JPH0718712B2 - 回転角検出回路 - Google Patents
回転角検出回路Info
- Publication number
- JPH0718712B2 JPH0718712B2 JP6340786A JP6340786A JPH0718712B2 JP H0718712 B2 JPH0718712 B2 JP H0718712B2 JP 6340786 A JP6340786 A JP 6340786A JP 6340786 A JP6340786 A JP 6340786A JP H0718712 B2 JPH0718712 B2 JP H0718712B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- output
- rotation angle
- voltage
- angle detection
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は回転角検出回路に関し、より具体的には自動車
等の内燃機関の回転角（クランク角）を検出する回転角
検出回路に関する。
等の内燃機関の回転角（クランク角）を検出する回転角
検出回路に関する。
（従来の技術） 近時、内燃機関の各種電子制御技術が急速に発展しつつ
あるが、このような制御技術においては制御タイミング
が重要であることから、その基準となる機関のピストン
位置、即ち回転角（クランク角）を正確に検出する必要
がある。従来のこの種の回転角検出回路としては、例え
ば特開昭57−133311号公報記載の技術がある。
あるが、このような制御技術においては制御タイミング
が重要であることから、その基準となる機関のピストン
位置、即ち回転角（クランク角）を正確に検出する必要
がある。従来のこの種の回転角検出回路としては、例え
ば特開昭57−133311号公報記載の技術がある。
この従来例においては、磁電変換手段の２つの出力端子
から夫々得られる略正弦波状の出力電圧を差動演算増幅
回路に入力して増幅し、其の出力値及び其の出力値の平
均値を後段の比較回路に送って比較結果を得ている。
から夫々得られる略正弦波状の出力電圧を差動演算増幅
回路に入力して増幅し、其の出力値及び其の出力値の平
均値を後段の比較回路に送って比較結果を得ている。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この種の従来例にあっては、その記載か
らは必ずしも分明ではないが、磁電変換手段の該２つの
出力値の差値を明確に検出するため該増幅回路の増幅率
を大きくとるのが通例であり、そのため出力電圧が飽和
状態で出力されることがあり、更に差動演算増幅回路の
出力を後段の比較回路に送って其処でその出力値と其の
出力値の平均値とを比較するので、磁電変換手段の出力
のゼロクロス位置を忠実に検出することが出来ず、よっ
て回転角を正確に検出することが出来ない恐れがあっ
た。
らは必ずしも分明ではないが、磁電変換手段の該２つの
出力値の差値を明確に検出するため該増幅回路の増幅率
を大きくとるのが通例であり、そのため出力電圧が飽和
状態で出力されることがあり、更に差動演算増幅回路の
出力を後段の比較回路に送って其処でその出力値と其の
出力値の平均値とを比較するので、磁電変換手段の出力
のゼロクロス位置を忠実に検出することが出来ず、よっ
て回転角を正確に検出することが出来ない恐れがあっ
た。
従って、本発明の目的は、従来技術の前記した問題点を
解消することにあり、磁電変換手段の出力ゼロクロス位
置を忠実に検出して回転角を正確に検出することの出来
る回転角検出回路を提供することにある。
解消することにあり、磁電変換手段の出力ゼロクロス位
置を忠実に検出して回転角を正確に検出することの出来
る回転角検出回路を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関のク
ランク軸の回転に同期して回転する磁性回転体に対峙し
て配された磁電変換手段の出力電圧を増幅する増幅回路
と、該増幅回路の出力値を基準値と比較する比較回路と
を有する回転角検出回路において、前記増幅回路の増幅
率を小さくし、且つ前記磁電変換手段の駆動電圧を可変
抵抗を介して該該増幅回路に入力して其のバイアス電圧
とすると共に該バイアス電圧を前記比較回路の基準電圧
としても用いる如く構成した回転角検出回路を提供せん
とするものである。
ランク軸の回転に同期して回転する磁性回転体に対峙し
て配された磁電変換手段の出力電圧を増幅する増幅回路
と、該増幅回路の出力値を基準値と比較する比較回路と
を有する回転角検出回路において、前記増幅回路の増幅
率を小さくし、且つ前記磁電変換手段の駆動電圧を可変
抵抗を介して該該増幅回路に入力して其のバイアス電圧
とすると共に該バイアス電圧を前記比較回路の基準電圧
としても用いる如く構成した回転角検出回路を提供せん
とするものである。
（作用） このような構成を有する本発明においては、増幅回路の
増幅率を小さくしたため其の出力値が飽和することがな
く、更に後段に比較回路の基準値としては最早増幅回路
の出力を用いることなく、磁電変換手段の駆動電圧を可
変抵抗を介して増幅回路にバイアス電圧として入力する
