(57)【要約】【課題】供給回路の閉塞異常を効果的に検出する。【解決手段】エアコンプレッサ１０と、エアコンプレッサ１０から吐出される圧縮空気を流通させる供給回路２とを備える圧縮空気供給装置１の診断装置であって、供給回路２に設けられると共に、供給回路２を流れる圧縮空気の状態量を取得するセンサ６０，６５と、取得される状態量に基づいて、供給回路２に閉塞異常が生じたか否かを判定する判定部１１０とを備えた。【選択図】図１
2020026143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアコンプレッサと、該エアコンプレッサから吐出される圧縮空気を流通させる供給回路とを備える圧縮空気供給装置の診断装置であって、
前記供給回路に設けられると共に、該供給回路を流れる圧縮空気の状態量を取得する状態量取得手段と、
取得される前記状態量に基づいて、前記供給回路に閉塞異常が生じたか否かを判定する判定手段と、を備える
ことを特徴とする診断装置。
【請求項２】
前記状態量取得手段が、前記供給回路内の圧縮空気圧を取得する圧力センサであり、
前記判定手段は、取得される前記圧縮空気圧が所定の閾値圧力を超えると、前記供給回路に閉塞異常が生じていると判定する
請求項１に記載の診断装置。
【請求項３】
前記状態量取得手段が、前記供給回路内の圧縮空気温度を取得する温度センサであり、
前記判定手段は、取得される前記圧縮空気温度が所定の閾値温度を超えると、前記供給回路に閉塞異常が生じていると判定する
請求項１に記載の診断装置。
【請求項４】
前記状態量取得手段が、前記供給回路内の圧縮空気温度を取得する温度センサであり、
前記エアコンプレッサの吸入空気温度を取得する第２温度センサをさらに備えており、
前記判定手段は、取得される前記圧縮空気温度の前記吸入空気温度に対する上昇度合いが所定の閾値を超えると、前記供給回路に閉塞異常が生じていると判定する
請求項１に記載の診断装置。
【請求項５】
エアコンプレッサと、該エアコンプレッサから吐出される圧縮空気を流通させる供給回路とを備える圧縮空気供給装置の診断方法であって、
前記供給回路を流れる圧縮空気の状態量を取得すると共に、取得した前記状態量に基づいて、前記供給回路に閉塞異常が生じているか否かを判定する
ことを特徴とする診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、圧縮空気供給装置の診断装置及び診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧縮空気供給装置として、車両に搭載されたエアブレーキ装置や車高調整装置等に圧縮空気を供給するものが知られている。一般的な圧縮空気供給装置は、駆動力源から伝達される動力で駆動するエアコンプレッサを備えており、エアコンプレッサによって圧縮された圧縮空気が供給配管等を介してエアタンクに充填されるようになっている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３２１９８号公報
【特許文献２】特開２０１２−２５４７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エアコンプレッサにおいては、例えばピストンがシリンダ内を上昇する圧縮行程時等に、潤滑油がピストンリングとシリンダ内壁面との間から供給回路側に漏出する場合がある。このような潤滑油が高温状態に曝されて炭化すると、配管内壁等に固着することで、供給回路に閉塞異常を生じさせる。閉塞異常が生じると、圧縮圧や温度の上昇を招くことで、エアコンプレッサの能力を低下させるといった課題がある。
【０００５】
本開示の技術は、圧縮空気供給装置の供給回路の閉塞異常を効果的に検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の装置は、エアコンプレッサと、該エアコンプレッサから吐出される圧縮空気を流通させる供給回路とを備える圧縮空気供給装置の診断装置であって、前記供給回路に設けられると共に、該供給回路を流れる圧縮空気の状態量を取得する状態量取得手段と、取得される前記状態量に基づいて、前記供給回路に閉塞異常が生じたか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、前記状態量取得手段が、前記供給回路内の圧縮空気圧を取得する圧力センサであり、前記判定手段は、取得される前記圧縮空気圧が所定の閾値圧力を超えると、前記供給回路に閉塞異常が生じていると判定することが好ましい。
【０００８】
また、前記状態量取得手段が、前記供給回路内の圧縮空気温度を取得する温度センサであり、前記判定手段は、取得される前記圧縮空気温度が所定の閾値温度を超えると、前記供給回路に閉塞異常が生じていると判定することが好ましい。
【０００９】
また、前記状態量取得手段が、前記供給回路内の圧縮空気温度を取得する温度センサであり、前記エアコンプレッサの吸入空気温度を取得する第２温度センサをさらに備えており、前記判定手段は、取得される前記圧縮空気温度の前記吸入空気温度に対する上昇度合いが所定の閾値を超えると、前記供給回路に閉塞異常が生じていると判定することが好ましい。
【００１０】
