(57)【要約】【課題】  被検査エンジン間で吸気バルブが開くタイミングがばらついていても、コンプレッション系の組立状態の良否を精度よく検査できるエンジン組立状態検査方法及びその装置を提供する。【解決手段】  標準エンジンについて、排気側圧力の極大値発生クランク角−極大値データと標準極大値発生クランク角とを取得する。被検査エンジン９０について計測した極大値発生クランク角が標準極大値発生クランク角であるとしたときの排気側圧力の極大値を算出し、その結果により被検査エンジン９０のコンプレッションリング１４４の欠落等、コンプレッション系の組立状態の良否を検査する。このような検査方法を、判定器１１７及びメモリ２０１を用いて検査装置を構成した。【選択図】        図３
2006329886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブ及び排気バルブを有するエンジンを、それ自体における燃料の燃焼を伴うことなく別の回転駆動装置により回転させ、排気バルブより外においてその排気バルブと連通する排気側空間の圧力である排気側圧力の極大値発生クランク角を検出し、この排気側圧力極大値発生クランク角に基づいて当該エンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を検査するエンジン組立状態検査方法において、
コンプレッション系の組立状態及び排気側圧力極大値発生クランク角が共に正常な標準エンジンについて、前記排気側圧力極大値発生クランク角を変化させたときの排気側圧力の極大値の変化を極大値発生クランク角−極大値データとして予め取得しておくと共に、この標準エンジンの排気側圧力極大値発生クランク角を標準極大値発生クランク角として記憶しておき、
被検査エンジンについて計測した極大値発生クランク角が前記標準極大値発生クランク角であるとしたときの排気側圧力の極大値を算出し、この算出結果により、前記被検査エンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を検査することを特徴とするエンジン組立状態検査方法。
【請求項２】
前記標準エンジンについて、各シリンダ毎に、排気側圧力極大値発生クランク角を変化させたときの排気側圧力の極大値の変化を極大値発生クランク角−極大値データとして予め取得しておくと共に、この標準エンジンの各シリンダ毎の排気側圧力極大値発生クランク角を各シリンダ毎の標準極大値発生クランク角として記憶しておき、
被検査エンジンについて計測した前記極大値発生クランク角が前記標準極大値発生クランク角であるとしたときの排気側圧力の極大値を各シリンダ毎に算出し、この算出結果により、前記被検査エンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を各シリンダ毎に検査することを特徴とする請求項１に記載のエンジン組立状態検査方法。
【請求項３】
前記コンプレッション系の組立状態の不良は、コンプレッションリングの欠落、拡張不良及びエンジンの気密性を低下させる損傷のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン組立状態検査方法。
【請求項４】
吸気バルブ及び排気バルブを有するエンジンを、それ自体における燃料の燃焼を伴うことなく別の回転駆動装置により回転させ、排気バルブより外においてその排気バルブと連通する排気側空間の圧力である排気側圧力の極大値発生クランク角を検出し、判定器がその排気側圧力極大値発生クランク角に基づいて当該エンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を検査するエンジン組立状態検査装置において、
コンプレッション系の組立状態及び排気側圧力極大値発生クランク角が共に正常な標準エンジンについて、前記排気側圧力極大値発生クランク角を変化させたときの排気側圧力の極大値の変化を極大値発生クランク角−極大値データとして記憶すると共に、この標準エンジンの排気側圧力極大値発生クランク角を標準極大値発生クランク角として記憶し、かつ排気側圧力極大値換算式を記憶するメモリを備え、
前記判定器は、前記メモリから前記極大値発生クランク角−極大値データと標準極大値発生クランク角と排気側圧力極大値換算式とを読み出し、被検査エンジンについて計測した極大値発生クランク角が前記標準極大値発生クランク角であるとしたときの排気側圧力の極大値を算出し、この算出結果により、前記被検査エンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を検査することを特徴とするエンジン組立状態検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組立が完了したエンジンの組立状態の良・不良（良否）を検査するエンジン組立状態検査方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンは、その組立が完了した時点において、エンジン構成要素に欠落が生じていたり、各構成要素間の作動タイミングにずれ等が生じていたりしないこと、つまり組立状態に不良を生じさせないことが、そのエンジンに設計通りの性能を発揮させるために重要である。
このようなエンジンの組立状態の良・不良を検査する方法として、本出願人は特許文献１に掲げる技術を開発した。
これは、吸気バルブ及び排気バルブを有するエンジンを、それ自体における燃料の燃焼を伴うことなく別の回転駆動装置により回転させ、排気バルブより外においてその排気バルブと連通する排気側空間の圧力（排気側圧力）の極大値発生クランク角を検出し、そのクランク角に基づいてそのエンジンの組立状態、例えばエンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を検査する方法である。
【０００３】
