JP3767875B2 - エンジンの異常検出装置および異常検出方法 - Google Patents
エンジンの異常検出装置および異常検出方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの異常検出装置および異常検出方法に係わり、特に、エンジンの燃料系統、潤滑系統、冷却系統、吸気系統、あるいは、排気系統等のそれぞれの特定のデータを検出し、それぞれの特定系統の異常を検出するエンジンの異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディーゼルエンジンにはターボチャジャーあるいは機械式過給機等が付設されて、吸入空気量の供給を増して出力を増大している。また、この吸入空気量の供給圧力を用いてディーゼルエンジンに供給する燃料の供給量を制御し、エンジンの停止の防止あるいは最大回転速度を制御するニューマチックガバナが用いられていることも知られている。また、ディーゼルエンジンの排気温度を検出し、その検出した排気温度と閾値とを比較して、次のようなエンジンの異常の有無を検出することも知られている。
▲１▼排気行程の排気ガスが吸気バルブから吸込側に流込むバルブの開閉の異常。
▲２▼排気ガス温度が上昇する過給機の故障。
▲３▼噴射量が増加して排気ガス温度が上昇する噴射装置の故障。
また、定期的、あるいは異常と思われるときに、オペレータがディーゼルエンジンのブローバイガス圧力を検出し、ピストンあるいはピストンリングの磨耗等の異常の有無を検出することも知られている。また、同様に、エンジンの潤滑油の圧力、温度を検出し、ポンプ、バルブ、調圧弁等の異常の有無を検出することも知られている。また、同様に、吸気圧力を検出し、フィルタの目詰まり等の有無を検出することも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ディーゼルエンジンの燃料系統、潤滑系統、冷却系統、吸気系統、あるいは、排気系統等の内の特定のデータ（例えば、排気温度）を検出し、その検出した特定のデータと閾値とを比較しただけでは、明らかに特定のデータが閾値から離れて高いときには判断を誤らないが、特定のデータが閾値に近い所で、閾値より低いときに、異常があっても異常がないと判断し、判断を誤りディーゼルエンジンの損傷を大きしてしまう。このとき、閾値を安全側にとって低めに設定すると、異常が無くても異常があると判断し、判断を誤ってしまい不要な点検を行い工数が無駄になるという問題がある。また、故障の少ない無負荷時、あるいは低速回転速度時にも特定のデータをいちいち検出するとともに、その値を補正して閾値と比較すると、大容量のコンピュータが必要になりコスト高になる。また、複数のコンピュータを用いると、制御が複雑になるとともに、制御速度が遅れるという問題がある。
また、定期的、あるいは異常と思われるときに、オペレータがディーゼルエンジンの特定のデータ（例えば、ブローバイガス圧力）を検出しても、経時的な変化を把握していないために、その都度の判断はできるが、部品（ピストンあるいはピストンリングの磨耗等）の変化を経時的に把握することができず、判断を正確にできないという問題がある。また、特定のデータが検出されるときに、エンジン出力等の検出の条件が一定しないため、正確な判断ができないという問題がある。
【０００４】
本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、エンジンの異常検出装置および異常検出方法に係わり、特に、エンジンの出力を検出するとともに、エンジンの燃料系統、潤滑系統、冷却系統、吸気系統、あるいは、排気系統等の内の特定のデータを検出し、その特定のデータを定格出力点近傍に換算して判断し、エンジンの燃料系統、潤滑系統、冷却系統、吸気系統、あるいは、排気系統等の異常等を確実に、速く、かつ効率良く検出するエンジンの異常検出装置および異常検出方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記の目的達成のため、本発明に係るエンジンの異常検出装置の第１の発明では、エンジンの燃料系統、潤滑系統、冷却系統、吸気系統、あるいは、排気系統等のそれぞれの特定のデータを検出し、それぞれの特定系統の異常を検出するエンジンの異常検出装置において、特定のデータを検出する特定データ用検出センサと、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、燃料の噴射量を検出する燃料噴射量センサと、定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶する記憶手段と、第１の所定時間内で、エンジン回転速度センサからの回転速度および燃料噴射量センサからの燃料の噴射量を記憶するとともに、特定データ用検出センサよりそのときの特定のデータを検出し、その内の特定のデータから大きい第１の特定のデータを選別する第１特定データ選別手段と、選別された最も大きい第１の特定のデータをエンジンの定格出力点相当のエンジンの回転速度および燃料噴射量での特定データに換算し、定格出力点相当の第２の特定データを求めるとともに、記憶する特定データ換算手段と、からなることを特徴とする。
上記構成により、エンジンの定格出力点の回転速度および燃料噴射量を記憶し、先ず始めのエンジンの回転速度、燃料の噴射量、および特定データを検出するとともに、その検出データも記憶する。次に、２回目のエンジンの回転速度、燃料の噴射量、および特定データを検出する。この２回目の検出した回転速度、および燃料の噴射量を記憶するとともに、２回目の特定データと始めの特定データを比較して、大きい方の特定データ、回転速度、燃料の噴射量の記憶を残す。このとき、小さい方の特定データは消去しても良い。この検出を第１の所定時間の間で継続して行い、最も大きい特定データを選別し記憶する。次に、この最も大きい特定データを、その時の検出した出力トルクから定格出力点相当時の回転速度および燃料の噴射量の特定データに補正するとともに、記憶して置く。この補正した特定データが閾値よりも大きいときに、検出した特定データ系統の異常を検出し、警報を出力する。
したがって、エンジンの特定データを検出した後に、絶えず一定条件での換算した特定データと閾値とを比較しているため、安定した比較ができるので閾値を異常発生時の近い数値に設定できる。これにより、エンジンの異常検出の精度が向上するため、判断を誤りエンジンの損傷を大きしてしまうこと、あるいは、不要な点検を行い工数が無駄になることなどが無くなる。
【０００６】
本発明に係るエンジンの異常検出装置の第１の発明を主体とする第２の発明では、第１の所定時間内での、第１の特定のデータから定格出力点相当の第２の特定データを求めるとともに、それを順次繰り返して行い、その内の大きい方の第２の特定データを選別する第２特定データ選別手段を有することを特徴とする。
上記構成により、所定時間内では、特定データの最も大きいデータより、エンジンの定格出力点相当に換算した第２の特定データを求める。次の所定時間内でも同様に、特定データの最も大きいデータより、エンジンの定格出力点相当に換算した第２の特定データを求める。前回の換算した第２の特定データと、今回の換算した第２の特定データとを比較して、大きい方の換算した第２の特定データを記憶し、次の換算した第２の特定データと比較する。このとき、所定時間内での最も大きい特定データと回転速度と燃料の噴射量は記憶に残して置き、さらに、次の大きな設定時間、例えば、１月間内の最高特性データが求められたとき、他の特定データは消去するようにしている。
これにより、前の所定時間内での特定データと次の所定時間内での特定データとを比較し、高い方の特定データを選別するとともに記憶に残し、他のデータを消去するため、コンピュータの記憶容量が少なくなり、効率良くコンピュータを活用できるとともに、他の制御にも活用できる。
【０００７】
本発明に係るエンジンの異常検出装置の第１の発明あるいは第２の発明を主体とする第３の発明では、換算された定格出力点相当の第２の特定データが閾値よりも高いときに警報を出力する警報出力手段と、からなることを特徴とする。
上記構成により、特定データが閾値よりも高いときに警報を出力するとともに、特定データの換算された第２の特定データが閾値よりも高いときに警報を出力する。
したがって、検出データでは警報が出力されず、換算したときに警報が出力されことにより、より精度の高い情報が得られるために故障等の検出が早くなり、大きな不具合を早期に見い出すことができる。
【０００８】
本発明に係るエンジンの異常検出装置の第４の発明では、エンジンの排気温度を検出してエンジンの燃料系統、あるいは、吸気および排気系統等の異常を検出するエンジンの異常検出装置において、エンジンの排気ガス温度を検出する排気ガス温度センサと、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、燃料の噴射量を検出する燃料噴射量センサと、定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶する記憶手段と、第１の所定時間内で、エンジン回転速度センサからの回転速度および燃料噴射量センサからの燃料の噴射量を記憶するとともに、そのときのエンジンの排気ガス温度を検出し、その内の排気ガス温度から最も高い第１の排気ガス温度を選別する第１排気ガス温度選別手段と、選別された最も高い第１の排気ガス温度を定格出力点相当のエンジンの回転速度および燃料噴射量での排気ガス温度に換算し、定格出力点相当の第２の排気ガス温度を求める排気ガス温度換算手段と、換算された定格出力点相当の第２の排気ガス温度が閾値よりも高いときに警報を出力する警報出力手段と、からなることを特徴とする。
上記構成により、エンジンの定格出力点の回転速度および燃料の噴射量を記憶するとともに、先ず始めのエンジンの回転速度、燃料の噴射量、および排気ガス温度を検出する。この検出した回転速度、および燃料の噴射量を記憶するとともに、このときの始めの排気ガス温度も記憶する。次に、２回目のエンジンの回転速度、燃料の噴射量、および排気ガス温度を検出する。この２回目の検出した回転速度、および燃料の噴射量を記憶するとともに、２回目の排気ガス温度と始めの排気ガス温度を比較して、大きい方の排気ガス温度を記憶する。このとき、小さい方の排気ガス温度は消去される。この検出を第１の所定時間の間で継続して行い、最も高い排気ガス温度を選別し記憶する。次に、この最も高い排気ガス温度を、その時の検出した出力トルクから定格出力点相当の回転速度および燃料の噴射量時の排気ガス温度に補正する。この補正した排気ガス温度が閾値よりも大きいときに、吸気および排気系統の異常を検出し、警報を出力する。また、他の方法として、第１の発明と同様に、所定時間内のデータを記憶しておき、その中から最も大きい特性データを求めても良い。
したがって、エンジンの排気温度を検出した後に、絶えず一定条件での換算した排気温度と閾値とを比較しているため、安定した比較ができるので閾値を異常発生時の近い数値に設定できる。これにより、エンジンの異常検出の精度が向上するため、判断を誤りエンジンの損傷を大きしてしまうこと、あるいは、不要な点検を行い工数が無駄になることなどが無くなる。
【０００９】
本発明に係るエンジンの異常検出装置の第４の発明を主体とする第５の発明では、大気の圧力を検出する大気圧力センサと、大気の温度を検出する大気温度センサと、大気温度２５℃、大気圧力７６０ｍｍＨｇ時に、定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶する記憶手段と、第１の排気ガス温度あるいは第２の排気ガス温度を、大気温度２５℃、大気圧力７６０ｍｍＨｇ時で、かつ、定格出力点相当の第３の排気ガス温度に換算する大気用換算手段と、換算された定格出力点相当の第３の排気ガス温度が閾値よりも高いときに警報を出力する警報出力手段と、からなることを特徴とする。
