JP2004239242A

JP2004239242A - 可変動弁機構付きエンジンの診断方法および装置

Info

Publication number: JP2004239242A
Application number: JP2003032296A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Ota; 康之太田
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】簡単かつ安価な構成で可変動弁機構自体の動作を直接判定でき、エンジンを効率的に診断できる可変動弁機構付きエンジンの診断方法および装置を提供する。
【解決手段】可変動弁機構のカム切り替え指令の前後において、振動検出手段２によりエンジン１の振動を検出して、その振動信号から信号処理手段６によりバルブ振動信号を抽出すると共に、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に基づいてクランク角度算出手段１２によりクランク角度を算出して、振動ピーク分布把握手段１３によりバルブ振動信号の振動ピーク分布をそれぞれ把握し、これらカム切り替え指令前後における振動ピーク分布を振動ピーク分布記憶手段１４、１５に記憶して動作判定手段１６により両者を比較することにより、可変動弁機構の動作を判定してエンジン１を診断する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの診断方法および装置、より詳しくはエンジンの回転域に応じて、吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブの開閉タイミングおよび／またはリフト量を変化させるように、当該バルブを駆動するカムを切り替えて、全回転域において最適な出力特性が得られるようにした可変動弁機構付きエンジンの診断方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンジン診断装置としては、例えば、エンジンの１行程中における吸排気バルブの最大振動レベルを算出し、その算出した最大振動レベルが前行程での最大振動レベルよりも所定値以上小さくなったときに、吸気バルブもしくは排気バルブを異常と判定するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他のエンジン診断装置として、例えば、エンジンの各バルブの近傍における振動を検出して、その検出し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およ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およ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が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
一方、エンジンの可変動弁機構として、例えば、カムシャフトに低速用カムと高速用カムとを設け、ロッカアームシャフトには低速用カムにより揺動する低速用ロッカアームと、高速用カムにより揺動する高速用ロッカアームとを連結自在に設けて、エンジンの低速回転域では高速用ロッカアームと低速用ロッカアームとを切り離して吸気バルブや排気バルブを低速用カムにより駆動し、エンジンの高速回転域では高速用ロッカアームと低速用ロッカアームとを連結して吸気バルブや排気バルブを高速用カムにより駆動して、全回転域において最適な出力特性が得られるようにしたロッカアーム式のものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
また、他の可変動弁機構として、ロッカアームを使用しない直打式のものも知られている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
この直打式の可変動弁機構は、図１１に示すように、バルブ駆動用のカムシャフト１０１に、各気筒に対応して２つの高速用カム１０２と、これら高速用カム１０２の間に配設された１つの低速用カム１０３とを有している。
【０００７】
また、カムシャフト１０１の下方において、シリンダヘッド１０４に形成されたガイド穴１０５内には、円板状の端壁と円筒状の側壁とからなる倒立カップ形状の直打式バルブリフタ１１０が上下方向に滑動可能に挿入されている。この直打式バルブリフタ１１０は、端壁の周縁部および側壁を構成して高速用カム１０２により往復動するアウターリフタ１１１と、端壁の中心部を構成して低速用カム１０３により往復動するインナーリフタ１１２とに分割されており、インナーリフタ１１２は、アウターリフタ１１１の端壁の中心部に形成された境界穴１１３内に相対的に上下方向に摺動可能に配設されている。
【０００８】
アウターリフタ１１１の端壁のうち１８０度離れた２箇所の内部には、半径方向に延び、内端が境界穴１１３内に開口し、外端が閉鎖した第１シリンダ穴１１５と、内端が境界穴１１３内に開口し、外端も開口した第３シリンダ穴１１７とが形成されており、インナーリフタ１１２の内部には、直径方向に延び、両端が開口した第２シリンダ穴１１６が形成されている。
