JP7045160B2

JP7045160B2 - 非常用発電用エンジンの制御装置、非常用発電用エンジン、及び非常用発電用エンジンの保守運転方法

Info

Publication number: JP7045160B2
Application number: JP2017196750A
Authority: JP
Inventors: 哲山田; 晃広柚木; 和郎堀田; 進太郎首藤; 健吾田中; 祐介今森; 純之介安藤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2016-12-08
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2022-03-31
Anticipated expiration: 2037-10-10
Also published as: JP2018096368A

Description

本開示は、定期的に保守運転が実行される非常用発電用エンジンの制御装置、非常用発電用エンジン、及び非常用発電用エンジンの保守運転方法に関する。

非常用発電用エンジンは、停電のような非常時に非常用発電機を駆動させて非常用電力を発電させるためのエンジンである。非常用発電用エンジン及び非常用発電機は、商業施設、ホテル、病院、及びデータセンタなど、停電時に非常用電力が必要とされる場所に設置されている。これら非常用発電用エンジン及び非常用発電機は、停電時に非常用電力を確実に発電できるよう維持される必要がある。このため、非常用発電用エンジン及び非常用発電機に対して、例えば数ヶ月に１回程度の間隔で、試験的に非常用発電機を非常用発電用エンジンによって駆動させる保守運転が行われている。

このような非常用発電用エンジンの保守運転に関して、例えば特許文献１には、通常運転時に選択されるモードである自動モードの他に、保守運転が行われるときに選択されるモードである試験モードを備えた非常用発電機用の制御装置について開示されている。この特許文献１に開示されている制御装置は、非常用発電機が自動モードで運転中に機器の故障等により再起動し、この再起動により初期状態（試験モードの状態）を維持してしまうことを防止するために、保守作業員等が、非常用発電機が自動モードで運転中に再起動したことを知ることができるように構成されている。

ところで、保守運転が実行されるときには、実系統から非常用発電用エンジンにかかる負荷は存在しないか、又は極めて低負荷（例えば、非常用発電用エンジンの定格出力に対して１０％未満の負荷）であることが多い。このため、実系統に代わりロードバンクを用いて非常用発電用エンジンに所定の負荷（例えば、非常用発電用エンジンの定格出力に対して１００％の負荷）をかけて保守運転が実行される。

特開２０１２－１９６０３８号公報

しかしながら、非常用発電用エンジンに対して大きな負荷（例えば、非常用発電用エンジンの定格出力に対して１００％の負荷）をかけるためには、大容量のロードバンクが必要となってしまう。このため、ロードバンクを設置するために広い設置スペースが必要になる他、ロードバンクの購入費やレンタル費などの費用負担が大きい等の問題がある。

また、ロードバンクを減らして非常用発電用エンジンに対する負荷を小さくすると（例えば、非常用発電用エンジンの定格出力に対して３０％の負荷）、非常用発電用エンジンから排出される排気の温度が低くなる。このため、煤などの未燃分排出物が生成され、燃料噴射インジェクタ、バルブシート、シリンダの壁面、及び排気通路の壁面などに付着する場合がある。そして、この未燃分排出物の付着により、例えば燃料噴射インジェクタの噴射特性悪化、バルブのシート性不良、リング・ライナ磨耗、又は過給機の効率低下などの所謂ウェットスタッキング事象を引き起こしてしまう虞がある。

本発明の少なくとも幾つかの実施形態は上述の問題や虞に鑑みなされたものであり、保守運転を実行する際に用いられるロードバンクの容量を低減することが可能であるとともに、未燃分排出物に起因するウェットスタッキング事象の発生を回避することが出来る非常用発電用エンジンの制御装置、非常用発電用エンジン、及び非常用発電用エンジンの保守運転方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る非常用発電用エンジンの制御装置は、定期的に保守運転が実行される非常用発電用エンジンの制御装置であって、前記非常用発電用エンジンを所定の運転モードに基づいて所定の負荷未満で運転させる通常運転モード、及び、前記非常用発電用エンジンを前記通常運転モードよりも高温の排気が排出されるように前記所定の負荷未満で運転させる高排温運転モード、の２つの運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを制御可能なエンジン制御部と、前記通常運転モードのみで前記保守運転を実行する通常保守運転パターン、又は、前記高排温運転モードを含むように前記保守運転を実行する高排温保守運転パターン、のいずれの保守運転パターンによって前記保守運転を実行するかを判断する保守運転パターン判断部と、を備える。

上記（１）の構成によれば、通常運転モードのみで保守運転を実行する通常保守運転パターン、又は、高排温運転モードを含むように保守運転を実行する高排温保守運転パターン、のいずれの保守運転パターンによって保守運転が実行される。そして、これら通常運転モード及び高排温運転モードは、非常用発電用エンジンを所定の負荷未満で運転させる。このため、非常用発電用エンジンに所定の負荷をかける場合と比較して、ロードバンクの容量を低減することができ、ロードバンクを設置するための設置スペースを縮小できる他、ロードバンクの購入費やレンタル費を低減することができる。

また、高排温運転モードでは、非常用発電用エンジンを通常運転モードよりも高温の排気が排出されるように所定の負荷未満で運転させる。このため、通常運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを運転させて、煤などの未燃分排出物が生成されたとしても、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを運転させることで、ロードバンクの容量を増やさずに非常用発電用エンジンから排出される排気の温度を高くし、未燃分排出物を消失することができる。よって、未燃分排出物に起因するウェットスタッキング事象の発生を回避することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の構成において、前記保守運転パターン判断部は、高排温運転開始スイッチがＯＮされると、次回の保守運転を前記高排温保守運転パターンによって実行すると判断する。

上記（２）の構成によれば、例えば、保守作業員等が手動で高排温運転開始スイッチをＯＮにすることで、次回の保守運転を高排温保守運転パターンによって実行するように保守運転パターン判断部に判断させることができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載の構成において、前記保守運転パターン判断部は、最後に前記高排温保守運転パターンによって前記保守運転が実行されてからの経過時間を記憶する経過時間記憶部を含むとともに、前記経過時間が経過時間閾値を超えると、次回の保守運転を前記高排温保守運転パターンによって実行すると判断する。

上述した高排温運転モードで運転するときの燃費は、通常運転モードで運転するときの燃費と比べて高くなる。このため、高排温保守運転パターンによって保守運転を実行する際に消費される燃料消費量は、通常保守運転パターンによって保守運転を実行する際に消費される燃料消費量よりも多くなる。上記（３）の構成によれば、保守運転パターン判断部は、経過時間記憶部に記憶されている経過時間が経過時間閾値を超えると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンによって実行すると判断する。換言すれば、経過時間記憶部に記憶されている経過時間が経過時間閾値を超えるまでの間は、通常保守運転パターンによって保守運転が実行される。そのため、定期的な保守運転のうち高排温保守運転パターンによる保守運転が必要と推定される場合にだけ高排温保守運転パターンによる保守運転が実行される。これにより、定期的な保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）から（３）の何れか一項に記載の構成において、前記保守運転パターン判断部は、最後に前記高排温保守運転パターンによって前記保守運転が実行されてからの累積通常運転時間であって、前記通常運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンが運転した累積通常運転時間を記憶する通常運転時間記憶部を含むとともに、前記累積通常運転時間が通常運転時間閾値を超えると、次回の保守運転を前記高排温保守運転パターンによって実行すると判断する。

上記（４）の構成によれば、保守運転パターン判断部は、通常運転時間記憶部に記憶されている累積通常運転時間が通常運転時間閾値を超えると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンによって実行すると判断する。換言すれば、通常運転時間記憶部に記憶されている累積通常運転時間が通常運転時間閾値を超えるまでの間は、通常保守運転パターンによって保守運転が実行される。そのため、定期的な保守運転のうち高排温保守運転パターンによる保守運転が必要と推定される場合にだけ高排温保守運転パターンによる保守運転が実行される。これにより、定期的な保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。
また、累積通常運転時間に基づいて高排温保守運転パターンによって次回の保守運転を実行するタイミングを判断する。このため、上記（３）の構成と比較して、次回の保守運転を高排温保守運転パターンによって実行するタイミングを、より適切に推定することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）から（４）の何れか一項に記載の構成において、前記保守運転パターン判断部は、最後に前記高排温保守運転パターンによって前記保守運転が実行されてからの推定未燃分排出量の累積値であって、前記通常運転モードで前記非常用発電用エンジンを運転させることで生成される推定未燃分排出量の累積値を推定する累積値推定部を含むとともに、前記推定未燃分排出量の累積値が累積閾値を超えると、次回の保守運転を前記高排温保守運転パターンによって実行すると判断する。

上記（５）の構成によれば、保守運転パターン判断部は、累積値推定部によって推定された推定未燃分排出量の累積値が累積閾値を超えると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンによって実行すると判断する。換言すれば、推定未燃分排出量の累積値が累積閾値を超えるまでの間は、通常保守運転パターンによって保守運転が実行される。そのため、定期的な保守運転のうち高排温保守運転パターンによる保守運転が必要と推定される場合にだけ高排温保守運転パターンによる保守運転が実行される。これにより、定期的な保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。
また、推定未燃分排出量の累積値に基づいて高排温保守運転パターンによって次回の保守運転を実行するタイミングを判断する。このため、上記（３）又は（４）の構成と比較して、次回の保守運転を高排温保守運転パターンによって実行するタイミングを、より適切に推定することができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（５）に記載の構成において、前記保守運転パターン判断部は、最後に前記高排温保守運転パターンによって前記保守運転が実行されてからの推定未燃分消失量の累積値であって、前記通常運転モードで前記非常用発電用エンジンを運転させることで消失される推定未燃分消失量の累積値を推定する消失値推定部を含むとともに、前記累積値推定部によって推定された前記推定未燃分排出量の累積値から前記消失値推定部によって推定された前記推定未燃分消失量の累積値を減算することで算出される正味未燃分累積量の累積値が正味累積閾値を超えると、次回の保守運転を前記高排温保守運転パターンによって実行すると判断する。

上記（６）の構成によれば、保守運転パターン判断部は、推定未燃分消失量の累積値が減算された正味未燃分累積量の累積値が正味累積閾値を超えると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンによって実行すると判断する。このため、上記（５）の構成と比較して、次回の保守運転を高排温保守運転パターンによって実行するタイミングを、より適切に推定することができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）に記載の構成において、前記非常用発電用エンジンは、前記非常用発電用エンジンの排気通路の壁面の温度情報を取得する温度センサを備え、前記消失値推定部は、前記温度情報に基づいて前記推定未燃分消失量の累積値を補正する。

非常用発電用エンジンの排気通路の壁面の温度が所定温度に達すると、排気通路に付着している未燃分排出物が蒸発、酸化又は除去される。上記（７）の構成によれば、消失値推定部は、推定未燃分消失量の累積値を推定する際に、非常用発電用エンジンの排気通路の壁面の温度情報に基づいて推定未燃分消失量の累積値を補正する。このため、消失値推定部は、上記（６）の構成と比較して、推定未燃分消失量の累積値をより正確に推定することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）から（７）の何れか一項に記載の構成において、前記保守運転パターン判断部が判断した前記高排温保守運転パターンにおける高排温運転時間であって、前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させる時間である高排温運転時間を決定する高排温運転時間決定部をさらに備える。

