JP5877916B2

JP5877916B2 - Marine propulsion device

Info

Publication number: JP5877916B2
Application number: JP2015040430A
Authority: JP
Inventors: 正識古寺; 浩一白石; 和尚樋口; 浩二竹居; 信治田代; 哲史山田
Original assignee: Niigata Power Systems Co Ltd
Current assignee: Niigata Power Systems Co Ltd
Priority date: 2015-03-02
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2016-03-08
Anticipated expiration: 2031-12-26
Also published as: JP2015134607A

Description

本発明は、動力を伝達する垂直軸を中心に水平なプロペラ軸を旋回させて推進方向を設定する所謂アジマススラスターに係り、また主機関の他にモータジェネレータを連結することにより、モータジェネレータ単体でのモータ推進と、主機関単体での推進と、主機関の出力にモータジェネレータによるアシストを加えたハイブリッド推進が可能な舶用推進装置に関するものであって、特にモータ推進からハイブリッド推進に切り替える際のクラッチ嵌合時に回転数が円滑に上昇するために優れた操作性を得ることができるようにしたことを特徴とするものである。 The present invention relates to a so-called azimuth thruster that sets a propulsion direction by turning a horizontal propeller shaft around a vertical shaft that transmits power, and by connecting a motor generator in addition to a main engine, Related to a marine propulsion device capable of hybrid propulsion with the motor propulsion of the main engine, propulsion of the main engine alone, and the output of the main engine with the assistance of the motor generator, particularly when switching from motor propulsion to hybrid propulsion. It is characterized in that an excellent operability can be obtained because the number of rotations rises smoothly during fitting.

曳船等の作業船では、作業時に要求される出力に合わせて主機関を選定するため、作業時以外の移動時や待機時等には主機関の負荷率が低くなり、燃費や保守管理上好ましい状態ではない。また沖合にて待機する場合は、海象条件に応じて位置を保つために低速での移動が必要となるが、作業船は固定ピッチプロペラを使用することが多いため、主機関の回転数がアイドル回転数以下の場合にはクラッチによるスリップ制御で速度の制御を行っている。このため、出力ロスやスリップによる発熱ロスが発生して効率が悪くなり、さらに温室効果ガスの排出量が得られる出力に比較して多くなってしまう。 For work boats such as dredgers, the main engine is selected according to the output required at the time of work, so the load factor of the main engine is low when moving or waiting other than during work, which is preferable in terms of fuel consumption and maintenance management. It is not a state. When waiting offshore, it is necessary to move at a low speed in order to maintain the position according to the sea conditions, but work boats often use a fixed-pitch propeller, so the speed of the main engine is idle. When the rotational speed is less than the rotational speed, the speed is controlled by slip control using a clutch. For this reason, an output loss or a heat loss due to slip occurs, and the efficiency is deteriorated. Further, the output is increased as compared with an output capable of obtaining a greenhouse gas emission amount.

一方、近年増加している電気推進による可変速制御では、低速移動時のスリップ制御は不要となるが、曳船等の作業船では作業時に必要とされる出力が大きいために、電気推進による伝達ロスを考慮すると、必要とされる発電機関の容量やモータの出力が大きくなり、現在の船型に収めることが困難であるという問題点がある。 On the other hand, in variable speed control by electric propulsion that has been increasing in recent years, slip control during low-speed movement is not necessary, but work ships such as dredgers require a large amount of output during work. In view of the above, there is a problem that the required capacity of the power generation engine and the output of the motor become large, and it is difficult to fit into the current hull form.

このような問題を解決するために、環境配慮技術として主機関とモータの２つの動力源を持ち、主機関の効率の悪い低負荷ではモータのみで駆動し、高負荷になると主機関がベースロードとなってこれをモータでアシストし、主機関とモータのそれぞれ効率の良好な範囲で使用するハイブリッドシステムが普及しつつある。例えば下記特許文献１に開示された舶用推進装置は、このようなハイブリッドシステムに関するものであり、状況に応じてコントローラよりモータ推進とハイブリッド推進の切替えを可能としている。 In order to solve these problems, we have two power sources, the main engine and motor, as environmentally friendly technologies. The main engine is driven by the motor only at low loads where the efficiency of the main engine is low, and the main engine is As a result, a hybrid system that assists this with a motor and uses the main engine and the motor in a range where the efficiency of each of the main engine and the motor is good is becoming popular. For example, a marine propulsion device disclosed in Patent Document 1 below relates to such a hybrid system, and enables switching between motor propulsion and hybrid propulsion from a controller depending on the situation.

特開２００４−２５７２９４号公報JP 2004-257294 A

しかしながら、上記特許文献１に記載のハイブリッドシステムによれば、クラッチ嵌合動作を行なう場合は、まずモータの回転数と主機関の回転数を同期させ、回転数が切替回転数を超えてクラッチ嵌合が開始されると、同文献の図１１のｔ3 〜ｔ４の時間範囲において、クラッチ嵌合が完了するまでの間、モータ回転数と主機関回転数が停滞してしまうため、クラッチ嵌合の際の回転数上昇に遅れが発生し、ハンドルの操作と実際の駆動状態に不連続性が生じて操作性に違和感があるという問題があった。 However, according to the hybrid system described in Patent Document 1, when performing the clutch engagement operation, first, the rotational speed of the motor and the rotational speed of the main engine are synchronized, and the rotational speed exceeds the switching rotational speed and the clutch is engaged. When the engagement is started, the motor rotation speed and the main engine rotation speed are stagnated until the clutch engagement is completed in the time range from t3 to t4 in FIG. There was a problem in that there was a delay in the increase in the number of rotations, and there was discontinuity between the operation of the steering wheel and the actual driving state, and the operability was uncomfortable.

本発明は、上述した従来の問題点を解決することを目的としており、動力を伝達する垂直軸を中心にプロペラ軸を旋回させて推進方向を設定するとともに、モータ単体でのモータ推進と、主機関とモータによるハイブリッド推進が切り替え可能な舶用推進装置において、モータ推進からハイブリッド推進に切り替える際に行なうクラッチの嵌合時に、回転数が停滞することを防止することにより違和感のない円滑な切り替えを行なうことができる舶用推進装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems. The propulsion shaft is turned around a vertical axis that transmits power to set the propulsion direction, and the motor propulsion with the motor alone, In a marine propulsion device that can switch between hybrid propulsion by an engine and a motor, when the clutch is engaged when switching from motor propulsion to hybrid propulsion, smooth rotation without causing a sense of incongruity is prevented by preventing the rotation speed from stagnating. An object of the present invention is to provide a marine propulsion device.

請求項１に記載された舶用推進装置は、
主機関と、嵌合した状態で前記主機関の駆動力をプロペラに伝達するクラッチと、前記プロペラを駆動するモータジェネレータとを備え、前記クラッチを離脱させた状態で行う前記モータジェネレータによるモータ推進と前記クラッチを嵌合させた状態で行う前記主機関及び前記モータジェネレータによるハイブリッド推進とを切り替えて船舶を推進させる舶用推進装置において、
前記モータ推進における前記モータジェネレータの回転数及び前記ハイブリッド推進における前記主機関の回転数を時間に対する増加率が相対的に大きい第１のランプ関数で制御するとともに、前記モータ推進から前記ハイブリッド推進に切り替えるために前記クラッチを嵌合させながら前記モータジェネレータの回転数及び前記主機関の回転数を同期させて上昇させる際に前記モータジェネレータの回転数及び前記主機関の回転数を時間に対する増加率が相対的に小さい第２のランプ関数で制御するコントローラを備えたことを特徴としている。 The marine propulsion device described in claim 1 is:
Motor propulsion by the motor generator, which includes a main engine, a clutch that transmits the driving force of the main engine to the propeller in a fitted state, and a motor generator that drives the propeller; In a marine vessel propulsion apparatus that propels a vessel by switching between hybrid propulsion by the main engine and the motor generator performed in a state in which the clutch is engaged,
The rotational speed of the motor generator in the motor propulsion and the rotational speed of the main engine in the hybrid propulsion are controlled by a first ramp function having a relatively large increase rate with respect to time, and the motor propulsion is switched to the hybrid propulsion. Therefore, when the rotational speed of the motor generator and the rotational speed of the main engine are increased synchronously while the clutch is engaged, the rotational speed of the motor generator and the rotational speed of the main engine are relatively increased with respect to time. It is characterized in that a controller for controlling with a small second ramp function is provided.

請求項２に記載された舶用推進装置は、請求項１記載の舶用推進装置において、
前記コントローラは、前記モータ推進から前記ハイブリッド推進に切り替える際に、前記主機関の回転数を前記モータジェネレータの回転数よりも大きくした状態で前記クラッチの嵌合を行い、前記クラッチが嵌合した後に前記主機関の回転数を前記モータジェネレータの回転数と同じにするように制御することを特徴としている。 The marine propulsion device according to claim 2 is the marine propulsion device according to claim 1,
When switching from the motor propulsion to the hybrid propulsion, the controller engages the clutch with the rotation speed of the main engine larger than the rotation speed of the motor generator, and after the clutch is engaged Control is performed so that the rotational speed of the main engine is the same as the rotational speed of the motor generator.

請求項３に記載された舶用推進装置は、請求項１又は２に記載の舶用推進装置において、
前記クラッチが離脱する離脱回転数を、前記クラッチが嵌合を開始する嵌合開始回転数よりも低い回転数に設定することにより、前記クラッチの嵌合と離脱のハウリングを防止したことを特徴としている。 The marine propulsion device according to claim 3 is the marine propulsion device according to claim 1 or 2,
The disengagement rotation speed at which the clutch is disengaged is set to a rotation speed lower than the engagement start rotation speed at which the clutch starts to be engaged, thereby preventing the engagement and disengagement of the clutch. Yes.

