JPS5828526B2 - 回転検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車におけるエンジンのクランク軸等の回転
位置を検出する装置において、クランク軸等の回転速度
にかかわらずおくれることなく回転位置を検出する回転
位置検出装置に関するものである。

従来、例えば自動車のエンジンのクランク軸等の回転を
検出する装置としては、磁性体にコイルを巻いて回転体
に対向せしめ、回転体の凹凸による磁束変化によってコ
イルに交番起電力を誘起して回転体の回転を検出するも
のがある。

しかるに、この種の装置においては、コイルに誘起され
る交番起電力はそれに供する磁束変化、すなわち回転体
の回転速度に影響され、回転体の回転速度が低い場合に
は、コイルに交番起電力がほとんど発生せず、回転体の
回転検出が不可能であるという欠点がある。

本発明は上記欠点を解消するものであり、回転体に取り
つけられたプレートとそのプレートに対向配置され、ハ
ウジングに固定されたプレートとを有し、かつ前記両プ
レートの対向する面に一定間隔で円周方向に配列された
電極を有し、回転により一方のプレートの電極と他方の
プレートの電極とが対向または対向しない場合を、ＬＣ
共振回路の共振波形にて検知することにより、良好に前
記回転体の回転を検出することのできる回転検出装置を
提供することを目的とする。

以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図は本発明装置の全体の構成を示す断面図であり、
１００はベアリング１１０の外側に固定されたハウジン
グ、１２０はベアリング１１０の内側に固定されたシャ
フト、１３０は検出回路部１０１を収納したプリント板
でハウジング１００に固定されている。

さらに１４０はハウジング１００にねじ１７０により固
定されたプリント板よりなる第１のプレート、１５０は
ねじ１８０によって回転体１６０に固定されたプリント
板よりなる第２のプレートであり、回転体１６０はねじ
１９０によってシャフト１２０に固定されているので、
シャフト１２０の回転により前記第２のプレート１５０
は前記第１のプレート１４０に対向して回転する。

また、第２図ａ、ｔ）は前記第１プレート１４０及び第
２のプレート１５０の各対向面１４０ａ及び１５０ａ面
を示す平面図であり、同図ａに示す如く、第１のプレー
ト１４０にはくし状の第１の電極１４１が印刷により配
置されており、この第１の電極１４１は前記検出回路部
１０１からの信号がリード線１０２により接続部１４２
を介して伝達されている。

また、同図すに示す如く、第２のプレート１５０には第
１のプレート１４０の電極１４１と対応して第２の電極
１５１が印刷により配置されており、この第２の電極１
５１は接続部１５２を介して（導電体よりなる回転体１
６０及びシャフト１２０を通して）アースされている。

次に、第３図に前記第１のプレート１４０の第１の電極
１４１及び第２のプレート１５０の第２の電極１５１と
で構成されたコンデンサ３３２を一要素とする前記検出
回路部１０１の詳細電気結線図を示す。

この第３図において、３００は蓄電池、３０Ｌ３０２は
電源端子及びアース端子であり、３０３は前記第２のプ
レート１５０の回転に応じて″１パあるいは０”の信号
を出力する出力端子である。

３１０は発振回路で、インバータゲート３１１．水晶振
動子３１５、抵抗３１３，３１４、コンデンサ３１６，
３１７により構成される高周波発振回路と、反転増幅用
インバータゲート３１２とによって構成されており、一
定周波数の発振信号が信号線１０に現われる。

３２０は分周回路であり、後述の共振回路３３０の共振
出力が最大となる周波数にバイナリカウンタ３２１によ
って分周され（以下これを基本周波数と呼ぶ）、インバ
ータゲート３２２，３２３，３２４によって反転増幅さ
れた後、ＬＣ共振回路３３０に送られている３このＬＣ
共振回路３３０はコイル３３１と前述したコンデンサ３
３２とによって構成されており、前記第２のプレート１
５０の回転に応じてコンデンサ３３２の静電容量が変化
し、基本周波数とは位相の異なった出力（以下共振波形
と呼ぶ）が得られる。

３４０はリミッタ回路であり、カップリング用コンデン
サ３４１とダイオード３４２゜３４３とで構成されてお
り、ＬＣ共振回路３３０で得られた共振波形を上限レベ
ルが電源電圧レベル、下限レベルがアース電位によって
クリップして、反転増幅用インバータゲート３５１に送
っている。

３５０は位相検出回路で、Ｄタイプフリップフロップ３
５４及び３５５のデータ端子には、前記基本周波数をイ
ンバータゲート３５３により反転増幅した波形が送られ
ており、またＤタイプフリップフロップ３５４のクロッ
ク端子には、前述の反転増幅用インバータゲート３５１
を通って得られた波形をさらに反転増幅用インバータゲ
ート３５２を介して、またＤタイプフリップフロップ３
５５のクロック端子には、前述の反転増幅用インバータ
ゲート３５１を通って得られた波形がそれぞれ入力され
ており、Ｄタイプフリップフロップ３５４及び３５５の
出力信号はＮＡＮＤゲート３５６，３５７，３５８，３
５９でさらに論理演算されて、出力回路３６０のトラン
ジスタ３６３をオンあるいはオフさせることにより、出
力端子３０３に０”あるいは′１”の信号となって現わ
れる。

