JPH05246386A - 舶用複合式推進制御装置 - Google Patents

舶用複合式推進制御装置

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JPH05246386A
JPH05246386A JP4082805A JP8280592A JPH05246386A JP H05246386 A JPH05246386 A JP H05246386A JP 4082805 A JP4082805 A JP 4082805A JP 8280592 A JP8280592 A JP 8280592A JP H05246386 A JPH05246386 A JP H05246386A
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JP
Japan
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combustion engine
internal combustion
electric motor
signal
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JP4082805A
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English (en)
Inventor
Noriyuki Kubota
紀幸 窪田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/20Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being powered by combinations of different types of propulsion units
    • B63H2021/202Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being powered by combinations of different types of propulsion units of hybrid electric type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels
    • Y02T70/5236Renewable or hybrid-electric solutions

Landscapes

  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 プロペラ軸に電動機と内燃機関という2つの
推進装置をクラッチを介して連結して、両推進装置の並
行運転を可能とした。 【構成】 プロペラ10に対する内燃機関8および電動機
9の各出力相互の配分を設定すべく同内燃機関の出力制
御器3と同電動機の出力制御器4とにそれぞれ設定出力
信号を送出しうる出力分配器2と、所望の設定船速Sに
応じて設定総出力信号Pを出力分配器2へ送る速力−出
力変換器1と、プロペラ軸11に装着された出力計測器5
からの計測信号P°と速力−出力変換器1からの設定総
出力信号Pとの差に応じての内燃機関および電動機の各
出力制御器3,4への設定出力信号P1,P2を補正しうる
出力補正器7と、設定総出力信号に応じてクラッチ12の
嵌脱を制御しうるクラッチ制御器6とを設る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、船舶用の推進制御装置
に関し、特に電動機と内燃機関との並行運転制御に適用
される舶用複合式推進制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の舶用推進装置では、プロペラ軸に
電動機1台あるいは内燃機関1台を配置してプロペラを
駆動する方式が採用されている。推進装置に電動機が用
いられる場合には、同電動機への給電のための電源は別
に設けられた内燃機関で駆動されて発電を行なう発電機
と、蓄電用のバッテリーとで構成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な従来の舶用推進装置では、電動推進型の場合には高出
力が難しく、また内燃機関推進型の場合には低出力に問
題があるため、小形で低出力から高出力まで幅広い出力
を必要とする船舶には、電動推進型および内燃機関推進
型の一方のみを採用したのでは十分に対応できないとい
う問題点がある。
【0004】したがって、上記のような船舶では、推進
装置には電動機に他の内燃機関(例えばガスタービン)
を併用して、大出力を得る必要がある。しかしながら、
これまで出力特性の全く異なる電動機と内燃機関との並
行運転の実績はない。
【0005】本発明は、このような問題点の解決をはか
ろうとするもので、推進用プロペラのプロペラ軸に連結
された電動機と、同電動機にクラッチを介して連結しう
るように配設された内燃機関とを制御して、これらの電
動機および内燃機関の並行運転を行なえるようにし、低
出力から高出力まで幅広い出力を得られるようにした舶
