JPH0769184B2 - センサ出力信号の波形整形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、センサ出力信号の波形整形装置に関し、特
に、出力信号の大小に応じてしきい値を変化させ、この
しきい値によって前記出力信号の波形整形を行うセンサ
出力信号の波形整形装置に関する。

（従来の技術） 回転体の各種制御を行うために、回転体の角度位置また
は回転数等を回転体センサによって検出し、その検出結
果に基づいて制御を行うことが多い。この回転体がエン
ジンのカムシャフトである場合には、前記回転体センサ
による検出結果はエンジンの燃料噴射制御，点火時期制
御，自動変速機制御等に利用される。

前記回転センサの出力信号をマイクロコンピュータ等の
デジタル回路に利用するためには、この出力信号を低電
位または高電位の２値のいずれかをとるようなパルス信
号に変換する波形整形が必要となる。

上記回転センサとして多く使われている磁気ピックアッ
プセンサ（以下、単にセンサという）出力の波形整形に
ついて説明する。

第４図（ａ），（ｃ）はセンサ出力信号の波形を示し、
この信号を波形整形した後の波形を第４図（ｂ），
（ｄ）に示す。同図（ａ），（ｂ）は回転体が低回転し
ている場合の各波形、同図（ｃ），（ｄ）は回転体が高
回転している場合の各波形を示す。

図示のように、回転体が低回転の場合はセンサ出力信号
の振幅が小さく、高回転の場合はセンサ出力信号の振幅
が大きくなっている。そして波形整形のためのしきい値
は、それぞれ低回転の場合は“0"レベル近くの負電位に
設定してあり（以下、しきい値が小という）、高回転の
場合は“0"レベルから離れた負電位に設定してある（以
下、しきい値が大という）。

同図において、整形後出力はセンサ出力がしきい値以下
に低下した時点で低電位側“L"に移行し、センサ出力が
“0"レベルに戻った時点で高電位側“H"に移行する。

前記しきい値を回転体の回転数に応じて変化させている
のは、被回転検出体がエンジンの場合における点火系統
等からの誘導ノイズ、および複数のセンサが隣接して配
置されている場合の相互の誘導ノイズによる影響、なら
びに高回転域における機械的振動による出力波形歪みの
影響等によって誤波形整形が生じるのを防ぐためであ
る。

第５図に、前記しきい値を回転数に応じて変化させて波
形整形を行うのに好適な構成を有する従来装置のブロッ
ク図を示す。

同図において、センサ１の出力信号は、比較器２の一方
の入力となる。そして、この入力が基準値（この従来例
ではグラウンドレベル）より大きいか小さいかの比較結
果が出力される。

この比較器２からの出力に応答して、電圧設定器３から
デジタル回路４の定格電圧以下の電圧範囲のパルス信号
がデジタル回路４に出力される。デジタル回路４では、
このパルス信号に基づいて各種デジタル処理を行う。

定電圧電源５は、バッテリ等の主電源９から前記デジタ
ル回路４および前記電圧設定器３を動作させるための電
源を作る回路である。従来技術では、この定電圧電源５
は電圧5Vを出力するように構成されている。

また、前記電圧設定器３の出力は時定数回路７に入力さ
れる。そして、この時定数回路７の出力は、加算回路7a
でセンサ出力信号に加算され、センサ出力信号との合成
信号となって前記比較器２に入力される。

前記時定数回路７の出力は、回転体が低回転の場合は、
電圧設定器３から出力されるパルス信号の間隔が大きい
ために、ほどんど“0"に近い。一方、回転体が高回転の
場合は、電圧設定器３から出力されるパルス信号の間隔
が小さいために高い出力が得られる。

このように、回転体が高回転になるに従って、比較器２
に入力されるセンサ出力信号と時定数回路７の出力との
合成信号は大きくなるので、相対的に基準値は低くな
る。つまり、しきい値は大きくなる。

（発明が解決しようとする課題） 上記の従来技術において、主電源である車載等のバッテ
リが過放電状態にあったり低温状態にあるような場合に
エンジンを始動すると、バッテリの電圧は急激に低下す
ることがある。このような場合には定電圧電源５の出力
電圧は定電圧を維持できず急激に低下することがある。

