CN107250504A - 主机的控制装置以及方法、主机、船舶 - Google Patents

Abstract

一种主机的控制装置以及方法、主机、船舶。在包括：柴油发动机主体(2)；具备压缩机(21)以及涡轮(22)的排气涡轮增压器(3)；驱动排气涡轮增压器(3)的电动发电机(32)；以及向柴油发动机主体(2)供给空气的辅助鼓风机(4)的船舶用柴油发动机(1)中，设有在柴油发动机主体(2)的低旋转区域中驱动辅助鼓风机(4)的第一扫气供给模式(a)和在柴油发动机主体(2)的高旋转区域中利用电动发电机(32)来驱动排气涡轮增压器(3)的第二扫气供给模式(b)，根据预先设定的模式切换转速(主机规定负荷)来切换第一扫气供给模式(a)和第二扫气供给模式(b)，从而提高主机低负荷运转时的效率。

Description

主机的控制装置以及方法、主机、船舶

技术领域

本发明涉及具备增压器的主机的控制装置以及方法、具备主机的控制装置的主机、以及具备主机的船舶。

背景技术

例如，内燃机作为搭载于船舶的主机，安装有用于提高燃油经济性、削减排气中的二氧化碳的增压器。该增压器利用从内燃机排出的排气来驱动涡轮以及压缩机，从而对吸进的气体进行压缩并供给到内燃机，以使内燃机的输出提高。另外，也有使用驱动增压器的压缩机的剩余的能量而在发电机中进行发电的涡轮增压器发电装置。该涡轮增压器发电装置将发电机直接连结于增压器，并将剩余的排气能量作为电能回收，从而削减船内其他发电机的发电量。

下述专利文献1以及非专利文献1就记载了这样的涡轮增压器发电装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-224672号公报

非专利文献

非专利文献1：三菱重工技报Vol.49No.1(2012)新产品、新技术特集(用排气发电的大型船舶用混合增压器的实用化(日语：排ガスで発電する大型舶用ハイブリッド過給機の実用化))。

发明所要解决的技术问题

在上述的非专利文献1的记载中，内燃机起动时、低负荷运转时，仅靠增压器无法向内燃机供给充足的燃烧用气体，因此用辅助鼓风机来确保向内燃机供给的进气。但是，辅助鼓风机是利用电动机来以一定速度旋转，从而向内燃机供给一定量的空气的装置，存在控制的自由度低，难以进行最合适的运转，效率低下的问题。

发明内容

本发明用于解决上述技术问题，其目的在于，提供一种提高主机低负荷运转时的效率的主机的控制装置以及方法、主机、船舶。

用于解决技术问题的手段

用于达成上述目的的本发明的主机的控制装置的主机包括：主机主体；具备压缩机以及涡轮的增压器；驱动所述增压器的电动机；以及向所述主机主体供给空气的辅助鼓风机，所述主机的控制装置的特点在于，设有驱动所述辅助鼓风机的第一扫气供给模式和利用所述电动机来驱动所述增压器的第二扫气供给模式，并根据预先设定的主机规定负荷来切换所述第一扫气供给模式和所述第二扫气供给模式。

因此，通过主机规定负荷来切换驱动辅助鼓风机而向主机主体供给空气的第一扫气供给模式和利用电动机来辅助性地驱动增压器的第二扫气供给模式，从而在主机主体的转速变更频度高的低负荷运转时，能够稳定地驱动增压器，并且，仅在适当时期限定地驱动辅助鼓风机，从而能够确保节能效果，能够提高主机的低负荷运转时的效率。

本发明的主机的控制装置的特点在于，在所述第一扫气供给模式下的运转时，当所述主机主体的负荷上升并达到预先设定的第一主机规定负荷时，开始进行所述电动机对所述增压器的驱动，停止所述辅助鼓风机的驱动。

因此，根据主机主体的负荷来从第一扫气供给模式切换到第二扫气供给模式，从而能够适当地起动排气涡轮增压器。

本发明的主机的控制装置的特点在于，自所述增压器的驱动开始起经过预先设定的第一待机时间后，停止所述辅助鼓风机的驱动。

因此，在开始进行电动机对增压器的辅助驱动起经过第一待机时间后，停止辅助鼓风机的驱动，从而仅在第一待机时间期间利用电动机来辅助驱动增压器，并且利用辅助鼓风机来向主机主体供给空气，从而能够使主机稳定地运转。

本发明的主机的控制装置的特点在于，在所述第二扫气供给模式下的运转时，当所述主机主体的负荷下降并达到预先设定的第二主机规定负荷时，开始进行所述辅助鼓风机的驱动，停止所述电动机对所述增压器的驱动。

