JPH04363623A

JPH04363623A - 位置検出装置

Info

Publication number: JPH04363623A
Application number: JP3175919A
Authority: JP
Inventors: Akira Kobayashi; 小林　公; Hirotaka Kumada; 熊田　博孝
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-04-02
Filing date: 1991-06-21
Publication date: 1992-12-16

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は位置検出装置に関し、特
に、厳しい環境下で使用される回転体の回転数や回転角
、ならびに直線運動物体の移動速度や移動量等を検出す
るための位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来技術の一例を示す回転体の位
置検出装置の要部断面図であり、図５は図４におけるＡ
−Ａ矢視図である。図４において、ケーシング１の内部
には軸受２および３で回転自在に支持された軸４が設け
られている。この軸４の中間部にはディスク５が固定さ
れている。

【０００３】ケーシング１の内壁面には発光素子６およ
び受光素子７が取付けられている。この発光素子６およ
び受光素子７は、互いにその発光面と受光面とが対向す
るような位置で、かつ両者の中間に前記ディスク５が位
置するようにして取付けられる。

【０００４】図５に示したように、ディスク５の周縁部
近傍には等角度間隔で複数個の孔５ａが穿設されている
。この複数の孔５ａの互いの間隔は、回転体の回転角度
や回転数を検出する精度に応じて任意に設定され、また
孔５ａの形状も真円に限らず長孔であったり、ディスク
５ａの周縁部から中心に向かって切込まれたノッチであ
ることもある。前記軸４には位置検出の被検出体である
回転体、例えばエンジンのカムシャフト（図示せず）が
結合される。

【０００５】そして、この回転体の回転位置を検出する
ため、発光素子６を付勢し、その光を受光素子７で受光
するようにする。前記回転体が回転すると、受光素子７
は前記孔５ａの位置でのみ発光素子６の光を検出する。受光素子７の受光信号は図示しない制御装置に転送され
、この制御装置ではこの受光信号に基づいてディスク５
すなわち回転体の回転角や回転数が演算される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の位置検
出装置には、次のような問題点があった。すなわち、位
置検出装置は非常に厳しい環境下で使用されることがあ
る。位置検出装置が自動車の回転体、例えば前記カムシ
ャフトの回転位置検出に使用されるような場合には、エ
ンジンの熱の影響などで高温にさらされることがある。

【０００７】ところで、前記発光素子６や受光素子７と
しては、発光ダイオードやフォトトランジスタなどの半
導体素子が使用されることが多く、これらの半導体素子
は高温において十分な性能を発揮しないという欠点があ
る。したがって、これらの素子を使用した位置検出装置
の使用可能温度は、素子の温度特性に依存して狭い範囲
に制限されるという問題点があった。

【０００８】本発明の目的は、前述の問題点を解決し、
厳しい環境下で使用される移動物体の移動量を検出でき
る位置検出装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の問題点を解決する
ために、本発明は、被検出体に結合され、光の反射面お
よび吸収面が、交互にかつ予定間隔で前記被検出体の移
動方向に配列されたプレートと、一方の端面を前記反射
面および吸収面の列の一部に対向させて配置した光ファ
イバーケーブルと、この光ファイバーケーブルの他方の
端面に対向して設けられた発光素子と、この発光素子で
発生され、前記光ファイバーケーブルを通り、前記プレ
ートの反射面で反射された光を受光するように配置され
た受光素子とを具備した点に第１の特徴がある。

【００１０】また、本発明は、被検出体に結合され、前
記被検出体の移動方向に列をなして予定間隔で複数の孔
が穿設されたプレートと、一方の端面を前記複数の孔の
列の一部に対向させて配置した光ファイバーケーブルと
、前記プレートの前記光ファイバーケーブルの反対側に
、前記光ファイバーケーブルの一方の端面に対向させて
設けられた光反射手段と、前記光ファイバーケーブルを
通り、前記光反射手段で反射された光を受光するように
配置された受光素子とを具備した点に第２の特徴がある
。

