JP2961984B2 - 内燃機関用回転位置検出装置 - Google Patents

内燃機関用回転位置検出装置

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JP2961984B2
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英人 森
正幸 伊藤
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は主に自動車内燃機関を制
御するために用いられる回転位置検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のものとして、内燃機関の
クランク軸あるいはカム軸に、等間隔(例えば10°C
A)の歯を設けたロータを配置し、それに対向する電磁
ピックアップあるいはホール素子等の回転センサでクラ
ンク角度を検出するものにおいて、基準位置(例えば、
上死点)の歯を欠落させて基準位置を検出するものが提
案されている(例えば、米国特許第4233592号明
細書)。このものでは歯の欠落部分と非欠落部分との時
間比を、アップダウンカウンタを用いて、周波数fのク
ロックパルスをアップカウントし、その1/2の周波数
でダウンカウントすることにより、前回の時間Ti-1
今回の時間Tiとの比が、
【0003】
【数1】Ti/Ti-1>K の時、基準位置と判定するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来のものでは、K=2(整数)でないと設定できないた
め、回転の急変時等に誤検出の可能性がある。そこで、
K=2.4のように小数を含む値にKを設定したい場合
には、このものでは対応できない。そこで、K=2.4
を実現するためには、アップカウントクロックにも分周
器を設け、f/5でアップダウンカウンタをアップカウ
ントし、f/12でダウンカウントする必要があり、か
つそれにともなって、発振周波数を従来の5倍にする必
要があるので、コストアップになるという問題がある。
【0005】そこで、本発明は発振周波数を上げること
なく、比較的簡単な構成で、小数を含む値に判定値Kを
設定することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】そのため本発明は、内燃
機関の回転に同期して、基準位置に対応する部分に不等
間隔情報を有するパルス列を発生する回転発信器と、こ
の発信器のパルス列に応じてクロックパルスをアップカ
ウント及びダウンカウントして前記回転発信器のパルス
列中から不等間隔情報を、前回と今回との時間比と所定
値Kとの比較により判別するためのアップダウンカウン
タと、前記アップダウンカウンタのアップカウントクロ
ックfの1/2分周クロックf/2をn回、1/3分周
クロックを(N−n)回交互に繰り返して前記アップダ
ウンカウンタのダウンカウントクロックを作成するf/
K分周回路とを備え、前記n及びNを、{2n+3(N
−n)}/N=Kの関係式を満足する整数で設定した内
燃機関用回転位置検出装置を提供するものである。
【0007】
【作用】これにより、分周回路よりアップカウントクロ
ックfの1/2分周クロックf/2がn回、1/3分周
クロックが(N−n)回交互に繰り返して出力されて、
アップカウントクロックをf/K分周したアップダウン
カウンタのダウンカウントクロックが作成される。した
がって、n、Nを適当な整数に設定することにより、判
定値Kを小数を含む値に設定できる。
【0008】
【実施例】以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。図1は本発明装置の全体構成の一実施例を示すもの
で、米国特許第4233592号明細書に記載されたも
のに本願発明を適用したものである。2は内燃機関のク
ランク軸またはカム軸1に取り付けられたロータで、そ
の外周には、例えば、10°CAで等間隔に設けた36
個の歯の内、2個の歯を基準位置にて欠落させた角度情
報が形成されている。3はロータ2の歯に対向する電磁
ピックアップあるいはホール素子等の回転センサ、4は
回転センサ1の出力信号を波形整形して図2の(a)で
示す出力信号を発生する波形整形回路であって、その出
力はインバータ33により反転されて出力される。そし
て、これらの構成部品により回転発信器が構成される。
【0009】5は周波数fの発振器、6は発振回路5の
周波数fをf/Kに分周するf/K分周回路、7〜10
はアップダウンクロック切り替え回路を構成するAND
回路、インバータ及びOR回路である。12はアップダ
ウンカウンタで、11はそのクロック入力、13はその
アップダウン制御入力、18はそのゼロリセット入力、
32はそのヘルド出力である。15はインバータ33に
より反転された波形整形回路4の出力信号の立ち下がり
エッジを検出して短時間幅のパルス出力を発生する単安
定回路、17はインバータ33により反転された波形整
形回路4の出力信号の立ち上がりエッジを検出して短時
間幅のパルス出力を発生する単安定回路である。
【0010】19はアップダウンカウンタ12のヘルド
出力がクロック入力に入力されることによりデータ入力
の1レベルの信号がホールドされ、単安定回路17の出
力信号によりゼロリセットされるD−フリップフロップ
である。22はインバータ33により反転された波形整
形回路4の出力信号を反転するインバータ、21はD−
フリップフロップ19の出力信号とインバータ22の出
力信号との論理積をとるAND回路であり、このAND
回路21の出力信号が基準位置信号となる。図1の構成
は米国特許第4233592号明細書に記載されたもの
に対して、分周回路をf/K分周回路6に置き換えたも
のであって、全体的な動作は公知であるので、簡単に説
明する。内燃機関の回転に伴って波形整形回路4に図2
の(a)で示す如く、基準位置に欠落部分を有する等間
隔のパルス列信号が発生する。ここで、等間隔部分のパ
ルス列の1レベルと0レベルとの信号間隔は1対1に設
定してある。そして、f/K分周回路6のK値を2.4