上記構成により、大気温度２５℃、大気圧力７６０ｍｍＨｇ時のエンジンの定格出力点の出力トルク記憶するとともに、エンジンの排気ガス温度、回転速度、および燃料の噴射量を検出する。この検出した回転速度、および燃料の噴射量からエンジンの出力を求めるとともに、その時の検出した排気ガス温度を、大気温度２５℃、大気圧力７６０ｍｍＨｇ、定格出力点相当の回転速度、および定格出力点相当の燃料の噴射量時の排気ガス温度に補正する。この補正した排気ガス温度が閾値よりも大きいときに、吸気および排気系統の異常を検出する。
したがって、上記に加えて、さらに排気ガスの温度が大気圧力および大気温度に応じて変化するので、排気ガス温度を所定の大気条件に合わせて換算し、その換算した排気ガス換算温度を一定の所定の閾値と比較し異常の有無を判断しているので、さらに精度良く検出することができる。また、第１実施例と同様に、エンジンの異常検出のさらに精度が向上するため、判断を誤りエンジンの損傷を大きくしてしまうこと、あるいは、不要な点検を行い工数が無駄になることなどが無くなる。
【００１０】
本発明に係るエンジンの異常検出装置の第６の発明では、エンジンのブローバイガス圧力を検出してエンジンのピストン、ピストンリング等の異常を検出するエンジンの異常検出装置において、エンジンのブローバイガス圧力を検出するブローバイガス圧力センサと、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、燃料の噴射量を検出する燃料噴射量センサと、定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶する記憶手段と、第１の所定時間内で、エンジン回転速度センサからの回転速度および燃料噴射量センサからの燃料の噴射量を記憶するとともに、そのときのエンジンのブローバイガス圧力を検出し、その内のブローバイガス圧力から最も高い第１のブローバイガス圧力を選別する第１ブローバイガス圧力選別手段と、選別された最も高い第１のブローバイガス圧力を定格出力点相当のエンジンの回転速度および燃料噴射量でのブローバイガス圧力に換算し、定格出力点相当の第２のブローバイガス圧力を求めるブローバイガス圧力換算手段と、換算された定格出力点相当の第２のブローバイガス圧力が閾値よりも高いときに警報を出力する警報出力手段と、からなることを特徴とする。
上記構成により、エンジンの定格出力点の回転速度および燃料噴射量を予め記憶しておき、先ず始めのエンジンの回転速度、燃料の噴射量、およびブローバイガス圧力を検出する。この検出した回転速度、および燃料の噴射量からエンジンの出力を求めるとともに、このときの始めのブローバイガス圧力を記憶する。次に、２回目のエンジンの回転速度、燃料の噴射量、およびブローバイガス圧力を検出する。この２回目の検出した回転速度、および燃料の噴射量からエンジンの出力を求めるとともに、２回目のブローバイガス圧力と始めのブローバイガス圧力を比較して、大きい方のブローバイガス圧力を記憶する。このとき、小さい方のブローバイガス圧力は消去される。この検出を第１の所定時間の間で継続して行い、最も高いブローバイガス圧力を選別し記憶する。次に、この最も高いブローバイガス圧力を、その時の検出した出力トルクから定格出力点相当の回転速度および燃料の噴射量の時のブローバイガス圧力に補正する。この補正したブローバイガス圧力が閾値よりも大きいときに、吸気および排気系統の異常を検出し、警報を出力する。
したがって、エンジンの排気温度を検出した後に、絶えず一定条件での換算したブローバイガス圧力と閾値とを比較しているため、安定した比較ができるので、閾値を異常発生時のブローバイガス圧力に近い数値に設定できる。これにより、エンジンの異常検出の精度が向上するため、判断を誤りエンジンの損傷を大きくしてしまうこと、あるいは、不要な点検を行い工数が無駄になることなどが無くなる。
【００１１】
本発明に係るエンジンの異常検出装置の第４の発明、あるいは第６の発明を主体とする第７の発明では、第１排気ガス温度選別手段、あるいは、第１ブローバイガス圧力選別手段は、所定時間間隔毎に検出した前回と今回の値の内の高い方を記憶して残すことを特徴とする。
上記構成により、所定時間間隔毎に検出したデータを比較し、その内の大きい数値の方のデータを残し、小さい数値の方のデータを消去していき、所定時間の間の最も大きいデータを選別し、記憶する。
これにより、前の排気ガス温度と次の排気ガス温度とを比較し、高い方の排気ガス温度を選別するとともに、低い方の排気ガス温度を消去するため、コンピュータの記憶容量が少なくなり、効率良くコンピュータが活用ができるとともに、他の制御にも活用できる。
【００１３】
本発明に係るエンジンの異常検出方法の第１の発明は、エンジンの排気温度を検出してエンジンの燃料系統、あるいは、吸気および排気系統等の異常を検出するエンジンの異常検出方法において、第１の所定時間内で、エンジン回転速度および燃料の噴射量を検出するとともに、そのときのエンジンの排気ガス温度を検出し、その内の排気ガス温度から最も高い第１の排気ガス温度を選別し、選別された最も高い第１の排気ガス温度を定格出力点相当のエンジン回転速度および燃料噴射量での排気ガス温度に換算して定格出力点相当の第２の排気ガス温度を求め、換算された定格出力点相当の第２の排気ガス温度が閾値よりも高いときに警報を出力することを特徴とする。
上記方法により、エンジンの異常検出装置の第４の発明と同様な作用、効果が得られる。
【００１４】
本発明に係るエンジンの異常検出方法の第２の発明は、エンジンのブローバイガス圧力を検出してエンジンのピストン、ピストンリング等の異常を検出するエンジンの異常検出方法において、第１の所定時間内で、エンジン回転速度および燃料の噴射量を検出するとともに、そのときのエンジンのブローバイガス圧力を検出し、その内のブローバイガス圧力から最も高い第１のブローバイガス圧力を選別し、選別された最も高い第１のブローバイガス圧力を定格出力点相当のエンジン回転速度および燃料噴射量でのブローバイガス圧力に換算して定格出力点相当の第２のブローバイガス圧力を求め、換算された定格出力点相当の第２のブローバイガス圧力が閾値よりも高いときに警報を出力することを特徴とする。
上記方法により、エンジンの異常検出装置の第６の発明と同様な作用、効果が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態および実施例】
以下に、本発明に係るエンジンの異常検出装置および異常検出方法の実施例について、図面を参照して詳述する。
図１は本発明の過給機付ディーゼルエンジンの排気温度およびブローバイガス圧力の異常検出装置３０の全体構成図である。
同図において、過給機付ディーゼルエンジン１（以下、エンジン１という。）は、エンジン本体２と、燃料噴射装置１０と、ターボチャジー等の過給機２０と、エアクリーナ２５からなり、さらに、エンジン１には、排気温度およびブローバイガス圧力の異常検出装置３０が付設されている。
エンジン本体２は、クランクケース３に設けられたシリンダ内にピストン４が慴動自在に挿入され、ピストン４はクランクシャフト５にロッド６を介して連結されている。
【００１６】
燃料噴射装置１０は、図示しない燃料ポンプからの燃料を受けて吐出するインジェクションポンプ１１と、インジェクションポンプ１１のプランジャ１２に噛み合うラック１３と、ラック１３に接続され供給する燃料を増減するガバナ１４とからなる。ガバナ１４はラック１３に接続するダイヤフラム１５と、ダイヤフラム１５を押圧するバネ１６と、ダイヤフラム１５を保持するとともにバネ１６を収納するガバナケース１７とからなる。バネ１６を収納する側１７ａのガバナケース１７は、後述する吸入配管２１にガバナ用配管２２で接続されている。また、ガバナケース１７のバネ１６を収納する反対側１７ｂは大気に開放されている。
【００１７】
ターボチャジー等の過給機２０は、ブロワ２０ａとタービン２０ｂとからなり、ブロワ２０ａは図示しない吸入バルブを経て吸入配管２１によりエンジンのシリンダに、また、タービン２０ｂは図示しない排気バルブを経て排気配管２３によりシリンダに接続されている。
また、過給機２０のブロワ２０ａはエアクリーナ用配管２６を介してエアクリーナ２５に接続されている。また、タービン２０ｂは排気を大気に放出する図示しない排気管に接続されている。
【００１８】
排気温度およびブローバイガス圧力の異常検出装置３０は、エンジン回転速度センサ３１と、噴射量センサ３２と、排気温度センサ３３と、大気圧力センサ３４と、大気温度センサ３５と、ブローバイガス圧力センサ３８と、および、各センサに接続される制御部４５とからなる。
エンジン回転速度センサ３１はクランクシャフト５に配設され過給機付ディーゼルエンジン１の回転速度Ｎｅを検出している。
噴射量センサ３２はラック１３に配設され、ラック１３の位置ｑを検出して燃料の噴射量Ｑを検出し、エンジン１の出力を検出している。
排気温度センサ３３は、エンジン１のシリンダと過給機２０との間の排気配管２３に配設され、エンジン１からの排気ガス温度Ｔｅｘを検出するとともに、後述する換算によりエンジンの異常の有無を検出している。
大気圧力センサ３４および大気温度センサ３５は、ガバナケース２７のバネ２６を収納する反対側２７ｂに配設され、大気圧力Ｔｔｐおよび大気温度Ｔｔｍを検出している。この大気圧力センサ３４および大気温度センサ３５は、エンジン１の他の外観部に設けても良い。
ブローバイガス圧力センサ３８は、エンジン本体２のクランクケース３に配設され、エンジン１のブローバイガス圧力を検出している。
【００１９】
制御部４５は、上記の各センサが接続され、それぞれからの信号を受け、一つとしては、定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶する記憶手段４５ａと、第１の所定時間内で、エンジン回転速度センサ３１からの回転速度および燃料噴射量センサ３２からの燃料の噴射量を記憶するとともに、そのときのエンジンの排気ガス温度を受け、その内の排気ガス温度から最も高い第１の排気ガス温度を選別する第１排気ガス温度選別手段４５ｂと、選別された最も高い第１の排気ガス温度を定格出力点相当の排気ガス温度を換算し、定格出力点相当の第２の排気ガス温度を求める排気ガス温度換算手段４５ｃと、換算された定格出力点相当の第２の排気ガス温度が閾値よりも高いときに警報を出力する警報出力手段（表示装置又は警報器等）４６と、からなる。
また、他の一つとしては、定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶する記憶手段４５ａと、エンジンのブローバイガス圧力３８を受け、その内のブローバイガス圧力から最も高い第１のブローバイガス圧力を第１の所定時間内で選別する第１ブローバイガス圧力選別手段４５ｄと、選別された最も高い第１のブローバイガス圧力を定格出力点相当のブローバイガス圧力に換算し、定格出力点相当の第２のブローバイガス圧力を求めるブローバイガス圧力換算手段４５ｅと、選別された第１のブローバイガス圧力が閾値よりも高いときに警報を出力する警報出力手段（表示装置又は警報器等）４６と、からなる。
このとき、排気ガス温度選別手段あるいはブローバイガス圧力の圧力選別手段は、所定時間間隔毎に検出するとともに、前回の検出値と今回の検出値とを比較し、高い方の排気温度あるいはブローバイガス圧力を記憶して残している。
なお、上記において、説明を容易にするため、定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶するようにしているが、このエンジンの定格出力点に限ることなく、その定格出力点の近傍の点、あるいは、最大出力トルク点のような点でも良く、このような所定の点を定格出力点相当としている。
【００２０】
次に、上記構成において、エンジン１の排気温度の異常検出方法を図２および図３のフローチャート図を用いて第１実施例の作動について説明する。
ステップ１では、まず１回目（今回）の、エンジン回転速度センサ３１から回転速度Ｎｅ、ラック１３の位置ｑから燃料の噴射量Ｑ、および、排気温度センサ３３から排気ガス温度Ｔｅｘ1 を検出し、その信号をそれぞれ制御部４５に出力している。
ステップ２では、制御部４５は、回転速度Ｎｅおよび燃料の噴射量Ｑからエンジン１の出力Ｆｔを演算するとともに、その時のエンジン出力Ｆｔ1 およびその時の１回目の排気ガス温度Ｔｅｘ1 を記憶する。
