JPH0786406B2 - クランク角センサ - Google Patents

クランク角センサ

Info

Publication number
JPH0786406B2
JPH0786406B2 JP60023305A JP2330585A JPH0786406B2 JP H0786406 B2 JPH0786406 B2 JP H0786406B2 JP 60023305 A JP60023305 A JP 60023305A JP 2330585 A JP2330585 A JP 2330585A JP H0786406 B2 JPH0786406 B2 JP H0786406B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
track
magnetic
cylinder
recording medium
magnetic recording
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60023305A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61182505A (ja
Inventor
正 高橋
邦夫 宮下
昭一 川又
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60023305A priority Critical patent/JPH0786406B2/ja
Priority to EP86101060A priority patent/EP0190639B1/en
Priority to DE8686101060T priority patent/DE3679915D1/de
Priority to CA000500860A priority patent/CA1244904A/en
Priority to KR1019860000655A priority patent/KR920003298B1/ko
Priority to US06/825,975 priority patent/US4694688A/en
Priority to CN86100488.4A priority patent/CN1003958B/zh
Publication of JPS61182505A publication Critical patent/JPS61182505A/ja
Publication of JPH0786406B2 publication Critical patent/JPH0786406B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P7/00Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/06Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of circuit-makers or -breakers, or pick-up devices adapted to sense particular points of the timing cycle
    • F02P7/067Electromagnetic pick-up devices, e.g. providing induced current in a coil
    • F02P7/0675Electromagnetic pick-up devices, e.g. providing induced current in a coil with variable reluctance, e.g. depending on the shape of a tooth

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気抵抗素子により、エンジンのクランク角
の位置検出を行なうクランク角センサに関する。
〔発明の背景〕
クランク角センサとして磁気抵抗素子を用いたものとし
ては特開昭57−133311号、実開昭55−179317号があり、
前者はエンジンの気筒数nに対して全周をn等分の磁
石、n×21等分の磁石、n×22等分の磁石を積層したも
のであり、後者は単位角度情報と基準角度情報を有する
ディスクを用いたものである。
しかし、特開昭57−133311号公報に開示されている技術
では、単位ピッチの長さ(単位磁極N−Sの長さ)が大
幅に異なるものを積層しているため、各層間で異なる極
性が隣接することから磁気干渉が生じてしまうという問
題がある。このように、磁気干渉が生じてしまうと、磁
気抵抗素子に加わる磁界が正確な磁気信号と異なってし
まう。したがって磁気抵抗素子には記録信号に比例した
磁界が加えられないこととなる。
実開昭55−179317号公報に開示の技術においても、基準
角度情報を記録したディスクの単位ピッチと単位角度情
報を記録したディスクの単位ピッチとではピッチ長さが
大幅に異なっているから同様の問題がある。両情報の単
位ピッチの長さを同じにした場合は、両情報の出力パル
ス幅が同じとなってしまう。
しかし、実開昭55−179317号公報に開示されているよう
なエンジン制御においては、基準角度情報のパルス幅に
対して単位角度情報のパルス幅が数倍程度狭いことが必
要であり、従来は基準角度情報の単位ピッチ長さと角度
情報の単位ピッチ長さとを異なるようにせざるを得なか
った。
また、各トラックの単位ピッチ長さは短い方が高パルス
とすることができて、検出信号のエッジ部の傾斜を大き
くできることによる磁気信号検出精度の向上も図ること
ができる。しかし、上述の何れの従来技術においても、
単位ピッチ長さの比較的長い単位磁極N−Sが形成され
ていることから、このような単位磁極N−Sにおいては
検出信号のエッジ部の傾斜が小さく、磁気信号検出精度
は高くなかった。
〔発明の目的〕
本発明は、磁気干渉を防止でき、かつ、検出信号のエッ
ジ部の傾斜をすべて一律に大きくすることで検出精度の
