JP2007232579A - Sensor signal input device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサからの検出信号を処理して制御回路等に入力するセンサ信号入力装置に関する。 The present invention relates to a sensor signal input device that processes a detection signal from a sensor and inputs the detected signal to a control circuit or the like.
従来より、例えば、自動車に搭載されるエンジン制御装置では、エンジンの回転速度や回転角度を検出するために、クランク軸の回転に同期して所定のクランク角度毎にパルス信号を発生する回転センサが使用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in an engine control device mounted on an automobile, a rotation sensor that generates a pulse signal for each predetermined crank angle in synchronization with the rotation of a crankshaft in order to detect the rotation speed or rotation angle of the engine in use.
また、回転センサには、クランク軸の回転をピックアップコイルを利用して検出するMPUセンサや、磁気抵抗素子を用いて検出するMREセンサ等、検出方式の異なる様々なセンサが存在し、エンジン制御には、何れの回転センサでも利用することができる(例えば、特許文献1等参照)。 In addition, there are various sensors with different detection methods, such as MPU sensors that detect the rotation of the crankshaft using a pickup coil and MRE sensors that detect using a magnetoresistive element. Can be used with any rotation sensor (see, for example, Patent Document 1).
このため、エンジン制御装置を設計する際には、制御対象となるエンジンの仕様等に基づき、制御に適した回転センサを選択し、その選択した回転センサの種別に応じて、センサ信号の入力回路を構成していた。 For this reason, when designing an engine control device, a rotation sensor suitable for control is selected based on the specifications of the engine to be controlled, and a sensor signal input circuit is selected according to the type of the selected rotation sensor. Was configured.
例えば、図4(a)は、回転センサとしてMPUセンサを使用する際にエンジン制御装置の回路基板上に組み付けられるセンサ信号入力装置の構成を表し、図4(b)は、回転センサとしてMREセンサを使用する際に同一の回路基板上に組み付けられるセンサ信号入力装置の構成を表している。 For example, FIG. 4A shows a configuration of a sensor signal input device assembled on a circuit board of an engine control device when an MPU sensor is used as a rotation sensor, and FIG. 4B shows an MRE sensor as a rotation sensor. The structure of the sensor signal input device assembled | attached on the same circuit board when using is shown.
そして、これら各図から明らかなように、MPUセンサ用の入力装置には、抵抗Ra、RbとコンデンサCa、Cbとからなるノイズ除去用のフィルタと、このフィルタを通過した検出信号に対して波形整形等の処理を施すMPUセンサ用の入力IC(1)が設けられるのに対し、MREセンサ用の入力装置には、MREセンサに動作電力を供給するためのプルアップ抵抗Roと、抵抗Rc及びコンデンサCc、Cdからなるノイズ除去用のローパスフィルタと、MREセンサからの検出信号を処理(波形整形等)するための入力IC(2)が設けられる。
このように、従来のエンジン制御装置では、使用する回転センサの種別に応じて、検出信号の入力回路や入力ICを変更する必要があり、これら各部を、異なる仕様のエンジン制御装置間で共通化することができないため、エンジン制御装置の量産化の妨げになっていた。 As described above, in the conventional engine control device, it is necessary to change the detection signal input circuit and the input IC according to the type of the rotation sensor to be used, and these parts are shared between engine control devices of different specifications. This has hindered mass production of engine control devices.
また、入力ICの動作を抵抗等の外付け部品により調整できるように、入力ICを設計することで、入力ICを共通化することも考えられるが、この場合、入力ICの共通化はできるものの、入力ICの外付け部品を、使用する回転センサの種別に応じて変更しなければならないことから、各エンジン制御装置間で部品や製造工程を共通化することはできない。 Also, it is conceivable to share the input IC by designing the input IC so that the operation of the input IC can be adjusted by an external component such as a resistor. In this case, the input IC can be shared. Since the external parts of the input IC must be changed according to the type of rotation sensor to be used, the parts and the manufacturing process cannot be made common among the engine control devices.
そして、この問題は、回転センサからの検出信号を取り込むセンサ信号入力装置に限らず、仕様の異なるセンサを利用可能な装置にて用いられるセンサ信号入力装置であれば、同様に発生する。 This problem is not limited to the sensor signal input device that takes in the detection signal from the rotation sensor, and similarly occurs if the sensor signal input device is used in a device that can use sensors with different specifications.
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、センサからの検出信号を処理して制御回路等に入力するセンサ信号入力装置において、入力端子に接続されるセンサの仕様が異なる場合であっても、装置構成を変更することなくそのまま使用できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and in a sensor signal input device that processes a detection signal from a sensor and inputs it to a control circuit or the like, even if the specifications of the sensor connected to the input terminal are different. An object of the present invention is to enable use as it is without changing the device configuration.
かかる目的を達成するためになされた請求項1に記載のセンサ信号入力装置においては、起動後、判定時間が経過するまで、通電手段が入力端子に電圧を印加して、入力端子に接続されたセンサに電流を流す。すると、判定手段が、その入力端子の端子電圧に基づき、入力端子に接続されたセンサの種別を判定し、選択手段が、その判定結果に基づき、複数の信号処理手段の中から、検出信号の処理に用いる信号処理手段を選択する。 In the sensor signal input device according to claim 1, which is made to achieve such an object, the energization means applies a voltage to the input terminal and is connected to the input terminal until a determination time elapses after activation. Apply current to the sensor. Then, the determining means determines the type of the sensor connected to the input terminal based on the terminal voltage of the input terminal, and the selecting means selects the detection signal from the plurality of signal processing means based on the determination result. The signal processing means used for processing is selected.
