WO2022202426A1 - 過給機異常予兆判定装置及び過給機異常予兆判定方法 - Google Patents

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WO2022202426A1
WO2022202426A1 PCT/JP2022/011178 JP2022011178W WO2022202426A1 WO 2022202426 A1 WO2022202426 A1 WO 2022202426A1 JP 2022011178 W JP2022011178 W JP 2022011178W WO 2022202426 A1 WO2022202426 A1 WO 2022202426A1
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WO
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supercharger
rotation speed
time
engine
turbocharger
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PCT/JP2022/011178
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勝彦 辰巳
哲也 松尾
真吾 金澤
勲 冨田
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三菱重工マリンマシナリ株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/16—Control of the pumps by bypassing charging air
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00

Definitions

  • the present disclosure relates to a supercharger abnormality sign determination device and a supercharger abnormality sign determination method.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-051129 filed with the Japan Patent Office on March 25, 2021, the content of which is incorporated herein.
  • Patent Document 1 discloses a method for determining an abnormal state of a supercharger caused by a reduction in the area of an intake passage upstream of a compressor of a supercharger based on a pressure change on the upstream side of the compressor of the supercharger. Determining an overspeed condition of the feeder is described.
  • Patent Document 2 a map that defines the relationship between the load of the engine and the target rotation speed of the supercharger is compared with the actual rotation speed of the supercharger to determine the overspeed state of the supercharger. Have been described.
  • the overspeed state of the supercharger is determined based on the rotation speed of the supercharger, and supercharging is performed in a transient state where the load of the engine changes. It is difficult to quickly determine signs of an abnormal state of the aircraft.
  • the present disclosure quickly detects a sign of an abnormal state of a turbocharger not only in a steady state of operation of an engine with a constant load or a constant number of revolutions, but also in a transient state in which the load of the engine changes. It is an object of the present invention to provide a supercharger abnormality sign determination device and a supercharger abnormality sign determination method capable of judging.
  • a turbocharger abnormality sign determination device includes: A supercharger abnormality sign determination device for determining a sign of an abnormal state of a supercharger, a load parameter acquisition unit configured to acquire time-series data of a load parameter indicating the load or rotation speed of an engine; a supercharger rotation speed acquisition unit configured to acquire time-series data of the rotation speed of the supercharger; Based on the time-series data of the load parameter acquired by the load parameter acquisition unit and the engine turbocharger correlation information indicating the correlation between the load parameter and the rotation speed of the turbocharger, a reference value generation unit that generates a reference value for the rate of change of the rotation speed over time; a rotation speed time change rate calculation unit that calculates time-series data of the time-series data of the rotation speed of the supercharger from the time-series data of the rotation speed of the supercharger acquired by the supercharger rotation speed acquisition unit; Based on the time-series data of the time rate
  • a turbocharger abnormality sign determination method includes: A supercharger abnormality sign determination method for determining a sign of an abnormal state of a supercharger, comprising: an engine load parameter acquisition step of acquiring time-series data of a load parameter indicating the load or rotation speed of the engine; a supercharger rotation speed acquisition step configured to acquire time-series data of the rotation speed of the supercharger; Based on the time-series data of the load parameter acquired in the engine load parameter acquisition step and engine turbocharger correlation information indicating the correlation between the load parameter and the rotation speed of the turbocharger, the turbocharger a reference value generating step for generating a reference value of the time rate of change of the number of rotations of a rotation speed time rate of change calculation step of calculating time series data of the time series data of the rotation speed of the supercharger from the time series data of the rotation speed of the supercharger acquired in the step of obtaining the rotation speed of the supercharger; Abnormality
  • a machine abnormality sign determination device and a supercharger abnormality sign determination method are provided.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system 2 including a supercharger abnormality portent determination device 24 according to one embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a diagram showing an example of a hardware configuration of a turbocharger abnormality portent determination device 24 shown in FIG. 1
  • FIG. FIG. 3 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a turbocharger abnormality portent determination device 24 shown in FIGS. 1 and 2
  • FIG. FIG. 4 is a diagram showing a flow of abnormality sign determination of the supercharger 8 using the supercharger abnormality sign determination device 24 shown in FIG. 3 ; It is a figure which shows an example of engine supercharger correlation information. It is a figure which shows an example of the calculation method of engine supercharger correlation information.
  • 4 is a diagram showing the relationship between time and the load parameter of the engine 6, and the relationship between time and the rotation speed of the supercharger 8, regarding the process of increasing the load parameter of the engine 6 and the process of maintaining it constant.
  • An example in the case of a marine main engine is shown.
  • 4 is a diagram showing the relationship between time and the load parameter of the engine 6, and the relationship between time and the rotation speed of the supercharger 8, regarding the process of increasing the load parameter of the engine 6 and the process of maintaining it constant.
  • An example in the case of an engine for power generation is shown.
  • 4 is a diagram showing the relationship between time and the rotation speed of the supercharger 8 in the process of decreasing the load parameter of the engine 6 in proportion to time;
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between time and the load parameter of the engine 6, and the relationship between time and the rotation speed of the supercharger 8, with respect to the process of increasing the load parameter of the engine 6 and the process of maintaining it constant;
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system 2 including a turbocharger abnormality portent determination device 24 according to one embodiment.
  • the engine system 2 includes an engine 6, a supercharger 8, an intake passage 10, an exhaust passage 12, a safety valve 14, a bypass passage 16, a bypass valve 18, a load sensor 20, a rotation speed sensor 22, and a supercharger. and a machine abnormality portent determination device 24 .
  • the configuration of the engine 6 is not particularly limited, and the engine 6 may be, for example, a marine main engine or a generator engine.
  • the turbocharger 8 includes a compressor 8a provided in an intake passage 10 connected to the engine 6, a turbine 8b provided in an exhaust passage 12 connected to the engine 6, and a shaft 8c connecting the compressor 8a and the turbine 8b.
  • Compressor 8a, turbine 8b and shaft 8c are coaxially connected and configured to rotate together.
  • the turbine 8b rotates, and the compressor 8a connected to the turbine 8b through the shaft 8c is driven to compress the air.
  • Air compressed by the compressor 8 a is supplied to the engine 6 through an intake passage 10 .
  • the safety valve 14 is provided to open the intake passage 10 to the atmosphere and reduce the pressure in the intake passage 10 when an abnormal sign such as over-rotation of the supercharger 8 occurs.
  • the bypass passage 16 branches from the upstream side of the turbine 8b in the exhaust passage 12, bypasses the turbine 8b, and connects to the downstream side of the turbine 8b.
  • a bypass valve 18 is provided in the bypass passage 16 and is also called a wastegate valve.
  • Load sensor 20 is configured to detect a load parameter of engine 6 .
  • the load parameter of the engine 6 detected by the load sensor 20 may be the load L of the engine 6 or the rotation speed Ne of the engine 6 .
  • the load parameter of the engine 6 may be a governor signal or a load indicator value.
  • the load parameter of the engine 6 may be a scale value of a fuel adjustment rack of a fuel injection pump (not shown) provided in the engine 6 .
  • the load parameter of the engine 6 may be the throttle opening of a throttle valve (not shown) provided in the engine 6 .
  • the rotation speed sensor 22 is configured to detect the rotation speed Nt of the supercharger 8 .
  • the turbocharger abnormality portent determination device 24 is configured to determine a portent of an abnormal state of the turbocharger.
  • the turbocharger abnormality portent determination device 24 will be described below.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the turbocharger abnormality portent determination device 24 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of a functional configuration of the supercharger abnormality portent determination device 24 shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a flow of abnormality sign determination of the supercharger 8 using the supercharger abnormality sign determination device 24 shown in FIG.
  • the supercharger abnormality sign determination device 24 includes a processor 72 such as a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory) 74, a ROM (Read Only Memory) 76, a HDD (Hard Disk Drive) ) 78 , an input I/F 80 and an output I/F 82 , which are connected to each other via a bus 84 .
  • the hardware configuration of the supercharger abnormality portent determination device 24 is not limited to the above, and may be configured by a combination of a control circuit and a storage device.
  • the turbocharger abnormality portent determination device 24 is configured by a computer executing a program for realizing each function of the turbocharger abnormality portent determination device 24 .
