(57)【要約】      （修正有）【課題】船舶航行の駆動源のエネルギー効率を高める。【解決手段】プロペラ１２の回転数と出力軸１１のトルクとを検出してトルク係数を算出し、トルク係数特性データによりトルク係数に対応する前進係数を算出する。前進係数と回転数に基づいてプロペラ流入速度を算出する。出力軸１１の回転数とプロペラ流入速度により求められた実際のプロペラ効率と設定プロペラ効率とを比較して実際のプロペラ流入速度のもとで、設定プロペラ効率に対応した出力軸１１の目標回転数を算出する。目標回転数に出力軸１１の回転数が制御される。【選択図】図１
2010285089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶を推進するプロペラを回転駆動する駆動源の出力軸の回転数を制御する船舶の推進制御装置であって、
前記出力軸の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記プロペラへの流場の水の流入速度であるプロペラ流入速度を算出する流入速度算出手段と、
前記プロペラの単独効率特性のデータが格納されるプロペラ効率特性データ格納手段と、
前記出力軸の回転数および前記プロペラ流入速度により求められた実際のプロペラ効率と設定プロペラ効率とを比較して前記プロペラ流入速度のもとで前記設定プロペラ効率に対応した前記出力軸の目標回転数を算出する回転数算出手段と、
前記回転数算出手段により算出された目標回転数に前記駆動源の前記出力軸の回転数を制御する回転数制御手段とを有することを特徴とする船舶の推進制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の船舶の推進制御装置において、
前記出力軸の軸トルクを検出するトルク検出手段と、
前記軸トルクと前記回転数とに基づいてトルク係数を算出するトルク係数算出手段と、
前記プロペラ流入速度および前記回転数により求められる前進係数に対する前記トルク係数特性データが格納されるトルク係数特性データ格納手段と、
前記トルク係数算出手段により求められるトルク係数と前記トルク係数特性データとに基づいて前進係数を算出する前進係数算出手段と、
前記前進係数と前記出力軸の回転数に基づいてプロペラ流入速度を算出するプロペラ流入速度算出手段とを有することを特徴とする船舶の推進制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の船舶の推進制御装置において、
前記出力軸に軸方向に加わるスラストを検出するスラスト検出手段と、
前記スラストと前記回転数とに基づいてスラスト係数を算出するスラスト係数算出手段と、
前記プロペラ流入速度および前記回転数により求められる前進係数に対する前記スラスト係数データが格納されるスラスト係数特性データ格納手段と、
前記スラスト係数算出手段により求められるスラスト係数と前記スラスト係数特性データとに基づいて前進係数を算出する前進係数算出手段と、
前記前進係数と前記出力軸の回転数に基づいてプロペラ流入速度を算出するプロペラ流入速度算出手段とを有することを特徴とする船舶の推進制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の船舶の推進制御装置において、前記出力軸の回転数の基準回転数を入力する回転数入力手段を有し、前記出力軸の回転数が前記基準回転数に対して所定の偏差を超えたときには、前記出力軸の回転数を前記基準回転数に設定することを特徴とする船舶の推進制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶推進用のプロペラの回転数をプロペラに加わる外乱に応じて制御するようにした船舶の推進制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロペラの推力により水上を航行する船舶の動力源としては、内燃機関や電動モータが使用されている。プロペラの回転数は、航行状況に応じた所定の回転数となるように、乗員により設定されている。航行時に波浪や潮流の変化によってプロペラに外乱が加わり、プロペラの回転数が変動すると、設定された回転数となるように駆動源の回転数は推進制御装置により自動的に制御される。例えば、内燃機関を駆動源とする船舶用の推進装置においては、内燃機関への燃料供給量をガバナーにより制御することにより、内燃機関の出力軸の回転数を一定に制御するようにしている。