つまり、本発明では、装置の起動後、判定時間の間、入力端子に電圧を印加してセンサに電流を流すことにより、センサの内部抵抗によって変化する端子電圧を検出し、その検出した端子電圧からセンサの種別を特定して、そのセンサに適した信号処理手段を、複数の信号処理手段の中から選択するのである。 That is, in the present invention, after starting the device, during the determination time, a voltage is applied to the input terminal and a current is passed through the sensor to detect a terminal voltage that changes due to the internal resistance of the sensor, and the detected terminal voltage. The type of the sensor is specified from the above, and the signal processing means suitable for the sensor is selected from the plurality of signal processing means.
従って、本発明のセンサ信号入力装置によれば、従来のように、入力端子に接続されるセンサの種別に応じて入力IC等の使用部品を変更する必要がなく、仕様の異なる複数種類のセンサの入力装置として、そのまま使用することができる。 Therefore, according to the sensor signal input device of the present invention, it is not necessary to change the parts used such as the input IC according to the type of sensor connected to the input terminal as in the prior art, and a plurality of types of sensors having different specifications. Can be used as they are.
よって、本発明によれば、上述したMPUセンサやMREセンサ等、仕様の異なるセンサを利用する制御装置間でセンサ信号入力装置の共通化を図り、制御装置の製造コストを低減することが可能となる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to share the sensor signal input device among the control devices that use sensors having different specifications, such as the MPU sensor and the MRE sensor described above, and to reduce the manufacturing cost of the control device. Become.
ここで、判定手段は、端子電圧の電圧値から入力端子に接続されたセンサの種別を特定するためのものであるため、センサ識別用の判定電圧を予め設定しておき、この判定電圧と端子電圧とを比較することにより、センサの種別を特定するように構成するとよい。 Here, since the determination means is for specifying the type of the sensor connected to the input terminal from the voltage value of the terminal voltage, a determination voltage for sensor identification is set in advance, and this determination voltage and the terminal It may be configured to identify the type of sensor by comparing the voltage.
そして、例えば、上述したMPUセンサとMREセンサのように、2種類のセンサの中から、一つのセンサを特定して、検出信号の処理に用いる信号処理手段を2つの信号処理手段の中から選択するような場合には、判定手段を、請求項2に記載のように構成すればよい。
For example, like the MPU sensor and MRE sensor described above, one sensor is specified from two types of sensors, and the signal processing means used for processing the detection signal is selected from the two signal processing means. In such a case, the determination means may be configured as described in
即ち、請求項2に記載のセンサ信号入力装置において、判定手段は、端子電圧と大・小2種類の判定電圧(第1判定電圧、第2判定電圧)とを各々比較する2つの比較器(第1比較器、第2比較器)と、ゲート回路とから構成される。そして、第1比較器は、端子電圧が第1判定電圧を越えている場合に、入力端子に第1センサが接続されていることを表す第1識別信号を出力し、ゲート回路は、第1比較器から第1識別信号が出力されていないときに、第2比較器にて端子電圧が第2判定電圧を越えたと判定されると、入力端子に第2センサが接続されていることを表す第2識別信号を出力する。
That is, in the sensor signal input device according to
従って、この判定手段からは、入力端子に接続されたセンサの種別に応じて、第1識別信号と第2識別信号との何れかが出力されることになり、選択手段は、判定手段から出力される2種類の識別信号を、各センサに対応した2種類の信号処理手段の駆動信号としてそのまま利用することができる。 Therefore, either the first identification signal or the second identification signal is output from the determination means according to the type of the sensor connected to the input terminal, and the selection means outputs from the determination means. These two types of identification signals can be used as they are as drive signals for two types of signal processing means corresponding to each sensor.
ところで、判定手段を請求項2に記載のように構成した場合、センサによっては、通電手段がセンサへの通電を開始してから端子電圧がセンサの内部抵抗に対応した電圧値に達するまでに時間がかかり、入力端子に接続されたセンサが内部抵抗の大きい第1センサであるにもかかわらず、ゲート回路から一時的に第2識別信号が出力され、第2センサに対応した信号処理手段が選択されることが考えられる。
By the way, when the determination means is configured as described in
そこで、こうした問題を防止するには、請求項3に記載のように初期化回路を設け、この初期化回路の動作によって、装置の起動後初期化時間が経過するまで、ゲート回路からの第2識別信号の出力を禁止するようにするとよい。 Therefore, in order to prevent such a problem, an initialization circuit is provided as described in claim 3, and the second circuit from the gate circuit is operated until the initialization time elapses after the device is started up by the operation of the initialization circuit. The output of the identification signal may be prohibited.
つまり、このようにすれば、装置の起動後初期化時間が経過するまで、ゲート回路から第2識別信号が出力されるのを禁止することができるので、通電手段によるセンサへの通電開始後、センサ側での時定数等によって端子電圧が第1判定時間を越えるのに時間がかかるような場合であっても、ゲート回路から第2識別信号が誤って出力されるのを防止することができる。 In other words, in this way, the second identification signal can be prohibited from being output from the gate circuit until the initialization time has elapsed after the device is started up. Even when it takes time for the terminal voltage to exceed the first determination time due to a time constant on the sensor side, it is possible to prevent the second identification signal from being erroneously output from the gate circuit. .
