JP2004251206A

JP2004251206A - 可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランス評価方法および装置

Info

Publication number: JP2004251206A
Application number: JP2003042718A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Ota; 康之太田; Makoto Nakasaki; 信中崎
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）付きエンジンのバルブクリアランスを常に正確に評価できるバルブクリアランス評価方法および装置を提供する。
【解決手段】ＶＶＴによる回転位相変更の前後で、振動検出手段２によりエンジン１の振動を検出してバルブ振動信号を抽出すると共に、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、その両者を振動ピーク分布記憶手段１４、１５に記憶してバルブ特定手段１６で比較して各バルブを特定し、その特定した各バルブの振動ピーク発生タイミングと、データベース１８に格納されている対応するバルブに関するバルブクリアランス毎の振動ピーク発生タイミングとをバルブクリアランス特定手段１７で照合して、各バルブのバルブクリアランスを特定して評価する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのバルブクリアランス評価方法および装置に関し、より詳しくはクランク軸に対するカム軸の回転位相を調整し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を変更する可変バルブタイミング機構を備え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】
従来のバルブクリアランス評価装置として、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評価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】
一方、近年では、エンジンのクランク軸の回転を吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉を行うカムのカム軸に伝達する伝達手段に、クランク軸に対するカム軸の回転位相を調整する可変バルブタイミング機構（以下、「ＶＶＴ」とも言う）を介在させ、エンジンの運転状況に基づいてＶＶＴを制御することにより、エンジン運転状態に応じて吸気バルブ若しくは排気バルブのバルブ開閉タイミングを連続的に変更するＶＶＴ付きエンジンが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
図４乃至図６は、従来提案されているＶＶＴの概略構成を示すもので、図５は図４のＩ−Ｉ断面図で、ＶＶＴの最進角状態を示しており、図６は同じく図４のＩ−Ｉ断面図で、ＶＶＴの最遅角状態を示している。このＶＶＴ１００は、オイルフロー制御弁（以下、「ＯＣＶ」と略記する）１０１を有する油圧駆動式のもので、エンジンを制御する電子制御装置によりエンジン運転状態に応じてＯＣＶ１０１の駆動を制御して油圧を切り換え、これによりエンジンのクランク軸の回転を受ける吸気カムプーリ１０３と吸気カム軸１０５とを相対回動させて、クランク軸に対する吸気カム軸１０５の回転位相（変位角度）を連続的に変更して、吸気カム軸１０５に設けられた吸気カム１０５ａ、１０５ｂによる各吸気バルブの開閉タイミングを制御するようにしたものである。
【０００５】
吸気カム軸１０５は、シリンダヘッド１０７およびベアリングキャップ（図示せず）間において回転自在に支持されており、吸気カム軸１０５の先端部には、３つのベーン１０９ａを有するベーンロータ１０９がボルト１１１により一体に回転可能に取り付けられている。
【０００６】
また、吸気カムプーリ１０３には、ハウジング１１３およびハウジングカバー１１５がボルト１１７により一体に回転可能に取り付けられていると共に、吸気カムプーリ１０３の外周には、クランク軸の回転を伝達するタイミングベルトを掛け渡すための外歯１０３ａが多数形成されている。
【０００７】
吸気カム軸１０５は、ハウジングカバー１１５を貫通して回動自在に配設されており、この吸気カム軸１０５に固設されたベーンロータ１０９の各ベーン１０９ａは、吸気カムプーリ１０３と一体のハウジング１１３に形成された３つの扇状空間部１１９に回動自在に収納されている。各扇状空間部１１９は、それぞれベーン１０９ａによって進角室１１９ａと遅角室１１９ｂとに区画されている。
【０００８】
進角室１１９ａは、それぞれベーンロータ１０９、吸気カム軸１０５、シリンダヘッド１０７に形成された進角側オイル通路１０９ｂ、１０５ｂ、１２１を介してＯＣＶ１０１のＡポート１０１ａに連通され、また、遅角室１１９ｂは、それぞれベーンロータ１０９、吸気カム軸１０５、シリンダヘッド１０７に形成された遅角側オイル通路１０９ｃ、１０５ｃ、１２３を介してＯＣＶ１０１のＢポート１０１ｂに連通されている。
【０００９】
また、ＯＣＶ１０１は、更に、オイルパン１２５からオイルポンプ１２７、オイルフィルタ１２９を介してオイルすなわち所定の油圧が供給されるオイル供給通路１３１に接続するオイル供給ポート１０１ｃと、２つのドレイン通路１３３、１３５にそれぞれ連通するドレインポート１０１ｄ、１０１ｆとを有しており、４つのランドおよび各ランド間に形成された３つのパッセージを有するスプール１０１ｇを軸方向に往復動させることにより、Ａポート１０１ａ、Ｂポート１０１ｂと、オイル供給ポート１０１ｃ、ドレインポート１０１ｄまたは１０１ｆとを選択的に連通させるようになっている。
【００１０】
すなわち、このＯＣＶ１０１は４方向制御弁となっており、電子制御装置により例えばリニアソレノイドに供給する電流を制御してスプール１０１ｇを軸方向に往復移動させることにより、各進角室１１９ａ、遅角室１１９ｂに供給する油圧の大きさを調整するようになっている。
