JPH0262703B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、周期的な運動を行うデイーゼルエン
ジン等の内燃機関における燃料噴射系において、
各駆動要素を適切な速度で駆動させるるために、
それらの各駆動要素間の瞬間的な運動タイミング
を正確に測定することができるタイミング方法に
関するものである。 〔従来の技術〕 デイーゼルエンジン等の内燃機関に組み込まれ
る燃料噴射機構は、最良の運動性能が得られるよ
うに適正な運動タイミングをとりながら共働する
多くの要素を有している。エンジンを不適当な運
動タイミングで駆動すると燃料を必要以上に浪費
し、かつ排気中の有害物質を増加させる。 従来のタイミング方法は、タイミングをとるべ
きエンジンまたは各種駆動装置に設けられたタイ
ミング周期検出器から出力される第１、第２タイ
ミング信号の発生時間間隔を測定して、駆動部の
角度、位相関係を求めている。各種駆動系におい
て運導タイミングを適正にとるには上記の第１、
第２タイミング信号間の時間間隔を正確に把握す
る必要がある。ところが、比較的正確に上記の時
間間隔を測定できるタイミング方法でも、当該時
間間隔を図る基準となる測定単位ユニツト以下の
測定分解能をもたず、駆動系の微妙な速度変化や
位相変化を測定することはできなかつた。この点
について以下に言及する前に、前記第１、第２タ
イミング信号を発生させる機構を説明する。 第１タイミング信号は、例えばデイーゼルエン
ジンの燃料シリンダに燃料を導入させる燃料管路
内に現れる圧力パルスを検知するか、あるいはガ
ソリンエンジンの点火プラグの点火動作を検知し
て求められる。第２タイミング信号は、クランク
軸に連結したフライホイールに設けた孔ないしス
ロツトを検知して得られるもので、ピストンの上
死点位置を示す。 前記のような第１、第２タイミング信号時間間
隔は、別個に形成する基準パルス列のパルス数で
カウントして、パルス数として測定する。 ところが、こうした計数測定方法では当然なが
ら、測定の分解能は１パルス時間以上になる。 従つて、パルス間隔を短くすれば測定分解能は
向上するるが、技術的、物理的に自ずと制約があ
り、シリンダ内のデトネーシヨンによる衝撃や回
転駆動するクランク軸の慣性負荷、歪み等によつ
て起こるクランク軸瞬間的な速度変化は検出でき
なかつた。すなわち、通常、例えばクランク軸に
設定したタイミングマーク間を測定して、その捩
れ変位が0.5度程度の角度であれば無視すること
ができるので、この程度の変位が発生している場
合はクランク軸の運動が適正な速度の回転を行つ
ていると見なせる。しかし、前記のパルスカウン
トによる測定によれば、角度測定を容易にするる
ためにクランク軸の回転角測定範囲を大きくする
が、前述の無視できる角度変位量程度の微小な角
度は測定できない。そこで、測定分解能を向上さ
せるためにクランク軸の運動角度の測定範囲を狭
く設定してリアルタイムで測定するとなると、第
１、第２タイミング信号の時間間隔の測定が著し
く困難になり、実用的でなかつた。 こうしたことから、デイーゼルエンジンにおけ
るクランク軸等の運動要素の瞬間的な速度を高精
度で測定できるとともに、測定分解能の極めて高
いタイミング方法の出現が望まれていた。 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明の目的は、デイーゼルエンジン等の内燃
機関の燃料噴射系におけるクランク軸などの周期
的に運動する要素の瞬間的な運動速度を正確に測
定できるとともに、各種原因によつて生じる回転
角の変位を精度良く検出することができ、これに
よつて各運動要素の適正な運動速度、各駆動要素
間の適正な動作タイミングを監視、維持すること
を可能にする、内燃機関の燃料噴射タイミングを
測定するタイミング方法を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 この目的を達成するために、本発明のタイミン
グ方法では、内燃機関の動作に基づいて周期的に
基準パルス信号が得られるとともに、少なくとも
第１および第２の周期的に発生するタイミングパ
ルスが得られる内燃機関の燃料噴射系において、
次の手順によつて、前記の第１および第２のタイ
ミングパルスの間のタイミングを測定するように
している。 すなわち、第一に、前記基準パルス信号のパル
ス発生を検出する。そして、前記第１のタイミン
グパルスの前端縁と、このパルスに先行して発生
した前記基準パにルス信号のパルスの前端縁との
間の時間を測定し、この測定時間を前記基準パル
ス信号のパルスの周期で割り算して、第１のタイ
ミング分数を求める。次いで、前記第２のタイミ
ングパルスの前端縁と、このパルスに先行する前
記基準パルス信号のパルスの前端縁との間の時間
を測定し、この測定時間を前記基準パルス信号の
パルスの周期で割り算して、第２のタイミング分
数を求める。この後、前記第１および第２のタイ
ミングパルスのそれぞれの前記前端縁の間に発生
した前記基準パルス信号の発生パルス数を計数
し、この発生パルス数から前記第１のタイミング
分数を減算するとともに、この減算結果から前記
第２のタイミング分数を加算し、これによつて、
前記基準パルス信号に関する。前記第１および第
２のタイミングパルス間の間隔を表す測定値を求
めるようにしている。 〔実施例〕 本発明の実施例は図面を参照して説明する。 まず、第１Ａ図および第１Ｂ図を参照して、本
発明のタイミング方法の概要を説明する。 第１Ａ図に示すように、本発明を適用する駆動
系は、デイーゼルエンジンＡの燃料噴射管路Ｈに
取りつけられた圧力変換器Ｇを有し、また、外周
に均等な間隔に複数の歯Ｃが形成され、クランク
軸等の回転運動部に連結されたフライホイールＢ
