(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一列に配置される複数のシリンダと、エンジンの排気室と掃気室の間に並列して連結される複数の可変ノズル面積ターボチャージャーと、前記複数の可変ターボチャージャーに組み合わされる制御装置とを有する大型２サイクルディーゼルエンジンであって、
前記制御装置は、圧力制御器を備える外側圧力ループおよび速度制御器を備える内側速度ループを有し、
前記圧力制御器は、前記複数のターボチャージャーの合成として、所望の全ノズル面積を決定するように構成され、
前記速度制御器は、前記複数のターボチャージャーの各々の速度を個々に制御するように構成される、
大型２サイクルディーゼルエンジン。
【請求項２】
前記速度制御器は、前記複数の可変ターボチャージャーの各々について、実質的に等しい速度を提供するように構成される、請求項１に記載の大型２サイクルディーゼルエンジン。
【請求項３】
前記速度制御器は、前記複数の可変ターボチャージャーのうちの１つの設定変更による、その他の可変ターボチャージャーに対する影響を補うように構成される、請求項１に記載の大型２サイクルディーゼルエンジン。
【請求項４】
前記速度制御器は、前記複数のターボチャージャーの各々が異なって配置されることにより生じる、前記掃気室における低周波圧力波への暴露の差異を補うように構成される、請求項１から３のいずれかに記載の大型２サイクルディーゼルエンジン。
【請求項５】
前記速度制御器は、前記複数のターボチャージャーの各々の保守状態を補うように構成される、請求項１から４のいずれかに記載の大型２サイクルディーゼルエンジン。
【請求項６】
前記速度制御器は、動的差異を補うための高速制御と、恒久的または静的差異を補うための低速制御とを備える、請求項１から５のいずれかに記載の大型２サイクルディーゼルエンジン。
【請求項７】
前記制御装置は、サージ限界に近い最高効率となる設定に近い状態で、前記ターボチャージャーを動作させるように構成される、請求項１から６のいずれかに記載の大型２サイクルディーゼルエンジン。
【請求項８】
前記制御装置は、例えば、入口温度、掃気温度、排気室圧力、排気室温度、出口温度、および／または出口圧力などの、前記エンジンの動作状態を示す信号を使用して、前記複数のターボチャージャーの各々のサージ限界までの距離を可能な限り正確に決定可能である、請求項７に記載の大型２サイクルディーゼルエンジン。
【請求項９】
一列に並んだ複数のシリンダを有する大型２サイクルディーゼルエンジンの掃気室に並列に連結される、複数の可変ターボチャージャーを制御するための方法であって、
前記複数の可変ターボチャージャーの全体に関する所望の全ノズル面積を、掃気圧力フィードバックループにおいてまとめて制御することと、
前記複数の可変ターボチャージャーの全体に関する所望の全ノズル面積の制限の下で、前記複数の可変ターボチャージャーの各々のノズル面積を、複数の可変ターボチャージャー速度フィードバックループにおいてまとめて制御することと、
を含む方法。
【請求項１０】
前記複数のターボチャージャーの各々の前記ノズル面積は、前記ターボチャージャーの全ての均一の速度を得る目的で制御される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数のターボチャージャーの各々の前記ノズル面積を制御するべく線形二次レギュレータが使用される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記個々の可変ターボチャージャーの速度が大幅に異なる場合、または前記可変ターボチャージャーのうちの１つが故障した場合に、均衡のとれた応答を有する動的耐サージアルゴリズムが適用される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
個々の可変ターボチャージャー間の静的差異が、前記個々の可変ターボチャージャーの前記ノズル面積の制御において考慮される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
