(57)【要約】【課題】定置式ガスエンジンの様な自動的に再始動を試みる機能を持つ内燃機関の運転データが異常なデータであるか否かを判定することが出来て、内燃機関の始動性の悪化に関連する不具合が深刻なレベルに到達する以前に当該不具合に対処することを可能とするような内燃機関の異常検知装置及び異常検知方法の提供。【解決手段】内燃機関始動手段（スタータモータ）の始動回数を計測する第１の計測手段（２１）と、内燃機関（２）の始動回数を計測する第２の計測手段（２２）と、監視手段（３）とを含み、該監視手段（３）は、内燃機関始動手段の始動回数及び内燃機関（２）の始動回数から始動成功率を演算し、演算された始動成功率が閾値以下であれば内燃機関（２）に修理が必要と判定する制御を行う様に構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関始動手段の始動回数を計測する第１の計測手段と、内燃機関の始動回数を計測する第２の計測手段と、監視手段とを含み、該監視手段は、内燃機関始動手段の始動回数及び内燃機関の始動回数から始動成功率を演算し、演算された始動成功率が閾値以下であれば内燃機関に修理が必要と判定する制御を行う様に構成されていることを特徴とする内燃機関の異常検知装置。
【請求項２】
前記監視手段は、計測された内燃機関始動手段の始動回数及び内燃機関の始動回数から短期間の始動成功率を演算する短期始動成功率演算手段と、計測された内燃機関始動手段の始動回数及び内燃機関の始動回数から長期間に亘る始動成功率を演算する長期始動成功率演算手段とを備え、演算された短期間の始動成功率及び長期間に亘る始動成功率により内燃機関が修理が必要とするか否かを判定する様に構成されている請求項１の内燃機関の異常検知装置。
【請求項３】
第１の計測手段により内燃機関始動手段の始動回数を計測する工程と、第２の計測手段により内燃機関の始動回数を計測する工程と、内燃機関始動手段の始動回数及び内燃機関の始動回数から短期間の始動成功率を演算する短期始動成功率演算工程と、内燃機関始動手段の始動回数及び内燃機関の始動回数から長期間に亘る始動成功率を演算する長期始動成功率演算工程と、演算された短期間の始動成功率及び長期間に亘る始動成功率により内燃機関が修理が必要とするか否かを判定する判定工程、とを有することを特徴とする内燃機関の異常検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスヒートポンプ（ＧＨＰ）をはじめとする自動的に再始動を試みる機能を持つ内燃機関の始動不良やその他の異常を検知する異常検知装置及び異常検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（例えば、ガスエンジン）と組み合わせて使用されるヒートポンプ装置（例えば、ガスエンジンヒートポンプ：ＧＨＰ）において、情報ネットワークや専用回線を介して遠隔監視用コンピュータに接続されて、当該遠隔監視用コンピュータを用いて始動不良その他の異常を検知する技術が、既に、提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、一般に、ＧＨＰ用等の定置式内燃機関は、それ自身が持つ制御機能として、エンジンが始動失敗した時には、自動的に再始動を試みる機能を持っている。再始動を試みても始動に失敗し、例えば、連続１５回程度失敗し続けた場合には、ＧＨＰ自身が始動失敗エラーと判定して、異常停止させる。
【０００４】
しかし、上記制御では、監視用コンピュータに運転データが蓄積されるが、その蓄積されたデータが異常なデータであるか否かを自動判断するロジックが明確でない。
【０００５】
さらに、内燃機関始動手段（例えば、スタータモータ）の始動回数と、内燃機関の始動回数との「差」、すなわち始動不良の回数のみで判断を行うと、故障の前兆判断を誤ることがある。
内燃機関の始動回数は、内燃機関の使用態様でかなり異なる（例えば、始動回数が月２〜３回の場合があれば、一日１００回前後で始動する場合もある）。そして、始動不良の回数が同一（例えば、始動不良が５回）でも、始動回数に対する始動不良回数の割合が相違すれば、異常であるか否かの判断は相違するべきである（例えば、始動回数１０回に対して始動不良回数が５回と、始動回数１０００回に対して始動不良回数５回では、同じ始動不良回数５回でも意味が異なる）。
