(57)【要約】【課題】グロープラグの異常を検出した場合に異常原因の解決を促進する。【解決手段】内燃機関の各気筒に設置されたグロープラグ３３を診断するための診断装置は、何れかの気筒のグロープラグに発生した異常を検出する異常検出部１０２と、異常検出部によって異常が検出されたグロープラグについて、そのグロープラグが異常である旨と、そのグロープラグの気筒番号とを含む情報に対応した第１診断コードを記憶する記憶部１０１とを備える。記憶部は、異常が検出されたグロープラグの気筒番号が所定の気筒番号である場合には、その旨に対応した第２診断コードを第１診断コードと共に記憶する。【選択図】図３
2020041429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の各気筒に設置されたグロープラグを診断するための診断装置であって、
何れかの気筒の前記グロープラグに発生した異常を検出する異常検出部と、
前記異常検出部によって異常が検出された前記グロープラグについて、当該グロープラグが異常である旨と、当該グロープラグの気筒番号とを含む情報に対応した第１診断コードを記憶する記憶部と、
を備え、
前記記憶部は、異常が検出された前記グロープラグの気筒番号が所定の気筒番号である場合には、その旨に対応した第２診断コードを前記第１診断コードと共に記憶する
ことを特徴とする診断装置。
【請求項２】
前記所定の気筒番号は、前記内燃機関に設けられた凹部の水溜まり領域に前記グロープラグが設置されている気筒番号である
請求項１に記載の診断装置。
【請求項３】
前記記憶部に着脱可能に接続され、前記記憶部に記憶された前記第１診断コードおよび前記第２診断コードを読み出す診断ツールをさらに備え、
前記診断ツールは、前記第２診断コードを読み出したとき、前記第２診断コードに対応した表示を行う
請求項１または２に記載の診断装置。
【請求項４】
前記第２診断コードに対応した表示は、前記所定の気筒番号における特有の異常原因を除去する旨のテキストメッセージまたは音声メッセージを含む
請求項３に記載の診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は診断装置に係り、特に、内燃機関の各気筒に設置されたグロープラグを診断するための診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、特に直噴式内燃機関としてのディーゼルエンジンにおいては、主にエンジン始動時に噴射燃料の燃焼を補助するため、グロープラグが各気筒に設置されている。また、これら各気筒のグロープラグの異常（故障、不具合等を含む）を検出する装置も公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１２８９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
グロープラグは、経年劣化等により断線故障することがある。一般的な診断装置は、その故障を検出して警告し、故障したグロープラグの修理、交換等をユーザに促す。
【０００５】
しかし、グロープラグの設置箇所によっては、故障したグロープラグの修理交換等を行うだけでは根本的な故障原因が解決しない。従って、診断装置の構成としても、単に故障を検出し警告を行うだけでは、根本的な故障原因が解決せず、新たに設置したグロープラグが再度故障することがあり得る。
【０００６】
そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、グロープラグの異常を検出した場合に異常原因の解決を促進し得る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】
【０００７】
本開示の一の態様によれば、
内燃機関の各気筒に設置されたグロープラグを診断するための診断装置であって、
何れかの気筒の前記グロープラグに発生した異常を検出する異常検出部と、
前記異常検出部によって異常が検出された前記グロープラグについて、当該グロープラグが異常である旨と、当該グロープラグの気筒番号とを含む情報に対応した第１診断コードを記憶する記憶部と、
を備え、
前記記憶部は、異常が検出された前記グロープラグの気筒番号が所定の気筒番号である場合には、その旨に対応した第２診断コードを前記第１診断コードと共に記憶する
ことを特徴とする診断装置が提供される。
【０００８】
好ましくは、前記所定の気筒番号は、前記内燃機関に設けられた凹部の水溜まり領域に前記グロープラグが設置されている気筒番号である。
