JPS5826556B2 - 周波数応動切換え回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は周波数応動切換え回路に関する。

さらに特に本発明は、車輌エンジンのクランク軸の様な
回転軸のＲＰＭ（回転数７分）が一定のレベルに達した
時、切換え信号を発生するために利用される周波数応動
切換え回路に関する。

回路の出力がもう一度その元の状態に切換えられる場合
のＲＰＭレベルを変えるためヒステリシスがあたえられ
る。

本発明は、多シリンダの内燃機関の１又はそれ以上のシ
リンダの動作特性を制御する回路を有する機関制御装置
に使用することができる。

周期的に変化するパラメータが一定のレベルに達するか
或いはこのレベル以下に低下する時切換え信号をあたえ
ることが望ましい様な数多くの状態が存在する。

この方法で利用される他の周波数応動切換え回路の例が
、１９７５年１０月２１日公布の米国特許第３９１４６
１９号に記載されている。

上記特許に記載の回路は、内燃機関のスロットル機関の
位置を制御するために利用されている。

本発明によると、周波数応動切換え回路は、第１電気信
号を発生する回路手段を備え、この第１電気信号は第１
状態から第２状態に繰返して変化する特性をもつ。

この第１電気信号に応動する回路手段は、第２電気信号
を発生するためあたえられる。

この第２電気信号は、第１状態から第２状態に変化し、
第１電気信号の変化する時間が一定量を超すとその第１
状態からその第２状態に到る変化に応動して、その第１
状態に戻される特性を有す。

その第２状態にある第２電気信号は、第１電気信号の変
化する時間が１定量以下である限りその第２状態に維持
される。

第１、第２電気信号に応動する第３回路手段は第３電気
信号を発生するためにあたえられる。

第３電気信号は、第１電気信号の変化する時間が上記一
定量を超える場合に第１状態を保有し、第１電気信号の
多数の変化が、第２電気信号がその第２状態に維持され
る時間内に発生する時には、第２状態になると言う特徴
をもつ。

添附図には、周波数応動切換え回路と火花点火内燃機関
に通常見出される関連電気素子が示され、この回路は一
般に１０で示される。

この回路１０は、信号源電圧供給回路１２と、信号整形
兼電圧調節回路１４と、切換え回路１６とを含む。

図の点線は回路１２．１４と１６とを囲む。

回路１０は、切換え回路１６の出力端子１８と２０に一
定のレベル以上又は以下の角速度におけるエンジンの動
作を表示する信号を与えるようにされている。

特に出力導線１８の信号は、６−シリンダ火花点火エン
ジンのＲＰＭが１７００回転／回転子の場合に論理１電
圧レベルにあり、エンジンのＲＰＭが１７００を超すと
論理Ｏ電圧レベルに切換えられるものとする。

そして、エンジンの速度が１５０ＯＲＰＭ以下に低下し
なげれば論理ルベルに復帰されないように、ヒステリシ
ス回路が備えられている。

出力導線２０の信号は、エンジンの速度が９５ＯＲＰＭ
以下になった時に論理１電圧となり、エンジン速度が９
５ ＯＲＰＭを超えると、論理０電圧レベルに達するよ
うにされている。

出力導線２０の信号のＲＰＭ切換えレベルに関してはヒ
ステリシス動作の備えはない。

回路１４と１６は入力端子２２と２４を有する単一のモ
ジュールに組込まれる。

回路１２は、動力車の火花点火内燃機関に一般に関連し
た構成要素を含んでいる。

特に信号源兼電圧供給回路１２は、アースに接続された
負の導線２８と点火スイッチ３２の１極に接続した正の
導線３０とを有し、通常の１２ボルトの蓄電池である直
流電源２６を装備する。

点火スイッチ３２が閉成されると、未調節の電圧が点火
スイッチの他極に接続する導線３４に現れる。

導線３４の電圧が回路１４０入力端子２４Ｖ供給される
と共に、安定抵抗器３６を経てエンジンの火花プラグの
電極間に形成された種々な火花間隙４４へ分配器（図示
せず）を介して接続した第２次巻線４２を有する点火コ
イル４００１次巻線３８にも供給される。

