(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022149129
(43)【公開日】2022-10-06
(54)【発明の名称】過給機異常予兆判定装置及び過給機異常予兆判定方法
(51)【国際特許分類】
F02B 39/16 20060101AFI20220929BHJP
F02B 37/00 20060101ALI20220929BHJP
F02D 45/00 20060101ALI20220929BHJP
F02D 23/00 20060101ALI20220929BHJP
F02B 37/16 20060101ALI20220929BHJP
F02B 37/18 20060101ALI20220929BHJP
【ＦＩ】
F02B39/16 F
F02B37/00 301
F02D45/00 345
F02D23/00 N
F02B37/16 B
F02B37/18 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021051129
(22)【出願日】2021-03-25
(71)【出願人】
【識別番号】518131296
【氏名又は名称】三菱重工マリンマシナリ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】辰巳 勝彦
(72)【発明者】
【氏名】松尾 哲也
(72)【発明者】
【氏名】金澤 真吾
(72)【発明者】
【氏名】冨田 勲
【テーマコード（参考）】
3G005
3G092
3G384
【Ｆターム（参考）】
3G005EA16
3G005FA27
3G005GA01
3G005GE08
3G005JA02
3G005JA34
3G005JA39
3G005JA40
3G092DB03
3G384DA50
3G384EE12
(57)【要約】
【課題】エンジンの負荷が変化する過渡状態であっても過給機の異常状態の予兆を速やかに判定可能な過給機異常予兆判定装置を提供する。
【解決手段】過給機の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定装置であって、エンジンの負荷パラメータの時系列データを取得する負荷パラメータ取得部と、過給機の回転数の時系列データを取得する過給機回転数取得部と、負荷パラメータの時系列データと、負荷パラメータと過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成部と、過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出部と、過給機の回転数の時間変化率の時系列データと基準値とに基づいて、過給機の異常状態の予兆を判定する異常予兆判定部と、を備える。
【選択図】 図４
【解決手段】過給機の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定装置であって、エンジンの負荷パラメータの時系列データを取得する負荷パラメータ取得部と、過給機の回転数の時系列データを取得する過給機回転数取得部と、負荷パラメータの時系列データと、負荷パラメータと過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成部と、過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出部と、過給機の回転数の時間変化率の時系列データと基準値とに基づいて、過給機の異常状態の予兆を判定する異常予兆判定部と、を備える。
【選択図】 図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
過給機の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定装置であって、
エンジンの負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するように構成された負荷パラメータ取得部と、
前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得部と、
前記負荷パラメータ取得部によって取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成部と、
前記過給機回転数取得部によって取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出部と、
前記回転数時間変化率算出部によって算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成部によって生成された前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定するように構成された異常予兆判定部と、
を備える、過給機異常予兆判定装置。
エンジンの負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するように構成された負荷パラメータ取得部と、
前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得部と、
前記負荷パラメータ取得部によって取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成部と、
前記過給機回転数取得部によって取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出部と、
前記回転数時間変化率算出部によって算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成部によって生成された前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定するように構成された異常予兆判定部と、
を備える、過給機異常予兆判定装置。
【請求項2】
前記異常予兆判定部は、前記基準値生成部によって生成された前記基準値よりも前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が大きく、且つ、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が一定で正の値である場合に、前記過給機の過回転の予兆が示されていると判定するように構成された、請求項１に記載の過給機異常予兆判定装置。
【請求項3】
前記異常予兆判定部は、前記基準値生成部によって生成された前記基準値よりも前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が大きく、且つ、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が時間の経過とともに大きくなる場合には、前記過給機のオーバーランの予兆が示されていると判定するように構成された、請求項１に記載の過給機異常予兆判定装置。
【請求項4】
前記異常予兆判定部は、前記基準値生成部によって生成された前記基準値よりも前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が小さい場合には、前記過給機の内部損傷の予兆が示されていると判定するように構成された、請求項１に記載の過給機異常予兆判定装置。
【請求項5】
前記異常予兆判定部は、前記エンジンの前記負荷パラメータが一定の状態において、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が０より大きい場合には、前記過給機のオーバーランの予兆が示されていると判定するように構成された、請求項１に記載の過給機異常予兆判定装置。
【請求項6】
前記異常予兆判定部は、前記エンジンの前記負荷パラメータが一定の状態において、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が０よりも小さい場合には、前記過給機の内部損傷の予兆が示されていると判定するように構成された、請求項１に記載の過給機異常予兆判定装置。
【請求項7】
前記エンジンの負荷の上昇時の前記過給機の回転数の時系列データから前記回転数時間変化率算出部によって算出した前記過給機の回転数の時間変化率と、前記基準値生成部によって生成された前記基準値との差分に基づいて、前記過給機の性能劣化の度合を判定し、前記エンジン過給機相関情報が示す前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を前記性能劣化の前記度合に応じて更新するように構成された相関情報更新部を更に備える、請求項１に記載の過給機異常予兆判定装置。
【請求項8】
