JPS6013239A - 往復ピストンクランク機構における上死点測定方法 - Google Patents
往復ピストンクランク機構における上死点測定方法Info
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- JPS6013239A JPS6013239A JP58120350A JP12035083A JPS6013239A JP S6013239 A JPS6013239 A JP S6013239A JP 58120350 A JP58120350 A JP 58120350A JP 12035083 A JP12035083 A JP 12035083A JP S6013239 A JPS6013239 A JP S6013239A
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- G01M15/06—Testing internal-combustion engines by monitoring positions of pistons or cranks
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S33/15—Piston position indicator
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- Testing Of Engines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
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
る上死点測定制御装置に関するものである。
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
る上死点測定制御装置に関するものである。
第1図はエンジンブロックの断面図である。エンジンの
最終組立工程にお−て、第1図(A)に示すようにコン
ネクテイングロツド(コンロッド)1が図の垂直方向に
なった位置、すなわちピストン2の位置x(xはシリン
ダ内へのピストンノ移動量)が最小になった時のクラン
クシャフト6のコンロッド1に対する角度α1 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。
最終組立工程にお−て、第1図(A)に示すようにコン
ネクテイングロツド(コンロッド)1が図の垂直方向に
なった位置、すなわちピストン2の位置x(xはシリン
ダ内へのピストンノ移動量)が最小になった時のクラン
クシャフト6のコンロッド1に対する角度α1 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α1 を正確に決定できる測定装置はこれま
でなかったようである。なお図中の4はエンジンブロッ
クで、αはコンロッド1の大端部1αの中心とクランク
シャフト6の軸心5aを結ぶ線と5cLを通る水平線と
の角度を表わしている。
でなかったようである。なお図中の4はエンジンブロッ
クで、αはコンロッド1の大端部1αの中心とクランク
シャフト6の軸心5aを結ぶ線と5cL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Zの変化はクランクシャフトの回転角
αが小、さい程太きい。第2図はピストンのストローク
に伴うクランクシャフトの回転とコンロッドの運動概要
を表わす図である。第2図(AJに示すようにXが最小
位置附近になると、Xの変化量に対してクランクシャフ
ト6の回転角α1 の変化量は大きくなる。従ってXの
最小値でクランクシャ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
I I (B)に示すようにコンロッド1とクランクピ
ン6の隙間S1 およびコンロッド1とピストンピン7
との隙間S2 がクランクシャフト6の回転方向5の向
きによって互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ャフトの角度α、を決定すること
は不正確となる。本発明はこのような誤差を取り除いた
ものである。
αが小、さい程太きい。第2図はピストンのストローク
に伴うクランクシャフトの回転とコンロッドの運動概要
を表わす図である。第2図(AJに示すようにXが最小
位置附近になると、Xの変化量に対してクランクシャフ
ト6の回転角α1 の変化量は大きくなる。従ってXの
最小値でクランクシャ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
I I (B)に示すようにコンロッド1とクランクピ
ン6の隙間S1 およびコンロッド1とピストンピン7
との隙間S2 がクランクシャフト6の回転方向5の向
きによって互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ャフトの角度α、を決定すること
は不正確となる。本発明はこのような誤差を取り除いた
ものである。
捷ず本発明の詳細な説明する。第6図はその原理説明図
である。第4図〜才6図(後に説明する)に示すように
、クランクシャフト6の回転角度検出器(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ット9
をエンジンブロック4に取付けておき、最初、?3図(
匂のようにクランクシャフト6を右(時計方向)回転さ
せる。そしてピストン位置(=−)がH+Aの高さにな
ったら停止させ、次には第6図(B)のように左(反時
計方向)回転させピストン位置がHの高さになったとき
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6図(0)のよう忙左回転させH十Aになったらク
ランクシャフトを停止させる。なおHは回転角度の変化
量に対してHの変化量が最も大きい位置に選ぶことが望
しく、Hの値は容易に計算でめられる。またAは適当に
選んだ値である。
である。第4図〜才6図(後に説明する)に示すように
、クランクシャフト6の回転角度検出器(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ット9
をエンジンブロック4に取付けておき、最初、?3図(
匂のようにクランクシャフト6を右(時計方向)回転さ
せる。そしてピストン位置(=−)がH+Aの高さにな
ったら停止させ、次には第6図(B)のように左(反時
計方向)回転させピストン位置がHの高さになったとき
