(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの適宜位置に配置された加速度センサと、該加速度センサにより新品のエンジンについて運転状態に応じて検出されるはずの加速度の周波数分析データをベースデータとして記憶した演算装置とを備え、該演算装置が前記加速度センサによる実測の加速度を周波数分析して測定時の運転状態に対応するベースデータと比較し且つ該ベースデータに対し実測の加速度の周波数分析結果のうちの何れかの周波数成分が許容値を超えて相違していた場合に将来的な故障発生を予測するように構成されたエンジン故障事前感知システムであって、
エンジンにおける互いに距離を隔てたＡ点とＢ点に加速度センサを夫々配置し、Ａ点及びＢ点の夫々における実測の加速度を周波数分析して測定時の運転状態に対応する夫々のベースデータと比較すると共に、Ａ点における実測の加速度の周波数分析結果からＢ点における実測の加速度の周波数分析結果を引いて測定時の運転状態に対応するＡ点のベースデータからＢ点のベースデータを引いたベースデータと比較し、Ａ点における実測の加速度の周波数分析結果のうちの何れかの周波数成分がベースデータに対し許容値を超えて相違するか、Ｂ点における実測の加速度の周波数分析結果のうちの何れかの周波数成分がベースデータに対し許容値を超えて相違するか、Ａ点における実測の加速度の周波数分析結果からＢ点における実測の加速度の周波数分析結果を引いた算出結果のうちの何れかの周波数成分がＡ点のベースデータからＢ点のベースデータを引いたベースデータに対し許容値を超えて相違するかしていた場合に将来的な故障発生を予測するように演算装置が構成されていることを特徴とするエンジン故障事前感知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン故障事前感知システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、エンジンに起こる故障の大多数は、共振による異常荷重と応力が要因となってエンジンの各所に摩耗や破損を招くことで生じたものと考えられるが、そもそも自動車の出荷時におけるエンジンは、共振が起こらないよう適切な設計を基に強固に組み付けられている。
【０００３】
即ち、出荷時における新品のエンジンでは、共振が起こらないように適切な設計と組み付けが成されているが、経時的な劣化によりボルトが緩むなどして組み付け部分の締結が甘くなると、設計段階では想定されていなかった共振が起こることがあり、この共振によりエンジンに故障が生じていた。
【０００４】
尚、本発明に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２６３６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、エンジンに共振が生じていても、運転者は実際にエンジンに故障が生じるまでエンジンの異常に気づくことがないため、未だエンジンに故障が生じていない段階で運転者がエンジンの異常に気づけるようにするシステムの構築が望まれているが、現在のところ、そのようなシステムの実用化が果たされていないのが実情である。
【０００７】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、未だエンジンに故障が生じていない段階で将来的な故障発生を予測し得るようにしたエンジン故障事前感知システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、エンジンの適宜位置に配置された加速度センサと、該加速度センサにより新品のエンジンについて運転状態に応じて検出されるはずの加速度の周波数分析データをベースデータとして記憶した演算装置とを備え、該演算装置が前記加速度センサによる実測の加速度を周波数分析して測定時の運転状態に対応するベースデータと比較し且つ該ベースデータに対し実測の加速度の周波数分析結果のうちの何れかの周波数成分が許容値を超えて相違していた場合に将来的な故障発生を予測するように構成されたエンジン故障事前感知システムであって、
エンジンにおける互いに距離を隔てたＡ点とＢ点に加速度センサを夫々配置し、Ａ点及びＢ点の夫々における実測の加速度を周波数分析して測定時の運転状態に対応する夫々のベースデータと比較すると共に、Ａ点における実測の加速度の周波数分析結果からＢ点における実測の加速度の周波数分析結果を引いて測定時の運転状態に対応するＡ点のベースデータからＢ点のベースデータを引いたベースデータと比較し、Ａ点における実測の加速度の周波数分析結果のうちの何れかの周波数成分がベースデータに対し許容値を超えて相違するか、Ｂ点における実測の加速度の周波数分析結果のうちの何れかの周波数成分がベースデータに対し許容値を超えて相違するか、Ａ点における実測の加速度の周波数分析結果からＢ点における実測の加速度の周波数分析結果を引いた算出結果のうちの何れかの周波数成分がＡ点のベースデータからＢ点のベースデータを引いたベースデータに対し許容値を超えて相違するかしていた場合に将来的な故障発生を予測するように演算装置が構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
