JPS6139513B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車等のエンジンを総合的に診断す
る装置などに適用可能なエンジンの点火時期測定
装置に係わり、特にエンジン回転と同期して発光
する同期発光手段を含む点火時期測定装置に関す
る。

従来、点火時期を測定するのにいわゆるタイミ
ングライトと称される同期発光器を用いる方法が
一般に行なわれている。周知のタイミングライト
は、放電発光器と、その発光用高電圧を供給する
電源と、エンジンの点火タイミングに応答して放
電発光器をトリガするトリガ回路とを主な構成要
素としている。そして回転中のエンジンのクラン
クプーリに放電発光器の生じる第１気筒の点火信
号と同期したストロボ光を照射することにより、
クランクプーリの上死点に対応する位置に設けた
タイミングマークを作業者の視覚においてあたか
も静止しているかのように見せ、このタイミング
マークとエンジンブロツクに設けた上死点マーク
との角度差を作業者がエンジンブロツクに設けた
角度ゲージによつて目測することにより、上死点
に対する点火時期の角度を測定するものであつ
た。

このような従来の点火時期測定においては、測
定を作業者の視覚のみに頼るので、測定データの
精度が悪く、また測定データを記録する作業が別
に必要になるので、作業が煩雑化し測定時間も長
くなり、作業能率が低下するという欠点がある。

これらの欠点を解決する従来装置としては、特
開昭46−4208号、特開昭50−102736号、特開昭51
−119405号などに示される如く、間欠的に発光す
るタイミングライトを被診断エンジンの点火タイ
ミング信号に同期させて発光させ、かつその発光
タイミングを変化させるために可変抵抗器を備
え、その可変抵抗器の調整にてクランクプーリの
マークの回転に一致させ、その時の点火時期を測
定回路で計測するものがある。

しかしながら、これらの装置では前記タイミン
グライトの発光タイミングを変化させるために可
変抵抗器を用いており、そのつまみ、ノブなどを
手動操作しなければならずその操作が煩雑であ
り、またアナログ信号であるため各種環境の影響
を受け易く、遠隔操作に不向きであり、さらに摺
動摩耗などが生じて耐久性にも問題がある。

本発明はこれらの問題に鑑みたもので、被診断
エンジンの点火時期の測定に際し、各種指令の遠
隔操作に好適であり、作業者の測定に係わる負担
を軽減し、作業能率、測定精度、耐久性を向上さ
せることを目的としている。

本発明の主な特徴は、発光器と測定のための簡
単な指令を行なう指令器とを一体に結合して遠隔
操作装置を構成し、指令器の指令に基づいて放電
発光器の発光タイミングを決定するタイミング計
算を本体装置にて行うことにより、点火時期の測
定と記録とを本体装置にて統合的に行なうことが
でき、作業者においては遠隔操作装置を持つて簡
単なマーク位置合わせ操作を行なうのみで比較的
精度の高い点火時期測定を可能にすることであ
る。

以下本発明を図示する実施例について説明す
る。第１図は遠隔操作装置と本体装置とからなる
エンジン診断装置の全体構成を示すもので、遠隔
操作装置１と本体装置２とは数メートルの結束電
路２０により電気的に接続されている。

遠隔操作装置１において、３は凸レンズ、４は
クセノン管で、凸レンズ３は放電発光するクセノ
ン管４の光を集光して外部に照射するものであ
る。そして、集光凸レンズ３、クセノン管４、お
よびクセノン管４をトリガして発光させるトリガ
コイル５により放電発光器が構成してある。１ｂ
はこの放電発光器の生じる高周波雑音を遮へいす
るシールド板である。

６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは作業者が本体装置２
へ指令信号を発するための指令器をなす自動復帰
押ボタン式のスイツチであり、それぞれスイツチ
６ａは“進行”、６ｂは“停止”、６ｃは“進
角”、６ｄは“遅角”の指令分担がなされてい
る。このうちの“進行”スイツチ６ａ、“停止”
スイツチ６ｂの近傍には、それぞれ発光ダイオー
ド７ａ，７ｂが配置されており、これらの発光ダ
イオードは本体装置２の司る測定プログラムの進
行に従つて、作業者に何らかの作業を要求したり
測定の過程を示すために、点灯消灯あるいは点滅
する。

