JP2558379B2 - マルチシリンダエンジンの噴射ポンプの角速度及び角度位置検出方法と装置 - Google Patents

マルチシリンダエンジンの噴射ポンプの角速度及び角度位置検出方法と装置

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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、エンジンの回転速度を検出し、常時エンジ
ンの各シリンダの上死点の角度的検知及び燃料噴射が起
こらなくてはならないシリンダの識別を行なうことを可
能にするような、多シリンダ機関（マルチシリンダエン
ジン）特に自動車のエンジンの噴射システム用の検出方
法とその装置に関する。
［従来の技術］ 通常、この種の検出システムには、噴射ポンプ又はエ
ンジンの回転軸にとりつけられたリングギヤの形をした
２つのターゲットが含まれており、かかるターゲット
は、一方ではエンジンの回転速度及びエンジンの上死点
の角度的検知を又他方では燃料噴射がエンジンのサイク
ル中に起こらなくてはならないシリンダの識別を提供す
るため２つ又は３つのセンサと連動する。
「発明が解決しようとする課題」 かかる検出システムは比較的場所をとるものであり又
費用がかかり、その取付けも複雑である。その検出原理
は一般に、強磁性材料でできたリングギヤとセンサの間
に生じた磁界の変動に基づいている。エンジンの回転速
度が緩慢である場合、磁界の変動は、優れた測定感度を
可能にするのに充分なほど有意でない。その上、センサ
の１つが故障した場合すなわちエンジンの機能劣化モー
ドでは、従来の計測システムはエンジンの電子式噴射制
御システムに対して充分な情報を提供することができ
ず、そのためエンジンは直ちに停止することになる。
［課題を解決するための手段］ 本発明の目的は、マルチシリンダエンジンの電子式噴
射システムのための単純かつ効果的な検出方法を提案す
ることにより従来の計測システムの欠点を補正すること
にある。
本発明のもう１つの目的は、新しい構造をもち組立て
が容易でコンパクトかつ多機能のマルチシリンダエンジ
ンの電子噴射システムのための検出装置を実現すること
にある。
本発明の目的は同様に、付加的な装置又はセンサを使
用しない噴射システムの初期調時手段を入手することに
もある。
本発明の目的は同様に、劣化モードで電子噴射誘導シ
ステムに対し充分な情報を提供することのできる、自動
車のエンジン用の検出装置にある。
本発明に従うと、検出方法は、その周囲上にＮ極とＳ
極とが交互に分布された複数の磁極を有すると共にエン
ジンのシリンダの数と同数の互いに同じ幾何形状のセク
タに細分され、一つのセクタは単一の磁極から全体が構
成され且つ他のセクタの各々は少なくとも連続した複数
の小さな磁極とそのセクタの一端に位置する一つの大き
な磁極とから構成された剛性多極リングを噴射ポンプの
回転軸に一体に設け、剛性多極リングの外側で且つ剛性
多極リングの周方向に沿って互いに間隔を隔てた２点に
おいて剛性多極リングの回転により発生する磁界の変動
を測定し、２点における測定結果から噴射ポンプの回転
軸の角速度及び角度位置を検出する方法である。
本発明に基づく検出装置は、マルチシリンダエンジン
の回転速度を測定し、エンジンの各シリンダの上死点の
角度位置を検知し、エンジンのシリンダのうち燃料噴射
が起こるシリンダを識別するための検出装置において、
電子式噴射システムのポンプ内にポンプの回転軸の回り
に一体に形成され、その周囲上にＮ極とＳ極とが交互に
分布された複数の磁極を有すると共にエンジンのシリン
ダの数と同数の互いに同じ幾何形状のセクタに細分さ
れ、一つのセクタは単一の磁極から全体が構成され且つ
他のセクタの各々は少なくとも連続した複数の小さな磁
極とそのセクタの一端に位置する一つの大きな磁極とか
ら構成された剛性多極リングと、それぞれ剛性多極リン
グの周方向に沿って互いに間隔を隔てて配置されると共
に剛性多極リングの外周部に対向して固定された二つの
ホール効果センサと、二つのホール効果センサに接続さ
れ且つ電子式噴射システムの制御用計算機のための複数
の検出信号を発生する電子処理インタフェイスとを備え
たものである。
本発明の好ましい一実施態様に従うと、多極リングの
単一の磁極から構成された一つのセクタ以外の他のセク
タの各々は、各々小さな角度的広がりをもつ連続した２
つ以上の小さな磁極と、１つの小さな磁極のものの1.5
倍以上の角度的広がりをもつ１つの大きな磁極で構成さ
れている。
リング上に単極セクタが存在することにより、このセ
クタをエンジンのシリンダの１つと調時する上で、他極
リングが噴射ポンプの軸により回転駆動された場合にか
かるシリンダを検知することが可能となる。
好ましくはリングの小さな極は全て同じ角度的広がり
をもつ。リングの大きな極は全て、同様に同じ幾何形状
をもち、互いに同じ間隔をおいて分離されている。
