KR20110088534A - 디젤기관의 제어방법과 제어장치 및 이를 구비한 선박 - Google Patents

디젤기관의 제어방법과 제어장치 및 이를 구비한 선박 Download PDF

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Abstract

본 발명은 과급기를 가진 디젤기관을 위한 제어장치에 있어서, 과급기의 운전 상황에 기초하여 연료량을 결정하는 연료제한 연산기(3)를 가버너 랙(governor rack)에 조작신호를 전송하는 연료 제한부(27)에 접속한다. 연료제한 연산기(3)는 운전중인 과급기의 회전수 및/또는 과급기의 운전 대수에 따라 연료 제한값을 결정하고, 연료 제한부(27)는 이 연료 제한값에 따라 연료 분사량을 결정한다.

Description

디젤기관의 제어방법과 제어장치 및 이를 구비한 선박{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING DIESEL ENGINE, AND SHIP WITH SAME}
본 발명은 과급기(過給機)(supercharger)를 가진 디젤기관의 제어방법과 제어장치 및 당해 제어장치를 구비한 선박에 관한 것이다.
디젤기관에는 소기(掃氣) 또는 흡기(吸氣)의 압력을 올려 기관출력을 높이기 위하여 과급기가 설치되어 있는 것이 있다. 도 5는 이러한 디젤기관의 소기 계통 및 배기(排氣) 계통을 나타내고 있다. 디젤기관에서는, 소기관(掃氣管)(51)에서 실린더(52) 안으로 공급된 소기가스 중에 연료가 분사되고, 이것이 착화하여 팽창함으로써 에너지가 회전동력으로서 출력된다. 연소에 의해 발생하는 배기가스는 배기밸브(미도시)에서 배기관(53)으로 집합된다. 배기관(53)으로부터의 배기가스는 기관 외부로 배출되기 전에 과급기(54)를 통과한다. 과급기(54)에서는, 배기가스가 배기터빈(turbine)(54a)을 회전시키고 또한 배기터빈(54a)에 연결되어 있는 컴프레서(compressor)(54b)를 돌린다. 컴프레서(54b)는 대기를 압축하고, 이 압축가스를 소기관으로 보낼 수 있다. 또한, 기관 부하가 낮을 경우에는, 배기가스의 에너지가 작기 때문에 과급기(54)로부터 공급 가능한 압축가스량이 적고, 따라서 부족분이 보조 블로워(blower)(55)로부터 공급된다. 어느 정도 부하가 상승하면, 과급기(54)에 의해 압축가스의 공급을 처리할 수 있기 때문에 보조 블로워(55)는 정지된다.
선박용 등의 디젤기관에서 복수의 과급기를 가진 것에 있어서는, 과급기의 운전 대수를 줄이는 것, 이른바 과급기 컷(cut)에 의해 기관을 저부하 운전할 경우의 연료 소비량을 줄일 수 있는 것이 알려져 있다. 과급기 컷은 배기관과 과급기 배기터빈의 사이 및 과급기 컴프레서와 소기관의 사이에 있는 과급기 폐지(閉止)밸브(56)를 폐쇄함으로써 이루어진다. 기관이 저부하일 때에는, 과급기는 회전수가 적고 효율이 낮은 영역에서 운전되기 때문에 에너지 회수도 좋지 않지만, 과급기 컷을 행하면, 배기가스는 운전하고 있는 과급기로 집중하여 흐르기 때문에 기관이 저부하일 때에도 과급기 효율을 상승시킬 수 있어 에너지 회수율이 향상된다. 또한, 과급기 컷을 할 경우, 배기관으로부터 유출되는 배기 가스량이 압축되기 때문에 배기관 압력이 상승하고, 실린더를 통하여 배기관 압력도 상승하므로 실린더 내의 압축압인 최고압도 높아져 기관의 연소효율이 높아진다. 즉, 전체로서, 저부하 운전일 때에는 과급기를 전체 운전하기보다도 과급기 컷을 하는 편이 연료 소비량을 감소할 수 있게 된다.
특허문헌1에는 과급기 컷과 유사한 운전 형태로서, 과급기에 있어서 컴프레서 측 및 터빈 측의 용량을 줄이는 예가 기재되어 있다. 본 예도 저부하일 때 등에 있어서 과급기의 효율을 향상시켜 연비를 개선하려고 하는 것이다.
