(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-05
(45)【発行日】2023-12-13
(54)【発明の名称】判定装置、船陸間通信システム及び判定方法
(51)【国際特許分類】
F01L 3/10 20060101AFI20231206BHJP
F02D 45/00 20060101ALI20231206BHJP
F01L 9/10 20210101ALI20231206BHJP
【ＦＩ】
F01L3/10 Z
F02D45/00 368S
F02D45/00 345
F01L9/10
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2020014035
(22)【出願日】2020-01-30
(65)【公開番号】P2021120549
(43)【公開日】2021-08-19
【審査請求日】2022-10-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000000974
【氏名又は名称】川崎重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000556
【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】吉田 孝
(72)【発明者】
【氏名】野上 哲男
【審査官】平井 功
(56)【参考文献】
【文献】特表２００８－５３４８４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－１８７２１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－１５９０２４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０１Ｌ ３／００－ ７／１８
Ｆ０１Ｌ ９／００－ ９／４０
Ｆ０２Ｄ ４３／００－４５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のシリンダを有する舶用２サイクルエンジンにおいて、前記複数のシリンダの各々に設けられた排気弁の動弁装置が具備する空気ばねにおけるエア漏れの可能性を判定する判定装置であって、前記複数のシリンダの各々について筒内圧力をクランク角に関連付けて測定する筒内圧力測定器と、
前記舶用２サイクルエンジンの状態を表す測定値を取得して、前記エア漏れの可能性を否定する少なくとも１種類の第１群の状態値、及び／又は、前記エア漏れの可能性を肯定する少なくとも１種類の第２群の状態値を算出する状態値算出器と、
前記筒内圧力と、前記第１群の状態値、及び／又は、前記第２群の状態値とを取得して、前記エア漏れの可能性を判定する判定器とを備え、
前記判定器が、前記シリンダ内のピストンが上死点に位置しているときの前記筒内圧力を圧縮圧力とし、所定の圧縮圧力基準値と前記圧縮圧力との差分が所定の圧縮圧力閾値を超えたときに、前記第１群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を低く判定する、及び／又は、前記第２群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を高く判定するように構成されている、
判定装置。
【請求項2】
前記状態値算出器は、前記第１群の状態値を算出する第1群の状態値算出器と、前記第２群の状態値を算出する第２群の状態値算出器とを含み、前記判定器は、前記圧縮圧力基準値と前記圧縮圧力との差分が前記圧縮圧力閾値を超えたときに、前記第１群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を低く判定し、前記第２群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を高く判定する、
請求項１に記載の判定装置。
【請求項3】
前記判定器は、前記圧縮圧力基準値と前記圧縮圧力との差分の増大に伴って増加する条件指数を求め、
前記第１群の状態値の増大に伴って減少する第１群の状態指数、及び／又は、前記第２群の状態値の増大に伴って増加する第２群の状態指数を求め、
前記第１群の状態指数と前記第２群の状態指数との和に前記条件指数を掛け合わせた評価関数を用いて、前記エア漏れの可能性を判定するように構成されている、
請求項１又は２に記載の判定装置。
【請求項4】
前記第１群の状態指数及び前記第２群の状態指数の少なくとも１つが、前記エア漏れの判定に与える影響の大きさに基づいて重み付けされている、請求項３に記載の判定装置。
【請求項5】
前記測定値は排気弁ストロークを含み、前記第１群の状態値は所定の排気弁ストローク基準値からの前記排気弁ストロークの減少量を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の判定装置。
【請求項6】
前記測定値は排気弁閉タイミングを含み、前記第２群の状態値は所定の排気弁閉タイミング基準値からの前記排気弁閉タイミングの遅れ量を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の判定装置。
【請求項7】
前記測定値は前記シリンダにおける燃焼室形成部材の焼蝕容積を含み、前記第１群の状態値は焼蝕無しからの前記焼蝕容積の増加量を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の判定装置。
【請求項8】
前記測定値は前記シリンダからの排気ガス温度を含み、前記第１群の状態値は所定の排気ガス温度基準値からの前記排気ガス温度の上昇量を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の判定装置。
【請求項9】
前記測定値は前記シリンダへ給気される空気が蓄えられた掃気室の掃気室温度を含み、前記第１群の状態値は所定の掃気室温度基準値からの前記掃気室温度の上昇量を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の判定装置。
【請求項10】
請求項１～９のいずれか一項に記載の判定装置と、船舶に設けられたデータ送信装置と、
陸上に設けられた管理装置とを備え、
前記判定器は前記管理装置に設けられ、
前記筒内圧力測定器及び前記状態値算出器は前記船舶に設けられ、
前記データ送信装置は、前記筒内圧力、前記第１群の状態値、及び前記第２群の状態値のデータを前記管理装置に衛星通信を介して送信するように構成されている、
船陸間通信システム。
【請求項11】
複数のシリンダを有する舶用２サイクルエンジンにおいて、前記複数のシリンダの各々に設けられた排気弁の動弁装置が具備する空気ばねにおけるエア漏れの可能性をコンピュータで判定する判定方法であって、前記複数のシリンダの各々についてクランク角に関連付けて測定した筒内圧力を取得し、
前記舶用２サイクルエンジンの状態を表す測定値から算出された前記エア漏れの可能性を否定する少なくとも１種類の第１群の状態値、及び／又は、前記舶用２サイクルエンジンの状態を表す測定値から算出された前記エア漏れの可能性を肯定する少なくとも１種類の第２群の状態値を取得し、
前記シリンダ内のピストンが上死点に位置しているときの前記筒内圧力を圧縮圧力とし、所定の圧縮圧力基準値と前記圧縮圧力との差分が所定の圧縮圧力閾値を超えたときに、前記第１群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を低く判定する、及び／又は、前記第２群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を高く判定する、
判定方法。
【請求項12】
前記圧縮圧力基準値と前記圧縮圧力との差分の増大に伴って増加する条件指数と、前記第１群の状態値の増大に伴って減少する第１群の状態指数と、前記第２群の状態値の増大に伴って増加する第２群の状態指数とを求め、前記第１群の状態指数と前記第２群の状態指数との和に前記条件指数を掛け合わせた評価関数を用いて、前記エア漏れの可能性を判定する、
請求項１１に記載の判定方法。
【請求項13】
前記第１群の状態指数及び前記第２群の状態指数の少なくとも１つが、前記エア漏れの判定に与える影響の大きさに基づいて重み付けされている、請求項１２に記載の判定方法。
【請求項14】
前記測定値は排気弁ストロークを含み、前記第１群の状態値は所定の排気弁ストローク基準値からの前記排気弁ストロークの減少量を含む、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の判定方法。
【請求項15】
前記測定値は排気弁閉タイミングを含み、前記第２群の状態値は所定の排気弁閉タイミング基準値からの前記排気弁閉タイミングの遅れ量を含む、請求項１１～１４のいずれか一項に記載の判定方法。
【請求項16】
前記測定値は前記シリンダにおける燃焼室形成部材の焼蝕容積を含み、前記第１群の状態値は焼蝕無しからの前記焼蝕容積の増加量を含む、請求項１１～１５のいずれか一項に記載の判定方法。
【請求項17】
