(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンの稼働中に値が変化するブローバイ圧に関するデータを、前記車両の特定の稼働条件下で取得し、該取得されたブローバイ圧に関するデータの値に基づいて車両の異常を診断する車両の異常診断装置において、
前記車両が走行する走行路上の各地点または各領域の中から、ブローバイ圧が立ち上がりブローバイ圧がオーバーシュートする特定地点または特定領域を予め設定し、
前記車両が前記特定地点または特定領域を通過した時点のブローバイ圧のオーバーシュート量を取得し、該取得されたブローバイ圧オーバーシュート量の値に基づいて車両の異常を診断すること
を特徴とする車両の異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建設機械などの車両に生じる故障の診断、寿命の予測などの異常診断を行う車両の異常診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
建設機械の信頼性を高める上で、エンジンの故障の診断、エンジンの劣化度合いの判断、エンジンの寿命の予測（オーバーホール時期の予測）などの異常診断を行うことは不可欠である。そして異常診断を行う際には、エンジンのブローバイ圧、回転数、燃料噴射量など、建設機械の稼働中に値が変化する稼働パラメータを、同一の稼働条件下（トルクカーブ上の定格点で稼働されるという条件）で取得することが必要となる。同一の稼働条件下で稼働パラメータを取得することができなければ、データ同士を比較して異常を診断することができないからである。
【０００３】
従来は以下のようにして稼働パラメータが取得される。
【０００４】
（ａ）まず作業中の建設機械を停止させ、作業を中断させる。
【０００５】
（ｂ）そして圧力計、回転計などの測定器が、測定しようとする稼働パラメータの数だけエンジンに取り付けられる。
【０００６】
（ｃ）停止状態で建設機械に負荷をかけトルクコンバータをストールさせた状態にしてエンジン回転数、燃料噴射量を定格点にもっていく。
【０００７】
（ｄ）稼働パラメータの値がサチュレーションし安定したならば、測定器で測定されたデータを読み取り記録する。
【０００８】
しかし上記（ａ）に示すように計測のために建設機械を停止させ、作業を中断させることは、作業効率の低下を招く。
【０００９】
また上記（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように計測のために測定器を取り付けたり、建設機械を一定の稼働条件となるように操作したり、測定データを記録する作業を行うことは、計測作業に熟練している人間（サービスマン）を必要とする。また当該人間は計測にかかりきりになる。このため計測のための人的なコストが上昇することになる。
【００１０】
また上記（ｃ）、（ｄ）に示すように建設機械を停止させトルクコンバータをストールさせた状態で稼働パラメータの計測を行うため、トルクコンバータで熱が発生する。このため一定の稼働状態を長時間維持することができない（せいぜい２０秒間が限度である）。このためつぎのような問題が招来する。
【００１１】
図６は従来の稼働パラメータの計測結果を示す。横軸が時間軸であり縦軸が各稼働パラメータの大きさを示している。図６はエンジン回転数、ガバナラック位置（電圧値）、油圧、排気温度、油温、ブローバイ圧の各稼働パラメータを取得する場合を示している。エンジン回転数、ガバナラック位置（電圧値）が上昇し、安定した状態（定格点）になると、Ｓに示すようにブローバイ圧も安定し、ブローバイ圧を安定した期間Ｓ内の時刻ｔsで計測することができる。なお図面ではブローバイ圧は脈動しているが、ローパスフィルタを通過させるなどの信号処理が施されて安定した波形にした上で計測される。なおガバナラック位置とは、燃料噴射ポンプの電気式ガバナのコントロールラック位置を示す電圧値のことである。
【００１２】
同図６に示すように、エンジン回転数、ガバナラック位置（電圧値）が上昇しきってからの安定期間Ｓは、トルクコンバータでの発熱を考慮してわずかしか得られない。このため排気温度はサチュレーションせず時刻ｔsでは正確なデータを採取することができない。
【００１３】
以上のように建設機械を停止させた状態で計測を行う従来方法を採用するときは、稼働パラメータの種類によってはサチュレーションせず正確なデータを採取することができない。
【００１４】
近年建設機械の稼働パラメータを時系列的に取得し、取得された時系列データに基づいて異常診断を行う試みがなされている。このためにはエンジンの稼働条件を定期的に一定の稼働条件にした上で、稼働パラメータを定期的に取得する必要がある。このためには上記（ａ）に示すように定期的に建設機械を停止させ作業を中断せざるを得なく、作業効率の低下はさらに深刻なものとなる。
