(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブおよび排気バルブがクランク軸の回転に伴って開閉されるように組付けられたテスト対象エンジンにおける前記クランク軸に接続されて、そのクランク軸を強制的に回転させる外部駆動手段と、
前記クランク軸の回転位相を検出する回転位相検出手段と、
前記テスト対象エンジンのシリンダ内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記テスト対象エンジンのシリンダに接続されて、そのシリンダ内から外部への空気の流出を許容し、且つ、外部から前記シリンダ内への空気の流入を阻止する一方向流れ形成手段と、
前記外部駆動手段にて前記クランク軸を回転させている状態における、前記圧力検出手段の検出情報、及び、前記回転位相検出手段の検出情報に基づいて、前記シリンダ内の圧力が減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相を、前記排気バルブの開タイミングとして検出するタイミング検出手段とを備えて構成されているテスト対象エンジンにおける排気バルブの開タイミング検出装置。
【請求項２】
前記タイミング検出手段が、
前記シリンダ内の圧力が減少傾向から上昇傾向に変化した後における単位時間あたりの変化量が設定値になったか否かを判別する上昇状態判別処理と、
その上昇状態判別処理にて前記圧力の単位時間あたりの変化量が設定値になったことを判別すると、その変化量が設定値になったときの回転位相から設定量分だけ回転方向上手側の回転位相を、前記減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相として求める位相算出処理とを夫々実行するよう構成されている請求項１記載のテスト対象エンジンにおける排気バルブの開タイミング検出装置。
【請求項３】
前記タイミング検出手段が、
前記圧力検出手段にて検出される圧力検出値を設定周期毎にサンプリングするとともに、そのサンプリングされたサンプリング値の設定個数づつの移動平均値を求め、その移動平均値が減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相を、前記排気バルブの開タイミングとして検出するよう構成されている請求項１又は２記載のテスト対象エンジンにおける排気バルブの開タイミング検出装置。
【請求項４】
前記圧力検出手段が、前記テスト対象エンジンのシリンダに対して、減圧用の緩衝部を介して接続されるように構成されている請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のテスト対象エンジンにおける排気バルブの開タイミング検出装置。
【請求項５】
前記減圧用の緩衝部が、前記テスト対象エンジンのシリンダに接続されるホースであり、このホースに、前記圧力検出手段及び前記一方向流れ形成手段が並列状態に装備されている請求項４記載のテスト対象エンジンにおける排気バルブの開タイミング検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テスト対象エンジンにおける排気バルブの開タイミング検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、エンジンにおける排気バルブの開タイミングを検出する場合に、テスト対象エンジンに対して、燃料を供給して実際に燃焼させるのではなく、外部駆動手段にてクランク軸を回転駆動させることによって、排気バルブの開タイミングを検出するコールドテストが行われる場合がある。尚、このようなコールドテストにおいては、吸気バルブの開閉タイミングや排気バルブの閉タイミング等も合わせて検出する場合もある。
【０００３】
ところで、上記したようなコールドテストは、例えば、燃料噴射ノズルやスパークプラグ等がまだ装着されていない組付け途中のエンジンについても、外部駆動手段にてクランク軸を回転駆動させることによってエンジンテストを行うことができるので、そのエンジンテストによる手直し作業を行う必要が生じても、手直し工数の削減などによりコストの低減を図ることができるものである。
【０００４】
そして、このようなコールドテストにより、テスト対象エンジンにおける排気バルブの開タイミングを検出する構成として、従来では、例えば、特公平２−５５７３８号公報に示されるように、テスト対象エンジンにおけるシリンダ内部空間を大気開放状態にして、そのシリンダに備えられる排気ポートに向けて、エンジン外部に備えられた空気供給源からレギュレータを介してエアーを供給する構成とし、且つ、排気ポート内の圧力変化を検出するための圧力検出手段を備えて、外部駆動手段にてクランク軸を回転させている状態において、圧力検出手段の検出情報に基づいて、排気ポート内の圧力が急激に変化する位相を排気バルブの開タイミングとして検出するように構成したものがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンには、前記排気ポートに対して燃焼排気ガスを外部に排気させるためのエキゾーストマニホールドが組み付けられることになるが、上記従来構成においては、排気ポートに向けて、エンジン外部に備えられた空気供給源からレギュレータを介してエアーを供給する構成となっているから、上記したようなエキゾーストマニホールドが既に組み付けられる場合には、排気バルブの開タイミングの検出を行うことができないものであった。
