(57)【要約】  本発明は船舶（１０）の推進力を制御するための方法に関する。船舶（１０）は機関（５）および可変ピッチプロペラ（７）を備え、トルクおよび機関速度は、出力設定値に対応するように調節される。調節は、船舶（１０）の燃料消費が、所望の燃料消費範囲内になるようなおよび／またはその範囲内に維持されるような、機関（５）の機関速度および可変ピッチプロペラ（７）のプロペラピッチ運転条件において、船舶（１０）が運転されるようにされている。方法は、機関（５）によって生成される排ガス内のＮＯｘ含有量を示したＮＯｘ値を決定するステップと、ＮＯｘ値がＮＯｘ閾値を越えたことを検出した場合に、機関（５）のトルクを低減させるステップと、を含んでいる。代替的に、方法は、少なくとも１つのシリンダ（９）内の最高圧を示した最高圧値を決定するステップと、最高圧値が最高圧閾値を越えたことを検出した場合に、機関（５）のトルクを減少させるステップと、を含んでいる。
2020527111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶（１０）の推進力を制御するための方法であって、前記船舶（１０）は機関（５）および可変ピッチプロペラ（７）を備え、
トルクおよび機関速度は、出力設定値に一致するように調節され、
前記調節は、前記船舶（１０）の燃料消費が、所望の燃料消費範囲内になるようなおよび／またはその範囲内に維持されるような、前記機関（５）の機関速度および前記可変ピッチプロペラ（７）のプロペラピッチ運転条件において、前記船舶（１０）が運転されるようにされており、前記方法は、
−  前記機関（５）によって生成される排ガス内のＮＯｘ含有量を示したＮＯｘ値を決定するステップと、
−  前記ＮＯｘ値がＮＯｘ閾値を越えたことを検出した場合に、前記機関（５）のトルクを低減させるステップと、
を含んでいる方法。
【請求項２】
前記船舶（１０）は、前記機関からの排ガスをガイドするように形成された排ガスシステム（１２）を備え、該排ガスシステムは、ＮＯｘ低減アセンブリ（１３）を備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法は、排ガスの意図された流れ方向で見て、前記機関（５）と、前記排ガスシステム（１２）内のＮＯｘ低減アセンブリ（１３）と、の間の排ガスを評価することにより、前記ＮＯｘ値を決定するステップを含んでいる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記方法は、排ガスの意図された流れ方向で見て、前記排ガスシステム（１２）内のＮＯｘ低減アセンブリ（１３）の下流の排ガスを評価することにより、前記ＮＯｘ値を決定するステップを含んでいる、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記排ガスは、ＮＯｘセンサ（１４；１５）を使用して評価される、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記方法は、前記船舶（１０）の地理的位置を決定するステップ、およびこれにより決定された地理的位置に基づいて、前記ＮＯｘ閾値を決定するステップ、を含んでいる、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記機関（５）の機関速度は、前記ＮＯｘ値が前記ＮＯｘ閾値を越えたことを検出した場合に増大される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
船舶（１０）の推進力を制御するための方法であって、前記船舶は、機関（５）および可変ピッチプロペラ（７）を備え、前記機関は少なくとも１つのシリンダ（１）を備え、
トルクおよび機関速度は、出力設定値に一致するように調節され、当該調節は、前記船舶（１０）の燃料消費が、所望の燃料消費範囲内になるようなおよび／またはその範囲内に維持されるような、前記機関（５）の機関速度および前記可変ピッチプロペラ（７）のプロペラピッチを伴った運転条件において前記船舶（１０）が運転されるようにされており、前記方法は、
−  前記少なくとも１つのシリンダ（９）内の最高圧を示した最高圧値を決定するステップと、
−  前記最高圧値が最高圧閾値を越えたことを検出した場合に、前記機関（５）のトルクを減少させるステップと、
を含んでいる方法。
【請求項９】
前記機関（５）の機関速度は、前記最高圧値が最高圧閾値を越えたことを検出した場合に増大される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記機関（５）のトルクを減少させる機構は、前記可変ピッチプロペラ（７）のプロペラピッチを減少させることを含んでいる、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