前記測定値は前記シリンダからの排気ガス温度を含み、前記第１群の状態値は所定の排気ガス温度基準値からの前記排気ガス温度の上昇量を含む、請求項１１～１６のいずれか一項に記載の判定方法。
【請求項18】
前記測定値は前記シリンダへ給気される空気が蓄えられた掃気室の掃気室温度を含み、前記第１群の状態値は所定の掃気室温度基準値からの前記掃気室温度の上昇量を含む、請求項１１～１７のいずれか一項に記載の判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、舶用２サイクルエンジンの排気弁の動弁装置が具備する空気ばねにおけるエア漏れの可能性を判定する判定装置及びこれを備えた船陸間通信システム、並びに、判定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、舶用２サイクルエンジンは、燃焼室を形成するシリンダと、シリンダに設けられた排気口を開閉する排気弁と、排気弁を駆動する動弁装置とを備える。特許文献１では、この種の排気弁及び動弁装置を備える舶用２サイクルエンジンが開示されている。
【0003】
特許文献１の舶用２サイクルエンジンの動弁装置は、液圧駆動式の弁アクチュエータを備える。弁アクチュエータは、油圧シリンダと、油圧シリンダに内挿されたピストンとを備え、ピストンにスピンドルを介して排気弁が結合されている。油圧シリンダ内には、ピストンに対して一側に作動油が流出入する圧力室が形成されている。圧力室が高圧供給導管と連通されることにより、圧力室に高圧の作動油が流入して、排気弁を開弁方向へ移動させる。排気弁は、空気ばねにより閉弁方向へ付勢されている。空気ばねは、エアシリンダと、エアシリンダ内を摺動するばねピストンとからなり、ばねピストンの移動により圧縮・膨張するエアが封入されたばね室が形成されている。ばねピストンは、排気弁のスピンドルと結合されている。油圧シリンダの圧力室の圧力が解放されると、ばね室内のエアが膨張して、排気弁が閉弁方向へ移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平１１－３０１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のような動弁装置に具備された空気ばねでエア漏れが生じると、排気弁が適切に着座しなかったり、閉弁タイミングが遅れたりするなどの現象が生じる。これにより圧縮圧力が低下して、燃焼不良につながる。
【0006】
空気ばねのエア漏れが生じると、筒内圧力波形が正常時から変化する。従って、筒内圧力波形に基づいて空気ばねのエア漏れの可能性を推測できる。しかし、筒内圧力波形を変化させる要因は空気ばねのエア漏れ以外にも多岐にわたる。例えば、排気弁の摺動部の動作不良、燃料弁の動作不良、給気条件の変動に伴う燃焼変動などによっても、筒内圧力波形の変化が引き起こされる。つまり、筒内圧力波形を監視するだけでは、空気ばねのエア漏れの有無を判定することは難しい。
【0007】
一方で、空気ばねのエア漏れを検出するために、空気ばねのばね室の圧力を直接的に検出するセンサを設けることが考え得る。しかし、ばね室の圧力は定常的に変動していることから、ばね室の圧力を空気ばねのエア漏れの有無の判定に利用することは難しい。
【0008】
本発明は以上に鑑みてなされたものであり、排気弁の動弁装置に具備される空気ばねのエア漏れの有無をより正確に判定する技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様に係る判定装置は、複数のシリンダを有する舶用２サイクルエンジンにおいて、前記複数のシリンダの各々に設けられた排気弁の動弁装置が具備する空気ばねにおけるエア漏れの可能性を判定する判定装置であって、
前記複数のシリンダの各々について筒内圧力をクランク角に関連付けて測定する筒内圧力測定器と、
前記舶用２サイクルエンジンの状態を表す測定値を取得して、前記エア漏れの可能性を否定する少なくとも１種類の第１群の状態値、及び／又は、前記エア漏れの可能性を肯定する少なくとも１種類の第２群の状態値を算出する状態値算出器と、
前記筒内圧力と、前記第１群の状態値、及び／又は、前記第２群の状態値とを取得して、前記エア漏れの可能性を判定する判定器とを備え、
前記判定器が、前記シリンダ内のピストンが上死点に位置しているときの前記筒内圧力を圧縮圧力とし、所定の圧縮圧力基準値と前記圧縮圧力との差分が所定の圧縮圧力閾値を超えたときに、前記第１群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を低く判定する、及び／又は、前記第２群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を高く判定するように構成されていることを特徴としている。
前記複数のシリンダの各々について筒内圧力をクランク角に関連付けて測定する筒内圧力測定器と、
前記舶用２サイクルエンジンの状態を表す測定値を取得して、前記エア漏れの可能性を否定する少なくとも１種類の第１群の状態値、及び／又は、前記エア漏れの可能性を肯定する少なくとも１種類の第２群の状態値を算出する状態値算出器と、
前記筒内圧力と、前記第１群の状態値、及び／又は、前記第２群の状態値とを取得して、前記エア漏れの可能性を判定する判定器とを備え、
前記判定器が、前記シリンダ内のピストンが上死点に位置しているときの前記筒内圧力を圧縮圧力とし、所定の圧縮圧力基準値と前記圧縮圧力との差分が所定の圧縮圧力閾値を超えたときに、前記第１群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を低く判定する、及び／又は、前記第２群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を高く判定するように構成されていることを特徴としている。
【0010】
また、本発明の一態様に係る船陸間通信システムは、
前記判定装置と、
船舶に設けられたデータ送信装置と、
陸上に設けられた管理装置とを備え、
前記判定器は前記管理装置に設けられ、
前記筒内圧力測定器及び前記状態値算出器は前記船舶に設けられ、
前記データ送信装置は、前記筒内圧力、前記第１群の状態値、及び前記第２群の状態値のデータを前記管理装置に衛星通信を介して送信するように構成されていることを特徴としている。
前記判定装置と、
船舶に設けられたデータ送信装置と、
陸上に設けられた管理装置とを備え、
前記判定器は前記管理装置に設けられ、
前記筒内圧力測定器及び前記状態値算出器は前記船舶に設けられ、
前記データ送信装置は、前記筒内圧力、前記第１群の状態値、及び前記第２群の状態値のデータを前記管理装置に衛星通信を介して送信するように構成されていることを特徴としている。
【0011】
また、本発明の一態様に係る判定方法は、複数のシリンダを有する舶用２サイクルエンジンにおいて、前記複数のシリンダの各々に設けられた排気弁の動弁装置が具備する空気ばねにおけるエア漏れの可能性をコンピュータで判定する判定方法であって、
前記複数のシリンダの各々についてクランク角に関連付けて測定した筒内圧力を取得し、
前記舶用２サイクルエンジンの状態を表す測定値から算出された前記エア漏れの可能性を否定する少なくとも１種類の第１群の状態値、及び／又は、前記舶用２サイクルエンジンの状態を表す測定値から算出された前記エア漏れの可能性を肯定する少なくとも１種類の第２群の状態値を取得し、
前記シリンダ内のピストンが上死点に位置しているときの前記筒内圧力を圧縮圧力とし、所定の圧縮圧力基準値と前記圧縮圧力との差分が所定の圧縮圧力閾値を超えたときに、前記第１群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を低く判定する、及び／又は、前記第２群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を高く判定することを特徴としている。
前記複数のシリンダの各々についてクランク角に関連付けて測定した筒内圧力を取得し、
前記舶用２サイクルエンジンの状態を表す測定値から算出された前記エア漏れの可能性を否定する少なくとも１種類の第１群の状態値、及び／又は、前記舶用２サイクルエンジンの状態を表す測定値から算出された前記エア漏れの可能性を肯定する少なくとも１種類の第２群の状態値を取得し、
前記シリンダ内のピストンが上死点に位置しているときの前記筒内圧力を圧縮圧力とし、所定の圧縮圧力基準値と前記圧縮圧力との差分が所定の圧縮圧力閾値を超えたときに、前記第１群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を低く判定する、及び／又は、前記第２群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を高く判定することを特徴としている。
【0012】
