JPH0422808Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、内燃機関の潤滑油系や燃料供給系な
どに設けられるフイルタの閉塞や破損を診断する
フイルタ診断装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、例えばデイーゼルエンジンの潤滑油系に
は、潤滑油を濾過するフイルタが設けられ、濾し
わけられたスラツジによるフイルタの目詰まりや
フイルタの破損をチエツクするために、フイルタ
前後の潤滑油の圧力差を検出する差圧計が設けら
れている。そして、運転者は、巡回監視や定期点
検の際、上記差圧計の指針が示す圧力差を読み取
るとともに、フイルタの累積使用時間等を参考に
してフイルタの目詰まりや破損の有無を判断して
いる。

〈考案が解決しようとする問題点〉 ところが、上記従来のフイルタ診断方式は、フ
イルタ前後の圧力差を差圧計の指針で表示するだ
けのものであるため、フイルタの異常を的確に発
見するには、長年の経験とノウハウをもつ熟練し
た運転者の判断に依らざるを得ない。そのため、
従来のデイーゼルエンジンでは、熟練した運転者
を配置して頻繁に差圧計をチエツクさせる必要が
あり、機関運転の省力化・省人化を図れないとい
う欠点がある。また、上記従来のフイルタ異常診
断方式は、運転者の目視観察と経験に基づく判断
に依存しているため、誤認による異常の見落しが
避けられず、累積使用時間に対応した適切なフイ
ルタ差圧であるか否かを正確に判断するのも難し
い。そして、このような誤認や僅かな異常の見落
しが潤滑不良による機関の重大な故障や損傷につ
ながる虞れもある。

そこで、本考案の目的は、従来の経験や実験デ
ータに基づく新規な判別手段を備えることによつ
て、フイルタ前後の圧力差に基づいてフイルタの
閉塞や破損等の異常を迅速かつ的確に判別し、判
別結果を情報として出力でき、もつて機関運転や
保全の省力化および能率化に貢献できるフイルタ
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、本考案のフイルタ診
断装置は、内燃機関の潤滑油系などに設けられる
フイルタの前後の液体の圧力差を検出する差圧セ
ンサと、判断時よりも一定時間までの期間におい
て上記差圧センサで検出された検出信号の最大値
を保持する最大値保持手段と、上記判断時の検出
信号と上記最大値を比較して、判断時のフイルタ
差圧が過大であるか否かを判別する差圧判別手段
と、この差圧判別手段でフイルタ差圧が過大であ
ると判別されたとき、内燃機関が暖機運転中であ
るか否かを判別する暖機運転判別手段とを備え
て、上記差圧判別手段がフイルタ差圧が過大であ
ると判別し、かつ上記暖機運転判別手段が暖機運
転中でないと判別したときに、上記フイルタが閉
塞し、あるいは閉塞気味であると診断するように
したことを特徴とする。

〈作用〉 差圧センサは、例えば内燃機関の潤滑油系に設
けられたフイルタの前後の潤滑油の差圧を検出し
て、検出信号を最大値保持手段とフイルタ差圧判
別手段に出力する。最大値保持手段は、判断時よ
りも前に入力された上記検出信号の最大値を保持
する一方、フイルタ差圧判別手段は、上記判断時
の検出信号と上記最大値を比較して、判断時のフ
イルタ差圧が過大であるか否かを判別する。そし
て、上記フイルタを差圧判別手段でフイルタ差圧
が過大であると判別されたとき、暖機運転判別手
段は、内燃機関が暖機運転中であるか否かを判別
する。その結果暖機運転中でないのにフイルタ差
圧が過大であると、フイルタが閉塞し、あるいは
閉塞気味であると診断される。

