(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中の対象エンジンのエンジン音とクランク角度を所定時間に亘って連続して検出し、
該検出したエンジン音とクランク角度を記録手段に記録し、
該記録手段に記録したエンジン音を再生し、
パルス音を出力するタイミングを調整して、エンジン音に含まれる異音と同期させてパルス音を出力させ、
該パルス音が出力されるタイミングを前記記録手段に記録したクランク角度に基づいて前記対象エンジンのクランク角度で特定し、
該特定したクランク角度を異音発生タイミングとして特定することを特徴とする異音発生タイミング特定方法。
【請求項２】
回転中の対象エンジンのエンジン音を所定時間に亘って連続して検出するエンジン音検出手段と、
前記対象エンジンのクランク角度を検出するクランク角度検出手段と、
前記エンジン音検出手段によって検出したエンジン音検出信号と前記クランク角度検出手段によって検出したクランク角度検出信号に基づいて前記対象エンジンのクランク角度に応じたエンジン音の変化を示すデータを作成するデータ作成手段と、
該データ作成手段によって作成したデータを記録する記録手段と、
該記録手段に記録された記録データを再生するデータ再生手段と、
該データ再生手段による前記記録データの再生により前記対象エンジンのエンジン音を再生した再生音を出力する再生音出力手段と、
パルス信号を発信するパルス信号発信手段と、
該パルス信号発信手段のパルス信号を発信するタイミングを調整可能なタイミング調整手段と、
前記パルス信号発信手段からパルス信号を受信するとパルス音を出力するパルス音出力手段と、
前記パルス信号発信手段からパルス信号が発信されるタイミングを前記対象エンジンのクランク角度で特定するクランク角度特定手段とを有することを特徴とする異音発生タイミング特定装置。
【請求項３】
前記データ再生手段による前記記録データの再生により前記再生音の波形データを作成する再生音波形データ作成手段と、
該再生音波形データ作成手段によって作成した再生音波形データを出力する再生音波形データ出力手段と、
前記パルス信号発信手段による前記パルス信号の発信により前記パルス信号の波形データを作成するパルス信号波形データ作成手段と、
該パルス信号波形データ作成手段によって作成したパルス信号波形データを出力するパルス信号波形データ出力手段とを有することを特徴とする請求項２に記載の異音発生タイミング特定装置。
【請求項４】
前記対象エンジンのエンジン振動を検出するエンジン振動検出手段と、
該エンジン振動検出手段によって検出したエンジン振動信号に基づいて前記エンジン振動の波形データを作成するエンジン振動波形データ作成手段と、
該エンジン振動波形データ作成手段によって作成したエンジン振動波形データを出力するエンジン振動波形データ出力手段を有することを特徴とする請求項３に記載の異音発生タイミング特定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転中のエンジンから発せられる異音の発生タイミングをクランク角度で特定する異音発生タイミング特定方法及びその方法に用いられる異音発生タイミング特定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンは、動弁のバルブクリアランス等に起因して、回転中に所定間隔ごとに異音が発生することがある。そして、異音が発生するタイミングをクランク角度で特定することによって、異音の発生原因を特定することがなされていた。
【０００３】
例えば、対象エンジンを回転させてエンジン音とクランク角度を検出し、エンジン音の波形を表示して、波形の振幅が大きい箇所を異音が発生している箇所とみなして、かかる箇所をクランク角度で特定し、そのクランク角度から異音の発生原因を特定することが行われていた。
【０００４】
また、対象エンジンを回転させて振動を検出し、その検出信号波形と、予め検出した基準エンジンの正規基準波形とを対比して、両波形の振幅差を求め、その振幅差に基づいて算出した評価値が許容範囲内にないときは異常と判定し、異常原因特定用評価値を算出して、その異常原因特定用評価値に対応する評価項目を異常原因として特定する方法がある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７０８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば、エンジン音の波形の中で異音を示す振幅が、インジェクタ音、ベルト擦れ音、ダイナモ回転音、排気音、通風口音等を示す振幅の中に埋もれた場合に、異音を特定することは困難であった。また、波形の中に振幅が大きい箇所が複数個ある場合は、いずれを異音と判断するのかが曖昧で、判断者に応じて判断が相違するおそれがあった。