특허문헌1: 일본 특개 2003-328763호 공보
상기와 같이 과급기 컷을 행하면, 기관이 저부하인 때에 연비가 향상하는 장점이 있으나, 부하가 증가한 때에 운전중인 과급기의 운전속도가 과잉속도로 될 우려가 있다. 즉, 과급기 컷에 의해 운전 정지되어 있는 과급기에는 배기가스가 흐르지 않으므로 그 부분이 운전중인 과급기에 집중적으로 공급되어 버려 과잉속도를 유발하는 것으로 여겨진다. 이 때문에, 과급기 컷을 행할 때에는 종래 고부하 운전이 되지 않도록 기관 회전수를 제한하고 있는 것이 일반적이다.
그러나, 기관 회전수를 제한하더라도 과급기가 과잉속도로 되는 것을 반드시 방지할 수 있는 것은 아니다. 예를 들면, 선박용 디젤기관의 경우, 수면이 잔잔한 때이면, 기관 부하는 기관 회전수의 3제곱에 비례하므로 기관 회전수에 제한을 마련해두면, 기관 부하에도 과급기 회전수에도 제한을 줄 수 있지만, 조타(操舵)나 조류방향 등에 의해 프로펠러 하중이 증가하면, 기관 회전수가 같아도 기관 부하가 커지는 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 기관 회전수에 의한 제한으로는 과급기를 확실하게 보호할 수는 없다.
본 발명은 과급기가 과잉속도로 운전하는 것을 효과적으로 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 과급기를 가진 디젤기관의 제어방법에 있어서, 과급기의 운전 상황에 기초하여 디젤기관의 연료 분사량을 제한하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명에서는, 전술한 종래예와 같이 기관 회전수를 제한하는 것이 아니라 과급기의 운전 상황에 기초하여 연료 분사량이 제한된다. 연료 분사량은 기관의 출력에 직결되는 인자이고, 과급기 회전수와 밀접한 관계에 있다. 이러한 연료 분사량이 과급기의 운전 상황에 따라 제한되는 것이기 때문에 과급기가 과잉속도로 운전하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
운전중인 과급기의 회전수를 검출하고, 검출한 과급기의 회전수에 따라 연료 제한값을 결정하고, 이 연료 제한값에 따라 연료 분사량을 결정하는 것이 바람직하다. 가버너(governor) 장치 등에 의한 연료 분사량의 제어에 있어서는, 일반적으로 기관 회전수의 설정값과 실측한 기관 회전수의 차이가 입력되는 외에, 토크 리미터(torque limiter)로부터의 신호나 소기압(掃氣壓) 리미터로부터의 신호가 전송된다. 본 발명에서는, 이와 같은 신호에 더하여 운전중인 과급기의 회전수에 따라 결정되는 연료 제한값을 연료 분사량 제어를 위한 신호로서 이용하고 있다. 이 때문에 과급기가 과잉속도로 되는 것을 효과적이면서도 확실하게 방지할 수 있게 된다.
검출한 과급기의 회전수가 그 허용 회전수 이하로 되도록 연료 제한값을 보정하는 것이 더욱 바람직하다. 과급기의 회전수에 따라 결정되는 연료 제한값은 적절한 값이면 좋지만, 기관의 운전 상황 등에 따라서는 충분하지 않은 경우가 있을 수 있다. 즉, 검출한 과급기 회전수가 허용 회전수를 초과해버리는 경우가 있으며, 상황에 따라 연료 제한값을 보다 바람직한 값으로 보정하는 것이 요망된다. 본 발명은 검출한 과급기 회전수가 허용 회전수를 초과한 경우에, 연료 제한값을 더 엄격하게 제한하는 방향으로 보정하기 때문에, 그 이후의 제어를 더욱 더 적절하게 실시할 수 있게 된다.
상기 디젤기관이 복수의 과급기를 가진 경우, 과급기의 운전 대수에 따라 연료 제한값을 결정하고, 이 연료 제한값에 따라 연료 분사량을 결정할 수도 있다. 상기한 바와 같이 종래에는 과급기가 복수인 경우에 과급기 컷을 행하면, 부하가 증가한 때에 과급기 회전수가 과잉으로 될 우려가 있고, 기관 회전수를 제한하는 것만으로는 이것을 회피할 수 없다. 한편, 본 발명과 같이 과급기 컷을 행하는 경우에, 그 운전 대수의 감소에 따라 연료를 감소시키도록 연료 제한값을 결정한다면 기관의 운전이 정격을 초과하지 않는 한 일반적으로는 과급기가 과잉속도로 되는 것이 방지된다.
