JPS5842916A - Crank angle detecting mechanism - Google Patents
Crank angle detecting mechanismInfo
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- JPS5842916A JPS5842916A JP14194881A JP14194881A JPS5842916A JP S5842916 A JPS5842916 A JP S5842916A JP 14194881 A JP14194881 A JP 14194881A JP 14194881 A JP14194881 A JP 14194881A JP S5842916 A JPS5842916 A JP S5842916A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、エンジンの出力であるクランクシャフトの回
転角位置を正確に検出することができるクランク角検出
機構に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a crank angle detection mechanism that can accurately detect the rotational angular position of a crankshaft, which is the output of an engine.
近年、エンジンの電子自動制御の開発が進み、廃火時期
などエンジンを制御するいろいろなファクタが電子的に
調整できるようトなってきている。In recent years, the development of electronic automatic control for engines has progressed, and it has become possible to electronically adjust various factors that control the engine, such as the timing of burnout.
これらファクタを制御する際に１３Ｌクランクシヤフト
のクランク角位置を正確に検出する必要がある。When controlling these factors, it is necessary to accurately detect the crank angle position of the 13L crankshaft.
従来のクランク角位置を電気的（検出する構成を第１図
により説明すると、クランクシャフト１には周囲に等間
隔に突起２を形成し７たシグナルプレート３が固着して
あり、このシグナルプレート３の外周に接近してピック
アップ４が設けである。The conventional configuration for electrically detecting the crank angle position will be explained with reference to FIG. A pickup 4 is provided close to the outer periphery.
このピックアップ４は棒状の磁６５とこの磁石５の外囲
に巻回したコイル６とから成り、コイル６には増幅器１
、微分回路８、ワンショットマルチ９が直列に接続しで
ある。この構成では、クランクシャフト１、シグナルプ
レート３が回転すると突起が磁石５の磁束を切断し、コ
イル６には各突起２に対応する数の・電圧が起電される
ことになる。This pickup 4 consists of a rod-shaped magnet 65 and a coil 6 wound around the outer circumference of the magnet 5.
, a differentiating circuit 8, and a one-shot multi-channel circuit 9 are connected in series. In this configuration, when the crankshaft 1 and the signal plate 3 rotate, the protrusions cut the magnetic flux of the magnet 5, and a number of voltages corresponding to the protrusions 2 are generated in the coil 6.
このコイル６の起電力を増幅！１１で増幅し、微分回路
８で信号を微分してこのトリガによりワンショットマル
チ９を作動させる。このため、ワンショットマルチ９か
らの出力は図中に示す様な矩形波となり、この矩形波は
突起２の数と同一数となるため、この出力のパルス数を
カウントすればクランク角位置を検出することができる
。しかしな、がら、この構成ではクランクシャフト１の
回転速麿によ′ってピックアップ４の出力電圧が増減し
、特に低速回転の場合には起電電圧が降下し、検出に必
要な電圧が得られないという欠点がある。また、このピ
ックアップ４を１つだけ用いてもクランク内位−は判別
することができず、第２図に示す様に、クランクシャフ
ト１１にはタイミングプレート１２とシグナルプレート
１３をそれぞれ設け、タイミングプレート１２の外周に
は例えば１２０麿毎にタイミング突起１４を形成し、シ
グナルプレート１３の外周には例えば４度毎にシグナル
突起１５を形成しておき、各タイミングプレート１２と
シグナルプレート１３の外周に接近させてピックアップ
１６．１７を位置させた構成でなければならない。この
構成ではクランクシャフト１１の回転でピックアップ１
６はタイミング突起１４により１２０度毎に信号を出力
して基準位ヌを検出し、ピックアップ１７はシグナル突
起１５により４度毎に角度位置検出しており、基準位置
より角度位置をカウントすることによってクランクシャ
フト１１の正確なりランク角位置を測定することができ
る。しかし、この構成では基−位瞳検出用のタイミング
プレート１２が必要となり、また部品点数も増加する欠
点があり、価格も＾くなるものであった。Amplify the electromotive force of this coil 6! The signal is amplified by 11 and differentiated by a differentiating circuit 8, and the one-shot multi 9 is activated by this trigger. Therefore, the output from the one-shot multi 9 becomes a rectangular wave as shown in the figure, and since this rectangular wave has the same number as the number of protrusions 2, the crank angle position can be detected by counting the number of pulses of this output. can do. However, with this configuration, the output voltage of the pickup 4 