(57)【要約】【課題】  簡易な構成で、出力軸に指令値に対応した出力値を出力させるエンジン装置とそのためのエンジン出力制御方法を提供しようとする。【解決手段】  従来の第一エンジンと第二エンジンとの両方により駆動される出力軸に指令値に対応した出力値を出力させるエンジン出力制御方法にかわって、第一エンジンに第一出力指令値に対応した出力値を出力させようとする第一エンジン制御工程と、第二エンジンに第二出力指令値に対応した出力値を出力させようとする第二エンジン制御工程と、第二エンジンの出力値が無負荷出力からスタートして徐々に増大して出力設定値に達する様に時間の経過と共に変化する前記第二出力指令値を導出する第二出力指令値導出工程と、第一エンジンの出力値と第二エンジンの出力値とを合算すると出力設定値になる様に時間の経過と共に変化する前記第一出力指令値を導出する第一出力指令値導出工程と、を備えるものとした。【選択図】    図２
2006130952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一エンジンと第二エンジンとの両方により駆動される出力軸に指令値である出力設定指令値に対応した出力値である出力設定値を出力させるエンジン出力制御方法であって、
第一エンジンに指令値である第一出力指令値に対応した出力値を出力させようとする第一エンジン制御工程と、
第二エンジンに指令値である第二出力指令値に対応した出力値を出力させようとする第二エンジン制御工程と、
第二エンジンの出力値が無負荷出力からスタートして徐々に増大傾向を大きくしつつ増大して出力設定値に達する様に時間の経過と共に変化する前記第二出力指令値を導出する第二出力指令値導出工程と、
第一エンジンの出力値と第二エンジンの出力値とを合算すると出力設定値になる様に時間の経過と共に変化する前記第一出力指令値を導出する第一出力指令値導出工程と、
を備えることを特徴とするエンジン出力制御方法。
【請求項２】
前記第二出力指令値が無負荷出力に対応した指令値である無負荷出力指令値からスタートし予め設定された単位時間当たりの変化の程度に従って増大して出力設定指令値に達し、
前記単位時間当たりの変化の程度が前記第二出力指令値が大きくなるに従って大きくなる、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン出力制御方法。
【請求項３】
前記第一出力指令値が出力設定値から第二出力指令値に対応する出力値を減算して得られた出力値に対応する、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン出力制御方法。
【請求項４】
第二エンジンの回転数から第二エンジンの出力値である第二出力推測値を推測する第二エンジン出力推測工程を、
備え、
前記第一出力指令値が出力設定値から第二出力推測値を減算して得られた出力値に対応する、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン出力制御方法。
【請求項５】
エンジンに指令値である出力設定指令値に対応した出力値である出力設定値を出力させるエンジン出力制御方法であって、
エンジンに指令値である出力指令値に対応した出力値を出力させようとするエンジン制御工程と、
予め設定された単位時間当たりの変化の程度に従って増大して出力設定指令値に達する前記出力指令値を導出する出力指令値導出工程と、
前記単位時間当たりの変化の程度が前記出力指令値が大きくなるに従って大きくなる、
ことを特徴とするエンジン出力制御方法。
【請求項６】
前記単位時間当たりの変化の程度がサージ現象を発生させないで出力を増加できる程度を越えない、
ことを特徴とする請求項２または請求項５のうちのひとつに記載のエンジン出力制御方法。
【請求項７】
出力軸に指令値である出力設定指令値に対応した出力値である出力設定値を出力させるエンジン装置であって、
出力軸を駆動する第一エンジンと第二エンジンとを有する主機と、
第一エンジンに指令値である第一出力指令値に対応した出力値を出力させようとする第一エンジン制御機器と、
第二エンジンに指令値である第二出力指令値に対応した出力値を出力させようとする第二エンジン制御機器と、
第一エンジン制御機器に前記第一出力指令値を入力して第二エンジン制御機器に前記第二出力指令値を入力する機関制御監視記録装置と、
を備え,
出力軸を駆動するエンジンを第一エンジンから第二エンジンに切り替える際に、第二エンジンの出力値が無負荷出力からスタートして徐々に増大傾向を大きくしつつ増大して出力設定値に達する様に時間の経過と共に変化する前記第二出力指令値を導出し、第一エンジンの出力値と第二エンジンの出力値とを合算すると出力設定値になる様に時間の経過と共に変化する前記第一出力指令値を導出する、
ことを特徴とするエンジン装置。
【請求項８】
前記第二出力指令値が無負荷出力に対応した指令値である無負荷出力指令値からスタートし予め設定された単位時間当たりの変化の程度に従って増大して出力設定指令値に達し、
前記単位時間当たりの変化の程度が前記第二出力指令値が大きくなるに従って大きくなる、
ことを特徴とする請求項７に記載のエンジン装置。
【請求項９】
前記第一出力指令値が出力設定値から第二出力指令値に対応する出力値を減算して得られた出力値に対応する、
ことを特徴とする請求項７に記載のエンジン装置。
【請求項１０】
第二エンジンの回転数から第二エンジンの出力値である第二出力推測値を推測する第二エンジン出力推測機器を、
備え、
前記第一出力指令値が出力設定値から第二出力推測値を減算して得られた出力値に対応する、
ことを特徴とする請求項７に記載のエンジン装置。
【請求項１１】
エンジンに指令値である出力設定指令値に対応した出力値である出力設定値を出力させるエンジン装置であって、
エンジンに指令値である出力指令値に対応した出力値を出力させようとするエンジン制御機器と、
前記エンジン制御機器に前記出力指令値を入力する機関制御監視記録装置と、
を備え、
エンジンを出力アップをする際に、予め設定された単位時間当たりの変化の程度に従って増大して出力設定指令値に達する前記出力指令値を導出し、
前記単位時間当たりの変化の程度が前記出力指令値が大きくなるに従って大きくなる、
ことを特徴とするエンジン装置。
【請求項１２】
前記単位時間当たりの変化の程度がサージ現象を発生させないで出力を増加できる程度を越えない、
ことを特徴とする請求項８または請求項１１のうちのひとつに記載のエンジン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力軸に指令値に対応した出力値を出力させるエンジン装置とそのエンジン出力制御方法とに係る。特に、複数のエンジンにより出力軸を同時に駆動することのできる形式に好適なエンジン装置とそのエンジン出力制御方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
艦艇、商船等の船舶の推進装置には、タービンで駆動する形式のものがある。また、１軸の出力軸を複数のエンジンで駆動する形式のものがある。
例えば、２つのタービンエンジンにより１軸の出力軸をギア駆動するエンジン装置がある。
図９は、従来のエンジン装置の概略構成図である。
エンジン装置は、主機１０と第一エンジン制御機構２０ａと第二エンジン制御機構２０ｂと機関制御監視記録装置３０と操作装置４０とで構成される。
【０００３】
主機１０は、出力軸１１と減速装置１２と第一クラッチ１３ａと第二クラッチ１３ｂと第一エンジン１４ａと第二エンジン１４ｂと補機１５とで構成される。
出力軸１１は、水中に置かれたプロペラを回転駆動する。プロペラは、一般的に可変ピッチプロペラである。