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6図(0)のよう忙左回転させH十Aになったらク
ランクシャフトを停止させる。なおHは回転角度の変化
量に対してHの変化量が最も大きい位置に選ぶことが望
しく、Hの値は容易に計算でめられる。またAは適当に
選んだ値である。
次に第5図(D)のように再び右回転させHの高さにな
ったら、エンコーダの計数カウンタに送出する移動量パ
ルスを2倍にする(第6図にて説明する)。そして第6
図(E、lのようにさらに右回転を続けてカウンタの内
容が零になった時点でクランクシャフトを停止させる。
ったら、エンコーダの計数カウンタに送出する移動量パ
ルスを2倍にする(第6図にて説明する)。そして第6
図(E、lのようにさらに右回転を続けてカウンタの内
容が零になった時点でクランクシャフトを停止させる。
このピストン位置が正確な上死点位置となる。このよう
にして第6図(B)の21点と第3図(D)(7)P2
点においてはピストンの高さが共にHの高さにあるか
ら、Pl 点から22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
ることによってαTの1/2の位置にてコンロッド1を
停止させることを実現した。
にして第6図(B)の21点と第3図(D)(7)P2
点においてはピストンの高さが共にHの高さにあるか
ら、Pl 点から22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
ることによってαTの1/2の位置にてコンロッド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、エンジンブロック
(断面図)に装着した状態を示している。
(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の移動量を検知するセンサユニッ
ト9とドライブユニット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、ドライブユニットおよびセンサユニットの移
動やエンジンブロックへの取付を容易にするためのもの
である。
ト9とドライブユニット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、ドライブユニットおよびセンサユニットの移
動やエンジンブロッ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7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ック4の移
動用である。
付けられている。14は台車でエンジンブロック4の移
動用である。
ドライブユニット10の構造は第5図に示すようで、モ
ータMは減速機15によって減速された回転力を軸16
の先端に取付けである爪17をりランクシャフト3の軸
に係合させクランクシャフトを回転させる。他方マグネ
ット19と20はギ−’t’ 1 B ト一体となって
エンコーダビニオン22と噛合い、エンコーダ8に回転
角度(フライホイール16→クランクシヤフトの9を伝
達する。マグネット12および20はクランクシャフト
と強固に係合しているフライホイール16に吸着接続し
、マグネット21はエンジンブロック本体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26を介して係合されないように
なっている。(この理由はモータの軸とクランクシャフ
ト軸との保合は少しのガタがあってもよいが、エンコー
ダはクランクシャフトの回転を正確に伝えるフライ将−
ルの回転を正しく伝える必要があるからである) センサユニット9の構造は第6図に示すようで、センサ
24の頂部には接触子26があり、これがピストン頭部
と接触する。接触子26ばばね25のばね力によって上
方に押し上げられ、この力によってピストンと適切な力
で接触する。27はセンサ44とマグネット28の支持
ブロックで、マグネット2Bによってエンジンブロック
4の外側面に吸着し、センサ本体を固定する。センサユ
ニッ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。
ータMは減速機15によって減速された回転力を軸16
の先端に取付けである爪17をりランクシャフト3の軸
に係合させクランクシャフトを回転させる。他方マグネ
ット19と20はギ−’t’ 1 B ト一体となって
エンコーダビニオン22と噛合い、エンコーダ8に回転
角度(フライホイール16→クランクシヤフトの9を伝
達する。マグネット12および20はクランクシャフト
と強固に係合しているフライホイール16に吸着接続し
、マグネット21はエンジンブロック本体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26を介して係合されないように
なっている。(この理由はモータの軸とクランクシャフ
ト軸との保合は少しのガタがあってもよいが、エンコー
ダはクランクシャフトの回転を正確に伝えるフライ将−
ルの回転を正しく伝える必要があるからである) センサユニット9の構造は第6図に示すようで、センサ
24の頂部には接触子26があり、これがピストン頭部
と接触する。接触子26ばばね25のばね力によって上
方に押し上げられ、この力によってピストンと適切な力
で接触する。27はセンサ44とマグネット28の支持
ブロックで、マグネット2Bによってエンジンブロック
4の外側面に吸着し、センサ本体を固定する。センサユ
ニッ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。
オフ図はセンサユニットとドライブユニットによるモー
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61はクランクシャフト
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ック30からモータ駆動回路6
2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応
するパルスを発生していて、カウンタ29はピストンの
高さに比例する数を計数する。(以下の説明は第6図を
参照されたい) (1) ピストンの高さがH+Aになると比較器(A)
67は位置設定器38よりのH+Aとの一致からA信号
出力を発生し、コントロールロジック60からモータM
を左回転させる信号を送出させる。
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61はクランクシャフト