각 과급기의 회전수를 검출하고, 검출한 각 회전수로부터 과급기의 운전 대수를 판별하고, 판별한 대수에 따라 상기 연료 제한값을 결정하는 것도 바람직하다. 운전 대수에 의한 연료 제한값은 과급기의 운전 대수를 지정하는 운전원 등이 수동으로 설정하도록 할 수도 있지만, 그렇게 하면 설정하는 것을 잊어버리는 등 이로 인한 문제가 발생하는 경우도 있을 수 있다. 한편, 본 발명에서는 연료 제한값이 자동 설정되어, 과급기의 운전 대수를 지정할 때 등에 연료 제한값을 운전원이 수동으로 설정할 필요가 없기 때문에 문제가 발생하지 않게 된다.
본 발명은 과급기를 가진 디젤기관을 위한 제어장치에 있어서, 과급기의 운전 상황에 기초하여 연료량을 결정하는 연료제한 연산기를 구비하고, 해당 연료제한 연산기가 가버너 랙(governor rack)에 조작신호를 전송하는 연료 제한부에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제어장치에 따르면, 연료제한 연산기와, 이에 접속된 연료 제한부 및 가버너 랙이 과급기의 운전 상황에 기초하여 연료 분사량을 제한하기 때문에 상기 본 발명에 따른 디젤기관의 제어방법을 원활하게 실시할 수 있다.
상기 연료제한 연산기가 운전중인 과급기의 회전수에 따라 연료 제한값을 결정하는 것이 바람직하다. 그러면, 운전중인 과급기의 회전수에 대응하는 연료 제한값을 연료제한 연산기가 결정하고, 당해 연료 제한값에 관한 신호가 연료 분사량 제어에 사용된다. 이 때문에 상기 제어방법이 실현되어 과급기가 과잉속도로 되는 것을 매우 효과적으로 방지할 수 있다고 말할 수 있다.
운전중인 과급기의 회전수가 그 허용 회전수 이하로 되도록 상기 연료 제한값을 보정하는 자동보정수단을 구비하고, 당해 자동보정수단이 상기 연료제한 연산기에 부설되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라 과급기 회전수가 허용 회전수를 초과할 경우, 자동보정수단이 초과의 정도나 시간에 대응한 적절한 보정을 연료 제한값에 더할 수 있어 그 이후의 제어를 더욱 더 적절하게 실시할 수 있다.
상기 디젤기관이 복수의 과급기를 가진 경우, 상기 연료제한 연산기가 과급기의 운전 대수에 따라 연료 제한값을 결정하는 것도 바람직하다. 이에 따라 과급기 컷을 행하는 경우, 연료제한 연산기가 과급기의 운전 대수의 감소에 따라 연료를 감소시키기 위해 연료 제한값을 결정하는 것을 자동적으로 행함으로써 과급기가 과잉속도로 되는 것이 방지된다.
각 과급기의 회전수를 검출하고, 검출한 각 회전수로부터 과급기의 운전 대수를 판별하는 대수 판별수단을 상기 연료제한 연산기가 가지는 것이 바람직하다. 이에 따라 과급기의 운전 대수가 자동적으로 입력되어 운전원이 수동으로 입력할 필요가 없어진다.
본 발명의 상기 목적, 다른 목적, 특징, 및 이점은 첨부 도면을 참조하여 이하의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 명확하게 된다.
본 발명에 따르면, 과급기가 과잉속도로 되는 것을 효과적으로 방지하여 과급기를 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가버너 장치의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 디젤기관을 위한 가버너 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 디젤기관을 위한 가버너 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박용 디젤기관을 위한 가버너 장치를 나타낸 블록도이다.