一列に配置される複数のシリンダと、エンジンの排気室と掃気室の間に並列して連結される複数の可変ノズル面積ターボチャージャーと、前記可変ターボチャージャーに組み合わされる制御装置と、を備える大型２サイクルディーゼルエンジンであって、前記制御装置には、前記複数の可変ターボチャージャーの各々の速度が提供され、前記可変ターボチャージャーには、そのノズル面積を変更するアクチュエータが備えられ、前記制御装置は、前記可変ターボチャージャーの全てに関する速度と、故障していないターボチャージャーの位置とに基づき、故障したアクチュエータを有する可変ターボチャージャーの実際のノズル面積を決定するように構成される、大型２サイクルディーゼルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、複数の可変ターボチャージャーを備える大型多気筒式2サイクルディーゼルエンジンに関し、具体的には、複数の可変ターボチャージャーの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型2サイクルディーゼルエンジンには、その巨大なサイズゆえ、複数のターボチャージャーが備えられている。大型2サイクルディーゼルエンジンは、一般的に、5本から14本のシリンダが一列に配置される巨大な機械である。掃気室は、エンジンの全長に沿って延在し、その長さは30mを越えることもある。
【０００３】
理論的には、このようなエンジンは、単一の巨大なターボチャージャーを備えてもよいが、しかしながら、そのサイズのターボチャージャーは、技術的に非常に扱いにくく、結果的に費用がかかる。したがって、このような大型2サイクルディーゼルエンジンには、一般的に、2台、3台、4台、およびそれ以上のターボチャージャーが備えられている。これらのターボチャージャーは、エンジンの長さに沿って均一に配される。
【０００４】
このような既知のエンジンには、従来のターボチャージャーが備えられており、つまり、このようなターボチャージャーは可変型ではない。可変ターボチャージャーには、高負荷で高過ぎる圧力を加えることなく、部分負荷で高掃気圧力を提供可能であるとう利点がある。ターボチャージャー速度は、負荷が比較的高くなると減少する。本特徴は、排気バイパスに類似しているが、より高い効率を有する。結果として、圧縮機側がサージラインに近づくことにより、サージングおよび失速を回避するために非常に精密に制御されなければならなくなる。単一の可変ターボチャージャー用の適切な制御システムは既知であるが、これらの既知の制御システムは、並列に連結される複数の可変ターボチャージャーには不適切であり、具体的には、エンジンが大型2サイクルディーゼルエンジンである場合に不適切である。
【発明の開示】
【０００５】
本発明の目的は、複数の可変ターボチャージャーを備える大型2サイクルディーゼルエンジンを提供することにある。
可変ターボチャージャーは、エンジンの実行可能な動作状態において、より高い効率で動作可能である。可変ターボチャージャーの最適設定は、一般的に、サージ限界（サージライン）に近く、サージ限界に近い状態で動作している場合、ターボチャージャーは、失速を回避するように正確に制御されなければならない。
【０００６】
本発明の本願発明者は、単一の可変ターボチャージャーのみを有する小型エンジンで使用される既知の制御システムが、以下の理由から、大型2サイクルディーゼルエンジンにおける複数の可変ターボチャージャーに機能しないことを発見した。その理由の1つとして、複数の可変ターボチャージャーは相互に影響し合うため、1つの可変ターボチャージャーの設定を変更すると、その他の可変ターボチャージャーの動作に影響するという事実が挙げられる。さらに、本願発明者は、可変ターボチャージャーの各々の動作状態は、エンジンに沿ったその配置に依存することを発見した。掃気室内の大幅な圧力変動が存在するという事実から、エンジンに沿ったこの配置によって、個々の可変ターボチャージャーの動作に大幅な影響を及ぼすことが可能である。大型2サイクルディーゼルエンジンにおいて、このような変動は、ターボチャージャーの動作に影響を及ぼすほど十分大きいものであり、圧力変動により、該当するターボチャージャーの速度変動がもたらされる。一般的に、低周波圧力変動は、掃気室の両先端付近において最も大きくなる。また、本願発明者は、複数のターボチャージャーのうち同時に整備されるのは、一般的に1台または2台だけであることから、複数のターボチャージャーにおける個々のターボチャージャーの状態は、ターボチャージャーによって変わることを発見した。したがって、複数のターボチャージャーのいくつかは整備したばかりであるが、複数のターボチャージャーにおけるその他のものは、あまり良好でない状態であることから、このような差異を考慮する制御システムの必要性がある。
