JPH0511316Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、過給機を有する船舶用（主機、補
機）に用いられる中低速の内燃機関に設けられた
各種センサからの入力信号に基づいて、上記過給
機の異常を判別するとともに、機関の異常部分に
関する情報を出力する過給機の診断装置に関す
る。

〈従来の技術〉 従来、例えば過給機を有する中低速のデイーゼ
ル機関には、機関の諸状態量を検出するため、燃
料ラツクの変位を検出するラツク目盛りセンサ、
機関回転数や過給機の回転数を検出する回転数セ
ンサ、燃料油やシリンダ内等の圧力を検出する圧
力センサ、冷却水や給、排気等の温度を検出する
温度センサなど種々のセンサが取り付けられてい
る。そして、これらのセンサからの機関の諸状態
量を表わす検出信号は、測定器や記録装置に入力
されて測定値として表示、記録され、運転者は、
定期点検や巡回監視の際、これらの測定値から機
関各部の異常の有無を判断し、運転状態の監視と
機関の保全を行なつている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 ところが、上記従来のデイーゼル機関の運転状
態監視方式は、各種センサの検出信号を単に測定
値としてそのまま表示、記録するだけのものにす
ぎず、せいぜいこの測定値が所定の正常域から外
れたときに異常警報を発する程度のものであるた
め、複数のセンサが異常値を示した場合など、機
関のどの部分にどのような異常が発生したかを正
確に知るには、デイーゼル機関に精通した専門技
術者の判断に依らざるをえないのが実情である。
即ち、専門技術者は、特定のセンサが実測値とし
て示す機関の回転数および出力の異常や機関部分
の圧力、温度の異常から、従来の経験、実験デー
タ、ノウハウおよび理論に基づいて、種々の可能
性を検討し、最も妥当な原因を推定し、この異常
原因に対する処置を構じるのである。

しかしながら、最近の省力化への強い要請と専
門技術者の減少傾向は、このような専門技術者の
判断による機関の監視、保全を困難ならしめ、異
常原因に対する処置が遅れて機関運転を停止に至
らしめるという問題を惹起した。

そこで、本考案の目的は、従来の経験、実験デ
ータ、理論等に基づく新規な異常原因推定手段を
備えることによつて、中低速の内燃機関に設けら
れた各種センサからの入力信号に基づいて、過給
機の異常を判別し、機関の異常部分に関する正確
な情報を出力でき、機関運転や保全の省力化およ
び能率化に貢献できる過給機の診断装置を提供す
ることである。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本考案の過給機の診
断装置は、燃料ラツクの変位を検出するラツクセ
ンサや機関出力センサ、機関回転数センサおよび
過給機回転数センサからの入力信号が安定したか
否かを判別する入力信号安定判別手段と、上記ラ
ツクセンサや機関出力センサおよび機関回転数セ
ンサからの安定した入力信号に基づいて、過給機
の標準回転数を算出する標準回転数算出手段と、
上記過給機回転数センサからの入力信号が表わす
実測回転数から上記標準回転数を減算して偏差を
求める回転数偏差算出手段と、この回転数偏差算
出手段で算出された偏差が所定の許容値以下であ
るか否かを判別する回転数偏差判別手段と、上記
入力信号判別手段と回転数判別手段の判別結果に
基づいて、上記入力信号が安定していないとき、
負荷、燃料流量不安定、調速機不良、サージング
の情報を、上記過給機回転数の偏差が許容値を超
える正値のとき、燃焼不良、過給機過速度、回転
数センサ、ラツク目盛センサ不良の情報を、上記
過給機回転数の偏差が許容値を超える負値のと
き、過給機軸受、羽根車不良、回転数センサ、ラ
ツク目盛センサ不良、吸、排気系からのガス漏
れ、ブロア吸込温度高、消音フイルタ目詰まりの
情報を夫々出力する異常情報出力手段とを備えた
ことを特徴とする。

〈作用〉 入力信号安定判別手段が、諸センサからの入力
信号が安定したと判別すると、標準回転数算出手
段が、ラツクセンサや機関出力センサおよび機関
回転数センサからの入力信号に基づいて、過給機
の標準回転数を算出する。次いで、回転数偏差算
出手段が、過給機回転数センサからの入力信号が
表わす実測回転数から上記算出された標準回転数
を減算して偏差を求める。さらに、回転数偏差判
別手段が、上記偏差が所定の許容値以下であるか
否かを判別し、以下であるなら正常と、以下でな
いなら過給機回転数異常と判定する。

そして、異常情報出力手段は、上記入力信号が
安定していないとき、負荷、燃料流量不安定、調
速機不良、サージングの情報を出力する一方、上
記偏差が許容値を超える正値のとき、燃焼不良、
過給機過速度、回転数センサ、ラツク目盛センサ
不良の情報を、上記偏差が許容値を超える負荷の
とき、過給機軸受、羽根車不良、回転数センサ、
ラツク目盛センサ不良、吸、排気系からのガス漏
れ、ブロア吸込温度高、消音フイルタ目詰まりの
情報を夫々出力する。

