(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランク軸に同期して回転する被検出部と、
前記被検出部を検出すると共に前記クランク軸の回転方向を検出し、前記クランク軸の回転方向に基づき前記被検出部における所定位置に対応する部分を判定し、判定した前記所定位置と回転方向の情報を含む３レベルの信号である回転情報信号をコントロールユニットに出力する検出手段とを備えると共に、
前記回転情報信号のレベルが変化する際のエッジにおいて、レベルの変化方向および変化後のレベルの組合せで区別されるエッジの種類のうちの特定の種類のエッジに前記所定位置及び回転方向情報が対応しており、前記コントロールユニットには、前記回転情報信号について少なくともレベルの変化の状態を含むレベル変化情報を出力するレベル変化検出手段、及び、
前記レベル変化情報に基づき前記所定位置及び回転方向情報が対応した前記特定の種類のエッジを検出することにより、前記クランク軸の角度および回転方向を検出するクランク角度算出手段
を備えたことを特徴とする内燃機関のクランク角度検出装置。
【請求項２】
前記レベル変化検出手段は、前記回転情報信号のレベルが変化する際の前記特定の種類のエッジに前記所定位置及び回転方向情報が対応しており、前記回転情報信号についてレベルの変化及び変化後レベルの状態を含むレベル変化情報を出力するようにしたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関のクランク角度検出装置。
【請求項３】
前記レベル変化検出手段は、前記回転情報信号を第１判定レベルとこれと異なる第２判定レベルとで比較して、前記回転情報信号についてレベルの変化及び変化後レベルの状態を含む第１レベル変化情報と第２レベル変化情報を出力するようにしたことを特徴とする請求項２記載の内燃機関のクランク角度検出装置。
【請求項４】
前記回転情報信号の３レベルは、電圧によって表され、低レベル信号は０Ｖ近傍、高レベル信号は＋側の電圧、中レベル信号は高レベル信号と低レベル信号の電位差の１／２程度の電圧であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のクランク角度検出装置。
【請求項５】
前記被検出部の検出点は、等間隔に複数備えられると共に、前記等間隔とは一部異なる間隔の欠落部を形成しており、更に、前記欠落部を検出してクランク軸の角度を初期化する欠落部検出手段を備え、前記欠落部検出手段は、クランク軸の回転方向が正転時の情報のみを使用して欠落部を検出するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の内燃機関のクランク角度検出装置。
【請求項６】
前記回転情報信号において、前記クランク軸の回転方向変化後の初回エッジのうち、前記所定位置および回転方向情報に対応するエッジの種類は、前記クランク軸の回転方向が変化していないときの前記所定位置および回転方向情報に対応する前記特定の種類のエッジとは異なることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の内燃機関のクランク角度検出装
置。
【請求項７】
前記レベル変化検出手段は、２つのレベル変化情報を出力するとともに、一方のレベル変化情報は、正転時の所定位置のみに対応し、他方のレベル変化情報は、逆転時の所定位置のみに対応していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関のクランク角度検出装置。
【請求項８】
前記回転情報信号において、前記所定位置に対応する部分は、レベルが変化する際の立ち下がりエッジまたは立ち上がりエッジのどちらか一方と対応しており、前記回転方向情報は、所定位置が対応している前記エッジにおける変化後レベルに対応していることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の内燃機関のクランク角度検出装置。
【請求項９】
前記回転情報信号において、前記所定位置に対応する部分は、高レベルから中レベルまたは低レベルへ変化する際の立ち下がりエッジと対応し、前記回転方向情報は、前記所定位置が対応している前記エッジにおける変化後レベルが低レベル時は正転、中レベル時は逆転に対応していると共に、前記クランク軸の正転から逆転への変化後の初回エッジのうち、低レベルから中レベルへ変化する際の立ち上がりエッジは、前記所定位置および逆転に対応しており、前記クランク軸の逆転から正転への変化後の初回エッジのうち、中レベルから低レベルへ変化する際の立ち下がりエッジは、前記所定位置および正転に対応していることを特徴とする請求項８記載の内燃機関のクランク角度検出装置。
【請求項１０】
前記回転情報信号において、前記所定位置に対応する部分は、中レベルから他のレベルへ変化する際のエッジに対応しており、前記回転方向情報は、前記所定位置が対応している前記エッジにおける変化後レベルに対応していることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の内燃機関のクランク角度検出装置。
【請求項１１】
前記回転情報信号において、前記所定位置に対応する部分は、中レベルから高レベルまたは低レベルへ変化する際のエッジと対応し、前記回転方向情報は、前記所定位置が対応している前記エッジにおける変化後レベルが低レベル時は正転、高レベル時は逆転に対応していると共に、前記クランク軸の正転から逆転への変化後の初回エッジのうち、低レベルから高レベルへ変化する際の立ち上がりエッジは、前記所定位置および逆転に対応しており、前記クランク軸の逆転から正転への変化後の初回エッジのうち、高レベルから低レベルへ変化する際の立ち下がりエッジは、前記所定位置および正転に対応していることを特徴とする請求項１０記載の内燃機関のクランク角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関のクランク軸の角度及び回転方向を検出するクランク角度検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関のクランク角度検出装置は、特許文献１に示されるように、クランク軸に取り付けられた被検出部である歯状磁性体の歯をセンサにより検出し、コントロールユニットに信号を伝送するクランク角度検出装置において、信号の少なくとも１部は、クランク軸の回転方向についての情報を含んでおり、クランク軸の回転方向に依存して、信号の相異なるパルス長により、回転方向情報を符号化すると共に、当該信号に含まれている回転方向情報をコントロールユニットにて評価するものである。更に、クランクシャフト最高回転時に歯状磁性体の歯が通過した際に信号発生手段にて形成されるものを角度マーク信号としたときに、すべてのパルス幅は、角度マーク信号のパルス幅よりも短くするものや、回転方向情報を含む信号を、あらかじめ定めたクランク軸の最大回転数以下の場合だけ伝送するものも開示されている。
【０００３】
しかし、特許文献１に開示されているクランク角度検出装置では、クランク軸の回転速度を高回転まで対応させるには、パルス幅を短くする必要があるが、パルス幅が短くなるとノイズとの区別が困難となる。また短いパルス幅を検出するためには入力回路の応答性を上げる必要があり、ノイズ防止のローパスフィルタを掛けることが困難となる。一方、回転方向情報をある回転速度以下に制限する場合は、センサ内でパルス周波数又はクランク軸回転速度を検出する必要があり、センサの構造が複雑になる恐れがある。また、歯間の角度、欠け歯の有無、欠け歯数等によりセンサの特性を変更しなければならなくなるという諸問題点がある。
【０００４】
また、従来の歯状磁性体の移動方向を検出する磁気検出装置は、特許文献２に示されるように、歯状磁性体の移動方向に並べて配置されたＭＲ素子等の磁気抵抗効果素子体の抵抗変化を出力する第１及び第２抵抗変化出力回路を備え、第１及び第２抵抗変化出力回路の出力の相互の位相による信号出力と前記抵抗変化出力回路の出力によりパルスを発生するものであり、被検出対象の移動方向に応じて、パルスのハイレベルとローレベルの少なくともいずれかを異にするものである。
