JPH10184434A - Control system - Google Patents
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- JPH10184434A JPH10184434A JP9265621A JP26562197A JPH10184434A JP H10184434 A JPH10184434 A JP H10184434A JP 9265621 A JP9265621 A JP 9265621A JP 26562197 A JP26562197 A JP 26562197A JP H10184434 A JPH10184434 A JP H10184434A
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- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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- 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
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- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements
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- F01L2820/042—Crankshafts position
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- 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)
Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for detecting rotational characteristics of a mechanical member, and more particularly, but not exclusively, to a sensor device for detecting rotational characteristics of an engine crankshaft.
【０００２】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION With the advent of electronically controlled internal combustion engines, devices for detecting the rotation of the engine crankshaft are becoming increasingly common. For example, the crankshaft angular position or "crank angle" is often sensed to control fueling, ignition and exhaust to the engine. Engine speed, as indicated by crankshaft rotational speed, is an important factor in various engine control system plans. For example, US Pat. No. 5,476,082 to Carpenta et al., US Pat. No. 5,361,630 to Kowalski and US Pat. No. 4,936,277 to Düssie et al. Quoted as source.
【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。[0003] In order to meet the increasing stringent standards imposed on vehicles with internal combustion engines,
The crank angle needs to be measured at a high altitude. One way to provide the required accuracy is to use a sensor and reference member that rotates with the crankshaft adjacent to the sensor.
er). The sensor is configured to detect rotation of the reference member.
【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。One type of detection system has a reference member with several angularly spaced indicators or "angle marks" configured to change the magnetic field along the perimeter. As each of these indicators moves through the sensor, the sensor detects a corresponding variation in the magnetic field and generates a detection pulse. Varying the spacing of the indicators in a known manner will provide an index to the relative angular position of the crankshaft. Also, the percentage of these pulses can be used to determine the rotational speed of the crankshaft. U.S. Pat. No. 5,552,842 to Kotore et al., U.S. Pat. No. 5,469,823 to Otto et al., U.S. Pat. No. 5,460,134 to Otto et al., U.S. Pat.
No. 822 and U.S. Pat. No. 4,365,602 to Stiller et al. Will be cited as examples of various types of crank angle detection systems.
【０００５】[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。In one crank angle detection system, a reference desk is mounted on a transmission flywheel outside the engine. Unfortunately, such desk external mounting usually requires independent design efforts for each different type of transmission provided for a given engine design. For this reason, it is often desirable to provide a reference desk as part of the engine. However, in general, mounting the desk directly to the crankshaft requires an increase in crankshaft length to provide a suitable mounting location.
【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。US Pat. No. 5,361,630 to Kowalski
Discloses one attempt to solve this problem by integrally forming an indicator groove in the counterweight of the crankshaft, the groove serving as a rotating reference member. Unfortunately, this attempt still requires a major redesign of the crankshaft. Also, this integral counterweight design requires disassembly of the crankshaft if replacement or adjustment of the reference member is required.
【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。[0007] Thus, there is a need for a crankshaft rotation detection system that can be readily employed in different engine configurations. The present invention satisfies such a demand.
【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。Accordingly, one object of the present invention is to provide a sensor device for detecting the rotational characteristics of an engine crankshaft.
【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。Another object of the present invention is to provide a very accurate crank angle reference member for mounting on a crankshaft web without requiring extensive crankshaft redesign.
【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。It is a further object of the present invention to provide a multi-piece tone wheel from which a crankshaft web can be assembled and disassembled without disassembling the crankshaft.
【００１１】[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。In order to achieve the above objects and objects, the present invention has the following means.
【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。(A) An engine including a crankshaft having a plurality of crankshaft webs, the engine including the crankshaft configured to rotate about a rotational axis during operation of the engine. When,
(B) a first arcuate segment mounted on one of said crankshaft webs by at least one fastener to rotate together, said first arcuate segment extending about a first angle about a rotational axis; A first arcuate segment including an indicator; and (c) a sensor positioned proximate to the crankshaft, the sensor being responsive to a rotational characteristic of the crankshaft. A sensor configured to detect the indicator of claim 1, and (d) a controller operably connected to the engine, the sensor configured to generate a control signal as a function of the sensor signal. Responds to
A controller for operating the engine according to the control signal.
【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。[0013] Further objects, features, advantages and situations of the present invention will become apparent from the drawings and description set forth in detail herein.
