JP3428429B2 - 可変動弁装置の検査方法及び検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機関バルブ（吸気
バルブ・排気バルブ）の開閉時期を可変とする可変動弁
装置の検査方法及び検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の運転状態に応じて機関バルブ
の開閉時期を可変として、機関出力やエミッション、燃
費等の内燃機関の性能向上を図る可変動弁装置が開発さ
れ、実用化されている。こうした可変動弁装置として
は、例えば機関出力軸であるクランクシャフトに対する
カムシャフトの回転位相を油圧制御に基づき可変とする
ことで、同カムシャフトの回転に伴って開閉駆動される
機関バルブの開閉時期を変更する装置が知られている。

【０００３】このような可変動弁装置の一例を図８及び
図９に基づき説明する。なおこの可変動弁装置は、大き
くは油圧制御に基づき作動される可変動弁機構（ＶＶＴ
機構）２０と、この可変動弁機構２０に対して作動油を
供給する油圧制御系とから構成されている。

【０００４】図８は可変動弁機構２０の側部断面構造及
び油圧制御系の概略構成を、図９は同可変動弁機構２０
の正面断面構造を示している。この可変動弁機構２０
は、カムシャフト６の先端に装着されて、該カムシャフ
ト６と同カムシャフト６の先端部に相対回動可能に装着
されてクランクシャフト（図示しない）に駆動連結され
たカムプーリ１３との回転位相を可変とすることで機関
バルブ（図示しない）の開閉時期を可変とする機構であ
る。なお、カムシャフト６は、図９に矢印Ａにて矢指す
るように時計回り方向に回転するものとする。

【０００５】図８に示すように、内部ロータ４０はカム
シャフト６の先端にセンタボルト４６によって固定され
ることで上記カムシャフト６と一体回転可能とされる。
この内部ロータ４０の外周には、図９に示すように複数
の（同図９では４枚の）ベーン４１が放射状に形成され
ている。

【０００６】また、この内部ロータ４０の外周を覆うよ
うにハウジング４２が、さらにその前面を覆うようにカ
バー４５が設けられている。これらハウジング４２及び
カバー４５は複数の取り付けボルト５４により前記カム
プーリ１３と固定されることで該カムプーリ１３と一体
回転可能とされる。なおハウジング４２の内周には、図
９に示すように前記内部ロータ４０のベーン４１と同数
の突部４４が形成されており、隣り合った突部４４の間
に形成された凹部４３内にベーン４１が収容されてい
る。

【０００７】前記ベーン４１の先端は凹部４３の内周と
摺接し、前記突状部４４の先端は前記内部ロータ４０の
外周と摺接している。その結果、内部ロータ４０及びカ
ムシャフト６と、カムプーリ１３及びハウジング４２及
び前面カバー４５とは、互いに同一の軸心を中心として
相対回動可能となる。

【０００８】また前記凹部４３には、ベーン４１によっ
て区画されることで２つの空間４７，４８が形成されて
いる。以後、これら２つの空間４７，４８の内、ベーン
４１に対してカムシャフト６の回転方向側の空間４７を
遅角側油圧室、その反対側の空間４８を進角側油圧室と
いう。なお可変動弁機構２０は、これら各油圧室４７，
４８内に供給される作動油の圧力制御（油圧制御）に基
づき作動される。

【０００９】次に上記油圧室４７，４８内に供給される
作動油の圧力を制御する油圧制御系の構成について図８
に基づき説明する。オイルポンプ１６はクランクシャフ
トの回転に基づき動作され、オイルパン４内の作動油を
吸引し、供給油路２１を介して油圧制御弁１９に作動油
を供給する。この油圧制御弁１９はデューティ制御に基
づき開度制御される４ポート弁であり、上記供給油路２
１に加え、作動油をオイルパン４に還流する排出油路３
２と遅角側油圧室４７に接続された遅角油路２３と進角
側油圧室４８に接続された進角油路２２とが接続されて
いる。そして油圧制御弁１９は、上記供給油路２１及び
排出油路３２のいずれかを上記遅角油路２３及び進角油
路２２のいずれかに対してそれぞれ選択的に連通させ
る。油圧制御弁１９は電磁ソレノイドを備えており、こ
の電磁ソレノイドに印加される電圧のデューティ比に応
じて各油通路間の連通量（開度）を適宜に変更する。こ
うして上記遅角側油圧室４７及び進角側油圧室４８内の
油圧を調節して可変動弁機構２０を作動させる。