【０００５】
例えば、図２８は、特許文献２に記載された磁気検出装置の回路図、図２９は図２８の回路図の各部ｃ〜ｊの波形ｃ〜ｊを示す波形図であり、その（ａ）は歯状磁性体が正転した時、その（ｂ）は逆転した時のものである。
【０００６】
正転時（ａ）はＭＲ素子１０１の方がＭＲ素子１０４より歯状磁性体４が早く近づくため、ＭＲ素子１０１側ブリッジ回路１０２の信号ｃによる第１比較回路１０３の出力ｅの方が、ＭＲ素子１０４側ブリッジ回路１０５の信号ｄによる第２比較回路１０６の出力ｆより、位相（発生時期）が早くなる。そのため、立ち上がりエッジトリガタイプのＤフリップフロップ１０８の出力ｇは常にハイレベルとなり、トランジスタ１０９はオン状態となる。出力トランジスタ１０７がオフの時は正転時、逆転時にかかわらず、出力ｈレベルは電源端子ＶＣＣの電圧で決定されるハイレベルとなるが、オン状態では出力トランジスタ１０７とトランジスタ１０９から供給される電流と抵抗１１０の積で決定されるローレベル１となる。
【０００７】
これに対し、逆転時（ｂ）はＭＲ素子１０４の方がＭＲ素子１０１より歯状磁性体４が
早く近づくため、ＭＲ素子１０４側ブリッジ回路１０５の信号ｄによる第２比較回路１０６の出力ｆの方が、ＭＲ素子１０１側ブリッジ回路１０２の信号ｃによる第１比較回路１０３の出力ｅより、位相（発生時期）が早くなる。このため、Ｄフリップフロップ１０９の出力ｇは常にローレベルとなり、トランジスタ１０９はオフ状態となる。よって、出力ｈレベルは、出力トランジスタ１０７がオン状態の時は出力トランジスタ１０７が供給する電流と抵抗１１０の積で決定されるローレベル２となる。
【０００８】
以上より、出力ｈレベルは３レベルをとり、この大小関係はハイレベル＞ローレベル１＞ローレベル２であり、正転時はハイレベルとローレベル１、逆転時はハイレベルとローレベル２の信号パルスとなるので、ローレベル１，２の値により、回転方向検知が可能となる。なお、図２８で１１３は抵抗、１１１は第３比較回路、１１２は第４比較回路である。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２５６８４２号公報
【特許文献２】特許第３５８８０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、前記特許文献２に開示されている磁気検出装置では、歯状磁性体の検出を示す信号（立ち上がり及び立ち下がりエッジ）と回転方向を示す情報（正転及び逆転）の組み合わせについては特に述べられていないため、それぞれ２通りの情報であるから計４通りの情報が必要となる。一方、出力ｈのレベルが３レベルの場合、出力ｈの情報量としては３通りしか無く情報量不足の為、歯状磁性体の検出信号もしくは回転方向を間違える懸念がある。例えば図３０は、歯状磁性体４が正転から逆転に反転する際の波形図で、（i）
は、ｅがハイレベル，ｆがローレベルの状態、（ii）は、ｅ，ｆ共にローレベルの状態、図３１は、逆転から正転に反転する際の波形図で、ｅ，ｆ共にハイレベルの状態で反転したものである。
【００１１】
図３０（i）内の出力ｈにおいて、正転から逆転に変化した直後のエッジ（ｈ１）は、
すでに逆転しているにも関わらず、その前の正転中のエッジ（ｈ２）、図３０（ii）内の出力ｈにおける正転中のエッジ（ｈ３）と区別することができず、回転方向を正転と誤検知してしまう。
【００１２】
同様に、図３１内の出力ｈにおける、逆転から正転に変化した直後のエッジ（ｈ４）も、すでに正転しているにも関わらず、その前の逆転中のエッジ（ｈ５）と区別することができず、回転方向を逆転と誤検知してしまう。
【００１３】
また、前記誤検知を防止する為に、出力ｈレベルを４レベルとした場合には、情報量は４通りとなるため、誤検知は防止することができるが、出力ｈを判別するコントロールユニット１４も４レベルに対応させる必要があるため、３レベルの時に比べ更に比較回路の追加が必要になる。また最高レベルと最低レベルの電位差を広げるとコントロールユニット１４の構成を大幅に変更する必要があるため、従来の電位差と同一とすれば、レベルを増やすことによりレベル間の差が少なくなり、より高精度な回路が必要になるなど、コントロールユニット１４の構成が複雑になり、また使用する部品も高価となりコストアップを招くという問題点があった。
【００１４】
この発明は、前述のような問題点を解消するためになされたもので、出力レベルが３レベルの信号で、クランク軸の角度及び回転方向を正確に検出できる内燃機関のクランク角度検出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明に係わる内燃機関のクランク角度検出装置は、内燃機関のクランク軸に同期して回転する被検出部と、前記被検出部を検出すると共に前記クランク軸の回転方向を検出し、前記クランク軸の回転方向に基づき前記被検出部における所定位置に対応する部分を判定し、判定した前記所定位置と回転方向の情報を含む３レベルの信号である回転情報信号をコントロールユニットに出力する検出手段とを備えると共に、前記回転情報信号のレベルが変化する際のエッジにおいて、レベルの変化方向および変化後のレベルの組合せで区別されるエッジの種類のうちの特定の種類のエッジに前記所定位置及び回転方向情報が対応しており、前記コントロールユニットには、前記回転情報信号について少なくともレベルの変化の状態を含むレベル変化情報を出力するレベル変化検出手段、及び、前記レベル変化情報に基づき前記所定位置及び回転方向情報が対応した前記特定の種類のエッジを検出することにより、前記クランク軸の角度および回転方向を検出するクランク角度算出手段を備えたものである。 
【発明の効果】
【００１６】
この発明の内燃機関のクランク角度検出装置によれば、内燃機関のクランク軸に同期して回転する被検出部を検出すると共にクランク軸の回転方向を検出し、クランク軸の回転方向に基づき被検出部における所定位置に対応する部分を判定し、判定した所定位置と回転方向の情報を含む３レベルの信号である回転情報信号をコントロールユニットに出力し、回転情報信号のレベルが変化する際のエッジにおいて、レベルの変化方向および変化後のレベルの組合せで区別されるエッジの種類のうちの特定の種類のエッジに被検出部における所定位置及び回転方向情報を対応させることができ、更に回転情報信号についてレベルの変化の状態を検出することで所定位置及び回転方向情報が対応した前記特定の種類のエッジに対応する部分を検出することで、クランク軸の角度及び回転方向を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１．
図１は基礎部分である磁気検出センサを示すシステム構成図である。図２は基礎部分である第１信号発生手段１１及び第２信号発生手段１２の回路図である。図３はこの発明の実施の形態１における４気筒内燃機関のシステム構成図である。図４は実施の形態１の内燃機関のクランク角度検出装置の概念構成図である。なお、明細書を通じて、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１８】
図１〜図４を用いて、実施の形態１による内燃機関のクランク角度検出装置の構成について説明する。図１において、２は第１信号発生手段１１及び第２信号発生手段１２を備えた磁気検出センサで、クランク軸に固定された歯状磁性体４に備えられた複数の歯（凸部又は検出点）の所定位置及び回転方向を検出するものである。第１信号発生手段１１及び第２信号発生手段１２は、それぞれ磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子という）を内在している。第１信号発生手段１１及び第２信号発生手段１２は、歯状磁性体４に対向させ、その回転方向に並べて配置されており、特許文献２と同様の構成で、ＭＲ素子を備え、図２に示すように、ＭＲ素子１０１と抵抗で構成されたブリッジ回路１０２と比較回路１０３を備えている。１８はバイアス磁界を発生させる磁石１８である。
【００１９】