【特許文献１】特許第３５８２２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この検査方法によれば、排気側圧力の極大値（排気側圧力極大値）の発生クランク角に基づいて検査するので、エンジンを分解せずにそのコンプレッション系の組立状態の良・不良を検査できる。また、検査すべきエンジンは別の回転駆動装置で回転させられるので、燃料供給や排気ガス処理等の手間がかからず、かつ、取得される排気側圧力の値にノイズの混入が少ないので、検査がより簡単に行える等の利点がある。しかし、組立が完了した複数のエンジン間において吸気バルブが開くタイミングにばらつきが生じている場合の検査精度の良・不良については配慮されていなかった。
このため、吸気バルブが開くタイミングが正常値（設計通りの値）に比べて早かったり、遅かったりと、ばらつきが生じている場合には、コンプレッション系の組立状態の良・不良を精度よく検査することができなくなり、従来、この点についての改善が要望されていた。
本発明は、上記のような要望に鑑みなされたもので、被検査エンジン間において、吸気バルブが開くタイミングにばらつきが生じていても、コンプレッション系の組立状態の良・不良を精度よく検査できるエンジン組立状態検査方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明は、吸気バルブ及び排気バルブを有するエンジンを、それ自体における燃料の燃焼を伴うことなく別の回転駆動装置により回転させ、排気バルブより外においてその排気バルブと連通する排気側空間の圧力である排気側圧力の極大値発生クランク角を検出し、この排気側圧力極大値発生クランク角に基づいて当該エンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を検査するエンジン組立状態検査方法において、コンプレッション系の組立状態及び排気側圧力極大値発生クランク角が共に正常な標準エンジンについて、前記排気側圧力極大値発生クランク角を変化させたときの排気側圧力の極大値の変化を極大値発生クランク角−極大値データとして予め取得しておくと共に、この標準エンジンの排気側圧力極大値発生クランク角を標準極大値発生クランク角として記憶しておき、被検査エンジンについて計測した極大値発生クランク角が前記標準極大値発生クランク角であるとしたときの排気側圧力の極大値を算出し、この算出結果により、前記被検査エンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を検査することを特徴とする。
【０００６】
特許請求の範囲の請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、前記標準エンジンについて、各シリンダ毎に、排気側圧力極大値発生クランク角を変化させたときの排気側圧力の極大値の変化を極大値発生クランク角−極大値データとして予め取得しておくと共に、この標準エンジンの各シリンダ毎の排気側圧力極大値発生クランク角を各シリンダ毎の標準極大値発生クランク角として記憶しておき、被検査エンジンについて計測した前記極大値発生クランク角が前記標準極大値発生クランク角であるとしたときの排気側圧力の極大値を各シリンダ毎に算出し、この算出結果により、前記被検査エンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を各シリンダ毎に検査することを特徴とする。
【０００７】
特許請求の範囲の請求項３に記載の発明は、上記請求項１又は２に記載の発明において、コンプレッション系の組立状態の不良は、コンプレッションリングの欠落、拡張不良及びエンジンの気密性を低下させる損傷のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【０００８】
特許請求の範囲の請求項４に記載の発明は、吸気バルブ及び排気バルブを有するエンジンを、それ自体における燃料の燃焼を伴うことなく別の回転駆動装置により回転させ、排気バルブより外においてその排気バルブと連通する排気側空間の圧力である排気側圧力の極大値発生クランク角を検出し、判定器がその排気側圧力極大値発生クランク角に基づいて当該エンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を検査するエンジン組立状態検査装置において、コンプレッション系の組立状態及び排気側圧力極大値発生クランク角が共に正常な標準エンジンについて、前記排気側圧力極大値発生クランク角を変化させたときの排気側圧力の極大値の変化を極大値発生クランク角−極大値データとして記憶すると共に、この標準エンジンの排気側圧力極大値発生クランク角を標準極大値発生クランク角として記憶し、かつ排気側圧力極大値換算式を記憶するメモリを備え、前記判定器は、前記メモリから前記極大値発生クランク角−極大値データと標準極大値発生クランク角と排気側圧力極大値換算式とを読み出し、被検査エンジンについて計測した極大値発生クランク角が前記標準極大値発生クランク角であるとしたときの排気側圧力の極大値を算出し、この算出結果により、前記被検査エンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を検査することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
特許請求の範囲の請求項１に記載の発明では、標準エンジンについて、排気側圧力の極大値発生クランク角−極大値データと標準極大値発生クランク角とを取得，記憶し、被検査エンジンの極大値発生クランク角が標準極大値発生クランク角であるとしたときの排気側圧力の極大値を算出し、この算出結果により、被検査エンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を検査するようにした。
これによれば、コンプレッション系の組立状態の検査精度を低下させる要因となっている、被検査エンジン間における吸気バルブが開くタイミング（吸気バルブ開タイミング）のばらつきは、被検査エンジンの極大値発生クランク角が標準極大値発生クランク角であるとしたときの排気側圧力の極大値の算出により平準化される。つまり各被検査エンジンについて、ばらつきのない吸気バルブ開タイミング、換言すれば各々正常品と同じ吸気バルブ開タイミング（正常値）に換算補正された排気側圧力極大値が得られる。したがって、本請求項１に記載の発明によれば、その得られた（算出された）排気側圧力極大値を許容値と比較する等により、上記のように吸気バルブ開タイミングにばらつきがあっても、被検査エンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を精度よく検査できる。
