(57)【要約】  内燃機関システムの異常箇所を診断できる内燃機関システムの始動診断装置を提供することを目的とし、気筒の各々について筒内圧力を計測する圧力センサ３５と、内燃機関システムが始動に失敗したか否かを確認する始動確認手段９１と、始動確認手段９１が失敗を確認した場合に、圧力センサ３５の圧力計測結果に基づき複数の気筒の各々について筒内圧力の上昇を確認する筒内圧力上昇確認手段９２と、筒内圧力上昇確認手段９２で筒内圧力の上昇が確認された気筒が正規気筒であるか否かを確認する正規気筒確認手段９３と、筒内圧力上昇確認手段９２及び正規気筒確認手段９３の確認結果に基づき内燃機関システムの異常箇所を診断する診断手段９６と、を備えた。
2015114985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒と、
圧縮空気が蓄えられた蓄圧槽と、
前記蓄圧槽に接続されたエア配管と、
前記エア配管に設けられた主始動弁と、
前記主始動弁の下流で前記エア配管から気筒ごとに分岐された複数の始動エア配管と、
前記複数の始動エア配管にそれぞれ接続され、弁の開放により圧縮空気を始動エアとして気筒内に供給する複数のパイロット弁と、
前記複数のパイロット弁にそれぞれ接続され、前記弁を開放するための圧縮空気をパイロットエアとして供給するパイロットエア配管と、
前記主始動弁の下流で前記エア配管に接続され、前記パイロットエア配管を介して始動エアが供給されるべき正規気筒にパイロットエアを順次供給するための始動エア管制弁と、
を備えた内燃機関システムの異常診断装置であって、
前記異常診断装置は、
前記気筒の各々について筒内圧力を計測する筒内圧力計測手段と、
前記内燃機関システムが始動に失敗したか否かを確認する始動確認手段と、
前記始動確認手段が失敗を確認した場合に、前記筒内圧力計測手段の圧力計測結果に基づき前記複数の気筒の各々について筒内圧力の上昇を確認する筒内圧力上昇確認手段と、
前記筒内圧力上昇確認手段で筒内圧力の上昇が確認された気筒が正規気筒であるか否かを確認する正規気筒確認手段と、
前記筒内圧力上昇確認手段及び前記正規気筒確認手段の確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断する診断手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の異常診断装置。
【請求項２】
前記異常診断装置は、
前記パイロット弁の各々に供給されるパイロットエアの圧力を計測するパイロットエア圧力計測手段と、
前記パイロットエア圧力計測手段の圧力計測結果に基づきパイロットエアの圧力上昇を確認するパイロットエア圧力上昇確認手段と、
をさらに備え、
前記診断手段は、さらに、前記パイロットエア圧力上昇確認手段の確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の異常診断装置。
【請求項３】
前記異常診断装置は、
前記蓄圧槽に蓄えられた圧縮空気の圧力を計測する蓄圧槽圧力計測手段と、
蓄圧槽圧力計測手段の圧力計測結果に基づき圧縮空気の消費を確認する圧縮空気消費確認手段と、
をさらに備え、
前記診断手段は、さらに、前記圧縮空気消費確認手段の確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の異常診断装置。
【請求項４】
複数の気筒と、
圧縮空気が蓄えられた蓄圧槽と、
前記蓄圧槽に接続されたエア配管と、
前記エア配管に設けられた主始動弁と、
前記主始動弁の下流で前記エア配管から気筒ごとに分岐された複数の始動エア配管と、
前記複数の始動エア配管にそれぞれ接続され、弁の開放により圧縮空気を始動エアとして気筒内に供給する複数のパイロット弁と、
前記複数のパイロット弁にそれぞれ接続され、前記弁を開放するための圧縮空気をパイロットエアとして供給するパイロットエア配管と、
前記主始動弁の下流で前記エア配管に接続され、前記パイロットエア配管を介して始動エアが供給されるべき正規気筒にパイロットエアを順次供給するための始動エア管制弁と、
を備えた内燃機関システムの異常診断方法であって、
前記異常診断方法は、
前記内燃機関システムの始動に失敗した場合に、前記複数の気筒の各々について筒内圧力の上昇を確認するステップと、
筒内圧力の上昇を確認した場合に筒内圧力の上昇が確認された気筒が正規気筒であるか否かを確認するステップと、
正規気筒であるか否かの確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断するステップと、
を有することを特徴とする内燃機関システムの異常診断方法。
【請求項５】
前記異常診断方法は、
前記パイロット弁の各々に供給されるパイロットエアの圧力上昇を確認するステップと、
