(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン性能に関係する物理量を計測するセンサと、
エンジン負荷条件およびエンジン回転速度を診断モードで自動的に一定に設定するとともにセンサで計測されたエンジン性能に関係する物理量を自動的に記憶するコントローラと、
コントローラに記憶されたエンジン性能に関係する物理量の経時変化を表示するモニタと
を具備したことを特徴とするエンジン性能診断システム。
【請求項２】
エンジン性能に関係する物理量は、エンジン油圧および給気圧の少なくとも一方であり、
センサは、エンジン油圧を計測するエンジン油圧センサ、および給気圧を計測する給気圧センサの少なくとも一方である
ことを特徴とする請求項１記載のエンジン性能診断システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄積された計測データによりエンジン性能を診断するエンジン性能診断システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧ショベルなどの作業機械（以下、単に「機械」という）に搭載されたエンジンについて、エンジン性能に関係する物理量に関する情報を取得する場合は、ディーラのメカニックが計測器を取付け、エンジンや機械を特定の負荷条件になるよう、エンジン回転速度をセットしたり、操作レバーを動かしてリリーフさせたりして、計測を実施している。
【０００３】
また、これらの記録も、整備記録として残されるだけで、過去の記録が系統だって保管されている訳ではない。
【０００４】
さらに、計測自身も手間がかかるため、特に必要がなければ実施されず、定期的な計測データが得られないとともに、経時変化情報として整理できていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このため、従来は、エンジンの性能を正確に診断できず、エンジン性能の経時変化やオーバホールの要否を正確に判定することができなかった。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、エンジンの性能を正確に診断でき、エンジン性能の経時変化やオーバホールの要否を正確に判定できるエンジン性能診断システムを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、エンジン性能に関係する物理量を計測するセンサと、エンジン負荷条件およびエンジン回転速度を診断モードで自動的に一定に設定するとともにセンサで計測されたエンジン性能に関係する物理量を自動的に記憶するコントローラと、コントローラに記憶されたエンジン性能に関係する物理量の経時変化を表示するモニタとを具備したエンジン性能診断システムであり、エンジン負荷条件やエンジン回転速度によりエンジン性能も異なるが、コントローラが毎回自動的にこれらの試験条件を一定に設定することで、高精度のエンジン性能診断を容易にできる。さらに、エンジンや機械により計測データにばらつきがあっても、同じ機体のエンジンで新車時からセンサで計測されたエンジン性能に関係する物理量の計測データを記憶し蓄積することにより、エンジン性能の経時変化を正確に把握でき、オーバホールの要否を正確に判定できる。また、エンジン性能に関係する物理量の計測データの経時変化をモニタで表示するので、データを計測したその場でエンジン性能診断をできる。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載のエンジン性能診断システムにおいて、エンジン性能に関係する物理量が、エンジン油圧および給気圧の少なくとも一方であり、センサは、エンジン油圧を計測するエンジン油圧センサ、および給気圧を計測する給気圧センサの少なくとも一方であるエンジン性能診断システムであり、エンジン油圧、給気圧は、これらの経時変化を容易に計測できるとともに、エンジン性能の劣化にしたがってこれらの物理量の経時変化が表れるので、これらの物理量の経時変化を監視することにより、エンジン性能の低下の度合を容易に判定できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１および図２に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１は、油圧ショベル用エンジン性能低下検知システムのシステム構成を示し、エンジン11に、エンジン性能に関係する物理量としてのエンジンメインギャラリ油圧（以下、この油圧を単に「エンジン油圧」という）を計測するためのセンサとしてのエンジン油圧センサ12と、エンジン性能に関係する物理量としての給気圧を計測するためのセンサとしての給気圧センサ13と、エンジン回転速度（以下、回転速度を「回転数」という）を計測するためのエンジン回転数センサ14とが設けられている。
【００１１】
これらのエンジン油圧センサ12、給気圧センサ13、エンジン回転数センサ14で計測された各センサ情報は、エンジン制御用のコントローラとしてのエンジンコントローラ15に保存されるか、またはこのエンジンコントローラ15を経て機械動作制御用のコントローラとしての機械側コントローラ16に保存される。
