JPH0810178B2

JPH0810178B2 - 自家発電用ディーゼルエンジンの診断装置

Info

Publication number: JPH0810178B2
Application number: JP62167444A
Authority: JP
Inventors: 照夫五嶋; 正人貝原
Original assignee: ダイハツディ−ゼル株式会社
Priority date: 1987-07-03
Filing date: 1987-07-03
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPS6412243A

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野この発明は、エンジン各部の正常・異常をエンジン音
から判定し表示する自家発電用ディーゼルエンジンの診
断装置に関する。

従来技術病院，電話局，放送局，無人中継局などでは停電時用
の自家発電装置を備えることが一般的である。このよう
な自家発電装置はいつでも運転できる状態になくてはな
らないから定期的に点検されるが、発電装置の自家発電
用ディーゼルエンジンが始動できないというような明ら
かな異常は別として、たとえばエンジンの吸気弁端間隙
の異常等のようにエンジンの運転にすぐには支障を生じ
ないような異常を日常的な点検により発見することは困
難である。

しかし、上記のような異常が原因となって停電時の運
転中に自家発電装置が故障したのでは、自家発電装置を
備えておいた意味がないから、上記のような異常でも早
期に検出しておくのが強く望まれることである。

そこで、例えば特開昭61−66140号公報に開示のよう
に、エンジン音からエンジンの状態を自動診断し、診断
結果を表示する装置が提案されている。

発明の課題本発明は、エンジン音からエンジンの状態を自動診断
する装置において、エンジン各部の異常を容易かつ的確
に容易し得るように、従来の診断装置に比べてより精度
の高い診断を行うことが出来るように改良することを課
題としてなされたものであり、特に自家発電装置用ディ
ーゼルエンジンの診断に有用な装置を提供することを主
目的とするものである。

発明の構成本発明の自動発電用ディーゼルエンジンの診断装置
は、（ａ）エンジン音をとらえる少なくとも１個のマイ
クロホン、（ｂ）前記マイクロホンからの出力信号から所定の周波
数成分を選択するフィルタ手段、（ｃ）診断項目に応じて前記周波数成分を切り換える周
波数成分切替手段、（ｄ）エンジンの回転位置に応じたタイミング信号を出
力するタイミング信号出力手段、（ｅ）診断項目に応じた負荷状態にエンジンを設定する
エンジン負荷状態設定手段、（ｆ）エンジンの負荷状態検出手段、（ｇ）前記フィルタ手段からの出力信号を包絡線検波に
より直流成分化し、これをデジタルデータに変換する処
理手段、（ｈ）前記処理手段からのデジタル出力信号と前記タイ
ミング信号とエンジン負荷状態検出手段からの信号とに
基づき、且つ、診断項目に応じて所定期間の音圧の平均
レベル，ピークレベル及びピーク出現タイミングを求
め、予め設定された所定の基準値と比較して正常・異常
を分析する分析手段、及び（ｉ）その分析手段による分析結果を表示する表示手段を具備してなることを構成上の特徴とするものである。

実施例以下、図に示す実施例に基づいて本発明を更に詳しく
説明する。ここに第１図は本発明の一実施例のエンジン
診断装置のブロック図、第２図は第１図に示す実施例装
置の作動の概略フローチャート、第３図は同装置の作動
の異常診断フローチャート、第４図は正常な場合と吸気
弁端間隙に異常がある場合の音圧レベルのデータ例示
図、第５図は正常な場合と失火（減筒）運転の場合の音
圧レべルのデータ例示図である。なお、図に示す実施例
により本発明が限定されるものではない。

第１図に示すエンジン診断装置１は、自家発電機Ｇの
ディーゼルエンジンＥの診断を行う装置である。

ディーゼルエンジンＥは、例えば４サイクル,6シリン
ダのディーゼルエンジンである。

ディーゼルエンジンＥのエンジン音は、マイクロホン２
で捕らえられ、アンプ３を介して、フィルタ４に入力さ
れる。

フィルタ４は、電圧同調式のハイパスフィルタとロー
パスフィルタとを組み合わせて、所定の周波数帯域の成
分のみを選択的に出力するものである。周波数の選択
は、マイコンシステム10から与えられる周波数コントロ
ール信号によって行われる。

