４１８Ｊ，４１１Ｃ〜４１８Ｃ，４１１Ｅ〜４１８Ｅ，
４１１Ｇ〜４１８Ｇ及び４３６，等化コンパレータ４３
３，４１１Ｉ〜４１８Ｉ及び４４５，マルチプレクサ４
２４及び４３７，ワンショット４４２，ＡＮＤゲート４
２０，４２１，４２７，４３０，４１０Ｂ〜４１８Ｂ，
４３１，４４１及び４４３，ＯＲゲート４２６及び４３
９，ＮＯＲゲート４３２，インバータ４２２，４２８及
び４３４，Ｄフリップフロップ４１０Ａ〜４１８Ａ及び
ＲＳフリップフロップ４１９とで構成されている。
【００５８】間隔メモリ４３８には間隔位置カウンタと
「変更歯」情報が含まれている。メモリブロック４２３
には動作の１回の全サイクル中に検出される歯の最大数
が含まれている。メモリブロック４３６には間隔メモリ
４３８で利用される最高アドレスが含まれている。メモ
リブロック４１１Ｊ〜４１８Ｊにはそれぞれ固有パター
ン１〜８が含まれている。メモリブロック４１１Ｃ〜４
１８Ｃにはそれぞれ角カウンタ１〜８が含まれている。
メモリブロック４１１Ｅ〜４１８Ｅにはそれぞれアドレ
ス１〜８が含まれている。メモリブロック４１１Ｇ〜４
１８Ｇにはそれぞれ歯カウント１〜８が含まれている。
ワンショット４４２は立ち上りでトリガされる。
【００５９】同期ストローブ信号２１７はＡＮＤゲート
４３０の入力部，ＡＮＤゲート４２１の入力部及びＡＮ
Ｄゲート４１０Ｂ〜４１８Ｂの入力部に結合されてい
る。同期パターン信号２１６は等化コンパレータ４１１
Ｉ〜４１８Ｉの入力部に結合されている。クランクセン
サパルス入力信号２０５はＡＮＤゲート４２０の入力部
に結合されている。リセット入力信号４４８はＲＳフリ
ップフロップ４１９のリセット入力部，歯ダウンカウン
タ４２５のリセット入力部，アドレスダウンカウンタ４
４０のリセット入力部及びＤフリップフロップ４１０Ａ
〜４１８Ａのリセット入力部に結合されている。
【００６０】等化コンパレータ４１１Ｉの出力はゼロデ
テクタ４３５の入力部，ＡＮＤゲート４３０の入力部，
ＡＮＤゲート４１１Ｂの入力部，スイッチ４１１Ｄ，４
１１Ｆ及び４１１Ｈの各ゲートに結合されている。ＡＮ
Ｄゲート４３０の出力はパターン信号２０６に結合され
ている。等化コンパレータ４１２Ｉの出力はゼロデテク
タ４３５の入力部，ＡＮＤゲート４１２Ｂの入力部，ス
イッチ４１２Ｄ，４１２Ｆ及び４１２Ｈの各ゲートに結
合されている。等化コンパレータ４１３Ｉの出力はゼロ
デテクタ４３５の入力部，ＡＮＤゲート４１３Ｂの入力
部，スイッチ４１３Ｄ，４１３Ｆ及び４１３Ｈの各ゲー
トに結合されている。等化コンパレータ４１４Ｉの出力
はゼロデテクタ４３５の入力部，ＡＮＤゲート４１４Ｂ
の入力部，スイッチ４１４Ｄ，４１４Ｆ及び４１４Ｈの
各ゲートに結合されている。
【００６１】等化コンパレータ４１５Ｉの出力はゼロデ
テクタ４３５の入力部，ＡＮＤゲート４１５Ｂの入力
部，スイッチ４１５Ｄ，４１５Ｆ及び４１５Ｈの各ゲー
トに結合されている。等化コンパレータ４１６Ｉの出力
はゼロデテクタ４３５の入力部，ＡＮＤゲート４１６Ｂ
の入力部，スイッチ４１６Ｄ，４１６Ｆ及び４１６Ｈの
各ゲートに結合されている。等化コンパレータ４１７Ｉ
の出力ゼロデテクタ４３５の入力部，ＡＮＤゲート４１
７Ｂの入力部，スイッチ４１７Ｄ，４１７Ｆ及び４１７
Ｈの各ゲートに結合されている。等化コンパレータ４１
８Ｉの出力はゼロデテクタ４３５の入力部，ＡＮＤゲー
ト４１８Ｂの入力部，スイッチ４１８Ｄ，４１８Ｆ及び
４１８Ｈの各ゲートに結合されている。
【００６２】ＡＮＤゲート４１０Ｂ〜４１８Ｂの各出力
はＤフリップフロップ４１０Ａ〜４１８Ａの各クロック
入力部にそれぞれ結合されている。Ｄフリップフロップ
４１０Ａ〜４１８Ａの各Ｄ入力部はハイ信号に結合され
ている。Ｄフリップフロップ４１０Ａ〜４１８Ａの各出
力はそれぞれ多重入力ＮＯＲゲート４３２の入力部に結
合されている。ＮＯＲゲート４３２の出力はＡＮＤゲー
ト４３１の入力部に結合されている。ＡＮＤゲート４３
