(57)【要約】【課題】２つのバンクを有する可変動弁機構付きエンジンにおける可変動弁機構の良否を生産過程において効率良く診断する。【解決手段】エンジン１を一定ないし略一定の回転数で回転させながら、第１、第２バンク１Ｌ、１Ｒの可変動弁機構に対して、両バンクとも低速用カムとする第１カム切替指令、第１バンクを高速用カム、第２バンクを低速用カムとする第２カム切替指令、第１バンクを低速用カム、第２バンクを高速用カムとする第３カム切替指令を与えて、それぞれのカム切替指令状態において共通管路３ａの吸気圧力を測定して第１〜第３評価値を算出し、その算出した第１〜第３評価値に基づいて、第１、第２バンクの可変動弁機構の動作を判定してエンジンを診断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１バンク及び第２バンクを有し、各バンクに吸気バルブのリフト量及びバルブ開閉タイミングの少なくとも一方を切り替える低速用カム及び高速用カムを備える可変動弁機構が設けられた可変動弁機構付きエンジンの診断方法において、
上記エンジンを一定ないし略一定の回転数で回転させながら、上記第１バンク及び上記第２バンクの可変動弁機構をそれぞれ低速用カムとする第１カム切替指令状態、上記第１バンクの可変動弁機構を高速用カムとし上記第２バンクの可変動弁機構を低速用カムとする第２カム切替指令状態、及び上記第１バンクの可変動弁機構を低速用カムとし上記第２バンクの可変動弁機構を高速用カムとする第３カム切替指令状態のそれぞれのカム切替指令状態において、上記第１バンク及び上記第２バンクの吸気ポートに連結されたインテークマニホルドの共通管路における吸気圧力を測定して第１評価値、第２評価値及び第３評価値を算出する圧力測定手順と、
上記圧力測定手順で算出した上記第１評価値、上記第２評価値及び上記第３評価値に基づいて、上記第１バンク及び上記第２バンクの可変動弁機構の動作を判定して上記エンジンを診断する診断手順とを有することを特徴とする可変動弁機構付きエンジンの診断方法。
【請求項２】
上記圧力測定手順は、
エンジン運転によりエンジンを一定ないし略一定の回転数で回転させ、各切替指令状態の下で吸気圧力を測定することを特徴とする請求項１に記載の可変動弁機構付きエンジンの診断方法。
【請求項３】
上記圧力測定手順は、
上記エンジンをモータにより一定ないし略一定の回転数で回転させ、各切替指令状態の下で吸気圧力を測定することを特徴とする請求項１に記載の可変動弁機構付きエンジンの診断方法。
【請求項４】
上記診断手順は、
上記第２評価値及び上記第３評価値の双方が上記第１評価値に第１設定値を加算した値以上である第１判定条件と、上記第２評価値及び上記第３評価値の双方が所定の許容圧力範囲にある第２判定条件とを満たすときに上記エンジンを正常と診断し、上記第１判定条件及び上記第２判定条件の少なくとも一方が満たされないときは上記エンジンを異常と診断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変動弁機構付きエンジンの診断方法。
【請求項５】
上記許容圧力範囲の上限値及び下限値は、
上記第２評価値と上記第１評価値との差及び上記第３評価値と上記第１評価値との差の平均値に第２設定値を乗算して得た割合を、上記平均値に加算及び減算して算出することを特徴とする請求項４に記載の可変動弁機構付きエンジンの診断方法。
【請求項６】
第１バンク及び第２バンクを有し、各バンクに吸気バルブのリフト量及びバルブ開閉タイミングの少なくとも一方を切り替える低速用カム及び高速用カムを備える可変動弁機構が設けられた可変動弁機構付きエンジンの診断装置において、
上記第１バンク及び上記第２バンクの吸気ポートに連結されたインテークマニホルドの共通管路における吸気圧力を測定する圧力センサと、
上記エンジンの回転数を一定ないし略一定の回転数に制御すると共に、上記第１バンク及び上記第２バンクの可変動弁機構をそれぞれ低速用カムとする第１カム切替指令、上記第１バンクの可変動弁機構を高速用カムとし上記第２バンクの可変動弁機構を低速用カムとする第２カム切替指令、上記第１バンクの可変動弁機構を低速用カムとし上記第２バンクの可変動弁機構を高速用カムとする第３カム切替指令を与えて、それぞれのカム切替指令状態での上記圧力センサの出力に基づいて上記第１バンク及び上記第２バンクの可変動弁機構の動作を判定して上記エンジンを診断する演算制御手段とを有することを特徴とする可変動弁機構付きエンジンの診断装置。
【請求項７】
上記演算制御手段は、
上記エンジン回転数を一定ないし略一定の回転数に制御しながら、上記第１バンク及び上記第２バンクの可変動弁機構に対して上記第１カム切替指令、上記第２カム切替指令及び上記第３カム切替指令を与える制御部と、
上記第１カム切替指令状態、上記第２カム切替指令状態及び上記第３カム切替指令状態での上記圧力センサの出力に基づいて上記第１バンク及び上記第２バンクの可変動弁機構の動作を判定して上記エンジンを診断する演算部と、
上記演算部での診断結果を表示する表示部とを有することを特徴とする請求項６に記載の可変動弁機構付きエンジンの診断装置。
【請求項８】
上記演算部は、
上記第１カム切替指令状態、上記第２カム切替指令状態及び上記第３カム切替指令状態での上記圧力センサの出力に基づいてそれぞれ第１評価値、第２評価値及び第３評価値を算出する評価値算出部と、
上記評価値算出部で算出した上記第１評価値、上記第２評価値及び上記第３評価値をそれぞれ記憶する第１評価値記憶部、第２評価値記憶部及び第３評価値記憶部と、
上記第１評価値記憶部、上記第２評価値記憶部及び上記第３評価値記憶部に記憶された上記第１評価値、上記第２評価値及び上記第３評価値に基づいて上記第１バンク及び上記第２バンクの可変動弁機構の動作を判定して上記エンジンを診断する判定部とを有することを特徴とする請求項７に記載の可変動弁機構付きエンジンの診断装置。