【０００７】
そして、エンジン音を検出するエンジン音検出装置や、エンジンのクランク角度を検出するクランク角度検出装置等、様々な機器を使用して解析する高度な技術と経験が必要であった。したがって、異音発生の原因を特定するのは容易ではなく、精度にバラツキが出るおそれがあった。
【０００８】
また、特許文献１に記載された方法の場合、比較対象となる正規基準データや異常データを予め用意しておく必要があり、かかる準備作業が煩雑で、簡単に実施することができず、また、振幅差を求めたり、評価値を算出する等、かかる方法を実現するための構成が複雑で、コストがかかるという問題がある。
【０００９】
本発明は、これらに鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単且つ安価な構成でエンジンから異音が発生するタイミングを簡易的且つ高精度で特定できる異音発生タイミング特定方法及び異音発生タイミング特定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する請求項１に記載の発明による異音発生タイミング特定方法は、回転中の対象エンジンのエンジン音とクランク角度を所定時間に亘って連続して検出し、その検出したエンジン音とクランク角度を記録手段に記録し、記録手段に記録したエンジン音を再生し、パルス音を出力するタイミングを調整して、エンジン音に含まれる異音と同期させてパルス音を出力させ、パルス音が出力されるタイミングを記録手段に記録したクランク角度に基づいて対象エンジンのクランク角度で特定し、その特定したクランク角度を異音発生タイミングとして特定することを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載した異音発生タイミング特定方法の発明によれば、パルス音がエンジン音に含まれる異音と同期して出力されるように、パルス音を出力するタイミングを調整するだけで、異音発生タイミングをクランク角度で特定することができる。
【００１２】
したがって、従来のように比較対象となる正規基準データや異常データを予め用意しておく必要がなく、簡単に実施することができ、また、かかる方法を実現するための構成が簡単で、コストを低く抑えることができる。したがって、簡単且つ安価な構成により、異音の発生するタイミングを簡易的且つ高精度に特定することができ、異音原因を正確に把握することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明による異音発生タイミング特定装置は、回転中の対象エンジンのエンジン音を所定時間に亘って連続して検出するエンジン音検出手段と、対象エンジンのクランク角度を検出するクランク角度検出手段と、エンジン音検出手段によって検出したエンジン音検出信号とクランク角度検出手段によって検出したクランク角度検出信号に基づいて対象エンジンのクランク角度に応じたエンジン音の変化を示すデータを作成するデータ作成手段と、データ作成手段によって作成したデータを記録する記録手段と、記録手段に記録された記録データを再生するデータ再生手段と、データ再生手段による記録データの再生により対象エンジンのエンジン音を再生した再生音を出力する再生音出力手段と、パルス信号を発信するパルス信号発信手段と、パルス信号発信手段のパルス信号を発信するタイミングを調整可能なタイミング調整手段と、パルス信号発信手段からパルス信号を受信するとパルス音を出力するパルス音出力手段と、パルス信号発信手段からパルス信号が発信されるタイミングを対象エンジンのクランク角度で特定するクランク角度特定手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の異音発生タイミング特定装置によれば、パルス信号を発信するタイミングをタイミング調整手段によって調整することができ、また、パルス音の出力されるタイミングを対象エンジンのクランク角度で特定することができる。
【００１５】
したがって、タイミング調整手段を調整して、パルス信号をエンジン音に含まれる異音と同期させることによって、異音が発せられるタイミングをクランク角度で特定することができる。