上記構成の判定装置、船陸間通信装置、及び判定方法によれば、圧縮圧力が低下したときに、第１群の状態値が大きいほど空気ばねのエア漏れの可能性が低く判定される。又は／加えて、第２群の状態値が大きいほど空気ばねのエア漏れの可能性が高く判定される。このように、圧縮圧力に加えて、第１群の状態値及び第２群の状態値のうち少なくとも一方を加味してエア漏れの可能性が判定されるので、エア漏れ以外の原因による圧縮圧力の低下が排斥されて、エア漏れの有無をより正確に判定することができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、排気弁の動弁装置に具備される空気ばねのエア漏れの有無をより正確に判定する技術を提案することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
【0016】
〔船陸間通信システム１の全体構成〕
図１は、本発明の一実施形態に係る判定装置３００が適用される船陸間通信システム１の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態における船陸間通信システム１は、船舶４に設けられる船上システム２と、陸上に設けられる管理装置３とを備える。船舶４は、推進用主機であるエンジンシステム５を備える。
図１は、本発明の一実施形態に係る判定装置３００が適用される船陸間通信システム１の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態における船陸間通信システム１は、船舶４に設けられる船上システム２と、陸上に設けられる管理装置３とを備える。船舶４は、推進用主機であるエンジンシステム５を備える。
【0017】
〔エンジンシステム５の構成〕
エンジンシステム５は、大型の２サイクル（２ストローク）エンジン（以下、単に「エンジン１０」と称する）と、エンジン１０に供給される空気を圧縮する過給機２０とを備える。なお、エンジン１０は、船舶４の発電用エンジンであってもよい。
エンジンシステム５は、大型の２サイクル（２ストローク）エンジン（以下、単に「エンジン１０」と称する）と、エンジン１０に供給される空気を圧縮する過給機２０とを備える。なお、エンジン１０は、船舶４の発電用エンジンであってもよい。
【0018】
エンジン１０は、複数のシリンダ１１（図１では１つのみが図示されている）を有する。本実施形態に係るエンジン１０は、ユニフロー２サイクルエンジンであって、シリンダ１１の下部に掃気口１２が形成され、シリンダ１１の上部に排気口１３が形成されている。シリンダ１１内には、掃気口１２を横切るようにして摺動するピストン１４が設けられている。ピストン１４及びシリンダ１１などによって燃焼室５０が形成されている。ピストン１４は、コネクティングロッド１７を介してクランク軸１８と連結されている。
【0019】
シリンダ１１の上部には、燃料噴射弁１５が設けられている。燃料噴射弁１５を通じて、燃料供給装置３１から供給された燃料が燃焼室５０内へ吹き出す。燃料供給装置３１は、エンジンサイクル中の所定のタイミング、且つ、エンジン負荷に応じた量で、加圧された燃料を燃料噴射弁１５へ供給する。
【0020】
図２は、燃料供給装置３１の構成を示す図である。図２に示すように、燃料供給装置３１は、液圧駆動式の燃料ポンプ３４と、燃料ポンプ３４から燃料噴射弁１５へ高圧の燃料を供給する燃料油供給管３８とを備える。燃料ポンプ３４は、シリンダ３４０と、シリンダ３４０内に往復動自在に設けられたピストン３４１とを有する。シリンダ３４０内のピストン３４１を介して一側は燃料室３４２であり、他側は圧力室３４３である。燃料室３４２には、図示されない燃料源から燃料が供給される。圧力室３４３は、制御弁３７を介して高圧管３６と接続されている。高圧管３６には、供給管４６からポンプ４７で圧縮された高圧の作動油が供給されている。制御弁３７は、高圧管３６から圧力室３４３への作動油の流入が許容されるＯＮの状態と、高圧管３６から圧力室３４３への作動油の流入が阻止されるＯＦＦの状態との間で切り替わる。制御弁３７がＯＦＦのときは、高圧管３６と圧力室３４３との接続が遮断され、圧力室３４３は戻し配管３５と接続される。
【0021】
制御弁３７がＯＮとなって高圧管３６と圧力室３４３とが接続されると、高圧管３６から高圧の作動油が圧力室３４３へ流れ込んで、ピストン３４１が押し下げられる。一方、制御弁３７がＯＦＦとなって戻し配管３５と圧力室３４３とが接続されると、圧力室３４３から戻し配管３５へ作動油が流れ出る。燃料供給装置３１では、このような制御弁３７の動作によってピストン３４１の動作量（ストローク量）が調整され、ピストン３４１の動作量によって燃料噴射弁１５へ供給される燃料の圧力が制御される。このようにして、燃料噴射弁１５からの燃料噴射量、燃料噴射パターン及び燃料噴射タイミングを変更することができる。
【0022】
排気口１３には、当該排気口１３を開閉する排気弁１６が設けられている。排気弁１６は、円錐型の弁体１６１を有するポペット弁である。排気弁１６は、動弁装置３２によって開閉駆動される。図３は、動弁装置３２の構成を示す図である。図３に示す動弁装置３２は、液圧駆動式の弁アクチュエータ６１と駆動アクチュエータ６３とを備える。弁アクチュエータ６１は、油圧シリンダ６１０と、油圧シリンダ６１０内に往復動自在に設けられたピストン６１１とを有する。ピストン６１１には、スピンドル１６２を介して弁体１６１が固定されている。油圧シリンダ６１０内のピストン６１１を介して一側は圧力室６１３とされる。駆動アクチュエータ６３は、油圧シリンダ６３０と、油圧シリンダ６３０内に往復動自在に設けられた駆動ピストン６３１とを有する。油圧シリンダ６３０の駆動ピストン６３１を介して一側は作動油室６３２とされ、他側は駆動圧力室６３３とされる。作動油室６３２は油路６２を介して弁アクチュエータ６１の圧力室６１３と接続されている。駆動圧力室６３３は、制御弁６４を介して高圧管４９と接続されている。制御弁６４は、高圧管４９から駆動圧力室６３３への作動油の流入が許容されるＯＮの状態と、高圧管４９から駆動圧力室６３３への作動油の流入が阻止されるＯＦＦの状態との間で切り替わる。制御弁６４がＯＦＦのときは、高圧管４９と駆動圧力室６３３との接続が遮断され、駆動圧力室６３３は戻し配管４８と接続される。
【0023】
動弁装置３２は、排気弁１６を閉弁方向へ付勢する空気ばね３３を備える。空気ばね３３は、エアシリンダ３３１と、エアシリンダ３３１内に往復動自在に設けられたばねピストン３３２とを有する。ばねピストン３３２には、スピンドル１６２を介して弁体１６１が固定されている。エアシリンダ３３１内のばねピストン３３２を介して一側はばね室３３３とされる。ばね室３３３には、エアが充填されている。
【0024】
制御弁６４がＯＮとなって駆動圧力室６３３が高圧管４９と接続されると、駆動圧力室６３３へ高圧液体が流入して、作動油室６３２の作動油を圧縮する方向へ駆動ピストン６３１が移動する。これにより、作動油室６３２と連通された弁アクチュエータ６１の圧力室６１３の圧力が増加してピストン６１１が開弁方向（下方）へ移動し、これにより排気口１３が開放される。空気ばね３３では、ばねピストン３３２が排気弁１６と一体的に開弁方向へ移動して、ばね室３３３のエアが圧縮される。
【0025】
一方、制御弁６４がＯＦＦとなって駆動圧力室６３３が戻し配管４８と接続されると、駆動圧力室６３３の圧力が解放される。空気ばね３３の付勢により排気弁１６及びピストン６１１は閉弁方向（上方）へ移動して、圧力室３４３から作動油室６３２へ作動油が流れ、駆動圧力室６３３から戻し配管４８へ作動油が流れ出る。これにより、排気弁１６が弁座に着座して排気口１３が閉止される。
【0026】
排気口１３が開放されると、燃焼室５０から排気管２６へ燃焼ガスが流れ出る。燃焼ガス（即ち、排気ガス）は、排気管２６を通じて過給機２０へ送られる。過給機２０は、タービン２１と、タービン２１と回転軸２３によって連結された圧縮機２２とを備える。タービン２１は、シリンダ１１から排気管２６を通じて供給される排気ガスによって回転する。圧縮機２２はタービン２１と一体的に回転し、外部から空気を導入して断熱圧縮する。圧縮された空気は、掃気管２４及び掃気室２５を介してエンジン１０へ供給される。
【0027】
図４は、エンジン１０の１燃焼サイクル分の筒内圧力波形の一例を示す図である。筒内圧力波形は、筒内圧力及びクランク角の検出値から求めた、筒内圧力－クランク角関係線図（トレンド線図）である。クランク軸１８が一回転する間に、ピストン１４の上昇行程と下降行程とが行われる。クランク角の検出値に基づいて排気弁１６の動作が制御される。下降行程の後期の所定クランク角で排気口１３が開放され、上昇行程の初期の所定クランク角で排気口１３が閉止される。また、掃気口１２は、下降行程の後期において排気口１３が開いた後、所定期間をおいたクランク角で開放され、上昇行程の初期において排気口１３が閉じるよりも所定期間前のクランク角で閉止される。上昇行程の初期では、ピストン１４が上昇する間に燃焼室５０の掃気（燃焼ガスの排気及び新気の吸気）が行われ、上昇行程の後期ではピストン１４が上昇する間に新気が圧縮される。ピストン１４が上死点ＴＤＣに到達する直前で、圧縮された空気に対して燃料噴射弁１５から燃料が噴射され、圧縮による温度上昇によって自然着火する。下降行程では、燃料の燃焼（爆発）によりピストン１４が下降し、下降行程の後期に排気口１３が開放されて燃焼室５０から燃焼ガスが排気される。
