(57)【要約】【課題】内燃機関の起動装置及び方法において、内燃機関の起動性を向上する。【解決手段】排気タービン過給機１２と、電動発電機３２と、蓄電部３５と、エンジン回転起動装置２４と、インジェクタ１８と、電動発電機３２とエンジン回転起動装置２４とインジェクタ１８を制御する制御装置３８とを設け、制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると共に排気タービン過給機２の回転数がエンジン回転起動開始回転数に到達するとエンジン回転起動装置２４の駆動を開始し、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達するとインジェクタ１８の駆動を開始する。【選択図】図１
2016125423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に燃焼用気体を供給する圧縮機と、
前記圧縮機を駆動する電動機と、
燃料を供給せずに前記内燃機関を駆動させる内燃機関回転起動装置と
前記内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記電動機と前記内燃機関回転起動装置と前記燃料供給装置を駆動制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記圧縮機の回転数が予め設定された内燃機関回転起動開始回転数に到達すると前記内燃機関回転起動装置を駆動し、
前記内燃機関の回転数が予め設定された燃料供給開始回転数に到達すると前記燃料供給装置の駆動を開始する、
ことを特徴とする内燃機関の起動装置。
【請求項２】
前記電動機に電力を供給する蓄電部が設けられ、前記蓄電部は、外部の電源装置からの電力を受けて蓄電するものであり、前記制御装置は、前記蓄電部への蓄電を開始して前記蓄電部の電圧を予め設定された待機電圧に到達した後に、前記圧縮機の駆動を開始し、前記圧縮機の回転数が前記内燃機関回転起動開始回転数に到達すると、前記内燃機関回転起動装置の駆動を開始することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の起動装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記蓄電部の電圧が前記待機電圧に到達すると、前記蓄電部の電力により前記電動機の駆動を開始して前記圧縮機の回転数を前記内燃機関回転起動開始回転数とした後、前記圧縮機の回転数を前記内燃機関回転起動開始回転数に維持し、内燃機関回転起動信号が前記制御装置に入力された場合、前記内燃機関回転起動装置の駆動を開始することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の起動装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記蓄電部の電圧が前記待機電圧に到達し、内燃機関回転起動信号が前記制御装置に入力された場合、前記蓄電部の電力により前記電動機の駆動を開始し、前記圧縮機の回転数が前記内燃機関回転起動開始回転数に到達すると、前記内燃機関回転起動装置の駆動を開始することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の起動装置。
【請求項５】
蓄電部の蓄電を開始する工程と、
前記蓄電部の電圧が予め設定された待機電圧に到達した後に前記蓄電部の電力により電動機を駆動して圧縮機を駆動する工程と、
前記圧縮機の回転数が予め設定された内燃機関回転起動開始回転数に到達すると燃料を供給せずに内燃機関を回転起動する工程と、
前記内燃機関の回転数が予め設定された燃料供給開始回転数に到達すると前記内燃機関に燃料を供給する工程と、
を備えることを特徴とする内燃機関の起動方法。
【請求項６】
前記圧縮機の回転数が前記内燃機関回転起動開始回転数に到達した後に前記内燃機関回転起動開始回転数に維持し、内燃機関回転起動信号を受けて内燃機関回転起動装置の駆動を開始することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の起動方法。
【請求項７】
前記蓄電部の電圧が前記待機電圧に到達した後に維持し、内燃機関回転起動信号を受けて前記蓄電部の電力により前記電動機の駆動を開始し、前記圧縮機の回転数が前記内燃機関回転起動開始回転数に到達した後に内燃機関回転起動装置の駆動を開始することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の起動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機を有する内燃機関の起動装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、舶用の内燃機関は、燃費向上や排ガス中のＣＯ２を削減するために過給機が装着されている。この過給機は、内燃機関から排出される排ガスを利用してタービン及びコンプレッサを駆動することにより、内燃機関に吸気を圧縮供給して内燃機関の出力を向上させるものである。また、過給機のコンプレッサを駆動した余剰のエネルギを用いて発電機で発電を行うターボチャージャ発電装置がある。このターボチャージャ発電装置は、過給機に発電機を直結し、余剰の排ガスエネルギを電気エネルギとして回収することで、船内における他の発電機の発電量を削減するものである。
【０００３】
このようなターボチャージャ発電装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２４６７２号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】三菱重工技報  Ｖｏｌ．４９  Ｎｏ．１（２０１２）新製品・新技術特集「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」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、非特許文献１に記載のように、内燃機関の起動時や低負荷運転時には過給機だけでは十分な燃焼用気体を内燃機関に供給できないため、補助ブロワを用いて内燃機関に供給する吸気を確保している。しかし、補助ブロワは、一定の速度で運転して一定量の空気を内燃機関に供給するものであることから、内燃機関の起動時に必要量の空気を供給することが困難となり、起動性が良くないという問題がある。また、制御の自由度が低く、最適な運転が困難で、効率が悪いという問題がある。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、内燃機関の起動性を向上する内燃機関の起動装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の起動装置は、内燃機関に燃焼用気体を供給する圧縮機と、前記圧縮機を駆動する電動機と、燃料を供給せずに前記内燃機関を駆動させる内燃機関回転起動装置と前記内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置と、前記電動機と前記内燃機関回転起動装置と前記燃料供給装置を駆動制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記圧縮機の回転数が予め設定された内燃機関回転起動開始回転数に到達すると前記内燃機関回転起動装置を駆動し、前記内燃機関の回転数が予め設定された燃料供給開始回転数に到達すると前記燃料供給装置の駆動を開始する、ことを特徴とするものである。
【０００９】
従って、圧縮機の回転数が内燃機関回転起動開始回転数に到達すると内燃機関回転起動装置を駆動し、内燃機関の回転数が燃料供給開始回転数に到達すると燃料供給装置を駆動することで、内燃機関を起動する。そのため、補助ブロワなどの別装置を使用することなく、圧縮機を駆動するための電動機を用いて内燃機関を起動することとなり、設備コストの増加を抑制しながら、内燃機関の起動性を向上することができる。
【００１０】
本発明の内燃機関の起動装置では、前記電動機に電力を供給する蓄電部が設けられ、前記蓄電部は、外部の電源装置からの電力を受けて蓄電するものであり、前記制御装置は、前記蓄電部への蓄電を開始して前記蓄電部の電圧を予め設定された待機電圧に到達した後に、前記圧縮機の駆動を開始し、前記圧縮機の回転数が前記内燃機関回転起動開始回転数に到達すると、前記内燃機関回転起動装置の駆動を開始することを特徴としている。
【００１１】
従って、圧縮機を駆動するための電力を蓄積する蓄電部を設け、蓄電部の電圧が待機電圧に到達した後、蓄電部の電力により圧縮機を駆動開始し、その後に船内電力系統からの電力を電動機に出力することで、適正に圧縮機の回転数と内燃機関の回転数を上昇させることができ、内燃機関のスムースな起動を実行することができる。
【００１２】
本発明の内燃機関の起動装置では、前記制御装置は、前記蓄電部の電圧が前記待機電圧に到達すると、前記蓄電部の電力により前記電動機の駆動を開始して前記圧縮機の回転数を前記内燃機関回転起動開始回転数とした後、前記圧縮機の回転数を前記内燃機関回転起動開始回転数に維持し、内燃機関回転起動信号が前記制御装置に入力された場合、前記内燃機関回転起動装置の駆動を開始することを特徴としている。
【００１３】
従って、圧縮機を駆動するための電力を蓄電部に蓄電し、且つ、圧縮機の回転数を内燃機関回転起動開始回転数に維持した状態で、内燃機関回転起動信号に対する待機状態となることから、この内燃機関回転起動信号の入力時に、早期に圧縮機の回転数と内燃機関の回転数を上昇させることができ、内燃機関のスムースな起動を実行することができる。
【００１４】
本発明の内燃機関の起動装置では、前記制御装置は、前記蓄電部の電圧が前記待機電圧に到達し、内燃機関回転起動信号が前記制御装置に入力された場合、前記蓄電部の電力により前記電動機の駆動を開始し、前記圧縮機の回転数が前記内燃機関回転起動開始回転数に到達すると、前記内燃機関回転起動装置の駆動を開始することを特徴としている。
【００１５】
従って、圧縮機を駆動するための電力を蓄電部に蓄電した状態で、内燃機関回転起動信号に対する待機状態となり、この内燃機関回転起動信号の入力時に、蓄電部の電力により電動機を駆動開始し、その後に船内電力系統からの電力を電動機に出力して圧縮機の回転を上昇させることから、待機状態で蓄電部の電力を消費することはなく、電力消費量を低減することができる。
【００１６】
また、本発明の内燃機関の起動方法は、蓄電部の蓄電を開始する工程と、前記蓄電部の電圧が予め設定された待機電圧に到達した後に前記蓄電部の電力により電動機を駆動して圧縮機を駆動する工程と、前記圧縮機の回転数を予め設定された内燃機関回転起動開始回転数に到達すると燃料を供給せずに前記内燃機関を回転起動する工程と、前記内燃機関の回転数が予め設定された燃料供給開始回転数に到達すると前記内燃機関に燃料を供給する工程と、を備えることを特徴とするものである。
【００１７】
従って、補助ブロワなどの別装置を使用することなく、圧縮機を駆動するための電動機を用いて内燃機関を起動することとなり、設備コストの増加を抑制しながら、内燃機関の起動性を向上することができる。
【００１８】
本発明の内燃機関の起動方法では、前記圧縮機の回転数が前記内燃機関回転起動開始回転数に到達した後に前記内燃機関回転起動開始回転数に維持し、内燃機関回転起動信号を受けて前記内燃機関回転起動装置の駆動を開始することを特徴としている。
【００１９】
