JP3429439B2 - コントロールシステム - Google Patents
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/488—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements
-
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- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
- F01L2820/04—Sensors
- F01L2820/042—Crankshafts position
-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/0097—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating speed signals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
- F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械部材の回転特
性を検出するシステムに関し、より詳細には、専用的な
ものではないが、エンジンのクランクシャフトの回転特
性を検出するセンサ装置に関する。
性を検出するシステムに関し、より詳細には、専用的な
ものではないが、エンジンのクランクシャフトの回転特
性を検出するセンサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子制御された内燃機関の到来と共にエ
ンジンのクランクシャフトの回転を検出するための装置
が漸次一般化して来ている。例えば、クランクシャフト
の角度位置即ち“クランク角度”はしばしばエンジンへ
の燃料供給、点火及び排気をコントールするために感知
されている。またクランクシャフトの回転速度によって
表示されるようなエンジン速度は種々のエンジンコント
ールシステム計画において重要な要素となっている。例
えば、カーペンタ等の米国特許第５４７６０８２号、コ
ワルスキーの米国特許第５３６１６３０号及びデュッシ
エ等の米国特許第４９３６２７７号等はクランクシャフ
トの回転を測定する種々のエレクトロニックエンジンコ
ントールシステムに関するバックグランウンド情報の一
般的な源として引用される。
ンジンのクランクシャフトの回転を検出するための装置
が漸次一般化して来ている。例えば、クランクシャフト
の角度位置即ち“クランク角度”はしばしばエンジンへ
の燃料供給、点火及び排気をコントールするために感知
されている。またクランクシャフトの回転速度によって
表示されるようなエンジン速度は種々のエンジンコント
ールシステム計画において重要な要素となっている。例
えば、カーペンタ等の米国特許第５４７６０８２号、コ
ワルスキーの米国特許第５３６１６３０号及びデュッシ
エ等の米国特許第４９３６２７７号等はクランクシャフ
トの回転を測定する種々のエレクトロニックエンジンコ
ントールシステムに関するバックグランウンド情報の一
般的な源として引用される。
【０００３】内燃機関を備えた車両に賦課される増大し
つつある厳格なスタンダード即ち標準に適合するため、
クランク角度は高度に計測される必要がある。要求され
た正確さを提供するための１つの方法は、センサーに隣
接してクランクシャフトと一緒に回転するセンサー及び
リファレンスメンバー（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｍｅｍｂ
ｅｒ）を有するクランク角度検出システムを採用するこ
とである。このセンサーはリファレンスメンバーの回転
を検出するように構成されている。
つつある厳格なスタンダード即ち標準に適合するため、
クランク角度は高度に計測される必要がある。要求され
た正確さを提供するための１つの方法は、センサーに隣
接してクランクシャフトと一緒に回転するセンサー及び
リファレンスメンバー（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｍｅｍｂ
ｅｒ）を有するクランク角度検出システムを採用するこ
とである。このセンサーはリファレンスメンバーの回転
を検出するように構成されている。
【０００４】あるタイプの検出システムは、周辺に沿っ
てマグネチックフィールドを変えるように構成された幾
つかの角度を離して設けたインジケーター即ち“アング
ルマーク”を備えたリファレンスメンバーを有してい
る。これらのインジケーターの各々はセンサーを通って
移動するので、センサーはマグネチックフィールドの対
応する変動を検出しかつ検出パルスを発生する。公知の
方法にてインジケーターの間隔を変化させることにより
クランクシャフトの相対的な角度位置に対するインデッ
クスが提供されるであろう。また、これらのパルスの割
合はクランクシャフトの回転速度を決定するのに使用さ
れ得る。コエレ等の米国特許第５５２００４３号、オッ
トー等の米国特許第５４６９８２３号、オットー等の米
国特許第５４６０１３４号、スクレーバー等の米国特許
第４７６０８２７号、コンドウ等の米国特許第４４４２
８２２号及びスチラー等の米国特許第４３６５６０２号
等は、種々のタイプのクランク角度検出システムの例と
して引用されよう。
てマグネチックフィールドを変えるように構成された幾
つかの角度を離して設けたインジケーター即ち“アング
ルマーク”を備えたリファレンスメンバーを有してい
る。これらのインジケーターの各々はセンサーを通って
移動するので、センサーはマグネチックフィールドの対
応する変動を検出しかつ検出パルスを発生する。公知の
方法にてインジケーターの間隔を変化させることにより
クランクシャフトの相対的な角度位置に対するインデッ
クスが提供されるであろう。また、これらのパルスの割
合はクランクシャフトの回転速度を決定するのに使用さ
れ得る。コエレ等の米国特許第５５２００４３号、オッ
トー等の米国特許第５４６９８２３号、オットー等の米
国特許第５４６０１３４号、スクレーバー等の米国特許
第４７６０８２７号、コンドウ等の米国特許第４４４２
８２２号及びスチラー等の米国特許第４３６５６０２号
等は、種々のタイプのクランク角度検出システムの例と
して引用されよう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】あるクランク角度検出
システム装置においては、リファレンスデスクがエンジ
ン外部のトランスミッションフライホイールへ取り付け
られている。残念なことに、通常このようなデスクの外
部取り付けは所定のエンジン設計に提供されたそれぞれ
の異なるタイプのトランスミッションのための独立した
設計努力が要求される。このため、多くの場合、エンジ
ンの一部としてリファレンスデスクを提供することが望
まれるのである。しかしながら、一般に、クランクシャ
フトに対してデスクを直接取り付けることは適当な取り
付け部所を提供するためにクランクシャフトの長大化が
必要となる。
システム装置においては、リファレンスデスクがエンジ
ン外部のトランスミッションフライホイールへ取り付け
られている。残念なことに、通常このようなデスクの外
部取り付けは所定のエンジン設計に提供されたそれぞれ
の異なるタイプのトランスミッションのための独立した
設計努力が要求される。このため、多くの場合、エンジ
ンの一部としてリファレンスデスクを提供することが望
まれるのである。しかしながら、一般に、クランクシャ
フトに対してデスクを直接取り付けることは適当な取り
付け部所を提供するためにクランクシャフトの長大化が
必要となる。
【０００６】コワルスキーの米国特許第５３６１６３０
号はこの問題を解消するために、クランクシャフトのカ
ウンターウエイトにインジケーター溝であって回転リフ
ァレンスメンバーとして機能する溝を一体的に形成する
１つの試みを開示している。残念ながら、この試みはや
はりクランクシャフトの大規模なリデザインを要求して
いる。また、この一体的なカウンターウエイトデザイン
は、もしリファレンスメンバーの置き換え又は調整が要
求される際にはクランクシャフトの分解が必要となる。
号はこの問題を解消するために、クランクシャフトのカ
ウンターウエイトにインジケーター溝であって回転リフ
ァレンスメンバーとして機能する溝を一体的に形成する
１つの試みを開示している。残念ながら、この試みはや
はりクランクシャフトの大規模なリデザインを要求して
いる。また、この一体的なカウンターウエイトデザイン