なお、第１信号発生手段１１と第２信号発生手段１２のＭＲ素子、ブリッジ回路及び比較回路を区別するため、第１信号発生手段１２におけるＭＲ素子は１０１、ブリッジ回路は１０２、比較回路は１０３とし、第２信号発生手段１２におけるＭＲ素子は１０４、ブリッジ回路は１０５、比較回路は１０６とする。なお、バイアス磁界は歯状磁性体４を永久磁石化して発生させてもよい。
【００２０】
各信号発生手段１１，１２には、歯状磁性体４の回転により、歯状磁性体４の各歯における凹部と凸部とが交互に接近するため、各信号発生手段１１，１２のＭＲ素子１０１，１０４に印加される磁界が変化する。ブリッジ回路１０２，１０５は、望ましくは定電圧、定電流の電源（制御電源電圧）Ｖｃｃに接続されており、磁界変化によるＭＲ素子１０１，１０４の抵抗変化を電圧に変換すると共に、基準電圧１１５を生成し、比較回路１０
３，１０６において、それらの電圧（１１４，１１５）を比較することで歯状磁性体４の各歯における凸部でローレベルとなる矩形波が得られる。このようにして得られた矩形波が、第１及び第２信号発生手段１１，１２における第１及び第２信号となる。
【００２１】
図３において、１は内燃機関、２はクランク軸３に固定して取り付けられ、クランク軸３に同期して回転する歯状磁性体（被検出部）４の歯（凸部）を検出することにより回転情報信号を出力するセンサ（検出手段）である。歯状磁性体４は、クランク軸３に固定されているため、歯状磁性体４の角度及び回転方向を検出することで、クランク軸３の角度及び回転方向を得ることができる。歯状磁性体４には、クランク軸の角度をＣＡと表記するものとすると、２０°ＣＡ毎に計１７個の１０°ＣＡ幅の歯が形成されている。この実施の形態１では、各気筒を符号＃で表記するものとすれば、＃１及び＃４における圧縮上死点後７５゜ＣＡから１０５゜ＣＡの部分を欠け歯としている。
【００２２】
５は、カム軸６に取り付けられた磁性体７の歯を検出することにより気筒識別信号を出力するセンサである。カム軸６は、タイミングベルトなどの機械的伝達手段を介してクランク軸３と連結されており、クランク軸３が２回転する間に１回転する。磁性体７は、センサ５が♯１の圧縮上死点から＃４の圧縮上死点までハイレベルとなる気筒識別信号を発生するよう突起を備えている。これにより、歯状磁性体４の欠け歯後１０５゜ＣＡに対応する気筒識別信号のレベルがハイレベルかローレベルかによって各気筒の行程およびクランク角の位置を特定することができる。例えば、欠け歯後の１０５゜ＣＡの気筒識別信号がハイレベルの場合には、＃１の１０５゜ＣＡと特定することができる。
【００２３】
８は、センサ２とコントロールユニット９を接続する信号線であり、センサ２が出力した回転情報信号をコントロールユニット９に伝送するものである。コントロールユニット９は、ＣＰＵ、メモリ等を含み、センサ２の他に、センサ５などが接続されている。
【００２４】
図４は、実施の形態１の内燃機関のクランク角度検出装置の概念構成図で、センサ（検出手段）２およびコントロールユニット９を示す。１１，１２は第１信号発生手段及び第２信号発生手段で、歯状磁性体４に対向させ、その回転方向に並べて配置されている。各信号発生手段は、用いる磁気センサとしては、磁気抵抗効果素子であってもよいが、ホール素子でもよい。各信号発生手段は、歯状磁性体4の各歯（凸部）が通過した時に、ロー
レベルとなる矩形波を発生する。このようにして得られた矩形波を、それぞれ第１信号（Ａ）及び第２信号（Ｂ）として回転情報信号出力手段１３に入力する。
【００２５】
回転情報信号出力手段１３は、第１信号（Ａ）及び第２信号（Ｂ）に基づき、歯状磁性体４の回転方向及び歯状磁性体４の各歯における所定位置を判定し、所定位置（磁性体位置）及び回転方向が含まれた回転情報信号（Ｃ）を生成する。回転情報信号（Ｃ）は、３レベルの信号で、レベルが変化する際のエッジ及びそのエッジにおける変化後レベルに、所定位置及び回転方向が対応している。例えば、所定位置は高レベルから中レベル又は低レベルへ変化する際の立ち下がりエッジと対応し、回転方向は、所定位置が対応している立ち下がりエッジにおける変化後レベルが低レベル時は正転、中レベル時は逆転に対応しており、信号線８を経てコントロールユニット９に備えられたレベル変化検出手段１４に出力される。但し、詳細は後述するが、回転方向が反転した後の初回エッジのうち、所定位置及び回転方向に対応するエッジの一部は、前述のエッジとは異なる場合がある。
【００２６】
レベル変化検出手段１４では、回転情報信号（Ｃ）を２つの比較回路に入力することで、
回転情報信号（Ｃ）のレベル変化を検出して、２つの信号から成る第１レベル変化情報（Ｄ）及び第２レベル変化情報（Ｅ）をクランク角度算出手段１５に出力する。クランク角度算出手段１５では、これらのレベル変化情報（Ｄ）および（Ｅ）に基づき、所定位置及
び回転方向が対応したエッジを検出することにより、クランク軸３の角度を算出する。
【００２７】
次に動作について説明する。図５は図４の回転情報信号出力手段１３及びレベル変化検出手段１４の回路図、図６は、図５の回路図の各部（Ａ）〜（Ｅ）,（Ｋ）〜（Ｍ）の波
形（Ａ）〜（Ｅ）,（Ｋ）〜（Ｍ）を示す波形図であり、その（ａ）は歯状磁性体４が正
転した時、その（ｂ）は逆転した時のものである。
【００２８】
まず、第１信号（Ａ）と第２信号（Ｂ）について、位相及び歯状磁性体４の回転方向との関係を説明する。図６において正転時（ａ）は、歯状磁性体４の歯は◆側から近づくため、第１信号（Ａ）の方が第２信号（Ｂ）より位相（発生時期）が早く、◆部に対応した位置で各信号はローレベルとなり立ち下がりエッジが発生する。また、歯状磁性体４の歯は◇側から離れていくため、◇部に対応した位置で各信号はハイレベルとなり立ち上がりエッジが発生する。
【００２９】
一方、逆転時（ｂ）は、歯状磁性体４の歯は◇側から近づくため、第２信号（Ｂ）の方が第１信号（Ａ）より位相（発生時期）が早く、◇部に対応した位置で各信号はローレベルとなり立ち下がりエッジが発生する。また、歯状磁性体２の歯は◆側から離れていくため、◆部に対応した位置で各信号はハイレベルとなり立ち上がりエッジが発生する。これらより、第１信号（Ａ）の立ち上がり及び立ち下がりエッジでの第２信号（Ｂ）のレベルにより、歯状磁性体４の回転方向を判定することが可能であり、第１信号（Ａ）の各エッジでの第２信号（Ｂ）レベルと歯状磁性体４の回転方向の関係を図７に示す。
【００３０】
回転情報信号出力手段１３では、まず、図７の関係から歯状磁性体４の回転方向を判定するとともに、得られた回転方向から第１信号（Ａ）に対し歯状磁性体４の各歯における所定位置を判定する。図６において、正転時は第１信号（Ａ）の立ち下がりエッジ、逆転時は第１信号（Ａ）の立ち上がりエッジを検出することで、歯状磁性体４の◆部を所定位置として判定する。
【００３１】
次に、歯状磁性体４の所定位置と回転方向から、回転情報信号（Ｃ）を生成するために、歯状磁性体４の◆部判定時に、回転方向に関わらず立ち上がりエッジとなる所定位置信号（Ｍ）、正転時はローレベル、逆転時はハイレベルとなる回転方向信号（Ｌ）を生成しておく。これらの信号は、図７の関係を基に周知の論理回路を組み合わせたものに、第１信号（Ａ）及び第２信号（Ｂ）を入力することで生成できる。例えば、エッジ検出を行うためのＮＯＴ回路及び立ち上がりエッジトリガタイプのＤフリップフロップ回路、回転方向を決定するためのＡＮＤ回路，ＯＲ回路，ＮＯＴ回路、所定位置を決定するためのＸＯＲ回路から構成された図５の回路１３１に示すものがよい。
【００３２】
図５において、５１，５３はＮＯＴ回路、５２，５４は立ち上がりエッジトリガタイプのＤフリップフロップ、５５，５６はＡＮＤ回路、５７はＯＲ回路である。いずれも周知の論理回路であり、ＮＯＴ回路は入力を反転するもの、ＡＮＤ回路はすべての入力がハイレベルの時のみハイレベルを出力するもの、ＯＲ回路は、入力のいずれかがハイレベルの時にハイレベルを出力するものである。また、立ち上がりエッジトリガタイプのＤフリップフロップはＣＬ端子に立ち上がりエッジが入力された時のＤ端子レベルをＱ端子に出力し、ＣＬ入力が立ち上がりエッジ以外のときはＤ端子レベルに関係なく、Ｑ端子の出力は前の状態を保つものである。
【００３３】