前記エンジンの始動から停止までを１サイクルとすると、前記エンジン過給機相関情報は、複数のサイクルにおける前記負荷パラメータの平均と前記複数のサイクルにおける前記過給機の回転数の平均との比率を示す、請求項１に記載の過給機異常予兆判定装置。
【請求項9】
前記過給機の過回転の予兆、前記過給機のオーバーランの予兆又は前記過給機の内部損傷の予兆が示されていると前記異常予兆判定部が判定した場合に、前記異常予兆判定部の判定結果に基づくアラーム信号を発信するように構成されたアラーム信号発信部を更に備える、請求項１乃至８の何れか１項に記載の過給機異常予兆判定装置。
【請求項10】
前記過給機の過回転の予兆又は前記過給機のオーバーランの予兆が示されていると前記異常予兆判定部が判定した場合に、（１）前記エンジンに接続する吸気通路における前記過給機の下流側の圧力を低下させるための安全弁の開度を大きくするためのバルブ制御信号、及び、（２）エンジンに接続する排気通路における前記過給機を迂回するバイパス通路に設けられたバイパス弁の開度を大きくするためのバルブ制御信号、のうち少なくとも一方のバルブ制御信号を発信するように構成されたバルブ制御信号発信部を更に備える、請求項１乃至８の何れか１項に記載の過給機異常予兆判定装置。
【請求項11】
過給機の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定方法であって、
エンジンの負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するエンジン負荷パラメータ取得ステップと、
前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得ステップと、
前記エンジン負荷パラメータ取得ステップで取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成ステップと、
前記過給機回転数取得ステップで取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出ステップと、
前記回転数時間変化率算出ステップで算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成ステップで生成した前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定する異常予兆判定ステップと、
を備える、過給機異常予兆判定方法。
エンジンの負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するエンジン負荷パラメータ取得ステップと、
前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得ステップと、
前記エンジン負荷パラメータ取得ステップで取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成ステップと、
前記過給機回転数取得ステップで取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出ステップと、
前記回転数時間変化率算出ステップで算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成ステップで生成した前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定する異常予兆判定ステップと、
を備える、過給機異常予兆判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、過給機異常予兆判定装置及び過給機異常予兆判定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、過給機のコンプレッサの上流側の吸気通路の面積縮小に起因する過給機の異常状態を判定する方法として、過給機のコンプレッサの上流側の圧力変化に基づいて過給機の過回転状態を判定することが記載されている。
【0003】
特許文献２には、エンジンの負荷と過給機の目標回転数との関係を定めたマップと、過給機の実回転数とを比較して過給機の過回転状態を判定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第４７７０７５９号公報
【特許文献2】特開第２００７－０２３８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載の過給機の異常状態の判定方法では、ターボ過給機の回転数が急上昇してからコンプレッサの上流側の圧力上昇が検出されるまでに時間遅れがあり、過給機の異常状態の予兆を速やかに判定することができない。
【0006】
特許文献２に記載の過給機の異常状態の判定方法では、過給機の回転数に基づいて過給機の過回転状態を判定しており、エンジンの負荷が変化する過渡状態に過給機の異常状態の予兆を速やかに判定することは困難である。
【0007】
上述の事情に鑑みて、本開示は、エンジンが一定負荷または一定回転数の定常運転状態のみならず、エンジンの負荷が変化する過渡状態であっても過給機の異常状態の予兆を速やかに判定可能な過給機異常予兆判定装置及び過給機異常予兆判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る過給機異常予兆判定装置は、
過給機の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定装置であって、
エンジンの負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するように構成された負荷パラメータ取得部と、
前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得部と、
前記負荷パラメータ取得部によって取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成部と、
前記過給機回転数取得部によって取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出部と、
前記回転数時間変化率算出部によって算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成部によって生成された前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定するように構成された異常予兆判定部と、
を備える。
過給機の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定装置であって、
エンジンの負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するように構成された負荷パラメータ取得部と、
前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得部と、
前記負荷パラメータ取得部によって取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成部と、
前記過給機回転数取得部によって取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出部と、
前記回転数時間変化率算出部によって算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成部によって生成された前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定するように構成された異常予兆判定部と、
を備える。
【0009】
上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る過給機異常予兆判定方法は、
過給機の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定方法であって、
エンジンの負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するエンジン負荷パラメータ取得ステップと、
前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得ステップと、
前記エンジン負荷パラメータ取得ステップで取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成ステップと、
前記過給機回転数取得ステップで取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出ステップと、