減速装置１２は、１軸の出力軸と２軸の入力軸を備えた減速ギアである。入力軸に入力されたタービン回転数をプロペラ回転数に減速する。
第一クラッチ１３ａは、減速装置の入力軸のひとつに結合され、第一エンジンの駆動力を「かん」．「脱」することをできる。
第二クラッチ１３ｂは、減速装置の入力軸の他のひとつに結合され、第二エンジンの駆動力を「かん」．「脱」することをできる。
第一エンジン１４ａは、第一クラッチ１３ａを介して減速装置１２に連結するタービンエンジンである。
第二エンジン１４ｂは、第二クラッチ１３ｂを介して減速装置１２に連結するタービンエンジンである。
【０００４】
タービンエンジンは、コンプレッサＣと燃焼器Ｂと前段タービンＴ１と後段タービンＴ２とで構成される。コンプレッサＣは前段タービンＴ１により駆動される。燃焼器Ｂは、コンプレッサＣで圧縮された空気に燃料を吹き込み燃焼ガスを発生させる。燃焼ガスは、前段タービンＴ１と後段タービンＴ２とを通って膨張する。後段タービンＴ２の駆動軸が第一クラッチ１３ａまたは第二クラッチ１３ｂを介して減速装置１２に連結する。前段タービンＴ１の駆動回転数と後段タービンＴ２の駆動回転数には差が生じる。
補機１５は、潤滑油ポンプや燃料ポンプや電動潤滑油ポンプや電動燃料ポンプである。潤滑油ポンプと燃料ポンプは、減速装置に設けられ、主機の出力の一部で駆動される。電動潤滑油ポンプと電動燃料ポンプは、電気駆動の潤滑油ポンプと燃料ポンプである。出力軸の回転数が定格値から落ち込んで、潤滑油ポンプと燃料ポンプの吐出量が不足した際に、電動潤滑油ポンプと電動燃料ポンプが起動し、不足した吐出量を補う。
【０００５】
第一エンジン制御機構２０ａは、第一エンジンに指令値に対応した出力値を出力させようとする機構であり、一般にガバナーと燃料供給機器である。
第二エンジン制御機構２０ｂは、第二エンジンに指令値に対応した出力値を出力させようとする機構であり、一般にガバナーと燃料供給機器である。
ガバナーは、指令値を受け取ると、予め設定された指令値−回転数変換スケジュールにしたがい対応する指令回転数を決定し、前段タービンとコンプレッサの回転数が指令回転数になるようにフィードバック制御により燃料の供給量を調整する。
燃料供給機器は、ガバナーの指令に従って、燃料をタービンエンジンの燃焼器に供給する。
一般に、タービンは、その回転数に応じて適正な量の燃料を供給する必要が有り、適正な値を越えた量の燃料を供給するとサージ現象を生ずる。従って、通常、燃料供給機器は、燃料のリミッターを備えている。従って、増大傾向の大きな指令値をガバナーに入力すると、ガバナーがその指令値に対応した量の燃料を燃料供給機器に指示しても、燃料リミッターが作動し、回転数の増大傾向が押さえられる。出力値が小さいときに、この傾向が大きくなる。
【０００６】
機関制御監視記録装置３０は、操作員の操作指令に基づいて第一エンジン制御機構と第二エンジン制御機構とに各々の指令値を与える装置である。
機関制御監視記録装置３０は、主な制御手順を制御ソフトウエアの形式で記憶し、その制御ソフトウエアがＣＰＵに制御手順を実行させて、指令値を導出し、エンジン制御装置へ供給する。
【０００７】
操作装置４０は、操作員の操作量または操作を機関制御監視記録装置に入力するための入力デバイスである。
例えば、操作装置４０は、操縦レバー４１と主機切換スイッチ４３との組合わせ、または操縦押しボタン４２と主機切換スイッチ４３との組合わせで構成される。
操作レバー４１は、出力軸の回転数を入力するデバイスであり、例えば、ジョイスティックである。
操縦押しボタン４２は、速力を選択するデバイスであり、例えば、速度に対応された複数の押しボタンがならんだ操作盤である。操作員が押しボタンを押すと、押しボタンに関連付けられた速度を入力する。
主機切換スイッチ４３は、出力軸を駆動するエンジンを選択するデバイスであり、例えば、「１号」「２号」「全機」の表記のあるボタンがならんだ操作盤である。「１号」ボタンを押すと、第一エンジンが出力軸を駆動する。「２号」ボタンを押すと、第二エンジンが出力軸を駆動する。「全機」ボタンを押すと、第一エンジンと第二エンジンとが出力軸を駆動する。
【０００８】
複数のエンジンが搭載された船舶を運用する際には、メンテナンスなどの都合により、運転中に出力軸を駆動するエンジンを切り替える必要がある。
この様なばあい、操作員は、主機切換スイッチ４３の「１号」ボタンまたは「２号」ボタンを押す。
例えば、第一エンジンが出力軸を駆動している時に、「２号」ボタンを押されると、機関制御監視記録装置は、第一エンジンに出力する第一出力設定指令値を時間の経過と共に小さくし、第二エンジンに出力する第二出力設定指令値を時間の経過と共に大きくして、第二エンジンが出力軸を駆動する様にする。
この際に、出力設定指令値を小さくする時は、エンジンの出力の低下の応答性がよく、出力設定指令値の小さくなる程度に応じてエンジンの出力する出力値が小さくなる。
しかし、出力設定指令値を大きくする時は、エンジンの出力の上昇する応答性が悪い。特にエンジンの出力が小さい時にその傾向が強い。そのために、出力設定指令値の大きくなる程度に遅れて出力値が大きくなる。
従って、出力軸を駆動するエンジンを一方のエンジン（例えば、第一エンジン）から他方のエンジン（例えば、第二エンジン）に切り替える途中で、負荷に対する出力が不足して、出力軸の回転数が低下する。
また、出力軸の回転数が低下するために、燃料ポンプや潤滑油ポンプの吐出量が不足して、電動燃料ポンプや電動潤滑油ポンプが起動し、エンジンの切換が完了し回転数が正常に戻ると、電動燃料ポンプや電動潤滑油ポンプを停止した。
【０００９】
船舶の運用上、出力軸の回転数の低下がない方が好ましく、また、電動燃料ポンプや電動潤滑油ポンプの起動・停止がおこらない方が好ましい。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−１５５３８３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出されたもので、簡易な構成で、出力軸に指令値に対応した出力値を出力させるエンジン装置とそのためのエンジン出力制御方法を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る第一エンジンと第二エンジンとの両方により駆動される出力軸に指令値である出力設定指令値に対応した出力値である出力設定値を出力させるエンジン出力制御方法を、第一エンジンに指令値である第一出力指令値に対応した出力値を出力させようとする第一エンジン制御工程と、第二エンジンに指令値である第二出力指令値に対応した出力値を出力させようとする第二エンジン制御工程と、第二エンジンの出力値が無負荷出力からスタートして徐々に増大傾向を大きくしつつ増大して出力設定値に達する様に時間の経過と共に変化する前記第二出力指令値を導出する第二出力指令値導出工程と、第一エンジンの出力値と第二エンジンの出力値とを合算すると出力設定値になる様に時間の経過と共に変化する前記第一出力指令値を導出する第一出力指令値導出工程と、を備えるものとした。
【００１３】
上記本発明の構成により、第二エンジンに第二出力指令値に対応した出力値を出力させ、第二エンジンの出力値が無負荷出力からスタートして徐々に増大傾向を大きくしつつ増大して出力設定値に達し、第一エンジンに第一出力指令値に対応した出力値を出力させ、第一エンジンの出力値と第二エンジンの出力値とを合算すると出力設定値になるので、一般にエンジンの出力アップ時の応答特性は出力値が大きくなるにつれ良くなることから、第二エンジンの出力値の増大傾向を最適化でき、出力軸を駆動するエンジンを第一エンジンから第二エンジンに切り替える際に、出力軸が出力する出力値の変動が少なくなる。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係るエンジンに指令値である出力設定指令値に対応した出力値である出力設定値を出力させるエンジン出力制御方法を、エンジンに指令値である出力指令値に対応した出力値を出力させようとするエンジン制御工程と、予め設定された単位時間当たりの変化の程度に従って増大して出力設定指令値に達する前記出力指令値を導出する出力指令値導出工程と、前記単位時間当たりの変化の程度が前記出力指令値が大きくなるに従って大きくなる、ものとした。