【０００９】
好ましくは、前記診断装置は、前記記憶部に着脱可能に接続され、前記記憶部に記憶された前記第１診断コードおよび前記第２診断コードを読み出す診断ツールをさらに備え、
前記診断ツールは、前記第２診断コードを読み出したとき、前記第２診断コードに対応した表示を行う。
【００１０】
好ましくは、前記第２診断コードに対応した表示は、前記所定の気筒番号における特有の異常原因を除去する旨のテキストメッセージまたは音声メッセージを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、グロープラグの異常を検出した場合に異常原因の解決を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】車両を示す概略右側面図である。
【図２】内燃機関を示す縦断後面図である。
【図３】制御装置兼診断装置の構成を示すブロック図である。
【図４】診断コード記憶の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。
【００１４】
本実施形態に係る診断装置は、図１に示すような車両Ｖ、具体的にはキャブオーバー型トラックといった大型車両に適用される。車両Ｖに搭載される動力源としての内燃機関（エンジンともいう）Ｅは、直噴式内燃機関、具体的にはディーゼルエンジンである。但し車両および内燃機関の種類、用途等に限定はなく、例えば車両は乗用車等の小型車両であってもよいし、エンジンはガソリンエンジンであってもよい。車両Ｖの直交三軸（前後左右上下）の各方向を矢印で示す。
【００１５】
車両Ｖははしご形シャシフレーム５１を有し、その左右のサイドレール間のスペースにエンジンＥが縦置き状態で配置されている。５２はティルト可能なキャブ、５３は前輪、５４はマッドガードを示す。エンジンＥは、キャブ５２の下のエンジンルーム内に、かつ左右の前輪５３の間の位置に配置されている。エンジンＥの後側にはクラッチ５５と変速機５６が順次連結される。
【００１６】
本実施形態のエンジンＥは直列４気筒エンジンである。但しエンジンＥの気筒数およびシリンダ配置形式はこれに限定されない。前から順に＃１，＃２，＃３，＃４気筒がそれぞれ配置される。車両のレイアウト上の理由により、エンジンＥは後傾状態で配置される。図はこの様子を誇張して示す。クランクシャフトの中心軸であるクランク軸Ｃｒは、その後側が前側より低くなるよう、水平方向に対して傾斜されている。
【００１７】
図２に示すように、本実施形態のエンジンＥは、ピストン２と、ピストン２が昇降可能かつ同軸に収容されたシリンダ３と、シリンダ３の上端開口を閉じるシリンダヘッド４と、ピストン２の外周面に装着された複数（本実施形態では三つ）のピストンリング５と、これらにより画成された閉空間である燃焼室６とを備える。シリンダ３はシリンダブロック９に形成される。またエンジン１は、シリンダヘッド４に取り付けられ燃焼室６内に燃料を噴射するインジェクタ７を備える。インジェクタ７は、コモンレール（図示せず）から供給された高圧燃料を噴射する。
【００１８】
Ｃはシリンダ３の中心軸（シリンダ軸という）を示し、ピストン２はシリンダ軸Ｃと同軸に配置される。ピストン２は、その頂面８の中央部に凹設されたキャビティ１１を有する。本実施形態のキャビティ１１はリエントラント型であり、下方の底部側に対し上方の入口側が絞られた形状となっている。但しキャビティ１１の形状は任意であり、トロイダル型、深皿型、浅皿型等であってもよい。ピストン２の内部にはオイル通路１７が形成され、このオイル通路１７に向かって冷却用オイルが図示しないオイルジェットから上向きに噴射される。ピストン２はピストンピン１０およびコンロッド１２を介してクランクシャフト（図示せず）に連結される。
【００１９】
複数の噴孔を有するインジェクタ７の先端部７Ａは、燃焼室６の中心部に配置されている。本実施形態では、インジェクタ７がシリンダ軸Ｃと同軸に配置されているが、シリンダ軸Ｃに対し非同軸に、あるいは傾斜して配置されてもよい。複数の噴孔は、半径方向外側かつ斜め下に向かって放射状に燃料（もしくは燃料噴霧）を噴射する。
【００２０】
シリンダヘッド４の右側部には吸気マニホールド２１が取り付けられる。吸気マニホールド２１は、シリンダヘッド４に形成された各気筒の吸気ポート２２（図１参照）に吸気を分配供給する。他方、図示省略するが、シリンダヘッド４の左側部には排気マニホールドが取り付けられる。排気マニホールドは、各気筒の排気ポートから排出された排気を集合させる。各気筒の吸気ポート２２は図示しない吸気弁により開閉され、各気筒の排気ポートは図示しない排気弁により開閉される。
