JP4454843B2 - エンジンの診断装置および燃料供給ポンプの診断装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの診断装置および燃料供給ポンプの診断装置に関し、特に建設機械に適用して好適な装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンには図２に示すように各気筒毎に圧縮室に燃料を噴射、供給する燃料噴射装置（インジェクタ）１５が設けられている。燃料噴射装置１５等の機械的な故障が発生した場合には電気的な故障と異なり、実際に各インジェクタを交換してみないと良否の判断が困難である。そこで、これを解決するために、いわゆる減筒運転を行い、いずれの気筒で異常が発生したかを診断する診断装置が開発されている。ここで減筒運転とは、エンジンの各気筒の稼働を一つづつ停止させていくことによってエンジンの回転数や出力などの変化を捕らえ、異常が発生した気筒を特定するというものである。
【０００３】
こうした診断装置では、パーソナルコンピュータ等の故障診断ツールを、異常診断対象の車両、機械等に接続して、異常診断を行うようにしている。この種の技術として、特開平６−２２９８８１号公報に開示されたものがある。
【０００４】
また、この公報には減筒運転時に一定の負荷を与えることによって、回転数等の変化を顕著にして、いずれの気筒が異常であるかの特定を容易にする技術が開示されている。
【０００５】
この公報には１２気筒エンジンを２つのグループ（６気筒と６気筒）にわけて、いずれか一方のグループの稼動を停止させて、他方にグループに一定の負荷を与えて、稼動しているグループの気筒毎に排圧レベルを計測して、いずれの気筒に異常が発生したかを診断するという発明が記載されている。
【０００６】
また畜圧式燃料噴射装置をもつディーゼルエンジンでは、図２に示すように燃料噴射装置１５に供給される燃料を蓄圧する蓄圧室（コモンレール）１４が設けられている。蓄圧室１４には、２つの燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂから燃料が交互に圧送される。燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂを２つ設けているのは、いずれかのポンプに故障が発生した場合でも燃料の供給が停止しないようにするためである。２つの燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂのカムは互いに位相がずれて回転している。
【０００７】
こうした複数（２つ）の燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂを備えたコモンレール式のディーゼルエンジンにおいて、複数（２つ）の燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂのいずれに異常が発生したかを診断する手法は、未だ確立されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、上記公報に記載された従来の診断装置ではパーソナルコンピュータのような異常診断のために特別な機器を異常診断対象の車両や、機械等に別途追加する必要があり、装置コストが増大するという問題が招来する。
【０００９】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、異常診断のために特別な機器を異常診断対象の車両や、機械等に別途追加することなく、装置コストを飛躍的に低減することを第１の解決課題とするものである。
【００１０】
また上記公報記載の発明によれば、エンジンに一定負荷をかけるためには、２つのグループの一方（６気筒分）を完全に停止させなければならない。このため、１２気筒といった多数の気筒を備えたエンジンでは問題はないものの、小数の気筒（たとえば４気筒）を備えたエンジンでは、その半分の稼動を停止させると、エンジンそのものが稼動しなくなるおそれがある。さらにはエンジンの全気筒のうち半分を停止させて、エンジンを稼動させ続けることは、エンジンに悪影響を与えることになり望ましい故障診断方法とはいえない。
【００１１】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、エンジンの全気筒のうち半分を停止させることなく、エンジンに一定の負荷をかけた状態にして、エンジンの異常診断を行えるようにすることを第２の解決課題とするものである。
【００１２】
また上述したようにコモンレール式のディーゼルエンジンにおいて、複数の燃料供給ポンプのいずれかに異常が発生したかを診断する手法は未だ確立されていないので、その手法を提供することを第３の解決課題とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段および効果】
第１発明は、上記第１の解決課題を達成するために、
車両を駆動させる制御指令を入力するスイッチ手段を備えたモニタパネルと、前記モニタパネルに対応して設けられたモニタパネル用コントローラと、前記エンジンの各気筒毎に制御指令を出力し制御指令に応じてエンジンの各気筒を稼動させるエンジン用コントローラとを備え、前記モニタパネル用コントローラと前記エンジン用コントローラとの間で相互に制御信号が送受信可能に接続した機械に適用され、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するエンジンの診断装置において、
前記モニタパネルのスイッチ手段を操作することによって、異常診断開始の指示が与えられると、前記モニタパネル用コントローラから前記エンジン用コントローラに対してエンジンの気筒の稼動を停止させる稼動停止制御指令を送信し、稼動停止制御指令を受信したエンジン用コントローラは、前記モニタパネルのスイッチ手段の操作に応じて、前記エンジンの各気筒に対して、気筒の稼動を停止させる制御指令を出力したこと
を特徴としている。
【００１４】
第１発明を図１を参照して説明する。
【００１５】
第１発明によれば、建設機械等に既存の機器として設けられているモニタパネル７の機能を利用してエンジン１の各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断する。これにより異常診断のために特別な機器を異常診断対象の車両や、機械等に別途追加する必要がなくなり、装置コストを飛躍的に低減することができる。
【００１６】
さらにモニタパネル７の指示で減筒運転をさせたときにエンジン回転数を検出するセンサ６の検出結果から診断することもでき、またセンサ６が設けられていない場合でもエンジン音等を直接聞くことによって診断することもできる。
【００１７】
第２発明は、上記第１の解決課題を達成するために、
エンジンの稼動状態を検出するセンサと、前記センサの検出結果を表示する表示部と車両を駆動させる制御指令を入力するスイッチ手段とを備えたモニタパネルと、前記モニタパネルに対応して設けられたモニタパネル用コントローラと、前記エンジンの各気筒毎に制御指令を出力し制御指令に応じてエンジンの各気筒を稼動させるエンジン用コントローラとを備え、前記モニタパネル用コントローラと前記エンジン用コントローラとの間で相互に制御信号が送受信可能に接続した機械に適用され、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するエンジンの診断装置において、
前記モニタパネルのスイッチ手段を操作することによって、異常診断開始の指示が与えられると、前記モニタパネル用コントローラから前記エンジン用コントローラに対してエンジンの気筒の稼動を停止させる稼動停止制御指令を送信し、
稼動停止制御指令を受信したエンジン用コントローラは、前記モニタパネルのスイッチ手段の操作に応じて、前記エンジンの各気筒に対して、気筒の稼動を停止させる制御指令を出力し、
エンジンの気筒の稼動を停止させたときのエンジンの状態を、前記センサで検出し、
前記センサの検出結果を入力したモニタパネル用コントローラは、前記センサの検出結果若しくは診断結果をモニタパネルの表示部に表示すること
を特徴としている。
【００１８】
第２発明を図１を参照して説明する。
【００１９】
第２発明によれば、建設機械等に既存の機器として設けられているモニタパネル７の機能を利用してエンジン１の各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断する。これにより異常診断のために特別な機器を異常診断対象の車両や、機械等に別途追加する必要がなくなり、装置コストを飛躍的に低減することができる。
【００２０】
第３発明は、上記第２の解決課題を達成するために、
エンジンによって駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出される圧油を制御する油圧機器と、前記エンジンの各気筒毎に制御指令を出力し制御指令に応じてエンジンの各気筒を稼動させるエンジン用コントローラと、前記油圧機器に対して制御指令を出力し制御指令に応じて前記油圧機器を作動させる油圧機器用コントローラと、エンジンの稼動状態を検出するセンサとを備え、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するエンジンの診断装置において、
前記油圧機器用コントローラから前記油圧機器に対して、前記エンジンに一定の負荷がかかるように、油圧ポンプの吐出圧油を制御する制御指令を出力し、
前記エンジンに一定の負荷がかかった状態で、前記エンジン用コントローラから前記エンジンの各気筒に対して、気筒の稼動を順次停止させる制御指令を出力し、
エンジンの気筒の稼動を順次停止させたときのエンジンの状態を、前記センサで検出し、
当該センサの検出結果に基づいて、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するようにしたこと
を特徴としている。
【００２１】
第３発明を図１を参照して説明する。
【００２２】
第３発明によれば、油圧機器用コントローラ５から油圧機器８に対して、油圧ポンプ２の吐出圧油を制御する制御指令Ｓ4を出力することで、エンジン１に一定の負荷がかけられた状態にする。これによりエンジン１の全気筒のうち半分を停止させることなくエンジン１に一定の負荷をかけた状態にすることができる。そしてこの状態で、エンジン１の各気筒の稼動を順次停止させていけば、エンジンの回転数等の変化が顕著なものとなり、いずれの気筒が異常であるかの特定が容易になる。
【００２３】
また第４発明は、上記第３発明において、
前記油圧機器用コントローラから前記油圧機器に対して、前記油圧ポンプの吐出圧をリリーフ圧にする制御指令を出力して、前記エンジンにかかる負荷を一定にすること
を特徴としている。
【００２４】
第４発明によれば、図１に示すように油圧機器用コントローラ５から油圧機器８に対して、油圧ポンプ２の吐出圧をリリーフ圧にする制御指令Ｓ4を出力して、エンジン１にかかる負荷を一定にすることができ、上記第１発明と同様の効果が得られる。
【００２５】
また第５発明は、上記第３発明において、
前記センサの検出結果を表示する表示部と、車両を駆動させる制御指令を入力するスイッチ手段とを備えたモニタパネルと、前記モニタパネルに対応して設けられたモニタパネル用コントローラとをさらに備え、
前記モニタパネル用コントローラと、前記エンジン用コントローラと、前記油圧機器用コントローラの間で相互に制御信号が送受信可能に接続し、
前記モニタパネルのスイッチ手段を操作することによって、異常診断開始の指示が与えられると、前記モニタパネル用コントローラから前記油圧機器用コントローラに対してエンジンにかかる負荷を一定にする負荷一定制御指令を送信するととともに、前記モニタパネル用コントローラから前記エンジン用コントローラに対してエンジンの気筒の稼動を順次停止させる稼動停止制御指令を送信し、
負荷一定制御指令を受信した油圧機器用コントローラは、前記油圧機器に対して、前記エンジンに一定の負荷がかかるように、油圧ポンプの吐出圧油を制御する制御指令を出力し、
稼動停止制御指令を受信したエンジン用コントローラは、前記エンジンに一定の負荷がかかった状態で、前記エンジンの各気筒に対して、気筒の稼動を順次停止させる制御指令を出力し、
エンジンの気筒の稼動を順次停止させたときのエンジンの状態を、前記センサで検出し、
前記センサの検出結果を入力したモニタパネル用コントローラは、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断し、診断結果をモニタパネルの表示部に表示すること
を特徴とすることを特徴としている。
【００２６】
第５発明を、図１、図３を参照して説明する。
【００２７】
第５発明によれば、モニタパネル７のスイッチを操作することによって、モニタパネル用コントローラ１６を介して油圧機器用コントローラ５と、エンジン用コントローラ４に診断開始指令が与えられる。この指令を受けて油圧機器用コントローラ５は第１発明と同様に、エンジンに一定の負荷がかかるように油圧ポンプ２の吐出圧油を制御する。またこの指令を受けてエンジンコントローラ４は、１気筒毎に稼動を停止させるようにエンジン１を制御する。稼動が停止する毎に、センサ６の検出結果がモニタパネル用コントローラ１６に送られる。この結果センサ６の検出結果に基づいてモニタパネル用コントローラ６でいずれの気筒が異常であるかの診断がなされ、診断結果がモニタパネル用コントローラ１６を介してモニタパネル７の表示部７ａ、７ｂに自動的に表示される。このように建設機械に既存の機器として設けられているモニタパネル７の機能を利用して、異常診断を自動的に行うことができる。自動的に診断が行われるので、１気筒毎に稼動を停止させたときの変化を目視して判断することによる診断ミスを防止することができる。また目視して判断する場合と比較して診断時間を短縮することができる。また診断が迅速に行われることにより、気筒の稼働が停止している時間が短くなり、エンジン１に悪影響を及ぼすことがない。
【００２８】
また第６発明は、上記第３発明において、
前記センサの検出結果を表示する表示部と、車両を駆動させる制御指令を入力するスイッチ手段とを備えたモニタパネルと、前記モニタパネルに対応して設けられたモニタパネル用コントローラとをさらに備え、
前記モニタパネル用コントローラと、前記エンジン用コントローラと、前記油圧機器用コントローラの間で相互に制御信号が送受信可能に接続し、
前記モニタパネルのスイッチ手段を操作することによって、異常診断開始の指示が与えられると、前記モニタパネル用コントローラから前記油圧機器用コントローラに対してエンジンにかかる負荷を一定にする負荷一定制御指令を送信するととともに、前記モニタパネル用コントローラから前記エンジン用コントローラに対してエンジンの気筒の稼動を順次停止させる稼動停止制御指令を送信し、
負荷一定制御指令を受信した油圧機器用コントローラは、前記油圧機器に対して、前記エンジンに一定の負荷がかかるように、油圧ポンプの吐出圧油を制御する制御指令を出力し、
稼動停止制御指令を受信したエンジン用コントローラは、前記エンジンに一定の負荷がかかった状態で、前記エンジンの各気筒に対して、気筒の稼動を順次停止させる制御指令を出力し、
エンジンの気筒の稼動を順次停止させたときのエンジンの状態を、前記センサで検出し、
前記センサの検出結果を入力したモニタパネル用コントローラは、エンジンの気筒の稼動を順次停止させる毎のエンジンの各状態を、モニタパネルの表示部に表示し、この表示部の表示内容に基づいて前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するようにしたこと