前記回転数時間変化率算出ステップで算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成ステップで生成した前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定する異常予兆判定ステップと、
を備える。
過給機の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定方法であって、
エンジンの負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するエンジン負荷パラメータ取得ステップと、
前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得ステップと、
前記エンジン負荷パラメータ取得ステップで取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成ステップと、
前記過給機回転数取得ステップで取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出ステップと、
前記回転数時間変化率算出ステップで算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成ステップで生成した前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定する異常予兆判定ステップと、
を備える。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、エンジンが一定負荷または一定回転数の定常運転状態のみならず、エンジンの負荷が変化する過渡状態であっても過給機の異常状態の予兆を速やかに判定可能な過給機異常予兆判定装置及び過給機異常予兆判定方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】一実施形態に係る過給機異常予兆判定装置２４を備えるエンジンシステム２の概略構成図である。
【図5A】エンジン過給機相関情報の一例を示す図である。
【図5B】エンジン過給機相関情報の算出方法の一例を示す図である。
【図6】エンジン６の負荷パラメータを上昇させる過程及び一定に維持する過程について、時間とエンジン６の負荷パラメータとの関係、及び時間と過給機８の回転数との関係を示す図であり、エンジン６が舶用主機エンジンである場合の一例を示している。
【図7】エンジン６の負荷パラメータを上昇させる過程及び一定に維持する過程について、時間とエンジン６の負荷パラメータとの関係、及び時間と過給機８の回転数との関係を示す図であり、エンジン６が発電用エンジンである場合の一例を示している。
【図8】エンジン６の負荷パラメータを時間に比例して低下させる過程について、時間と過給機８の回転数との関係を示す図である。
【図9】エンジン６の負荷パラメータを上昇させる過程及び一定に維持する過程について、時間とエンジン６の負荷パラメータとの関係、及び時間と過給機８の回転数との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【0013】
図１は、一実施形態に係る過給機異常予兆判定装置２４を備えるエンジンシステム２の概略構成図である。
図１に示すように、エンジンシステム２は、エンジン６、過給機８、吸気通路１０、排気通路１２、安全弁１４、バイパス通路１６、バイパス弁１８、負荷センサ２０、回転数センサ２２及び過給機異常予兆判定装置２４及びを備える。エンジン６の構成は特に限定されず、エンジン６は、例えば舶用主機エンジンであってもよいし、発電用エンジンであってもよい。
図１に示すように、エンジンシステム２は、エンジン６、過給機８、吸気通路１０、排気通路１２、安全弁１４、バイパス通路１６、バイパス弁１８、負荷センサ２０、回転数センサ２２及び過給機異常予兆判定装置２４及びを備える。エンジン６の構成は特に限定されず、エンジン６は、例えば舶用主機エンジンであってもよいし、発電用エンジンであってもよい。
【0014】
過給機８は、エンジン６に接続する吸気通路１０に設けられたコンプレッサ８ａ、エンジン６に接続する排気通路１２に設けられたタービン８ｂ、及び、コンプレッサ８ａとタービン８ｂとを連結するシャフト８ｃを含む。コンプレッサ８ａ、タービン８ｂ及びシャフト８ｃは同軸上に連結されており、一体的に回転するように構成されている。エンジン６の排気が排気通路１２を介してタービン８ｂに供給されることによりタービン８ｂが回転し、タービン８ｂにシャフト８ｃを介して連結されたコンプレッサ８ａが駆動して空気を圧縮する。コンプレッサ８ａによって圧縮された空気は吸気通路１０を介してエンジン６に供給される。
【0015】
安全弁１４は、過給機８の過回転等の異常予兆が発生した場合に吸気通路１０を大気開放して吸気通路１０の圧力を低下させるために設けられている。
【0016】
バイパス通路１６は、排気通路１２において、タービン８ｂの上流側から分岐してタービン８ｂをバイパスし、タービン８ｂの下流側に接続している。バイパス弁１８は、バイパス通路１６に設けられており、ウェイストゲートバルブとも呼ばれる。バイパス弁１８の開度の調節により、タービン８ｂへのエンジン６の排ガスの流入量が調節され、過給機８の回転数が調節される。バイパス弁１８の開度を大きくすると、タービン８ｂへのエンジン６の排ガスの流入量が減少し、過給機８の回転数が低下する。
【0017】
負荷センサ２０は、エンジン６の負荷パラメータを検出するように構成されている。負荷センサ２０によって検出するエンジン６の負荷パラメータは、エンジン６の負荷Ｌであってもよいし、エンジン６の回転数Ｎｅであってもよい。エンジン６の負荷パラメータは、ガバナ信号であってもよいし、ロードインジケータの値であってもよい。また、エンジン６がディーゼルエンジンである場合には、エンジン６の負荷パラメータは、エンジン６が備える不図示の燃料噴射ポンプにおける燃料調整ラックの目盛の値であってもよい。また、エンジン６がガスエンジン又はガソリンエンジンである場合には、エンジン６の負荷パラメータはエンジン６が備える不図示のスロットル弁のスロットル開度であってもよい。
回転数センサ２２は、過給機８の回転数Ｎｔを検出するように構成されている。
回転数センサ２２は、過給機８の回転数Ｎｔを検出するように構成されている。
【0018】
過給機異常予兆判定装置２４は、過給機の異常状態の予兆を判定するように構成されている。以下、過給機異常予兆判定装置２４について説明する。
【0019】
図２は、図１に示した過給機異常予兆判定装置２４のハードウェア構成の一例を示す図である。図３は、図１及び図２に示した過給機異常予兆判定装置２４の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図４は、図３に示した過給機異常予兆判定装置２４を用いた過給機８の異常予兆判定のフローの一例を示す図である。
【0020】
図２に示すように、過給機異常予兆判定装置２４は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ７２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）７４、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）７６、ＨＤＤ （Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）７８、入力Ｉ／Ｆ８０、及び出力Ｉ／Ｆ８２を含み、これらがバス８４を介して互いに接続されたコンピュータを用いて構成される。なお、過給機異常予兆判定装置２４のハードウェア構成は上記に限定されず、制御回路と記憶装置との組み合わせにより構成されてもよい。また過給機異常予兆判定装置２４は、過給機異常予兆判定装置２４の各機能を実現するプログラムをコンピュータが実行することにより構成される。以下で説明する過給機異常予兆判定装置２４における各部の機能は、例えばＲＯＭ７６に保持されるプログラムをＲＡＭ７４にロードしてプロセッサ７２で実行するとともに、ＲＡＭ７４やＲＯＭ７６におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
【0021】
図３に示すように、過給機異常予兆判定装置２４は、負荷パラメータ取得部２６、過給機回転数取得部２８、基準値生成部３０、回転数時間変化率算出部３２及び異常予兆判定部３４及び相関情報記憶部３５等を備える。以下、図３に示す過給機異常予兆判定装置２４の各部の機能について、図４に示す異常予兆判定のフローを用いて説明する。
【0022】
図４に示すように、Ｓ１１において、負荷パラメータ取得部２６は、エンジン６の負荷パラメータ（エンジン６の負荷Ｌ又は回転数Ｎｅ）の時系列データを負荷センサ２０から取得する。