而して、このようにすれば、エンジンに共振が生じている場合と、共振が生じていない場合とで、加速度センサによる実測の加速度そのものに顕著な相違が生じなくても、その実測の加速度を周波数分析した時に比較的大きなレベルで現れる特定の周波数成分について比較すれば、そのレベルがエンジンの共振の有無により顕著な相違として現れるので、Ａ点とＢ点における加速度を加速度センサにより実測して周波数分析し、その測定時の運転状態に対応するベースデータ（共振が起こらない新品のエンジンに基づくベースデータ）との比較で何れかの周波数成分が許容値を超えて相違していたならば、エンジンに経年劣化を要因とする共振が生じているものと判断され、この共振による将来的な故障発生が予測されることになる。
また、Ａ点とＢ点における共振の判定だけでなく、Ａ点とＢ点に挟まれた場所における共振の有無についても判断することが可能となり、より具体的には、Ａ点とＢ点に挟まれた場所にて共振が発生している場合に、測定時の運転状態に対応するＡ点のベースデータからＢ点のベースデータを引いたベースデータと比較して、Ａ点における実測の加速度の周波数分析結果からＢ点における実測の加速度の周波数分析結果を引いた算出結果のうちの何れかの周波数成分が許容値を超えて相違することになる。
【発明の効果】
【００１２】
上記した本発明のエンジン故障事前感知システムによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００１３】
（Ｉ）各加速度センサにより実測した加速度を周波数分析して測定時の運転状態に対応するベースデータと比較することによって、エンジンに経年劣化を要因とする共振が生じているか否かを判断することができるので、未だエンジンに故障が生じていない段階で将来的な故障発生を予測することができる。
【００１４】
（ＩＩ）エンジンにおける互いに距離を隔てたＡ点とＢ点に加速度センサを夫々配置したことによって、Ａ点とＢ点における共振の判定だけでなく、Ａ点とＢ点に挟まれた場所における共振の有無についても判断することができるので、加速度センサを直接配置し難い箇所について当該箇所を間に挟むようなＡ点とＢ点とを設定すれば、前記加速度センサを直接配置し難い箇所についての共振の有無を判定して当該箇所の将来的な故障発生を予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】加速度の周波数分析データの一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１中における１はターボチャージャ２を装備したディーゼルエンジン（エンジン）を示しており、エアクリーナ３から導かれた吸気４が吸気管５を通し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへと送られ、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４がインタークーラ６へと送られて冷却され、該インタークーラ６から更に図示しない吸気マニホールドへと導かれてディーゼルエンジン１の各気筒に分配されるようになっており、該各気筒から排出された排気ガス７は、排気マニホールド８を介しターボチャージャ２のタービン２ｂへと送られ、該タービン２ｂを駆動した排気ガス７が排気管９を介し車外へ排出されるようにしてある。
【００１８】
斯かるディーゼルエンジン１に関し、本形態例においては、ディーゼルエンジン１のシリンダヘッド上部の前方位置における高剛性部位をＡ点として加速度センサ１０を設置すると共に、シリンダブロック下部の後方位置における搭載補機（クラッチ、ミッション、セル、噴射ポンプ等）が周囲に多く組み付けられている部位をＢ点として別の加速度センサ１１を設置し、これら各加速度センサ１０，１１による実測の加速度を検出信号１２，１３として入力する演算装置１４を所要場所に設けている。
【００１９】
前記演算装置１４には、前記各加速度センサ１０，１１により新品のディーゼルエンジン１について運転状態に応じて検出されるはずの加速度の周波数分析データがベースデータとして記憶されており、更には、Ａ点のベースデータからＢ点のベースデータを引いた算出結果もベースデータとして記憶されている。
【００２０】
ここで、加速度の周波数分析データとは、図２にグラフで示す如く、加速度の成分を周波数別に分析して、どの周波数の成分が何％含まれているかという分布に換算したものであり、このような周波数分析データを、共振が起こらないことが検証された出荷前の複数台の自動車に搭載された新品のディーゼルエンジン１について計測して平均化したものがベースデータとして演算装置１４に記憶されている。
【００２１】
即ち、ディーゼルエンジン１に共振が生じている場合と、共振が生じていない場合とで、加速度センサ１０，１１による実測の加速度そのものに顕著な相違が生じなくても、その実測の加速度を周波数分析した時に比較的大きなレベルで現れる特定の周波数成分について比較すれば、そのレベルがディーゼルエンジン１の共振の有無により約１０ｄＢ以上バラついて顕著な相違として現れるため、この顕著な相違を利用して共振の発生の有無を判断し得るようにしている。
【００２２】