因此，基于主机主体的负荷来从第二扫气供给模式切换到第一扫气供给模式，从而能够适当地停止增压器。

本发明的主机的控制装置的特点在于，自所述辅助鼓风机的驱动开始起经过预先设定的第二待机时间后，停止所述电动机对所述增压器的驱动。

因此，自辅助鼓风机的驱动开始起经过预先设定的第二待机时间后，停止电动发电机对增压器的辅助驱动，从而仅在第二待机时间期间利用辅助鼓风机向主机主体供给空气，并利用电动机来辅助驱动增压器，从而能够使主机稳定地运转。

本发明的主机的控制装置的特点在于，所述主机主体的负荷是主机转速，所述主机规定负荷是预先设定的主机规定转速。

因此，由于通过主机规定转速来切换第一扫气供给模式和第二扫气供给模式，因此在该切换时，不会重复进行增压器的辅助驱动的开始以及辅助停止和辅助鼓风机的驱动开始以及停止，能够稳定地开始及停止增压器的辅助驱动，从而能够提高设备的可靠性。

本发明的主机的控制装置的特点在于，在所述控制装置设有输出主机转速指令的操纵把手，相对于由所述操纵把手决定的港湾内航行模式和港湾外航行模式之间的切换转速而言，将所述主机规定转速设定为较高。

因此，能够稳定地开始以及停止增压器的辅助驱动。

本发明的主机的控制方法包括以下工序：驱动辅助鼓风机而向所述主机主体供给燃烧用气体的工序；以及当主机主体的负荷上升并达到预先设定的第一主机规定负荷时，开始进行电动机对增压器的驱动，停止所述辅助鼓风机的驱动的工序。

因此，能够稳定地驱动增压器，并且，仅在适当时期限定性地驱动辅助鼓风机，从而能够确保节能效果，能够提高主机的低负荷运转时的效率。

另外，本发明的主机的控制方法的特点在于，包括以下工序：在主机主体的高旋转区域，利用电动机来驱动增压器的工序；以及当所述主机主体的负荷下降并达到预先设定的第二主机规定负荷时，开始进行辅助鼓风机的驱动，停止所述电动机对增压器的驱动的工序。

因此，能够稳定地驱动增压器，并且，仅在适当时期限定性地驱动辅助鼓风机，从而能够确保节能效果，能够提高主机的低负荷运转时的效率。

另外，本发明的主机的特点在于，包括：主机主体；具备压缩机以及涡轮的增压器；驱动所述增压器的电动机；向所述主机主体供给空气的辅助鼓风机；以及控制装置，该控制装置根据预先设定的主机规定负荷来切换驱动所述辅助鼓风机的第一扫气供给模式和利用所述电动机来驱动所述增压器的第二扫气供给模式。

因此，根据预先设定的主机规定负荷来切换驱动辅助鼓风机并向主机主体供给空气的第一扫气供给模式和利用电动机来驱动增压器的第二扫气供给模式，从而在主机主体的低负荷运转时，能够稳定地驱动增压器，并且，仅在适当时期限定性地驱动辅助鼓风机，从而能够确保节能效果，能够提高主机的低负荷运转时的效率。

另外，本发明的船舶的特点在于具备所述主机。

因此，能够提高主机的低负荷运转时的效率，能够实现航行时的节能。

发明效果

根据本发明的主机的控制装置以及方法、主机、船舶，能够提高主机的低负荷运转时的效率。

附图说明

图1是表示本实施方式的主机的概略构成图。

图2是表示发动机运转模式和扫气供给模式的区域的概略图。

图3是表示船舶增速时的主机的控制方法的流程图。

图4是表示船舶增速时的主机的控制方法的时序图。

图5是表示船舶减速时的主机的控制方法的流程图。

图6是表示船舶减速时的主机的控制方法的时序图。

具体实施方式

下面，参照附图来对本发明的主机的控制装置以及方法、主机、船舶的合适的实施方式进行详细说明。并且，本发明并不限于该实施方式，另外，在有多个实施方式的情况下，也包含将各实施方式进行组合而构成的情况。

图1是表示本实施方式的主机的大致构成图。

如图1所示，在本实施方式中，作为主机的船舶用柴油发动机(内燃机)1包括：柴油发动机主体2、排气涡轮增压器3、辅助鼓风机4、控制装置5。柴油发动机主体2设有多个气缸部13，虽未图示，但在各气缸部13的内部，活塞被分别支承为往复移动自如，各活塞的下部经由十字头而与曲柄轴连结。

气缸部13经由进气口14而与扫气箱15连结，并经由排气口15而与排气歧管17连结。并且，扫气箱15经由进气管L1而与排气涡轮增压器3的压缩机21连结。另外，排气歧管17经由排气管L2而与排气涡轮增压器3的涡轮22连结。另外，气缸部13分别设有向内部喷射燃料(例如：重油、天然气等)的喷射器(燃料供给装置)18。各喷射器18与未图示的燃料泵连结。