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ック30からモータ駆動回路6
2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応
するパルスを発生していて、カウンタ29はピストンの
高さに比例する数を計数する。(以下の説明は第6図を
参照されたい) (1) ピストンの高さがH+Aになると比較器(A)
67は位置設定器38よりのH+Aとの一致からA信号
出力を発生し、コントロールロジック60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6図(烏のようにピストン
の高さがHに下がると、比較器(B)35は位置設定器
66よりのHとカウンタ29よりのH出力との一致から
、B信号をコントロールロジック50に入力させると(
コントロールロジック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ックは応動しない)、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)値をリセットしてゼロとする。
の高さがHに下がると、比較器(B)35は位置設定器
66よりのHとカウンタ29よりのH出力との一致から
、B信号をコントロールロジック50に入力させると(
コントロールロジック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ックは応動しない)、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)値をリセットしてゼロとする。
こ\でオフ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ャフト
9の回転に比例する矩形波を連続発生し、パルス発生回
路(A)55はエンコーダ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(B)34は同じエンコ
ーダ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 にタロ1に計数されている。
明する。エンコーダ8は前記のようにクランクシャフト
9の回転に比例する矩形波を連続発生し、パルス発生回
路(A)55はエンコーダ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(B)34は同じエンコ
ーダ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 にタロ1に計数されている。
(3)さてカウンタ61がリセットされた後左回転を続
けて加算が行われ、ピストン位置が第6図(0)のよう
にH十Aの高さになったら(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ックは応動しない)、比較
器Aの出力信号によってコントロールロジック50はオ
6の動作をしてモータMを右回転とする。
けて加算が行われ、ピストン位置が第6図(0)のよう
にH十Aの高さになったら(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ックは応動しない)、比較
器Aの出力信号によってコントロールロジック50はオ
6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の高さが第3図+D
)のようにHに下がると、比較器B’35の出力によっ
てコントロールロジック60は第4の動作としてAND
ゲートG、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51は2倍の早さの
減算(倍数減算)を開始する。
)のようにHに下がると、比較器B’35の出力によっ
てコントロールロジック60は第4の動作としてAND
ゲートG、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51は2倍の早さの
減算(倍数減算)を開始する。
(5)そのま\右回転を続はリバーシブルカウンタ61
の計数値がゼロになった時点で、コントロー ルo シ
ックは第5の動作をしてモータM、従っテピストンを急
停止させる。このピストン位置カ第5図の((至)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。
の計数値がゼロになった時点で、コントロー ルo シ
ックは第5の動作をしてモータM、従っテピストンを急
停止させる。このピストン位置カ第5図の((至)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。
以上の説明から明かなように、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つるもので、その
効果は犬なるものである。
的簡単な装置で上死点を正確に決定しつるもので、その
効果は犬なるものである。
第1図はエンジンブロックの断面図、第2図はクランク
シャフトとコンロッドの運動図、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Q構成図で一部断面にて示しである。 第6図は第4図中のセンサユニットの構成図、オフ図は
上死点測定制御の電気回路構成図である。 1・・・コンロッド、2・・・ピストン、6・・・クラ
ンクシャフト、4・・・エンジンブロック、5・・・ク
ランクシャフトの回転方向、6・・・クランクピン、7
・・・ピストンピン、8・・・エンコーダ(6の回転角
度検出器)、9・・・センサユニット、10・・・ドラ
イブユニット、13・・・フライホイール、14・・・
台車、15・・・減速機、17・・・爪、18・・・歯
車、19,20.24.28・・・マグネット、22・
・・ビニオン、23・・・ポルベアリング、ハ 24・・・センサ(ピストン位置検知器)、25・・・
ばね、26・・・接触子、27・・・支持ブロック、2
9・・・カウンタ、50・・・コントロールロジック、
61・・・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。 特許出願人 第一電通株式会社 代理人 大塊 学 外1名 手続補正書(自発) 昭和59年7月30日 特許庁長官 志 賀 学 殿 1、事件の表示 %HBf358−120350号 2、発明の名称 往復ピストンクランク(吸構 における上死点測定制御装置 3、補正をする者 事件との関係 出願人 第一電通株式会社 4、代理人 東京都新宿区西新宿1−23−1 6 補正の内容 (1、発明の名称」の訂正を含み、明細書全文を別紙の
