JP2021025507A

JP2021025507A - エンジン用オイルアップ検知システムおよびエンジン用オイルアップ検知方法

Info

Publication number: JP2021025507A
Application number: JP2019146269A
Authority: JP
Inventors: 永遠平山; Towa Hirayama; 大智久保; Daichi Kubo; 木塚　智昭; Tomoaki Kizuka; 智昭木塚
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-08-08
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2021-02-22

Abstract

【課題】急峻燃焼サイクルの判定精度を向上することができるエンジン用オイルアップ検知システムおよびエンジン用オイルアップ検知方法を提供する。【解決手段】エンジン用オイルアップ検知システムは、最大筒内圧力に対応する、ガスエンジンの位相角を取得する第１位相角取得部と、当該位相角よりも所定角度前の位相角である判定用位相角を取得する第２位相角算出部と、判定用平均筒内圧力を取得する判定用平均筒内圧取得部と、ガスエンジンの各サイクルにおいて判定用筒内圧力を取得し、当該判定用筒内圧力が判定用平均筒内圧力よりも大きいか否かを判定する圧力判定部と、判定用筒内圧力が判定用平均筒内圧力よりも大きいと判定されたサイクルを急峻燃焼サイクルとしてその累積数をカウントし、急峻燃焼サイクルの累積数が閾値以上である場合にオイルアップ量の増加が生じていると判定するオイルアップ判定部とを含む判定装置を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、ガスエンジン等のエンジンに用いられるオイルアップ検知システムおよびエンジン用オイルアップ検知方法に関する。

従来、空気およびガス燃料の混合気を吸入して燃焼させる燃焼室を有し、発電機を駆動するガスエンジンが知られている。このようなガスエンジンの燃焼室内へのオイルアップ量が増加すると、そのオイルの化学反応により燃焼速度が急峻になるサイクルが発生する。急峻燃焼は最大筒内圧力の上昇やノッキングの増加に繋がる。

このようなオイルアップに起因する異常燃焼等の種々の異常燃焼を検出する異常燃焼検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この異常燃焼検出装置においては、エンジンに生じる振動の値や燃焼圧を指標としたノック強度が閾値以上となるサイクル数を記録し、当該サイクル数が閾値未満である場合にオイルアップに起因する異常燃焼が生じていると判定される。そして、オイルアップに起因する異常燃焼が生じていると判定された場合には、ノッキング発生頻度を抑制するための措置として、エンジンの出力を低下させる等の制御が行われる。

国際公開第２０１５／０３３３７１号

しかしながら、従来の異常燃焼検出装置はノック強度を基にオイルアップに起因する異常燃焼が生じていることを判定するものではあるが、判定精度を向上する余地がある。すなわち、ノッキングの要因の一つである急峻燃焼サイクルの発生に基づき判定を行うことで判定精度を向上することが望まれている。そのため、急峻燃焼サイクルの発生を正確に判定することが要求される。

そこで、本発明は、急峻燃焼サイクルの判定精度を向上することができるエンジン用オイルアップ検知システムおよびエンジン用オイルアップ検知方法を提供することを目的とする。

本発明のエンジン用オイルアップ検知システムは、燃焼室を有するエンジンと、前記エンジンの位相角を検出する位相角検出器と、前記燃焼室内の圧力であって各前記位相角に対応付けられる筒内圧力を検出する筒内圧検出器と、前記燃焼室のオイルアップの量が増加したか否かを判定する判定装置と、を備え、前記判定装置は、前記エンジンの複数サイクルにおける、前記筒内圧検出器により検出された前記筒内圧力の平均値であって、前記各位相角に対応付けられる平均筒内圧力を算出する平均筒内圧算出部と、前記平均筒内圧算出部により算出された、前記各位相角に対応付けられる前記平均筒内圧力のうちの最大値である最大筒内圧力を取得する最大筒内圧取得部と、前記最大筒内圧取得部により取得された前記最大筒内圧力に対応する、前記エンジンの位相角を取得する第１位相角取得部と、前記第１位相角取得部により取得された前記位相角よりも所定角度前の位相角である判定用位相角を算出する第２位相角算出部と、前記第２位相角算出部により取得された前記判定用位相角における前記平均筒内圧力である判定用平均筒内圧力を取得する判定用平均筒内圧取得部と、前記エンジンの各サイクルにおいて、前記判定用位相角における前記筒内圧力である判定用筒内圧力を取得し、当該判定用筒内圧力が前記判定用平均筒内圧力よりも大きいか否かを判定する圧力判定部と、前記圧力判定部によって前記判定用筒内圧力が前記判定用平均筒内圧力よりも大きいと判定された前記サイクルを急峻燃焼サイクルとしてその累積数をカウントし、前記急峻燃焼サイクルの累積数が閾値以上である場合にオイルアップ量の増加が生じていると判定するオイルアップ判定部と、を含むものである。