を備えている。このフライホイールＢを回転さ
せ、その外周に配置された歯Ｃを磁気ピツクアツ
プ等の変換器Ｅを用いて磁気的に、あるいは光電
素子により光学的に検出して、第１Ｂ図に示すよ
うな基準パルス列Ｋを発生させる。 基準パルスＫは、基準パルスＱ、Ｔを含む周期
的なパルス列で構成されており、上記フライホイ
ールＢの外周に形成した歯Ｃを上記のように光学
的または磁気的に検出して求める。従つて、この
基準パルス列Ｋの１サイクルのパルス数は外周部
に形成された各歯Ｃが変換器Ｅを通過する数に相
当する。信号コンデシヨナＩ（第１Ａ図）に送ら
れる第１タイミングパルスＬは、エンジンの燃焼
シリンダに直結する燃料管路Ｈの圧力がエンジン
の点火動作による高圧変化を圧力変換器で電気信
号パルスとして発生させる。 また、第２タイミングパルスＭは回転するフラ
イホイールＢに設けた孔もしくはスロツトＤを光
学的または磁気的に検出してつくりだす。 第１の基準パルスＱは前記第１タイミングパル
スＬが発生した直前の基準パルスであり、第２の
基準パルスＴは前記第２のタイミングパルスＭの
直前の基準パルスである。 前記基準パルス列Ｋのうち第１基準パルスＱの
前縁Ｐから第１タイミングパルスＬの前縁Ｎまで
の時間として第１パルス間隔（第１タイミングマ
ーク測定値）を求めた後、この第１パルス間隔を
基準パルス列のパルス間隔、すなわちパルスの周
期時間（歯と次の歯との間の時間）で除し、第１
タイミング分数を得る。 また、第２タイミングパルスＭの前縁Ｒと第２
基準パルスＴの前縁Ｓとの間の時間としての第２
パルス間隔（第２タイミングマーク測定値）は、
前記の基準パルスのパルス間隔で除され、これに
より第２タイミング分数を求める。 第１タイミングパルスＬの前縁Ｎと２タイミン
グパルスＭの前縁Ｒとの間に発生した基準パルス
列Ｋの全パルス数をカウントしてパルス計数値
（歯の計数値）を求め、当該計数値から第１タイ
ミング分数を減算し、この値に第２タイミング分
数を加算して基準パルス列Ｋに対する合計タイミ
ング測定値を求める。 基準パルス列Ｋとフライホイールの歯Ｃの数は
互いに対応するので、前記の合計タイミング測定
値は、フライホイールの歯Ｃを分数を含む値で表
した正確な数に一致する。従つて、測定の分解能
はタイミングパルスＬ−Ｍの間にある歯Ｃの数に
関係なく、常に二つの歯ＱーＴの実質間隔であ
り、換言すれば、測定対象である二つの歯の間に
多数の歯があつても正確な測定値が得られる。 平均タイミング測定値は一つのサイクル中に発
生した基準パルスの総数で除される。この商は発
生サイクルの一部分として表され、次いで360を
乗じてタイミング測定値を発生サイクルの「度」
で表示する。エンジンＡでは、、タイミング測定
値はフライホイールまたはクランクシヤフトの回
転の「度」数である。 第１Ｂ図を参照すると、第一および第二タイミ
ングマーク測定値はそれぞれ隣接する基準信号間
の時間より小さいか、または等しい。第一タイミ
ングマーク測定値は基準信号の数から減じられ、
第二タイミングマーク測定値は基準信号の数に加
算されるので、発生サイクルの「度」で表示され
たタイミング測定値の分解能は二つの隣接する歯
の相対的角度距離より常に小さいか、または等し
い。エンジン・クランクシヤフトに作用するねじ
り力はクランクシヤフト速度に影響を与え、その
ため、タイミングパルスＬ，Ｍ間に計数された歯
Ｃの数に影響を与える。したがつて、タイミング
測定値はねじり力に起因するクランクシヤフト速
度の変化を表す。タイミング測定値はフライホイ
ールまたはクランクシヤフトの一分解能より実質
的に小さいので、瞬間的なねじり力を考慮に入れ
ることが可能になる。以前の31回の測定値で各タ
イミング測定値を平均化することによつて、正確
な平均タイミング測定値を得ることができる。こ
の平均タイミング測定値は適当な形に変換でき、
従来の表示装置に表示することができる。 換言すると、各サイクルで求められるタイミン
グ測定値は、例えば31回の測定を集計して、その
集計値を31で除して基準パルス列Ｋにおける平均
タイミング測定値を求めながら、この平均タイミ
ング測定値を参照合計タイミング値として引き続
き測定される合計タイミング測定値を遂次比較す
ることで測定したタイミングが適切であるのか否
かを認識することができる。 また、前記タイミング測定値を基準パルス列Ｋ
の１サイクルにおける全パルス数で除した後、
360倍して、パルス発生サイクルを角度で表した
タイミング測定値を得る。エンジンＡにおけるこ
のタイミング測定値は、フライホイールまたはク
ランク軸の回転の角度に対応する。 前述のように、第１、第２タイミング分数を測
定することで、測定の分解能はフライホイールＢ
の隣接する二つの歯の間隔で決まる。またエンジ
ンの駆動時にクランク軸が受ける捩れ現象の発生
を前記タイミング測定値で測定することも可能で
ある。タイミングパルスＬ−Ｍ間で計数される歯
数は駆動速度によつて変化し、捩れ作用はこの計
側歯数に現れるので、これを測定することで、捩
れ作用の発生を認識することができる。また、各
タイミング測定値の平均化計算は、一例として前
述したように、例えば先行する31回の計測値の集
計測定によつて行うため、正確なタイミング測定
が可能になり、しかも、測定値は適宜表示装置に
表示しやすい情報形態に変換して測定結果の表示
をすることで適切な監視が可能になる。 第２図を参照すると、デイジタルの動的タイミ
ング表示装置１０は小数第１位まで正負の角度で
タイミングを表示するスケール１２を有してい
る。タイミング表示装置１０は電源スイツチ１４
と、タイミングモード選択器１５と、タイミング
モード表示器１６と、故障モード表示器１８とを
有している。 第２図および第３図を参照すると、タイミング