１の出力は同期出力信号４０６に結合されている。
【００６３】ゼロデテクタ４３５の出力はインバータ４
２８の入力部と非整合信号４０５に結合されている。非
整合信号４０５はＡＮＤゲート４１０Ｂの入力部に結合
されている。インバータ４２８の出力はＡＮＤゲート４
２１の入力部に結合されている。ＡＮＤゲート４２１の
出力はＯＲゲート４２６の入力部，ロード＿歯信号４０
３及びＲＳフリップフロップ４１９のセット入力部に結
合されている。ロード＿歯信号４０３はＯＲゲート４３
９の入力部に結合されている。ＲＳフリップフロップ４
１９の出力は初期化信号４０１，ＡＮＤゲート４３１の
入力部，マルチプレクサ４２４の選択入力部，ＡＮＤゲ
ート４２０の入力部，インバータ４２２の入力部，ＡＮ
Ｄゲート４２７の入力部，マルチプレクサ４３７の選択
入力部及びＡＮＤゲート４４３の入力部に結合されてい
る。ＡＮＤゲート４２０の出力は歯ダウンカウンタ４２
５のクロック入力部とｃｌｋ＿歯信号４０２に結合され
ている。
【００６４】メモリロケーション４１１Ｊ〜４１８Ｊは
等化コンパレータ４１１Ｉ〜４１８Ｉの入力部にそれぞ
れ結合されている。メモリブロック４１１Ｃ〜４１８Ｃ
はスイッチ４１１Ｄ〜４１８Ｄの第１端子にそれぞれ結
合されている。スイッチ４１１Ｄ〜４１８Ｄの第２端子
は角カウント出力信号４０４に結合されている。メモリ
ブロック４１１Ｅ〜４１８Ｅはスイッチ４１１Ｆ〜４１
８Ｆの第１端子にそれぞれ結合されている。スイッチ４
１１Ｆ〜４１８Ｆの第２端子は信号ライン４０８に結合
されている。信号ライン４０８はマルチプレクサ４３７
のデータ入力部に結合されている。メモリブロック４１
１Ｇ〜４１８Ｇはスイッチ４１１Ｈ〜４１８Ｈの第１端
子にそれぞれ結合されている。スイッチ４１１Ｈ〜４１
８Ｈの第２端子は信号ライン４０９に結合されている。
信号ライン４０９は等化コンパレータ４３３の入力部と
マルチプレクサ４２４のデータ入力部に結合されてい
る。
【００６５】メモリブロック４２３の出力はマルチプレ
クサ４２４のデータ入力部に結合されている。マルチプ
レクサ４２４の出力は歯ダウンカウンタ４２５のデータ
入力部に接続している。歯ダウンカウンタ４２５の出力
はゼロデテクタ４２９の入力部，等化コンパレータ４３
３の入力部及び等化コンパレータ４４５の入力部に結合
されている。ゼロデテクタ４２９の出力はＡＮＤゲート
４２７の入力部に結合されている。ＡＮＤゲート４２７
の出力はＯＲゲート４２６の入力部に結合されている。
ＯＲゲート４２６の出力は歯ダウンカウンタ４２５のロ
ード入力部に結合されている。等化コンパレータ４３３
の出力はインバータ４３４の入力部に結合されている。
インバータ４３４の出力はＡＮＤゲート４１１Ｂ〜４１
８Ｂの入力部に結合されている。
【００６６】メモリロケーション４３６の出力はマルチ
プレクサ４３７のデータ入力部に結合されている。マル
チプレクサ４３７の出力はアドレスダウンカウンタ４４
０のデータ入力部に結合されている。ｃｌｋ＿歯信号４
０２はＡＮＤゲート４４１の入力部に結合されている。
ＡＮＤゲート４４１の出力はアドレスダウンカウンタ４
４０のクロック入力部に結合されている。
【００６７】アドレスダウンカウンタ４４０の出力はゼ
ロデテクタ４４４の入力部と間隔メモリ４３８のアドレ
ス入力部に結合されている。ゼロデテクタ４４４の出力
はＡＮＤゲート４４３の入力部に結合されている。ＡＮ
Ｄゲート４４３の出力はワンショット４４２の入力部に
結合されている。ワンショット４４２の出力はＯＲゲー
ト４３９の入力部に結合されている。
【００６８】間隔メモリ４３８の一つの出力は間隔位置
カウント出力信号４０７に結合されている。間隔位置カ
ウント出力信号４０７はロータ歯間の角変位を示す。間
隔メモリ４３８のもう一つの出力は信号ライン４４７に
結合されている。信号ライン４４７は等化コンパレータ
４４５の入力部に結合されている。信号ライン４４７は
