(57)【要約】【課題】船体のローリングによる影響を考慮したガバナ制御を行い、燃費の改善を図る。【解決手段】シャフト１１を介してプロペラ１２に連結される主機１３の実回転速度を検出する（エンジン実回転速度検出ブロック１４）。ロールレートセンサから船体ローリングの回転速度信号を取得し（船体ローリング検出ブロック１６）、ローリングの回転速度である変動回転速度を計算する（変動回転速度計算ブロック１７）。エンジン実回転速度に変動回転速度を加算することでエンジン実回転速度を対水プロペラ回転速度に修正し、入力側へとフィードバックして主機１３の燃料投入量をＰＩＤ制御する（ＰＩＤ制御ブロック１５）。【選択図】図１
2011011726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主機の実回転速度を検出する実回転速度検出手段と、船体ローリングの回転速度を検出するローリング速度検出手段とを備え、前記実回転速度と前記船体ローリングの回転速度に基づいて対水プロペラ回転速度を一定に維持することを特徴とする舶用エンジンのガバナ制御装置。
【請求項２】
前記実回転速度に前記船体ローリングの回転速度を加算してフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の舶用エンジンのガバナ制御装置。
【請求項３】
回転速度指令から前記船体ローリングの回転速度を差し引くことを特徴とする請求項１に記載の舶用エンジンのガバナ制御装置。
【請求項４】
主機の実回転速度を検出するとともに、船体ローリングの回転速度を検出し、前記実回転速度と前記船体ローリングの回転速度に基づいて対水プロペラ回転速度を一定に維持することを特徴とする舶用エンジンのガバナ制御方法。
【請求項５】
前記実回転速度に前記船体ローリングの回転速度を加算してフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の舶用エンジンのガバナ制御方法。
【請求項６】
回転速度指令から前記船体ローリングの回転速度を差し引くことを特徴とする請求項４に記載の舶用エンジンのガバナ制御方法。
【請求項７】
船体と、前記船体に搭載される主機と、前記主機に連結されるプロペラと、前記主機への燃料投入量を制御するガバナ制御装置とを備え、前記ガバナ制御装置が、前記主機の実回転速度を検出する実回転速度検出手段と、前記船体のローリングの回転速度を検出するローリング速度検出手段とを備え、前記実回転速度と前記ローリングの回転速度に基づいて前記プロペラの対水回転速度を一定に維持することを特徴とする船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舶用エンジンのガバナ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
舶用エンジンの制御では、設定された目標回転速度と実回転速度の差がなくなるようにＰＩＤ制御が行われる。また、荒天時などの外乱によるプロペラ回転速度の変動を予測してＰＩＤ制御のゲインを変更する構成も提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２００１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、舶用エンジンのガバナ制御は、主機の回転を目標回転速度に維持する制御を行っているため、海象の影響により船体がローリングしている場合、主機の回転が目標回転速度に維持されても、プロペラの対水回転速度は一定とはならない。すなわち、船体がプロペラ回転方向にローリングする場合には、プロペラの対水回転速度は船体ローリングによる回転分速くなり、船体がプロペラ回転方向とは逆方向にローリングする場合には、プロペラの対水回転速度は、船体ローリングによる回転分遅くなる。
【０００５】
船体ローリングによる対水プロペラ回転速度の変動の最大値は、ローリング角度と、その周期に依存し、通常、毎分±数回転程のオーダとなる。例えば、１０秒周期のローリングにおいて、ローリング角度±１０度のとき、ローリングによる対水プロペラ回転速度の変動は、最大で約±１ｒｐｍとなる。プロペラ負荷は、回転速度の３乗に比例するため、例えば主機が１００ｒｐｍで運転中に、対水プロペラ回転速度に±１ｒｐｍ（１％）の変動があると、プロペラ負荷は、約±３％変動する。
【０００６】
このような船体ローリングによる負荷変動の下、従来のように主機の回転速度を一定に維持しようとすると、ガバナ制御装置は、ローリングによる負荷変動に応じて燃料投入量を周期的に増減し、結果的に燃費の悪化を招く。
【０００７】
本発明は、船体のローリングによる影響を考慮したガバナ制御を行い、燃費の改善を図ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の舶用エンジンのガバナ制御装置は、主機の実回転速度を検出する実回転速度検出手段と、船体ローリングの回転速度を検出するローリング速度検出手段とを備え、実回転速度と船体ローリングの回転速度に基づいて対水プロペラ回転速度を一定に維持することを特徴としている。
【０００９】
ガバナ制御装置は、例えば実回転速度に船体ローリングの回転速度を加算してフィードバック制御を行う。
【００１０】
また、ガバナ制御装置は、回転速度指令から船体ローリングの回転速度を差し引くことでガバナ制御を行う。この場合、従来のガバナ制御システムに大きな変更を加えることなく本発明に係る構成を付加することができる。
【００１１】
本発明の舶用エンジンのガバナ制御方法は、主機の実回転速度を検出するとともに、船体ローリングの回転速度を検出し、実回転速度と船体ローリングの回転速度に基づいて対水プロペラ回転速度を一定に維持することを特徴としている。