を特徴としている。
【００２９】
第６発明を図１、図３を参照して説明する。
【００３０】
第６発明によれば、モニタパネル７のスイッチを操作することによって、モニタパネル用コントローラ１６を介して油圧機器用コントローラ５と、エンジン用コントローラ４に診断開始指令が与えられる。この指令を受けて油圧機器用コントローラ５は第１発明と同様に、エンジンに一定の負荷がかかるように油圧ポンプ２の吐出圧油を制御する。またこの指令を受けてエンジンコントローラ４は、１気筒毎に稼動を停止させるようにエンジン１を制御する。稼動が停止する毎に、センサ６の検出結果がモニタパネル用コントローラ１６を介してモニタパネル７の表示部７ａ、７ｂに表示される。作業者はこの表示部７ａ、７ｂの表示内容に基づいてエンジン１の各気筒のいずれかに異常が発生したのかを目視で判断することができる。
【００３１】
このように建設機械に既存の機器として設けられているモニタパネル７の機能を利用して、異常診断を行うことができる。
【００３２】
また第７発明では、上記第２の解決課題を達成するために、
エンジンの駆動力が伝達される機器と、前記エンジンの各気筒毎に制御指令を出力し制御指令に応じてエンジンの各気筒を稼動させるエンジン用コントローラと、前記機器に対して制御指令を出力し制御指令に応じて前記機器を作動させる機器用コントローラと、エンジンの稼動状態を検出するセンサとを備え、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するエンジンの診断装置において、
前記機器用コントローラから前記機器に対して、前記エンジンに一定の負荷がかかるように制御指令を出力し、
前記エンジンに一定の負荷がかかった状態で、前記エンジン用コントローラから前記エンジンの各気筒に対して、気筒の稼動を順次停止させる制御指令を出力し、
エンジンの気筒の稼動を順次停止させたときのエンジンの状態を、前記センサで検出し、
当該センサの検出結果に基づいて、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するようにしたこと
を特徴としている。
【００３３】
第７発明を図２を参照して説明する。
【００３４】
第７発明によれば、機器用コントローラ５３からエンジンの駆動力が伝達される機器５０に対して、エンジン１に一定の負荷がかかるように制御指令が出力される。たとえば油圧シリンダ５０に接続された作業機に作業対象が当接したままストロークエンドの状態にすれば、エンジン１に一定の負荷をかけた状態にすることができる。これによりエンジン１の全気筒のうち半分を停止させることなくエンジン１に一定の負荷をかけることができる。そしてこの状態で、エンジン１の各気筒の稼動を順次停止させれば、エンジン回転数等の変化が顕著なものとなり、いずれの気筒が異常であるかの特定が容易になる。
【００３５】
エンジン１の駆動力が伝達される機器としては、建設機械であれば作業機、走行体などである。一般自動車であれば、クラッチ、車輪などである。たとえばクラッチを半クラッチの状態のままエンジンを稼動させることで、エンジンに一定の負荷をかけた状態にすることができる。
【００３６】
また第８発明では、上記第３の解決課題を達成するために、
エンジンの各気筒毎に設けられ、エンジンの圧縮室内に燃料を噴射する燃料噴射装置と、前記燃料噴射装置に供給する燃料を蓄圧する蓄圧室と、制御指令に応じて前記蓄圧室に燃料を圧送する複数の燃料供給ポンプと、前記畜圧室の内部の圧力を検出するセンサとを備え、前記複数の燃料供給ポンプのいずれかに異常が発生したかを診断する燃料供給ポンプの診断装置において、
前記複数の燃料供給ポンプの各ポンプに対してポンプを間欠的に駆動させる制御指令を与え、
前記複数の燃料供給ポンプの各ポンプを順次、間欠的に駆動させたときの前記畜圧室の内部の圧力を、前記センサで検出し、
当該センサの検出結果に基づいて、前記複数の燃料供給ポンプのいずれかに異常が発生したかを診断するようにしたこと
を特徴としている。
【００３７】
第８発明を図２を参照して説明する。
【００３８】
第８発明によれば、複数の燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂの各ポンプに対してポンプを間欠的に駆動させる制御指令Ｓ9が与えられる。そして複数の燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂの各ポンプを順次、間欠的に駆動させたときの畜圧室１４の内部の圧力が、センサ１４ａで検出される。そしてセンサ１４ａの検出結果に基づいて、複数の燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂのいずれかに異常が発生したかが診断される。本発明によれば、複数の燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂが設けられたコモンレール式のディーゼルエンジンにおいて、燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂの異常診断を行うことができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明に係るエンジンの診断装置および燃料供給ポンプの診断装置の実施の形態について説明する。なお、本実施形態では、建設機械に搭載されるエンジン、燃料供給ポンプの診断を想定している。
【００４０】
図１は建設機械の車体内に設けられた各機器を示している。
【００４１】
図１に示すように実施形態の装置は、大きくは、エンジン１と、油圧ポンプ２と、ポンプ吐出量制御機構３と、エンジンコントローラ４と、ポンプコントローラ５と、センサ６と、モニタパネル７、アンロード弁８、タンク９、ネットワーク１０、モニタコントローラ１６とから構成されている。
【００４２】
モニタパネル７は建設機械の運転室内に設けられている。
【００４３】
モニタパネル７に対応して、モニタパネル７を制御するモニタコントローラ１６が設けられている。またエンジン１に対応して、エンジン１を制御するエンジンコントローラ４が設けられている。また油圧ポンプ２に対応して、油圧ポンプ２を制御するポンプコントローラ５が設けられている。
【００４４】
これらモニタコントローラ１６と、エンジンコントローラ４と、ポンプコントローラ５との間はネットワーク１０によって制御指令信号が相互に送受信可能に接続されている。ネットワーク１０は、シリアル信号を送受信する信号線である。
【００４５】
エンジン１は油圧ポンプ２を駆動する。なお、エンジン１は６気筒のレシプロのディーゼルエンジンを想定している。しかし以下に述べる実施形態は、ロータリーエンジン、ガソリンエンジンに対しても適用することが可能である。
【００４６】
油圧ポンプ２は吐出圧油を圧油吐出管路１７に吐出する。また油圧ポンプ２はポンプ吐出量制御機構３によって斜板２ａの傾転角が制御されることによって吐出圧油流量（容量）が制御される。アンロード弁８は、２つの弁位置、つまり閉位置８ａ、開位置８ｂを備えた制御弁であり、開位置８ｂ側に駆動されると、吐出管路１７に吐出されたポンプ吐出圧油が、タンク９に排出される。
【００４７】
モニタコントローラ１６は、ポンプコントローラ５に対してエンジン１にかかる負荷を一定にする負荷一定制御指令信号を、ネットワーク１０を介して送信するととともに、エンジンコントローラ４に対してエンジン１の各気筒の稼動を順次停止させる稼動停止制御指令信号を、ネットワーク１０を介して送信する。
【００４８】
ポンプコントローラ５は、モニタコントローラ１６から送信された負荷一定制御指令信号を受信するとポンプ吐出量制御機構３に対して、油圧ポンプ２の斜板２ａの傾転角が所定の傾転角となるようにする制御指令信号Ｓ1を出力する。またポンプコントローラ５はアンロード弁８に対して、アンロード弁８の開度が所定の開度となるように制御する制御指令信号Ｓ4を出力する。これら制御指令信号Ｓ1、Ｓ4によって指令される所定の傾転角、所定の開度は、油圧ポンプ２の吐出圧がリリーフ圧に達してアンロード弁８からタンク９に圧油がリリーフされる程度に設定されている。
【００４９】
センサ６はエンジン１の回転数を検出する回転数センサであり、この検出結果を検出信号Ｓ3としてエンジンコントローラ４に出力する。
【００５０】
エンジンコントローラ４はモニタコントローラ１６から稼働停止制御指令信号を受信すると、エンジン１の各気筒に対して、制御指令信号Ｓ2を出力する。
【００５１】
エンジンコントローラ４はセンサ６の検出信号Ｓ3を入力し、センサ６の検出結果をネットワーク１０を介してモニタコントローラ１６に送信する。
【００５２】
図３はモニタパネル７の外観を示している。
【００５３】
モニタパネル７は、エンジンコントローラ４から送信されたセンサ６の検出結果を表示する表示画面７ｆと、エンジンコントローラ４、ポンプコントローラ５への制御指令信号出力の指示を与えるスイッチ７ｃ、７ｄ、７ｅとを備えている。
【００５４】
モニタコントローラ１６はエンジンコントローラ４から送信されたセンサ６の検出結果に基づいて、エンジン１の各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断する処理を行い、診断結果をモニタパネル７の表示画面７ｆに表示する。
【００５５】
モニタパネル７の表示画面７ｆ中のエンジン回転数表示部７ｄには、エンジン１の現在の回転数（ｒ．ｐ．ｍ）が表示される。モニタパネル７の表示画面７ｆ中の気筒表示部７ｂには、現在、稼動が停止しているエンジン１の気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」が表示される。
【００５６】
図２はエンジン１の各気筒の圧縮室内に燃料を供給するための装置構成を示している。なお、図２において、前述の図１と同一の構成要素には同一の符号を付しており、これらの構成要素の説明については適宜省略する。
【００５７】
燃料タンク１２内の燃料は燃料ポンプ１２によって吸い上げられ、２つのサプライポンプ１１ａ、１１ｂに供給される。
【００５８】
サプライポンプ１１ａはカム１１ｄによって駆動される。カム１１ｄはエンジン１によって駆動される。このためサプライポンプ１１ａからは高圧になった燃料が蓄圧室としてのコモンレール１４に圧送される。エンジンコントローラ４はサプライポンプ１１ａの制御バルブ１１ｃに対してポンプ制御パルス信号Ｓ9を出力する。制御バルブ１１ｃはポンプ制御パルス信号Ｓ9に応じて開口し、蓄圧室としてのコモンレール１４に燃料を供給する。後述するように異常診断時には、エンジンコントローラ４からは、サプライポンプ１１ａを間欠的に駆動させるポンプ制御パルス信号Ｓ9が出力される。
【００５９】
コモンレール１４にはサプライポンプ１１ａと同様のサプライポンプ１１ｂが接続されている。
【００６０】
他のサプライポンプ１１ｂも上述したサプライポンプ１１ａと同様に構成されている。ただしサプライポンプ１１ｂのカム１１ｄはサプライポンプ１１ａのカム１１ｄの回転角の位相と異なる位相になるように回転駆動される。
【００６１】
コモンレール１４は、サプライポンプ１１ａ、１１ｂから圧送、供給された燃料を畜圧する。
【００６２】
コモンレール１４にはプレッシャリミッタ１４ｃが設けられている。プレシャリミッタ１４ｃはコモンレール１４内の圧力が所定の圧力を越えると、コモンレール１４内に畜圧された燃料を燃料タンク１２に排出する。
【００６３】
圧力センサ１４ａはコモンレール１４内の圧力を検出し、この検出結果を圧力信号Ｓ6としてエンジンコントローラ４に出力する。
【００６４】
エンジンコントローラ４は圧力信号Ｓ6を入力し、圧力センサ１４ａの検出結果をモニタコントローラ１６にネットワーク１０を介して出力する。
【００６５】
モニタコントローラ１６は、後述するようにエンジンコントローラ４から送信された圧力センサ１４ａの検出結果に基づいて、サプライポンプ１１ａ、１１ｂのいずれかに異常が発生したかを診断する処理を行う。
【００６６】
コモンレール１４には、エンジン１の気筒の数（本実施形態では６個）に対応した数のフローダンパ１４ｂが設けられている。コモンレール１４は各フローダンパ１４ｂを介して燃料を、燃料噴射装置としてのインジェクタ１５に供給する。
【００６７】
インジェクタ１５は、フローダンパ１４ｂと同様に、エンジン１の気筒毎に設けられている。インジェクタ１５の内部には、インジェクタ１５の先端から順にノズル１５ｄ、油圧ピストン１５ｃ、オリフィス１５ｂ、電磁弁１５ａが設けられている。インジェクタ１５は、コモンレール１４から供給された燃料をノズル１５ｄを介してエンジン１の圧縮室内に噴射する。
【００６８】
すなわちエンジンコントローラ４からインジェクタ１５の電磁弁１５ａに対して、インジェクタ制御パルス信号Ｓ2が出力される。インジェクタ制御パルス信号Ｓ2に応じて電磁弁１５ａの開口が変化する。電磁弁１５ａの開口が変化すると、オリフィス１５ｂを介して油圧ピストン１５ｃに加わる圧力が変化する。油圧ピストン１５ｃの駆動に応じてノズル１５ｄから噴射される燃料が制御される。
【００６９】
このようにしてインジェクタ制御パルス信号Ｓ2に応じてノズル１５ｄから噴射される燃料の噴射量、噴射率、噴射時期が制御される。
【００７０】
なおインジェクタ１５内に供給された燃料の一部はリーク排出口１５ｅから燃料タンク１２に排出される。
【００７１】
センサ６は、サプライポンプ１１ａのカム１１ｄに付設された電磁ピップアップで構成することができる。センサ６によってエンジン１の回転数、カム１１ｄの回転角度が検出される。センサ６の検出結果は検出信号Ｓ3としてエンジンコントローラ４に出力される。
【００７２】
なお本実施形態ではエンジン１の稼動状態を回転数センサ６によって検出するようにしている。しかしエンジン１の稼動状態を、回転数センサ６以外のセンサによって検出してもよい。たとえばインジェクタ１５のリーク排出口１５ｅから漏れる燃料のスピル温度を、温度センサ６′によって検出することによって、エンジン１の稼動状態を検出してもよい。温度センサ６′の検出温度信号Ｓ7はエンジンコントローラ４に入力される。またエンジン１の排気圧力を、圧力センサ６″によって検出することによって、エンジン１の稼働状態を検出してもよい。圧力センサ６″の検出圧力信号Ｓ8はエンジンコントローラ４に入力される。
【００７３】
その他エンジン１の排気温度を検出することによってエンジン１の稼動状態を検出してもよく、エンジン１の馬力やトルクを検出することによってエンジン１の稼動状態を検出してもよい。また排気中の成分を検出することによってエンジン１の稼動状態を検出してもよい。たとえば排気中のＯ2を検出するＯ2センサ、排気中のＮＯxを検出するＮＯxセンサ、排気中の黒煙を検出するセンサを用いることができる。
【００７４】
エンジンコントローラ４は、前述したようにモニタコントローラ１６から稼働停止制御指令信号を受信すると、インジェクタ制御パルス信号Ｓ2を出力する。エンジンコントローラ４がインジェクタ制御パルス信号Ｓ2を出力しなければエンジン１の特定の気筒の稼動が停止する。
【００７５】
つぎに図３を参照してモニタパネル７の構成について説明する。
【００７６】
モニタパネル７はたとえば筐体形状であり、筐体外側には、表示画面７ｆ、選択スイッチ７ｃ、７ｄ、決定スイッチ７ｅが配置されている。
【００７７】
表示画面７ｆはたとえば液晶で構成され、前述したように表示画面７ｆ内にはエンジン回転数表示部７ａと、気筒表示部７ｂが配置されている。
【００７８】