一方、請求項2又は請求項3に記載の装置において、装置の起動後、判定手段から選択手段への出力が第1識別信号又は第2識別信号に確定した後は、その出力がノイズ等によって変動して、選択手段にて選択される信号処理手段が変更されることのないようにすることが望ましい。
On the other hand, in the apparatus according to
そして、このためには、請求項4に記載のように、第2比較器から端子電圧が第2判定電圧を超えたことを表す判定信号が出力されると、第1電圧保持手段が、第2比較器への端子電圧の入力経路を第2判定電圧よりも高い電圧に保持し、ゲート回路から第2識別信号が出力されると、第2電圧保持手段が、第1比較器への端子電圧の入力経路を第1判定電圧よりも低い電圧に保持するようにするとよい。つまり、このようにすれば、端子電圧が第2判定電圧と第1判定電圧との間の電圧値であるとき、ゲート回路からの第2識別信号の出力を保持することができる。 For this purpose, as described in claim 4, when a determination signal indicating that the terminal voltage exceeds the second determination voltage is output from the second comparator, the first voltage holding means When the input path of the terminal voltage to the second comparator is held at a voltage higher than the second determination voltage and the second identification signal is output from the gate circuit, the second voltage holding means is connected to the terminal to the first comparator. The voltage input path may be held at a voltage lower than the first determination voltage. That is, in this way, when the terminal voltage is a voltage value between the second determination voltage and the first determination voltage, the output of the second identification signal from the gate circuit can be held.
また、更に、請求項5に記載のように、第1比較器から第1識別信号が出力されているときには、第3電圧保持手段が、第1比較器への端子電圧の入力経路を第1判定電圧よりも高い電圧に保持することによって、第1比較器からの第1識別信号の出力を保持するようにしてもよい。 Further, as described in claim 5, when the first identification signal is output from the first comparator, the third voltage holding means sets the input path of the terminal voltage to the first comparator to the first By holding the voltage higher than the determination voltage, the output of the first identification signal from the first comparator may be held.
また次に、通電手段は、当該装置の起動後、センサ種別の判定のために設定された判定時間だけ、入力端子に電圧を印加してセンサに電流を流すことができればよい。このため、通電手段は、請求項6に記載のように、抵抗を介して電源ラインに接続されたスイッチを設け、このスイッチを判定時間の間だけオンするように構成すればよい。 Next, the energization unit only needs to apply a voltage to the input terminal and allow the current to flow through the sensor for the determination time set for determining the sensor type after the apparatus is activated. For this reason, the energization means may be configured to provide a switch connected to the power supply line via a resistor as described in claim 6 and to turn on this switch only during the determination time.
そして、この場合、請求項6に記載のように、通電手段のスイッチを介して判定手段の各比較器に端子電圧が入力されるようにすれば、判定手段への端子電圧の入力経路を簡単に構成することができる。 In this case, if the terminal voltage is input to each comparator of the determination means via the switch of the energization means as described in claim 6, the input path of the terminal voltage to the determination means can be simplified. Can be configured.
また、通電手段から判定手段への端子電圧の入力経路と通電手段を上記のように構成した場合、第1比較器からの第1識別信号の出力を保持する第3電圧保持手段としては、請求項6に記載のように、判定時間の経過後、ゲート回路から第2識別信号が出力されているときには、通電手段のスイッチをオン状態に保持し、ゲート回路から第2識別信号が出力されていないときには、通電手段のスイッチをオフするように構成するとよい。 Further, when the input path of the terminal voltage from the energizing means to the determining means and the energizing means are configured as described above, the third voltage holding means for holding the output of the first identification signal from the first comparator is claimed as As described in item 6, when the second identification signal is output from the gate circuit after the determination time has elapsed, the switch of the energizing means is held in the on state, and the second identification signal is output from the gate circuit. When there is not, it is good to comprise so that the switch of an electricity supply means may be turned off.
つまり、このようにすれば、ゲート回路から第2識別信号が出力されていないとき、換言すれば、第1比較器から第1識別信号が出力されているときに、各比較器に第1判定電圧よりも高い電源電圧を印加し、第1比較器からの第1識別信号の出力を保持することができる。 That is, in this way, when the second identification signal is not output from the gate circuit, in other words, when the first identification signal is output from the first comparator, the first determination is made to each comparator. A power supply voltage higher than the voltage can be applied, and the output of the first identification signal from the first comparator can be held.
また更に、第3電圧保持手段を、上記のように構成した場合、入力端子に第2センサが接続されて、ゲート回路から第2識別信号が出力されているときには、通電手段のスイッチをオンして、第2センサへ電源を供給することができ、入力端子に第1センサが接続されて、第1比較器から第1識別信号が出力されているときには、通電手段のスイッチをオフして、第1センサへの電源供給を遮断することができる。 Furthermore, when the third voltage holding means is configured as described above, when the second sensor is connected to the input terminal and the second identification signal is output from the gate circuit, the switch of the energizing means is turned on. When the first sensor is connected to the input terminal and the first identification signal is output from the first comparator, the switch of the energizing means is turned off. The power supply to the first sensor can be cut off.