【００２１】
図２に示すように、シリンダヘッド４にはヘッド側フランジ２３が形成され、吸気マニホールド２１にはマニホールド側フランジ２４が形成される。マニホールド側フランジ２４がヘッド側フランジ２３に密着され、図示しないボルト等によって固定されることで、吸気マニホールド２１はシリンダヘッド４に取り付けられる。
【００２２】
シリンダヘッド４において、ヘッド側フランジ２３の左側（すなわちエンジン幅方向中心側）に位置する吸気マニホールド取付部３１の上端部には、下方に向かって凹んだ凹部２５が形成される。図２に示すような後面視の場合、凹部２５は、ヘッド側フランジ２３によって形成された凹部右側面２６と、凹部底面２７と、凹部左側面２８とによって画成される。
【００２３】
また図１に示すような右側面視の場合、凹部２５は、凹部前端面２９と、凹部底面２７と、凹部後端面３０とによって画成される。これら凹部右側面２６、凹部底面２７、凹部左側面２８、凹部前端面２９および凹部後端面３０は、いずれもシリンダヘッド４に一体に形成される。こうして凹部２５は、前後左右と下方が閉じられ上方が開放された凹状に形成される。
【００２４】
凹部２５および凹部底面２７は、吸気マニホールド２１の前後長にほぼ等しい長さだけ前後方向に延び、全気筒に跨がって延びる。図２に示すように、この凹部底面２７の各気筒の位置に、グロープラグ取付穴３２が設けられ、このグロープラグ取付穴３２にグロープラグ３３が挿入して取り付けられる。
【００２５】
グロープラグ取付穴３２は、凹部左側面２８付近の凹部底面２７上に開口された一端と、燃焼室６内のインジェクタ先端部７Ａ付近でシリンダヘッド４下面に開口された他端とを有する。グロープラグ取付穴３２は、その一端から他端まで、シリンダ軸Ｃに対し傾斜して延び、半径方向外側から内側に向かって斜め下に延びる。
【００２６】
グロープラグ３３は、グロープラグ取付穴３２にその上方すなわち一端から挿入される。グロープラグ３３の雄ネジ部３４がグロープラグ取付穴３２の雌ネジ部３５に締め付けられることで、グロープラグ３３はグロープラグ取付穴３２内に固定される。こうして固定されると、グロープラグ３３の先端部のヒータ部３６は、シリンダヘッド４下面から燃焼室６内に僅かに突出され、インジェクタ７から噴射された燃料噴霧に接触可能となる。よってヒータ部３６で燃料噴霧を加熱もしくは着火させることができ、エンジン始動時における燃料の燃焼を補助することができる。なおヒータ部３６とは、グロープラグ３３がオン（作動）されたときに高温まで加熱される部分である。
【００２７】
図３には、各気筒のグロープラグ３３を制御するための制御装置の構成を示す。この制御装置は、各気筒のグロープラグ３３を診断するための診断装置としても機能する。
【００２８】
制御装置は、ＣＡＮ（Controller Area Network）１０３で互いに通信可能に接続されたエンジン制御モジュール（以下ECM: Engine Control Moduleという）１０１とグロープラグ制御モジュール（以下GPCM: Glow Plug Control Moduleという）１０２とを備える。なお本実施形態では二つの制御モジュールで制御装置兼診断装置を構成しているが、一つまたは三つ以上の制御モジュールでそれを構成してもよい。
【００２９】
ＥＣＭ１０１は、エンジンＥ全体の制御を司るものであり、演算機能を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶媒体であるＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポート、ならびにＲＯＭおよびＲＡＭ以外の記憶装置等を含む。
【００３０】
ＧＰＣＭ１０２は、ＥＣＭ１０１からのオンオフ指令信号に応じてグロープラグ３３をオンオフするものである。すなわちＧＰＣＭ１０２は、ＥＣＭ１０１からオン指令信号を受け取ったとき、内部の気筒別リレーをオンして、各気筒のグロープラグ３３をオンし、バッテリ１０４からの電力を各気筒のグロープラグ３３に供給する。これによりヒータ部３６が高温まで加熱され、始動補助が可能となる。逆にＧＰＣＭ１０２は、ＥＣＭ１０１からオフ指令信号を受け取ったとき、内部の気筒別リレーをオフして、各気筒のグロープラグ３３をオフ（停止）し、バッテリ１０４から各気筒グロープラグ３３への電力供給を停止する。
【００３１】