遠隔操作装置１の機械的構成を表わした第２図
に示すように、前記集光用レンズ３は２個の環状
保持具３ａ，３ｂに狭持されビス３ｃによつてケ
ース１ａの端部に固定してある。また前記クセノ
ン管４はホルダ４ａに取付けられケース１ａに固
定してある。前記指令用押ボタンスイツチ６ａ，
６ｂと表示用発光ダイオード７ａ，７ｂは銘板６
ｅを介して、また指令用押ボタンスイツチ６ｃ，
６ｄは銘板６ｆを介してケース１ａの表面に固定
してある。

第１図に示す前記本体装置２は、被診断エンジ
ンの回転速度および前記遠隔操作装置１の“進
角”、“遅角”指令用スイツチ６ｃ，６ｄの開閉を
示す信号を入力して前記放電発光器の発光タイミ
ングを算出するデジタル計算機と、このデジタル
計算機の算出データを被診断エンジンの点火タイ
ミングからの経過時間に変換して変換終了時点で
前記トリガコイル５をトリガするトリガパルスを
発生するトリガパルス発生回路と、前記遠隔操作
装置１の“進行”指令用スイツチ６ａの投入を示
す信号に応答して上記デジタル計算機の算出デー
タを記録する手段と、前記クセノン管４に発光用
高電圧電源を供給するための電源回路とを主な構
成要素としており、これらの構成要素を１つの装
架枠体（図示せず）に収納して構成されている。

前記デジタル計算機は、予め設定されたソフト
ウエアの制御プログラムに従つてデータの入力、
計算、出力の処理を実行するいわゆるマイクロコ
ンピユータと称されるデジタルコンピユータ１２
を中心として、入力インターフエース回路１３、
波形整形回路１５、および計数回路１６から構成
されている。なお、デジタルコンピユータ１２は
出力インターフエース回路１４、および表示パネ
ル１９と協同し、その制御プログラムに含まれる
エンジン診断プログラムの進行にしたがつて前記
遠隔操作装置１の表示用発光ダイオード７ａ，７
ｂを点灯あるいは点滅させる診断進行の機能も兼
用するようにしてある。この診断プログラム中に
点火時期測定に係わる処理が含まれていることは
言うまでもない。

またデジタル計算機におけるデジタルコンピユ
ータ１２はデータ記憶回路１２′と結合されてお
り、この記憶回路１２′を実行処理中の各種デー
タを記憶したり読出したり、また最終的に得られ
る点火時期の測定データを記録（記憶）するため
に使用している。３１はコンピユータ１２によつ
て制御され点火時期の測定データを印字するプリ
ンタ装置であり、上記記憶回路１２′とは別に２
番目の記録手段をなしている。

入力インターフエース回路１３は前記遠隔操作
装置２の押ボタンスイツチ６ａ〜６ｄの開閉信号
を信号線２３〜２６を介して受信し、どのスイツ
チが閉状態であるかを示す２進コード信号１３ａ
を発生してコンピユータ１２に入力するものであ
る。

波形整形回路１５は点火タイミング検出器１８
からの点火タイミング信号１８ａを波形整形して
整形パルス１５ａとして生じるものである。この
整形パルス１５ａは計数回路１６およびトリガパ
ルス発生回路１７に入力される。なお、点火タイ
ミング検出器１８は被診断エンジンの第１気筒の
点火に同期したタイミング信号を生ずるもので、
高圧コードの近傍に誘導コイルを設置する公知の
ものも使用している。

