发动机状态估计装置、发动机状态估计方法和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种发动机状态估计装置、发动机状态估计方法和存储介质，能够以稳定的精度来估计发动机的状态。估计发动机(200)的状态的发动机状态估计装置(100)具备：空气密度测定数据获取部(110)，其获取与发动机(200)吸入并供给至燃烧部的空气的密度有关的参数的测定数据；以及状态估计部(120)，其基于空气密度测定数据、以及被输入至表示发动机(200)的特性的发动机模型的向燃烧部供给的燃料供给量(U)来估计发动机(200)的状态。(U)来估计发动机(200)的状态。(U)来估计发动机(200)的状态。

【技术实现步骤摘要】
发动机状态估计装置、发动机状态估计方法和存储介质


[0001]本专利技术涉及一种发动机的状态估计技术。

技术介绍

[0002]发动机在船舶、汽车、航空器等中被广泛地利用，但由于对环境问题的意识也在提高，近年来要求进一步的高效率化，为此开发了各种技术。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2005
‑
307800号公报
[0006]专利文献2：日本特开2015
‑
222074号公报
[0007]专利文献3：日本特开2015
‑
3658号公报

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的问题
[0009]作为其中一例，已知一种如专利文献1所公开的那样的发动机的参数的仿真技术。专利文献1使用规定的运算模型来对作为发动机的参数的进气管内的压力波的调谐频率进行仿真。然而，存在以下问题：发动机的动作和状态时刻变化，即使使用相同的运算模型进行了仿真，该仿真的精度也产生偏差。
[0010]本专利技术是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于提供一种能够以稳定的精度估计发动机的状态的发动机状态估计装置。
[0011]用于解决问题的方案
[0012]为了解决上述问题，本专利技术的一个方式的发动机状态估计装置估计发动机的状态，所述发动机具备：燃烧部，其使空气和燃料燃烧来产生动力；以及增压器，其提高吸入的空气的压力后将该空气供给至燃烧部，所述发动机状态估计装置具备：空气密度测定数据获取部，其获取空气密度测定数据，所述空气密度测定数据是与增压器吸入的空气及增压器向燃烧部供给的压缩空气中的至少一方的密度有关的参数的测定数据；以及状态估计部，其基于空气密度测定数据、以及被输入至表示发动机的特性的发动机模型的向燃烧部供给的燃料供给量来估计发动机的状态。
[0013]在该方式中，测定与增压器吸入的空气及增压器提高压力后供给至燃烧部的压缩空气中的至少一方的密度有关的参数，并使用该参数来进行发动机的状态的估计。该参数表示在燃烧部中的燃烧所使用的空气的密度，并且是多个发动机相关的参数之中的、对发动机的动作乃至状态造成的影响特别大的参数。因此，当该参数变动时，发动机的状态大幅度变动，成为状态估计的精度大幅度偏差的原因。在本专利技术中，能够测定像这样对发动机的状态产生的影响大的参数来作为空气密度测定数据，并且将其利用于状态估计，因此能够以稳定的精度进行发动机的状态估计。
[0014]本专利技术的另一方式是发动机状态估计方法。该方法估计发动机的状态，所述发动
机具备：燃烧部，其使空气和燃料燃烧来产生动力；以及增压器，其提高吸入的空气的压力后将该空气供给至燃烧部，所述发动机状态估计方法包括以下步骤：空气密度测定数据获取步骤，获取空气密度测定数据，所述空气密度测定数据是与增压器吸入的空气及增压器向燃烧部供给的压缩空气中的至少一方的密度有关的参数的测定数据；以及状态估计步骤，基于空气密度测定数据、以及被输入至表示发动机的特性的发动机模型的向燃烧部供给的燃料供给量来估计发动机的状态。
[0015]此外，将以上的构成要素的任意的组合、本专利技术的表现在方法、装置、系统、记录介质、计算机程序等之间进行变换而得到的方式作为本专利技术的方式也是有效的。
[0016]专利技术的效果
[0017]根据本专利技术，能够以稳定的精度估计发动机的状态。
附图说明
[0018]图1是表示第一实施方式所涉及的发动机状态估计装置的结构的示意图。
[0019]图2是表示四冲程发动机的结构的示意图。
[0020]图3是表示二冲程发动机的结构的示意图。
[0021]图4是表示空气密度测定数据对发动机的输出产生的影响的图。
[0022]图5是表示空气密度测定数据对发动机的燃耗产生的影响的图。
[0023]图6是表示空气密度测定数据对在发动机内流通的气体的温度产生的影响的图。
[0024]图7是表示空气密度测定数据对在发动机内流通的气体的压力产生的影响的图。
[0025]图8是表示第二实施方式所涉及的发动机状态估计装置的结构的示意图。
[0026]附图标记说明