increases or decreases depending on the rotational speed of the crankshaft 1, and the electromotive voltage drops especially in the case of low speed rotation, making it difficult to obtain the voltage necessary for detection. The disadvantage is that it cannot be used. Furthermore, even if only one pickup 4 is used, it is not possible to determine the inner position of the crank.As shown in FIG. 2, the crankshaft 11 is provided with a timing plate 12 and a signal plate 13, and Timing protrusions 14 are formed on the outer periphery of the signal plate 12, for example, every 120 degrees, and signal protrusions 15 are formed on the outer periphery of the signal plate 13, for example, every 4 degrees. The configuration must be such that the pickups 16 and 17 are positioned at the same position. In this configuration, the rotation of the crankshaft 11 causes the pickup 1 to
6 detects the reference position by outputting a signal every 120 degrees with the timing protrusion 14, and the pickup 17 detects the angular position every 4 degrees with the signal protrusion 15, and by counting the angular position from the reference position. The accurate rank angular position of the crankshaft 11 can be measured. However, this configuration requires a timing plate 12 for detecting the base pupil, has the drawback of increasing the number of parts, and increases the price.
本発明は上述の欠点に鑑み、簡易な構成でありながら確
実にクランク角位置を検出することができるクランク角
検出機構を提供するものである。In view of the above-mentioned drawbacks, the present invention provides a crank angle detection mechanism that can reliably detect the crank angle position although it has a simple configuration.
なお磁石を用い、磁束の変化により回転角を検出する先
行技術としては、たとえば、実開昭５５−１４９５７３
号公報などがある。In addition, as a prior art for detecting the rotation angle by a change in magnetic flux using a magnet, for example, Japanese Utility Model Application No. 55-149573
There are publications, etc.
以下、本発明の一実施例を図面により説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第３図乃至第５図は検出体と磁気検出部の構成を示すも
ので、エンジンのクランクシャフト２１には検出体を兼
ｉたクランクプーリ２２が挿入してあり、クランクシャ
フト２１とクランクプーリ２２とはキー２３によって回
転方向にずれないように連結しである。このクランクプ
ーリ２２はドラム形状となっており、外周には間隔を置
いて２つのベルト溝２４、２５が形成してあり、外周付
近の断面は略Ｗ宇形に形成されて外周には３条の検出リ
ング２６．２７゜２８が位置している。このクランクプ
ーリ２２は鉄等の軟質磁性材で形成されており、このク
ランクプーリ２２がクランク角位置の検出体として用い
られている。そして、ベルト溝２４にはＡＣＧベルト２
９が、ベルト満へにはエアコンベルト３０がそれぞれ巻
回しである。前記検出リング２６．２７．２８の形状を
第５図により説明すると、検出リング２６はタイミング
位置検出用であり、所定位置、例えば１２０喰置きにタ
イミング突起３１が形成してあり、検出リング２８はシ
グナル検出用であり、所定間隔毎に、例えば４度置きに
シグナル突起３２が形成しである。3 to 5 show the configuration of the detection body and the magnetic detection unit. A crank pulley 22 which also serves as a detection body is inserted into the crankshaft 21 of the engine, and the crankshaft 21 and crank pulley 22 and are connected by a key 23 so as not to shift in the rotational direction. This crank pulley 22 has a drum shape, and two belt grooves 24 and 25 are formed at intervals on the outer periphery.The cross section near the outer periphery is formed into a substantially W-shaped shape, and three belt grooves are formed on the outer periphery. A detection ring 26.27°28 is located. This crank pulley 22 is made of a soft magnetic material such as iron, and is used as a detector for detecting the crank angle position. Then, the ACG belt 2 is placed in the belt groove 24.