上述したように、高排温運転モードで運転するときの燃費は通常運転モードで運転するときの燃費と比べて高くなる。上記（８）の構成によれば、保守運転パターン判断部が高排温保守運転パターンによって保守運転を実行すると判断しても、高排温運転時間を越えて、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを運転させてしまうことを防止できる。このため、定期的な保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（８）に記載の構成において、前記高排温運転時間決定部は、予め設定された設定時間によって前記高排温運転時間を決定する。

上記（９）の構成によれば、予め設定された設定時間を越えて、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを運転させてしまうことを防止できる。このため、定期的な保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（８）に記載の構成において、前記高排温運転時間決定部は、前記非常用発電用エンジンを前記高排温運転モードで運転させる際に排出される排気の目標温度であって、前記非常用発電用エンジンを前記通常運転モードで運転させる際に排出される排気の温度よりも高温である目標温度に基づいて、前記高排温運転時間を決定する。

上記（１０）の構成によれば、高排温運転時間部が決定した高排温運転時間を越えて、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを運転させてしまうことを防止できる。このため、定期的な保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。
また、高排温運転時間決定部は、非常用発電用エンジンを高排温運転モードで運転させる際に排出される排気の目標温度に基づいて高排温運転時間を決定する。つまり、高排温運転時間決定部は、目標温度に到達した排気を排出し続ける時間を決定する。このため、上記（９）の構成と比較して、高排温運転時間をより適切に決定することができる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（５）に記載の構成において、前記保守運転パターン判断部が判断した前記高排温保守運転パターンにおける高排温運転時間であって、前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させる時間である高排温運転時間を決定する高排温運転時間決定部をさらに備え、前記高排温運転時間決定部は、
前記非常用発電用エンジンから排出される排気が、前記非常用発電用エンジンを前記高排温運転モードで運転させる際に排出される排気の目標温度であって、前記非常用発電用エンジンを前記通常運転モードで運転させる際に排出される排気の温度よりも高温である目標温度に到達したときにおける、前記累積値推定部が推定する前記推定未燃分排出量の累積値、及び前記目標温度によって推定される消失速度に基づいて、前記高排温運転時間を決定する。

上記（１１）の構成によれば、高排温運転時間決定部が決定した高排温運転時間を越えて、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを運転させてしまうことを防止できる。このため、定期的な保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。
また、高排温運転時間決定部は、非常用発電用エンジンから排出される排気の温度が目標温度に到達したときにおける、累積値推定部が推定する推定未燃分排出量の累積値、及び目標温度によって推定される消失速度に基づいて高排温運転時間を決定する。このため、上記（９）又は（１０）の構成と比較して、高排温運転時間をより適切に決定することができる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記（５）に記載の構成において、前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させる間に、前記推定未燃分排出量の累積値が予め設定された高排温運転閾値より小さくなると、前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させることを中止する高排温運転中止部をさらに備える。

推定未燃分排出量の累積値が高排温運転閾値より小さくなると、未燃分排出物に起因するウェットスタッキング事象の発生する可能性は非常に小さくなる。上記（１２）の構成によれば、高排温運転中止部は、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを運転させる間に、推定未燃分排出量の累積値が高排温運転閾値より小さくなると、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを運転させることを中止する。このため、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを必要以上に運転させてしまうことを防止し、保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。

（１３）幾つかの実施形態では、上記（６）又は（７）に記載の構成において、前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させる間に、前記正味未燃分累積量の累積値が予め設定された高排温運転閾値より小さくなると、前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させることを中止する高排温運転中止部をさらに備える。

正味未燃分累積量の累積値が高排温運転閾値より小さくなると、未燃分排出物に起因するウェットスタッキング事象の発生する可能性は非常に小さくなる。上記（１３）の構成によれば、高排温運転中止部は、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを運転させる間に、正味未燃分累積量の累積値が高排温運転閾値より小さくなると、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを運転させることを中止する。このため、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを必要以上に運転させてしまうことを防止し、保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。
また、上述したように、正味未燃分累積量の累積値は、推定未燃分排出量の累積値から推定未燃分消失量の累積値を減算した値である。このため、上記（１２）の構成と比較して、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを運転させることをより適切なタイミングで中止する。

（１４）幾つかの実施形態では、上記（１）から（１３）の何れか一項に記載の構成において、前記エンジン制御部は、前記高排温運転モードにおいて、前記非常用発電用エンジンの吸気通路に設けられた吸気スロットル弁の開度を、前記通常運転モードにおける前記吸気スロットル弁の開度よりも小さくなるように制御する吸気絞り制御を実行可能な吸気スロットル弁制御部、前記高排温運転モードにおいて、前記非常用発電用エンジンの排気通路に設けられた排気スロットル弁の開度を、前記通常運転モードにおける前記排気スロットル弁の開度よりも小さくなるように制御する排気絞り制御を実行可能な排気スロットル弁制御部、前記高排温運転モードにおいて、前記排気通路を流れる前記排気の一部を前記吸気通路に再循環させるためのＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁の開度を、前記通常運転モードにおける前記ＥＧＲ弁の開度よりも大きくなるように制御するＥＧＲ量増加制御を実行可能なＥＧＲ弁制御部、前記高排温運転モードにおいて、前記非常用発電用エンジンの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射タイミングを、前記通常運転モードにおける燃料噴射タイミングよりも遅くするように制御する燃料噴射タイミング遅角制御を実行可能な燃料噴射タイミング制御部、又は、前記高排温運転モードにおいて、前記非常用発電用エンジンにおけるターボチャージャのタービンのノズルベーンの開度を、前記通常運転モードにおける前記ノズルベーンの開度よりも大きくなるように制御する、ノズルベーン開度制御を実行可能なノズルベーン制御部、の少なくとも一つを有する。

上記（１４）の構成によれば、エンジン制御部は、吸気絞り制御、排気絞り制御、ＥＧＲ量増加制御、燃料噴射タイミング遅角制御、及びノズルベーン開度制御の少なくとも１つを実行可能に構成されている。そのため、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを運転させることで排出される排気の温度を高くすることができる。

（１５）本発明の少なくとも一実施形態に係る非常用発電用エンジンは、定期的に保守運転が実行される既設の非常用発電用エンジンにおいて、前記非常用発電用エンジンの吸気通路に吸気スロットル弁を追設し、前記吸気スロットル弁の開度を制御する吸気スロットル弁制御部を追設し、前記吸気スロットル弁制御部は、前記保守運転を実行する際に、前記吸気スロットル弁の開度を、前記非常用発電用エンジンを所定の運転モードに基づいて運転させる通常運転モードより絞るように構成される。

上記（１５）の構成によれば、非常用発電用エンジンは、吸気通路に吸気スロットル弁が追設されている。そして、保守運転を実行するときには、追設された吸気スロットル弁の開度が通常運転モードより絞られるように構成されている。そのため、保守運転を実行するときには、吸気スロットル弁の開度を通常運転モードより絞ることで非常用発電用エンジンの燃焼室に供給される吸気量を減少させ、排気の温度を上昇させることができる。

（１６）本発明の少なくとも一実施形態に係る非常用発電用エンジンは、定期的に保守運転が実行される既設の非常用発電用エンジンにおいて、前記非常用発電用エンジンの排気通路に排気スロットル弁を追設し、前記排気スロットル弁の開度を制御する排気スロットル弁制御部を追設し、前記排気スロットル弁制御部は、前記保守運転を実行する際に、前記排気スロットル弁の開度を、前記非常用発電用エンジンを所定の運転モードに基づいて運転させる通常運転モードより絞るように構成される。

上記（１６）の構成によれば、非常用発電用エンジンは、排気通路に排気スロットル弁が追設されている。そして、保守運転を実行するときには、追設された排気スロットル弁の開度が通常運転モードより絞られるように構成されている。そのため、保守運転を実行するときには、排気スロットル弁の開度を通常運転モードより絞ることで排気通路内の圧力を高め、排気の温度を上昇させることができる。

（１７）本発明の少なくとも一実施形態に係る非常用発電用エンジンは、定期的に保守運転が実行される既設の非常用発電用エンジンにおいて、前記非常用発電用エンジンの排気通路を流れる排気の一部を、前記非常用発電用エンジンの吸気通路に再循環させるためのＥＧＲ通路を追設し、前記ＥＧＲ通路にＥＧＲ弁を追設し、前記ＥＧＲ弁の開度を制御するＥＧＲ弁制御部を追設し、前記ＥＧＲ弁制御部は、前記保守運転を実行する際に、前記ＥＧＲ弁の開度を、前記非常用発電用エンジンを所定の運転モードに基づいて運転させる通常運転モードより開くように構成される。

上記（１７）の構成によれば、非常用発電用エンジンは、ＥＧＲ通路にＥＧＲ弁が追設されている。そして、保守運転を実行するときには、追設されたＥＧＲ弁の開度が通常運転モードより開かれるように構成されている。そのため、保守運転を実行するときには、ＥＧＲ弁の開度を通常運転モードより開くことで燃料を燃焼する燃焼期間を長くし、排気の温度を上昇させることができる。

（１８）本発明の少なくとも一実施形態に係る非常用発電用エンジンの保守運転方法は、定期的に保守運転が実行される非常用発電用エンジンの保守運転方法であって、前記非常用発電用エンジンを所定の運転モードに基づいて所定の負荷未満で運転させる通常運転モードのみで前記保守運転を実行する通常保守運転パターン、又は、前記通常運転モードよりも前記非常用発電用エンジンから排出される排気の温度が高くなるように前記非常用発電用エンジンを所定の負荷未満で運転させる高排温運転モードを含むように前記保守運転を実行する高排温保守運転パターン、のいずれの保守運転パターンによって前記保守運転を実行するかを判断する保守運転パターン判断ステップと、前記保守運転パターン判断ステップにおいて判断された前記保守運転パターンによって前記非常用発電用エンジンを運転させる保守運転実行ステップと、を備える。

上記（１８）の方法によれば、保守運転パターン判断ステップは、通常運転モードのみで保守運転を実行する通常保守運転パターン、又は高排温運転モードを含むように保守運転を実行する高排温保守運転パターンのいずれの保守運転パターンによって保守運転を実行するかを判断する。そして、保守運転実行ステップは、保守運転パターン判断ステップが判断した保守運転パターンによって非常用発電用エンジンを運転させる。通常運転モード、及び高排温運転モードは、非常用発電用エンジンを所定の負荷未満で運転させる。このため、非常用発電用エンジンに所定の負荷をかける場合と比較して、ロードバンクの容量を低減することができ、ロードバンクを設置するための設置スペースを縮小できる他、ロードバンクの購入費やレンタル費を低減することができる。

また、高排温保守運転パターンに含まれる高排温運転モードでは、非常用発電用エンジンを通常運転モードよりも高温の排気が排出されるように所定の負荷未満で運転させる。このため、通常運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを運転させて、煤などの未燃分排出物が生成されたとしても、保守運転パターン判断ステップが高排温保守運転パターンで保守運転を実行すると判断することで、ロードバンクの容量を増やさずに非常用発電用エンジンから排出される排気の温度を高くし、未燃分排出物を消失することができる。よって、未燃分排出物に起因するウェットスタッキング事象の発生を回避することができる。

