JP3218634B2 - 回転角度検出装置 - Google Patents
回転角度検出装置Info
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- JP3218634B2 JP3218634B2 JP21349291A JP21349291A JP3218634B2 JP 3218634 B2 JP3218634 B2 JP 3218634B2 JP 21349291 A JP21349291 A JP 21349291A JP 21349291 A JP21349291 A JP 21349291A JP 3218634 B2 JP3218634 B2 JP 3218634B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車エンジンの回転軸
（クランク軸）に同期して回転する回転体の回転角度を
検出する回転角度検出装置に関するものである。
（クランク軸）に同期して回転する回転体の回転角度を
検出する回転角度検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車のエンジンの電子制御化が
進み、点火系についてもディストリビュータをなくし、
クランク軸の回転角度を検出して最適なタイミングで点
火する点火制御システムが採用されるようになり、使用
される回転角度検出装置は高い検出精度が要求されるよ
うになってきている。
進み、点火系についてもディストリビュータをなくし、
クランク軸の回転角度を検出して最適なタイミングで点
火する点火制御システムが採用されるようになり、使用
される回転角度検出装置は高い検出精度が要求されるよ
うになってきている。
【０００３】以下に従来の回転角度検出装置について説
明する。図２は従来例１の回転角度検出装置の電気回路
図を示すものである。１は感磁素子、２は入力抵抗２
１，帰還抵抗２２および演算増幅器２３を有する増幅回
路、３は抵抗３１およびコンデンサ３２を有する積分回
路、４は比較器４１を有する比較整形回路である。
明する。図２は従来例１の回転角度検出装置の電気回路
図を示すものである。１は感磁素子、２は入力抵抗２
１，帰還抵抗２２および演算増幅器２３を有する増幅回
路、３は抵抗３１およびコンデンサ３２を有する積分回
路、４は比較器４１を有する比較整形回路である。
【０００４】以上のように構成された回転角度検出装置
について、その動作を説明すると、エンジンの回転に対
し感磁素子１により検出された回転角度信号は増幅回路
２により増幅される。この信号は回転に依存しない直流
分（ほぼ電源電圧の中間電位に等しい）に回転に同期し
た交流分が重畳した波形になっている。比較回路４はこ
の信号の平均値電圧を積分回路３より得て、その電圧と
信号とを比較して比較整形するものである。
について、その動作を説明すると、エンジンの回転に対
し感磁素子１により検出された回転角度信号は増幅回路
２により増幅される。この信号は回転に依存しない直流
分（ほぼ電源電圧の中間電位に等しい）に回転に同期し
た交流分が重畳した波形になっている。比較回路４はこ
の信号の平均値電圧を積分回路３より得て、その電圧と
信号とを比較して比較整形するものである。
【０００５】しかしながら、上記従来技術の構成では積
分回路４の時定数と低速回転時の検出精度が反比例す
る。したがって低速での精度を上げようとすると時定数
が大きくなり、装置電源投入後の立上り特性が大幅に劣
化するという課題があった。図３はその課題を解決した
従来例２の回転角度検出装置の電気回路図を示すもので
あり、図２の従来技術と同一部分は同一信号を付して説
明を省略して説明すると、６はクリップ回路であり、ク
リップ回路６はＮＰＮのペアトランジスタ５１，５２の
ベースが共通に接続され、ＰＮＰのペアトランジスタ５
３，５４もベースが共通に接続され、トランジスタ５
２，５４のエミッタは共に入力端子Ｂに接続されてい
る。トランジスタ５１のコレクタはベースに結合されて
おり、抵抗５５を通して、定電圧源ＶSに接続されてい
る。トランジスタ５１のエミッタは定電圧電源ＶSを抵
抗５７，５８と抵抗５９で分圧する点Ｅに接続されてい
