(57)【要約】【課題】外乱に左右されることなく、安定した振動検出値が得られ、ノッキング検出器が正常であるかどうかを定量的に判定する。【解決手段】エンジンのシリンダブロックに設置されたノッキング検出器５２を検査するに際し、加振ユニット５１によりシリンダブロックを、シリンダブロックに連結されたハウジングを介して加振し、ノッキング検出器５２の性能を、ノッキング検出器５２の検出値である電圧変動値のピーク値が、基準値であるテスト電圧変動値のピーク値に基づいて設定されたしきい値内かどうかで判断する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロックに取り付けられたノッキング検出器を検査するに際し、
加振手段により、静止状態の前記内燃機関のシリンダブロックを直接、またはシリンダブロックに連結された伝播部材を介して加振し、
前記ノッキング検出器により取り出された検出値と、予め設定された基準値とを比較してノッキング検出器の性能を判断する
ことを特徴とするノッキング検出器の検査方法。
【請求項２】
ノッキング検出器の性能を、ノッキング検出器の検出値である電圧変動値のピーク値が、基準値であるテスト電圧変動値のピーク値に基づいて設定されたしきい値内かどうかで判断する
ことを特徴とする請求項１記載のノッキング検出器の検査方法。
【請求項３】
ノッキング検出器の性能を、ノッキング検出器の検出値である電圧変動値の波形パターンが、基準値であるテスト電圧変動値の波形パターンとマッチングするかどうかで判断する
ことを特徴とする請求項１記載のノッキング検出器の検査方法。
【請求項４】
内燃機関のシリンダブロックに設置されたノッキング検出器と、
静止状態の前記内燃機関のシリンダブロックを直接、またはシリンダブロックに連結された伝播部材を介して加振する加振手段と、
前記ノッキング検出器から取り出された検出信号と基準値とを比較してノッキング検出器の性能を判断する検査部とを具備した
ことを特徴とするノッキング検出器の検査装置。
【請求項５】
伝播部材を、シリンダブロックの出力に連結された駆動軸を覆うハウジングにより構成した
ことを特徴とする請求項４記載のノッキング検出器の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の試験装置において、ノッキング検出器が正常に作動するかどうかを検出する検査方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関のシリンダブロックに設置されてノッキングを検出するノッキングセンサについて、車両などにセッティングする前に正常に動作するかどうかを検出する検査装置は、従来の特許文献で調査した範囲［日本特許公報平成４年４月〜平成１４年１２月、国際分類Ｇ０１Ｍ１５／００＋（キーワード：ノッキング）］では見当たらず、ノッキングセンサの異常を検出する装置として、特許文献１が見られる。
【０００３】
従来のエンジンの試験において、ノッキングセンサの試験には、導通試験とエンジンコンピュータのダイアグノーシス試験がある。導通試験は、センサー端子間の抵抗値を計測して、センサが正常かどうかを判断するもので、ダイアグ試験は、エンジンコンピュータの故障診断試験の出力の結果を用いてセンサが正常かどうかを判断するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２６７７８号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導通試験は、ノッキングセンサの抵抗値が正常かどうかで判断する一面的なもので、現実の測定値が適正に出力されるかどうかとは別である。また前記ダイアグノーシス試験は、エンジンを点火運転するか、または外付けの電動モータで出力軸を介してクランク軸およびピストンを駆動したモータリング状態で測定するもので、ノッキングセンサの検出振動値が一定に出力されるとは限らず、外乱に左右されやすいという問題があった。
【０００６】
また従来文献１は、エンジンの使用中に、ノッキングセンサに異常が生じた場合に、ノッキングセンサの信号を処理し、標準偏差と異常判定値とを比較してノッキングセンサの異常を判定するもので、これをエンジンの試験に適用すると、検出判定が極めて複雑になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決して、外乱に左右されることなく、一定の振動検出値が得られ、ノッキング検出器が正常に働くかどうかを定量的に容易に判定できるノッキング検出器の検査方法および装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載のノッキング検出器の検査方法は、内燃機関のシリンダブロックに取り付けられたノッキング検出器を検査するに際し、加振手段により、静止状態の前記内燃機関のシリンダブロックを直接、またはシリンダブロックに連結された伝播部材を介して加振し、前記ノッキング検出器により取り出された検出値と、予め設定された基準値とを比較してノッキング検出器の性能を判断するものである。
