JP3644625B2 - Engine diagnostic device - Google Patents

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  • Testing Of Engines (AREA)
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの生産過程で、エンジンを運転してインテークバルブ及びエキゾーストバルブのバルブクリアランスの良否を判定するエンジン診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの生産過程では、出荷品質を確保するために、生産したエンジンを運転してインテークバルブ及びエキゾーストバルブのクリアランスの良否を判定し、不良の場合には再調整するようにしている。
【０００３】
このバルブクリアランスの良否の判定にあたっては、従来、検査員が運転中のエンジン音を聞いて判定していた。しかし、この場合には、検査員の官能評価によって判定が行われるため、特に期間検査員や他の部署からの応援検査員等の臨時検査員が多い場合には、各検査員によって評価基準が異なり、エンジンの出荷保証基準にバラツキが生じることになる。
【０００４】
この検査員の聴覚に頼っていた音の違いを定量的にとらえ、バルブクリアランスの良否を自動的に判定する方法として、運転中のエンジン音をマイクロホンで検出し、その音圧信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）して周波数スペクトルを求め、その周波数スペクトルに基づいて判定することが考えられる。しかし、ＦＦＴ処理は、離散的時間での周波数スペクトルを求めるものであるため、バルブクリアランスの不良によって生じるエンジン異音のように、時間によって周波数が変化する過渡領域の信号成分のデータ解析には適さないことになる。
【０００５】
一方、特開平８−２１９９５５号公報には、機器からの発生音をマイクロホンで検出し、その音圧信号を時間−周波数解析の一種であるウェーブレット変換して、音圧レベルと周波数とを同一時間軸上で表す三次元データとし、これにより発生音を定量的に評価するようにした機器の診断装置が提案されている。
【０００６】
この診断装置によれば、音圧信号をウェーブレット変換しているので、エンジンの診断に適用すれば、バルブクリアランスの不良によって生じるエンジン異音を定量的にとらえることができ、バルブクリアランスの良否を自動に判定することが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、本発明者による検討によると、上記の診断装置を適用して生産過程でのエンジンを診断しようとすると、密閉された運転ベンチ内で運転されるエンジンからは、診断の対象であるバルブ音の他に、インジェクタ音、ベルト擦れ音、ダイナモ回転音、排気音、通風口音等の種々の音が混在するため、バルブ音に関連する信号を区別することが困難となり、バルブクリアランスの良否の誤判定を誘発するおそれがある。
【０００８】
また、バルブ音に関連する信号を抽出するために、所定の気筒の点火信号タイミングのみを計測のトリガとして用いると、各気筒のフロント側とリヤ側とのバルブの信号データ（クリアランスの振動レベル）が異なる場合には、図６に示すように、それぞれの振動レベルが時間軸ｔ上で異なる位置に現れるので、両者を区別して検出できるが、両者の振動レベルが同一の場合には、図７に示すように、それぞれの振動レベルが合成されて時間軸ｔ上に現れるため、両者を区別して検出することができなくなる。
【０００９】
従って、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、バルブクリアランスを常に正確に判定できるエンジン診断装置を提供することにある。
【００１０】
【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に記載のエンジン診断装置の発明は、エンジンの各バルブの近傍で運転中のエンジン自体の振動をそれぞれ検出する複数の振動検出手段と、上記各振動検出手段からのエンジン振動信号をそれぞれ処理して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する複数の信号処理手段と、エンジンコントロールユニットからのカム角検出信号及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及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するタイミング検出手段と、上記バルブ振動信号と上記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判定手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明によると、各バルブの近傍で対応する振動検出手段により運転中のエンジン自体の振動を検出して、そのエンジン振動信号から対応する信号処理手段によってバルブの駆動に関連するバルブ振動信号を抽出するので、音を検出する場合のような外乱の影響を受けにくくすることが可能となる。また、判定手段では、抽出された各バルブ振動信号と、エンジンコントロールユニットからのカム角検出信号及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タイミング検出手段で検出される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ので、各気筒のフロント側とリヤ側とのバルブ振動信号のレベルが同一であっても、両者を区別して検出することが可能となる。