  • each part of the turbocharger abnormality sign determination device 24 described below is to load a program stored in the ROM 76 into the RAM 74 and execute it by the processor 72, and to read and write data in the RAM 74 and ROM 76. is realized by
  • the supercharger abnormality sign determination device 24 includes a load parameter acquisition unit 26, a supercharger rotation speed acquisition unit 28, a reference value generation unit 30, a rotation speed time change rate calculation unit 32, and an abnormality sign determination unit. It includes a unit 34, a correlation information storage unit 35, and the like. The function of each unit of the supercharger abnormality sign determination device 24 shown in FIG. 3 will be described below using the abnormality sign determination flow shown in FIG.
  • the load parameter acquisition unit 26 acquires time-series data of the load parameter of the engine 6 (the load L or the rotation speed Ne of the engine 6) from the load sensor 20.
  • the supercharger rotation speed acquisition unit 28 acquires time-series data of the rotation speed Nt of the supercharger 8 from the rotation speed sensor 22 .
  • the reference value generation unit 30 performs supercharging based on the time-series data of the load parameters of the engine 6 acquired by the load parameter acquisition unit 26 and the engine supercharger correlation information read from the correlation information storage unit 35.
  • a reference value A of the time rate of change dNt/dt of the rotation speed Nt of the machine 8 is generated.
  • This engine supercharger correlation information is correlation information indicating the correlation between the load parameter (load L or rotation speed Ne) of the engine 6 and the rotation speed Nt of the supercharger 8, as shown in FIG. 5A. It is stored in the information storage unit 35 .
  • the reference value generation unit 30 refers to the time-series data of the load parameter of the engine 6 acquired by the load parameter acquisition unit 26, the engine supercharger correlation information, and calculates the time change rate dNt/dt of the rotation speed of the supercharger 8. to the reference value A of
  • the reference value A of the time rate of change dNt/dt of the rotational speed of the supercharger 8 generated by the reference value generation unit 30 corresponds to the time-series data of the load parameter of the engine 6 acquired by the load parameter acquisition unit 26. , and when the time-series data of the load parameter of the engine 6 acquired by the load parameter acquisition unit 26 changes in proportion to time as shown in FIG. It may be a constant value.
  • the “reference value A” means the reference value of the time rate of change dNt/dt of the rotational speed of the turbocharger 8 generated by the reference value generator 30 .
  • the engine supercharger correlation information is, for example, an average of load parameters in a plurality of recent cycles (for example, about several tens of cycles) and an excess load parameter in the plurality of recent cycles. It may be the ratio (Nt/L or Nt/Ne) to the average of the rotation speed Nt of the feeder 8 (see FIG. 5B), or it is determined based on the test results performed before the start of operation of the turbocharger 8. Alternatively, it may be the correlation between the load parameter immediately after the start of operation of the supercharger 8 and the rotational speed Nt of the supercharger 8 .
  • the rotation speed time change rate calculation unit 32 calculates the rotation speed time change rate dNt/ Calculate the time series data of dt.
  • the rotation speed time change rate calculation unit 32 time-differentiates the rotation speed Nt of the supercharger 8 acquired by the supercharger rotation speed acquisition unit 28 at each time, thereby calculating the time change rate of the rotation speed of the supercharger 8. Calculate the time series data of
  • the abnormality sign determination unit 34 determines the time-series data of the time-based change rate dNt/dt of the rotation speed of the supercharger 8 calculated by the rotation speed time-change rate calculation unit 32 and the time-series data generated by the reference value generation unit 30 .
  • a sign of an abnormal state of the supercharger 8 is determined based on the reference value A obtained.
  • FIG. 6 and 7 show the relationship between time and the load parameter of the engine 6, and the time 3 is a diagram showing the relationship between , and the rotation speed Nt of the supercharger 8.
  • FIG. 6 shows an example in which the engine 6 is a marine main engine
  • FIG. 7 shows an example in which the engine 6 is a generator engine.
  • a straight line LA1 is a straight line whose slope is the reference value A for the period a1
  • a straight line LA2 is a straight line whose slope is the reference value A for the period a2.
  • the abnormality portent determination unit 34 determines that there is a portent of overspeed or overrun of the supercharger 8 .
  • straight line LB in FIG. When dt is large and the time rate of change dNt/dt of the rotation speed of the turbocharger 8 calculated by the rotation speed time change rate calculation unit 32 is a constant positive value, the abnormality sign determination unit 34 , that a sign of overspeed of the supercharger 8 is indicated.
  • the “over-rotation” of the supercharger 8 means that the rotation speed of the supercharger 8 exceeds the allowable rotation speed of the supercharger 8 .
  • the “permissible rotation speed” of the supercharger 8 means the upper limit of the rotation speed set for the design of the supercharger 8 in order to avoid damage to the supercharger 8 .
  • This allowable rotation speed may be a value with a safe margin with respect to the upper limit of the rotation speed set in design.
  • the abnormality sign determination unit 34 It is determined that a sign of overrun of the supercharger 8 is indicated.
  • the "overrun" of the supercharger 8 means that the rotational speed Nt of the supercharger 8 exceeds the permissible rotational speed of the supercharger 8 and further increases to the rotational speed at which the supercharger 8 is destroyed. means.
  • the main cause of overrun is abnormal combustion of the engine 6 .
  • Abnormal engine combustion includes, for example, a phenomenon in which unburned fuel in the exhaust pipe or lubricating oil leaked into the combustion chamber burns.
  • the internal damage of the supercharger 8 is, for example, damage to a bearing (journal bearing or thrust bearing) (not shown) of the supercharger 8, which causes the rotation resistance of the rotor including the shaft 8c of the supercharger 8 to increase from the normal state. is also large, and the rotor (at least one of the impeller of the compressor 8a, the impeller of the turbine 8b, and the shaft 8c) is an internal component of the supercharger 8 (a part other than the bearing of the supercharger 8) means a state corresponding to at least one of a state in which the rotational resistance of the rotor is greater than that in a normal state due to contact with the .
  • the abnormality portent determination unit 34 determines that a portent of overspeed or overrun of the supercharger 8 is indicated.
  • the state in which the load of the engine 6 is constant means that the load of the engine 6 is in a stable state, that is, the state in which the load command value of the engine 6 is constant (neither a command to increase or decrease the load of the engine 6 is issued). state).
  • the abnormality portent determination unit 34 determines that a portent of internal damage to the supercharger 8 is indicated.
  • the rotation speed Ne of is maintained constant (for example, the rated rotation speed).
  • the load L of the engine 6 is 0 during periods b1 and b2, increases in proportion to time during period b3, and is maintained constant (for example, rated load) during period b4.
  • the reference value A for the period b1 is a value
  • the reference value A for the period b2 is 0
  • the reference value A for the period b3 is a positive value
  • the reference value A for the period b4 is 0.
  • a straight line LA3 is a straight line whose slope is the reference value A of the period b1
  • a straight line LA4 is a straight line whose slope is the reference value A of the period b2
  • a straight line LA5 is a straight line whose slope is the reference value A of the period b3.
  • the straight line LA6 is a straight line whose slope is the reference value A in the period b4.
  • the abnormality sign determination unit 34 determines that a sign of overspeed of the supercharger 8 is indicated.
  • the abnormality sign determination unit 34 determines that a sign of overrun of the supercharger 8 is indicated.
  • the abnormality portent determination unit 34 determines that a portent of overspeed or overrun of the supercharger 8 is indicated.
  • the abnormality portent determination unit 34 determines that a portent of internal damage to the supercharger 8 is indicated.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between time and the rotation speed Nt of the supercharger 8 during the period c during which the load parameter of the engine 6 is decreased in proportion to time.
  • FIG. 8 shows a common example when the engine 6 is a marine main engine and when the engine 6 is a generator engine.
  • the reference value A for the period c generated by the reference value generator 30 is a negative value
  • the straight line LA7 is a straight line with the slope of the reference value A for the period c.
  • the abnormality sign determination unit 34 It is determined that a sign of overrun of the supercharger 8 is indicated.
  • the turbocharger abnormality portent determination device 24 based on the time-series data of the load parameter of the engine 6 and the engine turbocharger correlation information, the reference of the time rate of change dNt/dt of the rotation speed of the turbocharger 8 A value A is generated, and a sign of an abnormal state of the supercharger 8 can be determined based on the time-series data of the rate of change dNt/dt of the rotational speed of the supercharger 8 over time and the generated reference value A. can.