排气涡轮增压器3通过将压缩机21和涡轮22经由旋转轴23连结于同轴上而构成，压缩机21和涡轮22通过旋转轴23而一体旋转。压缩机21与从外部进气的进气管L3连结，并与连到扫气箱15的进气管L1连结。涡轮22与连到排气歧管17的排气管L2连结，并与向外部排气的排气管L4连结。

因此，涡轮22在利用从排气歧管17通过排气管L2而导入的排气(燃烧气体)来驱动，并驱动压缩机21后，将排气从排气管L4排出到外部。另一方面，压缩机21由涡轮22驱动，在将从进气管L3吸进的空气等气体压缩之后，将压缩后的空气等气体作为燃烧用气体而从进气管L1压送到扫气箱15。

另外，柴油发动机主体2设有工作气体供给装置24，该工作气体供给装置24将空气(工作气体)供给到气缸部13，并通过使气缸部13的未图示的活塞工作而使发动机转速上升。该工作气体供给装置24包括：工作气体供给源25(例如储存器、泵)、开闭阀26、工作气体供给管L5。工作气体供给管L5的基端部与工作气体供给源25连结，顶端部与各气缸部13连结，并且，在工作气体供给管L5设有与各气缸部13对应的多个开闭阀26。工作气体供给装置24在船舶用柴油发动机1起动时对各开闭阀26进行开闭控制，从而重复进行以下动作：将工作气体供给源25的工作气体从工作气体供给管L5供给到气缸部13或停止该供给。由此，通过向气缸13的内部喷射燃料，能够使设于气缸部13的未图示的活塞工作，从而能够经由十字头而使曲柄轴旋转。

排气涡轮增压器3是混合增压器，经由与压缩机21以及涡轮22的旋转轴23位于同轴上的旋转轴31而与电动发电机32连结。虽未图示，但电动发电机32由固定于旋转轴31的转子和固定于壳体并配置于转子的周围的定子构成。该电动发电机32具有通过被排气驱动而发电的发电功能，并具有驱动压缩机21以及涡轮22旋转的电动功能。

排气涡轮增压器3具备电力变换装置33。电力变换装置33包括第一电力变换部34、蓄电部35、第二电力变换部36。第一电力变换部34和电动发电机32连接，在电动发电机32再生动作时，第一电力变换部34将电动发电机32所发电的交流电力变换为直流电力并输出。第二电力变换部36和船内电力系统37连接，在电动发电机32再生动作时，第二电力变换部36将来自第一电力变换部34的直流电力变换为适用于船内电力系统的三相交流电力并输出到船内电力系统37。蓄电部35连接于第一电力变换部34和第二电力变换部36之间，并将来自第一电力变换部34的直流电力以规定量进行蓄电。蓄电部35设成用于将输出到第二电力变换部36的电力平滑化，并将电动发电机32再生动作开始时所蓄的电力输出到第二电力变换部36。再生动作开始后输出到第二电力变换部36的电力经由第一电力变换部34而从电动发电机32输出。

另外，在电动发电机32动力运行动作时，第二电力变换部36将来自船内电力系统37的三相交流电力变换为直流电力，并输出到第一电力变换部34。在电动发电机32动力运行动作时，第一电力变换部34将来自第二电力变换部36的直流电力变换为交流电力，并输出到电动发电机32。蓄电部35将来自第二电力变换部36的直流电力以规定量进行蓄电。蓄电部35设为用于将输出到第一电力变换部34的电力平滑化，并将电动发电机32动力运行动作开始时所蓄的电力输出到第一电力变换部34。动力运行动作开始后输出到第一电力变换部34的电力经由第二电力变换部36而从船内电力系统37输出。

此处虽未详细地说明电力变换装置33的结构，例如，第一电力变换部34是转换器，蓄电部35是电容器，第二电力变换部36是逆变器。

辅助鼓风机4由鼓风用叶轮41和鼓风用电动机(电机)42构成。辅助鼓风机4在船舶用柴油发动机1起动时被驱动，从而在将从进气管L3经由压缩机21而吸进的空气等气体压缩后，辅助鼓风机4将压缩后的空气等气体作为燃烧用气体而从进气管L6经由进气管L1而压送到扫气箱15。另外，虽然将进气管L6与进气管L1并列设置，并将辅助鼓风机4(鼓风用叶轮41)设于该进气管L6，但是进气管L1与进气管L6不一定要设为并列，也可以不设进气管L6，仅设进气管L1，并将辅助鼓风机4设于进气管L1。

