JP2004191238A - エンジンのバルブクリアランス評価方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】２つのバルブの開閉に関連するバルブ振動信号が重なる場合でも、各バルブのバルブクリアランスを確実に特定でき、バルブクリアランスを高精度で評価できるバルブクリアランス評価方法及び装置を提供する。
【解決手段】エンジンの振動を振動検出手段２で検出して信号処理手段６により各バルブの順次のバルブ振動信号を抽出し、その各バルブ振動信号の振動ピーク時のクランク角度を、クランク角度算出手段１２で算出されるクランク角度を用いて振動ピーク分布把握手段１３で把握し、これら把握されたクランク角度の中から異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として、バルブクリアランス特定手段１５において順次組合せながら、データベース１４に予め格納されている各バルブに関するバルブクリアランス毎の開閉の振動ピーク発生時のクランク角度と照合して、各バルブのバルブクリアランスを特定する。
【選択図】 図１
【解決手段】エンジンの振動を振動検出手段２で検出して信号処理手段６により各バルブの順次のバルブ振動信号を抽出し、その各バルブ振動信号の振動ピーク時のクランク角度を、クランク角度算出手段１２で算出されるクランク角度を用いて振動ピーク分布把握手段１３で把握し、これら把握されたクランク角度の中から異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として、バルブクリアランス特定手段１５において順次組合せながら、データベース１４に予め格納されている各バルブに関するバルブクリアランス毎の開閉の振動ピーク発生時のクランク角度と照合して、各バルブのバルブクリアランスを特定する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの生産過程で、エンジンを回転させてインテークバルブ及びエキゾーストバルブの各バルブのバルブクリアランスを評価するエンジンのバルブクリアランス評価方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの生産過程では、出荷品質を確保するために、生産したエンジンを回転させてインテークバルブ及びエキゾーストバルブの各バルブのバルブクリアランスを評価し、不良の場合には再調整するようにしている。
【０００３】
このようなバルブクリアランスの評価装置として、従来、バルブを往復動させるカムを、バルブを小さい閉弁速度で閉弁させる形状の第１閉弁区間と、この第１閉弁区間の閉弁速度よりも大きい閉弁速度で閉弁させる形状の第２閉弁区間とを有し、バルブクリアランスが適正範囲内にあるときバルブが第１閉弁区間で着座し、バルブクリアランスが適正範囲外にあるときバルブが第２閉弁区間で着座するように構成し、バルブの着座音を検出して、その着座音の発生タイミングからバルブクリアランスが適正範囲内にあるか否かを判定するものがある。また、バルブを往復動させるカムを、バルブを小さい開弁速度で開弁させる形状の第１開弁区間と、この第１開弁区間の開弁速度よりも大きい開弁速度で開弁させる形状の第２開弁区間とを有し、バルブクリアランスが適正範囲内にあるときバルブが第１開弁区間で開弁を開始し、バルブクリアランスが適正範囲外にあるときバルブが第２開弁区間で開弁を開始するように構成し、カムとバルブとの衝突音を検出して、その衝突音の発生タイミングからバルブクリアランスが適正範囲内にあるか否かを判定するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、他のバルブクリアランス評価装置として、エンジンの各バルブの近傍における振動を検出して、その検出されたエンジン振動信号から対応するバルブの駆動に関連するバルブ振動信号を抽出し、さらに、エンジンコントロールユニットからのカム角検出信号及びクランク角検出信号と予め入力されたカムプロフィールデータとに基づいて各バルブに対応するカム開閉ランプ部及びバルブリフト部の範囲を示すカムシャフトタイミングを検出して、これらバルブ振動信号とカムシャフトタイミングとの相関に基づいてバルブクリアランスを判定するようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−７２２０８号公報（段落番号０００４〜０００５）
【特許文献２】
特開２００１−２１４５５号公報（段落番号００１０、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献１に記載のバルブクリアランス評価装置にあっては、バルブの着座音、あるいはカムとバルブとの衝突音の発生タイミングが近い２つのバルブがある場合には、それらの検出信号がバルブクリアランスの組み合わせにより重なって、どのバルブの検出信号なのかを判別することができず、バルブクリアランスを特定できない場合がある。
【０００７】
同様に、上記特許文献２に記載のバルブクリアランス評価装置にあっても、バルブ振動信号の発生タイミングが近い２つのバルブがある場合には、それらの振動信号がバルブクリアランスの組み合わせにより重なって、バルブクリアランスを特定できない場合がある。
【０００８】
従って、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、２つのバルブの開閉に関連するバルブ振動信号が重なる場合でも、各バルブのバルブクリアランスを確実に特定でき、バルブクリアランスを高精度で評価できるバルブクリアランス評価方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載のエンジンのバルブクリアランス評価方法の発明は、回転中のエンジンからの発生音またはエンジンの振動を検出し、その検出信号から各バルブの開閉に関連する順次のバルブ振動信号を抽出して、各バルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を得、その得られたクランク角度の中から異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として順次組合せながら、各バルブについてバルブクリアランス毎に予め求めた開閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度と照合することにより、各バルブのバルブクリアランスを特定して評価することを特徴とする。