本発明に従えば、急峻燃焼サイクルの判定精度を向上することができる。したがって、燃焼室のオイルアップ量の増加を正確に検知することができる。これにより、オイルアップ量の増加に起因する過早着火などの重大なトラブルを未然に防ぐことができる。また、本発明は、筒内圧力に基づき熱発生量を算出し、当該熱発生量を用いて急峻燃焼サイクルを判定する後記の方法よりも簡易である。

上記発明において、前記圧力判定部は前記判定用平均筒内圧力に対する前記判定用筒内圧力の比率が１．１よりも大きいか否かを判定し、前記オイルアップ判定部は前記比率が１．１よりも大きい場合に前記サイクルを前記急峻燃焼サイクルとして前記累積数をカウントしてもよい。

上記構成に従えば、急峻燃焼サイクルの発生をより高精度に判定することができる。

本発明のエンジン用オイルアップ検知システムは、燃焼室を有するエンジンと、前記エンジンの位相角を検出する位相角検出器と、前記燃焼室内の圧力であって各前記位相角に対応付けられる筒内圧力を検出する筒内圧検出器と、前記燃焼室のオイルアップの量が増加したか否かを判定する判定装置と、を備え、前記判定装置は、前記エンジンの複数サイクルにおける、前記筒内圧検出器により検出された前記筒内圧力の平均値であって、前記各位相角に対応付けられる平均筒内圧力を算出する平均筒内圧算出部と、前記平均筒内圧算出部により算出された、前記各位相角に対応付けられる前記平均筒内圧力のうちの最大値である最大筒内圧力を取得する最大筒内圧取得部と、前記最大筒内圧取得部により取得された前記最大筒内圧力に対応する、前記エンジンの位相角を取得する第１位相角取得部と、前記第１位相角取得部により取得された前記位相角よりも所定角度前の位相角である判定用位相角を算出する第２位相角算出部と、前記エンジンの各サイクルにおいて、前記筒内圧検出器により検出された前記筒内圧力に基づき熱発生量を算出する第１熱発生量算出部と、前記第１熱発生量算出部により算出された前記熱発生量の、前記エンジンの複数サイクルにおける平均値である平均熱発生量を算出する第２熱発生量算出部と、前記第２位相角算出部により取得された前記判定用位相角における前記平均熱発生量である判定用平均熱発生量を取得する判定用平均熱発生量取得部と、前記エンジンの各サイクルにおいて、前記判定用位相角における前記熱発生量である判定用熱発生量を取得し、当該判定用熱発生量が前記判定用平均熱発生量よりも大きいか否かを判定する熱発生量判定部と、前記熱発生量判定部によって前記判定用熱発生量が前記判定用平均熱発生量よりも大きいと判定された前記サイクルを急峻燃焼サイクルとしてその累積数をカウントし、前記急峻燃焼サイクルの累積数が閾値以上である場合にオイルアップ量の増加が生じていると判定するオイルアップ判定部と、を含むものである。

本発明に従えば、急峻燃焼サイクルの判定精度を向上することができる。したがって、燃焼室のオイルアップ量の増加を正確に検知することができる。これにより、オイルアップ量の増加に起因する過早着火などの重大なトラブルを未然に防ぐことができる。また、本発明は、筒内圧力を用いて急峻燃焼サイクルを判定する上述の方法よりも計算過程は増えるが、熱発生量は筒内圧力よりも通常燃焼時に対する急峻燃焼時の差が表れやすいため、より精度高く急峻燃焼サイクルを判定することができる。

