JPH1173226A - 入力デバイスの位置に比例する制御信号を生成する制御回路 - Google Patents
入力デバイスの位置に比例する制御信号を生成する制御回路Info
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 振幅がスロットル制御の如き可変位置装
置の機械的位置に比例する直線的に増加する出力信号で
変調される少なくとも予め定めた振幅の一定周波数のパ
ルスを持ち、スロットルの如き入力装置の物理的位置を
表わすパルス振幅変調出力信号を生成させるパルス振幅
変調回路。
置の機械的位置に比例する直線的に増加する出力信号で
変調される少なくとも予め定めた振幅の一定周波数のパ
ルスを持ち、スロットルの如き入力装置の物理的位置を
表わすパルス振幅変調出力信号を生成させるパルス振幅
変調回路。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、制御回路に関し、
特に内燃装置の燃料／空気混合気を制御するスロットル
位置を表わす出力信号Ｖ0を生成する制御回路に関す
る。
特に内燃装置の燃料／空気混合気を制御するスロットル
位置を表わす出力信号Ｖ0を生成する制御回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】変調回路は、当技術において周知であ
り、パルス振幅変調パルス、周波数変調出力信号あるい
は可変アナログ出力信号の形態で１つの場所から別の場
所へ情報を伝送するための通信分野で使用される。かか
る回路は、一般に通信産業で一般に使用され、線形制御
回路で広く使用されることはない。工業的制御産業にお
いては、トランスデューサの運動あるいは位置を表わす
信号を生成して、かかる信号を制御装置へ送出し、信号
の受信に基いて装置の機能を制御装置により制御するこ
とがますます望ましくなりつつある。例えば、自動車分
野においては、内燃機関がその多くの動作においてマイ
クロプロセッサにより制御される。マイクロプロセッサ
により制御される内燃機関の一動作は、気化器またはス
ロットル本体を介して自動車機関のシリンダに至る燃料
／空気混合気の調整である。技術により、燃料／空気混
合気の比の小さな調整に機関がよく応答するようになっ
ており、このため、スロットル位置に対する適切な燃料
／空気混合気を生じるようスロットル本体を調整できる
ように、スロットル位置あるいはアクセルペダル位置を
表わす信号をマイクロプロセッサが受信することが重要
である。マイクロプロセッサは、一般に機関制御モジュ
ールであり、スロットル位置センサとしてパルス・モー
タの出力を用いる。このことは、マイクロプロセッサに
対する多くの信号入力を必要とする。
り、パルス振幅変調パルス、周波数変調出力信号あるい
は可変アナログ出力信号の形態で１つの場所から別の場
所へ情報を伝送するための通信分野で使用される。かか
る回路は、一般に通信産業で一般に使用され、線形制御
回路で広く使用されることはない。工業的制御産業にお
いては、トランスデューサの運動あるいは位置を表わす
信号を生成して、かかる信号を制御装置へ送出し、信号
の受信に基いて装置の機能を制御装置により制御するこ
とがますます望ましくなりつつある。例えば、自動車分
野においては、内燃機関がその多くの動作においてマイ
クロプロセッサにより制御される。マイクロプロセッサ
により制御される内燃機関の一動作は、気化器またはス
ロットル本体を介して自動車機関のシリンダに至る燃料
／空気混合気の調整である。技術により、燃料／空気混
合気の比の小さな調整に機関がよく応答するようになっ
ており、このため、スロットル位置に対する適切な燃料
／空気混合気を生じるようスロットル本体を調整できる
ように、スロットル位置あるいはアクセルペダル位置を
表わす信号をマイクロプロセッサが受信することが重要
である。マイクロプロセッサは、一般に機関制御モジュ
ールであり、スロットル位置センサとしてパルス・モー
タの出力を用いる。このことは、マイクロプロセッサに
対する多くの信号入力を必要とする。
【０００３】予め定めた信号範囲で生じ、この信号範囲
内で正確に追従できかつ信号が前記範囲外にあるならば
誤りとして検出され得る、マイクロプロセッサに対する
１つの出力を持つ制御回路を備えることが有利である。
更にまた、個々の機能チップを必要とすることなく１つ
の集積回路チップ上に形成することができ、かつ１つの
「ターンオン」、「ターンオフ」信号出力を持つ制御回
路を備えることが有利である。このような場合、設計は
作るのに経済的であり構成が簡単である。
内で正確に追従できかつ信号が前記範囲外にあるならば
誤りとして検出され得る、マイクロプロセッサに対する
１つの出力を持つ制御回路を備えることが有利である。
更にまた、個々の機能チップを必要とすることなく１つ
の集積回路チップ上に形成することができ、かつ１つの
「ターンオン」、「ターンオフ」信号出力を持つ制御回
路を備えることが有利である。このような場合、設計は
作るのに経済的であり構成が簡単である。
【０００４】更に、パルス振幅変調信号、周波数変調信
号あるいはアナログ出力信号を生成することが可能であ
るこのような制御回路を備えることが有利である。更
に、自己診断形であるこのような制御回路を備えること
もまた有利である。
号あるいはアナログ出力信号を生成することが可能であ
るこのような制御回路を備えることが有利である。更
に、自己診断形であるこのような制御回路を備えること
もまた有利である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、固定周波数
を持つパルス出力を提供するパルス振幅変調回路を含む
第１の実施の形態に関する。パルスの振幅は、第１の位
置と第２の位置との間で運動可能なスロットルの如き制
御装置の位置の変化により変化させられる。信号条件付
け回路を含むセンサ回路は、第１および第２の位置間の
可変のスロットル位置に対して直線的に増加する信号Ｖ
mを出力するようにスロットルに結合される。直線的に
増加する出力信号の振幅は、スロットル位置に比例す
る。パルス発生回路は、少なくとも予め定めた振幅の一
定周波数のパルスを生成する。最後に、変調回路はパル
ス発生回路と信号条件付け回路とに結合され、瞬時のス
ロットル位置を表わすパルス振幅変調出力信号Ｖoが生
成されるように、一定周波数のパルスＶpを直線的に増
加する出力信号Ｖmでパルス振幅変調する。
を持つパルス出力を提供するパルス振幅変調回路を含む
第１の実施の形態に関する。パルスの振幅は、第１の位
置と第２の位置との間で運動可能なスロットルの如き制
御装置の位置の変化により変化させられる。信号条件付
け回路を含むセンサ回路は、第１および第２の位置間の
可変のスロットル位置に対して直線的に増加する信号Ｖ
mを出力するようにスロットルに結合される。直線的に
増加する出力信号の振幅は、スロットル位置に比例す
る。パルス発生回路は、少なくとも予め定めた振幅の一
定周波数のパルスを生成する。最後に、変調回路はパル
ス発生回路と信号条件付け回路とに結合され、瞬時のス
ロットル位置を表わすパルス振幅変調出力信号Ｖoが生
成されるように、一定周波数のパルスＶpを直線的に増
加する出力信号Ｖmでパルス振幅変調する。
【０００６】スロットル・レバーまたは足ペダルの形態
のスロットルの如き第１および第２の位置間に運動する
制御装置の場合、振幅がスロットルの位置に比例する直
線的に増加する出力信号Ｖmへスロットル位置を変換す
るため、（周知の方法で磁石と関連付けられた）周知の
ホール効果デバイスの如きトランスデューサ回路がスロ
ットルと信号条件付け回路とに結合される。このような
場合、パルス振幅変調出力信号Ｖoが生成され、スロッ
トルの瞬時位置を表わす。マイクロプロセッサは、内燃
機関のスロットル本体に対する燃料／空気混合気を制御
するため、当該信号を使用することができる。
のスロットルの如き第１および第２の位置間に運動する
制御装置の場合、振幅がスロットルの位置に比例する直
線的に増加する出力信号Ｖmへスロットル位置を変換す
るため、（周知の方法で磁石と関連付けられた）周知の
ホール効果デバイスの如きトランスデューサ回路がスロ
ットルと信号条件付け回路とに結合される。このような
場合、パルス振幅変調出力信号Ｖoが生成され、スロッ
トルの瞬時位置を表わす。マイクロプロセッサは、内燃
機関のスロットル本体に対する燃料／空気混合気を制御
するため、当該信号を使用することができる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このように、本発明の第
１の実施の形態は、内燃装置または機関の燃料／空気混