すなわち、スタータモータの始動回数と、内燃機関の始動回数との「差」のみで判断を行うと、上述で例示したように、「１０回の内の５回」と「１０００回の内の５回」とを同じに判定してしまう恐れがある。換言すれば、内燃機関の故障の前兆か否かの判断を誤る恐れがある。
【特許文献１】特開２００２−２７７０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、例えば定置式ガスエンジンの様な自動的に再始動を試みる機能を持つ内燃機関の運転データが異常なデータであるか否かを判定することが出来て、内燃機関の始動性の悪化に関連する不具合が深刻なレベルに到達する以前に当該不具合に対処することを可能とするような内燃機関の異常検知装置及び異常検知方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内燃機関の異常検知装置（１）は、内燃機関始動手段（スタータモータ）の始動回数を計測する第１の計測手段（スタータモータ始動回数カウンタ２１）と、内燃機関（定置式内燃機関：例えば定置式ガスエンジン２）の始動回数を計測する第２の計測手段（エンジン始動回数カウンタ２２）と、監視手段（監視用コンピュータ３）とを含み、該監視手段（３）は、内燃機関始動手段（スタータモータ）の始動回数及び内燃機関（２）の始動回数から始動成功率を演算し、演算された始動成功率が閾値以下であれば内燃機関（２）に修理が必要と判定する制御を行う様に構成されていることを特徴としている（請求項１）。
【０００８】
前記監視手段（監視用コンピュータ３）は、計測された内燃機関始動手段（スタータモータ）の始動回数及び内燃機関（２）の始動回数から短期間の始動成功率を演算する短期始動成功率演算手段（１０）と、計測された内燃機関始動手段（スタータモータ）の始動回数及び内燃機関（２）の始動回数から長期間に亘る始動成功率を演算する長期始動成功率演算手段（１１）とを備え、演算された短期間の始動成功率及び長期間に亘る始動成功率により内燃機関（２）が修理が必要とするか否かを判定する様に構成されている（請求項２）。
【０００９】
本発明の内燃機関の異常検知方法は、第１の計測手段（スタータモータ始動回数カウンタ２１）により内燃機関始動手段（スタータモータ）の始動回数を計測する工程（Ｓ１）と、第２の計測手段（エンジン始動回数カウンタ２２）により内燃機関（２）の始動回数を計測する工程（Ｓ１）と、内燃機関始動手段（スタータモータ）の始動回数及び内燃機関（２）の始動回数から短期間の始動成功率を演算する短期始動成功率演算工程（Ｓ３）と、内燃機関始動手段の始動回数及び内燃機関の始動回数から長期間に亘る始動成功率を演算する長期始動成功率演算工程（Ｓ３）と、演算された短期間の始動成功率及び長期間に亘る始動成功率により内燃機関が修理が必要とするか否かを判定する判定工程（Ｓ４、Ｓ５：Ｓ７、Ｓ８）、とを有することを特徴としている（請求項３）。
【発明の効果】
【００１０】
上述した様な構成の異常検知装置（１）及び異常検知方法（図２のフローチャート）を備えた本発明によれば、内燃機関始動手段（スタータモータ）の始動回数を計測する第１の計測手段（スタータモータ始動回数カウンタ２１）と、内燃機関（定置式内燃機関：例えば定置式ガスエンジン２）の始動回数を計測する第２の計測手段（エンジン始動回数カウンタ２２）と、監視手段（監視用コンピュータ３）とから構成される遠隔監視装置を用いて、監視用コンピュータ（３）に蓄積した運転データを自動演算することによって、始動不能に至ることを事前に予知出来る。
【００１１】
例えば、略々１日一回ごと、エンジンの累積始動回数、及びスタータモータの累積始動回数を取得し、始動成功率を求めた結果を示す図３を参照すれば明らかな様に、上述の本発明を、ガスヒートポンプ（ＧＨＰ）の異常検知に用いれば、始動不能という事態を事前に感知して、回避することが出来る。
【００１２】
例えば図３は、図３中の符号Ｆで示す時点で完全に始動不能となり、修理を行った内燃機関の始動成功率を示した図であるが、時点Ｆの４５日前（図中の○印）からは、１０日間当り、始動成功率が０．３を下回る日が出現している。従って、始動成功率が０．３を上回るか否かを予防保全の必要性有無の基準とすれば、図３中の符号Ｆで示す時点で、予防保全を行うことが出来、始動不能を回避出来るのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
