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公開番号2025070288
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2023180497
出願日2023-10-19
発明の名称エンジン診断装置及びエンジン発電システム
出願人三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類F02D 45/00 20060101AFI20250424BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】エンジンの異常を速やかに診断することが可能なエンジン診断装置を提供する。
【解決手段】エンジン診断装置であって、エンジンの実回転数に基づいて、エンジンとエンジンに駆動される機器の運動エネルギーを合計した合計運動エネルギーの時間変化率に関する値を算出する運動エネルギー変化率算出部と、運動エネルギー変化率算出部によって算出した合計運動エネルギーの時間変化率に関する値と、エンジンの実出力に関する値と合計した合計仕事量を算出するように構成された合計仕事量算出部と、燃料流量指令値に基づいてエンジンの仕事量の理論値である理論仕事量を算出するように構成された理論仕事量算出部と、合計仕事量算出部によって算出された合計仕事量と、理論仕事量算出部によって算出された理論仕事量とに基づいて、エンジンの異常を診断するように構成されたエンジン診断部と、を備える。
【選択図】図3

特許請求の範囲【請求項１】
エンジンの実回転数と、前記エンジンの実出力に関する値と、前記エンジンの燃料流量を制御するための燃料流量指令値とを取得するように構成されたデータ取得部と、
前記データ取得部によって取得した前記エンジンの実回転数に基づいて、前記エンジンと前記エンジンに駆動される機器の運動エネルギーを合計した合計運動エネルギーの時間変化率に関する値を算出する運動エネルギー変化率算出部と、
前記運動エネルギー変化率算出部によって算出した前記合計運動エネルギーの時間変化率に関する値と、前記データ取得部によって取得した前記エンジンの実出力に関する値とを合計した合計仕事量を算出するように構成された合計仕事量算出部と、
前記燃料流量指令値に基づいて前記エンジンの仕事量の理論値である理論仕事量を算出するように構成された理論仕事量算出部と、
前記合計仕事量算出部によって算出された前記合計仕事量と、前記理論仕事量算出部によって算出された前記理論仕事量とに基づいて、前記エンジンの異常を診断するように構成されたエンジン診断部と、
を備える、エンジン診断装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記エンジン診断部は、前記合計仕事量算出部によって算出された前記合計仕事量と、前記理論仕事量算出部によって算出された前記理論仕事量との差分値に基づいて、前記エンジンの異常を診断するように構成された、請求項１に記載のエンジン診断装置。
【請求項３】
前記エンジン診断部は、前記理論仕事量算出部によって算出された前記理論仕事量から、前記合計仕事量算出部によって算出された前記合計仕事量を減じた差分値が閾値より大きい場合に、前記エンジンで失火が発生していると診断するように構成された、請求項１に記載のエンジン診断装置。
【請求項４】
前記エンジン診断部は、前記理論仕事量算出部によって算出された前記理論仕事量から前記合計仕事量算出部によって算出された前記合計仕事量を減じた差分値が閾値より大きい状態が所定時間以上継続する場合に、前記エンジンで失火が発生していると診断するように構成された、請求項１に記載のエンジン診断装置。
【請求項５】
前記エンジン診断部が前記エンジンで失火が発生していると診断した場合に、前記エンジンへの燃料の供給を停止させるように構成された、請求項３又は４に記載のエンジン診断装置。
【請求項６】
前記エンジン診断部は、前記合計仕事量算出部によって算出された前記合計仕事量から前記理論仕事量算出部によって算出された前記理論仕事量を減じた差分値が閾値より大きい場合に、前記エンジンの燃料供給弁で燃料漏れが発生していると診断するように構成された、請求項１に記載のエンジン診断装置。
【請求項７】
前記エンジン診断部は、前記合計仕事量算出部によって算出された前記合計仕事量から前記理論仕事量算出部によって算出された前記理論仕事量を減じた差分値が閾値より大きい状態が所定時間以上継続する場合に、前記エンジンの燃料供給弁で燃料漏れが発生していると診断するように構成された、請求項１に記載のエンジン診断装置。
【請求項８】
前記エンジン診断部は、前記理論仕事量算出部によって算出された前記理論仕事量から、前記合計仕事量算出部によって算出された前記合計仕事量を減じた差分値が第１閾値より大きい場合に、前記エンジンで失火が発生していると診断し、前記合計仕事量算出部によって算出された前記合計仕事量から前記理論仕事量算出部によって算出された前記理論仕事量を減じた差分値が第２閾値より大きい場合に、前記エンジンの燃料供給弁で燃料漏れが発生していると診断するように構成された、請求項１に記載のエンジン診断装置。
【請求項９】
