おいては式(2)の右辺は0となるため、式(8)のように変形する事ができる。船体の形、波浪の状況等によって影響を受ける。プロペラ周りのキャビテーション等の影響を受けるため、モデル化が困難である。今回は簡易的にスラスト減少係数を0.2と固定し(3)、式(1)、(3)からモデル艇の定常航走時のデータを基に船体抵抗を求めた。フローチャート図4に船舶挙動シミュレーションのフローチャートを示す。初期条件を読み込み後、試験が開始されると時々刻々のエンジン回転速度を読み込み、要求エンジントルクを求める。ここで求められた要求エンジントルクは試験システムを通じて動力計負荷に展開される。発生したスラストと現時刻の船速を基に次のタイムステップにおける仮想船舶の船速、船体抵抗を予測する。この計算を連続的に繰り返す事で船舶の航走状態を模擬したプロペラ負荷をエンジンベンチに与える事が可能になっている。本項では今回構築した台上評価システムを用いた舶用エンジンの開発事例を紹介する。舶用エンジンにおいて加速性とスモークのバランスは商品性面で非常に重要である。市場において搭載される船艇の形状は様々であり、かつ、クラッチやプロペラの選定によっても上記性能が左右されるためエンジンの作動ラインを一義的に決定する事は難しい。時々刻々変化する環境下ではデータの再現性自体の確保が極めて困難である。これに対し今回構築した台上評価システムでは船艇の諸元を変更する事で様々な船艇・航走条件での評価が可能となる。台上評価であるため、過渡特性や排気性能も高精度に測定する事ができる。本研究では対象エンジンとして6CX530(排気量7.4L、ボア×ストローク:110mm×130mm、390kW/2900min-1)を選定し、同エンジンを2機2軸で搭載している全長36フィートの試験艇(INIFINI36)をモデル船舶として仮想システムを構築した。ベンチ評価に先立ち同船を用いて定常航走状態での各種データを採取し、これを基に2.3項に示したSimulinkモデルを同定している。以下に台上評価システムを用いたエンジン制御開発事例を示す。エンジンでは加速時のスモーク発生を防止する目的で給気圧に対して最大噴射量制限をかける過給圧補正機能が設けられている。図5は台上評価システムを用いた過給圧補正マップ適合の事例である。図ではA、B、C、D、Eと5種類の過給圧補正マップを作成し、その特性を比較している。マップAが最も加速性を重視したマップで、加速に要する時間は最も短いがスモーク濃度(オパシティ)も高い。マップEはスモーク濃度低減を志向したマップであり、スモークはほぼ見えないレベルとなっているが加速に要する時間はマップAの倍程度かかるようになっている。このように台上評価システムによって各種仕様を考慮した数種類のマップを事前に適合し、実船ではその中で最も適したものを選ぶだけで最適な加速特性が得る事ができるようになった。船舶がスロー航走状態から一気にアクセル開度を全開にした際、加速の初期段階で一時的に高い濃度のスモークが排出される事がある。これはエンジンが低速で空気量が十分でなく、筒内の空気流動も活発でない状態で過剰な燃料が供給されたことに起因すると考えられる。この加速初期のスモークを抑制するため、アクセル開度と機関速度を基に加速判定を行い、エンジンが加速状態にあると判定された際に初期の噴射量を強制的に抑制する機能を考案した。台上評価システムで検証した例である。図のように加速初期の噴射量を下げる事で船舶の加速特性を大きく損なうことなくスモークの排出を抑制できている事が分かる。Acceleration4.おわりに本報では、エンジンテストベンチ上で実船舶相当のオペレーションを模擬できるシステム構築への取り組みとその効果について紹介した。今回構築した台上評価システムによってエンジン開発段階でより実使用環境に近い評価ができるようになったが、未だに十分な精度で模擬できているとは言い難い。伴流係数wやスラスト減少係数t、船体抵抗Rは複雑なメカニズムに支配されており、現在のロジックではこれらを十分に表現できているとは言い難い。今回は直進航走のみを対象としていたが、クラッチ嵌脱入やクラッシュアスターン、マニューバリング等、船舶で評価するべき運転モードは他に多数ある。これら全てを台上で表現するためには船体やプロペラの挙動・特性に対するより深い理解とモデル化が必要であると考えている。Emission)では排気や燃料消費率を実走行状態で評価する事を求められている。今後オフロードエンジンに対しても各種作業機・船舶に搭載された状態での燃費やエミッションへの関心が高まると考えられる。これらの要望に応えるため、エンジン単体の性能はもちろんの事、お客様の作業環境下でヤンマーエンジンが最適なパフォーマンスを発揮できるような技術構築に努めていく必要がある。Development)である。今後はMBD技術をさらに発展させ、「最大・最適なエネルギーを、最少の環境負荷で」達成するだけでなく、最上のY-Experienceをも提供できるような技術開発に取り組んでいきたい。多大なご協力を頂いた事を記し、謝意を表します。Regionソーシャルメディアプライバシーポリシークッキーポリシーご利用にあたって当社の名を騙った詐欺にご注意ください。