JPH03206340A - 内燃機関のクランク角度検出装置 - 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】 本発明は、内燃機関のクランク角度検出装置に関し、殊
に光電式のピックアップ装置を備えたこの種装置に関す
る。

従来は，特開昭５０−５９６３２号公報に示す如く、受
光素子で受光した断続光による電気的出力を配電器のハ
ウジングから直接取り出し、配電器の外部に設けた波形
成形回路や増幅回路に送っていた。

この為、光電変換された微小電圧に点火ノイズによる高
周波電圧が重畳し易く、検出精度が悪いという問題があ
った。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を除去し、点火
ノイズによる高周波電圧の影響を受け難い、内燃機関の
クランク角度検出装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成する為に、受光素子と出力電圧
を波形戊形乃至は増幅する回路を配電器ハウジング内の
受発光素子近傍に設け、波形成形乃至は増幅した高周波
電圧ノイズに強い信号に変換した後、配電器外にこの信
号を出力する様にしたものである。

更に本発明では、配電器内に電子回路を内蔵するにあた
って、回転円板と配電器ハウジング底面との間にこの電
子回路を設置し、これによって配電ロータからの高圧ア
ークの飛来を受けない様にして，電子回路素子の破壊を
防止したものである。

本発明の別の目的は、薄い回転円板を所定の位置に正確
に、しかも簡単な作業で取付けられる、組立性の良いこ
の種装置を提供する点に，ある。

この目的を達戊する為に、本発明では、回転円板を上下
から保持部材で挾持し、この保持部材の一方を回転シャ
フトに嵌合固定し、他方の保持部材に配電ロータを取付
けたものである。

この様な本発明によれば、一方の保持部材が光電ピック
アップとの位置決めの役目をし、他方の保持部材が回転
円板の固定と配電ロータの取付部材として働き、簡単な
作業で回転円板を正確に回転シャフトに固定できる。

第１図は本発明の実施例である配電器の断面図である。

ｌはエンジンと同期し、その半分の回転数で回転するシ
ャフト、２はハウジング、３はベアリングである。

シャフトの一端には第１のカラー４が装着され、このカ
ラー４のフランジ部４ａにピン５が圧入されている。ピ
ン５は第２のカラー６のフランジ部６ａに設けた穴７に
嵌合している。

フランジ部４ａと６８との間には本実施例で主たる特徴
の１つである回転板８が装着され、ネジ９によって第２
のカラー６と第１のカラー４とをシャフト１の段部１ａ
に圧接するようにし、回転板８を両フランジ部４ａ，６
ａで圧接している。

１０はベースで、合戊樹脂で作られており、外部への電
気信号取出し用コネクタｌ１と一体成形されている。

ベース１０には電子回路を形成したプリント板１２、お
よび光電式のピックアップｌ３が載置され、このベース
１０はハウジング２の底部にネジ１４で固定されている
。

１５はシールド板で、高圧配電用の側電極１６，配電子
電極１７，中心電極１８の摩耗分等がピックアップ１３
に付着しないように設けている。

配電子３０の下分には、凹所３０ａを形或し、この凹所
３０ａにシールド板１５の一部が入り込み、前記摩耗粉
が空間４０に浸入することを防止している。

第２図は回転板８の実施例の正面図である。

８ａは角度信号検出用の窓で、θ２の角度ピッチ例えば
工度毎に円周方向に３６０個設けられている。

８ｂは基準信号検出用の窓で、θ１の角度ピッチ例えば
６気筒エンジンでは６０°毎に円周方向に６個設けられ
ている。第１気筒位置を検出するため、基準信号検出用
の窓の１個所例えば窓８ｂｌを図で示すように他の窓よ
りも回転方向に対して大きくしてある。

更に角度θ菫の外側に大きくなるような窓とし、回転方
向に対して片側のエッジのピッチはθ宣と等間隔に設定
してある。

８ｃはピン穴で、第１図のピン５が挿入されるもので、
８ｄは第１のカラー４が挿入される穴である。

第３図はビックアップ１３の要部を示した図で、（ａ）
は平面図、（ｂ）は側断面図、（Ｃ）は背面図である。

１３ａは第１の光カプラを形成し、発光素子１３ｅ、受
光素子１３ｆからなる。同様に１３ｂは第２の光カプラ
、１３ｃは第３の光カプラである。第２の光カプラ１３
ｂと第３の光カプラ１３ｃとは，回転中心○を基準に０
３の角度で設置されている。

第２図における回転板８の基準信号検出用窓８ｂを第１
の光カプラ１３ａで、角度信号検出用窓８ａを第２の光
カプラ１３ｂおよび第３の光カプラ１３ｃでそれぞれ検
出する。