角変位がロータ歯間で変化する歯を示す。等化コンパレ
ータ４４５の出力はＡＮＤゲート４４１の入力部と間隔
カウントロードイネーブル出力信号４４６に結合されて
いる。
【００６９】リセット信号４４８上のパルスはＲＳフリ
ップフロップ４１９とＤフリップフロップ４１０Ａ〜４
１８Ａをリセットし、それぞれのフリップフロップはロ
ー信号を出力する。ＮＯＲゲート４３２はＡＮＤゲート
４３１の入力部にハイ信号を与える。ＲＳフリップフロ
ップ４１９は初期化信号４０１上にロー信号を出力し、
ＡＮＤゲート４３１をディスエーブルする。したがっ
て、ＡＮＤゲート４３１は同期出力信号４０６としての
ロー信号を出力する。リセット信号４４８上のパルスは
また歯ダウンカウンタ４２５とアドレスダウンカウンタ
４４０をゼロ値にリセットする。
【００７０】アドレスダウンカウンタ４４０のゼロアド
レスは間隔メモリ４３８内のメモリブロックをアクセス
する。間隔メモリ４３８は間隔位置カウント出力信号４
０７上の各歯間の角間隔に関する情報を出力する。間隔
メモリ４３８は各歯間の間隔が変化したあとの次の歯を
示す値を信号ライン４４７上に出力する。等化コンパレ
ータ４４５は歯ダウンカウンタ４２５のゼロ値出力と信
号ライン４４７上の値を比較する。これら２つの値が等
しいとき、等化コンパレータは間隔カウントロードイネ
ーブル出力信号４４６上にハイ信号を出力し、ＡＮＤゲ
ート４４１をイネーブルする。
【００７１】初期化信号４０１上のロー信号はＡＮＤゲ
ート４２０をディスエーブルし、ｃｌｋ＿歯信号４０２
はローになる。初期化信号４０１はインバータ４２２に
より反転されＡＮＤゲート４２１に与えられる。初期化
信号４０１上のロー信号はＡＮＤゲート４２７とＡＮＤ
ゲート４４３をディスエーブルする。さらに、初期化信
号４０１上のロー信号はマルチプレクサ４２４に信号ラ
イン４０９を選択させまたマルチプレクサ４３７に信号
ライン４０８を選択させる。
【００７２】当初、同期ストローブ信号２１７と同期パ
ターン信号２１６は両方ともロー信号である。同期スト
ローブ信号２１７上のロー信号はＡＮＤゲート４２１を
ディスエーブルしＯＲゲート４２６と４３９の入力部に
ロード＿歯信号４０３としてのロー信号を供給する。同
期ストローブ信号２１７上のロー信号はまたＡＮＤゲー
ト４３０をディスエーブルすることによりパターン信号
２０６としてロー信号を出力させる。同期ストローブ信
号２１７はローであるが等化コンパレータ４１１Ｉ〜４
１８Ｉにより発生する各信号は重要でない。同期ストロ
ーブ２１７上のロー信号はＡＮＤゲート４１０Ｂ〜４１
８Ｂをディスエーブルし、Ｄフリップフロップ４１０Ａ
〜４１８Ａのクロッキングを防ぐ。角カウント信号４０
４を利用する角位置表示器１０５（詳細に示さず）はロ
ー同期ストローブ信号２１７により部分的にディスエー
ブルすることができる。これは角カウント信号４０４と
同期ストローブ信号２１７のＡＮＤ演算により実施でき
る。同様に、歯ダウンカウンタ４２５もアドレスダウン
カウンタ４４０も同期ストローブ信号２１７がロー信号
である間はクロックできない。
【００７３】典型的な用途ではパターン取得回路１０３
は同期パターン信号２１６上にセンサパルスパターンを
供給し同期ストローブ信号２１７をパルスすることによ
りパターンの終了をマークする。同期パターン信号２１
６からの各パターンは等化コンパレータ４１１Ｉ〜４１
８Ｉによってパターン１〜８とそれぞれ比較される。有
効な同期パターン信号２１６のパターンはパターン１〜
８のうち一つに正確に整合する。等化コンパレータ４１
１Ｉ〜４１８Ｉはそれぞれの入力部での２つのパターン
が同一である場合にはハイ信号を出力し、その他の場合
にはロー信号を出力する。
【００７４】整合パターンが見出されない場合は等化コ
ンパレータ４１１Ｉ〜４１８Ｉはそれぞれロー信号を出
力し、スイッチ４１１Ｄ〜４１８Ｄ，４１１Ｆ〜４１８
Ｆ及び４１１Ｈ〜４１８Ｈを非動作状態にしまたＡＮＤ