上記発明において、前記熱発生量判定部は、前記判定用平均熱発生量に対する前記判定用熱発生量の比率が１．３よりも大きいか否かを判定してもよい。

上記発明において、前記判定用位相角は、上死点後の位相角であって、前記第１位相角取得部により取得された前記位相角から４〜８度を減じた位相角であってもよい。

本発明のエンジン用オイルアップ検知方法は、燃焼室を有するエンジンと、前記エンジンの位相角を検出する位相角検出器と、前記燃焼室内の圧力であって各前記位相角に対応付けられる筒内圧力を検出する筒内圧検出器とを備えたエンジンシステムにおいて、前記エンジンの複数サイクルにおける、前記筒内圧検出器により検出された前記筒内圧力の平均値であって、前記各位相角に対応付けられる平均筒内圧力を算出する平均筒内圧算出工程と、前記平均筒内圧算出工程により算出された、前記各位相角に対応付けられる前記平均筒内圧力のうちの最大値である最大筒内圧力を取得する最大筒内圧取得工程と、前記最大筒内圧取得工程により取得された前記最大筒内圧力に対応する、前記エンジンの位相角を取得する第１位相角取得工程と、前記第１位相角取得工程により取得された前記位相角よりも所定角度前の位相角である判定用位相角を算出する第２位相角算出工程と、前記第２位相角算出工程により取得された前記判定用位相角における前記平均筒内圧力である判定用平均筒内圧力を取得する判定用平均筒内圧取得工程と、前記エンジンの各サイクルにおいて、前記判定用位相角における前記筒内圧力である判定用筒内圧力を取得し、当該判定用筒内圧力が前記判定用平均筒内圧力よりも大きいか否かを判定する圧力判定工程と、前記圧力判定工程によって前記判定用筒内圧力が前記判定用平均筒内圧力よりも大きいと判定された前記サイクルを急峻燃焼サイクルとしてその累積数をカウントし、前記急峻燃焼サイクルの累積数が閾値以上である場合にオイルアップ量の増加が生じていると判定するオイルアップ判定工程と、を含むものである。

本発明のエンジン用オイルアップ検知方法は、燃焼室を有するエンジンと、前記エンジンの位相角を検出する位相角検出器と、前記燃焼室内の圧力であって各前記位相角に対応付けられる筒内圧力を検出する筒内圧検出器とを備えたエンジンシステムにおいて、前記エンジンの複数サイクルにおける、前記筒内圧検出器により検出された前記筒内圧力の平均値であって、前記各位相角に対応付けられる平均筒内圧力を算出する平均筒内圧算出工程と、前記平均筒内圧算出工程により算出された、前記各位相角に対応付けられる前記平均筒内圧力のうちの最大値である最大筒内圧力を取得する最大筒内圧取得工程と、前記最大筒内圧取得工程により取得された前記最大筒内圧力に対応する、前記エンジンの位相角を取得する第１位相角取得工程と、前記第１位相角取得工程により取得された前記位相角よりも所定角度前の位相角である判定用位相角を算出する第２位相角算出工程と、前記エンジンの各サイクルにおいて、前記筒内圧検出器により検出された前記筒内圧力に基づき熱発生量を算出する第１熱発生量算出工程と、前記第１熱発生量算出部により算出された前記熱発生量の、前記エンジンの複数サイクルにおける平均値である平均熱発生量を算出する第２熱発生量算出工程と、前記第２位相角算出工程により取得された前記判定用位相角における前記平均熱発生量である判定用平均熱発生量を取得する判定用平均熱発生量取得工程と、前記エンジンの各サイクルにおいて、前記判定用位相角における前記熱発生量である判定用熱発生量を取得し、当該判定用熱発生量が前記判定用平均熱発生量よりも大きいか否かを判定する熱発生量判定工程と、前記熱発生量判定工程によって前記判定用熱発生量が前記判定用平均熱発生量よりも大きいと判定された前記サイクルを急峻燃焼サイクルとしてその累積数をカウントし、前記急峻燃焼サイクルの累積数が閾値以上である場合にオイルアップ量の増加が生じていると判定するオイルアップ判定工程と、を含むものである。

本発明によれば、急峻燃焼サイクルの判定精度を向上することが可能なエンジン用オイルアップ検知システムおよびエンジン用オイルアップ検知方法を提供することができる。

第１実施形態に係るエンジン用オイルアップ検知システムの概略構成図である。図１のエンジン用オイルアップ検知システムの構成を示すブロック図である。第１実施形態における急峻燃焼サイクルの判定方法を示すグラフである。第２実施形態に係るエンジン用オイルアップ検知システムの構成を示すブロック図である。第２実施形態における急峻燃焼サイクルの判定方法を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態に係るエンジン用オイルアップ検知システムについて図面を参照して説明する。以下に説明するエンジン用オイルアップ検知システムは、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除および変更が可能である。

［第１実施形態］
図１に本実施形態に係るエンジン用オイルアップ検知システム１を示す。図１に示すように、本実施形態のエンジン用オイルアップ検知システム１は、ガスエンジン２、制御装置７、判定装置３０および報知装置８０（図２参照）を備えている。本実施形態では、ガスエンジン２は図略の発電機を駆動する。

ガスエンジン２は、ガス燃料（例えば、天然ガス）のみを燃焼させるガス専焼エンジンであってよい。但し、ガスエンジン２は、状況によってガス燃料と燃料油の一方又は双方を燃焼させる二元燃料エンジンであってもよい。また、本実施形態では、ガスエンジン２は４ストロークエンジンであるが、ガスエンジン２は２ストロークエンジンであってもよい。

ガスエンジン２は複数のシリンダ２１を有する。図１では１つのシリンダ２１のみを図示している。各シリンダ２１内にはピストン２２が往復動自在に配設されており、シリンダ２１およびピストン２２によって燃焼室２０が形成されている。ピストン２２は、図略の連接棒により図略のクランク軸と連結されている。

