JPH0412411Y2 - - Google Patents

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JPH0412411Y2
JPH0412411Y2 JP1984037182U JP3718284U JPH0412411Y2 JP H0412411 Y2 JPH0412411 Y2 JP H0412411Y2 JP 1984037182 U JP1984037182 U JP 1984037182U JP 3718284 U JP3718284 U JP 3718284U JP H0412411 Y2 JPH0412411 Y2 JP H0412411Y2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/32Controlling fuel injection of the low pressure type
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    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/08Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having multiple-spark ignition, i.e. ignition occurring simultaneously at different places in one engine cylinder or in two or more separate engine cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
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    • F02P7/00Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/06Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of circuit-makers or -breakers, or pick-up devices adapted to sense particular points of the timing cycle
    • F02P7/073Optical pick-up devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 (技術分野) 本考案は多気筒エンジンの始動時に、気筒のク
ランク角位置を少なくともグループ単位に確実に
判別できるクランク角検出装置に関するものであ
る。
(従来技術) 近年、多気筒機関の点火装置としては、機械的
なポイント開閉装置のかわりに電気的に気筒のク
ランク角位置を検出するクランク角検出装置を備
え、これによつて各気筒の点火プラグへ点火配電
を行うものが提案されている。例えば、特公昭
40−8281号公報や特開昭57−8328号公報に記載
されたものがある。
のタイプで用いられるクランク角検出装置と
しては、クランク軸と同期して回転し表面が金属
と非金属との区域に交互に形成された分割盤と、
この分割盤に所用ギヤツプを介して対向する電磁
ピツクアツプを備え、分割盤の回転に伴う磁束の
変化を電磁ピツクアツプにより検出し、この電磁
ピツクアツプにより検出された気筒信号に基づい
て点火グループごとに点火配電が行われる。
のタイプで用いられるクランク角検出装置と
しては、クランク軸と同期回転する回転円板に、
各気筒の上死点にそれぞれ対応する気筒検出用ス
リツトが設けられており、この回転円板を挟むよ
うに光電ピツクアツプが配設されたものである。
そして、回転円板のスリツトのうち、特定のスリ
ツト、例えば第1気筒に対応するスリツトの角度
巾を他よりも大きく形成し、これによつて残りの
気筒の気筒信号を検出し、これに基づいてシーケ
ンシヤルインジエクシヨンにより各気筒ごとに燃