安定抵抗器３６．１次巻線３８およびトランジスタ４６
のコレクターエミッタ回路は、電圧供給導線３４と２８
を通して直列に接続される。

トランジスタ４６は、現在一般に動力車に使用されてい
る誘導式のトランジスタ点火システムによく見られる出
力半導体切換え装置である。

トランジスタ４６のコレクタと点火コイルの１次巻線３
８との間の接続部は回路１４０入力端子２２に接続され
る。

トランジスタ４６がエンジン動作の間に導通と不導通状
態とに自在に切換えられると、信号４８が端子２２に現
れる。

トランジスタ４６が導通すると、端子２２は殆ど接地電
位になり、トランジスタ４６が不導通になると、端子２
２の電位は、点火システムの誘導特性によりパルスの立
上り後にリンギングを生じ、その後供給導線３４の電圧
で安定化する。

信号４８のパルス繰返し周波数はエンジン速度に正比例
し、従ってこの周期的に変化する信号期間はエンジン速
度に逆比例し、即ち信号４８の周期はエンジン速度の増
大につれて減少する。

抵抗器５０はツェナーダイオード５２とコンデンサ５４
の並列回路と直列に接続される。

ツェナーダイオード５２は例えば１０ボルトの逆破壊電
圧をもち、信号４８と同一のパルス繰返し周波数を有す
る信号５６は、信号整形兼電圧調整回路１４の出力導線
５８に現れる。

回路１４は、ツェナーダイオード６２とコンデンサ６４
の並列回路と直列に接続する抵抗器６０とからなる電圧
調整手段を含む。

これらの素子は、電圧供給線３４と接地線２８の電位を
有する接地線６６との間に接続される。

この結果、ツェナーダイオード６２とフィルタコンデン
サ６４で調節される電圧十Ｖがこれら素子と抵抗器６０
間の接続点６８に現れる。

この調節電圧は、図に示す様に切換え回路１６内に配置
した種々な素子に供給するのに利用される。

回路１６はモトローラＭＣ１４５２８型の二重単安定マ
ルチバイブレータ７０を含む。

この二重単安定マルチバイブレータは再トリガー可能で
リセット可能であり、導線５８に現れるパルス信号５６
を逆転スるインバータ７４からの出力導線である導線７
２を経てそのトリガー入力端子ＡＡとＡＢに印加される
パルスの正に向う縁端によってトリガーされる。

下側に付けた文字ＡとＢはそれぞれパッケージ７００２
個の単安定マルチバイブレータの各々に対応する。

かくして、各々のマルチバイブレータはエンジンのＲＰ
Ｍに比例する周波側をもつ導線７２のパルスを受は取る
。

回路１６はモトローラ社のＭＣ１４０１５の２重４ビツ
トスタテイツクシフトレジスタ７６を含む。

シフトレジスタ７６と関連する文字ＡとＢは、回路７６
の各々の４ビツトスタテイツクシフトレジスタに対応す
る。

これらの同型のシフトレジスタは、直列人力／並列出力
型に形成され、シフトレジスタの各々は、独立したクロ
ック（Ｃ）端子とり七ツ）（Ｒ）端子ならびにシリアル
データ（Ｄ）端子を有する。

データは正に向うクロック移行の間に成る段から次の段
にシフトされ、各レジスタはリセット端子に印加される
論理ルベル信号でクリアされる。

パッケージ７０の単安定マルチバイブレータの１つはタ
イミング回路を有し、このタイミング回路はコンデンサ
７８と、抵抗器８０と、抵抗器８２と、阻止ダイオード
８４を備えており、出力導線８６に現われる出力インパ
ルスの周期を定める。

この出力導線８６は、マルチバイブレータ７０のＱＡ出
力とパッケージ７６のシフトレジスタの内の１つのデー
タ入力ＤＡ間に接続される。

導線１８の出力信号が論理１電圧レベルにある時、（こ
のレベルは供給電圧子Ｖに等しい）ダイオード８４は順
方向にバイアスされるので、抵抗器８２とダイオード８
４は抵抗器８０と並行に接続されることになる。

