JPH0262824B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の点火時期制御又は電子燃
料噴射装置での燃料噴射制御に使用する内燃機関
の回転角度及び気筒判別装置に関する。

従来のこの種装置は、特開昭50−59632号公報
等で知られる様に、配電器の回転シヤフトに回転
円板を固定し、この円板の表裏に受発光装置をそ
れぞれ対向して設置し、円板に穿孔されたスリツ
トによつて断続する光信号を形成している。スリ
ツトは、半径の異なつた２つの円周上に環状に穿
孔配列された、角度検出用と気筒判別用の２種類
のスリツトがある。

ここで、従来の装置では、気筒判別スリツト
が、気筒の数に対応した同形状のスリツトを等間
隔に配置したものであつた為、気筒判別信号の基
準となる信号すなわち基準気筒を示す信号が得ら
れないという問題があつた。

この為、従来では、基準気筒を示す信号を得る
ため、気筒判別スリツトとは別に、基準気筒検出
用スリツトを設け、このスリツトに対応して別の
光電式ピツクアツプ装置を設けていた。このた
め、装置が大型になると共に価格が高くなるとい
う問題があつた。

一方、一般的な回転位置検出用のスリツトの１
つを他のスリツトの形状と異ならしめて、基準位
置を検出する様にしたものが、特開昭51−130269
号公報等で知られている。この装置によれば、一
組の光電ピツクアツプで基準位置信号と回転位置
信号の両方を検出できる。この考えを先の従来技
術に適用して、気筒判別スリツトの一つを他のス
リツトと幅を異ならしめておけば、装置の大型
化、コストアツプを招くことなく回転角度信号の
他に基準気筒信号と気筒判別信号とを得ることが
できる。

ところが、配電器の回転シヤフトの回転は、エ
ンジンの回転数によつて大きく変動し、一定周期
のクロツクパルスを用いた通常のカウンタでは、
回転数による補正処理なしには、通常の気筒判別
信号か基準位置の気筒判別信号なのかの区別が付
かない。

即ち、回転シヤフトの回転数によつて気筒判別
用スリツト区間でカウントされるクロツクの数が
大きく異なり、他のスリツトより幅の大きい基準
気筒用スリツトの為にカウント値が多くなつてい
るのか、回転数が上昇したことによつてカウント
値が多くなつたのかの区別がつかないという問題
がある。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、自動的
に回転数の変動に伴う補正ができるカウンタ手段
によつて基準気筒用のスリツトが通常の気筒用の
スリツトかの判別を行える様にする点にある。

上記目的を達成するため、本発明では、気筒判
別用スリツトと基準気筒用スリツトのスリツト幅
をカウントするカウンタのクロツクとして、角度
検出用スリツトから得られた角度信号パルスを用
いる様にしたものである。

この様に構成した本発明では、回転シヤフトの
回転の変動によつて気筒判別スリツトの時間的間
隔が変動しても、カウンタのクロツクとして用い
る角度信号パルスも回転シヤフトの回転の変動に
よつて同じ比率で変動するので、自動的に回転数
の変動による補正が行えるのである。

第１図は本発明の実施例である配電器の断面図
である。

１はエンジンと同期し、その半分の回転数で回
転するシヤフト、２はハウジング、３はベアリン
グである。

シヤフトの一端には第１のカラー４が装着さ
れ、このカラー４のフランジ部４ａにピン５が圧
入されている。ピン５は第２のカラー６のフラン
ジ部６ａに設けた穴７に嵌合している。

フランジ部４ａと６ａとの間には本実施例で主
たる特徴の１つである回転板８が装着され、ネジ
９によつて第２のカラー６と第１のカラー４とを
シヤフト１の段部１ａに圧接するようにし、回転
板８を両フランジ部４ａ，６ａで圧接している。

１０はベースで、合成樹脂で作られており、外
部への電気信号取出し用コネクタ１１と一体成形
されている。

ベース１０には電子回路を形成したプリント板
１２、および光電式のピツクアツプ１３が載置さ
れ、このベース１０はハウジング２の底部にネジ
１４で固定されている。

１５はシールド板で、高圧配電用の側電極１
６、配電子電極１７、中心電極１８の摩耗分等が
ピツクアツプ１３に付着しないように設けてい
る。

配電子３０の下分には、凹所３０ａを形成し、
この凹所３０ａにシールド板１５の一部が入り込
み、前記摩耗粉が空間４０に浸入することを防止
している。

第２図は回転板８の実施例の正面図である。

８ａは角度信号検出用の窓で、θ₂の角度ピツチ
例えば１度毎に円周方向に360個設けられている。

８ｂは基準信号検出用の窓で、θ₁の角度ピツチ
例えば６気筒エンジンでは60゜毎に円周方向に６
個設けられている。第１気筒位置を検出するた
め、基準信号検出用の窓の１個所例えば窓８ｂ１
を図で示すように他の窓よりも回転方向に対して
大きくしてある。