このため、請求項6に記載のセンサ信号入力装置においては、更に、請求項7に記載のように、第1センサには、外部から電力供給を受けることなく検出信号を発生可能な能動型センサを使用し、第2センサは、入力端子を介して電力供給を受けることにより動作する受動型センサを使用するようにするとよい。 For this reason, in the sensor signal input device according to claim 6, the active sensor capable of generating a detection signal without receiving external power supply is further provided in the first sensor as described in claim 7. The second sensor may be a passive sensor that operates by receiving power supply through the input terminal.
なお、能動型センサとしては、例えば、上述のMPUセンサを挙げることができ、受動型センサとしては、例えば、上述のMREセンサを挙げることができる。
次に請求項8に記載のセンサ信号入力装置は、入力端子を介して回転センサからの検出信号を取り込み、検出信号を波形整形する回転センサ用の入力装置である。従って、この装置は、前述したエンジン制御装置等、回転センサからの検出信号に基づき制御対象を制御する制御装置に組み込むようにすれば、その制御装置を量産化し、コストを低減することが可能となる。
As an active sensor, for example, the above-mentioned MPU sensor can be cited, and as a passive sensor, for example, the above-mentioned MRE sensor can be cited.
Next, a sensor signal input device according to an eighth aspect of the present invention is an input device for a rotation sensor that takes in a detection signal from a rotation sensor via an input terminal and shapes the waveform of the detection signal. Therefore, if this device is incorporated in a control device that controls the control object based on the detection signal from the rotation sensor, such as the engine control device described above, the control device can be mass-produced and the cost can be reduced. Become.
以下に本発明の一実施形態を図面と共に説明する。
図1は実施形態のセンサ信号入力装置全体の構成を表す構成図である。
図1に示すように、本実施形態のセンサ信号入力装置は、自動車用エンジンを制御する電子制御装置(ECU)2の回路基板に制御演算用のCPU等と共に組み付けられ、エンジンの回転を検出する回転センサ4からの検出信号を、回転センサ4の正負の出力端子に接続された入力端子Ti1、Ti2を介して取り込み、その取り込んだ検出信号を矩形波状に波形整形してCPUに入力するためのものである。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating the overall configuration of the sensor signal input device according to the embodiment.
As shown in FIG. 1, the sensor signal input device of this embodiment is assembled with a control arithmetic CPU or the like on a circuit board of an electronic control unit (ECU) 2 that controls an automobile engine, and detects the rotation of the engine. A detection signal from the rotation sensor 4 is acquired via input terminals Ti1 and Ti2 connected to the positive and negative output terminals of the rotation sensor 4, and the acquired detection signal is shaped into a rectangular waveform and input to the CPU. Is.
なお、2つの入力端子Ti1、Ti2のうち、回転センサ4の負極側に接続される入力端子Ti2は、車両のシャーシに接続されたグランド端子Tgに接続され、ECU2のグランド(GND)電位に保持されている。
Of the two input terminals Ti1 and Ti2, the input terminal Ti2 connected to the negative electrode side of the rotation sensor 4 is connected to the ground terminal Tg connected to the chassis of the vehicle and held at the ground (GND) potential of the
そして、本実施形態のセンサ信号入力装置は、図4に示した従来装置と同様、抵抗R1、R2とコンデンサC1、C2とからなる入力回路(換言すればノイズ除去用のフィルタ)6と、この入力回路6を通過した検出信号に対して波形整形等の処理を施す入力IC10とから構成されている。 The sensor signal input device of the present embodiment is similar to the conventional device shown in FIG. 4 in that an input circuit (in other words, a filter for removing noise) 6 including resistors R1 and R2 and capacitors C1 and C2, The input IC 10 is configured to perform processing such as waveform shaping on the detection signal that has passed through the input circuit 6.
また、入力IC10は、入力端子Ti1、Ti2にMPUセンサとMREセンサの何れの回転センサを接続しても、CPUに対して、エンジンの回転に同期して変化する矩形波信号(つまりパルス信号)を入力できるように構成されている。 Further, the input IC 10 has a rectangular wave signal (that is, a pulse signal) that changes in synchronism with the rotation of the engine with respect to the CPU regardless of which MPU sensor or MRE sensor is connected to the input terminals Ti1 and Ti2. It is configured to be able to input.
