JP2018059464A - Monitoring system of damage state caused by temperature change and monitoring method of damage state caused by temperature change - Google Patents

Monitoring system of damage state caused by temperature change and monitoring method of damage state caused by temperature change Download PDF

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Yoshifumi Hanamura
良文 花村
拓朗 三田
Takuro Mita
拓朗 三田
信夫 青木
Nobuo Aoki
信夫 青木
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Toshiaki Adachi
利明 安立
保 穴竈
Tamotsu ANAGAMA
保 穴竈
聡 上原
Satoshi Uehara
聡 上原
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典之 塚本
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Yorimasa Tsubota
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a monitoring system of a damage state caused by a temperature change which can sequentially grasp a damage degree accumulated by a change of a temperature continuously at a real time during drive while holding the continuity of data before and after a trip Dt(k) of the drive but not dispersedly at each trip of the drive, in a damaged product which receives damage by the change of the temperature of a piston or the like of an internal combustion engine, and a monitoring method of the damage state caused by the temperature change.SOLUTION: A temperature T of a piston is measured or calculated at a real time, and as data of a peak value Tp(i) used for sequentially extracting the peak value Tp(i) from time series data T(t) of the temperature T at the real time, data of a peak value Tp(j) which is obtained in a sampling period Dt(k+1) of the next continuous time series data T(t) is made to continue to data of the peak value Tp(i) at a finish of the sampling period Dt(k) of the last continuous time series data.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関のピストン等の部品において、温度の変化によって蓄積するダメージ度合いを把握するための温度変化によるダメージ状態監視システム及び温度変化によるダメージ状態監視方法に関する。   The present invention relates to a damage state monitoring system based on a temperature change and a damage state monitoring method based on a temperature change for grasping a degree of damage accumulated due to a temperature change in a component such as a piston of an internal combustion engine.

車両に備わるディーゼルエンジン等の内燃機関では、燃料を燃焼させることでピストンを往復運動させて、回転力を得ている。このピストンは繰り返し高温の燃焼ガスに曝されるため、ピストンに大きな熱負荷が繰り返し加わることになる。このピストンの温度変化はピストンの耐久性に大きな影響を及ぼすので、このピストン温度の変化によって蓄積するダメージを推定する方法が望まれている。   In an internal combustion engine such as a diesel engine provided in a vehicle, a piston is reciprocated by burning fuel to obtain a rotational force. Since this piston is repeatedly exposed to high-temperature combustion gas, a large heat load is repeatedly applied to the piston. Since the temperature change of the piston greatly affects the durability of the piston, a method for estimating the accumulated damage due to the change of the piston temperature is desired.

これに関連して、排気浄化触媒に関してではあるが、内燃機関から熱負荷を受ける部品の温度を推定し、この部品に印加された熱負荷の時系列に基づいてサイクルカウントを行って、熱負荷振幅とその頻度を抽出して、これらの熱負荷振幅とその頻度に基づいて累積損傷則により被害度を演算する内燃機関の燃料噴射制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In this regard, as for the exhaust purification catalyst, the temperature of the component that receives the heat load from the internal combustion engine is estimated, and the cycle count is performed based on the time series of the heat load applied to this component, and the heat load is determined. There has been proposed a fuel injection control device for an internal combustion engine that extracts the amplitude and its frequency and calculates the damage degree by the cumulative damage law based on the thermal load amplitude and its frequency (see, for example, Patent Document 1).

特開2013−7289号公報JP 2013-7289 A

この内燃機関の燃料噴射制御装置では、熱負荷の時系列データとしては、イグニッションスイッチONで運転を開始した後イグニッションスイッチOFFで運転を終える迄の期間である1トリップ毎にトリップ中の推定温度の経過を記録したものを採用して、レインフロー法(雨だれ法)などで熱負荷振幅とその頻度を抽出している。また、この方法では、トリップ毎の時系列データから得られる熱負荷振幅の頻度を累積して、修正マイナー則又はマイナー則等の累積損傷則で被害度を演算している。   In this fuel injection control device for an internal combustion engine, the time series data of the thermal load is the estimated temperature during the trip for each trip, which is the period from the start of operation with the ignition switch ON to the end of operation with the ignition switch OFF. A record of the course is used to extract the heat load amplitude and frequency using the rainflow method (rain drip method). In this method, the frequency of the thermal load amplitude obtained from the time-series data for each trip is accumulated, and the damage degree is calculated using a cumulative damage law such as a corrected minor law or a minor law.

上記の方法では、トリップ毎の時系列データを用いており、イグニッションスイッチONで運転を開始した後の被害度の変化に関しては、イグニッションスイッチOFFで運転を終える迄は演算されず、運転中においてリアルタイムで被害度を推定できず、その被害程度に応じてリアルタイムで対応することができないという問題がある。   In the above method, time-series data for each trip is used, and the change in the damage level after starting operation with the ignition switch ON is not calculated until the operation is ended with the ignition switch OFF. Therefore, there is a problem that the damage level cannot be estimated and cannot be dealt with in real time according to the extent of the damage.

また、車両に搭載されている内燃機関のピストンなどにおいては、イグニッションスイッチOFFからイグニッションスイッチONに至るまでの間の温度低下幅のカウントがダメージ量に大きな影響を与えるという問題や、サイクルカウント法によってはレインフロー法等のように、カウントされて使用されたピーク値のデータは不要となり、消去されるが、長い間消去されないピーク値データがあり、このレインフロー演算特有の特徴を生かさないとダメージ量の推定精度が低下してしまうという問題がある。   In addition, in the piston of an internal combustion engine mounted on a vehicle, there is a problem that the count of the temperature drop from the ignition switch OFF to the ignition switch ON greatly affects the damage amount, or the cycle count method. As with the rainflow method, the peak value data that has been counted and used is no longer necessary and is erased, but there is peak value data that will not be erased for a long time. There exists a problem that the estimation accuracy of quantity will fall.

本発明の目的は、内燃機関のピストン等の温度の変化によりダメージを受ける被ダメージ物において、運転の1トリップ毎の離散的ではなく、運転のトリップ前後のデータの連続性を保持しつつ、運転中のリアルタイムで連続的に、温度の変化によって蓄積するダメージ度合いを逐次的に把握できる、温度変化によるダメージ状態監視システム及び温度変化によるダメージ状態監視方法を提供することにある。   The object of the present invention is to maintain the continuity of the data before and after the driving trip, rather than discrete for each driving trip, in the damaged object that is damaged by the temperature change such as the piston of the internal combustion engine. It is an object of the present invention to provide a damage state monitoring system due to temperature change and a damage state monitoring method due to temperature change, which can successively grasp the degree of damage accumulated due to temperature change continuously in real time.