選択スイッチ７ｃ、７ｄは、押す回数に応じて気筒表示部７ｂに表示されている「１」〜「６」の気筒名の中から稼働を停止させる気筒名を選択する。選択された気筒名は、たとえば該当気筒名の点滅によって示される。
【００７９】
決定スイッチ７ｅは、選択スイッチ７ｃ、７ｄの押動操作に応じて選択された気筒名に相当する気筒の稼働を停止させる指示をモニタコントローラ１６に与える。決定された気筒名は、たとえば該当気筒名の消灯によって示される。
【００８０】
次に、本実施形態の診断装置の動作について図１〜図４を併せ参照して説明する。図４はエンジン回転数とトルクとの対応関係を示す図である。
【００８１】
図４において、正常なアイドリング回転数は８００ｒ・ｐ・ｍであるとする。エンジン１の設定回転数がアイドリング回転数であるときには、図４中のレギュレーションラインＡに沿ってエンジン１が駆動する。エンジン１の各気筒のうちいずれか１気筒に対応するインジェクタ１５から燃料が全く噴射されておらず、該当する気筒の稼動が停止しているときは、エンジン回転数は７００ｒ・ｐ・ｍに低下する。このときレギュレーションラインＣに沿ってエンジン１が駆動する。逆にエンジン１の各気筒のうちいずれか１気筒に対応するインジェクタ１５から噴射される燃料が異常に多くなっているときには、エンジン回転数は９００ｒ・ｐ・ｍに上昇する。このときレギュレーションラインＢに沿ってエンジン１が駆動する。
【００８２】
いま、エンジン１の各気筒のうち気筒名「２」の気筒に対応するインジェクタ１５で故障が発生して、燃料噴射量が異常に多くなり、エンジン１から黒煙が排出されている場合を想定する。この場合、エンジン１の回転数は上述したように９００ｒ・ｐ・ｍに上昇する。
【００８３】
まず作業者がモニタパネル７の表示画面７ｆを目視することにより異常診断を行う実施形態について説明する。
この場合、作業者は、エンジン１の各気筒を順次停止させる指示をモニタパネル７で行う。
【００８４】
すなわちモニタパネル７の選択スイッチ７ｃ、７ｄを操作して、モニタパネル７の気筒表示部７ｂで気筒名「１」を点滅させ、つぎに決定スイッチ７ｅを操作して、この気筒名「１」を消灯させる。この結果気筒名「１」の気筒の稼働を停止させる異常診断開始の指示がモニタコントローラ１６に与えられる。
【００８５】
モニタコントローラ１６に気筒名「１」の気筒の稼働を停止させる指示が与えられると、モニタコントローラ１６からポンプコントローラ５に対して負荷一定制御指令信号がネットワーク１０を介して送信されるととともに、モニタコントローラ１６からエンジンコントローラ４に対して気筒名「１」の気筒の稼働を停止させる稼動停止制御指令信号がネットワーク１０を介して送信される。
【００８６】
負荷一定制御指令信号を受信したポンプコントローラ５は、ポンプ吐出量制御機構３に対して、制御指令信号Ｓ1を出力するとともに、アンロード弁８に対して、制御指令信号Ｓ4を出力する。このため油圧ポンプ２の斜板２ａの傾転角が所定の傾転角にされるとともに、アンロード弁８が開位置８ｂ側に移動し、所定の開度になる。このため油圧ポンプ２の吐出圧油がリリーフ圧に達してアンロード弁８からタンク９に排出される。これによりエンジン１に一定の負荷がかかった状態になる。
【００８７】
また稼動停止制御指令信号を受信したエンジンコントローラ４は、電磁弁１５ａの開口を閉じるインジェクタ制御パルス信号Ｓ2をエンジン１の気筒名「１」の気筒に対応するインジェクタ１５の電磁弁１５ａに対して、出力する。なおエンジン１の回転数はアイドリング回転数（８００ｒ・ｐ・ｍ）に設定されているものとする。
【００８８】
このため電磁弁１５ａの開口が閉じられ、ノズル１５ｄから圧縮室への燃料噴射が停止する。こうして気筒名「１」の気筒の稼働が停止する。
【００８９】
エンジン１の回転数はセンサ６によって検出され、この検出結果が検出信号Ｓ3としてエンジンコントローラ４に入力される。
【００９０】
これによりエンジンコントローラ４からモニタコントローラ１６にネットワーク１０を介してセンサ６の検出結果が送信される。
【００９１】
モニタコントローラ１６は、気筒名「１」の気筒の稼動を停止したときのエンジン１の回転数をモニタパネル７の表示画面７ｆ中のエンジン回転数表示部７ａに表示させる。
【００９２】
ここで正常に稼動している気筒名「１」の気筒の稼動を停止させたため、モニタパネル７のエンジン回転数表示部７ａに表示されるエンジン１の回転数は、異常な回転数（９００ｒ・ｐ・ｍ）から所定回転数だけ低下した回転数、たとえば８００ｒ・ｐ・ｍになる。
【００９３】
以下同様に、正常に稼動している気筒名「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼動を停止させる指示を、モニタパネル１６のスイッチ操作により与えたときも、回転数表示部７ａに表示されるエンジン回転数は、同じ回転数８００ｒ・ｐ・ｍになる。
【００９４】
そこで、異常な稼動をしている気筒名「２」の気筒の稼動を停止させる指示を、モニタパネル１６のスイッチ操作により与えたとする。
【００９５】
この場合エンジンコントローラ４は、電磁弁１５ａの開口を閉じるインジェクタ制御パルス信号Ｓ2をエンジン１の気筒名「２」の気筒に対応するインジェクタ１５の電磁弁１５ａに対して、出力する。このため電磁弁１５ａの開口が閉じられ、ノズル１５ｄから圧縮室への燃料噴射が停止する。こうして気筒名「２」の気筒の稼働が停止する。
【００９６】
エンジン１の回転数はセンサ６によって検出され、この検出結果が検出信号Ｓ3としてエンジンコントローラ４に入力される。
【００９７】
これによりエンジンコントローラ４からモニタコントローラ１６にネットワーク１０を介してセンサ６の検出結果が送信される。
【００９８】
モニタコントローラ１６は、気筒名「２」の気筒の稼動を停止したときのエンジン１の回転数をモニタパネル７の表示画面７ｆ中のエンジン回転数表示部７ａに表示させる。
【００９９】
ここで異常な稼動をしている気筒名「２」の気筒の稼動を停止させたため、モニタパネル７のエンジン回転数表示部７ａに表示されるエンジン１の回転数は、正常な回転数（８００ｒ・ｐ・ｍ）から所定回転数だけ低下した回転数、たとえば７００ｒ・ｐ・ｍになる。
【０１００】
作業者は、気筒名「１」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼動を停止させたときに回転数表示部７ａに表示されるエンジン回転数（８００ｒ・ｐ・ｍ）と、気筒名「２」の気筒の稼動を停止させたときに回転数表示部７ａに表示されるエンジン回転数（７００ｒ・ｐ・ｍ）を比較して、これら回転数の顕著な変化から、気筒名「２」の気筒で異常が発生した、つまり気筒名「２」の気筒に対応するインジェクタ１５で異常な燃料噴射が発生していると異常診断することができる。
【０１０１】
また、上述した場合とは逆に、インジェクタ１５から燃料が噴射されず気筒名「２」の気筒の稼動が停止する故障もあり得る。この場合、エンジン１は正常な回転数（８００ｒ・ｐ・ｍ）から所定回転数だけ低下した異常な回転数（７００ｒ・ｐ・ｍ）になっている。
【０１０２】
そこで正常に稼動している気筒名「１」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼動を停止させる指示を、モニタパネル１６のスイッチ操作により与えたとすると、モニタパネル７のエンジン回転数表示部７ａに表示されるエンジン１の回転数は、異常な回転数（７００ｒ・ｐ・ｍ）から所定回転数だけ低下した回転数、たとえば６００ｒ・ｐ・ｍになる。
【０１０３】
しかしながら稼動が停止している気筒名「２」の気筒の稼動を停止させる指示を、モニタパネル１６のスイッチ操作により与えて、気筒名「２」の気筒に対応するインジェクタ１５に対して、稼動を停止させるためのインジェクタ制御パルス信号Ｓ2を出力しないとしても、気筒名「２」の気筒の稼動はすでに停止しているので、モニタパネル７のエンジン回転数表示部７ａに表示されるエンジン１の回転数は異常な回転数（７００ｒ・ｐ・ｍ）を維持したままとなる。
【０１０４】
作業者は、気筒名「１」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼動を停止させたときに回転数表示部７ａに表示されるエンジン回転数（６００ｒ・ｐ・ｍ）と、気筒名「２」の気筒の稼動を停止させたときに回転数表示部７ａに表示されるエンジン回転数（７００ｒ・ｐ・ｍ）を比較して、これら回転数の顕著な変化から、気筒名「２」の気筒で異常が発生した、つまり気筒名「２」の気筒に対応するインジェクタ１５で燃料噴射がされていないと異常診断することができる。
【０１０５】
以上のように本実施形態によれば、建設機械の車体内に設けられたポンプコントローラ５によって油圧ポンプ２、アンロード弁８を制御することによって油圧ポンプ２の吐出圧をリリーフ圧にして、エンジン１に一定の負荷をかけた状態にし、このようにエンジン１に一定の負荷がかけられた状態で、減筒運転を行いエンジン１の異常診断を行うようにしている。このため従来技術と比較して、エンジン１の全気筒のうち半分の気筒の稼動を停止させることなくエンジン１に一定の負荷をかけた状態にすることができ、エンジン１に悪影響を与えることがない。エンジン１に一定の負荷がかかるので、減筒運転時には顕著な回転数変化を捕らえることができ、異常な気筒を容易に特定することができ、異常診断を正確に行うことができる。
【０１０６】
また建設機械に既存の機器として設けられているモニタパネル７、ポンプコントローラ５、エンジンコントローラ４の機能を利用して異常診断を行うことができるので、異常診断のために特別な機器を建設機械に別途追加する必要がなく、装置コストを飛躍的に低減することができる。
【０１０７】
なお、上述した実施形態では、モニタパネル７のエンジン回転数表示部７ａに表示されるエンジン１の回転数の変化を作業者が目視で捕らえることによりエンジン１の各気筒のいずれかに異常が発生したことを判断している。
【０１０８】
しかしエンジン１の各気筒のいずれかに異常が発生したかの判断処理をモニタパネル７で自動的に行い、その判断結果を表示画面７ｆに表示してもよい。
【０１０９】
この場合、モニタパネル７では特定のスイッチを操作することによって、「自動診断開始」の指示がモニタコントローラ１６に与えられる。
【０１１０】
モニタコントローラ１６に「自動診断開始」の指示が与えられると、モニタコントローラ１６からポンプコントローラ５に対して負荷一定制御指令信号がネットワーク１０を介して送信されるととともに、モニタコントローラ１６からエンジンコントローラ４に対して気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼働を順次停止させる稼動停止制御指令信号がネットワーク１０を介して送信される。
【０１１１】
負荷一定制御指令信号を受信したポンプコントローラ５は、ポンプ吐出量制御機構３に対して、制御指令信号Ｓ1を出力するとともに、アンロード弁８に対して、制御指令信号Ｓ4を出力する。このため油圧ポンプ２の斜板２ａの傾転角が所定の傾転角にされるとともに、アンロード弁８が開位置８ｂ側に移動し、所定の開度になる。このため油圧ポンプ２の吐出圧油がリリーフ圧に達してアンロード弁８からタンク９に排出される。これによりエンジン１に一定の負荷がかかった状態になる。
【０１１２】
また稼動停止制御指令信号を受信したエンジンコントローラ４は、電磁弁１５ａの開口を閉じるインジェクタ制御パルス信号Ｓ2をエンジン１の気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒に対応するインジェクタ１５の電磁弁１５ａに対して、順次出力する。こうして気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼働が順次停止する。
【０１１３】
気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼働が順次停止したときのエンジン１の各回転数はセンサ６によって検出され、この検出結果が検出信号Ｓ3としてエンジンコントローラ４に入力される。
【０１１４】
これによりエンジンコントローラ４からモニタコントローラ１６にネットワーク１０を介してセンサ６の検出結果が送信される。
【０１１５】
モニタコントローラ１６は、気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼動を順次停止したときのエンジン１の各回転数の変化を比較し、上述した実施形態と同様の判断基準によって、いずれの気筒が異常であるかを特定する処理を行う。この結果、異常な気筒の気筒名たとえば「２」が、モニタパネル７の表示画面７ｆに表示される。
【０１１６】
本実施形態によれば、自動的に診断が行われるので、１気筒毎に稼動を停止させたときの変化を目視して判断することによる診断ミスを防止することができる。また目視して判断する場合と比較して診断時間を短縮することができる。また診断が迅速に行われることにより、気筒の稼働が停止している時間が短くなり、エンジン１に悪影響を及ぼすことが少なくなる。
【０１１７】
図１に示す実施形態では、油圧ポンプ１の容量、アンロード弁８の開度を直接制御することにより油圧ポンプ２の吐出圧をリリーフ圧にしている。
【０１１８】
しかし、これは一例であり図５に示すような油圧回路の構成によって油圧ポンプ２の吐出圧をリリーフ圧にしてもよい。
【０１１９】
以下図５において図１と同一の機能のものには同一の符号を付けている。
【０１２０】
図５は、油圧ポンプ２の吐出圧と油圧シリンダ５０の負荷圧との差圧が設定値となるように油圧ポンプ２の斜板２ａをポンプ吐出量制御機構３により自動的に制御する油圧回路を示している。このような制御はロードセンシング制御と呼ばれている。
【０１２１】
油圧ポンプ３は圧油吐出管路１７を介して操作弁５５に接続している。操作弁５５は管路６０によって油圧シリンダ５０に接続している。操作弁５５はＸ、Ｙ、Ｚの３位置を有する流量方向制御弁である。操作弁５５がＸ位置側に位置しているときには、油圧ポンプ２の吐出圧油は操作弁５５の開口面積に応じた流量に制御されて、油圧シリンダ５０のヘッド側のシリンダ室に供給され、油圧シリンダ５０のロッドが縮退する。油圧シリンダ５０の戻り圧油は操作弁５５を介してタンク９に排出される。また操作弁５５がＺ位置側に位置しているときには、油圧ポンプ２の吐出圧油は操作弁５５の開口面積に応じた流量に制御されて、油圧シリンダ５０のボトム側のシリンダ室に供給され、油圧シリンダ５０のロッドが伸張する。油圧シリンダ５０の戻り圧油は操作弁５５を介してタンク９に排出される。操作弁５５が中立のＹ位置に位置しているときには、油圧ポンプ２の吐出圧油は操作弁５５で遮断される。
【０１２２】
圧油吐出管路１７はポンプ吐出圧検出管路５６に分岐している。ポンプ吐出圧検出管路５６はポンプ吐出量制御機構３に接続している。管路６０は負荷圧検出管路５４に分岐している。負荷圧検出管路５４はポンプ吐出量制御機構３に接続している。このためポンプ吐出圧検出管路５６を介してポンプ吐出量制御機構３には油圧ポンプ２の吐出圧が加えられる。また負荷圧検出管路５４を介してポンプ吐出量制御機構３には油圧シリンダ５０の負荷圧が加えられる。ポンプ吐出量制御機構３では油圧ポンプ２の吐出圧と油圧シリンダ５０の負荷圧との差圧が設定値になるように、油圧ポンプ２の斜板２ａを変化させるロードセンシング制御を行う。
【０１２３】
圧油吐出管路１７はリリーフ弁５７を介してタンク９に接続している。このため油圧ポンプ２の吐出圧がリリーフ弁５７の設定リリーフ圧に達すると、圧油吐出管路１７内の圧油はタンク９にリリーフされる。
【０１２４】