向上を図ることができるクランク角センサを提供するこ
とを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、クランク軸に同期して回転する磁気記録媒体
と、この磁気記録媒体と所定間隔をとって対向して配置
されこの磁気記録媒体からクランク軸の回転角度情報を
検出する磁気センサとを備えたクランク角センサについ
て、まず、磁気記録媒体は角度トラックと気筒トラック
と或いはこれに基準位置トラックとを有するものであ
る。磁気記録媒体は、その表面上に設けられ、分割され
た角度トラックと気筒トラックと(或いは、さらに、基
準位置トラックと)を有している。このすべてのトラッ
クは、その全ての単位磁極N−Sが同一のピッチ長さで
ある。何れのトラックも同一トラック内で隣あう単位磁
極N−Sを同極同士であり、各トラック間で隣あう磁極
はすべて同極としている。気筒トラックは各気筒ごとに
単位磁極N−Sを連続的に複数個備えていると共に各気
筒ごとに単位磁極N−Sの個数は異なって設けられいる
(或いは、さらに、基準位置トラックは基準位置に対応
して単位磁極N−Sを連続的に複数個備えている。)。
また、磁気センサは各トラック毎に設けられた磁気抵抗
素子を備えている。そして、各トラックのうち少なくと
も気筒トラック(或いは、さらに、基準位置トラック)
に対応した磁気抵抗素子は単位磁極N−Sの長さの1/4
〜3/4の間隔をあけて複数個設けられたものである。さ
らに、気筒トラック(或いは、さらに、基準位置トラッ
ク)の各複数個の磁気抵抗素子からの出力を加え合わせ
て、気筒信号(或いは、さらに、基準位置信号)を得る
信号処理手段を有している。
このような構成とすることによって、次のような作用を
奏する。
各トラックは単位磁極N−Sの、その同極同士を隣接さ
せているから、交互に向きの変わる磁界を各トラック単
位磁極N−Sの並列方向に生じ、この磁界の大きさは山
と谷とを繰り返しつつ変動する。この磁界の変動は、各
トラックごとに設けられた磁気抵抗素子により検出され
る。例えば、磁気抵抗素子を単位磁極N−Sの長さの1/
2の間隔をあけて二つ設けた場合で説明すると、2つの
磁気抵抗素子で1つのトラックから検出する磁界の起伏
は、この起伏の一回の変動を一周期とすると、π/2ずれ
ることになる。よって、気筒トラック(或いは、さら
に、基準位置トラック)の各複数個の磁気抵抗素子から
の出力を加え合わせて、気筒信号(或いは、さらに、基
準位置信号)を得ることができる。
例えば、ブリッジ回路の隣あう二辺に夫々この2つの磁
気抵抗素子を入れ、他の二辺に抵抗値同一の固定抵抗器
を入れて、この固定抵抗器側と磁気抵抗素子側との間に
電圧を印加してやれば、抵抗器と磁気抵抗素子との2つ
ある結線間をブリッジとし、このブリッジ間に取り出さ
れる電圧値は、単位磁極N−Sがトラック中で連続的に
並んでいる部分においては、一定値以上の大きさを下回
らない範囲で比較的小さな連続的な起伏を描く。したが
って、このブリッジ間の出力電圧を電圧比較器などにか
ければ、方形波の連続的な凸部が出力される。したがっ
て、方形波の連続的な凸部を出力したい部分に単位磁極
N−Sを連続的に設け、方形波の連続的な凹部を出力し
たい部分には設けなければ、各種各様のパルス幅を持つ
出力パルスを得ることができるので、単位磁極N−Sの
ピッチを全て同一にしても異なるパルス幅のパルスを出
力するのに支障はない。
本発明は、単位磁極N−Sを同一ピッチ長さとし、同一
のトラック内で隣あう単位磁極N−Sを同極同士として
いるので、隣あうトラック間で隣あう磁極をすべて同極
とすることができる。よって、この隣あう両磁極は磁極
が互いに反撥しあうので磁気干渉が生じず、記録信号に
比例した磁界が磁気抵抗素子に加えられる。
また、何れの単位磁極N−Sも一律に検出信号のエッジ
部の傾斜を大きくすることができるから、検出精度を向
上させることができる。
さらに、単位磁極N−Sの長さをすべて同一としている
ことから、磁気記録媒体から磁気抵抗素子までのスペー
シングを各トラックとも同一としても同一強度の磁界が
得られるので、磁気抵抗素子を1チップで構成すること
ができる。
なお、クランク角センサは、自動車などのエンジンの気
筒を判別する気筒信号(或いは、さらに、基準位置信
号)とエンジンの角度を検出する角度信号とを正確に検
出するものである。エンジン制御では、これらの信号に
基づいて点火時期を制御する。例えば、第1気筒と第2
気筒、第3気筒、第4気筒、……とを判別するのに気筒
信号(或いは、さらに、基準位置信号)の中に角度信号
がいくつあるかで判別するため、気筒信号(或いは、さ
らに、基準位置信号)は角度信号の複数倍の幅が要求さ
れる。
本発明は、すべてのトラックにおいて、その全ての単位
磁極N−Sが同一のピッチ長さである。また、各トラッ
ク間で隣あう磁極はすべて同極としている。さらに、気
筒トラックは各気筒ごとに単位磁極N−Sを連続的に複
数個備えていると共に各気筒ごとに単位磁極N−Sの個
数は異なって設けられいる(或いは、さらに、基準位置
トラックは基準位置に対応して単位磁極N−Sを連続的
に複数個備えている)。そのうえ、磁気センサは各トラ
ック毎に設けられた磁気抵抗素子を備え、各トラックの
うち気筒トラック(或いは、さらに、基準位置トラッ
ク)に対応した磁気抵抗素子は単位磁極N−Sの長さの
1/4〜3/4の間隔をあけて複数個設けられている。気筒ト
ラック(或いは、さらに、基準位置トラック)の各複数
個の磁気抵抗素子からの出力を加え合わせて、気筒信号
(或いは、さらに、基準位置信号)を得る信号処理手段
を有している。このような構成としたことから、本発明
によれば、気筒信号(或いは、さらに、基準位置信号)
を角度信号の複数倍の幅をもって取り出すことができ
る。したがって、気筒信号と基準位置信号とを正確に検
出するにつき支障はない。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について説明する。第1図は、本
発明の第1の実施例であるクランク角センサの立断面図