上記の目的を達成するための本発明の温度変化によるダメージ状態監視システムは、温度の変化を受けてダメージを蓄積する被ダメージ物の温度変化によるダメージ状態を監視する温度変化によるダメージ監視システムにおいて、前記被ダメージ物の温度をリアルタイムで計測又は算出する温度検出部と、この温度検出部で得られたリアルタイムの温度の時系列データから、ピーク値を逐次抽出するピーク値抽出部に加えて、前回の連続的な時系列データの採取期間が終了した際に得られているピーク値、若しくは、ピーク値間の振幅値をカウントするサイクルカウントで消去されずに残っているピーク値を記憶して、次回の連続的な時系列データの採取期間で得られるピーク値のデータを、前回の採取期間で記憶したピーク値のデータに連続させるピーク値連続部を備えて構成されている。   In order to achieve the above object, the damage state monitoring system according to the temperature change of the present invention is a damage monitoring system due to temperature change that monitors the damage state due to the temperature change of the damaged object that accumulates damage in response to the temperature change. In addition to the temperature detection unit that measures or calculates the temperature of the damaged object in real time, and the peak value extraction unit that sequentially extracts the peak value from the time series data of the real-time temperature obtained by the temperature detection unit, the previous time The peak value obtained when the continuous time series data collection period is completed, or the peak value remaining without being erased by the cycle count for counting the amplitude value between the peak values, is stored, The peak value data obtained in the next continuous time-series data collection period is linked to the peak value data stored in the previous collection period. It is configured to include a peak value continuous unit to be.

また、上記の目的を達成するための本発明の温度変化によるダメージ状態監視方法は、温度の変化を受けてダメージを蓄積する被ダメージ物の温度変化によるダメージ状態を監視する温度変化によるダメージ監視方法において、前記被ダメージ物の温度をリアルタイムで計測又は算出し、前記温度検出部で得られたリアルタイムの温度の時系列データから、ピーク値を逐次抽出する際に用いるピーク値のデータとして、前回の連続的な時系列データの採取期間が終了した際に得られているピーク値、若しくは、ピーク値間の振幅値をカウントするサイクルカウントで消去されずに残っているピーク値を記憶して、次回の連続的な時系列データの採取期間で得られるピーク値のデータを、前回の採取期間で記憶したピーク値のデータに連続させたピーク値のデータを用いる方法である。   Further, the damage state monitoring method according to the present invention for achieving the above object is a damage monitoring method according to a temperature change that monitors a damage state due to a temperature change of a damaged object that accumulates damage in response to a temperature change. In the above, the temperature of the damaged object is measured or calculated in real time, and from the time series data of the real time temperature obtained by the temperature detection unit, as the peak value data used when sequentially extracting the peak value, The peak value obtained when the continuous time series data collection period ends, or the peak value remaining without being erased by the cycle count that counts the amplitude value between the peak values, is stored next time. The peak value data obtained during the continuous time-series data collection period are continuously connected to the peak value data stored during the previous collection period. A method of using the data of the peak value.

本発明の温度変化によるダメージ状態監視システム及び温度変化によるダメージ状態監視方法によれば、内燃機関のピストン等の温度の変化によりダメージを受ける被ダメージ物において、運転の1トリップ毎の離散的ではなく、運転のトリップ前後のデータの連続性を保持しつつ、運転中のリアルタイムで連続的に、温度の変化によって蓄積するダメージ度合いを逐次的に把握できる。   According to the damage state monitoring system and temperature damage monitoring method according to the present invention, the damaged object that is damaged by the temperature change such as the piston of the internal combustion engine is not discrete for each trip of the operation. While maintaining the continuity of the data before and after the trip of driving, the degree of damage accumulated by the change of temperature can be grasped sequentially in real time during driving.

本発明に係る実施の形態の温度変化によるダメージ監視システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the damage monitoring system by the temperature change of embodiment which concerns on this invention. 図1の温度変化によるダメージ監視システムにおける演算を示す図である。It is a figure which shows the calculation in the damage monitoring system by the temperature change of FIG. 本発明に係る実施の形態の温度変化によるダメージ監視方法の制御フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control flow of the damage monitoring method by the temperature change of embodiment which concerns on this invention. レインフロー法のフローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flow of a rainflow method. レインフロー法の説明のための第1温度差と第2温度差の一例を示す図であるIt is a figure which shows an example of the 1st temperature difference and 2nd temperature difference for description of the rainflow method レインフロー法の説明のための時系列における計算の一例の第1段階を示す図である。It is a figure which shows the 1st step of an example of the calculation in the time series for description of the rainflow method. レインフロー法の説明のための時系列における計算の一例の第2段階を示す図である。It is a figure which shows the 2nd step of an example of the calculation in the time series for description of the rainflow method. レインフロー法の説明のための時系列における計算の一例の第3段階を示す図である。It is a figure which shows the 3rd step of an example of the calculation in the time series for description of the rainflow method. レインフロー法の説明のための時系列における計算の一例の第4段階を示す図である。It is a figure which shows the 4th step of an example of the calculation in the time series for description of the rainflow method. レインフロー法の説明のための時系列における計算の一例の第5段階を示す図である。It is a figure which shows the 5th step of an example of the calculation in the time series for description of the rainflow method. レインフロー法の説明のための時系列における計算の一例の第6段階を示す図である。It is a figure which shows the 6th step of an example of the calculation in the time series for description of the rainflow method. レインフロー法の説明のための時系列における計算の一例におけるレンジとカウント値を示す図である。It is a figure which shows the range and count value in an example of the calculation in the time series for description of the rainflow method.

以下、本発明に係る実施形態の温度変化によるダメージ監視システム及び温度変化によるダメージ監視方法について、図面を参照しながら説明する。ここでは、温度の変化を受けてダメージを蓄積する被ダメージ物の例として内燃機関のピストンを例にしているが、必ずしも、本発明は、内燃機関のピストンに限定されず、この内燃機関のピストン以外でも、温度の変化を受けてダメージを蓄積する部品や装置であってもよい。   Hereinafter, a damage monitoring system according to a temperature change and a damage monitoring method due to a temperature change according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the piston of the internal combustion engine is taken as an example of the damaged object that accumulates damage in response to a change in temperature. However, the present invention is not necessarily limited to the piston of the internal combustion engine. Other than the above, it may be a component or device that accumulates damage in response to a change in temperature.

図1及び図2に示すように、本発明に係る実施の形態の温度変化によるダメージ監視システムM10は、温度の変化を受けてダメージを蓄積する被ダメージ物(この実施の形態では内燃機関のピストン)の温度変化によるダメージ状態を監視するシステムである。この温度変化によるダメージ監視システムM10は、温度検出部M11、ピーク値抽出部M12、振幅カウント部M13、頻度分布更新部M14、ダメージ量推定部M15、及び、警報発生部M16等を備えると共に、ピーク値連続部M17を備えて構成されている。なお、図2では、警報発生部M16とピーク値連続部M17を省いて、総ダメージ量の推定までを示している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the damage monitoring system M10 due to temperature change according to the embodiment of the present invention is a damaged object that accumulates damage in response to temperature change (in this embodiment, a piston of an internal combustion engine). ) Is a system that monitors the damage caused by temperature changes. The damage monitoring system M10 due to temperature change includes a temperature detection unit M11, a peak value extraction unit M12, an amplitude count unit M13, a frequency distribution update unit M14, a damage amount estimation unit M15, an alarm generation unit M16, and the like. A value continuous part M17 is provided. In FIG. 2, the alarm generation part M16 and the peak value continuous part M17 are omitted, and the process up to the estimation of the total damage amount is shown.