【００１０】つづいて、この可変動弁機構２０の作動原
理について、図９に基づき簡単に説明する。バルブの開
閉時期を進角、すなわち機関バルブの開閉時期を早める
場合、上記供給油路２１と進角油路２２とを連通させて
進角側油圧室４８に対して作動油を供給するとともに、
上記排出油路３２と遅角油路２３とを連通させて遅角側
油圧室４７から作動油を排出させるように油圧制御弁１
９の開度制御を行う。こうして遅角側油圧室４７に対す
る進角側油圧室４８の油圧を相対的に高めることで、上
記ベーン４１は油圧の低い遅角側油圧室４７側に付勢さ
れるようになる。その結果、内部ロータ４０はハウジン
グ４２に対してカムシャフト６の回転方向（図８の矢印
Ａ方向）側に相対回動される。これにより、クランクシ
ャフトと同期回転するカムプーリ１３に対するカムシャ
フト６の相対回転位相が進角され、バルブの開閉時期が
早められる。

【００１１】一方、バルブの開閉時期を遅角させる場
合、先とは逆に、上記供給油路２１と遅角油路２３とを
連通させ、さらに排出油路３２と進角油路２２とを連通
させるよう油圧制御弁１９の開度制御を行う。こうして
進角側油圧室４８に対する遅角側油圧室４７内の油圧を
相対的に高めることで、カムシャフト６の回転方向とは
逆方向側に向けて内部ロータ４０をハウジング４２に対
し相対回動させる。これによりカムプーリ１３に対する
カムシャフト６の相対回転位相が遅角され、バルブの開
閉時期が遅らされる。

【００１２】さらにバルブの開閉時期を保持させる場
合、各油圧室４７，４８内の油圧を適宜調節してベーン
４１の両側壁に作用する力を均等させて、ハウジング４
２に対する内部ロータ４０の相対回動を制限する。これ
によりカムプーリ１３とカムシャフト６との相対回転位
相も制限され、バルブの開閉時期が保持される。

【００１３】なお以下の説明では、可変動弁機構２０の
作動角が最も遅角側となった位置を最遅角位置、最も進
角側となった位置を最進角位置という。以上説明したよ
うな可変動弁機構２０は、一般にベーン式可変動弁機構
とよばれる。なお、可変動弁機構としては上記ベーン式
以外にもヘリカルギア式等の他の作動原理に基づきバル
ブの開閉時期を可変とする機構も知られている。

【００１４】そして従来、こうした可変動弁装置の作動
確認のための検査装置として、例えば特開平５−２５６
１１３号公報に記載の装置のように、カムシャフトをモ
ータによって回転駆動させつつ可変動弁機構を圧縮空気
の圧力によって作動させながら作動確認を行う装置があ
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
検査装置では本来、油圧によって作動される可変動弁機
構を圧縮空気の圧力によって作動させるなど実際の使用
状態とは異なった状態で検査が行われるため、その作動
確認精度も自ずと低いものとなる。また、こうした装置
では、可変動弁機構に対して油圧を供給するオイルポン
プや同ポンプと可変動弁機構とを結ぶ油圧通路や同可変
動弁機構に供給される油圧を調整する油圧制御弁等の油
圧制御系をも含む可変動弁装置としての総合的な評価を
行うことはできない。

【００１６】なお従来、内燃機関を点火させて、実際に
運転させながら可変動弁装置の作動確認を行う検査も行
われている。しかしながら、内燃機関を運転させながら
可変動弁装置を作動させると内燃機関の運転状態とは無
関係にバルブの開閉時期が変更されてしまうため、失火
が発生するなどして運転状態が不安定となってしまい、
同内燃機関の出力軸に回転変動が生じる。このような回
転変動が発生すると機関出力軸に駆動連結されて作動す
るオイルポンプの発生する油圧も変動することとなり、
やはりその作動確認精度は低いものとなる。

【００１７】本発明はこうした実情に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、可変動弁装置の作動を高精度
且つ容易に検査することのできる可変動弁装置の検査方
法及び装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、油圧制御に基づき機関出
力軸に対するカムシャフトの回転位相を可変とする可変
動弁機構と、前記機関出力軸の回転に基づき該可変動弁
機構に対して油圧を供給する油圧供給手段と、該供給さ
れる油圧を制御する油圧制御手段とを備える可変動弁装
置の検査方法において、前記機関出力軸を機関外部から
強制的に回転駆動させつつ、前記可変動弁機構を強制作
動させたときの前記機関出力軸と前記カムシャフトとの
回転位相差の推移に基づいて同可変動弁機構の作動速度
を算出し、該算出された作動速度と予め定められた判定
値との対比によりその異常の有無を判定することをその
要旨とする。

【００１９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の可変動弁装置の検査方法において、前記機関出
力軸の回転位相と前記カムシャフトの回転位相とを前記
可変動弁装置が設けられた内燃機関に備えられたセンサ
により検出することをその要旨とする。

【００２０】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載の可変動弁装置の検査方法において、前
記機関出力軸は電動モータによって回転駆動されること
をその要旨とする。

