JPS6076497A - 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外るようにした装置
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鰺
るようにした装置（ｒＡＵＴＯＭＡＴＩＣＬＯＡＤ　Ｃ
０ＮＴＲ０ＬＬＥＲＪ略してｒＡＬｃＪという。）がそ
なえられている。

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、回転速度設定ハンドル１カ・らの
信号Ｓ１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４にて演算される。そして、２− この偏差信号がリミッタ回路５およびＰＩ（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からの信号Ｓ４とＰＩシコンローラ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は機関の実際回転速度
を検出する回転系を示しでおり、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
は回転速度設定ハンドル１からの信号Ｓ１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ＰＩ（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３− 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、機関の燃焼に関する空気量
情報（例えば過給気回転速度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、常に最適
な空燃比で機関を運転でトる」：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４− 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過給機回転速度信号を出力する
第２の関数発生器１とが設けられるとともに、上記設定
過給機回転速度信号と実際過給機回転速度信号との偏差
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、上記第１の演算器と上記
第２の演算器との間に１次遅れ回路およびリミッタ回路
が介挿されたことを特徴としている。

以下、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（ディーゼル機
関）の回転速度を設定する回転速度設定ハンドル１と、
プロペラ翼角を指令する翼角指令ハンドル２５− 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Ｓ１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３２’　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な
っている。

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に応じて設定過給機回転速度信号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
過給機回転速度と翼角との関係は、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１２．１３は、モード設定器
１１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からの設定過給機６− 回転速度信号Ｓ６と、機関過給機系Ｅからの実際過給機
回転速度信号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１次遅れ回
路１７を経由してリミッタ回路１５へ送られる。

このリミッタ回路１５は、入力偏差信号が正の場合、す
なわち実際過給機回転速度信号Ｓ７が設定過給機回転速
度信号Ｓ６よりも小さい場合にのみ、プロペラ翼角を下
げるための信号Ｓ８を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Ｓ２
’　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が設けられでいる。

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、すなわち設定ラック信号Ｓ２’が実際ラ
ック信号Ｓ３とリミッタ回路１５からの偏差信号Ｓ８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。

７− さらに、リミッタ回路５からの信号はＰｉ（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８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Ｓ１０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
転速度設定ハンドル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ＰＩ（比例・積分）コントロー
ラ１０へ送られて、この２丁コントローラ１０から実際
ラック信号Ｓ３が燃料ポンプ系Ｃ１機関過給機系Ｅ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Ａは符号５〜７，１２〜１７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ユー−日
− 夕で行なうことも可能である。

上述の構成により、まず回転速度設定ハンドル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Ｓ２’および設定過給機回転速度信号Ｓ６が関数発生
器１２．１３からそれぞれ出力される。

そして、機関過給機系Ｅの状態により決まる過給機回転
速度と設定過給機回転速度との偏差に対応する信号Ｓ１
１が加減算器１４で連続的に演ｊ１．される。

ところで、機関過給機系により供給される空気量は過給
機回転速度の１次遅れとみなせるので、過給機回転速度
偏差信号Ｓ１１を受けた１次遅れ回路１７は、過給機に
より供給される空気量の過不足を与える信号Ｓ１２を出
力する。

ついでリミッタ回路１５によって、１次遅れ回路１７か
らの出力信号Ｓ１２が負の場合、つまり実際に供給され
ている空気量が所要量以上の場合は、翼角の修正信号は
出されず、逆に上記出力が正の場合、つまり実際空気量
が所要量より少ない場合には、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９− めの信号Ｓ８が出される。

主だ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ＰＩシコンローラ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
と外は、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により決まる機関出力とで、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は、加減算器
９とＰＩシコンローラ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。

上述の作用により、例えば実際過給機回転速度の低いこ
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、実際過給機回転速度に見合う燃
料噴射量が得られる。したがって機関の空燃比が索に最
適となり、燃焼室部品の熱負荷が軽減され１０− 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。

さらに過給機回転速度により燃料量が決定されるので、
過給機のサージング（空気量を紋って運転゛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。

なお過給機回転速度は機関の負荷に対応して変化するの
で、機関回転速度一定にしプロペラ翼角のみを変えて揉
縦しているときにも、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態はリミッタ回路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によれば、従来のものに比
べ、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、これにより燃費を向上
させ、また黒煙の発生を防止で終る利点がある。

【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命・回転速度設定ハンドル、２番番翼角指令ハンドル
、５・・リミッタ回路、６−−ＰＩコントローラ、７・
・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・・ＰＩシコンローラ、
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、１
５・・リミッタ回路、１６・・第２の演算器としての加
減算器、１７Φ・１次遅れ回路、Ａ・・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、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
   ドルと翼角指令ハンドルとからの各信号を受けてこれら
   の信号に応ヒ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
   信号に応じた設定過給機回転速度信号を出力する第２の
   関数発生器とが設けられるとともに、上記設定過給機回
   転速度信号と実際過給機回転速度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、」二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＝１− 翼角修正信号を出力する第３の演算器とが設けられ、上
   記第１の演算器と上記第２の演算器との間に１次遅れ回
   路およびリミッタ回路が介挿さ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。