この温度検出部M11は、ピストンの温度をリアルタイムで計測又は算出する手段や機能や装置であり、このピストンの温度Tは、ピストンの温度Tを直接計測してもよく、予め設定したマップデータを参照してエンジン回転数や燃料噴射量に基づいて推定してもよく、他の実験統計モデルに基づいて推定してもよい。ここでは周知の技術を適用してピストン温度Tを求める。   The temperature detector M11 is a means, function, or device for measuring or calculating the temperature of the piston in real time. The temperature T of the piston may directly measure the temperature T of the piston. It may be estimated based on the engine speed and the fuel injection amount with reference to, or may be estimated based on another experimental statistical model. Here, the piston temperature T is obtained by applying a known technique.

また、ピーク値抽出部M12は、温度検出部M11で得られたリアルタイムのピストンの温度Tの時系列データT(t)から、ピーク値(山谷点)Tp(i)を抽出する手段や機能や装置である。この時系列データT(t)からピーク値Tp(i)を抽出する際には、この温度検出部M11で求められるピストンの温度Tの時系列T(t)は必ずしも滑らかな温度変化になっているとは限らないので、ローパスフィルタ等を通過させて高周波成分を除いておくことが好ましい。   Further, the peak value extraction unit M12 extracts means and functions for extracting the peak value (mountain valley point) Tp (i) from the time-series data T (t) of the real-time piston temperature T obtained by the temperature detection unit M11. Device. When the peak value Tp (i) is extracted from the time series data T (t), the time series T (t) of the piston temperature T obtained by the temperature detector M11 is not necessarily a smooth temperature change. Therefore, it is preferable to remove a high-frequency component by passing it through a low-pass filter or the like.

そして、この時系列データT(t)からピーク値Tp(i)を抽出する方法としては、直近の3点のデータを比べて、減少から増加又は増加から減少に転じていないか否かを判定し、転じていなければピーク値Tp(i)は無いとし、転じていれば、直近の3点のうちの中央にある点の値をピーク値Tp(i)とする。   Then, as a method of extracting the peak value Tp (i) from the time series data T (t), it is determined whether or not it has changed from decrease to increase or increase to decrease by comparing the data of the three most recent points. If it does not turn, it is assumed that there is no peak value Tp (i), and if it turns, the value at the center of the three nearest points is set as the peak value Tp (i).

また、振幅カウント部M13は、ピーク値抽出部M12で抽出したピーク値Tp(i)と直前に抽出されている一つ若しくは複数のピーク値Tp(i−1)、ピーク値Tp(i−2)との間の振幅値Tiとカウント値Ciを算出する手段や機能や装置であり、この振幅値Tiとカウント値Ciを算出するサイクルカウント法として、レインフロー法を採用した場合には、次のようなフローで計算される。   The amplitude count unit M13 includes the peak value Tp (i) extracted by the peak value extraction unit M12, one or a plurality of peak values Tp (i-1) extracted immediately before, and the peak value Tp (i-2). ) Between the amplitude value Ti and the count value Ci. When the rainflow method is employed as the cycle count method for calculating the amplitude value Ti and the count value Ci, It is calculated with the flow like this.

なお、このサイクルカウント法は、一般的には、変動する荷重下にある応力やひずみなどの時系列データから疲労度合を推定するのに採用される方法であり、周知の方法である。このサイクルカウント法には、下記で説明するレインフロー法以外にもピークカウント法、レベルクロッシングカウント法、ミーンクロッシングカウント法、レンジカウント法、レンジペアカウント法などが周知である。   Note that this cycle count method is a method that is generally used for estimating the degree of fatigue from time series data such as stress and strain under a varying load, and is a well-known method. As this cycle count method, a peak count method, a level crossing count method, a mean crossing count method, a range count method, a range pair method, and the like are well known in addition to the rainflow method described below.

ここでは、材料のヒステリシス曲線との対応を十分に考慮できる、疲労寿命予測の標準的なサイクルカウント法であるレインフロー法について、図4に示す制御フローを参照しながら簡単に説明する。この制御フローではステップS10で開始処理でピーク値Tp(i)の連続性を保持する。そして、このレインフロー法における演算では、時系列データT(t)からのピーク値Tp(i)の抽出は、図5に示すように、今回の振幅値の算出の対象となるレンジをXとし、Xと隣接した直前のレンジをYとし、開始点をSとすると、図4に示すように、ステップS11で、次の山または谷の値として読めるデータ(ピーク値Tp(i))があるか否かを判定し、読めるデータが無い場合は、ステップS19に行く。ステップS19では、未だカウントされていないそれぞれのレンジX、Yを0.5サイクルとしてカウントする(カウント値Ciを「0.5」にして出力する)。このステップS19は読むべきデータが無い場合の処置であるので、ステップS19の終了後はステップS20に行き最終処理を行う。   Here, the rain flow method, which is a standard cycle count method for fatigue life prediction, which can sufficiently consider the correspondence with the hysteresis curve of the material, will be briefly described with reference to the control flow shown in FIG. In this control flow, the continuity of the peak value Tp (i) is maintained in the start process in step S10. In the calculation in the rainflow method, the peak value Tp (i) is extracted from the time series data T (t), as shown in FIG. Assuming that the range immediately before X is Y and the start point is S, as shown in FIG. 4, there is data (peak value Tp (i)) that can be read as the next peak or valley value in step S11. If there is no data that can be read, the process goes to step S19. In step S19, the ranges X and Y that have not yet been counted are counted as 0.5 cycles (the count value Ci is set to “0.5” and output). Since this step S19 is a process when there is no data to be read, after step S19 ends, the process goes to step S20 to perform the final process.

ステップS11で読めるデータがあれば、ステップS12で読み込む。次のステップS13で、ステップS12で読み込んだピーク値Tp(i)の数Npが3個未満であるか否かを判定し、3個未満であれば、ステップS11に戻る。ステップS13の判定で、3個以上であれば、ステップS14で、直近の未消去の山又は谷のデータ3点を用いて、図5に示すように、第1点と第2点の第1温度差Yと第2点と第3点の第2温度差Xを求める。次のステップS15では、第2温度差Xの絶対値と第1温度差Yの絶対値を比較して、第2温度差Xの絶対値が第1温度差Yの絶対値未満であれば、ステップS11に戻る。第2温度差Xの絶対値が第1温度差Yの絶対値以上であれば、ステップS16に行く。   If there is data that can be read in step S11, it is read in step S12. In the next step S13, it is determined whether or not the number Np of the peak values Tp (i) read in step S12 is less than 3, and if it is less than 3, the process returns to step S11. If it is determined in step S13 that there are three or more, in step S14, the first three points of the first point and the second point are used as shown in FIG. A temperature difference Y and a second temperature difference X between the second point and the third point are obtained. In the next step S15, the absolute value of the second temperature difference X is compared with the absolute value of the first temperature difference Y. If the absolute value of the second temperature difference X is less than the absolute value of the first temperature difference Y, Return to step S11. If the absolute value of the second temperature difference X is greater than or equal to the absolute value of the first temperature difference Y, the process goes to step S16.