【００１１】
かかる構成のＶＶＴ１００は、エンジン運転状態に基づいて設定された目標バルブタイミング（回転位相目標値）に対し、基準クランク角に対する吸気カム位置の回転位相、すなわちクランク軸に対する吸気カム軸１０５の回転位相（変位角度）が遅角しているときは、電子制御装置からＯＣＶ１０１に出力する電流値を増大することにより、クランク軸に対する吸気カム軸１０５の回転位相（変位角度）を進角させるように制御される。
【００１２】
すなわち、ＯＣＶ１０１への電流値の増加により、スプール１０１ｇが図５に示すように左方向に移動し、これによりＡポート１０１ａとオイル供給ポート１０１ｃとが連通して、ＶＶＴ１００の進角室１１９ａが進角側オイル通路１０９ｂ、１０５ｂ、１２１、ＯＣＶ１０１を介してオイル供給通路１３１に連通すると共に、Ｂポート１０１ｂとドレインポート１０１ｆとが連通して、ＶＶＴ１００の遅角室１１９ｂが遅角側オイル通路１０９ｃ、１０５ｃ、１２３、ＯＣＶ１０１を介してドレイン通路１３５に連通する。
【００１３】
この結果、ＶＶＴ１００の進角室１１９ａにオイルが供給されて進角室１１９ａに作用する油圧が上昇すると共に、遅角室１１９ｂ内のオイルのドレインにより遅角室１１９ｂに作用する油圧が低下して、図５に示すようにベーンロータ１０９が時計方向に回動する。これにより吸気カムプーリ１０３に対する吸気カム軸１０５の回転位相、すなわちクランク軸に対する吸気カム軸１０５の回転位相（変位角度）が進角化して、吸気カム軸１０５の吸気カム１０５ａ、１０５ｂによって駆動される各吸気バルブの開閉タイミングが進角する。
【００１４】
逆に、目標バルブタイミングに対し、クランク軸に対する吸気カム軸１０５の回転位相（変位角度）が進角しているときは、電子制御装置からＯＣＶ１０１に出力する電流値を減少することにより、クランク軸に対する吸気カム軸１０５の回転位相（変位角度）を遅角させるように制御される。
【００１５】
すなわち、ＯＣＶ１０１への電流値の減少により、スプール１０１ｇが図６に示すように右方向に移動し、これによりＡポート１０１ａとドレインポート１０１ｄとが連通して、ＶＶＴ１００の進角室１１９ａが進角側オイル通路１０９ｂ、１０５ｂ、１２１、ＯＣＶ１０１を介してドレイン通路１３３に連通すると共に、Ｂポート１０１ｂとオイル供給ポート１０１ｃとが連通して、ＶＶＴ１００の遅角室１１９ｂが遅角側オイル通路１０９ｃ、１０５ｃ、１２３、ＯＣＶ１０１を介してオイル供給通路１３１に連通する。
【００１６】
その結果、ＶＶＴ１００の進角室１１９ａ内のオイルのドレインにより進角室１１９ａに作用する油圧が低下すると共に、遅角室１１９ｂにオイルが供給されて遅角室１１９ｂに作用する油圧が上昇する。これにより図６に示すようにベーンロータ１０９が反時計方向に回動して、吸気カムプーリ１０３に対する吸気カム軸１０５の回転位相、すなわちクランク軸に対する吸気カム軸１０５の回転位相（変位角度）が遅角化し、吸気カム軸１０５の吸気カム１０５ａ、１０５ｂによって駆動される各吸気バルブの開閉タイミングが遅角する。
【００１７】
従って、エンジン運転状態に基づいて設定される回転位相目標値（目標変位角度）である目標バルブタイミングに対し、クランク軸に対する吸気カム軸１０５の回転位相（変位角度）が収束するように、ＶＶＴ１００をフィードバック制御することにより、例えばエンジンが低負荷低回転状態にあるアイドル時においては、吸気バルブの開閉タイミングを遅角化して排気バルブと吸気バルブとのオーバラップを減少させてアイドル回転の安定化を図ることができ、また、高負荷運転時には、吸気バルブの開閉タイミングを進角して排気バルブと吸気バルブとのオーバラップを増加させて掃気効率を向上させることによりエンジン出力の向上を図ることができ、さらにアイドル等の低回転を除く低、中負荷運転時には、燃費向上に最適なバルブタイミングを得ることができる。
【００１８】
なお、上記の説明では、吸気バルブの開閉タイミングを制御するようにしたが、排気バルブの開閉タイミングあるいは吸気バルブ及び排気バルブの双方の開閉タイミングを制御するようにしたものも提案されている。
【００１９】
【特許文献１】
特開２００１−２１４５５号公報（段落番号００１０、図１）
【特許文献２】
特開２００１−６５３７４号公報（段落番号００１５〜００２８、図２〜図４）
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来提案されているバルブクリアランス評価装置では、評価対象のエンジンがＶＶＴを有する場合には、ＶＶＴによるクランク軸に対するカム軸の回転位相（変位角度）を、例えば基準位相（変位角度０度）に固定した状態でバルブクリアランスを評価するようにしている。
【００２１】
ここで、カム１回転のカムリフトによるバルブリフト期間は、図７に示すように、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。
【００２２】
このため、バルブクリアランス評価装置で検出されるバルブ振動信号は、バルブクリアランスに応じて開および閉の振動ピークの発生タイミングが変化することになる。しかも、多気筒エンジンでは、各バルブのバルブクリアランスにバラツキがあるため、開または閉のタイミングが近接する二個のバルブ間で、バルブ振動信号の振動ピーク発生タイミングが、図８に示すように離れて現れる場合と、図９に示すように重なって現れる場合とがある。
【００２３】
従来のバルブクリアランス評価装置では、振動ピーク発生タイミングが図８に示すように離れて現れた場合には、それらの振動ピーク発生タイミングがどのバルブのものであるかを特定できるので、バルブクリアランスを正確に評価できるが、図９に示すように重なって現れた場合には、その振動ピーク発生タイミングがどのバルブのものであるかを特定できないため、バルブクリアランスを正確に評価できず、信頼性が低下することが懸念される。
【００２４】