パイロットエアの圧力上昇の確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関システムの異常診断方法。
【請求項６】
前記異常診断方法は、
前記蓄圧槽に蓄えられた圧縮空気の消費を確認するステップと、
圧縮空気の消費の確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項４または５に記載の内燃機関システムの異常診断方法。
【請求項７】
前記異常診断方法は、
内燃機関システムの始動に失敗した場合に前記複数の気筒における位相をずらすターニングを実行し、その後、再始動するステップと、
再始動の結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の内燃機関システムの異常診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関システムの異常診断装置及び異常診断方法に関するもので、より具体的には、圧縮空気を蓄圧槽に蓄え、蓄えられた圧縮空気を気筒内に供給することにより始動する内燃機関システムの異常診断装置及び異常診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮空気を蓄圧槽に蓄え、蓄えられた圧縮空気を気筒内に供給することにより始動する内燃機関システムの異常診断装置が提案されている。かかる内燃機関システムの異常診断装置は、蓄圧槽内の圧力に応じた信号を出力する圧力センサからの出力信号に基づき蓄圧槽内が減圧中であるか否か、加圧中であるか否かを確認する。そして、蓄圧槽内が減圧中であると確認した場合には、その減圧速度が内燃機関の始動に伴う標準減圧速度よりも速いか否かを確認する。減圧速度が標準減圧速度よりも速いときには、始動時圧縮空気消費量が大であるから、内燃機関側の圧縮空気供給系にエア漏れなどの異常があると診断する。一方、蓄圧槽内が加圧中であると確認した場合には、その加圧速度が蓄圧槽への蓄圧に伴う標準加圧速度よりも遅いか否かを確認する。加圧速度が標準加圧速度よりも遅いときには、圧縮機側の異常であるから、例えば、圧縮機の作動不全や圧縮機側の圧縮空気供給系にエア漏れなどの異常があると診断する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５３−２９５８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した内燃機関システムの異常診断装置及び異常診断方法は、始動用の圧縮空気を供給する圧縮空気供給系のものであって、内燃機関を診断するものではない。したがって、内燃機関システムが始動しなかった原因が内燃機関にある場合には、その異常箇所を調べるのが難しく、その異常箇所を知るまでに長い時間が費やされていた。
本発明の少なくとも一実施形態は、上記実情を鑑みたものであり、内燃機関システムの始動を診断し、始動しなかった場合に異常箇所を効率的に診断できる内燃機関システムの異常診断装置及び異常診断方法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】
【０００５】
本発明の少なくとも一実施形態は、複数の気筒と、圧縮空気が蓄えられた蓄圧槽と、前記蓄圧槽に接続されたエア配管と、前記エア配管に設けられた主始動弁と、前記主始動弁の下流で前記エア配管から気筒ごとに分岐された複数の始動エア配管と、前記複数の始動エア配管にそれぞれ接続され、弁の開放により圧縮空気を始動エアとして気筒内に供給する複数のパイロット弁と、前記複数のパイロット弁にそれぞれ接続され、前記弁を開放するための圧縮空気をパイロットエアとして供給するパイロットエア配管と、前記主始動弁の下流で前記エア配管に接続され、前記パイロットエア配管を介して始動エアが供給されるべき正規気筒にパイロットエアを順次供給するための始動エア管制弁と、を備えた内燃機関システムの異常診断装置であって、前記異常診断装置は、前記気筒の各々について筒内圧力を計測する筒内圧力計測手段と、前記内燃機関システムが始動に失敗したか否かを確認する始動確認手段と、前記始動確認手段が失敗を確認した場合に、前記筒内圧力計測手段の圧力計測結果に基づき前記複数の気筒の各々について筒内圧力の上昇を確認する筒内圧力上昇確認手段と、前記筒内圧力上昇確認手段で筒内圧力の上昇が確認された気筒が正規気筒であるか否かを確認する正規気筒確認手段と、前記筒内圧力上昇確認手段及び前記正規気筒確認手段の確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断する診断手段と、を備えたことを特徴とする。【０００６】