ステップS16で第1温度差Yに開始点Sが含まれていなければ、ステップS17に行き、第1温度差Yを1サイクルとしてカウントする(カウント値Ciを「1.0」にして出力する)。そして、Yの山と谷のデータを消去し、ステップS13に行く。ステップS16で第1温度差Yに開始点Sが含まれていれば、ステップS18に行く。   If the start point S is not included in the first temperature difference Y in step S16, the process goes to step S17, and the first temperature difference Y is counted as one cycle (the count value Ci is set to “1.0” and output). . Then, the data of the peaks and valleys of Y are deleted, and the process goes to step S13. If the starting point S is included in the first temperature difference Y in step S16, the process goes to step S18.

ステップS18では、Yを0.5サイクルとしてカウントし(カウント値Ciを「0.5」にして出力し)、Yの最初の点(山か谷)を消去する。それとともに、開始点SをYの2番目に移動させて、ステップS13に行く。   In step S18, Y is counted as 0.5 cycle (the count value Ci is set to “0.5” and output), and the first point (mountain or valley) of Y is erased. At the same time, the start point S is moved to the second position of Y, and the process goes to step S13.

そして、内燃機関が運転を停止すると、割り込みによって、ステップS20の終了処理に行き、この終了処理でこの終了時に得られているピーク値Tp(i)のデータを記憶する。この終了処理を行って、上級の制御フローに戻り、上級の制御フローと共に終了する。   When the operation of the internal combustion engine stops, an interruption is made to go to the end process of step S20, and the peak value Tp (i) data obtained at the end of the end process is stored. This termination process is performed to return to the advanced control flow, and the process is terminated together with the advanced control flow.

このレインフロー法の説明のための時系列における計算の一例を図6〜図11に示し、その結果としてのレンジとカウント値を図12に示す。図6のデータは説明を分かり易くするための既にピーク値Pa〜Piが得られているとして示しているが、本発明においては、リアルタイムでピーク値Pa〜Piが順次加えられてくることになる。   An example of time-series calculation for explaining the rainflow method is shown in FIGS. 6 to 11, and the resulting range and count value are shown in FIG. The data in FIG. 6 shows that peak values Pa to Pi have already been obtained for easy understanding of the explanation, but in the present invention, peak values Pa to Pi are sequentially added in real time. .

図6の第1段階では、S=Pa、Y=Pa−Pb、X=Pb−Pcで、│X│>│Y│で、かつYがSを含んでいるので、│Y│=│Pa−Pb│をカウント値0.5とし、Paを消去する。また、S=Pbとする。これにより、図7の第2段階となる。   In the first stage of FIG. 6, S = Pa, Y = Pa−Pb, X = Pb−Pc, | X |> | Y |, and Y contains S, so | Y | = | Pa −Pb | is set to a count value of 0.5, and Pa is deleted. Further, S = Pb. This is the second stage in FIG.

図7の第2段階では、Y=Pb−Pc、X=Pc−Pdで、│X│>│Y│で、かつYがSを含んでいるので、│Y│=│Pb−Pc│をカウント値0.5とし、Pbを消去する。また、S=Pcとする。これにより、図8の第3段階となる。   In the second stage of FIG. 7, Y = Pb-Pc, X = Pc-Pd, | X |> | Y |, and Y contains S, so | Y | = | Pb-Pc | The count value is set to 0.5 and Pb is erased. Further, S = Pc. This is the third stage in FIG.

図8の第3段階では、Y=Pc−Pd、X=Pd−Peで、│X│<│Y│で,次に進み、Y=Pd−Pe、X=Pe−Pfで、│X│<│Y│で、さらに次に進む。ここでは、Y=Pe−Pf、X=Pf−Pgで、│X│>│Y│であるので、│Y│=│Pe−Pf│をカウント値1.0とし、PeとPfを消去する(図9参照)。なお、Pc−PdとPf−Pgとなる。   In the third stage of FIG. 8, Y = Pc-Pd, X = Pd-Pe, | X | <| Y |, and then proceed, Y = Pd-Pe, X = Pe-Pf, | X | <│Y | Here, since Y = Pe−Pf and X = Pf−Pg and | X |> | Y |, | Y | = | Pe−Pf | is set to a count value of 1.0, and Pe and Pf are erased. (See FIG. 9). Note that Pc-Pd and Pf-Pg.

図9の第4段階では、Y=Pe−Pf、X=Pd−Pgで、│X│>│Y│で,YはSを含むので、│Y│=│Pc−Pd│をカウント値0.5とし、Pcを消去する。また、S=Pdとする。   In the fourth stage of FIG. 9, Y = Pe−Pf, X = Pd−Pg, | X |> | Y |, and Y includes S, so | Y | = | Pc−Pd | .5 and erase Pc. Further, S = Pd.

図10の第5段階では、Y=Pd−Pg、X=Pg−Phで、│X│<│Y│で,次に進み、Y=Pg−Ph、X=Ph−Piで、│X│<│Y│で、データの終了であるので、ここでは、│Pd−Pg│と、│Pg−Ph│と、│Ph−Pi│をそれぞれカウント値0.5とする。上記の作業により、図12のレンジとカウント値となる。   In the fifth stage of FIG. 10, Y = Pd−Pg, X = Pg−Ph, | X | <| Y |, and then proceed, Y = Pg−Ph, X = Ph−Pi, and | X | Since <| Y | is the end of data, | Pd-Pg |, | Pg-Ph |, and | Ph-Pi | are each set to a count value of 0.5. By the above operation, the range and the count value in FIG. 12 are obtained.

そして、頻度分布更新部M14は、振幅カウント部M13で算出された振幅値Ti(=X、Y)を予め設定された振幅範囲に割り当てて、振幅カウント部M13で算出されたカウント値Ci(「0.5」又は「1」)で、その振幅範囲の頻度の数Cnを増加して振幅の頻度分布を更新する手段や機能や装置である。   Then, the frequency distribution updating unit M14 assigns the amplitude value Ti (= X, Y) calculated by the amplitude counting unit M13 to a preset amplitude range, and the count value Ci (“ 0.5 ”or“ 1 ”), a means, function, or device that updates the frequency distribution of the amplitude by increasing the frequency number Cn of the amplitude range.

また、ダメージ量推定部M15は、頻度分布更新部M14で更新された頻度分布に基づいてピストンの総ダメージ量Dを推定する手段や機能や装置である。この頻度分布(Tn、Cn)から総ダメージ量Dを推定する方法としては、周知の累積疲労損傷則を用いることができる。通常、この累積疲労損傷則は、応力波形を示す部材の疲労寿命を評価する際に用いられるが、ここでは、応力波形の代わりに温度の時系列T(t)の波形を採用し、寿命の推定の際の損傷度を総ダメージ量Dと考える。S−N曲線を用いて疲労限度以下の応力振幅を無視するマイナー則や、疲労限度以下の応力振幅についても損傷としてカウントするように修正を加えた修正マイナー則を用いることができる。   The damage amount estimation unit M15 is a means, function, or device that estimates the total damage amount D of the piston based on the frequency distribution updated by the frequency distribution update unit M14. As a method of estimating the total damage amount D from the frequency distribution (Tn, Cn), a well-known cumulative fatigue damage law can be used. Normally, this cumulative fatigue damage law is used when evaluating the fatigue life of a member showing a stress waveform. Here, a time-series waveform of temperature T (t) is adopted instead of the stress waveform, The degree of damage at the time of estimation is considered as a total damage amount D. A minor rule that ignores the stress amplitude below the fatigue limit using the SN curve or a modified minor rule that is modified so that the stress amplitude below the fatigue limit is also counted as damage can be used.

