(57)【要約】本発明は、推進駆動装置をコントロールするための方法及び装置に係る。この推進駆動装置は、少なくとも一つの第一のプロペラ駆動装置、及び第二のプロペラ駆動装置を備えている。第一のプロペラ駆動装置は、第一のプロペラを回転し、この第一のプロペラ駆動装置によって、第一のプロペラの推進力および／または回転速度が調整される。第二のプロペラ駆動装置によって、第二のプロペラが回転され且つコントロールされる。本発明によれば、上記推進駆動装置は、単一のコントロール・コマンドによりコントロールされ。ここで、第一のプロペラ駆動装置がコントロールされる第一のコントロール信号、及び第二のプロペラ駆動装置がコントロールされる第二のコントロール信号が、このコントロール・コマンドから生成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進駆動装置をコントロールするための方法であって、
この推進駆動装置は、少なくとも一つの第一のプロペラ駆動装置及び少なくとも一つの第二のプロペラ駆動装置を備え、
第一のプロペラ駆動装置は、第一のプロペラを回転させ、且つこの第一のプロペラ駆動装置によって、第一のプロペラの推進力および／または回転速度が調整され、
第二のプロペラ駆動装置によって、第二のプロペラが回転され、且つ調整され、
ここで、前記第一及び第二のプロペラ駆動装置は、本質的に互いに独立しており、
当該方法は、下記特徴を備えている：
前記推進駆動装置は、単一のコントロール・コマンドによりコントロールされ、ここで、第一のプロペラ駆動装置をコントロールするための第一のコントロール信号、及び第二のプロペラ駆動装置をコントロールするための第二のコントロール信号が、前記コントロール・コマンドから生成される。
【請求項２】
下記特徴を備えた請求項１に記載の方法：
前記第一及び第二のコントロール信号は、推進および／または操舵の動力の最善の組み合わせをもたらすために、生成される。
【請求項３】
下記特徴を備えた請求項１に記載の方法：
前記第一のプロペラ駆動装置により駆動されるプロペラ、及び第二のプロペラ駆動装置により駆動されるプロペラは、実質的に同一の水平レベル上に配置され、且つ、それらのプロペラは、反対方向に回転される。
【請求項４】
下記特徴を備えた請求項１に記載の方法：
前記第一のプロペラ駆動装置は、アジマス・ポッドの中に配置された電動モータ駆動装置である。
【請求項５】
下記特徴を備えた請求項１に記載の方法：
前記第二のプロペラ駆動装置は、固定シャフト上に配置された動力エンジンである。
【請求項６】
下記特徴を備えた請求項１に記載の方法：
前記第二のプロペラ駆動装置のプロペラ羽根が、コントロールされる。
【請求項７】
下記特徴を備えた請求項１に記載の方法：
前記双方のプロペラ駆動装置のプロペラは、固定羽根を有している。
【請求項８】
下記特徴を備えた請求項１に記載の方法：
前記第二のプロペラ駆動装置の回転速度が、コントロールされる。
【請求項９】
下記特徴を備えた請求項１に記載の方法：
前記第一のプロペラ駆動装置の回転速度が、コントロールされる。
【請求項１０】
下記特徴を備えた請求項１に記載の方法：
前記第一のおよび／または第二のプロペラ駆動装置の動力が、コントロールされる。
【請求項１１】
下記特徴を備えた請求項１に記載の方法：
緊急事態の際、第一のプロペラの羽根の角度、及び第二のプロペラの運転速度が同時に調整され、それによって、それらが同時にゼロの値を持ち、且つ、プロペラの羽根の角度及び運転速度の双方が、船が停止するまで、反対方向に向かって更に調整されるように構成されている。
【請求項１２】
推進駆動装置をコントロールするための装置であって、
少なくとも一つの第一のプロペラ駆動装置、及び少なくとも一つの第二のプロペラ駆動装置を備え、
第一のプロペラ駆動装置は、第一のプロペラを回転させ、且つ第一のプロペラ駆動装置によって、その推進力および／または回転速度をコントロールすることが可能であり、
第二のプロペラ駆動装置によって、第二のプロペラを回転させ且つコントロールすることが可能であり、
ここで、前記第一及び第二のプロペラ駆動装置は、本質的に互いに独立しており、
当該装置は下記特徴を備えている：
当該装置は、単一のコントロール・コマンドで推進駆動装置をコントロールするコントロール・デバイスを有し、