１３ｄは取付穴、１３ｇおよび１３ｈは発光素子１３ｅ
と受光素子１３ｆとの間に形成された光通過用の穴であ
る。１３ｐはリード線（端子）である。

第４図はピックアップ１３の発光素子１３ｅ、受光素子
１３ｆとの関係をより一層明らかにした部分的拡大図で
ある。光通過用の穴（スリット）　ｔ３ｇ，１３ｆは、
光を収束させて通すだけの広さを持ち、図ではこのスリ
ット１３ｇ，　１３ｆから発光素子１３ｅ、受光素子１
３ｆの先端が突出した構成としている。

第５図は、他の実施例であり、ピックアップ１３の穴１
３ｇ，　１３ｈを大きく設定しておき、組立て時にスリ
ット１３ｍ，１３ｎをその互いの穴１３ｇ，１３ｈの全
面に接着又はピン等により固定せしめる。各スリット１
３ｍ，　１３ｎの間隔が光通過孔となる。

第６図は、上述のピックアップＩ３により検出された検
出信号を取り込み、角度信号検出及び基準信号検出を実
現してなる回路例図である。第７図はそのタイムチャー
トを示す。第６図に於いて、回路は、基準信号検出回路
ＲＣＫＴと角度信号検出回路ＰＣＫＴより成る。

Ｖｃｃは電源、Ｒｌ−Ｒ１２は抵抗、Ｃｌ，Ｃ２はコン
デンサである。

１３ａは第１の光カプラを形成し、発光素子１　３ｅａ
、受光素子１３ｆａからなる。

同様に１３ｂは第２の光カプラで、発光素子１３ｅｄ，
受光素子１３ｆｄかならり、第３図光カプラ１３ｃは発
光素子１　３ｅｃ、受光素子１３ｆｃからなる。

発光素子１３ｅａ〜１３ｅｃは例えば赤外線発光ダイオ
ードを使用している。

受光素子１３ｆａ〜１３ｆｃは例えば受光ダイオードを
使用し、光を感知するとそのカソードとアノードとの間
に起電力を生じるものである。

第７図のタイムチャートと共に回路動作を説明する。

電源Ｖｃｃから各発光ダイオード１　３ｅａ〜１３ｅｃ
には抵抗ＲｌおよびＲ７を介して電流が流れ、これらと
対向している受光ダイオード１３ｆ’ａ〜１３ｃには、
光を感知した時にそのカソードとアノードとの間に起電
力（アノード側が正、カソード側が負）が生じる。

先ず、角度信号検出回路ＰＣＫＴについて説明する。第
２の光カプラ１３ｂと第３の光カプラ１３ｃのそれぞれ
の受光ダイオード１３ｆｂ〜１３ｆｃとは逆並列に接続
され、また第３図における角度θ３は、第２図における
角度θ２の関係において θ２ θ３＝Ｎ・　θ２±一 ２ となるよう設定されている。但し、Ｎは正の整数である
。

従って，第７図に示すように、抵抗Ｒ８の両端にはＤで
示した如き正負の交番電圧が生じる。

これを詳しく説明すると、まず受光ダイオード１３ｆｂ
で光を受けると抵抗Ｒ８とコンパレータＣＯＭ２の負入
力端子との接続点には、正入力端子を基準Ｏとして正の
電圧が生じ、光が遮へいされるとＯとなり、第７図のＢ
の如く変化しようとする。

同様に受光ダイオード１３ｆｂでは、１３ｆＢと逆並列
に接続されていること、およびθ３が前記した角度関係
になっているため、第７図のＣに示す如く基準Ｏから負
に変化する電圧が生じようとする。

従って、抵抗Ｒ８の両端には、第７図のＢとＣの電圧を
合或した電圧変化として第７図のＤの如く生じる。

一方、基準信号検出回路ＲＣＫＴでは、第工の光カプラ
１３ａの受光ダイオード１３ｆａには、第２図に示した
窓８ｂを通過する光によって、第７図のＡの如き電圧が
抵抗Ｒ２の両端に生じる。

コンパレータＣＯＭＩの正入力端子には、抵抗Ｒ３とＲ
４とで電源Ｖｃｃを分割した電圧レベルが与えられてお
り、このレベルより高い入力電圧が負入力端子に加われ
ば基準信号出力信号ＲＥＦとして、′Ｌ”が出力され第
７図のＥのようになる。

抵抗Ｒ５はヒステリシスをかけ、入力信号の微少変化に
よって出力信号にチャタリングが生じることを防止する
ためのものである。

コンパレータＣＯＭ２の正入力端子には、抵抗Ｒ９とＲ
ＩＯとで電源Ｖｃｃを分割した電圧レベルが与えられて
おり、このレベルを基準に負入力端子が正負に変化すれ
ば、第７図のＦの如＜　（（　Ｌ　１７ＬＬ　Ｈ　７＋
の信号が角度信号出力信号ＰＯＳとして発生する。抵抗
Ｒｌｌは前記同様にヒステリシスをかけるためのもので
ある。