合気を制御するための第１および第２の位置間に運動可
能なスロットルの位置を表わすパルス振幅変調出力信号
Ｖoを生成するパルス振幅変調制御回路に関する。当該
変調制御回路は、スロットルと、スロットル位置を直線
的に増加する出力信号Ｖmへ変換する信号条件付け回路
とに結合された少なくとも１つのホール効果センサを備
えている。パルス発生器回路は、決められた振幅の一定
周波数のパルスＶpを生成する。変調回路は、スロット
ルの位置を表わすパルス振幅変調出力信号Ｖoを生成す
るように、直線的に増加する出力信号Ｖmで一定周波数
のパルスＶpをパルス振幅変調するため、パルス発生回
路と信号条件付け回路とに結合される。マイクロプロセ
ッサは、変調回路の出力に結合され、内燃機関または装
置の燃料／空気混合気を調整するためパルス振幅変調出
力信号Ｖoを用いる。
１の実施の形態は、内燃装置または機関の燃料／空気混
合気を制御するための第１および第２の位置間に運動可
能なスロットルの位置を表わすパルス振幅変調出力信号
Ｖoを生成するパルス振幅変調制御回路に関する。当該
変調制御回路は、スロットルと、スロットル位置を直線
的に増加する出力信号Ｖmへ変換する信号条件付け回路
とに結合された少なくとも１つのホール効果センサを備
えている。パルス発生器回路は、決められた振幅の一定
周波数のパルスＶpを生成する。変調回路は、スロット
ルの位置を表わすパルス振幅変調出力信号Ｖoを生成す
るように、直線的に増加する出力信号Ｖmで一定周波数
のパルスＶpをパルス振幅変調するため、パルス発生回
路と信号条件付け回路とに結合される。マイクロプロセ
ッサは、変調回路の出力に結合され、内燃機関または装
置の燃料／空気混合気を調整するためパルス振幅変調出
力信号Ｖoを用いる。
【０００８】本発明の第２の実施の形態は、冗長な出力
の必要を排除して範囲内の障害を検出する自己診断形パ
ルス振幅変調器回路に関する。
の必要を排除して範囲内の障害を検出する自己診断形パ
ルス振幅変調器回路に関する。
【０００９】本発明の第３の実施の形態は、自己診断的
であり、範囲内の障害を検出し、冗長な出力の必要を排
除し、アナログ／ディジタル・コンバータを必要としな
い周波数変調回路に関する。
であり、範囲内の障害を検出し、冗長な出力の必要を排
除し、アナログ／ディジタル・コンバータを必要としな
い周波数変調回路に関する。
【００１０】本発明の第４の実施の形態は、範囲内の障
害を検出し、冗長な出力の必要を排除し、アナログ信号
を必要とする回路にアナログ出力を与える自己診断形ア
ナログ出力回路に関する。
害を検出し、冗長な出力の必要を排除し、アナログ信号
を必要とする回路にアナログ出力を与える自己診断形ア
ナログ出力回路に関する。
【００１１】本発明の上記および他の特徴については、
同じ番号が同じ要素を表わす望ましい実施の形態の以降
の詳細な記述に関連して解釈すると更に詳細に開示され
る。
同じ番号が同じ要素を表わす望ましい実施の形態の以降
の詳細な記述に関連して解釈すると更に詳細に開示され
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明については、スロットル位
置が検知されて、内燃機関または内燃装置におけるスロ
ットル本体の如き燃料計量システムの燃料／空気混合気
を制御するためマイクロプロセッサにより使用され得る
信号へ変換される本発明の１つの使途に関して以下に記
述するが、本発明がこのように限定されるものではな
く、電気的トランスデューサの信号出力あるいは機械的
トランスデューサの位置出力をある形式のデバイスを制
御するためマイクロプロセッサにより使用される信号へ
変換するために使用することができることを理解すべき
である。
置が検知されて、内燃機関または内燃装置におけるスロ
ットル本体の如き燃料計量システムの燃料／空気混合気
を制御するためマイクロプロセッサにより使用され得る
信号へ変換される本発明の１つの使途に関して以下に記
述するが、本発明がこのように限定されるものではな
く、電気的トランスデューサの信号出力あるいは機械的
トランスデューサの位置出力をある形式のデバイスを制
御するためマイクロプロセッサにより使用される信号へ
変換するために使用することができることを理解すべき
である。
【００１３】図１において、新規なパルス振幅変調制御
回路１０は、センサ回路１４とパルス発生器回路１６の
両者に結合された変調器回路１２を備えている。新規な
センサ回路１４は、可変の位置入力を、可変の位置入力
に振幅が比例する線１８における直線的に増加する出力
信号Ｖmへ変換する信号条件付け回路を備えている。例
えば、センサ回路１４は、ホール効果デバイスを含み、
ＣＴＳが販売する５８０シリーズ電子スロットル・セン
サと呼ばれる形式のものである。このセンサ回路は、ス
ロットルの如き物理的な位置の変化する機械的デバイス
に接続され、デバイス即ちスロットルの位置を直線的に
増加する出力信号Ｖmへ変換する。パルス発生器回路１
６は、決められた振幅の一定周波数のパルスＶpを生成
する。変調器回路１２はパルス発生器回路１６とセンサ
回路１４とに結合され、スロットルの如き機械的デバイ
スの位置を表わすパルス振幅変調出力信号Ｖoが線２２
に生成されるように、線２０における一定周波数のパル
スＶpを線１８における直線的に増加する出力信号Ｖmで
パルス振幅変調する。マイクロプロセッサ２４は変調器
回路の出力に結合され、パルス振幅変調された信号Ｖo
に基いて内燃機関の燃料／空気混合気の如き別のデバイ
スを調整する。
回路１０は、センサ回路１４とパルス発生器回路１６の
両者に結合された変調器回路１２を備えている。新規な
センサ回路１４は、可変の位置入力を、可変の位置入力
に振幅が比例する線１８における直線的に増加する出力
信号Ｖmへ変換する信号条件付け回路を備えている。例
えば、センサ回路１４は、ホール効果デバイスを含み、
ＣＴＳが販売する５８０シリーズ電子スロットル・セン
サと呼ばれる形式のものである。このセンサ回路は、ス
ロットルの如き物理的な位置の変化する機械的デバイス
に接続され、デバイス即ちスロットルの位置を直線的に
増加する出力信号Ｖmへ変換する。パルス発生器回路１
６は、決められた振幅の一定周波数のパルスＶpを生成
する。変調器回路１２はパルス発生器回路１６とセンサ
回路１４とに結合され、スロットルの如き機械的デバイ
スの位置を表わすパルス振幅変調出力信号Ｖoが線２２
に生成されるように、線２０における一定周波数のパル
スＶpを線１８における直線的に増加する出力信号Ｖmで
パルス振幅変調する。マイクロプロセッサ２４は変調器
回路の出力に結合され、パルス振幅変調された信号Ｖo
に基いて内燃機関の燃料／空気混合気の如き別のデバイ
スを調整する。
【００１４】出力信号Ｖoにおける誤りのハイおよび誤
りのローから正常な信号を弁別するため、低基準調整回
路２６が最低電圧出力Ｖaを確立するため変調器回路１
２に結合され、高基準調整回路２８がパルス振幅変調さ
れた出力信号Ｖoの最大振幅Ｖhを確立するため変調器回
路１２に結合される。
りのローから正常な信号を弁別するため、低基準調整回
路２６が最低電圧出力Ｖaを確立するため変調器回路１
２に結合され、高基準調整回路２８がパルス振幅変調さ
れた出力信号Ｖoの最大振幅Ｖhを確立するため変調器回
路１２に結合される。
【００１５】図２は、図１に示されたパルス振幅変調制
御回路１０の詳細な回路図である。新規なセンサ回路１
４は、ホール効果デバイス３０を含む。このデバイス
は、直線的に増加する出力信号Ｈ＋およびＨ−をそれぞ
れ線３２および線３４に生成する。これらの信号は、図
示のように、演算増幅器３６、３８を含む信号条件付け
回路へ印加される。センサ回路１４に対する利得は、演
算増幅器３８に跨がる抵抗Ｒ５の値を変更することによ
り調整することができる。抵抗３７は、前記信号条件付
け回路のオフセットを変化させるように、演算増幅器３
６に対する他方の入力として調整される。これにより、
出力が変調器回路１２による所望の使用範囲内にあるよ
うに、線１８における出力Ｖmが調整される。
御回路１０の詳細な回路図である。新規なセンサ回路１
４は、ホール効果デバイス３０を含む。このデバイス
は、直線的に増加する出力信号Ｈ＋およびＨ−をそれぞ
れ線３２および線３４に生成する。これらの信号は、図
示のように、演算増幅器３６、３８を含む信号条件付け
回路へ印加される。センサ回路１４に対する利得は、演
算増幅器３８に跨がる抵抗Ｒ５の値を変更することによ
り調整することができる。抵抗３７は、前記信号条件付
け回路のオフセットを変化させるように、演算増幅器３
６に対する他方の入力として調整される。これにより、
出力が変調器回路１２による所望の使用範囲内にあるよ
うに、線１８における出力Ｖmが調整される。
