JPH04334764A - クランク角センサ内蔵配電器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車エンジン等の
内燃機関制御装置に用いられるクランク角センサ内蔵配
電器に関し、特にノイズ耐量を向上させて信頼性を向上
させると共に、コストダウン及び小形化を実現したクラ
ンク角センサ内蔵配電器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車エンジン等の内燃機関
制御装置においては、各気筒の基準クランク位置に対応
した基準信号を発生するクランク角センサと、各気筒に
点火用の高電圧を分配する配電器とが用いられており、
これらは同一の回転シャフトに取り付けられてクランク
角センサ内蔵配電器を構成している。図５は従来のクラ
ンク角センサ内蔵配電器を示す断面図である。図におい
て、１はクランク軸に対応した回転シャフト、２は回転
シャフト１の軸受、３は回転シャフト１の上端部に絶縁
されて設けられた高電圧配電用の電極板、４は電極板３
の中心側の一端に接触して高電圧を供給する電源電極、
５は電極板３の外周側の他端に対向配置された気筒毎の
放電電極である。６は気筒毎の基準クランク位置に対応
したスリット（図示せず）が設けられた回転円板、７は
回転円板６のスリットに対向するように設けられたクラ
ンク角センサユニット、８はクランク角センサユニット
７を電磁ノイズから保護するためのシールドカバー、９
はクランク角センサユニット７を静電ノイズから保護す
るためのシールドカバーである。

【０００３】図６は図５内のクランク角センサユニット
７を詳細に示す断面図であり、１１は例えば発光ダイオ
ードを用いた発光素子、１２は回転円板６を挟んで発光
素子１１と対向配置された例えばフォトダイオードを用
いた受光素子、１３は波形整形回路を含むワンチップの
受光ＩＣ、１４は受光ＩＣ１３がマウントされた回路基
板、１５は受光素子１２と受光ＩＣ１３とを接続するリ
ード電極、１６は受光ＩＣ１３の出力信号を外部に引き
出すリード電極である。

【０００４】図７は図６内の受光ＩＣ１３を詳細に示す
回路図であり、２１は直流電源、２２は直流電源２１と
発光素子１１との間に挿入された発光素子駆動用の抵抗
器、２３は直流電源２１と受光ＩＣ１３との間に挿入さ
れた抵抗器である。発光素子１１は抵抗器２２とグラン
ドとの間に順方向に挿入されている。２４は受光ＩＣ１
３の出力信号Ｖｏをプルアップする抵抗器、２５は抵抗
器２３を介して直流電源２１に接続された定電圧素子例
えばツェナーダイオード、２６は受光素子１２のアノー
ドとグランドとの間に挿入された負荷抵抗器、２７は負
荷抵抗器２６に並列に接続されたノイズ抑制用のコンデ
ンサ、２８は受光素子１２及び負荷抵抗器２６の接続点
の電圧ＶＤを基準電圧ＶＲと比較する比較器である。受
光素子１２のカソードはツェナーダイオード２５のカソ
ードに接続されている。又、負荷抵抗器２６及び比較器
２８は、受光素子１２の受光信号を矩形波にするための
波形整形回路を構成している。

【０００５】次に、図５〜図７を参照しながら、従来の
クランク角センサ内蔵配電器の動作について説明する。 配電器を構成する回転シャフト１上の電極板３は、中心
部において電源電極４の先端部と接触しながら回転し、
且つ、外周端部において各気筒毎の放電電極５と順次対
向し、各放電電極５に対して放電させるにより、高電圧
を順次切換ながら供給する。又、発光素子１１は、直流
電源２１により駆動されて発光し、回転円板６のスリッ
トを介して発光素子１１に対向配置された受光素子は、
スリットの先端部で立ち上がり且つ後端部で立ち下がる
受光信号を生成する。受光ＩＣ１３は受光信号を波形整
形し、これにより得られた矩形波の出力信号Ｖｏを基準
信号として外部に出力する。即ち、比較器２８は、負荷
抵抗器２６の一端の電位ＶＤを基準電圧ＶＲと比較し、
受光素子１２の受光信号を矩形波に波形整形し、出力信
号Ｖｏとする。このように、各気筒の点火コイルは、放
電電極５を介して配電器から給電され、出力信号Ｖｏに
より実際の点火タイミングが制御される。このとき、受
光素子１２から受光ＩＣ１３までの距離が長く、受光信
号にノイズが重畳され易いので、シールドカバー８及び
９が設けられている。即ち、電極板３の先端部と放電電
極５との間で放電が行われると、配電器側から電磁ノイ
ズ及び静電ノイズが重畳されるが、これをシールドカバ
ー８が防止する。又、通常、回転シャフト１は接地され
ているが、回転中にグランドから浮いた場合に、配電時
の高電圧が回転シャフト１に誘導される。従って、回転
シャフト１の高電圧が静電ノイズとして重畳されるが、
これをシールドカバー９が防止する。しかしながら、受
光素子１２からの受光信号が微弱であるうえ、受光素子
１２から受光ＩＣ１３までのリード電極１４が長くハイ
インピーダンスであるため、非常にノイズが重畳され易
く、これを防止することは困難である。もし、ノイズが
重畳されて基準電圧ＶＲを越えると、比較器２８が誤動
作し、例えば点火制御の信頼性が劣化してしまう。又、
このようにノイズ耐量が小さくなると、配電部とクラン
ク角センサユニット７との間の距離を短くすることがで
きず、配電器全体を小形化することもできない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のクランク角セン
サ内蔵配電器は以上のように、受光素子１２と受光ＩＣ
１３との間の距離が長いため、ノイズ耐量が小さく、信
頼性が低いうえ小形化及びコストダウンが実現できず、
しかもコンデンサ２７により高周波帯域の信号にナマリ
が生じ、検出精度が低下するという問題点があった。