ステップ３では、所定時間間隔後ｔｎに次の２回目（次回）の、エンジン１の回転速度Ｎｅ2 、ラック１３の位置ｑから燃料の噴射量Ｑ2 、および、排気温度センサ３３で排気ガス温度Ｔｅｘ2 を検出し、その信号をそれぞれ制御部４５に出力している。
ステップ４では、制御部４５は、回転速度Ｎｅおよび燃料の噴射量Ｑからエンジン１の出力Ｆｔ2 を演算するとともに、その時の２回目の排気ガス温度Ｔｅｘ2 と１回目の排気ガス温度Ｔｅｘ1 とを比較し、高い方の排気ガス温度Ｔｅｘ、例えば、２回目の排気ガス温度Ｔｅｘ2 と、その時の２回目のエンジン出力Ｆｔ2 を記憶する。
【００２１】
ステップ５では、所定時間間隔後ｔｎに次の３回目を検出し、前に検出した１回目あるいは２回目の高い方の排気ガス温度Ｔｅｘ、この場合には、２回目の排気ガス温度Ｔｅｘ2 と次の３回目の排気ガス温度Ｔｅｘ3 と比較し、一番高い排気ガス温度Ｔｅｘ、例えば、２回目の排気ガス温度Ｔｅｘ2 と、その時の２回目のエンジン出力Ｆｔ2 を記憶する。この検出、および比較を所定時間（第１の所定時間）の間、例えば、２時間の間で行ないその時間内の最高の排気ガス温度Ｔｅｘｍと、その時のエンジン出力Ｆｔｍを記憶する。図４は、稼働中のエンジン１の出力Ｆｔの変化の推移を示し、横軸にエンジン１の回転速度Ｎｅを、縦軸に燃料の噴射量Ｑ、即ち、エンジン１の出力トルクＦｔを示す。また、一点鎖線Ｒａはエンジン１の出力トルク線を、Ｗｐは定格出力点を示す。また、実線Ｓｒは稼働中のエンジン１の出力Ｆｔの変化の推移を示し、(1) は１回目の検出、(2) は２回目の検出・・を示す。例えば、図示では記載しないが、２回目の検出時に排気ガス温度Ｔｅｘｍが最も高い点である。
【００２２】
ステップ６では、制御部４５は、２時間（第１の所定時間）の間のエンジン出力Ｆｔｍと最高の排気ガス温度Ｔｅｘｍとを、定格出力点Ｗｐの回転速度Ｎｅｐおよび燃料の噴射量Ｑｐでの排気ガス温度Ｔｅｐになるように補正する。この排気ガス温度Ｔｅｐ（以下、補正排気ガス温度Ｔｅｐという。）の補正は、制御部４５に記憶されている実験により求めたマップにより行われる。このマップは、例えば、図５に示すように、横軸に定格出力時の回転速度Ｎｅｐに対する検出時の回転速度Ｎｅｔを、縦軸に補正係数ΔＮをとり、回転速度の比と図中の換算線Ｕａより、回転速度に対する補正係数ΔＴを求め、乗算（補正排気ガス温度Ｔｅｐ＝ΔＴ×排気ガス温度Ｔｅｘｍ）により補正排気ガス温度Ｔｅｐを求める。
ステップ７では、この補正排気ガス温度Ｔｅｐは、さらに検出時のエンジン１の出力Ｆｔを定格出力点Ｗｐの排気ガス温度になるように補正し、第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａを求める。この第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａの補正は、制御部４５に記憶されている実験により求めたマップにより行われる。このマップは、例えば、図６に示すように、横軸に定格出力時の出力トルクＷｐに対する検出時の出力トルクＦｔを、縦軸に補正係数ΔＦをとり、出力トルクの比と図中の換算線Ｖａより、補正係数ΔＦを求め、乗算（第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａ＝ΔＦ×補正排気ガス温度Ｔｅｐ）により第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａを求める。
【００２３】
ステップ８では、第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａが閾値ＴＥＸＨよりも小さい（Ｔｅｐａ＜ＴＥＸＨ）か、否かを判定している。また、前回検出した第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａ1 と、今回検出した第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａ2 と、を比較し、その温度差が所定値よりも小さい、例えば５０℃よりも小さいか、否かを判定している。
ステップ８で第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａが閾値ＴＥＸＨよりも小さい、あるいは、前回と今回の第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａの温度差が所定値よりも小さい場合には、ステップ９に行く。ステップ９では、今回の第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａを記憶する。記憶したら次には、ステップ１に戻り、次の第１の所定時間での検出を継続する。次の状態、例えば次の２時間の排気ガス温度も、前回と同様に閾値以下であったら、次の状態の第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａを記憶する。さらに、ステップ１からステップ９を次々に行い、第１の所定時間での検出を継続する。第１の所定時間が所定回数（例えば、１０回）だけ行われ、第２の所定時間（例えば２０時間）が経過したらステップ１０に行く。
【００２４】
ステップ１０では、第１の所定時間の各回毎の第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａを加算して、第２の所定時間（例えば２０時間）の間の第２補正排気ガス平均温度Ｔｅｐａの平均値（第２補正排気ガス平均温度Ｔｅｐａｖ）を求め記憶する。この検出を順次繰り返して、第２補正排気ガス平均温度Ｔｅｐａｖを経時的( Ｔｅｐａｖ1 、Ｔｅｐａｖ2 ）に並べて記憶する。この経時的( Ｔｅｐａｖ1 、Ｔｅｐａｖ2 ）の増加率を見てエンジン１の異常傾向を判断しても良い。
図７は、稼働中のエンジン１の排気ガス温度の変化の推移を示し、横軸に時間ｓｔを、縦軸に排気ガス温度Ｔを示す。図中において、一回目の第１の所定時間の排気ガス温度Ｔｅｘから最も大きい排気ガス温度Ｔｅｘｍを選別し、その排気ガス温度Ｔｅｘｍを定格出力点Ｗｐに補正して、第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａを求め、その値を記憶する。この第１の所定時間を所定回数分（ｎ）繰り返して、一回目の第２の所定時間の第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａを求める。この第２の所定時間の第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａを平均して、第２補正排気ガス平均温度Ｔｅｐａｖを求めるとともに、その値を記憶する。これを繰り返していく。
【００２５】
ステップ１１では、前回の第２補正排気ガス平均温度Ｔｅｐａｖ1 と今回の第２補正排気ガス平均温度Ｔｅｐａｖ2
との温度差を求め、その温度差が所定値以下、例えば５０℃以下になったか、否かを判定している。ステップ１１で温度差が所定値以下の場合には、ステップ１に戻り、所定値よりも大きい場合には、ステップ１２に行く。
また前記ステップ８で、第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａが閾値ＴＥＸＨより大きいか、あるいは、前回と次回の第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａの温度差が所定値より大きい場合には、ステップ１２に行く。
ステップ１２では、エンジン１の異常の有と判定し、警報出力手段４６（表示装置あるいは警報器等）に警報の信号を出力している。
上記において、ステップ６とステップ７は入れ換えても良い。
【００２６】
また、上記において、ステップ６とステップ７とで検出値を定格点に補正するとき、大気圧力および大気温度に応じて次のように補正しても良い。
ステップ１で、大気圧力センサ３４および大気温度センサ３５により、エンジンの排気ガスを検出するときの大気の温度Ｔｔｍおよび圧力Ｔｔｐをも検出する。
ステップ７では、さらに、制御部４５は、大気圧力Ｔｔｐと排気ガス温度Ｔｅｘとの関係が、大気圧力Ｔｔｐが高い程、排気ガス温度Ｔｅｘが高くなることに着目して、大気圧力Ｔｔｐに合わせて、第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａをさらに、図８に示す実験により求めたマップを用いて補正する。図８に示すように、横軸に検出した大気圧力Ｔｔｐと大気圧力７６０ｍｍＨｇとの比を、縦軸に圧力換算用補正係数ΔＰａを取り、図中の換算線Ｘａより換算する圧力換算用補正係数ΔＰａを求め、乗算（第３補正排気ガス温度Ｔｅｐｂ＝ΔＰａ×第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａ）により第３補正排気ガス温度Ｔｅｐｂを求める。
【００２７】
また、制御部４５は、大気温度Ｔｔｍと排気ガス温度Ｔｅｘとの関係が、大気温度Ｔｔｍが高い程、排気ガス温度Ｔｅｘが高くなることに着目して、大気温度Ｔｔｍに合わせて、第３補正排気ガス温度Ｔｅｐｂをさらに、図９に示す実験により求めたマップを用いて補正する。図９に示すように、横軸に検出した大気温度Ｔｔｍと大気温度２５℃との比を、縦軸に温度換算用補正係数ΔＭａを取り、図中の換算線Ｘｂより換算する温度換算用補正係数ΔＭａを求め、乗算（第４補正排気ガス温度Ｔｅｐｃ＝ΔＭａ×第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａ）により第４補正排気ガス温度Ｔｅｐｃを求める。
この第４補正排気ガス温度Ｔｅｐｃをステップ８の第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａに置換して、ステップ８以降の判断に用いると、より正確な判断ができる。
【００２８】
次に、上記構成において、エンジン１のブローバイガス圧力の異常検出方法を図１０および図１１のフローチャート図を用いて第２実施例の作動について説明する。
ステップ２１では、まず１回目（今回）の、エンジン回転速度センサ３１から回転速度Ｎｅ、ラック１３の位置ｑから燃料の噴射量Ｑ、および、ブローバイガス圧力センサ３８からブローバイガス圧力Ｂｅｘ1 を検出し、その信号をそれぞれ制御部４５に出力している。
ステップ２２では、制御部４５は、回転速度Ｎｅおよび燃料の噴射量Ｑからエンジン１の出力Ｆｔを演算するとともに、その時のエンジン出力Ｆｔ1 およびその時の１回目のブローバイガス圧力Ｂｅｘ1 を記憶する。
ステップ２３では、所定時間間隔後ｔｎに次の２回目（次回）の、エンジン１の回転速度Ｎｅ、ラック１３の位置ｑから燃料の噴射量Ｑ、および、ブローバイガス圧力センサ３８でブローバイガス圧力Ｂｅｘ2 を検出し、その信号をそれぞれ制御部４５に出力している。
ステップ２４では、制御部４５は、回転速度Ｎｅおよび燃料の噴射量Ｑからエンジン１の出力Ｆｔ2 を演算するとともに、その時の２回目のブローバイガス圧力Ｂｅｘ2 と１回目のブローバイガス圧力Ｂｅｘ1 とを比較し、高い方のブローバイガス圧力Ｂｅｘ、例えば、２回目のブローバイガス圧力Ｂｅｘ2 と、その時の２回目のエンジン出力Ｆｔ2 を記憶する。
ステップ２５では、所定時間間隔後ｔｎに次の３回目を検出し、前に検出した１回目あるいは２回目の高い方のブローバイガス圧力Ｂｅｘ、この場合には、２回目のブローバイガス圧力Ｂｅｘ2 と次の３回目のブローバイガス圧力Ｂｅｘ3 と比較し、一番高いブローバイガス圧力Ｂｅｘ、例えば、２回目のブローバイガス圧力Ｂｅｘ2 と、その時の２回目のエンジン出力Ｆｔ2 を記憶する。この検出、および比較を所定時間（第１の所定時間）の間、例えば、２時間の間で行ないその時間内の最高のブローバイガス圧力Ｂｅｘｍと、その時のエンジン出力Ｆｔｍを記憶する。
【００２９】