【００１１】

【作用】前記第１の特徴を有する本発明では、発光素子
から出て、光ファイバーケーブルの先端からプレートに
向けて放たれた光が、プレートの反射面に照射されたと
きは、その反射光が光ファイバーケーブルを通って受光
素子で受光される。一方、光ファイバーケーブルの先端
からプレートに向けて放たれた光が、プレートの吸収面
に照射されたときは、受光素子では光信号を受信しない
。この反射面および吸収面のいずれに光が照射されるか
は、プレートの位置つまり被検出体の位置によって決定
される。

【００１２】すなわち、プレートの移動に伴って反射面
および吸収面に対して交互に光が照射されることになり
、これに応じて受光素子の出力信号は高低に変化する。この高低に変化する信号を適宜のパルス整形手段で整形
してパルス信号として取出せば、このパルス数に基づい
て被検出体の移動量を算出することができる。

【００１３】被検出体およびこれに結合されたプレート
と発光素子および受光素子とは、光ファイバーケーブル
を介して互いに離れた位置に設けることができるので、
発光素子および受光素子の特性が被検出体の設置位置の
環境に左右されない。

【００１４】また、第２の特徴を有する本発明では、被
検出体の移動に伴って光ファイバーケーブルから放たれ
た光が、プレート背後の光反射手段およびプレートに交
互に照射される。その結果、前記第１の特徴を有する本
発明と同様、プレートの移動に伴って受光素子の出力信
号は高低に変化する。

【００１５】

【実施例】以下に図面を参照して、本発明を詳細に説明
する。図１は本発明の一実施例を示す検出装置の断面図
であり、図４と同符号は同一または同等部分である。な
お、図１の（ｂ）には図１のＢ−Ｂにおける矢視図を示
す。

【００１６】図１において、ディスク５の周縁部近傍の
一方の面には等角度間隔で光反射面５１および光吸収面
５０が交互に配置され列をなすようにして設けられてい
る。すなわち、光反射面５１と吸収面５０とが交互に配
置され、環状のパターンを形成する。例えばディスク５
の素材を金属とした場合は、その金属光沢面を前記光反
射面とし、その上に光を吸収しやすい黒色のパターンを
等角度間隔で印刷して光の吸収面とすることができる。

【００１７】また、図５に示したディスク５において、
孔５ａの部分を、孔ではなく前記黒色の光吸収面とし、
残りの面を金属光沢のまま残すことによって光反射面と
吸収面とが交互に配置された列を形成してもよい。

【００１８】ケーシング１の壁面に、光ファイバーケー
ブル８が固定されている。この光ファイバーケーブル８
の取付位置は、その端面が前記光反射面５１および吸収
面５０からなる環状パターンに対向するように設定され
る。

【００１９】光ファイバーケーブル８の他方の端面は、
当該検出装置の制御部である電子制御装置９の壁面に固
定される。電子制御装置９の内面にはセンサボックス１
０が取付けられ、このセンサボックス１０には発光素子
６および受光素子７が取付けられている。前記受光素子
７は光ファイバーケーブル８の延長線上に配置され、こ
の光ファイバーケーブル８と受光素子７との中間にはハ
ーフミラー１１が設けられている。このハーフミラー１
１は図示のように受光素子７の受光軸に対して４５°傾
斜して設けられている。

【００２０】一方、発光素子６はハーフミラー１１の反
射面側に設けられ、この発光素子６から放たれた光がハ
ーフミラー１１で反射して光ファイバーケーブル８に入
射されるようにしている。

【００２１】以上の構成により、発光素子６から放たれ
た光は光ファイバーケーブル８を通ってディスク５に照
射される。ディスク５が取付けられている軸４が被検出
体の動きに伴って回動されると、前記光ファイバーケー
ブル８からディスク５に照射された光はディスク上の反
射面５０および吸収面５１に交互に照射される。

【００２２】その結果、反射面５１で反射された光は光
ファイバーケーブル８を通って電子制御装置９側に戻り
、受光素子７で受光される。吸収面５０に照射された光
は受光素子７で受光されないか、受光されたとしてもそ
の受光レベルは極めて低い。

