JP2596581B2

JP2596581B2 - 回転体の回転角度位置検出装置

Info

Publication number: JP2596581B2
Application number: JP2540788A
Authority: JP
Inventors: 千昭熊谷
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-02-05
Filing date: 1988-02-05
Publication date: 1997-04-02
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JPH01203656A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、内燃機関のクランクシャフト等の回転体の
回転角度位置を検出する装置に関する。

背景技術かかる装置として、例えば、実開昭61−41866号公報
に示されたものが公知である。該公報に示された装置に
おいては、４サイクルエンジンのクランクシャフトに結
合してこれと共回転する第１回転体にクランクシャフト
の所定回転角度位置を示す磁性突起を設け、これをピス
トン上死点前の点火時期に対応せしめ、クランクシャフ
トに連動しクランクシャフトの1/2の回転速度で回転す
るカムシャフトにこれと共に回転する第２回転体を設
け、この第２回転体にピストンの圧縮上死点前で点火時
期前の所定回転角度位置を示す被検知部たる磁性突起を
設け、第２回転体の磁性突起を磁気センサによって検知
することにより圧縮上死点前の所定回転角度位置にクラ
ンクシャフトが到達したことを検知できるように構成さ
れており、その後に第１回転体の磁性突起が検知された
ときクランクシャフトが点火時期に相当する回転角度位
置に達したことを検出し、点火系をトリガするのであ
る。

しかしながら、上述の構成においては、エンジン始動
時に第２回転体の磁性突起がこれを検知する磁気センサ
を通過した直後の状態から始動されると、クランクシャ
フトの回転始めからその回転角度位置が検出されるまで
にクランクシャフトはほぼ２回転しなければならなかっ
た。

それ故、エンジン点火タイミングの設定が遅れ、始動
性に劣る欠点があった。特に、多気筒エンジンであれ
ば、クランクシャフト１回転の間に必ず点火のチャンス
があるにも拘らず、その間は点火することが出来なかっ
た。

発明の概要そこで、本発明は上述の事情に鑑み、回転体が回転を
始めてからその回転角度位置が検出されるまでに必要と
される回転体の回転量が少ない回転体の回転角度位置検
出装置を提供することを目的としている。

上述の目的を達成する為、本発明による回転体の回転
角度位置検出装置においては、第１回転体に等回転角度
間隔をもって複数の被検知部を形成し、第１回転体と所
定の減速比をもって回転する第２回転体に複数の被検知
部を相隣り合う検知部の角度間隔が全て異なるよう形成
し、第１および第２回転体のそれぞれの被検知部を検知
して第１及び第２パルスを発する第１及び第２検知素子
を設け、１の第２パルス発生から次の第２パルス発生ま
でに発生した第１パルスの数とその後発生する第１パル
スの数とから第１回転体の回転角度位置を検出すること
を特徴としている。

実施例以下、本発明の実施例について添付図面を参照しつつ
説明する。

第１図は本発明による回転体の回転角度位置検出装置
を多気筒４サイクルエンジンの点火装置に適用した実施
例を示している。

第１図示した用に、本実施例においては、６気筒エン
ジン（図示せず）のクランクシャフト１に円形の第１回
転体２が取り付けられており、第１回転体２はクランク
シャフト１と共に図の時計方向に回転する。第１回転体
２の外周部には被検知部として９個の第１磁性突起3a,3
b,……3h,3iが回転方向において等角度間隔をもって形
成されている。磁性突起３の回転軌跡近傍には第１磁性
突起３が近傍を通過する毎に第１パルスを発生する第１
検知素子５が設けられている。第１検知素子５は、例え
ば磁気コイルを内蔵した磁気センサからなっており、第
１磁性突起3aを検知したときエンジンの第２及び第５気
筒のピストンが上死点位置となるよう配設されている。