である。同図において、1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
シャフト1に直結されている非磁性体ドラムで、この非
磁性体ドラム3の表面には磁性材の磁気記録媒体30が取
付けられている。4は磁気抵抗素子で構成された磁気セ
ンサで、取付台5によってハウジング2に固定されてい
る。さらに、6は磁気センサ4から信号を取出すための
出力端子、7はベアリングである。また、8はシールド
板で、高圧配電用の側電極14、配電子電極15、中心電極
12等からの磁気ノイズ又は電界ノイズを吸収するための
ものである。11は配電子ロータで、13はケースである。
また、30は磁気記録媒体である。
第2図は第1図の磁気記録媒体30と磁気センサ4の展開
図である。磁気記録媒体30は2つのトラックに分かれて
おり、一方のトラックである角度トラック31には単位磁
極N−SがピッチPで全周に連続記録されている。ま
た、もう一方のトラックである気筒トラック32にはエン
ジンの気筒数分の各気筒に応じた信号が記録されてい
る。この気筒トラック32の信号は単位磁極N−Sを2個
又は4個連続して設け、この2個又は4個の磁極で1つ
の信号としている。この気筒トラック32、気筒トラック
32と層をなす角度トラック31の単位ピッチは全て同一の
幅Pであり、トラック31,32間の隣あう磁極は同極と
し、各トラック31,32はこのピッチの同極同士を隣接さ
せて非磁性体ドラム3の周方向に複数個連続的に配列し
ている。したがって角度トラック31と気筒トラック32の
間の磁気干渉は生じない。また、このような層状をなす
磁気記録媒体30に対向する磁気センサ4は第2図図示の
ように角度トラック31に対向して磁気抵抗素子Re1,Re2
が単位磁極ピッチPの半分であるピッチP/2だけ離れて
配置されている。また、気筒トラック32に対向して磁気
抵抗素子Rc1,Rc2がピッチP/2だけ離れて配置されてい
る。この磁気抵抗素子Re1,Re2,Rc1,Rc2は強磁性体の薄
膜で構成されており、電流方向に対して直角に臨界を加
えると素子の電気抵抗が低下する性質を利用するもので
ある。したがって、磁気記録媒体30が回転することによ
り各磁気抵抗素子Re1,Re2,Rc1,Rc2には各トラック31,32
の磁気信号に対応した抵抗変化が生ずる。
この磁気センサ4を構成する各磁気抵抗素子Re1,Re2,Rc
1,Rc2は第3図に示す如く接続されている。すなわち、
磁気抵抗素子Re1とRe2とは直列に接続されており、この
磁気抵抗素子Re1,Re2の他端は電源Vに接続されてい
る。また、この磁気抵抗素子Re1,Re2の接続点である中
点から出力が取出され、電圧比較器COMeの一方の入力端
子に入力するように接続されている。また、この電圧比
較器COMe他方の入力端子には固定抵抗Rfが2個直列接続
され、この固定抵抗の両端が電源Vに接続された直列抵
抗の中点が接続されている。したがって磁気抵抗素子Re
1,Re2と固定抵抗Rfでブリッジ構成がされている。また
磁気抵抗素子Rc1と固定抵抗Rfの直列回路と、固定抵抗R
fと磁気抵抗素子Rc2の直列回路はそれぞれ両端が電源V
に接続されており、各直列回路のそれぞれの中点を出力
端子としてブリッジが構成されている。このブリッジの
出力端子は電圧比較器COMcのそれぞれの入力端子に接続
されている。
このように磁気センサの磁気抵抗素子Re1,Re2,Rc1,Rc2
を接続することにより、磁気記録媒体30が回転すると各
磁気抵抗素子Re1,Re2,Rc1,Rc2の抵抗と各点の電圧波形
は第4図に示す如き波形となる。すなわち、磁気抵抗素
子Re1と磁気抵抗素子Re2は第4図(A),(B)に示す
如くそれぞれ角度信号に応じて抵抗が変化し、単位磁気
ピッチP毎に1サイクルの抵抗変化が生ずるか、磁気抵
抗素子Re1と磁気抵抗素子Re2とはP/2ピッチの差がある
ため電気角で180度位相差で抵抗変化が生ずる。また磁
気抵抗素子Rc1、磁気抵抗素子Rc2も磁気抵抗素子Re1,Re
2と同様に気筒トラック32の信号に応じて第4図(C)
(D)に示す如き抵抗変化をする。ところで、磁気抵抗
素子Re1,Re2および固定抵抗Rfによる第3図図示抵抗ブ
リッジの出力eeは第4図(E)に示すような波形とな
り、第3図図示電圧比較器COMeの出力Oeは第4図(F)
に示すような方形波出力となる。この第4図(F)に示
す如き出力Oeは磁極のピッチ長と非磁性体ドラム3の円
周長とによって決まる角度に対応して発生するので、こ
の第3図図示の電圧比較器eeから出力される第4図
(F)に示される如き出力パルスをあらかじめ決められ
た基準点から計数することにより、該基準点からの角度
が測定できる。また、磁気抵抗素子Rc1,Rc2および固定
抵抗Rfによって構成される第3図図示ブリッジの出力ec
は第4図(G)に示すような波形となる。この波形のエ
ッジ部は図示のように、単位磁極ピッチPに相当したシ
ャープな波形であり、角度信号と同じ精度が得られる。
この第3図図示出力端子ecから出力される第4図(G)
に示す如き波形を第3図に示される電圧比較器COMcで波
形整形すると、その出力Ocは第4図(H)に示すような
方形波を得ることができる。この電圧比較器COMcの出力
端子より出力される第4図(H)に示す如き出力Ocが気
筒に対応した出力であり、各気筒ごとに電圧比較器COMc
からの出力Ocのパルス幅を変えることにより、どの出力
がどの気筒の気筒信号であるかを判別することも可能で
ある。
第5図には、本発明の第2の実施例であるクランク角セ
ンサの磁気記録媒体30と磁気センサ4の展開図である。
本実施例が第1の実施例と異る点は、磁気記録媒体30に
角度に比例した角度情報を表わす角度トラックと気筒情
報を表わす気筒トラックの他にクランク軸の1回転に1
つの基準位置情報を検出する基準位置トラックを設けた
点である。この磁気記録媒体30には第2図図示磁気記録
媒体30と同様に角度トラック31と気筒トラック32が設け
られており、この両トラックには第2図図示磁気記録媒
