JPH082438Y2 - 内燃機関の排気温度診断装置 - Google Patents

内燃機関の排気温度診断装置

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JPH082438Y2
JPH082438Y2 JP1987176713U JP17671387U JPH082438Y2 JP H082438 Y2 JPH082438 Y2 JP H082438Y2 JP 1987176713 U JP1987176713 U JP 1987176713U JP 17671387 U JP17671387 U JP 17671387U JP H082438 Y2 JPH082438 Y2 JP H082438Y2
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JP
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cylinder
temperature
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engine
exhaust
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JPH0180639U (ja
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徳憲 石橋
博美 近藤
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Daihatsu Diesel Manufacturing Co Ltd
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Daihatsu Diesel Manufacturing Co Ltd
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【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、内燃機関の機関出力センサおよび各気筒に
設けられた排気温度センサからの入力信号に基づいて、
機関出力一定の条件下で排気温度の降下速度の異常を判
別し、各気筒の燃料供給系の異常の種類を診断する内燃
機関の排気温度診断装置に関する。
〈従来の技術〉 従来、例えばディーゼル機関の排気温度の診断は、次
のようにして行われている。即ち、ディーゼル機関に
は、各気筒の排気温度を検出する排気温度センサおよび
機関出力に対応する燃料ラックの変位を検出するラック
目盛センサが取り付けられており、これらのセンサから
の検出信号は測定器や記録器に入力されて測定値として
表示,記録される。そして、運転者は、定期点検や巡回
監視の際、これらの測定値を見て排気温度の上昇または
降下量および気筒間の排気温度のバラツキが、そのとき
の機関出力状態から考えて妥当なものであるかどうかを
判断して、燃料ラックの作動不良,噴射ノズルの閉塞,
燃料高圧管の破損などの各気筒の燃料供給系の異常の有
無を判定している。一例として、機関出力即ち負荷が増
加した場合、気筒の排気温度は第2図の実線で示すよう
に上昇するが、燃料供給系の何らかの異常で気筒への燃
料供給が阻害されると、不十分な燃焼により排気温度は
第2図の一点鎖線の如く降下する。そこで、操作者は、
排気温度が安定するころ、排気温度の値および気筒間の
温度のバラツキにより、燃料供給系の異常を判断するの
である。
〈考案が解決しようとする問題点〉 ところが、上記従来のディーゼル機関の排気温度の診
断方式は、排気温度センサやラック目盛センサの検出値
を単に別個にメータの指針や数値で表示あるいは記録す
るだけのものにすぎず、従って温度降下速度を読み取る
のができないうえ、排気温度が機関出力に対して適正か
否かは、もっぱら運転者たるディーゼル機関に精通した
専門家の判断に依っているというのが実情である。即
ち、専門家は、センサが実測値として示す各気筒の排気
温度から読み取った温度偏差の機関出力に対する異常か
ら、従来の経験,実験データ,ノウハウおよび理論に基