計数回路１６は一定周波数のクロツクパルス１
２ｄを計数する２進カウンタと、その計数結果を
ラツチするラツチ回路とからなり（この回路結合
になる回転数検出は周知であるので詳細図面は省
略）、前記整形パルス１５ａが入力される毎に２
進カウンタの計数値をラツチ回路に移すとともに
２進カウンタをリセツトして再び計数を開始する
ものである。そしてラツチ回路にラツチされた計
数値データは信号線１６ａからコンピユータ１２
に入力される。コンピユータ１２はその制御プロ
グラムの進行により必要なときにこの進号線１６
ａ上の計数値データＮを被診断エンジンの回転速
度（ただし逆数）として読取る。

前記デジタルコンピユータ１２はその制御プロ
グラムの進行により、上記エンジン回転速度を示
す計数値データおよび前記“進角”、“遅角”を示
す押ボタンスイツチ６ｃ，６ｄの開閉持続信号に
よつて、被診断エンジンのクランク角が所定の回
転角度例えば上死点になるタイミングを規定する
２進データを算出する。この２進データは点火時
期、即ち整形パルス１５ａ（点火タイミング）の
発生時点からの経過時間を表わすもので、また前
記放電発光器における発光タイミングを規定する
ものである。

前記トリガパルス発生回路１７は、デジタルコ
ンピユータ１２からの上記発光タイミングを規定
する２進データを信号線１２ｅを介して受けこれ
を受ける毎にラツチするラツチ回路と、このラツ
チされた２進データをプリセツトし前記整形パル
ス１５ａに同期して一定周波数クロツクパルス１
２ｄでもつてダウンカウントを開始するプリセツ
タブルダウンカウンタと、このカウンタのポロー
信号（ダウンカウント終了信号）を増幅するパル
ス増幅回路とからなるもの（この回路結合になる
２進データータイミング変換回路は周知であるの
で詳細図面は省略）である。そして、このトリガ
パルス発生回路１７は発光タイミング信号１８ａ
が生じると、クロツクパルス１２ｄの同期に上記
プリセツトされた２進データを乗じた時間を経過
した時点で上記プリセツタブルダウンカウンタに
ポロー信号を生じ、上記パルス増幅回路で増幅し
た後、前記遠隔操作装置１における放電発光器の
発光用トリガパルスとして信号線３０を介して前
記チヨークコイル５に印加する。

前記クセノン管４に発光用高電圧電源を供給す
る電源回路は、直流電圧を昇圧するDC−DCコン
バータ９と、このDC−DCコンバータを点火時期
測定時にのみ作動させるためにDC−DCコンバー
タへの供給電源を接続、遮断する継電器１０とか
ら構成されている。そして継電器１０が制御信号
１２ａによつて付勢されると、直流電源１１（交
直変換回路）からDC−DCコンバータ９に電源供
給がされ、その発生する直流高電圧電源が電源線
２１，２２を介して前記クセノン管４に印加され
る。この電源回路が生じる高周波雑音が他の回路
等に影響するのを防止するために、上記DC−DC
コンバータ９は遮へい箱２ａに納めてあり、また
高電圧電源線２１，２２は他の信号線と遮へいす
る被覆８で覆つてある。

前記出力インターフエース回路１４はデジタル
コンピユータ１２からのオンオフ出力信号１２
ｂ，１２ｃを各々増幅して遠隔操作装置１１にお
ける前記“進行”、“停止”表示用発光ダイオード
７ａ，７ｂのバイアス信号として供給するもので
ある。前記発光ダイオード７ａ，７ｂは、その一
端を電源線２７を介して直流電源１１に接続して
ありこの出力インターフエース回路１４によつて
ダイオード７ａ，７ｂの各々他端が信号線２８，
２９を介して順バイアスされるか逆バイアスされ
るかによつて発光、消光する。

前記表示パネル１９はコンピユータ１２より信
号線１２ｇを介して伝送され表示情報を発光掲示
するものである。

前述したように、上記発光ダイオード７ａ，７
ｂおよび表示パネル１９はコンピユータ１２の制
御プログラムに含まれるエンジン診断プログラム
の進行に従つて、点灯、消灯、点滅、あるいはさ
らに複雑な情報表示をするものであり、作業者に
対する応答、応答の要求、次になすべき作業の特
定、等を表わすものである。

