JPS58106913A - 波形整形回路 - 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】 本発明は、エンジンのイグニッションコイルにおけるポ
イントの開閉を表わすパルス信号のよ５な、雑音により
波形くずれをともな５周期性パルス信号に適した波形整
形回路に関する。

エーンジンアナライザのような、エンジンの特性を測定
する装置においては、エンジンの動作状態を表わすため
の、たとえば、時間軸の基準などを表わす基準信号が必
要である。このような信号としては、イグニッションコ
イルのマイナス−に現われる、ポイントの開閉によって
生ずる信号が用いられる。

ところで、この１６号（以下、イグニッションコイル信
号という）は、ポイントとして機械的なスイッチを用い
た場合（以下、ポイント式という）、一部トランジスタ
を用いた場合（以下、セミトランジスタ式という）、あ
るいは、全体をトランジスタで構成した場合（以下、フ
ルトランジスタ式という）のいずれにおいても、エンジ
ンの各気筒を点火するための衝撃的な信号により、波形
くずれを生じている。

第１図（Ａ）はポイント式、セミトランジスタ式におけ
るイグニッションコイル信号を示し、同図（Ｂ）はフル
トランジスタ式におけるイグニッションコイル信号を夫
々示している、 同図（Ａ）において、ポイントを閉じると、機械的スイ
ッチの振動に伴ない、まず、衝撃的な信号ａが現われ、
機械的スイッチが安定すると、一定の信号すが玩われ、
次に、ポイントを開くと、機械的スイッチが振動してｖ
ＩＩＪ撃的な信号Ｃが現われる。同図（ｂ）においても
同様であるが、トランジスタの開閉に伴ない、安定した
信号すの後に衝撃的な信号ａが現われる。

ところで、衝撃的な信号ａは非常に高レベルであって、
これを利用することにより各気筒を点火するものである
が、５１！１図（Ａ）、（Ｂ）に示す、イグニッション
コイル信号を上記基準信号として用いるときＫは、衝撃
的な信号ａ、ｂはむしろ雑音となって、所望のイグニッ
ション信号の波形をくずしていることになる。したがっ
て、イグニツシ′５Ｆノコイル信号を、上記の雑音を除
いて、波形整形する必要がある。

第２図は従来の波形整形回路の一例を示すブロック図で
あって、１は入力熾子、２は低域ｒ波器、３は比較器、
４は基準電圧発生器、５は出力端子である。

次に、この従来技術の動作について説明する。

同図において、入力端子１から、第１図（Ａ）、または
、（Ｂ）に示すイグニッションコイル信号が供給される
。低域ｒ波器２は、イグニッションコイル信号から雑音
ａ、ｃを減衰する。

低域ｒ波器２０出刃信号は比１！ｍ３に供給され、基準
電圧発生器４からの基準電圧とレベル比較される。よっ
て、低域Ｆｆｉ＃２の出力信号は基準レベルに対してス
ライスされ、出力端子５には波形整形されたイグニッシ
ョンコイル信号が得うレる。

ところで、第１図（Ａ）、（Ｂ）において、正冨にエン
ジンが１作するどきＫは、衝撃的な信号ａ、ｃは、６　
ｋ　Ｈｚ以上の周波数成分を有するものであるから、第
２図の低域Ｆ波器２の遮断周波数を５ｋＨｚ＠度に設定
している。

しかしながら、たとえば、点火コードが断線したり、点
火コードが抜けている場合など、エンジンが異常動作を
する場合には、雑音ａ、ｃは、１．３ｋＨｚ程度の周波
数成分も有することがあり、したがって、低域ｆ波器２
の遮断周波数も１．’４ｋＨ１程度に低く設定しなけれ
ばならない。

しかるに、回転舷が１００〜６０００ｒｐｎムで２〜８
気筒のエンジンを考えると、得られるイグニッションコ
イル信号の繰返し周波数は、１．６〜４００　ＨＺ　ｆ
）範囲で変化可能であり、上記のように、１．３　ｋ　
Ｈｚ程度の低い遮断周波数の低域Ｆ＃器２を用いると、
高速回転時のイグニッションコイル信号を低域ｉｒｉ器
２に通したときの瞑低域Ｐａ器２の出力信号の振巾レベ
ルは、低速回転時のイグニッションコイル信号の場合よ
りも小さくなる。

つまり、低域ｆ波器２に供給されるイグニッションコイ
ル信号の繰返し周波数に応じて、低域Ｃ波器２の出力信
号の振巾レベルが変化することになる。

また、イグニッションコイル信号は繰返し周波数はかり
でなく、デユーティ比も変化することがあり、デユーテ
ィ比の変化に応じても、低域ｆ波器２の出力信号のレベ
ルが変化する。