一方、クランクシャフト１の回転は図示しないチェー
ン及びスプロケットを介して所定の減速比（本実施例で
は２）をもって減速されてカムシャフト６に伝達されて
いる。カムシャフト６には円形の第２回転体７が取り付
けられており、第２回転体７はカムシャフト６と共に図
の時計方向に回転する。第２回転体の外周部には被検知
部として４個の第２磁性突起8a,8b,8c,8dが回転方向に
おいて不等角度間隔をもって形成されており、相隣り合
う第２磁性突起８の角度間隔は全て異なっている。すな
わち、本実施例の場合には、第２磁性突起8a及び8b間の
角度間隔は60゜、第２磁性突起8b及び8c間の角度間隔は
80℃、第２磁性突起8c及び8d間の角度間隔は100゜、第
２磁気突起8d及び8a間の角度間隔は120゜となってい
る。第２磁性突起８の回転軌跡近傍には第１検知素子５
と同様の第２検知素子10が配設されている。第２検知素
子10の配設位置は、第１及び第２回転体２及び７が回転
中第２検知素子10が第２磁性突起8aを検知した直後に第
１検知素子５が第１磁性突起3aを検知することとなる位
置である。

第１検知素子５が第１磁性突起3a〜3iを検知して発す
る第１パルスは波形整形器としても使用する増幅器11を
介してマイロコンピュータのCPU12に入力される。ま
た、第２検知素子10が第２磁性突起8a〜8dを検知して発
する第２パルスは波形整形器としても作用する増幅器13
を介してフリップフロップ15のセット入力端子に入力さ
れ、フリップフロップ15の出力がCPU12に入力されるよ
うになっている。フリップフロップ15の出力レベルはセ
ット入力端子への入力により高レベルとなり、CPU12か
らそのリセット入力端子に入力されるリセット信号によ
る低レベルとなる。

本実施例装置においては、エンジンの運転中、第１回
転体２の回転に応じて第１検知素子５からは増幅器11を
介して第２図（Ｂ）に示した第１パルス信号がCPU12に
入力され、同様に第２検知素子10からは増幅器13を介し
て第２図（Ａ）に示した第２パルス信号がフリップフロ
ップ15に入力される。

上述したマイクロコンピュータはCPU12及び図示しな
いROM,RAM等から構成されており、第１パルスと、第２
パルスが入力されるフリップフロップ15の出力とをもと
に、後述するプログラムに従って、第１回転体２の回転
角度位置すなわちクランクシャフト１の回転角度位置を
検出し、クランクシャフト１が所定の回転角度位置に達
したとき増幅器16,17,18を介して図示しない点火ユニッ
トに対し指令信号を出力するのである。

第３図は、そのプログラム示したフローチャートであ
る。このプログラムは上述した第１パルスの発生毎に、
例えば、エンジンに供給される混合気の空燃比制御の為
にプログラムされたメインルーチンに割込んで実行され
る。

まず、マイクロコンピュータに電源が投入されると、
電源投入と同時に初期化が行なわれ、後述する各カウン
タのカウント値や各フラグ及びフリップフロップ15がリ
セットされる。次いで、上述したメインルーチンの各ス
テップが実行される。メインルーチンを実行中、CPUに
第１パルス（第２図（Ｂ）参照）が入力されると、その
都度メインルーチンに割込んで第３図に示した割込サブ
ルーチンが実行される。

メインルーチンに割込むと、まず、第１パルスの出力
回数を計数するクランクパルスカウンタのカウント値CI
をインクリメントし（ステップS₁）、フリップフロップ
15の出力が高レベルである否かを判定する（ステップ
S₂）。フリップフロップ15の出力はエンジン始動から第
２パルスが最初に出力されるまでの間は低レベルである
ので、ステップS₃へ進み、更にエンジン始動後第２パル
スが２回以上出力されたときに１がセットされるフラグ
SFに１がセットされているか否かを判別する（ステップ
S₃）。エンジン始動から最初に第２パルスが出力される
までの間は当然にフラグSFに15はセットされていないの
で、割込サブルーチンの実行を一旦終了し、割込前に実
行していたメインルーチンの実行を再開する。従って、
エンジン始動から最初の第２パルスが出力されるまでの
間は、クランクパルスカウンタのカウント値CIをインク
リメントする動作のみを行なうこととなる。