【００１４】[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。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a better understanding of the principles of the present invention, reference is made to the embodiments illustrated in the drawings. Certain terms will be used herein to describe the embodiments. Nevertheless, it will be understood that the scope of the present invention is not limited by this embodiment. A variant of the device described here and yet another improvement,
It is understood that further applications of the principles of the present invention as set forth herein will generally occur to those skilled in the art to which the present invention pertains.
【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。FIG. 1 shows an internal combustion engine system 1 according to the present invention.
0 is shown. The system 10 includes an engine 20 with a block 22, a fuel supply subsystem 23, and a head / valve assembly 24. Engine 20
Further has an oil pan 26 and a cooling system represented by a radiator fan 28.
Preferably, engine 20 has six cylinders and is configured to operate four cycles.
However, other internal combustion engine configurations well known to those skilled in the art may be contemplated as well.
【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。The engine 20 drives a power train 30.
The power train 30 includes a transmission 32 and a drive shaft 34 that drives a load 36. This system 1
If 0 is used for the vehicle, the load 36 represents the drive shaft and wheels that engage the corresponding ground of the vehicle.
【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。The system 10 also includes a controller 40 that controls various operations of the engine 20.
The controller 40 is connected by a line 42 to the fuel supply subsystem 23. Preferably, the fuel supply subsystem 23 includes the engine 20 in a known manner.
Is an electrically controlled fuel pump mechanism for measuring the fuel supplied to the cylinders. Line 41 is the engine 20
4 illustrates the functional connection of the fuel supply subsystem 23 to the fuel supply subsystem. However, other fueling arrangements are also contemplated, including but not limited to individually activatable fuel injectors for each cylinder. In this alternative embodiment, each injector has a controller 4
Preferably, it is directly connected to 0.
【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。The controller 40 further has an input line 44 from a crankshaft sensor assembly 46. Among the operations controlled by the controller 40 are engine ignition, fueling, and exhaust. In part, these activations are controlled by providing appropriate activation signals to the fuel supply subsystem 23. As such, line 42 represents one or more signal paths between controller 40 and fuel supply subsystem 23. In addition to the crankshaft sensor assembly 46, the controller 40 is expected to accept input from other sensors, including an engine throttle (not shown). This detailed interface, and the controller system processes that will be performed by controller 40, are of a type known to those skilled in the art.
【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。The controller 40 can be an electronic circuit consisting of one or more components. Similarly, controller 40 can be comprised of digital circuits, analog circuits, or both. Controller 40 may also be a programmable, integrated machine, or a hybrid combination thereof. Preferably, however, the controller 40 is a microprocessor-based device of known construction.
【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。The engine block 22 defines a plurality of cylinder bores (not shown) with corresponding combustion chambers each configured to receive a piston assembly 50 in a known manner. Each piston assembly 50
Has a piston 52 and a connecting rod 54 pivotally mounted.
【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。The engine 20 includes a crankshaft 60 connected to each piston assembly 50. The crankshaft 60 includes a main shaft 62 which has crankshaft support journals 64a-64f which form a rotational support relationship with the engine block 22 in a known manner. Each connecting rod 5 of the piston assembly 50
4 are pivotally connected to the crankshaft 60 by respective corresponding connecting rod journals 66a-66f. The rod journal 66a has its opposite end pivotally connected to the crankshaft 60 by a pair of crankshaft webs 70a, 72a. Here, the crankshaft web 70a is pivotally connected to the crankshaft support journal 64a, and the crankshaft web 72a is connected to the crankshaft support journal 64b.
It is pivotally connected to Remaining rod journal 6
6b-66f and crankshaft webs 70b-70
f, 72b to 72f are the same as those of the crankshaft 60.
It is provided along. Furthermore, the crankshaft web 7
Oa-70f, 72a-72f are preferably configured as crankshaft counterweights. Crankshaft webs 70a-70f, 72a-72f and rod journals 66a-66f rotate about crankshaft support journals 64a-64f, such that crankshaft 60 rotates about axis of rotation R in a known manner. Have been.
【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。[0022] Tone wheel
80 is mounted on the crankshaft web 72a close to the sensor assembly 46. Preferably, tone wheel 80 and sensor assembly 46 are configured to provide sensor signals via input line 44 to controller 40 corresponding to the angular position of crankshaft 60. Further, controller 40 may be configured to derive rotational speed information from this signal. Preferably, this speed and position information is used by controller 40 to control engine operation in a manner known to those skilled in the art.
