(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パソコンの入力側に車両診断コネクタと排気ガスセンサを接続し、出力側に定量ポンプを接続する構成であって、
車両診断コネクタを介してＥＣＵデータを取得するＥＣＵデータ取得手段と、
排気ガスセンサのプローブをエンジンの排気管に挿入して排気ガスデータを取得する排気ガスデータ取得手段と、
データ入力媒体を介して車両データを取得する車両データ取得手段と、
取得したデータに基づいて潤滑系修復剤、冷却系修復剤、燃料系修復剤の適量値を算出する適量値算出手段と、
定量ポンプを駆動して算出した適量値をエンジンの潤滑系、冷却系、燃料系に注入する注入手段と、
を備え、
算出した適量値の全量を最初に注入する注入制御を行うことを特徴とするエンジン再生用修復剤注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの潤滑系損失、冷却系損失、燃料系損失を修復してエンジンを再生する３種類のエンジン再生用修復剤を注入するエンジン再生用修復剤注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンは、新車時に比べ走行距離が多くなる程、経年変化とともに機械的摩耗や汚染物質の堆積・固着により潤滑系損失、冷却系損失、燃料系損失が増大し、実効出力が低下する。図５と図６に、エンジン内部の模式図と、燃料系統の模式図を示す。潤滑系損失は主に機械的磨耗に起因し、シリンダライナ１４とピストンリング１５の摺動面が付着した汚染物質で削られて磨耗し、シリンダ内の機密性が低下してブローバイガス（燃焼室１６内からシリンダライナ１４壁とピストンリング１５の隙間を通って、クランクケース１７内に漏れ出るガス）が増え、圧縮（コンプレッション）漏れによりトルクが減少し、燃費が悪化する。また、ブローバイガスの大部分を占める未燃炭化水素（ＨＣ）などの有害物質のエミッションが増大する。
【０００３】
冷却系損失は、主にウォータジャケット１８壁面のサビや水垢に起因し、サビや水垢で壁面抵抗が増加すると冷却水の流量や流速が低下し、冷却効率が低下する。また、図５に示すように、サビや水垢で気泡が発生（キャビテーション）すると、気泡の断熱効果でさらに冷却効率が低下する。冷却効率が低下するとオーバヒート状態になり、シリンダライナ１４上部が熱膨張／収縮の歪みによって広がり、水差し状態になってシリンダライナ１４とピストンリング１５の隙間が広がり、シリンダ内の機密性が低下してブローバイガスが増え、潤滑系損失と同様に圧縮漏れによりトルクが減少し、燃費が悪化する。
【０００４】
燃料系損失は、主に燃料パイプ１９内壁（特に折れ曲がり部分）やインジェクタ（燃料噴射弁）２０内部、インジェクタノズル（燃料噴射口）２１に堆積・固着した汚染物質に起因する。汚染物質は燃料フィルタ２２では濾過しきれない不純物やワニス化した燃料が原因で、汚染物質で壁面抵抗が増加すると燃圧が低下し、汚染物質で気泡が発生（パーコレーション）すると、気泡の吸圧効果でさらに燃圧が低下する。燃圧の低下はハンチングや突然のエンジンストップを引き起こす。また、汚染物質でノズルが詰まると、噴射量が低下するとともに円錐噴射にならないので燃焼効率が低下する。
【０００５】
本出願人は、３種類のエンジン再生用修復剤をエンジンオイル、冷却水、燃料に混ぜてエンジンの潤滑系、冷却系、燃料系に注入し、非分解でエンジンを新車時の状態に復元する非分解エンジン再生装置（特許文献１）を先に出願している。エンジン再生用修復剤はマグネシウム、鉄などの金属元素を微量に含み、二酸化ケイ素を主成分とする天然鉱石の超微粒粉体からなり、エンジンオイル、冷却水、燃料に溶けた超微粒子が汚染物質を押し流し、摩擦面に付着すると表面を平滑化・高硬度化して摩擦を低減する。
【０００６】
３種類のエンジン再生用修復剤（潤滑系修復剤、冷却系修復剤、燃料系修復剤）はいずれもラミックス社製REMAX-REVO、REMAX-COOL、REMAX-JETの商品名で市販されている。
【０００７】