一方、出力導線１８の電圧が低いか接地電位（論理Ｏレ
ベル）にある時、ダイオード８４は逆バイアスされ、パ
ッケージ７０の対応単安定マルチバイブレータのタイミ
ング回路は、コンデンサ７８と抵抗器８０のみが有効に
作用し、導線８６に現れるＱＡ出力パルスの周期（間隔
）を増大する。

パッケージ７０の第２の単安定マルチバイブレータと関
連するタイミング回路は、抵抗器８８とコンデンサ９０
を有する。

出力パルスは、パッケージ７０のＱＢ出力をパッケージ
７６の第２のシフトレジスタのデータ入力ＤＢに相互に
接続する導線９２に現れる。

導線９４，９６および９８は、それぞれパッケージ７６
の一方のシフトレジスタの出力端子ＱＯＡ、Ｑ１Ａおよ
びＱ２Ａを出力導線１８を有するＮＡＮＤゲート１００
の入力側に接続する。

同様に、導線１０２，１０４および１０６は、パッケー
ジ７６の他方のシフトレジスタの出力端子ＱＯＢ、Ｑ１
ＢおよびＱ２Ｂを出力導線２０を有するＮＡＮＤゲート
１０８の入力側に接続する。

コンデンサ１１０は、抵抗器１１２と直列に接続され、
この直列回路は＋Ｖの電圧が現われる接続点６８と接地
電位にある導線６６間に接続される。

コンデンサ１１０と抵抗器１１２との接続点は導線１１
４と１１６を介して、２重シフトレジスタパッケージ７
６のそれぞれのリセット端子ＲＡとＲＢに連結される。

切換え回路１６の動作に関して、点火スイッチ３２は最
初は図示の様に開かれており、回路１２と関連したエン
ジンが走行しないものと仮定しよう。

点火スイッチ３２の閉成とエンジンの始動によって、パ
ルスは回路１６の導線７２に現れ始める。

これらのパルスはエンジン速度に正比例する周波数とこ
れに反比例する周期とをもつ。

点火スイッチ３２の閉成によって、接続点６８に＋Ｖ雷
電圧発生し、コンデンサ１１０は最初は充電電圧が零で
あるから、この＋■雷電圧最初導線１１４と１１６に現
れ、２つのシフトレジスタをリセットして、導線９４．
９６，９８，１０２，１０４および１０６のビット出力
を論理０レベルにする。

その後、コンデンサ１１０は抵抗器１１２を通して充電
され、導線１１４と１１６を接地電位にする。

エンジン速度が増すと、導線７２のパルスの周期は減少
する。

この導線の各パルスの正に向う縁端はパッケージ７０の
単安定マルチバイブレータの両方をトリガーする。

タイミング回路の素子がパッケージ７００Ｂ−マルチバ
イブレータについて図示した値を有する状態において、
パッケージＴ６０Ｂ−シフトレジスタのＤＢ大入力加え
られる導線９２の信号は、エンジン速度が９５ＯＲＰＭ
以下であれば、導線７２のパルスの正に向う縁端がこの
シフトレジスタのｃＢ大入力印加されるとき、常に論理
Ｏレベルに保持される。

これはタイミング回路の素子８８と９０が導線７２に現
れる入力信号の周期より短いパルス幅の信号を導線９２
に生成するために起り、従って論理Ｏレベルの信号はパ
ルスが導線７２に現れる毎にパッケージ７６０Ｂ−シフ
トレジスタのＤＢ大入力らそのＱＯＢ位置にシフトされ
る。

この結果、導線１０２．１０４および１０６はそれぞれ
論理０レベルの信号をもち、その結果、出力導線２０は
、エンジンのＲＰＭが９５０以下である限りは論理ルベ
ル信号に保持される。

エンジン速度が９５ＯＲＰＭをこえると、導線９２のバ
イレベル信号がタイミング素子８８と９０の作用でロー
レベルに反転される前に導線７２に現れるパルスがＢ−
単安定マルチバイブレータを再トリガーするので、エン
ジン速度が９５ＯＲＰＭ以上のときは導線９２の信号は
論理ルベルに保持される。

３個の正に向う縁端が導線７２に現われると、導線９２
の論理ルベルの信号がパッケージ７６０Ｂ−シフトレジ
スタの出力ＱＯＢ、Ｑ１Ｂおよび０２Ｂにシフトされ、
論理ルベル信号が導線１０２ 、１０４および１０６に
現れる。

