JPH11190680A - エンジンの試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車のエンジンをテストベンチで試験
するときに、失火が生じても触媒が溶融しないようにす
る。 【解決手段】 クランクシャフト５にクランクプーリ６
を取付けたエンジン１において、このクランクプーリ６
の回転状態を検知アングルセンサ１７を設けるととも
に、このアングルセンサ１７の出力信号から、いずれか
のシリンダの失火を検出する判断手段としてのエレクト
ロニック・コントロール・ユニット１６を設け、さらに
このエレクトロニック・コントロール・ユニット１６の
判断結果によってエンジンを停止させる停止手段を設け
た。失火の検出が迅速、確実になり、異常時には即、エ
ンジンを停止させることができるので、触媒を溶融する
ことがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用エンジン
の摺り合わせ工程で使用する試験装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車用エンジンは、製作後車体に搭載
する前に、単体で作動させて摺動部分に余計な摩擦が生
じないようにする、いわゆる摺り合わせと称される工程
を経る。この工程では、摺り合わせと同時に、補機を含
めた各部分の作動が正しく円滑に行われるように調整と
試験とが行われる。この試験において、たとえば４気筒
のような多シリンダエンジンにおいては、そのシリンダ
のすべてにおいて確実に着火され、ピストンが往復する
ことになるが、なんらかの原因によって、そのうちの１
シリンダが失火したとしても、不調ながらエンジンは回
転を継続することになる。

【０００３】いずれかのシリンダが失火して不調ながら
回転を継続した場合には、そのエンジンをテストベンチ
から降ろし、原因の追求とその原因を排除する作業を行
って再度テストベンチに載せることになるが、その前に
採った他の部分についてのデータは無駄なものになる。

【０００４】従来にあっては、シリンダの一つが失火し
て未燃ガスが発生しても、自然にエンジンが停止する
か、作業者がエンジンの不調に気付いて停止させるまで
は回転を継続させていた。このため、未燃ガスを長時間
排出するばかりでなく、無駄な燃料と時間とを消費し、
また早期に手当てを行えばよいような補修も行えなくな
ることになった。

【０００５】ところで、近来、大気汚染を防止するため
の法規制が厳しく行われるようになってきている。これ
は我が国においても勿論であるが、アメリカ合衆国にお
いては更に厳しいものである。アメリカ合衆国にはＵＳ
−ＬＥＶ（ロー・エミッション・ビークル）に対する排
ガス規定があり、排ガスについて厳しく規制されていい
るので、これをクリアするためには、排気管の一部に取
付ける触媒では賄いきれないことから、排気ポートとエ
キゾーストマニホールドを介して燃焼室の直下に触媒を
取付けることになる。

【０００６】燃焼室の直下となるエキゾーストマニホー
ルドの部分に装着する触媒（一般的にはマニバータある
いはスタートキャットと称される）は、燃焼によって生
成された直後の排ガスに反応するので、浄化効率が高い
ものである。このため、厳しい内容の排ガス規制に対し
ては多く使用されるようになってきている。多用される
ことになると、その構造にも改良が加えられ、触媒のケ
ースも板金によってエキゾーストマニホールドと一体に
製作されるようになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】触媒のケースがエキゾ
ーストマニホールドと一体に製作されると、テストベン
チへの搭載も触媒を付けたまま行うことになる。この場
合、被試験エンジンがもしも失火を起こしたとすると、
そのシリンダから排出される未燃ガスが、完全燃焼して
高温となっている他のシリンダからの排ガスと混合し、
エキゾーストマニホールドないしは触媒ケースの内部で
燃焼して非常に高い温度となって、触媒を溶融させてし
まう虞がある。

【０００８】これを防止するためには、テストベンチに
載せる前に触媒を取り外せばよいが、その作業は非常に
煩雑であるばかりでなく、機種の多くはマニホールドま
たは排気管と一体的となっており、取り外ずしができな
いようになっている。

【０００９】エンジンの失火を検出する装置に関する先
行技術としては、特開平９−９６２４３号公報に開示さ
れたものがある。この公報のものは、エンジンの負荷状
態によって失火検出領域を求め、この領域内で失火状態
を検出するようにしたものにおいて、失火検出領域の下
限値を大気圧状態に応じて補正する領域下限値補正部を
設け、これによって補正された下限値によって失火検出
の実施をするか否かの決定をする制御手段を設けたもの
である。この発明では、失火検出が頻繁に行われること
により自動車の運転者が車両に対して不満や不信感を抱
くのを防ぐ効果は認めることができるが、本発明が問題
としている検査工程中での使用を想定したものではな
く、また、触媒溶融防止の効果を期待することはできな
い。

