JPS61120918A - クランク角度検出器 - Google Patents

クランク角度検出器

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Publication number
JPS61120918A
JPS61120918A JP24418084A JP24418084A JPS61120918A JP S61120918 A JPS61120918 A JP S61120918A JP 24418084 A JP24418084 A JP 24418084A JP 24418084 A JP24418084 A JP 24418084A JP S61120918 A JPS61120918 A JP S61120918A
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JP
Japan
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crank angle
signal
pickup
teeth
reference position
Prior art date
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Pending
Application number
JP24418084A
Other languages
English (en)
Inventor
Kyugo Hamai
浜井 九五
Hiroki Kawajiri
川尻 弘樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS61120918A publication Critical patent/JPS61120918A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Testing Of Engines (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内燃機関のクランク角度を検出するクラン
ク角度検出器に関する。
〔従来の技術〕
一般に、内燃機関においては1点火時期制御。
燃料噴射制御、ノッキング回避制御等の各種の制御を行
なうために1機関のクランク角を検出して基準位置(気
筒判別)信号とクランク角信号とを生成出力するクラン
ク角度検出器を備えている。
従来のクランク角度検出器としては1例えば「トヨタ 
C0RONA  FF  新型車解説書」(昭和58年
10月発行)に記載されているように、ディストリビュ
ータのシャフトに、基準位置信号発生用の4枚歯の歯車
とクランク角信号発生用の244枚歯歯車とを2段に設
けると共に、各歯車に対向して2個の磁気ピックアップ
を設け。
基準位置信号を180’CA(クランク角度)毎に、ま
たクランク角信号を15@CA毎に生成出力するように
したものがある。
また1例えばrJournal  L’ Aut。
84−4−16.69頁のRs n a u l゛tの
エンジン制御」に記載されているように、フライホイー
ルに連結した等間隔の44枚の歯を持ち、その内の2枚
を半回転毎に除去して上下の死点の手前90°のところ
に絶対目標をつくった歯状リムと。
L個のマグネット、1個の磁性軸及びリム歯の遮蔽によ
って変化するエアギャップによる誘導電圧コイルからな
るノンリニアなセンサとによって構成したものもある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、前者のクランク角度検出器にあっては1
回転体及びピックアップが各々2個必要であり、また後
者のクランク角度検出器にあっては、1個のピックアッ
プとそれ専用の歯状リムとが必要である。
そのため、クランク角度検出器を構成する部品点数が多
くなり、コストが高くなるという不都合がある。
〔問題点を解決するための手段〕
そのため、この発明によるクランク角度検出器は、外周
にクランク角信号発生用の多数の歯を形成すると共に、
前記各歯の内の所定の歯に着磁体を埋設して基準位置信
号発生用の歯とした回転体と、該回転体の歯に対向する
位置に設けたピックアップとによって構成したものであ
る。
〔作用〕
1個の回転体及び1個のピックアップによって気筒判別
用の基準位置信号及びクランク角信号を生成でき、しか
も回転体は機関本体の既存部品である例えばリングギヤ
あるいはカムスプロケット等と共用できる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を添付図面を参照して説明する
第1図は、この発明を実施したクランク角度検出器を備
えた内燃機関の制御装置の一例を示すブロック図である
クランク角度検出器1は1回転体としての機関本体の既
存部品であるリングギヤ2と、このリングギヤ2の外周