ステップ２６では、制御部４５は、２時間の間のエンジン出力Ｆｔｍと最高のブローバイガス圧力Ｂｅｘｍとを、定格出力点Ｗｐの回転速度Ｎｅｐおよび燃料の噴射量Ｑｐでのブローバイガス圧力Ｂｅｐになるように補正する。このブローバイガス圧力Ｂｅｐ（以下、補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐという。）の補正は、制御部４５に記憶されている実験により求めたマップにより行われる。このマップは、例えば、図１２に示すように、横軸に定格出力時の回転速度Ｎｅｐに対する検出時の回転速度Ｎｅｔを、縦軸に補正係数ΔＢをとり、回転速度の比と図中の換算線Ｙａより、回転速度に対する補正係数ΔＢを求め、乗算（補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐ＝ΔＢ×ブローバイガス圧力Ｂｅｘｍ）により補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐを求める。
ステップ２７では、この補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐは、さらに検出時のエンジン１の出力Ｆｔを定格出力点Ｗｐのブローバイガス圧力になるように補正し、第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａを求める。この第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａの補正は、制御部４５に記憶されている実験により求めたマップにより行われる。このマップは、例えば、図１３に示すように、横軸に定格出力時の出力トルクＷｐに対する検出時の出力トルクＦｔを、縦軸に補正係数ΔＣをとり、出力トルクの比と図中の換算線Ｚａより、補正係数ΔＣを求め、乗算（第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａ＝ΔＣ×補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐ）により第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａを求める。
【００３０】
ステップ２８では、第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａが閾値ＢＥＸＨよりも小さい（Ｂｅｐａ＜ＢＥＸＨ）か、否かを判定している。また、前回検出した第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａ1と、今回検出した第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａ2 と、を比較し、その圧力比が所定値よりも小さい、例えば１．５倍よりも小さいか、否かを判定している。
ステップ２８で第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａが閾値ＢＥＸＨよりも小さいか、あるいは、前回と今回の第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａの圧力比が所定値よりも小さい場合には、ステップ２９に行く。ステップ２９では、今回の第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａを記憶する。記憶したら次には、ステップ２１に戻り、次の第１の所定時間での検出を継続する。次の状態、例えば次の２時間のブローバイガス圧力も、前回と同様に閾値以下であったら、次の状態の第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａを記憶する。さらに、ステップ２１からステップ２９を次々に行い、第１の所定時間での検出を継続する。第１の所定時間が所定回数（例えば、１０回）だけ行われ、第２の所定時間（例えば２０時間）が経過したらステップ３０に行く。
ステップ３０では、第１の所定時間の各回毎の第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａを加算して、第２の所定時間（例えば２０時間）の間の第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａの平均値（第２補正ブローバイガス平均圧力Ｂｅｐａｖ）を求め記憶する。この検出を順次繰り返して、第２補正ブローバイガス平均圧力Ｂｅｐａｖを経時的( Ｂｅｐａｖ1 、Ｂｅｐａｖ2 ）に並べて記憶する。
ステップ３１では、前回の第２補正ブローバイガス平均圧力Ｂｅｐａｖ1
と今回の第２補正ブローバイガス平均圧力Ｂｅｐａｖ2 との比を求め、その比が所定値以下、例えば１．５倍以下になったか、否かを判定している。ステップ３１で圧力比が所定値以下の場合には、ステップ２１に戻り、所定値よりも大きい場合には、ステップ３２に行く。
また前記ステップ２８で、第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａが閾値ＢＥＸＨ以上か、あるいは、前回と今回の第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａの圧力比が所定値以上の場合には、ステップ３２に行く。
ステップ３２では、エンジン１の異常の有と判定し、警報出力手段４６（表示装置あるいは警報器等）に警報の信号を出力している。
上記において、ステップ２６とステップ２７は入れ換えても良い。
【００３１】
なお、上記では、制御部４５は、回転速度Ｎｅおよび燃料の噴射量Ｑからエンジン１の出力Ｆｔを演算するとともに、その時のエンジン出力Ｆｔ1 およびその時の排気ガス温度Ｔｅｘ1 、あるいは、ブローバイガス圧力Ｂｅｘ1 を記憶するようにしたが、検出した所定時間内の回転速度Ｎｅ、燃料の噴射量Ｑ、および排気ガス温度Ｔｅｘ1 、あるいは、ブローバイガス圧力Ｂｅｘ1 を記憶して置き、そのなかから、定格点に近い回転速度および燃料の噴射量の排気ガス温度Ｔｅｘ1 、あるいは、ブローバイガス圧力Ｂｅｘ1 を用いるようにしても良い。
【００３２】
上記では、排気系統の排気ガス温度およびブローバイガス圧力を用いて説明したが、これに囚われることなく、潤滑油の油圧あるいは油温を用いて油圧系統の故障、吸気圧を用いてフィルタの目詰まり、あるいは吸気バルブ等の吸気系統の故障、燃料供給圧を用いて燃料ポンプ等の燃料系統、あるいは、冷却水温を用いて冷却系統の故障を早期に検出できることは言うまでもない。また、このようなエンジンの油圧、油温、吸気圧、燃料供給圧、あるいは、冷却水温等を特定データとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の過給機付ディーゼルエンジンの排気温度の異常検出装置の全体構成図である。
【図２】本発明の過給機付ディーゼルエンジンの排気温度の第１実施例の異常検出方法のフローチャート図である。
【図３】本発明の過給機付ディーゼルエンジンの排気温度の第１実施例の異常検出方法のフローチャート図である。
【図４】過給機付ディーゼルエンジンの排気温度の実施例の稼働中のエンジンの出力の変化の推移を説明する図である。
【図５】検出時のエンジンの回転速度と定格出力時の回転速度の比と、回転速度の補正係数の関係を説明する図である。
【図６】検出時のエンジンの出力トルクと定格出力時の出力トルクの比と、出力トルクの補正係数の関係を説明する図である。
【図７】過給機付ディーゼルエンジンの排気温度の実施例の稼働中の排気ガス温度の変化の推移を説明する図である。
【図８】検出時の大気圧力と大気圧力７６０ｍｍＨｇの比と、圧力換算用補正係数の関係を説明する図である。
【図９】検出時の大気温度と大気温度２５℃の比と、温度換算用補正係数の関係を説明する図である。
【図１０】本発明の過給機付ディーゼルエンジンのブローバイガス圧力の第２実施例の異常検出方法のフローチャート図である。
【図１１】本発明の過給機付ディーゼルエンジンのブローバイガス圧力の第２実施例の異常検出方法のフローチャート図である。
【図１２】検出時のエンジンの回転速度と定格出力時の回転速度の比と、回転速度に対するブローバイガス圧力の補正係数の関係を説明する図である。
【図１３】検出時のエンジンの出力トルクと定格出力時の出力トルクの比と、出力トルクに対するブローバイガス圧力の補正係数の関係を説明する図である。
【符号の説明】
１ 過給機付ディーゼルエンジン
２ エンジン本体
３ クランクケース
４ ピストン
５ クランクシャフト
６ ロッド
１０ 燃料噴射装置
１１ インジェクションポンプ
１２ プランジャ
１３ ラック
１４ ガバナ
１５ ダイヤフラム
１６ バネ
１７ ガバナケース
２０ 過給機
２１ 吸入配管
２３ 排気配管
２５ エアクリーナ
３０ 異常検出装置
３１ エンジン回転速度センサ
３２ 噴射量センサ
３３ 排気温度センサ
３４ 大気圧力センサ
３５ 大気温度センサ
３６ 吸入空気圧力センサ
３７ 吸入空気温度センサ
３８ ブローバイガス圧力センサ
４５ 制御部
４６ 警報出力手段（表示装置、警報器等）
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの異常検出装置および異常検出方法に係わり、特に、エンジンの燃料系統、潤滑系統、冷却系統、吸気系統、あるいは、排気系統等のそれぞれの特定のデータを検出し、それぞれの特定系統の異常を検出するエンジンの異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディーゼルエンジンにはターボチャジャーあるいは機械式過給機等が付設されて、吸入空気量の供給を増して出力を増大している。また、この吸入空気量の供給圧力を用いてディーゼルエンジンに供給する燃料の供給量を制御し、エンジンの停止の防止あるいは最大回転速度を制御するニューマチックガバナが用いられていることも知られている。また、ディーゼルエンジンの排気温度を検出し、その検出した排気温度と閾値とを比較して、次のようなエンジンの異常の有無を検出することも知られている。
▲１▼排気行程の排気ガスが吸気バルブから吸込側に流込むバルブの開閉の異常。
▲２▼排気ガス温度が上昇する過給機の故障。
▲３▼噴射量が増加して排気ガス温度が上昇する噴射装置の故障。
また、定期的、あるいは異常と思われるときに、オペレータがディーゼルエンジンのブローバイガス圧力を検出し、ピストンあるいはピストンリングの磨耗等の異常の有無を検出することも知られている。また、同様に、エンジンの潤滑油の圧力、温度を検出し、ポンプ、バルブ、調圧弁等の異常の有無を検出することも知られている。また、同様に、吸気圧力を検出し、フィルタの目詰まり等の有無を検出することも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ディーゼルエンジンの燃料系統、潤滑系統、冷却系統、吸気系統、あるいは、排気系統等の内の特定のデータ（例えば、排気温度）を検出し、その検出した特定のデータと閾値とを比較しただけでは、明らかに特定のデータが閾値から離れて高いときには判断を誤らないが、特定のデータが閾値に近い所で、閾値より低いときに、異常があっても異常がないと判断し、判断を誤りディーゼルエンジンの損傷を大きしてしまう。このとき、閾値を安全側にとって低めに設定すると、異常が無くても異常があると判断し、判断を誤ってしまい不要な点検を行い工数が無駄になるという問題がある。また、故障の少ない無負荷時、あるいは低速回転速度時にも特定のデータをいちいち検出するとともに、その値を補正して閾値と比較すると、大容量のコンピュータが必要になりコスト高になる。また、複数のコンピュータを用いると、制御が複雑になるとともに、制御速度が遅れるという問題がある。
また、定期的、あるいは異常と思われるときに、オペレータがディーゼルエンジンの特定のデータ（例えば、ブローバイガス圧力）を検出しても、経時的な変化を把握していないために、その都度の判断はできるが、部品（ピストンあるいはピストンリングの磨耗等）の変化を経時的に把握することができず、判断を正確にできないという問題がある。また、特定のデータが検出されるときに、エンジン出力等の検出の条件が一定しないため、正確な判断ができないという問題がある。