【０００３】
特許文献１には、内燃機関の出力軸の実回転数と指令回転数との偏差に応じて内燃機関に対して供給される燃料供給量を制御するようにした舶用電子ガバナーの負荷変動制御器が記載されている。この制御器においては、外乱により出力軸の回転数の変動が予測されたときには回転数のフィードバック制御のＰＩＤパラメータを変更するようにしている。また、特許文献２には、船舶用の内燃機関の出力軸の実回転数と指令回転数との偏差に応じて内燃機関への燃料供給量を制御するようした回転数制御装置において、内燃機関の実回転数として平均回転数を演算するようにしたものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２００１３１号公報
【特許文献２】特開平７−２７９７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来は、上述のように、船舶航行時の内燃機関の出力軸の回転数を、船舶航行速度に応じたプロペラ回転数となるように設定するようにしており、潮流や波動によりプロペラに外乱が加わって出力軸の回転数が変動した場合には、設定回転数となるように出力軸の回転数を制御するようにしている。プロペラは船舶航行時の出力軸の回転数が計画回転数の場合に、プロペラ効率が最適値となるように設定されるため、外乱によりプロペラ回転数が変動すると、プロペラ回転数はプロペラ効率が最適値から離れた回転数で駆動されることになる。
【０００６】
波動によってプロペラに絶えず外乱が加わった状態で船舶が航行する場合には、従来のように、出力軸の回転数が常に一定となるように制御すると、プロペラ効率が低い状態で航行されることになり、内燃機関を駆動源とする場合には燃費を低減することができず、船舶航行のエネルギー効率が低下することになる。駆動源として電動モータを使用する場合にも、船舶航行のエネルギー効率が低下することになる。
【０００７】
本発明の目的は、船舶航行の駆動源のエネルギー効率を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の船舶の推進制御装置は、船舶を推進するプロペラを回転駆動する駆動源の出力軸の回転数を制御する船舶の推進制御装置であって、前記出力軸の回転数を検出する回転数検出手段と、前記プロペラへの流場の水の流入速度であるプロペラ流入速度を算出する流入速度算出手段と、前記プロペラの単独効率特性のデータが格納されるプロペラ効率特性データ格納手段と、前記出力軸の回転数および前記プロペラ流入速度により求められた実際のプロペラ効率と設定プロペラ効率とを比較して前記プロペラ流入速度のもとで前記設定プロペラ効率に対応した前記出力軸の目標回転数を算出する回転数算出手段と、前記回転数算出手段により算出された目標回転数に前記駆動源の前記出力軸の回転数を制御する回転数制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の船舶の推進制御装置は、前記出力軸の軸トルクを検出するトルク検出手段と、前記軸トルクと前記回転数とに基づいてトルク係数を算出するトルク係数算出手段と、前記プロペラ流入速度および前記回転数により求められる前進係数に対する前記トルク係数特性データが格納されるトルク係数特性データ格納手段と、前記トルク係数算出手段により求められるトルク係数と前記トルク係数特性データとに基づいて前進係数を算出する前進係数算出手段と、前記前進係数と前記出力軸の回転数に基づいてプロペラ流入速度を算出するプロペラ流入速度算出手段とを有することを特徴とする。本発明の船舶の推進制御装置は、前記出力軸に軸方向に加わるスラストを検出するスラスト検出手段と、前記スラストと前記回転数とに基づいてスラスト係数を算出するスラスト係数算出手段と、前記プロペラ流入速度および前記回転数により求められる前進係数に対する前記スラスト係数データが格納されるスラスト係数特性データ格納手段と、前記スラスト係数算出手段により求められるスラスト係数と前記スラスト係数特性データとに基づいて前進係数を算出する前進係数算出手段と、前記前進係数と前記出力軸の回転数に基づいてプロペラ流入速度を算出するプロペラ流入速度算出手段とを有することを特徴とする。