る。
分回路４の時定数と低速回転時の検出精度が反比例す
る。したがって低速での精度を上げようとすると時定数
が大きくなり、装置電源投入後の立上り特性が大幅に劣
化するという課題があった。図３はその課題を解決した
従来例２の回転角度検出装置の電気回路図を示すもので
あり、図２の従来技術と同一部分は同一信号を付して説
明を省略して説明すると、６はクリップ回路であり、ク
リップ回路６はＮＰＮのペアトランジスタ５１，５２の
ベースが共通に接続され、ＰＮＰのペアトランジスタ５
３，５４もベースが共通に接続され、トランジスタ５
２，５４のエミッタは共に入力端子Ｂに接続されてい
る。トランジスタ５１のコレクタはベースに結合されて
おり、抵抗５５を通して、定電圧源ＶSに接続されてい
る。トランジスタ５１のエミッタは定電圧電源ＶSを抵
抗５７，５８と抵抗５９で分圧する点Ｅに接続されてい
る。
【０００６】以上のように構成された回転角検出装置に
ついて、以下その動作をクリップ回路６の動作を中心に
説明すると、抵抗５７〜５９は、図３の上限・下限クリ
ップ電圧Ｖ2，Ｖ3を設定するための分割抵抗であり、Ｅ
点の電圧を上限クリップ電圧Ｖ2に設定し、Ｆ点の電圧
を下限クリップ電圧Ｖ3に設定する。５５，５６は電流
制限用で、等価的にダイオードとして働くトランジスタ
５１，５３の順方向電流を制限する。この時、トランジ
スタ５１のベース・エミッタ間電圧をＶBE1とすると、
トランジスタ５１のベース電圧はＶ3＋ＶBE1となる。
ついて、以下その動作をクリップ回路６の動作を中心に
説明すると、抵抗５７〜５９は、図３の上限・下限クリ
ップ電圧Ｖ2，Ｖ3を設定するための分割抵抗であり、Ｅ
点の電圧を上限クリップ電圧Ｖ2に設定し、Ｆ点の電圧
を下限クリップ電圧Ｖ3に設定する。５５，５６は電流
制限用で、等価的にダイオードとして働くトランジスタ
５１，５３の順方向電流を制限する。この時、トランジ
スタ５１のベース・エミッタ間電圧をＶBE1とすると、
トランジスタ５１のベース電圧はＶ3＋ＶBE1となる。
【０００７】また、トランジスタ５３のベース・エミッ
タ間電圧をＶBE2とすると、トランジスタ５３のベース
電圧はＶ2−ＶBE2となる。
タ間電圧をＶBE2とすると、トランジスタ５３のベース
電圧はＶ2−ＶBE2となる。
【０００８】トランジスタ５１と５２、トランジスタ５
３と５４はそれぞれ同特性としているのでトランジスタ
５２のベース・エミッタ間電圧ＶBE3はＶBE1に等しく、
トランジスタ５４のベース・エミッタ間電圧ＶBE4はＶ
BE2に等しい。いまＢ点の電圧が上がって電圧Ｖ2になる
と、トランジスタ５２のベース電圧はＶ3＋ＶBE1＝Ｖ3
＋ＶBE3なので、ベース・エミッタ間出力電圧は（Ｖ3＋
ＶBE1）−Ｖ2＝（Ｖ3＋ＶBE3）−Ｖ2＝ＶBE3−（Ｖ2−
Ｖ3）＜ＶBE3となって逆バイアスとなり、トランジスタ
５２は遮断状態となる。一方トランジスタ５４のベース
電圧は（Ｖ2−ＶB E2）＝（Ｖ2−ＶBE4）なので、ベース
・エミッタ間電圧は、Ｖ2−（Ｖ2−ＶBE2）＝Ｖ2−（Ｖ
2−ＶBE4）＝ＶBE4となってトランジスタ５４は能動状
態となり、Ｂ点の電圧が電圧Ｖ2より上がろうとするの
を抑える。逆にＢ点の電圧が下がって電圧Ｖ3になる
と、トランジスタ５４のベース・エミッタ間電圧は、Ｖ
3−（Ｖ 2−ＶBE2）＝Ｖ3−（Ｖ2−ＶBE4）＝ＶBE4−
（Ｖ2−Ｖ3）＜ＶBE4となってトランジスタ５４は遮断
状態となる。一方トランジスタ５２のベース・エミッタ
間電圧は（Ｖ3＋ＶBE1）−Ｖ3＝（Ｖ3＋ＶBE3）−Ｖ3＝
ＶBE3となり、トランジスタ５２は能動状態となって、
Ｂ点の電位がＶ3より下がろうとするのを抑える。図３
のＡ点の信号は、感磁素子１で検出された回転角度信号
を増幅器２で増幅したものであり、図４のＡ1で示す。
信号Ａ1はエンジンの回転角度に同期した交流分が、回
転角度に依存しない直流分Ｖ1に重畳した波形になって
いる。比較回路４は、この信号Ａ1の平均値電圧（直流
分）を積分回路３より得て、その電圧と信号Ａ1を比較
して比較整形するものである。
３と５４はそれぞれ同特性としているのでトランジスタ
