JPS5826339Y2 - 回転基準位置検出装置 - Google Patents

回転基準位置検出装置

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JPS5826339Y2
JPS5826339Y2 JP1977096622U JP9662277U JPS5826339Y2 JP S5826339 Y2 JPS5826339 Y2 JP S5826339Y2 JP 1977096622 U JP1977096622 U JP 1977096622U JP 9662277 U JP9662277 U JP 9662277U JP S5826339 Y2 JPS5826339 Y2 JP S5826339Y2
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卓 山田
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慎二 白崎
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は回転体の回転基準位置を検出するもので、特に
マイクロコンピュータによるエンジン制御に必要なりラ
ンクシャフトの回転基準位置の検出に用いる回転基準位
置検出装置に関するものである。
近年、マイクロコンピュータによるエンジン制御が自動
車関連業界で実用化の方向で検討されているが、そのう
ち点火時期制御等にはエンジンの回転角情報とエンジン
の回転基準位置情報とが必要不可欠のものとなっている
従来、この2つの情報の検出には、エンジン回転に同期
して回る回転体(例えば、クランクブーりとかディスト
リビュータ)に別々に情報を刻み込み、別々のセンサで
検出するとか、回転基準位置情報のみで回転角情報は回
転基準位置情報から計算して求める方式%式% ところが、上述した前者の構成のものでは2つの情報を
別々に持たせ、別々に検出しているので2つの回転体を
回したり、1つの回転体であっても検出の為に互いに干
渉を起こさない様に互いに軸方向の離れた位置に情報を
置かねばならず、回転体の形状が大きくなったり、複雑
な形状になったりするという欠点がある。
また、上述した後者の構成のものでは、回転角情報が基
準位置の情報のみであるので、エンジンの様な大きな回
転の変動のある物体から、応答性に優れた回転角情報を
得ることができないという欠点があった。
本考案は上記の欠点を解消するため、連続した回転角情
報の一部を欠落させ、それを回転基準位置情報とする回
転体と、回転角情報の検出信号が同位相である様に回転
体の円周方向において互いに離れた位置に設けた2つの
ピックアップと、この各ピックによりそれぞれ検出した
各回転角情報信号の差動出力により基準信号を形成する
波形整形回路とを備えることにより、回転角情報ととも
に回転基準位置情報を簡単かつ小型な構成で精度よく取
出すことのできる回転基準位置検出装置を提供すること
を目的とするものである。
以下本考案を図に示す実施例について説明する。
第1図および第2図に釦いて、1はエンジンのクランク
軸に連結した磁性体よりなる回転体で、外周に単位回転
角a0間隔たとえば2°間隔で設けた凹凸よりなる回転
角情報1aと、この回転角情報1aの凸部を1個所欠落
させた回転基準位置情報1bとの2つの情報を有してい
る。
2,3は磁石トよび信号コイルを有する電磁ピックアッ
プで回転体の円周方向にかいて互いに単位回転角a0の
整数倍であるに−a0たとえば50°離れた位置に回転
角情報1aと対向して設けてあって、この回転角情販1
aを第3図82 + 83で示すごとく同位相で検出す
る。
そして、各電磁ピックアップ2゜3はその出力を差動と
して直列に接続しである。
4は両電磁ピックアップ2,3の差動出力が加えられる
基準用の波形整形回路で差動増幅器4aとヒステリシス
決定用の抵抗4b、4cとよりなる。
5は一方の電磁ピックアップ3の出力が加えられる回転
角用の波形整形回路で差動増幅器5aとヒステリシス決
定用の抵抗5b、5eとよりなる。
6.7は両電磁ピックアップ23にバイアスをかけるた
めのバイアス抵抗、Vccは正極側電源端子、Sgは基