本発明の少なくとも一実施形態は、内燃機関システムが始動を失敗した場合に、複数の気筒の各々について筒内圧力の上昇を確認し、筒内圧力の上昇が確認された気筒が正規気筒であるか否かを確認する。そして、筒内圧力の上昇及び筒内圧力の上昇された気筒が正規気筒であるか否かの確認結果に基づき内燃機関システムの異常箇所を診断する。これにより、内燃機関システムの始動を診断し、始動しなかった場合に内燃機関システムの異常箇所を効率的に診断できる。【０００７】
本発明の一態様では、前記異常診断装置は、前記パイロット弁の各々に供給されるパイロットエアの圧力を計測するパイロットエア圧力計測手段と、前記パイロットエア圧力計測手段の圧力計測結果に基づきパイロットエアの圧力上昇を確認するパイロットエア圧力上昇確認手段と、をさらに備え、前記診断手段は、さらに、前記パイロットエア圧力上昇確認手段の確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断することが好ましい。【０００８】
このようにすれば、内燃機関システムが始動を失敗した場合に、パイロット弁の各々に供給されるパイロットエアの圧力上昇の確認結果に基づき内燃機関システムの異常箇所を診断する。これにより、内燃機関システムの始動を診断し、始動しなかった場合に内燃機関システムの異常箇所を効率的に診断できる。【０００９】
本発明の一態様では、前記異常診断装置は、前記蓄圧槽に蓄えられた圧縮空気の圧力を計測する蓄圧槽圧力計測手段と、蓄圧槽圧力計測手段の圧力計測結果に基づき圧縮空気の消費を確認する圧縮空気消費確認手段と、をさらに備え、前記診断手段は、さらに、前記圧縮空気消費確認手段の確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断することが好ましい。【００１０】
このようにすれば、内燃機関システムが始動を失敗した場合に、蓄圧槽に蓄えられた圧縮空気の消費の確認結果に基づき内燃機関システムの異常箇所を診断する。これにより、内燃機関システムの始動を診断し、始動しなかった場合に内燃機関システムの異常箇所を効率的に診断できる。【００１１】
本発明の少なくとも一実施形態は、複数の気筒と、圧縮空気が蓄えられた蓄圧槽と、前記蓄圧槽に接続されたエア配管と、前記エア配管に設けられた主始動弁と、前記主始動弁の下流で前記エア配管から気筒ごとに分岐された複数の始動エア配管と、前記複数の始動エア配管にそれぞれ接続され、弁の開放により圧縮空気を始動エアとして気筒内に供給する複数のパイロット弁と、前記複数のパイロット弁にそれぞれ接続され、前記弁を開放するための圧縮空気をパイロットエアとして供給するパイロットエア配管と、前記主始動弁の下流で前記エア配管に接続され、前記パイロットエア配管を介して始動エアが供給されるべき正規気筒にパイロットエアを順次供給するための始動エア管制弁と、を備えた内燃機関システムの異常診断方法であって、前記異常診断方法は、前記内燃機関システムの始動に失敗した場合に、前記複数の気筒の各々について筒内圧力の上昇を確認するステップと、筒内圧力の上昇を確認した場合に筒内圧力の上昇が確認された気筒が正規気筒であるか否かを確認するステップと、正規気筒であるか否かの確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断するステップと、を有することを特徴とする。【００１２】
本発明の少なくとも一実施形態は、内燃機関システムが始動を失敗した場合に、複数の気筒の各々について筒内圧力の上昇を確認し、筒内圧力の上昇が確認された気筒が正規気筒であるか否かを確認する。そして、筒内圧力の上昇及び筒内圧力の上昇された気筒が正規気筒であるか否かの確認結果に基づき内燃機関システムの異常箇所を診断する。これにより、内燃機関システムの始動を診断し、始動しなかった場合に内燃機関システムの異常箇所を効率的に診断できる。【００１３】
本発明の一態様では、前記異常診断方法は、前記パイロット弁の各々に供給されるパイロットエアの圧力上昇を確認するステップと、パイロットエアの圧力上昇の確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断するステップと、をさらに有することが好ましい。【００１４】
このようにすれば、内燃機関システムが始動を失敗した場合に、パイロットエアの圧力上昇の確認結果に基づき内燃機関システムの異常箇所を診断する。これにより、内燃機関システムの始動を診断し、始動しなかった場合に内燃機関システムの異常箇所を効率的に診断できる。【００１５】
本発明の一態様では、前記異常診断方法は、前記蓄圧槽に蓄えられた圧縮空気の消費を確認するステップと、圧縮空気の消費の確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断するステップと、をさらに有することが好ましい。【００１６】