【0028】
〔船上システム２の構成〕
船上システム２は、エンジンシステム５を制御するエンジン制御装置６０と、エンジンシステム５の状態を表すデータを収集するデータ収集装置６とを備える。データ収集装置６が収集するデータには、エンジン負荷データ、筒内圧力データ、クランク角検出データ、燃料噴射タイミングデータ、排気弁位置データ、排気ガス温度データ、掃気室温度データなどが含まれる。排気弁位置から排気弁１６のストローク及び閉タイミングを求めることができ、データ収集装置６が収集するデータには、排気弁ストロークデータ、排気弁閉タイミングデータが更に含まれる。なお、エンジン制御装置６０は、エンジンシステム５の制御のために、燃料制御弁用作動油圧データ、排気制御弁用作動油圧データ、及び燃料噴射量データ等を取得する。
船上システム２は、エンジンシステム５を制御するエンジン制御装置６０と、エンジンシステム５の状態を表すデータを収集するデータ収集装置６とを備える。データ収集装置６が収集するデータには、エンジン負荷データ、筒内圧力データ、クランク角検出データ、燃料噴射タイミングデータ、排気弁位置データ、排気ガス温度データ、掃気室温度データなどが含まれる。排気弁位置から排気弁１６のストローク及び閉タイミングを求めることができ、データ収集装置６が収集するデータには、排気弁ストロークデータ、排気弁閉タイミングデータが更に含まれる。なお、エンジン制御装置６０は、エンジンシステム５の制御のために、燃料制御弁用作動油圧データ、排気制御弁用作動油圧データ、及び燃料噴射量データ等を取得する。
【0029】
図５に示すように、データ収集装置６は、エンジン負荷検出器５１、筒内圧力センサ５２、排気ガス温度計５３、排気弁位置検出器５５、クランク角検出器５６、及び掃気室温度計５７と電気的に接続されており、これらの機器から検出値を取得する。
【0030】
データ収集装置６は、エンジン負荷データを計測する。エンジン負荷データは、エンジン負荷検出器５１により検出されるデータに基づいて得られるものであってよい。例えば、エンジン負荷の指標としてエンジン１０の出力軸回転数が用いられる場合、エンジン負荷検出器５１はエンジン１０の出力軸に設けられた回転数センサであってよい。例えば、エンジン負荷の指標としてエンジン１０に要求される出力（例えば、スロットル値）が用いられてもよい。例えば、エンジン負荷の指標として過給機２０の回転軸２３が用いられる場合、エンジン負荷検出器５１は過給機２０の回転軸２３に設けられた回転数センサであってよい。例えば、エンジン負荷の指標として燃料噴射量及びエンジン回転数が用いられる場合、エンジン負荷検出器５１は燃料ポンプ３４に設けられる噴射量検出器５４及びエンジン１０に設けられた機関回転数検出器（図示略）であってよい。
【0031】
データ収集装置６は、筒内圧力測定器６５を有する。筒内圧力センサ５２は、エンジン１０の各シリンダ１１に設けられて、燃焼室５０内の圧力を検出する。クランク角検出器５６は、クランク軸１８に設けられて、クランク角（即ち、クランク軸１８の回転位置）を検出する。クランク角検出器５６は、例えば、クランク角を算出するためのクランクパルス信号を筒内圧力測定器６５へ送信する。筒内圧力測定器６５は、検出された筒内圧力及びクランク角を所定のサンプリング周期で取得して、筒内圧力と当該筒内圧力の計測時におけるクランク角の情報を対応付けた筒内圧力データを生成する。例えば、筒内圧力測定器６５は、ピストン１４が上死点ＴＤＣの位置にあるときをクランク角の０°とし、それを基準に－１８０°から１８０°までの角度範囲における筒内圧力の変化を取得する。
【0032】
データ収集装置６は、排気弁位置検出器５５の検出値に基づいて、排気弁ストロークデータを生成する。排気弁位置検出器５５は、動弁装置３２に設けられており、排気弁１６の変位（即ち、弁位置）を検出する。本実施形態では、排気弁位置検出器５５として、弁体１６１と一体的に往復移動するピストン６１１又はその付帯物の変位を検出する非接触式センサが用いられている。データ収集装置６は、排気弁位置検出器５５で検出された排気弁１６の位置と、排気弁１６の位置の計測時におけるクランク角の情報を対応付けた排気弁位置データを計測する。排気弁位置の変位幅は、排気弁ストロークである。データ収集装置６は、排気弁位置データに基づいて排気弁ストロークデータを生成する。排気弁閉タイミングθｃは、排気弁閉時のクランク角である。データ収集装置６は、排気弁位置データから排気弁閉タイミングデータを生成する。但し、排気弁閉タイミングθｃは筒内圧力データを用いて特定することもできる。この場合、ピストン１４の上昇行程において筒内圧力が上昇を開始したときのクランク角が排気弁閉タイミングθｃである。
【0033】
データ収集装置６は、排気ガス温度計５３の検出値に基づいて、排気ガス温度データを生成する。排気ガス温度計５３は、各シリンダ１１の排気口１３から排気管２６までの間に設けられて、燃焼室５０から排気管２６へ流出する排気ガス温度Ｔｅを検出する。
【0034】
データ収集装置６は、掃気室温度計５７の検出値に基づいて、掃気室温度データを生成する。掃気室温度計５７は、掃気室２５内に設けられて、掃気室２５内の空気の温度である掃気室温度Ｔｓを検出する。
【0035】
船上システム２は、データ送信信号を生成するデータ送信装置７と、生成されたデータ送信信号を衛星通信を介して管理装置３に送信する船外通信部８とを更に備える。データ送信装置７は、エンジン制御装置６０及び／又はデータ収集装置６から所定のデータを取得し、管理装置３に送信するためのデータ送信信号を生成する。データ送信装置７は、公知のコンピュータ装置で構成されていてよい。データ送信装置７と船外通信部８とは船内ＬＡＮ９により信号を授受可能に接続されている。船外通信部８は、例えば電子メール等を送信可能なサーバを備える。船内ＬＡＮ９には、種々のデータサーバ、演算装置、入力装置又は表示装置等（いずれも図示略）が接続され得る。船外通信部８から送信されたデータ送信信号は、通信衛星４０を介した衛星通信により伝送される。
【0036】
〔管理装置３の構成〕
管理装置３には、衛星通信によるデータ送信信号を受信可能な衛星アンテナ４１が設けられ得る。これに加えて、又は、これに代えて、陸上に設けられた他の衛星アンテナ４２で一旦データ送信信号が受信され、当該衛星アンテナ４２からインターネット等の通信ネットワーク４３を介して管理装置３にデータ送信信号が送信されてもよい。
管理装置３には、衛星通信によるデータ送信信号を受信可能な衛星アンテナ４１が設けられ得る。これに加えて、又は、これに代えて、陸上に設けられた他の衛星アンテナ４２で一旦データ送信信号が受信され、当該衛星アンテナ４２からインターネット等の通信ネットワーク４３を介して管理装置３にデータ送信信号が送信されてもよい。
【0037】
図６は、管理装置３の構成を示すブロック図である。図６に示すように、管理装置３は、演算装置３０と、プリンタやディスプレイや警告灯やブザーなどの出力装置２７と、キーボードやポインティングデバイスなどの入力装置２８と、大容量の記憶装置２９とを備える。演算装置３０は、いわゆるコンピュータであって、プロセッサ３０１と、メモリ３０２と、通信部３０４と、出入力部３０３と、インターフェース３０５とを有する。演算装置３０には、インターフェース３０５を介して出力装置２７、入力装置２８、及び記憶装置２９が接続されている。
【0038】
管理装置３は、通信部３０４を介して取得したデータ送信信号に含まれる各種データを記憶装置２９に記憶する。記憶装置２９には、船上システム２から送信されてきた各種データを格納したデータベースが構築されている。記憶装置２９には、例えば、エンジン負荷データ、筒内圧力データ、燃料噴射タイミングデータ、排気弁位置データ、排気ガス温度データ、掃気室温度データ、排気弁ストロークデータ、及び排気弁閉タイミングデータなどを記憶したデータベースが構築されてよい。
【0039】
〔判定装置３００の構成〕
船陸間通信システム１には、エンジン１０が有する動弁装置３２に具備される空気ばね３３のエア漏れの有無を判定する判定装置３００が含まれている。判定装置３００は、判定器３Ａと、複数のシリンダ１１の各々について筒内圧力をクランク角に関連付けて測定する筒内圧力測定器６５と、エンジン１０の状態を表す測定値を取得してエア漏れの可能性を否定する第１群の状態値を算出する第１群の状態値算出器６６と、エンジン１０の状態を表す測定値を取得してエア漏れの可能性を肯定する第２群の状態値を算出する第２群の状態値算出器６７とを備える。状態値算出器６６，６７は少なくとも１つの演算器から構成される。
船陸間通信システム１には、エンジン１０が有する動弁装置３２に具備される空気ばね３３のエア漏れの有無を判定する判定装置３００が含まれている。判定装置３００は、判定器３Ａと、複数のシリンダ１１の各々について筒内圧力をクランク角に関連付けて測定する筒内圧力測定器６５と、エンジン１０の状態を表す測定値を取得してエア漏れの可能性を否定する第１群の状態値を算出する第１群の状態値算出器６６と、エンジン１０の状態を表す測定値を取得してエア漏れの可能性を肯定する第２群の状態値を算出する第２群の状態値算出器６７とを備える。状態値算出器６６，６７は少なくとも１つの演算器から構成される。