請求項１に記載された舶用推進装置によれば、モータ推進におけるモータジェネレータの回転数と、ハイブリッド推進における主機関の回転数を、時間に対する増加率が相対的に大きい第１のランプ関数で制御するとともに、モータ推進からハイブリッド推進に切り替えるためにクラッチを嵌合させながらモータジェネレータの回転数と主機関の回転数を同期させて上昇させる際には、モータジェネレータの回転数と主機関の回転数を時間に対する増加率が相対的に小さい第２のランプ関数で制御するようにした。このため、クラッチ嵌合動作中に切替え回転数を緩やかに上昇させることが可能となり、回転数停滞が解消されて円滑な回転数上昇の中でクラッチの嵌合を行なうことが可能になり、連続的で違和感のない動作モードの切り替えを行なうことができる。また、ハイブリッド推進の目標回転数に到達するに要する時間も短縮化することができる。 According to the marine propulsion device described in claim 1, the rotational speed of the motor generator in the motor propulsion and the rotational speed of the main engine in the hybrid propulsion are controlled by the first ramp function having a relatively large increase rate with respect to time. When the motor generator speed and the main engine speed are increased while the clutch is engaged to switch from motor propulsion to hybrid propulsion, the motor generator speed and the main engine speed are increased. Is controlled by the second ramp function having a relatively small increase rate with respect to time. For this reason, it is possible to gradually increase the switching rotational speed during the clutch engagement operation, so that the rotational speed stagnation is eliminated and the clutch can be engaged while the rotational speed is smoothly increased. It is possible to switch the operation mode without any sense of incongruity. In addition, the time required to reach the target rotational speed for hybrid propulsion can be shortened.

請求項２に記載された舶用推進装置によれば、モータ推進からハイブリッド推進に切り替える際に、負荷の移行による回転数減少を考慮し、クラッチ嵌合の際、主機関の回転数をモータジェネレータの回転数より一時的に高くしているので、モータジェネレータから主機関に負荷が移行することによって起こる回転数の減少を防ぐことができる。 According to the marine propulsion device described in claim 2, when switching from motor propulsion to hybrid propulsion, the reduction in the rotational speed due to the shift of the load is taken into consideration, and when the clutch is engaged, the rotational speed of the main engine is reduced. Since the rotational speed is temporarily higher than the rotational speed, it is possible to prevent the rotational speed from decreasing due to the load being transferred from the motor generator to the main engine.

請求項３に記載された舶用推進装置によれば、クラッチが離脱する離脱回転数を、クラッチが嵌合を開始する嵌合開始回転数（主機関のアイドル回転数) とは異なる低い回転数に設定しているので、クラッチ嵌合・離脱付近の回転数でのハンチングを防ぐことができる。 According to the marine propulsion device described in claim 3, the disengagement rotation speed at which the clutch is disengaged is set to a low rotation speed different from the engagement start rotation speed at which the clutch starts to be engaged (idle engine rotation speed). Because it is set, it is possible to prevent hunting at the rotation speed near the clutch engagement / disengagement.

本発明の実施形態に係る舶用推進装置における推進機構部の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the propulsion mechanism part in the marine propulsion apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る舶用推進装置の全体構成を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the whole structure of the ship propulsion apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る舶用推進装置の各運転状態中、運航時のモータ推進領域とハイブリッド推進領域におけるプロペラ回転数とプロペラ出力の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the propeller rotation speed and propeller output in the motor propulsion area | region at the time of operation, and a hybrid propulsion area | region during each driving | running state of the ship propulsion apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る舶用推進装置が運航時のハイブリッド推進領域で制御されている場合において、舶用三乗特性と、モータジェネレータのアシストを受けた場合の曳船作業時の出力特性と、独航時の出力特性とを、主機関回転数と主機関出力の関係で示した図である。In the case where the marine propulsion device according to the embodiment of the present invention is controlled in the hybrid propulsion region at the time of operation, the ship's cube characteristic, the output characteristic at the time of dredger operation when the motor generator assists, and the time of self-propulsion Is a graph showing the output characteristics of the engine in relation to the main engine speed and the main engine output. 本発明の実施形態に係る舶用推進装置の全体構成において、特に制御システムの構成を示した制御系統図である。In the whole structure of the ship propulsion apparatus which concerns on embodiment of this invention, it is the control system figure which showed the structure of the control system especially. 本発明と同様の基本構造を有する舶用推進装置において、クラッチ嵌合動作を含む所定の動作範囲で本発明とは異なる従来の制御を行なった場合の時間と回転数の関係を示す図であって、（ａ）はモータジェネレータの実際の回転数上昇を理想の回転数上昇とともに示す図であり、（ｂ）は主機関の実際の回転数上昇を理想の回転数上昇とともに示す図である。In a marine propulsion device having a basic structure similar to that of the present invention, it is a diagram showing the relationship between time and rotational speed when conventional control different from the present invention is performed within a predetermined operating range including clutch engagement operation. (A) is a figure which shows the actual rotational speed increase of a motor generator with an ideal rotational speed increase, (b) is a figure which shows the actual rotational speed increase of a main engine with an ideal rotational speed increase. 本発明と同様の基本構造を有する舶用推進装置において、主機関の操作系統を機能ブロックで示す図と、主機関を前記操作系統によって従来の制御手法で制御した場合の時間と回転数の関係を示す図であって、（ａ）はランプ関数がない場合のハンドル信号と回転数上昇を示す図であり、（ｂ）は実際に行なわれているランプ関数がある場合のハンドル信号と回転数上昇を示す図である。In the marine propulsion device having the same basic structure as the present invention, a diagram showing the operation system of the main engine in functional blocks, and the relationship between the time and the rotational speed when the main engine is controlled by the operation system by the conventional control method. FIG. 4A is a diagram showing a handle signal and a rotation speed increase when there is no ramp function, and FIG. 4B is a handle signal and rotation speed increase when there is an actual ramp function. FIG. 本発明の実施形態に係る舶用推進装置において、クラッチ嵌合動作を含む所定の動作範囲で制御を行なった場合の時間と回転数の関係を示す図であって、（ａ）はモータジェネレータの回転数上昇をハンドル信号とともに示す図であり、（ｂ）は主機関の回転数上昇をハンドル信号とともに示す図である。In the marine propulsion device according to the embodiment of the present invention, a diagram showing a relationship between time and rotational speed when control is performed within a predetermined operation range including clutch engagement operation, (a) is a rotation of a motor generator It is a figure which shows number increase with a handle signal, (b) is a figure which shows rotation speed increase of a main engine with a handle signal. （ａ）は本発明の実施形態に係る舶用推進装置において、主機関とモータジェネレータとクラッチのハンドルによる制御機能をブロック図で示したものであり、（ｂ）は（ａ）で示した制御機能によって行なうクラッチ切り替えとこれに伴う主機関及びモータジェネレータのランプ関数の切り替え制御の手順を示す流れ図である。(A) is a marine propulsion device according to an embodiment of the present invention, in which a control function by a handle of a main engine, a motor generator, and a clutch is shown in a block diagram, and (b) is a control function shown in (a). 5 is a flowchart showing a procedure of clutch switching performed in accordance with the above and a switching function switching control of the main engine and the motor generator associated therewith. 本発明の実施形態に係る舶用推進装置において、クラッチ嵌合動作を含む所定の動作範囲で制御を行なった場合の時間と回転数の関係を示す図であって、クラッチ嵌合後にモータジェネレータを速度制御からトルク制御に切り替えて回転数を主機関と同期させる制御を行うことを示している。In the marine propulsion device according to the embodiment of the present invention, it is a diagram showing the relationship between the time and the rotational speed when the control is performed in a predetermined operation range including the clutch engagement operation, and the motor generator is speeded after the clutch engagement. It shows that the control is switched from the control to the torque control and the rotation speed is synchronized with the main engine. 本発明の実施形態に係る舶用推進装置において、クラッチ嵌合動作を含む所定の動作範囲で制御を行なった場合の時間と回転数の関係を示す図であって、（ａ）はモータジェネレータの回転数上昇を示す図であり、（ｂ）は主機関の回転数上昇を示す図であるが、ともにクラッチ嵌合によってモータジェネレータから主機関に負荷が移行することによる一時的な回転数低下を示している。In the marine propulsion device according to the embodiment of the present invention, a diagram showing a relationship between time and rotational speed when control is performed within a predetermined operation range including clutch engagement operation, (a) is a rotation of a motor generator (B) is a diagram showing an increase in the number of revolutions of the main engine, both of which show a temporary decrease in the number of revolutions due to a load transfer from the motor generator to the main engine due to clutch engagement. ing. 本発明の実施形態に係る舶用推進装置において、クラッチ嵌合動作を含む所定の動作範囲で制御を行なった場合の時間と回転数の関係を示す図であって、（ａ）はモータジェネレータの回転数上昇を示す図であり、（ｂ）は主機関の回転数上昇を示す図であるが、クラッチ嵌合によってモータジェネレータから主機関に負荷が移行することによる一時的な回転数低下を防止するために、主機関の回転数をモータジェネレータの回転数よりも大きくした状態でクラッチの嵌合を行うことを示している。In the marine propulsion device according to the embodiment of the present invention, a diagram showing a relationship between time and rotational speed when control is performed within a predetermined operation range including clutch engagement operation, (a) is a rotation of a motor generator FIG. 5B is a diagram showing an increase in the number of revolutions of the main engine, and FIG. 5B is a diagram showing an increase in the number of revolutions of the main engine. Therefore, it is shown that the clutch is engaged in a state where the rotational speed of the main engine is larger than the rotational speed of the motor generator. 本発明の実施形態に係る舶用推進装置の各運転状態中、作業時の主機関推進領域とハイブリッド推進領域におけるプロペラ回転数とプロペラ出力の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the propeller rotation speed and propeller output in the main engine propulsion area | region at the time of a work, and a hybrid propulsion area | region during each driving | running state of the ship propulsion apparatus which concerns on embodiment of this invention. 従来の舶用推進装置における推進機構部の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the propulsion mechanism part in the conventional marine propulsion apparatus.