体30と同様に角度信号と気筒信号が記録されている。さ
らに第3のトラックとしてすべての信号の基準となるべ
き基準信号を作るためクランク軸1回転に1つ信号を作
り出すための基準位置トラック33が設けられている。こ
の基準位置トラック33には前記2つのトラック31,32に
用いられている磁極と同じ単位磁極ピッチPを有する磁
極N−Sが半周連続して設けられており、他の半周には
何も記録されていない。またこの磁気記録媒体30に対向
する磁気センサ4にも、第2図と同様角度トラック31に
対応して磁気抵抗素子Re1,Re2が配置されており、気筒
トラック32に対応して磁気抵抗素子Rc1,Rc2が配置され
ており、さらに基準位置トラック33に対応して磁気抵抗
素子Ro1,Ro2が単位ピッチPの半分であるピッチP/2隔て
られて配置されている。これらの各磁気抵抗素子Re1,Re
2,Rc2,Ro1,Ro2は固定抵抗Rfと共に第6図に示す如く3
つの抵抗ブリッジを構成するように接続されている。
すなわち電源Vに磁気抵抗素子Re1,Re1,Rc1,Rc2,Ro1,Ro
2と固定抵抗Rf1,Rf2,Rf3,Rf4,Rf5,Rf6がそれぞれ接続さ
れている。この磁気抵抗素子Re1には磁気抵抗素子Re
2が、固定抵抗Rf1には固定抵抗Rf2が、磁気抵抗素子Rc1
には固定抵抗Rf4が、固定抵抗Rf3には磁気抵抗素子Rc2
が、磁気抵抗素子Ro1には固定抵抗Rf6が、固定抵抗Rf5
には磁気抵抗素子Ro2がそれぞれ直列に接続されてい
る。また、これらの直列接続された6つの接続のそれぞ
れの両端は、電源Vに接続されている。また、磁気抵抗
素子Re1とRe2との接続点ec1には電圧比較器COMeの一方
の入力端子が接続されており、この電圧比較器COMeの他
方の入力端子には固定抵抗Rf1とRf2との接続点ee2が接
続されている。この磁気抵抗素子Re1,Re2、固定抵抗R
f1,Rf2とによって1個のブリッジが構成されている。ま
た、磁気抵抗素子Rc1と固定抵抗Rf4との接続点ec1には
電圧比較器COMcの一方の入力端子が接続されており、こ
の電圧比較器COMcの他方の入力端子には固定抵抗Rf3
磁気抵抗素子Rc2と接続点ec2が接続されている。このよ
うに、磁気抵抗素子Rc1,Rc2と固定抵抗Rf3,Rf4とによっ
て1個のブリッジが構成されている。
さらに、磁気抵抗素子Ro1と固定抵抗Rf6との接続点eo1
には電圧比較器COMeの一方の入力端子が接続されてお
り、この電圧比較器COMoの他方の入力端子には固定抵抗
Rf5と磁気抵抗素子RO2との接続eo2が接続されている。
この第6図に示される各ブリッジの出力端ee(ee1,e
e2),ec(ec1,ec2),eo(eo1,eo2),には第7図(G)
(I)(K)に示す如き出力が得られる。この第7図
(G)(I)(K)に示される信号は各ブリッジの出力
端ee1,ec1,eo1のそれぞれに接続される電圧比較器COMe,
COMc,COMoに入力され、これら各電圧比較器COMe,COMc,C
OMoのそれぞれから第7図(H)(J)(L)に示す如
き出力Oe,Oc,Ooが得られる。
このように、いま、磁気記録媒体30が回転すると各磁気
抵抗素子Re1,Re2,Rc1,Rc2,Ro1,Ro2は第7図(A)
(B)(C)(D)(E)(F)に示されるような抵抗
変化を示して、磁気抵抗素子Re1,Re2と固定抵抗Rfによ
るブリッジ出力eeには第7図(G)に示すような波形が
得られる。したがって第6図図示電圧比較器COMeの出力
端子Oeから出力される信号は第7図(H)に示されるよ
うな方形波となる。同様にして磁気抵抗素子Rc1,Rc2
固定抵抗Rfのブリッジ出力ecも第7図(I)に示される
ような波形となり、第6図図示電圧比較器COMcの出力端
子Ocから出力される信号は第7図(J)に示される如き
方形波となる。また磁気抵抗素子Ro1,Ro2と固定抵抗Rf
によるブリッジの出力eoも前述同様第7図(K)に示す
如き波形となるので、波形のエッジ部は角度信号と同じ
で、精度の高い信号となる。この第7図(K)に示され
る信号は第6図図示電圧比較器COMoの出力端子Ooからは
第7図(I)に示すような信号が得られる。以上のよう
に高精度の角度情報Oe、および気筒情報Oc、基準情報Oo
が得られるので内燃機関の制御が正確に行うことができ
る。
第5図には、本発明の第2の実施例であるクランク角セ
ンサの磁気記録媒体30と磁気センサ4の展開図である。
本実施例が第1の実施例と異る点は、磁気記録媒体30に
角度に比例した角度情報を表わす角度トラックと気筒情
報を表わす気筒トラックの他にクランク軸の1回転に1
つの基準位置情報を検出する基準位置トラックを設けた
点である。この磁気記録媒体30には第2図図示磁気記録
媒体30と同様に角度トラック31と気筒トラック32が設け
られており、この両トラックには第2図図示磁気記録媒
体30と同様に角度信号と気筒信号が記録されている。さ
らに第3のトラックとしてすべての信号の基準となるべ
き基準信号を作るためクランク軸1回転に1つ信号を作
り出すための基準位置トラック33が設けられている。こ
の基準位置トラック33には前記2つのトラック31,32に
用いられている磁極と同じ単位磁極ピッチPを有する磁
極N−Sが半周連続して設けられており、他の半周には
何も記録されていない。またこの磁気記録媒体30に対向
する磁気センサ40にも、第2図と同様角度トラック31に
対応して磁気抵抗素子Re1,Re2が配置されており、気筒
トラック32に対応して磁気抵抗素子Rc1,Rc2が配置され
ており、さらに基準位置トラック33に対応して磁気抵抗
素子Ro1,Ro2が単位ピッチPの半分であるピッチP/2隔て
られて配置されている。これらの各磁気抵抗素子Re1,Re
2,Rc2,Ro1,Ro2は固定抵抗Rfと共に第6図に示す如く3
つの抵抗ブリッジを構成するように接続されている。
すなわち、電源Vには磁気抵抗素子Re1,Re1,Rc2,Ro1,Ro
2と固定抵抗Rf1,Rf2,Rf3,Rf4,Rf5,Rf6がそれぞれ接続さ
