JPS58490A - 可変ピツチプロペラ船におけるプロペラ翼角制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、可変ピッチプロペラ船において。

そのプロペラ翼角を自動的に制御することができるよう
にした装置に関する。

一般に可変ピッチプロペラ船では、機関が過負荷になる
のを防止するために、プロペラ翼角を自動的に制御でき
るようにした装置（「ＡＵＴＯＭＡＴ工ＯＬＯＡＤ　０
Ｏ１ｉＴＲＯＩｔＬＫＲＪ略して「ＡＬＯ」という。）
が備えられている。

従来のこの種の自動翼角制御装置としては。

第１図に示すようなものがあり、ｉ転速度設定ハンドル
１からの信号８１に応じて関数発生器３から出力された
設定ラック信号Ｓ２と、調速器Ｂからの実際ラック信号
Ｓ３との偏差が、加減算器番にて演算される。そして、
仁の偏差信号がリミッタ回路５およびＰ工（比例・積分
）コントローラ６を介し加減算器７へ供給され、翼角指
令ハンドル２がらの信号ｓ４とＰＩコントローラ６から
の信号との偏差が、加減算器７で演算されて、可変ピッ
チプロペラ８へ翼角の修正信号として送られるようにな
っている。

なお、この修正信号は、実際ラック信号ｓ３が設定ラッ
ク信号Ｓ２よりも小さい場合には。

リミッタ回路５の作用により送られない。

また、第１図中の符号Ａ。は自動翼角制御装置の主制御
回路、Ｃは機関燃料ポンプ系、Ｄに機関の実際回転速度
を検出する回転系を示しており、符号９．１０はいずれ
も調速器Ｂを構成する部材を示すものであって、符号９
Ｆｉ回転速度設定ハンドル１からの信号８１と回転系り
からの実際回転速度信号ｓ５との偏差を演算する加減算
器を示し、１０は加減算器９からの偏差信号を受けて実
際ラック信号ｓ３を出力するＰ工（比例・積分）コント
ローラを示している。

しかしながら、このような従来の自動翼角制御装置では
、機関の回転速度を基準に制御することが行なわれてい
るので、定回転速度でプロペラの翼角を操縦していると
きは、一定の最大ラック制御のみが行なわれ、これによ
り機関の空燃比を最適にすることができない場合があり
燃費の向上や黒煙の発生を招くおそれがある。

本発明は、これらの問題点を解決しようとするもので、
プロペラ翼角の制御に際し５機関の燃焼に関する空気量
情報〔例えば吸気圧力（′掃気圧力を含む）や機関の使
用空気量の情報〕を加味して、その制御を行なうことに
より、常圧最適な空燃比で機関を運転できるようにした
、可変ピッチプロペラ船におけるプロペラ翼角制御装置
を提供することを目的とする。

このため、本発明のプロペラ翼角制御装置は。

可変ピッチプロペラ船において、機関の回転速度を設定
する回転速度吃定ハンドルと、プロペラ翼角を指令する
翼角指令ハンドルとをそなえ、上記の回転速度設定ハン
ドルと翼角指令ハンドルとからの各信号を受けてこれら
の信号に応じた設定ラック信号を出力する第１の関数発
生器と、上記翼角指令ハンドルからの信号を受けてこの
信号に応じた設定空気量信号を出力する第２の関数発生
器とが設けられるとともに、上記設定空気量信号と実際
空気量信号との偏差を演算する第１の演算器と、上記設
定ラック信号と実際ラック信号および上記第１の演算器
からの信号との偏差を演算する第２の演算器と、上記翼
角指令ハンドルからの翼角指令信号と上記第２の・演算
器からの信号との偏差を演算して可変ピッチプロペラへ
翼角修正信号を出力する第３の演算器とが設けられたこ
とを特徴としている。

以下１図面により本発明の一実施例としての可変ピッチ
プロペラ船におけるプロペラ翼角制御装置について説明
すると、第２図はその全体構成図であり、可変ピッチプ
ロペラ８をそなえた船舶において、機関（ディ、−ゼル
機関）の回転速度を設定する回転速度設定ハンドルｌと
。

プロペラ翼角を指令する翼角指苓ハンドル２とが設けら
れている。

また、・回転速度設定ハンドル１からの信号Ｓｌと、翼
角指令ハンドル２からの信号Ｓ４とを受けて、これらの
信号に応じて決まる設定ラック信号Ｓ　２／を出力する
。第１の関数発生器１２が設けられている。