実施形態の舶用推進装置は、動力を伝達する垂直軸を中心に水平なプロペラ軸を旋回させて推進方向を設定するアジマススラスターであり、特にアジマススラスターの水平な入力軸の両端に、主機関とモータジェネレータをそれぞれ連結することにより、モータジェネレータ単体での推進と、主機関単体での推進と、主機関の出力にモータジェネレータによるアシストを加えたハイブリッド推進を可能としたものである。 The marine propulsion device of the embodiment is an azimuth thruster that sets a propulsion direction by turning a horizontal propeller shaft around a vertical shaft that transmits power, and in particular, at both ends of the horizontal input shaft of the azimuth thruster, By connecting the motor generators respectively, propulsion by the motor generator alone, propulsion by the main engine alone, and hybrid propulsion in which the assist of the motor generator is added to the output of the main engine are made possible.

(1) 舶用推進装置の構成（図１及び図２）
図１に示すように、実施形態の舶用推進装置１を搭載した船舶２の船尾には、舶用推進装置１のアジマススラスター１７の基台部となる台床３が、その底部に固定されている。この台床３の上面側にはギアケース４が取り付けられており、このギアケース４の内部には、図２に示す主機関５に接続されて駆動力を伝達する水平な伝達軸６と、伝達軸６が入力側に接続されたクラッチ７と、クラッチ７の出力側に一端側が接続された水平な入力軸８と、入力軸８の略中央部分に設けられた第１の変向機構である上部ベベルギア９が収納されている。 (1) Configuration of marine propulsion device (Figs. 1 and 2)
As shown in FIG. 1, at the stern of a ship 2 on which the marine propulsion device 1 of the embodiment is mounted, a bed 3 serving as a base portion of the azimuth thruster 17 of the marine propulsion device 1 is fixed to the bottom. . A gear case 4 is attached to the upper surface side of the platform 3, and a horizontal transmission shaft 6 connected to the main engine 5 shown in FIG. A clutch 7 having a transmission shaft 6 connected to the input side, a horizontal input shaft 8 having one end connected to the output side of the clutch 7, and a first turning mechanism provided at a substantially central portion of the input shaft 8. A certain upper bevel gear 9 is accommodated.

さらに図１に示すように、台床３の下面側には、船舶２の下方で旋回可能となるようにストラット１８とケーシング１０が取り付けられている。ストラット１８及びケーシング１０は図示しない旋回駆動機構で旋回させることができる。そして、台床３の上面に設けられたギアケース４中の前記上部ベベルギア９には、垂直軸１１の一端側（上端側）が連結されており、この垂直軸１１は台床３及び船舶２の船底を貫通してストラット１８及びケーシング１０内に配設されている。そして、前記垂直軸１１の他端側（下端側）には、第２の変向機構である下部べベルギア１２を介して水平なプロペラ軸１３の一端側が連結されている。このプロペラ軸１３の他端側はケーシング１０の外に突出しており、ケーシング１０の外に突出したプロペラ軸１３の他端側にはプロペラ１４が取り付けられている。プロペラ１４は固定ピッチプロペラである。なお、ケーシング１０にはプロペラ１４を囲んで略円筒形のダクト１５が取り付けられている。 Further, as shown in FIG. 1, a strut 18 and a casing 10 are attached to the lower surface side of the bed 3 so as to be able to turn below the ship 2. The strut 18 and the casing 10 can be turned by a turning drive mechanism (not shown). One end side (upper end side) of the vertical shaft 11 is connected to the upper bevel gear 9 in the gear case 4 provided on the upper surface of the floor 3, and the vertical shaft 11 is connected to the floor 3 and the ship 2. Are disposed in the strut 18 and the casing 10. The other end side (lower end side) of the vertical shaft 11 is connected to one end side of a horizontal propeller shaft 13 via a lower bevel gear 12 which is a second turning mechanism. The other end side of the propeller shaft 13 protrudes out of the casing 10, and a propeller 14 is attached to the other end side of the propeller shaft 13 protruding out of the casing 10. The propeller 14 is a fixed pitch propeller. A substantially cylindrical duct 15 is attached to the casing 10 so as to surround the propeller 14.

さらに図１に示すように、電力を与えられた場合にはモータとして働き、外力を受けて駆動された場合にはジェネレータ（発電機）として電力を発生するモータジェネレータ２０（又はＭ／Ｇ２０）が、前記台床３の上面側に台床３と一体に取り付けられている。このモータジェネレータ２０は、カップリング２１を介して入力軸８の他端側に直接接続されている。 Further, as shown in FIG. 1, a motor generator 20 (or M / G 20) that functions as a motor when supplied with electric power and generates electric power as a generator (generator) when driven by external force is provided. The base plate 3 is integrally attached to the upper surface side of the base plate 3. The motor generator 20 is directly connected to the other end side of the input shaft 8 via a coupling 21.

本実施形態によれば、クラッチ７を脱離状態とし、モータジェネレータ２０をモータとして駆動することによりプロペラ１４を駆動して船舶２を推進するモータ推進を行なうことができ、さらに、クラッチ７を接続状態とし、主機関５による駆動を行いつつモータジェネレータ２０をモータ又は発電機として使用するハイブリッド推進を行なうことができる。なお、いずれの推進形態においても、垂直軸１１を中心としてプロペラ軸１３及びプロペラ１４が設けられたケーシング１０を旋回させることにより、船舶２の推進方向を任意に設定することができるのは従来のアジマススラスターと同様である。 According to this embodiment, by driving the propeller 14 by driving the motor generator 20 as a motor with the clutch 7 in the disengaged state, motor propulsion can be performed and the clutch 7 is connected. Thus, hybrid propulsion using the motor generator 20 as a motor or a generator can be performed while being driven by the main engine 5. In any propulsion mode, the propulsion direction of the ship 2 can be arbitrarily set by turning the casing 10 provided with the propeller shaft 13 and the propeller 14 around the vertical shaft 11. Same as azimuth thruster.

このように、本実施形態によれば、アジマススラスタータイプの舶用推進装置において、水平に配置された入力軸８の一端側にクラッチ７を介して主機関５を連動連結するとともに、同入力軸８の他端側にモータジェネレータ２０を直接連動連結することにより、主機関５とモータジェネレータ２０を入力軸８の両端に接続して一軸上に配置し、共通の入力軸８の両端側から主機関５とモータジェネレータ２０の各駆動力をそれぞれ伝達することができる。従って、主機関とプロペラの間に減速機を連結したコンベンショナルタイプの舶用推進装置にモータを加えてハイブリッド化する場合に比べ、はるかに簡単で動力ロスのない効率的な構造でハイブリッドアジマススラスターを実現することができる。さらに、モータジェネレータ２０を台床３に一体に取り付けたコンパクトな構造であるため、取り付け作業にあたっては、本装置を船舶２に搭載して主機関５と連結するだけの作業でよく、取り付け時にモータジェネレータ２０を別途船舶２内の要所に据え付け作業する手間が省ける。 Thus, according to the present embodiment, in the azimuth thruster type marine propulsion device, the main engine 5 is interlocked and connected to the one end side of the horizontally arranged input shaft 8 via the clutch 7, and the input shaft 8 The main engine 5 and the motor generator 20 are connected to both ends of the input shaft 8 and arranged on one shaft by connecting the motor generator 20 directly to the other end of the main shaft. 5 and the motor generator 20 can be transmitted. Therefore, a hybrid azimuth thruster is realized with a much simpler and more efficient structure than a conventional marine propulsion unit with a reduction gear connected between the main engine and propeller and a motor. can do. Further, since the motor generator 20 has a compact structure in which the motor generator 20 is integrally attached to the floor 3, the installation operation may be performed simply by mounting the present apparatus on the ship 2 and connecting to the main engine 5. The trouble of separately installing the generator 20 at an important point in the ship 2 can be saved.

従来型の曳船用推進システムでは、作業時に必要な出力に合わせて主機関の出力を決めていたが、本実施形態のようなハイブリッド推進システムでは、モータジェネレータ２０をモータとして使用することにより、主機関５とモータ双方の出力を利用することができるため、主機関５は従来型推進システムよりも小出力でよい。また、主機関５の出力を従来型推進システムよりも小出力とすれば、主機関５からの出力が加わる伝達軸６等の外径をより小さくすることが可能となるため、製造コストを低減させることができる。 In the conventional charter propulsion system, the output of the main engine is determined in accordance with the output required at the time of work. However, in the hybrid propulsion system as in the present embodiment, the motor generator 20 is used as a motor. Since the outputs of both the engine 5 and the motor can be used, the main engine 5 may have a smaller output than the conventional propulsion system. Further, if the output of the main engine 5 is smaller than that of the conventional propulsion system, the outer diameter of the transmission shaft 6 and the like to which the output from the main engine 5 is applied can be made smaller, thereby reducing the manufacturing cost. Can be made.

図２は、上述したようなアジマススラスター１７を備えた舶用推進装置１の全体構成を模式的に示す構成図である。同図に示すように、本実施形態の船舶は、アジマススラスター１７と駆動制御システムからなる舶用推進装置１を２組有しており、これらは船舶の船尾の左右にそれぞれ配備されている。そして、制御システムの詳細については後述するが、左右各組の舶用推進装置１ごとに設けられた操船手段によって、別々に制御できるようになっている。 FIG. 2 is a configuration diagram schematically illustrating the overall configuration of the marine propulsion device 1 including the azimuth thruster 17 as described above. As shown in the figure, the ship of the present embodiment has two sets of marine propulsion devices 1 including an azimuth thruster 17 and a drive control system, and these are arranged on the left and right sides of the stern of the ship. Although details of the control system will be described later, the control system can be controlled separately by the ship maneuvering means provided for each of the left and right sets of marine propulsion devices 1.