本開示の方法は、エアコンプレッサと、該エアコンプレッサから吐出される圧縮空気を流通させる供給回路とを備える圧縮空気供給装置の診断方法であって、前記供給回路を流れる圧縮空気の状態量を取得すると共に、取得した前記状態量に基づいて、前記供給回路に閉塞異常が生じているか否かを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の技術によれば、圧縮空気供給装置の供給回路の閉塞異常を効果的に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一実施形態に係る圧縮空気供給装置を示す模式的な全体構成図である。
【図２】第一実施形態に係る判定処理を説明するフローチャート図である。
【図３】第二実施形態に係る圧縮空気供給装置を示す模式的な全体構成図である。
【図４】第二実施形態に係る判定処理を説明するフローチャート図である。
【図５】他の実施形態に係る圧縮空気供給装置を示す模式的な全体構成図である。
【図６】他の実施形態に係る圧縮空気供給装置を示す模式的な全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る診断装置及び、診断方法について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１４】
［第一実施形態］
図１は、第一実施形態に係る圧縮空気供給装置１を示す模式的な全体構成図である。同図に示しように、圧縮空気供給装置１は、エアコンプレッサ１０と、エアドライヤ２０と、エアタンク３０と、これらを接続する供給配管５０，５１と、圧力センサ６０と、温度センサ６５と、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ）１００とを備えている。
【００１５】
エアコンプレッサ１０は、図示しないエンジン等の駆動力源から伝達される動力で駆動する。より詳しくは、エアコンプレッサ１０は、何れも図示しない駆動力源の出力軸にプーリ等を介して接続された回転軸１１と、回転軸１１にコンロッド１２を介して連結されて、シリンダ１３内を往復移動可能なピストン１４と、吸入ポート１５に設けられてシリンダ１３内に外気を取り入れるリードバルブ等の吸入バルブ１６と、吐出ポート１７に設けられてシリンダ１３内から圧縮空気を吐出させるリードバルブ等の吐出バルブ１８とを備えている。ピストン１４の外周部には、シリンダ１３の内壁面と摺接するピストンリング１４Ｒが装着されている。
【００１６】
エアコンプレッサ１０は、ピストン１４が降下する吸気行程時には、吸入バルブ１６が開弁し、且つ、吐出バルブ１８が閉弁することで、シリンダ１３内に吸入配管１９及び、吸入ポート１５を介して外気が取り込まれるようになっている。一方、ピストン１４が上昇する圧縮行程時には、吸入バルブ１６が閉弁し、且つ、吐出バルブ１８が開弁することで、圧縮空気がシリンダ１３内から吐出ポート１７を介して第１供給配管５０内に吐出されるようになっている。
【００１７】
エアドライヤ２０は、第１供給配管５０を介してエアコンプレッサ１０の吐出ポート１７に接続されており、エアコンプレッサ１０から供給される圧縮空気に含まれる水分を除去する。これらエアコンプレッサ１０とエアドライヤ２０とを接続する第１供給配管５０には、逆止弁２１が設けられている。また、エアドライヤ２０は、第２供給配管５１を介してエアタンク３０に接続されている。
【００１８】
エアタンク３０には、エアドライヤ２０によって水分を除去された圧縮空気が充填される。エアタンク３０内の圧縮空気は、エアタンク３０に接続された各配管７０，７１を介して、図示しないエアブレーキ装置や車高調整装置等に供給されるようになっている。なお、以下の説明において、エアコンプレッサ１０の吐出ポート１７、第１供給配管５０、エアドライヤ２０、第２供給配管５１及び、エアタンク３０を圧縮空気供給装置１の供給回路２と称する。
【００１９】
圧力センサ６０は、状態量取得手段の一例であって、エアコンプレッサ１０から吐出される圧縮空気の圧力（以下、圧縮空気圧Ｐ＿Ａｉｒ）を検出する。圧力センサ６０は、供給回路２のうち、好ましくは、吐出ポート１７と隣接する第１供給配管５０の上流端部に設けられている。温度センサ６５は、状態量取得手段の一例であって、エアコンプレッサ１０から吐出される圧縮空気の温度（以下、圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒ）を検出する。温度センサ６５は、供給回路２のうち、好ましくは、吐出ポート１７と隣接する第１供給配管５０の上流端部に設けられている。これら各センサ６０，６５のセンサ値は、電気的に接続されたＥＣＵ１００に出力される。
【００２０】
ＥＣＵ１００は、不図示の車両に搭載された各種装置を制御するもので、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。また、ＥＣＵ１００は、異常判定部１１０（判定手段）と、警告処理部１２０とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるＥＣＵ１００に含まれるものとして説明するが、これらの何れか一部を別体のハードウェアに設けることもできる