【０００９】
第１〜第３シリンダ穴１１５〜１１７は同一内径で、アウターリフタ１１１およびインナーリフタ１１２に、それぞれ高速用カム１０２および低速用カム１０３が当接し、アウターリフタ１１１の上面とインナーリフタ１１２の上面とが面一になったときに、第１〜第３シリンダ穴１１５〜１１７は互いに同一軸上に連続するようになっている。
【００１０】
第１シリンダ穴１１５および第２シリンダ穴１１６には、それぞれのシリンダ穴と同一長の第１ピン１１８および第２ピン１１９が左右摺動可能に挿入されている。また、第３シリンダ穴１１７には、該シリンダ穴より短い第３ピン１２０が左右方向に摺動可能に挿入されていると共に、第３シリンダ穴１１７の外端付近に止着されたストッパ１２１と第３ピン１２０との間には、第３ピン１２０を常に第２ピン１１９側へ付勢するリターンスプリング１２２が装着されている。
【００１１】
第１〜第３ピン１１８〜１２０は同一外径で、アウターリフタ１１１の上面とインナーリフタ１１２の上面とが面一になったときに、端面同志が当接して同一軸上に連続し、左右方向に摺動が可能になっている。
【００１２】
また、第１シリンダ穴１１５の閉鎖端は、作動油が供給される高圧室１２４となっており、この高圧室１２４にはオイルパン１２５の作動油がオイルポンプ１２６から、切り替え弁１２７、シリンダヘッド１０４に形成された油道１２８、ガイド穴１０５の内周面に形成された環状溝１２９、アウターリフタ１１１の側壁の外周面に形成された油導入凹部１３０、およびアウターリフタ１１１の側壁に貫通形成された油孔１３１の油路を経て送られるようになっている。なお、切り替え弁１２７は、図示しない制御装置により、エンジンの低速回転域では高圧室１２４をドレンさせ、エンジンの高速回転域では高圧室１２４をオイルポンプ１２６に連通させるように切り替えられる。
【００１３】
吸気または排気用のバルブ１３３は、バルブクリアランス調整用のインナーシム１３２を介してインナーリフタ１１２の下面中央部に当接するように配置され、インナーリフタ１１２の上下動によって開閉されるようになっている。また、バルブ１３３には、コッタ１３４を介してリテーナ１３５が取着されており、このリテーナ１３５とシリンダヘッド１０４のばね受け部１０６との間には、バルブ１３３を巻回するようにバルブスプリング１３６が配設され、バルブ１３３を常に上方へ付勢している。また、アウターリフタ１１１の端壁の下面とばね受け部１０６との間で、バルブスプリング１３６の外周側には、ロストモーションスプリング１３７が配設され、アウターリフタ１１１を常に上方（閉弁方向）へ付勢して高速用カム１０２に押し付けるようになっている。
【００１４】
かかる直打式の可変動弁機構においては、エンジンの低速回転域では、図１１に示すように、高圧室１２４がドレンするように切り替え弁１２７を切り替えることにより、第１〜第３ピン１１８〜１２０をリターンスプリング１２２の付勢力により図１１において左側方向へ摺動させて、第１〜第３シリンダ穴１１５〜１１７にそれぞれ収容させ、これによりアウターリフタ１１１をインナーリフタ１１２から切り離して、図１２に示すようにバルブ１３３を低速用カム１０３の形状に基づいて開閉させるようにしている。
【００１５】
また、エンジンの高速回転域では、図１３に示すように、高圧室１２４がオイルポンプ１２６に連通するように切り替え弁１２７を切り替えて、高圧室１２４に作動油を供給することにより、第１〜第３ピン１１８〜１２０をリターンスプリング１２２の付勢力に抗して図１３において右側方向へ摺動させて、第１ピン１１８を第１シリンダ穴１１５と第２シリンダ穴１１６とに掛け渡せると共に、第２ピン１１９を第２シリンダ穴１１６と第３シリンダ穴１１７とに掛け渡らせて、これによりアウターリフタ１１１とインナーリフタ１１２とを連結して、バルブ１３３を高速用カム１０２の形状に基づいて開閉させるようにしている。
【００１６】
【特許文献１】
特開２０００−３３７２０５号公報（段落番号０００７、図２）
【特許文献２】
特開２００１−２１４５５号公報（段落番号００１０、図１）
【特許文献３】
特開平３−４３６１２号公報
【特許文献４】
特開平６−１７６３０号公報（段落番号００１２〜００２４、図１〜図３）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来提案されているエンジン診断装置は、バルブ自体の異常やバルブクリアランスを判定するもので、上述したような可変動弁機構については何ら言及されておらず、その動作を診断するようにはなっていない。
【００１８】
このため、従来は、可変動弁機構に異常が生じて、バルブを駆動するカムが正常に切り替らなくても、その現象を直接検出できないため、低速回転域あるいは高速回転域で所望の出力特性が得られなくなることが懸念されると共に、その原因が可変動弁機構の動作異常にあることを特定することが困難であった。
【００１９】
このようなことから、近年、可変動弁機構を有するエンジンについては、可変動弁機構自体の動作を直接判定でき、エンジンを効率的に診断できる診断装置の開発が望まれている。