従って、圧縮機を駆動するための電力を蓄電部に蓄電し、且つ、圧縮機の回転数を内燃機関回転起動開始回転数に維持した状態で、内燃機関回転起動信号に対する待機状態となることから、この内燃機関回転起動信号の入力時に、早期に圧縮機の回転数と内燃機関の回転数を上昇させることができ、内燃機関のスムースな起動を実行することができる。
【００２０】
本発明の内燃機関の起動方法では、前記蓄電部の電圧が前記待機電圧に到達した後に維持し、前記内燃機関回転起動信号を受けて前記蓄電部の電力により前記電動機の駆動を開始し、前記圧縮機の回転数が前記内燃機関回転起動開始回転数に到達した後に内燃機関回転起動装置の駆動を開始することを特徴としている。
【００２１】
従って、圧縮機を駆動するための電力を蓄電部に蓄電した状態で、内燃機関回転起動信号に対する待機状態となり、この内燃機関回転起動信号の入力時に、蓄電部の電力により電動機を駆動開始し、その後に船内電力系統からの電力を電動機に出力して圧縮機の回転を上昇させることから、待機状態で蓄電部の電力を消費することはなく、電力消費量を低減することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の内燃機関の起動装置及び方法によれば、内燃機関の起動性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、第１実施形態の内燃機関の起動装置を表す概略構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態の内燃機関の起動方法を表すフローチャートである。
【図３】図３は、内燃機関の起動方法を表すタイムフローチャートである。
【図４】図４は、第２実施形態の内燃機関の起動方法を表すフローチャートである。
【図５】図５は、内燃機関の起動方法を表すタイムフローチャートである。
【図６】図６は、第３実施形態の内燃機関の起動方法を表すフローチャートである。
【図７】図７は、内燃機関の起動方法を表すタイムフローチャートである。
【図８】図８は、第４実施形態の内燃機関の起動方法を表すフローチャートである。
【図９】図９は、内燃機関の起動方法を表すタイムフローチャートである。
【図１０】図１０は、第５実施形態の内燃機関の起動装置を表す概略構成図である。
【図１１】図１１は、第５実施形態の内燃機関の起動方法を表すフローチャートである。
【図１２】図１２は、内燃機関の起動方法を表すタイムフローチャートである。
【図１３】図１３は、第６実施形態の内燃機関の起動方法を表すフローチャートである。
【図１４】図１４は、内燃機関の起動方法を表すタイムフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る内燃機関の起動装置及び方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００２５】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の内燃機関の起動装置を表す概略構成図である。
【００２６】
第１実施形態にて、図１に示すように、内燃機関としての舶用ディーゼルエンジン１０は、ディーゼルエンジン本体１１と、排気タービン過給機１２とを備えている。ディーゼルエンジン本体１１は、複数のシリンダ部１３が設けられており、各々の各シリンダ部１３は、図示しないが、内部にピストンがそれぞれ往復移動自在に支持されており、各ピストンは、下部がクロスヘッドを介してクランク軸に連結されている。
【００２７】
シリンダ部１３は、吸気ポート１４を介して吸気マニホールド１５が連結されると共に、排気ポート１６を介して排気マニホールド１７が連結されている。そして、吸気マニホールド１５は、吸気管Ｌ１を介して排気タービン過給機１２のコンプレッサ２１に連結されている。また、排気マニホールド１７は、排気管Ｌ２を介して排気タービン過給機１２のタービン２２に連結されている。また、シリンダ部１３は、内部に燃料（例えば、重油、天然ガスなど）を噴射する燃料供給装置としてのインジェクタ１８がそれぞれ設けられている。各インジェクタ１８は、図示しない燃料タンクが連結されている。
【００２８】
排気タービン過給機１２は、コンプレッサ（圧縮機）２１とタービン２２が回転軸２３を介して同軸上に連結されて構成されており、コンプレッサ２１とタービン２２は、回転軸２３により一体回転することができる。コンプレッサ２１は、外部から吸気する吸気管Ｌ３が連結されると共に、吸気マニホールド１５に至る吸気管Ｌ１が連結されている。タービン２２は、排気マニホールド１７に至る排気管Ｌ２が連結されると共に、外部に排気する排気管Ｌ４が連結されている。
【００２９】
そのため、タービン２２は、排気マニホールド１７から排気管Ｌ２を通して導かれた排ガス（燃焼ガス）によって駆動し、コンプレッサ２１を駆動した後、排ガスを排気管Ｌ４から外部に排出する。一方、コンプレッサ２１は、タービン２２により駆動し、吸気管Ｌ３から吸気した空気等の気体を圧縮した後、圧縮した空気などの気体を燃焼用気体として吸気管Ｌ１から吸気マニホールド１５に圧送する。
【００３０】
また、ディーゼルエンジン本体１１は、シリンダ部１３の内部に燃料を噴射することなく、エンジンを起動可能なエンジン回転起動装置２４が設けられている。エンジン回転起動装置２４は、例えば、シリンダ部１３に作動気体を供給することで、シリンダ部１３の図示しないピストンを作動させる装置である。エンジン回転起動装置２４は、作動気体供給源２５（例えば、アキュムレータやポンプなど）と、開閉弁２６と、作動気体供給管Ｌ５を備えている。作動気体供給管Ｌ５は、基端部に作動気体供給源２５が連結され、先端部が各々のシリンダ部１３に連結されるとともに、各々のシリンダ部に対応する開閉弁２６が複数設けられている。エンジン回転起動装置２４は、舶用ディーゼルエンジン１０の起動時に、各々の開閉弁２６を開閉制御することで、作動気体供給源２５の作動気体を作動気体供給管Ｌ５からシリンダ部１３に供給・供給停止を繰り返す。これにより、シリンダ部１３の内部に燃料を噴射することなく、シリンダ部１３に設けられた図示しないピストンを作動させ、クロスヘッドを介してクランク軸を回転開始（駆動開始）させることができる。
【００３１】
排気タービン過給機１２は、ハイブリッド過給機であって、コンプレッサ２１及びタービン２２の回転軸２３と同軸上の回転軸３１を介して電動発電機（電動機）３２が連結されている。電動発電機３２は、図示しないが、回転軸３１に固定されるロータと、ケーシングに固定されてロータの周囲に配置されるステータにより構成される。この電動発電機３２は、排ガスにより駆動されることで発電する発電機能を有すると共に、コンプレッサ２１及びタービン２２を駆動回転する電動機能を有している。
【００３２】
排気タービン過給機１２は、電力変換装置３３を備えている。電力変換装置３３は、第１電力変換部３４と、蓄電部３５と、第２電力変換部３６とを備えている。第１電力変換部３４は、電動発電機３２に接続され、電動発電機３２の回生動作時に、電動発電機３２が発電した交流電力を直流電力に変換して出力する。第２電力変換部３６は、船内電力系統３７に接続され、電動発電機３２の回生動作時に、第１電力変換部３４からの直流電力を船内電力系統３７に適した三相交流電力に変換して船内電力系統３７に出力する。蓄電部３５は、第１電力変換部３４と第２電力変換部３６との間に接続され、第１電力変換部３４からの直流電力を所定量だけ蓄電する。蓄電部３５は、第２電力変換部３６に出力される電力を平滑化するために設けられ、電動発電機３２の回生動作開始時に蓄電した電力を第２電力変換部３６に出力する。回生動作開始後に第２電力変換部３６に出力される電力は、第１電力変換部３４を介して電動発電機３２から出力される。
【００３３】
また、第２電力変換部３６は、電動発電機３２の力行動作時に、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して第１電力変換部３４に出力する。第１電力変換部３４は、電動発電機３２の力行動作時に、第２電力変換部３６からの直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２に出力する。蓄電部３５は、第２電力変換部３６からの直流電力を所定量だけ蓄電する。蓄電部３５は、第１電力変換部３４に出力される電力を平滑化するために設けられ、電動発電機３２の力行動作開始時に蓄電した電力を第１電力変換部３４に出力する。力行動作開始後に第１電力変換部３４に出力される電力は、第２電力変換部３６を介して船内電力系統３７から出力される。
【００３４】
ここで、電力変換装置３３の構成は、詳細に説明しないが、例えば、第１電力変換部３４は、コンバータ、蓄電部３５は、コンデンサ、第２電力変換部３６は、インバータである。
【００３５】
制御装置３８は、電動発電機３２を制御する第１制御装置３８ａと、ディーゼルエンジン本体１１を制御する第２制御装置３８ｂとを備えている。
【００３６】
第１制御装置３８ａは、第１電力変換部３４と第２電力変換部３６を制御することで、電動発電機３２を制御することができる。即ち、第１制御装置３８ａは、電動発電機３２の駆動状態（回生動作状態、または、力行動作状態）に応じて第１電力変換部３４と第２電力変換部３６の機能を制御する。
【００３７】
第２制御装置３８ｂは、ディーゼルエンジン本体１１におけるインジェクタ（燃料供給装置）１８とエンジン回転起動装置２４を駆動制御することができる。また、第２制御装置３８ｂは、各インジェクタ１８を駆動制御して燃料噴射時期や燃料噴射量を制御する。更に、第２制御装置３８ｂは、エンジン回転起動装置２４を構成する開閉弁２６を開閉制御してシリンダ１３への作動気体供給時期や作動気体供給量を制御する。
【００３８】
また、第１実施形態にて、制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号（内燃機関回転起動開始信号）１０２が入力され、かつタービン回転数（タービン回転数とは「圧縮機回転数」、「過給機回転数」と等しい）が予め設定されたエンジン回転起動開始回転数（内燃機関回転起動開始回転数）に到達すると、開閉弁２６を開放してディーゼルエンジン本体１１に作動気体の供給をするエアランを開始する。そして、制御装置３８は、舶用ディーゼルエンジン１０の回転数が予め設定された燃料供給開始回転数に到達すると各インジェクタ１８を駆動してディーゼルエンジン本体１１に燃料の供給を開始する。
【００３９】
具体的に、制御装置３８は、モータリング起動準備信号１０１が入力されると、第２電力変換部３６を制御することで、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電し、蓄電部３５の電圧を予め設定された待機電圧に到達させる。また、制御装置３８は、蓄電部３５の電圧が待機電圧に到達すると、第１電力変換部３４を制御することで、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始する。その後、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力してタービン回転数を予め設定されたエンジン回転起動開始回転数に到達させ、その後維持させる。そして、制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、各々の開閉弁２６を開閉制御してディーゼルエンジン本体１１に作動気体を供給・供給停止を繰り返すエアランを開始することで、エンジン回転数を上昇させる。制御装置３８は、エンジン回転数が予め設定された燃料供給開始回転数に到達すると、各インジェクタ１８を駆動してディーゼルエンジン本体１１に燃料を供給する。すると、舶用ディーゼルエンジン１０が燃焼による運転を開始する。