控制装置5包括控制电动发电机32的第一控制装置51、控制柴油发动机主体2以及辅助鼓风机4的第二控制装置52。

通过控制第一电力变换部34和第二电力变换部36，第一控制装置51能够控制电动发电机32。即，第一控制装置51基于电动发电机32的驱动状态(再生工作状态或者动力运行动作状态)而控制第一电力变换部34和第二电力变换部36的功能。

第二控制装置52能够驱动控制柴油发动机主体2中的喷射器18和工作气体供给装置24。另外，第二控制装置52驱动控制各喷射器18从而控制燃料喷射时间、燃料喷射量。并且，第二控制装置52对构成工作气体供给装置24的开闭阀26进行开闭控制，从而控制对气缸部13的工作气体供给时间、工作气体供给量。另外，通过驱动控制辅助鼓风机4，第二控制装置52能够对柴油发动机主体2供给压缩后的空气等的气体，并控制扫气压(进气压)。

另外，第二控制装置52和操纵把手53连接，操纵把手53用于航行船舶。该操纵把手53对第二控制装置52输出主机转速指令，并能够通过控制柴油发动机主体2的转速来使船舶航行。操纵把手53能够在作为第一发动机运转模式的港湾内航行模式(转速)和作为第二发动机运转模式的港湾外航行模式之间切换。

港湾内航行模式能够进一步地在全速前进(Full Ahead：在港内速度中的前进全速转速)、半速前进(Half Ahead：在港内速度中的前进半速转速)、慢速前进(Slow Ahead：在港内速度中的前进慢速转速)、微速前进(Dead Slow Ahead：在港内速度中的前进最慢速转速)、微速后退(Dead Slow Astern：后退最慢速转速)、慢速后退(Slow Astern：后退慢速转速)、半速后退(Half Astern：后退半速转速)以及全速后退(Full Astern：后退全速转速)之间切换。该第一发动机运转模式和第二发动机运转模式之间的切换由操纵把手5353的操作来实施。

当被输入发动机起动准备信号101，则控制装置5开始辅助鼓风机4的驱动，从而将压缩后的空气等气体作为燃烧用气体压送到船舶用柴油发动机1的扫气箱15，使扫气压(进气压)上升。当输入发动机旋转起动开始信号102，则控制装置5开始工作气体供给装置24的驱动，从而使发动机转速上升，当发动机转速达到预先设定的燃料供给开始转速，则驱动各喷射器18从而将燃料供给到柴油发动机主体2。这样的话，船舶用柴油发动机1开始进行由燃烧而产生的运转。

另外，当输入发动机起动准备信号101，则控制装置5控制第二电力变换部36，从而控制装置5将来自船内电力系统37的三相交流电力变换为直流电力并对蓄电部35蓄电，从而使蓄电部35的电压达到预先设定的待机电压。然后，当蓄电部35的电压达到待机电压，且发动机转速达到预先设定的模式切换转速，则通过控制第一电力变换部34，控制装置5将蓄电部35的直流电力变换为交流电力并开始电动发电机32的驱动，同时停止辅助鼓风机4的驱动，使排气涡轮增压器3进入供电模式。之后，控制装置5停止由电动发电机32进行的驱动辅助，在进入利用排气的能量来驱动排气涡轮增压器3的通常运转模式后，当发动机负荷达到预先设定的负荷，则控制装置5将电动发电机32利用排气的剩余能量而产生的电力输出到船内电力系统37，并使排气涡轮增压器3进入发电模式。

图2是表示发动机运转模式和扫气供给模式的区域的概略图。如图2所示，在本实施方式中，控制装置5接收来自操纵把手53的主机转速指令而能够将第一发动机运转模式A切换到第二发动机运转模式B。此时，控制装置5具备：第一扫气供给模式a，其驱动辅助鼓风机4；第二扫气供给模式b，其利用电动发电机32来辅助驱动排气涡轮增压器3；第三扫气供给模式c，其停止由电动发电机32进行的辅助驱动，而利用排气的能量来驱动排气涡轮增压器3；第四扫气供给模式d，其利用排气的能量来驱动排气涡轮增压器3，并将电动发电机32利用排气的剩余能量而产生的电力供给到船内电力系统37，随着柴油发动机主体2的转速(主机主体的负荷)从发动机低旋转区域变动到发动机高旋转区域，能够对扫气供给模式进行如下切换：从第一扫气供给模式a切换到第二扫气供给模式b、从第二扫气供给模式b切换到第三扫气供给模式c、从第三扫气供给模式c切换到第四扫气供给模式d。此处，第一扫气供给模式a和第二扫气供给模式b之间的切换根据预先设定的模式切换转速(主机规定负荷)来实行，第二扫气供给模式b和第三扫气供给模式c之间的切换以及第三扫气供给模式c和第四扫气供给模式d之间的切换根据预先设定的模式切换负荷(模式切换输出或者主机规定负荷)来实行。