【００１６】パルス発生器回路１６は、抵抗分割器回路
Ｒ６、Ｒ１０により固定される電圧を１つの入力として
持つ比較器４２を含む。他方の入力は、抵抗Ｒ７とコン
デンサＣ１とにより与えられる。抵抗Ｒ７の値および／
またはコンデンサＣ１の値を変化させることにより、パ
ルス発生器回路１６の動作周波数は正確な必要値に調整
される。抵抗Ｒ８は、厳密には出力プルアップ抵抗であ
る。このため、パルス発生器回路１６の出力は、 ｆ ＝ １ ／ ｋ（Ｒ７×Ｃ１） 式（１） の一定周波数で振動する。但し、ｋは定数、Ｒ７、Ｃ１
はそれぞれ抵抗Ｒ７、コンデンサＣ１の値である。線２
０における出力Ｖpは、変調回路１２におけるトランジ
スタ４４のベースに結合される。パルス発生器回路１６
からの信号Ｖpがローである時、トランジスタ４４（Ｑ
１）はオフである。トランジスタ４４（Ｑ１）がオフで
あると、演算増幅器４０の出力は下式により定義され
る。
Ｒ６、Ｒ１０により固定される電圧を１つの入力として
持つ比較器４２を含む。他方の入力は、抵抗Ｒ７とコン
デンサＣ１とにより与えられる。抵抗Ｒ７の値および／
またはコンデンサＣ１の値を変化させることにより、パ
ルス発生器回路１６の動作周波数は正確な必要値に調整
される。抵抗Ｒ８は、厳密には出力プルアップ抵抗であ
る。このため、パルス発生器回路１６の出力は、 ｆ ＝ １ ／ ｋ（Ｒ７×Ｃ１） 式（１） の一定周波数で振動する。但し、ｋは定数、Ｒ７、Ｃ１
はそれぞれ抵抗Ｒ７、コンデンサＣ１の値である。線２
０における出力Ｖpは、変調回路１２におけるトランジ
スタ４４のベースに結合される。パルス発生器回路１６
からの信号Ｖpがローである時、トランジスタ４４（Ｑ
１）はオフである。トランジスタ４４（Ｑ１）がオフで
あると、演算増幅器４０の出力は下式により定義され
る。
【００１７】 Ｖ0 ＝ Ｖa＋｛（Ｒ１５／Ｒ１６） ×Ｒ１８／（Ｒ１８＋Ｒ１７）｝Ｖm 式（２） 同式は、出力が低基準電圧Ｖaとセンサ回路出力Ｖmに利
得項を乗じたものとの和であることを意味する。パルス
発生器回路１６からの出力Ｖpがハイであれば、トラン
ジスタ４４（Ｑ１）がターンオンされる。トランジスタ
４４がオンである時、演算増幅器４０の出力信号Ｖoは
下式に等しくなる。
得項を乗じたものとの和であることを意味する。パルス
発生器回路１６からの出力Ｖpがハイであれば、トラン
ジスタ４４（Ｑ１）がターンオンされる。トランジスタ
４４がオンである時、演算増幅器４０の出力信号Ｖoは
下式に等しくなる。
【００１８】 Ｖo ＝ Ｖa＋Ｖce 式（３） 但し、Ｖaは回路２６により生じた低基準電圧であり、
Ｖceはトランジスタ４４の飽和電圧である。
Ｖceはトランジスタ４４の飽和電圧である。
【００１９】アイドル位置から大きく開いたスロットル
位置までのスロットル位置に対する、線１８におけるセ
ンサ回路１４からの出力信号Ｖmが図３に示される。最
大の信号は、電源の電圧Ｖccである５ボルトであり得
る。しかし、アイドル位置は０ボルトより大きく、大き
く開いたスロットル位置は５ボルトより小さいことが判
る。このことは、以下において図４に関して説明され
る。
位置までのスロットル位置に対する、線１８におけるセ
ンサ回路１４からの出力信号Ｖmが図３に示される。最
大の信号は、電源の電圧Ｖccである５ボルトであり得
る。しかし、アイドル位置は０ボルトより大きく、大き
く開いたスロットル位置は５ボルトより小さいことが判
る。このことは、以下において図４に関して説明され
る。
【００２０】図４は、パルス発生器回路１６から変調器
回路１２へ与えられるパルス信号Ｖpのグラフである。
該信号は１／２ボルトの最小振幅を持ち、４ボルトの最
大振幅を持つ固定周波数であることに注目されたい。最
小振幅は、顧客の要求に従って１ボルトであり得る。セ
ンサ回路の出力信号Ｖmがパルス発生器回路の出力Ｖpを
変調するため用いられる時、結果は図５に示され、信号
の振幅はＶa＝最小値からＶh＝最大値までの範囲にあ
る。このため、図５に示されるパルスのピーク信号即ち
ハイの信号は、スロットルの検知された位置に比例す
る。固定された低基準信号は、誤りのローの値から弁別
するためＶa＝１／２ボルト（あるいは、必要ならば１
ボルト）から始まり得る。このため、図５に示されるよ
うに、マイクロプロセッサ２４が固定基準信号Ｂが続く
可変信号レベルＡを検知すると、信号の安全性が保証さ
れる。パルス変調器回路１２における開回路または短絡
回路により、出力信号Ｖoはハイまたはゼロになる。こ
のような場合、マイクロプロセッサ２４は問題を検出
し、制御回路の出力信号Ｖoを無視することができる。
このように、高および低の安全区間Ｖa、Ｖhの使用によ
り、冗長出力の必要が排除される。マイクロプロセッサ
２４は誤り信号が生じる時が判る。これは、出力信号が
次の予め定めたパルス・レベルへは偏移しないからであ
る。低基準電圧Ｖaは、図２における回路２６によって
設定される。演算増幅器４６は一方の入力がトランジス
タ４４（Ｑ１）のエミッタに結合され、別の入力が可変
抵抗Ｒ１１に結合されていることが判る。トランジスタ
４４（Ｑ１）のエミッタ出力に関する入力を与えるよう
に抵抗Ｒ１１を調整することにより、抵抗Ｒ１２をロー
ドするよう電圧を印加してトランジスタ４４（Ｑ１）か
ら最小出力を生じさせ、これにより最小の低基準値Ｖa
を確立する。
回路１２へ与えられるパルス信号Ｖpのグラフである。
該信号は１／２ボルトの最小振幅を持ち、４ボルトの最
大振幅を持つ固定周波数であることに注目されたい。最
小振幅は、顧客の要求に従って１ボルトであり得る。セ
ンサ回路の出力信号Ｖmがパルス発生器回路の出力Ｖpを
変調するため用いられる時、結果は図５に示され、信号
の振幅はＶa＝最小値からＶh＝最大値までの範囲にあ
る。このため、図５に示されるパルスのピーク信号即ち
ハイの信号は、スロットルの検知された位置に比例す
る。固定された低基準信号は、誤りのローの値から弁別
するためＶa＝１／２ボルト（あるいは、必要ならば１
ボルト）から始まり得る。このため、図５に示されるよ
うに、マイクロプロセッサ２４が固定基準信号Ｂが続く
可変信号レベルＡを検知すると、信号の安全性が保証さ
れる。パルス変調器回路１２における開回路または短絡
回路により、出力信号Ｖoはハイまたはゼロになる。こ
のような場合、マイクロプロセッサ２４は問題を検出
し、制御回路の出力信号Ｖoを無視することができる。
このように、高および低の安全区間Ｖa、Ｖhの使用によ
り、冗長出力の必要が排除される。マイクロプロセッサ
２４は誤り信号が生じる時が判る。これは、出力信号が
次の予め定めたパルス・レベルへは偏移しないからであ
る。低基準電圧Ｖaは、図２における回路２６によって
設定される。演算増幅器４６は一方の入力がトランジス
タ４４（Ｑ１）のエミッタに結合され、別の入力が可変
抵抗Ｒ１１に結合されていることが判る。トランジスタ
４４（Ｑ１）のエミッタ出力に関する入力を与えるよう
に抵抗Ｒ１１を調整することにより、抵抗Ｒ１２をロー
ドするよう電圧を印加してトランジスタ４４（Ｑ１）か
ら最小出力を生じさせ、これにより最小の低基準値Ｖa
を確立する。
【００２１】最大値Ｖhは、抵抗分割器回路Ｒ２０、Ｒ
２１の使用により、図２に示された回路２８によって確
立される。これにより固定電圧値をトランジスタ４８
（Ｑ２）のベースへ印加させ、出力即ち線２２における
Ｖoが４ボルトを越えようとするならば、トランジスタ
４８（Ｑ２）は導通し、これにより電圧レベルを最大の
４ボルトに保持する。
２１の使用により、図２に示された回路２８によって確
立される。これにより固定電圧値をトランジスタ４８
（Ｑ２）のベースへ印加させ、出力即ち線２２における
Ｖoが４ボルトを越えようとするならば、トランジスタ
４８（Ｑ２）は導通し、これにより電圧レベルを最大の
４ボルトに保持する。
【００２２】このように、図１および図２に示されるパ
ルス振幅変調制御回路１０は、少なくとも予め定めた振
幅の一定周波数のパルスＶpを生成するパルス発生器回
路１６と、（ホール効果デバイス３０により）可変エネ
ルギ入力（スロットル位置）を直線的に増加する出力信
号Ｖmへ変換するセンサ回路１４とを備え、出力信号Ｖm
は可変入力（スロットル位置）に比例する振幅を有す
る。パルス変調器回路１２はパルス発生器回路１６とセ
ンサ回路１４に結合され、可変入力（スロットル位置）
を表わすパルス振幅変調出力信号Ｖoが生成されるよう
に、直線的に増加する出力信号Ｖmで一定周波数のパル
スＶpのパルス振幅を変調する。センサ・オフセット調
整抵抗３７は、センサ回路出力Ｖmをパルス変調器回路
１２により使用される指定範囲内に入るようにさせるた
めのセンサ回路１４の一部を形成している。
ルス振幅変調制御回路１０は、少なくとも予め定めた振
