(57)【要約】【課題】ハイブリッド過給機における部品の劣化に伴うトラブルを未然に防ぐことができる制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、エンジン排気により回転するタービンと、前記タービンと同軸で回転し、エンジン吸気を圧縮するコンプレッサと、前記コンプレッサ及び前記タービンと同軸で回転し、発電する電動発電機とを有するハイブリッド過給機の制御装置であって、ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部と、前記過給機状態量取得部が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断部とを備える。【選択図】図１
2015117595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン排気により回転するタービンと、
前記タービンと同軸で回転し、エンジン吸気を圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサ及び前記タービンと同軸で回転し、発電もしくはモータ加勢する電動発電機と
を有するハイブリッド過給機の制御装置であって、
ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部と、
前記過給機状態量取得部が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断部と
を備える制御装置。
【請求項２】
前記診断部は、前記過給機状態量の経時的変化に基づいて劣化状態を診断する
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記電動発電機に回転維持電力を出力してモータリング制御を行うモータリング制御部を備え、
前記診断部は、前記モータリング制御部がモータリング制御を開始したときに、過給機状態量を取得して劣化状態を診断する
請求項１または請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記診断部による診断結果を送信する通信部を備える
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記診断部による診断結果を記録する記憶部と、
通信可能時に記憶部のデータを送信する通信部と
を備える請求項１から請求項４の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の制御装置を備えるハイブリッド過給機。
【請求項７】
船舶を制御する船内制御装置であって、
ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断部
を備える船内制御装置。
【請求項８】
エンジンを制御するエンジンコントローラであって、
ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断部
を備えるエンジンコントローラ。
【請求項９】
エンジン排気によりタービンを回転し、
前記タービンと同軸でコンプレッサを回転し、エンジン吸気を圧縮し、
前記コンプレッサ及び前記タービンと同軸で電動発電機を回転し、発電もしくはモータ加勢する
ハイブリッド過給機の制御装置であって、
ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得し、
取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する制御方法。
【請求項１０】
エンジン排気により回転するタービンと、
前記タービンと同軸で回転し、エンジン吸気を圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサ及び前記タービンと同軸で回転し、発電もしくはモータ加勢する電動発電機と
を有するハイブリッド過給機の制御装置のコンピュータを、
ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得手段と、
前記過給機状態量取得手段が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断手段
として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、ハイブリッド過給機、船内制御装置、エンジンコントローラ、制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
