JPH028645B2 - - Google Patents
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- JPH028645B2 JPH028645B2 JP58120350A JP12035083A JPH028645B2 JP H028645 B2 JPH028645 B2 JP H028645B2 JP 58120350 A JP58120350 A JP 58120350A JP 12035083 A JP12035083 A JP 12035083A JP H028645 B2 JPH028645 B2 JP H028645B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crankshaft
- piston
- shift amount
- reversible counter
- predetermined value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
- G01M15/06—Testing internal-combustion engines by monitoring positions of pistons or cranks
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S33/00—Geometrical instruments
- Y10S33/15—Piston position indicator
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の技術分野)
本発明は自動車の内燃機関等に使用される往復
ピストンクランク機構におけるピストンの上死点
を正確に決定する上死点測定方法に関するもので
ある。
ピストンクランク機構におけるピストンの上死点
を正確に決定する上死点測定方法に関するもので
ある。
(従来技術)
第1図はエンジンブロツクの断面図である。エ
ンジンの最終組立工程において、第1図Aに示す
ようにコンネクテイングロツド(コンロツド)1
が図の垂直方向になつた位置、すなわちピストン
2の位置x(xはシリンダ内へのピストンの移動
量)が最小になつた時のクランクシヤフト3のコ
ンロツド1に対する角度αを正確に決定すること
が必要であることは良く知られている。しかしこ
のαを正確に決定できる測定装置はこれまでなか
つたようである。なお図中の4はエンジンブロツ
クで、αはコンロツド1の大端部1aの中心とク
ランクシヤフト3の軸心3aを結ぶ線と3aを通
る水平線との角度を表わしている。
ンジンの最終組立工程において、第1図Aに示す
ようにコンネクテイングロツド(コンロツド)1
が図の垂直方向になつた位置、すなわちピストン
2の位置x(xはシリンダ内へのピストンの移動
量)が最小になつた時のクランクシヤフト3のコ
ンロツド1に対する角度αを正確に決定すること
が必要であることは良く知られている。しかしこ
のαを正確に決定できる測定装置はこれまでなか
つたようである。なお図中の4はエンジンブロツ
クで、αはコンロツド1の大端部1aの中心とク
ランクシヤフト3の軸心3aを結ぶ線と3aを通
る水平線との角度を表わしている。
ピストンの移動量xの変化はクランクシヤフト
の回転角αが小さい程大きい。第2図はピストン
のストロークに伴うクランクシヤフトの回転とコ
ンロツドの運動概要を表わす図である。第1図A
に示すようにxが最小位置付近になると、xの変
化量に対してクランクシヤフト3の回転角αの変
化量は大きくなる。従つてxの最小値でクランク
シヤフトの角度を測定しても誤差は極めて大きく
なる。更にもう1つの原因として第2図A,Bに
示すようにコンロツド1とクランクピン6の隙間
S1およびコンロツド1とピストンピン7との隙間
S2がクランクシヤフト3の回転方向5の向きによ
つて互いに反対側に現われるから、それらの誤差
を加算するとピストンの移動量xが最小値の時、
つまり上死点位置でクランクシヤフトの角度αを
決定することは不正確となる。
の回転角αが小さい程大きい。第2図はピストン
のストロークに伴うクランクシヤフトの回転とコ
ンロツドの運動概要を表わす図である。第1図A
に示すようにxが最小位置付近になると、xの変
化量に対してクランクシヤフト3の回転角αの変
化量は大きくなる。従つてxの最小値でクランク
シヤフトの角度を測定しても誤差は極めて大きく
なる。更にもう1つの原因として第2図A,Bに
示すようにコンロツド1とクランクピン6の隙間
S1およびコンロツド1とピストンピン7との隙間
S2がクランクシヤフト3の回転方向5の向きによ
つて互いに反対側に現われるから、それらの誤差
を加算するとピストンの移動量xが最小値の時、
つまり上死点位置でクランクシヤフトの角度αを
決定することは不正確となる。
(発明の目的)
本発明はこのような誤差を取り除いた往復ピス
トンクランク機構における上死点測定方法を提供
するものである。