【００１５】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、一定稼働条件下での稼働パラメータの計測を人的コストの上昇を招くことなく建設機械の作業効率の低下を招くことなく行えるようにするとともに、正確なデータを確実に取得できるようにすることを第１の解決課題とするものである。
【００１６】
また従来よりエンジンのブローバイ圧を検出し、検出したブローバイ圧の大きさからエンジンの異常を診断することが行われている。ブローバイ圧はエンジンに加えられた被害を定量的に検出するのに有用な稼働パラメータである。
【００１７】
本発明は、ブローバイ圧に関するあらたな稼働パラメータを用いてエンジンの加えられた被害を定量的に検出して、エンジンの異常をより精度よく診断することを第２の解決課題とするものである。
【００３７】
【課題を解決するための手段および効果】
第１発明は、第１の解決課題および第２の解決課題達成のために、
車両のエンジンの稼働中に値が変化するブローバイ圧に関するデータを、前記車両の特定の稼働条件下で取得し、該取得されたブローバイ圧に関するデータの値に基づいて車両の異常を診断する車両の異常診断装置において、
前記車両が走行する走行路上の各地点または各領域の中から、ブローバイ圧が立ち上がりブローバイ圧がオーバーシュートする特定地点または特定領域を予め設定し、
前記車両が前記特定地点または特定領域を通過した時点のブローバイ圧のオーバーシュート量を取得し、該取得されたブローバイ圧オーバーシュート量の値に基づいて車両の異常を診断すること
を特徴とする。
【００３８】
第１発明によれば、図５に示すように車両５０が走行する走行路５１上の各地点または各領域の中から、ブローバイ圧が立ち上がりブローバイ圧がオーバーシュートする特定地点Ｑまたは特定領域Ａrが予め設定される。
【００３９】
そして図１１に示すように車両５０が特定地点Ｑまたは特定領域Ａrを通過した時点ｔs1、ｔs2、ｔs3、ｔs4、…ｔsnのブローバイ圧のオーバーシュート量ΔＰが取得される。そして図１２に示すように、これら取得されたオーバーシュート量（最大値ΔＰmax）に基づいて車両の異常が診断される。
【００４０】
第１発明によれば、車両５０の走行中に特定の稼働条件下で稼働パラメータＰが取得されるので、計測のために車両を停止させる必要がない。このため作業は中断せず作業効率の低下は招来しない。また測定器を取り付けたり、車両を一定の稼働条件となるように操作したり、測定データを記録する作業を行う必要がないので、計測作業に熟練している人間（サービスマン）は不要となる。このため人的なコストが上昇することもない。
また車両５０の走行中に特定の稼働条件となる地点で稼働パラメータを取得することができるので、稼働パラメータをサチュレーションさせ安定した状態で正確なデータを採取することができる。
以上のように第１発明によれば、一定稼働条件下での稼働パラメータの計測が人的コストの上昇を招くことなく車両の作業効率の低下を招くことなく行えるとともに、正確なデータが確実に取得される。
さらに第１発明によれば、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すようにブローバイ圧のオーバーシュート量ΔＰ1、ΔＰ2、ΔＰ3の大きさの違いからエンジンの摩耗状態（被害量）が定量的に検出される。これによりエンジンの異常が、ブローバイ圧に基づき診断した場合と比較して、より精度よく診断される。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明に係る車両の異常診断装置の実施の形態について説明する。
【００４４】
図１は実施形態の異常診断装置のブロック図である。
【００４５】
本実施形態では、図５に示すように鉱山などの広域作業現場における走行路５１を走行するダンプトラックなどの建設機械５０（以下車両５０という）を想定する。
【００４６】
図１に示すように、実施形態の装置は、大きくは、車両位置検出用のＧＰＳ衛星４１、４２と、車両５０の車体１内に設けられたエンジン２、コントローラ３と、広域作業現場に設置された監視局３０とから構成されている。なお作業現場とは離れた事務所３０を監視局３０の代わりとしてもよい。
【００４７】
エンジン２には、エンジン２のブローバイ圧を検出するブローバイ圧センサ４、エンジン２の回転数の検出する回転数センサ５、エンジン２の冷却水の温度を検出する水温センサ６、エンジン２を潤滑する油の油温を検出する油温センサ７、エンジン２の燃料噴射ポンプの電気式ガバナのコントロールラック位置を電圧値として検出する燃料ポンプラックセンサ８が設けられている。なおエンジン２の異常を診断するに必要なセンサ（排気温度センサ等）であれば、これ以外にも同様に設けてもよい。
【００４８】