〈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図は本考案のフイルタ診断装置を備えたデ
イーゼルエンジンの潤滑油系の模式図であり、１
は潤滑油を蓄えるタンク、２はこのタンク１の潤
滑油を圧送するポンプ、３は圧送される潤滑油を
水冷する油冷却器、４はこの油冷却器３をバイパ
スする油量と貫流する油量の比率を自動調節し、
圧送される潤滑油の温度を設定温度に保つ温調
弁、５は温調弁４を経た潤滑油を濾過するフイル
タ、６はこのフイルタ５の前後の潤滑油の圧力差
を検出する差圧センサ、７は後述する最大値保持
手段、差圧判別手段、暖機運転判別手段、フイル
タ交換判別手段を備え、上記差圧センサ６から入
力される検出信号に基づいてフイルタ５の異常を
診断する診断装置としてのコンピユータ、８はこ
のコンピユータ７から出力される診断結果を表示
する表示装置である。

また、９は上記フイルタ５を経た潤滑油の圧力
を適正な供給圧力に調節する調圧弁、１０はこの
調圧弁９からデイーゼルエンジンの各ピストン１
１へ潤滑油を送るピストン給油管、１２は上記調
圧弁９からデイーゼルエンジンのクランク軸１３
等の軸受部に潤滑油を送る軸受給油管、１４は上
記軸受給油管１２に介設したフイルタ、１５はデ
イーゼルエンジンのオイルパン１６に溜まつた潤
滑油を上記タンク１に回収する戻り管である。

第２図は、上記フイルタ５の差圧センサ６で検
出されるフイルタ差圧ΔPの経時変化の一例を示
す図である。フイルタ差圧ΔPは、機関運転開始
直後の暖機運転運転時の潤滑油に急激な圧力の変
化が生じる図示しない高圧状態から漸減した後、
定常運転において第２図の曲線で示すように変化
する。図中の破線で示すフイルタ差圧基準値ΔPn
は、定常運転時のフイルタ差圧の平均値を示し、
図中の２点鎖線で示す上限値ΔPadは、フイルタ
５の流入側の設計圧力Pdとフイルタ閉塞時の流
出側のアラーム圧力Paの差であり、フイルタ閉
塞時のフイルタ差圧を示している。上記コンピユ
ータ７の最大値保持手段は、第２図に示す指定さ
れた判断時tiよりも一定時間ａ前から上記差圧セ
ンサ６で検出されて入力されるフイルタ差圧を表
わす検出信号の時系列データΔPjの最大値
ΔPmaxおよび最小ΔPminを検出し、保持するよ
うになつている（第３図のステツプＳ２参照）。

上記コンピユータ７の差圧判別手段は、上記判
断時のtiの検出信号ΔPiと、上記最大値ΔPmaxに
フイルタの経時塞閉に応じた定数ｋ（ｔ）を乗じ
た値ｋ（ｔ）・ΔPmaxとを比較して、判断時のフ
イルタ差圧ΔPiが過大であるか否かを判別すると
ともに（第３図のステツプＳ３参照）、フイルタ
差圧ΔPiが過大でないと判別した時、このフイル
タ差圧ΔPiと上記フイルタ差圧基準値ΔPnとの大
小を比較・判別する（第３図のステツプＳ８参
照）。次に、ΔPi＜ΔPnと判別した場合、上記フ
イルタ差圧ΔPiと上記最小値ΔPminとの大小を比
較・判別し、ΔPi≦ΔPminiと判別したとき、デ
イーゼルエンジンが停止中であるか否かを判別す
る（第３図のステツプＳ９，Ｓ１０参照）。そし
て、エンジンが運転中なのに、フイルタ差圧ΔPi
がフイルタ差圧基準値ΔPnおよび最小値ΔPmin
よりも低いと判別したとき、フイルタ差圧の上昇
なしと判定して、判定結果と異常原因「フイルタ
破損」に関する情報を表示装置８に出力するよう
になつている（第３図のステツプＳ１２参照）。