【００１０】
特許請求の範囲の請求項２に記載の発明では、標準エンジンについて、各シリンダ毎に、排気側圧力の極大値発生クランク角−極大値データと標準極大値発生クランク角とを取得、記憶し、被検査エンジンの極大値発生クランク角が標準極大値発生クランク角であるとしたときの排気側圧力の極大値を各シリンダ毎に算出し、この算出結果により、被検査エンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を検査するようにした。
これによれば、コンプレッション系の組立状態の検査精度を低下させる要因となっている、被検査エンジン間における吸気バルブ開タイミングの各シリンダについてのばらつきは、被検査エンジンの極大値発生クランク角が標準極大値発生クランク角であるとしたときのシリンダ毎の排気側圧力の極大値の算出により各々平準化される。つまり各被検査エンジンについて、シリンダ毎、ばらつきのない吸気バルブ開タイミング、換言すれば各々正常品と同じ吸気バルブ開タイミング（正常値）に換算補正された排気側圧力極大値が得られる。したがって、本請求項２に記載の発明によれば、その得られた（算出された）排気側圧力極大値を許容値と比較する等により、上記のように吸気バルブ開タイミングにばらつきがあっても、被検査エンジンの全シリンダについてコンプレッション系の組立状態の良・不良を精度よく検査できる。
【００１１】
特許請求の範囲の請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、コンプレッション系の組立状態の不良は、コンプレッションリングの欠落、拡張不良及びエンジンの気密性を低下させる損傷のうちの少なくとも１つを含むこととした。
したがって、本請求項３に記載の発明によれば、被検査エンジン間において、吸気バルブ開タイミングにばらつきを生じていても、請求項１，２に記載の発明における上述した作用に基づいて、コンプレッションリングの欠落、拡張不良及びエンジンの気密性を低下させる損傷中の１又は複数の要素に起因するコンプレッション系の組立状態の不良について、精度よく検査できる。
【００１２】
特許請求の範囲の請求項４に記載の発明では、標準エンジンについて、排気側圧力の極大値発生クランク角−極大値データと標準極大値発生クランク角と排気側圧力極大値換算式とを記憶するメモリを備えた。またこのメモリから、上記データ、クランク角及び換算式等を適宜読み出し、被検査エンジンについて計測した極大値発生クランク角が標準極大値発生クランク角であるとしたときの排気側圧力の極大値を算出し、この算出結果により、被検査エンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を検査する判定器を備えた。
これによれば、コンプレッション系の組立状態の検査精度を低下させる要因となっている、被検査エンジン間における吸気バルブ開タイミングのばらつきは、被検査エンジンの極大値発生クランク角が標準極大値発生クランク角であるとしたときの排気側圧力の極大値の算出により平準化される。つまり各被検査エンジンについて、ばらつきのない吸気バルブ開タイミング、換言すれば各々正常品と同じ吸気バルブ開タイミング（正常値）に換算補正された排気側圧力極大値が得られる。この排気側圧力極大値は上記メモリと判定器により得られるものであり、したがって、本請求項４に記載の発明によれば、その得られた（算出された）排気側圧力極大値を上記判定器によって許容値と比較する等により、上記のように吸気バルブ開タイミングにばらつきがあっても、被検査エンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を精度よく検査できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、各図間において、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図１は、エンジンの一例としてのＶ型６気筒ＤＯＨＣガソリンエンジン（以下、単にＶ６エンジンと称する）の主たる作動部を示す透視図である。この種のエンジンにおいては、ピストン１０，１２等の図示しないシリンダ内における往復運動が、各々対応するコネクティングロッド１４を介してクランクシャフト１８の回転運動に変換され、そのクランクシャフト１８の回転力が動力として外部に取り出される。このエンジンの運転を継続させるために、クランクシャフト１８の回転角（クランク角）に連携して各排気及び吸気バルブを含む動弁系が作動させられる。なお、ピストン１０，１２は、Ｖ６エンジンの左側及び右側バンクの各々３つのピストンを代表して図示されている。
また、各ピストン１０，１２には、圧縮又は爆発ガス圧力に対して気密を保つと共に、燃焼による発生熱のうちピストン１０，１２が受ける分をシリンダ壁に伝えてピストン１０，１２の過熱を防ぐためのコンプレッションリングが上下各１本（合計２本）填め込まれている。このコンプレッションリングの詳細は後述する。
【００１４】
本実施形態のＶ６エンジンにおいては、クランクシャフト１８に取り付けられたクランクプーリ２０、タイミングベルト２２、左側及び右側バンクのカムプーリ２４，２６、カムプーリ２４，２６が各々取り付けられた排気側カムシャフト２８，３０、吸気側カムシャフト３２，３４、排気側カムシャフト２８，３０に各々取り付けられたドライブギヤ３６，３８、吸気側カムシャフト３２，３４に各々取り付けられたドリブンギヤ４０，４２等を主たる構成要素としてカムシャフト回転機構４４が構成されている。また、各カムシャフトに形成される複数のカム４６と、その回転によって開閉させられる排気バルブ４８及び吸気バルブ５０を主たる要素として動弁系５２が構成されている。
【００１５】