従って、バルブクリアランスを常に正確に判定することが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１のエンジン診断装置において、上記各振動検出手段は、加速度ピックアップを有し、該加速度ピックアップをダンパ手段を介して対応するバルブ近傍のロッカカバーに押圧するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明によると、加速度ピックアップを各バルブ近傍のロッカカバーにダンパ手段を介して押圧するので、各加速度ピックアップにより対応するバルブの振動を含むエンジンの振動を高感度で検出することが可能となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２のエンジン診断装置において、上記各信号処理手段は、対応する上記振動検出手段からのエンジン振動信号からバルブの駆動に関連する特定の周波数帯域の成分を抽出するバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタの出力を自乗する自乗器と、該自乗器の出力信号から高域周波数成分を除去してバルブの駆動に関連するバルブ振動信号を出力するローパスフィルタとを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明によると、簡単な回路構成で、振動検出手段からのエンジン振動信号に含まれる所望のバルブ振動信号を抽出することが可能となる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のエンジン診断装置において、上記判定手段は、上記カムシャフトタイミングの各バルブに対応するカム開閉ランプ部及びバルブリフト部の範囲において、対応する上記信号処理手段から得られるバルブ振動信号と、バルブクリアランスが正常範囲にある時に当該信号処理手段から得られるバルブ振動信号に基づいて予め設定した基準値とを比較し、その比較結果に基づいて当該バルブのクリアランスを判定することを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明によると、バルブクリアランスが正常範囲、例えば許容限界値にあるエンジンについて得られるバルブ振動信号を基準値として予め記憶しておく簡単な構成で、診断対象のエンジンのバルブクリアランスの良否を正確に判定することが可能となる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のエンジン診断装置において、上記判定手段による判定結果に基づいてクリアランス不良のバルブを識別可能に表示する表示手段を設けたことを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明によると、クリアランス不良のバルブが表示手段に識別可能に表示されるので、容易に対処することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエンジン診断装置の実施の形態について、図１乃至図５を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は、エンジン診断装置の概略構成を示すブロック図、図２は図１に示すエンジンのバルブ位置を示す部分平面図、図３はエンジンの部分断面図、図４は図１に示す信号処理回路の動作を説明するための信号波形図、図５は同じくタイミング検出回路で検出されるカムシャフトタイミングを示す図である。
【００２２】
符号１は、例えば水平対向型４気筒ツインカム１６バルブの公知のエンジンを示し、＃１は第１気筒、＃２は第２気筒、＃３は第３気筒、＃４は第４気筒を示している。エンジン１の各気筒には、図２に第１気筒＃１及び第３気筒＃３におけるバルブ位置を示すように、２個のインテーク（ＩＮＴ）フロントバルブ２ａ及びＩＮＴリヤバルブ２ｂと、２個のエキゾースト（ＥＸＨ）フロントバルブ３ａ及びＥＸＨリヤバルブ３ｂとが設けられている。
【００２３】
各バルブは、例えば図３に一つの気筒における１個のＩＮＴフロントバルブ２ａと１個のＥＸＨフロントバルブ３ａとを示すように、カムシャフト５の回転により対応するカム５ａ及びロッカアーム６ａ，６ｂを介して駆動されるようになっている。なお、図３において、７ａ，７ｂはロッカシャフト、８はロッカカバー、９はシリンダヘッド、１０ａ及び１０ｂはシリンダヘッド９に形成された吸気ポート及び排気ポート、１１はシリンダブロック、１２はピストン、１３は燃焼室を示している。
【００２４】
本実施の形態では、エンジン生産工程において、エンジン１の各バルブのバルブクリアランスの良否を判定するため、運転ベンチにおいてエンジン１の各バルブ近傍のロッカカバー８にそれぞれ振動検出手段の一例としての加速度ピックアップ２１を押圧して運転中のエンジン自体の振動を検出する。各加速度ピックアップ２１は、例えば図３に示すように、ダンパ手段としてのダンパ機構を有するシリンダ２２の先端部に取り付けて、対応するバルブ近傍のロッカカバー８に押し当てるようにする。なお、図１では、図面を簡略化するために、各気筒について１個の加速度ピックアップ２１のみを示している。
【００２５】
各加速度ピックアップ２１で検出されるエンジン振動信号は、それぞれ増幅器２５で増幅して信号処理回路２６に供給する。増幅器２５および信号処理回路２６によって本実施の形態に係わる信号処理手段が構成される。信号処理回路２６は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２７、自乗器２８及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）２９を有して構成し、加速度ピックアップ２１から出力される図４（ａ）に示すエンジン振動信号をＢＰＦ２７に供給して、図４（ｂ）に示すようにバルブの駆動に関連する特定の周波数帯域の成分を抽出し、このＢＰＦ２７の出力を自乗器２８で自乗して図４（ｃ）に示すようにパワー成分に変換した後、ＬＰＦ２９で高域周波数成分を除去して図４（ｄ）に示すようなバルブの駆動に関連するバルブ振動信号を得るようにする。なお、図１では、図面を簡略化するために、一つの加速度ピックアップ２１に対応する増幅器２５及び信号処理回路２６を示している。これら各加速度ピックアップ２１に対応する信号処理回路２６の出力は、判定回路３１に供給する。