プログラムがコンピュータ上で実行された場合に、請求項１から１０のいずれか一項に記載のステップを実行するためのプログラムコード手段を含んだコンピュータプログラム。
【請求項１２】
前記プログラム製品がコンピュータ上で実行された場合に、請求項１から１０のいずれか一項に記載のステップを実行するためのプログラムコード手段を含んだコンピュータプログラムを担持した、コンピュータ可読媒体。
【請求項１３】
船舶（１０）の推進力を制御するための制御ユニット（２）であって、前記船舶は、機関（５）および可変ピッチプロペラ（７）を備え、
前記制御ユニット（２）は、出力設定値を示した信号を受信するように形成され、前記制御ユニット（２）は、前記出力設定値に応じて前記機関（５）の機関速度および前記可変ピッチプロペラ（７）のプロペラピッチを制御する制御信号を出すようにも形成されており、
前記制御信号は、前記船舶（１０）の燃料消費が、所望の燃料消費範囲内になるようなおよび／またはその範囲内に維持されるような、前記出力設定値に応じた前記機関（５）の機関速度および前記可変ピッチプロペラ（７）のプロペラピッチを伴った運転条件において前記船舶（１０）が運転されるように決定されており、前記制御ユニットは、
−  前記機関（５）により発生した排ガス内のＮＯｘ含有量を示したＮＯｘ値を伴ったＮＯｘ信号を受信し、および
−  前記ＮＯｘ値がＮＯｘ閾値を越えたことを検出した場合に、前記機関（５）のトルクを減少させる制御信号を出すように形成されている制御ユニット（２）。
【請求項１４】
前記船舶（１０）は、前記機関（５）からの排ガスをガイドするように形成された排ガスシステム（１２）を備え、該排ガスシステムは、ＮＯｘ低減アセンブリ（１３）を備えている、請求項１３に記載の制御ユニット（２）。
【請求項１５】
前記制御ユニット（２）は、排ガスの意図された流れ方向で見て、前記機関（５）と前記排ガスシステム（１２）内の前記ＮＯｘ低減アセンブリ（１３）との間の位置に配置されたＮＯｘセンサ（１４）から、前記排ガス内のＮＯｘ含有量を示した信号を受信するように形成されている、請求項１４に記載の制御ユニット（２）。
【請求項１６】
前記制御ユニット（２）は、排ガスの意図された流れ方向で見て、前記排ガスシステム（１２）内の前記ＮＯｘ低減アセンブリ（１３）の下流の位置に配置されたＮＯｘセンサ（１５）から、前記排ガス内のＮＯｘ含有量を示した信号を受信するように形成されている、請求項１４に記載の制御ユニット（２）。
【請求項１７】
前記制御ユニット（２）は、前記船舶（１０）の地理的位置を示した信号を受信するように形成されており、前記制御ユニット（２）はさらに、これにより決定された地理的位置に基づいて、前記ＮＯｘ閾値を決定するように形成されている、請求項１３から１６のいずれか一項に記載の制御ユニット（２）。
【請求項１８】
前記制御ユニット（２）は、前記ＮＯｘ値が前記ＮＯｘ閾値を越えたことを検出した場合に、前記機関（５）の機関速度を増大させる制御信号を出すように形成されている、請求項１３から１７のいずれか一項に記載の制御ユニット（２）。
【請求項１９】
船舶（１０）の推進力を制御するための制御ユニット（２）であって、前記船舶（１０）は、機関（５）および可変ピッチプロペラ（７）を備え、前記機関（５）は少なくとも１つのシリンダ（９）を備え、
前記制御ユニット（２）は、出力設定値を示した信号を受信するように形成され、前記制御ユニット（２）は、前記出力設定値に応じて前記機関（５）の機関速度および前記可変ピッチプロペラ（７）のプロペラピッチを制御する制御信号を出すようにも形成されており、
前記制御信号は、前記船舶（１０）の燃料消費が、所望の燃料消費範囲内になるようなおよび／またはその範囲内に維持されるような、前記出力設定値に応じた前記機関（５）の機関速度および前記可変ピッチプロペラ（７）のプロペラピッチを伴った運転条件において前記船舶（１０）が運転されるように決定されており、前記制御ユニットは、
−  前記少なくとも１つのシリンダ（９）内の最高圧を示した最高圧値を伴った最高圧信号を受信し、および
−  前記最高圧値が最高圧閾値を越えたことを検出した場合に、前記機関（５）のトルクを減少させる制御信号を出すように形成されている制御ユニット（２）。
【請求項２０】
前記制御ユニット（２）は、前記最高圧値が前記最高圧閾値を越えたことを検出した場合に、前記機関（５）の機関速度を増大させる制御信号を出すように形成されている、請求項１９に記載の制御ユニット（２）。