は、もしリファレンスメンバーの置き換え又は調整が要
求される際にはクランクシャフトの分解が必要となる。
【０００７】こうして、異なるエンジン構造に容易に採
用可能なクランクシャフトの回転検出システムの要求が
存在しているのである。本件発明はかかる要求を満たす
ものである。
用可能なクランクシャフトの回転検出システムの要求が
存在しているのである。本件発明はかかる要求を満たす
ものである。
【０００８】従って、本件発明の１つの目的は、エンジ
ンクランクシャフトの回転特性を検出するためセンサー
装置を提供することである。
ンクランクシャフトの回転特性を検出するためセンサー
装置を提供することである。
【０００９】本件発明の別の目的は、クランクシャフト
の広範囲なリデザインを要求することなく、クランクシ
ャフトウエブへ載置するための非常に正確なクランク角
度リファレンスメンバーを提供することである。
の広範囲なリデザインを要求することなく、クランクシ
ャフトウエブへ載置するための非常に正確なクランク角
度リファレンスメンバーを提供することである。
【００１０】更に本件発明の別の目的は、クランクシャ
フトを分解することなくクランクシャフトウエブを組立
てられかつそこから分解される複数片から成るトーンホ
イールを提供することである。
フトを分解することなくクランクシャフトウエブを組立
てられかつそこから分解される複数片から成るトーンホ
イールを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題及び目的を達成
するため、本件発明は以下の手段を有している。
するため、本件発明は以下の手段を有している。
【００１２】（ａ）複数のクランクシャフトウエブを有
しているクランクシャフトを備えているエンジンであっ
て、エンジンの作動中回転軸周りに回転するよう構成さ
れている該クランクシャフトを備えているエンジンと、
（ｂ）一緒に回転するよう少なくとも１つのファスナー
によって前記クランクシャフトウエブの１つへ載置され
ている第１の弓形セグメントであって、回転軸周りに第
１の角度にわたり広がり第１の数のインジケーターを含
んでいる第１の弓形セグメントと、（ｃ）前記クランク
シャフトに近接して位置付けられているセンサーであっ
て、前記クランクシャフトの回転特性に対応しているセ
ンサー信号を提供するため前記第１のインジケーターを
検出するように構成されているセンサーと、（ｄ）前記
エンジンに対して作動出来るように接続されているコン
トローラーであって、前記センサー信号の関数としてコ
ントロール信号を発生するよう前記センサーに応答し、
該エンジンが前記コントロール信号によって作動するコ
ントローラーと、を備えているコントロールシステム。
しているクランクシャフトを備えているエンジンであっ
て、エンジンの作動中回転軸周りに回転するよう構成さ
れている該クランクシャフトを備えているエンジンと、
（ｂ）一緒に回転するよう少なくとも１つのファスナー
によって前記クランクシャフトウエブの１つへ載置され
ている第１の弓形セグメントであって、回転軸周りに第
１の角度にわたり広がり第１の数のインジケーターを含
んでいる第１の弓形セグメントと、（ｃ）前記クランク
シャフトに近接して位置付けられているセンサーであっ
て、前記クランクシャフトの回転特性に対応しているセ
ンサー信号を提供するため前記第１のインジケーターを
検出するように構成されているセンサーと、（ｄ）前記
エンジンに対して作動出来るように接続されているコン
トローラーであって、前記センサー信号の関数としてコ
ントロール信号を発生するよう前記センサーに応答し、
該エンジンが前記コントロール信号によって作動するコ
ントローラーと、を備えているコントロールシステム。
【００１３】本件発明の更なる目的、特徴、利点及び状
況等はここに詳細に記載された図面及び記載から明白と
なろう。
況等はここに詳細に記載された図面及び記載から明白と
なろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】本件発明の原理の理解を増進する
ために図面に記載した実施例について参照する。ここで
は特定の用語が該実施例を記述するために使用されるで
あろう。それにもかかわらず本件発明の範囲はこの実施
例によって制限されるものではないことは理解されよ
う。ここに記載された装置の変形例さらには別の改良、
及びここに述べられるような本件発明の原理の更なる適
用は、本件発明に関連する当業者においては通常なし得
るものであると理解される。
ために図面に記載した実施例について参照する。ここで
は特定の用語が該実施例を記述するために使用されるで
あろう。それにもかかわらず本件発明の範囲はこの実施
例によって制限されるものではないことは理解されよ
う。ここに記載された装置の変形例さらには別の改良、
及びここに述べられるような本件発明の原理の更なる適
用は、本件発明に関連する当業者においては通常なし得
るものであると理解される。
【００１５】図１は本件発明による内燃機関システム１
０を示している。このシステム１０は、ブロック２２付
きエンジン２０と、燃料供給サブシステム２３と、ヘッ
ド／バルブ組立体２４と、を有している。エンジン２０
は更に、オイルパン２６と、ラジエーターファン２８に
よって代表されている冷却システムと、を有している。
好ましくは、エンジン２０は、６個のシリンダーを有
し、かつ４サイクル作動をするように構成されている。
しかしながら、当業者によく知られているその他の内燃
エンジン構造も同様に意図され得る。
０を示している。このシステム１０は、ブロック２２付
きエンジン２０と、燃料供給サブシステム２３と、ヘッ
ド／バルブ組立体２４と、を有している。エンジン２０
は更に、オイルパン２６と、ラジエーターファン２８に
よって代表されている冷却システムと、を有している。
好ましくは、エンジン２０は、６個のシリンダーを有
し、かつ４サイクル作動をするように構成されている。
しかしながら、当業者によく知られているその他の内燃
エンジン構造も同様に意図され得る。
【００１６】エンジン２０は、動力列３０を駆動する。
動力列３０は、トランスミッション３２と、負荷３６を
駆動する駆動軸３４と、を含んでいる。このシステム１
０を車両に使用する場合には、負荷３６は、駆動軸及び
その車両の対応する地面に係合する車輪を表す。
動力列３０は、トランスミッション３２と、負荷３６を
駆動する駆動軸３４と、を含んでいる。このシステム１
０を車両に使用する場合には、負荷３６は、駆動軸及び
その車両の対応する地面に係合する車輪を表す。
【００１７】このシステム１０はまた、エンジン２０の
種々の作動を制御するコントローラ４０を含んでいる。
このコントローラ４０はライン４２によって燃料供給サ
ブシステム２３へ接続されている。好ましくはこの燃料
供給サブシステム２３は、公知の方法にてエンジン２０
のシリンダへ供給される燃料を計測する電気的に制御さ
れた燃料ポンプ機構である。ライン４１はエンジン２０
へ対する燃料供給サブシステム２３の機能的連結を示し
ている。しかしながら、各シリンダ用の個々に起動可能
な燃料インジェクタを含むが、これに限定されないこれ
以外の他の燃料供給アレンジメントも意図される。この
別の実施例の場合に、各インジェクタはコントローラ４
０へ直接接続されることが望ましい。
種々の作動を制御するコントローラ４０を含んでいる。
このコントローラ４０はライン４２によって燃料供給サ
ブシステム２３へ接続されている。好ましくはこの燃料
供給サブシステム２３は、公知の方法にてエンジン２０
のシリンダへ供給される燃料を計測する電気的に制御さ
れた燃料ポンプ機構である。ライン４１はエンジン２０
へ対する燃料供給サブシステム２３の機能的連結を示し
ている。しかしながら、各シリンダ用の個々に起動可能
な燃料インジェクタを含むが、これに限定されないこれ
以外の他の燃料供給アレンジメントも意図される。この
別の実施例の場合に、各インジェクタはコントローラ４
０へ直接接続されることが望ましい。
【００１８】コントローラ４０は更にクランクシャフト
センサ組立体４６からのインプットライン４４を有して
いる。このコントローラ４０によって制御される作動の
中には、エンジンのイグニッション（点火）、燃料供
給、及び排気がある。一部において、これらの起動は燃
料供給サブシステム２３ヘ適当な起動信号を提供するこ
とによって制御される。そのようにして、ライン４２は
コントローラ４０と燃料供給サブシステム２３との間の
１又は以上の信号通路を表している。クランクシャフト
センサ組立体４６の外に、コントローラ４０はエンジン