図２に示す舶用推進装置１は、前述した主機関５の他に発電機関２２を有しており、この発電機関２２で発電機２３を駆動して発電を行い、その電力で船内負荷２４とモータ推進に必要な電力を供給する。モータ推進用の電力は、発電機２３に接続された船内母線２５から、変圧器２６を通じて双方向インバータ２７へ導かれ、双方向インバータ２７による回転数制御又はトルク制御によってモータジェネレータ２０をモータとして可変速制御する。 The marine propulsion device 1 shown in FIG. 2 has a power generation engine 22 in addition to the main engine 5 described above. The power generation engine 22 drives a generator 23 to generate electric power. Supply power necessary for motor propulsion. The electric power for motor propulsion is led from the inboard bus 25 connected to the generator 23 to the bidirectional inverter 27 through the transformer 26, and the motor generator 20 can be used as a motor by the rotational speed control or torque control by the bidirectional inverter 27. Shift control is performed.

また、図２に示すように、双方向インバータ２７には蓄電放電機構３０が接続されており、発電機２３からの交流を直流に変換して蓄電することができるとともに、モータジェネレータ２０が発電機として働いた場合には、モータジェネレータ２０から供給される交流を直流に変換して蓄電することもできる。蓄電放電機構３０は、モータジェネレータ２０をモータとして駆動する際に、発電機関２２に駆動された発電機２３からの供給に加えて電力をモータジェネレータ２０に供給することができるが、何らかの事情で発電機２３からの給電が期待できない場合には単独で電力をモータジェネレータ２０に供給することもできる。また停泊時や陸電受電時には、蓄電放電機構３０は充電される。 Further, as shown in FIG. 2, a power storage / discharging mechanism 30 is connected to the bidirectional inverter 27 so that alternating current from the generator 23 can be converted into direct current and stored, and the motor generator 20 can be connected to the generator. Can be stored by converting the alternating current supplied from the motor generator 20 into direct current. The storage / discharge mechanism 30 can supply electric power to the motor generator 20 in addition to the supply from the generator 23 driven by the power generation engine 22 when the motor generator 20 is driven as a motor. When power supply from the machine 23 cannot be expected, electric power can be supplied to the motor generator 20 alone. In addition, the storage / discharge mechanism 30 is charged at the time of berthing or land power reception.

このように、駆動源としては主機関５とモータジェネレータ２０を有し、電源としては発電機関２２及び発電機２３並びに蓄電放電機構３０を備えているハイブリッド化した構成により、仮に主機関５もしくは発電機関２２のどちらかに不具合があって運転できない場合でも、運転できる方の機関を利用して支障なく船舶２を運航させることができる。 As described above, the main engine 5 and the motor generator 20 are used as the drive source, and the power source is provided with the power generation engine 22, the generator 23, and the storage / discharge mechanism 30. Even if one of the engines 22 is defective and cannot be driven, the ship 2 can be operated without any trouble using the engine that can be driven.

(2) 舶用推進装置１の各運転状態における制御動作について（図３及び図４）
本実施形態の舶用推進装置１では、運航時、停泊時、陸電受電時、緊急時の各運転状態において、入力軸８の回転数、主機関５の運転状態、クラッチ７の状態、モータジェネレータ２０の運転状態、発電機関２２の運転状態、蓄電放電機構３０の状態等の各項目を、各運転状態に最も適した状態となるように制御している。 (2) Control operations in each operating state of the marine propulsion device 1 (FIGS. 3 and 4)
In the marine propulsion device 1 of the present embodiment, the rotational speed of the input shaft 8, the operating state of the main engine 5, the state of the clutch 7, the motor generator in each operating state during operation, berthing, land power reception, and emergency Each item, such as the operation state of 20, the operation state of the power generation engine 22, the state of the power storage and discharge mechanism 30, is controlled so as to be most suitable for each operation state.

上記各運転状態のうち、運航時における制御動作について説明する。
図３は、運航時における舶用推進装置１のプロペラ回転数とプロペラ出力の関係を示している。図３に示すように、プロペラ１４の回転数が、主機関５のアイドル回転数を越える所定の切替回転数になったところで、モータとして駆動されるモータジェネレータ２０のみによるモータ推進（図３中、モータ推進領域）から、主機関５とモータジェネレータ２０のモータアシストによるハイブリッド推進（図３中、ハイブリッド領域）に自動的に切り替えるように構成されている。この切り替えが行なわれる切替回転数は、設計上の都合乃至操船者の使用上の都合等により、任意に設定することができる。なお、このモータ単独のモータ推進領域とハイブリッド領域の切り替えは、クラッチ７が嵌合の動作領域に入った場合に後述するコントローラによって自動的に行なわれる。 Of the above operating states, the control operation during operation will be described.
FIG. 3 shows the relationship between the propeller rotation speed and the propeller output of the marine propulsion device 1 during operation. As shown in FIG. 3, when the rotation speed of the propeller 14 reaches a predetermined switching rotation speed that exceeds the idle rotation speed of the main engine 5, the motor propulsion is performed only by the motor generator 20 driven as a motor (in FIG. The motor propulsion area) is automatically switched to the hybrid propulsion (hybrid area in FIG. 3) by the motor assist of the main engine 5 and the motor generator 20. The switching speed at which this switching is performed can be arbitrarily set depending on the convenience of design or the convenience of use of the ship operator. Switching between the motor propulsion region and the hybrid region of the motor alone is automatically performed by a controller which will be described later when the clutch 7 enters the engagement operation region.

まず、図４に示すモータ推進領域においては、クラッチ７を脱離状態としてモータジェネレータ２０をモータとして速度制御し、モータとしてのモータジェネレータ２０により入力軸８を回転させて推進を行う。なお、このモータ推進領域において回生が発生した場合には、蓄電放電機構３０が電力を蓄える。 First, in the motor propulsion region shown in FIG. 4, the clutch 7 is disengaged and the speed of the motor generator 20 is controlled as a motor, and propulsion is performed by rotating the input shaft 8 by the motor generator 20 as a motor. In addition, when regeneration generate | occur | produces in this motor propulsion area | region, the electrical storage discharge mechanism 30 stores electric power.

従来のアジマススラスターによれば、プロペラ回転数が主機関５のアイドル回転数以下となる領域では、前述したようにクラッチによるスリップ制御を行っていたが、このような制御手法ではアイドル回転数以下の全域でプロペラ軸を回転させることはできなかった。 According to the conventional azimuth thruster, the slip control by the clutch is performed as described above in the region where the propeller rotational speed is equal to or lower than the idle rotational speed of the main engine 5. The propeller shaft could not be rotated throughout.

ところが、本実施形態のハイブリッド推進システム用のアジマススラスター１７では、切替回転数以下の全域を速度制御されたモータ（モータジェネレータ２０）により駆動するため、静止から切替回転数の間の全域でプロペラ軸１３を回転させることができ、モータによる微妙な操船が可能になる。 However, in the azimuth thruster 17 for the hybrid propulsion system according to the present embodiment, since the entire region below the switching rotational speed is driven by the motor (motor generator 20) whose speed is controlled, the propeller shaft is disposed in the entire region between stationary and the switching rotational speed. 13 can be rotated, and delicate maneuvering by a motor becomes possible.

この場合、主機関５はアイドル状態とすることも、機関停止とすることも可能である。主機関５を停止した場合は、ランニングコストと温室効果ガス排出量を低減でき、環境負荷低減に寄与できる。主機関５をアイドル状態とした場合でも、クラッチ７でのスリップ制御に伴う損失が発生しないため、省エネ効果が得られる。 In this case, the main engine 5 can be in an idle state or can be stopped. When the main engine 5 is stopped, running costs and greenhouse gas emissions can be reduced, which can contribute to reducing the environmental burden. Even when the main engine 5 is in an idle state, a loss associated with slip control in the clutch 7 does not occur, so that an energy saving effect is obtained.

次に、図４に示すハイブリッド領域においては、クラッチ７を接続状態として、主機関５による高効率な推進を行う。このハイブリッド領域では、モータジェネレータ２０は、比較的大きな出力が必要とされる場合にはモータとして作動することにより主機関５による推進をアシストし、又は比較的小さな出力しか必要とされない場合にはジェネレータとして作動して発電を行なう。 Next, in the hybrid region shown in FIG. 4, highly efficient propulsion is performed by the main engine 5 with the clutch 7 in the engaged state. In this hybrid region, the motor generator 20 assists propulsion by the main engine 5 by operating as a motor when a relatively large output is required, or generates a generator when only a relatively small output is required. To generate electricity.

ハイブリッド領域における制御についてさらに具体的に説明する。一般的な舶用の主機関は、その出力が、その回転数の３乗に比例する舶用３乗特性を有している。このような舶用３乗特性を有する主機関５の出力に対し、図４に示す曳船作業時の出力特性例のように負荷が高い場合には、モータをトルク制御して主機関５の出力をアシストする。主機関５の出力がアシストされた場合には、プロペラ１４としての回転数に変化がなくても、トルクはアシストされた分だけ増大している。また図４に示す独航時の出力特性例のように負荷が舶用３乗特性に対して低い場合には、蓄電放電機構３０の充電深度が充電を許容する場合にはモータジェネレータ２０を発電機として使用し蓄電放電機構３０へ充電を行なう。 The control in the hybrid region will be described more specifically. A general marine main engine has a marine cube characteristic whose output is proportional to the cube of its rotational speed. In contrast to the output of the main engine 5 having such a marine cubic characteristic, when the load is high as in the example of the output characteristic at the time of dredger work shown in FIG. Assist. When the output of the main engine 5 is assisted, the torque increases by the amount assisted even if the rotational speed of the propeller 14 does not change. Further, when the load is lower than the ship cubic characteristic as in the example of the output characteristics at the time of self-navigation shown in FIG. 4, the motor generator 20 is used as a generator when the charging depth of the storage / discharge mechanism 30 permits charging. Used to charge the storage / discharge mechanism 30.