【００１０】本発明はこの点に鑑みてなされたものであ
り、エンジンの排気系に触媒装置を装着した状態で摺り
合わせ工程に付し、その過程で失火が生じたときには、
これを電気的に検知する装置と、検知したときに警報を
発して作業者に報知する装置とを提供しようとするもの
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、請求項１に記載された発明に
おいては、クランクシャフトまたはカムシャフトにプー
リを取付けた自動車用エンジンの試験装置において、前
記プーリの回転状態を検知するアングルセンサと、該ア
ングルセンサの出力信号から前記エンジンのいずれかの
シリンダの失火を検出する判断手段と、該判断手段の結
果によってエンジンを停止させる停止手段とを設けたこ
とを特徴とする。

【００１２】また、請求項２に記載された発明において
は、クランクシャフトまたはカムシャフトにプーリを取
付けた自動車用エンジンの試験装置において、前記プー
リの回転状態を検知するアングルセンサと、該アングル
センサの出力信号から前記エンジンのいずれかのシリン
ダの失火を検出する判断手段と、該判断手段の出力信号
を受けて作動する報知手段とを設けたことを特徴とす
る。

【００１３】このような構成としたことにより、請求項
１に記載された発明では、被試験エンジンのいずれかの
シリンダが失火して不調になったときに、判断手段がこ
れを検知するから、その検知信号でエンジンを停止させ
るようにすることができる。また、請求項２に記載され
た発明によれば、上記作用に加えてブザーあるいはラン
プにより作業者に知らせることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
について説明する。１は自動車用のエンジンであり、２
はそのクランクケース、３はシリンダ、４はシリンダヘ
ッドである。クランクケース２からはクランクシャフト
５の先端が突出しており、このクランクシャフト５には
クランクタイミングプーリ６が取付けられ、シリンダヘ
ッド４に設けられたカムプーリ（図示せず）に回転力を
伝えるようになっている。なお、クランクシャフト５に
は、クランクタイミングプーリ６のほかにも補機駆動用
のプーリが取付けられるが、そのプーリならびに補機類
の図示は省略する。

【００１５】シリンダヘッド４にはインテークマニホー
ルド７とエキゾーストマニホールド８の各基端が取付け
られており、インテークマニホールド７の先端は、エア
クリーナ９に接続されている。一方、エキゾーストマニ
ホールド８は第１の触媒装置１０を介してエキゾースト
パイプ１１の基端に接続されている。エキゾーストパイ
プ１１の中間部分には、第２の触媒装置１２が接続され
ている。燃料タンク１３の上部には蒸発ガスを捕集する
キャニスタ１４を介してパージデューティバルブ１５が
接続されており、インテークマニホールド７側への流量
制御が行われるようになっている。

【００１６】エレクトロニック・コントロール・ユニッ
ト（エンジン制御コンピュータ、以下、ＥＣＵという）
１６は、本発明において判断手段として機能するもので
ある。このＥＣＵ１６は車両に搭載されているものと同
等であり、上記パージデューティバルブ１５を制御する
ほか、図示しないインジェクタの噴射燃料の量の制御、
点火プラグの点火タイミングの制御、空燃比学習制御等
を行うものであり、自己診断機能を備えるものである。

【００１７】クランクアングルセンサ１７は、クランク
プーリ６に設けられたプレート２ａに取付けられてお
り、クランクプーリ６の外周部に等間隔で設けられた突
部６ａが直前を通過するのを検出する。検出構造は、磁
気的、光学的などいずれの方式でもよいが、図示するよ
うに突部６ａが６個設けられているときには、クランク
プーリ６の１回転で６回パルスを発することになる。

【００１８】ＥＣＵ１６には出力端子１６ａが設けられ
ている。この出力端子１６ａは、ＥＣＵ１６が車両に搭
載されたとき、クランクアングルセンサ１７からの出力
によりエンジンの失火を検知したときに、インストルメ
ントパネルに設けた警告用のランプを点灯させるために
設けられたものであり、失火時に接地回路（車両搭載時
には車体接地）１８に対して数ボルト程度の所定電圧を
発生するものである。また、このＥＣＵ１６にはエンジ
ン停止手段を併設されており、出力端子１６ａに出力電
圧が発生したとき、エンジンを停止させるようになって
いる。

