JPS63120865A - エンジンの点火タイミング調整方法および装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンの点火タイミング調整方法および装置
に関するものであり、−層詳細には、エンジンを構成す
る回転体に点火時期調整用のタイミングマークを設け、
シリンダーブロック等に設けられた基準マークと前記の
タイミングマークを合致させることによりディストリビ
ュータを調整し、エンジンの点火タイミングを調整する
ためのものであって、視覚センサを用いて前記タイミン
グマークと基準マークを撮像し、これにより得られた画
像情報から該タイミングマークと基準マークとの位相差
を検出し、この位相差に基づいてロボットハンドを制御
してディストリビュータを調整し、エンジンの点火タイ
ミングの調整を自動的に行うことを可能とする調整方法
および装置に関するものである。

ガソリンエンジン等の内燃機関においては、エンジンの
点火時期をピストン位置の上死点位置に対応して調整す
ることが行われる。一般にピストンの上死点位置に対応
してディストリビュータの点火時期を調整する方法とし
て、フライホイール等のエンジンを構成する回転体に位
置調整用の第１のマークを設け、シリンダーブロック等
に設けられた基準としての第２のマークと前記位置調整
用第１マークを合致させるべく組立作業を行う方法が用
いられている。この場合、前記の第１のマークと第２の
マークとの一致は目視によって行われているのが現状で
ある。

このような調整方法は、例えば、実公昭筒５１−７３６
３号公報等に詳述されているが、■　目視する角度が微
小量ずれた場合に読取精度にバラツキが生じる。

■　目視する際にエンジンの振動の影響により読取精度
にバラツキが生じる。

■　マークを合わせるための専用の治具を必要ｌする。

■　計量化された品質管理データを得ることが出来ない
。

等の不都合を有している。このため、エンジンの組立ラ
インでの点火タイミングの調整作業の自動化が妨げられ
ていた。

本発明はこれらの不都合を解消すべくなされたものであ
って、エンジンの回転体に点火時期調整用のタイミング
マークを設け、シリンダーブロック等に設けられた基準
マークと前記のタイミングマークを合致させることによ
りディストリビュータを調整し、エンジンの点火タイミ
ングを調整するものであって、視覚センサを用いて前記
タイミングマークと基準マークを撮像し、これにより得
られた画像情報から該タイミングマークと基準マークの
位相差を検出し、この位相差に基づいてロボットハンド
を制御することによりディストリビュータを調整し、こ
れによってエンジンの点火タイミングの調整を自動的に
行うことが可能な方法および装置を提供することを目的
とする。

前記の目的を達成するために、本発明はシリンダーブロ
ックに設けた基準マークと、エンジンの回転体に設けら
れた点火時＊Ａ　８！整用のタイミングマークを合致さ
せることによりディストリビュータの点火時期を調整す
るエンジンの点火タイミング調整方法であって、ディス
トリビュータパルスに同期して前記基準マークと点火時
期調整用タイミングマークとを撮像する第１のステップ
と、前記撮像された基準マークと点火時期調整用のタイ
ミングマークの画像情報を処理して両マークの位相差を
検出する第２のステップと、前記基準マークと点火時期
調整用タイミングマークの位相差に基づいてディストリ
ビュータ調整用のロボットハンドを所定量駆動する第３
のステップとからなることを特徴とする。

さらに、本発明はシリンダーブロックに設けた基準マー
クとエンジンの回転体に設けられた点火時期調整用のタ
イミングマークを合致させることによりディストリビュ
ータの点火時期を調整するエンジンの点火タイミング調
整装置であって、ディストリビュータパルスに同期して
前記基準マークと点火時期調整用のタイミングマークを
撮像する視覚センサと、前記視覚センサにより撮像され
た前記基準マークと点火時期調整用タイミングマークの
画像情報を処理して両マークの位相差を検出する画像処
理装置と、ディストリビュータを調整するためのロボッ
トハンドと、前記画像処理装置からの位相差情報に基づ
いて前記ロボットハンドの動作を制御するロボット制御
装置とからなり、前記画像処理装置において検出された
前記基準マークと点火時期調整用タイミングマークとの
位相差に基づいて前記ロボット制御装置により前記ロボ
ットハンドを所定量駆動し、ディストリビュータの調整
を行うよう構成することを特徴とする。