【００２１】また、請求項４に記載の発明は、油圧制御
に基づき機関出力軸に対するカムシャフトの回転位相を
可変とする可変動弁機構と、前記機関出力軸の回転に基
づき該可変動弁機構に対して油圧を供給する油圧供給手
段と、該供給される油圧を制御する油圧制御手段とを備
える可変動弁装置の検査装置において、前記機関出力軸
を機関外部から回転駆動する回転駆動手段と、前記機関
出力軸の回転位相を検出する出力軸回転位相検出手段
と、前記カムシャフトの回転位相を検出するカムシャフ
ト回転位相検出手段と、前記可変動弁機構を強制作動し
たときのそれら検出される前記機関出力軸と前記カムシ
ャフトとの回転位相差の推移に基いて同可変動弁機構の
作動速度を算出する作動速度演算手段と、該算出される
作動速度と予め設定された判定値との対比に基づき異常
の有無を検査する検査手段と、を備えることをその要旨
とする。

【００２２】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載の可変動弁装置の検査装置において、前記出力軸
回転位相検出手段及び前記カムシャフト回転位相検出手
段は、前記可変動弁装置が設けられた内燃機関に備えら
れたものであることをその要旨とする。

【００２３】また、請求項６に記載の発明は、請求項４
または５に記載の可変動弁装置の検査装置において、前
記回転駆動手段は電動モータであることをその要旨とす
る。上記請求項１に記載の検査方法及び請求項４に記載
の検査装置によれば、内燃機関の出力軸を外部の回転駆
動手段によって回転させながら作動確認するため、可変
動弁機構の作動に関わらず機関出力軸を安定して回転さ
せることができ、可変動弁装置の作動確認精度を向上で
きるようになる。また、機関出力軸とカムシャフトとの
回転位相差から算出される作動速度を用いることで容易
に可変動弁装置の作動確認を行うことができ、そのとき
の作動速度の大きさから、ある程度異常の原因を限定す
ることができるようにもなる。したがって、可変動弁装
置の作動確認を高精度且つ容易に行うことができるよう
になる。

【００２４】また、上記請求項２に記載の検査方法及び
請求項５に記載の検査装置によれば、内燃機関にもとよ
り備えられたセンサ若しくは検出手段を使用して可変動
弁装置の作動確認を行うことで、検査装置の簡略化や低
コスト化を図ることができるようになる。

【００２５】また、上記請求項３に記載の検査方法及び
請求項６に記載の検査装置によれば、機関出力軸を安定
且つ円滑に回転駆動でき、作動確認精度を更に向上する
ことができるようになる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図１〜図７に基づき詳細に説明する。なお、本実
施の形態は、可変動弁装置が設けられた内燃機関の機関
出力軸を電動モータによって回転駆動しつつ可変動弁機
構及びその油圧回路を含む可変動弁装置としての作動不
良や異常を検出するものである。まずは、検査対象とな
る可変動弁装置付き内燃機関の概略構成について、図１
に基づき説明する。

【００２７】内燃機関１のシリンダブロック３内に往復
動可能に設けられたピストン３０は、コネクティングロ
ッド３１を介して機関出力軸であるクランクシャフト５
に接続されており、同ピストン３０の往復運動に基づき
クランクシャフト５を回転させる。このクランクシャフ
ト５の先端部にはクランクプーリ１０及びクランク角検
出用のクランク角ロータ１１とが設けられており、この
ロータ１１の付近には電磁ピックアップからなるクラン
ク角センサ１２が設けられている。クランク角ロータ１
１の外周には等間隔（本実施の形態では約１０°）毎に
歯が設けられている。クランク角センサ１２は、その傍
らを上記歯が通過する毎にパルス状の電気信号を出力す
る。なお、クランク角ロータ１１外周の歯は１本分だけ
欠け歯となっており、この欠け歯部からクランクシャフ
ト５の回転位相を把握できるようになっている。

【００２８】さらにクランクシャフト５の先端部には、
同軸５の回転に基づき動作するオイルポンプ１６が設け
られている。このオイルポンプ１６は、オイルパン４内
に貯留されたオイルを吸引し、このオイルを内燃機関１
の潤滑部等に潤滑油として供給する。また、オイルポン
プ１６から供給されるオイルの一部は可変動弁装置の作
動油としても使用される。なお、この可変動弁装置は先
の図８及び図９にて例示した装置と同一の構成とする。

【００２９】オイルポンプ１６から加圧吐出されたオイ
ルの一部は、シリンダブロック３やシリンダヘッド２等
に形成された供給油路２１を介して油圧制御弁１９に供
給される。この油圧制御弁１９が、シリンダヘッド２や
吸気カムシャフト６内に形成された遅角油路２３及び進
角油路２２を介して同吸気カムシャフト６の先端部に回
動可能に装着された可変動弁機構２０の遅角側油圧室４
７あるいは進角側油圧室４８に接続されていることは先
述した通りである。