【００１５】
上記本発明の構成により、エンジンに出力指令値に対応した出力値を出力させようとし、出力指令値が記出力指令値が大きくなるに従って増加傾向を大きくしつつ増大して出力設定指令値に達するので、一般にエンジンの出力アップ時の応答特性は出力値が大きくなると向上することから、出力設定指令値の増大傾向をエンジンの応答特性の変化に対応させて、エンジンの出力値の増大の程度を最適化することを可能にできる。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明に係る出力軸に指令値である出力設定指令値に対応した出力値である出力設定値を出力させるエンジン装置を、出力軸を駆動する第一エンジンと第二エンジンとを有する主機と、第一エンジンに指令値である第一出力指令値に対応した出力値を出力させようとする第一エンジン制御機器と、第二エンジンに指令値である第二出力指令値に対応した出力値を出力させようとする第二エンジン制御機器と、第一エンジン制御機器に前記第一出力指令値を入力して第二エンジン制御機器に前記第二出力指令値を入力する機関制御監視記録装置と、を備え,出力軸を駆動するエンジンを第一エンジンから第二エンジンに切り替える際に、第二エンジンの出力値が無負荷出力からスタートして徐々に増大傾向を大きくしつつ増大して出力設定値に達する様に時間の経過と共に変化する前記第二出力指令値を導出し、第一エンジンの出力値と第二エンジンの出力値とを合算すると出力設定値になる様に時間の経過と共に変化する前記第一出力指令値を導出する、ものとした。
【００１７】
上記本発明の構成により、第二エンジンに第二出力指令値に対応した出力値を出力させようとし、第二エンジンの出力値が無負荷出力からスタートして徐々に増大傾向を大きくしつつ増大して出力設定値に達し、第一エンジンに第一出力指令値に対応した出力値を出力させようとし、第一エンジンの出力値と第二エンジンの出力値とを合算すると出力設定値になり、第一エンジンと第二エンジンが出力軸を駆動するので、一般にエンジンの出力アップ時の応答特性は出力値が大きくなるにつれ向上することから、第二エンジンの出力値の増大傾向を最適化でき、出力軸を駆動するエンジンを第一エンジンから第二エンジンに切り替える際に、出力軸の出力する出力値の変動が少なくなる。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明に係るエンジンに指令値である出力設定指令値に対応した出力値である出力設定値を出力させるエンジン装置を、エンジンに指令値である出力指令値に対応した出力値を出力させようとするエンジン制御機器と、前記エンジン制御機器に前記出力指令値を入力する機関制御監視記録装置と、を備え、エンジンを出力アップをする際に、予め設定された単位時間当たりの変化の程度に従って増大して出力設定指令値に達する前記出力指令値を導出し、前記単位時間当たりの変化の程度が前記出力指令値が大きくなるに従って大きくなる、ものとした。
【００１９】
上記本発明の構成により、エンジンに出力指令値に対応した出力値を出力させようとし、出力指令値が前記出力指令値が大きくなるに従って増加傾向を大きくしつつ増大して出力設定指令値に達するので、一般にエンジンの出力アップ時の応答特性は出力する出力値に依存することから、出力設定指令値の増大傾向をエンジンの応答特性の変化に対応させて、エンジンの出力値の増大の程度を最適化することをできる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明に係る第一エンジンと第二エンジンとの両方により駆動される出力軸に出力設定指令値に対応した出力値を出力させるエンジン装置とそのエンジン出力制御方法は、その構成により、以下の効果を有する。
第二エンジンの出力値を無負荷出力から徐々に増大傾向を大きくしつつ増大させて、第一エンジンの出力値を第二エンジンの出力値の増大に応じて減少させる様にしたので、一般にエンジンの出力アップ時の応答特性は出力値が大きくなるにつれ良くなることから、
出力軸を駆動するエンジンを第一エンジンから第二エンジンに切り替える際に、出力軸の出力する出力値の変動が少なくなる。
エンジンの回転数を増大させるのに、エンジンの出力値を増大傾向を出力値の大きさに従って大きくしつつ増大させる様にしたので、一般にエンジンの出力アップ時の応答特性は出力値が大きくなると向上することから、出力設定指令値の増大傾向をエンジンの応答特性の変化に対応させて、エンジンの出力値の増大の程度を最適化することを可能にできる。
従って、簡易な構成で、出力軸に指令値に対応した出力値を出力させるエンジン装置とそのためのエンジン出力制御方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施形態に係るエンジン出力制御方法は、前記第二出力指令値が無負荷出力に対応した指令値である無負荷出力指令値からスタートし予め設定された単位時間当たりの変化の程度に従って増大して出力設定指令値に達し、前記単位時間当たりの変化の程度が前記第二出力指令値が大きくなるに従って大きくなる。
上記実施形態の構成により、前記第二出力指令値が無負荷出力指令値からスタートし前記第二出力指令値が大きくなるのに従って増加傾向を大きくしつつ増加して出力設定指令値に達するので、第二出力設定指令値の増大の程度を第二エンジンの応答特性の変化に対応させて、第二エンジンの出力値の増大傾向を最適化することを可能にし、出力軸を駆動するエンジンを第一エンジンから第二エンジンに円滑に切り替えることをできる。
【００２２】
また、本発明の実施形態に係るエンジン出力制御方法は、前記第一出力指令値が出力設定値から第二出力指令値に対応する出力値を減算して得られた出力値に対応する。
上記実施形態の構成により、前記第一出力指令値の対応する出力値を第二出力指令値に対応する出力値に合算すると出力設定値になるので、出力軸を駆動するエンジンを第一エンジンから第二エンジンに円滑に切り替える際の出力変動を押さえることができる。
【００２３】
また、本発明の実施形態に係るエンジン出力制御方法は、第二エンジンの回転数から第二エンジンの出力値である第二出力推測値を推測する第二エンジン出力推測工程を、備え、前記第一出力指令値が出力設定値から第二出力推測値を減算して得られた出力値に対応する、
上記実施形態の構成により、第二エンジンの回転数から第二エンジン出力推測値を推測し、前記第一出力設定指令値に対応する出力値を前記第二エンジン出力推測値に合算すると出力設定値になるので、出力軸を駆動するエンジンを第一エンジンから第二エンジンに切り替える際の出力変動を押さえることができる。
【００２４】
また、本発明の実施形態に係るエンジン出力制御方法は、前記単位時間当たりの変化の程度がサージ現象を発生させないで出力を増加できる程度を越えない。
上記実施形態の構成により、エンジンにサージ現象を発生させない様にすることができ、エンジンの出力値が時間の経過と共にほぼ前記無負荷出力から増大して出力設定値に到る際に、出力軸での出力値の精度がより向上する。
【００２５】
また、本発明の実施形態に係るエンジン出力制御装置は、前記第二出力指令値が無負荷出力に対応した指令値である無負荷出力指令値からスタートし予め設定された単位時間当たりの変化の程度に従って増大して出力設定指令値に達し、前記単位時間当たりの変化の程度が前記第二出力指令値が大きくなるに従って大きくなる。