【０００４】
本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、エンジンの異常検出装置および異常検出方法に係わり、特に、エンジンの出力を検出するとともに、エンジンの燃料系統、潤滑系統、冷却系統、吸気系統、あるいは、排気系統等の内の特定のデータを検出し、その特定のデータを定格出力点近傍に換算して判断し、エンジンの燃料系統、潤滑系統、冷却系統、吸気系統、あるいは、排気系統等の異常等を確実に、速く、かつ効率良く検出するエンジンの異常検出装置および異常検出方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記の目的達成のため、本発明に係るエンジンの異常検出装置の第１の発明では、エンジンの燃料系統、潤滑系統、冷却系統、吸気系統、あるいは、排気系統等のそれぞれの特定のデータを検出し、それぞれの特定系統の異常を検出するエンジンの異常検出装置において、特定のデータを検出する特定データ用検出センサと、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、燃料の噴射量を検出する燃料噴射量センサと、定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶する記憶手段と、第１の所定時間内で、エンジン回転速度センサからの回転速度および燃料噴射量センサからの燃料の噴射量を記憶するとともに、特定データ用検出センサよりそのときの特定のデータを検出し、その内の特定のデータから大きい第１の特定のデータを選別する第１特定データ選別手段と、選別された最も大きい第１の特定のデータをエンジンの定格出力点相当のエンジンの回転速度および燃料噴射量での特定データに換算し、定格出力点相当の第２の特定データを求めるとともに、記憶する特定データ換算手段と、からなることを特徴とする。
上記構成により、エンジンの定格出力点の回転速度および燃料噴射量を記憶し、先ず始めのエンジンの回転速度、燃料の噴射量、および特定データを検出するとともに、その検出データも記憶する。次に、２回目のエンジンの回転速度、燃料の噴射量、および特定データを検出する。この２回目の検出した回転速度、および燃料の噴射量を記憶するとともに、２回目の特定データと始めの特定データを比較して、大きい方の特定データ、回転速度、燃料の噴射量の記憶を残す。このとき、小さい方の特定データは消去しても良い。この検出を第１の所定時間の間で継続して行い、最も大きい特定データを選別し記憶する。次に、この最も大きい特定データを、その時の検出した出力トルクから定格出力点相当時の回転速度および燃料の噴射量の特定データに補正するとともに、記憶して置く。この補正した特定データが閾値よりも大きいときに、検出した特定データ系統の異常を検出し、警報を出力する。
したがって、エンジンの特定データを検出した後に、絶えず一定条件での換算した特定データと閾値とを比較しているため、安定した比較ができるので閾値を異常発生時の近い数値に設定できる。これにより、エンジンの異常検出の精度が向上するため、判断を誤りエンジンの損傷を大きしてしまうこと、あるいは、不要な点検を行い工数が無駄になることなどが無くなる。
【０００６】
本発明に係るエンジンの異常検出装置の第１の発明を主体とする第２の発明では、第１の所定時間内での、第１の特定のデータから定格出力点相当の第２の特定データを求めるとともに、それを順次繰り返して行い、その内の大きい方の第２の特定データを選別する第２特定データ選別手段を有することを特徴とする。
上記構成により、所定時間内では、特定データの最も大きいデータより、エンジンの定格出力点相当に換算した第２の特定データを求める。次の所定時間内でも同様に、特定データの最も大きいデータより、エンジンの定格出力点相当に換算した第２の特定データを求める。前回の換算した第２の特定データと、今回の換算した第２の特定データとを比較して、大きい方の換算した第２の特定データを記憶し、次の換算した第２の特定データと比較する。このとき、所定時間内での最も大きい特定データと回転速度と燃料の噴射量は記憶に残して置き、さらに、次の大きな設定時間、例えば、１月間内の最高特性データが求められたとき、他の特定データは消去するようにしている。
これにより、前の所定時間内での特定データと次の所定時間内での特定データとを比較し、高い方の特定データを選別するとともに記憶に残し、他のデータを消去するため、コンピュータの記憶容量が少なくなり、効率良くコンピュータを活用できるとともに、他の制御にも活用できる。
【０００７】
本発明に係るエンジンの異常検出装置の第１の発明あるいは第２の発明を主体とする第３の発明では、換算された定格出力点相当の第２の特定データが閾値よりも高いときに警報を出力する警報出力手段と、からなることを特徴とする。
上記構成により、特定データが閾値よりも高いときに警報を出力するとともに、特定データの換算された第２の特定データが閾値よりも高いときに警報を出力する。
したがって、検出データでは警報が出力されず、換算したときに警報が出力されことにより、より精度の高い情報が得られるために故障等の検出が早くなり、大きな不具合を早期に見い出すことができる。
【０００８】
本発明に係るエンジンの異常検出装置の第４の発明では、エンジンの排気温度を検出してエンジンの燃料系統、あるいは、吸気および排気系統等の異常を検出するエンジンの異常検出装置において、エンジンの排気ガス温度を検出する排気ガス温度センサと、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、燃料の噴射量を検出する燃料噴射量センサと、定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶する記憶手段と、第１の所定時間内で、エンジン回転速度センサからの回転速度および燃料噴射量センサからの燃料の噴射量を記憶するとともに、そのときのエンジンの排気ガス温度を検出し、その内の排気ガス温度から最も高い第１の排気ガス温度を選別する第１排気ガス温度選別手段と、選別された最も高い第１の排気ガス温度を定格出力点相当のエンジンの回転速度および燃料噴射量での排気ガス温度に換算し、定格出力点相当の第２の排気ガス温度を求める排気ガス温度換算手段と、換算された定格出力点相当の第２の排気ガス温度が閾値よりも高いときに警報を出力する警報出力手段と、からなることを特徴とする。
上記構成により、エンジンの定格出力点の回転速度および燃料の噴射量を記憶するとともに、先ず始めのエンジンの回転速度、燃料の噴射量、および排気ガス温度を検出する。この検出した回転速度、および燃料の噴射量を記憶するとともに、このときの始めの排気ガス温度も記憶する。次に、２回目のエンジンの回転速度、燃料の噴射量、および排気ガス温度を検出する。この２回目の検出した回転速度、および燃料の噴射量を記憶するとともに、２回目の排気ガス温度と始めの排気ガス温度を比較して、大きい方の排気ガス温度を記憶する。このとき、小さい方の排気ガス温度は消去される。この検出を第１の所定時間の間で継続して行い、最も高い排気ガス温度を選別し記憶する。次に、この最も高い排気ガス温度を、その時の検出した出力トルクから定格出力点相当の回転速度および燃料の噴射量時の排気ガス温度に補正する。この補正した排気ガス温度が閾値よりも大きいときに、吸気および排気系統の異常を検出し、警報を出力する。また、他の方法として、第１の発明と同様に、所定時間内のデータを記憶しておき、その中から最も大きい特性データを求めても良い。
したがって、エンジンの排気温度を検出した後に、絶えず一定条件での換算した排気温度と閾値とを比較しているため、安定した比較ができるので閾値を異常発生時の近い数値に設定できる。これにより、エンジンの異常検出の精度が向上するため、判断を誤りエンジンの損傷を大きしてしまうこと、あるいは、不要な点検を行い工数が無駄になることなどが無くなる。
【０００９】
本発明に係るエンジンの異常検出装置の第４の発明を主体とする第５の発明では、大気の圧力を検出する大気圧力センサと、大気の温度を検出する大気温度センサと、大気温度２５℃、大気圧力７６０ｍｍＨｇ時に、定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶する記憶手段と、第１の排気ガス温度あるいは第２の排気ガス温度を、大気温度２５℃、大気圧力７６０ｍｍＨｇ時で、かつ、定格出力点相当の第３の排気ガス温度に換算する大気用換算手段と、換算された定格出力点相当の第３の排気ガス温度が閾値よりも高いときに警報を出力する警報出力手段と、からなることを特徴とする。
上記構成により、大気温度２５℃、大気圧力７６０ｍｍＨｇ時のエンジンの定格出力点の出力トルク記憶するとともに、エンジンの排気ガス温度、回転速度、および燃料の噴射量を検出する。この検出した回転速度、および燃料の噴射量からエンジンの出力を求めるとともに、その時の検出した排気ガス温度を、大気温度２５℃、大気圧力７６０ｍｍＨｇ、定格出力点相当の回転速度、および定格出力点相当の燃料の噴射量時の排気ガス温度に補正する。この補正した排気ガス温度が閾値よりも大きいときに、吸気および排気系統の異常を検出する。
したがって、上記に加えて、さらに排気ガスの温度が大気圧力および大気温度に応じて変化するので、排気ガス温度を所定の大気条件に合わせて換算し、その換算した排気ガス換算温度を一定の所定の閾値と比較し異常の有無を判断しているので、さらに精度良く検出することができる。また、第１実施例と同様に、エンジンの異常検出のさらに精度が向上するため、判断を誤りエンジンの損傷を大きくしてしまうこと、あるいは、不要な点検を行い工数が無駄になることなどが無くなる。
【００１０】
本発明に係るエンジンの異常検出装置の第６の発明では、エンジンのブローバイガス圧力を検出してエンジンのピストン、ピストンリング等の異常を検出するエンジンの異常検出装置において、エンジンのブローバイガス圧力を検出するブローバイガス圧力センサと、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、燃料の噴射量を検出する燃料噴射量センサと、定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶する記憶手段と、第１の所定時間内で、エンジン回転速度センサからの回転速度および燃料噴射量センサからの燃料の噴射量を記憶するとともに、そのときのエンジンのブローバイガス圧力を検出し、その内のブローバイガス圧力から最も高い第１のブローバイガス圧力を選別する第１ブローバイガス圧力選別手段と、選別された最も高い第１のブローバイガス圧力を定格出力点相当のエンジンの回転速度および燃料噴射量でのブローバイガス圧力に換算し、定格出力点相当の第２のブローバイガス圧力を求めるブローバイガス圧力換算手段と、換算された定格出力点相当の第２のブローバイガス圧力が閾値よりも高いときに警報を出力する警報出力手段と、からなることを特徴とする。
上記構成により、エンジンの定格出力点の回転速度および燃料噴射量を予め記憶しておき、先ず始めのエンジンの回転速度、燃料の噴射量、およびブローバイガス圧力を検出する。この検出した回転速度、および燃料の噴射量からエンジンの出力を求めるとともに、このときの始めのブローバイガス圧力を記憶する。次に、２回目のエンジンの回転速度、燃料の噴射量、およびブローバイガス圧力を検出する。この２回目の検出した回転速度、および燃料の噴射量からエンジンの出力を求めるとともに、２回目のブローバイガス圧力と始めのブローバイガス圧力を比較して、大きい方のブローバイガス圧力を記憶する。このとき、小さい方のブローバイガス圧力は消去される。この検出を第１の所定時間の間で継続して行い、最も高いブローバイガス圧力を選別し記憶する。次に、この最も高いブローバイガス圧力を、その時の検出した出力トルクから定格出力点相当の回転速度および燃料の噴射量の時のブローバイガス圧力に補正する。この補正したブローバイガス圧力が閾値よりも大きいときに、吸気および排気系統の異常を検出し、警報を出力する。