【０００９】
請求項４記載のノッキング検出器の検査装置は、内燃機関のシリンダブロックに設置されたノッキング検出器と、静止状態の前記内燃機関のシリンダブロックを直接、またはシリンダブロックに連結された伝播部材を介して加振する加振手段と、前記ノッキング検出器から取り出された検出信号と基準値とを比較してノッキング検出器の性能を判断する検査部とを具備したものである。
【００１０】
上記ノッキング検出器の検査方法および装置によれば、内燃機関を点火しない状態あるいはクラング軸を回転させない静止状態で、加振手段によりシリンダブロックを直接的または間接的に加振させてノッキング検出器により検出信号を取り出すので、外乱に左右されることなく、検出信号を明瞭に得ることができ、ノッキング検出器が正常に働くかどうかをより定量的に正確に判定することができる。
【００１１】
また請求項５記載の発明は、伝播部材を、シリンダブロックの出力に連結された駆動軸を覆うハウジングにより構成したものである。
上記構成によれば、ハウジングを介して間接的に加振するように構成したので、加振手段を安定して所定位置に設置することができる。また、エンジンにぶら下がっているようなハーネスなどの揺動部材があっても、ハウジングを介して加振することにより、ハウジングからシリンダブロックに振動を安定して伝達することができ、一定の条件下でノッキング検出器を振動させて、高精度で検査することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係るノッキング検出器の検査装置の具備したエンジン試験装置の実施の形態を図１〜図１０に基づいて説明する。
【００１３】
このエンジン試験装置は、たとえば自動車などに搭載される前に、エンジン（内燃機関）の出力軸を電動モータにより回転駆動して、点火することなくクランク軸やピストンを駆動し、回転数や検出音からエンジンの試験をするコールド試験用のモータリングベンチに構成されている。
【００１４】
このモータリングベンチは、図４〜図６に示すように、ベッド１上に、搬入コンベヤ３からパレットＰ上に搭載されたドライブプレート（Ａ／Ｔ）またはフライホイール（Ｍ／Ｔ）付のエンジンＥが搬入されるエンジン支持部２と、駆動軸５を回転駆動する電動モータ（回転駆動装置）４と、エンジンＥの出力軸Ｓに装着された受動治具６に駆動軸５を連結固定する駆動操作部７が具備されている。
【００１５】
エンジン支持部２には、図９に示すように、搬送コンベヤ３からパレットＰ搭載のエンジンＥを受け取って入出庫するチェーン式の着脱コンベヤ１１と、ガイドレール１２にリニアベアリングを介して駆動軸５の軸心方向に移動自在に配置された可動台１３および可動台１３を移動させる引き込みシリンダ１４と、可動台１３に立設配置された複数（たとえば４台）のリフトシリンダ１５と、リフトシリンダ１５により昇降自在に支持されてパレットＰのピン穴Ｐｈに嵌合可能な位置決めピン１５ａとを具備している。
【００１６】
したがって、図９（ａ）に示すように、搬送コンベヤ３から着脱コンベヤ１１を介してエンジンＥ搭載のパレットＰをエンジン支持部２に搬入し、図９（ｂ）に示すように、リフトシリンダ１５により受け台１６を上昇させて位置決めピン１５ａをパレットＰのピン穴Ｐｈに嵌合させ、さらに図９（ｃ）に示すように、エンジンＥを上昇させて軸受治具６と駆動軸５とが一致する試験レベルまで持ち上げる。次いで図９（ｄ）に示すように、引き込みシリンダ１４により可動台１３を介してエンジンＭを電動モータ４側に引き付け、エンジンＥの後面と駆動操作部７とを密着させることにより、エンジンＥをエンジン支持部２に装填することができる。
【００１７】
エンジンＥの出力軸Ｓの端部には、図６に示すように、軸心穴Ｓｈが形成されるとともに、ドライブプレートＤＰが取り付けられており、このドライブプレートＤＰには、複数の位置決めピン穴Ｄａと抜け止め穴Ｄｂとがそれぞれ周方向等間隔ごとに形成されている。
【００１８】
前記受動治具６は、試験前に出力軸Ｓの端部に予め装着されるもので、一端部にドライブプレートＤＰの中心穴に嵌合される小径部２２が形成されるとともに他端部に駆動軸５に連結される係合凹凸部２３が形成された回転軸２１を有しており、この回転軸２１には、ドライブプレートＤＰと対向する伝動プレート２４と、伝動プレート２４と回転軸２１とを連結する弾性カップリング２５と、係合凹凸部２３側に外嵌固定された付勢用軸受２６とが設けられている。
