船舶用发动机控制系统以及方法技术方案

本发明专利技术提供一种船舶用发动机控制系统以及方法，该船舶用发动机控制系统的特征在于，从主发动机的实际转速和燃料指数求出负荷阻力系数，采用更新的负荷阻力系数而将控制目标值从第一物理量变换成第二物理量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及船舶用发动机的控制系统，特别涉及基于海象进行船舶用发动机的控制的控制系统。
技术介绍
在船舶用发动机的控制中，以设定的目标转速与实际转速无偏差的方式进行 PID(比例-积分-微分)控制。但是，在恶劣气候时，由于螺旋桨产生的负荷转矩急剧变化，因此，在利用设想正常气候情况下的航行的增速的PID控制中，存在由于超速而引起发动机故障等的危险。对于这样的问题，提出了预测由于干扰所产生的螺旋桨转速的变动而变更PID控制的增速的构成的方案(专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平8-200131号公报
技术实现思路
(专利技术要解决的课题)为了提高燃油效率，有必要进行根据海象的调速控制，但是，在专利文献1中，由于不进行海象的判断，因此，不能严密地与每时每刻发生变化的海象变化相对应。此外，也未必可以说转速控制根据海象就可以提高燃油效率。本专利技术的目的在于不新设置传感器而判断海象的变化，通过进行根据海象的调速控制，从而实现燃油效率的提高。(用于解决课题的方法)本专利技术的船舶用发动机控制系统的特征在于，从主发动机的实际转速和燃料指数中求出负荷阻力系数，采用更新的负荷阻力系数而将控制目标值从第一物理量变换成第二物理量。优选的是，在变换中，采用负荷阻力系数在规定时间中的平均值。此外，例如第一物理量为主发动机的转速，第二物理量为主发动机的输出。并且，第二物理量也可以为燃料指数。再者，优选的是，船舶用发动机控制系统具备多个控制模式，在控制模式切换中，第二物理量在主发动机的输出与燃料指数之间进行切换。更优选的是，船舶用发动机控制系统将从负荷阻力系数导出的物理量作为参数而进行控制模式的切换。物理量中包含例如负荷阻力系数的变动周期或者变动的有效值的至少一个。此外，控制模式的切换与例如控制目标值的切换相对应，或者，也可以与PID运算的比例项、积分项的灵敏度的变更相对应。本专利技术的船舶的特征在于，具备上述任一的船舶用发动机控制系统。本专利技术的船舶用发动机控制方法的特征在于，从主发动机的实际转速和燃料指数中求出负荷阻力系数，采用更新的负荷阻力系数而将控制目标值从第一物理量变换成第二物理量。(专利技术的效果)根据本专利技术，不新设置传感器而判断海象的变化，通过进行根据海象的调速控制， 从而能够提高燃油效率。附图说明图1是本专利技术第一实施方式的船舶用发动机控制系统的控制框图。图2是表示负荷阻力系数R、实际转速Ne、以及燃料指数FIe的具体的时间序列变化的曲线图。图3是表示燃料指数控制、输出控制、以及转速控制中的动态特长的曲线图。图4是在第二实施方式中所使用的控制图的例。图5是表示图2 (C)所示的负荷阻力系数R的变动成分Rv、以及其有效值Re的时间序列变化、负荷阻力系数R的变动周期的曲线图。图6是在第三实施方式中所使用的控制图的例。图7是第三实施方式的船舶用发动机控制系统的控制框图。符号说明10、20船舶用发动机控制系统11、14、17、25 控制器12转速/燃料指数变换模块13主发动机15致动器16转速/输出值变换模块19输出算出模块22切换开关24负荷阻力系数算出模块26控制模式切换模块。具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示作为本专利技术第一实施方式的船舶用发动机控制系统的构成的控制框图。第一实施方式的船舶用发动机控制系统10例如具备三个控制模式，各控制模式根据海象的状况等可以择一地选择。第一控制模式为将主发动机13的实际转速(转数)Ne 维持在目标转速(转数)No的转速控制。