【００１０】
請求項１の発明によると、エンジンからの発生音またはエンジンの振動の検出信号に基づいて得た順次のバルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度の中から、異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として順次組み合わせながら、各バルブについてバルブクリアランス毎に予め求めた開閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度と照合して、各バルブのバルブクリアランスを特定するので、２つのバルブの開閉に関連するバルブ振動信号が重なる場合でも、各バルブのバルブクリアランスを確実に特定でき、バルブクリアランスを高精度で評価することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載のエンジンのバルブクリアランス評価装置の発明は、回転中のエンジンの振動を検出する振動検出手段と、上記振動検出手段からのエンジン振動信号を処理して各バルブの開閉に関連する順次のバルブ振動信号を抽出する信号処理手段と、上記エンジンからのクランク角検出信号及び気筒判別信号に基づいて上記エンジンのクランク角度を算出するクランク角度算出手段と、上記信号処理手段で抽出される順次のバルブ振動信号及び上記クランク角度算出手段で算出されるクランク角度を受けて、各バルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を把握する振動ピーク分布把握手段と、各バルブに関するバルブクリアランス毎の開閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を予め格納するデータベースと、上記振動ピーク分布把握手段で把握されたクランク角度の中から異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として順次組み合わせながら、上記データベースに格納されている開閉のクランク角度と照合して各バルブのバルブクリアランスを特定するバルブクリアランス特定手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明によると、クランク角度算出手段、振動ピーク分布把握手段、データベース、及びバルブクリアランス特定手段は、例えばパーソナルコンピュータで構成できるので、簡単かつ安価な構成で、請求項１の発明と同様に、２つのバルブの開閉に関連するバルブ振動信号が重なる場合でも、各バルブのバルブクリアランスを確実に特定でき、バルブクリアランスを高精度で評価することが可能となる。また、特に、請求項２においては、エンジンの振動からバルブ振動信号を抽出するので、エンジン音からバルブ振動信号を抽出する場合に比べて、インジェクタ音、ベルト擦れ音、ダイナモ回転音、排気音、通風口音等の外乱に影響されることなく、バルブ振動信号をより正確に抽出することが可能となる。従って、バルブクリアランスを正確に特定できるので、より高精度の評価が可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２のエンジンのバルブクリアランス評価装置において、上記バルブクリアランス特定手段で特定された各バルブのバルブクリアランスを表示する表示手段を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明によると、各バルブのバルブクリアランス特定結果が表示手段に表示されるので、簡単かつ迅速にバルブクリアランスを評価することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるエンジンのバルブクリアランス評価方法および装置の実施の形態について、図１乃至図７を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明によるエンジンのバルブクリアランス評価装置の概略構成を示すブロック図、図２はバルブクリアランスによるバルブリフト期間を説明するための図、図３は図１に示すエンジンの各バルブのバルブクリアランスに対応する開閉振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を示す図、図４は図１に示すデータベースに格納するデータベース情報を示す図、図５は図１に示す振動ピーク分布把握部に供給されるバルブ振動信号とクランク角度との関係を示す図、図６は本実施の形態の動作を説明するためのフローチャート、図７は本実施の形態によるバルブクリアランスの特定例を説明するための図である。
【００１７】
本実施の形態では、図１に示すように、評価対象の例えば４サイクル４気筒８バルブのエンジン１に振動検出手段である振動センサ２を取り付け、エンジン１に燃料を供給してエンジン１を実際に回転させるか、あるいはエンジン１を図示しないモータにより回転させて、エンジン１の所定の複数サイクルにおけるエンジン振動を検出する。
【００１８】
振動センサ２から出力される振動検出信号は、増幅器３で増幅した後、高域通過フィルタ（ＨＰＦ）４及び低域通過フィルタ（ＬＰＦ）５を有する信号処理手段６に供給して、評価すべきバルブの開閉に関連する周波数帯域の順次のバルブ振動信号を抽出し、その抽出したバルブ振動信号をパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１１に取り込む。
【００１９】