【0023】
Ｓ１２において、過給機回転数取得部２８は、過給機８の回転数Ｎｔの時系列データを回転数センサ２２から取得する。
【0024】
Ｓ１３において、基準値生成部３０は、負荷パラメータ取得部２６によって取得したエンジン６の負荷パラメータの時系列データと、相関情報記憶部３５から読み出したエンジン過給機相関情報とに基づいて、過給機８の回転数Ｎｔの時間変化率ｄＮｔ／ｄｔの基準値Ａを生成する。このエンジン過給機相関情報は、図５Ａに示すように、エンジン６の負荷パラメータ（負荷Ｌ又は回転数Ｎｅ）と過給機８の回転数Ｎｔとの相関関係を示す相関情報であり、相関情報記憶部３５に記憶されている。基準値生成部３０は、負荷パラメータ取得部２６によって取得したエンジン６の負荷パラメータの時系列データを、エンジン過給機相関情報を参照して過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔの基準値Ａに変換する。
【0025】
ここで、基準値生成部３０が生成する過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔの基準値Ａは、負荷パラメータ取得部２６によって取得したエンジン６の負荷パラメータの時系列データに対応する時系列データであり、負荷パラメータ取得部２６によって取得したエンジン６の負荷パラメータの時系列データが図５Ａに示すように時間に比例して変化する場合には、この基準値Ａは時間に依らない一定値であってもよい。以下、「基準値Ａ」とは、基準値生成部３０によって生成された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔの基準値を意味する。
【0026】
なお、エンジン６の始動から停止までを１サイクルとすると、エンジン過給機相関情報は、例えば直近の複数のサイクル（例えば数十サイクル程度）における負荷パラメータの平均と該直近の複数のサイクルにおける過給機８の回転数Ｎｔの平均との比率（Ｎｔ／Ｌ又はＮｔ／Ｎｅ）であってもよいし（図５Ｂ参照）、過給機８の運用開始前に行った試験結果に基づいて定められてもよいし、過給機８の運用開始直後の負荷パラメータと過給機８の回転数Ｎｔとの相関関係であってもよい。
【0027】
Ｓ１４において、回転数時間変化率算出部３２は、過給機回転数取得部２８によって取得した過給機８の回転数Ｎｔの時系列データから過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔの時系列データを算出する。回転数時間変化率算出部３２は、過給機回転数取得部２８によって取得した過給機８の回転数Ｎｔを各時間において時間微分することにより、過給機８の回転数の時間変化率の時系列データを算出する。
【0028】
Ｓ１５において、異常予兆判定部３４は、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔの時系列データと、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａとに基づいて、過給機８の異常状態の予兆を判定する。
【0029】
ここで、図６～図８を用いて、異常予兆判定部３４による過給機８の異常状態の予兆の判定方法について説明する。
図６及び図７の各々は、エンジン６の負荷パラメータ（エンジン６の負荷Ｌ又は回転数Ｎｅ）を上昇させる期間及び一定に維持する期間について、時間とエンジン６の負荷パラメータとの関係、及び時間と過給機８の回転数Ｎｔとの関係を示す図である。図６は、エンジン６が舶用主機エンジンである場合の一例を示しており、図７は、エンジン６が発電用エンジンである場合の一例を示している。
図６及び図７の各々は、エンジン６の負荷パラメータ（エンジン６の負荷Ｌ又は回転数Ｎｅ）を上昇させる期間及び一定に維持する期間について、時間とエンジン６の負荷パラメータとの関係、及び時間と過給機８の回転数Ｎｔとの関係を示す図である。図６は、エンジン６が舶用主機エンジンである場合の一例を示しており、図７は、エンジン６が発電用エンジンである場合の一例を示している。
【0030】
図６に示す舶用主機エンジンの例では、図６の上段部に示すように、期間ａ１においてエンジン６の負荷パラメータは時間経過に応じて増加し、期間ａ１に続く期間ａ２においてエンジン６の負荷パラメータは一定（例えば定格負荷）に維持される。期間ａ２は負荷パラメータの整定状態である。この場合、基準値生成部３０によって生成された期間ａ１の基準値Ａは正の値であり、基準値生成部３０によって生成された期間ａ２の基準値Ａは０である。また、図６において、直線ＬＡ１は、期間ａ１の基準値Ａを傾きとする直線であり、直線ＬＡ２は、期間ａ２の基準値Ａを傾きとする直線である。
【0031】
例えば図６の直線ＬＢ及びＬＣに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが大きい場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８の過回転又はオーバーランの予兆が示されていると判定する。例えば図６の直線ＬＢに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが大きく、且つ、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが一定で正の値である場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８の過回転の予兆が示されていると判定する。なお、過給機８の「過回転」とは、過給機８の回転数が過給機８の許容回転数を超えることを意味する。過給機８の「許容回転数」とは、過給機８の損傷を回避するために過給機８の設計上設定される回転数の上限を意味する。この許容回転数は、設計上設定される回転数の上限に対して安全側にマージンを設けた値であってもよい。
【0032】
例えば図６の曲線ＬＣに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが大きく、且つ、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが時間の経過とともに大きくなる場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８のオーバーランの予兆が示されていると判定する。過給機８の「オーバーラン」とは、過給機８の回転数Ｎｔが過給機８の許容回転数を超えて更に上昇し過給機８の破壊に至る回転数まで上昇することを意味する。オーバーランの主な原因は、エンジン６の燃焼異常である。エンジンの燃焼異常は、例えば、排気管内の未燃燃料や燃焼室に漏れ出た潤滑油などが燃焼する現象を含む。
【0033】
例えば図６の曲線ＬＤ及びＬαに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが小さい場合には、過給機８の内部損傷の予兆が示されていると判定する。基準値Ａよりも過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが小さい場合は、曲線ＬＤに示すように時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが時間の経過とともに小さくなる場合と、曲線Ｌαに示すように時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが一定である場合（回転数Ｎｔが直線ＬＡ１に対して時間の経過とともに一定の割合で小さくなる場合）の両方を含む。なお、過給機８の内部損傷とは、例えば、過給機８の不図示の軸受（ジャーナル軸受又はスラスト軸受）の損傷により過給機８のシャフト８ｃを含むロータの回転抵抗が正常状態よりも大きくなっている状態、及び、上記ロータ（コンプレッサ８ａのインペラ、タービン８ｂのインペラ及びシャフト８ｃのうち少なくとも１つ）が過給機８の内部構成部品（過給機８の軸受以外の部品）に接触することにより当該回転体の回転抵抗が正常状態よりも大きくなっている状態、のうち少なくとも一方に該当する状態を意味する。
【0034】
例えば図６の曲線ＬＥ１及び直線ＬＥ２に示すように、エンジン６の負荷が一定の状態において、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率が０よりも大きい場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８の過回転又はオーバーランの予兆が示されていると判定する。なお、エンジン６の負荷が一定の状態とは、エンジン６の負荷の整定状態、すなわちエンジン６の負荷指令値が一定の状態（エンジン６の負荷上げ及び負荷下げの何れの指令も出されていない状態）を意味する。