9, the air conditioner belt 30 is wound around the entire belt. The shape of the detection rings 26, 27, and 28 will be explained with reference to FIG. 5. The detection ring 26 is for timing position detection, and timing protrusions 31 are formed at predetermined positions, for example, every 120 steps. It is for signal detection, and signal protrusions 32 are formed at predetermined intervals, for example, every four degrees.
このタイミング突起３１とシグナル突起３２の相対位置
は一対のシグナル突起３２の間にタイミング突起３１が
位置するように形成しである。そして、検出リング２７
は両リング２８．２８に共用させるためのもので、その
表面は円周形に形成され、高さ位置はタイミング突部３
１とシグナル突起３２の各頂部と同一高さに設定しであ
る。次に、３３は磁気検出部で、磁気検出部３３はアル
ニコ、希土類等の硬質磁性材料で形成された磁石３４と
ホール素子、ホールＩＣ。The relative positions of the timing protrusion 31 and the signal protrusion 32 are such that the timing protrusion 31 is located between a pair of signal protrusions 32. And the detection ring 27
is intended to be shared by both rings 28 and 28, its surface is formed in a circumferential shape, and its height position is similar to that of the timing protrusion 3.
1 and the respective tops of the signal protrusions 32 are set at the same height. Next, 33 is a magnetic detection section, and the magnetic detection section 33 includes a magnet 34 made of a hard magnetic material such as alnico or rare earth, a Hall element, and a Hall IC.
磁気抵抗素子等の感磁素子３５とより構成されている。It is composed of a magnetic sensing element 35 such as a magnetoresistive element.
磁石３４はその側面形状を１字形としており、その１字
形の両先端は、それぞれＮ極、Ｓ極の極性を持つよう磁
化させである。そして、１字形をした中央の突部の先端
には感磁素子３５が固着してあり、磁石３４のＮ極、Ｓ
極、感磁素子３５の各先端は同一平面になるように形成
しである。この磁石３４のＮ極とＳ極の間隔は検出リン
グ２６．２８の間隔と同一とし、磁石３４のＮ極は検出
リング２６に、Ｓ極は検出リング２８に、感磁素子３５
は検出リング２７にそれぞれ接近させて位置させてあり
、磁石３４の一線は検出リング２６〜２８の回転方向と
直交させである。The side surface of the magnet 34 is shaped like a single letter, and both ends of the single letter shape are magnetized to have N and S poles, respectively. A magnetic sensing element 35 is fixed to the tip of the central protrusion in the shape of a letter 1, and the N pole and S pole of the magnet 34 are fixed to each other.
The poles and the tips of the magnetically sensitive elements 35 are formed to be on the same plane. The distance between the N and S poles of this magnet 34 is the same as the distance between the detection rings 26 and 28, and the N pole of the magnet 34 is connected to the detection ring 26, the S pole is connected to the detection ring 28, and the magnetic sensing element
are positioned close to the detection ring 27, and one line of the magnet 34 is perpendicular to the rotational direction of the detection rings 26-28.