コントローラ３は、上記各センサ４〜８の検出信号を所定のサンプリング間隔で入力して、後述する処理を行う。図１に示すコントローラ３の各機能部分はソフトウエアにより構成してもよく、またハードウエアによって構成してもよい。
【００４９】
車両５０の位置は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）によって計測される。
【００５０】
すなわちＧＰＳ衛星４１、４２から送られた電波は、ＧＰＳアンテナ９で受信され、コントローラ３の通信器１０で受信処理される。ＧＰＳセンサ１１では、ＧＰＳ衛星４１、４２での送信時と受信時の時間差に基づいてＧＰＳ衛星４１、４２と受信した車両５０との疑似距離を求めこれに対して補正を加えることにより真の距離が演算され、この真の距離から地球上における車両５０の２次元位置が検出される。なお本実施形態ではＧＰＳによって車両５０の位置を検出しているが、車両５０の位置を検出する手段は任意である。たとえば車両５０に車輪の回転数を検出するセンサと、車両の方位を検出するセンサを設け、これらセンサの出力から車両５０の位置を演算してもよい。また車両５０が走行する現場に、位置が既知の多数のポールを設置して、車両５０がポールを通過したときのポールの位置を車両５０の現在位置として求めてもよい。
【００５１】
コントローラ３の後述する処理によって車両５０で異常があることが判断された場合には、警報装置２２に警報信号が出力される。警報装置２２は、表示器、ブザー、ランプなどである。警報装置２２に警報信号が加えられると、ブザーが鳴動し、またはランプが点灯し、または表示器の表示画面に警報を示す表示がなされる。これにより車両５０のオペレータや、周囲の車両、人間に注意を喚起させることができる。
【００５２】
コントローラ３で警報信号が生成されると、通信器２０で送信処理がなされた後にアンテナ２１を介して警報信号を示す電波が監視局３０に向けて無線送信される。監視局３０のアンテナ３１で、車両５０から送られた電波が受信され、通信器３３で受信処理される。そして警報装置３２に警報信号が入力されることによって警報装置２２と同様にしてブザーが鳴動し、またはランプが点灯し、または表示器の表示画面に警報を示す表示がなされる。これにより監視局３０における管理者等に注意を喚起させることができる。なお車両５０のコントローラ３から無線通信回線にて監視局３０に警報信号を送るようにしているが、有線の通信回線にて監視局３０に警報信号を送るようにしてもよい。
【００５３】
本実施形態では図５に示すように、車両５０が走行する走行路５１上の各地点または各領域の中から、車両５０の稼働条件が特定の稼働条件となる特定地点Ｑまたは特定領域Ａrが予め設定される。
【００５４】
ここで特定の稼働条件とは、たとえば車両５０のエンジン２のトルクカーブ上の定格点で稼働しているという定格稼働状態のことである。なお必ずしも定格稼働状態でなくてもよく、定格稼働状態に近い稼働状態であればよい。
【００５５】
特定領域Ａrは登坂路または平坦路である。特定地点Ｑ（Ｘ、Ｙ）は登坂路または平坦路上の地点である。登坂路ではエンジン２が定格稼働状態になる。またブローバイ圧が立ち上がりオーバーシュートする。登坂路または平坦路のいずれにおいてもエンジン２の稼働状態が安定して一定の稼働条件になる。特定領域Ａrの入口はＱ1で出口はＱ2である。
【００５６】
本実施形態では特定地点Ｑが予め設定された場合を想定している。
【００５７】
つぎに図２に示すフローチャートを併せ参照しつつコントローラ３で行われる処理について説明する。
【００５８】
まずコントローラ３では、各センサ４〜８の検出信号をコントローラ３に読み込むサンプリング間隔が設定されるとともに、上記特定地点Ｑの位置（Ｘ、Ｙ）が設定される。データの設定はコントローラ３のデータ設定部１３で行われる。なおデータの設定はパーソナルコンピュータをコントローラ３に接続してデータをアップロードしコントローラ３の内部データを書き換えることにより行われる。また設定用スイッチをコントローラ３に設け設定用スイッチの操作により内部データを書き換えるようにしてもよい。また特定地点Ｑの位置データとしては２次元座標位置の代わりに緯度、経度を用いてもよい（ステップ１０１）。
【００５９】
エンジン２がエンジンキースイッチなどの操作に応じて始動されると（ステップ１０２）、エンジン２が回転しているか否かが判断される。この判断は回転数センサ５で検出された回転数が所定のしきい値（０回転よりも大きくアイドル回転数よりも小さい回転数）に達したか否かを判断することにより行われる。なおオルタネータなどの発電機の電圧値に基づいてエンジン２が回転しているか否かを判断してもよい（ステップ１０３）。
【００６０】