上記実施形態の構成により、前記第二出力指令値が無負荷出力指令値からスタートし前記第二出力指令値が大きくなるのに従って増加傾向を大きくしつつ増加して出力設定指令値に達するので、第二出力設定指令値の増大の程度を第二エンジンの応答特性の変化に対応させて、第二エンジンの出力値の増大傾向を最適化することを可能にし、出力軸を駆動するエンジンを第一エンジンから第二エンジンに円滑に切り替えることをできる。
【００２６】
また、本発明の実施形態に係るエンジン出力制御装置は、前記第一出力指令値が出力設定値から第二出力指令値に対応する出力値を減算して得られた出力値に対応する。
上記実施形態の構成により、前記第一出力指令値の対応する出力値を第二出力指令値に対応する出力値に合算すると出力設定値になるので、出力軸を駆動するエンジンを第一エンジンから第二エンジンに円滑に切り替える際の出力変動を押さえることができる。
【００２７】
また、発明の実施形態に係るエンジン出力制御装置は、第二エンジンの回転数から第二エンジンの出力値である第二出力推測値を推測する第二エンジン出力推測機器を、備え、前記第一出力指令値が出力設定値から第二出力推測値を減算して得られた出力値に対応する。
上記実施形態の構成により、第二エンジンの回転数から第二出力推測値を推測し、前記第一出力設定指令値に対応する出力値を前記第二出力推測値に合算すると出力設定値になるので、出力軸を駆動するエンジンを第一エンジンから第二エンジンに切り替える際の出力変動を押さえることができる。
【００２８】
また、本発明の実施形態に係るエンジン出力制御装置は、前記単位時間当たりの変化の程度がサージ現象を発生させないで出力を増加できる程度を越えない。
上記実施形態の構成により、エンジンにサージ現象を発生させない様にすることができ、エンジンの出力値が時間の経過と共にほぼ前記無負荷出力から増大して出力設定指令値に対応する出力値に到る際に、出力軸での出力値の精度がより向上する。
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００３０】
最初に、本発明の第一の実施形態に係るエンジン装置１を、図を基に、説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係るエンジン装置の全体図である。図２は、本発明の第一実施形態に係る機関制御監視記録装置の機能ブロック図である。
【００３１】
エンジン装置は、出力軸に出力設定指令値に対応した出力値である出力設定値を出力させる装置であって、主機１０と第一エンジン制御機器２０ａと第二エンジン制御機器２０ｂと機関制御監視記録装置３０と操作装置４０とで構成される。
【００３２】
主機１０は、出力軸１１を駆動する第一エンジン１４ａと第二エンジン１４ｂとを有する。
例えば、主機１０は、出力軸１１と減速装置１２と第一クラッチ１３ａと第二クラッチ１３ｂと第一エンジン１４ａと第二エンジン１４ｂと補機１５とで構成される。出力軸１１と減速装置１２と第一クラッチ１３ａと第二クラッチ１３ｂと第一エンジン１４ａと第二エンジン１４ｂと補機１５の構成は、従来のエンジン１０のものと同じとして説明する。
【００３３】
第一エンジン制御機器２０ａは、第一エンジンに指令値である第一出力指令値に対応した出力値を出力させようとする機器である。
例えば、第一エンジン制御機器２０ａは、ガバナーと燃料供給機器である。仮に、ガバナーと燃料供給機器の構成は、従来の第一エンジン制御機器のもとの同一なものとするので説明を省略する。
【００３４】
第二エンジン制御機器２０ｂは、第二エンジンに指令値である第二出力指令値に対応した出力値を出力させようとする機器である、
例えば、第二エンジン制御機器２０ｂは、ガバナーと燃料供給機器である。仮に、ガバナーと燃料供給機器の構成は、従来の第一エンジン制御機器のもとの同一なものとするので説明を省略する。
【００３５】
機関制御監視記録装置３０は、エンジン装置の制御状態を監視し、制御状態を記録する装置である。
説明の理解の容易のために、以下に用いる用語を説明する。
出力値は、主機を構成するエンジンが逐次出力する値である。例えば、出力値の単位は（馬力）である。
出力指令値は、エンジンに出力値を逐次出力をさせるためのエンジン制御機器に対する逐次の指令値である。出力指令値は、アイドリング状態を維持する無負荷出力を指令する場合をゼロとした無次元量であるのが好ましい。例えば、出力指令値は、エンジンが無負荷出力時に０％であり、エンジンが最大定格出力時に１００％である。
出力設定値は、エンジンの出力を変更する際の目標となる出力の値である。例えば、出力設定値の単位は、（馬力）である。
出力設定指令値は、エンジンに出力設定値を定常的に出力させるためのエンジン制御機器に対する指令値である。出力設定指令値は、アイドリング状態を維持する無負荷出力を指令する場合をゼロとした無次元量であるのが好ましい。例えば、出力設定指令値は、エンジンが無負荷出力時に０％であり、エンジンが最大定格出力時に１００％である。
第一出力値、第一出力指令値、第一出力設定値、第一出力設定指令値は、第一エンジンに関する出力値、出力指令値、出力設定値、出力設定指令値である。
第二出力値、第二出力指令値、第二出力設定値、第二出力設定指令値は、第二エンジンに関する出力値、出力指令値、出力設定値、出力設定指令値である。
エンジン装置が第一エンジンと第二エンジンとの２つのエンジンを備えるばあいについて説明する。
【００３６】
機関制御監視記録装置３０は、操作員の操作指令に基づいて、第一エンジン制御機器２０ａに第一出力指令値Ｚ１’を入力し、第二エンジン制御機器２０ｂに第二出力指令値Ｚ２’を入力する。
機関制御監視記録装置３０は、出力軸１１を駆動するエンジンを第一エンジン１４ａから第二エンジン１４ｂに切り替える際に、第二エンジンの出力値が無負荷出力からスタートして徐々に増加傾向を大きくしつつ増大して出力設定値に達する様に時間の経過と共に変化する第二出力指令値Ｚ２’を導出し、第一エンジンの出力値Ｐ１と第二エンジンの出力値Ｐ２とを合算すると出力設定値Ｙになる様に時間の経過と共に変化する第一出力指令値Ｚ１’を導出する。
【００３７】
特に、第二出力指令値Ｚ２’が無負荷出力に対応した指令値である無負荷出力指令値からスタートし予め設定された単位時間当たりの変化の程度に従って増大して出力設定指令値に達し、単位時間当たりの変化の程度が第二出力指令値Ｚ２’が大きくなるに従って大きくなるのが好ましい。
また、第一出力指令値が出力設定値Ｙから第二出力指令値Ｚ２’に対応する出力値を減算して得られた出力値に対応するのが好ましい。
また、単位時間当たりの変化の程度がサージ現象を発生させないで出力を増加できる程度を越えないのが好ましい。
【００３８】
機関制御監視記録装置３０は、複数のモジュールで構成される。本発明の第一の実施形態に係るモジュールは、回転数−馬力変換スケジュール３１と馬力分配器３２と馬力減算器３３と馬力−出力設定変換スケジュール３４と馬力−出力設定変換スケジュール３５と変化率制限器３６と変化率スケジュール３７と出力設定−馬力変換スケジュール３８とで構成される。
【００３９】
回転数−馬力変換スケジュール３１は、回転数Ｘを入力して、出力軸の回転数をその回転数Ｘに維持するのに必要な馬力である出力設定値Ｙ（馬力）を出力するモジュールである。回転数−馬力変換スケジュール３１は、回転数Ｘと馬力との関連データを持ち、入力された回転数Ｘに関連づけられた馬力を出力設定値Ｙ（馬力）として出力する。例えば、出力軸に連結するプロペラが可変ピッチ式である場合、回転数−馬力変換スケジュール３１は、ピッチ角をパラメータとした回転数Ｘと馬力との関連データを持つ。