通シ補正する。 (2)図面 第1図を別紙のように補正する。 明 細 書 (全文訂正) 1、発明の名称 往復ピストンクランク機構における上
死点測定方法 2、特許請求の範囲 往復ピストン機構のクランクシャ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十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ャフトの前記
復駆動方向において予め定めた値H4で減じたときに可
逆カウンタの計数値を零にリセットする第2の過程と、 前記可逆カウンタをリセッ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ャ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
ンクシャ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ャ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割
数値を前記ピストンのシフト量が前記クランクシャフト
の前記往駆動方向において予め定めた値Hに減するまで
該クランクシャ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ャフトの前記
往駆動方向において予め定めだ値Hに達しだ後には前記
クランクシャ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ャフトの前
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。 3、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。 (従来技術) 第1図はエンジンブロックの断面図である。エンジンの
最終組立工程において、第1図囚に示すようにコンネク
テイングロツド(コンロッド)1が図の垂直方向になっ
た位置、すなわちピストン2の位ftx(xはシリンダ
内へのピストンの移動量)が最小になった時のクランク
シャフト3のコンロッド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った
ようである。なお図中の4はエンジンブロックで、αは
コンロッド1の大端部1aの中心とクランクシャフト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ャフトの回転角
αが小さい程大きい。第2図はピストンのストロークに
伴うクランクシャフトの回転とコンロッドの運動概要を
表わす図である。第1図(八に示すように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ャフト3
の回転角αの変化量は大きくなる。従ってXの最小値で
クランクシャフトの角度を測定しても誤差は極めて犬き
ぐなる。更にもう1つの原因として第2図囚、(B)に
示すようにコンロッド1とクランクピン6の隙間S1お
よびコンロッド1とピストンピン7との隙間S2がクラ
ンクシャフト3の回転方向5の向きによって互いに反対
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、つまシ上死点位置でクランク
シャフトの角度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シ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
。 (発明の原理、構成及び作用) まず本発明の詳細な説明する。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
、クランクシャフト3の回転角度検出器(規定の角度変
化量2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ット9
をエンジンブロック4に取付けておき、最初第3図(4
)のようにクランクシャフト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の高さになったら停止させ、次には第3図田)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の高さになったときエンコーダ8の計数カウンタの
内容をゼロにする。さらに第3図(Qのように左回転さ
せH十Aになったらクランクシャフト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α。)に選ぶことが望ましく
、Hの値は容易に計算でめられる。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の高さく回
転角度α1)になったら、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シのパルス数を
2倍にする(第6図にて説明する)。 そして第3図(匂のようにさらに右回転を続けてカウン
タの内容が零になった時点でクランクシャフト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21点と第3図ノ)
の22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、21点から22点までの回転角度αT(D図
)の17′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22点に達したら倍数減算を行
わせることによってαTの1/2の位置にてコンロッド
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扱図で、エンジンブロック
(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
ット9とドライブユニット10よシ成り、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
ヤローブで、ドライブユニットおよびセンサユニットの
移動やエンジンブロックへの取付を容易にするだめのも
のである。13はフライホイールで、クランクンヤフト
3の軸に取付けられている。14は台車でエンジンブロ
ック4の移動用である。 ドライブユニット10の構造は第5図に示すようで、モ
ータMは減速機15によって減速された回転力を軸16
の先端に取付けである爪17をクランクンヤフト3の軸
に係合させクランクシャフト3を回転させる。他方マグ