５２のベース・エミッタ間電圧ＶBE3はＶBE1に等しく、
トランジスタ５４のベース・エミッタ間電圧ＶBE4はＶ
BE2に等しい。いまＢ点の電圧が上がって電圧Ｖ2になる
と、トランジスタ５２のベース電圧はＶ3＋ＶBE1＝Ｖ3
＋ＶBE3なので、ベース・エミッタ間出力電圧は（Ｖ3＋
ＶBE1）−Ｖ2＝（Ｖ3＋ＶBE3）−Ｖ2＝ＶBE3−（Ｖ2−
Ｖ3）＜ＶBE3となって逆バイアスとなり、トランジスタ
５２は遮断状態となる。一方トランジスタ５４のベース
電圧は（Ｖ2−ＶB E2）＝（Ｖ2−ＶBE4）なので、ベース
・エミッタ間電圧は、Ｖ2−（Ｖ2−ＶBE2）＝Ｖ2−（Ｖ
2−ＶBE4）＝ＶBE4となってトランジスタ５４は能動状
態となり、Ｂ点の電圧が電圧Ｖ2より上がろうとするの
を抑える。逆にＢ点の電圧が下がって電圧Ｖ3になる
と、トランジスタ５４のベース・エミッタ間電圧は、Ｖ
3−（Ｖ 2−ＶBE2）＝Ｖ3−（Ｖ2−ＶBE4）＝ＶBE4−
（Ｖ2−Ｖ3）＜ＶBE4となってトランジスタ５４は遮断
状態となる。一方トランジスタ５２のベース・エミッタ
間電圧は（Ｖ3＋ＶBE1）−Ｖ3＝（Ｖ3＋ＶBE3）−Ｖ3＝
ＶBE3となり、トランジスタ５２は能動状態となって、
Ｂ点の電位がＶ3より下がろうとするのを抑える。図３
のＡ点の信号は、感磁素子１で検出された回転角度信号
を増幅器２で増幅したものであり、図４のＡ1で示す。
信号Ａ1はエンジンの回転角度に同期した交流分が、回
転角度に依存しない直流分Ｖ1に重畳した波形になって
いる。比較回路４は、この信号Ａ1の平均値電圧（直流
分）を積分回路３より得て、その電圧と信号Ａ1を比較
して比較整形するものである。
【０００９】クリップ回路５は、図３Ｂ点の信号波形
を、あらかじめ設定された直流電圧Ｖ 2，Ｖ3の間に制限
するものである。Ｂ点の信号は、高回転時には積分回路
３の抵抗３１，コンデンサ３２により平滑されてＡ1信
号の直流分Ｖ1となる。エンジン始動時のように交流分
の周波数が極めて低いときのＢ点の信号は、図４の信号
Ｂ 2で示すように、大きなリップル波形Ｂ1を電圧Ｖ2，
Ｖ3でクリップした波形となる。したがって図４に示す
ようにクリップしないときは波形Ｄ1のように高回転時
の波形Ｄ0よりずれるが、クリップすると波形Ｄ2のよう
にずれを抑えることができ、低回転時での精度を維持で
きる。
を、あらかじめ設定された直流電圧Ｖ 2，Ｖ3の間に制限
するものである。Ｂ点の信号は、高回転時には積分回路
３の抵抗３１，コンデンサ３２により平滑されてＡ1信
号の直流分Ｖ1となる。エンジン始動時のように交流分
の周波数が極めて低いときのＢ点の信号は、図４の信号
Ｂ 2で示すように、大きなリップル波形Ｂ1を電圧Ｖ2，
Ｖ3でクリップした波形となる。したがって図４に示す
ようにクリップしないときは波形Ｄ1のように高回転時
の波形Ｄ0よりずれるが、クリップすると波形Ｄ2のよう
にずれを抑えることができ、低回転時での精度を維持で
きる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ごとく図２の従来技術においては電源投入後の立上がり
特性に課題を有し、図３の従来技術においてはクリップ
回路５が複雑な構造のためコストがかかるうえ、製造工
程における工数が増加するという課題を有するものであ
った。
ごとく図２の従来技術においては電源投入後の立上がり
特性に課題を有し、図３の従来技術においてはクリップ
回路５が複雑な構造のためコストがかかるうえ、製造工
程における工数が増加するという課題を有するものであ
った。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の回転角検出装置は回転角度に同期した交流分
を回転角度に依存しない直流分に重畳した信号として発
生する手段と、上記信号を積分して平均値電圧信号を出
力する積分回路と、この平均値電圧信号と上記回転角度
に同期した交流分を回転角度に依存しない直流分に重畳
した信号とを比較して整形する比較整形回路と、上記積
分回路の基準転の電位を略上記回転角度に依存しない直
流分の電位に設定する基準電位設定回路とで構成したも
のである。
に本発明の回転角検出装置は回転角度に同期した交流分