一般に、デジタル回路４はその入力電圧が定格電圧±10
％程度の範囲で変動しても正常に動作する。ところが、
電圧設定器３の電源電圧にこの程度の変動があった場合
には次のような不都合を生じる。

例えば、定電圧電源５の出力電圧低下に伴って電圧設定
器３の出力パルスの波高値が低下すると、時定数回路７
の出力が低下してセンサ出力と時定数回路７の出力との
合成信号は小さくなる。比較器２へ入力される信号が小
さくなると相対的にしきい値が小さくなるという問題点
があった。

本発明の目的は、上記問題点を解消し、主電源電圧が急
激に低下した場合の誤波形整形によるデジタル回路への
悪影響を防止できるセンサ出力信号の波形整形装置を提
供することにある。

（課題を解決するための手段および作用） 上記の問題点を解決し、目的を達成するために、本発明
は、電圧設定器およびデジタル回路のそれぞれに定電圧
電源を設け、電圧設定器用の定電圧電源の出力電圧を、
デジタル回路用の定電圧電源の出力電圧よりも低く設定
した点に第１の特徴がある。

また、本発明は、時定数回路で構成された電圧設定器を
具備した点に第２の特徴がある。

上記第１の特徴を有する本発明では、電圧設定器用の定
電圧電源の入力電圧が低下した場合の出力電圧の変化量
が小さいので、電圧設定器の出力変化量も小さく抑えら
れて誤動作しなくなる。

さらに、第２の特徴を有する本発明では、電圧設定器用
の定電圧電源の入力電圧が低下した場合には、この入力
電圧低下分を時定数回路の働きによって補償できるの
で、電圧設定器の出力には影響を及ぼさず、誤波形整形
を生じることがない。

（実施例） 以下に図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示すブロック図である。
同図において第５図と同符号は、同一または同等部分を
示す。第１図において、定電圧電源は２つに分離し、そ
の一方を電圧設定器電源5aとし、他方をデジタル回路電
源5bとする。そして、電圧設定器電源5aの出力電圧が、
デジタル回路電源5bの出力電圧よりも低い値になるよう
に各電源を構成した。

デジタル回路電源5bの出力はデジタル回路４を動作させ
る定格電圧（5V）を供給できるように設定しなければな
らない。一方、電圧設定器３の出力はデジタル回路４の
定格電圧以下であっても良い。したがって、電圧設定器
電源5aの出力電圧はデジタル回路電源5bの出力電圧より
も小さく設定することができる。

主電源９が例えば車載のバッテリの場合、エンジン始動
時に発生する電圧低下程度では影響を受けないような低
い電圧、または影響があってもその影響が小さいために
比較器２の出力は反転しないような低い電圧が出力され
るように、電圧設定器電源5aは構成される。

このように、主電源９の電圧低下があっても電圧設定器
電源5aの出力電圧は変化しないので電圧設定器３の出力
パルスのレベルは変化せず、したがって比較器２の出力
も変化しない。

次に本発明の第２実施例を第２図を参照して説明する。
同図において第１図と同符号は、同一または同等部分を
示す。

同図において、定電圧電源５の出力は２つに分岐され
て、その一方はデジタル回路４に入力され、他方は整流
器８を介して電圧設定器３に入力される。

電圧設定器３は設定器本体3aと、この本体3aに並列に付
設されたコンデンサＣからなり、一種の時定数回路を含
んでいる。整流器８は電流が定電圧電源５から電圧設定
器３の方向にのみ流れるように接続される。

また、定電圧電源の出力電圧は、整流器８を介して電圧
設定器３の本体3aに印加されると共にコンデンサＣにも
印加され、このコンデンサＣが充電される。

この第２実施例においては、主電源９の電圧が低下する
ことによって定電圧電源５の出力電圧が瞬間的に低下し
た場合には、コンデンサＣの充電電荷が電圧設定器本体
3aに供給されるので電圧設定器本体3aに印加される電圧
の低下は少ない。したがって、主電源９の電圧が低下し
ても電圧設定器３の出力低下は小さく抑えられて動作の
安定化が実現される。