【００１２】
ガバナ制御方法は、例えば実回転速度に船体ローリングの回転速度を加算してフィードバック制御を行う。
【００１３】
また、ガバナ制御方法は、回転速度指令から船体ローリングの回転速度を差し引くことでガバナ制御を行う。
【００１４】
本発明の船舶は、船体と、船体に搭載される主機と、主機に連結されるプロペラと、主機への燃料投入量を制御するガバナ制御装置とを備え、ガバナ制御装置が、主機の実回転速度を検出する実回転速度検出手段と、船体のローリングの回転速度を検出するローリング速度検出手段とを備え、実回転速度とローリングの回転速度に基づいてプロペラの対水回転速度が一定に維持されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、船体のローリングによる影響を考慮したガバナ制御を行い、燃費の改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態である舶用エンジンのガバナ制御システムの構成を示すブロック線図である。
【図２】第２実施形態である舶用エンジンのガバナ制御システムの構成を示すブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態である舶用エンジンのガバナ制御システムの構成を示すブロック線図である。
【００１８】
舶用エンジンのガバナ制御システム１０は、主軸１１を介してプロペラ１２に連結される主機１３への燃料投入量を制御するものである。ガバナ制御システム１０は、回転速度指令を基準入力とし、主軸１１に設けられるターニングギア（図示せず）の回転を近接スイッチ等（図示せず）を用いてモニタしてエンジン実回転速度検出ブロック１４においてエンジン実回転速度を検出する。検出されたエンジン実回転速度は、従来入力側へとそのままフィードバックされ、回転速度指令とエンジン実回転速度の差分がＰＩＤ制御ブロック１５へ入力されて主機１３への燃料投入量が制御される。
【００１９】
しかし、本実施形態のガバナ制御システム１０では、船体ローリング検出ブロック１６において、ロールレートセンサ（図示せず）から船体の回転速度に対応する信号を取得し、この信号に基づき、変動回転速度検出ブロック１７において、ローリングによる船体の回転速度、すなわち船体の対水回転速度に対応する変動回転速度が計算される。
【００２０】
変動回転速度は、エンジン実回転速度検出ブロック１４で検出されたエンジン実回転速度に加算され、変動回転速度により修正されたエンジン実回転速度が入力側へとフィードバックされる。すなわち、第１実施形態では、回転速度指令と対水プロペラ回転速度との差分に対応する値がＰＩＤ制御ブロック１５に入力され、燃料投入量のＰＩＤ演算が行われる。
【００２１】
以上の構成により、第１実施形態では、フィードバックされるエンジン実回転速度がローリングの回転速度により修正され、対水プロペラ回転速度を一定にするＰＩＤ制御が行われることとなる。これにより、ガバナ制御装置は対水プロペラ回転速度を一定にする主機の調速制御を行い、位相遅れを防止して船体ローリングにともなう無駄な燃料投入を防止する。これにより、本実施形態のガバナ制御システムでは燃費が改善される。
【００２２】
次に図２を参照して第２実施形態の舶用エンジンのガバナ制御について説明する。図２は、本発明の第２実施形態である舶用エンジンのガバナ制御システムの構成を示すブロック線図である。
【００２３】
第１実施形態では、変動回転速度により修正されたエンジン実回転速度を入力側へとフィードバックしたが、第２実施形態のガバナ制御システム２０では、エンジン実回転速度は、従来と同様に入力側へそのままフィードバックされ、回転速度指令に変動回転速度による修正を加えている。なお、それ以外の構成については、第１実施形態と同様である。
【００２４】
すなわち、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、船体ローリング検出ブロック１６および変動回転速度検出ブロック１７において、ロールレートセンサからの信号に基づいて船体ローリングの回転速度である変動回転速度が算出される。しかし、第２実施形態では、第１実施形態とは異なり、変動回転速度を回転速度指令から差引き、これにエンジン実回転速度検出ブロック１４からのエンジン実回転速度を負帰還して、ＰＩＤ制御ブロック１５へ入力し、主機１３の燃料投入量のＰＩＤ制御を行う。
【００２５】
以上のように、第２実施形態の構成においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第２実施形態では、船体ローリングの影響を、回転速度指令を修正する形で制御システムに取り入れているため、従来のガバナ制御装置に大きな変更を加えることなく本発明を適用することができる。
【００２６】
なお本発明は、±１ｒｐｍ程度の変動の影響が大きい低速大型機関に特に有効であり、ロングストローク、低回転の大型機関を搭載した船舶において特に有用である。
【００２７】
また、制御方法についてはＰＩＤ制御に限らず、現代制御理論、適用制御、学習制御等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  舶用エンジンのガバナ制御システム
１１  主軸
１２  プロペラ
１３  主機
１４  エンジン実回転速度検出ブロック
１５  ＰＩＤ制御ブロック
１６  船体ローリング検出ブロック
１７  変動回転速度計算ブロック
【図１】
2011011726.tif 000003
【図２】
2011011726.tif 000004