各シリンダ２１において、ピストン２２が２往復することによりガスエンジン２の１サイクル（吸気、圧縮、膨張、排気）が行われる。各シリンダ２１における１サイクルの間におけるガスエンジン２の位相角（０〜７２０度）は、位相角検出器６３により検出される。位相角としては、クランク軸の回転角（クランク角）やピストン２２の位置などが用いられてよく、位相角検出器６３は、例えば、電磁ピックアップ、近接スイッチ、又はロータリーエンコーダであってよい。本実施形態では、後記のように位相角としてクランク角（上死点後のクランク角）を用いる。なお、位相角検出器６３によりガスエンジン２の実回転数も検出される。

燃焼室２０へは給気路４１を通じて空気が供給され、燃焼室２０からは排気路４２を通じて排ガスが排出される。給気路４１には、燃焼室２０へ供給される空気中に燃料ガスを噴射する主燃料噴射弁５１が設けられている。

シリンダ２１には、給気路４１の燃焼室２０に対する開口である給気ポートを開閉する給気弁２３と、排気路４２の燃焼室２０に対する開口である排気ポートを開閉する排気弁２４が設けられている。また、シリンダ２１には、燃焼室２０内で燃料ガスと空気の混合気に点火するための点火装置５５が設けられている。点火装置５５は例えば点火プラグである。点火装置５５は副燃焼室２０Ｂ内の混合気に点火する。なお、点火装置５５は点火プラグに限られない。例えば、点火装置５５として、主燃焼室２０Ａ内に高圧のパイロット燃料（オイルや燃料ガス）を直接的に噴射することにより当該パイロット燃料を自己発火させるパイロット燃料噴射弁を採用することも可能である。

本実施形態では、燃焼室２０は、給気路４１および排気路４２と連通する主燃焼室２０Ａと、連通孔が設けられた隔壁２５により主燃焼室２０Ａと隔てられた副燃焼室２０Ｂとから構成されている。点火装置５５は副燃焼室２０Ｂに配置されており、副燃焼室２０Ｂ内には副燃料噴射弁５２から燃料ガスが噴射される。副燃料噴射弁５２からの燃料ガスの噴射により副燃焼室２０Ｂ内にはリッチな混合気が形成され、この混合気が点火装置５５により点火される。これにより副燃焼室２０Ｂ内に火炎が発生し、その火炎が隔壁２５の連通孔を通じて主燃焼室２０Ａ内に伝播することにより主燃焼室２０Ａ内の混合気にも点火される。シリンダ２１には、主燃焼室２０Ａ内の圧力である筒内圧力を検出する筒内圧検出器６２が設けられている。

このような構成を有するガスエンジン２においては、給気と主燃料噴射弁５１が噴射したガス燃料とを含む混合気が給気ポートより主燃焼室２０Ａへ供給され、当該混合気に更に副燃料噴射弁５２が噴射したガス燃料を含んだ混合気が供給される（吸気工程）。主燃焼室２０Ａのリーンな混合気および副燃焼室２０Ｂ内のリッチな混合気が圧縮された（圧縮工程）後に、点火装置５５が適宜タイミングで作動して副燃焼室２０Ｂ内の混合気が着火される。副燃焼室２０Ｂ内で発生した火炎は隔壁２５の連通孔を通じて主燃焼室２０Ａ内に伝播し、この火炎により主燃焼室２０Ａ内の圧縮混合気が燃焼する。これによりピストン２２が下動し（膨張行程）、その後に主燃焼室２０Ａ内のガスが排ガスとして排気ポートを通じて排気路４２へ排出される（排気工程）。

図２の制御装置７は、コンピュータであって、ＣＰＵ等の演算処理部、およびＲＯＭやＲＡＭ等の記憶部を有している。記憶部には、演算処理部が実行するプログラムや各種データ等が記憶されている。制御装置７は、記憶部に記憶されたプログラム等のソフトウェアを演算処理部が読み出して実行することにより、各機能部としての処理を行う。なお、制御装置７は、マイクロコントローラ又はプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等から構成されていてもよい。このような構成を有する制御装置７は、実給気圧、筒内圧力、位相角、給気温度、および発電機の電力量を取得して、発電機の発電電力量を所定の目標電力量に調節するように、位相角検出器６３で検出される位相角に基づいてシリンダ２１ごとに燃料噴射弁５１，５２の噴射動作および点火装置５５の点火動作を制御する。