ところが先に出願した非分解エンジン再生装置は修復剤を注入する際、評価が好転するまで注入を繰り返すフィードバック方式を採用している。そのため修復剤の効果が顕れるまで長時間（３０分以上）を要し、それがネックとなって効率的な注入ができなかった。また、注入時間がかかるため、温度上昇などでその間にエンジンの状態が変化し、フィードバック制御が不安定になり過剰投与の原因となった。湿式粉砕が可能な油溶性の潤滑系修復剤以外は乾式粉砕により超微粒粉体をナノレベルに粉砕する必要があるため比較的高価で、過剰投与は施工コストの上昇につながる。また、ノズルや配管の詰まりの原因ともなる。さらに、高価なディスペンサを使用しているため装置自体が高額な商品になった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−３１８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする問題点は以上のような点であり、本発明は、過剰投与のない短時間で効率的な修復剤の注入ができ、それでいて低価格なエンジン再生用修復剤注入装置を提供することを目的になされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そのため本発明は、パソコンの入力側に車両診断コネクタと排気ガスセンサを接続し、出力側に定量ポンプを接続する構成であって、車両診断コネクタを介してＥＣＵデータを取得するＥＣＵデータ取得手段と、排気ガスセンサを介して排気ガスデータを取得する排気ガスデータ取得手段と、データ入力媒体を介して車両データを取得する車両データ取得手段と、取得したデータに基づいて潤滑系修復剤、冷却系修復剤、燃料系修復剤の適量値を算出する適量値算出手段と、定量ポンプを駆動して算出した適量値をエンジンの潤滑系、冷却系、燃料系に注入する注入手段とを備え、算出した適量値の全量を最初に注入する注入制御を行うことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、潤滑系修復剤、冷却系修復剤、燃料系修復剤の適量値を算出する適量値算出手段を備え、算出した適量値の全量を最初に注入する注入制御を行う。従って、長時間を要する修復剤の効果が顕れ、評価が好転するまで注入を繰り返すフィードバック方式を必要としないので、短時間で効率的な修復剤の注入が可能になる。また、算出した適量値に基づいて修復剤を注入するので、過剰投与がなくなる。また、ディスペンサの代わりに市販の定量ポンプを使用するので、製造コストを大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を実施したエンジン再生用修復剤注入装置の構成図である。
【図２】潤滑系修復剤の適量値を算出する１次直線グラフである。
【図３】冷却系修復剤の適量値を算出する１次直線グラフである。
【図４】燃料系修復剤の適量値を算出する１次直線グラフである。
【図５】エンジン内部の模式図である。
【図６】燃料系統の模式図である。
【図７】潤滑系修復剤の効果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１に、本発明を実施したエンジン再生用修復剤注入装置の構成図を示す。
エンジン再生用修復剤注入装置は、パソコン１の入力側にＥＣＵ２の通信経路３と排気ガスセンサ４のデータ伝送路５を接続して３種類のエンジン再生用修復剤（潤滑系修復剤ａ、冷却系修復剤ｂ、燃料系修復剤ｃ）の適量値を算出し、出力側に定量吐出経路６を接続して算出した適量のエンジン再生用修復剤を定量吐出する。
【００１５】
ＥＣＵ２の通信経路３は、ピン番号や通信プロトコルを標準化した車両診断コネクタ（例えばOBD2コネクタ）７とパソコン１の接続端子（例えばUSB端子）を接続ケーブル（例えばUSB-OBD2変換ケーブル）を介して通信可能に接続し、ＥＣＵ２にコマンドを発行してＥＣＵデータ（インジェクタオン信号）を取得する。
【００１６】
