特許ウォッチ

公開番号2025007470
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023108898
出願日2023-06-30
発明の名称エンジンの固有振動数取得方法、エンジンの異常検出方法、演算装置およびプログラム
出願人三菱重工業株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G01M 15/12 20060101AFI20250109BHJP(測定;試験)
要約【課題】エンジンの停止時に取得したエンジンの固有振動数を用いても、エンジンの運転中の固有振動数とは乖離してしまう可能性がある。そのため、運転中のエンジンの固有振動数を取得できるようにすることが望まれる。
【解決手段】エンジンの固有振動数取得方法は、エンジンの定常運転中の第1波形データを取得する工程と、エンジンの過渡的な非定常運転中の第2波形データを取得する工程と、第1波形データと第2波形データとの比較によりエンジンの振動特性を示す情報を取得する工程と、振動特性を示す情報に基づいて、運転中のエンジンの固有振動数を取得する工程と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
エンジンの定常運転中の第１波形データを取得する工程と、
前記エンジンの過渡的な非定常運転中の第２波形データを取得する工程と、
前記第１波形データと前記第２波形データとの比較により前記エンジンの振動特性を示す情報を取得する工程と、
前記振動特性を示す情報に基づいて、運転中の前記エンジンの固有振動数を取得する工程と、
を備えるエンジンの固有振動数取得方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第２波形データは、運転時の前記エンジンの瞬時的な異常が発生した状態のデータを含み、
前記エンジンの振動特性を示す情報を取得する工程は、前記第１波形データと前記第２波形データとの差分により前記瞬時的な異常に起因するインパルス状振動波形を抽出することを含む、
請求項１に記載のエンジンの固有振動数取得方法。
【請求項３】
運転時の前記エンジンの瞬時的な異常は、前記エンジンの失火が発生したことを含む、
請求項２に記載のエンジンの固有振動数取得方法。
【請求項４】
前記第１波形データおよび前記第２波形データは、それぞれ、前記エンジンの筒内圧波形データと前記エンジンの振動波形データとの組を含む、
請求項１～３のいずれか１項に記載のエンジンの固有振動数取得方法。
【請求項５】
前記エンジンの振動特性を示す情報を取得する工程は、
前記第１波形データおよび前記第２波形データのそれぞれの前記筒内圧波形データの差分により加振入力データを取得する工程と、
前記第１波形データおよび前記第２波形データのそれぞれの前記振動波形データの差分により出力振動データを取得する工程と、
前記加振入力データと前記出力振動データとに基づく前記エンジンの伝達関数データを、前記エンジンの振動特性を示す情報として取得する工程と、を含む、
請求項４に記載のエンジンの固有振動数取得方法。
【請求項６】
エンジンの定常運転中の第１波形データと、前記エンジンの過渡的な異常運転中の第２波形データとの比較により、異常運転時の前記エンジンの振動特性を示す第１情報を取得する工程と、
前記エンジンの運転中に順次取得する波形データに基づいて前記エンジンの振動特性を示す第２情報を取得する工程と、
取得された前記第２情報と前記第１情報との比較に基づいて、運転中の前記エンジンにおける異常の有無を判定する工程と、
を備える、エンジンの異常検出方法。
【請求項７】
エンジンの定常運転中の第１波形データ、および、前記エンジンの過渡的な非定常運転中の第２波形データを取得するデータ取得部と、
前記第１波形データおよび前記第２波形データを記憶する記憶部と、
前記第１波形データと前記第２波形データとの比較により前記エンジンの振動特性を示す情報を取得し、前記振動特性を示す情報に基づいて、運転中の前記エンジンの固有振動数を取得する制御部と、
を備える、演算装置。
【請求項８】
エンジンの定常運転中の第１波形データを取得する工程と、
前記エンジンの過渡的な非定常運転中の第２波形データを取得する工程と、
前記第１波形データと前記第２波形データとの比較により前記エンジンの振動特性を示す情報を取得する工程と、
前記振動特性を示す情報に基づいて、運転中の前記エンジンの固有振動数を取得する工程と、
