JP7730823B2 - エンジン用信号発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのクランク軸の回転位置の情報を含む信号を発生するエンジン用信号発生装置に関するものである。

エンジン（内燃機関）を動作させるためには、エンジンの各気筒に対して、点火動作の制御や、燃料噴射動作の制御などを行う必要がある。これらの制御を行う際には、エンジンのクランク軸の回転位置の情報を必要とする。またエンジンにより駆動される負荷を制御する場合にも、クランク軸の回転位置の情報を必要とすることがあり得る。

エンジンのクランク軸の回転位置情報を得るため、クランク軸の回転に同期して信号を発生する信号発生装置が用いられている。この種の信号発生装置としては、磁束の変化を検出した時に信号を発生する形式の信号発生装置が多く用いられている。この種の信号発生装置は、エンジンのケースに対して固定された状態で配置されて、磁束の変化を検出した時に信号を発生する回転センサと、エンジンのクランク軸と共に回転するように設けられて、クランク軸の回転位置が設定された位置に一致する毎に回転センサが検出する磁束に変化を生じさせるリラクタを備えたロータとにより構成される。信号発生装置が発生する信号の波形は、典型的な例ではパルス波形であるが、矩形波状や階段状の波形である場合もあり得る。

ロータは、クランク軸と中心軸線を共有する円筒面を有して、該円筒面に、回転センサが検出する磁束に変化を生じさせるリラクタを有している。リラクタは、ロータの円筒面に形成された突起や凹部からなっていて、ロータが回転する過程で回転センサの磁極部の位置を通過する際に、回転センサが検出する磁束に変化を生じさせる。

回転センサは、ロータのリラクタが形成された領域に空隙を介して対向させられる磁極部と、該磁極部とロータのリラクタが形成された領域とを含む磁路に磁束を流す磁石と、ロータが回転する過程でリラクタが前記磁路を流れる磁束に変化を生じさせる毎に正極性又は負極性の信号を発生する信号発生部とを備えている。信号発生部は、クランク軸の回転に同期して、正極性の信号と負極性の信号とを、クランク軸の回転位置の情報を含む信号として発生する。

この種の信号発生装置を用いて、エンジンの制御に必要なクランク軸の回転位置の情報を得るためには、回転センサが出力する各信号が、クランク軸の何れの回転位置で発生した信号であるかを判別する必要がある。

例えば、エンジンの点火動作を制御する際には、エンジンを点火するのに適したクランク軸の回転位置を点火位置として、該点火位置をエンジンの回転速度に対して演算し、演算された点火位置が検出された時にエンジンの点火装置に点火指令を与えて、点火動作を行わせる。

通常エンジンの各気筒の点火位置を制御する際には、エンジンの各気筒のピストンが上死点に達する時のクランク軸の回転位置である上死点位置よりも一定の角度だけ進角した位置にクランク軸の基準位置を設定しておいて、クランク軸が基準位置から点火位置まで回転するのに要する時間を点火位置計測用時間として、各種の制御条件に対して演算する。

エンジンを制御する制御装置は、信号発生装置が発生する複数の信号の中から基準位置で発生した信号を基準信号として判別し、基準信号を判別した時に、前記点火位置計測用時間をタイマに設定して、その計測を開始させる。制御装置は、タイマが設定された点火位置計測用時間の計測を完了した時に点火装置に点火指令を与えて点火動作を行わせる。

エンジンの始動性を良好にするためには、エンジンの始動操作が開始された後、制御装置がエンジンの点火を制御し得る状態になるのを待つことなく、信号発生装置が特定の信号を発生したときに直ちに点火装置に点火指令信号を与えて、始動時の初爆をできるだけ速やかに行わせることが好ましい。この場合、信号発生装置は、エンジンの始動時の点火位置として適したクランク軸の回転位置で特定の信号を発生するように構成されている必要がある。

エンジンが複数の気筒を有する場合には、エンジンの点火動作や燃料噴射動作の制御を気筒毎に行う必要があるため、信号発生装置は、エンジンの複数の気筒にそれぞれ対応した信号を発生する。この場合、エンジンの各気筒の点火動作や燃料噴射動作を制御するためには、信号発生装置が発生した各信号が、クランク軸の何れの回転位置で、何れの気筒に対して発生した信号であるかを判別する必要がある。

エンジン用の信号発生装置は、典型的な例では、クランク軸の回転と同期して、正極性の信号と負極性の信号とを交互に発生するように構成される。このような形式の信号発生装置を用いる場合、信号発生装置が発生する各信号がクランク軸の何れの回転位置で発生した信号であるかを判別することができないため、別途信号の判別を可能にするための手段を設ける必要がある。

そのため、特許文献１に示されているように、エンジンのカム軸の回転に同期して各気筒に対応する気筒判別信号を出力する気筒判別装置を別途設けて、各気筒に対応する気筒判別信号が発生している間に信号発生装置が出力した信号を各気筒に対応する信号として判別する方法が採用されている。しかしながら、このような方法による場合には、クランク軸の回転に同期して信号を発生する信号発生装置の外に、信号を判別するための信号を発生する手段を別途設ける必要があるため、エンジンの構造が複雑になるのを避けられない。

そこで、特許文献２に示されているように、クランク軸が１回転する間に回転センサが出力する複数の信号の中に、クランク軸の特定の回転位置で続けて発生する１対の同極性の信号を含ませておくことが提案された。特許文献２に示された信号発生装置においては、ロータに設ける一部のリラクタに段付き部を有する形状を持たせることにより、特定の気筒の基準位置に対して所定の位相関係を有する位置で同極性の２個の信号を続けて発生させている。

特許文献２に示されているように、信号発生装置が出力する複数の信号の中に、続いて発生する一対の同極性の信号を含ませておくと、同極性の信号のうちの後から発生した方の信号を、クランク軸の特定の回転位置、例えば、特定の気筒のピストンが上死点に達した時の回転位置で発生した信号であると判別することができる。

特開平１１－２２９９４６号公報 特開平４－１０３８５６号公報

特許文献２に示された信号発生装置のように、異なる極性の信号が交互に現れる複数の出力信号の中に、同じ極性を持って続けて発生する特異な信号を含ませておけば、これらの信号の特異性を利用して、信号発生装置が発生する各信号がクランク軸の何れの回転位置で発生した信号であるかを判別することができる。

しかしながら、特許文献２に示された信号発生装置を用いた場合には、エンジンの始動時に、段付きのリラクタの中間部が回転センサの磁極部に対向している状態でクランク軸が回転を開始した場合に、クランク軸を１回転以上回転させないと、連続して現れる同極性の信号を発生させることができない。そのため、エンジンを始動する際に、エンジンの始動を可能にするために必要な回転位置情報の取得が遅れ、エンジンを速やかに始動させることができないことがあるという問題があった。このことは、手動操作による始動や、キック操作による始動を行うことがあるエンジンで特に問題になる。

またエンジンを運転している間、信号発生装置が発生する各信号の判別を継続的に行う必要があるが、特許文献２に示された信号発生装置を用いた場合には、クランク軸が１回転する間に、信号の判別に用いる同極性の信号を１回しか発生させることができないため、信号の判別の迅速性を高める上で限界があった。

本発明の目的は、磁束の変化を検出する毎に信号を出力するように構成されてエンジンのケースに対して固定される回転センサと、前記エンジンのクランク軸と共に回転するように設けられて、回転位置が設定回転位置に一致する毎に前記回転センサが検出する磁束に一方向又は他方向への変化を生じさせるリラクタを備えたロータとを備えて、前記リラクタが前記磁束を一方向に変化させた際に前記回転センサから第１の極性の信号を出力させ、前記リラクタが前記磁束を他方向に変化させた際に前記回転センサから第２の極性の信号を出力させるように構成されたエンジン用信号発生装置を用いてクランク軸の回転位置情報を得る場合に、回転センサが出力する信号の判別を従来よりも高い迅速性を持って行うことができるようにすることにある。

本発明は、磁束の変化を検出する毎に信号を出力するように構成されてエンジンのケースに対して固定された状態で配置される回転センサと、エンジンのクランク軸と共に回転するように設けられて、クランク軸の回転位置が設定回転位置に一致する毎に回転センサが検出する磁束に一方向又は他方向への変化を生じさせるリラクタを備えたロータとを備えて、リラクタが前記磁束を一方向に変化させた際に回転センサから第１の極性の信号を出力させ、前記リラクタが前記磁束を他方向に変化させた際に回転センサから第２の極性の信号を出力させるように構成されたエンジン用信号発生装置に適用される。

本発明に係わるエンジン用信号発生装置においては、ロータが回転する過程で回転センサが検出する磁束に前記一方向への変化を続けて２回生じさせる第１の磁束変化生成部と、ロータが回転する過程で回転センサが検出する磁束に前記他方向への変化を続けて２回生じさせる第２の磁束変化生成部とをロータに１つずつ持たせるように前記リラクタが設けられる。

このようにリラクタを設けることにより、回転センサが続いて発生する２つの信号を信号対として見たときに、ロータが１回転する間に回転センサが出力する信号が、第１の極性を持って続けて発生する２つの信号からなる第１の同極性の信号対と、第２の極性を持って続けて発生する２つの信号からなる第２の同極性の信号対とを１つずつ含むようにする。

上記のように信号発生装置を構成すると、エンジンの始動操作が開始された後、信号発生装置が順次出力する信号の極性を見ていって、同じ極性を有する２つの信号を続いて検出したときに、これら２つの信号のうち、後から検出された信号がクランク軸の何れの回転位置で発生した信号であるかを判別することができる。第１の同極性の信号対及び第２の同極性の信号対は、ロータが１回転する間に１回ずつしか発生しないため、各信号対が検出されたときに各信号対を構成している信号がクランク軸のいずれの回転位置で発生した信号であるかを直ちに判別することができ、クランク軸の回転位置の判別を迅速に行うことができる。また第１の同極性の信号対を構成する信号及び第２の同極性の信号対を構成する信号は、極性が異なるため、両信号対は明確に区別して認識することができる。

本発明の一態様においては、ロータが１回転する間に回転センサが出力する信号対群が、第１の極性を持って続けて発生する２つの信号からなる第１の同極性の信号対、第１の極性の信号と第２の極性の信号との２つの信号からなる第１の異極性の信号対、第２の極性を持って続けて発生する２つの信号からなる第２の同極性の信号対、及び続けて発生する第２の極性の信号と第１の極性の信号との２つの信号からなる第２の異極性の信号対のみを含むように前記リラクタが設けられる。

このように構成すると、ロータが１回転する間に回転センサが続けて出力する２つの信号の極性の組合せをすべて異ならせることができるため、回転センサが続けて出力する２つの信号の極性から各信号が何れの回転位置で発生した信号であるかを直ちに判別することができ、クランク軸の回転位置の情報を正確かつ迅速に取得することができる。

本発明の他の態様においては、ロータが１回転する間に回転センサが出力する信号対群が、続けて発生する２つの第１の極性の信号からなる第１の同極性の信号対、続けて発生する第１の極性の信号と第２の極性の信号との２つの信号からなる第１の異極性の信号対、続けて発生する２つの第２の極性の信号からなる第２の同極性の信号対、続けて発生する第２の極性の信号と第１の極性の信号との２つの信号からなる第２の異極性の信号対、及び続けて発生する第１の極性の信号と第２の極性の信号との２つの信号からなる第３の異極性の信号対のみからなるようにリラクタが設けられる。

信号発生装置が発生する信号は、エンジンのクランク軸の特定の回転位置でレベルが変化する信号であればよい。本明細書においては、信号の極性を、信号発生時のレベル変化の方向で表わす。例えば、各信号をパルス波形とする場合には、各信号が発生する際のレベル変化の方向が正方向である場合にその極性を正極性とし、各信号が発生する際のレベル変化の方向が負方向である場合にその極性を負極性とする。信号が２つの異なる極性をもつ場合、何れの極性を正極性とし、何れの極性を負極性とするかは任意である。

信号発生部から発生させる信号の波形は、パルス波形でもよく、矩形波状や階段波状の波形でも良い。信号発生部が発生する信号の波形が矩形波状や階段波状である場合には、その立ち上がり及び（又は）立ち下がりをそれぞれクランク軸の回転位置の情報を含む信号として認識する。この場合、例えば信号のレベルの立ち上がりを正極性の信号とし、信号のレベルの立ち下がりを負極性の信号とする。第１の極性及び第２の極性は互いに異なる極性であり、第１の極性を正極性とした場合、第２の極性は負極性となり、第１の極性を負極性とした場合、第２の極性は正極性となる。

前述のように、続けて発生する同極性の２つの信号からなる信号対をクランク軸が１回転する間に１回だけ発生させていた従来の信号発生装置によった場合には、エンジンの始動操作を開始する際のクランク軸の回転位置によっては、エンジンの始動を可能にするために必要なクランク軸の回転位置情報を得るために、クランク軸を１回転以上回転させる必要があった。そのため、エンジンの始動を可能にするために必要なクランク軸の回転位置情報の取得が遅れ、エンジンの始動性が悪くなることがあった。

これに対し、本発明によった場合には、エンジンの始動時にクランク軸が何れの位置から回転を開始した場合でも、エンジンが１回転する間に、第１の極性を持って順次発生する２つの信号からなる第１の同極性の信号対及び第２の極性を持って順次発生する２つの信号からなる第２の同極性の信号対のうちのいずれか一方は必ず発生させることができるため、エンジンの始動を可能にするために必要なクランク軸の回転位置の情報を速やかに取得して、エンジンの始動性を向上させることができる。

本発明は、実施するに当たり、種々の態様をとることができるが、本発明の更に他の態様については、以下に示す発明を実施するための形態についての説明の中で明らかにされる。

本発明によれば、エンジンの始動時にクランク軸が何れの位置から回転を開始した場合でも、エンジンが１回転する間に、第１の同極性の信号対及び第２の同極性の信号対のうちのいずれか一方は必ず発生させることができるため、エンジンの始動時にクランク軸の回転位置情報を速やかに取得して、エンジンの始動性を向上させることができる。