このように、加速時など主機関５への負荷が高い場合にはモータジェネレータ２０をモータとして駆動することによってアシストを行い、巡航時や減速時など主機関５への負荷が低い場合には蓄電放電機構３０を充電して余剰エネルギーの回収を行うことができる。 As described above, when the load on the main engine 5 is high, such as during acceleration, the motor generator 20 is driven as a motor to assist, and when the load on the main engine 5 is low, such as during cruise or deceleration, the battery is charged. The discharge mechanism 30 can be charged to recover surplus energy.

(3) 制御システムの構成及び基本的作用（図５）
本実施形態の舶用推進装置１における制御システムを図５に示す。本項では、この制御システムの構成と、基本となる作用について説明する。
同図に示すように、前述したようなモータ推進とハイブリッド推進を適宜切り替えて行なうことができる制御手段として、本実施形態の舶用推進装置１は、操船用のハンドル３５と、コントローラ４０を備えている。なお、図２を参照して先に説明したように、本実施形態では、アジマススラスター１７と駆動制御システムを備えた舶用推進装置１を船舶２の船尾の左右にそれぞれ備えているが、ハンドル３５及びコントローラ４０も左右の舶用推進装置１ごとにそれぞれ設けられており、左右各組の舶用推進装置１は別々のハンドル３５によって互いに独立に制御することができる。 (3) Control system configuration and basic operation (Fig. 5)
A control system in the marine propulsion device 1 of the present embodiment is shown in FIG. In this section, the configuration of the control system and the basic operation will be described.
As shown in the figure, the marine vessel propulsion apparatus 1 of the present embodiment includes a steering wheel handle 35 and a controller 40 as control means capable of appropriately switching between motor propulsion and hybrid propulsion as described above. Yes. As described above with reference to FIG. 2, in this embodiment, the marine propulsion device 1 including the azimuth thruster 17 and the drive control system is provided on each of the left and right sides of the stern of the boat 2. The controller 40 is also provided for each of the left and right marine propulsion devices 1, and the left and right marine propulsion devices 1 can be independently controlled by separate handles 35.

図５に示すように、コントローラ４０は、操船者が操作するハンドル３５からのハンドル指令信号と、主機関５の負荷情報及び回転数情報と、モータジェネレータ２０の負荷情報及び回転数情報と、クラッチからのクラッチ嵌合信号等を常時取得しており、これらの情報に基づいて判断した結果に応じて各機器に制御信号を送り、主機関５及びモータジェネレータ２０の回転数や、クラッチ７の嵌合及び離脱、モータ推進とハイブリッド推進の切り替え等を制御している。 As shown in FIG. 5, the controller 40 includes a handle command signal from the handle 35 operated by the vessel operator, load information and rotation speed information of the main engine 5, load information and rotation speed information of the motor generator 20, clutches The clutch engagement signal and the like from the engine are always acquired, and a control signal is sent to each device according to the result determined based on these information, and the rotational speed of the main engine 5 and the motor generator 20 and the engagement of the clutch 7 are transmitted. Controls the combination and separation, switching between motor propulsion and hybrid propulsion.

ハンドル指令信号は、操船者がプロペラ１４の回転数を指示するためにハンドル３５を操作することにより、指示しようとするプロペラ１４の回転数に対応して出力される。主機関５の回転数情報としては、主機関５に設けられたガバナ３６からのガバナ回転数情報が使用できる。主機関５の負荷情報としては、主機関５に設けられたガバナ３６からのガバナラック位置情報又は主機関５とクラッチ７の間に設けられた動力計３７が出力する負荷トルク情報を使用することができる。負荷情報としては、上に例示した２種類の情報のうち、少なくとも１種類があればよく、また主機関５の負荷を示す情報であれば、これ以外の情報でもよい。モータジェネレータ２０の負荷情報としては、双方向インバータ２７が出力するＭ／Ｇ負荷情報が使用でき、モータジェネレータ２０の回転数情報としては、双方向インバータ２７が出力するＭ／Ｇ回転数情報が使用できる。クラッチからのクラッチ嵌合信号は、クラッチ７を作動させる油圧系統の油圧に基づいてクラッチ７の嵌合状態（ＯＮ）又は脱離状態（ＯＦＦ）を検知する情報が使用できる。 The steering wheel command signal is output corresponding to the rotation speed of the propeller 14 to be instructed by operating the handle 35 in order for the boat operator to instruct the rotation speed of the propeller 14. As the rotational speed information of the main engine 5, governor rotational speed information from the governor 36 provided in the main engine 5 can be used. As load information of the main engine 5, governor rack position information from the governor 36 provided in the main engine 5 or load torque information output from the dynamometer 37 provided between the main engine 5 and the clutch 7 is used. Can do. The load information may be at least one of the two types of information exemplified above, and may be other information as long as the information indicates the load of the main engine 5. M / G load information output from the bidirectional inverter 27 can be used as the load information of the motor generator 20, and M / G rotation speed information output from the bidirectional inverter 27 is used as the rotation speed information of the motor generator 20. it can. As the clutch engagement signal from the clutch, information for detecting the engagement state (ON) or the disengagement state (OFF) of the clutch 7 based on the hydraulic pressure of the hydraulic system that operates the clutch 7 can be used.

コントローラ４０は、ハンドル指令信号を始めとする前記各信号乃至情報を基に演算・判断を行い、その結果から、以下に説明する各種制御信号を舶用推進装置１の各部に適切なタイミングで出力する。
まず、コントローラ４０は、モータジェネレータ２０の制御モードを速度制御モード又はトルク制御モードに設定する電動機制御モード切替信号と、選択された制御モードでモータジェネレータ２０を駆動するためのインバータ指令信号を、双方向インバータ２７へ出力する。また次項にて本実施形態の特徴の一つとして詳細に説明するが、コントローラ４０では、入力されたハンドル指令信号に対し、指定されたランプ関数に対応した増加率又は減少率のランプ関数出力を算出し、さらにこれに対応した回転数指令をモータジェネレータ２０及び主機関５に与えるが、クラッチ７の嵌合の状態に応じてこのランプ関数を切り替える切り替え制御を行う。また、コントローラ４０は、主機関５の回転数を指令するためのガバナ速度指令信号を主機関５のガバナ３６に出力する。また、コントローラ４０は、前述したランプ関数の切り替え制御に伴ってクラッチ７を嵌合状態（ＯＮ）又は脱離状態（ＯＦＦ）とするためのクラッチＯＮ／ＯＦＦ信号を電子コントローラ５０に与え、電子コントローラ５０はクラッチ７を作動させる油圧系統の電磁弁をクラッチＯＮ／ＯＦＦ信号に基づき制御してクラッチのＯＮ／ＯＦＦ制御を行なう。 The controller 40 performs calculation / judgment based on each signal or information including the steering wheel command signal, and outputs various control signals described below to each part of the marine propulsion device 1 at appropriate timing. .
First, the controller 40 outputs both an electric motor control mode switching signal for setting the control mode of the motor generator 20 to a speed control mode or a torque control mode, and an inverter command signal for driving the motor generator 20 in the selected control mode. Output to the inverter 27. In the next section, which will be described in detail as one of the features of the present embodiment, the controller 40 outputs a ramp function output of an increase rate or a decrease rate corresponding to a specified ramp function in response to the input handle command signal. Further, a rotation speed command corresponding to the calculation is given to the motor generator 20 and the main engine 5, and switching control for switching the ramp function according to the engagement state of the clutch 7 is performed. Further, the controller 40 outputs a governor speed command signal for commanding the rotational speed of the main engine 5 to the governor 36 of the main engine 5. In addition, the controller 40 gives the electronic controller 50 a clutch ON / OFF signal for setting the clutch 7 in the engaged state (ON) or the detached state (OFF) in accordance with the ramp function switching control described above. 50 controls the ON / OFF of the clutch by controlling the solenoid valve of the hydraulic system that operates the clutch 7 based on the clutch ON / OFF signal.

モータ推進領域では、コントローラ４０は、双方向インバータ２７に速度制御の制御モード信号を出力し、クラッチ７にはクラッチをＯＦＦとするクラッチＯＮ／ＯＦＦ信号を出力してクラッチを脱離状態とする。この状態において、ハンドル３５の操作に伴うハンドル指令信号の変化に対応して、双方向インバータ２７には回転数上昇を指示するインバータ指令信号を出力し、主機関５のガバナ３６には適当なガバナ速度指令信号を出力することにより、主機関５をアイドル運転乃至は停止し、モータジェネレータ２０をモータとして単独で運転するモータ推進制御を行う。 In the motor propulsion region, the controller 40 outputs a control mode signal for speed control to the bidirectional inverter 27, and outputs a clutch ON / OFF signal for turning the clutch OFF to the clutch 7 so that the clutch is disengaged. In this state, in response to a change in the handle command signal accompanying the operation of the handle 35, an inverter command signal for instructing an increase in the rotational speed is output to the bidirectional inverter 27, and an appropriate governor 36 is supplied to the governor 36 of the main engine 5. By outputting the speed command signal, the main engine 5 is idled or stopped, and motor propulsion control is performed in which the motor generator 20 is operated alone as a motor.