  • the engine/supercharger correlation information indicating the ratio of the average of the load parameter and the average of the rotation speed of the supercharger 8 in the most recent multiple cycles, the ambient environment conditions (for example, temperature, Correlation between the load parameter and the turbocharger rotation speed due to at least one of atmospheric pressure, fuel used in the engine 6, specification change of the engine 6 such as change in fuel injection timing and ignition timing in the engine 6) and aging deterioration changes, it is possible to accurately determine a sign of an abnormal state of the supercharger 8. ⁇
  • the supercharger abnormality portent determination device 24 may include an alarm signal transmission unit 36 as shown in FIG.
  • the alarm signal transmission unit 36 is determined by the abnormality sign determination unit 34 that a sign of excessive rotation of the supercharger 8, a sign of overrun of the supercharger 8, or a sign of internal damage of the supercharger 8 is indicated.
  • an alarm signal is sent based on the determination result of the abnormality portent determination unit. Thereby, the determination result of the abnormality portent determination unit 34 can be notified.
  • the turbocharger abnormality portent determination device 24 may include a valve control signal transmitter 38, as shown in FIG.
  • the valve control signal transmission unit 38 performs (1) as shown in FIG. (2) a bypass valve provided in a bypass passage 16 that bypasses the supercharger 8 in the exhaust passage 12 A valve control signal for increasing the opening of 18 is transmitted.
  • the valve control signal for increasing the opening of the safety valve 14 (1) it is possible to suppress sending excessive compressed air to the engine, and (2) the bypass valve 18.
  • the turbocharger abnormality portent determination device 24 may include a correlation information update unit 40 as shown in FIG.
  • the correlation information update unit 40 updates the reference value A generated by the reference value generation unit 30 (for example, the slope of the straight line LA1 in the example shown in FIG. 9) and the rotation speed of the supercharger 8 when the load of the engine 6 increases. Supercharging based on the difference from the time-varying rate of change dNt/dt (slope of straight line LP in the example shown in FIG. The degree of performance deterioration of the machine 8 is determined.
  • the correlation information updating unit 40 determines that the greater the difference is (the smaller the time rate of change dNt/dt of the rotation speed of the supercharger 8 calculated by the rotation speed time change rate calculation unit 32 is relative to the reference value A), the greater the supercharging. It is determined that the degree of performance deterioration of the machine 8 is serious.
  • the reference value A to be compared may be the value at the time of the operation test or at the beginning of the operation, or may be the value at the time of the previous maintenance.
  • the correlation information updating unit 40 updates the load parameter indicated by the engine turbocharger correlation information stored in the correlation information storage unit 35 and the rotation of the turbocharger 8 according to the determined degree of performance deterioration of the turbocharger 8 .
  • Update correlation with numbers For example, the correlation information updating unit 40 increases the inclination of the rotational speed Nt of the turbocharger 8 with respect to the load parameter indicated by the turbocharger correlation information (for example, FIG. 5A , that is, dNt/dL or dNt/dNe), the load parameter indicated by the engine supercharger correlation information stored in the correlation information storage unit 35 and the rotation speed Nt of the supercharger 8 are combined. update the correlation of Further, when the correlation information update unit 40 determines that the degree of performance deterioration of the turbocharger 8 is more serious than a predetermined specified level, the alarm signal transmission unit 36 (see FIG. 3) transmits an alarm signal. You may
  • the degree of performance deterioration of the turbocharger 8 is determined based on the difference between the time rate of change of the rotation speed of the turbocharger 8 when the load of the engine 6 increases and the reference value A, and the determined performance deterioration
  • the engine-supercharger correlation information By updating the engine-supercharger correlation information according to the degree of , it is possible to accurately determine a sign of an abnormal state of the supercharger 8 in consideration of the degree of performance deterioration of the supercharger 8 .
  • the correlation information updating unit 40 updates the load parameter indicated by the engine turbocharger correlation information stored in the correlation information storage unit 35 and the turbocharger in accordance with the determined degree of performance deterioration of the turbocharger 8 . 8 and the number of revolutions Nt may be updated.
  • the alarm signal transmission section 36 may transmit an alarm signal.
  • the valve control signal transmitting unit 38 is configured to perform (1) the opening of the safety valve 14 for reducing the pressure downstream of the supercharger 8 in the intake passage 10 shown in FIG. 1, or (2) the bypass passage 16 bypassing the supercharger 8 in the exhaust passage 12 A valve control signal for increasing the opening degree of the bypass valve 18 provided in .
  • the valve control signal transmission unit 38 performs (1) FIG. 1, a valve control signal for increasing the opening of the safety valve 14 for reducing the pressure downstream of the turbocharger 8 in the intake passage 10; and (2) bypassing the turbocharger 8 in the exhaust passage 12.
  • a valve control signal for increasing the opening degree of the bypass valve 18 provided in the bypass passage 16 may be transmitted.
  • the valve control signal transmission unit 38 outputs (1 ) a valve control signal for increasing the opening of the safety valve 14 for reducing the pressure downstream of the turbocharger 8 in the intake passage 10 shown in FIG. 1; and (2) the turbocharger 8 in the exhaust passage 12 At least one of the valve control signals for increasing the opening degree of the bypass valve 18 provided in the bypass passage 16 bypassing the .
  • a supercharger abnormality portent determination device includes: A turbocharger abnormality portent determination device for determining a portent of an abnormal state of a turbocharger (for example, the turbocharger 8 described above), a load parameter acquiring unit (for example, the above-described load parameter acquiring unit 26) configured to acquire time-series data of a load parameter indicating the load or rotation speed of an engine (for example, the above-described engine 6); a supercharger rotation speed acquisition unit (for example, the supercharger rotation speed acquisition unit 28 described above) configured to acquire time-series data of the rotation speed of the supercharger; Based on the time-series data of the load parameter acquired by the engine load parameter acquisition unit, and the engine supercharger correlation information indicating the correlation between the load parameter and the rotation speed of the supercharger, the supercharger A reference value generation unit (for example, the reference value generation unit 30 described above) that generates
  • the supercharger abnormality sign determination device described in (1) above based on the time-series data of the engine load parameter and the engine supercharger correlation information, the reference of the time rate of change of the rotation speed of the supercharger A value is generated, and a sign of an abnormal state of the supercharger can be determined based on the time-series data of the rate of change in the rotational speed of the supercharger over time and the generated reference value.
  • a sign of an abnormal condition of the supercharger can be quickly determined not only when the engine is in a steady operating state with a constant load or a constant number of revolutions, but also in a transient state where the engine load changes. It is also possible to determine the type of abnormality sign.
  • the abnormality sign determination unit determines that the time rate of change in the rotation speed of the turbocharger calculated by the rotation speed time change rate calculation unit is larger than the reference value generated by the reference value generation unit, and When the time rate of change of the rotation speed of the supercharger calculated by the rotation speed time change rate calculation unit is constant and positive, it is determined that the sign of overspeed of the supercharger is indicated. configured as
  • the supercharger is not only in a steady operating state with a constant load or a constant rotation speed of the engine, but also in a transient state where the load of the engine changes. A sign of over-rotation can be quickly determined.
  • the abnormality sign determination unit determines that the time rate of change in the rotation speed of the turbocharger calculated by the rotation speed time change rate calculation unit is larger than the reference value generated by the reference value generation unit, and When the time rate of change of the rotation speed of the supercharger calculated by the rotation speed time change rate calculation unit increases with the lapse of time, it is determined that a sign of overrun of the supercharger is indicated. configured as
  • the supercharger is not only in a steady operating state with a constant load or a constant rotation speed of the engine, but also in a transient state where the load of the engine changes. A sign of overrun can be quickly determined.
  • the abnormality sign determination unit determines that the time rate of change in the rotation speed of the turbocharger calculated by the rotation speed time change rate calculation unit is smaller than the reference value generated by the reference value generation unit, and If the time rate of change of the rotation speed of the supercharger calculated by the rotation speed time change rate calculation unit decreases with the lapse of time, it is determined that a sign of internal damage of the supercharger is indicated. configured as
  • the supercharger is not only in a steady operating state with a constant load or a constant rotation speed of the engine, but also in a transient state where the load of the engine changes. A sign of internal damage can be quickly determined.
  • the abnormality sign determination unit It is configured to determine that a sign of overrun of the supercharger is indicated.
  • the abnormality sign determination unit is configured to determine that an indication of internal damage to the supercharger is indicated.
  • turbocharger abnormality portent determination device it is possible to accurately determine a portent of an abnormal state of the turbocharger in consideration of the degree of performance deterioration of the turbocharger.
  • the engine turbocharger correlation information is the ratio of the average of the load parameters in a plurality of cycles to the average rotation speed of the turbocharger in the plurality of cycles. show.