第６図は、本実施例における感磁素子３５の出力処理回
路を示すもの、で、感磁素子３５には直流の制御電流が
印加してあり、この直流電流を印加したのと直角方向に
設けた一対の電極はそれぞれ抵抗３６．３７を、介して
演算増幅器３８に接続してあり、演算増幅器３８の出力
と負側入力端の間には抵抗３９が接続してあり、正側入
力端は抵抗４０を介して接地しである。演算増幅器３８
の出力は２個の比較器４１゜４２の、それぞれ正側、お
よび負側入力端に接続してあり、比較器４１．４２の他
の入力端には抵抗４３゜４４、４５で分圧した直流電圧
が接続しである。FIG. 6 shows the output processing circuit of the magneto-sensitive element 35 in this embodiment. A direct current control current is applied to the magneto-sensitive element 35, and the direction perpendicular to the direction to which this direct current is applied is shown in FIG. The provided pair of electrodes are connected to an operational amplifier 38 via resistors 36 and 37, respectively, and a resistor 39 is connected between the output of the operational amplifier 38 and the negative input terminal, and the positive input terminal is grounded via a resistor 40. Operational amplifier 38
The outputs of are connected to the positive and negative input terminals of two comparators 41 and 42, respectively, and the voltage divided by resistors 43 and 44 and 45 is connected to the other input terminals of comparators 41 and 42. DC voltage is connected.
次に、本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.
第３図乃至第５図において、磁気検出部３３は図示しな
い手段によってクランクブーＩＪ２２より間隔４：ｌＩ
Ｉい（侃Ｉ屯され（Ｊｊす、り） ニア ！ｉ 、／
、ｊｌ ２７４．Ｌ 、１ンジンの作動によってクラ
ンクシ１ジツト２１により回転されている。このクラン
クブー１ノ２２の回転において、感磁素子３５の下面は
検出リング２７の表面より一定の間隔で接近しているが
、Ｎ極に番よタイミング突起３１が一周期的に接離し、
Ｓ極に・よシグナ′１１
ル突起３２が周期的に接離してむする。このＮ極とＳ極
にタイミング突起３１とシグナル突起３２が周期的に接
離することで感磁素子３５を貫通する磁束の方向が賓化
し、この磁束の方向を感磁素子３５が電気的信号に変換
することでクランクプーリ２２、すなわちクランクシャ
フト２１の回転している際のクランク角位置を検出する
ことができる。第７図は磁束の方向の変化を示すもので
、第７図（イ）では、Ｎ極にタイミング突起３１が接近
した状態を示すもので、磁束はＮ極、タイミング突起３
１、クランクプーリ２２、感磁素子３５の方向に流れる
（タイミング突起３１とシグナル突起３２とはそれぞれ
位置が相対的にずらしであるため、Ｎ極とタイミング突
起３１、Ｓ極とシグナル突起３２が同時に接近すること
はない）。また第７図（０）では、Ｓ極にシグナル突起
３２が接近した状態を示すもので、磁束は感磁素子３５
、クランクプーリ２２、シグナル突起３２、Ｓ極の方向
に流れ、感磁素子３５を貫通する磁束の方向は第７図（
イ）とは逆方向になる。このため、感磁素子３５は貫通
する磁束の方向に従い正又は負の電気信号を出力するこ
とになり、この検出信号は抵抗３６．３７を介して演算
増幅器３８に伝えられ、検出信号は増幅されて比較器４
１．４２にそれぞれ入力する。比較器４１．４２の他の
入力端には抵抗４３〜４５により形成された分圧回路、
からの電圧が印加されてむするので演算増幅器３８から
の検出信号の電圧によって各比較器４１．４２はタイミ
ング突起３１、或いはジグプール突起３２に対応する信
号を出力する。第８同各よ感磁素子３５を貫通する磁束
の変化に対する比較器４１゜４２の出力変化を示すもの
である。第８図（イ）・よ感磁素子３５を貫通する磁束
の変化を示したもので、磁気密度が正の側の変化は、Ｓ
極とシグナル突起３２が接近した場合であり、磁束密度
が負の側の変化はＮ極とタイミング突起３１が接近した
場合である。In FIG. 3 to FIG. 5, the magnetic detection section 33 is arranged at a distance of 4:1I from the crankboo IJ22 by means not shown.