イグニッションコイル１６号のデユーティ比は、第１図
（Ａ）、（Ｂ’）において、 で表わされる。ポイント式、セミトランジスタ式の点火
装置の場合には、イグニッションコイル信吟のデユーテ
ィ比がはｒ４０％であって、はＸ　−尼の憧をとるが、
フルトランジスタ式の点火装置の場合には、低速回転で
９０％であるのに対し、２０００ｒｐｍ以Ｅになるとデ
ユーティ比が低下して高速回転で５０５Ｘになってしま
う。

このよプに、イグニッションコイル信号のデユーティ比
が変化すると、イグニッションコイル信号の平均レベル
も当然変化することになる。そして低速回転時に比べて
、高速回転時のイグニッションコイル信号は平均レベル
が低く、かつ、低域Ｐ波器２の出力信号の振巾レベルが
小さくなることから、第３図（Ａ）Ｋ示す低速回転時の
低域ｆ波６２の出力信号に対して、第３図（８）に示す
ように、高速回転時の低域ｒ波器２の出力信号は、振巾
レベルが小さくなるとともに、全体として、レベルが低
くなる。ただし、第３図（Ａ）、（Ｂ）において、レベ
ルＥＥ　　は、大々平均レベルａ、　　　　　ａ を表わす。

そこで、基準電圧発生器４　（ｇ　２　ｔ４　）からの
基準電圧Ｅｌ）／ｉ、たとえば、低速回転時における低
＄Ｐ波器２の出力信号（第３図（Ａ））の平均レベルは
、偽いから、これを正確に波形整形するためにスライス
レベルが高くなるように設定する必要があるが、このよ
うに基準電圧Ｅｂを高く設定すると、高速回転時におけ
る低い平均レベルで、小さい振巾レベルの低域Ｐ波器２
の出力信号（第３図（Ｂ））のスライスレベルはむしろ
低くなければならないから、高速回転時のＸ、＊電圧と
しては適切でなくなるつ 以上のように、異常動作時のイグニッションコイル信号
をも波形整形可能にするためＫは、基準電圧を一定にし
たのでは、全ての回転速度におけるイグニッションコイ
ル信号について、適切なレベルでスライスすることがで
きない。

本発明の目的は、□上記従来技術の欠点を除き、レベル
変化をともな５周期性パルス信号を、正確に波形整形で
きるようにした波形整形回路を提供するにある。

この目的を達成するために、本発明は、前記周期性パル
ス信号をスライスして波形整形するための基準電圧を、
該周期性パルス信号に応じて変化させるようにした点を
特徴とする。

以下、本発明の実施例を図面について説明する。

嬉４図は本発明による波形整形回路の一実施例を示すブ
ロックであって、第２図に対応する部分には同一符号を
付している。

次に、この！Ｉ！！施例の動作について説明する。

同図において、入力端子１かうのイグニッションコイル
信号は、たとえば、１．３ｋＨｚの低い遮断周波数の低
域ＦＩＲ器２に供給される。低域ｒ直感２は、第１図に
示す雑音ａ、ｃを減衰し、出力信号を比較器３とともに
、基準電圧発生ａ４にも供給する。

眉準電圧発生煽４は、人力信号に応じたレベルの４輌電
圧′４！：発生する。たとえば、基準電圧は、入力信号
の平均レベルを表わすレベルを有するようにする。

したがって、比較６３においては、低域Ｆ［）２の出力
信号のレベルが、入力１１子ｌからのイグニッションコ
イル信号の周波数やｌニーティ比によって変化しても、
基準電圧はそれに応じて変化するから、低域Ｐ波器２の
出力信号は基準電圧によって必ずスライスされ、出力熾
子５には、波形整形されたイグニッションコイル信号が
得られる。

第５図１・ｉ第４図の実施例の一興体例を示す１１略図
であって、第４図に対応する部分には同一符号を付して
いる。

天に、この具体例の動作について説明する。

同図において、入力熾子１からのイグニッションコイル
信号は、まず、ツェナーダイオード６により、−音ａ（
第１図）が所定レベル以下に制限されて低吠Ｆｉ′６２
に供給される。

低域ｆ波器２は、抵抗７，８．コンデンサ９゜１０およ
び演算増巾器１１により構成され、遮断周波数が１．３
ｋＨｚとなるように、抵抗７，８゜コンデンサ９，１０
の夫々の１直が設定される。

低域ｆ波器２の出力信号は、比較６３の十端子に供給さ
れるとともに、基準電圧発生器４にも供給される。

基準電圧発生器４の抵抗１２とコンデンサ１３とは積分
回路を構成し、低域１波器２の出力信号の平均レベルを
表わす基準電圧を発生する、この基準電圧は、比較器３
の一端子に供給されるわけであるが、基準電圧が点Ｐ、
の設定レベル以上になると、ダイオード１４が導通し、
基準電圧を点Ｐ１のレベルに設定して基準電圧がこのレ
ベル以上にならないよ５にする。

