JP6912407B2 - エンジン - Google Patents
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Description
図1(A)〜(C)に例示するように、DPF装置(1)と、電子制御装置(2)と、異常表示部(3)を備え、
DPF装置(1)は、DPF(1a)を収容したDPFケース(1b)を備え、
DPFケース(1b)中のDPF(1a)の不存在が検出された場合には、電子制御装置(2)の制御により、異常表示部(3)で図2(II)又は図3(II)に例示する所定の異常表示がなされるように構成されている。
図1(A)〜(C)に例示するように、DPF装置(1)と、電子制御装置(2)と、異常表示部(3)を備え、
DPF装置(1)は、DPF(1a)を収容したDPFケース(1b)を備え、
DPFケース(1b)の不存在が検出された場合には、電子制御装置(2)の制御により、異常表示部(3)で図2(III)又は図3(III)に例示する所定の異常表示がなされるように構成されている。
(請求項1と2に係る発明に共通の発明特定事項)
図1(A)に例示するように、不揮発性記憶媒体(6)を備え、
図1(A)〜(C)及び図5に例示するように、異常表示部(3)で異常表示が開始(S4)された後、異常表示の対象となった異常状態からの正常回復状態が検出された場合には、異常表示が終了(S6)され、正常回復状態が検出されないまま異常放置運転が継続された場合には、異常表示が継続(S7)されるとともに、異常放置運転時間が積算(S8)され、異常放置運転時間の積算時間が所定の記憶開始設定時間(T)以上になった場合には、異常放置運転の総積算時間、及び/又は、所定の記憶開始設定時間(T)以上になった異常放置運転の運転回数が不揮発性記憶媒体(6)に記憶(S10)されるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。
また、本発明によれば、図1(A)に例示する不揮発性記憶媒体(6)に、図5に例示するように、違法運転の証拠となりうる異常放置運転の履歴を記憶(S10)させ、異常放置運転を回避するようエンジン運転者を誘導することができる。
この実施形態では、立形水冷の直列多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
図1(A)に示すように、このエンジンは、シリンダブロック(7)の上部に組み付けられたシリンダヘッド(8)と、シリンダヘッド(8)の左右に取り付けられた、排気マニホルド(9)及び吸気マニホルド(10)と、クランク軸(7a)の架設方向を前後方向としてシリンダブロック(7)の前部に配置された調時伝動ケース(11)と、シリンダブロック(7)の後部に配置されたフライホイール(12)と、調時伝動ケース(11)の前部に配置されたエンジン冷却ファン(13)を備えている。
図1(A)に示すように、このエンジンは、排気マニホルド(9)に接続されたDPF装置(1)と、DPF装置(1)に接続されたSCR触媒装置(14)と、排気マニホルド(9)と吸気マニホルド(10)の間に架設されたEGR装置(5)を備えている。
DOCは、ディーゼル酸化触媒の略称であり、排気(15)中のCO(一酸化炭素)及びNO(一酸化窒素)を酸化する。DOC(1e)には、内部に軸長方向に沿う多数のセルが貫通状に並設されたフロースルー式のセラミックハニカムが用いられ、セル内には白金やパラジウムやロジウム等の酸化触媒成分が担持されている。DOC(1e)は、DPF(1a)の排気上流側でDPFケース(1b)に収容されている。
尚、DPF(1a)の再生途中で、DPF出口排気温度が異常高温(例えば700°C前後)に至った場合には、DPF(1a)の熱損傷を避けるため、ポスト噴射は中止される。
SCR触媒は、選択触媒還元(Selective Catalytic Reduction)型の触媒の略称であり、内部に軸長方向に沿う多数のセルが貫通状に並設されたフロースルーハニカム型のものが用いられている。アンモニア浄化用酸化触媒(14c)は、NH3(アンモニア)のスリップを防止するためのものである。
