JPH11247747A - 内燃エンジンのクランク角検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の検知信号を生成する構造でしかも小型
化を図ることができるクランク角検出装置を提供する。 【解決手段】 内燃エンジンのクランク軸に連動して回
転する円盤状回転体の被検出片がその回転軸に直角な１
つの側面上の半径方向において互いに異なる位置にある
複数の円環状領域に亘って分布ししかも円環状領域毎に
分布密度が異なるように着磁により形成され、１つの側
面に対向して検知信号を発生するピックアップが設けら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃エンジンのク
ランク軸の回転角度位置を検知して検知信号を生成する
クランク角検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃エンジンへ燃料をインジェクタによ
って噴射供給するための燃料噴射タイミングや点火プラ
グに火花放電させる点火タイミングを制御する場合に、
エンジンのクランク軸の基準角度位置から回転角度位
置、すなわちクランク角をクランク角検出装置によって
検出し、そのクランク角に基づいてそれらのタイミング
が設定される。クランク角検出装置からはタイミングを
示す検知信号として、通常、クランク角度の所定角度毎
のクランク角信号と、ピストンが上死点位置にある時点
を示すＴＤＣ信号とが出力される。

【０００３】クランク角検出装置は、通常、図１及び図
２に示すようにクランク軸１の回転に応じて回転するド
ラム状の回転体２とその外周近傍に配置されたピックア
ップ３とから構成される（例えば、特開平４−２０３２
２６号公報）。回転体２の外周面には所定の角度毎に磁
性部材からなる複数の被検出片４，５が形成されてい
る。ピックアップ３は磁束変化又は磁束を検出するもの
であり、例えば、磁気ピックアップやＭＲ（磁気抵抗）
素子ピックアップからなる。クランク軸に連動して回転
体が回転すると、いずれかの被検出片がピックアップ３
近傍に接近したときピックアップ３からは検知信号が生
成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
クランク角検出装置は、クランク角信号及びＴＤＣ信号
の如き複数の検知信号を生成するために回転体の外周近
傍にピックアップを設けると、そのピックアップの大き
さ以上に回転体の外部に突出し、また、回転体の外周面
に回転方向に各検知信号用の被検出片列が平行して形成
されるので、回転体の回転軸方向の厚さも必要となる。
すなわち、複数の検知信号を生成するためにはクランク
角検出装置は比較的大きくなってしまうという問題があ
った。

【０００５】そこで、本発明の目的は、複数の検知信号
を生成する構造でしかも小型化を図ることができるクラ
ンク角検出装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のクランク角検出
装置は、内燃エンジンのクランク軸に連動して回転しか
つその外周部に複数の被検出片を備えた円盤状回転体
と、前記回転体の外周部近傍に配置されて前記被検出片
の接近に感応して検知信号を発生するピックアップと、
を含むクランク角検出装置であって、被検出片が前記回
転体の回転軸に直角な１つの側面上の半径方向において
互いに異なる位置にある複数の円環状領域に亘って分布
ししかも円環状領域毎に分布密度が異なるように着磁に
より形成され、１つの側面に対向してピックアップが設
けられていることを特徴としている。

【０００７】すなわち、本発明によれば、回転体の回転
軸に直角な１つの側面に検知信号生成用の被検出片が円
環状領域毎に着磁形成されるので、回転体を薄い厚さで
形成することができ、またピックアップは回転体の外周
より大きく突出することがない。よって、複数の検知信
号を生成する構造でしかも小型化を図ることができ、更
に、装置自身の配置自由度が増す。

