KR0169867B1 - 차량용 엔진의 검사장치 및 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 엔진의 무부하 운전시험에서, 임의의 회전수를 고정밀도로 유지함과 동시에, 목표 회전수로 신속하게 제어하는 것이다.

반송수단에 지지된 엔진(1)을 구동하는 테스트 벤치와, 상기 테스트 벤치에 고정설치되고 엔진(1)의 스로틀 챔버(10)와 접속되는 흡기덕트(2)를 구비하고, 스로틀 챔버(10)에 배치설치되며 엔진(1)의 최대 회전수를 규제하는 심(4)과, 흡기덕트(2)에 개입장착됨과 동시에 지령전류(i)에 따라 개도를 변화시키는 비례제어 밸브(3)와, 소정의 엔진 회전수에 따라 지령전류(i)를 지례제어 밸브(3)으로 송출하는 제어기(5)를 구비한다.

Description

차량용 엔진의 검사장치및 검사방법

제1도는 본 발명의 실시예를 도시하는 테스트 벤치(bench)의 개략 구성도.

제2도는 심(shim)의 장착 위치를 도시하는 스로틀 챔버의 개략도.

제3도는 버터플라이 밸브를 도시하는 스로틀 챔버의 단면도.

제4도는 전자밸브의 전류값과 엔진의 회전수의 관계를 도시하는 그래프.

제5도는 발화 테스트의 수순을 도시하는 흐름도.

제6도는 종래의 테스트 벤치를 도시하는 개략구성도.

제7도는 버터플라이 밸브의 개도와 엔진의 회전수의 관계를 도시하는 그래프.

제8도는 버터플라이 밸브의 개도와 축 토오크의 관계를 도시하는 그래프.

제9도는 버터플라이 밸브의 개도와 와이어의 스트로크의 관계를 도시하는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 흡기 덕트 3 : 비례 제어밸브

4 : 심 5 : 제어기

10 : 스로틀 챔버 11 : 버터플라이 밸브

12 : 회전수 센서

[산업상의 이용분야]

본 발명은 차량용 엔진의 완성검사 라인등에 있어서, 엔진을 소정의 회전수로 발화 테스트를 행하는 검사장치에 관한 것으로서, 특히 엔진의 회전수 제어에 관한 것이다.

[종래의 기술]

자동차등의 차량용 엔진의 제조공정에 있어서는, 조립완료후의 엔진의 전체수에서, 단일체, 무부하등으로 시동및 공회전 운전을 행하는 발화 테스트에 의해 완성검사를 실시하고 있다.

발화 테스트에서는, 엔진의 회전수를 아이들링으로 부터 순차적으로 소정의 회전수까지 상승 혹은 하강시키고, 엔진의 상태(음, 진동또는 오일누설등)를 평가하는 것이므로, 이 때에 엔진의 회전수는 소정의 회전수를 유지할 필요가 있다.

이와같은 엔진의 검사장치로서는, 제6도에 도시된 바와같이 반송되어온 엔진(1)의 스로틀 챔버(10)와 접속하기 위한 흡기덕트(2)에는 제2도의 스로틀로서 스트롤 챔버(90)가 설치된다.

상기 스로틀 챔버(90)의 버터플라이 밸브(91)는 와이어(95)를 거쳐서 서보모터(94)에 결합된 볼 나사(92)에 구동된 선형 가이드(93)와 결합되고, 서보모터(94)에 구동된 선형 가이드(93)에 따라 신축하는 와이어(95)에 의해 버터플라이 밸브(91)의 개도가 제어된다.

서보 모터(94)는 엔진(1)의 회전수 센서(12)의 출력으로 부터 피이드 백을 받는 제어기(96)에 의해 구동되고, 제어기(96)은 지령값으로 있는 소망의 회전수로 되도록 서보 모터(94)를 구동한다.

흡기 덕트(2)에 접속된 엔진(1)의 스로틀 챔버(10)는 버터플라이 밸브(11)를 소정의 개도로 고정하기 위한 심(4)을 와이어 드럼(5)과 전폐점(全閉点) 조정나사(6)와의 사이에 개입장착되고, 테스트 벤치측의 스로틀 챔버(90)의 전폐위치에서 엔진(1)의 오버랩(overlap)을 방지하고 있다.

또한 와이어 드럼(5)은 도시하지 않은 스로틀 와이어를 권취부착함과 동시에 스로틀 와이어의 신축에 의해 회전되고, 도시하지 않은 리턴 스프링에 의해 항상 전폐점 조정나사(6)측으로 편향시킴으로써, 심(4)은 상기 리턴 스프링의 편향력에 의해 와이어 드럼(5)과 전폐점 조정나사(6)와의 사이에 끼워져 지지된다.