スロットル（図示なし）を含むその他のセンサからのイ
ンプットを受け入れることが予想される。この詳細なイ
ンターフェース、及びコントローラ４０によって実行さ
れるであろうコントローラシステムプロセスは、当業者
に公知のタイプのものである。
センサ組立体４６からのインプットライン４４を有して
いる。このコントローラ４０によって制御される作動の
中には、エンジンのイグニッション（点火）、燃料供
給、及び排気がある。一部において、これらの起動は燃
料供給サブシステム２３ヘ適当な起動信号を提供するこ
とによって制御される。そのようにして、ライン４２は
コントローラ４０と燃料供給サブシステム２３との間の
１又は以上の信号通路を表している。クランクシャフト
センサ組立体４６の外に、コントローラ４０はエンジン
スロットル（図示なし）を含むその他のセンサからのイ
ンプットを受け入れることが予想される。この詳細なイ
ンターフェース、及びコントローラ４０によって実行さ
れるであろうコントローラシステムプロセスは、当業者
に公知のタイプのものである。
【００１９】コントローラ４０は１又はそれ以上の要素
から成る電子回路とすることが出来る。同様に、コント
ローラ４０は、デジタル回路、アナログ回路、またはそ
の双方から構成することが出来る。また、コントローラ
４０は、プログラム可能な、集積された状態の機械、又
はそのハイブリッド組合体とすることが出来る。しかし
ながら好ましくは、コントローラ４０は、公知の構造の
マイクロプロセッサをベースとしたデバイスである。
から成る電子回路とすることが出来る。同様に、コント
ローラ４０は、デジタル回路、アナログ回路、またはそ
の双方から構成することが出来る。また、コントローラ
４０は、プログラム可能な、集積された状態の機械、又
はそのハイブリッド組合体とすることが出来る。しかし
ながら好ましくは、コントローラ４０は、公知の構造の
マイクロプロセッサをベースとしたデバイスである。
【００２０】エンジンブロック２２は、各々が公知の方
法にてピストン組立体５０を受け入れるように構成され
ている対応する燃焼室を備えた複数のシリンダー孔（図
示していない）を確定している。各ピストン組立体５０
は、ピストン５２と、枢動可能に取り付けられたコネク
テイングロッド５４と、を有している。
法にてピストン組立体５０を受け入れるように構成され
ている対応する燃焼室を備えた複数のシリンダー孔（図
示していない）を確定している。各ピストン組立体５０
は、ピストン５２と、枢動可能に取り付けられたコネク
テイングロッド５４と、を有している。
【００２１】エンジン２０は各ピストン組立体５０へ接
続されているクランクシャフト６０を含んでいる。この
クランクシャフト６０はメインシャフト６２を含んでお
り、このメインシャフト６２は公知の方法にてエンジン
ブロック２２と回転支持関係を形成しているクランクシ
ャフト支持ジャーナル６４ａ〜６４ｆを有している。ピ
ストン組立体５０のそれぞれのコネクテイングロッド５
４は、それぞれの対応するコネクテイングロッドジャー
ナル６６ａ〜６６ｆによってクランクシャフト６０へ枢
着されている。ロッドジャーナル６６ａは一対のクラン
クシャフトウエブ７０ａ，７２ａによって対向端部をク
ランクシャフト６０へ枢着されている。ここでクランク
シャフトウエブ７０ａはクランクシャフト支持ジャーナ
ル６４ａへ枢動可能に接続しており、クランクシャフト
ウエブ７２ａはクランクシャフト支持ジャーナル６４ｂ
へ枢動可能に接続している。残りのロッドジャーナル６
６ｂ〜６６ｆ及びクランクシャフトウエブ７０ｂ〜７０
ｆ，７２ｂ〜７２ｆは同様にしてクランクシャフト６０
に沿って設けてある。更に、クランクシャフトウエブ７
０ａ〜７０ｆ、７２ａ〜７２ｆは好ましくはクランクシ
ャフトカウンターウエイトとして構成されている。クラ
ンクシャフトウエブ７０ａ〜７０ｆ、７２ａ〜７２ｆ及
びロッドジャーナル６６ａ〜６６ｆはクランクシャフト
支持ジャーナル６４ａ〜６４ｆに関して回転し、それに
よりクランクシャフト６０が公知の方法にて回転軸Ｒの
回りを回転するように構成されている。
続されているクランクシャフト６０を含んでいる。この
クランクシャフト６０はメインシャフト６２を含んでお
り、このメインシャフト６２は公知の方法にてエンジン
ブロック２２と回転支持関係を形成しているクランクシ
ャフト支持ジャーナル６４ａ〜６４ｆを有している。ピ
ストン組立体５０のそれぞれのコネクテイングロッド５
４は、それぞれの対応するコネクテイングロッドジャー
ナル６６ａ〜６６ｆによってクランクシャフト６０へ枢
着されている。ロッドジャーナル６６ａは一対のクラン
クシャフトウエブ７０ａ，７２ａによって対向端部をク
ランクシャフト６０へ枢着されている。ここでクランク
シャフトウエブ７０ａはクランクシャフト支持ジャーナ
ル６４ａへ枢動可能に接続しており、クランクシャフト
ウエブ７２ａはクランクシャフト支持ジャーナル６４ｂ
へ枢動可能に接続している。残りのロッドジャーナル６
６ｂ〜６６ｆ及びクランクシャフトウエブ７０ｂ〜７０
ｆ，７２ｂ〜７２ｆは同様にしてクランクシャフト６０
に沿って設けてある。更に、クランクシャフトウエブ７
０ａ〜７０ｆ、７２ａ〜７２ｆは好ましくはクランクシ
ャフトカウンターウエイトとして構成されている。クラ
ンクシャフトウエブ７０ａ〜７０ｆ、７２ａ〜７２ｆ及
びロッドジャーナル６６ａ〜６６ｆはクランクシャフト
支持ジャーナル６４ａ〜６４ｆに関して回転し、それに
よりクランクシャフト６０が公知の方法にて回転軸Ｒの
回りを回転するように構成されている。
【００２２】トーンホイール（ｔｏｎｅ ｗｈｅｅｌ）
８０がセンサー組立体４６に接近してクランクシャフト
ウエブ７２ａへ載置されている。好ましくはトーンホイ
ール８０及びセンサー組立体４６は、クランクシャフト
６０の角度位置に対応しているコントローラ４０へイン
プットライン４４を介してセンサー信号を提供するよう
に構成されている。更に、コントローラ４０はこの信号
から回転速度情報を引き出すように構成され得る。好ま
しくは、この速度及び位置情報は、コントローラ４０に
より、当業者によって公知の方法によって、エンジン作
動を制御するように使用される。
８０がセンサー組立体４６に接近してクランクシャフト
ウエブ７２ａへ載置されている。好ましくはトーンホイ
ール８０及びセンサー組立体４６は、クランクシャフト
６０の角度位置に対応しているコントローラ４０へイン
プットライン４４を介してセンサー信号を提供するよう
に構成されている。更に、コントローラ４０はこの信号
から回転速度情報を引き出すように構成され得る。好ま
しくは、この速度及び位置情報は、コントローラ４０に
より、当業者によって公知の方法によって、エンジン作
動を制御するように使用される。
【００２３】次いで図２を参照すると、ここにはエンジ
ン２０内のトーンホイール８０とクランクシャフトウエ
ブ７２ａの底面図が示されている。図２は、センサー組
立体４６に対するトーンホイール８０とクランクシャフ
トウエブ７２ａの相関関係についての付加的詳細を示し
ている。センサー組立体４６はブロック２２の壁２３ａ
内に形成された孔２１を介して伸びている。センサー組
立体４６は、トーンホイール８０へ隣接しかつそこから
間隔Ｇだけ離れて位置付けられている検出端４７を有し
ている。このセンサー組立体４６は、磁界即ちマグネチ
ックフィールドの変動に整合するため検出端４７に位置
付けられているホールエフェクトデバイス（ｈａｌｌ
ｅｆｆｅｃｔ ｄｅｖｉｃｅ）４５を含んでいる。ま
た、壁２３ａへセンサー組立体４６を載置するため取り
付けボルト４８が示してある。センサー組立体４６はラ
イン４４へ接続するためのモジュラーコネクター４９を
有している。トーンホイール８０がクランクシャフトウ
エブ７２ａと回転し、次いで該クランクシャフトウエブ
７２ａはクランクシャフト６０が回転されるように回動
する。好ましくは間隔Ｇはクランクシャフト６０の回転
中、相対的に一定になっている。
ン２０内のトーンホイール８０とクランクシャフトウエ
ブ７２ａの底面図が示されている。図２は、センサー組
立体４６に対するトーンホイール８０とクランクシャフ
トウエブ７２ａの相関関係についての付加的詳細を示し
ている。センサー組立体４６はブロック２２の壁２３ａ
内に形成された孔２１を介して伸びている。センサー組
立体４６は、トーンホイール８０へ隣接しかつそこから
間隔Ｇだけ離れて位置付けられている検出端４７を有し
ている。このセンサー組立体４６は、磁界即ちマグネチ
ックフィールドの変動に整合するため検出端４７に位置
付けられているホールエフェクトデバイス（ｈａｌｌ