操作弁５５は油圧シリンダコントローラ５３から出力される制御指令信号Ｓ10によって、弁位置が変化する電磁比例制御弁である。操作レバー５２が手動操作されると、この操作方向および操作量を示す信号が油圧シリンダコントローラ５３に入力され、この操作方向および操作量に対応する制御指令信号Ｓ10が操作弁５５に加えられる。このため操作弁５５は操作レバー５２の操作に応じた方向、開度に制御される。油圧シリンダコントローラ５３はまた、後述するようにネットワーク１０を介して入力される制御指令信号に応じて制御指令信号Ｓ10を出力する。
【０１２５】
油圧シリンダ５０には、油圧シリンダ５０のロッドが伸張側のストロークエンド位置にあることを検出する油圧シリンダストロークエンド検出センサ５１が設けられている。ストロークエンド検出センサ５１の検出信号は油圧シリンダコントローラ５３に入力される。
【０１２６】
図５に示す実施形態では以下のように動作する。
【０１２７】
エンジン１の異常診断を自動的に行う場合を想定する。
【０１２８】
モニタコントローラ１６に「自動診断開始」の指示が与えられると、モニタコントローラ１６から油圧シリンダコントローラ５３に対して負荷一定制御指令信号がネットワーク１０を介して送信されるととともに、モニタコントローラ１６からエンジンコントローラ４に対して気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼働を順次停止させる稼動停止制御指令信号がネットワーク１０を介して送信される。
【０１２９】
負荷一定制御指令信号を受信した油圧シリンダコントローラ５は、ストロークエンド検出センサ５１の検出信号に基づいて、油圧シリンダ５０のロッドがストロークエンド位置にあることを確認することを条件として、操作弁５５に対して、弁位置をＺ位置側に位置させる制御指令信号Ｓ10を出力する。このように油圧シリンダ５０がストロークエンドにあることを確認するのは安全のためである。
【０１３０】
このため操作弁５５がＺ位置側に位置する。油圧ポンプ２の吐出圧油はポンプ吐出管路１７を介して操作弁５５に供給され、操作弁５５の開口面積に応じた流量に制御されて、油圧シリンダ５０のボトム側のシリンダ室に供給される。これにより油圧シリンダ５０のロッドが伸張側のストロークエンドに位置したままの状態になる。なお油圧シリンダ５０の戻り圧油は操作弁５５を介してタンク９に排出される。
【０１３１】
ポンプ吐出量制御機構３は油圧ポンプ２の吐出圧と油圧シリンダ５０の負荷圧との差圧が設定値になるように、油圧ポンプ２の斜板２ａを変化させる。
【０１３２】
このようにして油圧シリンダ５０がストロークエンドに位置したまま油圧ポンプ２がロードセンシング制御されるため、油圧ポンプ２の吐出圧はリリーフ圧に達してリリーフ弁５７からタンク９にリリーフされる。これによりエンジン１に一定の負荷がかかった状態になる。
【０１３３】
また稼動停止制御指令信号を受信したエンジンコントローラ４は、電磁弁１５ａの開口を閉じるインジェクタ制御パルス信号Ｓ2をエンジン１の気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒に対応するインジェクタ１５の電磁弁１５ａに対して、順次出力する。こうして気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼働が順次停止する。
【０１３４】
気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼働が順次停止したときのエンジン１の各回転数はセンサ６によって検出され、この検出結果が検出信号Ｓ3としてエンジンコントローラ４に入力される。
【０１３５】
これによりエンジンコントローラ４からモニタコントローラ１６にネットワーク１０を介してセンサ６の検出結果が送信される。
【０１３６】
モニタコントローラ１６は、気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼動を順次停止したときのエンジン１の各回転数の変化を比較し、上述した実施形態と同様の判断基準によって、いずれの気筒が異常であるかを特定する処理を行う。この結果、異常な気筒の気筒名たとえば「２」が、モニタパネル７の表示画面７ｆに表示される。
【０１３７】
なお図５の実施形態においても、図１の実施形態と同様にモニタパネル７からエンジン１の各気筒の稼動を順次停止させる指示を与え、各気筒を順次停止させたときのエンジン回転数をモニタパネル７で順次表示させて、目視の判断によりエンジン１の異常診断を行うようにしてもよい。
【０１３８】
なお以上の説明ではエンジン１の設定回転数をアイドリング回転数にして、減筒運転を行うようにしている、もちろん任意の設定回転数で減筒運転を行うことができる。たとえば図４に示すようエンジン１の設定回転数を最大回転数ＮMAXに設定してレギュレーションラインＥ上でエンジン１を駆動させて、減筒運転に移行させることもできる。
なお以上の説明では、エンジン１の各気筒毎に設けられたインジェクタ１５で異常が発生した場合を想定しているが、本発明としては、エンジン１の各気筒毎に設けられているものであれば、インジェクタ１５以外のピストン、シリンダ、ロータ、ハウジング等の異常診断にも適用することができる。
【０１３９】
また以上の説明では、エンジン１の各気筒のうちいずれか１つの気筒で異常が発生した場合を想定しているが、本発明としてはエンジン１の各気筒のうち２以上の気筒で異常が発生した場合の診断にも適用することができる。
【０１４０】
また以上の説明では、減筒運転時にエンジン１の各気筒を１気筒づつその稼動を順次停止させるようにしているが、本発明としてはエンジン１の各気筒を２気筒以上づつまとめて、その稼動を停止させるようにしてもよい。
【０１４１】
つぎに、２つのサプライポンプ１１ａ、１１ｂのいずれかで異常が発生した場合にその異常診断を行う場合の動作について説明する。
【０１４２】
以下の説明ではサプライポンプ１１ａで故障が発生し、サプライポンプ１１ａからコモンレール１４に対して燃料が供給されくなった場合を想定する。
【０１４３】
サプライポンプ１１ａからコモンレール１４に対して燃料が供給されなくなると、サプライポンプ１１ｂからしかコモンレール１４に対して燃料が供給されなくなるため、コモンレール１４内の圧力が正常な値から低下する。
【０１４４】
まずサプライポンプ１１ａ、１１ｂの異常診断を自動で行う場合を想定する。
【０１４５】
作業者は「自動診断開始」の指示をモニタパネル７のスイッチ操作により行う。モニタコントローラ１６に「自動診断開始」の指示が与えられると、モニタコントローラ１６からエンジンコントローラ４に対してサプライポンプ１１ａ、１１ｂを順次、間欠的に駆動させる間欠駆動制御指令信号がネットワーク１０を介して送信される。
【０１４６】
ここで「サプライポンプ１１ａ、１１ｂを順次、間欠的に駆動させる」ことを、気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」で示して説明する。
【０１４７】
例えば燃料を、サプライポンプ１１ａから気筒名「１」、「２」、「３」の気筒へ畜圧室１４を介して供給し、サプライポンプ１１ｂから気筒名「４」、「５」、「６」の気筒へ畜圧室１４を介して供給し、燃料を噴射させる気筒の順番が「１」、「５」、「３」、「６」、「２」、「４」であるものとする。
【０１４８】
この場合、サプライポンプ１１ａから気筒名「１」の気筒へ畜圧室１４を介して供給するタイミングの時だけ圧送しないように間引きする。これによりサプライポンプ１１ａが間欠的に駆動される。
【０１４９】
間欠駆動制御指令信号を受信したエンジンコントローラ４は、ポンプを間欠的に駆動させるポンプ制御パルス信号Ｓ9を、各サプライポンプ１１ａ、１１ｂの制御バルブ１１ｃに対して、順次出力する。こうして最初にサプライポンプ１１ａの制御バルブ１１ｃに、ポンプを間欠的に駆動させるポンプ制御パルス信号Ｓ9が入力され、つぎにサプライポンプ１１ｂの制御バルブ１１ｃに、ポンプを間欠的に駆動させるポンプ制御パルス信号Ｓ9が入力される。
【０１５０】
各サプライポンプ１１ａ、１１ｂを順次、間欠的に駆動させたときのコモンレール１４内の圧力は圧力センサ１４ａによって検出され、この検出結果が圧力信号Ｓ6としてエンジンコントローラ４に入力される。
【０１５１】
これによりエンジンコントローラ４からモニタコントローラ１６にネットワーク１０を介して圧力センサ１４ａの検出結果が送信される。
【０１５２】
モニタコントローラ１６は、各サプライポンプ１１ａ、１１ｂを順次、間欠的に駆動させたときのコモンレール１４内の圧力を比較する。故障が発生しているサプライポンプ１１ａに対して間欠的に駆動させる指令を与えたとしても、コモンレール１４内の圧力は異常な圧力値を示したままで変化はしない。しかし、故障が発生していないサプライポンプ１１ｂに対して間欠的に駆動させる指令を与えると、サプライポンプ１１ｂは正常な駆動状態から異常な駆動状態になるので、コモンレール１４内の圧力は異常な圧力値から更に低下する。こうした圧力値の変化を捕らえて、サプライポンプ１１ａが異常であると判断する処理を行う。この結果、異常なサプライポンプ１１ａを特定する文字、記号等が、モニタパネル７の表示画面７ｆに表示される。
【０１５３】
なお本実施形態においても、インジェクタ１５の異常診断を行う実施形態と同様に、モニタパネル７からサプライポンプ１１ａ、１１ｂを順次、間欠的に駆動させる指示を与え、各サプライポンプ１１ａ、１１ｂを順次、間欠的に駆動させたときの圧力値をモニタパネル７で順次表示させて、目視の判断によりサプライポンプ１１ａ、１１ｂの異常診断を行うようにしてもよい。
【０１５４】
本実施形態では、サプライポンプが２つ設けられた場合を想定しているが、本発明としてはサプライポンプが３以上設けられている装置にも適用することができる。
【０１５５】
なお図１、図５の実施形態では、油圧ポンプ２の吐出圧をリリーフ圧にさせることでエンジン１に一定の負荷をかかった状態にしている。しかしエンジン１の駆動力が伝達される機器を制御することで、エンジン１に一定の負荷がかかった状態にすることができる。たとえば図５において油圧シリンダ５０に接続された作業機に作業対象が当接したままストロークエンドの状態にすれば、エンジン１に一定の負荷をかけた状態にすることができる。これによりエンジン１の全気筒のうち半分を停止させることなくエンジン１に一定の負荷をかけることができる。そしてこの状態で、エンジン１の各気筒の稼動を順次停止させれば、エンジン回転数等の変化が顕著なものとなり、いずれの気筒が異常であるかの特定が容易になる。
【０１５６】
また本発明は建設機械のみならず油圧ポンプを備えていない一般の自動車等にも適用することができる。
【０１５７】
この場合、エンジンに一定の負荷をかけるために、エンジンの駆動力が伝達される機器に対して、エンジン１に一定の負荷がかかるように制御指令を出力すればよい。エンジンの駆動力が伝達される機器としては、建設機械であれば作業機、走行体などである。一般自動車であれば、クラッチ、車輪などである。たとえばクラッチを半クラッチの状態のままエンジンを稼動させることで、エンジンに一定の負荷をかけた状態にすることができる。
【０１５８】
また本実施形態では建設機械に既存のモニタパネル７のスイッチ７ｃ、７ｄ、７ｅ、表示画面７ｆを利用して異常診断を行う場合を想定している。しかし本発明はモニタパネル７を備えていない車両、機械に対しても適用することができる。たとえば本実施形態のモニタパネル７のスイッチ７ｃ、７ｄ、７ｅ、表示画面７ｆと同等の機能を有する入力手段、表示画面を備えたパーソナルコンピュータを、異常診断対象の車両、機械等に接続して、異常診断を行うことができる。
【０１５９】
なお、本実施形態ではモニタパネル７から指示を与え減筒運転をさせ、エンジン回転数等を検出するセンサ６の検出結果若しくは検出結果から得られた診断結果をモニタパネル７に表示させている。しかしモニタパネル７から指示を与え減筒運転をさせ作業者がエンジン音を聞くなど目視や聴覚等によって異常診断をしてもよい。
【０１６０】
また、本実施形態ではモニタコントローラ１６によってエンジン１の各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断しているが、エンジンコントローラ４によってエンジン１の各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断し、この診断結果をモニタコントローラ１６に送信し、モニタコントローラ１６によって診断結果をモニタパネル７のエンジン回転数表示部７ａ、気筒表示部７ｂに表示するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施形態の油圧回路を示す図である。
【図２】図２はエンジンの各気筒の圧縮室内に燃料を供給するための装置構成を示す図である。
【図３】図３はモニタパネルの外観を示す図である。
【図４】図４はエンジン回転数とトルクとの対応関係を示す図である。
【図５】図５は図１とは異なる油圧回路を示す図である。
【符号の説明】
１…エンジン
２…油圧ポンプ
３…ポンプ吐出量制御機構
４…エンジンコントローラ
５…ポンプコントローラ
６…センサ
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの診断装置および燃料供給ポンプの診断装置に関し、特に建設機械に適用して好適な装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンには図２に示すように各気筒毎に圧縮室に燃料を噴射、供給する燃料噴射装置（インジェクタ）１５が設けられている。燃料噴射装置１５等の機械的な故障が発生した場合には電気的な故障と異なり、実際に各インジェクタを交換してみないと良否の判断が困難である。そこで、これを解決するために、いわゆる減筒運転を行い、いずれの気筒で異常が発生したかを診断する診断装置が開発されている。ここで減筒運転とは、エンジンの各気筒の稼働を一つづつ停止させていくことによってエンジンの回転数や出力などの変化を捕らえ、異常が発生した気筒を特定するというものである。
【０００３】
こうした診断装置では、パーソナルコンピュータ等の故障診断ツールを、異常診断対象の車両、機械等に接続して、異常診断を行うようにしている。この種の技術として、特開平６−２２９８８１号公報に開示されたものがある。
【０００４】
また、この公報には減筒運転時に一定の負荷を与えることによって、回転数等の変化を顕著にして、いずれの気筒が異常であるかの特定を容易にする技術が開示されている。
【０００５】
この公報には１２気筒エンジンを２つのグループ（６気筒と６気筒）にわけて、いずれか一方のグループの稼動を停止させて、他方にグループに一定の負荷を与えて、稼動しているグループの気筒毎に排圧レベルを計測して、いずれの気筒に異常が発生したかを診断するという発明が記載されている。
【０００６】
また畜圧式燃料噴射装置をもつディーゼルエンジンでは、図２に示すように燃料噴射装置１５に供給される燃料を蓄圧する蓄圧室（コモンレール）１４が設けられている。蓄圧室１４には、２つの燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂから燃料が交互に圧送される。燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂを２つ設けているのは、いずれかのポンプに故障が発生した場合でも燃料の供給が停止しないようにするためである。２つの燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂのカムは互いに位相がずれて回転している。