【００２６】
一方、エンジン１の運転を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３２で検出されるカム角検出信号及びクランク角検出信号は、タイミング検出手段としてのタイミング検出回路３３に供給する。このタイミング検出回路３３には、図３に示すカムシャフト５のカムプロフィールデータを予め入力し、ここでＥＣＵ３２からのカム角検出信号及びクランク角検出信号とカムプロフィールデータとに基づいて、図５に示すように各バルブに対応するカム開閉ランプ部及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、この検出したカムシャフトタイミング信号を判定手段としての判定回路３１に供給する。
【００２７】
判定回路３１では、各信号処理回路２６からのバルブ振動信号とタイミング検出回路３３からのカムシャフトタイミングとの相関を演算し、その演算結果に基づいてバルブクリアランスを判定する。
【００２８】
ここで、バルブクリアランスが大きいバルブの場合には、バルブを開くタイミングが遅くなるため、カム開ランプ部直後のバルブリフト部にバルブ振動信号が現れると共に、バルブが閉じるタイミングも早くなるため、カム閉ランプ部直前のバルブリフト部にバルブ振動信号が現れる。そこで、本実施の形態では、バルブクリアランスが正常範囲、例えば許容限界値にあるエンジンについて得られるバルブ振動信号を基準値として予め設定して記憶しておき、タイミング検出回路３３からのカムシャフトタイミング信号に基づいて、各バルブに対応するカム開閉ランプ部及びバルブリフト部の範囲において、対応する信号処理回路２６からのバルブ振動信号と基準値とを比較し、バルブ振動信号が基準値を超えるバルブをクリアランス不良と判定する。
【００２９】
この判定回路３１での判定結果は、各バルブに対応する表示ランプを有する判定結果表示回路３５に供給して、クリアランス不良のバルブに対応する表示ランプを点灯させる。
【００３０】
このように、本実施の形態によれば、各バルブの近傍のロッカカバー８にそれぞれ加速度ピックアップ２１を押圧して運転中のエンジン自体の振動を検出し、そのエンジン振動信号から対応する信号処理回路２６でバルブの駆動に関連するバルブ振動信号を抽出するので、音を検出する場合のような外乱の影響を受けることなく、対応するバルブの振動信号を高感度で検出することができると共に、各バルブ振動信号を、タイミング検出回路３３においてＥＣＵ３２からのカム角検出信号及びクランク角検出信号と予め入力された診断対象のエンジン１のカムシャフト５のカムプロフィールデータとに基づいて検出したカムシャフトタイミングに基づいて、判定回路３１において予め設定した基準値と比較してバルブクリアランスを判定するので、各気筒のフロント側とリヤ側とのバルブ振動信号のレベルが同一であっても、両者を区別して検出することができ、バルブクリアランスを常に正確に判定することができる。
【００３１】
また、判定回路３１での判定結果に応じて、判定結果表示回路３５の各バルブに対応する表示ランプを、クリアランス不良の場合に点灯させるようにしたので、検査員においてクリアランス不良バルブを容易に識別することができ、迅速に対処することができる。
【００３２】
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の変更が可能である。例えば、ＥＣＵによるエンジン機種判別を行い、その判別結果に基づいて対応するエンジンのカムプロフィールデータによりカムシャフトタイミングを検出するようにして、多機種におよぶエンジンを診断するようにすることもできる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明した本発明のエンジン診断装置によると、各バルブの近傍で運転中のエンジン自体の振動をそれぞれ検出し、その各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するようにしたので、音を検出する場合のような外乱の影響を受けにくくすることができると共に、抽出された各バルブ振動信号と、エンジンコントロールユニットからのカム角検出信号及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検出される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ので、各気筒のフロント側とリヤ側とのバルブ振動信号のレベルが同一であっても、両者を区別して検出することができ、バルブクリアランスを常に正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエンジン診断装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すエンジンのバルブ位置を示す部分平面図である。
【図３】同じく、図１に示すエンジンの部分断面図である。
【図４】図１に示す信号処理回路の動作を説明するための信号波形図である。
【図５】図１に示すタイミング検出回路で検出されるカムシャフトタイミングを示す図である。
【図６】従来例において、フロント側とリヤ側とのバルブの振動レベルが異なる場合を説明する波形図である。
【図７】同じく、フロント側とリヤ側とのバルブの振動レベルが同一の場合を説明する波形図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ａ ＩＮＴフロントバルブ