このダメージ量推定部M15における総ダメージ量Dの推定の一例を挙げてみると、振幅の頻度分布(Tn、Cn)において、温度Tの振幅の区分nの中央値をTnとし、その中央値Tnが繰り返されてダメージの発生する限界の限界頻度数をCnmaxとし、実際の頻度数(カウント)をCnとしたときに、実際の頻度数Cnと限界頻度数Cnmaxの比(Cn/Cnmax)を振幅の区分(n=1〜N)で積算した積算値D(=Σ(Cn/Cnmax):n=1〜N)を総ダメージ量Dとして、この総ダメージ量Dが1.0を超えたときにダメージのために損傷を発生するとする。この場合には、予め行った実験の結果等で限界頻度数Cnmaxを設定する。   An example of the estimation of the total damage amount D in the damage amount estimation unit M15 is as follows. In the amplitude frequency distribution (Tn, Cn), the median value of the temperature n amplitude segment n is Tn, and the median value Tn. Is the limit frequency number at which the damage occurs repeatedly is Cnmax, and the actual frequency number (count) is Cn, the ratio (Cn / Cnmax) between the actual frequency number Cn and the limit frequency number Cnmax is the amplitude. When the total damage amount D exceeds 1.0 with the total value D (= Σ (Cn / Cnmax): n = 1 to N) integrated in the categories (n = 1 to N) Suppose that damage occurs due to damage. In this case, the limit frequency number Cnmax is set based on the results of experiments performed in advance.

また、警報発生部M16は、ダメージ量推定部M15で算出された総ダメージ量Dが1.0になる前に交換を促す手段や機能や装置である。予め実験結果等により、「1.0」より小さい値に設定された警報量Dcを超えたときに、警報ランプの点灯や点滅等の光的な警報や、ブザーや音声メッセージなどによる警報を発生する。これにより、ユーザーに工場での点検やメンテナンスやピストン部品の交換を促す。   The alarm generation unit M16 is a means, function, or device that prompts replacement before the total damage amount D calculated by the damage amount estimation unit M15 reaches 1.0. When an alarm amount Dc set to a value smaller than “1.0” is exceeded by an experimental result or the like in advance, an optical alarm such as lighting or flashing of an alarm lamp or an alarm by a buzzer or a voice message is generated. To do. This prompts the user to perform inspections, maintenance and replacement of piston parts in the factory.

そして、本発明の特徴であるピーク値連続部M17は、前回の連続的な時系列データT(t)の採取期間Dt(k)が終了した際に得られているピーク値Tp(i)、若しくは、ピーク値Tp(i)間の振幅値Ti(=X、Y)をカウントするサイクルカウントで消去されずに残っているピーク値Tp(i)を記憶して、次回の連続的な時系列データT(t)の採取期間Dt(k+1)で得られるピーク値Tp(j)のデータを、前回の採取期間Dt(k)で記憶したピーク値Tp(i)のデータに連続させる手段や機能や装置である。   The peak value continuous part M17, which is a feature of the present invention, has a peak value Tp (i) obtained when the previous continuous time series data T (t) collection period Dt (k) ends. Alternatively, the peak value Tp (i) remaining without being erased by the cycle count for counting the amplitude value Ti (= X, Y) between the peak values Tp (i) is stored, and the next continuous time series is stored. Means and functions for making the data of the peak value Tp (j) obtained in the collection period Dt (k + 1) of the data T (t) continuous with the data of the peak value Tp (i) stored in the previous collection period Dt (k) And equipment.

また、ここで例示しているように、被ダメージ物が車両に搭載の内燃機関のピストン等の部品である場合には、イグニッションスイッチONからイグニッションスイッチOFFの間の期間が、この連続的な時系列データT(t)の採取期間Dt(k)となる。このイグニッションスイッチキーOFF時のデータをイグニッションスイッチキーON時の直前のデータとして扱う。つまり、イグニッションスイッチキーOFF/ON前後での温度変化を連続的なものとして処理する。   Further, as illustrated here, when the object to be damaged is a part such as a piston of an internal combustion engine mounted on a vehicle, the period between the ignition switch ON and the ignition switch OFF is the continuous time. This is the collection period Dt (k) of the series data T (t). The data when the ignition switch key is OFF is handled as the data immediately before the ignition switch key is ON. That is, the temperature change before and after the ignition switch key OFF / ON is processed as a continuous one.

これにより、ピストン温度の寿命測定においては、エンジン停止時の高温状態からエンジン始動時の低温状態までの変移はダメージ量の推定においては影響が大きく見逃すことができないので、イグニッションスイッチキーOFF(エンジン停止)からの温度低下分に起因する大きなダメージを反映できるようになる。つまり、レインフロー法では、時系列T(t)の終点のデータは所定のルールに従って処理されてしまうが、これを回避して、時系列T(t)の連続性を保持できる。   As a result, in measuring the life of the piston temperature, the transition from a high temperature state when the engine is stopped to a low temperature state when the engine is started has a significant effect on the estimation of damage amount. ) Will be able to reflect the large damage caused by the temperature drop from. That is, in the rainflow method, the data at the end point of the time series T (t) is processed according to a predetermined rule, but this can be avoided and the continuity of the time series T (t) can be maintained.

言い換えれば、イグニッションスイッチキーOFF時に、レインフロー演算法などのサイクルカウント法における終末処理を行うことなく、イグニッションスイッチキーOFF時のデータを保持して、次回のイグニッションスイッチキーON時に、保持していたイグニッションスイッチキーOFFのときのデータを、イグニッションスイッチキーONのときに最初に検出したデータと連続した直前のデータとして扱い、この連続したデータでレインフロー演算法等でサイクルカウントを行う。   In other words, when the ignition switch key is OFF, the data at the time of the ignition switch key OFF is held without performing the end processing in the cycle counting method such as the rainflow calculation method, and is held at the next ON of the ignition switch key. The data when the ignition switch key is OFF is treated as the data immediately before the data detected first when the ignition switch key is ON, and the cycle count is performed with this continuous data by a rainflow calculation method or the like.

そして、時系列データT(t)とピーク値Tp(i)を記憶する記憶部分を、順次新しいデータの入力に伴って古いデータを削除していくリングバッファで構成する。つまり、温度検出部M11、ピーク値抽出部M12、振幅カウント部M13におけるデータの記憶部をリングバッファで構成して、順次古いデータを消去して新しいデータを記憶し続けるように構成する。これにより、比較的少ない記憶容量で、連続的にサイクルカウントして総ダメージ量Dを算出し続けることができるようになる。   And the memory | storage part which memorize | stores time series data T (t) and peak value Tp (i) is comprised by the ring buffer which deletes old data sequentially with the input of new data. That is, the data storage unit in the temperature detection unit M11, the peak value extraction unit M12, and the amplitude count unit M13 is configured by a ring buffer so that old data is sequentially deleted and new data is continuously stored. As a result, the total damage amount D can be continuously calculated by continuously counting the cycles with a relatively small storage capacity.