【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。Referring now to FIG. 2, there is shown a bottom view of the tone wheel 80 and the crankshaft web 72a in the engine 20. FIG. 2 shows additional details regarding the correlation of the tone wheel 80 and the crankshaft web 72a to the sensor assembly 46. The sensor assembly 46 is mounted on the wall 23a of the block 22.
It extends through a hole 21 formed therein. The sensor assembly 46 has a sensing end 47 adjacent to the tone wheel 80 and spaced a distance G therefrom. The sensor assembly 46 includes a Hall effect device (hall) positioned at the sensing end 47 to match the variation of the magnetic field or magnetic field.
effect device) 45. Also shown are mounting bolts 48 for mounting the sensor assembly 46 on the wall 23a. Sensor assembly 46 has a modular connector 49 for connecting to line 44. The tone wheel 80 rotates with the crankshaft web 72a, which then rotates so that the crankshaft 60 rotates. Preferably, interval G is relatively constant during rotation of crankshaft 60.
【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。Still referring to FIGS. 3 to 6, a more detailed structure relating to the structure of the tone wheel 80 and the crankshaft web 72a is shown. Tone wheel 8
0 is generally formed in a circular ring shape having an inner diameter R1 as shown in FIG. Tone wheel 80
Has a first arcuate ring segment 82 and a second arcuate ring segment 92. Each arcuate ring segment 82, 92 defines a corresponding number of peripheral teeth 83, 93. These peripheral teeth are generally uniformly spaced 84, 9
4 are spaced from each other by a predetermined angle. These teeth 83, 93 have substantially the same general dimensions and shape. Similarly, each interval 84, 9
4 have substantially the same dimensions and directions. as a result,
As shown in FIG. 3, each tooth of the tone wheel 80 is disposed apart from the adjacent tooth by a separation angle A1. Also, the minimum outer diameter of the tone wheel 80 corresponding to the spacing 84, 94 of the tone wheel 80 is indicated by a radius R2, and the maximum outer diameter of the tone wheel 80 corresponding to the teeth 83, 93 is defined by a radius R3. It is shown. The segment 82 further defines an allocation interval or index gap 85 corresponding to the allocation of the angle A2, as shown in FIG.
【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。The crankshaft web 72a is connected to the peripheral portion 7
6 has a surface 74a. This face 7
4a is a recess 7 for receiving the tone wheel 80.
7 and a plurality of threaded mounting holes 78 for mounting the tone wheel 80. Since the axis of rotation R is perpendicular to the plane of FIGS. 3 to 5, this axis of rotation R is represented in these figures by a pivot point P. The vertical axes X and Y intersect at the point P and extend therefrom. Clearly, surface 74a is asymmetric about pivot point P, axis R, axis X and axis Y. The web 72a further has a surface 74b. This surface 74b is located on the surface of the web 72a opposite to the side surface having the surface 74a. The surface 74b is shown in FIGS.
And are similarly asymmetric.
【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。The segment 82 has a mounting hole 86. Similarly, segment 92 has a mounting hole 96. These mounting holes 8 of the tone wheel 80
6, 96 are configured to align with corresponding threaded mounting holes 78 in crankshaft web 72a. Once aligned, screws 88 and 98 are
6, and screwed into the hole 78 and the tone wheel 80 is mounted on the crankshaft web 72a as shown in FIG. Once mounted, the tone wheel 80 has a generally circular ring shape that follows a generally circular path around the crankshaft 60. Segment 8
2 includes an end 93a mounted on the crankshaft web 72a, an end 93b mounted on the crankshaft web 72a, and an intermediate arcuate portion 93c positioned between the ends 93a and 93b. And
This arcuate portion 93c extends through the periphery 76 of the counterweight 72a. This multi-part construction of the tone wheel 80 allows the segments 82, 92 to be mounted on the crankshaft 60 without the need to disassemble the crankshaft 60 or to pass through the end of the crankshaft to assemble or remove a reference member. It is possible to enclose parts. Surrounding the crankshaft makes it easier to provide a high resolution allocation to crankshaft position.
【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。Referring to FIG. 6, segments 82, 92
The inclined mounting surfaces 81, 91 corresponding to are illustrated. The angle of inclination of these surfaces is preferably between about 20 ° and 2 °.
A range of 5 °, but will vary as would occur to those skilled in the art. The angular orientation of a representative mounting hole 86 in segment 92 is shown as forming an angle A3 with respect to an axis parallel to the axis of rotation R. Preferably, this angle A3 is approximately equal to the tilt angle.