本発明の船舶の推進制御装置は、前記出力軸の回転数の基準回転数を入力する回転数入力手段を有し、前記出力軸の回転数が前記基準回転数に対して所定の偏差を超えたときには、前記出力軸の回転数を前記基準回転数に設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プロペラに向かう流場のプロペラ流入速度に応じて、プロペラ効率が設定効率となるようにプロペラの回転数を制御するので、プロペラ効率を高効率に維持することができると同時に、プロペラを駆動するための駆動源として内燃機関を用いる場合には回転数の安定化によりエネルギー効率を高めることができる。双方の効果によりエネルギー効率の高い運転が可能となる。プロペラ流入速度は、流速測定器により直接求める方式と、トルク係数に基づいて前進係数を求めて前進係数と回転数とにより算出する方式と、スラスト係数に基づいて前進係数を求めて前進係数と回転数とにより算出する方式とのいずれでも求められる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態である船舶の推進制御装置を示すブロック図である。
【図２】プロペラ面への流場の水の平均速度であるプロペラ流入速度と、プロペラの平均回転速度との関係を示す速度線図である。
【図３】プロペラの前進係数とトルク係数との関係を示すトルク係数特性を示す特性線図である。
【図４】プロペラの前進係数とプロペラ単独効率との関係を示すプロペラ効率特性を示す特性線図である。
【図５】船舶の推進制御装置における制御アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施の形態である船舶の推進制御装置を示すブロック図である。
【図７】プロペラの前進係数とスラスト係数との関係を示すスラスト係数特性を示す特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示されるように、船舶に搭載される駆動源１０としての主機つまり内燃機関の出力軸１１はプロペラ１２に連結されるようになっている。プロペラ１２は駆動源１０により回転駆動され、船舶はプロペラ１２の回転により推力を受けて航行することになる。出力軸１１の回転数を検出するための回転数検出手段としての回転数検出器１３と、出力軸１１の軸トルクを検出するトルク検出手段としての軸トルク検出器１４とが船舶に設けられている。
【００１３】
回転数検出器１３としては、出力軸１１の外周面に円周方向にスポット的に１つ設けられた反射部材１５に対して光を照射する発光素子と、反射部材１５からの反射光を受光する受光素子とを有する形態のものが使用され、出力軸１１の１回転当たりの速度から出力軸１１の毎秒当たりの回転数ｎ（rps）が検出される。ただし、出力軸１１の外周部に光りを遮る突起を設けたり、光を通す孔部や溝部を有する透過光部を設けたりする場合には、回転数検出器１３には出力軸１１に対して平行に光を照射する発光素子と受光素子とが設けられることになる。さらに、回転数検出器１３としては、出力軸１１の外周面に設けられたマグネットの磁気に感応する磁気センサを有する形態のものを使用することができる。また、駆動源としての内燃機関のクランク軸の回転数を検出するクランク角センサからの信号に基づいて出力軸１１の回転数を検出するようにしても良い。
【００１４】
軸トルク検出器１４としては、出力軸１１に設けられた歪みゲージ１６からの無線信号を受信して軸トルクＱを求めるようにした形態のものが使用される。ただし、光学式の軸トルク測定器などの他の形態のものを使用するようにしても良い。動力源として内燃機関が使用される場合には、内燃機関はピストン毎の燃焼時の衝撃やプロペラ毎の流体変動により出力軸１１が振動するので、軸トルクは出力軸１１が１回転する間に変動することになるが、これらに起因したピーク値を出力軸１１の１回転周期毎のトルク値を平均化することによってキャンセルすることができる。いずれの形態の軸トルク検出器１４が使用されても、出力軸１１が１回転毎に１回転するまでに送られたトルク値を平均化するフィルタ部が軸トルク検出器１４に設けられている。