【００１６】
これにより、従来のように比較対象となる正規基準データや異常データを予め用意しておく必要がなく、簡単に実施することができ、また、かかる方法を実現するための構成が簡単で、コストを低く抑えることができる。
【００１７】
したがって、簡単且つ安価な構成により、異音の発生するタイミングを簡易的且つ高精度に特定することができ、異音原因を正確に把握することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の異音発生タイミング特定装置において、データ再生手段による記録データの再生により再生音の波形データを作成する再生音波形データ作成手段と、再生音波形データ作成手段によって作成した再生音波形データを出力する再生音波形データ出力手段と、パルス信号発信手段によるパルス信号の発信によりパルス信号の波形データを作成するパルス信号波形データ作成手段と、パルス信号波形データ作成手段によって作成したパルス信号波形データを出力するパルス信号波形データ出力手段とを有することを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、再生音とパルス音が出力され、更に、再生音の波形とパルス信号の波形が作成されて出力されるので、操作者は、聴覚に加えて視覚的なサポートを受けることができ、自己の聴覚と視覚の両方を利用して、パルス信号が発信されるタイミングを調整することができる。したがって、パルス音を異音に同期させる調整作業を容易に行うことができる。
【００２０】
また、操作者によって異音と判断された音を、波形上で明確に指し示すことができ、視覚によって異音と判断しているものと一致しているかを確認することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の異音発生タイミング特定装置において、対象エンジンのエンジン振動を検出するエンジン振動検出手段と、エンジン振動検出手段によって検出したエンジン振動信号に基づいてエンジン振動の波形データを作成するエンジン振動波形データ作成手段と、エンジン振動波形データ作成手段によって作成したエンジン振動波形データを出力するエンジン振動波形データ出力手段を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、エンジン音に加えてエンジン振動も検出するので、エンジン音だけを検出する場合と比べて、インジェクタ音、ベルト擦れ音、排気音、通風口音等の外乱を排除することができ、所望の異音をより正確に認識することが可能となり、異音が発生するタイミングを高精度で特定することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、パルス音をエンジン音に含まれる異音と同期させることによって、異音が発せられるタイミングをクランク角度で特定することができる。したがって、従来のように比較対象となる正規基準データや異常データを予め用意しておく必要がなく、簡単に実施することができ、また、かかる方法を実現するための構成が簡単で、コストを低く抑えることができる。したがって、簡単且つ安価な構成により、異音の発生するタイミングを簡易的且つ高精度に特定することができ、異音原因を正確に把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明の実施の形態について以下に説明する。
【００２５】
図１は、本実施の形態に係わる異音発生タイミング特定装置１の全体構成を説明する機能ブロック図、図２は、演算手段２の内部構成を説明する機能ブロック図、図３は、表示モニター５に表示される各種波形図であり、図３（ａ）は再生音、図３（ｂ）はエンジン振動、図３（ｃ）はパルス信号、図３（ｄ）はクランク角度検出センサの出力波形を示す波形図である。
【００２６】
本実施の形態では、多気筒ＤＯＨＣ型の４サイクルエンジンである対象エンジンＥの近傍位置に、エンジン音検出手段であるマイクＭを設置すると共に、対象エンジンＥの所定箇所にエンジン振動検出手段である振動センサＢを取り付けて、対象エンジンＥに燃料を供給して運転し、対象エンジンＥを実際に回転させるか、或いは対象エンジンＥを図示しないモータにより回転させて、対象エンジンＥから発せられるエンジン音とエンジン振動を所定時間に亘って連続して検出する。
【００２７】