【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。In one preferred embodiment of the tone wheel 80, the separation angle A1 is not greater than 25 °,
The allocation angle A2 is at least 25 times greater than the angle A1.
%, Which provides accurate altitude accurate rotation of crank angle and speed. In this embodiment, the path S1 is at least 180 ° around the point P.
And the path S2 extends over an angle no greater than 180 ° about point P, where these angles are the radius of rotation about point P from one end of each segment 82, 92 to the other. Equal to the angle to be wiped by.
【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。In the more preferred embodiment shown in FIGS. 1-6, angle A1 is about 10 degrees and angle A2 is about 20 degrees.
°, about 27 approximately equally sized teeth 83 are defined by segments 82, and about 8 approximately equally sized teeth 93 are defined by segments 92.
In this more preferred embodiment, around point P, S1 spans an angle of about 280 ° and S2 spans an angle of about 80 °.
【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。In operation, the sensor assembly 46 provides a magnetic field, and the Hall effect device generates an electronic signal corresponding to the change in the magnetic field. The teeth 83, 93 of the wheel 80 are made of a material designed to vary the magnetic field of the Hall effect device 45 as they rotate with the crankshaft web 72a and the crankshaft 60. As each tooth 83, 93 moves near the sensing end 47, a corresponding signal is generated by the Hall effect device 45 as a result of fluctuations in the magnetic field. Preferably, the signal is conditioned so as to provide a train of pulses with respect to time, wherein each pulse in the pattern is applied to a tooth as it passes by the sensing end 47 of the sensor assembly 46. Is equivalent.
【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。The signal pattern provided by this generally uniform tooth 83, 93 and the corresponding spacing 84, 94 will typically be the assigned spacing or index gap 85.
Can be identified from the signal pattern corresponding to As a result, the index gap 85 provides an angular reference point for each revolution of the crankshaft 60, and the controller 40 is used to facilitate control of the system 10. In one embodiment, index gap 85 is used to control engine timing when considering the normal situation where the crankshaft makes two revolutions for each combustion / exhaust sequence of a given piston assembly in a four-stroke engine. Dead Center of the piston assembly 50 selected by Top Dead C
emter: TDC). Further, teeth 83, 93 and spacing 84,
Because of the uniformity of 94, the controller 40 readily adapts to slight changes in the speed of the crankshaft 60 during each crankshaft revolution. In another embodiment, some and different spatial patterns of teeth etc. could be used to adapt the needs of the system.
【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。Preferably, the teeth 83, 93 of the wheel 80
Is the first that easily matches the variation of the magnetic field
Manufactured from ferrous material. Further, the tone wheel 80 and the sensor assembly 46 are preferably located on a crankshaft web that cooperates with the rearmost piston assembly 50 of the engine 20, as shown in FIG. The tone wheel 80 is located on the front web 70b.
It has been found that torsion of the engine 20 results in less sensor noise when mounted in this position as compared to when provided in one of -70f or 72b-72f. Nevertheless, in other embodiments, it is contemplated that the wheels 80 may be located at different locations along the crankshaft 60.
【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。It is contemplated that other types of indicators or markers besides tooth / spacing would be suitable for the particular type of sensor selected. For example, US Pat. No. 4,155,430 to Fernquist et al. Discloses a reference member to function as an indicator.
Unequally poled, buried inside (differen
Tly polarized magnets are used. In addition to the wheel effect device, the induction (in
active) and magnetoresistance (magneto-r)
other types of sensors, including but not limited to variants, could be used in other embodiments. Similarly, in yet another embodiment, it may not be necessary for the crankshaft 60 having the ring configuration to be completely circular to provide the desired accuracy. In addition, reference jap (referencec)
It would not be necessary to include a reference member with a ring shape or to include a reference member. Further, in another embodiment, a single-piece reference device against a multi-piece tonewheel 80 (referen).
ce device) will rest on the crankshaft web. Further, the system 10 could be combined with another rotation sensor system, such as a camshaft detection system, to provide the desired engine control.
【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。All documents, patents and patent applications, etc. mentioned in this specification are described as if all such documents, patents, patent applications, etc., were specifically and independently indicated as references. I have.
【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。While the invention has been illustrated and described in detail in the above drawings and description, it is set forth by way of illustration and not limitation of the features of the invention, only preferred embodiments are shown and described. All modifications and improvements which should be understood as having been made and which fall within the spirit of the present invention are protected by the present invention.