又、上記従来構成においては、排気ポートにエアーを安定的に供給するために、例えばコンプレッサやそれを駆動するための電動モータ等を備えて大型の装置となる空気供給源が必要であって構成が複雑になる不利があるとともに、圧縮空気を出力する空気供給源とエンジンとを配管で接続する構成であるから作業上の安全性が低下するおそれがあるという不利がある。
更に、上記したような大型の装置である空気供給源はテスト対象エンジンから離れた箇所に設置されることになるので、その空気供給源と排気ポートとを空気供給用の長い配管で接続したり、排気ポートに圧力検出手段を別途備えさせる必要もあり、これらの煩わしい作業が必要であり、排気バルブの開タイミングを検出するときの作業時間が長くかかり作業能率が低下する不利もある。
【０００６】
本発明はかかる点に着目してなされたものであり、その目的は、上記したような従来構成における不利を解消して、排気バルブの開タイミングを良好に検出することが可能となるテスト対象エンジンにおける排気バルブの開タイミング検出装置を提供する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のテスト対象エンジンにおける排気バルブの開タイミング検出装置は、吸気バルブおよび排気バルブがクランク軸の回転に伴って開閉されるように組付けられたテスト対象エンジンにおける前記クランク軸に接続されて、そのクランク軸を強制的に回転させる外部駆動手段と、前記クランク軸の回転位相を検出する回転位相検出手段と、前記テスト対象エンジンのシリンダ内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記テスト対象エンジンのシリンダに接続されて、そのシリンダ内から外部への空気の流出を許容し、且つ、外部から前記シリンダ内への空気の流入を阻止する一方向流れ形成手段と、前記外部駆動手段にて前記クランク軸を回転させている状態における、前記圧力検出手段の検出情報、及び、前記回転位相検出手段の検出情報に基づいて、前記シリンダ内の圧力が減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相を、前記排気バルブの開タイミングとして検出するタイミング検出手段とを備えて構成されていることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、吸気バルブ及び排気バルブが組み付けられているテスト対象エンジンのクランク軸を外部駆動手段にて回転させている状態において、回転位相検出手段によりクランク軸の回転位相を検出するとともに、圧力検出手段によりシリンダ内の圧力を検出して、それらの検出情報に基づいて、シリンダ内の圧力が減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相を、排気バルブの開タイミングとして検出するのである。そして、外部駆動手段にてクランク軸を回転させているとき、前記テスト対象エンジンは、前記一方向流れ形成手段によってシリンダ内から外部への空気の流出が許容され、外部からシリンダ内への空気の流入が阻止される状態となっている。尚、吸気ポートや排気ポートは通常の運転状態と同様に外部に開放される状態となっている。
【０００９】
説明を加えると、外部駆動手段にてクランク軸が回転すると、テスト対象エンジンが、吸気バルブを開いている状態でシリンダ内でピストンが下降して吸気ポートからシリンダ内に空気を吸入する吸入行程、吸気バルブおよび排気バルブを閉じた状態でシリンダ内でピストンが上昇してシリンダ内の空気を圧縮する圧縮行程、吸気バルブおよび排気バルブを閉じた状態でピストンが下降してシリンダ内の空気が膨張する膨張行程、排気バルブを開いている状態でシリンダ内でピストンが上昇してシリンダ内の空気を排気ポートから排出させる排気行程の夫々の行程を実行することになる。
そして、前記吸入行程においては吸気バルブが開作動しているので、シリンダ内の圧力はほぼ大気圧と等しい状態となり、前記圧縮行程では、ピストンの上昇に伴ってシリンダ内の空気を圧縮しようとするが、一方向流れ形成手段によってシリンダ内から外部へ空気が流出していくので、シリンダ内の圧力はほとんど上昇せず、ほぼ大気圧と等しい状態となる。前記膨張行程では、吸気バルブや排気バルブはいずれも閉じられた状態であり、且つ、一方向流れ形成手段は外部からシリンダ内への空気の流入を阻止している状態でピストンが下降するので、ピストン内は大気圧よりも低くなり、ピストンの圧縮上死点からの下降量が大になるほど低い圧力になる。そして、前記排気行程では、排気バルブが開作動するので外部側からピストン内に空気が流入して、シリンダ内部の圧力が上昇し始めるのである。
【００１０】
排気バルブが開作動する時点よりも手前側、つまり、膨脹行程では、シリンダ内の圧力はピストンの下降に伴って圧力が減少する減少傾向となっているが、排気バルブが開作動すると外部側から空気が流入し始めてシリンダの内部圧力が上昇傾向に変化する。そこで、このようにシリンダ内の圧力が減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相を排気バルブの開タイミングとして検出することができるのである。
【００１１】
