JPS60178975A - 電磁ピツクアツプ式センサの出力信号処理装置 - 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】 く技術分野〉 本発明は電磁ピックアップ式センサの出力信号を処理す
る装置に関し、詳しくは前記センサの交流出力信号がゼ
ロ点をよぎる時点（以下ゼロクロス点と記す）を検出す
る装置に関する。

〈背景技術〉 電磁ピックアップ式センサはたとえば内燃機関のクラン
ク角センサに用いられ、気筒の上死点位置の検出に使用
される。すなわち第１図に示すように図示しないクラン
クプーリに固定されたシグナルディスクプレート１の近
傍に磁気を帯びた鉄心にコイルを巻回してなる電磁ピッ
クアップ式センサ２が配設され、シグナルディスクプレ
ート１の所定位置に設けられた突起１ａが前記鉄心の磁
界をよぎることにより鉄心に巻回され走コイルに発生す
る交流信号が波形整形回路３に入力される。

ここで電磁ピックアップ式センサの交流出力信号は第２
図に示すように一周期の交流信号であり、波形整形回路
３はたとえば２点ヒスコンパレータによシ構成されてお
シ入力される信号が所定のスライスレベル以下の場合は
ハイ信号を出力し、入力される信号が前記スライスレベ
ルを越えるとロー信号を出力するようになっている。そ
して入力されている信号がスライスレベルを越えた後最
初にゼロクロスしたとき、すなわちシグナルディスクプ
レート１の突起１ａが電磁ピックアップ式センサ２と対
面したときにロー信号の出力を停止してハイ信号の出力
を再開するようになっている。

この波形整形回路３の出力は、ロー信号からノ・イ信号
への立上がりをトリガーとして信号を発する立上がり検
出回路４に入力される。したがってこの立上が９検出回
路４からの信号の発信によって気筒の上死点が検出され
ることになる。

ところがこのような上死点検出装置において電磁ピック
アップ式センサ２の出力にスパイク状のだ ノイズ重畳されると以下のような不都合が生じる。

すなわち、前記センサ２の出力がスライスレベル以下で
あるときにスライスレベルを越えるようなスパイク状の
ノイズ（第３図中ａで示す）が発生すると波形整形回路
３の出力であるノ・イ信号中に微小幅のロー信号（第３
図中ａ′で示す）が発生する。そして、この場合正規の
ゼロクロス点く第３図中す、ｂ’で示す）以外の時点で
波形整形゛回路３の出力がロー信号からノ・イ信号に立
上がることになり、立上がり検出回路４はこれを検出し
て信号を発する。したがってノイズが入った時点が上死
点位置として誤検出されてしまう。

このノイズによる誤検出を回避するために電磁ピックア
ップ式センサ２の出力をローパスフィルタを介して波形
整形回路３に入力するようにする株 と、高周波数成分からなるスパイク状のノイズカットさ
れるがフィルタにより前記センサ２の出力波形が歪み第
４図に示すようにゼロクロス点が正規のゼロクロス点か
らずれてしまう。さらにこのずれ量は前記センサ２の出
力信号の波形つまりクランク回転速度により異がり、こ
れに対する補正は困難である。結局ローパスフィルタを
設けたものではノイズによる上死点の誤検出は回避され
るもののゼロクロス点のずれが生じるため上死点の検出
精度が大きく低下してしまうという新たな不都合を生じ
るものであった。

〈発明の目的〉 本発明はこのような問題点に注目してなされたもので電
磁ピックアップ式センサの出力信号にノイズが重畳され
た場合でも正確に出力信号のゼロクロス点を検出する出
力信号処理装置を提供することを目的とする。

〈発明の概要〉 このために本発明では波形整形回路からの一定レベル信
号の発信開始時点よシ所定時間が経過するまでは前記一
定レベル信号の発信停止を検出する信号検出回路の作動
を停止するタイマ回路を設けた出力信号処理装置を構成
し、ノイズによる前記一定レベル信号の発信停止を本来
のゼロクロス点として誤検出するのを防止して前記目的
の達成を図るものである。

