JP7397695B2 - Determination device, ship-to-land communication system, and determination method - Google Patents

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Description

本開示は、舶用2サイクルエンジンの排気弁の動弁装置が具備する空気ばねにおけるエア漏れの可能性を判定する判定装置及びこれを備えた船陸間通信システム、並びに、判定方法に関する。 The present disclosure relates to a determination device that determines the possibility of air leakage in an air spring included in a valve operating device for an exhaust valve of a marine two-stroke engine, a ship-to-land communication system equipped with the same, and a determination method.

従来、舶用2サイクルエンジンは、燃焼室を形成するシリンダと、シリンダに設けられた排気口を開閉する排気弁と、排気弁を駆動する動弁装置とを備える。特許文献1では、この種の排気弁及び動弁装置を備える舶用2サイクルエンジンが開示されている。 Conventionally, a marine two-stroke engine includes a cylinder that forms a combustion chamber, an exhaust valve that opens and closes an exhaust port provided in the cylinder, and a valve train that drives the exhaust valve. Patent Document 1 discloses a marine two-stroke engine equipped with this type of exhaust valve and valve operating device.

特許文献1の舶用2サイクルエンジンの動弁装置は、液圧駆動式の弁アクチュエータを備える。弁アクチュエータは、油圧シリンダと、油圧シリンダに内挿されたピストンとを備え、ピストンにスピンドルを介して排気弁が結合されている。油圧シリンダ内には、ピストンに対して一側に作動油が流出入する圧力室が形成されている。圧力室が高圧供給導管と連通されることにより、圧力室に高圧の作動油が流入して、排気弁を開弁方向へ移動させる。排気弁は、空気ばねにより閉弁方向へ付勢されている。空気ばねは、エアシリンダと、エアシリンダ内を摺動するばねピストンとからなり、ばねピストンの移動により圧縮・膨張するエアが封入されたばね室が形成されている。ばねピストンは、排気弁のスピンドルと結合されている。油圧シリンダの圧力室の圧力が解放されると、ばね室内のエアが膨張して、排気弁が閉弁方向へ移動する。 The valve train for a marine two-stroke engine disclosed in Patent Document 1 includes a hydraulically driven valve actuator. The valve actuator includes a hydraulic cylinder and a piston inserted into the hydraulic cylinder, and an exhaust valve is connected to the piston via a spindle. A pressure chamber is formed in the hydraulic cylinder on one side relative to the piston, through which hydraulic oil flows in and out. By communicating the pressure chamber with the high pressure supply conduit, high pressure hydraulic oil flows into the pressure chamber and moves the exhaust valve in the valve opening direction. The exhaust valve is biased toward closing by an air spring. The air spring consists of an air cylinder and a spring piston that slides within the air cylinder, and forms a spring chamber filled with air that is compressed and expanded by movement of the spring piston. The spring piston is connected to the spindle of the exhaust valve. When the pressure in the pressure chamber of the hydraulic cylinder is released, the air in the spring chamber expands and the exhaust valve moves in the valve closing direction.

特開平11-30112号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-30112

上記のような動弁装置に具備された空気ばねでエア漏れが生じると、排気弁が適切に着座しなかったり、閉弁タイミングが遅れたりするなどの現象が生じる。これにより圧縮圧力が低下して、燃焼不良につながる。 If air leakage occurs in the air spring provided in the above-mentioned valve operating system, phenomena such as the exhaust valve not being properly seated or the valve closing timing being delayed occur. This lowers the compression pressure, leading to poor combustion.

空気ばねのエア漏れが生じると、筒内圧力波形が正常時から変化する。従って、筒内圧力波形に基づいて空気ばねのエア漏れの可能性を推測できる。しかし、筒内圧力波形を変化させる要因は空気ばねのエア漏れ以外にも多岐にわたる。例えば、排気弁の摺動部の動作不良、燃料弁の動作不良、給気条件の変動に伴う燃焼変動などによっても、筒内圧力波形の変化が引き起こされる。つまり、筒内圧力波形を監視するだけでは、空気ばねのエア漏れの有無を判定することは難しい。 When air leaks from the air spring, the in-cylinder pressure waveform changes from normal. Therefore, the possibility of air leakage from the air spring can be estimated based on the in-cylinder pressure waveform. However, there are many other factors that change the cylinder pressure waveform other than air leakage from the air spring. For example, changes in the in-cylinder pressure waveform are also caused by malfunction of the sliding part of the exhaust valve, malfunction of the fuel valve, combustion fluctuations due to fluctuations in air supply conditions, and the like. In other words, it is difficult to determine whether there is air leakage from the air spring just by monitoring the in-cylinder pressure waveform.

一方で、空気ばねのエア漏れを検出するために、空気ばねのばね室の圧力を直接的に検出するセンサを設けることが考え得る。しかし、ばね室の圧力は定常的に変動していることから、ばね室の圧力を空気ばねのエア漏れの有無の判定に利用することは難しい。 On the other hand, in order to detect air leakage from the air spring, it is conceivable to provide a sensor that directly detects the pressure in the spring chamber of the air spring. However, since the pressure in the spring chamber constantly fluctuates, it is difficult to use the pressure in the spring chamber to determine whether there is air leakage from the air spring.

本発明は以上に鑑みてなされたものであり、排気弁の動弁装置に具備される空気ばねのエア漏れの有無をより正確に判定する技術を提案する。 The present invention has been made in view of the above, and proposes a technique for more accurately determining the presence or absence of air leakage from an air spring provided in a valve operating device for an exhaust valve.

本発明の一態様に係る判定装置は、複数のシリンダを有する舶用2サイクルエンジンにおいて、前記複数のシリンダの各々に設けられた排気弁の動弁装置が具備する空気ばねにおけるエア漏れの可能性を判定する判定装置であって、
前記複数のシリンダの各々について筒内圧力をクランク角に関連付けて測定する筒内圧力測定器と、
前記舶用2サイクルエンジンの状態を表す測定値を取得して、前記エア漏れの可能性を否定する少なくとも1種類の第1群の状態値、及び/又は、前記エア漏れの可能性を肯定する少なくとも1種類の第2群の状態値を算出する状態値算出器と、
前記筒内圧力と、前記第1群の状態値、及び/又は、前記第2群の状態値とを取得して、前記エア漏れの可能性を判定する判定器とを備え、
前記判定器が、前記シリンダ内のピストンが上死点に位置しているときの前記筒内圧力を圧縮圧力とし、所定の圧縮圧力基準値と前記圧縮圧力との差分が所定の圧縮圧力閾値を超えたときに、前記第1群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を低く判定する、及び/又は、前記第2群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を高く判定するように構成されていることを特徴としている。
A determination device according to one aspect of the present invention determines the possibility of air leakage in an air spring included in a valve operating device for an exhaust valve provided in each of the plurality of cylinders in a marine two-stroke engine having a plurality of cylinders. A determination device that determines,
an in-cylinder pressure measuring device that measures in-cylinder pressure in relation to a crank angle for each of the plurality of cylinders;
Obtaining measured values representing a state of the marine two-stroke engine, and at least one type of first group of state values that deny the possibility of the air leak, and/or at least one that affirms the possibility of the air leak. a state value calculator that calculates one type of second group state value;
a determination device that acquires the cylinder pressure, the state value of the first group, and/or the state value of the second group, and determines the possibility of the air leak;
The determination device determines that the in-cylinder pressure when the piston in the cylinder is located at the top dead center is the compression pressure, and that the difference between a predetermined compression pressure reference value and the compression pressure is a predetermined compression pressure threshold. When the state value of the first group is larger, the possibility of the air leak is determined to be lower, and/or the larger the state value of the second group is, the higher the possibility of the air leak is determined to be. It is characterized by being configured as follows.

また、本発明の一態様に係る船陸間通信システムは、
前記判定装置と、
船舶に設けられたデータ送信装置と、
陸上に設けられた管理装置とを備え、
前記判定器は前記管理装置に設けられ、
前記筒内圧力測定器及び前記状態値算出器は前記船舶に設けられ、
前記データ送信装置は、前記筒内圧力、前記第1群の状態値、及び前記第2群の状態値のデータを前記管理装置に衛星通信を介して送信するように構成されていることを特徴としている。
Furthermore, the ship-to-land communication system according to one aspect of the present invention includes:
The determination device;
A data transmission device installed on the ship,
Equipped with a management device installed on land,
The determination device is provided in the management device,
The cylinder pressure measuring device and the state value calculator are provided in the ship,
The data transmitting device is configured to transmit data of the in-cylinder pressure, the state value of the first group, and the state value of the second group to the management device via satellite communication. It is said that

また、本発明の一態様に係る判定方法は、複数のシリンダを有する舶用2サイクルエンジンにおいて、前記複数のシリンダの各々に設けられた排気弁の動弁装置が具備する空気ばねにおけるエア漏れの可能性をコンピュータで判定する判定方法であって、
前記複数のシリンダの各々についクランク角に関連付けて測定した筒内圧力を取得し
前記舶用2サイクルエンジンの状態を表す測定値から算出された前記エア漏れの可能性を否定する少なくとも1種類の第1群の状態値、及び/又は、前記舶用2サイクルエンジンの状態を表す測定値から算出された前記エア漏れの可能性を肯定する少なくとも1種類の第2群の状態値を取得し、
前記シリンダ内のピストンが上死点に位置しているときの前記筒内圧力を圧縮圧力とし、所定の圧縮圧力基準値と前記圧縮圧力との差分が所定の圧縮圧力閾値を超えたときに、前記第1群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を低く判定する、及び/又は、前記第2群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を高く判定することを特徴としている。
Further, in a marine two-stroke engine having a plurality of cylinders, the determination method according to one aspect of the present invention provides a method for determining the possibility of air leakage in an air spring included in a valve operating device for an exhaust valve provided in each of the plurality of cylinders. A determination method for determining gender using a computer ,
Obtaining the in-cylinder pressure measured in relation to the crank angle for each of the plurality of cylinders,
at least one type of first group of status values that negates the possibility of air leakage calculated from measured values representing the status of the marine two-stroke engine; and/or measurements representing the status of the marine two-stroke engine. obtaining at least one type of second group status value that affirms the possibility of the air leak calculated from the value ;
The in-cylinder pressure when the piston in the cylinder is located at the top dead center is defined as compression pressure, and when the difference between a predetermined compression pressure reference value and the compression pressure exceeds a predetermined compression pressure threshold, The possibility of air leakage is determined to be low as the state value of the first group is large, and/or the possibility of air leakage is determined to be high as the state value of the second group is large. .

上記構成の判定装置、船陸間通信装置、及び判定方法によれば、圧縮圧力が低下したときに、第1群の状態値が大きいほど空気ばねのエア漏れの可能性が低く判定される。又は/加えて、第2群の状態値が大きいほど空気ばねのエア漏れの可能性が高く判定される。このように、圧縮圧力に加えて、第1群の状態値及び第2群の状態値のうち少なくとも一方を加味してエア漏れの可能性が判定されるので、エア漏れ以外の原因による圧縮圧力の低下が排斥されて、エア漏れの有無をより正確に判定することができる。 According to the determination device, ship-land communication device, and determination method configured as described above, when the compression pressure decreases, the larger the state value of the first group is, the lower the possibility of air leakage from the air spring is determined to be. Alternatively/in addition, it is determined that the larger the state value of the second group is, the higher the possibility of air leakage from the air spring is. In this way, in addition to the compression pressure, the possibility of air leakage is determined by taking into account at least one of the state values of the first group and the state values of the second group. Since the decrease in air is excluded, the presence or absence of air leakage can be determined more accurately.

本発明によれば、排気弁の動弁装置に具備される空気ばねのエア漏れの有無をより正確に判定する技術を提案することができる。 According to the present invention, it is possible to propose a technique for more accurately determining the presence or absence of air leakage from an air spring included in a valve operating device for an exhaust valve.

図1は、本発明の一実施形態に係る判定装置が適用される船陸間通信システムの概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a ship-to-land communication system to which a determination device according to an embodiment of the present invention is applied. 図2は、燃料供給装置の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the fuel supply device. 図3は、動弁装置の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the valve train. 図4は、エンジンの1燃焼サイクル分の筒内圧力波形の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of an in-cylinder pressure waveform for one combustion cycle of the engine. 図5は、判定装置の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the determination device. 図6は、管理装置の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the management device. 図7は、エンジン負荷に対応する圧縮圧力設計値を表す圧縮圧力設計値曲線を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a compression pressure design value curve representing a compression pressure design value corresponding to the engine load. 図8は、圧縮圧力基準値と圧縮圧力との差分と条件指数との関係を表す図表である。FIG. 8 is a chart showing the relationship between the difference between the compression pressure reference value and the compression pressure and the condition index. 図9は、排気弁ストロークの減少量と第1状態指数との関係を表す図表である。FIG. 9 is a chart showing the relationship between the amount of decrease in exhaust valve stroke and the first condition index. 図10は、排気弁閉タイミングの遅れ量と第2状態指数との関係を表す図表である。FIG. 10 is a chart showing the relationship between the amount of delay in the exhaust valve closing timing and the second state index. 図11は、焼蝕容積の増加量と第3状態指数との関係を表す図表である。FIG. 11 is a chart showing the relationship between the amount of increase in the erosion volume and the third state index. 図12は、排気ガス温度の上昇量と第4状態指数との関係を表す図表である。FIG. 12 is a chart showing the relationship between the amount of increase in exhaust gas temperature and the fourth state index. 図13は、掃気室温度の上昇量と第5状態指数との関係を表す図表である。FIG. 13 is a chart showing the relationship between the amount of increase in scavenging chamber temperature and the fifth state index.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, below, the same reference numerals are given to the same or equivalent element throughout all the figures, and the redundant explanation will be omitted.