【００２０】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明は、上記要望に応えるべくなされたもので、その第１の目的は、可変動弁機構自体の動作を直接判定でき、エンジンを効率的に診断することができる可変動弁機構付きエンジンの診断方法を提供することにある。
【００２１】
さらに、本発明の第２の目的は、上記の診断方法を簡単かつ安価な構成で実施でき、しかも可変動弁機構の動作をより正確に判定できてエンジンを高精度で診断できる可変動弁機構付きエンジンの診断装置を提供することにある。
【００２２】
【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に記載の可変動弁機構付きエンジンの診断方法の発明は、エンジンの回転域に応じて、吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブの開閉タイミングおよび／またはリフト量を変化させるように、当該バルブを駆動するカムを切り替える可変動弁機構付きエンジンを診断する方法において、上記カムを切り替えるためのカム切り替え指令の前後で、上記エンジンからの発生音またはエンジンの振動をそれぞれ検出して、該検出信号から上記バルブの開閉に関連するバルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングを検出し、該検出したカム切り替え指令の前後における振動ピーク発生タイミングの比較に基づいて上記可変動弁機構の動作を判定することを特徴とする。
【００２３】
請求項１の発明によると、可変動弁機構に対するカム切り替え指令の前後において、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それぞれ検出したバルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングを比較するので、可変動弁機構の動作を直接判定することができ、エンジンを効率的に診断することが可能となる。
【００２４】
請求項２に記載の可変動弁機構付きエンジンの診断装置の発明は、エンジンの回転域に応じて、吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブの開閉タイミングおよび／またはリフト量を変化させるように、当該バルブを駆動するカムを切り替える可変動弁機構付きエンジンの診断装置において、上記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上記バルブの開閉に関連する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およ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バルブ振動信号およ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、バルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングを表わす振動ピーク分布を把握する振動ピーク分布把握手段と、上記カムを切り替えるためのカム切り替え指令の前後において、上記振動ピーク分布把握手段で把握される振動ピーク分布をそれぞれ記憶する振動ピーク分布記憶手段と、上記振動ピーク分布記憶手段に記憶された上記カム切り替え指令の前後における振動ピーク分布を比較して上記可変動弁機構の動作を判定する動作判定手段とを有することを特徴とする。
【００２５】
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、振動ピーク分布記憶手段、および動作判定手段は、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、可変動弁機構の動作を直接判定することができ、エンジンを効率的に診断することが可能となる。また、特に、請求項２の発明においては、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、可変動弁機構の動作をより正確に判定できるので、エンジンの診断精度をより高めることが可能となる。
【００２６】
請求項３に記載の発明は、請求項２の可変動弁機構付きエンジンの診断装置において、上記動作判定手段での判定結果を表示する表示手段を有することを特徴とする。
【００２７】
請求項３の発明によると、可変動弁機構の動作の判定結果が表示手段に表示されるので、簡単かつ迅速にエンジンを診断することが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による可変動弁機構付きエンジンの診断方法および装置の実施の形態について、図１乃至図１０を参照して説明する。
【００２９】
図１は本発明の実施の形態による可変動弁機構付きエンジンの診断装置の概略構成を示すブロック図、図２は可変動弁機構のカム切り替えによるバルブリフト期間を説明するための図、図３〜図８は図１に示すエンジンの１気筒におけるカム切り替え状態と振動ピーク発生パターンとを対応して示す図、図９は図３〜図８のカム切り替え状態と振動ピーク発生パターンとの関係を纏めて示す図、図１０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である。