【0035】
例えば図６の曲線ＬＦ１及び直線ＬＦ２に示すように、エンジン６の負荷が一定の状態において、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが０よりも小さい場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８の内部損傷の予兆が示されていると判定する。
【0036】
図７に示す発電用エンジンの例では、図７の上段部に示すように、期間ｂ１においてエンジン６の回転数Ｎｅは時間に比例して増加し、期間ｂ１に続く期間ｂ２～ｂ４ではエンジン６の回転数Ｎｅは一定（例えば定格回転数）に維持される。また、エンジン６の負荷Ｌは、期間ｂ１及びｂ２において０であり、期間ｂ３において時間に比例して増加し、期間ｂ４において一定（例えば定格負荷）に維持される。この場合、期間ｂ１の基準値Ａは値であり、期間ｂ２の基準値Ａは０であり、期間ｂ３の基準値Ａは正の値であり、期間ｂ４の基準値Ａは０である。図７において、直線ＬＡ３は期間ｂ１の基準値Ａを傾きとする直線であり、直線ＬＡ４は期間ｂ２の基準値Ａを傾きとする直線であり、直線ＬＡ５は期間ｂ３の基準値Ａを傾きとする直線であり、直線ＬＡ６は期間ｂ４の基準値Ａを傾きとする直線である。
【0037】
例えば図７の直線ＬＧに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが大きく、且つ、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが一定で正の値である場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８の過回転の予兆が示されていると判定する。
【0038】
例えば図７の曲線ＬＨ及び曲線ＬＩに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが大きく、且つ、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが時間の経過とともに大きくなる場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８のオーバーランの予兆が示されていると判定する。
【0039】
例えば図７の曲線ＬＪ及び曲線ＬＫに示すように、エンジン６の負荷が一定の状態において、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが０よりも大きい場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８の過回転又はオーバーランの予兆が示されていると判定する。
【0040】
例えば図７の曲線ＬＬ及び曲線ＬＭに示すように、エンジン６の負荷が一定の状態において、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが０よりも小さい場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８の内部損傷の予兆が示されていると判定する。
【0041】
例えば図７の曲線Ｌβ及び曲線Ｌγに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが小さい場合には、過給機８の内部損傷の予兆が示されていると判定する。基準値Ａよりも過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが小さい場合は、曲線Ｌγに示すように時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが時間の経過とともに小さくなる場合と、曲線Ｌβに示すように時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが一定である場合（回転数Ｎｔが直線ＬＡ５に対して時間の経過とともに一定の割合で小さくなる場合）の両方を含む。
【0042】
図８は、エンジン６の負荷パラメータを時間に比例して低下させる期間ｃについて、時間と過給機８の回転数Ｎｔとの関係を示す図である。図８は、エンジン６が舶用主機エンジンである場合及びエンジン６が発電用エンジンである場合に共通の一例を示している。
【0043】
図８に示す例では、基準値生成部３０によって生成された期間ｃの基準値Ａは負の値であり、直線ＬＡ７は、期間ｃの基準値Ａを傾きとする直線である。
【0044】
例えば図８の曲線ＬＮに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが大きく、且つ、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが時間の経過とともに大きくなる場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８のオーバーランの予兆が示されていると判定する。
【0045】
例えば図８の曲線ＬＯに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが小さく、且つ、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが時間の経過とともに小さくなる場合には、過給機８の内部損傷の予兆が示されていると判定する。
【0046】
上記過給機異常予兆判定装置２４によれば、エンジン６の負荷パラメータの時系列データとエンジン過給機相関情報とに基づいて、過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔの基準値Ａを生成し、過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔの時系列データと、生成した基準値Ａとに基づいて、過給機８の異常状態の予兆を判定することができる。これにより、エンジン６の負荷が変化する過渡状態であっても、過給機８の複数種類の異常状態の予兆（過給機８の過回転の予兆、過給機８のオーバーランの予兆及び過給機８の内部異常の予兆）を速やかに判定することができる。
【0047】
また、直近の複数サイクルにおける負荷パラメータの平均と過給機８の回転数の平均との比率を示すエンジン過給機相関情報を用いることにより、図５Ｂに示すように周囲環境条件（例えば温度、気圧、エンジン６の使用燃料、エンジン６における燃料の噴射タイミングや着火タイミングの変更などのエンジン６の仕様変更、の少なくとも１つ）や経年劣化によって負荷パラメータと過給機の回転数との相関関係が変化しても、過給機８の異常状態の予兆を精度良く判定することができる。
【0048】
幾つかの実施形態では、図３に示すように、過給機異常予兆判定装置２４は、アラーム信号発信部３６を備えていてもよい。アラーム信号発信部３６は、過給機８の過回転の予兆、過給機８のオーバーランの予兆又は過給機８の内部損傷の予兆が示されていると異常予兆判定部３４が判定した場合に、異常予兆判定部の判定結果に基づくアラーム信号を発信する。これにより、異常予兆判定部３４の判定結果を報知することができる。
【0049】
幾つかの実施形態では、図３に示すように、過給機異常予兆判定装置２４は、バルブ制御信号発信部３８を備えていてもよい。バルブ制御信号発信部３８は、過給機８の過回転の予兆又は過給機８のオーバーランの予兆が示されていると異常予兆判定部３４が判定した場合に、（１）図１に示す吸気通路１０における過給機８の下流側の圧力を低下させるための安全弁１４の開度、又は、（２）排気通路１２における過給機８を迂回するバイパス通路１６に設けられたバイパス弁１８の開度、を大きくするためのバルブ制御信号を発信する。これにより、（１）の安全弁１４の開度を大きくするためのバルブ制御信号を発信する場合にはエンジンに過剰な圧縮空気を送ることを抑制することができ、（２）のバイパス弁１８の開度を大きくするためのバルブ制御信号を発信する場合には過給機８の過回転又はオーバーランの発生を抑制することができる。なお、仮にバイパス通路１６によって排ガスの全量をバイパスさせた場合、過給機８は運転できず、エンジン６に圧縮空気を送れなくなるため、エンジン６は停止することとなる。その為、エンジン６の停止を回避したい場合には、排ガスの全量をバイパスさせずに過給機８の運転を維持し、エンジン６側で所望する空気量及び圧力となるように安全弁１４の開度を調整してもよい。
【0050】