【０００８】かかる構成において、被検出片をオイルポ
ンプのロータに設け、ピックアップをオイルポンプに取
り付けることにより、部品点数の削減が可能であると共
に、オイルポンプ単体でクランク角検出装置の性能確認
も可能である。また、本発明のクランク角検出装置は、
内燃エンジンのクランク軸に連動して回転しかつその外
周部に複数の被検出片を備えた円盤状回転体と、回転体
の外周部近傍に配置されて被検出片の接近に感応して検
知信号を発生するピックアップと、を含むクランク角検
出装置であって、被検出片が回転体の回転軸に直角な１
つの側面上の半径方向において互いに異なる位置にある
複数の円環状領域に亘って分布ししかも円環状領域毎に
分布密度が異なるように設けられ、１つの側面に対向し
てピックアップが設けられ、複数の円環状領域のうち外
周側の円環状領域ほど被検出片の分布密度が低いことを
特徴としている。

【０００９】この本発明の構成によれば、円盤状回転体
の外周部の複数の円環状領域のうち外周側の円環状領域
ほど被検出片の分布密度を低くすることにより、回転体
とピックアップとの間の精度を要求される高分布密度の
被検出片が回転体の内周側に形成されることになる。よ
って、回転体の外周ほど回転時の振れが大きくなる場合
でも回転体の高分布密度の被検出片とピックアップとの
間隔の変化を極力小さくすることができ、高分布密度の
被検出片の検出に対する悪影響を抑えることができる。

【００１０】更に、本発明のクランク角検出装置は、内
燃エンジンのクランク軸に連動して回転しかつその外周
部に複数の被検出片を備えた円盤状回転体と、回転体の
外周部近傍に配置されて被検出片の接近に感応して検知
信号を発生するピックアップと、を含むクランク角検出
装置であって、被検出片が回転体の回転軸に直角なエン
ジン本体側の１つの側面上の半径方向において互いに異
なる位置にある複数の円環状領域に亘って分布ししかも
円環状領域毎に分布密度が異なるように設けられ、ピッ
クアップは１つの側面に対向しつつ内燃エンジンの本体
ブロックに固定され、回転体はその外周部分に回転軸に
平行にエンジン本体側に延出する折曲部を有することを
特徴としている。

【００１１】この本発明の構成によれば、ピックアップ
の取付剛性が高くなると共に、取付スペースも小型化す
ることができる。更に、回転体の外周部分に回転軸に平
行に延出する折曲部により被検出片に異物が付着するこ
とも防止することができる。また、折曲部を有すること
により、回転時の振れを抑えることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しつつ詳細に説明する。図３及び図４は本発明による
クランク角検出装置を示している。このクランク角検出
装置は円盤状の回転体１１と、ピックアップ１２とを備
えている。回転体１１はその回転軸に対して垂直になる
ようにクランク軸１３に固定されており、クランク軸１
３の回転に連動して回転するようにされている。

【００１３】クランク軸１３は図５に概略的に示すよう
に、４気筒４サイクル内燃エンジンのエンジン本体ブロ
ック２１においてシリンダ部２２と図示しないオイルポ
ンプ２８を備えるポンプ室２３とを介して回転自在に保
持されている。シリンダ部２２とポンプ室２３との間に
ブロック２１と一体となった壁部２４が形成され、オイ
ルポンプ２８は壁部２４に取り付けられている。回転体
１１はポンプ室２３内のオイルポンプ２８に近い位置に
配設され、ピックアップ１２はオイルポンプ２８に固着
されて回転体１１に対向している。なお、図５におい
て、符号２５はフライホイールであり、符号２６はプー
リであり、符号２７はオイルパンである。また、上記の
エンジン本体とは、シリンダヘッド、シリンダブロッ
ク、或いはそれらに取り付けられるオイルポンプ等を意
味する。

【００１４】回転体１１は例えば、合成樹脂からなる基
板１１ａを有し、その基板１１ａの一方の面には磁性材
が塗布されて磁性塗布層１４が形成されている。磁性塗
布層１４の表面はクランク軸１３に直角な平面である。
磁性塗布層１４には着磁装置（図示せず）により実際に
は見えないが、図３に示すように磁化された被検出片１
５、１６が形成されている。すなわち、磁性塗布層１４
の最も外周側には１度毎にクランク角信号用の被検出片
１５の列が円環状に形成され、その内周側には被検出片
１５の列に隣接して４つのＴＤＣ信号用の被検出片１６
が４気筒エンジンであるので９０度間隔で形成されてい
る。被検出片１５列が形成された円環状領域と４つの被
検出片１６が形成された円環状領域とは同一の回転軸か
ら半径方向に互いに異なる位置にある。