クランクシャフト１８が回転させられると、クランクプーリ２０、タイミングベルト２２、左側及び右側バンクのカムプーリ２４，２６及び排気側カムシャフト２８，３０等を介して排気バルブ４８及び吸気バルブ５０が作動させられる。したがって、タイミングベルト２２が弛むと、各バルブの開閉タイミングが変動することとなり、これを抑えるため、図示しないオートテンショナを備えたベルトアイドラ５４が設けられている。また、オートテンショナを備えないベルトアイドラ５６，５８も取り付けられている。これらベルトアイドラ５４〜５８は、タイミングベルト２２と、クランクプーリ２０及びカムプーリ２４，２６との歯の噛合い数を多くする上で有効である。
各吸気側カムシャフト３２，３４には、各々所謂シザーズギヤ６０，６２が相対回転可能に取り付けられている。シザーズギヤ６０，６２は各々ドリブンギヤ４０，４２と組み合わされ、図示しないばね部材によりドリブンギヤ４０，４２に対して相対回転するように付勢されており、ドリブンギヤ４０，４２とドライブギヤ３６，３８との噛合いのバックラッシュを抑え、エンジンの騒音を低減させる。
【００１６】
クランクシャフト１８の回転角と、各排気バルブ４８及び吸気バルブ５０の開閉時期とが、正確に対応させられる。本実施形態における被検査エンジンとしてのＶ６エンジンは４サイクルのガソリンエンジンであるので、クランクプーリ２０の歯数と各カムプーリ２４，２６の歯数とが、１対２とされている。クランクプーリ２０の歯数が２４枚、各カムプーリの歯数が４８枚とされているのである。また、ドライブギヤ３６，３８とドリブンギヤ４０，４２との歯数は１対１であり、各々４０枚とされている。
【００１７】
エンジン組立時において、クランクシャフト１８の回転角と各排気バルブ４８及び吸気バルブ５０の開閉のタイミングとを整合させることは重要であり、クランクプーリ２０及びカムプーリ２４，２６と、タイミングベルト２２とに、位相合わせ用のマークを設けて、これらの位相合わせマークを、図１の拡大部に示すように一致させて組立が行われるようにされている。ドライブギヤ３６，３８と、ドリブンギヤ４０，４２とについても同様である。この位相合わせが正しく行われていないと、クランクシャフト１８の回転角と、各バルブの開閉タイミングとの関係が崩れる。
【００１８】
エンジンが所期の性能を発揮するためには、クランクシャフト１８の回転角と、各排気バルブ４８及び吸気バルブ５０の開閉タイミングとが、設計通りの関係となっていなければならない。このために、上記位相合わせマークによるカムシャフト回転機構４４の組立整合に加えて、動弁系５２を構成する排気側カムシャフト２８，３０の回転角と、対応する各排気バルブ４８の開閉タイミングとが、また、吸気側カムシャフト３２，３４の回転角と、対応する各吸気バルブ５０の開閉タイミングとが、設計通りの関係でなければならない。
これらの関係は、バルブクリアランスによって左右される。エンジン組立状態の不良によるバルブクリアランスの異常は、厚さが正しくないシム７２が装着されたり、弁座部材７４がシリンダヘッド７６に正しくはめ込まれていなかったり等によって生じる。バルブクリアランスとは、図２に示すように、カム４６と、リフタ７０との間に装着されるシム７２との最大クリアランスである。例えば、バルブクリアランスが正常品（設計通りに組立が完了したエンジン）に対して大きい場合には、各バルブ１８，５０が開かれるタイミングが正常品に対して遅く、また、閉じるタイミングが早くなる。バルブクリアランスが正常品に比して小さい場合には、その逆となる。
また、コンプレッション系の組立状態の不良、すなわち、コンプレッションリングの欠落、拡張不良や、割れ，欠け等のエンジンの気密性を低下させる損傷がないことも、エンジンが所期の性能を発揮するための必須事項である。そこで本実施形態では、このようなコンプレッション系の組立状態の良・不良を検査する。
【００１９】
以下、コンプレッションリングの欠落、拡張不良、あるいは割れ，欠け等のエンジンの気密性を低下させる損傷等、コンプレッション系の組立状態の良・不良を検査するエンジン組立状態検査装置の構成について説明する。
【００２０】
図３は、本実施形態に係るエンジン組立状態検査装置の要部概念図である。
検査の対象となる被検査エンジン９０（簡単化のため、左側バンクのみ図示されている）は、シリンダヘッド７６に取り付けられ、シリンダヘッド７６内部の各シリンダ毎の吸気ポート９２と各々連通する左側及び右側バンクに各々設けられた吸気マニホールド９４と、それら２つの吸気マニホールド９４と連通する１つのサージタンク９６とを備えている。
また本検査装置は、サージタンク９６内の圧力を計測する圧力センサ９８と、シリンダヘッド７６の内部に形成された各シリンダ毎の排気ポート１００と外部との気密を保つために取り付けられるマスキング部材１０２と、気密をより確実に保つために用いられるＯリング１０４と、排気ポート１００の内部の圧力を計測する圧力センサ１０６と、それら圧力センサ９８，１０６の出力信号を各々増幅するアンプを含むＡ／Ｄ変換器１１０，１１２と、クランク角センサ１１４と、検査制御装置１１９とを主たる構成要素として構成されている。
【００２１】
検査制御装置１１９は、メモリ２０１と、図示しないマイクロコンピュータを含んで、上記メモリ２０１からのデータとＡ／Ｄ変換器１１０，１１２及びクランク角センサ１１４からの信号とに基づいてコンプレッション系の組立状態の良・不良、具体的にはコンプレッションリングの欠落、拡張不良、あるいは割れ，欠け等のエンジンの気密性を低下させる損傷の有無を判定する判定器１１７と、この判定器１１７の判定結果を表示する表示器１１８とを備えている。
なお、吸気側の圧力を計測する圧力センサ９８は、サージタンク９６に１つ取り付けられているのに対して、排気側の圧力を計測する圧力センサ１０６は、各シリンダ独立に取り付けられる。したがって、Ａ／Ｄ変換器１１０は１つでよいが、Ａ／Ｄ変換器１１２は、被検査エンジン９０のシリンダ数と同数だけ必要である。
このように本実施形態においては、吸気ポート９２、吸気マニホールド９４及びサージタンク９６の内部の空間が、吸気側空間とされ、排気ポート１００の内部が排気側空間とされて、排気側空間が、排気ポート１００のシリンダヘッド７６の外部へ開口する部分を閉塞位置として閉塞されている。吸気側空間は閉塞されていないが、吸気側空間が閉塞される形態としてもよい。また、吸気ポート９２のみや、吸気ポート９２と吸気マニホールド９４との内部の空間を吸気側空間とすることも可能である。前者の場合には、各シリンダ毎に圧力センサ９８が必要となり、後者の場合には、吸気マニホールド９４の数だけ圧力センサ９８が必要となる。