次に、本発明の具体的な回路例を第３図に示す。同図に
おいて、センサ１の出力信号は、フィルタ回路10を介し
て比較器２に入力される。コンデンサC1と抵抗R2によっ
て時定数回路７が構成される。プルアップ抵抗R1は前記
電圧設定器３の本体3aに相当し、ダイオードD1は前記整
流器８に相当する。

この回路例では、定電圧電源５を電圧設定器電源5aと、
デジタル回路電源5bとに分離して設けた例を示したが、
この例によっても第２図のブロック図のように１つの定
電圧電源を電圧設定器３およびデジタル回路４の電源と
して共用した場合と同様の効果が得られる。

バッテリ９から電圧設定器電源5a,デジタル回路電源5b
および比較器２に電源が供給される。デジタル回路電源
5bの出力はマイクロコンピュータ等のデジタル回路４の
電源になり、電圧設定器電源5aの出力は、比較器２の出
力に応答してデジタル回路４にパルス信号を出力するた
めの電圧設定器３（プルアップ抵抗R1とコンデンサＣか
らなる）の電源となる。

このような構成の回路において、比較器２の出力レベル
は、比較器２の基準電圧に対するセンサ１の出力信号に
応じて決定される。この比較器２の出力、つまり、パル
ス信号がデジタル回路４に入力される。このパルス信号
は同時に、時定数回路７を介して比較器２の入力にフィ
ードバックされる。

バッテリ９の電圧が急激に低下すると、電圧設定器電源
5aの出力電圧も低下するが、この急激な電圧低下が瞬間
的な現象である場合は、コンデンサＣで電圧低下分の補
償が行われる結果、前記パルス信号の高電位側出力が低
下することがない。

上記説明のように、本実施例では、主電源９の電圧が低
下しても、電圧設定器３に印加される電圧が大きくは変
化しない。したがって、電圧設定器３の出力を時定数回
路７を介してセンサ出力信号にフィードバックして合成
し、結果的にしきい値を変化させるようにしている波形
整形器において、主電源の電圧変動によって比較器２の
出力が反転するようなことがない。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、瞬間
的に主電源の電圧低下が生じてもセンサ出力信号が誤波
形整形されることがなくなる。

その結果、車載電源のようにエンジン始動時に高い負荷
がかかり、電圧電源が急激に低下するような場合でも、
センサ出力信号の波形整形を誤りなく行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すブロック図、第２図
は第２実施例のブロック図、第３図は第２実施例の具体
的回路図、第４図はセンサ出力信号波形図およびこのセ
ンサ出力信号の整形後波形図、第５図は従来技術を示す
ブロック図である。 １……センサ、２……比較器、３……電圧設定器、５…
…定電圧電源、5a……電圧設定器電源、5b……デジタル
回路電源、７……時定数回路、８……整流器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】センサ出力信号と基準値との比較結果に応
   答してデジタル回路の定格電圧範囲の２値レベルを有す
   るパルス信号を形成する電圧設定器を有し、この電圧設
   定器の出力が前記デジタル回路に供給されると共に、時
   定数回路を介してセンサ出力信号に重畳されるように構
   成されたセンサ出力信号の波形整形装置において、 前記デジタル回路の動作電源電圧より低い電圧を前記電
   圧設定器に供給する電圧設定用定電圧電源を具備し、 前記電圧設定器がプルアップ抵抗、およびこのプルアッ
   プ抵抗の電源側端子と接地との間に接続されたコンデン
   サから構成されたことを特徴とするセンサ出力信号の波
   形整形装置。
2. 【請求項２】前記デジタル回路の動作電源とは別の電圧
   設定器用定電圧電源と、この電圧設定器用定電圧電源か
   ら電圧設定器の方向にのみ導通するように接続された整
   流器とを具備し、前記電圧設定器がプルアップ抵抗、お
   よびこのプルアップ抵抗の電源側端子と接地との間に接
   続されたコンデンサから構成されたことを特徴とする請
   求項１記載のセンサ出力信号の波形整形装置。
3. 【請求項３】前記電圧設定器用電源をデジタル回路の動
   作電源と共用したことを特徴とする請求項２記載のセン
   サ出力信号の波形整形装置。