【００１５】ピックアップ１２は、例えば、ＭＲ素子ピ
ックアップであり、回転体１１の磁性塗布層１４側面の
被検出片１５，１６各々の円環状領域の一部に対向する
ように壁部２４に固着されている。また、ピックアップ
１２は被検出片１５と被検出片１６とを個別に検出する
ようにされている。このような構成により、クランク軸
１３の回転に連動して回転体１１が回転すると、回転体
１１の磁性塗布層１４表面に対向するピックアップ１２
は被検出片１５が接近する毎にパルスを生成し、このパ
ルスがクランク角信号となる。またピックアップ１２は
被検出片１６が接近する毎にパルスを生成し、このパル
スがＴＤＣ信号となる。

【００１６】回転体１１の半径方向の回転振れがあって
も回転体１１とピックアップ１２との間の間隙は例え
ば、０．３〜０．５ｍｍのように狭くすることができ
る。このことは、クランク角信号のように１度毎のパル
ス生成をする場合には被検出片列の被検出片の間隔が狭
くなるので、隣接の被検出片からの磁気的影響を防止し
て各被検出片毎に明確なパルスを生成するために有効で
ある。

【００１７】また、ピックアップ１２をエンジンブロッ
ク２１と一体となった壁部２４に固定することにより、
ピックアップ１２は壁部２４の機械加工面に取り付けら
れるので、取り付け誤差を小さくすることができる。上
記した実施例においては、クランク角信号用の被検出片
１５の円環状領域における分布密度はＴＤＣ信号用の被
検出片１６の分布密度より高いので、被検出片１５は被
検出片１６より回転体１１の外周側に形成されている。
これにより、被検出片１５の列の被検出片間隔を大きく
することができるので、被検出片１５各々を精度よく形
成することができると共に着磁が容易になる。更に、隣
接の被検出片からのピックアップへの磁気的影響を防止
することができる。

【００１８】また、図６に示すように、低分布密度のＴ
ＤＣ信号用の被検出片１６を高分布密度のクランク角信
号用の被検出片１５より回転体１１の外周側に形成する
こともできる。この場合には、回転体１１の外周ほど回
転時の振れが大きいので、回転体１１とピックアップ１
２との間の精度を比較的要求されないＴＤＣ信号用の被
検出片１６を回転体１１の外周側に形成しても悪影響は
ほとんど生じない。

【００１９】上記した実施例においては回転体１１は図
３及び図４に示したように突出部がない円盤形状であっ
たが、図７に示すように回転体１１の外周部分に回転軸
に平行に延出した折曲部１７を形成しても良い。こうす
ることにより、回転体１１の振れを防止することができ
る。また、折曲部１７により回転体１１自身の剛性も向
上し、検出精度の向上に寄与する。

【００２０】また、図７では折曲部１７はピックアップ
１２とは逆側に曲げられているいるが、図８に示すよう
にピックアップ１２側に曲げられた折曲部１８を回転体
１１に形成しても良い。この場合には折曲部１８は磁性
塗布層１４に異物が付着することを防止する保護壁のよ
うに作用する。特に、図８に示したように、折曲部１８
がピックアップ１２の外周を覆うように配置されている
ので、被検出片が形成された磁性塗布層１４への異物の
付着防止効果が高くなっている。