づいて、種々の可能性を検討し、最も妥当な原因を推定
して、この異常原因に対処する処置を構じるのである。
従って、従来の排気温度診断方式では、運転維持のため
に測定器や記録器に表示される実測データを常時専門家
にチェックさせる必要があり、そうしない限り、異常発
生時に直ちに的確な処置がとれず、燃料噴射系の不具合
や燃料ラックの固着で機関が重大な故障や損傷を受ける
ことになり、機関運転の省力,省人化を図れず、機関運
転率の向上を図れないという欠点がある。
また、近年の内燃機関は、高出力化等により従来より
も苛酷な条件で運動されるため、定常状態下での異常は
勿論のこと、各気筒の排気温度の非定常かつ過渡的変化
を伴う燃料供給系の異常が機関の故障や事故につながる
ことが多く、かかる異常判定の重要性が大きく、これが
できなければ、現在の内燃機関の安全運転は達成できな
いといえる。
そこで、本考案の目的は、従来の経験,実験データ、
理論等に基づく新規な異常判別手段を備えることによっ
て、内燃機関に設けられた排気温度センサと機関出力セ
ンサからの検出信号に基づいて、自動的に排気温度の降
下速度の異常を判別し、各気筒の燃料供給系の異常の種
類に関する正確な診断ができ、機関運転の省人化および
能率化に貢献できる内燃機関の排気温度診断装置を提供
することである。
〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本考案の内燃機関の排気温
度診断装置は、内燃機関の機関出力を検出する機関出力
センサと、内燃機関の各気筒に設けられた排気温度セン
サと、機関出力一定の条件下で特定の気筒への燃料供給
が高圧管の破損や燃料噴射ノズルの完全閉塞で停止した
とき、所定時間の間にその気筒の排気温度に機関出力に
対応して生じる標準温度降下速度を記憶する記憶手段
と、上記排気温度センサからの入力信号に基づいて求め
た上記所定時間における排気温度の降下速度と上記機関
出力センサからの入力信号が表わす機関出力に応じて上
記記憶手段から読み出した標準温度降下速度との偏差を
求め、この偏差が所定の許容値以内であるか否かを判別
する温度降下速度判別手段とを備えて、上記温度降下速
度判別手段の判別結果によって、各気筒の燃料供給系の
異常の種類を診断するようにしたことを特徴とする。
〈作用〉 いま、内燃機関の機関出力一定の条件下で特定の気筒
への燃料供給が高圧管の破損や燃料噴射ノズルの完全閉
塞で停止したとする。そうすると、燃焼の停止のため降
下する上記気筒の排気温度は、排気温度センサで検出さ
れて温度降下速度判別手段に入力される。温度降下速度
判別手段は、上記排気温度センサからの入力信号に基づ
いて所定時間における排気温度の温度降下即ち実測温度
降下速度を求め、この実測温度降下速度と、機関出力セ
ンサの検出信号が表わす機関出力に応じて記憶手段から
読み出した標準温度降下速度との偏差を求め、この偏差
が所定の許容値以内であるか否かを判別する。そして、
偏差が所定の許容値以内ならば、その気筒の燃料供給系
に異常有り(例えば高圧管破損,燃料噴射ノズルの完全
閉塞)と診断する一方、許容値を超えれば、その気筒に
別の異常有り(例えば気筒への冷却水漏れあるいはその
気筒のみにラック固着等により燃料が過剰供給されてい
る)と診断する。
つまり、機関出力一定の条件下で所定時間(Δt)に
おける各気筒の実測温度降下(ΔTi/Δt)が、機関出
力に応じて予め与えられた標準温度降下速度δ〜δ
に対して所定の許容値(Δ)以内[δ−Δ≦ΔTi≦δ
+Δ]か否かを判別するという微分量による判定なの
で、非定常で過渡的な排気温度変化を伴う燃料供給系の
異常を気筒ごとに診断できるのである。
〈実施例〉 以下、本考案を図示の実施例により詳細に説明する。
第1図は本考案の排気温度診断装置を備えたディーゼ
ル機関の模式図であり、1はディーゼル機関、2はこの
ディーゼル機関1の燃料ラックの変位を検出する機関出
力センサとしてのラック目盛センサ、3,3,…は上記ディ
ーゼル機関1の各気筒に排気温度を検出するため設けら
れた熱電対や測温抵抗体等からなる排気温度センサ、4
は後述する記憶手段と温度降下速度判別手段を備え、上
記ラック目盛センサ2と排気温度センサ3から入力され