第二控制模式为将主发动机13的输出Pe维持在目标值Po的输出控制。此外，第三控制模式为将燃料喷射量，即作为其指标的燃料指数FIe 维持在目标值FIo的燃料指数控制。在船舶用发动机控制系统10中，操纵者在任一控制模式中，将转速(No)作为转速指令发出。即，在本实施方式的调速控制中，操纵者只要仅将转速作为控制对象来认识即可。在第一控制模式(转速控制)中，将作为控制指令发出的目标转速No与反馈的实际转速Ne之间的偏差输入控制器11。来自控制器11的输出通过切换开关22被传送到致动器15，致动器15将与来自控制器11的输出相对应的燃料喷射量(燃料指数FIe)的燃料供给主发动机13。另外，切换开关22为进行第一至第三控制模式间的切换的开关，在选择第一控制模式时，将转速控制用的控制器11与致动器15连接。在第二控制模式(输出控制)中，作为控制指令发出的目标转速No在转速/输出变换模块16中变换成目标输出Po (后述)。在输出控制中，主发动机13的现在的输出Pe 被反馈，与目标输出Po之间的偏差被输入到控制器17。在第二控制模式中，切换开关22将控制器17与致动器15连接，来自控制器17的输出通过切换开关22而被传送到致动器15。 致动器15对主发动机13进行与来自控制器17的输出相对应的燃料喷射(与燃料指数FIe 相对应)。另外，被反馈的现在的输出Pe在输出算出模块19中，由主发动机13的实际转速 Ne和与实际燃料喷射量相对应的燃料指数FIe算出(后述)。此外，转速/输出变换模块16中的变换基于后述的负荷阻力系数R的平均值Rav 进行变换，负荷阻力系数R及其平均值Rav在负荷阻力系数算出模块M中，由如下所述的实际燃料指数FIe和实际转速Ne算出。在第三控制模式(燃料指数控制)中，作为控制指令发出的目标转速No在转速/ 燃料指数变换模块12中变换成目标燃料指数Flo。另外，在该变换中，采用在负荷阻力系数算出模块M中所算出的负荷阻力系数R的平均值Rav。在燃料指数控制中，与实际的燃料喷射量相对应的燃料指数FIe被反馈，并且将与目标燃料指数FIo之间的偏差输入到控制器14。在第三控制模式中，切换开关22将控制器14与致动器15连接，并且来自控制器14的输出通过切换开关22而被传送到致动器 15。致动器15对主发动机13进行与来自控制器14的输出相对应的燃料喷射(与燃料指数FIe相对应)。如上所述，在第一实施方式的船舶用发动机控制系统10中，通过切换开关22的切换，从而可将控制模式在转速控制、输出控制、燃料指数控制之间进行切换，并且能够进行根据海象的调速控制。下面，对转速/输出变换模块16、转速/燃料指数变换模块12中的控制目标值的变换公式、以及输出算出模块19中输出算出公式进行说明。另外，在以下的说明中，将转速 N、输出P、转矩T、燃料指数FI采用在主发动机13的连续最大额定值(MCR)时为100%的百分率]来表示。根据螺桨定律，输出]与转速]的立方成比例，表示为P = R· (N/100)3 (1)这里，R为依据上述海象的系数，在本说明书中称作负荷阻力系数。另外， R在航行中将水面平静状态(没有波浪的平静的状态)为100%。另一方面，由于在转矩]、输出]、转速]之间，具有如下关系T = P/(N/100) (2)因此，当转矩T采用负荷阻力系数R时，可表示为T = R · (Ν/100)2 (3)此外，由于在调速控制中燃料指数FI ]视为与转矩]相等(FI = Τ)，因此，从⑶式可得FI = R · (Ν/100)2 (4)因此，如果负荷阻力系数R确定，在转速/输出变换模块16中，基于(1)式从转速 N求出输出P，在转速/燃料指数变换模块12中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：岛田一孝，青木猛，山本秀则，光藤亮，
申请(专利权)人：三井造船株式会社，三井造船系统技研株式会社，
类型：发明
国别省市：