次に、本発明に係るエンジンの点火タイミング調整方法
についてそれを実施する装置との関係において好適な実
施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。

先ず、第１図に本発明に係るエンジンの点火タイミング
調整方法を実施するための調整装置の概略構成を示す。

このエンジン点火タイミング調整装置はエンジンのシリ
ンダーブロック１０に設けられた基準マーク１２と、エ
ンジンの回転体であるフライホイール１４に設けられた
点火時期調整用タイミングマーク１６を撮像する視覚セ
ンサ１８を有している。参照符号２０は撮像用のストロ
ボを示し、これは後述するエンジン点火用のディストリ
ビュータ３０からのディストリビュータパルスに同期し
て発光し、視覚センサ１８により基準マーク１２と、点
火時期調整用タイミングマーク１６の撮像を行うもので
ある。参照符号２４ば画像処理装置であって、ディスト
リビュータ３０からのディストリビュータパルスをタイ
ミング信号として、視覚センサ１８で撮像された前記基
準マークとタイミングマークの画像信号を取り込み、２
値化処理を行って画像メモリに蓄え、両マークの位相差
を検出するための画像処理を行う。参照符号２６はロボ
ットハンド２８の動作制御を行うロボットハンド制御装
置を示し、画像処理装置２４で得られた基準マーク１２
と点火時期調整用タイミングマークエ６の位相差に基づ
いてロボットハンド２８を所定量駆動し、ディストリビ
ュータ３０の進角、遅角の調整を行うよう機能する。な
お、参照符号３２はエンジンのシリンダーを示し、同３
４はピストンを示し、さらに同３６は点火プラグを示し
ている。

第２図は、基準マーク１２および点火時期調整用タイミ
ングマーク１６を示す部分斜視図である。

この場合、基準マーク１２はシリンダーブロック１０に
突出して設けられたピン状の突起で構成され、点火時期
調整用タイミングマーク１６はフライホイール１４に刻
印された溝で形成され、前記タイミングマーク１６は上
限マーク１６ａおよび下限マーク１６ｂを含む。

本発明に係るエンジン点火タイミング調整装置は概略は
以上のように構成されるものであって、以下にその動作
並びに調整方法について説明する。

シリンダーブロック１０に設けられた基準マーク１２に
対してフライホイール１４に設けられる点火時ＭＵｆ４
整用タイミングマーク１６は所定のシリンダー３２を構
成するピストン３４が上死点位置にある時に前記基準マ
ーク１２に合致するように形成されている。従って、デ
ィストリビュータ３０’からのディストリビュータパル
スに同期してストロボ２０を発光させ、視覚センサ１８
を介して基準マーク１２および点火時期調整用タイミン
グマーク１６を撮像することによって、基準マーク１２
、点火時期調整用タイミングマーク１６の画像が得られ
ることになる。これは、エンジンの運動速度に対して視
覚センサ１８であるＣＣＤカメラ等の視覚カメラの撮像
時間が遥かに短いという特性を利用し、静止画像情報と
して、基準マーク１２と点火時期調整用タイミングマー
ク１６の画像情報を得るものである。