図１において、全体を符号１で示す内燃機関の異常検知装置は、大きなユニット単位としては定置式ガスエンジン（ＧＨＰ；ガスヒートポンプ）２と、そのガスエンジン２からの情報を、ネットワークＮを介して受信する監視用コンピュータ（請求項１、２では監視手段：以降監視手段を監視用コンピュータという）３と、その監視用コンピュータ３と接続された表示手段４及び警告手段５とから構成されている。
【００１５】
前記ガスエンジン２からの情報とは、ガスエンジン２に装備された図示しない内燃機関始動用スタータモータの始動回数を計測するスタータモータ始動回数カウンタ（請求項１、３では第１の計測手段：以降第１の計測手段をスタータモータ始動回数カウンタと言う）２１からの始動回数情報と、ガスエンジン２の始動回数を計測するエンジン始動回数カウンタ（請求項１では第２の計測手段：以降第２の計測手段をエンジン始動回数カウンタと言う）２２からの始動回数情報とである。
【００１６】
前記監視用コンピュータ３は、エンジン始動回数を記憶するエンジン始動回数記憶手段６と、スタータモータ始動回数を記憶するスタータモータ始動回数記憶手段７と、後述の短期始動成功率及び長期始動成功率に関する閾値（例えば短期的には始動成功率が幾ら以下であれば異常と見做すその率、又は長期的には始動成功率がいくら以下であれば異常と見做すその率）を記憶する閾値記憶手段８と、から成る記憶手段９を有している。
そして、前記エンジン始動回数カウンタ２２でカウントしたエンジン始動回数は、記エンジン始動回数記憶手段６に逐一記憶され、前記スタータモータ始動回数カウンタ２１でカウントしたスタータモータ始動回数は、記スタータモータ始動回数記憶手段６に逐一記憶される
【００１７】
また、前記監視用コンピュータ３は、計測されたスタータモータの始動回数及びガスエンジン２の始動回数から短期間の始動成功率を演算する短期始動成功率演算手段１０と、計測されたスタータモータの始動回数及びガスエンジン２の始動回数から長期間に亘る始動成功率を演算する長期始動成功率演算手段１１と、判定回路１２とを備え、短期始動成功率演算手段１０及び長期始動成功率演算手段１１で演算された、短期始動成功率及び長期始動成功率により前記閾値記憶手段８に記憶された閾値を参照して、ガスエンジン２が異常を来たし、修理を必要とするか否かを判定する様に構成されている。
【００１８】
前記、エンジン始動回数記憶手段６は、例えば、その時点におけるエンジンの累積始動回数を記憶しており、スタータモータ始動回数記憶手段７は、例えば、その時点におけるスタータモータの累積始動回数を記憶している。
【００１９】
次に、図２を参照して、本実施形態のガスエンジンの異常検知方法を説明する。
先ず、ステップＳ１において、スタータモータ始動回数カウンタ２１（図１参照）によってスタータモータの累積始動回数データを取得し、エンジン始動回数カウンタ２２（図１参照）によってエンジンの累積始動回数データを取得する。
【００２０】
次のステップＳ２では、監視用コンピュータ３（図１参照）は、前回の判定（演算）実行日から所定期間が経過したか否かを判断する。
ここで、「所定期間」としては、例えば、１０日間とする。その所定期間が経過していなければ（ステップＳ２のＮＯ）、ステップＳ１からＳ２のループを繰返し、所定期間が経過したなら（ステップＳ２のＹＥＳ）、ステップＳ３に進む。
【００２１】
ステップＳ３では、監視用コンピュータ３は短期始動成功率演算手段１０（図１参照）によって短期始動成功率を、また長期始動成功率演算手段１１（図１参照）によって長期始動成功率を演算する。
【００２２】
次のステップＳ４では、監視用コンピュータ３は、前回判定（演算）実行日から長期始動成功率が第１の閾値「Ａ（例えばＡ＝０．３）」以下となったことがＢ回（例えば1回）以上あるか否かを判断して、長期始動成功率が第１の閾値「Ａ」以下となったことがＢ回以上あれば（ステップＳ４のＹＥＳ）、ステップＳ５に進み、長期始動成功率が第１の閾値「Ａ」以下となったことがＢ回以上無ければ（ステップＳ４のＮＯ）、ステップＳ７に進む。
【００２３】
ここで、長期始動成功率を演算するに当たってのベース期間は、実際のデータを見ると、例えば、１０日程度とするのがよい。
始動性の悪化は急激に発生する。検出漏れが無い様に、出来る限り短い期間でチェックしたい。
