JP7158101B2

JP7158101B2 - インジェクタ故障診断装置及びインジェクタ故障診断方法

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Publication number: JP7158101B2
Application number: JP2019066663A
Authority: JP
Inventors: ティエンチエンレ; 尚横山; 恭宏相樂; 聡志猪瀬
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2022-10-21
Anticipated expiration: 2039-03-29
Also published as: US20220154661A1; CN113423946A; KR20210103574A; US11655774B2; EP3919735A4; JP2020165378A; CN113423946B; WO2020203795A1; KR102521498B1; EP3919735A1

Description

本発明は、各気筒毎に燃料を噴射するインジェクタが設けられた多気筒内燃機関のインジェクタ故障診断装置及びインジェクタ故障診断方法に関する。

多気筒内燃機関を備える建設機械などの車両には、内燃機関の制御装置に、気筒に燃料を噴射するインジェクタの通電様子を監視することにより、断線や短絡などを検出可能な故障診断機能を備えるものがある。この故障診断機能では、インジェクタの電気的な故障を検出することができるが、燃料リークや渋りなどによるインジェクタの機械的な故障を検出するのは難しい。このため、機械的な故障による性能低下や白煙・黒煙等の明らかな異常状態が発生するまで気が付かないことが多いので、不具合が急に起きてしまう問題がある。このような不具合が急に起きると、建設機械のダウンタイムに繋がり、建設機械の安定稼動を妨げてしまう恐れがある。

そこで、気筒毎に燃料噴射を意図的に停止させ、作業者の聴力で内燃機関の稼動音の変化などに基づき機械的な故障を診断する方法が提案されている。しかし、この方法は、人間の聴音による感覚的なものであるため、作業者の豊富な経験や高度の知識などに依存するだけではなく、結果のばらつきも生じやすい問題がある。

これに対して、特許文献１には、多気筒内燃機関の各気筒が一巡する１サイクルにおいて、この１サイクル周期の回転変動のうねりを用いて故障インジェクタを特定する方法が開示されている。

また、特許文献２には、指示燃料噴射量に基づいて故障インジェクタを特定する方法が開示されている。すなわち、故障インジェクタが燃料噴射しないことを利用して、インジェクタを２つずつ同時に停止させ、指示燃料噴射量の変化で故障インジェクタを特定する。

特開２００２－１２２０３７号公報特開２０１６－０１４３７５号公報

しかし、特許文献１に記載の方法では、回転変動のうねりを用いて故障インジェクタを特定する場合、その変動の閾値を設ける必要があり、診断精度を上げるためには、内燃機関が稼動する筐体や環境に合わせたモデル開発が必要である。

また、特許文献２に記載の方法では、気筒数が多い場合に同時に停止する気筒の組み合わせの影響が小さいが、４気筒などのような気筒数が少ない場合に、同時に停止する２つ気筒の組み合わせによっては、指示燃料噴射量の変化が異なり、診断精度が低下する恐れがある。

上述の事情に鑑みて、本発明は、インジェクタの機械的な故障を簡単で且つ高精度で診断することができるとともに、故障インジェクタを容易に特定することができるインジェクタ故障診断装置及びインジェクタ故障診断方法を提供することを目的とする。

本発明に係るインジェクタ故障診断装置は、各気筒毎に燃料を噴射するインジェクタが設けられた多気筒内燃機関のインジェクタ故障診断装置であって、全てのインジェクタを稼動させた時の稼動音を現状稼動音として取得し、全てのインジェクタのうちの一つの燃料噴射が停止され残りのインジェクタを稼動させた時の稼動音を擬似故障時稼動音として全てのインジェクタを対象に取得する稼動音取得部と、前記稼動音取得部で取得した各インジェクタの擬似故障時稼動音が現状稼動音と類似するか否かをそれぞれ判定し、故障インジェクタを特定する故障インジェクタ特定部と、を備えることを特徴としている。

本発明に係るインジェクタ故障診断装置では、稼動音取得部が現状稼動音及び各インジェクタの擬似故障時稼動音を取得し、故障インジェクタ特定部が各インジェクタの擬似故障時稼動音が現状稼動音と類似するか否かをそれぞれ判定し、故障インジェクタを特定するので、インジェクタの機械的な故障を簡単に診断することができるとともに、故障インジェクタを容易に特定することができる。しかも、人間の聴力で診断する場合と比べて精度を高めることができる。