また、ダメージ量推定部M15の演算の速度をピーク値抽出部M12の演算の速度よりも早くなるように構成する。言い換えれば、ダメージ量推定部M15におけるデータ入力から演算結果を出力するまでの時間を、ピーク値抽出部M12におけるデータ入力から演算結果を出力するまでの時間よりも短くしておくことにより、ピーク値抽出部M12からのデータが、ダメージ量推定部M15で待機や滞留させられることが無くなり、リアルタイムでのダメージ量推定を円滑に行うことができるようになる。   Further, the speed of calculation of the damage amount estimation unit M15 is configured to be faster than the speed of calculation of the peak value extraction unit M12. In other words, the peak value can be obtained by setting the time from the data input in the damage amount estimation unit M15 to the output of the calculation result shorter than the time from the data input in the peak value extraction unit M12 to the output of the calculation result. Data from the extraction unit M12 is not kept waiting or stayed at the damage amount estimation unit M15, and the damage amount estimation in real time can be performed smoothly.

次に、本発明の実施の形態の温度変化によるダメージ監視方法について説明する。この温度変化によるダメージ監視方法は、温度の変化を受けてダメージを蓄積する被ダメージ物(ここではピストン)の温度変化によるダメージ状態を監視するである。   Next, the damage monitoring method according to the temperature change of the embodiment of the present invention will be described. This damage monitoring method due to temperature change is to monitor a damage state due to temperature change of a damaged object (here, a piston) that accumulates damage in response to temperature change.

この温度変化によるダメージ監視方法は、図3に示すような制御フローで行われる。この図3の制御フローは、内燃機関が運転を開始すると、上級の制御フローから呼ばれて、このピーク値Tp(i)のデータとサイクルカウントのカウント値Ciの採取期間D(k)の間、実施され、内燃機関が運転を停止すると、割り込みにより制御が中断されて上級の制御フローに戻り、上級の制御フローと共に終了する制御フローとして示してある。   This damage monitoring method due to temperature change is performed in a control flow as shown in FIG. The control flow of FIG. 3 is called from the advanced control flow when the internal combustion engine starts operation, and is between the peak value Tp (i) data and the cycle count count value Ci sampling period D (k). When the operation of the internal combustion engine is stopped, the control is interrupted by interruption, the control flow returns to the advanced control flow, and the control flow is terminated together with the advanced control flow.

この図3の制御フローがスタートすると、ステップS0の開始処理で、前回の採取期間D(k−1)で記憶したピーク値Tp(m)のデータを、今回の連続的な時系列データT(t)の採取期間Dt(k)で得られるピーク値Tp(i)のデータの前のデータとしてつなげる。つまり、前回の採取期間Dt(k−1)で記憶したピーク値Tp(i)のデータに今回の採取期間Dt(k)で求められるデータを連続させる。   When the control flow of FIG. 3 starts, the peak value Tp (m) stored in the previous sampling period D (k−1) is converted into the current continuous time series data T ( It is connected as data before the data of the peak value Tp (i) obtained in the sampling period Dt (k) of t). That is, the data obtained in the current sampling period Dt (k) is made continuous with the data of the peak value Tp (i) stored in the previous sampling period Dt (k−1).

そして、次のステップS1で、温度検出部M11によりピストンの温度Tをリアルタイムで計測又は算出する。次のステップS2では、ピーク値抽出部M12で、温度検出部M11で得られたリアルタイムの温度Tの時系列データT(t)から、ピーク値Tp(i)を抽出する。   In the next step S1, the temperature detector M11 measures or calculates the piston temperature T in real time. In the next step S2, the peak value extraction unit M12 extracts the peak value Tp (i) from the time series data T (t) of the real-time temperature T obtained by the temperature detection unit M11.

そして、次のステップS3では、振幅カウント部M13で、ピーク値抽出部M12で抽出したピーク値Tp(i)と直前に抽出されている一つ若しくは複数のピーク値Tp(i−1)、Tp(i−2)との間の振幅値(X、Y)とカウント値Ci(「0.5」又は「1.0」)を算出する。   In the next step S3, the peak value Tp (i) extracted by the peak value extraction unit M12 and one or a plurality of peak values Tp (i−1), Tp extracted immediately before in the amplitude count unit M13. An amplitude value (X, Y) and a count value Ci (“0.5” or “1.0”) between (i−2) are calculated.

また、次のステップS4では、頻度分布更新部M14で、振幅カウント部M13で算出された振幅値(X、Y)を予め設定された振幅範囲に割り当てて、この振幅カウント部M13で算出されたカウント値Ci(「0.5」又は「1.0」)で、その振幅範囲の頻度の数Cnを増加して振幅の頻度分布を更新する。   In the next step S4, the frequency distribution update unit M14 assigns the amplitude value (X, Y) calculated by the amplitude count unit M13 to a preset amplitude range, and the amplitude count unit M13 calculates the amplitude value. With the count value Ci (“0.5” or “1.0”), the frequency number distribution Cn of the amplitude range is increased to update the amplitude frequency distribution.

次のステップS5では、ダメージ量推定部M15で、頻度分布更新部M14で更新された頻度分布に基づいてピストンの総ダメージ量Dを推定する。次のステップS6では、この総ダメージ量Dを警報発生部M16に送る。この警報発生部M16では、警報量Dcと比べて、総ダメージ量Dが警報量Dcより大きくなったときのみ、警報を発生する。   In the next step S5, the damage amount estimation unit M15 estimates the total damage amount D of the piston based on the frequency distribution updated by the frequency distribution update unit M14. In the next step S6, the total damage amount D is sent to the alarm generation unit M16. The alarm generation unit M16 generates an alarm only when the total damage amount D is larger than the alarm amount Dc as compared with the alarm amount Dc.

そして、ステップS0を実施した後は、ステップS1〜S6を繰り替えし実行して、内燃機関が運転を停止すると、割り込みによって、ステップS7の終了処理に行き、この終了処理では、ピーク値連続部M17で、今回の連続的な時系列データT(t)の採取期間Dt(k)が終了した際に得られているピーク値Tp(i)、若しくは、ピーク値Tp(i)間の振幅値Ti(=X、Y)をカウントするサイクルカウントで消去されずに残っているピーク値Tp(i)を記憶する。この必要な終了処理を行って、上級の制御フローに戻り、上級の制御フローと共に終了する。   Then, after step S0 is performed, steps S1 to S6 are repeated and executed, and when the internal combustion engine stops operating, an interruption is made to go to the end process of step S7. In this end process, the peak value continuous portion M17 Thus, the peak value Tp (i) obtained when the sampling period Dt (k) of the current continuous time series data T (t) ends, or the amplitude value Ti between the peak values Tp (i). The peak value Tp (i) remaining without being erased by the cycle count for counting (= X, Y) is stored. This necessary end processing is performed to return to the advanced control flow, and the process ends together with the advanced control flow.

