[发明专利]船舶推进方法和船舶推进装置

说明书

提供一种能够顺畅地进行从电动机推进向混合动力推进的转变的船舶推进方法。船舶推进装置(1)具有螺旋桨(9)、由调速器(3)进行控制的主机(2)、由变频器(12)进行转矩控制的电动机(11)以及控制器(4)。控制器基于外部信号来判断推进状态，利用电动机推进控制部(50)或混合动力推进控制部(40)来进行控制。在电动机推进控制中，以使电动机的转速与目标转速一致的方式通过反馈控制向变频器指示转矩指令值，在混合动力控制中，利用对主机输出的当前值与目标值之间的偏差进行PID运算而得到的辅助转矩指令值来控制变频器。优化主机输出和电动机辅助量的分配，从而使调速器控制的主机的运转高效化。

技术领域

本发明涉及一种利用通过由调速器(governor)进行控制的主机以及由变频器(inverter)进行转矩控制的电动机来使船舶的螺旋桨(propeller)旋转的混合动力推进的船舶推进方法以及装置，特别涉及一种在完成从电动机推进向混合动力推进的转变之前持续进行电动机的转矩控制、由此避免在向混合动力推进的转变过程中螺旋桨驱动力被中断的船舶推进方法以及装置。

专利文献1所记载的发明的目的在于，在能够进行电动机推进与混合动力推进的切换的船舶用推进装置中，在切换时防止转速的停滞来提高操作性。根据该船舶推进装置，利用增加率相对大的斜坡函数来控制电动机推进中的电动发电机(motor generator)M/G20的转速以及混合动力推进中的主机的转速。在为了从电动机推进切换为混合动力推进而使离合器(clutch)7嵌合来使M/G的转速和主机的转速同步地上升时，利用增加率相对小的斜坡函数对M/G的转速和主机的转速进行控制。根据该发明，离合器嵌合动作中的切换转速的上升变缓，可以期待消除转速停滞从而能够进行连续性且没有不协调感的动作模式的切换。

专利文献1：日本特开2013-132967号公报

发明内容

发明要解决的问题

根据专利文献1所记载的发明，在电动机推进中，变频器进行速度控制，但是在利用主机和电动机来航行的混合动力推进中，变频器需要切换为转矩控制。因此，存在以下问题：作为变频器，需要具有能够将电动机的控制选择性地切换为速度控制和转矩控制的功能，与仅进行其中一个控制的廉价的通用变频器相比，部件成本或制造成本变得昂贵。

另外，根据专利文献1所记载的发明，存在以下问题：如图15所示，在从电动机推进区域向混合动力推进区域转变的中途，存在离合器从脱离状态向嵌合状态转变的期间，在该期间，虽然只是瞬间性的，但是存在螺旋桨驱动力下降、运转状态变得不稳定的趋势。

如图15的曲线图左侧所示，在电动机推进区域中，电动机输出比例为100％，变频器对电动机进行速度控制。在此，离合器处于脱离状态，主机脱离于螺旋桨的驱动系统。

如图15的曲线图中央所示，当从该电动机推进向混合动力推进区域的转变开始时，变频器将其控制从速度控制切换为转矩控制。在该切换时，控制器将离合器嵌合指令输出到离合器控制装置，离合器控制装置使离合器操作用电磁阀开启(ON)以使离合器为嵌合状态。然而，从离合器工作油压上升起到主机的驱动力被传递到螺旋桨为止存在些许时滞，因此有时存在以下情况：瞬间性地产生主机输出未被传递到螺旋桨的状况，变为螺旋桨驱动力一瞬间下降的状态。而且，该时滞时间根据离合器工作油温度、螺旋桨负荷、离合器的劣化程度等各种条件而发生变化，并不一定是固定的。

此外，如图15的曲线图右侧所示，当进入混合动力推进区域时，电动机进行辅助(电动机输出超过0kw的情况)的量根据螺旋桨负荷而发生变化，主机输出的比例为100％-电动机的辅助量(％)。

并且，根据专利文献1所记载的发明，在从电动机推进向混合动力推进转变时，作为表示将主机与螺旋桨连结的离合器的状态的信息，需要使用从离合器直接获取的离合器嵌合信号，从而存在以下问题：用于获取所述信号的传感器类的配置耗费成本，因此与此相应地部件成本或制造成本变得昂贵。