(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ＣＰＰ翼角が小さい場合、特に最小値付近にある場合であっても主軸回転数の安定性を損なうことのない可変ピッチプロペラ船の推進制御装置を提供する。【解決手段】翼角検出器により可変ピッチプロペラの翼角（ＣＰＰ翼角）を検出し、ＣＰＰ翼角が最小値付近にあるときは制御信号信号出力手段の制御ゲインを、ＣＰＰ翼角が最大値のときの制御ゲインよりも小さく設定する。【選択図】    図１
2004359059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変ピッチプロペラの翼角を制御する翼角制御手段と、主軸の目標回転数を設定する主軸回転数設定手段と、主軸の回転数を検出する主軸回転数検出手段と、前記主軸回転数設定手段と該主軸回転数検出手段により検出された主軸回転数との偏差に所定の制御ゲインを与えて前記主軸回転数を制御するための制御信号を出力する制御信号出力手段と、該制御信号出力手段からの信号を受けて主機への燃料供給量を制御する主機燃料供給制御手段とを備える可変ピッチプロペラ船の推進制御装置であって、
前記翼角制御手段は前記可変ピッチプロペラの翼角を検出する翼角検出手段を備え、
前記制御信号出力手段は、前記翼角検出手段からの出力信号を受け、検出された翼角が最小値付近のときに、翼角が最大値のときの制御ゲインよりも小さい制御ゲインを設定する、ことを特徴とする可変ピッチプロペラ船の推進制御装置。
【請求項２】
前記制御信号出力手段は、翼角が最小値付近から最大値までの間で各翼角に対応して増大する制御ゲインを設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の可変ピッチプロペラ船の推進制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変ピッチプロペラ船の推進制御装置に関し、さらに詳しくは、可変ピッチプロペラの翼角が最小値付近となるときでも、主軸回転数の安定性を損なうことのない可変ピッチプロペラの推進制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、曳船において、プロペラが単独航海に際して最高の速力を得られるように設計されていると、曳航状態においてはピッチ比が大きすぎて回転数が低下し、機関出力を有効に利用できない。反対に曳航状態に適したプロペラにすると、単独航海の場合に回転数をフルにしてもピッチ比が小さすぎて十分な出力を得ることができず、速力を得ることができない。これはピッチを固定して使用していることからくる制約である。そこで、このような問題に対処するためにプロペラの荷重度に応じてピッチを加減できる可変ピッチプロペラが採用されており、特にガスタービン船では、その性質上、エンジンを停止することができないことから、ピッチ角をゼロにしてアイドリング状態を保持する必要があるため、可変ピッチプロペラの必要性が大きい。
【０００３】
図３は、従来の可変ピッチプロペラ船の推進制御装置の全体構成を示すものである。図３において、２１は主機、２２は主機２１に接続される主軸、２３は主機により主軸を介して回転駆動される可変ピッチプロペラ（ＣＰＰ）、２４ａはＣＰＰの翼角制御信号を出力する翼角信号出力器、２４ｂは翼角信号出力器２４ａからの信号を受けてＣＰＰ翼角を調節する変節装置、２６は主軸の目標回転数を設定する主軸回転数設定器、２７は主軸の回転数を検出する主軸回転数検出器、２８は主軸回転数設定器２６により設定された目標回転数と主軸回転数検出器２７により検出された主軸回転数との偏差に所定の制御ゲインを与えて主軸回転数を制御するための制御信号を出力する制御信号出力器、２９は制御信号出力器からの信号を受けて主機２１への燃料供給量を制御する主機燃料制御装置、３０は操縦レバーである。
【０００４】
この推進装置では、操縦レバー３０を操作することにより、操縦レバー３０の位置に対応して翼角信号出力器２４ａにより翼角信号が出力され、この出力信号を変節装置２４ｂで受けてＣＰＰ翼角を制御している。また、操縦レバー３０を操作することにより、操縦レバー３０の位置に対応した主軸の目標回転数が主軸回転数設定器２６により設定されるとともに主軸回転数検出器２７により主軸回転数が検出され、この目標回転数と主軸回転数が制御信号出力器２８に入力される。制御信号出力器では、目標回転数と主軸回転数との偏差に予め設定された所定の制御ゲインを与えて主軸回転数制御信号を出力する。この信号は主機燃料制御装置２９に送られ、これにより主機２１への燃料供給量が制御され主軸回転数が制御される。このように、従来の推進制御装置では、主軸回転数の制御と、これと独立したＣＰＰ翼角の制御により推進制御が行われていた。なお、上述した可変ピッチプロペラ船の推進制御に関する技術については、下記特許文献１及び特許文献２等に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２３９０９３号公報