ここで、前記コントロール・コマンドに基づいて、前記コントロール・デバイスが、第一のプロペラ駆動装置をコントロールすることが可能な第一のコントロール信号、及び前記第二の推進駆動装置をコントロールすることが可能な第二のコントロール信号、を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船をコントロ−ルする方法及び装置に係る。ここで、船は、少なくとも二つの推進手段によって推進されおよび／または操舵される。特に、本発明は、請求項１の前提部分による方法、及び請求項１０の前提部分による装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
大きな船舶のための推進システムは、しばしば、数個のプロペラ装置から構成され、それらの運転、コントロール及び構造は、ケースバイケースで、互いに異なる。その例として、主プロペラと独立の操舵プロペラから構成されるシステム、または、二つの固定式主プロペラと独立の操舵デバイスから構成されるシステムを挙げることができる。
【０００３】
更に、プロペラ・システムの中に、固定羽根を有するプロペラ、及び調整可能な羽根を有するプロペラが、存在することができる。
【０００４】
一つの効果的な実現化の方法は、いわゆる、ＣＲＰ推進装置（ＣＲＰ＝Contra Rotating Propeller）である。この装置は、同一の軸の上に順に並べて配置され、且つ反対方向に回転するプロペラから構成される。
【０００５】
船の駆動装置において、操舵および／または推進動作が二つの異なる推進デバイスによってもたらされる場合、その操舵コマンドは、推進デバイスの特性に対応したやり方で、与えられなければならない。大きく分けて、例えば、船の方向を規定するコントロール・コマンド、及び船の速度を規定するコントロール・コマンドは、互いに独立に与えられなければならない。
【０００６】
船のオペレータは、操舵コマンドを、例えばコントロール・スティックのようなコントロール・デバイスで与えることができる。しかし、推進デバイスの実際のコントロール信号は、異なるタイプのデバイスに向けて分離される。これに伴い、コントロール可能なピッチ・プロペラ（pitch propeller）を備えた羽根の角度のコントロールは、プロペラの回転速度のコントロールから分離され、あるいは、ＣＲＰシステムのプロペラの相互のコントロールが分離される。
【０００７】
船の推進システムの目的は、船のオペレータのコントロール・コマンドを、あらゆる状況下において、できる限り効率良く実行することにある。調整可能な駆動装置の相互のコントロールは、かくして、コントロール・コマンドを、システムの全ての部分が最適の状態で運転されるように、実施しなければならない。全体的効率もまた、全ての運転状況において、できるかぎり高くなければならない。
【０００８】
例えば、特定の速度で走行しているとき、方位角（azimuth）タイプ・システムの中でコントロール・スティックにより与えられる操舵コマンドは、正しい方向を有するコントロール動作をもたらすことができるが、推進力は，操舵プロペラ及び固定式プロペラの位置が変化したことにより、もはや最善な状態ではない。従って、単なる羽根の角度の調整は、もし、ＣＲＰ機能で要求されるようにプロペラ速度の調整が同時に行なわれない場合には、全体的な効率の減少をもたらすことがあり得る。
【０００９】
一般的に言って、二つまたはそれ以上の推進デバイスから構成されるシステムにおいて、一つの推進デバイスのみに焦点を絞った一つのコントロール動作は、他の推進デバイスの運転にも影響を与え、その結果、システム全体の運転及び効率に影響を与える。
【００１０】
船の駆動装置及びエネルギー・システムは、閉じられており、そこでは、通常の駆動状況下、及び特に例外的な状況下の双方において、使用可能なエネルギー及び動力が様々に制限される。制約は、エネルギーまたは動力生産、及び装置の調整能力の特性の双方から、もたらされる。このコントロールは、推進システムの効率の他に、推進システムの信頼性にも影響を与える。プロペラに加えられる力は、例えば、ＣＲＰシステムの操舵プロペラの偏向角度が、方位角メカニズム（azimuth mechanism）を用いて実現されたとき、大きく変化する。
【００１１】