Ii (侃Itunsare(Jjsu,ri) Near !i ,/
, jl 274. It is rotated by the crankshaft 21 by the operation of the L, 1 engine. During this rotation of the crank boot 1/22, the lower surface of the magnetic sensing element 35 approaches the surface of the detection ring 27 at a constant interval, but the timing protrusion 31 periodically approaches and separates from the N pole.
The signal protrusion 32 periodically approaches and separates from the S pole. The timing protrusion 31 and the signal protrusion 32 periodically approach and separate from these N and S poles, so that the direction of the magnetic flux passing through the magnetically sensitive element 35 is changed, and the magnetically sensitive element 35 uses the direction of this magnetic flux as an electrical signal. By converting to , it is possible to detect the crank angular position of the crank pulley 22, that is, the crank angular position when the crankshaft 21 is rotating. Figure 7 shows changes in the direction of magnetic flux. Figure 7 (a) shows a state where the timing protrusion 31 approaches the north pole;
1. The flow flows in the direction of the crank pulley 22 and the magnetic sensing element 35 (the timing protrusion 31 and the signal protrusion 32 are relatively shifted in position, so the N pole and the timing protrusion 31, and the S pole and the signal protrusion 32 are at the same time) (never come close). Further, FIG. 7(0) shows a state in which the signal protrusion 32 approaches the S pole, and the magnetic flux is transferred to the magnetic sensing element 35.
, the direction of the magnetic flux flowing in the direction of the crank pulley 22, the signal protrusion 32, and the S pole and penetrating the magnetic sensing element 35 is shown in FIG.
The direction is opposite to b). Therefore, the magnetic sensing element 35 outputs a positive or negative electrical signal depending on the direction of the magnetic flux passing through it, and this detection signal is transmitted to the operational amplifier 38 via the resistors 36 and 37, where it is amplified. comparator 4
1.42 respectively. The other input terminals of the comparators 41 and 42 include a voltage dividing circuit formed by resistors 43 to 45;
Since a voltage is applied from the operational amplifier 38, each comparator 41, 42 outputs a signal corresponding to the timing protrusion 31 or the jig pool protrusion 32 depending on the voltage of the detection signal from the operational amplifier 38. The eighth figure shows changes in the outputs of the comparators 41 and 42 with respect to changes in the magnetic flux passing through the magnetic sensing element 35. Figure 8 (a) shows the change in the magnetic flux penetrating the magnetic sensing element 35, and the change on the positive side of the magnetic density is S
This is the case when the pole and the signal protrusion 32 are close to each other, and the magnetic flux density changes to the negative side when the N pole and the timing protrusion 31 are close to each other.
この磁束密度の変化は比較器４１．４２によって出力さ
れるが、シグナル突起３２による正の側の磁束密度の変
化は比較器４１により第８図（０）に示される１＜ルス
波形となり、タイミング突起３１による負の側の磁束密
度の変化は比較器４２により第８図（／Ｑに示されるパ
ルス波形となる。このことからタイミング突起３１の位
置を比較器４２の出力で検出し、このタイミング信号（
第８図（ハ））を基準としてシグナル突起３２の位置を
検出した比較器４１の出力パルス数をカウントすれば、
常にクランクシャフト２１のクランク角位置は検知する
ことができ、電子点火制御におけるクランク内位１の判
別のための入力信号とすることができる。This change in magnetic flux density is outputted by the comparators 41 and 42, but the change in the magnetic flux density on the positive side due to the signal protrusion 32 becomes a 1<Russ waveform shown in FIG. 8(0) by the comparator 41, and the timing The change in magnetic flux density on the negative side due to the protrusion 31 is changed by the comparator 42 into a pulse waveform shown in FIG. signal(
If the number of output pulses of the comparator 41 that detects the position of the signal protrusion 32 is counted with reference to FIG. 8(c)),
The crank angle position of the crankshaft 21 can be detected at all times, and can be used as an input signal for determining the inner crank position 1 in electronic ignition control.