モータ推進領域では、速度制御のためにハンドル３５を操作すると、その操作量に比例してプロペラ軸１３の回転数が変化する。ハンドル３５からのハンドル指令信号に対応するプロペラ１４の回転数が所定の切替回転数に達した場合は、コントローラ４０から主機関５のガバナ３６に切替回転数となるようなガバナ速度指令信号を出力し、主機関５とモータが同一速度となったことを確認してから、クラッチをＯＮとするクラッチＯＮ／ＯＦＦ信号をクラッチ７に出力してクラッチを接続させ、トルク制御の制御モード信号を双方向インバータ２７に出力し、モータ推進領域からハイブリッド領域へ制御領域の切り替えを行う。 In the motor propulsion region, when the handle 35 is operated for speed control, the rotation speed of the propeller shaft 13 changes in proportion to the operation amount. When the rotational speed of the propeller 14 corresponding to the steering wheel command signal from the handle 35 reaches a predetermined switching rotational speed, a governor speed command signal is output from the controller 40 to the governor 36 of the main engine 5 so as to be the switching rotational speed. After confirming that the main engine 5 and the motor are at the same speed, a clutch ON / OFF signal for turning on the clutch is output to the clutch 7 to connect the clutch, and both control modes for torque control are transmitted. Output to the inverter 27, and the control region is switched from the motor propulsion region to the hybrid region.

なお、このクラッチ７を嵌合させて行なうモータ推進からハイブリッド推進への切り替えに際して、モータジェネレータ２０及び主機関５の回転数を同期させる際には、それぞれの回転数の増加率を規定するランプ関数を適宜に切り替えることにより回転数の停滞が起きないように制御しており、これが本実施形態の特徴の一つであるため、次項にて詳細に説明する。 When the motor generator 20 and the main engine 5 are synchronized with each other at the time of switching from the motor propulsion to the hybrid propulsion performed by engaging the clutch 7, a ramp function that defines an increase rate of each of the rotation speeds. Is controlled so that the stagnation of the rotational speed does not occur. This is one of the features of the present embodiment, and will be described in detail in the next section.

ハイブリッド領域では、速度制御のために操船者がハンドル３５を操作すると、その操作量に比例したハンドル指令信号がコントローラ４０に入力され、コントローラ４０はハンドル指令信号に対応して主機関５のガバナ３６に回転数上昇を指令するガバナ速度指令信号を出力する。このように、ハンドル３５からの操作量に比例して主機関５の回転数を変化させてプロペラ１４の回転数を制御することができる。 In the hybrid region, when the operator operates the handle 35 for speed control, a handle command signal proportional to the operation amount is input to the controller 40, and the controller 40 responds to the handle command signal by the governor 36 of the main engine 5. To output a governor speed command signal for commanding an increase in rotational speed. In this way, the rotational speed of the propeller 14 can be controlled by changing the rotational speed of the main engine 5 in proportion to the operation amount from the handle 35.

コントローラ４０は、双方向インバータ２７に対しては、コントローラ４０で演算したトルク指令のためのインバータ指令信号を出力し、そのトルク指示値によってモータジェネレータ２０にアシストもしくは発電をさせることができる。 The controller 40 outputs an inverter command signal for the torque command calculated by the controller 40 to the bidirectional inverter 27, and can assist the motor generator 20 or generate power according to the torque instruction value.

このように、コントローラ４０が主機関５と双方向インバータ２７を統合制御するので、モータ推進領域でのモータによる推進からハイブリッド領域での主機関５を中心とした推進にスムーズに移行することができる。また主機関５を効率の良い比較的高い回転数の領域で運転できるので、燃費低減が図れる。 Thus, since the controller 40 performs integrated control of the main engine 5 and the bidirectional inverter 27, it is possible to smoothly shift from propulsion by the motor in the motor propulsion area to propulsion centered on the main engine 5 in the hybrid area. . Further, since the main engine 5 can be operated in an efficient and relatively high rotational speed region, fuel consumption can be reduced.

(4) クラッチ嵌合時における回転数停滞の解消について（図３、図６〜図１１）
以上説明した実施形態の機械的構成において、モータ推進からハイブリッド推進に移行する際の主機関５及びモータジェネレータ２０の制御を、本発明とは異なる従来の制御手法で行なった場合について説明する。
図６は、このような従来の制御における主機関５とモータジェネレータ２０の時間と回転数の関係を示す図である。このクラッチ嵌合制御では、主機関５とモータジェネレータ２０の回転数を同期させてクラッチ７の嵌合を行なうため、モータジェネレータ２０による単独のモータ推進においては、主機関５はアイドル回転数で待機させておく。そして、モータジェネレータ２０の回転数がアイドル回転数を超えると、コントローラがクラッチ嵌合指令を電子コントローラ５０に送り、電子コントローラ５０が電磁弁５１を作動させて作動油をクラッチ７に供給し、クラッチピストン５２を移動させてクラッチを嵌合させる（クラッチ７の構造及びその駆動機構については図１０参照）。この時、クラッチピストン５２が作動してクラッチ７を嵌合させている間、主機関５とモータジェネレータ２０の回転数が停滞してしまい、回転数の上昇がスムーズに行かない場合があった。 (4) Resolving rotational speed stagnation when the clutch is engaged (Figs. 3 and 6 to 11)
In the mechanical configuration of the embodiment described above, the case where the control of the main engine 5 and the motor generator 20 when shifting from motor propulsion to hybrid propulsion is performed by a conventional control method different from the present invention will be described.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the time and the rotational speed of the main engine 5 and the motor generator 20 in such conventional control. In this clutch engagement control, the clutch 7 is engaged by synchronizing the rotational speeds of the main engine 5 and the motor generator 20, so that the main engine 5 stands by at the idle rotational speed in the case of single motor propulsion by the motor generator 20. Let me. When the rotational speed of the motor generator 20 exceeds the idle rotational speed, the controller sends a clutch engagement command to the electronic controller 50, and the electronic controller 50 operates the electromagnetic valve 51 to supply the hydraulic oil to the clutch 7. The piston 52 is moved to engage the clutch (see FIG. 10 for the structure of the clutch 7 and its drive mechanism). At this time, while the clutch piston 52 is actuated and the clutch 7 is engaged, the rotational speeds of the main engine 5 and the motor generator 20 are stagnant, and the rotational speed may not increase smoothly.

このように回転数の上昇が停滞すると、操船者としてはハンドル３５を大きく上昇側に押し倒している意識があるのに、実際には回転数がそのレバー操作に対応して直ちに上昇してくれないため、操船者としては反応が遅いと感じる操船時の違和感を持ってしまう。このようなハンドル操作に対応する反応性はタグボートのような細かい動きが要求される船舶の操船においては特に重要である。 If the increase in the rotational speed stagnate in this way, the ship operator is conscious of pushing down the handle 35 greatly upward, but the rotational speed does not increase immediately in response to the lever operation in practice. For this reason, the ship operator feels uncomfortable when maneuvering, which feels that the reaction is slow. The reactivity corresponding to such a steering operation is particularly important in the ship maneuvering of a ship that requires fine movement like a tug boat.

そこで、本実施形態では、このような回転数の上昇の停滞を解消するため、次に説明するような制御手法を採用している。
図３に示すように、回転数が０〜切替回転数以下となるモータ推進領域では、クラッチ７は離脱状態にしている。この時ハンドル３５を操作すると、ハンドル３５の操作量に応じてコントローラ４０がモータジェネレータ２０を速度制御し、入力軸８を介してプロペラ軸１３を回転させる。また、従来の制御手法を示す図６（ａ）と同様に、クラッチ７の嵌合前には主機関５を起動してアイドル回転数で待機させておく。 Therefore, in this embodiment, in order to eliminate such a stagnation of the increase in the rotational speed, a control method as described below is adopted.
As shown in FIG. 3, the clutch 7 is in a disengaged state in the motor propulsion region where the rotational speed is 0 to the switching rotational speed or less. When the handle 35 is operated at this time, the controller 40 controls the speed of the motor generator 20 according to the operation amount of the handle 35 and rotates the propeller shaft 13 via the input shaft 8. Further, similarly to FIG. 6A showing the conventional control method, the main engine 5 is started and waited at the idle speed before the clutch 7 is engaged.

図７に示す従来の主機の制御方法では、コントローラ４０は、同図（ａ）のようにハンドル３５の操作に対して同等の傾きをもって回転数をリニアに上昇させるのではなく、同図（ｂ）のようにハンドル３５の操作に対してより小さな傾きにより時間経過に対して回転数が一定量だけ上昇するようなランプ関数で制御しているのが通常である。これは、同図（ａ）のようにハンドル３５の操作量を示すハンドル信号に対して同等の傾きをもって回転数をリニアに上昇させると、主機関５がこのような急激な制御に追従できないため、黒煙が発生してしまうことがあるからであり、このために同図（ｂ）のようにハンドル３５の操作に対してより小さな増加率で回転数を上昇させるようにすることが望まれるからである。 In the conventional main machine control method shown in FIG. 7, the controller 40 does not increase the rotational speed linearly with the same inclination with respect to the operation of the handle 35 as shown in FIG. In general, control is performed with a ramp function such that the rotational speed increases by a certain amount over time due to a smaller inclination with respect to the operation of the handle 35 as in FIG. This is because the main engine 5 cannot follow such abrupt control when the rotational speed is increased linearly with the same inclination with respect to the handle signal indicating the operation amount of the handle 35 as shown in FIG. This is because black smoke may be generated. For this reason, it is desired to increase the rotational speed at a smaller increase rate with respect to the operation of the handle 35 as shown in FIG. Because.