도 5는 과급기를 가진 디젤기관의 일반적인 소기 계통 및 배기 계통을 나타낸 개념도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가버너 장치(100)는 연료분사밸브(56)로부터의 연료 분사량을 조정하기 위한 것이다. 연료분사밸브(56)에는 연료펌프(101)가 접속되어 있다. 연료펌프(101)는 플랜저(102)의 진퇴운동에 의해 연료를 연료분사밸브(56)에 압송하도록 구성되어 있다. 플랜저(102)는 연료조정 랙(rack)(103)과 연결되어 있다. 연료펌프(101)는 피드홀(feed hole)(108)을 가지며, 피드홀(108)이 플랜저(102)에 형성된 절개 리드와 연통한 때에, 연료펌프(101)로부터 연료를 보내 줄 수 있다. 연료조정 랙(103)을 변위시키면, 플랜저(102)가 하사점(下死点)으로부터 절개 리드가 피드홀(108)과 연통하는 위치까지 이동하기 위해 필요한 플랜저(102)의 길이방향 이동길이(즉, 플랜저(102)의 유효 스트로크(stroke))가 변경된다. 이에 따라, 연료펌프(101)로부터의 연료 공급량이 변경되어 연료 분사밸브(56)로부터의 연료 분사량을 변경할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예의 가버너 장치(100)는 연료조정 랙(103)의 변위에 의해 연료 분사량을 조정 가능하게 구성되어 있다.
연료조정 랙(103)은 랙 조정봉(104)에 연결되고, 이 랙 조정봉(104)의 회동에 의해 변위하도록 구성되어 있다. 랙 조정봉(104)에는 모터 등의 액추에이터(actuator)(105)의 회전 구동력이 소정의 감속기구(106)를 통하여 감속되어 입력되고, 이에 의해 랙 조정봉(104)이 회동한다. 랙 조정봉(104)에는 스토퍼(stopper)(107)가 설치되어 있다. 랙 조정봉(104)의 회동범위는 이 스토퍼(107)에 의해 기계적으로 제한되어 있고, 이에 따라 연료조정 랙(103)의 이동 한계가 기계적으로 제한되어 있다. 또한, 액추에이터(105)는 후술하는 제한요소(9)에 의해 조작된다. 랙 조정봉(104)의 회동 범위는 이 제한요소에 의해서도 제한되어 있고, 이에 따라 전자적으로 연료조정 랙(103)의 이동 한계를 제한할 수 있다.
도 2에 나타낸 제1 실시예에 따른 가버너 장치는 운전중인 과급기의 회전수에 따라 연료 제한값을 결정하여 이 제한값을 연료 분사량 제어에 이용하는 것이며, 제어부(20), 회전수 센서(1), 최대값 선택기(2), 연료제한 연산기(3) 및 제한요소(9)를 가지고 있다.
제어부(20)는 가버너 장치의 기본적인 부분이며, 기관 회전수를 피드백하면서 디젤기관의 운전 제어를 행한다. 제어부(20)는 회전수 설정부(21), 비교기(22), 불감대 요소(23), 제어기(24), 토크 리미터(torque limiter)(25), 소기압(掃氣壓) 리미터(26) 및 연료 제한부(27)를 가지고 있다.
회전수 설정부(21)에는 기관 회전수 설정값이 설정되고, 비교기(22)는 이 설정값을 측정되어 피드백된 실제의 기관 회전수 측정값과 비교한다. 비교기(22)에서 얻은 양측 값의 차이가 불감대 요소(23)를 통하여 제어기(24)(예를 들면, PI제어부)로 입력되고, 당해 제어기(24)를 통하여 연료 제한부(27)로 입력된다. 제어기(24)의 출력은 토크 제한 함수를 가진 토크 리미터(25)에도 입력되고, 연료 제한부(27)에는 토크 리미터(25)로부터의 제한값이 입력된다. 또한, 소기압에 대한 연료량의 밸런스를 잡을 필요성으로 소기압 센서에 의해 측정된 소기압 측정값이 소기압 제한 함수를 가진 소기압 리미터(26)에 입력되고, 연료 제한부(27)에는 소기압 리미터(26)로부터의 제한값도 입력된다. 연료 제한부(27)는 각 리미터(25, 26)로부터의 출력에 기초하여, 제한된 연료 분사량을 출력하도록 구성되고, 이에 의해 디젤기관이 과대한 토크를 발생하는 것을 피할 수 있다. 또한, 연료 제한부(27)의 출력은 제한요소(9)로 전송되고, 이 제한요소(9)가 제한된 연료 분사량에 대응하여 가버너 랙의 이동 한계를 조작 변경한다.