【特許文献２】
特開昭５４−１２０１９５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の推進制御装置では主軸回転数制御用のゲインがＣＰＰ翼角とは独立して設定されていた。すなわち、ＣＰＰ翼角が最大値付近での制御安定性を優先して、制御ゲインを大きく設定し、かつ、この制御ゲインを一定値に固定していた。ところが、ＣＰＰ翼角が変化すると、主軸回転数の回転速度を上昇、下降させるのに必要な主機の出力増減割合が大きく変化する。例えば、ＣＰＰ翼角が最小値付近では１００〜２００馬力の出力上昇で主軸回転数が５〜１０ｒｐｍ程度上昇するのに対し、ＣＰＰ角度が最大値付近では１０００〜２０００馬力の出力上昇で１ｒｐｍ程度しか上昇しない。したがって、ＣＰＰ翼角が大きいときには、これに適合させて制御ゲインを大きく設定しているので問題は生じないが、逆にＣＰＰ翼角が小さいときには、制御ゲインが大きく設定されているため、制御信号出力器２８からの出力信号が大きすぎ、主機の出力応答が過剰になってしまう。このため、主軸回転数が目標値前後でオーバーシュートとアンダーシュートを繰り返すことによる周期的変動（ハンチング）を起こしてしまい、主軸回転数の安定性が損なわれるという問題があった。
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ＣＰＰ翼角が小さい場合、特に最小値付近にある場合であっても主軸回転数の安定性を損なうことのない可変ピッチプロペラ船の推進制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によれば、可変ピッチプロペラの翼角を制御する翼角制御手段と、主軸の目標回転数を設定する主軸回転数設定手段と、主軸の回転数を検出する主軸回転数検出手段と、前記主軸回転数設定手段と該主軸回転数検出手段により検出された主軸回転数との偏差に所定の制御ゲインを与えて前記主軸回転数を制御するための制御信号を出力する制御信号出力手段と、該制御信号出力手段からの信号を受けて主機への燃料供給量を制御する主機燃料供給制御手段とを備える可変ピッチプロペラ船の推進制御装置であって、前記翼角制御手段は前記可変ピッチプロペラの翼角を検出する翼角検出手段を備え、前記制御信号出力手段は、前記翼角検出手段からの出力信号を受け、検出された翼角が最小値付近のときに、翼角が最大値のときの制御ゲインよりも小さい制御ゲインを設定する、ことを特徴とする可変ピッチプロペラ船の推進制御装置が提供される。
【０００９】
上記本発明の構成によれば、翼角検出手段により翼角を検出し、制御信号出力手段により、検出された翼角が最小値付近のときに、翼角が最大値のときの制御ゲインよりも十分小さい制御ゲインを設定するので、出力信号が最小値付近の翼角に適合したものとなり、主機燃料制御装置による主機への燃料供給量も最小値付近の翼角に適合する。これにより、翼角が最小値付近のときでも主機の出力応答が過剰にならず、主軸回転数のオーバーシュート・アンダーシュートによる周期的変動（ハンチング）を抑制することができる。したがって、翼角が最小値付近にあるときの主軸回転数をその安定性を損なうことなく制御することが可能となる。
【００１０】
また、前記制御信号出力手段は、翼角が最小値付近から最大値までの間で各翼角に対応して増大する制御ゲインを設定することが好ましい。
【００１１】
このように制御ゲインを各翼各に対応して個別に設定することにより、翼角が最小値付近にある場合のみならず、翼角全域にわたって、主軸回転数をその安定性を損なうことなく制御することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の可変ピッチプロペラ船の推進制御装置の全体構成を示す図である。図１において、１は主機、２は主機１に接続される主軸、３は、主機により主軸を介して回転駆動される可変ピッチプロペラ（ＣＰＰ）、４ａはＣＰＰの翼角制御信号を出力する翼角信号出力器、４ｂは翼角信号出力器４からの信号を受けてＣＰＰ翼角を調整する変節装置、４ｃはＣＰＰ翼角を検出する翼角検出器、６は主軸の目標回転数を設定する主軸回転数設定器、７は主軸の回転数を検出する主軸回転数検出器、８は主軸回転数設定器６により設定された目標回転数と主軸回転数検出器７により検出された主軸回転数との偏差に所定の制御ゲインを与えて主軸回転数を制御するための制御信号を出力する制御信号出力器、９は制御信号出力器からの信号を受けて主機１への燃料供給量を制御する主機燃料制御装置、１０は操縦レバーである。なお、上記構成において、翼角信号出力器４ａと変節装置４ｂと翼角検出器４ｃとにより翼角制御手段４を構成している。また操縦レバー１０は、操縦パネル等の押しボタン式のものであってもよい。