【００３６】[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。The present invention relates to a system for detecting a rotation characteristic of an engine crankshaft. The invention is
Various views are novel, not known and offer various advantages. The actual characteristics of the invention covered herein can be determined only by reference to the appended claims, but those features which are characteristic of the invention disclosed herein are generally defined as follows: It seems.
【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。One feature of the present invention is an internal combustion engine system having an engine crankshaft having a plurality of crankshaft webs. The crankshaft is configured to rotate throughout the operation of the engine. A reference ring is mounted on one of the crankshaft webs for rotation therewith. The ring surrounds a portion of the crankshaft and has a plurality of indicators arranged at an angle. The system is also positioned proximate to the ring and is configured to detect an indicator and provide a sensor signal corresponding to a rotational characteristic of the crankshaft. Attaching the ring to the crankshaft web provides a reference structure that does not require extensive crankshaft redesign.
【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。Another feature of the invention is a system having an engine crankshaft with a plurality of crankshaft webs and a rotating reference device including at least two separable pieces mounted on one of the crankshaft webs. It is in. A sensor is positioned proximate to the crankshaft and is responsive to movement of the reference device to provide a sensor signal corresponding to the rotational characteristics of the crankshaft. This system is
It also provides a reference structure that prevents extensive crankshaft redesign.
【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。According to yet another aspect of the invention, a tone configured to be mounted on a crankshaft web of an internal combustion engine for detecting a rotational parameter of the crankshaft with a sensor responsive to magnetic field variations. Wheels are provided. The tone wheel includes first ring segments that are curved to span a first angle of at least 180 degrees, and further each have generally uniform dimensions and generally uniform separation. A first number of peripheral teeth separated from each other by angles are defined. Further, the tone wheel includes second ring segments that are curved to span a second angle not greater than 180 degrees, and further each have generally uniform dimensions and A second number of peripheral teeth having a number of teeth separation angles is defined. The first and second segments each define at least one mounting hole configured to receive a fastener for mounting to a crankshaft web. Also, the first and second segments are mounted on a circular passage surrounding a portion of the engine crankshaft when the first and second segments are mounted on the crankshaft web to rotate together. They are configured to match each other. Further, one of these first and second segments defines an index gap or index gap corresponding to an index angle greater than the generally uniform separation angle. The teeth of these segments are made of a material that is configured to cause magnetic field fluctuations that can be detected by sensors as they are rotated. This multi-piece ring structure of the tone wheel allows the assembly to circulate around the axis of rotation of the crankshaft without having to disassemble the crankshaft.
【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。FIG. 1 is a partial schematic view of an internal combustion engine system according to an embodiment of the present invention.
【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。FIG. 2 is a partial bottom view of the tone wheel and crankshaft web assembly in FIG. 1;
【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。FIG. 3 is a partial front sectional view of the crankshaft showing the tone wheel and crankshaft web assembly of FIG. 1;
【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。FIG. 4 is an exploded view of the assembly of FIG. 3 with the tone wheel fastener removed for clarity.
【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。FIG. 5 is a rear partial sectional view of the crankshaft showing the tone wheel and crankshaft web assembly of FIG. 1;
【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。FIG. 6 is a sectional view showing the tone wheel shown in FIGS. 1 to 5 separated from a crankshaft web for more clarity.
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10: Internal combustion engine system 20: Engine 21: Hole 22: Block 23: Fuel supply subsystem 23a: Wall 24: Head / valve assembly 26: Oil pan 28: Radiator fan 30: Power train 32: Transmission 34: Drive train 36 : Load 40: Controller 41, 42: Line 44: Input line 45: Hall effect device 46: Crankshaft sensor assembly 47: Detection end 48: Mounting bolt 49: Modular connector 50: Piston assembly 52: Piston 54: Connecting Rod 60: Crankshaft 62: Main shaft 64a to 64f: Crankshaft support journal 66a to 66f: Connecting rod journal 70a to 70f: Crankshaft web 72a to 72f Crankshaft web (counterweight) 74a, 74b: Surface 76: Peripheral part 77: Depression 78: Threaded mounting hole 80: Tone wheel 82: First bow-shaped ring segment 83: Teeth 84: Spacing 86: Mounting hole 88: Screw 91 : Slope mounting surface 92: second arcuate ring segment 93: teeth 93 a, 93 b:
End 93c: Bow 94: Spacing 96: Mounting hole 98: Screw G: Spacing R: Rotation axis A1 to A3: Angle R1: Inside diameter R2: Minimum outside radius R3: Maximum outside radius P: Pivot point X, Y: Vertical Axis S1, S2: path
───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Al Suppe, Chinkapin Drive, Columbus, Indiana, United States of America 6039, 6039 (72) Inventor Brian Jay McKinley, 47246, Hope, North 500 East 15377, Indiana, United States of America 15377
Claims (30)
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。1. A control system comprising: (a) an engine having a crankshaft having a plurality of crankshaft webs, wherein the engine is configured to rotate about a rotational axis during operation of the engine. An engine comprising the crankshaft; and (b) a first arcuate segment mounted on one of the crankshaft webs by at least one fastener for rotating together, the first arcuate segment being rotated about an axis of rotation. A first arcuate segment extending over one angle and including a first number of indicators; and (c) a sensor positioned proximate the crankshaft, the sensor corresponding to a rotational characteristic of the crankshaft. Providing the first sensor signal
And (d) a controller operably connected to the engine, the sensor configured to generate a control signal as a function of the sensor signal. A control system responsive to the engine and responsive to the control signal.
