JPH1151816A - エンジンの簡易状態モニタ装置 - Google Patents
エンジンの簡易状態モニタ装置Info
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- JPH1151816A JPH1151816A JP9207735A JP20773597A JPH1151816A JP H1151816 A JPH1151816 A JP H1151816A JP 9207735 A JP9207735 A JP 9207735A JP 20773597 A JP20773597 A JP 20773597A JP H1151816 A JPH1151816 A JP H1151816A
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- engine
- monitoring device
- crankshaft
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Landscapes
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な方法により、クランク軸の位置に対応
したトルクを正確に知ることを可能とする。 【解決手段】 エンジンのクランク軸の両側の回転角を
検出する回転検出器１と、回転検出器１によって検出し
た回転角の位相差から軸トルクを演算する位相差演算器
２と、位相差演算器２によって演算した軸トルクに基づ
いて、予め設定された補正関数ｆを用いて、クランク軸
１１の長手方向の位置又は各シリンダの位置に対応する
トルクに補正するトルク補正回路３とを備える。
したトルクを正確に知ることを可能とする。 【解決手段】 エンジンのクランク軸の両側の回転角を
検出する回転検出器１と、回転検出器１によって検出し
た回転角の位相差から軸トルクを演算する位相差演算器
２と、位相差演算器２によって演算した軸トルクに基づ
いて、予め設定された補正関数ｆを用いて、クランク軸
１１の長手方向の位置又は各シリンダの位置に対応する
トルクに補正するトルク補正回路３とを備える。
Description
【０００１】本発明は、エンジンの状態を簡易に監視す
るエンジンの簡易状態モニタ装置に関するものである。
るエンジンの簡易状態モニタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特開昭６０−２５６０２９号のエンジン
のテスト装置は、モータを回転させ、エンジンのクラン
クシャフトを一定回転数で回転させ、トルク測定装置
は、モータの電力量により、モータの駆動トルクの変化
と、このトルクの平均値を計測している。
のテスト装置は、モータを回転させ、エンジンのクラン
クシャフトを一定回転数で回転させ、トルク測定装置
は、モータの電力量により、モータの駆動トルクの変化
と、このトルクの平均値を計測している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の装置は、クランク軸全体の軸トルクを検出していたの
で、いずれかのシリンダに異常があった場合でも、変化
量が小さいので、正確にエンジンの状態をモニタするこ
とができなかった。また、モータでエンジンを回転させ
るので、エンジンサイクルによって発生した実際のトル
クをモニタすることはできなかった。
の装置は、クランク軸全体の軸トルクを検出していたの
で、いずれかのシリンダに異常があった場合でも、変化
量が小さいので、正確にエンジンの状態をモニタするこ
とができなかった。また、モータでエンジンを回転させ
るので、エンジンサイクルによって発生した実際のトル
クをモニタすることはできなかった。
【０００４】本発明は、簡単な方法により、クランク軸
の位置に対応したトルクを正確に知ることができるエン
ジンの簡易モニタ装置を提供することを課題とする。
の位置に対応したトルクを正確に知ることができるエン
ジンの簡易モニタ装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、複数のシリンダを有するエンジ
ンのクランク軸の両側の軸トルクを検出するトルク検出
手段と、前記トルク検出手段によって検出した軸トルク
に基づいて、予め設定された補正関数を用いて、前記ク
ランク軸の長手方向の位置又は前記各シリンダの位置に
対応するトルクに補正するトルク補正手段とを含むエン
ジンの簡易状態モニタ装置である。
に、請求項１の発明は、複数のシリンダを有するエンジ
ンのクランク軸の両側の軸トルクを検出するトルク検出
手段と、前記トルク検出手段によって検出した軸トルク
に基づいて、予め設定された補正関数を用いて、前記ク
ランク軸の長手方向の位置又は前記各シリンダの位置に
対応するトルクに補正するトルク補正手段とを含むエン