【００１９】
前記伝動プレート２４には、位置決めピン穴Ｄａにそれぞれ嵌合される係合ピン２７がそれぞれ突設され、また抜け止め穴Ｄｂに嵌合される抜け止め具２８が設けられている。これら抜け止め具２８は、図７に示すように、ケース３１内に回転自在に配置された回動操作軸３２と、回動操作軸３２によりねじ部３２ａを介して軸心方向に出退駆動される移動部材３３と、移動部材３３の移動により開閉されて抜け止め穴Ｄｂに抜け止めされる分割状の開閉爪３４とが具備され、移動部材３３の係止部３３に開閉爪３４の鍔部３４ａが係合されることで、移動部材３３に開閉爪３４が追従移動され、回動操作軸３２の先端の開閉テーパ部３２ａに開閉爪３４の内受動部３４ｂが係合されて各開閉爪３４が開閉される。
【００２０】
したがって、エンジン支持部２に搬入前のエンジンＥに対して、ドライブプレートＤＰに対向して配置した伝動プレート２４を接近させ、回転軸２１の小径部２２をドライブプレートＤＰの中心穴に嵌入させ、ドライブプレートＤＰの位置決めピン穴Ｄａに係合ピン２７をそれぞれ嵌合させるとともに、抜け止め具２８の閉止状態の開閉爪３４を係止穴Ｄｂに嵌入させる。そして図７（ｂ）に示すように、回動操作軸３２を操作して移動部材３３を後退させることにより開閉爪３４を拡開させて抜け止め穴Ｄｂに抜け止めし、出力軸Ｓに受動治具６が装着固定される。
【００２１】
前記弾性カップリング２５は、合成ゴムなどの弾性部材により、伝動プレート２４と回転軸２１との間の径方向のずれや回転方向のトルク変動を吸収するように構成されている。また係合凹凸部２３は、図８に示すように、端面が９０度に分割された扇形の凹部と凸部とが隣接して形成されている。
【００２２】
前記駆動操作部７は、図６に示すように、駆動軸５の先端側に軸受を介してフランジ板４１が取り付けられ、フランジ板４１に駆動軸５を覆うハウジング４２が取付られている。また駆動軸５の先端部に連結された連結軸５ａには、回転軸２１の係合凹凸部２３に嵌合される被係合凹凸部４３が形成され、さらに駆動軸５に軸受を介して配設された固定部材４５を介して複数（図では３個）のロータリクランプシリンダ４４が設けられている。これらロータリクランプシリンダ４４は、回転軸２１と連結軸５ａとを連結固定するためのもので、出力端にクランパ４４ａが出退自在でかつ回動自在に支持され、図８（ａ）（ｂ）に示すように、クランパ４４ａを回転軸２１に設けられた係止用軸受２６に係合して受動治具６を引き寄せ、回転軸２１の係合凹凸部２３と連結軸５の被係合凹凸部４３とを連結固定することができる。
【００２３】
前記ハウジング４２には、揺動するような部材が吊り下げられることはなく、図４，図５に示すように、その外周部に、本発明に係るノッキング検出器の検査装置の加振ユニット（加振手段）５１と、係止アーム４６ａによりエンジンＥおよびパレットＰを引き寄せてハウジング４２をエンジンＥに密接させる複数のロックシリンダ４６が設けられている。４７は、エンジンＥ前面のプーリなどを覆うアーム式の安全カバー装置、４８はエンジンＥに電気信号や電源を送受するためのジャンクション装置である。
【００２４】
したがって、エンジン支持部２の所定位置にエンジンＥが位置決めされると、対向された回転軸２１の係合凹凸部２３と連結軸５の被係合凹凸部４３が位置合わせされて、引き込みシリンダ１４により接近されるとともに、ロータリクランプシリンダ４４により係止アーム４６ａが回動されて係止用軸受２６に係合され引き寄せられることで、係合凹凸部２３と被係合凹凸部４３が嵌合されて、回転軸２１と連結軸５ａが連結される。さらにロックシリンダ４６により、駆動操作部７のハウジング４２とエンジンＥとが密着状態で固定され、さらに安全カバー装置４７により、エンジンＥ前面のプーリなどが覆われ、さらにジャンクション装置４８が接続される。
【００２５】
なお、ドライブプレートＤＰに代えて、出力軸Ｓにリングギヤが取り付けられたエンジンＥに対しては、特開平１０−１１５５７６号や特開平５−２５６７３２号に示されるように、出力軸の軸孔に嵌合される回転軸と、リングギヤの歯部に係合される複数の係合体を有するチャックにより、出力軸Ｓと駆動軸５とを接続してもよい。
【００２６】
本発明に係るノッキング検出器の検査装置５０は、電動モータ４によるコールド試験を開始する前に、エンジンＥのシリンダブロックの中央部に設置されたノッキング検出器５２が正常に作動するかどうかを定量的に検査するもので、図１に示すように、ノッキング検出器５２と前記加振ユニット５１と検査部５３とを具備し、加振ユニット５１によりハンマリングされた時のシリンダブロックの振動をノッキング検出器５２で検出し、その検出値に基づいて検査部５３によりノッキング検出器５２が正常かどうかを判断するように構成されている。またこの検査装置５０には、エンジンＥのＩＤタグを読み取るとともに検査結果を書込み可能なＩＤタグ読取書込装置５４と、検査部５３の結果を表示する表示装置５５やプリンタなどの出力手段が設けられている。
