(57)【要約】【課題】内燃機関の軸受けの焼付きを事前に検知する。【解決手段】燃料が噴射される複数の気筒１０ａ〜１０ｄを有するエンジン１に設けられたクランク軸受け２２の焼付きの兆候を判定する制御装置１００は、各気筒の回転変動量に基づいて、各気筒への燃料の噴射量を補正する補正部１２２と、各気筒の補正部１２２による噴射量の補正度合いを比較する比較部１２３と、比較部１２３の比較結果、補正度合いが他の気筒に比べて所定値以上異なる気筒があることが検出された場合に、クランク軸受け２２に焼付きの兆候があると判定する判定部１２４と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料が噴射される複数の気筒を有する内燃機関に設けられた軸受けの焼付きの兆候を判定する焼付き兆候判定装置であって、
各気筒の回転変動量に基づいて、各気筒への燃料の噴射量を補正する補正部と、
各気筒の前記補正部による前記噴射量の補正度合いを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果、前記補正度合いが他の気筒に比べて所定値以上異なる気筒があることが検出された場合に、前記軸受けに焼付きの兆候があると判定する判定部と、
を備える、焼付き兆候判定装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記補正度合いが他の気筒に比べて所定値以上異なる気筒があることが、所定期間内に複数回検出された場合に、前記軸受けに焼付きの兆候があると判定する、
請求項１に記載の焼付き兆候判定装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記補正度合いが他の気筒に比べて所定値以上異なる気筒があることが、前記内燃機関のアイドル回転時に検出された場合に、前記軸受けに焼付きの兆候があると判定する、
請求項１又は２に記載の焼付き兆候判定装置。
【請求項４】
前記判定部が前記焼付きの兆候があると判定した場合に、前記比較部が比較した前記噴射量の補正度合いに関する情報を外部端末に送信する送信部を更に備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載の焼付き兆候判定装置。
【請求項５】
燃料が噴射される複数の気筒を有する内燃機関に設けられた軸受けの焼付きの兆候を判定する焼付き兆候判定方法であって、
各気筒の回転変動量に基づいて、各気筒への燃料の噴射量を補正するステップと、
各気筒の前記噴射量の補正度合いを比較するステップと、
前記補正度合いが他の気筒に比べて所定値以上異なる気筒があることが検出された場合に、前記軸受けに焼付きの兆候があると判定するステップと、
を備える、焼付き兆候判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料が噴射される複数の気筒を有する内燃機関に設けられた軸受けの焼付きの兆候を判定する焼付き兆候判定装置及び焼付き兆候判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の気筒を有する多気筒内燃機関においては、各気筒にインジェクタから噴射される燃料の噴射量にバラツキが生じる。そして、噴射量のバラツキに起因して、気筒間の回転変動のバラツキが生じる。
このようなバラツキを抑制すべく、回転変動に応じて燃料の噴射量を補正する技術が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５２６１６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、内燃機関には、軸受けに支持されたクランク軸等の回転が円滑に行われるように、潤滑油が供給されている。しかし、異物が混入した場合や潤滑油が適切に供給されない場合には、軸受けが焼き付く恐れがある。そして、軸受けが焼き付いた状態で回転を継続すると、内燃機関の故障につながる。このため、軸受けの焼付きを事前に検知することが求められている。