【００４０】
馬力分配器３２は、出力設定値Ｙ（馬力）を入力して複数のエンジン毎に第一出力設定値Ｙ１と第二出力設定値Ｙ２とを分配するモジュールである。
第一エンジンのみで出力軸を駆動する場合、第一エンジンに対して出力設定値Ｙに等しい第一出力設定値Ｙ１を出力し、第二エンジンに対して無負荷出力に等しい第二出力設定値Ｙ２を出力する。
第二エンジンのみで出力軸を駆動する場合、第一エンジンに対して無負荷出力に等しい第一出力設定値Ｙ１を出力し、第二エンジンに対して出力設定値Ｙに等しい第二出力設定値Ｙ２を出力する。
第一エンジンと第二エンジンの両方で出力軸を駆動する場合、第一エンジンに対して出力設定値Ｙの１／２に等しい第一出力設定値Ｙ１を出力し、第二エンジンに対して出力設定値Ｙの１／２に等しい第二出力設定値Ｙ２を出力する。
出力軸を駆動するエンジンを第一エンジンから第二エンジンに切り替える際は、制御モードを切り換え中モードにして、第一エンジンに対して出力設定値Ｙに等しい第一出力設定値Ｙ１を出力し、第二エンジンに対して出力設定値Ｙに等しい第二出力設定値Ｙ２を出力する。出力を駆動するエンジンの切換が完了すると、制御モードを切り換え終了モードにして、第一エンジンに対して無負荷出力に等しい第一出力設定値Ｙ１を出力し、第二エンジンに対して出力設定値Ｙに等しい第二出力設定値Ｙ２を出力する。
出力軸を第二エンジンから第一エンジンに切り替える際は、制御モードを切り換え中モードにして、第１エンジンに対して出力設定値Ｙに等しい第一出力設定値Ｙ１を出力し、第二エンジンに対して出力設定値Ｙに等しい第二出力設定値Ｙ２を出力する。出力を駆動するエンジンの切換が完了すると、制御モードを切り換え終了モードにして、第一エンジンに対して出力設定値Ｙに等しい第一出力設定値Ｙ１を出力し、第二エンジンに対して無負荷出力に等しい第二出力設定値Ｙ２を出力する。
【００４１】
馬力減算器３３は、第一エンジンの出力設定値である第一出力設定値Ｙ１と後述する第二出力値Ｙ２’とを入力し、以下の計算を行ない、第一出力値Ｙ１’を出力する。
第一出力値Ｙ１’＝第一出力設定値Ｙ１−第二出力値Ｙ２’
従って、第一エンジンが第一出力値Ｙ１’で出力軸を駆動し、第二エンジンが第二出力値Ｙ２’で出力軸を駆動して、出力軸が第一出力設定値Ｙ１に等しい出力設定値Ｙを出力できる。
【００４２】
馬力−出力設定変換スケジュール３４は、第一出力値Ｙ１’（馬力）を入力して、第一エンジンが第一出力値Ｙ１’（馬力）を出力するのに必要な出力指令値である第一出力指令値Ｚ１’を出力するモジュールである。馬力−出力設定変換スケジュール３４は、第一エンジンに関する出力値（馬力）と出力指令値（％）との関連データを持ち、入力された第一出力値Ｙ１’（馬力）に関連づけられた出力指令値を第一出力指令値Ｚ１’として出力する。
【００４３】
馬力−出力設定変換スケジュール３５は、第二出力設定値Ｙ２（馬力）を入力して、第二エンジンが第二出力設定値Ｙ２（馬力）を出力するのに必要な出力指令値である第二出力設定指令値Ｚ２を出力するモジュールである。馬力−出力設定変換スケジュール３５は、第二エンジンに関する出力値（馬力）と出力指令値との関連データを持ち、入力された第二出力設定値Ｙ２（馬力）に関連付けた出力指令値を第二出力設定指令値Ｚ２として出力する。
【００４４】
変化率制限器３６は、第二出力設定指令値Ｚ２を入力して、変化率スケジュール３７から逐次入力される変化率に従い、変化率に制限した単位時間当たり増加の程度に従って時間の経過とともに増大して第二出力設定指令値Ｚ２に達する値を第二出力指令値Ｚ２’として出力するモジュールである。
変化率制限器３６は、入力された第二出力設定指令値Ｖ２の単位時間当たりの増加傾向をチェックする。その増加傾向が変化率より小さい場合は、第二出力設定指令値Ｖ２の変化に従って変化した出力指令値を第二出力指令値Ｚ２’として出力する。
その増加傾向が変化率より大きい場合は、変化率に等しい単位時間当たりの増大傾向に従って増加した出力指令値を第二出力指令値Ｚ２’として逐次出力し、出力が第二出力設定指令値Ｚ２に達するまで続ける。
【００４５】
変化率スケジュール３７は、第二出力指令値Ｚ２’を逐次入力して、第二出力指令値Ｚ２’の値に関連づけられた変化率を変化率制限器３６に入力するモジュールである。
変化率スケジュール３７は、出力指令値と変化率の関連データを持ち、入力した第二出力指令値Ｚ２’に関連づけれた変化率を出力する。
変化率は、単位時間当たりの変化の程度であ。
例えば、変化率は、単位時間当たりの出力指令値の増分（％／ｓｅｃ）である。
単位時間当たりの変化の程度が、第二出力指令値Ｚ２’の大きさに従って大きくなるのが好ましい。この場合、出力指令値と変化率の関連データを出力指令値をＸ軸とし変化率をＹ軸とした直交グラフに表した場合、変化率が右肩上がりの直線または曲線で表される。
特に、単位時間当たりの変化の程度が、第二エンジンがサージ現象を発生させないで出力を増加できる程度を越えないのが好ましい。
【００４６】
出力設定−馬力変換スケジュール３８は、第二出力指令値Ｚ２’を入力して、第二制御機器に第二出力指令値Ｚ２’を入力した場合の第二エンジンの出力である第二出力値Ｙ２’を出力する。出力設定−馬力変換スケジュール３８は、第二エンジンに関する出力値（馬力）と出力指令値（％）との関連データを持ち、入力された第二出力指令値Ｚ２’（％）に関連付けた出力値（馬力）を第二出力値Ｙ２’（馬力）として出力する。
【００４７】
操作装置４０は、操作員の操作量または操作を機関制御監視記録装置に入力するための入力デバイスである。
操作装置４０の構成は、従来のエンジン装置のものとするので、説明を省略する。
【００４８】
以下に、第一の実施形態に係るエンジン装置の作用を説明する。
図７は、本発明の第一の実施形態に係るエンジン出力制御方法の作用図である。
説明の便宜のため、出力設定指令値がＭ％であって、出力設定値がＮ（馬力）であるとする。
最初、主機切換スイッチ４３の「１号」ボタンが選択され、定常運転をしている。第二エンジンを起動させ、アイドル運転を開始する。第二クラッチを「かん」にすると、第一エンジンと第二エンジンとが出力軸に連結される。第一エンジンが出力軸をＮ（馬力）で駆動し、第二エンジンが無負荷運転をしている。
【００４９】
操作員が、「２号」ボタンを押すと、エンジン装置の制御が「切換中モード」になる。
回転数−馬力変換スケジュール３１は、第一エンジンの出力値であるＮ（馬力）と第二エンジンの無負荷出力の値の合計値を出力設定値Ｙとして出力する。
馬力分配器３２は、出力設定値Ｙの値を第一出力設定値Ｙ１として出力し、出力設定値Ｙの値を第二出力設定値Ｙ２として出力する。
馬力−出力設定変換スケジュール３５は、第二出力設定値Ｙ２を入力し、出力値と出力指令値の関連データを参照し、Ｍ％を第二出力設定指令値Ｚ２として出力する。
変化率制限器３６は、変化率スケジュール３７から入力される変化率に従い、０％から時間の経過と共に変化率に等しい増分で増大をしながらＭ％に達する値を第二出力指令値Ｚ２’として出力する。変化率が第二出力指令値が大きくなるに従って大きくなる様になっていると、第二出力指令値Ｚ２’は、時間の経過と共に増大傾向を大きくしながら増大する。
【００５０】
出力設定−馬力変換スケジュール３８は、０％から時間の経過と共に増大しＭ％に達する値である第二出力指令値Ｚ２’を入力し、無負荷出力の値から時間の経過と共に増大しＮ（馬力）と無負荷出力の合算値に達する値を第二出力値Ｙ２’として出力する。
馬力減算器３３は、第一出力設定値Ｙ１から第二出力値Ｙ２’を減算して、Ｎ（馬力）から時間の経過と共に減少して無負荷出力の値に達する値を第一出力値Ｙ１’として出力する。