【０００７】
また、本願発明者は、従来のターボチャージャーの機械公差よりも、可変ターボチャージャーの機械公差が大きいことを発見した。したがって、可変型の複数のターボチャージャーにおける個々のターボチャージャー間の差異は、従来のターボチャージャーよりも大きくなる。
【０００８】
上記の目的は、一列に配置される複数のシリンダと、エンジンの排気室と掃気室の間に並列して連結される複数の可変ノズル面積ターボチャージャーと、前記複数の可変ターボチャージャーに組み合わされる制御装置とを有する大型2サイクルディーゼルエンジンであって、前記制御装置が圧力制御器を備える外側圧力ループおよび速度制御器を備える内側速度ループを有し、前記圧力制御器が前記複数のターボチャージャーの合成として所望の全ノズル面積を決定するように構成され、前記速度制御器が前記複数のターボチャージャーの各々の速度を個々に制御するように構成される、大型2サイクルディーゼルエンジンによって達成される。
【０００９】
掃気室における適切な圧力を保証する外側制御ループと、複数の可変ターボチャージャーの各々に対する内側速度制御ループとを提供することによって、大型2サイクルディーゼルエンジンの掃気室に並列して連結される複数の可変ターボチャージャーについての安定かつ柔軟性のある制御システムを得ることができる。
【００１０】
好ましくは、速度制御器は、個々の可変ターボチャージャーの各々について、実質的に等しい速度を得るように構成される。
【００１１】
速度制御器は、可変ターボチャージャーのうちの1つの設定変更による、その他の可変ターボチャージャーに対する影響を補うように構成可能である。
【００１２】
速度制御器は、複数のターボチャージャーの各々が異なって配置されることによって生じる、掃気室における低周波圧力波への暴露の差異を補うように構成可能である。
【００１３】
速度制御器は、複数のターボチャージャーの各々の保守状態を補うように構成可能である。
【００１４】
速度制御器は、動的差異を補うための高速制御と、恒久的または静的差異を補うための低速制御とを備えるように構成可能である。
【００１５】
制御装置は、サージ限界に近い最高効率となる設定に近い状態で、ターボチャージャーを動作させるように構成可能である。
【００１６】
制御装置は、例えば、入口温度、掃気温度、排気室圧力、排気室温度、出口温度、および／または出口圧力などの、エンジンの動作状態を示す信号を使用して、複数のターボチャージャーの各々のサージ限界までの距離を可能な限り正確に決定可能である。
【００１７】
本発明の別の目的は、一列に並んだ複数のシリンダを有する大型2サイクルディーゼルエンジンの掃気室に並列に連結される、複数の可変ターボチャージャーを制御するための方法であって、前記複数の可変ターボチャージャーの全体に関する所望の全ノズル面積を掃気圧力フィードバックループにおいてまとめて制御することと、前記複数の可変ターボチャージャーの全体に関する所望の全ノズル面積の制限の下で前記複数の可変ターボチャージャーの各々のノズル面積を複数の可変ターボチャージャー速度フィードバックループにおいてまとめて制御することと、を含む方法を、提供することである。
【００１８】
複数のターボチャージャーの各々のノズル面積は、ターボチャージャーの全ての均一の速度を得る目的で制御されることができる。
【００１９】
複数のターボチャージャーの各々のノズル面積を制御すべく線形二次レギュレータが使用されることができる。
【００２０】
作動状態における急激な変化が発生する場合、すなわち、荒波（プロペラが海面上に出る）場合、急激な速度変更（急停止および操縦）およびその他の場合に、均衡のとれた応答を有する動的耐サージアルゴリズムが適用されることができる。これは、ターボチャージャー速度に大幅な差異がある場合、あるいはターボチャージャーのうちの1つに故障がある場合に、特に関係する。
【００２１】
個々の可変ターボチャージャー間の静的差異は、個々の可変ターボチャージャーのノズル面積の制御において考慮可能である。
【００２２】
本発明の別の目的は、一列に配置される複数のシリンダと、エンジンの排気室と掃気室の間に並列して連結される複数の可変ノズル面積ターボチャージャーと、前記可変ターボチャージャーに組み合わされる制御装置と、を備える大型2サイクルディーゼルエンジンを提供することであり、前記制御装置には、前記複数の可変ターボチャージャーの各々の速度が提供され、前記可変ターボチャージャーには、そのノズル面積を変更するアクチュエータが備えられ、前記制御装置は、前記可変ターボチャージャーの全てに関する速度と、故障していないターボチャージャーの位置とに基づき、故障したアクチュエータを有する可変ターボチャージャーの実際のノズル面積を決定するように構成される。