トンクランク機構における上死点測定方法を提供
するものである。
(発明の原理、構成及び作用)
まず本発明の原理を説明する。第3図はその原
理説明図である。第4図〜第6図(後に説明す
る)に示すように、クランクシヤフト3の回転角
度検出器(規定の角度変化量、例えば1分毎に1
個のパルスを出すエンコーダ)8とピストン2の
移動量xを検出するセンサユニツト9をエンジン
ブロツク4に取付けておき、最初第3図Aのよう
にクランクシヤフト3を右(時計方向または往方
向)回転させる。そしてピストン位置(=x)が
H+Aの高さになつたら停止させ、次には第3図
Bのように左(反時計方向または復方向)回転さ
せピストン位置がHの高さになつたときエンコー
ダ8の計数カウンタの内容をゼロにする。さらに
第3図Cのように左回転させH+Aになつたらク
ランクシヤフト3を停止させる。なおHは回転角
度αの変化量に対してHの変化量が最も大きい角
度位置(回転角度α0)に選ぶことが望ましく、H
の値は容易に計算で求められる。またAは適当に
選んだ値である。
理説明図である。第4図〜第6図(後に説明す
る)に示すように、クランクシヤフト3の回転角
度検出器(規定の角度変化量、例えば1分毎に1
個のパルスを出すエンコーダ)8とピストン2の
移動量xを検出するセンサユニツト9をエンジン
ブロツク4に取付けておき、最初第3図Aのよう
にクランクシヤフト3を右(時計方向または往方
向)回転させる。そしてピストン位置(=x)が
H+Aの高さになつたら停止させ、次には第3図
Bのように左(反時計方向または復方向)回転さ
せピストン位置がHの高さになつたときエンコー
ダ8の計数カウンタの内容をゼロにする。さらに
第3図Cのように左回転させH+Aになつたらク
ランクシヤフト3を停止させる。なおHは回転角
度αの変化量に対してHの変化量が最も大きい角
度位置(回転角度α0)に選ぶことが望ましく、H
の値は容易に計算で求められる。またAは適当に
選んだ値である。
次に第3図Dのように再び右回転させHの高さ
(回転角度α1)になつたら、エンコーダ8の計数
カウンタに送出する移動量パルスの単位移動量当
りのパルス数を2倍にする(第6図にて説明す
る)。そして第3図Eのようにさらに右回転を続
けてカウンタの内容が零になつた時点でクランク
シヤフト3を停止させる。このピストン2の位置
が正確な上死点位置となる。このようにして第3
図BのP1点と第3図DのP2点においてはピスト
ン2の高さが共にHの高さにあるから、P1点か
らP2点までの回転角度αT(D図)の1/2の角度が
上死点位置となる、実施例では制御回路を簡単に
するためP2点に達したら倍数減算を行わせるこ
とによつてαTの1/2の位置にてコンロツド1を停
止させることを実現した。
(回転角度α1)になつたら、エンコーダ8の計数
カウンタに送出する移動量パルスの単位移動量当
りのパルス数を2倍にする(第6図にて説明す
る)。そして第3図Eのようにさらに右回転を続
けてカウンタの内容が零になつた時点でクランク
シヤフト3を停止させる。このピストン2の位置
が正確な上死点位置となる。このようにして第3
図BのP1点と第3図DのP2点においてはピスト
ン2の高さが共にHの高さにあるから、P1点か
らP2点までの回転角度αT(D図)の1/2の角度が
上死点位置となる、実施例では制御回路を簡単に
するためP2点に達したら倍数減算を行わせるこ
とによつてαTの1/2の位置にてコンロツド1を停
止させることを実現した。
第4図は本発明の実施例の概要図で、エンジン
ブロツク(断面図)に装着した状態を示してい
る。本発明装置はピストン2の移動量を検知する
センサユニツト9とドライブユニツト10より成
り、9と10の各構造図は第6図および第5図の
ようである。第4図において11と12はたとえ
ば作業室天井よりの吊下げワイヤロープで、ドラ
イブユニツトおよびセンサユニツトの移動やエン
ジンブロツクへの取付を容易にするためのもので
ある。13はフライホイールで、クランクシヤフ
ト3の軸に取付けられている。14は台車でエン
ジンブロツク4の移動用である。
ブロツク(断面図)に装着した状態を示してい
る。本発明装置はピストン2の移動量を検知する
センサユニツト9とドライブユニツト10より成
り、9と10の各構造図は第6図および第5図の
ようである。第4図において11と12はたとえ
ば作業室天井よりの吊下げワイヤロープで、ドラ
イブユニツトおよびセンサユニツトの移動やエン
ジンブロツクへの取付を容易にするためのもので
ある。13はフライホイールで、クランクシヤフ
ト3の軸に取付けられている。14は台車でエン
ジンブロツク4の移動用である。
ドライブユニツト10の構造は第5図に示すよ
うで、モータMは減速機15によつて減速された
回転力を軸16の先端に取付けてある爪17をク
ランクシヤフト3の軸に係合させクランクシヤフ
ト3を回転させる。他方マグネツト19と20は
ギヤ18と一体となつてエンコーダピニオン22
と噛合い、エンコーダ8に回転角度(フライホイ
ール13とクランクシヤフト間)を伝達する。マ