エンジン２が回転していると判断されエンジン２が稼働中であると判断された場合には、各センサ４〜８の検出信号が上記設定されたサンプリング間隔で読み込まれる。センサ信号をコントローラ３に入力する処理は、センサ信号入力部１４で行われる（ステップ１０４）。
【００６１】
つぎにＧＰＳセンサ１１で検出された車両５０の現在位置が、特定地点Ｑの位置に一致したか否かが判断される（ステップ１０５）。
【００６２】
ＧＰＳセンサ１１で検出された車両５０の現在位置が、特定地点Ｑの位置に一致した場合には、トリガ信号が発生される。トリガ信号はコントローラ３のトリガ信号発生部１２で発生される（ステップ１０６）。
【００６３】
トリガ信号が発生すると、各センサ４〜８の検出値が特定地点Ｑにおけるデータとしてメモリ１６に記憶される（ステップ１０７）。
【００６４】
つぎにコントローラ３の比較演算部１７では、メモリ１６に記憶された各センサ４〜８の検出値が基準値以内であるか否かが判断される。基準値は基準値設定部１８で設定される。基準値は各センサ４〜８で検出される稼働パラメータの値が異常な値であるか否かを判断するためのしきい値である（ステップ１０８）。
【００６５】
この結果メモリ１６に記憶された各センサ４〜８の検出値が基準値より大きいと判断された場合には、警報信号が警報出力部１９から出力される。これに応じて車両５０の警報装置２２で警報を示す表示等がなされる。また監視局３０の警報装置３２で警報を示す表示等がなされる（ステップ１０９）。
【００６６】
エンジン２が停止したか否かがステップ１０３と同様の検出手段を用いて判断される（ステップ１１０）。エンジン２が停止していない限りはステップ１０４に再び移行され、以下同様の処理が繰り返し実行される。
【００６７】
以上のように車両５０が特定地点Ｑを通過する毎に各センサ４〜８の検出値つまり稼働パラメータが取得される。
【００６８】
図７はエンジン回転数、ブローバイ圧、ガバナラック位置の検出信号が時間の経過に応じて変化する様子を示す。同図７において時刻ｔs1、ｔs2は車両５０が特定地点Ｑを通過する時刻を示している。車両５０が特定地点Ｑを通過した時刻ｔs1、ｔs2では、Ｓ1、Ｓ2に示すように同一の検出信号の波形が得られている。つまり車両５０が特定地点Ｑを通過する毎に車両５０の稼働条件は同じ稼働条件となり、同じ稼働条件の下で稼働パラメータが取得されていることがわかる。  メモリ１６には、車両５０が特定地点Ｑを通過したときの同一稼働条件の下での稼働パラメータが記憶されている。よってメモリ１６の記憶データから、同じ稼働条件の下でのデータの比較が可能となり、車両５０（エンジン２）に生じた異常あるいは将来生じるであろう異常を正確に診断することができる。
【００６９】
なお本実施形態では、車両５０が特定地点Ｑを通過する毎に稼働パラメータを取得しているが、特定領域Ａrを通過する毎に稼働パラメータを取得してもよい。
【００７０】
本実施形態によれば、車両５０の走行中に特定の稼働条件下で稼働パラメータが取得されるので、計測のために車両５０を停止させる必要がない。このため作業は中断せず作業効率の低下は招来しない。また測定器を取り付けたり、車両を一定の稼働条件となるように操作したり、測定データを記録する作業を行う必要がないので、計測作業に熟練している人間（サービスマン）は不要となる。このため人的なコストが上昇することもない。
【００７１】
また車両５０の走行中に特定の稼働条件となる地点Ｑで稼働パラメータを取得することができるので、稼働パラメータをサチュレーションさせ安定した状態で正確なデータを採取することができる。
【００７２】
以上のように本実施形態によれば、一定稼働条件下での稼働パラメータの計測が人的コストの上昇を招くことなく車両の作業効率の低下を招くことなく行えるとともに、正確なデータが確実に取得される。
【００７３】
なお図２における処理では、稼働パラメータの値（各センサ４〜８の検出値）が基準値よりも大きくなった場合に警報信号を出力しているが、前回の稼働パラメータの値と今回のパラメータの値の変化率が基準値よりも大きくなった場合に警報信号を出力させてもよい。この場合車両５０が前回特定地点Ｑを通過したときの稼働パラメータの値と今回特定地点Ｑを通過したときの稼働パラメータの値との差Δｄと、前回特定地点Ｑを通過したときの時刻ｔs1と今回特定地点Ｑを通過したときの時刻ｔs2との差Δｔsから変化率Δｄ/Δｔsが演算される。
【００７４】
つぎに車両５０が特定地点Ｑを通過する毎に取得される稼働パラメータに基づいて時系列データを生成し、この時系列データから車両５０に生じた異常を診断する実施形態について説明する。この場合の処理手順を図３にフローチャートとして示す。
【００７５】
なお本実施形態では稼働パラメータとしてブローバイ圧センサ４で検出されるブローバイ圧Ｐを代表させて説明する。
【００７６】