ゲート４１１Ｂ〜４１８Ｂをディスエーブルする。ゼロ
デテクタ４３５は非整合信号ライン４０５上にハイ信号
を出力するがこれはインバータ４２８によって反転さ
れ、ＡＮＤゲート４３０をディスエーブルする。等化コ
ンパレータ４１１Ｉによるロー信号出力はＡＮＤゲート
４２１をディスエーブルする。非整合信号ライン４０５
上のハイ信号は同期ストローブ信号２１７を用いてＤフ
リップフロップ４１０ＡをクロックするようＡＮＤゲー
ト４１０Ｂをイネーブルする。Ｄフリップフロップ４１
０Ａにより供給されるハイ信号はＮＯＲゲート４３２に
よって反転され、ＡＮＤゲート４３１をディスエーブル
する。同期出力信号４０６はリセット入力信号４４８が
パルスされるまではローのままである。
【００７５】同期パターン信号２１６のパターンがパタ
ーン１〜８のうち一つに整合する場合には等化コンパレ
ータ４１１Ｉ〜４１８Ｉのうち一つが対応するＡＮＤゲ
ート４１１Ｂ〜４１８Ｂの一つに入力部にハイ信号を出
力する。ゼロデテクタ４３５は非整合信号ライン４０５
上にロー信号を出力し、ＡＮＤゲート４１０Ｂをディス
エーブルする。ゼロデテクタ４３５によるロー信号出力
はインバータ４１０Ｂによって反転され、ＡＮＤゲート
４２１の入力部にハイ信号を与える。同期パターン信号
２１６のパターンがパターン１と整合する場合には等化
コンパレータ４１１Ｉによるハイ信号出力は同期ストロ
ーブ信号２１７をイネーブルするようにＡＮＤゲート４
３０をパルスし、パターン信号２０６をパルスする。
【００７６】等化コンパレータ４１ｘＩ（この場合ｘは
１から８までの数）のハイ信号出力はこれに対応するス
イッチ４１ｘＤ，４１ｘＦ及び４１ｘＨを動作状態にす
る。スイッチ４１ｘＤは角カウント出力信号４０４にメ
モリブロック４１ｘＣの内容を供給する。典型的な用途
では角カウント出力信号４０４は角位置表示器１０５の
角位置カウンタによって利用される。スイッチ４１ｘＦ
は信号ライン４０８にメモリブロック４１ｘＥの内容を
供給する。スイッチ４１ｘＨは信号ライン４０９にメモ
リブロック４１ｘＧの内容を供給する。一例として、同
期パターン信号２１６パターンがパターン１に整合する
場合、等化コンパレータ４１１Ｉはスイッチ４１１Ｄ，
４１１Ｆ及び４１１Ｈを動作状態にする。スイッチ４１
１Ｄは角カウント出力信号４０４に角カウント１を供給
する。スイッチ４１１Ｆは信号ライン４０８にアドレス
１を供給する。スイッチ４１１Ｈは信号ライン４０９に
歯カウント１を供給する。
【００７７】同期パターン信号２１６からの第１パター
ンが整合しているときＡＮＤゲート４２１の３つの入力
のうち２つはハイである。同期ストローブ信号２１７の
パルスはＡＮＤゲート４２１の入力部に第３のハイ信号
を供給する。ＡＮＤゲート４２１はロード＿歯信号ライ
ン４０３上にハイ信号を出力することによりＲＳフリッ
プフロップ４１９をセットし、歯ダウンカウンタ４２５
とアドレスダウンカウンタ４４０の両方のロード入力部
をイネーブルする。歯ダウンカウンタ４２５は信号ライ
ン４０９から現在の歯値をロードする。アドレスダウン
カウンタ４４０は信号ライン４０８から適切なアドレス
をロードする。角カウント出力信号４０４はロータの現
在の角位置に対応する正確な角カウントを供給する。歯
ダウンカウンタ４２５内にロードされる歯値は整合した
パターンのあとに生じる第１歯に対応する。こうして、
歯ダウンカウンタ４２５と軸は同期される。
【００７８】ＲＳフリップフロップ４１９をセットする
ことによりこれは初期化信号ライン４０１上にハイ信号
を出力する。初期化信号ライン４０１上のハイ信号がＡ
ＮＤゲート４３１をイネーブルし、ＮＯＲゲート４３２
の出力を同期出力信号４０６に通す。Ｄフリップフロッ
プ４１０Ａ〜４１８Ａの各出力はこれらのフリップフロ
ップはまだクロックされていないのでロー信号である。
ＮＯＲゲート４３２は同期出力信号４０６にハイ信号を
