專利名稱：船舶用發動機的調速器控制裝置以及控制方法
技術領域：
本發明涉及一種船舶用發動機的調速器控制裝置。
背景技術：
在船舶用發動機的控制中，以所設定的目標轉速與實際轉速之差消失的方式進行 PID(比例-積分-微分)控制。并且，提出了一種對由暴風雨天氣時等的干擾所產生的螺旋槳轉速的變動進行預測，而變更PID控制的增益的構成的方案(專利文獻1)。專利文獻1 日本特開平8-200131號公報
發明內容
(發明要解決的問題)但是，由于船舶用發動機的調速器控制進行將主機的旋轉保持在目標轉速的控制，在由于海洋自然現象的影響而船體進行搖擺的情況下，即使主機的旋轉被保持在目標轉速，螺旋槳的對水轉速也不會為一定。即，在船體沿螺旋槳旋轉方向進行搖擺的情況下， 螺旋槳的對水轉速由于船體搖擺所產生的旋轉量而變快，在船體沿螺旋槳旋轉方向的相反方向進行搖擺的情況下，螺旋槳的對水轉速由于船體搖擺所產生的旋轉量而變慢。由于船體搖擺所產生的對水螺旋槳轉速的變動的最大值依賴于搖擺角度和其周期，通常，變成每分鐘士數轉左右的指令。例如，在10秒周期的搖擺中，當搖擺角度為士 10 度時，由于搖擺所產生的對水螺旋槳轉速的變動最大變成約士 lrpm。螺旋槳負載與轉速的 3倍成比例，因此，例如在主機以IOOrpm運轉中，當對水螺旋槳轉速具有士 lrpm(l% )的變動時，螺旋槳負載變動約士3%。在這樣的由于船體搖擺所產生的負載變動的情況下，當如現有技術要將主機的轉速保持一定時，調速器控制裝置根據搖擺所產生的負載變動而周期性地增減燃料投入量， 結果是導致耗油量的惡化。本發明的課題是進行考慮了船體的搖擺所產生的影響的調速器控制，實現耗油量的改善。(解決技術問題的技術方案)本發明的船舶用發動機的調速器控制裝置的特征在于，包括實際轉速檢測機構， 該實際轉速檢測機構檢測主機的實際轉速；以及搖擺速度檢測機構，該搖擺速度檢測機構檢測船體搖擺的轉速；并且基于實際轉速和船體搖擺的轉速，將對水螺旋槳轉速保持一定。調速器控制裝置例如在實際轉速中加上船體搖擺的轉速而進行反饋控制。并且，調速器控制裝置通過從轉速指令中將船體搖擺的轉速扣除而進行調速器控制。在該情況下，對現有的調速器控制系統中不施加較大的變更，而能夠附加本發明所涉及的構成。本發明的船舶用發動機的調速器控制方法的特征在于，在檢測主機的實際轉速的同時，檢測船體搖擺的轉速，基于實際轉速和船體搖擺的轉速，將對水螺旋槳轉速保持一定。調速器控制方法例如在實際轉速中加上船體搖擺的轉速而進行反饋控制。并且，調速器控制方法通過從轉速指令中將船體搖擺的轉速扣除而進行調速器控制。本發明的船舶的特征在于，包括船體；主機，該主機搭載于船體上；螺旋槳，該螺旋槳連接于主機；以及調速器控制裝置，該調速器控制裝置控制向主機的燃料投入量；其中，調速器控制裝置包括實際轉速檢測機構，該實際轉速檢測機構檢測主機的實際轉速； 以及搖擺速度檢測機構，該搖擺速度檢測機構檢測船體的搖擺的轉速；并且基于實際轉速和搖擺的轉速，將螺旋槳的對水轉速保持一定。(發明的效果)根據本發明，進行考慮了船體的搖擺所產生的影響的調速器控制，能夠實現耗油
量的改善。
圖1是示出作為第一實施方式的船舶用發動機的調速器控制系統的構成的框圖。圖2是示出作為第二實施方式的船舶用發動機的調速器控制系統的構成的框圖。符號說明10船舶用發動機的調速器控制系統11 主軸12螺旋槳13 主機14發動機實際轉速檢測模塊15PID控制模塊16船體搖擺檢測模塊17變動轉速計算模塊。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。圖1是示出作為第一實施方式的船舶用發動機的調速器控制系統的構成的框圖。船舶用發動機的調速器控制系統10控制向通過主軸11而連接于螺旋槳12的主機13的燃料投入量。調速器控制系統10將轉速指令作為基準輸入，使用非接觸開關等(未圖示)監控設置于主軸11上的旋轉裝置(未圖示)的旋轉，而在發動機實際轉速檢測模塊 14中檢測發動機實際轉速。被檢測的發動機實際轉速直接向原的輸入側反饋，并且將轉速指令與發動機實際轉速的差分向PID控制模塊15輸入，而控制向主機13的燃料投入量。但是，本實施方式的調速器控制系統10中，在船體搖擺檢測模塊16中，從傾斜率傳感器(未圖示)取得對應于船體的轉速的信號，并基于該信號，在變動轉速檢測模塊17 中，計算由于搖擺所產生的船體的轉速，即對應于船體的對水轉速的變動轉速。