【００３０】さて、前記クランクプーリ１０は、タイミ
ングベルト１５を介して吸気カムプーリ１３及び排気カ
ムプーリ１４に駆動連結されている。クランクプーリ１
０と吸気カムプーリ１３あるいは排気カムプーリ１４と
のギア比は１：２となっており、クランクプーリ１０が
２回転する間に各カムプーリ１３，１４は１回転され
る。吸気カムプーリ１３は、吸気カムシャフト６の先端
部に可変動弁機構２０を介して相対回動可能に装着され
ている。また、排気カムプーリ１４は排気カムシャフト
７の先端部に一体回転可能に装着されている。したがっ
て、排気カムシャフト７がクランクシャフト５と同期し
て回転されるのに対して、吸気カムシャフト６とクラン
クシャフト５との相対回転位相は可変動弁機構２０によ
って可変とされる。また、吸気カムシャフト６には同シ
ャフト６の回転位相を検出するためのカム角ロータ１７
が設けられており、その付近には電磁ピックアップから
なるカム角センサ１８が設けられている。カム角ロータ
１７の外周には１つの歯が形成されており、カム角セン
サ１８は前記クランク角センサ１２と同様に、この歯が
その傍らを通過する毎にパルス状の電気信号を出力す
る。

【００３１】また、吸気カムシャフト６及び排気カムシ
ャフト７には、それぞれ複数の吸気カム８及び排気カム
９が一体回転可能に設けられている。これら吸気カム８
及び排気カム９は、その押圧に基づき吸気バルブ２８及
び排気バルブ２９を開閉駆動する。すなわちこの内燃機
関１では、クランクシャフト５の回転位相に対して排気
バルブ２９の開閉時期は固定され、吸気バルブ２８の開
閉時期は可変とされる構成となっている。

【００３２】次に、以上説明した内燃機関１の可変動弁
装置の作動検査を行う検査装置の構成について、図２及
び図３に基づき説明する。図２に上記検査装置の概略構
成を示す。

【００３３】本検査装置は、大きくは、内燃機関１のク
ランクシャフト５を回転駆動する駆動部と、検査時にお
ける可変動弁装置の駆動制御をはじめ、入力される検査
情報の処理や上記検査情報に基づく検査結果の演算等を
行う制御部とから構成されている。

【００３４】本検査装置の駆動部は、電動モータ２６
と、同モータ２６によって回転駆動される駆動軸２４、
同駆動軸２４を回転可能に支持するベアリング２５、上
記駆動軸２４と内燃機関１のクランクシャフト５とを連
結する連結部３３とから構成されている。検査時には、
この電動モータ２６の回転によって上記クランクシャフ
ト５を強制駆動させている。

【００３５】次に、本検査装置の制御部の構成について
図３に基づき説明する。本検査装置の制御装置２７は、
各種演算処理や油圧制御弁１９及び電動モータ２６の制
御等を行う演算装置（コンピュータ）７０、検査装置を
操作するための操作パネル等の入力装置７９、検査経過
や検査結果を出力する表示装置や印字装置等の出力装置
８０から構成されている。

【００３６】先述したカム角センサ１８及びクランク角
センサ１２から出力されたパルス状の電気信号は、波形
整形回路７６，７７によって２値化（デジタル化）され
た後、制御装置２７へと送られる。一方、検査時に可変
動弁装置を制御すべく制御装置２７から出力される指令
信号は、油圧制御弁１９の駆動回路８２に送られる。駆
動回路８２は、この指令信号に応じたディーティ比の電
圧を油圧制御弁１９の電磁ソレノイドに対して印加す
る。また制御装置２７より出力される電動モータ２６の
始動・停止指令信号も、同モータ２６の駆動回路８２に
出力される。

【００３７】なお本検査装置では、上記カム角センサ１
８及びクランク角センサ１２の出力信号に基づきクラン
クシャフト５と吸気カムシャフト６との相対回転位相、
すなわち可変動弁機構２０の作動角度θを算出してい
る。こうした作動角度θの算出方法について、図４に基
づき以下に説明する。

【００３８】図４に、カム角センサ１８及びクランク角
センサ１２の出力信号の推移を示す。なお、図４
（ａ），（ｂ）は上記各出力信号を波形整形回路７６，
７７によって２値化する前の状態を、図４（ｃ），
（ｄ）は同信号の２値化後の状態をそれぞれ示してい
る。

【００３９】先述したようにカム角センサ１８及びクラ
ンク角センサ１２は、カム角ロータ１７及びクランク角
ロータ１１の歯がその傍らを通過する毎に図４（ａ）あ
るいは（ｂ）に示すようなパルス状の電気信号を出力す
る。これらの出力信号を波形整形回路７６，７７によっ
て２値化すると図４（ｃ）あるいは（ｄ）のようにな
る。