フィルタ４の出力信号は、エンベロープコンバータ５
によって包絡線検波され、そのエンベロープコンバータ
５の出力は、高速A/Dコンバータ６に入力される。

高速A/Dコンバータ６には、ディーゼルエンジンＥか
ら検出された上死点パルスが、タイミングをとるための
トリガ信号として入力されている。

高速A/Dコンバータ６の出力信号は、データメモリ７
にストアされ、パーソナルコンピュータ20により読み出
される。

マイコンシステム10は、FOラックより負荷信号を読み
取り、診断項目に応じた周波数成分を選択するためにフ
ィルタ４へ周波数コントロール信号を出力する。また、
角度パルス信号を読み取り、タイミングの判断を行っ
て、パーソナルコンピュータ20へタイミングデータを出
力する。

パーソナルコンピュータ20は、前記データメモリ７か
ら得た音圧データと前記マイコンシステム10から得たタ
イミングデータとに基づき、診断項目に応じて所定期間
の音圧の平均レベル，ピークレベルおよびピーク出現タ
イミングを求める。また、予め設定された所定の基準面
を記憶し、それら基準面と前記音圧の平均レベルとを比
較し、所定項目毎に正常・異常を分析する。更に、分析
結果をCRTに表示し、Ｘ−Ｙプロッタに記録する。

異常が検出されると、パーソナルコンピュータ20は、
その旨をCRT表示すると共に、マイコンシステム10に知
らせる。マイコンシステム10は、アラームランプを点滅
する。

第２図は上記エンジン診断装置１の作動を示すフロー
チャートである。

まず、目的とする診断項目に応じたエンジン回転数と
負荷量とを初期条件セットする（S1）。例えば、「吸気
弁端間隙」の診断項目について回転数1200rpm,,負荷０
％と指定されておれば、それらの数値を入力する。

パーソナルコンピュータ20は、初期条件がセットされ
ると、ディスクから対応する診断項目の正常データをロ
ードする（S2）。

一方、マイコンシステム10は、運転状態データを読み
込んでおり（S3）、設定された初期条件を満足する運転
状態にあるか否かをチェックしている（S4）。

ディーゼルエンジンＥの運転状態が初期条件に合致し
ていない場合は、CRTに運転状態の調整の必要がある旨
を表示する（S5）。

運転状態が初期条件に合致すれば、CRTに運転状態OK
の表示が行われる（S6）ので、オペレータは、診断開始
の指示を与える（S7）。

診断開始の指示が与えられると、マイコンシステム10
は、負荷量から診断項目を判断し、周波数コントロール
信号を出力してフィルタ４における周波数を選択する。

例えば、無負荷運転であれば、診断項目は「吸気弁端
間隙」であると判断し、これらの項目についての周波数
として3.5kHz〜4.7kHzを選択するようにフィルタ４に周
波数コントロール信号を与える。

これは本発明の発明者により、「吸気弁端間隙」の診
断項目については無負荷運転の状態での周波数帯域3.5k
Hz〜4.7kHzに異常が顕著に現れる事実が見出されたこと
によるものである。

高速A/Dコンバータ６は、上死点パルスに基づくタイ
ミングで音圧データの変換を行い、データメモリ７に蓄
積する。

パーソナルコンピュータ20は、マイコンシステム10か
ら与えられるタイミングデータに基づいてデータメモリ
７から適宜音圧データを読み取る（S8）。

データサンプリング処理（S8）が終わると、異常診断
を行う（S9）。

異常診断の結果はCRT,X−Ｙプロッタ，アラームラン
プに表示されると共に、ディスクに収納される（S1
0）。

さて、異常診断は第３図に示すような手順で行われ
る。

まず、負荷量がチェックされ（S11）、無負荷であれ
ば、吸気弁端間隙の異常診断が行われる（S12）。

吸気弁端間隙の異常診断は、音圧レベルのピーク値と
その出現タイミングとによって行われる。これは、弁ガ
イドと弁棒のクリアランスの拡大により音圧のピークレ
ベルが高くなり、また、弁の動作が遅れるためタイミン
グも変化するからである。

例えば第４図に示すように、吸気弁端間隙が正常の場
合は実線の音圧レベル変化となり、異常の場合は破線の
音圧レベル変化となるので、0.7V以上のピークレベルが
検出されると共に、その出現タイミングがNo.4シリンダ
の吸気弁の開時期付近であるときNo.4シリンダの吸気弁
端間隙が異常であると診断できる。

No.1〜No.6シリンダについて吸気弁端間隙の異常を診
断すると（S13）、異常診断を終了する。

オペレータは、無負荷運転での診断を終了すると、次
に「失火（減筒）運転」の診断項目について指定された
初期条件をセットする（S1）。例えば回転数1200rpm、
負荷50％と入力する。