【００２７】
前記加振ユニット５１は、図４，図１０に示すように、ハウジング４２に取付部材６１を介して取り付けられたエア式ノッカシリンダ６２と、前記取付部材６１のブラケットにハウジング４２（または回転軸２１）の接線方向のピン６３を介して回動自在に支持されたノッカアーム６５と、このノッカアーム６５の遊端部に取り付けられたノッカウエイト６４とを具備し、ノッカシリンダ６２のピストンロッドがノッカアーム６５の中間位置にピン連結されている。したがって、エア供給バルブ６７を操作しエアポンプユニット６８からノッカシリンダ６２に加振用エアを供給してピストンロッドを進展させることにより、ノッカアーム６５を回動させてノッカウエイト６４がハウジング４２に打ち付けられて加振され、その振動がハウジング４２からエンジンＥのシリンダブロックに伝達されてノッキング検出器５２により検出される。
【００２８】
次いで、上記ノッキング検出器の検査方法を図２，図３を参照して説明する。
（ＳＴＥＰ１）エンジンＥが搬入コンベヤ３によりエンジン支持部２に搬入される。
【００２９】
（ＳＴＥＰ２）ＩＤタグ読取書込装置５４により搬入されたエンジンＥのＩＤタグが読み取られ、そのデータが検査部５３に入力される。
（ＳＴＥＰ３）エンジンＥが位置決め固定（クランプ）されるとともに、エンジンＥに予め取り付けられた受動治具６の回転軸２１と駆動操作部７の連結軸５とが連結される。
【００３０】
（ＳＴＥＰ４）検査部５３から加振ユニット５１に作動指令が出力され、ノッカシリンダ６２が駆動されてノッカウエイト６４によりハウジング４２がハンマリング（加振）される。
【００３１】
（ＳＴＥＰ５）ノッキング検出器５２から検出信号（検出値）が検査部５３に入力される。
（ＳＴＥＰ６）検出された振動波形が波形解析される。
【００３２】
（ＳＴＥＰ７）同一のエンジンＥのタイプで予め正常なノッキング検出器５２から得られたテスト振動波形（基準値）と、検出された振動波形（検出値）とを比較して、検出された振動波形が、適正の動作する合格性能か、不合格性能かが定量的に判断される。
【００３３】
すなわち、たとえば図３に示すように、第１の判定方法はピークＴｏピーク法で、実際のテスト振動波形（基準値）、すなわちテスト電圧変動値のピーク値からしきい値Ｔを決定し、検出振動波形のピーク値＞しきい値Ｔである時は合格とし、検出振動波形のピーク値＜しきい値Ｔである時は不合格と判定する。
【００３４】
また第２の判定方法は、エンベロープ判定法（パターンマッチング）で、出力電圧変動値をエンベロープツールを用いて、たとえばピーク値が変位する変動パターンを形成し、テスト振動波形（基準値）の変動パターンと検出振動波形の変動パターンとを重ね合わせ、重なった面積が設定されたマッチング量（しきい値）以上かどうかで、合格か不合格かを判定する。
【００３５】
（ＳＴＥＰ８）ノッキング検出装置５２の検査に不合格とされたものは、予め設定された回数だけ検査を繰り返し、所定回数検査を終了したものは、強制搬出される。
【００３６】
（ＳＴＥＰ９）ノッキング検出装置５２の検査に合格とされたものは、他の計測（コールド試験）が実施される。強制搬出される場合には試験されない。
（ＳＴＥＰ１０）ノッキング検出器５２の検査データと、他の試験の検査データとがＩＤタグ読取書込装置５４を介してＩＤタグに書き込まれる。また必要に応じて、表示装置５５に出力されて表示される。
【００３７】
（ＳＴＥＰ１１）回転軸２１との駆動軸５とが分離されるとともに、エンジンＥのロックが解除される。
（ＳＴＥＰ１２）搬入コンベヤ３によりエンジンＥがエンジン支持部２から搬出される。
【００３８】
上記実施の形態によれば、エンジンＥを点火しない状態で、加振ユニット５１によりシリンダブロックを直接的または間接的に加振させてノッキング検出器５２により検出信号を取り出すので、外乱に左右されることなく、検出信号を明瞭に取り出すことができ、ノッキング検出器５２が正常かどうかを、定量的に高精度で判定することができる。
【００３９】