【請求項９】
上記評価値算出部は、
上記第１評価値、上記第２評価値及び上記第３評価値を、上記エンジンの複数の回転サイクルにおける上記圧力センサのピーク出力の平均値として算出することを特徴とする請求項８に記載の可変動弁機構付きエンジンの診断装置。
【請求項１０】
上記判定部は、
上記第２評価値及び上記第３評価値の双方が上記第１評価値に第１設定値を加算した値以上である第１判定条件と、上記第２評価値及び上記第３評価値の双方が所定の許容圧力範囲にある第２判定条件とを満たすときに上記エンジンを正常と診断し、上記第１判定条件及び上記第２判定条件の少なくとも一方が満たされないときは上記エンジンを異常と診断することを特徴とする請求項８または９に記載の可変動弁機構付きエンジンの診断装置。
【請求項１１】
上記許容圧力範囲の上限値及び下限値は、
上記第２評価値と上記第１評価値との差及び上記第３評価値と上記第１評価値との差の平均値に第２設定値を乗算して得た割合を、上記平均値に加算及び減算して算出することを特徴とする請求項１０に記載の可変動弁機構付きエンジンの診断装置。
【請求項１２】
上記エンジンを回転させる回転駆動手段を有し、該回転駆動手段による上記エンジンの回転数を上記演算制御手段により制御することを特徴とする請求項６〜１１のいずれか１項に記載の可変動弁機構付きエンジンの診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのバンクを有するエンジンを生産過程で診断する方法及び装置に関し、より詳しくは各バンク毎に吸気バルブのリフト量及びバルブ開閉タイミングの少なくとも一方を切り替える低速用カム及び高速用カムを有し、これら低速用カム及び高速用カムをエンジンの回転域に応じて切り替えてリフト量を変化させることにより、全回転域において最適な出力特性が得られる可変動弁機構付きエンジンの診断方法及び診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つのバンクを有するエンジンとして、所謂、Ｖ型エンジンや水平対向型エンジンが知られている。
【０００３】
また、吸気バルブのリフト量及びバルブ開閉タイミングの少なくとも一方を変化させる可変動弁機構として、例えば、カムシャフトに低速用カムと高速用カムとを設け、ロッカアームシャフトには低速用カムにより揺動する低速用ロッカアームと、高速用カムにより揺動する高速用ロッカアームとを連結自在に設けて、エンジンの低速回転域では高速用ロッカアームと低速用ロッカアームとを切り離して吸気バルブを低速用カムにより駆動し、エンジンの高速回転域では高速用ロッカアームと低速用ロッカアームとを連結して吸気バルブを高速用カムにより駆動して、全回転域において最適な出力特性が得られるようにしたロッカアーム式のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、他の可変動弁機構として、ロッカアームを使用しない直打式のものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
この直打式の可変動弁機構は、図５に示すように、バルブ駆動用のカムシャフト１０１に、各気筒に対応して２つの高速用カム１０２と、これら高速用カム１０２の間に配設された１つの低速用カム１０３とを有している。
【０００６】
また、カムシャフト１０１の下方において、シリンダヘッド１０４に形成されたガイド穴１０５内には、円板状の端壁と円筒状の側壁とからなる倒立カップ形状の直打式バルブリフタ１１０が上下方向に滑動可能に挿入されている。この直打式バルブリフタ１１０は、端壁の周縁部及び側壁を構成して高速用カム１０２により往復動するアウターリフタ１１１と、端壁の中心部を構成して低速用カム１０３により往復動するインナーリフタ１１２とに分割されており、インナーリフタ１１２は、アウターリフタ１１１の端壁の中心部に形成された境界穴１１３内に相対的に上下方向に摺動可能に配設されている。
【０００７】
アウターリフタ１１１の端壁のうち１８０度離れた２箇所の内部には、半径方向に延び、内端が境界穴１１３内に開口し、外端が閉鎖した第１シリンダ穴１１５と、内端が境界穴１１３内に開口し、外端も開口した第３シリンダ穴１１７とが形成されており、インナーリフタ１１２の内部には、直径方向に延び、両端が開口した第２シリンダ穴１１６が形成されている。
【０００８】
第１〜第３シリンダ穴１１５〜１１７は同一内径で、アウターリフタ１１１及びインナーリフタ１１２に、それぞれ高速用カム１０２及び低速用カム１０３が当接し、アウターリフタ１１１の上面とインナーリフタ１１２の上面とが面一になったときに、第１〜第３シリンダ穴１１５〜１１７は互いに同一軸上に連続するようになっている。
【０００９】
第１シリンダ穴１１５及び第２シリンダ穴１１６には、それぞれのシリンダ穴と同一長の第１ピン１１８及び第２ピン１１９が左右摺動可能に挿入されている。また、第３シリンダ穴１１７には、該シリンダ穴より短い第３ピン１２０が左右方向に摺動可能に挿入されていると共に、第３シリンダ穴１１７の外端付近に止着されたストッパ１２１と第３ピン１２０との間には、第３ピン１２０を常に第２ピン１１９側へ付勢するリターンスプリング１２２が装着されている。
【００１０】
第１〜第３ピン１１８〜１２０は同一外径で、アウターリフタ１１１の上面とインナーリフタ１１２の上面とが面一になったときに、端面同志が当接して同一軸上に連続し、左右方向に摺動が可能になっている。
【００１１】
また、第１シリンダ穴１１５の閉鎖端は、作動油が供給される高圧室１２４となっており、この高圧室１２４にはオイルパン１２５の作動油がオイルポンプ１２６から、切替弁１２７、シリンダヘッド１０４に形成された油通路１２８、ガイド穴１０５の内周面に形成された環状溝１２９、アウターリフタ１１１の側壁の外周面に形成された油導入凹部１３０、及びアウターリフタ１１１の側壁に貫通形成された油孔１３１の油路を経て送られるようになっている。なお、切替弁１２７は、図示しない制御装置により、エンジンの低速回転域では高圧室１２４をドレンさせ、エンジンの高速回転域では高圧室１２４をオイルポンプ１２６に連通させるように切り替えられる。