【００４０】
なお、モータリング起動準備信号１０１とエンジン回転起動開始信号１０２は、船内の担当者が操作盤（図示略）を操作することで出力されるものであり、モータリング起動準備信号１０１を発信するためのスイッチと、エンジン回転起動開始信号１０２を発信するためのスイッチが設けられている。
【００４１】
ここで、第１実施形態の内燃機関の起動装置を用いた起動方法について、フローチャートとタイムチャートを用いて詳細に説明する。図２は、第１実施形態の内燃機関の起動方法を表すフローチャート、図３は、内燃機関の起動方法を表すタイムフローチャートである。
【００４２】
第１実施形態の内燃機関の起動方法において、図２に示すように、ステップＳ１にて、制御装置３８は、モータリング起動準備信号１０１が入力されたかどうかを判定する。ここで、モータリング起動準備信号１０１が入力していないと判定（Ｎｏ）されると、このまま待機する。一方、モータリング起動準備信号１０１が入力したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ２にて、制御装置３８は、第２電力変換部３６を制御することで、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電、つまり、プリチャージを開始する。そして、ステップＳ３にて、制御装置３８は、蓄電部３５のＤＣバス電圧を検出しており、蓄電部３５のＤＣバス電圧が規定値以上、つまり、前述した待機電圧に到達したかどうかを判定する。
【００４３】
ここで、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、プリチャージを継続する。一方、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ４にて、制御装置３８は、第１電力変換部３４を制御することで、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力し、モータリングを開始する。即ち、電動発電機３２により、排気タービン過給機１２のコンプレッサ２１及びタービン２２を駆動回転し、タービン回転数を上昇させる。そして、ステップＳ５にて、制御装置３８は、モータリングが安定し、タービン回転数（コンプレッサ回転数）がエンジン回転起動開始回転数に到達したかどうかを判定する。
【００４４】
タービン回転数がエンジン回転起動開始回転数に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、タービン回転数を更に上昇させる。そして、タービン回転数がエンジン回転起動開始回転数に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ６にて、タービン回転数の上昇を停止し、この回転数を維持する。ここで、制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２の入力を待つ。この場合、制御装置３８は、蓄電部３５のＤＣバス電圧を待機電圧（例えば、６００Ｖ）に維持し、タービン回転数をエンジン回転起動開始回転数（例えば、５００ｒｐｍ）に維持する。
【００４５】
その後、ステップＳ７にて、制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２が入力したかどうかを判定する。ここで、エンジン回転起動開始信号１０２が入力していないと判定（Ｎｏ）されると、この待機状態を維持する。一方、エンジン回転起動開始信号１０２が入力したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ８にて、開閉弁２６を開閉制御してディーゼルエンジン本体１１に作動気体を供給することで、エアランを実行してエンジン回転数を上昇させる。このエアランとは、ディーゼルエンジン本体１１のシリンダ部１３内に作動気体を供給・供給停止を繰り返すことでピストンを往復移動させ、クロスヘッドを介してクランク軸を回転させることである。その後、クランク軸の回転数が所定の回転数以上になると、図示しない排気弁が開閉動作を開始する。
【００４６】
ステップＳ９にて、制御装置３８は、エンジン回転数が燃料供給開始回転数（例えば、５ｒｐｍ）に到達したかどうかを判定する。ここで、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、エアランを継続する。一方、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ９にて、各インジェクタ１８を駆動し、ディーゼルエンジン本体１１のシリンダ部１３内（燃焼室）に燃料を噴射する。すると、舶用ディーゼルエンジン１０は、シリンダ部１３内（燃焼室）で燃料に着火して燃焼を開始するため、燃焼運転を開始することができる。
【００４７】
また、第１実施形態の内燃機関の起動装置の作動タイミングについて説明する。図１及び図３に示すように、時間ｔ１にて、モータリング起動準備信号１０１が出力されると、第２電力変換部３６が船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電することで、プリチャージが開始され、蓄電部３５のＤＣバス電圧が上昇する。時間ｔ２にて、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧になると、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に維持される。また、ここで、第１電力変換部３４が蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力することで、タービン回転数が上昇する。そして、時間ｔ３にて、タービン回転数がエンジン回転起動開始回転数に到達すると、タービン回転数がこのエンジン回転起動開始回転数に維持される。
【００４８】
蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に維持され、タービン回転数がエンジン回転起動開始回転数に維持された状態で、エンジン回転起動開始信号１０２の入力を待つ。時間ｔ４にて、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返すエアランを実行することで、エンジン回転数が上昇する。このとき、エアランによりシリンダ部１３に供給された作動気体及びコンプレッサ２１が圧送する燃焼用気体が排出されることで、タービン２２が回転するため、タービン回転数も上昇する。そして、時間ｔ５にて、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達すると、インジェクタ１８が駆動し、シリンダ部１３内に燃料を噴射する。すると、舶用ディーゼルエンジン１０は、シリンダ部１３内（燃焼室）で燃焼を開始し、エンジン回転数が規定回転数まで上昇して燃焼運転を開始する。
【００４９】
このように第１実施形態の内燃機関の起動装置にあっては、排気タービン過給機１２と、電動発電機３２と、蓄電部３５と、エンジン回転起動装置２４（作動気体供給管Ｌ５、作動気体供給源２５、開閉弁２６）と、燃料供給装置（インジェクタ１８）と、電動発電機３２とエンジン回転起動装置２４とインジェクタ１８を制御する制御装置３８とを設け、制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると共にタービン回転数がエンジン回転起動開始回転数に到達するとエンジン回転起動装置２４を駆動し、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達するとインジェクタ１８を駆動する。
【００５０】
従って、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されてタービン回転数がエンジン回転起動開始回転数に到達すると燃料を供給せずにディーゼルエンジン本体１１を駆動し、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達するとインジェクタ１８を駆動することで、舶用ディーゼルエンジン１０が燃焼運転を開始する。そのため、補助ブロワなどの別装置を使用することなく、排気タービン過給機１２を駆動するための電動発電機３２を用いて舶用ディーゼルエンジン１０を起動することとなり、設備コストの増加を抑制しながら、舶用ディーゼルエンジン１０の起動性を向上することができる。
【００５１】
第１実施形態の内燃機関の起動装置では、モータリング起動準備信号１０１が入力されると、蓄電部３５の蓄電を開始して待機電圧とし、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると共にタービン回転数がエンジン回転起動開始回転数に到達すると、エンジン回転起動装置２４を駆動する。従って、モータリング起動準備信号１０１の入力時に、排気タービン過給機１２を駆動するための電力を蓄電部３５に蓄電し、待機電圧に維持して待機することで、エンジン回転起動開始信号１０２の入力時に適正にタービン回転数とエンジン回転数を上昇させることができ、舶用ディーゼルエンジン１０のスムースな起動を実行することができる。
【００５２】
第１実施形態の内燃機関の起動装置では、蓄電部３５の電圧が待機電圧に到達すると、蓄電部３５の電力により電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力してタービン回転数をエンジン回転起動開始回転数に維持し、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、エンジン回転起動装置２４を駆動する。従って、排気タービン過給機１２を駆動するための電力を蓄電部３５に蓄電し、且つ、タービン回転数をエンジン回転起動開始回転数に維持した状態で、エンジン回転起動開始信号１０２に対する待機状態となることから、このエンジン回転起動開始信号１０２の入力時に、早期にタービン回転数とエンジン回転数を上昇させることができ、舶用ディーゼルエンジン１０のスムースな起動を実行することができる。
【００５３】
また、第１実施形態の内燃機関の起動方法にあっては、モータリング起動準備信号１０１を受けて蓄電部３５の蓄電を開始する工程と、蓄電部３５の電圧が待機電圧に到達すると蓄電部３５の電力により電動発電機３２を駆動して排気タービン過給機１２を駆動する工程と、蓄電部３５の電圧を待機電圧に維持すると共にタービン回転数をエンジン回転起動開始回転数に維持する工程と、エンジン回転起動開始信号１０２を受けて燃料を供給せずにディーゼルエンジン本体１１を回転起動開始する工程と、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達するとシリンダ部１３に燃料を供給する工程とを有している。
【００５４】
従って、エンジン回転起動開始信号１０２の入力時に、早期にタービン回転数とエンジン回転数を上昇させることができ、舶用ディーゼルエンジン１０のスムースな起動を実行することができる。
【００５５】
［第２実施形態］