また、ＰＣ１１には、エンジン１から出力されるクランク角検出信号、及びカム角検出信号、点火信号、噴射信号等の気筒判別信号を取り込む。
【００２０】
ＰＣ１１には、クランク角度算出手段であるクランク角度算出部１２、振動ピーク分布把握手段である振動ピーク分布把握部１３、データベース１４、バルブクリアランス特定手段であるバルブクリアランス特定部１５、及び表示手段であるバルブクリアランス特定結果表示部１６を設ける。
【００２１】
エンジン１からのクランク角検出信号及び気筒判別信号は、クランク角度算出部１２に供給してクランク角度を算出し、その算出したクランク角度を振動ピーク分布把握部１３に供給する。
【００２２】
また、信号処理手段６で抽出される順次のバルブ振動信号は、振動ピーク分布把握部１３に供給し、ここでバルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度算出部１２からのクランク角度を把握してバルブクリアランス特定部１５へ振動ピーク分布情報として供給する。
【００２３】
一方、データベース１４には、予め実験やカムプロフィールから得られたデータに基づいて、各バルブに関するバルブクリアランス毎の開閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を格納しておく。
【００２４】
バルブクリアランス特定部１５では、振動ピーク分布把握部１３で把握された振動ピーク分布情報の中から異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として順次組み合わせながら、データベース１４に格納されている開閉のクランク角度と照合して各バルブのバルブクリアランスを特定し、その特定結果をバルブクリアランス特定結果表示部１６に表示して、エンジン１の各バルブクリアランスを評価する。
【００２５】
ここで、図２に示すように、カム１回転のカムリフトによるバルブリフト期間は、バルブクリアランス（Ｖ／Ｃ）が小さいときは、バルブが早めに開いて遅く閉じるために長くなり、バルブクリアランスが大きいときは、バルブが遅れて開いて早めに閉じるために短くなる。このため、信号処理手段６で抽出される各バルブのバルブ振動信号は、バルブクリアランスに応じて開および閉の両振動ピークの発生タイミングがセットで変化することになる。
【００２６】
図３は、上記エンジン１の各バルブのバルブクリアランスに対応する開及び閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度（°ＣＡ）を示すもので、図中、＃１、＃２、＃３、＃４は気筒番号を示しており、丸印の大小はバルブクリアランスの大小に対応している。
【００２７】
図３から明らかなように、上記のエンジン１の場合には、＃１気筒の排気バルブと＃２気筒の吸気バルブ、＃３気筒の排気バルブと＃１気筒の吸気バルブ、＃４気筒の排気バルブと＃３気筒の吸気バルブ、および＃２気筒の排気バルブと＃４気筒の吸気バルブの開きまたは閉じの振動ピーク発生タイミングが、各バルブのバルブクリアランスによっては重なる場合がある。
【００２８】
そこで、本実施の形態では、上記のように、バルブの開閉によるバルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングが、バルブクリアランスに応じてセットで変化するのを利用して、予め実験やカムプロフィールから得られたデータに基づいて、図４に示すように、各バルブに関するバルブクリアランス毎の開及び閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度（°ＣＡ）を求めて、それらのデータベース情報をデータベース１４に格納しておく。
【００２９】
以下、図１に示したバルブクリアランス評価装置のＰＣ１１内での動作を、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００３０】
本実施の形態において、振動ピーク分布把握部１３に供給される信号処理手段６からの順次のバルブ振動信号と、クランク角度算出部１２からのクランク角度との関係は、例えば図５に示すようになる。
【００３１】
そこで、図６に示すように、先ず、振動ピーク分布把握部１３において、信号処理手段６から供給される順次のバルブ振動信号の振動ピークを検出してそれぞれフラグを立て（ステップＳ１）、その各フラグに振動ピーク検出時のクランク角度を変数名（Ｐ１，Ｐ２，・・・,Ｐｎ）として割り当てて（ステップＳ２）、その情報を振動ピーク分布情報としてバルブクリアランス特定部１５に供給する。
【００３２】
その後、バルブクリアランス特定部１５では、全ての変数名の中から２つの変数名の組合せをバルブの［開き,閉じ］として、［Ｐ１,Ｐ２］、［Ｐ１，Ｐ３］、・・・のように順番に割り当てながら（ステップＳ３）、データベース１４に格納されている組合せデータと一致するか否かを照合し（ステップＳ４）、一致したらデータベース情報からその組合せデータに対応するバルブのバルブクリアランスを割り出して（ステップＳ５）、その結果をバルブクリアランス特定結果表示部１６に表示する（ステップＳ６）。
【００３３】
このように、本実施の形態では、評価対象のエンジン１の回転中における振動を振動センサ２で検出し、その検出されたエンジン振動信号を信号処理手段６で処理して各バルブの開閉に関連する順次のバルブ振動信号を抽出し、その各バルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を、クランク角度算出部１２で算出されるクランク角度を用いて振動ピーク分布把握部１３で把握する。そして、これら把握されたクランク角度の中から異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として、バルブクリアランス特定部１５において順次組合せながら、データベース１４に予め格納されている各バルブに関するバルブクリアランス毎の開閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度と照合する。この照合により、各バルブのバルブクリアランスを特定してバルブクリアランス特定結果表示部１６に表示するようにしたので、例えば図７に示すように、＃３気筒の排気バルブおよび＃１気筒の吸気バルブの開き振動ピーク発生タイミングが３３８°ＣＡで重なっていても、閉じ振動ピーク発生タイミングが５９４°ＣＡにあれば、データベース情報からその振動ピークは＃１気筒の吸気バルブのものと判別できる。また、その開き及び閉じのクランク角度からバルブクリアランスを特定して表示することができる。従って、各バルブのバルブクリアランスを確実に特定できるので、バルブクリアランスを簡単かつ迅速に、しかも高精度で評価することができる。