【００２２】
被検査エンジン９０は、図４に示すように、ベース１２０上に固定され、駆動用カップリング１２２、駆動軸１２４を介してクランクシャフト１８に連結されるモータ１２５によって正確に一定速度で回転させられる。駆動軸１２４は、ベアリング１２６，１２８によって支持されており、それら２つのベアリング１２６，１２８とモータ１２５とは、ベース１２０に固定されている。このモータ１２５が検査制御装置１１９によって回転させられることによる上記圧力センサ９８，１０６の出力の変動を検出することによってエンジンの組立状態、ここではコンプレッション系の組立状態の良・不良が検査される。
【００２３】
上述のように被検査エンジン９０がモータ１２５によって回転させられると、クランク角（図１に示すクランクシャフト１８の回転角）の変化に伴って各バルブが開閉させられる。モータ１２５の回転速度が一定となり、各シリンダ内の圧力の変化が定常的になると、各圧力センサ９８，１０６の出力（各々単に、吸気側圧力ＰIN，排気側圧力ＰEXと称する）は、被検査エンジン９０が良品（正常品）であるものとすれば、図５に示すように変化する。
図５は、ある１つのピストン、例えばピストン１０のシリンダ内における位置（単に、ピストン位置ＰＰと称する）、そのピストンの排気側圧力ＰEX、各ピストンに共通の吸気側圧力ＰINの変化を示したものである。このピストン１０を、単に、ピストン＃１と称する。被検査エンジン９０はＶ６エンジンであり、左側バンクの３つのピストンはピストン＃１，＃３，＃５、右側バンクの３つのピストンはピストン＃２（ピストン１２に相当する），＃４，＃６の順に、各バンク内において並んでいる。このＶ６エンジンがシリンダ内の爆発エネルギによって自力回転させられる際には、例えばピストン＃１〜＃６の順に爆発させられる。
【００２４】
まず、排気側圧力ＰEXの変化を説明する。
クランクシャフト１８がモータ１２５の作動によって回転させられて、クランク角θcrank が角度θEXopenになると、ピストン＃１に対応する排気バルブ４８が開き始める。このとき、ピストン＃１は下死点ＢＤＣに向かって移動中であり、排気ポート１００内の空気がシリンダに吸入され始めるので、ある一定の圧力であった排気側圧力ＰEXは減少し始める。
なお、この一定の圧力を、排気側圧力不変化値ＰEXconst と称する。また、クランク角θcrank ＝θEXopenに等しい角度θEXdec を、排気側圧力減少開始クランク角と称する。
ピストン＃１が下死点ＢＤＣを通過し、ピストン＃１が排気バルブ４８が開かれた時点と同じ位置にまで戻された後は、シリンダ及び排気ポート１００内の空気が圧縮されるので、排気側圧力ＰEXは上昇し始め、クランク角θcrank がθINopenとなって吸気バルブ５０が開き始める時点で排気側圧力極大値ＰEXmax となる。このときのクランク角θcrank ＝θINopenを、排気側圧力極大値発生クランク角θEXmax と称する。
【００２５】
吸気バルブ５０が開かれると、クランク角θcrank ＝θEXclose となる時点で排気バルブ４８が閉じられるまで、排気側圧力ＰEXは急激に減少する。この角度θEXclose に等しいクランク角θcrank を、排気側圧力不変化状態移行クランク角θEXconst と称する。
排気バルブ４８が閉じられている期間中は、排気側圧力ＰEXは排気側圧力不変化値ＰEXconst となる。そして、クランク角θcrank がさらに進んで、θINclose となると、吸気バルブ５０が閉じられる。
なお、以下の説明の便宜上、図５に示した正常組立状態（設計通りの組立状態）での排気側圧力極大値ＰEXmax の大きさを１００として、他の圧力を相対値で表す。例えば、正常組立状態での排気側圧力不変化値ＰEXconst は、約１０となる。モータ１２５の回転数は任意であり、必要に応じて回転数を変化させてエンジン組立検査を行ってもよい。
【００２６】
排気側圧力ＰEXが各シリンダ独立に取得されるのに対して、吸気側圧力ＰINは１つの圧力センサ９８によって全シリンダの共通データとして取得される。図５に示した例において、ピストン＃１〜＃６の各吸気バルブ５０の状態変化に起因して吸気側圧力ＰINが変化している箇所を、ピストン番号＃１〜＃６で示す。これら６つの箇所は、クランク角θcrank が０〜７２０度である１サイクル内において１回ずつ等間隔で出現する。
以下、ピストン＃１に対応する吸気バルブ５０の状態変化に起因する吸気側圧力ＰINの変化を代表的に説明する。
【００２７】
クランク角θcrank がθINopenになると、吸気バルブ５０が開き始めるのでシリンダ及び排気ポート１００内の圧縮状態にある空気が吸気マニホールド９４へ流れ、吸気マニホールド９４内の圧力が上昇し始める。この時期には、吸気マニホールド９４内の空気がピストン＃６に対応するシリンダに吸入されつつあるが、この吸入流量よりシリンダ及び排気ポート１００からの空気の流出流量の方が大きいため、吸気マニホールド９４内の圧力が上昇し始めるのであり、この上昇開始時点のクランク角θcrank を吸気側圧力増大開始クランク角θINinc と称する。
そして、ピストン＃１の位置ＰＰが上死点ＴＤＣに達する時点近傍で、シリンダ及び排気ポート１００内の圧力低下と排気バルブ４８のバルブクリアランス減少とにより空気の流出流量が減少して、ピストン＃６のシリンダへの吸入流量とバランスし、それ以後吸入流量より小さくなるため、吸気側圧力ＰINの極大値（吸気圧力極大値）が現れる。この時点のクランク角θcrank を吸気側圧力極大値発生クランク角θINmax と称する。
ピストン＃１の位置ＰＰが上死点ＴＤＣに達した後は、ピストン＃１のシリンダ容積が増加し始めることも吸気側圧力ＰINの減少を促進する。
図５に示した吸気側圧力ＰINの変化は、概略以上に説明した変化を等間隔（クランク角θcrank で１２０度毎）に重ね合わせたものである。
【００２８】