ブローバイ圧Ｐの大きさからエンジン２の摩耗状態つまりエンジン２に加えられた被害量を定量的に検出することができ、ブローバイ圧Ｐの大きさの違いによってエンジン２の異常を診断することができる。図１０は、エンジン２の稼働時間の積算値（サービスメータ値：単位は時間Ｈ）が大きくなるに応じてブローバイ圧Ｐが変化する様子を示している。
【００７７】
エンジン２が出荷されてから間もない稼働時間積算値が小さいときには、エンジン２の摩耗量（ピストンリング、シリンダライナ等の摩耗）は少なく、これに応じてブローバイ圧ｐ1は相対的に小さい。稼働時間積算値が大きくなるに伴いエンジン２の内部での機械的なすり合わせ状態が安定し、初期のブローバイ圧ｐ1と比較してブローバイ圧ｐ2は小さくなる。しかし稼働時間積算値がある限度を超えると、エンジン２にそれまでに加えられた被害のために摩耗が急速に進行し、これに応じてブローバイ圧ｐ3は上昇していく。よって初期のブローバイ圧ｐ1よりも大きなしきい値Ｐcを設定して、現在のブローバイ圧Ｐが上記しきい値Ｐcよりも大きいか否かを判断することにより、エンジン２が使用限度（オーバーホール時期）に達したか否かを判断することができる。
【００７８】
図３のステップ２０１〜２０７では図２のステップ１０１〜１０７と同様の処理が実行される。
【００７９】
以下の演算処理はコントローラ３の演算部１５で実行される。
【００８０】
図１１は車両５０が特定地点Ｑを通過する時刻ｔs1、ｔs2、ｔs3、ｔs4、…ｔsnで逐次取得され、メモリ１６に逐次記憶されていくブローバイ圧Ｐのデータを示している。図１１の横軸は時間ｔであり縦軸はブローバイ圧Ｐの大きさを示している。車両５０が特定地点Ｑを時刻ｔs1で通過すると所定の稼働条件下でブローバイ圧Ｐが取得され、Δｔs時間経過した時刻ｔs2で同一の稼働条件の下でブローバイ圧Ｐが取得される。
【００８１】
つぎのステップ２０８では、車両５０が特定地点Ｑを通過する毎に、メモリ１６に記憶された各ブローバイ圧Ｐの中から最大値Ｐmaxを選択する演算処理が実行される（ステップ２０８）。エンジン２が停止していない限りは同様の処理が繰り返し実行される（ステップ２１３）。こうしてτ時間が経過したときの最大値Ｐmaxがメモリ１６に記憶される。τ時間はたとえば２０時間である。２０時間は車両５０の１日の稼働時間に相当する。つまりメモリ１６にはτ時間内の各時刻ｔs1、ｔs2、ｔs3、ｔs4、…ｔsn毎に取得される各ブローバイ圧Ｐの中での最大値Ｐmaxが記憶されることになる（ステップ２０９：図１１参照）。
【００８２】
τ時間が経過する毎に上述した処理が繰り返し実行される。このためメモリ１６には、τ時間毎にブローバイ圧最大値Ｐmaxが逐次記憶されていく。図１２は、τ時間毎に取得されるブローバイ圧最大値Ｐmaxの時系列データＤＴを示している。図１２の横軸は時間ｔであり縦軸はブローバイ圧最大値Ｐmaxの大きさを示している。
【００８３】
ステップ２１０では、ブローバイ圧最大値Ｐmaxの変化率が演算される。
【００８４】
図１３は図１２と同様にブローバイ圧最大値Ｐmaxの時系列データＤＴを示している。同図１３に示すように前回のブローバイ圧最大値と今回のブローバイ圧最大値との差Δｄと、前回のブローバイ圧最大値が取得された時刻と今回のブローバイ圧最大値が取得された時刻との差Δτ（時間τにほぼ一致する）からブローバイ圧最大値Ｐmaxの変化率Δｄ/Δτが演算される（ステップ２１０）。
【００８５】
つぎにコントローラ３の比較演算部１７では、上記演算された変化率Δｄ/Δτが基準値以内であるか否かが判断される。基準値は基準値設定部１８で設定される。基準値は変化率Δｄ/Δτの値が異常な値であるか否かを判断するためのしきい値である（ステップ２１１）。この結果変化率Δｄ/Δτが基準値より大きいと判断された場合には、警報信号が警報出力部１９から出力される。これに応じて車両５０の警報装置２２で警報を示す表示等がなされる。また監視局３０の警報装置３２で警報を示す表示等がなされる（ステップ２１２）。
【００８６】
なお図３の処理ではブローバイ圧最大値Ｐmaxの変化率Δｄ/Δτを演算し、この変化率Δｄ/Δτが基準値よりも大きくなったときに警報信号を出力しているが、かかる変化率の演算を省略してもよい。つまりブローバイ圧最大値Ｐmaxが基準値よりも大きくなったときに警報信号を出力してもよい。この場合には図３におけるステップ２１０の処理が省略され、つぎのような処理がなされる。
【００８７】
すなわちコントローラ３の比較演算部１７では、τ時間毎に取得されるブローバイ圧最大値Ｐmaxが基準値以内であるか否かが逐次判断される。基準値は基準値設定部１８で設定される。基準値はブローバイ圧最大値Ｐmaxの値が異常な値であるか否かを判断するためのしきい値である（ステップ２１１）。この結果ブローバイ圧最大値Ｐmaxが基準値より大きいと判断された場合には、警報信号が警報出力部１９から出力される。これに応じて車両５０の警報装置２２で警報を示す表示等がなされる。また監視局３０の警報装置３２で警報を示す表示等がなされる（ステップ２１２）。