またエンジンが始動した後は、クランク軸が１回転する間に、第１の同極性の信号対と第２の同極性の信号対との２つの信号対を発生させて、両信号対に基づいて各信号の発生位置の判別を行うことができるため、各信号の発生位置の判別を行う機会を増やして、信号の発生位置の判別の信頼性を高めることができる。

また本発明によれば、信号の発生位置の判別を可能にするための信号を発生する装置を別途設ける必要がないため、エンジンの構造が複雑になるのを防ぐことができる。

特に、本発明において、ロータの周方向に並ぶ第１のセクションないし第３のセクションからなるリラクタ構成要素のみによりリラクタを構成して、第１のセクションの先端におけるセクションの形態と、第１のセクションの後端と第２のセクションの先端との連結部におけるセクションの形態とにより第１の磁束変化生成部を構成し、第２のセクションの後端と第３のセクションの先端との連結部におけるセクションの形態と、第３のセクションの後端における第３のセクションの形態とにより第２の磁束変化生成部を構成するようにした場合には、ロータが１回転する間に検出されるすべての信号対をそれぞれ構成する２つの信号の極性の組合せを異ならせることができるため、ロータが何れの位置から回転を開始した場合でも、続いて発生した２つの信号からなる信号対を最初に検出した時点で、該信号対を構成する１番目の信号及び２番目の信号のうち、２番目の信号の発生位置を直ちに判別することができる。従って、エンジンの始動操作が開始された直後に最短でクランク軸の回転位置情報を取得することができる。

図１は、本発明に係る信号発生装置の一実施形態の構成を概略的に示した正面図である。 図２（Ａ）は、図１に示した信号発生装置のロータの外周に設けられているリラクタを、ロータの外径側から内径側に向かう方向に沿って見た場合の形状を示す展開図、図２（Ｂ）は、同リラクタをロータの軸線方向に沿う方向から見た場合の形状を示す展開図である。 図３は、図１に示した信号発生装置のロータに設けられるリラクタの変形例を、ロータの外径側から内径側に向かう方向に沿って見た場合の形状を示す展開図である。 図４（Ａ）は、図１に示した信号発生装置のロータに設けられるリラクタの他の変形例を、ロータの外径側から内径側に向かう方向に沿って見た場合の形状を示す展開図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のリラクタをロータの軸線方向に沿う方向から見た場合の形状を示す展開図、図４（Ｃ）は同リラクタに設定された各作用点が回転センサの磁極部の位置を通過する際に発生する信号の波形を示した波形図である。 図５（Ａ）は、本発明の一実施形態で用いる回転センサの構成を概略的に示した側面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＢ－Ｂ線に沿って断面して示した回転センサの断面図である。 図６（Ａ）は、図１に示した信号発生装置を単気筒エンジンに適用する場合にロータに設けるリラクタ構成要素を示した展開図、図６（Ｂ）は同ロータを用いた場合に信号発生装置が発生する信号を示した波形図、図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）に示した各信号が発生したときにエンジンの気筒で行われる行程を示した行程図である。 図７（Ａ）は、図１に示した構成を有する信号発生装置を２気筒４サイクルエンジンに適用する際に用いるロータに設けるリラクタ構成要素の形状を示した展開図、図７（Ｂ）は、同ロータを用いた場合に得られる信号の波形を示した波形図、図７（Ｃ）及び（Ｄ）は図７（Ｂ）に示した各信号が発生したときにエンジンの第１気筒#1及び第２気筒#2で行われる行程を示した行程図である。 図８（Ａ）は、図１に示した構成を有する信号発生装置を３気筒４サイクルエンジンに適用する実施形態で用いるリラクタ構成要素の形状を示した展開図、図８（Ｂ）は、同ロータを用いた場合に得られる信号の波形を示した波形図、図８（Ｃ）ないし（Ｅ）は、図８（Ｂ）に示した各信号が発生したときにエンジンの３つの気筒#1～#3で行われる行程を示した行程図である。 図９（Ａ）は、図１に示した構成を有する信号発生装置を４気筒４サイクルエンジンに適用する実施形態で用いるリラクタの形状を示した展開図、図９（Ｂ）は、同リラクタを備えたロータを用いた場合に得られる信号の波形を示した波形図、図９（Ｃ）ないし（Ｆ）は、図９（Ｂ）に示した各信号が発生したときにエンジンの第１ないし第４気筒#1～#4で行われる行程を示した行程図である。 図１０は、本発明に係る信号発生装置の他の実施形態の構成を概略的に示した正面図である。 図１１（Ａ）は、図１０に示したロータに設けられたリラクタの展開図、図１１（Ｂ）は同ロータを用いた場合に回転センサの信号コイルから得られる一連の信号の波形を示した波形図である。 図１２は、本発明に係る信号発生装置の更に他の実施形態の構成を概略的に示した正面図である。 図１３（Ａ）は、図１２に示した構成を有する信号発生装置を３気筒４サイクルエンジンに適用する実施形態で用いるリラクタの形状を示した展開図、図１３（Ｂ）は同ロータを用いた場合に回転センサの信号コイルから得られる信号の波形を示した波形図、図１３（Ｃ）～（Ｅ）は、図１３（Ｂ）に示した各信号が発生した際に３気筒エンジンの３つの気筒#1～#3で行われる行程を示した行程図である。 図１４（Ａ）は、図１２に示した構成を有する信号発生装置を６気筒４サイクルエンジンに適用する実施形態で用いるリラクタの形状を示した展開図、図１４（Ｂ）は同リラクタを用いた場合に得られる信号の波形を示した波形図、図１４（Ｃ）～（Ｈ）は、図１４（Ｂ）に示した各信号が発生したときに６気筒エンジンの６つの気筒で行われる行程を示した行程図である。 図１５（Ａ）は、本発明で用いるリラクタの変形例を示した展開図、図１５（Ｂ）は同リラクタを備えたロータを用いた場合に得られる信号の波形を示した波形図である。 図１６（Ａ）は、回転センサの信号発生部を磁気センサにより構成した場合に得られる検出信号の波形の一例を示した波形図、図１６（Ｂ）は、同図（Ａ）に示された波形の各立ち上がり及び各立ち下がりで発生させたパルス信号を示した波形図である。 図１７は、図９に示した実施形態において信号発生装置が発生する信号の発生位置の判別を行う際に実行されるクランク角割り込み処理のアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。 図１８は、図９に示した実施形態において信号発生装置が発生する信号の判別を行う際に実行される初回処理のアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。 図１９は、図９に示した実施形態において信号発生装置が発生する信号の判別を行う際に実行される本判定処理のアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。

本発明に係る信号発生装置は、エンジンや、エンジンの負荷を制御するためにエンジンのクランク軸の回転位置情報を得ることが必要な場合に広く使用することができる。クランク軸の回転位置情報は、クランク軸の回転位置が特定の回転位置に一致したことを示す情報である。

本明細書において「特定の回転位置」は、限定的な意味を持つものではなく、エンジン又はエンジンにより駆動される負荷に対して行う制御の内容に応じて、クランク軸の種々の回転位置であり得る。エンジンの点火位置を制御する場合や、燃料噴射位置を制御する場合、「特定の回転位置」は、例えば、点火位置や燃料噴射位置の計測を開始する際のクランク軸の回転位置や、エンジンの始動時に最初に点火を行う際のクランク軸の回転位置などである。

本明細書においては、エンジンの各気筒のピストンが上死点に達した際のクランク軸の回転位置を各気筒の上死点位置と呼ぶ。また各種の制御条件に対して演算された各気筒の点火位置等の計測を開始する際のクランク軸の回転位置を各気筒の基準位置と呼ぶ。エンジンのクランク軸の回転位置をクランク角位置と呼ぶこともある。

本発明の一実施形態では、エンジン用信号発生装置が、磁束の変化を検出する毎に信号を出力するように構成されてエンジンのケースに対して固定される回転センサと、エンジンのクランク軸と共に回転するように設けられて、回転位置が設定回転位置に一致する毎に回転センサが検出する磁束に一方向又は他方向への変化を生じさせるリラクタを備えたロータとを備えて、リラクタが前記磁束を一方向に変化させた際に回転センサから第１の極性の信号を出力し、リラクタが前記磁束を他方向に変化させた際に、回転センサから第２の極性の信号を出力する。

本発明を適用する信号発生装置で用いるロータは、エンジンに取り付けられる際にクランク軸と中心軸線を共有した状態で配置される円筒面を有し、この円筒面にリラクタが設けられる。また回転センサは、ロータの円筒面のリラクタが設けられた領域に空隙を介して対向させられる磁極部と、この磁極部とリラクタとを含むように形成された磁路に信号発生用磁束を流す磁石と、ロータが回転する過程で前記リラクタが前記信号発生用磁束に変化を生じさせる毎にレベル変化を示す信号を発生する信号発生部とを備えている。

本発明の好ましい実施形態においては、ロータが回転する過程で回転センサが検出する磁束に一方向への変化を続けて２回生じさせる第１の磁束変化生成部と、ロータが回転する過程で回転センサが検出する磁束に他方向への変化を続けて２回生じさせる第２の磁束変化生成部とを１つずつ持つようにリラクタが構成される。

このようにリラクタを構成しておくと、ロータが１回転する間に回転センサが出力する一連の信号対に、続けて発生する２つの第１の極性の信号からなる第１の同極性の信号対と、続けて発生する２つの第２の極性の信号からなる第２の同極性の信号対とを１つずつ含ませることができる。

本発明の好ましい実施形態では、ロータが１回転する間に回転センサが出力する信号対群が、第１の極性を持って続けて発生する２つの信号からなる第１の同極性の信号対、第１の極性の信号と第２の極性の信号との２つの信号からなる第１の異極性の信号対、第２の極性を持って続けて発生する２つの信号からなる第２の同極性の信号対、及び続けて発生する第２の極性の信号と第１の極性の信号との２つの信号からなる第２の異極性の信号対のみを含むように前記リラクタが設けられる。

本発明の他の好ましい実施形態では、ロータが１回転する間に回転センサが出力する信号対群が、続けて発生する２つの第１の極性の信号からなる第１の同極性の信号対、続けて発生する第１の極性の信号と第２の極性の信号との２つの信号からなる第１の異極性の信号対、続けて発生する２つの第２の極性の信号からなる第２の同極性の信号対、続けて発生する第２の極性の信号と第１の極性の信号との２つの信号からなる第２の異極性の信号対、及び続けて発生する第１の極性の信号と第２の極性の信号との２つの信号からなる第３の異極性の信号対のみからなるようにリラクタが設けられる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１を参照すると、本発明に係る信号発生装置１の一実施形態の構成が概略的に示されている。図示の信号発生装置１は、エンジンのクランク軸２に取り付けられて、クランク軸と共に回転させられるロータ３と、回転センサ４とにより構成されている。

回転センサ４は、エンジンのケースやエンジンが固定されたフレーム等に設けられた回転センサ取り付け部（図示せず。）に取り付けられて、エンジンのケースに対して固定された状態で配置される。

回転センサ４は、ロータ３の磁極面に対向する磁極部４ａと、回転センサ４とロータ３の磁極面とを含む磁路に信号発生用磁束を流す磁石と、信号発生用磁束を検出して、検出している磁束に変化が生じた際に信号を発生する信号発生部とを備えている。回転センサは、検出している信号発生用磁束が一方向に変化したことを検出したときに第１の極性の信号を発生し、検出している信号発生用磁束が他方向に変化したことを検出したときに第２の極性の信号を発生する。信号発生用磁束の変化は、該磁束の増加方向又は減少方向への変化であり、例えば、信号発生用磁束の増加方向への変化を該磁束の一方向への変化とした場合、該信号発生用磁束の減少方向への変化が該磁束の他方向への変化となる。回転センサ４の具体的な構成例については後述する。

ロータ３は、エンジンのクランク軸２に取り付けられる回転体３０１を備えている。回転体３０１は、専ら信号発生装置のロータを構成するために設けられたものでもよく、発電機などの他の回転機器の回転体を兼ねるものでもよい。回転体３０１は、クランク軸２と共に回転させられるエンジンの付属部品、例えば、エンジンのクランク軸に取り付けられるフライホイールや、エンジンのクランク軸に取り付けられて、エンジン冷却用のファンにベルトを介して連結されるプーリなどであってもよい。

本実施形態では、クランク軸２に取り付けられるフライホイールを回転体３０１として用いている。図示の回転体３０１は、円筒状の周壁部３０１ａと、周壁部３０１ａの軸線方向の一端側を閉じる底壁部３０１ｂとを備えたカップ状の形状に形成されている。回転体３０１の底壁部３０１ｂの中央部にはボス部３０１ｃが形成されている。回転体３０１は、ボス部３０１ｃをエンジンのクランク軸２に嵌合させて該クランク軸にキー止めすることによりエンジンに取り付けられる。回転体の周壁部３０１ａの外周には、クランク軸２の中心軸線Ｏを同心的に取り囲む円筒面３０２が形成されている。回転体３０１の周壁部３０１ａは、ロータの周壁部でもあり、円筒面３０２は、ロータの円筒面でもある。また円筒面３０２は、ロータの外周面でもある。

本実施形態では、エンジンの定常運転時におけるクランク軸２の回転方向をクランク軸の正回転方向としている。図１においては、クランク軸の正回転方向が矢印Ｒで示されている。以下の説明においては、ロータ３の円筒面３０２の中心軸線Ｏに沿う方向（図１の紙面と直角な方向）を、円筒面３０２の幅方向としている。