と共に比較回路の基準電圧としても用いるので、基準電
圧ががバイアス電圧と一致しているため、磁電変換手段
出力のゼロクロス位置を忠実に検出することが出来る。
増幅率を小さくしたため其の出力値が飽和することがな
く、更に後段に比較回路の基準値としては最早増幅回路
の出力を用いることなく、磁電変換手段の駆動電圧を可
変抵抗を介して増幅回路にバイアス電圧として入力する
と共に比較回路の基準電圧としても用いるので、基準電
圧ががバイアス電圧と一致しているため、磁電変換手段
出力のゼロクロス位置を忠実に検出することが出来る。
（実施例） 以下、添付図面に即して本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は其の波
形図である。
形図である。
先ず、説明の便宜上第３図及び第４図を参照して磁性回
転体及び磁電変換手段についての構成を説明すると、符
号10は本発明に係る回転角検出回路が一例として使用さ
れる回転角センサが装着されるディストリビュータを示
し、その内部に内燃機関のクランク軸（図示せず）の回
転に同期して其の1/2の回転数で回転するカム軸（図示
せず）に連結される回転軸12と、回転軸12に同軸的に固
定されたマグネットリング14とから構成される前記磁性
回転体16が回転自在に収容される。磁性回転体16の外周
面と所定の間隔を置いて離間させられたセンサ基板18上
には、前記磁電変換手段たるホール素子20が３個、後述
のマグネットリングの着磁帯と夫々対峙する如く設けら
れている。尚、本実施例では、磁電変換手段としてホー
ル素子を用いたが、磁気抵抗素子等を使用しても全く同
様なことは云うまでもない。
転体及び磁電変換手段についての構成を説明すると、符
号10は本発明に係る回転角検出回路が一例として使用さ
れる回転角センサが装着されるディストリビュータを示
し、その内部に内燃機関のクランク軸（図示せず）の回
転に同期して其の1/2の回転数で回転するカム軸（図示
せず）に連結される回転軸12と、回転軸12に同軸的に固
定されたマグネットリング14とから構成される前記磁性
回転体16が回転自在に収容される。磁性回転体16の外周
面と所定の間隔を置いて離間させられたセンサ基板18上
には、前記磁電変換手段たるホール素子20が３個、後述
のマグネットリングの着磁帯と夫々対峙する如く設けら
れている。尚、本実施例では、磁電変換手段としてホー
ル素子を用いたが、磁気抵抗素子等を使用しても全く同
様なことは云うまでもない。
前記マグネットリング14は図示の如く円筒状に形成され
ると共に、その円周面には磁化された着磁帯がマグネッ
トリングの回転軸線方向に複数列、図示の場合、第１着
磁帯22、第２着磁帯24及び第３着磁帯26の３列が形成さ
れる。各着磁帯には其の円周方向にＮ−Ｓ極１対が適宜
数形成され、該回転角センサを装着する内燃機関を４気
筒と想定したので、第１着磁帯22には１対が形成される
と共に、第２着磁帯24には４対が、第３着磁帯26には24
対が、夫々円周面を等分割して形成される。
ると共に、その円周面には磁化された着磁帯がマグネッ
トリングの回転軸線方向に複数列、図示の場合、第１着
磁帯22、第２着磁帯24及び第３着磁帯26の３列が形成さ
れる。各着磁帯には其の円周方向にＮ−Ｓ極１対が適宜
数形成され、該回転角センサを装着する内燃機関を４気
筒と想定したので、第１着磁帯22には１対が形成される
と共に、第２着磁帯24には４対が、第３着磁帯26には24
対が、夫々円周面を等分割して形成される。
次に、本発明に係る回転角検出回路の構成を第１図に戻
って説明すると、前記ホール素子20は夫々、２つの駆動
用入力端子20a,20b及び２つの出力端子20c,20dを備え、
端子20aは抵抗20eを介して駆動電圧源20fに接続される
共に端子20bは接地され、又出力端子20c,20dからは略正
弦波状の電圧が後述の如く磁界変化に応じて出力され
る。又、電圧源20fと中途より分岐して抵抗20gを介して
接地されており、その抵抗20gにスライダ20hが接続され
て外部条件により変動するホール素子出力の変動を補償
するオフセット調整用可変抵抗20iを構成している。
って説明すると、前記ホール素子20は夫々、２つの駆動
用入力端子20a,20b及び２つの出力端子20c,20dを備え、
端子20aは抵抗20eを介して駆動電圧源20fに接続される
共に端子20bは接地され、又出力端子20c,20dからは略正
弦波状の電圧が後述の如く磁界変化に応じて出力され
る。又、電圧源20fと中途より分岐して抵抗20gを介して
接地されており、その抵抗20gにスライダ20hが接続され
て外部条件により変動するホール素子出力の変動を補償
するオフセット調整用可変抵抗20iを構成している。
ホール素子20の次段には差動増幅回路28が接続され、該
回路は演算増幅器28aを備える。演算増幅器28aの反転入
力端子には、ホール素子20の出力端子20dに抵抗28bを介
して接続され、其の非反転入力端子はホール素子20の出
力端子20c及び前記駆動電圧源20fにオフセット調整用可
変抵抗20iを介して接続され、その電圧をバイアス電圧
として入力している。又、演算増幅器28aの出力は、抵