このようにすれば、内燃機関システムが始動を失敗した場合に、蓄圧槽に蓄えられた圧縮空気の消費の確認結果に基づき内燃機関システムの異常箇所を診断する。これにより、内燃機関システムの始動を診断し、始動しなかった場合に内燃機関システムの異常箇所を効率的に診断できる。【００１７】
本発明の一態様では、前記異常診断方法は、内燃機関システムの始動に失敗した場合に前記複数の気筒における位相をずらすターニングを実行し、その後、再始動するステップと、再始動の結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断するステップと、をさらに有することが好ましい。【００１８】
このようにすれば、内燃機関システムが始動を失敗した場合に、再始動の結果に基づき内燃機関システムの異常箇所を診断する。これにより、内燃機関システムの始動を診断し、始動しなかった場合に内燃機関システムの異常箇所を効率的に診断できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明の少なくとも一実施形態は、内燃機関システムの始動を診断し、始動しなかった場合に異常箇所を効率的に診断できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関システムの始動診断装置及び始動診断方法が適用される内燃機関システムの概要を示す図である。
【図２】パイロット弁、排気弁及び吸気弁の開弁タイミングを示す図である。
【図３】気筒内の圧力波形を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態である内燃機関システムの始動診断装置を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態である内燃機関システムの始動診断方法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】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る内燃機関システムの始動診断装置及び始動診断方法に好適な実施の形態を詳細に説明する。尚、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態である内燃機関システムの始動診断装置及び始動診断方法が適用される内燃機関システムの概要を示す図である。図２は、パイロット弁、排気弁及び吸気弁の開弁タイミングを示す図である。図３は、気筒内の圧力波形を示す図である。
本発明の実施の形態である内燃機関システムの始動診断装置及び始動診断方法が適用される内燃機関システムは、圧縮された空気を一時蓄え、蓄えられた圧縮空気を気筒内に供給することにより始動するものである。
【００２３】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る内燃機関システムは、内燃機関２、蓄圧槽７１、主始動弁７２、複数のパイロット弁３４、始動エア管制弁７３、により構成される。
【００２４】
内燃機関２には、複数の気筒３が設けられ、気筒３ごとにピストン３１及びコネクティングロッド３２を備えるとともに、複数のピストン３１及びコネクティングロッド３２に共通するクランクシャフト４及びフライホイール５を備えている。
【００２５】
複数の気筒３は、円筒形に形成され、その内部を円筒形に形成されたピストン３１が往復する。ピストン３１には、コネクティングロッド３２の一端が連結され、コネクティングロッド３２の他端はクランクシャフト４に連結される。クランクシャフト４は、コネクティングロッド３２とともに、ピストン３１の往復運動を回転運動に変換するためもので、回転軸をなすジャーナル４１とコネクティングロッド３２の他端が連結されるピン４２とを有している。ピン４２は、ジャーナル４１の中心を通る軸線と平行に設けられ、一対のアーム４３で支えられている。フライホイール５は、吸入・圧縮・膨張・排気のサイクルに伴い発生する細かな出力変動を抑制するためのもので、クランクシャフト４の一端に設けられている。
【００２６】
また、複数の気筒３は、気筒３ごとに吸気弁（図示せず）と排気弁（図示せず）とを備えている。吸気弁は、気筒内に空気を吸入するためのもので、図２に示すように、排気上死点前（ＢＴＤＣ（Ｂｅｆｏｒｅ  Ｔｏｐ  Ｄｅａｄ  Ｃｅｎｔｅｒ））から下死点後（ＡＢＤＣ（Ａｆｔｅｒ  Ｂｏｔｔｏｍ  Ｄｅａｄ  Ｃｅｎｔｅｒ））まで開放される。排気弁は、気筒内から燃焼ガスを排出するためのもので、下死点前（ＢＢＤＣ（Ｂｅｆｏｒｅ  Ｂｏｔｔｏｍ  Ｄｅａｄ  Ｃｅｎｔｅｒ））から排気上死点後（ＡＴＤＣ（Ａｆｔｅｒ  Ｔｏｐ  Ｄｅａｄ  Ｃｅｎｔｅｒ））まで開放される。