【００３０】
本実施の形態では、図１に示すように、診断対象となる可変動弁機構を有するエンジン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。
【００３１】
なお、本実施の形態では、各気筒において２つの吸気または排気バルブを、独立した可変動弁機構によりエンジン１の低速回転域ではそれぞれの低速用カムにより、高速回転域ではそれぞれの高速用カムにより、ほぼ同時に駆動するものとする。
【００３２】
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およ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、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。
【００３３】
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、およびカム角検出信号、点火信号、噴射信号等の気筒判別信号を取り込む。
【００３４】
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、振動ピーク分布記憶手段である２個の振動ピーク分布記憶部１４、１５、動作判定手段である切り替え動作判定部１６、および表示手段である判定結果表示部１７を設け、切り替え動作判定部１６からエンジン１の可変動弁機構に対してカム切り替え指令を発するようにする。
【００３５】
エンジン１からのクランク角検出信号および気筒判別信号は、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。
【００３６】
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すなわち振動ピーク分布を把握して、その把握した振動ピーク分布を振動ピーク分布記憶部１４または１５に格納する。
【００３７】
ここで、１つのバルブに注目すると、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、バルブが低速用カムであるカムＡにより駆動された場合にはバルブが遅れて開いて早めに閉じるために短くなり、高速用カムであるカムＢにより駆動された場合にはバルブが早めに開いて遅く閉じるために長くなる。このため、信号処理手段６で抽出されるバルブ振動信号は、カムＡおよびカムＢに応じて開および閉の振動ピークがセットで変化することになる。
【００３８】
本実施の形態では、各気筒において２つのバルブを独立した可変動弁機構によりほぼ同時に駆動するので、カム切り替え指令によるカムＡとカムＢとの実際の切り替え状態に応じて、振動ピーク分布把握部１３で把握される振動ピークの発生パターンは図３〜図８に示すようになる。
【００３９】
すなわち、カム切り替え指令によるカムＡ指示およびカムＢ指示により、各バルブについてカムＡ、カムＢが正常に切り替った場合（正常時）には、カムＡ指示およびカムＢ指示に応じて図３に示すような正常な振動ピーク発生パターンが現れる。
【００４０】
これに対し、一方のバルブがカムＡに固定された場合、例えば図１１〜図１３に示した構成の可変動弁機構において、低速用カム１０３から高速用カム１０２へのカム切り替え指令が出されても、第１ピン１１８が第１シリンダ穴１１５と第２シリンダ穴１１６とに掛け渡され、かつ第２ピン１１９が第２シリンダ穴１１６と第３シリンダ穴１１７とに掛け渡されるように入らず、第１〜第３ピン１１８〜１２０が第１〜第３シリンダ穴１１５〜１１７にそれぞれ収容させた状態で固着されて、アウターリフタ１１１とインナーリフタ１１２とが非連結状態にある場合、すなわちカムＡ一個固着時には、図４に示すように、カムＡ指示では正常な振動ピーク発生パターンが現れるが、カムＢ指示ではカムＡによる振動ピーク発生パターンとカムＢによる振動ピーク発生パターンとが現れる。
【００４１】
また、２つのバルブがカムＡに固定された場合、すなわちカムＡ二個固着時には、図５に示すように、カムＡ指示では正常な振動ピーク発生パターンが現れるが、カムＢ指示ではカムＡ指示と同じ振動ピーク発生パターンが現れる。
【００４２】
また、一方のバルブがカムＢに固定された場合、例えば図１１〜図１３に示した構成の可変動弁機構において、高速用カム１０２から低速用カム１０３へのカム切り替え指令が出されても、第１〜第３ピン１１８〜１２０が第１〜第３シリンダ穴１１５〜１１７にそれぞれ収容された状態に戻らず、第１ピン１１８が第１シリンダ穴１１５と第２シリンダ穴１１６とに掛け渡さされ、かつ第２ピン１１９が第２シリンダ穴１１６と第３シリンダ穴１１７とに架け渡された状態で固着されて、アウターリフタ１１１とインナーリフタ１１２とが連結状態にある場合、すなわちカムＢ一個固着時には、図６に示すように、カムＡ指示ではカムＡによる振動ピーク発生パターンとカムＢによる振動ピーク発生パターンとが現れ、カムＢ指示では正常な振動ピーク発生パターンが現れる。
【００４３】