具体而言，在第一扫气供给模式a下的运转时，若柴油发动机主体2的转速(负荷)上升并达到预先设定的第一模式切换转速(第一主机规定负荷)，则开始进行由电动发电机32对排气涡轮增压器3的驱动，并停止辅助鼓风机4的驱动，从而切换到第二扫气供给模式b。此时，若柴油发动机主体2的转速达到第一模式切换转速，则开始进行由电动发电机32对排气涡轮增压器3的辅助驱动，在排气涡轮增压器3的辅助驱动开始后经过预先设定的第一待机时间后，停止辅助鼓风机4的驱动。

另外，在第二扫气供给模式b下的运转时，若柴油发动机主体2的转速(负荷)下降并达到预先设定的第二模式切换转速(第二主机规定负荷)，则开始辅助鼓风机4的驱动并停止由电动发电机32对排气涡轮增压器3的驱动，从而切换到第一扫气供给模式a。此时，若柴油发动机主体2的转速达到第二模式切换转速，则开始辅助鼓风机4的驱动，在辅助鼓风机4的驱动开始后经过预先设定的第二待机时间后，停止电动发电机32对排气涡轮增压器3的驱动。该情况下，第二模式切换转速被设定为低于第一模式切换转速的值。

并且，第二扫气供给模式b和第三扫气供给模式c之间的切换以及第三扫气供给模式c和第四扫气供给模式d之间的切换通过柴油发动机主体2的负荷达到预先设定的模式切换负荷(模式切换输出)来实行。

此处，虽然第一扫气供给模式a和第二扫气供给模式b之间的切换根据预先设定的第一模式切换转速和第二模式切换转速来实行，但只要是船舶用柴油发动机1的负荷就可以。即，除了发动机转速以外，船舶用柴油发动机1的负荷还有柴油发动机主体2的负荷(输出)、扫气压、燃料喷射量等。另外，第一模式切换转速和第二模式切换转速设定为高于实行第一发动机运转模式a和第二发动机运转模式b之间的切换的模式切换转速。

此处，优选的是，第一扫气供给模式a和第二扫气供给模式b通过柴油发动机主体2的转速来切换。当操作操纵把手53，则发动机转速上升并且发动机输出上升，从港湾内航行模式切换到港湾外航行模式。此时，发动机输出根据船舶的航行状态(例如：风向，波浪的高度等)而变动，因此发动机输出与转速不一致而上下变动。因此，例如，若通过柴油发动机主体2的发动机输出来切换第一扫气供给模式a和第二扫气供给模式b，即使转速一定，若发动机输出变动，仍可能频繁进行第一扫气供给模式a和第二扫气供给模式b之间的切换。这样的话，会反复进行排气涡轮增压器3的辅助驱动的开始和辅助停止、以及辅助鼓风机4的驱动开始和停止。另一方面，若通过柴油发动机主体2的转速来切换第一扫气供给模式a和第二扫气供给模式b，则不会频繁进行第一扫气供给模式a和第二扫气供给模式b之间的切换，不会反复进行排气涡轮增压器3的辅助驱动的开始和辅助停止、以及辅助鼓风机4的驱动开始和停止。

此处，用流程图和时序图来详细地说明使用本实施方式的主机的控制装置的控制方法。图3是表示船舶增速时(例如，船舶出航时)的主机的控制方法的流程图，图4是表示船舶增速时的主机的控制方法的时序图，图5是表示船舶减速时(例如，船舶出港时)的主机的控制方法的流程图，图6是表示船舶减速时的主机的控制方法的时序图。

本实施方式的主机的控制方法包括：在第一扫气供给模式a下的运转时，驱动辅助鼓风机4，从而向柴油发动机主体2供给空气的工序；以及当柴油发动机主体2的转速上升并达到第一模式切换转速时，开始进行电动发电机32对排气涡轮增压器3的驱动，并停止辅助鼓风机4的驱动的工序。

本实施方式的主机的控制方法包括：在第二扫气供给模式b下的运转时，利用电动发电机32来驱动排气涡轮增压器3的工序；以及当柴油发动机主体2的转速下降并达到预先设定的第二模式切换转速时，开始进行辅助鼓风机4的驱动，并停止电动发电机32对排气涡轮增压器3的驱动的工序。

在本实施方式的主机的控制方法中，在船舶增速时，如图3所示，在步骤S1中，当输入发动机起动准备信号101，则控制装置5使辅助鼓风机4工作而经由扫气箱15将燃烧用气体压送到气缸部13，从而使扫气压(进气压)上升。然后，在步骤S2中，使柴油发动机主体2起动。