上記コンピユータ７の暖機運転判別手段は、上
記差圧判別手段でフイルタ差圧ΔPiが過大である
（ΔPi≧ｋ（ｔ）・ΔPmax）と判別されたとき、デ
イーゼルエンジンが潤滑油の粘度の高い暖機運転
中であるか否かを判別し、暖機運転中でないと判
別したとき、潤滑油粘度が低いのにフイルタ差圧
の上昇が大きいと判定して、判定結果と異常原因
「フイルタ閉塞」に関する情報を出力する（第３
図のステツプＳ４，Ｓ５参照）。また、暖機運転
中であると判別したとき、上記フイルタ差圧ΔPi
が暖機運転時におけるフイルタ差圧基準値ΔPn₀
に定数k₀（k₀＜１）を乗じた下限値k₀・ΔPn₀より
も大きいか否かを判別し、大きくないと判別した
とき、フイルタ差圧の所定の上昇がないと判定し
て、判定結果と異常原因「フイルタ破損、センサ
異常」に関する情報を出力するようになつている
（第３図のステツプＳ６，Ｓ７参照）。

また、上記コンピユータ７のフイルタ交換判別
手段は、上記差圧判別手段でフイルタ差圧ΔPiが
フイルタ差圧基準値ΔPnあるいは最小値ΔPmin
よりも大きいと判別されたとき、フイルタ差圧基
準値ΔPnに対するフイルタ差圧ΔPiの偏差を算出
し、この偏差が過大であるか否かを判別する。即
ち、第３図のステツプＳ１１および第２図に示す
ように、フイルタ差圧の上限値ΔPadから上記フ
イルタ差圧ΔPiならびに上記フイルタ差圧基準値
ΔPnを夫々減じ、減算結果の比（ΔPad−
ΔPi）／（ΔPad−ΔPn）をもつてフイルタ閉塞
傾向を示す指標とし、この比が経験に基づく一定
値k^*（例えばk^*＝0.5）よりも小さくなつたか否か
でフイルタ閉塞の有無を判別する。そして、
（ΔPad−ΔPi）／（ΔPad−ΔPn）≦k^*と判別した
とき、エンジンの運転時間の累計からフイルタの
累積使用時間τを求め、この累積使用時間τが所
定のメインテナンス時間τ₀に達したか否かを判別
し、τ≧τ₀と判別すれば「フイルタの清掃、交換
が必要」であることを示す情報を、τ＜τ₀と判別
すれば「フイルタ目詰まりの可能性あり」を示す
情報を夫々表示装置８に出力するようになつてい
る（第３図のステツプＳ１３〜Ｓ１６参照）。

上記構成のコンピユータ７の診断処理につい
て、第３図のフローチヤートを参照しつつ次に述
べる。

Ｓ１ コンピユータ７には、診断に先立つて、
定数データとして定数ｋ（ｔ），k^*、k₀、定常お
よび暖機運転時のフイルタ差圧基準値ΔPn，
ΔPn₀、フイルタ差圧の上限値ΔPadが入力され、
デイーゼルエンジンが始動すると、潤滑油系のフ
イルタ５に設けられた差圧センサ６からフイルタ
差圧を表わす検出信号の時系列データΔPjが入力
される。

Ｓ２ 最大値保持手段は、判断時tiのａ時間前
から入力されてきた上記時系列データΔPjに基づ
いてその最大値ΔPmaxおよび最小値ΔPminを検
出し、このΔPmaxとΔPminを保持する。

Ｓ３ 差圧判別手段は、上記最大値ΔPmaxと
定数ｋ（ｔ）の積ｋ（ｔ）・ΔPmaxから上記判断時
のフイルタ差圧ΔPiを減算し、減算結果の正負を
判別し、減算結果が負または０ならステツプＳ４
へ、減算結果が正ならステツプＳ８へ夫々進む。

Ｓ４ 前ステツプでフイルタ差圧ΔPiが過大と
判別されたので、暖機運転判別手段は、デイーゼ
ルエンジンが暖機運転中であるか否かを、例えば
機関始動からの経過時間で判別し、暖機運転中と
判別すればステツプＳ６へ進む一方、そうでなけ
れば定常運転中にも拘わらずフイルタ差圧が高い
と判定し、ステツプＳ５で「フイルタ差圧の上昇
大、フイルタ閉塞」を示す診断情報を出力する。