【００１５】
推進制御装置は船舶航行時にプロペラ１２を一定の回転数で駆動する一定回転数制御モードと回転数をプロペラ効率に応じて回転数を変化させる回転数変更制御モードとを有している。出力軸１１の回転数は、駆動源１０に回転数制御部１７から制御信号を送ることにより制御されるようになっており、駆動源１０として内燃機関が使用される場合には、回転数制御部１７からの信号により燃料噴射量が制御される。一方、駆動源１０として電動モータが使用される場合には、インバータを有するモータ回転数制御装置に回転数制御部１７からの信号が送られることになる。
【００１６】
船舶の操縦室には回転数入力手段としての操縦ハンドル１８と、制御モード設定手段としての制御モード切換ハンドル１９とが設けられている。出力軸１１を一定回転数制御モードで航行させるときには、操縦ハンドル１８を操作することにより出力軸１１の回転数が乗員により設定される。一方、乗員が制御モード切換ハンドル１９を操作することにより、一定回転数制御モードと回転数変更制御モードとの何れかに切り換えられる。
【００１７】
一定回転数制御モードが設定されたときには、出力軸１１の回転数は、回転数検出器１３により検出された実際の回転数ｎ1と設定回転数つまり目標回転数ｎtとを比較して回転数ｎ1が目標回転数ｎtとなるように出力軸１１の回転数ｎがフィードバック制御される。これに対し、回転数変更モードが設定されると、プロペラ効率を基準としてプロペラ１２の回転数が制御される。
【００１８】
プロペラ１２は例えば４枚のプロペラ翼を有しており、図２に示すように、１枚のプロペラ面への流場の水の平均流速であるプロペラ流入速度をＶａとし、プロペラ平均速度をＶとすると、プロペラ流入速度Ｖａとプロペラ平均速度Ｖとの合成方向のアタック角度はθとなる。プロペラ１２の直径をＤとし、プロペラ１２の毎秒回転数をｎとすると、ＶａとｎＤの比は、プロペラ性能を示す指標としての前進係数Ｊとなる。つまり、前進係数Ｊは、以下の式により表される無次元値となる。
Ｊ＝Ｖａ／（ｎＤ）…(1)
【００１９】
プロペラ性能を示す他の指標としては、出力軸１１の軸トルクＱとプロペラ１２の回転数ｎとを変数とするトルク係数Ｋｑがある。トルク係数Ｋｑは以下の式により表される無次元値となり、出力軸１１の軸トルクＱと回転数ｎを検出することによりトルク係数Ｋｑを算出することができる。
Ｋｑ＝Ｑ／（ρｎ2Ｄ5）…(2)  ただし、この式(2)においてρは水の粘度を示す。
【００２０】
このトルク係数Ｋｑは、前進係数Ｊに対して、図３に示すトルク係数特性線図に示すように一定の対応関係がある。したがって、出力軸１１の実際の軸トルクＱ1と回転数ｎ1の値が求められれば、上記式(2)によりトルク係数Ｋｑ1が求められ、図３のトルク係数特性線図に示すようにトルク係数Ｋｑ1に対応する実際の前進係数Ｊ1が求められる。前進係数Ｊ1が求められると、前進係数Ｊ1と回転数ｎ1とに基づいて上記式(1)によりプロペラ流入速度Ｖａ1が求められる。
【００２１】
プロペラ流入速度Ｖａを変数とする前進係数Ｊと、プロペラ１２の単独効率ηとには、図４に示すプロペラ効率特性線図で示す対応関係がある。これにより、図４に示されるように、前進係数Ｊが求められると、その前進係数Ｊのときのプロペラ１２の単独効率ηが求められる。さらに、所定のプロペラ効率ηとなる前進係数Ｊの値は、図４に示すプロペラ効率特性線図に示されるように求められる。例えば、図４においては、プロペラ単独効率ηの最大効率をηａとし、最大効率ηａとなるときの前進係数Ｊの値をＪａとして示し、単独効率ηの最大効率範囲をηｂとし、最大効率範囲ηｂとなるときの前進係数Ｊの範囲をＪｂとして示されている。
【００２２】
したがって、プロペラ流入速度Ｖａ1が求められると、プロペラ１２を最大効率ηａで駆動する場合には、プロペラ流入速度Ｖａ1に対応する前進係数Ｊａの値に基づいて式(1)により出力軸１１の目標回転数ｎtを求めることができる。同様に、プロペラ１２を最大効率範囲ηｂの範囲で駆動する場合には、プロペラ流入速度Ｖａ1に対応する前進係数Ｊｂの範囲となる目標回転数ｎtの範囲を求めることができる。
【００２３】