【００１２】
吸気バルブ１３３は、バルブクリアランス調整用のインナーシム１３２を介してインナーリフタ１１２の下面中央部に当接するように配置され、インナーリフタ１１２の上下動によって開閉されるようになっている。また、吸気バルブ１３３には、コッタ１３４を介してリテーナ１３５が取着されており、このリテーナ１３５とシリンダヘッド１０４のばね受け部１０６との間には、吸気バルブ１３３を巻回するようにバルブスプリング１３６が配設され、吸気バルブ１３３を常に上方のインナーリフタ１１２側（閉弁方向）へ付勢している。また、アウターリフタ１１１の端壁の下面とばね受け部１０６との間で、バルブスプリング１３６の外周側には、ロストモーションスプリング１３７が配設され、アウターリフタ１１１を常に上方、即ち閉弁方向へ付勢して高速用カム１０２に押し付けるようになっている。
【００１３】
かかる直打式の可変動弁機構においては、エンジンの低速回転域では、図５に示すように、高圧室１２４がドレンするように切替弁１２７を切り替えることにより、第１〜第３ピン１１８〜１２０をリターンスプリング１２２の付勢力により図５において左側方向へ摺動させて、第１〜第３シリンダ穴１１５〜１１７にそれぞれ収容させ、これによりアウターリフタ１１１をインナーリフタ１１２から切り離して、図６に示すように吸気バルブ１３３を低速用カム１０３の形状に基づいて開閉させ、低速用カム１０３により高速時に比しリフト量を減少し、且つ、バルブが開弁している角度区間を相対的に減少させると共に遅角し、排気バルブとのオーバラップ量を減少することでエンジン運転の安定化および燃費の向上を図るようにしている。
【００１４】
また、エンジンの高速回転域では、図７に示すように、高圧室１２４がオイルポンプ１２６に連通するように切替弁１２７を切り替えて、高圧室１２４に作動油を供給することにより、第１〜第３ピン１１８〜１２０をリターンスプリング１２２の付勢力に抗して図７において右側方向へ摺動させて、第１ピン１１８を第１シリンダ穴１１５と第２シリンダ穴１１６とに掛け渡すと共に、第２ピン１１９を第２シリンダ穴１１６と第３シリンダ穴１１７とに掛け渡して、これによりアウターリフタ１１１とインナーリフタ１１２とを連結して、吸気バルブ１３３を高速用カム１０２の形状に基づいて開閉させ、バルブリフト量を増加し、且つ、バルブが開弁している角度区間を相対的に増加させると共に進角し、排気バルブとのオーバラップ量を増加することで、ポンピングロスの減少、充填効率の向上によりエンジン出力の向上を図るようにしている。
【００１５】
このような可変動弁機構を有するエンジンの生産過程（少なくともエンジン組立後）では、出荷品質を確保するために、生産したエンジンの領収運転、即ち評価試験を行って可変動弁機構が正常に動作するか否かを診断する必要がある。
【００１６】
その診断方法として、例えば、各気筒の吸気ポートにそれぞれ圧力センサを取り付けたり、各気筒の点火プラグの取り付け位置に点火プラグに代えてそれぞれ圧力センサを設置したり、或は１つの圧力センサを設置した共通の測定部と各気筒の吸気ポートとを切替弁により順次連通させるようにして、エンジンを所定の回転数で回転させながら、吸気カムを切り替えるためのカム切替指令の前後においてそれぞれ圧力を測定し、そのカム切替指令の前後における測定圧力波形に基づいて各気筒に対応する可変動弁機構の動作を判定するようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【００１７】
【特許文献１】特開平３−４３６１２号公報
【特許文献２】特開平６−１７６３０号公報
【特許文献３】特開２００５−１７２５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上記特許文献３に開示の診断方法によると、各気筒に対応する可変動弁機構の良否を個別に判定できるので、生産されたエンジンを詳細に評価できる利点がある。
【００１９】
しかしながら、かかる診断方法では、各気筒の吸気ポートや点火プラグの取り付け位置にそれぞれ圧力センサを設置したり、１つの圧力センサを設置した共通の測定部と各気筒の吸気ポートとを切替弁を介して連結したりする必要があるため、試験の準備に手間がかかり、評価試験の効率低下を招くことが懸念される。
【００２０】
特に、２つのバンクを有するエンジンの場合には、いずれか一方のバンクの可変動弁機構が不良であればエンジンをＮＧと判定すれば良く、気筒単位での良否の判定は必ずしも必要ではない。
【００２１】
従って、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、２つのバンクを有する可変動弁機構付きエンジンにおける可変動弁機構の良否を生産過程において効率良く診断でき、エンジンの出荷品質の向上に寄与できる可変動弁機構付きエンジンの診断方法及び診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成する請求項１に記載の可変動弁機構付きエンジンの診断方法の発明は、第１バンク及び第２バンクを有し、各バンクに吸気バルブのリフト量を切り替える低速用カム及び高速用カムを備える可変動弁機構が設けられた可変動弁機構付きエンジンの診断方法において、上記エンジンを一定ないし略一定の回転数で回転させながら、上記第１バンク及び上記第２バンクの可変動弁機構をそれぞれ低速用カムとする第１カム切替指令状態、上記第１バンクの可変動弁機構を高速用カムとし上記第２バンクの可変動弁機構を低速用カムとする第２カム切替指令状態、及び上記第１バンクの可変動弁機構を低速用カムとし上記第２バンクの可変動弁機構を高速用カムとする第３カム切替指令状態のそれぞれのカム切替指令状態において、上記第１バンク及び上記第２バンクの吸気ポートに連結されたインテークマニホルドの共通管路における吸気圧力を測定して第１評価値、第２評価値及び第３評価値を算出する圧力測定手順と、上記圧力測定手順で算出した上記第１評価値、上記第２評価値及び上記第３評価値に基づいて、上記第１バンク及び上記第２バンクの可変動弁機構の動作を判定して上記エンジンを診断する診断手順とを有することを特徴とする。
