JPS6221991B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 内部で往復運動するように配置したピストン
を有する少なくとも一つのシリンダと前記ピスト
ンによつて駆動される回転可能な軸１６とを有す
る内燃機関１０の点火時期を、マイクロ波輻射を
前記シリンダ内に注入し、前記ピストンが前記シ
リンダ内で往復運動するにつれて前記マイクロ波
輻射の共鳴を検知し、前記シリンダでの点火と関
連する事象を監視することによつて測定する方法
であつて、 (a) 前記軸の角度位置を監視すること、 (b) 前記共鳴から前記ピストンの前記シリンダ内
での上死点即ちTDC位置を判定すること、 (c) 前記ピストンの前記TDC位置に相当する前
記軸の第１の角度位置を判定すること、 (d) 前記点火事象に相当する前記軸の第２の角度
位置を判定すること、 (e) 前記第２の角度位置を前記第１の角度位置と
比較して、前記シリンダでの前記TDC位置に
対する見掛けの点火角度を決定すること、 の各段階から成ることを特徴とする、点火時期の
測定方法。

２ (f) 前記見掛けの点火角度は予め選定した公
称点火角度と比較され、 (g) 前記見掛けの点火角度が前記予め選定した公
称点火角度と等しくなるまで軸位置に対する前
記点火事象の時期が調節されること、 を特徴とする、請求の範囲第１項記載の方法。

３ 分配器１２と複数個の点火プラグ１４とを有
する型式のガソリンエンジン１０における点火時
期を調節するための請求の範囲第２項記載の方法
において、前記段階(a)は、 (h) 前記点火プラグと前記分配器１２との間の電
気的接続を維持しつつ、点火プラグ１４を前記
シリンダの対応する点火プラグ開口から取り外
すこと、 (i) 前記段階(b)において前記マイクロ波エネルギ
ーを前記シリンダ内へ注入するためのマイクロ
波プローブ５４を、前記点火プラグ開口内へ組
み込むこと、そして (j) 前記軸１６を外部駆動手段１８に連結するこ
とによつて前記エンジン１０を動かすこと、 の各段階の後に行われることを特徴とする、請求
の範囲第２項記載の方法。

４ 燃料噴射弁と各シリンダに対応するグロープ
ラグとを有する型式のデイーゼルエンジンにおけ
る点火時期を測定するための請求の範囲第２項記
載の方法において、前記段階(a)は、 (h) 前記シリンダのグロープラグ開口からグロー
プラグを取り外すこと、 (i) 前記段階(b)において前記マイクロ波信号を前
記シリンダ内に注入するためのマイクロ波プロ
ーブを前記グロープラグ開口内に組み込むこ
と、 の各段階の後に行われること特徴とする、請求の
範囲第２項に記載の方法。

５ 前記シリンダ内への燃料の噴射に関連する事
象が監視されることを特徴とする、請求の範囲第
４項記載の方法。

６ 前記共鳴から前記TDC位置を判定する段階
は、 (h) 前記第２の角度位置を含む軸回転の全角度範
囲Ａにわたつて予め定めた角度間隔で前記マイ
クロ波輻射の共鳴をサンプリングし、各前記間
隔は角度長さａを有しており、 (i) 前記サンプル化されたマイクロ波輻射の共鳴
から、各々がマイクロ波信号振幅の関数として
変化するＮ個のデータ信号を生成すること、 (j) 前記Ｎ個のデータ信号からなる第１及び第２
の可変のセツトを前記セツトの一方と前記範囲
Ａの一縁部との間でサンプル間隔の数TPが変
化するにつれて連続的に比較することであつ
て、前記セツトの各々はｎ個の連続するサンプ
ル間隔を含んでいると共にサンプル間隔の固定
の数WSの分だけずれていること、 (k) 前記セツト内のデータ信号のセツトが実質的
に相補的である、TPの特別の値TP（TDC）を
判定すること、そして (l) 式TDC＝TP（TDC）＋ＷＳ＋ｎ／２に従つて前記 範囲の前記縁部に関してTDCを判定すること、 の各段階から成ることを特徴とする、請求の範囲
第１項又は第２項記載の方法。