る検出信号に基づいて所定の演算を行なう排気温度診断
装置としてのコンピュータ、5はこのコンピュータ4か
ら出力される判別結果や各気筒の燃料供給系の異常に関
する情報を表示する表示装置である。
上記コンピュータ4の記憶手段は、機関出力一定の条
件下で特定の気筒への燃料供給が噴射ノズルの完全閉
塞,噴射ポンプの固着,高圧管の破損などの異常で停止
したとき、所定時間Δt(第2図参照)にその気筒の排
気温度に生じる標準的な温度降下ΔT(第2図の2点鎖
線参照)、即ち標準温度降下速度ΔT/Δtを記憶する。
この標準温度降下速度ΔT/Δtは、第3図中のf
1(P),f2(P)で示すように機関出力Pの増加と共
に単調増加する2つの曲線間の斜線領域に入ることが実
験データから明らかになっており、例えば機関出力がP0
の場合、ΔT/Δtは図示の如く、δ=f1(P0)とδ
=f2(P0)の間の値となる。従って、標準温度降下速度
は、記憶手段内に数式f1(P),f2(P)として記憶さ
れる。
なお、残りの正常な気筒は、機関出力一定ゆえ燃焼が
停止した異常気筒の出力を補うべく出力が増加し、その
排気温度も第2図の実線の如く増加する。従って、上記
数式は、内燃機関を種々の一定出力下で運転し、特定の
気筒を非作動とするいわゆる減筒運動試験によって得ら
れる。
一方、上記コンピュータ4の温度降下速度判別手段
は、各気筒の排気温度センサ3(STi;i:気筒番号)から
の入力信号に基づいて、第2図に示すように上記所定時
間Δtにおける排気温度の実測温度降下速度ΔT/Δtを
求めるとともに、機関出力センサ2から入力信号が表わ
す機関出力P0に応じて記憶手段から上記標準温度降下速
度δ=f1(P0),δ=f2(P0)を算出し、実測温度
降下速度ΔT/Δtと標準温度降下速度δ,δとの偏
差が実験データから定められ、記憶手段に記憶された所
定の許容値Δ(第3図参照)以内であるか否か、即ちδ
−Δ≦(ΔT/Δt)≦δ+Δであるか否かを判別す
る。そして、偏差が上記許容値Δ以内ならば、燃料供給
系に上記異常が生じたと判定して、これを具体的に表示
する信号をその気筒番号を表わす信号と共に表示装置5
に出力する一方、上記許容値Δ以内でなければ実測温度
降下速度の過大,過小に応じて別の異常を表わす信号を
同様に出力する。
上記構成の排気温度診断装置即ちコンピュータ4の動
作について、第4図のフローチャートを参照しつつ次に
述べる。
いま、ディーゼル機関1の負荷が増加するとき、i番
目の気筒への燃料供給が高圧管の破損等の異常で停止し
たとする。すると、燃焼の停止のため降下する上記気筒
の排気温度は、排気温度センサ3(STi)で検出され
て、コンピュータ4に入力される。コンピュータ4の温
度降下速度判別手段は、ステップS1で、排気温度センサ
3からの入力信号に基づいて、所定時間Δtにおける排
気温度の変化率即ち実測温度降下速度ΔTi/Δtを求
め、他の気筒の排気温度が上昇しているにも拘わらず特
定の気筒の排気温度が降下している場合、肯(ΔTi/Δ
t<0)と判断して、ステップS2に進む。そして、ステ
ップS2で、燃料供給系の特定の異常により上記所定時間
Δtに生じる排気温度の標準的な降下即ち標準温度降下
速度を、記憶手段に格納された数式f1(P),f2(P)
に基づいて、ラック目盛センサ2からの入力信号が表わ
す機関出力P0に応じてδ=f1(P0),δ=f2(P0
を算出し、上記実測温度降下速度ΔTi/Δtと標準温度
降下速度δ,δとの偏差を求めて、この偏差が所定
の許容値Δ以内であるか否か、即ちδ−Δ≦ΔTi/Δ
t≦δ+Δであるか否かを判別する。
そして、偏差が上記許容値Δ以内ならば、ステップS4
に進んで燃料供給系に上記異常が生じたと判定して、異
常の具体例として「噴射ノズル完全閉塞」,「噴射ポン
プ固着」,「高圧管破損」を表示させる信号をその気筒
番号iを表わす信号と共に表示装置5に出力する一方、
上記許容値Δ以内でなければステップS3に進む。ステッ
プS3では、ΔTi/Δt>δ+Δであるか否かを判別
し、否と判別すればΔTi/Δt<δ−Δであって排気
温度の降下速度が異常に大きいので、特別な異常、具体
例として「気筒への冷却水漏れ」,「排気温度センサ故
