KR102316904B1

KR102316904B1 - 선박용 유체 펌프 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR102316904B1
Application number: KR1020207024036A
Authority: KR
Inventors: 다이 가키모토; 모토키 이즈미
Original assignee: 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2021-10-22
Also published as: JP6546307B1; WO2019167708A1; CN111788381B; KR20200105951A; CN111788381A; JP2019152148A

Abstract

본 발명의 일 양태인 선박용 유체 펌프는, 작동유의 압력을 이용한 피스톤의 이동에 의해서 유체를 가압하여 토출하는 펌프 본체와, 1 회의 유체 토출에서의 피스톤의 최대 이동량을 검출하는 검출부와, 펌프 본체에 작동유를 공급하는 온 상태와 작동유의 공급을 정지시키는 오프 상태를 택일적으로 전환하는 제어 밸브와, 제어부를 구비한다. 제어부는, 1 회의 유체 토출에서 요구되는 유체 토출량에 따라서 피스톤의 목표 이동량을 도출하고, 금회의 유체 토출에서의 상기 목표 이동량과 전회의 유체 토출에서의 상기 최대 이동량의 차를 기초로, 제어 밸브의 밸브 온 시간의 시간 보정치를 산출하고, 이 시간 보정치를 가미하여, 금회의 유체 토출시의 밸브 온 시간을 보정하고, 보정 후의 밸브 온 시간 계속하여 온 상태가 되도록 제어 밸브를 제어한다.

Description

선박용 유체 펌프 및 그 제어 방법

본 발명은 선박용 유체 펌프 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

종래, 선박에 탑재되는 선박용 디젤 엔진에는, 연료나 물 등의 유체를 토출하는 선박용 유체 펌프가 적용되고 있다. 예를 들어, 선박용 유체 펌프로서, 실린더 내에 투입하는 연료를 연료 분사 밸브에 압송하는 연료 분사 펌프, 연료 분사 펌프의 토출구로부터 배관을 통해서 연료 분사 밸브의 분사구에 이르는 연료 유통로 내에 물을 주입하는 주수 (注水) 펌프 등을 들 수 있다. 특허문헌 1 에는, 전자 밸브를 개재하여 공급되는 작동유에 의해서 구동 제어되는 연료 분사 펌프가 기재되어 있다.

일반적으로, 선박용 유체 펌프는, 피스톤을 그 길이 방향으로 왕복 이동 가능한 상태로 내부에 구비하고, 제어 밸브를 개재하여 공급된 작동유의 압력을 이용하여 피스톤을 이동시킴으로써, 유체를 가압하여 토출한다. 이와 같은 선박용 유체 펌프에 의한 유체의 토출량은, 유체를 가압하여 토출할 때의 피스톤의 이동량에 따라서 증감 변화한다. 이 때문에, 선박용 유체 펌프에 있어서는, 유체의 토출량 (예를 들어 선박용 디젤 엔진에서의 연료 분사량이나 주수량) 에 요구되는 정밀도를 담보한다는 관점에서, 상기 피스톤의 이동량을 양호한 정밀도로 제어하는 것이 요망되고 있다.

일본특허 제4176742호

상기 서술한 피스톤의 이동량을 양호한 정밀도로 제어하기 위해서는, 대개의 경우, 서보 밸브 또는 비례 밸브 등, 개도의 조정에 의해서 작동유의 공급량을 고정밀도로 제어할 수 있는 개도 조정형의 전자 밸브가 선박용 유체 펌프의 제어 밸브로서 사용된다. 그러나, 개도 조정형의 전자 밸브를 제어 밸브로서 사용했을 경우, 일반적으로는, 유체의 토출 기간 중에 피스톤의 이동량의 실측치를 빈번히 계측하고, 그 때마다, 피스톤의 이동량의 실측치와 목표치의 편차를 제어 밸브의 개도의 조정에 반영시킬 필요가 있기 때문에, 피스톤의 이동량을 양호한 정밀도로 제어하기 위한 장치 구성이 복잡화하여 장치에 드는 비용이 고가로 될 우려가 있다. 이에 더하여, 개도 조정형의 전자 밸브는 이물질의 혼입에 약한 것이 많고, 선박용 디젤 엔진이 동작하는 환경하에서는 이물질의 혼입이 쉽게 일어나기 때문에, 선박용 유체 펌프의 제어 밸브로서 개도 조정형의 전자 밸브는 적합하지 않을 우려가 있다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 유체를 가압하여 토출할 때의 피스톤의 이동량을, 비용의 증대를 억제하면서 양호한 정밀도로 제어할 수 있는 선박용 유체 펌프 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 서술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관련된 선박용 유체 펌프는, 작동유의 압력을 이용하여 피스톤을 이동시킴으로써, 유체를 가압하여 토출하는 펌프 본체와, 상기 유체의 1 회의 토출에 있어서의 상기 피스톤의 최대 이동량을 검출하는 검출부와, 상기 펌프 본체에 상기 작동유를 공급하는 온 상태와 상기 작동유의 공급을 정지시키는 오프 상태를 택일적으로 전환하는 제어 밸브와, 상기 유체의 1 회의 토출에서 요구되는 상기 유체의 토출량에 따라서 상기 피스톤의 목표 이동량을 도출하고, 상기 유체의 금회 토출시에 도출된 상기 목표 이동량과 전회 토출시에 검출된 상기 최대 이동량의 차를 기초로, 상기 제어 밸브를 상기 온 상태로 하는 시간인 밸브 온 시간의 시간 보정치를 산출하고, 산출된 상기 시간 보정치를 가미하여, 상기 유체의 금회 토출시에 있어서의 상기 밸브 온 시간을 보정하고, 보정 후의 상기 밸브 온 시간 계속하여 상기 온 상태가 되도록 상기 제어 밸브를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 선박용 유체 펌프는, 상기한 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 피스톤의 상기 목표 이동량에 따라서 설정된 상기 제어 밸브의 밸브 온 시간인 밸브 온 기본 시간을 도출하고, 상기 유체의 금회 토출시에 있어서의 상기 밸브 온 시간을, 상기 밸브 온 기본 시간과 상기 시간 보정치를 합산한 시간이 되도록 보정하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 선박용 유체 펌프는, 상기한 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 피스톤의 상기 목표 이동량과 상기 제어 밸브의 상기 밸브 온 기본 시간의 상관을 나타내는 데이터 테이블을 갖고, 상기 유체의 금회 토출시에 도출된 상기 목표 이동량과 상관하는 상기 밸브 온 기본 시간을 상기 데이터 테이블에 기초하여 도출하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 선박용 유체 펌프의 제어 방법은, 펌프 본체에 작동유를 공급하는 온 상태와 상기 작동유의 공급을 정지시키는 오프 상태를 택일적으로 전환하는 제어 밸브를 개재하여 상기 펌프 본체에 작동유를 공급하고, 공급된 상기 작동유의 압력을 이용하여 상기 펌프 본체의 피스톤을 이동시킴으로써, 유체를 가압하여 토출하는 선박용 유체 펌프의 제어 방법에 있어서, 상기 유체의 1 회의 토출에서 요구되는 상기 유체의 토출량에 따라서, 상기 피스톤의 목표 이동량을 도출하는 목표 이동량 도출 스텝과, 상기 목표 이동량 도출 스텝에 의한 상기 피스톤의 상기 목표 이동량과 상기 유체의 전회 토출시에 있어서의 상기 피스톤의 최대 이동량의 차를 기초로, 상기 제어 밸브를 상기 온 상태로 하는 시간인 밸브 온 시간의 시간 보정치를 산출하는 시간 보정치 산출 스텝과, 상기 시간 보정치 산출 스텝에 의한 상기 시간 보정치를 가미하여, 상기 유체의 금회 토출시에 있어서의 상기 밸브 온 시간을 보정하는 보정 스텝과, 보정 후의 상기 밸브 온 시간 계속하여 상기 온 상태가 되도록 상기 제어 밸브를 제어하는 제어 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 선박용 유체 펌프의 제어 방법은, 상기한 발명에 있어서, 상기 보정 스텝은, 상기 피스톤의 상기 목표 이동량에 따라서 설정된 상기 제어 밸브의 밸브 온 시간인 밸브 온 기본 시간을 도출하고, 상기 유체의 금회 토출시에 있어서의 상기 밸브 온 시간을, 상기 밸브 온 기본 시간과 상기 시간 보정치를 합산한 시간이 되도록 보정하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 선박용 유체 펌프의 제어 방법은, 상기한 발명에 있어서, 상기 보정 스텝은, 상기 피스톤의 상기 목표 이동량과 상기 제어 밸브의 상기 밸브 온 기본 시간의 상관을 나타내는 데이터 테이블에 기초하여, 상기 목표 이동량 도출 스텝에 의한 상기 목표 이동량과 상관하는 상기 밸브 온 기본 시간을 도출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 유체를 가압하여 토출할 때에 있어서의 선박용 유체 펌프의 피스톤의 이동량을, 비용의 증대를 억제하면서 양호한 정밀도로 제어할 수 있다는 효과를 발휘한다.