エンジンの始動後、最初の第２パルスが出力される
と、フリップフロップ15の出力レベルは高レベルとな
る。従って、フリップフロップ15の出力レベルが高レベ
ルとなった後、割込サブルーチンが実行されると、ステ
ップS₂においてフリップフロップ15の出力レベルが高レ
ベルであると判別され、ステップS₄に進み、フリップフ
ロップ15のリセット入力端子に対してリセット信号を出
力し、フリップフロップ15の出力レベルを低レベルとす
る。次いで、最初の第２パルスが出力された後、既に第
１パルスが出力されているか否か、換言すれば、最初の
第２パルスの出力後に割込サブルーチンが既に一度実行
されているか否かを、その旨を示すフラグIFの状態を見
て判別する（ステップS₅）。フラグIFは最初の第２パル
スの出力後割込サブルーチンが一度実行されると１がセ
ットされるフラグであり、最初の第２パルス発生後の最
初の第１パルス発生による割込サブルーチンの実行中に
おけるステップS₅においては、未だフラグIFに１はセッ
トされていない。従って、ステップS₆へ進み、ここでフ
ラグIFに１をセットし、クランクパルスカウンタのカウ
ント値CIを０にリセットする（ステップS₇）。次いで、
ステージカウンタのカウント値SCが1,2,4,5,7,8のいず
れかと一致しているか否か判別する（ステップS₈〜
S₁₃）。しかし、ここではカウント値SCは初期化によっ
てゼロリセットされたままであるので、いずれの値にも
一致しない。従って、割込サブルーチンの実行は一旦終
了し、メインルーチンの実行に戻る。

最初の第２パルス発生後の２発目以降の第１パルスの
発生により割込サブルーチンが実行される場合、次の第
２パルスの発生までの間、すなわち、次の第２パルス発
生によりフリップフロップ15の出力レベルが高レベルと
なるまでの間はステップS₄〜S₃の動作のみが繰り返さ
れ、その間の第１パルス発生回路がクランクパルスカウ
ンタによって計数される。そして、次の第２パルスの発
生によりフリップフロップ15の出力レベルが高レベルと
なると、ステップS₁→S₂→S₄→S₅と進み、ステップS₅に
おいてフラグIFに１がセットされているか否かが判別さ
れる。ここで、フラグIFには上述した様にステップS₆に
おいて１がセットされているので、ステップS₁₄へ進
み、フラグSFに１をセットする。フラグSFはエンジン始
動後第２パルスが２回以上出力されたことを示すフラグ
であり、第２パルスが２回以上発生したときに１がセッ
トされるフラグである。次いで、クランクパルスカウン
タのカウント値が3,4,5,6のいずれかと一致していない
か否かを判別し（ステップS₁₅,S₁₆,S₁₇,S₁₈）、カウン
ト値CIが３であった場合にはステージカウント値SCに１
をセットし（ステップS₁₉）、カウント値CIが４であっ
た場合にはステージカウント値SCに５をセットし（ステ
ップS₂₀）、カウント値CIが５であった場合にはステー
ジカウント値SCに１をセットし（ステップS₂₁）、カウ
ント値CIが６であった場合にはステージカウント値SCに
７をセットし（ステップS₂₂）、カウント値CIがいずれ
の値とも一致しなかった場合にはそのままステップS₆及
びS₇の動作を実行する。

ここで、カウント値CIとステージカウント値SCとの関
係について説明しておく。まず、本実施例においては、
クランクシャフト１の１回転が第１図に示した様に、第
１磁性突起3a〜3iによって分割される９個のステージか
ら構成されており、各ステージにはクランクシャフト１
の回転基準位置に対応する第２気筒及び第５気筒の上死
点から始まるステージを起点として１〜９までのステー
ジナンバを各ステージを挾む第１磁性突起のうち回転方
向前方側の各第１磁性突起に対応して付してある。従っ
て、後述するように第１パルス発生毎に更新されるステ
ージカウンタのカウント値SCと第１検知素子５により検
知された第１磁性突起３に対応する実際のステージナン
バとを一致せしめることにより、ステージカウント値SC
から現在のクランクシャフト１の回転角度位置かどのス
テージに属するかを知ることができるようになっている
ものである。そして、ステージカウント値SCと実際のス
テージナンバとを一致せしめる為、クランクパルスカウ
ンタのカウント値CIが必要とされるのである。