〈実施例〉 以下本発明を第５図に示す一実施例に基づき説明する。

すなわち、電磁ピックアップ式センサ１１の交流出力信
号が波形整形回路としての２点ヒスコンパレータ（以後
単にコンパレータと記す）１２に入力されるようになっ
ており、核コンパレータ１２はその入力信号が所定のス
ライスレベルを下から上によぎるとロー信号を出力し、
また入力信号がゼロ点を上から下によぎるとノ為イ信号
を出力するようになっている。

このコンパレータ１２の出力はフリップフロッグ回路１
３のセント端子およびタイマ回路１４に入力される。タ
イマ回路１４は入力されるコンパレータ１２の出力が・
・イ信号からロー信号に変った時点から計時を開始し、
入力される信号がロー状態を所定時間持続したときにフ
リップフロップ回路１３のリセット端子にハイ信号を出
力するようになっている。ここで前記所定時間は電磁ピ
ックアップ式センサ１１の出力信号に重畳されるノイズ
によりコンパレータ１２の出力に現われるスパイク状の
ロー信号パルスの幅よりは大きく、また前記センサ１１
の交流出力信号の半周期幅よシは小さく選ばれている。

すなわち、ノイズによるロー信号が入力されてもフリッ
プフロップ回路１３はリセットされず、センサ１１の出
力信号がスライスレベルを越えてコンパレータ１２の出
力が前記所定時間以上ロー信号状態に保持されたときに
のみフリップフロップ回路１３にリセット信号が入力さ
れる。

フリップフロップ回路１３の出力は信号検出回路として
の立上がり検出回路１５に入力され、フリップフロップ
回路１３の出力がロー信号からノ・可信号に立上がる時
点が検出されるようになっている。

次に作用を説明する。

コンパレータ１２による電磁ピックアップ式センサ１１
の出力の波形整形課程は従来のものと同様であり、セン
サ１１の交流出力がスライスレベルを下から上によぎる
までは／・可信号が出力される（第６図（Ａ）、（Ｂ）
参照）。そしてこのノ・可信号はフリップフロップ回路
１３のセット端子に入力されているからフリップフロッ
プ回路１３はハイ信号を出力する（第６図（Ｃ）参照）
。この状態においてコンパレータ１２の出力にノイズに
よる微小パルス幅のロー信号が出現するとフリップフロ
ップ回路１３０セツト端子にロー信号が入力されるが、
フリップフロップ回路１３はセットされている状態（出
力が）・イ）においてセット端子にどのような信号が入
力されようともその出力のハイ信号は変化しないから、
このロー信号によってもフリップフロップ回路１３の出
力であるハイ信号は変化しない。

タイマ回路１４は継続して入力されているノ・可信号が
ノイズによりロー信号に変化する立下が９を検出して、
この時点から所定時間入力信号がロー状態を持続すれば
フリップフロップ回路１３のリセット端子にハイ信号（
リセット信号）を出力するようになっており、前記所定
時間はノイズによるロー信号のパルス幅よりも大きく選
ばれているから、ノイズによるロー信号によってはフリ
ップフロップ回路１３はリセットされることはない。

すなわちフリップフロップ回路１３の出力はハイ状態を
持続することになる（第６図（Ｃ）参照）。

一方、電磁ピックアップ式センサ１１の出力がスライス
レベルを超えた場合におけるタイマ回路１４に入力され
るロー信号の持続時間は前記所定時間よりも犬であるか
らタイマ回路１４はフリップフロップ回路１３のリセッ
ト端子にノ１イ信号（リセット信号）を出力する。これ
によりフリップフロップ回路１３の出力はノ・可信号か
らロー信号に変化する（第６図（Ｃ）参照）。

