JP5786107B1 - エンジンシステム - Google Patents
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Abstract
Description
はじめに第1実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係るエンジンシステム100の全体構成について説明する。図1は、エンジンシステム100の全体の概略構成図である。図1において、太く描いた破線は排気ガスの流れを示しており、太く描いた実線は掃気ガスの流れを示している。図1に示すように、エンジンシステム100は、エンジン本体10と、主過給機20と、副過給機30と、副タービン入口弁41と、副コンプレッサ出口弁42と、放風弁43と、を備えている。
次に、エンジンシステム100の制御系の構成について説明する。図2は、エンジンシステム100の制御系のブロック図である。図2に示すように、エンジンシステム100は、エンジンシステム100全体を制御する制御装置60を備えている。制御装置60は、例えばCPU、ROM、RAM等によって構成されている。
続いて、主過給機20及び副過給機30が運転した状態から、主過給機20を運転させたまま副過給機30を停止させ、過給機の運転台数を減らす制御(運転台数削減制御)について説明する。図3は、運転台数削減制御の方法を示したフローチャートである。以下で説明する演算及び制御は、制御装置60によって遂行される。また、図4は副タービン入口弁41、副コンプレッサ出口弁42、及び放風弁43の各開度を示したタイムチャートである。なお、図4は概念的に示すものであり、実際の値とは必ずしも一致しない(以下で説明する他のタイムチャート及びグラフも同様)。
続いて、主過給機20が運転し副過給機30が停止している状態から、主過給機20を運転させたまま副過給機30を運転させ、過給機の運転台数を増やす制御(運転台数増加制御)について説明する。図7は、運転台数増加制御の方法を示したフローチャートである。以下で説明する演算及び制御は、制御装置60によって遂行される。また、図8は副タービン入口弁41、副コンプレッサ出口弁42、及び放風弁43の開度を示したタイムチャートである。
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態では、運転台数増加制御の方法が第1実施形態の場合と異なる。以下、本実施形態の運転台数増加制御について説明する。
次に、第3実施形態について説明する。本実施形態は、第2実施形態において運転台数増加制御に所定のステップを追加したものである。以下、本実施形態の第2実施形態との相違部分を中心に説明する。
次に、第4実施形態について説明する。本実施形態は、第2実施形態において第1切替回転数および第2切替回転数を決定する方法が異なるものである。以下、本実施形態における第1切替回転数および第2切替回転数の決定方法を中心に説明する。
20 主過給機
22 主タービン
23 主コンプレッサ
30 副過給機
32 副タービン
33 副コンプレッサ
41 副タービン入口弁
42 副コンプレッサ出口弁
43 放風弁
44 放風配管
60 制御装置
100、200 エンジンシステム
Claims (11)
- エンジン本体と、
主タービン及び主コンプレッサを有する少なくとも一台の主過給機と、
前記エンジン本体に対して前記主過給機と並列に配置され、副タービン及び副コンプレッサを有する少なくとも一台の副過給機と、
前記副タービンの入口側に設けられた副タービン入口弁と、
前記副コンプレッサの出口側に設けられた副コンプレッサ出口弁と、
前記副コンプレッサで昇圧された外気を前記副コンプレッサ出口弁の上流から外部へ導く放風配管と、
前記放風配管に設けられた放風弁と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記主過給機及び前記副過給機が運転した状態から、前記主過給機を運転させたまま前記副タービン入口弁及び前記副コンプレッサ出口弁を閉じて前記副過給機を停止させ、過給機の運転台数を減らす際、
副過給機回転数に基づいて所定のサージマージンを有する停止時基準圧を決定し、副コンプレッサ出口圧が前記停止時基準圧よりも高いときに前記放風弁の開度を増加させ、前記副コンプレッサ出口圧が前記停止時基準圧よりも低いときに前記放風弁の開度を減少させるように構成されている、エンジンシステム。 - 前記制御装置は、前記放風弁の開度を増加させる際、前記副コンプレッサ出口圧と前記停止時基準圧との差が小さいほど前記放風弁の開度の増加量を小さくするように構成されている、請求項1に記載のエンジンシステム。
- エンジン本体と、
主タービン及び主コンプレッサを有する少なくとも一台の主過給機と、
前記エンジン本体に対して前記主過給機と並列に配置され、副タービン及び副コンプレッサを有する少なくとも一台の副過給機と、
前記副タービンの入口側に設けられた副タービン入口弁と、
前記副コンプレッサの出口側に設けられた副コンプレッサ出口弁と、
前記副コンプレッサで昇圧された外気を前記副コンプレッサ出口弁の上流から外部へ導く放風配管と、
前記放風配管に設けられた放風弁と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記主過給機が運転し前記副過給機が停止した状態から、前記主過給機を運転させたまま前記副タービン入口弁及び前記副コンプレッサ出口弁を開いて前記副過給機を運転させ、過給機の運転台数を増やす際、