【0040】
判定器３Ａは、管理装置３に構成されている。管理装置３のメモリ３０２には、判定プログラムが記憶されている。管理装置３は、プロセッサ３０１が判定プログラムを読み出して実行することにより、判定器３Ａとしての機能を発揮する。
【0041】
筒内圧力測定器６５、第１群の状態値算出器６６、及び第２群の状態値算出器６７は、データ収集装置６に構成されている。
【0042】
第１群の状態値算出器６６は、エンジン１０の状態を表す測定値を取得して、空気ばね３３のエア漏れの可能性を否定する少なくとも１種類の第１群の状態値を算出する。なお、第１群の状態値には、排気弁ストロークの減少量ΔＳ、排気ガス温度Ｔｅの上昇量ΔＴｅ、焼蝕容積の増加量、掃気室温度Ｔｓの上昇量ΔＴｓのうち少なくとも１種類が含まれる。上記の測定値には、第１群の状態値を算出するための測定データが含まれる。このような測定値には、排気弁位置検出器５５の検出値に基づく排気弁ストロークデータ、排気ガス温度計５３の検出値に基づく排気ガス温度データ、及び、掃気室温度計５７の検出値に基づく掃気室温度データのうち第１群の状態値に対応したデータが含まれる。
【0043】
第２群の状態値算出器６７は、空気ばね３３のエア漏れの可能性を肯定する少なくとも１種類の第２群の状態値を算出する。なお、第２群の状態値には、排気弁閉タイミングθｃの遅れ量Δθｃが含まれる。上記の測定値には、第２群の状態値を算出するための測定データが含まれる。このような測定値には、エンジン負荷検出器５１の検出値に基づくエンジン負荷センサ、筒内圧力センサ５２の検出値に基づく筒内圧力データ、及び排気弁位置検出器５５の検出値に基づく排気弁閉タイミングデータのうち第２群の状態値に対応したデータが含まれる。
【0044】
判定器３Ａは、筒内圧力、第１群の状態値、及び第２群の状態値を取得して、空気ばね３３におけるエア漏れの可能性を判定する。以下、判定器３Ａによって行われる判定処理を詳細に説明する。
【0045】
判定器３Ａは、筒内圧力データから圧縮圧力Ｐｃｏｍｐを抽出し、その値を監視する。圧縮圧力Ｐｃｏｍｐは、シリンダ１１内のピストン１４が上死点ＴＤＣに位置しているときの筒内圧力である（図４、参照）。判定器３Ａは、計測された圧縮圧力Ｐｃｏｍｐと、所定の圧縮圧力基準値とを比較する。圧縮圧力Ｐｃｏｍｐが圧縮圧力基準値以上の場合には空気ばね３３のエア漏れは生じていないが、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐが圧縮圧力基準値よりも小さくなると空気ばね３３のエア漏れが生じている可能性があると推測することができる。
【0046】
上記において、圧縮圧力基準値は、ターゲットシリンダ１１のターゲットサイクルの直前の所定数サイクルの圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの平均値であってよい。また、圧縮圧力基準値は、ターゲットサイクルと同等のエンジン負荷のときに測定された圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの平均値であってよい。或いは、圧縮圧力基準値は、エンジン１０が具備する複数のシリンダ１１でターゲットサイクルと同一サイクルで測定された圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの平均値であってよい。また、圧縮圧力基準値は、ターゲットシリンダ１１において、エンジン負荷と対応付けられた圧縮圧力設計値であってよい。図７は、エンジン負荷に対応する圧縮圧力設計値を表す圧縮圧力設計値曲線を示す図である。圧縮圧力設計値曲線では、エンジン負荷の増大に従って圧縮圧力設計値が増大する。予め図７に示すような圧縮圧力設計値曲線が判定器３Ａに記憶されており、判定器３Ａはエンジン負荷に応じて予め設定される設計上の圧縮圧力／掃気圧比（Ｐｃｏｍｐ／Ｐｓ比）を利用して、測定されたエンジン負荷に対応する圧縮圧力設計値を求め、それを圧縮圧力基準値として用いてよい。掃気圧Ｐｓは、掃気行程の筒内圧力である。また、圧縮圧力基準値は、設計上の圧縮圧力／掃気圧比を利用して、計測された掃気圧Ｐｓから求まる圧縮圧力であってよい。
【0047】
判定器３Ａは、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐが圧縮圧力基準値よりも小さく、且つ、圧縮圧力基準値と圧縮圧力Ｐｃｏｍｐとの差分ΔＰｃが所定の圧縮圧力閾値Ａｃよりも大きいことを条件として、判定処理を開始する。
【0048】
判定処理を開始した判定器３Ａは、条件指数Ｆと、第１状態指数Ｒ１～第５状態指数Ｒ５のうち少なくとも１種類とを算出する。採用される状態指数は、エンジン１０の構造に応じて決定されてよい。採用される状態指数の種類は１であってもよいが、採用される状態指数の種類が多いほど判定の精度が向上する。
【0049】
状態指数Ｒ１～Ｒ５は、エア漏れが生じている可能性を低める要因（否定要素）を示す第１群の状態指数と、エア漏れが生じている可能性を高める要因（肯定要素）を示す第２群の状態指数とに分類できる。判定に採用される状態指数Ｒ１～Ｒ５には、少なくとも１種類の第１群の状態指数と、少なくとも１つの第２群の状態指数とが含まれることが望ましい。
【0050】
〔条件指数Ｆ〕
条件指数Ｆは、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの低下度合いを表す。図８は、圧縮圧力基準値と圧縮圧力Ｐｃｏｍｐとの差分ΔＰｃと条件指数Ｆとの関係を表す図表であり、縦軸が条件指数Ｆを表し、横軸が差分ΔＰｃを表している。条件指数Ｆ（ΔＰｃ）は差分ΔＰｃの関数である。条件指数Ｆ（ΔＰｃ）は、差分ΔＰｃが圧縮圧力閾値Ａｃまではゼロであり、差分ΔＰｃが圧縮圧力閾値Ａｃを超えると差分ΔＰｃの増加に従って増加する。
条件指数Ｆは、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの低下度合いを表す。図８は、圧縮圧力基準値と圧縮圧力Ｐｃｏｍｐとの差分ΔＰｃと条件指数Ｆとの関係を表す図表であり、縦軸が条件指数Ｆを表し、横軸が差分ΔＰｃを表している。条件指数Ｆ（ΔＰｃ）は差分ΔＰｃの関数である。条件指数Ｆ（ΔＰｃ）は、差分ΔＰｃが圧縮圧力閾値Ａｃまではゼロであり、差分ΔＰｃが圧縮圧力閾値Ａｃを超えると差分ΔＰｃの増加に従って増加する。
【0051】
〔否定要素：第１状態指数Ｒ１〕
排気弁摺動部の汚損や損傷によって排気弁動作が阻害され排気弁ストロークが減少した場合に、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐが減少することがある。排気弁ストロークの減少が生じている場合には、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの減少の要因は空気ばね３３のエア漏れ以外である可能性がある。そこで、所定の排気弁ストローク基準値からの排気弁ストロークの減少量ΔＳが第１群の状態値として用いられ、減少量ΔＳの増大に伴って減少する第１状態指数Ｒ１が第１群の状態指数として用いられる。
排気弁摺動部の汚損や損傷によって排気弁動作が阻害され排気弁ストロークが減少した場合に、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐが減少することがある。排気弁ストロークの減少が生じている場合には、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの減少の要因は空気ばね３３のエア漏れ以外である可能性がある。そこで、所定の排気弁ストローク基準値からの排気弁ストロークの減少量ΔＳが第１群の状態値として用いられ、減少量ΔＳの増大に伴って減少する第１状態指数Ｒ１が第１群の状態指数として用いられる。
【0052】
第１群の状態値算出器６６は、排気弁ストロークデータを用いて、排気弁ストローク基準値からの排気弁ストロークの減少量ΔＳを求める。排気弁ストローク基準値は、ターゲットシリンダ１１のターゲットサイクルの直前の所定数サイクルの排気弁ストロークの平均値であってよい。また、排気弁ストローク基準値は、ターゲットサイクルと同等のエンジン負荷のときに測定された排気弁ストロークの平均値であってよい。或いは、排気弁ストローク基準値は、エンジン１０が具備する複数のシリンダ１１でターゲットサイクルと同一サイクルで測定された排気弁ストロークの平均値であってよい。
【0053】
判定器３Ａは、排気弁ストロークの減少量ΔＳに基づいて第１状態指数Ｒ１を求める。図９は、排気弁ストロークの減少量ΔＳと第１状態指数Ｒ１との関係を表す図表であり、縦軸が第１状態指数Ｒ１を表し、横軸が排気弁ストロークの減少量ΔＳを表している。排気弁ストロークの減少量ΔＳと第１状態指数Ｒ１との関係は予め判定器３Ａに記憶されている。第１状態指数Ｒ１（ΔＳ）は、排気弁ストロークの減少量ΔＳがストローク閾値Ａｓ以下では一定値（例えば、１）であり、排気弁ストロークの減少量ΔＳがストローク閾値Ａｓを超えると（即ち、排気弁ストロークがストローク閾値Ａｓよりも小さくなると）殆どゼロまで急峻に減少する。