に設定することにより、アップダウンカウンタ12は図
2の(b)で示す如く、波形整形回路4の出力信号が1
レベルの間周波数fでアップカウントされた後、波形整
形回路4の出力信号が0レベルになることによって、f
/2.4の周波数でダウンカウントされ、波形整形回路
4の出力信号が0レベルに立ち下がった瞬間に単安定回
路16のパルス出力によって、ゼロにリセットされる。
【0011】したがって、波形整形回路4に等間隔のパ
ルス列が発生している間は、アップダウンカウンタ12
のヘルド出力32には何ら出力信号が発生しない。しか
しながら、波形整形回路4のパルス列に欠落部分が該当
し、前回の時間間隔Ti-1と今回の時間間隔Tiとの比
Ti/Ti-1が2.4より大きくなると、アップダウン
カウンタ12のヘルド出力32に信号が発生して図2の
(c)で示す如く、D−フリップフロップ19に1レベ
ルの信号がホールドされる。これにより、AND回路2
1の出力に図2の(d)で示す如く、基準位置で1レベ
ルの信号が発生する。
【0012】次に、本発明の要部構成であるf/K分周
回路6について、図3により説明する。601は発振器
5の周波数fの信号をf/3に分周するf/3分周回
路、602は発振器5の周波数fの信号をf/2に分周
するf/2分周回路、603はクロック端子に入力され
るクロック信号をカウントするカウンタ回路、604は
AND回路604a、604b、インバータ604c及
びOR回路604dにより構成されるクロック切り替え
回路である。
【0013】次に、上記構成においてf/K分周回路6
の作動を図4の各部波形図を援用して説明する。発振回
路5からの図4の(a)で示すアップカウントクロック
周波数fを1/3分周回路601と1/2分周回路60
2とに入力し、これらアップカウント周波数fをf/
3、f/2分周したそれぞれの出力を、クロック切り替
え回路604を通すとによって図4の(b)で示すダウ
ンカウントクロックfD を作成する。ここで、クロック
切り替え回路604はカウンタ回路603の出力Qnに
より制御され、この出力Qnが1レベルの時、f/2の
周波数の出力が、またQnが0レベルの時、f/3の周
波数の出力がクロック切り替え回路604より出力され
る。
【0014】そして、カウンタ回路603は、ダウンカ
ウントクロックfDをカウントし、そのカウント値がゼ
ロリセットされてからn−1の間はQn出力に1レベル
の信号が発生し、nからN−1の間はQn出力に0レベ
ルの信号が発生し、カウント値がNになるとゼロリセッ
トするようにしてある。したがって、K=2.4の場合
には、
【0015】
【数2】{2×n+3×(N−n)}/N=2.4 の関係式を満足するようにnとNの値を整数で設定すれ
ばよい。すなわち、n=3、N=5に設定すればよい。
【0016】ここで、この方法を用いれば、K=2.
0、K=2.2、K=2.4、K=2.6、K=2.8
を得るためにはN=5に固定的に設定してnを5、4、
3、2、1のいずれかに1つに可変設定するようにすれ
ばよく(可変設定する必要がない場合には、nを5、
4、3、2、1のいずれかに1つに固定的に設定すれば
よいことは勿論である)、また、K=2.1はn=9、
N=10に設定すればよく、Kを2.0から2.9に
0.1ずつ可変設定するためには、N=10に固定的に
設定してnを9から1に1ずつ可変設定するようにすれ
ばよい。
【0017】図5はK=2.4を得るためのf/K分周
回路6の他の実施例を示すもので、605、606はゼ
ロリセットに信号が入力されることによりQ0 出力が1
レベルとなり、クロック端子にクロック信号が入力され
る毎にQ1 、Q2 、Q3 、Q 4 、Q5 の各出力に1レベ
ルの出力信号が順次シフトするカウンタ回路で、カウン
タ回路605のクロック入力にアップカンウトクロック
fが入力され、そのQ 2 、Q3 出力がクロック切り替え
回路604の各AND回路604a、604bの一方の
入力にそれぞれ接続され、そのリセット出力にクロック
切り替え回路604のOR回路604dの出力が接続さ
れていて、カウンタ回路605のQ2 、Q3 出力にアッ
プカウントクロックfを1/2及び1/3分周した出力
が発生し、Q1 出力にf/Kの周波数のダウンカウント
出力が発生するようにしてある。またカウンタ回路60
6のQ0 、Q1 、Q2 出力は3入力OR回路607の各
入力に接続され、カウンタ回路606のQ5 出力はカウ
ンタ回路606のゼロリセット入力に接続され、OR回
路607の出力はAND回路604bの他方の入力と、
インバータ604cの入力に接続されていて、このOR
回路607とカウンタ回路606とにより図3のカウン
タ回路603の機能を果たしている。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように本発明においては、分
周回路よりアップカウントクロックfの1/2分周クロ
ックf/2がn回、1/3分周クロックが(N−n)回
交互に繰り返して出力されて、アップカウントクロック
をf/K分周したアップダウンカウンタのダウンカウン
トクロックが作成されるから、n、Nを適当な整数に設
定することにより発振周波数を上げることなく、比較的
簡単な構成で、小数を含む値に判定値Kを設定すること
ができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の一実施例を示す電気回路図であ
る。
【図2】図1の装置の作動説明に供する各部波形図であ
る。
【図3】図1の装置におけるf/K分周回路の詳細電気
回路図である。
【図4】図3の回路の作動説明に供する各部波形図であ
る。
【図5】図1の装置におけるf/K分周回路の他の実施
例を示す詳細電気回路図である。
【符号の説明】
3 回転センサ 5 発振回路 6 f/K分周回路 12 アップダウンカウンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 7/00 - 7/34 102 G01D 5/00 - 5/252 G01D 5/39 - 5/62