ｅｆｆｅｃｔ ｄｅｖｉｃｅ）４５を含んでいる。ま
た、壁２３ａへセンサー組立体４６を載置するため取り
付けボルト４８が示してある。センサー組立体４６はラ
イン４４へ接続するためのモジュラーコネクター４９を
有している。トーンホイール８０がクランクシャフトウ
エブ７２ａと回転し、次いで該クランクシャフトウエブ
７２ａはクランクシャフト６０が回転されるように回動
する。好ましくは間隔Ｇはクランクシャフト６０の回転
中、相対的に一定になっている。
【００２４】更に図３〜図６を参照すると、トーンホイ
ール８０とクランクシャフトウエブ７２ａとの構造に関
する一層詳細な構造が示されている。トーンホイール８
０は、一般に、図３に示すように、内径Ｒ１を有する円
形のリング形状に形成されている。トーンホイール８０
は、第１弓形リングセグメント８２と、第２弓形リング
セグメント９２と、を有している。各弓形リングセグメ
ント８２、９２は対応する数の周辺歯８３、９３を画定
している。これらの周辺歯は一般に均一な間隔８４、９
４を画定するため互いに所定の角度だけ間隔を置いて配
置されている。これらの各歯８３、９３はほぼ同一の概
略寸法及び形状を有している。同様に、各間隔８４、９
４はほぼ同一の寸法及び方向を有している。その結果、
トーンホイール８０の各歯は、図３に示すように、分離
角度Ａ１だけ隣接する歯から離れて配置されている。ま
た、トーンホイール８０の間隔８４、９４に対応する該
トーンホイール８０の最小外径は半径Ｒ２によって示さ
れており、かつ歯８３、９３に対応する該トーンホイー
ル８０の最大外径は半径Ｒ３によって示されている。セ
グメント８２は更に、図３に示すように、角度Ａ２の割
り付けに対応する割り付け間隔即ちインデックスギャッ
プ８５を画定している。
ール８０とクランクシャフトウエブ７２ａとの構造に関
する一層詳細な構造が示されている。トーンホイール８
０は、一般に、図３に示すように、内径Ｒ１を有する円
形のリング形状に形成されている。トーンホイール８０
は、第１弓形リングセグメント８２と、第２弓形リング
セグメント９２と、を有している。各弓形リングセグメ
ント８２、９２は対応する数の周辺歯８３、９３を画定
している。これらの周辺歯は一般に均一な間隔８４、９
４を画定するため互いに所定の角度だけ間隔を置いて配
置されている。これらの各歯８３、９３はほぼ同一の概
略寸法及び形状を有している。同様に、各間隔８４、９
４はほぼ同一の寸法及び方向を有している。その結果、
トーンホイール８０の各歯は、図３に示すように、分離
角度Ａ１だけ隣接する歯から離れて配置されている。ま
た、トーンホイール８０の間隔８４、９４に対応する該
トーンホイール８０の最小外径は半径Ｒ２によって示さ
れており、かつ歯８３、９３に対応する該トーンホイー
ル８０の最大外径は半径Ｒ３によって示されている。セ
グメント８２は更に、図３に示すように、角度Ａ２の割
り付けに対応する割り付け間隔即ちインデックスギャッ
プ８５を画定している。
【００２５】クランクシャフトウエブ７２ａは周辺部７
６によって画定される面７４ａを有している。この面７
４ａは、トーンホイール８０を受け入れるための凹み７
７と、トーンホイール８０を載置するための複数のねじ
付き取り付け穴７８と、を画定している。回転軸線Ｒが
図３〜図５の面に対して垂直になっているので、この回
転軸線Ｒはこれらの図においてピボット点Ｐによって表
されている。垂直軸線Ｘ，Ｙは該点Ｐにて交差し、そこ
から伸びている。明らかに、面７４ａは、ピボット点
Ｐ、軸線Ｒ、軸線Ｘ及び軸線Ｙに関して非対称となって
いる。ウエブ７２ａは更に面７４ｂを有している。この
面７４ｂは、面７４ａを有している側面と反対のウエブ
７２ａの面に位置されている。面７４ｂは図２及び図５
に示されており、同様に非対称となっている。
６によって画定される面７４ａを有している。この面７
４ａは、トーンホイール８０を受け入れるための凹み７
７と、トーンホイール８０を載置するための複数のねじ
付き取り付け穴７８と、を画定している。回転軸線Ｒが
図３〜図５の面に対して垂直になっているので、この回
転軸線Ｒはこれらの図においてピボット点Ｐによって表
されている。垂直軸線Ｘ，Ｙは該点Ｐにて交差し、そこ
から伸びている。明らかに、面７４ａは、ピボット点
Ｐ、軸線Ｒ、軸線Ｘ及び軸線Ｙに関して非対称となって
いる。ウエブ７２ａは更に面７４ｂを有している。この
面７４ｂは、面７４ａを有している側面と反対のウエブ
７２ａの面に位置されている。面７４ｂは図２及び図５
に示されており、同様に非対称となっている。
【００２６】セグメント８２は取り付け穴８６を有して
いる。同様に、セグメント９２は取り付け穴９６を有し
ている。トーンホイール８０のこれらの取り付け穴８
６、９６はクランクシャフトウエブ７２ａの対応するね
じ付き取り付け穴７８に整合するように構成されてい
る。一旦整合した後、ねじ８８、９８は取り付け穴８
６、９６へねじ込まれ、図３に示すように、穴７８に螺
合しかつクランクシャフトウエブ７２ａへトーンホイー
ル８０を載置する。一旦載置されると、トーンホイール
８０はクランクシャフト６０の周りのほぼ円形の通路に
従動する概ね円形のリング形状を有する。セグメント８
２は、クランクシャフトウエブ７２ａへ載置された端部
９３ａと、クランクシャフトウエブ７２ａへ載置された
端部９３ｂと、これらの端部９３ａと９３ｂとの間に位
置付けられた中間の弓形部分９３ｃと、を含んでいる。
この弓形部分９３ｃはカウンターウエイト７２ａの周辺
部７６を通って伸びている。このトーンホイール８０の
多部品構造は、セグメント８２、９２が、クランクシャ
フト６０を分解する必要なく、又は参照部材を組みつけ
又は取り外しのためにクランクシャフトの端部を通す必
要なく、クランクシャフト６０の部分を包囲することを
可能としている。クランクシャフトを包囲することによ
り、クランクシャフト位置に対する高い分解割り付けが
より一層容易に提供されるようになる。
いる。同様に、セグメント９２は取り付け穴９６を有し
ている。トーンホイール８０のこれらの取り付け穴８
６、９６はクランクシャフトウエブ７２ａの対応するね
じ付き取り付け穴７８に整合するように構成されてい
る。一旦整合した後、ねじ８８、９８は取り付け穴８
６、９６へねじ込まれ、図３に示すように、穴７８に螺
合しかつクランクシャフトウエブ７２ａへトーンホイー
ル８０を載置する。一旦載置されると、トーンホイール
８０はクランクシャフト６０の周りのほぼ円形の通路に
従動する概ね円形のリング形状を有する。セグメント８
２は、クランクシャフトウエブ７２ａへ載置された端部
９３ａと、クランクシャフトウエブ７２ａへ載置された
端部９３ｂと、これらの端部９３ａと９３ｂとの間に位
置付けられた中間の弓形部分９３ｃと、を含んでいる。
この弓形部分９３ｃはカウンターウエイト７２ａの周辺
部７６を通って伸びている。このトーンホイール８０の
多部品構造は、セグメント８２、９２が、クランクシャ
フト６０を分解する必要なく、又は参照部材を組みつけ
又は取り外しのためにクランクシャフトの端部を通す必
要なく、クランクシャフト６０の部分を包囲することを
可能としている。クランクシャフトを包囲することによ
り、クランクシャフト位置に対する高い分解割り付けが
より一層容易に提供されるようになる。
【００２７】図６を参照すると、セグメント８２、９２
に対応する傾斜取り付け面８１、９１が図示されてい
る。これらの面の傾斜角度は、好ましくは約２０°〜２
５°の範囲であるが、当業者に対して起こるように変動
するであろう。セグメント９２における代表的な取り付
け穴８６の角度方向は回転軸線Ｒに対して平行な軸線に
関して角度Ａ３をなすように図示されている。好ましく
はこの角度Ａ３は傾斜角度にほぼ等しい。
に対応する傾斜取り付け面８１、９１が図示されてい
る。これらの面の傾斜角度は、好ましくは約２０°〜２
５°の範囲であるが、当業者に対して起こるように変動
するであろう。セグメント９２における代表的な取り付
け穴８６の角度方向は回転軸線Ｒに対して平行な軸線に
関して角度Ａ３をなすように図示されている。好ましく
はこの角度Ａ３は傾斜角度にほぼ等しい。
【００２８】トーンホイール８０のある好ましい実施例
においては、分離角度Ａ１は２５°よりも大きくなく、
割り付け角度Ａ２は前記角度Ａ１よりも少なくとも２５
％程大きく、これによりクランク角度及び速度の適正な
高度に正確な回転を提供するのである。この実施例にお
いては路程Ｓ１は点Ｐ周りにおいて少なくとも１８０°
の角度に及び、路程Ｓ２は点Ｐ周りにおいて１８０°よ
りも大きくない角度に及んおり、ここでこれらの角度は