図８に示す実施形態の制御方法では、モータ推進からハイブリッド推進に移行する際、クラッチ７を嵌合制御する行程における回転数の停滞を防止するために、クラッチ７の嵌合制御とその前後における制御とで異なる２種類のランプ関数を使い分け、モータジェネレータ２０と主機関５の両方を制御している。 In the control method of the embodiment shown in FIG. 8, when shifting from motor propulsion to hybrid propulsion, in order to prevent the stagnation of the rotational speed in the process of controlling the engagement of the clutch 7, the engagement control of the clutch 7 and before and after Two types of ramp functions that are different in the control are used properly to control both the motor generator 20 and the main engine 5.

すなわち、図８に示すように、モータ単独のモータ推進におけるモータジェネレータ２０の制御（この時、主機関５はアイドル回転数である）と、ハイブリッド推進における主機関５の制御（この時、モータジェネレータ２０はトルク制御に切り替えられている。）では、時間に対する回転数の増加率が相対的に大きい第１のランプ関数Ａで制御を行なう。また、クラッチ嵌合指令後、クラッチ嵌合終了までの嵌合制御期間ｔ中は、主機関５とモータジェネレータ２０の制御を、時間に対する回転数の増加率が相対的に小さい第２のランプ関数Ｂで行なう。図８の回転数−時間のグラフにおけるランプ関数Ｂの傾きがランプ関数Ａよりも小さいのは、クラッチ嵌合開始（主機関アイドル回転数）からクラッチ嵌合終了までの従来制御において回転数が停滞していた時間を考慮したものである。 That is, as shown in FIG. 8, control of the motor generator 20 in the motor propulsion of the motor alone (at this time, the main engine 5 is at the idling speed) and control of the main engine 5 in the hybrid propulsion (at this time, the motor generator 20 is switched to torque control.), The control is performed with the first ramp function A in which the rate of increase of the rotational speed with respect to time is relatively large. In addition, during the engagement control period t from the clutch engagement command to the end of clutch engagement, the control of the main engine 5 and the motor generator 20 is controlled by the second ramp function with a relatively small increase rate of the rotational speed with respect to time. Perform with B. The slope of the ramp function B in the rotational speed-time graph of FIG. 8 is smaller than the ramp function A because the rotational speed is stagnant in the conventional control from the start of clutch engagement (main engine idle rotational speed) to the end of clutch engagement. It takes into account the time that was spent.

次に、上述したようなハンドル３５の操作により主機関５やＭ／Ｇ２０の制御を行なう際にランプ関数の切り替えを行なう制御手法について、図９を参照してさらに詳細に説明する。
図９は、コントローラ４０の内部でソフトウェアによって行われる機能を示すための図であって、ハンドル３５からのハンドル指令信号を受けて行なう主機関５とモータジェネレータ２０とクラッチ７の制御機能をブロック図と流れ図で示したものである。図９（ａ）に示すように、ハンドル３５を操作した場合、ハンドル３５の操作角度で示されるハンドル指令信号が、ハンドル入力部６０で電気信号のハンドル指令信号に変換され、このハンドル指令信号は、ランプ関数Ａ／Ｂ設定部６１において設定されているランプ関数に応じたランプ関数出力となり、主機関制御やＭ／Ｇ制御に使用される。すなわち、主機関制御及びＭ／Ｇ制御では、このランプ関数出力と回転数指令の関係を定めた図示のような各所定の演算特性に応じて回転数指令信号が主機関５（ガバナ）やＭ／Ｇ２０（インバータ）に出力される。ランプ関数切替制御部６２は、クラッチ嵌合開始のタイミング又はクラッチ嵌合信号の入力によってランプ関数Ａ／Ｂの切替フラグをランプ関数Ａ／Ｂ設定部６１出力し、これによって主機関５とＭ／Ｇ２０の制御に必要なランプ関数Ａ又はＢへの切替制御が行なわれる。 Next, a control method for switching the ramp function when the main engine 5 and the M / G 20 are controlled by operating the handle 35 as described above will be described in more detail with reference to FIG.
FIG. 9 is a diagram for illustrating functions performed by software in the controller 40, and is a block diagram illustrating control functions of the main engine 5, the motor generator 20, and the clutch 7 that are performed in response to a handle command signal from the handle 35. And is shown in a flowchart. As shown in FIG. 9A, when the handle 35 is operated, the handle command signal indicated by the operation angle of the handle 35 is converted into an electrical handle command signal by the handle input unit 60. The ramp function output corresponding to the ramp function set in the ramp function A / B setting unit 61 is used for main engine control and M / G control. That is, in the main engine control and the M / G control, the rotational speed command signal is sent to the main engine 5 (governor) or M according to each predetermined calculation characteristic as shown in the figure that defines the relationship between the ramp function output and the rotational speed command. / G20 (inverter). The ramp function switching control unit 62 outputs a ramp function A / B switching flag to the ramp function A / B setting unit 61 according to the clutch engagement start timing or the clutch engagement signal input, and thereby the main engine 5 and the M / Switching to the ramp function A or B necessary for the control of G20 is performed.

図９に示すクラッチ７のクラッチ制御において、クラッチをＯＮ又はＯＦＦさせるクラッチ指令は、ランプ関数出力が相対的に小さいクラッチ離脱開始(2) とランプ関数出力が相対的に大きいクラッチ嵌合開始(1) において出力される。クラッチ嵌合の場合は、ランプ関数Ａの状態でハンドル操作を行い、ランプ関数出力がクラッチ嵌合指令(1) に達して回転数が切り替え回転数を上回り、ランプ関数Ａ／Ｂ設定部６１に設定されるランプ関数がランプ関数ＡからＢに切り替えられた場合に、クラッチがＯＮとなる。クラッチ離脱の場合は、ハンドル操作によりランプ関数出力がクラッチ離脱開始(2) となり、回転数が切り替え回転数を下回り、ランプ関数Ａ／Ｂ設定部６１に設定されるランプ関数がランプ関数ＢからＡに切り替えられてＭ／Ｇ２０がランプ関数Ａで単独運転を始めた場合にクラッチがＯＦＦとなる。なお、詳細は後に「(6) クラッチ離脱について」で説明するが、実施形態では、クラッチ離脱回転数をクラッチ嵌合回転数より低い回転数に設定してヒステリシスを設けることによりハンチングの発生を防止している。 In the clutch control of the clutch 7 shown in FIG. 9, the clutch command to turn the clutch on or off is the clutch release start (2) with a relatively small ramp function output and the clutch engagement start (1) with a relatively large ramp function output. ) Is output. In the case of clutch engagement, the steering wheel operation is performed in the state of the ramp function A, the ramp function output reaches the clutch engagement command (1), and the rotation speed exceeds the switching rotation speed, and the ramp function A / B setting unit 61 When the ramp function to be set is switched from the ramp function A to B, the clutch is turned on. When the clutch is disengaged, the ramp function output becomes the clutch disengagement start (2) by operating the handle, the rotational speed falls below the switching rotational speed, and the ramp function set in the ramp function A / B setting unit 61 changes from ramp function B to A. When the M / G 20 starts the single operation with the ramp function A, the clutch is turned off. Although details will be described later in “(6) Clutch disengagement”, in the embodiment, the occurrence of hunting is prevented by setting a clutch disengagement rotation speed lower than the clutch engagement rotation speed and providing hysteresis. doing.

図９（ａ）に示すように、「Ｍ／Ｇ制御」でモータジェネレータ２０の回転数指令がランプ関数Ａで上昇して主機関５のアイドル回転数に達すると、クラッチ嵌合開始(1) となり、「Ｍ／Ｇ制御」におけるモータジェネレータ２０の回転数はランプ関数Ｂによって上昇し、また同時に「主機関制御」では主機関５の回転数もランプ関数Ｂによって上昇し、主機関５とモータジェネレータ２０の回転数は同期して緩やかに上昇していく。クラッチ嵌合完了(3) になると、「Ｍ／Ｇ制御」ではモータジェネレータ２０は速度制御からトルク制御に切り替えられ、速度指令から速度リミットとなって主機関５と回転数を同期させることができるようになり、また同時に「主機関制御」では主機関５の回転数がランプ関数Ａに切り替えられ、ハイブリッド状態でモータジェネレータ２０とともに回転数を上昇させていく。 As shown in FIG. 9A, when the rotational speed command of the motor generator 20 rises by the ramp function A and reaches the idle rotational speed of the main engine 5 in "M / G control", clutch engagement start (1) Thus, the rotational speed of the motor generator 20 in the “M / G control” is increased by the ramp function B. At the same time, the rotational speed of the main engine 5 is also increased by the ramp function B in the “main engine control”. The rotational speed of the generator 20 gradually increases in synchronization. When the clutch engagement is completed (3), in “M / G control”, the motor generator 20 is switched from speed control to torque control, the speed command becomes a speed limit, and the main engine 5 and the engine speed can be synchronized. At the same time, in the “main engine control”, the rotational speed of the main engine 5 is switched to the ramp function A, and the rotational speed is increased together with the motor generator 20 in the hybrid state.

図９（ｂ）及び図１０に示すように、このようにアイドル回転数においてクラッチ嵌合開始になると、主機関５とモータジェネレータ２０の制御がランプ関数Ｂに切り替えられる。時間の経過により切替回転数に達し、クラッチが嵌合完了(3) となってクラッチ嵌合信号が出力されると、主機関５の制御がランプ関数Ａに切り替えられるとともに、図９（ｂ）中には示していないがモータジェネレータ２０は速度制御からトルク制御に切り替えられ、機関全体としてハイブリッド状態で回転数を上昇させていく。 As shown in FIGS. 9B and 10, when the clutch engagement is started at the idling speed as described above, the control of the main engine 5 and the motor generator 20 is switched to the ramp function B. When the switching speed is reached over time and the clutch is engaged (3) and the clutch engagement signal is output, the control of the main engine 5 is switched to the ramp function A and FIG. 9 (b). Although not shown, the motor generator 20 is switched from speed control to torque control, and the engine speed is increased in a hybrid state as a whole.