馬力−出力設定変換スケジュール３４は、Ｎ（馬力）から時間の経過と共に減少して無負荷出力の値に達する値である第一出力値Ｙ１’を入力して、Ｍ％から時間の経過と共に減少して０％に達する値を第一出力指令値Ｚ１’として出力する。
従って、第一エンジンが出力軸をＮ（馬力）で駆動し、第二エンジンが無負荷運転をしている状態から、第一エンジンの出力値と第二エンジンの出力値の合計値が一定値を保つことで出力軸の出力を一定に保ちながら、第一エンジンの出力値を減少し、第二エンジンの出力値が増大させる。第一エンジンの出力値が無負荷出力の値になり、第二エンジンの出力値がＮ（馬力）になったことを確認すると、エンジン装置の制御状態が「切換終了モード」になる。
特に、前記単位時間当たりの変化の程度を表す変化率がサージ現象を発生させないで出力を増加できる程度を越えないと、第二エンジンにサージ現象を発生させないでスムーズに出力アップさせることができ、出力軸を駆動するエンジンを第一エンジンから第二エンジンに円滑に切り替えることができる。
【００５１】
第一エンジンが出力軸を無負荷出力で駆動し、第二エンジンがＮ（馬力）で駆動をする。
その後、第１クラッチを「脱」状態にして、第一エンジンを出力軸から切り離して、停止させることができる。
【００５２】
次に本発明の第二の実施形態に係るエンジン装置を説明する。
第二の実施形態に係るエンジン装置は、出力軸に出力設定指令値に対応した出力値である出力設定値を出力させる装置であって、主機１０と第一エンジン制御機器２０ａと第二エンジン制御機器２０ｂと機関制御監視記録装置３０と操作装置４０と第二エンジン出力推測機器５０とで構成される
第一の実施形態に係るエンジン装置と比較すると、第二エンジン出力推測機器５０があることと機関制御監視記録装置３０の一部の構成のみが異なり、その他の構成が同じなので、異なる点のみを説明する。
【００５３】
第二エンジン出力推測機器５０は、第二エンジンの回転数から第二エンジンの出力値である第二出力推測値を推測する機器である。
第二エンジンの回転数が第二エンジン制御機構のガバナーから第二エンジン出力推測機器５０へ与えられる。
例えば、第二エンジン出力推測機器５０は、第二エンジンに関する回転数−出力値変換スケジュールを備え、入力された第二エンジンの回転数から回転数−出力値変換スケジューで関連づけられた出力値を第二出力推測値として出力する。
回転数−出力値変換スケジュールは、第二エンジンに関する回転数と出力値の関連データである。
【００５４】
機関制御監視記録装置３０は、エンジン装置の制御状態を監視し、制御状態を記録する装置であり、複数のモジュールで構成される。本発明の第二の実施形態に係るモジュールは、回転数−馬力変換スケジュール３１と馬力分配器３２と馬力減算器３３と馬力−出力設定変換スケジュール３４と馬力−出力設定変換スケジュール３５と変化率制限器３６と変化率スケジュール３７とで構成される。
第一の実施形態に係る機関制御監視記録装置３０と較べて、出力設定−馬力変換スケジュール３８が無いことと、馬力減算器３３の機能が異なる点を除き、その他の構成がおなじなので、異なる点のみを説明する
【００５５】
馬力減算器３３は、第一エンジンの出力設定値である第一出力設定値Ｙ１と第二出力推測値Ｙ２”とを入力し、以下の計算を行ない、第一出力値Ｙ１’を出力する。
第一出力値Ｙ１’＝第一出力設定値Ｙ１−第二出力推測値Ｙ２”
従って、第一エンジンが第一出力値Ｙ１’で出力軸を駆動し、出力軸が第一出力設定値Ｙ１を出力する。
【００５６】
第二の実施形態に係るエンジン装置の作用を説明する。
図８は、本発明の第一の実施形態に係るエンジン出力制御方法の作用図である。
最初、主機切換スイッチ４３の「１号」ボタンが選択され、定常運転をしている。第二エンジンを起動させ、アイドル運転を開始する。第二クラッチを「かん」にすると、第一エンジンと第二エンジンとが出力軸に連結される。第一エンジンが出力軸をＮ（馬力）で駆動し、第二エンジンが無負荷運転をしている。
【００５７】
操作員が、「２号」ボタンを押すと、エンジン装置の制御が「切換中モード」になる。
回転数−馬力変換スケジュール３１は、第一エンジンの出力であるＮ（馬力）と第二エンジンの無負荷出力の値の合計値を出力設定値Ｙとして出力する。
馬力分配器３２は、出力設定値Ｙの値を第一出力設定値Ｙ１として出力し、出力設定値Ｙの値を第二出力設定値Ｙ２として出力する。
馬力−出力設定変換スケジュール３５は、第二出力設定値Ｙ２を入力するので出力値と出力指令地値の関連データを参照し、Ｍ％を第二出力設定指令値Ｚ２として出力する。
変化率制限器３６は、変化率スケジュール３７から入力される変化率に従い、０％から時間の経過と共に変化率に等しい増分で増大をしながらＭ％に達する値を第二出力指令値Ｚ２’として出力する。変化率が第二出力指令値が大きくなるに従って大きくなる様になっていると、第二出力指令値Ｚ２’は、時間の経過と共に増大傾向を大きくしながら増大する。
【００５８】
第二エンジン出力推測機器５０は、第二エンジン制御機器から第二エンジンの回転数を受取り、回転数を出力値に変換し、その出力値を第二出力推測値Ｙ２”として出力する。
馬力減算器３３は、第一出力設定値Ｙ１から第二出力推測値Ｙ２”を減算して、Ｎ（馬力）から時間の経過と共に減少して無負荷出力の値に達する値を第一出力値Ｙ１’として出力する。
馬力−出力設定変換スケジュール３４は、Ｎ（馬力）から時間の経過と共に減少して無負荷出力の値に達する値である第一出力値Ｙ１’を入力して、Ｍ％から時間の経過と共に減少して０％に達する値を第一出力指令値Ｚ１’として出力する。
従って、第一エンジンが出力軸をＮ（馬力）で駆動し、第二エンジンが無負荷運転をしている状態から、第一エンジンの出力値と第二エンジンの出力値の合計値が一定値を保つことで出力軸の出力を一定に保ちながら、第一エンジンの出力値を減少し、第二エンジンの出力値が増大させる。第一エンジンの出力値が無負荷出力の値になり、第二エンジンの出力値がＮ（馬力）になったことを確認すると、エンジン装置の制御状態が「切換終了モード」になる。
特に、単位時間当たりの変化の程度を表す変化率がサージ現象を発生させないで出力を増加できる程度を越えないと、第二エンジンにサージ現象を発生させないでスムーズに出力アップさせることができ、出力軸を駆動するエンジンを第一エンジンから第二エンジンに円滑に切り替えることができる。
【００５９】
第一エンジンが無負荷出力でアイドリングし、第二エンジンがＮ（馬力）で駆動をする。
その後、第１クラッチを「脱」状態にして、第一エンジンを出力軸から切り離して、停止させることができる。
【００６０】
次に、本発明の第一の実施形態に係るエンジン出力制御方法を説明する。
図５は、本発明の第一の実施形態にかかるエンジン出力制御方法の工程図である。
エンジン出力制御方法は、第一エンジンと第二エンジンとの両方により駆動される出力軸に指令値である出力設定指令値に対応した出力値である出力設定値を出力させる方法であって、第一エンジン制御工程Ｓ２０と第二エンジン制御工程Ｓ３０と第一出力指令値導出工程Ｓ４０と第二出力指令値導出工程Ｓ５０とで構成される。
【００６１】
第一エンジン制御工程Ｓ２０は、第一エンジンに指令値である第一出力指令値に対応した出力値を出力させようとする工程である。
例えば、第一エンジン制御工程Ｓ２０は、出力指令値−回転数変換工程Ｓ２１と回転数制御工程Ｓ２２とで構成される。
出力指令値−回転数変換工程Ｓ２１は、予め設定された出力指令値と回転数の関連データを用いて第一出力指令値に関連した指令回転数を出力する。
回転数制御工程Ｓ２２は、第一エンジンの回転数を指令回転数に維持する様にＰＩＤフィードバック制御により第一エンジンに供給する燃料の量を調整する。
【００６２】
第二エンジン制御工程Ｓ３０は、第二エンジンに指令値である第二出力指令値に対応した出力値を出力させようとする工程である。