【請求項２１】
前記制御ユニット（２）は、前記機関（５）のトルクを減少させるために、前記可変ピッチプロペラ（７）のプロペラピッチを減少させる制御信号を出すように形成されている、請求項１３から２０のいずれか一項に記載の制御ユニット（２）。
【請求項２２】
請求項１３から２１のいずれか一項に記載の制御ユニット（２）を備えた船舶（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の推進力を制御するための方法に関する。さらに、本発明は、コンピュータプログラム、コンピュータ可読媒体、制御ユニット、および船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
可変ピッチの船舶プロペラは、ブレードの迎え角が連続的に変化可能であるように設計されている。このようにして、主機関のトルクトルクは変化され得る。可変ピッチプロペラは、操縦性に中間から高い要求を伴った中型船舶（垂線間長が５０から１５０ｍ）に共通している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
可変ピッチプロペラを備えた船舶は、適切な柔軟性と共に操縦されることが可能であるが、その船舶は、例えば船舶の機関または可変ピッチプロペラの不適切な運転設定のために、必要よりも多くの燃料を頻繁に消費する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前述の観点において、本発明の第１態様によれば、本発明の目的は、船舶の推進力を制御するための方法を提供することであり、その方法では、船舶の機関は適切な運転条件において運転される。
【０００５】
前述の態様は、請求項１による方法により獲得される。
【０００６】
そのように、本発明の第１態様は、船舶の推進力を制御するための方法に関する。船舶は機関と可変ピッチプロペラとを備え、トルクおよび機関速度は、出力設定値に対応して調節される。この調節は、船舶の燃料消費が、所望の燃料消費範囲内になるようなおよび／またはその範囲内に維持されるような、機関の機関速度および可変ピッチプロペラのプロペラピッチを伴った運転条件において船舶が運転されるようにされる。
【０００７】
本発明の第１態様によれば、方法は、
−  機関によって生成される排ガス内のＮＯｘ含有量を示したＮＯｘ値を決定するステップと、
−  ＮＯｘ値がＮＯｘ閾値を越えたことを検出した場合に、機関のトルクを低減させるステップと、
を含んでいる。
【０００８】
そのように、前述の発明により、船舶の推進力の制御が提案され、機関は適切な燃料消費と共に運転され、且つＮＯｘ含有量も適切に低く維持されることが可能である。したがって前述の方法は、直前に使用された運転条件と比較して環境により害の少ない、船舶の運転に貢献を示している。さらに、所望の燃料消費範囲内に燃料消費を維持することは、コストの低減を示している。
【０００９】
ここで使用されている「ＮＯｘ含有量」との用語は、一酸化窒素ＮＯおよび二酸化窒素ＮＯ２の総量に関連している。しかしながら、この用語は、個別に測定された場合、一酸化窒素または二酸化窒素の含有量を意味することも意図している。
【００１０】
前述の発明のために、機関により発生した排ガス内の実際のＮＯｘ含有量は、船舶の推進力を制御する場合に考慮され得る。したがって、例えば船舶の機関を運転する場合に、高いＮＯｘ含有量のレベルを回避するために、試験環境においてシミュレーションおよび／または試験からトルクの制約を決定する代わりに、前述の方法は、実際のＮＯｘ含有量が考慮され得ることを示している。単なる例として、船舶の機関によって発生するＮＯｘの量は、例えば経年変化および／または摩耗により、機関の寿命を通じて変化し得、そのような変化は、前述の方法において自動的に考慮され得る。
【００１１】
随意的に、船舶は、機関からの排ガスをガイドするように形成された排ガスシステムを備え、この排ガスシステムは、ＮＯｘ低減アセンブリを備えている。
【００１２】
随意的に、方法は、排ガスの意図された流れ方向で見て、機関と、排ガスシステム内のＮＯｘ低減アセンブリと、の間の排ガスを評価することにより、ＮＯｘ値を決定するステップを含んでいる。機関とＮＯｘ低減アセンブリとの間のＮＯｘ含有量の測定は、測定されたＮＯｘ含有量が、機関により発生する排ガス内のＮＯｘ含有量であることを示している。そのように、前述の方法は、制御が例えば経年変化による、例えばＮＯｘ低減アセンブリの容量のあらゆる変化に依存しないので、急速な且つ安定した機関の制御を示している。
【００１３】