【００２３】
大型2サイクルディーゼルエンジンのさらなる目的、特徴、利点、および特性、ならびに本発明に従う大型2サイクルディーゼルエンジンを制御する方法は、詳細な説明より明白になるだろう。
【好適な実施形態の詳細な説明】
【００２４】
以下の詳細説明において、図面に示される例示的実施形態を参照して、本発明についてより詳細に説明する。
【００２５】
以下の詳細な説明において、好適な実施形態を使用して本発明について説明する。図1から3は、吸気および排気システムを有するクロスヘッド型大型ターボチャージ式2サイクルディーゼルエンジン1を示す。エンジン1は、掃気室2および排気室3を有する。これらのエア室の各々は、エンジンの全長に沿って延在する。エンジンは、一列に配置される複数のシリンダ（一般的に5本から14本）を有する。燃焼室に存在する排気弁は、4で示される。エンジン1は、例えば、外航船の主エンジンとして、あるいは発電所の発電機を動作させる固定エンジンとして使用されてもよい。エンジンの全出力は、例えば、5,000から110,000+kWの範囲であってもよい。エンジン1は、一般的に、重油で動作することから、加熱重油タンクおよび加熱重油管（図示せず）を含む重油システムを備える。燃料噴射システムのこれらの加熱要素は、重油が大気温度で非常に粘着性が高いことから、エンジン停止中にも加熱される。さらに、重油システム（図示せず）は、再循環システムを備え、この再循環システムにより、エンジン停止中に、重油システムの構成要素から重油が流れるようになる。再循環により、重油システムの構成要素が、それ専用の加熱手段を備えずにエンジン停止中暖かく維持されるようになり、また、再循環により、重油システムの脱気が容易になる。
【００２６】
掃気は、掃気室2から個々のシリンダの掃気ポート（図示せず）に送られる。排気弁4が開放されると、排気は、第1の排気導管から排気室3へ流出し、次に、第1の排気導管5を通って、複数の可変ターボチャージャー6のうちの1つの可変面積タービン7（ノズル面積が可変のターボチャージャー）に流出する。排気は、可変ターボチャージャー6から第2の排気導管20を通って流出する。シャフト8を介して、可変面積タービン7の各々は、空気入口10から供給される圧縮機9を駆動する。圧縮機9は、掃気室2につながる掃気導管11に加圧掃気を供給する。図2でわかるように、可変ターボチャージャー6は、エンジン1の長さに沿って実質的に均等に分配される。本実施形態において、3つの可変ターボチャージャー6が存在するが、この数は単に例示的なものであり、数個またはそれより多い可変ターボチャージャーが存在してもよい。
【００２７】
各可変ターボチャージャー6には、アクチュエータが設けられ、このアクチュエータは、該当する可変ターボチャージャー6のノズル面積を制御する。複数の可変ターボチャージャー6のアクチュエータは、制御装置50に連結される。
【００２８】
導管11における吸気は、圧縮機で約200oCある給気/掃気を36から80oCのレベルに冷却する冷却器12を通る。実施形態において、冷却器12は洗浄機であることが可能で、その中で、給気/掃気を加湿するように大量の水が注入および蒸発される。
【００２９】
冷却され、かつ加湿されたと考えられる掃気は、電気モーター17によって駆動される補助送風機16を介して通る。この電気モーター17は、低負荷または部分負荷状態の掃気流れを加圧して掃気室2に送る。より高い負荷で、ターボチャージャーの圧縮機9は、十分に加圧された掃気を供給し、次に、1つまたは複数の補助送風機16は、逆止め弁15を介してバイパスされる。
【００３０】
ターボチャージャー6の各々の可変面積タービン7は、アクチュエータを介して制御装置50に連結される。制御装置50は、可変面積タービン7のノズル面積を制御し、また、制御装置50は、エンジンの動作状況に関する情報を受信する。
【００３１】