れている。この磁気抵抗素子Re1には磁気抵抗素子Re
2が、固定抵抗Rf1には固定抵抗Rf2が、磁気抵抗素子Rc1
には固定抵抗Rf4が、固定抵抗Rf3には磁気抵抗素子Rc2
が、磁気抵抗素子Ro1には固定抵抗Rf6が、固定抵抗Rf5
には磁気抵抗素子Ro2がそれぞれ直列に接続されてい
る。また、これらの直列接続された6つの接続のそれぞ
れの両端は、電源Vに接続されている。また、磁気抵抗
素子Re1とRe2との接続点ee1には電圧比較器COMeの一方
の入力端子が接続されており、この電圧比較器COMeの他
方の入力端子には固定抵抗Rf1とRf2との接続点ee2が接
続されている。この磁気抵抗素子Re1,Re2、固定抵抗R
f1,Rf2とによって1個のブリッジが構成されている。ま
た、磁気抵抗素子Rc1と固定抵抗Rf4との接続点ec1には
電圧比較器COMcの一方の入力端子が接続されており、こ
の電圧比較器COMcの他方の入力端子には固定抵抗Rf3
磁気抵抗素子Rc2との接続点ec2が接続されている。この
ように、磁気抵抗素子Rc1,Rc2と固定抵抗Rf3,Rf4とによ
って1個のブリッジが構成されている。
さらに、磁気抵抗素子Ro1と固定抵抗Rf6と接続点eo1
は電圧比較器COMcの一方の入力端子が接続されており、
この電圧比較器COMoの他方の入力端子には固定抵抗Rf5
と磁気抵抗素子Ro2との接続点eo2が接続されている。こ
の第6図に示される各ブリッジの出力端ee(ee1,ee2),
ec(ec1,ec2),eo(eo1,eo2),には第7図(G)
(I)(K)に示す如き出力が得られる。この第7図
(G)(I)(K)に示される信号は各ブリッジの出力
端ee1,ec1,eo1のそれぞれに接続される電圧比較器COMe,
COMc,COMoに入力され、これら各電圧比較器COMe,COMc,C
OMoのそれぞれから第7図(H)(J)(L)に示す如
き出力Oe,Oc,Ooが得られる。
このように、いま、磁気記録媒体30が回転すると各磁気
抵抗素子Re1,Re2,Rc1,Rc2,Ro1,Ro2は第7図(A)
(B)(C)(D)(E)(F)に示されるような抵抗
変化を示して、磁気抵抗素子Re1,Re2と固定抵抗Rfによ
るブリッジ出力eeには第7図(G)に示すような波形が
得られる。したがって第6図図示電圧比較器COMeの出力
端子Oeから出力される信号は第7図(H)に示されるよ
うな方形波となる。同様にして磁気抵抗素子Rc1,Rc2
固定抵抗Rfのブリッジ出力ecも第7図(I)に示される
ような波形となり、第6図図示電圧比較器COMcの出力端
子Ocから出力される信号は第7図(J)に示される如き
方形波となる。また磁気抵抗素子Ro1,Ro2と固定抵抗Rf
によるブリッジの出力eoも前述同様第7図(K)に示す
如き波形となるので、波形のエッジ部は角度信号と同じ
で、精度の高い信号となる。この第7図(K)に示され
る信号は第6図図示電圧比較器COMoの出力端子Ooからは
第7図(I)に示すような信号が得られる。以上のよう
に高精度の角度情報Oe、および気筒情報Oc、基準情報Oo
が得られるので内燃機関の制御が正確に行うことができ
る。
第8図には、本発明の第3の実施例であるクランク角セ
ンサが示されている。本実施例が第2の実施例と異る点
は磁気記録媒体の気筒トラックと基準位置トラックの情
報の設け方と磁気センサに配置される磁気抵抗素子のパ
ターンである。第8図においては磁気記録媒体30と磁気
センサ4との展開図が示されている。この磁気記録媒体
30には第5図図示磁気記録媒体30と同様に角度トラック
31と気筒トラック32が設けられており、この両トラック
には第5図図示磁気記録媒体30と同様に角度信号と気筒
信号が記録されている。さらに第3のトラックとして気
筒トラック32に隣接してトラック34が設けられている。
このトラック34では気筒トラック32において磁気記録媒
体が設けられていない部分に隣接する部分には磁気記録
媒体が設けられ、磁気記録媒体が設けられている部分に
隣接する部分には磁気記録媒体が設けられていない。ま
た、この磁気記録媒体30に対向して設けられている磁気
センサ4にも、第5図と同様角度トラック31に対応し
て、磁気抵抗素子Rea,Reb,Rec,Redが単位磁気ピッチP
の半分であるピッチP/2間隔で設けられており、また、
気筒トラック32に対応して磁気抵抗素子Kca,Rcbがピッ
チP/2間隔で設けられており、さらに第3のトラック34
に対応して、磁気抵抗素子Rcc,RcdがピッチP/2間隔で設
けられている。この磁気抵抗素子Rea,Reb,Rec,Redによ
って抵抗ブリッジ第9図に示す如く構成されている。こ
の第9図に示される各ブリッジの出力e ea,e eb,e ca,e
cbには、第10図(G),(I)に示す如き出力が得ら
れる。この第10図(G),(I)に示される信号は各ブ
リッジの出力端e ea,e eb,e ca,e cbに接続される電圧
比較器COMeo,COMcoに入力され、この各電圧比較器COMe
o,COMcoのそれぞれから第10図(H),(J)に示す如
き出力Oe,Ocが得られる。
このように、いま、磁気記録媒体30が回転すると各磁気
抵抗素子Rea,Reb,Rec,Red,Rca,Rcb,Rcc,Rcdは第10図
(A),(B),(C),(D),(E),(F)に示
されるような抵抗変化を示し、磁気抵抗素子Rea,Reb,Re
c,Redによって構成されるブリッジ出力eeには第10図
(G)に示すような波形が得られる。したがって、第9
図図示電圧比較器COMeoの出力端子Oeoから出力される信
号は第10図(H)に示されるような方形波となる。第8
図に示すように磁気センサ4に、磁気記録媒体30の角度
トラック31に対応して磁気抵抗素子Rea,Reb,Rec,Redを
ピッチP/2の間隔で設け、第9図に示す如く、この4つ
の磁気抵抗素子Rea,Reb,Rec,Redによってブリッジを構
成しているため、第6図に示されるブリッジよりも大き
な出力を得ることができる。このようにすることにより
S/N比が良くなり、より正確な矩形波を得ることができ