船主は、船舶の運航中に船舶に備えられた装置の故障などに伴いメンテナンスを行う必要がある。そのため、多数の部品を予備品として船上や陸上に保管している場合が多い。
特許文献１には、関連する技術として船舶のメンテナンスに関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２７３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、船舶がハイブリッド過給機を使用している場合、ハイブリッド過給機に関する情報は主機（例えばエンジン）側で取得しているのみであり、ハイブリッド過給機のトラブル予測は困難である。そのため、ハイブリッド過給機のトラブルを未然に防ぐ技術が求められていた。
【０００５】
そこでこの発明は、上記の課題を解決することのできる制御装置、ハイブリッド過給機、船内制御装置、エンジンコントローラ、制御方法、及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、制御装置は、エンジン排気により回転するタービンと、前記タービンと同軸で回転し、エンジン吸気を圧縮するコンプレッサと、前記コンプレッサ及び前記タービンと同軸で回転し、発電もしくはモータ加勢する電動発電機とを有するハイブリッド過給機の制御装置であって、ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部と、前記過給機状態量取得部が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断部とを備える。
【０００７】
また本発明の別の態様によれば、前記制御装置の前記診断部は、前記過給機状態量の経時的変化に基づいて劣化状態を診断する。
【０００８】
また本発明の別の態様によれば、前記制御装置は、前記電動発電機に回転維持電力を出力してモータリング制御を行うモータリング制御部を備え、前記制御装置の前記診断部は、前記モータリング制御部がモータリング制御を開始したときに、過給機状態量を取得して劣化状態を診断する。
【０００９】
また本発明の別の態様によれば、前記制御装置は、前記診断部による診断結果を送信する通信部を備える。
【００１０】
また本発明の別の態様によれば、前記制装置は、前記診断部による診断結果を記録する記憶部と、通信可能時に記憶部のデータを送信する通信部とを備える。
【００１１】
また本発明の別の態様によれば、ハイブリッド過給機は、前記何れかの制御装置を備える。
【００１２】
また本発明の別の態様によれば、船内制御装置は、船舶を制御する船内制御装置であって、ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断部を備える。
【００１３】
また本発明の別の態様によれば、エンジンコントローラは、エンジンを制御するエンジンコントローラであって、ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断部を備える。
【００１４】
また本発明の別の態様によれば、制御方法は、エンジン排気によりタービンを回転し、前記タービンと同軸でコンプレッサを回転し、エンジン吸気を圧縮し、前記コンプレッサ及び前記タービンと同軸で電動発電機を回転し、発電もしくはモータ加勢するハイブリッド過給機の制御装置であって、ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得し、取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する方法である。
【００１５】
また本発明の別の態様によれば、プログラムは、エンジン排気により回転するタービンと、前記タービンと同軸で回転し、エンジン吸気を圧縮するコンプレッサと、前記コンプレッサ及び前記タービンと同軸で回転し、発電もしくはモータ加勢する電動発電機とを有するハイブリッド過給機の制御装置のコンピュータを、ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得手段と、前記過給機状態量取得手段が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断手段として機能させるプログラムである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実施形態による制御装置によれば、ハイブリッド過給機における部品の劣化に伴うトラブルを未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１の構成の一例を示す図である。