図4は、制御装置50をさらに詳しく示す。制御装置50は、2つの制御ループを含む。第1の制御ループは、圧力制御ループであり、図に「圧力設定点」で示される既定の制御レベルに、掃気圧力を維持するように構成される。圧力制御ループは、2つの制御ループのうちの外側のループである。さらに、制御装置50は、可変ターボチャージャー速度制御ループを含み、各可変ターボチャージャー6の相対速度を個々に制御する。可変ターボチャージャー速度制御ループは、つまり内側のループである。圧力制御ループが設定する限度内でのみ動作可能である。
【００３２】
圧力制御ループは、圧力設定点と掃気室2の測定圧力との差に相当する信号を受信する圧力制御器を含む。圧力制御器は、所望の可変ターボチャージャーの全ノズル面積を有する信号を生成し、速度ループにおける可変ターボチャージャー速度制御器に配信される。
【００３３】
可変ターボチャージャー速度制御器は、フィードバック制御ループにおいて、可変ターボチャージャー6の各々の速度をそれぞれ制御する。したがって、各可変ターボチャージャー6は、速度制御ループの一部であり、その中で、該当する可変ターボチャージャー6は、可変ターボチャージャーの速度制御器から個々の信号を受信して、該当する個々の可変ターボチャージャー6のノズル面積を設定し、また、速度制御器は、個々の可変ターボチャージャー6の各々の速度を示す信号を受信する。
【００３４】
可変ターボチャージャー速度制御器は、入口温度、掃気温度、排気室圧力、排気室温度、出口温度、および出口圧力などの種々のエンジン動作パラメータを受信し、個々の可変ターボチャージャー6に対する制御信号を適宜調整する。
【００３５】
個々の速度制御ループは、LQRを含まない実施形態において、所望の可変ターボチャージャー速度を得るように、PID（比例／積分／微分）関数を含む。
【００３６】
可変ターボチャージャー速度制御器により、組み合わせられた可変ターボチャージャー6のノズル面積が、所望の掃気圧力を維持する圧力制御器の出力信号のノズル面積と等しくなる。しかしながら、個々の可変ターボチャージャー6の各々のノズル面積は、組み合わせられた可変ターボチャージャー6の全面積が、出力信号圧力制御器への出力信号のノズル面積と等しくなるという制限内で変更可能である。
【００３７】
可変ターボチャージャー6のうちの1つの設定を変更すると、その他の可変ターボチャージャー6に影響が及ぶ。例えば、全ての可変ターボチャージャー6の面積が減少すると、全ターボチャージャーの可変ターボチャージャーの速度は増加する。しかしながら、可変ターボチャージャー6のうちの1つのノズル面積が減少すると、特定の可変ターボチャージャー6の速度は減少するが、その他の可変ターボチャージャー6の速度は増加する。適切な制御アルゴリズムの無いこのような作用により、不安定な状況がもたらされうる。したがって、速度制御器は、ターボチャージャー6のうちの1つの設定変更がその他のターボチャージャーに及ぼす影響を考慮するように構成され、また、ターボチャージャーのノズル面積の役割の同時変更の作用を考慮するように構成される。本明細書において、可変ターボチャージャー速度制御器は、実施形態において、線形二次レギュレータ（Linear Quadratic Regulator; LQR）を含み、上述の作用を相殺し、システムを安定化する制御装置を提供するようにする。
【００３８】
異なる目的に応じて、高速および低速の両方の制御が同時に実装される。後述する恒久的差異を補うには、低速が適用される。例えば、大幅な負荷変更などの動的差異を補うには、高速が適用される。
【００３９】
可変ターボチャージャー6の全ての速度がほぼ同じである場合に、エンジン1は最も効率的に動作するため、可変ターボチャージャー速度制御器は、通常、可変ターボチャージャー6の各々について実質的に同一の速度を提供するように構成される。
【００４０】
しかしながら、可変ターボチャージャー6の全てを同じ速度で動作させるという原理に対して、いくつか例外がある。
【００４１】
その例外のうちの1つは、掃気室2の圧力変動に関する。大型の掃気室2において、エンジン動作中に、大きな定在低周波が存在する。ターボチャージャー6がちょうど「中心部」に配置されると、低周波によるいかなる大きな圧力変動は認められない。しかしながら、実用面において、可変ターボチャージャー6は、エンジンの長さに沿って分配しなければならず、「中心」に配置することができるのはその中のいくつかのみである。残りの可変ターボチャージャー6は、細長い掃気室2の長手方向の両先端付近に配置される場合は特に、大きな低周波圧力変動にさらされる。このような配置において、大きな低周波圧力変動は、該当する可変ターボチャージャー6の動作条件に影響を及ぼす。したがって、サージラインを越える危険性や、該当するターボチャージャー6が失速する危険性が高くなるため、該当するターボチャージャー6の速度は変動してもよく、このような低周波圧力変動にさらされる可変ターボチャージャーをサージラインに近い状態で動作できなくてもよい。