【００２３】
請求項２に記載の発明は、請求項１の可変動弁機構付きエンジンの診断方法において、上記圧力測定手順は、エンジン運転によりエンジンを一定ないし略一定の回転数で回転させ、各切替指令状態の下で吸気圧力を測定することを特徴とする。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、請求項１の可変動弁機構付きエンジンの診断方法において、上記圧力測定手順は、上記エンジンをモータにより一定ないし略一定の回転数で回転させ、各切替指令状態の下で吸気圧力を測定することを特徴とする。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の可変動弁機構付きエンジンの診断方法において、上記診断手順は、上記第２評価値及び上記第３評価値の双方が上記第１評価値に第１設定値を加算した値以上である第１判定条件と、上記第２評価値及び上記第３評価値の双方が所定の許容圧力範囲にある第２判定条件とを満たすときに上記エンジンを正常と診断し、上記第１判定条件及び上記第２判定条件の少なくとも一方が満たされないときは上記エンジンを異常と診断することを特徴とする。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、請求項４の可変動弁機構付きエンジンの診断方法において、上記許容圧力範囲の上限値及び下限値は、上記第２評価値と上記第１評価値との差及び上記第３評価値と上記第１評価値との差の平均値に第２設定値を乗算して得た割合を、上記平均値に加算及び減算して算出することを特徴とする。
【００２７】
更に、上記目的を達成する請求項６に記載の可変動弁機構付きエンジンの診断装置の発明は、第１バンク及び第２バンクを有し、各バンクに吸気バルブのリフト量を切り替える低速用カム及び高速用カムを備える可変動弁機構が設けられた可変動弁機構付きエンジンの診断装置において、上記第１バンク及び上記第２バンクの吸気ポートに連結されたインテークマニホルドの共通管路における吸気圧力を測定する圧力センサと、上記エンジンの回転数を一定ないし略一定の回転数に制御すると共に、上記第１バンク及び上記第２バンクの可変動弁機構をそれぞれ低速用カムとする第１カム切替指令、上記第１バンクの可変動弁機構を高速用カムとし上記第２バンクの可変動弁機構を低速用カムとする第２カム切替指令、上記第１バンクの可変動弁機構を低速用カムとし上記第２バンクの可変動弁機構を高速用カムとする第３カム切替指令を与えて、それぞれのカム切替指令状態での上記圧力センサの出力に基づいて上記第１バンク及び上記第２バンクの可変動弁機構の動作を判定して上記エンジンを診断する演算制御手段とを有することを特徴とする。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、請求項６の可変動弁機構付きエンジンの診断装置において、上記演算制御手段は、上記エンジン回転数を一定ないし略一定の回転数に制御しながら、上記第１バンク及び上記第２バンクの可変動弁機構に対して上記第１カム切替指令、上記第２カム切替指令及び上記第３カム切替指令を与える制御部と、上記第１カム切替指令状態、上記第２カム切替指令状態及び上記第３カム切替指令状態での上記圧力センサの出力に基づいて上記第１バンク及び上記第２バンクの可変動弁機構の動作を判定して上記エンジンを診断する演算部と、上記演算部での診断結果を表示する表示部とを有することを特徴とする。
【００２９】
請求項８に記載の発明は、請求項７の可変動弁機構付きエンジンの診断装置において、上記演算部は、上記第１カム切替指令状態、上記第２カム切替指令状態及び上記第３カム切替指令状態での上記圧力センサの出力に基づいてそれぞれ第１評価値、第２評価値及び第３評価値を算出する評価値算出部と、上記評価値算出部で算出した上記第１評価値、上記第２評価値及び上記第３評価値をそれぞれ記憶する第１評価値記憶部、第２評価値記憶部及び第３評価値記憶部と、上記第１評価値記憶部、上記第２評価値記憶部及び上記第３評価値記憶部に記憶された上記第１評価値、上記第２評価値及び上記第３評価値に基づいて上記第１バンク及び上記第２バンクの可変動弁機構の動作を判定して上記エンジンを診断する判定部とを有することを特徴とする。
【００３０】
請求項９に記載の発明は、請求項８の可変動弁機構付きエンジンの診断装置において、上記評価値算出部は、上記第１評価値、上記第２評価値及び上記第３評価値を、上記エンジンの複数の回転サイクルにおける上記圧力センサのピーク出力の平均値として算出することを特徴とする。
【００３１】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または９の可変動弁機構付きエンジンの診断装置において、上記判定部は、上記第２評価値及び上記第３評価値の双方が上記第１評価値に第１設定値を加算した値以上である第１判定条件と、上記第２評価値及び上記第３評価値の双方が所定の許容圧力範囲にある第２判定条件とを満たすときに上記エンジンを正常と診断し、上記第１判定条件及び上記第２判定条件の少なくとも一方が満たされないときは上記エンジンを異常と診断することを特徴とする。