ロータ３の少なくとも外周寄りの部分、即ち回転体３０１の少なくとも外周寄りの部分は、鉄等の強磁性材料により形成され、ロータ３の強磁性材料により構成された部分の外周に形成された円筒面３０２にリラクタが設けられている。リラクタは、ロータの円筒面３０２の周方向に延びる突起又は凹部により構成される。リラクタには、円筒面３０２の周方向に間隔を隔てて並ぶ複数の作用点が設定されている。リラクタは、各作用点の所で、幅寸法や円筒面３０２からの突出高さが変化する等の形態の変化を示す。リラクタは、各作用点が回転センサ４の磁極部４ａの位置を通過する際に、ロータの磁極面ＭＳと回転センサ４の磁極部４ａとの間の距離を変化させたり、回転センサ４の磁極部４ａに対向するロータの磁極面ＭＳの面積を変化させたりすることにより、ロータの磁極面ＭＳと回転センサの磁極部４ａとの間の磁気抵抗を変化させて、信号発生用磁束を変化させる。この信号発生用磁束の変化により、回転センサ４から信号を出力させる。

本実施形態では、回転体３０１全体が鉄等の強磁性材料により形成されている。図２（Ａ），（Ｂ）にも示されているように、回転体３０１の外周に形成された円筒面３０２の幅方向の中央寄りの領域に、回転体３０１の周方向に延びるリラクタ構成要素３０３が、その先端をロータの回転方向Ｒの前方に向け、後端をロータの回転方向の後方に向けた状態で設けられ、このリラクタ構成要素によりリラクタが構成されている。

図示の例では、リラクタ構成要素３０３の最も幅広な部分に、ロータの円筒面３０２の幅寸法よりも小さい幅寸法を持たせている。従って、ロータの円筒面３０２の幅方向の一端寄りの部分及び他端寄りの部分には、リラクタが設けられていない平坦な領域が残されている。本実施形態では、リラクタ構成要素３０３の外周面と、リラクタ構成要素３０３の先端と後端との間で回転体３０１の径方向の外側に露呈されている回転体３０１の外周面とがロータの磁極面ＭＳとなっている。

エンジンを制御する際には、クランク軸の回転位置が複数の設定回転位置にそれぞれ一致する毎に信号発生装置から信号を発生させる。そのため、ロータに設けるリラクタに複数の作用点を設定しておいて、各作用点が回転センサの磁極部４ａの位置を通過する毎に回転センサが検出する磁束に変化を生じさせて、回転センサ４から信号を出力させる。リラクタの作用点は、その前後でリラクタを構成する突起や凹部の形態を段階的に異ならせることにより設定される。本実施形態では、クランク軸が１回転する間に、信号発生装置から４つの信号を発生させる。そのため、ロータに設けるリラクタに第１ないし第４の作用点を設定して、リラクタの第１ないし第４の作用点が回転センサ４の磁極部４ａの位置を通過する際に、回転センサ４が検出している磁束に一方向又は他方向の変化を生じさせる。第１ないし第４の作用点が回転センサ４の磁極部４aの位置を通過する際にそれぞれ生じる磁束の変化を回転センサ４に検出させることにより、回転センサ４から第１の信号Vs1ないし第４の信号Ｖs4を出力させる。

リラクタの第１ないし第４の作用点の位置を規定するため、ロータの円筒面に、該円筒面の周方向に所定の間隔を持って並ぶ第１ないし第４の設定位置Ｐ1ないしＰ４が設定され、第１ないし第４の設定位置Ｐ1ないしＰ４にそれぞれリラクタの第１ないし第４の作用点が設定される。

更に詳細に説明すると、図示のリラクタ構成要素３０３は、先端Ｓ1aをロータ３の回転方向Ｒの前方に向け、後端をロータ３の回転方向Ｒの後方側に向けた状態で円筒面３０２の周方向に沿って第１の設定位置Ｐ１から第２の設定位置Ｐ２まで延びる円弧状の第１のセクションＳ１と、第１のセクションＳ１の後端Ｓ1bに先端Ｓ2aを連結し、後端Ｓ2bをロータ３の回転方向Ｒの後方に向けた状態で円筒面３０２の周方向に沿って第２の設定位置Ｐ２から第３の設定位置Ｐ３まで延びる円弧状の第２のセクションＳ２と、先端Ｓ3aを第２のセクションＳ２の後端S2bに連結し、後端Ｓ3bをロータ３の回転方向Ｒの後方側に向けた状態で円筒面３０２の周方向に沿って第３の設定位置Ｐ３から第４の設定位置Ｐ４まで延びる円弧状の第３のセクションＳ３とからなっている。本実施形態では、第１ないし第３のセクションのそれぞれの外径が等しく設定されているため、第１ないし第３のセクションＳ1ないしＳ3の外周面は同一の円筒面上に配置されている。

図２（Ａ），（Ｂ）に示されているように、リラクタ構成要素３０３の先端部寄りの部分を構成している第１のセクションＳ１は、一定の厚みｄを持ち、かつ一定の第１の幅寸法Ｗ1 を持って、ロータ３の周方向に第１の設定位置Ｐ1から第２の設定位置Ｐ2まで延びるように設けられている。第１のセクションＳ１は、その先端Ｓ１aをクランク軸２の正回転方向Ｒの前方側に向け、かつ先端Ｓ１aの位置を第１の設定位置Ｐ1に一致させた状態で設けられている。第１のセクションＳ１の先端Ｓ１aは、リラクタ構成要素３０３の先端でもある。

この例では、第１の設定位置Ｐ1に第１の作用点を設定するため、第１の設定位置Ｐ1で第１のセクションＳ1の先端Ｓ1aを、ロータの外周面である円筒面３０２から直角に立ち上がらせて、第１の設定位置Ｐ1で第１のセクションＳ1の高さをステップ状に増大させている。ロータが回転する過程でこの第１の作用点が回転センサの磁極部の位置を通過する際に、リラクタの磁極面と回転センサ４の磁極部４aとの間の距離が減じる方向にステップ状に変化する。

第１の作用点が回転センサの磁極部の位置を通過する際にリラクタの磁極面と回転センサ４の磁極部との間の距離が減じることにより、回転センサ４が検出する磁束が増加方向に変化する。この磁束の変化により、回転センサ４が第１の極性を有する第１の信号を出力する。

回転センサが検出する磁束の何れの方向への変化を一方向への変化とするかは任意であるが、本実施形態では、回転センサ４が検出する磁束の増加方向への変化を該磁束の一方向への変化としている。また、回転センサが検出している磁束が増加方向に変化した際に回転センサ４が出力する信号の極性を第１の極性としている。

リラクタ構成要素３０３の中間部を構成している第２のセクションＳ2は、第１のセクションＳ1と同じ厚みｄを持ち、かつ第１の幅寸法Ｗ1 よりも大きい一定な第２の幅寸法Ｗ2 を持ってロータ３の周方向に第２の設定位置Ｐ2から第３の設定位置Ｐ3まで延びるように設けられ、第２の設定位置P2で第２のセクションＳ２の先端Ｓ2aが第１のセクションＳ1の後端Ｓ1bに連結されている。

第２のセクションの幅寸法Ｗ2が第１のセクションの幅寸法Ｗ1よりも大きく設定されていることにより、第２の設定位置P2でリラクタの幅寸法がステップ状に拡大されている。これにより、第２の設定位置P2にリラクタの第２の作用点が設定され、ロータが回転する過程でこの第２の作用点が回転センサの磁極部の位置を通過する際に、回転センサの磁極部が対向しているリラクタの磁極面の面積が増加方向にステップ状に変化させられる。従って、ロータが回転する過程でリラクタの第２の作用点が回転センサの磁極部の位置を通過する際に、回転センサが検出している磁束が再び増加方向に変化し、回転センサが再び第１の極性の信号を出力する。

リラクタ構成要素３０３の後端部寄りの部分を構成している第３のセクションＳ３は、第１のセクションＳ１及び第２のセクションＳ２と同じ厚みｄを持ち、かつ第２のセクションＳ２の幅寸法Ｗ2 よりも小さい一定な幅寸法Ｗ3 を持って、ロータ３の周方向に第３の設定位置Ｐ3から第４の設定位置Ｐ4まで伸びるように設けられている。第３のセクションＳ３は、その先端Ｓ3a を第２のセクションＳ２の後端Ｓ2bに連結し、その後端Ｓ3bをロータの正回転方向Ｒの後方側に向けた状態で設けられている。

第３のセクションＳ3の幅寸法Ｗ3が第２のセクションＳ2の幅寸法Ｗ2よりも小さく設定されていることにより、第３の設定位置Ｐ3でリラクタの幅寸法がステップ状に縮小されている。これにより、第３の設定位置P3にリラクタの第３の作用点が設定されている。ロータが回転する過程でこの第３の作用点が回転センサの磁極部の位置を通過する際に、回転センサの磁極部４ａが対向しているロータの磁極面の面積がステップ状に減少する。

従って、ロータが回転する過程で、第３の作用点が回転センサの磁極部４ａの位置を通過する際に、回転センサが検出している磁束が減少方向に変化し、回転センサが第２の極性の信号を出力する。本実施形態では、回転センサ４が検出する磁束の減少方向への変化を該磁束の他方向への変化とし、回転センサが検出している磁束が減少方向に変化した際に回転センサが出力する信号の極性を第２の極性としている。

第３のセクションＳ３の後端Ｓ3bで、円筒面３０２から測った第３のセクションＳ3の高さがステップ状に低下させられ、これにより、第４の設定位置Ｐ4にリラクタの第４の作用点が設定されている。ロータが回転する過程でこの第４の作用点が回転センサの磁極部の位置を通過する際に、回転センサの磁極部とロータの磁極面との間の距離がステップ状に増大する。従って、リラクタの第４の作用点が回転センサの磁極部の位置を通過する際に、回転センサが検出している磁束が再び減少方向に変化する。回転センサは、この磁束の変化を検出して再び第２の極性の信号を出力する。

本願の図面においては、リラクタの第１ないし第４の作用点には符号を付してないが、第１ないし第４の作用点がそれぞれ設けられた位置は第１の設定位置Ｐ1ないし第４の設定位置Ｐ4に一致しているので、第１の設定位置ないし第４の設定位置を示す符号Ｐ1～Ｐ4から各作用点が設定された位置を識別できる。

リラクタ構成要素３０３の後端寄りの部分を構成する第３のセクションＳ３の幅寸法Ｗ3は、第２のセクションＳ２の幅寸法Ｗ2 よりも小さければよい。本実施形態では、第３のセクションＳ３の幅寸法Ｗ3 が第１のセクションＳ1の幅寸法Ｗ1 に等しく設定されている。

本実施形態においては、リラクタ構成要素３０３の第１のセクションＳ１の先端Ｓ1aに設定された第１の作用点と、第１のセクションＳ１の後端Ｓ1bと第２のセクションＳ２の先端S2aとの連結部に設定された第２の作用点とにより、ロータ３が回転する過程で回転センサ４が検出する磁束の一方向への変化を続けて２回生じさせる第１の磁束変化生成部が構成されている。この第１の磁束変化生成部は、ロータが１回転する間に回転センサ４が検出する磁束の一方向への変化を続けて２回生じさせるため、第１の極性を持って続けて発生する２つの信号からなる第１の同極性の信号対を回転センサから出力させる。

また、リラクタ構成要素３０３の第２のセクションＳ２の後端Ｓ2bと第３のセクションＳ３の先端Ｓ3aとの連結部に設定された第３の作用点と、第１のリラクタ構成要素３０３Ａの第３のセクションＳ3の後端部Ｓ3bに設定された第４の作用点とにより、ロータが回転する過程で回転センサ４が検出する磁束に他方向への変化を２回続けて生じさせる第２の磁束変化生成部が構成されている。この第２の磁束変化生成部は、ロータが１回転する間に、回転センサ４が検出する磁束の他方向への変化を続けて２回生じさせるため、第２の極性を持って続けて発生する２つの第２の極性の信号からなる第２の同極性の信号対を回転センサから出力させる。

ロータ３には、第１の磁束変化生成部及び第２の磁束変化生成部が１つずつ設けられているため、回転センサ４は、第１の同極性の信号対と、第２の同極性の信号対とを、ロータが１回転する間に１回ずつ出力する。

なお図１及び図２に示した例では、第１の設定位置Ｐ1～第４の設定位置相互間の角度間隔、即ち第１ないし第４の作用点相互間の角度間隔が９０ＣＡとなるように第１ないし第３のセクションのそれぞれの極弧角が設定されているが、設定位置相互間の角度間隔は、信号発生装置の用途に応じて適宜に設定できる。ここでＣＡは、クランク角(Crank Angle)を意味している。

図１及び図２に示した例では、リラクタ構成要素の第２のセクションＳ２の幅寸法Ｗ2を、第１のセクションＳ1の幅寸法Ｗ1及び第３のセクションＳ3の幅寸法Ｗ3よりも大きく設定することにより、第２の設定位置Ｐ2及び第３の設定位置Ｐ3にそれぞれ第２の作用点及び第３の作用点を設定しているが、本発明で用いるリラクタ構成要素３０３はこのように構成されたものに限定されない。

例えば、図４（A），（Ｂ）に示したように、第１のセクションＳ1ないし第３のセクションＳ3に同じ一定の幅寸法Ｗを持たせ、第２のセクションＳ2の厚みｄ2を第１のセクションＳ1の厚みｄ1及び第３のセクションＳ3の厚みｄ3よりも厚くして、第１の設定位置Ｐ2及び第３の設定位置Ｐ3でリラクタ構成要素の高さをステップ状に変化させることにより、第１の設定位置Ｐ2及び第３の設定位置Ｐ3にそれぞれ第２の作用点及び第３の作用点を設定しても良い。

このように構成した場合も、図４（Ｃ）に示したように、設定回転位置θ1及びθ2で第１の作用点及び第２の作用点が回転センサの磁極部の位置を通過する際に第１の極性を有する第１の信号Ｖs1及び第２の信号Ｖs2を回転センサから出力させることができ、設定回転位置θ3及びθ4で第３の作用点及び第４の作用点が回転センサの磁極部の位置を通過する際に、回転センサから第２の極性を有する第３の信号Ｖs3及び第４の信号Ｖs4を出力させることができる。