【００２７】
また、図１に示すように、クランクシャフト４の一端には、ターニング装置６が設けられている。ターニング装置６は、クランクシャフト４を低速で回転させるためのもので、フライホイール５の外周に形成されたターニングギア（図示せず）、ターニングギアに噛合する駆動ギア６１、駆動ギア６１を駆動するモータ６２を備えている。
【００２８】
蓄圧槽７１は、圧縮機（図示せず）で圧縮された空気を蓄えるためのもので、蓄圧槽７１には、圧力センサ７４が設けられている。圧力センサ７４は、蓄圧槽７１に蓄えられた圧縮空気の圧力を計測するためのものである。
【００２９】
蓄圧槽７１には、エア配管７５が接続されている。エア配管７５の上流側には、主始動弁７２が設けられている。主始動弁７２は、始動指令で開放される電磁開閉弁であり、内燃機関システムの始動の際の始動指令で開放される。また、エア配管７５は、主始動弁７２の下流で気筒３ごとに分岐された複数の始動エア配管７５１を有している。
【００３０】
複数のパイロット弁３４は、内燃機関システムの始動の際に蓄圧槽７１から供給された圧縮空気を始動エアとして気筒内に供給するためのもので、気筒３ごとに設けられている。複数のパイロット弁３４は、それぞれ、始動エア配管７５１が接続され、パイロット弁３４の開放により、蓄圧槽７１から気筒内に圧縮空気を始動エアとして供給する。また、複数のパイロット弁３４のそれぞれには、パイロット弁３４を開放するためのパイロットエアを供給するパイロットエア配管７６が接続されている。
【００３１】
始動エア管制弁７３は、上述したクランクシャフト４と連動し、始動エアが供給されるべき気筒３にパイロットエアを順次供給するためものである。始動エア管制弁７３は、エア配管７５の主始動弁７２の下流側に設けられ、複数のパイロット弁３４に対応するパイロットエア配管７６がそれぞれ接続されている。始動エア管制弁７３は、エア配管７５とパイロットエア配管７６のそれぞれとを順次連通するように構成される。そして、エア配管７５とパイロットエア配管７６とが連通すると、エア配管７５の圧縮空気がパイロットエア配管７６を介してパロットエアとしてパイロット弁３４に供給される。そして、供給されたパイロットエアによってパイロット弁３４が開放され、気筒内に始動エアとしての圧縮空気が供給される。これにより、始動エア管制弁７３は、始動エアが供給されるべき気筒にパイロットエアを順次供給する。尚、始動エアが供給されるべき気筒は、図２に示すように、ピストン３１が爆発上死点（ＴＤＣ（Ｔｏｐ  Ｄｅａｄ  Ｃｅｎｔｅｒ））から排気弁が開放するまでの領域にある気筒であり、始動エア管制弁７３は、この状態にある気筒にパイロットエアを順次供給する。
【００３２】
また、複数の気筒３は、気筒ごとに圧力センサ３５を備えている。圧力センサ３５は、気筒内の圧力を計測するためのもので、気筒内の圧力を逐次計測可能であり、図３に示すように、波形出力することが可能である。
【００３３】
また、パイロット弁３４は、パイロット弁３４ごとに圧力センサ３６を備えている。圧力センサ３６は、パイロット弁３４に供給されるパイロットエアの圧力を計測するためのもので、パイロットエアの圧力を逐次計測可能である。
【００３４】
図４は、本発明の実施の形態である内燃機関システムの異常診断装置を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係る内燃機関システムの異常診断装置８は、内燃機関システムの始動を診断し、始動しなかった場合に異常箇所を診断する。
【００３５】
図４に示すように、内燃機関システムの異常診断装置８は、気筒３ごとに設けられた圧力センサ３５，パイロット弁３４ごとに設けられた圧力センサ３６，蓄圧槽７１に設けられた圧力センサ７４と制御装置９とにより構成される。制御装置９は、例えばプログラマブルコントローラ等の制御機器により構成され、気筒３ごとに設けられた圧力センサ３５、パイロット弁３４ごとに設けられた圧力センサ３６、蓄圧槽７１に設けられた圧力センサ７４が接続され、それぞれから計測結果が制御装置９に逐次出力される。また、制御装置９からは、主始動弁７２、ターニング装置６に対して各種の指令信号を送信可能になっている。
【００３６】
また、制御装置９には、制御手段９０、始動確認手段９１、筒内圧力上昇確認手段９２、正規気筒確認手段９３、パイロットエア圧力上昇確認手段９４、圧縮空気消費確認手段９５、診断手段９６、が設けられている。
【００３７】
制御手段９０は、主始動弁７２、ターニング装置６を制御するためのもので、制御手段９０からの指令により、制御装置９から主始動弁７２に始動指令が出力され、制御装置９からターニング装置６にターニング指令が出力される。