このようなことから、近年、ＶＶＴを有するエンジンのバルブクリアランスを常に正確に評価できる評価方法および装置の開発が望まれている。
【００２５】
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、可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランスを常に正確に評価できるバルブクリアランス評価方法を提供することにある。
【００２６】
さらに、本発明の第２の目的は、上記の評価方法を簡単かつ安価な構成で実施できる信頼性の高いバルブクリアランス評価装置を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成する請求項１に記載の可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランス評価方法の発明は、クランク軸に対するカム軸の回転位相を調整する可変バルブタイミング機構により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を変更可能な可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランス評価方法において、上記可変バルブタイミング機構に対する上記カム軸の回転位相変更指令の前後で、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、該検出信号から各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する工程と、上記検出した回転位相変更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各バルブを特定する工程と、上記特定した各バルブの振動ピーク発生タイミングと各バルブについてバルブクリアランス毎に予め求めた振動ピーク発生タイミングとを照合して各バルブのバルブクリアランスを特定する工程とを有することを特徴とする。
【００２８】
請求項１の発明によると、可変バルブタイミング機構に回転位相変更指令を与えてカム軸の回転位相を変更するので、例えば回転位相変更指令前のカム軸の回転位相では、二個のバルブの開または閉の振動ピーク発生タイミングが重なっていても、回転位相変更指令によりクランク軸に対するカム軸の回転位相を進角または遅角させることで、回転位相変更指令後のカム軸の回転位相では、一方のバルブの開または閉の振動ピーク発生タイミングを移動させることができる。従って、回転位相変更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れば、それらの振動ピーク発生タイミングから各バルブを正確に特定することができるので、その特定した各バルブの振動ピーク発生タイミングと、各バルブについてバルブクリアランス毎に予め求めた振動ピーク発生タイミングとを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でき、可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランスを常に正確に評価することが可能となる。
【００２９】
上記第２の目的を達成する請求項２に記載の可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランス評価装置の発明は、クランク軸に対するカム軸の回転位相を調整する可変バルブタイミング機構により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を変更可能な可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランス評価装置において、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入力し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、上記可変バルブタイミング機構に対する上記カム軸の回転位相変更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回転位相変更指令の前後における振動ピーク分布を比較して各バルブを特定するバルブ特定手段と、各バルブについてのバルブクリアランス毎の振動ピーク発生タイミングを予め格納するデータベースと、上記バルブ特定手段で特定された各バルブの振動ピーク発生タイミングと上記データベースに格納されている対応するバルブに関するバルブクリアランス毎の振動ピーク発生タイミングとを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。
【００３０】
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、バルブ特定手段、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、可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランスを常に正確に評価でき、信頼性の向上が図れる。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、各バルブのバルブクリアランスをより正確に特定できるので、評価精度をより高めることが可能となる。
【００３１】
請求項３に記載の発明は、請求項２の可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランス評価装置において、上記バルブ特定手段から上記回転位相変更指令を出力するよう構成したことを特徴とする。
【００３２】
請求項３の発明によると、バルブ特定手段から可変バルブタイミング機構に対してカム軸の回転位相変更指令を出力するので、例えばエンジンの生産過程において各バルブのバルブクリアランスを評価することが可能となる。