随意的に、方法は、排ガスの意図された流れ方向で見て、排ガスシステム内のＮＯｘ低減アセンブリの下流の排ガスを評価することにより、ＮＯｘ値を決定するステップを含んでいる。ＮＯｘ低減アセンブリの下流のＮＯｘ含有量の測定は、測定されたＮＯｘ含有量が、船舶の周囲環境内に入る排ガス内のＮＯｘ含有量であることを示している。そのように、前述の方法は、ＮＯｘ含有量が、例えば法的な排出レベルとなり得る、事前に決定された排出レベルを越えないように、機関が制御されることが可能であることを示している。
【００１４】
随意的に、方法は、船舶の地理的位置を決定するステップ、およびこれにより決定された地理的位置に基づいて、ＮＯｘ閾値を決定するステップ、を含んでいる。世界の多様な地理的領域は、多様な許容排出レベルと関連し得る。そのように、前述の方法は、決定された地理的位置に基づいてＮＯｘ閾値を調節するように適合されており、そのような多様な許容排出レベルが、ＮＯｘ閾値を設定する場合に、考慮され得ることを示している。したがって、このことは、適切な燃料消費と同様に適切なＮＯｘ排出レベルを伴った機関の適切な運転を示している。
【００１５】
随意的に、機関の機関速度は、ＮＯｘ値がＮＯｘ閾値を越えたことを検出した場合に増大される。速度の増大は、船舶が、出力設定値により示されたような必要な出力を発生し得、一方でＮＯｘ閾値以下のＮＯｘ含有量を伴った排ガスをいつでも発生することを意味している。
【００１６】
本発明の第２態様は、船舶の推進力を制御するための方法に関する。船舶は、機関および可変ピッチプロペラを備えている。機関は少なくとも１つのシリンダを備えている。トルクおよび機関速度は、出力設定値に一致するように調節され、当該調節は、船舶の燃料消費が、所望の燃料消費範囲内になるようなおよび／またはその範囲内に維持されるような、機関の機関速度および可変ピッチプロペラのプロペラピッチを伴った運転条件において船舶が運転されるようにされている。
【００１７】
本発明の第２態様によれば、方法は、
−  少なくとも１つのシリンダ内の最高圧を示した最高圧値を決定するステップと、
−  最高圧値が最高圧閾値を越えたことを検出した場合に、機関のトルクを減少させるステップと、
を含んでいる。
【００１８】
最高圧を越えることは、機関に対して有害となり得る。そのように、本発明の第２態様による前述の方法により、機関を損傷する危険性は、適切に低くなり得る。
【００１９】
随意的に、機関の機関速度は、最高圧値が最高圧閾値を越えたことを検出した場合に増大される。
【００２０】
随意的に、本発明の第１および／または第２態様に関して、機関のトルクを減少させる機構は、可変ピッチプロペラのプロペラピッチを減少させることを含んでいる。
【００２１】
本発明の第３態様はコンピュータプログランに関し、このプログラムがコンピュータ上で実行された場合、本発明の第１態様および第２態様のいずれか一方のステップを実行するための、プログラムコード手段を含んでいる。
【００２２】
本発明の第４態様はンピュータ可読媒体に関し、この媒体は、プログラム製品がコンピュータ上で実行された場合に、本発明の第１および第２態様のいずれか一方のステップを実行するためのプログラムコード手段を含んだ、コンピュータプログラムを担持している。
【００２３】
本発明の第５態様は、船舶の推進力を制御するための制御ユニットに関する。船舶は、機関および可変ピッチプロペラを備え、制御ユニットは、出力設定値を示した信号を受信するように形成されている。制御ユニットは、出力設定値に応じて機関の機関速度および可変ピッチプロペラのプロペラピッチを制御する制御信号を出すようにも形成されている。制御信号は、船舶の燃料消費が、所望の燃料消費範囲内になるようなおよび／またはその範囲内に維持されるような、出力設定値に応じた機関の機関速度および可変ピッチプロペラのプロペラピッチを伴った運転条件において船舶が運転されるように決定されている。
【００２４】
本発明の第５態様によれば、制御ユニットは、
−  機関により発生した排ガス内のＮＯｘ含有量を示したＮＯｘ値を伴ったＮＯｘ信号を受信し、および
−  ＮＯｘ値がＮＯｘ閾値を越えたことを検出した場合に、機関のトルクを減少させる制御信号を出すように形成されている。
【００２５】
随意的に、船舶は、機関からの排ガスをガイドするように形成された排ガスシステムを備え、この排ガスシステムは、ＮＯｘ低減アセンブリを備えている。
【００２６】
随意的に、制御ユニットは、排ガスの意図された流れ方向で見て、機関と排ガスシステム内のＮＯｘ低減アセンブリとの間の位置に配置されたＮＯｘセンサから、排ガス内のＮＯｘ含有量を示したＮＯｘ値を伴った信号を受信するように形成されている。