【００１９】この出力端子１６ａと接地回路１８との間
には、リレー１９，２０の各コイル２１，２２が接続さ
れている。リレー１９には常開接点２３が設けられてお
り、リレー２０には常閉接点２３が設けられている。そ
して常開接点２３には報知手段としてのランプ（ブザー
でもよい）２５が直列に接続され、コイル２１の一端は
ＡＣ１００Ｖの電源端子２６に、ランプ２５の一端は接
地回路１８に接続されている。リレー２０の常閉接点２
４の一端はＤＣ１２Ｖの電源端子２７に、他端はイグニ
ッション回路の電源端子２８に接続されている。

【００２０】次に、このように構成されたこの装置の作
動を、図２のフローチャート図とともに説明する。試験
を行うエンジン１をテストベンチ（図示せず）に置き
（ステップＳ１）、エンジン１を始動させたとき、一部
のシリンダがなんらかの理由によって失火すると、クラ
ンクプーリ６の回転が円滑性を失う（ステップＳ２）。
これはクランクアングルセンサ１７がクランクプーリ６
の角速度の変化として検出し（ステップＳ３）、ステッ
プＳ４でＥＣＵ１６が失火か否かの判定を行う。ここで
は、変化の発生率（％）が設定値（たとえば１０％）を
越えるか否かで失火か否かの判定としている。

【００２１】その結果、失火と判定されなければステッ
プＳ２に戻るが、失火と判定されれば、ステップＳ５に
進んでＥＣＵ１６の出力端子１６ａに出力電圧を発生さ
せる。これにより、リレー１９の常開接点２３が閉じて
ランプ（ブザー）２５が作動し、作業者への報知が行わ
れ、同時にリレー２０の常閉接点２４が開いてイグニッ
ション回路への電流が断たれてエンジン１は停止し（ス
テップＳ６Ａ，Ｓ６Ｂ）、制御が終了する（ステップＳ
７）。

【００２２】以上説明した実施の形態では、エンジンの
失火を検出するのにクランクプーリの回転を捉えるよう
にしたが、クランクシャフトに限られるものではなく、
クランクシャフトと同期して回転するカムシャフトの回
転を捉えるようにしてもよい。また、作業者への報知手
段としてランプを使用したが、これはブザーに代えるこ
ともできる。さらにランプとブザーの双方を使用して
（並列に接続）、報知効果をさらに高めるようにするこ
ともできる。

【００２３】また、エンジン１を停止させる手段として
イグニッション回路の電源を切るようにしたが、イグニ
ッション回路ではなく、燃料をカットしてエンジンを停
止させるようにしてもよい。この場合は、エンジン停止
手段として、出力端子の信号検知をした際に燃料噴射制
御を停止する機能をＥＣＵに組込むことも可能である。
つまり、イグニッション電源を遮断する手段を設けなく
てもよく、ＥＣＵに備えた燃料カット機能を利用するこ
とも可能となるので、燃料を遮断するようにした方が構
成が簡単で、作動も迅速になる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
たエンジンの試験装置であるから、請求項１に記載され
た発明によれば、失火が生じたときにエンジンを自動的
に停止させることができて、触媒を溶融させてしまうよ
うなことを、確実に防止することができる。

【００２５】また、請求項２に記載された発明によれ
ば、それに加えてランプ等で作業者への報知ができるか
ら、対処が速やかに行われることになる。

【００２６】さらに、本来、車両に搭載されているＥＣ
Ｕを利用するので、専用の試験装置を設ける必要がない
ことから、コスト的にも有利なことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す回路図であ
る。

【図２】図１のものの作動を説明するフローチャート図
である。

【符号の説明】

１ エンジン ５ クランクシャフト ６ クランクプーリ ７ インテークマニホールド ８ エキゾーストマニホールド １０ 触媒装置 １１ エキゾーストパイプ １２ 触媒装置 １６ ＥＣＵ １６ａ 出力端子 １７ クランクアングルセンサ １９ リレー ２０ リレー ２３ 常開接点 ２４ 常閉接点 ２５ ランプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクシャフトまたはカムシャフトに
   プーリを取付けた自動車用エンジンの試験装置におい
   て、前記プーリの回転状態を検知するアングルセンサ
   と、該アングルセンサの出力信号から前記エンジンのい
   ずれかのシリンダの失火を検出する判断手段と、該判断
   手段の結果によってエンジンを停止させる停止手段とを
   設けたことを特徴とするエンジンの試験装置。
2. 【請求項２】 クランクシャフトまたはカムシャフトに
   プーリを取付けた自動車用エンジンの試験装置におい
   て、前記プーリの回転状態を検知するアングルセンサ
   と、該アングルセンサの出力信号から前記エンジンのい
   ずれかのシリンダの失火を検出する判断手段と、該判断
   手段の出力信号を受けて作動する報知手段とを設けたこ
   とを特徴とするエンジンの試験装置。