JPH0364809B2 - - Google Patents

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JPH0364809B2
JPH0364809B2 JP56018466A JP1846681A JPH0364809B2 JP H0364809 B2 JPH0364809 B2 JP H0364809B2 JP 56018466 A JP56018466 A JP 56018466A JP 1846681 A JP1846681 A JP 1846681A JP H0364809 B2 JPH0364809 B2 JP H0364809B2
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JP
Japan
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magnet
digit
clock pulse
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JP56018466A
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English (en)
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JPS57133311A (en
Inventor
Hachiro Sasakura
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転角度検出方法に関し、特に内燃機
関の回転速度とクランク角位相を検出する方法に
関するものである。
最近信頼性が飛躍的に向上した半導体製品の普
及により制御技術の電子化が著るしい。自動車に
於いても高密度集積回路(LSI)にてなるマイク
ロ・コンピユータを用い内燃機関に供給する空燃
比や点火時期信号を制御するものも市場に出回わ
りつつある。
従来この種の燃焼制御の方法としては内燃機関
の回転速度とクランク角位相と吸入空気量等の情
報を入力してあらかじめ記憶した値と比較して制
御値を出力している。この中で回転速度とクラン
ク角位相を検出する方法としてはエンジンのクラ
ンク軸もしくはデイストリビユータ軸の円周上に
等分割した複数の凸起又はスリツト又は磁極を配
置し、磁束変化検出素子又は光電スイツチ又は磁
気抵抗素子等を用いて基準位置信号を作る構成と
なつている。このうち多数極を有する磁石と磁気
抵抗素子を組み合わせた場合を例にとつて以下説
明する。
内燃機関におけるクランク軸の回転角及び回転
速度は電子制御における点火時期および燃料噴射
の幅と時期を決定する為の情報として必要であ
る。例えばデイストリビユータ軸(クランク軸で
も良い)の円周を24等分して24パルス/回転の短
形波列を発生する構成として、該矩形波の立上り
エツジ毎にクロツク信号を作りクロツクと次のク
ロツクまでの所要時間をタイマーカウンタで計算
することにより回転速度を演算で求められる。又
他にエンジン1/2回転毎に基準パルス1ケを発生
する構成とてこの基準パルスをトリガとして次の
24パルス/回転の矩形波の立上りエツジを絶対基
準位置として以下次のエツジを30゜ATDC、その次を
60゜ATDC、以下90゜ATDC、120゜ATDCとして信号位置の
判別をする構成としていた。
上記の構成に於いては絶対基準位置を基準パル
スのみに依存しているため、ノイズによりクロツ
ク用矩形波が24パルス/回転が25パルス/回転と
なつたり基準パルスが2パルス/回転が3パル
ス/回転になつたりすることで演算結果を出力処
理する信号位置がずれると、次に絶対基準位置の
基準パルスが来るまで正規の状態に復帰できない
という問題があつた。その間の点火処理と噴射処
理がずれる事によりエンジン不調を引き起すこと
もある。
本発明は上記次点に鑑みて為されたものであ
り、ノイズによる誤動作を防止できるクランク角
度検出方法を提供することを目的とする。好適に
は本発明は磁石のN−S極1対を1相とし、エン
ジンの気筒数nに等しいn相に等分割して着磁し
た磁石と、2×n相に等分割して着磁した磁石
と、4×n相に等分割して着磁した磁石を積層し
てデイス軸に固定すると共に、夫々の磁石毎に磁
気抵抗素子を配設して夫々の磁束量を検出できる
ように構成した。この構成により少くとも点火か
ら点火までを4又は8分割した絶対位置情報が得
られるようになる。即ち第1A図の基本構成の一
実施例に示すようにn相の磁石の位置情報を円板
状磁石11、2×n相の磁石の位置情報を円板状
磁石12、4×n相の磁石の位置情報を円板状磁