従って、排気ポートは、通常の運転状態と同様に外部に開放される状態であり、シリンダ内の空気を排出させるだけであるから、排気ポートにエキゾーストマニホールドが既に組み付けられる状態であっても、排気バルブの開タイミングの検出を良好に行うことができる。又、空気供給源のように大型の装置ではなく小型の装置である圧力検出手段及び簡単な構成の一方向流れ形成手段をシリンダに接続するだけで対応できるから、大型の装置である空気供給源を備える上記従来構成に比べて、簡素な構成のもので対応することができるとともに、空気供給源のような圧縮空気を発生させる装置を用いないので作業上の安全性が向上するものとなる。又、テスト対象エンジンから離れた個所にある空気供給源とエンジンの排気ポートとを空気供給用の長い配管で接続するといった煩わしい作業を要することなく、吸気バルブの開タイミングを検出するときの作業時間を短くすることにより作業能率を向上させることが可能となった。
その結果、従来構成における不利を解消して排気バルブの開タイミングを良好に検出することが可能となるテスト対象エンジンにおける排気バルブの開タイミング検出装置を提供できるに至った。
【００１２】
請求項２に記載のテスト対象エンジンにおける排気バルブの開タイミング検出装置は、請求項１に記載のものにおいて、前記タイミング検出手段が、前記シリンダ内の圧力が減少傾向から上昇傾向に変化した後における単位時間あたりの変化量が設定値になったか否かを判別する上昇状態判別処理と、その上昇状態判別処理にて前記圧力の単位時間あたりの変化量が設定値になったことを判別すると、その変化量が設定値になったときの回転位相から設定量分だけ回転方向上手側の回転位相を、前記減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相として求める位相算出処理とを夫々実行するよう構成されていることを特徴とする。
【００１３】
上記したように排気バルブが開作動することによりシリンダの内部圧力が上昇するので、この内部圧力が減少傾向から上昇傾向に変化する時点が排気バルブの開タイミングであるが、このような排気バルブの開に伴って圧力が上昇し始める時点を、圧力検出値の検出結果に基づいてリアルタイムで精度よく検出することは難しい。本出願人による実験データに基づいて説明を加えると、図１１に示すように、排気バルブが開作動することによりシリンダの内部圧力が減少傾向から上昇傾向に変化する時点（Ｘ２）の直後の圧力検出値は緩やかな変化であり、圧力検出値の検出結果に基づいてリアルタイムで排気バルブの開に伴って圧力が上昇し始めるときを精度よく検出することは難しいものである。しかし、内部圧力が減少傾向から上昇傾向に変化する時点（Ｘ２）から少し時間が経過した後であれば、シリンダ内の圧力の変化率が設定値になったか否かについて、そのことを比較的精度よく検出し易いものである。
【００１４】
そこで、内部圧力が減少傾向から上昇傾向に変化した後における単位時間あたりの変化量が設定値になった時点（Ｘ１）の回転位相を求めて、その回転位相から設定量分だけ回転方向上手側の回転位相を、減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相として求めるのである。
【００１５】
このようにして、シリンダの内部圧力が減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相を、排気バルブの開タイミングに対応するものとして、極力精度よく検出することができ、請求項１を実施するのに好適な手段が得られる。
【００１６】
請求項３に記載のテスト対象エンジンにおける排気バルブの開タイミング検出装置は、請求項１又は２に記載のものにおいて、前記タイミング検出手段が、前記圧力検出手段にて検出される圧力検出値を設定周期毎にサンプリングするとともに、そのサンプリングされたサンプリング値の設定個数づつの移動平均値を求め、その移動平均値が減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相を、前記排気バルブの開タイミングとして検出するよう構成されていることを特徴とする。
【００１７】
すなわち、設定周期毎にサンプリングされた圧力検出値についてのサンプリング値の設定個数づつの移動平均値を求めるようにしているので、例えば、圧力検出手段にて検出される圧力検出値が、外乱に起因して一時的に大きく変化する値が検出されたような場合であっても、移動平均値を求めることで、検出値を平均化させて均すようにしているので、外乱に起因した一時的に大きく変化する値をそのまま用いることがなく、そのことによる誤差の発生を抑制でき、請求項１又は２を実施するのに好適な手段が得られる。
【００１８】
請求項４に記載のテスト対象エンジンにおける排気バルブの開タイミング検出装置は、請求項１〜３のいずれかに記載のものにおいて、前記圧力検出手段が、前記テスト対象エンジンのシリンダに対して、減圧用の緩衝部を介して接続されるように構成されていることを特徴とする。
【００１９】
すなわち、シリンダの内部圧力を検出するために、圧力検出手段をシリンダに対して接続させる必要があるが、このとき、減圧用の緩衝部を介して接続される構成となっている。つまり、クランク軸を外部駆動手段により強制的に回転させると、ピストンの作動によりシリンダの内部圧力と大気圧との差が大になるが、減圧用の緩衝部を介して接続されるようになっているので、その減圧用の緩衝部によってその大きな圧力差が減圧されることになる。尚、圧力の絶対値でなく減圧した値であっても、シリンダの内部圧力が減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相を検出することができる。