【００８８】
なお基準値として図１２に示すように３段階のしきい値Ｐc1、Ｐc2、Ｐc3（Ｐc1＜Ｐc2＜Ｐc3）を設定してもよい。ブローバイ圧最大値Ｐmaxの値がしきい値Ｐc1以下のレベルにある場合、またしきい値Ｐc1よりも大きくしきい値Ｐc2以下のレベルにある場合、Ｐc2よりも大きくＰc3以下のレベルにある場合、Ｐc3よりも大きいレベルにある場合のそれぞれに応じて、警報信号の内容を異ならせることができる。
【００８９】
また各レベルにエンジン２の異常度合いを対応づけておくことができる。そして時系列データＤＴと各レベルとを比較することで、エンジン２で発生した異常または発生するであろう異常の診断を正確かつ効率よく行うことができる。つまりエンジン２の故障の診断、エンジン２の寿命の予測を的確になし得る。
【００９０】
なお上述した説明ではブローバイ圧の最大値Ｐmaxの時系列データ、ないしはブローバイ圧最大値Ｐmaxの変化率Δｄ/Δτの時系列データを求めて異常診断を行い、警報信号を出力している。しかし稼働パラメータの種類によっては、稼働パラメータの最小値の時系列データ、ないしは稼働パラメータの最小値の変化率の時系列データを求め、これらに基づき異常診断を行い、警報信号を出力してもよい。また稼働パラメータの平均値の時系列データ、ないしは稼働パラメータの平均値の変化率の時系列データを求め、これらに基づき異常診断を行い、警報信号を出力してもよい。
【００９１】
最小値の時系列データを求める場合には、図３のステップ２０８、２０９において、τ時間内の各時刻ｔs1、ｔs2、ｔs3、ｔs4、…ｔsnの稼働パラメータ値の中で、最小値が求められ、メモリ１６に記憶される。この処理がτ時間ごとに繰り返される。この結果図１２と同様にしてτ時間ごとに稼働パラメータ最小値をプロットした時系列データＤＴが取得される。
【００９２】
平均値の時系列データを求める場合には、図３のステップ２０８、２０９において、τ時間内の各時刻ｔs1、ｔs2、ｔs3、ｔs4、…ｔsnの稼働パラメータ値の平均値が求められ、メモリ１６に記憶される。この処理がτ時間ごとに繰り返される。この結果図１２と同様にしてτ時間ごとに稼働パラメータ平均値をプロットした時系列データＤＴが取得される。
【００９３】
さて特定地点Ｑでエンジン２が定格稼働条件になっている場合にはブローバイ圧センサ４で検出された値をそのまま定格稼働条件の下でのデータとして採用することができる。しかし特定地点Ｑでエンジン２の定格稼働条件が得られない場合には、センサ４の検出ブローバイ圧を、次式（１）に示す補正演算処理により定格稼働条件の下でのブローバイ圧に補正することができる。
【００９４】
Ｐr＝Ｐ＋ｋ1（Ｎr−Ｎ）＋ｋ2（Ｒr−Ｒ）＋ｋ3（Ｔer−Ｔe）…（１）
ただしＰrは補正ブローバイ圧であり、Ｐはブローバイ圧センサ４で検出されたブローバイ圧であり、Ｎrは定格点での既知のエンジン回転数であり、Ｎはエンジン回転数センサ５で検出されたエンジン回転数であり、Ｒrは定格点での既知のラック電圧値であり、Ｒはラックセンサ８で検出されたラック電圧値であり、Ｔerは定格点での既知の油温であり、Ｔeは油温センサ７で検出された油温であり、ｋ1、ｋ2、ｋ3は既知の定数である。
【００９５】
この補正演算処理はコントローラ３の演算部１５で実行される。
【００９６】
また上述した説明では、車両５０が特定地点Ｑを通過する毎に検出されるブローバイ圧Ｐを一律に有効なデータとしてメモリ１６に記憶させている。しかし車両５０が特定地点Ｑを通過したときに検出されたブローバイ圧Ｐであっても油温センサ７で検出された油温が規定の温度以上に達していない場合には有効ではないとして採用せず、油温センサ７で検出された油温が規定の温度以上に達したときに検出されたブローバイ圧のみを有効なデータとしてメモリ１６に記憶させてもよい。
【００９７】
つぎにブローバイ圧Ｐのオーバーシュート量ΔＰを取得し、取得されたブローバイ圧オーバーシュート量ΔＰの値に基づいてエンジン２の異常を診断する実施形態について説明する。この場合の処理手順を図４にフローチャートとして示す。
【００９８】
図８はオーバーシュートを説明する図である。横軸は時間であり、縦軸はエンジン２のクランクケース内圧、ブローバイ圧、エンジン回転数の大きさを示している。エンジン２に負荷がかかり定格点ないしは定格点に近い稼働条件になると、○印で示すようにブローバイ圧Ｐが立ち上がりブローバイ圧Ｐがオーバーシュートする。
【００９９】
そこで図５に示すように車両５０が走行する走行路５１上の各地点または各領域の中から、ブローバイ圧Ｐが立ち上がりブローバイ圧Ｐがオーバーシュートする特定地点Ｑが予め設定される。
【０１００】