【0054】
〔肯定要素：第２状態指数Ｒ２〕
ターゲットシリンダ１１の排気弁閉タイミングθｃに遅れが生じている場合には、検出された圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの減少は空気ばね３３のエア漏れに起因する可能性が高い。そこで、所定の排気弁閉タイミング基準値からの排気弁閉タイミングθｃの遅れ量Δθｃが第２群の状態値として用いられ、遅れ量Δθｃの増大に伴って増加する第２状態指数Ｒ２が第２群の状態指数として用いられる。
ターゲットシリンダ１１の排気弁閉タイミングθｃに遅れが生じている場合には、検出された圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの減少は空気ばね３３のエア漏れに起因する可能性が高い。そこで、所定の排気弁閉タイミング基準値からの排気弁閉タイミングθｃの遅れ量Δθｃが第２群の状態値として用いられ、遅れ量Δθｃの増大に伴って増加する第２状態指数Ｒ２が第２群の状態指数として用いられる。
【0055】
第２群の状態値算出器６７は、排気弁閉タイミングデータを用いて、所定の排気弁閉タイミング基準値からの排気弁閉タイミングθｃの遅れ量Δθｃを求める。排気弁閉タイミング基準値は、エンジン１０が具備する複数のシリンダ１１でターゲットサイクルと同一サイクルで測定された排気弁閉タイミングθｃの平均値であってよい。
【0056】
判定器３Ａは、排気弁閉タイミングθｃの遅れ量Δθｃに基づいて第２状態指数Ｒ２を求める。図１０は、排気弁閉タイミングθｃの遅れ量Δθｃと第２状態指数Ｒ２との関係を表す図表であり、縦軸が第２状態指数Ｒ２を表し、横軸が排気弁閉タイミングθｃの遅れ量Δθｃを表している。排気弁閉タイミングθｃの遅れ量Δθｃと第２状態指数Ｒ２との関係は予め判定器３Ａに記憶されている。第２状態指数Ｒ２（Δθｃ）は、遅れ量Δθｃが遅れ閾値Ａθｃ以下ではゼロであり、遅れ量Δθｃが遅れ閾値Ａθｃを超えると遅れ量Δθｃの増加に伴って増加する。
【0057】
〔否定要素：第３状態指数Ｒ３〕
シリンダカバー、排気弁１６の触火面、及びピストンクラウン頂部などの燃焼室５０を形成している要素において焼蝕が生じていると、燃焼室５０の容積が設計値よりも大きくなる。燃焼室５０の容積の増加は、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの低下の原因となり得る。そこで、焼蝕容積がゼロからの焼蝕容積の増加量（即ち、焼蝕容積）が第１群の状態値として用いられ、焼蝕容積の増加量の増大に伴って減少する第３状態指数Ｒ３が第１群の状態指数として用いられる。
シリンダカバー、排気弁１６の触火面、及びピストンクラウン頂部などの燃焼室５０を形成している要素において焼蝕が生じていると、燃焼室５０の容積が設計値よりも大きくなる。燃焼室５０の容積の増加は、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの低下の原因となり得る。そこで、焼蝕容積がゼロからの焼蝕容積の増加量（即ち、焼蝕容積）が第１群の状態値として用いられ、焼蝕容積の増加量の増大に伴って減少する第３状態指数Ｒ３が第１群の状態指数として用いられる。
【0058】
点検時に、燃焼室５０を形成しているシリンダカバー、排気弁１６の触火面、及びピストンクラウン頂部などの焼蝕の状態が目視で確認される。目視点検によって燃焼室５０を形成している部材に焼蝕が見つかれば、焼蝕容積が計測される。焼蝕容積は予め判定器３Ａに記憶されており、点検のたびに更新される。
【0059】
判定器３Ａは、焼蝕容積の増加量に基づいて第３状態指数Ｒ３を求める。図１１は、焼蝕容積の増加量と第３状態指数Ｒ３との関係を表す図表であり、縦軸が第３状態指数Ｒ３を表し、横軸が焼蝕容積を表している。焼蝕容積の増加量と第３状態指数Ｒ３との関係は予め判定器３Ａに記憶されている。焼蝕により減少した容積（焼蝕容積）がゼロであるとき（即ち、焼蝕がないとき）の第３状態指数Ｒ３は１とする。第３状態指数Ｒ３は、焼蝕容積の増加に伴って段階的に（又は連続的に）が減少する。
【0060】
〔否定要素：第４状態指数Ｒ４〕
排気弁１６のシート不良に起因して燃焼室５０からのガス漏れが生じると、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの低下が生じる。一方で、排気弁１６のシート不良が生じると、燃焼室５０の燃焼ガスが排気口１３の下流へ漏れ出て、排気ガス温度計５３で検出される排気ガス温度Ｔｅが上昇する。そこで、所定の排気ガス温度基準値からの排気ガス温度Ｔｅの上昇量ΔＴｅが第１群の状態値として用いられ、上昇量ΔＴｅの増大に伴って減少する第４状態指数Ｒ４が第１群の状態指数として用いられる。
排気弁１６のシート不良に起因して燃焼室５０からのガス漏れが生じると、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの低下が生じる。一方で、排気弁１６のシート不良が生じると、燃焼室５０の燃焼ガスが排気口１３の下流へ漏れ出て、排気ガス温度計５３で検出される排気ガス温度Ｔｅが上昇する。そこで、所定の排気ガス温度基準値からの排気ガス温度Ｔｅの上昇量ΔＴｅが第１群の状態値として用いられ、上昇量ΔＴｅの増大に伴って減少する第４状態指数Ｒ４が第１群の状態指数として用いられる。
【0061】
第１群の状態値算出器６６は、排気ガス温度データを用いて、所定の排気ガス温度基準値からの排気ガス温度Ｔｅの上昇量ΔＴｅを求める。排気ガス温度基準値は、エンジン１０が具備する複数のシリンダ１１でターゲットサイクルと同一サイクルで測定された排気ガス温度Ｔｅの平均値であってよい。或いは、排気ガス温度基準値は、ターゲットシリンダ１１に接続された排気管２６で所定期間に測定された排気ガス温度Ｔｅの平均値であってよい。
【0062】
判定器３Ａは、排気ガス温度Ｔｅの上昇量ΔＴｅに基づいて第４状態指数Ｒ４を求める。図１２は、排気ガス温度Ｔｅの上昇量ΔＴｅと第４状態指数Ｒ４との関係を表す図表であり、縦軸が第４状態指数Ｒ４を表し、横軸が排気ガス温度Ｔｅの上昇量ΔＴｅを表している。排気ガス温度Ｔｅの上昇量ΔＴｅと第４状態指数Ｒ４との関係は、予め判定器３Ａに記憶されている。第４状態指数Ｒ４（ΔＴｅ）は、排気ガス温度Ｔｅの上昇量ΔＴｅが所定の閾値ＡＴｅ以下の場合には一定値（例えば、１）であり、上昇量ΔＴｅが閾値ＡＴｅを超えると上昇量ΔＴｅの増加に伴って減少する。
【0063】
〔否定要素：第５状態指数Ｒ５〕
ピストン１４に嵌められたピストンリング（図示略）のシール不良に起因して燃焼室５０からのガス漏れが生じると、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの低下が生じる。一方で、ピストンリングのシール不良が生じると、燃焼室５０の燃焼ガスが掃気室２５へ漏れ出て、掃気室２５の温度上昇を招く。そこで、所定の掃気室温度基準値からの掃気室温度Ｔｓの上昇量ΔＴｓが第１群の状態値として用いられ、上昇量ΔＴｓの増大に伴って減少する第５状態指数Ｒ５が第１群の状態指数として用いられる。
ピストン１４に嵌められたピストンリング（図示略）のシール不良に起因して燃焼室５０からのガス漏れが生じると、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの低下が生じる。一方で、ピストンリングのシール不良が生じると、燃焼室５０の燃焼ガスが掃気室２５へ漏れ出て、掃気室２５の温度上昇を招く。そこで、所定の掃気室温度基準値からの掃気室温度Ｔｓの上昇量ΔＴｓが第１群の状態値として用いられ、上昇量ΔＴｓの増大に伴って減少する第５状態指数Ｒ５が第１群の状態指数として用いられる。
【0064】
第１群の状態値算出器６６は、掃気室温度データを用いて、所定の掃気室温度基準値からの掃気室温度Ｔｓの上昇量ΔＴｓを求める。掃気室温度基準値は、エンジン１０が具備する複数のシリンダ１１でターゲットサイクルと同一サイクルで測定された掃気室温度Ｔｓの平均値であってよい。或いは、掃気室温度基準値は、ターゲットシリンダ１１に接続された掃気室２５で所定期間に測定された掃気室温度Ｔｓの平均値であってよい。
【0065】
判定器３Ａは、掃気室温度Ｔｓの上昇量ΔＴｓに基づいて第５状態指数Ｒ５を求める。図１３は、掃気室温度Ｔｓの上昇量ΔＴｓと第５状態指数Ｒ５との関係を表す図表であり、縦軸が第５状態指数Ｒ５を表し、横軸が掃気室温度Ｔｓの上昇量ΔＴｓを表している。掃気室温度Ｔｓの上昇量ΔＴｓと第５状態指数Ｒ５との関係は予め判定器３Ａに記憶されている。第５状態指数Ｒ５（ΔＴｓ）は、上昇量ΔＴｓが閾値ＡＴｓ以下の場合には一定値（例えば、１）であり、上昇量ΔＴｓが閾値ＡＴｓを超えると上昇量ΔＴｓの増加に伴って減少する。
【0066】
〔評価関数Ｃ〕
