JPH01203656A - 回転体の回転角度位置検出装置 - 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】 技術分野 本発明は、内燃機関のクランクシャフト等の回転体の回
転角度位置を検出する装置に関する。

背景技術 かかる装置として、例えば、実開昭６１−４１８６６号
公報に示されたものが公知である。該公報に示された装
置においては、４サイクルエンジンのクランクシャフト
に結合してこれと共に回転する第１回転体にクランクシ
ャフトの所定回転角度位置を示す磁性突起を設け、これ
をピストン上死点前の点火時期に対応せしめ、クランク
シャフトに連動しクランクシャフトの１／２の回転速度
で回転するカムシャフトにこれと共に回転する第２回転
体を設け、この第２回転体にピストンの圧縮上死点前で
点火時期前の所定回転角度位置を示す被検知部たる磁性
突起を設け、第２回転体の磁性突起を磁気センサによっ
て検知することにより圧縮上死点前の所定回転角度位置
にクランクシャフトが到達したことを検知できるように
構成されており、その後に第１回転体の磁性突起が検知
されたときクランクシャフトが点火時期に相当する回転
角度位置に達したことを検出し、点火系をトリガするの
である。

しかしながら、上述の構成においては、エンジン始動時
に第２回転体の磁性突起がこれを検知する磁気センサを
通過した直後の状態から始動されると、クランクシャフ
トの回転始めからその回転角度位置が検出されるまでに
クランクシャフトはほぼ２回転しなければならなかった
。

それ故、エンジン点火タイミングの設定が遅れ、始動性
に劣る欠点があった。特に、多気筒エンジンであれば、
クランクシャフト１回転の間に必ず点火のチャンスがあ
るにも拘らず、その間は点火することが出来なかった。

発明の概要 そこで、本発明は上述の事情に鑑み、回転体が回転を始
めてからその回転角度位置が検出されるまでに必要とさ
れる回転体の回転量が少ない回転体の回転角度位置検出
装置を提供することを目的としている。

上述の目的を達成する為、本発明による回転体の回転角
度位置検出装置においては、第１回転体に等回転角度間
隔をもって複数の被検知部を形成し、第１回転体と所定
の減速比をもって回転する第２回転体に複数の被検知部
を相隣り合う被検知部の角度間隔が全て異なるよう形成
し、第１および第２回転体のそれぞれの被検知部を検知
して第１及び第２パルスを発する第１及び第２検知素子
を設け、１の第２パルス発生から次の第２パルス発生ま
でに発生した第１パルスの数とその後発生する第１パル
スの数とから第１回転体の回転角度位置を検出すること
を特徴としている。

実施例 以下、本発明の実施例について添付図面を参照しつつ説
明する。

第１図は本発明による回転体の回転角度位置検出装置を
多気筒４サイクルエンジンの点火装置に適用した実施例
を示している。

第１図示した用に、本実施例においては、６気筒エンジ
ン（図示せず）のクランクシャフト１に円形の第１回転
体２が取り付けられており、第１回転体２はクランクシ
ャフト１と共に図の時計方向に回転する。第１回転体２
の外周部には被検知部として９個の第１磁性突起３ａ、
３ｂ＊・・・・・・３ｈ、３ｉが回転方向において等角
度間隔をもって形成されている。磁性突起３の回転軌跡
近傍には第１磁性突起３が近傍を通過する毎に第１パル
スを発生する第１検知素子５が設けられている。第１検
知素子５は、例えば磁気コイルを内蔵した磁気センサか
らなっており、第１磁性突起３ａを検知したときエンジ
ンの第２及び第５気筒のピストンが上死点位置となるよ
う配設されている。

一方、クランクシャフト１の回転は図示しないチェーン
及びスプロケットを介して所定の減速比（本実施例では
２）をもって減速されてカムシャフト６に伝達されてい
る。カムシャフト６には円形の第２回転体７が取り付け
られており、第２回転体７はカムシャフト６と共に図の
時計方向に回転する。第２回転体の外周部には被検知部
とじて４個の第２磁性突起８　ａ　＋　８　ｂ　＋　８
　ｃ　、８　ｄが回転方向において不等角度間隔をもっ
て形成されており、相隣り合う第２磁性突起８の角度間
隔は全て異なっている。すなわち、本実施例の場合には
、第２磁性突起８ａ及び８ｈ間の角度間隔は６０″、第
２磁性突起８ｂ及び８Ｃ間の角度間隔は８０＠、第２磁
性突起８Ｃ及び８ｄ間の角度間隔は１０００、第２磁気
突起８ｄ及び８ａ間の角度間隔は１２０＠となっている
。第２磁性突起８の回転軌跡近傍には第１検知素子５と
同様の第２検知素子１０が配設されている。第２検知素
子１０の配設位置は、第１及び第２回転体２及び７が回
転中第２検知素手１０が第２磁性突起８ａを検知した直
後に第１検知素子５が第１磁性突起３ａを検知すること
となる位置である。