７ 前記段階(h)は、前記点火事象に相当する前記
軸の前記第２の角度位置から、前記間隔の総数よ
りも少ない予め選定された数の間隔を差し引くこ
とにより、前記範囲Ａを設定することを特徴とす
る、請求の範囲第６項記載の方法。

８ 前記間隔の予め選定された数はＮ／２に等し
い、請求の範囲第７項記載の方法。

９ 内部で往復運動するように配置したピストン
を有する少なくとも一つのシリンダと前記ピスト
ンに結合された回転可能な軸とを有する内燃機関
の点火時期を測定するための装置であつて、前記
一つのシリンダに関しての点火事象に応答して第
１の信号１０６を提供する手段９８と、マイクロ
波輻射エネルギーを前記シリンダ内に放射して前
記シリンダ内での前記ピストンの動きの関数とし
て共鳴１０４を発生させる手段５４，８８と、前
記ピストンにおける点火角度を判定する手段とを
含み、最後に挙げた手段が、 前記軸に作動的に連結されて前記軸の角度位置
を示す第２の信号を提供する手段２０又は１３０
―１４８と、前記第１及び第２の信号に応答して
前記点火事象の発生時に前記軸の第１の角度位置
を示す手段９６と、前記共鳴と前記第２の信号に
応答して前記シリンダ内での前記ピストンの上死
点即ちTDC位置に相当する前記軸の第２の角度
位置を判定する手段９０―９６と、及び前記点火
事象の発生時期及び前記TDC位置とは独立に前
記第１及び第２の角度位置を比較して、前記シリ
ンダ内での前記ピストンの前記TDC位置に対す
る点火角度を決定する手段９６とから成ることを
特徴とする、前記装置。

１０ 前記共鳴から前記TDC位置を判定するた
めの前記手段９０―９６は、 アナログ―デジタルコンバータ９４を含んでい
て、前記第２の角度位置を含む軸回転の全角度範
囲Ａにわたつて、各々が長さａを有する、Ｎ個の
予め定められた角度間隔で前記マイクロ波の共鳴
１０４をサンプリングするための手段９２―９４
と、及び 前記Ｎ個のサンプル化されたマイクロ波の共鳴
から、各々がマイクロ波信号振幅の関数として変
化するＮ個のデータ信号を生成するための手段
と、前記Ｎ個のデータ信号の第１及び第２の可変
セツトを、サンプル間隔の数TPが前記セツトの
一方と前記範囲Ａの一縁部との間で変化するにつ
れて連続的に比較するための手段であつて、前記
セツトの各々はｎ個の連続するサンプル間隔を含
んでいると共にサンプル間隔の固定の数WSだけ
ずれているような手段と、前記セツト内のデータ
信号のセツトが実質的に相補的となる、TPの特
別の値TP（TDC）を判定するための手段と、及
び関数 TDC＝TP（TDC）＋ＷＳ＋ｎ／２に従つて前記範囲 の前記縁部に関してTDCを判定するための手段
とを含んでいるデジタル処理手段９６、とから成
ることを特徴とする、請求の範囲第９項記載の装
置。

１１ マイクロ波輻射エネルギーを内燃機関のシ
リンダ内へ注入するための前記手段５４，８８は
プローブを含んでおり、該プローブは、 エンジンの外側からシリンダボアと連通するね
じ付き開口内へ収容され得るねじ付き端部５８を
有するスリーブ５６と、前記ねじ付き端部５８の
反対側にある前記スリーブ５６の端部上に装着さ
れた同軸コネクタ８０と、前記スリーブ５６内に
テレスコープ状に装着され且つ中央電導体７４、
該中央電導体を同軸に包囲するシールド７２及び
前記中央電導体から前記シールドを分離する絶縁
手段７６を含んでいる同軸ケーブル部分６８とか
ら成り、該同軸ケーブル部分６８は前記コネクタ
８０に接続されており前記コネクタで受け取られ
たマイクロ波エネルギーを前記スリーブ５６を介
して伝達することと、前記絶縁手段７６及び前記
シールド７２は前記ねじ付き端部５８で終端し、
そして前記中央電導体７４は前記ねじ付き端部か
ら伸びていて前記ねじ付き端部が前記ねじ付き開
口内へ収容された時に前記シリンダボア内へ突出
することを特徴とするプローブである、特許請求
の範囲第９項又は第１０項記載の装置。