判定器３Ａは、評価関数Ｃを用いて算出された評価指標に基づいて空気ばね３３におけるエア漏れの可能性を評価する。評価関数Ｃは、第１群の状態指数と第２群の状態指数との和に条件指数Ｆを掛け合わせる演算式である。第１群の状態指数及び前記第２群の状態指数の少なくとも１つは、評価指標に与える影響の大きさに基づいて重み付けされていてよい。このような評価指標を用いることにより、判定器３Ａは、所定の圧縮圧力基準値と圧縮圧力Ｐｃｏｍｐとの差分ΔＰｃが所定の圧縮圧力閾値Ａｃを超えたときに、第１群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を低く判定する、及び／又は、第２群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を高く判定することとなる。
判定器３Ａは、評価関数Ｃを用いて算出された評価指標に基づいて空気ばね３３におけるエア漏れの可能性を評価する。評価関数Ｃは、第１群の状態指数と第２群の状態指数との和に条件指数Ｆを掛け合わせる演算式である。第１群の状態指数及び前記第２群の状態指数の少なくとも１つは、評価指標に与える影響の大きさに基づいて重み付けされていてよい。このような評価指標を用いることにより、判定器３Ａは、所定の圧縮圧力基準値と圧縮圧力Ｐｃｏｍｐとの差分ΔＰｃが所定の圧縮圧力閾値Ａｃを超えたときに、第１群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を低く判定する、及び／又は、第２群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を高く判定することとなる。
【0067】
本実施形態において判定器３Ａは、上記のように算出された条件指数Ｆ及び第１状態指数Ｒ１～第５状態指Ｒ５と、予め記憶された影響指数α１～α５と、予め与えられた評価関数Ｃとを用いて評価指標を算出する。評価関数Ｃは、次式（１）で表される。
Ｃ＝Ｆ×Ｒ ・・・式（１）
（但し、Ｒ＝α１・Ｒ１+α２・Ｒ２+α３・Ｒ３+α４・Ｒ４+α５・Ｒ５）
Ｃ＝Ｆ×Ｒ ・・・式（１）
（但し、Ｒ＝α１・Ｒ１+α２・Ｒ２+α３・Ｒ３+α４・Ｒ４+α５・Ｒ５）
【0068】
上記において、α１～α５は、各状態指数Ｒ１～Ｒ５がエア漏れの可能性の判定に与える影響度を示す影響指数である。影響指数α１～α５は、各状態指数Ｒ１～Ｒ５における他の状態指数に対する重みを表す。影響指数α１～α５の値は、特に限定されないが、例えば、全体を１００としてα１：α２：α３：α４：α５＝２５：２０：５：２５：２５に設定される。なお、影響指数α１～α５は、エンジン１０の特性、仕様、使用年数等によって異なる割合に設定され得る。また、影響指数α１～α５は、機械学習（教師あり学習）を行った結果に基づいて設定されてもよい。また、評価関数Ｃにおいて、影響指数α１～α５は用いられなくてもよい（即ち、α１＝α２＝α３＝α４＝α５＝１）。
【0069】
上記のような評価関数Ｃを用いて判定器３Ａが算出する評価指標が大きい値となるほど、空気ばね３３におけるエア漏れの可能性が高くなる。判定器３Ａは、評価関数Ｃを用いて算出された評価指標が所定の判定基準を超えた場合に、空気ばね３３におけるエア漏れの可能性が高いと判定し、所定の報知を行う。所定の報知は、例えば、管理装置３の出力装置２７（例えば、ディスプレイ、警告灯、ブザー等）を通じて行われてもよいし、管理装置３から船舶４に異常報知信号を送信することにより、船舶４に備えられた表示装置、警告灯、ブザー等によって行われてもよい。
【0070】
以上に説明した通り、本実施形態に係る船陸間通信システム１は、船舶４に設けられたデータ送信装置７と、陸上に設けられた管理装置３と、判定装置３００とを備える。判定装置３００は、管理装置３に設けられた判定器３Ａと、船舶４に設けられた筒内圧力測定器６５及び状態値算出器６６，６７とを含む。そして、データ送信装置７は、筒内圧力、第１群の状態値のデータ、及び第２群の状態値のデータを管理装置３に衛星通信を介して送信するように構成されている。なお、上記実施形態では、判定器３Ａが陸上に設けられているが、判定器３Ａは船舶４に設けられていてもよい。
【0071】
筒内圧力測定器６５は、エンジン１０のシリンダ１１の筒内圧力をクランク角に関連付けて測定し、筒内圧力測定データを生成する。状態値算出器６６，６７は、エンジン１０の状態を表す測定値を取得して、エア漏れの可能性を否定する少なくとも１種類の第１群の状態値、及び／又は、エア漏れの可能性を肯定する少なくとも１種類の第２群の状態値を算出する。判定器３Ａは、筒内圧力と、第１群の状態値、及び／又は、第２群の状態値とを取得して、空気ばね３３のエア漏れの可能性を判定する。ここで、判定器３Ａは、所定の圧縮圧力基準値と圧縮圧力Ｐｃｏｍｐとの差分ΔＰｃが所定の圧縮圧力閾値Ａｃを超えたときに、第１群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を低く判定する、及び／又は、第２群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を高く判定する。
【0072】
同様に、本実施形態に係る判定方法は、複数のシリンダ１１の各々について筒内圧力を検知し、エンジン１０の状態を表す測定値を取得して、エア漏れの可能性を否定する少なくとも１種類の第１群の状態値、及び／又は、エア漏れの可能性を肯定する少なくとも１種類の第２群の状態値を算出し、所定の圧縮圧力基準値と圧縮圧力閾値Ａｃとの差分ΔＰｃが所定の圧縮圧力閾値Ａｃを超えたときに、第１群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を低く判定する、及び／又は、第２群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を高く判定する。
【0073】
上記の判定装置３００及び判定方法によれば、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐが低下したときに、第１群の状態値が大きいほど空気ばね３３のエア漏れの可能性が低く判定される。又は／加えて、第２群の状態値が大きいほど空気ばね３３のエア漏れの可能性が高く判定される。このように、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐに加えて、第１群の状態値及び第２群の状態値を加味してエア漏れの可能性が判定されるので、エア漏れ以外の原因による圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの低下が排斥されて、エア漏れの有無をより正確に判定することができる。
【0074】
上記では、第１群の状態値及び第２群の状態値のうち少なくとも一方が判定に用いられるが、より確実度の高い判定を行う観点から、第１群の状態値及び第２群の状態値の双方が判定に用いられることが望ましい。そこで、本実施形態に係る判定装置３００において、状態値算出器６６，６７は、第１群の状態値を算出する第1群の状態値算出器６６と、第２群の状態値を算出する第２群の状態値算出器６７とを含む。そして、判定器３Ａは、圧縮圧力基準値と圧縮圧力Ｐｃｏｍｐとの差分ΔＰｃが圧縮圧力閾値Ａｃを超えたときに、第１群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を低く判定し、第２群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を高く判定する。
【0075】
このように、空気ばね３３におけるエア漏れの可能性を低める判定要素である第１群の状態値及びその可能性を高める判定要素である第２群の状態値の双方に基づいて判定を行うことにより、より確実度の高い判定を行うことができる。
【0076】
また、本実施形態に係る判定装置３００において、判定器３Ａは、圧縮圧力基準値と圧縮圧力Ｐｃｏｍｐとの差分ΔＰｃの増大に伴って増加する条件指数Ｆと、第１群の状態値の増大に伴って減少する第１群の状態指数（Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５）と、第２群の状態値の増大に伴って増加する第２群の状態指数（Ｒ２）とを求め、第１群の状態指数（Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５）と第２群の状態指数（Ｒ２）との和に条件指数Ｆを掛け合わせた評価関数Ｃを用いて、エア漏れの可能性を判定するように構成されている。
【0077】
同様に、本実施形態に係る判定方法では、圧縮圧力基準値と圧縮圧力Ｐｃｏｍｐとの差分ΔＰｃの増大に伴って増加する条件指数Ｆと、第１群の状態値の増大に伴って減少する第１群の状態指数（Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５）と、第２群の状態値の増大に伴って増加する第２群の状態指数（Ｒ２）とを求め、第１群の状態指数（Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５）と第２群の状態指数（Ｒ２）との和に条件指数Ｆを掛け合わせた評価関数Ｃを用いて、エア漏れの可能性を判定する。
【0078】
上記判定装置３００及び判定方法によれば、空気ばね３３におけるエア漏れの可能性が高いほど評価関数Ｃで得られる評価指標が大きい値となるため、エア漏れの可能性を容易に可視化することができる。