（１９）幾つかの実施形態では、上記（１８）に記載の方法において、前記保守運転パターン判断ステップが判断した前記高排温保守運転パターンにおける高排温運転時間であって、前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させる時間である高排温運転時間を決定する高排温運転時間決定ステップをさらに備える。

上記（１９）の方法によれば、保守運転パターン判断ステップが高排温保守運転パターンによって保守運転を実行すると判断しても、高排温運転時間を越えて、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを運転させてしまうことを防止できる。このため、定期的な保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。

（２０）幾つかの実施形態では、上記（１８）に記載の方法において、最後に前記高排温保守運転パターンによって前記保守運転が実行されてからの推定未燃分排出量の累積値であって、前記通常運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させることで生成される推定未燃分排出量の累積値が、前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させる間に、予め設定された高排温運転閾値より小さくなると、前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させることを中止する高排温運転中止ステップをさらに備える。

上述したように、推定未燃分排出量の累積値が高排温運転閾値より小さくなると、未燃分排出物に起因するウェットスタッキング事象の発生する可能性は非常に小さくなる。上記（２０）の方法によれば、高排温運転中止ステップは、推定未燃分排出量の累積値が、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを運転させる間に、予め設定された高排温運転閾値より小さくなると、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを運転させることを中止する。このため、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジンを必要以上に運転させてしまうことを防止し、保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、保守運転を実行する際に用いられるロードバンクの容量を低減することが可能であるとともに、未燃分排出物に起因するウェットスタッキング事象の発生を回避することが出来る非常用発電用エンジンの制御装置、非常用発電用エンジン、及び非常用発電用エンジンの保守運転方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る非常用発電セットの概略構成図である。本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジンの制御装置の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジンの保守運転を実行するタイミングを示す図である。本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジンの保守運転を実行する際に非常用発電用エンジンにかかる負荷及び排気の温度を示す。本発明の一実施形態に係る保守運転パターン判断部が高排温保守運転パターンによって保守運転を実行すると判断するタイミングを説明するための図である。本発明の一実施形態に係る保守運転パターン判断部が高排温保守運転パターンによって保守運転を実行すると判断するタイミングを説明するための図である。未燃分排出量マップの一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る保守運転パターン判断部が高排温保守運転パターンによって保守運転を実行すると判断するタイミングを説明するための図である。未燃分消失量マップの一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る保守運転パターン判断部が高排温保守運転パターンによって保守運転を実行すると判断するタイミングを説明するための図である。本発明の一実施形態に係る保守運転パターン判断部の累積値推定部及び消失値推定部の構成を示すブロック図である。排気の温度と高排温運転時間との関係を示す図である。排気の温度と未燃分排出物の消失速度との関係を示す図である。高排温保守運転パターンで保守運転を実行する際に非常用発電用エンジンにかかる負荷、排気の温度、及び推定未燃分排出量の累積値を示す。高排温保守運転パターンで保守運転を実行する際に非常用発電用エンジンにかかる負荷、排気の温度、及び正味未燃分累積量の累積値を示す。本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジンの保守運転方法のフローチャートである。本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジンの保守運転方法のフローチャートである。本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジンの保守運転方法のフローチャートである。本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジンの保守運転方法のフローチャートである。本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジンの保守運転方法のフローチャートである。本発明の一実施形態に係る保守運転パターン判断ステップのサブルーチンを示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る保守運転パターン判断ステップのサブルーチンを示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る保守運転パターン判断ステップのサブルーチンを示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る保守運転パターン判断ステップのサブルーチンを示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明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、本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。
また例えば、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。

図１は、本発明の一実施形態に係る非常用発電セットの概略構成図である。

図１に示したように、本発明の一実施形態に係る非常用発電セット１は、非常用発電用エンジン２と、非常用発電用エンジン２の制御装置１００と、を備える。非常用発電セット１は、停電のような非常時に、非常用発電用エンジン２を運転させることによって図示しない非常用発電機を駆動させて非常用電力を発電させるための装置である。

そして、このような非常用発電セット１に対しては、後述する図３で示すように、定期的に非常用発電用エンジン２によって図示されない非常用発電機を駆動させる保守運転が行われる。

非常用発電用エンジン２は、例えば６つの気筒（燃焼室４）を有するディーゼルエンジンである。６つの気筒の各々には燃料噴射装置５が備えられている。これら燃料噴射装置５から噴射される燃料を燃焼することで各燃焼室４から排出される排気は、排気マニホールド６で合流した後、排気通路８に設けられたタービン１０を駆動させる。そして、タービン１０の駆動によって、吸気通路９に設けられたコンプレッサ１１を駆動させる。これらタービン１０及びコンプレッサ１１によってターボチャージャ１３が構成されている。そして、吸気通路９に取りこまれた吸気は、エアフィルタ１２を通過した後、コンプレッサ１１によって圧縮、昇圧及び昇温される。そして、昇温された吸気はコンプレッサ１１の下流側に配置されたインタークーラ１４によって冷却され、吸気マニホールド７を介して各燃焼室４に供給される。
尚、非常用発電用エンジン２は、ガスエンジンであってもよい。また、ターボチャージャ１３は、タービン１０の羽根車（不図示）に流れこむ排気の流量をノズルベーン１５によって調整可能に構成される可変容量型のターボチャージャ１３であってもよい。

ここで、本開示における「吸気通路９」とは、吸気が燃焼室４に供給されるまでに流れる通路を指し、「吸気通路９」には吸気マニホールド７が含まれる。同様に、本開示における「排気通路８」とは、燃焼室４から排出された排気が非常用発電用エンジン２の外部に排出されるまでに流れる通路を指し、「排気通路８」には排気マニホールド６が含まれる。

また、非常用発電用エンジン２は、排気マニホールド６から分岐し吸気通路９に合流するＥＧＲ通路１６が設置されており、排気の一部が還流するように構成されている。そして、ＥＧＲ通路１６には、ＥＧＲ通路１６を流れる排気を冷却するためのＥＧＲクーラ１７と、還流させる排気量（ＥＧＲ量）を調整するためのＥＧＲ弁１８と、が設けられている。尚、ＥＧＲ通路１６は、排気マニホールド６以外の排気通路８から分岐するように設置されてもよく、この場合、タービン１０の上流側から分岐されるように設置されるとよい。

また、非常用発電用エンジン２には、燃焼室４に供給される吸気量を調整するための吸気スロットル弁１９が、インタークーラ１４より下流側の吸気通路９に設置されている。
また、非常用発電用エンジン２の外部に排出する排気量を調整するための排気スロットル弁２０が、タービン１０より下流側の排気通路８に設置されている。

また、非常用発電用エンジン２には、排気通路８の壁面の温度情報を取得するための温度センサ２４が、排気スロットル弁２０より下流側の排気通路８に設置されている。尚、温度センサ２４は、排気スロットル弁２０より上流側の排気通路８に設置されてもよい。また、温度センサ２４は複数設置されてもよく、この場合、タービン１０の上下流にそれぞれ設置されているとよい。

ここで、本開示における「温度情報」とは、温度センサ２４によって計測される計測温度であってもよいし、温度センサ２４以外のセンサによって取得された情報に基づいて推定される推定温度であってもよい。

図２は、本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジンの制御装置の構成を示すブロック図である。図３は、本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジンの保守運転を実行するタイミングを示す図である。図４は、本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジンの保守運転を実行する際に非常用発電用エンジンにかかる負荷及び排気の温度を示す。

図２に示すように、本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジン２の制御装置１００は、エンジン制御部１０１と、保守運転パターン判断部１０２と、を備える。エンジン制御部１０１は、非常用発電用エンジン２を所定の運転モードに基づいて所定の負荷未満で運転させる通常運転モードＭ１、及び、非常用発電用エンジン２を通常運転モードＭ１よりも高温の排気が排出されるように所定の負荷未満で運転させる高排温運転モードＭ２、の２つの運転モードに基づいて非常用発電用エンジン２を制御可能に構成されている。保守運転パターン判断部１０２は、通常運転モードＭ１のみで保守運転を実行する通常保守運転パターンＰ１、又は、高排温運転モードＭ２を含むように保守運転を実行する高排温保守運転パターンＰ２、のいずれの保守運転パターンによって保守運転を実行するかを判断するように構成されている。

ここで、本開示における「所定の負荷未満」とは、非常用発電用エンジン２の定格出力に対して、例えば１００％未満の負荷であり、好ましくは定格出力に対して６０％の負荷であり、より好ましくは定格出力に対して３０％の負荷である。

また、本開示における「通常運転モードＭ１」とは、非常用発電用エンジン２にかかる負荷に応じて、例えば燃費効率などが最適となるように、非常用発電用エンジン２を運転させる運転モードである。非常用発電用エンジン２にかかる負荷が低いとき（例えば、上述した定格出力に対して３０％の負荷）に、通常運転モードＭ１に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させると、非常用発電用エンジン２から排出される排気の温度は低い。

また、制御装置１００は、吸気スロットル弁１９、排気スロットル弁２０、ＥＧＲ弁１８、燃料噴射装置５、及びノズルベーン１５等の非常用発電用エンジン２の各部を制御する。そして、制御装置１００がこれら非常用発電用エンジン２の各部を制御することで、通常運転モードＭ１、又は高排温運転モードＭ２のいずれかの運転モードに基づいて非常用発電用エンジン２を運転させるように構成されている。

また、制御装置１００は、非常用発電用エンジン２の状態を知るために、上述した温度情報以外にも幾つかの計測結果を取得可能に構成されている。例えば、非常用発電用エンジン２のエンジン回転数、燃料噴射装置５の燃料噴射量、非常用発電用エンジン２から排出される排気の温度を取得可能に構成されている。

図２に示した実施形態では、制御装置１００は、保守運転制御部１０３をさらに備える。そして、保守運転制御部１０３は、保守運転パターン判断部１０２において判断された保守運転パターンに基づいて保守運転が実行されるように、エンジン制御部１０１に対して指示を行うように構成されている。また、エンジン制御部１０１は、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させるための高排温制御部１０５を含む。

図３に示したように、非常用発電用エンジン２は、一定期間ｔ（ｎ）（ｎ＝１～５）ごとに保守運転が実行されている。そして、保守運転は、高排温保守運転パターンＰ２による保守運転と、通常保守運転パターンＰ１による保守運転と、を含む。尚、ｔ（１）やｔ（２）のようなそれぞれの一定期間ｔ（ｎ）は、互いに必ずしも同じ期間である必要はなく、ｔ（１）≠ｔ（２）であってもよい。

図４に示すように、通常保守運転パターンＰ１によって保守運転を実行した際に非常用発電用エンジン２にかかる負荷Ｐｒ１（通常保守運転パターンＰ１の負荷波形）は、高排温保守運転パターンＰ２によって保守運転を実行した際に非常用発電用エンジン２にかかる負荷Ｐｒ２（高排温保守運転パターンＰ２の負荷波形）と略同一である。