各セグメント８２、９２の一端から他端まで点Ｐ周りに
回転している半径によって払拭される角度に等しい。
においては、分離角度Ａ１は２５°よりも大きくなく、
割り付け角度Ａ２は前記角度Ａ１よりも少なくとも２５
％程大きく、これによりクランク角度及び速度の適正な
高度に正確な回転を提供するのである。この実施例にお
いては路程Ｓ１は点Ｐ周りにおいて少なくとも１８０°
の角度に及び、路程Ｓ２は点Ｐ周りにおいて１８０°よ
りも大きくない角度に及んおり、ここでこれらの角度は
各セグメント８２、９２の一端から他端まで点Ｐ周りに
回転している半径によって払拭される角度に等しい。
【００２９】図１〜図６に示すより好ましい実施例にお
いては、角度Ａ１は約１０°であり、角度Ａ２は約２０
°であり、約２７本のほぼ等しい寸法の歯８３がセグメ
ント８２によって画定され、また約８本のほぼ等しい寸
法の歯９３がセグメント９２によって画定されている。
このより好ましい実施例においては、点Ｐ周りにおい
て、Ｓ１は約２８０°の角度に及び、Ｓ２は約８０°の
角度に及んでいる。
いては、角度Ａ１は約１０°であり、角度Ａ２は約２０
°であり、約２７本のほぼ等しい寸法の歯８３がセグメ
ント８２によって画定され、また約８本のほぼ等しい寸
法の歯９３がセグメント９２によって画定されている。
このより好ましい実施例においては、点Ｐ周りにおい
て、Ｓ１は約２８０°の角度に及び、Ｓ２は約８０°の
角度に及んでいる。
【００３０】作動に際して、センサ組立体４６がマグネ
チックフィールドを提供し、ホールエフェクトデバイス
がそのマグネチックフィールドの変動に対応する電子信
号を発生する。ホイール８０の歯８３、９３は、それら
がクランクシャフトウエブ７２ａ及びクランクシャフト
６０と一緒に回転するときにホールエフェクトデバイス
４５のマグネチックフィールドを変動するように設計さ
れた材料により構成されている。各歯８３、９３が検出
端４７のそばを運動する際に、マグネチックフィールド
に対する変動の結果、対応する信号がホールエフェクト
デバイス４５によって発生される。好ましくは、この信
号は時間に関するパルスの列を提供するように条件を設
けられており、ここでこのパターンにおける各パルス
は、歯がセンサ組立体４６の検出端４７のそばを通ると
きの歯に相当している。
チックフィールドを提供し、ホールエフェクトデバイス
がそのマグネチックフィールドの変動に対応する電子信
号を発生する。ホイール８０の歯８３、９３は、それら
がクランクシャフトウエブ７２ａ及びクランクシャフト
６０と一緒に回転するときにホールエフェクトデバイス
４５のマグネチックフィールドを変動するように設計さ
れた材料により構成されている。各歯８３、９３が検出
端４７のそばを運動する際に、マグネチックフィールド
に対する変動の結果、対応する信号がホールエフェクト
デバイス４５によって発生される。好ましくは、この信
号は時間に関するパルスの列を提供するように条件を設
けられており、ここでこのパターンにおける各パルス
は、歯がセンサ組立体４６の検出端４７のそばを通ると
きの歯に相当している。
【００３１】この一般的に均一な歯８３、９３及び対応
する間隔８４、９４によって提供される信号パターン
は、通常、割り付け間隔即ちインデックスギャップ８５
に対応する信号パターンから識別されることが可能であ
る。その結果、インデックスギャップ８５はクランクシ
ャフト６０の各回転毎の角度参照点を提供し、コントロ
ーラ４０はこのシステム１０の制御を容易にするために
使用される。一実施例においては、インデックスギャッ
プ８５は、クランクシャフトが４サイクルエンジンにお
ける所定のピストン組立体の各燃焼／排気シーケンスの
ための２回転をなす通常の状況を考慮するとき、エンジ
ンタイミングを制御するために選択されたピストン組立
体５０のトップデッドセンター（Ｔｏｐ Ｄｅａｄ Ｃ
ｅｍｔｅｒ：ＴＤＣ）に関する所定の位置関係に位置付
けられるであろう。更に、歯８３、９３及び間隔８４、
９４の均一性のために、コントローラ４０は各クランク
シャフト回転の間中クランクシャフト６０の速度におけ
る僅かな変化に容易に整合するのである。別の実施例に
おいては、歯の多少及び異なる空間パターン等が使用さ
れシステムのニーズを適用させるために用いられよう。
する間隔８４、９４によって提供される信号パターン
は、通常、割り付け間隔即ちインデックスギャップ８５
に対応する信号パターンから識別されることが可能であ
る。その結果、インデックスギャップ８５はクランクシ
ャフト６０の各回転毎の角度参照点を提供し、コントロ
ーラ４０はこのシステム１０の制御を容易にするために
使用される。一実施例においては、インデックスギャッ
プ８５は、クランクシャフトが４サイクルエンジンにお
ける所定のピストン組立体の各燃焼／排気シーケンスの
ための２回転をなす通常の状況を考慮するとき、エンジ
ンタイミングを制御するために選択されたピストン組立
体５０のトップデッドセンター（Ｔｏｐ Ｄｅａｄ Ｃ
ｅｍｔｅｒ：ＴＤＣ）に関する所定の位置関係に位置付
けられるであろう。更に、歯８３、９３及び間隔８４、
９４の均一性のために、コントローラ４０は各クランク
シャフト回転の間中クランクシャフト６０の速度におけ
る僅かな変化に容易に整合するのである。別の実施例に
おいては、歯の多少及び異なる空間パターン等が使用さ
れシステムのニーズを適用させるために用いられよう。
【００３２】好ましくは、ホイール８０の歯８３、９３
はマグネチックフィールドの変動に容易に整合する第１
鉄（ｆｅｒｒｏｕｓ）材料から製造される。更に、トー
ンホイール８０及びセンサ組立体４６は、図１に示すよ
うに、エンジン２０の最も後部のピストン組立体５０と
協働するクランクシャフトウエブに配置されることが好
ましい。トーンホイール８０がより前方のウエブ７０ｂ
〜７０ｆ又は７２ｂ〜７２ｆの１つに設けられた場合に
比較してこの位置に載置されたときに、エンジン２０の
ねじれは、より少ないセンサーノイズをもたらすことが
分かっている。それにもかかわらず別の実施例において
はホイール８０がクランクシャフト６０に沿った異なる
位置に配置されることが考えられる。
はマグネチックフィールドの変動に容易に整合する第１
鉄（ｆｅｒｒｏｕｓ）材料から製造される。更に、トー
ンホイール８０及びセンサ組立体４６は、図１に示すよ
うに、エンジン２０の最も後部のピストン組立体５０と
協働するクランクシャフトウエブに配置されることが好
ましい。トーンホイール８０がより前方のウエブ７０ｂ
〜７０ｆ又は７２ｂ〜７２ｆの１つに設けられた場合に
比較してこの位置に載置されたときに、エンジン２０の
ねじれは、より少ないセンサーノイズをもたらすことが
分かっている。それにもかかわらず別の実施例において
はホイール８０がクランクシャフト６０に沿った異なる
位置に配置されることが考えられる。
【００３３】歯／間隔配置の他にその他のタイプのイン
ジケータ又はマーカーも選択された特定のタイプのセン
サーのためには適するであろうとこが考えられる。例え
ば、フェルンクイスト（Ｆｅｒｎｑｕｉｓｔ）等の米国
特許第４１５５４３０号はインジケータとして機能する
ために参照部材（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｍｅｍｂｅｒ）
内に埋没させた不同に磁極化された（ｄｉｆｆｅｒｅｎ
ｔｌｙ ｐｏｌａｒｉｚｅｄ）マグネットを使用してい
る。また、ホイールエフェクト装置の他に、誘導（ｉｎ
ｄｕｃｔｉｖｅ）及び磁気抵抗性（ｍａｇｎｅｔｏ−ｒ
ｅｓｉｓｔｉｖｅ）変形体に限定されないがこれらを含
むその他のタイプのセンサーが他の実施例において使用
されよう。同様に、更に別の実施例においては、所望の
精度を提供するためには、リング構造を有するクランク
シャフト６０を完全に円形にすることは必要でないであ
ろう。また、リファレンスジャップ（ｒｅｆｅｒｅｎｃ
ｅｇａｐ）を含むこと又はリング形状を備えたリファレ
ンスメンバー（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｍｅｍｂｅｒ）を
使用することは必要ないであろう。更に、別の実施例に
おいては、マルチピースのトーンホイール８０に対抗す
る単一ピースのリファレンスデバイス（ｒｅｆｅｒｅｎ
ｃｅ ｄｅｖｉｃｅ）がクランクシャフトウエブに載置
されよう。更にこのシステム１０には所望のエンジン制
御を提供するために、カムシャフト検出システムのよう
な別の回転センサーシステムを組み合わすことも考えら
れる。
ジケータ又はマーカーも選択された特定のタイプのセン
サーのためには適するであろうとこが考えられる。例え