【００３８】
始動確認手段９１は、内燃機関システムが始動に失敗したか否かを確認するためのもので、内燃機関システムの始動開始後、所定時間経過後に内燃機関２が所定の回転数以上で回転しているか否かで確認する。
【００３９】
筒内圧力上昇確認手段９２は、始動確認手段９１が始動失敗を確認した場合に、複数の気筒３の各々について筒内圧力の上昇を確認するものである。具体的には、気筒３ごとに設けられた圧力センサ３５の圧力計測結果に基づき、複数の気筒３の各々について筒内圧力の上昇を確認するものである。
【００４０】
正規気筒確認手段９３は、筒内圧力上昇確認手段９２で筒内圧力の上昇が確認された気筒が正規気筒であるか否かを確認するものである。正規気筒は、始動エアが供給されるべき気筒３を意味し、具体的には、ピストン３１が爆発上死点（ＴＤＣ）から排気弁が開となる下死点前（ＢＢＤＣ）に位置する気筒を意味する。
【００４１】
パイロットエア圧力上昇確認手段９４は、始動確認手段９１が始動失敗を確認した場合に、複数のパイロット弁３４の各々に供給されるパイロットエアの圧力上昇を確認するものである。具体的には、パイロット弁３４ごとに設けられた圧力センサ３６の圧力計測結果に基づき、パイロット弁３４の各々についてパイロットエアの圧力上昇を確認するものである。
【００４２】
圧縮空気消費確認手段９５は、始動確認手段９１が始動失敗を確認した場合に、蓄圧槽７１に蓄えられた圧縮空気が消費されたか否かを確認するものである。具体的には、蓄圧槽７１に設けられた圧力センサ７４の圧力計測結果に基づき、蓄圧槽７１に蓄えられた圧縮空気が消費されたか否かを確認するものである。すなわち、蓄圧槽７１に設けられた圧力センサ７４が計測した圧力が所定の圧力以下である場合に圧縮空気の消費が確認される。
【００４３】
診断手段９６は、制御手段９０、始動確認手段９１、筒内圧力上昇確認手段９２、正規気筒確認手段９３、パイロットエア圧力上昇確認手段９４、圧縮空気消費確認手段９５を用いて異常箇所を診断するものである。
【００４４】
図５は、本発明の実施の形態である内燃機関システムの異常診断方法を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係る内燃機関システムは、制御装置９により始動が診断される。
【００４５】
内燃機関システムは、制御装置９から主始動弁７２に始動指令を出力することにより始動し、異常診断装置８は、診断を開始する（ステップＳ１）。異常診断装置８が診断を開始すると、まず、制御手段９０が始動確認手段９１に始動を確認させる（ステップＳ２）。始動確認手段９１は、内燃機関システムの始動開始後、所定時間経過後に内燃機関２が所定の回転数以上で回転しているか否かで始動を確認する。そして、所定の回転数以上で回転している場合には、始動と確認する。このとき、診断手段９６は内燃機関システムを正常と診断する（ステップＳ３）。一方、所定の回転数以上で回転していない場合には始動失敗を確認する（ステップＳ２；ＹＥＳ）。また、始動失敗を確認した場合に、診断手段９６は、内燃機関システムに何らかの異常があると診断する。
【００４６】
始動確認手段９１が始動失敗を確認した場合には、制御手段９０が制御装置９からターニング装置６にターニング指令を出力する。ターニング装置６にターニング指令が入力されると、ターニング装置６はターニングを実行する（ステップＳ４）。具体的には、モータ６２が駆動ギア６１を駆動し、外周にターニングギアが形成されたフライホイールを回転させる。これにより、クランクシャフト４が回転し、複数の気筒３においてピストン３１が気筒内を移動し、吸気弁及び排気弁の開閉状態が変更される。この結果、内燃機関２の状態が異なる状態に遷移する。
【００４７】
その後、制御手段９０は、再び、始動確認手段９１に始動を確認させる（ステップＳ５）。ここで、始動確認手段９１が始動を確認した場合に、診断手段９６は、吸気弁若しくは排気弁の開閉タイミングの不良、または、始動エア管制弁７３の故障、と診断する（ステップＳ６）。
【００４８】
一方、制御手段９０が制御装置９からターニング装置６にターニング指令を所定回数出力しても、始動確認手段９１が始動失敗と診断した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）に、制御手段９０は、筒内圧力上昇確認手段９２に筒内圧力の上昇を確認させる（ステップＳ８）。筒内圧力上昇確認手段９２は、気筒３ごとに設けられた圧力センサ３５の圧力計測結果に基づき複数の気筒３の各々について筒内圧力の上昇を確認する。筒内圧力上昇確認手段９２が筒内圧力の上昇を確認した場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）に、正規気筒確認手段９３が筒内圧力上昇確認手段９２で筒内圧力の上昇が確認された気筒が正規気筒であるか否かを確認する（ステップＳ９）。