【0079】
上記判定装置３００及び判定方法において、第１群の状態指数及び第2群の状態指数の少なくとも１つが、エア漏れの判定に与える影響の大きさに基づいて重み付けされていてよい。
【0080】
このように状態指数が一律に加え合わせられるのではなく、エア漏れの判定に与える影響の大きさに基づいて個別に重み付けされることによって、エア漏れの可能性が評価関数Ｃにより正確に表れる。
【0081】
上記判定装置３００及び判定方法において、測定値は排気弁ストロークを含み、第１群の状態値は所定の排気弁ストローク基準値からの排気弁ストロークの減少量ΔＳを含んでいてよい。
【0082】
排気弁１６の摺動部の異常が生じていると排気弁動作が阻害され排気弁ストロークが減少し、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐが低下することがある。よって、第１群の状態値に排気弁ストロークの減少量ΔＳが含まれることによって、測定された圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの低下に排気弁１６の摺動部の異常が関与しているか否かを知ることができる。
【0083】
上記判定装置３００及び判定方法において、測定値は排気弁閉タイミングθｃを含み、第２群の状態値は所定の排気弁閉タイミング基準値からの排気弁閉タイミングθｃの遅れ量Δθｃを含んでいてよい。
【0084】
空気ばね３３のエア漏れが生じていると排気弁閉タイミングが遅れ、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐが低下する。このように、空気ばね３３のエア漏れは排気弁閉タイミングの遅れに直接的に影響を与え得る。よって、第２群の状態値に排気弁閉タイミングの遅れ量が含まれることによって、測定された圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの低下に空気ばね３３のエア漏れが関与している可能性の有無をより明確に知ることができる。
【0085】
上記判定装置３００及び判定方法において、測定値はシリンダ１１における燃焼室形成部材の焼蝕容積を含み、第１群の状態値は焼蝕無しからの焼蝕容積の増加量（即ち、焼蝕容積）を含んでいてよい。
【0086】
焼蝕容積の増加に従って燃焼室５０の容積が大きくなるため、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐが低下する。よって、第１群の状態値に焼蝕容積の増加量が含まれることによって、測定された圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの低下にシリンダ１１における燃焼室形成部材の焼蝕が関与しているか否かを知ることができる。
【0087】
上記判定装置３００及び判定方法において、測定値はシリンダ１１からの排気ガス温度Ｔｅを含み、第１群の状態値は所定の排気ガス温度基準値からの排気ガス温度Ｔｅの上昇量ΔＴｅを含んでいてよい。
【0088】
排気弁１６のシート不良が生じていると、排気ガス温度Ｔｅが上昇する。一方で、排気弁１６のシート不良は圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの低下を引き起こす。よって、第１群の状態値に排気ガス温度Ｔｅの上昇量ΔＴｅが含まれることによって、測定された圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの低下に排気弁１６のシート不良が関与しているか否かを知ることができる。
【0089】
上記判定装置３００及び判定方法において、測定値はシリンダ１１へ給気される空気が蓄えられた掃気室２５の掃気室温度Ｔｓを含み、第１群の状態値は所定の掃気室温度基準値からの掃気室温度Ｔｓの上昇量ΔＴｓを含んでいてよい。
【0090】
ピストン１４のシール不良が生じていると、掃気室温度Ｔｓが上昇する。一方で、ピストン１４のシール不良は圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの低下を引き起こす。よって、第１群の状態値に掃気室温度Ｔｓの上昇量ΔＴｓが含まれることによって、測定された圧縮圧力Ｐｃｏｍｐの低下にピストン１４のシール不良が関与しているか否かを知ることができる。
【0091】
なお、上記の第１群の状態値及び第２群の状態値は何れも従来から船舶４のエンジンシステム５に搭載されている計器を用いて容易に想定可能である。つまり、圧縮圧力Ｐｃｏｍｐが低下した要因が空気ばね３３におけるエア漏れであるか、他の要因であるのかを容易に測定可能な状態値を用いて判定することができる。従って、簡単な構成で空気ばね３３におけるエア漏れの可能性を判定することができる。
【0092】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明の思想を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び／又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。上記の船陸間通信システム１及び判定装置３００の構成は、例えば、以下のように変更することができる。
【0093】
例えば、上記実施の形態において、第１状態指数Ｒ１～第５状態指数Ｒ５をすべて評価関数Ｃに用いる態様を例示したが、これに限られない。すなわち、上記５つの状態指数Ｒ１～Ｒ５のうち、少なくとも１種類が使用されていればよく、使用しない状態指数が存在していてもよい。なお、場合によって影響指数α１～α５の何れかを０とすることで、対応する状態指数Ｒ１～Ｒ５の評価関数Ｃへの影響をなくしてもよい。例えば、否定要素である第１群の状態指数において影響指数の最も大きい状態指数（Ｒ１、Ｒ４及びＲ５のうちいずれか一つ）と、肯定要素である第２群の状態指数において影響指数の最も大きい状態指数（Ｒ２）とを用いて評価関数Ｃが算出されてもよい。
【0094】
また、上記実施の形態においては、データ送信装置７で生成したデータ送信信号を船外通信部８に送信し、船外通信部８が衛星通信を介して陸上の管理装置３にデータ送信する態様を例示したが、データ送信装置７が直接衛星通信を介して陸上の管理装置３にデータ送信してもよい。すなわち、データ送信装置７が衛星通信を行う船外通信部８を備えていてもよい。
【0095】
また、上記実施の形態では、陸上の管理装置３に判定器３Ａが設けられる態様を例示したが、管理装置３とは別の陸上設備に判定器３Ａが設けられてもよい。或いは、例えば、データ送信装置７又は船内ＬＡＮ９に接続された判定処理用の演算器等、船上に判定器３Ａが設けられてもよい。
【0096】
また、判定対象のエンジン１０は、船舶４に設けられる燃焼機関である限り、特に限定されない。例えば、上記エンジン１０は、推進用主機、各種補機、船内発電用内燃機関等、種々の用途のエンジン１０を含み得る。
【符号の説明】
【0097】
１ ：船陸間通信システム
２ ：船上システム
３ ：管理装置
３Ａ ：判定器
４ ：船舶
５ ：エンジンシステム
６ ：データ収集装置
７ ：データ送信装置
１０ ：エンジン
１１ ：シリンダ
１２ ：掃気口
１３ ：排気口
１４ ：ピストン
１５ ：燃料噴射弁
１６ ：排気弁
１８ ：クランク軸
２０ ：過給機
２４ ：掃気管
２５ ：掃気室
２６ ：排気管
３１ ：燃料供給装置
３２ ：動弁装置
３３ ：空気ばね
３６，４９ ：高圧管
４０ ：通信衛星
４１，４２ ：衛星アンテナ
５０ ：燃焼室
５１ ：エンジン負荷検出器
５２ ：筒内圧力センサ
５３ ：排気ガス温度計
５４ ：噴射量検出器
５５ ：排気弁位置検出器
５６ ：クランク角検出器
５７ ：掃気室温度計
６０ ：エンジン制御装置
６１ ：弁アクチュエータ
６５ ：筒内圧力測定器
６６ ：第１群の状態値算出器
６７ ：第２群の状態値算出器
３００：判定装置
３３１：エアシリンダ
３３２：ばねピストン
３３３：ばね室
２ ：船上システム
３ ：管理装置
３Ａ ：判定器
４ ：船舶
５ ：エンジンシステム
６ ：データ収集装置
７ ：データ送信装置
１０ ：エンジン
１１ ：シリンダ
１２ ：掃気口
１３ ：排気口
１４ ：ピストン
１５ ：燃料噴射弁
１６ ：排気弁
１８ ：クランク軸
２０ ：過給機
２４ ：掃気管
２５ ：掃気室
２６ ：排気管
３１ ：燃料供給装置
３２ ：動弁装置
３３ ：空気ばね
３６，４９ ：高圧管
４０ ：通信衛星
４１，４２ ：衛星アンテナ
５０ ：燃焼室
５１ ：エンジン負荷検出器
５２ ：筒内圧力センサ
５３ ：排気ガス温度計
５４ ：噴射量検出器
５５ ：排気弁位置検出器
５６ ：クランク角検出器
５７ ：掃気室温度計
６０ ：エンジン制御装置
６１ ：弁アクチュエータ
６５ ：筒内圧力測定器
６６ ：第１群の状態値算出器
６７ ：第２群の状態値算出器
３００：判定装置
３３１：エアシリンダ
３３２：ばねピストン
３３３：ばね室
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】