例えば、第二エンジン制御工程Ｓ３０は、出力指令値−回転数変換工程Ｓ３１と回転数制御工程Ｓ３２とで構成される。
出力指令値−回転数変換工程Ｓ３１は、予め設定された出力指令値と回転数の関連データを用いて第一出力指令値に関連した指令回転数を出力する。
回転数制御工程Ｓ３２は、第一エンジンの回転数を指令回転数に維持する様にＰＩＤフィードバック制御により第一エンジンに供給する燃料の量を調整する。
【００６３】
第一出力指令値導出工程Ｓ４０は、第一エンジンの出力値と第二エンジンの出力値とを合算すると出力設定値になる様に時間の経過と共に変化する前記第一出力指令値を導出する工程である。
出力設定値から第二エンジンの出力値を減算して得た出力値を第一エンジンの出力値とし、その第一エンジンが出力値を出力するための出力指令値を第一出力値とする。
特に、第一出力指令値が出力設定値から第二出力指令値に対応する出力値を減算して得られた出力値に対応する、のが好ましい。
例えば、第一出力指令値導出工程Ｓ４０は、出力指令値−出力値変換工程Ｓ４１と出力値減算工程Ｓ４２と出力値−出力指令値変換工程Ｓ４３とで構成する。
出力指令値−出力値変換工程Ｓ４１は、第二エンジンの出力指令値から第二エンジンの出力値を得る。例えば、出力指令値がＭ％であると、出力値はＮ（馬力）である。出力指令値が０％であると、出力値は無負荷出力の値である。
出力値減算工程Ｓ４２は、第一出力設定値Ｙ１から第二出力値Ｙ２’を減算して得られた出力値を第一出力値Ｙ１’とする。
出力値−出力指令値変換工程Ｓ４３は、第一出力値Ｙ１’に対応する出力指令値を第一出力指令値Ｚ１’とする。
【００６４】
第二出力指令値導出工程Ｓ５０は、第二エンジンの出力値が無負荷出力からスタートして徐々に増大傾向を大きくしながら増大して出力設定値に達する様に時間の経過と共に変化する前記第二出力指令値を導出する工程である。
出力値が無負荷出力からスタートして徐々に増大して出力設定値に達する様に第二エンジンに出力させる第二出力指令地を導出する。
特に、第二出力指令値が無負荷出力に対応した指令値である無負荷出力指令値からスタートし予め設定された単位時間当たりの変化の程度に従って増大して出力設定指令値に達しのが好ましい。
また特に、単位時間当たりの変化の程度がサージ現象を発生させないで出力を増加できる程度を越えないのが好ましい。
例えば、第二出力指令値導出工程Ｓ５０は、変化率決定工程Ｓ５１と出力指令値増加工程Ｓ５２とで構成される。
変化率決定工程Ｓ５１は、予め設定された出力指令値ー変化率変換スケジュールに従って、第二出力指令値に関連する変化率を出力する。例えば、変化率は、単位時間当たりの出力指令値の増分（％／ｓｅｃ）で表される。出力指令値ー変化率変換スケジュールは、出力指令値が大きくなるにつれ変化率が大きくなるデータを持っている。
出力指令値増加工程Ｓ５２は、第二エンジンの出力値を無負荷出力指令値（例えば。０％）からスタートして出力設定指令値（例えば、Ｍ％）に達するまで変化率に従って増大する。
【００６５】
次に、本発明の第一の実施形態に係るエンジン出力制御方法の作用を説明する。
出力軸を駆動するエンジンを第一エンジンから第二エンジンに切り替える場合を例に説明する。
出力軸をＮ（馬力）で駆動している場合を例に説明する。
最初、第一エンジン制御機器がＭ％を第一出力指令値として受けて、第一エンジンに出力設定値を出力させている。第二エンジンは無負荷出力の値を出力し、アイドル運転状態で回転している。出力軸は、Ｎ（馬力）で駆動されている。
【００６６】
主機切換指令があると、エンジン装置の制御モードを切換中モードにする。
（第二出力指令値導出工程）
第二出力指令値Ｚ２’が、第二エンジンの出力値が無負荷出力からスタートして徐々に増大傾向を大きくしつつ増大してＮ（馬力）に達する様に時間の経過と共に変化する値となる。
特に、増大傾向を第二出力指令値が大きくなるに従って大きくなる様にすると、第二出力指令値が無負荷出力に対応した指令値である無負荷出力指令値からスタートし予め設定された単位時間当たりの変化の程度に従って増大して出力設定指令値に達する。
【００６７】
（第二エンジン制御工程）
第二エンジンに第二出力指令値Ｚ２’に対応した出力値を出力させようとする。
従って、第二エンジンの出力値が無負荷出力からスタートして徐々に増大傾向を大きくしつつ増大して出力設定値に達する。
【００６８】
（第一出力指令値導出工程）
第一出力指令値が第一エンジンの出力値と第二エンジンの出力値とを合算すると出力設定値になる様に時間の経過と共に変化する値となる。
特に、第一出力指令値が出力設定値から第二出力指令値に対応する出力値を減算して得られた出力値に対応する値とすると、第一出力指令値を容易な演算により求めることができる。
例えば、第一エンジンの出力値は、Ｎ（馬力）からスタートして第二エンジンの出力値が増大するにつれ減少して無負荷出力に達する。
【００６９】
（第一エンジン制御工程）
第一エンジンに第一出力指令値Ｚ１’に対応した出力値を出力させようとする
第一エンジンの出力値と第二エンジンの出力値とを合算すると出力設定値になる。
従って、出力軸を駆動するエンジンが第一エンジンから第二エンジンに切り替わる際に、第一エンジンの出力値と第二エンジンの出力値の合算した値は出力設定値を維持し、出力軸の出力変動を発生させずに、出力軸を駆動するエンジンを切り替えることができる。
第一エンジンの出力値が無負荷出力の値になると、エンジン装置の制御モードが切換終了モードになる。
【００７０】
特に、単位時間当たりの変化の程度が第二出力指令値が大きくなるのにつれ大きくなる様にすると、一般にエンジンの出力アップする際に、出力が小さいときに応答特性が悪く、出力が大きくなると応答特性が良好になる傾向があるので、第二エンジンの出力アップをスムーズに行なうことができる。第二エンジンの出力アップに応じて、第一エンジンの出力ダウンを行なうので、出力軸を駆動するエンジンの切換をスムーズにおこなうことができる。
また、特に単位時間当たりの変化の程度がサージ現象を発生させないで出力を増加できる程度を越えない様にすると、サージ現象を起こさずに第二エンジンを出力アップすることができ、出力軸を駆動するエンジンの切換をよりスムーズにおこなうことができる。
【００７１】
次に、本発明の第二の実施形態に係るエンジン出力制御方法を説明する。
図６は、本発明の第二の実施形態に係るエンジン出力制御方法の工程図である。
エンジン出力制御方法は、第一エンジンと第二エンジンとの両方により駆動される出力軸に出力設定指令値に対応した出力値である出力設定値を出力させる方法であって、
第一エンジン制御工程Ｓ２０と第二エンジン制御工程Ｓ３０と第一出力指令値導出工程Ｓ４０と第二出力指令値導出工程Ｓ５０と第二エンジン出力推測工程Ｓ６０とで構成される
。
【００７２】
第二エンジン出力推測工程Ｓ６０があることと、第一出力指令値導出工程Ｓ４０の一部が異なる他、その他の構成は第一の実施形態に係るエンジン出力制御方法のものとおなじなので、異なる点のみを説明する。
【００７３】
第二エンジン出力推定工程Ｓ６０は、第二エンジンの回転数から第二エンジンの出力値である第二出力推測値Ｙ２”を推測する工程である。
第二エンジン出力推定工程Ｓ６０は、第二エンジンの回転数を入力し、予め設定された第二エンジンに関する回転数−出力値グラフから、回転数に関連する出力値を第二推測出力値とする。
【００７４】
、第一出力指令値導出工程Ｓ４０は、第一エンジンの出力値と第二エンジンの出力値とを合算すると出力設定値になる様に前記第一出力指令値を時間の経過と共に導出する工程である。
出力設定値から第二出力推測値Ｙ２”を減算して得た出力値を第一エンジンの出力値とし、その第一エンジンが出力値を出力するための出力指令値を第一出力指令値とする。