〔船陸間通信システム1の全体構成〕
図1は、本発明の一実施形態に係る判定装置300が適用される船陸間通信システム1の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施の形態における船陸間通信システム1は、船舶4に設けられる船上システム2と、陸上に設けられる管理装置3とを備える。船舶4は、推進用主機であるエンジンシステム5を備える。
[Overall configuration of ship-to-land communication system 1]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a ship-to-land communication system 1 to which a determination device 300 according to an embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the ship-to-land communication system 1 in this embodiment includes a shipboard system 2 provided on a ship 4 and a management device 3 provided on land. The ship 4 includes an engine system 5 that is a main propulsion engine.

〔エンジンシステム5の構成〕
エンジンシステム5は、大型の2サイクル(2ストローク)エンジン(以下、単に「エンジン10」と称する)と、エンジン10に供給される空気を圧縮する過給機20とを備える。なお、エンジン10は、船舶4の発電用エンジンであってもよい。
[Configuration of engine system 5]
The engine system 5 includes a large two-stroke engine (hereinafter simply referred to as "engine 10") and a supercharger 20 that compresses air supplied to the engine 10. Note that the engine 10 may be a power generation engine for the ship 4.

エンジン10は、複数のシリンダ11(図1では1つのみが図示されている)を有する。本実施形態に係るエンジン10は、ユニフロー2サイクルエンジンであって、シリンダ11の下部に掃気口12が形成され、シリンダ11の上部に排気口13が形成されている。シリンダ11内には、掃気口12を横切るようにして摺動するピストン14が設けられている。ピストン14及びシリンダ11などによって燃焼室50が形成されている。ピストン14は、コネクティングロッド17を介してクランク軸18と連結されている。 Engine 10 has a plurality of cylinders 11 (only one is shown in FIG. 1). The engine 10 according to the present embodiment is a uniflow two-cycle engine, and has a scavenging port 12 formed at the bottom of the cylinder 11 and an exhaust port 13 formed at the top of the cylinder 11. A piston 14 that slides across the scavenging port 12 is provided within the cylinder 11 . A combustion chamber 50 is formed by the piston 14, cylinder 11, and the like. The piston 14 is connected to a crankshaft 18 via a connecting rod 17.

シリンダ11の上部には、燃料噴射弁15が設けられている。燃料噴射弁15を通じて、燃料供給装置31から供給された燃料が燃焼室50内へ吹き出す。燃料供給装置31は、エンジンサイクル中の所定のタイミング、且つ、エンジン負荷に応じた量で、加圧された燃料を燃料噴射弁15へ供給する。 A fuel injection valve 15 is provided at the top of the cylinder 11 . Fuel supplied from the fuel supply device 31 is blown out into the combustion chamber 50 through the fuel injection valve 15 . The fuel supply device 31 supplies pressurized fuel to the fuel injection valve 15 at a predetermined timing during the engine cycle and in an amount corresponding to the engine load.

図2は、燃料供給装置31の構成を示す図である。図2に示すように、燃料供給装置31は、液圧駆動式の燃料ポンプ34と、燃料ポンプ34から燃料噴射弁15へ高圧の燃料を供給する燃料油供給管38とを備える。燃料ポンプ34は、シリンダ340と、シリンダ340内に往復動自在に設けられたピストン341とを有する。シリンダ340内のピストン341を介して一側は燃料室342であり、他側は圧力室343である。燃料室342には、図示されない燃料源から燃料が供給される。圧力室343は、制御弁37を介して高圧管36と接続されている。高圧管36には、供給管46からポンプ47で圧縮された高圧の作動油が供給されている。制御弁37は、高圧管36から圧力室343への作動油の流入が許容されるONの状態と、高圧管36から圧力室343への作動油の流入が阻止されるOFFの状態との間で切り替わる。制御弁37がOFFのときは、高圧管36と圧力室343との接続が遮断され、圧力室343は戻し配管35と接続される。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the fuel supply device 31. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the fuel supply device 31 includes a hydraulically driven fuel pump 34 and a fuel oil supply pipe 38 that supplies high-pressure fuel from the fuel pump 34 to the fuel injection valve 15. The fuel pump 34 includes a cylinder 340 and a piston 341 provided within the cylinder 340 so as to be able to reciprocate. A piston 341 within the cylinder 340 has a fuel chamber 342 on one side and a pressure chamber 343 on the other side. Fuel is supplied to the fuel chamber 342 from a fuel source (not shown). The pressure chamber 343 is connected to the high pressure pipe 36 via the control valve 37. High-pressure hydraulic oil compressed by a pump 47 is supplied to the high-pressure pipe 36 from a supply pipe 46 . The control valve 37 is between an ON state in which hydraulic fluid is allowed to flow from the high pressure pipe 36 into the pressure chamber 343 and an OFF state in which hydraulic fluid is prevented from flowing from the high pressure pipe 36 into the pressure chamber 343. Switch with . When the control valve 37 is OFF, the connection between the high pressure pipe 36 and the pressure chamber 343 is cut off, and the pressure chamber 343 is connected to the return pipe 35.

制御弁37がONとなって高圧管36と圧力室343とが接続されると、高圧管36から高圧の作動油が圧力室343へ流れ込んで、ピストン341が押し下げられる。一方、制御弁37がOFFとなって戻し配管35と圧力室343とが接続されると、圧力室343から戻し配管35へ作動油が流れ出る。燃料供給装置31では、このような制御弁37の動作によってピストン341の動作量(ストローク量)が調整され、ピストン341の動作量によって燃料噴射弁15へ供給される燃料の圧力が制御される。このようにして、燃料噴射弁15からの燃料噴射量、燃料噴射パターン及び燃料噴射タイミングを変更することができる。 When the control valve 37 is turned ON and the high pressure pipe 36 and the pressure chamber 343 are connected, high pressure hydraulic oil flows from the high pressure pipe 36 into the pressure chamber 343, and the piston 341 is pushed down. On the other hand, when the control valve 37 is turned OFF and the return pipe 35 and the pressure chamber 343 are connected, hydraulic oil flows out from the pressure chamber 343 to the return pipe 35. In the fuel supply device 31, the operation amount (stroke amount) of the piston 341 is adjusted by the operation of the control valve 37, and the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve 15 is controlled by the operation amount of the piston 341. In this way, the amount of fuel injected from the fuel injection valve 15, the fuel injection pattern, and the fuel injection timing can be changed.

排気口13には、当該排気口13を開閉する排気弁16が設けられている。排気弁16は、円錐型の弁体161を有するポペット弁である。排気弁16は、動弁装置32によって開閉駆動される。図3は、動弁装置32の構成を示す図である。図3に示す動弁装置32は、液圧駆動式の弁アクチュエータ61と駆動アクチュエータ63とを備える。弁アクチュエータ61は、油圧シリンダ610と、油圧シリンダ610内に往復動自在に設けられたピストン611とを有する。ピストン611には、スピンドル162を介して弁体161が固定されている。油圧シリンダ610内のピストン611を介して一側は圧力室613とされる。駆動アクチュエータ63は、油圧シリンダ630と、油圧シリンダ630内に往復動自在に設けられた駆動ピストン631とを有する。油圧シリンダ630の駆動ピストン631を介して一側は作動油室632とされ、他側は駆動圧力室633とされる。作動油室632は油路62を介して弁アクチュエータ61の圧力室613と接続されている。駆動圧力室633は、制御弁64を介して高圧管49と接続されている。制御弁64は、高圧管49から駆動圧力室633への作動油の流入が許容されるONの状態と、高圧管49から駆動圧力室633への作動油の流入が阻止されるOFFの状態との間で切り替わる。制御弁64がOFFのときは、高圧管49と駆動圧力室633との接続が遮断され、駆動圧力室633は戻し配管48と接続される。 The exhaust port 13 is provided with an exhaust valve 16 that opens and closes the exhaust port 13 . The exhaust valve 16 is a poppet valve having a conical valve body 161. The exhaust valve 16 is driven to open and close by a valve train 32. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the valve train 32. As shown in FIG. The valve train 32 shown in FIG. 3 includes a hydraulically driven valve actuator 61 and a drive actuator 63. The valve actuator 61 includes a hydraulic cylinder 610 and a piston 611 provided within the hydraulic cylinder 610 so as to be able to freely reciprocate. A valve body 161 is fixed to the piston 611 via a spindle 162. A pressure chamber 613 is formed on one side via a piston 611 within the hydraulic cylinder 610 . The drive actuator 63 includes a hydraulic cylinder 630 and a drive piston 631 provided within the hydraulic cylinder 630 so as to be able to freely reciprocate. One side of the hydraulic cylinder 630 via the drive piston 631 serves as a hydraulic oil chamber 632, and the other side serves as a drive pressure chamber 633. The hydraulic oil chamber 632 is connected to the pressure chamber 613 of the valve actuator 61 via the oil passage 62. The drive pressure chamber 633 is connected to the high pressure pipe 49 via the control valve 64. The control valve 64 has two states: an ON state in which hydraulic fluid is allowed to flow from the high pressure pipe 49 into the drive pressure chamber 633, and an OFF state in which the flow of hydraulic fluid from the high pressure pipe 49 into the drive pressure chamber 633 is blocked. Switch between. When the control valve 64 is OFF, the connection between the high pressure pipe 49 and the drive pressure chamber 633 is cut off, and the drive pressure chamber 633 is connected to the return pipe 48 .

動弁装置32は、排気弁16を閉弁方向へ付勢する空気ばね33を備える。空気ばね33は、エアシリンダ331と、エアシリンダ331内に往復動自在に設けられたばねピストン332とを有する。ばねピストン332には、スピンドル162を介して弁体161が固定されている。エアシリンダ331内のばねピストン332を介して一側はばね室333とされる。ばね室333には、エアが充填されている。 The valve train 32 includes an air spring 33 that biases the exhaust valve 16 in the valve closing direction. The air spring 33 includes an air cylinder 331 and a spring piston 332 provided within the air cylinder 331 so as to be able to freely reciprocate. A valve body 161 is fixed to the spring piston 332 via a spindle 162. A spring chamber 333 is formed on one side via a spring piston 332 within the air cylinder 331 . The spring chamber 333 is filled with air.

制御弁64がONとなって駆動圧力室633が高圧管49と接続されると、駆動圧力室633へ高圧液体が流入して、作動油室632の作動油を圧縮する方向へ駆動ピストン631が移動する。これにより、作動油室632と連通された弁アクチュエータ61の圧力室613の圧力が増加してピストン611が開弁方向(下方)へ移動し、これにより排気口13が開放される。空気ばね33では、ばねピストン332が排気弁16と一体的に開弁方向へ移動して、ばね室333のエアが圧縮される。 When the control valve 64 is turned on and the drive pressure chamber 633 is connected to the high pressure pipe 49, high pressure liquid flows into the drive pressure chamber 633, and the drive piston 631 moves in the direction of compressing the hydraulic oil in the hydraulic oil chamber 632. Moving. As a result, the pressure in the pressure chamber 613 of the valve actuator 61 communicating with the hydraulic oil chamber 632 increases, and the piston 611 moves in the valve opening direction (downward), thereby opening the exhaust port 13. In the air spring 33, the spring piston 332 moves integrally with the exhaust valve 16 in the valve opening direction, and the air in the spring chamber 333 is compressed.

一方、制御弁64がOFFとなって駆動圧力室633が戻し配管48と接続されると、駆動圧力室633の圧力が解放される。空気ばね33の付勢により排気弁16及びピストン611は閉弁方向(上方)へ移動して、圧力室343から作動油室632へ作動油が流れ、駆動圧力室633から戻し配管48へ作動油が流れ出る。これにより、排気弁16が弁座に着座して排気口13が閉止される。 On the other hand, when the control valve 64 is turned off and the drive pressure chamber 633 is connected to the return pipe 48, the pressure in the drive pressure chamber 633 is released. The exhaust valve 16 and the piston 611 move in the valve closing direction (upward) due to the bias of the air spring 33, and hydraulic oil flows from the pressure chamber 343 to the hydraulic oil chamber 632, and from the drive pressure chamber 633 to the return pipe 48. flows out. As a result, the exhaust valve 16 is seated on the valve seat and the exhaust port 13 is closed.

排気口13が開放されると、燃焼室50から排気管26へ燃焼ガスが流れ出る。燃焼ガス(即ち、排気ガス)は、排気管26を通じて過給機20へ送られる。過給機20は、タービン21と、タービン21と回転軸23によって連結された圧縮機22とを備える。タービン21は、シリンダ11から排気管26を通じて供給される排気ガスによって回転する。圧縮機22はタービン21と一体的に回転し、外部から空気を導入して断熱圧縮する。圧縮された空気は、掃気管24及び掃気室25を介してエンジン10へ供給される。 When the exhaust port 13 is opened, combustion gas flows out from the combustion chamber 50 to the exhaust pipe 26. Combustion gas (ie, exhaust gas) is sent to supercharger 20 through exhaust pipe 26 . The supercharger 20 includes a turbine 21 and a compressor 22 connected to the turbine 21 by a rotating shaft 23. The turbine 21 is rotated by exhaust gas supplied from the cylinder 11 through an exhaust pipe 26. The compressor 22 rotates integrally with the turbine 21, introduces air from the outside, and performs adiabatic compression. The compressed air is supplied to the engine 10 via the scavenging pipe 24 and the scavenging chamber 25.