ネット19と20はギヤ18と一体となってエンコーダ
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とクランクシャフト間)を伝達する。−
7グネツト19および20はクランクシャフト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
ネット21はエンジンブロック本体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って
いる。 この理由はモータMの軸とクランクシャフト3の軸との
係合は少しのガタがあってもよいが、エンコーダ8には
クランクシャフト30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。 センサユニット9の構造は第6図に示す通りであって、
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
によって上方に押し上けられ、この力によってピストン
2と適切な力で接触する。27はセンサ24とマグネッ
ト28の支持ブロックで、マグネット28によってエン
ジンブロック4の外側面に吸着し、センサ本体を固定す
る。センサユニットにはピストンの移動量を検出するだ
め公知の変位センサが使用される。 第7図はセンサユニット9とドライブユニット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
ャフト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ック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2
9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十Aになると、比較器(4)37は位置設
定器38よりのH十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、コントロールロジック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図中)のようにピストン
2の高さがHに下がると、比較器(ト))35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ック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)値をリセットしてゼロとする。 (なお、コントロールロジック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ック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ャフト
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(A133はエンコーダ8の出力パルスの立
上シによるAパルスを、またパルス発生回路(B)34
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G、に出力している。ゲートG、は
平素閉じているかラハルス発生回路(5)33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がリセッ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(Oのよ
うにH+’Aの高さになったら(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ック30は応動しない
)、比較器(A)37の出力信号によってコントロール
ロジック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(
2)のようにHに下がると、比較器(B)35の出力に
よってコントロールロジック30は第4の動作としてA
NDゲートG1を開き、リバー7プルカウンタ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
生器(5)33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)ソのま\右回転を続はリバーシブルカウンタ31
の計数値がゼロになった時点で、コントロールロジック
30は第5の動作をしてモータM1従ってピストン2を
急停止させる。このピストン2の位置が第3図の(8)
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。 4、図面の簡単な説明 第1図はエンジンブロックの断面図、第2図はクランク
シャフトとコンロッドの運動図、第3図は本発明のW理
説明図、第4図は本発明の実施例図、第5図は第4図中
のドライブユニットの構成を示す一部断面を含む構成図
、第6図は第4図中のセンサユニットの構成図、第7図
は上死点測定制御の電気回路構成図である。 l・・・コンロッド、2・・・ピストン、3・・・クラ
ンクシャフト、4・・・エンジンブロック、5・・・ク
ランクシャフトの回転方向、6・・・クランクピン、7
・・・ピストンピン、8・・・エンコーダ(30回転角
度検出器)、9・・・センサユニット、10・・・ドラ
イブユニット、13・・・フライホイール、14・・・
台車、15・・・減速機、17・・・爪、 18・・・
歯車、 19 、20 、21 、28・・・マグネッ
ト、22・・・ビニオン、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・・・支持ブロック、
29・・・カウンタ、30・・・コントロールロジック
、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。 特許出願人 第一電通株式会社 代理人 天場 学 外1名 躬1[ (A) 図 (B)
シャフトとコンロッドの運動図、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Q構成図で一部断面にて示しである。 第6図は第4図中のセンサユニットの構成図、オフ図は
上死点測定制御の電気回路構成図である。 1・・・コンロッド、2・・・ピストン、6・・・クラ
ンクシャフト、4・・・エンジンブロック、5・・・ク
ランクシャフトの回転方向、6・・・クランクピン、7
・・・ピストンピン、8・・・エンコーダ(6の回転角
度検出器)、9・・・センサユニット、10・・・ドラ
イブユニット、13・・・フライホイール、14・・・