例えば、第一出力指令値導出工程Ｓ４０は、出力値減算工程Ｓ４２と出力値−出力指令値変換工程Ｓ４３とで構成する。
出力値減算工程Ｓ４２は、第一出力設定値Ｙ１から第二出力推定値Ｙ２”を減算して得られた出力値を第一出力値Ｙ１’とする。
出力値−出力指令値変換工程Ｓ４３は、第一出力値Ｙ１’に対応する出力指令値を第一出力指令値Ｚ１’とする。
【００７５】
以下に、本発明の第二の実施形態に係るエンジン出力制御方法の作用を説明する。
第二エンジン推測工程が存在することと、第一出力指令値導出工程の作用が異なる以外は、第一の実施形態に係るエンジン出力制御方法の作用と同じなので、異なる点のみを説明する。
【００７６】
（第二エンジン推測工程）
第二エンジンの回転数から第二エンジンの出力値である第二出力推測値Ｙ２”を推測する。
例えば、第二出力推測値Ｙ２”は、第二エンジンの回転数に対応する出力値である。
【００７７】
（第一出力指令値導出工程）
第一出力指令値が第一エンジンの出力値と第二出力推測値とを合算すると出力設定値になる様に時間の経過と共に変化する値となる。
第一出力指令値が出力設定値から第二出力推測値を減算して得られた出力値に対応する。
第二エンジンの回転数から直接に第二エンジンの出力値を推測し、その第二出力推測値と出力設定値とから演算により第一出力値を求め、その第一出力値に対応する出力指令値を第一出力指令値とするので、より精度の高い出力制御することができる。
【００７８】
上述の実施形態のエンジン装置とそのエンジン出力制御方法を用いれば、以下の効果を発揮する。
第二エンジンの出力値が無負荷出力からスタートして徐々に増大して出力設定値に達する様に時間の経過と共に変化する第二出力指令値を時間の経過と共に導出し、第一エンジンの出力値と第二エンジンの出力値とを合算すると出力設定値になる様に時間の経過と共に変化する第一出力指令値を導出し、第一出力指令値により第一エンジンを出力制御し、第二出力指令値により第二エンジンを出力制御したので、一般にエンジンの出力アップする際に、出力が大きくなると応答特性が良好になる傾向があるので、出力軸の出力変動を発生させずに、出力軸を駆動するエンジンを切り替えることができる。
また、第二エンジンの出力値が無負荷出力からスタートして予め設定された単位時間当たりの変化の程度に従って増大して出力設定指令値に達する様にし、単位時間当たりの変化の程度が第二出力指令値が大きくなるに従って大きくなるので、第二エンジンの出力アップをスムーズに行なうことができる。
また、第一出力指令値を出力設定値から第二出力指令値に対応する出力値を減算して得られた出力値に対応させたので、簡易に第一出力指令値を演算により求めることができる。
また、第二エンジンの回転数から第二エンジンの出力値である第二出力推測値を推測し、第一出力指令値を出力設定値と第二出力推測値とから演算で得る様にしたので、第一出力指令値の精度が向上し、出力軸を駆動するエンジンを切り替える際の出力変動が小さくなる。
また、ガバナーから得られる第二エンジンの回転数から第二エンジンの出力値である第二出力推測値を推測するので、制御のための特別の機器を増設するすることなく、エンジン制御の性能を向上できる。
また、特に単位時間当たりの変化の程度がサージ現象を発生させないで出力を増加できる程度を越えない様にするので、サージ現象を起こさずに第二エンジンを出力アップすることができ、出力軸を駆動するエンジンの切換をよりスムーズにおこなうことができる。
また、第二エンジン（エンジンに相当する）を出力アップする際に、第二エンジン出力値が無負荷出力からスタートして予め設定された単位時間当たりの変化の程度に従って増大して出力設定指令値に達する様に時間の経過と共に変化する第二出力指令値（出力指令値に相当する。）を導出し、単位時間当たりの変化の程度が第二出力指令値が大きくなるに従って大きく、第二出力指令値（出力指令値に相当する。）により第二エンジンを出力制御したので、一般にエンジンの出力アップする際に、出力が大きくなると応答特性が良好になる傾向があるので、出力軸の出力変動を発生させずに、エンジンを出力アップさせることができる。
【００７９】
本発明は以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
また、出力指令値を無負荷出力を０％とする無次元量で表したがこれに限定されず、運用上都合のよいいかなる表示方法でもよい。
また、出力軸を駆動するエンジンを２つであるとして説明したがこれに限定されず、いかなる複数のエンジンでもよい。
また、実施形態での説明では、２つのエンジンの出力が等しいことを前提として説明したがこれに限定されない。
また、エンジンをタービンエンジンであるとして説明したがこれに限定されず、例えばレシプロエンジンであってもよい。
また、エンジンの出力を直接推測する方法として回転数から出力を推測したがこれに限定されず、例えば、エンジンに直接馬力計を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るエンジン装置の全体図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る機関制御監視岐路機装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の第二の実施形態に係るエンジン装置の全体図である。
【図４】本発明の第二の実施形態に係る機関制御監視岐路機装置の機能ブロック図である。
【図５】本発明の第一の実施形態に係るエンジン出力制御方法の工程図である。
【図６】本発明の第二の実施形態に係るエンジン出力制御方法の工程図である。
【図７】本発明の第一の実施形態に係るエンジン出力制御方法の作用図である。
【図８】本発明の第二の実施形態に係るエンジン出力制御方法の作用図である。
【図９】従来のエンジン装置の全体図である。
【符号の説明】
【００８１】
Ｘ    回転数
Ｙ    出力設定値
Ｙ１  第一出力設定値
Ｙ２  第二出力設定値
Ｙ１’第一出力値
Ｙ２’第二出力値
Ｚ２  第二出力設定指令値
Ｚ１’第一出力指令値
Ｚ２’第二出力指令値
Ｙ２”第二出力推測値
Ｐ１  第一エンジンの出力値
Ｐ２  第二エンジンの出力値
Ｃ    コンプレッサ
Ｂ    燃焼器
Ｔ１    前段タービン
Ｔ２    後段タービン
Ｓ１０  エンジン出力制御工程
Ｓ２０  第一エンジン制御工程
Ｓ３０  第二エンジン制御工程
Ｓ４０  第一出力指令値導出工程
Ｓ５０  第二出力指令値導出工程
１０    主機
１１    出力軸
１２    減速装置
１３ａ  第一クラッチ
１３ｂ  第二クラッチ
１４ａ  第一エンジン
１４ｂ  第二エンジン
１５    補機
２０ａ  第一エンジン制御機構
２０ｂ  第二エンジン制御機構
３０    機関制御監視記録装置
３１    回転数−馬力変換スケジュール
３２    馬力分配器
３３    馬力減算器
３４    馬力−出力設定変換スケジュール
３５    馬力−出力設定変換スケジュール
３６    変化率制限器
３７    変化率スケジュール
３８    出力設定−馬力変換スケジュール
４０    操作装置
４１    操縦レバー
４２    操縦押しボタン
４３    主機切換スイッチ
５０    第二エンジン出力推測機器
【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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【図８】
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【図９】
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