図4は、エンジン10の1燃焼サイクル分の筒内圧力波形の一例を示す図である。筒内圧力波形は、筒内圧力及びクランク角の検出値から求めた、筒内圧力-クランク角関係線図(トレンド線図)である。クランク軸18が一回転する間に、ピストン14の上昇行程と下降行程とが行われる。クランク角の検出値に基づいて排気弁16の動作が制御される。下降行程の後期の所定クランク角で排気口13が開放され、上昇行程の初期の所定クランク角で排気口13が閉止される。また、掃気口12は、下降行程の後期において排気口13が開いた後、所定期間をおいたクランク角で開放され、上昇行程の初期において排気口13が閉じるよりも所定期間前のクランク角で閉止される。上昇行程の初期では、ピストン14が上昇する間に燃焼室50の掃気(燃焼ガスの排気及び新気の吸気)が行われ、上昇行程の後期ではピストン14が上昇する間に新気が圧縮される。ピストン14が上死点TDCに到達する直前で、圧縮された空気に対して燃料噴射弁15から燃料が噴射され、圧縮による温度上昇によって自然着火する。下降行程では、燃料の燃焼(爆発)によりピストン14が下降し、下降行程の後期に排気口13が開放されて燃焼室50から燃焼ガスが排気される。 FIG. 4 is a diagram showing an example of an in-cylinder pressure waveform for one combustion cycle of the engine 10. The cylinder pressure waveform is a cylinder pressure-crank angle relationship diagram (trend diagram) obtained from detected values of the cylinder pressure and crank angle. During one rotation of the crankshaft 18, the piston 14 performs an upward stroke and a downward stroke. The operation of the exhaust valve 16 is controlled based on the detected value of the crank angle. The exhaust port 13 is opened at a predetermined crank angle in the latter half of the downward stroke, and closed at a predetermined crank angle in the early stage of the upward stroke. Further, the scavenging port 12 is opened at a crank angle a predetermined period after the exhaust port 13 opens in the latter half of the downward stroke, and is opened at a crank angle a predetermined period before the exhaust port 13 closes in the early stage of the upward stroke. Closed. At the beginning of the upward stroke, the combustion chamber 50 is scavenged (exhaust of combustion gas and intake of fresh air) while the piston 14 is rising, and at the latter stage of the upward stroke, fresh air is compressed while the piston 14 is rising. Ru. Immediately before the piston 14 reaches top dead center TDC, fuel is injected from the fuel injection valve 15 into the compressed air, and spontaneously ignites due to the temperature rise due to compression. In the downward stroke, the piston 14 descends due to combustion (explosion) of the fuel, and in the latter half of the downward stroke, the exhaust port 13 is opened and combustion gas is exhausted from the combustion chamber 50.

〔船上システム2の構成〕
船上システム2は、エンジンシステム5を制御するエンジン制御装置60と、エンジンシステム5の状態を表すデータを収集するデータ収集装置6とを備える。データ収集装置6が収集するデータには、エンジン負荷データ、筒内圧力データ、クランク角検出データ、燃料噴射タイミングデータ、排気弁位置データ、排気ガス温度データ、掃気室温度データなどが含まれる。排気弁位置から排気弁16のストローク及び閉タイミングを求めることができ、データ収集装置6が収集するデータには、排気弁ストロークデータ、排気弁閉タイミングデータが更に含まれる。なお、エンジン制御装置60は、エンジンシステム5の制御のために、燃料制御弁用作動油圧データ、排気制御弁用作動油圧データ、及び燃料噴射量データ等を取得する。
[Configuration of onboard system 2]
The onboard system 2 includes an engine control device 60 that controls the engine system 5 and a data collection device 6 that collects data representing the state of the engine system 5. The data collected by the data collection device 6 includes engine load data, cylinder pressure data, crank angle detection data, fuel injection timing data, exhaust valve position data, exhaust gas temperature data, scavenging chamber temperature data, and the like. The stroke and closing timing of the exhaust valve 16 can be determined from the exhaust valve position, and the data collected by the data collection device 6 further includes exhaust valve stroke data and exhaust valve closing timing data. Note that the engine control device 60 acquires fuel control valve working pressure data, exhaust control valve working pressure data, fuel injection amount data, etc. in order to control the engine system 5.

図5に示すように、データ収集装置6は、エンジン負荷検出器51、筒内圧力センサ52、排気ガス温度計53、排気弁位置検出器55、クランク角検出器56、及び掃気室温度計57と電気的に接続されており、これらの機器から検出値を取得する。 As shown in FIG. 5, the data collection device 6 includes an engine load detector 51, an in-cylinder pressure sensor 52, an exhaust gas thermometer 53, an exhaust valve position detector 55, a crank angle detector 56, and a scavenging chamber thermometer 57. The device is electrically connected to the device, and the detected values are obtained from these devices.

データ収集装置6は、エンジン負荷データを計測する。エンジン負荷データは、エンジン負荷検出器51により検出されるデータに基づいて得られるものであってよい。例えば、エンジン負荷の指標としてエンジン10の出力軸回転数が用いられる場合、エンジン負荷検出器51はエンジン10の出力軸に設けられた回転数センサであってよい。例えば、エンジン負荷の指標としてエンジン10に要求される出力(例えば、スロットル値)が用いられてもよい。例えば、エンジン負荷の指標として過給機20の回転軸23が用いられる場合、エンジン負荷検出器51は過給機20の回転軸23に設けられた回転数センサであってよい。例えば、エンジン負荷の指標として燃料噴射量及びエンジン回転数が用いられる場合、エンジン負荷検出器51は燃料ポンプ34に設けられる噴射量検出器54及びエンジン10に設けられた機関回転数検出器(図示略)であってよい。 The data collection device 6 measures engine load data. The engine load data may be obtained based on data detected by the engine load detector 51. For example, when the output shaft rotation speed of the engine 10 is used as an index of engine load, the engine load detector 51 may be a rotation speed sensor provided on the output shaft of the engine 10. For example, the output required of the engine 10 (eg, throttle value) may be used as an index of engine load. For example, when the rotating shaft 23 of the supercharger 20 is used as an index of engine load, the engine load detector 51 may be a rotation speed sensor provided on the rotating shaft 23 of the supercharger 20. For example, when the fuel injection amount and engine rotation speed are used as indicators of engine load, the engine load detector 51 includes an injection amount detector 54 provided in the fuel pump 34 and an engine rotation speed detector (not shown) provided in the engine 10. omitted).

データ収集装置6は、筒内圧力測定器65を有する。筒内圧力センサ52は、エンジン10の各シリンダ11に設けられて、燃焼室50内の圧力を検出する。クランク角検出器56は、クランク軸18に設けられて、クランク角(即ち、クランク軸18の回転位置)を検出する。クランク角検出器56は、例えば、クランク角を算出するためのクランクパルス信号を筒内圧力測定器65へ送信する。筒内圧力測定器65は、検出された筒内圧力及びクランク角を所定のサンプリング周期で取得して、筒内圧力と当該筒内圧力の計測時におけるクランク角の情報を対応付けた筒内圧力データを生成する。例えば、筒内圧力測定器65は、ピストン14が上死点TDCの位置にあるときをクランク角の0°とし、それを基準に-180°から180°までの角度範囲における筒内圧力の変化を取得する。 The data collection device 6 has an in-cylinder pressure measuring device 65. The cylinder pressure sensor 52 is provided in each cylinder 11 of the engine 10 and detects the pressure within the combustion chamber 50. The crank angle detector 56 is provided on the crankshaft 18 and detects the crank angle (ie, the rotational position of the crankshaft 18). The crank angle detector 56 transmits, for example, a crank pulse signal for calculating the crank angle to the cylinder pressure measuring device 65. The cylinder pressure measuring device 65 acquires the detected cylinder pressure and crank angle at a predetermined sampling period, and measures the cylinder pressure by associating the cylinder pressure with information on the crank angle at the time of measuring the cylinder pressure. Generate data. For example, the cylinder pressure measuring device 65 assumes that the crank angle is 0° when the piston 14 is at the top dead center TDC position, and changes the cylinder pressure in an angular range from -180° to 180° based on that. get.

データ収集装置6は、排気弁位置検出器55の検出値に基づいて、排気弁ストロークデータを生成する。排気弁位置検出器55は、動弁装置32に設けられており、排気弁16の変位(即ち、弁位置)を検出する。本実施形態では、排気弁位置検出器55として、弁体161と一体的に往復移動するピストン611又はその付帯物の変位を検出する非接触式センサが用いられている。データ収集装置6は、排気弁位置検出器55で検出された排気弁16の位置と、排気弁16の位置の計測時におけるクランク角の情報を対応付けた排気弁位置データを計測する。排気弁位置の変位幅は、排気弁ストロークである。データ収集装置6は、排気弁位置データに基づいて排気弁ストロークデータを生成する。排気弁閉タイミングθcは、排気弁閉時のクランク角である。データ収集装置6は、排気弁位置データから排気弁閉タイミングデータを生成する。但し、排気弁閉タイミングθcは筒内圧力データを用いて特定することもできる。この場合、ピストン14の上昇行程において筒内圧力が上昇を開始したときのクランク角が排気弁閉タイミングθcである。 The data collection device 6 generates exhaust valve stroke data based on the detected value of the exhaust valve position detector 55. The exhaust valve position detector 55 is provided in the valve train 32 and detects the displacement (ie, valve position) of the exhaust valve 16. In this embodiment, a non-contact type sensor is used as the exhaust valve position detector 55 to detect the displacement of the piston 611 that reciprocates integrally with the valve body 161 or its accessories. The data collection device 6 measures exhaust valve position data in which the position of the exhaust valve 16 detected by the exhaust valve position detector 55 is associated with information on the crank angle at the time of measuring the position of the exhaust valve 16. The displacement width of the exhaust valve position is the exhaust valve stroke. The data collection device 6 generates exhaust valve stroke data based on the exhaust valve position data. The exhaust valve closing timing θc is the crank angle when the exhaust valve is closed. The data collection device 6 generates exhaust valve closing timing data from the exhaust valve position data. However, the exhaust valve closing timing θc can also be specified using cylinder pressure data. In this case, the crank angle when the cylinder pressure starts to rise during the upward stroke of the piston 14 is the exhaust valve closing timing θc.

データ収集装置6は、排気ガス温度計53の検出値に基づいて、排気ガス温度データを生成する。排気ガス温度計53は、各シリンダ11の排気口13から排気管26までの間に設けられて、燃焼室50から排気管26へ流出する排気ガス温度Teを検出する。 The data collection device 6 generates exhaust gas temperature data based on the detected value of the exhaust gas thermometer 53. The exhaust gas thermometer 53 is provided between the exhaust port 13 of each cylinder 11 and the exhaust pipe 26, and detects the temperature Te of the exhaust gas flowing from the combustion chamber 50 to the exhaust pipe 26.

データ収集装置6は、掃気室温度計57の検出値に基づいて、掃気室温度データを生成する。掃気室温度計57は、掃気室25内に設けられて、掃気室25内の空気の温度である掃気室温度Tsを検出する。 The data collection device 6 generates scavenging chamber temperature data based on the detected value of the scavenging chamber thermometer 57. The scavenging chamber thermometer 57 is provided within the scavenging chamber 25 and detects the scavenging chamber temperature Ts, which is the temperature of the air within the scavenging chamber 25.

船上システム2は、データ送信信号を生成するデータ送信装置7と、生成されたデータ送信信号を衛星通信を介して管理装置3に送信する船外通信部8とを更に備える。データ送信装置7は、エンジン制御装置60及び/又はデータ収集装置6から所定のデータを取得し、管理装置3に送信するためのデータ送信信号を生成する。データ送信装置7は、公知のコンピュータ装置で構成されていてよい。データ送信装置7と船外通信部8とは船内LAN9により信号を授受可能に接続されている。船外通信部8は、例えば電子メール等を送信可能なサーバを備える。船内LAN9には、種々のデータサーバ、演算装置、入力装置又は表示装置等(いずれも図示略)が接続され得る。船外通信部8から送信されたデータ送信信号は、通信衛星40を介した衛星通信により伝送される。 The onboard system 2 further includes a data transmission device 7 that generates a data transmission signal, and an outboard communication section 8 that transmits the generated data transmission signal to the management device 3 via satellite communication. The data transmission device 7 acquires predetermined data from the engine control device 60 and/or the data collection device 6 and generates a data transmission signal to be transmitted to the management device 3. The data transmitting device 7 may be constituted by a known computer device. The data transmitting device 7 and the outboard communication section 8 are connected via an inboard LAN 9 so as to be able to send and receive signals. The outboard communication section 8 includes a server capable of transmitting e-mails, for example. Various data servers, arithmetic devices, input devices, display devices, etc. (all not shown) may be connected to the ship's LAN 9. The data transmission signal transmitted from the outboard communication section 8 is transmitted by satellite communication via the communication satellite 40.

〔管理装置3の構成〕
管理装置3には、衛星通信によるデータ送信信号を受信可能な衛星アンテナ41が設けられ得る。これに加えて、又は、これに代えて、陸上に設けられた他の衛星アンテナ42で一旦データ送信信号が受信され、当該衛星アンテナ42からインターネット等の通信ネットワーク43を介して管理装置3にデータ送信信号が送信されてもよい。
[Configuration of management device 3]
The management device 3 may be provided with a satellite antenna 41 capable of receiving data transmission signals by satellite communication. In addition to this, or in place of this, the data transmission signal is once received by another satellite antenna 42 installed on land, and the data is transmitted from the satellite antenna 42 to the management device 3 via a communication network 43 such as the Internet. A transmission signal may be transmitted.

図6は、管理装置3の構成を示すブロック図である。図6に示すように、管理装置3は、演算装置30と、プリンタやディスプレイや警告灯やブザーなどの出力装置27と、キーボードやポインティングデバイスなどの入力装置28と、大容量の記憶装置29とを備える。演算装置30は、いわゆるコンピュータであって、プロセッサ301と、メモリ302と、通信部304と、出入力部303と、インターフェース305とを有する。演算装置30には、インターフェース305を介して出力装置27、入力装置28、及び記憶装置29が接続されている。 FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the management device 3. As shown in FIG. As shown in FIG. 6, the management device 3 includes a calculation device 30, an output device 27 such as a printer, display, warning light, or buzzer, an input device 28 such as a keyboard or pointing device, and a large-capacity storage device 29. Equipped with The arithmetic device 30 is a so-called computer, and includes a processor 301 , a memory 302 , a communication section 304 , an input/output section 303 , and an interface 305 . An output device 27 , an input device 28 , and a storage device 29 are connected to the arithmetic device 30 via an interface 305 .