ディストリビュータ３０からのディストリビュータパル
スは同時に画像処理装置２４に送られ、当該画像処理装
置２４は視覚センサ１８で撮像された基準マーク１２、
点火時期調整用タイミングマーク１６の画像信号を取り
込み、２値化処理を行って画像メモリに蓄え、両マーク
の位相差を検出する。画像処理装置２４によって得られ
た基準マーク１２と点火時期調整用タイミングマーク１
６との位相差はロボットハンド制御装置２６に送られる
。ロボットハンド２８はディストリビュータ３０の進角
あるいは遅角調整を行うためのものであって、ロボット
ハンド制御装置２６は前記画像処理装置２４からの位相
差の情報に基づいて、所定量ロボットハンド２８を駆動
し、ディストリビュータ３０の進角、遅角調整を行う。

次に、本発明に係るエンジンの点火タイミングの調整方
法および装置についてさらに詳細に説明する。

第３図は本発明に係るエンジンの点火タイミング調整装
置の詳細な構成を示す図であり、第１図と同一構成要素
には同一符号を付して示している。

そこで、画像処理装置２４はＣＣＤカメラ等の視覚セン
サ１８によって撮像された基準マーク１２および点火時
ＴＩＪ１調整用マーク１６の画像信号をアナログ信号か
らデジタル信号に変換し、２値化する画像入力部３８と
、前記画像入力部３８によって２値化された画像情報を
蓄える画像メモリ４０と、この画像メモリ４０に蓄積さ
れた画像情報を表示装置４２に図形表示するための入出
力インタフェース４４とを含み、さらに画像処理のため
のデータを格納するランダムアクセスメモリ４６と、ロ
ボットハンド制御器！２６に画像処理の結果、すなわち
、基準マーク１２と点火時期調整用タイミングマーク１
６との位相差の情報を電送するための電送インタフェー
ス４８を含む。この場合、参照符号５０はマイクロプロ
セッサ（ＣＰ　Ｕ）であり、参照符号５２は処理プログ
ラム、制御プログラムが格納されたリードオンリーメモ
リであって、各部の動作および画像情報の処理はリード
オンリーメモリ５２に格納されたプログラムに従ってマ
イクロプロセッサ５０によって行われる。

ロボットハンド制御装置２６は画像処理装置２４から電
送される基準マーク１２と点火時期調整用タイミングマ
ーク１６との位相差の情報を受信する電送インタフェー
ス５４と、この位相差の情報を一時記憶するためのラン
ダムアクセスメモリ５６と、プリンタ５８に調整結果デ
ータを出力するための入出力インタフェース６０を備え
ている。

参照符号６２は画像処理装置から得た位相差の情報をパ
ルス換算して入力されるパルスを計数し、デジタルアナ
ログ変換器６４に出力する位置制御器であり、デジタル
アナログ変換器６４の出力、すなわち、アナログ電圧は
比較器６６に入力され、サーボモータドライブ６８を介
してロボットハンド２８を駆動するサーボモータ７０に
出力される。そして、その位相差に応じて所定量ロボッ
トハンド２８が駆動され、ディストリビュータ３０の進
角、遅角調整が行われる如く構成されている。サーボモ
ータ７０にはパルスエンコーダ７２が設けられており、
該サーボモータ７０の回転量はこのパルスエンコーダ７
２により検出され、位置制御器６２にフィードバックさ
れる。また、パルスエンコーダ７２の出力は周波数電圧
変換器７４に速度情報としてフィードバックされ、周波
数電圧変換器７４によりパルスの周波数を積分化したア
ナログ電圧に変換されて、比較器６６に入力され、サー
ボモータ７０のフィードバック制御が行われる。

ここで、参照符号７６はマイクロプロセッサ（ＣＰ　Ｕ
）であり、参照符号７８は処理プログラム、制御プログ
ラムが格納されたリードオンリーメモリであって各部の
動作はこのリードオンリーメモリ７８に格納されたプロ
グラムに従ってマイクロプロセッサ７６によって行われ
る。

また、第３図において、線８０は第１図に示すディスト
リビュータ３０からのディストリビュータパルスの送信
線であり、ストロボ２０に伝達されて視覚センサ１８に
よる撮像が同期して行われると共に、画像処理措置２４
にも伝達され、画像処理が開始される。また、参照符号
８２はエンジンの回転体駆動用モータを示す。