幾つかの実施形態では、図３に示すように、過給機異常予兆判定装置２４は、相関情報更新部４０を備えていてもよい。相関情報更新部４０は、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａ（例えば図９に示す例における直線ＬＡ１の傾き）と、エンジン６の負荷の上昇時の過給機８の回転数の時系列データから回転数時間変化率算出部３２によって算出した過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔ（図９に示す例における直線ＬＰの傾き）との差分に基づいて、過給機８の性能劣化の度合を判定する。相関情報更新部４０は、該差分が大きいほど（回転数時間変化率算出部３２によって算出した過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが基準値Ａに対して小さくなるほど）過給機８の性能劣化の度合が深刻であると判定する。ここで、比較対象となる基準値Ａは、運転試験時や運航開始初期の時点の値であってもよいし、前回のメンテナンスの時点の値であってもよい。
【0051】
そして、相関情報更新部４０は、判定した過給機８の性能劣化の度合に応じて、相関情報記憶部３５に記憶されたエンジン過給機相関情報が示す負荷パラメータと過給機８の回転数との相関関係を更新する。例えば、相関情報更新部４０は、判定した過給機８の性能劣化の度合が深刻であるほど、過給機相関情報が示す負荷パラメータに対する過給機８の回転数Ｎｔの傾き（例えば図５Ａに示す直線の傾き、すなわちｄＮｔ／ｄＬ又はｄＮｔ／ｄＮｅ）が小さくなるように、相関情報記憶部３５に記憶されたエンジン過給機相関情報が示す負荷パラメータと過給機８の回転数Ｎｔとの相関関係を更新する。また、過給機８の性能劣化の度合が予め定めた規定レベルよりも深刻であると相関情報更新部４０が判定した場合には、アラーム信号発信部３６（図３参照）がアラーム信号を発信してもよい。
【0052】
このように、エンジン６の負荷の上昇時の過給機８の回転数の時間変化率と基準値Ａとの差分に基づいて過給機８の性能劣化の度合を判定し、判定した性能劣化の度合に応じてエンジン過給機相関情報を更新することにより、過給機８の性能劣化の度合を考慮して過給機８の異常状態の予兆を精度良く判定することができる。
【0053】
幾つかの実施形態では、例えば図９の上段部に示すようにエンジン６の負荷パラメータが一定の状態において、過給機８の回転数の基準値（図９に示す例における直線ＬＡ２に対応する値）と、過給機回転数取得部２８によって取得した過給機８の回転数Ｎｔ（図９に示す例における直線ＬＱに対応する回転数Ｎｔ）との差に基づいて過給機８の性能劣化の度合を判定してもよい。この場合においても、相関情報更新部４０は、判定した過給機８の性能劣化の度合に応じて、相関情報記憶部３５に記憶されたエンジン過給機相関情報が示す負荷パラメータと過給機８の回転数Ｎｔとの相関関係を更新してもよい。これにより、過給機８の性能劣化の度合を考慮して過給機８の異常状態の予兆を精度良く判定することができる。また、過給機８の性能劣化の度合が予め定めた規定レベルよりも深刻であると判定した場合には、アラーム信号発信部３６（図３参照）がアラーム信号を発信してもよい。
【0054】
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【0055】
例えば、図３に例示した構成では、相関情報記憶部３５を過給機異常予兆判定装置２４が備えていたが、相関情報記憶部３５は過給機異常予兆判定装置２４の外部に設けられていてもよい。
【0056】
上述した実施形態では、バルブ制御信号発信部３８は、過給機８の過回転の予兆又は過給機８のオーバーランの予兆が示されていると異常予兆判定部３４が判定した場合に、（１）図１に示す吸気通路１０における過給機８の下流側の圧力を低下させるための安全弁１４の開度、又は、（２）排気通路１２における過給機８を迂回するバイパス通路１６に設けられたバイパス弁１８の開度、を大きくするためのバルブ制御信号を発信した。
ただし、バルブ制御信号発信部３８は、過給機８の過回転の予兆又は過給機８のオーバーランの予兆が示されていると異常予兆判定部３４が判定した場合に、（１）図１に示す吸気通路１０における過給機８の下流側の圧力を低下させるための安全弁１４の開度を大きくするためのバルブ制御信号、及び、（２）排気通路１２における過給機８を迂回するバイパス通路１６に設けられたバイパス弁１８の開度を大きくするためのバルブ制御信号、の両方を発信してもよい。
このように、バルブ制御信号発信部３８は、過給機８の過回転の予兆又は過給機８のオーバーランの予兆が示されていると異常予兆判定部３４が判定した場合に、（１）図１に示す吸気通路１０における過給機８の下流側の圧力を低下させるための安全弁１４の開度を大きくするためのバルブ制御信号、及び、（２）排気通路１２における過給機８を迂回するバイパス通路１６に設けられたバイパス弁１８の開度を大きくするためのバルブ制御信号、のうち少なくとも一方のバルブ制御信号を発信してもよい。
ただし、バルブ制御信号発信部３８は、過給機８の過回転の予兆又は過給機８のオーバーランの予兆が示されていると異常予兆判定部３４が判定した場合に、（１）図１に示す吸気通路１０における過給機８の下流側の圧力を低下させるための安全弁１４の開度を大きくするためのバルブ制御信号、及び、（２）排気通路１２における過給機８を迂回するバイパス通路１６に設けられたバイパス弁１８の開度を大きくするためのバルブ制御信号、の両方を発信してもよい。
このように、バルブ制御信号発信部３８は、過給機８の過回転の予兆又は過給機８のオーバーランの予兆が示されていると異常予兆判定部３４が判定した場合に、（１）図１に示す吸気通路１０における過給機８の下流側の圧力を低下させるための安全弁１４の開度を大きくするためのバルブ制御信号、及び、（２）排気通路１２における過給機８を迂回するバイパス通路１６に設けられたバイパス弁１８の開度を大きくするためのバルブ制御信号、のうち少なくとも一方のバルブ制御信号を発信してもよい。
【0057】
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
【0058】
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る過給機異常予兆判定装置（例えば上述の過給機異常予兆判定装置２４）は、
過給機（例えば上述の過給機８）の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定装置であって、
エンジン（例えば上述のエンジン６）の負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するように構成された負荷パラメータ取得部（例えば上述の負荷パラメータ取得部２６）と、
前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得部（例えば上述の過給機回転数取得部２８）と、
前記エンジン負荷パラメータ取得部によって取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成部（例えば上述の基準値生成部３０）と、
前記過給機回転数取得部によって取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出部（例えば上述の回転数時間変化率算出部３２）と、
前記回転数時間変化率算出部によって算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成部によって生成された前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定するように構成された異常予兆判定部（例えば上述の異常予兆判定部３４）と、
を備える。
過給機（例えば上述の過給機８）の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定装置であって、
エンジン（例えば上述のエンジン６）の負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するように構成された負荷パラメータ取得部（例えば上述の負荷パラメータ取得部２６）と、
前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得部（例えば上述の過給機回転数取得部２８）と、
前記エンジン負荷パラメータ取得部によって取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成部（例えば上述の基準値生成部３０）と、
前記過給機回転数取得部によって取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出部（例えば上述の回転数時間変化率算出部３２）と、
