JPS5828526B2 - rotation detection device - Google Patents
rotation detection deviceInfo
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- JPS5828526B2 JPS5828526B2 JP16270878A JP16270878A JPS5828526B2 JP S5828526 B2 JPS5828526 B2 JP S5828526B2 JP 16270878 A JP16270878 A JP 16270878A JP 16270878 A JP16270878 A JP 16270878A JP S5828526 B2 JPS5828526 B2 JP S5828526B2
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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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a rotational position detection device for detecting the rotational position of a crankshaft, etc. of an engine in an automobile, which detects the rotational position without delay regardless of the rotational speed of the crankshaft, etc. It is.
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。Conventionally, devices for detecting the rotation of, for example, the crankshaft of a car engine, have been designed to rotate by winding a coil around a magnetic material and facing the rotating body, and inducing an alternating electromotive force in the coil due to changes in magnetic flux caused by the unevenness of the rotating body. There is something that detects body rotation.
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。However, in this type of device, the alternating electromotive force induced in the coil is affected by changes in the magnetic flux applied to it, that is, the rotational speed of the rotating body, and when the rotational speed of the rotating body is low, the alternating electromotive force induced in the coil is affected by the rotational speed of the rotating body. This has the disadvantage that it hardly occurs and it is impossible to detect the rotation of the rotating body.
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。The present invention solves the above-mentioned drawbacks, and includes a plate attached to a rotating body and a plate arranged opposite to the plate and fixed to a housing, and in which a plate is arranged at regular intervals on opposing surfaces of both plates. LC refers to cases in which electrodes are arranged in the circumferential direction, and the electrodes on one plate and the electrodes on the other plate face or do not face each other due to rotation.
It is an object of the present invention to provide a rotation detection device that can satisfactorily detect the rotation of the rotating body by detecting the resonance waveform of a resonance circuit.
以下本発明を図に示す実施例について説明する。The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.
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。FIG. 1 is a sectional view showing the overall configuration of the device of the present invention,
100 is a housing fixed to the outside of the bearing 110, 120 is a shaft fixed to the inside of the bearing 110, and 130 is a printed board housing the detection circuit section 101, which is fixed to the housing 100.
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。Further, 140 is a first plate made of a printed board fixed to the housing 100 with screws 170, 150 is a second plate made of a printed board fixed to the rotating body 160 with screws 180, and the rotating body 160 is fixed to the rotating body 160 with screws 190. Since it is fixed to the shaft 120 by
The rotation of the shaft 120 causes the second plate 150 to
rotates to face the first plate 140.
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。Further, FIGS. 2a and 2t) are plan views showing the opposing surfaces 140a and 150a of the first plate 140 and the second plate 150, and as shown in FIG. A first electrode 141 in the shape of a shape is arranged by printing, and a signal from the detection circuit section 101 is connected to a connection section 142 by a lead wire 102.
is transmitted through.
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。Further, as shown in the figure, a second electrode 151 is arranged by printing on the second plate 150 in correspondence with the electrode 141 of the first plate 140.
51 is connected to the rotating body 1 made of a conductor via a connecting part 152.
60 and shaft 120).
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。Next, FIG. 3 shows details of the detection circuit section 101 which includes a capacitor 332 as one element, which is composed of the first electrode 141 of the first plate 140 and the second electrode 151 of the second plate 150. Shows the electrical wiring diagram.
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。In FIG. 3, 300 is a storage battery, 30L 302 is a power supply terminal and a ground terminal, and 303 is an output terminal that outputs a signal of "1 per or 0" in response to the rotation of the second plate 150.
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。310 is an oscillation circuit, and inverter gates 311 . Crystal oscillator 315, resistors 313, 314, capacitor 316,
317 and an inverter gate 312 for inversion amplification, and an oscillation signal of a constant frequency appears on the signal line 10.
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。320 is a frequency dividing circuit, which is frequency-divided by a binary counter 321 to a frequency at which the resonant output of a resonant circuit 330 (described later) is maximum (hereinafter referred to as the fundamental frequency), and inverted and amplified by inverter gates 322, 323, and 324. After that, the 3 LC signals sent to the LC resonant circuit 330
The resonant circuit 330 includes a coil 331 and the capacitor 3 described above.
32, and the second plate 1
The capacitance of the capacitor 332 changes according to the rotation of the capacitor 50, and an output having a phase different from the fundamental frequency (hereinafter referred to as a resonant waveform) is obtained.
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。340 is a limiter circuit, which is composed of a coupling capacitor 341 and diodes 342 and 343, and clips the resonant waveform obtained by the LC resonance circuit 330 with the upper limit level being the power supply voltage level and the lower limit level being the ground potential. The signal is then sent to an inverter gate 351 for inversion amplification.
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。350 is a phase detection circuit, D type flip-flop 3
A waveform obtained by inverting and amplifying the fundamental frequency by an inverter gate 353 is sent to the data terminals 54 and 355, and a clock terminal of the D-type flip-flop 354 is sent to the inverter gate 351 for inverting amplification.
The obtained waveform is further passed through an inverter gate 352 for inversion amplification, and also to a D type flip-flop 3.
The waveforms obtained through the aforementioned inverter gate 351 for inverting amplification are respectively input to the clock terminals of 55, and the output signals of the D type flip-flops 354 and 355 are input to the NAND gates 356, 357, 358, 3.
A logical operation is further performed in step 59 to turn on or off the transistor 363 of the output circuit 360, thereby appearing at the output terminal 303 as a 0" or '1" signal.
出力回路360において、361,362は抵抗である
。In the output circuit 360, 361 and 362 are resistors.
次に、上記構成においてその動作を説明する。Next, the operation of the above configuration will be explained.