管理装置3は、通信部304を介して取得したデータ送信信号に含まれる各種データを記憶装置29に記憶する。記憶装置29には、船上システム2から送信されてきた各種データを格納したデータベースが構築されている。記憶装置29には、例えば、エンジン負荷データ、筒内圧力データ、燃料噴射タイミングデータ、排気弁位置データ、排気ガス温度データ、掃気室温度データ、排気弁ストロークデータ、及び排気弁閉タイミングデータなどを記憶したデータベースが構築されてよい。 The management device 3 stores various data included in the data transmission signal acquired via the communication unit 304 in the storage device 29. A database storing various data transmitted from the onboard system 2 is constructed in the storage device 29 . The storage device 29 stores, for example, engine load data, cylinder pressure data, fuel injection timing data, exhaust valve position data, exhaust gas temperature data, scavenging chamber temperature data, exhaust valve stroke data, and exhaust valve closing timing data. A stored database may be constructed.

〔判定装置300の構成〕
船陸間通信システム1には、エンジン10が有する動弁装置32に具備される空気ばね33のエア漏れの有無を判定する判定装置300が含まれている。判定装置300は、判定器3Aと、複数のシリンダ11の各々について筒内圧力をクランク角に関連付けて測定する筒内圧力測定器65と、エンジン10の状態を表す測定値を取得してエア漏れの可能性を否定する第1群の状態値を算出する第1群の状態値算出器66と、エンジン10の状態を表す測定値を取得してエア漏れの可能性を肯定する第2群の状態値を算出する第2群の状態値算出器67とを備える。状態値算出器66,67は少なくとも1つの演算器から構成される。
[Configuration of determination device 300]
The ship-to-land communication system 1 includes a determination device 300 that determines whether or not there is an air leak from an air spring 33 included in a valve train 32 included in the engine 10 . The determining device 300 includes a determining device 3A, an in-cylinder pressure measuring device 65 that measures the in-cylinder pressure in each of the plurality of cylinders 11 in relation to a crank angle, and acquires a measured value representing the state of the engine 10 to detect air leakage. A first group state value calculator 66 calculates a first group state value that negates the possibility of air leakage, and a second group state value calculator 66 that obtains a measured value representing the state of the engine 10 to confirm the possibility of air leakage and a second group of state value calculators 67 that calculate state values. The state value calculators 66 and 67 are composed of at least one arithmetic unit.

判定器3Aは、管理装置3に構成されている。管理装置3のメモリ302には、判定プログラムが記憶されている。管理装置3は、プロセッサ301が判定プログラムを読み出して実行することにより、判定器3Aとしての機能を発揮する。 The determiner 3A is configured in the management device 3. A determination program is stored in the memory 302 of the management device 3. The management device 3 functions as a determiner 3A when the processor 301 reads and executes the determination program.

筒内圧力測定器65、第1群の状態値算出器66、及び第2群の状態値算出器67は、データ収集装置6に構成されている。 The cylinder pressure measuring device 65, the first group of state value calculators 66, and the second group of state value calculators 67 are configured in the data collection device 6.

第1群の状態値算出器66は、エンジン10の状態を表す測定値を取得して、空気ばね33のエア漏れの可能性を否定する少なくとも1種類の第1群の状態値を算出する。なお、第1群の状態値には、排気弁ストロークの減少量ΔS、排気ガス温度Teの上昇量ΔTe、焼蝕容積の増加量、掃気室温度Tsの上昇量ΔTsのうち少なくとも1種類が含まれる。上記の測定値には、第1群の状態値を算出するための測定データが含まれる。このような測定値には、排気弁位置検出器55の検出値に基づく排気弁ストロークデータ、排気ガス温度計53の検出値に基づく排気ガス温度データ、及び、掃気室温度計57の検出値に基づく掃気室温度データのうち第1群の状態値に対応したデータが含まれる。 The first group of state value calculators 66 acquire measured values representing the state of the engine 10 and calculate at least one type of first group of state values that deny the possibility of air leakage from the air spring 33. The first group of state values includes at least one of the following: exhaust valve stroke reduction amount ΔS, exhaust gas temperature Te increase amount ΔTe, erosion volume increase amount, and scavenging chamber temperature Ts increase amount ΔTs. It will be done. The above measurement values include measurement data for calculating the state value of the first group. Such measured values include exhaust valve stroke data based on the detected value of the exhaust valve position detector 55, exhaust gas temperature data based on the detected value of the exhaust gas thermometer 53, and exhaust gas temperature data based on the detected value of the scavenging chamber thermometer 57. Among the base scavenging chamber temperature data, data corresponding to the first group of state values is included.

第2群の状態値算出器67は、空気ばね33のエア漏れの可能性を肯定する少なくとも1種類の第2群の状態値を算出する。なお、第2群の状態値には、排気弁閉タイミングθcの遅れ量Δθcが含まれる。上記の測定値には、第2群の状態値を算出するための測定データが含まれる。このような測定値には、エンジン負荷検出器51の検出値に基づくエンジン負荷センサ、筒内圧力センサ52の検出値に基づく筒内圧力データ、及び排気弁位置検出器55の検出値に基づく排気弁閉タイミングデータのうち第2群の状態値に対応したデータが含まれる。 The second group state value calculator 67 calculates at least one type of second group state value that affirms the possibility of air leakage from the air spring 33. Note that the second group of state values includes a delay amount Δθc of the exhaust valve closing timing θc. The above measurement values include measurement data for calculating the state value of the second group. Such measured values include an engine load sensor based on the detected value of the engine load detector 51, cylinder pressure data based on the detected value of the in-cylinder pressure sensor 52, and exhaust gas data based on the detected value of the exhaust valve position detector 55. The valve closing timing data includes data corresponding to the second group of state values.

判定器3Aは、筒内圧力、第1群の状態値、及び第2群の状態値を取得して、空気ばね33におけるエア漏れの可能性を判定する。以下、判定器3Aによって行われる判定処理を詳細に説明する。 The determiner 3A determines the possibility of air leakage in the air spring 33 by acquiring the cylinder pressure, the first group state value, and the second group state value. The determination process performed by the determiner 3A will be described in detail below.

判定器3Aは、筒内圧力データから圧縮圧力Pcompを抽出し、その値を監視する。圧縮圧力Pcompは、シリンダ11内のピストン14が上死点TDCに位置しているときの筒内圧力である(図4、参照)。判定器3Aは、計測された圧縮圧力Pcompと、所定の圧縮圧力基準値とを比較する。圧縮圧力Pcompが圧縮圧力基準値以上の場合には空気ばね33のエア漏れは生じていないが、圧縮圧力Pcompが圧縮圧力基準値よりも小さくなると空気ばね33のエア漏れが生じている可能性があると推測することができる。 The determiner 3A extracts the compression pressure P comp from the cylinder pressure data and monitors the value. The compression pressure P comp is the in-cylinder pressure when the piston 14 in the cylinder 11 is located at the top dead center TDC (see FIG. 4). The determiner 3A compares the measured compression pressure P comp with a predetermined compression pressure reference value. If the compression pressure P comp is equal to or higher than the compression pressure reference value, no air leakage occurs from the air spring 33, but if the compression pressure P comp becomes smaller than the compression pressure reference value, air leakage from the air spring 33 may occur. It can be assumed that there is a sex.

上記において、圧縮圧力基準値は、ターゲットシリンダ11のターゲットサイクルの直前の所定数サイクルの圧縮圧力Pcompの平均値であってよい。また、圧縮圧力基準値は、ターゲットサイクルと同等のエンジン負荷のときに測定された圧縮圧力Pcompの平均値であってよい。或いは、圧縮圧力基準値は、エンジン10が具備する複数のシリンダ11でターゲットサイクルと同一サイクルで測定された圧縮圧力Pcompの平均値であってよい。また、圧縮圧力基準値は、ターゲットシリンダ11において、エンジン負荷と対応付けられた圧縮圧力設計値であってよい。図7は、エンジン負荷に対応する圧縮圧力設計値を表す圧縮圧力設計値曲線を示す図である。圧縮圧力設計値曲線では、エンジン負荷の増大に従って圧縮圧力設計値が増大する。予め図7に示すような圧縮圧力設計値曲線が判定器3Aに記憶されており、判定器3Aはエンジン負荷に応じて予め設定される設計上の圧縮圧力/掃気圧比(Pcomp/P比)を利用して、測定されたエンジン負荷に対応する圧縮圧力設計値を求め、それを圧縮圧力基準値として用いてよい。掃気圧Pは、掃気行程の筒内圧力である。また、圧縮圧力基準値は、設計上の圧縮圧力/掃気圧比を利用して、計測された掃気圧Pから求まる圧縮圧力であってよい。 In the above, the compression pressure reference value may be an average value of the compression pressure P comp of a predetermined number of cycles immediately before the target cycle of the target cylinder 11. Further, the compression pressure reference value may be an average value of compression pressures P comp measured at an engine load equivalent to the target cycle. Alternatively, the compression pressure reference value may be an average value of compression pressures P comp measured in a plurality of cylinders 11 included in the engine 10 in the same cycle as the target cycle. Further, the compression pressure reference value may be a compression pressure design value associated with the engine load in the target cylinder 11. FIG. 7 is a diagram showing a compression pressure design value curve representing a compression pressure design value corresponding to the engine load. In the compression pressure design value curve, the compression pressure design value increases as the engine load increases. A compression pressure design value curve as shown in FIG . (ratio) may be used to determine a compression pressure design value corresponding to the measured engine load, which may be used as the compression pressure reference value. The scavenging pressure Ps is the in-cylinder pressure during the scavenging stroke. Further, the compression pressure reference value may be a compression pressure determined from the measured scavenging pressure Ps using a designed compression pressure/scavenging pressure ratio.

判定器3Aは、圧縮圧力Pcompが圧縮圧力基準値よりも小さく、且つ、圧縮圧力基準値と圧縮圧力Pcompとの差分ΔPcが所定の圧縮圧力閾値Acよりも大きいことを条件として、判定処理を開始する。 The determiner 3A performs a determination process on the condition that the compression pressure P comp is smaller than the compression pressure reference value, and the difference ΔPc between the compression pressure reference value and the compression pressure P comp is larger than a predetermined compression pressure threshold Ac. Start.

判定処理を開始した判定器3Aは、条件指数Fと、第1状態指数R~第5状態指数Rのうち少なくとも1種類とを算出する。採用される状態指数は、エンジン10の構造に応じて決定されてよい。採用される状態指数の種類は1であってもよいが、採用される状態指数の種類が多いほど判定の精度が向上する。 The determiner 3A that has started the determination process calculates the condition index F and at least one type among the first condition index R 1 to the fifth condition index R 5 . The condition index to be adopted may be determined depending on the structure of the engine 10. Although one type of condition index may be employed, the accuracy of the determination improves as more types of condition indexes are employed.

状態指数R~Rは、エア漏れが生じている可能性を低める要因(否定要素)を示す第1群の状態指数と、エア漏れが生じている可能性を高める要因(肯定要素)を示す第2群の状態指数とに分類できる。判定に採用される状態指数R~Rには、少なくとも1種類の第1群の状態指数と、少なくとも1つの第2群の状態指数とが含まれることが望ましい。 Condition indices R 1 to R 5 are the first group of condition indexes that indicate factors that reduce the possibility of air leaks occurring (negative factors) and factors that increase the possibility that air leaks occur (positive factors). It can be classified into the second group of condition indexes shown below. It is desirable that the condition indices R 1 to R 5 employed in the determination include at least one type of first group condition index and at least one type of second group condition index.

〔条件指数F〕
条件指数Fは、圧縮圧力Pcompの低下度合いを表す。図8は、圧縮圧力基準値と圧縮圧力Pcompとの差分ΔPcと条件指数Fとの関係を表す図表であり、縦軸が条件指数Fを表し、横軸が差分ΔPcを表している。条件指数F(ΔPc)は差分ΔPcの関数である。条件指数F(ΔPc)は、差分ΔPcが圧縮圧力閾値Acまではゼロであり、差分ΔPcが圧縮圧力閾値Acを超えると差分ΔPcの増加に従って増加する。
[Condition index F]
The condition index F represents the degree of decrease in the compression pressure P comp . FIG. 8 is a chart showing the relationship between the difference ΔPc between the compression pressure reference value and the compression pressure P comp and the condition index F, in which the vertical axis represents the condition index F and the horizontal axis represents the difference ΔPc. The condition index F(ΔPc) is a function of the difference ΔPc. The condition index F (ΔPc) is zero until the difference ΔPc reaches the compression pressure threshold Ac, and increases as the difference ΔPc increases when the difference ΔPc exceeds the compression pressure threshold Ac.

〔否定要素:第1状態指数R
排気弁摺動部の汚損や損傷によって排気弁動作が阻害され排気弁ストロークが減少した場合に、圧縮圧力Pcompが減少することがある。排気弁ストロークの減少が生じている場合には、圧縮圧力Pcompの減少の要因は空気ばね33のエア漏れ以外である可能性がある。そこで、所定の排気弁ストローク基準値からの排気弁ストロークの減少量ΔSが第1群の状態値として用いられ、減少量ΔSの増大に伴って減少する第1状態指数Rが第1群の状態指数として用いられる。
[Negative element: first state index R 1 ]
When the exhaust valve operation is inhibited due to dirt or damage to the exhaust valve sliding part and the exhaust valve stroke is reduced, the compression pressure P comp may be reduced. If the exhaust valve stroke has decreased, the cause of the decrease in the compression pressure P comp may be other than air leakage from the air spring 33 . Therefore, the amount of decrease ΔS in the exhaust valve stroke from the predetermined exhaust valve stroke reference value is used as the state value of the first group, and the first condition index R1 , which decreases as the amount of decrease ΔS increases, is the state value of the first group. Used as a condition index.