【００２７】
随意的に、制御ユニットは、排ガスの意図された流れ方向で見て、排ガスシステム内のＮＯｘ低減アセンブリの下流の位置に配置されたＮＯｘセンサから、排ガス内のＮＯｘ含有量を示したＮＯｘ値を伴った信号を受信するように形成されている。
【００２８】
随意的に、制御ユニットは、船舶の地理的位置を示した信号を受信するように形成されており、制御ユニットはさらに、これにより決定された地理的位置に基づいて、ＮＯｘ閾値を決定するように形成されている。
【００２９】
随意的に、制御ユニットは、ＮＯｘ値がＮＯｘ閾値を越えたことを検出した場合に、機関の機関速度を増大させる制御信号を出すように形成されている。
【００３０】
本発明の第６態様は、船舶の推進力を制御するための制御ユニットに関する。船舶は、機関および可変ピッチプロペラを備えている。機関は少なくとも１つのシリンダを備えている。制御ユニットは、出力設定値を示した信号を受信するように形成されている。制御ユニットは、出力設定値に応じて機関の機関速度および可変ピッチプロペラのプロペラピッチを制御する制御信号を出すようにも形成されている。制御信号は、船舶の燃料消費が、所望の燃料消費範囲内になるようなおよび／またはその範囲内に維持されるような、出力設定値に応じた機関の機関速度および可変ピッチプロペラのプロペラピッチを伴った運転条件において船舶が運転されるように決定されている。
【００３１】
本発明の第６態様によれば、制御ユニットは、
−  少なくとも１つのシリンダ内の最高圧を示した最高圧値を伴った最高圧信号を受信し、および
−  最高圧値が最高圧閾値を越えたことを検出した場合に、機関のトルクを減少させる制御信号を出すように形成されている。
【００３２】
随意的に、制御ユニットは、最高圧値が最高圧閾値を越えたことを検出した場合に、機関（５）の機関速度を増大させる制御信号を出すように形成されている。
【００３３】
随意的に、制御ユニットは、機関のトルクを減少させるために、可変ピッチプロペラのプロペラピッチを減少させる制御信号を出すように形成されている。
【００３４】
本発明の第７態様は、本発明の第５または第６態様による制御ユニットを備えた船舶に関する。
【００３５】
添付の図を参照するとともに、以下に例として示された本発明の実施形態をより詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】機関に関する代表的な負荷限界を示した図である。
【図２】正確な要求された硬化を得るための、機関速度に関する出力設定値の計算およびトルクの制御を示した図である。
【図３】制御ロジックの例を示した図である。
【図４】船舶の実施形態を示したブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図４は、船舶１０の実施形態を示している。図４の船舶は、主機関としても引用され得る機関５、および可変ピッチプロペラ７を備えている。トルクおよび機関速度は、例えば所望のまたは狙った機関出力値のような出力設定値に一致するように調節され得る。単なる一例として、出力設定値は、オンボードまたは図４に示されたように離れて配置されたユーザボード１を使用して設定され得る。全体的に、出力設定値は、機関５および可変ピッチプロペラ７により発生した所望の動力を示している。
【００３８】
単なる一例として、図４に示されたように、出力設定値を示した信号は、ユーザボード１からオンボードに、または離れて配置された制御ユニット２に送信され得る。非限定的な例として、制御ユニット２は、機関５、機関速度調整器４、ターボアセンブリ６、可変ピッチプロペラ７、および可能であれはシャフト出力センサ８から情報を受信し得る。さらに、再度単なる一例として、船舶１０は、システムの設定およびデータ読み取りのための追加のユーザボード３を備えている。
【００３９】
さらに、制御ユニット２は機関５およびプロペラ７、またはプロペラ調整手段（図示略）に制御信号を出して、それにより機関５の機関速度および可変ピッチプロペラ７のプロペラピッチを制御するように形成され得る。プロペラピッチを制御することにより、機関５のトルクが制御され得る。
【００４０】
それに加えて、船舶１０の実施形態は、少なくとも１つのシリンダ９を備えたシリンダ装置を備えている。さらに図４において、船舶１０の実施形態は、少なくとも１つのシリンダ９内の圧力を測定するように形成されたシリンダ圧力センサ１１を備えているとして開示されている。一例として、シリンダ圧力センサ１１は、少なくとも１つのシリンダ内の最高圧を測定するように形成され得る。
【００４１】