これによりパーソナルコンピュータ20は、対応する項
目についての正常データをロードする（S2）。

オペレータは、CRTで運転状態OKの表示がなされるよ
うにディーゼルエンジンＥを調整する。

例えば1/2負荷運転であれば、診断項目は「失火（減
筒）運転」であると判断し、これらの項目についての周
波数として550Hz〜910Hzを選択するようにフィタ４に周
波数コントロール信号を与える。

これは本発明の発明者により、「失火（減筒）運転」
の診断項目については1/2負荷運転の状態での周波数帯
域550Hz〜910Hzに異常が顕著に現れる事実が見出された
ことによるものである。

パーソナルコンピュータ20は、データサンプリングを
行い（S8）、異常診断を行う（S9）。

第３図に示すように、異常診断処理では、無負荷運転
でなく1/2負荷運転であることをチェックし（S11）、ま
ず失火（減筒）運転であるか否かの診断を行う（S1
7）。

失火（減筒）運転の異常診断では、燃料噴射時期付近
のタイミングで音圧レベルが下がることを検出する。こ
れは、失火により燃焼音の発生がなくなるため、音圧レ
ベルが低下するからである。

例えば第５図は、No.4シリンダの燃料噴射時期付近で
音圧レベルが下がっているから、No.4シリンダの失火で
あると判断できる。

No.1シリンダからNo.6シリンダまでの失火（減筒）運
転の診断を行うと（S18）、異常診断の処理を終了す
る。

なお、各項目の異常診断を例えば数十回のエンジンサ
イクルについて行い、その80％以上で異常と診断される
場合にのみ異常の表示を行うようにしてもよい。

以上の説明から理解されるように、このエンジン診断
装置１によれば、自家発電装置用ディーゼルエンジンＥ
のエンジン状態の正常・異常の判断を容易に且つ的確に
自動的に行うことができる。

他の実施例としては、「吸気弁端間隙」の診断におい
て、周波数帯域2.1KHz〜3.0KHzで、音圧レベルのピーク
値が吸気弁の閉時期付近で出現するか否かによって正常
・異常を判断するものが挙げられる。

また、「失火（減筒）運転」の診断において、周波数
帯域400Hz〜550Hzを選択するものが挙げられる。また、
この項目については、無負荷運転で診断を行うものが挙
げられる。

更に、他の実施例としては、無負荷運転の状態で、
「排気弁端間隙」，「ラジエターファンベルト緩み」の
診断項目で異常診断を行うものが挙げられる。

例えば「排気弁端間隙」の異常診断は、排気弁を開く
タイミング付近での音圧レベルのピーク値の有無により
行う。これは、弁ガイドと弁棒のクリアランスの拡大に
より音圧のピークレベルが高くなり、また、弁の動作が
遅れるためタイミングが変化するからである。一方、周
波数帯域2.1KHz〜3.0KHzで、高圧レベルのピーク値が排
気弁の閉時期付近で出現するか否かによって「排気弁端
間隙」の異常診断を行うものも挙げられる。

また、例えば「ラジエターファンベルト緩み」の異常
診断は、音圧の平均レベルが上がるので、１エンジンサ
イクルについて音圧レベルを積算し、その値が正常な場
合に比べて一定以上大きいか否かによって判断する。こ
れは、テンションの緩みによりラジエターファンベルト
が滑るような状態或いは叩くような状態となり、全体的
に騒音のレベルが高くなるからである。一方、周波数帯
域1.3KHz〜2.0KHz,2.1KHz〜3.0KHzについて音圧レベル
の積算値を取り、正常値と比較して正常・異常の判断を
行うものも挙げられる。また、この項目については、1/
2負荷運転で診断を行うものも挙げられる。

また、他の実施例としては、1/2負荷運転の状態で、
「噴射時期」，「噴射圧力」の診断項目で異常診断を行
うものが挙げられる。

例えば「噴射時期」の異常診断は、音圧レベルのピー
ク値とその出現タイミングによって判断される。これ
は、噴射時期の遅延により燃焼のタイミングが変化し、
またこれに起因して音圧レベルも変化するからである。
一方、周波数帯域400Hz〜550Hzの音圧レベルから「噴射
時期異常」を診断するものも挙げられる。

また、例えば「噴射圧力」の異常診断は、所定期間の
音圧レベルの平均レベルを比較して判断する。これは、
圧力低下によりノッキング音のような異音を燃焼のタイ
ミングより若干遅れ気味に生じるからである。一方、周
波数帯域400Hz〜550Hz,1.3KHz〜2.0KHzを選択して「噴
射圧力」の異常診断を行うものも挙げられる。