をコンピュータに実行させる、プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、エンジンの固有振動数取得方法、エンジンの異常検出方法、演算装置およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
エンジンの異常検出方法の一例として、下記特許文献１に記載されたものがある。特許文献１には、ガスエンジンに振動センサを装着し、ガスエンジンの固有振動数に対応する周波数近辺の周波数帯域成分をバンドパスフィルタにより選択的に抽出し、当該周波数帯域成分が正常時よりも大きな信号レベルになると、異常判定回路により失火異常が発生していると判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００３－６５１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１には記載されていないが、エンジンの固有振動数は、一般に、ハンマーで試験対象（エンジン）を叩いて加振し、加振により試験対象に生じる振動（いわゆるインパルス応答）を計測するハンマリング試験で得られるデータを解析することによって、取得される。ハンマリング試験は、エンジンの停止時に行われる。エンジンの運転時は、エンジン自体が振動発生源となるため、ハンマーで加振しても固有振動数を得るための振動波形を計測することはできない。
【０００５】
ところが、エンジンの運転時と停止時とでは、エンジンの温度分布が大きく異なり、運転時（高温時）のエンジンの固有振動数もエンジンの停止時（低温時）の固有振動数から変化する。そのため、上記特許文献１のような失火異常の判定において、エンジンの停止時に取得したエンジンの固有振動数を用いても、エンジンの運転中の固有振動数とは乖離してしまう可能性がある。そのため、運転中のエンジンの固有振動数を取得できるようにすることが望まれる。また、異常検出精度の向上のため、エンジンの停止時と運転時との間でのエンジンの固有振動数の乖離の影響を受けることなく、運転中のエンジンの異常を検出できるようにすることが望まれる。
【０００６】
本開示は、上述した課題を解決するものであり、運転中のエンジンの固有振動数を取得可能とするエンジンの固有振動数取得方法、演算装置、プログラム、および、エンジンの停止時と運転時との間でのエンジンの固有振動数の乖離の影響を受けることなくエンジンの異常を検出可能とするエンジンの異常検出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】
【０００７】
本開示に係るエンジンの固有振動数取得方法は、エンジンの定常運転中の第１波形データを取得する工程と、前記エンジンの過渡的な非定常運転中の第２波形データを取得する工程と、前記第１波形データと前記第２波形データとの比較により前記エンジンの振動特性を示す情報を取得する工程と、前記振動特性を示す情報に基づいて、運転中の前記エンジンの固有振動数を取得する工程と、を備える。
【０００８】
本開示に係るエンジンの異常検出方法は、エンジンの定常運転中の第１波形データと、前記エンジンの過渡的な異常運転中の第２波形データとの比較により、異常運転時の前記エンジンの振動特性を示す第１情報を取得する工程と、前記エンジンの運転中に順次取得する波形データに基づいて前記エンジンの振動特性を示す第２情報を取得する工程と、取得された前記第２情報と前記第１情報との比較に基づいて、運転中の前記エンジンにおける異常の有無を判定する工程と、を備える。
【０００９】
本開示に係る演算装置は、エンジンの定常運転中の第１波形データ、および、前記エンジンの過渡的な非定常運転中の第２波形データを取得するデータ取得部と、前記第１波形データおよび前記第２波形データを記憶する記憶部と、前記第１波形データと前記第２波形データとの比較により前記エンジンの振動特性を示す情報を取得し、前記振動特性を示す情報に基づいて、運転中の前記エンジンの固有振動数を取得する制御部と、を備える。
【００１０】
本開示に係るプログラムは、エンジンの定常運転中の第１波形データを取得する工程と、前記エンジンの過渡的な非定常運転中の第２波形データを取得する工程と、前記第１波形データと前記第２波形データとの比較により前記エンジンの振動特性を示す情報を取得する工程と、前記振動特性を示す情報に基づいて、運転中の前記エンジンの固有振動数を取得する工程と、をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許