料噴射が行われ、各気筒ごとに順次点火配電が行
われるものである。
しかしながら、上記従来のクランク角検出装置
にはそれぞれ次のような問題点があつた。
すなわち、のタイプにおいては、点火グルー
プごとの気筒信号しか検出できないため、各気筒
ごとには順次点火できない欠点がある。また、
タイプにおいては、特定の気筒に対応するスリツ
トの角度巾を大きめに形成したにもかかわらず、
クランキング開始後の始動回転時には大きいスリ
ツトに対応する気筒信号が検出されるまでは、他
のスリツトに対応する気筒信号が何番目の気筒の
ものか明確に判別不能となり、点火グループごと
に点火配電する場合もまた各々の気筒に点火配電
する場合にも任意に想定して点火せざるを得なか
つた。そのため、点火配電が誤配電となるおそれ
があり、吸気行程で着火するバツクフアイアや排
気行程で排気中の未燃混合気に着火するアフター
フアイアが生じやすくなり、機関の始動性を悪化
させるとともに機関の損傷するおそれがあつた。
(考案の目的) そこで、本考案は、回転円板に設けられる気筒
検出用スリツトの各角度巾を、少なくとも点火グ
ループの間で異なる大きさに形成することによ
り、機関始動時における各点火グループの気筒信
号を確実に検出して誤配電を防止し、その結果機
関の始動性を向上できるとともに機関の損傷のお
それを防止可能とするクランク角検出装置を提供
することを目的とする。
(考案の構成) 本考案のクランク角検出装置は、クランク角検
出用スリツトと4個以上の気筒検出用スリツトと
が円周方向に設けられクランクシヤフトに同期回
転する回転円盤と、この回転円盤を挟んで配設さ
れ前記クランク角検出用スリツトおよび気筒検出
用スリツトの通過光を検出する光電ピツクアツプ
と、を備えたクランク角検出装置において、前記
気筒検出用スリツトを回転円盤の周方向に沿つて
1つ置きごとに2つのグループに分け、一方のグ
ループのスリツトの幅を同一にし、他方のグルー
プの各スリツトの幅を互いに異ならせると共に、
前記一方のグループのスリツトの幅とも異ならせ
ることを特徴としたものである。
(実施例) 以下に本考案の一実施例を説明する。なお、本
実施例では4気筒エンジンに適用した場合につい
て説明し、点火グループとしては第1気筒および
第4気筒をAグループとし、第3気筒および第2
気筒をBグループとして説明する。
本実施例のクランク角検出装置は、第1図に示
すように、回転円板1と光電ピツクアツプ7とか
ら構成されている。この回転円板1は配電器のハ
ウジング(図示省略)に固定されて一体回転す
る。ロータシヤフトはカムシヤフトを介してクラ
ンクシヤフトに連結され、クランクシヤフトの1
回転に対して1/2回転するよう設定されている。
したがつて、回転円板1もクランクシヤフトの1
回転に対して1/2回転し、クランクシヤフトと同
期回転する。
さらに、この回転円板1には、第2図に示すよ
うに、クランク角度検出用スリツト2と各気筒に
対応する気筒検出用スリツト3,4,5,6(本
実施例では4気筒であるから4個)が設けられて
いる。クランク角度検出用スリツト2は、回転円
板1の外周部に円周方向に沿つて形成され、クラ
ンクシヤフトのクランク角度で1°ごとに同一ピツ
チで設けられている。したがつて、回転円板1の
外周部には720個のクランク角度検出用スリツト
2が設けられている。また、回転円板1には、第
1気筒、第3気筒、第4気筒、第2気筒の各気筒
検出用スリツト3,4,5,6が点火順序に沿う
よう回転円板1の反回転方向に従つて90°間隔で
設けられている。各気筒検出用スリツト3,4,
5,6の角度巾は、クランク角度で、第1気筒検
出用スリツト3が24°、第3気筒検出用スリツト
4が16°、第4気筒検出用スリツトが8°、第2気
筒検出用スリツト6が16°となるよう形成されて
いる。さらに各々の気筒検出用スリツト3,4,
5,6は各気筒の上死点前110°(クランク角度)
の位置に設けられている。したがつて、本実施例
では、第1気筒検出用スリツト3の角度巾が他の
ものに比べて大きめに形成され、Bグループの第
3と第2の気筒検出用スリツト4と6の角度巾が