第1群の状態値算出器66は、排気弁ストロークデータを用いて、排気弁ストローク基準値からの排気弁ストロークの減少量ΔSを求める。排気弁ストローク基準値は、ターゲットシリンダ11のターゲットサイクルの直前の所定数サイクルの排気弁ストロークの平均値であってよい。また、排気弁ストローク基準値は、ターゲットサイクルと同等のエンジン負荷のときに測定された排気弁ストロークの平均値であってよい。或いは、排気弁ストローク基準値は、エンジン10が具備する複数のシリンダ11でターゲットサイクルと同一サイクルで測定された排気弁ストロークの平均値であってよい。 The first group of state value calculators 66 uses the exhaust valve stroke data to determine the amount of decrease ΔS in the exhaust valve stroke from the exhaust valve stroke reference value. The exhaust valve stroke reference value may be an average value of exhaust valve strokes of a predetermined number of cycles immediately before the target cycle of the target cylinder 11. Further, the exhaust valve stroke reference value may be an average value of exhaust valve strokes measured at an engine load equivalent to the target cycle. Alternatively, the exhaust valve stroke reference value may be an average value of exhaust valve strokes measured in a plurality of cylinders 11 included in the engine 10 in the same cycle as the target cycle.

判定器3Aは、排気弁ストロークの減少量ΔSに基づいて第1状態指数Rを求める。図9は、排気弁ストロークの減少量ΔSと第1状態指数Rとの関係を表す図表であり、縦軸が第1状態指数Rを表し、横軸が排気弁ストロークの減少量ΔSを表している。排気弁ストロークの減少量ΔSと第1状態指数Rとの関係は予め判定器3Aに記憶されている。第1状態指数R(ΔS)は、排気弁ストロークの減少量ΔSがストローク閾値As以下では一定値(例えば、1)であり、排気弁ストロークの減少量ΔSがストローク閾値Asを超えると(即ち、排気弁ストロークがストローク閾値Asよりも小さくなると)殆どゼロまで急峻に減少する。 The determiner 3A determines the first state index R1 based on the exhaust valve stroke reduction amount ΔS. FIG. 9 is a chart showing the relationship between the exhaust valve stroke reduction amount ΔS and the first condition index R 1 , where the vertical axis represents the first condition index R 1 and the horizontal axis represents the exhaust valve stroke reduction amount ΔS. represents. The relationship between the exhaust valve stroke reduction amount ΔS and the first state index R1 is stored in advance in the determiner 3A. The first state index R 1 (ΔS) is a constant value (for example, 1) when the exhaust valve stroke reduction amount ΔS is less than or equal to the stroke threshold As, and is a constant value (for example, 1) when the exhaust valve stroke reduction amount ΔS exceeds the stroke threshold As (i.e. , when the exhaust valve stroke becomes smaller than the stroke threshold As) sharply decreases to almost zero.

〔肯定要素:第2状態指数R
ターゲットシリンダ11の排気弁閉タイミングθcに遅れが生じている場合には、検出された圧縮圧力Pcompの減少は空気ばね33のエア漏れに起因する可能性が高い。そこで、所定の排気弁閉タイミング基準値からの排気弁閉タイミングθcの遅れ量Δθcが第2群の状態値として用いられ、遅れ量Δθcの増大に伴って増加する第2状態指数Rが第2群の状態指数として用いられる。
[Affirmative element: second state index R 2 ]
If there is a delay in the exhaust valve closing timing θc of the target cylinder 11, there is a high possibility that the decrease in the detected compression pressure Pcomp is caused by air leakage from the air spring 33. Therefore, the delay amount Δθc of the exhaust valve closing timing θc from the predetermined exhaust valve closing timing reference value is used as the second group of state values, and the second state index R2 , which increases as the delay amount Δθc increases, is used as the second state value. It is used as a condition index for the second group.

第2群の状態値算出器67は、排気弁閉タイミングデータを用いて、所定の排気弁閉タイミング基準値からの排気弁閉タイミングθcの遅れ量Δθcを求める。排気弁閉タイミング基準値は、エンジン10が具備する複数のシリンダ11でターゲットサイクルと同一サイクルで測定された排気弁閉タイミングθcの平均値であってよい。 The second group of state value calculators 67 uses the exhaust valve closing timing data to determine a delay amount Δθc of the exhaust valve closing timing θc from a predetermined exhaust valve closing timing reference value. The exhaust valve closing timing reference value may be an average value of exhaust valve closing timings θc measured in the same cycle as the target cycle in a plurality of cylinders 11 included in the engine 10.

判定器3Aは、排気弁閉タイミングθcの遅れ量Δθcに基づいて第2状態指数Rを求める。図10は、排気弁閉タイミングθcの遅れ量Δθcと第2状態指数Rとの関係を表す図表であり、縦軸が第2状態指数Rを表し、横軸が排気弁閉タイミングθcの遅れ量Δθcを表している。排気弁閉タイミングθcの遅れ量Δθcと第2状態指数R2との関係は予め判定器3Aに記憶されている。第2状態指数R(Δθc)は、遅れ量Δθcが遅れ閾値Aθc以下ではゼロであり、遅れ量Δθcが遅れ閾値Aθcを超えると遅れ量Δθcの増加に伴って増加する。 The determiner 3A determines the second state index R2 based on the delay amount Δθc of the exhaust valve closing timing θc. FIG. 10 is a chart showing the relationship between the delay amount Δθc of the exhaust valve closing timing θc and the second state index R2, where the vertical axis represents the second state index R2 , and the horizontal axis represents the delay amount Δθc of the exhaust valve closing timing θc. It represents the amount of delay Δθc. The relationship between the delay amount Δθc of the exhaust valve closing timing θc and the second state index R2 is stored in advance in the determiner 3A. The second state index R 2 (Δθc) is zero when the delay amount Δθc is below the delay threshold Aθc, and increases as the delay amount Δθc increases when the delay amount Δθc exceeds the delay threshold Aθc.

〔否定要素:第3状態指数R
シリンダカバー、排気弁16の触火面、及びピストンクラウン頂部などの燃焼室50を形成している要素において焼蝕が生じていると、燃焼室50の容積が設計値よりも大きくなる。燃焼室50の容積の増加は、圧縮圧力Pcompの低下の原因となり得る。そこで、焼蝕容積がゼロからの焼蝕容積の増加量(即ち、焼蝕容積)が第1群の状態値として用いられ、焼蝕容積の増加量の増大に伴って減少する第3状態指数Rが第1群の状態指数として用いられる。
[Negative element: third state index R 3 ]
If erosion occurs in the elements forming the combustion chamber 50, such as the cylinder cover, the contact surface of the exhaust valve 16, and the top of the piston crown, the volume of the combustion chamber 50 will become larger than the designed value. An increase in the volume of the combustion chamber 50 may cause a decrease in the compression pressure P comp . Therefore, the amount of increase in the erosion volume from zero (i.e., the erosion volume) is used as the state value of the first group, and the third condition index decreases as the increase in the erosion volume increases. R 3 is used as the condition index of the first group.

点検時に、燃焼室50を形成しているシリンダカバー、排気弁16の触火面、及びピストンクラウン頂部などの焼蝕の状態が目視で確認される。目視点検によって燃焼室50を形成している部材に焼蝕が見つかれば、焼蝕容積が計測される。焼蝕容積は予め判定器3Aに記憶されており、点検のたびに更新される。 During inspection, the state of corrosion of the cylinder cover forming the combustion chamber 50, the contact surface of the exhaust valve 16, the top of the piston crown, etc. is visually confirmed. If erosion is found in the members forming the combustion chamber 50 by visual inspection, the volume of erosion is measured. The erosion volume is stored in advance in the determiner 3A, and is updated every time an inspection is performed.

判定器3Aは、焼蝕容積の増加量に基づいて第3状態指数Rを求める。図11は、焼蝕容積の増加量と第3状態指数Rとの関係を表す図表であり、縦軸が第3状態指数Rを表し、横軸が焼蝕容積を表している。焼蝕容積の増加量と第3状態指数Rとの関係は予め判定器3Aに記憶されている。焼蝕により減少した容積(焼蝕容積)がゼロであるとき(即ち、焼蝕がないとき)の第3状態指数Rは1とする。第3状態指数Rは、焼蝕容積の増加に伴って段階的に(又は連続的に)が減少する。 The determiner 3A determines the third condition index R3 based on the amount of increase in the erosion volume. FIG. 11 is a chart showing the relationship between the amount of increase in the erosion volume and the third condition index R3 , in which the vertical axis represents the third condition index R3 , and the horizontal axis represents the erosion volume. The relationship between the amount of increase in the erosion volume and the third state index R3 is stored in advance in the determiner 3A. When the volume reduced by erosion (erosion volume) is zero (that is, when there is no erosion), the third state index R3 is 1. The third state index R3 decreases stepwise (or continuously) as the etched volume increases.

〔否定要素:第4状態指数R
排気弁16のシート不良に起因して燃焼室50からのガス漏れが生じると、圧縮圧力Pcompの低下が生じる。一方で、排気弁16のシート不良が生じると、燃焼室50の燃焼ガスが排気口13の下流へ漏れ出て、排気ガス温度計53で検出される排気ガス温度Teが上昇する。そこで、所定の排気ガス温度基準値からの排気ガス温度Teの上昇量ΔTeが第1群の状態値として用いられ、上昇量ΔTeの増大に伴って減少する第4状態指数Rが第1群の状態指数として用いられる。
[Negative element: fourth state index R 4 ]
When gas leaks from the combustion chamber 50 due to a seat defect in the exhaust valve 16, the compression pressure Pcomp decreases. On the other hand, if a seat failure occurs in the exhaust valve 16, the combustion gas in the combustion chamber 50 leaks downstream of the exhaust port 13, and the exhaust gas temperature Te detected by the exhaust gas thermometer 53 increases. Therefore, the amount of increase ΔTe in the exhaust gas temperature Te from the predetermined exhaust gas temperature reference value is used as the state value of the first group, and the fourth condition index R4 , which decreases as the amount of increase ΔTe increases, is used as the state value of the first group. It is used as a condition index.

第1群の状態値算出器66は、排気ガス温度データを用いて、所定の排気ガス温度基準値からの排気ガス温度Teの上昇量ΔTeを求める。排気ガス温度基準値は、エンジン10が具備する複数のシリンダ11でターゲットサイクルと同一サイクルで測定された排気ガス温度Teの平均値であってよい。或いは、排気ガス温度基準値は、ターゲットシリンダ11に接続された排気管26で所定期間に測定された排気ガス温度Teの平均値であってよい。 The first group of state value calculators 66 uses the exhaust gas temperature data to determine the amount of increase ΔTe in the exhaust gas temperature Te from a predetermined exhaust gas temperature reference value. The exhaust gas temperature reference value may be an average value of exhaust gas temperatures Te measured in a plurality of cylinders 11 included in the engine 10 in the same cycle as the target cycle. Alternatively, the exhaust gas temperature reference value may be an average value of the exhaust gas temperatures Te measured over a predetermined period at the exhaust pipe 26 connected to the target cylinder 11.

判定器3Aは、排気ガス温度Teの上昇量ΔTeに基づいて第4状態指数Rを求める。図12は、排気ガス温度Teの上昇量ΔTeと第4状態指数Rとの関係を表す図表であり、縦軸が第4状態指数Rを表し、横軸が排気ガス温度Teの上昇量ΔTeを表している。排気ガス温度Teの上昇量ΔTeと第4状態指数Rとの関係は、予め判定器3Aに記憶されている。第4状態指数R(ΔTe)は、排気ガス温度Teの上昇量ΔTeが所定の閾値ATe以下の場合には一定値(例えば、1)であり、上昇量ΔTeが閾値ATeを超えると上昇量ΔTeの増加に伴って減少する。 The determiner 3A determines the fourth state index R4 based on the amount of increase ΔTe in the exhaust gas temperature Te. FIG. 12 is a chart showing the relationship between the amount of increase ΔTe in exhaust gas temperature Te and the fourth state index R4 , where the vertical axis represents the fourth state index R4 , and the horizontal axis represents the amount of increase in exhaust gas temperature Te. It represents ΔTe. The relationship between the amount of increase ΔTe in the exhaust gas temperature Te and the fourth state index R4 is stored in advance in the determiner 3A. The fourth state index R 4 (ΔTe) is a constant value (for example, 1) when the amount of increase ΔTe of exhaust gas temperature Te is less than or equal to a predetermined threshold value ATe, and when the amount of increase ΔTe exceeds the threshold value ATe, the amount of increase is It decreases as ΔTe increases.

〔否定要素:第5状態指数R
ピストン14に嵌められたピストンリング(図示略)のシール不良に起因して燃焼室50からのガス漏れが生じると、圧縮圧力Pcompの低下が生じる。一方で、ピストンリングのシール不良が生じると、燃焼室50の燃焼ガスが掃気室25へ漏れ出て、掃気室25の温度上昇を招く。そこで、所定の掃気室温度基準値からの掃気室温度Tsの上昇量ΔTsが第1群の状態値として用いられ、上昇量ΔTsの増大に伴って減少する第5状態指数Rが第1群の状態指数として用いられる。
[Negative element: 5th state index R 5 ]
When gas leaks from the combustion chamber 50 due to a seal failure of a piston ring (not shown) fitted to the piston 14, the compression pressure Pcomp decreases. On the other hand, if a sealing failure occurs in the piston ring, combustion gas in the combustion chamber 50 leaks into the scavenging chamber 25, causing an increase in the temperature of the scavenging chamber 25. Therefore, the amount of increase ΔTs in the scavenging chamber temperature Ts from the predetermined reference value of the scavenging chamber temperature is used as the state value of the first group, and the fifth condition index R5 , which decreases as the amount of increase ΔTs increases, is used as the state value of the first group. It is used as a condition index.

第1群の状態値算出器66は、掃気室温度データを用いて、所定の掃気室温度基準値からの掃気室温度Tsの上昇量ΔTsを求める。掃気室温度基準値は、エンジン10が具備する複数のシリンダ11でターゲットサイクルと同一サイクルで測定された掃気室温度Tsの平均値であってよい。或いは、掃気室温度基準値は、ターゲットシリンダ11に接続された掃気室25で所定期間に測定された掃気室温度Tsの平均値であってよい。 The first group of state value calculators 66 use the scavenging chamber temperature data to determine the amount of increase ΔTs in the scavenging chamber temperature Ts from a predetermined scavenging chamber temperature reference value. The scavenging chamber temperature reference value may be an average value of the scavenging chamber temperatures Ts measured in a plurality of cylinders 11 included in the engine 10 in the same cycle as the target cycle. Alternatively, the scavenging chamber temperature reference value may be an average value of the scavenging chamber temperatures Ts measured over a predetermined period in the scavenging chamber 25 connected to the target cylinder 11.