これによって、論理Ｏレベルの信号が切換え回路の出力
導線２０に現われる。

パッケージ７０のＡ−単安定マルチバイブレータと関連
したタイミング回路の素子７８，８０゜８２および８４
により、またエンジン速度が１７０ＯＲＰＭ以下におい
て、導線８６に現れるパルスの周期は導線７２に現れる
信号の周期より小さい。

然し乍ら、１７００ＲＰＭ以上のエンジン速度の時、パ
ッケージ７０のＡ−単安定マルチバイブレータは導線８
６に生ずる信号の周期でトリガーされるわけであるが、
この場合導線８６の信号は論理ルベルに保持されている
ので、パッケージ７６のＡ−シフトレジスタＯＤＡ入力
は、論理ルベルに留まり、クロック人力ＣＡに印加され
る導線７２に現れるパルスの３つの正に向う縁端の到来
によって、論理ルベルの信号が導線９４．９６および９
８に現れる。

これによって、導線１８に論理０レベルの信号が現われ
る。

論理０レベルの信号が導線１８に現れると、ダイオード
８４は逆バイアスされ、このダイオードと抵抗器８２は
パッケージ７０のＡ−単安定マルチバイブレータと関連
したタイミング回路から作用上除去されたことになり、
従ってエンジン速度が１５０ＯＲＰＭ以下に低下しなけ
れば導線１８の出力信号が再び論理ルベルにならないこ
とになる。

かくして、素子８２と８４はパッケージ７０のＡ−単安
定マルチバイブレータと関連したタイミング回路にヒス
テリシス機能を与える。

従って、そのヒステリシス機能は出力導線１８に切換え
動作を与えるのに必要な入力端子２２の信号の周波数と
関連している。

各出力導線１８ 、２０が論理ルベルから論理Ｏレベル
に変化するためには、順次導！７２に現れる３つの信号
の正に向う縁端において導線８６と９２が論理ルベルに
維持されていなげればならないということに注意される
べきである。

しかし、出力導線１８または２０の信号を論理Ｏレベル
からルベルに変化させるためには、その各出力に関連す
る導線８６または９２が一度だけ論理０レベルになれば
よい。

これは、導線７２のパルスの正に向う縁端が導線８６と
９２の何れかを論理Ｏレベルの信号にして、パッケージ
７６のＱＯＡまたはＱＯＢビット出力を論理０レベルに
移行させるからである。

導線９４，９６または９８が論理Ｏレベル信号になれば
、出力導線１８は論理ルベルを生ずる。

同様に、導線１０２゜１０４または１０６が論理Ｏレベ
ルになれば、出力導線２０は論理ルベル信号を生ずる。

回路の素子の値、型式および数量は例示的に示したもの
で本発明をこれに限定するものではない。

本発明の精神と範囲を逸脱しない限り回路を種々変更す
ることができる。

例えば、入力信号４８が過度のリンギングもしくは高圧
スパイクを伴つ特性を持っているときは、端子２２と抵
抗器５００間にツェナーダイオードを接続して、導線５
８と７２に誤ったトリガー信号が発生するのを防止する
ことが望ましい。

