(57)【要約】【課題】回転軸の回転方向を極短時間で判別する。【解決手段】回転方向判別対象たるエンジン１０のクランクシャフト１２に、所定間隔を隔てて、第１の回転板１４を一体的に固定すると共に、第２の回転板１６を遊転自由に固定する。第１及び第２の回転板１４，１６には、径方向に延びるスリットを所定角度ごとに形成すると共に、第１の回転板１４に対する第２の回転板１６の相対回転角度をスリットが重なる位置と重ならない位置との間で規制すべく、突出片１４Ｂ及びその先端部が係合する係合孔１６Ｂを形成する。また、第１及び第２の回転板１４及び１６の板面に対向して、その回転に伴ってスリットが重なっているか否かに応じたパルス信号を出力する光電センサ１８を配設し、コントロールユニット２０で実行される制御プログラムにより、そのパルス信号に基づいてクランクシャフト１２の回転方向を判別する。【選択図】図１
2008111763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向に延びるスリットが少なくとも１つ形成されると共に、該スリットが重なる位置と重ならない位置との間で相対回転可能かつ略平行に配設される２つの回転板と、
前記２つの回転板の板面に対向して配設され、前記スリットが重なっているか否かに応じた信号を出力するセンサと、
前記センサからの信号に基づいて、回転方向を判別する回転方向判別手段と、
を含んで構成され、
前記２つの回転板の一方のみが、回転方向判別対象の回転軸に垂直に固定されることを特徴とする回転方向判別装置。
【請求項２】
前記２つの回転板は、その一方から他方に向けて突出する突出片が形成されると共に、その他方に突出片の先端部が係合する係合孔が形成されることで、２位置間で相対回転可能に構成されることを特徴とする請求項１記載の回転方向判別装置。
【請求項３】
前記スリットは、前記２つの回転板の全周に亘って所定角度ごとに複数形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転方向判別装置。
【請求項４】
前記センサは、光を発射する投光素子及び光を受ける受光素子を備えた光電センサからなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の回転方向判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸の回転方向を判別する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸の回転方向を判別することを目的として、特開平８−８６７９６号公報（特許文献１）に記載されるように、回転軸と同期して回転するロータの外周に突設された歯部をセンサで検出し、その出力を微分して得られる微分信号により回転方向を判別する技術が提案されている。
【特許文献１】特開平８−８６７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、エンジンが逆回転すると、適切なタイミングで燃料噴射，点火などが行われないため、例えば、出力トルクや排気性状が低下したり、バックファイヤが発生する可能性がある。このため、エンジンの回転方向を判別する必要があるが、従来提案技術ではクランクシャフトなどの回転方向を判別するためにある程度の時間を要することから、これらの不具合を解消することは困難であった。
【０００４】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、径方向に延びるスリットが形成された２つの回転板を略平行に配設し、回転方向判別対象の回転方向に応じてずれるスリットの重なり状態から、極短時間でその回転方向を判別可能な回転方向判別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、請求項１記載の発明では、径方向に延びるスリットが少なくとも１つ形成されると共に、該スリットが重なる位置と重ならない位置との間で相対回転可能かつ略平行に配設される２つの回転板と、前記２つの回転板の板面に対向して配設され、前記スリットが重なっているか否かに応じた信号を出力するセンサと、前記センサからの信号に基づいて、回転方向を判別する回転方向判別手段と、を含んで構成され、前記２つの回転板の一方のみが、回転方向判別対象の回転軸に垂直に固定されることを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明では、前記２つの回転板は、その一方から他方に向けて突出する突出片が形成されると共に、その他方に突出片の先端部が係合する係合孔が形成されることで、２位置間で相対回転可能に構成されることを特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記スリットは、前記２つの回転板の全周に亘って所定角度ごとに複数形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項４記載の発明では、前記センサは、光を発射する投光素子及び光を受ける受光素子を備えた光電センサからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、一方の回転板は、回転方向判別対象の回転軸に同期して回転する。