図２の判定装置３０は、コンピュータであって、ＣＰＵ等の演算処理部、およびＲＯＭやＲＡＭ等の記憶部を有している。記憶部には、演算処理部が実行するプログラムや各種データ等が記憶されている。判定装置３０は、記憶部に記憶されたプログラム等のソフトウェアを演算処理部が読み出して実行することにより、各機能部としての処理を行う。このような判定装置３０は、燃焼室２０へのオイルアップの量が増加したか否かを判定する。以下、判定装置３０の構成について詳細に説明する。

判定装置３０は、機能的構成として、平均筒内圧算出部３１、最大筒内圧取得部３２、第１位相角取得部３３、第２位相角算出部３４、判定用平均筒内圧取得部３５、圧力判定部３６、およびオイルアップ判定部３７を有している。判定装置３０の演算処理部が記憶部に記憶されている所定のプログラムを実行することで、上記の平均筒内圧算出部３１、最大筒内圧取得部３２、第１位相角取得部３３、第２位相角算出部３４、判定用平均筒内圧取得部３５、圧力判定部３６、およびオイルアップ判定部３７が機能的に実現されるようになっている。

平均筒内圧算出部３１は、ガスエンジン２のサイクル中において筒内圧検出器６２により検出された筒内圧力を受け取る。平均筒内圧算出部３１は、筒内圧力の、ガスエンジンの複数サイクルにおける平均値である平均筒内圧力Ｐａを算出する。平均筒内圧算出部３１により算出される平均筒内圧力Ｐａとクランク角［ｄｅｇ．ＡＴＤＣ］との関係を示すグラフは、例えば図３の通りである。

最大筒内圧取得部３２は、平均筒内圧算出部３１により算出された平均筒内圧力Ｐａの最大値である最大筒内圧力Ｐｍを取得する。

第１位相角取得部３３は、最大筒内圧取得部３２により取得された最大筒内圧力Ｐｍに対応する、ガスエンジン２のクランク角θｍを取得する。

第２位相角算出部３４は、第１位相角取得部３３により取得されたクランク角θｍよりも所定角度前のクランク角である判定用位相角θｈを算出する。本実施形態では、判定用位相角θｈは、上死点後の位相角であって、第１位相角取得部により取得されたクランク角θｍから４〜８度を減じた位相角［ｄｅｇ．ＡＴＤＣ］である。

判定用平均筒内圧取得部３５は、第２位相角算出部３４により取得された判定用位相角θｈにおける平均筒内圧力である判定用平均筒内圧力Ｐｈａを取得する。

圧力判定部３６は、ガスエンジン２の各サイクルにおいて判定用位相角θｈにおける筒内圧力である判定用筒内圧力Ｐｈｂを取得し、その判定用筒内圧力Ｐｈｂが判定用平均筒内圧力Ｐｈｂよりも大きいか否かを判定する。本実施形態では、圧力判定部３６は、判定用平均筒内圧力Ｐｈａに対する判定用筒内圧力Ｐｈｂの比率が１．１よりも大きいか否かを判定する。例えば、図３の場合、圧力判定部３６は、判定用平均筒内圧力Ｐｈａに対する判定用筒内圧力Ｐｈｂの比率が１．１よりも大きいと判定する。

オイルアップ判定部３７は、圧力判定部３６によって判定用平均筒内圧力Ｐｈａに対する判定用筒内圧力Ｐｈｂの比率が１．１よりも大きいと判定されたサイクルを急峻燃焼サイクルとしてその累積数をカウントし、この急峻燃焼サイクルの累積数が閾値以上である場合にオイルアップ量の増加が生じていると判定する。

このようにオイルアップ判定部３７によりオイルアップ量の増加が生じていると判定された場合に、制御装置７は、警告が報知されるように報知装置８０の報知動作を制御する。なお、報知装置８０による報知は、例えば画面表示であってもよいし、音声等であってもよい。

以上説明したように、本実施形態のエンジン用オイルアップ検知システム１によれば、急峻燃焼サイクルの判定精度を向上することができる。したがって、オイルアップ量の増加を正確に検知することができる。これにより、オイルアップ量の増加に起因する過早着火などの重大なトラブルを未然に防ぐことができる。

また、本実施形態では、上記所定角度を上死点後−８〜−４［ｄｅｇ．ＡＴＤＣ］としたことで、急峻燃焼サイクルの発生をより高精度に判定することができる。

さらに、本実施形態では、圧力判定部３６は判定用平均筒内圧力Ｐｈａに対する判定用筒内圧力Ｐｈｂの比率が１．１よりも大きいか否かを判定するようにしたので、筒内圧力の実測値に振れがある場合でも、急峻燃焼サイクルの誤判定を回避することができる。

［第２実施形態］
図４は第２実施形態に係るエンジン用オイルアップ検知システム１の構成を示すブロック図である。なお、第２実施形態において、上述の第１実施形態と同じ構成要素には同一符号を付与し、その説明を省略する。