〈実施例〉 以下、本考案を図示の実施例により詳細に説明
する。

第１図は本考案の過給機の診断装置を備えた中
低速のデイーゼル機関の模式図であり、１はデイ
ーゼル機関、２はこのデイーゼル機関１の燃料ラ
ツクの変位を検出するラツク目盛センサ、３は上
記デイーゼル機関１の回転数を検出する機関回転
数センサ、４は上記デイーゼル機関１のシリンダ
に圧縮空気を供給する過給機、５はこの過給機４
の回転数を検出する過給機回転数センサ、６は後
述する入力信号安定判別手段、標準回転数算出手
段、回転数偏差算出手段、回転数偏差判別手段お
よび異常情報出力手段を備え、上記各センサ２，
３，５から入力される検出信号に基づいて所定の
演算を行なう過給機診断装置としてのコンピユー
タ、７はこのコンピユータ６から出力される判別
結果や機関の異常部分に関する情報を表示する表
示装置である。

上記コンピユータ６の入力信号安定判別手段
は、第２図に示すように、上記各センサ２，３，
５からの入力信号が安定したか否かを判別し、安
定していないと判別したとき、機関が始動直後の
整定中であるか否かを判別して、整定中でない場
合、過給機回転数不安定を示す信号およびこの信
号に対応する機関の異常部分に関する情報を表示
装置７に出力する。一方、上記標準回転数算出手
段は、上記ラツク目盛センサ２と機関回転数セン
サ３からの入力信号ｘ，ｙに基づいて、計算式ｆ
（ｘ，ｙ）によつて過給機４の標準回転数Noを算
出する。この計算式ｆ（ｘ，ｙ）は、過給機の回
転数が機関の燃料消費量および機関出力軸の回転
数と比例関係にあるという事実に着目し、従来の
経験、実験データ、ノウハウ等を詳細に検討し、
理論的に解析して導き出したものである。なお、
標準回転数Noの算出は、上記ラツク目盛センサ
２と機関回転数センサ３の検出信号ｘ，ｙのみを
パラメータとして行われ、外気温度の変動や吸気
系のインタークーラの有無で大きく変動する排気
ガス温度は、パラメータとしていない。また、上
記回転数偏差算出手段は、上記過給機回転数セン
サ５からの入力信号が表わす実測回転数Ｎから上
記標準回転数Noを減算して回転数の偏差ΔNを
求める。さらに、上記回転数偏差判別手段は、上
記回転数偏差算出手段で求められた偏差の絶対値
―ΔN―が、許容値Ｐ以下であるか否かを判別
し、許容値以下ならば正常を示す信号を、許容値
を超えるならばΔNの正負により過給機回転数高
または低の信号を出力する。そして、これらの信
号を受ける上記異常情報出力手段は、その信号に
対応する機関の異常部分に関する情報を表示装置
７に出力する。

上記構成のコンピユータ６の動作について、第
２図のフローチヤートを参照しつつ次に述べる。

（S1） 過給機４を有するデイーゼル機関１が
始動すると、このデイーゼル機関１に取り付け
られたラツク目盛センサ２、機関回転数センサ
３および過給機回転数センサ５からの検出信号
が、コンピユータ６にデータ入力される。

（S2） コンピユータ６は、入力信号安定判別
手段によつて、入力データを一定時間間隔でサ
ンプリングし、サンプリングデータ相互間の変
動が所定の許容範囲を超える場合、ステツプ
（S7）に進んでその状態が始動から所定時間経
過後も続いているか否かを判別し、続いている
ならステツプ（S8）へ進んで過給機不安定を
示す信号を出力する一方、続いていないならス
テツプ（S1）に戻つてデータの読み込みを続
行する。一方、上記サンプリングデータ相互間
の変動が所定の許容範囲内である場合、次のス
テツプ（S3）に進む。このように、一定時間
間隔でサンプリングした各データ相互間の変動
が所定値を超えるか否か、つまりデータの微分
値でデータが安定したか否かを判別するので、
種々の要因によりデータに現れる定常的変動を
相殺でき、整定したか否かを確実に判別でき
る。

（S3） コンピユータ６は、標準回転数算出手
段によつて、上記ラツク目盛センサ２と機関回
転数センサ３からの入力データｘ，ｙに基づい
て計算式ｆ（ｘ，ｙ）で過給機の標準回転数No
を算出する。

（S4） 次に、コンピユータ６は、回転数偏差
算出手段によつて、上記過給機回転数センサ５
からの入力データが表わす実測回転数Ｎから上
記標準回転数Noを減算して回転数の偏差ΔN
を求める。