表示装置１０はデイーゼルエンジン２０のタイミ
ング用に特に好適である。デイーゼルエンジン２
０は好ましくはタイミングの測定に使用される信
号を周期的に発振する。エンジン２０はスロツト
ないしは孔２２と、外周のまわりで離隔する歯２
６とを有するフライホイール２４とを備えてい
る。また、エンジン２０はスロツトないし孔３０
を有するカムと、複数の燃料インジエクタ３２と
を備えている。 電磁ピツクアツプユニツト３４は、フライホイ
ールの歯２６および孔２２、ならびにカムのスロ
ツト３０を検出する。第１Ｃ図に示すように、前
記のフライホイールの歯２６に対応して、基準信
号３６が得られる。また、孔２２、カムスロツト
３０に対応して、タイミング信号としてのフライ
ホイール孔信号３８およびカムスロツト信号４０
が得られる。さらに、圧力変換器４２は燃料イン
ジエクタ３２に連結されており、この圧力変換器
４２によつてインジエクタ内に現れる圧力変動
が、タイミング信号である圧力信号４４として検
出される（第１Ｃ図参照）。 これらの基準信号３６と、タイミング信号３
８，４０，４４とは、エンジンの運転中、周期的
に発生し、規則的な時間間隔で反復される。従つ
て、１サイクルは360度であり、これに基づく各
部のタイミングを角度として測定することが可能
である。 第１Ｃ図に示すように、基準信号３６は、等間
隔に形成されたフライホイールの歯２６に対応し
て、波形信号に類以しており、負の部分４６と、
零のクロスオーバー部分４８と、正の部分５０と
を有している。また、第１Ｃ図に示すように、圧
力信号４４も同様に、破線で示すしきい値を基準
として、負の部分４６と、零のクロスオーバー部
分４８と、正の部分５０とを有している。これ以
外のフライホイール孔信号３８およびカムスロツ
ト信号４０も、圧力信号と同様に、それらの波形
には、各部分４６，４８，５０が得られるように
なつている。 なお、前記の基準信号３６およびタイミング信
号３８，４０，４４は、周期的に発生する振動信
号である限り、上記以外の部分から特られる信号
をそれらの代わりに使用してもよい。この場合、
上記の圧力信号４４のように、信号が振動はする
が、零のクロスオーバー部分を有していない場合
には、この信号に零のクロスオーバー部分を有す
る交番電流信号を重畳させ、零のクロスオーバー
部分を形成するようにすればよい。いずれにせ
よ、タイミング表示装置１０は、信号源にかかわ
りなく、任意の基準信号と、タイミング信号とを
使用して正確なタイミング動作を行うことができ
る。 第２図を参照すると、タイミングモード選択器
１５は、較正Ａ，Ｂ，Ｃで表示される４つの押釦
スイツチ５２，５４，５６，５８を有し、タイミ
ングモード表示器１６は好ましくは、発光ダイオ
ードLEDである４つの表示ライト６０，６２，
６４，６６を有している。Ａモードではタイミン
グでは圧力信号４４と、フライホイール孔の信号
３８との間で測定され、Ｂモードではタイミング
は圧力信号４４と、カムスロツト信号４０との間
で測定され、Ｃモードでは、タイミングはカムス
ロツト信号４０と、フライホイール孔信号３８と
の間で測定される。運転のモードを選択する如
く、スイツチ５２，５４，５６または５８の１つ
が押圧され、対応するライト６０，６２，６４ま
たは６６は視覚点検のために点灯される。 故障モード表示器１８は基準信号を３６と、カ
ムスロツト信号４０または圧力信号４４と、フラ
イホイール孔信号３８の喪失を夫々表示するライ
ト６８，７０，７２を有している。従つて、タイ
ミングモード表示器１６と、故障モード表示器１
８とを有するタイミング表示器１０はタイミング
を読取り信号の喪失で直接表示される問題を診断
するために使用可能である。取抜者はタイミング
信号がどの様であるべきかを知つていれば、タイ
ミングモードを変更し、読取つた数字を製造仕様
と比較することで、タイミング信号を発信する特
定の構成要素での問題を診断可能である。タイミ
ング表示装置はタイミングを測定する際にエンジ
ンの回転速度を読取るるための目盛が無いので、
かなり簡単に作られる。 第３図を参照すると、タイミング表示装置１０
は各々が好ましくは回路ボードに配置される５つ
の機能的なユニツトで構成される。第１ユニツト
７４は基準信号３６と、タイミング信号３８，４
０，４４とを受取り、ほゞ零クロスオーバ部分
（第３図）に達する該信号３６，３８，４０，４
４に応答してデジタルの基準信号とタイミング信
号とを作る。第二ユニツト８４はタイミング信号
３８，４０，４４の２つを選択して小数の形態の
基準信号の発生の角度で該信号間のタイミング角
度を表示する。第３ユニツト８６は数字化された
基準信号７６の周期を測定し、選択された２つの
数字化されたタイミング信号３８と４０、また
は、３８と４４、または、４０と４４の間の時間
を測定する。第４ユニツト８８は第１、第２、第
３ユニツト７４，８４，８６に結合され、第２、
第３ユニツト８４，８６の作用を自動的に制御す
る。第５ユニツト９０は他の４つのユニツト７
４，８４，８６，８８に対して−12V直流、−7V
直流、0V直流接地および＋5V直流の形態で電力
を供給する。 主バス導体９２は、５つのユニツト７４，８
４，８６，８８，９０を連結する。 第４図を参照すると、第１ユニツト７４は、タ
イミング信号３８，４０，４４と基準信号３６と
の各々を受取る４つの零交差検出器１１０，１１
２，１１４，１１６を有し、該検出器は負の閾値
電圧レベル１２６に達する夫々のタイミング信号
と基準信号とに応答してタイミングと基準とのパ
ルス１１８，１２０，１２２，１２４を送出し、
負の部分４６から正の部分５０への信号の変化の
際（第３図）ほゞ零クロスオーバ部分４８に達す
る夫々の信号３８，４０，４４，３６に応答して