台車、15・・・減速機、17・・・爪、18・・・歯
車、19,20.24.28・・・マグネット、22・
・・ビニオン、23・・・ポルベアリング、ハ 24・・・センサ(ピストン位置検知器)、25・・・
ばね、26・・・接触子、27・・・支持ブロック、2
9・・・カウンタ、50・・・コントロールロジック、
61・・・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。 特許出願人 第一電通株式会社 代理人 大塊 学 外1名 手続補正書(自発) 昭和59年7月30日 特許庁長官 志 賀 学 殿 1、事件の表示 %HBf358−120350号 2、発明の名称 往復ピストンクランク(吸構 における上死点測定制御装置 3、補正をする者 事件との関係 出願人 第一電通株式会社 4、代理人 東京都新宿区西新宿1−23−1 6 補正の内容 (1、発明の名称」の訂正を含み、明細書全文を別紙の
通シ補正する。 (2)図面 第1図を別紙のように補正する。 明 細 書 (全文訂正) 1、発明の名称 往復ピストンクランク機構における上
死点測定方法 2、特許請求の範囲 往復ピストン機構のクランクシャ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十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ャフトの前記
復駆動方向において予め定めた値H4で減じたときに可
逆カウンタの計数値を零にリセットする第2の過程と、 前記可逆カウンタをリセッ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ャ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
ンクシャ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ャ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割
数値を前記ピストンのシフト量が前記クランクシャフト
の前記往駆動方向において予め定めた値Hに減するまで
該クランクシャ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ャフトの前記
往駆動方向において予め定めだ値Hに達しだ後には前記
クランクシャ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ャフトの前
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。 3、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。 (従来技術) 第1図はエンジンブロックの断面図である。エンジンの
最終組立工程において、第1図囚に示すようにコンネク
テイングロツド(コンロッド)1が図の垂直方向になっ
た位置、すなわちピストン2の位ftx(xはシリンダ
内へのピストンの移動量)が最小になった時のクランク
シャフト3のコンロッド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った
ようである。なお図中の4はエンジンブロックで、αは
コンロッド1の大端部1aの中心とクランクシャフト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ャフトの回転角
αが小さい程大きい。第2図はピストンのストロークに
伴うクランクシャフトの回転とコンロッドの運動概要を
表わす図である。第1図(八に示すように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ャフト3
の回転角αの変化量は大きくなる。従ってXの最小値で
クランクシャフトの角度を測定しても誤差は極めて犬き
ぐなる。更にもう1つの原因として第2図囚、(B)に
示すようにコンロッド1とクランクピン6の隙間S1お
よびコンロッド1とピストンピン7との隙間S2がクラ
ンクシャフト3の回転方向5の向きによって互いに反対
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、つまシ上死点位置でクランク
シャフトの角度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シ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
。 (発明の原理、構成及び作用) まず本発明の詳細な説明する。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
、クランクシャフト3の回転角度検出器(規定の角度変
化量2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ット9
をエンジンブロック4に取付けておき、最初第3図(4
)のようにクランクシャフト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の高さになったら停止させ、次には第3図田)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の高さになったときエンコーダ8の計数カウンタの
内容をゼロにする。さらに第3図(Qのように左回転さ
せH十Aになったらクランクシャフト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α。)に選ぶことが望ましく
、Hの値は容易に計算でめられる。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の高さく回
転角度α1)になったら、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シのパルス数を
2倍にする(第6図にて説明する)。 そして第3図(匂のようにさらに右回転を続けてカウン
タの内容が零になった時点でクランクシャフト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21点と第3図ノ)
の22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、21点から22点までの回転角度αT(D図
)の17′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22点に達したら倍数減算を行
わせることによってαTの1/2の位置にてコンロッド