明細書 この発明は、内燃機関における点火時期の測定
及び試験、更に詳細にはかゝる点火時期の測定と
調節のための方法及びその装置に関する。

発明の背景 内燃機関の燃焼室内の現象の監視と診断は、詳
細にはピストンの上死点（TDC）位置の識別と
TDCに対する点火時のクランク角度の正確な測
定を含んでいる。燃料の経済性と噴射制御が次第
に重視されるに従つてこの測定は重要性を増して
きたが、これは時には決定的に重要な事項でさえ
もある。メルロ（Merlo）に付与された米国特許
第3589177号明細書及び米国特許第3703825号明細
書には、マイクロ波エネルギー源をエンジン点火
プラグに連結すると共にエンジン運転中の共鳴現
象を検出することによつて、ガソリンエンジンの
燃焼室内の現象を監視する技術が開示されてい
る。メルロの米国特許第3589177号明細書には、
点火とピストン下死点（BDC）位置に附随する
共鳴現象との間の経過時間を測定することによつ
て、点火時期におけるクランク角度に関する情報
を得ることができるということが開示されてい
る。メルロの米国特許第3703825号明細書では、
火花プラグによつて輻射されるマイクロ波の放出
周波数を、BDCを確定する共鳴が一緒になり、
且つ重なり始めるまで変化させることによつて、
BDCを精度良く位置ぎめできることが示されて
いる。

リーネツシユ（Lienesch）等の“クランクシ
ヤフト位置に対する位相シリンダ圧力に対するマ
イクロ波の利用”SAE論文番号第790103号、
1979年２月には、選定したシリンダ内の点火プラ
グをマイクロ波プローブに置き換えることによつ
て、車両用ガソリンエンジンにおけるTDCの位
置を設定するための技術が記載されている。ピス
トンTDCの前後における共鳴信号が、歯付フラ
イホイールからの回転信号当り360パルスと共
に、オシロスコープ上に表示される。共鳴ピーク
間のクランク角度が測定され、そして次に実際の
ピストンTDCにおけるクランクシヤフト角度位
置が数学的に計算される。この手法を点火時期の
測定に適用しても計算機の計算には数分かゝるこ
とがわかつており、それ故大量生産ベースにおい
て点火時期現象のリアルタイムな測定及び調節に
は適していない。

発明の目的及び概要 本発明の一般的な目的は、内燃機関における点
火時期現象の測定のためのものであつて、点火時
期現象のリアルタイム調節において迅速、正確且
つ容易に適用することができる方法及びその装置
を提供することである。より詳細には、本発明の
一つの目的は、分や時間の単位ではなく、秒の単
位でもつてで作動すると共にクランク角の10分の
１度のオーダーの分解を与える前述の型式の方法
及び装置を提供することである。

本発明の別の目的は、本質的に時間に依存して
おらず、それ故一定のエンジン回転数（RPM）
を維持する能力のいかんによつて精度を制限され
ることのないエンジンタイミング事象の監視のた
めの方法及び装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は、ガソリン又はデイー
ゼルエンジンに用いることができ、特にピストン
TDCの位置ぎめを含む、内燃機関における点火
時期事象を監視するための方法及び装置を提供す
ることである。

【図面の簡単な説明】

本発明の別の目的、特徴及び利点と共に、本発
明は、以下の記述、添付の請求の範囲及び添付図
面から最も良く理解されるであろう。第１図は、
内燃ガソリン機関に連結された本発明による装置
の現在のところ好ましい実施例の機能的なブロツ
クダイヤグラムである。第２図は、エンジン出力
軸に連結された第１図に図示のエンコーダを部分
的に断面を取り拡大して示した平面図である。第
３図は、第１図に図示された本発明によるマイク
ロ波プローブの部分的に断面とした拡大側面図で
ある。第４図は、本発明の作動を理解するのに有
用な（目盛を付さない）タイミングダイヤフラム
である。第５図は、本発明の作動を記述するフロ
ーチヤートである。第６図は、本発明の作動を理
解するのに有用な別のタイミングダイヤフラムで
ある。第７図は、第１図に図示された本発明の基
本的な実施例の変更例の機能的なブロツクダイヤ
グラムである。