図４は、図中に記載された船舶１０の実施形態が、機関５からの排ガスをガイドするように形成された排ガスシステム１２を備えていることも記載している。さらに図４に示されたように、排ガスシステム１２は、ＮＯｘ低減アセンブリ１３を備え得る。単なる一例において、そのようなＮＯｘ低減アセンブリは、排ガス内のＮＯｘ含有量を低減するように適合された触媒を含み得る。
【００４２】
さらに図４は、船舶１０が、排ガスの意図された流れ方向で見て、機関５とＮＯｘ低減アセンブリ１３との間に配置された上流ＮＯｘセンサ１４を備え得ることを示している。上流ＮＯｘセンサ１４の代わりにまたはそれに加えて、船舶は、排ガスの意図された流れ方向で見て、排ガスシステム１２内のＮＯｘ低減アセンブリ１３の下流に配置された、下流ＮＯｘセンサ１５を備え得る。
【００４３】
さらに、図４の船舶１０は位置センサ１６を備え、このセンサは例えば、船舶１０の地理的位置を決定するように形成された全地球測位システムを備え得る。
【００４４】
図４の船舶１０の実施形態は、各々１つのシリンダ圧力センサ１１、上流ＮＯｘセンサ１４、下流ＮＯｘセンサ１５、および位置センサ１６を備えているが、船舶１０の他の実施形態は、前述のセンサ１１、１４、１５、１６の１つのみを備え得ることが予想される。さらに、船舶１０の実施形態は、２つ以上のセンサ１１、１４、１５、１６を備えていることが予想される。
【００４５】
図１は、例えば図４の機関５のような機関に関する負荷限界曲線を示している。図１から情報を得られ得るように、そこに示されたグラフは、横座標に（最大機関速度のパーセンテージとして示された）機関速度、縦座標に動力を示している。さらに、図１は、（同じく、機関によって発生する最大トルクのパーセンテージとして示された）異なったトルクレベルに関する等値線を含んでいる。図１から理解され得るように、機関によって発生する動力は、トルクの増大と共に増大する。同様の過程で、機関によって発生する動力は、機関速度の増大と共に増大する。
【００４６】
さらに図１から理解され得るように、所定の動力レベルは、機関トルクおよび機関速度の複数の多様な組み合わせによって得られ得る。一般的に、燃料消費の観点から、機関を高トルクレベルで運転することが有利である。
【００４７】
そのようにしておよび図２を参照して、例えば機関により発生する動力を示した出力設定値を受け入れる場合、機関は、例えば機関の負荷限界の観点から可能な最も高いトルクレベルのような高トルクレベルの状態において、好適に運転されており、機関速度は制御されて、これにより機関速度および機関トルクの組み合わせは、要求された動力、または出力設定値に一致する。
【００４８】
しかしながら、本発明は、要求された動力または出力設定値に合致させるために、機関トルクおよび機関速度の適切な組み合わせを決定する場合に、追加のパラメータも考慮することを提案している。
【００４９】
そのように、本発明の第１態様は、船舶１０の推進力を制御するための方法に関連している。船舶１０は機関５および可変ピッチプロペラ７を備え、トルクおよび機関速度は、出力設定値に一致するように調節される。これまでに示したように、機関のトルクは、可変ピッチプロペラ７のプロペラピッチを制御することにより制御され得る。
【００５０】
トルクおよび機関速度の調節は、船舶の燃料消費が所望の燃料消費範囲内になるおよび／または維持されるような機関５の機関速度および可変ピッチプロペラ７のプロペラピッチにおいて、船舶１０が運転されるように行われる。そのように、図２を参照すると、機関速度およびプロペラピッチは一般的に、機関トルクが機関の負荷限界曲線の観点においておよびさらなる境界条件の観点においても、可能な限り高くなるように制御され、このことはこれ以降に詳しく述べられている。
【００５１】
本発明の第１態様によれば、方法は、
−  機関５により発生する排ガス内のＮＯｘ含有量を示したＮＯｘ値を決定するステップと、
−  ＮＯｘ値がＮＯｘ閾値を越えたことを検出した場合に、機関５のトルクを低減させるステップと、
を含んでいる。
【００５２】
そのように、前述のＮＯｘ値は、出力設定値に対応した機関速度および機関トルクの組み合わせを決定する場合に使用される境界条件となり得、所望の燃料消費範囲内の燃料消費の結果ともなり得る。
【００５３】
ＮＯｘ値は、複数の多様な位置において決定され得る。例えば図４を参照すると、ＮＯｘ値は、排ガスの意図された流れ方向で見て、機関５と、排ガスシステム１２内のＮＯｘ低減アセンブリ１３と、の間の排ガスを評価することにより決定され得る。そのようにして、ＮＯｘ値は、図４内の上流ＮＯｘセンサ１４を使用して決定され得る。
【００５４】