幅の一定周波数のパルスＶpを生成するパルス発生器回
路１６と、（ホール効果デバイス３０により）可変エネ
ルギ入力（スロットル位置）を直線的に増加する出力信
号Ｖmへ変換するセンサ回路１４とを備え、出力信号Ｖm
は可変入力（スロットル位置）に比例する振幅を有す
る。パルス変調器回路１２はパルス発生器回路１６とセ
ンサ回路１４に結合され、可変入力（スロットル位置）
を表わすパルス振幅変調出力信号Ｖoが生成されるよう
に、直線的に増加する出力信号Ｖmで一定周波数のパル
スＶpのパルス振幅を変調する。センサ・オフセット調
整抵抗３７は、センサ回路出力Ｖmをパルス変調器回路
１２により使用される指定範囲内に入るようにさせるた
めのセンサ回路１４の一部を形成している。
【００２３】低基準電圧調整回路２６は、Ｖmがゼロで
ある時最小出力信号Ｖaが生成されて第１の正常信号を
生じるように、下記の最小出力信号を生じるための第１
の誤り検出器を形成する。
ある時最小出力信号Ｖaが生成されて第１の正常信号を
生じるように、下記の最小出力信号を生じるための第１
の誤り検出器を形成する。
【００２４】Ｖ0 ＝ Ｖa＋｛（Ｒ１５／Ｒ１６）×Ｒ１
８／（Ｒ１８＋Ｒ１７）｝Ｖm Ｖoが実際にＶmより小さければ、誤りのローの信号が与
えられる。
８／（Ｒ１８＋Ｒ１７）｝Ｖm Ｖoが実際にＶmより小さければ、誤りのローの信号が与
えられる。
【００２５】高基準電圧調整回路２８は、出力信号Ｖo
が誤りのハイを示すならば第２の信号を生じるため、出
力電圧Ｖoを予め定めた最大値Ｖhに制限する第２の誤り
検出器である。高基準電圧調整回路２８におけるダイオ
ードＤ１は、比率計的なクランプ動作が温度変動に対し
て維持されるように、トランジスタ４８（Ｑ２）を温度
補償する。
が誤りのハイを示すならば第２の信号を生じるため、出
力電圧Ｖoを予め定めた最大値Ｖhに制限する第２の誤り
検出器である。高基準電圧調整回路２８におけるダイオ
ードＤ１は、比率計的なクランプ動作が温度変動に対し
て維持されるように、トランジスタ４８（Ｑ２）を温度
補償する。
【００２６】先に述べたように、ホール効果デバイス３
０はスロットル制御装置に結合され、出力がスロットル
制御位置を直線的に増加する出力信号Ｖmへ変換するた
め使用されるセンサとして働く。
０はスロットル制御装置に結合され、出力がスロットル
制御位置を直線的に増加する出力信号Ｖmへ変換するた
め使用されるセンサとして働く。
【００２７】図６は、範囲内の出力エラーの可能性が存
在する任意のパルス振幅変調器回路を開示している。こ
の場合、パルス振幅変調器回路５０は、付加的なセンサ
回路５２と比較器５４とが追加されたことを除いて、図
１と同じものである。センサ回路１４、５２は、スロッ
トルの如き同一の位置変更装置に結合され、これらセン
サ回路はそれらの出力が所与の温度範囲にわたり一致す
るように調整される。その出力は比較器５４において比
較され、これら出力が同じならば、線５６には出力がな
く、線１８におけるセンサ回路１４の出力は変調器回路
１２に結合され、先に述べたように、線２２における変
調器回路の出力Ｖoが生成される。しかし、センサ回路
１４、５２の出力が同じでなければ、例えば範囲内の障
害の場合には、比較器５４は出力を線５６に生成し、パ
ルス変調器回路１２からの線２２における出力Ｖoを、
センサ回路１４またはセンサ回路５２からのセンサ出力
電圧とは無関係にローに引く。このように、第１のホー
ル効果回路１４が範囲内の障害を持つならば、第２のホ
ール効果回路５２が出力をローにさせる。変調器回路１
２におけるトランジスタ４４（Ｑ１）に問題が生じ得る
場合に出力Ｖoをローに引くため、別のトランジスタ５
８（仮想線で示され、比較器５４からの線５８に結合さ
れる）が用いられる。図７参照。トランジスタ４４（Ｑ
１）は、エラーの検出および補正にとって重要である。
仮想線のブロックで表わされる別のトランジスタ５８は
トランジスタ４４（Ｑ１）と同じであるが、問題がトラ
ンジスタ４４に生じるならば、比較器５４にそれ自体の
トランジスタを与えてＶoをローに引く。
在する任意のパルス振幅変調器回路を開示している。こ
の場合、パルス振幅変調器回路５０は、付加的なセンサ
回路５２と比較器５４とが追加されたことを除いて、図
１と同じものである。センサ回路１４、５２は、スロッ
トルの如き同一の位置変更装置に結合され、これらセン
サ回路はそれらの出力が所与の温度範囲にわたり一致す
るように調整される。その出力は比較器５４において比
較され、これら出力が同じならば、線５６には出力がな
く、線１８におけるセンサ回路１４の出力は変調器回路
１２に結合され、先に述べたように、線２２における変
調器回路の出力Ｖoが生成される。しかし、センサ回路
１４、５２の出力が同じでなければ、例えば範囲内の障
害の場合には、比較器５４は出力を線５６に生成し、パ
ルス変調器回路１２からの線２２における出力Ｖoを、
センサ回路１４またはセンサ回路５２からのセンサ出力
電圧とは無関係にローに引く。このように、第１のホー
ル効果回路１４が範囲内の障害を持つならば、第２のホ
ール効果回路５２が出力をローにさせる。変調器回路１
２におけるトランジスタ４４（Ｑ１）に問題が生じ得る
場合に出力Ｖoをローに引くため、別のトランジスタ５
８（仮想線で示され、比較器５４からの線５８に結合さ
れる）が用いられる。図７参照。トランジスタ４４（Ｑ
１）は、エラーの検出および補正にとって重要である。
仮想線のブロックで表わされる別のトランジスタ５８は
トランジスタ４４（Ｑ１）と同じであるが、問題がトラ
ンジスタ４４に生じるならば、比較器５４にそれ自体の
トランジスタを与えてＶoをローに引く。
【００２８】このように、図７において詳細に認めるこ
とができるように、第２のセンサ回路５２は、（スロッ
トル制御の如き）位置決め装置と、線１９に第２の直線
的に増加する出力信号Ｖ1 mを生成する図２に関して述べ
た信号条件付け回路とに結合された第２のホール効果セ
ンサ６０を備えている。センサ回路５２は、他の点にお
いては、先に述べたセンサ回路１４と全く同じように動
作する。比較器５４は、線１８および１９におけるセン
サ回路１４および５２の第１および第２の出力に結合さ
れ、ホール効果センサ６０および３０からの出力Ｖmお
よびＶ1 mが少なくとも予め定めた量だけ異なる時にの
み、線５６に出力信号を生じる。比較器出力は変調器回
路に結合されて、出力信号ＶoをＶaに、あるいはそれよ
り低く維持させ、こうして、２つのホール効果センサか
らの出力が異なる時に誤りを指示する。
とができるように、第２のセンサ回路５２は、（スロッ
トル制御の如き）位置決め装置と、線１９に第２の直線
的に増加する出力信号Ｖ1 mを生成する図２に関して述べ
た信号条件付け回路とに結合された第２のホール効果セ
ンサ６０を備えている。センサ回路５２は、他の点にお
いては、先に述べたセンサ回路１４と全く同じように動
作する。比較器５４は、線１８および１９におけるセン
サ回路１４および５２の第１および第２の出力に結合さ
れ、ホール効果センサ６０および３０からの出力Ｖmお
よびＶ1 mが少なくとも予め定めた量だけ異なる時にの
み、線５６に出力信号を生じる。比較器出力は変調器回
路に結合されて、出力信号ＶoをＶaに、あるいはそれよ
り低く維持させ、こうして、２つのホール効果センサか
らの出力が異なる時に誤りを指示する。
【００２９】パルス変調器回路１２におけるトランジス
タ４４（Ｑ１）は、先に述べたように、出力信号Ｖoを
生じる。パルス発生器回路の出力Ｖpは、線２０でトラ
ンジスタ４４に結合されている。比較器回路５４はトラ
ンジスタ４４または比較器自体のトランジスタ５８に結
合された線５６に出力を有しており、線５６に比較器回
路により生成された出力信号はトランジスタ４４または
比較器自体のトランジスタ５８をして変調器回路の出力
信号Ｖoを誤りを示す連続的な出力信号Ｖaへ変更させ
る。比較器回路５４がそれ自体のトランジスタ５８を用
いる時、このトランジスタ５８の出力は、図７に仮想線
で示されるように、線５９で変調器回路１２に結合され
る。
タ４４（Ｑ１）は、先に述べたように、出力信号Ｖoを
生じる。パルス発生器回路の出力Ｖpは、線２０でトラ
ンジスタ４４に結合されている。比較器回路５４はトラ
ンジスタ４４または比較器自体のトランジスタ５８に結
合された線５６に出力を有しており、線５６に比較器回
路により生成された出力信号はトランジスタ４４または
比較器自体のトランジスタ５８をして変調器回路の出力
信号Ｖoを誤りを示す連続的な出力信号Ｖaへ変更させ
る。比較器回路５４がそれ自体のトランジスタ５８を用
いる時、このトランジスタ５８の出力は、図７に仮想線
で示されるように、線５９で変調器回路１２に結合され