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の回転に同期して、基準位置に
    対応する部分に不等間隔情報を有するパルス列を発生す
    る回転発信器と、この発信器のパルス列に応じてクロッ
    クパルスをアップカウント及びダウンカウントして前記
    回転発信器のパルス列中から不等間隔情報を、前回と今
    回との時間比と所定値Kとの比較により判別するための
    アップダウンカウンタと、前記アップダウンカウンタの
    アップカウントクロックfの1/2分周クロックf/2
    をn回、1/3分周クロックを(N−n)回交互に繰り
    返して前記アップダウンカウンタのダウンカウントクロ
    ックを作成するf/K分周回路とを備え、前記n及びN
    を、{2n+3(N−n)}/N=Kの関係式を満足す
    る整数で設定した内燃機関用回転位置検出装置。
JP22691991A 1991-09-06 1991-09-06 内燃機関用回転位置検出装置 Expired - Lifetime JP2961984B2 (ja)

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DE4229301A DE4229301C2 (de) 1991-09-06 1992-09-02 Einrichtung zum Erfassen einer Drehwinkelstellung für Brennkraftmaschinen
US07/939,595 US5264844A (en) 1991-09-06 1992-09-02 Apparatus for detecting rotational angular position for internal combustion engine
GB9218764A GB2259385B (en) 1991-09-06 1992-09-04 Angular position detecting apparatus for an internal combustion engine

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JPH0566105A JPH0566105A (ja) 1993-03-19
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