一方で、図４に示すように、通常保守運転パターンＰ１によって保守運転を実行した際に非常用発電用エンジン２から排出される排気の温度（通常保守運転パターンＰ１の排気の温度波形）は、高排温保守運転パターンＰ２によって保守運転を実行した際に非常用発電用エンジン２から排出される排気の温度（高排温保守運転パターンＰ２の排気の温度波形）とは異なる。具体的には、高排温運転モードＭ２の開始時間ｔｓから完了時間ｔｅまでの間において、高排温保守運転パターンＰ２によって排出される排気の温度は、通常保守運転パターンＰ１によって排出される排気の温度より高くなる。尚、図示した実施形態では、保守運転を実行（起動）してから高排温運転モードＭ２の開始時間ｔｓまでの間においては、高排温保守運転パターンＰ２によって排出される排気の温度と通常保守運転パターンＰ１によって排出される排気の温度とは等しくなっている。

このような本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジン２の制御装置１００によれば、通常運転モードＭ１のみで保守運転を実行する通常保守運転パターンＰ１、又は、高排温運転モードＭ２を含むように保守運転を実行する高排温保守運転パターンＰ２、のいずれの保守運転パターンによって保守運転が実行される。そして、これら通常運転モードＭ１及び高排温運転モードＭ２は、非常用発電用エンジン２を所定の負荷未満で運転させる。このため、非常用発電用エンジン２に所定の負荷をかける場合と比較して、ロードバンクの容量を低減することができ、ロードバンクを設置するための設置スペースを縮小できる他、ロードバンクの購入費やレンタル費を低減することができる。

また、高排温運転モードＭ２では、非常用発電用エンジン２を通常運転モードＭ１よりも高温の排気が排出されるように所定の負荷未満で運転させる。このため、非常用発電用エンジン２を通常運転モードＭ１で運転させて、煤などの未燃分排出物が生成されたとしても、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させることで、ロードバンクの容量を増やさずに非常用発電用エンジン２から排出される排気の温度を高くし、未燃分排出物を消失することができる。よって、未燃分排出物に起因するウェットスタッキング事象の発生を回避することができる。

幾つかの実施形態では、図１に示すように、非常用発電セット１は、高排温保守運転パターンＰ２によって保守運転を実行するように制御装置１００に対して指示するための高排温運転開始スイッチ３をさらに備える。

保守運転パターン判断部１０２は、高排温運転開始スイッチ３がＯＮにされると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行すると判断する。具体的には、高排温運転開始スイッチ３がＯＮにされたという情報（電気的情報）が制御装置１００に与えられると、保守運転パターン判断部１０２は、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行すると判断する。そして、保守運転制御部１０３は、高排温保守運転パターンＰ２に基づいて保守運転が実行されるようにエンジン制御部１０１に対して指示をする。そして、エンジン制御部１０１の高排温制御部１０５が、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させる。

このような構成によれば、例えば、保守作業員等が手動で高排温運転開始スイッチ３をＯＮにすることで、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行するように保守運転パターン判断部１０２に判断させることができる。

図５、図６、図８及び図１０は、本発明の一実施形態に係る保守運転パターン判断部が高排温保守運転パターンによって保守運転を実行すると判断するタイミングを説明するための図である。図７は、未燃分排出量マップの一例を示す図である。図９は、未燃分消失量マップの一例を示す図である。図１１は、本発明の一実施形態に係る保守運転パターン判断部の累積値推定部及び消失値推定部の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、制御装置１００は、予め設定された幾つかの設定値、マップ及びテーブルなどを記憶するための記憶部１０７をさらに備える。そして、幾つかの実施形態では、保守運転パターン判断部１０２は、最後に高排温保守運転パターンＰ２によって保守運転が実行されてからの経過時間ｔ１をカウントして記憶する経過時間記憶部１０８を含む。また、図示した実施形態では、記憶部１０７は予め設定された設定値である経過時間閾値ｔ１１を記憶している。

図５に示すように、保守運転パターン判断部１０２は、経過時間ｔ１が経過時間閾値ｔ１１を超えると（経過時間ａ１）、次回の保守運転（すなわち経過時間ａ１以降の最初の保守運転）を高排温保守運転パターンＰ２によって実行すると判断する。

図５に示した実施形態では、保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行して（ｔ１ｓ）から、経過時間ｔ１＜経過時間閾値ｔ１１である間において、通常保守運転パターンＰ１による保守運転が４回実行されている。そして、経過時間ｔ１＞経過時間閾値ｔ１１になると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行している。尚、記憶部１０７は、例えばタイマーを用いることで、保守作業員等によって任意な経過時間閾値ｔ１１を設定可能であるように構成されている。

ところで、高排温運転モードＭ２で運転するときの燃費は、通常運転モードＭ１で運転するときの燃費と比べて高くなる。このため、高排温保守運転パターンＰ２によって保守運転を実行する際に消費される燃料消費量は、通常保守運転パターンＰ１によって保守運転を実行する際に消費される燃料消費量よりも多くなる。

このような構成によれば、保守運転パターン判断部１０２は、経過時間記憶部１０８に記憶されている経過時間ｔ１が経過時間閾値ｔ１１を超えると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行すると判断する。換言すれば、経過時間記憶部１０８に記憶されている経過時間ｔ１が経過時間閾値ｔ１１を超えるまでの間は、通常保守運転パターンＰ１によって保守運転が実行される。そのため、定期的な保守運転のうち高排温保守運転パターンＰ２による保守運転が必要と推定される場合にだけ高排温保守運転パターンＰ２による保守運転が実行される。これにより、定期的な保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。

幾つかの実施形態では、図２に示すように、保守運転パターン判断部１０２は、通常運転時間記憶部１１０を含む。そして、通常運転時間記憶部１１０は、最後に高排温保守運転パターンＰ２によって保守運転が実行されてからの累積通常運転時間ｔ２であって、通常運転モードＭ１に基づいて非常用発電用エンジン２が運転した累積通常運転時間ｔ２をカウントして記憶する。また、図示した実施形態では、記憶部１０７は予め設定された設定値である通常運転時間閾値ｔ２１を記憶している。

図６に示すように、保守運転パターン判断部１０２は、累積通常運転時間ｔ２が通常運転時間閾値ｔ２１を超えると（累積通常運転時間ａ２）、次回の保守運転（すなわち累積通常運転時間ａ２以降の最初の保守運転）を高排温保守運転パターンＰ２によって実行すると判断する。

図６に示した実施形態では、保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行して（ｔ２ｓ）から、累積通常運転時間ｔ２＜通常運転時間閾値ｔ２１である間において、通常保守運転パターンＰ１による保守運転が４回実行されており、通常保守運転パターンＰ１による保守運転が実行されるたびに累積通常運転時間ｔ２が累積されている。そして、累積通常運転時間ｔ２＞通常運転時間閾値ｔ２１になると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行している。

このような構成によれば、保守運転パターン判断部１０２は、通常運転時間記憶部１１０に記憶されている累積通常運転時間ｔ２が通常運転時間閾値ｔ２１を超えると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行すると判断する。換言すれば、通常運転時間記憶部１１０に記憶されている累積通常運転時間ｔ２が通常運転時間閾値ｔ２１を超えるまでの間は、通常保守運転パターンＰ１によって保守運転が実行される。そのため、定期的な保守運転のうち高排温保守運転パターンＰ２による保守運転が必要と推定される場合にだけ高排温保守運転パターンＰ２による保守運転が実行される。これにより、定期的な保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。

また、このような構成によれば、累積通常運転時間ｔ２に基づいて高排温保守運転パターンＰ２によって次回の保守運転を実行するタイミングを判断する。このため、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行するタイミングを、経過時間ｔ１に基づいて推定する場合と比較してより適切に推定することができる。

幾つかの実施形態では、図２に示すように、保守運転パターン判断部１０２は、累積値推定部１１２を含む。そして、累積値推定部１１２は、最後に高排温保守運転パターンＰ２によって保守運転が実行されてからの推定未燃分排出量の累積値ｖ１であって、通常運転モードＭ１で非常用発電用エンジン２を運転させることで生成される推定未燃分排出量の累積値ｖ１を推定する。

図示した実施形態では、記憶部１０７は、予め設定されたマップである未燃分排出量マップＭａｐ１、及び予め設定された設定値である累積閾値ｖ１１を記憶している。未燃分排出量マップＭａｐ１は、図７に示すように、非常用発電用エンジン２のエンジン回転数及び燃料噴射装置５の燃料噴射量に未燃分排出量が関連付けられたマップである。そして、累積値推定部１１２が、記憶部１０７に記憶された未燃分排出量マップＭａｐ１を参照し、推定未燃分排出量の累積値ｖ１を推定する。

図８に示すように、保守運転パターン判断部１０２は、推定未燃分排出量の累積値ｖ１が累積閾値ｖ１１を超えると（超過時間ａ３）、次回の保守運転（すなわち超過時間ａ３以降の最初の保守運転）を高排温保守運転パターンＰ２によって実行すると判断する。

図８に示した実施形態では、保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行して（ｔ３ｓ）から、推定未燃分排出量の累積値ｖ１＜累積閾値ｖ１１である間において、通常保守運転パターンＰ１による保守運転が４回実行されており、通常保守運転パターンＰ１による保守運転が実行されるたびに推定未燃分排出量の累積値ｖ１が累積されている。そして、推定未燃分排出量の累積値ｖ１＞累積閾値ｖ１１になると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行している。

このような構成によれば、保守運転パターン判断部１０２は、累積値推定部１１２によって推定された推定未燃分排出量の累積値ｖ１が累積閾値ｖ１１を超えると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行すると判断する。換言すれば、推定未燃分排出量の累積値ｖ１が累積閾値ｖ１１を超えるまでの間は、通常保守運転パターンＰ１によって保守運転が実行される。そのため、定期的な保守運転のうち高排温保守運転パターンＰ２による保守運転が必要と推定される場合にだけ高排温保守運転パターンＰ２による保守運転が実行される。これにより、定期的な保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。

また、推定未燃分排出量の累積値ｖ１に基づいて高排温保守運転パターンＰ２によって次回の保守運転を実行するタイミングを判断する。このため、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行するタイミングを、経過時間ｔ１又は累積通常運転時間ｔ２に基づいて推定する場合と比較してより適切に推定することができる。

幾つかの実施形態では、図２に示すように、保守運転パターン判断部１０２は、消失値推定部１１４を含む。そして、消失値推定部１１４は、最後に高排温保守運転パターンＰ２によって保守運転が実行されてからの推定未燃分消失量の累積値ｖ５であって、通常運転モードＭ１で非常用発電用エンジン２を運転させることで消失される推定未燃分消失量の累積値ｖ５を推定する。

図示した実施形態では、記憶部１０７は、予め設定されたマップである未燃分消失量マップＭａｐ２、及び予め設定された設定値である正味累積閾値ｖ２１を記憶している。未燃分消失量マップＭａｐ２は、図９に示すように、非常用発電用エンジン２のエンジン回転数及び燃料噴射装置５の燃料噴射量に未燃分消失量が関連付けられたマップである。そして、消失値推定部１１４は、記憶部１０７に記憶されている未燃分消失量マップＭａｐ２を参照し、推定未燃分消失量の累積値ｖ５を推定する。

