JPS60186731A - エンジンの上死点検出装置 - Google Patents

エンジンの上死点検出装置

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JPS60186731A
JPS60186731A JP59042396A JP4239684A JPS60186731A JP S60186731 A JPS60186731 A JP S60186731A JP 59042396 A JP59042396 A JP 59042396A JP 4239684 A JP4239684 A JP 4239684A JP S60186731 A JPS60186731 A JP S60186731A
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top dead
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signal
detection
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JP59042396A
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English (en)
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Megumi Mori
恵 森
Tsuneyuki Egami
常幸 江上
Koichi Mori
幸一 森
Hidetaka Nohira
野平 英隆
Kunimasa Yoshimura
吉村 国政
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Toyota Motor Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/04Testing internal-combustion engines
    • G01M15/06Testing internal-combustion engines by monitoring positions of pistons or cranks
    • 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
    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/02Checking or adjusting ignition timing
    • F02P17/04Checking or adjusting ignition timing dynamically
    • 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
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/1455Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means by using a second control of the closed loop type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はエンジンのピストン位置計測装置に関し、特
にエンジンの上死点タイミングを検出する装置に関する
〔従来技術〕
従来、ピストンエンジンにおいては、着火時期、バルブ
タイミング等を制御する基準としてエンジンの上死点タ
イミングを検出する必要があり、最も簡単な方法として
、クランク軸に光電素子等の検出器を取り付け、ピスト
ンが上死点位置に相当するクランク角で信号を出力する
方法があった。
この方法はエンジン運転時には、クランク軸、コネクテ
ィングロッド、ピストンピン等各部のクリアランスや撓
み等の影響により、真のピストン上死点タイミングと検
出タイミングとは異なる。そこで、ピストンの位置から
上死点タイミングを検出する方法として、マイクロ波の
空洞共振特性を利用した方法が知られている。ところが
、マイクロ波が共振する為には、空洞部の形状及び容積
等に特定な条件を必要とし、全てのエンジンに適用する
ことは困難であった。例えば、ディーゼルエンジンの様
な高圧縮比エンジンにおいては、その燃焼室の形状が、
ビスI・ンの上死点時に極めて偏1′i2な形状となり
、有効な共振特性が得られなかっlこ。
〔発明の目的〕
本発明は」二連の点に鑑みて、燃焼室の形状の影響を受
りること無くピストンの位置を検出し、−上死点タイミ
ングを検出することを目的とする。
(発明の楯要〕 本発明は、燃焼室内に導いた投光用、受光用のオプティ
カルファイバの開口面をピストンの頂面にり」向させて
設置し、投光用オプティカルファイバより出た光がピス
トン頂面で反射し受光用オプティカルファイバで受ける
光量によりピストンの位置を計測し、ピストンの上死点
タイミングを検出するものである。オプティカルファイ
バ“の他の開口面には発光素子及び受光素子を接続する
。受光素子に接続した処理回路により、上死点タイミン
グを電気信号として出力する。
〔実施例〕
以下、本発明をピストンエンジンの上死点タイミング検
出装置として通用した場合につき、図示の実施例に従っ
て説明する。
第1図において、エンジン1のヘッド部1aに検出部2
をその端面2aとピストン1bの頂面1Cと対向させて
設置する。検出部2は信号線3によって外部信号処理部
4と接続されている。検出部2は例えば第2図に示す構
造となっている。電球、発光ダイオード等の発光素子2
1には投光用オプティカルファイバ22が、フォ]・ダ
イオード等の受光素子23には複数の受光用オプティカ
ルファイバ24が接続されている。また、受光素子23
には、第3図に示す様な光検出部として演算増中器e構
成した電流電圧変換回路と加算回路から成る前置処理部
25が接続、され、その出力ば信号線3に出力される。
オプティカルファイバ22及び24は、検出部2の端面
2aで第4図に示す様に、投光用オプティカルファイバ
22の周囲に受光用オプティカルファイバ24を配列し
、外部へ光学的に接続している。
信号線3に接続している外部信号処理部4の構成例を第