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。First, in FIG. 3, the operation will be described in the case where the AC signal Emsin (ωt+θ) is applied to the LC resonant circuit 330.
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。If the inductance of the coil 331 is the inductance, the resistance component is R, and the capacitance of the capacitor 332 is C, the current 18 flowing through the coil 331 is, and the voltage IEI appearing at the connection between the coil 331 and the capacitor 332 is, and the voltage IEI is the capacitor. Due to the capacitance C of 332, the signal becomes a signal whose phase changes with respect to the AC signal Emsin (wt+θ).
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。As shown in FIG. 4C, the resonant frequency of the LC resonant circuit 330 when the second electrode 151 of the second plate 150 corresponds only half to the first electrode 141 of the first plate 140 is as described above. It is assumed that the fundamental frequency of
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。Therefore, as shown in figure a, when the second electrode 151 is in a position completely corresponding to the first electrode 141, the first and second
A capacitor 33 composed of electrodes 141 and 151 of
The capacitance of 2 is maximum, and as shown in the figure,
When the electrode 151 hardly corresponds to the electrode 141,
The capacitance of the aforementioned capacitor 332 is minimal.
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。Therefore, in the case of Figure 4a where the capacitance is maximum,
The phase difference with the fundamental frequency is maximum, and as shown in Figure 5, waveform 4 is delayed by approximately 180 degrees from the fundamental frequency 30.
0, and in the case of FIG. 4 where the capacitance is minimum, a resonant waveform 50 having substantially the same phase as the fundamental frequency 30 appears as shown in FIG. 5C.
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。Moreover, the waveform in FIG. 5d is the resonance waveform 60 in the case of FIG. 4C.
It is.
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。As described above, the electrode 1 of the second plate 150
51, the output terminal of the LC resonant circuit 330 shown in FIG. correspond) or in opposite phase (when the first
When the electrode 141 and the second electrode 151 do not correspond), the waveforms appear sequentially, so the D-type flip-flops 354 and 355 combine the signal whose fundamental frequency is inverted and amplified by the inverter gate 353 with the LC resonance circuit 330.
By logically calculating the phase difference with the output signal, the output terminal 303 outputs a signal of -1... or "O".
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。Also, the NAND gates 356, 357°358 in FIG.
.. The flip-flop composed of 359 has an output terminal 30
This is to prevent chattering when the output signal appearing at 3 changes from "1." to "On" or from "etott" to "lv.".
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。In the embodiment described above, the second electrode 151 is grounded, but a signal between the second electrode 151 on the rotating side and the detection circuit section 101 on the stationary side is transmitted by a signal transmission means such as a slip ring or a brush. It is also possible to transmit the information.
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。As described above, in the device of the present invention, electrodes are arranged circumferentially at the same intervals on the second plate attached to the rotating body and the first plate attached to the stationary side, respectively. LC that has a capacitor as one element
Since rotation is detected by the phase shift of the resonant waveform of the resonant circuit, there is an excellent effect that rotation can be detected satisfactorily even at low speed rotation by changing the capacitance of the capacitor.
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。In addition, by grounding the second electrode placed on the second plate attached to the rotating body, there is no need to run a connecting wire from the rotating first plate, and for example, the rotating body can be grounded. It is possible to directly fix the second plate to the rotating body even if there is a rotary body.
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。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the overall configuration of an embodiment of the device of the present invention, FIGS. 2 a and b are front views showing the first and second plates of the device shown in FIG. 1, and FIG. 3 Figure 1 is a detailed electrical connection diagram of the detection circuit in the illustrated device, Figure 4a
, b, and c are electrical circuit diagrams in various states of the electrodes to explain the operation of the device shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a diagram of voltage signal waveforms at various points to provide an explanation of the operation of the device shown in FIG. 1. 101... detection circuit, 140... first plate,
141... First electrode, 150... Second plate, 151... Second electrode, 160... Rotating body, 31
0°320...Oscillation circuit and frequency dividing circuit constituting a periodic signal supply circuit, 330...LC resonant circuit, 331...
Coil, 332... Capacitor, 350... Phase detection circuit.
Claims (1)
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。[Scope of Claims] 1. A first plate having first electrodes arranged in the circumferential direction at equal intervals, and a first plate having first electrodes arranged in the circumferential direction at the same intervals at a position facing the fourth electrode. a second plate having two electrodes and rotating together with the rotating body; and a capacitor and coil formed by the first and second electrodes. Rotation characterized by comprising a periodic signal supply circuit that supplies a signal, and a phase detection circuit that detects rotation by detecting the phase state of the output signal of the periodic signal supply circuit and the output signal of the LC resonance circuit. Detection device. 2. The rotation detection device according to claim 1, wherein the second electrode is grounded.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16270878A JPS5828526B2 (en) | 1978-12-27 | 1978-12-27 | rotation detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16270878A JPS5828526B2 (en) | 1978-12-27 | 1978-12-27 | rotation detection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5587909A JPS5587909A (en) | 1980-07-03 |
JPS5828526B2 true JPS5828526B2 (en) | 1983-06-16 |
Family
ID=15759776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16270878A Expired JPS5828526B2 (en) | 1978-12-27 | 1978-12-27 | rotation detection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5828526B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004506888A (en) * | 2000-08-11 | 2004-03-04 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Method and apparatus for contactlessly capturing a rotation angle or torsion |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4404560A (en) * | 1981-05-07 | 1983-09-13 | International Business Machines Corporation | Capacitive transducer for providing precise angular positional information |
-
1978
- 1978-12-27 JP JP16270878A patent/JPS5828526B2/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004506888A (en) * | 2000-08-11 | 2004-03-04 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Method and apparatus for contactlessly capturing a rotation angle or torsion |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5587909A (en) | 1980-07-03 |
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