パルス１１８，１２０，１２２，１２４を中断す
る。２つの零交差検出器１１０，１１２はノイズ
制御、極性チエツカ１３２，１３４用の自動ヒス
テリシム制御器１２８，１３０に夫々接続され
る。第３零交差検出器１１４は圧力振動で生じる
ノイズレベルが接地電位ではなく、従つて、極性
チエツカを必要としないので、固定ヒステリシス
を有している。また、第４零交差検出器１１６は
接地電位に近くとゞまることのない正弦波信号に
類似して受信される基準信号３６のため、ヒステ
リシスの固定レベルを有している。基準信号３６
は正弦波信号に近いので、極性チエツカを必要と
しない。 第４図、第８図乃至第１１図を参照すると、零
交差検出器１１０，１１２，１１４，１１６と、
ヒステリシス制御器１２８，１３０と、極性チエ
ツカ１３２，１３４とは、詳細に図示されてい
る。こゝに使用される集積回路と、その他の構成
要素は、特記しない限り、ナシヨナルセミコンダ
クタ社で総てが造造される。総ての零交差検出器
と、ヒステリシス制御器と、極性チエツカとは同
様なので、各々の１つのみを詳細に説明するが、
他の総ては、構造と作用において同様である。 零交差検出器１１２，１１４，１１６の構成要
素は夫々「′」「″」「」を付けて示している。ヒ
ステリシス制御器１３０と、極性チエツカ１３４
との構成要素は同様に「′」を付けて示している。 第８図を参照すると、零交差検出器１１０は信
号入力１３８、基準入力１４０および出力１４２
を有する第１操作増巾器１３６と、該増巾器１３
６の出力１４２に接続される信号入力１４６、基
準入力１４８および出力１５０を有する第２操作
増巾器１４４とを備えている。出力１４２は低抗
器１５２で基準入力１４０に連結される。第２抵
抗器１５４はその一端で抵抗器１５２と、基準入
力１４０とに接続され、その他端で単一点の接地
バス１５６に接続される。 また、単一点接地バス１５６は基準信号３６
と、タイミング信号３８，４０，４４とに対する
接地接続点であり、その各々はシールドと、単一
点接地バス１５６に接続される共通導線と、夫々
の信号入力１３８に接続される信号導線とを有し
ている。この構造により、入力信号の無接地に関
連する問題は排除される。 また、零交差検出器１１０は入力信号３８を所
定の最小値と最大値とに制限する如く、バツク・
ツ・バツク・ツエナダイオード１６０，１６２
と、電器１５８とを有している。蓄電器１５８は
第１操作増巾器１３６の信号入力１３８と、単一
点接地バス１５６とに接続される。バツク・ツ・
バツク・ダイオード１６０，１６２は蓄電器１５
８に並列に接続される。 第２操作増巾器１４４の出力１５０は抵抗器１
６４で＋5V直流の基準電源に接続され、抵抗器
１６６で基準入力１４８に接続される。基準入力
１４８は、抵抗器１６８で−7V直流の基準電源
に接続され、抵抗器１７０で0V直流接地に接続
される。零交差検出器１１０の出力でもある出力
１５０はフライホイール孔信号が負の閾値電圧１
２６に達するときに＋5V直流から−7V直流に切
換わり、信号３８が負の部分４６から正の部分５
０への還移の際（第３図）、ほゞ零クロスオーバ
部分４８に達するときに−7V直流から＋5V直流
に切換わる。 この構造により、零クロスオーバ部分４８で−
7V直流から−5V直流に切換わり、限界点１２６
で−7V直流に戻つて切換わるパルスが発生され
る。 自動的なヒステリシス制御器１２８は第１アナ
ログスイツチ１７２を有し、スイツチ１７２は零
交差検出器の出力１５０に接続される制御入力１
７４と、信号入力１７６と、第２操作増巾器１３
６の基準入力１４０に接続される出力１７８とを
有している。 単接合型トランジスタ１８２は第１アナログス
イツチ１７２の信号入力１７６に接続される第１
ベース１８４と、単一点接地バス１５６に接続さ
れる第２ベース１８６と、エミツタ１８８とを有
している。 第１ダイオード１８９はエミツタ１８８と、単
一点接地バス１５６とに接続される。 第１操作増巾器１９０は零交差検出器の出力１
５０に接続される信号入力１９２と、接地される
基準入力１９４と、出力１９６とを有している。 第２アナログスイツチ１９８は、第１操作増巾
器１９０の出力１９６に接続される制御入力200
と、信号入力２０２と、直列の第１，第２抵抗器
２０６，２０８で信号入力２０２に接続される出
力２０４とを有している。蓄電器２１０はその一
端で出力２０４に接続され、その他端で単一点接
地バス１５６と、第１ダイオード１８９とに接続
され、第１抵抗器２０６に並列してあり、第２抵
抗器２０８に直列である。 第２操作増巾器２１２は第２アナログスイツチ
１９８の出力２０４に接続される信号入力２１４
と、抵抗器２１８で−7V直流基準電源に接続さ
れる基準入力２１６と、抵抗器２２２で基準入力
２１６に接続される出力２２０とを有している。
出力２２０は抵抗器２２４で単接合型トランジス
タ１８２のエミツタ１８８と、第１ダイオード１
８９とに接続される。 蓄電器２２６は抵抗器１５４に並列に第１アナ
ログスイツチ１７２の出力１７８に接続され、ス
パイクの抑制装置として作用する。蓄電器２２６
は零交差検出器１１０の第１操作増巾器の基準入
力１４０と、単一点接地バス１５６とに接続され
る。 第３操作増巾器２２８は零交差検出器１１０の
信号入力１３８に接続される信号入力２３０と、
出力２３２と、出力２３２に接続される基準入力
２３４とを有している。 第２ダイオード２３６は第３操作増巾器２２８
の出力２３２と、第２アナログスイツチ１９８の
信号入力２０２とに接続される。 入力信号３８が負になつて閾値電圧レベル１２
６に達し、零クロスオーバ点４８を通過すると
き、零交差検出器の出力１５０は−7V直流から
＋5V直流に切換わる。出力１５０はアナログス