すなわち、入力IC10には、入力回路6を介して入力された検出信号を波形整形するための波形整形回路20が設けられているが、MPUセンサからの検出信号とMREセンサからの検出信号とは信号レベルが異なることから、波形整形回路20には、MPUセンサからの検出信号を波形整形するために、検出信号と基準電圧Vr1とを比較して、検出信号が基準電圧Vr1よりも大きいときにハイレベルとなるパルス信号を発生する比較器22と、MREセンサからの検出信号を波形整形するために、検出信号と基準電圧Vr2とを比較して、検出信号が基準電圧Vr2よりも大きいときにハイレベルとなるパルス信号を発生する比較器24と、が設けられている。
That is, the input IC 10 is provided with a waveform shaping circuit 20 for shaping the detection signal input via the input circuit 6, but the detection signal from the MPU sensor and the detection signal from the MRE sensor are the same. Since the signal levels are different, the waveform shaping circuit 20 compares the detection signal with the reference voltage Vr1 in order to shape the detection signal from the MPU sensor, and when the detection signal is greater than the reference voltage Vr1. When the detection signal is greater than the reference voltage Vr2 by comparing the detection signal with the reference voltage Vr2 in order to shape the waveform of the detection signal from the MRE sensor and the
また、波形整形回路20には、MPUセンサ用及びMREセンサ用の各比較器22、24への検出信号の入力経路を導通・遮断するための双方向スイッチ26、28が設けられ、しかも、各比較器22、24の出力は、ORゲートを介してCPUに接続されている。
In addition, the waveform shaping circuit 20 is provided with
このため、本実施形態の波形整形回路20においては、双方向スイッチ26、28の何れかを選択的にオン状態にすることで、2つの比較器22、24の何れか一方を動作させることができ、その動作させた比較器22又は24から出力される波形整形後の検出信号(つまりパルス信号)を、CPUへ入力することができる。
For this reason, in the waveform shaping circuit 20 of the present embodiment, either one of the two
また次に、入力IC10には、入力端子Ti1、Ti2に接続された回転センサ4の種別に応じて双方向スイッチ26、28の何れかを選択的にオンにするために、ECU2(換言すれば入力IC10)への電源投入後、予め設定された判定時間が経過するまでの間、入力端子Ti1に電圧を印加して、回転センサ4に電流を流すワンショット発生回路30と、このワンショット発生回路30が回転センサ4に電流を流しているときに入力端子Ti1の端子電圧を取り込み、その取り込んだ端子電圧の変化から、入力端子Ti1、Ti2に接続された回転センサ4がMPUセンサであるかMREセンサであるかを判定し、その判定結果に応じて双方向スイッチ26又は28をオンするための駆動信号(ハイレベル)Vo1又はVo2を出力するセンサ判別回路40と、ECU2への電源投入後、上記判定時間よりも短い初期化時間の間、自らの出力端子をグランドに接地し、初期化時間が経過すると、出力端子を開放(オープン)する初期化回路50と、が備えられている。
Next, the input IC 10 includes an ECU 2 (in other words, in order to selectively turn on either of the
以下、これらワンショット発生回路30、センサ判別回路40、及び、初期化回路50の構成及び動作について説明する。
なお、以下の説明において、図2は、これら各回路の構成を表す電気回路図であり、図3は、回転センサ4がMPUセンサである場合(a)と、回転センサ4がMREセンサである場合(b)の各部の電圧変化を表すタイムチャートである。
Hereinafter, configurations and operations of the one-
In the following description, FIG. 2 is an electric circuit diagram showing the configuration of each of these circuits. FIG. 3 shows a case where the rotation sensor 4 is an MPU sensor (a) and the rotation sensor 4 is an MRE sensor. It is a time chart showing the voltage change of each part of case (b).
図2に示すように、ワンショット発生回路30は、ECU2への電源投入後に電源ライン(電源電圧VB)から抵抗R3を介して充電されるコンデンサC3と、このコンデンサC3への充電電圧と基準電圧Vr3とを比較することにより、ECU2への電源投入後、コンデンサC3への充電電圧が基準電圧Vr3に達するまでの判定時間の間、ハイレベルの信号を出力する比較器32と、比較器32の出力と電源ラインとを接続するプルアップ用の抵抗R4と、一端が電源ラインに接続された抵抗R5と、この抵抗R5の他端に入力端子Ti1を接続するための双方向スイッチ36と、比較器32の出力がハイレベルであるとき、双方向スイッチ36に駆動信号(ハイレベル)を出力して、双方向スイッチ36をオンさせるORゲート34と、から構成されている。
As shown in FIG. 2, the one-
次に、センサ判別回路40は、入力端子Ti1の端子電圧を双方向スイッチ36及び抵抗R6、R7を介してそれぞれ取り込み、その取り込んだ端子電圧とセンサ判別用の判定電圧Vr4、Vr5とをそれぞれ比較し、端子電圧が判定電圧Vr4又はVr5よりも大きいときにハイレベルの信号を出力する比較器42、44と、比較器42、44の出力と電源ラインとを接続するプルアップ用の抵抗R8、R9と、比較器42からの出力が反転して入力され、比較器44からの出力がそのまま入力されるANDゲート46と、アノードが比較器44の出力に接続され、カソードが抵抗R7と比較器44との接続点に接続されたダイオードD1と、ANDゲート46の出力に抵抗R10を介してベースが接続され、コレクタが抵抗R6と比較器42との接続点に接続され、エミッタがグランドに接地されたNPNトランジスタTr1とから構成されている。
Next, the
また、初期化回路50は、ECU2への電源投入後に電源ラインから抵抗R11を介して充電されるコンデンサC4と、このコンデンサC4への充電電圧と基準電圧Vr6と比較することにより、ECU2への電源投入後、コンデンサC4への充電電圧が基準電圧Vr6に達するまでの初期化時間の間、ハイレベルの信号を出力する比較器52と、比較器52の出力と電源ラインとを接続する抵抗R12と、一端が比較器52の出力に接続された抵抗R13と、この抵抗R13の他端にベースが接続され、コレクタが、当該初期化回路50の出力端子として、ワンショット発生回路30内のORゲート34の入力及びセンサ判別回路40内のANDゲート46の出力に接続され、エミッタがグランドに接地されたNPNトランジスタTr2とから構成されている。
The
このように構成された入力IC10では、入力端子Ti1、Ti2に接続された回転センサ4の種別に関係なく、ECU2への電源投入後、判定時間が経過するまでの間は、比較器32からの出力がハイレベルとなり(図3参照)、この信号により双方向スイッチ36がオン状態となって、回転センサ4には、電源電圧VBの電源ラインから抵抗R5及び双方向スイッチ36を介して電流が流れ込むことになる。
In the input IC 10 configured in this way, regardless of the type of the rotation sensor 4 connected to the input terminals Ti1 and Ti2, after the power is supplied to the
そして、このとき回転センサ4に流れ込む電流は、回転センサ4の種別(換言すればその内部抵抗)によって異なり、MPUセンサとMREセンサの非検出動作時の内部抵抗は一般に「6:1」程度であることから、回転センサ4がMPUセンサである場合と、回転センサ4がMREセンサである場合とでは、入力端子Ti1の端子電圧もこの比に比例して異なる電圧値となる。 The current flowing into the rotation sensor 4 at this time varies depending on the type of rotation sensor 4 (in other words, its internal resistance), and the internal resistance during the non-detection operation of the MPU sensor and the MRE sensor is generally about “6: 1”. Therefore, when the rotation sensor 4 is an MPU sensor and when the rotation sensor 4 is an MRE sensor, the terminal voltage of the input terminal Ti1 also has different voltage values in proportion to this ratio.