【００３２】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０の可変動弁機構付きエンジンの診断装置において、上記許容圧力範囲の上限値及び下限値は、上記第２評価値と上記第１評価値との差及び上記第３評価値と上記第１評価値との差の平均値に第２設定値を乗算して得た割合を、上記平均値に加算及び減算して算出することを特徴とする。
【００３３】
請求項１２に記載の発明は、請求項６〜１１のいずれか１項の可変動弁機構付きエンジンの診断装置において、上記エンジンを回転させる回転駆動手段を有し、該回転駆動手段による上記エンジンの回転数を上記演算制御手段により制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
請求項１の発明によると、エンジンを一定ないし略一定の所定回転数で回転させながら、第１バンク及び第２バンクの可変動弁機構をそれぞれ低速用カムとする第１カム切替指令状態、第１バンクの可変動弁機構を高速用カム、第２バンクの可変動弁機構を低速用カムとする第２カム切替指令状態、及び第１バンクの可変動弁機構を低速用カム、第２バンクの可変動弁機構を高速用カムとする第３カム切替指令状態のそれぞれのカム切替指令状態において、インテークマニホルドの共通管路における吸気圧力を測定して第１評価値、第２評価値及び第３評価値を算出し、その算出した第１評価値、第２評価値及び第３評価値に基づいて、第１バンク及び第２バンクの可変動弁機構の動作を判定してエンジンを診断するので、２つのバンクを有する可変動弁機構付きエンジンにおける可変動弁機構の良否を生産過程において効率良く診断でき、エンジンの出荷品質の向上に寄与することが可能となる。
【００３５】
請求項２の発明によると、エンジンを実働状態で診断できるので、確実な診断が可能となる。
【００３６】
請求項３の発明によると、エンジンをモータにより回転させるので、最も吸気圧力が変動し易い回転数やスロットル開度を一定に設定することができ、且つ、回転数の安定により、短時間で精度の高い診断が可能となる。
【００３７】
請求項４の発明によると、第１判定条件及び第２判定条件を満たすときはエンジンを正常と診断し、少なくとも一方が満たされないときはその時点でエンジンを異常と診断するので、エンジンをより効率良く診断することが可能となる。
【００３８】
請求項５の発明によると、第２判定条件である許容圧力範囲の上限値及び下限値を、診断対象エンジンから求めた第２評価値と第１評価値との差及び第３評価値と第１評価値との差に基づいて算出するので、エンジンの個体差に影響されることなく、エンジンを正確に診断することが可能となる。
【００３９】
請求項６の発明によると、第１バンク及び第２バンクの吸気ポートに連結されたインテークマニホルドの共通管路に設けた圧力センサと、エンジンの回転数を一定ないし略一定の回転数に制御するとともに、第１バンク及び第２バンクの可変動弁機構に対して所定のカム切替指令を与えて、圧力センサの出力に基づいて第１バンク及び第２バンクの可変動弁機構の動作を判定してエンジンを診断する演算制御手段とを有する簡単な構成で、２つのバンクを有する可変動弁機構付きエンジンにおける可変動弁機構の良否を生産過程において効率良く診断でき、エンジンの出荷品質の向上に寄与することが可能となる。しかも、演算制御手段は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）をもって構成することができるので、構成のより簡略化が図れる。また、エンジンを制御するために車載されるエンジン制御装置と、別途表示装置を組み合わせれば、実車でも診断可能である。
【００４０】
請求項７の発明によると、演算制御手段は、演算部及び表示部を有し、演算部によりエンジン回転数を一定ないし略一定の回転数に制御し、第１バンク及び第２バンクの可変動弁機構に対して所定のカム切替指令を与え、圧力センサの出力に基づいて第１バンク及び第２バンクの可変動弁機構の動作を判定して、可変動弁機構の良否を診断し、その診断結果が表示部に表示されるので、簡単な構成で、診断結果を容易に認識でき、可変動弁機構付きエンジンにおける可変動弁機構の良否を効率よく診断することが可能になると共に、異常診断されたエンジンに対して迅速な対応が可能になる。
【００４１】
請求項８の発明によると、演算部は、評価値算出部、第１〜第３評価値記憶部及び判定部を有し、評価値算出部において第１〜第３カム切替指令における圧力センサの出力に基づいて第１〜第３評価値が算出されて対応する第１〜第３評価値記憶部に記憶され、これら記憶された第１〜第３評価値に基づいて判定部において第１バンク及び第２バンクの可変動弁機構の動作が判定されてエンジンが診断されるので、簡単な構成でエンジンを正確に診断することが可能になる。
【００４２】
請求項９の発明によると、評価値算出部では、第１〜第３評価値をエンジンの複数の回転サイクルにおける圧力センサのピーク出力の平均値として算出するので、任意の回転サイクルにおける圧力センサの出力に突発的にノイズが重畳されても、評価値への影響を軽減でき、エンジンをより正確に診断することが可能となる。
【００４３】
請求項１０の発明によると、第１判定条件及び第２判定条件を満たすときはエンジンを正常と診断し、少なくとも一方が満たされないときはその時点でエンジンを異常と診断するので、可変動弁機構付きエンジンにおける可変動弁機構の良否をより効率良く診断することが可能となる。
【００４４】
請求項１１の発明によると、第２判定条件である許容圧力範囲の上限値及び下限値を、診断対象エンジンから求めた第２評価値と第１評価値との差及び第３評価値と第１評価値との差に基づいて算出するので、エンジンの個体差に影響されることなく、可変動弁機構付きエンジンにおける可変動弁機構の良否を正確に診断することが可能となる。
【００４５】