테스트 벤치로 이송되어져온 엔진(1)은 버터플라이 밸브(11)에 심(4)을 개입장착한 후,테스트 벤치측의 스로틀 챔버(90)의 개도를 순차적으로 변화시켜서 회전수를 변화시키고, 임의의 회전수 예를 들면 아이들링으로 부터 약 3000rpm의 사이에서 무부하 운전을 소정시간으로 행하고, 상기와 같이 엔진(1)의 상태를 평가한다.

그외의 엔진(1)의 발화 테스트를 행하는 것으로서는 제 2의 스로틀 챔버(90)를 설치하지 않고, 와이어(95)를 직접 엔진(1)의 버터플라이 밸브(11)에 접속하고, 임의의 회전수로써 발화 테스트를 행하는 것도 있다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그런데, 엔진의 무부하 운전에서는, 제7도에 도시된 바와 같이 버터플라이 밸브(91 또는 11)의 미소한 변위로 있을지라도 민감하게 반응하기 때문에, 목표 회전수를 유지하기 위해서는 버터플라이 밸브(91, 11)의 개도를 고정밀도로 제어할 필요가 있다.

그러나, 상기 종래의 장치에서는, 엔진(1)또는 테스트 벤치측의 버터플라이 밸브(11, 91)를 와이어(95)를 거쳐서 서보 모터(94)에서 개폐구동하던지, 버터플라이 밸브에는 제8도에 도시된 바와같이, 개도를 위한 축 토크와 개도의 관계에 히스테리시스가 존재하고, 또한 와이어(95)는 선형 가이드(95), 버터플라이 밸브(91)과의 접속부위에 커버가 있기 때문에, 와이어(95)의 스트로크와 버터플라이 밸브(91)의 개도와의 관계에는 제9도에 도시된 바와같은 히스테리시스가 존재한다. 이때문에 서보모터(94)를 제어기(96)로 피이드 백 제어를 행하는 경우, 제7도에 도시된 바왁 같이, 버터플라이 밸브(91)의 개도는 약 30도로 부터 전폐 위치근방의 5도 사이에서 설정 최대회전수(도면에서 약 3000rpm)로 부터 아이들링 회전수(도면에서 약 750rpm)까지 급격하게 변화하고, 또한 상기 버터플라이 밸브(91)및 와이어(95)의 히스테리시스가 중첩하기 때문에 목표회전수를 안정하여 유지할수없는 경우가 있는 것만이 아니고, 목표 회전수로 안정하게 될때까지 시간이 요구되기 때문에, 검사공정의 생산성을 저하 시켜버리는 경우가 있다.

그래서 본 발명은 상기 문제점을 감안한 것으로써, 엔진의 무부하 운전시험에서, 임의의 회전수를 높은 정밀도로 유지함과 동시에, 목표회전수로 신속히 제어가능한 차량용 엔진의 검사장치및 검사방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

제1발명은 반송수단에 지지된 엔진을 구동하는 테스트 벤치와, 상기 벤치에 고정설치된 엔진의 스로틀 챔버와 접속된 흡기 덕트를 구비하고, 엔진의 무부하 운전시험을 행하는 차량용 엔진의 검사장치에 있어서, 상기 스로틀 챔버에 설치된 엔진의 최대 회전수를 규제하는 수단과, 상기 흡기덕트에 개입장착됨과 동시에 지령전류에 따라 개도를 변화시키는 비례제어밸브와, 소정의 엔진 회전수에 따라 지령전류를 상기 비례 제어밸브로 송출하는 제어수단을 구비한다.

또한 제2발명은 상기 제1발명에서, 제어수단이 엔진의 회전수를 검출하는 수단을 구비하고, 엔진의 회전수의 설정값과 검출값으로 부터 상기 비례제어밸브로의 지령전류를 연산한다.

또한 제3발명은 제5도에 도시된바와 같이, 반송수단에 지지된 엔진의 구동을 행하는 테스트 벤치에 상기 엔진의 흡기를 제공하는 흡기덕트와, 상기 흡기덕트에 개입장착됨과 동시에 지령전류에 따라 개폐하는 비례제어 밸브를 구비하고, 상기 엔진의 스로틀 챔버에 최대 회전수를 규제하는 수단을 개입장착한 후에(스텝(S1)), 상기 엔진의 스로틀 챔버와 상기 흡기덕트를 접속하고(스텝(S2)), 상기 엔진을 시동함과 동시에, 미리 설정된 엔진의 회전수에 따라 지령전류를 상기 비례 제어밸브로 송출한다(스텝(S3, S6-S8)).