これにより、以下の方法を実施できる。つまり、この温度変化によるダメージ監視方法において、温度検出部M11によりピストンの温度Tをリアルタイムで計測又は算出し、ピーク値抽出部M12で、温度検出部M11で得られたリアルタイムの温度Tの時系列データT(t)から、ピーク値Tp(i)を逐次抽出する。この抽出の際に用いるピーク値Tp(i)のデータとして、前回の連続的な時系列データT(t)の採取期間Dt(k)が終了した際に得られているピーク値Tp(i)、若しくは、ピーク値Tp(i)間の振幅値Tiをカウントするサイクルカウントで消去されずに残っているピーク値Tp(i)を記憶して、次回の連続的な時系列データT(t)の採取期間Dt(k+1)で得られるピーク値Tp(j)のデータを、前回の採取期間で記憶したピーク値Tp(i)のデータに連続させたピーク値のデータを用いることができる。   Thereby, the following method can be implemented. That is, in this damage monitoring method due to temperature change, the temperature detection unit M11 measures or calculates the piston temperature T in real time, and the peak value extraction unit M12 obtains the time series of the real-time temperature T obtained by the temperature detection unit M11. A peak value Tp (i) is sequentially extracted from the data T (t). As the peak value Tp (i) used in this extraction, the peak value Tp (i) obtained when the last continuous time series data T (t) collection period Dt (k) ends. Or the peak value Tp (i) remaining without being erased by the cycle count for counting the amplitude value Ti between the peak values Tp (i), and the next continuous time series data T (t) The peak value data obtained by continuing the peak value Tp (j) data obtained in the sampling period Dt (k + 1) of the peak value Tp (i) stored in the previous sampling period can be used.

そして、振幅カウント部M13で、ピーク値抽出部M12で抽出したピーク値Tp(i)と直前に抽出されている一つ若しくは複数のピーク値Tp(i−1)、ピーク値Tp(i−2)との間の振幅値(X、Y)とカウント値(「0.5」又は「1.0」)を算出し、頻度分布更新部M14で、振幅カウント部M13で算出された振幅値(X、Y)を予め設定された振幅範囲に割り当てて、この振幅カウント部M13で算出されたカウント値(「0.5」又は「1.0」)で、その振幅範囲の頻度の数Cnを増加して振幅の頻度分布を更新し、ダメージ量推定部M15で、頻度分布更新部M14で更新された頻度分布に基づいてピストンの総ダメージ量Dを推定することができる。   Then, the amplitude count unit M13 extracts the peak value Tp (i) extracted by the peak value extraction unit M12, one or more peak values Tp (i−1) extracted immediately before, and the peak value Tp (i−2). ) Between the amplitude value (X, Y) and the count value (“0.5” or “1.0”), and the frequency distribution update unit M14 calculates the amplitude value ( X, Y) is assigned to a preset amplitude range, and the count value (“0.5” or “1.0”) calculated by the amplitude count unit M13 is used to set the frequency number Cn of the amplitude range. The frequency distribution of the amplitude is updated and the damage amount estimation unit M15 can estimate the total damage amount D of the piston based on the frequency distribution updated by the frequency distribution update unit M14.

なお、温度変化によるダメージ状態監視システム1は、頻度分布更新部M14とダメージ量推定部M15の替りに、振幅カウント部M13で算出された振幅値(X、Y)、ピーク値Tp(i)、カウント値Ciを用いて、振幅値(X、Y)とピーク値Tp(i)を引数とするダメージマップから、線形補間によりダメージ量Dmを逐次求めて、このダメージ量Dmを積算してこの積算値ΣDmを総ダメージ量Dとすることで被ダメージ物の総ダメージ量Dを推定する直接ダメージ量推定部を備えて構成してもよい。   It should be noted that the damage state monitoring system 1 due to temperature change has an amplitude value (X, Y), a peak value Tp (i) calculated by the amplitude count unit M13, instead of the frequency distribution update unit M14 and the damage amount estimation unit M15, Using the count value Ci, the damage amount Dm is sequentially obtained by linear interpolation from the damage map having the amplitude values (X, Y) and the peak value Tp (i) as arguments, and this damage amount Dm is added up and this integration is performed. A direct damage amount estimation unit that estimates the total damage amount D of the damaged object by setting the value ΣDm as the total damage amount D may be provided.

この直接ダメージ量推定部を用いた、温度変化によるダメージ状態監視方法では、図3のステップS4、S5の替りに、振幅カウント部M13で算出された振幅値(X、Y)、ピーク値Tp(i)、カウント値Ciを用いて、振幅値(X、Y)とピーク値Tp(i)を引数とするダメージマップから、線形補間によりダメージ量Dmを逐次求めて、このダメージ量Dmを積算してこの積算値ΣDmを総ダメージ量Dとすることで被ダメージ物の総ダメージ量Dを推定することになる。   In the damage state monitoring method by temperature change using this direct damage amount estimation unit, instead of steps S4 and S5 in FIG. 3, the amplitude value (X, Y) calculated by the amplitude count unit M13, the peak value Tp ( i) Using the count value Ci, the damage amount Dm is sequentially obtained by linear interpolation from the damage map using the amplitude value (X, Y) and the peak value Tp (i) as arguments, and the damage amount Dm is integrated. By taking the integrated value ΣDm as the total damage amount D, the total damage amount D of the damaged object is estimated.

従って、上記の実施の形態の本発明の温度変化によるダメージ状態監視システム及び温度変化によるダメージ状態監視方法によれば、内燃機関のピストン等の温度Tの変化によりダメージを受ける被ダメージ物において、運転の1トリップDt(k)毎の離散的ではなく、運転のトリップDt(k)前後のデータの連続性を保持しつつ、運転中のリアルタイムで連続的に、温度Tの変化によって蓄積する総ダメージ量Dを逐次的に把握できる。   Therefore, according to the damage state monitoring system and the damage state monitoring method due to temperature change of the present invention of the above-described embodiment, the operation is performed on the damaged object that is damaged by the change of the temperature T such as the piston of the internal combustion engine. Total damage accumulated by changes in temperature T continuously in real time during operation while maintaining the continuity of data before and after operation trip Dt (k), not discrete for each trip Dt (k) The amount D can be grasped sequentially.