ジンの簡易状態モニタ装置である。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載された
エンジンの簡易状態モニタ装置において、前記トルク検
出手段は、エンジンのクランク軸の両側の回転角を検出
する回転検出器と、前記回転検出器によって検出した回
転角の位相差を演算する位相差演算器とを備えたことを
特徴とするエンジンの簡易状態モニタ装置である。
エンジンの簡易状態モニタ装置において、前記トルク検
出手段は、エンジンのクランク軸の両側の回転角を検出
する回転検出器と、前記回転検出器によって検出した回
転角の位相差を演算する位相差演算器とを備えたことを
特徴とするエンジンの簡易状態モニタ装置である。
【０００７】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
に記載されたエンジンの簡易状態モニタ装置において、
前記トルク補正手段は、少なくとも前記シリンダの位置
を含む関数により補正することを特徴とするエンジンの
簡易状態モニタ装置である。
に記載されたエンジンの簡易状態モニタ装置において、
前記トルク補正手段は、少なくとも前記シリンダの位置
を含む関数により補正することを特徴とするエンジンの
簡易状態モニタ装置である。
【０００８】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
のいずれか１項に記載されたエンジンの簡易状態モニタ
装置において、前記トルク補正手段は、前記クランク軸
にかかる前記エンジンの構造から理論的に求めたトルク
値と、前記クランク軸の両側の実際に測定されたトルク
値との比から求めた関数により補正することを特徴とす
るエンジンの簡易状態モニタ装置である。
のいずれか１項に記載されたエンジンの簡易状態モニタ
装置において、前記トルク補正手段は、前記クランク軸
にかかる前記エンジンの構造から理論的に求めたトルク
値と、前記クランク軸の両側の実際に測定されたトルク
値との比から求めた関数により補正することを特徴とす
るエンジンの簡易状態モニタ装置である。
【０００９】請求項５の発明は、請求項１から請求項３
のいずれか１項に記載されたエンジンの簡易状態モニタ
装置において、前記トルク補正手段からの出力を平均化
する平均化手段を備えたことを特徴とするエンジンの簡
易状態モニタ装置である。
のいずれか１項に記載されたエンジンの簡易状態モニタ
装置において、前記トルク補正手段からの出力を平均化
する平均化手段を備えたことを特徴とするエンジンの簡
易状態モニタ装置である。
【００１０】請求項６の発明は、請求項１から請求項３
のいずれか１項に記載されたエンジンの簡易状態モニタ
装置において、前記トルク補正手段からの出力を予め記
憶された正常時のトルク値と比較する比較手段を備えた
ことを特徴とするエンジンの簡易状態モニタ装置であ
る。
のいずれか１項に記載されたエンジンの簡易状態モニタ
装置において、前記トルク補正手段からの出力を予め記
憶された正常時のトルク値と比較する比較手段を備えた
ことを特徴とするエンジンの簡易状態モニタ装置であ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面などを参照して、本発
明の実施の形態をあげて、さらに詳しく説明する。図
１，図２は、本発明によるエンジンの簡易状態モニタ装
置の実施形態を示す図であって、図１は、ブロック図、
図２は、動作を説明する波形図である。この実施形態の
エンジンの簡易状態モニタ装置は、回転検出器１と、位
相差演算器２と、トルク補正回路３と、平均化処理回路
４と、コンパレータ回路５等とを備えている。
明の実施の形態をあげて、さらに詳しく説明する。図
１，図２は、本発明によるエンジンの簡易状態モニタ装
置の実施形態を示す図であって、図１は、ブロック図、
図２は、動作を説明する波形図である。この実施形態の
エンジンの簡易状態モニタ装置は、回転検出器１と、位
相差演算器２と、トルク補正回路３と、平均化処理回路
４と、コンパレータ回路５等とを備えている。
【００１２】回転検出器１（１Ａ，１Ｂ）は、エンジン
１０のクランク軸１１の両側（開放側及び負荷側）の回
転角を検出するためのものであり、例えば、クランク軸
１１に歯車又はエンコーダを取り付けて、その回転角度
に基づいて、電磁的又は光学的にパルスを発生するもの
等が使用され、その出力は、位相差演算器２に接続され
ている。
１０のクランク軸１１の両側（開放側及び負荷側）の回
転角を検出するためのものであり、例えば、クランク軸
１１に歯車又はエンコーダを取り付けて、その回転角度
に基づいて、電磁的又は光学的にパルスを発生するもの
等が使用され、その出力は、位相差演算器２に接続され
ている。
【００１３】位相差演算器２は、回転検出器１Ａ，１Ｂ
の位相差に基づいて、クランク軸１１の捩れ角を求め、
トルクを演算するためのものであり、その出力は、トル
ク補正回路３に接続されている。これらの回転検出器１