異常判定部１１０は、各センサ６０，６５から入力される圧縮空気圧Ｐ＿Ａｉｒ及び、圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒに基づいて、シリンダ１３内から供給回路２（例えば、吐出ポート１７や第１供給配管５０等）に漏出した潤滑油等が炭化して固着することにより引き起こされる供給回路２の閉塞異常を判定する。圧縮空気圧Ｐ＿Ａｉｒと圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒには、気体の状態方程式（ＰＶ＝ｎＲＴ：但し、Ｐ：圧力、Ｖ：体積、ｎ：物質量、Ｒ：気体定数、Ｔ：温度）等から明らかなように相関関係がある。すなわち、供給回路２に閉塞異常が生じて圧縮空気圧Ｐ＿Ａｉｒが上昇すれば、圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒも同様に上昇することになる。
【００２１】
異常判定部１１０は、圧力センサ６０により取得される圧縮空気圧Ｐ＿Ａｉｒが所定の閾値圧力を超えた場合、或は、温度センサ６５により取得される圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒが所定の閾値温度を超えた場合の何れかが成立すると、供給回路２に閉塞異常が生じたと判定する。ここで、閾値圧力及び閾値温度は、予め実験等により閉塞異常を生じさせた状態で計測した値を基準に設定したものであって、ＥＣＵ１００のメモリに格納されている。これら各閾値は固定値に限定されず、エアコンプレッサ１０に吸入される吸入空気温度（外気温度）等に応じて適宜に増減補正してもよい。
【００２２】
警告処理部１２０は、異常判定部１１０によって供給回路２に閉塞異常が生じたと判定されると、運転室内の表示器８０に供給回路２のメンテナンス（例えば、清掃等）が必要な旨を表示させる指示信号を出力する。なお、警告の手法は表示器８０への表示に限定されず、スピーカ８１等による音声によって行ってもよい。
【００２３】
次に、図２に示すフローチャートに基づいて、本実施形態の判定処理について説明する。
【００２４】
ステップＳ１００では、圧力センサ６０により取得される圧縮空気圧Ｐ＿Ａｉｒが閾値圧力を超えているか、或は、温度センサ６５により取得される圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒが閾値温度を超えているかを判定する。
【００２５】
何れかの条件が満たされる場合、すなわち、圧縮空気圧Ｐ＿Ａｉｒ又は圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒの少なくとも一方が閾値を超えている場合（Ｙｅｓ）、本制御はステップＳ１１０に進み、供給回路２に閉塞異常が生じたと判定する。一方、圧縮空気圧Ｐ＿Ａｉｒ及び圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒの何れもが閾値を超えていない場合（Ｎｏ）、本制御はリターンされる。
【００２６】
ステップＳ１２０では、表示器８０及び、又はスピーカ８１により、供給回路２のメンテナンスが必要な旨を知らせる警告を実行し、その後、本制御はリターンされる。
【００２７】
以上詳述した第一実施形態によれば、圧力センサ６０により取得される圧縮空気圧Ｐ＿Ａｉｒ及び、温度センサ６５により取得される圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒに基づいて、これら圧縮空気圧Ｐ＿Ａｉｒ又は圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒの少なくとも一方が閾値を超えていれば、供給回路２に閉塞異常が生じたと判定するように構成されている。これにより、供給回路２の閉塞異常を効果的に検出することが可能となり、運転者にメンテナンスの必要性を適宜に知らせることができる。
【００２８】
また、閉塞異常の判定に圧力センサ６０及び温度センサ６５の両方を用いることで、閉塞異常の検出精度を効果的に向上させることができる。また、二つのセンサ６０，６５を用いることで、何れか一方のセンサ６０，６５に故障等が生じた場合にも、供給回路２の閉塞異常を確実に検出することが可能になる。
【００２９】
［第二実施形態］
次に、図３，４に基づいて、第二実施形態に係る診断装置及び、診断方法を説明する。図３に示すように、第二実施形態は、第一実施形態の圧力センサ６０に替えて、外気温度センサ（又は、吸気温度センサ）６２を備えたものである。第一実施形態と同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。
【００３０】
外気温度センサ６２（第２温度センサ）は、吸入配管１９から吸入ポート１５を介してシリンダ１３内に取り込まれる外気の温度（以下、吸入空気温度Ｔ＿Ｉｎ）を取得する。外気温度センサ６２によって取得される吸入空気温度Ｔ＿Ｉｎは、電気的に接続されたＥＣＵ１００に出力される。
【００３１】