【００２３】この高低に変化する受光素子７の出力信号
を適宜のパルス整形処理を施し、そのパルス信号の立上
がりまたは立下がりを検出し、その検出結果と予め分か
っている反射面および吸収面の間隔とに基づいてディス
ク５の回転数や回転角度を算出することができる。

【００２４】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図２は本発明の第２実施例を示す検出装置の断面図
であり、図１，図４と同符号は同一または同等部分を示
す。

【００２５】同図において、ディスク５は図５に示した
ものと同等の構成になっている。すなわち、ディスク５
上には等角度間隔で孔５ａが穿設されている。光ファイ
バーケーブル８はその端面が前記孔５ａに対向するよう
に取付けられている。

【００２６】ディスク５の少なくとも光ファイバーケー
ブル８側は光を吸収しやすいように黒色の塗装を施すと
か、全体に黒色の材料で製作されていることが望ましい
。そして、このディスク５の一方の側、つまり光ファイ
バーケーブル８の取付け面の反対側のケーシング１の壁
面には光反射手段としてのミラー１２が貼付けられてい
る。なお、このミラー１２は光ファイバーケーブル８の
端面と対向するような位置、つまり光ファイバーケーブ
ル８の延長線上に貼付けられている。

【００２７】このような構成によって、光ファイバーケ
ーブル８から出力された光は、軸４に結合された被検出
体の動き応じてディスク５の面に照射されたり、ディス
ク５の孔５ａを通過してディスク５の背後のミラー１２
に照射されたりする。

【００２８】このディスク５およびミラー１２のいずれ
に照射されるかによって受光素子７の出力はレベルは高
低に変化し、第１実施例に関して説明したのと同様にし
てパルス信号を取り出すことができる。

【００２９】本実施例では、ディスク５に設けた光の反
射面および吸収面の幅はそれぞれ等しくして反射面およ
び吸収面の配置間隔を等しくした。また、孔５の配置間
隔も等間隔にした。このような配置は、受光素子７によ
る検出信号つまりパルスを計数し、その計数値をあらか
じめ設定した数と比較して被検出体の位置を検出すると
きには都合がよい。

【００３０】しかし本発明は、このような実施形態に限
らず、被検出体の所望の回転位置や、直線動作位置を直
接的に検出する実施形態をとることもできる。すなわち
、前記配置間隔を回転体の所望の回転位置や直線動作位
置に合わせて設定しておけば、受光素子７による検出信
号を、直ちに所望の回転位置や直線動作位置として認識
できる。

【００３１】例えば、被検出体がエンジンのカムシャフ
トであり、このカムシャフトの回転位置の検出結果に基
づいて点火時期や燃料噴射時期を制御するような場合に
は、図３に示したようなディスク５を装着すればよい。

【００３２】同図において、孔５ａの配置間隔は等角度
間隔ではなく、シリンダ（気筒）の配置形式つまりＶ形
配置に合わせて配置間隔（角度）を設定してある。この
例では、軸４はエンジンのカムシャフトに接続されてい
て、配置角度は各気筒のＴＤＣ（上死点位置）に対応す
るように設定してある。

【００３３】このように、本実施例によれば被検出体お
よびそれに結合されたディスク５の設置位置と発光素子
６および受光素子７等の設置位置とを離すことができる
。しかもディスク５の回転の状態は光ファイバーケーブ
ル８を介して電子制御装置に入力できる。

【００３４】なお、本実施例においては、被検出物が回
転体である場合を示したが、本発明はこのような回転体
の位置や移動量の検出だけでなく、直線運動する移動体
の位置や移動量を検出する検出装置にも適用できる。そ
の場合には、前記光の反射面や吸収面ならびに孔の配列
方向を移動体の移動方向に合わせて直線状にすればよい
。

【００３５】また、本実施例のように、光の反射面およ
び吸収面はディスク５の側面に設けるのに限らず、ディ
スク５の円周面に設けてもよい。この場合は、光ファイ
バーケーブル８はその端面がディスク５の円筒面に対向
するよう設けるのはいうまでもない。