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扱図で、エンジンブロック
(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
ット9とドライブユニット10よシ成り、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
ヤローブで、ドライブユニットおよびセンサユニットの
移動やエンジンブロックへの取付を容易にするだめのも
のである。13はフライホイールで、クランクンヤフト
3の軸に取付けられている。14は台車でエンジンブロ
ック4の移動用である。 ドライブユニット10の構造は第5図に示すようで、モ
ータMは減速機15によって減速された回転力を軸16
の先端に取付けである爪17をクランクンヤフト3の軸
に係合させクランクシャフト3を回転させる。他方マグ
ネット19と20はギヤ18と一体となってエンコーダ
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とクランクシャフト間)を伝達する。−
7グネツト19および20はクランクシャフト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
ネット21はエンジンブロック本体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って
いる。 この理由はモータMの軸とクランクシャフト3の軸との
係合は少しのガタがあってもよいが、エンコーダ8には
クランクシャフト30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。 センサユニット9の構造は第6図に示す通りであって、
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
によって上方に押し上けられ、この力によってピストン
2と適切な力で接触する。27はセンサ24とマグネッ
ト28の支持ブロックで、マグネット28によってエン
ジンブロック4の外側面に吸着し、センサ本体を固定す
る。センサユニットにはピストンの移動量を検出するだ
め公知の変位センサが使用される。 第7図はセンサユニット9とドライブユニット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
ャフト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ック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2
9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十Aになると、比較器(4)37は位置設
定器38よりのH十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、コントロールロジック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図中)のようにピストン
2の高さがHに下がると、比較器(ト))35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ック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)値をリセットしてゼロとする。 (なお、コントロールロジック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ック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ャフト
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(A133はエンコーダ8の出力パルスの立
上シによるAパルスを、またパルス発生回路(B)34
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G、に出力している。ゲートG、は
平素閉じているかラハルス発生回路(5)33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がリセッ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(Oのよ
うにH+’Aの高さになったら(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ック30は応動しない
)、比較器(A)37の出力信号によってコントロール
ロジック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(
2)のようにHに下がると、比較器(B)35の出力に
よってコントロールロジック30は第4の動作としてA
NDゲートG1を開き、リバー7プルカウンタ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
生器(5)33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)ソのま\右回転を続はリバーシブルカウンタ31
の計数値がゼロになった時点で、コントロールロジック
30は第5の動作をしてモータM1従ってピストン2を
急停止させる。このピストン2の位置が第3図の(8)
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。 4、図面の簡単な説明 第1図はエンジンブロックの断面図、第2図はクランク
シャフトとコンロッドの運動図、第3図は本発明のW理
説明図、第4図は本発明の実施例図、第5図は第4図中
のドライブユニットの構成を示す一部断面を含む構成図
、第6図は第4図中のセンサユニットの構成図、第7図
は上死点測定制御の電気回路構成図である。 l・・・コンロッド、2・・・ピストン、3・・・クラ
ンクシャフト、4・・・エンジンブロック、5・・・ク
ランクシャフトの回転方向、6・・・クランクピン、7
・・・ピストンピン、8・・・エンコーダ(30回転角
度検出器)、9・・・センサユニット、10・・・ドラ
イブユニット、13・・・フライホイール、14・・・
台車、15・・・減速機、17・・・爪、 18・・・
歯車、 19 、20 、21 、28・・・マグネッ
ト、22・・・ビニオン、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・・・支持ブロック、
29・・・カウンタ、30・・・コントロールロジック