イツチ１９８が入力信号３８の負のピーク電圧に
蓄電器２１０を充電するのを可能にするように第
１増巾器１９０で反転される。蓄電器２１０のピ
ーク電圧は単接合型トランジスタ１８２を適正な
閾値電圧に調節する第２増巾器２１２を制御す
る。入力信号３８のピーク電圧が上昇または降下
するとき、閾値レベル１２６はこれに従う。この
構造によりノイズの作用が低減される。 第１１図を参照すると、極性チエツカ１３２は
第１操作増巾器２４０を有し、該増巾器２４０は
零交差検出器１１０の入力１３８に接続される信
号入力２４２と、抵抗器２４６で＋5V直流基準
電源に接続される出力２４４と、抵抗器２５０で
出力２４４に接続される基準入力２４８とを有し
ている。 単接合型トランジスタ２５２は基準入力２４８
に接続される第１ベース２５４と、接地される第
２ベース２５６と、ダイオード２６０で接地され
るエミツタ２５８とを有している。第２操作増巾
器２６２は基準入力２６６に接続されると共に抵
抗器２６８でエミツタ２５８に接続される出力２
６４と、自動ヒステリシス制御器１２８の第２操
作増巾器２１２の出力２２０に接続される信号入
力２７０とを有している。単接合型トランジスタ
２５２と、第２操作増巾器２６２とは、極性チエ
ツカ１３２の自動ヒステリシス制御器２７１を構
成する。 第１操作増巾器２４０の出力２４４は５５５タ
イマの様なオシレータ２７４に抵抗器２７２で接
続される。充電用蓄電器２７６は、その一端で−
7V直流に接続され、その他端で抵抗器２７２と、
オシレータ２７４への入力２７８とに接続され
る。オシレータの出力２８０は零交差検出器１１
０の出力１５０に接続される出力２８６を有する
第３操作増巾器２８４の信号入力２８２に受取ら
れる。基準入力２８７は抵抗器２８８で接地さ
れ、抵抗器２９０で＋5V直流に接続される。 入力信号３８は零交差検出器１１０と、極性チ
エツカ１３２と、自動ヒステリシス制御器１２８
とに同時に加えられる。第１操作増巾器１３６は
入力信号３８を受取り、基準入力１４０に該信号
を比較し、該信号３８が約−0.3V直流である閾
値電圧１２６に達するときに出力１４２を送る。
フライホイール孔２４が磁気ピツクアツプユニツ
ト３４で検出される様になるとき、入力信号３８
は負になり、閾値電圧１２６に達するとき、出力
１４２は0V直流まで高くなる。この出力１４２
は、本質的に、無接地の開かれたコレクタの出力
である。出力１４２は＋5V直流から−7V直流へ
完全に切換わる負のパルスを与える第２操作増巾
器１４４で反転されてレベルを変換される。 フライホイール孔２４が磁気ピツクアツプユニ
ツト３４を通過して進むとき、入力信号３６は負
の領域での変化を止めて零に向い正の方向に変化
する。孔２４の中心がピツクアツプユニツト３４
の磁石の中心を通過するとき、信号３６はほゞ零
である。ほゞ零とは信号３６は正確に零またはこ
の測定状態で人為的に電子的に可能な如く零に出
来るだけ近いことを意味する。当該技術ではピツ
クアツプ２４の磁石に対する孔２４の寸法は信号
３６が零の際に影響を及ぼすことは公知である。
ピツクアツプユニツト３４を通過する孔２４の速
度も一要素である。好適実施例では、孔２４は巾
が約9.525mm（3/8″）で、深さが1.52mm（0.060″）
であり、孔の上部はピツクアツプユニツトの磁石
から約3.175mm（1/8″）離隔し、32.6乃至326Km／
時の範囲内の速度または400乃至4000rpmの範囲
内のエンジン速度でピツクアツプユニツトを通過
する。その他の速度は当該技術で周知の如く孔２
４とピツクアツプユニツト３４との間の間隔を変
更することで到達可能である。 信号３６が零クロスオーバ部分４８に達すると
き、出力１４２は−7V直流へ低下し、信号３６
が再度負になつて閾値電圧１２６に達するまで低
いまゝである。出力１５０は、出力１４２が−
7V直流から0V直流に切換わるときに＋5V直流か
ら−7V直流に切換わり、出力１４２が0V直流か
ら−7V直流に切換わるときに−7V直流から＋5V
直流に切換わる。この構造により、正のパルスは
零クロスオーバ部分３８にほゞ到達する入力信号
３６に応答して開始され、閾値電圧１２６に到達
する入力信号３６に応答して中断される。 第１操作増巾器１３６の基準入力１４０での閾
値電圧は、該電圧が約−0.3V直流になる如く、
単接合型トランジスタ１８２を完全にオンにする
自動ヒステリシス制御器１２８で制御される。こ
れは、零交差検出器１１０が始動される最高電圧
である。 第２操作増巾器１４４の出力１５０は入力信号
３６の負のピーク電圧に蓄電器２１０を充電する
のをアナログスイツチ１９８が可能になる如く増
巾器１９０で反転される。このピーク電圧は単接
合型トランジスタ１８２を所望の閾値電圧に調節
する増巾器２１２を制御する。入力信号３８のピ
ーク電圧が上昇または降下するとき、閾値レベル
は、これに従う。 入力信号３８の極性は操作増巾器２４０で検出
される。自動ヒステリシス制御器２７１は基準入
力２４８での閾値電圧が約−0.3V直流である如
く単接合型トランジスタ２５２を完全にオンにす
る。入力信号３８が負になり閾値電圧１２６に達
するとき、操作増巾器２４０の出力２４４は、高
くなる。この遷移は、蓄電器２７６を充電する様
になるが、出力２４４は、約0.08Hzのオシレータ
であるオシレータ２７４をオンにする如く充分に
蓄電器２７６が充電される以前に、再度低くな
る。この極性は正しく、タイイミング表示装置１
０は正しく作用する。 入力信号３８が正になるとき、出力２４４は低
くなり、閾値電圧に到達するが直ちに入力信号３
８が低くなり閾値レベルに達するとき、出力２４
４は、高くなり、入力信号が再度高くなるまで高
いまゝである。これは蓄電器２７６が約＋5V直
流に充電されるのを可能にする。蓄電器２７６に