即，通过控制第二电力变换部36，控制装置5将来自船内电力系统37的三相交流电力变换到直流电力并使蓄电部35开始蓄电，从而将蓄电部35的电压维持在待机电压。然后，当输入发动机旋转起动开始信号102，则控制装置5对开闭阀26进行开闭控制而向柴油发动机主体2供给工作气体，从而实行空气运行，使发动机转速上升。当发动机转速达到燃料供给开始转速，则控制装置5驱动喷射器18，向柴油发动机主体2的气缸部13喷射燃料。于是，在气缸部13中点燃燃料并开始燃烧，从而船舶用柴油发动机1开始燃烧运转。

在步骤S3中，控制装置5判定是否已选择电动模式。电动模式是指如下模式：在排气涡轮增压器3中，利用电力变换装置33来控制电动发电机32，从而对电动发电机32实行供电，并实行由电动发电机32进行的发电。此处，当判定为未选择电动模式(否)，则保持待机，当判定为选择了电动模式(是)，则进入步骤S4。

在步骤S4中，控制装置5判定发动机转速是否达到第一模式切换转速。此处，若判定为发动机转速未达到第一模式切换转速(否)，则保持待机，若判定为发动机转速已达到第一模式切换转速(是)，则进入步骤S5。在步骤S5中，控制装置5开始电动运行。即，通过控制第一电力变换部34，控制装置5将蓄电部35的直流电力变换为交流电力，从而开始电动发电机32的驱动，并将来自船内电力系统37的电力输出到电动发电机32，开始电动运行。

在步骤S6中，控制装置5判定自电动运行开始后是否已经过第一待机时间。此处，若判定为未经过第一待机时间(否)，则保持待机，若判定为已经过第一待机时间(是)，则在步骤S7中，停止辅助鼓风机4的驱动。之后，在步骤S8中，控制装置5判定发动机负荷是否达到模式切换负荷。此处，若判定为发动机负荷未达到模式切换负荷(否)，则保持待机，若判定为发动机负荷已达到模式切换负荷(是)，则进入步骤S9。

在步骤S9中，控制装置停止电动运行。即，通过控制第一电力变换部34，控制装置5停止从船内电力系统37向电动发电机32供电，从而停止电动运行。之后，在进入利用排气的能量来驱动排气涡轮增压器3的通常运转模式后，若发动机负荷达到预先设定的负荷，当利用排气的剩余能量而开始电动发电机32的发电，则将电力输出到船内电力系统。

另外，对本实施方式的主机的控制装置的切换时间进行说明。如图4所示，在时间t1处，当输入发动机起动准备信号101，则辅助鼓风机4工作。然后，当操纵把手53被操作为第一发动机运转模式的全速前进，则燃烧用气体经由扫气箱15被压送到气缸部13，从而发动机转速上升。之后，控制装置5通过驱动喷射器18来向柴油发动机主体2的气缸部13喷射燃料，从而开始燃烧运转。

当在时间t2处，超过与第一发动机运转模式的全速前进对应的模式切换转速(例如、40rpm)，在时间t3处，发动机转速达到第一模式切换转速(例如、45rpm)，则开始电动运行。然后，在经过第一待机时间后的时间t4处，停止辅助鼓风机4的驱动。

另外，在本实施方式的主机的控制方法中，在船舶减速时，如图5所示，在步骤S21中，控制装置5判定是否选择了电动模式。此处，若判定为未选择电动模式(否)，则保持待机，若判定为选择了电动模式(是)，则进入步骤S22。在步骤S22中，控制装置5判定发动机负荷是否达到模式切换负荷。此处，若判定为发动机负荷未达到模式切换负荷(否)，则保持待机，若判定为发动机负荷已达到模式切换负荷(是)，则进入步骤S23。

在步骤S23中，控制装置5开始电动运行。即，通过控制第一电力变换部34，控制装置5将蓄电部35的直流电力变换为交流电力，从而开始电动发电机32的驱动，并将来自船内电力系统37的电力输出到电动发电机32，开始电动运行。在步骤S24中，控制装置5判定发动机转速是否已下降并达到第二模式切换转速。此处，若判定为发动机转速未达到第二模式切换转速(否)，则保持待机，若判定为发动机转速已达到第二模式切换转速(是)，则进入步骤S25。

在步骤S25中，控制装置5使辅助鼓风机4工作并经由扫气箱15而将燃烧用气体压送到气缸部13。在步骤S26中，控制装置5判定从辅助鼓风机4开始工作后是否已经过第二待机时间。此处，若判定为未经过第二待机时间(否)，则保持待机，若判定为已经过第二待机时间(是)，则进入步骤S27。在步骤S27中，控制装置5停止电动运行。即，通过控制第一电力变换部34，控制装置5停止从船内电力系统37向电动发电机32供电，从而停止电动运行。