【０００７】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、ノイズ耐量を向上させて信頼性
を向上させると共に、小形化及びコストダウンを実現し
、しかも検出精度を向上したクランク角センサ内蔵配電
器を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係るクランク
角センサ内蔵配電器は、発光素子及び受光素子を含むク
ランク角センサと、デューティ５０％の矩形波信号を発
生する波形整形回路を集積化した受光ＩＣとを内蔵した
クランク角センサ内蔵配電器であって、受光素子を受光
ＩＣ内に一体に内蔵させた受光素子を受光ＩＣ内に一体
に内蔵させたものである。

【０００９】

【作用】この発明においては、リード電極を不要として
ノイズ耐量を向上させ、シールドカバーを不要にすると
共に、配電部との距離を短くし、しかも検出精度を向上
する。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例を示す断面図、図２は
図１内のクランク角センサユニットを詳細に示す断面図
、図３は図２内の受光ＩＣを詳細に示す回路図、図４は
図３の動作説明に供するための波形図であり、（７Ａ）
及び（１３Ａ）は従来のクランク角センサユニット（７
）及び受光ＩＣ（１３）にそれぞれ対応しており、１〜
６、１１、１２、１６、２１〜２６及び２８は前述と同
様のものである。

【００１１】図３において、受光素子１２と負荷抵抗器
２６の接続点はバッフアアンプ３０及びコンデンサ３１
を介して比較器２８の反転端子に接続され、比較器２８
の反転端子は抵抗器３２を介して１／２ＶＣＣのバイア
ス電源３３に接続される。抵抗器３２とバイアス電源３
３の接続点は抵抗器３４を介して比較器２８の非反転端
子に接続されると共に更に抵抗器３５を介して比較器２
８の出力端子に接続される。抵抗器３４及び３５は比較
器２８の非反転端子に与えられる基準電圧ＶＲにヒステ
リスを持たせるために用いられている。ここで、受光素
子１２、抵抗器２３、２４、２６、３２、３４、３５、
ツェナーダイオード２５、比較器２８、バッフアアンプ
３０、コンデンサ３１及びバイアス電源３３は受光ＩＣ
１３Ａに内蔵される。

【００１２】今、一定の間隔を保って互いに対向配置さ
れた発光素子１１と受光素子１２のギャップ間を、所定
の角度の開口部が形成されている回転円板６が回転、通
過すると、発光素子１１からの光が通光及び遮光される
。そして、通光時、受光素子１１に光電流が流れ、受光
素子１２と抵抗器２６の接続点に図４Ａに示すような正
弦波状の信号Ｓ１が得られる。この信号Ｓ１はバッフア
アンプ３０及びコンデンサ３１を通って図４Ｂに示すよ
うな信号Ｓ２として比較器２８に供給されて基準電圧Ｖ
Ｒと比較される。この結果、比較器２８の出力側には波
形整形されて図４Ｃに示すようなデュティ５０％で波高
値ＶＣＣの矩形波状の出力信号Ｓ３が得られる。そして
、この出力信号Ｓ３が内燃機関の点火時期制御のための
信号として使用される。

【００１３】この場合、高電圧配電動作は前述と同様で
あるが、受光素子１２は、受光ＩＣ１３Ａに一体に内蔵
されており、従来におけるシールドカバー８、９及びノ
イズ抑制用のコンデンサ２７は不要となっている。即ち
、受光素子１２と受光ＩＣ１３Ａとの間を接続するリー
ド電極がＩＣチップ上で極めて微細化されるので、ノイ
ズ耐量が大幅に向上し、信頼性が向上するうえ、配電部
とクランク角センサユニット７Ａとの間の距離を小さく
することができる。従って、図１から明らかなように、
配電器全体が小形となってコストダウンが実現するうえ
、受光ＩＣ１３Ａからは、誤動作を防止した高精度の出
力信号Ｓ３を生成することができる。

【００１４】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、受光素
子を受光ＩＣに内蔵させ、リード電極を不要としてノイ
ズ耐量を向上させたので、シールドカバー及びノイズ抑
制用コンデンサを不要にすると共に、配電部との距離を
短くすることができ、信頼性及び検出精度を向上させる
と共に、小形化及びコストダウンを実現したクランク角
センサ内蔵配電器が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】図１内のクランク角センサユニットを詳細に示
す断面図である。

【図３】図２内の受光ＩＣを詳細に示す回路図である。

【図４】図３の動作説明に供するための波形図である。

【図５】従来のクランク角センサ内蔵配電器を示す断面
図である。

【図６】図５内のクランク角センサユニットを詳細に示
す断面図である。

【図７】図６内の受光ＩＣを詳細に示す回路図である。

【符号の説明】

７Ａ　　　　クランク角センサユニット１１　　　　発
光素子 １２　　　　受光素子 １３Ａ　　　受光ＩＣ ２８　　　　比較器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　発光素子及び受光素子を含むクランク
   角センサと、デューティ５０％の矩形波信号を発生する
   波形整形回路を集積化した受光ＩＣとを内蔵したクラン
   ク角センサ内蔵配電器であって、上記受光素子を上記受
   光ＩＣ内に一体に内蔵させたことを特徴とするクランク
   角センサ内蔵配電器。