【００３３】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３の可変バルブタイミング機構付き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の特定結果を表示する表示手段を有することを特徴とする。
【００３４】
請求項４の発明によると、各バルブのバルブクリアランス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。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による可変バルブタイミング機構（以下「ＶＶＴ」と略記する）付き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３を参照して説明する。
【００３６】
図１は本発明の実施の形態によるＶＶＴ付き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はその要部の動作を説明するためのフローチャート、図３（ａ）および（ｂ）は回転位相変更指令による振動ピーク発生タイミングの移動態様を示す図である。
【００３７】
本実施の形態では、図１に示すように、評価対象のＶＶＴ付き多気筒エンジン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。
【００３８】
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、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。
【００３９】
また、エンジン１に付設されたクランク角センサ、カム角センサ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も、ＰＣ１１に取り込む。なお、カム角検出信号により直接的に気筒判別できる場合、或いは、クランク角検出信号およびカム角検出信号の入力パターンにより気筒判別できる場合は、点火信号、噴射信号の入力は不要であり、クランク角検出信号、およびカム角検出信号を入力する。この場合は、カム角検出信号、或いはクランク角検出信号とカム角検出信号とが気筒判別信号に対応する。また、車両にＶＶＴ付きエンジン１が搭載されている場合は、エンジン１を制御する電子制御装置からクランク角データ（クランク角検出信号に対応する）および気筒判別データ（気筒判別信号に対応する）をＰＣ１１に取り込むようにしてもよい。
【００４０】
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、バルブ特定手段であるバルブ特定部１６、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１７、データベースであるデータベース部１８、および表示手段であるバルブクリアランス特定結果表示部１９を設け、バルブ特定部１６からエンジン１のＶＶＴに対してカム軸の回転位相変更指令を出力してＶＶＴの駆動を制御するようにする。
【００４１】
なお、本実施の形態では、エンジン１が、吸気バルブを駆動する吸気カム軸および排気バルブを駆動する排気カム軸のそれぞれに対応するＶＶＴを有する場合には、いずれか一方のＶＶＴのみをバルブ特定部１６により駆動制御する。
【００４２】
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。
【００４３】
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発生タイミングを表わす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。
【００４４】
本実施の形態では、バルブ特定部１６からＶＶＴに対して回転位相変更指令を出力しないとき、すなわちＶＶＴのＯＦＦ時は、クランク軸に対するカム軸の回転位相（変位角度）を、例えば基準位相（変位角度０度）状態として、その状態で把握した振動ピーク分布を振動ピーク分布記憶部１４に格納する。
【００４５】
また、バルブ特定部１６からＶＶＴに対して回転位相変更指令を出力したとき、すなわちＶＶＴのＯＮ時は、クランク軸に対するカム軸の回転位相（変位角度）を、例えば最進角または最遅角状態として、その状態で把握した振動ピーク分布を振動ピーク分布記憶部１５に格納する。
【００４６】
バルブ特定部１６では、振動ピーク分布記憶部１４、１５に格納された回転位相変更指令の前後における振動ピーク分布を比較し、その比較結果に基づいて各バルブを特定して、特定したバルブ情報とともにその振動ピーク発生タイミングをバルブクリアランス特定部１７に供給する。
【００４７】
本実施の形態では、バルブクリアランス特定部１７に供給するバルブ毎の振動ピーク発生タイミングとして、バルブ特定部１６からの回転位相変更指令により開閉タイミングが制御されるバルブについては、振動ピーク分布記憶部１５に格納されたＶＶＴのＯＮ時の回転位相における対応する振動ピーク発生タイミングを供給し、回転位相変更指令により開閉タイミングが制御されないバルブについては、例えば振動ピーク分布記憶部１４に格納されたＶＶＴのＯＦＦ時の対応する振動ピーク発生タイミングを供給する。
【００４８】
一方、データベース部１８には、予め実験或いはシミュレーション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振動ピーク発生タイミングを格納しておく。ただし、バルブ特定部１６からの回転位相変更指令により開閉タイミングが制御されるバルブについては、ＶＶＴのＯＮ時の回転位相におけるバルブクリアランス毎の振動ピーク発生タイミングを格納する。
【００４９】
バルブクリアランス特定部１７では、バルブ特定部１６からの各バルブの振動ピーク発生タイミングと、データベース部１８に格納されている対応するバルブに関するバルブクリアランス毎の振動ピーク発生タイミングとを照合して、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１９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。