と位相差演算器２とによって、トルク検出手段が構成さ
れている。
の位相差に基づいて、クランク軸１１の捩れ角を求め、
トルクを演算するためのものであり、その出力は、トル
ク補正回路３に接続されている。これらの回転検出器１
と位相差演算器２とによって、トルク検出手段が構成さ
れている。
【００１４】トルク補正回路３は、位相差演算器２によ
って検出した軸トルクに基づいて、予め設定された補正
関数ｆを用いて、クランク軸１１の長手方向の位置又は
各シリンダの位置に対応するトルクに補正する回路であ
る。
って検出した軸トルクに基づいて、予め設定された補正
関数ｆを用いて、クランク軸１１の長手方向の位置又は
各シリンダの位置に対応するトルクに補正する回路であ
る。
【００１５】次に、図２を参照しながら、補正回路２の
処理方法について説明する。回転検出器１Ａ，１Ｂから
の回転角に基づいて、位相差演算器２によって、捩れ角
を検出すると、個々のシリンダＣｙｌ１〜Ｃｙｌ４での
爆発力が等しいとしても、図２（Ａ）に示すように、エ
ンジン１０の負荷側のシリンダの爆発によるクランク軸
１１の捩れは小さく、開放側が大きく現れる。なお、爆
発の順番は、エンジン１０の構造によって異なる。
処理方法について説明する。回転検出器１Ａ，１Ｂから
の回転角に基づいて、位相差演算器２によって、捩れ角
を検出すると、個々のシリンダＣｙｌ１〜Ｃｙｌ４での
爆発力が等しいとしても、図２（Ａ）に示すように、エ
ンジン１０の負荷側のシリンダの爆発によるクランク軸
１１の捩れは小さく、開放側が大きく現れる。なお、爆
発の順番は、エンジン１０の構造によって異なる。
【００１６】一方、シリンダＣｙｌ１〜Ｃｙｌ４の爆発
が捩れ角にどのように影響するかは、機械的位置Ｌ１〜
Ｌ４を含む関数として求めることができる。そこで、あ
らかじめ補正関数ｆ（Ｌ１）〜ｆ（Ｌ４）を用意してお
き、たとえば、図２（Ｃ）に示すような、個々の筒内圧
の変化によって重み付けをして、図２（Ａ）に示すトル
ク波形ａを、トルク補正回路３によって、エンジン１０
のシリンダ位置に対応するトルク波形ｂに変換するよう
にしたものである。
が捩れ角にどのように影響するかは、機械的位置Ｌ１〜
Ｌ４を含む関数として求めることができる。そこで、あ
らかじめ補正関数ｆ（Ｌ１）〜ｆ（Ｌ４）を用意してお
き、たとえば、図２（Ｃ）に示すような、個々の筒内圧
の変化によって重み付けをして、図２（Ａ）に示すトル
ク波形ａを、トルク補正回路３によって、エンジン１０
のシリンダ位置に対応するトルク波形ｂに変換するよう
にしたものである。
【００１７】トルク補正回路３は、トルク波形ａを、ト
ルク波形ｂのように補正する、つまり、本来、各シリン
ダＣｙｌ１〜Ｃｙｌ４が出している力（トルク）に相当
する値に直す補正を行なう回路である。各シリンダＣｙ
ｌ１〜Ｃｙｌ４は、爆発の筒内圧［図２（Ｃ）］に基づ
いて、どれだけの力を発生しているかを求めることはで
きる。このときに、各シリンダＣｙｌ１〜Ｃｙｌ４は、
独立して動いているわけではなく、重なって動いている
ので、１本ごとのシリンダのタイミングをずらしたトル
ク波形を、４本足し合わせたトルク波形を考える。この
トルク波形を、クランク軸１１の位置（各シリンダまで
の位置）に対応させて、逆算（簡単には、距離で割る）
した補正関数ｆを求め、測定したトルクに掛けて、補正
してやればよい。
ルク波形ｂのように補正する、つまり、本来、各シリン
ダＣｙｌ１〜Ｃｙｌ４が出している力（トルク）に相当
する値に直す補正を行なう回路である。各シリンダＣｙ
ｌ１〜Ｃｙｌ４は、爆発の筒内圧［図２（Ｃ）］に基づ
いて、どれだけの力を発生しているかを求めることはで
きる。このときに、各シリンダＣｙｌ１〜Ｃｙｌ４は、
独立して動いているわけではなく、重なって動いている
ので、１本ごとのシリンダのタイミングをずらしたトル
ク波形を、４本足し合わせたトルク波形を考える。この
トルク波形を、クランク軸１１の位置（各シリンダまで
の位置）に対応させて、逆算（簡単には、距離で割る）
した補正関数ｆを求め、測定したトルクに掛けて、補正
してやればよい。
【００１８】また、トルク＝捩じり剛性×捩れ角度によ
って求めることができるので、距離が変われば剛性が変
わる。同じトルクであれば、距離が長いほど捩れやすい
ので、これを逆に考えると、ある角度に対して、負荷側
に近いほど、倍率を高く、遠いほど倍率が低くなるよう
な補正関数を、エンジンの仕様に合わせて、計算又は実
測して、メモリしておき、１回転ごとに、その補正関数
ｆを掛けながら、データを生成することもできる。
って求めることができるので、距離が変われば剛性が変
わる。同じトルクであれば、距離が長いほど捩れやすい
ので、これを逆に考えると、ある角度に対して、負荷側
に近いほど、倍率を高く、遠いほど倍率が低くなるよう
な補正関数を、エンジンの仕様に合わせて、計算又は実
測して、メモリしておき、１回転ごとに、その補正関数