【００４９】
正規気筒確認手段９３が正規気筒であると確認した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）には、診断手段９６は、始動エアの圧力低下、または、内燃機関の摺動抵抗大、と診断する（ステップＳ１０。一方、正規気筒確認手段９３が正規気筒でないと診断した場合（ステップＳ９：ＮＯ）に、診断手段９６は、パイロットエア配管の誤配管、または、始動エア管制弁の故障、と診断する（ステップＳ１１）。
【００５０】
他方、筒内圧力上昇確認手段９２が筒内圧力の上昇を確認できない場合（ステップＳ８：ＮＯ）には、制御手段９０がパイロットエア圧力上昇確認手段９４にパイロットエアの圧力上昇を確認させる（ステップＳ１２）。パイロットエア圧力上昇確認手段９４は、パイロット弁３４ごとに設けられた圧力センサ３６の圧力計測結果に基づき、パイロット弁３４の各々についてパイロットエアの圧力上昇を確認する。
【００５１】
パイロットエア圧力上昇確認手段９４がパイロットエアの圧力上昇を確認した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）に、診断手段９６は、始動エア配管の詰まり若しくは漏れ、または、パイロット弁の故障、と診断する（ステップＳ１３）。
【００５２】
一方、パイロットエア圧力上昇確認手段９４がパイロットエアの圧力上昇を確認できない場合（ステップＳ１２）に、制御手段９０は、圧縮空気消費確認手段９５に圧縮空気の消費を確認させる（ステップＳ１４）。圧縮空気消費確認手段９５は、蓄圧槽７１に設けられた圧力センサ７４の圧力計測結果に基づき、圧縮空気の消費を確認する。
【００５３】
圧縮空気消費確認手段９５が圧縮空気の消費を確認した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）に、診断手段９６は、始動エア配管での漏れ、または、パイロットエア配管での漏れ、と診断する（ステップＳ１５）。また、圧縮空気消費確認手段９５が圧縮空気の消費を確認できない場合（ステップＳ１４：ＮＯ）に、診断手段９６は、始動エア配管の詰まり、始動エア管制弁の故障、または、主始動弁の故障、と診断する（ステップＳ１６）。
【００５４】
以上説明したように、本発明の実施の形態である内燃機関システムの異常診断装置及び異常診断方法は、内燃機関システムの始動を診断し、始動しなかった場合に異常箇所を効率的に診断できる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、本発明の少なくとも一実施形態は、内燃機関システムの始動を診断し、始動しなかった場合に異常箇所を効率的に診断できるので、圧縮空気を蓄圧槽に蓄え、蓄えられた圧縮空気を気筒内に供給することにより始動する内燃機関システムの異常診断装置及び異常診断方法に好適である。
【符号の説明】
【００５６】
２    内燃機関
３    気筒
３１    ピストン
３２    コネクティングロッド
３４    パイロット弁
３５    圧力センサ
３６    圧力センサ
４    クランクシャフト
５    フライホイール
６    ターニング装置
６１    駆動ギア
６２    モータ
７１    蓄圧槽
７２    主始動弁
７３    始動エア管制弁
７４    圧力センサ
７５    エア配管
７５１    始動エア配管
７６    パイロットエア配管
８    異常診断装置
９    制御装置
９０    制御手段
９１    始動確認手段
９２    筒内圧力上昇確認手段
９３    正規気筒確認手段
９４    パイロットエア圧力上昇確認手段
９５    圧縮空気消費確認手段
９６    診断手段
【図１】
2015114985.tif 000003
【図２】
2015114985.tif 000004
【図３】
2015114985.tif 000005
【図４】
2015114985.tif 000006
【図５】
2015114985.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月27日(2016.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒と、
圧縮空気が蓄えられた蓄圧槽と、
前記蓄圧槽に接続されたエア配管と、
前記エア配管に設けられた主始動弁と、
前記主始動弁の下流で前記エア配管から気筒ごとに分岐された複数の始動エア配管と、
前記複数の始動エア配管にそれぞれ接続され、弁の開放により圧縮空気を始動エアとして気筒内に供給する複数のパイロット弁と、