図４は、第２実施形態の内燃機関の起動方法を表すフローチャート、図５は、内燃機関の起動方法を表すタイムフローチャートである。なお、本実施形態の内燃機関の起動装置の基本的な構成は、上述した第１実施形態とほぼ同様の構成であり、図１を用いて説明すると共に、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５６】
第２実施形態の内燃機関の起動装置において、図１に示すように、制御装置３８は、モータリング起動準備信号１０１が入力されると、第２電力変換部３６を制御することで、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電し、蓄電部３５の電圧を予め設定された待機電圧に到達させ、その後維持させる。制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、第１電力変換部３４を制御することで、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力し、タービン回転数を上昇させる。そして、タービン回転数がエンジン回転起動開始回転数に到達すると、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返し、ディーゼルエンジン本体１１に作動気体を供給してエアランを開始することで、エンジン回転数を上昇させる。制御装置３８は、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達すると、各インジェクタ１８を駆動してディーゼルエンジン本体１１に燃料を供給する。すると、舶用ディーゼルエンジン１０が燃焼運転を開始する。      
【００５７】
ここで、第２実施形態の内燃機関の起動装置を用いた起動方法について、フローチャートとタイムチャートを用いて詳細に説明する。
【００５８】
第２実施形態の内燃機関の起動方法において、図１及び図４に示すように、ステップＳ１１にて、制御装置３８は、モータリング起動準備信号１０１が入力されたかどうかを判定する。ここで、モータリング起動準備信号１０１が入力していないと判定（Ｎｏ）されると、このまま待機する。一方、モータリング起動準備信号１０１が入力したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ１２にて、制御装置３８は、第２電力変換部３６を制御することで、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電、つまり、プリチャージを開始する。
【００５９】
そして、ステップＳ１３にて、制御装置３８は、蓄電部３５のＤＣバス電圧を検出しており、蓄電部３５のＤＣバス電圧が規定値以上、つまり、前述した待機電圧に到達したかどうかを判定する。ここで、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、プリチャージを継続する。一方、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ＤＣバス電圧を待機電圧に維持する。ここで、制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２の入力を待つ。
【００６０】
ステップＳ１４にて、制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されたかどうかを判定する。ここで、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されていないと判定（Ｎｏ）されると、この待機状態を維持する。一方、エンジン回転起動開始信号１０２が入力したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ１５にて、制御装置３８は、第１電力変換部３４を制御することで、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力し、モータリングを開始する。即ち、電動発電機３２により、排気タービン過給機１２のコンプレッサ２１及びタービン２２を駆動回転し、タービン回転数を上昇させる。そして、ステップＳ１６にて、制御装置３８は、モータリングが安定し、タービン回転数がエンジン回転起動開始回転数に到達したかどうかを判定する。
【００６１】
ここで、タービン回転数がエンジン回転起動開始回転数に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、タービン回転数を更に上昇させる。そして、タービン回転数がエンジン回転起動開始回転数に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ１７にて、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返し、ディーゼルエンジン本体１１に作動気体を供給することで、エアランを実行してエンジン回転数を上昇させる。
【００６２】
ステップＳ１８にて、制御装置３８は、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達したかどうかを判定する。ここで、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、エアランを継続する。一方、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ１９にて、制御装置３８は、各インジェクタ１８を駆動し、ディーゼルエンジン本体１１のシリンダ部１３内（燃焼室）に燃料を噴射する。すると、舶用ディーゼルエンジン１０は、シリンダ部１３内（燃焼室）で燃料に着火して燃焼を開始するため、燃焼運転を開始することができる。
【００６３】
また、第２実施形態の内燃機関の起動装置の作動タイミングについて説明する。図１及び図５に示すように、時間ｔ１１にて、モータリング起動準備信号１０１が出力されると、第２電力変換部３６が船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電することで、プリチャージが開始され、蓄電部３５のＤＣバス電圧が上昇する。時間ｔ１２にて、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧になると、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に維持される。蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に維持された状態で、エンジン回転起動開始信号１０２の入力を待つ。
【００６４】
時間ｔ１３にて、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、第１電力変換部３４が蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力することで、排気タービン過給機１２のタービン回転数が上昇する。そして、時間ｔ１４にて、タービン回転数がエンジン回転起動開始回転数に到達すると、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返し、エアランを実行することで、エンジン回転数が上昇する。このとき、エアランによりシリンダ部１３に供給された作動気体及びコンプレッサ２１が圧送する燃焼用気が排出されることで、タービン２２が回転するため、タービン回転数も上昇する。そして、時間ｔ１５にて、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達すると、インジェクタ１８が駆動し、シリンダ部１３内に燃料を噴射する。すると、舶用ディーゼルエンジン１０は、シリンダ部１３内（燃焼室）で燃焼運転を開始する。
【００６５】
このように第２実施形態の内燃機関の起動装置にあっては、制御装置３８は、モータリング起動準備信号１０１が入力されると、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電し、待機電圧に維持し、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力し、タービン回転数を上昇させ、タービン回転数がエンジン回転起動開始回転数に到達すると、開閉弁２６を開放してシリンダ部１３に作動気体を供給することで、エンジン回転数を上昇させ、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達すると、各インジェクタ１８を駆動してシリンダ部１３に燃料を供給する。
【００６６】
従って、排気タービン過給機１２を駆動するための電力を蓄電部３５に蓄電した状態で、エンジン回転起動開始信号１０２に対する待機状態となり、このエンジン回転起動開始信号１０２の入力時に、蓄電部３５の電力により電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力してタービン回転数を上昇させることから、蓄電部３５に必要以上の電力を供給する必要がないため、待機状態で蓄電部３５の電力を消費することはなく、電力消費量を低減することができる。
【００６７】
また、第２実施形態の内燃機関の起動方法にあっては、モータリング起動準備信号１０１を受けて蓄電部３５の蓄電を開始する工程と、蓄電部３５の電圧を待機電圧に維持する工程と、エンジン回転起動開始信号１０２を受けて蓄電部３５の電力により電動発電機３２を駆動して排気タービン過給機１２を駆動する工程と、タービン回転数がエンジン回転起動開始回転数に到達すると、ディーゼルエンジン本体１１を回転起動開始する工程と、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達するとシリンダ部１３に燃料を供給する工程とを有している。
【００６８】
従って、エンジン回転起動開始信号１０２の入力時に、蓄電部３５の電力により電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力してタービン回転数を上昇させることから、蓄電部３５に必要以上の電力を供給する必要がないため、待機状態で蓄電部３５の電力を消費することはなく、電力消費量を低減することができる。
【００６９】
［第３実施形態］
図６は、第３実施形態の内燃機関の起動方法を表すフローチャート、図７は、内燃機関の起動方法を表すタイムフローチャートである。なお、本実施形態の内燃機関の起動装置の基本的な構成は、上述した第１実施形態とほぼ同様の構成であり、図１を用いて説明すると共に、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７０】
第３実施形態の内燃機関の起動装置において、図１に示すように、制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返してディーゼルエンジン本体１１に作動気体を供給してエアランを開始することで、エンジン回転数を上昇させると共に、タービン回転数を上昇させる。制御装置３８は、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達すると、各インジェクタ１８を駆動してシリンダ部１３に燃料を供給する。そして、制御装置３８は、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達すると、第２電力変換部３６を制御することで、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電し、待機電圧に到達すると、第１電力変換部３４を制御することで、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始（キャッチスピン）し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力し、タービン回転数を上昇させる。すると、舶用ディーゼルエンジン１０が起動する。