与える。同期出力信号４０６の立上がりエッジは同期が
すでに行なわれたことを示す。角位置表示器１０５は同
期出力信号４０６をモニターし、その他の同期信号がい
つ有効であるかを決定する。
【００７９】初期化信号４０１上のハイ信号はマルチプ
レクサ４２４にメモリブロック４２３を選択させ、マル
チプレクサ４３７にメモリブロック４３６を選択させ、
ＡＮＤゲート４２７をイネーブルしてゼロデテクタ４２
９の出力をＯＲゲート４２６の入力部に通しまたＡＮＤ
ゲート４４３をイネーブルしてゼロデテクタ４４４の出
力をワンショット４４２の入力部に通す。初期化信号４
０１上のハイ信号はインバータ４２２によって反転され
る。インバータ４２２はＡＮＤゲート４２１のロー信号
を与え、このロード＿歯信号４０３のパルスを終わらせ
る。初期化信号４０１上のハイ信号はＡＮＤゲート４２
０をイネーブルしてクランクセンサパルス入力信号２０
５をｃｌｋ＿歯信号４０２に通す。
【００８０】歯ダウンカウンタ４２５はクランクセンサ
パルス２０５のパルスをカウントすることによりエンジ
ンの位置をトラックする。歯ダウンカウンタがゼロに達
するとゼロデテクタ４２９はＡＮＤゲート４２７の入力
部にハイ信号を与える。ＡＮＤゲート４２７のもう一つ
の入力部，初期化信号４０１もまたハイで、歯ダウンカ
ウンタ４２５のロード入力部をイネーブルする。初期化
信号４０１がハイであるとマルチプレクサ４２４がメモ
リブロック４２３によって保持されている値を選択し、
歯ダウンカウンタ４２５内へロードする。歯ダウンカウ
ンタ４２５の非ゼロ値によりゼロデテクタ４２９はこの
ロードパルスを終わらせる。
【００８１】アドレスダウンカウンタ４４０は当初最初
に整合した特定パターンに対応するメモリブロック４１
１Ｅ〜４１８Ｅからのアドレスでロードされる。間隔メ
モリ４３８は一連の歯と各歯間の間隔が変化する歯との
間の間隔を（角位置カウントによって）保存する。角位
置表示器は間隔位置カウンタ信号４０７を用いて一連の
センサパルス間の角位置カウントの固定数を供給する。
【００８２】アドレスダウンカウンタ４４０は間隔メモ
リ４３８にアドレスを与え、変化の対応する歯と間隔値
を含むメモリをアクセスする。この間隔は間隔位置カウ
ント出力信号４０７としての出力である。歯の変化はラ
イン４４７上に出力され等化コンパレータ４４５に与え
られる。等化コンパレータ４４５はダウンカウンタ４２
５の現在値及びライン４４７上の変更歯を比較する。両
方が同じ歯を表示している場合には等化コンパレータ４
４５は間隔カウントロードイネーブル出力信号４４６と
してハイ信号を出力し、ＡＮＤゲート４４１をイネーブ
ルしてｃｌｋ＿歯信号４０２を通す。ｃｌｋ＿歯信号４
０２はアドレスダウンカウンタ４４０をクロックする。
アドレスダウンカウンタ４４０は１アドレス分クロック
ダウンしサイクルを新たに開始する間隔メモリ４３８へ
のアドレスを示す。
【００８３】このアドレスダウンカウントのプロセスは
ゼロアドレスに達するまで継続する。ゼロデテクタ４４
４がゼロ・アドレスを検出し、ワンショット４４２をト
リガする。ワンショット４４２はＯＲゲート４３９を通
過し、アドレスダウンカウンタ４４０のロード入力部を
ストローブするパルスを発生する。アドレスダウンカウ
ンタ４４０はメモリブロック４３６によって保持された
値をロードする。
【００８４】初期化信号４０１はハイ信号のままであ
り、ロード＿歯信号４０３はロー信号のままであり、ま
たｃｌｋ＿歯信号４０２はＲＳフリップフロップ４１９
がリセット信号４４８のパルスによりリセットされるま
ではクランクセンサパルス入力信号２０５に結合された
ままである。
【００８５】同期が達成されていると同期パターン信号
２１６からの各パターンは保存されたパターン４１１Ｊ
〜４１８Ｊと整合し続ける。特定の同期パターンが整合
するとメモリブロック４１１Ｇ〜４１８Ｇにロードされ
た対応値が等化コンパレータ４３３によって歯ダウンカ