また、２つのバルブがカムＢに固定された場合、すなわちカムＢ二個固着時には、図７に示すように、カムＡ指示ではカムＢ指示と同じ振動ピーク発生パターンが現れ、カムＢ指示では正常な振動ピーク発生パターンが現れる。
【００４４】
さらに、一方のバルブがカムＡに固定され、他方のバルブがカムＢに固定された場合、すなわちカムＡおよびカムＢ固着時には、図８に示すように、カムＡ指示およびカムＢ指示の双方において、カムＡによる振動ピーク発生パターンとカムＢによる振動ピーク発生パターンとが現れる。
【００４５】
図９には、図３〜図８に示したカム切り替え状態と振動ピーク発生パターンとの関係を表にしたもので、異常時のパターンは太字で示してある。
【００４６】
本実施の形態では、図１に示すように、カム切り替え指令がカムＡ指示状態にあるとき（例えば、カム切り替え指令がＯＦＦ時）の振動ピーク分布を振動ピーク分布記憶部１４に格納し、カム切り替え指令がカムＢ指示状態にあるとき（例えば、カム切り替え指令がＯＮ時）の振動ピーク分布を振動ピーク分布記憶部１５に格納して、これら振動ピーク分布記憶部１４、１５に格納されたカム切り替え指令の前後における同一気筒のほぼ同時に駆動される２つのバルブに対応する振動ピーク分布を切り替え動作判定部１６で比較して可変動弁機構の動作（カム切り替え状況）を判定し、その判定結果を判定結果表示部１７に表示してエンジン１を診断する。
【００４７】
以下、図１に示した診断装置の動作を、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４８】
先ず、診断対象の可変動弁機構付きエンジン１を回転させながら、カムＡ指示状態での全振動ピークの発生タイミングを振動ピーク分布把握部１３で把握して振動ピーク分布記憶部１４に格納する（ステップＳ１）。次に、カム切り替え指令によりカムＢ指示を与え、そのカムＢ指示状態での全振動ピークの発生タイミングを振動ピーク分布把握部１３で把握して振動ピーク分布記憶部１５に格納する（ステップＳ２）。
【００４９】
その後、切り替え動作判定部１６において、振動ピーク分布記憶部１４、１５に格納されているカム切り替え指令前後における同一気筒のほぼ同時に駆動される二つのバルブに対応する振動ピーク分布データを比較して（ステップＳ３）、振動ピークが正常に移動しているか否かを判断し（ステップＳ４）、正常に移動している場合（ＹＥＳの場合）は、カム切り替え動作判定ＯＫと判定してその結果を判定結果表示部１７に表示する（ステップＳ５）。
【００５０】
これに対し、ステップＳ４において、振動ピークが正常に移動していない場合（ＮＯの場合）は、カム切り替え動作判定ＮＧと判定して（ステップＳ６）、その比較した振動ピーク発生パターンからカム切り替え動作のＮＧ内容（カム切り替え状態）を判別し、その判別結果を判定結果表示部１７に表示する（ステップＳ７）。
【００５１】
このように、本実施の形態では、診断対象の可変動弁機構付きエンジン１を回転させながら、可変動弁機構に対してカム切り替え指令を与え、そのカム切り替え指令前後におけるバルブの振動ピーク分布を把握して両者を比較するようにしたので、可変動弁機構の動作を直接判定することができ、エンジン１を効率的に診断することができる。しかも、バルブの振動ピーク分布を把握するにあたっては、振動センサ２でエンジン１の振動を検出するようにしたので、バルブ振動信号をより正確に抽出することができ、可変動弁機構の動作をより正確に判定することができる。
【００５２】
また、クランク角度算出部１２、振動ピーク分布把握部１３、振動ピーク分布記憶部１４、１５、切り替え動作判定部１６、および判定結果表示部１７は、ＰＣ１１で構成したので、装置全体を簡単かつ安価にできる。
【００５３】
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。
【００５４】
また、本発明は、特許文献４に開示されているような直打式の可変動弁機構を有するエンジンに限らず、特許文献３に開示されているようなロッカアーム式の可変動弁機構を有するエンジン等、エンジンの回転域に応じてバルブを駆動するカムを切り替えてバルブの開閉タイミングおよび／またはリフト量を変化させる可変動弁機構を有するエンジンの診断に広く適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明による可変動弁機構付きエンジンの診断方法によれば、可変動弁機構のカム切り替え指令の前後で、エンジン発生音またはエンジン振動からバルブ振動の振動ピーク発生タイミングを検出し、その検出したカム切り替え指令の前後における振動ピーク発生タイミングの比較に基づいて可変動弁機構の動作を判定するようにしたので、可変動弁機構の動作を直接判定でき、エンジンを効率的に診断することができる。
【００５６】