そこで、センサ判別回路40の各比較器42、44の判定電圧Vr4、Vr5は、回転センサ4がMREセンサである場合の端子電圧Vmreに対して「Vr4>Vmre>Vr5」となり、回転センサ4がMPUセンサである場合の端子電圧Vmpuに対して「Vmpu>Vr4>Vr5」となるように、電圧値が設定されている。
Therefore, the determination voltages Vr4 and Vr5 of the
このため、回転センサ4がMPUセンサの場合、図2(a)に示すように、比較器42、44からの出力は共にハイレベルとなり、ANDゲート46の出力はローレベルになる。そして、比較器42から出力されるハイレベルの信号は、双方向スイッチ26を選択的にオンするための駆動信号Vo1として、波形整形回路20に出力される。
For this reason, when the rotation sensor 4 is an MPU sensor, the outputs from the
従って、その後、波形整形回路20では、入力回路6を介して入力される回転センサ(この場合MPUセンサ)4からの検出信号が、比較器22により波形整形され、ORゲート29を介して、CPUへと出力されることになる。
Therefore, after that, in the waveform shaping circuit 20, the detection signal from the rotation sensor (MPU sensor in this case) 4 input via the input circuit 6 is waveform-shaped by the
一方、回転センサ4がMREセンサの場合、図2(b)に示すように、ECU2への電源投入直後には、比較器42、44に入力される端子電圧が判定電圧Vr4とVr5との間の電圧値となって、比較器42の出力がローレベル、比較器44の出力がハイレベルとなる。
On the other hand, when the rotation sensor 4 is an MRE sensor, the terminal voltage input to the
そして、比較器44の出力はダイオードD1を介して比較器44の端子電圧の入力経路に接続されているため、比較器44の出力がハイレベルとなると、比較器44の端子電圧の入力経路もハイレベル(略電源電圧VB)となり、その後、比較器44の出力は、ECU2への電源供給が遮断されるまで(換言すれば電源電圧VBが零になるまで)、ハイレベルに保持される。
Since the output of the
なお、このように、比較器44の端子電圧の入力経路がハイレベル(略電源電圧VB)となると、比較器42への入力電圧も変化するが、比較器44側の電圧は、抵抗R7を介して回転センサ4(この場合MREセンサ)に印加されることから、比較器42への入力電圧が判定電圧Vr4を越えることはない。
As described above, when the input path of the terminal voltage of the
また、ECU2への電源投入後、比較器42の出力がローレベル、比較器44の出力がハイレベルになると、ANDゲート46からはハイレベルの信号が出力されることになるが、ANDゲート46の出力は、電源投入後、初期化時間が経過するまで、初期化回路50のNPNトランジスタTr2を介して、グランドに接地されることから、ANDゲート46からの出力はローレベルに抑制される。
When the output of the
次に、電源投入後、初期化時間が経過すると、初期化回路50のNPNトランジスタTr2がオフして、初期化回路50の出力が開放(オープン)されることから、ANDゲート46からの出力はハイレベルとなる。そして、このようにANDゲート46から出力されるハイレベルの信号は、双方向スイッチ28を選択的にオンするための駆動信号Vo2として、波形整形回路20に出力される。
Next, when the initialization time elapses after the power is turned on, the NPN transistor Tr2 of the
従って、その後、波形整形回路20では、入力回路6を介して入力される回転センサ(この場合MREセンサ)4からの検出信号が、比較器24により波形整形され、ORゲート29を介して、CPUへと出力されることになる。
Therefore, after that, in the waveform shaping circuit 20, the detection signal from the rotation sensor (in this case, the MRE sensor) 4 input via the input circuit 6 is waveform-shaped by the
つまり、本実施形態のセンサ信号入力装置によれば、入力端子Ti1、Ti2に接続された回転センサ4がMPUセンサとMREセンサとの何れであるかを識別し、その識別した回転センサ4からの検出信号を処理する信号処理回路として、波形整形回路20に設けられた2つの比較器22、24のうちの何れかを自動で選択するようにされているのである。
That is, according to the sensor signal input device of the present embodiment, the rotation sensor 4 connected to the input terminals Ti1 and Ti2 is identified as an MPU sensor or an MRE sensor, and the identified rotation sensor 4 As a signal processing circuit for processing the detection signal, one of the two
よって本実施形態によれば、従来のように、入力端子Ti1、Ti2に接続される回転センサ4の種別に応じて入力IC等を変更する必要がなく、MPUセンサを利用するECU2とMREセンサを利用するECU2との間でセンサ信号入力装置の共通化を図り、ECU2の製造コストを低減することが可能となる。
Therefore, according to the present embodiment, there is no need to change the input IC or the like according to the type of the rotation sensor 4 connected to the input terminals Ti1 and Ti2 as in the prior art, and the