【００５０】
以下、図１に示した評価装置の動作を、図２および図３を参照して説明する。
【００５１】
図２に示すように、先ず、評価対象のＶＶＴ付きエンジン１を回転させながら、ＶＶＴのＯＦＦ状態での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）。
【００５２】
次に、ＶＶＴに対して回転位相変更指令を与えて、ＶＶＴのＯＮ状態での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）。
【００５３】
ここで、ＶＶＴのＯＦＦ状態で、図３（ａ）に示すように二つの振動ピークが重なる場合において、一方の振動ピークに対応するバルブが、バルブ特定部１６によるＶＶＴの駆動により開閉タイミングが制御されるバルブのときは、ＶＶＴのＯＮによって、その振動ピークの発生タイミングが図３（ｂ）に示すように移動して、二つの振動ピークは離間することになる。
【００５４】
その後、バルブ特定部１６において、振動ピーク分布記憶部１４、１５に格納されている回転位相変更指令の前後における振動ピーク分布を比較して、各振動ピークについてその発生タイミングがＶＶＴの動作に伴って移動したか否かを判断する（ステップＳ３）。
【００５５】
ここで、振動ピークが移動した場合（ＹＥＳの場合）には、その振動ピークはＶＶＴにより回転位相が変更されたバルブの振動ピークであると判断して、その発生タイミングから何番目の気筒のバルブかを特定して、その特定したバルブの情報と振動ピーク発生タイミングの情報とをバルブクリアランス特定部１７に供給する（ステップＳ４）。
【００５６】
これに対して、振動ピークが移動しない場合（ＮＯの場合）には、その振動ピークはＶＶＴにより回転位相が変更されないバルブの振動ピークであると判断して、その発生タイミングから何番目の気筒のバルブかを特定して、その特定したバルブの情報と振動ピーク発生タイミングの情報とをバルブクリアランス特定部１７に供給する（ステップＳ５）。
【００５７】
その後、バルブクリアランス特定部１７では、バルブ特定部１６から供給される特定されたバルブ毎の振動ピーク発生タイミングと、データベース部１８に格納されている対応するバルブに関するバルブクリアランス毎の振動ピーク発生タイミングとを照合して、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１９に表示する（ステップＳ６）。
【００５８】
このように、本実施の形態では、評価対象のＶＶＴ付きエンジン１を回転させながら、ＶＶＴに対してカム軸の回転位相変更指令を与えて回転位相を進角または遅角させるようにしたので、例えば回転位相変更指令前では二個のバルブの開および／または閉の振動ピーク発生タイミングが重なっていても、回転位相変更指令後では、一方のバルブの開または閉の振動ピーク発生タイミングを移動させることができる。
【００５９】
従って、バルブ特定部１６において、振動ピーク分布記憶部１４、１５に格納される回転位相変更指令前後の振動ピーク分布を比較することにより、それらの振動ピーク発生タイミングから各バルブを正確に特定することができるので、バルブクリアランス特定部１７において、バルブ特定部１６で特定された各バルブの振動ピーク発生タイミングと、データベース部１８に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振動ピーク発生タイミングとを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でき、これによりＶＶＴ付きエンジン１のバルブクリアランスを常に正確に評価でき、信頼性を向上することができる。
【００６０】
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、バルブ特定部１６、バルブクリアランス特定部１７、データベース部１８、およびバルブクリアランス特定結果表示部１９は、ＰＣ１１で構成したので、装置全体を簡単かつ安価にできると共に、バルブ特定部１６によりＶＶＴの駆動を制御するので、例えばエンジン１の生産過程において各バルブのバルブクリアランスを評価することができる。しかも、特定した各バルブのバルブクリアランスがバルブクリアランス特定結果表示部１９に表示されるので、バルブクリアランスを簡単かつ迅速に評価することができる。
【００６１】
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。
【００６２】
また、上記実施の形態では、エンジン１が、吸気バルブ用のＶＶＴと排気バルブ用のＶＶＴとを有する場合には、いずれか一方のＶＶＴのみを駆動するようにしたが、両方のＶＶＴを進角または遅角の同一位相方向に、あるいは一方のＶＶＴは進角方向に、他方のＶＶＴは遅角方向に同時に駆動するようにして、その駆動の前後の振動ピーク発生タイミングから各バルブを特定するようにすることもできる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、本発明による可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランス評価方法によれば、可変バルブタイミング機構によるカム軸の回転位相の変更前後で、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それぞれ検出して、それらの比較に基づいて各バルブを特定するようにしたので、各バルブを確実に特定してエンジンのバルブクリアランスを常に正確に評価することができる。
【００６４】