本発明に係るインジェクタ故障診断方法は、各気筒毎に燃料を噴射するインジェクタが設けられた多気筒内燃機関のインジェクタ故障診断方法であって、全てのインジェクタを稼動させた時の稼動音を現状稼動音として取得する現状稼動音取得工程と、全てのインジェクタのうちの一つの燃料噴射が停止され残りのインジェクタを稼動させた時の稼動音を擬似故障時稼動音とし、全てのインジェクタに対して順次に取得する擬似故障時稼動音取得工程と、前記擬似故障時稼動音取得工程で取得した各インジェクタの擬似故障時稼動音が前記現状稼動音取得工程で取得した現状稼動音と類似するか否かをそれぞれ判定し、故障インジェクタを特定する診断工程と、を含むことを特徴としている。

本発明に係るインジェクタ故障診断方法では、現状稼動音取得工程で現状稼動音、擬似故障時稼動音取得工程で各インジェクタの擬似故障時稼動音をそれぞれ取得し、診断工程で各インジェクタの擬似故障時稼動音が現状稼動音と類似するか否かをそれぞれ判定し、故障インジェクタを特定するので、インジェクタの機械的な故障を簡単に診断することができるとともに、故障インジェクタを容易に特定することができる。しかも、人間の聴力で診断する場合と比べて精度を高めることができる。

本発明によれば、インジェクタの機械的な故障を簡単で且つ高精度で診断することができるとともに、故障インジェクタを容易に特定することができる。

第１実施形態に係るインジェクタ故障診断装置を示す概略構成図である。インジェクタ故障診断方法を説明するためのフローチャートである。稼動音取得と擬似故障を説明するための図である。スマートフォンによる操作を説明するための模式図である。スマートフォンによる操作を説明するための模式図である。周波数の整数倍成分に現れるピークに基づいて類似度を計算することを説明するための図である。第２実施形態に係るインジェクタ故障診断装置を示す概略構成図である。第３実施形態に係るインジェクタ故障診断装置を示す概略構成図である。第４実施形態に係るインジェクタ故障診断装置を示す概略構成図である。第５実施形態に係るインジェクタ故障診断装置を示す概略構成図である。

以下、図面を参照して本発明に係るインジェクタ故障診断装置及びインジェクタ故障診断方法の実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重複説明は省略する。

[インジェクタ故障診断装置の第１実施形態]
図１は第１実施形態に係るインジェクタ故障診断装置を示す概略構成図である。本実施形態のインジェクタ故障診断装置１は、多気筒内燃機関２に設けられた複数のインジェクタの故障を診断するための装置である。

多気筒内燃機関２は、例えば建設機械に搭載されており、例えば直列に配置された４つの気筒（第１気筒２５、第２気筒２６、第３気筒２７及び第４気筒２８）と、各気筒の内部に燃料を噴射するインジェクタ（第１インジェクタ２１、第２インジェクタ２２、第３インジェクタ２３及び第４インジェクタ２４）と、各インジェクタの動作を制御するインジェクタ制御部２０と、を備えている。

インジェクタ制御部２０は、例えば、演算を実行するＣＰＵ(Central processing unit)と、演算のためのプログラムを記録した二次記憶装置としてのＲＯＭ（Read only memory）と、演算経過の保存や一時的な制御変数を保存する一時記憶装置としてのＲＡＭ（Random access memory）とを組み合わせてなるマイクロコンピュータにより構成されており、記憶されたプログラムの実行によって各インジェクタの停止や復帰などを含む動作を制御する。

一方、インジェクタ故障診断装置１は、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Data Assistant）などの携帯端末に設けられている。以下の説明では、インジェクタ故障診断装置１がスマートフォン１０に設けられる例を挙げるが、タブレット端末、携帯電話、ＰＤＡなどの携帯端末に設けられても良い。

スマートフォン１０に設けられたインジェクタ故障診断装置１は、多気筒内燃機関２と通信可能に構成されている。例えば、多気筒内燃機関２にシリアル・ＷＩＦＩ変換機（図示せず）が取り付けられており、インジェクタ故障診断装置１は、該シリアル・ＷＩＦＩ変換機を介して多気筒内燃機関２との通信を行う。また、シリアル・ＷＩＦＩ変換機に代えて、Bluetooth（登録商標）や無線ＬＡＮ（Local Area Network）などを用いても良い。