この状態において電磁ピックアップ式センザ１１の出力
信号がゼロ点を上から下によぎるとコンパレータ１２の
出力はロー信号からノ・可信号に変化し、このハイ信号
はフリップフロップ回路１３のセット端子に入力されて
フリップフロップ回路１３の出力をハイ信号とする（第
６図（Ｃ）参照）。

すなわち、フリップフロップ回路１３の出力信号は電磁
ピックアップ式センサ１１の出力信号がゼロ点をよぎる
時点にロー信号から７・可信号に立上がる信号となると
ともにコンパレータ１２の出力信号中に現われるノイズ
によるスパイク状のロー信号パルスがマスクされるよう
になる。

したがって立上が９検出回路１５はフリップフロッグ回
路１３の出力がロー信号からノ・可信号に立上がる時点
を検出することにより電磁ピックアップ式セン′９１１
の交流出力信号のゼロクロス点、すなわち上死点位置を
ノイズの有無にかかわらず正確に検出するようになる。

〈第２の実施例〉 次に本発明の第２の実施例を第７図に示す。すなワチ、
電磁ピックアップ式センサ２１の交流出力がコンパレー
タ２２に入力され波形整形されることは第１の実施例と
同様であり、コンパレータ２２の出力はスイッチ２３の
開閉を制御する回路２４に入力される。そして該回路２
４はコンパレータ２２の出力がハイ信号であるかロー信
号であるかに応じてスイッチ２３をそれぞれ閉作動また
は開作動させるようになっている。そしてこのスイッチ
２３が開作動するとコンデンサＣが抵抗Ｒ１を介して印
加される電圧Ｖｃｃにより充電され、スイッチ２３が閉
作動するとコンデンサＣに充電された電荷は抵抗Ｒ２を
介して放電されるようになっている。

このコンデンサＣの端子電圧は第２のコンパレータ２５
の反転側端子２５ａに入力され、非反転側端子２５ｂに
入力されている基準電圧Ｖｒｅｆと比較されて該基準電
圧Ｖ　ｒ　ｅ　ｆとの大小に応じてそれぞれハイ信号ま
たはロー信号を出力する。

この第２のコンパレータ２５の出力信号が立上がシ検出
回路２６に入力されて該出力信号のロー信号からハイ信
号への立上が９時点が検出されることは第１の実施例と
同様である。

次に作用を説明する。

コンパレータ２２の出力がハイ信号であシ、スイッチ２
３が閉作動しているときはコンデンサＣの端子電圧はゼ
ロとなり反転側端子電圧は非反転側端子電圧よυＶｒｅ
ｆより小さくなって第２のコンパレータ２５はハイ信号
を出力する。ここにおいてノイズによりコンパレータ２
２の出力がロー信号となるとスイッチ回路２４がスイッ
チ２３を開作動する。これによシコンデンサＣが抵抗Ｒ
ｌを介して充電されその端子電圧はコンデンサＣの時定
数に従って上昇する。ところが、ノイズによるロー信号
の発信期間すなわちスイッチ２３の開作動期間は短いか
ら、コンデンサＣの端子電圧が第２のコンパレータ２５
の非反転側端子２５ｂに入力されている基準電圧値Ｖ　
ｒ　ｅ　ｆに達しないうちにスイッチ２３が閉作動し、
コンデンサＣが抵抗Ｒ２を介して放電されて端子電圧が
下が９第２のコンパレータ２５の出力はハイ信号に保持
される（第８図参照）。