る。
【００３０】再び、低基準調整回路２６は、トランジス
タ４４の導通を決定するためトランジスタ４４（Ｑ１）
に接続された負荷抵抗Ｒ１２を備えている。演算増幅器
４６は、第１の入力がトランジスタ４４に結合され、第
２の入力が可変抵抗Ｒ１１に結合され、出力が負荷抵抗
Ｒ１２に結合されている。このため、可変抵抗Ｒ１１を
調整することにより、変調器回路１２からの最小信号出
力レベルＶo＝Ｖaを設定するようにトランジスタ４４
（Ｑ１）の導通量を制御することができる。
タ４４の導通を決定するためトランジスタ４４（Ｑ１）
に接続された負荷抵抗Ｒ１２を備えている。演算増幅器
４６は、第１の入力がトランジスタ４４に結合され、第
２の入力が可変抵抗Ｒ１１に結合され、出力が負荷抵抗
Ｒ１２に結合されている。このため、可変抵抗Ｒ１１を
調整することにより、変調器回路１２からの最小信号出
力レベルＶo＝Ｖaを設定するようにトランジスタ４４
（Ｑ１）の導通量を制御することができる。
【００３１】先に述べたように、また図１に示したよう
に、マイクロプロセッサ２４は、誤り信号を検出して出
力信号Ｖoを受取るために変調器回路１２の出力に結合
される。このため、出力信号Ｖoは、トランスデューサ
回路１４に対して可変位置入力即ちスロットル位置を表
わす。
に、マイクロプロセッサ２４は、誤り信号を検出して出
力信号Ｖoを受取るために変調器回路１２の出力に結合
される。このため、出力信号Ｖoは、トランスデューサ
回路１４に対して可変位置入力即ちスロットル位置を表
わす。
【００３２】図８は、自己診断形パルス振幅変調器回路
６１のブロック図である。この変調器回路は図６に示さ
れた回路と大半において類似している。同回路は第１お
よび第２のホール・センサ６２、６４を持ち、各センサ
はそれぞれの信号条件付け回路６６、６８に結合されて
いる。信号条件付け回路６６の出力は、変調回路７０に
直接結合される。しかし、両方の信号条件付け回路６
６、６８の出力は、２つの比較器７６、７８に結合され
る。また、比較器７６および７８には、高エラー・バイ
アス信号を表わす線８４におけるバイアス回路８０から
のバイアス信号と、バイアス回路８０からの線８２にお
ける低エラー・バイアス信号とが結合されている。この
ため、信号条件付け回路６６または６８の出力間の差が
線８４における高バイアス信号を越えるか、線８２にお
ける低バイアス信号より小さくなることによって、範囲
内のエラー信号を生じるならば、比較器回路７６または
７８は出力Ｖoをローに引くためドライバ８６に対する
出力を生じる。パルス発生器即ち発振器８８もまた、そ
の出力がドライバ８６に結合されている。このため、こ
の回路は、高低いずれのエラー信号が生じるかを認識
し、従って自己診断的である。高基準７２および低基準
７４ならびにドライバ８６、発振器８８および変調回路
７０を含む回路の残部は、図６に関して先に述べたよう
に機能する。
６１のブロック図である。この変調器回路は図６に示さ
れた回路と大半において類似している。同回路は第１お
よび第２のホール・センサ６２、６４を持ち、各センサ
はそれぞれの信号条件付け回路６６、６８に結合されて
いる。信号条件付け回路６６の出力は、変調回路７０に
直接結合される。しかし、両方の信号条件付け回路６
６、６８の出力は、２つの比較器７６、７８に結合され
る。また、比較器７６および７８には、高エラー・バイ
アス信号を表わす線８４におけるバイアス回路８０から
のバイアス信号と、バイアス回路８０からの線８２にお
ける低エラー・バイアス信号とが結合されている。この
ため、信号条件付け回路６６または６８の出力間の差が
線８４における高バイアス信号を越えるか、線８２にお
ける低バイアス信号より小さくなることによって、範囲
内のエラー信号を生じるならば、比較器回路７６または
７８は出力Ｖoをローに引くためドライバ８６に対する
出力を生じる。パルス発生器即ち発振器８８もまた、そ
の出力がドライバ８６に結合されている。このため、こ
の回路は、高低いずれのエラー信号が生じるかを認識
し、従って自己診断的である。高基準７２および低基準
７４ならびにドライバ８６、発振器８８および変調回路
７０を含む回路の残部は、図６に関して先に述べたよう
に機能する。
【００３３】図９は、図８に示される自己診断形パルス
振幅変調器回路６０の詳細回路図である。図９におい
て、線８２におけるバイアス回路８０からの出力は両方
の比較器７６、７８の負の入力になることが判る。同様
に、バイアス回路８０からの線８４における出力は、比
較器７６の正の入力になると共に、両方の比較器７６、
７８の正の入力になる。信号条件付け回路６６の出力が
比較器７６の負の入力と比較器７８の正の入力とに結合
されることに注目されたい。同様に、信号条件付け回路
６８の出力は、比較器７６の正の入力と比較器７８の負
の入力とに結合される。この接続により、信号条件付け
回路６６、６８からの出力の各々は、信号の差を検出す
るため高低の基準バイアス・レベルと比較され、こうし
て範囲内の障害を表わす。かかる障害が生じるならば、
出力が比較器７６、７８から生成され、先に述べたよう
に機能するドライバ回路８６の入力に与えられる。
振幅変調器回路６０の詳細回路図である。図９におい
て、線８２におけるバイアス回路８０からの出力は両方
の比較器７６、７８の負の入力になることが判る。同様
に、バイアス回路８０からの線８４における出力は、比
較器７６の正の入力になると共に、両方の比較器７６、
７８の正の入力になる。信号条件付け回路６６の出力が
比較器７６の負の入力と比較器７８の正の入力とに結合
されることに注目されたい。同様に、信号条件付け回路
６８の出力は、比較器７６の正の入力と比較器７８の負
の入力とに結合される。この接続により、信号条件付け
回路６６、６８からの出力の各々は、信号の差を検出す
るため高低の基準バイアス・レベルと比較され、こうし
て範囲内の障害を表わす。かかる障害が生じるならば、
出力が比較器７６、７８から生成され、先に述べたよう
に機能するドライバ回路８６の入力に与えられる。
【００３４】図１０は、自己診断形周波数変調回路また
はパルス幅変調出力回路を用いる回路９０の別の実施の
形態である。再び、それぞれの信号条件付け部９６また
は９８に結合された２つのセンサ部９２、９４がある。
信号条件付け部９６の出力はドライバ部１００に結合さ
れ、このドライバ部もまた周波数／診断回路１１０に結
合される。同様に、信号条件付け部９８の出力はドライ
バ１０２を介して周波数／診断回路１１０に結合され
る。更に、図８に関して先に述べたように、範囲内エラ
ー検出回路が、信号条件付け部９６、９８からの各信号
ならびにバイアス回路１０７からの高低両バイアス信号
を入力とする比較器１０４、１０６を備えるよう構成さ
れている。比較器１０４、１０６からの出力はドライバ
１０８に結合される。ここに述べた同回路は、図８に関
して開示され説明された回路と同じように機能する。し
かし、線１０９におけるドライバ回路１０８の出力は、
センサ１１６、１１８あるいは信号条件付け回路１２
０、１２２の誤動作時に出力Ｖoをローに引くため線１
１２における周波数／診断回路１１０の出力に結合され
ている。
はパルス幅変調出力回路を用いる回路９０の別の実施の
形態である。再び、それぞれの信号条件付け部９６また
は９８に結合された２つのセンサ部９２、９４がある。
信号条件付け部９６の出力はドライバ部１００に結合さ
れ、このドライバ部もまた周波数／診断回路１１０に結
合される。同様に、信号条件付け部９８の出力はドライ
バ１０２を介して周波数／診断回路１１０に結合され
る。更に、図８に関して先に述べたように、範囲内エラ
ー検出回路が、信号条件付け部９６、９８からの各信号
ならびにバイアス回路１０７からの高低両バイアス信号
を入力とする比較器１０４、１０６を備えるよう構成さ
れている。比較器１０４、１０６からの出力はドライバ
１０８に結合される。ここに述べた同回路は、図８に関
して開示され説明された回路と同じように機能する。し
かし、線１０９におけるドライバ回路１０８の出力は、
センサ１１６、１１８あるいは信号条件付け回路１２
０、１２２の誤動作時に出力Ｖoをローに引くため線１
１２における周波数／診断回路１１０の出力に結合され
ている。
【００３５】図１１は、線１１２における周波数／診断
回路１１０からの出力波形を示すグラフである。パルス
１１４がパルス１１６より幅が広いこと、およびパルス
１１４、１１６間の間隔１１８もまた幅が異なることが
判る。このように、パルス１１４、Ｔ１はパルス１１
８、Ｔ２より大きい。完全なサイクルは幅１２０、Ｔ３
で表わされる。従って、回路は、周波数変調回路あるい
はパルス幅変調回路であると言うことができる。