本発明による可変動弁機構付きエンジンの診断装置によれば、可変動弁機構のカム切り替え指令の前後において、振動検出手段によりエンジンの振動を検出して、その振動信号から信号処理手段によりバルブ振動信号を抽出すると共に、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クランク角度算出手段によりクランク角度を算出して、振動ピーク分布把握手段によりバルブ振動信号の振動ピーク分布をそれぞれ把握し、これらカム切り替え指令前後における振動ピーク分布を振動ピーク分布記憶手段に記憶して動作判定手段により両者を比較することにより、可変動弁機構の動作を判定するようにしたので、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、バルブ振動信号をより正確に抽出でき、これにより可変動弁機構の動作をより正確に判定でき、エンジンを効率的かつ高精度で診断することができる。
【００５７】
しかも、クランク角度算出手段、振動ピーク分布把握手段、振動ピーク分布記憶手段、及び動作判定手段は、例えば１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】本発明の実施の形態による可変動弁機構付きエンジンの診断装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】可変動弁機構のカム切り替え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に示すエンジンの一気筒におけるカム正常時のカム切り替え状態と振動ピーク発生パターンとを対応して示す図である。
【図４】同じく、カムＡ一個固着時のカム切り替え状態と振動ピーク発生パターンとを対応して示す図である。
【図５】同じく、カムＡ二個固着時のカム切り替え状態と振動ピーク発生パターンとを対応して示す図である。
【図６】同じく、カムＢ一個固着時のカム切り替え状態と振動ピーク発生パターンとを対応して示す図である。
【図７】同じく、カムＢ二個固着時のカム切り替え状態と振動ピーク発生パターンとを対応して示す図である。
【図８】同じく、カムＡカムＢ固着時のカム切り替え状態と振動ピーク発生パターンとを対応して示す図である。
【図９】図３〜図８のカム切り替え状態と振動ピーク発生パターンとの関係を示す図である。
【図１０】図１に示す実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明により診断可能なエンジンの可変動弁機構の一例の構成を示す断面図である。
【図１２】図１１に示す可変動弁機構の低速回転域における部分断面図である。
【図１３】同じく、高速回転域における部分断面図である。
【符号の説明】
１可変動弁機構付きエンジン
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、１５振動ピーク分布記憶部（振動ピーク分布記憶手段）
１６切り替え動作判定部（動作判定手段）
１７判定結果表示部（表示手段）

Claims

エンジンの回転域に応じて、吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブの開閉タイミングおよび／またはリフト量を変化させるように、当該バルブを駆動するカムを切り替える可変動弁機構付きエンジンを診断する方法において、
上記カムを切り替えるためのカム切り替え指令の前後で、上記エンジンからの発生音またはエンジンの振動をそれぞれ検出して、該検出信号から上記バルブの開閉に関連するバルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングを検出し、
該検出したカム切り替え指令の前後における振動ピーク発生タイミングの比較に基づいて上記可変動弁機構の動作を判定することを特徴とする可変動弁機構付きエンジンの診断方法。
エンジンの回転域に応じて、吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブの開閉タイミングおよび／またはリフト量を変化させるように、当該バルブを駆動するカムを切り替える可変動弁機構付きエンジンの診断装置において、
上記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上記バルブの開閉に関連する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およ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バルブ振動信号およ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、バルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングを表わす振動ピーク分布を把握する振動ピーク分布把握手段と、
上記カムを切り替えるためのカム切り替え指令の前後において、上記振動ピーク分布把握手段で把握される振動ピーク分布をそれぞれ記憶する振動ピーク分布記憶手段と、
上記振動ピーク分布記憶手段に記憶された上記カム切り替え指令の前後における振動ピーク分布を比較して上記可変動弁機構の動作を判定する動作判定手段と、
を有することを特徴とする可変動弁機構付きエンジンの診断装置。
上記動作判定手段での判定結果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に記載の可変動弁機構付きエンジンの診断装置。