図１に示すように、インジェクタ故障診断装置１は、擬似故障部１１と、稼動音取得部１２と、故障インジェクタ特定部１３と、診断結果出力部１４とを備えている。

擬似故障部１１は、多気筒内燃機関２のインジェクタ制御部２０との協働で、各インジェクタの燃料噴射を意図的に停止させる擬似故障を発生させつつ、所定時間経過後に発生した擬似故障を取り消せるように形成されている。より具体的には、擬似故障部１１は、インジェクタ制御部２０を介して、４つのインジェクタ（すなわち、第１インジェクタ２１、第２インジェクタ２２、第３インジェクタ２３及び第４インジェクタ２４）の一つを停止させるとともに残りのインジェクタを稼動させる擬似故障を、４つのインジェクタを対象に順に発生させる。

例えば、擬似故障部１１は、インジェクタ制御部２０を介して、まず第１インジェクタ２１の燃料噴射を停止させて第２～第４インジェクタ２２～２４を稼動させる第１擬似故障を発生させる。そして、所定時間経過後、擬似故障部１１は、インジェクタ制御部２０を介して停止した第１インジェクタ２１を復帰させることにより、上述の第１擬似故障を取り消す。そして、第１擬似故障が取り消されると、４つのインジェクタを全て稼動させる状態になる。

続いて、擬似故障部１１は、インジェクタ制御部２０を介して、第２インジェクタ２２の燃料噴射を停止させて第１インジェクタ２１、第３インジェクタ２３及び第４インジェクタ２４を稼動させる第２擬似故障を発生させる。そして、所定時間経過後、擬似故障部１１は、インジェクタ制御部２０を介して停止した第２インジェクタ２２を復帰させることにより、上述の第２擬似故障を取り消す。

その後、擬似故障部１１は、同様に第３擬似故障の発生及び取り消し、第４擬似故障の発生及び取り消しを順に行う。

稼動音取得部１２は、例えばスマートフォン１０に内蔵されたマイクであり、４つのインジェクタを稼動させた時の稼動音を現状稼動音として取得するとともに、上述の第１～第４擬似故障を発生させる時の稼動音を擬似故障時稼動音としてそれぞれ取得する。この稼動音取得部１２は、故障インジェクタ特定部１３と電気的に接続され、取得した現状稼動音及び各擬似故障時稼動音を故障インジェクタ特定部１３に出力する。

故障インジェクタ特定部１３は、稼動音取得部１２から現状稼動音及び各擬似故障時稼動音（すなわち、第１擬似故障時稼動音、第２擬似故障時稼動音、第３擬似故障時稼動音及び第４擬似故障稼時動音）を取得し、各擬似故障時稼動音が現状稼動音と類似するか否かをそれぞれ判定するとともに、故障インジェクタを特定する。

より具体的には、故障インジェクタ特定部１３は、現状稼動音を基準として、第１擬似故障時稼動音、第２擬似故障時稼動音、第３擬似故障時稼動音及び第４擬似故障時稼動音を順に現状稼動音と比較することで、それぞれが現状稼動音と類似するか否かを判定する。類似判定については、例えば図６に示すように、現状稼動音及び各インジェクタの擬似故障時稼動音について、周波数領域に現れる周波数のピーク（例えばエンジン（すなわち、多気筒内燃機関）の１次爆発周波数と気筒数の比の整数倍成分に現れるピーク）に基づきそれぞれの類似度を計算することにより行われる。このようにすることで、各擬似故障時稼動音が現状稼動音と類似するか否かを高精度で判定することができる。なお、図６において横軸は周波数を示し、縦軸は音圧レベルを示す。

また、類似判定は、上述の周波数領域に現れる周波数のピークに基づいて類似度を計算する方法に代えて、各稼動音の特徴量ベクトルを主成分分析法（ＰＣＡ法）でデータの次元を削除し可視化することで行われても良く、又は各稼動音の相互相関関数（時間軸の類似度）を計算することで行われても良く、或いは各稼動音の音声データを高速フーリエ変換して周波数特性をパターンマッチングすることで行われても良い。