る。また、同様にして磁気抵抗素子Rca,Rcb,Rcc,Rcdに
よって構成されるブリッジの出力ecは第10図(I)に示
されるような波形となる。これは振幅が第7図(I)の
2倍あり、第6図図示ブリッジの出力よりもエッジの切
れを良くすることができる。このブリッジの出力は第9
図図示の電圧比較器COMcoの出力端子Ocoから出力される
信号は第10図(J)に示される如き方形波となる。この
ように、エッジ部の切れが良く精度の高い信号を得るこ
とができる。
このように、本実施例によれば、より高精度の角度情報
Oeo、気筒情報Ocoを得ることができる。なお、本実施例
では基準位置トラックを設けていないが、気筒情報Oco
の出力は各気筒毎に出力パルス長を変えることによっ
て、何れのパルスかどの気筒に対応できるか判別するこ
とができるので、何れかの気筒に対応する出力パルスを
基準位置情報に基づく出力パルスと兼用させることがで
き、第7図(L)に示すような基準信号を必要としな
い。
なお、前述の各実施例ではいずれも磁気記録媒体を回転
ドラム状のもので示したが、回転ディスク状で同心的に
各トラックを構成し、これに対向する磁気センサ4も同
心的に配置すれば全く同じ効果を得ることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、磁気干渉を防止で
き、かつ、検出信号のエッジ部の傾斜をすべて一律に大
きくできることで検出精度の向上を図ることができるク
ランク角センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の実施例にかかるクランク角センサの縦
断面図、第2図は本発明の第1の実施例であるクランク
角センサの磁気記録媒体と磁気センサの展開図、第3図
は本発明の第1の実施例であるクランク角センサの磁気
センサから信号を取り出すための回路の回路図、第4図
は本発明の第1の実施例であるクランク角センサの主要
出力波形図、第5図は本発明の第2の実施例であるクラ
ンク角センサの磁気記録媒体と磁気センサの展開図、第
6図は本発明の第2の実施例であるクランク角センサの
磁気センサから信号を取り出すための回路の回路図、第
7図は本発明の第2の実施例であるクランク角センサの
主要出力波形図、第8図は本発明の第3の実施例である
クランク角センサの磁気記録媒体と磁気センサの展開
図、第9図は本発明の第3の実施例であるクランク角セ
ンサの磁気センサから信号を取り出すための回路の回路
図、第10図は本発明の第3の実施例であるクランク角セ
ンサの主要出力波形図である。 1……クランクシャフト、2……ハウジング、3……ド
ラム、30……磁気記録媒体、31,32,33,34……磁気トラ
ック、4……磁気センサ、Re1,Re2,Rc1,Rc2,Ro1,Ro2,Re
a,Reb,Rec,Red,Rca,Rcb,Rcc,Rcd……磁気抵抗素子。
フロントページの続き (72)発明者 川又 昭一 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−133311(JP,A) 特開 昭59−5914(JP,A) 実開 昭55−179318(JP,U) 実開 昭59−146720(JP,U)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クランク軸に同期して回転する磁気記録媒
    体と、この磁気記録媒体と所定間隔をとって対向して配
    置され、この磁気記録媒体から前記クランク軸の回転角
    度情報を検出する磁気センサとを備えたクランク角セン
    サにおいて、 前記磁気記録媒体は、その表面上に設けられ、分割され
    た角度トラックと気筒トラックとを有し、 この角度トラックと気筒トラックとは、その全ての単位
    磁極N−Sが同一のピッチ長さであり、 前記何れのトラックも、同一トラック内で隣あう前記単
    位磁極N−Sを同極同士であり、 前記両トラック間で隣あう磁極はすべて同極であり、 前記気筒トラックは各気筒ごとに前記単位磁極N−Sを
    連続的に複数個備えると共に各気筒ごとに単位磁極N−
    Sの個数は異なって設けられ、 前記磁気センサは前記各トラック毎に設けられた磁気抵
    抗素子を備え、 前記各トラックのうち少なくとも前記気筒トラックに対
    応した前記磁気抵抗素子は前記単位磁極N−Sの長さの
    1/4〜3/4の間隔をあけて複数個設けられたことを特徴と
    するクランク角センサ。
  2. 【請求項2】前記磁気抵抗素子を複数個対応させた前記
    トラック毎にこの複数個の磁気抵抗素子を回路要素とす
    るブリッジ回路を設けたことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載のクランク角センサ。
  3. 【請求項3】少なくとも前記気筒トラックに対応した前
    記磁気抵抗素子は前記単位磁極N−Sの幅の1/2の間隔
    をあけて2個又は4個設けたことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載のクランク角センサ。
  4. 【請求項4】クランク軸に同期して回転する磁気記録媒
    体と、この磁気記録媒体と所定間隔をとって対向して配
    置され、この磁気記録媒体から前記クランク軸の回転角
    度情報を検出する磁気センサとを備えたクランク角セン
    サにおいて、 前記磁気記録媒体は、その表面上に設けられ、分割され
    た角度トラックと気筒トラックと基準位置トラックとを
    有し、 このすべてのトラックは、その全ての単位磁極N−Sが
    同一のピッチ長さであり、 前記何れのトラックも、同一トラック内で隣あう前記単
    位磁極N−Sを同極同士であり、 前記各トラック間で隣あう磁極はすべて同極であり、 前記気筒トラックは各気筒ごとに前記単位磁極N−Sを
    連続的に複数個備えると共に各気筒ごとに単位磁極N−