【００１２】
これらのエンジンコントローラ15および機械側コントローラ16は、それぞれ中央処理装置（いわゆるＣＰＵ）と、記憶装置（各種メモリ）とを備えている。
【００１３】
エンジン11には、エンジン負荷としての可変容量型の油圧ポンプ21が接続されている。この油圧ポンプ21の吐出管路22はコントロール弁23に接続され、このコントロール弁23により、ポンプ吐出油が方向制御および流量制御されて、油圧アクチュエータ24に供給される。
【００１４】
油圧アクチュエータ24が、例えば油圧ショベルの上部旋回体を旋回駆動する旋回用油圧モータである場合は、この旋回用油圧モータに対して旋回ブレーキ25が設けられている。
【００１５】
油圧アクチュエータ24に作動油を供給する２通路間には、アクチュエータ作動油圧を設定圧に保つためのリリーフ弁26が設けられている。
【００１６】
油圧ポンプ21の吐出管路22には、ポンプ吐出圧を計測するためのポンプ吐出圧センサ27が設けられ、また、油圧ポンプ21の斜板などの容量可変手段28を作動する容量可変アクチュエータ29にポンプ流量制御圧を供給する管路には、ポンプ流量制御圧を計測するためのポンプ流量制御圧センサ30が設けられている。
【００１７】
エンジン回転数は、エンジンコントローラ15により電子ガバナ31および燃料噴射ポンプ32を通じて制御され、エンジン回転数センサ14により計測される。
【００１８】
機械側コントローラ16は、エンジン負荷条件およびエンジン回転数を自動診断モードで自動的に一定に設定するとともに、エンジン回転数センサ14で計測されたエンジン回転数、ポンプ吐出圧センサ27で計測されたポンプ吐出圧、ポンプ流量制御圧センサ30で計測されたポンプ流量制御圧、エンジン油圧センサ12で計測されたエンジン油圧、給気圧センサ13で計測された給気圧を、それぞれ自動的に記憶する機能を備えている。
【００１９】
機械側コントローラ16には、モニタ33が接続されている。このモニタ33は、ボタン操作により自動診断モード、設定条件などを機械側コントローラ16に入力できるキーパッド部34と、機械側コントローラ16に記憶されたエンジン油圧および給気圧などに関する計測データの経時変化を数値などで表示するディスプレイ部35とを有している。
【００２０】
機械側コントローラ16には、電気ジョイスティック36が接続されている。この電気ジョイスティック36は、油圧ショベルの機械動作を入力するための操作レバーであり、この電気ジョイスティック36から出力された電気信号は、機械側コントローラ16内で演算処理されて、電磁比例弁などの電油変換手段37に入力され、この電油変換手段37から出力された油圧がパイロット圧として前記コントロール弁23をパイロット制御する。
【００２１】
機械側コントローラ16には、パーソナルコンピュータ38によるコミュニケーションツール（ＥＴ）が接続可能であり、これにより、機械側コントローラ16内に記憶された情報を機械管理者などが簡単に共有できるようにする。
【００２２】
次に、この実施の形態の作用を説明する。
【００２３】
エンジン性能の健全さを代表するエンジン油圧および給気圧は、新車出荷時においてもエンジン個々でばらつきがあるが、１つのエンジンで試験条件（すなわち、エンジン負荷条件およびエンジン回転数）を一定にして定期的にデータを取ることで、十分に経時変化状況やオーバホールの要否を判定し得る有力なデータとなり得る。
【００２４】
そこで、これらのデータを簡単な操作でエンジンコントローラ15または機械側コントローラ16上に記録し、エンジン11の予備診断、故障診断の根拠として利用する。
【００２５】
その際、エンジン11が電子ガバナ31などを用いた電子制御方式になり、エンジン油圧や給気圧がエンジンコントローラ15または機械側コントローラ16でデータ管理され、さらに、電気ジョイスティック36の採用によりエンジン負荷も制御できる環境ができていることから、下記のように油圧ショベルなどのサービスマンがフィルタ交換時などの定期的なタイミングで自動点検操作を実施することにより、機械側コントローラ16が自動的に試験条件を設定し、エンジン油圧や給気圧を自動的に計測して、モニタ33のディスプレイ部35に現状の計測データを、過去の計測データと対比して表示する。
【００２６】
すなわち、このようなエンジン性能低下検知診断作業では、診断を適切にするため、試験条件として、エンジン負荷条件およびエンジン回転数の設定を自動で実施する。
【００２７】
計測データは、計測時の機械側の状態を表すもの（エンジン回転数、ポンプ吐出圧、ポンプ流量制御圧）と、エンジン11の状態を表すもの（エンジン油圧、給気圧）とし、これらを、機械側の使用時間情報とともに機械側コントローラ16中またはエンジンコントローラ15中に記録しておき、エンジン性能低下状況の検知に役立てる。
【００２８】
次に、このエンジン性能低下検知作業の具体例を、図２に示されたフローチャートにしたがって説明する。
【００２９】
（ステップ１）