第１検知素子５が第１磁性突起３ａ〜３１を検知して発
する第１パルスは波形整形器としても作用する増幅器１
１を介してマイロコンピュータのＣＰＵ１２に入力され
る。また、第２検知素子１０が第２磁性突起８８〜８ｄ
を検知して発する第２パルスは波形整形器としても作用
する増幅器１３を介してフリップフロップ１５のセット
入力端子に人力され、フリップフロップ１５の出力がＣ
ＰＵ１２に入力されるようになっている。フリップフロ
ップ１５の出力レベルはセット入力端子への入力により
高レベルとなり、ＣＰＵ１２からそのリセット入力端子
に入力されるリセット信号による低レベルとなる。

本実施例装置においては、エンジンの運転中、第１回転
体２の回転に応じて第１検知素子５からは増幅器１１を
介して第２図（Ｂ）に示した第１パルス信号がＣＰＵ１
２に入力され、同様に第２検知素子１０からは増幅器１
３を介して第２図（Ａ）に示した第２パルス信号がフリ
ップフロップ１５に人力される。

上述したマイクロコンピュータはＣＰＵ１２及び図示し
ないＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されており、第１パルス
と、第２パルスが入力されるフリップフロップ１５の出
力とをもとに、後述するプログラムに従って、第１回転
体２の回転角度位置すなわちクランクシャフト１０回転
角度位置を検出し、クランクシャフト１が所定の回転角
度位置に達したとき増幅器１６，１７．１８を介して図
示しない点火ユニットに対し指令信号を出力するのであ
る。

第３図は、そのプログラムを示したフローチャートであ
る。このプログラムは上述した第１パルスの発生毎に、
例えば、エンジンに供給される混合気の空燃比制御の為
にプログラムされたメインルーチンに割込んで実行され
る。

まず、マイクロコンピュータに電源が投入されると、電
源投入と同時に初期化が行なわれ、後述する各カウンタ
のカウント値や各フラグ及びフリップフロップ１５がリ
セットされる。次いで、上述したメインルーチンの各ス
テップが実行される。

メインルーチンを実行中、ＣＰＵに第ｉパルス（第２図
（Ｂ）参照）が入力されると、その都度メインルーチン
に割込んで第３図に示した割込サブルーチンが実行され
る。

メインルーチンに割込むと、まず、第１パルスの出力回
数を計数するクランクパルスカウンタのカウント値ＣＩ
をインクリメントしくステップＳ１）、フリップフロッ
プ１５の出力が高レベルである否かを判別する（ステッ
プＳ２）。フリップフロップ１５の出力はエンジン始動
から第２パルスが最初に出力されるまでの間は低レベル
であるので、ステップＳ３へ進み、更にエンジン始動後
節２パルスが２回以上出力されたときに１がセットされ
るフラグ５ＦＥＩがセットされているか否かを判別する
（ステップＳ３）。エンジン始動から最初に第２パルス
が出力されるまでの間は当然にフラグＳＦに１はセット
されていないので、割込サブルーチンの実行を一旦終了
し、割込前に実行していたメインルーチンの実行を再開
する。従らて、エンジン始動から最初の第２パルスが出
力されるまでの間は、クランクパルスカウンタのカウン
ト値ＣＩをインクリメントする動作のみを行なうことと
なる。