Ci カウント値
Cn 頻度数
Cnmax 限界頻度数
D 総ダメージ量(積算値)
Dc 警報量
Dt(k) 採取期間
M10 温度変化によるダメージ監視システム
M11 温度検出部
M12 ピーク値抽出部
M13 振幅カウント部
M14 頻度分布更新部
M15 ダメージ量推定部
M16 警報発生部
M17 ピーク値連続部
Np ピーク値の数
S 開始点
T ピストンの温度
T(t) ピストンの温度の時系列データ
Ti 振幅値
Tn 温度の振幅の区分の中央値
Tp(i)、Tp(i−1)、Tp(i−2) ピーク値
X レンジ(振幅幅:第2温度差)
Y レンジ(振幅幅:第1温度差)
Ci count value Cn Frequency number Cnmax Limit frequency number D Total damage amount (integrated value)
Dc Alarm amount Dt (k) Collection period M10 Damage monitoring system M11 due to temperature change Temperature detection unit M12 Peak value extraction unit M13 Amplitude count unit M14 Frequency distribution update unit M15 Damage amount estimation unit M16 Alarm generation unit M17 Peak value continuation unit Np Peak Number of values S Starting point T Piston temperature T (t) Piston temperature time series data Ti Amplitude value Tn Median values of temperature amplitude divisions Tp (i), Tp (i-1), Tp (i-2) ) Peak value X range (amplitude width: second temperature difference)
Y range (Amplitude width: 1st temperature difference)

Claims (7)

温度の変化を受けてダメージを蓄積する被ダメージ物の温度変化によるダメージ状態を監視する温度変化によるダメージ監視システムにおいて、
前記被ダメージ物の温度をリアルタイムで計測又は算出する温度検出部と、
この温度検出部で得られたリアルタイムの温度の時系列データから、ピーク値を逐次抽出するピーク値抽出部に加えて、前回の連続的な時系列データの採取期間が終了した際に得られているピーク値、若しくは、ピーク値間の振幅値をカウントするサイクルカウントで消去されずに残っているピーク値を記憶して、次回の連続的な時系列データの採取期間で得られるピーク値のデータを、前回の採取期間で記憶したピーク値のデータに連続させるピーク値連続部を備えていることを特徴とする温度変化によるダメージ状態監視システム。
In the damage monitoring system by temperature change that monitors the damage state due to temperature change of the damaged object that accumulates damage due to temperature change,
A temperature detector that measures or calculates the temperature of the damaged object in real time;
In addition to the peak value extraction unit that sequentially extracts peak values from the real-time temperature time-series data obtained by this temperature detection unit, it is obtained when the previous continuous time-series data collection period ends. Data of peak values obtained in the next continuous time-series data collection period by memorizing the peak values remaining without being erased by the cycle count that counts the current peak values or the amplitude values between the peak values. A damage state monitoring system due to temperature change, characterized in that a peak value continuation unit is provided for continuing the peak value data stored in the previous collection period.
前記ピーク値抽出部で抽出したピーク値と直前に抽出されている一つ若しくは複数のピーク値との間の振幅値とカウント値を算出する振幅カウント部と、
この振幅カウント部で算出された振幅値を予め設定された振幅範囲に割り当てて、この振幅カウント部で算出されたカウント値で、その振幅範囲の頻度の数を増加して振幅の頻度分布を更新する頻度分布更新部と、
この頻度分布更新部で更新された頻度分布に基づいて前記被ダメージ物の総ダメージ量を推定するダメージ量推定部とを備えていることを特徴とする請求項1に記載の温度変化によるダメージ状態監視システム。
An amplitude count unit that calculates an amplitude value and a count value between the peak value extracted by the peak value extraction unit and one or more peak values extracted immediately before,
The amplitude value calculated by the amplitude count unit is assigned to a preset amplitude range, and the frequency value of the amplitude range is increased by the count value calculated by the amplitude count unit to update the frequency distribution of the amplitude. A frequency distribution update unit
The damage state due to a temperature change according to claim 1, further comprising a damage amount estimation unit that estimates a total damage amount of the damaged object based on the frequency distribution updated by the frequency distribution update unit. Monitoring system.
前記ピーク値抽出部で抽出したピーク値と直前に抽出されている一つ若しくは複数のピーク値との間の振幅値とカウント値を算出する振幅カウント部と、
前記振幅カウント部で算出された振幅値、ピーク値、カウント値を用いて、振幅値とピーク値を引数とするダメージマップから、線形補間によりダメージ量を逐次求めて、このダメージ量を積算してこの積算値を総ダメージ量とすることで前記被ダメージ物の総ダメージ量を推定する直接ダメージ量推定部を備えていることを特徴とする請求項1に記載の温度変化によるダメージ状態監視システム。
An amplitude count unit that calculates an amplitude value and a count value between the peak value extracted by the peak value extraction unit and one or more peak values extracted immediately before,
Using the amplitude value, peak value, and count value calculated by the amplitude count unit, the damage amount is sequentially obtained from the damage map using the amplitude value and the peak value as arguments, and this damage amount is integrated. The damage state monitoring system according to claim 1, further comprising a direct damage amount estimation unit that estimates a total damage amount of the damaged object by using the integrated value as a total damage amount.
前記被ダメージ物が車両に搭載の内燃機関の部品であり、かつ、前記連続的な時系列データの採取期間が、イグニッションスイッチONからイグニッションスイッチOFFの間の期間であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の温度変化によるダメージ状態監視システム。   The damage object is a part of an internal combustion engine mounted on a vehicle, and the continuous time-series data collection period is a period between the ignition switch ON and the ignition switch OFF. The damage state monitoring system by the temperature change of any one of 1-3. 前記時系列データと前記ピーク値と前記振幅値を記憶する記憶部分を、順次新しいデータの入力に伴って古いデータを削除していくリングバッファで構成していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の温度変化によるダメージ状態監視システム。   The storage portion for storing the time series data, the peak value, and the amplitude value is constituted by a ring buffer that sequentially deletes old data as new data is input. 5. The damage state monitoring system according to any one of items 4 to 4. 前記ピーク値抽出部と前記振幅カウント部と前記頻度分布更新部における演算をレインフロー演算方法に従って行うことを特徴とする請求項2に記載の温度変化によるダメージ状態監視システム。 The damage state monitoring system according to claim 2, wherein the peak value extraction unit, the amplitude count unit, and the frequency distribution update unit perform calculations according to a rainflow calculation method. 温度の変化を受けてダメージを蓄積する被ダメージ物の温度変化によるダメージ状態を監視する温度変化によるダメージ監視方法において、
前記被ダメージ物の温度をリアルタイムで計測又は算出し、前記温度検出部で得られたリアルタイムの温度の時系列データから、ピーク値を逐次抽出する際に用いるピーク値のデータとして、前回の連続的な時系列データの採取期間が終了した際に得られているピーク値、若しくは、ピーク値間の振幅値をカウントするサイクルカウントで消去されずに残っているピーク値を記憶して、次回の連続的な時系列データの採取期間で得られるピーク値のデータを、前回の採取期間で記憶したピーク値のデータに連続させたピーク値のデータを用いることを特徴とする温度変化によるダメージ状態監視方法。
In the damage monitoring method by temperature change to monitor the damage state due to temperature change of the damaged object that accumulates damage due to temperature change,
The temperature of the damaged object is measured or calculated in real time, and from the time series data of the real time temperature obtained by the temperature detection unit, as the peak value data used when sequentially extracting the peak value, the previous continuous Memorize the peak value obtained when the time series data collection period ends, or the peak value remaining without being erased by the cycle count that counts the amplitude value between the peak values. Damage state monitoring method according to temperature change, characterized in that peak value data obtained in a typical time series data collection period is used continuously with peak value data stored in the previous collection period .
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