ウンタ４２５に保存された現在値と比較される。これら
の歯カウントが等しい場合には同期は維持されており、
等化コンパレータ４３３はハイ信号を出力する。これら
の歯カウントが等しくない場合にはパターンによって示
される位置は歯ダウンカウンタ４２５によって示される
位置と同じではない。同期は失われており等化コンパレ
ータ４３３はロー信号を出力する。
【００８６】同期が失われると等化コンパレータ４３３
によるロー信号出力がインバータ４３４により反転され
る。インバータ４３４によるハイ信号出力がＡＮＤゲー
ト４１１Ｂ〜４１８Ｂの入力部に与えられる。等化コン
パレータ４１１Ｉ〜４１８Ｉのうち一つがＡＮＤゲート
４１１Ｂ〜４１８Ｂの入力部にハイ信号を出力する。同
期ストローブ信号２１７はＡＮＤゲート４１１Ｂ〜４１
８Ｂの第３入力をパルスにする。こうして、ＡＮＤゲー
ト４１１Ｂ〜４１８Ｂのうち一つがハイ信号を出力し対
応するＤフリップフロップ４１０Ａ〜４１８Ａをクロッ
クする。これに応じてＮＯＲゲート４３２はロー信号を
供給しＡＮＤゲート４３１をディスエーブルする。同期
信号４０６はロー信号になる。同期信号４０６の立ち下
がりエッジは同期が失われていることを示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフローチャート。
【図２】本発明のスタートアップイネーブルパターンウ
ィンドウカウンタ及びパターン取得回路の詳細な回路
図。
【図３】サンプル入力信号図。
【図４】本発明のパターン整合回路の詳細な部分回路
図。
【図５】本発明のパターン整合回路の詳細な部分回路
図。
【図６】本発明のパターン整合回路の詳細な部分回路
図。
【図７】本発明のパターン整合回路の詳細な部分回路
図。
【図８】従来技術の説明図。
【符号の説明】
１０１ スタートアップイネーブル回路 １０２ パターンウィンドウカウンタ回路 １０３ パターン取得回路 １０４ パターン整合及び同期回路 ２１８，２２６，２４５，４２２，４２８，４３４ イ
ンバータ ２１９，２２０，２２９，２４１，４１０Ｂ〜４１８
Ｂ，４２０，４２１，４２７，４３０，４３１，４４
１，４４３ ＡＮＤゲート ２２１ パターン開始レジスタ ２２２ ダウンカウンタ ２２３，２３９，２４６，２５２，４２６，４３９ Ｏ
Ｒゲート ２２４，２２８，２３１，２３３，２３４，２３７，４
２４，４３７ マルチプレクサ ２２５，２４３，４２９，４３５，４４４ ゼロデテク
タ ２２７，２３２，２４２，４１９ ＲＳフリップフロッ
プ ２３０ カウンタ／シフトレジスタ ２３５，２４７ デバイダ ２３６ パターン幅レジスタ ２３８ 立ち下がりトリガワンショット ２４０ パターンウィンドウダウンカウンタ ２４４ 立ち上がりトリガワンショット ４１０Ａ〜４１８Ａ Ｄフリップフロップ ４１１Ｃ〜４１８Ｃ，４１１Ｅ〜４１８Ｅ，４１１Ｇ〜
４１８Ｇ，４１１Ｊ〜４１８Ｊ，４２３，４３６ メモ
リブロック ４１１Ｉ〜４１８Ｉ，４３３，４４５ 等化コンパレー
タ ４２５ 歯ダウンカウンタ ４３２ ＮＯＲゲート ４３８ 間隔メモリ ４４０ アドレスダウンカウンタ ４４２ ワンショット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェフ コトウスキー アメリカ合衆国 95959 カリフォルニア 州 ネヴァダ シティ、シャノン ウエイ 15461

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のパルス信号に結合され、前記パル
    ス信号の１つのパルスパターンの開始を決定するスター
    トアップイネーブル手段と；前記スタートアップイネー
    ブル手段に結合され、前記パルスパターンの終了を決定
    するパターンウィンドウカウント手段と；前記パターン
    ウィンドウカウント手段に結合され、前記パルスパター
    ンを取得し取得したパルスパターンにパターン出力信号