既に、例えば、米国特許 US 5 061 212 号には、プロペラの羽根の角度を調整するデバイスが開示されており、このデバイスによれば、羽根の角度が速度に依存して調整される。異なるシャフト上に配置された二つのプロペラの間の相互の角度の相違を、ノイズレベルが低く抑えられるようにコントロールすることが、米国特許 US 6 190 217 号に開示されている。
【特許文献１】米国特許第 US 5 061 212 号明細書
【特許文献２】米国特許第 US 6 190 217 号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この発明の目的は、新しい推進システムを創造することにあり、この推進システムにより、数個の推進装置を有する船における駆動メカニズムのコントロールが、できる限り効率良く実行される。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この問題は、請求項１の特徴付け部分の特徴により特徴付けられる方法により解決される。同様に、本発明による発明は、請求項１０の特徴付け部分の特徴により特徴付けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明について、その一つの実施形態により、図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
図１に示されている船の推進システムは、主プロペラ２及び操舵プロペラ４を備え、それらは、船６の同一の長手方向の線の上に取り付けられている。プロペラは、通常のモードにおいて、反対方向に回転するように構成され、それによって、それらはいわゆるＣＲＰ推進システムを形成する。主プロペラのシャフト８は、ベアリング９によりハル６に対して支持され、船の主エンジン１０は、ディーゼル・エンジンのように、そのシャフトに駆動装置動力を供給する。二つのディーゼル・エンジンは、この図の中に示されており、プロペラ・シャフト８は、エンジンと、ギア１１および／または継手を介して、結合されている。
【００１６】
主エンジンが一つだけ使用されるケースでは、主エンジンをプロペラ・シャフトに直接接続することができる。もし、その主プロペラ２が調整可能な羽根を有している場合には、それらは、そのようなものとして知られているやり方によって、コントロールすることができる。主プロペラはまた、固定羽根を有していても良い。操舵プロペラ４は、いわゆる方位角装置（azimuth apparatus）１２を回転させるために配置され、それにより、この装置の許容回転角度は、３５度から、３６０度まで変わることができる。
【００１７】
この船の電気的ネットワークは、発電機１８によりエネルギーが与えられ、この発電機１８は、主エンジン１０または他の動力エンジン１６により回転され、操舵プロペラを回転させる電動モータ１４に電気を供給する。操舵プロペラ４及び主プロペラ２は、それ自身のコントロール・デバイスにより、方位角コントロール・デバイス２０により、更にスラスター・コントロール・デバイス２２により、それぞれ、コントロールされる。本発明によれば、方位角コントロール・デバイス２０及びスラスター・コントロール・デバイス２２は、それらのコントロール信号をＣＲＰコントロールから受け取る。
【００１８】
本発明は、回転する操舵プロペラを備えた装置の他に、固定ポッド（fixed pod）を備えたプロペラ システムに対しても、適用することができる。そのケースでは、操舵は、独立した舵によって実行される。
【００１９】
図１の推進システムは、図２のコントロール・スキームによりコントロールされる。このスキームは、本発明のソリューションに影響する本質的な部分のみを示していること、及び、コントロール・システムの他の部分、特に、異なる推進デバイスのみまたは内部のコントロール・運転のみに影響する部分は、示唆的に示されていることが、理解されるべきである。
【００２０】
コントロール・コマンドは、ブリッジ２６上で与えられ、そのコントロール・コマンドは、船の速度及び方向を決定する。コマンド・ロケーションに依存して、コマンドは、ブリッジの中央２８から与えられ、または、ポート側２７若しくはスターボード側２９のコマンド・デバイスから与えられる。有効なコマンド・デバイスは、選択デバイスにより、既知のやり方で選択される。必要な場合には、そのコントロール・コマンドはまた、マシン・ルームに置かれたコントロール・デバイス３２により、与えられることも可能である。コントロール・コマンドは、ＣＲＰコントロール・ユニット３４に伝達され、そのＣＲＰコントロール・ユニット３４は、運転ステージに基づいて、異なる推進ユニット、方位角ユニット、及び主プロペラに送られるコントロール信号を規定する。