【図２】第一の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１における情報の流れの一例を示す図である。
【図３】第一の実施形態による診断部１０２がステップＳ５の処理で行う各装置の劣化状態の診断の一例を示す図である。
【図４】第一の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１の処理フローの一例を示す図である。
【図５】本発明の第二の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１の構成の一例を示す図である。
【図６】第二の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１における情報の流れの一例を示す図である。
【図７】第二の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１の処理フローの一例を示す図である。
【図８】第二の実施形態によるモータリング制御部１０３がモータリング制御を行う場合のコンプレッサマップの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第一の実施形態＞
図１は、本発明の第一の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１の構成の一例を示す図である。
図１で示すように、第一の実施形態による船舶システム１は、電力変換器１０と、ハイブリッド過給機２０と、エンジン３０と、船内制御装置４０と、その他のコントローラ５０と、記憶部６０とを備える。
【００１９】
電力変換器１０は制御装置１００を備える。
制御装置１００は、エンジン３０が備えるエンジンコントローラ３０１や船内制御装置４０と情報を送受信する。制御装置１００は、過給機状態量取得部１０１と、診断部１０２とを備える。
過給機状態量取得部１０１は、ハイブリッド過給機２０が備えるタービン２０１と、コンプレッサ２０２と、電動発電機２０３とからハイブリッド過給機２０の過給機状態量を取得する。
診断部１０２は、過給機状態量取得部１０１が取得した過給機状態量とエンジンコントローラ３０１からの情報を受信し、入力した過給機状態量とエンジンコントローラ３０１からの情報とに基づいて、ハイブリッド過給機２０の劣化状態を診断する。
【００２０】
ハイブリッド過給機２０は、タービン２０１と、コンプレッサ２０２と、電動発電機２０３とを備える。
タービン２０１は、エンジン３０が排出する排ガスを吸気する。タービン２０１は、吸気した排ガスによって回転する。
コンプレッサ２０２は、軸を介したタービン２０１の回転力により自身が備えるコンプレッサホイールを回転させる。コンプレッサ２０２は、コンプレッサホイールを回転させることで空気を圧縮する。そして、コンプレッサ２０２は、圧縮した空気である掃気をエンジン３０に送る。
電動発電機２０３は、軸を介したタービン２０１の回転力のうちの余剰回転力により発電する。電動発電機２０３は、発電した電力を電力変換器１０に送電する。
【００２１】
エンジン３０は、コンプレッサ２０２から掃気を吸気し、排ガスをタービン２０１に排気する。エンジン３０は、エンジンコントローラ３０１を備える。
エンジンコントローラ３０１は、エンジン３０の掃気や排ガスの情報を取得する。エンジンコントローラ３０１は、船内制御装置４０や制御装置１００と情報を送受信する。
【００２２】
船内制御装置４０は、その他のコントローラ５０、制御装置１００、エンジンコントローラ３０１と情報を送受信する。また、船内制御装置４０は、船舶システム１の外部の装置と情報を送受信する。
その他のコントローラ５０は、自コントローラが備えられた装置における情報を船内制御装置４０と送受信する。
記憶部６０は、過給機状態量取得部１０１が取得した情報、診断部１０２が診断に必要な情報、診断部１０２が診断した各装置の診断結果などを記憶する記憶部である。また、船内制御装置４０、その他のコントローラ５０、エンジンコントローラ３０１のそれぞれが取得した情報を記憶する記憶部である。
【００２３】
図２は、第一の実施形態による診断部１０２が各装置の劣化状態を診断する処理の一例を示す図である。
この図２で示す計測値は、診断部１０２が過給機状態量取得部１０１から受信したハイブリッド過給機２０における種々の物理量の計測値である。また、この図２で示す計測値は、エンジンコントローラ３０１から取得したエンジン３０における種々の物理量の計測値である。