なくとも１つの相対位置又は回転速度に対応している、
請求項１に記載のコントロールシステム。2. The rotational characteristic corresponds to at least one relative position or rotational speed of the crankshaft,
The control system according to claim 1.
ールドを変更するように構成された複数の周辺歯を有し
ており、該センサーがマグネチックフィールドの変動を
検出するように構成されたホールエフェクトデバイスを
含んでいる、請求項１に記載のコントロールシステム。3. The system of claim 1, wherein the indicator has a plurality of peripheral teeth configured to change a magnetic field, and the sensor includes a Hall effect device configured to detect a change in the magnetic field. The control system according to claim 1, wherein
請求項１に記載のコントロールシステム。4. The control system according to claim 1, wherein said first angle is greater than 275 degrees.
求項１に記載のコントロールシステム。5. The control system according to claim 1, wherein said first angle is less than 85 degrees.
が回転軸周りの周囲に非対称面を画定しており、 前記第１のセグメントが、該面に載置されている第１の
端部と、該面に載置されている第２の端部と、該第１の
端部と該第２の端部との間にある弓形部分と、を有して
おり、 前記弓形部分が前記非対称面の周囲を通って伸長してい
る、 請求項１に記載のコントロールシステム。6. The one of the crankshaft webs defining an asymmetric surface about an axis of rotation, the first segment having a first end resting on the surface; A second end mounted on the surface, and an arcuate portion between the first end and the second end, wherein the arcuate portion of the asymmetric surface The control system of claim 1, wherein the control system extends through the periphery.
に載置された第２の環状リングセグメントであって、第
２の数のインジケーターを有している第２の環状リング
セグメントを有しており、前記第１及び第２のセグメン
トが前記クランクシャフトの部分を実質的に包囲するよ
うに構成されている、請求項１に記載のコントロールシ
ステム。7. A second annular ring segment mounted on one of said crankshaft webs, said second annular ring segment having a second number of indicators. The control system of claim 1, wherein the first and second segments are configured to substantially surround a portion of the crankshaft.
く、前記第１のインジケーターが一般に均一に離れた角
度によって互いにそれぞれ分離された第１の数の周辺歯
を有しており、前記第１のセグメントがこの一般に均一
に離れた角度よりも大きい角度にわたり広がるインデッ
クスギャップを画定している、請求項７に記載のコント
ロールシステム。8. The method according to claim 1, wherein the first angle is greater than 180 degrees, and wherein the first indicator has a first number of peripheral teeth each separated from one another by generally uniformly spaced angles. 8. The control system of claim 7, wherein one segment defines an index gap that extends over an angle greater than the generally uniformly spaced angle.
８０度よりも少ない第２の角度にわたり広がり、前記第
２のインジケーターが前記第１の歯の一般に均一に離れ
た角度によって互いにそれぞれ分離された第２の数の周
辺歯を有している、請求項８に記載のコントロールシス
テム。9. The method according to claim 8, wherein the second segment is formed around the rotation axis by one.
Spread over a second angle of less than 80 degrees, wherein the second indicator has a second number of peripheral teeth each separated from each other by generally uniformly spaced angles of the first tooth. Item 9. The control system according to Item 8.