ｆを掛けながら、データを生成することもできる。
【００１９】前述したように、トルク波形ａからトルク
波形ｂに変換する手法は、理論的にも、実測的にも求め
ることができるので、１回転又は２回転（７２０°）分
の各ポイントの補正データとしてメモリして、そのポイ
ントごとに掛け算して求めることができる。具体的に
は、回転検出器１の１回転で発生するパルス数をサンプ
リングして、モニタの１画面枠が１０２４ポイントであ
る場合に、１ポイントごとに、どのような係数を持たせ
るかを決めれば、回転パルスごとに、位相差演算器２か
らのデータ（捩れ角）は決まったタイミングで入力され
てくるので、その値に基づいて、補正を行なうようにす
ればよい。
波形ｂに変換する手法は、理論的にも、実測的にも求め
ることができるので、１回転又は２回転（７２０°）分
の各ポイントの補正データとしてメモリして、そのポイ
ントごとに掛け算して求めることができる。具体的に
は、回転検出器１の１回転で発生するパルス数をサンプ
リングして、モニタの１画面枠が１０２４ポイントであ
る場合に、１ポイントごとに、どのような係数を持たせ
るかを決めれば、回転パルスごとに、位相差演算器２か
らのデータ（捩れ角）は決まったタイミングで入力され
てくるので、その値に基づいて、補正を行なうようにす
ればよい。
【００２０】以上のようにして求めたトルク補正回路３
の出力は、平均化処理回路４及びコンパレータ５に接続
されている。平均化処理回路４は、クランク軸のトルク
を平均化演算する回路であり、このトルクを平均化する
ことによって、エンジン１０のトルクをモニタすること
が可能となり、例えば、回転数情報と合せて、出力馬力
等を求めることがでる。
の出力は、平均化処理回路４及びコンパレータ５に接続
されている。平均化処理回路４は、クランク軸のトルク
を平均化演算する回路であり、このトルクを平均化する
ことによって、エンジン１０のトルクをモニタすること
が可能となり、例えば、回転数情報と合せて、出力馬力
等を求めることがでる。
【００２１】コンパレータ回路５は、トルク補正回路３
から出力されるトルク波形と、予め実測したエンジンの
正常時のトルク波形とを比較して、その差が所定範囲を
外れたときに［図２（Ｄ）のｄ部参照］、ノイズ異常、
コンロッドメタル異常、ピストンリング異常などの異常
を検出することができる。
から出力されるトルク波形と、予め実測したエンジンの
正常時のトルク波形とを比較して、その差が所定範囲を
外れたときに［図２（Ｄ）のｄ部参照］、ノイズ異常、
コンロッドメタル異常、ピストンリング異常などの異常
を検出することができる。
【００２２】（変形形態）以上説明した実施形態に限定
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れられ本発明の範囲内である。この実施形態では、補正
関数は、簡単のために、距離Ｌ１〜Ｌ４のみの関数とし
て説明した。しかし、爆発しているシリンダに対して、
他のシリンダが影響を受けるので、負荷が違ってくるの
で、これを補正するために、位置の関数以外に、負荷の
関数も考慮することが望ましい。また、爆発の順序に伴
う圧縮やその前後の状態なども考慮することがよい。
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れられ本発明の範囲内である。この実施形態では、補正
関数は、簡単のために、距離Ｌ１〜Ｌ４のみの関数とし
て説明した。しかし、爆発しているシリンダに対して、
他のシリンダが影響を受けるので、負荷が違ってくるの
で、これを補正するために、位置の関数以外に、負荷の
関数も考慮することが望ましい。また、爆発の順序に伴
う圧縮やその前後の状態なども考慮することがよい。
【００２３】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明は、
クランク軸の両側で測定したトルクを、予め設定した補
正関数を用いて、クランク軸の位置又はシリンダ位置に
対応するトルクに補正するので、エンジンの各部の状態
（トルク）を簡易かつ正確にモニタすることができ、種
々の異常診断などに応用できる、という効果がある。
クランク軸の両側で測定したトルクを、予め設定した補
正関数を用いて、クランク軸の位置又はシリンダ位置に
対応するトルクに補正するので、エンジンの各部の状態
（トルク）を簡易かつ正確にモニタすることができ、種
々の異常診断などに応用できる、という効果がある。
【図１】本発明によるエンジンの簡易状態モニタ装置の
実施形態を示したブロック図である。
実施形態を示したブロック図である。
【図２】本実施形態に係るエンジンの簡易状態モニタ装
置の処理動作を示した波形図である。
置の処理動作を示した波形図である。
１ 電磁式回転検出器 ２ 位相差演算器 ３ トルク補正回路 ４ 平均化処理回路 ５ コンパレータ回路
Claims (6)
- 【請求項１】 複数のシリンダを有するエンジンのクラ