この図２で示す平均値処理やＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理やしきい値との比較処理は、診断部１０２が行う、各装置の各部品、例えば、機械品として、翼、ハウジング、ベアリングなど、電気品として、電解コンデンサ、バッテリ、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、リアクトル、発電機コイルなどの残り寿命の算出と、各装置がトラブルを起こさないか否かの判定処理とを示している。
また、この図２で示す装置の診断結果は、各装置がトラブルを起こさないか否かを診断部１０２が判定した判定結果である。なお、実施形態における各装置とは、タービン２０１、コンプレッサ２０２、電動発電機２０３の何れか一つまたは複数のことである。
【００２４】
ところで、ハイブリッド過給機２０が備えるタービン２０１、コンプレッサ２０２、電動発電機２０３などの各装置やその各装置の各部品は、設計段階で寿命と、ある運転状況を何時間続けるとどの程度劣化するか（寿命がどの程度短くなるか）とが決まっている。
従って、例えば、タービン２０１が温度４００度で回転数１００００回転／分で運転された場合、タービン２０１における部品ａは５年で寿命に達し、タービン２０１における部品ｂは３年で寿命に達することが設計段階でわかる。また、例えば、タービン２０１が温度６００度で回転数８０００回転／分で運転された場合、タービン２０１における部品ａは３年で寿命に達し、タービン２０１における部品ｂは５年で寿命に達することが設計段階でわかる。このことは、運転状況を時間軸方向に蓄積することで各部品の劣化を算出することができ、各部品の残りの寿命を算出することができることを意味する。
【００２５】
従って、診断部１０２は、運転状況に基づいて各部品の残りの寿命を算出し、算出した寿命が所定の寿命よりも短い場合に、その部品の交換やその部品を使用している装置のメンテナンスを促すようにすることで、各装置におけるトラブルを未然に防ぐことができる。
【００２６】
また、診断部１０２は、過給機状態量取得部１０１から受信した運転状況に基づいて各部品における種々の物理量に対して平均値を算出する。そして、診断部１０２は、算出した種々の物理量に対する平均値が種々の物理量に対して予め設定した上限しきい値を上回った、あるいは下限しきい値を下回った場合に、その部品の残りの寿命が短いと判定する。そして、診断部１０２は、その部品の交換やその部品を使用している装置のメンテナンスを促すようにすることで、各装置におけるトラブルを未然に防ぐことができる。
【００２７】
また、各装置の各部品は、それぞれ材質や形状などが異なり、固有振動数が異なる。そのため、診断部１０２は、例えば振動を用いて各部品の劣化を算出する際に、劣化に影響する振動数のみを抽出し算出に反映させる必要がある。そのような場合、診断部１０２は、各装置における振動数をＦＦＴ演算し、その演算により得られた各周波数成分のうち各部品の劣化に関係する周波数成分を抽出する。そして、診断部１０２は、各部品の劣化に関係する周波数成分の振動が生じた時間のみを劣化の算出に反映させる。
【００２８】
図３は、第一の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１における情報の流れの一例を示す図である。
また、図４は、第一の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１の処理フローの一例を示す図である。
次に図３と図４を用いて第一の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１の処理フロー（ステップＳ１〜ステップＳ８）について説明する。
なお、ハイブリッド過給機２０とエンジン３０は、共に動作しているものとする。また、ハイブリッド過給機２０とエンジン３０において、種々の物理量、例えば、圧力、流量、温度、振動、応力、運転時間、回転数、電力などがセンサや計測器等を用いて計測されているものとする。
【００２９】
過給機状態量取得部１０１は、ハイブリッド過給機２０が備えるタービン２０１、コンプレッサ２０２、電動発電機２０３のそれぞれとそれぞれの軸受けにおける種々の物理量の計測値を取得する（ステップＳ１）。過給機状態量取得部１０１は、取得した種々の物理量の計測値を診断部１０２に送信する（ステップＳ２）。過給機状態量取得部１０１は、取得した種々の物理量の計測値を記憶部６０に記録する。
【００３０】