そして、類似しないと判定した場合、故障インジェクタ特定部１３は、故障インジェクタがないと判定する。一方、類似すると判定した場合、故障インジェクタ特定部１３は、その擬似故障時稼動音に対応するインジェクタを故障インジェクタとして特定する。

診断結果出力部１４は、故障インジェクタ特定部１３と電気的に接続され、故障インジェクタ特定部１３から診断結果を受信して作業者等に知らせる。例えば、診断結果出力部１４は、故障インジェクタの有無、故障インジェクタがあった場合における特定した故障インジェクタの番号等の情報をスマートフォン１０の表示画面に表示することにより、作業者等に知らせる。また、特定した故障インジェクタの情報は、スマートフォン１０の表示画面に表示するとともに、後述するサーバに送信しても良い。

本実施形態に係るインジェクタ故障診断装置１では、稼動音取得部１２が現状稼動音及び各インジェクタの擬似故障時稼動音を取得し、故障インジェクタ特定部１３が各インジェクタの擬似故障時稼動音が現状稼動音と類似するか否かをそれぞれ判定し、故障インジェクタを特定するので、インジェクタの機械的な故障を簡単に診断することができるとともに、故障インジェクタを容易に特定することができる。しかも、人間の聴力で診断する場合と比べて精度を高めることができる。

また、稼動音取得部１２及び故障インジェクタ特定部１３は、携帯しやすいスマートフォンに設けられるので、現場でインジェクタの機械的な故障を手軽に且つ簡単に診断することが可能になる。

[インジェクタ故障診断方法について]
以下、図２～図５を参照してインジェクタ故障診断装置１を用いたインジェクタ故障診断方法を説明する。図２はインジェクタ故障診断方法を説明するためのフローチャートであり、図３は稼動音取得と擬似故障を説明するための図であり、図４及び図５はスマートフォンによる操作を説明するための模式図である。

本実施形態のインジェクタ故障診断方法は、４つのインジェクタを稼動させた時の稼動音を現状稼動音として取得する現状稼動音取得工程と、４つのインジェクタのうちの一つの燃料噴射が停止され残り３つのインジェクタを稼動させた時の稼動音を擬似故障時稼動音とし、４つのインジェクタに対して順次に取得する擬似故障時稼動音取得工程と、擬似故障時稼動音取得工程で取得した各インジェクタの擬似故障時稼動音が現状稼動音取得工程で取得した現状稼動音と類似するか否かをそれぞれ判定し、故障インジェクタを特定する診断工程と、を含む。なお、このインジェクタ故障診断方法は、例えば多気筒内燃機関２のアイドリング（内燃機関の最低回転速度）時に実施される。

具体的には、まず、作業者は、スマートフォン１０にインストールされたインジェクタ故障診断装置１のアプリケーションソフトを選択し、インジェクタ故障診断装置１の準備を行う（図４（ａ）参照）。次に、作業者は診断対象である多気筒内燃機関２の機種を選択する（図４（ｂ）参照）。

続いて、図２に示すステップＳ１０１では、稼動音取得部１２を介して４つのインジェクタを稼動させた時の稼動音を現状稼動音として取得する。このとき、作業者は、スマートフォン１０の画面に表示された手順に従い、定められた録音位置までスマートフォン１０を建設機械の多気筒内燃機関２に接近させ（図４（ｃ）及び図５（ａ）参照）、スマートフォン１０に内蔵されたマイクで現状稼動音を一定時間（例えば５秒程度）録音する（図５（ｂ）参照）。録音終了後、稼動音取得部１２は、その録音したものを現状稼動音として故障インジェクタ特定部１３に送信する。

なお、このステップＳ１０１は、特許請求の範囲に記載の「現状稼動音取得工程」に対応するものである。

ステップＳ１０１に続くステップＳ１０２では、擬似故障の発生が行われる。このとき、図５（ｃ）に示すように、作業者がスマートフォン１０の画面に表示された擬似故障実施ボタンをおすことで、インジェクタ故障診断装置１の擬似故障部１１が選択される。これによって、擬似故障の実施指令が多気筒内燃機関２のインジェクタ制御部２０に送信され、第１インジェクタ２１の燃料噴射を停止させるとともに第２～第４インジェクタ２２～２４を稼動させる第１擬似故障を発生させる。