【００２１】更に、図７及び図８に示したように磁性塗
布層１４は回転体１１の一方の面の全面に形成するので
はなく、着磁により被検出片を形成する外周部分だけに
設けても良い。図９及び図１０はピックアップと被検出
片とをオイルポンプ内に形成したクランク角検出装置を
示している。この実施例においては、オイルポンプ４１
のハウジング４２が軸受４０を介してクランク軸４３を
回転自在に支持している。オイルポンプ４１のドライブ
ロータ（インナーロータ）４４は図１０に示すように環
状に形成され、その外周は波形にされている。また、ド
ライブロータ４４の開口部にはクランク軸４３が挿入さ
れ、クランク軸４３の回転に連動してドライブロータ４
４が回転するようになっている。ドライブロータ４４の
外周波部とは円環状のドリブンロータ（アウタロータ）
４５が係合している。ドリブンロータ４５の内周は波形
に形成されており、ドリブンロータ４５の内周波形はド
ライブロータ４４の外周波形より若干大きく形成されて
いる。ドライブロータ４４の回転によってドリブンロー
タ４５はその回転中心軸がドライブロータ４４の回転中
心軸の周りを円移動しながら回転するようになってい
る。ドリブンロータ４５の１つの側面の外周側には磁気
塗布層４６が形成され、その磁気塗布層４６には実際に
は見えないが、図１０に示すようにクランク角信号用の
被検出片４７及びＴＤＣ信号用の被検出片４８が着磁形
成されている。磁気塗布層４６に対向するようにピック
アップ４９がハウジング４２にシール部材５０を介して
固着されている。

【００２２】このようにオイルポンプ４１のドリブンロ
ータ４５に被検出片４７，４８を形成し、更にピックア
ップ４９をハウジング４２に取り付けているので、部品
点数の削減が可能になると共に、オイルポンプ単体でク
ランク角検出装置の性能確認もできるという利点もあ
る。なお、上記した各実施例においては、クランク角信
号及びＴＤＣ信号からなる２つの検知信号を生成するク
ランク角検出装置を示しているが、更に基準気筒を示す
基準信号等の信号を含む３つ以上の検知信号を生成する
ようにしても良い。

【００２３】また、上記した各実施例においては、ピッ
クアップがＭＲ素子ピックアップであるが、ホール素子
ピックアップでも良い。更に、上記した実施例において
は、被検出片は磁気的に検出されるが、光学的に検出す
るようにしても良い。また、被検出片は磁性部材を回転
体から突出形成したものでも良い。更に、上記した各実
施例においては、単体のピックアップ１２（又は４９）
が２つの検知信号を出力するが、被検出片１５（又は４
７）と被検出片１６（又は４８）とで個別にピックアッ
プを設けても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上の如く、本発明のクランク角検出装
置によれば、回転体の回転軸に直角な１つの側面に検知
信号生成用の被検出片が円環状領域毎に着磁形成される
ので、回転体を薄い厚さで形成することができ、またピ
ックアップは回転体の外周より大きく突出することがな
い。よって、複数の検知信号を生成する構造でしかも小
型化を図ることができ、更に、装置自身の配置自由度が
増す。

【００２５】その被検出片をオイルポンプのロータに設
け、ピックアップをオイルポンプに取り付けることによ
り、部品点数の削減が可能であると共に、オイルポンプ
単体でクランク角検出装置の性能確認も可能である。ま
た、本発明のクランク角検出装置によれば、円盤状回転
体の外周部の複数の円環状領域のうち外周側の円環状領
域ほど被検出片の分布密度を低くすることにより、回転
体とピックアップとの間の精度を要求される高分布密度
の被検出片が回転体の内周側に形成されることになる。
よって、回転体の外周ほど回転時の振れが大きくなる場
合でも回転体の高分布密度の被検出片とピックアップと
の間隔の変化を極力小さくすることができ、高分布密度
の被検出片の検出に対する悪影響を抑えることができ
る。

【００２６】更に、本発明のクランク角検出装置によれ
ば、被検出片が回転体の回転軸に直角なエンジン本体側
の１つの側面上の半径方向において互いに異なる位置に
ある複数の円環状領域に亘って分布ししかも円環状領域
毎に分布密度が異なるように設けられ、ピックアップは
１つの側面に対向しつつ内燃エンジンの本体ブロックに
固定され、回転体はその外周部分に回転軸に平行にエン
ジン本体側に延出する折曲部を有するので、ピックアッ
プの取付剛性が高くなると共に、取付スペースも小型化
することができる。更に、回転体の外周部分に回転軸に
平行に延出する折曲部により被検出片に異物が付着する
ことも防止することができ、また、回転時の振れを抑え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のクランク角検出装置のクランク軸平行側
部を示す図である。