【００２０】
従って、圧力検出手段とシリンダとの接続箇所が上記したような大きな圧力差に起因して破損したり外れてしまうといった不利を未然に回避させることができ、請求項１〜３のいずれかを実施するのに好適な手段が得られる。
【００２１】
請求項５に記載のテスト対象エンジンにおける排気バルブの開タイミング検出装置は、請求項４に記載のものにおいて、前記減圧用の緩衝部が、前記テスト対象エンジンのシリンダに接続されるホースであり、このホースに、前記圧力検出手段及び前記一方向流れ形成手段が並列状態に装備されていることを特徴とする。
【００２２】
すなわち、前記減圧用の緩衝部としてのホースに前記圧力検出手段及び前記一方向流れ形成手段が並列状態に装備されているので、排気バルブの開タイミングの検出を行う場合には、テスト対象エンジンのシリンダに前記ホースを接続するといった簡単な作業で対応できるものとなり、請求項４を実施するのに好適な手段が得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるテスト対象エンジンにおける排気バルブの開タイミング検出装置を備えたエンジンテスト装置について図面に基づいて説明する。
このエンジンテスト装置は、図１に示すように、パレットＰに取り付けられたテスト対象エンジン１のクランク軸４に接続し、そのクランク軸４を強制的に回転させる電動モータ２を備えた外部駆動手段３、クランク軸４に対して検出作用してクランク軸４の回転位相を検出する回転位相検出手段としてのエンコーダ５、電動モータ２の回転速度を制御するとともに、テスト対象エンジン１などに設置された後述するような各種センサ類Ｓやエンコーダの検出情報に基づいて吸気バルブや排気バルブの開閉作動のタイミングが適正であるか否かのテストを行う制御部Ｈなどから構成されている。
【００２４】
前記エンコーダ５は、回転位相の基準とするためにクランク軸４が１回転する毎に１パルスの基準信号を出力するとともに、クランク軸４が所定単位角度回転する毎に１パルスづつ出力するタイミングパルスを出力するように構成されている。尚、このタイミングパルスは１回転当たり３６００パルス出力するようになっている。
【００２５】
このエンジンテスト装置では、前記テスト対象エンジン１が、パレットＰに取り付けられた状態でコンベヤなどの搬送装置により所定のテスト用設定位置に搬送され、作業員によって外部駆動手段３における電動モータ２の回転軸２ａを連結具ＣＰを介してクランク軸４に連結させるようになっており、このようにテスト対象エンジン１がテスト用設定位置に搬送されたときに、バーコードにて予め付与されているテスト対象エンジンの管理用の識別情報ＩＤがバーコードセンサ３０にて読み込まれ、その識別情報ＩＤが制御部に入力される構成となっている。
そして、前記外部駆動手段３は、クランク軸４を正規の回転方向に回転させる状態と逆回転方向に回転させる状態とに切り換え自在に構成され、夫々異なる回転速度でクランク軸４を回転させることができる構成となっている。
【００２６】
そして、このように外部駆動手段３が連結された状態で、操作指令に基づいて、制御部Ｈが、電動モータ２の回転速度をテスト用の回転速度になるように制御し、その電動モータ２の回転作動により、クランク軸４を強制的に回転させることにより、図３に示すように、ピストン７が上下動されるとともに、吸気バルブ９および排気バルブ１０が開閉操作され、吸入行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を順次繰り返し行い、実際に燃焼させずに、吸気バルブ９や排気バルブ１０の開閉タイミングなどの各種のエンジンテストを行うコールドテストを行うようにしている。
【００２７】
また、このエンジンテスト装置では、上述のコールドテストを行うに当たって、テスト対象エンジン１の圧縮上死点が各種の計測の基準となるために、先ず、テスト対象エンジン１の４つのシリンダ６のうち基準となる基準シリンダ６ａの圧縮上死点ＴＤＣを求め、その基準シリンダ６ａの圧縮上死点を基準点として、各シリンダ６に装着されている吸気バルブ９や排気バルブ１０の開閉タイミングを計測して、その開閉タイミングが適正範囲内に入っているか否かによってテスト対象エンジンの合否を判定するようになっている。
【００２８】
前記テスト対象エンジン１は、図２に示すように、４気筒４サイクル式のディーゼルエンジンであり、各シリンダ６のピストン７とコネクティングロッド８を介して連結されたクランク軸４と、吸気バルブ９および排気バルブ１０を開閉するためのカムを有するカム軸１１とが設けられ、クランク軸４とカム軸１１とがギア式連動機構１２により連結されている。このギア式連動機構１２は、クランク軸４に設けられたクランク軸ギア１２ａと、カム軸１１に設けられたカム軸ギア１２ｃとを、中継用ギア１２ｂを介してギア同士の噛み合いにより連動回転させる構成となっており、クランク軸４が２回転するとカム軸１１が同方向に１回転するようにギアの歯数が設定されている。
