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公開番号2025085665
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-05
出願番号2025038432,2020130558
出願日2025-03-11,2020-07-31
発明の名称エンジン状態推定装置、エンジン状態推定方法、およびエンジン状態推定プログラム
出願人ナブテスコ株式会社
代理人個人
主分類F02D 45/00 20060101AFI20250529BHJP(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】安定した精度でエンジンの状態を推定することのできるエンジン状態推定装置を提供する。
【解決手段】エンジン200の状態を推定するエンジン状態推定装置100は、エンジン200が吸入して燃焼部に供給する空気の密度に関するパラメータの測定データを取得する空気密度測定データ取得部110と、空気密度測定データと、エンジン200の特性を表すエンジンモデルに入力される燃焼部への燃料供給量Uとに基づいてエンジン200の状態を推定する状態推定部120とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
空気と燃料とを燃焼させて動力を発生させる燃焼部と、吸入した空気の圧力を高めて前記燃焼部に供給する過給器とを備えるエンジンの状態を推定するエンジン状態推定装置であって、
前記過給器が吸入する空気および前記過給器が前記燃焼部に供給する圧縮空気の少なくとも一つの密度に関するパラメータの測定データを取得する空気密度測定データ取得部と、
前記空気密度測定データと、前記エンジンの特性を表すエンジンモデルに入力される前記燃焼部への燃料供給量とに基づいて前記エンジンの状態を推定する状態推定部と
を備え、
前記状態推定部は、
前記エンジンモデルに入力される前記燃料供給量に基づいて、前記空気密度測定データの推定値である空気密度推定データを計算する計算部と、
前記空気密度推定データと、前記エンジンモデルに入力されない前記空気密度測定データとの差分が小さくなるように、前記エンジンモデルを補正するエンジンモデル補正部と
を備えるエンジン状態推定装置。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
前記エンジンは、定格回転数が毎分１０００回転以下の船舶用のエンジンである
請求項１に記載のエンジン状態推定装置。
【請求項３】
前記状態推定部は、前記空気密度測定データを前記エンジンモデルに入力して前記エンジンの状態を推定する
請求項１または２に記載のエンジン状態推定装置。
【請求項４】
前記空気密度測定データの測定器は、前記過給器が吸入する空気が流通する吸気管に設けられる
請求項１から３のいずれかに記載のエンジン状態推定装置。
【請求項５】
前記空気密度測定データの測定器は、前記圧縮空気を収容する給気収容部に設けられる
請求項１から４のいずれかに記載のエンジン状態推定装置。
【請求項６】
前記空気密度測定データは、前記過給器が吸入する空気および前記圧縮空気の温度および圧力の少なくとも一つの測定データである
請求項１から５のいずれかに記載のエンジン状態推定装置。
【請求項７】
前記空気密度測定データは、前記過給器が吸入する空気の温度の測定データである
請求項６に記載のエンジン状態推定装置。
【請求項８】
前記エンジンは、前記圧縮空気を冷却する冷却器を備え、
前記空気密度測定データは、前記冷却器によって冷却された圧縮空気の圧力の測定データである
請求項６または７に記載のエンジン状態推定装置。
【請求項９】
前記エンジンは、前記圧縮空気を冷却する冷却器を備え、
前記空気密度測定データは、前記冷却器の冷却媒体の温度の測定データである
請求項１から８のいずれかに記載のエンジン状態推定装置。
【請求項１０】
前記状態推定部は、前記燃焼部において回転動力を発生させる回転駆動部の回転数の測定データに基づいて前記エンジンの状態を推定する
請求項１から９のいずれかに記載のエンジン状態推定装置。
（【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】
本発明はエンジンの状態推定技術に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
エンジンは船舶、自動車、航空機等で広く利用されているが、環境問題への意識の高まりもあって、近年さらなる高効率化が求められており、そのための様々な技術の開発が進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００５－３０７８００号公報
特開２０１５－２２２０７４号公報
特開２０１５－３６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
その一例として、特許文献１に開示されているようなエンジンのパラメータのシミュレーション技術が知られている。特許文献１は、エンジンのパラメータとして吸気管内の圧力波の同調周波数を所定の演算モデルを使ってシミュレーションするものである。しかしながら、エンジンはその動作や状態が時々刻々と変化するものであり、同じ演算モデルを使用してシミュレーションを行ったとしても、その精度にばらつきが生じるという問題があった。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、安定した精度でエンジンの状態を推定することのできるエンジン状態推定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のエンジン状態推定装置は、空気と燃料とを燃焼させて動力を発生させる燃焼部と、吸入した空気の圧力を高めて燃焼部に供給する過給器とを備えるエンジンの状態を推定するエンジン状態推定装置であって、過給器が吸入する空気および過給器が燃焼部に供給する圧縮空気の少なくとも一つの密度に関するパラメータの測定データを取得する空気密度測定データ取得部と、空気密度測定データと、エンジンの特性を表すエンジンモデルに入力される燃焼部への燃料供給量とに基づいてエンジンの状態を推定する状態推定部とを備える。
【０００７】
この態様では、過給器が吸入する空気および過給器が圧力を高めて燃焼部に供給する圧縮空気の少なくとも一つの密度に関するパラメータを測定し、それを用いてエンジンの状態の推定を行う。このパラメータは、燃焼部における燃焼で使用される空気の密度を表すものであり、数あるエンジン関連のパラメータの中でも、エンジンの動作ないし状態に与える影響が特に大きい。そのため、このパラメータが変動すると、エンジンの状態が大きく変動し、状態推定の精度が大きくばらつく要因となる。本発明では、このようにエンジンの状態への影響が大きいパラメータを空気密度測定データとして測定し、状態推定に利用することができるので、安定した精度でエンジンの状態推定を行うことができる。
【０００８】
本発明の別の態様は、エンジン状態推定方法である。この方法は、空気と燃料とを燃焼させて動力を発生させる燃焼部と、吸入した空気の圧力を高めて燃焼部に供給する過給器とを備えるエンジンの状態を推定するエンジン状態推定方法であって、過給器が吸入する空気および過給器が燃焼部に供給する圧縮空気の少なくとも一つの密度に関するパラメータの測定データを取得する空気密度測定データ取得ステップと、空気密度測定データと、エンジンの特性を表すエンジンモデルに入力される燃焼部への燃料供給量とに基づいてエンジンの状態を推定する状態推定ステップとを備える。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、安定した精度でエンジンの状態を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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