또한, 제4발명은 상기 제3발명에서, 제4도에 도시된 바와같이 상기 지령 전류는 엔진 회전수의 검출값과, 미리 설정된 엔진 회전수를 기초로 하여 연산한다(스텝(S4,S5)).

[작용]

제1발명은 반송수단에 지지된 엔진의 스로틀 챔버에 최대 회전수를 규제하는 수단을 개입장착 함으로써, 테스트 벤치의 흡기 덕트를 접속한후에 엔진을 시동시킨다.

엔진의 시동후에는, 제어수단으로 부터 지령전류에 따라 비례 제어밸브가 개방되고, 엔진은 비례제어밸브의 개도에 따른 회전수로 운전되며, 비례 제어밸브의 폐쇄위치로부터 전폐위치와의 사이에 있기 때문에, 엔진을 아이들링으로 부터 최대 회전수 규제수단에 의해 규제된 소정의 회전수사이의 임의의 회전수로 발화 테스트를 행하는 것이 가능하다.

또한 제2발명은 상기 제어수단이 엔진의 회전수의 설정값과 검출값으로 부터 상기 비례 제어 밸브로의 지령 전류를 연산하기 때문에, 설정된 엔진 회전수가 변경되는 경우에도 신속히 상기 비례제어 밸브의 개도를 변경함과 동시에, 이행된 회전수로 엔진을 안정하게 운전할수가 있다.

또한 제3발명은 운송수단에 지지된 엔진의 스로틀 챔버에 최대 회전수를 규제하는 수단을 개입장착함으로써, 테스트 벤치의 흡기 덕트를 접속한 후에 엔진을 시동시켜, 비례제어 밸브는 미리설정된 회전수에 따라 지령전류에 의해 개방되고, 엔진은 비례제어 밸브의 개도에 따른 회전수로 운전되며, 비례제어 밸브의 폐쇄위치로 부터 전폐위치까지의 사이에서, 엔진은 아이들링으로 부터 최대 회전수 규제수단에 의해 소정의 회전수 사이의 임의의 회전수로 발화 테스트를 행할수가 있다.

또한 제4발명은 엔진회전수의 설정값과 검출값으로부터 비례 제어 밸브로의 지령 전류를 연산하기 때문에, 미리 설정된 엔진 회전수가 변경된 경우에도 신속히 비례 제어 개도를 변경함과 동시에, 소정의 회전수로 엔진을 안정하게 운전할 수가 있다.

[실시예]

다음은 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 설명한다.

제1도는 상기 종래예와 동일한 형태의 엔진(1)의 완성검사 라인의 발화 테스트를 행하는 테스트 벤치를 도시하고, 도면부호 2는 테스트 벤치에 고정설치된 흡기덕트이고, 도시하지 않은 팰릿등에 의해 단일체로 반송되어 온 엔진(1)의 스로틀 챔버(10)에 접속된다.

흡기덕트(2)에는 에어 클리너(20)의 하류에 있는 제2의 교축밸브로서, 제어기(5)로 부터의 전류에 따라 개폐하는 비례제어 밸브(3)가 개입장착된다.

상기 비례제어 밸브(3)는 밸브본체(30)를 밸브시트(31)를 향하여 신축구동하여 유로면적을 제어함으로써, 전류값(i)에 비례하여 유로면적을 연속적으로 변화 시킬수가 있다.

그리고, 상기 비례제어 밸브(3)를 구동하는 제어기(5)는 엔진(1)에 설치된 회전수 센서(12)의 검출값(N)과 설정값을 기초로하여 비례제어 밸브(3)의 피이드 백 제어를 행한다.

또한 제어기(5)는 상술은 하지 않았지만, PID 제어등에 의해 검출값(N)이 설정값에 동일하게 되도록 전류값(i)을 연산함과 동시에, 비례제어 밸브(3)으로 출력한다.

여기에서, 반송되어 온 엔진(1)의 스로틀 챔버(10)에는 흡기 덕트(2)와 접속하기 이전에, 단취공정등으로 미리 버터플라이 밸브(11)를 소정의 개도로 고정하기 위한 심(4)을 제2도, 제3도에 도시된 바와 같이, 와이어 드럼(5)과 전폐위치 조정나사(6)의 사이에 개입장착하고, 버터플라이 밸브(11)는 소정의 개도(θ₀)로 개방한후, 엔진(1)의 최대 회전수를 규제하는 것이다.