도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 선박용 유체 펌프의 일 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 2 는, 본 발명의 실시형태에 있어서의 제어 밸브의 온 상태 및 오프 상태를 설명하는 도면이다.
도 3 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 선박용 유체 펌프의 제어 방법의 일례를 나타내는 플로도이다.
도 4 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 선박용 유체 펌프의 제어 방법을 구체적으로 설명하는 도면이다.

이하에, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 관련된 선박용 유체 펌프 및 그 제어 방법의 바람직한 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시형태에 의해서 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 도면은 모식적인 것으로, 각 요소의 치수 관계, 각 요소의 비율 등은, 현실의 것과는 상이한 경우가 있음에 유의할 필요가 있다. 도면의 상호간에 있어서도, 서로의 치수 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 경우가 있다. 또, 각 도면에 있어서, 동일 구성 부분에는 동일 부호가 붙여져 있다.

(선박용 유체 펌프의 구성)

도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 선박용 유체 펌프의 일 구성예를 나타내는 모식도이다. 본 실시형태에서는, 이 선박용 유체 펌프 (10) 가 선박용 디젤 엔진 (도시 생략) 의 연료 유통로 내에 물을 주입하는 주수 펌프인 경우를 예시한다. 또한, 선박용 디젤 엔진의 연료 유통로는 특별히 도시하지 않지만, 연료 분사 펌프의 토출구로부터 배관을 통해서 연료 분사 밸브의 분사구에 이르는 연료의 유통로이다. 연료 분사 펌프는, 선박용 디젤 엔진의 실린더 내에 연료를 분사하기 위한 연료 분사 밸브에 대해서, 배관 등을 통하여 연료를 분사하는 장치이다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 선박용 유체 펌프 (10) 는, 유체의 일례인 물을 토출하는 펌프 본체 (1) 와, 펌프 본체 (1) 의 피스톤 (2) 의 최대 리프트량 L_m(n) 을 검출하는 검출부 (6) 와, 펌프 본체 (1) 에 대한 작동유의 공급 및 배출을 행하기 위한 제어 밸브 (7) 와, 제어 밸브 (7) 를 제어하는 제어부 (11) 를 구비한다. 또한, 도 1 에 있어서, 실선 화살표는 작동유 등의 유체의 유통을 나타내고, 일점 쇄선 화살표는 전기 신호선을 나타낸다.

펌프 본체 (1) 는, 작동유의 압력을 이용하여 유체 (본 실시형태에서는 물) 를 토출하는 유압 구동식의 펌프 장치이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 펌프 본체 (1) 는, 피스톤 (2) 과, 토출실 (3) 과, 작동유실 (4) 과, 주수구 (5) 를 갖는다.

피스톤 (2) 은, 그 길이 방향을 따라서 왕복 이동할 수 있도록, 펌프 본체 (1) 의 내부 공간에 형성된다. 예를 들어, 피스톤 (2) 은, 물 토출측의 피스톤 부분인 전부 (前部) (2a) 와, 작동유 받이측의 피스톤 부분인 후부 (2b) 와, 이들 전부 (2a) 및 후부 (2b) 사이의 부분인 테이퍼부 (2c) 를 갖는다. 피스톤 (2) 은, 전부 (2a) 의 피스톤 직경이 후부 (2b) 의 피스톤 직경보다 소직경이 되도록 봉상으로 형성된다. 테이퍼부 (2c) 는, 전부 (2a) 측으로부터 후부 (2b) 측을 향하여 피스톤 직경이 증가 또는 감소 (도 1 에서는 감소) 변화하도록 형성된다. 테이퍼부 (2c) 는, 후술하는 검출부 (6) 에 의한 피스톤 (2) 의 최대 리프트량 L_m(n) 의 검출에 사용된다.