マイクＭによって検出されたエンジン音検出信号は、パーソナルコンピュータを含む演算手段２に取り込まれる。また、振動センサＢによって検出されたエンジン振動検出信号は、増幅器３によって増幅された後に演算手段２に取り込まれる。
【００２８】
そして、演算手段２には対象エンジンＥから出力される気筒判別信号及びクランク角度検出信号が取り込まれるようになっている。気筒判別信号とクランク角度検出信号は、対象エンジンＥに設けられた気筒判別信号検出手段である気筒判別信号検出センサ（図示せず）と、クランク角度検出手段であるクランク角度検出センサ（図示せず）によって検出される。また、演算手段２には、キーボードやマウスなどの入力手段４が接続されており、操作者による操作によって種々の信号を入力できるようになっている。
【００２９】
演算手段２の出力側には、エンジン音の波形データやエンジン振動の波形データ、パルス信号の発信されるクランク角度等、種々の情報を表示する表示モニター５と、エンジン音を再生した再生音やパルス音が発せられるスピーカ６が接続されている。そして、演算手段２には、演算手段２の演算結果を読み出し可能な形で格納するデータベース７が接続されている。
【００３０】
演算装置２には、クランク角度算出手段１１、データ作成手段１２、記録手段１３、データ再生手段１４、再生音出力手段１５、パルス信号発信手段２１、タイミング調整手段２２、パルス音出力手段２３、クランク角度特定手段２４が設けられている。
【００３１】
クランク角度算出手段１１は、クランク角度検出信号に基づいて対象エンジンＥのクランク軸のクランク角度を算出し、データ作成手段１２に出力する。データ作成手段１２は、マイクＭによって検出したエンジン音検出信号と、振動センサＢによって検出したエンジン振動検出信号と、クランク角度算出手段１１によって算出したクランク角度に基づいて、対象エンジンＥのクランク角度に応じたエンジン音の変化とエンジン振動の変化を示す記録データを作成し、記録手段１３は、データ作成手段１２によって作成された記録データを記録する。
【００３２】
そして、データ再生手段１４は、記録手段１３に記録された記録データを再生し、再生音出力手段１５は、対象エンジンＥのエンジン音を再生した再生音信号をスピーカ６に出力する。
【００３３】
パルス信号発信手段２１は、所定時間間隔ごとにパルス信号を発信する。本実施の形態では、データ再生手段１４によって再生された記録データに基づき、対象エンジンＥのクランク軸の２回転分に相当する時間間隔ごとに１のパルス信号を発信するようになっている。例えば、データ再生手段１４によって再生された記録データが、６００ｒｐｍで回転している対象エンジンＥのエンジン音を記録したものである場合、クランク軸は１秒間に１０回転しているので、パルス信号発信手段２１は、１秒間に５回、換言すると、０．２秒間毎に１のパルス信号を発信する。
【００３４】
タイミング調整手段２２は、パルス信号発信手段２１のパルス信号を発信するタイミングを調整する。タイミング調整手段２２は、入力手段４によってタイミングを早める操作が行われると、クランク角度に対してパルス信号を発信するタイミングを早めるようにパルス信号発信手段２１を調整し、入力手段４によってタイミングを遅らせる操作が行われると、クランク角度に対してパルス信号を発信するタイミングを遅らせるようにパルス信号発信手段２１を調整する。
【００３５】
パルス音出力手段２３は、パルス信号発信手段２１からパルス信号を受信すると、パルス音信号をスピーカ６に出力する。スピーカ６から出力されるパルス音は、エンジン音とは明確に区別できる音に設定されている。
【００３６】
クランク角度特定手段２４は、データ再生手段１４によって再生された記録データと、パルス信号発信手段２１のパルス信号に基づき、パルス信号発信手段２１のパルス信号を発信するタイミングを対象エンジンＥのクランク角度で特定する。クランク角度特定手段２４によって特定されたクランク角度は、表示モニター５に表示される。
【００３７】
また、演算手段２には、再生音波形データ作成手段１６、再生音波形データ出力手段１７、エンジン振動波形データ作成手段１８、エンジン振動波形データ出力手段１９、パルス信号波形データ作成手段２５、パルス信号波形データ出力手段２６が設けられている。
【００３８】
再生音波形データ作成手段１６は、データ再生手段１４による記録データの再生により、再生音の波形データを作成し、再生音波形データ出力手段１７に送る。再生音波形データ出力手段１７は、再生音波形データ作成手段１６から再生音の波形データを受け取ると、表示モニター５に出力して再生音の波形を表示させる。再生音の波形は、例えば図３（ａ）に示すように表示される。