前記回転数時間変化率算出部によって算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成部によって生成された前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定するように構成された異常予兆判定部（例えば上述の異常予兆判定部３４）と、
を備える。
【0059】
上記（１）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、エンジンの負荷パラメータの時系列データとエンジン過給機相関情報とに基づいて、過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成し、過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、生成した基準値とに基づいて、過給機の異常状態の予兆を判定することができる。これにより、エンジンが一定負荷または一定回転数の定常運転状態のみならず、エンジンの負荷が変化する過渡状態であっても過給機の異常状態の予兆を速やかに判定することができる。また、異常予兆の種類についても判定することができる。
【0060】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の過給機異常予兆判定装置において、
前記異常予兆判定部は、前記基準値生成部によって生成された前記基準値よりも前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が大きく、且つ、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が一定で正の値である場合に、前記過給機の過回転の予兆が示されていると判定するように構成される。
前記異常予兆判定部は、前記基準値生成部によって生成された前記基準値よりも前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が大きく、且つ、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が一定で正の値である場合に、前記過給機の過回転の予兆が示されていると判定するように構成される。
【0061】
上記（２）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、エンジンが一定負荷または一定回転数の定常運転状態のみならず、エンジンの負荷が変化する過渡状態であっても過給機の過回転の予兆を速やかに判定することができる。
【0062】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載の過給機異常予兆判定装置において、
前記異常予兆判定部は、前記基準値生成部によって生成された前記基準値よりも前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が大きく、且つ、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が時間の経過とともに大きくなる場合には、前記過給機のオーバーランの予兆が示されていると判定するように構成される。
前記異常予兆判定部は、前記基準値生成部によって生成された前記基準値よりも前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が大きく、且つ、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が時間の経過とともに大きくなる場合には、前記過給機のオーバーランの予兆が示されていると判定するように構成される。
【0063】
上記（３）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、エンジンが一定負荷または一定回転数の定常運転状態のみならず、エンジンの負荷が変化する過渡状態であっても過給機のオーバーランの予兆を速やかに判定することができる。
【0064】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかに記載の過給機異常予兆判定装置において、
前記異常予兆判定部は、前記基準値生成部によって生成された前記基準値よりも前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が小さく、且つ、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が時間の経過とともに小さくなる場合には、前記過給機の内部損傷の予兆が示されていると判定するように構成される。
前記異常予兆判定部は、前記基準値生成部によって生成された前記基準値よりも前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が小さく、且つ、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が時間の経過とともに小さくなる場合には、前記過給機の内部損傷の予兆が示されていると判定するように構成される。
【0065】
上記（４）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、エンジンが一定負荷または一定回転数の定常運転状態のみならず、エンジンの負荷が変化する過渡状態であっても過給機の内部損傷の予兆を速やかに判定することができる。
【0066】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかに記載の過給機異常予兆判定装置において、
前記異常予兆判定部は、前記エンジンの前記負荷パラメータが一定の状態において、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が０より大きい場合には、前記過給機のオーバーランの予兆が示されていると判定するように構成される。
前記異常予兆判定部は、前記エンジンの前記負荷パラメータが一定の状態において、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が０より大きい場合には、前記過給機のオーバーランの予兆が示されていると判定するように構成される。
【0067】
上記（５）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、エンジンの負荷が一定の状態において過給機のオーバーランの予兆を速やかに判定することができる。
【0068】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかに記載の過給機異常予兆判定装置において、
前記異常予兆判定部は、前記エンジンの前記負荷パラメータが一定の状態において、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が０よりも小さい場合には、前記過給機の内部損傷の予兆が示されていると判定するように構成される。
前記異常予兆判定部は、前記エンジンの前記負荷パラメータが一定の状態において、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が０よりも小さい場合には、前記過給機の内部損傷の予兆が示されていると判定するように構成される。
【0069】
上記（６）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、エンジンの負荷が一定の状態において過給機の内部損傷の予兆を速やかに判定することができる。
【0070】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかに記載の過給機異常予兆判定装置において、
前記エンジンの負荷の上昇時の前記過給機の回転数の時系列データから前記回転数時間変化率算出部によって算出した前記過給機の回転数の時間変化率と、前記基準値生成部によって生成された前記基準値との差分に基づいて、前記過給機の性能劣化の度合を判定し、前記エンジン過給機相関情報が示す前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を前記性能劣化の前記度合に応じて更新するように構成された相関情報更新部（例えば上述の相関情報更新部４０）を更に備える。
前記エンジンの負荷の上昇時の前記過給機の回転数の時系列データから前記回転数時間変化率算出部によって算出した前記過給機の回転数の時間変化率と、前記基準値生成部によって生成された前記基準値との差分に基づいて、前記過給機の性能劣化の度合を判定し、前記エンジン過給機相関情報が示す前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を前記性能劣化の前記度合に応じて更新するように構成された相関情報更新部（例えば上述の相関情報更新部４０）を更に備える。