將變動轉速與發動機實際轉速檢測模塊14所檢測的發動機實際轉速相加，并且將由變動轉速修正的發動機實際轉速向輸入側反饋。即，在第一實施方式中，將對應于轉速指令與對水螺旋槳轉速的差分的值輸入至PID控制模塊，并進行燃料投入量的PID運算。通過以上的構成，在第一實施方式中，被反饋的發動機實際轉速通過搖擺的轉速而被修正，從而進行使對水螺旋槳轉速為一定的PID控制。由此，調速器控制裝置進行使對水螺旋槳轉速為一定的主機的調速控制，并且防止相位滯后而防止隨著船體搖擺的多余的燃料投入。由此，在本實施方式的調速器控制系統中改善了耗油量。下面，參照圖2對第二實施方式的船舶用發動機的調速器控制進行說明。圖2是示出作為第二實施方式的船舶用發動機的調速器控制系統的構成的框圖。在第一實施方式中，將通過變動轉速而被修正的發動機實際轉速向輸入側反饋， 但是，在第二實施方式的調速器控制系統20中，發動機實際轉速與現有技術相同直接向輸入側反饋，并在轉速指令中加以利用變動轉速進行的修正。另外，對于除此之外的構成與第一實施方式相同。S卩，在第二實施方式中，與第一實施方式相同，在船體搖擺檢測模塊16以及變動轉速檢測模塊17中，基于來自傾斜率傳感器的信號而算出作為船體搖擺的轉速的變動轉速。但是，在第二實施方式中，與第一實施方式不同，將變動轉速從轉速指令中扣除，并將來自發動機實際轉速檢測模塊14的發動機實際轉速負反饋其中，而向PID控制模塊15輸入， 并進行主機13的燃料投入量的PID控制。如上所述，在第二實施方式的構成中能夠得到與第一實施方式相同的效果。并且， 在第二實施方式中，由于將船體搖擺的影響以修正轉速指令的方式在控制系統中采用，因此，對現有的調速器控制裝置中不施加較大的變更，而能夠適用本發明。另外，本發明對于士 Irpm左右的變動影響較大的低速大型發動機特別有效，在搭載有長沖程、低旋轉的大型發動機的船舶中特別有用。并且，控制方法并不限于PID控制，在現代控制理論、適應控制、學習控制等中也能夠適用。
權利要求
1.一種船舶用發動機的調速器控制裝置，其特征在于，包括實際轉速檢測機構，該實際轉速檢測機構檢測主機的實際轉速；以及搖擺速度檢測機構，該搖擺速度檢測機構檢測船體搖擺的轉速；并且基于所述實際轉速和所述船體搖擺的轉速，將對水螺旋槳轉速保持一定。
2.根據權利要求1所述的船舶用發動機的調速器控制裝置，其特征在于，在所述實際轉速中加上所述船體搖擺的轉速而進行反饋控制。
3.根據權利要求1所述的船舶用發動機的調速器控制裝置，其特征在于，從轉速指令中將所述船體搖擺的轉速扣除。
4.一種船舶用發動機的調速器控制方法，其特征在于，在檢測主機的實際轉速的同時， 檢測船體搖擺的轉速，基于所述實際轉速和所述船體搖擺的轉速，將對水螺旋槳轉速保持一定。
5.根據權利要求4所述的船舶用發動機的調速器控制方法，其特征在于，在所述實際轉速中加上所述船體搖擺的轉速而進行反饋控制。
6.根據權利要求4所述的船舶用發動機的調速器控制方法，其特征在于，從轉速指令中將所述船體搖擺的轉速扣除。
7.一種船舶，其特征在于，包括船體；主機，該主機搭載于所述船體上；螺旋槳，該螺旋槳連接于所述主機；以及調速器控制裝置，該調速器控制裝置控制向所述主機的燃料投入量；其中，所述調速器控制裝置包括實際轉速檢測機構，該實際轉速檢測機構檢測所述主機的實際轉速；以及搖擺速度檢測機構，該搖擺速度檢測機構檢測所述船體的搖擺的轉速；并且基于所述實際轉速和所述搖擺的轉速，將所述螺旋槳的對水轉速保持一定。
全文摘要
本發明提供一種船舶用發動機的調速器控制裝置，其特征在于，包括實際轉速檢測機構，該實際轉速檢測機構檢測主機的實際轉速；以及搖擺速度檢測機構，該搖擺速度檢測機構檢測船體搖擺的轉速；并且基于所述實際轉速和所述船體搖擺的轉速，將對水螺旋槳轉速保持一定。
文檔編號B63H21/21GK102470914SQ201080027218
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月6日 優先權日2009年7月6日
發明者光藤亮, 山本秀則, 島田一孝, 田中一郎 申請人:三井造船株式會社, 三井造船系統技研株式會社