回転数検出器１３の検出信号と軸トルク検出器１４の検出信号は、それぞれコントローラ２０に送られるようになっている。コントローラ２０は、制御信号を演算するマイクロプロセッサＭＰＵと、制御プログラム、演算式およびマップデータなどが格納されるＲＯＭと、一時的にデータを格納するＲＡＭ等を有している。図１においては、コントローラ２０の有する機能構成がブロックとして示されている。
【００２４】
コントローラ２０は、出力軸１１の回転数を制御する回転数制御部１７に対して回転数の指令値を算出する回転数算出部２１を有しており、上述した制御モード切換ハンドル１９の操作により出力軸１１を一定回転制御モードで航行させるときには、上述のように、回転数算出部２１により回転数ｎ1と目標回転数ｎtとを比較して回転数ｎ1が目標回転数ｎtとなるように出力軸１１の回転数がフィードバック制御される。
【００２５】
コントローラ２０は、回転数検出器１３と軸トルク検出器１４からの信号に基づいてトルク係数Ｋｑを算出するトルク係数算出部２２を有している。このトルク係数算出部２２により、プロペラ１２の回転数ｎ1に対応する信号と、軸トルクＱ1に対応する信号とに基づいて上記式(2)によりトルク係数Ｋｑ1の値が算出される。コントローラ２０には、図１に示すようにトルク係数特性データ格納部２３が設けられており、このトルク係数特性データ格納部２３には、図３に示すように、前進係数Ｊに対応するトルク係数Ｋｑの値つまりトルク係数特性のデータが格納されている。図３に示すトルク係数特性のデータは、マップデータの形態または演算式の形態として図１に示すトルク係数特性データ格納部２３に格納されている。
【００２６】
トルク係数算出部２２からは前進係数算出部２４に信号が送られるとともに、トルク係数特性データ格納部２３から信号が送られるようになっている。前進係数算出部２４は、トルク係数特性データを読み出してトルク係数算出部２２により算出されたトルク係数Ｋｑ1に基づいて前進係数Ｊ1を算出する。算出された前進係数Ｊ1の信号はプロペラ流入速度算出部２５に送られ、プロペラ流入速度算出部２５はトルク係数Ｋｑ1と回転数ｎ1とにより上記式(1)に基づいてプロペラ流入速度Ｖａ1を算出する。
【００２７】
コントローラ２０にはプロペラ効率特性データ格納部２６が設けられている。このプロペラ効率特性データ格納部２６には、図４に示すプロペラ効率特性線図に対応するデータがマップデータの形態または演算式の形態として格納されている。
【００２８】
回転数算出部２１には、プロペラ効率設定ハンドル２７からの入力信号が送られるようになっており、乗員はプロペラ効率設定ハンドル２７を操作することにより、回転数変更制御モードで出力軸１１を回転制御する際には、設定プロペラ効率ηの値が入力される。例えば、プロペラ１２を最大効率ηａで駆動する場合には、プロペラ効率設定ハンドル２７の操作により最大効率ηａが設定され、同様に、プロペラ１２を最大効率範囲ηｂの範囲で駆動する場合には、最大効率範囲ηｂが設定される。ただし、回転数変更制御モードのもとでは、例えば、プロペラ１２を最大効率ηａでのみ駆動するか、あるいは最大効率範囲ηｂの範囲でのみ駆動するのであれば、予め設定プロペラ効率をメモリに格納しておくようにすれば、プロペラ効率設定ハンドル２７は不要である。
【００２９】
回転数算出部２１は、設定プロペラ効率に対応した前進係数Ｊの値とプロペラ流入速度Ｖａ1とに基づいて式(1)により目標回転数ｎtを算出する。
【００３０】
算出された目標回転数ｎｔの値は回転数制御部１７に送られて、駆動源１０の出力軸１１の回転数が設定プロペラ効率ηに基づいて制御される。上述のように駆動源１０が内燃機関であれば、回転数制御部１７からの信号により燃料噴射量が制御される。一方、駆動源１０が電動モータであれば、回転数制御部１７からはモータ回転数制御装置に制御信号が送られる。
【００３１】
次に、図５に示すフローチャートを参照しつつ、船舶の推進制御装置における制御手順について説明する。
【００３２】