請求項１２の発明によると、エンジンを回転駆動手段により回転させるので、最も吸気圧力が変動し易い回転数やスロットル開度を一定に設定することができ、且つ、回転数の安定により、短時間で精度の高い診断が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明による可変動弁機構付きエンジンの診断方法及び診断装置の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。
【００４７】
（第１実施の形態）
図１乃至図３は本発明の第１実施の形態を示すもので、図１は可変動弁機構付きエンジンの診断装置の概略構成を示すブロック図、図２は評価値と判定条件との関係を示す図、図３は本実施の形態の動作を説明するフローチャートである。
【００４８】
本実施の形態は、第１バンクである左バンク１Ｌ及び第２バンクである右バンク１Ｒに、それぞれ吸気バルブのリフト量及びバルブ開閉タイミングを変化させる可変動弁機構を有する水平対向４気筒のエンジン１を、その生産過程、具体的にはエンジン１の組立完了後において実際にエンジン１を運転し（ファイアリング）、エンジン運転状態の下で可変動弁機構の良否を診断する。エンジン１には、スロットルバルブ２の下流側でバンク１Ｌ、１Ｒの吸気ポートに連結されるインテークマニホルド３の共通管路３ａに吸気圧力（吸入管圧力）を測定する圧力センサ４を取り付ける。
【００４９】
圧力センサ４の出力は、増幅器５で増幅した後、フィルタ回路６で不要なノイズ成分を除去してから、ＣＡＮ変換器等のＡ／Ｄ変換器７で、例えばＣＡＮメッセージ等のデジタル信号に変換して、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）を有してなる演算制御手段８に取り込む。
【００５０】
演算制御手段８には、エンジン１の回転数が所定の一定回転数となるようにスロットル弁開度、燃料噴射量、点火時期を制御すると共に、エンジン１の回転中に左右バンク１Ｌ、１Ｒの可変動弁機構に対してカム切替指令を与える制御部１１と、圧力センサ４で測定される吸気圧力に基づいて可変動弁機構の動作を判定する演算部１２と、この演算部１２での判定結果を表示する表示部１３とを設ける。
【００５１】
ここで、エンジン１を運転し、例えば一定ないし略一定のアイドル回転数で回転させる。アイドル回転数を一定回転数となるよう制御するが、実質的には若干のエンジン回転変動があるため、略一定のエンジン回転数となる。この一定ないし略一定の回転数の状態下で、左右バンク１Ｌ，１Ｒの可変動弁機構をそれぞれ低速用カム（ＬＯカム）とする第１カム切替指令を与えた状態で圧力センサ４により測定される吸気圧力に基づいて算出される第１評価値をＲＬ−ＬＯとし、左バンク１Ｌの可変動弁機構を高速用カム（ＨＩカム）、右バンク１Ｒの可変動弁機構をＬＯカムとする第２カム切替指令を与えた状態で圧力センサ４により測定される吸気圧力に基づいて算出される第２評価値をＬ−ＨＩとし、右バンク１Ｒの可変動弁機構をＨＩカム、左バンク１Ｌの可変動弁機構をＬＯカムとする第３カム切替指令を与えた状態で圧力センサ４により測定される吸気圧力に基づいて算出される第３評価値をＲ−ＨＩとすると、左右バンク１Ｌ，１Ｒの可変動弁機構が正常に動作する場合には、これら第１評価値ＲＬ−ＬＯ、第２評価値Ｌ−ＨＩ及び第３評価値Ｒ−ＨＩは、例えば図２に示すようになり、ＲＬ−ＬＯ＜Ｌ−ＨＩ及びＲＬ−ＬＯ＜Ｒ−ＨＩとなる。
【００５２】
すなわち、このメカニズムについて説明すると、左右バンクの可変動弁機構が共に低速用カム（ＬＯカム）の場合は、各気筒におけるバルブリフト量が高速用カム（ＨＩカム）時よりも減少し、且つ、バルブが開弁している角度区間が相対的に減少すると共に遅角し、排気バルブとのオーバラップ量が減少するため、吸排気抵抗の増加により吸気圧力が低下する。そして、左右バンクの一方のバンクを高速用カム（ＨＩカム）に切替えると、高速用カムに切替えられた一方バンクの気筒は、バルブリフト量が増加し、且つ、バルブが開弁している角度区間が相対的に増加すると共に進角し、排気バルブとのオーバラップ量が増加することで、吸排気抵抗の減少により、吸気圧力が増加する。これらの吸気圧力の変化はエンジン低回転で顕著となる。
【００５３】
したがって、第１カム切替指令を与えても、少なくとも一つの気筒の吸気バルブがＨＩカムに固定されている場合、例えば図５乃至図７に示した構成の可変動弁機構において、高速用カム１０２から低速用カム１０３へのカム切替指令が出されても、第１〜第３ピン１１８〜１２０が第１〜第３シリンダ穴１１５〜１１７にそれぞれ収容された状態に戻らず、第１ピン１１８が第１シリンダ穴１１５と第２シリンダ穴１１６とに掛け渡され、かつ第２ピン１１９が第２シリンダ穴１１６と第３シリンダ穴１１７とに架け渡された状態で固着したり、切替弁１２６の不良により切替弁６が切替わらず、アウターリフタ１１１とインナーリフタ１１２とが連結状態にある場合には、第１評価値ＲＬ−ＬＯは正常に切り替わる場合よりも大きくなる。
【００５４】
また、第２カム切替指令を与えても、左バンク１Ｌの少なくとも一つの気筒の吸気バルブがＬＯカムに固定されている場合、例えば図５乃至図７に示した構成の可変動弁機構において、低速用カム１０３から高速用カム１０２へのカム切替指令が出されても、第１ピン１１８が第１シリンダ穴１１５と第２シリンダ穴１１６とに掛け渡され、かつ第２ピン１１９が第２シリンダ穴１１６と第３シリンダ穴１１７とに掛け渡されるように入らず、第１〜第３ピン１１８〜１２０が第１〜第３シリンダ穴１１５〜１１７にそれぞれ収容させた状態で固着して、アウターリフタ１１１とインナーリフタ１１２とが非連結状態にある場合には、第２評価値Ｌ−ＨＩは正常に切り替わる場合よりも小さくなる。
【００５５】
同様に、第３カム切替指令を与えても、右バンク１Ｒの少なくとも一つの気筒の吸気バルブがＬＯカムに固定されている場合には、第３評価値Ｒ−ＨＩは正常に切り替わる場合よりも小さくなる。
【００５６】