또한 도시하지 않았지만, 테스트 벤치에는 연료계, 윤활계, 냉각계 전장계를 구비하고, 팰릿등으로 반송되어 온 엔진(1)에 각각 접속된다.

이와같은 구성의 테스트 벤치로의 이송되어져 온 엔진(1)은 버터플라이 밸브(1)에 시입(4)을 개입 장착하여 소정의 개도(θ₀)에 개방한 수, 테스트 벤치의 흡기 덕트(2)와 엔진(1)의 스로틀 챔버(10)를 접촉하면 시동이 행하여 지고 발화 테스트가 개시된다.

제어기(5)가 엔진(1)의 회전수의 설정값을 판독하면, 비례제어 밸브(3)의 개도와 엔진(1)의 회전수가 비례함으로써, 지령전류(i)를 연산한다.

다음으로, 회전수 센서(12)의 검출값(N)을 판독함과 동시에, 설정값과 비교하여 편차를 연산하고, 상기 편차를 기초로하여 보정값(△i)를 비례제어 밸브(3)로 출력하고, 엔진(1)을 임의의 설정값으로 신속하게 이행시킴과 동시에, 상기 설정값을 안정시켜 유지한다.

여기에서, 비례제어 밸브(3)의 지령전류(i)와 엔진(1)의 회전수(N)의 관계는 본원 출원인의 실험에 의하면, 제4도에 도시된 바와 같이, 지령전류(i)를 약 4-20 mA의 사이에서 변화시킴으로써, 비례제어 밸브(3)는 개도를 약 1 내지 96%사이에서 완만하게 변화시킨다. 또한, 지령전류(i)가 약 18mA를 초과하면 개도 90%이상에서는, 엔진(1)의 회전수가 버터플라이 밸브(11)에 개입장착된 심(4)에 의해 규제되고, 버터플라이 밸브(11)의 개도(θ₀)에 따라 흡기유량이 규제되고 엔진(1)은 설정 최대회전수로 운전되고, 이경우 약 3200 rpm이 된다.

한편, 지령전류(i)를 최소값 약 1.3 mA로 하면, 비례제어 밸브(3)의 개도는 1.3%가 되고, 이때의 회전수는 아이들링 상태의 약 750 rpm로 되고, 엔진(1)은 비례제어 밸브(3)의 지령전류(i)에 따라 아이들링 회전수로 부터 소정의 최대 회전수까지 고 정밀도로 제어하는 것이 가능하게 되고, 상기 종래예와 같은 버터플라이 밸브의 미소한 변위에 의해 엔진의 회전수의 변동을 제어하고, 비례제어 밸브(3)의 개도에 호응하는 엔진(1)의 회전수(N)를 임의의 설정값으로 안정시킴과 동시에, 설정값으로 신속하게 이행할수가 있는 것이다.

또한, 제어기(5)의 회전수의 설정값을 소정시간 마다 소정의 회전수로 단계적으로 변경함으로써, 엔진(1)의 발화 테스트의 자동화를 실현하는 것이 가능하고, 예를들면 15초마다 200 내지 300 rpm 로 변화시키면, 아이들링 회전수로 부터 설정 최대 회전수까지의 결정이 상세하고, 자동적이며 신속하게 시험하는 것이 가능하며, 자동화에 의해 일손이 덜게 되는것에 부가하여 발화 테스트의 정밀도를 향상시키는 것이 가능하게 되고, 제조가격이 저감되면서 제품의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또한 상기 실시예에서, 제어기(5)는 회전수 센서(12)를 기초로 하여 지령전류를 보정하지만, 도시하지 않은 에어클리너(20)의 하류에 에어 플로어 미터를 설치하고, 이 에어 플로어 미터로부터의 흡기량과 엔진(1)의 회전수 비례관계로 부터 지령전류를 보정하여도 양호하고, 혹은 엔진(1)의 도시하지 않은 점화 플러그에 공급된 전류의 맥동에 발생되는 핀의 간극 또는 점화 펄스의 주기로 부터 엔진(1)의 회전수를 연산하고, 이 회전수에 기인하여 상기 지령전류를 보정하여도 양호하다.