副過給機回転数に基づいて所定のサージマージンを有する運転時基準圧を決定し、副コンプレッサ出口圧が前記運転時基準圧よりも高いときに前記放風弁の開度を増加させ、前記副コンプレッサ出口圧が前記運転時基準圧よりも低いときに前記放風弁の開度を減少させるように構成されている、エンジンシステム。 - 前記制御装置は、前記放風弁の開度を増加させる際、前記副コンプレッサの出口圧と前記運転時基準圧との差が小さいほど前記放風弁の開度の増加量を小さくするように構成されている、請求項3に記載のエンジンシステム。
- 前記制御装置は、過給機の運転台数を増やす際、前記副タービン入口弁を開放し始めた後、副過給機回転数が所定の切替回転数以上となったときに前記副コンプレッサ出口弁の開放を開始し、前記切替回転数はエンジン負荷に応じて決定するように構成されている、請求項3又は4に記載のエンジンシステム。
- エンジン本体と、
主タービン及び主コンプレッサを有する少なくとも一台の主過給機と、
前記エンジン本体に対して前記主過給機と並列に配置され、副タービン及び副コンプレッサを有する少なくとも一台の副過給機と、
前記副タービンの入口側に設けられた副タービン入口弁と、
前記副コンプレッサの出口側に設けられた副コンプレッサ出口弁と、
前記副コンプレッサで昇圧された外気を前記副コンプレッサ出口弁の上流から外部へ導く放風配管と、
前記放風配管に設けられた放風弁と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記主過給機が運転し前記副過給機が停止した状態から、前記主過給機を運転させたまま前記副タービン入口弁及び前記副コンプレッサ出口弁を開いて前記副過給機を運転させ、過給機の運転台数を増やす際、
前記放風弁を所定の開度で開いた状態で前記副タービン入口弁の開放を開始した後、副過給機回転数が所定の第1切替回転数以上となったときに前記放風弁の閉止を開始し、副過給機回転数が前記第1切替回転数よりも大きい第2切替回転数以上となったときに前記副コンプレッサ出口弁の開放を開始するように構成されており、
前記制御装置は、エンジン負荷に基づいて所定のサージマージンを有する前記副コンプレッサの第1切替動作点を決定し、前記第1切替動作点を通過する圧力曲線の副過給機回転数を前記第1切替回転数とするように構成されているエンジンシステム。 - 前記制御装置は、エンジン負荷に基づいて所定のサージマージンを有する前記副コンプレッサの第2切替動作点を決定し、前記第2切替動作点を通過する圧力曲線の副過給機回転数を前記第2切替回転数とするように構成されている、請求項6に記載のエンジンシステム。
- 前記制御装置は、過給機の運転台数を増やす際、主コンプレッサ出口圧を取得し、副過給機回転数が前記第2切替回転数以上であり、かつ、取得した主コンプレッサ出口圧が前記第2切替動作点における副コンプレッサ出口圧よりも小さいときに副コンプレッサ出口弁を開き始めるように構成されている、請求項7に記載のエンジンシステム。
- エンジン本体と、
主タービン及び主コンプレッサを有する少なくとも一台の主過給機と、
前記エンジン本体に対して前記主過給機と並列に配置され、副タービン及び副コンプレッサを有する少なくとも一台の副過給機と、
前記副タービンの入口側に設けられた副タービン入口弁と、
前記副コンプレッサの出口側に設けられた副コンプレッサ出口弁と、
前記副コンプレッサで昇圧された外気を前記副コンプレッサ出口弁の上流から外部へ導く放風配管と、
前記放風配管に設けられた放風弁と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記主過給機が運転し前記副過給機が停止した状態から、前記主過給機を運転させたまま前記副タービン入口弁及び前記副コンプレッサ出口弁を開いて前記副過給機を運転させ、過給機の運転台数を増やす際、
前記放風弁を所定の開度で開いた状態で前記副タービン入口弁の開放を開始した後、副過給機回転数が所定の第1切替回転数以上となったときに前記放風弁の閉止を開始し、副過給機回転数が前記第1切替回転数よりも大きい第2切替回転数以上となったときに前記副コンプレッサ出口弁の開放を開始するように構成されており、
前記制御装置は、主コンプレッサ出口圧を取得し、取得した主コンプレッサ出口圧に等しい値を第2切替圧とし、当該第2切替圧においてサージが発生する副コンプレッサ流量に所定流量を加えた値を第2切替流量とし、前記第2切替圧でかつ前記第2切替流量である動作点を第2切替動作点とし、前記第2切替動作点を通過する圧力曲線の副過給機回転数を前記第2切替回転数とするように構成されているエンジンシステム。 - 前記制御装置は、取得した主コンプレッサ出口圧に基づいてエンジン負荷を推定し、推定したエンジン負荷に基づいて所定のサージマージンを有する前記副コンプレッサの第1切替動作点を決定し、前記第1切替動作点を通過する圧力曲線の副過給機回転数を前記第1切替回転数とするように構成されている、請求項9に記載のエンジンシステム。
- 前記制御装置は、前記放風弁を閉じる際、前記副過給機回転数と前記第1切替回転数との差が小さくなるほど前記放風弁の開度の減少量を小さくするように構成されている、請求項6乃至10のうちいずれか一の項に記載のエンジンシステム。
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