図５（Ａ），（Ｂ）を参照すると、本実施形態で用いる回転センサ４の構成が示されている。ロータ３と共に信号発生装置１を構成する回転センサ４は、ロータ３の磁極面にギャップを介して対向する磁極部４ａと、該磁極部４ａとロータの磁極面に形成されたリラクタとを含むように形成された磁路に磁束を流す永久磁石と、ロータが回転する過程で第１のリラクタ３０３Ａ及び第２のリラクタ３０３Ｂが前記磁路を流れる磁束に変化を生じさせる毎にレベル変化を示す信号を、クランク角情報を含む信号として発生する信号発生部とを備えている。

図示の回転センサ４は、鉄心４０１と、鉄心４０１に巻かれた信号コイル４０２と、鉄心４０１に磁束を流す永久磁石４０３と、鉄等の強磁性材料からなる磁路構成部材４０４とを備えている。図示の例では、鉄心４０１の先端が磁極部４ａとなっていて、この磁極部４ａが、第１及び第２のリラクタ構成要素３０３Ａ及び３０３Ｂの磁極面ＭＳにエアギャップを介して対向させられる。

図示の磁路構成部材４０４は、ロータ３の径方向に対して直交した状態で配置される基板部４０４ａと、基板部４０４ａの一端から直角に折れ曲がってロータ３側に延びる側板部４０４ｂとを備え、側板部４０４ｂの基板部４０４ａ寄りの端部には互いに反対方向に突出した耳部４０４ｃ，４０４ｃが形成されている。耳部４０４ｃ，４０４ｃには取り付け孔４０４ｄ，４０４ｄが形成されている。磁路構成部材４０４の基板部４０４ａに永久磁石４０３の一方の磁極（図示の例ではＳ極）が結合され、永久磁石４０３の他方の磁極（図示の例ではＮ極）に回転センサ鉄心４０１の後端が結合されている。

回転センサ４の構成部品は、磁極部４ａを外部に露呈させ、かつ磁路構成部材４０４の側板部４０４ｂの少なくとも先端寄りの部分と耳部４０４ｃ，４０４ｃとを外部に露呈させた状態で、絶縁樹脂からなるモールド部により被覆されるか、又は適宜のケース内に収容されることにより、所定の位置関係を保持した状態で配置されている。

回転センサ４は、鉄心４０１の先端に形成された磁極部４ａを、ロータ３の磁極面ＭＳにギャップを介して対向させ、かつ磁路構成部材４０４の側板部４０４ｂをロータ３の磁極面ＭＳ以外の部分にギャップを介して対向させた状態で配置されて、耳部４０４ｃ，４０４ｃを、エンジンのケースに対して固定された図示しない回転センサ取り付け部に固定することにより、エンジンに取り付けられる。

本実施形態では、ロータ３の円筒面３０２の幅方向の一端寄りの、リラクタが形成されていない領域３０４に、磁路構成部材４０４の側板部４０４ｂの先端面４０４b1を、エアギャップを介して対向させている。これにより、磁路構成部材４０４の側板部４０４ｂが、ロータ３に磁気的に結合されている。

なお磁路構成部材４０４は、その側板部４０４ｂの先端をロータ３の底壁部３０１ｂの外周寄りの部分に対向させることにより、ロータ３のリラクタが形成されていない部分に磁気的に結合しても良く、側板部４０４ｂの先端をロータ３にギャップを介して磁気的に結合されている他の適宜の部材に固定することにより、ロータ３のリラクタが形成されていない部分に磁気的に結合してもよい。

図示の信号発生装置１においては、ロータ３と回転センサ４との間に、永久磁石４０３－鉄心４０１－空隙－ロータ３－空隙－磁路構成部材４０４－永久磁石４０３のループからなる磁路が構成され、この磁路を通して信号コイル４０２と鎖交する信号発生用磁束が流れる。ロータ３が回転する過程で、リラクタ構成要素３０３に設定された各作用点が回転センサ４の磁極部４ａの位置を通過する際に、上記磁路の磁気抵抗を変化させる。これにより、信号コイル４０２と鎖交する磁束に変化を生じさせて、信号コイル４０２にパルス波形の信号を誘起させる。

本実施形態においては、信号コイル４０２により、ロータ３が回転する過程でリラクタが前記磁路を流れる磁束に変化を生じさせる毎にレベル変化を示す信号を、クランク角情報を含む信号として発生する信号発生部が構成されている。

本発明において、信号発生装置から発生させる信号の発生位置をどのように設定するかは任意であるが、本実施形態の信号発生装置は、クランク軸が１回転する間に、クランク軸の回転位置が、エンジンの始動時の点火位置として用いることができるクランク軸の回転位置に一致したことの情報を与える信号と、クランク軸の回転位置が、エンジンの点火位置の計測を開始する際のクランク軸の回転位置である基準位置に一致したことの情報を与える信号との２つの信号を含む信号を、エンジンの気筒毎に発生する。

通常エンジンの始動時の点火位置は、各気筒の上死点位置に設定するか、又は上死点位置よりも僅かに進んだ位置に設定される。本実施形態では、各気筒の上死点位置をエンジンの始動時の点火位置としている。

本実施形態に係る信号発生装置は、ロータの円筒面３０２に第１の設定位置Ｐ１~第４の設定位置Ｐ4を適宜に設定することにより、単気筒４サイクルエンジン、２気筒４サイクルエンジン、３気筒４サイクルエンジン、４気筒４サイクルエンジンなど、単気筒エンジンから多気筒エンジンまでの各種のエンジンに適用することができる。

図６（A）ないし（Ｃ）を参照すると、本実施形態の信号発生装置を単気筒４サイクルエンジンに適用する場合について、ロータに設けるリラクタの展開図と、信号発生装置が発生する信号Ｖs1ないしＶs4の波形図と、各信号が発生したときにエンジンの気筒で行われる行程を示した行程図とが示されている。図６（Ｃ）の行程図において、ＩＮＴは吸気行程を示し、ＣＯＭは圧縮行程を示している。またＥＸＰは膨張行程を示し、ＥＸＨは排気行程を示している。

本実施形態では、クランク軸の回転位置が第１の設定回転位置θ1ないし第４の設定回転位置θ4にそれぞれ一致したときに、第１の設定位置Ｐ1ないし第４の設定位置Ｐ4にそれぞれ設定された第１の作用点ないし第４の作用点が回転センサ４の磁極部４ａの位置を通過して、回転センサ４から第１ないし第4の信号Ｖs1～Ｖs4を出力させるように、リラクタの各作用点の位置と、リラクタの形状とが設定されている。

図６に示した例では、クランク軸の第１の設定回転位置θ1で、リラクタ構成要素３０３の先端寄りの部分を構成している第１のセクションＳ1の先端Ｓ1aに設定されている第１の作用点が、回転センサ４の磁極部４ａの位置を通過した際に、回転センサ４が検出する磁束をステップ状に増加させるため、回転センサ４が第１の極性の第１の信号Ｖs1を出力する。

また、クランク軸の第２の設定回転位置θ2で、第１のリラクタ構成要素３０３Ａの第１のセクションＳ１の後端Ｓ1bと第２のセクションＳ２の先端Ｓ2aとの連結部に設定されている第２の作用点が回転センサ４の磁極部４ａの位置を通過した際に、回転センサ４が検出する磁束を再びステップ状に増加させるため、回転センサ４が再び第１の極性の第2の信号Ｖs2を出力する。

またクランク軸の第３の設定回転位置θ3で、第１のリラクタ３０３Ａの第２のセクションＳ２の後端Ｓ2bと第３のセクションＳ３の先端Ｓ3aとの連結部に設定された第３の作用点が回転センサの磁極部４ａの位置を通過した際に、回転センサ４が検出する磁束がステップ状に減少したため、クランク軸の第３の設定回転位置θ3で回転センサ４が第２の極性を有する第３の信号Vs3を出力する。

またロータの第４の設定回転位置θ4で、第１のリラクタ構成要素の第３のセクションＳ３の後端Ｓ３b に設定された第４の作用点が磁極部４ａの位置を通過する際に、回転センサ４が検出する磁束がステップ状に減少したため、クランク軸の第４の設定回転位置θ4で回転センサ４が再び第２の極性を有する第４の信号Vs4を出力する。

本実施形態においては、第４の信号Ｖs4が発生する設定回転位置θ4を、ピストンが上死点に達する際のクランク軸の回転位置である上死点位置TDCに設定している。また第３の信号Ｖs3が発生する設定回転位置θ3を点火位置の計測を開始する位置である基準位置Refに設定している。本実施形態においては、基準位置Refを上死点位置TDCよりも9０ＣＡ進んだ位置に設定している。

この場合、上死点位置TDCで始動時の最初の点火を行わせるとすると、排気行程EXHが終了する際の上死点位置でも点火が行われることになるが、排気行程では燃焼は行われないため、この点火によりエンジンの動作に支障を来すことはない。

本実施形態において、回転センサ４が信号を出力する毎に、今回発生した信号と１つ前に発生した信号とを信号対として検出するものとする。クランク軸が１回転する間に検出される一連の信号対を信号対群とすると、クランク軸が１回転する間に検出される信号対群は、第１の極性を持って続けて発生する２つの信号Ｖs1,Ｖs2からなる第１の同極性の信号対と、第１の極性の信号Ｖs2と第２の極性の信号Vs3との２つの信号からなる第１の異極性の信号対と、第２の極性を持って続けて発生する２つの信号Vs3，Ｖs4からなる第２の同極性の信号対と、続けて発生する第２の極性の信号Vs4と第１の極性の信号Vs1との２つの信号からなる第２の異極性の信号対との４つの信号対からなる。

従って、回転センサ４は、ロータが１回転する間に、第１の同極性の信号対Vs1,Vs2を１回だけ出力し、第２の同極性の信号対Vs3,Vsを１回だけ出力する。このように、第１の同極性の信号対Vs1,Vs2と、第２の同極性の信号対Vs3,Vs4とをロータが１回転する間に１回ずつ発生させるようにしておくと、エンジンの始動操作を開始した際にクランク軸が何れの位置から回転を開始した場合でも、クランク軸が１回転する間に、第１の同極性の信号対及び第２の同極性の信号対のうちの何れか一方は必ず発生させることができる。そのため、始動操作開始後、クランク軸が１回転するまでの間に信号発生装置が発生する信号の判別を確実に完了して、クランク軸の回転位置の情報を迅速に取得することができ、エンジンの始動性を向上させることができる。

また第１の同極性の信号対Vs1,Vs2と、第２の同極性の信号対Vs3,Vs4とをロータが１回転する間に１回ずつ発生させるようにしておくと、エンジンが始動した後、ロータが１回転する間に、信号の発生位置を判別する機会を２回得ることができるため、クランク軸の回転位置の判別の精度を高めることができる。

また本実施形態のように構成すると、ロータが１回転する間に第１の異極性の信号対Ｖs2，Ｖs3と第２の異極性の信号対Ｖs4，Ｖs1との２つの異極性の信号対が検出されるが、第１の異極性の信号対Ｖs2，Ｖs3において第１の極性の信号と第２の極性の信号とが検出される順序と、第２の異極性の信号対Ｖs4，Ｖs1において第１の極性の信号と第２の極性の信号が検出される順序とが異なることから、第１の異極性の信号対Ｖs2，Ｖs3と、第２の異極性の信号対Ｖs4，Ｖs1とを明確に区別して検出することができる。

従って、エンジンの始動時に最初に異極性の信号対が検出された場合でも、検出された異極性の信号対を構成する信号のうち、後から検出された信号の発生位置を直ちに判別することができる。例えば、図６において、第１の極性の信号Ｖs2に続いて第２の極性の信号Ｖs3が検出された場合には、第１の極性の信号に続いて第２の極性の信号が検出されたことから、後から検出された信号Ｖs3を設定回転位置θ3で発生した信号であると直ちに判別することができる。従って、本実施形態によれば、回転センサが出力する各信号の判別を迅速かつ正確に行うことができる。

図７（Ａ）～（Ｄ）を参照すると、図１に示した信号発生装置を２気筒４サイクルエンジンに適用する場合について、ロータに設けるリラクタの展開図と、信号発生装置が発生する信号Ｖs1ないしＶs4の波形図と、各信号が発生したときにエンジンの気筒で行われる行程を示した行程図とが示されている。

本実施形態においても、ロータを構成する回転体の外周に、第１の設定位置Ｐ1ないしＰ４が９０ＣＡの角度間隔で設定されている。設定位置Ｐ1から設定位置Ｐ2まで延びる第１のセクションＳ１と、設定位置P２から設定位置Ｐ3まで延びる第２のセクションＳ２と、設定位置Ｐ3から設定位置Ｐ4まで延びる第３のセクションＳ３とによりリラクタ構成要素３０３が構成され、第１の設定位置Ｐ1ないしＰ4にそれぞれリラクタの第１の作用点ないし第４の作用点が設定されている。

本実施形態においては、第４の信号Ｖs4が発生する設定回転位置θ4を上死点位置TDCに設定している。また第３の信号Ｖs3が発生する設定回転位置θ3を点火位置の計測を開始する位置である基準位置Refに設定している。この場合、エンジンの始動時に設定回転位置θ4で第１気筒及び第２気筒の点火を同時に行わせることになるが、両気筒のうちの一方が圧縮行程にあるときに、他方は排気行程であるため、両気筒で同時に点火を行わせてもエンジンの動作に支障を来すことはない。