グネツト19および20はクランクシヤフト3と
強固に係合しているフライホイール13に吸着接
続し、マグネツト21はエンジンブロツク本体4
と吸着接続する。これら8,18〜22の機構は
モータ軸16に対してボールベアリング23を介
して係合されないようになつている。この理由は
モータMの軸とクランクシヤフト3の軸との係合
は少しのガタがあつてもよいが、エンコーダ8に
はクランクシヤフト3の回転を正確に伝えるフラ
イホイール13の回転を正しく伝える必要がある
からである。
うで、モータMは減速機15によつて減速された
回転力を軸16の先端に取付けてある爪17をク
ランクシヤフト3の軸に係合させクランクシヤフ
ト3を回転させる。他方マグネツト19と20は
ギヤ18と一体となつてエンコーダピニオン22
と噛合い、エンコーダ8に回転角度(フライホイ
ール13とクランクシヤフト間)を伝達する。マ
グネツト19および20はクランクシヤフト3と
強固に係合しているフライホイール13に吸着接
続し、マグネツト21はエンジンブロツク本体4
と吸着接続する。これら8,18〜22の機構は
モータ軸16に対してボールベアリング23を介
して係合されないようになつている。この理由は
モータMの軸とクランクシヤフト3の軸との係合
は少しのガタがあつてもよいが、エンコーダ8に
はクランクシヤフト3の回転を正確に伝えるフラ
イホイール13の回転を正しく伝える必要がある
からである。
センサユニツト9の構造は第6図に示す通りで
あつて、センサ24の頂部には接触子26があ
り、これがピストン2の頭部と接触する。接触子
26はばね25のばね力によつて上方に押し上げ
られ、この力によつてピストン2と適切な力で接
触する。27はセンサ24とマグネツト28の支
持ブロツクで、マグネツト28によつてエンジン
ブロツク4の外側面に吸着し、センサ本体を固定
する。センサユニツトにはピストンの移動量を検
出するため公知の変位センサが使用される。
あつて、センサ24の頂部には接触子26があ
り、これがピストン2の頭部と接触する。接触子
26はばね25のばね力によつて上方に押し上げ
られ、この力によつてピストン2と適切な力で接
触する。27はセンサ24とマグネツト28の支
持ブロツクで、マグネツト28によつてエンジン
ブロツク4の外側面に吸着し、センサ本体を固定
する。センサユニツトにはピストンの移動量を検
出するため公知の変位センサが使用される。
第7図はセンサユニツト9とドライブユニツト
10によるモータ駆動を用いた上死点測定制御の
電気回路構成図である。図中のリバーシブルカウ
ンタ31はクランクシヤフト3の左回転時に加算
となり、右回転で減算となるものとし、まずコン
トロールロジツク30からモータ駆動回路32に
出力を与えてモータMを右回転させる。このとき
センサ24はピストン2の移動を常時検出して移
動量に対応する数のパルスを発生するので、カウ
ンタ29はピストンの高さに対応するパルス数を
計数する。(以下の説明は第3図を参照されたい) (1) ピストン2の高さがH+Aになると、比較器
A37は位置設定器38よりのH+Aとカウン
タ29の出力との一致からA信号出力を発生
し、コントロールロジツク30からモータMを
左回転させる信号を送出させる。
10によるモータ駆動を用いた上死点測定制御の
電気回路構成図である。図中のリバーシブルカウ
ンタ31はクランクシヤフト3の左回転時に加算
となり、右回転で減算となるものとし、まずコン
トロールロジツク30からモータ駆動回路32に
出力を与えてモータMを右回転させる。このとき
センサ24はピストン2の移動を常時検出して移
動量に対応する数のパルスを発生するので、カウ
ンタ29はピストンの高さに対応するパルス数を
計数する。(以下の説明は第3図を参照されたい) (1) ピストン2の高さがH+Aになると、比較器
A37は位置設定器38よりのH+Aとカウン
タ29の出力との一致からA信号出力を発生
し、コントロールロジツク30からモータMを
左回転させる信号を送出させる。
(2) モータMが左回転し第3図Bのようにピスト
ン2の高さがHに下がると、比較器B35はH
位置設定器36よりのH出力とカウンタ29よ
りの出力との一致から、B信号をコントロール
ロジツク30に入力させると、その出力でリバ
ーシブルカウンタ31はそれまでの加算(左回
転時)値をリセツトしてゼロとする。(なお、
コントロールロジツク30はシーケンス動作を
するので(1)の場合のH通過によるB出力はシー
ケンスの順に合わないのでコントロールロジツ
ク30は応動しないように構成されている。) ここで第7図下段のエンコーダ8の出力回路
について説明する。エンコーダ8は前記のよう
にクランクシヤフト3の回転角度に対応する数
の矩形波を連続発生し、パルス発生回路A33
はエンコーダ8の出力パルスの立上りによるA
パルスを、またパルス発生回路B34は同じエ
ンコーダ8の出力パルスの立下りによるBパル
スをそれぞれ発生時刻を違えて発生し、ORゲ
ートG2およびANDゲートG1に出力している。
ゲートG1は平素閉じているからパルス発生回