회전수 센서(1), 최대값 선택기(2) 및 연료제한 연산기(3)는 과급기의 회전수에 따라 연료제한을 하는 수단으로서 기능한다. 회전수 센서(1)는 디젤기관이 가진 복수의 과급기 각각에 설치되어 있고, 최대값 선택기(2)에는 각 회전수 센서(1)에 의해 검출되는 각 과급기의 회전수에 관한 신호가 입력된다. 최대값 선택기(2)는 각 회전수 센서(1)의 신호에 기초하여 모든 과급기의 회전수 중 최고 회전수로 되어 있는 것을 특정하고, 이 최고 회전수를 연료제한 연산기(3)에 입력한다. 연료제한 연산기(3)는 미리 설정된 과급기 회전수 제한 함수에 따라 최고 회전수에 상응한 연료 제한값을 출력하고, 이 연료 제한값이 제어부(20)의 연료 제한부(27)에 입력된다.
이에 따라, 최고 속도로 운전하고 있는 과급기의 회전수가 소정의 값 이상으로 된 경우에, 연료제한 연산기(3)로부터의 출력신호가 연료 제한부(27)에 의한 연료 분사량 제한에 크게 작용하고, 제한요소(9)를 통하여 가버너 랙의 이동한계가 안전측(저연료측)으로 조작된다. 따라서, 복수대 중에서 몇 대의 과급기를 운전 정지하고 있을 경우에도 운전중인 과급기가 과잉속도로 될 우려를 회피할 수 있다. 또한, 최고 회전수의 과급기가 과잉속도로 운전하는 것을 방지하는 것과 같은 제어를 실행하고 있기 때문에, 운전중인 모든 과급기의 속도가 양호하게 억제된다.
연료제한 연산기(3)에 있어서의 과급기 회전수 제한 함수는 예를 들면 사전의 시운전에 의해 과급기 컷 상태에서의 연료 분사량과 과급기 회전수의 관계를 계측하고, 이를 기초로 설정해둘 수 있다. 또한, 과급기 컷은 도 5에 나타낸 과급기 폐지밸브(56)를 폐쇄함으로써 행할 수 있는 외에, 당해 폐지밸브(56)의 조작 대신에 배기 및 소기(흡기)의 경로를 구분하는 컷 플레이트를 삽입함으로써도 행할 수 있다. 일본 특개2003-328763호 공보에 개시된 과급기의 용량 변경을 더 진행하여 용량을 제로(0)로 만드는 방법에 의해 과급기 컷을 행할 수도 있다. 다만, 사용연료 등의 관계로 배기가스 중에 고착성 물질이 많이 함유되는 선박용 디젤기관에 있어서는 컷 플레이트를 채용하는 것이 적합하다.
도 3에 나타낸 제2 실시예에 따른 가버너 장치도 제1 실시예와 마찬가지로 운전중인 과급기의 회전수에 따라 연료제한 연산기(3) 등이 연료 제한값을 결정하고, 이 연료 제한값을 연료 분사량의 결정에 이용하고 있다. 다만, 연료제한 연산기(3)에 자동보정수단이 부속되고, 결정한 연료 제한값이 당해 수단에 의해 적절히 자동 보정되는 점에서 제1 실시예와 다르다. 또한, 제1 실시예의 구성과 공통하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 상세설명을 생략한다.
연료제한 연산기(3)의 자동보정수단은 비교기(4), 적분 연산기(5), 리셋기(6), 비례요소(7) 및 감산기(8)를 가지고 있다. 비교기(4)는 최대값 선택기(2)가 선택한 과급기 회전수로부터 미리 설정된 과급기의 회전수 허용값을 감산하고, 감산 결과를 적분 연산기(5)로 출력한다. 적분 연산기(5)는 순차적으로 전송되는 감산 결과를 소정 시간에 걸쳐 적분한다. 적분값이 음(-)인 경우에는 리셋기(6)에 의해 리셋하는 한편, 적분값이 양(+)인 경우에는 연료제한 연산기(3)가 출력하는 연료 제한값의 제한 레벨이 불충분한 것으로 하여, 비례요소(7)에 의해 상기 적분값에 소정의 계수를 곱하고 이에 따라 얻어지는 값만큼 감산기(8)가 연료 제한값을 낮춘다. 즉, 소정의 시간에 걸쳐 실측한 과급기 회전수가 회전수 허용값을 하회하는 경향이 지배적인 경우에는, 연료제한 연산기(3)가 얻은 연료 제한값이 보정되지 않고 연료 제한부(27)로 입력된다. 반대로 소정의 시간에 걸쳐 실측한 과급기 회전수가 회전수 허용값을 상회하는 경향이 지배적인 경우에는, 감산기(8)에 있어서 그 회전수의 초과 정도나 초과 시간에 따른 값만큼 연료 제한값이 보정되고, 연료제한 연산기(3)가 얻은 연료 제한값에 기초하는 연료 분사량을 더 엄격하게 제한하기 위한 신호가 연료 제한부(27)로 입력된다.
