JPH03111666A - 内燃機関のクランク角度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関のクランク角度検出装置に関し、殊に
光電式ピックアップ装置を備えたこの種装置に関する。

従来は、特開昭５０−５９６３２号公報に示す如く、受
光素子で受光した断続光による電気的出力を配電器のハ
ウジングから直接取出し、配電器の外部に設けた波形成
形回路あるいは増幅回路に送っていた。

この為、光電変換された微小電圧に点火ノイズによる高
周波電圧が重畳し易く、検出精度が悪いという問題があ
った。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を除去し、点火
ノイズによる高周波電圧の影響を受は難い内燃機関のク
ランク角度検出装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成する為に、受光素子の出力電圧
を波形成形乃至は増幅する回路を受発光素子近傍に設け
、できるだけ微小信号を伝送する信号線を短くする様に
したものである。

更に本発明は、電子回路を受発光素子近傍に設けるにあ
たって、光電ピックアップを収容する容器内のデッドス
ペースを有効に利用することを目的としており、この目
的達成の為に１回転板と容器の周壁と容器の底面との間
に電子回路を光電ピックアップと一体にして取付ける様
にしたものである。

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
ャフト、２はハウジング、３はベアリングである。

シャフトの一端には第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６８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によって第２
のカラー６と第１のカラー４とをシャフト１の段部１ａ
に圧接するようにし５回転板８を両フランジ部４ａ、６
ａで圧接している。

１０はベースで１合成樹脂で作られており、ガ部への電
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
よび光電式のピックアップ１３が載置され、このベース
ＩＯ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１６．配電子
電極１７．中心電極１８の摩耗分等がピックアップ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、０２の角度ピッチ例えば
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の角度ピッチ例えば
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８ｂｌ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である。

更に角度ＯＩ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ッチはＯ：と等間隔に設定
しである。

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図はピックアップ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、発光索子１３ｅ、受
光素子１３ｆからなる。同様に１３ｂは第２の光カブラ
、　１３ｃは第３の光カプラである。第２の光カプラ１
３ｂと第３の光カプラ１３ｅとは１回転中心Ｏを基準に
０３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８ｂ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］、３
ｅと受光素子１３ｆとの間に形成された光通過用の穴で
ある。１３ρはリード線（端子）である。

第４図はピックアップ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（スリット）　１３ｇ。

１３ｆは、光を収束させて通すだけの広さを持ち、図で
はこのスリット１３ｇ、　１３ｆ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、ピックアップ１３の穴１
３ｇ、　１３ｈを大きく設定しておき１組立て時にスリ
ット１３ｍ、１３ｎ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。各スリット１
３ｍ、　１３ｎの間隔が光通過孔となる。

第６図は、上述のピックアップ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
現してなる回路側図である。第７図はそのタイムチャー
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１３ｅａ。

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１３ｅｄ　
。

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は例えば受光ダイオードを
使用し、光を感知するとそのカソードとアノードとの間
に起電力を生じるものである。

第７−のタイムチャートと共に回路動作を説明する。

電源Ｖｅｃから各発光ダイオード１３ｅａ〜１３ｅｅに
は抵抗Ｒ１およびＲ７を介して電流が流れ、これらと対
向している受光ダイオードＩ　３ｆａ〜１３ｃ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Ｐ　ＣＫ　Ｔについて説明する
。第２の光カプラ１３ｂと第３の光カプラ１３ｃのそれ
ぞれの受光ダイオード１３ｆｂ〜１３ｆｃとは逆並列に
接続され、また第３図における角度０３は、第２図にお
ける角度θ２の関係において Ｃ２ Ｃ３−Ｎ＠　０２±− となるよう設定されている。但し、Ｎは正の整数である
。

従って、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、まず受光ダイオード１３ｆｂ
で光を受けると抵抗Ｒ８とコンパレータＣ０Ｍ２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。

同様に受光ダイオード１３ｆｂでは、１３ｆＢと逆並列
に接続されていること、およびＣ３が前記した角度関係
になっているため、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。

従って、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回の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の受光ダイオード１３ｆａには、第２図に示した
窓８ｂを通過する光によって、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ＣＯＭＩの正入力端子には、抵抗Ｒ３とＲ
４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
よって出力信号にチャ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Ｃ０Ｍ２の正入力端子には、抵抗Ｒ９とＲ
ＩＯ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（＃＃［、ｊｊｄｉ　Ｈ１７の信号
が角度信号出力信号ＰＯ８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ｒｔ　Ｉ、　ｔ
″パルス幅、第１気筒検出用の信号ＯＩ２と、その他の
気筒用θ目となる。すなわち、第２図で示したように、
窓８ｂｌ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ＯＩ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θ目と０１
２とが異なっていても問題ない。

第１気筒検出用の信号を得るためには、例えば（１＋ｚ
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ィーゼルエン
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って決まる。

以上説明した様に本発明によれば、受発光素子の近傍に
波形成形乃至は増幅用の電子回路を設けたので、点火ノ
イズの影響を受けつらくなると共に、その回路を収容容
器のハウジング内のデッドスペースを有効に利用して配
置したので、装置の大型化を招くことがないという利点
がある。

【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）はピックアップの実施例図、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図はタイムチャートである。 １・・・シャフト、８・・・回転板、　１３・・・ピッ
クアップ、８ａ・・・角度検出用窓、８ｂ、　８ｂｌ・
・・基準位置検出用窓。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、クランク軸に同期して回転するシャフト；このシャ
   フトに取付けられ、シャフトと一緒に回転する回転板； この回転板の一側に設置され、この回転板に向けて光を
   供給する発光素子と、この発光素子を収容する第１保持
   部材とからなる発光装置；前記回転板の他側に設けられ
   、前記回転板に穿孔されたスリットを介して断続的に通
   過する光を検知する受光素子と、この受光素子を収容す
   る第２の保持部材とからなる受光装置； 前記回転板をまたいで一体に固定された上記発光装置と
   受光装置とからなる光電式ピックアップ； この光電式ピックアップの出力電気信号を増幅する電子
   回路； とを含んで構成され、且つ； 前記受光素子と電子回路とを前記回転板の一側に近接し
   て配置すると共に、前記シャフトを支承するハウジング
   の周壁、底面及び前記回転板で形成される収容空間内に
   両者を収容したことを特徴とする内燃機関のクランク角
   度検出装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載したものにおいて、前
   記ハウジングが、前記固定板の他側にあって前記光電式
   ピックアップ全体を含めて包囲するカバー部材を有する
   ことを特徴とする内燃機関のクランク角度検出装置。