診断部１０２は、過給機状態量取得部１０１からハイブリッド過給機２０における種々の物理量の計測値を受信する（ステップＳ３）。また、診断部１０２は、エンジン３０を制御するエンジンコントローラ３０１からエンジン３０における種々の物理量の計測値を取得する（ステップＳ４）。そして、診断部１０２は、過給機状態量取得部１０１から受信したハイブリッド過給機２０における種々の物理量の計測値と、エンジンコントローラ３０１から取得したエンジン３０における種々の物理量の計測値に基づいて、タービン２０１、コンプレッサ２０２、電動発電機２０３のそれぞれの劣化を算出し、各部品の残りの寿命が十分にあるか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００３１】
例えば、記憶部６０は、各装置の各部品に対して運転状況とその運転状況を何時間続けるとどの程度劣化するか（寿命がどの程度短くなるか）を示す劣化度データテーブルを記憶している。また、記憶部６０は、設計段階で決定している各装置における各部品の寿命よりも短いしきい値を予め記憶している。
過給機状態量取得部１０１は、ハイブリッド過給機２０が備えるタービン２０１、コンプレッサ２０２、電動発電機２０３のそれぞれにおける運転状況、すなわち種々の物理量の計測値を逐次取得し、取得した種々の物理量の計測値を診断部１０２に送信する。また、過給機状態量取得部１０１は、取得した種々の物理量の計測値を記憶部６０に記録する。
診断部１０２は、過給機状態量取得部１０１から種々の物理量の計測値を受信する。また、診断部１０２は、記憶部６０から劣化度データテーブルと、設計段階で決定している各装置における各部品の寿命よりも短いしきい値とを読み出す。診断部１０２は、記憶部６０から読み出した劣化度データテーブルと、過給機状態量取得部１０１から受信した運転状況に基づいて、タービン２０１、コンプレッサ２０２、電動発電機２０３のそれぞれにおける各部品の劣化を算出し、残りの寿命を算出する。診断部１０２は、算出した各部品の残りの寿命と、記憶部６０から読み出した設計段階で決定している各装置における各部品の寿命とを比較し、各部品の残りの寿命が十分にあるか否かを判定する（ステップＳ５）。
算出した各部品の残りの寿命が記憶部６０から読み出した設計段階で決定している各装置における各部品の寿命よりも長い、すなわち各部品の残りの寿命が十分にあると診断部１０２が判定した場合（ステップＳ５、ＮＯ）、過給機状態量取得部１０１がタービン２０１、コンプレッサ２０２、電動発電機２０３のそれぞれとそれぞれの軸受けにおける種々の物理量の計測値を取得するステップＳ１の処理に戻る。
また、算出した各部品の残りの寿命が記憶部６０から読み出した設計段階で決定している各装置における各部品の寿命よりも短いまたは同一である、すなわち各部品の残りの寿命が十分ではないと診断部１０２が判定した場合（ステップＳ５、ＹＥＳ）、残りの寿命が十分ではないと判定した部品とその部品を使用している装置に関する情報を船内制御装置４０に送信する（ステップＳ６）。
【００３２】
また、診断部１０２は、過給機状態量取得部１０１から受信した運転状況を示す過去の物理量の平均値を算出する。そして、診断部１０２は、算出した物理量の平均値と、各物理量に対して予め設定した上限を示す上限しきい値および下限を示す下限しきい値とを比較し、各部品の残りの寿命が十分にあるか否かを判定する（ステップＳ５）。
算出した物理量の平均値が各物理量に対して予め設定した上限しきい値を上回らない、かつ下限しきい値を下回らないと診断部１０２が判定した場合、診断部１０２は、部品は劣化していない、すなわち各部品の残りの寿命が十分にあると判定し（ステップＳ５、ＮＯ）、過給機状態量取得部１０１がタービン２０１、コンプレッサ２０２、電動発電機２０３のそれぞれとそれぞれの軸受けにおける種々の物理量の計測値を取得するステップＳ１の処理に戻る。
また、診断部１０２は、算出した物理量の平均値が各物理量に対して予め設定した上限しきい値を上回るあるいは下限しきい値を下回ると診断部１０２が判定した場合、診断部１０２は、部品が劣化している、すなわち部品の残りの寿命が十分ではないと判定し（ステップＳ５、ＹＥＳ）、残りの寿命が十分ではないと判定した部品とその部品を使用している装置に関する情報を船内制御装置４０に送信する（ステップＳ６）。
【００３３】
なお、各装置の各部品は材質や形状などが異なり、固有振動数が異なる。そのため、診断部１０２が例えば振動を用いて各部品の劣化を算出する場合には、劣化に影響する振動数のみを抽出して劣化の算出に反映させる必要がある。そのような場合、診断部１０２は、各装置における運転状況を示す振動数をＦＦＴし、各部品に対して劣化に関係する周波数を抽出する。そして、診断部１０２は、各部品に対して抽出した周波数となる時間のみを劣化の算出に反映させる。
【００３４】