そして、クランク軸４の回転に伴って、各シリンダ６のピストン７を上下動させるとともに、カム軸１１を回転させて、吸気バルブ９および排気バルブ１０を開閉するように組付けられている。尚、シリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射ノズルはこのテスト段階では装着されていない。そして、この燃料噴射ノズルを装着するための装着用孔１３を利用して、センサ類の一つである圧力センサ１４，１５を接続する構成となっている。
【００２９】
前記圧力センサ１４，１５の接続構成について説明すると、図３に示すように、基準シリンダ６ａに対しては、前記装着用孔１３に対して接続用治具１６を用いて長さが約８００〜９００ｍｍ程度の長さの油圧ホース１７を接続して、その油圧ホース１７の先端に電磁操作式の流路切換弁１８を介して、２つの圧力センサ１４，１５を選択的に連通可能なように接続する構成としている。このように油圧ホース１７を介して圧力センサ１４，１５を接続するのは、シリンダ内の圧力が高圧となるから検査作業中に接続箇所が誤って外れたり、破損したりしないように、耐圧性に優れ、しかも、柔軟で作業が行い易い油圧ホースを利用して、シリンダ内の高圧を減圧させるべく緩衝機能を発揮させる構成としている。つまり、この油圧ホース１７が減圧用の緩衝部として機能することになる。
【００３０】
２つの圧力センサ１４，１５のうち一方の圧力センサ１４は、油圧ホース１７を通して接続される基準シリンダ６ａ内の圧力をそのまま検出する構成となっており、基準シリンダ６ａの圧縮上死点を検出する処理に使用する構成となっている。又、他方の圧力センサ１５には逆止弁１９が並列に接続される構成となっている。
基準シリンダ６ａ以外の他の３つのシリンダ６に対しては、図４に示すように、装着用孔１３に対して接続される油圧ホース１７の先端に上記他方の圧力センサ１５と同様な逆止弁１９を備えた圧力センサ１５を接続する構成となっている。この圧力センサ１５は排気バルブ１０の開タイミングを検出する処理に使用する。従って、この圧力センサ１５が、テスト対象エンジンのシリンダ内の圧力を検出する圧力検出手段として機能することになる。そして、前記逆止弁１９は、圧力センサ１５による検出対象部すなわちテスト対象エンジン１のシリンダ６から外部への空気の流出を許容し、且つ、外部から前記シリンダ内への空気の流入を阻止する一方向流れ形成手段として機能することになる。従って、外部駆動手段３によってクランク軸４が回転駆動されるに伴ってピストン７が圧縮作動すると、シリンダ６から押し出される空気は逆止弁１９を通して外部に流出するが、ピストン７が膨張作動しても外部から空気が流入することはないので、シリンダ６内は大気圧よりも低い低圧状態、いわゆる負圧状態となる。
又、前記逆止弁１９及び圧力センサ１５は並列状態で油圧ホース１７に接続される状態で装備される構成であり、油圧ホース１７を、燃料噴射ノズルを装着するための装着用孔１３に接続するだけでよく、それらを各別にシリンダ６に接続するといった煩わしさがなく、接続作業が能率よく行えるようになっている。
【００３１】
次に、このエンジンテスト装置による処理手順について説明する。
図５に示すように、前記テスト対象エンジン１がテスト用設定位置に搬送され、外部駆動手段３がクランク軸４に接続される（ステップ１）。このとき、テスト対象エンジン１の管理用の識別情報ＩＤが読み込まれ、その識別情報ＩＤが制御部Ｈに入力される（ステップ２）。そして、外部駆動手段３の接続作業が終了して、作業員が検出開始を指令すると、制御部Ｈが圧縮上死点ＴＤＣの検出処理（以下、ＴＤＣ検出処理と略称する）を実行する（ステップ３）。そして、ＴＤＣ検出処理が終了すると、その圧縮上死点ＴＤＣを基準としてバルブタイミングを検出する。つまり、吸気バルブ９の開タイミングを検出する処理、吸気バルブ９の閉タイミングを検出する処理、排気バルブ１０の開タイミングを検出する処理の夫々を実行し、前記各バルブ９、１０の操作タイミングが適正な状態であるか否かによりテスト対象エンジン１の合否を判定する処理を実行する（ステップ４〜７）。
【００３２】
前記制御部H は、前記ＴＤＣ検出処理を実行する場合に、外部駆動手段３にてクランク軸４を前記正規の回転方向に回転させている状態において、圧力センサ１４にて検出される圧力検出値に基づいて、テスト対象エンジンの１サイクル中でシリンダ内の圧力が最大値になるときのクランク軸の回転位相を第１の予備圧縮上死点として求め、且つ、外部駆動手段３にてクランク軸４を逆回転方向に回転させている状態において、圧力センサ１４にて検出される圧力検出値に基づいて、１サイクル中でシリンダ内の圧力が最大値になるときのクランク軸４の回転位相を第２の予備圧縮上死点として求め、更に、第１の予備圧縮上死点と第２の予備圧縮上死点との中央に位置する前記クランク軸４の回転位相を、エンジンの圧縮上死点として求めるように構成されている。ここで、前記１サイクルとは、クランク軸４に回転に伴って、テスト対象エンジンが、吸入行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の夫々の行程を実行する周期に対応するものである。つまり、この１サイクル中にクランク軸は２回転することになる。
【００３３】
又、前記第１の予備圧縮上死点を求める場合、及び、前記第２の予備圧縮上死点を求める場合の夫々において、圧力センサ１４にて検出される圧力検出値を設定周期毎にサンプリングするとともに、そのサンプリングされたサンプリング値の設定個数づつの移動平均値を求め、その移動平均値が１サイクル中で最大値になるときのクランク軸４の回転位相を、１サイクル中でシリンダ内の圧力が最大値になるときのクランク軸４の回転位相として求めるよう構成されている。