Ｓ６ 前ステツプで暖機運転中と判別した暖機
運転判別手段は、暖機運転時のフイルタ差圧基準
値ΔPn₀と定数k₀の積を上記フイルタ差圧ΔPiか
ら減算し、減算結果の正負を判別する。そして、
減算結果が正なら、フイルタ差圧ΔPiが適正と判
定してステツプＳ１に戻つてルーチンを続行する
一方、減算結果が負または０なら、暖機運転中に
も拘わらずフイルタ差圧が低いと判定し、ステツ
プＳ７で「フイルタ差圧の上昇なし、フイルタ破
損、センサ異常」を示す診断情報を出力する。

Ｓ８ 前ステツプＳ３でフイルタ差圧ΔPiが過
大でないと判断した差圧判別手段は、上記フイル
タ差圧ΔPiから定常運転時のフイルタ差圧基準値
ΔPnを減算し、減算結果の正負を判別し、減算結
果が正または０ならΔPiが過小でないとしてステ
ツプＳ１１へ進み、減算結果が負なら次の判別を
行なうべくステツプＳ９へ進む。

Ｓ９ 差圧判別手段は、上記フイルタ差圧ΔPi
からステツプＳ２で保持された最小値ΔPminを
減算し、減算結果の正負を判別する。そして、減
算結果が正ならば、ΔPiが過小でないとしてステ
ツプＳ１１へ進む一方、減算結果が負または０な
らば、ΔPiが過小なので、ステツプＳ１０へ進ん
でさらにデイーゼルエンジンが停止中であるか否
かを判別する。そして、停止中と判別すれば、
ΔPiが過小でも異常ではないからステツプＳ１１
へ進み、停止中でないと判別すれば、運転中にも
拘わらずΔPiが過小と判定し、ステツプＳ１２で
「フイルタ差圧の上昇なし、フイルタ破損」を示
す診断情報を出力する。

Ｓ１１ 前ステツプでフイルタ差圧ΔPiが過小
でないと判別されたので、フイルタ交換判別手段
は、前述のステツプＳ３における差圧判別手段の
過大判別とは異なつた観点から、経時使用による
フイルタ閉塞の有無を判別する。即ち、上記フイ
ルタ交換判別手段は、判断時のフイルタ差圧
ΔPi、フイルタ差圧の上限値ΔPad、フイルタ差
圧基準値ΔPnからフイルタ閉塞傾向を示す指標
（ΔPad−ΔPi）／（ΔPad−ΔPn）を算出し、こ
の算出値と定数k^*の大小を比較・判別する。そ
して、上記算出値がk^*よりも大きいとき、フイ
ルタ閉塞なしとしてステツプＳ１７へ進む一方、
上記算出値がk^*よりも小さいとき、ステツプＳ
１３へ進む。

Ｓ１３ フイルタ交換判別手段は、フイルタの
累積使用時間τを求め、続くステツプＳ１４で、
この累積使用時間τがメインテナンス時間τ₀以上
になつているか否かを判別する。そして、τ≧τ₀
と判別すれば、ステツプＳ１５へ進んで「フイル
タの清掃、交換が必要」であることを示す情報を
出力する一方、τ＜τ₀と判別すれば、フイルタ交
換が近いことを示す「フイルタ目詰まりの可能性
あり」の情報を出力する。

Ｓ１７ 最後に、コンピユータ７は、外部から
入力される指令信号によつて以上の診断ルーチン
を継続するか否かを判別し、継続する場合はステ
ツプＳ１に戻り、そうでない場合は処理を終了す
る。

このように、上記実施例では、コンピユータ７
の最大値保持手段に、フイルタ差圧の最小値
ΔPminも検出、保持させ、差圧判別手段に、判
断時のフイルタ差圧ΔPiがフイルタ差圧基準値
ΔPnおよび上記最小値ΔPminよりも大きいかど
うかならびにエンジンが停止中かどうかを判別さ
せ、暖機運転判別手段に、上記フイルタ差圧ΔPi
が暖機運転時の下限値k₀・ΔPn₀よりも大きいか
どうかを判別させるうえ、経時使用に伴うフイル
タ閉塞傾向をフイルタ交換判別手段に把握させ
て、フイルタの異常を多様かつきめ細かく診断で
きるようにしているので、熟練運転者によらずと
もフイルタの異常を使用期間全体を通じて正確か
つ容易に検知でき、機関運転や保全の省力化・能
率化を図ることができるうえ、フイルタ異常の見
落しに起因する潤滑不良によるデイーゼルエンジ
ンの重大故障や損傷が未然に防止できる。また、
全ての診断結果が表示装置８に表示されるから、
機関を監視する運転者の労力が軽減でき、フイル
タの異常の見落しも減少する。