等しいものとなつており、AグループとBグルー
プの気筒検出用スリツトの角度巾が異なるよう設
定されている。
また、配電器のハウジング内には、回転円板1
を挟むように光電ピツクアツプ7が配設されてお
り、この光電ピツクアツプ7は、例えば発光ダイ
オードと受光ダイオードとにより構成され、クラ
ンク角度検出用スリツト2および気筒検出用スリ
ツト3,4,5,6の上方に発光ダイオードが、
それらの下方に受光ダイオードが配設されてい
る。したがつて、イグニツシヨンキーをオンにす
ると発光ダイオードが受光ダイオードにめがけて
発光し、エンジンのクランキングとともに回転円
板1が回転し、各スリツト2と3,4,5,6の
動きに伴つて投光、遮光が連続的に繰返される。
そして、クランク角度検出用の受光信号および気
筒検出用の受光信号がそれぞれ光電ピツクアツプ
7から出力される。
これらの受光信号は第1図に示す点火装置の制
御回路8(コントロールユニツト)に入力され、
これらの受光信号に基づいて制御回路8によつて
イグニツシヨンコイル20の一次側の通電時間お
よび遮断時期を制御することにより、各グループ
ごとに点火プラグ21,24と23,22によつ
て点火される。
さらに制御回路8について詳述すると、クラン
ク角度検出用スリツト2の受光信号を第3図bに
示すように1°(クランク角度)のパルス状の出力
信号2a(以下、1°信号という)に整形するクラ
ンク角度検出手段9と、このクランク角度検出手
段9からの1°信号2aに基づいてエンジンの回転
数Nを検出する回転数検出手段10と、気筒検出
用スリツト3,4,5,6の受光信号を第3図a
に示すように各角度巾に対応したパルス状の出力
信号3a,4a,5a,6a(以下、気筒信号と
いう)に整形する気筒信号検出手段11とを備え
ている。したがつて、第1気筒、第3気筒、第4
気筒、第2気筒に対応する各気筒信号3a,4
a,5a,6aは各々の気筒の上死点前110°(ク
ランク角度)で立上り各スリツトの角度巾に対応
して立下がるパルス状の出力信号として得られ
る。
また、制御回路8にはエアフロメータ15によ
り検出された吸入空気量Qを吸入空気量検出手段
16と、この吸入空気量Qと回転数検出手段10
により検出された回転数Nにより、燃料噴射弁か
ら機関に噴射される基本噴射量(Tp=Q/N)
を演算する燃料噴射量算出手段17と、基本噴射
量Tpと回転数Nに基づいて予めメモリに記憶さ
れた運転状態に対応する点火時期値の記憶値を読
取つてこれに対応する出力信号を出力する点火時
期算出手段18と、この出力信号に基づいて、A
グループ(第1気筒、第4気筒)の点火時期値、
Bグループ(第3気筒、第2気筒)の点火時期値
に基づいてイグニツシヨンコイル20の一次側コ
イル20aの通電制御を行う通電制御手段19を
備えている。この通電制御手段19はイグニツシ
ヨンコイル20の一次側コイル20aに接続され
たパワートランジスタTr1およびTr2を動作させ
ることによつて一次側コイル20aにバツテリB
から流れる電流の通電時間を制御する。また、制
御回路8には気筒信号検出手段11からの第1気
筒、第3気筒、第4気筒、第2気筒の気筒信号3
a,4a,5a,6aのうち、第1気筒の気筒信
号3aを検出する第1気筒検出手段12と、第1
気筒、第4気筒のAグループと第3気筒、第2気
筒のBグループの点火グループごとに判別する点
火グループ検出手段13と、各気筒の気筒信号3
a,4a,5a,6aに基づいて各点火グループ
ごとに点火時期を制御する点火時期制御パルスを
出力する点火信号出力手段14とを備えている。
さらに、制御回路8にはエミツタ接地のスイツチ
ング用のトランジスタTr3とTr4を備えている。
トランジスタTr3のベースは点火信号出力手段1
4からAグループの気筒の点火時期制御パルスが
入力される一方、トランジスタTr4のベースには
点火信号出力手段14からBグループの気筒の点
火時期制御パルスが入力される。このトランジス
タTr3はコレクタがパワートランジスタTr1のベ
ースに接続され、トランジスタTr4はコレクタが