路A33によるAパルスのみがリバーシブル
(可逆)カウンタ31に計数されている。
ン2の高さがHに下がると、比較器B35はH
位置設定器36よりのH出力とカウンタ29よ
りの出力との一致から、B信号をコントロール
ロジツク30に入力させると、その出力でリバ
ーシブルカウンタ31はそれまでの加算(左回
転時)値をリセツトしてゼロとする。(なお、
コントロールロジツク30はシーケンス動作を
するので(1)の場合のH通過によるB出力はシー
ケンスの順に合わないのでコントロールロジツ
ク30は応動しないように構成されている。) ここで第7図下段のエンコーダ8の出力回路
について説明する。エンコーダ8は前記のよう
にクランクシヤフト3の回転角度に対応する数
の矩形波を連続発生し、パルス発生回路A33
はエンコーダ8の出力パルスの立上りによるA
パルスを、またパルス発生回路B34は同じエ
ンコーダ8の出力パルスの立下りによるBパル
スをそれぞれ発生時刻を違えて発生し、ORゲ
ートG2およびANDゲートG1に出力している。
ゲートG1は平素閉じているからパルス発生回
路A33によるAパルスのみがリバーシブル
(可逆)カウンタ31に計数されている。
(3) さてカウンタ31がリセツトされた後左回転
を続けて加算が行われ、ピストン2の位置が第
3図CのようにH+Aの高さになつたら(この
ときもHの高さでB出力が出るがコントロール
ロジツク30は応動しない)、比較器A37の
出力信号によつてコントロールロジツク30は
第3の動作をしてモータMを右回転とする。
を続けて加算が行われ、ピストン2の位置が第
3図CのようにH+Aの高さになつたら(この
ときもHの高さでB出力が出るがコントロール
ロジツク30は応動しない)、比較器A37の
出力信号によつてコントロールロジツク30は
第3の動作をしてモータMを右回転とする。
(4) そして減算が行われピストン2の高さが第3
図DのようにHに下がると、比較器B35の出
力によつてコントロールロジツク30は第4の
動作としてANDゲートG1を開き、リバーシブ
ルカウンタ31にA,B両パルスを入力させる
と、カウンタ31はパルス発生回路A33から
の入力のみが印加されている場合の2倍の早さ
の減算(倍数減算)を開始する。
図DのようにHに下がると、比較器B35の出
力によつてコントロールロジツク30は第4の
動作としてANDゲートG1を開き、リバーシブ
ルカウンタ31にA,B両パルスを入力させる
と、カウンタ31はパルス発生回路A33から
の入力のみが印加されている場合の2倍の早さ
の減算(倍数減算)を開始する。
(5) そのまゝ右回転を続けリバーシブルカウンタ
31の計数値がゼロになつた時点で、コントロ
ールロジツク30は第5の動作をしてモータ
M、従つてピストン2を急停止させる。このピ
ストン2の位置が第3図のEすなわち上死点位
置である。このようにして上死点は自動的に正
確に決定される。
31の計数値がゼロになつた時点で、コントロ
ールロジツク30は第5の動作をしてモータ
M、従つてピストン2を急停止させる。このピ
ストン2の位置が第3図のEすなわち上死点位
置である。このようにして上死点は自動的に正
確に決定される。
(発明の効果)
以上の説明から明らかなように、本発明による
ときは比較的簡単な装置で上死点を正確に決定し
うるもので、その効果は大なるものである。
ときは比較的簡単な装置で上死点を正確に決定し
うるもので、その効果は大なるものである。
第1図はエンジンブロツクの断面図、第2図は
クランクシヤフトとコンロツドの運動図、第3図
は本発明の原理説明図、第4図は本発明の実施例
図、第5図は第4図中のドライブユニツトの構成
を示す一部断面を含む構成図、第6図は第4図中
のセンサユニツトの構成図、第7図は上死点測定
制御の電気回路構成図である。 1……コンロツド、2……ピストン、3……ク
ランクシヤフト、4……エンジンブロツク、5…
…クランクシヤフトの回転方向、6……クランク
ピン、7……ピストンピン、8……エンコーダ
(3の回転角度検出器)、9……センサユニツト、
10……ドライブユニツト、13……フライホイ
ール、14……台車、15……減速機、17……
爪、18……歯車、19,20,21,28……
マグネツト、22……ピニオン、23……ボール
ベアリング、24……センサ(ピストン位置検知
器)、25……ばね、26……接触子、27……
支持ブロツク、29……カウンタ、30……コン
トロールロジツク、31……可逆カウンタ、32
……モータ駆動回路、33,34……パルス発生
回路、35,37……比較器、36,38……ピ
ストン位置設定器。
クランクシヤフトとコンロツドの運動図、第3図
は本発明の原理説明図、第4図は本発明の実施例
図、第5図は第4図中のドライブユニツトの構成
を示す一部断面を含む構成図、第6図は第4図中
のセンサユニツトの構成図、第7図は上死点測定
制御の電気回路構成図である。 1……コンロツド、2……ピストン、3……ク
ランクシヤフト、4……エンジンブロツク、5…
…クランクシヤフトの回転方向、6……クランク