接続されるオシレータの入力２７８が高い限り、
オシレータ２７４は、振動する。オシレータの出
力２８０は増巾器２８４で反転されてレベルを変
更される。使用率はタイミング表示装置のスケー
ル１２が空白になり、故障モード表示器１８が１
秒またはそれ以上にわたり適当な光線７０，７２
を発光する如く設定される。運転者はこの光の点
滅で極性が逆になつたことを警報される。 第１１図を参照すると、零交差検出器１１０，
１１２，１１４，１１６の出力はアンド／オア選
択ゲート３１８の第１、第２、第３、第４ゲート
３１０，３１２，３１４，３１６に接続される。
４つのゲート３１０，３１２，３１４，３１６
は、信号シユミレータ好ましくは、較正の目的で
エンジンシユミレータ３２８の出力３２０，３２
２，３２４，３２６に夫々接続される。較正スイ
ツチ５２（第１７図）は電線３３０，３３２を介
してアンド／オア選択ゲート３１８に接続され、
タイミング信号１１０，１１２，１１４，１１６
が走行モードで電線３３８を通るのを可能にする
と共に、シユミレート信号３２０，３２２，３２
４，３２６が較正モードで電線３３２を通るのを
可能にする。 第１１、第１２図を参照すると、エンジンシユ
ミレータ３２８はタイミング表示装置１０の較正
を点検する如く、共通の値のタイミング信号を作
る。該信号は４つの10数のカウンタ３３４，３３
６，３３８，３４０で発生され、該カウンタは、
3600まで計数し、1/10の角度の増分で回転の
360.0度をシユミレートする如くリセツトされる。
４つのカウンタは1200rpmのエンジン速度をシユ
ミレートする如く60KHzオシレータ３４２で駆動
される。 ４つのアンドゲート３４４，３４６，３４８，
３５０は異なるタイミング角度を示す計数を検出
する。３つのアンドゲート３４４，３４６，３４
８は、夫々出力３２０，３２２，３２４を送る。
第４アンドゲート３５０は360.0を示す計数を検
出し、カウンタを零にリセツトするフリツプフロ
ツプ３５２を制御する。 10数の第５カウンタ３４５はフライホイールの
歯の計数をシユミレートする如く、第１、第２カ
ウンタ３３４，３３６と、第４ゲート３１６とに
接続される。 出力３２０，３２６はゲート３１０，３１６に
接続され、出力３２２，３２４はアンドゲート３
５６，３５８でゲート３１２，３１４に接続され
る。出力３２０はアンドゲート３５６，３５８に
接続される出力を有するトグルフリツプフロツプ
３６０にも接続される。トグルフリツプフロツプ
３６０は真の信号が代表的なエンジンに生じる様
に、シユミレート信号が１つ置きの回転にのみ生
じる如く、シユミレートされた圧力と、カムスロ
ツトとの信号３２４，３２２を不作用にする様に
使用される。 タイミング表示装置１０の内部較正はモード釦
Ａ，ＢはたはＣ、５４，５４または５８に関連し
て較正押釦５２を押圧することで点検され、該モ
ード釦はスケール１２が、総ての３つのモードで
エンジンのシユミレータ回路３２８でシユミレー
トされるフライホイールの歯２６の適当な数また
は１２０を表示する様にさせる。次に、スケール
１２は何れの釦５４，５６または５８が押圧され
るかに依存して、Ａモードに対し30.0度、Ｂモー
ドに対して28.5度またはＣモードに対して1.5度
に変更されねばならない。 第４、第１１、第１３図を参照すると、第１、
第２ゲート３１０，３１２の出力３６２，３６４
は第４ユニツト８８からのフラグ信号F₁，F₀（第
２、第１５図）で制御されるアナログスイツチ３
６６，３６８に接続される。スイツチ３６６，３
６８は抵抗器３７２で＋5V直流に接続される共
通出力３７０を有している。共通出力３７０はア
ンドゲート３７５に10マイクロ秒の持続時間を有
する正のパルスを作る単安定マルチバイブレータ
３７４に接続される。 第４ユニツト８８からのフラグ信号F₀，F₁は
トランジスタ列３７６を使用して０、＋5V直流か
ら−７，＋5V直流にレベルを変換される。フラグ
信号F₀，F₁はタイミング信号の上昇端縁（第３
図）でパルスを作る如く、バイブレータ３７４を
クロツクする。フラグ信号F₀，F₁は、アンドゲ
ート３７５に接続されるオアゲート３７８に接続
される。アンドゲート３７５は他のオアゲート３
８０に接続される。 第３ゲート３１４の出力３８２である圧力信号
は単安定マルチバイブレータ３８４で受取られ、
バイブレータ３８４は所定値を越える二次圧力パ
ルスがタイミング表示装置１０を誤つてトリガー
するのを阻止する20ミリ秒の時間の周期を有して
いる。バイブレータ３８４からのパルスはフラグ
信号F₂でアンドゲート３８６を介して送られる。 アンドゲート３７５，３８６はデジタルなタイ
ミング信号を作るオアゲート３８０を介して信号
を送る（第４図）。フラグ信号F₀が論理１を示す
正になるとき、アナログスイツチ３６８は同様に
論理１である出力３７０にフライホイール孔信号
３８を接続する。バイブレータ３７４は論理１を
アンドゲート３７５に送り、F₀はオアゲート３
７８がアンドゲート３７５に論理１を送るのを可
能にする。ゲート３７５からの論理１はオアゲー
ト３８０が論理１の出力を送るのを可能にする。
同様に、正のフラグ信号F₁はオアゲート３８０
がカムスロツト信号４０を示す論理１を送る様に
する。正のフラグ信号F₂はオアゲート３８０が
論理１として圧力信号を示すのを可能にする。こ
の構造により、タイミング信号３８，４０，４４
はそれ等が示す信号に比例しないデジタルパルス
である非常に短い持続時間の正のパルスで示され
る。該パルスが短い持続時間を有し、タイミング
信号３８，４０，４４が異なる時に生じるため、
２つのフラグ信号F₀，F₁，F₀，F₂またはF₁，F₂
は任意の１つのときに使用可能である。この構造