ば、フェルンクイスト（Ｆｅｒｎｑｕｉｓｔ）等の米国
特許第４１５５４３０号はインジケータとして機能する
ために参照部材（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｍｅｍｂｅｒ）
内に埋没させた不同に磁極化された（ｄｉｆｆｅｒｅｎ
ｔｌｙ ｐｏｌａｒｉｚｅｄ）マグネットを使用してい
る。また、ホイールエフェクト装置の他に、誘導（ｉｎ
ｄｕｃｔｉｖｅ）及び磁気抵抗性（ｍａｇｎｅｔｏ−ｒ
ｅｓｉｓｔｉｖｅ）変形体に限定されないがこれらを含
むその他のタイプのセンサーが他の実施例において使用
されよう。同様に、更に別の実施例においては、所望の
精度を提供するためには、リング構造を有するクランク
シャフト６０を完全に円形にすることは必要でないであ
ろう。また、リファレンスジャップ（ｒｅｆｅｒｅｎｃ
ｅｇａｐ）を含むこと又はリング形状を備えたリファレ
ンスメンバー（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｍｅｍｂｅｒ）を
使用することは必要ないであろう。更に、別の実施例に
おいては、マルチピースのトーンホイール８０に対抗す
る単一ピースのリファレンスデバイス（ｒｅｆｅｒｅｎ
ｃｅ ｄｅｖｉｃｅ）がクランクシャフトウエブに載置
されよう。更にこのシステム１０には所望のエンジン制
御を提供するために、カムシャフト検出システムのよう
な別の回転センサーシステムを組み合わすことも考えら
れる。
【００３４】この明細書において記載された全ての文
献、特許及び特許出願等は、あたかもこれらの全ての文
献、特許及び特許出願等が参照文献として特にかつ独立
して表示されるものとして記載されている。
献、特許及び特許出願等は、あたかもこれらの全ての文
献、特許及び特許出願等が参照文献として特にかつ独立
して表示されるものとして記載されている。
【００３５】この発明は上記図面及び記載において詳細
に図示されかつ記述されているが、これは図解として述
べたもので本件発明の特徴を制限するものでは無く、単
に好ましい実施例が示されかつ述べられているものとし
て理解されるべきでかつまた本件発明の精神に属する全
ての変形及び改良等は本件発明の保護対象である。
に図示されかつ記述されているが、これは図解として述
べたもので本件発明の特徴を制限するものでは無く、単
に好ましい実施例が示されかつ述べられているものとし
て理解されるべきでかつまた本件発明の精神に属する全
ての変形及び改良等は本件発明の保護対象である。
【００３６】
【発明の効果】本件発明はエンジンのクランクシャフト
の回転特性を検出するシステムに関する。本件発明は、
種々の見解が新規で、公知ではなく、種々の利点を提供
している。ここでカバーされる本件発明の実際の特性は
添付された請求の範囲の記載を参照することによっての
み決定されるが、ここに開示された本件発明の特性であ
る特徴は概括的には以下のようである。
の回転特性を検出するシステムに関する。本件発明は、
種々の見解が新規で、公知ではなく、種々の利点を提供
している。ここでカバーされる本件発明の実際の特性は
添付された請求の範囲の記載を参照することによっての
み決定されるが、ここに開示された本件発明の特性であ
る特徴は概括的には以下のようである。
【００３７】本件発明の１つの特徴は複数のクランクシ
ャフトウエブを有するエンジンのクランクシャフトを有
する内燃機関システムである。このクランクシャフトは
エンジンが作動している間中回転するように構成されて
いる。リファレンスリングが一緒に回転するようにクラ
ンクシャフトウエブの１つへ載置されている。このリン
グはクランクシャフトの部分を取り囲んでおりかつ角度
を置いて配置された複数のインジケーターを有してい
る。また、このシステムは、該リングに近接して位置付
けられており、かつインジケーターを検出し更にクラン
クシャフトの回転特性に対応するセンサー信号を提供す
るように構成されている。クランクシャフトウエブへリ
ングを取り付けることは、拡張的なクランクシャフトの
リデザインを必要としないようなリファレンス構造を提
供している。
ャフトウエブを有するエンジンのクランクシャフトを有
する内燃機関システムである。このクランクシャフトは
エンジンが作動している間中回転するように構成されて
いる。リファレンスリングが一緒に回転するようにクラ
ンクシャフトウエブの１つへ載置されている。このリン
グはクランクシャフトの部分を取り囲んでおりかつ角度
を置いて配置された複数のインジケーターを有してい
る。また、このシステムは、該リングに近接して位置付
けられており、かつインジケーターを検出し更にクラン
クシャフトの回転特性に対応するセンサー信号を提供す
るように構成されている。クランクシャフトウエブへリ
ングを取り付けることは、拡張的なクランクシャフトの
リデザインを必要としないようなリファレンス構造を提
供している。
【００３８】本件発明の別の特徴は、複数のクランクシ
ャフトウエブを備えたエンジンクランクシャフトとクラ
ンクシャフトウエブの１つに載置された少なくとも２つ
の分離可能な片を含む回転リファレンスデバイスとを有
するシステムにある。センサーが、クランクシャフトに
近接して位置付けてあり、かつクランクシャフトの回転
特性に対応するセンサー信号を提供するようにリファレ
ンスデバイスの運動に応答している。このシステムは、
同様に拡張的なクランクシャフトのリデザインを防止す
るようなリファレンス構造を提供している。
ャフトウエブを備えたエンジンクランクシャフトとクラ
ンクシャフトウエブの１つに載置された少なくとも２つ
の分離可能な片を含む回転リファレンスデバイスとを有
するシステムにある。センサーが、クランクシャフトに
近接して位置付けてあり、かつクランクシャフトの回転
特性に対応するセンサー信号を提供するようにリファレ
ンスデバイスの運動に応答している。このシステムは、
同様に拡張的なクランクシャフトのリデザインを防止す
るようなリファレンス構造を提供している。
【００３９】本件発明の更に別の特徴によれば、マグネ
チックフィールドの変動に応答するセンサーを備えたク
ランクシャフトの回転パラメーターを検出するため、内
燃エンジンのクランクシャフトウエブに取り付けるよう
に構成されたトーンホイールが提供される。このトーン
ホイールは、少なくとも１８０度の第１の角度に架け渡
るようにカーブしている第１のリングセグメントを含ん
でおり、更に、各々が一般に均一な寸法を有しておりか
つ一般に均一な分離角度によって互いに分離されている
第１の数の周辺歯を画定している。更にこのトーンホイ
ールは、１８０度よりも大きくない第２の角度に架け渡
るようにカーブしている第２のリングセグメントを含ん
でおり、更に、各々が一般に均一な寸法を有しておりか
つ第１の数の歯の分離角度を有している第２の数の周辺
歯を画定している。これらの第１及び第２のセグメント
は各々クランクシャフトウエブへ取り付けるファスナー
を受け入れるように構成された少なくとも１つの取り付
け穴を画定している。また、これらの第１及び第２のセ
グメントは、該第１及び第２のセグメントが、一緒に回
転するようにクランクシャフトウエブへ取り付けられる
ときに、エンジンのクランクシャフトの部分を取り巻く
円形通路上に互いに整合するように構成されている。更
に、これらの第１及び第２のセグメントの一つは、前記
一般に均一な分離角度より大きいインデックス角度に対
応するインデックス間隔即ちインデックスギャップを画
定している。これらのセグメントの歯は、それらが回転
されるときにセンサーによって検出され得るマグネチッ
クフィールド変動を起こすように構成された材料で作ら
れている。このトーンホイールの複数片から成るリング
構造は、組立体がクランクシャフトを分解する必要なし
にクランクシャフトの回転軸周りを循環することを可能
にしているのである。
チックフィールドの変動に応答するセンサーを備えたク
ランクシャフトの回転パラメーターを検出するため、内
燃エンジンのクランクシャフトウエブに取り付けるよう
に構成されたトーンホイールが提供される。このトーン
ホイールは、少なくとも１８０度の第１の角度に架け渡
るようにカーブしている第１のリングセグメントを含ん
でおり、更に、各々が一般に均一な寸法を有しておりか
つ一般に均一な分離角度によって互いに分離されている
第１の数の周辺歯を画定している。更にこのトーンホイ
ールは、１８０度よりも大きくない第２の角度に架け渡
るようにカーブしている第２のリングセグメントを含ん
でおり、更に、各々が一般に均一な寸法を有しておりか