面に対向配置したマグネットピックアップ3とからなる
そのリングギヤ2は、第2図に示すように外周に多数の
歯2aが形成されており、これをそのままクランク角信
号発生用の歯とすると共に、これ等の各歯2aの内の所
定の歯2bには、外周面以外の周囲を磁気シールド材4
で被覆した着磁体(磁石)Sを埋設して基準位置信号発
生用の歯としている。
すなわち、電子配電式点火装置を使用したときには、4
気筒内燃機関における第1気筒#1〜第4気筒#4の点
火順序が#1→#4→#2→#3→#1である場合、第
1気筒及び第4気筒の気筒グループと、第2気筒及び第
3気筒の気筒グループとの各気筒グループ毎に点火を制
御するために。
360°で1個の気筒判別用の基準位置信号が必要にな
る。
そこで、クランク角信号発生用の歯2aの内の所定の1
個の歯2bに、気筒判別のための基準位置信号を発生さ
せるために着磁体5を埋設して。
ピックアップ3を横切るときにその歯2bについて、他
の歯2aよりも磁束密度の変化が大きくなるようにして
、ピックアップ乙に“よる検出信号がクランク角信号と
基準位置信号とで異なるようにしている。
なお、このリングギヤ2とマグネットピンクアップ3と
は、エアギャップGaの間隔を置いて配置しである。
また、リングギヤ2に代えて機関本体のカムスプロケッ
トを回転体として使用して、その各歯の内の所定の歯に
着磁体を埋設してもよい。
さらに、リングギヤ2あるいはカムスプロケット等の回
転体として使用できる既存の部品が非磁性体であれば1
着磁体の磁気シールドはしなくともよい。
第1図に戻って、制御回路10は、クランク角度検出器
1のピックアップ3からの検出信号Saに基づいて点火
時期等を制御する回路である。
この制御回路10において、波形処理回路11は、クラ
ンク角度検出器1からの検出信号Saを波形処理して基
準位置信号REF及びクランク角信号PO5を生成して
出力する。     。
時間分割処理回路12は、波形処理回路11からの基準
位置信号REF及びクランク角信号P○Sを入力して、
その内のクランク角度信号POSをクランク角度分解能
l°を基準とする変換クランク角信号possに変換し
て出力する。
マシンサイクル発振器13は、これ等の波形処理回路1
1及び時間分割処理回路12に対して。
例えばlμsのクロックパルスCLKを出力する。
カウンタ14は1時間分割処理回路12からの変換クラ
ンク角信号poss及び基準位置信号REFを入力し、
変換クランク角信号possをカウントして基準位置信
号REFと基準位置信号REFとの間を二分割し、前半
がハイレベル゛H″。
後半がローレベル゛L”になる気筒グループ判別信号P
H/Lを生成出力する。
点火時期テーブル15は、Sa関回転数及び吸入空気量
をパラメータとする基本点火時期のテーブルであり、R
OM等に格納しである。
点火時期演算回路16は、カウンタ14を介して時間分
割処理回路12から入力される変換クランク角信号po
ssを所定時間カウントして機関回転数を計測し、この
計測した機関回転数及び図示しない吸入空気量センサか
ら得た吸入空気量に基づいて点火時期テーブルをルック
アップして。
機関の運転状態に応じた基本点火時期信号P工Aを取出
し、この基本点火信号PIAに基づいて点火信号PDW
ELLを生成して出力する。
気筒グループ判別回路17は、カウンタ14からの気筒
グループ判別信号PH/L及び点火時期演算回路16か
らの点火信号PDWELLに基づいて、点火する気筒グ
ループを判別してその判別結果に応じてパワートランジ
スタ21.22を選択的にオン・オフ制御する。
そのパワートランジスタ21が駆動されたときには、第
1気筒及び第4気筒用点火コイル23の一次電流11が
遮断されて二次電流12が流れて高圧の二次電圧v2が
発生し、第1気筒点火プラグ25A及び第4気筒点火プ
ラグ250にハイテンションケーブルを介して供給され
、火花点火が行なわれる。
また、パワートランジスタ22が駆動されたときには、
第2気筒及び第3気筒用点火コイル23の一次電流11
が遮断されて二次電流2が流れて高圧の二次電圧v2が
発生し、第2気賀点火プラグ25B及び第3気筒点火プ
ラグ25Cにハイテンションケーブルを介して供給され
、火花点火が行なわれる。
なお、制御回路10は、波形処理回路11の後述するA
/D変換のための回路を除いて実際にはCPU、ROM
、RAM及びIlo等からなるマイクロコンピュータに
よって構成する。
次に、このように構成したこの実施例に作用について第
3図以降をも参照して説明する。
まず、クランク角度検出器1は、前述したように回転体
であるリングギヤ2の回転による歯2aの移動によって
磁束密度が変化するので、ピックアップ3からその磁束
密度の変化に応じた電圧信号Saが出力される。
このとき、リングギヤ2の各歯2aの内の所定の歯2b
には着磁体5を埋設しであるので、この歯2bがピック