好ましい実施例の詳細な記述 第１図には、従来のＶ―６ガソリン又は火花点
火型式の内燃機関１０が示されており、この内燃
機関に含まれている分配器１２は複数個のエンジ
ン点火プラグ１４に接続されている。本発明の一
観点に従つて点火時期を試験するために、エンジ
ン１０は“冷態試験台”上に装着され、且つその
出力即ちクランクシヤフト１６はモータ１８に連
結されていて、そのためエンジンは燃料を実際に
点火することなく回転させることができる。

第１図及び第２図を参照すると、光学軸エンコ
ーダ２０がエンジンブロツクに装着されていて、
エンジンのクランクシヤフトに回転可能に連結さ
れている。より詳細には、エンジンブロツク上の
エンジンを装着する開口内にローレツトがけした
ねじ等２４を位置させ且つねじ込ませた装着ブラ
ケツト２２によつて、エンコーダ２０は強固に担
持されている。ブラケツト２２とブラケツト２２
上のねじ２４の位置とはエンジンモデルによつて
変わる。エンコーダの入力軸２６（第２図）は、
軸受３２によつてブラケツト２２内に回転可能に
装着された支承用の軸３０に対して、撓み継手２
８によつて装着されている。軸受３２は、ブラケ
ツトカラー３４内の軸方向ボア内に担持されてい
ると共に、軸受スペーサスリーブ３６によつて互
いに軸方向に分離されている。一対のスナツプリ
ング３８が軸受３２をカラー３４内に保持してい
る。軸保持器４０が軸受３２間の軸３０上に装着
されていると共に止めねじ４２によつてこの軸上
に保持されている。通常はエンジンのクランクシ
ヤフト上にプーリ４６を保持することゝなるボル
ト（図示せず）用の開口内に連結用のボルト４４
がねじ込まれている。ボルト４４の端部上に伸縮
管状に収容され且つピン５２によつてボルト４４
と回転可能に連結された軸アダプタ５０によつ
て、撓み継手４８が、支承軸３０をボルト４４に
連結している。本発明の一作動実施例において
は、エンコーダ２０は、ダイナミツクス・リサー
チ・コーポレーシヨンによつて市販されているモ
デル39―31―Ｂ―900―CCから成つている。

第１図に戻ると、火花プラグ１４の一つがエン
ジンブロツクから取り外され、本発明によるマイ
クロ波プローブ５４が火花プラグ開口内にねじ込
まれている。第３図を参照すると、プローブ５４
は外側の金属スリーブ５６を有していて、このス
リーブの一端５８にはねじが切つてあつて火花プ
ラグの開口内に収容されるようになつており、更
にプローブ５４は反対側の即ち第２のスリーブの
端部から半径方向に伸びるフランジ６０を有して
いる。プラスチツクのような絶縁材料から成るブ
ロツク６２がねじ６４によつてフランジ６０上に
装着されており、ブロツクと一体のスリーブ６６
が外側スリーブ５６内にテレスコープ状に収容さ
れていると共にこのスリーブ５６を貫いて伸びて
いる。同軸ケーブル６８の全長がスリーブ６６の
中央ボア内にぴつたりと収容されている。同軸ケ
ーブル６８は、例えば編組線からなる外側電導体
７２を取り囲む外側絶縁シース７０を含んでい
る。中央電導体７４がケーブル６８を貫いて伸び
ており、絶縁層７６によつて外側電導体７２とは
分離している。絶縁体７０，７６及び外側電導体
７２は、絶縁体スリーブ６６がそうであるよう
に、外側スリーブ５６の端部５８と同一面上で終
つているが、同軸中央電導体７４はそこから突き
出ている。プローブ５４の端部は火花プラグ開口
内に挿入されるが、エポキシ樹脂の層７８によつ
てシールされている。同軸のBNC型コネクタ８
０がブロツク６２のねじ付き開口内に収容されて
いる。普通行なわれているように、コネクタ８０
の有する中央電導体８２は同軸の中央電導体７４
に接続され、コネクタ８０のハウジング８４は同
軸の外側電導体７２に接続されている。

