JPH0610748A - エンジンの寿命予測システム - Google Patents

エンジンの寿命予測システム

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JPH0610748A
JPH0610748A JP4196035A JP19603592A JPH0610748A JP H0610748 A JPH0610748 A JP H0610748A JP 4196035 A JP4196035 A JP 4196035A JP 19603592 A JP19603592 A JP 19603592A JP H0610748 A JPH0610748 A JP H0610748A
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Kunihiko Imanishi
邦彦 今西
Mamoru Hironaka
守 広中
Kazuo Otsuka
和夫 大塚
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの寿命予測システムに関し、特にエ
ンジン本体の基本性能を追跡計測してエンジン本体の残
存寿命を予測することによりエンジンの安全運転、およ
び計画的な保守点検を可能とすることを目的とする。 【構成】 エンジンの定格出力における寿命時間設定器
と、エンジンの所定出力運転における、回転数検出器
と、出力トルク検出器と、燃料消費量検出器と、運転時
間検出器と、該運転時間検出器の検出値をエンジンの定
格出力における運転時間に換算する運転時間換算器と、
該運転時間換算器による換算値を累計する運転時間積算
器と、該運転時間積算器による積算値を前記寿命時間設
定器による設定値と比較するか、あるいはエンジンの回
転数検出器と、出力トルク検出器と、燃料消費量検出器
と、エンジンの定格出力運転における、燃料消費量に対
する出力トルクの寿命限界値を設定する寿命限界設定器
と、エンジンの定格出力運転における燃料消費量に対す
る出力トルクを、前記寿命限界設定器による寿命限界設
定値と比較する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンの寿命予測シス
テムに関し、特にエンジン本体の基本性能を追跡計測し
てエンジン本体の残存寿命を予測することによりエンジ
ンの安全運転、および計画的な保守点検を可能とするこ
とを目的とする。
【0002】
【従来の技術】従来、油圧式掘削機械等に搭載されるエ
ンジンの保守点検は、エンジンオイルの油量点検、潤滑
油の油温、および油圧点検、フィルタの目詰まり点検、
あるいは冷却水温点検等のコーション警報がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の技
術において、例えばコーション警報が出れば該当部分が
異常であることは分かるが、エンジン本体の基本性能が
寿命となったのか、どうかは全く分からないため、前記
コーション警報の出た部品を処置して運転を再開して作
業を行っていると、突然エンジンが破損することがあ
り、重大な損害を被ることがあった。また、これらの点
検ではエンジン補機の点検が主になり、エンジン本体の
基本的な寿命を予測することは不可能であった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は前記従来の技術
における課題を解決するためになされたもので、請求項
1は、エンジンの定格出力運転における寿命時間設定器
と、エンジンの所定出力運転における、回転数検出器
と、出力トルク検出器と、燃料消費量検出器と、運転時
間検出器と、該運転時間検出器の検出値をエンジンの定
格出力運転における運転時間に換算する運転時間換算器
と、該運転時間換算器による換算値を累計する運転時間
積算器と、該運転時間積算器による積算値を前記寿命時
間設定器による設定値と比較することによりエンジン本
体の寿命を算出する寿命算出器とよりなり、請求項2
は、エンジンの回転数検出器と、出力トルク検出器と、
燃料消費量検出器と、エンジンの定格出力運転におけ
る、燃料消費量に対する出力トルクの寿命限界値を設定
する寿命限界設定器と、エンジンの定格出力運転におけ
る燃料消費量に対する出力トルクを、前記寿命限界設定
器による寿命限界設定値と比較することによりエンジン
本体の寿命を算出する寿命算出器とよりなり、請求項3
は、前記請求項1、および請求項2における各寿命算出
器による算出値を比較することにより残存寿命の少ない
方の算出値をエンジン本体の寿命とする寿命比較器とよ
りなる。
【0005】
【作用】請求項1は、エンジンの定格出力運転における
寿命時間を設定し、エンジンを所定出力で運転すると
き、該エンジンの回転数と、出力トルクと、燃料消費量
と、運転時間とを測定することにより、前記エンジンの
所定出力における運転時間を定格出力における運転時間
に換算して積算し、該積算値を前記定格出力運転におけ
る寿命時間設定値と比較することにより、エンジン本体
の残存寿命を予測できる。請求項2は、エンジンの定格
出力運転における、燃料消費量に対する出力トルクの寿
命限界値を設定することにより、エンジンを所定出力で
運転するときに、該エンジンの回転数と、出力トルク
と、燃料消費量とを測定して、前記エンジンが定格出力
になったときの燃料消費量に対する出力トルクを、前記
出力トルクの寿命限界値と比較することによりエンジン