２ｂ ＩＮＴリヤバルブ
３ａ ＥＸＨフロントバルブ
３ｂ ＥＸＨリヤバルブ
５ カムシャフト
５ａ カム
６ａ、６ｂ ロッカアーム
７ｂ、７ｂ ロッカシャフト
８ ロッカカバー
９ シリンダヘッド
１０ａ 吸気ポート
１０ｂ 排気ポート
１１ シリンダブロック
１２ ピストン
１３ 燃焼室
２１ 加速度ピックアップ
２２ シリンダ
２５ 増幅器
２６ 信号処理回路
２７ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
２８ 自乗器
２９ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
３１ 判定回路
３２ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
３３ タイミング検出回路
３５ 判定結果表示回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine diagnostic apparatus that determines whether a valve clearance of an intake valve and an exhaust valve is good or not by operating the engine during the production process of the engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the production process of an engine, in order to ensure shipping quality, the produced engine is operated to judge whether the clearance of the intake valve and the exhaust valve is good or bad, and if it is defective, it is readjusted.
[0003]
Conventionally, inspecting the quality of the valve clearance has been determined by listening to engine sound during operation by the inspector. However, in this case, the judgment is made by the sensory evaluation of the inspector, and therefore, when there are many temporary inspectors such as period inspectors and support inspectors from other departments, the evaluation criteria are set by each inspector. Unlike this, there will be variations in the engine shipping guarantee standards.
[0004]
As a method of quantitatively detecting the difference in sound that relied on the auditor's hearing and automatically judging whether the valve clearance is good or bad, the engine sound during operation is detected with a microphone, and the sound pressure signal is fast Fourier transformed. It is conceivable to obtain a frequency spectrum by (FFT) and make a determination based on the frequency spectrum. However, since the FFT processing is to obtain a frequency spectrum at discrete time, it is suitable for data analysis of signal components in a transient region where the frequency changes with time, such as engine noise caused by poor valve clearance. There will be no.
[0005]
On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 8-219955, sound generated from a device is detected by a microphone, the sound pressure signal is subjected to wavelet transform, which is a kind of time-frequency analysis, and the sound pressure level and frequency are set at the same time. There has been proposed a device diagnostic apparatus that uses three-dimensional data represented on an axis, and thereby quantitatively evaluates a generated sound.