なお、この第１の関数発生器１２で設定されている設定
ラックと翼角との関係は、回転速度をパラメータとして
、第２図に符号１２で示すブロック中の特性のようにｒ
Ｌつている。

さらに、翼角指令ハンドル２からの信号Ｓ４を受ける第
２の関数発生器１３が設けられ、これにより上記信号Ｓ
４に応じて決まる設定空気量信号としての設定吸気圧信
号Ｓ６が出力される。

なお、この第２の関数発生器１３で設定されている設定
吸気圧と翼角との関係は、第２図に符号１３で示すブロ
ック中の特性のようになっている。

また、これらの関数発生器１２．１３Ｆｉ、モード設定
器１’ｌによって、その関数関係の変更が可能である。

ところで、第２の関数発生器１３からの設定吸気圧信号
Ｓ６と、機関過給機系Ｅからの実際吸気圧信号Ｓ７との
偏差を演算すべく、第１の演算器としての加減算器１４
が設けられている。

そして、この加減算器１４からの偏差信号はリミッタ回
路１５へ送られる。このリミッタ回路」５は、入力偏差
信号が正の場合、即ち実際吸気圧信号Ｓ７が設定吸気圧
信号Ｓ６よシも小さい場合にのみ、プロペラ翼角を下げ
るための信号ｓｓｌ出力するものである。

また、第１の関数発生器１２からの設定ラック信号Ｓ　
２／と、調速器Ｂからの実際ラック信号Ｓ３およびリミ
ッタ回路１５からの信号Ｓ８との偏差を演算する、第２
の演算器としての加減算器１６が設けられている。

そして、この加減算器１６からの偏差信号は、リミッタ
回路５へ送られる。このリミッタ回路５は、入力偏差信
号が負の場合、即ち設定ラック信号Ｓ　２’が実際ラッ
ク信号Ｓ３とリミッタ回路１５からの吸気圧偏差信号ｓ
８との和よりも小さい場合にのみ、入力偏差信号を出す
ものである。

ざらに、リミッタ回路５からの信号ｑＰＩ（比例・積分
）コントローラ６を経て第３の演算器としての加減算器
７へ入力され、この加減算器７では、翼角指令ハンドル
２からの翼角指令信号Ｓ４との偏差が演算されて、その
結果可変ピッチプロペラ日へ翼角修正信号が出力される
ようになっている。

なお、可変ピッチプロペラ８からの負荷信号Ｓ９と燃料
ポンプ系Ｃからの機関出力信号ＳＩＯとを受けて、機関
の回転系りで機関の実際回転速度が検出される。この実
際回転速度信号Ｓ５は調速器Ｂの加減算器９で回転速度
設定へンドル１からの設定回転速度信号Ｓ１と比較され
、その偏差信号がＰ工（比例・積分）コントローラｌＯ
へ送られて、このＰエコントローラｌＯから実際ラック
信号Ｓ３が燃料ポンプ系Ｃ２機関過給機系刊および加減
算器１６へ供給される。

また、第２図中、符号Ａは本装置の主制御回路を示して
おり、この回路Ａ１１ｌ符号５〜７゜１２〜１６で示す
部材で構成されている。

なお、この主制御回路Ａ内の信号処理をコンピュータで
行なうことも可能である。

上述の構成により、まず回転速度設定ノ１ンドル１およ
び翼角指令ハンドル２の設定位置によって、設定ラック
信号Ｓ　２’および設定吸気圧信号Ｓ６が関数発生器１
２．１３からそれぞれ出力される。

そして１機関過給機系Ｅの状態により決まる吸気圧力と
設定吸気圧力との偏差に対応する信号が加減算器１４で
連続的に演算される。ついでリミッタ回路１５によって
、加減算器１４からの出力が負の場合、つまり実際の吸
気圧が大きい場合は５翼角の修正信号は出されず、逆に
上記出力が正の場合、つまり害際の吸気圧が小さい場合
は、空気量が少ないので、次段の加減算器１６等を通じ
てプロペラ翼角を下げ負荷を下げるための信号Ｓ８が出
される。

