JPS62151705A - クランク角センサ信号処理回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はクランク角センサから出力される基準位置信号
の処理回路に関するものである。

〔従来の技術〕

内燃機関において点火時期制御、噴射時期制御等を行な
う場合、クランク軸の回転角位置を検出することが必要
となる。クランク軸の回転角位置を検出する場合、従来
はその構成が簡単であり、且つ経済的なことから、第３
図に示すマグネットピックアップ方式のクランク角セン
サが多く用いられている。同図において、３１は内燃機
関が２回転する毎に１回転するシャフト、３２．３３は
シャフト３１に固定された円板、３４は円板ゴ２の円周
上に１８０度間隔で配設された磁石、３５は円板３３の
円周上に１５度間隅で配設された磁石、３６．３７はそ
れぞれ円板３２．３３の円周に対向配置されたピックア
ップコイルである。また、第４図（ａｌ、　（ｂ）はピ
ックアップコイル３６．３７から出力されるｖＥ準位置
信号Ｇ及び回転角位置信号Ｎを示した線図であり、基準
位置信号Ｇは内燃機関の１回転中に所定位置で“１”と
なり、回転角位置信号Ｎは内燃機関が３０度回転する毎
に“１”となるものである。即ら、円板３２の円周に配
置された磁石３４は内燃機関が１回転し、シャフト３１
が１８０度回軸回転毎にピックアップコイル３６に近接
し、また円板３３の円周に配置された磁石３５は内燃機
関が３０度回転し、シャフト３１が１５度回転する毎に
ピンクアップコイル３７に近接するものであるから、ピ
ンクアップコイル３６．３７から出力される基準位置信
号Ｇ１回転角位置信号Ｎはそれぞれ同図ｆａ１．　ｌｂ
ｌに示すものとなる。

このように、第３図に示したクランク角センサからは、
内燃機関の１回転中の所定位置において基準位置信号Ｇ
が出力され、内燃機関が所定角度（第３図の場合は３０
度）回転する毎に回転角位置信号Ｎが出力されるが、次
のような問題があった。

即ち、内燃機関が高速回転した場合、ピックアップコイ
ル３６が磁石３４による磁束変化のみでなく磁石３５に
よる磁束変化の影響を強く受けるようになるため、基準
位置信号Ｇにノイズが重畳されてしまう問題がある。従
って、ピックアップコイル３６から出力される基準位置
信号Ｇをそのまま用いて点火時期制御等を行ったのでは
、誤ったタイミングで制御を行ってしまう惧れがある。

なお、第４図（Ｃ１，（ｄｌは内燃機関が高速回転して
いる時にピックアップコイル３６．３７から出力される
基準位置信号Ｇ及び回転角位置信号Ｎを示している。

そこで、従来は第５図に示すような信号処理回路を設け
、内燃機関が高速回転した場合においても誤動作が生じ
ないようにしている。同図において、１は基準位置信号
Ｇの入力端子、２は回転角位置信号Ｎの入力端子、３は
演算増幅器ＯＰＩと抵抗Ｒ１〜Ｒ６とダイオードＤとか
らなる比較回路、４は演算増幅器○Ｐ２と抵抗Ｒ７〜Ｒ
ＩＯからなるバッファ、５は演算増幅器○Ｐ３と抵抗Ｒ
１１〜Ｒ１５と調整抵抗ＶＲとからなる比較回路、６は
演算増幅器ＯＰ４と抵抗Ｒ１６〜Ｒ２０からなるバッフ
ァ、７は周波数電圧変換器（Ｆ／Ｖ変換器）、８はマイ
クロプロセッサである。

入力端子２にクランク角センサから加えられた回転角位
置信号Ｎはバッファ６を介してマイクロプロセッサ８に
加えられると共にＦ／Ｖ変換器７にも加えられる。Ｆ／
Ｖ変換器７はバッファ６を介して加えられる回転角位置
信号Ｎの周波数に比例した電圧を出力するものであり、
その出力信号は内燃機関の回転数に対応したものとなる
。

比較回路５は、内燃機関の回転数に対応したＦ／Ｖ変換
器７の出力電圧とＡ点の電圧Ｖａとを比較して電圧Ｖａ
の方が大きい間、その出力信号を“１”とするものであ
る。即ち、比較回路５は内燃機関の回転数がＡ点の電圧
に対応した回転数ＮＥａ以下の場合はその出力信号を“
１”とし、ＮＥａ以上の場合はその出力信号を“０”と
するものである。また、バッファ４は比較回路５の出力
信号が“０”の場合、即ち内燃機関の回転数がＮＥａよ
りも高い間はその出力を“１”とし、比較回路５の出力
信号が“ｌ”の場合、即ち内燃機関の回転数がＮＥａよ
りも低い間はその出力を“０”とするものである。また
、比較回路３はクランク角センサから入力端子１を介し
て加えられる基準位置信号ＧとＢ点の電圧ｖｂとを比較
して、基準位置信号Ｇの方が高い間その出力信号を“ｌ
”とし、マイクロプロセッサ８に加えるものである。