より具体的には、図３に示すように、インジェクタ故障診断装置１から多気筒内燃機関２に第１インジェクタ２１を停止する指令が送信されると、インジェクタ制御部２０がその指令を受信し、第１インジェクタ２１に停止する制御信号を送信する。これによって、第１インジェクタ２１の燃料噴射が停止する。一方、第２～第４インジェクタ２２～２４は停止せずに稼動し続ける。

ステップＳ１０２に続くステップＳ１０３では、擬似故障時稼動音の取得が実施される。このとき、作業者は、図４（ｃ）の画面表示に従い、稼動音取得部１２（ここでは、マイクが内蔵されたスマートフォン１０）を定められた録音位置まで多気筒内燃機関２に接近させ、多気筒内燃機関２の稼動音を一定時間（ステップＳ１０１での録音時間と同程度の時間）録音する（図５（ａ）及び図５（ｂ）参照）。録音終了後、稼動音取得部１２は、その録音したデータを第１擬似故障時稼動音として故障インジェクタ特定部１３に送信する。

ステップＳ１０３に続くステップＳ１０４では、擬似故障の取り消しが行われる。このとき、擬似故障部１１は、例えば所定時間（例えば２５秒後）経過後に、多気筒内燃機関２のインジェクタ制御部２０に取消指令を送信し、インジェクタ制御部２０を介して停止した第１インジェクタ２１を復帰させる。図３に示すように、インジェクタ制御部２０は、第１インジェクタ２１を復帰する指令を受信すると、第１インジェクタ２１に復帰する制御信号を送信し、これによって、第１インジェクタ２１が復帰し、４つのインジェクタが全て稼動する状態に戻る。

ステップＳ１０４に続くステップＳ１０５では、インジェクタ故障診断装置１は、全てのインジェクタを対象に擬似故障発生済か否かの判定を行う。全て発生済みではないと判定された場合、処理がステップＳ１０２に戻り、擬似故障の発生が再び行われる。本実施形態では、４つのインジェクタを備えるため、従って、第２インジェクタ２２、第３インジェクタ２３及び第４インジェクタ２４に対応する擬似故障の発生が順に行われ、第２～第４擬似故障時稼動音がそれぞれ取得される。

なお、ステップＳ１０２～ステップＳ１０５は、特許請求の範囲に記載の「擬似故障時稼動音取得工程」に対応するものである。

一方、ステップＳ１０５において全てのインジェクタを対象に擬似故障発生済みであると判定された場合、処理がステップＳ１０６に進み、各擬似故障時稼動音が現状稼動音と類似するか否かの判定が行われる。このとき、故障インジェクタ特定部１３は、上述の類似判定方法で第１擬似故障時稼動音、第２擬似故障時稼動音、第３擬似故障時稼動音及び第４擬似故障時稼動音を順に現状稼動音と比較することで、それぞれが現状稼動音と類似するか否かを判定する。

第１擬似故障時稼動音、第２擬似故障時稼動音、第３擬似故障時稼動音及び第４擬似故障時稼動音のいずれも現状稼動音と類似しないと判定した場合、故障インジェクタ特定部１３は、故障インジェクタがないと判定する（ステップＳ１０７参照）。すなわち、現状稼動音と類似する擬似故障時稼動音がない場合、現状稼動音が正常な稼動音であることになるので、全てのインジェクタが正常に稼動していることが分かる。

一方、ステップＳ１０６において類似があると判定した場合、故障インジェクタ特定部１３は、現状稼動音と類似した擬似故障時稼動音に対応するインジェクタを故障インジェクタとして特定する（ステップＳ１０８参照）。例えば、第１擬似故障時稼動音と第２擬似故障時稼動音とがそれぞれ現状稼動音と類似すると判定された場合、第１擬似故障時稼動音に対応する第１インジェクタ２１、及び第２擬似故障時稼動音に対応する第２インジェクタ２２の燃料噴射を意図的に停止させても、その時の稼動音が第１擬似故障時稼動音又は第２擬似故障時稼動音と類似するので、第１インジェクタ２１と第２インジェクタ２２とが元々燃料噴射を行わず、故障していることが分かる。これによって、第１インジェクタ２１及び第２インジェクタ２２が故障インジェクタであることを特定できる。