つ第１の数の歯の分離角度を有している第２の数の周辺
歯を画定している。これらの第１及び第２のセグメント
は各々クランクシャフトウエブへ取り付けるファスナー
を受け入れるように構成された少なくとも１つの取り付
け穴を画定している。また、これらの第１及び第２のセ
グメントは、該第１及び第２のセグメントが、一緒に回
転するようにクランクシャフトウエブへ取り付けられる
ときに、エンジンのクランクシャフトの部分を取り巻く
円形通路上に互いに整合するように構成されている。更
に、これらの第１及び第２のセグメントの一つは、前記
一般に均一な分離角度より大きいインデックス角度に対
応するインデックス間隔即ちインデックスギャップを画
定している。これらのセグメントの歯は、それらが回転
されるときにセンサーによって検出され得るマグネチッ
クフィールド変動を起こすように構成された材料で作ら
れている。このトーンホイールの複数片から成るリング
構造は、組立体がクランクシャフトを分解する必要なし
にクランクシャフトの回転軸周りを循環することを可能
にしているのである。
【図１】本件発明の一実施例である内燃機関システムの
部分概略図である。
部分概略図である。
【図２】図１におけるトーンホイールとクランクシャフ
トウエブ組立体の部分底面図である。
トウエブ組立体の部分底面図である。
【図３】図１のトーンホイールとクランクシャフトウエ
ブ組立体を示すクランクシャフトの前方の部分断面図で
ある。
ブ組立体を示すクランクシャフトの前方の部分断面図で
ある。
【図４】明瞭に示すためにトーンホイールファスナーが
取り除かれた図３の組立体を示す分解図である。
取り除かれた図３の組立体を示す分解図である。
【図５】図１のトーンホイールとクランクシャフトウエ
ブ組立体を示すクランクシャフトの後方の部分断面図で
ある。
ブ組立体を示すクランクシャフトの後方の部分断面図で
ある。
【図６】更に明瞭に示すために図１〜５に示すトーンホ
イールをクランクシャフトウエブから分離して示す断面
図である。
イールをクランクシャフトウエブから分離して示す断面
図である。
１０：内燃機関システム ２０：エンジン
２１：孔 ２２：ブロック
２３：燃料供給サブシステム ２３ａ：壁
２４：ヘッド／バルブ組立体 ２６：オイルパン
２８：ラジエーターファン ３０：動力列
３２：トランスミッション ３４：駆動列
３６：負荷 ４０：コントロー
ラー ４１、４２：ライン ４４：インプット
ライン ４５：ホールエフェクトデバイス ４６：クランクシ
ャフトセンサ組立体 ４７：検出端 ４８：取り付けボ
ルト ４９：モジュラーコネクター ５０：ピストン組
立体 ５２：ピストン ５４：コネクテイ
ングロッド ６０：クランクシャフト ６２：メインシャ
フト ６４ａ〜６４ｆ：クランクシャフト支持ジャーナル ６６ａ〜６６ｆ：コネクテイングロッドジャーナル ７０ａ〜７０ｆ：クランクシャフトウエブ ７２ａ〜７２ｆ：クランクシャフトウエブ（カウンター
ウエイト） ７４ａ、７４ｂ：面 ７６：周辺部 ７７：凹み ７８：ねじ付き取
り付け穴 ８０：トーンホイール ８２：第１弓形リ
ングセグメント ８３：歯 ８４：間隔 ８６：取り付け穴 ８８：ねじ ９１：傾斜面取り付け面 ９２：第２弓形リ
ングセグメント ９３：歯 ９３ａ，９３ｂ：
端部 ９３ｃ：弓形部分 ９４：間隔 ９６：取り付け穴 ９８：ねじ Ｇ：間隔 Ｒ：回転軸線 Ａ１〜Ａ３：角度 Ｒ１：内径 Ｒ２：最小外形半径 Ｒ３：最大外形半
径 Ｐ：ピボット点 Ｘ，Ｙ：垂直軸線 Ｓ１，Ｓ２：路程
ラー ４１、４２：ライン ４４：インプット
ライン ４５：ホールエフェクトデバイス ４６：クランクシ
ャフトセンサ組立体 ４７：検出端 ４８：取り付けボ
ルト ４９：モジュラーコネクター ５０：ピストン組
立体 ５２：ピストン ５４：コネクテイ
ングロッド ６０：クランクシャフト ６２：メインシャ
フト ６４ａ〜６４ｆ：クランクシャフト支持ジャーナル ６６ａ〜６６ｆ：コネクテイングロッドジャーナル ７０ａ〜７０ｆ：クランクシャフトウエブ ７２ａ〜７２ｆ：クランクシャフトウエブ（カウンター
ウエイト） ７４ａ、７４ｂ：面 ７６：周辺部 ７７：凹み ７８：ねじ付き取
り付け穴 ８０：トーンホイール ８２：第１弓形リ
ングセグメント ８３：歯 ８４：間隔 ８６：取り付け穴 ８８：ねじ ９１：傾斜面取り付け面 ９２：第２弓形リ
ングセグメント ９３：歯 ９３ａ，９３ｂ：
端部 ９３ｃ：弓形部分 ９４：間隔 ９６：取り付け穴 ９８：ねじ Ｇ：間隔 Ｒ：回転軸線 Ａ１〜Ａ３：角度 Ｒ１：内径 Ｒ２：最小外形半径 Ｒ３：最大外形半
径 Ｐ：ピボット点 Ｘ，Ｙ：垂直軸線 Ｓ１，Ｓ２：路程
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 アル・シュッペ
アメリカ合衆国インディアナ州47201,
コロンブス，チンカピン・ドライブ
6039
(72)発明者 ブライアン・ジェイ・マッキンリー
アメリカ合衆国インディアナ州47246,
ホープ，ノース 500 イースト 15377
(56)参考文献 特開 平７−287025（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−192870（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−101559（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−151311（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−280663（ＪＰ，Ａ)
実開 昭59−170270（ＪＰ，Ｕ)
特表 平７−507615（ＪＰ，Ａ)
特表 平７−500164（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02D 35/00 362
F02D 45/00 362
G01B 7/30
Claims (24)
- 【請求項１】 マグネチックフィールドの変動に応答す
るセンサーを有するクランクシャフトの回転パラメータ
を検出するため内燃機関のクランクシャフトのクランク
シャフトウエブへ取り付けるための形状を有するトーン
ホイールであって、 少なくとも２７５度の第１の角度にわたり広がるように
曲げられた第１のリングセグメントであって、各々がほ
ぼ均一な寸法を有しておりかつほぼ均一な分離角度だけ
互いに分離している第１の数の周辺歯を画定している第
１のリングセグメントと、 ８５度よりも大きくない第２の角度にわたり広がるよう
に曲げられた第２のリングセグメントであって、各々が
前記第１の周辺歯のほぼ均一な寸法と分離角度とを有し
ている第２の数の周辺歯を画定している第２のリングセ
グメントと、 を有しており、 該第１及び第２のセグメントの各々がクランクシャフト
ウエブへ取り付けるためのファスナーを受け入れる形状
を有する少なくとも１つの取り付け穴を画定しており、
前記第１及び第２のセングメントが一緒に回転するよう
にクランクシャフトウエブへ取り付けられるとき前記第
１及び第２のセグメントがエンジンのクランクシャフト
の部分を包囲する円形通路上で互いに整合する形状を有
しており、前記第１及び第２のセグメントの一つが前記
一般に均一な分離角度よりも大きいインデックス角度に
対応するインデックスギャップを画定しており、前記第
１及び第２のセグメントがクランクシャフトウエブと共
に回転するときセンサーによって検出可能な磁場の変動
を起こす形状を有する材料を前記第１の数の歯及び前記
第２の数の歯の各々が有している、トーンホイール。 - 【請求項２】 前記ほぼ均一な分離角度が約１０度であ
る、請求項１に記載のトーンホイール。 - 【請求項３】 前記第１のセグメントが前記インデック
スギャップを画定しており、前記インデックス角度が約
２０度の角度をなしている、請求項１に記載のトーンホ
イール。 - 【請求項４】 前記第１の数の歯が約２７本であり、前
記第２の数の歯が約８本である、請求項１に記載のトー
ンホイール。 - 【請求項５】 前記ほぼ均一な分離角度が約１０度であ
り、前記インデックス角度が約２０度の角度をなしてお
り、前記第１の数の歯が約２７本であり、前記第２の数
の歯が約８本である、請求項１に記載のトーンホイー
ル。 - 【請求項６】 内燃機関システムであって、 （ａ）複数のクランクシャフトウエブを有しており、エ
ンジンの作動中回転する形状を有するエンジンのクラン
クシャフトであって、 前記クランクシャフトウエブの前記１つが前記クランク
シャフトの回転軸周りに周辺を有する面を画定し、該面