    Sの個数は異なって設けられ、 前記基準位置トラックは前記単位磁極N−Sを連続的に
    複数個備え、 前記磁気センサは前記各トラック毎に設けられた磁気抵
    抗素子を備え、 前記各トラックのうち少なくとも前記前記気筒トラック
    及び基準位置トラックに各々対応した前記磁気抵抗素子
    は、前記単位磁極N−Sの長さの1/4〜3/4の間隔をあけ
    て複数個設けられたことを特徴とするクランク角セン
    サ。
  5. 【請求項5】前記磁気抵抗素子を複数個対応させた前記
    トラック毎にこの複数個の磁気抵抗素子を回路要素とす
    るブリッジ回路を設けたことを特徴とする特許請求の範
    囲第4項記載のクランク角センサ。
  6. 【請求項6】少なくとも前記気筒トラックに対応した前
    記磁気抵抗素子は前記単位磁極N−Sの幅の1/2の間隔
    をあけて2個又は4個設けたことを特徴とする特許請求
    の範囲第4項記載のクランク角センサ。
JP60023305A 1985-02-08 1985-02-08 クランク角センサ Expired - Lifetime JPH0786406B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60023305A JPH0786406B2 (ja) 1985-02-08 1985-02-08 クランク角センサ
EP86101060A EP0190639B1 (en) 1985-02-08 1986-01-27 A crank angle sensor
DE8686101060T DE3679915D1 (de) 1985-02-08 1986-01-27 Kurbelwellenwinkelgeber.
CA000500860A CA1244904A (en) 1985-02-08 1986-01-31 Crank angle sensor
KR1019860000655A KR920003298B1 (ko) 1985-02-08 1986-01-31 크랭크각 센서
US06/825,975 US4694688A (en) 1985-02-08 1986-02-04 Crank angle sensor
CN86100488.4A CN1003958B (zh) 1985-02-08 1986-02-06 曲轴转角传感器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60023305A JPH0786406B2 (ja) 1985-02-08 1985-02-08 クランク角センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61182505A JPS61182505A (ja) 1986-08-15
JPH0786406B2 true JPH0786406B2 (ja) 1995-09-20

Family

ID=12106888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60023305A Expired - Lifetime JPH0786406B2 (ja) 1985-02-08 1985-02-08 クランク角センサ

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4694688A (ja)
EP (1) EP0190639B1 (ja)
JP (1) JPH0786406B2 (ja)
KR (1) KR920003298B1 (ja)
CN (1) CN1003958B (ja)
CA (1) CA1244904A (ja)
DE (1) DE3679915D1 (ja)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62168019A (ja) * 1986-01-20 1987-07-24 Hitachi Ltd 磁気式回転センサ
US4769600A (en) * 1986-05-29 1988-09-06 Alps Electric Co., Ltd. Holding member for sensor of magnetic rotary encoder
FR2605097B1 (fr) * 1986-10-09 1989-02-03 Peugeot Dispositif de detection de la position angulaire du vilebrequin d'un moteur a combustion interne
JPS63204113A (ja) * 1987-02-18 1988-08-23 Nippon Denso Co Ltd 磁電変換素子
JPS63223504A (ja) * 1987-03-13 1988-09-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転角度検出装置
GB2205406A (en) * 1987-06-04 1988-12-07 Spectrol Reliance Ltd Encoder apparatus
KR890000890A (ko) * 1987-06-22 1989-03-17 미타 가츠시게 토크검출장치
US4853631A (en) * 1987-11-04 1989-08-01 The Superior Electric Company Magnetoresistive sensor having inter-leaved magnetoresistive elements for detecting encoded magnetic information
JPH01299415A (ja) * 1988-05-28 1989-12-04 Alps Electric Co Ltd 磁気式エンコーダ
ATE80724T1 (de) * 1988-12-07 1992-10-15 Superior Electric Co Magnetische winkelkodieranordnung.