SCR触媒装置(14)の複数のセンサは、SCR触媒ケース(14b)の排気入口側のSCR入口側NOxセンサ(14e)及びSCR入口側排気温度センサ(14f)と、SCR触媒ケース(14b)の排気出口側のSCR出口側NOxセンサ(14g)からなり、これらは電子制御装置(2)を介して尿素水インジェクタ(14d)に連携され、排気(15)の温度とNOx浄化率に応じて、電子制御装置(2)の制御により尿素水インジェクタ(14d)からの尿素水(14h)の噴射量が配量される。尿素水インジェクタ(14d)にはバッテリ(19)から電力が供給されている。
尿素水タンク(14i)には、尿素水残量センサ(14j)と尿素水品質センサ(14k)が支持され、これらは電子制御装置(2)に連携され、尿素水品質センサ(14k)では、媒体の熱伝導率が計測され、媒体の違いや濃度により、電子制御装置(2)で尿素水(14h)の品質が検出される。
EGR装置(5)は、EGRガス(16)を排気マニホルド(9)から吸気マニホルド(10)に還流させ、燃焼室(図示せず)での燃焼最高温度を低下させ、排気(15)中のNOx発生量を減少させる
図1(A)に示すように、このエンジンは、DPF装置(1)と、電子制御装置(2)と、異常表示部(3)を備えている。
DPF装置(1)は、DPF(1a)を収容したDPFケース(1b)を備えている。
DPFケース(1b)中のDPF(1a)の不存在が検出された場合には、電子制御装置(2)の制御により、異常表示部(3)で図2(II)に示す所定の異常表示がなされるように構成されている。
また、図1(A)に示すDPFケース(1b)の不存在の検出時には、電子制御装置(2)の制御により、異常表示部(3)で図2(III)に示す所定の異常表示がなされるように構成されている。
このため、DPF装置(1)の不正改変に対し、エンジン運転者に正常な状態への回復を促すことができる。
DPFケース(1b)の不存在は、DPFケース(1b)に支持された全てのセンサ(1c)(1d)(1f)(1g)の断線による出力信号の不通に基づいて検出される。
このため、表示パターンの相違で異なるDPF装置(1)の不正改変をエンジン運転者に識別させることができる。
また、注意喚起性が高い点滅表示で、エンジン運転者の見逃しを防止することができる。
このエンジンでは、DPF(1a)の不存在の異常表示が、図2(III)に示す交互表示で、DPFケース(1b)の不存在の異常表示が、図2(II)に示す点滅表示で、表示されるようにしてもよい。
表示灯(3a)は、エンジン搭載機械のダッシュボード(20)のディスプレイ(4)の脇に設けられている。
表示灯(3a)には、LEDや豆電球等を用いることができる。LEDは発光ダイオードの略称である。
このエンジンでは、DPF(1a)の不存在の異常表示が、図3(III)に示す短周期点滅表示で、DPFケース(1b)の不存在の異常表示が、図3(II)に示す中周期点滅表示で、表示されるようにしてもよい。
このエンジンでは、DPF(1a)の不存在の異常表示が、図2(III)に示す交互表示で、DPFケース(1b)の不存在の異常表示が、図2(II)に示す点滅表示で表示されるようにしてもよい。
ディスプレイ(4)は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等を用いることができる。ELはエレクトロルミネッセンスの略称である。
このエンジンでは、DPF(1a)の不存在の異常表示が、図3(III)に示す短周期点滅表示で、DPFケース(1b)の不存在の異常表示が、図3(II)に示す中周期点滅表示で表示されるようにしてもよい。
この場合、表示内容の相違でDPF装置(1)の異なる不正改変の異常をエンジン運転者に報知することができる。
また、注意喚起性が高いディスプレイ表示で、エンジン運転者の見逃しを防止することができる。
このため、EGR弁(5a)の動作妨害に対し、エンジン運転者に正常な状態への回復を促すことができる。
このため、SCR触媒装置(14)の不備に対し、エンジン運転者に正常な状態への回復を促すことができる。
区分(I)は、エンジン故障に関する区分で、区分(II)(III)に含まれるものは除かれる。