  • the supercharger abnormality sign determination device described in (8) above by using the engine supercharger correlation information indicating the ratio in the most recent multiple cycles, the ambient environment conditions (for example, temperature, air pressure, engine use (at least one of fuel, fuel, etc.) or deterioration over time changes the correlation between the load parameter and the rotation speed of the supercharger, it is possible to accurately determine a sign of an abnormal state of the supercharger.
  • the ambient environment conditions for example, temperature, air pressure, engine use (at least one of fuel, fuel, etc.) or deterioration over time changes the correlation between the load parameter and the rotation speed of the supercharger.
  • the abnormality sign determination when the abnormality sign determination unit determines that a sign of over-rotation of the supercharger, a sign of overrun of the supercharger, or a sign of internal damage of the supercharger is indicated; It further comprises an alarm signal transmitter (eg, the alarm signal transmitter 36 described above) configured to generate an alarm signal based on the determination result of the unit.
  • an alarm signal transmitter eg, the alarm signal transmitter 36 described above
  • a sign of over-rotation of the supercharger, a sign of overrun of the supercharger, or a sign of internal damage of the supercharger is notified by an alarm signal. can be done.
  • valve control signal for increasing the opening of a safety valve for reducing side pressure, and a bypass valve provided in a bypass passage that bypasses the supercharger in an exhaust passage connected to the engine. It further comprises a valve control signal transmitter (for example, the valve control signal transmitter 38 described above) configured to transmit at least one valve control signal among the valve control signals for
  • a turbocharger abnormality sign determination method includes: A supercharger abnormality sign determination method for determining a sign of an abnormal state of a supercharger, comprising: an engine load parameter acquisition step of acquiring time-series data of a load parameter indicating the load or rotation speed of the engine; a supercharger rotation speed acquisition step configured to acquire time-series data of the rotation speed of the supercharger; Based on the time-series data of the load parameter acquired in the engine load parameter acquisition step and engine turbocharger correlation information indicating the correlation between the load parameter and the rotation speed of the turbocharger, the turbocharger a reference value generating step for generating a reference value of the time rate of change of the number of rotations of a rotation speed time rate of change calculation step of calculating time series data of the time series data of the rotation speed of the supercharger from the time series data of the rotation speed of the supercharger acquired in the step of obtaining the rotation speed of the supercharger; Abnormality of the supercharger
  • the supercharger abnormality sign determination method described in (11) above based on the time-series data of the engine load parameter and the engine supercharger correlation information, the reference of the time rate of change of the rotation speed of the supercharger A value is generated, and a sign of an abnormal state of the supercharger can be determined based on the time-series data of the rate of change in the rotational speed of the supercharger over time and the generated reference value.
  • a sign of an abnormal condition of the supercharger can be quickly determined not only when the engine is in a steady operating state with a constant load or a constant number of revolutions, but also in a transient state where the engine load changes. It is also possible to determine the type of abnormality sign.

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Abstract

過給機の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定装置であって、エンジンの負荷パラメータの時系列データを取得する負荷パラメータ取得部と、過給機の回転数の時系列データを取得する過給機回転数取得部と、負荷パラメータの時系列データと、負荷パラメータと過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成部と、過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出部と、過給機の回転数の時間変化率の時系列データと基準値とに基づいて、過給機の異常状態の予兆を判定する異常予兆判定部と、を備える。

Description

過給機異常予兆判定装置及び過給機異常予兆判定方法
　本開示は、過給機異常予兆判定装置及び過給機異常予兆判定方法に関する。
　本願は、２０２１年３月２５日に日本国特許庁に出願された特願２０２１－０５１１２９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　特許文献１には、過給機のコンプレッサの上流側の吸気通路の面積縮小に起因する過給機の異常状態を判定する方法として、過給機のコンプレッサの上流側の圧力変化に基づいて過給機の過回転状態を判定することが記載されている。
　特許文献２には、エンジンの負荷と過給機の目標回転数との関係を定めたマップと、過給機の実回転数とを比較して過給機の過回転状態を判定することが記載されている。
特許第４７７０７５９号公報 特開第２００７－０２３８１６号公報
　特許文献１に記載の過給機の異常状態の判定方法では、ターボ過給機の回転数が急上昇してからコンプレッサの上流側の圧力上昇が検出されるまでに時間遅れがあり、過給機の異常状態の予兆を速やかに判定することができない。
　特許文献２に記載の過給機の異常状態の判定方法では、過給機の回転数に基づいて過給機の過回転状態を判定しており、エンジンの負荷が変化する過渡状態に過給機の異常状態の予兆を速やかに判定することは困難である。
　上述の事情に鑑みて、本開示は、エンジンが一定負荷または一定回転数の定常運転状態のみならず、エンジンの負荷が変化する過渡状態であっても過給機の異常状態の予兆を速やかに判定可能な過給機異常予兆判定装置及び過給機異常予兆判定方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る過給機異常予兆判定装置は、
　過給機の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定装置であって、
　エンジンの負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するように構成された負荷パラメータ取得部と、
　前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得部と、
　前記負荷パラメータ取得部によって取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成部と、
　前記過給機回転数取得部によって取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出部と、