により、任意の２つのタイミング信号３８，４
０，３８，４４または４０，４４はオアゲート３
８０からの単一の論理信号で表現可能である。使
用される２つのフラグ信号は押釦スイツチ５４，
５６または５８の１を操作することで選択され
る。 フリツプフロツプ３８８は圧力パルス４４で設
定される如くバイブレータ３８４に接続されると
共に、フライホイール孔パルス３８でリセツトさ
れる如く第１ゲート３１０に接続される。フリツ
プフロツプ３８８は時々望ましい診断の目的でオ
シロスコープ等に使用される如くＡモードのタイ
ミングに比例する矩形波パルスを提供する。 基準信号３６は第４零交差検出器１１６で一連
の正のパルスに変換され、１つのパルスはフライ
ホイールの各歯２６に対して生じる（第３図）。
第４ゲート３１６は、パルスの前端縁をトリガオ
フし、これが歯の間の空間の中心で生じるので、
パルスの持続時間も歯２６の摩耗も関係がない。
基準信号３６はタイミング信号３８，４０，４４
と共に効果的に数字化される。 基準とタイミングとの入力信号３６，３８，４
０，４４を受取り、負の部分４６から正の部分５
０への遷移の際に零クロスオーバ部分４８に到達
する入力信号に応答してデジタルな基準とタイミ
ングとのパルス１２４，１１８，１２０，１２２
を発生し、数字化された信号から情報を抽出する
如くデジタル回路を使用することにより、360度
の全スケール範囲が得られ、しかも0.1度の解像
度が維持される。タイミング表示装置１０と、変
換器３４，４２とはＡモードの±0.16度のクラン
ク角度と、Ｂモードでの±0.39度と、Ｃモードで
の±0.41度との組合わされた測定精度を有し、従
つて、スケール１２は、±0.1度または0.06％以内
に対して真実に読取られる。タイミング表示装置
１０の回路のみの測定精度は±0.1度である。 第６、第１７、第１８図を参照すると、第２ユ
ニツト８４は、タイミング信号の２つを選択し、
小数の形態の基準信号の発生の角度で該信号間の
時間を表示する如く、第１、第３、第４ユニツト
７４，８６，８８に接続される。 上述の如く、モード選択器１５は較正、Ａ，
Ｂ，Ｃで表示される４つのスイツチを有し、モー
ド表示器１６は夫々の釦が押圧されたときに発光
する４つの発光ダイオード６０，６２，６４，６
６を有している。モード選択器１５は３状態バツ
フア３９０を介して第４ユニツト８８に接続され
る。 アドレスデコーダ３９２は３状態バツフア３９
０を、６係止ドライバ３９３とにアドレスする。
ドライバ３９３は故障モード表示の発光ダイオー
ド６８，７０，７２を係止する。 タイミングデータはタイミング表示装置１０の
スケール１２を形成する７セグメントの発光ダイ
オード表示３９８，３９９，４００，４０１を駆
動する係止／デコーダ／ドライバ３９４，３９
５，３９６，３９７を介して表示される。 また、６係止ドライバ３９３は発光ダイオード
表示３９８の負の記号と、発光ダイオード表示４
００の小数点とを係止する。ドライバ３９３は小
数点と負の記号とに夫々給電するトランジスタ回
路４０２，４０４を制御する。この構造により、
スケール１２は小数第１位までの正負の角度でタ
イミング角度を表示する。 第７図、第１９図乃至第２１図を参照すると、
第３ユニツト８６は第１ユニツト７４から数字化
されたタイミング信号と基準信号とを受取り、フ
ライホイールの歯を計数し、基準信号の周期を測
定し、選択された２つの数字化されたタイミング
信号間の時間を測定する。 周期の計数はオシレータ４１４で1MHzの割合
においてクロツクされる４つのバイナリ元カウン
タ４１０，４１１，４１２，４１３で行われる。 ３状態ラツチ４１５，４１６，４１７，４１８
はタイミングマークが生じたときにタイミング周
期を係止し、３状態ラツチ４１９，４２０，４２
１，４２２は歯のパルスが生じるごとに歯間の周
期を係止する。フライホイール歯の数はオバーフ
ロウビツト４２４を有する８ビツトのバイナリ元
カウンタ４２３で計数される。カウンタ４２３は
歯のパルスでクロツクされ、タイミングマークで
リセツトされる。歯の計数は３状態ラツチ４２
５，４２６で係止され、オーバフロウビツト４２
４はラツチ４２７で係止される。タイミングマー
クは歯の計数を自動的に係止するか、または第４
ユニツト８８からの遅延指令は手動的に該計数を
係止可能である。 タイミングマークはラツチパルスを発生し第４
ユニツト８８に対するフラグ信号SAを中断する
第１、第２、第３、第４単安定素子４２８，４２
９，４３０，４３１でクロツク４１４に同期され
る。第４単安定素子４３１は第２、第３単安定素
子４２９，４３０に接続され、中断フラグ信号
SAを作る。第１単安定素子４２８の出力はノア
ゲート４３２に接続される。フライホイールの歯
のマークはノアゲート４３２に接続されるフリツ
プフロツプ４３３で受取られる。歯のマークはラ
ツチ／リセツトパルスを発生しフラグ信号SBを
中断する第１、第２、第３単安定素子４３４，４
３５，４３６でノアゲート４３２を介しクロツク
４１４に同期される。第３単安定素子４３６は第
１、第２単安定素子４３４，４３５に接続され、
フラグ信号SBの中断を行う。 種々なラツチはアドレスデコーダ４３８を介し
てアドレスされる。遅延と、中断と、Ｓアウトと
のコードはレベル変換トランジスタ列４３９で第
４ユニツト８８から受取られる。Ｓアウトコード
はノアゲート４４０を介して単安定素子４３６へ
送られ、中断コードはノアゲート４４１を介して
単安定素子４３１へ送られる。遅延コードはノア
ゲート４４２を介しノアゲート４４３へ送られ、
該ゲートでラツト４１５，４１６，４１７，４１
８からの信号に結合される。次に、遅延コードは
ノアゲート４４４へ送られ、該ゲート４４４から
ラツチ４２５，４２６，４２７へ送られる。カウ