ところでＧＰＣＭ１０２は、何れかの気筒のグロープラグ３３に異常が発生した場合にその異常を検出する機能をも有している。具体的には例えば、ＧＰＣＭ１０２がＥＣＭ１０１からオン指令信号を受け取って各気筒のグロープラグ３３をオンしたとき、ＧＰＣＭ１０２は、バッテリ１０４から各気筒のグロープラグ３３に電流が流れているか否かを監視する。そして電流が流れていないグロープラグ３３があったとき、ＧＰＣＭ１０２は、そのグロープラグ３３（便宜上、異常グロープラグという）に断線故障等の異常が発生したと判断する。
【００３２】
この後ＧＰＣＭ１０２は、異常グロープラグが異常である旨と、その異常グロープラグの気筒番号（異常気筒番号という）とを含む情報（異常情報という）をＥＣＭ１０１に送信する。
【００３３】
ＥＣＭ１０１は、異常情報を受け取った場合、異常情報に対応した診断コード、すなわち第１診断コードＣ１を立ち上げ、これを記憶する。そしてＥＣＭ１０１は、車室内の警告装置（警告灯等）をオン（起動）し、ユーザに点検整備を促す。
【００３４】
その後車両Ｖが整備者によって整備されるとき、ＥＣＭ１０１には診断ツール１０５が接続される。すなわち本実施形態の診断装置は、ＥＣＭ１０１に着脱可能に接続される診断ツール１０５をも含む。診断ツール１０５は、ＥＣＭ１０１に記憶されている診断コードを読み出すための装置である。
【００３５】
診断ツール１０５によって第１診断コードＣ１が読み出されると、その第１診断コードＣ１に対応した表示が、診断ツール１０５のディスプレイ１０６に表示される。整備者は、その表示から異常気筒番号を把握し、異常気筒番号の異常グロープラグを直ちに修理または交換する。これにより、異常解消に要する時間と労力を節減することが可能となる。
【００３６】
ところでグロープラグ３３の異常は、通常、その経年劣化を原因として起こるものである。すなわちグロープラグ３３のヒータ部３６は、オン時に高温まで加熱され、オフ時にも燃焼室６内の高熱に常時曝されているので、寿命期間を経過すると、熱劣化により断線故障し易くなる。従って通常は、異常グロープラグを正常品、例えば新品に交換すれば、異常自体が解消すると同時に、その異常原因も解消する。
【００３７】
しかし、本実施形態の構成だと、異常グロープラグを新品に交換しても、異常自体は（一時的に）解消するけれども異常原因が解消しない場合があることが判明した。
【００３８】
すなわち、図１に示すように、凹部底面２７はクランク軸Ｃｒとほぼ平行に形成され、エンジンＥは後傾状態で配置されている。すると凹部底面２７も後傾状態となり、凹部２５内の後側に水溜まりＷができ易いことが判明した。雨中走行時には、前輪５３で巻き上げられた水や、エンジンルーム天井面（キャブ５２の底面により形成される）に付着しそこから滴下した水が、凹部２５内に受け入れられる。この水は、凹部底面２７の後傾に伴って凹部２５内の後側に集まり、水溜まりＷを形成する。水溜まりＷの水面は、最大で凹部後端面３０の高さまで高くなる。こうなった場合、最も後方に位置する＃４気筒のグロープラグ３３は水溜まりＷ内に明らかに没入し、その直前の＃３気筒のグロープラグ３３も水溜まりＷ内に没入するようになる。
【００３９】
また、雨が上がっても、その後しばらくの間は、水溜まりＷ領域内の水と、そこに堆積していた土埃との混合物であるヘドロ状物質が残留するため、水溜まりＷ領域は依然として濡れたままである。こうした水溜まりＷ領域における水分が、＃４気筒および＃３気筒のグロープラグ３３の内部に侵入し、グロープラグ３３の内部で断線故障を引き起こすことがある。
【００４０】
こうなると、＃４気筒および＃３気筒においては、異常グロープラグを新品に交換したとしても異常原因は解消しない。水溜まりＷ領域における水分、ヘドロ状物質および土埃を除去しなければ、異常原因は解消しない。仮に異常グロープラグを新品に交換したとしても、それだけでは異常原因が解消しないため、その新品が交換直後に経年劣化以外の原因、すなわち水分により再度断線故障する虞がある。
【００４１】
そこで本実施形態では、異常グロープラグの気筒番号が所定の気筒番号、すなわち＃４気筒または＃３気筒である場合には、その旨に対応した第２診断コードＣ２を第１診断コードＣ１と共にＥＣＭ１０１に記憶するようにした。
【００４２】
すなわち、ＥＣＭ１０１は、ＧＰＣＭ１０２から異常情報を受け取った場合、第１診断コードＣ１を立ち上げてこれを記憶し、車室内の警告装置をオンする。これは前記同様である。
【００４３】
また同時に、ＥＣＭ１０１は、異常情報に含まれる異常気筒番号が所定気筒番号であるか否かを判断し、所定気筒番号である場合には、その旨に対応した第２診断コードＣ２を立ち上げてこれを記憶する。