【００３４】
また、クランク角度算出部１２、振動ピーク分布把握部１３、データベース１４、バルブクリアランス特定部１５、及びバルブクリアランス特定結果表示部１６は、ＰＣ１１で構成できるので、装置全体を簡単かつ安価にできる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、振動センサ２でエンジン１の振動を検出してバルブの開閉に関連するバルブ振動信号を抽出するようにしたが、マイクロフォンでエンジン１の発生音を検出し、その検出信号からバルブの開閉に関連するバルブ振動信号を抽出することもできる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によるバルブクリアランス評価方法によれば、エンジンからの発生音またはエンジンの振動の検出信号に基づいて得た順次のバルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度の中から、異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として順次組合せながら、各バルブについてバルブクリアランス毎に予め求めた開閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度と照合して、各バルブのバルブクリアランスを特定するので、２つのバルブの開閉に関連するバルブ振動信号が重なる場合でも、各バルブのバルブクリアランスを確実に特定できる。また、バルブクリアランスを高精度で評価することができる。
【００３７】
また、本発明によるバルブクリアランス評価装置によれば、エンジンの回転中における振動を振動検出手段で検出し、その検出されたエンジン振動信号を信号処理手段で処理して各バルブの開閉に関連する順次のバルブ振動信号を抽出し、その各バルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を、クランク角度算出手段で算出されるクランク角度を用いて振動ピーク分布把握手段で把握し、これら把握されたクランク角度の中から異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として、バルブクリアランス特定手段において順次組合せながら、データベースに予め格納されている各バルブに関するバルブクリアランス毎の開閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度と照合して、各バルブのバルブクリアランスを特定するので、同様に２つのバルブの開閉に関連するバルブ振動信号が重なる場合でも、各バルブのバルブクリアランスを確実に特定でき、バルブクリアランスを高精度で評価することができる。
【００３８】
しかも、クランク角度算出手段、振動ピーク分布把握手段、データベース、およびバルブクリアランス特定手段は、例えば一つのＰＣで構成できるので、装置全体を簡単かつ安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバルブクリアランス評価装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】バルブクリアランスによるバルブリフト期間を説明するための図である。
【図３】図１に示すエンジンの各バルブのバルブクリアランスに対応する開閉振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を示す図である。
【図４】図１に示すデータベースに格納するデータベース情報を示す図である。
【図５】図１に示す振動ピーク分布把握部に供給されるバルブ振動信号とクランク角度との関係を示す図である。
【図６】図１に示すバルブクリアランス評価装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１に示すバルブクリアランス評価装置によるバルブクリアランスの特定例を説明するための図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 振動センサ（振動検出手段）
３ 増幅器
４ 高域通過フィルタ（ＨＰＦ）
５ 低域通過フィルタ（ＬＰＦ）
６ 信号処理手段
１１ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
１２ クランク角度算出部（クランク角度算出手段）
１３ 振動ピーク分布把握部（振動ピーク分布把握手段）
１４ データベース
１５ バルブクリアランス特定部（バルブクリアランス特定手段）
１６ バルブクリアランス特定結果表示部（表示手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの生産過程で、エンジンを回転させてインテークバルブ及びエキゾーストバルブの各バルブのバルブクリアランスを評価するエンジンのバルブクリアランス評価方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの生産過程では、出荷品質を確保するために、生産したエンジンを回転させてインテークバルブ及びエキゾーストバルブの各バルブのバルブクリアランスを評価し、不良の場合には再調整するようにしている。
【０００３】