なお、ステップＳ１０６～ステップＳ１０８は、特許請求の範囲に記載の「診断工程」に対応するものである。

本実施形態に係るインジェクタ故障診断方法では、現状稼動音及び各インジェクタの擬似故障時稼動音をそれぞれ取得し、取得した各インジェクタの擬似故障時稼動音が現状稼動音と類似するか否かをそれぞれ判定し、故障インジェクタを特定するので、インジェクタの機械的な故障を簡単に診断することができるとともに、故障インジェクタを容易に特定することができる。しかも、人間の聴力で診断する場合と比べて精度を高めることができる。

また、本実施形態のインジェクタ故障診断方法は、多気筒内燃機関２のアイドリング時に実施されるので、多気筒内燃機関２の最低回転速度にしてから診断することで、燃料リークや渋りなどが起因するインジェクタの初期不具合の発見に繋がるので、タイムリーに顧客に修理の提案が可能になる。
なお、本実施形態において、現状稼動音取得のステップＳ１０１の工程と、擬似故障時稼動音取得のステップＳ１０２～ステップＳ１０５の工程との順番を入れ替えて行っても良い。

[インジェクタ故障診断装置の第２実施形態]
図７は第２実施形態に係るインジェクタ故障診断装置を示す概略構成図である。本実施形態のインジェクタ故障診断装置１Ａは、故障インジェクタ特定部１３がサーバ３０に設けられる点において上述の第１実施形態と異なるが、その他の構成は第１実施形態と同様である。

図７に示すように、本実施形態のインジェクタ故障診断装置１Ａでは、擬似故障部１１、稼動音取得部１２及び診断結果出力部１４はスマートフォン１０に設けられているが、故障インジェクタ特定部１３はサーバ３０に設けられている。サーバ３０は、例えば管理センターに配置され、スマートフォン１０との間で通信可能に構成されている。

このような構造を有するインジェクタ故障診断装置１Ａでは、稼動音取得部１２は取得した各稼動音をサーバ３０に設けられた故障インジェクタ特定部１３に送信し、故障インジェクタ特定部１３は稼動音の類似判定結果及び故障インジェクタの特定結果を診断結果出力部１４に送信する。

本実施形態のインジェクタ故障診断装置１Ａによれば、上述の第１実施形態と同様な作用効果を得られるほか、故障インジェクタ特定部１３がサーバ３０に設けられるので、第１実施形態のインジェクタ故障診断装置１と比べて稼動音の類似判定及び故障インジェクタの特定を処理する速度が速くなる。

なお、インジェクタ故障診断装置１Ａを用いたインジェクタ故障診断方法は、上述の第１実施形態で述べた内容と同様であるので、重複説明を省略する。

[インジェクタ故障診断装置の第３実施形態]
図８は第３実施形態に係るインジェクタ故障診断装置を示す概略構成図である。本実施形態のインジェクタ故障診断装置１Ｂは、故障インジェクタ特定部１３及び診断結果出力部１４が多気筒内燃機関２の内燃機関制御部４０に設けられる点において上述の第１実施形態と異なるが、その他の構成は第１実施形態と同様である。

図８に示すように、本実施形態のインジェクタ故障診断装置１Ｂでは、擬似故障部１１、稼動音取得部１２はスマートフォン１０に設けられているが、故障インジェクタ特定部１３及び診断結果出力部１４は内燃機関制御部４０に設けられている。

内燃機関制御部４０は、例えば、演算を実行するＣＰＵ(Central processing unit)と、演算のためのプログラムを記録した二次記憶装置としてのＲＯＭ（Read only memory）と、演算経過の保存や一時的な制御変数を保存する一時記憶装置としてのＲＡＭ（Random access memory）とを組み合わせてなるマイクロコンピュータにより構成されており、記憶されたプログラムの実行によって多気筒内燃機関２全体の制御を行う。

内燃機関制御部４０には、インジェクタ制御部２０のほか、故障インジェクタ特定部１３及び診断結果出力部１４が設けられている。また、この内燃機関制御部４０は、スマートフォン１０との間で通信可能に構成されている。