【００３６】さらに、前記光の反射面および吸収面は被
検出体に結合されるディスク５に設けるのではなく、被
検出体自体に設けてもよい。例えば、被検出体としての
回転体の円周または側面に明暗または白黒のパターンを
施し、このパターンに前記光ファイバーケーブル８の端
面が対向するように配置すればよい。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、被検出体と検出センサの構成要素である発光
素子および受光素子などの半導体素子とを離れた場所に
設置できる。したがって、例えば被検出体が自動車のエ
ンジン近くにある回転体などのように、その場所が高温
になりやすい場合でも、前記半導体素子は温度の影響を
受けることがない。また、電気信号線を介さずに被検出
体の位置の検出結果を電子制御装置に導くことができる
ので、ノイズの影響を受けにくい。さらに、被検出体の
そばに半導体素子やこれらを取付ける回路基盤を設ける
必要がなくなるので、被検出体の周囲に空間が少ないよ
うな場合にも、この被検出体の位置検出を行うことがで
きる。以上のように、本発明によれば、被検出体の設置
位置にかかわりなく、その位置情報を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の第１実施例を示す位置検出装置の
断面図である。

【図２】　　本発明の第２実施例を示す位置検出装置の
断面図である。

【図３】　　ディスクの形状を示す図である。

【図４】　　従来の位置検出装置を示す断面図である。

【図５】　　ディスクの形状を示す図４のＡ−Ａ矢視図
である。

【符号の説明】

４…軸、　　５…ディスク、　　６…発光素子、　　７
…受光素子、８…光ファイバーケーブル、　　１１…ハ
ーフミラー、　　１２…ミラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　受光素子で検出された光の検出レベル
の変化に基づいて移動体の位置を検出する位置検出装置
において、被検出体に結合され、光の反射面および吸収
面が交互に、かつ前記被検出体の移動方向に予定間隔で
配列されたプレートと、一方の端面を前記反射面および
吸収面の列の一部に対向させて配置した光ファイバーケ
ーブルと、この光ファイバーケーブルの他方の端面に対
向して設けられた発光素子と、この発光素子で発生され
、前記光ファイバーケーブルを通り、前記プレートの反
射面で反射された光を受光するように配置された受光素
子とを具備したことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】　　受光素子で検出された光の検出レベル
の変化に基づいて移動体の位置を検出する位置検出装置
において、被検出体に設けられ、光の反射面および吸収
面が交互に、かつ前記被検出体の移動方向に予定間隔で
配列された明暗パターンと、一方の端面を前記明暗パタ
ーンの一部に対向させて配置した光ファイバーケーブル
と、この光ファイバーケーブルの他方の端面に対向して
設けられた発光素子と、この発光素子で発生され、前記
光ファイバーケーブルを通り、前記プレートの反射面で
反射された光を受光するように配置された受光素子とを
具備したことを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】　　受光素子で検出された光の検出レベル
の変化に基づいて移動体の位置を検出する位置検出装置
において、被検出体に結合され、前記被検出体の移動方
向に予定間隔で列をなした複数の孔が穿設されたプレー
トと、一方の端面を前記複数の孔の列の一部に対向させ
て配置した光ファイバーケーブルと、前記プレートの前
記光ファイバーケーブルの反対側に、前記光ファイバー
ケーブルの一方の端面に対向させて設けられた光反射手
段と、前記光ファイバーケーブルを通り、前記光反射手
段で反射された光を受光するように配置された受光素子
とを具備したことを特徴とする位置検出装置。
【請求項４】　　前記予定間隔が、等間隔であることを
特徴とする請求項１〜３記載の位置検出装置。
【請求項５】　　前記予定間隔が、被検出体の所望の検
出位置に対応させて設定されていることを特徴とする請
求項１〜３記載の位置検出装置。
【請求項６】　　前記被検出体が、エンジンのカムシャ
フトであり、前記予定間隔が、複数の気筒の配列角度間
隔に対応していることを特徴とする請求項５記載の位置
検出装置。