另外，对本实施方式的主机的控制装置的切换时间进行说明。如图6所示，在时间t11处，当发动机转速下降到第二模式切换转速(例如、43rpm)，则开始辅助鼓风机4的驱动。然后，在经过了第二待机时间后的时间t12处，停止电动运行。然后，在时间t13处，当操作操纵把手53以回到第一发动机运转模式(操纵全速前进)的全速前进，则发动机转速下降。之后，在时间t14处，若操作操纵把手53直到操纵把手53位于停止位置，则发动机转速变为0，辅助鼓风机4的驱动停止。

在使用本实施方式的主机的控制装置的情况下，在具有柴油发动机主体2；具备压缩机21以及涡轮22的排气涡轮增压器3；驱动排气涡轮增压器3的电动发电机32；以及向柴油发动机主体2供给空气的辅助鼓风机4的船舶用柴油发动机1中，设置驱动辅助鼓风机4的第一扫气供给模式a和利用电动发电机32来驱动排气涡轮增压器3的第二扫气供给模式b，并根据预先设定的模式切换转速(主机规定负荷)来切换第一扫气供给模式a和第二扫气供给模式b。

因此，通过主机规定负荷来切换驱动辅助鼓风机4的第一扫气供给模式a和利用电动发电机32来辅助性地驱动排气涡轮增压器3的第二扫气供给模式b，从而在柴油发动机主体2的转速变更频度高的低负荷运转时，能够稳定地驱动排气涡轮增压器3，并且，仅在适当时期限定地驱动辅助鼓风机4，从而能够确保节能效果，能够提高船舶用柴油发动机1的低负荷运转时的效率。

在本实施方式的主机的控制装置中，在第一扫气供给模式a下的运转时，若柴油发动机主体2的转速上升并达到预先设定的第一主机规定转速，则开始进行电动发电机32对排气涡轮增压器3的驱动并停止辅助鼓风机4的驱动。因此，基于柴油发动机主体2的转速来从第一扫气供给模式a切换到第二扫气供给模式b，从而能够适当地起动排气涡轮增压器3。

在本实施方式的主机的控制装置中，自排气涡轮增压器3的驱动开始起经过预先设定的第一待机时间后，停止辅助鼓风机4的驱动。因此，开始进行电动发电机32对排气涡轮3的辅助驱动并在经过第一待机时间后停止辅助鼓风机4的驱动，从而仅在第一待机时间期间，利用电动发电机32来辅助驱动排气涡轮增压器3，并且利用辅助鼓风机4来向柴油发动机主体2供给空气，因此能够使柴油发动机主体2稳定地运转。

在本实施方式的主机的控制装置中，在第二扫气供给模式b下的运转时，若柴油发动机主体2的转速下降并达到预先设定的第二主机规定转速，则开始辅助鼓风机4的驱动并停止进行电动发电机32对排气涡轮增压器3的驱动。因此，基于柴油发动机主体2的转速来从第二扫气供给模式b切换到第一扫气供给模式a，从而能够适当地停止排气涡轮增压器3。

在本实施方式的主机的控制装置中，自辅助鼓风机4的驱动开始起经过预先设定的第二待机时间后，停止进行电动发电机32对排气涡轮增压器3的驱动。因此，自辅助鼓风机4的驱动开始起经过预先设定的第二待机时间后，停止进行电动发电机32对排气涡轮增压器3的辅助驱动，从而仅在第二待机时间期间，利用辅助鼓风机4向柴油发动机主体2供给空气，并利用电动发电机32来辅助驱动排气涡轮增压器3，从而能够使柴油发动机主体2稳定地运转。

在本实施方式的主机的控制装置中，通过柴油发动机主体2的规定转速来切换第一扫气供给模式a和第二扫气供给模式b。因此，在该切换时，不会重复进行排气涡轮增压器3的辅助驱动的开始以及辅助停止和辅助鼓风机4的驱动开始以及停止，能够使排气涡轮增压器3的辅助驱动稳定地开始以及稳定地停止，能够提高各种设备的可靠性。

在本实施方式的主机的控制装置中，设有向控制装置5输出主机转速指令的操纵把手53，相对于由操纵把手53决定的港湾内航行模式和港湾外航行模式之间的切换转速而言，将柴油发动机主体2的规定转速设定为较高。因此，能够使排气涡轮增压器3的辅助驱动稳定地开始以及稳定地停止。

另外，在使用本实施方式的主机的控制方法的情况下，包括以下工序：驱动辅助鼓风机4而向柴油发动机主体2供给空气的工序；以及当柴油发动机主体2的转速上升并达到预先设定的第一主机规定负荷时，开始进行电动发电机32对排气涡轮增压器3的驱动，并停止辅助鼓风机4的驱动。因此，能够稳定地驱动排气涡轮增压器3，并且，仅在适当时期限定地驱动辅助鼓风机4，从而能够确保节能效果，能够提高船舶用柴油发动机1的低负荷运转时的效率。