カウント値CIは上述した様にエンジン始動後の最初の
第２パルス発生から次の第２パルス発生までの間に発生
する第１パルスの発生回数を計数するが、第１図に示し
た様に、第２パルス発生のもととなる第２磁性突起8a〜
8dは第２回転体の外周に不等角度間隔をもって形成され
ているので、第２磁性突起8aによる第２パルス発生後第
２磁性突起8bによる第２パルス発生までに生ずる第１パ
ルスの発生回数は３回となり、同様に、第２磁性突起8b
と8cとの間では４回となり、第２磁性突起8cの8dとの間
では５回となり、第２磁性突起8dと8aとの間では６回と
なり、相互に隣り合った第２磁性突起の相互間の当該角
度間隔に応じた回数だけ第１パルスが発生するのであ
る。従って、第１回転体が第２回転体の複数倍の回転速
度で回転する限り、この第１パルスの発生回路は常に特
定のステージに対応することとなる。すなわち、１の第
２パルス発生の後次の第２パルスが発生しその直後に発
生する第１パルスに対応するステージナンバは当該１の
第２パルス発生から次の第２パルス発生までの第１パル
スの発生回数によって特定されるものである。従って、
本実施例の場合、最初の第２パルス発生から２番目の第
２パルス発生までの第１パルスの発生回数が３回であれ
ば、当該２番目の第２パルス発生の直後に発生する第１
パルスに対応するステージナンバは１であり、当該第１
パルスの発生が４回であれば当該ステージナンバは５で
あり、当該第１パルスの発生回数が５回であれば当該ス
テージナンバは１であり、当該第１パルス発生回数が６
回であれば当該ステージナンバは７である。このカウン
ト値CIとステージカウント値SCとの関係をエンジン回転
中のパルス信号波形を示した第２図（Ａ）及び（Ｂ）の
間に示す。

上述したことから、理解されるように、最初の第２パ
ルス発生から２番目の第２パルス発生までの間に生ずる
第１パルスの発生回数をクランクパルスカウンタによっ
て計数し、そのカウント値CIに基づき、第１検知素子に
より検知された第１磁性突起に対応した実際のステージ
ナンバに一致した値をステージカウンタのカウント値SC
にセットすることができ、ステージカウント値SCと実際
のステージナンバとを一致せしめることが出来るのであ
る。

例えば、第３図のの位置からエンジンが始動された
場合には、最初に第２パルスP₁が出力されるまでクラン
クパルスカウンタが第１パルスの発生回数を計数する
が、このカウント値CIは最初の第２パルスP₁が出力され
た直後の第１パルスの発生により、上述したプログラム
のステップS₇にてゼロリセットされる。次いで、次の第
２パルスP₂が出力されるまでの間に発生する第１パルス
の発生回数がクランクパルスカウンタにより計数される
のである。最初の第２パルスP₁発生直後の第１パルスを
ゼロとして計数（ゼロリセット）することとしているの
で、第２パルスP₂の発生直後に発生する第１パルスの分
を加えて計数し、第２パルスP₁及びP₂間に発生した第１
パルスの発生回数（５回）にカウント値CIを一致せし
め、このカウント値CIについてステップS₁₅〜S₁₅の判別
をなし、この判別に基づきステップS₂₁においてステー
ジカウント値SCに１を設定し、スネージカウンタのカウ
ント値SCを実際のステージナンバに一致せしめるのであ
る。

第３図に示したフローチャートの続きを説明する。上
述したように、ステップS₁₉〜S₂₂においてステージカウ
ント値SCに実際のステージナンバに対応した値が設定さ
れ、ステップS₆及びS₇が実行された後、ステップS₈〜S
₁₃の判別が行なわれる。ここで、ステージカウント値SC
が１であった場合には第２気筒及び第５気筒の点火をな
す点火ユニットに対して点火指令信号を発し、当該点火
ユニット内のイグニッションコイル（一次側）への電流
を遮断して当該気筒の点火をなし（ステップS₂₃）、ス
テージカウント値SCが２であった場合には第２気筒及び
第５気筒の点火ユニットに対して通信指令信号を発し、
当該点火ユニット内のイグニッションコイル（一次側）
への電流供給を行なわしめる（ステップS₂₄）。同様
に、ステージカウント値SCが４であった場合には第３及
び第６気筒の点火ユニットに対して点火指令信号を発し
て当該気筒の点火をなし（ステップS₂₅）、ステージカ
ウント値SCが５であった場合には第３及び第６気筒の点
火ユニットに対して通電指令信号を発する（ステップS
₂₆）。更に、ステージカウント値SCが７であった場合に
は第１及び第４気筒の点火ユニットに対して点火指令信
号を発して当該気筒の点火をなし（ステップS₂₇）、ス
テージカウント値SCが８であった場合は第１及び第４気
筒の点火ユニットに対して通電指令信号を発する（ステ
ップS₂₈）。その後、メインルーチンの実行に戻り、次
の第１パルスの発生により再度メインルーチンに割込ん
で割込サブルーチンが実行される。