つまり、点Ｐ、の電位とダイオード１４とでクランプ回
路を構成し、基準電圧の変化可能な最大レベルを点Ｐ、
の電位に設定する。

ここで、このクランプ回路の機能について説明する。

第６図は低域Ｐａ器２（第５図）の出方信号を示す。低
域ｒ波１１１２は雑音ａ（第１図（Ｂ））を減衰するが
、その残留した雑音ａ′が低域ＰｔＩｊＬ器２の出力信
号に含まれる。

ところで、基準信号Ｅｂは、上記のように、低域ｒ波器
２の出力信号の平均レベルを表わすものであるから、た
とえば、前述のように、低速回転時におけるデユーティ
比が９０％の場合、基準電圧Ｅａは充分に高くなって雑
音ａ′の最低レベル以上になってしまう。このような基
準電圧Ｅ１を比較器３（第５Ｌｌ！ｌ）にＪえると、比
較器３の出力信号としては、雑音ａ′による不所望な信
号を含んだものとなる。

そこで、第５図のクランプ回路は基準電圧Ｅｂの最大レ
ベルを点Ｐ１のレベルに制限し、比較器３からは雑音に
影響されずに波形整形されたイグニッションコイル信号
が得られるようにしている。

因みに、ツェナダイオード６により雑音ａ（第１図）の
振巾な約５ＶＫ制限し、低域Ｐ波器２の遮断周波数を１
．３ｋ）（ｇとすると、低速回転時の線出力信号の最大
レベルの８５％程度にまでなるから、基準電圧発生器４
のクランプ回路は、基準電圧の最大レベルを低速回転時
の低域ｆ波器２の出力信号の最大レベルの、たとえば、
７０　Ｘ根＆に設定する。

なお、ポイント式、セミトランジスタ式の点火装置の場
合には、クランプ回路はダイオード１４が非導通で動作
しない。

第５図において、基準電圧発生器４のダイオード１５は
、抵抗１２．コンデンサ１３からなる積分回路の出力電
圧が、点Ｐ、の電位よりも低くなると導通し、比較器３
の一端子の電位を点Ｐ、の電位に設定する。

そこで、イグニッションコイル信号が入力端子１に供給
されないときには、積分回路の出力電圧は低くなり、ダ
イオード１５が導通して比較器３の一端子の電位が点Ｐ
１の電位に設定され、比較器３の出力レベルは常に低レ
ベルとなる。

このようにして、出力端子５＆Ｃは、イグニッションフ
ィル信号の周波数やデユーティ比が変化しても、常に、
波形整形されたイグニッションコイル信号を得ることが
できる。

なお、第５図は、本発明を理解する上で示したー具体例
にすぎず、また、波形整形すべき信号としても、エンジ
ンの点火装置におけるイグニッションコイル信号に限る
ことなく、雑音により波形くずれをともなう任意の周期
性パルス信号にも適用することができることは明らかで
ある。

以上説明したように、本発明によれば、周期性パルス信
号をスライスするための基準電圧を、該周期性゛パルス
信号に応じて変化させることができるから、咳周期性パ
ルス信号がレベル変動を生じても、該周期性パルス信号
を誤りなく波形整形することができ、従来技術の欠点を
除いて優れた機能の波形整形回路を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１１ｆｉ（Ａ）、（Ｂ）はイグニッションコイル信号
を示す信号波形図、第２図は従来の波形整形回路の一例
を示すブロック図、第３図（Ａ）、（Ｂ）は第２図の低
域ｒ波器の出力信号を示す信号波形図、第４図は本発明
による波形整形回路の一実施例を示すブ四ツク図、４５
図は第４図の一具体例を示す回路図、第６図はｇ５図の
基準電圧発生器におけるクランプ回路の機能を説明する
ための説明図である。 ２・・・・・・低域ｒ波器、３・・・・・・比較器、４
・・・・・・基準電圧発生器。 第１図 （Ａ　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　（Ｂ）第３図 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（Ｂ）第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　雑音による波形くずれをともなう周期性パル
   ス信号をｆ波器に供給して該−音を滅良し、該ｅ波器の
   出力信号を基準電圧とレベル比較するようにした波形整
   形（ｇｌ路において、前記出力信号が供給され前記基準
   電圧を発生する基準電圧発生器を設け、前記基準電圧が
   前ｍｌ出力１ぎ号に応じて変化できるように構成したこ
   とを特徴とする波形整形回路。 （リ　特許請求の範囲第（１）項（おいて、前記基準電
   圧発生器、よりランプ回路を含み、ＩｎＪ記基準基準電
   圧化可能な最大レベルを、前記出力信号レベル以下の所
   定レベルに等しく設定できるようにしたことを特徴とす
   る波形整形回路。