２つのホール効果センサは、好ましくは、多極リング
の１つセクタの角度的広がりの倍数に相当する間隔だけ
互いに角度的に間隔どりされている。
多極リングは、その周囲上で交互になった偶数の磁極
で構成されている。エンジンのシリンダ数をｎとする
と、そのとき多極リングはｎ個のセクタを有し、そのう
ちの１つは唯一の磁極で構成されている。その他のn-1
個のセクタは、合計で奇数の磁極を有する。エンジンが
偶数のシリンダを有する場合つまりｎが偶数である場
合、奇数のn-1個のセクタは、リングのn-1個のセクタ全
体につれて奇数の磁極を得るべく交互になった奇数の磁
極を各々有することができる。かかるn-1個のセクタの
各々はこのとき好ましくは１つの大きな極と連続した偶
数の小さな極を有する。
エンジンのシリンダの数ｎが奇数である場合、多極リ
ングの偶数のn-1のセクタは、合計で奇数の磁極を有す
るはずである。この場合、互いに同じ数の磁極をもつn-
2個の残りのセクタの磁極数とは偶数／奇数の関係が逆
になる個数の磁極でn-1個のセクタのうちの１つを実現
することを考えることができる。換言すると、n-2個の
セクタが各々偶数の極を有する場合、かかるセクタは奇
数の極をもつ。n-2個のセクタの各々が奇数の極を有す
る場合、かかるセクタは偶数の磁極を有する。
本発明は、添付の図面で図示され制限的な意味をもた
ないものとして取り上げられた本発明の特定の一実施態
様の詳細な説明を検討することにより、さらに良く理解
できることだろう。
［実施例］ 第１図に示されているように、本発明に基づく検出装
置には、ポンプの内側で自動車のエンジンの電子式噴射
システムのポンプの回転軸（図示せず）の回りにとりつ
けられた剛性多極リング１が含まれている。かかるリン
グ１の直径は、ポンプの内側へのそのとり付けを可能に
するよう比較的小さく約40mmでなくてはならない。リン
グは、プラストフェライトといった磁気的に分極可能な
剛性材料又は磁極を支持することができるようにするそ
の他の材料で作られていなくてはならない。
この例では、多極リング１は、交互に配置されたＮ極
とＳ極の36の磁極で構成されており、そのうち35は300
°にわたり分布し、36番目の磁極は60°の全セクタ２を
占めている。リング１は60°の６つのセクタに細分さ
れ、セクタ２を除く５つのセクタの各々は、Ｎ極/S極の
交互になった７つの連続磁極で構成され、７番目の磁極
３は、そのセクタの他の６つの磁極４の各々の２倍の角
度的広がりをもつ。多極リング１の６つのセクタの各々
は、図示されていない６気筒の自動車用エンジンの１本
のシリンダに相応する。
第２図及び第３図に示されているように、本発明の装
置はさらに、噴射ポンプの覆い上に固定され多極リング
１の外周部から約0.4mmの間隙を隔てて多極リング１の
直径方向反対側に位置づけされた２つのセンサ５及び６
を含んでいる。センサ５及び６は、逆の極性をもつ２つ
の連続した磁極により生成された磁界の差を検出できる
ような形で寸法決定されたホール効果技術によるセンサ
である。これらのセンサは各々、２つの２進状態つまり
異なる極性に応じての磁極に面した下位状態と磁極に面
した上位状態を生成できるように、電子信号整形用の電
子式手段（図示せず）を含んでいる。
ホール効果センサ５及び６は、直流電圧電源Vccによ
り給電を受けており、そのそれぞれの出力端子７及び８
において各々２進信号Ａ及びＢを送り出す。センサ５の
出力端子７において信号Ａは、それぞれ正遷移単安定回
路9a、負遷移単安定回路9b及び排他的OR論理ゲート11の
入力端子10aに給電を行う。同様にして、センサ６の出
力端子８において信号Ｂはそれぞれ、正遷移単安定回路
12a、負遷移単安定回路12b及び論理ゲート11の第２の入
力端子10bに給電を行なう。
単安定回路9a及び9bの出力端子13a及び13bはOR論理ゲ
ート14の入力端子に接続されており、かかるゲートの出
力端子はAND論理ゲート17の入力端子に接続されてい
る。同様に、単安定回路12a及び12bの出力端18a及び18b
は、OR論理19論理の入力端子に接続され、かかる論理の
出力端子20は、第２のAND論理ゲート22の入力端子21aに
接続されている。
排他的OR論理ゲート11の出力端子23は、それぞれ第１
のAND論理ゲート17の第２の入力端子16b及び第２のAND
論理ゲート22の第２の入力端子21bに接続された出力端
子25をもつインバータ24に接続されている。
OR論理ゲート14及び19の出力端子15及び20は同様に第
３のOR論理ゲート27の入力端子26a及び26bに接続されて
いる。
単安定回路9a,9b,12a,12b、論理ゲート11,14,17,19,2
2,27、インバータ24ならびに接続部分は、本発明に基づ
く装置の電子式処理インタフエイスを構成している。
第３図の上部には、360°にわたり展開された多極リ
ング１が示されている。第３図の下部は本発明に基づく