第７図のＥで示す基準信号出力ＲＥＦの“Ｌ”パルス幅
は、第１気筒検出用の信号θＩ２と、その他の気筒用θ
■となる。すなわち、第２図で示したように、窓８ｂｌ
の面積が他の窓８ｂより大きく、第１の光カプラの出力
信号Ａは大きな角度として検出されるためである。

基準信号出力ＲＥＦの立上り部門の角度θ１は全て同一
であるから、後段の制御回路（図示せず）の動作を立上
り部で検知するようにしておけば、パルス幅θＩ１と０
１２とが異なっていても問題ない。

第↓気筒検出用の信号を得るためには、例えばθ目の間
に存在する第７図のＦで示す角度信号出力ＰＯＳのｉｔ
　ｉ　ｎの数を計数することにより、他の気筒と区別し
て取出すことは容易である。

本発明では６気筒としたが、４気筒、８気筒等任意でよ
いことはもちろんである。

また，エンジンに点火プラグを要しないディーゼルエン
ジンの制御に用いる回転角度検出装置としても利用可能
である。

尚、特定の気筒検出のために、窓を大きくしたが，逆に
小さくしてもよい。更に、θ■の大きさは、θ２／２よ
りも数個以上大きくしてもよい。これらの例は、窓の大
きさの設定の仕方によって決まる。

以上説明したように、本発明によれば、配電器から取り
出された回転パルス信号は波形成形乃至は増幅されてい
るので、点火ノイズが重畳しにくく、重畳しても回転パ
ルス信号とノイズを区別し易いので検出精度が向上する
。

また、配電ロータの高圧アークが電子回路に飛来するこ
とがないので、配電器内に電子回路を設置するにもかか
わらず電子回路が高圧アークによって破壊する恐れがな
い。

また、別の発明によれば、回転円板を保持部材ではさん
でこれを回転シャフトに固定するようにしたので、回転
円板の位置決めが正確且つ簡単な作業でできると共に、
保持部材は配電ロータの取付部材としても役立ち、全体
としての組立作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の配電器の実施例の断面図、第２図は本
発明の回転板の実施例図、第３図（ａ），（ｂ），（Ｃ
）はピックアップの実施例図、第４図，第５図はその一
部拡大例図、第６図は電気回路の実施例図、第７図はタ
イムチャートである。 １・・・シャフト、８・・・回転板、１３・・・ビック
アップ、８ａ・・・角度検出用窓、８ｂ，　８ｂｌ・・
・基準位置検出用窓。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、配電器ハウジング； この配電器ハウジングに回転可能に支持されたシャフト
   ； このシャフトの先端部位に取付けられた配電用ロータ； 前記シャフトに固定されていて、前記配電用ロータと前
   記配電器ハウジングの底面との間に位置すると共に、透
   光スリット列が環状に所定の間隔で穿孔された回転円板
   ； 前記回転円板の外周の一部をはさんで対面する少なくと
   も一対の受発光素子から成るピックアップ部と、前記回
   転円板と前記配電器ハウジングの底面との間に位置し、
   前記受発光素子と電気的に接続されている電子回路とか
   ら構成されると共に、前記回転円板の透光スリット列に
   よって断続される光信号に対応して電気パルス信号を出
   力する光電ピックアップユニット；この光電ピックアッ
   プユニットを前記配電器ハウジングの内部に固定する固
   定手段； を備えたことを特徴とする内燃機関のクランク角度検出
   装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載したものにおいて、前
   記受発光素子と電子回路とが一つの組立体として一体に
   成形されていることを特徴とする内燃機関のクランク角
   度検出装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項のいずれかにお
   いて、前記発光素子が前記回転円板の上側に位置し、前
   記受光素子が下側に位置することを特徴とする内燃機関
   のクランク角度検出装置。 ４、配電器ハウジング； この配電器ハウジングに回転可能に支持されたシャフト
   ； このシャフトの先端部位に取付けられた配電用ロータ； 前記シャフトに固定されていて、前記配電用ロータと前
   記配電器ハウジングの底面との間に位置すると共に、透
   光スリット列が環状に所定の間隔で穿孔された回転円板
   ； 前記回転円板の外周の一部をはさんで対面する少なくと
   も一対の受発光素子から成るピックアップ部と、前記回
   転円板と前記配電器ハウジングの底面との間に位置し、
   前記受発光素子と電気的に接続されている電子回路とか
   ら構成されると共に、前記回転円板の透光スリット列に
   よって断続される光信号に対応して電気パルス信号を出
   力する光電ピックアップユニット；この光電ピックアッ
   プユニットを前記配電器ハウジングの内部に固定する固
   定手段； 前記回転円板を両側から挾んで保持する保持部材と、こ
   の保持部材を介して前記回転円板を前記シャフトに取付
   ける取付け部材とから構成される円板取付け手段； を備えたことを特徴とする内燃機関のクランク角度検出
   装置。