　前記回転数時間変化率算出部によって算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成部によって生成された前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定するように構成された異常予兆判定部と、
　を備える。
　上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る過給機異常予兆判定方法は、
　過給機の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定方法であって、
　エンジンの負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するエンジン負荷パラメータ取得ステップと、
　前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得ステップと、
　前記エンジン負荷パラメータ取得ステップで取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成ステップと、
　前記過給機回転数取得ステップで取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出ステップと、
　前記回転数時間変化率算出ステップで算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成ステップで生成した前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定する異常予兆判定ステップと、
　を備える。
　本開示によれば、エンジンが一定負荷または一定回転数の定常運転状態のみならず、エンジンの負荷が変化する過渡状態であっても過給機の異常状態の予兆を速やかに判定可能な過給機異常予兆判定装置及び過給機異常予兆判定方法が提供される。
一実施形態に係る過給機異常予兆判定装置２４を備えるエンジンシステム２の概略構成図である。 図１に示した過給機異常予兆判定装置２４のハードウェア構成の一例を示す図である。 図１及び図２に示した過給機異常予兆判定装置２４の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 図３に示した過給機異常予兆判定装置２４を用いた過給機８の異常予兆判定のフローを示す図である。 エンジン過給機相関情報の一例を示す図である。 エンジン過給機相関情報の算出方法の一例を示す図である。 エンジン６の負荷パラメータを上昇させる過程及び一定に維持する過程について、時間とエンジン６の負荷パラメータとの関係、及び時間と過給機８の回転数との関係を示す図であり、エンジン６が舶用主機エンジンである場合の一例を示している。 エンジン６の負荷パラメータを上昇させる過程及び一定に維持する過程について、時間とエンジン６の負荷パラメータとの関係、及び時間と過給機８の回転数との関係を示す図であり、エンジン６が発電用エンジンである場合の一例を示している。 エンジン６の負荷パラメータを時間に比例して低下させる過程について、時間と過給機８の回転数との関係を示す図である。 エンジン６の負荷パラメータを上昇させる過程及び一定に維持する過程について、時間とエンジン６の負荷パラメータとの関係、及び時間と過給機８の回転数との関係を示す図である。
　以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
　図１は、一実施形態に係る過給機異常予兆判定装置２４を備えるエンジンシステム２の概略構成図である。
　図１に示すように、エンジンシステム２は、エンジン６、過給機８、吸気通路１０、排気通路１２、安全弁１４、バイパス通路１６、バイパス弁１８、負荷センサ２０、回転数センサ２２及び過給機異常予兆判定装置２４及びを備える。エンジン６の構成は特に限定されず、エンジン６は、例えば舶用主機エンジンであってもよいし、発電用エンジンであってもよい。
　過給機８は、エンジン６に接続する吸気通路１０に設けられたコンプレッサ８ａ、エンジン６に接続する排気通路１２に設けられたタービン８ｂ、及び、コンプレッサ８ａとタービン８ｂとを連結するシャフト８ｃを含む。コンプレッサ８ａ、タービン８ｂ及びシャフト８ｃは同軸上に連結されており、一体的に回転するように構成されている。エンジン６の排気が排気通路１２を介してタービン８ｂに供給されることによりタービン８ｂが回転し、タービン８ｂにシャフト８ｃを介して連結されたコンプレッサ８ａが駆動して空気を圧縮する。コンプレッサ８ａによって圧縮された空気は吸気通路１０を介してエンジン６に供給される。
　安全弁１４は、過給機８の過回転等の異常予兆が発生した場合に吸気通路１０を大気開放して吸気通路１０の圧力を低下させるために設けられている。
　バイパス通路１６は、排気通路１２において、タービン８ｂの上流側から分岐してタービン８ｂをバイパスし、タービン８ｂの下流側に接続している。バイパス弁１８は、バイパス通路１６に設けられており、ウェイストゲートバルブとも呼ばれる。バイパス弁１８の開度の調節により、タービン８ｂへのエンジン６の排ガスの流入量が調節され、過給機８の回転数が調節される。バイパス弁１８の開度を大きくすると、タービン８ｂへのエンジン６の排ガスの流入量が減少し、過給機８の回転数が低下する。
　負荷センサ２０は、エンジン６の負荷パラメータを検出するように構成されている。負荷センサ２０によって検出するエンジン６の負荷パラメータは、エンジン６の負荷Ｌであってもよいし、エンジン６の回転数Ｎｅであってもよい。エンジン６の負荷パラメータは、ガバナ信号であってもよいし、ロードインジケータの値であってもよい。また、エンジン６がディーゼルエンジンである場合には、エンジン６の負荷パラメータは、エンジン６が備える不図示の燃料噴射ポンプにおける燃料調整ラックの目盛の値であってもよい。また、エンジン６がガスエンジン又はガソリンエンジンである場合には、エンジン６の負荷パラメータはエンジン６が備える不図示のスロットル弁のスロットル開度であってもよい。
　回転数センサ２２は、過給機８の回転数Ｎｔを検出するように構成されている。
　過給機異常予兆判定装置２４は、過給機の異常状態の予兆を判定するように構成されている。以下、過給機異常予兆判定装置２４について説明する。
　図２は、図１に示した過給機異常予兆判定装置２４のハードウェア構成の一例を示す図である。図３は、図１及び図２に示した過給機異常予兆判定装置２４の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図４は、図３に示した過給機異常予兆判定装置２４を用いた過給機８の異常予兆判定のフローの一例を示す図である。
　図２に示すように、過給機異常予兆判定装置２４は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ７２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）７４、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）７６、ＨＤＤ　（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）７８、入力Ｉ／Ｆ８０、及び出力Ｉ／Ｆ８２を含み、これらがバス８４を介して互いに接続されたコンピュータを用いて構成される。なお、過給機異常予兆判定装置２４のハードウェア構成は上記に限定されず、制御回路と記憶装置との組み合わせにより構成されてもよい。また過給機異常予兆判定装置２４は、過給機異常予兆判定装置２４の各機能を実現するプログラムをコンピュータが実行することにより構成される。以下で説明する過給機異常予兆判定装置２４における各部の機能は、例えばＲＯＭ７６に保持されるプログラムをＲＡＭ７４にロードしてプロセッサ７２で実行するとともに、ＲＡＭ７４やＲＯＭ７６におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
　図３に示すように、過給機異常予兆判定装置２４は、負荷パラメータ取得部２６、過給機回転数取得部２８、基準値生成部３０、回転数時間変化率算出部３２及び異常予兆判定部３４及び相関情報記憶部３５等を備える。以下、図３に示す過給機異常予兆判定装置２４の各部の機能について、図４に示す異常予兆判定のフローを用いて説明する。
　図４に示すように、Ｓ１１において、負荷パラメータ取得部２６は、エンジン６の負荷パラメータ（エンジン６の負荷Ｌ又は回転数Ｎｅ）の時系列データを負荷センサ２０から取得する。
　Ｓ１２において、過給機回転数取得部２８は、過給機８の回転数Ｎｔの時系列データを回転数センサ２２から取得する。
　Ｓ１３において、基準値生成部３０は、負荷パラメータ取得部２６によって取得したエンジン６の負荷パラメータの時系列データと、相関情報記憶部３５から読み出したエンジン過給機相関情報とに基づいて、過給機８の回転数Ｎｔの時間変化率ｄＮｔ／ｄｔの基準値Ａを生成する。このエンジン過給機相関情報は、図５Ａに示すように、エンジン６の負荷パラメータ（負荷Ｌ又は回転数Ｎｅ）と過給機８の回転数Ｎｔとの相関関係を示す相関情報であり、相関情報記憶部３５に記憶されている。基準値生成部３０は、負荷パラメータ取得部２６によって取得したエンジン６の負荷パラメータの時系列データを、エンジン過給機相関情報を参照して過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔの基準値Ａに変換する。
　ここで、基準値生成部３０が生成する過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔの基準値Ａは、負荷パラメータ取得部２６によって取得したエンジン６の負荷パラメータの時系列データに対応する時系列データであり、負荷パラメータ取得部２６によって取得したエンジン６の負荷パラメータの時系列データが図５Ａに示すように時間に比例して変化する場合には、この基準値Ａは時間に依らない一定値であってもよい。以下、「基準値Ａ」とは、基準値生成部３０によって生成された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔの基準値を意味する。
　なお、エンジン６の始動から停止までを１サイクルとすると、エンジン過給機相関情報は、例えば直近の複数のサイクル（例えば数十サイクル程度）における負荷パラメータの平均と該直近の複数のサイクルにおける過給機８の回転数Ｎｔの平均との比率（Ｎｔ／Ｌ又はＮｔ／Ｎｅ）であってもよいし（図５Ｂ参照）、過給機８の運用開始前に行った試験結果に基づいて定められてもよいし、過給機８の運用開始直後の負荷パラメータと過給機８の回転数Ｎｔとの相関関係であってもよい。
　Ｓ１４において、回転数時間変化率算出部３２は、過給機回転数取得部２８によって取得した過給機８の回転数Ｎｔの時系列データから過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔの時系列データを算出する。回転数時間変化率算出部３２は、過給機回転数取得部２８によって取得した過給機８の回転数Ｎｔを各時間において時間微分することにより、過給機８の回転数の時間変化率の時系列データを算出する。
　Ｓ１５において、異常予兆判定部３４は、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔの時系列データと、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａとに基づいて、過給機８の異常状態の予兆を判定する。
　ここで、図６～図８を用いて、異常予兆判定部３４による過給機８の異常状態の予兆の判定方法について説明する。
　図６及び図７の各々は、エンジン６の負荷パラメータ（エンジン６の負荷Ｌ又は回転数Ｎｅ）を上昇させる期間及び一定に維持する期間について、時間とエンジン６の負荷パラメータとの関係、及び時間と過給機８の回転数Ｎｔとの関係を示す図である。図６は、エンジン６が舶用主機エンジンである場合の一例を示しており、図７は、エンジン６が発電用エンジンである場合の一例を示している。