以上説明したように、実施形態によれば、クラッチ嵌合を開始する主機関アイドル回転数に達し、クラッチ嵌合開始と同時にランプ関数を増加率の大きいランプ関数Ａから増加率の低いランプ関数Ｂに切り替え、可及的滑らかな連続性をもって回転数を緩やかに上昇させることができるので、クラッチピストン５２がクラッチ７のプレート同士を接触させるまでの回転数停滞が解消され、スムーズな回転数上昇の中でのクラッチ嵌合が可能になる。また、クラッチ嵌合の動作中にも回転数は緩やかながら上昇を続けるので、クラッチ嵌合終了時には、従来の制御動作の場合に比べて回転数はより高くなっているので、ハイブリッド推進の目標回転数に到達するに要する時間も従来よりは短縮化することができる。 As described above, according to the embodiment, the main engine idle rotation speed at which clutch engagement is started is reached, and the ramp function is changed from a ramp function A having a large increase rate to a ramp function B having a low increase rate simultaneously with the start of clutch engagement. , And the rotational speed can be gradually increased with as smooth continuity as possible, so that the rotational speed stagnation until the clutch piston 52 contacts the plates of the clutch 7 is eliminated, and the smooth rotational speed increases. The clutch can be engaged inside. In addition, since the rotational speed continues to rise moderately during the clutch engagement operation, the rotational speed is higher at the end of clutch engagement than in the conventional control operation. The time required to reach the number can also be shortened compared to the conventional case.

(5) クラッチ嵌合後の回転数減少の解消について（図１１及び図１２）
クラッチ７が嵌合しモータ単独領域からハイブリッド領域に切り替わる際、ハイブリッド領域ではモータジェネレータ２０から主機関５にベースロードが変わるために、モータジェネレータ２０から主機関５に負荷が移行する。このモータ単独領域からハイブリッド領域への切り替えにおいて、クラッチ７がスリップクラッチであれば、嵌合の際にスリップ領域があるために負荷移行がスムーズに行なわれるので問題はない。 (5) Elimination of reduction in rotation speed after clutch engagement (Figs. 11 and 12)
When the clutch 7 is engaged and the motor single region is switched to the hybrid region, the base load is changed from the motor generator 20 to the main engine 5 in the hybrid region, so that the load is transferred from the motor generator 20 to the main engine 5. In switching from the motor single region to the hybrid region, if the clutch 7 is a slip clutch, there is no problem because the load transition is performed smoothly because there is a slip region at the time of engagement.

しかし、ＯＮ／ＯＦＦクラッチの場合にはスリップ領域がないため、クラッチ７を嵌合するとモータジェネレータ２０から主機関５に負荷が移行し、モータジェネレータ２０が持っていたプロペラ慣性マスが主機関５に加わる。そのため、図１１に示すように、クラッチ嵌合終了後には回転数が低下してしまう。 However, since there is no slip region in the case of the ON / OFF clutch, when the clutch 7 is engaged, the load is transferred from the motor generator 20 to the main engine 5 and the propeller inertia mass held by the motor generator 20 is transferred to the main engine 5. Join. Therefore, as shown in FIG. 11, the number of rotations decreases after the clutch engagement is completed.

このような回転数の低下を防止するための実施形態の制御方法について下記に説明する。
図１２に示すように、モータジェネレータ２０の回転数が上昇して主機関アイドル回転数を超えると主機関５とモータジェネレータ２０の回転数を同期させて回転数を上昇させていく。この時、クラッチ嵌合指令と同時に、モータジェネレータ２０から主機関５への負荷の移行による回転数低下を考慮して、主機関５の回転数をモータジェネレータ２０の回転数より高く設定して回転数差を設ける。これによって、モータジェネレータ２０から主機関５に負荷が移行することによる回転数の低下が抑えられる。モータジェネレータ２０の回転数に対し主機関５の回転数を少なくとも約５％増やすことでクラッチ嵌合時の回転数低下を防ぐ実質的な効果があることが本願発明者の実験から判明している。クラッチ嵌合完了にはモータジェネレータ２０より回転数を高く変更した主機関５の回転数をモータジェネレータ２０の回転数と同一回転数に戻す。その他の制御内容は前記「(3) 制御システムの構成及び基本的作用」及び「(4) クラッチ嵌合時における回転数停滞の解消について」で説明した内容と同一である。 A control method of the embodiment for preventing such a decrease in the rotational speed will be described below.
As shown in FIG. 12, when the rotational speed of motor generator 20 rises and exceeds the main engine idle rotational speed, the rotational speeds of main engine 5 and motor generator 20 are synchronized to increase the rotational speed. At this time, simultaneously with the clutch engagement command, the rotational speed of the main engine 5 is set to be higher than the rotational speed of the motor generator 20 in consideration of a decrease in the rotational speed due to the load transition from the motor generator 20 to the main engine 5. Make a number difference. As a result, a decrease in the rotational speed due to a load transfer from the motor generator 20 to the main engine 5 is suppressed. It has been found from experiments of the present inventor that there is a substantial effect of preventing a decrease in the rotational speed at the time of clutch engagement by increasing the rotational speed of the main engine 5 by at least about 5% with respect to the rotational speed of the motor generator 20. . Upon completion of clutch engagement, the rotational speed of the main engine 5 whose rotational speed is changed higher than that of the motor generator 20 is returned to the same rotational speed as that of the motor generator 20. The other control contents are the same as those described in “(3) Configuration and basic operation of control system” and “(4) Elimination of stagnant rotation speed when clutch is engaged”.

(6) クラッチ離脱について
実施形態において、ハイブリッド領域からモータ単独領域になるようにハンドル３５を操作すると回転数が低下し、回転数がクラッチ離脱回転数を下回るとクラッチ７の離脱が始まる。クラッチ離脱回転数をクラッチ嵌合開始回転数（主機関アイドル回転数）と同じに設定し、ハンドル３５をクラッチ嵌合開始回転数又はクラッチ離脱回転数付近で動かすと、クラッチ嵌合・クラッチ離脱指令がハンチングしてしまう。 (6) About clutch disengagement In the embodiment, when the handle 35 is operated so as to change from the hybrid region to the motor single region, the rotational speed decreases, and when the rotational speed falls below the clutch disengagement rotational speed, the clutch 7 starts disengaging. When the clutch disengagement speed is set to the same as the clutch engagement start speed (main engine idle speed) and the handle 35 is moved near the clutch engagement start speed or the clutch disengagement speed, the clutch engagement / disengagement command Hunting.

このため、クラッチ離脱回転数はクラッチ嵌合回転数と異なる回転数とし、さらに具体的にはクラッチ離脱回転数をクラッチ嵌合回転数より低い回転数に設定してヒステリシスを設けることでハンチングを防止することとした。クラッチ離脱回転数を主機アイドル回転数の約８５％から９５％の範囲内に設定することでハンチングを起こさないことが本願発明者の実験から判明している。 For this reason, the clutch disengagement speed is different from the clutch engagement speed, and more specifically, the clutch disengagement speed is set to a lower speed than the clutch engagement speed to prevent hunting. It was decided to. It has been found from experiments by the present inventor that hunting does not occur by setting the clutch disengagement rotational speed within the range of about 85% to 95% of the main engine idle rotational speed.

１…船舶推進装置
２…船舶
３…基台部としての台床
４…ギアケース
５…主機関
６…伝達軸
７…クラッチ
８…入力軸
９…第１の変向機構としての上部ベベルギア
１０…ケーシング
１１…垂直軸
１２…第２の変向機構としての下部ベベルギア
１３…プロペラ軸
１４…プロペラ
１７…アジマススラスター
２０…モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）
４０…コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ship propulsion apparatus 2 ... Ship 3 ... Base floor as a base part 4 ... Gear case 5 ... Main engine 6 ... Transmission shaft 7 ... Clutch 8 ... Input shaft 9 ... Upper bevel gear 10 as a first turning mechanism 10 ... Casing 11 ... Vertical shaft 12 ... Lower bevel gear as second turning mechanism 13 ... Propeller shaft 14 ... Propeller 17 ... Azimuth thruster 20 ... Motor generator (M / G)
40 ... Controller

Claims

Motor propulsion by the motor generator, which includes a main engine, a clutch that transmits the driving force of the main engine to the propeller in a fitted state, and a motor generator that drives the propeller; In a marine vessel propulsion apparatus that propels a vessel by switching between hybrid propulsion by the main engine and the motor generator performed in a state in which the clutch is engaged,
The rotational speed of the motor generator in the motor propulsion and the rotational speed of the main engine in the hybrid propulsion are controlled by a first ramp function having a relatively large increase rate with respect to time, and the motor propulsion is switched to the hybrid propulsion. Therefore, when the rotational speed of the motor generator and the rotational speed of the main engine are increased synchronously while the clutch is engaged, the rotational speed of the motor generator and the rotational speed of the main engine are relatively increased with respect to time. A marine propulsion device comprising a controller that is controlled by a small second ramp function.

When switching from the motor propulsion to the hybrid propulsion, the controller engages the clutch with the rotation speed of the main engine larger than the rotation speed of the motor generator, and after the clutch is engaged 2. The marine propulsion device according to claim 1, wherein the number of revolutions of the main engine is controlled to be the same as the number of revolutions of the motor generator.

The disengagement rotation speed at which the clutch is disengaged is set to a rotation speed lower than the engagement start rotation speed at which the clutch starts to be engaged, thereby preventing the clutch engagement and disengagement howling. The marine propulsion device according to claim 1 or 2.