【００３４】
次に、制御部による前記ＴＤＣ検出処理について、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
先ず、この検出処理に先立って、図９（イ）に示すように、圧力センサ１４がシリンダ内部に接続される状態になるように流路切換弁１８を切り換えておく。そして、外部駆動手段３にてクランク軸４を正規の回転方向（以下、正転方向という）に回転させ、エンコーダ５の検出情報に基づいて、クランク軸４の回転速度が１分あたり６０回転する回転速度（６０ｒｐｍ）になるように速度制御する（ステップ３１）。そのような設定速度で正転方向へ回転している状態において、基準シリンダ６ａのシリンダに接続された圧力センサ１４における圧力検出値を設定単位時間毎にサンプリングするとともに、そのサンプリングした値を所定個数（５１個）づつ移動平均値を求める処理を逐次実行する（ステップ３２、３３）。尚、この移動平均値は、エンコーダ５がタイミングパルスを出力する毎に求めるようになっている。
【００３５】
又、制御部Ｈは、エンコーダ５から出力されるタイミングパルスを積算する処理を継続して実行するとともに、１回転毎に出力される基準信号が入力されると、その時点でタイミングパルスの積算値をゼロにリセットするようになっており、このような処理を繰り返し実行することになる。そして、１サイクル中において前記移動平均値が最大となるときのクランク軸４の回転位相を第１の予備圧縮上死点ＴＤＣ（Ｙ１）として求める処理を実行する（ステップ３４）。このように第１の予備圧縮上死点ＴＤＣ（Ｙ１）を求めるまでステップ３１〜３４を繰り返し実行する。
【００３６】
第１の予備圧縮上死点ＴＤＣ（Ｙ１）が求められると、次に、外部駆動手段３にてクランク軸４を逆転方向に回転させ、１分あたり６０回転する回転速度（６０ｒｐｍ）になるように速度制御して、その逆転方向への回転状態において、上述の正転状態での処理と同様にして、圧力検出値をサンプリングするとともに、そのサンプリングした値を所定個数（５１個）づつ移動平均値を求める処理を逐次実行し（ステップ３５、３６、３７、３８）、１サイクル中において前記移動平均値が最大となるときのクランク軸４の回転位相を第２の予備圧縮上死点ＴＤＣ（Ｙ２）として求める（ステップ３９）。そして、第２の予備圧縮上死点ＴＤＣ（Ｙ２）を求めるまでステップ３６〜３９を繰り返し実行する。
第２の予備圧縮上死点ＴＤＣ（Ｙ２）が求められると、電動モータ２の回転作動を停止して、第１の予備圧縮上死点と第２の予備圧縮上死点との中央に位置するクランク軸４の回転位相を、エンジンの圧縮上死点として求めるのである（ステップ４０、４１、４２）。
【００３７】
説明を加えると、図８に、エンコーダ５の出力値と圧力検出値（移動平均値）とをクランク軸４の回転位相に対応させた状態で示している。そのうち図８（イ）には正転方向への回転状態における変化を示しており、図８（ロ）には逆転方向への回転状態における変化を示している。
４サイクルエンジンでは、吸入行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を行う間にピストン７が２往復するために、圧縮行程と排気行程の２つの上死点が存在することになるが、このうち、排気行程においては、排気バルブ１０が開状態であるからシリンダ内の圧力は高圧にはならないので、シリンダ内の圧力が最大になるのは、圧縮行程での上死点（圧縮上死点）だけであるから、図に示すようにクランク軸４が２回転する間に１回のシリンダ内の圧力は高圧になる点（圧縮上死点）が存在する。
そこで、正転状態での圧力が最大となる点（第１の予備圧縮上死点）とそれよりも回転方向上手側の基準信号との間での角度情報（Ａ）と、逆転状態での圧力が最大となる点（第２の予備圧縮上死点）とそれよりも回転方向下手側の基準信号との間での角度情報（Ｂ）とを夫々求めて、図８（ハ）に示すように、正転状態を基準として角度情報（Ａ）と角度情報（Ｂ）との平均値となる位相、すなわち、第１の予備圧縮上死点と第２の予備圧縮上死点との中央に位置するクランク軸４の回転位相を真の圧縮上死点として求めるのである。このようにして求めた圧縮上死点をエンコーダ５の検出信号による求められる回転位相に対応させて記憶するようにしている。
その後、このようにして求められた圧縮上死点を基準として、吸気バルブ９や排気バルブ１０の動作のタイミングを検出するようにしている。
従って、前記制御部Ｈを利用して、テスト対象エンジン１の圧縮上死点を求める演算手段１００が構成されることになる。
【００３８】
又、前記制御部Ｈは、排気バルブ１０の開タイミングを検出する処理を実行する場合においては、外部駆動手段３にてクランク軸４を回転させている状態における、圧力センサ１５の検出情報、及び、エンコーダ５の検出情報に基づいて、シリンダ内の圧力が減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相を、排気バルブ１０の開タイミングとして検出するよう構成されている。
【００３９】