図６は、被検査エンジン９０が正常（設計通り）に組み立てられている場合において、上述の各シリンダ毎に独立に取得された排気側圧力ＰEXとクランク基準信号との変化を、クランク角θcrank を横軸として示したグラフである。
なお、クランク基準信号は、クランク角センサ１１４から出力される信号であり、本実施形態の被検査エンジン９０においては、１サイクルに２回、つまり、クランク角θcrank が７２０度変化する毎に２回出力されるパルス信号である。
本実施形態の被検査エンジン９０のクランク角センサ１１４は、クランクプーリ２０と一体的に構成された図示を省略するタイミングロータの外周１箇所に形成された被検出部とその被検出部の通過を検出する電磁ピックアップ等のピックアップとを含むものである。
ただし、クランク角センサ１１４がこのような形態とされることは、本発明のエンジン検査方法を実施するに当たって必須の事項ではない。最近の殆どのエンジンには、取付箇所は種々に異なるもののクランク角センサ１１４に相当するセンサが設けられているが、このようなセンサが設けられていない場合には、例えば、反射型光電スイッチや近接スイッチ等を用いて、回転中のクランクプーリ，クランクシャフトの特定位相（角度）を検出し得る構成としてもよい。
各排気側圧力ＰEXは、クランク角θcrank で１２０度ずつずれているが、ほとんど同じ変化を示す。これがエンジンの組立状態の不良、コンプレッション系の組立状態の不良に着目すれば、コンプレッションリングの欠落等が発生していない状態である。
【００２９】
上記判定器１１７は、クランク角センサ１１４からのクランク基準信号の発生時間間隔を計測し、時間間隔が実質的に一定になることにより被検査エンジン９０の回転速度が一定になったことを検出する機能を有している。
また、一定微小時間毎にＡ／Ｄ変換器１１０，１１２を介して圧力センサ９８，１０６の圧力検出値を読み込み、その圧力検出値の変化状態を解析して、上記排気側圧力不変化値ＰEXconst ，その排気側圧力不変化値ＰEXconst の減圧開始，排気側圧力極大値ＰEXmax ，排気側圧力ＰEXの排気側圧力不変化値ＰEXconst への移行，吸気側圧力ＰINの増圧開始，吸気側圧力ＰINの極大値等、特定圧力変化状態を検出すると共に、それら特定圧力変化状態の発生時期を検出する機能を有している。
また、クランク基準信号の発生時間間隔の２倍がクランクシャフト１８の７２０度の回転角度に対応するとして、各特定圧力変化状態の発生時点に対応するクランク角θcrank 、すなわち排気側圧力減少開始クランク角θEXdec ，排気側圧力極大値発生クランク角θEXmax ，排気側圧力不変化状態移行クランク角θEXconst ，吸気側圧力増大開始クランク角θINinc ，吸気側圧力極大値発生クランク角θINmax 等を特定する機能とを有している。
なお、本実施形態においては、基本的には上記排気側圧力極大値ＰEXmax と、この排気側圧力極大値ＰEXmax の発生時点に対応するクランク角θcrank 、すなわち排気側圧力極大値発生クランク角θEXmax とを特定する機能を備えていればよい。
これらの機能は、波形解析技術としてよく知られているものであり、かつ、その詳細は本発明を理解する上で不可欠ではないため、詳細な説明は省略する。
【００３０】
次に、コンプレッション系の組立状態の不良、具体的にはコンプレッションリングの欠落について説明する。なお、以下の説明において組立状態の不良が発生した場合の圧力及びクランク角の値を示す記号には、”′”を付して示すこととする。
ピストンリング１３４は、図３に示すように、トップリング１３６、セカンドリング１３８及びオイルリング１４０とからなる。これらのうち、トップリング１３６とセカンドリング１３８とは、ピストンとシリンダとの気密を保ち、エンジンの性能を確保する上で重要な部品であるコンプレッションリング１４４を構成する。
トップリング１３６とセカンドリング１３８との少なくとも一方が欠落していれば、気密保持機能が低下するため、正しく取り付けられている場合に比して上記排気側圧力ＰEXの絶対値が小さくなり、一方、排気側圧力極大値発生クランク角θEXmax ′，排気側圧力不変化状態移行クランク角θEXconst ′等は、正常組立状態のそれらとほとんど変化しない。
【００３１】
図７は、正常組立状態である場合と、トップリング１３６とセカンドリング１３８とのいずれか一方が欠落している場合との排気側圧力ＰEXの変化を示したグラフである。後者の場合には、排気側圧力極大値ＰEXmax ′が、排気側圧力極大値差αだけ小さくなっている。排気側圧力極大値発生クランク角差Γ，排気側圧力不変化状態移行クランク角差Σ，排気側圧力減少開始クランク角差Φは各々０である。
なお、トップリング１３６とセカンドリング１３８とが共に欠落している状態においては、上記排気側圧力ＰEXがさらに小さくなるので、このような組立状態の不良を検出することも可能である。しかし、少なくとも一方が欠落していれば、エンジンを分解して修正した後、組み立てなおすこととなるので、このような検査は実際には必要ない。
コンプレッションリング１４４の欠落以外のコンプレッション系の組立状態の不良、例えばコンプレッションリング１４４の拡張不良や、割れ，欠け等のエンジンの気密性を低下させる損傷が生じたときにも、排気側圧力極大値差αに差異が生じ得ることを除けば、おおよそ上述コンプレッションリング欠落時と同様の排気側圧力変化グラフ（曲線）を描くと考えられる。
したがって被検査エンジンにつき、図７に示すような排気側圧力変化曲線、特にその排気側圧力極大値ＰEXmax を計測し、これをコンプレッション系の組立状態が正常な（設計通りの）エンジンにおける排気側圧力極大値ＰEXmax 又はその許容範囲と比較してコンプレッション系の組立状態の良・不良を検査できる。
【００３２】
以上の手順によるコンプレッション系の組立状態の検査が精度よく行われるのは、量産されるエンジン（多数の被検査エンジン）間において、コンプレッション系の組立状態の良否以外の理由で排気側圧力極大値ＰEXmax にばらつきのないことを前提とする。しかし実際には、この排気側圧力極大値ＰEXmax は、吸気バルブ５０の開くタイミング（吸気バルブ開タイミング）にばらつきが生じている場合に、ばらつくことが知られている。
【００３３】