第１図に戻ると、プローブ５４はある長さの同
軸ケーブル８６によつてマイクロ波トランシーバ
８８に接続されている。こゝに記述されている本
発明の実際の実施例では、トランシーバ８８はマ
イクロウエーブ・アソシエイツの“ガンプレクサ
ー”モデルMA―87141―１及びヘウレツト・パ
ツカードの同軸アダプタモデルX281Aから成つて
いる。トランシーバ８８は増幅器９０を介してサ
ンプル・アンド・ホールド回路９２に接続されて
いる。サンプル・アンド・ホールド回路９２は、
Ａ／Ｄコンバータ９４を介して中央処理及び制御
ユニツト９６に接続されており、このユニツト９
６はサンプル・アンド・ホールド回路９２とＡ／
Ｄコンバータ９４との作動を制御している。処理
及び制御ユニツト９６はまた、軸エンコーダ２０
からと点火プラグケーブルに作動的に連結された
誘導ピツクアツプからとの入力を受信しており、
この点火プラグケーブルは、エンジンブロツク内
の開口から取り外されてその中にプローブ５４が
収容されることになる特別の点火プラグ１４に対
して取り付けられている。適当な誘導ピツクアツ
プ９８がサン・エレクトリツク社によつて市販さ
れている。

処理及び制御ユニツト９６はまた、タイミング
選定スイツチ１００からの入力も受信しており、
このスイツチはオペレータによつて手動でセツト
されるタンブラスイツチ等から成ることができ、
プラグ１４への点火信号とピストンTDCとの間
の所望の角度関係を識別するようになつている。
例えば、プラグ１４への火花信号がピストン
TDCを９度先行しているのが望まれるのであれ
ば、スイツチ１００はそれに対応する設定を得る
ために調節される。処理及び制御ユニツト９６は
その出力をタイミング誤差表示部１０２に連結し
ている。本発明の好ましい実施例では、表示部１
０２は、スイツチ１００によつて選ばれた角度に
対応する中心位置のまわりに0.2度の目盛りで割
り出される一連の光から成つている。このよう
に、以後一層詳細に記述されるように、オペレー
タは分配器１２を普通のやり方で調節する一方、
測定された点火時期角度がスイツチ１００で選定
された角度に対応していることを表示ランプが示
すまで、表示部１０２を監視することができる。
オペレータが介在することなくエンジンタイミン
グ、そして特別には分配器調節を達成するための
適当な自動化された試験スタンドに対して及び／
又はオシロスコープ又は他の表示器又は記憶装置
に対して、処理及び制御ユニツト９６を接続する
ことができる。デジタル表示器を表示部１０２に
おいて用いて、点火角度を直接表示することもで
きる。処理及び制御ユニツト９６へのすべての入
力及びこのユニツトからのすべての出力は、明瞭
にするために第１図に示されていないが適当なイ
ンターフエースアダプタを介して送るのが好まし
いであろう。本発明の上述した実際の実施例で
は、中央処理及び制御ユニツト９６はロツクウエ
ル・インターナシヨナルAIM65アンドバンス
ド・インタラクテイブ・マイクロプロセツサから
成つている。

本発明の作動を第４図乃至第７図と関連して次
に記述することゝする。第６図の上方の３つの波
形は軸エンコーダ２０の出力を示している。詳細
にはエンコーダ２０はＡ及びＢで示されている矩
形出力の方形波信号を出しており、各々は0.4度
の軸回転の周期を有しているが軸の回転にして
0.1度に対応する分だけ位相がずれている。エン
コーダ２０はまた回転毎に一つのパルスの“ゼ
ロ”出力パルスを出している。