【０００７】
こうした複数（２つ）の燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂを備えたコモンレール式のディーゼルエンジンにおいて、複数（２つ）の燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂのいずれに異常が発生したかを診断する手法は、未だ確立されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、上記公報に記載された従来の診断装置ではパーソナルコンピュータのような異常診断のために特別な機器を異常診断対象の車両や、機械等に別途追加する必要があり、装置コストが増大するという問題が招来する。
【０００９】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、異常診断のために特別な機器を異常診断対象の車両や、機械等に別途追加することなく、装置コストを飛躍的に低減することを第１の解決課題とするものである。
【００１０】
また上記公報記載の発明によれば、エンジンに一定負荷をかけるためには、２つのグループの一方（６気筒分）を完全に停止させなければならない。このため、１２気筒といった多数の気筒を備えたエンジンでは問題はないものの、小数の気筒（たとえば４気筒）を備えたエンジンでは、その半分の稼動を停止させると、エンジンそのものが稼動しなくなるおそれがある。さらにはエンジンの全気筒のうち半分を停止させて、エンジンを稼動させ続けることは、エンジンに悪影響を与えることになり望ましい故障診断方法とはいえない。
【００１１】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、エンジンの全気筒のうち半分を停止させることなく、エンジンに一定の負荷をかけた状態にして、エンジンの異常診断を行えるようにすることを第２の解決課題とするものである。
【００１２】
また上述したようにコモンレール式のディーゼルエンジンにおいて、複数の燃料供給ポンプのいずれかに異常が発生したかを診断する手法は未だ確立されていないので、その手法を提供することを第３の解決課題とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段および効果】
第１発明は、上記第１の解決課題を達成するために、
車両を駆動させる制御指令を入力するスイッチ手段を備えたモニタパネルと、前記モニタパネルに対応して設けられたモニタパネル用コントローラと、前記エンジンの各気筒毎に制御指令を出力し制御指令に応じてエンジンの各気筒を稼動させるエンジン用コントローラとを備え、前記モニタパネル用コントローラと前記エンジン用コントローラとの間で相互に制御信号が送受信可能に接続した機械に適用され、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するエンジンの診断装置において、
前記モニタパネルのスイッチ手段を操作することによって、異常診断開始の指示が与えられると、前記モニタパネル用コントローラから前記エンジン用コントローラに対してエンジンの気筒の稼動を停止させる稼動停止制御指令を送信し、稼動停止制御指令を受信したエンジン用コントローラは、前記モニタパネルのスイッチ手段の操作に応じて、前記エンジンの各気筒に対して、気筒の稼動を停止させる制御指令を出力したこと
を特徴としている。
【００１４】
第１発明を図１を参照して説明する。
【００１５】
第１発明によれば、建設機械等に既存の機器として設けられているモニタパネル７の機能を利用してエンジン１の各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断する。これにより異常診断のために特別な機器を異常診断対象の車両や、機械等に別途追加する必要がなくなり、装置コストを飛躍的に低減することができる。
【００１６】
さらにモニタパネル７の指示で減筒運転をさせたときにエンジン回転数を検出するセンサ６の検出結果から診断することもでき、またセンサ６が設けられていない場合でもエンジン音等を直接聞くことによって診断することもできる。
【００１７】
第２発明は、上記第１の解決課題を達成するために、
エンジンの稼動状態を検出するセンサと、前記センサの検出結果を表示する表示部と車両を駆動させる制御指令を入力するスイッチ手段とを備えたモニタパネルと、前記モニタパネルに対応して設けられたモニタパネル用コントローラと、前記エンジンの各気筒毎に制御指令を出力し制御指令に応じてエンジンの各気筒を稼動させるエンジン用コントローラとを備え、前記モニタパネル用コントローラと前記エンジン用コントローラとの間で相互に制御信号が送受信可能に接続した機械に適用され、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するエンジンの診断装置において、
前記モニタパネルのスイッチ手段を操作することによって、異常診断開始の指示が与えられると、前記モニタパネル用コントローラから前記エンジン用コントローラに対してエンジンの気筒の稼動を停止させる稼動停止制御指令を送信し、
稼動停止制御指令を受信したエンジン用コントローラは、前記モニタパネルのスイッチ手段の操作に応じて、前記エンジンの各気筒に対して、気筒の稼動を停止させる制御指令を出力し、
エンジンの気筒の稼動を停止させたときのエンジンの状態を、前記センサで検出し、
前記センサの検出結果を入力したモニタパネル用コントローラは、前記センサの検出結果若しくは診断結果をモニタパネルの表示部に表示すること
を特徴としている。
【００１８】
第２発明を図１を参照して説明する。
【００１９】
第２発明によれば、建設機械等に既存の機器として設けられているモニタパネル７の機能を利用してエンジン１の各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断する。これにより異常診断のために特別な機器を異常診断対象の車両や、機械等に別途追加する必要がなくなり、装置コストを飛躍的に低減することができる。
【００２０】
第３発明は、上記第２の解決課題を達成するために、
エンジンによって駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出される圧油を制御する油圧機器と、前記エンジンの各気筒毎に制御指令を出力し制御指令に応じてエンジンの各気筒を稼動させるエンジン用コントローラと、前記油圧機器に対して制御指令を出力し制御指令に応じて前記油圧機器を作動させる油圧機器用コントローラと、エンジンの稼動状態を検出するセンサとを備え、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するエンジンの診断装置において、
前記油圧機器用コントローラから前記油圧機器に対して、前記エンジンに一定の負荷がかかるように、油圧ポンプの吐出圧油を制御する制御指令を出力し、
前記エンジンに一定の負荷がかかった状態で、前記エンジン用コントローラから前記エンジンの各気筒に対して、気筒の稼動を順次停止させる制御指令を出力し、
エンジンの気筒の稼動を順次停止させたときのエンジンの状態を、前記センサで検出し、
当該センサの検出結果に基づいて、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するようにしたこと
を特徴としている。
【００２１】
第３発明を図１を参照して説明する。
【００２２】
第３発明によれば、油圧機器用コントローラ５から油圧機器８に対して、油圧ポンプ２の吐出圧油を制御する制御指令Ｓ4を出力することで、エンジン１に一定の負荷がかけられた状態にする。これによりエンジン１の全気筒のうち半分を停止させることなくエンジン１に一定の負荷をかけた状態にすることができる。そしてこの状態で、エンジン１の各気筒の稼動を順次停止させていけば、エンジンの回転数等の変化が顕著なものとなり、いずれの気筒が異常であるかの特定が容易になる。
【００２３】
また第４発明は、上記第３発明において、
前記油圧機器用コントローラから前記油圧機器に対して、前記油圧ポンプの吐出圧をリリーフ圧にする制御指令を出力して、前記エンジンにかかる負荷を一定にすること
を特徴としている。
【００２４】
第４発明によれば、図１に示すように油圧機器用コントローラ５から油圧機器８に対して、油圧ポンプ２の吐出圧をリリーフ圧にする制御指令Ｓ4を出力して、エンジン１にかかる負荷を一定にすることができ、上記第１発明と同様の効果が得られる。
【００２５】
また第５発明は、上記第３発明において、
前記センサの検出結果を表示する表示部と、車両を駆動させる制御指令を入力するスイッチ手段とを備えたモニタパネルと、前記モニタパネルに対応して設けられたモニタパネル用コントローラとをさらに備え、
前記モニタパネル用コントローラと、前記エンジン用コントローラと、前記油圧機器用コントローラの間で相互に制御信号が送受信可能に接続し、
前記モニタパネルのスイッチ手段を操作することによって、異常診断開始の指示が与えられると、前記モニタパネル用コントローラから前記油圧機器用コントローラに対してエンジンにかかる負荷を一定にする負荷一定制御指令を送信するととともに、前記モニタパネル用コントローラから前記エンジン用コントローラに対してエンジンの気筒の稼動を順次停止させる稼動停止制御指令を送信し、
負荷一定制御指令を受信した油圧機器用コントローラは、前記油圧機器に対して、前記エンジンに一定の負荷がかかるように、油圧ポンプの吐出圧油を制御する制御指令を出力し、
稼動停止制御指令を受信したエンジン用コントローラは、前記エンジンに一定の負荷がかかった状態で、前記エンジンの各気筒に対して、気筒の稼動を順次停止させる制御指令を出力し、
エンジンの気筒の稼動を順次停止させたときのエンジンの状態を、前記センサで検出し、
前記センサの検出結果を入力したモニタパネル用コントローラは、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断し、診断結果をモニタパネルの表示部に表示すること
を特徴とすることを特徴としている。
【００２６】
第５発明を、図１、図３を参照して説明する。
【００２７】
第５発明によれば、モニタパネル７のスイッチを操作することによって、モニタパネル用コントローラ１６を介して油圧機器用コントローラ５と、エンジン用コントローラ４に診断開始指令が与えられる。この指令を受けて油圧機器用コントローラ５は第１発明と同様に、エンジンに一定の負荷がかかるように油圧ポンプ２の吐出圧油を制御する。またこの指令を受けてエンジンコントローラ４は、１気筒毎に稼動を停止させるようにエンジン１を制御する。稼動が停止する毎に、センサ６の検出結果がモニタパネル用コントローラ１６に送られる。この結果センサ６の検出結果に基づいてモニタパネル用コントローラ６でいずれの気筒が異常であるかの診断がなされ、診断結果がモニタパネル用コントローラ１６を介してモニタパネル７の表示部７ａ、７ｂに自動的に表示される。このように建設機械に既存の機器として設けられているモニタパネル７の機能を利用して、異常診断を自動的に行うことができる。自動的に診断が行われるので、１気筒毎に稼動を停止させたときの変化を目視して判断することによる診断ミスを防止することができる。また目視して判断する場合と比較して診断時間を短縮することができる。また診断が迅速に行われることにより、気筒の稼働が停止している時間が短くなり、エンジン１に悪影響を及ぼすことがない。
【００２８】
また第６発明は、上記第３発明において、
前記センサの検出結果を表示する表示部と、車両を駆動させる制御指令を入力するスイッチ手段とを備えたモニタパネルと、前記モニタパネルに対応して設けられたモニタパネル用コントローラとをさらに備え、
前記モニタパネル用コントローラと、前記エンジン用コントローラと、前記油圧機器用コントローラの間で相互に制御信号が送受信可能に接続し、
前記モニタパネルのスイッチ手段を操作することによって、異常診断開始の指示が与えられると、前記モニタパネル用コントローラから前記油圧機器用コントローラに対してエンジンにかかる負荷を一定にする負荷一定制御指令を送信するととともに、前記モニタパネル用コントローラから前記エンジン用コントローラに対してエンジンの気筒の稼動を順次停止させる稼動停止制御指令を送信し、
負荷一定制御指令を受信した油圧機器用コントローラは、前記油圧機器に対して、前記エンジンに一定の負荷がかかるように、油圧ポンプの吐出圧油を制御する制御指令を出力し、
稼動停止制御指令を受信したエンジン用コントローラは、前記エンジンに一定の負荷がかかった状態で、前記エンジンの各気筒に対して、気筒の稼動を順次停止させる制御指令を出力し、
エンジンの気筒の稼動を順次停止させたときのエンジンの状態を、前記センサで検出し、
前記センサの検出結果を入力したモニタパネル用コントローラは、エンジンの気筒の稼動を順次停止させる毎のエンジンの各状態を、モニタパネルの表示部に表示し、この表示部の表示内容に基づいて前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するようにしたこと
を特徴としている。
【００２９】
第６発明を図１、図３を参照して説明する。
【００３０】
第６発明によれば、モニタパネル７のスイッチを操作することによって、モニタパネル用コントローラ１６を介して油圧機器用コントローラ５と、エンジン用コントローラ４に診断開始指令が与えられる。この指令を受けて油圧機器用コントローラ５は第１発明と同様に、エンジンに一定の負荷がかかるように油圧ポンプ２の吐出圧油を制御する。またこの指令を受けてエンジンコントローラ４は、１気筒毎に稼動を停止させるようにエンジン１を制御する。稼動が停止する毎に、センサ６の検出結果がモニタパネル用コントローラ１６を介してモニタパネル７の表示部７ａ、７ｂに表示される。作業者はこの表示部７ａ、７ｂの表示内容に基づいてエンジン１の各気筒のいずれかに異常が発生したのかを目視で判断することができる。
【００３１】
このように建設機械に既存の機器として設けられているモニタパネル７の機能を利用して、異常診断を行うことができる。
【００３２】
また第７発明では、上記第２の解決課題を達成するために、
エンジンの駆動力が伝達される機器と、前記エンジンの各気筒毎に制御指令を出力し制御指令に応じてエンジンの各気筒を稼動させるエンジン用コントローラと、前記機器に対して制御指令を出力し制御指令に応じて前記機器を作動させる機器用コントローラと、エンジンの稼動状態を検出するセンサとを備え、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するエンジンの診断装置において、
前記機器用コントローラから前記機器に対して、前記エンジンに一定の負荷がかかるように制御指令を出力し、
前記エンジンに一定の負荷がかかった状態で、前記エンジン用コントローラから前記エンジンの各気筒に対して、気筒の稼動を順次停止させる制御指令を出力し、
エンジンの気筒の稼動を順次停止させたときのエンジンの状態を、前記センサで検出し、
当該センサの検出結果に基づいて、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するようにしたこと
を特徴としている。
【００３３】
第７発明を図２を参照して説明する。
【００３４】