排気ガスセンサ４のデータ伝送路５は、排気ガスセンサ（例えばオーストリアＡＶＬ社製ダイコム4000）４とパソコン１の接続端子（例えばUSB端子）を接続ケーブル（例えばUSB-RS232C変換ケーブル）を介して接続し、排気ガスセンサ４のプローブ８をエンジンの排気管に挿入して排気ガスデータ（クランクケースＨＣ濃度、残留Ｏ２濃度）を取得する。
【００１７】
定量吐出経路６は、コントローラ９とパソコン１の接続端子（例えばUSB端子）を接続ケーブル（例えばUSBケーブル）を介して接続し、コントローラ９と一体のパルスモータポンプ１０を駆動して容器１１に充填した３種類のエンジン再生用修復剤（潤滑系修復剤ａ、冷却系修復剤ｂ、燃料系修復剤ｃ）をチューブ１２の先端に取り付けたノズル１３から定量吐出する。
【００１８】
パルスモータポンプ１０は、吸入口にエンジン再生用修復剤を充填した容器１１の出口を接続し、パルスモータポンプ１０の吐出口にチューブ１２を接続してその先端に設けたノズル１３を図示しない作業ロボットのヘッドに取り付ける。これにより、パルス周波数ｆでパルスモータポンプ１０を駆動してノズル１３から算出した適量のエンジン再生用修復剤を吐出する。
【００１９】
パルスモータポンプ１０は、パルスモータでプランジャ（ピストン）を往復動して材料を吸引・吐出する構造のもの、ダイヤフラム（膜）を収縮・膨張させて材料を吸引・吐出する構造のもの、ローラや歯車の回転でチューブを押圧・開放して材料を吸引・吐出する構造のものなど、いずれの構造であってもよい。
【００２０】
エンジン再生用修復剤には潤滑系修復剤ａ、冷却系修復剤ｂ、燃料系修復剤ｃの３種類があり、いずれもラミックス社製の商品名REMAX-REVO、REMAX-COOL、REMAX-JETを使用する。潤滑系修復剤ａは、エンジンオイルに混合してオイルフィラーやオイルレベルゲージ口からエンジンの潤滑系統に注入する。冷却系修復剤ｂは、冷却水に混合してラジエータキャップ口からエンジンの冷却系統に注入する。燃料系修復剤ｃは、燃料（ガソリン・軽油など）に混合して燃料タンク口からエンジンの燃料系統に注入する。
【００２１】
エンジン再生用修復剤の注入量は、潤滑系損失、冷却系損失、燃料系損失の大きさに比例するが、試行錯誤しながら適量値を求めた結果、以下のとおり設定することができた。
潤滑系損失は、機械的磨耗に起因するので、車両の走行距離に比例し、摩耗するとブローバイガスが増えるので、クランクケースＨＣ濃度に比例する。また、エンジンの気筒数に応じて注入量も増加する。これらのことから、潤滑系修復剤ａの適量値ｙａ（g）は走行距離ｘａ１（103Km）をパラメータとする図２（ａ）の１次直線ｙａ１（g）と、クランクケースＨＣ濃度ｘａ２（103ppm）をパラメータとする図２（ｂ）の１次直線ｙａ２（g）と、シリンダ数ｘａ３（CLY）をパラメータとする図２（ｃ）の１次直線ｙａ３（g）の総和ｙａ＝ｙａ１＋ｙａ２＋ｙａ３により求められる。ここで、ｙａ１＝（２／５）ｘａ１＋１０（ただし、１０≦ｙａ１≦１２０、１≦ｘａ１）、ｙａ２＝６．７ｘａ２＋２０（ただし、２０≦ｙａ２≦８０、０．５＜ｘａ２≦１０）、ｙａ３＝１．７ｘａ３＋２０（ただし、２０≦ｙａ３≦５０、３≦ｘａ３≦１２）となる。なお、クランクケースＨＣ濃度はアクセルを操作して得られるヘジテーション発生時に測定する。
【００２２】
新車時の摺動面は、図７（ａ）に示すように、加工精度により凹凸が５０〜１００nmの状態Ａであったが、図７（ｂ）に示すように、磨耗により削られて凹凸が状態Ｂに変化する。そこに潤滑系修復剤ａを投入すると、図７（ｃ）に示すように、潤滑系修復剤ａが凹凸を埋めるように付着して凹凸が１０nm以下の状態Ｃに平滑化される。同時に潤滑系修復剤ａと圧縮圧力と摩擦熱が加わることで新たな合金が誕生し、表面硬度を１０％程度高くして摩擦耐久性が向上する。
【００２３】