第１信号（Ａ）の立ち上がりエッジを検出するために、第１信号（Ａ）をＤフリップフロップ５２のＣＬ端子に入力し、ＮＯＴ回路５１に入力後の第２信号（Ｂ）をＤ端子に入力する。これにより、正転時は図６より第１信号（Ａ）が立ち上がりエッジの時、第２信号（Ｂ）はローレベルのため、ＮＯＴ回路によりＤ端子はハイレベルとなり、Ｑ端子の出
力もハイレベルとなる。また、逆転時では第１信号（Ａ）が立ち上がりエッジの時、第２信号（Ｂ）はハイレベルのため、ＮＯＴ回路によりＤ端子はローレベルとなり、Ｑ端子の出力もローレベルとなる。
【００３４】
同様に、第１信号（Ａ）の立ち下がりエッジを検出するために、ＮＯＴ回路５３入力後の第１信号（Ａ）をＤフリップフロップ５４のＣＬ端子に入力し、第２信号（Ｂ）をＤ端子に入力する。これにより、第１信号（Ａ）の立ち下がりエッジ時にＣＬ端子は立ち上がりエッジとなり、その時の第２信号（Ｂ）はハイレベルのため、Ｄ端子はハイレベルとなり、Ｑ端子の出力もハイレベルとなる。また、逆転時では、第１信号（Ａ）が立ち下がりエッジの時、第２信号（Ｂ）はローレベルのため、Ｄ端子はローレベルとなり、Ｑ端子の出力もローレベルとなる。いずれのＤフリップフロップ出力も、それぞれのエッジ入力後は、正転時はハイレベル、逆転時はローレベルとなる。
【００３５】
次に、Ｄフリップフロップ５２，５４の出力のうち第１信号（Ａ）のエッジ入力に対応している信号を選択するために、Ｄフリップフロップ５２のＱ端子と第１信号（Ａ）をＡＮＤ回路５５に、Ｄフリップフロップ５４のＱ端子とＮＯＴ回路５３入力後の第１信号（Ａ）をＡＮＤ回路５６に入力し、更にＡＮＤ回路５５及び５６の出力を、ＯＲ回路５７に入力する。これにより、第１信号（Ａ）の立ち上がりエッジ後はハイレベルのため、ＡＮＤ回路５５の出力はＤフリップフロップ５２のＱ端子と等しくなり、一方、ＮＯＴ回路５３入力後の第１信号（Ａ）はローレベルとなるため、ＡＮＤ回路５６の出力は、ローレベルとなる。よって、ＯＲ回路５７の出力はＡＮＤ回路５５と等しく、Ｄフリップフロップ５２のＱ端子と等しくなる。
【００３６】
また、第１信号（Ａ）の立ち下がりエッジ後はローレベルのため、ＡＮＤ回路５５の出力はローレベルとなり、一方、ＮＯＴ回路５３入力後の第１信号（Ａ）はハイレベルとなるため、ＡＮＤ回路５６の出力は、Ｄフリップフロップ５４のＱ端子と等しくなる。よって、ＯＲ回路５７の出力はＡＮＤ回路５６と等しく、Ｄフリップフロップ５４のＱ端子と等しくなる。以上より、第１信号（Ａ）の各エッジに対応した信号を正しく選択することができ、回路１３１は、歯状磁性体４の回転方向信号（Ｋ）として、正転時はハイレベル、逆転時はローレベルを出力する。そして、ＮＯＴ回路５８で回転方向信号（Ｋ）を反転させることにより、正転時はローレベル、逆転時はハイレベルとなる回転方向信号（Ｌ）を生成する。
【００３７】
歯状磁性体４の所定位置を判定するＸＯＲ回路５９では、回転方向信号（Ｋ）のレベルにより第１信号（Ａ）を変換することで歯状磁性体４の各歯における所定位置信号（Ｍ）を生成する。ＸＯＲ回路５９は、周知の論理回路で２入力が異なる場合に、ハイレベルを出力するものである。第１信号（Ａ）及び回転方向信号（Ｋ）をＸＯＲ回路５９に入力しており、正転時は、回転方向信号（Ｋ）はハイレベルのため、ＸＯＲ回路の出力は第１信号（Ａ）が反転したものとなる。
【００３８】
一方、逆転時は、回転方向信号（Ｋ）はローレベルのため、ＸＯＲ回路の出力は第１信号（Ａ）と等しくなる。以上より、歯状磁性体４の各歯における所定位置（各歯の特定の一方の角部）を◆部とすると、ＸＯＲ回路５９の出力（Ｍ）は回転方向に関わらず、所定位置◆では立ち上がりエッジとなる。
【００３９】
回転情報信号出力手段１３の回路１３２では、ＸＯＲ回路５９の出力（所定位置信号）（Ｍ）に基づき回転情報信号（Ｃ）のエッジを生成すると共に、回転方向信号（Ｌ）によりエッジ後の回転情報信号（Ｃ）のレベルを決定する。２１はトランジスタ、２２，２４は抵抗、２３は出力トランジスタであり、回転方向信号（Ｌ）をトランジスタ２１に入力し、所定位置信号（Ｍ）を出力トランジスタ２３に入力する。これにより、所定位置信号
（Ｍ）は回転方向に関わらず、図６における所定位置◆では立ち上がりエッジとなるため、出力トランジスタ２３はオフからオンに変化する。一方、トランジスタ２１については、正転時の回転方向信号（Ｌ）はローレベルのためオフとなり、逆転時は逆にオンとなる。
【００４０】
よって、回転情報信号（Ｃ）は、出力トランジスタ２３がオフの時は、トランジスタ２１の状態は影響しないため、回転方向に関わらず、コントロールユニット９に備えられたレベル変化検出手段１４内の電源Ｖｃｃの電圧で決定される高レベルとなる。
【００４１】
また、出力トランジスタ２３がオンの時はトランジスタ２１から供給される電流が影響し、トランジスタ２１がオンの時は、トランジスタ２１及び出力トランジスタ２３から供給される電流の和と抵抗２４の積で決定される中レベルとなり、トランジスタ２１がオフの時は、出力トランジスタ２３が供給する電流と抵抗２４の積で決定される低レベルとなる。
【００４２】
各レベルの電圧としては、例えば、Ｖｃｃ＝５Ｖ、抵抗３１を４ｋΩとした場合、トランジスタ２１及び出力トランジスタ２３のエミッタ−コレクタ間の内部抵抗を０と考えると、抵抗２２を０．８ｋΩ、抵抗２４を１ｋΩとすれば、高レベルは５Ｖ、中レベルは３Ｖ、低レベルは１Ｖ（つまり、基板電位又は接地電位近傍の電圧）となる。
【００４３】
以上より、図６に示すとおり、所定位置である◆部では、回転方向に関わらず出力トランジスタ２３はオフからオンに変化するため、回転情報信号（Ｃ）は立ち下がりエッジとなり、更に、立ち下がりエッジ後において、歯状磁性体４が正転時はトランジスタ２１がオフのため低レベルとなり、逆転時はトランジスタ２１がオンのため中レベルとなる。
【００４４】
図５のレベル変化検出手段１４は、回転情報信号（Ｃ）のレベル変化を検出するために特許文献２同様、２つの比較回路で構成されており、３１，３３，３４，３６，３７は抵抗、３２は第３比較回路、３５は第４比較回路である。信号線８を経て伝送された回転情報信号（Ｃ）は、第３比較回路３２、第４比較回路３５の反転入力端子に入力される。また、第１判定レベルとして、電源Ｖｃｃの電圧を抵抗３３，３４で分圧したものを第３比較回路３２の非反転入力端子に、第２判定レベルとして、電源Ｖｃｃの電圧を抵抗３６，３７で分圧したものを第４比較回路３５の非反転入力端子に入力している。
【００４５】
第１判定レベルは、回転情報信号（Ｃ）の高レベルと中レベル間の変化を検出するため、４Ｖとし、第２判定レベルは、回転情報信号（Ｃ）の中レベルと低レベル間の変化を検出するため、２Ｖとしており、例えば抵抗３３を１ｋΩ、抵抗３４を４ｋΩ、抵抗３６を３ｋΩ、抵抗３７を２ｋΩとすればよい。
【００４６】
よって、第３比較回路３２は、回転情報信号（Ｃ）の高レベルと中レベルの変化に対応した第１レベル変化情報（Ｄ）を出力し、第４比較回路３５は、回転情報信号（Ｃ）の中レベルと低レベルの変化に対応した第２レベル変化情報（Ｅ）を出力する。図６において、正転時の所定位置である◆部で、回転情報信号（Ｃ）は高レベルから低レベルへの立ち下がりエッジとなるので、第１レベル変化情報（Ｄ），第２レベル変化情報（Ｅ）ともに立ち上がりエッジとなり、逆転時の所定位置である◆部では、回転情報信号（Ｃ）は高レベルから中レベルへの立ち下がりエッジとなるので、第１レベル変化情報（Ｄ）のみが立ち上がりエッジとなり、第２レベル変化情報（Ｅ）はローレベルとなる。
【００４７】
図８は、歯状磁性体４が正転から逆転に、図９は、逆転から正転に反転する際の（Ａ）〜（Ｅ）の波形を、反転時における回転情報信号（Ｃ）のレベルの状態別に示したもので、回転情報信号（Ｃ）が、図８（i）高レベル、（ii）低レベル、図９（i）中レベル、（
ii）高レベル、で反転した時のものである。また、（Ａ）上部の◆は、反転前後の歯状磁性体４の歯の所定位置を示すものである。
【００４８】
図８（i）において、回転情報信号（Ｃ）は、正転最後の◆部で低レベルへの立ち下が