また、本発明による可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランス評価装置によれば、可変バルブタイミング機構によるカム軸の回転位相変更の前後において、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、これら回転位相変更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バルブ特定手段により両者を比較することにより各バルブを特定するようにしたので、正確な振動ピーク分布を把握でき、各バルブを確実に特定することができる。
【００６５】
従って、特定された各バルブの振動ピーク発生タイミングと、データベースに格納されている対応するバルブに関するバルブクリアランス毎の振動ピーク発生タイミングとをバルブクリアランス特定手段で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でき、これにより可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランスを常に正確に評価でき、信頼性を向上することができる。
【００６６】
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、バルブ特定手段、データベース、およびバルブクリアランス特定手段は、例えば一つのパーソナルコンピュータで構成できるので、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ＶＶＴ付き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である。
【図２】図１に示す実施の形態の要部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示す振動ピーク分布把握部で把握されるＶＶＴの回転位相変更指令による振動ピーク発生タイミングの移動態様を示す説明図である。
【図４】従来提案されているＶＶＴの概略構成を一部断面で示す図である。
【図５】図４のＩ−Ｉ断面図で、ＶＶＴの最進角状態を示す図である。
【図６】同じく、図４のＩ−Ｉ断面図で、ＶＶＴの最遅角状態を示す図である。
【図７】バルブクリアランスと、カム１回転のカムリフトによるバルブリフト期間およびバルブ振動信号との関係を示す図である。
【図８】バルブ振動信号の振動ピークの発生態様を示す図である。
【図９】同じく、バルブ振動信号の振動ピークの発生態様を示す図である。
【符号の説明】
１可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）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バルブ特定部（バルブ特定手段）
１７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）
１８データベース部（データベース）
１９バルブクリアランス特定結果表示部（表示手段）

Claims

クランク軸に対するカム軸の回転位相を調整する可変バルブタイミング機構により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を変更可能な可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランス評価方法において、
上記可変バルブタイミング機構に対する上記カム軸の回転位相変更指令の前後で、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、該検出信号から各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する工程と、
上記検出した回転位相変更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各バルブを特定する工程と、
上記特定した各バルブの振動ピーク発生タイミングと各バルブについてバルブクリアランス毎に予め求めた振動ピーク発生タイミングとを照合して各バルブのバルブクリアランスを特定する工程と、
を有することを特徴とする可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランス評価方法。
クランク軸に対するカム軸の回転位相を調整する可変バルブタイミング機構により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を変更可能な可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランス評価装置において、
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入力し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、
上記可変バルブタイミング機構に対する上記カム軸の回転位相変更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回転位相変更指令の前後における振動ピーク分布を比較して各バルブを特定するバルブ特定手段と、
各バルブについてのバルブクリアランス毎の振動ピーク発生タイミングを予め格納するデータベースと、
上記バルブ特定手段で特定された各バルブの振動ピーク発生タイミングと上記データベースに格納されている対応するバルブに関するバルブクリアランス毎の振動ピーク発生タイミングとを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可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランス評価装置。
上記バルブ特定手段から上記回転位相変更指令を出力するよう構成したことを特徴とする請求項２に記載の可変バルブタイミング機構付き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の特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または３に記載の可変バルブタイミング機構付きエンジンのバルブクリアランス評価装置。