【００２１】
そのコントロール・コマンドに加えて、コントロール信号は、他の何にも増して、船上で使用可能な動力、推進ユニットの結合された推進力、及び船の運転モードにより影響される。ＣＲＰコントロール３４から、コントロール信号が、方位角推進のコントロール・ユニット３６へ送られる、そのコントロール信号は、推進ユニットを駆動するモータ１４の回転速度、及びそのシャフトに固定されたプロペラ４の回転速度を規定する。
【００２２】
ＣＲＰコントロールからのもう一つのコントロール信号は、主プロペラのコントロール・ユニット３８へ送られ、そのコントロール・ユニット３８は、そのコントロール信号に基づいて、プロペラ２の回転速度及びプロペラの羽根の角度を規定し、それにより、必要な推進力が生成される。これは、ディーゼル駆動装置のコントロール及びコントロール可能なピッチ・プロペラ（pitch propeller）のコントロールについての既知の技術により実行される。
【００２３】
実施の状況に依存して、図２に示すように、個別のコントロール信号４０が羽根の角度コントロール４２へ送られ、個別のコントロール信号４４が主プロペラの速度コントロール４６へ送られるか、あるいは、主プロペラの共通のコントロール信号がスラスター・コントロールへ送られ、このスラスター・コントロールが、主プロペラのピッチ（pitch）及び速度をコントロールする。
【００２４】
本発明により規定されたＣＲＰコントロールは、コントロール信号を、コントロール・コマンドに応答して、方位角推進ユニット向けと主プロペラ向けの二つに分離する。従って、コントロール・コマンドを実行するため、必要な動力及び回転速度を生成するための方位角ユニットのコントロール値と、それに対応する、主プロペラの回転速度及び羽根の角度をコントロールするコントロール値が、分離されて形成される。
【００２５】
適用のターゲットにおいて、主プロペラが固定羽根を有している場合、ＣＲＰコントロールは、主プロペラ及び操舵プロペラの双方に対して速度リファレンスを規定し、この速度リファレンスによって、船の最善の全体的効率が実現される。
【００２６】
図３には、推進モータの動力カーブが示されている。このカーブは、プロペラ駆動装置へのコントロール信号を規定するときに使用される。調整可能な変数として、モータの速度及びプロペラのピッチがあり、それらによって、駆動装置の最善の全体的効率が、それぞれの状況において決定される。
【００２７】
通常の駆動モードの間、異なる推進システムのためのコントロールは、推進システムの相互の動力比率が、所望の制限内に収まるように調整される。
【００２８】
結合された推進コントロールモードにおいて、方位角推進及び主エンジン推進は、決められた相互の動力／速度比率によって駆動される。もし、方位角モータまたは主エンジンが、そのリファレンス値を維持することができない場合には、所望の動力／速度比率を維持するために、他のシステムのリファレンス値が制限される。システムが故障した状況において、動力／速度比率は維持されるが、故障したシステムのフル動力が実現されるポイントまでに抑えられる。
【００２９】
双方の推進システムは、ＣＲＰコントロールをバイパスするバックアップモードを有することができる。このことは、図２の中で、コントロール入力３６’，４２’及び４６’により示されている。このモードの使用は、各システムについて独立に、または、両システムについて同時に、選択することができる。
【００３０】
本発明について、特定の実施形態を用いて説明をした。これは、本発明を限定するものではなく、本発明は、添付されたクレームの範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によりコントロールされる船の推進装置を示す図。
【図２】本発明によるコントロール・システムの概略図。
【図３】推進装置の特性を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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