前記エンジン診断部は、前記理論仕事量算出部によって算出された前記理論仕事量から、前記合計仕事量算出部によって算出された前記合計仕事量を減じた差分値が第１閾値より大きい状態が所定時間以上継続する場合に、前記エンジンで失火が発生していると診断し、前記合計仕事量算出部によって算出された前記合計仕事量から前記理論仕事量算出部によって算出された前記理論仕事量を減じた差分値が第２閾値より大きい状態が所定時間以上継続する場合に、前記エンジンの燃料供給弁で燃料漏れが発生していると診断するように構成された、請求項１に記載のエンジン診断装置。
【請求項１０】
前記エンジンの前記燃料供給弁で燃料漏れが発生していると前記エンジン診断部が診断した場合に、前記エンジンへの燃料の供給を停止させるように構成された、請求項６乃至９の何れか１項に記載のエンジン診断装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、エンジン診断装置及びエンジン発電システムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ガスエンジンにおいて、シリンダ毎に設けられた排気温度センサで排気温度を検出し、排気温度が低下した場合に失火が発生したと診断することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平８－１２１２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のようにエンジンの排気温度に基づいてエンジンの異常を診断する場合、エンジンの異常が発生してからエンジンの排気温度が当該異常を検出できる程度に変化するまでには時間がかかる傾向があり、エンジンの異常を速やかに診断することができない。
【０００５】
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、エンジンの異常を速やかに診断することが可能なエンジン診断装置及びエンジン発電システム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】
【０００６】
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エンジン診断装置は、
エンジンの実回転数と、前記エンジンの実出力に関する値と、前記エンジンの燃料流量を制御するための燃料流量指令値とを取得するように構成されたデータ取得部と、
前記データ取得部によって取得した前記エンジンの実回転数に基づいて、前記エンジンと前記エンジンに駆動される機器の運動エネルギーを合計した合計運動エネルギーの時間変化率に関する値を算出する運動エネルギー変化率算出部と、
前記運動エネルギー変化率算出部によって算出した前記合計運動エネルギーの時間変化率に関する値と、前記データ取得部によって取得した前記エンジンの実出力に関する値と合計した合計仕事量を算出するように構成された合計仕事量算出部と、
前記燃料流量指令値に基づいて前記エンジンの仕事量の理論値である理論仕事量を算出するように構成された理論仕事量算出部と、
前記合計仕事量算出部によって算出された前記合計仕事量と、前記理論仕事量算出部によって算出された前記理論仕事量とに基づいて、前記エンジンの異常を診断するように構成されたエンジン診断部と、
を備える。
【０００７】
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エンジン発電システムは、
エンジンと、前記エンジンに接続された発電機と、前記エンジン診断装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、エンジンの異常を速やかに診断することが可能なエンジン診断装置及びエンジン発電システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の一実施形態に係るエンジン発電システム２の概略構成を示す模式図である。
エンジン発電システム２のエンジンコントローラ８のハードウェア構成の一例を示す図である。
エンジンコントローラ８の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
エンジンコントローラ８によるガスエンジン４の異常診断フローの一例の一部を示す図である。
図４に示す異常診断フローの一例の続きを示す図である。
エンジン回転数Ｎｅ、発電機出力Ｐ、閾値Ｔｈ１、Ｑ－Ｅ、燃料流量指令値Ｑｇａｓの経時変化の一例を示す図である。
理論仕事量Ｑと合計仕事量Ｅの経時変化の一例を示す図である。
エンジン回転数Ｎｅ、発電機出力Ｐ、燃料漏れ相当量、閾値Ｔｈ２、Ｅ－Ｑ、燃料流量指令値Ｑｇａｓの経時変化の一例を示す図である。
合計仕事量Ｅと理論仕事量Ｑの経時変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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エンジンの仕事量の理論値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。
（【００１１】以降は省略されています）

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