第４図には、ピストンTDC位置の両サイド、
即ちTDC位置の前後におけるクランクシヤフト
角度位置に関してのトランシーバ８８（第１図）
でのマイクロ波信号１０４が図示されている。こ
のマイクロ波信号の特徴は、TDCの両サイドに
複数個の共鳴があつて、しかも均一の比較的鋭い
共鳴を含んでいて、この鋭い共鳴によつてピスト
ンがTDC位置に近づく時の比較的静かな期間が
囲まれているというところにある。理論的には、
TDCの各サイドにおけるマイクロ波信号の共鳴
は相補的なもの、即ちクランク角度の関数として
互いに鏡像関係にある。後で詳細に記述するが、
２つの角度的に離れた相関ウインドに表われるよ
うなマイクロ波信号の角度的に離れた部分を比較
し、そして夫々のウインドに表われるマイクロ波
信号が相補的となる特別の角度を識別することに
よつてTDC角度を識別するのに、この現象が利
用されている。第４図にはまた、誘導ピツクアツ
プ９８によつて検知される点火事象又はプラグ１
４への点火信号が１０６において示されている。
本発明の重要な観点によれば、次に、点火事象又
は点火信号１０６が発生する角度位置が処理及び
制御ユニツト９６によつてエンコーダ２０からの
“ゼロ”信号と比較され、そして点火事象に先行
する予め選定された角度Ｂにおいて任意ゼロ位置
が設定される。このように任意ゼロは、エンコー
ダ“ゼロ”パルスから既知の角度即ち0.1度の角
度間隔のところに設定される。

次にマイクロ波信号（第４図）は、４つの連続
するエンジンサイクルにおいて任意ゼロ位置から
予め定めた走査角Ａにわたつて、処理及び制御ユ
ニツト９６（第１図）によつてサンプル・アン
ド・ホールド回路９２及びＡ／Ｄコンバータ９４
を通してサンプル値を取られる。かかるデータの
サンプリングは４つの連続する圧縮行程の間に行
なわれて排気弁の作動がマイクロ波の共鳴信号に
影響を与えないようにするのが好ましい。第５図
及び第６図を参照すると、エンコーダＡ及びＢ出
力によつて制御されたインターリーブ角度間隔で
連続するエンジンサイクル中にマイクロ波信号が
走査される。より詳細には補助ゼロ位置の設定に
続いての最初のエンジンサイクルにおいては、サ
ンプル・アンド・ホールド回路９２及びＡ／Ｄコ
ンバータ９４（第１図）によるマイクロ波信号の
走査は、エンコーダＡ出力（第６図）の後縁部に
よつて制御され、処理及び制御ユニツト９６にお
いて、任意ゼロ位置から始まる軸角度の0.4度の
間隔で、サンプル化されたマイクロ波信号振幅を
示すデジタル信号からなる第１のSCAN Ａデー
タブロツク１０８（第５図）を生成し、且つ記憶
する。次の圧縮行程において、任意ゼロ位置から
0.1度のところで始まると共に0.4度の間隔でのマ
イクロ波信号振幅を表わす第２の即ちSCAN Ｂ
データブロツク１１０が、エンコーダＢ出力（第
６図）の前縁部においてサンプル・アンド・ホー
ルド回路をトリガすることによつて生成される。
同様に、SCAN Ｃ及びSCAN Ｄのデジタルデー
タブロツク１１２，１１４（第５図）が夫々エン
コーダＡ出力の前縁部とエンコーダＢ出力の後縁
部とにおいてサンプル・アンド・ホールド回路を
トリガすることによつて、連続するエンジンサイ
クル中に生成される。このように、データ収集サ
イクルが終了すると、処理及び制御ユニツト９６
は、データブロツクSCAN ＡからSCAN Ｄ（第
５図）までに対して0.1度の間隔毎のクランク角
度におけるマイクロ波信号振幅を表わす全部でＮ
個のサンプル化され且つデジタル化されたデータ
信号を記憶として持つことになる。データの収集
は軸角度によつてトリガされ、それ故本質的には
時間に依存しないことに気付くであろう。