判定器3Aは、掃気室温度Tsの上昇量ΔTsに基づいて第5状態指数Rを求める。図13は、掃気室温度Tsの上昇量ΔTsと第5状態指数Rとの関係を表す図表であり、縦軸が第5状態指数Rを表し、横軸が掃気室温度Tsの上昇量ΔTsを表している。掃気室温度Tsの上昇量ΔTsと第5状態指数Rとの関係は予め判定器3Aに記憶されている。第5状態指数R(ΔTs)は、上昇量ΔTsが閾値ATs以下の場合には一定値(例えば、1)であり、上昇量ΔTsが閾値ATsを超えると上昇量ΔTsの増加に伴って減少する。 The determiner 3A determines the fifth state index R5 based on the increase amount ΔTs of the scavenging chamber temperature Ts. FIG. 13 is a chart showing the relationship between the amount of increase ΔTs in the scavenging chamber temperature Ts and the fifth condition index R5 , where the vertical axis represents the fifth condition index R5 , and the horizontal axis represents the amount of increase in the scavenging chamber temperature Ts. It represents ΔTs. The relationship between the amount of increase ΔTs in the scavenging chamber temperature Ts and the fifth state index R5 is stored in advance in the determiner 3A. The fifth state index R 5 (ΔTs) is a constant value (for example, 1) when the increase amount ΔTs is less than or equal to the threshold value ATs, and decreases as the increase amount ΔTs increases when the increase amount ΔTs exceeds the threshold value ATs. do.

〔評価関数C〕
判定器3Aは、評価関数Cを用いて算出された評価指標に基づいて空気ばね33におけるエア漏れの可能性を評価する。評価関数Cは、第1群の状態指数と第2群の状態指数との和に条件指数Fを掛け合わせる演算式である。第1群の状態指数及び前記第2群の状態指数の少なくとも1つは、評価指標に与える影響の大きさに基づいて重み付けされていてよい。このような評価指標を用いることにより、判定器3Aは、所定の圧縮圧力基準値と圧縮圧力Pcompとの差分ΔPcが所定の圧縮圧力閾値Acを超えたときに、第1群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を低く判定する、及び/又は、第2群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を高く判定することとなる。
[Evaluation function C]
The determiner 3A evaluates the possibility of air leakage in the air spring 33 based on the evaluation index calculated using the evaluation function C. The evaluation function C is an arithmetic expression that multiplies the sum of the condition index of the first group and the condition index of the second group by the condition index F. At least one of the first group of condition indices and the second group of condition indices may be weighted based on the magnitude of influence on the evaluation index. By using such an evaluation index, the determiner 3A determines that the state value of the first group is the same when the difference ΔPc between the predetermined compression pressure reference value and the compression pressure P The larger the state value of the second group is, the lower the possibility of air leakage is judged to be, and/or the larger the state value of the second group is, the higher the possibility of air leakage is judged to be.

本実施形態において判定器3Aは、上記のように算出された条件指数F及び第1状態指数R~第5状態指Rと、予め記憶された影響指数α~αと、予め与えられた評価関数Cとを用いて評価指標を算出する。評価関数Cは、次式(1)で表される。
C=F×R ・・・式(1)
(但し、R=α・R・R・R・R・R
In this embodiment, the determiner 3A uses the condition index F and the first condition index R 1 to the fifth condition index R 5 calculated as described above, and the influence index α 1 to α 5 stored in advance, An evaluation index is calculated using the obtained evaluation function C. The evaluation function C is expressed by the following equation (1).
C=F×R...Formula (1)
(However, R=α 1・R 12・R 23・R 34・R 45・R 5 )

上記において、α~αは、各状態指数R~Rがエア漏れの可能性の判定に与える影響度を示す影響指数である。影響指数α~αは、各状態指数R~Rにおける他の状態指数に対する重みを表す。影響指数α~αの値は、特に限定されないが、例えば、全体を100としてα:α:α:α:α=25:20:5:25:25に設定される。なお、影響指数α~αは、エンジン10の特性、仕様、使用年数等によって異なる割合に設定され得る。また、影響指数α~αは、機械学習(教師あり学習)を行った結果に基づいて設定されてもよい。また、評価関数Cにおいて、影響指数α~αは用いられなくてもよい(即ち、α=α=α=α=α=1)。 In the above, α 1 to α 5 are influence indices indicating the degree of influence of each condition index R 1 to R 5 on the determination of the possibility of air leakage. The influence indices α 1 to α 5 represent the weights of each state index R 1 to R 5 relative to other state indices. The values of the influence indices α 1 to α 5 are not particularly limited, but are set to, for example, α 12345 =25:20:5:25:25, with the whole being 100. . Note that the influence indices α 1 to α 5 can be set to different ratios depending on the characteristics, specifications, years of use, etc. of the engine 10. Furthermore, the influence indices α 1 to α 5 may be set based on the results of machine learning (supervised learning). Furthermore, in the evaluation function C, the influence indices α 1 to α 5 may not be used (ie, α 12345 =1).

上記のような評価関数Cを用いて判定器3Aが算出する評価指標が大きい値となるほど、空気ばね33におけるエア漏れの可能性が高くなる。判定器3Aは、評価関数Cを用いて算出された評価指標が所定の判定基準を超えた場合に、空気ばね33におけるエア漏れの可能性が高いと判定し、所定の報知を行う。所定の報知は、例えば、管理装置3の出力装置27(例えば、ディスプレイ、警告灯、ブザー等)を通じて行われてもよいし、管理装置3から船舶4に異常報知信号を送信することにより、船舶4に備えられた表示装置、警告灯、ブザー等によって行われてもよい。 The larger the evaluation index calculated by the determiner 3A using the evaluation function C as described above becomes, the higher the possibility of air leakage in the air spring 33 becomes. If the evaluation index calculated using the evaluation function C exceeds a predetermined criterion, the determiner 3A determines that there is a high possibility of air leakage in the air spring 33, and issues a predetermined notification. The predetermined notification may be performed, for example, through the output device 27 (for example, a display, a warning light, a buzzer, etc.) of the management device 3, or by transmitting an abnormality notification signal from the management device 3 to the ship 4. This may be done using a display device, a warning light, a buzzer, etc., provided in 4.

以上に説明した通り、本実施形態に係る船陸間通信システム1は、船舶4に設けられたデータ送信装置7と、陸上に設けられた管理装置3と、判定装置300とを備える。判定装置300は、管理装置3に設けられた判定器3Aと、船舶4に設けられた筒内圧力測定器65及び状態値算出器66,67とを含む。そして、データ送信装置7は、筒内圧力、第1群の状態値のデータ、及び第2群の状態値のデータを管理装置3に衛星通信を介して送信するように構成されている。なお、上記実施形態では、判定器3Aが陸上に設けられているが、判定器3Aは船舶4に設けられていてもよい。 As described above, the ship-to-land communication system 1 according to the present embodiment includes the data transmitting device 7 provided on the ship 4, the management device 3 provided on land, and the determination device 300. The determining device 300 includes a determining device 3A provided in the management device 3, and an in-cylinder pressure measuring device 65 and state value calculators 66 and 67 provided in the ship 4. The data transmitting device 7 is configured to transmit the in-cylinder pressure, data on the first group of state values, and data on the second group of state values to the management device 3 via satellite communication. Note that in the above embodiment, the determiner 3A is provided on land, but the determiner 3A may be provided in the ship 4.

筒内圧力測定器65は、エンジン10のシリンダ11の筒内圧力をクランク角に関連付けて測定し、筒内圧力測定データを生成する。状態値算出器66,67は、エンジン10の状態を表す測定値を取得して、エア漏れの可能性を否定する少なくとも1種類の第1群の状態値、及び/又は、エア漏れの可能性を肯定する少なくとも1種類の第2群の状態値を算出する。判定器3Aは、筒内圧力と、第1群の状態値、及び/又は、第2群の状態値とを取得して、空気ばね33のエア漏れの可能性を判定する。ここで、判定器3Aは、所定の圧縮圧力基準値と圧縮圧力Pcompとの差分ΔPcが所定の圧縮圧力閾値Acを超えたときに、第1群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を低く判定する、及び/又は、第2群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を高く判定する。 The cylinder pressure measuring device 65 measures the cylinder pressure of the cylinder 11 of the engine 10 in relation to the crank angle, and generates cylinder pressure measurement data. The condition value calculators 66 and 67 acquire measured values representing the condition of the engine 10 and calculate at least one type of first group of condition values that deny the possibility of air leakage and/or the possibility of air leakage. At least one type of second group state value that is affirmative is calculated. The determiner 3A determines the possibility of air leakage from the air spring 33 by acquiring the cylinder pressure, the first group of state values, and/or the second group of state values. Here, the determiner 3A determines that when the difference ΔPc between the predetermined compression pressure reference value and the compression pressure P comp exceeds the predetermined compression pressure threshold Ac, the larger the state value of the first group is, the more likely air leakage is. is determined to be low, and/or the possibility of air leak is determined to be high as the state value of the second group is large.

同様に、本実施形態に係る判定方法は、複数のシリンダ11の各々について筒内圧力を検知し、エンジン10の状態を表す測定値を取得して、エア漏れの可能性を否定する少なくとも1種類の第1群の状態値、及び/又は、エア漏れの可能性を肯定する少なくとも1種類の第2群の状態値を算出し、所定の圧縮圧力基準値と圧縮圧力閾値Acとの差分ΔPcが所定の圧縮圧力閾値Acを超えたときに、第1群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を低く判定する、及び/又は、第2群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を高く判定する。 Similarly, the determination method according to the present embodiment detects the in-cylinder pressure for each of the plurality of cylinders 11, obtains a measured value representing the state of the engine 10, and uses at least one type of determination method to deny the possibility of air leakage. A first group of state values and/or at least one type of second group of state values that affirm the possibility of air leakage are calculated, and the difference ΔPc between a predetermined compression pressure reference value and a compression pressure threshold Ac is calculated. When a predetermined compression pressure threshold Ac is exceeded, the larger the state value of the first group is, the lower the possibility of air leakage is determined, and/or the larger the state value of the second group is, the lower the possibility of air leakage is determined. Judge highly.

上記の判定装置300及び判定方法によれば、圧縮圧力Pcompが低下したときに、第1群の状態値が大きいほど空気ばね33のエア漏れの可能性が低く判定される。又は/加えて、第2群の状態値が大きいほど空気ばね33のエア漏れの可能性が高く判定される。このように、圧縮圧力Pcompに加えて、第1群の状態値及び第2群の状態値を加味してエア漏れの可能性が判定されるので、エア漏れ以外の原因による圧縮圧力Pcompの低下が排斥されて、エア漏れの有無をより正確に判定することができる。 According to the above-described determination device 300 and determination method, when the compression pressure P comp decreases, the larger the state value of the first group is, the lower the possibility of air leakage from the air spring 33 is determined to be. Alternatively/in addition, it is determined that the larger the state value of the second group is, the higher the possibility of air leakage from the air spring 33 is. In this way, in addition to the compression pressure P comp , the possibility of air leakage is determined by taking into account the state values of the first group and the state values of the second group, so that the compression pressure P comp due to causes other than air leakage Since the decrease in air is excluded, the presence or absence of air leakage can be determined more accurately.

上記では、第1群の状態値及び第2群の状態値のうち少なくとも一方が判定に用いられるが、より確実度の高い判定を行う観点から、第1群の状態値及び第2群の状態値の双方が判定に用いられることが望ましい。そこで、本実施形態に係る判定装置300において、状態値算出器66,67は、第1群の状態値を算出する第1群の状態値算出器66と、第2群の状態値を算出する第2群の状態値算出器67とを含む。そして、判定器3Aは、圧縮圧力基準値と圧縮圧力Pcompとの差分ΔPcが圧縮圧力閾値Acを超えたときに、第1群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を低く判定し、第2群の状態値が大きいほどエア漏れの可能性を高く判定する。 In the above, at least one of the state values of the first group and the state values of the second group is used for the determination, but from the viewpoint of making a more reliable determination, the state values of the first group and the state values of the second group are It is desirable that both values be used for determination. Therefore, in the determination device 300 according to the present embodiment, the state value calculators 66 and 67 include a first group state value calculator 66 that calculates the first group state values, and a first group state value calculator 66 that calculates the second group state values. and a second group of state value calculators 67. Then, when the difference ΔPc between the compression pressure reference value and the compression pressure P comp exceeds the compression pressure threshold Ac, the determiner 3A determines that the larger the state value of the first group is, the lower the possibility of air leakage is, The larger the state value of the second group is, the higher the possibility of air leakage is judged to be.

このように、空気ばね33におけるエア漏れの可能性を低める判定要素である第1群の状態値及びその可能性を高める判定要素である第2群の状態値の双方に基づいて判定を行うことにより、より確実度の高い判定を行うことができる。 In this way, the determination can be made based on both the first group of state values, which are determining factors that reduce the possibility of air leakage in the air spring 33, and the second group of state values, which are determining factors that increase the possibility. This allows a more reliable determination to be made.

また、本実施形態に係る判定装置300において、判定器3Aは、圧縮圧力基準値と圧縮圧力Pcompとの差分ΔPcの増大に伴って増加する条件指数Fと、第1群の状態値の増大に伴って減少する第1群の状態指数(R,R,R,R)と、第2群の状態値の増大に伴って増加する第2群の状態指数(R)とを求め、第1群の状態指数(R,R,R,R)と第2群の状態指数(R)との和に条件指数Fを掛け合わせた評価関数Cを用いて、エア漏れの可能性を判定するように構成されている。 In the determination device 300 according to the present embodiment, the determination device 3A uses a condition index F that increases with an increase in the difference ΔPc between the compression pressure reference value and the compression pressure P comp , and an increase in the condition value of the first group. The state index of the first group (R 1 , R 3 , R 4 , R 5 ) decreases as the state value of the second group increases, and the state index of the second group (R 2 ) increases as the state value of the second group increases. is calculated using an evaluation function C that is obtained by multiplying the sum of the condition index of the first group (R 1 , R 3 , R 4 , R 5 ) and the condition index of the second group (R 2 ) by the condition index F. , configured to determine the possibility of an air leak.