他方の回転板は、一方の回転板との間でスリットが重なる位置と重ならない位置との間で相対回転可能であるため、一方の回転板により間接的に回転させられる。このため、回転方向判別対象の回転軸の回転方向に応じて、２つの回転板の相対回転状態が変化し、２つの回転板は、スリットが重なった状態又はスリットが重なっていない状態で回転する。そして、スリットの重なり状態がセンサにより検出されるため、その出力信号に基づいて回転方向を判別することができる。このとき、回転方向判別対象の回転軸が回転し始めてから、極短時間でその回転方向を判別可能であるため、例えば、エンジン回転方向を判別するために本発明を適用すれば、排気性状の低下やバックファイヤの発生などを確実に解消することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、他方の回転板は、一方の回転板の突出片を介して回転させられるため、複雑な機構を利用しなくとも、スリットが重なる位置と重ならない位置との間で２つの回転板を容易に相対回転させることができる。
請求項３記載の発明によれば、２つの回転板の全周に亘って所定角度ごとにスリットが複数形成されているので、例えば、エンジン回転速度を検出する回転速度検出装置に本発明を組み込むことができる。
【００１０】
請求項４記載の発明によれば、投光素子から投光された光を受光素子が受光できれば足りるため、２つの回転板の間隔を微小間隔に保つ必要がなく、必要精度の低下に伴ってコスト削減などを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、エンジンの回転方向を判別することを目的として、本発明に係る回転方向判別装置を回転速度検出装置に組み込んだ構成を示す。
エンジン１０のクランクシャフト１２には、その回転中心に垂直な面上に板面が位置するように、所定間隔を隔てて、第１の回転板１４が一体的に固定されると共に、第２の回転板１６が遊転自由に固定される。第１の回転板１４及び第２の回転板１６は、夫々、同一直径を有する略円板形状をなし、図２に示すように、その周方向の全周に亘って、径方向に延びるスリット１４Ａ及び１６Ａが所定角度ごとに複数形成される。
【００１２】
また、第１の回転板１４には、図３（Ａ）でより詳細に示すように、第２の回転板１６に向けて突出する略矩形形状をなす突出片１４Ｂが形成される。突出片１４Ｂは、例えば、第１の回転板１４の板面に略コ字形状の切れ目を形成し、これを折り曲げることで形成することができる。一方、第２の回転板１６には、第１の回転板１４に対する相対回転角度を規制すべく、突出片１４Ｂの先端部が係合する係合孔１６Ｂが形成される。係合孔１６Ｂは、第１の回転板１４及び第２の回転板１６の板面に垂直な方向から見て、同図（Ｂ）で示すように、スリット１４Ａ及び１６Ａが重なっているときに突出片１４Ｂが係合孔１６Ｂに当接する位置Ａと、スリット１４Ａ及び１６Ａがずれて重なっていないときに突出片１４Ｂが係合孔１６Ｂに当接する位置Ｂと、の間に亘って形成される。ここでは、エンジン回転速度を検出する必要上、エンジン１０が正しい方向に回転しているときに、スリット１４Ａ及び１６Ａが重なるように、係合孔１６Ｂの形成位置が決定される。なお、突出片１４Ｂとしては、略矩形形状のものに限らず、例えば、略円柱形状をなす棒部材から構成してもよい。
【００１３】
このようにすれば、エンジン１０の作動に伴いクランクシャフト１２が回転すると、これと一体化されている第１の回転板１４が同期して回転する。一方、第２の回転板１６は、クランクシャフト１２に対して遊転自由に固定されているので、第１の回転板１４の突出片１４Ｂを介して回転させられる。このとき、エンジン１０が正しい方向に回転していれば、図３（Ｂ）に示すように、位置Ａで突出片１４Ｂが係合孔１６Ｂに当接するため、スリット１４Ａ及び１６Ａが重なった状態となる。一方、エンジン１０が逆回転していれば、同図に示すように、位置Ｂで突出片１４Ｂが係合孔１６Ｂに当接するため、スリット１４Ａ及び１６Ａがずれた状態となる。このため、以下説明する制御系により、エンジン１０が逆回転しているか否かを極短時間で判別することができる。
【００１４】
そして、制御系として、第１の回転板１４及び第２の回転板１６の板面に対向して、スリット１４Ａ及び１６Ａが重なっていれば、これらの回転速度に応じたパルス信号を出力するセンサが配設される。ここでは、センサとして、光を投光する投光素子１８Ａ及びその光を受ける受光素子１８Ｂを備えた光電センサ１８を利用する。センサとして光電センサ１８を利用すれば、投光素子１８Ａから投光された光を受光素子１８Ｂが受光できれば足りるため、第１の回転板１６と第２の回転板１８との間隔を微小間隔に保つ必要がなく、必要精度の低下に伴いコスト削減などを図ることができる。なお、センサとしては、光電センサ１８に限らず、マグネットなどを利用した近接センサを利用することもできる。