ジンのクランクシャフトであって、エンジンの作動中回
転するよう構成されている該エンジンのクランクシャフ
トと、 （ｂ）一緒に回転するよう前記クランクシャフトウエブ
の１つへ搭載されているリファレンスリングであって、
前記クランクシャフトの部分を取り囲みかつ複数の角度
をおいて配置されているインジケーターを有しているリ
ファレンスリングと、 （ｃ）前記リングに近接して配置されており、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、 を備えている内燃機関システム。10. An internal combustion engine system, comprising: (a) a crankshaft of an engine having a plurality of crankshaft webs, the crankshaft being configured to rotate during operation of the engine; (B) a reference ring mounted on one of the crankshaft webs to rotate together,
A reference ring having an indicator surrounding a portion of the crankshaft and disposed at a plurality of angles; and (c) disposed adjacent to the ring and corresponding to a rotational characteristic of the crankshaft. A sensor configured to detect the indicator to provide a sensor signal.
に接続されており、前記エンジンの作動のためにコント
ロール信号を発生するよう前記センサー信号に応答する
コントローラーを有している、請求項１０に記載の内燃
機関システム。11. The apparatus of claim 10, further comprising a controller operably connected to the engine and responsive to the sensor signal to generate a control signal for operation of the engine. An internal combustion engine system as described.
の相対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１０に記載の内燃機関システム。12. The internal combustion engine system according to claim 10, wherein the rotation characteristic corresponds to at least one of a relative position and a rotation speed of the crankshaft.
弓形片とを含んでおり、これらの第１及び第２の弓形片
が互いに分離可能となっている、請求項１０に記載の内
燃機関システム。13. The ring of claim 10, wherein the ring includes a first bow and a second bow, the first and second bows being separable from each other. Internal combustion engine system.
を変えるように構成された複数の周辺歯を画定してお
り、前記センサーがマグネチックフィールドの変動を検
出するように構成されたホールエフェクトデバイスを有
している、請求項１０に記載の内燃機関システム。14. The apparatus of claim 14, wherein the ring defines a plurality of peripheral teeth configured to change a magnetic field, and the sensor includes a Hall effect device configured to detect a change in the magnetic field. The internal combustion engine system according to claim 10, wherein:
前記リングが前記クランクシャフトウエブの前記１つへ
前記リングを載置するため前記ファスナーの対応する１
つを受け入れるように各々が構成された複数の取り付け
穴を画定している、請求項１０に記載の内燃機関システ
ム。15. It further has a plurality of fasteners,
A corresponding one of the fasteners mounts the ring on the one of the crankshaft webs.
The internal combustion engine system of claim 10, wherein the internal combustion engine system defines a plurality of mounting holes, each configured to receive one of the mounting holes.
け穴を画定している第１の弓形片と、第２の対の前記取
り付け穴を画定している第２の弓形片と、を含んでい
る、請求項１５に記載の内燃機関システム。16. The ring includes a first arcuate piece defining a first pair of the mounting holes and a second arcuate piece defining a second pair of the mounting holes. The internal combustion engine system according to claim 15, comprising:
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、該
面が前記取り付け穴に対応する複数のねじ付穴を画定し
ており、前記ファスナーが前記取り付け穴の対応する１
つを介して通過するように各々が構成されたねじであり
かつ前記面へ前記リングを載置するため前記穴の対応す
る１つにねじ係合しており、かつ前記リングがそのよう
に載置されたときに前記周辺を通って伸長している部分
を有している、請求項１６に記載の内燃機関システム。17. The crankshaft web of claim 1, wherein:
A fastener defining a surface having a periphery about a rotation axis of the crankshaft, the surface being asymmetric with respect to the rotation axis, the surface defining a plurality of threaded holes corresponding to the mounting holes; Is the corresponding one of the mounting holes
Screws each configured to pass through one of the holes and threadedly engaged with a corresponding one of the holes to mount the ring on the surface, and the ring is mounted as such. 17. The internal combustion engine system of claim 16, having a portion that extends through said periphery when deployed.