回路１１０からの出力波形を示すグラフである。パルス
１１４がパルス１１６より幅が広いこと、およびパルス
１１４、１１６間の間隔１１８もまた幅が異なることが
判る。このように、パルス１１４、Ｔ１はパルス１１
８、Ｔ２より大きい。完全なサイクルは幅１２０、Ｔ３
で表わされる。従って、回路は、周波数変調回路あるい
はパルス幅変調回路であると言うことができる。
【００３６】図１２は、自己診断形周波数あるいはパル
ス幅変調出力回路９０の詳細な回路図である。センサ部
９２、９４は、信号条件付け部９６、９８にそれぞれ接
続されることが判る。信号条件付け部９６は、トランジ
スタＱ３を含むドライバ部１００に結合された出力を有
し、トランジスタＱ３の出力は周波数／診断回路１１０
のコンデンサ１０３に結合される。同様に、信号条件付
け部９８からの出力信号はトランジスタＱ２を持つドラ
イバ１０２に結合され、トランジスタ６２の出力もまた
周波数／診断回路１１０のコンデンサ１０３に結合され
る。ドライバ１００および１０２は、Ｖmが一定である
時に直線的にコンデンサ１０３を充電する定電流源であ
る。更に、比較器１０４、１０６は、バイアス回路１０
７と共に、図９に関して先に述べたように機能する。コ
ンデンサ１０３の電荷がバイアス回路１０７の高い電圧
に等しい時、比較器１０４は、ドライバ回路１０８に対
する出力を生成して出力Ｖoをローに引く。このため、
充電するコンデンサ１０３の可変時間が可変幅のパルス
Ｔ1、Ｔ2およびＴ3を生じる。このように、比較器１０
４、１０６の出力はドライバ１０８に結合され、線１０
９におけるトランジスタＱ１からの出力を周波数／診断
回路１１０の出力１１２へ与えてその出力をローに引
く。このため、パルス幅Ｔ1、Ｔ2は、Ｖm電圧が変化す
るに伴い変化する。
ス幅変調出力回路９０の詳細な回路図である。センサ部
９２、９４は、信号条件付け部９６、９８にそれぞれ接
続されることが判る。信号条件付け部９６は、トランジ
スタＱ３を含むドライバ部１００に結合された出力を有
し、トランジスタＱ３の出力は周波数／診断回路１１０
のコンデンサ１０３に結合される。同様に、信号条件付
け部９８からの出力信号はトランジスタＱ２を持つドラ
イバ１０２に結合され、トランジスタ６２の出力もまた
周波数／診断回路１１０のコンデンサ１０３に結合され
る。ドライバ１００および１０２は、Ｖmが一定である
時に直線的にコンデンサ１０３を充電する定電流源であ
る。更に、比較器１０４、１０６は、バイアス回路１０
７と共に、図９に関して先に述べたように機能する。コ
ンデンサ１０３の電荷がバイアス回路１０７の高い電圧
に等しい時、比較器１０４は、ドライバ回路１０８に対
する出力を生成して出力Ｖoをローに引く。このため、
充電するコンデンサ１０３の可変時間が可変幅のパルス
Ｔ1、Ｔ2およびＴ3を生じる。このように、比較器１０
４、１０６の出力はドライバ１０８に結合され、線１０
９におけるトランジスタＱ１からの出力を周波数／診断
回路１１０の出力１１２へ与えてその出力をローに引
く。このため、パルス幅Ｔ1、Ｔ2は、Ｖm電圧が変化す
るに伴い変化する。
【００３７】図１３および図１５に示された更に別の実
施の形態においては、自己診断形アナログ出力回路が示
される。この自己診断形アナログ出力回路１１４のブロ
ック図は図１３に示され、この回路もまた、それぞれの
信号条件付け回路１２０、１２２に結合される第１およ
び第２のセンサ１１６、１１８を備えている。信号条件
付け回路１２２の出力は、出力／診断回路１３２に直接
結合されるが、２つの比較器１２４、１２６およびバイ
アス回路１２８を含む範囲内エラー検出回路にも接続さ
れている。これらの回路は、図８および図１０に示され
た回路の如き他の代替的な実施の形態に関して先に述べ
たように機能する。比較器１２４、１２６の出力は、出
力が出力／診断回路１３２に結合されるドライバ１３０
に結合され、アナログ出力が線１３４に導出される。比
較器１２４、１２６のいずれか一方が出力を生成して範
囲内エラーの検出を示す時、出力／診断回路１３２の出
力Ｖoはローになる。
施の形態においては、自己診断形アナログ出力回路が示
される。この自己診断形アナログ出力回路１１４のブロ
ック図は図１３に示され、この回路もまた、それぞれの
信号条件付け回路１２０、１２２に結合される第１およ
び第２のセンサ１１６、１１８を備えている。信号条件
付け回路１２２の出力は、出力／診断回路１３２に直接
結合されるが、２つの比較器１２４、１２６およびバイ
アス回路１２８を含む範囲内エラー検出回路にも接続さ
れている。これらの回路は、図８および図１０に示され
た回路の如き他の代替的な実施の形態に関して先に述べ
たように機能する。比較器１２４、１２６の出力は、出
力が出力／診断回路１３２に結合されるドライバ１３０
に結合され、アナログ出力が線１３４に導出される。比
較器１２４、１２６のいずれか一方が出力を生成して範
囲内エラーの検出を示す時、出力／診断回路１３２の出
力Ｖoはローになる。
【００３８】図１４は、線１３４におけるアナログ出力
のグラフである。線１３６は単なる直線状のアナログ出
力電圧信号であることが判る。この信号は、信号のディ
ジタル化を必要としない既存のアナログ回路により使用
することができる。このように、所与のスロットル位置
に対して、出力１３６は太さが増加する直線を形成す
る。
のグラフである。線１３６は単なる直線状のアナログ出
力電圧信号であることが判る。この信号は、信号のディ
ジタル化を必要としない既存のアナログ回路により使用
することができる。このように、所与のスロットル位置
に対して、出力１３６は太さが増加する直線を形成す
る。
【００３９】再び、自己診断形アナログ出力回路１１４
の詳細な回路図が図１５に示される。図１３に示された
ブロック要素は図１５に詳細に示され、他の回路に関し
て先に示したような対応する番号と機能とを有する。図
１５の回路もまた、（図示のような）高基準電圧回路７
２と、図９における回路７４のような低基準電圧回路
（図示せず）とを備えることができる。
の詳細な回路図が図１５に示される。図１３に示された
ブロック要素は図１５に詳細に示され、他の回路に関し
て先に示したような対応する番号と機能とを有する。図
１５の回路もまた、（図示のような）高基準電圧回路７
２と、図９における回路７４のような低基準電圧回路
（図示せず）とを備えることができる。
【００４０】以上のように、機械的デバイスの位置を別
のデバイスの機能を制御する際にマイクロプロセッサに
より使用されるパルス振幅変調された出力信号へ変換す
るための新規な制御回路が開示された。示された例にお
いては、スロットル位置はパルス振幅変調信号へ変換さ
れ、内燃機関に対する燃料／空気混合気を制御するため
マイクロプロセッサにより使用される。この回路は、冗
長な出力を避け、出力が確立された動作区域内にある限
り１つの出力しか必要しない点において有利である。セ
ンサが内部で短絡され、あるいは開回路を持つ場合に、
この状態が検出され、マイクロプロセッサはかかる状態
を知りこれを考慮にいれることができる。センサはま
た、圧力、温度などを計測するためにも用いられる。別
の利点は、図２および図７に示された全回路を別の機能
チップを必要としない１つのマイクロチップ上に形成す
ることを含む。更に、設計が簡単でありかつ効率がよ
い。開示された他の実施の形態は、自己診断形パルス振
幅変調、周波数あるいはパルス幅変調回路、およびアナ
ログ出力回路である。
のデバイスの機能を制御する際にマイクロプロセッサに
より使用されるパルス振幅変調された出力信号へ変換す
るための新規な制御回路が開示された。示された例にお
いては、スロットル位置はパルス振幅変調信号へ変換さ
れ、内燃機関に対する燃料／空気混合気を制御するため
マイクロプロセッサにより使用される。この回路は、冗
長な出力を避け、出力が確立された動作区域内にある限
り１つの出力しか必要しない点において有利である。セ
ンサが内部で短絡され、あるいは開回路を持つ場合に、
この状態が検出され、マイクロプロセッサはかかる状態
を知りこれを考慮にいれることができる。センサはま
た、圧力、温度などを計測するためにも用いられる。別
の利点は、図２および図７に示された全回路を別の機能
チップを必要としない１つのマイクロチップ上に形成す
ることを含む。更に、設計が簡単でありかつ効率がよ
い。開示された他の実施の形態は、自己診断形パルス振
幅変調、周波数あるいはパルス幅変調回路、およびアナ
ログ出力回路である。
【００４１】頭書の特許請求の範囲における全ての手段
あるいはステッププラス機能要素の対応する構造、材
料、動作および相当技術は、特に特許請求される如き他
の特許請求された要素と組合わせて機能を実施するため