本発明に係るエンジンの点火タイミング調整方法を実施
するための装置は基本的には以上のように構成されるも
のであって、以下、その作用並びに効果について詳細に
説明する。

視覚センサ１８の撮像タイミングは（例えば、シリンダ
ー３２の圧力センサ（図示せず）に同期してディストリ
ビュータ３０より発生されるディストリビュータパルス
に同期してストロボ２０を発光させて行われ、シリンダ
ーブロック１０に設けられた基準マーク１２、フライホ
イール１４に設けられた点火時期調整用タイミングマー
ク１６が撮像される。この時、エンジン運動速度に比べ
ＣＯＤカメラ等の視覚カメラ　（視覚センサ１８）のチ
ャージング時間は極めて短かく、両マークの画像は静止
画像信号として画像処理装置２４に入力される。画像入
力部３８では視覚センサ１８からの画像信号をアナログ
デジタル変換し、２値化して画像情報として画像メモリ
４０に蓄積する。

一方、ランダムアクセスメモリ４６には予め基準マーク
１２および点火時期調整用タイミングマーク１６を判定
するための各種の条件を示すデータが格納されており、
画像メモリ４０に蓄積された画像情報がこの条件に合致
しているかが判定され、基準マーク１２および点火時期
調整用タイミングマーク１６の認識が行われる。

次に、画像メモ１月０に蓄積された画像情報はＣＲ７表
示装置４２に表示され、基準マーク１２に合わせてウィ
ンド８４が設定され、ウィンド８４内に点火時期調整用
タイミングマーク１６が有るか否かが判定される。さら
に、上限マーク１６ａと下限マーク１６ｂ　（第２図参
照）の間に基準マーク１２が存在しているか否かが判定
される。これらの判定が良であれば、基準マーク１２お
よび点火時期調整用タイミングマーク１６の画素数から
夫々の中心位置が算出され、両マークの中心位置が一致
しているか否かの判定が行われる。若し、両マークの中
心位置が一致していなければ、求められた両マークの中
心位置間の画素数がカウントされ、１画素当たりの位相
量とカウントした画素数とから、両マークの中心間の位
相差が算出され、この位相差データが、電送インクフェ
ース４８を介してロボットハンド制御装置２６に転送さ
れる。

ここで、第４図は本発明に係るエンジン点火タイミング
調整方法の概略を示すフローチャートであり、第５図は
第４図のフローチャートにおける基準マーク１２および
点火時期調整用タイミングマーク１６の判定並びに両マ
ークの位相差を求める処理ステップ（第４図、５ＴＰ２
）を示すフローチャートである。

すなわち、本発明によるエンジン点火タイミング調整方
法は以上説明したように、ディストリビュータパルスに
同期して視覚センサ１８により基準マーク１２、点火時
期調整用タイミングマーク１６を撮像し、画像処理装置
２４に画像情報として取り込み（第４図、５ＴＰＩ）、
画像処理装置２４によりこの画像情報を処理し、基準マ
ーク１２および点火時期調整用タイミングマーク１６を
判別し、両マークの中心位置を夫々求めてこの中心位置
の差、すなわち、両マークの位相差を求める（第４図、
５ＴＰ２）。次いで、この位相差情報をロボットハンド
制御装置２６に送り、ロボットハンド２８を位相差に対
応して所定量駆動することによりディストリビュータ３
０の進角、遅角を調整する（第４図、５ＴＰ３）もので
ある。

基準マーク１２および点火時期調整用タイミングマーク
１６の判定と中心位置の算出は第５図のフローチャート
に示す処理手順に従って行われる。

すなわち、画像処理装置２４に画像情報が取り込まれる
と、先ず、ウィンドの設定を行い（ＳＴＰａ）　、次い
で、ウィンド内の画像情報からマークの有無が判定され
る（ＳＴＰｂ）。ステップＣからステップｆは基準マー
ク１２の判定と、その中心位置の算出手順であり、ステ
ップｂによって得られたマークについて、先ず、基準マ
ーク１２として予め設定された最小値と最大値との間に
あるか否かが判定される（ＳＴＰｃ）。