第７発明によれば、機器用コントローラ５３からエンジンの駆動力が伝達される機器５０に対して、エンジン１に一定の負荷がかかるように制御指令が出力される。たとえば油圧シリンダ５０に接続された作業機に作業対象が当接したままストロークエンドの状態にすれば、エンジン１に一定の負荷をかけた状態にすることができる。これによりエンジン１の全気筒のうち半分を停止させることなくエンジン１に一定の負荷をかけることができる。そしてこの状態で、エンジン１の各気筒の稼動を順次停止させれば、エンジン回転数等の変化が顕著なものとなり、いずれの気筒が異常であるかの特定が容易になる。
【００３５】
エンジン１の駆動力が伝達される機器としては、建設機械であれば作業機、走行体などである。一般自動車であれば、クラッチ、車輪などである。たとえばクラッチを半クラッチの状態のままエンジンを稼動させることで、エンジンに一定の負荷をかけた状態にすることができる。
【００３６】
また第８発明では、上記第３の解決課題を達成するために、
エンジンの各気筒毎に設けられ、エンジンの圧縮室内に燃料を噴射する燃料噴射装置と、前記燃料噴射装置に供給する燃料を蓄圧する蓄圧室と、制御指令に応じて前記蓄圧室に燃料を圧送する複数の燃料供給ポンプと、前記畜圧室の内部の圧力を検出するセンサとを備え、前記複数の燃料供給ポンプのいずれかに異常が発生したかを診断する燃料供給ポンプの診断装置において、
前記複数の燃料供給ポンプの各ポンプに対してポンプを間欠的に駆動させる制御指令を与え、
前記複数の燃料供給ポンプの各ポンプを順次、間欠的に駆動させたときの前記畜圧室の内部の圧力を、前記センサで検出し、
当該センサの検出結果に基づいて、前記複数の燃料供給ポンプのいずれかに異常が発生したかを診断するようにしたこと
を特徴としている。
【００３７】
第８発明を図２を参照して説明する。
【００３８】
第８発明によれば、複数の燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂの各ポンプに対してポンプを間欠的に駆動させる制御指令Ｓ9が与えられる。そして複数の燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂの各ポンプを順次、間欠的に駆動させたときの畜圧室１４の内部の圧力が、センサ１４ａで検出される。そしてセンサ１４ａの検出結果に基づいて、複数の燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂのいずれかに異常が発生したかが診断される。本発明によれば、複数の燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂが設けられたコモンレール式のディーゼルエンジンにおいて、燃料供給ポンプ１１ａ、１１ｂの異常診断を行うことができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明に係るエンジンの診断装置および燃料供給ポンプの診断装置の実施の形態について説明する。なお、本実施形態では、建設機械に搭載されるエンジン、燃料供給ポンプの診断を想定している。
【００４０】
図１は建設機械の車体内に設けられた各機器を示している。
【００４１】
図１に示すように実施形態の装置は、大きくは、エンジン１と、油圧ポンプ２と、ポンプ吐出量制御機構３と、エンジンコントローラ４と、ポンプコントローラ５と、センサ６と、モニタパネル７、アンロード弁８、タンク９、ネットワーク１０、モニタコントローラ１６とから構成されている。
【００４２】
モニタパネル７は建設機械の運転室内に設けられている。
【００４３】
モニタパネル７に対応して、モニタパネル７を制御するモニタコントローラ１６が設けられている。またエンジン１に対応して、エンジン１を制御するエンジンコントローラ４が設けられている。また油圧ポンプ２に対応して、油圧ポンプ２を制御するポンプコントローラ５が設けられている。
【００４４】
これらモニタコントローラ１６と、エンジンコントローラ４と、ポンプコントローラ５との間はネットワーク１０によって制御指令信号が相互に送受信可能に接続されている。ネットワーク１０は、シリアル信号を送受信する信号線である。
【００４５】
エンジン１は油圧ポンプ２を駆動する。なお、エンジン１は６気筒のレシプロのディーゼルエンジンを想定している。しかし以下に述べる実施形態は、ロータリーエンジン、ガソリンエンジンに対しても適用することが可能である。
【００４６】
油圧ポンプ２は吐出圧油を圧油吐出管路１７に吐出する。また油圧ポンプ２はポンプ吐出量制御機構３によって斜板２ａの傾転角が制御されることによって吐出圧油流量（容量）が制御される。アンロード弁８は、２つの弁位置、つまり閉位置８ａ、開位置８ｂを備えた制御弁であり、開位置８ｂ側に駆動されると、吐出管路１７に吐出されたポンプ吐出圧油が、タンク９に排出される。
【００４７】
モニタコントローラ１６は、ポンプコントローラ５に対してエンジン１にかかる負荷を一定にする負荷一定制御指令信号を、ネットワーク１０を介して送信するととともに、エンジンコントローラ４に対してエンジン１の各気筒の稼動を順次停止させる稼動停止制御指令信号を、ネットワーク１０を介して送信する。
【００４８】
ポンプコントローラ５は、モニタコントローラ１６から送信された負荷一定制御指令信号を受信するとポンプ吐出量制御機構３に対して、油圧ポンプ２の斜板２ａの傾転角が所定の傾転角となるようにする制御指令信号Ｓ1を出力する。またポンプコントローラ５はアンロード弁８に対して、アンロード弁８の開度が所定の開度となるように制御する制御指令信号Ｓ4を出力する。これら制御指令信号Ｓ1、Ｓ4によって指令される所定の傾転角、所定の開度は、油圧ポンプ２の吐出圧がリリーフ圧に達してアンロード弁８からタンク９に圧油がリリーフされる程度に設定されている。
【００４９】
センサ６はエンジン１の回転数を検出する回転数センサであり、この検出結果を検出信号Ｓ3としてエンジンコントローラ４に出力する。
【００５０】
エンジンコントローラ４はモニタコントローラ１６から稼働停止制御指令信号を受信すると、エンジン１の各気筒に対して、制御指令信号Ｓ2を出力する。
【００５１】
エンジンコントローラ４はセンサ６の検出信号Ｓ3を入力し、センサ６の検出結果をネットワーク１０を介してモニタコントローラ１６に送信する。
【００５２】
図３はモニタパネル７の外観を示している。
【００５３】
モニタパネル７は、エンジンコントローラ４から送信されたセンサ６の検出結果を表示する表示画面７ｆと、エンジンコントローラ４、ポンプコントローラ５への制御指令信号出力の指示を与えるスイッチ７ｃ、７ｄ、７ｅとを備えている。
【００５４】
モニタコントローラ１６はエンジンコントローラ４から送信されたセンサ６の検出結果に基づいて、エンジン１の各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断する処理を行い、診断結果をモニタパネル７の表示画面７ｆに表示する。
【００５５】
モニタパネル７の表示画面７ｆ中のエンジン回転数表示部７ｄには、エンジン１の現在の回転数（ｒ．ｐ．ｍ）が表示される。モニタパネル７の表示画面７ｆ中の気筒表示部７ｂには、現在、稼動が停止しているエンジン１の気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」が表示される。
【００５６】
図２はエンジン１の各気筒の圧縮室内に燃料を供給するための装置構成を示している。なお、図２において、前述の図１と同一の構成要素には同一の符号を付しており、これらの構成要素の説明については適宜省略する。
【００５７】
燃料タンク１２内の燃料は燃料ポンプ１２によって吸い上げられ、２つのサプライポンプ１１ａ、１１ｂに供給される。
【００５８】
サプライポンプ１１ａはカム１１ｄによって駆動される。カム１１ｄはエンジン１によって駆動される。このためサプライポンプ１１ａからは高圧になった燃料が蓄圧室としてのコモンレール１４に圧送される。エンジンコントローラ４はサプライポンプ１１ａの制御バルブ１１ｃに対してポンプ制御パルス信号Ｓ9を出力する。制御バルブ１１ｃはポンプ制御パルス信号Ｓ9に応じて開口し、蓄圧室としてのコモンレール１４に燃料を供給する。後述するように異常診断時には、エンジンコントローラ４からは、サプライポンプ１１ａを間欠的に駆動させるポンプ制御パルス信号Ｓ9が出力される。
【００５９】
コモンレール１４にはサプライポンプ１１ａと同様のサプライポンプ１１ｂが接続されている。
【００６０】
他のサプライポンプ１１ｂも上述したサプライポンプ１１ａと同様に構成されている。ただしサプライポンプ１１ｂのカム１１ｄはサプライポンプ１１ａのカム１１ｄの回転角の位相と異なる位相になるように回転駆動される。
【００６１】
コモンレール１４は、サプライポンプ１１ａ、１１ｂから圧送、供給された燃料を畜圧する。
【００６２】
コモンレール１４にはプレッシャリミッタ１４ｃが設けられている。プレシャリミッタ１４ｃはコモンレール１４内の圧力が所定の圧力を越えると、コモンレール１４内に畜圧された燃料を燃料タンク１２に排出する。
【００６３】
圧力センサ１４ａはコモンレール１４内の圧力を検出し、この検出結果を圧力信号Ｓ6としてエンジンコントローラ４に出力する。
【００６４】
エンジンコントローラ４は圧力信号Ｓ6を入力し、圧力センサ１４ａの検出結果をモニタコントローラ１６にネットワーク１０を介して出力する。
【００６５】
モニタコントローラ１６は、後述するようにエンジンコントローラ４から送信された圧力センサ１４ａの検出結果に基づいて、サプライポンプ１１ａ、１１ｂのいずれかに異常が発生したかを診断する処理を行う。
【００６６】
コモンレール１４には、エンジン１の気筒の数（本実施形態では６個）に対応した数のフローダンパ１４ｂが設けられている。コモンレール１４は各フローダンパ１４ｂを介して燃料を、燃料噴射装置としてのインジェクタ１５に供給する。
【００６７】
インジェクタ１５は、フローダンパ１４ｂと同様に、エンジン１の気筒毎に設けられている。インジェクタ１５の内部には、インジェクタ１５の先端から順にノズル１５ｄ、油圧ピストン１５ｃ、オリフィス１５ｂ、電磁弁１５ａが設けられている。インジェクタ１５は、コモンレール１４から供給された燃料をノズル１５ｄを介してエンジン１の圧縮室内に噴射する。
【００６８】
すなわちエンジンコントローラ４からインジェクタ１５の電磁弁１５ａに対して、インジェクタ制御パルス信号Ｓ2が出力される。インジェクタ制御パルス信号Ｓ2に応じて電磁弁１５ａの開口が変化する。電磁弁１５ａの開口が変化すると、オリフィス１５ｂを介して油圧ピストン１５ｃに加わる圧力が変化する。油圧ピストン１５ｃの駆動に応じてノズル１５ｄから噴射される燃料が制御される。
【００６９】
このようにしてインジェクタ制御パルス信号Ｓ2に応じてノズル１５ｄから噴射される燃料の噴射量、噴射率、噴射時期が制御される。
【００７０】
なおインジェクタ１５内に供給された燃料の一部はリーク排出口１５ｅから燃料タンク１２に排出される。
【００７１】
センサ６は、サプライポンプ１１ａのカム１１ｄに付設された電磁ピップアップで構成することができる。センサ６によってエンジン１の回転数、カム１１ｄの回転角度が検出される。センサ６の検出結果は検出信号Ｓ3としてエンジンコントローラ４に出力される。
【００７２】
なお本実施形態ではエンジン１の稼動状態を回転数センサ６によって検出するようにしている。しかしエンジン１の稼動状態を、回転数センサ６以外のセンサによって検出してもよい。たとえばインジェクタ１５のリーク排出口１５ｅから漏れる燃料のスピル温度を、温度センサ６′によって検出することによって、エンジン１の稼動状態を検出してもよい。温度センサ６′の検出温度信号Ｓ7はエンジンコントローラ４に入力される。またエンジン１の排気圧力を、圧力センサ６″によって検出することによって、エンジン１の稼働状態を検出してもよい。圧力センサ６″の検出圧力信号Ｓ8はエンジンコントローラ４に入力される。
【００７３】
その他エンジン１の排気温度を検出することによってエンジン１の稼動状態を検出してもよく、エンジン１の馬力やトルクを検出することによってエンジン１の稼動状態を検出してもよい。また排気中の成分を検出することによってエンジン１の稼動状態を検出してもよい。たとえば排気中のＯ2を検出するＯ2センサ、排気中のＮＯxを検出するＮＯxセンサ、排気中の黒煙を検出するセンサを用いることができる。
【００７４】
エンジンコントローラ４は、前述したようにモニタコントローラ１６から稼働停止制御指令信号を受信すると、インジェクタ制御パルス信号Ｓ2を出力する。エンジンコントローラ４がインジェクタ制御パルス信号Ｓ2を出力しなければエンジン１の特定の気筒の稼動が停止する。
【００７５】
つぎに図３を参照してモニタパネル７の構成について説明する。
【００７６】
モニタパネル７はたとえば筐体形状であり、筐体外側には、表示画面７ｆ、選択スイッチ７ｃ、７ｄ、決定スイッチ７ｅが配置されている。
【００７７】
表示画面７ｆはたとえば液晶で構成され、前述したように表示画面７ｆ内にはエンジン回転数表示部７ａと、気筒表示部７ｂが配置されている。
【００７８】
選択スイッチ７ｃ、７ｄは、押す回数に応じて気筒表示部７ｂに表示されている「１」〜「６」の気筒名の中から稼働を停止させる気筒名を選択する。選択された気筒名は、たとえば該当気筒名の点滅によって示される。
【００７９】
決定スイッチ７ｅは、選択スイッチ７ｃ、７ｄの押動操作に応じて選択された気筒名に相当する気筒の稼働を停止させる指示をモニタコントローラ１６に与える。決定された気筒名は、たとえば該当気筒名の消灯によって示される。
【００８０】
次に、本実施形態の診断装置の動作について図１〜図４を併せ参照して説明する。図４はエンジン回転数とトルクとの対応関係を示す図である。
【００８１】
図４において、正常なアイドリング回転数は８００ｒ・ｐ・ｍであるとする。エンジン１の設定回転数がアイドリング回転数であるときには、図４中のレギュレーションラインＡに沿ってエンジン１が駆動する。エンジン１の各気筒のうちいずれか１気筒に対応するインジェクタ１５から燃料が全く噴射されておらず、該当する気筒の稼動が停止しているときは、エンジン回転数は７００ｒ・ｐ・ｍに低下する。このときレギュレーションラインＣに沿ってエンジン１が駆動する。逆にエンジン１の各気筒のうちいずれか１気筒に対応するインジェクタ１５から噴射される燃料が異常に多くなっているときには、エンジン回転数は９００ｒ・ｐ・ｍに上昇する。このときレギュレーションラインＢに沿ってエンジン１が駆動する。
【００８２】
いま、エンジン１の各気筒のうち気筒名「２」の気筒に対応するインジェクタ１５で故障が発生して、燃料噴射量が異常に多くなり、エンジン１から黒煙が排出されている場合を想定する。この場合、エンジン１の回転数は上述したように９００ｒ・ｐ・ｍに上昇する。
【００８３】
まず作業者がモニタパネル７の表示画面７ｆを目視することにより異常診断を行う実施形態について説明する。
この場合、作業者は、エンジン１の各気筒を順次停止させる指示をモニタパネル７で行う。
【００８４】
すなわちモニタパネル７の選択スイッチ７ｃ、７ｄを操作して、モニタパネル７の気筒表示部７ｂで気筒名「１」を点滅させ、つぎに決定スイッチ７ｅを操作して、この気筒名「１」を消灯させる。この結果気筒名「１」の気筒の稼働を停止させる異常診断開始の指示がモニタコントローラ１６に与えられる。
【００８５】
モニタコントローラ１６に気筒名「１」の気筒の稼働を停止させる指示が与えられると、モニタコントローラ１６からポンプコントローラ５に対して負荷一定制御指令信号がネットワーク１０を介して送信されるととともに、モニタコントローラ１６からエンジンコントローラ４に対して気筒名「１」の気筒の稼働を停止させる稼動停止制御指令信号がネットワーク１０を介して送信される。
【００８６】