石13に形成すると、N極のときの出力を“1”、
S極のときの出力を“0”としたときの出力情報
はその組合せから第1B図に示した如く4は8通
りの絶対角度位置情報が得られる。このように常
に絶対回転角度位置が得られるので、この絶対角
度位置情報により点火処理及び噴射処理を行えば
ノイズによる誤動作はなく常に確実な動作が得ら
れる。
以下本発明になる一実施例を図に従つて説明す
る。第2図に於いて1は図示しないエンジンの回
転に同期して回転し、図示しない点火プラグへ高
圧を分配するローター2を駆動する為のデイスト
リビユータ軸で、ハウジング3に回転自在に取り
付けてある。デイストリビユータ軸1にはエンジ
ンの気筒数nに等しいn相に着磁したフエライト
等にてなる磁石11と、2×n相に着磁した磁石
12と、4×n相に着磁した磁石13とを第1図
に示したキー溝14を用いて嵌合により固定して
ある。なお15は磁石11〜13の上下関係の誤
組付を防止するためのタボ穴である。磁石11〜
13が回転する外周円に近接して、後述する磁気
抵抗素子及び整形回路を含む一体化した検出回路
20をビス30等で固定してある。
第3図は第2図図示の検出回路20の具体例を
示す電気結線図である。
第3図に於いて磁石11〜13はデイストリユ
ータ軸1の回転とともに矢印のように回転する。
21はブリツチ接続した磁気抵抗素子で例えばソ
ニー社製DM101を使用している。22は磁気抵
抗素子21端の差電圧を増幅する差動演算増幅回
路である。23は差動演算増幅回路22の出力電
圧をインピーダンス変換するところの電圧フオロ
ア用増幅回路である。24は前記電圧フオロア用
増幅回路23の出力電圧を積分して得られる平均
値電圧と前記差動演算増幅回路22の出力電圧を
比較するところの比較回路である。
同様に、磁石12,13についても夫々関連す
る磁気抵抗素子21、差動演算増幅回路22、電
圧フオロア用増幅回路23および比較回路24が
設けられている。ただし、磁石13に関連する比
較回路24の出力端43には出力電圧を微分して
電圧の立上り時にクロツクパルスを発生する立上
り検出回路25が接続されている。又破線で囲ん
だ26はインバータを介して比較回路24の出力
電圧を微分することによつて電圧の立下り時にク
ロツクパルスを発生するところの立下り検出回路
である。
第4A図は位置情報源としての円板状磁石組立
体の具体積層例を示す斜視図である。
第4A図において磁石11〜13は矢印の方向
に回転するものとしたとき磁石11と磁石12の
着磁境界に対して磁石13の着磁境界はα分だけ
遅れるよう構成してある。αは組付精度+着磁精
度による最大誤差の2倍よりわずかに大きい数値
としてある。すなわち、第4A図図示の組立体に
よる出力情報は第4B図に示たようになる。なお
第4A図図示の磁石11〜13に対しても検出回
路20として第3図のものが適用できる。
以下本発明の動作について第4A図の構成を例
にあげて説明する。
図示しない内燃機関の回路によるデイストリビ
ユータ軸1の回転に伴つて磁石11〜13が回転
するので検出回路20に組み込んだ夫々の磁気抵
抗素子21の近傍にはN極S極が各磁石の相の数
に応じた周波数で交互に接近する。例えば磁石1
3に注目た場合、この磁極13の変化に伴ない磁
束の方向に変化を生ずるのでブリツジ接続した関
連する磁気抵抗素子21の抵抗変化によりブリツ
ジ対辺に差電圧が生じ第5図eの如き正弦波出力
が発生する。この正弦波出力は磁石13に関連す
る差動演算増幅回路22で増幅される。そしてこ
の出力電圧フオロア用増幅回路23によりインピ
ーダンス変換した後、その出力を積分回路で直流
的に平均値化しこの平均値電圧と差動演算増幅回
路22の出力電圧とを比較回路24で比較してい
るので端子43からは最下位桁に相当する第5図
cで示すような矩形波出力が得られる。同様にし
て端子41からは最上位桁に相当する第5図aに
示す矩形波出力が、端子42からは中位桁に相当
する第5図bに示す矩形波出力が得られる。端子
43からの矩形波出力(第5図c)の立上り、立
下りに同期した第5図dに示すようなクロツクパ
ルスが端子44に発生する。このクロツクパルス
と次のクロツクパルス間の時間をタイマーで計測
する等、このクロツクパルスを利用することによ
りエンジンの回転速度を求めることができる。な
お必要に応じて検出回路25,26のいずれか一
方を省略してもよい。又このクロツクパルスのタ
イミングで端子41〜43の電圧レベルを検出す
れば2進3桁の形式で絶対角度位置情報が得られ
る。このとき第4A図図示のものは磁石11と1
2が磁石13の着磁境界に対してα分だけオフセ
ツトしてあるので誤まつた情報を読むことはな
い。
このようにしてクロツクパルスに同期して絶対