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の軸受けの焼付きを事前に検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様においては、燃料が噴射される複数の気筒を有する内燃機関に設けられた軸受けの焼付きの兆候を判定する焼付き兆候判定装置であって、各気筒の回転変動量に基づいて、各気筒への燃料の噴射量を補正する補正部と、各気筒の前記補正部による前記噴射量の補正度合いを比較する比較部と、前記比較部の比較結果、前記補正度合いが他の気筒に比べて所定値以上異なる気筒があることが検出された場合に、前記軸受けに焼付きの兆候があると判定する判定部と、を備える、焼付き兆候判定装置を提供する。
内燃機関内の軸受けに焼付きの兆候がある場合には、複数の気筒のうちの一部の気筒において噴射量の補正度合いが異常に大きく異なる傾向にある。そこで、複数の気筒における噴射量の補正度合いを相対比較して補正度合いが異常に大きい気筒を検出することで、軸受けの焼付きを事前に検知できる。この結果、軸受けの焼付きに起因する内燃機関の故障を防止できる。
【０００７】
また、前記判定部は、前記補正度合いが他の気筒に比べて所定値以上異なる気筒があることが、所定期間内に複数回検出された場合に、前記軸受けに焼付きの兆候があると判定することとしてもよい。
【０００８】
また、前記判定部は、前記補正度合いが他の気筒に比べて所定値以上異なる気筒があることが、前記内燃機関のアイドル回転時に検出された場合に、前記軸受けに焼付きの兆候があると判定することとしてもよい。
【０００９】
また、前記焼付き兆候判定装置は、前記判定部が前記焼付きの兆候があると判定した場合に、前記比較部が比較した前記噴射量の補正度合いに関する情報を外部端末に送信する送信部を更に備えることとしてもよい。
【００１０】
本発明の第２の態様においては、燃料が噴射される複数の気筒を有する内燃機関に設けられた軸受けの焼付きの兆候を判定する焼付き兆候判定方法であって、各気筒の回転変動量に基づいて、各気筒への燃料の噴射量を補正するステップと、各気筒の前記噴射量の補正度合いを比較するステップと、前記補正度合いが他の気筒に比べて所定値以上異なる気筒があることが検出された場合に、前記軸受けに焼付きの兆候があると判定するステップと、を備える、焼付き兆候判定方法を提供する。
かかる焼付き兆候判定方法によれば、複数の気筒における噴射量の補正度合いを相対比較して補正度合いが異常に大きい気筒を検出することで、軸受けの焼付きを事前に検知できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、内燃機関の軸受けの焼付きを事前に検知できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一の実施形態に係るエンジン１の内部構成を示す模式図である。
【図２】制御装置１００の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】４つの気筒１０ａ〜１０ｄにおける燃料噴射量の補正度合いの推移を示すグラフである。
【図４】焼付き兆候判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】変形例に係る制御装置１００の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜内燃機関の構成＞
図１を参照しながら、本発明の一の実施形態に係る内燃機関であるエンジン１の内部構成について説明する。
【００１４】
図１は、一の実施形態に係るエンジン１の内部構成を示す模式図である。エンジン１は、トラック等の車両に搭載されている多気筒エンジンである。図１に示すように、エンジン１は、４つの気筒１０ａ〜１０ｄと、クランク軸２０と、複数のインジェクタ３０とを有する。
【００１５】
気筒１０ａ〜１０ｄは、直列に配列されている。気筒１０ａ〜１０ｄには、吸気が吸入される吸気通路及び排気を排出する排気通路が接続されている。気筒１０ａ〜１０ｄの構成は同様であるので、ここでは気筒１０ａを例に挙げて説明する。気筒１０ａは、ピストン１１ａと、シリンダ１２ａと、コンロッド１３ａとを有する。