ンク軸の両側の軸トルクを検出するトルク検出手段と、 前記トルク検出手段によって検出した軸トルクに基づい
て、予め設定された補正関数を用いて、前記クランク軸
の長手方向の位置又は前記各シリンダの位置に対応する
トルクに補正するトルク補正手段とを含むエンジンの簡
易状態モニタ装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載されたエンジンの簡易状
態モニタ装置において、 前記トルク検出手段は、 エンジンのクランク軸の両側の回転角を検出する回転検
出器と、 前記回転検出器によって検出した回転角の位相差を演算
する位相差演算器とを備えたことを特徴とするエンジン
の簡易状態モニタ装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載されたエン
ジンの簡易状態モニタ装置において、 前記トルク補正手段は、少なくとも前記シリンダの位置
を含む関数により補正することを特徴とするエンジンの
簡易状態モニタ装置。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれか１項に
記載されたエンジンの簡易状態モニタ装置において、 前記トルク補正手段は、前記クランク軸にかかる前記エ
ンジンの構造から理論的に求めたトルク値と、前記クラ
ンク軸の両側の実際に測定されたトルク値との比から求
めた関数により補正することを特徴とするエンジンの簡
易状態モニタ装置。 - 【請求項５】 請求項１から請求項３のいずれか１項に
記載されたエンジンの簡易状態モニタ装置において、 前記トルク補正手段からの出力を平均化する平均化手段
を備えたことを特徴とするエンジンの簡易状態モニタ装
置。 - 【請求項６】 請求項１から請求項３のいずれか１項に
記載されたエンジンの簡易状態モニタ装置において、 前記トルク補正手段からの出力を予め記憶された正常時
のトルク値と比較する比較手段を備えたことを特徴とす
るエンジンの簡易状態モニタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9207735A JPH1151816A (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | エンジンの簡易状態モニタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9207735A JPH1151816A (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | エンジンの簡易状態モニタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1151816A true JPH1151816A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16544680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9207735A Pending JPH1151816A (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | エンジンの簡易状態モニタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1151816A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009503478A (ja) * | 2005-07-28 | 2009-01-29 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 内燃機関のシャフトにおけるシリンダ個別の回転特性量を求めるための方法 |
| JP2016098825A (ja) * | 2014-11-24 | 2016-05-30 | ゲーエー ジェンバッハー ゲーエムベーハー アンド コー オーゲー | 内燃エンジンの制御方法 |
| JP2017101657A (ja) * | 2015-11-03 | 2017-06-08 | マグネティ マレッリ ソチエタ ペル アツィオニ | 内燃機関のシリンダーによって生じさせられるｍｆｂ５０燃焼指数と瞬時トルクとを推定する方法 |
| CN106840686A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-06-13 | 湖南大学 | 一种发动机变工况下控制参数的在线检测装置和检测方法 |
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-
1997
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