的な角度位置情報が常に得られるのでノイズ等の
誤動作に対してすぐ復帰でき、誤点火誤噴射等の
エンジンに悪影響を与えることはない。
なお前記実施例においては検出方法として磁気
抵抗素子を用いたが磁石とホール素子を組み合せ
て使用しても同様の効果が得られる。
又位置情報として2進3桁としたが、要求精度
に応じて2進2桁又は2進4桁とすることも可能
である。
更に絶対位置情報の割り振り方として点火から
点火までを等分するだけでなく、エンジンの1回
転に対して割り振る方法も制御対象によつては有
効である。
以上述べたように本発明に於いては例えばクラ
ンク軸が1回転するときその1回転をn相に等分
割する位置情報と、21×n相に等分割する位置情
報の分割境界を共有する如く配設すると共に22×
n相に当分割する位置情報の分割境界を前記分割
境界よりαだけ正回転方向に対して遅らせて配置
する構成とし、夫々の位置情報を高レベルか低レ
ベルかで表わす検出回路を設け、2進3桁の絶対
位置情報を得ると共に分割した最大数の矩形波信
号列の立上り時又は立下り時にクロツクパルスを
発生する検出回路を設けたことにより位置情報の
読み込みタイミング及び回転速度の検出が可能に
なつている。
上記の構成により従来必要となつていた絶対基
準位置の信号と、その信号によつてリセツトされ
るところの円周を等分割した角度情報をカウント
する回路が不要になると共に、それらがノイズに
よりミスカウントする為に起る誤点火処理あるい
は噴射処理のずれなどに起因する不具合いがなく
なるという優れた効果がある。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明では各群の位置情報の
うち最下位桁に相当する2進数を有効に利用して
クロツクパルスを形成するこができて、簡潔な方
法にて最上位桁から最下位桁の位置情報検出後の
信号処理を正確かつ容易に行うことができて、内
燃機関のクランク軸の絶対角度位置情報に基づい
て点火処理及び噴射処理を誤動作なく実施するこ
とができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1A図は本発明になる位置情報源としての磁
石組立体の基本構成の一実施例を示す斜視図であ
り、第1B図はその絶対位置情報を示す関係図で
ある。第2図は第1A図図示の組立体の取付け配
置状態を示す斜視図である。第3図は本発明にお
ける検出回路の具体的な構成例を示す電気結線図
である。第4A図は本発明になる位置情報源とし
ての磁石組立体の具体積層例を示す斜視図であ
り、第4B図はその絶対位置情報を示す関係図で
ある。第5図は本発明の動作の説明に供する各部
波形図である。 1……デイストリビユータ軸、11……n相に
着磁した磁石、12……21×n相に着磁した磁
石、13……22×n相に着磁した磁石、20……
磁気抵抗素子を含む検出回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 内燃機関の気筒数に対応したn個の相に等分
    割されかつ前記相が磁化パターンに対応した
    “1”および“0”からなる2進数で表現される
    最上位桁に対応する1群の位置情報と、その順次
    2倍の相に等分割した少なくとも1群の位置情報
    と、を回転体に配置し、これら群のうち最多倍の
    相に等分割した最下位桁に相当する1群を除いて
    位置情報の分割境界を共にするように配置すると
    ともに、除かれた最下位桁に相当する1群の分割
    境界を前記分割境界より所定の着磁領域だけ正回
    転方向より遅らせて配置し、前記回転体を前記内
    燃機関のクランク軸の回転に同期して回転させる
    ことにより該回転体から最上位桁から最下位桁に
    相当する各群の位置情報を“1”および“0”か
    らなる2進数でそれぞれ検出し、これら各群の位
    置情報のうち最下位桁に相当する2進数の立ち上
    がりと立ち下がりとの少なくとも一方に同期して
    クロツクパルスを発生し、このクロツクパルスの
    発生タイミングで最上位桁から最下位桁までの全
    ての2進数のレベルを検出した位置情報の組み合
    せから前記クランク角の絶対角度位置情報を得る
    ことを特徴とする内燃機関のクランク角度検出方
    法。
JP1846681A 1981-02-10 1981-02-10 Detecting method for crank angle in internal combustion engine Granted JPS57133311A (en)

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