更に角度θ₁の外側に大きくなるような窓とし、
回転方向に対して片側のエツジのピツチはθ₁と等
間隔に設定してある。

８ｃはピン穴で、第１図のピン５が挿入される
もので、８ｄは第１のカラー４が挿入される穴で
ある。

第３図はピツクアツプ１３の要部を示した図
で、ａは平面図、ｂは側断面図、ｃは背面図であ
る。

１３ａは第１の光カプラを形成し、発光素子１
３ｅ、受光素子１３ｆからなる。同様に１３ｂは
第２の光カプラ、１３ｃは第３の光カプラであ
る。第２の光カプラ１３ｂと第３の光カプラ１３
ｃとは、回転中心Ｏを基準にθ₃の角度で設置され
ている。

第２図における回転板８の基準信号検出用窓８
ｂを第１の光カプラ１３ａで、角度信号検出用窓
８ａを第２の光カプラ１３ｂおよび第３の光カプ
ラ１３ｃでそれぞれ検出する。

１３ｄは取付穴、１３ｇおよび１３ｈは発光素
子１３ｅと受光素子１３ｆとの間に形成された光
通過用の穴である。１３ｐはリード線（端子）で
ある。

第４図はピツクアツプ１３の発光素子１３ｅ、
受光素子１３ｆとの関係をより一層明らかにした
部分的拡大図である。光通過用の穴（スリツト）
１３ｇ、１３ｈは、光を収束させて通すだけの広
さを持ち、図ではこのスリツト１３ｇ，１３ｈか
ら発光素子１３ｅ、受光素子１３ｆの先端が突出
した構成としている。第５図は、他の実施例であ
り、ピツクアツプ１３の穴１３ｇ，１３ｈを大き
く設定しておき、組立て時にスリツト１３ｍ，１
３ｎをその互いの穴１３ｇ，１３ｈの全面に接着
又はピン等により固定せしめる。各スリツト１３
ｍ，１３ｎの間隔が光通過孔となる。

第６図は、上述のピツクアツプ１３により検出
された検出信号を取り込み、角度信号検出及び基
準信号検出を実現してなる回路例図である。第７
図はそのタイムチヤートを示す。第６図に於い
て、回路は、基準信号検出回路RCKTと角度信
号検出回路PCKTより成る。

Vccは電源、Ｒ１〜Ｒ１２は抵抗、Ｃ１，Ｃ２
はコンデンサである。

１３ａは第１の光カプラを形成し、発光素子１
３ea、受光素子１３faからなる。

同様に１３ｂは第２の光カプラで、発光素子１
３ed、受光素子１３fdかならり、第３図光カプラ
１３ｃは発光素子１３ec、受光素子１３fcからな
る。

発光素子１３ea〜１３ecは例えば赤外線発光
ダイオードを使用している。

受光素子１３fa〜１３fcには、例えば光を感知
するとそのｐ型領域とｎ型領域との間に光起電力
を発生する所謂フオトセルを使用している。

第７図のタイムチヤートと共に回路動作を説明
する。

電源Vccから各発光ダイオード１３ea〜１３ec
には抵抗Ｒ１およびＲ７を介して電流が流れ、こ
れらと対向している受光用フオトセル１３fa〜１
３ｃには、光を感知した時にそのカソードとアノ
ードとの間に起電力（アノード側が正、カソード
側が負）が生じる。

先ず、角度信号検出回路PCKTについて説明す
る。第２の光カプラ１３ｂと第３の光カプラ１３
ｃのそれぞれの受光用フオトセル１３fb〜１３fc
とは逆並列に接続され、また第３図における角度
θ₃は、第２図における角度θ₂の関係において θ₃＝Ｎ・θ₂±θ₂／２ となるよう設定されている。但し、Ｎは正の整数
である。

従つて、第７図に示すように、抵抗Ｒ８の両端
にはＤで示した如き正負の交番電圧が生じる。

これを詳しく説明すると、まず受光用フオトセ
ル１３fbで光を受けると抵抗Ｒ８とコンパレータ
COM２の負入力端子との接続点には、正入力端
子を基準０として正の電圧が生じ、光が遮へいさ
れると０となり、第７図のＢの如く変化しようと
する。

同様に受光用フオトセル１３fbでは、１３fB
と逆並列に接続されていること、、およびθ₃が前
記した角度関係になつているため、第７図のＣに
示す如く基準０から負に変化する電圧が生じよう
とする。

従つて、抵抗Ｒ８の両端には、第７図のＢとＣ
の電圧を合成した電圧変化として第７図のＤの如
く生じる。

一方、基準信号検出回路RCKTでは、第１の
光カプラ１３ａの受光用フオトセル１３faには、
第２図に示した窓８ｂを通過する光によつて、第
７図のＡの如き電圧が抵抗Ｒ２の両端に生じる。