このようなバルブクリアランスの評価装置として、従来、バルブを往復動させるカムを、バルブを小さい閉弁速度で閉弁させる形状の第１閉弁区間と、この第１閉弁区間の閉弁速度よりも大きい閉弁速度で閉弁させる形状の第２閉弁区間とを有し、バルブクリアランスが適正範囲内にあるときバルブが第１閉弁区間で着座し、バルブクリアランスが適正範囲外にあるときバルブが第２閉弁区間で着座するように構成し、バルブの着座音を検出して、その着座音の発生タイミングからバルブクリアランスが適正範囲内にあるか否かを判定するものがある。また、バルブを往復動させるカムを、バルブを小さい開弁速度で開弁させる形状の第１開弁区間と、この第１開弁区間の開弁速度よりも大きい開弁速度で開弁させる形状の第２開弁区間とを有し、バルブクリアランスが適正範囲内にあるときバルブが第１開弁区間で開弁を開始し、バルブクリアランスが適正範囲外にあるときバルブが第２開弁区間で開弁を開始するように構成し、カムとバルブとの衝突音を検出して、その衝突音の発生タイミングからバルブクリアランスが適正範囲内にあるか否かを判定するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、他のバルブクリアランス評価装置として、エンジンの各バルブの近傍における振動を検出して、その検出されたエンジン振動信号から対応するバルブの駆動に関連するバルブ振動信号を抽出し、さらに、エンジンコントロールユニットからのカム角検出信号及びクランク角検出信号と予め入力されたカムプロフィールデータとに基づいて各バルブに対応するカム開閉ランプ部及びバルブリフト部の範囲を示すカムシャフトタイミングを検出して、これらバルブ振動信号とカムシャフトタイミングとの相関に基づいてバルブクリアランスを判定するようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−７２２０８号公報（段落番号０００４〜０００５）
【特許文献２】
特開２００１−２１４５５号公報（段落番号００１０、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献１に記載のバルブクリアランス評価装置にあっては、バルブの着座音、あるいはカムとバルブとの衝突音の発生タイミングが近い２つのバルブがある場合には、それらの検出信号がバルブクリアランスの組み合わせにより重なって、どのバルブの検出信号なのかを判別することができず、バルブクリアランスを特定できない場合がある。
【０００７】
同様に、上記特許文献２に記載のバルブクリアランス評価装置にあっても、バルブ振動信号の発生タイミングが近い２つのバルブがある場合には、それらの振動信号がバルブクリアランスの組み合わせにより重なって、バルブクリアランスを特定できない場合がある。
【０００８】
従って、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、２つのバルブの開閉に関連するバルブ振動信号が重なる場合でも、各バルブのバルブクリアランスを確実に特定でき、バルブクリアランスを高精度で評価できるバルブクリアランス評価方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載のエンジンのバルブクリアランス評価方法の発明は、回転中のエンジンからの発生音またはエンジンの振動を検出し、その検出信号から各バルブの開閉に関連する順次のバルブ振動信号を抽出して、各バルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を得、その得られたクランク角度の中から異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として順次組合せながら、各バルブについてバルブクリアランス毎に予め求めた開閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度と照合することにより、各バルブのバルブクリアランスを特定して評価することを特徴とする。
【００１０】
請求項１の発明によると、エンジンからの発生音またはエンジンの振動の検出信号に基づいて得た順次のバルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度の中から、異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として順次組み合わせながら、各バルブについてバルブクリアランス毎に予め求めた開閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度と照合して、各バルブのバルブクリアランスを特定するので、２つのバルブの開閉に関連するバルブ振動信号が重なる場合でも、各バルブのバルブクリアランスを確実に特定でき、バルブクリアランスを高精度で評価することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載のエンジンのバルブクリアランス評価装置の発明は、回転中のエンジンの振動を検出する振動検出手段と、上記振動検出手段からのエンジン振動信号を処理して各バルブの開閉に関連する順次のバルブ振動信号を抽出する信号処理手段と、上記エンジンからのクランク角検出信号及び気筒判別信号に基づいて上記エンジンのクランク角度を算出するクランク角度算出手段と、上記信号処理手段で抽出される順次のバルブ振動信号及び上記クランク角度算出手段で算出されるクランク角度を受けて、各バルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を把握する振動ピーク分布把握手段と、各バルブに関するバルブクリアランス毎の開閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を予め格納するデータベースと、上記振動ピーク分布把握手段で把握されたクランク角度の中から異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として順次組み合わせながら、上記データベースに格納されている開閉のクランク角度と照合して各バルブのバルブクリアランスを特定するバルブクリアランス特定手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明によると、クランク角度算出手段、振動ピーク分布把握手段、データベース、及びバルブクリアランス特定手段は、例えばパーソナルコンピュータで構成できるので、簡単かつ安価な構成で、請求項１の発明と同様に、２つのバルブの開閉に関連するバルブ振動信号が重なる場合でも、各バルブのバルブクリアランスを確実に特定でき、バルブクリアランスを高精度で評価することが可能となる。