【0071】
上記（７）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、過給機の性能劣化の度合を考慮して過給機の異常状態の予兆を精度良く判定することができる。
【0072】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかに記載の過給機異常予兆判定装置において、
前記エンジンの始動から停止までを１サイクルとすると、前記エンジン過給機相関情報は、複数のサイクルにおける前記負荷パラメータの平均と前記複数のサイクルにおける前記過給機の回転数の平均との比率を示す。
前記エンジンの始動から停止までを１サイクルとすると、前記エンジン過給機相関情報は、複数のサイクルにおける前記負荷パラメータの平均と前記複数のサイクルにおける前記過給機の回転数の平均との比率を示す。
【0073】
上記（８）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、直近の複数サイクルにおける上記比率を示すエンジン過給機相関情報を用いることにより、周囲環境条件（例えば温度、気圧、エンジンの使用燃料、の少なくとも１つ）や経年劣化によって負荷パラメータと過給機の回転数との相関関係が変化しても、過給機の異常状態の予兆を精度良く判定することができる。
【0074】
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（８）の何れかに記載の過給機異常予兆判定装置において、
前記過給機の過回転の予兆、前記過給機のオーバーランの予兆又は前記過給機の内部損傷の予兆が示されていると前記異常予兆判定部が判定した場合に、前記異常予兆判定部の判定結果に基づくアラーム信号を発信するように構成されたアラーム信号発信部（例えば上述のアラーム信号発信部３６）を更に備える。
前記過給機の過回転の予兆、前記過給機のオーバーランの予兆又は前記過給機の内部損傷の予兆が示されていると前記異常予兆判定部が判定した場合に、前記異常予兆判定部の判定結果に基づくアラーム信号を発信するように構成されたアラーム信号発信部（例えば上述のアラーム信号発信部３６）を更に備える。
【0075】
上記（９）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、給機の過回転の予兆、過給機のオーバーランの予兆又は過給機の内部損傷の予兆をアラーム信号により報知することができる。
【0076】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかに記載の過給機異常予兆判定装置において、
前記過給機の過回転の予兆又は前記過給機のオーバーランの予兆が示されていると前記異常予兆判定部が判定した場合に、前記エンジンに接続する吸気通路における前記過給機の下流側の圧力を低下させるための安全弁の開度を大きくするためのバルブ制御信号、及び、エンジンに接続する排気通路における前記過給機を迂回するバイパス通路に設けられたバイパス弁の開度を大きくするためのバルブ制御信号、のうち少なくとも一方のバルブ制御信号を発信するように構成されたバルブ制御信号発信部（例えば上述のバルブ制御信号発信部３８）を更に備える。
前記過給機の過回転の予兆又は前記過給機のオーバーランの予兆が示されていると前記異常予兆判定部が判定した場合に、前記エンジンに接続する吸気通路における前記過給機の下流側の圧力を低下させるための安全弁の開度を大きくするためのバルブ制御信号、及び、エンジンに接続する排気通路における前記過給機を迂回するバイパス通路に設けられたバイパス弁の開度を大きくするためのバルブ制御信号、のうち少なくとも一方のバルブ制御信号を発信するように構成されたバルブ制御信号発信部（例えば上述のバルブ制御信号発信部３８）を更に備える。
【0077】
上記（１０）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、過給機の過回転又は過給機のオーバーランの発生を抑制することができる。
【0078】
（１１）本開示の少なくとも一実施形態に過給機異常予兆判定方法は、
過給機の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定方法であって、
エンジンの負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するエンジン負荷パラメータ取得ステップと、
前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得ステップと、
前記エンジン負荷パラメータ取得ステップで取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成ステップと、
前記過給機回転数取得ステップで取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出ステップと、
前記回転数時間変化率算出ステップで算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成ステップで生成した前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定する異常予兆判定ステップと、
を備える。
過給機の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定方法であって、
エンジンの負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するエンジン負荷パラメータ取得ステップと、
前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得ステップと、
前記エンジン負荷パラメータ取得ステップで取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成ステップと、
前記過給機回転数取得ステップで取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出ステップと、
前記回転数時間変化率算出ステップで算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成ステップで生成した前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定する異常予兆判定ステップと、
を備える。
【0079】
上記（１１）に記載の過給機異常予兆判定方法によれば、エンジンの負荷パラメータの時系列データとエンジン過給機相関情報とに基づいて、過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成し、過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、生成した基準値とに基づいて、過給機の異常状態の予兆を判定することができる。これにより、エンジンが一定負荷または一定回転数の定常運転状態のみならず、エンジンの負荷が変化する過渡状態であっても過給機の異常状態の予兆を速やかに判定することができる。また、異常予兆の種類についても判定することができる。
【符号の説明】
【0080】
２ エンジンシステム
６ エンジン
８ 過給機
８ａ コンプレッサ
８ｂ タービン
８ｃ シャフト
１０ 吸気通路
１２ 排気通路
１４ 安全弁
１６ バイパス通路
１８ バイパス弁
２０ 負荷センサ
２２ 回転数センサ
２４ 過給機異常予兆判定装置
２６ 負荷パラメータ取得部
２８ 過給機回転数取得部
３０ 基準値生成部
３２ 回転数時間変化率算出部
３４ 異常予兆判定部
３５ 相関情報記憶部
３６ アラーム信号発信部
３８ バルブ制御信号発信部
４０ 相関情報更新部
７２ プロセッサ
７４ ＲＡＭ
７６ ＲＯＭ
７８ ＨＤＤ
８０ 入力Ｉ／Ｆ
８２ 出力Ｉ／Ｆ
８４ バス
６ エンジン
８ 過給機
８ａ コンプレッサ
８ｂ タービン
８ｃ シャフト
１０ 吸気通路
１２ 排気通路
１４ 安全弁
１６ バイパス通路
１８ バイパス弁
２０ 負荷センサ
２２ 回転数センサ
２４ 過給機異常予兆判定装置
２６ 負荷パラメータ取得部
２８ 過給機回転数取得部
３０ 基準値生成部
３２ 回転数時間変化率算出部
３４ 異常予兆判定部
３５ 相関情報記憶部
３６ アラーム信号発信部
３８ バルブ制御信号発信部
４０ 相関情報更新部
７２ プロセッサ
７４ ＲＡＭ
７６ ＲＯＭ
７８ ＨＤＤ
８０ 入力Ｉ／Ｆ
８２ 出力Ｉ／Ｆ
８４ バス
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】