前述の位置におけるＮＯｘ値の決定の代わりに、またはそれに加えて、その方法は、排ガスの意図された流れ方向で見て、排ガスシステム１２内のＮＯｘ低減アセンブリ１３の下流の排ガスを評価することにより、ＮＯｘ値を決定するステップを含み得る。そのようにして、ＮＯｘ値は、図４内の下流ＮＯｘセンサ１５を使用して決定され得る。
【００５５】
ＮＯｘ閾値は、必ずしも一定である必要はない。その代わりに、ＮＯｘ閾値は、例えば船舶１０の地理的位置に基づいて変化し得る。そのように、その方法は、例えば位置センサ１６を使用して船舶１０の地理的位置を決定し、地理的位置の決定に基づいてＮＯｘ閾値を決定するステップを含み得る。単なる一例として、制御ユニット２は、多様な地理的位置に関する多様なＮＯｘ閾値の参照テーブルを含み得る。
【００５６】
さらにその方法は、ＮＯｘ値がＮＯｘ閾値を越えたことを検出した場合に、機関５の機関速度が増大する機能も備え得る。
【００５７】
出力設定値に一致した、および所望の燃料消費範囲内の燃料消費にも帰結する、機関速度および機関トルクの設定を決定した場合に、ＮＯｘ値が境界条件として使用される代わりに、またはそれに加えて、最高圧値が境界条件として使用され得る。
【００５８】
そのように、本発明の第２態様は、船舶の推進力を制御するための方法に関連しており、その方法は、少なくとも１つのシリンダ９（図４参照）内の最高圧を示した圧力値を決定するステップを含んでいる。単なる一例として、最高圧値は、図４に関連してこれまでに示されたシリンダ圧力センサ１１のようなシリンダ圧力センサを使用して決定され得る。さらに、本発明の第２態様による方法は、最高圧値が最高圧閾値を越えたことを検出した場合に、機関５のトルクを低減させるステップを含んでいる。
【００５９】
単なる一例として、最高圧閾値は、機関５の過度の負荷および／または過度の摩耗の危険性を低減するために決定され得る。しかしながら、前述の目的の代わりに、またはそれに加えて、最高圧閾値は、例えば機関の排気が所望の範囲内に維持されるように決定され得る。単なる一例として、最高圧とＮＯｘ排出との間の相関関係が形成され得、所望される最大ＮＯｘ排出レベルに対応した最高圧は、最高圧閾値として使用され得る。
【００６０】
機関が複数のシリンダを備えている場合、最高圧はシリンダの１つにおいて測定され得る。代替的に、最高圧は２つ以上のシリンダにおいて測定されてもよく、１つ以上のシリンダにおいて測定された最大最高圧は、結果的に最高圧閾値と比較される最高圧値として使用され得る。
【００６１】
さらに、本発明の第１態様による方法に関しては、
機関５の機関速度は最高圧値が最高圧閾値を越えたことを検出した場合に、増大され得る。
【００６２】
船舶１０の推進力を制御する場合に使用される境界条件に関わらず、機関５のトルクの低減の機構は、可変ピッチプロペラ７のプロペラピッチの低減を含み得る。
【００６３】
さらに、これまでに示された方法の実施形態の各々は、図４に関連してこれまでに示された制御ユニット２のような、１つ以上の制御ユニットにより実行され得る。そのようにして、制御ユニット２は、例えば図４に示されたユーザボード１を使用して、出力設定値を示した信号を受信するように形成され得る。さらに、これまでに示されたように、制御ユニット２は、機関５の機関速度および可変ピッチプロペラ７のプロペラピッチを示した信号を受信するようにも形成され得る。さらに制御ユニット２は、例えばＮＯｘ値および／または最高圧値のような関連した境界条件を示した信号を受信して、受信した信号を対応した閾値と比較するようにも形成され得る。さらに制御ユニット２は、前述の境界条件を考慮して、出力設定値に応じた機関の機関速度および可変ピッチプロペラのプロペラピッチを示した制御信号を出すように形成され得る。
【００６４】
そのように、船舶１０の制御ユニット２は、これまでに示された方法の任意の１つの手順を実施するように形成され得る。
【００６５】
図３は、制御ユニット２のための制御ロジックの一例を示している。図３から理解されるように、制御ロジックは、機関の機関速度および可変ピッチプロペラのプロペラピッチを制御するための調整器を備え得る。図３の制御ロジックは、機関速度およびプロペラピッチを制御する場合に、これまでに論じられた１つ以上の境界条件を考慮するための手段も備え得る。そのように、調整器は、これまでに議論されたシリンダ圧力センサ１１、上流ＮＯｘセンサ１４、および下流ＮＯｘセンサ１５の少なくとも１つからの信号のようなセンサ信号を受信して、機関速度およびトルク、すなわち可変ピッチプロペラのプロペラピッチに関する設定値を決定する場合に、信号内の情報を使用するように形成され得る。
【符号の説明】
【００６６】
１  ・・・ユーザボード
