JP2005180226A - 建設機械のエンジン給気系異常検出装置及び異常検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン11の回転数を検出する回転数センサNと、エンジン11の燃料噴射量を検出する角度センサAと、エンジン11の過給圧を検出する圧力センサPと、回転数センサNで検出したエンジン回転数及び角度センサAで検出した燃料噴射量を用いてエンジン11の第1の負荷率を算出すると共に、圧力センサPで検出した過給圧を用いてエンジン11の第2の負荷率を算出し、これら第1の負荷率と第2の負荷率との偏差を算出し、この算出した偏差が所定の値より大きい場合に異常と判定するエンジン異常検出装置13とを備える。
【選択図】 図2
Description
これにより、スナップショット情報を解析することで異常の発生原因を究明することができる。
まず、本発明の一実施の形態を図1乃至図5を用いて説明する。図1は、本発明の建設機械のエンジン給気系異常検出装置の一実施の形態を備えた建設機械(この例では油圧ショベル)の全体構造を表す側面図である。
この図2において、10はエンジン11(後述の図3参照)の動作状態をモニタリングすると共に、燃料噴射装置(図示せず)からエンジン11へ噴射される燃料の噴射量(=燃料消費量)を制御する噴射量制御装置12の制御を行うエンジン制御装置、13はこのエンジン制御装置10でモニタリングしたエンジン11の動作状態を基にエンジン給気系の異常を検出するための所定の演算(詳細は後述)を行うエンジン異常検出装置である。上記エンジン制御装置10にはエンジン11の動作状態に係わる状態量を検出する各種センサからの検出信号が入力されるようになっている。
この図4において、40はシリアル通信26を介しエンジン制御装置10からエンジン系状態量(エンジン回転数、過給圧、アクチュエータ角度)を入力する通信回路、41は後述する負荷率及び偏差の演算を行うための処理プログラム等を記憶するROM(リード・オンリー・メモリ。記憶手段)、42はこのROM41に記憶されたプログラムに基づいて演算処理を行うCPU(中央演算処理装置。第1の負荷率計算手段;第2の負荷率計算手段;偏差計算手段;異常判定手段)、43はこのCPU42が演算処理したデータ又は演算途中のデータを一時的に格納するためのRAM(ランダム・アクセス・メモリ。記憶手段)、44はCPU42と第1ネットワーク9Aとのインターフェースであるネットワーク通信回路、45はタイマである。
燃料消費量Q=C×10-6×Ne×q・・・(2)
第1の負荷率Load1=Q/Qrate・・・(3)
ここで、Neはエンジン回転数、Rcはアクチュエータ角度、A,B,Cは予め設定された係数、Qrateは定格燃料消費量(エンジン11が全負荷状態且つ定格回転数であるときの燃料消費量)であり、上記A,B,C,Qrateは予めROM41(又はRAM43)に記憶されている(又は適宜入力するようにしてもよい)。算出された第1の負荷率はRAM43に一時的に格納されると共に、ネットワーク通信回路44を介して第1のネットワーク9Aに送信される。
ここで、Ptは過給圧である。また、Kは予め設定された係数であり、予めROM41(又はRAM43)に記憶されている(又は適宜入力するようにしてもよい)。算出された第2の負荷率はRAM43に一時的に格納されると共に、ネットワーク通信回路44を介して第1のネットワーク9Aに送信される。
オペレータがエンジン11を起動した後、時間tが経過すると、エンジン異常検出装置13は図5において前述したステップ30〜ステップ60の手順、すなわち、第1の負荷率の算出、第2の負荷率の算出、これら第1の負荷率と第2の負荷率との偏差の算出、及びこの偏差と所定の値d1との比較を単位時間毎(例えば1秒毎)に繰り返す。
すなわち、前述した特許文献1に記載の従来技術のような手法により、ターボ20の不良や吸気配管16の漏れ等のエンジン給気系の故障の診断を行う場合、例えば圧力センサPで検出した過給圧が正常範囲外となった場合に異常を検出し、その異常検出までの一定期間の蓄積された過給圧データを故障診断に用いることが考えられる。
16 ブーム
21 エンジン
30 ターボ(過給機)
37 電気レバー(操作レバー)
38 電気レバー(操作レバー)
39 電気レバー制御装置(操作状態検出手段;ブーム角速度計算手段)
43 データ記録装置(異常記録手段)
44 携帯端末
51 ROM(記憶手段)
52 CPU(第1の負荷率計算手段;第2の負荷率計算手段;偏差計算手段;異常判定手段)
N 回転数センサ(回転数検出手段)