ブローバイ圧オーバーシュート量ΔＰの大きさからエンジン２の摩耗状態つまりエンジン２に加えられた被害量を定量的に検出することができ、ブローバイ圧オーバーシュート量ΔＰの大きさの違いによってエンジン２の異常を診断することができる。
【０１０１】
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はブローバイ圧オーバーシュート量ΔＰとエンジン２の異常との関係を説明する図である。図９の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、エンジン２の稼働時間の積算値（サービスメータ値：単位は時間Ｈ）が大きくなるに応じてブローバイ圧Ｐが変化する様子を示している。
【０１０２】
エンジン２が出荷されてから間もない稼働時間積算値が小さいときには、エンジン２の摩耗量（ピストンリング、シリンダライナ等の摩耗）は少なく、これに応じて図９（ａ）に示すようにブローバイ圧オーバーシュート量ΔＰ1は相対的に小さい。稼働時間積算値が大きくなるに伴いエンジン２の内部での機械的なすり合わせ状態が安定し、図９（ｂ）に示すように初期のブローバイ圧オーバーシュート量ΔＰ1と比較してブローバイ圧オーバーシュート量ΔＰ2は小さくなる。しかし稼働時間積算値がある限度を超えると、エンジン２にそれまでに加えられた被害のために摩耗が急速に進行し、これに応じて図９（ｃ）に示すようにブローバイ圧オーバーシュート量ΔＰ3は上昇していく。よって初期のブローバイ圧オーバーシュート量ΔＰ1よりも大きなしきい値ΔＰcを設定して、現在のブローバイ圧オーバーシュート量ΔＰが上記しきい値ΔＰcよりも大きいか否かを判断することにより、エンジン２が使用限度（オーバーホール時期）に達したか否かを判断することができる。ブローバイ圧オーバーシュート量ΔＰはブローバイ圧Ｐと比較して、その変化がエンジン２の摩耗量の変化に、より忠実に対応している。
【０１０３】
図４のステップ３０１〜３０３では図２のステップ１０１〜１０３と同様の処理が実行される。
【０１０４】
ステップ３０５では、車両５０の現在位置が特定地点Ｑに一致したか否かが判断される。この結果車両５０の現在位置が特定地点Ｑに一致した場合にはトリガ信号が発生される（ステップ３０６）。トリガ信号が発生してから所定時間センサ信号を読み込む処理が繰り返し実行され（ステップ３０４、ステップ３０９）、オーバーシュート量ΔＰが演算される（ステップ３１２）。トリガ信号が発生してから上記所定時間の間にブローバイ圧Ｐが立ち上がりオーバーシュートする。
【０１０５】
また図５に示すように特定地点Ｑの代わりに特定領域Ａrを設定してもよい。
【０１０６】
この場合には、ステップ３０５で、車両５０の現在位置が特定領域Ａrの入口点Ｑ1から出口点Ｑ2までの間であるか否かが判断される。この結果車両５０の現在位置が特定領域Ａrの入口点Ｑ1から出口点Ｑ2までの間であると判断されている限りは、センサ信号を読み込む処理が繰り返し実行され（ステップ３０４、ステップ３０９）、オーバーシュート量ΔＰが演算される（ステップ３１２）。車両５０が特定領域Ａrを通過中にブローバイ圧Ｐが立ち上がりオーバーシュートする。
【０１０７】
以下オーバーシュート量ΔＰを演算する処理について説明する。この演算処理はコントローラ３の演算部１５で実行される。
【０１０８】
すなわち前回ｎ−１のサンプリング時に検出されたブローバイ圧Ｐn-1と今回ｎのサンプリング時に検出されたブローバイ圧Ｐnとが比較され、Ｐn-1≦Ｐnであるか否かが判断される。つまりブローバイ圧Ｐが立ち上がり上昇中であるか否かが判断される（ステップ３０７）。ブローバイ圧が立ち上がりきって最高圧に達すると（ステップ３０７の判断ＮＯ）、前回ｎ−１のサンプリング時に検出されたブローバイ圧Ｐn-1が最高圧であるとメモリ１６に記憶される（ステップ３０８）。
【０１０９】
つぎに前回ｎ−１のサンプリング時に検出されたブローバイ圧Ｐn-1と今回ｎのサンプリング時に検出されたブローバイ圧Ｐnとが比較され、Ｐn-1≧Ｐnであるか否かが判断される。つまりブローバイ圧Ｐが最高圧から下降中であるか否かが判断される（ステップ３１０）。ブローバイ圧が下降しきって最低圧に達すると（ステップ３１０の判断ＮＯ）、前回ｎ−１のサンプリング時に検出されたブローバイ圧Ｐn-1が最低圧であるとメモリ１６に記憶される（ステップ３１１）。
【０１１０】
そしてステップ３０８で得られた最高圧とステップ３１１で得られた最低圧との差がオーバーシュート量ΔＰとして演算される。たとえば図９（ｃ）に示すように最高圧Ｐ3と最低圧ｐ3との差がオーバーシュート量ΔＰ3とされる（ステップ３１２）。
つぎにコントローラ３の比較演算部１７では、オーバーシュート量ΔＰが基準値ΔＰc以内であるか否かが判断される。基準値は基準値設定部１８で設定される（ステップ３１３）。
【０１１１】