の任意の構造、材料あるいは動作を包含すべきものであ
る。
あるいはステッププラス機能要素の対応する構造、材
料、動作および相当技術は、特に特許請求される如き他
の特許請求された要素と組合わせて機能を実施するため
の任意の構造、材料あるいは動作を包含すべきものであ
る。
【図１】本発明の新規なパルス振幅変調制御回路を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】図１に示されるパルス振幅変調制御回路の詳細
な回路図である。
な回路図である。
【図３】トランスデューサ・デバイスの位置の変化に対
するセンサ回路の直線的に増加する出力信号Ｖmを示す
グラフである。
するセンサ回路の直線的に増加する出力信号Ｖmを示す
グラフである。
【図４】誤りをマイクロプロセッサにより検出すること
ができるように最大および最小の信号レベルにより形成
される安全区間を含む新規なパルス発生回路の出力信号
を示すグラフである。
ができるように最大および最小の信号レベルにより形成
される安全区間を含む新規なパルス発生回路の出力信号
を示すグラフである。
【図５】スロットルの如きトランスデューサの位置に関
する新規な変調回路の出力Ｖoを示すグラフである。
する新規な変調回路の出力Ｖoを示すグラフである。
【図６】新規なパルス振幅変調回路の第２の実施の形態
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図７】図６に示されるパルス振幅変調制御回路の第２
の実施の形態を示す詳細回路図である。
の実施の形態を示す詳細回路図である。
【図８】自己診断形パルス振幅変調回路を示すブロック
図である。
図である。
【図９】自己診断形パルス振幅変調回路を示す詳細回路
図である。
図である。
【図１０】自己診断形周波数またはパルス幅変調出力回
路を示すブロック図である。
路を示すブロック図である。
【図１１】図１０の自己診断形周波数またはパルス振幅
変調出力回路の波形を示すグラフである。
変調出力回路の波形を示すグラフである。
【図１２】図１０に示された自己診断形周波数またはパ
ルス振幅変調出力回路を示す詳細回路図である。
ルス振幅変調出力回路を示す詳細回路図である。
【図１３】自己診断形アナログ出力回路を示すブロック
図である。
図である。
【図１４】自己診断形アナログ出力回路の出力の波形を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図１５】図１３の新規な自己診断形アナログ出力回路
を示す詳細回路図である。
を示す詳細回路図である。
フロントページの続き (72)発明者 ロナルド・シー・ノネンマチャー アメリカ合衆国インディアナ州46514，エ ルクハート，ローカスト・アベニュー 1617，ナンバー 203
Claims (31)
- 【請求項１】 ａ）第１の位置と第２の位置との間で運
動可能な制御デバイスと、 ｂ）前記制御デバイスに結合されて、該制御デバイスの
位置を出力信号へ接続するセンサと、 ｃ）前記センサに結合されて、前記センサの出力信号を
該センサ出力信号に比例する直線的に増加する信号Ｖm
へ変換する信号条件付け回路と、 ｄ）前記信号条件付け回路に結合されて、前記制御デバ
イスの瞬時位置を表わす出力信号Ｖoが生成されるよう
に直線的に増加する信号Ｖmを変調する信号変調回路
と、を備える制御回路。 - 【請求項２】 前記信号変調回路がパルス幅変調回路で
ある請求項１記載の制御回路。 - 【請求項３】 前記信号条件付け回路が、前記出力信号
を前記制御デバイスの位置に比例する直線的に増加する
信号Ｖmとして生成する請求項２記載の制御回路。 - 【請求項４】 前記制御デバイスが前記第１および第２
の位置間で運動する時の該制御デバイスの位置を表わす
パルス幅変調出力信号Ｖoが生成されるように、直線的
に増加する信号Ｖmを変調するため、前記パルス幅変調
回路が信号条件付け回路に結合される請求項２記載の制
御回路。 - 【請求項５】 前記直線的に増加する信号Ｖmが誤りの
ローを表わすならば誤りの出力信号Ｖo＝０が生成され
て誤りの信号を示すように、Ｖmが最小である時に前記
出力信号Ｖoを予め定めた最小値Ｖaへ制限する低基準電
圧調整回路を含む第１の検出器回路を更に備える請求項
２記載の制御回路。 - 【請求項６】 前記出力信号Ｖoが最大値Ｖhを越えよう
とするならば前記出力電圧Ｖoを予め定めた最大値Ｖhに
制限する高基準電圧調整回路を有する第２の検出回路を
更に備える請求項５記載の制御回路。 - 【請求項７】 前記高基準電圧調整回路が、 第１の入力と第２の入力とを持ち、該第１の入力が前記
変調回路の信号出力に結合された第２のトランジスタ
と、 前記第２のトランジスタの第２の入力に結合されて、前
記変調回路の高い出力をＶhへ制限するように前記変調
回路の出力ＶoがＶhである時に前記第２のトランジスタ
を導通させる分圧器回路と、を含む請求項６記載の制御
回路。 - 【請求項８】 前記分圧器回路と直列に結合されて、前
記第２のトランジスタの比率計形クランプ動作が温度変
動に関して維持されるように前記第２のトランジスタを
温度補償するダイオードを更に備える請求項７記載の制
御回路。 - 【請求項９】 前記信号変調回路がパルス振幅変調回路
である請求項１記載の制御回路。 - 【請求項１０】 少なくとも予め定めた振幅の一定周波
数のパルスＶpを生成するパルス発生回路を更に備える
請求項９記載の制御回路。 - 【請求項１１】 前記センサが可変位置デバイスを備
え、該デバイスの位置に比例する前記直線的に増加する
信号Ｖmへ変換するため、前記信号条件付け回路に対す
る前記センサの出力信号を生成する請求項１０記載の制
御回路。 - 【請求項１２】 前記パルス振幅変調回路がパルス発生
回路と信号条件付け回路とに結合されて、前記制御デバ
イスの瞬時位置を表わすパルス振幅変調出力信号Ｖoが
生成されるように、前記一定周波数のパルスＶpを直線
的に増加する信号Ｖmでパルス振幅変調する請求項１１
記載の制御回路。 - 【請求項１３】 ａ）前記第１の位置と第２の位置との
間で運動可能な前記制御デバイスとしてのスロットル
と、 ｂ）スロットル制御デバイスに結合されて、スロットル
制御位置を直線的に増加する出力信号Ｖmへ変換するた
め前記信号条件付け回路に結合される前記出力信号を生
成する前記センサとして働くホール効果デバイスと、を
更に備える請求項１１記載の制御回路。 - 【請求項１４】 ａ）前記スロットル制御デバイスと第
２の信号条件付け回路とに結合されて、第２の直線的に
増加する出力信号Ｖ1 mを生成する第２のホール効果セン
サと、 ｂ）前記第１および第２の信号条件付け回路に結合され
て、前記第１の出力信号Ｖmと前記第２の出力信号Ｖ1 m
とを受取り、前記信号条件付け回路からの出力信号Ｖm
とＶ1 mとが相互に少なくとも予め定めた量だけ異なる時
にのみ出力信号を生成する比較器回路と、を更に備え、 ｃ）前記比較器の出力信号が生成される時に常に出力Ｖ
o＜Ｖaとなり範囲内エラーを指示するように、前記パル
ス振幅変調回路が前記比較器に結合される請求項１３記
載の制御回路。 - 【請求項１５】 ａ）出力Ｖoを生じる、前記パルス振
幅変調回路におけるトランジスタを更に備え、 ｂ）前記パルス発生回路の出力Ｖpが前記トランジスタ
に結合され、 ｃ）前記比較器回路からの出力信号が前記トランジスタ
をして変調回路の出力信号ＶoをＶaより小さい連続的な
出力信号へ変化させるように、前記比較器回路の出力も
また前記トランジスタに結合される請求項１４記載の制
御回路。 - 【請求項１６】 前記低基準電圧調整回路が、 ａ）前記トランジスタに結合されて該トランジスタの導
通状態を決定する負荷抵抗と、 ｂ）第１の入力が前記トランジスタに結合され、第２の
入力が可変抵抗に結合され、出力が前記負荷抵抗に結合
されており、前記可変抵抗を調整することにより、前記
トランジスタの導通量を前記変調回路からの最小信号出
力ＶoをＶaに設定するよう制御できる演算増幅器と、を
含む請求項１５記載の制御回路。 - 【請求項１７】 前記パルス振幅変調回路の出力に結合
されて、誤りの信号を検出し、前記信号条件付け回路に
対する可変の制御デバイス位置を表わす出力信号Ｖoを
受取るマイクロプロセッサを更に備える請求項１３記載
の制御回路。 - 【請求項１８】 前記信号条件付け回路の出力を前記変
調回路により使用するため指示範囲内に入れるように、
前記信号条件付け回路の一部を形成するオフセット回路
を更に備える請求項９記載の制御回路。 - 【請求項１９】 前記制御回路がアナログ制御回路であ
る請求項１記載の制御回路。 - 【請求項２０】 ａ）前記制御デバイスの位置を出力信