エンジンの始動後、最初の第２パルスが出力されると、
フリップフロップ１５の出力レベルは高レベルとなる。

従って、フリップフロップ１５の出力レベルが高レベル
となった後、割込サブルーチンが実行されると、ステッ
プＳ２においてフリップフロップ１５の出力レベルが高
レベルであると判別され、ステップＳ１に進み、フリッ
プフロップ１５のリセット入力端子に対してリセット信
号を出力し、フリップフロップ１５の出力レベルを低レ
ベルとする。次いで、最初の第２パルスが出力された後
、既に第１パルスが出力されているか否か、換言すれば
、最初の第２パルスの出力後に割込サブルーチンが既に
一度実行されているか否かを、その旨を示すフラグＩＦ
の状態を見て判別する（ステップＳｓ）。フラグＩＦは
最初の第２パルスの出力後割込サブルーチンが一度実行
されると１がセットされるフラグであり、最初の第２パ
ルス発生後の最初の第１パルス発生による割込サブルー
チンの実行中におけるステップＳ５においては、未だフ
ラグＩＦに１はセットされていない。従って、ステップ
Ｓ６へ進み、ここでフラグＩＦＩ：：１をセットし、ク
ランクパルスカウンタのカウント値ＣＩを０にリセット
する（ステップＳ７）。次いで、ステージカウンタのカ
ウント値ＳＣが１．　２．４．　５．　７．８のいずれ
かと一致しているか否か判別する（ステップ８８〜５１
３）。

しかし、ここではカウント値ＳＣは初期化によってゼロ
リセットされたままであるので、いずれの値にも一致し
ない。従って、割込サブルーチンの実行は一旦終了し、
メインルーチンの実行に戻る。

最初の第２パルス発生後の２発目以降の第１パルスの発
生により割込サブルーチンが実行される場合、次の第２
パルスの発生までの間、すなわち、次の第２パルス発生
によりフリップフロップ１５の出力レベルが高レベルと
なるまでの間はステップ８１〜Ｓ３の動作のみが繰り返
され、その間の第１パルス発生回数がクランクパルスカ
ウンタによって計数される。そして、次の第２パルスの
発生によりフリップフロップ１５の出力レベルが高レベ
ルとなると、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ４→Ｓ５と進み、
ステップＳ５においてフラグＩＦに１がセットされてい
るか否かが判別される。ここで、フラグＩＦには上述し
た様にステップｓ６において１がセットされているので
、ステップＳ１４へ進み、フラグＳＦに１をセットする
。フラグＳＦはエンジン始動後節２パルスが２回以上出
力されたことを示すフラグであり、第２パルスが２回以
上発生したときに１がセットされるフラグである。次い
で、クランクパルスカウンタのカウント値が３．４，５
．６のいずれかと一致していないか否かを判別しくステ
ップＳ　＋ｓ　、　　Ｓ　１６　、８１７　。

Ｓ＋８）、カウント値ＣＩが３であった場合にはステー
ジカウント値ＳＣに１をセットしくステップ５１９）、
カウント値ＣＩが４であった場合にはステージカウント
値ＳＣに５をセットしくステップ５ｒａ）、カウント値
ＣＩが５であった場合にはステージカウント値ＳＣに１
をセットしくステップＳ２＋）、カウント値ＣＩが６で
あった場合にはステージカウント値ＳＣに７をセットし
くステップ５２２）、カウント値ＣＩがいずれの値とも
一致しなかった場合にはそのままステップｓ６及びｓ７
の動作を実行する。

二こで、カウント値ＣＩとステージカウント値ＳＣとの
関係について説明しておく。まず、本実施例においては
、クランクシャフト１の１回転が第１図に示した様に、
第１磁性突起３ａ〜３１によって分割される９個のステ
ージから構成されており、各ステージにはクランクシャ
フト１の回転基準位置に対応する第２気筒及び第５気筒
の上死点から始まるステージを起点として１〜９までの
ステージナンバを各ステージを挾む第１磁性突起のうち
回転方向前方側の各第１磁性突起に対応して付しである
。従って、後述するように第１パルス発生毎に更新され
るステージカウンタのカウント値ＳＣと第１検知素子５
により検知された第１磁性突起３に対応する実際のステ
ージナンバとを一致せしめることにより、ステージカウ
ント値ＳＣから現在のクランクシャフト１の回転角度位
置がどのステージに属するかを知ることができるように
なっているものである。そして、ステージカウント値Ｓ
Ｃと実際のステージナンバとを一致せしめる為、クラン
クパルスカウンタのカウント値ＣＩが必要とされるので
ある。