障」を表示させる信号を同様に出力する一方、肯と判別
すれば機関全体の出力(負荷)が一定にも拘らずその気
筒の排気温度は微減しているので、他の特定の気筒のみ
に燃料が過剰供給されていると判定して、具体例として
「燃料ラック故障」を表示させる信号を同様に出力す
る。
一方、ディーゼル機関1の負荷が一定のとき、i番目
の気筒の排気温度が降下しなければ(ΔTi/Δt≧
0)、燃料供給系に何ら異常はないから、ステップS1で
否と判断され、表示装置5に特別の表示は行なわれな
い。
上記実施例では、表示装置5に気筒番号と共にその気
筒の燃料供給系の異常を表示し、さらに異常の態様を具
体的に表示するようにしているので、専門家でない一般
の運転者でも、排気温度異常に関連する気筒の燃料供給
系の異常が迅速かつ正確に伴かり、これに的確に対処す
ることができる。
なお、上記実施例では機関出力センサとしてラック目
盛センサを用いたが、これを機関回転数センサとトルク
センサで構成することもできる。また、標準温度降下速
度δ,δの算出は、実施例の数式f1(P),f
2(P)に限らず、メモリに格納したテーブルを参照し
て求めるようにしてもよい。また、本発明が上記実施例
に限られないのはいうまでもない。
〈考案の効果〉 以上の説明で明らかなように、本考案の内燃機関の排
気温度診断装置は、機関出力一定の条件下で特定の気筒
への燃料供給が高圧管の破損等の異常で停止したとき、
所定時間の間にその気筒の排気温度に機関出力に対応し
て生じる標準温度降下速度を記憶手段に記憶する一方、
温度降下速度判別手段によって、各気筒の排気温度セン
サからの入力信号に基づいて求めた上記所定時間におけ
る排気温度の降下速度と、機関出力を検出する機関出力
センサからの入力信号に基づいて記憶手段から読み出し
た上記標準温度降下速度との偏差を求め、この偏差が所
定の許容値以内であるか否かを判別して、この判別結果
により各気筒の燃料供給系の異常の種類を診断するよう
にしているので、専門家によらず一般の運転者が、排気
温度異常に関連する噴射ノズルやポンプの故障,高圧管
の破損,燃料ラックの固着,水漏れ等の気筒の異常を容
易かつ迅速しかも正確に知ることができ、機関運転の省
人化および能率化に大いに貢献する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の排気温度診断装置を備えたディーゼル
機関の模式図、第2図は機関出力の増加に伴う正常気筒
と燃料系異常気筒の排気温度の時間変化を示す図、第3
図は特定の燃料系異常による標準排気温度降下速度と機
関出力の関係を示す図、第4図は上記排気温度診断装置
の処理の流れを示すフローチャートである。 1…ディーゼル機関、2…ラック目盛センサ、3,3…排
気温度センサ、4…コンピュータ、5…表示装置。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関の機関出力を検出する機関出力セ
    ンサと、内燃機関の各気筒に設けられた排気温度センサ
    と、機関出力一定の条件下で特定の気筒への燃料供給が
    高圧管の破損や燃料噴射ノズルの完全閉塞で停止したと
    き、所定時間の間にその気筒の排気温度に機関出力に対
    応して生じる標準温度降下速度を記憶する記憶手段と、
    上記排気温度センサからの入力信号に基づいて求めた上
    記所定時間における排気温度の降下速度と上記機関出力
    センサからの入力信号が表わす機関出力に応じて上記記
    憶手段から読み出した標準温度降下速度との偏差を求
    め、この偏差が所定の許容値以内であるか否かを判別す
    る温度降下速度判別手段とを備えて、上記温度降下速度
    判別手段の判別結果によって、各気筒の燃料供給系の異
    常の種類を診断するようにしたことを特徴とする内燃機
    関の排気温度診断装置。
JP1987176713U 1987-11-19 1987-11-19 内燃機関の排気温度診断装置 Expired - Lifetime JPH082438Y2 (ja)

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