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
ター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ように構成されたトー
ンホイールであって、 少なくとも１８０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
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、 １８０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の数の周辺歯の一般に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お
り、前記第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ように
構成されており、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
の変動を起こすように構成された材料を前記第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。18. A tone wheel configured to be attached to a crankshaft web of a crankshaft of an internal combustion engine for detecting a rotational parameter of the crankshaft having a sensor responsive to magnetic field variations, the tonewheel comprising at least 180 degrees. First ring segments bent so as to extend over a first angle of each of the first ring segments, each having a generally uniform dimension and being separated from each other by a generally uniform separation angle. A first ring segment defining a tooth; and a second ring segment bent to extend over a second angle not greater than 180 degrees, each of the first number of peripheral teeth. A second ring segment defining a second number of peripheral teeth having generally uniform dimensions and separation angles; Wherein each of the first and second segments defines at least one mounting hole configured to receive a fastener for mounting to a crankshaft web; The first and second segments are configured to align with each other on a circular passage surrounding a portion of the engine crankshaft when the segments are mounted on a crankshaft web for rotation together; And one of the second segments defines an index gap corresponding to an index angle greater than the generally uniform separation angle;
Each of the first number of teeth and the second number of teeth are formed of a material configured to cause a magnetic field variation detectable by a sensor as the first and second segments rotate with the crankshaft web. Has a tone wheel.
であり、前記第２の角度が８５度よりも大きくない、請
求項１８に記載のシステム。19. The system of claim 18, wherein said first angle is at least 275 degrees and said second angle is not greater than 85 degrees.
ある、請求項１８に記載のシステム。20. The system of claim 18, wherein said substantially uniform separation angle is about 10 degrees.
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１８に記載のシス
テム。21. The system of claim 18, wherein the first segment defines the index gap and the index angle forms an angle of about 20 degrees.
前記第２の数の歯が約８本である、請求項１８に記載の
システム。22. The first number of teeth is about 27,
19. The system of claim 18, wherein the second number of teeth is about eight.
であり、前記第２の角度が８５度よりも大きくなく、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１８に記載のシステム。23. The first angle is at least 275 degrees, the second angle is no greater than 85 degrees, the substantially uniform separation angle is about 10 degrees, and the index angle is about 20 degrees. 20. The system of claim 18, wherein the first number of teeth is about 27 and the second number of teeth is about eight.
ンジンの作動中回転するように構成されているエンジン
のクランクシャフトと、 （ｂ）一緒に回転するように該クランクシャフトウエブ
の１つへ載置されている少なくとも２つの分離可能な片
を含んでいる回転可能なリファレンスデバイスと、 （ｃ）該クランクシャフトに近接して位置付けられてお
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該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。24. An internal combustion engine system comprising: (a) an engine crankshaft having a plurality of crankshaft webs and configured to rotate during operation of the engine; and (b) rotating together. A rotatable reference device including at least two separable pieces mounted on one of the crankshaft webs to: (c) be positioned proximate to the crankshaft and A sensor responsive to movement of the reference device to provide a sensor signal corresponding to a rotational characteristic of the crankshaft.
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、請求項
２４に記載の内燃機関システム。25. Each of the at least two separable pieces defines at least one mounting hole configured to receive a corresponding fastener for mounting on the one of the crankshaft webs. An internal combustion engine system according to claim 24.
りかつ前記クランクシャフトの部分を取り囲んでいる、
請求項２４に記載の内燃機関システム。26. The device according to claim 26, wherein the device has a generally circular shape and surrounds a portion of the crankshaft.
An internal combustion engine system according to claim 24.
ドを変えるように構成された多くの角度方向に間隔を置
いた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ように構成されたホー
ルエフェクトコンポーネントを含んでいる、請求項２４
に記載の内燃機関システム。27. The device, wherein the device defines a number of angularly-spaced peripheral teeth configured to change the magnetic field, and wherein the sensor is configured to detect the change in the magnetic field. 26. The method of claim 24, further comprising a modified Hall effect component.
The internal combustion engine system according to claim 1.
るように接続されており、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コントロール信号を発生する
前記センサー信号に応答するコントローラーを有してい
る、請求項２４に記載の内燃機関システム。28. A controller operably connected to the engine and responsive to the sensor signal for generating a control signal as a function of the sensor signal for operating the engine. An internal combustion engine system according to claim 24.
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２４に記載の内燃機関システム。29. The internal combustion engine system according to claim 24, wherein the rotation characteristic corresponds to at least one of an angular position and a rotation speed of the crankshaft.
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、前
記リファレンスデバイスが該面に載置されかつ該面の周
辺を通って伸長している部分を有している、請求項２４
に記載の内燃機関システム。30. The crankshaft web of claim 1, wherein:
One defines a surface having a periphery about the axis of rotation of the crankshaft, the surface is asymmetric about the axis of rotation, and the reference device is mounted on the surface and extends through the periphery of the surface. 25. having a portion.
The internal combustion engine system according to claim 1.
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