[0006]
According to this diagnostic device, the sound pressure signal is wavelet transformed, so if applied to engine diagnosis, abnormal engine noise caused by poor valve clearance can be captured quantitatively, and the quality of the valve clearance is automatically determined. Can be determined.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the study by the present inventor, when an engine in a production process is to be diagnosed by applying the above-described diagnostic device, the valve sound that is the object of diagnosis is detected from the engine operated in a closed operation bench. In addition, various sounds such as injector sound, belt rubbing sound, dynamo rotation sound, exhaust sound, and vent sound are mixed, making it difficult to distinguish the signals related to the valve sound, and incorrect and incorrect valve clearance. There is a risk of triggering a decision.
[0008]
In addition, if only the ignition signal timing of a predetermined cylinder is used as a measurement trigger in order to extract a signal related to the valve sound, valve signal data (clearance vibration level) for the front and rear sides of each cylinder. 6 are different in position on the time axis t, as shown in FIG. 6, they can be detected separately. However, when the vibration levels are the same, FIG. As shown in FIG. 5, since the vibration levels are combined and appear on the time axis t, the two cannot be detected separately.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention made in view of such a point is to provide an engine diagnostic apparatus that can always accurately determine the valve clearance.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention of the engine diagnostic apparatus according to claim 1, which achieves the above object, includes a plurality of vibration detecting means for detecting vibrations of the engine itself operating in the vicinity of each valve of the engine, and each of the vibration detecting means. A plurality of signal processing means for processing each engine vibration signal to extract a valve vibration signal related to driving of the corresponding valve, a cam angle detection signal and a crank angle detection signal from the engine control unit, and a pre-input cam profile Timing detection means for detecting camshaft timing indicating the range of the cam opening / closing ramp portion and valve lift portion corresponding to each valve based on the data, and valve clearance based on the correlation between the valve vibration signal and the camshaft timing And determining means for determining.
[0011]
According to the first aspect of the present invention, the vibration of the engine itself in operation is detected by the corresponding vibration detecting means in the vicinity of each valve, and the valve vibration related to the driving of the valve by the corresponding signal processing means from the engine vibration signal. Since the signal is extracted, it is possible to make it less susceptible to disturbances such as when detecting sound. In the determination means, the camshaft detected by the timing detection means based on each extracted valve vibration signal, the cam angle detection signal and crank angle detection signal from the engine control unit, and the cam profile data inputted in advance. Since the valve clearance is determined based on the correlation with the timing, even if the levels of the valve vibration signals on the front side and the rear side of each cylinder are the same, they can be detected separately. Therefore, it is possible to always accurately determine the valve clearance.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the engine diagnostic apparatus according to the first aspect, each of the vibration detecting means includes an acceleration pickup, and the acceleration pickup is pressed against a rocker cover near the corresponding valve via the damper means. It is characterized by doing so.
[0013]
According to the invention of claim 2, since the acceleration pickup is pressed against the rocker cover in the vicinity of each valve via the damper means, it is possible to detect with high sensitivity the engine vibration including the vibration of the corresponding valve by each acceleration pickup. It becomes.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the engine diagnostic apparatus according to the first or second aspect, each of the signal processing means has a specific frequency band related to driving of a valve from an engine vibration signal from the corresponding vibration detection means. A bandpass filter that extracts components, a squarer that squares the output of the bandpass filter, and a low-pass that removes a high-frequency component from the output signal of the squarer and outputs a valve vibration signal related to driving of the valve And a filter.
[0015]
According to the invention of claim 3, it is possible to extract a desired valve vibration signal included in the engine vibration signal from the vibration detecting means with a simple circuit configuration.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the engine diagnostic apparatus according to any one of the first to third aspects, the determination means corresponds to the cam opening / closing ramp portion and the valve lift portion corresponding to each valve of the camshaft timing. The valve vibration signal obtained from the signal processing means is compared with a reference value set in advance based on the valve vibration signal obtained from the signal processing means when the valve clearance is in the normal range, and the valve based on the comparison result The clearance is determined.