【００１６】
ピストン１１ａは、シリンダ１２ａ内で上下に往復運動する。シリンダ１２ａは、ピストン１１ａ及びシリンダヘッド（不図示）と共に、燃料が燃焼する燃料室を形成する。コンロッド１３ａは、ピストン１１ａとクランク軸２０を接続する。なお、コンロッド１３ａのクランク軸２０との連結部には、コンロッド軸受けが設けられている。
【００１７】
クランク軸２０は、気筒１０ａ〜１０ｄのピストン１１ａ〜１１ｄの往復運動を回転運動に変換するための軸である。クランク軸２０は、クランク軸受け２２によって回転可能に支持されている。
【００１８】
インジェクタ３０は、気筒１０ａ〜１０ｄ毎に設けられている。インジェクタ３０が気筒１０ａ〜１０ｄ内の圧縮された吸気へ燃料を噴射することで、燃焼ガスが膨張してピストン１１ａ〜１１ｄが往復運動する。インジェクタ３０による燃料の噴射量等は、エンジン１の動作を制御する制御装置１００によって制御されている。
【００１９】
ところで、エンジン１には、クランク軸受け２２に支持されたクランク軸２０等の回転が円滑に行われるように、潤滑油が供給されている。しかし、異物が混入した場合や潤滑油が適切に供給されない場合には、クランク軸受け２２が焼き付き傷つく恐れがある。同様に、コンロッド１３ａ〜１３ｄを支持するコンロッド軸受けが焼き付く恐れがある。そして、クランク軸受け２２やコンロッド軸受けが焼き付いた状態で回転を継続すると、エンジン１の故障につながる。
これに対して本実施形態に係る制御装置１００は、後述する焼付き兆候判定処理を行って、クランク軸受け２２やコンロッド軸受けの焼付きの兆候を検出する。これにより、例えば焼付きの兆候があるクランク軸受け２２やコンロッド軸受けの交換することで、クランク軸２０やコンロッド１３ａ〜１３ｄへの影響を抑制できる。
【００２０】
＜制御装置１００の詳細構成＞
図２を参照しながら、エンジン１の制御装置１００の詳細構成の一例について説明する。
【００２１】
図２は、制御装置１００の詳細構成を示すブロック図である。制御装置１００は、本実施形態では、クランク軸受け２２やコンロッド軸受けの焼付きの兆候を検出する焼付き兆候検出装置の機能を有する。以下では、制御装置１００が、クランク軸受け２２の焼付きの兆候を検出するものとして説明する。図２に示すように、制御装置１００は、記憶部１１０と、制御部１２０とを有する。
【００２２】
記憶部１１０は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。記憶部１１０は、制御部１２０が実行するためのプラグラムや各種データを記憶する。記憶部１１０は、例えば、インジェクタ３０による燃料の噴射量の補正度合いに関する情報を記憶する。
【００２３】
制御部１２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部１２０は、記憶部１１０に記憶されたプログラムを実行することにより、エンジン１の動作を制御する。本実施形態では、制御部１２０は、噴射制御部１２１と、補正部１２２と、比較部１２３と、判定部１２４として機能する。
【００２４】
噴射制御部１２１は、インジェクタ３０による燃料の噴射を制御する。具体的には、噴射制御部１２１は、気筒１０ａ〜１０ｄ毎に、インジェクタ３０の燃料の噴射量や噴射時期と制御する。
【００２５】
補正部１２２は、４つの気筒１０ａ〜１０ｄの回転変動量に基づいて、各気筒への燃料の噴射量を補正する。例えば、補正部１２２は、クランク軸２０の角速度を検出する検出センサ４０の検出結果に基づいて、４つの気筒１０ａ〜１０ｄの回転変動量を求める。そして、補正部１２２は、４つの気筒１０ａ〜１０ｄの回転変動量のバラツキを抑えるために、求めた回転変動量に応じて気筒毎の噴射量を補正する。噴射制御部１２１は、補正部１２２が補正した噴射量に応じて、燃料を噴射する。
【００２６】
比較部１２３は、４つの気筒１０ａ〜１０ｄの補正部１２２による燃料噴射量の補正度合いを比較する。例えば、比較部１２３は、記憶部１１０に記憶された４つの気筒１０ａ〜１０ｄの噴射量の補正度合いを比較する。