キャリブレーションを実施するような形式で、上記エンジン性能低下検知作業を、機械出荷前の新車時と、５００時間、１０００時間、２０００時間のような定期点検時にサービスマンにより実施する。
【００３０】
（ステップ２）
このエンジン性能低下検知作業を実施する際、サービスマンは、モニタ33のキーパッド部34のボタンを操作して、自動診断モードにする。
【００３１】
（ステップ３）
機械側コントローラ16は、電子ガバナ31を通じて燃料噴射ポンプ32を自動制御し、エンジン回転数を最高速度に設定する。
【００３２】
（ステップ４）
機械側コントローラ16は、旋回ブレーキ25の油圧回路（図示せず）を制御して旋回ブレーキ25を効かせた上で、電気ジョイスティック36が非操作状態でもレバー操作信号を電油変換手段37に出力してコントロール弁23を開くことで、リリーフ弁26が作動するリリーフ操作を自動的に行なわせるなどして、油圧ポンプ21が一定のエンジン負荷条件を満たすように、試験条件を自動的に設定する。すなわち、エンジン回転数とともに、油圧ポンプ21のポンプ吐出圧およびポンプ吐出流量をエンジン性能診断時に一定の負荷状態となるように制御することで、エンジン11に一定の負荷を与えるようにする。
【００３３】
（ステップ５）
計測データを得る。その計測データは、計測時の機械側の状態を表すエンジン回転数、ポンプ吐出圧、ポンプ流量制御圧と、エンジン11の状態を表すエンジン油圧、給気圧である。
【００３４】
（ステップ６、７）
計測が終了した時点で、計測データを機械側コントローラ16またはエンジンコントローラ15のメモリ装置に記憶させて保存する。
【００３５】
（ステップ８）
現状の計測データを、新車出荷時および過去の計測データと併せてモニタ33のディスプレイ部35に同時に表示させる。現状の計測値と過去の計測値との誤差が許容範囲内であるか、否かを診断結果として同時に表示しても良い。
【００３６】
これらのモニタ33のディスプレイ部35の表示を見て、エンジン性能を診断し、オーバホールの要否を判定する。
【００３７】
機械側コントローラ16内に保存された計測データは、パーソナルコンピュータ38によるコミュニケーションツールにより、機械管理者などが必要に応じて取出し、利用することもできる。
【００３８】
次に、この実施の形態の効果を列記する。
【００３９】
エンジン負荷条件、エンジン回転数によりエンジン性能も異なるが、機械側コントローラ16が毎回自動的にエンジン負荷条件およびエンジン回転数を一定に設定することで、エンジン性能診断精度が向上する。
【００４０】
エンジン11や機械により計測データ値にばらつきが生じても、同一機体のエンジン11で新車時から計測データを記憶し蓄積することにより、エンジン性能の経時変化（劣化）を把握でき、オーバホールの要否を客観的に判定できる。
【００４１】
経時変化を表わす計測データは、作業機械のモニタ33に表示されるので、計測作業をしたその場でエンジン性能診断に供することができる。
【００４２】
エンジン油圧、給気圧は、これらの経時変化を容易に計測できるとともに、エンジン性能の劣化にしたがってこれらの物理量の経時変化が表れるので、これらの物理量の経時変化を監視することにより、エンジン性能の低下の度合を容易に判定できる。
【００４３】
このようにして、試験条件の自動設定および計測データの保管によるデータ比較検討により診断精度の向上を図ることができる。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、エンジン負荷条件やエンジン回転速度によりエンジン性能も異なるが、コントローラが毎回自動的にこれらの試験条件を一定に設定することで、高精度のエンジン性能診断を容易にできる。さらに、エンジンや機械により計測データにばらつきがあっても、同じ機体のエンジンで新車時からセンサで計測されたエンジン性能に関係する物理量の計測データを記憶し蓄積することにより、エンジン性能の経時変化を正確に把握でき、オーバホールの要否を正確に判定できる。また、エンジン性能に関係する物理量の計測データの経時変化をモニタで表示するので、データを計測したその場でエンジン性能診断をできる。
【００４５】
請求項２記載の発明によれば、エンジン油圧、給気圧は、これらの経時変化を容易に計測できるとともに、エンジン性能の劣化にしたがってこれらの物理量の経時変化が表れるので、これらの物理量の経時変化を監視することにより、エンジン性能の低下の度合を容易に判定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジン性能診断システムの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】同上システムを実施する場合の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
11    エンジン
12    センサとしてのエンジン油圧センサ
13    センサとしての給気圧センサ
16    コントローラとしての機械側コントローラ
33    モニタ
【図１】
0003802382.tif 000002
【図２】
0003802382.tif 000003