このように第１パルスの発生により再度メインルーチ
ンに割込むと、次の第２パルスが発生するまでの間はス
テップS₁→S₂→S₃と進み、ステップS₃においてフラグSF
に１がセットされているか否かが判別される。上述した
様に、２発目の第２パルス発生後の割込サブルーチンの
実行の際、ステップS₁₄においてフラグSFには１がセッ
トされているので、ステップS₃における判断はYESとな
り、ステップS₂₉へ進み、ステージカウンタのカウント
値SCをインクリメントする。次いで、ステージカウント
値SCが９を越えているか否か判別し（ステップS₃₀）、
越えていた場合にはステージカウント値SCを１にリセッ
トし（ステップS₃₁）、越えていない場合にはそのまま
ステップS₈以降のステップが実行されるのである。

上述したフローチャートにおいては、万が一、第１検
知素子５が第１磁性突起を検知できず第１パルスを出力
しなかった為にステージカウント値SCと実際のステーシ
ナンバとが一致しなくなった場合であっても、その後に
第２パルスが２回発生すれば、その間に生ずる第１パル
スの発生回数をクランクパルスカウンタが計数している
ので、そのカウント値CIに基づきステージカウント値SC
を第１検知素子５が検知した第１磁性突起に対応した実
際のステージナンパに一致せしめることが可能である。

発明の効果以上説明した様に、本発明による回転体の回転角度位
置検出装置においては、第１回転体に等回転角度間隔を
もって複数の被検知部を形成し、第１回転体と所定の減
速比をもって回転する第２回転体に複数の被検知部を相
隣り合う被検知部の角度間隔が全て異なるよう形成し、
第１及び第２回転体のそれぞれの被検知部を検知して第
１及び第２パルスを発する第１及び第２検知素子を設
け、１の第２パルス発生から次の第２パルス発生までに
発生した第１パルスの数とその後発生する第１パルスの
数とから第１回転体の回転角度位置を検出することとし
ているので、第２パルスが２回発生すれば第１回転体の
回転角度位置を検出し得、回転体の回転角度位置を検出
するに必要とされる回転体の回転量が少ない回転体の回
転角度位置検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明による回転体の回転角度位置検出装置を
適用した６気筒４サイクルエンジンの点火装置のブロッ
ク図、第２図（Ａ）及び（Ｂ）は第１図におけるフリッ
プフロップ及びCPUに入力される第２パルス及び第１パ
ルスの信号波形図、第３図は第１図におけるCPUの動作
を示したフローチャートである。主要部分の符号の説明１……クランクシャフト２……第１回転体 3a,3b,3c,3d,3e,3f,3g,3h,3i……第１磁性突起５……第１検知素子６……カムシャフト７……第２回転体 8a,8b,8c,8d……第２磁性突起 10……第２検知素子 12……CPU 15……フリップフロップ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｇ０１Ｍ 15/00 Ｇ０１Ｍ 15/00 Ｚ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転方向において等角度間隔をもって複数
の被検知部が形成された第１回転体と、回転方向におい
て複数の被検知部が相隣り合う被検知部の角度間隔が全
て異なるよう形成されかつ前記第１回転体に所定減速比
をもって連動し回転する第２回転体と、前記第１回転体
及び第２回転体のそれぞれの被検知部の回転軌跡近傍に
それぞれ設けられて被検知部が近傍を通過する毎に第１
及び第２パルスを各々発生する第１検知素子及び第２検
知素子と、１の前記第２パルスの発生後次の前記第２パ
ルス発生時点までに発生する前記第１パルスの数を検知
し、その後発生する前記第１パルスの数を監視して前記
第１回転体の回転角度位置を検出する回転角度位置検出
手段とからなることを特徴とする回転体の回転角度位置
検出装置。