　図６に示す舶用主機エンジンの例では、図６の上段部に示すように、期間ａ１においてエンジン６の負荷パラメータは時間経過に応じて増加し、期間ａ１に続く期間ａ２においてエンジン６の負荷パラメータは一定（例えば定格負荷）に維持される。期間ａ２は負荷パラメータの整定状態である。この場合、基準値生成部３０によって生成された期間ａ１の基準値Ａは正の値であり、基準値生成部３０によって生成された期間ａ２の基準値Ａは０である。また、図６において、直線ＬＡ１は、期間ａ１の基準値Ａを傾きとする直線であり、直線ＬＡ２は、期間ａ２の基準値Ａを傾きとする直線である。
　例えば図６の直線ＬＢ及びＬＣに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが大きい場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８の過回転又はオーバーランの予兆が示されていると判定する。例えば図６の直線ＬＢに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが大きく、且つ、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが一定で正の値である場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８の過回転の予兆が示されていると判定する。なお、過給機８の「過回転」とは、過給機８の回転数が過給機８の許容回転数を超えることを意味する。過給機８の「許容回転数」とは、過給機８の損傷を回避するために過給機８の設計上設定される回転数の上限を意味する。この許容回転数は、設計上設定される回転数の上限に対して安全側にマージンを設けた値であってもよい。
　例えば図６の曲線ＬＣに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが大きく、且つ、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが時間の経過とともに大きくなる場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８のオーバーランの予兆が示されていると判定する。過給機８の「オーバーラン」とは、過給機８の回転数Ｎｔが過給機８の許容回転数を超えて更に上昇し過給機８の破壊に至る回転数まで上昇することを意味する。オーバーランの主な原因は、エンジン６の燃焼異常である。エンジンの燃焼異常は、例えば、排気管内の未燃燃料や燃焼室に漏れ出た潤滑油などが燃焼する現象を含む。
　例えば図６の曲線ＬＤ及びＬαに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが小さい場合には、過給機８の内部損傷の予兆が示されていると判定する。基準値Ａよりも過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが小さい場合は、曲線ＬＤに示すように時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが時間の経過とともに小さくなる場合と、曲線Ｌαに示すように時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが一定である場合（回転数Ｎｔが直線ＬＡ１に対して時間の経過とともに一定の割合で小さくなる場合）の両方を含む。なお、過給機８の内部損傷とは、例えば、過給機８の不図示の軸受（ジャーナル軸受又はスラスト軸受）の損傷により過給機８のシャフト８ｃを含むロータの回転抵抗が正常状態よりも大きくなっている状態、及び、上記ロータ（コンプレッサ８ａのインペラ、タービン８ｂのインペラ及びシャフト８ｃのうち少なくとも１つ）が過給機８の内部構成部品（過給機８の軸受以外の部品）に接触することにより当該回転体の回転抵抗が正常状態よりも大きくなっている状態、のうち少なくとも一方に該当する状態を意味する。
　例えば図６の曲線ＬＥ１及び直線ＬＥ２に示すように、エンジン６の負荷が一定の状態において、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率が０よりも大きい場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８の過回転又はオーバーランの予兆が示されていると判定する。なお、エンジン６の負荷が一定の状態とは、エンジン６の負荷の整定状態、すなわちエンジン６の負荷指令値が一定の状態（エンジン６の負荷上げ及び負荷下げの何れの指令も出されていない状態）を意味する。
　例えば図６の曲線ＬＦ１及び直線ＬＦ２に示すように、エンジン６の負荷が一定の状態において、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが０よりも小さい場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８の内部損傷の予兆が示されていると判定する。
　図７に示す発電用エンジンの例では、図７の上段部に示すように、期間ｂ１においてエンジン６の回転数Ｎｅは時間に比例して増加し、期間ｂ１に続く期間ｂ２～ｂ４ではエンジン６の回転数Ｎｅは一定（例えば定格回転数）に維持される。また、エンジン６の負荷Ｌは、期間ｂ１及びｂ２において０であり、期間ｂ３において時間に比例して増加し、期間ｂ４において一定（例えば定格負荷）に維持される。この場合、期間ｂ１の基準値Ａは値であり、期間ｂ２の基準値Ａは０であり、期間ｂ３の基準値Ａは正の値であり、期間ｂ４の基準値Ａは０である。図７において、直線ＬＡ３は期間ｂ１の基準値Ａを傾きとする直線であり、直線ＬＡ４は期間ｂ２の基準値Ａを傾きとする直線であり、直線ＬＡ５は期間ｂ３の基準値Ａを傾きとする直線であり、直線ＬＡ６は期間ｂ４の基準値Ａを傾きとする直線である。
　例えば図７の直線ＬＧに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが大きく、且つ、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが一定で正の値である場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８の過回転の予兆が示されていると判定する。
　例えば図７の曲線ＬＨ及び曲線ＬＩに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが大きく、且つ、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが時間の経過とともに大きくなる場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８のオーバーランの予兆が示されていると判定する。
　例えば図７の曲線ＬＪ及び曲線ＬＫに示すように、エンジン６の負荷が一定の状態において、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが０よりも大きい場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８の過回転又はオーバーランの予兆が示されていると判定する。
　例えば図７の曲線ＬＬ及び曲線ＬＭに示すように、エンジン６の負荷が一定の状態において、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが０よりも小さい場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８の内部損傷の予兆が示されていると判定する。
　例えば図７の曲線Ｌβ及び曲線Ｌγに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが小さい場合には、過給機８の内部損傷の予兆が示されていると判定する。基準値Ａよりも過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが小さい場合は、曲線Ｌγに示すように時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが時間の経過とともに小さくなる場合と、曲線Ｌβに示すように時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが一定である場合（回転数Ｎｔが直線ＬＡ５に対して時間の経過とともに一定の割合で小さくなる場合）の両方を含む。
　図８は、エンジン６の負荷パラメータを時間に比例して低下させる期間ｃについて、時間と過給機８の回転数Ｎｔとの関係を示す図である。図８は、エンジン６が舶用主機エンジンである場合及びエンジン６が発電用エンジンである場合に共通の一例を示している。
　図８に示す例では、基準値生成部３０によって生成された期間ｃの基準値Ａは負の値であり、直線ＬＡ７は、期間ｃの基準値Ａを傾きとする直線である。
　例えば図８の曲線ＬＮに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが大きく、且つ、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが時間の経過とともに大きくなる場合には、異常予兆判定部３４は、過給機８のオーバーランの予兆が示されていると判定する。
　例えば図８の曲線ＬＯに示すように、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａよりも回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが小さく、且つ、回転数時間変化率算出部３２によって算出された過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが時間の経過とともに小さくなる場合には、過給機８の内部損傷の予兆が示されていると判定する。
　上記過給機異常予兆判定装置２４によれば、エンジン６の負荷パラメータの時系列データとエンジン過給機相関情報とに基づいて、過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔの基準値Ａを生成し、過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔの時系列データと、生成した基準値Ａとに基づいて、過給機８の異常状態の予兆を判定することができる。これにより、エンジン６の負荷が変化する過渡状態であっても、過給機８の複数種類の異常状態の予兆（過給機８の過回転の予兆、過給機８のオーバーランの予兆及び過給機８の内部異常の予兆）を速やかに判定することができる。
　また、直近の複数サイクルにおける負荷パラメータの平均と過給機８の回転数の平均との比率を示すエンジン過給機相関情報を用いることにより、図５Ｂに示すように周囲環境条件（例えば温度、気圧、エンジン６の使用燃料、エンジン６における燃料の噴射タイミングや着火タイミングの変更などのエンジン６の仕様変更、の少なくとも１つ）や経年劣化によって負荷パラメータと過給機の回転数との相関関係が変化しても、過給機８の異常状態の予兆を精度良く判定することができる。
　幾つかの実施形態では、図３に示すように、過給機異常予兆判定装置２４は、アラーム信号発信部３６を備えていてもよい。アラーム信号発信部３６は、過給機８の過回転の予兆、過給機８のオーバーランの予兆又は過給機８の内部損傷の予兆が示されていると異常予兆判定部３４が判定した場合に、異常予兆判定部の判定結果に基づくアラーム信号を発信する。これにより、異常予兆判定部３４の判定結果を報知することができる。
　幾つかの実施形態では、図３に示すように、過給機異常予兆判定装置２４は、バルブ制御信号発信部３８を備えていてもよい。バルブ制御信号発信部３８は、過給機８の過回転の予兆又は過給機８のオーバーランの予兆が示されていると異常予兆判定部３４が判定した場合に、（１）図１に示す吸気通路１０における過給機８の下流側の圧力を低下させるための安全弁１４の開度、又は、（２）排気通路１２における過給機８を迂回するバイパス通路１６に設けられたバイパス弁１８の開度、を大きくするためのバルブ制御信号を発信する。これにより、（１）の安全弁１４の開度を大きくするためのバルブ制御信号を発信する場合にはエンジンに過剰な圧縮空気を送ることを抑制することができ、（２）のバイパス弁１８の開度を大きくするためのバルブ制御信号を発信する場合には過給機８の過回転又はオーバーランの発生を抑制することができる。なお、仮にバイパス通路１６によって排ガスの全量をバイパスさせた場合、過給機８は運転できず、エンジン６に圧縮空気を送れなくなるため、エンジン６は停止することとなる。その為、エンジン６の停止を回避したい場合には、排ガスの全量をバイパスさせずに過給機８の運転を維持し、エンジン６側で所望する空気量及び圧力となるように安全弁１４の開度を調整してもよい。