２  ・・・制御ユニット
４  ・・・機関速度調節器
５  ・・・機関
６  ・・・ターボアセンブリ
７  ・・・可変ピッチプロペラ
８  ・・・シャフト出力センサ
９  ・・・シリンダ
１０  ・・・船舶
１１  ・・・シリンダ圧力センサ
１２  ・・・排ガスシステム
１３  ・・・ＮＯｘ低減アセンブリ
１４  ・・・上流ＮＯｘセンサ
１５  ・・・下流ＮＯｘセンサ
１６  ・・・位置センサ
【図１】
2020527111.tif 000003
【図２】
2020527111.tif 000004
【図３】
2020527111.tif 000005
【図４】
2020527111.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月14日(2019.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶（１０）の推進力を制御するための方法であって、前記船舶は、機関（５）および可変ピッチプロペラ（７）を備え、前記機関は少なくとも１つのシリンダ（１）を備え、
トルクおよび機関速度は、出力設定値に一致するように調節され、当該調節は、前記船舶（１０）の燃料消費が、所望の燃料消費範囲内になるようなおよび／またはその範囲内に維持されるような、前記機関（５）の機関速度および前記可変ピッチプロペラ（７）のプロペラピッチを伴った運転条件において前記船舶（１０）が運転されるようにされており、前記方法は、
−  前記少なくとも１つのシリンダ（９）内の最高圧を示した最高圧値を決定するステップと、
−  前記最高圧値が最高圧閾値を越えたことを検出した場合に、前記機関（５）のトルクを減少させるステップと、
を含んでいる方法。
【請求項２】
前記機関（５）の機関速度は、前記最高圧値が最高圧閾値を越えたことを検出した場合に増大される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記機関（５）のトルクを減少させる機構は、前記可変ピッチプロペラ（７）のプロペラピッチを減少させることを含んでいる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
プログラムがコンピュータ上で実行された場合に、請求項１から３のいずれか一項に記載のステップを実行するためのプログラムコード手段を含んだコンピュータプログラム。
【請求項５】
前記プログラム製品がコンピュータ上で実行された場合に、請求項１から４のいずれか一項に記載のステップを実行するためのプログラムコード手段を含んだコンピュータプログラムを担持した、コンピュータ可読媒体。
【請求項６】
船舶（１０）の推進力を制御するための制御ユニット（２）であって、前記船舶（１０）は、機関（５）および可変ピッチプロペラ（７）を備え、前記機関（５）は少なくとも１つのシリンダ（９）を備え、
前記制御ユニット（２）は、出力設定値を示した信号を受信するように形成され、前記制御ユニット（２）は、前記出力設定値に応じて前記機関（５）の機関速度および前記可変ピッチプロペラ（７）のプロペラピッチを制御する制御信号を出すようにも形成されており、
前記制御信号は、前記船舶（１０）の燃料消費が、所望の燃料消費範囲内になるようなおよび／またはその範囲内に維持されるような、前記出力設定値に応じた前記機関（５）の機関速度および前記可変ピッチプロペラ（７）のプロペラピッチを伴った運転条件において前記船舶（１０）が運転されるように決定されており、前記制御ユニットは、
−  前記少なくとも１つのシリンダ（９）内の最高圧を示した最高圧値を伴った最高圧信号を受信し、および
−  前記最高圧値が最高圧閾値を越えたことを検出した場合に、前記機関（５）のトルクを減少させる制御信号を出すように形成されている制御ユニット（２）。
【請求項７】
前記制御ユニット（２）は、前記最高圧値が前記最高圧閾値を越えたことを検出した場合に、前記機関（５）の機関速度を増大させる制御信号を出すように形成されている、請求項６に記載の制御ユニット（２）。
【請求項８】
前記制御ユニット（２）は、前記機関（５）のトルクを減少させるために、前記可変ピッチプロペラ（７）のプロペラピッチを減少させる制御信号を出すように形成されている、請求項６または７に記載の制御ユニット（２）。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか一項に記載の制御ユニット（２）を備えた船舶（１０）。
【国際調査報告】
2020527111.tif 000007
2020527111.tif 000008
2020527111.tif 000009