토출실 (3) 은, 펌프 본체 (1) 로부터 토출되는 물을 일시 저류하는 공간이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 토출실 (3) 은, 펌프 본체 (1) 의 내부 공간 중 피스톤 (2) 의 전부 (2a) 의 단면과 면하는 공간이 되도록 구성된다. 작동유실 (4) 은, 펌프 본체 (1) 를 작동시키는 작동유를 받아 들이는 공간이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 작동유실 (4) 은, 펌프 본체 (1) 의 내부 공간 중 피스톤 (2) 의 후부 (2b) 의 단면과 면하는 공간이 되도록 구성된다. 주수구 (5) 는, 토출실 (3) 을 물로 채우기 위한 것으로서, 토출실 (3) 에 통하도록 펌프 본체 (1) 에 형성된다. 주수 대상인 물은, 물탱크 (도시 생략) 의 배관 등을 통하여 주수구 (5) 로부터 토출실 (3) 로 공급된다. 토출실 (3) 에는, 펌프 본체 (1) 에 의한 물의 토출이 행해질 때마다, 주수구 (5) 를 통해서 물이 공급 (보급) 된다.

또, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 펌프 본체 (1) 의 토출구측에는, 토출실 (3) 로 통하는 주수관 (18) 이 접속되어 있다. 주수관 (18) 은, 펌프 본체 (1) 의 토출실 (3) 로부터 토출된 물을 상기 서술한 연료 유통로로 유도하는 배관이다. 한편, 펌프 본체 (1) 의 작동유 수용측에는, 작동유실 (4) 로 통하는 작동유 유통로 (17) 가 접속되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 펌프 본체 (1) 는, 제어 밸브 (7) 를 개재하여 공급된 작동유의 압력을 이용하여 피스톤 (2) 을 이동시킴으로써, 토출 대상인 물을 가압하여 토출한다. 이 때, 펌프 본체 (1) 는, 제어 밸브 (7) 가 펌프 본체 (1) 에 작동유를 공급하는 온 상태인 경우, 제어 밸브 (7) 를 개재하여 작동유 유통로 (17) 로부터 작동유실 (4) 로 작동유를 받아 들인다. 펌프 본체 (1) 는, 받아 들인 작동유의 압력을 이용하여, 토출실 (3) 을 압축하도록 피스톤 (2) 을 이동 (전진) 시킨다. 이로써, 펌프 본체 (1) 는, 토출실 (3) 과 주수구 (5) 의 연통을 피스톤 (2) 으로 차단하면서, 토출실 (3) 내의 물을 가압한다. 가압된 물은 토출실 (3) 로부터 주수관 (18) 내로 토출된다.

한편, 펌프 본체 (1) 는, 제어 밸브 (7) 가 펌프 본체 (1) 에 대한 작동유의 공급을 정지시키는 오프 상태일 경우, 상기 서술한 물의 토출 (피스톤 (2) 의 이동) 에 이용된 후의 작동유 (이하, 적절히 드레인이라고 한다) 를 작동유실 (4) 로부터 작동유 유통로 (17) 를 통해서 제어 밸브 (7) 로 배출한다. 이 때, 피스톤 (2) 은, 펌프 본체 (1) 의 내부 공간에 형성된 스프링 등의 탄성 지지부 (도시 생략) 의 반발력에 의해서, 작동유실 (4) 내의 드레인을 작동유 유통로 (17) 를 통해서 제어 밸브 (7) 측으로 밀어낸다. 이 결과, 피스톤 (2) 은, 물 토출 전의 위치로 되돌려진다. 펌프 본체 (1) 는, 피스톤 (2) 에 의한 토출실 (3) 의 압축 (물의 가압) 을 해제한다.

검출부 (6) 는, 펌프 본체 (1) 에 의한 물의 1 회의 토출에 있어서의 피스톤 (2) 의 최대 리프트량 L_m(n) 을 검출하는 것이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 검출부 (6) 는 검출 처리부 (6a) 와 연산 처리부 (6b) 를 갖는다. 최대 리프트량 L_m(n) 은, 펌프 본체 (1) 에 의한 유체의 1 회의 토출에 있어서 유체를 가압하는 방향 (본 실시형태에서는 상 방향) 으로 이동하는 피스톤 (2) 의 최대 이동량의 일례이다.

검출 처리부 (6a) 는, 최대 리프트량 L_m(n) 의 검출을 위한 검출 처리를 행한다. 상세하게는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 검출 처리부 (6a) 는, 피스톤 (2) 의 테이퍼부 (2c) 와 면하도록 펌프 본체 (1) 에 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 1 쌍의 검출 처리부 (6a) 가 테이퍼부 (2c) 를 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되어 있다. 검출 처리부 (6a) 는, 피스톤 (2) 의 이동 (리프트) 에 의해서 변화하는 테이퍼부 (2c) 와의 거리를 검출 (계측) 한다. 검출 처리부 (6a) 는, 이와 같은 거리의 검출 처리를 시계열을 따라서 연속적으로 또는 단속적으로 행하고, 그때마다, 얻어진 거리를 나타내는 신호 (이하, 적절히 거리 검출 신호라고 한다) 를 연산 처리부 (6b) 로 송신한다.

연산 처리부 (6b) 는, 최대 리프트량 L_m(n) 의 검출을 위한 연산 처리를 행한다. 상세하게는, 연산 처리부 (6b) 는, 검출 처리부 (6a) 로부터의 거리 검출 신호를 시계열 순서로 순차 수신한다. 연산 처리부 (6b) 는, 검출 처리부 (6a) 로부터 수신한 복수의 거리 검출 신호 중에서, 상기한 거리가 최대가 되는 거리 검출 신호와 최소가 되는 거리 검출 신호를 선택한다. 예를 들어, 연산 처리부 (6b) 는, 전압이 피크가 되는 거리 검출 신호를, 펌프 본체 (1) 에 의한 물의 1 회의 토출 기간에 검출 처리부 (6a) 와 테이퍼부 (2c) 의 거리가 최대 및 최소가 되었을 때의 각 거리 검출 신호로서 선택한다. 연산 처리부 (6b) 는, 이들 선택된 거리 검출 신호에 의해서 나타내어지는 각 거리 (검출 처리부 (6a) 와 테이퍼부 (2c) 의 거리) 와 테이퍼부 (2c) 의 경사 각도를 기초로, 펌프 본체 (1) 에 의한 물의 1 회의 토출에 있어서의 피스톤 (2) 의 최대 리프트량 L_m(n) 을 산출한다. 그때마다, 연산 처리부 (6b) 는, 얻어진 최대 리프트량 L_m(n) 을 나타내는 신호 (이하, 적절히 리프트량 검출 신호라고 한다) 를 제어부 (11) 로 송신한다.