用複合式推進制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の舶用複合式推進制御装置は、船舶の推進の
ためのプロペラを駆動すべく、プロペラ軸に連結された
電動機と、同電動機にクラッチを介して連結しうるよう
に配設された内燃機関とをそなえ、上記プロペラに対す
る上記の内燃機関および電動機の各出力相互の配分を設
定すべく同内燃機関の出力制御器と同電動機の出力制御
器とにそれぞれ設定出力信号を送出しうる出力分配器
と、所望の設定船速に応じて設定総出力信号を上記出力
分配器へ送る速力−出力変換器と、上記プロペラ軸に装
着された出力計測器からの計測信号と上記速力−出力変
換器からの設定総出力信号との差に応じて上記の内燃機
関および電動機の各出力制御器への設定出力信号を補正
しうる出力補正器と、上記設定総出力信号に応じて上記
クラッチの嵌脱を制御しうるクラッチ制御器とが設けら
れたことを特徴としている。
【0007】
【作用】前述の本発明の舶用複合式推進制御装置では次
のような作用が行なわれる。 (1) 出力分配スケジュールを内蔵する出力分配器によ
り、各々の推進装置(電動機および内燃機関)に応じた
適切な出力の分配を行なう。 (2) 出力計測器から軸出力をフィードバックし、出力補
正器によって各推進装置の出力を補正することにより軸
出力を設定出力に一致させる。 (3) クラッチ嵌脱スケジュールを内蔵するクラッチ制御
器によりクラッチを断続し、低出力時においては電動機
1台で、高出力時においては電動機および内燃機関の並
行運転が行なわれる。 (4) 出力制御器が出力に関係する電圧,電流,排気温等
の値をフィードバックしながら常に各推進装置(電動
機、内燃機関)の出力が分配スケジュールに一致するよ
う出力制御を行なう。
【0008】
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
舶用複合式推進制御装置について説明すると、図1はそ
のブロック線図、図2はその要部のブロック構成図、図
3(a)〜(f)は出力変更パターン図、図4は出力変更過程
図、図5は出力分配スケジュールの分割図、図6は他の
出力分配スケジュールの説明図である。
【0009】図1に示すように、本実施例の舶用複合式
推進制御装置は、船舶推進用のプロペラ10を駆動すべ
く、プロペラ軸11に連結された電動機9と、同電動機9
にクラッチ12を介して連結しうるように配設された内燃
機関8とをそなえている。
【0010】そして、プロペラ10に対する内燃機関8お
よび電動機9の各出力相互の配分を設定すべく、内燃機
関8の出力制御器3と電動機9の出力制御器4とにそれ
ぞれ設定出力信号を送出しうる出力分配器2が設けられ
ている。
【0011】出力分配器2における上記の内燃機関8お
よび電動機9の各出力相互の配分は、出力分配スケジュ
ール2a,2bによって行なわれる。
【0012】また、速力−出力変換スケジュール1aに
したがって所望の設定船速(速力)Sに応じて設定総出
力信号Pを出力分配器2へ送る速力−出力変換器1がそ
なえられている。
【0013】さらに、プロペラ軸11には出力計測器5が
装着され、同出力計測器5からの計測信号P°と速力−
出力変換器1からの設定総出力信号Pとの差に応じて各
出力制御器3,4への設定出力信号P1,P2を出力補正ス
ケジュール7a,7bにしたがって補正しうる出力補正器
7が設けられている。この出力補正器7は図2に示すよ
うに構成されていおり、出力分配器(A)71と出力分配器
(B)72とをそなえ、補正信号ΔP1,ΔP2を送出できるよ
うになっている。
【0014】つまり、出力制御器3,4には、出力分配
器2で分配された設定出力信号P1,P2と出力補正器7
からの補正信号ΔP1,ΔP2との偏差信号(補正設定出
力信号)として、[数1],[数2]式のP1 XとP2 X
が入力されることになる。
【数1】P1 X =P1−ΔP1
【数2】P2 X =P2−ΔP2 そして、この出力制御器3,4では、補正設定出力信号
1 X,P2 Xを内燃機関8および電動機9を制御するため
に必要な制御信号に変換する作用が行なわれるととも
に、フィードバックにより内燃機関8および電動機9の
各出力を補正設定出力信号P1 X,P2 Xに一致させるよう
に制御が行なわれる。また、クラッチ12の嵌脱(断続)
は、設定総出力信号Pに応じて、クラッチ嵌脱スケジュ
ール6aにしたがい、クラッチ制御器6により行なわれ
る。ところで、電動機9の駆動電源は、図示しない他の
内燃機関および発電機、さらに余剰の電力を蓄電しうる
蓄電器とで構成されている。
【0015】このような構成のもとに、本実施例におい
て船速(速力)Sを得る場合の制御の流れは次のとおり
になる。まず、船速信号Sは、速力−出力変換器1によ
って設定総出力信号Pに変換される。設定総出力信号P
は、出力分配器2によって各推進装置(内燃機関8,電
動機9)に応じた設定出力信号P1,P2に分配されると
ともに、クラッチ制御器6によりクラッチ12の嵌脱制御
を行なうための制御信号にもなる。設定出力信号P1,P
2は出力制御器3,4に入力され、同出力制御器3,4