【００１４】
翼角検出器４ｃは、変節装置４ｂに設置され、変節装置４ｂのサーボシリンダ内のピストン（図示せず。）の位置をポテンショメータにより検出することによりＣＰＰ翼角を検出するようになっている。
【００１５】
制御信号出力器８は、前記翼角検出器４ｃにより検出された翼角値に応じて予め設定されたスケジュールに基づいて制御ゲインを算出・設定するようになっている。図２は制御信号出力器８におけるゲイン設定のスケジュールを示すものであり、横軸にＣＰＰ翼角をとり、縦軸に制御ゲインとったものである。この図に示すように、ＣＰＰ翼角が最大のときの制御ゲインはＫ１に設定され、ＣＰＰ翼角が最小値（０°）付近の制御ゲインはＫ１より小さいＫ０に設定されるようになっている。また、制御ゲインは翼角が最小値付近から最大値までの間で各翼角に対応して増大するように設定される。
【００１６】
次に本発明の可変ピッチプロペラ船の推進制御装置による制御について説明する。操縦者が操縦レバー１０を操作すると、操縦レバー１０の位置に対応して翼角信号出力器４ａにより翼角信号が出力され、変節装置４ｂによりこの信号を受けてＣＰＰ翼角が制御される。また、主軸回転数設定器６により主軸の目標回転数が設定され、主軸回転数検出器７により主軸回転数が検出され、翼角検出器４ｃによりＣＰＰ翼角が検出され、これら目標回転数、主軸回転数、ＣＰＰ翼角が制御信号出力器８に入力される。制御信号出力器８では、目標回転数と主軸回転数との偏差に上記スケジュールに基づいて算出された制御ゲインを与えて主軸回転数制御信号を出力する。この信号は主機燃料制御装置１１に送られ、これにより主機１への燃料供給が制御され主軸回転数が制御される。
【００１７】
このとき、制御信号出力器８では上述したスケジュールに基づいて制御ゲインが設定されるので、ＣＰＰ翼角が最小値付近にあるときには制御ゲインは十分小さく設定される。これにより主機への燃料供給量を十分少なくするので、主機の出力応答が過剰にならない。したがって、ＣＰＰ翼角が小さいときでも主軸回転数のオーバーシュート・アンダーシュートを少なくして主軸回転数の周期的変動（ハンチング）を抑制することができ、主軸回転数をその安定性を損なうことなく制御することが可能となる。しかも、制御ゲインは翼角が最小値付近から最大値までの間で各翼角に対応して増大するように設定されるので、ＣＰＰ翼角が最小値付近にある場合のみならず、ＣＰＰ翼角全域にわたって、主軸回転数をその安定性を損なうことなく制御することができる
【００１８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定される本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ることは勿論である。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以下のような優れた効果を享受できる。
（１）ＣＰＰ翼角が小さいときに、主軸回転数制御ゲインを小さく設定するようにしたので、主機に与える出力信号がＣＰＰ翼角が最大の場合よりも小さくなることにより、プロペラ翼角が小さいときでも主軸回転数のオーバーシュート・アンダーシュートを少なくして主軸回転数の周期的変動（ハンチング）を抑制することができ、これにより、主軸回転数をその安定性を損なうことなく制御することが可能となる。
（２）制御信号出力手段の制御ゲインは、翼角が最小値付近から最大値までの間で各翼角に対応して増大するように設定されるので、ＣＰＰ翼角が最小値付近にある場合のみならず、ＣＰＰ翼角全域にわたって、主軸回転数をその安定性を損なうことなく制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可変ピッチプロペラ船の推進制御装置である。
【図２】制御信号出力器におけるゲイン設定のスケジュールを示す図である。
【図３】従来の可変ピッチプロペラ船の推進制御装置である。
【符号の説明】
１  主機
２  主軸
３  可変ピッチプロペラ
４  翼角制御手段
４ａ  翼角信号出力器
４ｂ  変節装置
４ｃ  翼角検出器
６  主軸回転数設定器
７  主軸回転数検出器
８  制御信号出力器
９  主機燃料制御装置
１０  操縦レバー
【図１】
2004359059.tif 000003
【図２】
2004359059.tif 000004
【図３】
2004359059.tif 000005