このような構造を有するインジェクタ故障診断装置１Ｂでは、稼動音取得部１２は取得した各稼動音を内燃機関制御部４０に設けられた故障インジェクタ特定部１３に送信し、故障インジェクタ特定部１３は稼動音の類似判定結果及び故障インジェクタの特定結果を診断結果出力部１４に送信し、診断結果出力部１４を介して作業者等に知らせる。

診断結果出力部１４は、例えば診断結果を表示するディプレイと、作業者に注意喚起を行う点滅ランプとを有するように形成されている。また、必要に応じて、診断結果出力部１４が内燃機関制御部４０及びスマートフォン１０の双方にそれぞれ設けられても良い。この場合、内燃機関制御部４０（すなわち、建設機械）側及びスマートフォン１０側でそれぞれ診断結果を確認することができる。

本実施形態のインジェクタ故障診断装置１Ｂによれば、上述の第１実施形態と同様な作用効果を得られるほか、故障インジェクタ特定部１３及び診断結果出力部１４が内燃機関制御部４０に設けられるので、第１実施形態のインジェクタ故障診断装置１と比べて稼動音の類似判定及び故障インジェクタの特定を処理する速度が速くなる。

なお、インジェクタ故障診断装置１Ｂを用いたインジェクタ故障診断方法は、上述の第１実施形態で述べた内容と同様であるので、重複説明を省略する。

[インジェクタ故障診断装置の第４実施形態]
図９は第４実施形態に係るインジェクタ故障診断装置を示す概略構成図である。本実施形態のインジェクタ故障診断装置１Ｃは、スマートフォンを用いず、擬似故障部１１、稼動音取得部１２及び診断結果出力部１４が多気筒内燃機関２の内燃機関制御部４０に設けられ、故障インジェクタ特定部１３がサーバ３０に設けられる点において上述の第１実施形態と異なるが、その他の構成は第１実施形態と同様である。

図９に示すように、本実施形態のインジェクタ故障診断装置１Ｃでは、擬似故障部１１、稼動音取得部１２及び診断結果出力部１４は内燃機関制御部４０に設けられている。内燃機関制御部４０は、上述したように多気筒内燃機関２全体の制御を行うものであり、サーバ３０との間で通信可能に構成されている。

本実施形態では、稼動音取得部１２は、内燃機関制御部４０の指令に従って、例えばエンジンルームに配置されたマイクを使って稼動音を録音するように設定されている。

このような構造を有するインジェクタ故障診断装置１Ｃでは、稼動音取得部１２は取得した各稼動音をサーバ３０に設けられた故障インジェクタ特定部１３に送信し、故障インジェクタ特定部１３は稼動音の類似判定結果及び故障インジェクタの特定結果を診断結果出力部１４に送信する。

本実施形態のインジェクタ故障診断装置１Ｃによれば、上述の第１実施形態と同様な作用効果を得られるほか、擬似故障部１１、稼動音取得部１２及び診断結果出力部１４が多気筒内燃機関２の内燃機関制御部４０に設けられ、故障インジェクタ特定部１３がサーバ３０に設けられるので、現場に行かなくてもインジェクタ故障の診断を容易に行うことができる。

そして、インジェクタ故障診断装置１Ｃを用いたインジェクタ故障診断方法は、例えば予め設定された条件（例えば１回／５００時間、エンジン回転数が最低回転数になった場合等）で自動的に実施されるようになっている。例えば、多気筒内燃機関が５００時間稼動すると、内燃機関制御部４０はインジェクタ故障診断装置１Ｃを作動させて、各インジェクタの故障診断を実施させる。なお、インジェクタ故障診断方法に関する具体的な処理は、スマートフォンを使用しない点を除き、上述の第１実施形態で述べた内容と同様であるので、重複説明を省略する。

[インジェクタ故障診断装置の第５実施形態]
図１０は第５実施形態に係るインジェクタ故障診断装置を示す概略構成図である。本実施形態のインジェクタ故障診断装置１Ｄは、スマートフォンを用いず、擬似故障部１１、稼動音取得部１２、故障インジェクタ特定部１３及び診断結果出力部１４が全て多気筒内燃機関２の内燃機関制御部４０に設けられる点において上述の第１実施形態と異なるが、その他の構成は第１実施形態と同様である。

本実施形態の稼動音取得部１２は、内燃機関制御部４０の指令に従い、例えばエンジンルームに配置されたマイクを使って稼動音を録音するように設定されている。

本実施形態のインジェクタ故障診断装置１Ｄによれば、上述の第１実施形態と同様な作用効果を得られるほか、擬似故障部１１、稼動音取得部１２、故障インジェクタ特定部１３及び診断結果出力部１４が多気筒内燃機関２の内燃機関制御部４０に設けられるので、現場に行かなくてもインジェクタ故障の診断を容易に行うことができる。

そして、インジェクタ故障診断装置１Ｄを用いたインジェクタ故障診断方法は、例えば予め設定された条件（例えば１回／５００時間、エンジン回転数が最低回転数になった場合等）で自動的に実施されるようになっている。例えば、多気筒内燃機関が５００時間稼動すると、内燃機関制御部４０はインジェクタ故障診断装置１Ｄを作動させて、各インジェクタの故障診断を実施させる。なお、インジェクタ故障診断方法に関する具体的な処理は、スマートフォンを使用しない点を除き、上述の第１実施形態で述べた内容と同様であるので、重複説明を省略する。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ、１Ｄインジェクタ故障診断装置
２多気筒内燃機関
１０スマートフォン
１１擬似故障部
１２稼動音取得部
１３故障インジェクタ特定部
１４診断結果出力部
２１第１インジェクタ
２２第２インジェクタ
２３第３インジェクタ
２４第４インジェクタ
２５第１気筒
２６第２気筒
２７第３気筒
２８第４気筒
３０サーバ
４０内燃機関制御部

Claims

各気筒毎に燃料を噴射するインジェクタが設けられた多気筒内燃機関のインジェクタ故障診断装置であって、
全てのインジェクタを稼動させた時の稼動音を現状稼動音として取得し、全てのインジェクタのうちの一つの燃料噴射が停止され残りのインジェクタを稼動させた時の稼動音を擬似故障時稼動音として全てのインジェクタを対象に取得する稼動音取得部と、
前記稼動音取得部で取得した各インジェクタの擬似故障時稼動音が現状稼動音と類似するか否かをそれぞれ判定し、故障インジェクタを特定する故障インジェクタ特定部と、
を備え、
前記故障インジェクタ特定部は、前記多気筒内燃機関の１次爆発周波数と気筒数の比の整数倍成分に現れるピークに基づいて類似度を計算することにより、各インジェクタの擬似故障時稼動音が現状稼動音と類似するか否かを判定することを特徴とするインジェクタ故障診断装置。
前記故障インジェクタ特定部によって特定した結果を出力する結果出力部を更に備える請求項１に記載のインジェクタ故障診断装置。
前記稼動音取得部及び前記故障インジェクタ特定部は、携帯端末に設けられている請求項１に記載のインジェクタ故障診断装置。
前記稼動音取得部は、携帯端末に設けられ、
前記故障インジェクタ特定部は、前記携帯端末と通信可能なサーバに設けられている請求項１に記載のインジェクタ故障診断装置。
前記携帯端末は、スマートフォンである請求項３又は４に記載のインジェクタ故障診断装置。
各気筒毎に燃料を噴射するインジェクタが設けられた多気筒内燃機関のインジェクタ故障診断方法であって、
全てのインジェクタを稼動させた時の稼動音を現状稼動音として取得する現状稼動音取得工程と、
全てのインジェクタのうちの一つの燃料噴射が停止され残りのインジェクタを稼動させた時の稼動音を擬似故障時稼動音とし、全てのインジェクタに対して順次に取得する擬似故障時稼動音取得工程と、
前記擬似故障時稼動音取得工程で取得した各インジェクタの擬似故障時稼動音が前記現状稼動音取得工程で取得した現状稼動音と類似するか否かをそれぞれ判定し、故障インジェクタを特定する診断工程と、
を含み、
前記診断工程において、前記多気筒内燃機関の１次爆発周波数と気筒数の比の整数倍成分に現れるピークに基づいて類似度を計算することにより、各インジェクタの擬似故障時稼動音が現状稼動音と類似するか否かを判定することを特徴とするインジェクタ故障診断方法。