【００４０】クランク角センサ１２の出力信号に見られ
る間隙のあいた部分は、クランク角センサ１２の傍らを
クランク角ロータ１１の欠け歯部が通過したことを示し
ている。この欠け歯信号を基準として、クランクシャフ
ト５の位相角を算出することができる。一方、クランク
シャフト５と吸気カムシャフト６との回転比が２：１で
あることから、同クランクシャフト５が２回転する毎、
すなわちクランク角センサ１２の出力信号に２度欠け歯
信号が表れる毎に、カム角センサ１８の出力信号には１
度だけパルス状のピーク（ピックアップ出力信号）が表
れる。本検査装置では、上記クランク角センサ１２の出
力信号に欠け歯信号が表れてからカム角センサ１８の出
力信号が立ち上がるまでの時間Ｔに基づき、上記クラン
クシャフト５と吸気カムシャフト６との相対回転位相、
すなわち可変動弁機構２０の作動角度θを算出してい
る。

【００４１】なお、本検査装置ではクランクシャフト５
を電動モータ２６によって外部より一定の回転速度で強
制駆動しているため、検査中の同シャフト５の回転変動
は非常に小さなものとなる。したがってこの時間Ｔによ
っても、可変動弁機構２０の作動角度θや作動速度Ｖを
容易かつ高精度に算出することができる。

【００４２】次に、本検査装置による可変動弁装置の作
動検査時の検査手順について、図５〜図７に基づき説明
する。図５は検査ルーチンの処理手順を示すフローチャ
ートである。

【００４３】検査開始に先立って、図２に示す態様で内
燃機関１を所定の位置に固定し、内燃機関１のクランク
シャフト５と検査装置の駆動軸２４とを連結部３３によ
って一体回転するように連結する。なお、このとき可変
動弁機構２０の作動角は、前記最遅角位置としておく。
こうして検査準備が整った後、検査を開始する。

【００４４】検査が開始されると、制御装置２７は、ま
ず前記検査処理ルーチンの処理を実行する。この検査処
理ルーチンが実行されると制御装置２７はステップＳ１
０において、電動モータ２６の駆動回路８２に対して始
動指令を出力して、同モータ２６を回転させる。なお、
電動モータ２６は検査中を通じて、常に一定の回転速度
で回転される。また、こうして電動モータ２６によって
クランクシャフト５が回転されることにより、オイルポ
ンプ１６も作動状態となる。

【００４５】電動モータ２６の回転が安定した後、制御
装置２７はステップＳ１１において、クランク角センサ
１２とカム角センサ１８との出力信号に基づき、このと
きの可変動弁機構２０の作動角度θ、すなわち初期角度
θ０を算出する。そしてステップＳ１２において、この
初期角度θ０が所定の範囲、すなわちθａからθｂまで
の範囲内に有るか否かを判断する。この範囲は、可変動
弁機構２０の取り付け位置に対する許容誤差範囲として
設定されている。本検査装置では、検査開始時に可変動
弁機構２０は最遅角位置にセットされているため、同機
構２０の取り付け位置あるいは吸気カムシャフト６とク
ランクシャフト５との回転位相が正常であれば、上記初
期角度θ０は許容誤差範囲内にあるはずである。初期角
度θ０が許容誤差範囲外にあれば（ＮＯ）、可変動弁機
構２０の取り付け位置不良あるいは吸気カムシャフト６
とクランクシャフト５との取り付け位相不良と判断し、
検査を終了する。

【００４６】なお、こうした取り付け不良のまま検査を
行うと、可変動弁機構２０を進角させた際に吸気バルブ
２８の傘部先端とピストン３０の上端とが干渉して損傷
が生じるおそれがある。本検査装置では、検査開始時に
こうした取り付け不良を判定することで、上記のような
損傷の発生を防止することができるようになる。

【００４７】上記ステップＳ１２において初期角度θ０
が許容誤差範囲内にあれば（ＹＥＳ）、油圧制御弁１９
を通じて実際に可変動弁機構２０を作動させながら検査
を開始する。制御装置２７は、ステップＳ１３において
油圧制御弁１９の駆動回路８２に対して進角指令信号を
出力する。そして制御装置２７はステップＳ１４におい
て、可変動弁機構２０の作動速度Ｖの計測処理を実行す
る。

【００４８】なお本検査装置では、可変動弁機構２０を
進角方向に駆動させておき、同機構２０の作動角度θが
所定のスレッシュ角度αを越えてからスレッシュ角度β
を越えるまでの間の作動速度Ｖの算出を行っている。