ここで、比較回路３内のＢ点の電圧ｖｂは、バッファ４
の出力が“１″の場合はバッファ４の出力が“０”の場
合に比較して高くなり、また、バッファ４の出力は前述
したように内燃機関の回転数がＮＥａ以上の場合“１″
となるものであるから、入力端子ｌに例えば第６図の実
線で示す基準位置信号Ｇが加えられたとすると、Ｂ点の
電圧ｖｂは同図に点線で示すように変化することとなり
、従って、内燃機関が高速回転した場合においても、比
較回路３からノイズの影響を受けない基準位置信号Ｇが
マイクロプロセッサ８に加えられることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕 上述した従来例では、内燃機関の回転数がＡ点の電圧Ｖ
ａに対応した回転数ＮＥａ以上であるが否かによって比
較回路３の閾値ｖｂを切換えることによりノイズの影響
を除去するようにしているので、次のような問題があっ
た。即ち、上述した従来例は調整抵抗ＶＲの値を調節す
ることにより、比較回路３の閾値ｖｂを切換える内燃機
関の回転数（以下切換回転数と称す）を設定するように
しているものであるから、切換回転数の設定操作が面倒
なものとなる。つまり、製造工程において測定、計算等
により調整抵抗ＶＲの最適値を求める工程と、その抵抗
値に一番近い抵抗値を持つ抵抗を抵抗値系列表から選ぶ
工程と、この選んだ抵抗を半田付けにより接続する工程
が必要となる。また、調整抵抗ＶＲ及びそれに関連する
部品が必要となり、アセンブリ中でのクランク角信号処
理回路の部品点数の占める割合が約２０％にも及び、大
変多くなるという問題点もあった。

本発明は前述の如き問題点を解決したものであり、その
目的は切換回転数の設定操作を容易なものとし、且つ部
品点数を削減し得るようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前述の如き問題点を解決するため、■　切換回
転数が記憶されるメモリと、■　クランク角センサから
の回転角位置信号に基づいて内燃機関の回転数を検出す
ると共に、前記メモリに記憶されている切換回転数と検
出結果とを比較するマイクロプロセッサと、■　該マイ
クロプロセッサの比較結果に基づいて閾値を切換える閾
値切換手段と、 ■　該閾値切換手段で設定された閾値と前記クランク角
センサからの基準位置信号とを比較する比較手段とを設
けたものである。

〔作用〕

切換回転数の設定はメモリに切換回転数を示すデータを
書込むことにより行なわれ、基準位置信号の二値化閾値
は、回転角位置信号に基づいて検出した内燃機関の回転
数と前記切換回転数との比較結果に応じて切換えられる
。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例のブロック図であり、ＩＯは切
換回転数ＮＥ０が記憶されているメモリ、１１はマイク
ロプロセッサ、１２は異常検出回路、Ｉ３ばフェイルセ
ーフ回路、１４．１５はアンドゲート、１６はインヒビ
ソトゲートであり、他の第５図と同一符号は同一部分を
表している。なお、マイクロプロセッサＩＩはその動作
が正常な場合、ある周波数の信号Ｃを出力しているもの
である。また、異常検出回路１２はマイクロプロセッサ
１１から出力される信号Ｃの周波数に基づいてマイクロ
プロセッサ１１が正常に動作しているか否かを判断し、
正常に動作していると判断した場合は、その出力信号ｄ
を“１″とし、異常であると判断した場合はその出力信
号ｄを“Ｏ”とするものである。また、フェイルセーフ
回路１３は異常検出回路１２でマイクロプロセッサ１１
に異常が発生したと判断された場合、マイクロプロセッ
サ１１に代わり各部を制御する制御信号を出力するもの
である。なお、以下の説明においてはマイクロプロセッ
サ１１が正常に動作しており、異常検出回路１２の出力
信号ｄが“１”となっているものとする。