発明の効果本発明によれば、（ａ）エンジン音をとらえる少なくとも１個のマイクロ
ホン、（ｂ）前記マイクロホンからの出力信号から所定の周波
数成分を選択するフィルタ手段、（ｃ）診断項目に応じて前記周波数成分を切り換える周
波数成分切替手段、（ｄ）エンジンの回転位置に応じたタイミング信号を出
力するタイミング信号出力手段、（ｅ）診断項目に応じた負荷状態にエンジンを設定する
エンジン負荷状態設定手段、（ｆ）エンジンの負荷状態検出手段、（ｇ）前記フィルタ手段からの出力信号と包絡線検波に
より直流成分化し、これをデジタルデータに変換する処
理手段、（ｈ）前記処理手段からのデジタル出力信号と前記タイ
ミング信号とエンジン負荷状態検出手段からの信号とに
基づき、且つ、診断項目に応じて所定期間の音圧の平均
レベル，ピークレベル及びピーク出現タイミングを求
め、予め設定された所定の基準値と比較して正常・異常
を分析する分析手段、及び（ｉ）その分析手段による分析結果を表示する表示手段を具備してなることを特徴とする自家発電用ディーゼル
エンジンの診断装置が提供され、これにより上記診断項
目に応じた所定の周波数成分データのみを正確に絞り込
んで選択的に取り出して分析に供するため、診断項目に
対応する周波数帯域のフィルタを複数備える必要がなく
簡単な構成とすることができると共に、更に本発明で
は、エンジンを上記診断項目に対して最も異常を検出し
易い負荷状態に設定の上デジタルデータに基づいて診断
を行い得ることから、極めて精度の良い診断を簡便に行
うことができる。この為、専門家でなくてもエンジン各
部の異常を容易かつ的確に発見することができる。

特に、自家発電装置用のディーゼルエンジンの異常診
断が好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のエンジン診断装置のブロッ
ク図、第２図は第１図に示す実施例装置の作動の概略フ
ローチャート、第３図は同装置の作動の異常診断フロー
チャート、第４図は正常な場合と吸気弁端間隙に異常が
ある場合の音圧レベルのデータ例示図、第５図は正常な
場合と失火（減筒）運転の場合の音圧レベルのデータ例
示図である。符号の説明１……エンジン診断装置２……マイクロホン４……フィルタ 10……マイコンシステム 20……パーソナルコンピュータＥ……自家発電装置用ディーゼルエンジン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）エンジン音をとらえる少なくとも１
個のマイクロホン、（ｂ）前記マイクロホンからの出力信号から所定の周波
数成分を選択するフィルタ手段、（ｃ）診断項目に応じて前記周波数成分を切り換える周
波数成分切替手段、（ｄ）エンジンの回転位置に応じたタイミング信号を出
力するタイミング信号出力手段、（ｅ）診断項目に応じた負荷状態にエンジンを設定する
エンジン負荷状態設定手段、（ｆ）エンジンの負荷状態検出手段、（ｇ）前記フィルタ手段からの出力信号と包絡線検波に
より直流成分化し、これをデジタルデータに変換する処
理手段、（ｈ）前記処理手段からのデジタル出力信号と前記タイ
ミング信号とエンジン負荷状態検出手段からの信号とに
基づき、且つ、診断項目に応じて所定期間の音圧の平均
レベル，ピークレベル及びピーク出現タイミングを求
め、予め設定された所定の基準値と比較して正常・異常
を分析する分析手段、及び（ｉ）その分析手段による分析結果を表示する表示手段を具備してなることを特徴とする自家発電用ディーゼル
エンジンの診断装置。
【請求項２】周波数成分切替手段が、吸気弁端間隙の診
断項目については約1KHz〜約5KHzの周波数帯域を選択
し、失火（減筒）については約400Hz〜約2KHzの周波数
帯域を選択する特許請求の範囲第１項記載の自家発電用
ディーゼルエンジンの診断装置。
【請求項３】分析手段が、無負荷時における音圧のピー
クレベルとその出現タイミングとにより吸気弁端間隙を
分析する特許請求の範囲第２項記載の自家発電用ディー
ゼルエンジンの診断装置。
【請求項４】分析手段が、1/2負荷時における燃料噴射
時期前後の期間の音圧の平均レベルにより失火（減筒）
を分析する特許請求の範囲第２項または第３項のいずれ
か一つに記載の自家発電用ディーゼルエンジンの診断装
置。