【００４２】
したがって、大きな圧力スウィングにさらされるいかなるターボチャージャー6についても、制御装置50は、サージラインから大幅に余裕をとって動作させる設定を含む。一般的に、これは、実用面において、大きな低周波圧力変動にさらされる可変ターボチャージャー6が、エンジン1のその他のターボチャージャーよりも若干遅い速度で動作することを意味する。
【００４３】
別の要因は、個々の可変ターボチャージャー6の入口温度の差異である。入口温度は時折、ターボチャージャー6毎に直接測定されることもあるが、エンジン室の温度分布に関する知識を併用して、エンジン室の温度センサーから推定可能である。また、このような入口温度の差異は、エンジンの長さに沿った該当する可変ターボチャージャー6の配置に関係しており、制御装置は、ターボチャージャー速度を増加することによって、サージマージンまでの距離を増加するように構成される。
【００４４】
ターボチャージャーの速度変動により摩耗が過剰にもたらされることから、別の問題も懸念される。ゆえに、変動する可変ターボチャージャーの速度は減少させるべきである。これらの2つの側面は、逆方向の制御を余儀なくされる。しかしながら、摩耗が一番激しいとされる75%負荷を越えるサージングで問題はなく、したがって、制御装置は、部分負荷で速度を増加し、高負荷で速度を減少することによって、最適な手順を達成するように構成される。
【００４５】
エンジンの全ターボチャージャーを同じ速度で動作させるという原理に関する別の例外は、個々の可変ターボチャージャー6の保守状態に関連する。実用面において、エンジン1の全ターボチャージャーを1度の保守中に整備することは通常は不可能である。これは、1台または2台の複数の可変ターボチャージャー6のみが整備される一方で、その他の可変ターボチャージャー6は次の保守まで整備されないことを意味する。保守状態の良くない可変ターボチャージャー6は、整備されたばかりのターボチャージャーのように、サージラインに近い状態で動作することができない。したがって、制御装置50には、個々のターボチャージャー6に関する保守状態が提供され、整備されたばかりのターボチャージャーを、整備されていないターボチャージャー6よりもサージラインに近い状態で動作させる。一般的に、これは、実用面において、整備されたばかりの可変ターボチャージャー6は、整備されていないターボチャージャー6よりも若干速い速度で動作することを意味する。
【００４６】
さらに、可変ターボチャージャーの構造公差は比較的大きいため、その特徴は、同じ型のターボチャージャーであっても、ターボチャージャーによって変わる場合がある。制御装置は、これらの差異を補う。可変ターボチャージャー6の機械公差により、通常は、ターボチャージャー速度の偏差がもたらされるが、制御装置は、可変ターボチャージャーの速度の均衡をとるように構成されるため、公差の作用は相殺される。
【００４７】
個々の可変ターボチャージャー6の速度が相互に大幅に違う場合、あるいは可変ターボチャージャー6のうちの1つが故障した場合に、均衡のとれた応答を有する動的な耐サージアルゴリズムが適用される。
【００４８】
制御装置50は、故障処置、監視、および診断モジュールを備える。本モジュールは、困難な動作状態（急停止、荒波など）の最適応答と、可変ターボチャージャーのアクチュエータの故障の場合の最適応答の両方を含む。
【００４９】
可変ターボチャージャー6のうちの1つのアクチュエータの故障の場合、そのノズル位置は、その他の全ての可変ターボチャージャーの速度およびその他の可変ターボチャージャー6の位置によって推定される。したがって、制御装置50は、組み合わされた全ての可変ターボチャージャー6のノズル面積の合計を把握し、欠陥のない可変ターボチャージャー6の適切な位置を決定することができる。
【００５０】
実施形態（図示せず）において、ターボチャージャー6のうちの1つ以上は非可変型であるが、エンジンのその他のターボチャージャー可変型である。このようなシステムにおいて、制御装置は、非可変ターボチャージャーのノズル面積を認識し、残りの可変ターボチャージャーの可変面積を適宜調節する。
【００５１】