装置のさまざまな段階で生成される信号のシーケンスを
示している。
２つのホール効果センサ５及び６により生成された信
号Ａ及びＢは、電子式噴射誘導用計算機に必要な信号D,
E及びＦを作り出すことを役目とする電子インタフェイ
スにより処理される。
センサ５の出力端子７において２進信号Ａはまず第１
に単安定回路9a及び9bにより処理され、信号Ａの２進状
態の変化ひいては多極リング１の１つの磁極から異なる
極性の次の極への移行に各々相応するパルスの形で信号
Ａ′を送り出すような出力端子15をもつOR論理ゲート14
により加算される。同様にして、パルスの形をした信号
Ｂ′は、単安定回路12a,12b及びOR論理ゲート19を用い
た信号Ｂの２進遷移を表わす。
信号Ａ′とＢ′は、OR論理ゲート27により合計され、
エンジンの回転60°毎に同一の１つの信号を誘導用計算
機に対して提供するという特異性をもつ出力信号Ｄを生
成する。従って信号Ｄにより、計算機は、7.5°規則的
に離隔して６回、15°の間隔で７回目といったように60
°毎に計７回エンジンの回転速度を制御することができ
る。なお先行するものと一線を画したこの最後のパルス
により、計算機は、各リングの上死点について角度的基
準を得ることができる。
排他的OR論理ゲート11の入力端子10a及び10bは、それ
ぞれセンサ５及び６の出力端子７及び８に接続されてい
る。２進信号Ａ及びＢは、論理ゲート11を通った後２進
信号Ｃとなり、これはインバータ24により補完される。
AND論理ゲート17及び22は、信号Ｃ及び信号Ａ′及び
Ｂ′の補数から、それぞれ信号Ｅ及びＦを得ることがで
き、これらの信号Ｅ及びＦは計算機に伝送される。
インタフェイスにより生成された信号Ｅ及びＦは、エ
ンジンのサイクル全体にわたり制御すべきシリンダの検
知（この例では６本のシリンダ）に関する情報を計算機
に提供することを可能にする。信号Ｅ及びＦの各々はエ
ンジンの回転１回毎に３本のうちの１本のシリンダを検
知することを可能にし、従って、計算機は制御すべきシ
リンダを制御できることになる。
１本のシリンダの検知のため信号Ｅ及びＦの各々に較
正された３つのパルスが存在することにより、計算機
は、多極リングにより実際に生成された信号の擾乱パル
スを区別することができる。こうして、雑音に対する優
れた免疫性が可能となり、装置の機能上のあらゆる混乱
を避けることができる。
従って、本発明に従った検出装置によると、噴射の制
御用計算機に対して、エンジンの回転速度；エンジンの
各シリンダの上死点に相応する角度位置及び噴射ポンプ
一回転の間に制御すべき考えられる６本のシリンダにつ
いての情報を提供することが可能となる。
ホール効果センサ５及び６が存在することによつて、
エンジンの回転速度が非常に低い場合でさえ１つの極か
ら他の極への自由な遷移を伴うＮ極又はＳ極の２進情報
を入手することができ、こうして装置のすぐれた検出感
度を得ることができる。
その上、本発明に基づく２つのセンサ５及び６と多極
リングの組合せにより、センサのうちの１つが故障した
場合に、劣化モードでエンジンの使用を続行できるよう
にする目的で噴射システムを制御するのに充分な情報を
生成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に基づく多極リングの概略図である。 第２図は、本発明の装置の機能を示す概略図である。 第３図は、第２図に相当する本発明の装置により生成さ
れた信号を表わしている。 １……多極リング、2,3,4……磁極、5,6……ホール効果
センサ、9a,9b,12a,12b……２対の単安定回路、10a,10b
……入力端子、11……排他的OR論理ゲート、14,19……O
R論理ゲート、15,20……出力端子、16b,21b……入力端
子、17,22……AND論理ゲート、26a,26b……入力端子、2
7……OR論理ゲート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−184935（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−161976（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−300039（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−70168（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−199947（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−23554（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−116805（ＪＰ，Ｕ)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】マルチシリンダエンジンの噴射ポンプの回