区分(I)には、部品故障と機能不全が含まれる。部品故障は、センサの出力信号の異常、センサの断線による出力信号の不通に基づいて検出される。機能不全には、オーバーヒート、油圧低下、その他のものが含まれ、オーバーヒートは水温センサの出力値、油圧低下は油圧センサの出力値に基づいて検出される。
区分(I)の異常状態が検出された場合には、電子制御装置(2)の制御により、異常表示部(3)で図2(I)又は図3(I)の異常表示が用いられる。
図2(I)の異常表示は、表示灯(3a)又はディスプレイ(4)の発光領域(3b)の連続点灯表示、図3(I)の異常表示は、表示灯(3a)又はディスプレイ(4)の発光領域(3b)の長周期点滅表示である。区分(I)の異常表示は、ディスプレイ(4)に表示される文字及び/又は図形であってもよい。
区分(II)の異常状態が検出された場合には、電子制御装置(2)の制御により、異常表示部(3)で図2(II)又は図3(II)の異常表示、或いは、ディスプレイ(4)による文字及び/又は図形の異常表示がなされる。
区分(III)の異常状態が検出された場合には、電子制御装置(2)の制御により、異常表示部(3)で図2(III)又は図3(III)の異常表示、或いは、ディスプレイ(4)による文字及び/又は図形の異常表示がなされる。
このエンジンでは、区分(II)の異常状態が検出された場合には、図2(III)又は図3(III)の異常表示がなされ、区分(III)の異常状態が検出された場合には、で図2(II)又は図3(II)の異常表示がなされるようにしてもよい。
区分(III)には、DPF装置のモニタリング不調が含まれる。DPF装置のモニタリング不調は、DPF装置(1)の各センサ(1c)(1d)(1f)(1g)の不調を含み、各センサの出力信号の異常や断線による各センサの出力信号の不通により検出される。
SCR触媒装置の不正改変は、SCR触媒ケースの不存在を含み、SCR触媒ケースの不存在は、図1(A)に示すSCR触媒ケース(14b)に支持された全てのセンサ(14e)(14f)(14g)の断線による出力信号の不通、断線による尿素水インジェクタ(14d)への制御信号や駆動電力の不通により検出される。
SCR触媒装置の不正改変は、尿素水タンクの不存在を含み、尿素水タンクの不存在は、図1(A)に示す尿素水タンク(14i)に支持された全てのセンサ(14j)(14k)の出力信号の不通により検出される。
SCR触媒装置のモニタリング不調は、図1(A)に示すSCR触媒ケース(14b)に支持されたセンサ(14e)(14f)(14g)の不調と、尿素水タンク(14i)に支持されたセンサ(14j)(14k)の不調を意味し、これらセンサからの出力信号の異常や断線による出力信号の不通により検出される。
SCR触媒装置(14)の不正管理は、尿素水の残量不足、尿素水の品質不備、尿素水の配量不備を含み、これらを検出するセンサ(14e)(14f)(14g)(14j)(14k)の出力値に基づいて検出される。
区分(I)の異常状態が検出された場合には、異常表示のみがなされる。
区分(I)の異常状態は一般的なエンジン故障に関するものであり、区分(II)(III)の異常状態、すなわち排気浄化システムの不備に比べ、エンジン使用者の悪意の蓋然性が低いためである。
図5に示すように、異常表示部(3)で異常表示が開始(S4)された後、異常表示の対象となった異常状態からの正常回復状態が検出された場合には、異常表示が終了(S6)され、正常回復状態が検出されないまま異常放置運転が継続された場合には、異常表示が継続(S7)されるとともに、異常放置運転時間が積算(S8)され、異常放置運転時間の積算時間が所定の記憶開始設定時間(T)以上になった場合には、異常放置運転の総積算時間、及び/又は、所定の記憶開始設定時間(T)以上になった異常放置運転の運転回数が不揮発性記憶媒体(6)に記憶(S10)されるように構成されている。
このため、図1(A)に示す不揮発性記憶媒体(6)に、図5に示すように、違法運転の証拠となりうる異常放置運転の履歴を記憶(S10)させ、異常放置運転を回避するようエンジン運転者を誘導することができる。