[0027]100：发动机状态估计装置；110：空气密度测定数据获取部；120：状态估计部；121：计算部；122：发动机模型校正部；200：发动机；210：燃烧部；220：供气路；221：进气管；222：供气管；223：供气接收器；224：供气冷却器；230：排气路；231：排气接收器；232：排气管；233：涡轮出口管；240：增压器；241：压缩机；242：涡轮。
具体实施方式
[0028]本实施方式的发动机状态估计装置使用表示发动机的特性的数学模型来估计发动机的状态。在多个发动机相关的参数之中，测定对发动机的输出、燃耗产生的影响大的燃料燃烧用的空气的温度、压力，并且将其用于状态估计，由此能够使估计精度提高。
[0029]图1是表示第一实施方式所涉及的发动机状态估计装置100的结构的示意图。发动机状态估计装置100是估计发动机200的状态的装置，并且具备空气密度测定数据获取部110和状态估计部120。
[0030]在对发动机状态估计装置100的各部进行说明之前，参照图2和图3来说明作为其状态估计对象的发动机200。
[0031]图2是表示作为发动机200的一例的、所谓的四冲程发动机的示意图。如后述的那样，四冲程发动机是通过活塞的四次上下移动(两次上升和两次下降)来进行包括进气、压缩、燃烧、排气这四个行程的一次循环的发动机。
[0032]发动机200具备使空气与燃料混合并燃烧来产生动力的燃烧部210、以及提高所吸
入的空气的压力后将该空气供给至燃烧部210的增压器240。增压器240是所谓的涡轮增压器，并且具备通过在燃烧部210中燃烧后被排出的气体进行旋转的涡轮242、以及通过轴243与涡轮242同轴地结合以连动地旋转的压缩机241。
[0033]压缩机241设置于一端向外部空气(大气)开放且另一端与燃烧部210连通的供气路220内的一端侧的位置，通过该压缩机241的旋转来吸入外部空气同时压缩所吸入的外部空气。被压缩机241压缩而压力变高的空气通过供气路220被供给至燃烧部210，以使用于此处的燃料的燃烧。供气路220具备：进气管221，其供压缩机241从向外部空气开放的一端吸入的空气流通；供气管222，其供压缩机241向燃烧部210供给的压缩空气流通；以及作为供气收容部的供气接收器223，其设置于另一端侧的靠近燃烧部210的位置，收容压缩空气。另外，为了防止被压缩机241压缩后的空气由于温度上升而膨胀，在供气管222的中途设置有用于冷却在供气管222中流通的压缩空气的冷却器即供气冷却器224。由此，将在供气冷却器224中流通的期间被冷却并被收容于供气接收器223中的压缩空气的温度保持于固定范围内。
[0034]涡轮242设置于一端与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机状态估计装置，估计发动机的状态，所述发动机具备：燃烧部，其使空气和燃料燃烧来产生动力；以及增压器，其提高吸入的空气的压力后将该空气供给至所述燃烧部，所述发动机状态估计装置具备：空气密度测定数据获取部，其获取空气密度测定数据，所述空气密度测定数据是与所述增压器吸入的空气及所述增压器向所述燃烧部供给的压缩空气中的至少一方的密度有关的参数的测定数据；以及状态估计部，其基于所述空气密度测定数据、以及被输入至表示所述发动机的特性的发动机模型中的向所述燃烧部供给的燃料供给量，来估计所述发动机的状态。2.根据权利要求1所述的发动机状态估计装置，其特征在于，所述发动机是额定转速为每分钟1000转以下的船舶用的发动机。3.根据权利要求1或2所述的发动机状态估计装置，其特征在于，所述状态估计部将所述空气密度测定数据输入至所述发动机模型来估计所述发动机的状态。4.根据权利要求1或2所述的发动机状态估计装置，其特征在于，所述状态估计部具备：计算部，其基于所述发动机模型来计算空气密度估计数据，所述空气密度估计数据是所述空气密度测定数据的估计值；以及发动机模型校正部，其以使所述空气密度估计数据与所述空气密度测定数据的差分变小的方式来校正所述发动机模型。5.根据权利要求1所述的发动机状态估计装置，其特征在于，所述空气密度测定数据的测定器设置于供所述增压器吸入的空气流通的进气管。6.根据权利要求1所述的发动机状态估计装置，其特征在于，所述空气密度测定数据的测定器设置于收容所述压缩空气的供气收容部。7.根据权利要求1所述的发动机状态估计装置，其特征在于，所述空气密度测定数据是所述增压器吸入的空气和所述压缩空气的温度及压力中的至少一方的测定数据。8.根据权利要求7所述的发动机状态估计装置，其特征在于，所述空气密度测定数据是所述增压器吸入的空气的温度的测定数据。9.根据权利要求7或8所述的发动机状态估计装置，其特征在于，所述发动机具备用于冷却所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：川谷圣，藤原真，笹岛己喜朗，福岛圭一郎，
申请(专利权)人：纳博特斯克有限公司，
类型：发明
国别省市：