実施形態において、システムは2台のターボチャージャーを有する。一方は可変型で、他方は従来型である。可変ターボチャージャーは、一般的に、2台のうちの大きい方である。低負荷で、可変ターボチャージャーは、可能な限り閉鎖され（最小ノズル面積）、排気室の圧力を増加させるようにする。これにより、ターボチャージャー（主に、小さい方の非可変ターボチャージャー）に供給されるエネルギー量が増加し、掃気圧力が増加する。当然ながら、可変ターボチャージャーは、サージ限界の右側に維持されなければならない。高負荷においては、速度や摩耗が過剰になることの観点から、速度が上がり過ぎることを避けることは、小型（従来型）のターボチャージャーにとって重要である。
【００５２】
上記は、既存の可変ターボチャージャーに関する解決法よりも、ノズル範囲を増加させることによって改善される。
【００５３】
2台を上回るターボチャージャーを有するシステムについて、同一の原理が使用可能である。
【００５４】
別の側面において、複数の従来型ターボチャージャーを使用する場合に、これらのターボチャージャーが同一でなくてはならないことから、過剰寸法である必要がある。この過剰な寸法に関する問題は、大型および小型のターボチャージャーを組み合わせることによって回避可能であるが、この組み合わせたサイズのターボチャージャーうちの少なくとも1つが可変型である場合にのみ達成可能である。
【００５５】
上述に関する種々の側面は、単独または種々の組み合わせで使用可能である。本出願の教示は、ハードウェアおよびソフウェアの組み合わせによって実装されることが好ましいが、ハードウェアに実装されることも可能である。また、本出願の教示は、コンピュータ可読媒体上のコンピュータ可読コードとしても具現化可能である。
【００５６】
本出願の教示は、多くの利点を有する。種々の実施形態または実装により、以下の利点のうちの1つ以上がもたらされることができる。これは包括的に記載されておらず、本明細書に説明されていないその他の利点も存在することに留意されたい。本出願の教示の一利点は、大型2サイクルディーゼルエンジンにおける複数の可変ターボチャージャーの安定制御を提供することである。本出願の教示の別の利点は、個々のターボチャージャー間の静的差異を考慮可能である、大型2サイクルディーゼルエンジンにおける複数の可変ターボチャージャーの制御を提供することである。本出願の教示のさらに別の利点は、大型2サイクルディーゼルエンジンの複数の可変ターボチャージャーの、緊急および／または困難な動作状況の制御を提供する。本発明のさらなる利点は、可変ターボチャージャーの速度を実質的に均一にすることによって、最適エンジン性能および排気減少を提供するだけでなく、摩耗を減少させることである。本発明の別の利点は、失速の危険性を減少させる制御システムを提供することである。本発明のさらなる利点は、故障処置が最適化されることである。本発明の別の利点は、ターボチャージャー動作状態の局所的差異が相殺可能であることである。本発明の別の利点は、異なるサイズの可変ターボチャージャーの最適利用を可能にすることである。本発明のさらなる利点は、可変および非可変ターボチャージャーの組み合わせによる大型2サイクルディーゼルエンジンの制御を提供することによって、大型エンジンの可変ターボチャージャーのコスト削減が可能になることである。
【００５７】
本出願の教示について説明のために詳しく記載されたが、このような詳細が単にその目的のためだけではないこと、ならびに本出願の教示の範囲を逸脱することなく、当業者によって変更可能であることを理解されたい。
【００５８】
請求項で使用される用語の「備える」は、その他の要素または工程を除外しない。請求項で使用される単数形の用語は、複数形を除外しない。単一のプロセッサまたはその他のユニットは、請求項に記載のいくつかの手段の機能を遂行してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態に従う大型2サイクルディーゼルエンジンの正面図である。
【図２】図1の2サイクルディーゼルエンジンの側面図である。
【図３】図1のエンジンの吸気および排気システムの略図である。
【図４】図1のエンジンのターボチャージャーの制御装置を示すブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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