また、特に、請求項２においては、エンジンの振動からバルブ振動信号を抽出するので、エンジン音からバルブ振動信号を抽出する場合に比べて、インジェクタ音、ベルト擦れ音、ダイナモ回転音、排気音、通風口音等の外乱に影響されることなく、バルブ振動信号をより正確に抽出することが可能となる。従って、バルブクリアランスを正確に特定できるので、より高精度の評価が可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２のエンジンのバルブクリアランス評価装置において、上記バルブクリアランス特定手段で特定された各バルブのバルブクリアランスを表示する表示手段を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明によると、各バルブのバルブクリアランス特定結果が表示手段に表示されるので、簡単かつ迅速にバルブクリアランスを評価することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるエンジンのバルブクリアランス評価方法および装置の実施の形態について、図１乃至図７を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明によるエンジンのバルブクリアランス評価装置の概略構成を示すブロック図、図２はバルブクリアランスによるバルブリフト期間を説明するための図、図３は図１に示すエンジンの各バルブのバルブクリアランスに対応する開閉振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を示す図、図４は図１に示すデータベースに格納するデータベース情報を示す図、図５は図１に示す振動ピーク分布把握部に供給されるバルブ振動信号とクランク角度との関係を示す図、図６は本実施の形態の動作を説明するためのフローチャート、図７は本実施の形態によるバルブクリアランスの特定例を説明するための図である。
【００１７】
本実施の形態では、図１に示すように、評価対象の例えば４サイクル４気筒８バルブのエンジン１に振動検出手段である振動センサ２を取り付け、エンジン１に燃料を供給してエンジン１を実際に回転させるか、あるいはエンジン１を図示しないモータにより回転させて、エンジン１の所定の複数サイクルにおけるエンジン振動を検出する。
【００１８】
振動センサ２から出力される振動検出信号は、増幅器３で増幅した後、高域通過フィルタ（ＨＰＦ）４及び低域通過フィルタ（ＬＰＦ）５を有する信号処理手段６に供給して、評価すべきバルブの開閉に関連する周波数帯域の順次のバルブ振動信号を抽出し、その抽出したバルブ振動信号をパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１１に取り込む。
【００１９】
また、ＰＣ１１には、エンジン１から出力されるクランク角検出信号、及びカム角検出信号、点火信号、噴射信号等の気筒判別信号を取り込む。
【００２０】
ＰＣ１１には、クランク角度算出手段であるクランク角度算出部１２、振動ピーク分布把握手段である振動ピーク分布把握部１３、データベース１４、バルブクリアランス特定手段であるバルブクリアランス特定部１５、及び表示手段であるバルブクリアランス特定結果表示部１６を設ける。
【００２１】
エンジン１からのクランク角検出信号及び気筒判別信号は、クランク角度算出部１２に供給してクランク角度を算出し、その算出したクランク角度を振動ピーク分布把握部１３に供給する。
【００２２】
また、信号処理手段６で抽出される順次のバルブ振動信号は、振動ピーク分布把握部１３に供給し、ここでバルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度算出部１２からのクランク角度を把握してバルブクリアランス特定部１５へ振動ピーク分布情報として供給する。
【００２３】
一方、データベース１４には、予め実験やカムプロフィールから得られたデータに基づいて、各バルブに関するバルブクリアランス毎の開閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を格納しておく。
【００２４】
バルブクリアランス特定部１５では、振動ピーク分布把握部１３で把握された振動ピーク分布情報の中から異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として順次組み合わせながら、データベース１４に格納されている開閉のクランク角度と照合して各バルブのバルブクリアランスを特定し、その特定結果をバルブクリアランス特定結果表示部１６に表示して、エンジン１の各バルブクリアランスを評価する。
【００２５】
ここで、図２に示すように、カム１回転のカムリフトによるバルブリフト期間は、バルブクリアランス（Ｖ／Ｃ）が小さいときは、バルブが早めに開いて遅く閉じるために長くなり、バルブクリアランスが大きいときは、バルブが遅れて開いて早めに閉じるために短くなる。このため、信号処理手段６で抽出される各バルブのバルブ振動信号は、バルブクリアランスに応じて開および閉の両振動ピークの発生タイミングがセットで変化することになる。
【００２６】
図３は、上記エンジン１の各バルブのバルブクリアランスに対応する開及び閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度（°ＣＡ）を示すもので、図中、＃１、＃２、＃３、＃４は気筒番号を示しており、丸印の大小はバルブクリアランスの大小に対応している。