出力回路３６０において、３６１，３６２は抵抗である
。

次に、上記構成においてその動作を説明する。

まず、第３図において、ＬＣ共振回路３３０に交流信号
Ｅｍｓｉｎ（ωｔ＋θ）を印加した場合について、その
動作を説明する。

コイル３３１のインダクタンスをし、抵抗成分をＲ、コ
ンデンサ３３２のキャパシタンスをＣとすると、コイル
３３１を流れる電流１８は であり、コイル３３１とコンデンサ３３２の結線部に現
われる電圧ＩＥＩは となり、電圧ＩＥＩはコンデンサ３３２のキャパシタン
スＣによって、交流信号Ｅｍｓｉｎ（ｗｔ＋θ）に対し
て位相の変化する信号となっている。

第４図Ｃに示す如く、第２のプレート１５０の第２の電
極１５１が第１のプレート１４０の第１の電極１４１と
半分だけ対応している時の前記ＬＣ共振回路３３０の共
振周波数が前述の基本周波数と一致しているとする。

そこで、同図ａに示す如く、第２の電極１５１が第１の
電極１４１と完全に対応する位置にある時、第１、第２
の電極１４１及び１５１とで構成されるコンデンサ３３
２の静電容量は最大となり、また、同図すに示す如く、
電極１５１が電極１４１とほとんど対応していない時、
前述のコンデンサ３３２の静電容量は最小となる。

それゆえ、静電容量が最大となる第４図ａの場合には、
基本周波数との位相のずれは最大となり、第５図すに示
すように基本周波数３０とはほぼ１８０度遅れた波形４
０となり、また、静電容量が最小となる第４図すの場合
には、第５図Ｃで示すように基本周波数３０とほぼ同位
相の共振波形５０が現われる。

また、第５図ｄの波形は第４図Ｃの場合の共振波形６０
である。

以上述べたように、前記第２のプレート１５０の電極１
５１の移動により、第３図図示のＬＣ共振回路３３０の
出力端子には前記基本周波数と同位相（第１のプレート
１４０の第１の電極１４１と第２のプレート１５０の第
２の電極１５１とが対応した時）あるいは逆位相（第１
の電極１４１と第２の電極１５１とが対応していない時
）の波形が順次現われるので、Ｄタイプフリップフロッ
プ３５４及び３５５で、基本周波数をインバータゲート
３５３によって反転増幅した信号とＬＣ共振回路３３０
の出力信号との位相差を論理演算することにより、出力
端子３０３に−１・・あるいは”Ｏ・の信号を出力させ
る。

また、第３図のＮＡＮＤゲート３５６，３５７゜３５８
．３５９で構成されるフリップフロップは出力端子３０
３に現われる出力信号の“１・゛から・Ｏｎにあるいは
ｅｔｏｔｔから・ｌν・に変化する時のチャタリング防
止用である。

なお、上述した実施例においては、第２の電極１５１を
アースしたが、スリップリングやブラシ等の信号伝達手
段によって回転側の第２の電極１５１と固定側の検出回
路部１０１との間の信号伝達をするようにしてもよい。

以上述べたように本発明装置においては、回転体に取り
付けた第２のプレートと、固定側に取り付けた第１のプ
レートとに、それぞれ同一間隔で円周方向に電極を配置
し、それらで構成されるコンデンサを一要素とするＬＣ
共振回路の共振波形の位相ずれにより回転を検出するか
ら、コンデンサ容量の変化によって低速回転においても
回転を良好に検出できるという優れた効果がある。

また、前記回転体に取り付けた第２のプレートに配置し
た第２の電極をアースすることにより、回転する第１プ
レートからは伺らの接続線を施すこともなく、例えば回
転体がアースされている場合でも、直接第２のプレート
を回転体に固定することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例の全体の構成を示す縦断
面図、第２図ａ、ｂは第１図図示装置における第１、第
２のプレートをそれぞれ示す正面図、第３図は第１図図
示装置における検出回路部の詳細電気結線図、第４図ａ
、ｂ、ｃは第１図図示装置の作動説明に供する電極の各
状態における電気回路図、第５図は第１図図示装置の作
動説明に供する各都電圧信号波形図である。 １０１・・・検出回路、１４０・・・第１のプレート、
１４１・・・第１の電極、１５０・・・第２のプレート
、１５１・・・第２の電極、１６０・・・回転体、３１
０゜３２０・・・周期信号供給回路を構成する発振回路
と分周回路、３３０・・・ＬＣ共振回路、３３１・・・
コイル、３３２・・・コンデンサ、３５０・・・位相検
出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同一間隔で円周方向に配列した第１の電極を有する
   第１のプレートと、前記第４の電極と対向する位置に同
   一間隔で円周方向に配置１ルた第２の電極を有し回転体
   と共に回転する第２のプレートと、前記第１、第２の電
   極によって形成されるコンデンサとコイルとによって構
   成されるＬＣ共振回路と、このＬＣ共振回路に所定周期
   で信号を供給する周期信号供給回路と、この周期信号供
   給回路の出力信号と前記ＬＣ共振回路の出力信号との位
   相状態を検出して回転を検出する位相検出回路とを備え
   ることを特徴とする回転検出装置。 ２ 前記第２の電極はアースされていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の回転検出装置。