りエッジ、逆転直後の◆部で中レベルへの立ち下がりエッジとなり、図９（ii）において、回転情報信号（Ｃ）は、逆転最後の◆部で中レベルへの立ち下がりエッジ、正転直後の◆部で低レベルへの立ち下がりエッジとなるため、回転方向が変化していない通常時と同様の波形であり、第１レベル変化情報（Ｄ）、第２レベル変化情報（Ｅ）も、図６に示した挙動となる。
【００４９】
一方、図８（ii）では、回転情報信号（Ｃ）は、正転最後の◆部で低レベルへの立ち下がりエッジとなるが、低レベルの状態で逆転直後の◆部となるので、この場合のみ、逆転直後の◆部で低レベルから中レベルへの立ち上がりエッジとなる。そのため、逆転直後の◆部では、第１レベル変化情報（Ｄ）はハイレベルの状態で、第２レベル変化情報（Ｅ）のみ立ち下がりエッジとなる。
【００５０】
また、図９（i）では、回転情報信号（Ｃ）は、逆転最後の◆部で中レベルへの立ち下
がりエッジとなるが、中レベルの状態で正転直後の◆部となるので、正転直後の◆部で中レベルから低レベルへの立ち下がりエッジとなる。そのため、正転直後の◆部では、第１レベル変化情報（Ｄ）はハイレベルの状態で、第２レベル変化情報（Ｅ）のみ立ち上がりエッジとなる。これらの波形は、回転方向が変化しない状態での波形と異なるが、反転直後のみ出力される波形であり判別することが可能である。図１０に、第１レベル変化情報（Ｄ）、第２レベル変化情報（Ｅ）及び歯状磁性体４の回転方向の関係を示す。いずれの場合も所定位置と対応している。
【００５１】
クランク角度算出手段１５では、第１レベル変化情報（Ｄ）および第２レベル変化情報（Ｅ）の立ち上がりおよび立ち下がりエッジに同期してクランク軸３の角度を算出する処理が行われる。第１レベル変化情報（Ｄ）エッジ同期処理の動作については図１１、第２レベル変化情報（Ｅ）エッジ同期処理の動作については図１２、また、図１１，図１２内のクランク角度演算処理の動作については図１３のフローチャートを参照して説明する。なお、以下において符号Ｓは各処理ステップを意味する。
【００５２】
第１レベル変化情報（Ｄ）エッジ同期処理については図１１において、まずステップS101で、第１レベル変化情報（Ｄ）が立ち上がりエッジかを判定する。立ち上がりエッジの場合、ステップS102でＤレベルフラグf_dlblにハイレベルを表す１をセットする。図１０から所定位置が対応したエッジとなるので回転方向を判定すべく、ステップS103で、第２レベル変化情報（Ｅ）の立ち上がりエッジを検出するため、Ｅレベルフラグf_elblが１かを判定する。
【００５３】
ここで、図１４に示すように、回転情報信号（Ｃ）のエッジには入出力回路やノイズ防止用のローパスフィルタの影響等により傾きがあるため、例えば立ち下がりエッジの場合、第１判定レベル（４Ｖ）を下回ってから、第２判定レベル（２Ｖ）を下回るまで幾らかの遅れが存在する。そのため、第１レベル変化情報（Ｄ）の立ち上がりエッジ直後に第２レベル変化情報（Ｅ）のレベルを判定すると前述の遅れにより誤判定する恐れがある。一般的には遅れは数１０μ秒程度であるため、実施の形態１ではステップS104で５０μ秒の判定待ち時間を設けている。その間にＥレベルフラグf_elblが１となった場合、第２レベル変化情報（Ｅ）の立ち上がりエッジが入力されたおり、第２レベル変化情報（Ｅ）エッジ同期処理側で処理が完了しているため、本処理は終了する。一方、ステップS104における５０μ秒の判定待ち時間経過後もＥレベルフラグf_elblが０の場合、第２レベル変化情報（Ｅ）はローレベル状態と判断し、ステップS105で正転フラグf_rotを０にクリアし、
所定位置であるため、ステップS106でクランク角度演算処理を実行して、本処理を終了する。
【００５４】
ステップS101で、第１レベル変化情報（Ｄ）が立ち下がりエッジの場合、所定位置と対応したエッジではないので、ステップS107でローレベルを表すためf_dlblを０にクリアして、本処理を終了する。
【００５５】
第２レベル変化情報（Ｅ）エッジ同期処理については図１２において、まず、ステップS201で、第２レベル変化情報（Ｅ）が立ち下がりエッジかを判定する。立ち下がりエッジの場合、ステップS202でローレベルを表すためＥレベルフラグf_elblを０にクリアし、図１０から所定位置が対応したエッジの可能性があるので、ステップS203で、第１レベル変化情報（Ｄ）のハイレベルを検出するため、Ｄレベルフラグf_dlblが１かを判定する。ここでも、図１１内のステップS104同様、第１レベル変化情報（Ｄ）の遅れに対しステップS204で５０μ秒の判定待ち時間を設けている。５０μ秒経過後もf_dlblが１の場合は、第１レベル変化情報（Ｄ）はハイレベルと判定し、ステップS205で正転フラグf_rotを０に
クリアする。この場合、所定位置を表すエッジであるため、ステップS209でクランク角度演算処理を実行して、本処理を終了する。一方、ステップS204での５０μ秒経過前に、ステップS203でＤレベルフラグf_dlblが０と判定された場合、所定位置に対応したエッジでは無いため、処理を終了する。
【００５６】
ステップS201で、第２レベル変化情報（Ｅ）が立ち上がりエッジの場合、ステップS206でＥレベルフラグf_elblにハイレベルを表す１をセットし、図１０から所定位置が対応したエッジの可能性があるため、ステップS207で、第１レベル変化情報（Ｄ）の立ち上がりエッジまたはハイレベルを検出するため、Ｄレベルフラグf_dlblが１かを判定する。この場合は、第１レベル変化情報（Ｄ）が立ち上がりエッジの場合でも、図１４に示すとおり、判定待ち時間は不要となる。Ｄレベルフラグf_dlblが１であれば、ステップS208で正転フラグf_rotに１をセットする。この場合、所定位置を表すエッジであるため、ステップS209でクランク角度演算処理を実行して、本処理を終了する。一方、ステップS207でＤレ
ベルフラグf_dlblが０と判定された場合、所定位置に対応したエッジでは無いため、処理を終了する。
【００５７】
クランク角度演算処理については図１３において、まず、ステップS301で、前回正転フラグf_rot_oと今回の正転フラグf_rotを比較する。異なる場合、反転直後となるため、クランク角p_crkは変化しないため、ステップS315で、クランク角周期t_crkをクリアし、ステップS316で、前回正転フラグf_rot_oをf_rotで更新して処理を終了する。
【００５８】
ステップS301で、f_rot_oとf_rotが等しい場合、回転方向は変化していないため、ステップS302で、正転フラグf_rotから回転方向を判定する。f_rotが１で正転の場合には、ステップS303で欠け歯検出を行う。欠け歯検出は今回と前回のクランク角周期の比が一定値以上となった場合に欠け歯と判定するもので、公知のものである。実施の形態１では、欠け歯時の所定位置間隔は４０゜ＣＡで通常の所定位置間隔２０゜ＣＡの２倍あるため、例えばクランク角周期の比が１．５以上となった場合に欠け歯と判定すればよい。また、実施の形態１では、逆転中はクランク角周期をクリアしているため、逆転中の周期を使うことがなく正確に欠け歯検出を行うことが可能となる。
【００５９】
ステップS303で欠け歯が検出された場合、欠け歯は７５゜ＣＡ〜１０５゜ＣＡ間に設けており、今回エッジは１０５゜ＣＡとなるので、ステップS304でクランク角p_crkを１０
５゜ＣＡに初期化する。一方、欠け歯の検出が無かった場合、クランク角p_crkで欠け歯
位置を示しているか判定するため、ステップS305でクランク角p_crkが６５゜ＣＡかを判
定する。クランク角p_crkが６５゜ＣＡの場合、欠け歯の検出は出来なかったがクランク
角p_crkでは欠け歯となっているので、ステップS304でクランク角p_crkを１０５゜ＣＡに初期化する。一方、クランク角p_crkが６５゜ＣＡでなかった場合、通常の所定位置間隔
は２０゜ＣＡのため、ステップS306でクランク角p_crkに２０゜ＣＡ加算する。クランク
角p_crkは１８０゜ＣＡ毎カウンタとしているため、ステップS307でp_crkが１６５゜ＣＡを越えたか判定する。越えた場合は、ステップS308でクランク角p_crkに５゜ＣＡをセッ
トする。ステップS303以降は、いずれの場合でも正転のため、ステップS309で、欠け歯検出に使用する前回の所定位置入力時からの時間であるクランク角周期t_crkをセットし、