アップ3と対向したときには、ピックアップ3の磁石と
で磁界が強められて磁束密度が大きくなるため、ピック
アップ5の電圧信号Saの振幅が大きくなる。
したがって、このクランク角度検出器1のピックアップ
3からは1例えば第3図(イ)に示すように、リングギ
ヤ2のfr2aと対向するときには相対的に振幅が小さ
くなり、112bと対向したとぎには相対的に振幅が大
きくなる電圧信号S&が出力される。
そこで、制御回路10の波形処理回路11は。
このクランク角度検出器1からの電圧信号Saを入力し
て、特定歯数区間(これを「移動平均区間」と称す)1
例えば5個の歯数区間の電圧信号Saの波形をマシンサ
イクル発振器13からのクロックパルスCLKを使用し
てA/D変換して、第3図(ロ)に示すように電圧信号
Saの実効値RMSを算出すると共に、また電圧信号S
aのピーク値を検出して、平均波高値APPを求める。
なお、移動平均区間の計測、すなわち゛歯数の判別計数
には、その実効値RMSを使用する。
そして、上述のようにして得られた実効値RMSと平均
波高値APPとの間にスレッショルドレベルTHL1を
設定(RMS:aTHLl<APP)し、このスレッシ
ョルドレベルTHLIと電圧信号Saと比較して、クラ
ンク角信号PO5を判別する。
このように、移動平均区間の計測及びクランク角信号P
oSを生成するためのスレッショルドレベルTHLIを
実効値RMSと平均波高値APPとの間に設定すること
によって、角速度が変化しても歯ヌケによるクランク角
信号の判別誤りが生じない。
また、クランク角度検出器1のリングギヤ2とピックア
ップ3との間のエアギャップGaが一定で1例えばリン
グギヤ2に埋設した着磁体5の磁力とピックアップ3の
磁力とが等しいとすると。
着磁体5を埋設した歯2bとピックアップ3とが対向し
たときには、電圧信号Saの振幅が着磁体5を埋設して
いない歯2aがピックアップ3と対向したときの2倍に
なる。
そこで、平均波高値APPより大きくなる実行値RMS
の1倍(2倍又は2倍弱)のスレッショルドレベルTH
L2を設定して、このスレッショルドレベルTHL2と
電圧信号Saとを比較することによって基準位置信号R
EFを検出することができる。
このように、波形処理回路11は、移動平均区間をずら
して前回求めた平均波高値APPと実効値RMSを新た
な移動平均区間に適用しながら。
クランク角信号PO5を判別すると共に、気筒判別信号
REFを検出して、第3図(ハ)、(ニ)に示すように
クランク角信号PO3及び基準位置(気筒判別)信号R
EFを出力する。
次に1時間分割処理回路12は、波形処理回路11から
の第4図(0)に示すようなりランク角信号PO8の前
述した移動平均区間(5枚の歯数区間)の時間Δtを、
マシンサイクル発振器13からの同図(ハ)に示すよう
なりロックパルスCLKをカウントして、クロックパル
スCLKのカウント値として計測する。
例えばクランク角度検出器1を構成するリングギヤ2の
全歯数が120枚とすると、1枚の歯がクランク角3°
に相当するので、5枚の歯の区間(移動平均区間)の時
間Δtはクランク角15゜に相当する。
したがって、移動平均区間の時間Δt&15分割する(
Δt/15)ことによって、その分割時間がクランク角
16に相当することになる。
そこで、この時間分割処理回路12は、このようにして
クランク角1°に相当する時間を計測して、第4図(ニ
)に示すようにクランク角10毎に立上る変換クランク
角信号possを生成して出力する。
それによって、カウンタ14は、この時間分割処理回路
12から出力される変換クランク角信号possをカウ
ントし、基準位置信号REFと基準位置信号REFとの
間を二分割して、第4図(ホ]に示すように、最初の学
区間でハイレベル−H−になり、残りの学区間でローレ
ベル゛L″になる気筒グループ判別信号PH/Lを生成
して出力する。
一方1点火時期演算回路16は1機関の運転状態に応じ
た第4図(へ)に示すような基本点火時期信号PIAを
点火時期テーブル15から読出して、同図(ト)に示す
ような点火信号PDWELLを出力する。
そこで、気筒グループ判別回路17は、カウンタ14か
らの気筒グループ判別信号PH/Lがハイレベル゛H−
のときには1点火信号P D W E LLがハイレベ
ル−Hoになっている間パワートランジスタ21をオン
状態にして、@4図(チ)に示すように点火コイル2′
5の一次コイルに一次電流11を供給させる。
また、カウンタ14からの気筒グループ判別信号PI(
/Lがローレベル゛L°のときには1点火信号P D 
W E L L カハイレベルーH”になっている間パ
ワートランジスタ21をオン状態にして。
第4図(チ)に示すように点火コイル24の一次コイル
に一次電流11を供給させる。
それによって、パワートランジスタ21がオフ状態にな
ったときは、第4図(ト)〜(ヌ]に示すように点火コ
イル23の一次電流11が遮断されてその二次コイルに