【００２７】
図３は、４つの気筒１０ａ〜１０ｄにおける燃料噴射量の補正度合いの推移を示すグラフである。グラフのデータは、例えば記憶部１１０に記憶されている。グラフの横軸は時間を示し、縦軸が燃料噴射量の補正度合いを示す。グラフを見ると分かるように、気筒毎に燃料噴射量の補正度合いが異なる。特に、気筒１０ｄや気筒１０ｃの燃料噴射量の補正度合いが、他の気筒１０ａ、１０ｂに比べて異常に大きくなる異常タイミング（図３で○で囲んだタイミング）が存在する。この際、比較部１２３は、補正度合いが異常な気筒として、気筒１０ｄ、１０ｃを特定する。
【００２８】
判定部１２４は、比較部１２３の比較結果、噴射量の補正度合いが他の気筒に比べて所定値以上異なる気筒があることが検出された場合に、クランク軸受け２２に焼付きの兆候があると判定する。ここで、所定値は、予め実験等によって求められた値であり、エンジン１の仕様等に応じて設定される。
軸受けに焼付きの兆候がある場合には、４つの気筒１０ａ〜１０ｄのうちの一部の気筒において噴射量の補正度合いが異常に大きく異なる傾向にある。一方で、例えば気筒１０ａ〜１０ｄへの燃料の供給に異常が発生した場合には、４つの気筒１０ａ〜１０ｄの補正度合いがそれぞれ異常に大きくなる。そこで、判定部１２４は、４つの気筒１０ａ〜１０ｄにおける噴射量の補正度合いを比較して、４つの気筒１０ａ〜１０ｄの中で補正度合いが異常な気筒を検出した場合には、クランク軸受け２２の焼付きの兆候があると判定している。
【００２９】
判定部１２４は、噴射量の補正度合いが異常な気筒があることが所定期間内に複数回検出された場合に、クランク軸受け２２に焼付きの兆候があると判定する。これにより、焼付き兆候の判定の誤検出を防止できるので、精度良く、クランク軸受け２２の焼付きを検知できる。
【００３０】
判定部１２４は、噴射量の補正度合いが異常な気筒があることがエンジン１のアイドル回転時に検出された場合に、クランク軸受け２２に焼付きの兆候があると判定する。アイドル回転時は燃料の噴射量が少ないので、クランク軸受け２２の焼付きの兆候の判定を効率的に行える。
【００３１】
判定部１２４は、噴射量の補正度合いが他の気筒に比べて所定値異常異なる気筒があることが検出された場合に、クランク軸受け２２の焼付きの兆候がある旨を報知部５０に報知させる。報知部５０は、例えば、画面（不図示）にメッセージを表示したり、音を出力したりすることで、ドライバに警告する。ドライバは、警告を受けてエンジン１の修理を行うことで、エンジン１の故障を防止できる。
【００３２】
＜焼付き兆候判定処理＞
図４を参照しながら、焼付き兆候判定処理の流れについて説明する。焼付き兆候判定処理は、制御装置１００の制御部１２０が記憶部１１０に記憶されたプログラムを実行することで実現される。
【００３３】
図４は、焼付き兆候判定処理の一例を示すフローチャートである。図４のフローチャートは、エンジン１において、インジェクタ３０が気筒１０ａ〜１０ｄへ燃料を噴射して、アイドル回転が行われているところから開始される。
【００３４】
まず、制御部１２０の補正部１２２は、４つの気筒１０ａ〜１０ｄの回転変動量に基づいて、燃料の噴射量を気筒毎に補正する（ステップＳ１０２）。すなわち、補正部１２２は、４つの気筒１０ａ〜１０ｄの回転変動量のバラツキを抑えるように、燃料の噴射量を補正する。エンジン１のアイドル回転時に補正部１２２が補正した補正度合いに関する情報は、例えば記憶部１１０に記憶される。
【００３５】
次に、比較部１２３は、４つの気筒１０ａ〜１０ｄの補正部１２２による燃料噴射量の補正度合いを比較する（ステップＳ１０４）。例えば、比較部１２３は、記憶部１１０に記憶されたエンジン１のアイドル回転時の４つの気筒１０ａ〜１０ｄの噴射量の補正度合いを比較する。
【００３６】
次に、判定部１２４は、４つの気筒１０ａ〜１０ｄの中で、噴射量の補正度合いが異常な気筒があるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。具体的には、判定部１２４は、エンジン１のアイドル回転時に、図３に示すように補正度合いの異常を複数回検出した場合に、異常な気筒があると判断する。