図８（Ａ）～（Ｅ）を参照すると、リラクタに図１に示した構成を持たせた信号発生装置を３気筒４サイクルエンジンに適用する場合について、ロータに設けるリラクタの展開図と、信号発生装置が発生する第１ないし第４の信号Ｖs1ないしＶs4の波形図と、各信号が発生したときにエンジンの気筒で行われる行程を示した行程図とが示されている。本実施形態においても、ロータを構成する回転体の外周に、第１の設定位置Ｐ1ないしＰ４が設定され、第１の設定位置Ｐ1ないしＰ４にそれぞれリラクタの第１の作用点ないし第４の作用点が設定されている。本実施形態においては、第１の設定位置Ｐ1と第２の設定位置Ｐ2との間の角度間隔が６０ＣＡに設定され、第２の設定位置Ｐ2と第３の設定位置Ｐ3との間の角度間隔及び第３の設定位置Ｐ3と第４の設定位置Ｐ4との間の角度間隔が１２０ＣＡに設定されている。

本実施形態では、第４の信号Ｖs4が発生する第４の設定回転位置θ4が第１気筒の上死点位置#1TDCに設定されている。また第２の信号Ｖs2が発生する第２の設定回転位置θ2が第２気筒の上死点位置#2TDCに設定され、第３の信号Ｖs3が発生する第３の設定回転位置θ3が第３気筒の上死点位置#3TDCに設定されている。エンジンの始動時には、設定回転位置θ4、θ2及びθ3でそれぞれ第１気筒、第２気筒及び第３気筒の点火が行われる。

図９（Ａ）ないし（Ｆ）を参照すると、図１に示した構成を有する本発明に係る信号発生装置を、４気筒４サイクルエンジンに適用する場合に、ロータに設けられるリラクタ構成要素３０３と、信号発生装置が発生する信号と、エンジンの気筒で行われる行程との間に成立する関係の一例が示されている。

本実施形態においては、ロータを構成する回転体の外周に、第１の設定位置Ｐ1ないし第４の設定位置Ｐ４が９０ＣＡの角度間隔で設定され、第１の設定位置Ｐ1から第２の設定位置Ｐ2まで延びる第１のセクションＳ１と、第２の設定位置P２から第３の設定位置Ｐ3まで延びる第２のセクションＳ２と、第３の設定位置Ｐ3から第４の設定位置Ｐ4まで延びる第３のセクションＳ３とによりリラクタ構成要素３０３が構成されている。この例では、第１の設定位置Ｐ1ないし第４の設定位置Ｐ４にそれぞれリラクタの第１の作用点ないし第４の作用点が設定されている。回転センサ４は、リラクタの第１の作用点ないし第４の作用点が回転センサ４の磁極部の位置を通過する際にそれぞれ第１の信号Ｖs1ないし第４の信号Vs4を出力する。

本実施形態では、第４の信号Ｖs4が発生する設定回転位置θ4が第１気筒及び第４気筒の上死点位置#1/#4TDCに設定され、第２の信号Ｖs2が発生する設定回転位置θ2が第２気筒及び第３気筒の上死点位置#2/#3TDCに設定されている。また第３の信号Ｖs3が発生する設定回転位置θ3が第１気筒及び第４気筒の基準位置#1/#4Refに設定され、第１の信号Ｖs1が発生する設定回転位置θ1が第２気筒及び第３気筒の基準位置#2/#3Refに設定されている。

エンジンの始動時には、第２の極性の信号Vs3及びＶs4が続いて検出されたときに、後から発生した信号Vs4が設定回転位置θ4で発生した信号であると判別され、設定回転位置θ4で第１気筒及び第４気筒の点火が同時に行われる。また第１の極性の信号Ｖs1及びVs2が続いて検出されたときに、後から発生した信号Ｖs2が設定回転位置θ2で発生した信号であると判別され、設定回転位置θ2で第２気筒及び第３気筒の点火が同時に行われる。本実施形態でも、２つの気筒が同時に点火されるが、同時に点火が行われる２つの気筒の一方が圧縮行程にあるときに、他方は排気行程にあるため、エンジンの動作に支障を来すことはない。

また第１の極性の信号Ｖs2に続いて第２の極性の信号Ｖs3が検出されたときに、後から発生した第２の極性の信号Ｖs3が第１気筒及び第４気筒の基準位置である設定回転位置θ3で発生した信号であると判別され、第２の極性の信号Ｖs4に続いて第１の極性の信号Ｖs1が検出されたときに、後から発生した信号Ｖs1が第２気筒及び第３気筒の基準位置である設定回転位置θ1で発生した信号であると判別される。

以上のように、本発明においては、リラクタ構成要素３０３の第１のセクションＳ１の先端Ｓ1aに設定された第１の作用点と、第１のセクションＳ１の後端Ｓ1bと第２のセクションＳ２の先端S2aとの連結部に設定された第２の作用点とにより、ロータ３が回転する過程で回転センサ４が検出する磁束の一方向への変化を続けて２回生じさせる第１の磁束変化生成部を構成する。この第１の磁束変化生成部は、ロータが１回転する間に回転センサ４が検出する磁束の一方向への変化を続けて２回生じさせるため、第１の極性を持って続けて発生する２つの信号Vs1，Ｖs2からなる第１の同極性の信号対を回転センサから出力させる。

また、リラクタ構成要素３０３の第２のセクションＳ２の後端Ｓ2bと第３のセクションＳ３の先端Ｓ3aとの連結部に設定された第３の作用点と、第３のセクションＳ3の後端部Ｓ3bに設定された第４の作用点とにより、ロータが回転する過程で回転センサ４が検出する磁束に他方向への変化を２回続けて生じさせる第２の磁束変化生成部が構成されている。この第２の磁束変化生成部は、ロータが１回転する間に、回転センサ４が検出する磁束の他方向への変化を続けて２回生じさせるため、第２の極性を持って続けて発生する２つの第２の極性の信号Vs3，Ｖs4からなる第２の同極性の信号対を回転センサ４から出力させる。

ロータ３には、第１の磁束変化生成部及び第２の磁束変化生成部が１つずつ設けられているため、回転センサ４は、ロータが１回転する間に、第１の同極性の信号対Vs1，Ｖs2を１回だけ出力し、第２の同極性の信号対Vs3，Ｖs4を１回だけ出力する。

このように、第１の極性を有する第１の同極性の信号対Vs1，Ｖs2と、第２の極性を有する第２の同極性の信号対Vs3，Ｖs4とをロータが１回転する間に１回ずつ発生させるようにしておくと、エンジンの始動操作を開始した際にクランク軸が何れの位置から回転を開始した場合でも、クランク軸が１回転する間に、第１の同極性の信号対及び第２の同極性の信号対のうちの何れか一方は必ず発生させることができるため、クランク軸が１回転するまでの間にクランク軸の回転位置の情報を確実に取得して、エンジンの始動性を向上させることができる。また第１の同極性の信号対Vs1，Vs2と、第２の同極性の信号対Vs3，Vs4とをロータが１回転する間に１回ずつ発生させるようにしておくと、エンジンが始動した後、ロータが１回転する間に、信号の発生位置を判別する機会を２回得ることができるため、クランク軸の回転位置の判別の精度を高めることができる。

ロータ３に設けるリラクタに、第１の磁束変化生成部及び第２の磁束変化生成部を１つずつ持たせて、ロータが１回転する間に、第１の同極性の信号対Ｖs1，Ｖs2及び第２の同極性の信号対Ｖs3，Ｖs4を１回だけ発生させるように構成した場合でも、第１の異極性の信号対Ｖs2，Ｖs3と第２の異極性の信号対Ｖs4，Ｖs1とが必ず発生する。この場合、ロータが１回転する間に検出されるすべての信号対を構成する２つの信号の極性の配列をすべて異ならせることができるため、各信号対を構成する信号の発生位置の判別を容易かつ確実に行わせることができる。またリラクタ構成要素３０３を構成する第１ないし第３のセクションの長さを適宜に設定することにより、単気筒エンジンから多気筒エンジンまで対応することができる。

しかしながら、本発明は、図１に示した構成に限定されるものではなく、第１の磁束変化生成部及び第２の磁束変化生成部を１つずつ備えたリラクタ構成要素の外に、更に回転センサから異極性の信号対を出力させるリラクタ構成要素を設けることを妨げない。

図１０を参照すると、ロータの外周に設けるリラクタを、第１の磁束変化生成部及び第２の磁束変化生成部を有する第１のリラクタ構成要素３０３Ａと、回転センサから異極性の信号対を出力させる第２のリラクタ構成要素３０３Ｂとの２つのリラクタ構成要素により構成するようにした、本発明に係る信号発生装置の他の実施形態の構成が概略的に示されている。

本実施形態では、信号発生装置１を適用するエンジンが３気筒エンジンであり、第１気筒ないし第３気筒の上死点位置＃1TDCないし＃3TDCの角度間隔が１２０度である。

本実施形態では、回転体３０１全体が鉄等の強磁性材料により形成され、回転体３０１の外周に形成された円筒面３０２の幅方向の中央寄りの領域に、回転体３０１の周方向に延びる第１のリラクタ構成要素３０３Ａと、第２のリラクタ構成要素３０３Ｂとが、回転体３０１の周方向に間隔を隔てた状態で、かつそれぞれの長手方向を回転体３０１の周方向に一致させた状態で設けられ、これらのリラクタ構成要素により、リラクタが構成されている。

更に詳細に説明すると、第１のリラクタ構成要素３０３Ａは、先端Ｓ1aをロータ３の回転方向Ｒの前方に向け、後端をロータ３の回転方向Ｒの後方側に向けた状態で円筒面３０２の周方向に沿って第１の設定位置Ｐ１から第２の設定位置Ｐ２まで延びる第１のセクションＳ１と、第１のセクションＳ１の後端に先端Ｓ2aを連結し、後端をロータ３の回転方向Ｒの後方に向けた状態で円筒面３０２の周方向に沿って第２の設定位置Ｐ２から第３の設定位置Ｐ３まで延びる第２のセクションＳ２と、先端Ｓ3aを第２のセクションＳ２の後端に連結し、後端Ｓ3bをロータ３の回転方向Ｒの後方側に向けた状態で円筒面３０２の周方向に沿って第３の設定位置Ｐ３から第４の設定位置Ｐ４まで延びる第３のセクションＳ３とからなっている。第１のリラクタ構成要素３０３Ａは、図１に示した実施形態で用いたリラクタ構成要素３０３と同じ構造を有する。

第２のリラクタ構成要素３０３Ｂは、先端Ｓ4aをロータ３の回転方向Ｒの前方側に向け、後端Ｓ4bをロータ３の回転方向Ｒの後方側に向けた状態で第５の設定位置Ｐ５から第６の設定位置Ｐ６まで延びる第４のセクションＳ４からなっている。

第２のリラクタ構成要素３０３Ｂを構成する第４のセクションＳ4の先端Ｓ4aが、ロータの円筒面３０２に設定された第５の設定位置Ｐ5で、ロータの円筒面３０２から直角に立ち上がっていることにより、第５の設定位置P5にリラクタの第５の作用点が設定されている。ロータ３が回転する過程でこの第５の作用点が回転センサ４の磁極部の位置を通過する際に回転センサ４の磁極部とロータの磁極面との間の距離が減少方向にステップ状に変化する。このとき、回転センサ４が検出している磁束が一方向に変化するため、回転センサ４は第１の極性の信号を出力する。

また第４のセクションＳ4の後端Ｓ4bがロータの円筒面３０２に設定された第6の設定位置Ｐ6でロータの円筒面３０２に向けて直角に下降していることにより、第６の設定位置P6にリラクタの第６の作用点が設定されている。この第６の作用点は、ロータが回転する過程で、回転センサ４の磁極部の位置を通過する際に、回転センサ４の磁極部とロータの磁極面との間の距離を増加方向にステップ状に変化するため、回転センサ４が検出している磁束を減少方向に変化させて、回転センサ４から第２の極性の信号を出力させる。

図１０に示した例では、第１の設定位置Ｐ1と第２の設定位置Ｐ2との間の角度間隔、第３の設定位置Ｐ3と第４の設定位置Ｐ4との間の角度間隔及び第５の設定位置P5と第６の設定位置Ｐ6との間の角度間隔が４０ＣＡに設定されている。また第２の設定位置P2と第３の設定位置Ｐ3との間の角度間隔、第４の設定位置Ｐ4と第５の設定位置Ｐ5との間の角度間隔及び第６の設定位置Ｐ6と第１の設定位置Ｐ1との間の角度間隔が８０ＣＡに設定されている。

図１０に示された信号発生装置のリラクタの展開図と、信号発生部が発生する信号Vs1ないしＶs6の波形とを図１１（Ａ），（Ｂ）に示した。図１１において、#1TDC～#3TDCはそれぞれエンジンの第１気筒ないし第３気筒の上死点位置を示している。また#1Ref～#3Refはそれぞれ第１気筒ないし第３気筒の上死点位置#1TDC～#3TDCより４０CA手前の位置に設定された第１気筒ないし第３気筒の基準位置を示している。

本実施形態では、第１の信号Ｖs1が発生する第１の設定回転位置θ1が第１気筒の基準位置#1Refとなっており、第２の信号Ｖs2が発生する第２の設定回転位置θ2が、第１気筒の上死点位置#1TDCとなっている。また第３の信号Ｖs3が発生する第３の設定回転位置θ3が、第２気筒の基準位置#2Refとなっており、第４の信号Ｖs4が発生する第４の設定回転位置θ4が、第２気筒の上死点位置#2TDCとなっている。更に、第５の信号Ｖs5が発生する第５の設定回転位置θ5が第３気筒の基準位置#3Refとなっており、第６の信号Ｖs6が発生する第６の設定回転位置θ6が第３気筒の上死点位置#3TDCとなっている。

