JPH0428007Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は回転軸の回転角度を検出する二種類
の信号を発生する回転角度検出装置に関するもの
である。

例えば内燃機関の点火時期の制御においては、
クランクシヤフトの回転に対応して点火時期の決
定の基準となる基準信号と点火時期制御の最小分
解能となる角度信号の二種類の回転角度検出信号
を発生する回転角度検出装置を必要とする。

この種の従来の回転角度検出装置を第１〜３図
に示す。図において、１は内燃機関のクランクシ
ヤフトの回転に同期して回転する回転軸、１ａは
回転軸１の径大部、２は径大部１ａに取付けた回
転板で、回転板２の外周寄りに円周状に等間隔で
複数個のスリツト２ａを設けるとともにスリツト
２ａより中心寄りにも円周状に等間隔でスリツト
２ａより数の少いスリツト２ｂを設けて構成され
ている。３，４は回転板２の一方の側に配設され
た発光素子、５，６は回転板２の他方の側に配設
された受光素子で、発光素子３と受光素子５はス
リツト２ａを介して相対向するよう支持部７に支
持され、発光素子４と受光素子６はスリツト２ｂ
を介して相対向するよう支持部７に支持されてい
る。又、８は回路部を示し、具体的には発光素子
駆動回路９と波形整形回路１０，１１とから成
り、発光素子駆動回路９は発光素子３，４が発光
するように駆動し、波形整形回路１０，１１は
夫々受光素子５，６の出力を矩形波に整形するも
のである。

次に、上記の従来の回転角度検出装置の動作に
ついて説明する。回転軸１はクランクシヤフトの
回転に同期して回転し、回転板２も同様に回転す
る。発光素子３，４は発光素子駆動回路９により
駆動されて発光しており、受光素子５，６は夫々
発光素子３，４との間にスリツト２ａ，２ｂが位
置した際に受光し、信号を出力する。第４図ａは
受光素子５の出力信号を示し、第４図ｃは受光素
子６の出力信号を示す。波形整形回路１０，１１
は夫々受光素子５，６の出力信号を予め設定され
た基準電圧と比較することにより矩形波に整形
し、夫々第４図ｂおよび第４図ｄに示した矩形波
信号を出力する。波形整形回路１０の出力信号は
点火時期制御の最小分解能となる角度信号とな
り、波形整形回路１１の出力信号は点火時期決定
の基準信号（例えばTDCを示す信号）となる。

このように従来の回転角度検出装置では角度信
号と基準信号の二種類の回転角度検出信号を発生
させるために二対の発光素子３，４および受光素
子５，６を設けている。しかるに、この種の装置
では回路部８はハイブリツド集積回路化され高い
信頼性を有しているため、発光素子３，４および
受光素子５，６の信頼性が装置全体の信頼性を大
きく左右することになり、素子数が多いことによ
つて装置全体の信頼性を低下させることになつて
いた。又、発光素子３，４および受光素子５，６
は高価であり、装置全体が高価なものとなる欠点
があつた。

この考案は上記した従来の欠点を除去するため
に成されたもので、安価で信頼性の高い回転角度
検出装置を提供することを目的とする。

以下、この考案の一実施例を第５図〜第８図に
もとづいて説明する。図において、１２は回転軸
１の径大部１ａに取付けられた回転板で、回転板
１２の外周よりには円周状に等間隔で複数個のス
リツト１２ａ（第１のスリツト）と、このスリツ
ト１２ａよりも円周方向の幅が大きなスリツト１
２ｂ（第２のスリツト）とが設けられている。こ
の回転板１２のスリツト１２ａ、スリツト１２ｂ
を介して相対向するよう一対の発光素子３および
受光素子５が配設されている。９，１０はそれぞ
れ従来例と同様の発光素子駆動回路、波形整形回
路である。１４は後述する各回路から成る信号分
離回路、１５は波形整形回路１０の出力信号に同
期して所定の時定数で充・放電を行う積分回路、
１６はこの積分回路１５の充電開始時に積分電圧
をリセツトさせるリセツト回路、１７は積分回路
１５の積分電圧を所定値と比較する比較回路、１
８はこの比較回路１７の出力信号と波形整形回路
１０の出力信号との論理積をとるAND回路であ
り、比較回路１７とともに積分電圧検出回路を構
成する。１９はAND回路１８の出力信号をセツ
ト入力とし、リセツト回路１６の出力信号をリセ
ツト入力とするフリツプフロツプ回路（以下FF
回路と略する。）、２０は波形整形回路１０の出力
信号を反転するインバータ回路、２１はこのイン
バータ回路２０の出力信号とFF回路１９の出力
信号との論理積をとるAND回路であり、上記FF
回路１９、インバータ回路２０、AND回路２１
はスリツト１２ｂに対応した出力信号を発生する
信号発生回路を構成している。

次に、上記装置の動作について説明すると、や
はり回転軸１は内燃機関のクランクシヤフトに同
期して、回転し、回転板１２も同様に回転する。
発光素子３は発光素子駆動回路９により駆動され
て発光しており、受光素子５は発光素子３との間
にスリツト１２ａ，１２ｂが位置した際に受光
し、信号を出力する。第８図ｅは受光素子５の出
力信号を示し、スリツト１２ｂにおける出力信号
（Ａ部に示す。）はスリツト１２ａにおける出力信
号と比べるとスリツト１２ｂの幅がスリツト１２
ａより広いためにハイレベルの期間が長くなる。
この受光素子５の出力は波形整形回路１０におい
て第８図ｆに示すような矩形波に変換され、波形
整形回路１０の出力端O₁から角度信号として出
力されるとともに信号分離回路１４に入力され
る。