船舶が出港地を離れるときや寄港地に近づくときには、通常、出力軸１１は一定回転数制御モードで制御される。そのときの回転数は操縦ハンドル１８を乗員が操作することにより設定され、設定された回転数の信号は回転数算出部２１に指令信号として送られる。これにより、出力軸１１は一定回転数制御モードで制御される。船舶が定常航行状態となった場合等のように、回転数変更モードにより航行する場合には、乗員が制御モード切換ハンドル１９を操作することにより、制御モードが一定回転数制御モードから回転数変更制御モードつまり回転数制御モードに切り換えられる。制御モードが回転数制御モードに切り換えられたことがステップＳ１において判定されると、ステップＳ２において出力軸１１の軸トルクＱ1が検出され、ステップＳ３において出力軸１１の毎秒当たりの回転数ｎ1が検出される。軸トルクＱ1と回転数ｎ1とに基づいてトルク係数算出部２２は式(2)によりトルク係数Ｋｑ1を算出する（ステップＳ４）。次いで、ステップＳ５においては、トルク係数特性データを読み出してトルク係数Ｋｑ1に対応する前進係数Ｊ1を算出し、前進係数Ｊ1に基づいてステップＳ６においてプロペラ流入速度Ｖａ1を算出する。
【００３３】
次いで、ステップＳ７において、プロペラ１２が設定プロペラ効率となる目標前進係数Ｊtの値を算出し、ステップＳ８において、式(1)により目標前進係数Ｊtと、プロペラ流入速度Ｖａ1とに基づいて出力軸１１の目標回転数ｎtを算出する。これにより、ステップＳ９において、回転数算出部２１からは回転数制御部１７に対して目標回転数ｎtの信号が送られる。図５に示される回転数変更制御モードは、ステップＳ１０において制御終了が判定されるか、ステップＳ１において一定回転数制御モードに切り換えられるまで、所定の周期で実行される。
【００３４】
推進制御装置としては、回転数変更制御モードが実行されている際に、出力軸１１の回転数の基準回転数を入力する回転数入力手段としての操縦ハンドル１８の操作により定常航行時の基準となる一定回転数つまり基準回転数を入力するようにした形態がある。そのような形態においては、基準回転数と回転数変更制御モードにおいて算出された目標回転数ｎtとの差が所定の偏差Δｎを超えたときには、回転数変更制御モードから一定回転数制御モードに自動的に切り換えるようにする。これにより、回転数変更制御モードにおいて航行していたときに万一異常が発生してもそれを回避することができる。
【００３５】
図６は本発明の他の実施の形態である船舶の推進制御装置を示すブロック図であり、図７はプロペラの前進係数とスラスト係数との関係を示すスラスト係数特性を示す特性線図である。
【００３６】
上述した実施の形態においては、出力軸１１に加わる軸トルク値に基づいてプロペラ流入速度を算出するようにしているのに対して、図６に示す実施の形態においては、出力軸１１に軸方向に加わる負荷つまりスラストの値に基づいてプロペラ流入速度を算出するようにしている。
【００３７】
図７に示すように、プロペラ性能を示す他の指標としては、出力軸１１のスラストＴとプロペラ１２の回転数ｎとを変数とするスラスト係数ＫＴがある。スラスト係数ＫＴは以下の式により表される無次元値となり、出力軸１１のスラストＴと回転数ｎを検出することによりスラスト係数ＫＴを算出することができる。
ＫＴ＝Ｔ／（ρｎ2Ｄ４）…(3)
【００３８】
このスラスト係数ＫＴは、前進係数Ｊに対して、図７に示すスラスト係数特性線図に示すように、図３に示したトルク係数特性と同様に一定の対応関係がある。したがって、出力軸１１の実際のスラストＴ1と回転数ｎ1の値が求められれば、上記式(3)によりスラスト係数ＫＴ1が求められ、図７のスラスト係数特性線図に示すようにスラスト係数ＫＴ1に対応する実際の前進係数Ｊ1が求められる。前進係数Ｊ1が求められると、前進係数Ｊ1と回転数ｎ1とに基づいて上記式(1)によりプロペラ流入速度Ｖａ1が求められる。
【００３９】
図６に示されるように、出力軸１１に加わるスラストＴを検出するために、出力軸１１にはスラストセンサ３０が設けられている。スラストセンサ３０はそれぞれ出力軸１１の軸線方向に対して傾斜させて出力軸に貼り付けられた複数のストレインゲージ、あるいは軸線方向と円周方向に備えられたストレインゲージの計測値により演算する形態を有しており、検出信号は無線によりスラスト検出器３１に送られる。コントローラ２０には、スラスト係数算出部３２が設けられており、このスラスト係数算出部３２には、スラストＴ1と回転数ｎ1の信号が送られるようになっている。スラスト係数算出部３２は、スラストＴ1に対応する信号と回転数ｎ1に対応する信号とに基づいて上記式(3)によりスラスト係数ＫＴ1の値を算出する。