　幾つかの実施形態では、図３に示すように、過給機異常予兆判定装置２４は、相関情報更新部４０を備えていてもよい。相関情報更新部４０は、基準値生成部３０によって生成された基準値Ａ（例えば図９に示す例における直線ＬＡ１の傾き）と、エンジン６の負荷の上昇時の過給機８の回転数の時系列データから回転数時間変化率算出部３２によって算出した過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔ（図９に示す例における直線ＬＰの傾き）との差分に基づいて、過給機８の性能劣化の度合を判定する。相関情報更新部４０は、該差分が大きいほど（回転数時間変化率算出部３２によって算出した過給機８の回転数の時間変化率ｄＮｔ／ｄｔが基準値Ａに対して小さくなるほど）過給機８の性能劣化の度合が深刻であると判定する。ここで、比較対象となる基準値Ａは、運転試験時や運航開始初期の時点の値であってもよいし、前回のメンテナンスの時点の値であってもよい。
　そして、相関情報更新部４０は、判定した過給機８の性能劣化の度合に応じて、相関情報記憶部３５に記憶されたエンジン過給機相関情報が示す負荷パラメータと過給機８の回転数との相関関係を更新する。例えば、相関情報更新部４０は、判定した過給機８の性能劣化の度合が深刻であるほど、過給機相関情報が示す負荷パラメータに対する過給機８の回転数Ｎｔの傾き（例えば図５Ａに示す直線の傾き、すなわちｄＮｔ／ｄＬ又はｄＮｔ／ｄＮｅ）が小さくなるように、相関情報記憶部３５に記憶されたエンジン過給機相関情報が示す負荷パラメータと過給機８の回転数Ｎｔとの相関関係を更新する。また、過給機８の性能劣化の度合が予め定めた規定レベルよりも深刻であると相関情報更新部４０が判定した場合には、アラーム信号発信部３６（図３参照）がアラーム信号を発信してもよい。
　このように、エンジン６の負荷の上昇時の過給機８の回転数の時間変化率と基準値Ａとの差分に基づいて過給機８の性能劣化の度合を判定し、判定した性能劣化の度合に応じてエンジン過給機相関情報を更新することにより、過給機８の性能劣化の度合を考慮して過給機８の異常状態の予兆を精度良く判定することができる。
　幾つかの実施形態では、例えば図９の上段部に示すようにエンジン６の負荷パラメータが一定の状態において、過給機８の回転数の基準値（図９に示す例における直線ＬＡ２に対応する値）と、過給機回転数取得部２８によって取得した過給機８の回転数Ｎｔ（図９に示す例における直線ＬＱに対応する回転数Ｎｔ）との差に基づいて過給機８の性能劣化の度合を判定してもよい。この場合においても、相関情報更新部４０は、判定した過給機８の性能劣化の度合に応じて、相関情報記憶部３５に記憶されたエンジン過給機相関情報が示す負荷パラメータと過給機８の回転数Ｎｔとの相関関係を更新してもよい。これにより、過給機８の性能劣化の度合を考慮して過給機８の異常状態の予兆を精度良く判定することができる。また、過給機８の性能劣化の度合が予め定めた規定レベルよりも深刻であると判定した場合には、アラーム信号発信部３６（図３参照）がアラーム信号を発信してもよい。
　本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
　例えば、図３に例示した構成では、相関情報記憶部３５を過給機異常予兆判定装置２４が備えていたが、相関情報記憶部３５は過給機異常予兆判定装置２４の外部に設けられていてもよい。
　上述した実施形態では、バルブ制御信号発信部３８は、過給機８の過回転の予兆又は過給機８のオーバーランの予兆が示されていると異常予兆判定部３４が判定した場合に、（１）図１に示す吸気通路１０における過給機８の下流側の圧力を低下させるための安全弁１４の開度、又は、（２）排気通路１２における過給機８を迂回するバイパス通路１６に設けられたバイパス弁１８の開度、を大きくするためのバルブ制御信号を発信した。
　ただし、バルブ制御信号発信部３８は、過給機８の過回転の予兆又は過給機８のオーバーランの予兆が示されていると異常予兆判定部３４が判定した場合に、（１）図１に示す吸気通路１０における過給機８の下流側の圧力を低下させるための安全弁１４の開度を大きくするためのバルブ制御信号、及び、（２）排気通路１２における過給機８を迂回するバイパス通路１６に設けられたバイパス弁１８の開度を大きくするためのバルブ制御信号、の両方を発信してもよい。
　このように、バルブ制御信号発信部３８は、過給機８の過回転の予兆又は過給機８のオーバーランの予兆が示されていると異常予兆判定部３４が判定した場合に、（１）図１に示す吸気通路１０における過給機８の下流側の圧力を低下させるための安全弁１４の開度を大きくするためのバルブ制御信号、及び、（２）排気通路１２における過給機８を迂回するバイパス通路１６に設けられたバイパス弁１８の開度を大きくするためのバルブ制御信号、のうち少なくとも一方のバルブ制御信号を発信してもよい。
　上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
　（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る過給機異常予兆判定装置（例えば上述の過給機異常予兆判定装置２４）は、
　過給機（例えば上述の過給機８）の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定装置であって、
　エンジン（例えば上述のエンジン６）の負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するように構成された負荷パラメータ取得部（例えば上述の負荷パラメータ取得部２６）と、
　前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得部（例えば上述の過給機回転数取得部２８）と、
　前記エンジン負荷パラメータ取得部によって取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成部（例えば上述の基準値生成部３０）と、
　前記過給機回転数取得部によって取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出部（例えば上述の回転数時間変化率算出部３２）と、
　前記回転数時間変化率算出部によって算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成部によって生成された前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定するように構成された異常予兆判定部（例えば上述の異常予兆判定部３４）と、
　を備える。
　上記（１）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、エンジンの負荷パラメータの時系列データとエンジン過給機相関情報とに基づいて、過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成し、過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、生成した基準値とに基づいて、過給機の異常状態の予兆を判定することができる。これにより、エンジンが一定負荷または一定回転数の定常運転状態のみならず、エンジンの負荷が変化する過渡状態であっても過給機の異常状態の予兆を速やかに判定することができる。また、異常予兆の種類についても判定することができる。
　（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の過給機異常予兆判定装置において、
　前記異常予兆判定部は、前記基準値生成部によって生成された前記基準値よりも前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が大きく、且つ、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が一定で正の値である場合に、前記過給機の過回転の予兆が示されていると判定するように構成される。
　上記（２）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、エンジンが一定負荷または一定回転数の定常運転状態のみならず、エンジンの負荷が変化する過渡状態であっても過給機の過回転の予兆を速やかに判定することができる。
　（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載の過給機異常予兆判定装置において、
　前記異常予兆判定部は、前記基準値生成部によって生成された前記基準値よりも前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が大きく、且つ、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が時間の経過とともに大きくなる場合には、前記過給機のオーバーランの予兆が示されていると判定するように構成される。
　上記（３）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、エンジンが一定負荷または一定回転数の定常運転状態のみならず、エンジンの負荷が変化する過渡状態であっても過給機のオーバーランの予兆を速やかに判定することができる。
　（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかに記載の過給機異常予兆判定装置において、
　前記異常予兆判定部は、前記基準値生成部によって生成された前記基準値よりも前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が小さく、且つ、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が時間の経過とともに小さくなる場合には、前記過給機の内部損傷の予兆が示されていると判定するように構成される。
　上記（４）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、エンジンが一定負荷または一定回転数の定常運転状態のみならず、エンジンの負荷が変化する過渡状態であっても過給機の内部損傷の予兆を速やかに判定することができる。
　（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかに記載の過給機異常予兆判定装置において、
　前記異常予兆判定部は、前記エンジンの前記負荷パラメータが一定の状態において、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が０より大きい場合には、前記過給機のオーバーランの予兆が示されていると判定するように構成される。
　上記（５）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、エンジンの負荷が一定の状態において過給機のオーバーランの予兆を速やかに判定することができる。
　（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかに記載の過給機異常予兆判定装置において、
　前記異常予兆判定部は、前記エンジンの前記負荷パラメータが一定の状態において、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が０よりも小さい場合には、前記過給機の内部損傷の予兆が示されていると判定するように構成される。
　上記（６）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、エンジンの負荷が一定の状態において過給機の内部損傷の予兆を速やかに判定することができる。
　（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかに記載の過給機異常予兆判定装置において、