パワートランジスタTr2のベースに接続されてい
る。したがつて、Aグループの点火時期制御パル
スが入力されると、スイツチングトランジスタ
Tr3がオンとなりパワートランジスタTr1がオフ
となつて一次側コイル20aの電流が遮断され、
他方、Bグループの点火時期制御パルスが入力さ
れると、スイツチングトランジスタTr4がオンと
なりパワートランジスタTr2がオフとなつて一次
側コイル20aの電流が遮断される。
さらに、パワートランジスタTr1とTr2は、エ
ミツタが接地され、そのコレクタがイグニツシヨ
ンコイル20の一次側コイル20aの両端に夫々
接続されている。イグニツシヨンコイル20の一
次側コイル20aは中点がバツテリの正端子に接
続され、パワートランジスタTr1又はTr2の動作
に伴つて電流が流れる。他方、イグニツシヨンコ
イル20の二次側コイル20bの両端には、第1
気筒の点火プラグ21と第4気筒の点火プラグ2
4(Aグループ)が夫々ダイオードD1とD4を介
して接続され、これと並列に第3気筒の点火プラ
グ23と第2気筒の点火プラグ22が夫々逆向き
のダイオードD3,D2を介してそれぞれ接続され
たものとなつている。
次に作用について説明する。
まず、イグニツシヨンキースイツチをオンにす
ると、光電ピツクアツプ7の発光ダイオードが発
光し、エンジンが始動されるとクランクシヤフト
に同期して回転円板1が回転する(本実施例では
回転円板1はクランクシヤフトの1/2回転に同期
している)。回転円板1の回転に伴つて、光電ピ
ツクアツプ7によりクランク角検出用スリツト2
の受光信号および気筒検出用スリツト3,4,
5,6の受光信号が出力される。気筒検出用スリ
ツト3,4,5,6の受光信号は、気筒信号検出
手段11において、回転円板1に設けられた第1
気筒、第3気筒、第4気筒、第2気筒の各スリツ
ト3,4,5,6にそれぞれ対応した気筒信号3
a,4a,5a,6aが検出される。また、クラ
ンク角度検出用スリツト2の受光信号は、クラン
ク角度検出手段9において、クランク角で1°の1°
信号2aとして出力される。この1°信号2aに基
づいて回転数検出手段10においてはエンジンの
回転数Nが算出される。このエンジンの回転数N
とエアフロメータ15からの吸入空気量Qに基づ
き燃料噴射量算出手段17において基本噴射量
Tpが算出される。さらに、点火時期値算出手段
18においては、運転状態に応じた点火時期値を
予め記憶されたメモリから読出し、この読出され
た点火時期に基づいて、Aグループの第1気筒お
よび第4気筒、Bグループの第3気筒および第2
気筒の点火時期に対応するよう通電制御手段19
から、Aグループの場合にはトランジスタTr1
へ、Bグループの場合にはトランジスタTr2へそ
れぞれ通電制御信号が出力される。したがつて、
通電制御信号によつてトランジスタTr1または
Tr2が動作し、イグニツシヨンコイル20の一次
側コイル20aには、各気筒の点火時期に対応す
るよう通電される。
他方、気筒信号検出手段11において検出され
た各気筒の気筒信号3a,4a,5a,6aは、
Aグループの気筒信号3a,5aとBグループの
気筒信号4a,6aとのパルス巾が異なるため、
点火グループ検出手段13においてAグループと
Bグループとに判別される。また、気筒信号3
a,4a,5a,6aのうち、第1気筒の気筒信
号3aのパルス巾が他に比べて大きいため、第1
気筒検出手段12において判別される。したがつ
て、エンジンのクランキング時の初回転時におい
ても、第1気筒の気筒信号を容易に検出できると
ともに、各点火グループを容易に判別することが
できるので、誤配電となるおそれがない。さら
に、点火グループ検出手段13において各点火グ
ループごとに点火時期制御パルスが出力される。
Aグループにおいては第1気筒または第4気筒の
点火時期制御パルスがトランジスタTr3のベース
に出力され、点火時期制御パルスが入力するとト
ランジスタTr3がオンとなり、これに伴つてパワ
ートランジスタTr1がオフとなつてイグニツシヨ
ンコイル20の一次側コイル20aの通電が遮断
される。そして、この遮断時に二次側コイル20