同様に、本実施形態に係る判定方法では、圧縮圧力基準値と圧縮圧力Pcompとの差分ΔPcの増大に伴って増加する条件指数Fと、第1群の状態値の増大に伴って減少する第1群の状態指数(R,R,R,R)と、第2群の状態値の増大に伴って増加する第2群の状態指数(R)とを求め、第1群の状態指数(R,R,R,R)と第2群の状態指数(R)との和に条件指数Fを掛け合わせた評価関数Cを用いて、エア漏れの可能性を判定する。 Similarly, in the determination method according to the present embodiment, the condition index F increases as the difference ΔPc between the compression pressure reference value and the compression pressure P comp increases, and the condition index F decreases as the condition value of the first group increases. The state index (R 1 , R 3 , R 4 , R 5 ) of the first group and the state index (R 2 ) of the second group that increases as the state value of the second group increases, and Using evaluation function C, which is the sum of the condition index of the group (R 1 , R 3 , R 4 , R 5 ) and the condition index of the second group (R 2 ), multiplied by the condition index F, the possibility of air leakage is determined. Determine gender.

上記判定装置300及び判定方法によれば、空気ばね33におけるエア漏れの可能性が高いほど評価関数Cで得られる評価指標が大きい値となるため、エア漏れの可能性を容易に可視化することができる。 According to the above-described determination device 300 and determination method, the higher the possibility of air leakage in the air spring 33, the larger the evaluation index obtained by the evaluation function C, so that the possibility of air leakage can be easily visualized. can.

上記判定装置300及び判定方法において、第1群の状態指数及び第2群の状態指数の少なくとも1つが、エア漏れの判定に与える影響の大きさに基づいて重み付けされていてよい。 In the determination device 300 and determination method described above, at least one of the first group of condition indexes and the second group of condition indexes may be weighted based on the magnitude of influence on the determination of air leakage.

このように状態指数が一律に加え合わせられるのではなく、エア漏れの判定に与える影響の大きさに基づいて個別に重み付けされることによって、エア漏れの可能性が評価関数Cにより正確に表れる。 In this way, the possibility of air leakage is more accurately represented by the evaluation function C by weighting the condition indexes individually based on the magnitude of their influence on the determination of air leakage, instead of uniformly adding them together.

上記判定装置300及び判定方法において、測定値は排気弁ストロークを含み、第1群の状態値は所定の排気弁ストローク基準値からの排気弁ストロークの減少量ΔSを含んでいてよい。 In the determination device 300 and determination method described above, the measured value may include the exhaust valve stroke, and the first group of state values may include the amount of decrease ΔS in the exhaust valve stroke from a predetermined exhaust valve stroke reference value.

排気弁16の摺動部の異常が生じていると排気弁動作が阻害され排気弁ストロークが減少し、圧縮圧力Pcompが低下することがある。よって、第1群の状態値に排気弁ストロークの減少量ΔSが含まれることによって、測定された圧縮圧力Pcompの低下に排気弁16の摺動部の異常が関与しているか否かを知ることができる。 If an abnormality occurs in the sliding portion of the exhaust valve 16, the exhaust valve operation may be inhibited, the exhaust valve stroke may decrease, and the compression pressure P comp may decrease. Therefore, by including the exhaust valve stroke reduction amount ΔS in the first group of state values, it is possible to know whether an abnormality in the sliding portion of the exhaust valve 16 is involved in the reduction in the measured compression pressure P comp . be able to.

上記判定装置300及び判定方法において、測定値は排気弁閉タイミングθcを含み、第2群の状態値は所定の排気弁閉タイミング基準値からの排気弁閉タイミングθcの遅れ量Δθcを含んでいてよい。 In the above determination device 300 and determination method, the measured value includes the exhaust valve closing timing θc, and the second group of state values includes the delay amount Δθc of the exhaust valve closing timing θc from a predetermined exhaust valve closing timing reference value. good.

空気ばね33のエア漏れが生じていると排気弁閉タイミングが遅れ、圧縮圧力Pcompが低下する。このように、空気ばね33のエア漏れは排気弁閉タイミングの遅れに直接的に影響を与え得る。よって、第2群の状態値に排気弁閉タイミングの遅れ量が含まれることによって、測定された圧縮圧力Pcompの低下に空気ばね33のエア漏れが関与している可能性の有無をより明確に知ることができる。 If air leakage occurs in the air spring 33, the exhaust valve closing timing will be delayed, and the compression pressure Pcomp will decrease. In this way, air leakage from the air spring 33 can directly affect the delay in the exhaust valve closing timing. Therefore, by including the amount of delay in the exhaust valve closing timing in the second group of state values, it is possible to more clearly determine whether or not there is a possibility that air leakage from the air spring 33 is involved in the decrease in the measured compression pressure Pcomp . can be known.

上記判定装置300及び判定方法において、測定値はシリンダ11における燃焼室形成部材の焼蝕容積を含み、第1群の状態値は焼蝕無しからの焼蝕容積の増加量(即ち、焼蝕容積)を含んでいてよい。 In the above determination device 300 and determination method, the measured value includes the erosion volume of the combustion chamber forming member in the cylinder 11, and the state value of the first group is the amount of increase in the erosion volume from no erosion (i.e., the erosion volume ) may be included.

焼蝕容積の増加に従って燃焼室50の容積が大きくなるため、圧縮圧力Pcompが低下する。よって、第1群の状態値に焼蝕容積の増加量が含まれることによって、測定された圧縮圧力Pcompの低下にシリンダ11における燃焼室形成部材の焼蝕が関与しているか否かを知ることができる。 Since the volume of the combustion chamber 50 increases as the erosion volume increases, the compression pressure P comp decreases. Therefore, by including the increase in the erosion volume in the state values of the first group, it is possible to know whether erosion of the combustion chamber forming member in the cylinder 11 is involved in the decrease in the measured compression pressure P comp . be able to.

上記判定装置300及び判定方法において、測定値はシリンダ11からの排気ガス温度Teを含み、第1群の状態値は所定の排気ガス温度基準値からの排気ガス温度Teの上昇量ΔTeを含んでいてよい。 In the determination device 300 and determination method, the measured value includes the exhaust gas temperature Te from the cylinder 11, and the first group of state values includes the increase amount ΔTe in the exhaust gas temperature Te from the predetermined exhaust gas temperature reference value. It's okay to stay.

排気弁16のシート不良が生じていると、排気ガス温度Teが上昇する。一方で、排気弁16のシート不良は圧縮圧力Pcompの低下を引き起こす。よって、第1群の状態値に排気ガス温度Teの上昇量ΔTeが含まれることによって、測定された圧縮圧力Pcompの低下に排気弁16のシート不良が関与しているか否かを知ることができる。 When a seat defect occurs in the exhaust valve 16, the exhaust gas temperature Te increases. On the other hand, a defective seat in the exhaust valve 16 causes a decrease in the compression pressure P comp . Therefore, by including the increase amount ΔTe in the exhaust gas temperature Te in the first group of state values, it is possible to know whether or not a seat defect in the exhaust valve 16 is involved in the decrease in the measured compression pressure P comp . can.

上記判定装置300及び判定方法において、測定値はシリンダ11へ給気される空気が蓄えられた掃気室25の掃気室温度Tsを含み、第1群の状態値は所定の掃気室温度基準値からの掃気室温度Tsの上昇量ΔTsを含んでいてよい。 In the determination device 300 and determination method described above, the measured value includes the scavenging chamber temperature Ts of the scavenging chamber 25 in which the air supplied to the cylinder 11 is stored, and the state value of the first group is determined from a predetermined scavenging chamber temperature reference value. may include the amount of increase ΔTs in the scavenging chamber temperature Ts.

ピストン14のシール不良が生じていると、掃気室温度Tsが上昇する。一方で、ピストン14のシール不良は圧縮圧力Pcompの低下を引き起こす。よって、第1群の状態値に掃気室温度Tsの上昇量ΔTsが含まれることによって、測定された圧縮圧力Pcompの低下にピストン14のシール不良が関与しているか否かを知ることができる。 When a seal failure occurs in the piston 14, the scavenging chamber temperature Ts increases. On the other hand, a seal failure in the piston 14 causes a decrease in the compression pressure P comp . Therefore, by including the amount of increase ΔTs in the scavenging chamber temperature Ts in the first group of state values, it is possible to know whether the seal failure of the piston 14 is involved in the decrease in the measured compression pressure P comp . .

なお、上記の第1群の状態値及び第2群の状態値は何れも従来から船舶4のエンジンシステム5に搭載されている計器を用いて容易に想定可能である。つまり、圧縮圧力Pcompが低下した要因が空気ばね33におけるエア漏れであるか、他の要因であるのかを容易に測定可能な状態値を用いて判定することができる。従って、簡単な構成で空気ばね33におけるエア漏れの可能性を判定することができる。 Note that both the first group of state values and the second group of state values described above can be easily estimated using instruments conventionally installed in the engine system 5 of the ship 4. That is, it is possible to determine whether the cause of the decrease in the compression pressure P comp is air leakage in the air spring 33 or another factor using easily measurable state values. Therefore, the possibility of air leakage in the air spring 33 can be determined with a simple configuration.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明の思想を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び/又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。上記の船陸間通信システム1及び判定装置300の構成は、例えば、以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention may include modifications to the specific structure and/or functional details of the above embodiments without departing from the spirit of the present invention. . The configurations of the above-described ship-to-land communication system 1 and determination device 300 can be modified as follows, for example.

例えば、上記実施の形態において、第1状態指数R~第5状態指数Rをすべて評価関数Cに用いる態様を例示したが、これに限られない。すなわち、上記5つの状態指数R~Rのうち、少なくとも1種類が使用されていればよく、使用しない状態指数が存在していてもよい。なお、場合によって影響指数α~αの何れかを0とすることで、対応する状態指数R~Rの評価関数Cへの影響をなくしてもよい。例えば、否定要素である第1群の状態指数において影響指数の最も大きい状態指数(R、R及びRのうちいずれか一つ)と、肯定要素である第2群の状態指数において影響指数の最も大きい状態指数(R)とを用いて評価関数Cが算出されてもよい。 For example, in the above-described embodiment, a mode is exemplified in which all of the first state index R 1 to fifth state index R 5 are used in the evaluation function C, but the present invention is not limited to this. That is, it is sufficient that at least one of the five condition indexes R 1 to R 5 is used, and there may be a condition index that is not used. Note that depending on the case, any of the influence indexes α 1 to α 5 may be set to 0 to eliminate the influence of the corresponding state indexes R 1 to R 5 on the evaluation function C. For example, the condition index with the largest influence index (any one of R 1 , R 4 , and R 5 ) in the condition index of the first group, which is a negative element, and the condition index with the largest influence index in the second group, which is a positive element. The evaluation function C may be calculated using the state index (R 2 ) having the largest index.

また、上記実施の形態においては、データ送信装置7で生成したデータ送信信号を船外通信部8に送信し、船外通信部8が衛星通信を介して陸上の管理装置3にデータ送信する態様を例示したが、データ送信装置7が直接衛星通信を介して陸上の管理装置3にデータ送信してもよい。すなわち、データ送信装置7が衛星通信を行う船外通信部8を備えていてもよい。 Further, in the above embodiment, the data transmission signal generated by the data transmission device 7 is transmitted to the outboard communication section 8, and the outboard communication section 8 transmits the data to the management device 3 on land via satellite communication. is illustrated, but the data transmitting device 7 may directly transmit data to the management device 3 on land via satellite communication. That is, the data transmitting device 7 may include an outboard communication section 8 that performs satellite communication.

また、上記実施の形態では、陸上の管理装置3に判定器3Aが設けられる態様を例示したが、管理装置3とは別の陸上設備に判定器3Aが設けられてもよい。或いは、例えば、データ送信装置7又は船内LAN9に接続された判定処理用の演算器等、船上に判定器3Aが設けられてもよい。 Further, in the embodiment described above, an example is given in which the determining device 3A is provided in the management device 3 on land, but the determining device 3A may be provided in land equipment other than the management device 3. Alternatively, the determiner 3A may be provided on the ship, such as a computing unit for determination processing connected to the data transmitting device 7 or the ship's LAN 9, for example.

また、判定対象のエンジン10は、船舶4に設けられる燃焼機関である限り、特に限定されない。例えば、上記エンジン10は、推進用主機、各種補機、船内発電用内燃機関等、種々の用途のエンジン10を含み得る。 Further, the engine 10 to be determined is not particularly limited as long as it is a combustion engine provided in the ship 4. For example, the engine 10 may include engines 10 for various uses, such as a main propulsion engine, various auxiliary machines, and an internal combustion engine for inboard power generation.