したがって、エンジンの排気温度を検出した後に、絶えず一定条件での換算したブローバイガス圧力と閾値とを比較しているため、安定した比較ができるので、閾値を異常発生時のブローバイガス圧力に近い数値に設定できる。これにより、エンジンの異常検出の精度が向上するため、判断を誤りエンジンの損傷を大きくしてしまうこと、あるいは、不要な点検を行い工数が無駄になることなどが無くなる。
【００１１】
本発明に係るエンジンの異常検出装置の第４の発明、あるいは第６の発明を主体とする第７の発明では、第１排気ガス温度選別手段、あるいは、第１ブローバイガス圧力選別手段は、所定時間間隔毎に検出した前回と今回の値の内の高い方を記憶して残すことを特徴とする。
上記構成により、所定時間間隔毎に検出したデータを比較し、その内の大きい数値の方のデータを残し、小さい数値の方のデータを消去していき、所定時間の間の最も大きいデータを選別し、記憶する。
これにより、前の排気ガス温度と次の排気ガス温度とを比較し、高い方の排気ガス温度を選別するとともに、低い方の排気ガス温度を消去するため、コンピュータの記憶容量が少なくなり、効率良くコンピュータが活用ができるとともに、他の制御にも活用できる。
【００１３】
本発明に係るエンジンの異常検出方法の第１の発明は、エンジンの排気温度を検出してエンジンの燃料系統、あるいは、吸気および排気系統等の異常を検出するエンジンの異常検出方法において、第１の所定時間内で、エンジン回転速度および燃料の噴射量を検出するとともに、そのときのエンジンの排気ガス温度を検出し、その内の排気ガス温度から最も高い第１の排気ガス温度を選別し、選別された最も高い第１の排気ガス温度を定格出力点相当のエンジン回転速度および燃料噴射量での排気ガス温度に換算して定格出力点相当の第２の排気ガス温度を求め、換算された定格出力点相当の第２の排気ガス温度が閾値よりも高いときに警報を出力することを特徴とする。
上記方法により、エンジンの異常検出装置の第４の発明と同様な作用、効果が得られる。
【００１４】
本発明に係るエンジンの異常検出方法の第２の発明は、エンジンのブローバイガス圧力を検出してエンジンのピストン、ピストンリング等の異常を検出するエンジンの異常検出方法において、第１の所定時間内で、エンジン回転速度および燃料の噴射量を検出するとともに、そのときのエンジンのブローバイガス圧力を検出し、その内のブローバイガス圧力から最も高い第１のブローバイガス圧力を選別し、選別された最も高い第１のブローバイガス圧力を定格出力点相当のエンジン回転速度および燃料噴射量でのブローバイガス圧力に換算して定格出力点相当の第２のブローバイガス圧力を求め、換算された定格出力点相当の第２のブローバイガス圧力が閾値よりも高いときに警報を出力することを特徴とする。
上記方法により、エンジンの異常検出装置の第６の発明と同様な作用、効果が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態および実施例】
以下に、本発明に係るエンジンの異常検出装置および異常検出方法の実施例について、図面を参照して詳述する。
図１は本発明の過給機付ディーゼルエンジンの排気温度およびブローバイガス圧力の異常検出装置３０の全体構成図である。
同図において、過給機付ディーゼルエンジン１（以下、エンジン１という。）は、エンジン本体２と、燃料噴射装置１０と、ターボチャジー等の過給機２０と、エアクリーナ２５からなり、さらに、エンジン１には、排気温度およびブローバイガス圧力の異常検出装置３０が付設されている。
エンジン本体２は、クランクケース３に設けられたシリンダ内にピストン４が慴動自在に挿入され、ピストン４はクランクシャフト５にロッド６を介して連結されている。
【００１６】
燃料噴射装置１０は、図示しない燃料ポンプからの燃料を受けて吐出するインジェクションポンプ１１と、インジェクションポンプ１１のプランジャ１２に噛み合うラック１３と、ラック１３に接続され供給する燃料を増減するガバナ１４とからなる。ガバナ１４はラック１３に接続するダイヤフラム１５と、ダイヤフラム１５を押圧するバネ１６と、ダイヤフラム１５を保持するとともにバネ１６を収納するガバナケース１７とからなる。バネ１６を収納する側１７ａのガバナケース１７は、後述する吸入配管２１にガバナ用配管２２で接続されている。また、ガバナケース１７のバネ１６を収納する反対側１７ｂは大気に開放されている。
【００１７】
ターボチャジー等の過給機２０は、ブロワ２０ａとタービン２０ｂとからなり、ブロワ２０ａは図示しない吸入バルブを経て吸入配管２１によりエンジンのシリンダに、また、タービン２０ｂは図示しない排気バルブを経て排気配管２３によりシリンダに接続されている。
また、過給機２０のブロワ２０ａはエアクリーナ用配管２６を介してエアクリーナ２５に接続されている。また、タービン２０ｂは排気を大気に放出する図示しない排気管に接続されている。
【００１８】
排気温度およびブローバイガス圧力の異常検出装置３０は、エンジン回転速度センサ３１と、噴射量センサ３２と、排気温度センサ３３と、大気圧力センサ３４と、大気温度センサ３５と、ブローバイガス圧力センサ３８と、および、各センサに接続される制御部４５とからなる。
エンジン回転速度センサ３１はクランクシャフト５に配設され過給機付ディーゼルエンジン１の回転速度Ｎｅを検出している。
噴射量センサ３２はラック１３に配設され、ラック１３の位置ｑを検出して燃料の噴射量Ｑを検出し、エンジン１の出力を検出している。
排気温度センサ３３は、エンジン１のシリンダと過給機２０との間の排気配管２３に配設され、エンジン１からの排気ガス温度Ｔｅｘを検出するとともに、後述する換算によりエンジンの異常の有無を検出している。
大気圧力センサ３４および大気温度センサ３５は、ガバナケース２７のバネ２６を収納する反対側２７ｂに配設され、大気圧力Ｔｔｐおよび大気温度Ｔｔｍを検出している。この大気圧力センサ３４および大気温度センサ３５は、エンジン１の他の外観部に設けても良い。
ブローバイガス圧力センサ３８は、エンジン本体２のクランクケース３に配設され、エンジン１のブローバイガス圧力を検出している。
【００１９】
制御部４５は、上記の各センサが接続され、それぞれからの信号を受け、一つとしては、定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶する記憶手段４５ａと、第１の所定時間内で、エンジン回転速度センサ３１からの回転速度および燃料噴射量センサ３２からの燃料の噴射量を記憶するとともに、そのときのエンジンの排気ガス温度を受け、その内の排気ガス温度から最も高い第１の排気ガス温度を選別する第１排気ガス温度選別手段４５ｂと、選別された最も高い第１の排気ガス温度を定格出力点相当の排気ガス温度を換算し、定格出力点相当の第２の排気ガス温度を求める排気ガス温度換算手段４５ｃと、換算された定格出力点相当の第２の排気ガス温度が閾値よりも高いときに警報を出力する警報出力手段（表示装置又は警報器等）４６と、からなる。
また、他の一つとしては、定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶する記憶手段４５ａと、エンジンのブローバイガス圧力３８を受け、その内のブローバイガス圧力から最も高い第１のブローバイガス圧力を第１の所定時間内で選別する第１ブローバイガス圧力選別手段４５ｄと、選別された最も高い第１のブローバイガス圧力を定格出力点相当のブローバイガス圧力に換算し、定格出力点相当の第２のブローバイガス圧力を求めるブローバイガス圧力換算手段４５ｅと、選別された第１のブローバイガス圧力が閾値よりも高いときに警報を出力する警報出力手段（表示装置又は警報器等）４６と、からなる。
このとき、排気ガス温度選別手段あるいはブローバイガス圧力の圧力選別手段は、所定時間間隔毎に検出するとともに、前回の検出値と今回の検出値とを比較し、高い方の排気温度あるいはブローバイガス圧力を記憶して残している。
なお、上記において、説明を容易にするため、定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶するようにしているが、このエンジンの定格出力点に限ることなく、その定格出力点の近傍の点、あるいは、最大出力トルク点のような点でも良く、このような所定の点を定格出力点相当としている。
【００２０】
次に、上記構成において、エンジン１の排気温度の異常検出方法を図２および図３のフローチャート図を用いて第１実施例の作動について説明する。
ステップ１では、まず１回目（今回）の、エンジン回転速度センサ３１から回転速度Ｎｅ、ラック１３の位置ｑから燃料の噴射量Ｑ、および、排気温度センサ３３から排気ガス温度Ｔｅｘ1 を検出し、その信号をそれぞれ制御部４５に出力している。
ステップ２では、制御部４５は、回転速度Ｎｅおよび燃料の噴射量Ｑからエンジン１の出力Ｆｔを演算するとともに、その時のエンジン出力Ｆｔ1 およびその時の１回目の排気ガス温度Ｔｅｘ1 を記憶する。
ステップ３では、所定時間間隔後ｔｎに次の２回目（次回）の、エンジン１の回転速度Ｎｅ2 、ラック１３の位置ｑから燃料の噴射量Ｑ2 、および、排気温度センサ３３で排気ガス温度Ｔｅｘ2 を検出し、その信号をそれぞれ制御部４５に出力している。
ステップ４では、制御部４５は、回転速度Ｎｅおよび燃料の噴射量Ｑからエンジン１の出力Ｆｔ2 を演算するとともに、その時の２回目の排気ガス温度Ｔｅｘ2 と１回目の排気ガス温度Ｔｅｘ1 とを比較し、高い方の排気ガス温度Ｔｅｘ、例えば、２回目の排気ガス温度Ｔｅｘ2 と、その時の２回目のエンジン出力Ｆｔ2 を記憶する。
【００２１】
ステップ５では、所定時間間隔後ｔｎに次の３回目を検出し、前に検出した１回目あるいは２回目の高い方の排気ガス温度Ｔｅｘ、この場合には、２回目の排気ガス温度Ｔｅｘ2 と次の３回目の排気ガス温度Ｔｅｘ3 と比較し、一番高い排気ガス温度Ｔｅｘ、例えば、２回目の排気ガス温度Ｔｅｘ2 と、その時の２回目のエンジン出力Ｆｔ2 を記憶する。この検出、および比較を所定時間（第１の所定時間）の間、例えば、２時間の間で行ないその時間内の最高の排気ガス温度Ｔｅｘｍと、その時のエンジン出力Ｆｔｍを記憶する。図４は、稼働中のエンジン１の出力Ｆｔの変化の推移を示し、横軸にエンジン１の回転速度Ｎｅを、縦軸に燃料の噴射量Ｑ、即ち、エンジン１の出力トルクＦｔを示す。また、一点鎖線Ｒａはエンジン１の出力トルク線を、Ｗｐは定格出力点を示す。また、実線Ｓｒは稼働中のエンジン１の出力Ｆｔの変化の推移を示し、(1) は１回目の検出、(2) は２回目の検出・・を示す。例えば、図示では記載しないが、２回目の検出時に排気ガス温度Ｔｅｘｍが最も高い点である。
【００２２】
ステップ６では、制御部４５は、２時間（第１の所定時間）の間のエンジン出力Ｆｔｍと最高の排気ガス温度Ｔｅｘｍとを、定格出力点Ｗｐの回転速度Ｎｅｐおよび燃料の噴射量Ｑｐでの排気ガス温度Ｔｅｐになるように補正する。この排気ガス温度Ｔｅｐ（以下、補正排気ガス温度Ｔｅｐという。）の補正は、制御部４５に記憶されている実験により求めたマップにより行われる。このマップは、例えば、図５に示すように、横軸に定格出力時の回転速度Ｎｅｐに対する検出時の回転速度Ｎｅｔを、縦軸に補正係数ΔＮをとり、回転速度の比と図中の換算線Ｕａより、回転速度に対する補正係数ΔＴを求め、乗算（補正排気ガス温度Ｔｅｐ＝ΔＴ×排気ガス温度Ｔｅｘｍ）により補正排気ガス温度Ｔｅｐを求める。
ステップ７では、この補正排気ガス温度Ｔｅｐは、さらに検出時のエンジン１の出力Ｆｔを定格出力点Ｗｐの排気ガス温度になるように補正し、第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａを求める。この第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａの補正は、制御部４５に記憶されている実験により求めたマップにより行われる。このマップは、例えば、図６に示すように、横軸に定格出力時の出力トルクＷｐに対する検出時の出力トルクＦｔを、縦軸に補正係数ΔＦをとり、出力トルクの比と図中の換算線Ｖａより、補正係数ΔＦを求め、乗算（第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａ＝ΔＦ×補正排気ガス温度Ｔｅｐ）により第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａを求める。