ステップS316で、前回正転フラグf_rot_oをf_rotで更新して処理を終了する。
【００６０】
一方、ステップS302でf_rotが０で逆転の場合には、ステップS310でクランク角p_crkが１０５゜ＣＡかを判定する。クランク角p_crkが１０５゜ＣＡの場合、今回、逆転で欠け
歯を越えたこととなるため、ステップS311でクランク角p_crkに６５゜ＣＡをセットする
。それ以外の場合は、ステップS312でクランク角p_crkから２０゜ＣＡ減算する。正転時
同様、ステップS313でp_crkが５゜ＣＡ未満となったか判定する。５゜ＣＡ未満となった
場合は、ステップS314でクランク角p_crkに１６５゜ＣＡをセットする。ステップS310以
降は、いずれの場合でも逆転のため、ステップS315で、クランク角周期t_crkをクリアし
、ステップS316で、前回正転フラグf_rot_oをf_rotで更新して処理を終了する。
【００６１】
実施の形態１では、クランク角p_crkを１８０゜ＣＡ周期としたが、それ以外の周期と
しても良い。例えば、各気筒の行程も把握できるように７２０゜ＣＡ周期とする場合は、気筒識別信号を利用してクランク角p_crkを初期化すればよい。また、実施の形態１の欠
け歯検出には２区間のクランク角周期を使用したが、それ以上の周期を使用しても良い。この場合、必要な数のクランク角周期が揃うまで正転が続く必要がある。
【００６２】
以上のように、この実施の形態１では、内燃機関のクランク角度検出装置が、内燃機関のクランク軸に同期して回転する被検出部（歯状磁性体４）、前記被検出部を検出すると共に前記クランク軸の回転方向を検出し、前記クランク軸の回転方向に基づき前記被検出部における所定位置に対応する部分を判定し、判定した前記所定位置と回転方向の情報を含む３レベルの信号である回転情報信号（Ｃ）を出力する検出手段（検出手段２）、前記回転情報信号のレベルが変化する際のエッジの一部（立下りエッジ）に前記所定位置及び回転方向情報が対応しており、前記回転情報信号について少なくともレベルの変化の状態を含むレベル変化情報（Ｄ，Ｅ）を出力するレベル変化検出手段１４、及び、前記レベル変化情報に基づき前記所定位置及び回転方向情報が対応したエッジを検出することにより、前記クランク軸の角度および回転方向を検出するクランク角度算出手段１５を備えたものであり、これにより、クランク軸の角度及び回転方向を正確に検出できる。
【００６３】
実施の形態２．
実施の形態１では、回転情報信号（Ｃ）において、所定位置を立ち下がりエッジに対応させたが、中レベルから他のレベルへ変化する際のエッジに対応させてもよい。構成は、実施の形態１の図４で示したものと同様で、回転情報信号出力手段１３の内部構成およびクランク角度算出手段１５の一部のみ異なるため、詳細は後述する。この時の波形を図１５に示す。図１５は、図４の概念構成図と図１６の各部（Ａ）〜（Ｅ），（Ｎ），（Ｐ）の波形（Ａ）〜（Ｅ），（Ｎ），（Ｐ）を示す波形図であり、その（ａ）は歯状磁性体４が正転した時、その（ｂ）は逆転した時のものである。
【００６４】
第１信号（Ａ）及び第２信号（Ｂ）については、実施の形態１と同様の動作であり、また、回転情報信号出力手段１３における歯状磁性体４の回転方向の判定（回転方向信号Ｋの導出）も、実施の形態１と同様に行われる。
【００６５】
歯状磁性体４の各歯における所定位置は、歯状磁性体４の◆部判定時に、正転時のみ立
ち下がりエッジが生成され逆転中は常にハイレベルとなる正転時所定位置信号と、逆転時のみ立ち下がりエッジが生成され正転中は常にハイレベルとなる逆転時所定位置信号を生成しておくことで判定が出来る。これらの信号は、実施の形態１同様、周知の論理回路を組み合わせたものに第１信号（Ａ）と、実施の形態１と同様の方法で生成された回転方向信号（Ｋ）を入力することで生成でき、一方の入力にＮＯＴ回路を備えるＯＲ回路から構成された、例えば図１６に示す回路１３３がよい。
【００６６】
図１７は、実施の形態２の回転情報信号出力手段１３の一部（後半）の回路１３４を示し、この回路１３４に前述の正転時所定位置信号（Ｎ）及び逆転時所定位置信号（Ｐ）を入力し、回転情報信号（Ｃ）を生成する。レベル変化検出手段１４は、実施の形態１と同様であり図５に示すとおりである。
【００６７】
図１７において、４１，４２は出力トランジスタ、４３，４４は抵抗であり、前述の正転時所定位置信号（Ｎ）を、出力トランジスタ４１に入力し、逆転時所定位置信号（Ｐ）を出力トランジスタ４２に入力する。正転時は、出力トランジスタ４２は常にオンとなるため、回転情報信号（Ｃ）は、出力トランジスタ４１の動作によりレベルが変化する。出力トランジスタ４１がオンの時は、出力トランジスタ４１及び出力トランジスタ４２から供給される電流の和と抵抗４４の積で決定される中レベルとなり、出力トランジスタ４１がオフの時は、出力トランジスタ４２が供給する電流と抵抗４４の積で決定される低レベルとなる。
【００６８】
一方、逆転時は、出力トランジスタ４１は常にオンとなるため、回転情報信号（Ｃ）は、出力トランジスタ４２の動作によりレベルが変化する。出力トランジスタ４２がオンの時は、出力トランジスタ４１及び出力トランジスタ４２から供給される電流の和と抵抗４４の積で決定される中レベルとなり、出力トランジスタ４２がオフの時は、出力トランジスタ４１の状態は影響しないため、コントロールユニット９に備えられたレベル変化検出手段１４内の電源Ｖｃｃの電圧で決定される高レベルとなる。
【００６９】
各レベルの電圧としては、実施の形態１同様、例えば、Ｖｃｃ＝５Ｖ、抵抗３１を４ｋΩとした場合、出力トランジスタ４１及び出力トランジスタ４２のエミッタ−コレクタ間の内部抵抗を０と考えると、抵抗４３を０．８ｋΩ、抵抗４４を１ｋΩとすれば、高レベルは５Ｖ、中レベルは３Ｖ、低レベルは１Ｖとなる。
【００７０】
以上より図１５に示す通り、回転情報信号（Ｃ）は、所定位置である◆部で、正転時は中レベルから低レベルへの立ち下がりエッジとなり、逆転時は中レベルから高レベルへの立ち上がりエッジとなる。
【００７１】
レベル変化検出手段１４は、実施の形態１と同様であり、２つの比較回路から構成されており、第１判定レベルは、回転情報信号（Ｃ）の高レベルと中レベル間の変化を検出するため４Ｖ、第２判定レベルは、回転情報信号（Ｃ）の中レベルと低レベル間の変化を検出するため２Ｖとしている。
【００７２】
図１５において、正転時の所定位置である◆部で、回転情報信号（Ｃ）は中レベルから低レベルへの立ち下がりエッジとなるので、第１レベル変化情報（Ｄ）はハイレベルの状態で、第２レベル変化情報（Ｅ）のみ立ち上がりエッジとなり、逆転時の所定位置である◆部では、回転情報信号（Ｃ）は中レベルから高レベルへの立ち上がりエッジとなるので、第１レベル変化情報（Ｄ）のみ立ち下がりエッジとなり、第２レベル変化情報（Ｅ）はローレベルの状態となる。
【００７３】
図１８は、歯状磁性体４が正転から逆転に、図１９は、逆転から正転に反転する際の（
Ａ）〜（Ｅ）の波形を、反転時における回転情報信号（Ｃ）のレベルの状態別に示したもので、回転情報信号（Ｃ）が、図１８（i）中レベル、（ii）低レベル、図１９（i）高レベル、（ii）中レベル、で反転した時のものである。また、（Ａ）上部の◆は、反転前後の歯状磁性体４の歯の所定位置を示すものである。
【００７４】
図１８（i）において、回転情報信号（Ｃ）は、正転最後の◆部で中レベルから低レベ
ルへの立ち下がりエッジ、逆転直後の◆部で中レベルから高レベルへの立ち上がりエッジとなり、図１９（ii）において、回転情報信号（Ｃ）は、逆転最後の◆部で中レベルから高レベルへの立ち上がりエッジ、正転直後の◆部で中レベルから低レベルへの立ち下がりエッジとなるため、回転方向が変化していない通常時と同様の波形であり、第１レベル変化情報（Ｄ）、第２レベル変化情報（Ｅ）も、図１５に示した挙動となる。
【００７５】
一方、図１８（ii）では、回転情報信号（Ｃ）は、正転最後の◆部で中レベルから低レベルへの立ち下がりエッジとなるが、低レベルの状態で逆転直後の◆部となるので、この場合のみ、逆転直後の◆部で低レベルから高レベルへの立ち上がりエッジとなる。そのため、逆転直後の◆部では、第１レベル変化情報（Ｄ）、第２レベル変化情報（Ｅ）ともに立ち下がりエッジとなる。