本実施形態では、第１の設定位置Ｐ1に設定されたリラクタの第１の作用点が第１の設定回転位置θ1で回転センサの磁極部４aの位置を通過した際に回転センサが正極性の第１の信号Vs1を出力し、第２の設定位置Ｐ2に設定されたリラクタの第２の作用点が第２の設定回転位置θ2で回転センサの磁極部の位置を通過した際に回転センサが正極性の第２の信号Ｖs2を出力する。また第３の設定位置Ｐ3に設定されたリラクタの第３の作用点が第３の設定回転位置θ3で回転センサの磁極部の位置を通過した際に、回転センサが負極性の第３の信号Ｖs3を出力し、第４の設定位置Ｐ4に設定されたリラクタの第４の作用点が第４の設定回転位置θ4で回転センサの磁極部の位置を通過した際に、回転センサが負極性の第４の信号Ｖs4を出力する。更に第５の設定位置Ｐ5に設定されたリラクタの第５の作用点が第５の設定回転位置θ5で回転センサの磁極部の位置を通過した際に、回転センサが正極性の第５の信号Ｖs5を出力し、第6の設定位置Ｐ6に設定されたリラクタの第６の作用点が第６の設定回転位置θ6で回転センサの磁極部の位置を通過した際に、回転センサが負極性の第６の信号Ｖs6を出力する。

本実施形態においては、回転センサが出力する信号列を構成する信号の極性に基づいて、各信号が何れの回転位置で発生した信号であるかを判別することができる。例えば、第１の極性を「１」で、第２の極性を「０」で表わし、続いて発生する２つの信号からなる信号列を構成する信号の極性の組合せを見ていくことにより、各信号が何れの回転位置で発生した信号であるかを判別することができる。

例えば、信号列「１１」が検出された時に、この信号列を構成する２つの信号のうちの後から発生した信号を、設定回転位置θ2で発生した信号Ｖs2であると判別することができ、この信号は第１気筒の上死点位置#1TDCで発生した信号であると判別することができる。

また信号列「１１」に続いて信号列「１０」が検出されたときに、この信号列を構成する２つの信号のうちの後から発生した信号を設定回転位置θ3で発生した信号であると判別することができ、この信号は第2気筒の基準位置#2Refで発生した信号Vs3であると判別することができる。

更に信号列「００」が検出されたときには、この信号列を構成する２つの信号のうちの後から発生した信号を設定回転位置θ4で発生した信号であると判別することができ、この信号は第２気筒の上死点位置#2TDCで発生した信号Vs4であると判別することができる。

また信号列「００」に続いて信号列「０１」が検出されたときには、この信号列を構成する２つの信号のうち後から発生した信号を設定回転位置θ5で発生した信号であると判別することができ、この信号は第３気筒の基準位置#3Refで発生した信号Vs5であると判別することができる。

信号列「０１」に続いて信号列「１０」が検出されたときには、この信号列を構成する２つの信号のうちの後から発生した信号を設定回転位置θ6で発生した信号であると判別することができ、この信号は第３気筒の上死点位置#3TDCで発生した信号Vs6であると判別することができる。

信号列「１０」に続いて信号列「０１」が検出されたときには、この信号列を構成する２つの信号のうちの後から発生した信号を設定回転位置θ1で発生した信号であると判別することができ、この信号は第1気筒の基準位置＃１Refで発生した信号であると判別することができる。

また回転センサが連続して出力する３個の信号の極性に基づいて、回転センサが出力した信号が何れの回転位置で発生した信号であるかを判別することもできる。図３から明らかなように、本実施形態の信号発生装置が連続して発生する３個の信号からなる信号列は、クランク軸が１回転する間に「００１」，「０１０」，「１０１」，「０１１」，「１１０」，「１００」 のように変化する。これらの信号列の中には、信号の極性の配列が同じになる信号列が複数含まれることがないため、信号発生装置が連続して発生する３個の信号からなる信号列を用いて信号の判別を行うようにすれば、各信号列を構成する３個の信号のうちの最後の信号が何れの設定ポジションに対応する信号であるかを簡単に判別することができる。

例えば、図１１に示した例において、エンジンの始動操作を開始した後、最初に信号列「１０１」が検出された場合には、この信号列を構成する３つの信号の内の最後の信号が第１気筒の基準位置#1Refで発生した信号であると判別することができる。また次に信号列「０１１」が検出された時にこの信号列を構成する最後の信号が第１気筒の上死点位置#1TDCで発生した信号であると判別することができる。このようにして、一連の信号列をそれぞれ構成する３つの信号のうちの最後の信号の発生位置の判別を順次行うことができる。

上記の実施形態では、エンジンの始動時の点火位置を各気筒の上死点位置として、各信号対を構成する２つの信号のうち、後から発生する信号をエンジンの各気筒の上死点位置で発生させるようにしているが、エンジンの始動時の各気筒の点火位置は、各気筒の上死点位置に限定されない。例えば、各気筒の上死点位置よりも僅かに進んだ回転位置にエンジンの始動時の点火位置を設定して、各対の信号のうち、後から発生する方の信号を、設定されたエンジン始動時の点火位置で発生させるようにしてもよい。

図１２は、本発明に係る信号発生装置の他の実施形態を示したものである。この実施形態においても、ロータ３の円筒面３０２に第１ないし第６の設定位置Ｐ1ないしP6が設定されている。本実施形態では、第１の設定位置Ｐ1と第２の設定位置Ｐ2 との間の角度間隔、第２の設定位置Ｐ2と第3の設定位置Ｐ3 との間の角度間隔、第３の設定位置Ｐ3と第４の設定位置Ｐ4 との間の角度間隔、第４の設定位置Ｐ4と第５の設定位置Ｐ５ との間の角度間隔及び第５の設定位置Ｐ5と第６の設定位置Ｐ6との間の角度間隔がすべて６０ＣＡに設定されている。

本実施形態においても、ロータ３の円筒面３０２に第１のリラクタ構成要素３０３Ａと、第２のリラクタ構成要素３０３Ｂとが設けられ、これらのリラクタ構成要素により、リラクタが構成されている。第１のリラクタ構成要素３０３Ａは、第１の設定位置Ｐ1から第２の設定位置Ｐ2まで延びる第１のセクションＳ１と、第２の設定位置Ｐ2から第３の設定位置Ｐ3 まで延びる第２のセクションＳ２と、第３の設定位置Ｐ3から第４の設定位置Ｐ4まで延びる第３のセクションＳ３とからなっている。

第１のリラクタ構成要素３０３Ａを構成する第１のセクションＳ１ないし第３のセクションＳ３は、それぞれの極弧角が６０ＣＡである点を除き、図１０に示した実施形態で用いたロータ３の第１のリラクタ構成要素３０３Ａを構成している第１のセクションＳ１ないし第３のセクションＳ３と同様に構成されている。第２のリラクタ構成要素３０３Ｂは、ロータ３の周方向に第５の設定位置Ｐ5から第６の設定位置Ｐ6まで延びる円弧状の第４のセクションＳ４からなっている。

図１２に示された信号発生装置においても、第１ないし第６の設定位置Ｐ1ないしＰ6にそれぞれリラクタの第１ないし第６の作用点が設定され、これらの作用点が回転センサの磁極部４ａの位置を通過する際に、信号発生部を構成する信号コイル４０２がパルス波形の第１ないし第６の信号Vs1ないしＶs6を出力する。

図１２に示された信号発生装置のリラクタの展開図と、信号発生部が発生する信号Vs1ないしＶs6の波形とを図１３（Ａ），（Ｂ）に示した。また図１３（Ｃ）ないし（Ｅ）には、それぞれエンジンの第１気筒＃１、第２気筒＃２及び第３気筒＃３で行われる行程が示されている。図１３（Ｃ）ないし（Ｅ）において、INT及びCOMはそれぞれ吸気行程及び圧縮行程を示し、EXP及びEXHはそれぞれ膨張行程及び排気行程を示している。

図１３において、#1TDC～#3TDCはそれぞれエンジンの第１気筒ないし第３気筒の上死点位置を示している。また#1Ref～#3Refはそれぞれ第１気筒ないし第３気筒の上死点位置#1TDC～#3TDCより６０CA手前の位置に設定された第１気筒ないし第３気筒の基準位置を示している。本実施形態では、ロータ３が６０ＣＡ回転する毎に回転センサ４がパルス波形の信号を出力する。

この例では、第１の設定回転位置θ1が第２気筒の基準位置#2Refであり、第２の設定回転位置θ2が第２気筒の上死点位置#2TDCである。また第３の設定回転位置θ3が第３気筒の基準位置#3Refであり、第４の設定回転位置θ4が第３気筒の上死点位置#3TDCである。また第５の設定回転位置θ5は第１気筒の基準位置#1Refであり、第６の設定回転位置θ6は第１気筒の上死点位置#1TDCである。

図示の例では、第２気筒の基準位置#2Refでクランク軸の回転位置が第１の設定回転位置θ1に一致したときに、ロータの外周の第１の設定位置Ｐ1に設定されたリラクタの第１の作用点が回転センサの磁極部４aの位置を通過したことにより、回転センサが正極性の第１の信号Vs1を出力する。また第２気筒の上死点位置#2TDCでクランク軸の回転位置が第２の設定回転位置θ2に一致したときに、ロータの外周の第２の設定位置Ｐ2に設定されたリラクタの第２の作用点が回転センサの磁極部４ａの位置を通過したことにより、回転センサが正極性の第２の信号Vs2を出力する。

更に、第３気筒の基準位置#3Refでクランク軸の回転位置が第３の設定回転位置θ3に一致したときに、ロータの外周に設定された第３の設定位置Ｐ3に設定されたリラクタの第３の作用点が磁極部４ａの位置を通過したことにより、回転センサが負極性の第３の信号Ｖs3を出力し、第３気筒の上死点位置#3TDCでクランク軸の回転位置が第４の設定回転位置θ4に一致したときにリラクタの第４の作用点が磁極部４ａの位置を通過したことにより、回転センサが負極性の第４の信号Vs4を出力している。

本実施形態においても、回転センサが続いて出力する２つの信号からなる信号列を構成する信号の極性に基づいて、各信号が何れの回転位置で発生した信号であるかを判別することができる。同様に、信号発生装置が連続して出力する３個の信号からなる信号列「００１」，「０１０」，「１０１」，「０１１」，「１１０」，「１００」 をそれぞれ構成する信号の極性の組合せに基づいて信号発生装置が発生する各信号の気筒判別を行うこともできる。

図１３に示した例では、リラクタを第１のリラクタ構成要素３０３Ａと第２のリラクタ構成要素３０３Ｂとにより構成した図１２に示した信号発生装置を、３気筒エンジンに適用しているが、図１２に示した信号発生装置を適用できるエンジンは３気筒エンジンに限定されない。例えば、図１２に示した信号発生装置を６気筒エンジンに適用することができる。

図１４は、図１２に示した信号発生装置を６気筒エンジンに適用する実施形態において、リラクタと、回転センサが出力する一連の信号と、エンジンの６つの気筒で行われる行程との関係を示したものである。図１４（Ａ）は、本実施形態で用いるリラクタの展開図、図１４（Ｂ）は同リラクタを用いた場合に得られる信号の波形を示した波形図、図１４（Ｃ）～（Ｈ）は、図１４（Ｂ）に示した各信号が発生したときに６気筒エンジンの６つの気筒で行われる行程を示した行程図である。

図１４に示した例においても、クランク軸の第１の設定回転位置θ1ないし第６の設定回転位置θ6でそれぞれ回転センサ４が第１の信号Vs1ないし第６の信号Vs6を出力する。図１4に示した例では、第１の信号Ｖs1が発生するロータの第１の設定回転位置θ1が６気筒エンジンの第２気筒及び第５気筒の基準位置#2/#5Refであり、第２の信号Vs2が発生するクランク軸の第２の設定回転位置θ2は、第２気筒及び第５気筒の上死点位置#2/#5TDCである。また第３の信号Vs3が発生するクランク軸の第３の設定回転位置θ3は、第３気筒及び第４気筒の基準位置#3/#4Refであり、第４の信号Vs4が発生する際のクランク軸の第４の設定回転位置θ4は、第３気筒及び第４気筒の上死点位置#3/#4TDCである。また第５の信号Vs5が発生するクランク軸の第５の設定回転位置θ5は、第１気筒及び第６気筒の基準位置#1/#6Refであり、第６の信号Ｖs6が発生するクランク軸の設定回転位置θ6は、第１気筒及び第６気筒の上死点位置#1/#6TDCである。

上記の実施形態では、第１のリラクタ構成要素３０３Ａを第１セクションＳ１ないし第３セクションＳ３により構成し、第２のリラクタ構成要素３０３Ｂを第４のセクションＳ４により構成したが、本発明はこのようにリラクタ構成要素を構成する場合に限定されない。例えば、図１５に示されているように、第１のリラクタ構成要素３０３Ａ及び第２のリラクタ構成要素３０３Ｂのそれぞれを２つのセクションにより構成するようにしてもよい。

図１５に示した例では、第１ないし第６の設定位置Ｐ1ないしＰ6相互間の角度がすべて６０ＣＡに設定されている。第１の設定位置Ｐ1から第２の設定位置Ｐ2まで延びる第１のセクションＳ１と、第２の設定位置Ｐ2から第３の設定位置Ｐ3まで延びる第２のセクションＳ２とにより第１のリラクタ構成要素３０３Ａが構成され、第１の設定位置Ｐ1ないし第３の設定位置Ｐ3にそれぞれリラクタの第１の作用点ないし第３の作用点が設定されている。また第４の設定位置Ｐ4から第５の設定位置Ｐ5まで延びる第３のセクションＳ3と、第５の設定位置Ｐ5から第６の設定位置P６まで延びる第４のセクションＳ4とにより第２のリラクタ構成要素３０３Ｂが構成され、第４の設定位置P４ないし第６の設定位置Ｐ6にそれぞれリラクタの第４の作用点ないし第６の作用点が設定されている。