本体の残存寿命を予測できる。請求項3は、前記請求項
1、および請求項2における各エンジン本体の残存寿命
の内、少ない方の残存寿命を採用することにより、確実
なエンジン本体の残存寿命を予測することができる。
【0006】
【実施例】次に、本発明の実施例につき添付図面により
詳述する。図1〜図6は本発明の実施例を示す図で、図
1は本発明のエンジンの寿命予測システムの概略を示す
図、図2は本発明の第1実施例における図1のコントロ
ーラの詳細を示すの図、図3は本発明の第1実施例にお
けるエンジンの所定負荷における運転時間を定格出力に
おける運転時間に換算するための説明図で、(A)は寿
命時間に対する馬力・運転時間の関係を示す図、(B)
は回転数に対する出力トルクの関係を示す図、(C)は
回転数に対する燃料消費量の関係を示す図、図4は本発
明の第2実施例における図1のコントローラの詳細を示
す図、図5は本発明の第3実施例における図1のコント
ローラの詳細を示す図、図6は本発明の実施例において
運転席にエンジン寿命を表示する一例を示す図である。
【0007】図1において、1はエンジン、2は該エン
ジン1によって駆動される油圧ポンプ、3は燃料噴射装
置、4はガバナモータ、5はエンジンの運転時間検出
器、6は回転計、7はトルク検出器、8はエンジンオイ
ルの油量点検、潤滑油の油温等の各種検出センサ、9は
エンジン寿命検出コントローラである。
【0008】図2において、10は第1実施例における
図1のエンジン寿命検出コントローラ9であり、11は
エンジンの所定出力運転における運転時間の積算器、1
2は該積算器11における積算値をエンジンの定格出力
における運転時間に換算する運転時間換算器、13は基
準トルク、および基準燃料消費量の設定器、14は前記
運転時間換算器12における換算値の積算器、15はエ
ンジンの定格出力における寿命時間設定器、16は該寿
命時間設定器15の設定値と前記積算器14の積算値と
の差を算出する残存寿命算出器、25は該残存寿命算出
器16による残存寿命算出値を記憶するICカードであ
る。
【0009】図3において、(A)は寿命時間に対する
馬力・運転時間の関係を示す図で、定格出力運転におけ
る寿命時間はH0 であり、所定の過負荷運転における寿
命時間はHa であり、所定の部分負荷運転における寿命
時間はHb であることを示している。(B)は回転数に
対する出力トルクの関係を示す図で、基準トルクTaに
対して過負荷運転ではT1 、部分負荷運転ではT2 とな
り、(C)は回転数に対する燃料消費量の関係を示す図
で、基準燃料消費量qa に対して過負荷運転ではq1 、
部分負荷運転ではq2 となることを示している。
【0010】図4において、17は第2実施例における
図1のエンジン寿命検出コントローラ9であり、18は
エンジンの定格出力におけるトルクを出力する定格トル
ク発信器、19は燃料消費量に対する出力トルクの寿命
限界値を設定する寿命限界設定器、20は該寿命限界設
定器19の設定値と前記定格トルク発信器18からの定
格トルクとの差の算出器、21は該算出器20からの差
信号により残存寿命を算出する残存寿命算出器、25は
ICカードである。
【0011】図5において、22は図2におけるコント
ローラ10からの残存寿命算出値ΔH1 と、図4におけ
るコントローラ17からの残存寿命算出値ΔH2 とを比
較する比較器、23はコントローラ10からの残存寿命
算出値ΔH1 がコントローラ17からの残存寿命算出値
ΔH2 より小さいときのみコントローラ10からの残存
寿命算出値ΔH1 をICカード25に出力するスイッチ
回路、24はコントローラ17からの残存寿命算出値Δ
H2 がコントローラ10からの残存寿命算出値ΔH1 よ
り小さいときのみコントローラ17からの残存寿命算出
値ΔH2 をICカード16に出力するスイッチ回路であ
る。図6は本発明の実施例において運転席にエンジン寿
命を表示する一例を示す図で、(A)はエンジン寿命時
間の表示例、(B)はグラフィックディスプレイの表示
例を示す図である。
【0012】次に、図1乃至図5の作用について説明す
る。図1において、エンジン1はガバナモータ4によっ
て設定された燃料噴射装置3の燃料噴射量に応じた出力
により油圧ポンプ2を駆動することができる。回転計6
はエンジン1の回転数Nを検出し、トルク検出器7はエ
ンジン1のトルクTを検出し、燃料噴射装置3は燃料噴
射量qを検出し、運転時間検出器5はエンジン1の運転
時間hを検出してコントローラ9,10,17に出力す
る。なお、エンジンオイルの油量点検、潤滑油の油温等
の各種検出センサ8からは従来の技術同様に、エンジン
オイルの油量、潤滑油の油温等の信号がコントローラ
9,10,17に出力されている。
【0013】図2において、運転時間検出器5からエン
ジン1の運転時間信号hが運転時間の積算器11に入力
すると、該積算器11においてΣhを算出して、該積算
信号Σhをエンジン1の定格出力における運転時間Hに
換算する運転時間換算器12に出力すると、該運転時間
換算器12に示される関係式により運転時間換算値Hが
算出され、積算器14に入力することによりΣHを算出
して、該積算信号ΣHを残存寿命算出器16に出力する
と、該残存寿命算出器16において、エンジンの定格出
力における寿命時間設定器15からの設定値H0 との差
ΔH1 を算出し、ICカード25に出力して記憶され
る。
【0014】図3(A)において、N1:定格回転数、T
1:定格トルク、T:所定出力運転時のトルク、q:所定