【００１５】
光電センサ１８の投光素子１８Ａを制御すると共に、その受光素子１８Ｂからの信号を処理すべく、コンピュータを内蔵したコントロールユニット２０が備えられる。コントロールユニット２０では、そのＲＯＭ（Read Only Memory）などに記憶された制御プログラムを実行することで、エンジン１０の回転速度が検出されると共にその回転方向が判別される。また、コントロールユニット２０では、エンジン１０が逆回転しているときには、排気性状の低下やバックファイヤの発生などを防止することを目的として、エンジン１０を停止させるべく燃料噴射装置２２が制御される。
【００１６】
なお、コントロールユニット２０が制御プログラムを実行することで、回転方向判別手段が具現化される。また、エンジン１０を停止させるためには、燃料噴射装置２２の制御に代えて、空気と燃料との混合気を点火する点火装置を制御するようにしてもよい。
図４は、エンジン１０の始動を契機として、コントロールユニット２０において実行される制御プログラムの処理内容を示す。
【００１７】
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、光電センサ１８からパルス信号を読み込む。
ステップ２では、パルス信号が入力されているか否かを判定する。そして、パルス信号が入力されていればステップ３へと進み（Ｙｅｓ）、公知技術によりエンジン１０の回転速度を算出し、ステップ１へと戻る。一方、パルス信号が入力されていなければステップ４へと進み（Ｎｏ）、エンジン１０を停止させるべく、燃料噴射装置２２に対して燃料噴射停止指令を出力する。
【００１８】
かかる回転速度検出装置によれば、エンジン１０が正しい方向に回転しているときには、第１の回転板１４のスリット１４Ａと第２の回転板１６のスリット１６Ａとが重なった状態で回転しているので、図５（Ａ）に示すように、光電センサ１８の投光素子１８Ａから投光された光は、スリット１４Ａ及び１６Ａを通り抜けて受光素子１８Ｂで受光される。このため、受光素子１８Ｂからコントロールユニット２０には、エンジン１０の回転速度に応じたパルス信号が出力される。一方、エンジン１０が逆回転しているときには、第１の回転板１４のスリット１４Ａと第２の回転板１６のスリット１６Ａとがずれた状態で回転しているので、同図（Ｂ）に示すように、光電センサ１８の投光素子１８Ａから投光された光は、第２の回転板１６により遮られる。
【００１９】
このため、光電センサ１８からパルス信号が出力されているか否かを判定することで、エンジン１０が逆回転しているか否かを極短時間で判別することができる。そして、エンジン１０が正しい方向に回転しているときには、その回転速度が算出される一方、エンジン１０が逆回転しているときには、排気性状の低下やバックファイヤの発生を防止すべく、エンジン１０が停止される。
【００２０】
なお、本実施形態においては、本発明を回転速度検出装置に適用したが、単独で実施することもできる。この場合、第１の回転板１４及び第２の回転板１６には、径方向に延びるスリットが少なくとも１つ形成されていれば足り、また、センサとしては、スリットが重なっているか否かに応じた信号を出力するものであれば足りる。さらに、回転方向判別対象としては、エンジン回転方向に限らず、如何なるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を回転速度検出装置に組み込んだ全体構成図
【図２】第１の回転板及び第２の回転板の詳細を示し、（Ａ）は第１の回転板の平面図、（Ｂ）は第２の回転板の平面図
【図３】突出片と係合孔との係合状態を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図
【図４】制御プログラムの処理内容を示すフローチャート
【図５】第１の回転板と第２の回転板の相対回転状態を示し、（Ａ）はエンジン正回転時の断面図、（Ｂ）はエンジン逆回転時の断面図
【符号の説明】
【００２２】
１０    エンジン
１２    クランクシャフト
１４    第１の回転板
１４Ａ  スリット
１４Ｂ  突出片
１６    第２の回転板
１６Ａ  スリット
１６Ｂ  係合孔
１８    光電センサ
１８Ａ  投光素子
１８Ｂ  受光素子
２０    コントロールユニット
【図１】
2008111763.tif 000003
【図２】
2008111763.tif 000004
【図３】
2008111763.tif 000005
【図４】
2008111763.tif 000006
【図５】
2008111763.tif 000007