準信号端子、Skは回転角信号端子である。
次に、上記構成においてその作動を説明する。
エンジンの回転により回転体1が第1図の矢印方向に回
転し、この回転に伴って、各電磁ピックアップ2,3に
は回転角情報1aと対向する毎にその磁束変化によって
第3図s2,53VI−示すような信号が発生する。
ここで、第3図82.s3図示の各gは各電磁ピックア
ップ2,3の対向位置を回転基準位置情報1bが横切っ
た場合の波形である。
そして、この各電磁ピックアップ2,3の出力が差動的
に加えられ、第3図82.S3図示の各g位置にて第3
図52−s3に示すごときの差動出力が発生し、この差
動出力が基準用の波形整形回路4に印加される。
この波形整形回路4はその作動レベルに第3図52−s
3のり、Hで示すごとくヒステリシスを有しており、差
動出力がとの差動出力の基線を中心として負方向に所定
値(第3図82−s3中のL)以上立上ると第1のレベ
ルである0レベルの出力を発生すると共に正の方向に所
定値(第3図52S3)中のH)以上立上ると第2のレ
ベルであるルベルの出力を発生する。
従って、波形整形回路4には第3図Sgに示すごとくエ
ンジンの所定回転角度位置にてθ=に−a0の角度位置
の間0レベルの基準信号出力が発生する。
また、一方の電磁ピックアップ3の第3図83で示す出
力が回転角用の波形整形回路5に加えられているため、
この波形整形回路5には第3図Skで示すごとき回転角
信号出力が発生する。
第4図は本考案の他の実施例を示すもので、各電磁ピッ
クアップ2,3の出力を基準用の波形整形回路41の演
算増幅器41aの反転釦よび非反転入力に印加してこの
各電磁ピックアップ2,3の差動出力により基準信号を
形成するようにしたものである。
この第4図において、41b、41c。41d、41e
はヒステリシス決定用の抵抗、51゜52は回転角用の
波形整形回路、51a、52aは演算増幅器、51b、
51bは抵抗である。
次に、第2図図示の本考案装置を適用する点火時期制御
装置を第5図乃至第7図において説明する。
第5図に釦いて、8は基準信号端子Sgの出力を反転す
るインバータ、9は第3図84で示すごとき一定周波数
のクロックパルスを発生するクロックパルス発生器で、
その周波数はエンジンが最高回転数で作動しているとき
の回転角信号端子Skに発生する回転角パルスの周波数
に対して充分に高い値ニ定めである。
10はシフトレジスタで、クロック発生器8よりのクロ
ックパルスに同期してインバータ8の出力信号を順次シ
フト記憶してQ1〜Q4出力端子に信号を発生するもの
である。
11はシフトレジスタ10のQ2出力端子の信号を反転
するインバータ、12はインバータ11の出力信号とシ
フトレジスタ10のQ1出力端子の信号とのNAND論
理をとるNAND回路テ、インバータ11の出力信号と
シフトレジスタ10のQ1出力端子の出力信号とが共に
ルベルになると第3図85で示すとときOレベルになる
基準パルスを基準パルス端子Sg′に発生するものであ
る。
第6図に釦いて、CPUは図示はしないがRCA社製の
製品番号CDP]、802のごときマイクロコンピュー
タよりなる中央処理装置で、エンジンの回転数、負荷等
の各種パラメータより点火進角度を演算し、クランク軸
の基準点から点火時点1での回転角を示す点火データ及
び点火時点後における点火コイルへ通電開始する時点1
での回転角を示す閉角度データを発生する。
13はCPUよりの点火データを記憶する第1のラッチ
回路、14は第1のプリセットカウンタで、第1のラッ
チ回路13に記憶させた点火データを基準パルス端子S
g′よりの基準パルスにてプリセットすると共に、回転
角信号端子Skよりの単位回転角毎の回転角パルスを積
算して、その点火データの示す回転角に達したときキャ
リーアウト端子CaK出力信号を発生するものである。
15はCPUよりの閉角度データを記憶する第2のラッ
チ回路、16は第2のプリセットカウンタで、第2のラ
ッチ回路15に記憶された閉角度データを基準パルス端
子Sg′よりの基準パルスにてプリセットすると共に、
回転角信号端子Skよりの単位回転角毎の回転角パルス
を積算して、その閉角度データの示す回転角に達したと