SCAN ＡからSCAN Ｄまでのデータブロツク
１０８―１１４は次に処理及び制御ユニツト９６
内で再構成されて、前に述べた任意ゼロ位置から
の全範囲Ａにわたつて0.1度毎に増加する軸の回
転につれてのマイクロ波信号の振幅に対応する一
連のデジタルデータ信号から成る列データブロツ
ク１１６を提供することになる。第５図で概略的
に図示された列データブロツク１１６は、それ故
Ｎ個の連続したマイクロ波信号振幅のサンプル値
から成る。注目すべきことは、使用されている特
殊な処理及び制御ユニツトでは、単一のデータ走
査で0.1度の角度増加毎にデータをサンプル化す
ることができないので、こゝで記述した本発明の
実際の実施例においては４つの連続するデータ走
査を使用してその後にデータの再構成作業をする
ことが必要となつていることである。このような
データサンプリング技術には特別に何も利点があ
るとは考えられず、前に述べた処理及び制御ユニ
ツトをより強力なユニツトで置き換えるか又は入
力バツフア等を追加すれば単一のサンプリング走
査を使うことができるであろう。

TDC位置の測定における次の段階として、連
続するデータブロツク１１６はフイルタを通して
４つの連続するデータ走査の不整合による高周波
ノイズを除去し、夫々のデータ走査信号間の如何
なる直流シフトをも除去し、そして共鳴信号の高
周波成分を除去することになる。このことは処理
及び制御ユニツト９６内において従来一般のデジ
タルフイルタの手法を適用することによつて達成
される。フイルタを通つたデータは次に本発明に
従つて相関されてTDC位置を識別する。このこ
とは、処理及び制御ユニツト９６内で、長さにお
いて各ｎ個のサンプル間隔があり互いにサンプル
の間隔WSの定まつた数だけ分離されている一次
及び二次の相関ウインド１２０，１２２（第４
図）を設定することによつて達成される。一次ウ
インド１２０は可変の数のサンプル間較TPだけ
任意ゼロ位置から離れている。次に、相関ウイン
ド１２０，１２２内のデータ信号が、TPを変更
して比較される。次に、ウインド１２０，１２２
内のデータ信号の組合せが実質的に相補的である
ような特別の数の間隔TP（TDC）が同定され
る。それからTDCが精度良く位置決めされる。

以上述べたようにして一旦TDC角度が同定さ
れてしまうと、次にTDC角度から点火角度Ｂを
差し引くことによつてTDC角度に対する点火事
象１０６の関係が得られる。この結果は次にスイ
ツチ１００（第１図）に入いる所望の点火角度と
比較され、前に述べたように如何なる誤差も１０
２で表示される。そしてオペレータは分配器１２
を調節して表示された誤差信号を最小にするか又
は除去することができる。以上本発明を従来ガソ
リン即ち点火タイプのエンジンに適用した例につ
いて記述した。かゝる適用例では、マイクロ波周
波数は10ギガヘルツが好ましい。分解精度は軸エ
ンコーダ２０の分解度の関数であり、こゝで記述
した実施例では0.1度である。

監視されるエンジンが車両に組み込まれた後で
あつたり、また軸エンコーダ２０のエンジンへの
装着が不都合であつたり不可能である既存の試験
スタンドのような他の適用例にも本発明を用い得
ることが期待される。

第７図には、本発明の基本的な実施例をかかる
適用で用いるように変更した例が示されている。
第７図を参照すると、従来のエンジン上にエンジ
ンを始動モータ（図示せず）に連結する目的で設
けられたリングギア１３２（第１図及び第７
図）、又は試験スタンド上に永久的に装着され且
つ駆動軸に対して正確に連結されたギアに隣接し
て、可変フラツクス感応の磁気ピツクアツプ１３
０が取り外し可能に装着されている。ピツクアツ
プ１３０が電子回路に接続されて矩形のＡ及びＢ
出力を与えて前に述べたエンコーダ出力の代わり
をなし、そしてまた一回毎に一パルスを“ゼロ”
信号に与える。より詳細には、ピツクアツプ１３
０は増幅器１３４を介して位相固定されたサーボ
ループ１３６に接続されている。