図１５に示された例では、ロータ３が図示の矢印Ｒ方向に正回転する過程で、第１の設定位置Ｐ1が回転センサの磁極部の位置を通過する際に回転センサが検出する磁束を一方向に変化させて回転センサから第１の極性を有する第１の信号Ｖs1を出力させた後、第２の設定位置Ｐ2が回転センサの磁極部の位置を通過する際に回転センサが検出している磁束を更に一方向に変化させて回転センサから第１の信号Ｖs1と同極性の第２の信号Ｖs2を出力させる。次いで第３の設定位置Ｐ3が回転センサの磁極部の位置を通過する際に、回転センサが検出している磁束を他方向に変化させて、回転センサから第２の極性を有する第３の信号Ｖs3を出力させた後、第４の設定位置Ｐ4が回転センサの磁極部の位置を通過する際に、回転センサが検出している磁束を更に他方向に変化させて、回転センサから第２の極性を有する第４の信号Ｖs4を出力させる。

図１５に示した例では、第１の設定位置Ｐ1が回転センサの磁極部の位置を通過する際のクランク軸の回転位置である第１の設定回転位置θ1を、第２気筒の下死点位置 #2BDCに一致させ、第２の設定位置Ｐ2が回転センサの磁極部の位置を通過する際のクランク軸の回転位置である第２の設定回転位置θ2を、第１気筒の上死点位置#1TDCに一致させるように第１の設定位置Ｐ1及び第２の設定位置Ｐ2が設定されている。また第３の設定位置Ｐ3が回転センサの磁極部の位置を通過する際のクランク軸の回転位置である第３の設定回転位置θ3を第３気筒の下死点位置#3BDCに一致させるように、第３の設定位置Ｐ3が設定されている。

図１５に示した例ではまた、第４の設定位置Ｐ4が回転センサの磁極部の位置を通過する際のクランク軸の回転位置である第４の設定回転位置θ4を、第２気筒の上死点位置#2TDCに一致させ、第５の設定位置Ｐ5が回転センサの磁極部の位置を通過する際のクランク軸の回転位置である第５の設定回転位置θ５を、第１気筒の下死点位置#1BDCに一致させるように第４の設定位置Ｐ4及び第５の設定位置Ｐ5が設定されている。また第６の設定位置Ｐ6が回転センサの磁極部の位置を通過する際のクランク軸の回転位置である第６の設定回転位置θ6を第３気筒の上死点位置#3TDCに一致させるように、第６の設定位置Ｐ6が設定されている。

図１５に示された実施形態において、信号の正極性を「１」で表し、負極性を「０」で表すと、信号コイルが続けて発生する２個の信号からなる信号列は、クランク軸が１回転する間に「１１」、「１０」、「０１」、「１０」、「００」、「０１」のように変化する。これらの信号列を用いて各信号を構成する信号のうち後から発生した信号が何れの設定ポジションに対応する信号であるかを判別することができる。

また図１５に示された実施形態において、信号コイルが続けて発生する３個の信号からなる信号列は、クランク軸が１回転する間に、「１１０」、「１０１」、「０１０」、「１００」、「００１」、「０１１」のように変化する。これらの信号列を検出することにより、各信号列を構成する３個の信号のうちの最後に発生した信号が何れの設定ポジションに対応する信号であるかを判別することができる。

本発明に係る信号発生装置で用いる回転センサは、リラクタの磁極面に空隙を介して対向させられるセンサ磁極部と、該センサ磁極部とリラクタとを含む磁路に磁束を流す磁石と、ロータが回転する過程でリラクタが前記磁路を流れる磁束に変化を生じさせる毎にレベル変化を示す信号をクランク角情報を含む信号として発生する信号発生部とを備えることにより構成される。

上記の実施形態で用いた回転センサは、センサ磁極部４ａを先端に有して前記磁路の一部を構成する回転センサ鉄心４０１と、該鉄心に信号発生用磁束を流す磁石４０３と、回転センサ鉄心４０１に巻回された信号コイル４０２とを備えて、該信号コイルが信号発生部を構成しているが、本発明で用いる信号発生部は信号コイルには限定されない。

例えば、前記磁路を通して流れる信号発生用磁束を検出して、検出した磁束量に対応するレベルの電圧信号を出力する磁気センサにより信号発生部を構成するか、又は信号発生用磁束を検出して検出した磁束量に対応するレベルの電圧信号を出力する該磁気センサと、該磁気センサが出力する電圧信号のレベルの変化をパルス信号に変換する信号変換部とにより信号発生部を構成することもできる。

信号発生用磁束を検出して、検出した磁束量に対応するレベルの電圧信号を出力する磁気センサにより信号発生部を構成する場合、該信号発生部が発生する電圧信号Ｖｈは例えば図１６（Ａ）に示すように変化する。この電圧信号の各レベル変化を示す部分を、クランク角情報を含む信号として用いることができる。

また信号発生用磁束を検出して、検出した磁束量に対応するレベルの電圧信号を出力する磁気センサと、該磁気センサが出力する電圧信号のレベルの変化をパルス信号に変換する信号変換部とにより信号発生部を構成する場合、該信号発生部が出力する信号の波形は例えば図１６（Ｂ）に示す通りである。磁気センサとしてはホール素子を用いることができ、磁気センサが出力する電圧信号のレベル変化をパルス信号に変換する信号変換部は例えば微分回路により構成することができる。

次に図９に示した実施形態を例にとって、信号発生装置が発生する各信号が、クランク軸の何れの回転位置で発生した信号であるかの判別を行う際にマイクロプロセッサに実行させる判別処理のアルゴリズムの一例を、図１７乃至図１９に示したフローチャートを用いて説明する。

図１７ないし図１９に示したフローチャートにおいては、リラクタの各セクションの先端が回転センサの磁極部の位置を通過する際に発生するパルス信号を、リラクタが磁極部４ａの位置に立ち入った際に発生するパルス信号という意味で、「入りパルス（enter pulse）」と呼ぶ。またリラクタの各セクションの後端が回転センサの磁極部の位置を通過する際に発生するパルス信号を、リラクタが回転センサの磁極部４ａの位置から抜け出す際に発生するパルス信号という意味で、「抜けパルス（exit pulse）と呼ぶことにする。また「入りパルス」が発生した際に実行される割り込み処理を「入り割り込み」と呼び、「抜けパルス」が発生した際に実行される割り込み処理を「抜け割り込み」と呼ぶ。

図１７は、信号発生装置がクランク軸の回転位置情報（クランク角情報）を含む信号（本実施形態ではパルス信号）を発生する毎に実行されるクランク角割り込み処理のアルゴリズムを示したものである。また図１８は図１７のクランク角割り込み処理で実行される初回処理のアルゴリズムを示したものであり、図１９は、図１７のクランク角割り込み処理で実行される本判定処理のアルゴリズムを示したものである。

図１７のフローチャートにおいて、First_fは、初回割り込み検知フラグで、今回の割り込みが初回の割り込みである場合に“０”の値をとり、初回の割り込みでない場合に“１”の値をとる。ここで、初回の割り込みとは、回転センサが最初にパルスを発生したときに実行される割り込みを意味する。またJudge_f は、信号発生位置判別判定フラグで、このフラグは、信号の発生位置の判別が完了していないときに０の値をとり、判別が完了しているときに１にセットされるである。

図１７のクランク角割り込み処理が開始されると、先ずステップＳ００１において、初回割り込み検知フラグFirst_fが０であるか否かを判定する。その結果、First_fが０で、今回の割り込みが、初回の割り込みであると判定されたときには、ステップＳ００２に進んで図１８に示した初回処理を実行させた後、このクランク角割り込み処理を終了する。

ステップＳ００１で初回割り込み検知フラグFirst_fが０でなく、図１７のクランク角割り込み処理への割り込みが初回の割り込みではないと判定されたときには、ステップＳ００３に進んで、信号発生位置判別判定フラグJudge_f が０であるか否かを判定する。その結果、Judge_f が０であると判定されたとき、即ち信号発生位置の判別が未だ行われていないと判定されたときには、ステップＳ００４に進んで、図１９に示された本判定処理を実行した後、図１７のクランク角割り込み処理を終了する。

ステップＳ００３において、Judge_f が０でないと判定されたとき、即ち、信号発生位置判別処理が完了していると判定されたときには、ステップＳ００５に進んで、信号発生位置の判別が完了した後の通常運転処理を実行することを指示した後、この処理を終了する。

次に図１７に示したクランク角割り込み処理のステップＳ００２で実行される図１８の初回処理について説明する。図１８において、Prev_ind は、前回発生したパルスが入りパルスであったか、抜けパルスであったかを示す標識である。この標識は、マイクロプロセッサの起動時に行われるイニシャライズ時に０にされる。

図１８の初回処理が開始されると、ステップＳ１０１において、今回の割り込みが「入り割り込み」であるか否かを判定する。即ち、今回の割り込み処理を実行させたパルスが、図９に示された第１の設定回転位置θ1で発生した入りパルスＶs1であるか否かを判定する。その結果、今回の割り込みが入り割り込みであると判定されたときには、ステップＳ１０２に進んでPrev_ind を１にセットする。これにより、今回発生したパルスが入りパルスであったことを記憶させる。次いでステップＳ１０３に進んで、初回割り込み検知フラグ First_fを１にセットした後、この初回判定処理を終了する。

ステップＳ１０１で今回の割り込みは入り割り込みでないと判定されたときには、ステップＳ１０４に進んで、今回発生したパルスが抜けパルスであったことを示すためにPrev_ind を２にセットする。次いでステップＳ１０３に進んで、初回割り込み検知フラグ First_fを１にセットした後、初回判定処理を終了する。

次に図１９を参照して、図１７に示されたクランク角割り込み処理のステップＳ００４で実行される本判定処理について説明する。図１９のフローチャートにおいて、Position_No は今回発生したパルス信号の発生位置を示すポジション番号である。Position_Noには、パルス信号が発生した位置に応じて１，２，３または４の値が割り当てられる。図１９の本判定処理において、今回発生したパルス信号がクランク軸の第１の設定回転位置θ1で発生した信号であると判定されたときには、Position_No を“１”とし、今回発生したパルス信号がクランク軸の第２の設定回転位置θ2で発生した信号であると判定されたときには、Position_No を“２”とする。また今回発生したパルス信号がクランク軸の第３の設定回転位置θ3で発生した信号であると判定されたときには、Position_No を“３”とし、今回発生したパルス信号がクランク軸の第４の設定回転位置θ4で発生した信号であると判定されたときには、Position_Noを“４”とする。

図１９の本判定処理が開始されると、先ずステップＳ２０１において、Prev_ind が１であるか否かを判定する。その結果Prev_ind が１でないと判定された場合、即ち前回発生したパルスが入りパルスではないと判定されたときには、ステップＳ２０２に進んで、今回の割り込みが入り割り込みであるか否か、即ち、今回の割り込み処理が、入りパルスが発生したことにより実行される割り込み処理であるか否かを判定する。その結果、今回の割り込みが入り割り込みであると判定されたときには、ステップＳ２０３に進んで、Position_No を“１”として、今回発生したパルス信号が第１の設定回転位置θ1で発生した第１の信号Ｖs1であるとの判定結果を残す。次いでステップＳ２０４に進んでJudge_f =1とし、これにより今回発生したパルス信号の発生位置の判定が完了したことを記憶させた後、図１９の本判定処理を終了する。

また図１９のフローチャートのステップＳ２０１でPrev_ind が１であると判定されたとき、即ち前回発生したパルスが入りパルスであると判定されたときには、ステップＳ２０５に進んで、今回の割り込みが入り割り込みであるか否かを判定する。その結果、今回の割り込みが入り割り込みであると判定されたときには、ステップＳ２０６に進んで、Position_No を“２”として、今回発生したパルス信号が第２の設定回転位置θ2で発生した第２の信号Ｖs2であるとの判定結果を残す。次いでステップＳ２０４に進んでJudge_f =1とし、これにより今回発生したパルス信号の発生位置の判定が完了したことを記憶させた後、図１９の本判定処理を終了する。

図１９に示されたフローチャートのステップＳ２０１においてPrev_ind が１であると判定され、ステップＳ２０５において、今回の割り込みが入り割り込みでないと判定されたときには、ステップＳ２０７に進んでPosition_No を“３”として、今回発生したパルス信号が第３の設定回転位置θ3で発生した第３の信号Ｖs3であるとの判定結果を残す。次いでステップＳ２０４に進んでJudge_f =1として、今回発生したパルス信号の発生位置の判定が完了したことを記憶させた後、図１９の本判定処理を終了する。

図１９に示されたフローチャートのステップＳ２０１においてPrev_ind が１でないと判定され、ステップＳ２０２で今回の割り込みが入り割り込みでないと判定されたときには、ステップＳ２０８に進んで、Position_No を“４”とし、今回発生したパルス信号が、第４の設定回転位置θ4で発生した第4の信号Ｖs4であるとの判定結果を残す。次いでステップＳ２０４に進んでJudge_f =1として、今回発生したパルス信号の発生位置の判定が完了したことを記憶させた後、図１９の本判定処理を終了する。

エンジンの運転中回転センサがパルス信号を発生する毎に図１７～図１９の処理を反復させて、エンジンの運転中回転センサがパルス信号を出力する毎に、今回発生したパルス信号が、設定回転位置θ1～θ4のうちの何れの設定回転位置で発生した信号であるかを判別する。エンジンの制御装置は、この判別結果からクランク軸の回転位置についての情報を得て、点火位置の制御等を行う。

上記の実施形態では、リラクタを設けるロータの円筒面をロータの外周に設けて、ロータの外側に回転センサを配置するようにしているが、本発明はこのように構成する場合に限定されるものではなく、リラクタを設ける円筒面をロータの内周に設けて、回転センサをロータの内側に配置する構成をとる場合にも本発明を適用することができる。

上記の実施形態では、リラクタがロータの円筒面に形成された突起からなっているが、リラクタは、ロータの円筒面に形成された凹部又は溝からなっていてもよい。リラクタを凹部又は溝により構成する場合、該凹部又は溝は、非磁性材料により充填されていても良い。