ンタ４２３と、ラツチ４２５とはその出力がオー
バフロウビツト４２４に接続されるノアゲート４
４５に共に接続される。 アドレスデコーダ４４６は第４ユニツト８８か
らコードされたデータを受取り、それをデコード
してラツチ４１５−４２２，４２５，４２６へ送
る。 第５図、第１４図乃至第１６図を参照すると、
第４ユニツト８８はプロセツサとメモリのユニツ
トである。プロセツサ４４８は好ましくは、16ピ
ツトの全アドレスを有するSC−MPマイクロプロ
セツサである。メモリ４５０はランダムアクセス
メモリ（RAM）４５１の少くとも128バイトと、
読取り専用メモリ（ROM）４５２の少くとも
1500バイトとを有している。ROM４５２は、好
ましくはプログラム可能である。第４ユニツト８
８は第２、第３ユニツト８４，８６の作用を自動
的に制御し、数字化されたデータを自動的に制御
可能に組識的に操作する。 第４ユニツト８８は好ましくは、一般的な目的
のユニツトであり、総てのマイクロプロセツサ制
御導線は使用されてもされなくても主バス導線９
２で利用可能であり、余分なソケツトはROMメ
モリ４５２を3584ビツトに拡張するために導線に
接続される。RAMメモリ４５１は一時的な格納
に利用可能な256ビツトを有している。 電源スイツチ１４がオンになるとき、−7V直流
は、プロセツサ４４８に加えられる。NRST導
線はプロセツサをアドレス0000にリセツトする如
く、インバータ４４７で一時的に低く保持され
る。プロセツサ４４８の基本的なオシレータはク
リスタル４５４で制御される際に1MHzの比率で
作用し、機械のサイクル当り２マイクロ秒の比率
で指令シーケンスを始動する。 各バスサイクルの第１部分の際、プロセツサが
データバスと、アドレスバスとに達するとき、ア
ドレスストロボは高次のアドレスAD１２−AD
１５係止する如くフリツプフロツプカツド（FF
Quad）４５５をクロツクするのに使用される。
係止されたアドレスAD１２はメモリ４５０を作
用可能にし、アドレスAD１３は第３ユニツト８
６を作用可能にし、アドレスAD１４は第２ユニ
ツト８４を作用可能にする如く使用される。アド
レスストロボと、遅延と中断とのフラグ信号とが
アンドゲート４５６，４５７を介して送られる
際、遅延と中断との信号はタイミングの制御のた
めに第３ユニツト８６（第７図）で使用される。
遅延と中断とのフラグ信号はエンコーダ４５８で
緩衝され、高次のアドレスAD１２−AD１５は
エンコーダ４５９で緩衝される。エンコーダ４５
８は読取りサイクル中の受入れを緩衝し、エンコ
ーダ４５９は書き込みサイクル中の除去を緩衝す
る。 残りのアドレス導線AD０−AD１１はバイサ
イクルの際、プロセツサ４４８で係止され、アド
レスエンコーダ４６０，４６１で緩衝される。こ
れ等の緩衝されるアドレス導線は総てのメモリ４
５１，４５２と、アドレスデコーダ４６２と主バ
ス導線とに接続される。 メモリ４５０がアドレスされるとき、読取／書
き込みパルスはナンドゲート４６３，４６４と、
アンドゲート４６５とで発生される。該パルスは
AD１２の出力でナンドゲート４６４を介して
アドレスデコーダ４６２へ送られる。アンドゲー
ト４６５はメモリ４５０を外部的に不作用にする
のに使用可能である。アドレスデコーダ４６２で
ストロボされるとき、該デコーダはAD９−AD
１１によりメモリ装置の１つを作用可能にする。 フリツプフロツプ４６７，４６８は操作中の故
障を発見する目的のため、プロセツサ４４８の単
一のステツピングを行う如く、スイツチ４６９，
４７０で夫々制御される。単安定素子４６７は単
安定素子４６８に接続され、単安定素子４６８は
ナンドドゲート４７１の出力と、アンドゲート４
５６の入力とに接続される。 RAMメモリ４５１の266バイトは計算と、デ
ータの一時的な貯蔵とのためのスクラツチパツド
として使用される。RAMメモリ４５１への総て
の入力／出力はメモリ個所OE49を指す如く設定
されるポインタ２、P₂を介し相対的なアドレス
で行われる。P₂への相対的なアドレスと、各
RAMメモリ個所に対する絶対的なアアドレスと
は、次の通りである。

【表】

【表】 用せず

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料噴射内燃機関の燃料噴射タイミングに対
   応するタイミングで第１タイミングパルスを発生
   し、内燃機関の出力軸が所定の位相位置に達した
   ときに第２タイミングパルスを発生し、これら第
   １、第２タイミングパルスに基づいて燃料噴射内
   燃機関の燃料噴射タイミングを測定するタイミン
   グ方法において、 前記出力軸の一回転ごとに所定数の基準パルス
   信号を発生し、 前記第１タイミングパルスの前端縁と、このパ
   ルスに先行して発生した前記基準パルス信号のパ
   ルスの前端縁との間の時間を測定し、この測定時
   間を前記基準パルス信号のパルスの周期で割算し
   て、第１タイミング分数を求め、 前記第２タイミンパルスの前端縁と、このパル
   スに先行する前記基準パルス信号のパルスの前端
   縁との間の時間を測定し、この測定時間を前記基
   準パルス信号のパルスの周期で割算して、第２タ
   イミング分数を求め、 前記第１および第２タイミングパルスのそれぞ
   れの前記前端縁の間に発生した前記基準パルス信
   号の発生パルス数を計算し、 この発生パルス数から前記第１タイミング分数
   を減算するとともに前記第２タイミング分数を加
   算することによつて前記第１および第２タイミン
   グパルスの間の間隔を表す測定値を前記基準パル
   ス信号のパルス数に基づいて求めることを特徴と
   する内燃機関の燃料噴射タイミングを測定するタ
   イミング方法。