また設定ラックと実際ラックとの偏差分も加減算器１６
で演算され、機関がハンドル２で設定された負荷以下に
なるリミッタ回路５および。

Ｐエニントローラ６を通じて、プロペラ翼角が制御され
る。

なお、関数発生器１２．１３の関数関係の変更を要する
ときは、モード設定器１１の操作により、容易に関数関
係を変更することができる。

ところで、プロペラ翼角により決まる負荷と燃料ポンプ
系Ｃによシ決まる機関出力とで１機関の回転系りを通し
て実際回転速度が決まる。

この実際回転速度と設定回転速度との偏差Ｆｉ、加減算
器９とＰエニントローラ１０とで構成される調速器Ｂに
より、燃料噴射量の指令として実際ラック量となる。

また吸気圧力Ｆｉ、機関のシリンダ内の燃焼および過給
機系Ｅの特性によシ決定される。即ち吸気圧力は機関の
使用空気量の関数である。

なお、吸気圧力の代わりに機関の使用空気量を用いても
、本装置の制御は可能である。

上述の作用によシ１例えば実際吸気圧・の低いことが検
知されると、翼角を下げることが行なわれるので、実際
ラックも下がり、実際吸気圧に見合う燃料噴射量が得ら
れる。したがって機関の空燃比が常に最適とナシ、燃焼
室部品の熱負荷が軽減されるのである。

また同時に過量の燃料投入が防止され、空気量不足によ
る黒煙の発生もなくなって、燃焼が大幅に改善されるの
で、燃料も節約できる。　　　ダざらに吸気圧によシ燃
料量が決定されるので、過給機のサージング（空気量を
絞って運転するとき振動を生じて、空気量、圧力および
回転速度が変動して、運転不能となる現象）も防止でき
る。

なお吸気圧は機関の負荷に対応して変化するので、回転
速度一定にしプロペラ翼角のみを変えて操縦していると
きにも１本装置の機能は有効である。

また、ハンドル位置以上の過負荷状Ｓはリミッタ回路１
５，５で防止され、機関を最適な負荷状態に制御するこ
とができる。

以上詳述したように、本発萌の可変ピッチプロペラ船に
おけるプロペラ翼角制御装置によれば、従来のものに比
べ１機関に供給される空気量情報をも考慮してプロペラ
翼角を制御することが行なわれるので、常に最適な空燃
比で機関を運転することができ、これによシ燃費を向上
させ、また黒煙の発生を防止できる利点がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来の可変ピッチプロペラ船におけるプロペラ
翼角制御装置の全体構成図であり、第２図は本発明の可
変ピッチプロペラ船におけるプロペラ翼角制御装置の全
体構成図である。 １・・回転速度設定ハンドル、２・・翼角指令ハンドル
、５・・リミッタ回路、６ｅ・ＰＩコントローラ、７・
や第３の演算器としての加減算器、８・・可変ピッチプ
ロペラ、９・・加減算器、１０・−ｐエコントローラ、
１１＠−モード設定器、１２，１３・・第１．第２の関
数発生器、１４・・第１の演算器としての加減算器％　
１５・・ＩＪ　ミッタ回路％　１６＠・第２の演算器と
しての加減算器、Ａ・φ主制御回路。 Ｂ・・調速器、Ｃ・・燃料ポンプ系、Ｄ・・機関の回転
系、Ｅ・・機関過給機系。 復代理人　弁理士　飯　沼　義　彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 可変ピッチプロペラ船において１機関の回転速度を設定
   する回転速度設定ハンドルと、プロペラ翼角を指令する
   翼角指令ハンドルとをそなえ、上記の回転速度設定ハン
   ドルと翼角指令ノーンドルとからの各信号を受けてこれ
   らの信号に応じた設定ラック信号を出力する第１の関数
   発生器と、上記翼角指令ハンドルからの信号を受けてこ
   の信号に応じた設定空気量信号を出力する第２の関数発
   生器とが設けられるとともＫ。 上記設定空気量信号と実際空気量信号との偏差を演算す
   る第１の演算器と、上記設定ラック信号と実際ラック信
   号および上記第１の演算器からの信号との偏差を演算す
   る第２の演算器と。 上記翼角指令ハンドルからの翼角指令信号と上記第２の
   演算器からの信号との偏差を演算して可変ピッチプロペ
   ラへ翼角修正信号を出力する第３の演算器とが設けられ
   たことを特徴とする。 可変ピッチプロペラ船におけるプロペラ翼角制御装置。