きにキャリーアウト端子Caに出力信号を発生するもの
である。
17はセットリセットフリップフロップで第1のプリセ
ットカウンタ14よりの出力信号によりセットされてQ
出力端子がルベルになり、第2のプリセットカウンタ1
6よりの出力信号によりリセットされてそのQ出力端子
がOレベルになるものであり、このQ出力端子が点火信
号端子Spに接続されている。
第7図において、Ctは制御端子でCPUの故障時やC
PUの制御エリヤ以外のときにルベルの信号が、それ以
外のときにはOレベルの信号がCPUより送られるもの
である。
18は基準信号端子Sgの出力と制御端子Ctの出力と
のNAND論理をとるNAND回路で、制御端子Ctの
出力信号がルベルのときに基準信号端子Sgの出力を反
転して通すものである。
19は制御端子Ctの出力信号を反転するインバータ、
20はインバータ20の出力と点火信号端子Spの出力
とのNAND論理をとるNAND回路で、インバータ1
9の出力信号がルベルのときに点火信号端子Spの出力
を反転して通すものである。
21は両NAND回路18,20のNAND論理をとる
NAND回路で両NAND回路18,20の出力が共に
ルベルのとき0レベルの出力を、その他のときルベルの
出力を発生するものである。
従ッテ、NAND回路21vCは、制御端子Ctの出力
信号がルベルのときには基準端子Sgの固定出力が発生
し、制御端子Ctの出力信号がOレベルのときには点火
信号端子SpのCPUにより計算された出力が発生する
そして、このNAND回路21の出力がイグナイタ22
に印加されて点火コイルの1次電流を断続する。
ここで、NAND回路21の出力がOレベルのときには
点火コイルに1次電流が通電され、ルベルのときには遮
断されるようにイグナイタ22が制御され、この遮断時
点で点火コイルの2次側に高電圧が発生して図示せぬ点
火栓に点火火花が発生するようにしてアル。
また、基準端子Sgの出力がOレベルに立上がる時点は
最も点火角度位置が進んでいる角度位置になるべく電磁
ピックアップ2の設置位置が決定してあり、基準端子S
gの出力がルベルに立上がる時点は最も点火角度位置が
遅れている角度位置になるべく電磁ピックアップ3の設
定位置が決定しである。
従って、第1のプリセットカウンタ14がCPUよりの
点火データを計算し終ってそのキャリーアウト端子Ca
に出力信号を発生する角度位置即ち通常の点火角度位置
は、基準端子Sgの出力がOレベルに立下がってからル
ベルに立上がる寸での間となり、またCPUよりの閉角
度データにより、点火コイルの閉角度を決定できる。
そして、CPUの故障時やCP Uの制御エリヤ以外の
ときには基準端子Sgの出力が0レベルに立下がってい
る間点火コイルに1次電流が通電されルベルに立上がっ
た時点で点火コイルの1次電流が遮断して点火栓に点火
火花を発生する。
なお、上述した各実施例においては、凹凸よりなる回転
角情報1aの凸部を1個所欠落させて回転基準位置情報
1bとなしたが、凹凸よりなる回転角情報1aの凹部を
1個所欠落させて回転基準位置情報1bとなしてもよい
なお、上述した実施例に釦いては電磁ピックアップ2,
3を用いたが、スリットよりなる回転角情報を形成した
円板よりなる回転体を用いることにより、光電式ピック
アップを用いることもできまた、電磁ピックアップ2,
3としては磁石と信号コイルとより構成されるもののほ
か、磁石とホール素子とにより構成されるもの、相互イ
ンダクタンスの変化を利用した信号コイルにより構成さ
れるもの等を用いることができる。
以上述べたように本考案装置においては、外周に単位回
転角a0間隔の回転角情報を有すると共に、その基準位
置における回転角情報を欠落させた回転体と、この回転
体の円周方向において単位回転角a0の整数倍であるに
−a0離れた位置に設けられ、同位相で回転角情報を検
出する2つのピックアップと、この2つのピックアップ
によりそれぞれ検出した各回転角情報信号の差動出力に
より基準信号を形成する波形整形回路とを備えるから、
回転体の同一円周上の離れた位置に各電磁ピックアップ
を設けるのみで回転角情報とともに回転基準位置情報を
検出することができ、従って各ピックアップを互いに干
渉し合うことなくかつ軸方向に並べることなくコンパク