カウント値ＣＩは上述した様にエンジン始動後の最初の
第２パルス発生から次の第２パルス発生までの間に発生
する第１パルスの発生回数を計数するが、第１図に示し
た様に、第２パルス発生のちととなる第２磁性突起８ａ
〜８ｄは第２回転体の外周に不等角度間隔をもって形成
されているので、第２磁性突起８ａによる第２パルス発
生後第２磁性突起８ｂによる第２パルス発生までに生ず
る第１パルスの発生回数は３回となり、同様に、第２磁
性突起８ｂと８Ｃとの間では４回となり、第２磁性突起
８Ｃと８ｄとの間では５回となり、第２磁性突起８ｄと
８ａとの間では６回となり、相互に隣り合った第２磁性
突起の相互間の当該角度間隔に応じた回数だけ第１パル
スが発生するのである。従って、第１回転体が第２回転
体の整数倍の回転速度で回転する限り、この第１パルス
の発生回数は常に特定のステージに対応することとなる
。すなわち、１の第２パルス発生の後火の第２パルスが
発生しその直後に発生する第１パルスに対応するステー
ジナンバは当該１の第２パルス発生から次の第２パルス
発生までの第１パルスの発生回数によって特定されるの
である。従って、本実施例の場合、最初の第２パルス発
生から２番目の第２パルス発生までの第１パルスの発生
回数が３回であれば、当該２番目の第２パルス発生の直
後に発生する第１パルスに対応するステージナンバは１
であり、当該第１パルスの発生が４回であれば当該ステ
ージナンバは５であり、当該第１パルスの発生回数が５
回であれば当該ステージナンバは１であり、当該第１パ
ルス発生回数が６回であれば当該ステージナンバは７で
ある。このカウント値ＣＩとステージカウント値ＳＣと
の関係をエンジン回転中のパルス信号波形を示した第２
図（Ａ）及び（Ｂ）の間に示す。

上述したことから、理解されるように、最初の第２パル
ス発生から２番目の第２パルス発生までの間に生ずる第
１パルスの発生回数をクランクパルスカウンタによって
計数し、そのカウント値ＣＩに基づき、第１検知素子に
より検知された第１磁性突起に対応した実際のステージ
ナンバに一致した値をステージカウンタのカウント値Ｓ
Ｃにセットすることができ、ステージカウント値ＳＣと
実際のステージナンバとを一致せしめることが出来るの
である。

例えば、第３図の■の位置からエンジンが始動された場
合には、最初に第２パルスＰＩが出力されるまでクラン
クパルスカウンタが第１パルスの発生回数を計数するが
、このカウント値ＣＩは最初の第２パルスＰ１が出力さ
れた直後の第１パルスの発生により、上述したプログラ
ムのステップＳ７にてゼロリセットされる。次いで、次
の第２パルスＰ２が出力されるまでの間に発生する第１
パルスの発生回数がクランクパルスカウンタにより計数
されるのである。最初の第２パルスＰＩ発生直後の第１
パルスをゼロとして計数（ゼロリセット）することとし
ているので、第２パルスＰ２の発生直後に発生する第１
パルスの分を加えて計数し、第２パルスＰ１及び２２間
に発生した第１パルスの発生回数（５回）にカウント値
ＣＩを一致せしめ、このカウント値ＣＩについてステッ
プＳＩＳ〜ｓ＋８の判別をなし、この判別に基づきステ
ップＳ２１においてステージカウント値ＳＣに１を設定
し、ステージカウンタのカウント値ＳＣを実際のステー
ジナンバに一致せしめるのである。

第３図に示したフローチャートの続きを説明する。上述
したように、ステップ８１９〜Ｓ２２においてステージ
カウント値ＳＣに実際のステージナンバに対応した値が
設定され、ステップＳ６及びＳ７が実行された後、ステ
ップ８８〜Ｓ１３の判別が行なわれる。ここで、ステー
ジカウント値ＳＣが１であった場合には第２気筒及び第
５気筒の点火をなす点火ユニットに対して点火指令信号
を発し、当該点火ユニット内のイグニッションコイル（
−次側）への電流を遮断して当該気筒の点火をなしくス
テップ５２３）、ステージカウント値ＳＣが２であった
場合には第２気筒及び第５気筒の点火ユニットに対して
通電指令信号を発し、当該点火ユニット内のイグニッシ
ョンコイル（−次側）への電流供給を行なわしめる（ス
テップ５２４）。同様に、ステージカウント値ＳＣが４
であった場合には第３及び第６気筒の点火ユニットに対
して点火指令信号を発して当該気筒の点火をなしくステ
ップ５２５）　、ステージカウント値ＳＣが５であった
場合１．Ｌは第３及び第６気筒の点火ユニットに対して
通電指令信号を発する（ステップ５２８）。更に、ステ
ージカウント値ＳＣが７であった場合には第１及び第４
気筒の点火ユニットに対して点火指令信号を発して当該
気筒の点火をなしくステップ３２７）、ステージカウン
ト値ＳＣが８であった場合には第１及び第４気筒の点火
ユニットに対して通電指令信号を発する（ステップ５２
８）。その後、メインルーチンの実行に戻り、次の第１
パルスの発生により再度メインルーチンに割込んで割込
サブルーチンが実行される。