なお、本体装置２において、コンピユータ１２
を含めて電源線の図示してない回路には直流電源
１１の出力電圧をそのまま、もしくは安定化電源
回路１１ａを介して電源供給がなされるようにし
てある。

第３図はデジタルコンピユータ１２の制御プロ
グラムのうち点火時期測定に係わる部分を示す処
理フローチヤートであり、第４図はトリガパルス
発生回路１７の作動説明のためのタイムチヤート
である。次に第１図、および第３図と第４図に従
つて、点火時期測定における作業者の操作手順
と、装置によつて行なわれる測定過程とについて
説明する。

また、測定の準備として、点火タイミング検出
器１８等の設置、被診断エンジンを搭載した自動
車における各種状態の設定、これらの確認、等い
くつかの作業が要求される。この作業者に対する
作業指令は、本体装置２の表示パネル１９に逐一
表示され、この表示と同時に遠隔操作装置１の
“進行”表示用発光ダイオード７ａが点滅され
る。そして作業者がその指令された作業を完了し
たのち、“進行”用スイツチ６ａを押して閉成す
ると、コンピユータ１２はそれに応答して次の作
業指令を表示パネル１９に表示する。このように
して測定に必要な準備作業が順次進行される。

作業者が都合上その作業を中断したい場合に
は、“停止”用スイツチ６ｂを押すことにより、
コンピユータ１２はそれに応答して診断プログラ
ムの進行を一時停止し、同時に“停止”表示用発
光ダイオード７ｂを点灯させて診断が停止中であ
ることを表示する。

準備作業が全て完了すると、コンピユータ１２
は制御信号１２ａを出力して継電器１０を付勢
し、高電圧電源回路を作動状態にしてクセノン管
４に発光用高電圧電源を供給する。いま被診断エ
ンジンにおいて第１気筒が点火されると、点火タ
イミング検出器１８から点火タイミング信号１８
ａが本体装置２に印加され、本体装置２はこの点
火タイミングに関連してトリガパルスを遠隔操作
装置１のトリガコイル５に印加する。かくして放
電発光器は同期発光状態となる。このとき作業者
が遠隔操作装置１を手操作して、クセノン管４か
ら発せられ集光レンズ３で集光された照射孔が被
診断エンジンのクランクプーリ部に照射されるよ
うに保持することにより、クランクプーリの上死
点位置に設けられているタイミングマークは、点
火時期が進角中もしくは遅角中でない限り、静止
した位置に見ることができる。

第３図の点火時期測定のための制御プログラム
に基いて説明すると、デジタルコンピユータ１２
ははじめにステツプ１００において予めわかつて
いる被診断エンジンの代表的な進角値（または遅
角値）A₀を進角値Ａの初期値として設定してお
り、この進角値を発光タイミング、即ち点火タイ
ミングからの経過時間、を規定する２進データに
変換し（ステツプ１０８）、トリガパルス発生回
路１７に転送する（ステツプ１０９）。トリガパ
ルス発生回路１７はこの転送された２進データ
を、第４図ａの(1)に示す点火タイミングに同期し
た整形パルス１５ａを受けてからクロツクパルス
１２ｄ（第４図ａの(2)）により直ちにダウンカウ
ントし、カウント終了時点でトリガパルス３０
（第４図ａの(3)）を発生する。

なお、ステツプ１０８における２進計算は進角
値（遅角値）Ａに基いて、次式により、エンジン
回転速度データＮに対応した進角（遅角）の相当
時間Ｔを算出することを意味している。（ただ
し、式は４サイクルエンジンを前提としてい
る。） (1) 進角の場合 Ｔ＝Ａ×Ｎ÷720 (2) 遅角の場合 Ｔ＝（720−Ａ）×Ｎ÷720 ここで、遅角値の測定においては、第４図ｂに
示すように、上死点（TDC₂）の到来後に点火タ
イミング（ATDC₂）が到来するため、一回前のサ
イクルにおける点火タイミング（ATDC₁）からの
角度（720−Ａ゜）が遅角値として伐用される。