[발명의 효과]

이상으로 설명한 바와 같이 제1발명은 제어수단으로 부터의 지령전류에 따라 비례제어 밸브가 개방되고, 엔진은 비례제어 밸브의 개도에 따른 회전수로 확실하게 운전할수가 있고, 상기 종래예과 같은 기계적인 히스테리시스를 배제하는 것이 가능하고, 비례제어 밸브의 폐쇄위치로 부터 전폐위치까지의 사이에서, 엔진을 아이들링으로 부터 최대 회전수 규제수단에 의해 규제된 소정의 회전수 사이의 임의의 회전수로 안정시킨 발화 테스트를 행하는 것이 가능함과 동시에, 설정 회전수를 변경한 경우에도 비례제어 밸브의 특성에 따라 신속하고 고정밀도로 엔진의 회전수를 추종시키는 것이 가능하게 되고, 무부하 운전에 의한 엔진의 검사공정의 자동화를 추진함과 동시에, 발화 테스트의 정밀도를 향상시키는 것이 가능하게되고, 제조 가격을 저감하면서 제품의 신뢰성을 향상시키는것이 가능하게 된다.

또한, 제2발명은 상기 제어수단이 엔진 회전수의 설정값과 검출값으로 부터 비례제어 밸브으로의 지령전류를 연산하기 때문에, 설정값을 변경하는 경우에도 신속히 엔진 회전수를 추종시킴과 동시에, 안정하게 유지하는 것이 가능하게 되고, 복수의 회전영역에서의 발화 테스트를 신속히 행하고, 검사의 정밀도를 향상시키면서 덕트타임(duct time)의 증대를 억제하여 생산성을 확보할수가 있다.

또한, 제3발명은 지령전류에 따라 비례제어 밸브가 개방되고, 엔진은 비례제어 밸브의 개도에 따른 회전수로 확실하게 운전하기 대문에, 상기 종래예와 같은 기계적인 히스테리시스를 배제할 수 있고, 비례제어 밸브의 폐쇄 위치로부터 전폐 위치와의 사이에서, 엔진을 아이들링함으로써 최대 회전수 규제수단에 의해 규제된 소정의 회전수의 사이의 임의의 회전수로써 안정된 발화 테스트를 행할수가 있고, 설정 회전수를 변경하는 경우에도 비례제어 밸브의 특성에 따라 신속하고 고 정밀도로 엔진의 회전수를 추종시킴과 동시에, 발화 테스트의 정밀도를 향상시키는 것이 가능하고, 제조가격을 저감하면서 제품의 신뢰성을 향사시킬 수가 있다.

또한, 제4발명은 엔진의 회전수의 설정값과 검출값으로 부터 상기 비례제어 밸브로의 지령전류를 연산하기 때문에, 설정값을 변경하는 경우에도 신속히 엔진의 회전수를 추종시킴과 동시에, 안정하게 유지하는 것이 가능하게되고, 복수의 회전영역에서의 발화 테스트를 신속히 행하고, 검사의 정밀도를 향상시키면서 덕트타임의 증대를 억제하여 생산성을 확보할수 있다.

Claims (4)

1. 반송수단에 지지된 엔진을 구동하는 테스트 벤치와, 상기 테스트 벤치에 고정설치된 엔진의 스로틀 챔버와 겁속된 흡기 덕트를 구비하고, 엔진의 무부하 운전시험을 행하는 차량용 엔진의 검사장치에 있어서, 상기 스로틀 챔버에 배치설치된 엔진의 최대 회전수를 규제하는 수단과, 상기 흡기덕트에 개입장착됨과 동시에 지령 전류에 따라 개도를 변화시키는 비례 제어 밸브와, 소정의 엔진 회전수에 따라 지령전류를 상기 비례제어 밸브로 송출하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로하는 차량용 엔진의 검사장치.
2. 상기 제어수단은 엔진의 회전수를 검출하는 수단을 구비하고, 상기 엔진 회전수의 설정값과 검출값으로 부터 비례제어 밸브로의 지령전류를 연산하는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 검사장치.
3. 반송수단에 지지된 엔진의 구동을 행하는 테스트 벤치에 엔진으로의 흡기를 제공하는 흡기덕트와, 상기 흡기덕트에 개입장착됨과 동시에 지령전류에 따라 개폐하는 비례제어 밸브를 구비하고, 상기 엔진의 스로틀 챔버에 최대 회전수를 규제하는 수단을 개입장착시킨 후에, 상기 엔진의 스로틀 챔버와 상기 흡기덕트를 접속하고, 상기 엔진을 시동함과 동시에, 미리 설정된 엔진의 회전수에 따라 지령전류를 비례제어 밸브로 송출하는 공정을 포함하는 것을 특징으로하는 차량용 엔진의 검사방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 지령 전류는 엔진의 회전수 검출값과, 미리 설정된 엔진 회전수에 따라 연산되는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 검사방법.