図１０に示すように、保守運転パターン判断部１０２は、累積値推定部１１２によって推定された推定未燃分排出量の累積値ｖ１から消失値推定部１１４によって推定された推定未燃分消失量の累積値ｖ５を減算することで算出される正味未燃分累積量の累積値ｖ２が正味累積閾値ｖ２１を超えると（正味超過時間ａ４）、次回の保守運転（すなわち正味超過時間ａ４以降の最初の保守運転）を高排温保守運転パターンＰ２によって実行すると判断する。

図１０に示した実施形態では、保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行して（ｔ４ｓ）から、正味未燃分累積量の累積値ｖ２＜正味累積閾値ｖ２１である間において、通常保守運転パターンＰ１による保守運転が４回実行されており、通常保守運転パターンＰ１による保守運転が実行されるたびに正味未燃分累積量の累積値ｖ２が累積されている。そして、正味未燃分累積量の累積値ｖ２＞正味累積閾値ｖ２１になると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行している。

このような構成によれば、保守運転パターン判断部１０２は、推定未燃分消失量の累積値ｖ５が減算された正味未燃分累積量の累積値ｖ２が正味累積閾値ｖ２１を超えると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行すると判断する。このため、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行するタイミングを、推定未燃分排出量の累積値ｖ１に基づいて推定する場合と比較してより適切に推定することができる。

幾つかの実施形態では、図１に示すように、非常用発電用エンジン２は、非常用発電用エンジン２の排気通路８の壁面の温度情報を取得する温度センサ２４を備える。そして、図１１に示すように、消失値推定部１１４は、取得した温度情報に基づいて推定未燃分消失量の累積値ｖ５を補正する。

図２に示したように、記憶部１０７は、予め設定されたマップである標準壁温マップＭａｐ３及び予め設定されたテーブルである消失量補正テーブルＴａｂ１を記憶している。標準壁温マップＭａｐ３は、非常用発電用エンジン２のエンジン回転数及び燃料噴射装置５の燃料噴射量に排気通路８の壁面の標準温度が関連付けられたマップである。

図１１に示した実施形態では、消失値推定部１１４は、温度センサ２４によって取得された排気通路８の壁面の温度情報（例えば壁面の計測温度）から、記憶部１０７に記憶されている標準壁温マップＭａｐ３を参照することで取得される標準温度を減算して温度差Ｋ１を算出している。そして、算出された温度差Ｋ１に対して、消失量補正テーブルＴａｂ１を参照して、消失量補正値Ｋ２を算出している。そして、算出された消失量補正値Ｋ２に、記憶部１０７に記憶されている未燃分消失量マップＭａｐ２を参照することによって取得される推定未燃分消失量の累積値ｖ５を乗算し、推定未燃分消失量の累積値ｖ５を補正している（補正された推定未燃分消失量の累積値ｖ５’を算出している）。そして、累積値推定部１１２は、記憶部１０７に記憶されている未燃分排出量マップＭａｐ１を参照することによって取得される推定未燃分排出量の累積値ｖ１から補正された推定未燃分消失量の累積値ｖ５’を減算することで、正味未燃分累積量の累積値ｖ２を推定している。

ところで、非常用発電用エンジン２の排気通路８の壁面の温度が所定温度に達すると、排気通路８に付着している未燃分排出物が蒸発、酸化又は除去される。

このような構成によれば、消失値推定部１１４は、推定未燃分消失量の累積値ｖ５を推定する際に、非常用発電用エンジン２の排気通路８の壁面の温度情報に基づいて推定未燃分消失量の累積値ｖ５を補正する。このため、消失値推定部１１４は、推定未燃分消失量の累積値ｖ５をより正確に推定することができる。

また、幾つかの実施形態では、上述したように、温度センサ２４はタービン１０の上下流にそれぞれ設置されている。排気通路８を流れる排気は、タービン１０の上流と下流とで、その温度が大きく異なる。したがって、このような実施形態によれば、タービン１０の上流および下流の排気の温度をそれぞれ計測することで、消失値推定部１１４は、推定未燃分消失量の累積値ｖ５をより正確に推定することができる。

次に、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させる時間を決定するための構成について説明する。幾つかの実施形態では、図２に示すように、非常用発電用エンジン２の制御装置１００は高排温運転時間決定部１０４をさらに備える。この高排温運転時間決定部１０４は、保守運転パターン判断部１０２が判断した高排温保守運転パターンＰ２における高排温運転時間であって、非常用発電用エンジン２を高排温運転モードＭ２で運転させる時間である高排温運転時間を決定する。

図４に示したように、高排温保守運転パターンＰ２で保守運転を実行すると、非常用発電用エンジン２を通常運転モードＭ１で運転させる時間（起動～開始時間ｔｓ）、及び高排温運転モードＭ２で運転させる時間（開始時間ｔｓから完了時間ｔｅ）がある。高排温運転時間決定部１０４は、この高排温運転モードＭ２で運転させる時間（高排温運転時間）を、後述するような設定時間ｔ３１、非常用発電用エンジン２から排出される排気の温度、並びに推定未燃分排出量の累積値ｖ１、及び消失速度に基づいて決定する。

上述したように、高排温運転モードＭ２で運転するときの燃費は、通常運転モードＭ１で運転するときの燃費と比べて高くなる。このような構成によれば、保守運転パターン判断部１０２が高排温保守運転パターンＰ２によって保守運転を実行すると判断しても、高排温運転時間を越えて、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させてしまうことを防止できる。このため、定期的な保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。

幾つかの実施形態では、高排温運転時間決定部１０４は、予め設定された設定時間ｔ３１によって高排温運転時間を決定する。図２に示した実施形態では、記憶部１０７は予め設定された一定の設定値（例えば、３０分）である設定時間ｔ３１を記憶している。そして、高排温運転時間決定部１０４は、設定時間ｔ３１によって高排温運転時間を決定するように構成されている。

このような構成によれば、予め設定された設定時間ｔ３１を越えて、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させてしまうことを防止できる。このため、定期的な保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。

図１２は、排気の温度と高排温運転時間との関係を示す図（高排温運転時間マップＭａｐ４）である。図１３は、排気の温度と未燃分排出物の消失速度との関係を示す図（消失速度マップＭａｐ５）である。

幾つかの実施形態では、高排温運転時間決定部１０４は、目標温度Ｔに基づいて高排温運転時間を決定する。この目標温度Ｔは、非常用発電用エンジン２を高排温運転モードＭ２で運転させる際に排出される排気の温度である。また、この目標温度Ｔは、非常用発電用エンジン２を通常運転モードＭ１で運転させる際に排出される排気の温度よりも高温である。

図２に示した実施形態では、記憶部１０７は予め設定された目標温度Ｔを記憶している。そして、高排温運転時間決定部１０４は、この記憶部１０７に記憶されている目標温度Ｔに基づいて高排温運転時間を決定するように構成されている。この目標温度Ｔは、例えば、非常用発電用エンジン２に付着している未燃分排出物を消失可能な温度である。

図２に示した実施形態では、記憶部１０７は高排温運転時間マップＭａｐ４を記憶している。この高排温運転時間マップＭａｐ４（図１２）は、例えば、未燃分排出物に起因するウェットスタッキング事象の発生を回避する程度に、非常用発電用エンジン２に付着している未燃分排出物を非常用発電用エンジン２から排出される排気によって消失させるまでにおける、排気の温度と高排温運転時間との関係を示す。このような高排温運転時間マップＭａｐ４では、排気の温度が高くなるにつれて高排温運転時間は短い。

高排温運転時間決定部１０４は、図２に示すように、記憶部１０７に記憶された高排温運転時間マップＭａｐ４を参照し、非常用発電用エンジン２から排出される排気の温度に基づいて高排温運転時間を決定するように構成されている。

このような構成によれば、高排温運転時間決定部１０４が決定した高排温運転時間を越えて、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させてしまうことを防止できる。このため、定期的な保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。また、この高排温運転時間決定部１０４は、高排温運転モードＭ２における非常用発電用エンジン２から排出される排気の目標温度Ｔに基づいて、高排温運転時間を決定する。このため、設定時間ｔ３１によって高排温運転時間を決定する場合と比較して、高排温運転時間をより適切に決定することができる。

幾つかの実施形態では、高排温運転時間決定部１０４は、非常用発電用エンジン２から排出される排気の温度が目標温度Ｔに到達したときにおける、累積値推定部１１２が推定する推定未燃分排出量の累積値ｖ１ａ（ｖ１）、及び目標温度Ｔによって推定される消失速度に基づいて、高排温運転時間を決定する。

図２に示した実施形態では、記憶部１０７は消失速度マップＭａｐ５を記憶している。この消失速度マップＭａｐ５（図１３）は、非常用発電用エンジン２から排出される排気が目標温度に到達したときにおける、排気の温度と非常用発電用エンジン２に付着している未燃分排出物を消失させる速度である消失速度との関係を示す。このような消失速度マップＭａｐ５では、排気の温度が高くなるにつれて消失速度は大きい。

高排温運転時間決定部１０４は、非常用発電用エンジン２から排出される排気の温度が目標温度Ｔに到達したときにおける、累積値推定部１１２が推定する推定未燃分排出量の累積値ｖ１ａを取得する。また、高排温運転時間決定部１０４は、記憶部１０７に記憶された消失速度マップＭａｐ５を参照し、目標温度Ｔにおける消失速度を推定する。そして、高排温運転時間決定部１０４は、この推定未燃分排出量の累積値ｖ１ａをこの消失速度で除算することで、高排温運転時間を決定する。

このような構成によれば、高排温運転時間決定部１０４が決定した高排温運転時間を越えて、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させてしまうことを防止できる。このため、定期的な保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。また、高排温運転時間決定部１０４は、非常用発電用エンジンから排出される排気の温度が目標温度Ｔに到達したときにおける、累積値推定部１１２が推定する推定未燃分排出量の累積値ｖ１ａ、及び目標温度Ｔによって推定される消失速度に基づいて、高排温運転時間を決定する。このため、目標温度Ｔに基づいて高排温運転時間を決定する場合と比較して、高排温運転時間をより適切に決定することができる。

図１４Ａは、高排温保守運転パターンで保守運転を実行する際に非常用発電用エンジンにかかる負荷、排気の温度、及び推定未燃分排出量の累積値を示す。図１４Ｂは、高排温保守運転パターンで保守運転を実行する際に非常用発電用エンジンにかかる負荷、排気の温度、及び正味未燃分累積量の累積値を示す。

幾つかの実施形態では、図２に示すように、非常用発電用エンジン２の制御装置１００は高排温運転中止部１０６をさらに備える。この高排温運転中止部１０６は、図２及び図１４Ａに示すように、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させる間に、推定未燃分排出量の累積値ｖ１が予め設定された高排温運転閾値ｖ３１より小さくなると、非常用発電用エンジン２を高排温運転モードＭ２で運転させることを中止するように構成される。

具体的には、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転している間に、推定未燃分排出量の累積値ｖ１が高排温運転閾値ｖ３１より小さくなると、高排温運転中止部１０６は保守運転制御部１０３に対して、非常用発電用エンジン２を高排温運転モードＭ２で運転させることを中止するように指示する。そして、その指示を受け取った保守運転制御部１０３がエンジン制御部１０１に対して、保守運転を中止するように指示することで、非常用発電用エンジン２を高排温運転モードＭ２で運転させることを中止する。