[0017]
According to the fourth aspect of the present invention, the valve clearance of the engine to be diagnosed is judged as good or bad with a simple configuration in which a valve vibration signal obtained for an engine whose valve clearance is in a normal range, for example, an allowable limit value, is stored in advance. Can be accurately determined.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the engine diagnostic apparatus according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, there is provided display means for displaying a valve having a defective clearance in an identifiable manner based on a determination result by the determination means.
[0019]
According to the fifth aspect of the present invention, since the valve with a defective clearance is displayed on the display means so as to be identifiable, it can be easily dealt with.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an engine diagnostic apparatus of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.
[0021]
1 is a block diagram showing a schematic configuration of an engine diagnostic device, FIG. 2 is a partial plan view showing a valve position of the engine shown in FIG. 1, FIG. 3 is a partial sectional view of the engine, and FIG. 4 is a signal processing shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the camshaft timing detected by the timing detection circuit.
[0022]
Reference numeral 1 indicates a known engine of, for example, a horizontally opposed four-cylinder twin cam 16 valve, where # 1 indicates a first cylinder, # 2 indicates a second cylinder, # 3 indicates a third cylinder, and # 4 indicates a fourth cylinder. Yes. Each cylinder of the engine 1 has two intake (INT) front valves 2a and an INT rear valve 2b, and two exhausts, as shown in FIG. 2 for valve positions in the first cylinder # 1 and the third cylinder # 3. (EXH) A front valve 3a and an EXH rear valve 3b are provided.
[0023]
As shown in FIG. 3 for example, one INT front valve 2a and one EXH front valve 3a in one cylinder, each valve is connected via a cam 5a and rocker arms 6a and 6b corresponding to the rotation of the camshaft 5. To be driven. In FIG. 3, 7a and 7b are rocker shafts, 8 is a rocker cover, 9 is a cylinder head, 10a and 10b are intake and exhaust ports formed in the cylinder head 9, 11 is a cylinder block, 12 is a piston, 13 Indicates a combustion chamber.
[0024]
In the present embodiment, in the engine production process, in order to determine whether the valve clearance of each valve of the engine 1 is good or bad, an acceleration pickup as an example of vibration detecting means is provided on each rocker cover 8 near each valve of the engine 1 on the operation bench. The vibration of the engine itself during operation is detected by pressing 21. For example, as shown in FIG. 3, each acceleration pickup 21 is attached to the tip of a cylinder 22 having a damper mechanism as a damper means, and is pressed against the rocker cover 8 near the corresponding valve. In FIG. 1, only one acceleration pickup 21 is shown for each cylinder in order to simplify the drawing.
[0025]
The engine vibration signal detected by each acceleration pickup 21 is amplified by the amplifier 25 and supplied to the signal processing circuit 26. The amplifier 25 and the signal processing circuit 26 constitute signal processing means according to the present embodiment. The signal processing circuit 26 includes a band-pass filter (BPF) 27, a squarer 28, and a low-pass filter (LPF) 29, and outputs the engine vibration signal shown in FIG. 4 (b), a specific frequency band component related to the driving of the valve is extracted, and the output of the BPF 27 is squared by the squarer 28 as shown in FIG. 4 (c). Then, the high frequency component is removed by the LPF 29 to obtain a valve vibration signal related to the driving of the valve as shown in FIG. In FIG. 1, an amplifier 25 and a signal processing circuit 26 corresponding to one acceleration pickup 21 are shown to simplify the drawing. The output of the signal processing circuit 26 corresponding to each acceleration pickup 21 is supplied to the determination circuit 31.