トに配設することができると共に、各ピックアップの差
動出力を波形整形しているから回転角情報と回転基準位
置情報とを精度よく取出すことができるという優れた効
果がある。
また、作動レベルにヒステリシスを有する波形整形回路
を用い、上記差動出力が基線を中心として一方の方向へ
所定値以上立上ると第1のレベルの出力を発生すると共
に他方の方向へ所定値以上立上ると第2のレベルの出力
を発生するようにすれば、波形整形回路に両ピックアッ
プの配置間隔に応じた幅の広いパルス出力を発生させる
ことができて、このパルス幅により点火コイルの通電制
御等をすることも可能であり、またピックアップを電磁
ピックアップにより構成することにより経年変化が少な
く安定した回転角情報と回転基準位置情報とを得ること
ができると共に回転体の回転数変化によって各電磁ピッ
クアップの出力波形が変化しても、この各出力波形の差
動出力をとることによって回転数変化に対する回転角情
報と回転基準位置情報との変動を少なくすることが可能
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案装置の要部構成の一実施例を模式的に示
す要部正面図、第2図は本考案装置の一実施例を示す電
気回路図、第3図は第1図および第2図図示装置の作動
説明に供する各部波形図、第4図は本考案装置の他の実
施例を示す電気回路図、第5図乃至第7図は第1図およ
び第2図図示装置を適用する点火時期制御装置の一実施
例を示す電気回路図である。 1・・・・・・回転体、1a・・・・・・凹凸よりなる
回転角情報、1b・・・・・・回転基準位置情報、2,
3・・・・・・電磁ピックアップ、4,41・・・・・
・基準用の波形整形回路。

Claims (3)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. (1)外周に単位回転角a0間隔の回転角情報を有する
    と共に、その基準位置に卦ける前記回転角情報を欠落さ
    せた回転体と、この回転体の円周方向において単位回転
    角a0の整数倍であるk・a0離れた位置に設けられ、
    同位相で前記回転角情報を検出する2つのピックアップ
    と、この2つのピックアップによりそれぞれ検出した各
    回転角情報信号の差動出力により基準信号を形成する波
    形整形回路とを備えることを特徴とする回転基準位置検
    出装置。
  2. (2)前記波形整形回路はその作動レベルにヒステリシ
    スを有しており、前記差動出力がこの差動出力の基線を
    中心として一方の方向へ所定値以上立上ると第1のレベ
    ルの出力を発生すると共に他方の方向へ所定値以上立上
    ると第2のレベルの出力を発生することを特徴とする実
    用新案登録請求の範囲第1項記載の回転基準位置検出装
    置。
  3. (3)前記回転角情報は前記回転体に設けた磁性体の凹
    凸よりなり、かつ前記ピックアップは電磁ピックアップ
    よりなることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第1
    項あるいは第2項記載の回転基準位置検出装置。
JP1977096622U 1977-07-20 1977-07-20 回転基準位置検出装置 Expired JPS5826339Y2 (ja)

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US05/913,738 US4181884A (en) 1977-07-20 1978-06-06 Rotational position detection device using a reference mark and two sensors spaced integer times apart

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JPS5423746U JPS5423746U (ja) 1979-02-16
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