制御プログラムでは、進角か遅角をステツプ１
０１で判定し、進角の場合はそのまま、遅角の場
合はステツプ１０７で（720−Ａ）の処理をした
後、ステツプ１０８に移る。

前述のようにタイミングマークの“見える”位
置ははじめに上死点の近くとなるように初期設定
がされているが、もしこのとき被診断エンジンの
点火時期が被期設定値A₀と一致するものとなつ
ていれば、タイミングマークとエンジンブロツク
に表示されている上死点マークとが一致して見え
ることになる。もし、タイミングマークが上死点
マークに一致して見えないならば、これを一致さ
せるように発光タイミングをずらさなければなら
ない。

タイミングマークが上死点マークより前に見え
るときは、作業者は指令器の“進角”指令用スイ
ツチ６ｃを押すことになる。“進角”指令用スイ
ツチ６ｃが閉成（オン）されると、コンピユータ
１２をそれをステツプ１１０で判別し、ステツプ
１１４で進角値（遅角値）Ａを例えば0.25゜分だ
け“進角”させた値とする。これにより、放電発
光器の発光タイミングが0.25゜分だけ遅れ、タイ
ミングマークは上死点マークに近づく。逆にタイ
ミングマークが上死点マークより後にあるとき
は、“遅角”指令用スイツチ６ｄを押し閉成させ
ることにより、ステツプ１１１と１１６の処理に
よりタイミングマークを0.25゜だけ上死点マーク
に近ずけることができる。ステツプ１１１４，１
１６による発光タイミングの“進角”、“遅角”
は、各々指令スイツチ６ｃ，６ｄを押し続けるこ
とにより、ステツプ１１５を経てくり返されるの
で、0.25秒毎に0.25゜ずつ行なわれる。

このようにして作業者により、タイミングマー
クを上死点マークに一致させるという作業が指令
器の操作を介して行なわれると、次に指令器の
“進行”用スイツチ６ａを押すだけで測定データ
の取込みが行なわれ、点火時期の測定が完了す
る。すなわち、ステツプ１１２から１１３へ進
み、前に述べた発光タイミングを規定する２進デ
ータを算出するのに用いられる進角値（遅角値）
Ａ、およびステツプ１０１による進角か遅角かの
判定結果が、そのまま被診断エンジンの点火時期
として、記憶回路１２′の所定番地に記憶され、
同時にプリンタ３１によつて印字される。

測定データの取込が終了すると、コンピユータ
１２は制御信号１２ａを消勢状態にして継電器１
０を遮断し、発光用高電圧電源回路を非作動状態
にして放電発光器の発光を停止させる。そして、
コンピユータ１２は他の測定のためのプログラム
に処理を移していく。

かくして、この装置によると作業者が点火時期
の測定として実際に行なう作業は、準備作業を除
いて、遠隔操作装置１の照射光をクランクプーリ
部に向けつつ、“進角”、“遅角の指令をし、クラ
ンクプーリのタイミングマークとエンジンブロツ
クの上死点マークとが一致したのを見定めて測定
タイミングを示すスイツチ操作をするだけでよ
い。

なお、ステツプ１０２〜１０６は進角および遅
角の限界値を設定するもので、例えば進角60゜、
遅角10゜の範囲を外れる進角、遅角は通常のエン
ジンとしては存在し得ないことを前提としている
ため、遠隔操作装置１の誤つた操作により発光タ
イミングが大幅にずれるのを防止するための処理
を行なつている。

上述の実施例は本発明の一実施態様になるもの
であり、本発明は次に述べるような実施態様によ
つても実施できるものである。

また、放電発光器におけるトリガコイル５を本
体装置２に内蔵することにより、遠隔操作装置１
の一層の小型化が可能である。

また、上述の実施例はデジタル計算機に被診断
エンジンの回転速度を入力するために点光タイミ
ング信号１８ａの時間間隔をクロツクパルスで計
数する計数回路１６を用いているが、自動車の速
度計用の回転速度検出器等の生じる信号を流用し
てもよい。