図４に示すように、第２実施形態の判定装置７０は、第１実施形態と同じ平均筒内圧算出部３１、最大筒内圧取得部３２、第１位相角取得部３３および第２位相角算出部３４を有すると共に、第１熱発生量算出部７１、第２熱発生量算出部７２、判定用平均熱発生量取得部７３、熱発生量判定部７４およびオイルアップ判定部７５を有している。判定装置７０の演算処理部が記憶部に記憶されているプログラムを実行することで、上記の平均筒内圧算出部３１、最大筒内圧取得部３２、第１位相角取得部３３、第２位相角算出部３４、第１熱発生量算出部７１、第２熱発生量算出部７２、判定用平均熱発生量取得部７３、熱発生量判定部７４、およびオイルアップ判定部７５が機能的に実現されるようになっている。

第１熱発生量算出部７１は、ガスエンジン２の各サイクルにおいて、筒内圧検出器６２により検出された筒内圧力に基づき熱発生量を算出する。具体的には、第１熱発生量算出部７１は、以下の算出式により熱発生率ｄＱ（ｉ）［Ｊ／ｄｅｇ．］を算出し、その熱発生率を用いて、以下の算出式により熱発生量Ｑ（ｉ）［Ｊ］を算出する。
ｄＱ（ｉ）＝（Ｖ（ｉ）／κ−１）×ｄＰ（ｉ）＋（κ×Ｐ（ｉ）／（κ−１））×ｄＶ（ｉ）
Ｑ（ｉ）＝Ｑ（ｉ−１）＋ｄＱ（ｉ）×Ｄｅｇ．

なお、上記算出式において、Ｖは燃焼室容積［ｍ^３］であり、ｄＶは燃焼室容積変化率［ｍ^３／ｄｅｇ．］であり、Ｐは筒内圧力［ＰａＡ］であり、ｄＰは筒内圧力変化率［Ｐａ／ｄｅｇ．］であり、κは比熱比であり、Ｄｅｇ．は角度分解能であり、ｉはクランク角を上記角度分解能で分割した時の番目（ナンバリング）を示す。

第２熱発生量算出部７２は、第１熱発生量算出部７１により算出された熱発生量の、ガスエンジン２の複数サイクルにおける平均値である平均熱発生量Ｑａを算出する。

判定用平均熱発生量取得部７３は、上記第１実施形態と同様に第２位相角算出部３４により取得された判定用位相角θｈにおける平均熱発生量である判定用平均熱発生量Ｑｈａを取得する。

熱発生量判定部７４は、ガスエンジン２の各サイクルにおいて判定用位相角θｈにおける熱発生量である判定用熱発生量Ｑｈｂを取得し、その判定用熱発生量Ｑｈｂが判定用平均熱発生量Ｑｈａよりも大きいか否かを判定する。本実施形態では、熱発生量判定部７４は、判定用平均熱発生量Ｑｈａに対する判定用熱発生量Ｑｈｂの比率が１．３よりも大きいか否かを判定する。例えば、図５の場合、熱発生量判定部７４は、判定用平均熱発生量Ｑｈａに対する判定用熱発生量Ｑｈｂの比率が１．３よりも大きいと判定する。

オイルアップ判定部７５は、熱発生量判定部７４によって判定用平均熱発生量Ｑｈａに対する判定用熱発生量Ｑｈｂの比率が１．３よりも大きいと判定されたサイクルを急峻燃焼サイクルとしてその累積数をカウントし、この急峻燃焼サイクルの累積数が閾値以上である場合にオイルアップ量の増加が生じていると判定する。

このようにオイルアップ判定部７５によりオイルアップ量の増加が生じていると判定された場合に、制御装置７は、所定の方法により警告が報知されるように報知装置８０の報知動作を制御する。

また、本実施形態では、熱発生量判定部７４は判定用平均熱発生量Ｑｈａに対する判定用熱発生量Ｑｈｂの比率が１．３よりも大きいか否かを判定するようにしたので、筒内圧力に起因して熱発生量の算出値に振れがある場合でも、急峻燃焼サイクルの誤判定を回避することができる。

［変形例］
上述の各実施形態の他にも、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で次のような種々の変形も可能である。

上記実施形態では、判定装置３０によるオイルアップ判定と判定装置７０によるオイルアップ判定とを独立して行うように構成したが、これに限定されるものではなく、判定装置３０によるオイルアップ判定と判定装置７０によるオイルアップ判定とを組み合わせて行ってもよい。

また、上記実施形態では、エンジン用オイルアップ検知システム１をガスエンジン２に適用した態様について説明したが。これに限定されるものではなく、エンジン用オイルアップ検知システム１を例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の他のエンジン（内燃機関）にも同様に適用することができる。