（S5） コンピユータ６の回転数偏差判別手段
は、上記偏差の絶対値―ΔN―が、許容値Ｐ以
下であるか否かを判別し、許容値Ｐ以下である
場合、ステツプ（S11）へ進んで過給機正常を
示す信号を出力する一方、許容値Ｐを超える場
合、ステツプ（S6）に進む。

（S6） 上記回転数偏差判別手段は、上記ΔNが
正ならステツプ（S9）へ進んで過給機回転数
高を示す信号を出力する一方、上記ΔNが負ま
たは０ならステツプ（S10）へ進んで、過給機
回転数低を示す信号を出力する。

また、第２図のフローチヤートの最終ステツプ
（S8）〜（S10）において、上記各出力信号と共
に機関の異常部分に関する次のような情報が表示
装置７に出力される。即ち、ステツプ（S8）：負
荷、燃料流量不安定、調速機不良、サージング／
ステツプ（S9）：燃焼不良、過給機過速度、回転
数センサ、ラツク目盛センサ不良／ステツプ
（S10）：過給機軸受、羽根車不良、回転数セン
サ、ラツク目盛センサ不良、吸、排気系統からの
ガス漏れ、ブロア吸込温度高、消音フイルタ目詰
まりの各情報が表示装置７に表示されるのであ
る。

本発明の診断装置では、機関の異常部分に関す
る情報を、偏差が正、負の場合に分けるなどして
上述のように具体的に表示するようにしているの
で、専門技術者でない一般の運転者にも、機関運
転中に発生する異常に的確に対処することができ
る。

なお、上記実施例では過給機の標準回転数No
の計算に、燃料消費量と相関があるラツク目盛セ
ンサの出力データｘを用いたが、これに代えて機
関出力をデータ入力することもできる。また、上
記標準回転数Noの算出は、実施例の計算式ｆ
（ｘ，ｙ）に限らず、メモリのアドレス（ｘ，ｙ）
に対応する標準値Noを格納するなどの方法で行
なうことができる。

〈考案の効果〉 以上の説明で明らかなように、本考案の過給機
の診断装置は、内燃機関に設けられたラツクセン
サや出力センサおよび機関回転数センサからの入
力信号に基づいて過給機の標準回転数を算出し、
過給機回転数センサからの入力信号が表わす実測
回転数と上記標準回転数の差が所定許容値以下で
あるか否かを判別し、この判別結果により過給機
の異常および機関の異常部分に関する具体的情報
を出力するようにしているので、整定までに時間
のかかる中低速の内燃機関においても、専門技術
者によらず一般の運転者が、機関運転中に発生す
る異常を迅速かつ的確に知ることができ、これに
対する適切な処置をとることができ、機関運転の
省力化および能率化に大いに貢献する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の過給機の診断装置を備えたデ
イーゼル機関の模式図、第２図は上記診断装置の
処理の流れを示すフローチヤートである。 １……デイーゼル機関、２……ラツク目盛セン
サ、３……機関回転数センサ、４……過給機、５
……過給機回転数センサ、６……コンピユータ、
７……表示装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 過給機を有する内燃機関に設けられた各種セン
   サからの入力信号に基づいて、上記過給機の異常
   を判別するとともに、機関の異常部分に関する情
   報を出力する過給機の診断装置であつて、 燃料ラツクの変位を検出するラツクセンサや機
   関出力センサ、機関回転数センサおよび過給機回
   転数センサからの入力信号が安定したか否かを判
   別する入力信号安定判別手段と、上記ラツクセン
   サや機関出力センサおよび機関回転数センサから
   の安定した入力信号に基づいて、過給機の標準回
   転数を算出する標準回転数算出手段と、上記過給
   機回転数センサからの入力信号が表わす実測回転
   数から上記標準回転数を減算して偏差を求める回
   転数偏差算出手段と、この回転数偏差算出手段で
   算出された偏差が所定の許容値以下であるか否か
   を判別する回転数偏差判別手段と、上記入力信号
   判別手段と回転数判別手段の判別結果に基づい
   て、上記入力信号が安定していないとき、負荷、
   燃料流量不安定、調速機不良、サージングの情報
   を、上記過給機回転数の偏差が許容値を超える正
   値のとき、燃焼不良、過給機過速度、回転数セン
   サ、ラツク目盛センサ不良の情報を、上記過給機
   回転数の偏差が許容値を超える負値のとき、過給
   機軸受、羽根車不良、回転数センサ、ラツク目盛
   センサ不良、吸、排気系からのガス漏れ、ブロア
   吸込温度高、消音フイルタ目詰まりの情報を夫々
   出力する異常情報出力手段とを備えたことを特徴
   とする過給機の診断装置。