ステップＳ６の処理により診断部１０２が残りの寿命が十分ではないと判定した部品とその部品を使用している装置に関する情報を船内制御装置４０に送信すると、船内制御装置４０は、その情報を受信する（ステップＳ７）。そして、船内制御装置４０は、診断部１０２から受信した残りの寿命が十分ではないと判定した部品とその部品を使用している装置に関する情報に基づいて、メーカに部品の手配やメンテナンスのスケジュールなどを連絡する（ステップＳ８）。
なお、過給機状態量取得部１０１がハイブリッド過給機２０から種々の物理量を取得することが困難である場合、診断部１０２は、エンジン負荷状態に基づいてハイブリッド過給機２０の物理量を推定してもよい。診断部１０２は、エンジンコントローラ３０１が取得し記憶部６０に記録したエンジン負荷状態に関する情報あるいは船内制御装置４０が記憶部６０に記録したエンジン負荷状態に関する情報を読み出すことで、エンジン負荷状態を取得することができる。
また、ステップＳ５の処理において、診断部１０２は、過去の物理量を継続的にモニタすることで経時的な劣化が生じているか否かを判定し、その判定結果に基づいて、各部品の残りの寿命が十分か否かを判定してもよい。
【００３５】
なお、各装置間で送受信する情報の信号は、正しく情報が伝送され各装置が認識できる範囲において、アナログ信号であってもデジタル信号であってもよく、それらの組み合わせであってもよい。また、正しく情報が伝送され各装置が認識できる範囲において、通信方式はどのような通信方式であってもよく、複数の通信方式の組み合わせであってもよい。また、船内情報網として、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）が整備され、ＬＡＮを介して各装置間で情報が送受信されてもよい。
【００３６】
以上、本発明の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１について説明した。
本発明の実施形態による制御装置１００は、エンジン排気により回転するタービン２０１と、タービン２０１と同軸で回転し、エンジン吸気を圧縮するコンプレッサ２０２と、コンプレッサ２０２及びタービン２０１と同軸で回転し、発電する電動発電機２０３とを有するハイブリッド過給機２０の制御装置であって、ハイブリッド過給機２０の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部１０１と、過給機状態量取得部１０１が取得した過給機状態量に基づいて、ハイブリッド過給機２０の劣化状態を診断する診断部１０２とを備える。
このようにすれば、ハイブリッド過給機２０における部品の劣化に伴うトラブルを未然に防ぐことができる制御装置１００を提供する。
【００３７】
＜第二の実施形態＞
図５は、本発明の第二の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１の構成の一例を示す図である。
次に、第二の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１について説明する。
図５で示すように、第一の実施形態による船舶システム１と同様に、第二の実施形態による船舶システム１は、電力変換器１０と、ハイブリッド過給機２０と、エンジン３０と、船内制御装置４０と、その他のコントローラ５０と、記憶部６０とを備える。
また、電力変換器１０は制御装置１００を備える。ただし、第二の実施形態による制御装置１００は、第一の実施形態による制御装置１００に対して、更にモータリング制御部１０３を備える。
モータリング制御部１０３は、モータリング電力（回転維持電力）を電動発電機２０３に出力してモータリング制御を行う。
【００３８】
図６は、第二の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１における情報の流れの一例を示す図である。
また、図７は、第二の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１の処理フローの一例を示す図である。
次に図６と図７を用いて第二の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１の処理フロー（ステップＳ９、ステップＳ１〜ステップＳ８）について説明する。