제어 밸브 (7) 는, 펌프 본체 (1) 를 작동시키는 작동유를 펌프 본체 (1) 에 공급하는 온 상태와, 펌프 본체 (1) 에 대한 작동유의 공급을 정지시키는 오프 상태를 전환하는 밸브이다. 예를 들어, 제어 밸브 (7) 는, 작동유의 유통로의 개폐를 전환하는 개폐형의 전자 밸브에 의해서 구성된다. 본 실시형태에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 제어 밸브 (7) 는, 공급 유로 유닛 (7a) 과, 배출 유로 유닛 (7b) 과, 구동부 (7c) 를 갖는다. 또, 제어 밸브 (7) 에는, 작동유의 압력을 축적하는 축압 설비 (도시 생략) 에 통하는 작동유관 (15) 과, 작동유 (드레인) 를 회수하는 탱크 (도시 생략) 에 통하는 드레인관 (16) 과, 펌프 본체 (1) 의 작동유실 (4) 에 통하는 작동유 유통로 (17) 가 접속되어 있다. 또한, 일례로서 도 1 에는, 제어 밸브 (7) 의 공급 유로 유닛 (7a) 에 작동유관 (15) 과 드레인관 (16) 과 작동유 유통로 (17) 가 접속된 상태가 도시되어 있다.

공급 유로 유닛 (7a) 은, 펌프 본체 (1) 에 작동유를 공급하기 위한 공급 유로 (8a) 와, 드레인관 (16) 을 닫기 위한 폐로 (8b) 를 갖는다. 배출 유로 유닛 (7b) 은, 펌프 본체 (1) 로부터 드레인을 배출하기 위한 배출 유로 (9a) 와, 작동유관 (15) 을 닫기 위한 폐로 (9b) 를 갖는다. 이들 공급 유로 유닛 (7a) 및 배출 유로 유닛 (7b) 은, 예를 들어 도 1 에 나타내는 바와 같이, 소정의 방향 (도 1 에서는 횡 방향) 에 인접하도록 배치된다. 구동부 (7c) 는, 전자 코일 (솔레노이드 코일) 등을 사용하여 구성된다. 구동부 (7c) 는, 제어부 (11) 로부터의 밸브 제어 신호에 기초하여, 공급 유로 유닛 (7a) 및 배출 유로 유닛 (7b) 을 그 인접 방향으로 움직이게 하고, 이로써, 공급 유로 유닛 (7a) 및 배출 유로 유닛 (7b) 의 어느 것과, 작동유관 (15), 드레인관 (16) 및 작동유 유통로 (17) 를 접속시킨다. 제어 밸브 (7) 는, 이 구동부 (7c) 의 작용에 의해서, 온 상태와 오프 상태를 택일적으로 전환한다.

도 2 는, 본 발명의 실시형태에 있어서의 제어 밸브의 온 상태 및 오프 상태를 설명하는 도면이다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제어 밸브 (7) 는, 공급 유로 유닛 (7a) 과 작동유관 (15), 드레인관 (16) 및 작동유 유통로 (17) 를 접속시킴으로써, 오프 상태에서 온 상태로 전환된다. 온 상태에 있어서, 공급 유로 유닛 (7a) 은, 공급 유로 (8a) 와 작동유관 (15) 및 작동유 유통로 (17) 를 접속시키며 또한 폐로 (8b) 와 드레인관 (16) 을 접속시킨다. 이로써, 작동유관 (15) 및 작동유 유통로 (17) 는, 공급 유로 (8a) 를 개재하여 연통된 상태가 된다. 드레인관 (16) 은, 폐로 (8b) 에 의해서 닫힌 상태가 된다. 작동유는, 이와 같이 연통된 상태에 있는 작동유관 (15) 과 공급 유로 (8a) 와 작동유 유통로 (17) 를 통하여, 펌프 본체 (1) 의 작동유실 (4) 로 공급된다. 작동유실 (4) 로 공급된 작동유는, 펌프 본체 (1) 의 피스톤 (2) 을 후부 (2b) 측으로부터 압압한다. 펌프 본체 (1) 는, 이 작동유의 압력을 이용하여 피스톤 (2) 을 이동시킴으로써, 토출실 (3) 내의 물을 피스톤 (2) 의 전부 (2a) 에서 가압하여 주수관 (18) 내로 토출한다. 이 작동유의 공급은 제어 밸브 (7) 가 온 상태인 기간, 계속하여 행해진다.

또, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제어 밸브 (7) 는, 배출 유로 유닛 (7b) 과 작동유관 (15), 드레인관 (16) 및 작동유 유통로 (17) 를 접속시킴으로써, 온 상태에서 오프 상태로 전환된다. 오프 상태에 있어서, 배출 유로 유닛 (7b) 은, 배출 유로 (9a) 와 드레인관 (16) 및 작동유 유통로 (17) 를 접속시키며 또한 폐로 (9b) 와 작동유관 (15) 을 접속시킨다. 이로써, 드레인관 (16) 및 작동유 유통로 (17) 는, 배출 유로 (9a) 를 개재하여 연통된 상태가 된다. 작동유관 (15) 은, 폐로 (9b) 에 의해서 닫힌 상태가 된다. 이 결과, 상기 온 상태에 있어서의 작동유의 공급이 정지된다. 이 경우, 피스톤 (2) 은, 펌프 본체 (1) 의 내부 공간에 형성된 스프링 등의 탄성 지지부 (도시 생략) 의 반발력에 의해서, 작동유실 (4) 내의 작동유 (즉 펌프 본체 (1) 의 작동에 이용 후의 작동유) 를 제어 밸브 (7) 측으로 압압한다. 이 압압된 작동유는, 상기와 같이 연통된 상태에 있는 작동유 유통로 (17) 와 배출 유로 (9a) 와 드레인관 (16) 을 통하여, 작동유실 (4) 로부터 드레인으로서 배출되고, 소정의 탱크 (도시 생략) 내에 회수된다. 이 결과, 피스톤 (2) 은 물 토출 전의 위치로 되돌려진다. 펌프 본체 (1) 는, 피스톤 (2) 의 전부 (2a) 에 의한 토출실 (3) 의 압축 (물의 가압) 을 해제하여, 주수관 (18) 에 대한 물의 토출을 정지시킨다.

한편, 도 1 에 나타내는 제어부 (11) 는, 제어 밸브 (7) 의 온 상태와 오프 상태의 전환을 제어한다. 구체적으로는, 제어부 (11) 는, 각종 프로그램을 실행하기 위한 CPU, 메모리 및 솔레노이드 구동부 등에 의해서 구성된다. 제어부 (11) 는, 펌프 본체 (1) 에 의한 물의 1 회의 토출에서 요구되는 물 토출량 (연료 유통로 내에 대한 주수량) 에 따라서, 펌프 본체 (1) 의 피스톤 (2) 의 목표 리프트량 L_t(n) 을 도출한다. 목표 리프트량 L_t(n) 은, 요구되는 토출량의 유체를 펌프 본체 (1) 가 1 회의 토출에서 토출하기 위해서 목표로 하는 피스톤 (2) 의 이동량 (목표 이동량) 의 일례이다. 예를 들어, 목표 리프트량 L_t(n) 은, 유체의 토출을 행하는 펌프 본체 (1) 의 토출 능력 등의 설비 사양이 이미 알려진 점에서, 이 펌프 본체 (1) 에 의한 유체의 1 회의 토출에서 요구되는 당해 유체의 토출량에 기초하여 도출할 수 있다.