、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。 特許出願人 第一電通株式会社 代理人 天場 学 外1名 躬1[ (A) 図 (B)
Claims (1)
- エンジンのクランクシャフトを回転させその回転角度を
計測する機能を有するドライブユニットとピストンの移
動量を検出するセンサユニットにて構成され、センサに
はピストンの移動量に比例するパルスを発生しこのパル
スを計数するカウンタ、カウンタの計数が定めである2
つの一定値H十AとHにそれぞれ達したとき出力を発生
する2つの比較器およびこれら比較器の出力によりシー
ケンス動作をしかつドライブユニットの駆動用モータを
制御するコントロールロジックを含み、またドライブユ
ニットには駆動用モータ、減速機の外にクランクシャフ
トの回転に比例する矩形パルスを連続発生するエンコー
ダ、このエンコーダパルスの立上りにて発生させたパル
スAを計数するリバーシブルカウンタ、エンコーダパル
スの立下りにて発生させたパルスBをセンサ側コントロ
ールロジックよりの信号によってリノく一シプルカウン
タにパルスAと共に入力させるゲート回路を含む装置を
備え、最初ドライブユニットは一方向にフランクシャフ
トを回転させピストン移動量が一定値H十Aに達したら
逆方向に回転させ、ピストン移動量がHに減じたときリ
バーシブルカウンタをリセットしてパルスAの加算計数
を開始させ、そのま\の回転にてピストン移動量がH+
Aに達したとき再び逆回転すると共にリバーシブルカウ
ンタにパルスAによる減算を行わせ、さらにピストン移
動量がHに減じたときよりリノく−シプルカウンタの減
算入力をA+Bパルスとして倍数減算を行い、リバーシ
ブルカウンタの計数値がゼロの時点でモータを急停止さ
せこのときのクランクシャフトの位置をピストン上死点
とするように構成したことを特徴とする往復ピストンク
ランク機構における上死点測定制御装置。
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 true JPS6013239A (ja) | 1985-01-23 |
JPH028645B2 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) |
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JP2021135243A (ja) * | 2020-02-28 | 2021-09-13 | マツダ株式会社 | 上死点位置評価方法及び上死点位置評価装置 |
JP2021135244A (ja) * | 2020-02-28 | 2021-09-13 | マツダ株式会社 | 上死点位置評価装置 |
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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 |
US5926993A (en) * | 1997-07-23 | 1999-07-27 | Cotee Industries, Inc. | Modular fishing lure kit |
US5918405A (en) * | 1997-07-23 | 1999-07-06 | Cotee Industries, Inc. | Modular fishing lure |
DE102007026351B4 (de) * | 2007-06-06 | 2014-12-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Prüfstand |
US8157537B2 (en) * | 2008-06-13 | 2012-04-17 | Petrolog Automation, Inc | Method, system, and apparatus for operating a sucker rod pump |
DE102012221245B4 (de) * | 2012-11-21 | 2014-07-17 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen von Glühzündungen bei einer Verbrennungskraftmaschine |
CN112697441B (zh) * | 2020-12-30 | 2022-06-28 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种检测活塞上止点偏差的方法及系统 |
Family Cites Families (2)
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US4433572A (en) * | 1982-07-09 | 1984-02-28 | General Motors Corporation | Engine operation related event timing system |
-
1983
- 1983-07-04 JP JP58120350A patent/JPS6013239A/ja active Granted
-
1984
- 1984-07-03 US US06/627,409 patent/US4587839A/en not_active Expired - Lifetime
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CN103389209A (zh) * | 2013-08-01 | 2013-11-13 | 上海大众汽车有限公司 | 发动机活塞上止点位置时域分析方法及系统 |
CN103389209B (zh) * | 2013-08-01 | 2015-09-16 | 上海大众汽车有限公司 | 发动机活塞上止点位置时域分析方法及系统 |
JP2021135243A (ja) * | 2020-02-28 | 2021-09-13 | マツダ株式会社 | 上死点位置評価方法及び上死点位置評価装置 |
JP2021135244A (ja) * | 2020-02-28 | 2021-09-13 | マツダ株式会社 | 上死点位置評価装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH028645B2 (ja) | 1990-02-26 |
US4587839A (en) | 1986-05-13 |
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