【００７６】
また、図１９（i）では、回転情報信号（Ｃ）は、逆転最後の◆部で中レベルから高レ
ベルへの立ち上がりエッジとなるが、高レベルの状態で正転直後の◆部となるので、正転直後の◆部で高レベルから低レベルへの立ち下がりエッジとなる。そのため、正転直後の◆部では、第１レベル変化情報（Ｄ）、第２レベル変化情報（Ｅ）ともに立ち上がりエッジとなる。これらの波形は、回転方向が変化しない状態での波形と異なるが、いずれの場合も、正転時は第２レベル変化情報（Ｅ）の立ち上がりエッジ、逆転時は第１レベル変化情報（Ｄ）の立ち下がりエッジを検出すればよく、回転方向が変化していない通常時と同様の判定が可能である。図２０に、第１レベル変化情報（Ｄ）、第２レベル変化情報（Ｅ）及び歯状磁性体４の回転方向の関係を示す。いずれの場合も所定位置と対応している。
【００７７】
クランク角度算出手段１５では、実施の形態１と同様、第１レベル変化情報（Ｄ）および第２レベル変化情報（Ｅ）の立ち上がりおよび立ち下がりエッジに同期してクランク角２の角度を算出する処理が行われる。第１レベル変化情報（Ｄ）エッジ同期処理の動作については図２１、第２レベル変化情報（Ｅ）エッジ同期処理の動作については図２２に示す。図２１，図２２内のクランク角度演算処理の動作については、図１３に示す実施の形態１と同様のものであるので説明は省略する。なお、以下において符号Ｓは各処理ステップを意味する。
【００７８】
第１レベル変化情報（Ｄ）エッジ同期処理については、図２１において、まずステップS401で、第１レベル変化情報（Ｄ）が立ち下がりエッジかを判定する。実施の形態２では、第２レベル変化情報（Ｅ）の状態に関わらず、第１レベル変化情報（Ｄ）が立ち下がりエッジの時は、所定位置に対応しており回転方向は逆転となる。よって、立ち下がりエッジの場合、ステップS402で正転フラグf_rotを０にクリアし、ステップS403でクランク角
度演算処理を実行して、本処理を終了する。第１レベル変化情報（Ｄ）が立ち上がりエッジの場合は、特に処理を行わず終了する。
【００７９】
第２レベル変化情報（Ｅ）エッジ同期処理については、図２２において、まずステップS501で、第２レベル変化情報（Ｅ）が立ち上がりエッジかを判定する。実施の形態２では、第１レベル変化情報（Ｄ）の状態に関わらず、第２レベル変化情報（Ｅ）が立ち上がりエッジの時は、所定位置に対応しており回転方向は正転となる。よって、立ち上がりエッジの場合、ステップS502で正転フラグf_rotに１をセットし、ステップS503でクランク角
度演算処理を実行して、本処理を終了する。第２レベル変化情報（Ｅ）が立ち下がりエッ
ジの場合は、特に処理を行わず終了する。
【００８０】
実施の形態１及び２では、歯状磁性体の各歯を被検出部としているが、例えばスリットを設けたプレートを用いてもよく、各スリットを被検出部として、光の透過具合で検出をすればよい。また、クランク軸に直接磁気を記録したものを被検出部としてもよく、例えばクランク軸の円周上にＮ極，Ｓ極を交互に記録しておき、その一方を被検出部の検出点として磁気センサで検出すればよい。この場合、歯状磁性体等は不要となる。
【００８１】
以上のように、この実施の形態２では、内燃機関のクランク角度検出装置が、内燃機関のクランク軸に同期して回転する被検出部（歯状磁性体４）、前記被検出部を検出すると共に前記クランク軸の回転方向を検出し、前記クランク軸の回転方向に基づき前記被検出部における所定位置に対応する部分を判定し、判定した前記所定位置と回転方向の情報を含む３レベルの信号である回転情報信号（Ｃ）を出力する検出手段（検出手段２）、前記回転情報信号のレベルが変化する際のエッジの一部（中レベルから低レベル又は高レベルに変化するエッジ）に前記所定位置及び回転方向情報が対応しており、前記回転情報信号について少なくともレベルの変化の状態を含むレベル変化情報（Ｄ，Ｅ）を出力するレベル変化検出手段１４、及び、前記レベル変化情報に基づき前記所定位置及び回転方向情報が対応したエッジを検出することにより、前記クランク軸の角度および回転方向を検出するクランク角度算出手段１５を備えたものであり、これにより、クランク軸の角度及び回転方向を正確に検出できる。
【００８２】
実施の形態３．
実施の形態１及び２では、２つの信号発生手段から得られた信号に基づき、歯状磁性体４の回転方向及び歯状磁性体４の各歯における所定位置を判定したが、回転方向の判別が可能な１つの信号発生手段から得られた信号でもよく、例えば、図２３に示すような２０°ＣＡ毎に計１７個の三角歯形状の歯状磁性体を備えた被検出部及び被検出部との距離を検出する公知のセンサを用いても良い。実施の形態２と同様、＃１及び＃４における圧縮上死点後７５゜ＣＡから１０５゜ＣＡの部分には頂点を設けず、欠け歯としている。
【００８３】
図２５は、検出手段２を示す概念構成図である。７１は信号発生手段で、歯状磁性体４に対向させて配置されている。信号発生手段は、検出部と被検出部との距離に応じて図２４に示すような出力特性で、歯状磁性体４の各歯の通過に応じて三角歯を発生する。このようにして得られた波形を、信号（Ａ０）として回転情報信号出力手段１３に入力する。
【００８４】
回転情報信号出力手段１３は、信号（Ａ０）に基づき第１信号（Ａ）相当波形及び歯状磁性体４の回転方向信号を生成する部分のみ実施の形態２と異なり、それ以降は、実施の形態２と同様の方法で所定位置及び回転方向情報が含まれた回転情報信号（Ｃ）を生成する。回転情報信号（Ｃ）以降も実施の形態２と同様とすればよい。
【００８５】
実施の形態２と異なる部分である、第１信号（Ａ）相当の波形及び歯状磁性体４の回転方向信号の生成について説明する。図２６は、図２５の概念構成図の（Ａ０）部の波形（Ａ０）、及び回転情報信号出力手段１３内で生成される信号（Ａ１）〜（Ａ３）の波形、回転方向信号の波形を示す波形図であり、その（ａ）は歯状磁性体４が正転した時、その（ｂ）は逆転した時のものである。
【００８６】
正転時（ａ）は、歯状磁性体４の歯との距離は徐々に遠くなり、◆部で近づくため、信号（Ａ０）は、◆部で最大値となり、それ以降徐々に出力が低くなる。その結果、信号（Ａ０）の値が判定レベル以上のときにローレベルとなる信号（Ａ１）を生成すると、◆部で立ち下がりエッジが発生する波形が得られる。また、信号（Ａ０）を微分した信号（Ａ２）を生成すると、◆部以外では出力が低下しているので負の値となり、◆部で正のイン
パルス状波形が得られる。
【００８７】
一方、逆転時（ｂ）は、歯状磁性体４の歯との距離は徐々に近くなり、◆部で遠ざかるため、信号（Ａ０）は、◆部で最小値となり、それ以降徐々に出力が高くなる。その結果、信号（Ａ０）の値が判定レベル以上のときにローレベルとなる信号（Ａ１）は、◆部で立ち上がりエッジが発生する。また、信号（Ａ０）を微分した信号（Ａ２）は、◆部以外では出力が上昇しているので正の値となり、◆部で負側にインパルス状となる。
【００８８】
よって、信号（Ａ１）から、実施の形態２の第１信号（Ａ）相当の波形を得ることができる。正転時はローレベル、逆転時はハイレベルとなる回転方向信号は、信号（Ａ２）に基づき負の値の時にローレベル、正の値の時にハイレベルとすればよいが、◆部のみインパルス状の波形が発生するため、例えばローパスフィルタを通してインパルス状の波形を除去した信号（Ａ３）を用いて回転方向信号を生成すると良い。
【００８９】
また、信号（Ａ１）のエッジ検出直前の信号（Ａ２）レベルを使用して回転方向信号を生成しても良い。この場合、信号（Ａ１）のエッジ検出時に直前の信号（Ａ２）レベルが必要となる為、バッファ回路に通して信号（Ａ２）を遅延させた信号を生成しておけばよい。更に、信号（Ａ２）のインパルス状の波形から、回転方向信号を生成しても良い。この場合、正のインパルス状波形検出時は正転、負のインパルス状波形検出時は逆転とすればよい。また、インパルス状波形検出時は◆部となるため、この時を所定位置としてもよい。
【００９０】