負荷一定制御指令信号を受信したポンプコントローラ５は、ポンプ吐出量制御機構３に対して、制御指令信号Ｓ1を出力するとともに、アンロード弁８に対して、制御指令信号Ｓ4を出力する。このため油圧ポンプ２の斜板２ａの傾転角が所定の傾転角にされるとともに、アンロード弁８が開位置８ｂ側に移動し、所定の開度になる。このため油圧ポンプ２の吐出圧油がリリーフ圧に達してアンロード弁８からタンク９に排出される。これによりエンジン１に一定の負荷がかかった状態になる。
【００８７】
また稼動停止制御指令信号を受信したエンジンコントローラ４は、電磁弁１５ａの開口を閉じるインジェクタ制御パルス信号Ｓ2をエンジン１の気筒名「１」の気筒に対応するインジェクタ１５の電磁弁１５ａに対して、出力する。なおエンジン１の回転数はアイドリング回転数（８００ｒ・ｐ・ｍ）に設定されているものとする。
【００８８】
このため電磁弁１５ａの開口が閉じられ、ノズル１５ｄから圧縮室への燃料噴射が停止する。こうして気筒名「１」の気筒の稼働が停止する。
【００８９】
エンジン１の回転数はセンサ６によって検出され、この検出結果が検出信号Ｓ3としてエンジンコントローラ４に入力される。
【００９０】
これによりエンジンコントローラ４からモニタコントローラ１６にネットワーク１０を介してセンサ６の検出結果が送信される。
【００９１】
モニタコントローラ１６は、気筒名「１」の気筒の稼動を停止したときのエンジン１の回転数をモニタパネル７の表示画面７ｆ中のエンジン回転数表示部７ａに表示させる。
【００９２】
ここで正常に稼動している気筒名「１」の気筒の稼動を停止させたため、モニタパネル７のエンジン回転数表示部７ａに表示されるエンジン１の回転数は、異常な回転数（９００ｒ・ｐ・ｍ）から所定回転数だけ低下した回転数、たとえば８００ｒ・ｐ・ｍになる。
【００９３】
以下同様に、正常に稼動している気筒名「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼動を停止させる指示を、モニタパネル１６のスイッチ操作により与えたときも、回転数表示部７ａに表示されるエンジン回転数は、同じ回転数８００ｒ・ｐ・ｍになる。
【００９４】
そこで、異常な稼動をしている気筒名「２」の気筒の稼動を停止させる指示を、モニタパネル１６のスイッチ操作により与えたとする。
【００９５】
この場合エンジンコントローラ４は、電磁弁１５ａの開口を閉じるインジェクタ制御パルス信号Ｓ2をエンジン１の気筒名「２」の気筒に対応するインジェクタ１５の電磁弁１５ａに対して、出力する。このため電磁弁１５ａの開口が閉じられ、ノズル１５ｄから圧縮室への燃料噴射が停止する。こうして気筒名「２」の気筒の稼働が停止する。
【００９６】
エンジン１の回転数はセンサ６によって検出され、この検出結果が検出信号Ｓ3としてエンジンコントローラ４に入力される。
【００９７】
これによりエンジンコントローラ４からモニタコントローラ１６にネットワーク１０を介してセンサ６の検出結果が送信される。
【００９８】
モニタコントローラ１６は、気筒名「２」の気筒の稼動を停止したときのエンジン１の回転数をモニタパネル７の表示画面７ｆ中のエンジン回転数表示部７ａに表示させる。
【００９９】
ここで異常な稼動をしている気筒名「２」の気筒の稼動を停止させたため、モニタパネル７のエンジン回転数表示部７ａに表示されるエンジン１の回転数は、正常な回転数（８００ｒ・ｐ・ｍ）から所定回転数だけ低下した回転数、たとえば７００ｒ・ｐ・ｍになる。
【０１００】
作業者は、気筒名「１」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼動を停止させたときに回転数表示部７ａに表示されるエンジン回転数（８００ｒ・ｐ・ｍ）と、気筒名「２」の気筒の稼動を停止させたときに回転数表示部７ａに表示されるエンジン回転数（７００ｒ・ｐ・ｍ）を比較して、これら回転数の顕著な変化から、気筒名「２」の気筒で異常が発生した、つまり気筒名「２」の気筒に対応するインジェクタ１５で異常な燃料噴射が発生していると異常診断することができる。
【０１０１】
また、上述した場合とは逆に、インジェクタ１５から燃料が噴射されず気筒名「２」の気筒の稼動が停止する故障もあり得る。この場合、エンジン１は正常な回転数（８００ｒ・ｐ・ｍ）から所定回転数だけ低下した異常な回転数（７００ｒ・ｐ・ｍ）になっている。
【０１０２】
そこで正常に稼動している気筒名「１」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼動を停止させる指示を、モニタパネル１６のスイッチ操作により与えたとすると、モニタパネル７のエンジン回転数表示部７ａに表示されるエンジン１の回転数は、異常な回転数（７００ｒ・ｐ・ｍ）から所定回転数だけ低下した回転数、たとえば６００ｒ・ｐ・ｍになる。
【０１０３】
しかしながら稼動が停止している気筒名「２」の気筒の稼動を停止させる指示を、モニタパネル１６のスイッチ操作により与えて、気筒名「２」の気筒に対応するインジェクタ１５に対して、稼動を停止させるためのインジェクタ制御パルス信号Ｓ2を出力しないとしても、気筒名「２」の気筒の稼動はすでに停止しているので、モニタパネル７のエンジン回転数表示部７ａに表示されるエンジン１の回転数は異常な回転数（７００ｒ・ｐ・ｍ）を維持したままとなる。
【０１０４】
作業者は、気筒名「１」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼動を停止させたときに回転数表示部７ａに表示されるエンジン回転数（６００ｒ・ｐ・ｍ）と、気筒名「２」の気筒の稼動を停止させたときに回転数表示部７ａに表示されるエンジン回転数（７００ｒ・ｐ・ｍ）を比較して、これら回転数の顕著な変化から、気筒名「２」の気筒で異常が発生した、つまり気筒名「２」の気筒に対応するインジェクタ１５で燃料噴射がされていないと異常診断することができる。
【０１０５】
以上のように本実施形態によれば、建設機械の車体内に設けられたポンプコントローラ５によって油圧ポンプ２、アンロード弁８を制御することによって油圧ポンプ２の吐出圧をリリーフ圧にして、エンジン１に一定の負荷をかけた状態にし、このようにエンジン１に一定の負荷がかけられた状態で、減筒運転を行いエンジン１の異常診断を行うようにしている。このため従来技術と比較して、エンジン１の全気筒のうち半分の気筒の稼動を停止させることなくエンジン１に一定の負荷をかけた状態にすることができ、エンジン１に悪影響を与えることがない。エンジン１に一定の負荷がかかるので、減筒運転時には顕著な回転数変化を捕らえることができ、異常な気筒を容易に特定することができ、異常診断を正確に行うことができる。
【０１０６】
また建設機械に既存の機器として設けられているモニタパネル７、ポンプコントローラ５、エンジンコントローラ４の機能を利用して異常診断を行うことができるので、異常診断のために特別な機器を建設機械に別途追加する必要がなく、装置コストを飛躍的に低減することができる。
【０１０７】
なお、上述した実施形態では、モニタパネル７のエンジン回転数表示部７ａに表示されるエンジン１の回転数の変化を作業者が目視で捕らえることによりエンジン１の各気筒のいずれかに異常が発生したことを判断している。
【０１０８】
しかしエンジン１の各気筒のいずれかに異常が発生したかの判断処理をモニタパネル７で自動的に行い、その判断結果を表示画面７ｆに表示してもよい。
【０１０９】
この場合、モニタパネル７では特定のスイッチを操作することによって、「自動診断開始」の指示がモニタコントローラ１６に与えられる。
【０１１０】
モニタコントローラ１６に「自動診断開始」の指示が与えられると、モニタコントローラ１６からポンプコントローラ５に対して負荷一定制御指令信号がネットワーク１０を介して送信されるととともに、モニタコントローラ１６からエンジンコントローラ４に対して気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼働を順次停止させる稼動停止制御指令信号がネットワーク１０を介して送信される。
【０１１１】
負荷一定制御指令信号を受信したポンプコントローラ５は、ポンプ吐出量制御機構３に対して、制御指令信号Ｓ1を出力するとともに、アンロード弁８に対して、制御指令信号Ｓ4を出力する。このため油圧ポンプ２の斜板２ａの傾転角が所定の傾転角にされるとともに、アンロード弁８が開位置８ｂ側に移動し、所定の開度になる。このため油圧ポンプ２の吐出圧油がリリーフ圧に達してアンロード弁８からタンク９に排出される。これによりエンジン１に一定の負荷がかかった状態になる。
【０１１２】
また稼動停止制御指令信号を受信したエンジンコントローラ４は、電磁弁１５ａの開口を閉じるインジェクタ制御パルス信号Ｓ2をエンジン１の気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒に対応するインジェクタ１５の電磁弁１５ａに対して、順次出力する。こうして気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼働が順次停止する。
【０１１３】
気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼働が順次停止したときのエンジン１の各回転数はセンサ６によって検出され、この検出結果が検出信号Ｓ3としてエンジンコントローラ４に入力される。
【０１１４】
これによりエンジンコントローラ４からモニタコントローラ１６にネットワーク１０を介してセンサ６の検出結果が送信される。
【０１１５】
モニタコントローラ１６は、気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼動を順次停止したときのエンジン１の各回転数の変化を比較し、上述した実施形態と同様の判断基準によって、いずれの気筒が異常であるかを特定する処理を行う。この結果、異常な気筒の気筒名たとえば「２」が、モニタパネル７の表示画面７ｆに表示される。
【０１１６】
本実施形態によれば、自動的に診断が行われるので、１気筒毎に稼動を停止させたときの変化を目視して判断することによる診断ミスを防止することができる。また目視して判断する場合と比較して診断時間を短縮することができる。また診断が迅速に行われることにより、気筒の稼働が停止している時間が短くなり、エンジン１に悪影響を及ぼすことが少なくなる。
【０１１７】
図１に示す実施形態では、油圧ポンプ１の容量、アンロード弁８の開度を直接制御することにより油圧ポンプ２の吐出圧をリリーフ圧にしている。
【０１１８】
しかし、これは一例であり図５に示すような油圧回路の構成によって油圧ポンプ２の吐出圧をリリーフ圧にしてもよい。
【０１１９】
以下図５において図１と同一の機能のものには同一の符号を付けている。
【０１２０】
図５は、油圧ポンプ２の吐出圧と油圧シリンダ５０の負荷圧との差圧が設定値となるように油圧ポンプ２の斜板２ａをポンプ吐出量制御機構３により自動的に制御する油圧回路を示している。このような制御はロードセンシング制御と呼ばれている。
【０１２１】
油圧ポンプ３は圧油吐出管路１７を介して操作弁５５に接続している。操作弁５５は管路６０によって油圧シリンダ５０に接続している。操作弁５５はＸ、Ｙ、Ｚの３位置を有する流量方向制御弁である。操作弁５５がＸ位置側に位置しているときには、油圧ポンプ２の吐出圧油は操作弁５５の開口面積に応じた流量に制御されて、油圧シリンダ５０のヘッド側のシリンダ室に供給され、油圧シリンダ５０のロッドが縮退する。油圧シリンダ５０の戻り圧油は操作弁５５を介してタンク９に排出される。また操作弁５５がＺ位置側に位置しているときには、油圧ポンプ２の吐出圧油は操作弁５５の開口面積に応じた流量に制御されて、油圧シリンダ５０のボトム側のシリンダ室に供給され、油圧シリンダ５０のロッドが伸張する。油圧シリンダ５０の戻り圧油は操作弁５５を介してタンク９に排出される。操作弁５５が中立のＹ位置に位置しているときには、油圧ポンプ２の吐出圧油は操作弁５５で遮断される。
【０１２２】
圧油吐出管路１７はポンプ吐出圧検出管路５６に分岐している。ポンプ吐出圧検出管路５６はポンプ吐出量制御機構３に接続している。管路６０は負荷圧検出管路５４に分岐している。負荷圧検出管路５４はポンプ吐出量制御機構３に接続している。このためポンプ吐出圧検出管路５６を介してポンプ吐出量制御機構３には油圧ポンプ２の吐出圧が加えられる。また負荷圧検出管路５４を介してポンプ吐出量制御機構３には油圧シリンダ５０の負荷圧が加えられる。ポンプ吐出量制御機構３では油圧ポンプ２の吐出圧と油圧シリンダ５０の負荷圧との差圧が設定値になるように、油圧ポンプ２の斜板２ａを変化させるロードセンシング制御を行う。
【０１２３】
圧油吐出管路１７はリリーフ弁５７を介してタンク９に接続している。このため油圧ポンプ２の吐出圧がリリーフ弁５７の設定リリーフ圧に達すると、圧油吐出管路１７内の圧油はタンク９にリリーフされる。
【０１２４】
操作弁５５は油圧シリンダコントローラ５３から出力される制御指令信号Ｓ10によって、弁位置が変化する電磁比例制御弁である。操作レバー５２が手動操作されると、この操作方向および操作量を示す信号が油圧シリンダコントローラ５３に入力され、この操作方向および操作量に対応する制御指令信号Ｓ10が操作弁５５に加えられる。このため操作弁５５は操作レバー５２の操作に応じた方向、開度に制御される。油圧シリンダコントローラ５３はまた、後述するようにネットワーク１０を介して入力される制御指令信号に応じて制御指令信号Ｓ10を出力する。
【０１２５】
油圧シリンダ５０には、油圧シリンダ５０のロッドが伸張側のストロークエンド位置にあることを検出する油圧シリンダストロークエンド検出センサ５１が設けられている。ストロークエンド検出センサ５１の検出信号は油圧シリンダコントローラ５３に入力される。
【０１２６】
図５に示す実施形態では以下のように動作する。
【０１２７】
エンジン１の異常診断を自動的に行う場合を想定する。
【０１２８】
モニタコントローラ１６に「自動診断開始」の指示が与えられると、モニタコントローラ１６から油圧シリンダコントローラ５３に対して負荷一定制御指令信号がネットワーク１０を介して送信されるととともに、モニタコントローラ１６からエンジンコントローラ４に対して気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼働を順次停止させる稼動停止制御指令信号がネットワーク１０を介して送信される。
【０１２９】
負荷一定制御指令信号を受信した油圧シリンダコントローラ５は、ストロークエンド検出センサ５１の検出信号に基づいて、油圧シリンダ５０のロッドがストロークエンド位置にあることを確認することを条件として、操作弁５５に対して、弁位置をＺ位置側に位置させる制御指令信号Ｓ10を出力する。このように油圧シリンダ５０がストロークエンドにあることを確認するのは安全のためである。
【０１３０】
このため操作弁５５がＺ位置側に位置する。油圧ポンプ２の吐出圧油はポンプ吐出管路１７を介して操作弁５５に供給され、操作弁５５の開口面積に応じた流量に制御されて、油圧シリンダ５０のボトム側のシリンダ室に供給される。これにより油圧シリンダ５０のロッドが伸張側のストロークエンドに位置したままの状態になる。なお油圧シリンダ５０の戻り圧油は操作弁５５を介してタンク９に排出される。
【０１３１】
ポンプ吐出量制御機構３は油圧ポンプ２の吐出圧と油圧シリンダ５０の負荷圧との差圧が設定値になるように、油圧ポンプ２の斜板２ａを変化させる。
【０１３２】