コンパレータCOM１の正入力端子には、抵抗
Ｒ３とＲ４とで電源Vccを分割した電圧レベルが
与えられており、このレベルより高い入力電圧が
負入力端子に加われば基準信号出力信号REFと
して、“Ｌ”が出力され第７図のＥのようになる。
抵抗Ｒ５はヒステリシスをかけ、入力信号の微少
変化によつて出力信号にチヤタリングが生じるこ
とを防止するためのものである。

コンパレータCOM２の正入力端子には、抵抗
Ｒ９とＲ１０とで電源Vccを分割した電圧レベル
が与えられており、このレベルを基準に負入力端
子が正負に変化すれば、第７図のＦの如く“Ｌ”，
“Ｈ”の信号が角度信号出力信号POSとして発生
する。抵抗Ｒ１１は前記同様にヒステリシスをか
けるためのものである。

第７図のＥで示す基準信号出力REFの“Ｌ”
パルス幅は、第１気筒検出用の信号θ₁₂と、その
他の気筒用θ₁₁となる。すなわち、第２図で示し
たように、窓８ｂ１の面積が他の窓８ｂより大き
く、第１の光カプラの出力信号Ａは大きな角度と
して検出されるためである。

基準信号出力REFの立上り部門の角度θ₁は全て
同一であるから、後段の制御回路（図示せず）の
動作を立上り部で検知するようにしておけば、パ
ルス幅θ₁₁とθ₁₂とが異なつていても問題ない。

第１気筒検出用の信号を得るためには、例えば
θ₁₂の間に存在する第７図のＦで示す角度信号出
力POSの“１”の数を計数することにより、他
の気筒と区別して取出すことは容易である。

本発明では６気筒としたが、４気筒、８気筒等
任意でよいことはもちろんである。

また、エンジンに点火プラグを要しないデイー
ゼルエンジンの制御に用いる回転角度検出装置と
しても利用可能である。

尚、特定の気筒検出のために、窓を大きくした
が、逆に小さくしてもよい。更に、θ₁₁の大きさ
は、θ₂／２よりも数個以上大きくしてもよい。こ
れらの例は、窓の大きさの設定の仕方によつて決
まる。

基準信号は気筒対応の信号として利用でき、角
度信号は基準信号と基準した回転角度の信号とし
て利用できる。燃料噴射制御装置にあつては、点
火時期の制御信号、及び燃料噴射時期の制御信号
として利用できる。

本発明によれば、回転円板の気筒対応の窓を大
小関係とするだけで、気筒の特定化をはかること
ができた。従来例では、気筒の特定化をはたすこ
とができなかつた点からみて、各種制御の内容に
制限があつたが、本発明によれば、気筒の特定化
をはたしたことによつて各種制御を気筒単位に正
確にできる途を開くものである。特に、その実現
は窓の大小関係とするとの簡便な構成を主とする
ものであり、実用上も効果は大である。

更に、窓とホトカプラとの組合せにより、実用
上簡便な検出装置を提供できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の配電器の実施例の断面図、第
２図は本発明の回転板の実施例図、第３図ａ，
ｂ，ｃはピツクアツプの実施例図、第４図、第５
図はその一部拡大例図、第６図は電気回路の実施
例図、第７図はタイムチヤートである。 １…シヤフト、８…回転板、１３…ピツクアツ
プ、８ａ…角度検出用窓、８ｂ，８ｂ１…基準位
置検出用窓。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関のクランク軸に同期して回転するシ
   ヤフトと、該シヤフトに同心的に配置され、半径
   の異なつた２つの円周上に環状に穿孔配列された
   角度検出用のスリツトと気筒判別用のスリツトと
   を有する回転板と、前記スリツトを通過する光を
   検出出してスリツトの幅に対応した電気信号パル
   ス列を発生する光電式のピツクアツプ手段と、前
   記電気信号パルス列に基づき、前記クランク軸の
   回転角度の検出と所定の気筒の判別とを行う検出
   手段を備えた内燃機関の回転角度及び気筒判別装
   置において、前記気筒判別のスリツトのうち、基
   準となる気筒に対応するスリツトの幅を他の気筒
   に対応するスリツトの幅と異ならしめ、且つ前記
   検出手段に、これら気筒判別スリツトに対応する
   電気信号パルス発生区間で前記角度検出用のスリ
   ツトに対応する電気信号パルスの数をカウントす
   ると共に、そのカウンント数に応じて基準気筒と
   それ以外の気筒とを区別する基準気筒判別手段を
   設けたことを特徴とする内燃機関の回転角度及び
   気筒判別装置。