【００４４】
その後の車両整備時、ＥＣＭ１０１に接続された診断ツール１０５のディスプレイ１０６には、第１診断コードＣ１に対応した表示と共に、第２診断コードＣ２に対応した表示も表示される。これにより整備者は、異常気筒番号の異常グロープラグを新品に交換するのは勿論のこと、所定気筒番号に特有の異常原因、すなわち水溜まりＷ領域における水分、ヘドロ状物質および土埃を除去し、水溜まりＷ領域を清掃することを実施する。これにより、所定気筒番号に特有の異常原因を解消し、交換した新品が再度断線故障することを確実に抑制できる。
【００４５】
ここで、第１診断コードＣ１および第２診断コードＣ２に対応した表示は、本実施形態の場合、診断ツール１０５のディスプレイ１０６に表示されたテキストメッセージである。しかしながら、当該表示は、テキストメッセージ以外の表示、例えば音声メッセージであっても構わない。特に、第２診断コードＣ２に対応した表示は、水溜まりＷ領域を清掃することを整備者に直接的かつ積極的に告知するものであるのが好ましい。こうした清掃は、整備者にとって忘れがちであり、強く印象付けられるメッセージの方が好ましいからである。
【００４６】
因みにＥＣＭ１０１は、異常情報に含まれる異常気筒番号が所定気筒番号でない場合には第１診断コードＣ１のみを立ち上げてこれを記憶する。するとその後の車両整備時に、診断ツール１０５のディスプレイ１０６には、第１診断コードＣ１に対応した表示しか表示されない。よって整備者は、異常気筒番号における清掃作業を省略するかもしれないが、その異常気筒番号は所定気筒番号でなく水溜まりＷが生じないので特に問題はないと考えられる。
【００４７】
図４には、ＥＣＭ１０１が実行する診断コード記憶の手順を示す。ステップＳ１０１において、ＥＣＭ１０１は、ＧＰＣＭ１０２から異常情報を入力したか否かを判断する。異常情報を入力してなければステップＳ１０１に戻って待機状態となり、異常情報を入力したならばステップＳ１０２に進む。
【００４８】
ステップＳ１０２において、ＥＣＭ１０１は、異常情報に含まれる異常気筒番号ｉが所定気筒番号Ｎであるか否かを判断する。本実施形態の場合、異常気筒番号ｉは＃１、＃２、＃３、＃４の何れかであり、所定気筒番号Ｎは＃３または＃４である。
【００４９】
異常気筒番号ｉが所定気筒番号Ｎでない場合、ＥＣＭ１０１は、ステップＳ１０３に進んで第１診断コードＣ１を記憶し、ステップＳ１０４において警告装置をオンして警告を行う。
【００５０】
他方、異常気筒番号ｉが所定気筒番号Ｎである場合には、ＥＣＭ１０１は、ステップＳ１０５に進んで第１診断コードＣ１を記憶し、ステップＳ１０６に進んで第２診断コードＣ２を記憶し、ステップＳ１０４において警告装置をオンする。なお、異常気筒番号ｉが所定気筒番号Ｎである場合には、ない場合と比べて警告方法を変えてもよい。
【００５１】
以上述べたように本実施形態によれば、異常グロープラグの異常気筒番号が所定気筒番号である場合には、その旨に対応した第２診断コードを、第１診断コードとは別途、追加で記憶するので、後の整備段階で第２診断コードを読み出し、所定気筒番号に特有の異常原因を除去するよう整備者に追加の表示を行うことができる。これにより、その特有の異常原因を実際に除去し、異常原因の解決を促進することが可能である。また、交換した正常品としてのグロープラグが、その特有の異常原因により再度故障することを確実に抑制でき、信頼性を高められる。
【００５２】
なお、以上の説明から理解されるように、本実施形態のＧＰＣＭ１０２は特許請求の範囲にいう異常検出部を構成し、本実施形態のＥＣＭ１０１は特許請求の範囲にいう記憶部を構成する。
【００５３】
本開示の実施形態は他にも様々考えられる。例えば、凹部の構成は上記以外のものであってもよい。一部の気筒のグロープラグが水溜まり領域に設置されるような任意の凹部の構成とすることができる。
【００５４】
本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
２５  凹部
３３  グロープラグ
１０１  エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）
１０２  グロープラグ制御モジュール（ＧＰＣＭ）
１０５  診断ツール
Ｅ  内燃機関
Ｗ  水溜まり
【図１】
2020041429.tif 000003
【図２】
2020041429.tif 000004
【図３】
2020041429.tif 000005
【図４】
2020041429.tif 000006