【００３７】
ステップＳ１０６で噴射量の補正度合いが異常な気筒があると判断した場合には（Ｙｅｓ）、判定部１２４は、クランク軸受け２２やコンロッド軸受けの焼付きの兆候があると判定する（ステップＳ１０８）。これにより、噴射量の補正度合いを観察することで、クランク軸受け２２やコンロッド軸受けの焼付きを事前に検知できる。
【００３８】
次に、判定部１２４は、クランク軸受け２２やコンロッド軸受けの焼付きの兆候がある旨を報知部５０に報知させて、ドライバに警告する（ステップＳ１１０）。これにより、ドライバは、軸受けの焼付きによるエンジン１の故障を防止するための方策を講じることができる。
【００３９】
＜本実施形態における効果＞
上述した制御装置１００は、４つの気筒１０ａ〜１０ｄに対する燃料の噴射量の補正度合いを比較して、補正度合いが異常な気筒があることを検出した場合に、クランク軸受け２２やコンロッド軸受けに焼付きの兆候があると判定する。
クランク軸受け２２やコンロッド軸受けに焼付きの兆候がある場合には、４つの気筒１０ａ〜１０ｄのうちの一部の気筒において噴射量の補正度合いが異常に大きく異なる傾向にある。そこで、４つの気筒１０ａ〜１０ｄにおける噴射量の補正度合いを相対比較して補正度合いが異常に大きい気筒を検出することで、クランク軸受け２２やコンロッド軸受けの焼付きを事前に検知できる。この結果、クランク軸受け２２やコンロッド軸受けの焼付きによるエンジン１の故障を防止できる。
【００４０】
ところで、上記では、燃料の噴射量の補正度合いが異常な気筒がある場合には、ドライバに警告することとした。ただし、これに限定されず、例えば、制御装置１００は、燃料の噴射量の補正度合いが異常な気筒がある場合に、比較した噴射量の補正度合いに関する情報を、エンジン１が搭載された車両の製造メーカ等に送信してもよい。
【００４１】
図５は、変形例に係る制御装置１００の構成を示すブロック図である。変形例に係る制御装置１００は、送信部１２５を更に備える点で、図２の構成と異なる。他の構成は、図２で説明した構成と同様である。
【００４２】
送信部１２５は、判定部１２４が焼付きの兆候があると判定した場合に、比較部１２３が比較した噴射量の補正度合いに関する情報を外部端末２００に送信する。例えば、送信部１２５は、４つの気筒１０ａ〜１０ｄのアイドル回転中の噴射量の補正度合いに関する情報を、例えば製造メーカのサービス部門に設けられた外部端末２００に送信する。これにより、サービス部門は、車両の修理等の迅速な対応を行うことができる。また、送信されてきた情報を、他のエンジン１における軸受けの焼付きの兆候を判定する際のデータとして活用できる。
【００４３】
また、上記では、エンジン１が４気筒エンジンであることとしたが、これに限定されない。例えば、エンジン１は、３気筒エンジンや６気筒エンジンであってもよい。
また、上記では、エンジン１がトラック等の車両に搭載されていることとしたが、これに限定されない。例えば、エンジン１は、発電機、建設機械、船舶等に搭載されていてもよい。
【００４４】
また、制御装置１００が焼付き兆候判定処理を行う焼付き兆候検出装置であることとしたが、これに限定されない。例えば、エンジン１が搭載された車両と無線で通信可能なサーバーが、エンジン１から各種情報を取得して兆候判定処理を行う焼付き兆候検出装置として機能してもよい。
【００４５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００４６】
１    エンジン
１０ａ〜１０ｄ    気筒
２２    クランク軸受け
３０    インジェクタ
１００    制御装置
１２２    補正部
１２３    比較部
１２４    判定部
１２５    送信部
【図１】
2017155712.tif 000003
【図２】
2017155712.tif 000004
【図３】
2017155712.tif 000005
【図４】
2017155712.tif 000006
【図５】
2017155712.tif 000007