【図２】図１の従来のクランク角検出装置のクランク軸
方向側部を示す図である。

【図３】本発明によるクランク角検出装置のクランク軸
方向側部を示す図である。

【図４】図３のクランク角検出装置のクランク軸平行側
部を示す図である。

【図５】エンジン本体の概略を示す図である。

【図６】本発明によるクランク角検出装置のクランク軸
方向側部を示す図である。

【図７】本発明の他の実施例を示す図である。

【図８】本発明の他の実施例を示す図である。

【図９】本発明によるクランク角検出装置のクランク軸
方向側部を示す図である。

【図１０】図９のクランク角検出装置のクランク軸平行
側部を示す図である。

【主要部分の符号の説明】

１，１３，４３ クランク軸 ２，１１ 回転体 ３，１２，４９ ピックアップ １４，４６ 磁性塗布層 １５，１６，４７，４８ 被検出片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福地 博直 埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社 本田技術研究所内 (72)発明者 澤村 和同 埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社 本田技術研究所内 (72)発明者 沖 秀行 埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社 本田技術研究所内 (72)発明者 安部 賢二 埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社 本田技術研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃エンジンのクランク軸に連動して回
   転しかつその外周部に複数の被検出片を備えた円盤状回
   転体と、前記回転体の外周部近傍に配置されて前記被検
   出片の接近に感応して検知信号を発生するピックアップ
   と、を含むクランク角検出装置であって、 前記被検出片が前記回転体の回転軸に直角な１つの側面
   上の半径方向において互いに異なる位置にある複数の円
   環状領域に亘って分布ししかも前記円環状領域毎に分布
   密度が異なるように着磁により形成され、 前記１つの側面に対向して前記ピックアップが設けられ
   ていることを特徴とするクランク角検出装置。
2. 【請求項２】 前記被検出片はオイルポンプのロータに
   設けられ、前記ピックアップはオイルポンプに取り付け
   られていることを特徴とする請求項１記載のクランク角
   検出装置。
3. 【請求項３】 内燃エンジンのクランク軸に連動して回
   転しかつその外周部に複数の被検出片を備えた円盤状回
   転体と、前記回転体の外周部近傍に配置されて前記被検
   出片の接近に感応して検知信号を発生するピックアップ
   と、を含むクランク角検出装置であって、 前記被検出片が前記回転体の回転軸に直角な１つの側面
   上の半径方向において互いに異なる位置にある複数の円
   環状領域に亘って分布ししかも前記円環状領域毎に分布
   密度が異なるように設けられ、 前記１つの側面に対向して前記ピックアップが設けら
   れ、 前記複数の円環状領域のうち外周側の円環状領域ほど前
   記被検出片の分布密度が低いことを特徴とするクランク
   角検出装置。
4. 【請求項４】 内燃エンジンのクランク軸に連動して回
   転しかつその外周部に複数の被検出片を備えた円盤状回
   転体と、前記回転体の外周部近傍に配置されて前記被検
   出片の接近に感応して検知信号を発生するピックアップ
   と、を含むクランク角検出装置であって、 前記被検出片が前記回転体の回転軸に直角なエンジン本
   体側の１つの側面上の半径方向において互いに異なる位
   置にある複数の円環状領域に亘って分布ししかも前記円
   環状領域毎に分布密度が異なるように設けられ、 前記ピックアップは前記１つの側面に対向しつつ前記内
   燃エンジンの本体ブロックに固定され、 前記回転体はその外周部分に前記回転軸に平行にエンジ
   ン本体側に延出する折曲部を有することを特徴とするク
   ランク角検出装置。