このため、既に正常回復を終えている善意のエンジン運転者が、状態検出準備期間中の異常放置運転時間の積算(S8)により不当な不利益を受けることがない。
その理由は、次の通りである。
すなわち、状態検出準備期間中の異常放置運転時間の積算(S8)の停止を無条件に許容すると、悪意のエンジン運転者がエンジンの停止と始動を頻繁に繰り返し、故意に状態検出準備期間を繰り返させ、異常放置運転時間の積算(S8)を回避する不正が行われるおそれがあるため、このような場合には、状態検出準備期間中であっても、エンジン停止前になされていた異常放置運転時間の積算(S8)を継続することにより、悪意による積算回避を防止できるようにしている。
このため、エンジン出力の制限により、異常放置運転を回避するようエンジン運転者を誘導することができる。
このエンジンでは、異常放置運転の記憶開始が、異常状態の検出から20時間後とされているのに対し、エンジン出力の制限の開始は、異常状態の検出から3時間後とされている。
エンジン出力の制限は段階的に行ってもよく、例えば異常状態の検出から3時間経過後には軽度の制限を行い、4時間経過後には重度の制限を行ってもよい。
これらは、排気浄化システムのNOx浄化に関する重大な不備に該当するためである。
このエンジンでは、リンプホームモードの対象となる異常状態に、区分(II)や区分(III)のDPFケースの不存在やDPF装置のモニタリニグ不調を含めてもよい。これらは、排気浄化システムのPM浄化に関する重大な不備に該当するためである。
不揮発性記憶媒体(6)には、異常放置運転の積算時間、及び/又は、記憶猶予時間を超過した異常放置運転の運転回数とともに、異常状態の内容が、故障診断コードによって異常データとして記憶される。
故障診断コードは、複数桁の数字や記号で示される。
故障診断ツールには、故障診断プログラムをインストールしたノートパソコンや携帯用端末等を用いることができる。
エンジン搭載機械のダッシュボード(20)に不揮発性記憶媒体(6)のデータの出力ポート(6a)が設けられ、この出力ポート(6a)に故障診断ツールのプラグを差し込み、異常データの読み取りを行う。出力ポート(6a)には、USBポート等を用いることができる。USBは、ユニバーサル・シリアル・バスの略称である。
図5に示すように、ステップ(S1)でエンジンが始動されると、ステップ(S2)に移行する。
ステップ(S2)では、エンジンが正常状態か異常状態かの検出を準備するための状態検出準備期間が経過したか否かが判定され、判定が肯定された場合には、ステップ(S3)に移行する。判定が否定された場合には、判定が肯定されるまでステップ(S2)が繰り返される。
ステップ(S3)では、エンジンの異常状態(区分(I)を除く)か否かが判定される。判定が肯定された場合には、ステップ(S4)に移行する。判定が否定された場合には、判定が肯定されるまでステップ(S3)が繰り返される。
ステップ(S4)では、異常表示が開始され、ステップ(S5)に移行する。
ステップ(S5)では、エンジンが正常回復状態となっているか否かが判定され、判定が肯定された場合には、ステップ(S6)に移行する。判定が否定された場合には、ステップ(S7)に移行する。
ステップ(S6)では、異常表示を終了し、ステップ(S3)に戻る。
ステップ(S8)では、異常放置運転時間を積算し、ステップ(S9)に移行する。ステップ(S9)では、異常放置運転時間の積算時間が所定の記憶設定時間(T)以上か否かが判定され、判定が肯定された場合には、ステップ(S10)に移行する。判定が否定された場合には、ステップ(S11)に移行する。
ステップ(S10)では、異常放置運転の総積算時間、及び/又は、記憶開始猶予時間を経過した異常放置運転の運転回数を記憶し、ステップ(S5)に戻る。
ステップ(S11)では、エンジンが停止されたか否かが判定され、判定が肯定された場合には、ステップ(S12)に移行する。判定が否定された場合には、ステップ(S5)に戻る。
ステップ(S12)では、異常放置運転中のエンジン停止を記憶する。