図１２に示した実施形態では、リラクタを第１のリラクタ構成要素３０３Ａと第２のリラクタ構成要素３０３Ｂとにより構成する場合に、第１のリラクタ構成要素３０３Ａの先端と第２のリラクタ構成要素３０３Ｂの後端との間及び第２のリラクタ構成要素３０３Ｂの先端と第１のリラクタ構成要素３０３Ａの後端との間にそれぞれ位置するロータの外周に突起が設けられていない領域が設けられているが、ロータの周方向に沿う全領域に突起が存在する形態を採用することもできる。例えば、図１２において、セクションＳ1の先端とセクションＳ4の後端との間、及びセクションＳ4の先端とセクションＳ3の後端との間が、セクションＳ1及びセクションＳ3の幅寸法よりも小さい一定の幅寸法を持ってセクションＳ1とＳ4との間及びセクションＳ3とＳ4を連続的に延びる円弧状の突起により連結されていてもよい。

同様に、図１に示した実施形態において、第１のセクションＳ1の先端Ｓ1aと第３のセクションＳ3の後端との間が、第１のセクションＳ1の幅寸法及び第３のセクションＳ3の幅寸法よりも小さい一定の幅寸法を持って、第１のセクションＳ1の先端Ｓ1aと第３のセクションＳ3の後端との間を連続的に延びる円弧状の突起により連結されている形態をとることもできる。

上記の実施形態では、図２に示されているように、リラクタの先端側でも、後端側でも、リラクタ構成要素を構成するセクションの幅寸法を段階的に異ならせることにより、第１の磁束変化生成部及び第２の磁束変化生成部を構成するか、又は図４に示されているように、リラクタの先端側でも、後端側でも、リラクタ構成要素を構成するセクションの高さを異ならせることにより、第１の磁束変化生成部及び第２の磁束変化生成部を構成している。しかしながら、本発明は、このように構成する場合に限定されない。例えば、リラクタ構成要素の先端側では、リラクタ構成要素を構成するセクションＳ1及びS２の高さを異ならせることにより第１の磁束変化生成部を構成し、リラクタ構成要素の後端側では、リラクタ構成要素を構成するセクションＳ2及びＳ3の幅寸法を異ならせることにより、第２の磁束変化生成部を構成するようにしてもよい。またリラクタ構成要素を構成するセクションの幅と高さとの双方を段階的に変化させることにより、第１の磁束変化生成部及び第２の磁束変化生成部を構成してもよい。

１ 信号発生装置
２ クランク軸
３ ロータ
３０１ 回転体
３０１ａ 周壁部
３０１ｂ 底壁部
３０１ｃ ボス部
３０２ ロータの円筒面
３０３Ａ 第１のリラクタ構成要素
３０３Ｂ 第２のリラクタ構成要素
４ 回転センサ
４ａ 回転センサの磁極部
４０１ 鉄心
４０２ 信号コイル（信号発生部）
４０３ 磁石
４０４ 磁路構成部材
Ｐ1 ロータの円筒面に設定された第１の設定位置
Ｐ2 ロータの円筒面に設定された第２の設定位置
Ｐ3 ロータの円筒面に設定された第３の設定位置
Ｐ4 ロータの円筒面に設定された第４の設定位置
Ｐ5 ロータの円筒面に設定された第５の設定位置
Ｐ6 ロータの円筒面に設定された第６の設定位置
θ1 クランク軸の第１の設定回転位置
θ2 クランク軸の第２の設定回転位置
θ3 クランク軸の第３の設定回転位置
θ4 クランク軸の第４の設定回転位置
θ5 クランク軸の第5の設定回転位置
θ6 クランク軸の第６の設定回転位置
Ｓ1 第１のセクション
Ｓ2 第２のセクション
Ｓ3 第３のセクション
Ｓ4 第４のセクション
Ｓ5 第５のセクション
Ｓ6 第６のセクション
ＭＳ 磁極面
Vs1 第１の信号
Ｖs2 第２の信号
Ｖs3 第３の信号
Ｖs4 第４の信号
Ｖs5 第５の信号
Ｖs6 第６の信号

Claims (6)

1. 磁束の変化を検出する毎に信号を出力するように構成されてエンジンのケースに対して固定される回転センサと、前記エンジンのクランク軸と共に回転するように設けられて、前記クランク軸の回転位置が設定回転位置に一致する毎に前記回転センサが検出する磁束に一方向又は他方向への変化を生じさせるリラクタを備えたロータとを備えて、前記リラクタが前記磁束を一方向に変化させた際に前記回転センサから第１の極性の信号を出力させ、前記リラクタが前記磁束を他方向に変化させた際に前記回転センサから第２の極性の信号を出力させるように構成されたエンジン用信号発生装置であって、
   前記リラクタは、前記ロータが回転する過程で前記回転センサが検出する磁束に前記一方向への変化を続けて２回生じさせる第１の磁束変化生成部と、前記ロータが回転する過程で前記回転センサが検出する磁束に前記他方向への変化を続けて２回生じさせる第２の磁束変化生成部とを１つずつ持つように構成され、
   前記回転センサが続いて出力する２つの信号を信号対として捉えたときに、前記ロータが１回転する間に前記回転センサが出力する信号対群が、２つの前記第１の極性の信号からなる第１の同極性の信号対と、２つの前記第２の極性の信号からなる第２の同極性の信号対とを１つずつ含むように構成されているエンジン用信号発生装置。
2. 前記ロータが１回転する間に前記回転センサが出力する信号対群が、２つの前記第１の極性の信号からなる第１の同極性の信号対と、続けて発生する前記第１の極性の信号と前記第２の極性の信号との２つの信号からなる第１の異極性の信号対と、２つの前記第２の極性の信号からなる第２の同極性の信号対と、続けて発生する前記第２の極性の信号と前記第１の極性の信号との２つの信号からなる第２の異極性の信号対との４つの信号対からなるように前記リラクタが設けられている請求項１に記載のエンジン用信号発生装置。
3. 前記ロータが１回転する間に前記回転センサが出力する信号対群が、２つの前記第１の極性の信号からなる第１の同極性の信号対と、続けて発生する前記第１の極性の信号と前記第２の極性の信号との２つの信号からなる第１の異極性の信号対と、２つの前記第２の極性の信号からなる第２の同極性の信号対と、続けて発生する前記第２の極性の信号と前記第１の極性の信号との２つの信号からなる第２の異極性の信号対と、続けて発生する前記第１の極性の信号と前記第２の極性の信号との２つの信号からなる第３の異極性の信号対と、続けて発生する前記第２の極性の信号と前記第１の極性の信号からなる第４の異極性の信号対との６つの信号対からなるように前記リラクタが設けられている請求項１に記載のエンジン用信号発生装置。
4. 前記ロータは、エンジンに取り付けられる際にクランク軸と中心軸線を共有した状態で配置される円筒面を有して、この円筒面に前記リラクタが設けられ、
   前記回転センサは、前記ロータの円筒面のリラクタが設けられた領域に空隙を介して対向させられる磁極部と、前記磁極部と前記ロータのリラクタが設けられた領域とを含むように形成された磁路に信号発生用磁束を流す磁石と、前記ロータが回転する過程で前記リラクタが前記信号発生用磁束に変化を生じさせる毎にレベル変化を示す信号を発生する信号発生部とを備え、
   前記リラクタは、先端を前記ロータの回転方向の前方に向け、後端を前記ロータの回転方向の後方側に向けた状態で前記円筒面の周方向に一定の幅寸法を持って延びる第１のセクションと、該第１のセクションの後端に先端を連結し、後端を前記ロータの回転方向の後方に向けた状態で、一定の幅寸法を持って前記円筒面の周方向に延びる第２のセクションと、先端を前記第２のセクションの後端に連結し、後端を前記ロータの回転方向の後方側に向けた状態で、一定の幅寸法を持って前記円筒面の周方向に延びる第３のセクションとを備えた突起又は凹部をリラクタ構成要素として備えて、各セクションに前記回転センサの磁極部に対向するリラクタの磁極面が形成され、
   前記第１のセクションの先端は、前記ロータが回転する過程で前記回転センサの磁極部の位置を通過する際に、前記信号発生用磁束を前記一方向にステップ状に変化させるべく、前記回転センサの磁極部とリラクタの磁極面との間の距離又は前記リラクタの磁極面の面積をステップ状に変化させるように形成され、
   前記第１のセクションの後端と前記第２のセクションの先端との連結部は、前記ロータが回転する過程で前記回転センサの磁極部の位置を通過する際に、前記信号発生用磁束を前記一方向にステップ状に変化させるべく、前記回転センサの磁極部と前記リラクタの磁極面との間の距離又は前記リラクタの磁極面の面積をステップ状に変化させるように形成され、
   前記第２のセクションの後端と第３のセクションの先端との連結部は、前記ロータが回転する過程で前記回転センサの磁極部の位置を通過する際に、前記信号発生用磁束を前記他方向にステップ状に変化させるべく、前記回転センサの磁極部と前記リラクタの磁極面との間の距離又は前記リラクタの磁極面の面積をステップ状に変化させるように形成され、
   前記第３のセクションの後端は、前記ロータが回転する過程で前記回転センサの磁極部の位置を通過する際に、前記信号発生用磁束を前記他方向にステップ状に変化させるべく、前記回転センサの磁極部と前記リラクタの磁極面との間の距離又は前記リラクタの磁極面の面積をステップ状に変化させるように形成され、
   前記第１のセクションの先端、及び前記第１のセクションの後端と第２のセクションの先端との連結部により前記第１の磁束変化生成部が構成され、
   前記第２のセクションの後端と第３のセクションの先端との連結部、及び前記第３のセクションの後端により前記第２の磁束変化生成部が構成されている、
   請求項１に記載の信号発生装置。
5. 前記リラクタは、前記リラクタ構成要素の後端部から回転方向の後方側に離れた位置に形成された円弧状の突起又は凹部からなる更に他のリラクタ構成要素を備えている請求項４に記載の信号発生装置。
6. 前記ロータは、エンジンに取り付けられる際にクランク軸と中心軸線を共有した状態で配置される円筒面を有して、この円筒面に前記リラクタが設けられ、
   前記回転センサは、前記ロータの円筒面のリラクタが設けられた領域に空隙を介して対向させられる磁極部と、前記ロータと回転センサとの間に形成された磁路に信号発生用磁束を流す磁石と、前記ロータが回転する過程で前記リラクタが前記信号発生用磁束に変化を生じさせる毎にレベル変化を示す信号を発生する信号発生部とを備え、
   前記リラクタは、先端を前記ロータの回転方向の前方に向け、後端を前記ロータの回転方向の後方側に向けた状態で、一定の幅寸法を持って前記円筒面の周方向に延びる第１のセクションと、該第１のセクションの後端に先端を連結し、後端を前記ロータの回転方向の後方に向けた状態で、一定の幅寸法を持って前記円筒面の周方向に延びる第２のセクションとを備えた突起又は凹部からなる第１のリラクタ構成要素と、前記第２のセクションの後端よりもロータの回転方向の後方側に離れた位置で先端を前記ロータの回転方向の前方側に向け、後端をロータの回転方向の後方側に向けた状態で、一定の幅寸法を持って前記円筒面の周方向に延びる第３のセクションと該第３のセクションの後端に先端を連結し、後端を前記ロータの回転方向の後方側に向けた状態で、一定の幅寸法を持って前記円筒面の周方向に延びる第４のセクションとを備えた突起又は凹部からなる第２のリラクタ構成要素とを備えて、各セクションに前記回転センサの磁極部に対向するリラクタの磁極面が形成され、
   前記第１のセクションの先端は、前記ロータが回転する過程で前記回転センサの磁極部の位置を通過する際に、前記信号発生用磁束を前記一方向にステップ状に変化させるべく、前記回転センサの磁極部とリラクタの磁極面との間の距離又は前記リラクタの磁極面の面積をステップ状に変化させるように形成され、
   前記第１のセクションの後端と第２のセクションの先端との連結部は、前記ロータが回転する過程で前記回転センサの磁極部の位置を通過する際に、前記信号発生用磁束を前記一方向にステップ状に変化させるべく、前記回転センサの磁極部と前記リラクタの磁極面との間の距離又は前記リラクタの磁極面の面積をステップ状に変化させるように形成され、
   前記第２のセクションの後端は、前記ロータが回転する過程で前記回転センサの磁極部の位置を通過する際に、前記信号発生用磁束を前記他方向にステップ状に変化させるべく、前記回転センサの磁極部と前記リラクタの磁極面との間の距離又は前記リラクタの磁極面の面積をステップ状に変化させるように形成され、
   前記第３のセクションの先端は、前記前記ロータが回転する過程で前記回転センサの磁極部の位置を通過する際に、前記信号発生用磁束を前記一方向にステップ状に変化させるべく、前記回転センサの磁極部と前記リラクタの磁極面との間の距離又は前記リラクタの磁極面の面積をステップ状に変化させるように形成され、
   前記第３のセクションと第４のセクションとの連結部は、前記ロータが回転する過程で前記回転センサの磁極部の位置を通過する際に、前記信号発生用磁束を前記他方向にステップ状に変化させるべく、前記回転センサの磁極部と前記リラクタの磁極面との間の距離又は前記リラクタの磁極面の面積をステップ状に変化させるように形成され、
   前記第４のセクションの後端は、前記ロータが回転する過程で前記回転センサの磁極部の位置を通過する際に、前記信号発生用磁束を前記他方向にステップ状に変化させるべく、前記回転センサの磁極部と前記リラクタの磁極面との間の距離又は前記リラクタの磁極面の面積をステップ状に変化させるように形成され、
   前記第１のセクションの先端、及び第１のセクションの後端と第２のセクションの先端との連結部により前記第１の磁束変化生成部が構成され、
   前記第３のセクションの後端と第４のセクションの先端との連結部、及び前記第４のセクションの後端により前記第２の磁束変化生成部が構成されている、
   請求項１に記載の信号発生装置。