【００２３】
ステップ８では、第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａが閾値ＴＥＸＨよりも小さい（Ｔｅｐａ＜ＴＥＸＨ）か、否かを判定している。また、前回検出した第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａ1 と、今回検出した第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａ2 と、を比較し、その温度差が所定値よりも小さい、例えば５０℃よりも小さいか、否かを判定している。
ステップ８で第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａが閾値ＴＥＸＨよりも小さい、あるいは、前回と今回の第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａの温度差が所定値よりも小さい場合には、ステップ９に行く。ステップ９では、今回の第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａを記憶する。記憶したら次には、ステップ１に戻り、次の第１の所定時間での検出を継続する。次の状態、例えば次の２時間の排気ガス温度も、前回と同様に閾値以下であったら、次の状態の第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａを記憶する。さらに、ステップ１からステップ９を次々に行い、第１の所定時間での検出を継続する。第１の所定時間が所定回数（例えば、１０回）だけ行われ、第２の所定時間（例えば２０時間）が経過したらステップ１０に行く。
【００２４】
ステップ１０では、第１の所定時間の各回毎の第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａを加算して、第２の所定時間（例えば２０時間）の間の第２補正排気ガス平均温度Ｔｅｐａの平均値（第２補正排気ガス平均温度Ｔｅｐａｖ）を求め記憶する。この検出を順次繰り返して、第２補正排気ガス平均温度Ｔｅｐａｖを経時的( Ｔｅｐａｖ1 、Ｔｅｐａｖ2 ）に並べて記憶する。この経時的( Ｔｅｐａｖ1 、Ｔｅｐａｖ2 ）の増加率を見てエンジン１の異常傾向を判断しても良い。
図７は、稼働中のエンジン１の排気ガス温度の変化の推移を示し、横軸に時間ｓｔを、縦軸に排気ガス温度Ｔを示す。図中において、一回目の第１の所定時間の排気ガス温度Ｔｅｘから最も大きい排気ガス温度Ｔｅｘｍを選別し、その排気ガス温度Ｔｅｘｍを定格出力点Ｗｐに補正して、第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａを求め、その値を記憶する。この第１の所定時間を所定回数分（ｎ）繰り返して、一回目の第２の所定時間の第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａを求める。この第２の所定時間の第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａを平均して、第２補正排気ガス平均温度Ｔｅｐａｖを求めるとともに、その値を記憶する。これを繰り返していく。
【００２５】
ステップ１１では、前回の第２補正排気ガス平均温度Ｔｅｐａｖ1 と今回の第２補正排気ガス平均温度Ｔｅｐａｖ2
との温度差を求め、その温度差が所定値以下、例えば５０℃以下になったか、否かを判定している。ステップ１１で温度差が所定値以下の場合には、ステップ１に戻り、所定値よりも大きい場合には、ステップ１２に行く。
また前記ステップ８で、第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａが閾値ＴＥＸＨより大きいか、あるいは、前回と次回の第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａの温度差が所定値より大きい場合には、ステップ１２に行く。
ステップ１２では、エンジン１の異常の有と判定し、警報出力手段４６（表示装置あるいは警報器等）に警報の信号を出力している。
上記において、ステップ６とステップ７は入れ換えても良い。
【００２６】
また、上記において、ステップ６とステップ７とで検出値を定格点に補正するとき、大気圧力および大気温度に応じて次のように補正しても良い。
ステップ１で、大気圧力センサ３４および大気温度センサ３５により、エンジンの排気ガスを検出するときの大気の温度Ｔｔｍおよび圧力Ｔｔｐをも検出する。
ステップ７では、さらに、制御部４５は、大気圧力Ｔｔｐと排気ガス温度Ｔｅｘとの関係が、大気圧力Ｔｔｐが高い程、排気ガス温度Ｔｅｘが高くなることに着目して、大気圧力Ｔｔｐに合わせて、第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａをさらに、図８に示す実験により求めたマップを用いて補正する。図８に示すように、横軸に検出した大気圧力Ｔｔｐと大気圧力７６０ｍｍＨｇとの比を、縦軸に圧力換算用補正係数ΔＰａを取り、図中の換算線Ｘａより換算する圧力換算用補正係数ΔＰａを求め、乗算（第３補正排気ガス温度Ｔｅｐｂ＝ΔＰａ×第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａ）により第３補正排気ガス温度Ｔｅｐｂを求める。
【００２７】
また、制御部４５は、大気温度Ｔｔｍと排気ガス温度Ｔｅｘとの関係が、大気温度Ｔｔｍが高い程、排気ガス温度Ｔｅｘが高くなることに着目して、大気温度Ｔｔｍに合わせて、第３補正排気ガス温度Ｔｅｐｂをさらに、図９に示す実験により求めたマップを用いて補正する。図９に示すように、横軸に検出した大気温度Ｔｔｍと大気温度２５℃との比を、縦軸に温度換算用補正係数ΔＭａを取り、図中の換算線Ｘｂより換算する温度換算用補正係数ΔＭａを求め、乗算（第４補正排気ガス温度Ｔｅｐｃ＝ΔＭａ×第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａ）により第４補正排気ガス温度Ｔｅｐｃを求める。
この第４補正排気ガス温度Ｔｅｐｃをステップ８の第２補正排気ガス温度Ｔｅｐａに置換して、ステップ８以降の判断に用いると、より正確な判断ができる。
【００２８】
次に、上記構成において、エンジン１のブローバイガス圧力の異常検出方法を図１０および図１１のフローチャート図を用いて第２実施例の作動について説明する。
ステップ２１では、まず１回目（今回）の、エンジン回転速度センサ３１から回転速度Ｎｅ、ラック１３の位置ｑから燃料の噴射量Ｑ、および、ブローバイガス圧力センサ３８からブローバイガス圧力Ｂｅｘ1 を検出し、その信号をそれぞれ制御部４５に出力している。
ステップ２２では、制御部４５は、回転速度Ｎｅおよび燃料の噴射量Ｑからエンジン１の出力Ｆｔを演算するとともに、その時のエンジン出力Ｆｔ1 およびその時の１回目のブローバイガス圧力Ｂｅｘ1 を記憶する。
ステップ２３では、所定時間間隔後ｔｎに次の２回目（次回）の、エンジン１の回転速度Ｎｅ、ラック１３の位置ｑから燃料の噴射量Ｑ、および、ブローバイガス圧力センサ３８でブローバイガス圧力Ｂｅｘ2 を検出し、その信号をそれぞれ制御部４５に出力している。
ステップ２４では、制御部４５は、回転速度Ｎｅおよび燃料の噴射量Ｑからエンジン１の出力Ｆｔ2 を演算するとともに、その時の２回目のブローバイガス圧力Ｂｅｘ2 と１回目のブローバイガス圧力Ｂｅｘ1 とを比較し、高い方のブローバイガス圧力Ｂｅｘ、例えば、２回目のブローバイガス圧力Ｂｅｘ2 と、その時の２回目のエンジン出力Ｆｔ2 を記憶する。
ステップ２５では、所定時間間隔後ｔｎに次の３回目を検出し、前に検出した１回目あるいは２回目の高い方のブローバイガス圧力Ｂｅｘ、この場合には、２回目のブローバイガス圧力Ｂｅｘ2 と次の３回目のブローバイガス圧力Ｂｅｘ3 と比較し、一番高いブローバイガス圧力Ｂｅｘ、例えば、２回目のブローバイガス圧力Ｂｅｘ2 と、その時の２回目のエンジン出力Ｆｔ2 を記憶する。この検出、および比較を所定時間（第１の所定時間）の間、例えば、２時間の間で行ないその時間内の最高のブローバイガス圧力Ｂｅｘｍと、その時のエンジン出力Ｆｔｍを記憶する。
【００２９】
ステップ２６では、制御部４５は、２時間の間のエンジン出力Ｆｔｍと最高のブローバイガス圧力Ｂｅｘｍとを、定格出力点Ｗｐの回転速度Ｎｅｐおよび燃料の噴射量Ｑｐでのブローバイガス圧力Ｂｅｐになるように補正する。このブローバイガス圧力Ｂｅｐ（以下、補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐという。）の補正は、制御部４５に記憶されている実験により求めたマップにより行われる。このマップは、例えば、図１２に示すように、横軸に定格出力時の回転速度Ｎｅｐに対する検出時の回転速度Ｎｅｔを、縦軸に補正係数ΔＢをとり、回転速度の比と図中の換算線Ｙａより、回転速度に対する補正係数ΔＢを求め、乗算（補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐ＝ΔＢ×ブローバイガス圧力Ｂｅｘｍ）により補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐを求める。
ステップ２７では、この補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐは、さらに検出時のエンジン１の出力Ｆｔを定格出力点Ｗｐのブローバイガス圧力になるように補正し、第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａを求める。この第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａの補正は、制御部４５に記憶されている実験により求めたマップにより行われる。このマップは、例えば、図１３に示すように、横軸に定格出力時の出力トルクＷｐに対する検出時の出力トルクＦｔを、縦軸に補正係数ΔＣをとり、出力トルクの比と図中の換算線Ｚａより、補正係数ΔＣを求め、乗算（第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａ＝ΔＣ×補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐ）により第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａを求める。
【００３０】
ステップ２８では、第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａが閾値ＢＥＸＨよりも小さい（Ｂｅｐａ＜ＢＥＸＨ）か、否かを判定している。また、前回検出した第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａ1と、今回検出した第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａ2 と、を比較し、その圧力比が所定値よりも小さい、例えば１．５倍よりも小さいか、否かを判定している。
ステップ２８で第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａが閾値ＢＥＸＨよりも小さいか、あるいは、前回と今回の第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａの圧力比が所定値よりも小さい場合には、ステップ２９に行く。ステップ２９では、今回の第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａを記憶する。記憶したら次には、ステップ２１に戻り、次の第１の所定時間での検出を継続する。次の状態、例えば次の２時間のブローバイガス圧力も、前回と同様に閾値以下であったら、次の状態の第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａを記憶する。さらに、ステップ２１からステップ２９を次々に行い、第１の所定時間での検出を継続する。第１の所定時間が所定回数（例えば、１０回）だけ行われ、第２の所定時間（例えば２０時間）が経過したらステップ３０に行く。