　前記エンジンの負荷の上昇時の前記過給機の回転数の時系列データから前記回転数時間変化率算出部によって算出した前記過給機の回転数の時間変化率と、前記基準値生成部によって生成された前記基準値との差分に基づいて、前記過給機の性能劣化の度合を判定し、前記エンジン過給機相関情報が示す前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を前記性能劣化の前記度合に応じて更新するように構成された相関情報更新部（例えば上述の相関情報更新部４０）を更に備える。
　上記（７）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、過給機の性能劣化の度合を考慮して過給機の異常状態の予兆を精度良く判定することができる。
　（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかに記載の過給機異常予兆判定装置において、
　前記エンジンの始動から停止までを１サイクルとすると、前記エンジン過給機相関情報は、複数のサイクルにおける前記負荷パラメータの平均と前記複数のサイクルにおける前記過給機の回転数の平均との比率を示す。
　上記（８）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、直近の複数サイクルにおける上記比率を示すエンジン過給機相関情報を用いることにより、周囲環境条件（例えば温度、気圧、エンジンの使用燃料、の少なくとも１つ）や経年劣化によって負荷パラメータと過給機の回転数との相関関係が変化しても、過給機の異常状態の予兆を精度良く判定することができる。
　（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（８）の何れかに記載の過給機異常予兆判定装置において、
　前記過給機の過回転の予兆、前記過給機のオーバーランの予兆又は前記過給機の内部損傷の予兆が示されていると前記異常予兆判定部が判定した場合に、前記異常予兆判定部の判定結果に基づくアラーム信号を発信するように構成されたアラーム信号発信部（例えば上述のアラーム信号発信部３６）を更に備える。
　上記（９）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、給機の過回転の予兆、過給機のオーバーランの予兆又は過給機の内部損傷の予兆をアラーム信号により報知することができる。
　（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかに記載の過給機異常予兆判定装置において、
　前記過給機の過回転の予兆又は前記過給機のオーバーランの予兆が示されていると前記異常予兆判定部が判定した場合に、前記エンジンに接続する吸気通路における前記過給機の下流側の圧力を低下させるための安全弁の開度を大きくするためのバルブ制御信号、及び、エンジンに接続する排気通路における前記過給機を迂回するバイパス通路に設けられたバイパス弁の開度を大きくするためのバルブ制御信号、のうち少なくとも一方のバルブ制御信号を発信するように構成されたバルブ制御信号発信部（例えば上述のバルブ制御信号発信部３８）を更に備える。
　上記（１０）に記載の過給機異常予兆判定装置によれば、過給機の過回転又は過給機のオーバーランの発生を抑制することができる。
　（１１）本開示の少なくとも一実施形態に過給機異常予兆判定方法は、
　過給機の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定方法であって、
　エンジンの負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するエンジン負荷パラメータ取得ステップと、
　前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得ステップと、
　前記エンジン負荷パラメータ取得ステップで取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成ステップと、
　前記過給機回転数取得ステップで取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出ステップと、
　前記回転数時間変化率算出ステップで算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成ステップで生成した前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定する異常予兆判定ステップと、
　を備える。
　上記（１１）に記載の過給機異常予兆判定方法によれば、エンジンの負荷パラメータの時系列データとエンジン過給機相関情報とに基づいて、過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成し、過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、生成した基準値とに基づいて、過給機の異常状態の予兆を判定することができる。これにより、エンジンが一定負荷または一定回転数の定常運転状態のみならず、エンジンの負荷が変化する過渡状態であっても過給機の異常状態の予兆を速やかに判定することができる。また、異常予兆の種類についても判定することができる。
２　エンジンシステム
６　エンジン
８　過給機
８ａ　コンプレッサ
８ｂ　タービン
８ｃ　シャフト
１０　吸気通路
１２　排気通路
１４　安全弁
１６　バイパス通路
１８　バイパス弁
２０　負荷センサ
２２　回転数センサ
２４　過給機異常予兆判定装置
２６　負荷パラメータ取得部
２８　過給機回転数取得部
３０　基準値生成部
３２　回転数時間変化率算出部
３４　異常予兆判定部
３５　相関情報記憶部
３６　アラーム信号発信部
３８　バルブ制御信号発信部
４０　相関情報更新部
７２　プロセッサ
７４　ＲＡＭ
７６　ＲＯＭ
７８　ＨＤＤ
８０　入力Ｉ／Ｆ
８２　出力Ｉ／Ｆ
８４　バス

Claims (11)

  1. 　過給機の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定装置であって、
    　エンジンの負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するように構成された負荷パラメータ取得部と、
    　前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得部と、
    　前記負荷パラメータ取得部によって取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成部と、
    　前記過給機回転数取得部によって取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出部と、
    　前記回転数時間変化率算出部によって算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成部によって生成された前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定するように構成された異常予兆判定部と、
    　を備える、過給機異常予兆判定装置。
  2. 　前記異常予兆判定部は、前記基準値生成部によって生成された前記基準値よりも前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が大きく、且つ、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が一定で正の値である場合に、前記過給機の過回転の予兆が示されていると判定するように構成された、請求項１に記載の過給機異常予兆判定装置。
  3. 　前記異常予兆判定部は、前記基準値生成部によって生成された前記基準値よりも前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が大きく、且つ、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が時間の経過とともに大きくなる場合には、前記過給機のオーバーランの予兆が示されていると判定するように構成された、請求項１に記載の過給機異常予兆判定装置。
  4. 　前記異常予兆判定部は、前記基準値生成部によって生成された前記基準値よりも前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が小さい場合には、前記過給機の内部損傷の予兆が示されていると判定するように構成された、請求項１に記載の過給機異常予兆判定装置。
  5. 　前記異常予兆判定部は、前記エンジンの前記負荷パラメータが一定の状態において、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が０より大きい場合には、前記過給機のオーバーランの予兆が示されていると判定するように構成された、請求項１に記載の過給機異常予兆判定装置。
  6. 　前記異常予兆判定部は、前記エンジンの前記負荷パラメータが一定の状態において、前記回転数時間変化率算出部によって算出された前記過給機の回転数の時間変化率が０よりも小さい場合には、前記過給機の内部損傷の予兆が示されていると判定するように構成された、請求項１に記載の過給機異常予兆判定装置。
  7. 　前記エンジンの負荷の上昇時の前記過給機の回転数の時系列データから前記回転数時間変化率算出部によって算出した前記過給機の回転数の時間変化率と、前記基準値生成部によって生成された前記基準値との差分に基づいて、前記過給機の性能劣化の度合を判定し、前記エンジン過給機相関情報が示す前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を前記性能劣化の前記度合に応じて更新するように構成された相関情報更新部を更に備える、請求項１に記載の過給機異常予兆判定装置。
  8. 　前記エンジンの始動から停止までを１サイクルとすると、前記エンジン過給機相関情報は、複数のサイクルにおける前記負荷パラメータの平均と前記複数のサイクルにおける前記過給機の回転数の平均との比率を示す、請求項１に記載の過給機異常予兆判定装置。
  9. 　前記過給機の過回転の予兆、前記過給機のオーバーランの予兆又は前記過給機の内部損傷の予兆が示されていると前記異常予兆判定部が判定した場合に、前記異常予兆判定部の判定結果に基づくアラーム信号を発信するように構成されたアラーム信号発信部を更に備える、請求項１乃至８の何れか１項に記載の過給機異常予兆判定装置。
  10. 　前記過給機の過回転の予兆又は前記過給機のオーバーランの予兆が示されていると前記異常予兆判定部が判定した場合に、（１）前記エンジンに接続する吸気通路における前記過給機の下流側の圧力を低下させるための安全弁の開度を大きくするためのバルブ制御信号、及び、（２）エンジンに接続する排気通路における前記過給機を迂回するバイパス通路に設けられたバイパス弁の開度を大きくするためのバルブ制御信号、のうち少なくとも一方のバルブ制御信号を発信するように構成されたバルブ制御信号発信部を更に備える、請求項１乃至８の何れか１項に記載の過給機異常予兆判定装置。
  11. 　過給機の異常状態の予兆を判定するための過給機異常予兆判定方法であって、
    　エンジンの負荷又は回転数を示す負荷パラメータの時系列データを取得するエンジン負荷パラメータ取得ステップと、
    　前記過給機の回転数の時系列データを取得するように構成された過給機回転数取得ステップと、
    　前記エンジン負荷パラメータ取得ステップで取得した前記負荷パラメータの時系列データと、前記負荷パラメータと前記過給機の回転数との相関関係を示すエンジン過給機相関情報とに基づいて、前記過給機の回転数の時間変化率の基準値を生成する基準値生成ステップと、
    　前記過給機回転数取得ステップで取得した前記過給機の回転数の時系列データから前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データを算出する回転数時間変化率算出ステップと、
    　前記回転数時間変化率算出ステップで算出した前記過給機の回転数の時間変化率の時系列データと、前記基準値生成ステップで生成した前記基準値とに基づいて、前記過給機の異常状態の予兆を判定する異常予兆判定ステップと、
    　を備える、過給機異常予兆判定方法。
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