尚、前記演算装置１４には、図示しないディーゼルエンジン１の制御装置から導いたディーゼルエンジン１の回転数を示す検出信号１５と、ディーゼルエンジン１の燃料噴射量（指示値）を示す検出信号１６とが入力されるようになっており、各加速度センサ１０，１１により加速度が検出された時の運転状態が常に把握されるようになっている。
【００２３】
そして、前記演算装置１４においては、Ａ点及びＢ点の夫々における実測の加速度を周波数分析して測定時の運転状態に対応する夫々のベースデータと比較すると共に、Ａ点における実測の加速度の周波数分析結果からＢ点における実測の加速度の周波数分析結果を引いて測定時の運転状態に対応するＡ点のベースデータからＢ点のベースデータを引いたベースデータと比較するようになっている。
【００２４】
即ち、演算装置１４内には、ディーゼルエンジン１の回転数と燃料噴射量（指示値）との二次元制御マップが作成されており、現在のディーゼルエンジン１の回転数と燃料噴射量（指示値）とが判れば、前記二次元制御マップから当該運転状態におけるベースデータが読み出され、この読み出されたベースデータと実測の加速度の周波数分析結果とにおける比較的大きなレベルで現れた周波数成分について演算装置１４内で照らし合わされ、相互の相違が検出されることになる。
【００２５】
更に、前記演算装置１４では、Ａ点における実測の加速度の周波数分析結果のうちの何れかの周波数成分がベースデータに対し許容値を超えて相違するか、Ｂ点における実測の加速度の周波数分析結果のうちの何れかの周波数成分がベースデータに対し許容値を超えて相違するか、Ａ点における実測の加速度の周波数分析結果からＢ点における実測の加速度の周波数分析結果を引いた算出結果のうちの何れかの周波数成分がＡ点のベースデータからＢ点のベースデータを引いたベースデータに対し許容値を超えて相違するかしていた場合に将来的な故障発生を予測するようになっている。
【００２６】
ここで、演算装置１４内でベースデータを読み出すにあたり、駆動系の影響が大きい場合には、ディーゼルエンジン１の回転数と燃料噴射量（指示値）の２軸に、ミッションのギヤ段の１軸を加えた三次元制御マップとしてベースデータを読み出すようにしても良く、このようにすれば、より精度の高い将来的な故障発生の予測を行うことが可能となる。尚、斯かる三次元制御マップからベースデータを読み出す場合には、ミッションのギヤ段を示す検出信号１７が前記演算装置１４に入力されるようにしておけば良い。
【００２７】
而して、このようにすれば、ディーゼルエンジン１に共振が生じている場合と、共振が生じていない場合とで、加速度センサ１０，１１による実測の加速度そのものに顕著な相違が生じなくても、その実測の加速度を周波数分析した時に比較的大きなレベルで現れる特定の周波数成分について比較すれば、そのレベルがディーゼルエンジン１の共振の有無により顕著な相違として現れるので、Ａ点とＢ点における加速度を加速度センサ１０，１１により実測して周波数分析し、その測定時の運転状態に対応するベースデータとの比較で何れかの周波数成分が許容値を超えて相違していたならば、ディーゼルエンジン１に経年劣化を要因とする共振が生じているものと判断され、この共振による将来的な故障発生が予測されることになる。
【００２８】
また、Ａ点とＢ点における共振の判定だけでなく、Ａ点とＢ点に挟まれた場所における共振の有無についても判断することが可能となり、より具体的には、Ａ点とＢ点に挟まれた場所にて共振が発生している場合に、測定時の運転状態に対応するＡ点のベースデータからＢ点のベースデータを引いたベースデータと比較して、Ａ点における実測の加速度の周波数分析結果からＢ点における実測の加速度の周波数分析結果を引いた算出結果のうちの何れかの周波数成分が許容値を超えて相違することになる。
【００２９】
従って、上記形態例によれば、各加速度センサ１０，１１により実測した加速度を周波数分析して測定時の運転状態に対応するベースデータと比較することによって、ディーゼルエンジン１に経年劣化を要因とする共振が生じているか否かを判断することができるので、未だディーゼルエンジン１に故障が生じていない段階で将来的な故障発生を予測することができる。
【００３０】
しかも、ディーゼルエンジン１における互いに距離を隔てたＡ点とＢ点に加速度センサ１０，１１を夫々配置したことによって、Ａ点とＢ点における共振の判定だけでなく、Ａ点とＢ点に挟まれた場所における共振の有無についても判断することができるので、加速度センサ１０，１１を直接配置し難い箇所について当該箇所を間に挟むようなＡ点とＢ点とを設定すれば、前記加速度センサ１０，１１を直接配置し難い箇所についての共振の有無を判定して当該箇所の将来的な故障発生を予測することができる。
【００３１】
尚、本発明のエンジン故障事前感知システムは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、各加速度センサには、ノッキングセンサやＧセンサを流用して用いても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３２】
１  ディーゼルエンジン（エンジン）
１０  加速度センサ
１１  加速度センサ
１４  演算装置
【図１】
0005620712.tif 000002
【図２】
0005620712.tif 000003