またハウジング４２を介して間接的にシリンダブロックＢを加振するように構成したので、加振ユニット５１を一定位置に安定して設置できて、ハウジング４２を介してシリンダブロックを安定して加振することができる。また、エンジンＥにぶら下がって振動を妨げたるような揺動部材（ハーネスなど）があっても、ハウジング４２を介して加振することにより、ハウジング４２からシリンダブロックに試験振動を安定して伝達することができ、一定の条件下でノッキング検出器５２を作動させて高精度で検査することができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態では、他の試験の前に検査を実施したが、他の試験後に検査を行ってもよい。
また上記実施の形態では、コールド試験用のモータリングベンチに設置されたが、エンジンを点火して試験するホット試験用のランニングベンチに設置してもよい。この場合もエンジンが点火されていない試験前や試験後に、ノッキング検出器の試験を行う。
【００４１】
さらに加振ユニット５１により、ハウジング４２をハンマリングして間接的にシリンダブロックＢのノッキング検出器５２を振動させたが、加振ユニットにより直接シリンダブロックＢをハンマリングにより加振してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１または５記載の発明によれば、内燃機関を点火しない状態あるいはクラング軸を回転させない静止状態で、加振手段によりシリンダブロックを直接的または間接的に加振させてノッキング検出器により検出信号を取り出すので、外乱に左右されることなく、検出信号を明瞭に得ることができ、ノッキング検出器が正常に働くかどうかをより定量的に正確に判定することができる。
【００４３】
また請求項６記載の発明によればハウジングを介して間接的に加振するように構成したので、加振手段を安定して所定位置に設置することができる。また、エンジンにぶら下がっているようなハーネスなどの揺動部材があっても、ハウジングを介して加振することにより、ハウジングからシリンダブロックに振動を安定して伝達することができ、一定の条件下でノッキング検出器を振動させて、高精度で検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るノッキング検出器の検査装置の実施の形態を示す構成図である。
【図２】同検査部の動作を示すフロー図である。
【図３】同検査部における振動波形の具体例を示すグラフである。
【図４】同検査装置が設けられたコールド試験用のモータリングベンチを示す側面図である。
【図５】同モータリングベンチを示す平面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）はそれぞれ同モータリングベンチの受動治具および駆動操作部を示し、（ａ）は分解側面断面図、（ｂ）は同組立側面断面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）はそれぞれ同駆動操作部の抜け止め具を示し、（ａ）は挿脱時の半断面図、（ｂ）は抜け止め時の半断面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）はそれぞれ同駆動操作部のロータリクランプシリンダを示し、（ａ）は離脱状態の斜視図、（ｂ）は連結状態の斜視図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）はモータリングベンチへのエンジンの装着手順を示す説明図である。
【図１０】同駆動操作部の加振ユニットを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
Ｅ    エンジン
Ｂ    シリンダブロック
Ｓ    出力軸
ＤＰ  ドライブプレート
１    ベッド
２    エンジン支持部
４    電動モータ
５    駆動軸
６    受動治具
７    駆動操作部
１１    着脱コンベヤ
１２    ガイドレール
１３    可動台
１４    引き込みシリンダ
１５    リフトシリンダ
１６    受け台
１６ａ  位置決めピン
２１    回転軸
２３    係合凹凸部
２４    伝動プレート
２６    付勢用軸受
２７    係合ピン
２８    抜け止め具
４１    フランジ板
４２    ハウジング
４３    被係合凹凸部
４４    ロータリクランプシリンダ
４６    ロックシリンダ
５０    ノッキング検出器検査装置
５１    加振ユニット
５２    ノッキング検出器
５３    検査部
５４    ＩＤタグ読取書込装置
５５    表示装置
６２    ノッカシリンダ
６４    ノッカウエイト
６５    ノッカアーム
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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