推定未燃分排出量の累積値ｖ１が高排温運転閾値ｖ３１より小さくなると、未燃分排出物に起因するウェットスタッキング事象の発生する可能性は非常に小さくなる。このような構成によれば、高排温運転中止部１０６は、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させる間に、推定未燃分排出量の累積値ｖ１が高排温運転閾値ｖ３１より小さくなると、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させることを中止する。このため、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を必要以上に運転させてしまうことを防止し、保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。

幾つかの実施形態では、高排温運転中止部１０６は、図２及び図１４Ｂに示すように、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させる間に、正味未燃分累積量の累積値ｖ２が高排温運転閾値ｖ３１より小さくなると、非常用発電用エンジン２を高排温運転モードＭ２で運転させることを中止するように構成される。

具体的には、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転している間に、正味未燃分累積量の累積値ｖ２が高排温運転閾値ｖ３１より小さくなると、高排温運転中止部１０６は保守運転制御部１０３に対して、非常用発電用エンジン２を高排温運転モードＭ２で運転させることを中止するように指示する。そして、その指示を受け取った保守運転制御部１０３がエンジン制御部１０１に対して、保守運転を中止するように指示することで、非常用発電用エンジン２を高排温運転モードＭ２で運転させることを中止する。

正味未燃分累積量の累積値ｖ２が高排温運転閾値ｖ３１より小さくなると、未燃分排出物に起因するウェットスタッキング事象の発生する可能性は非常に小さくなる。このような構成によれば、高排温運転中止部１０６は、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させる間に、正味未燃分累積量の累積値ｖ２が高排温運転閾値ｖ３１より小さくなると、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させることを中止する。このため、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を必要以上に運転させてしまうことを防止し、保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。

また、上述したように、正味未燃分累積量の累積値ｖ２は、推定未燃分排出量の累積値ｖ１から推定未燃分消失量の累積値ｖ５を減算した値である。このため、推定未燃分排出量の累積値ｖ１に基づいて、非常用発電用エンジン２を高排温運転モードＭ２で運転させることを中止する場合と比較して、非常用発電用エンジン２を高排温運転モードＭ２で運転させることをより適切なタイミングで中止する。

図１４Ａ及び図１４Ｂに示した実施形態では、正味未燃分累積量の累積値ｖ２に基づいて高排温運転モードＭ２で運転させることを中止すると、推定未燃分排出量の累積値ｖ１に基づいて高排温運転モードＭ２で運転させることを中止する場合と比較して、高排温運転モードＭ２で非常用発電用エンジン２を運転させる時間が短い。

幾つかの実施形態では、図２に示すように、エンジン制御部１０１は、吸気スロットル弁制御部１２０、排気スロットル弁制御部１２２、ＥＧＲ弁制御部１２４、燃料噴射タイミング制御部１２６、及びノズルベーン制御部１２８の少なくとも１つを有する。
吸気スロットル弁制御部１２０は、高排温運転モードＭ２において、非常用発電用エンジン２の吸気通路９に設けられた吸気スロットル弁１９の開度を、通常運転モードＭ１における吸気スロットル弁１９の開度よりも小さくなるように制御する吸気絞り制御を実行可能に構成されている。
排気スロットル弁制御部１２２は、高排温運転モードＭ２において、非常用発電用エンジン２の排気通路８に設けられた排気スロットル弁２０の開度を、通常運転モードＭ１における排気スロットル弁２０の開度よりも小さくなるように制御する排気絞り制御を実行可能に構成されている。
ＥＧＲ弁制御部１２４は、高排温運転モードＭ２において、排気通路８を流れる排気の一部を吸気通路９に再循環させるためのＥＧＲ通路１６に設けられたＥＧＲ弁１８の開度を、通常運転モードＭ１におけるＥＧＲ弁１８の開度よりも大きくなるように（燃料を燃焼する燃焼期間を長くするように）制御するＥＧＲ量増加制御を実行可能に構成されている。
燃料噴射タイミング制御部１２６は、高排温運転モードＭ２において、非常用発電用エンジン２の燃焼室４に燃料を噴射する燃料噴射タイミングを、通常運転モードＭ１における燃料噴射タイミングよりも遅くするように制御する燃料噴射タイミング遅角制御を実行可能に構成されている。
ノズルベーン制御部１２８は、高排温運転モードＭ２において、非常用発電用エンジン２におけるターボチャージャ１３のタービン１０のノズルベーン１５の開度を、通常運転モードＭ１におけるノズルベーン１５の開度よりも大きくなるように制御する、ノズルベーン開度制御を実行可能に構成されている。

図示した実施形態では、高排温制御部１０５が、吸気スロットル弁制御部１２０、排気スロットル弁制御部１２２、ＥＧＲ弁制御部１２４、燃料噴射タイミング制御部１２６、及びノズルベーン制御部１２８を含んでいる。そして、保守運転制御部１０３が高排温保守運転パターンＰ２に基づいて保守運転が実行されるようにエンジン制御部１０１に対して指示をすると、高排温制御部１０５は高排温運転モードＭ２で非常用発電用エンジン２を運転させるために、これら各制御部の少なくとも１つを制御するように構成されている。

このような構成によれば、エンジン制御部１０１は、吸気絞り制御、排気絞り制御、ＥＧＲ量増加制御、燃料噴射タイミング遅角制御、及びノズルベーン開度制御の少なくとも１つを実行可能に構成されている。そのため、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させることで排出される排気の温度を高くすることができる。

また、本発明の少なくとも一実施形態に係る非常用発電用エンジン２は、図１及び図２に示すように、定期的に保守運転が実行される既設の非常用発電用エンジン（不図示）に対して、この既存の非常用発電用エンジンの吸気通路９に吸気スロットル弁１９を追設し、吸気スロットル弁１９の開度を制御する吸気スロットル弁制御部１２０を追設したエンジンである。そして、吸気スロットル弁制御部１２０は、保守運転を実行する際に、吸気スロットル弁１９の開度を通常運転モードＭ１より絞るように構成される。

このような構成によれば、非常用発電用エンジン２には、吸気通路９に吸気スロットル弁１９が追設されている。そして、保守運転を実行するときには、追設された吸気スロットル弁１９の開度が通常運転モードＭ１より絞られるように構成されている。そのため、保守運転を実行するときには、吸気スロットル弁１９の開度を通常運転モードＭ１より絞ることで非常用発電用エンジン２の燃焼室４に供給される吸気量を減少させ、排気の温度を上昇させることができる。

図１５～図１７は、本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジンの保守運転方法のフローチャートである。

幾つかの実施形態では、図１５に示すように、非常用発電用エンジン２の保守運転方法は、既存の非常用発電用エンジンの吸気通路９に吸気スロットル弁１９を追設する吸気スロットル弁追設ステップＳ２０と、保守運転を実行する際に吸気スロットル弁１９の開度を絞る吸気スロットル弁開度絞りステップＳ２４と、を備える。

このような非常用発電用エンジン２の保守運転方法によれば、既存の非常用発電用エンジンの吸気通路９に吸気スロットル弁１９を追設し、保守運転を実行する際にこの追設した吸気スロットル弁１９の開度を絞ることで、上述した非常用発電用エンジン２の制御装置１００と同様の効果を、既存の非常用発電用エンジンに対して簡単な方法で実現させることが出来る。

本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジン２は、図１及び図２に示すように、定期的に保守運転が実行される既設の非常用発電用エンジン（不図示）に対して、この既存の非常用発電用エンジンの排気通路８に排気スロットル弁２０を追設し、排気スロットル弁２０の開度を制御する排気スロットル弁制御部１２２を追設したエンジンである。そして、排気スロットル弁制御部１２２は、保守運転を実行する際に、排気スロットル弁２０の開度を通常運転モードＭ１より絞るように構成される。

このような構成によれば、非常用発電用エンジン２には、排気通路８に排気スロットル弁２０が追設されている。そして、保守運転を実行するときには、追設された排気スロットル弁２０の開度が通常運転モードＭ１より絞られるように構成されている。そのため、保守運転を実行するときには、排気スロットル弁２０の開度を通常運転モードＭ１より絞ることで排気通路８内の圧力を高め、排気の温度を上昇させることができる。

幾つかの実施形態では、図１６に示すように、非常用発電用エンジン２の保守運転方法は、既存の非常用発電用エンジンの排気通路８に排気スロットル弁２０を追設する排気スロットル弁追設ステップＳ２６と、保守運転を実行する際に排気スロットル弁２０の開度を絞る排気スロットル弁開度絞りステップＳ３０と、を備える。

このような非常用発電用エンジン２の保守運転方法によれば、既存の非常用発電用エンジンの排気通路８に排気スロットル弁２０を追設し、保守運転を実行する際にこの追設した排気スロットル弁２０の開度を絞ることで、上述した非常用発電用エンジン２の制御装置１００と同様の効果を、既存の非常用発電用エンジンに対して簡単な方法で実現させることが出来る。

本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジン２は、図１及び図２に示すように、定期的に保守運転が実行される既設の非常用発電用エンジン（不図示）に対して、この既存の非常用発電用エンジンのＥＧＲ通路１６を追設し、ＥＧＲ通路１６にＥＧＲ弁１８を追設し、ＥＧＲ弁１８の開度を制御するＥＧＲ弁制御部１２４を追設したエンジンである。そして、ＥＧＲ弁制御部１２４は、保守運転を実行する際に、ＥＧＲ弁１８の開度を通常運転モードＭ１より開くように構成される。

このような構成によれば、非常用発電用エンジン２は、ＥＧＲ通路１６にＥＧＲ弁１８が追設されている。そして、保守運転を実行するときには、追設されたＥＧＲ弁の開度が通常運転モードＭ１より開かれるように構成されている。そのため、保守運転を実行するときには、ＥＧＲ弁１８の開度を通常運転モードＭ１より開くことで燃料を燃焼する燃焼期間を長くし、排気の温度を上昇させることができる。

幾つかの実施形態では、図１７に示すように、非常用発電用エンジン２の保守運転方法は、既存の非常用発電用エンジンにＥＧＲ通路１６を追設するＥＧＲ通路追設ステップＳ３２と、ＥＧＲ通路１６にＥＧＲ弁１８を追設するＥＧＲ弁追設ステップＳ３４と、保守運転を実行する際にＥＧＲ弁１８の開度を通常運転モードＭ１より開くＥＧＲ弁開度拡大ステップＳ３６と、を備える。

このような非常用発電用エンジン２の保守運転方法によれば、既存の非常用発電用エンジンにＥＧＲ通路１６を追設し、このＥＧＲ通路１６にＥＧＲ弁１８を追設し、保守運転を実行する際にこの追設したＥＧＲ弁１８の開度を通常運転モードＭ１より開くことで、上述した非常用発電用エンジン２の制御装置１００と同様の効果を、既存の非常用発電用エンジンに対して簡単な方法で実現させることが出来る。

図１８Ａ及び図１８Ｂは、本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジンの保守運転方法のフローチャートである。