1 :船陸間通信システム
2 :船上システム
3 :管理装置
3A :判定器
4 :船舶
5 :エンジンシステム
6 :データ収集装置
7 :データ送信装置
10 :エンジン
11 :シリンダ
12 :掃気口
13 :排気口
14 :ピストン
15 :燃料噴射弁
16 :排気弁
18 :クランク軸
20 :過給機
24 :掃気管
25 :掃気室
26 :排気管
31 :燃料供給装置
32 :動弁装置
33 :空気ばね
36,49 :高圧管
40 :通信衛星
41,42 :衛星アンテナ
50 :燃焼室
51 :エンジン負荷検出器
52 :筒内圧力センサ
53 :排気ガス温度計
54 :噴射量検出器
55 :排気弁位置検出器
56 :クランク角検出器
57 :掃気室温度計
60 :エンジン制御装置
61 :弁アクチュエータ
65 :筒内圧力測定器
66 :第1群の状態値算出器
67 :第2群の状態値算出器
300:判定装置
331:エアシリンダ
332:ばねピストン
333:ばね室


1 : Ship-land communication system 2 : Shipboard system 3 : Management device 3A : Judgment device 4 : Ship 5 : Engine system 6 : Data collection device 7 : Data transmission device 10 : Engine 11 : Cylinder 12 : Scavenging port 13 : Exhaust port 14: Piston 15: Fuel injection valve 16: Exhaust valve 18: Crankshaft 20: Supercharger 24: Scavenging pipe 25: Scavenging chamber 26: Exhaust pipe 31: Fuel supply device 32: Valve train 33: Air springs 36, 49 : High pressure pipe 40 : Communication satellite 41, 42 : Satellite antenna 50 : Combustion chamber 51 : Engine load detector 52 : In-cylinder pressure sensor 53 : Exhaust gas thermometer 54 : Injection amount detector 55 : Exhaust valve position detector 56 : Crank angle detector 57 : Scavenging chamber temperature meter 60 : Engine control device 61 : Valve actuator 65 : In-cylinder pressure measuring device 66 : First group state value calculator 67 : Second group state value calculator 300 : Judgment device 331: Air cylinder 332: Spring piston 333: Spring chamber


Claims (18)

複数のシリンダを有する舶用2サイクルエンジンにおいて、前記複数のシリンダの各々に設けられた排気弁の動弁装置が具備する空気ばねにおけるエア漏れの可能性を判定する判定装置であって、
前記複数のシリンダの各々について筒内圧力をクランク角に関連付けて測定する筒内圧力測定器と、
前記舶用2サイクルエンジンの状態を表す測定値を取得して、前記エア漏れの可能性を否定する少なくとも1種類の第1群の状態値、及び/又は、前記エア漏れの可能性を肯定する少なくとも1種類の第2群の状態値を算出する状態値算出器と、
前記筒内圧力と、前記第1群の状態値、及び/又は、前記第2群の状態値とを取得して、前記エア漏れの可能性を判定する判定器とを備え、
前記判定器が、前記シリンダ内のピストンが上死点に位置しているときの前記筒内圧力を圧縮圧力とし、所定の圧縮圧力基準値と前記圧縮圧力との差分が所定の圧縮圧力閾値を超えたときに、前記第1群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を低く判定する、及び/又は、前記第2群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を高く判定するように構成されている、
判定装置。
In a marine two-stroke engine having a plurality of cylinders, a determination device for determining the possibility of air leakage in an air spring included in a valve operating device for an exhaust valve provided in each of the plurality of cylinders, the determination device comprising:
an in-cylinder pressure measuring device that measures in-cylinder pressure in relation to a crank angle for each of the plurality of cylinders;
Obtaining measured values representing a state of the marine two-stroke engine, and at least one type of first group of state values that deny the possibility of the air leak, and/or at least one that affirms the possibility of the air leak. a state value calculator that calculates one type of second group state value;
a determination device that acquires the cylinder pressure, the state value of the first group, and/or the state value of the second group, and determines the possibility of the air leak;
The determination device determines that the in-cylinder pressure when the piston in the cylinder is located at the top dead center is the compression pressure, and that the difference between a predetermined compression pressure reference value and the compression pressure is a predetermined compression pressure threshold. When the state value of the first group is larger, the possibility of the air leak is determined to be lower, and/or the larger the state value of the second group is, the higher the possibility of the air leak is determined to be. It is configured as follows.
Judgment device.
前記状態値算出器は、前記第1群の状態値を算出する第1群の状態値算出器と、前記第2群の状態値を算出する第2群の状態値算出器とを含み、
前記判定器は、前記圧縮圧力基準値と前記圧縮圧力との差分が前記圧縮圧力閾値を超えたときに、前記第1群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を低く判定し、前記第2群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を高く判定する、
請求項1に記載の判定装置。
The state value calculator includes a first group of state value calculators that calculate the first group of state values, and a second group of state value calculators that calculates the second group of state values,
The determining device determines that the possibility of the air leak is lower as the state value of the first group is larger when the difference between the compression pressure reference value and the compression pressure exceeds the compression pressure threshold; The larger the state value of the second group, the higher the possibility of the air leak is determined.
The determination device according to claim 1.
前記判定器は、
前記圧縮圧力基準値と前記圧縮圧力との差分の増大に伴って増加する条件指数を求め、
前記第1群の状態値の増大に伴って減少する第1群の状態指数、及び/又は、前記第2群の状態値の増大に伴って増加する第2群の状態指数を求め、
前記第1群の状態指数と前記第2群の状態指数との和に前記条件指数を掛け合わせた評価関数を用いて、前記エア漏れの可能性を判定するように構成されている、
請求項1又は2に記載の判定装置。
The determiner is
Determining a condition index that increases with an increase in the difference between the compression pressure reference value and the compression pressure,
Determine the state index of the first group that decreases as the state value of the first group increases, and/or the state index of the second group that increases as the state value of the second group increases,
The possibility of air leakage is determined using an evaluation function obtained by multiplying the sum of the condition index of the first group and the condition index of the second group by the condition index.
The determination device according to claim 1 or 2.
前記第1群の状態指数及び前記第2群の状態指数の少なくとも1つが、前記エア漏れの判定に与える影響の大きさに基づいて重み付けされている、
請求項3に記載の判定装置。
At least one of the first group of condition indexes and the second group of condition indexes is weighted based on the magnitude of influence on the air leak determination.
The determination device according to claim 3.
前記測定値は排気弁ストロークを含み、前記第1群の状態値は所定の排気弁ストローク基準値からの前記排気弁ストロークの減少量を含む、
請求項1~4のいずれか一項に記載の判定装置。
The measured value includes an exhaust valve stroke, and the first group of state values includes a decrease in the exhaust valve stroke from a predetermined exhaust valve stroke reference value.
The determination device according to any one of claims 1 to 4.
前記測定値は排気弁閉タイミングを含み、前記第2群の状態値は所定の排気弁閉タイミング基準値からの前記排気弁閉タイミングの遅れ量を含む、
請求項1~5のいずれか一項に記載の判定装置。
The measured value includes an exhaust valve closing timing, and the second group of state values includes a delay amount of the exhaust valve closing timing from a predetermined exhaust valve closing timing reference value.
The determination device according to any one of claims 1 to 5.
前記測定値は前記シリンダにおける燃焼室形成部材の焼蝕容積を含み、前記第1群の状態値は焼蝕無しからの前記焼蝕容積の増加量を含む、
請求項1~6のいずれか一項に記載の判定装置。
The measured value includes an erosion volume of the combustion chamber forming member in the cylinder, and the first group of state values includes an increase in the erosion volume from no erosion.
The determination device according to any one of claims 1 to 6.
前記測定値は前記シリンダからの排気ガス温度を含み、前記第1群の状態値は所定の排気ガス温度基準値からの前記排気ガス温度の上昇量を含む、
請求項1~7のいずれか一項に記載の判定装置。
The measured value includes an exhaust gas temperature from the cylinder, and the first group of state values includes an increase in the exhaust gas temperature from a predetermined exhaust gas temperature reference value.
The determination device according to any one of claims 1 to 7.
前記測定値は前記シリンダへ給気される空気が蓄えられた掃気室の掃気室温度を含み、前記第1群の状態値は所定の掃気室温度基準値からの前記掃気室温度の上昇量を含む、
請求項1~8のいずれか一項に記載の判定装置。
The measured value includes the scavenging air chamber temperature of the scavenging air chamber in which air supplied to the cylinder is stored, and the first group of state values includes an increase in the scavenging air chamber temperature from a predetermined scavenging chamber temperature reference value. include,
The determination device according to any one of claims 1 to 8.
請求項1~9のいずれか一項に記載の判定装置と、
船舶に設けられたデータ送信装置と、
陸上に設けられた管理装置とを備え、
前記判定器は前記管理装置に設けられ、
前記筒内圧力測定器及び前記状態値算出器は前記船舶に設けられ、
前記データ送信装置は、前記筒内圧力、前記第1群の状態値、及び前記第2群の状態値のデータを前記管理装置に衛星通信を介して送信するように構成されている、
船陸間通信システム。
A determination device according to any one of claims 1 to 9,
A data transmission device installed on the ship,
Equipped with a management device installed on land,
The determination device is provided in the management device,
The cylinder pressure measuring device and the state value calculator are provided in the ship,
The data transmitting device is configured to transmit data of the in-cylinder pressure, the first group state value, and the second group state value to the management device via satellite communication.
Ship-to-shore communication system.
複数のシリンダを有する舶用2サイクルエンジンにおいて、前記複数のシリンダの各々に設けられた排気弁の動弁装置が具備する空気ばねにおけるエア漏れの可能性をコンピュータで判定する判定方法であって、
前記複数のシリンダの各々についてクランク角に関連付けて測定した筒内圧力を取得し
前記舶用2サイクルエンジンの状態を表す測定値から算出された前記エア漏れの可能性を否定する少なくとも1種類の第1群の状態値、及び/又は、前記舶用2サイクルエンジンの状態を表す測定値から算出された前記エア漏れの可能性を肯定する少なくとも1種類の第2群の状態値を取得し、
前記シリンダ内のピストンが上死点に位置しているときの前記筒内圧力を圧縮圧力とし、所定の圧縮圧力基準値と前記圧縮圧力との差分が所定の圧縮圧力閾値を超えたときに、前記第1群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を低く判定する、及び/又は、前記第2群の状態値が大きいほど前記エア漏れの可能性を高く判定する、
判定方法。
In a marine two-stroke engine having a plurality of cylinders, a determination method that uses a computer to determine the possibility of air leakage in an air spring included in a valve operating device for an exhaust valve provided in each of the plurality of cylinders, the method comprising:
Obtaining the in-cylinder pressure measured in relation to the crank angle for each of the plurality of cylinders,
at least one type of first group of status values that negates the possibility of air leakage calculated from measured values representing the status of the marine two-stroke engine; and/or measurements representing the status of the marine two-stroke engine. obtaining at least one type of second group status value that affirms the possibility of the air leak calculated from the value ;
The in-cylinder pressure when the piston in the cylinder is located at the top dead center is defined as compression pressure, and when the difference between a predetermined compression pressure reference value and the compression pressure exceeds a predetermined compression pressure threshold, The larger the state value of the first group is, the lower the possibility of the air leak is determined, and/or the larger the state value of the second group is, the higher the possibility of the air leak is determined.
Judgment method.
前記圧縮圧力基準値と前記圧縮圧力との差分の増大に伴って増加する条件指数と、前記第1群の状態値の増大に伴って減少する第1群の状態指数と、前記第2群の状態値の増大に伴って増加する第2群の状態指数とを求め、
前記第1群の状態指数と前記第2群の状態指数との和に前記条件指数を掛け合わせた評価関数を用いて、前記エア漏れの可能性を判定する、
請求項11に記載の判定方法。
a condition index that increases as the difference between the compression pressure reference value and the compression pressure increases, a condition index of the first group that decreases as the condition value of the first group increases, and a condition index of the second group that increases as the difference between the compression pressure reference value and the compression pressure increases; Find the state index of the second group that increases as the state value increases,
determining the possibility of the air leak using an evaluation function obtained by multiplying the sum of the condition index of the first group and the condition index of the second group by the condition index;
The determination method according to claim 11.
前記第1群の状態指数及び前記第2群の状態指数の少なくとも1つが、前記エア漏れの判定に与える影響の大きさに基づいて重み付けされている、
請求項12に記載の判定方法。
At least one of the first group of condition indexes and the second group of condition indexes is weighted based on the magnitude of influence on the air leak determination.
The determination method according to claim 12.
前記測定値は排気弁ストロークを含み、前記第1群の状態値は所定の排気弁ストローク基準値からの前記排気弁ストロークの減少量を含む、
請求項11~13のいずれか一項に記載の判定方法。
The measured value includes an exhaust valve stroke, and the first group of state values includes a decrease in the exhaust valve stroke from a predetermined exhaust valve stroke reference value.
The determination method according to any one of claims 11 to 13.
前記測定値は排気弁閉タイミングを含み、前記第2群の状態値は所定の排気弁閉タイミング基準値からの前記排気弁閉タイミングの遅れ量を含む、
請求項11~14のいずれか一項に記載の判定方法。
The measured value includes an exhaust valve closing timing, and the second group of state values includes a delay amount of the exhaust valve closing timing from a predetermined exhaust valve closing timing reference value.
The determination method according to any one of claims 11 to 14.
前記測定値は前記シリンダにおける燃焼室形成部材の焼蝕容積を含み、前記第1群の状態値は焼蝕無しからの前記焼蝕容積の増加量を含む、
請求項11~15のいずれか一項に記載の判定方法。
The measured value includes an erosion volume of the combustion chamber forming member in the cylinder, and the first group of state values includes an increase in the erosion volume from no erosion.
The determination method according to any one of claims 11 to 15.
前記測定値は前記シリンダからの排気ガス温度を含み、前記第1群の状態値は所定の排気ガス温度基準値からの前記排気ガス温度の上昇量を含む、
請求項11~16のいずれか一項に記載の判定方法。
The measured value includes an exhaust gas temperature from the cylinder, and the first group of state values includes an increase in the exhaust gas temperature from a predetermined exhaust gas temperature reference value.
The determination method according to any one of claims 11 to 16.
前記測定値は前記シリンダへ給気される空気が蓄えられた掃気室の掃気室温度を含み、前記第1群の状態値は所定の掃気室温度基準値からの前記掃気室温度の上昇量を含む、
請求項11~17のいずれか一項に記載の判定方法。
The measured value includes the scavenging air chamber temperature of the scavenging air chamber in which air supplied to the cylinder is stored, and the first group of state values includes an increase in the scavenging air chamber temperature from a predetermined scavenging chamber temperature reference value. include,
The determination method according to any one of claims 11 to 17.
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