【００４９】図６に計測処理ルーチンの処理手順を示す
フローチャートを、また図７に計測処理時の可変動弁機
構２０の作動角度θ及び指令信号の推移を示す。制御装
置２７の処理が計測処理ルーチンに移行すると、まずス
テップＳ２０において可変動弁機構２０の作動角度θを
読み込み、続くステップＳ２１においてこの作動角度θ
がスレッシュ角度αより大きいか否かを判定する。この
とき、作動角度θが前記スレッシュ角度α以下の場合
（ＮＯ）、制御装置２７はステップＳ２０の処理に戻
り、再び作動角度θの読み込みを実行する。そしてステ
ップＳ２０及びステップＳ２１の処理を作動角度θがス
レッシュ角度αよりも大きくなるまで繰り返す。

【００５０】一方、作動角度θがスレッシュ角度αを越
えた場合（ＹＥＳ）、制御装置２７はステップＳ２２に
おいて、その時点の作動角度θ及び時刻ｔを計測開始角
度θ１及び計測開始時刻ｔ１として記憶する（図７の点
Ａ）。

【００５１】こうして計測開始角度θ１と計測開始時刻
ｔ１とを求めた後、制御装置２７はステップＳ２３の処
理に移行する。このステップＳ２３において制御装置２
７は、可変動弁機構２０の作動角度θを読み込み、続く
ステップＳ２４においてこの作動角度θが前記スレッシ
ュ角度βを越えたか否かを判定する。そして作動角度θ
がスレッシュ角度β以下（ＮＯ）であれば、それを越え
るまでステップＳ２３とステップＳ２４を繰り返す。

【００５２】一方、作動角度θがスレッシュ角度βを越
える場合（ＹＥＳ）、制御装置２７はステップＳ２５に
おいてその時点の作動角度θ及び時刻ｔを計測終了角θ
２及び計測終了時刻ｔ２として記憶する（図７の点
Ｂ）。

【００５３】その後制御装置２７はステップＳ２６にお
いて、可変動弁装置に対して進角指令を所定時間出力し
ておき、同機構２０を完全に最進角位置に駆動させる。
そして最進角位置での作動角度θを最進角角度θｓとし
て記憶する（図７の点Ｃ）。そして制御装置２７は本ル
ーチンの処理を終了して、図５に示す前記検査処理ルー
チンに戻り、同ルーチンのステップＳ１５の処理を実行
する。

【００５４】このステップＳ１５において制御装置２７
は、前記測定した可変動弁機構２０の最進角角度θｓと
初期角度θ０との差、すなわち検査対象である可変動弁
機構２０が作動可能な角度が、同機構２０の作動角規格
の下限角θｃから上限角θｄまでの範囲にあるか否かを
判定する。上記条件を満たさない（ＮＯ）場合、その可
変動弁機構２０は規格外であると判断される。

【００５５】上記ステップＳ１５の条件を満たす場合
（ＹＥＳ）、制御装置２７はステップＳ１６において進
角作動速度Ｖを算出する。この進角作動速度Ｖは次式よ
り求められる。すなわち、 進角作動速度Ｖ＝（θ２−θ１）／（ｔ２−ｔ１） である。

【００５６】次のステップＳ１７において制御装置２７
は、こうして算出された進角作動速度Ｖが、進角作動速
度規格の下限値Ｖ１から上限値Ｖ２の範囲内にあるか否
かを判定する。算出された進角作動速度Ｖが規格の範囲
内にある場合（ＹＥＳ）、制御装置２７は検査対象の可
変動弁装置が正常であると判断する。

【００５７】上記規格の範囲外である場合（ＮＯ）、制
御装置２７はステップＳ１８において、進角作動速度Ｖ
が上記規格の上限値より大きいか否かを判断する。進角
作動速度Ｖが上限値よりも大きな場合（ＹＥＳ）、オイ
ルポンプ１６の吐出圧あるいはその吐出量が過剰である
などの可変動弁装置の油圧制御系の異常と判断される。

【００５８】一方、ステップＳ１７において下限値Ｖ１
から上限値Ｖ２までの規格範囲外であって（ＮＯ）、か
つステップＳ１８において上限値Ｖ２未満である場合
（ＮＯ）、すなわち進角作動速度Ｖが規格範囲の下限値
Ｖ１以下である場合、オイルポンプ１６の吐出圧あるい
はその吐出量が不足しているなどの油圧制御系の異常や
可変動弁機構２０の作動不良と判断される。

【００５９】このように、本実施の形態では可変動弁機
構２０の進角速度を計測し、その値から可変動弁機構２
０の作動不良や油圧制御系の異常の検出を行っている。
そしてその結果は、前記出力装置８０を通じて適宜に可
視表示あるいは印字出力される。