そこで、本実施の形態では、図１に示すように、演算部１２に、評価値算出部２１、第１〜第３評価値記憶部２２−１〜２２−３及び判定部２３を設け、制御部１１の制御の下に第１〜第３カム切替指令に応じて評価値算出部２１において圧力センサ４で測定される吸気圧力に基づいて第１〜第３評価値を算出し、その算出したそれぞれの評価値を対応する第１〜第３評価値記憶部２２−１〜２２−３に記憶する。
【００５７】
即ち、評価値算出部２１では、左右バンク１Ｌ、１Ｒの可変動弁機構をそれぞれＬＯカムとする第１カム切替指令が与えられた状態で圧力センサ４によって測定される吸気圧力から第１評価値ＲＬ−ＬＯを算出して第１評価値記憶部２２−１に記憶し、左バンク１Ｌの可変動弁機構をＨＩカム、右バンク１Ｒの可変動弁機構をＬＯカムとする第２カム切替指令が与えられた状態で圧力センサ４によって測定される吸気圧力から第２評価値Ｌ−ＨＩを算出して第２評価値記憶部２２−２に記憶し、左バンク１Ｌの可変動弁機構をＬＯカム、右バンク１Ｒの可変動弁機構をＨＩカムとする第３カム切替指令が与えられた状態で圧力センサ４によって測定される吸気圧力から第３評価値Ｒ−ＨＩを算出して第３評価値記憶部２２−３に記憶する。
【００５８】
なお、評価値算出部２１で算出する第１〜第３評価値は、突発的なノイズによる影響を軽減するため、好ましくはエンジン１の複数の回転サイクルにおける圧力センサ４の例えばピーク出力の平均値として算出する。
【００５９】
判定部２３では、第１〜第３評価値記憶部２２−１〜２２−３に記憶された第１〜第３評価値に基づいて左右バンク１Ｌ、１Ｒの可変動弁機構の動作、即ちカム切替状況を判定してエンジン１を診断し、その診断結果を表示部１３に表示する。
【００６０】
以下、図３に示すフローチャートを参照して、本実施の形態のエンジン診断装置の動作を説明する。
【００６１】
先ず、エンジン１の運転を開始し、制御部１１によりスロットル弁開度、燃料噴射量、点火時期を制御して、エンジン回転数を一定ないし略一定の回転数（本実施の形態では、アイドル回転数）に保ち、制御部１１から左右バンク１Ｌ，１Ｒの可変動弁機構をそれぞれＬＯカムとする第１カム切替指示を与え、その第１カム切替指令状態での圧力センサ４の出力に基づいて評価値算出部２１で第１評価値ＲＬ−ＬＯを算出して第１評価値記憶部２２−１に記憶する（ステップＳ１）。
【００６２】
その後、制御部１１から右バンク１Ｒの可変動弁機構はＬＯカムのままとし、左バンク１Ｌの可変動弁機構のみをＨＩカムに切り替える第２カム切替指令を与え、その第２カム切替指令状態での圧力センサ４の出力に基づいて評価値算出部２１で第２評価値Ｌ−ＨＩを算出して第２評価値記憶部２２−２に記憶する（ステップＳ２）。
【００６３】
次に、制御部１１から左バンク１Ｌの可変動弁機構をＬＯカムに、右バンク１Ｒの可変動弁機構をＨＩカムのままとする第３カム切替指令を与え、その第３カム切替指令状態での圧力センサ４の出力に基づいて評価値算出部２１で第３評価値Ｒ−ＨＩを算出して第３評価値記憶部２２−３に記憶する（ステップＳ３）。
【００６４】
以上により、第１〜第３評価値記憶部２２−１〜２２−３に第１評価値ＲＬ−ＬＯ、第２評価値Ｌ−ＨＩ及び第３評価値Ｒ−ＨＩを記憶した後、これら第１評価値ＲＬ−ＬＯ、第２評価値Ｌ−ＨＩ及び第３評価値Ｒ−ＨＩに基づいて判定部２３において、エンジン１を診断する。
【００６５】
先ず、第２評価値Ｌ−ＨＩ及び第３評価値Ｒ−ＨＩの双方が第１評価値ＲＬ−ＬＯに第１設定値Ｐref1を加算した値以上である第１判定条件を満たすか否かを判定する。
【００６６】
このため、ここでは先ず第２評価値Ｌ−ＨＩ及び第１評価値ＲＬ−ＬＯと第１設定値Ｐref1とを用いて、｛（Ｌ−ＨＩ）−（ＲＬ−ＬＯ）｝≧Ｐref1か否か、即ち左バンク１Ｌの可変動弁機構をＨＩカムとしたときの相対吸気圧力がＰref1以上か否かを判断し（ステップＳ４）、Ｎｏの場合には左バンク１Ｌが不良であることからエンジンＮＧと診断して（ステップＳ５）、その結果を表示部１３に表示し、診断処理を終了する。
【００６７】
一方、ステップＳ４において、｛（Ｌ−ＨＩ）−（ＲＬ−ＬＯ）｝≧Ｐref1の場合（Ｙｅｓの場合）には、次に、第３評価値Ｒ−ＨＩ及び第１評価値ＲＬ−ＬＯと第１設定値Ｐref1とを用いて、｛（Ｒ−ＨＩ）−（ＲＬ−ＬＯ）｝≧Ｐref1か否か、即ち右バンク１Ｒの可変動弁機構をＨＩカムとしたときの相対吸気圧力がＰref1以上か否かを判断し（ステップＳ６）、Ｎｏの場合には右バンク１Ｒが不良であることからステップＳ５においてエンジンＮＧと診断して、その結果を表示部１３に表示し、診断処理を終了する。
【００６８】
ここで、第１設定値Ｐref1は、設計データや当該診断対象のエンジン１と同一型式の正常な複数のエンジンについての｛（Ｌ−ＨＩ）−（ＲＬ−ＬＯ）｝及び｛（Ｒ−ＨＩ）−（ＲＬ−ＬＯ）｝の実測値に基づいて、バラツキを考慮して例えば図２に示すように２５（ｍｍＨｇ）のように設定する。
【００６９】
これに対し、ステップＳ６において、{（Ｒ−ＨＩ）−（ＲＬ−ＬＯ）}≧Ｐref1の場合（Ｙｅｓの場合）には、次に、第２評価値Ｌ−ＨＩ及び第３評価値Ｒ−ＨＩの双方が所定の許容圧力範囲にある第２判定条件を満たすか否かを判定する。
【００７０】
このため、先ず、第２評価値Ｌ−ＨＩ及び第３評価値Ｒ−ＨＩと第２設定値αとを用いて、図２に示す第２評価値Ｌ−ＨＩ及び第３評価値Ｒ−ＨＩの許容圧力範囲の上限値Ｐmax及び下限値Ｐminを算出する（ステップＳ７）。
【００７１】
本実施の形態では、エンジン１の個体差を考慮して、Ｐmax及びＰminを、第２評価値Ｌ−ＨＩ及び第３評価値Ｒ−ＨＩの平均値を中心とする±αとして算出する。ここで、αは、例えば０．２とする。従って、ステップＳ７では、［｛（Ｌ−ＨＩ）＋（Ｒ−ＨＩ）｝／２］（１±０．２）を演算して、Ｐmax及びＰminを算出する。
【００７２】