一方電磁ピツクアップ式センサ２１の交流出力信号が所
定のスライスレベルを越えたときにコンパレータ２２か
ら発せられるロー信号の持続時間つまシスイッチ２３の
開作動時間はノイズによる場合よりも長く、コンデンサ
Ｃの端子電圧は第２のコンパレータ２５の非反転側端子
２５ｂに入力されている基準電圧Ｖｒｅｆよりも犬と々
シ、第２のコンパレータの出力をハイ信号からロー信号
に変化する。その後前記センサ２１の交流出力がゼロク
ロスするとコンパレータ２２の出力カロー徊号から・・
可信号へ移行し、スイッチ２３が閉作動し、コンデンサ
Ｃの端子電圧が低下して第２のコンパレータ２５の反転
側端子２５ａの入力電圧がゼロとなシその出力がロー信
号からハイ信号となる。すなわち、波形整形回路として
のコンパレータ２２の出力信号中に現われるノイズによ
るスパイク状のパルスがマスクされることになる。これ
以降の立上がシ検出回路２６における処理は第゛１の実
施例におけるものと同様であシ、上死点位置が確実に検
出されるという効果が得られることも同様である。

なおこの実施例では以上から明らかなようにコンデンサ
Ｃ１抵抗ＲＩ％スイッチ２３、第２のコンパレータ２５
等がタイマ回路を構成することになる。

以上の実施例では信号検出回路としての立上がシ検出回
路２６に入力される信号のノイズによる立上が多部分を
マスクすることにより、立上が９検出作動を停止させる
ものであったが、コンパレータ２２の出力がロー信号と
なってから所定時間立上がシ検出回路２６の電源を切断
することによシ該検出回路の作動を停止させても同様の
効果が得られる。

また前記２つの実施例における電磁ピックアップ式セン
サは内燃機関の気筒の上死点位置を検出するためのもの
であったが、本発゛明はこれに限らず電磁ピックアップ
式センサの交流出力信号のゼロクロス点の検出一般に適
用されノイズによるゼロクロス点の誤検出の防止ととも
に正確なゼロクロス点の検出がなされる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明では電磁ピックアップ式セン
サの交流出力信号にノイズが重畳され、波形整形回路に
短期間一定レベル信号が出力される場合はこの一定レベ
ル信号の発信停止を検出させないようにしたから、前記
センサの交流出力信号が本来の検出位置においてゼロク
ロスしたときにおける一定レベル信号の発信停止のみが
検出されるようになり、ノイズによるゼロクロス点の誤
検出が防止され、正確なゼロクロス点検出がなされるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す図、第２図は同上における信号処
理の仕方を示すグラフ、第３図はノイズを含む場合にお
ける信号処理の仕方を示す、グラフ、第４図は他の従来
例における信号の処理の仕方を示すグラフ、第５図は本
発明の一実施例を示すブロック回路図、第６図（Ａ）〜
（Ｃ）は第５図中ａ〜Ｃ点における信号の状態を示すグ
ラフ、第７図は本発明の第２の実施例を示すブロック回
路図、第８図（Ａ）〜（Ｄ）は第７図中ａ　−ｄに示す
点における信号の状態を示すグラフである。 １１．２１・・・電磁ピックアップ式センサ１２．２２
・・・２点ヒスコンパレータ　１４・・・タイマ回路　
１５．２６・・・立上がり検出回路２３・・・スイッチ
　２５・・・コンパレータ　Ｒ１・・・抵抗　Ｃ・・・
コンデンサ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人弁理士笹　島　富二雄 第１図 第２図 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電磁ピックアップ式センサの交流出力信号が入力されて
   該交流出力信号が所定のスライスレベルを越えた時点か
   らその後最初にゼロ点をよぎる時点までの期間一定レベ
   ルの信号を出力する波形整形回路と、該波形整形回路か
   ら出力される前記一定レベル信号の発信停止を検出して
   信号を発する信号検出回路とを有してなり、電磁ピック
   アップ式センナの交流出力信号がゼロ点をよぎる時点を
   前記信号検出回路からの信号発信時点として検出する電
   磁ピックアップ式センサの出力信号処理装置において、
   前記波形整形回路からの前記一定レベル信号の発信開始
   時点より所定時間が経過するまでは前記信号検出回路の
   作動を停止させるタイマ回路を設けたことを特徴とする
   電磁ピックアップ式センザの出力信号処理装置。