以下、排気側圧力極大値ＰEXmax のばらつきについて説明する。
なお、以下の説明において、コンプレッション系の組立が設計通りに完了したエンジン、つまり正常組立状態のエンジンを正常品（良品）あるいは標準エンジンと称する。この場合、正常品ないし標準エンジンは、他の要素に係るエンジン組立状態についてもおおよそ設計通りになっているものとする。また、正常値とは設計通りの値を指す。
既に述べたように、吸気バルブ開タイミングは、吸気バルブクリアランスが正常品に比べて大きい場合には正常品に対して遅く、また、吸気バルブクリアランスが正常品に比べて小さい場合には早くなる。
このように、吸気バルブ開タイミングが吸気バルブクリアランスの大小によってばらつくと、排気側圧力極大値ＰEXmax 及びこの排気側圧力極大値ＰEXmax の発生時点におけるクランク角θcrank 、すなわち排気側圧力極大値発生クランク角θEXmax が変動する。
【００３４】
これを図８〜図１０を参照して説明する。
図８は、正常品（正常組立状態）におけるクランク角θcrank に対する排気側圧力ＰEXの変化を示す。図８中の排気側圧力変化曲線は図７中の実線で示す排気側圧力変化曲線と同様である。
この図８中の排気側圧力変化曲線が示すように、正常品においては、一定の排気側圧力極大値発生クランク角θEXmax と排気側圧力極大値ＰEXmax とを呈している。
図９，図１０は、組立が完了した被検査エンジン９０において、吸気バルブ開タイミングの変化により、クランク角θcrank に対する排気側圧力ＰEXの変化（排気側圧力変化曲線）がどう変わるかを示す。
図９は、吸気バルブ開タイミングが正常値である場合と、吸気バルブ開タイミングが正常値に比べて早い場合との排気側圧力ＰEXの変化（排気側圧力変化曲線）を重ねて示すグラフである。実線で示した曲線が吸気バルブ開タイミングが正常品に比べて早い場合の排気側圧力変化曲線であり、破線で示した曲線が正常品についての排気側圧力変化曲線である。前者を吸気バルブ開タイミング早状態、後者を正常組立状態と称すると、吸気バルブ開タイミング早状態においては、排気側圧力極大値ＰEXmax ′が正常組立状態のそれ（ＰEXmax  ）に比して小さくなる。また、排気側圧力極大値発生クランク角θEXmax ′も、正常組立状態のそれ（θEXmax ）に比して小さくなる。
図１０は、吸気バルブ開タイミングが正常値である場合と、吸気バルブ開タイミングが正常値に比べて遅い場合との排気側圧力ＰEXの変化（排気側圧力変化曲線）を重ねて示すグラフである。実線で示した曲線が吸気バルブ開タイミングが正常品に比べて遅い場合の排気側圧力変化曲線であり、破線で示した曲線が正常品についての排気側圧力変化曲線である。前者を吸気バルブ開タイミング遅状態、後者を正常組立状態と称すると、吸気バルブ開タイミング遅状態においては、排気側圧力極大値ＰEXmax ′が正常組立状態のそれ（ＰEXmax ）に比して大きくなる。また、排気側圧力極大値発生クランク角θEXmax ′は、正常組立状態のそれ（θEXmax ）に比して小さくなる。
このように、排気側圧力極大値発生クランク角θEXmax が吸気バルブ開タイミングになるため（図５参照）、吸気バルブ開タイミングが早い場合は排気側圧力極大値は減少したＰEXmax ′となり（図９参照）、吸気バルブ開タイミングが遅い場合は排気側圧力極大値は増大したＰEXmax ′となる（図１０参照）。
【００３５】
ここで被検査エンジンが、そのコンプレッションリング１４４（図３参照）が欠落している等、コンプレッション系の組立状態が不良となっていて、吸気バルブ開タイミングが遅くなっている場合が想定される。
このような被検査エンジンにおいては、コンプレッション系の組立状態が不良であることによって排気側圧力極大値は低下するが、吸気バルブ開タイミングが遅いことによっては、排気側圧力極大値が正常組立状態のそれ（ＰEXmax  ）に比して大きくなる。このため、コンプレッション系の組立状態が不良となっていても、それを精度よく検査することが困難になる。
具体的には、コンプレッション系の組立状態が不良であることによる排気側圧力極大値の減少分と、吸気バルブ開タイミングの遅れによる排気側圧力極大値の増大分とが相殺されて、排気側圧力極大値が正常値（正常組立状態）であると判定されてしまうことがある。
【００３６】
そこで本実施形態では、吸気バルブ開タイミングが早いか遅いかに拘わらず、コンプレッション系の組立状態の良・不良を精度よく検査可能とするため、次のように検査することにした。
上述したように排気側圧力極大値は、吸気バルブ開タイミングが早い場合に減少し（図９参照）、遅い場合に増大する（図１０参照）。すなわち排気側圧力極大値は、吸気バルブ開タイミング、換言すれば排気側圧力極大値発生クランク角θn に依存している。
本実施形態では、まずこの関係、つまり排気側圧力極大値発生クランク角θn と排気側圧力極大値Ｐmax との関係の詳細を、正常品である標準エンジンについて実験等により求め、図１１に示すような直線グラフで示される比例関係にあるデータ（極大値発生クランク角−極大値データ）を得る。
そして、この極大値発生クランク角−極大値データから下記関数式
Ｐmax ＝Ｋ・θn     …（１）
Ｋは定数（直線の傾き）
を導出し、同関数式（１）中の定数Ｋを図３中の検査制御装置１１９内のメモリ２０１に格納しておく。また、この標準エンジンにおける排気側圧力極大値発生クランク角（正常値）θEXmax も標準極大値発生クランク角θns として同様に上記メモリ２０１に格納しておく。
そして、被検査エンジン９０について計測された排気側圧力の極大値Ｐmax 及び排気側圧力極大値発生クランク角θn と、メモリ２０１に格納しておいた上記関数式（１）中の定数Ｋ、標準極大値発生クランク角θns を用いて、同じくメモリ２０１に格納しておいた下記計算式（２）による計算を行う。
Ｐ'max ＝Ｐmax −Ｋ（θn −θns ）    …（２）
この計算式（２）は、排気側圧力の極大値Ｐmax 、排気側圧力極大値発生クランク角θn 、定数Ｋ及び標準極大値発生クランク角θns から、極大値発生クランク角θn が標準極大値発生クランク角θns であるとしたときの排気側圧力の極大値Ｐ'max を求める換算式である。