bに誘起される高圧によつて、第1気筒の点火プ
ラグ21および第4気筒の点火プラグ24を点火
させる。他方、Bグループにおいても、第3気筒
または第2気筒の点火時期制御パルスがトランジ
スタTr4のベースに入力され、点火時期制御パル
スによりトランジスタTr4がオンとなるとパワー
トランジスタTr2がオフとなつて一次側コイル2
0aへの通電が遮断され、この遮断時に二次側コ
イル20bに誘起される高電圧によつて第3気筒
の点火プラグ23および第2気筒の点火プラグ2
2を点火させる。
ここで、点火グループ検出手段13、第1気筒
検出手段12および点火信号出力手段14におけ
る、点火グループおよび各気筒信号の判別処理に
ついて説明する。
気筒信号検出手段11において検出された各気
筒の気筒信号3a,4a,5a,6aはAグルー
プとBグループとの間でそのパルス巾が異なり、
第1気筒の気筒信号3a、が24°、第3気筒の気
筒信号4aが16°、第4気筒の気筒信号5aが8°、
第2気筒の気筒信号6aが16°と設定されており、
これらの判別処理は第4図に示すフローチヤート
に基づいて行われる。
まず、イグニツシヨンキースイツチがオンにな
ると、開始されステツプP1でスタータスイツチ
がオンとなつたかどうかが判断され、スタータス
イツチがオンであればステツプP2に移行する。
スタータスイツチがオン状態でない場合には、そ
のまま処理を終了する。ステツプP2ではいずれ
かの気筒信号3a,4a,5a,6aが入力され
たかどうかが判別され、いずれかの気筒信号3
a,4a,5a,6aが入力されている場合に
は、1°信号2aを12個のカウントしてステツプP3
に移行する。どの気筒信号3a,4a,5a,6
aも入力されていない場合は、ステツプP1に戻
る。ステツプP3においては、12個目の1°信号2a
のカウント終了の時点、その気筒信号3a,4
a,5a,6aが終了しているか持続している
か、すなわち「ロー」レベルか「ハイ」レベルか
が判別される。「ロー」レベルであれば、その気
筒信号は8°の第4気筒の気筒信号5aであると判
別されて点火信号出力手段14からトランジスタ
Tr3に点火時期制御パルスが出力され、Aグルー
プ、すなわち第1気筒の点火プラグ21および第
4気筒の点火プラグ24が点火される。ステツプ
P3において「ロー」レベルでない場合には、1°信
号2aをさらに8個カウントし、1°信号2aが合
計20個カウントしてステツプP4に移行する。ス
テツプP4においては、1°信号2aを合計20個カウ
ントし終了時点の気筒信号が「ロー」レベルか
「ハイ」レベルかが判断される。「ロー」レベルの
場合には、16°の第2気筒または第3気筒、すな
わちBグループの気筒信号4aまたは6aである
と判別され、点火制御信号出力手段14からトラ
ンジスタTr4のベースに点火時期制御パルスが出
力され、Bグループ(第3気筒、第2気筒)の点
火プラグ23および24が点火される。ステツプ
P4において「ロー」レベルでない場合には、残
りの第1気筒の気筒信号3aであると判別され、
点火制御信号出力手段14から第1気筒の点火時
期制御パルスがトランジスタTr3に出力され、A
グループ(第1気筒、第4気筒)の点火プラグ2
1および24の点火が行なわれる。したがつて、
エンジンのクランキング時においても、第1気筒
または各点火グループごとの気筒信号が確実に検
出できるために、誤配電が防止でき、機関の性能
を向上させることができる。
(考案の効果) 以上、説明したように本考案によれば、クラン
ク角検出用スリツトと4個以上の気筒検出用スリ
ツトとが円周方向に設けられクランクシヤフトに
同期回転する回転円盤と、この回転円盤を挟んで
配設され前記クランク角検出用スリツトおよび気
筒検出用スリツトの通過光を検出する光電ピツク
アツプと、を備えたクランク角検出装置におい
て、前記気筒検出用スリツトを回転円盤の周方向
に沿つて1つ置きごとに2つのグループに分け、
一方のグループのスリツトの幅を同一にし、他方
のグループの各スリツトの幅を互いに異ならせる
と共に、前記一方のグループのスリツトの幅とも