このようにして油圧シリンダ５０がストロークエンドに位置したまま油圧ポンプ２がロードセンシング制御されるため、油圧ポンプ２の吐出圧はリリーフ圧に達してリリーフ弁５７からタンク９にリリーフされる。これによりエンジン１に一定の負荷がかかった状態になる。
【０１３３】
また稼動停止制御指令信号を受信したエンジンコントローラ４は、電磁弁１５ａの開口を閉じるインジェクタ制御パルス信号Ｓ2をエンジン１の気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒に対応するインジェクタ１５の電磁弁１５ａに対して、順次出力する。こうして気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼働が順次停止する。
【０１３４】
気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼働が順次停止したときのエンジン１の各回転数はセンサ６によって検出され、この検出結果が検出信号Ｓ3としてエンジンコントローラ４に入力される。
【０１３５】
これによりエンジンコントローラ４からモニタコントローラ１６にネットワーク１０を介してセンサ６の検出結果が送信される。
【０１３６】
モニタコントローラ１６は、気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」の気筒の稼動を順次停止したときのエンジン１の各回転数の変化を比較し、上述した実施形態と同様の判断基準によって、いずれの気筒が異常であるかを特定する処理を行う。この結果、異常な気筒の気筒名たとえば「２」が、モニタパネル７の表示画面７ｆに表示される。
【０１３７】
なお図５の実施形態においても、図１の実施形態と同様にモニタパネル７からエンジン１の各気筒の稼動を順次停止させる指示を与え、各気筒を順次停止させたときのエンジン回転数をモニタパネル７で順次表示させて、目視の判断によりエンジン１の異常診断を行うようにしてもよい。
【０１３８】
なお以上の説明ではエンジン１の設定回転数をアイドリング回転数にして、減筒運転を行うようにしている、もちろん任意の設定回転数で減筒運転を行うことができる。たとえば図４に示すようエンジン１の設定回転数を最大回転数ＮMAXに設定してレギュレーションラインＥ上でエンジン１を駆動させて、減筒運転に移行させることもできる。
なお以上の説明では、エンジン１の各気筒毎に設けられたインジェクタ１５で異常が発生した場合を想定しているが、本発明としては、エンジン１の各気筒毎に設けられているものであれば、インジェクタ１５以外のピストン、シリンダ、ロータ、ハウジング等の異常診断にも適用することができる。
【０１３９】
また以上の説明では、エンジン１の各気筒のうちいずれか１つの気筒で異常が発生した場合を想定しているが、本発明としてはエンジン１の各気筒のうち２以上の気筒で異常が発生した場合の診断にも適用することができる。
【０１４０】
また以上の説明では、減筒運転時にエンジン１の各気筒を１気筒づつその稼動を順次停止させるようにしているが、本発明としてはエンジン１の各気筒を２気筒以上づつまとめて、その稼動を停止させるようにしてもよい。
【０１４１】
つぎに、２つのサプライポンプ１１ａ、１１ｂのいずれかで異常が発生した場合にその異常診断を行う場合の動作について説明する。
【０１４２】
以下の説明ではサプライポンプ１１ａで故障が発生し、サプライポンプ１１ａからコモンレール１４に対して燃料が供給されくなった場合を想定する。
【０１４３】
サプライポンプ１１ａからコモンレール１４に対して燃料が供給されなくなると、サプライポンプ１１ｂからしかコモンレール１４に対して燃料が供給されなくなるため、コモンレール１４内の圧力が正常な値から低下する。
【０１４４】
まずサプライポンプ１１ａ、１１ｂの異常診断を自動で行う場合を想定する。
【０１４５】
作業者は「自動診断開始」の指示をモニタパネル７のスイッチ操作により行う。モニタコントローラ１６に「自動診断開始」の指示が与えられると、モニタコントローラ１６からエンジンコントローラ４に対してサプライポンプ１１ａ、１１ｂを順次、間欠的に駆動させる間欠駆動制御指令信号がネットワーク１０を介して送信される。
【０１４６】
ここで「サプライポンプ１１ａ、１１ｂを順次、間欠的に駆動させる」ことを、気筒名「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」で示して説明する。
【０１４７】
例えば燃料を、サプライポンプ１１ａから気筒名「１」、「２」、「３」の気筒へ畜圧室１４を介して供給し、サプライポンプ１１ｂから気筒名「４」、「５」、「６」の気筒へ畜圧室１４を介して供給し、燃料を噴射させる気筒の順番が「１」、「５」、「３」、「６」、「２」、「４」であるものとする。
【０１４８】
この場合、サプライポンプ１１ａから気筒名「１」の気筒へ畜圧室１４を介して供給するタイミングの時だけ圧送しないように間引きする。これによりサプライポンプ１１ａが間欠的に駆動される。
【０１４９】
間欠駆動制御指令信号を受信したエンジンコントローラ４は、ポンプを間欠的に駆動させるポンプ制御パルス信号Ｓ9を、各サプライポンプ１１ａ、１１ｂの制御バルブ１１ｃに対して、順次出力する。こうして最初にサプライポンプ１１ａの制御バルブ１１ｃに、ポンプを間欠的に駆動させるポンプ制御パルス信号Ｓ9が入力され、つぎにサプライポンプ１１ｂの制御バルブ１１ｃに、ポンプを間欠的に駆動させるポンプ制御パルス信号Ｓ9が入力される。
【０１５０】
各サプライポンプ１１ａ、１１ｂを順次、間欠的に駆動させたときのコモンレール１４内の圧力は圧力センサ１４ａによって検出され、この検出結果が圧力信号Ｓ6としてエンジンコントローラ４に入力される。
【０１５１】
これによりエンジンコントローラ４からモニタコントローラ１６にネットワーク１０を介して圧力センサ１４ａの検出結果が送信される。
【０１５２】
モニタコントローラ１６は、各サプライポンプ１１ａ、１１ｂを順次、間欠的に駆動させたときのコモンレール１４内の圧力を比較する。故障が発生しているサプライポンプ１１ａに対して間欠的に駆動させる指令を与えたとしても、コモンレール１４内の圧力は異常な圧力値を示したままで変化はしない。しかし、故障が発生していないサプライポンプ１１ｂに対して間欠的に駆動させる指令を与えると、サプライポンプ１１ｂは正常な駆動状態から異常な駆動状態になるので、コモンレール１４内の圧力は異常な圧力値から更に低下する。こうした圧力値の変化を捕らえて、サプライポンプ１１ａが異常であると判断する処理を行う。この結果、異常なサプライポンプ１１ａを特定する文字、記号等が、モニタパネル７の表示画面７ｆに表示される。
【０１５３】
なお本実施形態においても、インジェクタ１５の異常診断を行う実施形態と同様に、モニタパネル７からサプライポンプ１１ａ、１１ｂを順次、間欠的に駆動させる指示を与え、各サプライポンプ１１ａ、１１ｂを順次、間欠的に駆動させたときの圧力値をモニタパネル７で順次表示させて、目視の判断によりサプライポンプ１１ａ、１１ｂの異常診断を行うようにしてもよい。
【０１５４】
本実施形態では、サプライポンプが２つ設けられた場合を想定しているが、本発明としてはサプライポンプが３以上設けられている装置にも適用することができる。
【０１５５】
なお図１、図５の実施形態では、油圧ポンプ２の吐出圧をリリーフ圧にさせることでエンジン１に一定の負荷をかかった状態にしている。しかしエンジン１の駆動力が伝達される機器を制御することで、エンジン１に一定の負荷がかかった状態にすることができる。たとえば図５において油圧シリンダ５０に接続された作業機に作業対象が当接したままストロークエンドの状態にすれば、エンジン１に一定の負荷をかけた状態にすることができる。これによりエンジン１の全気筒のうち半分を停止させることなくエンジン１に一定の負荷をかけることができる。そしてこの状態で、エンジン１の各気筒の稼動を順次停止させれば、エンジン回転数等の変化が顕著なものとなり、いずれの気筒が異常であるかの特定が容易になる。
【０１５６】
また本発明は建設機械のみならず油圧ポンプを備えていない一般の自動車等にも適用することができる。
【０１５７】
この場合、エンジンに一定の負荷をかけるために、エンジンの駆動力が伝達される機器に対して、エンジン１に一定の負荷がかかるように制御指令を出力すればよい。エンジンの駆動力が伝達される機器としては、建設機械であれば作業機、走行体などである。一般自動車であれば、クラッチ、車輪などである。たとえばクラッチを半クラッチの状態のままエンジンを稼動させることで、エンジンに一定の負荷をかけた状態にすることができる。
【０１５８】
また本実施形態では建設機械に既存のモニタパネル７のスイッチ７ｃ、７ｄ、７ｅ、表示画面７ｆを利用して異常診断を行う場合を想定している。しかし本発明はモニタパネル７を備えていない車両、機械に対しても適用することができる。たとえば本実施形態のモニタパネル７のスイッチ７ｃ、７ｄ、７ｅ、表示画面７ｆと同等の機能を有する入力手段、表示画面を備えたパーソナルコンピュータを、異常診断対象の車両、機械等に接続して、異常診断を行うことができる。
【０１５９】
なお、本実施形態ではモニタパネル７から指示を与え減筒運転をさせ、エンジン回転数等を検出するセンサ６の検出結果若しくは検出結果から得られた診断結果をモニタパネル７に表示させている。しかしモニタパネル７から指示を与え減筒運転をさせ作業者がエンジン音を聞くなど目視や聴覚等によって異常診断をしてもよい。
【０１６０】
また、本実施形態ではモニタコントローラ１６によってエンジン１の各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断しているが、エンジンコントローラ４によってエンジン１の各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断し、この診断結果をモニタコントローラ１６に送信し、モニタコントローラ１６によって診断結果をモニタパネル７のエンジン回転数表示部７ａ、気筒表示部７ｂに表示するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施形態の油圧回路を示す図である。
【図２】図２はエンジンの各気筒の圧縮室内に燃料を供給するための装置構成を示す図である。
【図３】図３はモニタパネルの外観を示す図である。
【図４】図４はエンジン回転数とトルクとの対応関係を示す図である。
【図５】図５は図１とは異なる油圧回路を示す図である。
【符号の説明】
１…エンジン
２…油圧ポンプ
３…ポンプ吐出量制御機構
４…エンジンコントローラ
５…ポンプコントローラ
６…センサ
Claims (4)
- エンジンによって駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出される圧油を制御する油圧機器と、前記エンジンの各気筒毎に制御指令を出力し制御指令に応じてエンジンの各気筒を稼動させるエンジン用コントローラと、前記油圧機器に対して制御指令を出力し制御指令に応じて前記油圧機器を作動させる油圧機器用コントローラと、エンジンの稼動状態を検出するセンサとを備え、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するエンジンの診断装置において、
前記油圧機器用コントローラから前記油圧機器に対して、前記エンジンに一定の負荷がかかるように、油圧ポンプの吐出圧油を制御する制御指令を出力し、
前記エンジンに一定の負荷がかかった状態で、前記エンジン用コントローラから前記エンジンの各気筒に対して、気筒の稼動を順次停止させる制御指令を出力し、
エンジンの気筒の稼動を順次停止させたときのエンジンの状態を、前記センサで検出し、
当該センサの検出結果に基づいて、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するようにしたこと
を特徴とするエンジンの診断装置。 - 前記油圧機器用コントローラから前記油圧機器に対して、前記油圧ポンプの吐出圧をリリーフ圧にする制御指令を出力して、前記エンジンにかかる負荷を一定にすること
を特徴とする請求項１記載のエンジンの診断装置。 - 前記センサの検出結果を表示する表示部と、車両を駆動させる制御指令を入力するスイッチ手段とを備えたモニタパネルと、前記モニタパネルに対応して設けられたモニタパネル用コントローラとをさらに備え、
前記モニタパネル用コントローラと、前記エンジン用コントローラと、前記油圧機器用コントローラの間で相互に制御信号が送受信可能に接続し、
前記モニタパネルのスイッチ手段を操作することによって、異常診断開始の指示が与えられると、前記モニタパネル用コントローラから前記油圧機器用コントローラに対してエンジンにかかる負荷を一定にする負荷一定制御指令を送信するととともに、前記モニタパネル用コントローラから前記エンジン用コントローラに対してエンジンの気筒の稼動を順次停止させる稼動停止制御指令を送信し、
負荷一定制御指令を受信した油圧機器用コントローラは、前記油圧機器に対して、前記エンジンに一定の負荷がかかるように、油圧ポンプの吐出圧油を制御する制御指令を出力し、
稼動停止制御指令を受信したエンジン用コントローラは、前記エンジンに一定の負荷がかかった状態で、前記エンジンの各気筒に対して、気筒の稼動を順次停止させる制御指令を出力し、
エンジンの気筒の稼動を順次停止させたときのエンジンの状態を、前記センサで検出し、
前記センサの検出結果を入力したモニタパネル用コントローラは、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断し、または前記センサの検出結果を入力したエンジン用コントローラは、前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断し、この診断結果をモニタパネル用コントローラに送信し、
モニタパネル用コントローラは診断結果をモニタパネルの表示部に表示すること
を特徴とする請求項１記載のエンジンの診断装置。 - 前記センサの検出結果を表示する表示部と、車両を駆動させる制御指令を入力するスイッチ手段とを備えたモニタパネルと、前記モニタパネルに対応して設けられたモニタパネル用コントローラとをさらに備え、
前記モニタパネル用コントローラと、前記エンジン用コントローラと、前記油圧機器用コントローラの間で相互に制御信号が送受信可能に接続し、
前記モニタパネルのスイッチ手段を操作することによって、異常診断開始の指示が与えられると、前記モニタパネル用コントローラから前記油圧機器用コントローラに対してエンジンにかかる負荷を一定にする負荷一定制御指令を送信するととともに、前記モニタパネル用コントローラから前記エンジン用コントローラに対してエンジンの気筒の稼動を順次停止させる稼動停止制御指令を送信し、
負荷一定制御指令を受信した油圧機器用コントローラは、前記油圧機器に対して、前記エンジンに一定の負荷がかかるように、油圧ポンプの吐出圧油を制御する制御指令を出力し、
稼動停止制御指令を受信したエンジン用コントローラは、前記エンジンに一定の負荷がかかった状態で、前記エンジンの各気筒に対して、気筒の稼動を順次停止させる制御指令を出力し、
エンジンの気筒の稼動を順次停止させたときのエンジンの状態を、前記センサで検出し、
前記センサの検出結果を入力したモニタパネル用コントローラは、エンジンの気筒の稼動を順次停止させる毎のエンジンの各状態を、モニタパネルの表示部に表示し、この表示部の表示内容に基づいて前記エンジンの各気筒のいずれかに異常が発生したかを診断するようにしたこと
を特徴とする請求項１記載のエンジンの診断装置。
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