JPS62218801A - 回転角検出回路 - 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】 （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。

（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、即ちクランク角度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
から得られる正弦波出力電圧を差動演。

算増幅回路に入力して増幅し、其の出力値と其の出力値
を平均化してなる基準値とを後段の比較回路で比較して
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、この種の検出回路にあっては、磁電変換
手段が温汝変化、電圧源等のドリフトにより出力特性を
変化させるため、オフセット調整用回路を設けて不平衡
分を調整する必要があって回路構成が複雑となる不都合
があった。又、差動演算増幅回路の出力には直流分、ノ
イズ等が含まれているため、差動演算増幅回路の出力を
そのまま比較回路に入力した場合には磁電変換手段出力
のゼロクロス位置を忠実に検出出来ないと云う問題点が
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、オフセット調整用回路を廃して回
路構成を簡易化し、更に差動演算増幅回路の出力より直
流分乃至はノイズを除去して比較回路に送出すると共に
其の基準電圧を差動演算増幅回路の動作レベルと同一に
することによって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、前記磁電変換手段の
出力を分圧回路を介して前記増幅回路に入力し、且つ該
増幅回路と比較回路との間にコンデンサと抵抗とからな
るＡＣカップリング回路を介挿すると共に該比較回路の
基準値を前記分圧回路の分圧値と同一とした回転角検出
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、磁電変換手
段の出力を分圧回路を介して差動演算増幅回路に入力し
ているので、オフセット調整回路が不必要となる。又、
増幅回路と比較回路との間にＡＣカンブリング回路を接
続したので、直流分乃至はノイズ等を効果的に除去する
ことが出来、又分圧回路で分圧した値に交流波形を重畳
させて比較回路に入力し該分圧値と同一の値の基準値と
比較するので、磁電変換手段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詳細な説明する。

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。

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を装着した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。該磁性回
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。

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−３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対形成さ
れ、第２着磁帯２４には４対が、第３着磁帯２６には２
４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を介して電圧源２０ｆに
接続され、端子２０ｂは接地されると共に、出力端子２
０ｃ、２０ｄは後述の如く磁界変化に応じて位相を１８
０度づらせた対称的な略正弦波状の電圧波形を出力する
。

ホール素子２０の次段に差動増幅回路２８がＦＡ続され
ており、該回路は演算増幅器２８ａを備える。演算増幅
器２．８ａの反転入力端子はホール素子の出力端子２０
ｄに抵抗２８ｂを介して接続される。又、その非反転入
力端子はホール素子の出力端子２０ｃに抵抗２８ｃを介
して接続されると共に、該抵抗２８ｃとの間において抵
抗２８ｄを介して、電圧源２８ｅを抵抗２８ｆ、２８ｇ
で分圧した分圧回路２８ｈに接続されている。尚、演算
増幅器２８ａの出力は抵抗２８ｉを介して負帰還されて
いる。

差動演算増幅回路２８の次段にはＡＣカップリング回路
３０が接続され、該回路はコンデンサ３０ａと抵抗３０
ｂとで構成される。尚、このコンデンサ３０ａと抵抗３
０ｂのＣＲ値が小さい場合内燃機関の低速回転時位相が
進む恐れがあるので、コンデンサ３０ａは小型の形状に
すると共に其の容量は０．１μＦ以下、抵抗３０ｂの上
限値は１００にΩとする。又、前記演算増幅器２８ａと
コンデンサ３０ａとの接続線は其の中途において抵抗３
０ｃを介して接地される。

ＡＣカップリング回路３０の次段には比較回路３２が接
続され、該回路はコンパレータ３２ａを備える。コンパ
レータ３２ａの反転入力端子は前記ＡＣカンプリング回
路の出力に接続される。

又、その非反転入力端子はＡＣカップリング回路の出力
を、電圧源３２ｂを抵抗３２ｃと抵抗３２ｄで分圧した
分圧回路３２ｅに接続される。この分圧回路３２ｅの電
圧源３２ｂ及び抵抗３２ｃ。

３２ｄの値は前記差動演算増幅回路２８の分圧回路２８
ｈの値と同一にするので、分圧回路３２ｅのＢ点の電位
は分圧回路２８ｈのＡ点と電位と同一になる。該Ｂ点の
電位を比較基準値として使用しているので、後述の如く
ゼロクロスを忠実に検出出来る。

比較回路３２の出力は、端子３４．３６．３８を経て後
段の処理回路（図示せず）に送出される。尚、第１乃至
第３着磁帯２２．２４．２６に対応する３個のホール素
子２０及びそれに接続される回路２８，３０．３２は、
全て同種の構成とする。

次ぎに、本発明に係る回転角検出回路の動作を第２図を
参照して説明する。

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１
４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２
０ｃ、２０ｄは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（第２図（ａ）（ｂ））。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））。この差動増幅回路の
バイアス電圧は、分圧回路２８ｈで決定されるＡ点の電
位（同図（Ｃ）に符号イで示す）が用いられる。差動増
幅回路の出力電圧は、ＡＣカップリング回路３０で直流
分乃至はノイズ等が除去されて、前記バイアス電圧たる
直流電圧に交流波形が重畳した形で比較回路３２のコン
パレータ３２ａに反転入力端子に入力される。其の非反
転入力端子には分圧回路３２ｅで決定されるＢ点の電位
が入力され、ＭＢ点と電位はＡ点の電位と同一にするの
で、反転入力端子に入力される動作レベル電圧（符号イ
）と同一の電圧を比較基準値とするので、ホール素子出
力のゼロクロス位置を忠実に検出することが出来る。こ
の結果、基準電、圧よりＡＣカップリング回路の出力電
圧が小さいときは高レベルのパルス信号が、然らざる場
合は低レベルのパルス信号が得られる（同図（ｄ））。

かかるパルス出力は着磁帯毎に周波数を代えて得られる
ので、第１着磁帯２２からはクランク角７２０度毎に１
個の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） 本発明は、磁電変換手段の出力を分圧回路を介して前記
増幅回路に入力し、且つ増幅回路と比較回路との間にＡ
Ｃカップリング回路を介挿すると共に比較回路の基準値
を前記分圧回路の分圧値と同一にしたので、磁電変換手
段の不平衡分を調整するオフセット回路を廃して回路構
成を簡単にすることが出来、又ＡＣカップリング回路を
増幅回路と比較回路との間に介挿したので、直流分乃至
はノイズを除去することが出来、更に該ＡＣカップリン
グ回路を介して直流電圧に交流波形は重畳した形で比較
回路に入力される値を、該直流電圧と同一の基準値で比
較するので、ゼロクロスを忠実に検出することが出来、
その結果回転角を正確に検出することが出来る利点を備
える。

【図面の簡単な説明】

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
回路が一例として使用される回転角センサを収納するデ
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・・・磁性回転体、２０・・・磁電変換手段（ホー
ル素子）、２８・・・差動増幅回路、３０・・・ＡＣカ
ップリング回路、３２・・比較回路第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   磁電変換手段の出力を分圧回路を介して前記増幅回路に
   入力し、且つ該増幅回路と比較回路との間にコンデンサ
   と抵抗とからなるＡＣカップリング回路を介挿すると共
   に該比較回路の基準値を前記分圧回路の分圧値と同一と
   したことを特徴とする回転角検出回路。