もしかかるツェナーダイオードが利用されると、抵抗器
または他の手段をツェナーダイオード５２とコンデンサ
５４に並列に接続して、付加されたツェナーダイオード
が非導通状態にある場合に導線５８を接地電位にするよ
うにする。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す電気回路図である。 １０：周波数応動切換え回路、１２：信号源兼電圧供給
回路、１４：信号整形兼電圧調節回路、１６：切換え回
路、１８．２０：出力導線、３２：火花点火スイッチ、
３６：安定抵抗器、４０：点火コイル、４６：トランジ
スタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周期的な第１の電気信号を発生する回路と、該第１
   の電気信号が入力されるトリガー入力端子と、該第１の
   電気信号に応答して第２の電気信号を発生する出力端子
   とを有し、前記第２の電気信号は、前記第１の電気信号
   の周期が予め定められた期間を超えるとき第１のレベル
   から第２のレベルに変化した後前記第１のレベルに復帰
   し、また前記第１の電気信号の周期が前記予め定めた期
   間より短かいときは前記第２のレベルになった後は第２
   のレベルに保持されるような電気信号である再トリガー
   可能な単安定マルチバイブレータと、前記第１および第
   ２の電気信号に応答して第３の電気信号を発生する回路
   であって、該第３の電気信号は前記第１の電気信号の周
   期が前記予め定められた期間を超えるときは第１の電圧
   レベルを有し、また前記第２の電気信号が前記第２のレ
   ベルに保持されている間に前記第１の電気信号の複数個
   の周期が経過したときは第２の電圧レベルを有するよう
   にした該第３の電気信号を発生する回路と、 を備えた周波数応動切換え回路。 ２、特許請求の範囲第１項記載の周波数応動切換え回路
   において、前記第３の電気信号を発生する回路は、 前記単安定マルチバイブレータの前記出力端子に接続さ
   れたデータ入力端子と、前記第１の電気信号を発生する
   回路に接続されたクロック入力端子と、前記データ入力
   端子に入力される電気信号が前記クロック入力端子での
   パルスの発生毎に順次伝達される複数個のビット出力端
   子と、を有するシフトレジスタ及び、 該シフトレジスタの前記複数個のビット出力端子に接続
   された複数個の入力端子と、前記第３の電気信号を発生
   する出力端子とを有するゲート回路 を備えたことを特徴とする周波数応動切換え回路。 ３ 周期的に第１の電気信号を発生する回路と、該第１
   の電気信号に応答して第１のレベルから第２のレベルに
   変化する電圧を有する第２の電気信号を発生し、前記第
   １の電気信号の周期が予め定められた期間を超えたとき
   前記第２の電気信号を前記第１のレベルに戻し、また該
   第２の電気信号が一旦前記第２のレベルになった後前記
   第１の電気信号の周期が前記予め定められた期間より短
   くなったときは前記第２の電気信号を前記第２のレベル
   に保持するように作用する第２の電気信号を発生する回
   路と、 前記第１と第２の電気信号に応答して第３の電気信号を
   発生し、前記第１の電気信号の周期が前期予め定められ
   た期間を超えるとき前記第３の電気信号を第１の電圧レ
   ベルとし、また前記第２の電気信号が前記第２のレベル
   に保持されている間に前記第１の電気信号の期間が複数
   飼主じたときは前記第３の電気信号を第２の電圧レベル
   とするように作用する第３の電気信号を発生する回路で
   あって、前記第２の電気信号を発生する回路に接続され
   たデータ入力端子と前記第１の電気信号を発生する前記
   回路に接続されたクロック入力端子と前記データ入力端
   子に入力される電気信号が前記クロック入力端子でのパ
   ルスの発生毎に順次伝達される複数個のビット出力端子
   とを有するシフトレジスタと、該シフトレジスタの前記
   複数個のビット出力端子に接続された複数個の入力端子
   と前記第３の電気信号を発生する出力端子とを有するゲ
   ート回路とを備えた前記第３の信号を発生する回路と、 前記第１の電気信号の周期が一旦前記予め定められた期
   間より短くなった後、前記第１の電気信号の周期が該予
   め定められた期間より長い所定の第２の期間よりも短い
   限り前記第２の電気信号を前記第２のレベルに保持する
   ヒステリシス回路を備えていることを特徴とする周波数
   応動切換え回路。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の周波数応動切換え回
   路において、前記第２の電気信号を発生する回路は再ト
   リガー可能な単安定マルチバイブレータであることを特
   徴とする周波数応動切換え回路。 ５ 特許請求の範囲第３項に記載の周波数応動切換え回
   路において、前記第２の電気信号を発生する回路はタイ
   ミング回路を有する再トリガー可能な単安定マルチバイ
   ブレータであって、前記ヒステリシス回路は前記タイミ
   ング回路の一部を構成すると共に、前記ゲート回路の出
   力端子と前記単安定マルチバイブレータとの間に接続さ
   れて、前記ゲート回路の出力端子におけるレベル変化に
   応答して前記タイミング回路のタイミング作用を変更す
   ることを特徴とする周波数応動切換え回路。