【００７１】
ここで、第３実施形態の内燃機関の起動装置を用いた起動方法について、フローチャートとタイムチャートを用いて詳細に説明する。
【００７２】
第３実施形態の内燃機関の起動方法において、図１及び図６に示すように、ステップＳ２１にて、制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されたかどうかを判定する。ここで、エンジン回転起動開始信号１０２が入力していないと判定（Ｎｏ）されると、このまま待機する。一方、エンジン回転起動開始信号１０２が入力したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ２２にて、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返してディーゼルエンジン本体１１に作動気体を供給することで、エアランを実行してエンジン回転数を上昇させる。
【００７３】
ステップＳ２３にて、制御装置３８は、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達したかどうかを判定する。ここで、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、エアランを継続する。一方、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ２４にて、制御装置３８は、各インジェクタ１８を駆動し、ディーゼルエンジン本体１１のシリンダ部１３内（燃焼室）に燃料を噴射する。
【００７４】
ステップＳ２５にて、制御装置３８は、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達したかどうかを判定する。ここで、タービン回転数がモータリング開始回転数（例えば、１０００ｒｐｍ）に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、タービン回転数を更に上昇させる。そして、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ２６にて、制御装置３８は、第２電力変換部３６を制御することで、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電、つまり、プリチャージを開始する。
【００７５】
そして、ステップＳ２７にて、制御装置３８は、蓄電部３５のＤＣバス電圧を検出しており、蓄電部３５のＤＣバス電圧が規定値以上、つまり、待機電圧に到達したかどうかを判定する。ここで、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、プリチャージを継続する。一方、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ＤＣバス電圧を待機電圧に維持する。そして、ステップＳ２８にて、制御装置３８は、第１電力変換部３４を制御することで、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力し、モータリングを開始する。即ち、電動発電機３２により、排気タービン過給機１２のコンプレッサ２１及びタービン２２を駆動回転し、タービン回転数を上昇させる。すると、舶用ディーゼルエンジン１０は、エンジン回転数が規定回転数まで上昇して起動することができる。
【００７６】
また、第３実施形態の内燃機関の起動装置の作動タイミングについて説明する。図１及び図７に示すように、時間ｔ２１にて、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返してエアランを実行することで、エンジン回転数が上昇する。時間ｔ２２にて、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達すると、インジェクタ１８が駆動し、シリンダ部１３内（燃焼室）に燃料を噴射する。
【００７７】
すると、舶用ディーゼルエンジン１０は、シリンダ部１３内（燃焼室）で燃焼を開始し、エンジン回転数が上昇する。時間ｔ２３にて、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達すると、第２電力変換部３６が船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電することで、プリチャージが開始され、蓄電部３５のＤＣバス電圧が上昇する。そして、時間ｔ２４にて、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧になると、ＤＣバス電圧が待機電圧に維持され、同時に、第１電力変換部３４が蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力することでモータリングが開始され、排気タービン過給機１２のタービン回転数が上昇する。すると、舶用ディーゼルエンジン１０は、エンジン回転数が規定回転数まで上昇して起動する。
【００７８】
このように第３実施形態の内燃機関の起動装置にあっては、制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返してシリンダ部１３に作動気体を供給することでエンジン回転数を上昇させ、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達すると、各インジェクタ１８を駆動してシリンダ部１３に燃料を供給し、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達すると、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電し、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力し、タービン回転数を上昇させる。
【００７９】
従って、補助ブロワなどの別装置を使用することなく、排気タービン過給機１２を駆動するための電動発電機３２を用いて舶用ディーゼルエンジン１０を起動することとなり、設備コストの増加を抑制しながら、舶用ディーゼルエンジン１０の起動性を向上することができる。
【００８０】
また、第３実施形態の内燃機関の起動方法にあっては、エンジン回転起動開始信号１０２を受けてシリンダ部１３に作動気体を供給する工程と、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達するとシリンダ部１３に燃料を供給する工程と、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達すると蓄電部３５の蓄電を開始する工程と、蓄電部３５が待機電圧になるとこの蓄電部３５の電力により電動発電機３２を駆動してタービン回転数を上昇させる工程とを有している。
【００８１】
従って、排気タービン過給機１２を駆動するための電動発電機３２を用いて舶用ディーゼルエンジン１０を起動することとなり、設備コストの増加を抑制しながら、舶用ディーゼルエンジン１０の起動性を向上することができる。
【００８２】
［第４実施形態］
図８は、第４実施形態の内燃機関の起動方法を表すフローチャート、図９は、内燃機関の起動方法を表すタイムフローチャートである。なお、本実施形態の内燃機関の起動装置の基本的な構成は、上述した第１実施形態とほぼ同様の構成であり、図１を用いて説明すると共に、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８３】
第４実施形態の内燃機関の起動装置において、図１に示すように、制御装置３８は、モータリング起動準備信号１０１が入力されると、第２電力変換部３６を制御することで、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電し、待機電圧に維持させる。制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返してディーゼルエンジン本体１１に作動気体を供給してエアランを開始することで、エンジン回転数を上昇させると共に、タービン回転数を上昇させる。制御装置３８は、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達すると、各インジェクタ１８を駆動してシリンダ部１３に燃料を供給する。そして、制御装置３８は、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達すると、第１電力変換部３４を制御することで、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始（キャッチスピン）し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力し、タービン回転数を上昇させる。すると、舶用ディーゼルエンジン１０が起動する。
【００８４】
ここで、第４実施形態の内燃機関の起動装置を用いた起動方法について、フローチャートとタイムチャートを用いて詳細に説明する。
【００８５】
第４実施形態の内燃機関の起動方法において、図１及び図８に示すように、ステップＳ３１にて、制御装置３８は、モータリング起動準備信号１０１が入力されたかどうかを判定する。ここで、モータリング起動準備信号１０１が入力していないと判定（Ｎｏ）されると、このまま待機する。一方、モータリング起動準備信号１０１が入力したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ３２にて、制御装置３８は、第２電力変換部３６を制御することで、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電、つまり、プリチャージを開始する。
【００８６】
そして、ステップＳ３３にて、制御装置３８は、蓄電部３５のＤＣバス電圧を検出しており、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に到達したかどうかを判定する。ここで、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、プリチャージを継続する。一方、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ＤＣバス電圧を待機電圧に維持する。
【００８７】
ステップＳ３４にて、制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されたかどうかを判定する。ここで、エンジン回転起動開始信号１０２が入力していないと判定（Ｎｏ）されると、このまま待機する。一方、エンジン回転起動開始信号１０２が入力したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ３５にて、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返してディーゼルエンジン本体１１に作動気体を供給することで、エアランを実行してエンジン回転数を上昇させる。