    を供給するパターン取得手段と；前記パターンウィンド
    ウカウント手段及び前記パターン取得手段に結合され、
    前記取得パルスパターンを前もってプログラムされたパ
    ターンに整合させ角位置表示器による使用に適した複数
    の同期信号を供給するパターン整合及び同期化手段；を
    含むプログラマブル同期回路。
  2. 【請求項２】 前記スタートアップイネーブル手段が：
    パターン開始記憶手段と；前記パターン開始メモリ手段
    及び前記複数のパルス信号に結合され、前記複数のパル
    ス信号のうち一つの信号をカウントするカウント手段
    と；前記カウント手段及び前記複数のパルス信号に結合
    され、前記パルスパターンの開始を示す第１信号を供給
    する検出手段と；を含む請求項１記載プログラマブル同
    期回路。
  3. 【請求項３】 前記パターンウィンドウカウント手段
    が：パターン幅メモリ手段と；前記パターン幅メモリ手
    段及び別の複数のパルス信号に結合され、前記複数のパ
    ルス信号のうち一つの信号をカウントするカウント手段
    と；前記カウント手段に結合され、パルスパターン信号
    の第１の終了を示す検出手段と；パルスパターン信号の
    前記第１の終了のあとのパルスパターン信号の第２終了
    を示す前記検出手段に結合された遅延手段と；を含む請
    求項１記載プログラマブル同期回路。
  4. 【請求項４】 前記パターン取得手段が：別の複数のパ
    ルス信号に結合され、前記パルスパターンを取得し前記
    パターン出力信号として前記取得パルスパターンを示す
    パルス受信手段；を含む請求項１記載プログラマブル同
    期回路。
  5. 【請求項５】 前記パターン整合及び同期化手段が：前
    記の少なくとも一つの保存パターンを含むパターン蓄積
    手段と；前記パターン信号を前記の少なくとも一つの蓄
    積パターンと比較し各比較のために２進出力を供給する
    前記パターン蓄積手段に結合された第１コンパレータ
    と；前記第１コンパレータに結合され、前記複数の同期
    信号を供給するメモリ手段と；前記複数のパルス信号に
    よってクロックされ、期待カウントでロードされるカウ
    ント手段と；前記カウント手段に結合され、前記期待カ
    ウントを前記複数の同期信号からのパルスカウントと前
    記期待カウントと同期を示す前記パルスカウントとの整
    合とを比較する第２コンパレータと；を含む請求項１記
    載プログラマブル同期回路。
  6. 【請求項６】 複数のパルス信号に結合され、前記複数
    のパルス信号の１つの信号上でのパルスパターンの開始
    を決定しパターン開始を示す第１出力信号を供給するス
    タートアップイネーブル手段と；前記スタートアップイ
    ネーブル手段及び前記複数のパルス信号に結合され、前
    記第１出力信号を受信しパターン終了を供給するパター
    ンウィンドウカウント手段と；前記パターンウィンドウ
    カウント手段及び前記複数のパルス信号に結合され、前
    記パルスパターンを取得しパターン出力信号として取得
    パルスパターンを供給するパターン取得手段と；前記パ
    ターンウィンドウカウント手段，前記パターン取得手段
    及び前記複数のパルス信号に結合され、前記パルスパタ
    ーンを前もってプログラムされたパターンに整合させ角
    位置表示器による使用に適した複数の同期信号を供給す
    るパターン整合／同期化手段と；を含むプログラマブル
    同期回路。
  7. 【請求項７】 前記スタートアップイネーブル手段が：
    パターン開始メモリ手段と；前記パターン開始メモリ手
    段及び前記複数のパルス信号に結合され、前記複数のパ