を回転角度に依存しない直流分に重畳した信号として発
生する手段と、上記信号を積分して平均値電圧信号を出
力する積分回路と、この平均値電圧信号と上記回転角度
に同期した交流分を回転角度に依存しない直流分に重畳
した信号とを比較して整形する比較整形回路と、上記積
分回路の基準転の電位を略上記回転角度に依存しない直
流分の電位に設定する基準電位設定回路とで構成したも
のである。
【００１２】
【作用】上記構成によって低回転でも精度が維持できる
程十分に積分回路の時定数を大きくしても、装置電源投
入時の立上がり時間は積分回路の基準電位が略回転角度
に依存しない直流分の電位とに設定したので、両端の直
流電圧差分の充電のためのロスタイムがなくなるので、
接地されている場合に比べて、大幅に低減できるもので
ある。
程十分に積分回路の時定数を大きくしても、装置電源投
入時の立上がり時間は積分回路の基準電位が略回転角度
に依存しない直流分の電位とに設定したので、両端の直
流電圧差分の充電のためのロスタイムがなくなるので、
接地されている場合に比べて、大幅に低減できるもので
ある。
【００１３】
【実施例】本発明の回転角度検出装置の一実施例を図１
により説明する。なお、図２の従来技術と同一部分には
同一番号を付与し、説明を省略して説明すると、６は一
端に電源電圧が供給され、他端が接地され、更にコンデ
ンサ３２の両端の直流電圧（回転角度に依存しない直流
分の電圧）が略等しくなるようにコンデンサ３２に分圧
された電位を与える分割抵抗から基準電位設定回路であ
る。
により説明する。なお、図２の従来技術と同一部分には
同一番号を付与し、説明を省略して説明すると、６は一
端に電源電圧が供給され、他端が接地され、更にコンデ
ンサ３２の両端の直流電圧（回転角度に依存しない直流
分の電圧）が略等しくなるようにコンデンサ３２に分圧
された電位を与える分割抵抗から基準電位設定回路であ
る。
【００１４】以上のように構成された回転角度検出装置
について、動作を説明すると、エンジンの回転に対し感
磁素子１により検出された回転角度信号は増幅器２によ
り増幅される。この信号は回転に依存しない直流分（ほ
ぼ電源電圧の中間電位に等しい。）に回転に同期した交
流分が重畳した波形になっている。比較回路４はこの信
号の平均値電圧を積分回路３により得て、その電圧と信
号とを比較して比較整形するものである。
について、動作を説明すると、エンジンの回転に対し感
磁素子１により検出された回転角度信号は増幅器２によ
り増幅される。この信号は回転に依存しない直流分（ほ
ぼ電源電圧の中間電位に等しい。）に回転に同期した交
流分が重畳した波形になっている。比較回路４はこの信
号の平均値電圧を積分回路３により得て、その電圧と信
号とを比較して比較整形するものである。
【００１５】そして、上記基準電位設定回路６によって
コンデンサ３２の両端の直流電圧差はないのでエンジン
起動時の立上がり時間から直流分の充電に要する時間を
低減することができ、立上がり時間の短縮が図れること
になる。
コンデンサ３２の両端の直流電圧差はないのでエンジン
起動時の立上がり時間から直流分の充電に要する時間を
低減することができ、立上がり時間の短縮が図れること
になる。
【００１６】上記実施例による立上がり時間と図１の従
来技術における立上がり時間を積分回路３の時定数を抵
抗３１が１．２ＭΩ，３２が０．２２μＦの場合の比較
表を（表１）に示す。
来技術における立上がり時間を積分回路３の時定数を抵
抗３１が１．２ＭΩ，３２が０．２２μＦの場合の比較
表を（表１）に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】この（表１）から明らかなように、上記実
施例による回転角度検出装置は立上がり時間の低減の点
で優れた効果がある。
施例による回転角度検出装置は立上がり時間の低減の点
で優れた効果がある。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明は、回転角度に同期
した交流分が回転角度に依存しない直流分に重畳した信
号を発生する手段と、前記信号を積分して平均値電圧を