は、内燃機関8および電動機9の出力が各々設定出力信
号P1およびP2となるよう内燃機関8および電動機9を
制御する。出力計測器5は内燃機関8および電動機9の
合成出力としての計測信号P°を計測し、これを出力補
正器7に送る。出力補正器7は、設定総出力信号Pおよ
び計測信号P°から補正信号ΔP1,ΔP2を計算し、設
定出力信号P1およびP2を補正することによって設定総
出力信号Pと計測信号P°とを一致させる。
【0016】また、出力変更のパターンとして図3(a)
〜(f)に示すような6ケースがある。この中でクラッチ1
2の状態変化を伴うのはケース5およびケース6であ
る。そこで、ケース5における出力変更過程とクラッチ
制御とを図4に基づき説明する。(なおケース6はケー
ス5の逆の過程をたどればよい。)図4において、0≦
P≦PBでは電動機単独運転、PB<P≦100%では並
行運転と定義すると、次のような作用が行なわれる。 (1) 推進装置制御部に所要出力P'を与える。 (2) 出力分配器2はいったんP→PBとし、電動機出力
を最大PMmaxにする。(A点) (3) クラッチ制御器6は(2)項の状態でクラッチを
「嵌」にし、電動機9と内燃機関8とを結合する。ただ
し、この状態では内燃機関の負荷は零である。 (4) 出力分配器2は推進装置8,9間の負荷移行を行な
い、電動機出力をB点の出力とし、内燃機関出力を(A
−B)とする。 (5) 出力分配器2は電動機および内燃機関の出力を増加
させ、それぞれB→C、(A−B)→(D−C)とし、
出力変更が完了する。 ところで、図1中の出力分配スケジュール2a,2b(あ
るいは出力補正スケジュール7a,7b)は図5に示すと
おり元来1つの出力を内燃機関出力PGと電動機出力P
Mとに分割したものである。
【0017】さらに、出力分配の手段としては図6に示
すようなものも考えられる。すなわち、この例では状態
は次の3つの場合に分けられる。 内燃機関出力の30%に相当するまでの低出力範囲では
電動機で駆動 内燃機関出力の30〜100%に相当する出力範囲では内
燃機関のみで駆動 それ以上の高出力では電動機と内燃機関との並行運転 このようにして、本実施例の舶用複合式推進制御装置で
は、内燃機関8および電動機9という2台の推進装置を
並行運転させることが可能となるため、装置全体が小形
ですみ、低出力から高出力までの幅広い出力を要求され
る船舶に最適な推進装置を提供することができる。
【0018】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の舶用複
合式推進制御装置によれば、プロペラの推進装置として
電動機と内燃機関とを併用し、その並行運転が可能にな
るので、低出力から高出力まで幅広い出力を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としての舶用複合式推進制御
装置のブロック線図である。
【図2】図1の要部のブロック構成図である。
【図3】(a)〜(f)は図1に係わる出力変更パターン図で
ある。
【図4】図3に係わる出力変更過程図である。
【図5】図1に係わる出力分配スケジュールの分割図で
ある。
【図6】他の出力分配スケジュールの説明図である。
【符号の説明】
1 速力−出力変換器 1a 速力−出力変換スケジュール 2 出力分配器 2a,2b 出力分配スケジュール 3,4 出力制御器 5 出力計測器 6 クラッチ制御器 6a クラッチ嵌脱スケジュール 7 出力補正器 7a,7b 出力補正スケジュール 8 内燃機関 9 電動機 10 プロペラ 11 プロペラ軸 12 クラッチ 71 出力分配器(A) 72 出力分配器(B) S 船速信号 P 設定総出力信号 P1,P2 設定出力信号 P° 計測信号 ΔP1,ΔP2 補正信号 P1 X,P2 X 補正設定出力信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 船舶の推進のためのプロペラを駆動すべ
    く、プロペラ軸に連結された電動機と、同電動機にクラ
    ッチを介して連結しうるように配設された内燃機関とを
    そなえ、上記プロペラに対する上記の内燃機関および電
    動機の各出力相互の配分を設定すべく同内燃機関の出力
    制御器と同電動機の出力制御器とにそれぞれ設定出力信
    号を送出しうる出力分配器と、所望の設定船速に応じて
    設定総出力信号を上記出力分配器へ送る速力−出力変換
    器と、上記プロペラ軸に装着された出力計測器からの計
    測信号と上記速力−出力変換器からの設定総出力信号と
    の差に応じて上記の内燃機関および電動機の各出力制御
    器への設定出力信号を補正しうる出力補正器と、上記設
    定総出力信号に応じて上記クラッチの嵌脱を制御しうる
    クラッチ制御器とが設けられたことを特徴とする、舶用
    複合式推進制御装置。
JP4082805A 1992-03-04 1992-03-04 舶用複合式推進制御装置 Withdrawn JPH05246386A (ja)

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