【００８８】
ステップＳ３６にて、制御装置３８は、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達したかどうかを判定する。ここで、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、エアランを継続する。一方、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ３７にて、制御装置３８は、各インジェクタ１８を駆動し、ディーゼルエンジン本体１１のシリンダ部１３内（燃焼室）に燃料を噴射する。
【００８９】
ステップＳ３８にて、制御装置３８は、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達したかどうかを判定する。ここで、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、タービン回転数を更に上昇させる。そして、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ３９にて、制御装置３８は、第１電力変換部３４を制御することで、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力し、モータリングを開始する。即ち、電動発電機３２により、排気タービン過給機１２のコンプレッサ２１及びタービン２２を駆動回転し、タービン回転数を上昇させる。すると、舶用ディーゼルエンジン１０は、エンジン回転数が規定回転数まで上昇して起動することができる。
【００９０】
また、第４実施形態の内燃機関の起動装置の作動タイミングについて説明する。図１及び図９に示すように、時間ｔ３１にて、モータリング起動準備信号１０１が入力されると、第２電力変換部３６が船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電することで、プリチャージが開始され、蓄電部３５のＤＣバス電圧が上昇する。そして、時間ｔ３２にて、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧になると、ＤＣバス電圧が待機電圧に維持される。時間ｔ３３にて、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返してエアランを実行することで、エンジン回転数が上昇する。時間ｔ３４にて、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達すると、インジェクタ１８が駆動し、シリンダ部１３内（燃焼室）に燃料を噴射する。
【００９１】
すると、舶用ディーゼルエンジン１０は、シリンダ部１３内（燃焼室）で燃焼を開始し、エンジン回転数が上昇する。時間ｔ３５にて、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達すると、第１電力変換部３４が蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力することでモータリングが開始され、排気タービン過給機１２のタービン回転数が上昇する。すると、舶用ディーゼルエンジン１０は、エンジン回転数が規定回転数まで上昇して起動する。
【００９２】
このように第４実施形態の内燃機関の起動装置にあっては、制御装置３８は、モータリング起動準備信号１０１が入力されると、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電して待機電圧に維持し、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返してシリンダ部１３に作動気体を供給することでエンジン回転数を上昇させ、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達すると、各インジェクタ１８を駆動してシリンダ部１３に燃料を供給し、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達すると、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力し、タービン回転数を上昇させる。
【００９３】
従って、補助ブロワなどの別装置を使用することなく、排気タービン過給機１２を駆動するための電動発電機３２を用いて舶用ディーゼルエンジン１０を起動することとなり、設備コストの増加を抑制しながら、舶用ディーゼルエンジン１０の起動性を向上することができる。
【００９４】
また、第４実施形態の内燃機関の起動方法にあっては、モータリング起動準備信号１０１を受けて蓄電部３５の蓄電を開始する工程と、蓄電部３５のＤＣバス電圧を待機電圧に維持する工程と、エンジン回転起動開始信号１０２を受けてシリンダ部１３に作動気体を供給する工程と、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達するとシリンダ部１３に燃料を供給する工程と、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達すると蓄電部３５の電力により電動発電機３２を駆動してタービン回転数を上昇させる工程とを有している。
【００９５】
従って、排気タービン過給機１２を駆動するための電動発電機３２を用いて舶用ディーゼルエンジン１０を起動することとなり、設備コストの増加を抑制しながら、舶用ディーゼルエンジン１０の起動性を向上することができる。
【００９６】
［第５実施形態］
図１０は、第５実施形態の内燃機関の起動装置を表す概略構成図、図１１は、第５実施形態の内燃機関の起動方法を表すフローチャート、図１２は、内燃機関の起動方法を表すタイムフローチャートである。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９７】
第５実施形態にて、図１０に示すように、内燃機関としての舶用ディーゼルエンジン１０は、ディーゼルエンジン本体１１と、排気タービン過給機１２と、補助ブロワ４１とを備えている。ディーゼルエンジン本体１１は、複数のシリンダ部１３が設けられており、各々の各シリンダ部１３は、図示しないが、内部にピストンがそれぞれ往復移動自在に支持されており、各ピストンは、下部がクロスヘッドを介してクランク軸に連結されている。
【００９８】
シリンダ部１３は、吸気ポート１４を介して吸気マニホールド１５が連結されると共に、排気ポート１６を介して排気マニホールド１７が連結されている。そして、吸気マニホールド１５は、吸気管Ｌ１を介して排気タービン過給機１２のコンプレッサ２１に連結されている。また、排気マニホールド１７は、排気管Ｌ２を介して排気タービン過給機１２のタービン２２に連結されている。また、各シリンダ部１３は、内部に燃料（例えば、重油、天然ガスなど）を噴射する燃料供給装置としてのインジェクタ１８がそれぞれ設けられている。各インジェクタ１８は、図示しない燃料タンクが連結されている。
【００９９】
また、ディーゼルエンジン本体１１は、シリンダ部１３の内部に燃料を噴射することなく、エンジンを起動可能なエンジン回転起動装置２４が設けられている。エンジン回転起動装置２４は、例えば、シリンダ部１３に作動気体を供給することで、シリンダ部１３の図示しないピストンを作動させる装置である。エンジン回転起動装置２４は、作動気体供給源２５（例えば、アキュムレータやポンプなど）と、開閉弁２６と、作動気体供給管Ｌ５を備えている。作動気体供給管Ｌ５は、基端部に作動気体供給源２５が連結され、先端部が各々のシリンダ部１３に連結されるとともに、各々のシリンダ部に対応する開閉弁２６が複数設けられている。エンジン回転起動装置２４は、舶用ディーゼルエンジン１０の起動時に、各々の開閉弁２６を開閉制御することで、作動気体供給源２５の作動気体を作動気体供給管Ｌ５からシリンダ部１３に供給・供給停止を繰り返す。これにより、シリンダ部１３の内部に燃料を噴射することなく、シリンダ部１３に設けられた図示しないピストンを作動させ、クロスヘッドを介してクランク軸を回転開始（駆動開始）させることができる。
【０１００】
排気タービン過給機１２は、コンプレッサ（圧縮機）２１とタービン２２が回転軸２３を介して同軸上に連結されて構成されており、コンプレッサ２１とタービン２２は、回転軸２３により一体回転することができる。コンプレッサ２１は、外部から吸気する吸気管Ｌ３が連結されると共に、吸気マニホールド１５に至る吸気管Ｌ１が連結されている。タービン２２は、排気マニホールド１７に至る排気管Ｌ２が連結されると共に、外部に排気する排気管Ｌ４が連結されている。
【０１０１】
そのため、タービン２２は、排気マニホールド１７から排気管Ｌ２を通して導かれた排ガス（燃焼ガス）によって駆動し、コンプレッサ２１を駆動した後、排ガスを排気管Ｌ４から外部に排出する。一方、コンプレッサ２１は、タービン２２により駆動し、吸気管Ｌ３から吸気した空気等の気体を圧縮した後、圧縮した空気などの気体を燃焼用気体として吸気管Ｌ１から吸気マニホールド１５に圧送する。
【０１０２】
排気タービン過給機１２は、ハイブリッド過給機であって、コンプレッサ２１及びタービン２２の回転軸２３と同軸上の回転軸３１を介して電動発電機（電動機）３２が連結されている。電動発電機３２は、図示しないが、回転軸３１に固定されるロータと、ケーシングに固定されてロータの周囲に配置されるステータにより構成される。この電動発電機３２は、排ガスにより駆動されることで発電する発電機能を有すると共に、コンプレッサ２１及びタービン２２を駆動回転する電動機能を有している。
【０１０３】
排気タービン過給機１２は、電力変換装置３３を備えている。電力変換装置３３は、第１電力変換部３４と、蓄電部３５と、第２電力変換部３６とを備えている。第１電力変換部３４は、電動発電機３２に接続され、電動発電機３２の回生動作時に、電動発電機３２が発電した交流電力を直流電力に変換して出力する。第２電力変換部３６は、船内電力系統３７に接続され、電動発電機３２の回生動作時に、第１電力変換部３４からの直流電力を船内電力系統３７に適した三相交流電力に変換して船内電力系統３７に出力する。蓄電部３５は、第１電力変換部３４と第２電力変換部３６との間に接続され、第１電力変換部３４からの直流電力を所定量だけ蓄電する。蓄電部３５は、第２電力変換部３６に出力される電力を平滑化するために設けられ、電動発電機３２の回生動作開始時に蓄電した電力を第２電力変換部３６に出力する。回生動作開始後に第２電力変換部３６に出力される電力は、第１電力変換部３４を介して電動発電機３２から出力される。
【０１０４】
また、第２電力変換部３６は、電動発電機３２の力行動作時に、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して第１電力変換部３４に出力する。第１電力変換部３４は、電動発電機３２の力行動作時に、第２電力変換部３６からの直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２に出力する。蓄電部３５は、第２電力変換部３６からの直流電力を所定量だけ蓄電する。蓄電部３５は、第１電力変換部３４に出力される電力を平滑化するために設けられ、電動発電機３２の力行動作開始時に蓄電した電力を第１電力変換部３４に出力する。力行動作開始後に第１電力変換部３４に出力される電力は、第２電力変換部３６を介して船内電力系統３７から出力される。