[0026]
On the other hand, a cam angle detection signal and a crank angle detection signal detected by an engine control unit (ECU) 32 that controls the operation of the engine 1 are supplied to a timing detection circuit 33 as timing detection means. The cam profile data of the camshaft 5 shown in FIG. 3 is input in advance to the timing detection circuit 33. Here, based on the cam angle detection signal, the crank angle detection signal and the cam profile data from the ECU 32, the timing detection circuit 33 shown in FIG. As shown, camshaft timing indicating the range of the cam opening / closing ramp portion and valve lift portion corresponding to each valve is detected, and the detected camshaft timing signal is supplied to a determination circuit 31 as a determination means.
[0027]
The determination circuit 31 calculates the correlation between the valve vibration signal from each signal processing circuit 26 and the camshaft timing from the timing detection circuit 33, and determines the valve clearance based on the calculation result.
[0028]
Here, in the case of a valve having a large valve clearance, the timing for opening the valve is delayed, so that a valve vibration signal appears in the valve lift portion immediately after the cam opening ramp, and the timing for closing the valve is also accelerated, so that the cam closing A valve vibration signal appears at the valve lift immediately before the ramp. Therefore, in the present embodiment, a valve vibration signal obtained for an engine whose valve clearance is in a normal range, for example, an allowable limit value, is preset and stored as a reference value, and the camshaft timing signal from the timing detection circuit 33 is stored. The valve vibration signal from the corresponding signal processing circuit 26 is compared with the reference value in the range of the cam opening / closing lamp portion and the valve lift portion corresponding to each valve, and the valve whose valve vibration signal exceeds the reference value is compared. Judged as poor clearance.
[0029]
The determination result in the determination circuit 31 is supplied to a determination result display circuit 35 having a display lamp corresponding to each valve, and the display lamp corresponding to the valve with a defective clearance is turned on.
[0030]
Thus, according to the present embodiment, the acceleration pickup 21 is pressed against the rocker cover 8 in the vicinity of each valve to detect the vibration of the operating engine itself, and the corresponding signal processing circuit is determined from the engine vibration signal. Since the valve vibration signal related to the driving of the valve is extracted at 26, the vibration signal of the corresponding valve can be detected with high sensitivity without being affected by the disturbance as in the case of detecting the sound. The valve vibration signal is a camshaft timing detected by the timing detection circuit 33 based on the cam angle detection signal and the crank angle detection signal from the ECU 32 and the cam profile data of the camshaft 5 of the engine 1 to be diagnosed inputted in advance. Based on this, the determination circuit 31 determines the valve clearance by comparing with a preset reference value. In, the level of the valve vibration signal between the front side and the rear side of the cylinders are the same, can be detected by distinguishing the two, it is possible to determine the valve clearance always accurately.
[0031]
In addition, according to the determination result in the determination circuit 31, the indicator lamp corresponding to each valve of the determination result display circuit 35 is turned on when the clearance is defective, so that the inspector can easily identify the defective clearance valve. Can be dealt with quickly.
[0032]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, the engine model can be determined by the ECU, and the camshaft timing can be detected based on the cam profile data of the corresponding engine based on the determination result, so that a wide variety of engines can be diagnosed.
[0033]
【The invention's effect】
According to the engine diagnostic apparatus of the present invention described above, vibrations of the engine itself operating in the vicinity of each valve are detected, and a valve vibration signal related to driving of the corresponding valve is extracted from each engine vibration signal. As a result, it can be made less susceptible to disturbances such as when detecting sound, and the extracted valve vibration signals, cam angle detection signals and crank angle detection signals from the engine control unit are input in advance. Since the valve clearance is determined based on the correlation with the camshaft timing detected based on the cam profile data, the level of the valve vibration signal on the front side and the rear side of each cylinder is the same. However, it is possible to detect both of them separately and always determine the valve clearance accurately. That.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an engine diagnostic apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a partial plan view showing a valve position of the engine shown in FIG. 1;
3 is a partial cross-sectional view of the engine shown in FIG.
4 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the signal processing circuit shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a diagram showing camshaft timing detected by the timing detection circuit shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a waveform diagram for explaining a case where the vibration levels of the front and rear valves are different in the conventional example.
FIG. 7 is a waveform diagram illustrating a case where the vibration levels of the front and rear valves are the same.