すなわち、ステップ(S12)で異常放置運転中のエンジン停止が記憶されると、エンジン再始動時には、状態検出準備期間中であっても、ステップ(S5)で正常回復状態になっていることが判定されない限り、エンジン停止前になされていた異常表示の継続(S7)と、異常放置運転時間の積算(S8)が継続され、前記した悪意による積算回避が防止される。
なお、このフローチャートでは、リンプホームモードの制御は省略した。
図6(A)のようにエンジン運転が正常始動され、図6(B)のように異常状態(区分(I)を除く)が検出されると、図6(C)のように異常放置運転時間の積算による記憶開始タイミングの計測が開始される。
その後、記憶開始タイミングの計測値が所定の記憶開始設定値(T)に到達すると、図6(D)のように異常放置運転の総積算時間の記憶が開始されるとともに、図6(E)のように異常放置運転の運転回数の記憶が開始される。このエンジンでは、記憶開始設定値(T)は20時間に設定されており、記憶開始設定値(T)に最初に到達した場合には、異常放置運転の総積算時間が20時間と記憶され、運転回数が1回と記憶される。
なお、図6(A)のエンジン停止中は、図6(C)のように記憶開始タイミングの計測が中断され、エンジン再始動により、再開される。再開時には、中断直前の値が初期値とされる。
その後、記憶開始タイミングの計測値が記憶開始設定時間(T)に到達すると、図6(D)のように異常放置運転の総積算時間の記憶が更新されるとともに、図6(E)のように異常放置運転の運転回数の記憶が更新される。
異常放置運転の総積算時間の記憶は、第1回目が25時間であったため、20時間が積算され、45時間になり、運転回数の記憶は2回になる。
なお、図6(A)のエンジン停止中は、図6(C)のように記憶開始タイミングの計測が中断され、エンジン再始動により、再開される。再開時には、中断直前の値が初期値とされる点は、第1回目と同じである。
Claims (13)
- DPF装置(1)と、電子制御装置(2)と、異常表示部(3)を備え、
DPF装置(1)は、DPF(1a)を収容したDPFケース(1b)を備え、
DPFケース(1b)中のDPF(1a)の不存在が検出された場合には、電子制御装置(2)の制御により、異常表示部(3)で所定の異常表示がなされるように構成され、
不揮発性記憶媒体(6)を備え、
異常表示部(3)で異常表示が開始(S4)された後、異常表示の対象となった異常状態からの正常回復状態が検出された場合には、異常表示が終了(S6)され、正常回復状態が検出されないまま異常放置運転が継続された場合には、異常表示が継続(S7)されるとともに、異常放置運転時間が積算(S8)され、異常放置運転時間の積算時間が所定の記憶開始設定時間(T)以上になった場合には、異常放置運転の総積算時間、及び/又は、所定の記憶開始設定時間(T)以上になった異常放置運転の運転回数が不揮発性記憶媒体(6)に記憶(S10)されるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。 - DPF装置(1)と、電子制御装置(2)と、異常表示部(3)を備え、
DPF装置(1)は、DPF(1a)を収容したDPFケース(1b)を備え、
DPFケース(1b)の不存在が検出された場合には、電子制御装置(2)の制御により、異常表示部(3)で所定の異常表示がなされるように構成され、
不揮発性記憶媒体(6)を備え、
異常表示部(3)で異常表示が開始(S4)された後、異常表示の対象となった異常状態からの正常回復状態が検出された場合には、異常表示が終了(S6)され、正常回復状態が検出されないまま異常放置運転が継続された場合には、異常表示が継続(S7)されるとともに、異常放置運転時間が積算(S8)され、異常放置運転時間の積算時間が所定の記憶開始設定時間(T)以上になった場合には、異常放置運転の総積算時間、及び/又は、所定の記憶開始設定時間(T)以上になった異常放置運転の運転回数が不揮発性記憶媒体(6)に記憶(S10)されるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。 - 請求項1に記載されたエンジンにおいて、