マークが基準マーク１２として設定された大きさである
と、ステップｄおよびステップｅによりマークの左右の
端がウィンドの左右の端にかかっているか否かが判定さ
れる。上記の最大値、最小値等の判定条件はランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）４６に予め記憶されているもの
である。

当該マークがこれらの判定条件により基準マーク１２で
あると判定されると、次に、マークの画素数から中心画
素を求め、その座標が基準マーク１２の中心位置として
求められる（ＳＴＰｆ）。

次に、点火時期調整用タイミングマーク１６の判定と中
心位置の算出が行われる。この処理はステップｇ乃至ス
テップｊに示されている。すなわち、基準マーク１２の
場合と同様に、マークが予め設定された最大値と最小値
の間にあるか否かが判定される（ＳＴＰｇ）。次いで、
マークの横方向、縦方向の大きさが求められ、その比が
予め設定された値以上であるか否かが判定される（ＳＴ
Ｐｈ）。次に、マークの数が予め定められた数の範囲に
あるか否かが判定される（ＳＴＰｉ）。これらの判定条
件は基準マーク１２の場合と同様にＲＡＭ４６に予め記
憶されている。以上のステップによりマークが点火時期
調整用タイミングマーク１６であると判定されると、ス
テップｊによりその中心座標が求められる。

以上の処理手順から基準マーク１２および点火時期調整
用タイミングマーク１６の中心位置が求められると、ス
テップｋにおいて両マークの中心位置の差、すなわち、
両マークの位相差が算出され、ロボットハンド制御装置
２６に送出される。

上記の位相差データはインタフェース５４を介してラン
ダムアクセスメモリ５６に一時格納され、リードオンリ
ーメモリ７８の処理プログラムの制御のもとにパルス換
算されて位置制御器６２に入力される。位置制御器６２
では、入力されるパルス（すなわち、換算された位相差
データ）数をカウントし、デジタルアナログ変換器６４
に出力する。このデジタルアナログ変換器６４において
、位相差データに応じたアナログ電圧信号が発生され、
比較器６６を介してサーボモータドライブ６８に伝達さ
れ、ロボットハンド駆動用のサーボモータ７０が駆動さ
れる。

サーボモータ７０の回転は当８亥サーボモータ７０に直
結したパルスエンコーダ７２により検出され、位置信号
はフィードバックされて位置制御器６２に入力される。

位置制御器６２においては、フィードバックされたサー
ボモータ７０の回転量と、目標値（位相差データをパル
ス換算し、パルス数をカウントした値）との照合が行わ
れ、目標値まで達していなければ、さらにサーボモータ
７０の回転量と目標値との差分のパルス量を出力し、さ
らにサーボモータ７０を駆動する。

一方、パルスエンコーダ７２の出力は周波数電圧変換器
７４に入力され、パルスの周波数を積分化したアナログ
電圧に変換され、速度信号として比較器６６にフィード
バックされる。そして、比較器６６でデジタルアナログ
変換器６４から入力されるサーボモータ７０の回転量の
差分の電圧とが比較され、すなわち、電圧レベルの和お
よび位相の照合が行われ、サーボモータドライブ６８に
出力される。この出力によりサーボモータ７０が駆動さ
れることになる。

このサーボモータ７０の回転はロボットハンド２８に伝
達され、ディストリビュータ３０を回転させ、点火時期
の進角、遅角調整が行われる。この位相差データ等の調
整データ並びに調整結果等はインタフェース６０を介し
てプリンタ５８に出力され、品質管理データとして記録
される。