本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジン２の保守運転方法は、図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、保守運転パターン判断ステップＳ１及び保守運転実行ステップＳ２を備える。

保守運転パターン判断ステップＳ１では、非常用発電用エンジン２を所定の運転モードに基づいて所定の負荷未満で運転させる通常運転モードＭ１のみで保守運転を実行する通常保守運転パターンＰ１、又は、通常運転モードＭ１よりも非常用発電用エンジン２から排出される排気の温度が高くなるように非常用発電用エンジン２を所定の負荷未満で運転させる高排温運転モードＭ２を含むように保守運転を実行する高排温保守運転パターンＰ２、のいずれの保守運転パターンによって保守運転を実行するかを判断する。

保守運転実行ステップＳ２では、保守運転パターン判断ステップＳ１において判断された保守運転パターンによって非常用発電用エンジン２を運転させる。図１８Ａ及び図１８Ｂに示した実施形態では、保守運転パターン判断ステップＳ１が高排温保守運転パターンＰ２で保守運転を実行すると判断すると（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、保守運転実行ステップＳ２は高排温保守運転パターンＰ２によって非常用発電用エンジン２を運転させる。保守運転パターン判断ステップＳ１が通常保守運転パターンＰ１で保守運転を実行すると判断すると（ステップＳ６：Ｎｏ）、保守運転実行ステップＳ２は通常保守運転パターンＰ１によって非常用発電用エンジン２を運転させる。

このような本発明の一実施形態に係る非常用発電用エンジン２の保守運転方法によれば、保守運転パターン判断ステップＳ１は、通常運転モードＭ１のみで保守運転を実行する通常保守運転パターンＰ１、又は高排温運転モードＭ２を含むように保守運転を実行する高排温保守運転パターンＰ２のいずれの保守運転パターンによって保守運転を実行するかを判断する。そして、保守運転実行ステップＳ２は、保守運転パターン判断ステップＳ１が判断した保守運転パターンによって非常用発電用エンジン２を運転させる。通常運転モードＭ１、及び高排温運転モードＭ２は、非常用発電用エンジン２を所定の負荷未満で運転させる。このため、非常用発電用エンジン２に所定の負荷をかける場合と比較して、ロードバンクの容量を低減することができ、ロードバンクを設置するための設置スペースを縮小できる他、ロードバンクの購入費やレンタル費を低減することができる。

また、高排温保守運転パターンＰ２に含まれる高排温運転モードＭ２では、非常用発電用エンジン２を通常運転モードＭ１よりも高温の排気が排出されるように所定の負荷未満で運転させる。このため、通常運転モードＭ１に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させて、煤などの未燃分排出物が生成されたとしても、保守運転パターン判断ステップＳ１が高排温保守運転パターンＰ２で保守運転を実行すると判断することで、ロードバンクの容量を増やさずに非常用発電用エンジン２から排出される排気の温度を高くし、未燃分排出物を消失することができる。よって、未燃分排出物に起因するウェットスタッキング事象の発生を回避することができる。

幾つかの実施形態では、図１８Ａに示すように、非常用発電用エンジン２の保守運転方法は高排温運転時間決定ステップＳ４をさらに備える。この高排温運転時間決定ステップＳ４は、保守運転パターン判断ステップＳ１が判断した高排温保守運転パターンにおける高排温運転時間であって、高排温運転モードに基づいて非常用発電用エンジン２を運転させる時間である高排温運転時間を決定する。

図１８Ａに示した実施形態では、保守運転パターン判断ステップＳ１が高排温保守運転パターンＰ２で保守運転を実行すると判断すると（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、高排温運転時間決定ステップＳ４は高排温運転時間を決定する。そして、高排温運転時間が決定されると、保守運転実行ステップＳ２が高排温保守運転パターンＰ２によって非常用発電用エンジン２を運転させる。そして、高排温運転モードＭ２で非常用発電用エンジン２を運転させる時間が高排温運転時間を越えたら（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、今回の保守運転が終了する。

このような方法によれば、保守運転パターン判断ステップＳ１が高排温保守運転パターンＰ２によって保守運転を実行すると判断しても、高排温運転時間を越えて、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させてしまうことを防止できる。このため、定期的な保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。

幾つかの実施形態では、図１８Ｂに示すように、非常用発電用エンジン２の保守運転方法は高排温運転中止ステップＳ５をさらに備える。この高排温運転中止ステップＳ５は、最後に高排温保守運転パターンＰ２によって保守運転が実行されてからの推定未燃分排出量の累積値ｖ１であって、通常運転モードＭ１に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させることで生成される推定未燃分排出量の累積値ｖ１が、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させる間に、予め設定された高排温運転閾値ｖ３１より小さくなると、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させることを中止する。

図１８Ｂに示した実施形態では、保守運転実行ステップＳ２が高排温保守運転パターンＰ２によって非常用発電用エンジン２を運転させた後に、推定未燃分排出量の累積値ｖ１が高排温運転閾値ｖ３１より小さくなると（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、高排温運転中止ステップＳ５は、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させることを中止する。

上述したように、推定未燃分排出量の累積値ｖ１が高排温運転閾値ｖ３１より小さくなると、未燃分排出物に起因するウェットスタッキング事象の発生する可能性は非常に小さくなる。このような方法によれば、高排温運転中止ステップＳ５は、推定未燃分排出量の累積値ｖ１が、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させる間に、予め設定された高排温運転閾値ｖ３１より小さくなると、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させることを中止する。このため、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を必要以上に運転させてしまうことを防止し、保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。

幾つかの実施形態では、高排温運転中止ステップＳ５は、正味未燃分累積量の累積値ｖ２が、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させる間に、高排温運転閾値ｖ３１より小さくなると、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させることを中止する。

上述したように、正味未燃分累積量の累積値ｖ２が高排温運転閾値ｖ３１より小さくなると、未燃分排出物に起因するウェットスタッキング事象の発生する可能性は非常に小さくなる。このような方法によれば、高排温運転中止ステップＳ５は、正味未燃分累積量の累積値ｖ２が、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させる間に、予め設定された高排温運転閾値ｖ３１より小さくなると、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を運転させることを中止する。このため、高排温運転モードＭ２に基づいて非常用発電用エンジン２を必要以上に運転させてしまうことを防止し、保守運転に要する燃料消費量を低減することができる。

図１９～図２２は、本発明の一実施形態に係る保守運転パターン判断ステップのサブルーチンを示すフローチャートである。

幾つかの実施形態では、図１９に示すように、保守運転パターン判断ステップＳ１は、経過時間ｔ１をカウントして記憶する経過時間記憶ステップＳ１０と、経過時間ｔ１と経過時間閾値ｔ１１とを比較する経過時間比較ステップＳ１１と、を含む。そして、保守運転パターン判断ステップＳ１は、経過時間ｔ１＞経過時間閾値ｔ１１になると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行すると判断する。

また、幾つかの実施形態では、図２０に示すように、保守運転パターン判断ステップＳ１は、累積通常運転時間ｔ２を記憶する通常運転時間記憶ステップＳ１２と、累積通常運転時間ｔ２と通常運転時間閾値ｔ２１とを比較する累積通常運転時間比較ステップＳ１３と、を含む。そして、保守運転パターン判断ステップＳ１は、累積通常運転時間ｔ２＞通常運転時間閾値ｔ２１になると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行すると判断する。

また、幾つかの実施形態では、図２１に示すように、保守運転パターン判断ステップＳ１は、推定未燃分排出量の累積値ｖ１を推定する累積値推定ステップＳ１４と、推定未燃分排出量の累積値ｖ１と累積閾値ｖ１１とを比較する累積値比較ステップＳ１５と、を含む。そして、保守運転パターン判断ステップＳ１は、推定未燃分排出量の累積値ｖ１＞累積閾値ｖ１１になると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行すると判断する。

また、幾つかの実施形態では、図２２に示すように、保守運転パターン判断ステップＳ１は、推定未燃分消失量の累積値ｖ５を推定する消失値推定ステップＳ１６と、推定未燃分排出量の累積値ｖ１から推定未燃分消失量の累積値ｖ５を減算することで正味未燃分累積量の累積値ｖ２を算出する算出ステップＳ１７と、正味未燃分累積量の累積値ｖ２と正味累積閾値ｖ２１とを比較する正味累積値比較ステップＳ１８と、を含む。そして、保守運転パターン判断ステップＳ１は、正味未燃分累積量の累積値ｖ２＞正味累積閾値ｖ２１になると、次回の保守運転を高排温保守運転パターンＰ２によって実行すると判断する。

また、幾つかの実施形態では、図２２に示すように、保守運転パターン判断ステップＳ１は、非常用発電用エンジン２の排気通路８の壁面の温度情報に基づいて推定未燃分消失量の累積値ｖ５を補正する補正ステップＳ１９を備える。

以上、本発明の一実施形態にかかる非常用発電用エンジンの制御装置、非常用発電用エンジン、及び非常用発電用エンジンの保守運転方法について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。

１非常用発電セット
２非常用発電用エンジン
３運転開始スイッチ
４燃焼室
５燃料噴射装置
６排気マニホールド
７吸気マニホールド
８排気通路
９吸気通路
１０タービン
１１コンプレッサ
１２エアフィルタ
１３ターボチャージャ
１４インタークーラ
１５ノズルベーン
１６ＥＧＲ通路
１７クーラ
１８ＥＧＲ弁
１９吸気スロットル弁
２０排気スロットル弁
２４温度センサ
１００制御装置
１０１エンジン制御部
１０２保守運転パターン判断部
１０３保守運転制御部
１０４高排温運転時間決定部
１０５高排温制御部
１０６高排温運転中止部
１０７記憶部
１０８経過時間記憶部
１１０通常運転時間記憶部
１１２累積値推定部
１１４消失値推定部
１２０吸気スロットル弁制御部
１２２排気スロットル弁制御部
１２４ＥＧＲ弁制御部
１２６燃料噴射タイミング制御部
１２８ノズルベーン制御部
Ｍ１通常運転モード
Ｍ２高排温運転モード
Ｍａｐ１未燃分排出量マップ
Ｍａｐ２未燃分消失量マップ
Ｍａｐ３標準壁温マップ
Ｍａｐ４高排温運転時間マップ
Ｍａｐ５消失速度マップ
Ｐ１通常保守運転パターン
Ｐ２高排温保守運転パターン
Ｓ１保守運転パターン判断ステップ
Ｓ２保守運転実行ステップ
Ｓ４高排温運転時間決定ステップ
Ｓ５高排温運転中止ステップ
Ｓ１０経過時間記憶ステップ
Ｓ１１経過時間比較ステップ
Ｓ１２通常運転時間記憶ステップ
Ｓ１３累積通常運転時間比較ステップ
Ｓ１４累積値推定ステップ
Ｓ１５累積値比較ステップ
Ｓ１６消失値推定ステップ
Ｓ１７算出ステップ
Ｓ１８正味累積値比較ステップ
Ｓ１９補正ステップ
Ｓ２０吸気スロットル弁追設ステップ
Ｓ２４吸気スロットル弁開度絞りステップ
Ｓ２６排気スロットル弁追設ステップ
Ｓ３０排気スロットル弁開度絞りステップ
Ｓ３２ＥＧＲ通路追設ステップ
Ｓ３４ＥＧＲ弁追設ステップ
Ｓ３６ＥＧＲ弁開度拡大ステップ
Ｔ目標温度
Ｔａｂ１消失量補正テーブル
ｔ（ｎ）一定期間
ｔ１経過時間
ｔ２累積通常運転時間
ｔ１１経過時間閾値
ｔ２１通常運転時間閾値
ｔ３１設定時間
ｖ１推定未燃分排出量の累積値
ｖ２正味未燃分累積量の累積値
ｖ５推定未燃分消失量の累積値
ｖ１１累積閾値
ｖ２１正味累積閾値
ｖ３１高排温運転閾値