また、上記実施形態では、ガスエンジン２は発電機の駆動のために用いることを説明したが、これに限定されるものではなく、例えば舶用等としてもよい。

さらに、上記実施形態では、オイルアップ判定部３７，７５によりオイルアップ量の増加が生じていると判定された場合に、報知装置８０により警告が報知されるように構成したが、これに限定されるものではなく、ガスエンジン２の出力を低下させる等の制御が行われてもよい。

１エンジン用オイルアップ検知システム
２ガスエンジン
２０燃焼室
３０判定装置
３１平均筒内圧算出部
３２最大筒内圧取得部
３３第１位相角取得部
３４第２位相角算出部
３５判定用平均筒内圧取得部
３６圧力判定部
３７オイルアップ判定部
６２筒内圧検出器
６３位相角検出器
７０判定装置
７１第１熱発生量算出部
７２第２熱発生量算出部
７３判定用平均熱発生量取得部
７４熱発生量判定部
７５オイルアップ判定部

Claims

燃焼室を有するエンジンと、
前記エンジンの位相角を検出する位相角検出器と、
前記燃焼室内の圧力であって各前記位相角に対応付けられる筒内圧力を検出する筒内圧検出器と、
前記燃焼室のオイルアップの量が増加したか否かを判定する判定装置と、を備え、
前記判定装置は、
前記エンジンの複数サイクルにおける、前記筒内圧検出器により検出された前記筒内圧力の平均値であって、前記各位相角に対応付けられる平均筒内圧力を算出する平均筒内圧算出部と、
前記平均筒内圧算出部により算出された、前記各位相角に対応付けられる前記平均筒内圧力のうちの最大値である最大筒内圧力を取得する最大筒内圧取得部と、
前記最大筒内圧取得部により取得された前記最大筒内圧力に対応する、前記エンジンの位相角を取得する第１位相角取得部と、
前記第１位相角取得部により取得された前記位相角よりも所定角度前の位相角である判定用位相角を算出する第２位相角算出部と、
前記第２位相角算出部により取得された前記判定用位相角における前記平均筒内圧力である判定用平均筒内圧力を取得する判定用平均筒内圧取得部と、
前記エンジンの各サイクルにおいて、前記判定用位相角における前記筒内圧力である判定用筒内圧力を取得し、当該判定用筒内圧力が前記判定用平均筒内圧力よりも大きいか否かを判定する圧力判定部と、
前記圧力判定部によって前記判定用筒内圧力が前記判定用平均筒内圧力よりも大きいと判定された前記サイクルを急峻燃焼サイクルとしてその累積数をカウントし、前記急峻燃焼サイクルの累積数が閾値以上である場合にオイルアップ量の増加が生じていると判定するオイルアップ判定部と、を含む、エンジン用オイルアップ検知システム。
前記圧力判定部は前記判定用平均筒内圧力に対する前記判定用筒内圧力の比率が１．１よりも大きいか否かを判定し、前記オイルアップ判定部は前記比率が１．１よりも大きい場合に前記サイクルを前記急峻燃焼サイクルとして前記累積数をカウントする、請求項１に記載のエンジン用オイルアップ検知システム。
燃焼室を有するエンジンと、
前記エンジンの位相角を検出する位相角検出器と、
前記燃焼室内の圧力であって各前記位相角に対応付けられる筒内圧力を検出する筒内圧検出器と、
前記燃焼室のオイルアップの量が増加したか否かを判定する判定装置と、を備え、
前記判定装置は、
前記エンジンの複数サイクルにおける、前記筒内圧検出器により検出された前記筒内圧力の平均値であって、前記各位相角に対応付けられる平均筒内圧力を算出する平均筒内圧算出部と、
前記平均筒内圧算出部により算出された、前記各位相角に対応付けられる前記平均筒内圧力のうちの最大値である最大筒内圧力を取得する最大筒内圧取得部と、
前記最大筒内圧取得部により取得された前記最大筒内圧力に対応する、前記エンジンの位相角を取得する第１位相角取得部と、
前記第１位相角取得部により取得された前記位相角よりも所定角度前の位相角である判定用位相角を算出する第２位相角算出部と、
前記エンジンの各サイクルにおいて、前記筒内圧検出器により検出された前記筒内圧力に基づき熱発生量を算出する第１熱発生量算出部と、
前記第１熱発生量算出部により算出された前記熱発生量の、前記エンジンの複数サイクルにおける平均値である平均熱発生量を算出する第２熱発生量算出部と、
前記第２位相角算出部により取得された前記判定用位相角における前記平均熱発生量である判定用平均熱発生量を取得する判定用平均熱発生量取得部と、