なお、本考案のフイルタ診断装置の最大値保持
手段、差圧判別手段、暖機運転判別手段の処理手
法が、上記実施例の処理手法に限られず、また、
本考案のフイルタ診断装置が内燃機関の燃料供給
系のフイルタにも適用できることはいうまでもな
い。

〈考案の効果〉 以上の説明で明らかなように、本考案のフイル
タ診断装置は、内燃機関の潤滑油系等に設けられ
たフイルタの前後の液体の圧力差を差圧センサで
検出し、判断時よりも一定時間前までの期間にお
いて上記差圧センサで検出された検出信号の最大
値を最大値保持手段に保持する一方、判断時の検
出信号と上記最大値を差圧判別手段で比較して判
断時のフイルタ差圧が過大かどうかを判別すると
ともに、フイルタ差圧が過大であると判別された
とき、暖機運転判別手段で内燃機関が暖機運転中
であるかどうかを判別して、フイルタ差圧が過大
でかつ暖機運転中でないと判別したときに、フイ
ルタが閉塞していると診断するようにしているの
で、熟練した運転者によらずとも、フイルタ差圧
の異常により自動的にフイルタの閉塞や破損を迅
速かつ確実に診断して情報として出力でき、フイ
ルタの異常が正確かつ容易に発見でき、機関運転
や保全の省力化・能率化に大いに貢献する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のフイルタ診断装置を備えたデ
イーゼルエンジンの潤滑油系の模式図、第２図は
第１図のフイルタに設けられた差圧センサで検出
されるフイルタ差圧の経時変化の一例を示す図、
第３図は第１図のコンピユータの診断処理の流れ
を示すフローチヤートである。 １……タンク、２……ポンプ、５……フイル
タ、６……差圧センサ、７……コンピユータ、８
……表示装置、１０……ピストン給油管、１１…
…ピストン、１２……軸受給油管、１３……クラ
ンク軸、１５……戻り管、１６……オイルパン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 内燃機関の潤滑油系や燃料供給系などに設け
   られるフイルタの閉塞や破損を診断するフイル
   タ診断装置であつて、 上記フイルタの前後の液体の圧力差を検出す
   る差圧センサと、判断時よりも一定時間前まで
   の期間において上記差圧センサで検出された検
   出信号の最大値を保持する最大値保持手段と、
   上記判断時の検出信号と上記最大値を比較し
   て、判断時のフイルタ差圧が過大であるか否か
   を判別する差圧判別手段と、この差圧判別手段
   でフイルタ差圧が過大であると判別されたと
   き、内燃機関が暖機運転中であるか否かを判別
   する暖機運転判別手段とを備えて、上記差圧判
   別手段がフイルタ差圧が過大であると判別し、
   かつ上記暖機運転判別手段が暖機運転中でない
   と判別したときに、上記フイルタが閉塞し、あ
   るいは閉塞気味であると診断するようにしたこ
   とを特徴とするフイルタ診断装置。 (2) 上記実用新案登録請求の範囲第１項に記載の
   フイルタ診断装置において、上記フイルタ差圧
   判別手段でフイルタ差圧が過大でないと判別さ
   れたとき、上記判断時の検出信号が表わすフイ
   ルタ差圧と所定のフイルタ差圧基準値との偏差
   を算出し、この偏差が過大であるか否かを判別
   するとともに、上記偏差が過大であると判別し
   たとき、フイルタの累積使用時間を所定のメイ
   ンテナンス時間と比較して、フイルタ交換の要
   否を判別するフイルタ交換判別手段を備えたこ
   とを特徴とするフイルタ診断装置。