제어부 (11) 는, 펌프 본체 (1) 에 의한 물의 금회 토출시에 도출된 목표 리프트량 L_t(n) 과 전회 토출시에 검출부 (6) 에 의해서 검출된 최대 리프트량 L_m(n-1) 의 차를 기초로, 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 시간의 시간 보정치를 산출한다. 밸브 온 시간은, 제어 밸브 (7) 를 상기 서술한 온 상태로 하는 시간이다. 시간 보정치는, 이 밸브 온 시간을 보정하기 위한 값 (보정 시간) 이다. 제어부 (11) 는, 이 산출된 시간 보정치를 가미하여, 펌프 본체 (1) 에 의한 물의 금회 토출시에 있어서의 밸브 온 시간을 보정하고, 보정 후의 밸브 온 시간 계속하여 온 상태가 되도록 제어 밸브 (7) 를 제어한다.

본 실시형태에 있어서, 제어부 (11) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이 데이터 테이블 (11a) 을 갖는다. 데이터 테이블 (11a) 은, 피스톤 (2) 의 목표 리프트량 L_t(n) 과 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 기본 시간의 상관을 나타내는 것이다. 밸브 온 기본 시간은, 피스톤 (2) 의 목표 리프트량 L_t(n) 에 따라서 설정된 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 시간 (설비 사양상의 이론적인 밸브 온 시간) 이다. 데이터 테이블 (11a) 에는, 서로 상관하는 피스톤 (2) 의 목표 리프트량 L_t(n) 과 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 기본 시간의 조합이 복수 포함된다. 제어부 (11) 는, 펌프 본체 (1) 에 의한 물의 금회 토출시에 도출된 목표 리프트량 L_t(n) 과 상관하는 밸브 온 기본 시간을 데이터 테이블 (11a) 에 기초하여 도출한다. 제어부 (11) 는, 펌프 본체 (1) 에 의한 물의 금회 토출시에 있어서의 밸브 온 시간을, 이 도출된 밸브 온 기본 시간과 상기 서술한 시간 보정치를 합산한 시간에 가까워지도록 보정한다.

(선박용 유체 펌프의 제어 방법)

도 3 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 선박용 유체 펌프의 제어 방법의 일례를 나타내는 플로도이다. 도 4 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 선박용 유체 펌프의 제어 방법을 구체적으로 설명하는 도면이다. 이 선박용 유체 펌프 (10) (도 1 참조) 의 제어 방법에서는, 도 3 에 나타내는 스텝 S101 ∼S104 의 각 처리가 행해진다. 이 때, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (11) 로부터의 밸브 제어 신호 S1 에 기초하여 제어 밸브 (7) 의 온 상태와 오프 상태의 전환이 제어되고, 이 제어를 통하여, 펌프 본체 (1) 가 물을 토출할 때의 피스톤 (2) 의 리프트량이 제어된다. 이하, 펌프 본체 (1) 에 의한 금회의 물의 토출은「n 사이클째의 물 토출」이라고 칭하고, 펌프 본체 (1) 에 의한 전회의 물의 토출은「n-1 사이클째의 물 토출」이라고 칭하며, 펌프 본체 (1) 에 의한 차회의 물의 토출은「n＋1 사이클째의 물 토출」이라고 칭한다. 선박용 유체 펌프 (10) 의 제어 방법은, n 사이클째의 물 토출이 행해질 때의 스텝 S101 ∼S104 의 각 처리를 예시하여 설명한다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, n-1 사이클째의 물 토출에 있어서, 제어 밸브 (7) 는, 밸브 제어 신호 S1 에 기초하여, 시각 T1 의 타이밍에 오프 상태에서 온 상태로 전환되고, 그 후, 시각 T2 의 타이밍에 온 상태에서 오프 상태로 전환된다. 이 시각 T1 부터 시각 T2 까지의 시간은, n-1 사이클째의 물 토출에 있어서의 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 시간 ΔT3 이다. 이 밸브 온 시간 ΔT3 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, n-1 사이클째의 물 토출에 있어서의 피스톤 (2) 의 목표 리프트량 L_t(n-1) 에 따라서 설정된 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 기본 시간 ΔT1 과 n-1 사이클째의 물 토출시에 제어부 (11) 에 의해서 산출된 시간 보정치 ΔT2 를 합산한 시간에 상당한다.

밸브 온 시간 ΔT3 의 기간, 펌프 본체 (1) 의 작동유실 (4) 에는, 온 상태의 제어 밸브 (7) 등을 개재하여 작동유가 계속적으로 공급된다. 펌프 본체 (1) 는, 이 공급된 작동유의 압력을 이용하여 피스톤 (2) 을 이동시키고, 이로써, 물을 가압하여 토출한다. 피스톤 (2) 의 리프트량은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제어 밸브 (7) 가 온 상태로 된 시각 T1 의 타이밍부터 시간 경과에 수반하여 증가하고, 제어 밸브 (7) 가 오프 상태로 된 시각 T2 의 타이밍부터 시간 경과에 수반하여 감소한다. 이 경우, n-1 사이클째의 물 토출에 있어서의 피스톤 (2) 의 최대 리프트량 L_m(n-1) 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 시각 T2 의 타이밍에 있어서의 피스톤 (2) 의 리프트량이 된다. 검출부 (6) 는, 이 최대 리프트량 L_m(n-1) 을 검출하고, 얻어진 최대 리프트량 L_m(n-1) 을 나타내는 리프트량 검출 신호를 제어부 (11) 로 송신한다. 제어부 (11) 는, 검출부 (6) 로부터 리프트량 검출 신호를 수신하고, 수신된 리프트량 검출 신호에 의해서 나타내어지는 최대 리프트량 L_m(n-1) 을, 계속되는 n 사이클째의 물 토출시의 파라미터로서 유지한다.

다음으로, n 사이클째의 물 토출에 있어서, 제어부 (11) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 펌프 본체 (1) 에 의한 유체의 1 회의 토출에서 요구되는 당해 유체의 토출량에 따라서, 피스톤 (2) 의 목표 이동량을 도출한다 (스텝 S101).