【００２７】
図３から明らかなように、上記のエンジン１の場合には、＃１気筒の排気バルブと＃２気筒の吸気バルブ、＃３気筒の排気バルブと＃１気筒の吸気バルブ、＃４気筒の排気バルブと＃３気筒の吸気バルブ、および＃２気筒の排気バルブと＃４気筒の吸気バルブの開きまたは閉じの振動ピーク発生タイミングが、各バルブのバルブクリアランスによっては重なる場合がある。
【００２８】
そこで、本実施の形態では、上記のように、バルブの開閉によるバルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングが、バルブクリアランスに応じてセットで変化するのを利用して、予め実験やカムプロフィールから得られたデータに基づいて、図４に示すように、各バルブに関するバルブクリアランス毎の開及び閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度（°ＣＡ）を求めて、それらのデータベース情報をデータベース１４に格納しておく。
【００２９】
以下、図１に示したバルブクリアランス評価装置のＰＣ１１内での動作を、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００３０】
本実施の形態において、振動ピーク分布把握部１３に供給される信号処理手段６からの順次のバルブ振動信号と、クランク角度算出部１２からのクランク角度との関係は、例えば図５に示すようになる。
【００３１】
そこで、図６に示すように、先ず、振動ピーク分布把握部１３において、信号処理手段６から供給される順次のバルブ振動信号の振動ピークを検出してそれぞれフラグを立て（ステップＳ１）、その各フラグに振動ピーク検出時のクランク角度を変数名（Ｐ１，Ｐ２，・・・,Ｐｎ）として割り当てて（ステップＳ２）、その情報を振動ピーク分布情報としてバルブクリアランス特定部１５に供給する。
【００３２】
その後、バルブクリアランス特定部１５では、全ての変数名の中から２つの変数名の組合せをバルブの［開き,閉じ］として、［Ｐ１,Ｐ２］、［Ｐ１，Ｐ３］、・・・のように順番に割り当てながら（ステップＳ３）、データベース１４に格納されている組合せデータと一致するか否かを照合し（ステップＳ４）、一致したらデータベース情報からその組合せデータに対応するバルブのバルブクリアランスを割り出して（ステップＳ５）、その結果をバルブクリアランス特定結果表示部１６に表示する（ステップＳ６）。
【００３３】
このように、本実施の形態では、評価対象のエンジン１の回転中における振動を振動センサ２で検出し、その検出されたエンジン振動信号を信号処理手段６で処理して各バルブの開閉に関連する順次のバルブ振動信号を抽出し、その各バルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を、クランク角度算出部１２で算出されるクランク角度を用いて振動ピーク分布把握部１３で把握する。そして、これら把握されたクランク角度の中から異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として、バルブクリアランス特定部１５において順次組合せながら、データベース１４に予め格納されている各バルブに関するバルブクリアランス毎の開閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度と照合する。この照合により、各バルブのバルブクリアランスを特定してバルブクリアランス特定結果表示部１６に表示するようにしたので、例えば図７に示すように、＃３気筒の排気バルブおよび＃１気筒の吸気バルブの開き振動ピーク発生タイミングが３３８°ＣＡで重なっていても、閉じ振動ピーク発生タイミングが５９４°ＣＡにあれば、データベース情報からその振動ピークは＃１気筒の吸気バルブのものと判別できる。また、その開き及び閉じのクランク角度からバルブクリアランスを特定して表示することができる。従って、各バルブのバルブクリアランスを確実に特定できるので、バルブクリアランスを簡単かつ迅速に、しかも高精度で評価することができる。
【００３４】
また、クランク角度算出部１２、振動ピーク分布把握部１３、データベース１４、バルブクリアランス特定部１５、及びバルブクリアランス特定結果表示部１６は、ＰＣ１１で構成できるので、装置全体を簡単かつ安価にできる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、振動センサ２でエンジン１の振動を検出してバルブの開閉に関連するバルブ振動信号を抽出するようにしたが、マイクロフォンでエンジン１の発生音を検出し、その検出信号からバルブの開閉に関連するバルブ振動信号を抽出することもできる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によるバルブクリアランス評価方法によれば、エンジンからの発生音またはエンジンの振動の検出信号に基づいて得た順次のバルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度の中から、異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として順次組合せながら、各バルブについてバルブクリアランス毎に予め求めた開閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度と照合して、各バルブのバルブクリアランスを特定するので、２つのバルブの開閉に関連するバルブ振動信号が重なる場合でも、各バルブのバルブクリアランスを確実に特定できる。また、バルブクリアランスを高精度で評価することができる。
【００３７】