が該回転軸に関して非対称をなしている、クランクシャ
フトと、 （ｂ）一緒に回転するように前記クランクシャフトウエ
ブの前記１つの前記面へ載置されている少なくとも２つ
の分離可能な片を含み、前記面の周辺を通って伸長して
いる回転可能なリファレンスデバイスと、 （ｃ）前記クランクシャフトに近接して配置されており
かつ該クランクシャフトの回転特性に対応するセンサー
信号を提供するため前記リファレンスデバイスの移動に
応答するセンサーと、 を有している内燃機関システム。 - 【請求項７】 前記少なくとも２つの分離可能な片の各
々が前記クランクシャフトウエブの前記１つに載置する
よう対応するファスナーを受け入れる形状を有する少な
くとも１つの取り付け穴を画定している、請求項６に記
載の内燃機関システム。 - 【請求項８】 前記デバイスがほぼ円形を有しておりか
つ前記クランクシャフトの一部分を取り囲んでいる、請
求項６に記載の内燃機関システム。 - 【請求項９】 前記デバイスがマグネチックフィールド
を変えるように構成された角度方向に間隔を置いた多数
の周辺歯を画定しており、前記センサーが該マグネチッ
クフィールドの変更を検出する形状を有するホールエフ
ェクトコンポーネントを含んでいる、請求項６に記載の
内燃機関システム。 - 【請求項１０】 前記エンジンに対して接続されてお
り、前記エンジンを作動する前記センサー信号の関数と
して前記センサー信号に応答してコントロール信号を発
生するコントローラーを有している、請求項６に記載の
内燃機関システム。 - 【請求項１１】 前記回転特性が前記クランクシャフト
の角度位置又は回転速度の少なくとも１つに対応してい
る、請求項６に記載の内燃機関システム。 - 【請求項１２】 前記少なくとも２つの分離可能な片の
各々が多数の弓形セグメントの１つに対応し、該弓形セ
グメントの各々は、前記クランクシャフトウエブの前記
１つに前記クランクシャフトをエンジンから分解するこ
となしに載置するための少なくとも１つの取り付け穴を
有する請求項６に記載の内燃機関システム。 - 【請求項１３】 前記セグメントの第１の１つは約２７
５度より大きい角度にわたり広がり、前記セグメントの
第２の１つは約８５度より小さい角度にわたり広がる請
求項１２に記載の内燃機関システム。 - 【請求項１４】 前記セグメントは各々、前記クランク
シャフトウエブの前記１つに接触する形状の斜面を含む
請求項１２に記載の内燃機関システム。 - 【請求項１５】 （ａ）多数のシリンダに対し回転可能
に連結されたクランクシャフトを有するエンジンであっ
て、前記クランクシャフトはエンジンの作動中に回転軸
線のまわりに回転し、該回転軸線のまわりに非円形の周
辺を有する非対称な面を有するウエブを備えたエンジン
と、 （ｂ）前記ウエブの前記非対称な面に載置されたトーン
ホイールであって、多数のファスナーにより前記ウエブ
に連結された多数の分離した弓形セグメントを含み、該
セグメントは、前記クランクシャフトが前記エンジンに
載置された状態で前記ウエブから分解可能であり、前記
トーンホイールは前記回転軸線を包囲するほぼ円形の通
路に沿って多数のほぼ均一な寸法の歯を互いに間隔を置
いて画成し、該トーンホイールの少なくとも１部分が前
記非対称な面の非円形の周辺を通って伸長しているトー
ンホイールと、 （ｃ）前記クランクシャフトに近接して配置され、前記
第１及び第２の歯を検出して、前記クランクシャフトの
回転特性に対応するセンサー信号を提供するセンサー
と、 （ｄ）前記エンジンに接続され、前記センサーに応答し
て前記センサー信号の関数としてコントロール信号を発
生し、前記エンジンが該コントロール信号に従って作動
するコントローラーと、 を有し、前記センサーと前記歯の各々との間のギャップ
距離は実質的に一定であり、前記センサーと前記非円形
の周辺との間の分離距離は、前記クランクシャフトの前
記回転軸線のまわりの一回転の間に、前記ギャップ距離
に対し相対的に変化する、コントロールシステム。 - 【請求項１６】 前記弓形セグメントはほぼ一定の曲率
半径で少なくとも１８０度にわたり弯曲した第１のセグ
メントを含む請求項１５に記載のコントロールシステ
ム。 - 【請求項１７】 前記弓形セグメントは前記第１のセグ
メントのほぼ一定の曲率半径を有して１８０度より小さ
い角度にわたり弯曲した第２のセグメントを含む請求項
１６に記載のコントロールシステム。 - 【請求項１８】 前記第１及び第２のセグメントは各
々、前記ファスナーの対応する１つが係合する少なくと
も１つの取り付け穴を画成する請求項１７に記載のコン
トロールシステム。 - 【請求項１９】 （ａ）エンジン運転中、回転軸線のま
わりに回転する形状のクランクシャフトをエンジンに載
置することと、 （ｂ）非対称な面を有するウエブを含む前記クランクシ
ャフトに接近することと、 （ｃ）第１のファスナーにより前記非対称な面に第１の
弓形セグメントを取り付け、第２のファスナーにより前
記非対称な面に第２の弓形セグメントを取り付け、前記
エンジンから前記クランクシャフトを分解することなし
に該クランクシャフトを前記第１及び第２の弓形セグメ
ントで包囲させることにより、前記ウエブの前記非対称
な面にほぼ円形のトーンホイールを載置すること、 （ｄ）前記トーンホイールの載置の後に、ホールエフェ
クトデバイスにより該トーンホイールの回転を検知する
こと、 から成る方法。 - 【請求項２０】 既存のクランクシャフトにトーンホイ
ールを後づけするために、該クランクシャフトを、第１
のファスナーが係合する第１の取り付け穴を画成し、第
２のファスナーが係合する第２の取り付け穴を画成する
ように改造することを含む請求項１９に記載の方法。 - 【請求項２１】 前記第１及び第２の取り付け穴の少な
くとも１つは前記回転軸線に対し傾斜した縦軸線を有す
る請求項２０に記載の方法。 - 【請求項２２】 前記トーンホイールが前記ウエブに係
合する傾斜した取り付け表面を有する請求項１９の方
法。 - 【請求項２３】 前記傾斜した取り付け表面の傾斜角度
は約２０〜２５度の範囲である請求項２２に記載の方
法。 - 【請求項２４】 前記ウエブは、エンジンの捩れに起因
するセンサーノイズを低減するため、エンジンの最後部
のピストン組立体に組合わされている請求項１９に記載
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US72229596A | 1996-09-30 | 1996-09-30 | |
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Publications (2)
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|---|---|
| JPH10184434A JPH10184434A (ja) | 1998-07-14 |
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ID=24901250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26562197A Expired - Fee Related JP3429439B2 (ja) | 1996-09-30 | 1997-09-30 | コントロールシステム |
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| CN (1) | CN1174250C (ja) |
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| DE (1) | DE19743247C2 (ja) |
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| DE10139042A1 (de) | 2001-08-08 | 2003-02-20 | Bayerische Motoren Werke Ag | Mehrteiliges Referenzelement für eine Wellendrehwinkelmeßeinrichtung |
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- 1997-09-29 CN CNB971213518A patent/CN1174250C/zh not_active Expired - Lifetime
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