4図に示す。信号線3は入力端子4bに接続され、電圧
比較器46の反転入力端子46bに接続される、電圧比
較器46の非反転入力端子46aには基準電圧が接続さ
れ、出力端子46Cはゲート47の入力端子47bに接
続される。ゲート47の出力47cはゲート42の入力
42b反転器48の入力48a及びラッチ44のクロッ
ク人力44aに接続される。ゲート42のもう一つの入
力42aには発振回路41が接続され、出力42Cば2
進カウンタ、43のクロック入力423及びダウンカウ
ンタ45のクロック人力45aに接続されている。反転
器48の出力48bはダウンカウンタ45のプリセット
人力45b及び、もう一つの反転器49を経て2進カウ
ンタ43のリセット人力43bに接続されている。2進
カウンタのデータ出力An、AI、・・・、Anはラッ
チ44のデータ人力Bo、B+、・”、Bn−1に、A
IとBO,A2とBl、−AnとBn−1が接続され、
ADは使用しない。ラッチ44のデータ出力co、CI
、・・・、Cn−1はダウンカウンタ45のプリセット
データ人力■〕(〕、[〕I、・・・、Dn−1に接続
され、ダ・:ノンカウンタ45の出力45cは出力端子
4cに接続されている。
次にこの装置の作動について説明する。
発光素子21から発した光は、投光用オプティカルファ
イバ22の経てピストンの頂面ICに照射される。その
反射光の一部は受光用オプケイ力ルファイバ24を経て
受光素子22で受けられる。
受光素子22で受ける光量は、検出部2の端面2aとピ
ストンの頂面1cとの距離によって第6図に示す様にA
点を最大として変化する。従って、−に死点における検
出部2の端面2aとピストンの頂面ICとの距離をAよ
りも小さくなる様に設置すると、第3図の前置処理部2
5の信号出力はクランク角に対して第7図に示す様に変
化する。この信号出力を外部信号処理部4で処理する。
外部信号処理部4の作用を第8図に示すタイミングチャ
ートに従って説明する。
前置処理部25からの信号出力は信号線3を経て外部信
号処理部4の入力端子4bから電圧比較器46の反転入
力端子46bに加えられる。電圧比較器46はこの信号
電圧と非反転入力46aに加えられた基準電圧とを比較
し、その結果を出力46Cから出力する。マスク人力4
aには、クランク軸に光電素子を取りイ1ける等して、
上死点付近のみ有効とするマスク信号を加える。これに
よりy 1・47の出力47Cには、上死点を中心とし
た矩形波が得られる。この矩形波の巾tnをめる為に、
発振回路41で得られるクロックパルスを2進カウンタ
43で計数する。計数終了後そのデータのうち最下位ピ
ッ[を除いた2進化データをラッチ444に取り込み、
その後2進カウンタ43は次回の計数に備えてリセ、・
1・され、ダウンカウンタ45にはラッチ44に記憶さ
れたデータ、ずなわら2進カウンタ43で計数した数t
nの半分に相当するデータがプリセットされる。次の矩
形波でも、2進カウンタ43、ラッチ44は同様の作用
をし、ダウンカウンタ45は発振回路41によるクロッ
クパルスをプリセットされたデータの数tn/2だけ計
数するとトリガパルスを出力する。エンジン回転数が一
定であればこの1〜リガパルスを上死点タイミングとみ
なすことができる。
次に、第2の実施例として、クランク軸にエンコーダを
設置する等してクランク角に対応したクロックパルスを
発生さセ、これを第5図の発振回路41の代わりに用い
る。ゲー!・47を得られる矩形波の時間幅は、エンジ
ン回転数により変化するが、クランク角では一定の角度
に相当する為、エンジン回転数が悪化している時でも正
確な上死点タイミングが得られる。
以上述べた実施例では、積出R1tは1本の投光用オプ
ティカルファイバの周囲に複数の受光用オプティカルフ
ァイバを配列したが、第9図に示す様に多数のオプティ
カルファイバを用いて、中心部を投光用、周辺部を受光
用としてもよい。更に、複数の受光用オプティカルファ
イバをまとめて1つの受光素子で受LJでもよい。また
、投光用、受光用を入れ替えて、受光用オプティカルフ
ァイバの周囲に投光用オプティカルファイバを配列して
もよい。
〔発明の効果〕
以トjボベたように、本発明はクランク角では一定の角
度になるパルスを構成しているのでエンジン回転数が変
化した時でも正確な上死点のタイミングが得ら4すると
いう優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図はエンジンL部模式図、第2図は検出部の按断面
図、第3図は前置処理部回路図、第4図は検出用ファイ
バ断面図、第5図は外部信号処理部40回路図、第6図
は検出部2の受光光量特性図、第7図は検出部のクラン
ク角特性図、第8図は夕(部信号処理部の各部の作動タ
イミング図、第9図は検出用ファイバの他の実施例の断
面図である。 1・・・エンジン、2・・・検出部54・・・外部信号
処理部、21・・・発光素子、22.24・・・オプテ
ィ力ルファイノ汽 23・・・受光素子、25・・・前
置処理部。 代理人弁理士 岡 部 隆 第1図 第2図 第3図 25 L −J 41 m5図 第6図 寸 寸 寸 寸 第1頁の続き [相]発明者 野平 英隆 豊田市ト @発明者 吉相 国政 豊田市ト

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 内燃機関のシリンダーの頂上部に取付けられ、検出用先
    端がピストンヘッドに対向してシリンダ内に突出して設
    置されている検出手段と、該検出手段のシリンダ外部に
    露出したハウジング内に不、納されている発光手段と、
    該発光手段の付近に設けられた受光手段と、前記発光手
    段および受光手段と前記検出手段の検出用先端とを光路
    で結ぶオプティカルファイバーと、前記発光手段と受光
    手段と近接して一体的に前記ハウジング内に設けられ受
    光信号を処理する信号前処理手段と、前記信号前処理手
    段からの信号をデジタル的に処理し上死点に相当するタ
    イミングを検出するエンジンの上死点検出装置。
JP59042396A 1984-03-05 1984-03-05 エンジンの上死点検出装置 Pending JPS60186731A (ja)

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