[Explanation of symbols]
1 Engine 2a INT front valve 2b INT rear valve 3a EXH front valve 3b EXH rear valve 5 Camshaft 5a Cam 6a, 6b Rocker arm 7b, 7b Rocker shaft 8 Rocker cover 9 Cylinder head 10a Intake port 10b Exhaust port 11 Cylinder block 12 Piston 13 Combustion chamber 21 Acceleration Pickup 22 Cylinder 25 Amplifier 26 Signal Processing Circuit 27 Band Pass Filter (BPF)
28 Squarer 29 Low-pass filter (LPF)
31 determination circuit 32 engine control unit (ECU)
33 Timing detection circuit 35 Judgment result display circuit

Claims (5)

エンジンの各バルブの近傍で運転中のエンジン自体の振動をそれぞれ検出する複数の振動検出手段と、
上記各振動検出手段からのエンジン振動信号をそれぞれ処理して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する複数の信号処理手段と、
エンジンコントロールユニットからのカム角検出信号及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及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するタイミング検出手段と、
上記バルブ振動信号と上記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判定手段とを有することを特徴とするエンジン診断装置。A plurality of vibration detecting means for detecting vibrations of the engine itself operating in the vicinity of each valve of the engine,
A plurality of signal processing means for processing the engine vibration signals from the vibration detection means and extracting valve vibration signals related to driving of the corresponding valves;
Timing for detecting camshaft timing indicating the range of the cam opening / closing ramp portion and valve lift portion corresponding to each valve based on the cam angle detection signal and crank angle detection signal from the engine control unit and pre-input cam profile data Detection means;
An engine diagnosis apparatus comprising: a determination unit that determines a valve clearance based on a correlation between the valve vibration signal and the camshaft timing. 上記各振動検出手段は、加速度ピックアップを有し、該加速度ピックアップをダンパ手段を介して対応するバルブ近傍のロッカカバーに押圧するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン診断装置。2. The engine diagnostic apparatus according to claim 1, wherein each of the vibration detecting means has an acceleration pickup, and the acceleration pickup is pressed against a rocker cover near the corresponding valve via a damper means. 上記各信号処理手段は、対応する上記振動検出手段からのエンジン振動信号からバルブの駆動に関連する特定の周波数帯域の成分を抽出するバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタの出力を自乗する自乗器と、該自乗器の出力信号から高域周波数成分を除去してバルブの駆動に関連するバルブ振動信号を出力するローパスフィルタとを有することを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン診断装置。Each of the signal processing means includes a bandpass filter that extracts a component of a specific frequency band related to driving of the valve from an engine vibration signal from the corresponding vibration detection means, and a squarer that squares the output of the bandpass filter. And a low-pass filter that removes a high frequency component from the output signal of the squarer and outputs a valve vibration signal related to driving of the valve. . 上記判定手段は、上記カムシャフトタイミングの各バルブに対応するカム開閉ランプ部及びバルブリフト部の範囲において、対応する上記信号処理手段から得られるバルブ振動信号と、バルブクリアランスが正常範囲にある時に当該信号処理手段から得られるバルブ振動信号に基づいて予め設定した基準値とを比較し、その比較結果に基づいて当該バルブのクリアランスを判定することを特徴とする請求項１〜３に記載のエンジン診断装置。In the range of the cam opening / closing ramp portion and the valve lift portion corresponding to each valve at the camshaft timing, the determination means includes the valve vibration signal obtained from the corresponding signal processing means and the valve clearance in the normal range. 4. The engine diagnosis according to claim 1, wherein a reference value preset based on a valve vibration signal obtained from the signal processing means is compared, and a clearance of the valve is determined based on the comparison result. apparatus. 上記判定手段による判定結果に基づいてクリアランス不良のバルブを識別可能に表示する表示手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４に記載のエンジン診断装置。5. The engine diagnosis apparatus according to claim 1, further comprising display means for displaying a valve having a defective clearance so as to be identifiable based on a determination result by the determination means.
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