前記エンジンの各サイクルにおいて、前記判定用位相角における前記熱発生量である判定用熱発生量を取得し、当該判定用熱発生量が前記判定用平均熱発生量よりも大きいか否かを判定する熱発生量判定部と、
前記熱発生量判定部によって前記判定用熱発生量が前記判定用平均熱発生量よりも大きいと判定された前記サイクルを急峻燃焼サイクルとしてその累積数をカウントし、前記急峻燃焼サイクルの累積数が閾値以上である場合にオイルアップ量の増加が生じていると判定するオイルアップ判定部と、を含む、エンジン用オイルアップ検知システム。
前記熱発生量判定部は、前記判定用平均熱発生量に対する前記判定用熱発生量の比率が１．３よりも大きいか否かを判定する、請求項３に記載のエンジン用オイルアップ検知システム。
前記判定用位相角は、上死点後の位相角であって、前記第１位相角取得部により取得された前記位相角から４〜８度を減じた位相角である、請求項１乃至４の何れか１項に記載のエンジン用オイルアップ検知システム。
燃焼室を有するエンジンと、前記エンジンの位相角を検出する位相角検出器と、前記燃焼室内の圧力であって各前記位相角に対応付けられる筒内圧力を検出する筒内圧検出器とを備えたエンジンシステムにおいて、
前記エンジンの複数サイクルにおける、前記筒内圧検出器により検出された前記筒内圧力の平均値であって、前記各位相角に対応付けられる平均筒内圧力を算出する平均筒内圧算出工程と、
前記平均筒内圧算出工程により算出された、前記各位相角に対応付けられる前記平均筒内圧力のうちの最大値である最大筒内圧力を取得する最大筒内圧取得工程と、
前記最大筒内圧取得工程により取得された前記最大筒内圧力に対応する、前記エンジンの位相角を取得する第１位相角取得工程と、
前記第１位相角取得工程により取得された前記位相角よりも所定角度前の位相角である判定用位相角を算出する第２位相角算出工程と、
前記第２位相角算出工程により取得された前記判定用位相角における前記平均筒内圧力である判定用平均筒内圧力を取得する判定用平均筒内圧取得工程と、
前記エンジンの各サイクルにおいて、前記判定用位相角における前記筒内圧力である判定用筒内圧力を取得し、当該判定用筒内圧力が前記判定用平均筒内圧力よりも大きいか否かを判定する圧力判定工程と、
前記圧力判定工程によって前記判定用筒内圧力が前記判定用平均筒内圧力よりも大きいと判定された前記サイクルを急峻燃焼サイクルとしてその累積数をカウントし、前記急峻燃焼サイクルの累積数が閾値以上である場合にオイルアップ量の増加が生じていると判定するオイルアップ判定工程と、を含む、エンジン用オイルアップ検知方法。
燃焼室を有するエンジンと、前記エンジンの位相角を検出する位相角検出器と、前記燃焼室内の圧力であって各前記位相角に対応付けられる筒内圧力を検出する筒内圧検出器とを備えたエンジンシステムにおいて、
前記エンジンの複数サイクルにおける、前記筒内圧検出器により検出された前記筒内圧力の平均値であって、前記各位相角に対応付けられる平均筒内圧力を算出する平均筒内圧算出工程と、
前記平均筒内圧算出工程により算出された、前記各位相角に対応付けられる前記平均筒内圧力のうちの最大値である最大筒内圧力を取得する最大筒内圧取得工程と、
前記最大筒内圧取得工程により取得された前記最大筒内圧力に対応する、前記エンジンの位相角を取得する第１位相角取得工程と、
前記第１位相角取得工程により取得された前記位相角よりも所定角度前の位相角である判定用位相角を算出する第２位相角算出工程と、
前記エンジンの各サイクルにおいて、前記筒内圧検出器により検出された前記筒内圧力に基づき熱発生量を算出する第１熱発生量算出工程と、
前記第１熱発生量算出部により算出された前記熱発生量の、前記エンジンの複数サイクルにおける平均値である平均熱発生量を算出する第２熱発生量算出工程と、
前記第２位相角算出工程により取得された前記判定用位相角における前記平均熱発生量である判定用平均熱発生量を取得する判定用平均熱発生量取得工程と、
前記エンジンの各サイクルにおいて、前記判定用位相角における前記熱発生量である判定用熱発生量を取得し、当該判定用熱発生量が前記判定用平均熱発生量よりも大きいか否かを判定する熱発生量判定工程と、
前記熱発生量判定工程によって前記判定用熱発生量が前記判定用平均熱発生量よりも大きいと判定された前記サイクルを急峻燃焼サイクルとしてその累積数をカウントし、前記急峻燃焼サイクルの累積数が閾値以上である場合にオイルアップ量の増加が生じていると判定するオイルアップ判定工程と、を含む、エンジン用オイルアップ検知方法。