説明を加えると、圧力センサ１５にて検出されるシリンダ内の圧力が減少傾向から上昇傾向に変化した後における単位時間あたりの変化量が設定値以上になったか否かを判別する上昇状態判別処理と、その上昇状態判別処理にて内部圧力の単位時間あたりの変化量が設定値以上になったことを判別すると、その変化量が設定値になったときの回転位相から設定量分だけ回転方向上手側の回転位相を、前記減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相として求める位相算出処理とを夫々実行するよう構成されている。
【００４０】
次に、制御部Ｈによる排気バルブ１０の開タイミング検出処理について説明する。尚、この排気バルブの開タイミング検出処理は、各シリンダ毎に各別に行うことになる。そして、基準シリンダ６ａに対する検出処理を行うときは、予め、図９（ロ）に示すように、逆止弁１９を備えた圧力センサ１５が作用するように流路切換弁１８を切り換えることになる。
図７に基準シリンダ６ａ（♯１）についての排気バルブ１０の開タイミング検出処理のフローチャートを示しており、この図７に示すフローチャートに基づいて具体的に説明する。
外部駆動手段３にてクランク軸４を正転方向に回転させ、エンコーダ５の検出情報に基づいて、クランク軸４の回転速度が１分あたり３０回転する回転速度（３０ｒｐｍ）になるように速度制御する（ステップ５１）。そのような設定速度で正転方向へ回転している状態において、圧力センサ１５における圧力検出値を設定単位時間毎にサンプリングするとともに、そのサンプリングした値を所定個数（５１個）づつ移動平均値を求める処理を逐次実行する（ステップ５２、５３）。尚、この移動平均値は、エンコーダ５がタイミングパルスを出力する毎に求めるようになっている。
【００４１】
そして、求められる移動平均値の単位時間あたりの上昇変化量を求める処理を実行し（ステップ５４）、移動平均値が減少傾向から上昇傾向に変化した後、単位時間あたりの上昇変化量が設定値以上になったか否かを判別するようにしている（ステップ５５）。この処理が上昇状態判別処理に対応する。単位時間あたりの上昇変化量が設定値以上になったこと判別するまでは、ステップ５１〜５４を繰り返し実行することになる。そして、単位時間あたりの上昇変化量が設定値以上になったことを判別すると、その上昇変化量が設定値になったときの回転位相から設定量分だけ回転方向上手側の回転位相を、前記減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相として求める位相算出処理を実行する（ステップ５６）。
このようにして、圧力センサ２１における圧力検出値が減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相を、上記ＴＤＣ検出処理にて検出された圧縮上死点を基準として、排気バルブ１０の開タイミングとして検出するのである。
【００４２】
上述したように、このような排気バルブ１０の開タイミング検出処理は、他のシリンダ６（♯２〜♯４）についても同様にして各別に行われることになる。
従って、前記制御部Ｈを利用して、排気バルブ１０の開タイミングを検出するタイミング検出手段１０１が構成されることになる。
【００４３】
説明を加えると、図１０に、クランク軸４の回転位相の情報を基準にして、外部駆動手段３によりクランク軸４を正転方向に回転させたときの、各シリンダに対応して備えられた圧力センサ１５の圧力検出値の変化を、吸気バルブ９、排気バルブ１０の作動タイミングと対応付けて表している。ちなみに、図１０において、♯１は基準シリンダ６ａを示し、♯２は第２番目のシリンダ６、♯３は第３番目のシリンダ６、♯４は第４番目のシリンダ６であることを示し、「ＥＸ」は各シリンダ６における排気バルブ１０が開弁している状態を示し、「ＩＮ」は各シリンダ６における吸気バルブ９が開弁している状態を示している。
【００４４】
この図から明らかなように、排気バルブ１０が開き作動するタイミングよりも回転方向上手側部分、つまり、ピストン７が圧縮上死点から下降する膨張工程においては、吸気バルブ９や排気バルブ１０はいずれも閉じられた状態であり、しかも、逆止弁１９により外部からの空気の流入が阻止された状態で、ピストン７が下降するので、シリンダ内は大気圧よりも低くなり、ピストン７の下降量が大になるほど低い圧力になる。そして、排気バルブ１０が開くと、外部側からシリンダ内に空気が流入し始め、排気行程では、シリンダ内部の圧力が上昇していくことになるので、シリンダ内の圧力が減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相を、排気バルブ１０の開タイミングとして検出することができるのである。尚、吸気行程では吸気バルブ９が開いているからシリンダ内部はほぼ大気圧に等しい状態となり、圧縮行程ではシリンダ内の圧縮空気は逆止弁１９から外部に流出するのでシリンダ内部はほぼ大気圧に等しい状態となる。
【００４５】
又、図１１には、図１０における排気バルブ１０が開弁するタイミングを含む所定の領域Ｑにおける圧力検出値の変化を示す拡大図を示しており、この図から明らかなように、排気バルブ１０が開弁するタイミングと想定される時点では、圧力検出値が減少傾向から上昇傾向に変化することになるが、その変化が緩やかであり、その圧力検出値の移動平均値が逐次求められるに伴って、その情報からリアルタイムで開タイミングを検出することは難しいので、単位時間あたりの上昇側への変化量が設定値になったときの回転位相Ｘ１から設定量Ｃだけ回転方向上手側の回転位相Ｘ２を、前記減少傾向から上昇傾向に変化する回転位相として求めるようにしているのである。