본 실시형태에서는, 이 스텝 S101 에 있어서, 제어부 (11) 는, n 사이클째의 물 토출에서 요구되는 물의 토출량에 따라서, 피스톤 (2) 의 목표 리프트량 L_t(n) 을 도출한다.

다음으로, 제어부 (11) 는, 스텝 S101 (목표 이동량 도출 스텝) 에 의한 피스톤 (2) 의 목표 이동량과 유체의 전회 토출시에 있어서의 피스톤 (2) 의 최대 이동량의 차를 기초로, 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 시간의 시간 보정치를 산출한다 (스텝 S102).

본 실시형태에서는, 이 스텝 S102 에 있어서, 제어부 (11) 는, 상기 서술한 스텝 S101 에서 도출된 피스톤 (2) 의 목표 리프트량 L_t(n) 과, n-1 사이클째의 물 토출시에 취득하여 유지한 피스톤 (2) 의 최대 리프트량 L_m(n-1) 의 차 (= L_t(n) - L_m(n-1)), 즉 도 4 에 나타내는 리프트량 편차 ΔL(n) 을 산출한다. 제어부 (11) 는, 이 산출된 리프트량 편차 ΔL(n) 을 기초로, n 사이클째의 물 토출에 있어서의 시간 보정치 ΔT12 를 산출한다. 이 때, 제어부 (11) 는, 펌프 본체 (1) 의 설비 사양, 예를 들어, 작동유의 압력을 이용하여 이동하는 피스톤 (2) 의 단위 시간당 리프트량 (리프트량의 시간 경과적 변화량) 등에 기초하여, 리프트량 편차 ΔL(n) 을 시간으로 환산 (즉 시간 보정치 ΔT12 로 환산) 한다. 제어부 (11) 는, n-1 사이클째의 물 토출에 있어서의 시간 보정치 ΔT2 를, 이와 같이 산출된 시간 보정치 ΔT12 로 갱신한다.

다음으로, 제어부 (11) 는, 스텝 S102 (시간 보정치 산출 스텝) 에 의한 시간 보정치 ΔT12 를 가미하여, 펌프 본체 (1) 에 의한 유체의 금회 토출시에 있어서의 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 시간을 보정한다 (스텝 S103).

본 실시형태에서는, 이 스텝 S103 에 있어서, 제어부 (11) 는, 피스톤 (2) 의 목표 리프트량 L_t(n) 에 따라서 설정된 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 기본 시간 ΔT11 을 도출한다. 예를 들어, 제어부 (11) 는, 데이터 테이블 (11a) 에 기초하여, 상기 서술한 스텝 S101 에 의한 목표 리프트량 L_t(n) 과 상관하는 밸브 온 기본 시간 ΔT11 을 도출한다. 제어부 (11) 는, n 사이클째의 물 토출에 있어서의 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 시간 ΔT13 을, 상기와 같이 도출된 밸브 온 기본 시간 ΔT11 과 스텝 S102 에 의해서 산출된 시간 보정치 ΔT12 를 합산한 시간 (= ΔT11 ＋ ΔT12) 이 되도록 산출 (보정) 한다.

다음으로, 제어부 (11) 는, 스텝 S103 (보정 스텝) 에 의한 보정 후의 밸브 온 시간 ΔT13 의 기간, 계속하여 온 상태가 되도록 제어 밸브 (7) 를 제어한다 (스텝 S104). 제어부 (11) 는, 이 스텝 S104 (보정 스텝) 를 실행 후, 상기 서술한 스텝 S101 로 돌아오고, 이 스텝 S101 이후의 처리 스텝을 반복한다.

본 실시형태에서는, 이 스텝 S104 에 있어서, 제어부 (11) 는, 상기 서술한 바와 같이 보정한 밸브 온 시간 ΔT13 계속하여 온 상태가 되도록 지시하는 밸브 제어 신호 S1 (도 4 참조) 을 제어 밸브 (7) 로 송신한다. 이로써, 제어부 (11) 는, n 사이클째의 물 토출에 있어서의 제어 밸브 (7) 의 온 상태와 오프 상태의 전환을 제어한다. 제어 밸브 (7) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 이 밸브 제어 신호 S1 에 기초하여, 시각 T3 의 타이밍에 오프 상태에서 온 상태로 전환되고, 그 후, 시각 T4 의 타이밍에 온 상태에서 오프 상태로 전환된다. 이 시각 T3 부터 시각 T4 까지의 시간은, n 사이클째의 물 토출에 있어서의 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 시간 ΔT13 이다.

밸브 온 시간 ΔT13 의 기간, 펌프 본체 (1) 의 작동유실 (4) 에는, 온 상태의 제어 밸브 (7) 등을 개재하여 작동유가 계속적으로 공급된다. 펌프 본체 (1) 는, 이 공급된 작동유의 압력을 이용하여 피스톤 (2) 을 이동시키고, 이로써, 물을 가압하여 토출한다. 피스톤 (2) 의 리프트량은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제어 밸브 (7) 가 온 상태로 된 시각 T3 의 타이밍부터 시간 경과에 수반하여 증가하고, 제어 밸브 (7) 가 오프 상태로 된 시각 T4 의 타이밍부터 시간 경과에 수반하여 감소한다. 이 경우, n 사이클째의 물 토출에 있어서의 피스톤 (2) 의 최대 리프트량 L_m(n) 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 시각 T4 의 타이밍에 있어서의 피스톤 (2) 의 리프트량이 된다. 검출부 (6) 는, 이 최대 리프트량 L_m(n) 을 검출하고, 얻어진 최대 리프트량 L_m(n) 을 나타내는 리프트량 검출 신호를 제어부 (11) 로 송신한다. 제어부 (11) 는, 검출부 (6) 로부터 리프트량 검출 신호를 수신하고, 수신된 리프트량 검출 신호에 의해서 나타내어지는 최대 리프트량 L_m(n) 을, 계속되는 n＋1 사이클째의 물 토출시의 파라미터로서 유지한다.