抗28cを介して負帰還される。尚、演算増幅器28aの増幅
率は飽和状態を避けるために前述の如く低く設定するの
で、検出出力が歪むことがないと共に周波数特性が向上
するので高回転域での追従性が向上する。
回路は演算増幅器28aを備える。演算増幅器28aの反転入
力端子には、ホール素子20の出力端子20dに抵抗28bを介
して接続され、其の非反転入力端子はホール素子20の出
力端子20c及び前記駆動電圧源20fにオフセット調整用可
変抵抗20iを介して接続され、その電圧をバイアス電圧
として入力している。又、演算増幅器28aの出力は、抵
抗28cを介して負帰還される。尚、演算増幅器28aの増幅
率は飽和状態を避けるために前述の如く低く設定するの
で、検出出力が歪むことがないと共に周波数特性が向上
するので高回転域での追従性が向上する。
差動増幅回路28の次段には比較回路30が接続され、該回
路はコンパレータ30aを備える。コンパレータ30aの反転
入力端子は前記演算増幅器28aの出力端子に接続される
と共に、その非反転入力端子は前記オフセット調整用可
変抵抗20hを介して駆動電圧源20fに接続されているの
で、前記差動増幅回路のバイアス電圧が比較回路30の基
準電圧としても入力されている。従って、本発明に係る
回転角検出回路においては、比較回路の基準値は差動増
幅回路の出力からではなく、磁電変換手段の駆動電圧20
fをオフセット調整用可変抵抗20iを介して入力している
ので、その値はバイアス電圧と一致しており、従ってゼ
ロクロスの検出も忠実に行われるものである。
路はコンパレータ30aを備える。コンパレータ30aの反転
入力端子は前記演算増幅器28aの出力端子に接続される
と共に、その非反転入力端子は前記オフセット調整用可
変抵抗20hを介して駆動電圧源20fに接続されているの
で、前記差動増幅回路のバイアス電圧が比較回路30の基
準電圧としても入力されている。従って、本発明に係る
回転角検出回路においては、比較回路の基準値は差動増
幅回路の出力からではなく、磁電変換手段の駆動電圧20
fをオフセット調整用可変抵抗20iを介して入力している
ので、その値はバイアス電圧と一致しており、従ってゼ
ロクロスの検出も忠実に行われるものである。
比較回路の出力は、端子32,34,36を経て後段の処理回路
（図示せず）に送られる。尚、前記第１乃至第３着磁帯
22,24,26に対応する３個のホール素個20及びそれに接続
された差動増幅回路28並びに比較回路30は、同一の回路
構成とする。
（図示せず）に送られる。尚、前記第１乃至第３着磁帯
22,24,26に対応する３個のホール素個20及びそれに接続
された差動増幅回路28並びに比較回路30は、同一の回路
構成とする。
次ぎに、本発明に係る回転角検出回路の動作を第２図を
参照しつつ説明する。
参照しつつ説明する。
内燃機関のクランク軸に同期して其の1/2の回転数で回
転する回転軸12の回転に伴ってマグネットリング14が回
転すると、第１乃至第３着磁帯22,24,26の磁界がホール
素子20に加わるので、その出力端子20c,20dは、同図
（ａ）及び（ｂ）に示す如く、略正弦波状の電圧波形を
180度位相をづらせて対称的に出力する。これらの正弦
波出力は差動増幅回路28で差成分を強調する形に増幅さ
れる（同図（ｃ））尚、差動演算増幅回路28には可変抵
抗20iを介してバイアス電圧（同図（ｃ）に符号イで示
す）が入力される。次いで、この増幅出力を比較回路30
に送り、前記バイアス電圧と同一の基準電圧と比較し、
基準電圧より演算増幅器30aの出力電圧の方が大きいと
きは低レベルのパルス出力が、然らざるときは高レベル
のパルス出力が得られる（同図（ｄ））。該パルス出力
の周波数は前記着磁帯によって異なり、前記第１着磁帯
22からはクランク角720度毎に１個にパルスが得られて
気筒判別信号として、第２着磁帯24からは同角180度毎
に１個のパルスが得られて各気筒TDC位置信号として、
又第３着磁帯26からは同角30度毎に１個のパルスが得ら
れて細分角度信号として乃至は機関回転数演算用として
使用出来、機関の制御を精度良く行なうことが出来る。
転する回転軸12の回転に伴ってマグネットリング14が回
転すると、第１乃至第３着磁帯22,24,26の磁界がホール
素子20に加わるので、その出力端子20c,20dは、同図
（ａ）及び（ｂ）に示す如く、略正弦波状の電圧波形を
180度位相をづらせて対称的に出力する。これらの正弦
波出力は差動増幅回路28で差成分を強調する形に増幅さ
れる（同図（ｃ））尚、差動演算増幅回路28には可変抵
抗20iを介してバイアス電圧（同図（ｃ）に符号イで示
す）が入力される。次いで、この増幅出力を比較回路30
に送り、前記バイアス電圧と同一の基準電圧と比較し、
基準電圧より演算増幅器30aの出力電圧の方が大きいと
きは低レベルのパルス出力が、然らざるときは高レベル
のパルス出力が得られる（同図（ｄ））。該パルス出力
の周波数は前記着磁帯によって異なり、前記第１着磁帯
22からはクランク角720度毎に１個にパルスが得られて
気筒判別信号として、第２着磁帯24からは同角180度毎
に１個のパルスが得られて各気筒TDC位置信号として、