【００４６】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【００４７】
（１）上記実施形態では、圧力検出値を設定周期毎にサンプリングするとともに、そのサンプリングされたサンプリング値の設定個数づつの移動平均値を求めるようにしたが、このような処理に代えて、検出値の変化率が設定値以上となるような局所的に変化する特異なデータを除去するような処理としたり、高周波成分を除去するようなローパスフィルタを通して制御部に入力するような構成など、各種の形態で実施することができる。
【００４８】
（２）上記実施形態では、テスト対象エンジンにおいて、排気バルブの開タイミングを検出するための基準となる圧縮上死点（ＴＤＣ）を求める構成として、エンジンを正規の回転方向及び逆回転方向夫々に回転させたときにおける、シリンダ内の圧力を検出する圧力センサの検出値及び回転位相検出手段としてのエンコーダの検出情報に基づいて制御部が演算により圧縮上死点を求める構成を例示したが、このような構成に限らず、カム軸の回転位相の情報や、燃料噴射ノズルに対する制御情報等から圧縮上死点を検出する構成や他の構成でもよく、各種の形態で実施することができる。
【００４９】
（３）上記実施形態では、テスト対象エンジンとしてディーゼルエンジンを例示して、燃料噴射ノズルを装着するための装着用孔１３を利用して圧力検出手段としての圧力センサ１５を接続する構成としたが、テスト対象エンジンとしてディーゼルエンジンに限らずガソリンエンジンであってもよく、その場合、スパークプラグを装着するための装着用孔を利用して圧力検出手段を接続する構成としてもよい。
【００５０】
（４）上記実施形態では、テスト対象エンジンを搬送装置により所定のテスト用設定位置に搬送して位置固定させた状態でテストを行う構成としたが、このような構成に代えて、例えば、搬送コンベア等によってテスト対象エンジンが搬送されている状態で、その搬送されるエンジンに対して、搬送コンベアと同期させた状態で移動しながら、エンジンのテストを行うエンジンテスト装置に適用してもよい。又、クランク軸と外部駆動手段との接続作業や各種のセンサ類の接続作業等も手作業で行うものに代えて自動接続装置を用いて自動で行うようにしてもよい。
【００５１】
（５）上記実施形態では、前記圧力検出手段が、シリンダに対して減圧用の緩衝部を介して接続されるように構成されるものとしたが、このような緩衝部を介することなく圧力検出手段をシリンダに接続して圧力を検出する構成としてもよい。
【００５２】
（６）上記実施形態では、減圧用の緩衝部としてのホースに、前記圧力検出手段及び前記一方向流れ形成手段が並列状態に装備されるものを例示したが、この構成に限らず、圧力検出手段及び一方向流れ形成手段を夫々各別にシリンダに接続する構成としてもよい。
【００５３】
（７）上記実施形態では、外部駆動手段が、電動モータの回転作動によりクランク軸を回転させるようにしているが、例えば、油圧モータを用いるなど、各種の駆動手段が適応可能である。
【００５４】
（８）上記実施形態では、テスト対象エンジンとして、４本シリンダのエンジンを例示したが、テスト対象とするエンジンのシリンダの数については、適宜変更が可能であり、また、テスト対象とするエンジンの吸気バルブおよび排気バルブの数についても適宜変更が可能であり、各種のエンジンをテスト対象エンジンとして適応することが可能である。
【００５５】
（９）上記実施形態では、本発明にかかるテスト対象エンジンにおける排気バルブの開タイミング検出装置をエンジンテスト装置に適応した例を示したが、排気バルブの開タイミングを検出する専用の装置とすることも可能で、エンジンテストに関する各種の装置に適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンテスト装置の概略図
【図２】テスト対象エンジンの概略図
【図３】圧力センサの接続状態を示す図
【図４】圧力センサの接続状態を示す図
【図５】制御動作のフローチャート
【図６】制御動作のフローチャート
【図７】制御動作のフローチャート
【図８】圧縮上死点検出におけるタイミングチャート
【図９】流路切り換え状態を示す図
【図１０】エンジン作動状態と圧力変動との関係を示すグラフ
【図１１】図１０における一部の拡大図
【符号の説明】
１                テスト対象エンジン
３                外部駆動手段
４                クランク軸
５                回転位相検出手段
６                シリンダ
９                吸気バルブ
１０              排気バルブ
１５              圧力検出手段
１７              減圧用の緩衝部
１９              一方向流れ形成手段
１０１            タイミング検出手段
【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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【図１１】
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