    転軸の角速度及び角度位置を検出する方法において、 その周囲上にＮ極とＳ極とが交互に分布された複数の磁
    極を有すると共にエンジンのシリンダの数と同数の互い
    に同じ幾何形状のセクタに細分され、一つのセクタは単
    一の磁極から全体が構成され且つ他のセクタの各々は少
    なくとも連続した複数の小さな磁極とそのセクタの一端
    に位置する一つの大きな磁極とから構成された剛性多極
    リングを噴射ポンプの回転軸に一体に設け、 剛性多極リングの外側で且つ剛性多極リングの周方向に
    沿って互いに間隔を隔てた２点において剛性多極リング
    の回転により発生する磁界の変動を測定し、 ２点における測定結果から噴射ポンプの回転軸の角速度
    及び角度位置を検出する ことを特徴とするマルチシリンダエンジンの噴射ポンプ
    の角速度及び角度位置検出方法。
  2. 【請求項２】マルチシリンダエンジンの回転速度を測定
    し、エンジンの各シリンダの上死点の角度位置を検知
    し、エンジンのシリンダのうち燃料噴射が起こるシリン
    ダを識別するための検出装置において、 電子式噴射システムのポンプ内にポンプの回転軸の回り
    に一体に形成され、その周囲上にＮ極とＳ極とが交互に
    分布された複数の磁極を有すると共にエンジンのシリン
    ダの数と同数の互いに同じ幾何形状のセクタに細分さ
    れ、一つのセクタは単一の磁極から全体が構成され且つ
    他のセクタの各々は少なくとも連続した複数の小さな磁
    極とそのセクタの一端に位置する一つの大きな磁極とか
    ら構成された剛性多極リングと、 それぞれ前記剛性多極リングの周方向に沿って互いに間
    隔を隔てて配置されると共に前記剛性多極リングの外周
    部に対向して固定された二つのホール効果センサと、 前記二つのホール効果センサに接続され且つ電子式噴射
    システムの制御用計算機のための複数の検出信号を発生
    する電子処理インタフェイスと を備えたことを特徴とするマルチシリンダエンジンの噴
    射ポンプの角速度及び角度位置検出装置。
  3. 【請求項３】前記剛性多極リングにはその周囲上に配置
    された偶数の磁極が含まれていることを特徴とする請求
    項２に記載の検出装置。
  4. 【請求項４】前記剛性多極リングの他のセクタを構成す
    る小さな磁極は互いに同じサイズであり、大きな磁極は
    互いに同じサイズで且つ互いに同じ間隔を隔てて配置さ
    れ、各々の大きな磁極のサイズは少なくとも小さな磁極
    のサイズの1.5倍以上であることを特徴とする請求項２
    又は３のいずれかに記載の検出装置。
  5. 【請求項５】前記ホール効果センサは、前記剛性多極リ
    ングの一つのセクタの広がりの倍数に相当する間隔を互
    いに隔てて配置されていることを特徴とする請求項２な
    いし４のいずれか１項に記載の検出装置。
  6. 【請求項６】エンジンが偶数のシリンダを有し、前記剛
    性多極リングの各々のセクタは奇数の磁極を有している
    ことを特徴とする請求項３に記載の検出装置。
  7. 【請求項７】エンジンが奇数のシリンダを有し、単一の
    磁極から構成された一つのセクタを除いて前記剛性多極
    リングの他のセクタは、互いに同数の磁極を有する複数
    の第１のセクタと、これら第１のセクタが有する磁極の
    数が偶数のときには奇数の磁極を、奇数のときには偶数
    の磁極を有する一つの第２のセクタとを含むことを特徴
    とする請求項３に記載の検出装置。
  8. 【請求項８】前記電子処理インタフェイスは、 それぞれ入力端子が対応する前記ホール効果センサに接
    続されている２対の単安定回路と、 それぞれ対応する単安定回路対からの二つの出力を入力
    する第１及び第２のOR論理ゲートと、 前記二つのホール効果センサからの出力を入力する排他
    的OR論理ゲートと、 排他的OR論理ゲートの出力端子に接続されたインバータ
    と、 第１のOR論理ゲートの出力端子及びインバータの出力端
    子に接続された第１のAND論理ゲートと、 第２のOR論理ゲートの出力端子及びインバータの出力端
    子に接続された第２のAND論理ゲートと、 第１及び第２のOR論理ゲートの出力端子に接続された第
    ３のOR論理ゲートと を含み、第３のOR論理ゲートと第１及び第２のAND論理
    ゲートからそれぞれ電子式噴射システムの制御用計算機
    に信号が出力されることを特徴とする請求項２ないし７
    のいずれか１項に記載の検出装置。
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