    ルス信号のうち一つの信号をカウントするカウント手段
    と；前記カウント手段及び前記複数のパルス信号に結合
    され、パターンの開始信号を供給する検出手段と；を含
    む請求項６記載のプログラマブル同期回路。
  8. 【請求項８】 前記パターンウィンドウカウント手段
    が：パターン幅メモリ手段と；前記パターン幅メモリ手
    段及び別の複数のパルス信号に結合され、前記複数のパ
    ルス信号のうち一つの信号をカウントし前記複数のパル
    ス信号のうち一つの信号によってクロックされるカウン
    ト手段と；前記カウント手段に結合され、第１パターン
    終了信号を供給する検出手段と；前記検出手段に結合さ
    れ、前記第１パターン終了信号のあとに第２パターン終
    了信号を供給する遅延手段と；を含む請求項６記載のプ
    ログラマブル同期回路。
  9. 【請求項９】 前記パターン取得手段が：前記複数のパ
    ルス信号及びパターンパルス信号に結合され、前記パル
    スパターンを取得し前記パターン出力信号として前記取
    得パルスパターンを供給するパルス受信手段；を含む請
    求項６記載のプログラマブル同期回路。
  10. 【請求項１０】 前記パターン整合及び同期化手段が：
    少なくとも一つの前記保存パターンを含むパターン蓄積
    手段と；前記パターン蓄積手段に結合され前記パターン
    信号を少なくとも一つの前記保存されたパターンと比較
    し各比較のために２進出力を供給する第１コンパレータ
    と；前記第１コンパレータに結合され、前記複数の同期
    信号を供給するメモリ手段と；前記複数のパルス信号の
    うち一つの信号によってクロックされ、前記パターン終
    了信号に応じる期待カウントでロードされるカウント手
    段と；前記カウント手段に結合され、前記期待カウント
    を前記複数の同期信号からのパルスカウントと、前記期
    待カウントと同期を示す前記パルスカウントとの間の整
    合とを比較する第２コンパレータと；を含む請求項６記
    載のプログラマブル同期回路。
  11. 【請求項１１】 少なくとも一つの保存パターンを含む
    パターン蓄積手段と；前記パターン蓄積手段と受信パタ
    ーン信号に結合され、前記パターン信号を前記の少なく
    とも一つの保存パターンと比較し各比較のための２進出
    力を供給する第１コンパレータと；前記第１コンパレー
    タに結合され、複数の同期信号を供給するメモリ手段
    と；複数のパルス信号によってクロックされ、期待カウ
    ントでロードされるカウント手段と；前記カウント手段
    に結合され、前記期待カウントを前記複数の同期信号か
    らのパルスカウント，期待カウントと前記同期を示す前
    記パルスカウントとの間の整合とを比較する第２コンパ
    レータと；を含むパターン整合／同期回路。
JP5215320A 1992-08-31 1993-08-31 プログラマブル同期回路及びパターン整合／同期回路 Pending JPH06257499A (ja)

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US93828992A 1992-08-31 1992-08-31
US07/938,289 1992-08-31

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JP2013524327A (ja) * 2010-03-31 2013-06-17 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 時間間隔内にパルスを割り当てる回路構成及び方法

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