【０１０５】
ここで、電力変換装置３３の構成は、詳細に説明しないが、例えば、第１電力変換部３４は、コンバータ、蓄電部３５は、コンデンサ、第２電力変換部３６は、インバータである。
【０１０６】
補助ブロワ４１は、ブロワ用インペラ４２とブロワ用電動機（モータ）４３とから構成される。補助ブロワ４１は、舶用ディーゼルエンジン１０の起動時に駆動されることで、吸気管Ｌ３からコンプレッサを経由して吸気した空気等の気体を圧縮した後、圧縮した空気等の気体を燃焼用気体 として吸気管Ｌ６から吸気管Ｌ１を経由した吸気マニホールド１５に圧送する。なお、吸気管Ｌ１と並列に吸気管Ｌ６を設け、この吸気管Ｌ６に補助ブロワ４１（ブロワ用インペラ４２）を設けたが、吸気管Ｌ１と並列に吸気管Ｌ６は、並列に設ける必要はなく、吸気管Ｌ６を設けることなく、吸気管Ｌ１のみを設け、吸気管Ｌ１に補助ブロワ４１を設けてもよい。
【０１０７】
制御装置３８は、電動発電機３２を制御する第１制御装置３８ａと、ディーゼルエンジン本体１１を制御する第２制御装置３８ｂとを備えている。
【０１０８】
第１制御装置３８ａは、第１電力変換部３４と第２電力変換部３６を制御することで、電動発電機３２を制御することができる。即ち、第１制御装置３８ａは、電動発電機３２の駆動状態（回生動作状態、または、力行動作状態）に応じて第１電力変換部３４と第２電力変換部３６の機能を制御する。
【０１０９】
第２制御装置３８ｂは、ディーゼルエンジン本体１１におけるインジェクタ（燃料供給装置）１８とエンジン回転起動装置２４と補助ブロワ４１とを駆動制御することができる。また、第２制御装置３８ｂは、各インジェクタ１８を駆動制御して燃料噴射時期や燃料噴射量を制御する。更に、第２制御装置３８ｂは、エンジン回転起動装置２４を構成する開閉弁２６を開閉制御してシリンダ１３への作動気体供給時期や作動気体供給量を制御する。
【０１１０】
第５実施形態の内燃機関の起動装置において、制御装置３８は、モータリング起動準備信号１０１が入力されると、補助ブロワ４１を作動して吸気マニホールド１５を介してシリンダ部１３に燃焼用気体を圧送する。制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、開閉弁２６を開放・開放停止を繰り返してディーゼルエンジン本体１１に作動気体を供給してエアランを開始することで、エンジン回転数を上昇させると共に、タービン回転数を上昇させる。制御装置３８は、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達すると、各インジェクタ１８を駆動してシリンダ部１３に燃料を供給する。そして、制御装置３８は、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達すると、第２電力変換部３６を制御することで、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電し、待機電圧に到達すると、第１電力変換部３４を制御することで、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始（キャッチスピン）し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力し、タービン回転数を上昇させる。すると、舶用ディーゼルエンジン１０が起動する。
【０１１１】
ここで、第５実施形態の内燃機関の起動装置を用いた起動方法について、フローチャートとタイムチャートを用いて詳細に説明する。
【０１１２】
第５実施形態の内燃機関の起動方法において、図１０及び図１１に示すように、ステップＳ４１にて、制御装置３８は、モータリング起動準備信号１０１が入力されたかどうかを判定する。ここで、モータリング起動準備信号１０１が入力していないと判定（Ｎｏ）されると、このまま待機する。一方、モータリング起動準備信号１０１が入力したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ４２にて、補助ブロワ４１を起動する。ステップＳ４３にて、制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されたかどうかを判定する。ここで、エンジン回転起動開始信号１０２が入力していないと判定（Ｎｏ）されると、このまま待機する。一方、エンジン回転起動開始信号１０２が入力したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ４４にて、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返してディーゼルエンジン本体１１に作動気体を供給することで、エアランを実行してエンジン回転数を上昇させる。
【０１１３】
ステップＳ４５にて、制御装置３８は、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達したかどうかを判定する。ここで、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、エアランを継続する。一方、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ４６にて、制御装置３８は、各インジェクタ１８を駆動し、ディーゼルエンジン本体１１のシリンダ部１３内（燃焼室）に燃料を噴射する。
【０１１４】
ステップＳ４７にて、制御装置３８は、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達したかどうかを判定する。ここで、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、タービン回転数を更に上昇させる。そして、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ４８にて、制御装置３８は、第２電力変換部３６を制御することで、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電、つまり、プリチャージを開始する。
【０１１５】
そして、ステップＳ４９にて、制御装置３８は、蓄電部３５のＤＣバス電圧を検出しており、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に到達したかどうかを判定する。ここで、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、プリチャージを継続する。一方、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ＤＣバス電圧を待機電圧に維持する。そして、ステップＳ５０にて、制御装置３８は、第１電力変換部３４を制御することで、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力し、モータリングを開始する。即ち、電動発電機３２により、排気タービン過給機１２のコンプレッサ２１及びタービン２２を駆動回転し、タービン回転数を上昇させる。
【０１１６】
ステップＳ５１にて、制御装置３８は、タービン回転数がタービン規定回転数（例えば、３０００ｒｐｍ）に到達したかどうかを判定する。ここで、タービン回転数がタービン規定回転数に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、タービン回転数を更に上昇させる。そして、タービン回転数がタービン規定回転数に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ５２にて、制御装置３８は、補助ブロワ４１を停止する。すると、舶用ディーゼルエンジン１０は、エンジン回転数が規定回転数以上に上昇して起動することができる。
【０１１７】
また、第５実施形態の内燃機関の起動装置の作動タイミングについて説明する。図１０及び図１２に示すように、時間ｔ４１にて、モータリング起動準備信号１０１が入力されると、補助ブロア４１が起動する。時間ｔ４２にて、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返してエアランを実行することで、エンジン回転数が上昇する。時間ｔ４３にて、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達すると、インジェクタ１８が駆動し、シリンダ部１３内（燃焼室）に燃料を噴射する。
【０１１８】
すると、舶用ディーゼルエンジン１０は、シリンダ部１３内（燃焼室）で燃焼を開始し、エンジン回転数が上昇する。時間ｔ４４にて、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達すると、第２電力変換部３６が船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電することで、プリチャージが開始され、蓄電部３５のＤＣバス電圧が上昇する。そして、時間ｔ４５にて、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧になると、ＤＣバス電圧が待機電圧に維持され、同時に、第１電力変換部３４が蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力することでモータリングが開始され、排気タービン過給機１２のタービン回転数が上昇する。そして、時間ｔ４６にて、タービン回転数がタービン規定回転数に到達すると、補助ブロワ４１が停止する。すると、舶用ディーゼルエンジン１０は、エンジン回転数が規定回転数まで上昇して起動する。
【０１１９】
このように第５実施形態の内燃機関の起動装置にあっては、制御装置３８は、モータリング起動準備信号１０１が入力されると、補助ブロワ４１を作動してシリンダ部１３に作動気体を圧送し、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返してシリンダ部１３に作動気体を供給することでエンジン回転数を上昇させ、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達すると、各インジェクタ１８を駆動してシリンダ部１３に燃料を供給し、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達すると、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電し、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力し、タービン回転数を上昇させる。
【０１２０】
従って、補助ブロワ４１を使用してシリンダ部１３に供給する燃焼用気体の量を確保すると共に、排気タービン過給機１２を駆動するための電動発電機３２を用いて舶用ディーゼルエンジン１０を起動することで、舶用ディーゼルエンジン１０の起動性を向上することができる。
【０１２１】
［第６実施形態］
図１３は、第６実施形態の内燃機関の起動方法を表すフローチャート、図１４は、内燃機関の起動方法を表すタイムフローチャートである。なお、本実施形態の内燃機関の起動装置の基本的な構成は、上述した第５実施形態とほぼ同様の構成であり、図１０を用いて説明すると共に、上述した第５実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１２２】