又第３着磁帯26からは同角30度毎に１個のパルスが得ら
れて細分角度信号として乃至は機関回転数演算用として
使用出来、機関の制御を精度良く行なうことが出来る。
（発明の効果） 本発明に係る回転角検出回路は、増幅回路の増幅率を小
さくし、且つ磁電変換手段の駆動電圧を可変抵抗を介し
て増幅回路にバイアス電圧として入力すると共に比較回
路の基準電圧としても使用するので、増幅回路において
其の出力が飽和して最大値が正確に検出出来ないような
不都合が生じることなく、又基準値として増幅回路のバ
イアス電圧を用いるので、磁電変換手段出力のゼロクロ
ス位置を忠実に検出することが出来、よって回転角を正
確に検出することが出来る。更に、増幅回路の増幅率を
小さくしたので、周波数応答性が向上し、内燃機関の高
回転域での追従性が向上するので、高回転域でも正確に
回転角を検出することが出来る利点を備える。
さくし、且つ磁電変換手段の駆動電圧を可変抵抗を介し
て増幅回路にバイアス電圧として入力すると共に比較回
路の基準電圧としても使用するので、増幅回路において
其の出力が飽和して最大値が正確に検出出来ないような
不都合が生じることなく、又基準値として増幅回路のバ
イアス電圧を用いるので、磁電変換手段出力のゼロクロ
ス位置を忠実に検出することが出来、よって回転角を正
確に検出することが出来る。更に、増幅回路の増幅率を
小さくしたので、周波数応答性が向上し、内燃機関の高
回転域での追従性が向上するので、高回転域でも正確に
回転角を検出することが出来る利点を備える。
第１図は本発明にかかる回転角検出回路の回路図、第２
図（ａ）乃至（ｄ）は其の出力波形図、第３図は該検出
回路を一例として使用する回転角センサが装着されるデ
ィストリビュータの一部断面説明図及び第４図はその磁
性回転体の説明斜視図である。 16…磁性回転帯、20…磁電変換手段（ホール素子）、28
…差動増幅回路、30…比較回路
図（ａ）乃至（ｄ）は其の出力波形図、第３図は該検出
回路を一例として使用する回転角センサが装着されるデ
ィストリビュータの一部断面説明図及び第４図はその磁
性回転体の説明斜視図である。 16…磁性回転帯、20…磁電変換手段（ホール素子）、28
…差動増幅回路、30…比較回路
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関のクランク軸の回転に同期して回
転する磁性回転体に対峙して配された磁電変換手段の出
力電圧を増幅する増幅回路と、該増幅回路の出力値を基
準値と比較する比較回路とを有する回転角検出回路にお
いて、前記増幅回路の増幅率を小さくし、且つ前記磁電
変換手段の駆動電圧を可変抵抗を介して該増幅回路にバ
イアス電圧として入力すると共に該バイアス電圧を前記
比較回路の基準電圧としても用いることを特徴とする回
転角検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6340786A JPH0718712B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 回転角検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6340786A JPH0718712B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 回転角検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62218815A JPS62218815A (ja) | 1987-09-26 |
| JPH0718712B2 true JPH0718712B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=13228414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6340786A Expired - Lifetime JPH0718712B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 回転角検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718712B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101876559B (zh) * | 2009-04-30 | 2013-03-06 | 浙江中科德润科技有限公司 | 位置检测装置及其信号处理装置和方法 |
| JP2020169917A (ja) * | 2019-04-04 | 2020-10-15 | 日本電産株式会社 | 信号処理回路、モータの駆動システム |
-
1986
- 1986-03-19 JP JP6340786A patent/JPH0718712B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62218815A (ja) | 1987-09-26 |
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