ループ１３６はプログラム可能なカウンタ１３
８へ出力を与えており、このカウンタはオペレー
タ可変のプログラミングスイツチ１４０からの制
御入力を受けている。好ましくは、スイツチ１４
０は、矩形波発生器１４２に対する位相固定ルー
プ１３６の出力が、リングギア１３２の一回転当
り可能な限り1800パルスに接近するように設定さ
れる。矩形波発生器１４２は前に述べたようにＡ
及びＢのエンコーダ出力信号を発生するが、この
信号はリングギア１３２の各回転を、夫々長さに
して約0.1度の3600の分離した角度間隔にまで共
に効果的に減少している。増幅器１３４はまた第
二のプログラム可能なカウンタ１４４に接続され
ているが、このカウンタはプログラミングスイツ
チの第二のセツト１４６からの制御入力を受け入
れている。ゼロパルス発生器１４８はカウンタ１
４４からの入力と発生器１４２からの制御入力と
を受け入れ、出力としてリングギア１３２の一回
転毎に一つのパルスの割合で“ゼロ”出力を出し
ている。スイツチ１４０，１４６は手動又は自動
で制御することができる。

これまでの記述から、本発明は従来技術のマイ
クロ波エンジンタイミング技術に優る数多くの利
点を有していることがわかるであろう。例えば、
本発明はマイクロ波共鳴の振幅を監視すると共に
この振幅に応答し、それ故軸角度に関して、ピス
トン位置に応答し、更に本質的に時間に依存して
いない。それ故、低速度エンジンの振動に関する
問題を除去するためには650を越え850RPMま
で、そして特に1000RPM以上で駆動されるエン
ジン速度が好ましいとはいつても、一定のエンジ
ン速度を維持する必要はない。

それに加えて、本発明はガソリンエンジンに関
連して詳細に記述されたが、その最も広い観点で
の本発明はデイーゼルエンジンにおいても等しく
有用であることは明らかであろう。通常のデイー
ゼルエンジンでは、マイクロ波プローブはシリン
ダの上側部分におけるグロープラグに置き換え可
能であり、10ギガヘルツのオーダーのマイクロ波
周波数が採用可能である。いわゆる分割チヤンバ
デイーゼルエンジンに対しては、プローブは渦巻
チヤンバ内のグロープラグと置き換わり、そして
13乃至16ギガヘルツのオーダーの一層高いマイク
ロ波周波数が採用されてその結果マイクロ波の放
射は主チヤンバ内へ伝播してピストン位置に応答
することができる。別のタイプのデイーゼルエン
ジンでは、装着された燃料噴射弁が採用すること
ができ、その結果燃料噴射時のクランク角度はピ
ストンTDCに関連することができる。渦巻きチ
ヤンバ内の照明のような燃料点火又はシリンダ圧
力（ガソリン又はデイーゼルエンジンに対して）
を示す他の事象もまた利用することができる。

前に指摘したように、本発明は、エンジン組立
体において特別に組み立てられた冷態試験台か、
又は第７図の変更例を利用して既存の試験台に採
用することができる。本発明はその最も広い観点
からして熱態試験台又は自動車にエンジンを装着
したサービス環境に用いることができる。デイー
ゼルエンジンに対しては、一旦エンジンが暖まれ
ばグロープラグは不必要であり、それ故グロープ
ラグをマイクロ波プローブと置き換えてもエンジ
ンの作動に何ら影響を与えるものではない。ガソ
リンエンジンに対しては、前に言及したメルロ特
許に開示されている装置を利用している点火プラ
グか又はマイクロ波信号を点火プラグ本体に連結
するための他の適当な手段を介して、マイクロ波
信号をシリンダ内に注入することができる。

以上述べた装置を利用すれば、本発明は７秒以
下でTDC角度を識別することができ、この時間
は従来技術における分のオーダーの必要な時間と
は対照的なものである。このように本発明は大量
生産ベースでもありアルタイムでエンジンの迅速
且つ正確なタイミングを取るのに採用することが
できる。