【００３９】
エンジン振動波形データ作成手段１８は、データ再生手段１４による記録データの再生により、エンジン振動の波形データを作成し、エンジン振動波形データ出力手段１９に送る。エンジン振動波形データ出力手段１９は、エンジン振動波形データ作成手段１８からエンジン振動の波形データを受け取ると、表示モニター５に出力してエンジン振動の波形を表示させる。エンジン振動の波形は、例えば図３（ｂ）に示すように表示される。
【００４０】
パルス信号波形データ作成手段２５は、パルス信号発信手段２１によるパルス信号の発信により、パルス信号の波形データを作成し、パルス信号波形データ出力手段２６に送る。パルス信号波形データ出力手段２６は、パルス信号波形データ作成手段２５からパルス信号の波形データを受け取ると、表示モニター５に出力してパルス信号の波形を表示させる。パルス信号の波形は、例えば図３（ｃ）に示すように表示される。
【００４１】
表示モニター５には、図３に示すように、再生音、エンジン振動、パルス信号、クランク角度検出信号の各波形が、互いに横軸のクランク角度（℃Ａ）が揃えられた状態で表示される。そして、例えば図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｄ）に点線で示すように、パルス信号が発信された位置が、再生音、エンジン振動、クランク角度の各波形にそれぞれ重なるように表示される。
【００４２】
次に、上記異音発生タイミング特定装置１を用いた異音発生タイミング特定方法について以下に説明する。異音発生タイミング特定方法は、記録工程、再生工程、タイミング特定工程を有する。
【００４３】
１．記録工程（ステップＳ１）
まず、対象エンジンＥを回転させて、所定時間に亘って、エンジン音信号、エンジン振動信号、クランク角度検出信号、気筒判別信号を検出する。これらの検出信号は、演算手段２に入力される。演算手段２では、クランク角度算出手段１１によって対象エンジンＥのクランク軸のクランク角度が算出される。そして、そのクランク角度とエンジン音検出信号とエンジン振動信号に基づき、対象エンジンＥのクランク角度に応じたエンジン音とエンジン振動の変化を示す記録データが作成され、記録手段１３に記録される。
【００４４】
２．再生工程（ステップＳ２）
操作者によって入力手段４が操作されて、記録手段１３に記録されている記録データの中から、再生する記録データが選択されると、データ再生手段１４により、その選択された記録データが再生される。
【００４５】
記録データが再生されると、その記録データに基づいて再生音出力手段１５により対象エンジンＥのエンジン音を再生した再生音がスピーカ６から発せられ、再生音波形データ出力手段１７とエンジン振動波形データ出力手段１９により、再生音の波形とエンジン振動の波形が表示モニター５に表示される。記録データの再生は、入力手段４によって停止されるまで、繰り返し行われる。
【００４６】
３．タイミング特定工程（ステップＳ３）
操作者によって入力手段４が操作されて、パルス信号の発信が指示されると、パルス信号発信手段２１により、対象エンジンＥのクランク軸の２回転分に相当する時間間隔ごとに１のパルス信号が発信される。
【００４７】
そして、パルス音出力手段２２により、パルス信号の発信に応じてパルス音がスピーカ６から発せられると共に、パルス信号波形データ出力手段２６により、パルス信号の波形が表示モニター５に表示される。
【００４８】
また、クランク角度特定手段２４により、パルス音の出力されるタイミングがクランク角度で特定されて、そのクランク角度の数値が表示モニター５に表示される。
【００４９】
次に、操作者によって入力手段４が操作されて、再生音に含まれる異音とパルス音がスピーカ６から同時に発せられるように、パルス信号の発信されるタイミングが適宜調整される。尚、再生音に含まれる異音とは、再生音に含まれている音の中で、操作者の聴覚によって異音として認識される音をいう。
【００５０】
表示モニター５には、パルス信号が発信された位置が、再生音の波形に重なるように表示されているので（図３を参照）、操作者は、発生音に対してパルス信号が発信されるタイミングを視覚によって確認することができ、パルス音を異音に同期させる調整作業を容易に行うことができる。
【００５１】
パルス信号の発信されるタイミングを調整して、パルス音を異音と同期させると、パルス信号発信手段２１からパルス信号の発せられるタイミングのクランク角度は、異音が発せられるタイミングのクランク角度と同じになる。