연료제한 연산기(3)가 결정하는 연료 제한값이 이와 같이 보정되기 때문에 디젤기관의 운전 상황이 다양한 사정에 의해 변화해도 과급기의 속도가 과잉되는 것이 확실하게 방지된다. 이러한 보정에 관해서는, 제1 실시예의 가버너 장치에, 운전원이 보정값을 수동 입력하기 위한 기능을 부가함으로써도 실현 가능하다. 다만, 본 실시예와 같이 가버너 장치가 연료 분사량을 자동적으로 보정 가능하게 되었으므로 수동 입력에 의한 설정을 하는 것을 잊어버림 등으로 인한 문제가 발생하는 것을 제거할 수 있다.
이 연료 제한값을 자동적으로 보정하는 방법은 도 3의 예시한 예에 한정되지 아니한다. 예를 들면, 검출한 과급기의 회전수가 허용 회전수를 초과하여 있을 경우에, 연료제한 연산기(3)가 결정하는 연료 제한값을 일정 시간율 또는 시간함수적으로 서서히 낮추어가고, 검출한 과급기의 회전수가 허용 회전수 이하까지 내려갔을 때에, 이 연료 제한값을 점차 감소하는 것을 정지하는 방법에 의해 연료 제한값의 자동보정을 실현할 수 있다.
도 4에 나타낸 제3 실시예에 따른 가버너 장치는 과급기의 운전 대수에 따라 연료 제한값을 결정하고, 이를 연료 제한부(27)로 입력하여 연료 분사량 제어를 행하는 것이다. 또한, 제1 및 제2 실시예의 구성과 공통하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 상세 설명을 생략한다.
본 실시예의 가버너 장치는 운전 대수 전환기(11) 및 연료제한 선택기(12)를 가지며, 이들은 서로 접속되어 과급기의 운전 대수에 따라 연료제한을 하는 수단으로서 기능한다. 운전 대수 전환기(11)는 과급기의 운전 대수를 특정하고, 연료제한 선택기(120)는 운전 대수 전환기(11)에 의해 특정된 운전 대수에 따른 연료 제한값을 결정하고, 이 연료 제한값을 제어부(20)의 연료 제한부(27)로 출력한다.
운전 대수 전환기(11)는 과급기 운전 대수를 운전원의 수동 입력에 의거하여 특정하는 구성일 수도 있다. 또한, 제1 및 제2 실시예에 나타낸 회전수 센서(1)(도 2, 도 3 참조)로부터의 검출신호를 참조하여 회전수가 제로(0) 또는 공회전에 상당하는 낮은 회전수가 아닌 과급기의 대수를 과급기 운전 대수로서 특정하는 구성일 수도 있다. 또한, 수동 입력에 의하면 설정하는 것을 잊어버리는 등으로 인한 문제가 발생할 우려가 있기 때문에 자동적으로 과급기 운전 대수를 특정 가능한 구성으로 하는 편이 유리하다.
연료제한 선택기(12)는 전체 과급기 수에 대한 과급기 운전 대수의 비율에 기초하여 연료 제한값을 결정한다. 예를 들면 전체 과급기 수를 n, 운전 대수 전환기(11)가 특정한 운전 대수를 m이라고 하였을 경우, 상기 비율인 n/m에 모든 과급기가 운전되고 있는 경우의 정격 연료 제한값을 곱한 값을 연료 제한값으로서 결정할 수 있다.
과급기 컷을 행할 때 과급기가 과잉속도로 되는 것은 컷한 과급기에는 공급되지 않는 기관 배기가 운전중인 과급기에만 공급되는 것에 주된 원인이 있다. 이 때문에, 상기한 바와 같이 과급기 운전 대수에 비례하도록 연료 제한값을 결정한다면 과급기 컷 시에 운전중인 과급기가 과잉속도로 될 우려는 거의 해소된다. 상기 연료제한 선택기(12)에 의해 실행되는 연료 제한값의 구체적인 결정방법의 일 예에서 알 수 있듯이 과급기의 운전 대수에 따라 연료 제한값을 결정하는 것은, 복잡한 기능 블록 구성을 없애고 간편한 연산방법을 이용 가능하다는 점에서 유리하다.