その後、Ｐmin≦（Ｌ−ＨＩ）≦Ｐmaxかを判断し（ステップＳ８）、Ｎｏの場合には左バンク１Ｌが不良であることからステップＳ５においてエンジンＮＧと診断して、その結果を表示部１３に表示して診断処理を終了し、Ｙｅｓの場合には、次に、Ｐmin≦（Ｒ−ＨＩ）≦Ｐmaxかを判断する（ステップＳ９）。その結果、Ｎｏの場合には、右バンク１Ｒが不良であることからステップＳ５においてエンジンＮＧと診断して、その結果を表示部１３に表示して診断処理を終了し、Ｙｅｓの場合にはエンジンＯＫと診断して（ステップＳ１０）、その結果を表示部１３に表示して診断処理を終了する。
【００７３】
以上のように、本実施の形態によれば、エンジン１を運転し、ＰＣを有して構成される演算制御手段８による制御の下、エンジン回転数を一定ないし略一定の回転数（アイドル回転数）に保ち、左右バンク１Ｌ、１Ｒに対して、それぞれの可変動弁機構を低速用カムとする第１カム切替指令、左バンク１Ｌの可変動弁機構を高速用カム、右バンク１Ｒの可変動弁機構を低速用カムとする第２カム切替指令、及び左バンク１Ｌの可変動弁機構を低速用カム、右バンク１Ｒの可変動弁機構を高速用カムとする第３カム切替指令を与えて、圧力センサ４によりそれぞれのカム切替指令状態でのインテークマニホルドの共通管路における吸気圧力を測定して第１評価値、第２評価値及び第３評価値を算出し、その算出した第１評価値、第２評価値及び第３評価値に基づいて、左右バンク１Ｌ、１Ｒの可変動弁機構の動作を判定してエンジン１を診断するので、簡単な構成で、左右バンク１Ｌ、１Ｒを有する可変動弁機構付きエンジン１における可変動弁機構の良否を生産過程において効率良く診断でき、エンジンの出荷品質を向上させることができる。
【００７４】
また、エンジン１の診断結果を表示部１３に表示するようにしたので、診断結果を容易に認識でき、異常診断された際の迅速な対応が可能になる。
【００７５】
（第２実施の形態）
図４は、本発明の第２実施の形態に係る可変動弁機構付きエンジンの診断装置の概略構成を示すブロック図である。
【００７６】
本実施の形態は、第１実施の形態において、診断対象の可変動弁機構付きエンジン１のクランクシャフトに回転駆動手段であるモータ２５を連結し、このモータ２５を制御部１１により制御してエンジン１を一定回転数で回転させて、所謂コールドテストによりエンジン１を診断するようにしたものである。その他の構成及び動作は、第１実施の形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００７７】
本実施の形態によれば、第１実施の形態の効果に加え、モータ２５を用いてエンジン１を回転させるコールドテストにより、左右バンク１Ｌ、１Ｒを有する可変動弁機構付きエンジン１における可変動弁機構の良否を生産過程において診断するので、エンジン１を最も吸気圧力が変動し易い回転数やスロットル開度を一定に設定することができ、且つ、回転数の安定により、短時間で精度の高い診断が可能となる。
【００７８】
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変更可能である。例えば、本発明は、２つのバンクを有する可変動弁機構付きエンジンであれば、水平対向型やＶ型等の型式に関係なく、また気筒数にも関係なく、広く適用することができる。
【００７９】
さらに、可変動弁機構は、吸気バルブのリフト量及びバルブ開閉タイミングの少なくとも一方を切り替えるものであれば、本発明を適用することができる。また、診断を行う際のエンジン回転数はアイドル回転数に限定されない。
【００８０】
また、第１〜第３評価値は、複数の回転サイクルにおける圧力センサ４のピーク出力の平均値として算出する場合に限らず、積分値として算出したり、ピーク出力の加算値として算出したり、圧力センサ４の出力に基づく任意の算出方法による値とすることができる。
【００８１】
さらに、演算制御手段は、パソコンに限定されず、専用の診断装置であってもよい。また、エンジンを制御するために車載されるエンジン制御装置と、別途表示装置を組み合わせてもよく、この場合は、実車でも診断可能である。
【００８２】
また、上述の生産過程とは、エンジン組立後ないしエンジンを車載後、工場から出荷するまでを指す。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１実施の形態による可変動弁機構付きエンジンの診断装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】評価値と判定条件との関係を示す図である。
【図３】第１実施の形態の動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施の形態による可変動弁機構付きエンジンの診断装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】本発明により診断可能な可変動弁機構の一例の構成を示す断面図である。
【図６】図５に示す可変動弁機構の低速回転域における部分断面図である。
【図７】同じく、高速回転域における部分断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１    エンジン
１Ｌ  左バンク（第１バンク）
１Ｒ  右バンク（第２バンク）
３    インテークマニホルド
３ａ  共通管路
４    圧力センサ
８    演算制御手段
１１  制御部
１２  演算部
１３  表示部
２１  評価値算出部
２２−１〜２２−３  第１〜第３評価値記憶部
２３  判定部
２５  モータ
【図１】
2007154697.tif 000003
【図２】
2007154697.tif 000004
【図３】
2007154697.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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