このように第１パルスの発生により再度メインルーチン
に割込むと、次の第２パルスが発生するまでの間はステ
ップＳ１→Ｓ２→Ｓ３と進み、ステップＳ３においてフ
ラグＳＦに１がセットされているか否かが判別される。

上述した様に、２発目の第２パルス発生後の割込サブル
ーチンの実行の際、ステップＳ１４においてフラグＳＦ
には１がセットされているので、ステップＳ３における
判断はＹＥＳとなり、ステップＳ２９へ進み、ステージ
カウンタのカウント値ＳＣをインクリメントする。次い
で、ステージカウント値ＳＣが９を越えているか否か判
別しくステップＳ　３））　、越えていた場合にはステ
ージカウント値ＳＣを１にリセットシ（ステップ５３１
）、越えていない場合にはそのままステップ８日以降の
ステップが実行されるのである。

上述したフローチャートにおいては、万が一１第１検知
素子５が第１磁性突起を検知できず第１パルスを出力し
なかった為にステージカウント値ＳＣと実際のステージ
ナンバとが一致しなくなった場合であっても、その後に
第２パルスが２回発生すれば、その間に生ずる第１パル
スの発生回数をクランクパルスカウンタが計数している
ので、そのカウント値ＣＩに基づきステージカウント値
ＳＣを第１検知素子５が検知した第１磁性突起に対応し
た実際のステージナンバに一致せしめることが可能であ
る。

発明の詳細 な説明した様に、本発明による回転体の回転角度位置検
出装置においては、第１回転体に等回転角度間隔をもっ
て複数の被検知部を形成し、第１回転体と所定の減速比
をもって回転する第２回転体に複数の被検知部を相隣り
合う被検知部の角度間隔が全て異なるよう形成し、第１
及び第２凹転体のそれぞれの被検知部を検知して第１及
び第２パルスを発する第１及び第２検知素子を設け、１
の第２パルス発生から次の第２パルス発生までに発生し
た第１パルスの数とその後発生する第１パルスの数とか
ら第１回転体の回転角度位置を検出することとしている
ので、第２パルスが２回発生すれば第１回転体の回転角
度位置を検出し得、回転体の回転角度位置を検出するに
必要とされる回転体の回転量が少ない回転体の回転角度
位置検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回転体の回転角度位置検出装置を
適用した６気筒４サイクルエンジンの点火装置のブロッ
ク図、第２図（Ａ）及び（Ｂ）は第１図におけるフリッ
プフロップ及びＣＰＵに入力される第２パルス及び第１
パルスの信号波形図、第３図は第１図におけるＣＰＵの
動作を示したフローチャートである。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・クランクシャフト ２・・・・・・第１回転体 ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、　　３ｇ。 ３ｈ、３ｉ・・・・・・第１磁性突起 ５・・・・・・第１検知素子 ６・・・・・・カムシャフト ７・・・・・・第２回転体 ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ−旧・・第２磁性突起１０・・
・・・・第２検知素子 、１２・・・・・・ＣＰＵ １５・・・・・・フリップフロップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転方向において等角度間隔をもって複数の被検知部が
   形成された第１回転体と、回転方向において複数の被検
   知部が相隣り合う被検知部の角度間隔が全て異なるよう
   形成されかつ前記第１回転体に所定減速比をもって連動
   し回転する第２回転体と、前記第１回転体及び第２回転
   体のそれぞれの被検知部の回転軌跡近傍にそれぞれ設け
   られて被検知部が近傍を通過する毎に第１及び第２パル
   スを各々発生する第１検知素子及び第２検知素子と、１
   の前記第２パルスの発生後次の前記第２パルス発生時点
   までに発生する前記第１パルスの数を検知し、その後発
   生する前記第１パルスの数を監視して前記第１回転体の
   回転角度位置を検出する回転角度位置検出手段とからな
   ることを特徴とする回転体の回転角度位置検出装置。