【００６０】なお本実施の形態では上述のように、電動
モータ２６によりクランクシャフト５を駆動しながら検
査を行うため、検査時には内燃機関１を実際に点火する
必要はない。そのため、検査装置に内燃機関１の点火に
必要とされる付帯設備を設ける必要もなく、検査装置の
構成の簡略化やコスト低減を図ることができるものとな
っている。加えて、内燃機関１に点火系や吸・排気系、
燃料系、冷却系あるいは制御系（クランク角センサ１２
及びカム角センサ１８は除く）などの部材を組み付けて
いない状態でも上記検査を行うことができるため、内燃
機関１の組立工程の比較的早い段階で可変動弁装置の作
動不良を検出でき、異常が検出された場合にも容易かつ
速やかにメンテナンスを施すことができるようにもな
る。

【００６１】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、以下に記す効果を得ることができるようになる。 （１）内燃機関１のクランクシャフト５を電動モータ２
６で駆動させるため、可変動弁機構２０の作動に関わら
ず、安定した状態で検査を行うことができる。また、ク
ランクシャフト５を円滑に回転駆動させることができる
ため、可変動弁機構２０の作動角θや作動速度Ｖの計測
を容易とすることができる。そのため、作動検査精度を
向上し、ひいては可変動弁装置の信頼性を更に向上する
ことができるようになる。

【００６２】（２）内燃機関１のオイルポンプ１６や油
圧制御弁１９、油路２１，２２，２３，３２によって可
変動弁機構２０に対して油圧を供給しながら検査が行わ
れるため、可変動弁機構２０の作動確認と同時にその油
圧制御系の異常検査も併せて行うことができる。また、
実際の使用状態と同じ状態で検査されることから、検査
精度やその信頼性を更に向上することができる。

【００６３】（３）内燃機関１に元より設けられている
カム角センサ１８やクランク角センサ１２を使用して可
変動弁装置の作動確認を行うため、検査装置の簡略化や
低コスト化を図ることができる。

【００６４】（４）検査時の可変動弁装置の作動速度の
値によって、異常の原因を限定することができる。 （５）検査時には内燃機関１を実際に点火して運転させ
る必要がないため、内燃機関１に点火プラグやイグナイ
タ、イグニッションコイル等の点火装置、及びインジェ
クタや燃料噴射ポンプ等の燃料噴射装置を組み付ける以
前に、可変動弁装置の作動確認を行うことができる。そ
のため、早期に異常を検出できるようになり、また異常
が検出された場合におけるメンテナンス作業も容易に行
うことができるようになる。

【００６５】（６）加えて、検査時に内燃機関１を実際
に点火して運転させる必要がないことから、点火系や燃
料供給系や吸気及び排気系等の同機関の点火用の付帯設
備を検査装置に設ける必要もない。したがって、検査装
置の構成を簡略化して、そのコストも大幅に低減するこ
とができるようになる。

【００６６】（７）検査のため可変動弁機構２０の作動
角度θを変更する前にその取り付け位置（初期角度θ
０）の確認を行うため、取り付け位置異常による損傷の
発生を防止することができるようになる。

【００６７】なお、本発明の実施の形態は、以下のよう
に変更してもよい。 ・上記実施の形態では、可変動弁機構２０の進角作動時
の作動速度Ｖを計測して異常検出を行う構成としたが、
遅角作動時の作動速度あるいは進角及び遅角作動時の両
方の作動速度を計測して異常検出を行う構成としてもよ
い。

【００６８】・上記実施の形態では、クランク角センサ
１２の欠け歯信号とカム角センサ１８のピックアップ出
力との時間差から可変動弁機構２０の作動角度θを算出
していたが、例えば電動モータ２６の回転が円滑に行え
ない場合などには、カム角センサ１８のピックアップ信
号が出力するまでに出力されたクランク角センサ１２の
ピックアップ信号の数に基づき作動角度θを算出するよ
うにしてもよい。

【００６９】・上記実施の形態では、内燃機関１に装備
されたカム角センサ１８及びクランク角センサ１２を利
用して作動確認検査を行っていたが、これとは別にカム
シャフト６及びクランクシャフト５の回転位相を検出す
る検出器を検査機側に設け、検査時にはこれらの検出器
を使用して作動確認検査を行うようにしてもよい。

【００７０】・上記実施の形態では、電動モータ２６に
よってクランクシャフト５を回転駆動させていたが、例
えば他の内燃機関や油圧モータ、空気圧モータ等の他の
駆動装置、あるいは手動によって機関出力軸を回転駆動
させながら作動確認検査を行ってもよい。ただし、これ
らの駆動装置等の回転が不安定な場合には、先述したよ
うにカム角センサ１８のピックアップ信号を利用して可
変動弁機構の作動角を算出する必要がある。