그 후, n＋1 사이클째의 물 토출에서는, n＋1 사이클의 물 토출에 있어서의 피스톤 (2) 의 목표 리프트량 L_t(n＋1) 과, n 사이클의 물 토출에 있어서의 피스톤 (2) 의 최대 리프트량 L_m(n) 의 차 (= L_t(n＋1) - L_m(n)) 인 리프트량 편차 ΔL(n＋1) 을 사용하여, 도 3 에 나타낸 스텝 S101 ∼S104 의 각 처리 스텝이 행해진다. 이로써, n＋1 사이클째의 물 토출에 있어서의 제어 밸브 (7) 의 온 상태와 오프 상태의 전환이 제어되고, 이 제어를 통하여, n＋1 사이클째의 물 토출에 있어서의 피스톤 (2) 의 리프트량이 제어된다. 예를 들어, 도 4 에 나타내는 바와 같이, n＋1 사이클째의 물 토출에 있어서, 제어 밸브 (7) 는, 밸브 제어 신호 S1 에 기초하여, 시각 T5 의 타이밍에 오프 상태에서 온 상태로 전환되고, 그 후, 시각 T6 의 타이밍에 온 상태에서 오프 상태로 전환된다. 이 시각 T5 부터 시각 T6 까지의 시간은, n＋1 사이클째의 물 토출에 있어서의 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 시간 ΔT23 이다. 이 밸브 온 시간 ΔT23 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, n＋1 사이클째의 물 토출에 있어서의 피스톤 (2) 의 목표 리프트량 L_t(n＋1) 에 따라서 설정된 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 기본 시간 ΔT21 과, n＋1 사이클째의 물 토출시에 제어부 (11) 에 의해서 산출된 시간 보정치 ΔT22 를 합산한 시간에 상당한다.

밸브 온 시간 ΔT23 의 기간, 펌프 본체 (1) 의 작동유실 (4) 에는, 온 상태의 제어 밸브 (7) 등을 개재하여 작동유가 계속적으로 공급된다. 펌프 본체 (1) 는, 이 공급된 작동유의 압력을 이용하여 피스톤 (2) 을 이동시키고, 이로써, 물을 가압하여 토출한다. 피스톤 (2) 의 리프트량은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제어 밸브 (7) 가 온 상태로 된 시각 T5 의 타이밍부터 시간 경과에 수반하여 증가하고, 제어 밸브 (7) 가 오프 상태로 된 시각 T6 의 타이밍부터 시간 경과에 수반하여 감소한다. 이 경우, n＋1 사이클째의 물 토출에 있어서의 피스톤 (2) 의 최대 리프트량은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 시각 T6 의 타이밍에 있어서의 피스톤 (2) 의 리프트량이 된다. 검출부 (6) 는, 이 최대 리프트량을 검출하고, 얻어진 최대 리프트량을 나타내는 리프트량 검출 신호를 제어부 (11) 로 송신한다. 제어부 (11) 는, 상기 서술한 n-1 사이클째 및 n 사이클째의 각 물 토출의 경우와 마찬가지로, 이 최대 리프트량을, 계속되는 사이클의 물 토출시의 파라미터로서 유지한다.

상기 서술한 바와 같은 선박용 유체 펌프 (10) 의 제어 방법에 의해서, n 사이클째의 물 토출에 있어서의 피스톤 (2) 의 목표 리프트량 L_t(n) 과 최대 리프트량 L_m(n) 의 오차는, n-1 사이클째의 물 토출에 비하여 저감되어 있다. 마찬가지로, n＋1 사이클째의 물 토출에 있어서의 피스톤 (2) 의 목표 리프트량 L_t(n＋1) 과 최대 리프트량의 오차는, n 사이클째의 물 토출에 비해서 저감되어 있다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 관련된 선박용 유체 펌프 (10) 및 그 제어 방법에서는, 펌프 본체 (1) 를 작동시키는 작동유의 공급을 행하기 위한 제어 밸브 (7) 를, 작동유를 공급하는 온 상태와 작동유의 공급을 정지시키는 오프 상태를 택일적으로 전환하는 개폐형의 제어 밸브로 하고, 펌프 본체 (1) 에 의한 유체의 1 회의 토출에서 요구되는 유체 토출량에 따라서, 펌프 본체 (1) 의 피스톤 (2) 의 목표 이동량을 도출하고, 금회의 유체 토출시에 있어서의 피스톤 (2) 의 목표 이동량과 전회의 유체 토출시에 있어서의 피스톤 (2) 의 최대 이동량의 차를 기초로, 제어 밸브 (7) 를 온 상태로 하는 밸브 온 시간의 시간 보정치를 산출하고, 산출된 시간 보정치를 가미하여, 금회의 유체 토출시에 있어서의 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 시간을 보정하고, 보정 후의 밸브 온 시간 계속하여 온 상태가 되도록 제어 밸브 (7) 를 제어하도록 하고, 이 제어 밸브 (7) 를 개재하여 펌프 본체 (1) 에 공급된 작동유의 압력을 이용하여 피스톤 (2) 을 이동시킴으로써, 피스톤 (2) 이 유체를 가압하여 펌프 본체 (1) 로부터 토출하도록 하고 있다.

상기한 구성에 의해서, 펌프 본체 (1) 에 의한 유체의 토출 기간 중에 피스톤 (2) 의 이동량의 실측치와 목표치의 편차를 축차 산출하여 제어 밸브의 개도를 조정하는 등의 번잡한 연산 처리 및 밸브 개도 제어를 행하지 않고도, 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 시간을 간이한 장치 구성으로 양호한 정밀도로 보정할 수 있다. 이 때문에, 유체를 가압하여 토출할 때의 피스톤 (2) 의 이동량을, 장치 구성에 드는 비용의 증대를 억제하면서 양호한 정밀도로 제어할 수 있다. 이 결과, 선박용 유체 펌프 (10) 에 요구되는 유체의 토출량 (예를 들어 선박용 디젤 엔진에서의 연료 분사량이나 주수량 등) 의 정밀도를 담보할 수 있다.

또, 상기 서술한 제어 밸브 (7) 로서, 이물질의 혼입에 비교적 약한 개도 조정형의 전자 밸브가 아니고, 이물질의 혼입에 비교적 강한 개폐형의 전자 밸브를 사용하고 있기 때문에, 선박용 디젤 엔진이 동작하는 환경하, 즉, 이물질의 혼입이 일어나기 쉬운 환경하에 설치되는 선박용 유체 펌프 (10) 에 바람직한 제어 밸브 (7) 를 구성할 수 있다. 이 결과, 선박 내에 있어서의 선박용 유체 펌프 (10) 의 제어 밸브 (7) 에의 이물질 혼입에서 기인하는 고장이나 메인터넌스 빈도를 억제할 수 있다.

또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 선박용 유체 펌프 (10) 로서 주수 펌프를 예시했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 선박용 유체 펌프 (10) 는, 연료 분사 밸브에 대해서 연료를 토출 (압송) 하는 연료 분사 펌프여도 되고, 연료 이외의 유체를 토출하는 펌프여도 된다. 즉, 본 발명에 있어서, 토출 대상의 유체 종류는 특별히 구애받지 않는다.