【００４０】
コントローラ２０には、図６に示すようにスラスト係数特性データ格納部３３が設けられており、このスラスト係数特性データ格納部３３には、図７に示すように、前進係数Ｊに対応するスラスト係数の値つまりスラスト係数特性データが格納されている。スラスト係数特性のデータは、マップデータの形態または演算式の形態としてスラスト係数特性データ格納部３３に格納されている。
【００４１】
前進係数算出部２４には、スラスト係数算出部３２とスラスト係数特性データ格納部３３とから信号が送られるようになっている。前進係数算出部２４は、スラスト係数特性データを読み出してスラスト係数算出部３２により算出されたスラスト係数ＫＴ1に基づいて前進係数Ｊ1を算出する。算出された前進係数Ｊ1の信号はプロペラ流入速度算出部２５に送られ、プロペラ流入速度算出部２５はスラスト係数ＫＴ1と回転数ｎ1とにより上記式(1)に基づいてプロペラ流入速度Ｖａ1を算出する。プロペラ流入速度が算出されると、上述した実施の形態と同様にして目標回転数ｎtが算出される。
【００４２】
上述したように、第１の実施の形態においては、プロペラ流入速度Ｖａ1を出力軸１１の軸トルクＱの値に基づいて検出するようにし、第２の実施の形態においては出力軸１１のスラストＴの値に基づいて検出するようにしている。軸トルクＱの値に基づいてプロペラ流入速度Ｖａ1を求める方式においては、出力軸１１の軸トルクＱ1と回転数ｎ1とによりトルク係数Ｋｑ1を算出し、トルク係数特性に基づいて前進係数Ｊ１を算出することにより、プロペラ流入速度Ｖａ1を算出するようにしている。一方、スラストＴの値に基づいてプロペラ流入速度Ｖａ1を求める方式においては、出力軸１１のスラストＴ1と回転数ｎ1とによりスラスト係数ＫＴ1を算出し、スラスト係数特性に基づいて前進係数Ｊ１を算出することにより、プロペラ流入速度Ｖａ1を算出するようにしている。
【００４３】
これに対し、プロペラ流入速度Ｖａ1を速度測定器により直接計測するようにしても良い。そのような形態においても、出力軸１１の回転数を検出するために回転数検出器１３が用いられ、回転数ｎ1とプロペラ流入速度Ｖａ1とにより前進係数を算出し、算出された前進係数に対するプロペラ効率特性に基づいて目標回転数ｎtを算出する。
【００４４】
軸トルクを検出してプロペラ流入速度を算出する形態と、スラストを検出してプロペラ流入速度を算出する形態と、速度測定器によりプロペラ流入速度を求める形態のいずれにおいても、プロペラに外乱が加わってプロペラ流入速度が変化しても、プロペラ１２を設定効率で作動させることができるので、駆動源のエネルギー効率を高めることができる。
【００４５】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０      駆動源
１１      出力軸
１２      プロペラ
１３      回転数検出器（回転数検出手段）
１４      軸トルク検出器（軸トルク検出手段）
１７      回転数制御部（回転数制御手段）
１８      操縦ハンドル（回転数入力手段）
１９      制御モード切換ハンドル（制御モード設定手段）
２０      コントローラ
２１      回転数算出部（回転数算出手段）
２２      トルク係数算出部（トルク係数算出手段）
２３      トルク係数特性データ格納部（トルク係数特性データ格納手段）
２４      前進係数算出部（前進係数算出手段）
２５      プロペラ流入速度算出部（プロペラ流入速度算出手段）
２６      プロペラ効率特性データ格納部（プロペラ効率特性データ格納手段）
２７      プロペラ効率設定ハンドル（プロペラ効率入力手段）
３０      スラストセンサ（スラスト検出手段）
３１      スラスト検出器（スラスト検出手段）
３２      スラスト係数算出部（スラスト係数算出手段）
３３      スラスト係数特性データ格納部（スラスト係数特性データ格納手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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