二次電流12が流れて高圧の二次電圧v2が発生して1
点火プラグ25A。
250に印加される。
同様に、パワートランジスタ22がオフ状態になったと
きは、第4図(ト)〜(ヌ)に示すように点火コイル2
4の一次電A i +が遮断されてその二次コイルに二
次電流12が流れて高圧の二次電圧v2が発生して、点
火プラグ25B、25Cに印加される。
このように、この内燃機関の制御装置におけるクランク
角度検出器にあっては、外周にクランク角信号発生用の
多数の歯を形成すると共に2そのクランク角信号発生用
の各歯の内の所定の1個の歯に着磁体を埋設して基準位
置信号発生用の歯とした回転体と、この回転体の歯に対
向する位置に設けたピックアップとによって構成してい
る。
それによって、1個の回転体と1個のピックアップとに
よって気筒判別用の基準位置信号及びクランク角信号を
生成できるので、構成が簡単になると共に0回転体とし
て機関本体のリングギヤやカムスプロケット等の既存の
部品と共用できるので1部品点数が減少し、コストが低
減する。
また、上記実施例のように、特定歯数区間の時間を分割
してクランク角(単位角)信号を変換生成することによ
って、クランク角度分解能が向上し、制御精度が向上す
る。
なお、上記実施例においては、回転体の1個の歯に着磁
体を埋設した例について述べたが、6気WJ機関におい
ては、電子配電式点火装置を使用したときに3気筒グル
ープに分けるので、2個の気筒判別用位置信号が必要に
なるので、この場合には2個の歯に着磁体を埋設すれば
よい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、外周にクラン
ク角信号発生用の多数の歯を形成すると共に、各歯の内
の所定の歯に着磁体を埋設して基準位置信号発生用の歯
とした回転体と、該回転体の歯に対向する位置に設けた
ピックアップとによって構成したので、1個の回転体及
び1個のピンクアップによって気筒判別用の基準位置信
号及びクランク角信号を生成することができ、しかも回
転体を機関本体の部品と共用できるので部品点数が減少
し、コストを低減する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示すブロック構成図。 第2図は、第1図のクランク角度検出器の要部を示す構
成図。 第3図及び第4図は、各々この実施例の動作説明に供す
る波形図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 機関のクランク角度を検出するクランク角度検出器
    において、外周にクランク角信号発生用の多数の歯を形
    成すると共に、前記各歯の内の所定の歯に着磁体を埋設
    して基準位置信号発生用の歯とした回転体と、該回転体
    の歯に対向する位置に設けたピツクアツプとからなるこ
    とを特徴とするクランク角度検出器。
JP24418084A 1984-11-17 1984-11-17 クランク角度検出器 Pending JPS61120918A (ja)

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JP24418084A JPS61120918A (ja) 1984-11-17 1984-11-17 クランク角度検出器

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JP24418084A JPS61120918A (ja) 1984-11-17 1984-11-17 クランク角度検出器

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JPS61120918A true JPS61120918A (ja) 1986-06-09

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011088507A (ja) * 2009-10-21 2011-05-06 Kyb Co Ltd パワーステアリング装置
JP2014235105A (ja) * 2013-06-04 2014-12-15 株式会社デンソー 回転検出装置

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JPS427035Y1 (ja) * 1966-09-28 1967-03-31
JPS5830618A (ja) * 1981-08-06 1983-02-23 アトラス・フア−ルツオイクテヒニク・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング マ−キング付き歯先を有するパルス発信用歯車

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