図３中の検査制御装置１１９内の判定器１１７はこの計算式（２）による計算を行って排気側圧力の極大値Ｐ'max を求める。
そして判定器１１７は、求めた排気側圧力の極大値Ｐ'max を上記メモリ２０１に格納しておいた許容値と比較して被検査エンジンのコンプレッション系の組立状態の良・不良を判定し、その結果を図３中の表示器１１８に表示させる。
表示器１１８は、判定器１１７による判定結果が良であればＯＫあるいはその旨のメッセージを、不良であればＮＧあるいはその旨のメッセージを表示する。
【００３７】
以上の検査手順の具体例を図３及び図１２を参照して説明する。
まず、被検査エンジン９０が燃料の燃焼を伴うことなく別の回転駆動装置であるモータ１２５により回転させられているとする（図４参照）。
この状態において、ステップ３０１では、圧力センサ１０６からの出力（排気側圧力）をＡ／Ｄ変換器１１により排気側圧力データに変換し、クランク角センサ１１４からのクランク角データと共に判定器１１７に取り込む。
判定器１１７は、取り込んでいるクランク角データ対応の排気側圧力データについて、被検査エンジン９０の１回転分を切り出し（ステップ３０２）、切り出したデータ中から排気側圧力極大値Ｐmax と、この排気側圧力極大値Ｐmax の発生時点におけるクランク角θcrank 、すなわち排気側圧力極大値発生クランク角θn を抽出する（ステップ３０３〜３０４）。
【００３８】
次ステップ３０５において、判定器１１７は、抽出した排気側圧力極大値Ｐmax 及び排気側圧力極大値発生クランク角θn と、検査制御装置１１９内のメモリ２０１に予め格納しておいた上記関数式（１）中の定数Ｋ及び標準極大値発生クランク角θns とを用いて、同じくメモリ２０１に予め格納しておいた上記計算式（２）により、排気側圧力極大値Ｐ'max を求める。
すなわち被検査エンジン９０について、極大値発生クランク角θn が標準極大値発生クランク角θns であるとしたときの排気側圧力極大値Ｐ'max を求める。求められたＰ'max は、吸気バルブ開タイミング（吸気バルブクリアランス）が正常値に補正された状態における排気側圧力極大値である。
ステップ３０６では、判定器１１７はステップ３０５で求めた排気側圧力極大値Ｐ'max をメモリ２０１に予め格納された上限値Ｂ，下限値Ｃと比較し、排気側圧力極大値Ｐ'max がこのような上，下限値Ｂ，Ｃによる許容範囲内にあるか否かを判断する。そして、排気側圧力極大値Ｐ'max が上記許容範囲内にあれば、その被検査エンジン９０のコンプレッション系の組立状態が良である旨のＯＫ信号を、上記許容範囲内になければ、その被検査エンジン９０のコンプレッション系の組立状態が不良である旨のＮＧ信号を、各々表示器１１８に与えて検査結果（良・不良の別）を表示する。
以上の検査は、被検査エンジン９０の各シリンダに対して行われるもので、全シリンダについて上記検査を終了して、その被検査エンジン９０のコンプレッション系の組立状態の良・不良の検査を完了する。
なお、不良と判定された被検査エンジン９０については、不良品として生産ラインから排除される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】Ｖ６ガソリンエンジンの内部構成を一部省略して示す斜視図である。
【図２】一般的なエンジンの動弁系の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るエンジン組立状態検査装置を用いたエンジン組立状態検査の概要を説明するための概念図である。
【図４】上記エンジン組立状態検査装置の全体を概略的に示す正面図である。
【図５】上記エンジン組立状態検査装置により取得された、正常組立状態におけるピストン位置と排気側圧力及び吸気側圧力の変化とをクランク角との関係で示すグラフである。
【図６】上記エンジン組立状態検査装置により取得された正常組立状態におけるクランク基準信号及び各シリンダの排気側圧力の変化をクランク角との関係で示すグラフである。
【図７】上記エンジン組立状態検査装置により取得された正常組立状態及びコンプレッションリング欠落状態における排気側圧力とクランク角との関係を示すグラフである。
【図８】正常品におけるクランク角に対する排気側圧力の変化を示すグラフである。
【図９】吸気バルブ開タイミングが正常値である場合と吸気バルブ開タイミングが正常値に比べて早い場合との排気側圧力の変化を重ねて示すグラフである。
【図１０】吸気バルブ開タイミングが正常値である場合と吸気バルブ開タイミングが正常値に比べて遅い場合との排気側圧力の変化を重ねて示すグラフである。
【図１１】排気側圧力極大値発生クランク角と排気側圧力極大値との関係を標準エンジンについて求めたグラフである。
【図１２】図４に示した検査制御装置による検査手順の具体例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１０，１２：ピストン、１４：コネクティングロッド、１８：クランクシャフト、４８：排気バルブ、５０：吸気バルブ、７６：シリンダヘッド、９０：被検査エンジン、９２：吸気ポート、９４：吸気マニホールド、９６：サージタンク、９８，１０６：圧力センサ、１００：排気ポート、１１０，１１２：Ａ／Ｄ変換器、１１４：クランク角センサ、１１７：判定器、１１８：表示器、１１９：検査制御装置、１２５：モータ、１３４：ピストンリング、１３６：トップリング、１３８：セカンドリング、１４０：オイルリング、１４４：コンプレッションリング、２０１：メモリ。
【図１】
2006329886.tif 000003
【図２】
2006329886.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006329886.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006329886.tif 000011
【図１０】
2006329886.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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