ピン、7……ピストンピン、8……エンコーダ
(3の回転角度検出器)、9……センサユニツト、
10……ドライブユニツト、13……フライホイ
ール、14……台車、15……減速機、17……
爪、18……歯車、19,20,21,28……
マグネツト、22……ピニオン、23……ボール
ベアリング、24……センサ(ピストン位置検知
器)、25……ばね、26……接触子、27……
支持ブロツク、29……カウンタ、30……コン
トロールロジツク、31……可逆カウンタ、32
……モータ駆動回路、33,34……パルス発生
回路、35,37……比較器、36,38……ピ
ストン位置設定器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 往復ピストン機構のクランクシヤフトを往方
向に駆動しピストンのシフト量が予め定めた値
(H+A)に達したときに復方向に切替え駆動す
る第1の過程と、 前記ピストンのシフト量が前記クランクシヤフ
トの前記復駆動方向において予め定めた値Hまで
減じたときに可逆カウンタの計数値を零にリセツ
トする第2の過程と、 前記可逆カウンタをリセツト後スタートし前記
ピストンのシフト量が前記クランクシヤフトの前
記復駆動方向において前記予め定めた値(H+
A)に達するまで該クランクシヤフトの予め定め
た単位回転角度毎に該可逆カウンタの計数値を加
算する第3の過程と、 前記ピストンのシフト量が前記の予め定めた値
(H+A)に達した時に前記クランクシヤフトを
再び前記往方向に切替え駆動する第4の過程と、 前記可逆カウンタの計数値を前記ピストンのシ
フト量が前記クランクシヤフトの前記往駆動方向
において予め定めた値Hに減ずるまで該クランク
シヤフトの予め定めた単位回転角度毎に減算する
第5の過程と、 前記ピストンのシフト量が前記クランクシヤフ
トの前記往駆動方向において予め定めた値Hに達
した後には前記クランクシヤフトの前記単位回転
角度の1/2毎に前記可逆カウンタの計数値を減算
する第6の過程と、 前記可逆カウンタの計数値が前記クランクシヤ
フトの前記往駆動方向において零に達したときの
前記ピストンの位置を上死点として決定する第7
の過程と を含む往復ピストンクランク機構における上死点
測定方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58120350A JPS6013239A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 往復ピストンクランク機構における上死点測定方法 |
US06/627,409 US4587839A (en) | 1983-07-04 | 1984-07-03 | Top dead center measurement for reciprocating crank mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58120350A JPS6013239A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 往復ピストンクランク機構における上死点測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6013239A JPS6013239A (ja) | 1985-01-23 |
JPH028645B2 true JPH028645B2 (ja) | 1990-02-26 |
Family
ID=14784052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58120350A Granted JPS6013239A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 往復ピストンクランク機構における上死点測定方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4587839A (ja) |
JP (1) | JPS6013239A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0546557U (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-22 | 日産車体株式会社 | カップホルダ装置 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5459940A (en) * | 1993-11-10 | 1995-10-24 | Mckenzie; James R. | Apparatus and process for determining top dead center of a piston and crank shaft in an internal combustion engine |
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