また次に、本実施形態では、上記のようにANDゲート46の出力がハイレベルとなると、NPNトランジスタTr1がオンして、比較器42への端子電圧の入力経路をグランドに接地することから、比較器42の入力はグランド電位(0V)に保持され、その出力はローレベルに固定される。
Next, in the present embodiment, when the output of the AND
よって、本実施形態によれば、ANDゲート46からの出力が一旦確定してから、ノイズ等により比較器42からの出力が反転して、ANDゲート46の出力も反転してしまう、といったことはなく、ANDゲート46からの駆動信号Vo2の出力を保持することができる。
Therefore, according to the present embodiment, after the output from the AND
また更に、ANDゲート46の出力は、ワンショット発生回路30のORゲート34の入力に接続されていることから、ANDゲート46の出力がハイレベルになった場合(つまり、回転センサ4がMREセンサである場合)には、電源投入後に判定時間が経過して比較器32からの出力がローレベルになったとしても、ORゲート34からの出力はハイレベルに保持され、双方向スイッチ36は、オン状態に保持される。
Furthermore, since the output of the AND
このため、回転センサ4が給電の必要のないMPUセンサの場合には、回転センサ4の種別を判定するのに要する判定時間だけ双方向スイッチ36がオンされ、回転センサ4が動作させるのに給電が必要なMREセンサの場合には、電源投入後、双方向スイッチ36が連続的にオンされ、回転センサ4には、抵抗R5を介して連続的に電源供給がなされることになる。
For this reason, when the rotation sensor 4 is an MPU sensor that does not require power supply, the
そして、このように、回転センサ4がMREセンサである場合には、ワンショット発生回路30内の抵抗R5が、図4(b)に示したプルアップ抵抗Roとして機能することから、本実施形態では、入力回路6を構成する抵抗R1、R2及びコンデンサC1、C2の値を適宜調整することにより、入力回路6を、MPUセンサとMREセンサとで共通のフィルタ回路として構成することができる。
In this way, when the rotation sensor 4 is an MRE sensor, the resistor R5 in the one-
また、回転センサ4がMPUセンサの場合、電源投入後判定時間が経過すると、双方向スイッチ36はオフされるが、この状態では、比較器42、44の端子電圧入力経路に、抵抗R5を介して電源電圧VBが印加されることから、比較器42、44からの出力は、確実にハイレベルに保持されることになり、比較器42からの出力がノイズ等により反転する、といったことを防止することができる。
When the rotation sensor 4 is an MPU sensor, the
なお、本実施形態において、波形整形回路20内の比較器22、24は、本発明の複数の信号処理手段に相当し、ワンショット発生回路30は、本発明の通電手段に相当し、センサ判別回路40は、本発明の判定手段に相当し、波形整形回路20内の双方向スイッチ26、28は、本発明の選択手段に相当する。
In the present embodiment, the
また、センサ判別回路40内の比較器42は、本発明の第1比較器に相当し、判定電圧Vr4は、本発明の第1判定電圧に相当し、比較器42から波形整形回路20へ出力される駆動信号Vo1は、本発明の第1識別信号に相当する。また、センサ判別回路40内の比較器44は、本発明の第2比較器に相当し、判定電圧Vr5は、本発明の第2判定電圧に相当し、ANDゲート46は、本発明のゲート回路に相当し、ANDゲート46から波形整形回路20へ出力される駆動信号Vo2は、本発明の第2識別信号に相当する。
The
また更に、センサ判別回路40内のダイオードD1は、本発明の第1電圧保持手段に相当し、抵抗R10及びNPNトランジスタTr1は、本発明の第2電圧保持手段に相当し、ワンショット発生回路30内のORゲート34は、本発明の第3電圧保持手段に相当する。
Furthermore, the diode D1 in the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様を採ることができる。
例えば、上記実施形態では、車両用エンジンを制御する電子制御装置において、回転センサからの検出信号を取り込むのに用いられるセンサ信号入力装置について説明したが、本発明は、車輪の回転等、エンジン以外の回転を検出する回転センサからの検出信号を入力する装置であっても、或いは、回転センサ以外のセンサからの検出信号を入力する装置であっても、上記実施形態と同様に適用することができる。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various aspect can be taken in the range which does not deviate from the summary of this invention.
For example, in the above-described embodiment, the sensor signal input device used to capture the detection signal from the rotation sensor in the electronic control device that controls the vehicle engine has been described. However, the present invention is not limited to the engine such as wheel rotation. Even a device that inputs a detection signal from a rotation sensor that detects the rotation of the rotation sensor or a device that inputs a detection signal from a sensor other than the rotation sensor can be applied in the same manner as in the above embodiment. it can.