以上説明したように、本発明によれば、シリンダーブロ
ックに設けられた基準マークと、エンジンの回転体に設
けられた点火時期調整用のタイミングマークを合致させ
ることにより、ディストリビュータの点火時期を調整す
るためのものであって、ディストリビュータからのディ
ストリビュータパルスに同期して視覚センサによって前
記両マークを撮像し、画像処理装置において、前記撮像
された画像情報を処理して両マークの位相差を検出し、
この位相差に基づいてロボットハンド制御装置を介して
モータの駆動制御を行い、ロボットハンドを所定量駆動
し、ディストリビュータの調整を行う。従って、基準マ
ーク、点火時期調整用タイミングマークの検出が自動的
に行え、目視により両マークの検出を行う必要がなくな
り、検出精度にばら付きを生じることがない。また、測
定時のエンジンの振動による影響を極めて小さくするこ
とが出来、検出精度のばら付きを減少させることが出来
るという利点を有する。さらに、ロボット制御装置、画
像処理装置における調整データ、調整結果はプリンタか
らの出力として記録することが出来、計量化されたデー
タに基づき品質管理を達成するために有効であるという
結果を奏する。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジン点火タイミング調整装置
の概略構成を示す図、 第２図は基準マークと点火時期調整用タイミングマーク
を示す部分斜視図、 第３図は本発明に係るエンジン点火タイミング調整装置
の詳細な構成を示す説明図、第４図は本発明に係るエン
ジン点火タイミング調整方法を説明するための概略フロ
ーチャート、 第５図は第４図のエンジン点火タイミング調整方法のさ
らに詳細な処理手順を示すフローチャートである。 １０・・・シリンダープロツク１２・・・基準マーク１
４・・・フライホイール　　１６・・・タイミングマー
ク１８・・・視覚センサ　　　　２０・・・ストロボ２
４・・・画像処理装置 ２６・・・ロボットハンド制御装置 ２８・・・ロボットハンド　　３０・・・ディストリビ
ュータ３２・・・シリンダー　　　　　３４・・・ピス
トン３６・・・点火プラグ ＦＩＧ、１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダーブロックに設けた基準マークと、エン
   ジンの回転体に設けられた点火時期調整用のタイミング
   マークを合致させることによりディストリビュータの点
   火時期を調整するエンジンの点火タイミング調整方法で
   あって、ディストリビュータパルスに同期して前記基準
   マークと点火時期調整用タイミングマークとを撮像する
   第１のステップと、前記撮像された基準マークと点火時
   期調整用のタイミングマークの画像情報を処理して両マ
   ークの位相差を検出する第２のステップと、前記基準マ
   ークと点火時期調整用タイミングマークの位相差に基づ
   いてディストリビュータ調整用のロボットハンドを所定
   量駆動する第３のステップとからなることを特徴とする
   エンジンの点火タイミング調整方法。
2. （２）シリンダーブロックに設けた基準マークとエンジ
   ンの回転体に設けられた点火時期調整用のタイミングマ
   ークを合致させることによりディストリビュータの点火
   時期を調整するエンジンの点火タイミング調整装置であ
   って、ディストリビュータパルスに同期して前記基準マ
   ークと点火時期調整用のタイミングマークを撮像する視
   覚センサと、前記視覚センサにより撮像された前記基準
   マークと点火時期調整用タイミングマークの画像情報を
   処理して両マークの位相差を検出する画像処理装置と、
   ディストリビュータを調整するためのロボットハンドと
   、前記画像処理装置からの位相差情報に基づいて前記ロ
   ボットハンドの動作を制御するロボット制御装置とから
   なり、前記画像処理装置において検出された前記基準マ
   ークと点火時期調整用タイミングマークとの位相差に基
   づいて前記ロボット制御装置により前記ロボットハンド
   を所定量駆動し、ディストリビュータの調整を行うよう
   構成することを特徴とするエンジンの点火タイミング調
   整装置。