【００７１】・上記実施の形態では、いわゆるベーン式
の可変動弁機構２０を備える可変動弁装置の検査方法及
び検査装置について説明したが、油圧制御に基づき作動
され、クランクシャフト５に対するカムシャフト６の回
転位相を可変とする機構であれば、例えばヘリカルギア
式の可変動弁機構等の他の形式の可変動弁機構を備える
可変動弁装置に対しても本発明の検査方法及び検査装置
を同様に適用することができる。

【００７２】

【発明の効果】請求項１及び４に記載の発明によれば、
可変動弁装置の作動確認を高精度且つ容易に行うことが
できるようになる。

【００７３】また、請求項２及び請求項５に記載の発明
によれば、内燃機関にもとより備えられた検出手段を使
用して可変動弁装置の作動確認を行うことで、検査装置
の簡略化や低コスト化を図ることができるようになる。

【００７４】また、請求項３に記載及び請求項６に記載
の発明によれば、電動モータを使用することで機関出力
軸を安定且つ円滑に回転駆動できるようになり、ひいて
は可変動弁装置の作動確認精度を更に向上することがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】可変動弁装置付き内燃機関の構成を示す斜視断
面図。

【図２】本発明の一実施形態にかかる検査装置の概略構
成を示す略図。

【図３】同検査装置の電気的構成を示すブロック図。

【図４】検査時の検出信号の出力波形の推移を示すタイ
ムチャート。

【図５】上記検査装置による検査手順を示すフローチャ
ート。

【図６】計測処理の処理手順を示すフローチャート。

【図７】検査時のパラメータ計測態様を示すタイムチャ
ート。

【図８】可変動弁機構の側部断面構造及びその油圧回路
の概略構成を示す図。

【図９】同可変動弁機構の正面断面構造を示す断面図。

【符号の説明】

１…内燃機関、５…クランクシャフト、６…吸気カムシ
ャフト、７…排気カムシャフト、１０…クランクプー
リ、１１…クランク角ロータ、１２…クランク角セン
サ、１３…吸気カムプーリ、１４…排気カムプーリ、１
５…タイミングベルト、１６…オイルポンプ、１７…カ
ム角ロータ、１８…カム角センサ、１９…油圧制御弁、
２０…可変動弁機構、２１…供給油路、２２…進角油
路、２３…遅角油路、２４…駆動軸、２５…ベアリン
グ、２６…電動モータ、２７…制御装置、３３…連結
部。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧制御に基づき機関出力軸に対するカム
   シャフトの回転位相を可変とする可変動弁機構と、前記
   機関出力軸の回転に基づき該可変動弁機構に対して油圧
   を供給する油圧供給手段と、該供給される油圧を制御す
   る油圧制御手段とを備える可変動弁装置の検査方法にお
   いて、 前記機関出力軸を機関外部から強制的に回転駆動させつ
   つ、前記可変動弁機構を強制作動させたときの前記機関
   出力軸と前記カムシャフトとの回転位相差の推移に基づ
   いて同可変動弁機構の作動速度を算出し、 該算出された作動速度と予め定められた判定値との対比
   によりその異常の有無を判定することを特徴とする可変
   動弁装置の検査方法。
2. 【請求項２】前記機関出力軸の回転位相と前記カムシャ
   フトの回転位相とを前記可変動弁装置が設けられた内燃
   機関に備えられたセンサにより検出する請求項１に記載
   の可変動弁装置の検査方法。
3. 【請求項３】前記機関出力軸は電動モータによって回転
   駆動されることを特徴とする請求項１または２に記載の
   可変動弁装置の検査方法。
4. 【請求項４】油圧制御に基づき機関出力軸に対するカム
   シャフトの回転位相を可変とする可変動弁機構と、前記
   機関出力軸の回転に基づき該可変動弁機構に対して油圧
   を供給する油圧供給手段と、該供給される油圧を制御す
   る油圧制御手段とを備える可変動弁装置の検査装置にお
   いて、 前記機関出力軸を機関外部から回転駆動する回転駆動手
   段と、 前記機関出力軸の回転位相を検出する出力軸回転位相検
   出手段と、 前記カムシャフトの回転位相を検出するカムシャフト回
   転位相検出手段と、 前記可変動弁機構を強制作動したときのそれら検出され
   る前記機関出力軸と前記カムシャフトとの回転位相差の
   推移に基いて同可変動弁機構の作動速度を算出する作動
   速度演算手段と、 該算出される作動速度と予め設定された判定値との対比
   に基づき異常の有無を検査する検査手段と、 を備える可変動弁装置の検査装置。
5. 【請求項５】請求項４に記載の可変動弁装置の検査装置
   において、 前記出力軸回転位相検出手段及び前記カムシャフト回転
   位相検出手段は、前記可変動弁装置が設けられた内燃機
   関に備えられたものであることを特徴とする可変動弁装
   置の検査装置。
6. 【請求項６】前記回転駆動手段は電動モータである請求
   項４または５に記載の可変動弁装置の検査装置。