本発明は上述の様に構成したので、簡易な構成でありな
がら、信頼性の高いクランク角位置検出のための信号を
得ることができ、エンジンの電子制御化のための入力信
号として応用することができるものである。Since the present invention is configured as described above, it is possible to obtain a signal for highly reliable crank angle position detection despite the simple configuration, and it can be applied as an input signal for electronic control of an engine. It is something that can be done.
第１図、第２図は従来のクランク角位置を検出する機構
の原理を示す説明図、第３図は本発明の一実施例を示す
断面図、第４図は第３図の一部を拡大した断面図、第５
図はクランクプーリと磁気検出部を示す斜視図、第６図
は本実施例における信号処理回路を示す電気回路図、第
７図は磁束の方向を示す説明図、第８図は磁束の変化と
信号の変化を示すグラフである。
２２・・・検出体としてのクランクプーリ、３１．３２
・・・突起、３３・・・磁気検出部、３５・・・感磁素
子。
さ≦坏乙1 and 2 are explanatory diagrams showing the principle of a conventional mechanism for detecting the crank angle position, FIG. 3 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows a part of FIG. 3. Enlarged cross-sectional view, No. 5
The figure is a perspective view showing the crank pulley and the magnetic detection unit, Figure 6 is an electric circuit diagram showing the signal processing circuit in this embodiment, Figure 7 is an explanatory diagram showing the direction of magnetic flux, and Figure 8 is a diagram showing changes in magnetic flux. It is a graph showing changes in a signal. 22... Crank pulley as a detection object, 31.32
...Protrusion, 33...Magnetic detection section, 35...Magnetic sensing element. Sa≦Kyoto
Claims (1)
極とＳ極の間に感磁素子を配ばした磁気検出部と、軟質
磁性材料から成り、複数のベルトを駆動するクランクブ
ーりのリムと、リムの外周の所定位置に形成された突起
とから成り、磁気検出部のＮ極、感磁素子、Ｓ極をそれ
ぞれ前記リムの外周に接近させて配置させ、クランクプ
ーリの回転により突起がＮ極、或いはＳ極に接離するこ
とによって感磁素子を貫通する磁束を炭化させ、この貫
通する磁束の変化によって検出体のクランク角位置を検
出させることを特徴とするクランク角検出機構。The N-pole and S-pole are spaced apart, and the N-pole and S-pole are spaced apart.
A magnetic detection part with a magnetic sensing element arranged between the pole and the south pole, a rim of a crankboot made of soft magnetic material that drives multiple belts, and a protrusion formed at a predetermined position on the outer circumference of the rim. The N pole of the magnetic detection section, the magnetic sensing element, and the S pole are arranged close to the outer periphery of the rim, and the rotation of the crank pulley causes the protrusion to move toward and away from the N pole or the S pole, thereby sensing the magnetic field. A crank angle detection mechanism characterized by carbonizing magnetic flux penetrating an element and detecting a crank angle position of a detection object based on a change in the penetrating magnetic flux.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14194881A JPS5842916A (en) | 1981-09-08 | 1981-09-08 | Crank angle detecting mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14194881A JPS5842916A (en) | 1981-09-08 | 1981-09-08 | Crank angle detecting mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5842916A true JPS5842916A (en) | 1983-03-12 |
| JPH0140930B2 JPH0140930B2 (en) | 1989-09-01 |
Family
ID=15303853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14194881A Granted JPS5842916A (en) | 1981-09-08 | 1981-09-08 | Crank angle detecting mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5842916A (en) |
Cited By (5)
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| JPS646763A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-11 | Koyo Seiko Co | Rotational speed detector |
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| JPH0516074B2 (en) * | 1986-02-18 | 1993-03-03 | Fujitsu Ltd | |
| JPS646763A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-11 | Koyo Seiko Co | Rotational speed detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0140930B2 (en) | 1989-09-01 |
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