DPFケース(1b)の不存在が検出された場合にも、電子制御装置(2)の制御により、異常表示部(3)で所定の異常表示がなされるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。 - 請求項3に記載されたエンジンにおいて、
異常表示部(3)が表示灯(3a)で構成され、DPF(1a)の不存在の異常表示と、DPFケース(1b)の不存在の異常表示が、点滅表示と、点滅と連続点灯を交互に繰り返す交互表示で表示されるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。 - 請求項3に記載されたエンジンにおいて、
異常表示部(3)が表示灯(3a)で構成され、DPF(1a)の不存在の異常表示と、DPFケース(1b)の不存在の異常表示が、点滅周期が異なる点滅表示で表示されるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。 - 請求項3に記載されたエンジンにおいて、
異常表示部(3)がディスプレイ(4)の所定の発光領域(3b)で構成され、DPF(1a)の不存在の異常表示と、DPFケース(1b)の不存在の異常表示が、発光領域(3b)の発光と非発光の繰り返しによる点滅表示と、発光領域(3b)の連続発光による連続点灯と点滅を交互に繰り返す交互表示で構成されている、ことを特徴とするエンジン。 - 請求項3に記載されたエンジンにおいて、
異常表示部(3)がディスプレイ(4)の所定の発光領域(3b)で構成され、DPF(1a)の不存在とDPFケース(1b)の不存在の異常表示が、発光領域(3b)の発光と非発光の繰り返しによる点滅表示で構成され、これらが異なる点滅周期で識別可能に構成されている、ことを特徴とするエンジン。 - 請求項3に記載されたエンジンにおいて、
異常表示部(3)がディスプレイ(4)で構成され、DPF(1a)の不存在の異常表示と、DPFケース(1b)の不存在の異常表示が、ディスプレイ(4)に表示される文字及び/又は図形で識別可能に構成されている、ことを特徴とするエンジン。 - 請求項1から請求項8のいずれかに記載されたエンジンにおいて、
EGR弁(5a)を備え、
EGR弁(5a)の動作妨害が検出された場合には、電子制御装置(2)の制御により、異常表示部(3)で所定の異常表示が表示されるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。 - 請求項1から請求項9のいずれかに記載されたエンジンにおいて、
SCR触媒装置(14)を備え、
SCR触媒装置(14)の不備が検出された場合には、電子制御装置(2)の制御により、異常表示部(3)で所定の異常表示が表示されるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。 - 請求項1から請求項10のいずれかに記載されたエンジンにおいて、
異常状態か正常回復状態かの検出が不能なエンジン始動後の状態検出準備期間中は、異常表示の開始(S4)と、異常放置運転時間の積算(S8)が停止されるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。 - 請求項11に記載されたエンジンにおいて、
異常放置運転の積算時間が所定の記憶開始設定時間(T)未満の場合に、エンジンが停止(S11)された場合には、エンジン再始動(S13)の検出後は、状態検出準備期間中であっても、正常回復状態が検出されるまで、エンジン停止前になされていた異常表示の継続(S7)と、異常放置運転時間の積算(S8)が継続されるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。 - 請求項1から請求項12のいずれかに記載されたエンジンにおいて、
異常状態が検出された後、正常回復状態が検出されないまま異常放置運転が継続され、異常放置運転の積算時間が所定の出力制限の開始設定時間以上になった場合には、電子制御装置(2)の制御により、エンジン出力が制限されるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。
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