異常判定部１１０は、各センサ６２，６５から入力される吸入空気温度Ｔ＿Ｉｎ及び、圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒに基づいて、供給回路２の閉塞異常を判定する。吸入空気温度Ｔ＿Ｉｎに対する圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒの上昇度合いは、供給回路２に閉塞異常が生じると、正常時よりも大きくなる。ＥＣＵ１００のメモリには、予め実験等により供給回路２に閉塞異常が生じていない正常状態で取得した吸入空気温度と、該吸入空気温度に対する圧縮空気温度の上昇度合いとの関係が判定閾値マップとして格納されている。
【００３２】
異常判定部１１０は、まず、各センサ６２，６５によって取得される吸入空気温度Ｔ＿Ｉｎ及び、圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒに基づいて、圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒの吸入空気温度Ｔ＿Ｉｎに対する上昇度合いを算出する。そして、異常判定部１１０は、算出した上昇度合いと、判定閾値マップから吸入空気温度Ｔ＿Ｉｎに応じて読み取った判定閾値とを比較し、上昇度合いが判定閾値を超えている場合には、供給回路２に閉塞異常が生じたと判定する。
【００３３】
次に、図４に示すフローチャートに基づいて、本実施形態の判定処理について説明する。
【００３４】
ステップＳ２００では、外気温度センサ６２により取得される吸入空気温度Ｔ＿Ｉｎと、温度センサ６５により取得される圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒとに基づいて、圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒの吸入空気温度Ｔ＿Ｉｎに対する上昇度合いを算出する。
【００３５】
ステップＳ２１０では、算出した上昇度合いと、判定閾値マップから吸入空気温度Ｔ＿Ｉｎに応じて読み取った判定閾値とを比較する。上昇度合いが判定閾値を超えている場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ２２０に進み、供給回路２に閉塞異常が生じたと判定する。一方、上昇度合いが判定閾値を超えていない場合（Ｎｏ）、本制御はリターンされる。
【００３６】
ステップＳ２３０では、表示器８０及び、又はスピーカ８１により、供給回路２のメンテナンスが必要な旨を知らせる警告を実行し、その後、本制御はリターンされる。
【００３７】
以上詳述した第二実施形態によれば、外気温度センサ６２により取得される吸入空気温度Ｔ＿Ｉｎ及び、温度センサ６５により取得される圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒに基づいて、圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒの吸入空気温度Ｔ＿Ｉｎに対する上昇度合いを算出すると共に、算出した上昇度合いが閾値を超えていれば、供給回路２に閉塞異常が生じたと判定するように構成されている。このように、圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒのみならず、吸入空気温度Ｔ＿Ｉｎも考慮して判定を行うことで、外気温度が変化する環境下においても、供給回路２の閉塞異常を高精度且つ確実に検出することが可能になる。
【００３８】
［その他］
なお、本開示は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００３９】
例えば、上記第一実施形態において、図５に示すように、圧力センサ６０を省略して構成してもよい。この場合は、温度センサ６５により取得される圧縮空気温度Ｔ＿Ａｉｒが閾値温度を超えていれば、供給回路２に閉塞異常が生じたと判定すればよい。検出用のセンサを温度センサ６５のみにすることで、装置のコストを効果的に抑えることができる。
【００４０】
また、上記第一実施形態において、図６に示すように、温度センサ６５を省略して構成してもよい。この場合は、圧力センサ６５により取得される圧縮空気圧Ｐ＿Ａｉｒが閾値圧力を超えていれば、供給回路２に閉塞異常が生じたと判定すればよい。
【００４１】
また、圧縮空気供給装置１は、図示例の構成に限定されず、エアコンプレッサ１０を無負荷運転状態に切り替えるアンロード弁やエアガバナ等を備える圧縮空気供給装置にも適用することが可能である。
【００４２】
また、圧縮空気供給装置１は、車両に搭載されるものとして説明したが、車両用以外の他の用途に用いられる圧縮空気供給装置にも広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  エアコンプレッサ
２０  エアドライヤ（供給回路）
３０  エアタンク（供給回路）
５０  第１供給配管（供給回路）
５１  第２供給配管（供給回路）
６０  圧力センサ（状態量取得手段）
６５  温度センサ（状態量取得手段）
１００  ＥＣＵ
１１０  異常判定部（判定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2020026143.tif 000006
【図５】
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【図６】
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