遠隔操作装置１と本体装置２を結ぶ伝送路のう
ち電源線２１，２２を除いては光信号等によつて
伝えることができる。なお、トリガパルスを電気
パルス信号以外の例えば光信号で伝送することが
可能であるが、この場合遠隔操作装置１には光信
号をトリガ用電気パルスに変換する変換回路を設
けることが必要となる。

以上述べたように本発明によれば、以下に列挙
する効果が得られる。

(イ) 本願発明によれば、発光タイミングの進角・
遅角を行う調節指令、点火時期の測定タイミン
グを示す測定指令、測定の中断状態を示す中断
指令等の各種指令が、スイツチ操作によつて行
われるため、その遠隔操作に好適であり、そか
も測定精度、耐久性を向上させることができ
る。

(ロ) 本願発明では、作業者が何らかの都合で測定
準備を中断する時、作業者は中断スイツチをオ
ンにすることによつて、デジタル計算機は算出
作動を停止するため、少なくとも本体装置の無
駄な作動が防止でき、装置の耐久性を高めるこ
とができる。

(ハ) 本発明の遠隔操作装置には、測定状態を示す
測定表示器と、測定準備の中断状態を示す中断
表示器とが各種指令スイツチと一体に設けられ
ているため、作業者は遠隔操作装置の作動状態
を的確に知ることができる。

(ニ) 上記(イ)、(ハ)の各効果が総合されることにより
作業者の点火時期測定に係わる負担を軽減し、
作業能率を大きく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる点火時期測定装置を適用
したエンジン診断装置の全体構成を示すブロツク
線図、第２図ａおよびｂは第１図における遠隔操
作装置１の構造を示す側面図および一部破断面
図、第３図は第１図におけるデジタルコンピユー
タ１２の点火時期測定に係わる制御プログラムを
示すフローチヤート図、第４図ａおよびｂはいず
れも第１図におけるトリガパルス発生回路１７の
作動説明に供するタイミングチヤート図である。 １……遠隔操作装置、２……本体装置、４，５
……放電発光器をなすクセノン管とトリガコイ
ル、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ……指令器をなすス
イツチ群、９……電源回路をなすDC−DCコンバ
ータ、１２，１５，１６……デジタル計算機を構
成するデジタルコンピユータと波形整形回路と計
数回路、１２′……記録手段をなす記憶回路、１
７……トリガパルス発生回路、１８……点火タイ
ミング検出器、２０〜３０……伝送器、３１……
他の記録手段をなすプリンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 間欠的に発光する発光器と、その発光タイミ
   ングを進角、遅角させるスイツチ指令信号を生じ
   る調整スイツチと、点火時期の測定タイミングを
   示す信号を生じる測定スイツチと、この測定スイ
   ツチがオンされている状態を示す測定表示器と、
   点火時期測定のための準備を中断させる中断信号
   を生じる中断スイツチと、この中断スイツチがオ
   ンされている状態を示す中断表示器とを一体に結
   合した遠隔操作装置、 被診断エンジンの回転速度および前記調整スイ
   ツチからのスイツチ指令信号に基づいて被診断エ
   ンジンのクランク角が所定の回転角度になるタイ
   ミングを算出するとともに、前記中断スイツチか
   ら中断信号を受けて、前記算出作動を中断するデ
   ジタル計算機と、この算出データを前記点火タイ
   ミング信号の受信時点からの経過時間に変換し、
   変換終了後に前記発光器を発光させるためのトリ
   ガパルスを生じるトリガパルス発生回路と、前記
   測定スイツチからの測定タイミングを示すスイツ
   チ信号を受信した時点における前記デジタル計算
   機のデータを記録する手段とを含む本体装置、お
   よび 前記遠隔操作装置と本体装置との間で少なくと
   も前記調整スイツチ、前記測定スイツチ、前記中
   断スイツチからのスイツチ信号、前記トリガパル
   ス発生回路からのトリガパルスを伝送する伝送手
   段 を具備することを特徴とする点火時期測定装置。