また、第２図はマイクロプロセッサ１１の処理内容の一
例を示すフローチャートであり、以下同図を参照して第
１図の動作を説明する。

クランク角センサから入力端子２に加えられた回転角位
置信号Ｎはバッファ６を介してマイクロプロセッサ１１
に加えられる。マイクロプロセッサ１１は第２図のフロ
ーチャートに示す処理を所定時間毎に行なうものであり
、ステップＳ１ではバッファ６を介して加えられる回転
角位置信号Ｎに基づいて内燃機関の回転数ＮＢを求め、
ステップＳ２ではステップＳ１で求めた回転数ＮＢとメ
モリｌＯに記憶されている切換回転数Ｎ　Ｅ　ｏとを比
較する。そして、ステップ３の判断結果がＹＥＳの場合
はその出力信号ａを“０′としくステップＳ３）判断結
果がＮｏの場合は出力信号ａを“１”とする（ステップ
３４）。即ち、マイクロプロセッサ１１は内燃機関の回
転数ＮＥが切換回転数Ｎ　Ｅ　ｏよりも高い場合はその
出力信号ａを“０”とし、内燃機関の回転数ＮＥが切換
回転数ＮＢ、より低い場合はその出力信号ａを“１”と
するものである。

従って、内燃機関の回転数ＮＢが切換回転数ＮＥ０より
も高い場合は、バッファ４の出力は“１”となり、回転
数ＮＥが切換回転数ＮＥ６よりも低い場合はバッファ４
の出力は“０”となる。この結果、比較回路３内のＢ点
の電圧ｖｂは前述した従来例と同様に、回転数ＮＢが切
換回転数ＮＥ。

以上であるか否かによって変化することになるので、内
燃機関が高速回転した場合においても、比較回路３から
ノイズの影響を受けない基準位置信号Ｇがマイクロプロ
セッサ１１に加えられることになる。

また、マイクロプロセッサ１１は比較回路３の出力信号
及びバッファ６の出力信号に基づいて、点火時期、燃料
噴射時期等を制御する制御信号すを生成しており、制御
信号すはアンドゲート１５を介して装置各部に加えられ
るものである。なお、マイクロプロセッサ１１に異常が
発生した場合は異常検出回路１２の出力信号ｄが“０”
となり、アンドゲート１５．　インヒビットゲート１６
がそれぞれオフ状態、オン状態になるものであるから、
フェイルセーフ回路１３から出力される制御信号ｆが装
置各部に加えられることになる。

また、出力信号ｄが“０”になることからアンドゲート
１４の出力は強制的に“Ｏ“にされ、基準位置信号の二
値化閾値は高く設定される。これは内燃機関の高回転域
におけるノイズ影響除去を優先したものであり、低回転
域では閾値が高いことから基準位置信号の先端部分で二
値化されることになる（第６図参照）。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、閾値のレベルを切換える
切換回転数ＮＥ、が記憶されるメモリと、クランク角セ
ンサからの回転角位置信号に基ツいて内燃機関の回転数
を検出すると共に、検出した内燃機関の回転数とメモリ
に記憶されている切換回転数とを比較するマイクロプロ
セッサと、マイクロプロセッサの比較結果に基づいて閾
値を切換えるバッファ４．ダイオードＤ等からなる閾値
切換手段と、閾値切換手段で設定された閾値とクランク
角センサからの切換回転数とを比較する演算増幅器ＯＰ
Ｉ等あ比較手段とを備えたものであり、メモリに切換回
転数を示すデータを記憶させるだけで切換回転数を設定
できるので、調整抵抗を使用する従来例に比較して切換
回転数の設定操作を容易なものとすることができる利点
があり、また部品点数の削減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図はマイク
ロプロセッサ１１の処理内容を示すフローチャート 第３図はクランク角センサの構成を示す斜視図、第４図
はクランク角センサの出力信号を示す図、第５図は従来
例の回路図および、 第６図は第５図の動作説明図である。 図において、１，２は入力端子、３，５は比較回路、４
，６はバッファ、７は周波数電圧変換器、８．１１はマ
イクロプロセッサ、１０はメモリ、１２は異常検出回路
、１３はフェイルセーフ回路、１４．１５はアンドゲー
ト、１６はインヒビソトゲート、３１はシャフト、３２
．３３は円板、３４．３ｓは磁石、３６．３７はビック
アンプコイル、ＯＰＩ〜ＯＰ４は演算増幅器、Ｄはダイ
オード、Ｒ１−Ｒ２０は抵抗である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 切換回転数が記憶されるメモリと、 クランク角センサからの回転角位置信号に基づいて内燃
   機関の回転数を検出すると共に、検出した前記内燃機関
   の回転数と前記メモリに記憶されている切換回転数とを
   比較するマイクロプロセッサと、 該マイクロプロセッサの比較結果に基づいて閾値を切換
   える閾値切換手段と、 該閾値切換手段で設定された閾値と前記クランク角セン
   サからの基準位置信号とを比較する比較手段とを具備し
   たことを特徴とするクランク角センサ信号処理回路。