また、上記実施形態では、2種類の回転センサの中から入力端子に接続されたセンサの種別を識別して、検出信号を処理するのに使用する信号処理回路(比較器22、24)を選択する装置について説明したが、本発明のセンサ信号入力装置は、センサ判別回路に設けるセンサ識別用の比較器や、信号処理回路を3個以上にすることで、3種類若しくはそれ以上のセンサの中から入力端子に接続されたセンサの種別を識別して、検出信号を処理するのに使用する信号処理回路を選択するように構成することもできる。
In the above embodiment, the type of sensor connected to the input terminal is identified from the two types of rotation sensors, and the signal processing circuit (
2…ECU、4…回転センサ、Ti1,Ti2…入力端子、6…入力回路、10…入力IC、20…波形整形回路、22,24…比較器26,28…双方向スイッチ、29…ORゲート、30…ワンショット発生回路、32…比較器、34…ORゲート、36…双方向スイッチ、40…センサ判別回路、42,44…比較器、46…ANDゲート、D1…ダイオード、Tr1…NPNトランジスタ、50…初期化回路、52…比較器、Tr2…NPNトランジスタ。
2 ... ECU, 4 ... rotation sensor, Ti1, Ti2 ... input terminal, 6 ... input circuit, 10 ... input IC, 20 ... waveform shaping circuit, 22, 24 ...
Claims (8)
仕様が異なるセンサからの検出信号を各々処理するための複数の信号処理手段と、
当該装置の起動後、予め設定された判定時間が経過するまで、前記入力端子に電圧を印加して前記センサに電流を流す通電手段と、
該通電手段による前記センサへの通電開始後の前記入力端子の端子電圧に基づき、前記入力端子に接続されたセンサの種別を判定する判定手段と、
該判定手段による判定結果に従い、検出信号の処理に用いる信号処理手段を前記複数の信号処理手段の中から選択する選択手段と、
を備えたことを特徴とするセンサ信号入力装置。 A sensor signal input device that includes an input terminal for capturing a detection signal from a sensor and processes the detection signal input from the input terminal,
A plurality of signal processing means for processing detection signals from sensors having different specifications;
Energization means for applying a voltage to the input terminal and causing a current to flow through the sensor until a predetermined determination time has elapsed after the device is activated;
Determination means for determining the type of sensor connected to the input terminal based on the terminal voltage of the input terminal after the energization means has started energization of the sensor;
A selection means for selecting a signal processing means to be used for processing of a detection signal from the plurality of signal processing means according to a determination result by the determination means;
A sensor signal input device comprising:
前記端子電圧が第1判定電圧を越えたか否かを判定し、前記端子電圧が第1判定電圧を越えているときに、前記入力端子に第1センサが接続されていることを表す第1識別信号を出力する第1比較器と、
前記端子電圧が前記第1判定電圧よりも低い第2判定電圧を越えたか否かを判定する第2比較器と、
該第2比較器にて前記端子電圧が前記第2判定電圧を越えたと判定され、前記第1比較器から前記第1識別信号が出力されていないときに、前記入力端子に第2センサが接続されていることを表す第2識別信号を出力するゲート回路と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のセンサ信号入力装置。 The determination means includes
It is determined whether or not the terminal voltage exceeds a first determination voltage, and when the terminal voltage exceeds the first determination voltage, a first identification indicating that a first sensor is connected to the input terminal A first comparator for outputting a signal;
A second comparator for determining whether or not the terminal voltage has exceeded a second determination voltage lower than the first determination voltage;
When the second comparator determines that the terminal voltage has exceeded the second determination voltage and the first identification signal is not output from the first comparator, a second sensor is connected to the input terminal. A gate circuit for outputting a second identification signal indicating that
The sensor signal input device according to claim 1, further comprising:
前記ゲート回路から第2識別信号が出力されると、前記第1比較器への端子電圧の入力経路を前記第1判定電圧よりも低い電圧に保持する第2電圧保持手段と、
を備えたことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のセンサ信号入力装置。 When a determination signal indicating that the terminal voltage exceeds the second determination voltage is output from the second comparator, a voltage higher than the second determination voltage is input to the terminal voltage input path to the second comparator. First voltage holding means for holding
Second voltage holding means for holding a terminal voltage input path to the first comparator at a voltage lower than the first determination voltage when a second identification signal is output from the gate circuit;
The sensor signal input device according to claim 2, further comprising:
前記第1比較器及び第2比較器への端子電圧の入力経路は、それぞれ、前記通電手段のスイッチを介して前記入力端子に接続され、
前記第3電圧保持手段は、前記判定時間の経過後、前記ゲート回路から第2識別信号が出力されているときには前記通電手段のスイッチをオン状態に保持し、前記ゲート回路から第2識別信号が出力されていないときに、前記通電手段のスイッチをオフして、前記第1比較器への端子電圧の入力経路を前記第1判定電圧よりも高い電圧に保持することを特徴とする請求項5に記載のセンサ信号入力装置。 The energization means is configured to flow a current to the sensor by turning on a switch connected to a power supply line via a resistor for the determination time,
Terminal voltage input paths to the first comparator and the second comparator are each connected to the input terminal via a switch of the energizing means,
The third voltage holding unit holds the switch of the energization unit in an ON state when the second identification signal is output from the gate circuit after the determination time has elapsed, and the second identification signal is output from the gate circuit. 6. The switch of the energizing means is turned off when the signal is not output, and the terminal voltage input path to the first comparator is held at a voltage higher than the first determination voltage. The sensor signal input device according to 1.
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CN113156342A (en) * | 2021-05-25 | 2021-07-23 | 深圳市信锐网科技术有限公司 | Sensor detection circuit and host |
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