しかし、チェック期間が短か過ぎると（例えば３日間）とすると、一回もエンジンを始動しない日や、ガスエンジンの燃料ガス供給ラインの元栓を閉じているのにガスエンジンの始動操作を行い、（ガスエンジンが始動しないため）何回もスタータモータを回した日の様な、イレギュラーな日の影響が大きくなり過ぎる。
【００２４】
イレギュラーな日の影響が小さくなる程度に長期間であり、始動性が急激に悪化しても検出漏れが無い程度に短いスパンの１例として、例えば「１０日」を設定している。
【００２５】
また、ステップＳ４の長期始動成功率（１０日間当たりの起動成功率）のチェックは、当該長期間に一度ずつ（例えば、１０日毎に）行っても良いが、コンピュータが過負荷にならない限り、例えば、毎日行うことが好ましい。
例として、
３／１１以前の１０日間と、３／１１の１日のデータ
３／１２以前の１０日間と、３／１２の１日のデータ
３／１３以前の１０日間と、３／１３の１日のデータ
３／１４以前の１０日間と、３／１４の１日のデータ
３／１５以前の１０日間と、３／１５の１日のデータ
を３／１５（今回の判定或いは演算実行日）に求め、各データについてステップＳ４で判定することが好ましい。
【００２６】
ステップＳ５では、始動性が悪化し、監視用コンピュータ３の判定回路１２は、緊急修理が必要と判断し、警告を発すると共にサービスマンに連絡する（ステップＳ６）。
【００２７】
ステップＳ７では、監視用コンピュータ３の判定回路１２は、前回判定（演算）実行日から短期始動成功率（データ取得期間が例えば１日間）が第２の閾値「Ｃ（例えばＣ＝０．５）」以下となったことがＤ回（例えば1回）以上あるか否かを判断して、短期始動成功率が第２の閾値「Ｃ」以下となったことがＤ回以上あれば（ステップＳ４のＹＥＳ）、ステップＳ８に進み、短期始動成功率が第２の閾値「Ｃ」以下となったことがＤ回以上無ければ（ステップＳ４のＮＯ）、ステップＳ１０に進む。  
【００２８】
ステップＳ８では、始動性がやや悪く、機会を見て予防保全が必要と判定し、ステップＳ９で予防保全のルーチンに進む。
【００２９】
ステップＳ１０では、監視用コンピュータ３は制御を終了するか否かを判断し、終了するのであれば（ステップＳ１０のＹＥＳ）、そのまま終了し、終了しないのであれば（ステップＳ１０のＮＯ）、ステップＳ１に戻り、再びステップＳ１以降を繰り返す。
【００３０】
図３は図示の実施形態における効果を確認するために、実験用のガスエンジンを使用して得た実験データを示す図である。
図３で示す実験データでは、使用不能となったＦ点から４５日前（丸で囲んだ領域）に、１０日間当たりの始動成功率（長期始動成功率）が所定値（０．３：第１の閾値）を下回る日が出現している。ここで、図２のフローチャートの「Ｂ回」を「１回（即ち１日）」とすれば、Ｆ点から４５日前の時点で、すでに始動性が悪化しており、緊急修理が必要である、と判定される。
【００３１】
上述したように、本実施形態によれば、定置式ガスエンジン２のスタータモータの始動回数を計測するスタータモータ始動回数カウンタ２１と、定置式ガスエンジン２の始動回数を計測するエンジン始動回数カウンタ２２と、監視用コンピュータ３とから構成される遠隔監視装置を用いて、監視用コンピュータ３に蓄積した運転データを自動演算することによって、常時異常をチェックしているため、始動性悪化に対する十分な対応時間（修理のための時間）が確保出来、始動不能に至ることを事前に予知出来る。
【００３２】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】実施形態における異常検知方法を示したフローチャート。
【図３】実施形態における効果を確認するために、実験用のガスエンジンを使用して得た実験データを示す図。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・異常検知装置
２・・・ガスエンジン
４・・・表示手段
５・・・警告手段
６・・・エンジン始動回数記憶手段
７・・・スタータモータ始動回数記憶手段
８・・・閾値記憶手段
９・・・記憶手段
１０・・・短期始動成功率演算手段
１１・・・長期始動成功率演算手段
１２・・・判定回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005291017.tif 000005