なお、第二の実施形態による船舶システム１の処理フローは、モータリング制御部１０３がモータリング電力を電動発電機２０３に出力してモータリング制御を行う場合の処理フローである。従って、ハイブリッド過給機２０が起動し、エンジン３０が停止している時の動作について説明する。ただし、ここでは、第一の実施形態による船舶システム１の処理フローと異なる、ステップＳ９とステップＳ１０の処理について説明する。ハイブリッド過給機２０とエンジン３０において、種々の物理量、例えば、圧力、流量、温度、振動、応力、運転時間、回転数、電力などがセンサや計測器等を用いて計測されているものとする。
【００３９】
エンジン３０が停止しており、エンジン３０からハイブリッド過給機２０のタービン２０１への排ガスの排気はない。この状態において、モータリング制御部１０３がモータリング電力を電動発電機２０３に出力してモータリング制御を行う（ステップＳ９）。なお、モータリング制御とは、エンジン３０を止め、電動発電機２０３に電力を供給することで、ハイブリッド過給機２０を単独で動作させる制御のことである。
過給機状態量取得部１０１は、この状態において、ハイブリッド過給機２０が備えるタービン２０１、コンプレッサ２０２、電動発電機２０３のそれぞれとそれぞれの軸受けにおける種々の物理量の計測値を取得する（ステップＳ１）。
このステップＳ１で過給機状態量取得部１０１が取得する種々の物理量の計測値は、モータリング制御部１０３が電動発電機２０３に出力したモータリング電力そのものによる物理量の計測値である。そのため、過給機状態量取得部１０１が取得する種々の物理量の計測値は、エンジン３０による影響が含まれず、ハイブリッド過給機２０そのものの特性を示している。
【００４０】
ステップＳ２〜ステップＳ４は、第一の実施形態による船舶システム１の処理フローと同様であり、次に診断部１０２は、各装置の各部品の残りの寿命が十分にあるか否かを判定する（ステップＳ１０）。このステップＳ１０で診断部１０２が行う各装置の各部品の残りの寿命が十分にあるか否かの判定は、第一の実施形態による船舶システム１の処理フローのステップＳ５の処理に加え、次に示す処理である。
【００４１】
図８は、第二の実施形態によるモータリング制御部１０３がモータリング制御を行う場合のコンプレッサマップの一例を示す図である。
このコンプレッサマップは、モータリング制御部１０３が所定のモータリング電力を電動発電機２０３に出力した場合のハイブリッド過給機２０のコンプレッサ２０２におけるコンプレッサ流量とコンプレッサ圧力比との関係を示している。そして、コンプレッサマップの典型値である代表作動点の過去の実績が記憶部６０にコンプレッサマップデータテーブルとして予め記録されている。
【００４２】
診断部１０２は、過給機状態量取得部１０１がコンプレッサ２０２から取得したコンプレッサ流量とコンプレッサ圧力比の計測値を受信する。診断部１０２は、過給機状態量取得部１０１が電動発電機２０３から取得したモータリング制御部１０３から入力されるモータリグ電力の計測値を受信する。また、診断部１０２は、記憶部６０からコンプレッサマップデータテーブルを読み出す。そして、診断部１０２は、過給機状態量取得部１０１から受信したコンプレッサ流量とコンプレッサ圧力比の計測値と同等の代表作動点を記憶部６０から読み出したコンプレッサマップデータテーブルにおいて特定する。そして、診断部１０２は、特定したける代表作動点となる過去のモータリング電力の実績の平均値と、過給機状態量取得部１０１から受信したモータリング電力の計測値とを比較し、所定の範囲内にあるか否かに基づいて、各装置の各部品の残りの寿命が十分にあるか否かを判定する。
【００４３】
例えば、過去のモータリング電力の実績の平均値が１００キロワットであり、過給機状態量取得部１０１から受信したモータリング電力の計測値が１０１キロワットであったとする。この場合、診断部１０２は、過給機状態量取得部１０１から受信したモータリング電力の計測値が過去のモータリング電力の実績の平均値に比べ１パーセント増加したと判断し、例えば所定の範囲が過去のモータリング電力の実績の平均値のプラスマイナス３パーセントであった場合、ハイブリッド過給機２０は正常である、すなわち各装置の各部品の残りの寿命が十分であると判定し（ステップＳ１０、ＮＯ）、過給機状態量取得部１０１がタービン２０１、コンプレッサ２０２、電動発電機２０３のそれぞれとそれぞれの軸受けにおける種々の物理量の計測値を取得するステップＳ１の処理に戻る。
【００４４】
また、例えば、過去のモータリング電力の実績の平均値が１００キロワットであり、過給機状態量取得部１０１から受信したモータリング電力の計測値が１１０キロワットであったとする。この場合、診断部１０２は、過給機状態量取得部１０１から受信したモータリング電力の計測値が過去のモータリング電力の実績の平均値に比べ１０パーセント増加したと判断し、例えば所定の範囲が過去のモータリング電力の実績の平均値のプラスマイナス３パーセントであった場合、ハイブリッド過給機２０は故障している、すなわち各装置の各部品の残りの寿命が十分ではないと判定し（ステップＳ１０、ＹＥＳ）、残りの寿命が十分ではないと判定した部品とその部品を使用している装置に関する情報を船内制御装置４０に送信する（ステップＳ６）。