出力運転時の燃料消費量、Ta:基準トルク、qa:基準燃
料消費量、H:定格出力運転における運転時間、Δh:
所定出力運転時における運転時間とし、次式により、所
定出力運転時における運転時間Δhを定格出力運転にお
ける運転時間Hに換算する。 (N1 ・T1 ・H)/716.2=(N1 ・T1 ・Δh
/716.2)・(T・Q) /( Ta ・qa) 即ち、H={(T・Q) /( Ta ・qa)}・Δhとな
る。
【0015】図4において、図2同様、コントローラ1
7を構成する定格トルク発信器18がエンジン1の回転
数N、定格トルクT、燃料噴射量qを入力すると、エン
ジン1が定格出力運転のときのみ、定格トルクTを定格
トルクとの差の算出器20に出力し、寿命限界設定器1
9の設定値T0 と差を算出し、該差信号ΔTを残存寿命
算出器21に出力すると、該残存寿命算出器21にて残
存寿命ΔH2 を算出し、ICカード25に出力して記憶
する。
【0016】図5において、図2におけるコントローラ
10からの残存寿命算出値ΔH1 と、図4におけるコン
トローラ17からの残存寿命算出値ΔH2 とを比較器2
2において比較し、ΔH1 がΔH2 より小さいときのみ
コントローラ10からの残存寿命算出値ΔH1 をICカ
ード25に出力するスイッチ回路23を閉とし、ΔH2
がΔH1 より小さいときのみコントローラ17からの残
存寿命算出値ΔH2 をICカード25に出力するスイッ
チ回路24を閉とする。
【0017】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によるときは
次のような効果を得ることができる。 (1)エンジンの基本性能を追跡することによりエンジ
ン本体の劣化を知って残存寿命を予測することができる
ため、エンジンを搭載した機械が不特定な場所に移動し
ても負荷を累積しているため、安全運転、生産管理が可
能になる。 (2)エンジンの基本性能を追跡すると共に、補助機能
のセンシングにより部分的な故障と基本性能の低下とを
チェックすることにより、エンジン本体の残存寿命が明
確となるため、部品交換時期が分かるため、正確な補給
部品の手配計画、機械整備計画が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のエンジンの寿命予測システムの概略を
示す図である。
【図2】本発明の第1実施例における図1のコントロー
ラの詳細を示す図である。
【図3】本発明の第1実施例におけるエンジンの所定出
力における運転時間を定格出力における運転時間に換算
するための説明図で、(A)は寿命時間に対する馬力・
運転時間の関係を示す図、(B)は回転数に対する出力
トルクの関係を示す図、(C)は回転数に対する燃料消
費量の関係を示す図である。
【図4】本発明の第2実施例における図1のコントロー
ラの詳細を示す図である。
【図5】本発明の第3実施例における図1のコントロー
ラの詳細を示す図である。
【図6】本発明の実施例において運転席にエンジン寿命
を表示する一例を示す図で、(A)はエンジン寿命時間
の表示例、(B)はグラフィックディスプレイの表示例
を示す図である。
【符号の説明】
1 エンジン 2 油圧ポンプ 3 燃料噴射装置 4 ガバナモータ 5 運転時間検出器 6 回転計 7 トルク検出器 8 エンジンオイルの油量点検、潤滑油の油温等の各種
検出センサ 9,10,17 エンジン寿命検出コントローラ 11 運転時間の積算器 12 運転時間換算器 13 基準トルク、および基準燃料消費量の設定器 14 積算器 15 寿命時間設定器 16 残存寿命算出器 18 定格トルク発信器 19 寿命限界設定器 20 定格トルクとの差の算出器 21 残存寿命算出器 22 比較器 23,24 スイッチ回路 25 ICカード

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの定格出力運転における寿命時
    間設定器と、エンジンの所定出力運転における、回転数
    検出器と、出力トルク検出器と、燃料消費量検出器と、
    運転時間検出器と、該運転時間検出器の検出値をエンジ
    ンの定格出力運転における運転時間に換算する運転時間
    換算器と、該運転時間換算器による換算値を累計する運
    転時間積算器と、該運転時間積算器による積算値を前記
    寿命時間設定器による設定値と比較することによりエン
    ジン本体の寿命を算出する寿命算出器とよりなることを
    特徴とするエンジンの寿命予測システム。
  2. 【請求項2】 エンジンの回転数検出器と、出力トルク
    検出器と、燃料消費量検出器と、エンジンの定格出力運
    転における、燃料消費量に対する出力トルクの寿命限界
    値を設定する寿命限界設定器と、エンジンの定格出力運
    転における燃料消費量に対する出力トルクを、前記寿命
    限界設定器による寿命限界設定値と比較することにより
    エンジン本体の寿命を算出する寿命算出器とよりなるこ
    とを特徴とするエンジンの寿命予測システム。
  3. 【請求項3】 前記請求項1、および請求項2における
    各寿命算出器による算出値を比較することにより残存寿
    命の少ない方の算出値をエンジン本体の寿命とする寿命
    比較器とよりなることを特徴とするエンジンの寿命予測
    システム。
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