JPH03179216A (ja) * 1989-12-08 1991-08-05 Alps Electric Co Ltd 磁気式回転センサ及びその製造方法
US5097209A (en) * 1990-02-21 1992-03-17 The Torrington Company Magnetic encoder and sensor system for internal combustion engines
US5051693A (en) * 1990-09-07 1991-09-24 The Torrington Company Bearing seat encoder mount for rotational parameter sensor apparatus
JP2583652B2 (ja) * 1990-10-01 1997-02-19 三菱電機株式会社 回転角度検出装置
US5408894A (en) * 1993-03-09 1995-04-25 Henson; Keith S. Apparatus for mounting an object of interest on an electric motor
JP3056356B2 (ja) * 1993-08-31 2000-06-26 三菱電機株式会社 自動車用センサ
GB9401835D0 (en) * 1994-02-01 1994-03-30 Rover Group A method of detecting a marker in an engine position sensing system
EP0668486A3 (de) * 1994-02-22 1997-07-30 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Längen- oder Winkelmesseinrichtung.
JP3397026B2 (ja) * 1995-12-06 2003-04-14 トヨタ自動車株式会社 磁気式回転検出装置
EP0784199B1 (de) * 1996-01-13 1998-07-15 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Magnetische Sensoranordnung
JPH09329463A (ja) * 1996-06-10 1997-12-22 Mitsubishi Electric Corp 検出装置
JP3651575B2 (ja) * 1999-09-06 2005-05-25 スズキ株式会社 車両の推進装置
FR2808324A1 (fr) * 2000-04-26 2001-11-02 Ectricfil Industire L Codeur magnetique rotatif a haute resolution et capteur comportant un tel codeur
FR2808325B1 (fr) * 2000-04-26 2002-09-06 Ectricfil Industire L Capteur de position a haute resolution
US6747448B2 (en) 2002-08-14 2004-06-08 Honeywell International Inc. Rotary position sensor methods and systems
US6853184B2 (en) * 2002-12-02 2005-02-08 Honeywell International Inc. Methods and systems for utilizing a ring magnet for magnetic sensing applications
JP2005172721A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd アブソリュート磁気エンコーダ
DE102004010948B4 (de) * 2004-03-03 2008-01-10 Carl Freudenberg Kg Winkelmesseinrichtung
CN101358858B (zh) * 2007-07-31 2010-06-16 比亚迪股份有限公司 一种曲轴位置传感器的检测装置和方法
JP6104364B2 (ja) * 2012-04-20 2017-03-29 ザ ティムケン カンパニー インデックス信号を生成するための磁気エンコーダ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4262526A (en) * 1978-07-21 1981-04-21 Nippondenso Co., Ltd. Rotational position detecting apparatus
US4418372A (en) * 1979-08-02 1983-11-29 Hitachi, Ltd. Magnetic rotary encoder
US4338813A (en) * 1980-09-02 1982-07-13 Motorola Inc. Electronic engine synchronization and timing apparatus
JPS57113311A (en) * 1980-12-29 1982-07-14 Matsushita Electric Works Ltd Measuring device for surface coarseness of object
JPS595914A (ja) * 1982-07-02 1984-01-12 Hitachi Ltd 磁気的に位置を検出する装置
JPS5979806A (ja) * 1982-10-29 1984-05-09 Hitachi Ltd 多相磁気回転センサおよび多相−2相出力変換方法
JPS59146719U (ja) * 1983-03-23 1984-10-01 株式会社日立製作所 モ−タ用磁気回転センサ
JPS59146720U (ja) * 1983-03-23 1984-10-01 フアナツク株式会社 磁気パルスエンコ−ダ

Also Published As

Publication number Publication date
CN86100488A (zh) 1986-09-24
KR860006699A (ko) 1986-09-13
CA1244904A (en) 1988-11-15
EP0190639B1 (en) 1991-06-26
CN1003958B (zh) 1989-04-19
EP0190639A2 (en) 1986-08-13
EP0190639A3 (en) 1988-08-24
DE3679915D1 (de) 1991-08-01
US4694688A (en) 1987-09-22
KR920003298B1 (ko) 1992-04-27
JPS61182505A (ja) 1986-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0786406B2 (ja) クランク角センサ
US4599561A (en) Device for detecting the relative and absolute position of a moving body
JPH0421805B2 (ja)
US4746862A (en) Apparatus for detecting both rotational speed and reference rotational angle of a rotary member
US4785241A (en) Encoder unit using magnetoresistance effect element
JPH0623931Y2 (ja) 磁気スケール用検出器
JPH0638047B2 (ja) 磁気的に位置を検出する装置
US4713613A (en) Device for magnetically detecting displacement of non-magnetic movable member
JPS59147213A (ja) 磁気回転センサ
JPS6363050B2 (ja)
JP2722605B2 (ja) 磁気エンコーダ
JPH0347690B2 (ja)
JP2598782B2 (ja) 磁気エンコーダ装置
JPS6395315A (ja) 磁気的な位置検出装置
JPH0469348B2 (ja)
JPS6038615A (ja) 磁気式ロ−タリ−エンコ−ダ
JPH0619298Y2 (ja) 直流モ−タ装置
JP2968924B2 (ja) 磁気検出装置
JPH0711429B2 (ja) エンコ−ダ装置
JPS61189414A (ja) 磁束密度変化検知装置
JPH0217411A (ja) 磁気式ロータリーエンコーダの製造方法
JP2527424B2 (ja) 磁気ロ−タリ−エンコ−ダ
JPH0418777B2 (ja)
JPS5927217A (ja) 磁気回転センサ
JPH03205509A (ja) 磁気的に位置あるいは速度を検出する装置