【００４５】
そして、第一の実施形態による船舶システム１の処理フローと同様にステップＳ７の処理を行い、ステップＳ８で船内制御装置４０は、診断部１０２から受信した残りの寿命が十分ではないと判定した部品とその部品を使用している装置に関する情報に基づいて、メーカに部品の手配やメンテナンスのスケジュールなどを連絡する。
なお、ステップＳ１０の処理において、診断部１０２は、過給機状態量取得部１０１から受信したモータリング電力の計測値が徐々に変化する場合、ハイブリッド過給機２０が経時的な劣化していると判定する。例えば、過去のモータリング電力の実績の平均値に比べ、比較する毎に１パーセントずつ増加し続けるような場合、診断部１０２はハイブリッド過給機２０が経時的な劣化していると判定する。
【００４６】
以上、本発明の実施形態による制御装置１００を備える船舶システム１について説明した。
本発明の実施形態による制御装置１００は、エンジン排気により回転するタービン２０１と、タービン２０１と同軸で回転し、エンジン吸気を圧縮するコンプレッサ２０２と、コンプレッサ２０２及びタービン２０１と同軸で回転し、発電する電動発電機２０３とを有するハイブリッド過給機２０の制御装置であって、ハイブリッド過給機２０の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部１０１と、過給機状態量取得部１０１が取得した過給機状態量に基づいて、ハイブリッド過給機２０の劣化状態を診断する診断部１０２とを備える。
このようにすれば、ハイブリッド過給機２０における部品の劣化に伴うトラブルを未然に防ぐことができる制御装置１００を提供する。
また、モータリング制御部１０３がモータリング制御を行うことにより、過給機状態量取得部１０１は、ハイブリッド過給機２０そのものの種々の物理量の計測値を取得することができ、診断部１０２が行うハイブリッド過給機２０における部品の劣化の診断精度が向上する。
【００４７】
なお、以上の実施形態では、制御装置１００は電力変換器１０に備えられ、ハイブリッド過給機２０から独立した装置として説明した。しかしながら、本発明は、それに限定するものではない。制御装置１００は、ハイブリッド過給機２０の過給機状態量を取得し、適切な情報処理を行う範囲においてどの装置に備えられてもよく、例えば、ハイブリッド過給機２０に備えられてもよい。
【００４８】
また、以上の実施形態では、診断部１０２は制御装置１００に備えられるものとして説明した。しかしながら、本発明は、それに限定するものではない。診断部１０２は、過給機状態量取得部１０１からの情報を受信し、適切な情報処理を行う範囲においてどの装置に備えられてもよく、例えば、エンジンコントローラ３０１や船内制御装置４０に備えられてもよい。
【００４９】
また、以上の実施形態では、記憶部６０は制御装置１００から独立した装置として説明した。実施形態で示すように、他の装置が記憶部６０に適切にアクセスでき情報を送受信できる範囲において、記憶部６０はどこに存在してもよいが、例えば、制御装置１００が記憶部６０を備えていてもよい。
【００５０】
また、以上の実施形態では、制御装置１００は、通信部を明記していないが、他装置との情報の送受信を通信部を介して行うものである。
【００５１】
なお本発明の実施形態について説明したが、上述の制御装置１００は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００５２】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。また、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・船舶システム
１０・・・電力変換器
２０・・・ハイブリッド過給機
３０・・・エンジン
４０・・・船内制御装置
５０・・・その他のコントローラ
６０・・・記憶部
１００・・・制御装置
１０１・・・過給機状態量取得部
１０２・・・診断部
１０３・・・モータリング制御部
２０１・・・タービン
２０２・・・コンプレッサ
２０３・・・電動発電機
３０１・・・エンジンコントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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