또, 상기 서술한 실시형태에서는, 피스톤 (2) 의 목표 이동량과 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 기본 시간의 상관을 나타내는 데이터 테이블 (11a) 이 미리 설정된 제어부 (11) 를 예시했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제어부 (11) 에는, 피스톤 (2) 의 목표 이동량을 기초로 제어 밸브 (7) 의 밸브 온 기본 시간을 산출하는 연산식이나 연산 프로그램 등이 미리 설정되어 있어도 된다.

또, 상기 서술한 실시형태에서는, 피스톤 (2) 의 이동량으로서 리프트량 (피스톤 (2) 의 상향의 이동량) 을 예시했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 있어서, 피스톤 (2) 의 이동량은 토출 대상의 유체를 가압하는 방향으로의 이동량이면 되고, 이 방향은 특별히 구애되지 않는다.

또, 상기 서술한 실시형태에 의해서 본 발명이 한정되는 것은 아니고, 상기 서술한 각 구성 요소를 적절히 조합하여 구성한 것도 본 발명에 포함된다. 그 밖에, 상기 서술한 실시형태에 기초하여 당업자 등에 의해서 이루어지는 다른 실시형태, 실시예 및 운용 기술 등은 모두 본 발명의 범주에 포함된다.

산업상 이용가능성

이상과 같이, 본 발명에 관련된 선박용 유체 펌프 및 그 제어 방법은, 선박용 디젤 엔진에 있어서의 연료나 물 등의 유체의 토출에 유용하고, 특히, 유체를 가압하여 토출할 때의 피스톤의 이동량을, 비용의 증대를 억제하면서 양호한 정밀도로 제어할 수 있는 선박용 유체 펌프 및 그 제어 방법에 적절하다.

1 : 펌프 본체
2 : 피스톤
2a : 전부
2b : 후부
2c : 테이퍼부
3 : 토출실
4 : 작동유실
5 : 주수구
6 : 검출부
6a : 검출 처리부
6b : 연산 처리부
7 : 제어 밸브
7a : 공급 유로 유닛
7b : 배출 유로 유닛
7c : 구동부
8a : 공급 유로
8b : 폐로
9a : 배출 유로
9b : 폐로
10 : 선박용 유체 펌프
11 : 제어부
11a : 데이터 테이블
15 : 작동유관
16 : 드레인관
17 : 작동유 유통로
18 : 주수관
S1 : 밸브 제어 신호

Claims

작동유의 압력을 이용하여 피스톤을 이동시킴으로써, 유체를 가압하여 토출하는 펌프 본체와,
상기 유체의 1 회의 토출에 있어서의 상기 피스톤의 최대 이동량을 검출하는 검출부와,
상기 펌프 본체에 상기 작동유를 공급하는 온 상태와 상기 작동유의 공급을 정지시키는 오프 상태를 택일적으로 전환하는 제어 밸브와,
상기 유체의 1 회의 토출에서 요구되는 상기 유체의 토출량에 따라서 상기 피스톤의 목표 이동량을 도출하고, 상기 유체의 금회 토출시에 도출된 상기 목표 이동량과 전회 토출시에 검출된 상기 최대 이동량의 차를 기초로, 상기 제어 밸브를 상기 온 상태로 하는 시간인 밸브 온 시간의 시간 보정치를 산출하고, 산출된 상기 시간 보정치를 가미하여, 상기 유체의 금회 토출시에 있어서의 상기 밸브 온 시간을 보정하고, 보정 후의 상기 밸브 온 시간 계속하여 상기 온 상태가 되도록 상기 제어 밸브를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 선박용 유체 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 피스톤의 상기 목표 이동량에 따라서 설정된 상기 제어 밸브의 밸브 온 시간인 밸브 온 기본 시간을 도출하고, 상기 유체의 금회 토출시에 있어서의 상기 밸브 온 시간을, 상기 밸브 온 기본 시간과 상기 시간 보정치를 합산한 시간이 되도록 보정하는 것을 특징으로 하는 선박용 유체 펌프.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 피스톤의 상기 목표 이동량과 상기 제어 밸브의 상기 밸브 온 기본 시간의 상관을 나타내는 데이터 테이블을 갖고, 상기 유체의 금회 토출시에 도출된 상기 목표 이동량과 상관하는 상기 밸브 온 기본 시간을 상기 데이터 테이블에 기초하여 도출하는 것을 특징으로 하는 선박용 유체 펌프.
펌프 본체에 작동유를 공급하는 온 상태와 상기 작동유의 공급을 정지시키는 오프 상태를 택일적으로 전환하는 제어 밸브를 개재하여 상기 펌프 본체에 작동유를 공급하고, 공급된 상기 작동유의 압력을 이용하여 상기 펌프 본체의 피스톤을 이동시킴으로써, 유체를 가압하여 토출하는 선박용 유체 펌프의 제어 방법에 있어서,
상기 유체의 1 회의 토출에서 요구되는 상기 유체의 토출량에 따라서, 상기 피스톤의 목표 이동량을 도출하는 목표 이동량 도출 스텝과,
상기 목표 이동량 도출 스텝에 의한 상기 피스톤의 상기 목표 이동량과 상기 유체의 전회 토출시에 있어서의 상기 피스톤의 최대 이동량의 차를 기초로, 상기 제어 밸브를 상기 온 상태로 하는 시간인 밸브 온 시간의 시간 보정치를 산출하는 시간 보정치 산출 스텝과,
상기 시간 보정치 산출 스텝에 의한 상기 시간 보정치를 가미하여, 상기 유체의 금회 토출시에 있어서의 상기 밸브 온 시간을 보정하는 보정 스텝과,
보정 후의 상기 밸브 온 시간 계속하여 상기 온 상태가 되도록 상기 제어 밸브를 제어하는 제어 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 유체 펌프의 제어 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 보정 스텝은, 상기 피스톤의 상기 목표 이동량에 따라서 설정된 상기 제어 밸브의 밸브 온 시간인 밸브 온 기본 시간을 도출하고, 상기 유체의 금회 토출시에 있어서의 상기 밸브 온 시간을, 상기 밸브 온 기본 시간과 상기 시간 보정치를 합산한 시간이 되도록 보정하는 것을 특징으로 하는 선박용 유체 펌프의 제어 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 보정 스텝은, 상기 피스톤의 상기 목표 이동량과 상기 제어 밸브의 상기 밸브 온 기본 시간의 상관을 나타내는 데이터 테이블에 기초하여, 상기 목표 이동량 도출 스텝에 의한 상기 목표 이동량과 상관하는 상기 밸브 온 기본 시간을 도출하는 것을 특징으로 하는 선박용 유체 펌프의 제어 방법.