信号分離回路１４においては、まず積分回路１
５により積分が行われ、積分回路１５はコンデン
サを定電流により充放電するため第８図ｇに示す
ように三角波を出力する。この際、放電電流が充
電電流より小さくなるように設定してあり、一方
スリツト１２ａに対応した期間における波形整形
回路１０の出力はハイレベルの期間とローレベル
の期間が等しいように設定されているので波形整
形回路１０の出力がハイレベルの間は積分器１５
の出力は零ボルトまで落ちない。従つて、この間
においては比較器１７の出力（第８図のｊに示
す。）はハイレベルになることがないのでAND回
路１８の出力（第８図のｋに示す。）はローレベ
ルとなり、波形整形回路１０の出力がローレベル
になればAND回路１８の出力はやはりローレベ
ルである。このため、スリツト１２ａに対応した
期間ではAND回路１８の出力は常にローレベル
であり、FF回路１９はセツトされず、 その出力（第８図のｌに示す。）はローレベル
でAND回路２１の出力（第８図のｍに示す。）も
ローレベルである。尚、リセツト回路１６は波形
整形回路１０の出力がハイレベルからローレベル
に変化する際に第８図のｈに示すリセツト信号を
積分回路１５へ出力するため、積分回路１５は出
力をクリアされ、充電は常に零ボルトから行われ
る。又、波形整形回路１０の出力がローレベルか
らハイレベルに変化する際にはリセツト回路１６
は第８図のｉに示すリセツト信号をFF回路１９
のリセツト入力端子に加える。

次に、スリツト１２ｂに対応した期間において
は、波形整形回路１０の出力はハイレベルの期間
が長いため積分回路１５の出力は零ボルトまで低
下する。このため、比較器１７の出力はハイレベ
ルとなり、AND回路１８の出力もハイレベルと
なる。従つて、FF回路１９はセツトされ、その
出力はハイレベルとなり、波形整形回路１０の出
力がローレベルになつてインバータ回路２０の出
力がハイレベルになるとAND回路２１の出力は
ハイレベルとなり、出力端O₂から基準信号とし
て出力される。次に、スリツト１２ａにおいて波
形整形回路１０の出力が再びハイレベルになつた
際にリセツト回路１６からFF回路１９へリセツ
ト信号が送られて出力端O₂からの基準信号はク
リアされる。

以上のように、この考案の回転角度検出装置に
おいては、回転軸に取付けた回転板に円周状に設
けたスリツトの一部を幅の異るものとするととも
に、このスリツトを介して相対向するよう一対の
発光素子および受光素子を設け、回転板の回転時
に受光素子が発生する出力を波形整形回路により
矩形波に整形して回転角度検出信号として出力す
るとともに、幅の異るスリツトにおいて受光素子
が出力し、波形整形回路が整形した信号を信号分
離回路により分離して他の回転角度検出信号とし
て出力しており、一対の発光素子および受光素子
を用いて他からの信号を受けることなく二種類の
回転角度検出信号を発生させることができる。従
つて、高価な発光素子および受光素子の数を従来
より減じることができ、装置全体を安価にできる
とともに信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転角度検出装置の構成図、第
２図は従来の回転板の平面図、第３第４図は夫々
従来の回転角度検出装置の回路図および各部の出
力波形図、第５図はこの考案に係る回転角度検出
装置の構成図、第６図はこの考案に係る回転板の
平面図、第７図第８図は夫々この考案に係る回転
角度検出装置の回路図および各部出力波形図であ
る。 １……回転軸、３……発光素子、５……受光素
子、１０……波形整形回路、１２……回転板、１
２ａ，１２ｂ……スリツト、１４……信号分離回
路、１５……積分回路、１６……リセツト回路、
１７……比較回路、１８，２１……AND回路、
１９……フリツプフロツプ回路、２０……インバ
ータ回路。なお、図中同一符号は同一または相当
部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転軸に取付けられ、円周状に第１のスリツト
   と、この第１のスリツトとは円周方向に幅の異な
   る第２のスリツトとが設けられた回転板、この回
   転板の両側に上記スリツトを介して相対向するよ
   う配設された一対の発光素子および受光素子、こ
   の受光素子の出力を矩形波に整形する波形整形回
   路、及びこの波形整形回路出力に基づいて充電期
   間と放電期間とが設定される積分回路と、この積
   分回路の充電期間開始時には積分電圧をリセツト
   するリセツト回路と、上記積分回路の放電期間中
   に積分電圧が所定値まで低下した事を検出する積
   分電圧検出回路と、この積分電圧検出回路出力に
   基づき信号を発生する信号発生回路とからなる信
   号分離回路を備え、上記第１、第２のスリツトに
   対応するそれぞれの放電期間のうち、いずれか幅
   が大であるスリツトに対応して長期間となる放電
   期間中にのみ上記積分電圧が上記所定値まで低下
   するよう、上記第１、第２のスリツトの幅の比率
   並びに積分回路の充・放電時定数が設定されたこ
   とを特徴とする回転角度検出装置。