冷却系損失は、冷却効率が低下してオーバヒート状態になるとブローバイガスが増えるので、クランクケースＨＣ濃度に比例し、ＥＣＵが燃圧を上げて増量補正するので燃料噴射時間に比例する。また、エ符号ンジンの気筒数に応じて注入量も増加する。これらのことから、冷却系修復剤ｂの適量値ｙｂ（g）は、クランクケースＨＣ濃度ｘｂ１（103ppm）をパラメータとする図３（ａ）の１次直線ｙｂ１（g）と、燃料噴射時間ｘｂ２（ms）をパラメータとする図３（ｂ）の１次直線ｙｂ２（g）と、シリンダ数ｘｂ３（CLY）をパラメータとする図３（ｃ）の１次直線ｙｂ３（g）の総和ｙｂ＝ｙｂ１＋ｙｂ２＋ｙｂ３により求められる。ここで、ｙｂ１＝１３．３ｘｂ１＋２０（ただし、２０≦ｙｂ１≦１００、０．５≦ｘｂ１≦１０）、ｙｂ２＝２０ｘｂ２＋２０（ただし、２０≦ｙｂ２≦１２０、０．１≦ｘｂ２＜４）、ｙｂ３＝３．３ｘｂ３＋２０（ただし、２０≦ｙｂ３≦１２０、３≦ｘｂ３≦１２）となる。なお、燃料噴射時間はアイドリング時の測定値に基づいて計算する。また、燃料噴射時間はＥＣＵからエンジン１気筒あたりのインジェクタオン信号（燃料噴射パルス）を取得し、次の演算により求める。
燃料噴射時間（ms）＝気筒数×燃料噴射パルス幅｛（10μｓ/100ms）100000｝
【００２４】
冷却系修復剤ｂを投入すると、サビや水垢を押し流してウォータジャケット１８壁面を研磨し、同時にウォータポンプの水圧と気泡のはじける力によって修復剤が強固に付着し、表面を平滑化して摩擦を低減する。これにより冷却水の流量が増し、流速が高まることで冷却効率が向上する。
【００２５】
燃料系損失は、汚染物質でノズルや配管が詰まるとＥＣＵが燃圧を上げて増量補正するので残留Ｏ２濃度に反比例し、燃料噴射時間に比例する。残留Ｏ２濃度は、燃料濃度が濃厚なリッチバーンでは酸素濃度が小さいため減少し、燃料濃度が希薄なリーンバーンでは酸素濃度が大きくなるため増加する。従って、燃料系損失が大きい程、増量補正によりリッチバーン状態になって残留Ｏ２濃度が減少し、燃料系損失が小さい程、増量補正しないのでリーンバーン状態になって残留Ｏ２濃度が増加する。これらのことから、燃料系修復剤ｃの適量値ｙｃ（g）は、残留Ｏ２濃度ｘｃ１（％）をパラメータとする図４（ａ）の１次直線ｙｃ１（g）と、燃料噴射時間ｘｃ２（ms）をパラメータとする図４（ｂ）の１次直線ｙｃ２（g）の総和ｙｃ＝ｙｃ１＋ｙｃ２により求められる。ここで、ｙｃ１＝（−１／２）ｘｃ１＋５（ただし、１≦ｙｃ１≦５、０．１≦ｘｃ１＜１０）、ｙｃ２＝２ｘｃ２＋１（ただし、１≦ｙｃ２＜８、０．１≦ｘｃ２＜４）となる。なお、残留Ｏ２濃度と燃料噴射時間はアイドリング時の測定値に基づいて計算する。
【００２６】
燃料系修復剤ｃを投入すると、ノズルや配管の詰まりを押し流して内部を研磨し、同時に燃料ポンプ２３の燃圧と気泡のはじける力によって修復剤が強固に付着し、表面を平滑化して摩擦を低減する。これにより燃圧が上がり、噴射量が増加するとともに、円錐噴射が可能になることで燃焼効率が向上する。
【符号の説明】
【００２７】
１        パソコン
２        ＥＣＵ
３        通信経路
４        排気ガスセンサ
５        データ伝送路
６        定量吐出経路
７        車両診断コネクタ
８        プローブ
９        コントローラ
１０      パルスモータポンプ
１１      容器
１２      チューブ
１３      ノズル
１４      シリンダライナ
１５      ピストンリング
１６      燃焼室
１７      クランクケース
１８      ウォータジャケット
１９      燃料パイプ
２０      インジェクタ
２１      インジェクタノズル
２２      燃料フィルタ
２３      燃料ポンプ
ａ        潤滑系修復剤
ｂ        冷却系修復剤
ｃ        燃料系修復剤
【図１】
0005700374.tif 000002
【図５】
0005700374.tif 000003
【図７】
0005700374.tif 000004
【図２】
0005700374.tif 000005
【図３】
0005700374.tif 000006
【図４】
0005700374.tif 000007
【図６】
0005700374.tif 000008