A1 角度センサ(燃料消費量検出手段)
A2 ブーム角度センサ(ブーム角度検出手段)
P 圧力センサ(過給圧検出手段)
Claims (10)
- 建設機械のエンジンの給気系異常を検出する建設機械のエンジン給気系異常検出装置において、
前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記エンジンの燃料消費量を検出する燃料消費量検出手段と、
前記エンジンの過給圧を検出する過給圧検出手段と、
前記回転数検出手段で検出した回転数及び前記燃料消費量検出手段で検出した燃料消費量を用いて前記エンジンの負荷率を算出する第1の負荷率計算手段と、
前記過給圧検出手段で検出した過給圧を用いて前記エンジンの負荷率を算出する第2の負荷率計算手段と、
前記第1の負荷率計算手段で算出した第1の負荷率と前記第2の負荷率計算手段で算出した第2の負荷率との偏差を算出する偏差計算手段と、
前記偏差計算手段で算出した前記第1の負荷率と第2の負荷率との偏差が所定の値より大きい場合に異常と判定する異常判定手段と
を備えたことを特徴とする建設機械のエンジン給気系異常検出装置。 - 前記エンジンが全負荷状態且つ定格回転数であるときの燃料消費量、及び前記過給圧を前記エンジンの負荷率に換算するための係数を記憶する記憶手段をさらに備え、且つ、前記第1の負荷率計算手段は、前記回転数及び燃料消費量と前記記憶手段から読み出した前記エンジンが全負荷状態且つ定格回転数であるときの燃料消費量とを用いて前記第1の負荷率を算出し、前記第2の負荷率計算手段は、前記過給圧と前記記憶手段から読み出した前記過給圧を前記エンジンの負荷率に換算するための係数とを用いて前記第2の負荷率を算出することを特徴とする請求項1記載の建設機械のエンジン給気系異常検出装置。
- 前記エンジンが起動してから所定の時間が経過した後に、前記第1及び第2の負荷率計算手段は前記第1及び第2の負荷率をそれぞれ算出し、前記偏差計算手段はそれら第1及び第2の負荷率の偏差を算出することを特徴とする請求項2記載の建設機械のエンジン給気系異常検出装置。
- 操作レバーの操作状態に係わる状態量を検出する操作状態検出手段をさらに備え、この操作状態検出手段で前記操作レバーの所定の操作状態を所定の時間以上継続して検出した場合に、前記第1及び第2の負荷率計算手段は前記第1及び第2の負荷率をそれぞれ算出し、前記偏差計算手段はそれら第1及び第2の負荷率の偏差を算出することを特徴とする請求項2記載の建設機械のエンジン給気系異常検出装置。
- ブームの角度を検出するブーム角度検出手段及びこのブーム角度検出手段で検出したブーム角度からブーム角速度を算出するブーム角速度計算手段をさらに備え、このブーム角速度計算手段で算出したブーム角速度が所定の角速度より大きい場合に、前記第1及び第2の負荷率計算手段は前記第1及び第2の負荷率をそれぞれ算出し、前記偏差計算手段はそれら第1及び第2の負荷率の偏差を算出することを特徴とする請求項2記載の建設機械のエンジン給気系異常検出装置。
- 前記異常判定手段が異常を判定した場合に、その日時及びその時点における前記エンジンの累積稼働時間を含む異常情報を記録する異常記録手段をさらに備えたことを特徴とする請求項3乃至請求項5のいずれかに記載の建設機械のエンジン給気系異常検出装置。
- 前記異常記録手段は、前記異常判定手段が異常を判定した場合に、その判定時の前後を含む所定の時間範囲内における前記第1の負荷率、第2の負荷率、及び前記操作レバーの操作状態に係わる状態量又はブーム角速度を含むスナップショット情報を記録することを特徴とする請求項6記載の建設機械のエンジン給気系異常検出装置。
- 前記異常記録手段は、前記異常情報及びスナップショット情報を情報通信を介して携帯端末に送信することを特徴とする請求項7記載の建設機械のエンジン給気系異常検出装置。
- 前記異常記録手段は、前記異常情報及びスナップショット情報を衛星通信を介して送信することを特徴とする請求項7記載の建設機械のエンジン給気系異常検出装置。
- 建設機械のエンジンの給気系異常を検出する建設機械のエンジン給気系異常検出方法において、
前記エンジンの回転数、燃料消費量、及び過給圧を検出し、
前記回転数及び燃料消費量を用いて前記エンジンの第1の負荷率を算出すると共に、前記過給圧を用いて前記エンジンの第2の負荷率を算出し、
前記第1の負荷率と前記第2の負荷率との偏差を算出し、この偏差が所定の値より大きい場合に異常と判定することを特徴とする建設機械のエンジン給気系異常検出方法。
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