号へ変換する第１および第２のセンサと、 ｂ）前記第１および第２のセンサにそれぞれ接続されて
前記制御デバイスに対する前記直線的に増加する出力信
号をそれぞれ生成する第１および第２の信号条件付け回
路と、 ｃ）前記信号条件付け回路の少なくとも１つの出力に結
合されて、前記制御デバイスの瞬時位置を表わす直線的
に増加する出力信号Ｖoを生成する出力／診断回路と、
を備える請求項１９記載の自己診断形アナログ制御回
路。 - 【請求項２１】 前記第１および第２の信号条件付け回
路に結合されて、前記出力信号を受取り、範囲内エラー
が生じるならば、出力信号Ｖoを変化させるため前記出
力回路に対する出力信号を生成する範囲内エラー検出回
路を備える請求項２０記載の自己診断形アナログ制御回
路。 - 【請求項２２】 前記範囲内エラー検出回路が、 ａ）第１および第２の信号条件付け部の第１および第２
の信号をそれぞれ受取る第１および第２の比較器と、 ｂ）各前記比較器に結合されて該比較器の各々に対して
バイアス信号を確立するバイアス回路と、を含み、前記
第１および第２の信号条件付け回路の出力信号の差が最
大バイアス信号より大きいかあるいは他方のバイアス信
号より小さいかどうかを検出することにより、出力回路
の出力信号Ｖoを変化させるように、前記バイアス信号
の一方が強さにおいて他方より大きい請求項２１記載の
自己診断形アナログ制御回路。 - 【請求項２３】 内燃機関の燃料／空気混合気を制御す
るため、第１および第２の位置間に運動可能なスロット
ルの位置を表わすパルス振幅変調出力信号Ｖoを生成す
るパルス振幅変調制御回路において、 ａ）前記スロットルに結合されて、該スロットルの位置
を直線的に増加する出力信号Ｖmへ変換する少なくとも
１つの第１のホール効果センサと、 ｂ）予め定めた振幅の一定周波数のパルスＶpを生成す
るパルス発生回路と、 ｃ）前記パルス発生回路と前記ホール効果センサとに結
合されて、前記スロットルの位置を表わすパルス振幅変
調された出力信号Ｖoが生成されるように、直線的に増
加する出力信号Ｖmにより一定周波数のパルスＶpをパル
ス振幅変調する変調回路と、 ｄ）前記変調回路の出力に結合されて、前記パルス振幅
変調信号Ｖoに基いて前記内燃機関の燃料／空気混合気
を調整するマイクロプロセッサと、を備えるパルス振幅
変調制御回路。 - 【請求項２４】 ａ）前記スロットルに結合された第２
のホール効果センサと、 ｂ）前記第１のホール効果センサに結合されて対応の第
１の出力信号を生成する第１の信号条件付け回路と、前
記第２のホール効果センサに結合されて対応の第２の出
力信号を生成する第２の信号条件付け回路と、 ｃ）前記第１および第２の信号条件付け回路に結合され
て前記出力信号を受取り、範囲内エラーが生じるなら
ば、前記変調回路の出力信号を変化させるため該変調回
路に対する出力信号を生成する範囲内検出回路と、を更
に備える請求項２３記載のパルス振幅変調回路。 - 【請求項２５】 前記範囲内エラー検出回路が、 ａ）前記第１および第２の信号条件付け装置の第１およ
び第２の信号をそれぞれ受取る第１および第２の比較器
と、 ｂ）各前記比較器に結合されて、該比較器の各々に対す
る第１および第２のバイアス信号を確立するバイアス回
路と、を含み、前記第１および第２の信号条件付け回路
の出力信号間の差が最大バイアス信号より大きいかある
いは他方のバイアス信号より小さいかどうかを検出する
ことにより、変調回路の出力信号を変化させるように、
前記バイアス信号の一方が強さにおいて他方より大きい
請求項２４記載のパルス振幅変調回路。 - 【請求項２６】 ａ）第１および第２の位置間で運動可
能な制御デバイスと、 ｂ）前記制御デバイスに結合されて、該制御デバイスの
位置を振幅が該制御デバイスの位置に比例する直線的に
増加する信号Ｖm、Ｖ1 mへ変換する第１および第２の制
御回路と、 ｃ）各前記制御回路にそれぞれ結合されて出力信号を生
成する第１および第２の信号条件付け回路と、 ｄ）前記の第１および第２の信号条件付け回路の出力信
号を受取るように結合されて、前記制御デバイスの位置
を表わす変調された出力信号を生成する変調器回路と、
を備える自己診断形変調器出力回路。 - 【請求項２７】 前記変調器回路が周波数変調器回路で
ある請求項２６記載の自己診断形変調器出力回路。 - 【請求項２８】 前記制御回路が、 ａ）前記制御デバイスの位置を前記直線的に増加する出
力信号Ｖm、Ｖ1 mへ変換する第１および第２のホール効
果センサを含み、 ｂ）前記第１の信号条件付け回路が前記第１のホール効
果センサに結合され、前記第２の信号条件付け回路が前
記第２のホール効果センサに結合され、該第１および第
２の信号条件付け回路が対応する第１および第２の出力
信号を生成し、 ｃ）前記第１および第２の信号条件付け回路に結合され
て前記第１および第２の出力信号を受取り、範囲内エラ
ーが生じるならば、前記変調器回路の出力信号を変化さ
せるため該変調器回路に対する第３の出力信号を生成す
る範囲内エラー検出回路を含む請求項２６記載の変調器
出力回路。 - 【請求項２９】 前記範囲内エラー検出回路が、 ａ）前記第１および第２の信号条件付け回路の第１およ
び第２の信号をそれぞれ受取る第１および第２の比較器
と、 ｂ）各前記比較器に結合されて、該比較器の各々に対し
てバイアス信号を確立するバイアス回路と、を含み、前
記第１および第２の信号条件付け回路の出力信号間の差
が最大バイアス信号より大きいかあるいは他方のバイア
ス信号より小さいかどうかを検出することにより、周波
数／診断回路の出力信号を変化させるように、該バイア
ス信号の一方が強さにおいて他方より大きい請求項２８
記載の変調器出力回路。 - 【請求項３０】 ａ）内燃装置の動作を制御するため前
記第１および第２の位置間で運動可能な制御デバイスと
してのスロットルと、 ｂ）前記第１および第２の制御回路の各々の一部を形成
し、前記スロットルに結合されて該スロットルの位置を
直線的に増加する出力信号Ｖm、Ｖ1 mへ変換する第１お
よび第２のホール効果センサと、 ｃ）前記変調器回路を形成し、前記第１および第２のホ
ール効果センサ回路に結合されて、前記スロットルの位
置を表わすパルス幅変調された出力信号Ｖoが生成され
るように直線的に増加する出力信号Ｖm、Ｖ1 mをパルス
幅変調するパルス幅変調回路と、 ｄ）前記変調回路の出力に結合されて、パルス振幅変調
された信号Ｖoに基いて内燃装置の燃料／空気混合気を
調整するマイクロプロセッサとを更に備える請求項２６
記載の変調器出力回路。 - 【請求項３１】 ａ）前記第１の信号条件付け回路が前
記第１のホール効果センサに結合され、前記第２の信号
条件付け回路が前記第２のホール効果センサに結合さ
れ、該第１および第２の信号条件付け回路が、対応する
第１の出力信号Ｖmおよび第２の出力信号Ｖ1 mを生成
し、 ｂ）前記第１および第２の信号条件付け回路に結合され
て前記第１および第２の出力信号を受取り、範囲内エラ
ーが生じるならば前記パルス幅変調回路の出力信号を変
化させるため該パルス幅変調器回路に対する出力信号を
生成する範囲内エラー検出回路と、を更に備える請求項
３０記載の周波数出力回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US83532697A | 1997-04-07 | 1997-04-07 | |
| US835326 | 1997-04-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1173226A true JPH1173226A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=25269222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10094353A Pending JPH1173226A (ja) | 1997-04-07 | 1998-04-07 | 入力デバイスの位置に比例する制御信号を生成する制御回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0871011A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1173226A (ja) |
| AU (1) | AU6067198A (ja) |
| CA (1) | CA2234382A1 (ja) |
| TW (1) | TW406465B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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