これらの信号は、周知の電気回路の組み合わせたものに信号（Ａ０）を入力することで生成でき、例えば図２７に示すように、第１信号（Ａ）相当の波形となる信号（Ａ１）を生成するための比較回路８１、回転方向信号を生成するための微分回路８２，ローパスフィルタ８３から構成してもよい。また、信号（Ａ１）のエッジ検出時の信号（Ａ２）レベルを検出する場合には、ローパスフィルタの代わりにバッファ回路や信号（Ａ１）エッジ検出用Ｄフリップフロップ回路等の論理回路で構成しても良い。
【００９１】
さらに、補足するに、この発明では、被検出部の検出点（歯状磁性体の凸部など）は、等間隔に複数備えられると共に、一部等間隔とは異なる間隔の欠落部を形成しており、欠落部を検出してクランク軸の角度を初期化する欠落部検出手段を備え、欠落部検出手段は、クランク軸の回転方向が正転時の情報のみを使用して欠落部を検出するので、特に回転方向が変わる反転時に欠け歯の誤検出を防止することができる。
【００９２】
また、回転情報信号において、クランク軸の回転方向変化後の初回エッジのうち、所定位置および回転方向情報に対応するエッジの一部は、クランク軸の回転方向が変化していないときの所定位置および回転方向情報に対応するエッジとは異なるので、歯状磁性体の回転方向が変化する際の特別な処理を追加する必要が無く、構成を簡素化できる。
【００９３】
また、レベル変化検出手段は、２つのレベル変化情報を出力すると共に、一方のレベル変化情報は、正転時の所定位置のみに対応し、他方のレベル変化情報は、逆転時の所定位置のみに対応しているので、コントロールユニットでのクランク軸の角度及び回転方向を算出する際の処理を簡素化できる。
【００９４】
また、回転情報信号において、所定位置は、レベルが変化する際の立ち下がりエッジまたは立ち上がりエッジのどちらか一方と対応しており、回転方向情報は、所定位置が対応しているエッジにおける変化後レベルに対応しているので、コントロールユニットでの歯状磁性体の所定位置及び回転方向の検出を容易にすることができる。
【００９５】
また、回転情報信号において、所定位置は、中レベルから他のレベルへ変化する際のエッジに対応しており、回転方向情報は、所定位置が対応しているエッジにおける変化後レベルに対応しているので、コントロールユニットでの歯状磁性体の所定位置及び回転方向の検出を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】基礎部分である磁気検出センサを示すシステム構成図である。
【図２】基礎部分である信号発生手段の回路図である。
【図３】この発明の実施の形態１における内燃機関のシステム構成図である。
【図４】実施の形態１の内燃機関のクランク角度検出装置の概念構成図である。
【図５】図４の回転情報信号出力手段及びレベル変化検出手段の回路図である。
【図６】図５の回路図の各部（Ａ）〜（Ｅ）,（Ｋ）〜（Ｍ）の波形（Ａ）〜（Ｅ）,（Ｋ）〜（Ｍ）を示す波形図である。
【図７】実施の形態１のおける第１信号（Ａ）の各エッジでの第２信号（Ｂ）レベルと歯状磁性体の回転方向の関係を示す図である。
【図８】実施の形態１における歯状磁性体が正転から逆転へ反転した時の波形図である。
【図９】実施の形態１における歯状磁性体が逆転から正転へ反転した時の波形図である。
【００９７】
【図１０】実施の形態１における第１レベル変化情報（Ｄ）、第２レベル変化情報（Ｅ）及び歯状磁性体の回転方向の関係を示す図である。
【図１１】実施の形態１における第１レベル変化情報（Ｄ）エッジ同期処理を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態１における第２レベル変化情報（Ｅ）エッジ同期処理を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態１におけるクランク角度演算処理を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態１における回転情報信号（Ｃ）のエッジ部分を拡大した波形と対応する波形（Ｄ）〜（Ｅ）を示す図である。
【図１５】実施の形態２における図４の概念構成図と図１６の各部（Ａ）〜（Ｅ），（Ｎ），（Ｐ）の波形（Ａ）〜（Ｅ），（Ｎ），（Ｐ）を示す波形図である。
【図１６】実施の形態２における回転情報信号出力手段の一部（前半）の回路図である。
【図１７】実施の形態２における回転情報信号出力手段の一部（後半）の回路図である。
【図１８】実施の形態２における歯状磁性体が正転から逆転へ反転した時の波形図である。
【図１９】実施の形態２における歯状磁性体が逆転から正転へ反転した時の波形図である。
【００９８】
【図２０】実施の形態２における第１レベル変化情報（Ｄ）、第２レベル変化情報（Ｅ）及び歯状磁性体の回転方向の関係を示す図である。
【図２１】実施の形態２における第１レベル変化情報（Ｄ）エッジ同期処理を示すフローチャートである。
【図２２】実施の形態２における第２レベル変化情報（Ｅ）エッジ同期処理を示すフローチャートである。
【図２３】実施の形態３における歯状磁性体及びセンサの構成を示す図である。
【図２４】実施の形態３における信号発生手段の出力特性図である。
【図２５】実施の形態３における検出手段を示す概念構成図である。
【図２６】図２５の概念構成図の（Ａ０）部の波形（Ａ０）、回転情報信号出力手段内で生成される信号（Ａ１）〜（Ａ３）の波形、回転方向信号の波形を示す波形図である。
【図２７】実施の形態３における回転情報信号出力手段の一部（前半）の回路図である。
【００９９】
【図２８】従来の磁気検出装置の回路図である。
【図２９】図２８の回路図の各部ｃ〜ｊの波形ｃ〜ｊを示す波形図である。
【図３０】図２８において、歯状磁性体が正転から逆転に反転する際の波形図である。
【図３１】図２８において、逆転から正転に反転する際の波形図である。
【符号の説明】
【０１００】
１  内燃機関                            ２  センサ
３  クランク軸                          ４  歯状磁性体
５  センサ                              ６  カム軸
７  磁性体                              ８  信号線
９  コントロールユニット
１１  第１信号発生手段                  １２  第２信号発生手段
１３  回転情報信号出力手段              １４  レベル変化検出手段
１５  クランク角度算出手段              １８  磁石
【０１０１】
２１  トランジスタ                      ２２，２４  抵抗
２３  出力トランジスタ
３１，３３，３４，３６，３７  抵抗        ３２  第３比較回路
３５  第４比較回路
４１，４２  出力トランジスタ              ４３，４４  抵抗
５１，５３，５８  ＮＯＴ回路               ５２，５４  Ｄフリップフロップ
５５，５６  ＡＮＤ回路                    ５７  ＯＲ回路
５９  ＸＯＲ回路                          ６１，６２  ＯＲ回路、
７１  信号発生手段                        ８１  比較回路
８２  微分回路                            ８３  ローパスフィルタ、
【０１０２】
１０１，１０４  ＭＲ素子                  １０２，１０５  ブリッジ回路
１０３  第１比較回路                      １０６  第２比較回路
１０７  出力トランジスタ                  １０８  Ｄフリップフロップ
１０９  トランジスタ                      １１０  抵抗
１１１  第３比較回路                      １１２  第４比較回路
１１３  抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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