Claims

定期的に保守運転が実行される非常用発電用エンジンの制御装置であって、
前記非常用発電用エンジンを所定の運転モードに基づいて所定の負荷未満で運転させる通常運転モード、及び、前記非常用発電用エンジンを前記通常運転モードよりも高温の排気が排出されるように前記所定の負荷未満で運転させる高排温運転モード、の２つの運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを制御可能なエンジン制御部と、
前記通常運転モードのみで前記保守運転を実行する通常保守運転パターン、又は、前記高排温運転モードを含むように前記保守運転を実行する高排温保守運転パターン、のいずれの保守運転パターンによって前記保守運転を実行するかを判断する保守運転パターン判断部と、を備え、
前記保守運転パターン判断部は、最後に前記高排温保守運転パターンによって前記保守運転が実行されてからの推定未燃分排出量の累積値であって、前記通常運転モードで前記非常用発電用エンジンを運転させることで生成される推定未燃分排出量の累積値を推定する累積値推定部を含むとともに、前記推定未燃分排出量の累積値が累積閾値を超えると、次回の保守運転を前記高排温保守運転パターンによって実行すると判断し、
前記制御装置は、前記非常用発電用エンジンのエンジン回転数及び前記非常用発電用エンジンが備える燃料噴射装置の燃料噴射量を取得し、前記累積値推定部は、前記エンジン回転数及び前記燃料噴射量に未燃分排出量が関連付けられた未燃分排出量マップを参照して、前記推定未燃分排出量の累積値を推定する、非常用発電用エンジンの制御装置。
前記保守運転パターン判断部は、高排温運転開始スイッチがＯＮされると、次回の保守運転を前記高排温保守運転パターンによって実行すると判断する請求項１に記載の非常用発電用エンジンの制御装置。
前記保守運転パターン判断部は、最後に前記高排温保守運転パターンによって前記保守運転が実行されてからの経過時間を記憶する経過時間記憶部を含むとともに、前記経過時間が経過時間閾値を超えると、次回の保守運転を前記高排温保守運転パターンによって実行すると判断する請求項１又は２に記載の非常用発電用エンジンの制御装置。
前記保守運転パターン判断部は、最後に前記高排温保守運転パターンによって前記保守運転が実行されてからの累積通常運転時間であって、前記通常運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンが運転した累積通常運転時間を記憶する通常運転時間記憶部を含むとともに、前記累積通常運転時間が通常運転時間閾値を超えると、次回の保守運転を前記高排温保守運転パターンによって実行すると判断する請求項１から３の何れか一項に記載の非常用発電用エンジンの制御装置。
前記保守運転パターン判断部は、最後に前記高排温保守運転パターンによって前記保守運転が実行されてからの推定未燃分消失量の累積値であって、前記通常運転モードで前記非常用発電用エンジンを運転させることで消失される推定未燃分消失量の累積値を推定する消失値推定部を含むとともに、前記累積値推定部によって推定された前記推定未燃分排出量の累積値から前記消失値推定部によって推定された前記推定未燃分消失量の累積値を減算することで算出される正味未燃分累積量の累積値が正味累積閾値を超えると、次回の保守運転を前記高排温保守運転パターンによって実行すると判断し、
前記消失値推定部は、前記エンジン回転数及び前記燃料噴射量に未燃分消失量が関連付けられた未燃分消失量マップを参照して、前記推定未燃分消失量の累積値を推定する、請求項１に記載の非常用発電用エンジンの制御装置。
前記非常用発電用エンジンは、前記非常用発電用エンジンの排気通路の壁面の温度情報を取得する温度センサを備え、
前記消失値推定部は、前記温度情報に基づいて前記推定未燃分消失量の累積値を補正する請求項５に記載の非常用発電用エンジンの制御装置。
前記消失値推定部は、前記温度センサによって取得された前記排気通路の壁面の前記温度情報から、前記エンジン回転数及び前記燃料噴射量に前記排気通路の壁面の標準温度が関連付けられた標準壁温マップを参照することで取得される前記排気通路の壁面の標準温度を減算することで温度差を算出し、算出された前記温度差に対して、前記温度差に消失値補正値が関連付けられた消失量補正テーブルを参照して、消失量補正値を算出し、算出された前記消失量補正値に、前記未燃分消失量マップを参照することによって取得される前記推定未燃分消失量の累計値を乗算することで、前記推定未燃分消失量の累計値を補正し、
前記累積値推定部は、前記未燃分排出量マップを参照することによって取得される前記推定未燃分排出量の累計値から、補正された前記推定未燃分消失量の累計値を減算することで、前記正味未燃分累積量の累積値を推定する、請求項６に記載の非常用発電用エンジンの制御装置。
前記保守運転パターン判断部が判断した前記高排温保守運転パターンにおける高排温運転時間であって、前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させる時間である高排温運転時間を決定する高排温運転時間決定部をさらに備える、請求項１から７の何れか一項に記載の非常用発電用エンジンの制御装置。
前記高排温運転時間決定部は、予め設定された設定時間によって前記高排温運転時間を決定する、請求項８に記載の非常用発電用エンジンの制御装置。
前記高排温運転時間決定部は、前記非常用発電用エンジンを前記高排温運転モードで運転させる際に排出される排気の目標温度であって、前記非常用発電用エンジンを前記通常運転モードで運転させる際に排出される排気の温度よりも高温である目標温度に基づいて前記高排温運転時間を決定する、請求項８に記載の非常用発電用エンジンの制御装置。
前記保守運転パターン判断部が判断した前記高排温保守運転パターンにおける高排温運転時間であって、前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させる時間である高排温運転時間を決定する高排温運転時間決定部をさらに備え、
前記高排温運転時間決定部は、前記非常用発電用エンジンから排出される排気の温度が、前記非常用発電用エンジンを前記高排温運転モードで運転させる際に排出される排気の目標温度であって、前記非常用発電用エンジンを前記通常運転モードで運転させる際に排出される排気の温度よりも高温である目標温度に到達したときにおける、前記累積値推定部が推定する前記推定未燃分排出量の累積値、及び前記目標温度によって推定される消失速度に基づいて、前記高排温運転時間を決定する請求項５に記載の非常用発電用エンジンの制御装置。
前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させる間に、前記推定未燃分排出量の累積値が予め設定された高排温運転閾値より小さくなると、前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させることを中止する高排温運転中止部をさらに備える、請求項５に記載の非常用発電用エンジンの制御装置。
前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させる間に、前記正味未燃分累積量の累積値が予め設定された高排温運転閾値より小さくなると、前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させることを中止する高排温運転中止部をさらに備える、請求項６又は７に記載の非常用発電用エンジンの制御装置。
前記エンジン制御部は、
前記高排温運転モードにおいて、前記非常用発電用エンジンの吸気通路に設けられた吸気スロットル弁の開度を、前記通常運転モードにおける前記吸気スロットル弁の開度よりも小さくなるように制御する吸気絞り制御を実行可能な吸気スロットル弁制御部、
前記高排温運転モードにおいて、前記非常用発電用エンジンの排気通路に設けられた排気スロットル弁の開度を、前記通常運転モードにおける前記排気スロットル弁の開度よりも小さくなるように制御する排気絞り制御を実行可能な排気スロットル弁制御部、
前記高排温運転モードにおいて、前記排気通路を流れる前記排気の一部を前記吸気通路に再循環させるためのＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁の開度を、前記通常運転モードにおける前記ＥＧＲ弁の開度よりも大きくなるように制御するＥＧＲ量増加制御を実行可能なＥＧＲ弁制御部、
前記高排温運転モードにおいて、前記非常用発電用エンジンの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射タイミングを、前記通常運転モードにおける燃料噴射タイミングよりも遅くするように制御する燃料噴射タイミング遅角制御を実行可能な燃料噴射タイミング制御部、又は、
前記高排温運転モードにおいて、前記非常用発電用エンジンにおけるターボチャージャのタービンのノズルベーンの開度を、前記通常運転モードにおける前記ノズルベーンの開度よりも大きくなるように制御する、ノズルベーン開度制御を実行可能なノズルベーン制御部、
の少なくとも一つを有する請求項１から１３のいずれか一項に記載の非常用発電用エンジンの制御装置。
定期的に保守運転が実行される非常用発電用エンジンの保守運転方法であって、
前記非常用発電用エンジンを所定の運転モードに基づいて所定の負荷未満で運転させる通常運転モードのみで前記保守運転を実行する通常保守運転パターン、又は、前記通常運転モードよりも前記非常用発電用エンジンから排出される排気の温度が高くなるように前記非常用発電用エンジンを所定の負荷未満で運転させる高排温運転モードを含むように前記保守運転を実行する高排温保守運転パターン、のいずれの保守運転パターンによって前記保守運転を実行するかを判断する保守運転パターン判断ステップと、
前記保守運転パターン判断ステップにおいて判断された前記保守運転パターンによって前記非常用発電用エンジンを運転させる保守運転実行ステップと、
前記非常用発電用エンジンのエンジン回転数及び前記非常用発電用エンジンが備える燃料噴射装置の燃料噴射量を取得するステップと、
を備え、
前記保守運転パターン判断ステップでは、最後に前記高排温保守運転パターンによって前記保守運転が実行されてからの推定未燃分排出量の累積値であって、前記通常運転モードで前記非常用発電用エンジンを運転させることで生成される推定未燃分排出量の累積値を推定するとともに、前記推定未燃分排出量の累積値が累積閾値を超えると、次回の保守運転を前記高排温保守運転パターンによって実行すると判断し、
前記保守運転パターン判断ステップでは、前記エンジン回転数及び前記燃料噴射量に未燃分排出量が関連付けられた未燃分排出量マップを参照して、前記推定未燃分排出量の累積値を推定する、非常用発電用エンジンの保守運転方法。
前記保守運転パターン判断ステップが判断した前記高排温保守運転パターンにおける高排温運転時間であって、前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させる時間である高排温運転時間を決定する高排温運転時間決定ステップをさらに備える、請求項１５に記載の非常用発電用エンジンの保守運転方法。
最後に前記高排温保守運転パターンによって前記保守運転が実行されてからの推定未燃分排出量の累積値であって、前記通常運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させることで生成される推定未燃分排出量の累積値が、前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させる間に予め設定された高排温運転閾値より小さくなると、前記高排温運転モードに基づいて前記非常用発電用エンジンを運転させることを中止する高排温運転中止ステップをさらに備える、請求項１５に記載の非常用発電用エンジンの保守運転方法。