異ならせたことにより、何れの気筒検出用スリツ
トの信号からでも気筒グループの識別ができ、例
えば、エンジン始動時(クランキング時)の最初
の検出信号であつても的確な気筒グループの判別
を行うことができるようになる。この結果、エン
ジン始動時であつてもグループ燃料噴射を正確に
行うことができる。しかも、1つのグループに含
まれる各スリツト(実施例ではスリツト3,5)
を検出した時点で、当該グループに所属する各気
筒(実施例では#1、#4気筒)を識別できるの
で、エンジン始動時であつてもこれらの各気筒に
対して正確な点火時期制御を行うことができる。
したがつて、機関の初回転時における誤配電を防
止でき、機関の始動性を向上して機関の性能悪化
を防止できる。さらに、本実施例では上記の効果
に加え、スリツトの最大幅を抑えることができ、
回転円盤の剛性低下を防止できる効果がある。一
般に、光電型のクランク角センサは、回転円盤の
両面に発光素子と受光素子を配置して構成する
が、受光感度の点から円盤と素子を可能な限り接
近して配置する。このため、円盤の回転面に大き
なブレがあると、素子に干渉してしまうという不
都合を生ずる。今、n気筒エンジンの各気筒にそ
れぞれ個性のあるスリツトを対応させた場合を考
えると、この場合、それぞれに幅の異なるn個の
スリツトを円盤に形成しなければならない。この
ことは、スリツト幅の最大値がnの数に比例して
大きくなることを意味している。したがつて、か
かる大きなスリツトを持つ円盤では剛性低下が避
けられないから、しかもこの傾向は気筒数が増大
するほど顕著になるから、機関回転に伴う振動加
振力によつて円盤に発生するたわみが大きくな
り、回転円盤と光電ピツクアツプとが干渉すると
いう不都合を生ずるのである。これに対して、本
願考案では、1種+n/2種類のスリツト幅でよ
く、例えば4気筒エンジン(n=4)であれば3
種類のスリツト幅、6気筒エンジン(n=6)で
あれば4種類のスリツト幅、または、12気筒エン
ジン(n=12)であれば5種類のスリツト幅でよ
い。これは、各気筒にそれぞれ個性のあるスリツ
トを対応させた場合の4種(4気筒)、6種(6
気筒)および12種(12気筒)に比べて明らかに少
ない数である。したがつて、スリツトの最大幅を
抑えることができ、回転円盤の剛性低下を防止し
て、上記の不都合を回避できるのである。
また、第2の実施例のように、気筒検出用スリ
ツトの角度巾を各気筒ごとに異なる大きさに形成
すれば、機関のクランキング時のクランク角の位
置を各気筒ごとに判別できるため、シーケンシヤ
ルインジエクシヨンに適用できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図は本考案の第1の実施例に係り、第
1図はクランク角検出装置および点火装置を示す
概略構成図、第2図は回転円板の平面図、第3図
a,bは各気筒信号および1°信号を示す図、第4
図は点火グループの気筒信号の判別処理を示すフ
ローチヤートである。 1……回転円盤、2……クランク角検出用スリ
ツト、3,4,5,6……気筒検出用スリツト、
7……光電ピツクアツプ。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. クランク角検出用スリツトと4個以上の気筒検
    出用スリツトとが円周方向に設けられクランクシ
    ヤフトに同期回転する回転円盤と、この回転円盤
    を挟んで配設され前記クランク角検出用スリツト
    および気筒検出用スリツトの通過光を検出する光
    電ピツクアツプと、を備えたクランク角検出装置
    において、前記気筒検出用スリツトを回転円盤の
    周方向に沿つて1つ置きごとに2つのグループに
    分け、一方のグループのスリツトの幅を同一に
    し、他方のグループの各スリツトの幅を互いに異
    ならせると共に、前記一方のグループのスリツト
    の幅とも異ならせることを特徴とするクランク角
    検出装置。
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