【００５２】
したがって、表示モニター５に表示されるクランク角度の数値を、異音が発せられるタイミングのクランク角度の数値とみなすことができ、異音の発生するタイミングをクランク角度で特定することができる。
【００５３】
異音の発生するタイミングがクランク角度で特定されると、そのクランク角度に基づき、考え得る異音の発生原因を容易に推測することができる。例えば異音の発生するクランク角度が第１気筒の吸気バルブが閉じるときのクランク角度である場合には、その第１気筒の吸気バルブにバルブクリアランス等の不良がある等、異音の発生原因を容易に推測することができる。
【００５４】
異音の発生するタイミングとして特定されたクランク角度のデータは、記録データと共にデータベース７に格納され、異音の発生原因の統計等、種々の目的のために利用される。
【００５５】
上記異音発生タイミング特定方法及び該方法に用いられる異音発生タイミング特定装置によれば、パルス信号の発信されるタイミングを調整して、パルス音を異音に同期させることにより、異音の発生するタイミングをクランク角度で特定することができ、そのクランク角度から異音の発生原因を把握することができる。
【００５６】
したがって、従来のように比較対象となる正規基準データや異常データを予め用意しておく必要がなく、簡単に実施することができ、また、かかる方法を実現するための構成が簡単で、コストを低く抑えることができる。したがって、簡単且つ安価な構成により、異音の発生するタイミングを簡易的且つ高精度に特定することができ、異音原因を正確に把握することができる。
【００５７】
また、スピーカ６から異音及びパルス音が発せられ、更に、表示モニター５には再生音の波形、エンジン振動の波形、パルス信号の波形が表示されるので、操作者は、自己の聴覚と視覚の両方を利用して、パルス信号の発信するタイミングを調整することができる。したがって、異音とパルス音がスピーカ６から同時に発せられるように調整する作業を、視覚的なサポートにより、容易に行うことができる。
【００５８】
また、異音発生タイミング特定装置１によれば、操作者（評価者）によって異音と判断した音を、表示モニター５に明確に指し示すことができ、聴覚上、異音と判断しているものと、視覚上、異音と判断しているものとが一致しているかを確認することができる。
【００５９】
更に、異音発生タイミング特定装置１は、記録データを繰り返し再生するので、例えばエンジン冷態始動時に数回だけ発生する異音のように発生頻度が少ない異音についても、その発生するタイミングを正確に特定することができる。
【００６０】
尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本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、上述の実施の形態では、再生音やエンジン振動の波形を表示させる場合を例に説明したが、波形表示を省略してもよい。波形表示を省略することによって、演算手段２による演算処理の負荷を低減でき、演算処理能力の低い安価なパソコン等によって実現でき、コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施の形態に係わる異音発生タイミング特定装置の全体構成を説明する機能ブロック図である。
【図２】演算手段の内部構成を説明する機能ブロック図である。
【図３】表示モニターに表示される各種波形図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  異音発生タイミング特定装置
２  演算手段
１２  データ作成手段
１３  記録手段
１４  データ再生手段
１５  再生音出力手段
１６  再生音波形データ作成手段
１７  再生音波形データ出力手段
１８  エンジン振動波形データ作成手段
１９  エンジン振動波形データ出力手段
２１  パルス信号発信手段
２２  タイミング調整手段
２３  パルス音出力手段
２４  クランク角度特定手段
２５  パルス信号波形データ作成手段
２６  パルス信号波形データ出力手段
Ｂ  振動センサ（エンジン振動検出手段）
Ｅ  対象エンジン
Ｍ  マイク（エンジン音検出手段）
【図１】
0005054453.tif 000002
【図２】
0005054453.tif 000003
【図３】
0005054453.tif 000004