出力する積分回路と、この積分回路の平均値電圧信号と
前記信号とを比較して整形する比較整形回路と、前記積
分回路の基準点の電位を基準電位設定回路によって回転
角度に依存しない直流分の電位としたので、積分回路の
時定数に関係なく低回転でも精度を維持し、かつ、装置
電源投入時の立上がり時間がシステムに支障をきたさな
い程短く、回路構成が簡略化された優れた回転角度検出
装置を実現できるものである。
した交流分が回転角度に依存しない直流分に重畳した信
号を発生する手段と、前記信号を積分して平均値電圧を
出力する積分回路と、この積分回路の平均値電圧信号と
前記信号とを比較して整形する比較整形回路と、前記積
分回路の基準点の電位を基準電位設定回路によって回転
角度に依存しない直流分の電位としたので、積分回路の
時定数に関係なく低回転でも精度を維持し、かつ、装置
電源投入時の立上がり時間がシステムに支障をきたさな
い程短く、回路構成が簡略化された優れた回転角度検出
装置を実現できるものである。
【図１】本発明の回転角度検出装置の一実施例の電気的
回路図
回路図
【図２】従来の回転角度検出装置の電気的回路図
【図３】従来の他の回転角度検出装置の電気的回路図
【図４】同他の回転角度検出装置の動作説明のための波
形図
形図
１ 感磁素子 ２ 増幅回路 ３ 積分回路 ４ 比較回路 ６ 基準電位設定回路
Claims (1)
- 【請求項１】回転角度に同期した交流分を回転角度に依
存しない直流分に重畳した信号として発生する手段と、
上記信号を積分して平均値電圧信号を出力する積分回路
と、この平均値電圧信号と上記回転角度に同期した交流
分を回転角度に依存しない直流分に重畳した信号とを比
較して整形する比較整形回路と、上記積分回路の基準点
の電位を略上記回転角度に依存しない直流分の電位に設
定する基準電位設定回路とで構成した回転角度検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21349291A JP3218634B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 回転角度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21349291A JP3218634B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 回転角度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552147A JPH0552147A (ja) | 1993-03-02 |
| JP3218634B2 true JP3218634B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=16640099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21349291A Expired - Fee Related JP3218634B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 回転角度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3218634B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011000871A1 (de) | 2010-02-26 | 2011-11-10 | Denso Corporation | Rotationserfassungsvorrichtung und Rotationserfassungssystem |
-
1991
- 1991-08-26 JP JP21349291A patent/JP3218634B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0552147A (ja) | 1993-03-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |