JP7294213B2

JP7294213B2 - 寿命判定装置、エンジン、および車両

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Publication number: JP7294213B2
Application number: JP2020063333A
Authority: JP
Inventors: 直樹宮岸
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2023-06-20
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: WO2021200731A1; JP2021161922A; CN115244293A

Description

本開示は、燃料ホースの寿命を判定する寿命判定装置、エンジン、および車両に関する。

従来、エンジンで使用される燃料が流れる燃料ホースが知られている（例えば、特許文献１参照）。燃料ホースとしては、燃料タンクからエンジンへと燃料を導く供給ホースや、エンジンから燃料タンクへと燃料を導くリターンホースが挙げられる。

特開２０１６－１８６３４９号公報

上述した燃料ホースは、エンジンの熱により劣化が進行する。適切なメンテナンスを実現するために、燃料ホースの劣化が顕著となる時期や交換すべき時期、所謂寿命を判定することが望まれている。

本開示の一態様の目的は、燃料ホースの寿命を判定することができる寿命判定装置、エンジン、および車両を提供することである。

本開示の一態様に係る寿命判定装置は、エンジンに燃料を供給するためのサプライポンプ内の燃料の温度の検出値を示す検出温度情報を定期的に受け取り、蓄積する記憶部と、蓄積された前記検出温度情報および前記エンジンに接続された燃料ホースの材料について温度と寿命との関係が定められた設定情報に基づいて、前記燃料ホースの寿命を判定する判定部と、を有する。

本開示の一態様に係るエンジンは、本開示の一態様に係る寿命判定装置を有する。

本開示の一態様に係る車両は、本開示の一態様に係る寿命判定装置を有する。

本開示によれば、燃料ホースの寿命を判定することができる。

本開示の実施の形態に係るディーゼルエンジンおよび燃料供給系の構成例を示す模式図本開示の実施の形態に係る寿命判定装置の構成例を示すブロック図本開示の実施の形態に係る寿命判定装置の動作例を示すフローチャート

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

まず、本開示の実施の形態に係るディーゼルエンジン１およびその燃料供給系２０の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態のディーゼルエンジン１およびその燃料供給系２０の構成例を示す模式図である。

本実施の形態では、図１に示すディーゼルエンジン１および燃料供給系２０が車両（例えば、商用車）に搭載される場合を例に挙げて説明するが、これに限定されず、車両以外に搭載されてもよい。また、本実施の形態では、エンジンがディーゼルエンジン１である場合を例に挙げて説明するが、これに限定されず、例えばガソリンエンジンであってもよい。また、エンジンは、車両のエンジンに限らず、例えば、船舶のエンジンや定置式のエンジン等であってもよい。

ディーゼルエンジン１は、気筒２、インジェクタ（燃料噴射弁と言ってもよい）３、およびコモンレール４を備える。

なお、図１に示すディーゼルエンジン１において、吸排気系（例えば、吸気マニホールド、排気マニホールド等）の図示は省略している。また、図１では例として、ディーゼルエンジン１が、４つの気筒２を有する４気筒エンジンである場合を図示しているが、ディーゼルエンジン１は、４気筒以外の多気筒エンジンでもよいし、単気筒エンジンでもよい。

インジェクタ３は、各気筒２に対応して設けられており、コモンレール４から供給される燃料を各気筒２の燃焼室内（図示略）に噴射する。

燃料供給系２０は、燃料タンク５、供給ホース６、リターンホース７、サプライポンプ８、および燃料フィルタ９を有する。

燃料タンク５は、軽油を貯留する。燃料タンク５には、供給ホース６およびリターンホース７それぞれの一端が接続されている。供給ホース６およびリターンホース７それぞれの他端は、コモンレール４に接続されている。また、図示は省略しているが、リターンホース７は、各インジェクタ３、サプライポンプ８、および燃料フィルタ９とも接続されている。

供給ホース６は、軽油を燃料タンク５からディーゼルエンジン１へと導く燃料ホースである。リターンホース７は、ディーゼルエンジン１で使用されなかった軽油を燃料タンク５へと還流させる燃料ホースである。図１において、供給ホース６およびリターンホース７内の点線の各矢印は、軽油の流れを示している。

供給ホース６には、サプライポンプ８および燃料フィルタ９が設けられている。

燃料フィルタ９は、軽油に含まれる不純物を取り除く。

サプライポンプ８は、ディーゼルエンジン１の動作に伴い、動作する。サプライポンプ８は、燃料タンク５に貯留されている軽油を汲み上げてコモンレール４へ圧送する。

サプライポンプ８には、サプライポンプ８内を流れる軽油の温度を検出する温度センサ１０が設けられている。温度センサ１０は、後述する寿命判定装置１００（図２参照）と電気的に接続されている。温度センサ１０は、定期的に、軽油の温度を検出し、検出された温度およびその温度が検出された時刻を示す検出温度情報を寿命判定装置１００へ出力する。以下では、温度センサ１０により検出された温度を「検出温度」といい、その検出温度が検出された時刻を「検出時刻」という。

以上、ディーゼルエンジン１および燃料供給系２０の構成について説明した。

次に、本実施の形態の寿命判定装置１００の構成について、図２を用いて説明する。図２は、寿命判定装置１００の構成例を示すブロック図である。

図２に示す寿命判定装置１００および報知部３０は、図１に示したディーゼルエンジン１および燃料供給系２０を搭載した車両に設けられる。なお、寿命判定装置１００および報知部３０は、燃料供給系統２０を備えるディーゼルエンジン１に設けられてもよい。

寿命判定装置１００は、燃料ホースの寿命を判定する装置である。本実施の形態では、寿命判定装置１００は、ディーゼルエンジン１の熱の影響を受けやすいリターンホース７の寿命を判定する場合を例に挙げて説明する。なお、燃料ホースの寿命とは、例えば、燃料ホースの劣化が顕著となる時期、または、燃料ホースを交換すべき時期等を意味する。

図示は省略するが、寿命判定装置１００は、ハードウェアとして、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、コンピュータプログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を有する。以下に説明する寿命判定装置１００の各機能は、ＣＰＵがＲＯＭから読み出したコンピュータプログラムを実行することにより実現される。寿命判定装置１００としては、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）が挙げられる。

寿命判定装置１００は、記憶部１０１および判定部１０２を有する。

記憶部１０１は、温度センサ１０から受け取った検出温度情報を記憶する。上述したとおり、検出温度情報は、温度センサ１０から定期的に出力されるため、記憶部１０１には、複数の検出温度情報が蓄積されることになる。

なお、本実施の形態では、検出温度情報に検出時刻が含まれる場合を例に挙げたが、これに限定されない。例えば、検出温度情報には検出時刻が含まれていなくてもよい。その場合、記憶部１０１に記憶される各検出温度情報には、寿命判定装置１００が検出温度情報を受け取った時刻（以下、受取時刻という）を示す時刻情報が対応付けられてもよい。この受取時刻は、例えば、寿命判定装置１００が備える計時部（図示略）により計時されてもよい。また、受取時刻は、検出時刻とみなされてもよい。

記憶部１０１は、リターンホース７の材料について温度と寿命（時間）との関係が定められた設定情報を記憶する。設定情報は、予め実施された実験またはシミュレーション等の結果に基づいて作成される。設定情報としては、例えば、アレニウスプロットが挙げられるが、これに限定されない。

判定部１０２は、記憶部１０１に蓄積された複数の検出温度情報と、記憶部１０１に記憶された設定情報とに基づいて、リターンホース７の寿命を判定する。

この寿命判定処理の一例について以下に説明する。まず、判定部１０２は、検出温度情報に示される検出温度および検出時刻に基づいて、検出温度毎に、その検出温度が検出された総時間（以下、検出総時間という）を算出する。

次に、判定部１０２は、ディーゼルエンジン１の負荷を算出し、その負荷に基づいて、検出温度情報に示される各検出温度を、リターンホース７を流れる軽油の温度に変換（補正と言ってもよい）する。この変換の際、判定部１０２は、ディーゼルエンジン１の負荷と、リターンホース７内の軽油の温度との関係が定められた情報を用いる。この情報は、予め実施された実験またはシミュレーション等の結果に基づいて作成され、記憶部１０１に記憶されている。また、ディーゼルエンジン１の負荷の算出方法については、公知の技術を用いることができる。

次に、判定部１０２は、変換後の検出温度と、検出総時間と、アレニウスプロットとに基づいて、累積熱被害度を算出する。

次に、判定部１０２は、累積熱被害度が予め定められた閾値に到達したか否かを判定する。閾値は、例えば、１でもよいし、１未満の値でもよく、リターンホース７の故障確率や劣化の程度が所定の値に達したことを示す値である。

累積熱被害度が閾値に到達した場合、判定部１０２は、リターンホース７が寿命であると判定する。

判定部１０２は、リターンホース７が寿命であると判定した場合、その旨を報知するように報知部３０を制御する。

報知部３０は、例えば、車室内に設けられたランプ、ディスプレイ、またはスピーカである。報知部３０がランプである場合、判定部１０２は、ランプを点灯または点滅させる。報知部３０がディスプレイである場合、判定部１０２は、ディスプレイにリターンホース７が寿命である旨を示す画像を表示させる。報知部３０がスピーカである場合、判定部１０２は、スピーカからリターンホース７が寿命である旨を示す音声を出力させる。

以上、寿命判定装置１００の構成について説明した。

次に、図２に示した寿命判定装置１００の動作について、図３を用いて説明する。図３は、寿命判定装置１００の動作例を示すフローチャートである。

図３に示すフローは、例えば、新車の状態である車両の使用が開始された際、または、リターンホース７が新品に交換された際に開始される。

まず、記憶部１０１は、温度センサ１０から受け取った検出温度情報を記憶する（ステップＳ１）。

次に、判定部１０２は、検出温度情報および設定情報に基づいて、リターンホース７の寿命を判定する（ステップＳ２）。

リターンホース７が寿命ではない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、フローは、ステップＳ１に戻る。

リターンホース７が寿命である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、判定部１０２は、リターンホース７が寿命である旨を報知するように報知部３０を制御する（ステップＳ４）。これにより、報知部３０は、車両の乗員に対してリターンホース７が寿命である旨を報知する。

以上、寿命判定装置１００の動作について説明した。

ここまで詳述したように、本実施の形態の寿命判定装置１００およびそれを搭載した車両は、ディーゼルエンジン１で使用される軽油の検出温度を示す検出温度情報を定期的に受け取り、蓄積する記憶部１０１と、蓄積された検出温度情報と、ディーゼルエンジン１に接続されたリターンホース７の材料について温度と寿命との関係が定められた設定情報とに基づいて、リターンホース７の寿命を判定する判定部１０２と、を有することを特徴とする。

よって、本実施の形態の寿命判定装置１００および車両は、ディーゼルエンジン１の熱の影響により劣化が進行し易いリターンホース７の寿命を判定することができる。その結果、リターンホース７の適切なメンテナンスを実現することができる。

なお、本開示は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。以下、各変形例について説明する。

［変形例１］
実施の形態では、寿命判定装置１００は、リターンホース７の寿命を判定する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されず、供給ホース６の寿命を判定してもよい。

その場合、検出温度情報に示される検出温度は、上述した変換（補正）処理を行うことなく、そのまま用いられればよい。

［変形例２］
実施の形態では、サプライポンプ８内の軽油の検出温度を用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。

例えば、ディーゼルエンジン１または燃料供給系２０においてサプライポンプ８以外に設けられた温度センサにより検出された軽油の温度を用いてもよい。

または、例えば、軽油以外の流体の検出温度を用いてもよい。この流体としては、例えば、エンジンオイル、エンジン冷却液、またはエンジンルーム（図示略）内の空気などが挙げられる。

［変形例３］
実施の形態では、判定部１０２は、リターンホース７が寿命である場合、その旨を報知するように報知部３０を制御する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。

例えば、判定部１０２は、リターンホース７が寿命であると判定した場合、その旨を示す判定結果情報を、所定の通信ネットワークを介して、車両外に設けられた外部装置へ送信するように車載通信部（図示略）を制御してもよい。外部装置は、据え置き型のコンピュータであってもよいし、携帯型の端末装置であってもよい。

または、例えば、判定部１０２は、リターンホース７が寿命である旨を示す判定結果情報を記憶部１０１に記憶させてもよい。この判定結果情報は、例えば、車両のメンテナンスの際に、整備者等が用いるコンピュータに出力され、表示される。これにより、整備者等は、リターンホース７が寿命であることを把握することができる。

以上、各変形例について説明した。なお、各変形例は、組み合わせて実施されてもよい。

本開示の寿命判定装置、エンジン、および車両は、エンジンに接続された燃料ホースの寿命を判定する技術全般に有用である。

１ディーゼルエンジン
２気筒
３インジェクタ
４コモンレール
５燃料タンク
６供給ホース
７リターンホース
８サプライポンプ
９燃料フィルタ
１０温度センサ
２０燃料供給系
３０報知部
１００寿命判定装置
１０１記憶部
１０２判定部

Claims

エンジンに燃料を供給するためのサプライポンプ内の燃料の温度の検出値を示す検出温度情報を定期的に受け取り、蓄積する記憶部と、
蓄積された前記検出温度情報および前記エンジンに接続された燃料ホースの材料について温度と寿命との関係が定められた設定情報に基づいて、前記燃料ホースの寿命を判定する判定部と、を有する、
寿命判定装置。
前記燃料ホースは、
前記エンジンで使用されなかった燃料を燃料タンクへ還流させるためのリターンホースである、
請求項１に記載の寿命判定装置。
前記判定部は、
前記温度を、前記エンジンの負荷に基づいて、前記リターンホースを流れる燃料の温度に変換し、
変換後の温度と、前記設定情報とに基づいて、前記リターンホースの寿命を判定する、
請求項２に記載の寿命判定装置。
前記設定情報は、アレニウスプロットである、
請求項１から３のいずれか１項に記載の寿命判定装置。
前記判定部は、
前記燃料ホースが寿命であると判定した場合、その旨を示す情報を所定の通信ネットワークを介して外部装置へ送信するように通信部を制御する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の寿命判定装置。
前記判定部は、
前記燃料ホースが寿命であると判定した場合、その旨を報知するように報知部を制御する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の寿命判定装置。
請求項１から６のいずれか１項に記載の寿命判定装置を備えるエンジン。
請求項１から６のいずれか１項に記載の寿命判定装置を備える車両。