前記複数のパイロット弁にそれぞれ接続され、前記弁を開放するための圧縮空気をパイロットエアとして供給するパイロットエア配管と、
前記主始動弁の下流で前記エア配管に接続され、前記パイロットエア配管を介して始動エアが供給されるべき正規気筒にパイロットエアを順次供給するための始動エア管制弁と、
を備えた内燃機関システムの異常診断装置であって、
前記異常診断装置は、
前記気筒の各々について筒内圧力を計測する筒内圧力計測手段と、
前記内燃機関システムが始動に失敗したか否かを確認する始動確認手段と、
前記始動確認手段が失敗を確認した場合に、前記筒内圧力計測手段の圧力計測結果に基づき前記複数の気筒の各々について筒内圧力の上昇を確認する筒内圧力上昇確認手段と、
前記筒内圧力上昇確認手段で筒内圧力の上昇が確認された気筒が正規気筒であるか否かを確認する正規気筒確認手段と、
前記筒内圧力上昇確認手段及び前記正規気筒確認手段の確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断する診断手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関システムの異常診断装置。
【請求項２】
前記異常診断装置は、
前記パイロット弁の各々に供給されるパイロットエアの圧力を計測するパイロットエア圧力計測手段と、
前記パイロットエア圧力計測手段の圧力計測結果に基づきパイロットエアの圧力上昇を確認するパイロットエア圧力上昇確認手段と、
をさらに備え、
前記診断手段は、さらに、前記パイロットエア圧力上昇確認手段の確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関システムの異常診断装置。
【請求項３】
前記異常診断装置は、
前記蓄圧槽に蓄えられた圧縮空気の圧力を計測する蓄圧槽圧力計測手段と、
蓄圧槽圧力計測手段の圧力計測結果に基づき圧縮空気の消費を確認する圧縮空気消費確認手段と、
をさらに備え、
前記診断手段は、さらに、前記圧縮空気消費確認手段の確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関システムの異常診断装置。
【請求項４】
複数の気筒と、
圧縮空気が蓄えられた蓄圧槽と、
前記蓄圧槽に接続されたエア配管と、
前記エア配管に設けられた主始動弁と、
前記主始動弁の下流で前記エア配管から気筒ごとに分岐された複数の始動エア配管と、
前記複数の始動エア配管にそれぞれ接続され、弁の開放により圧縮空気を始動エアとして気筒内に供給する複数のパイロット弁と、
前記複数のパイロット弁にそれぞれ接続され、前記弁を開放するための圧縮空気をパイロットエアとして供給するパイロットエア配管と、
前記主始動弁の下流で前記エア配管に接続され、前記パイロットエア配管を介して始動エアが供給されるべき正規気筒にパイロットエアを順次供給するための始動エア管制弁と、
を備えた内燃機関システムの異常診断方法であって、
前記異常診断方法は、
前記内燃機関システムの始動に失敗した場合に、前記複数の気筒の各々について筒内圧力の上昇を確認するステップと、
筒内圧力の上昇を確認した場合に筒内圧力の上昇が確認された気筒が正規気筒であるか否かを確認するステップと、
正規気筒であるか否かの確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断するステップと、
を有することを特徴とする内燃機関システムの異常診断方法。
【請求項５】
前記異常診断方法は、
前記パイロット弁の各々に供給されるパイロットエアの圧力上昇を確認するステップと、
パイロットエアの圧力上昇の確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関システムの異常診断方法。
【請求項６】
前記異常診断方法は、
前記蓄圧槽に蓄えられた圧縮空気の消費を確認するステップと、
圧縮空気の消費の確認結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項４または５に記載の内燃機関システムの異常診断方法。
【請求項７】
前記異常診断方法は、
内燃機関システムの始動に失敗した場合に前記複数の気筒における位相をずらすターニングを実行し、その後、再始動するステップと、
再始動の結果に基づき前記内燃機関システムの異常箇所を診断するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の内燃機関システムの異常診断方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２９５８５９号公報
【国際調査報告】
2015114985.tif 000008
2015114985.tif 000009