또한, 본 발명에 따른 가버너 장치는 도 2에 나타낸 제1 실시예에 있어서의 연료제한을 하기 위한 수단으로서 기능하는 부분(1~3)과, 도 4에 나타낸 제3 실시예에 있어서의 연료제한을 하기 위한 수단으로서 기능하는 부분(11, 12)을 둘 다 갖출 수도 있다. 마찬가지로, 해당 부분(11, 12)과 도 3에 나타낸 제2 실시예에 있어서의 연료제한을 하기 위한 수단으로서 기능하는 부분(1~8)을 둘 다 갖출 수 있다.
또한, 예를 들면, 과급기 컷을 행하지 않을 경우에도 과급기가 과잉속도로 되는 것을 방지하여 과급기의 보호를 도모하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명은 선박용에 한정되지 아니하고, 그 외 용도의 디젤기관에도 바람직하게 적용할 수 있다.
상기 설명으로부터 당업자에게는 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시예가 명백하다. 따라서, 상기 설명은 예시로서만 해석되어야만 하며, 본 발명을 실행하는 가장 좋은 태양을 당업자에게 교시하는 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 정신을 벗어나지 아니하고 그 구조 및/또는 기능의 상세를 실질적으로 변경할 수 있다.
본 발명은 과급기가 과잉속도로 되는 것을 효과적으로 방지하여 과급기를 보호할 수 있는 작용효과가 있어 과급기를 가지는 디젤기관에 폭넓게 이용 가능하다.
1: 회전수 센서
2: 최대값 선택기
3: 연료제한 연산기
5: 적분 연산기
11: 운전 대수 전환기
12: 연료제한 선택기
20: 제어부
27: 연료 제한부
54: 과급기

Claims (11)

  1. 과급기를 가진 디젤기관의 제어방법에 있어서,
    과급기의 운전 상황에 기초하여 연료 분사량을 제한하는 것을 특징으로 하는 디젤기관의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    운전중인 과급기의 회전수를 검출하고, 검출한 과급기의 회전수에 따라 연료 제한값을 결정하고, 상기 연료 제한값에 따라 연료 분사량을 결정하는 것을 특징으로 하는 디젤기관의 제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    검출한 과급기의 회전수가 허용 회전수 이하로 되도록 상기 연료 제한값을 보정하는 것을 특징으로 하는 디젤기관의 제어방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디젤기관이 복수의 상기 과급기를 갖는 경우, 과급기의 운전 대수에 따라 연료 제한값을 결정하고, 상기 연료 제한값에 따라 연료 분사량을 결정하는 것을 특징으로 하는 디젤기관의 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    각 과급기의 회전수를 검출하고, 검출한 각 회전수로부터 과급기의 운전 대수를 판별하고, 판별한 대수에 따라 상기 연료 제한값을 결정하는 것을 특징으로 하는 디젤기관의 제어방법.
  6. 과급기를 갖는 디젤기관을 위한 제어장치에 있어서,
    과급기의 운전 상황에 기초하여 연료량을 결정하는 연료제한 연산기를 구비하고, 당해 연료제한 연산기가 가버너 랙에 조작신호를 전송하는 연료 제한부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤기관의 제어장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연료제한 연산기가 운전중인 과급기의 회전수에 따라 연료 제한값을 결정하는 것을 특징으로 하는 디젤기관의 제어장치.
  8. 제7항에 있어서,
    운전중인 과급기의 회전수가 허용 회전수 이하로 되도록 상기 연료 제한값을 보정하는 자동보정수단을 구비하고, 당해 자동보정수단이 상기 연료제한 연산기에 부설되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤기관의 제어장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디젤기관이 복수의 상기 과급기를 갖는 경우, 상기 연료제한 연산기가 복수대 중 과급기의 운전 대수에 따라 연료 제한값을 결정하는 것을 특징으로 하는 디젤기관의 제어장치.
  10. 제9항에 있어서,
    각 과급기의 회전수를 검출하고, 검출한 각 회전수로부터 과급기의 운전 대수를 판별하는 대수 판별수단을 상기 연료제한 연산기가 갖는 것을 특징으로 하는 디젤기관의 제어장치.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항의 디젤기관의 제어장치를 구비한 것을 특징으로 하는 선박.
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