另外，在使用本实施方式的主机的控制方法的情况下，包括以下工序：在柴油发动机主体2的高旋转区域内利用电动发电机32来驱动排气涡轮增压器3的工序；以及当柴油发动机主体2的转速下降并达到预先设定的第二主机规定转速时，开始辅助鼓风机4的驱动，并停止电动发电机32对排气涡轮增压器3的驱动的工序。因此，能够稳定地停止排气涡轮增压器3，并且，仅在适当时期驱动辅助鼓风机4，从而能够确保节能效果，能够提高船舶用柴油发动机1的低负荷运转时的效率。

另外，本实施方式的主机包括柴油发动机主体2、排气涡轮增压器3、电动发电机32、辅助鼓风机4、控制装置5。因此，在柴油发动机主体2的低负荷运转时，能够稳定地驱动排气涡轮增压器3，并且，仅在适当时期限定地驱动辅助鼓风机4，从而能够确保节能效果，能够提高船舶用柴油发动机1的低负荷运转时的效率。

另外，本实施方式的船舶具备船舶用柴油发动机1。因此，能够提高柴油发动机主体2的低负荷运转时的效率，能够实现航行时的节能效果。

符号说明

1 船舶用柴油发动机(主机)

2 柴油发动机主体

3 排气涡轮增压器(增压器)

4 辅助鼓风机

5 控制装置

13 气缸部

18 喷射器

21 压缩机

22 涡轮

24 工作气体供给装置

25 工作气体供给源

26 开闭阀

32 电动发电机

33 电力变换装置

34 第一电力变换部

35 蓄电部

36 第二电力变换部

37 船内电力系统

51 第一控制装置

52 第二控制装置

53 操纵把手

L1、L3 进气管

L2、L4 排气管

L5 工作气体供给管

Claims (11)

1.一种主机的控制装置，该主机包括：主机主体；具备压缩机以及涡轮的增压器；驱动所述增压器的电动机；以及向所述主机主体供给空气的辅助鼓风机，所述主机的控制装置的特征在于，

设有驱动所述辅助鼓风机的第一扫气供给模式和利用所述电动机来驱动所述增压器的第二扫气供给模式，并根据预先设定的主机规定负荷来切换所述第一扫气供给模式和所述第二扫气供给模式。

2.如权利要求1所述的主机的控制装置，其特征在于，

在所述第一扫气供给模式下的运转时，当所述主机主体的负荷上升并达到预先设定的第一主机规定负荷时，开始进行所述电动机对所述增压器的驱动，停止所述辅助鼓风机的驱动。

3.如权利要求2所述的主机的控制装置，其特征在于，

自所述增压器的驱动开始起经过预先设定的第一待机时间后，停止所述辅助鼓风机的驱动。

4.如权利要求1至3中任一项所述的主机的控制装置，其特征在于，

在所述第二扫气供给模式下的运转时，当所述主机主体的负荷下降并达到预先设定的第二主机规定负荷时，开始进行所述辅助鼓风机的驱动，停止所述电动机对所述增压器的驱动。

5.如权利要求4所述的主机的控制装置，其特征在于，

自所述辅助鼓风机的驱动开始起经过预先设定的第二待机时间后，停止所述电动机对所述增压器的驱动。

6.如权利要求1至5中任一项所述的主机的控制装置，其特征在于，

所述主机主体的负荷是主机转速，所述主机规定负荷是预先设定的主机规定转速。

7.如权利要求6所述的主机的控制装置，其特征在于，

在所述控制装置设有输出主机转速指令的操纵把手，相对于由所述操纵把手决定的港湾内航行模式和港湾外航行模式之间的切换转速而言，将所述主机规定转速设定为较高。

8.一种主机的控制方法，其特征在于，包括以下工序：

驱动辅助鼓风机而向所述主机主体供给燃烧用气体的工序；以及

当主机主体的负荷上升并达到预先设定的第一主机规定负荷时，开始进行电动机对增压器的驱动，停止所述辅助鼓风机的驱动的工序。

9.一种主机的控制方法，其特征在于，包括以下工序：

在主机主体的高旋转区域，利用电动机来驱动增压器的工序；以及

当所述主机主体的负荷下降并达到预先设定的第二主机规定负荷时，开始进行辅助鼓风机的驱动，停止所述电动机对增压器的驱动的工序。

10.一种主机，其特征在于，包括：

主机主体；

具备压缩机以及涡轮的增压器；

驱动所述增压器的电动机；

向所述主机主体供给空气的辅助鼓风机；以及

控制装置，该控制装置根据预先设定的主机规定负荷来切换驱动所述辅助鼓风机的第一扫气供给模式和利用所述电动机来驱动所述增压器的第二扫气供给模式。

11.一种船舶，其特征在于，

具备权利要求10的主机。