この結果オーバーシュート量ΔＰが基準値ΔＰcより大きいと判断された場合には、警報信号が警報出力部１９から出力される。これに応じて車両５０の警報装置２２で警報を示す表示等がなされる。また監視局３０の警報装置３２で警報を示す表示等がなされる（ステップ３１４）。
【０１１２】
演算されたブローバイ圧オーバーシュート量ΔＰは特定地点Ｑまたは特定領域Ａrを通過する毎にメモリ１６に記憶される（ステップ３１５）。エンジン２が停止していない限りはステップ３０４に再び移行され、以下同様の処理が繰り返し実行される。
【０１１３】
この結果図１１に示すように車両５０が特定地点Ｑを通過する時刻ｔs1、ｔs2、ｔs3、ｔs4、…ｔsnで逐次ブローバイ圧オーバーシュート量ΔＰが取得され、メモリ１６に逐次記憶されていく。
【０１１４】
よって前述したブローバイ圧Ｐと同様にして、図１２、図１３に示すようにブローバイ圧オーバーシュート量ΔＰの最大値、平均値、変化率の時系列データＤＴが取得される。
【０１１５】
このためブローバイ圧オーバーシュート量の最大値ΔＰmaxの時系列データ、ないしはブローバイ圧オーバーシュート量最大値ΔＰmaxの変化率の時系列データに基づき異常診断を行うことができる。
【０１１６】
またブローバイ圧オーバーシュート量の平均値の時系列データ、ないしはブローバイ圧オーバーシュート量の平均値の変化率の時系列データに基づき異常診断を行うことができる。
【０１１７】
なお以上説明した実施形態では、車両５０が特定地点Ｑまたは特定領域Ａrに達する時点でリアルタイムに稼働パラメータが取得される。しかし本発明としては、リアルタイムに稼働パラメータを取得する実施に限定されるわけではない。車両５０の走行中に稼働パラメータをサンプリング間隔毎にすべて採取しておき、採取したサンプリング間隔毎の稼働パラメータの中から特定地点Ｑまたは特定領域Ａrに対応するサンプリング時の稼働パラメータを後から抜き出すことにより稼働パラメータを取得する実施も可能である。
【０１１８】
また以上説明した実施形態では、警報信号を車両５０の外部の監視局３０（ないしは事務所３０）に送信しているが、時系列データを監視局３０（ないしは事務所３０）に送信する実施も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る車両の異常診断装置の実施形態のブロック図である。
【図２】図２はコントローラで行われる処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】図３はコントローラで行われる処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】図４はコントローラで行われる処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は実施形態の車両が走行路上を走行している状態を示す図である。
【図６】図６は従来技術を用いたときの各稼働パラメータの波形を示す図である。
【図７】図７は実施形態の技術を用いたときの各稼働パラメータの波形を示す図である。
【図８】図８はブローバイ圧がオーバーシュートする様子を示す図である。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はブローバイ圧のオーバーシュート量が稼働時間積算値の増加に応じて変化する様子を説明する図である。
【図１０】図１０はブローバイ圧が稼働時間積算値の増加に応じて変化する様子を説明する図である。
【図１１】図１１は特定地点毎に取得される稼働パラメータを示す図である。
【図１２】図１２は稼働パラメータの最大値の時系列データを示す図である。
【図１３】図１３は時系列データの変化率を説明する図である。
【符号の説明】
２  エンジン
３  コントローラ
５０  車両
【図１】
0004040205.tif 000002
【図２】
0004040205.tif 000003
【図３】
0004040205.tif 000004
【図４】
0004040205.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004040205.tif 000007
【図７】
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【図８】
0004040205.tif 000009
【図９】
0004040205.tif 000010
【図１０】
0004040205.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0004040205.tif 000013
【図１３】
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