第６実施形態の内燃機関の起動装置において、図１０に示すように、制御装置３８は、モータリング起動準備信号１０１が入力されると、第２電力変換部３６を制御することで、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電し、待機電圧に維持させる。また、制御装置３８は、補助ブロワ４１を作動してシリンダ部１３に作動気体を圧送する。制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返してディーゼルエンジン本体１１に燃焼用気体を供給してエアランを開始することで、エンジン回転数を上昇させると共に、タービン回転数を上昇させる。制御装置３８は、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達すると、各インジェクタ１８を駆動してシリンダ部１３に燃料を供給する。そして、制御装置３８は、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達すると、第１電力変換部３４を制御することで、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始（キャッチスピン）し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力し、タービン回転数を上昇させる。すると、舶用ディーゼルエンジン１０が起動する。
【０１２３】
ここで、第６実施形態の内燃機関の起動装置を用いた起動方法について、フローチャートとタイムチャートを用いて詳細に説明する。
【０１２４】
第６実施形態の内燃機関の起動方法において、図１０及び図１３に示すように、ステップＳ６１にて、制御装置３８は、モータリング起動準備信号１０１が入力されたかどうかを判定する。ここで、モータリング起動準備信号１０１が入力していないと判定（Ｎｏ）されると、このまま待機する。一方、モータリング起動準備信号１０１が入力したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ６２にて、補助ブロワ４１を起動する。ステップＳ６３にて、制御装置３８は、第２電力変換部３６を制御することで、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電、つまり、プリチャージを開始する。
【０１２５】
そして、ステップＳ６４にて、制御装置３８は、蓄電部３５のＤＣバス電圧を検出しており、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に到達したかどうかを判定する。ここで、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、プリチャージを継続する。一方、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ＤＣバス電圧を待機電圧に維持する。
【０１２６】
ステップＳ６５にて、制御装置３８は、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されたかどうかを判定する。ここで、エンジン回転起動開始信号１０２が入力していないと判定（Ｎｏ）されると、このまま待機する。一方、エンジン回転起動開始信号１０２が入力したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ６６にて、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返してディーゼルエンジン本体１１に作動気体を供給することで、エアランを実行してエンジン回転数を上昇させる。
【０１２７】
ステップＳ６７にて、制御装置３８は、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達したかどうかを判定する。ここで、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、エアランを継続する。一方、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ６８にて、制御装置３８は、各インジェクタ１８を駆動し、ディーゼルエンジン本体１１のシリンダ部１３内（燃焼室）に燃料を噴射する。
【０１２８】
ステップＳ６９にて、制御装置３８は、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達したかどうかを判定する。ここで、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、タービン回転数を更に上昇させる。そして、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ７０にて、制御装置３８は、第１電力変換部３４を制御することで、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力し、モータリングを開始する。即ち、電動発電機３２により、排気タービン過給機１２のコンプレッサ２１及びタービン２２を駆動回転し、タービン回転数を上昇させる。
【０１２９】
ステップＳ７１にて、制御装置３８は、タービン回転数がタービン規定回転数（例えば、３０００ｒｐｍ）に到達したかどうかを判定する。ここで、タービン回転数がタービン規定回転数に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、タービン回転数を更に上昇させる。そして、タービン回転数がタービン規定回転数に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ７２にて、制御装置３８は、補助ブロワ４１を停止する。すると、舶用ディーゼルエンジン１０は、エンジン回転数が規定回転数以上に上昇して起動することができる。
【０１３０】
また、第６実施形態の内燃機関の起動装置の作動タイミングについて説明する。図１０及び図１４に示すように、時間ｔ６１にて、モータリング起動準備信号１０１が入力されると、第２電力変換部３６が船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電することで、プリチャージが開始され、蓄電部３５のＤＣバス電圧が上昇する。また、このとき、補助ブロワ４１を起動する。そして、時間ｔ６２にて、蓄電部３５のＤＣバス電圧が待機電圧になると、ＤＣバス電圧が待機電圧に維持される。時間ｔ６３にて、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返してエアランを実行することで、エンジン回転数が上昇する。時間ｔ６４にて、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達すると、インジェクタ１８が駆動し、シリンダ部１３内（燃焼室）に燃料を噴射する。
【０１３１】
すると、舶用ディーゼルエンジン１０は、シリンダ部１３内（燃焼室）で燃焼を開始し、エンジン回転数が上昇する。時間ｔ６５にて、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達すると、第１電力変換部３４が蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力することでモータリングが開始され、排気タービン過給機１２のタービン回転数が上昇する。そして、時間ｔ６６にて、タービン回転数がタービン規定回転数に到達すると、補助ブロワ４１が停止する。すると、舶用ディーゼルエンジン１０は、エンジン回転数が規定回転数まで上昇して起動する。
【０１３２】
このように第６実施形態の内燃機関の起動装置にあっては、制御装置３８は、モータリング起動準備信号１０１が入力されると、船内電力系統３７からの三相交流電力を直流電力に変換して蓄電部３５に蓄電して待機電圧に維持すると共に補助ブロワ４１を作動してシリンダ部１３に作動気体を圧送し、エンジン回転起動開始信号１０２が入力されると、開閉弁２６の開放・開放停止を繰り返してシリンダ部１３に作動気体を供給することでエンジン回転数を上昇させ、エンジン回転数が燃料供給開始回転数に到達すると、各インジェクタ１８を駆動してシリンダ部１３に燃料を供給し、タービン回転数がモータリング開始回転数に到達すると、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動開始し、船内電力系統３７からの電力を電動発電機３２に出力し、タービン回転数を上昇させる。
【０１３３】
従って、補助ブロワ４１を使用してシリンダ１３に供給する燃焼用気体の量を確保すると共に、排気タービン過給機１２を駆動するための電動発電機３２を用いて舶用ディーゼルエンジン１０を起動することで、舶用ディーゼルエンジン１０の起動性を向上することができる。
【０１３４】
なお、上述した実施形態では、本発明の過給機としての排気タービン過給機１２をハイブリッド過給機とし、本発明の電動機を電動発電機３２としたが、この構成に限定されるものではない。例えば、電動発電機３２を単なる電動機（モータ）とし、この電動機に蓄電部としてのバッテリを接続してもよい。
【０１３５】
また、上述した第３〜第６実施形態では、制御装置３８が第１電力変換部３４を制御することで、蓄電部３５の直流電力を交流電力に変換して電動発電機３２を駆動するキャッチスピンを実行したが、例えば、電動発電機３２にエンコーダなどの回転位置検出センサを設けてもよく、この場合、電動発電機３２の起動タイミングを高精度に行うことができる。
【０１３６】
また、上述した各実施形態では、エンジン回転起動装置２４を作動気体供給源２５、開閉弁２６、作動気体供給管Ｌ５により構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、エンジン回転起動装置２４を電動機とし、この電動機を内燃機関のクランク軸に接続し、電動機によりクランク軸を強制的に駆動回転してもよい。
【符号の説明】
【０１３７】
１０  舶用ディーゼルエンジン（内燃機関）
１１  ディーゼルエンジン本体
１２  排気タービン過給機（過給機）
１３  シリンダ部
１８  インジェクタ（燃料供給装置）
２１  コンプレッサ（圧縮機）
２２  タービン
２４  エンジン回転起動装置（内燃機関回転起動装置）
２５  作動気体供給源
２６  開閉弁
３２  電動発電機（電動機）
３３  電力変換装置
３４  第１電力変換部
３５  蓄電部
３６  第２電力変換部
３７  船内電力系統
３８  制御装置
４１  補助ブロワ
Ｌ１，Ｌ３  吸気管
Ｌ２，Ｌ４  排気管
Ｌ５  作動気体供給管
【図１】
2016125423.tif 000003
【図２】
2016125423.tif 000004
【図３】
2016125423.tif 000005
【図４】
2016125423.tif 000006
【図５】
2016125423.tif 000007
【図６】
2016125423.tif 000008
【図７】
2016125423.tif 000009
【図８】
2016125423.tif 000010
【図９】
2016125423.tif 000011
【図１０】
2016125423.tif 000012
【図１１】
2016125423.tif 000013
【図１２】
2016125423.tif 000014
【図１３】
2016125423.tif 000015
【図１４】
2016125423.tif 000016