ステップ３０では、第１の所定時間の各回毎の第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａを加算して、第２の所定時間（例えば２０時間）の間の第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａの平均値（第２補正ブローバイガス平均圧力Ｂｅｐａｖ）を求め記憶する。この検出を順次繰り返して、第２補正ブローバイガス平均圧力Ｂｅｐａｖを経時的( Ｂｅｐａｖ1 、Ｂｅｐａｖ2 ）に並べて記憶する。
ステップ３１では、前回の第２補正ブローバイガス平均圧力Ｂｅｐａｖ1
と今回の第２補正ブローバイガス平均圧力Ｂｅｐａｖ2 との比を求め、その比が所定値以下、例えば１．５倍以下になったか、否かを判定している。ステップ３１で圧力比が所定値以下の場合には、ステップ２１に戻り、所定値よりも大きい場合には、ステップ３２に行く。
また前記ステップ２８で、第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａが閾値ＢＥＸＨ以上か、あるいは、前回と今回の第２補正ブローバイガス圧力Ｂｅｐａの圧力比が所定値以上の場合には、ステップ３２に行く。
ステップ３２では、エンジン１の異常の有と判定し、警報出力手段４６（表示装置あるいは警報器等）に警報の信号を出力している。
上記において、ステップ２６とステップ２７は入れ換えても良い。
【００３１】
なお、上記では、制御部４５は、回転速度Ｎｅおよび燃料の噴射量Ｑからエンジン１の出力Ｆｔを演算するとともに、その時のエンジン出力Ｆｔ1 およびその時の排気ガス温度Ｔｅｘ1 、あるいは、ブローバイガス圧力Ｂｅｘ1 を記憶するようにしたが、検出した所定時間内の回転速度Ｎｅ、燃料の噴射量Ｑ、および排気ガス温度Ｔｅｘ1 、あるいは、ブローバイガス圧力Ｂｅｘ1 を記憶して置き、そのなかから、定格点に近い回転速度および燃料の噴射量の排気ガス温度Ｔｅｘ1 、あるいは、ブローバイガス圧力Ｂｅｘ1 を用いるようにしても良い。
【００３２】
上記では、排気系統の排気ガス温度およびブローバイガス圧力を用いて説明したが、これに囚われることなく、潤滑油の油圧あるいは油温を用いて油圧系統の故障、吸気圧を用いてフィルタの目詰まり、あるいは吸気バルブ等の吸気系統の故障、燃料供給圧を用いて燃料ポンプ等の燃料系統、あるいは、冷却水温を用いて冷却系統の故障を早期に検出できることは言うまでもない。また、このようなエンジンの油圧、油温、吸気圧、燃料供給圧、あるいは、冷却水温等を特定データとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の過給機付ディーゼルエンジンの排気温度の異常検出装置の全体構成図である。
【図２】本発明の過給機付ディーゼルエンジンの排気温度の第１実施例の異常検出方法のフローチャート図である。
【図３】本発明の過給機付ディーゼルエンジンの排気温度の第１実施例の異常検出方法のフローチャート図である。
【図４】過給機付ディーゼルエンジンの排気温度の実施例の稼働中のエンジンの出力の変化の推移を説明する図である。
【図５】検出時のエンジンの回転速度と定格出力時の回転速度の比と、回転速度の補正係数の関係を説明する図である。
【図６】検出時のエンジンの出力トルクと定格出力時の出力トルクの比と、出力トルクの補正係数の関係を説明する図である。
【図７】過給機付ディーゼルエンジンの排気温度の実施例の稼働中の排気ガス温度の変化の推移を説明する図である。
【図８】検出時の大気圧力と大気圧力７６０ｍｍＨｇの比と、圧力換算用補正係数の関係を説明する図である。
【図９】検出時の大気温度と大気温度２５℃の比と、温度換算用補正係数の関係を説明する図である。
【図１０】本発明の過給機付ディーゼルエンジンのブローバイガス圧力の第２実施例の異常検出方法のフローチャート図である。
【図１１】本発明の過給機付ディーゼルエンジンのブローバイガス圧力の第２実施例の異常検出方法のフローチャート図である。
【図１２】検出時のエンジンの回転速度と定格出力時の回転速度の比と、回転速度に対するブローバイガス圧力の補正係数の関係を説明する図である。
【図１３】検出時のエンジンの出力トルクと定格出力時の出力トルクの比と、出力トルクに対するブローバイガス圧力の補正係数の関係を説明する図である。
【符号の説明】
１ 過給機付ディーゼルエンジン
２ エンジン本体
３ クランクケース
４ ピストン
５ クランクシャフト
６ ロッド
１０ 燃料噴射装置
１１ インジェクションポンプ
１２ プランジャ
１３ ラック
１４ ガバナ
１５ ダイヤフラム
１６ バネ
１７ ガバナケース
２０ 過給機
２１ 吸入配管
２３ 排気配管
２５ エアクリーナ
３０ 異常検出装置
３１ エンジン回転速度センサ
３２ 噴射量センサ
３３ 排気温度センサ
３４ 大気圧力センサ
３５ 大気温度センサ
３６ 吸入空気圧力センサ
３７ 吸入空気温度センサ
３８ ブローバイガス圧力センサ
４５ 制御部
４６ 警報出力手段（表示装置、警報器等）
Claims (9)
- エンジンの燃料系統、潤滑系統、冷却系統、吸気系統、あるいは、排気系統等のそれぞれの特定のデータを測定し、それぞれの特定系統の異常を検出するエンジンの異常検出装置において、
特定のデータを検出する特定データ用検出センサと、
エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、
燃料の噴射量を検出する燃料噴射量センサと、
定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶する記憶手段と、
第１の所定時間内で、エンジン回転速度センサからの回転速度および燃料噴射量センサからの燃料の噴射量を記憶するとともに、特定データ用検出センサよりそのときの特定のデータを検出し、その内の特定のデータから大きい第１の特定のデータを選別する第１特定データ選別手段と、
選別された最も大きい第１の特定のデータをエンジンの定格出力点相当のエンジンの回転速度および燃料噴射量での特定データに換算し、定格出力点相当の第２の特定データを求めるとともに、記憶する特定データ換算手段とからなることを特徴とするエンジンの異常検出装置。 - 第１の所定時間内での、第１の特定のデータから定格出力点相当の第２の特定データを求めるとともに、それを順次繰り返して行い、その内の大きい方の第２の特定データを選別する第２特定データ選別手段を有することを特徴とする請求項１記載のエンジンの異常検出装置。
- 換算された定格出力点相当の第２の特定データが閾値よりも高いときに警報を出力する警報出力手段とからなることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載のエンジンの異常検出装置。
- エンジンの排気温度を検出してエンジンの燃料系統、あるいは、吸気および排気系統等の異常を検出するエンジンの異常検出装置において、
エンジンの排気ガス温度を検出する排気ガス温度センサと、
エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、
燃料の噴射量を検出する燃料噴射量センサと、
定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶する記憶手段と、
第１の所定時間内で、エンジン回転速度センサからの回転速度および燃料噴射量センサからの燃料の噴射量を記憶するとともに、そのときのエンジンの排気ガス温度を検出し、その内の排気ガス温度から最も高い第１の排気ガス温度を選別する第１排気ガス温度選別手段と、
選別された最も高い第１の排気ガス温度を定格出力点相当のエンジンの回転速度および燃料噴射量での排気ガス温度に換算し、定格出力点相当の第２の排気ガス温度を求める排気ガス温度換算手段と、
換算された定格出力点相当の第２の排気ガス温度が閾値よりも高いときに警報を出力する警報出力手段とからなることを特徴とするエンジンの異常検出装置。 - 大気の圧力を検出する大気圧力センサと、
大気の温度を検出する大気温度センサと、
大気温度２５℃、大気圧力７６０ｍｍＨｇ時に、定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶する記憶手段と、
第１の排気ガス温度あるいは第２の排気ガス温度を、大気温度２５℃、大気圧力７６０ｍｍＨｇ時で、かつ、定格出力点相当の第３の排気ガス温度に換算する大気用換算手段と、
換算された定格出力点相当の第３の排気ガス温度が閾値よりも高いときに警報を出力する警報出力手段とからなることを特徴とする請求項４記載のエンジンの異常検出装置。 - エンジンのブローバイガス圧力を検出してエンジンのピストン、ピストンリング等の異常を検出するエンジンの異常検出装置において、
エンジンのブローバイガス圧力を検出するブローバイガス圧力センサと、
エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、
燃料の噴射量を検出する燃料噴射量センサと、
定格出力点のエンジンの回転速度および燃料噴射量を記憶する記憶手段と、
第１の所定時間内で、エンジン回転速度センサからの回転速度および燃料噴射量センサからの燃料の噴射量を記憶するとともに、そのときのエンジンのブローバイガス圧力を検出し、その内のブローバイガス圧力から最も高い第１のブローバイガス圧力を選別する第１ブローバイガス圧力選別手段と、
選別された最も高い第１のブローバイガス圧力を定格出力点相当のエンジンの回転速度および燃料噴射量でのブローバイガス圧力に換算し、定格出力点相当の第２のブローバイガス圧力を求めるブローバイガス圧力換算手段と、換算された定格出力点相当の第２のブローバイガス圧力が閾値よりも高いときに警報を出力する警報出力手段とからなることを特徴とするエンジンの異常検出装置。 - 請求項４あるいは請求項６記載のエンジンの異常検出装置において、
第１排気ガス温度選別手段、あるいは、第１ブローバイガス圧力選別手段は、所定時間間隔毎に検出した前回と今回の値の内の高い方を記憶して残すことを特徴とするエンジンの異常検出装置。 - エンジンの排気温度を検出してエンジンの燃料系統、あるいは、吸気および排気系統等の異常を検出するエンジンの異常検出方法において、
第１の所定時間内で、エンジン回転速度および燃料の噴射量を検出するとともに、そのときのエンジンの排気ガス温度を検出し、その内の排気ガス温度から最も高い第１の排気ガス温度を選別し、
選別された最も高い第１の排気ガス温度を定格出力点相当のエンジン回転速度および燃料噴射量での排気ガス温度に換算して定格出力点相当の第２の排気ガス温度を求め、
換算された定格出力点相当の第２の排気ガス温度が閾値よりも高いときに警報を出力することを特徴とするエンジンの異常検出方法。 - エンジンのブローバイガス圧力を検出してエンジンのピストン、ピストンリング等の異常を検出するエンジンの異常検出方法において、
第１の所定時間内で、エンジン回転速度および燃料の噴射量を検出するとともに、そのときのエンジンのブローバイガス圧力を検出し、その内のブローバイガス圧力から最も高い第１のブローバイガス圧力を選別し、
選別された最も高い第１のブローバイガス圧力を定格出力点相当のエンジン回転速度および燃料噴射量でのブローバイガス圧力に換算して定格出力点相当の第２のブローバイガス圧力を求め、換算された定格出力点相当の第２のブローバイガス圧力が閾値よりも高いときに警報を出力することを特徴とするエンジンの異常検出方法。
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