また、本発明によるバルブクリアランス評価装置によれば、エンジンの回転中における振動を振動検出手段で検出し、その検出されたエンジン振動信号を信号処理手段で処理して各バルブの開閉に関連する順次のバルブ振動信号を抽出し、その各バルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を、クランク角度算出手段で算出されるクランク角度を用いて振動ピーク分布把握手段で把握し、これら把握されたクランク角度の中から異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として、バルブクリアランス特定手段において順次組合せながら、データベースに予め格納されている各バルブに関するバルブクリアランス毎の開閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度と照合して、各バルブのバルブクリアランスを特定するので、同様に２つのバルブの開閉に関連するバルブ振動信号が重なる場合でも、各バルブのバルブクリアランスを確実に特定でき、バルブクリアランスを高精度で評価することができる。
【００３８】
しかも、クランク角度算出手段、振動ピーク分布把握手段、データベース、およびバルブクリアランス特定手段は、例えば一つのＰＣで構成できるので、装置全体を簡単かつ安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバルブクリアランス評価装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】バルブクリアランスによるバルブリフト期間を説明するための図である。
【図３】図１に示すエンジンの各バルブのバルブクリアランスに対応する開閉振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を示す図である。
【図４】図１に示すデータベースに格納するデータベース情報を示す図である。
【図５】図１に示す振動ピーク分布把握部に供給されるバルブ振動信号とクランク角度との関係を示す図である。
【図６】図１に示すバルブクリアランス評価装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１に示すバルブクリアランス評価装置によるバルブクリアランスの特定例を説明するための図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 振動センサ（振動検出手段）
３ 増幅器
４ 高域通過フィルタ（ＨＰＦ）
５ 低域通過フィルタ（ＬＰＦ）
６ 信号処理手段
１１ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
１２ クランク角度算出部（クランク角度算出手段）
１３ 振動ピーク分布把握部（振動ピーク分布把握手段）
１４ データベース
１５ バルブクリアランス特定部（バルブクリアランス特定手段）
１６ バルブクリアランス特定結果表示部（表示手段）
Claims (3)
- 回転中のエンジンからの発生音またはエンジンの振動を検出し、その検出信号から各バルブの開閉に関連する順次のバルブ振動信号を抽出して、各バルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を得、その得られたクランク角度の中から異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として順次組み合わせながら、各バルブについてバルブクリアランス毎に予め求めた開閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度と照合することにより、各バルブのバルブクリアランスを特定して評価することを特徴とするエンジンのバルブクリアランス評価方法。
- 回転中のエンジンの振動を検出する振動検出手段と、
上記振動検出手段からのエンジン振動信号を処理して各バルブの開閉に関連する順次のバルブ振動信号を抽出する信号処理手段と、
上記エンジンからのクランク角検出信号及び気筒判別信号に基づいて上記エンジンのクランク角度を算出するクランク角度算出手段と、
上記信号処理手段で抽出される順次のバルブ振動信号及び上記クランク角度算出手段で算出されるクランク角度を受けて、各バルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を把握する振動ピーク分布把握手段と、
各バルブに関するバルブクリアランス毎の開閉の振動ピーク発生タイミングにおけるクランク角度を予め格納するデータベースと、
上記振動ピーク分布把握手段で把握されたクランク角度の中から異なる２つのクランク角度をバルブ開閉のクランク角度として順次組み合わせながら、上記データベースに格納されている開閉のクランク角度と照合して各バルブのバルブクリアランスを特定するバルブクリアランス特定手段と、
を有することを特徴とするエンジンのバルブクリアランス評価装置。 - 上記バルブクリアランス特定手段で特定された各バルブのバルブクリアランスを表示する表示手段を有することを特徴とする請求項２に記載のエンジンのバルブクリアランス評価装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002360847A JP2004191238A (ja) | 2002-12-12 | 2002-12-12 | エンジンのバルブクリアランス評価方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2002360847A JP2004191238A (ja) | 2002-12-12 | 2002-12-12 | エンジンのバルブクリアランス評価方法および装置 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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-
2002
- 2002-12-12 JP JP2002360847A patent/JP2004191238A/ja active Pending
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