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公開番号2024060164
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-02
出願番号2022167331
出願日2022-10-19
発明の名称船舶推進システムおよび船舶
出願人ヤマハ発動機株式会社
代理人弁理士法人あい特許事務所
主分類B63H 21/20 20060101AFI20240424BHJP(船舶またはその他の水上浮揚構造物;関連艤装品)
要約【課題】複数の推進機の推進力を併用するときの船体挙動を改善できる船舶推進システムおよび船舶を提供する。
【解決手段】船舶推進システム100は、船体に取り付けられるエンジン船外機OMおよび電動船外機EMを備えている。エンジン船外機は、第1プロペラ軸線まわりに回転するプロペラを有する。電動船外機は、第1プロペラ軸線とは異なる第2プロペラ軸線まわりに回転するプロペラを有する。メインコントローラ101は、エンジン船外機および電動船外機を制御し、並進移動モードのとき、ジョイスティック8の操作信号が入力されると、エンジン船外機の推進力の立ち上がり特性に電動船外機の推進力の立ち上がり特性を整合させる推進力整合制御を実行する。推進力整合制御は、電動船外機の推進力の立ち上がりを遅延させる遅延制御を含んでいてもよい。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
第１プロペラ軸線まわりに回転するプロペラを有し、船体に取り付けられるエンジン推進機と、
前記第１プロペラ軸線とは異なる第２プロペラ軸線まわりに回転するプロペラを有し、前記船体に取り付けられる電動推進機と、
前記エンジン推進機および前記電動推進機を制御し、前記エンジン推進機および前記電動推進機から同時に推進力を発生させるべき指令が入力されると、前記エンジン推進機の推進力の立ち上がり特性に前記電動推進機の推進力の立ち上がり特性を整合させる推進力整合制御を実行するコントローラと、を含む、船舶推進システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記推進力整合制御は、前記電動推進機の推進力の立ち上がりを遅延させる遅延制御を含む、請求項１に記載の船舶推進システム。
【請求項３】
前記推進力整合制御は、前記電動推進機の推進力の立ち上がり特性を鈍化させるフィルタ処理を含む、請求項１に記載の船舶推進システム。
【請求項４】
前記推進力整合制御は、前記電動推進機の駆動開始タイミングを遅延させる駆動開始遅延制御を含む、請求項１に記載の船舶推進システム。
【請求項５】
前記推進力整合制御は、前記電動推進機の駆動開始タイミングを遅延させる駆動開始遅延制御と、前記電動推進機の駆動を開始した後、前記電動推進機の推進力の立ち上がり特性を鈍化させるフィルタ処理と、を含む、請求項１に記載の船舶推進システム。
【請求項６】
前記推進力整合制御は、前記電動推進機の駆動開始からの所定時間、目標推進力よりも小さい一定の推進力に前記電動推進機の推進力を維持する制限制御を含む、請求項１に記載の船舶推進システム。
【請求項７】
前記船体を並進させる並進指令を前記コントローラに入力する並進指令器をさらに含み、
前記コントローラは、前記並進指令器から前記並進指令が入力されると、前記推進力整合制御を実行する、請求項１に記載の船舶推進システム。
【請求項８】
前記エンジン推進機および前記電動推進機が、前記船体の船尾に取り付けられる、請求項１に記載の船舶推進システム。
【請求項９】
第１プロペラ軸線まわりに回転するプロペラを有し、船体に取り付けられ、第１推進力立ち上がり特性を有する第１推進機と、
前記第１プロペラ軸線とは異なる第２プロペラ軸線まわりに回転するプロペラを有し、前記船体に取り付けられ、前記第１推進力立ち上がり特性とは異なる第２推進力立ち上がり特性を有する第２推進機と、
前記第１推進機および前記第２推進機の両方を駆動すべきときに、前記第１推進力立ち上がり特性と前記第２推進力立ち上がり特性とを整合させる推進力整合制御を実行するコントローラと、を含む、船舶推進システム。
【請求項１０】
船体と、
前記船体に装備される、請求項１～９のいずれか一項に記載の船舶推進システムと、を含む、船舶。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、船舶推進システムおよびそれを備える船舶に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、２つの推進電動機を備える２軸電気推進船を開示している。２軸電気推進船が旋回するとき、内側推進電動機の負荷は旋回に伴って外側推進電動機の負荷に比べて重くなる。内側推進電動機のトルクがトルク制限に達すると、内側推進電動機のトルクが制限（内側トルク制限）され、かつ外側推進電動機の目標回転数が下げられる。内側トルク制限が解除されると、外側推進電動機の目標回転数が元の値に戻される。このように、内側トルク制限に応じて外側推進電動機の目標回転数を下げることで、旋回終了時における内側推進電動機および外側推進電動機の回転数の差を少なくできる。
【０００３】
特許文献２は、ディーゼルエンジン等の主機によって駆動される可変ピッチプロペラと、電動機によって駆動される推進用プロペラとを有し、それらのプロペラを同一直線上に接近配置して二重反転型プロペラを構成した船舶用ハイブリッド推進装置を開示している。主機の出力が馬力計によって検出され、馬力計が生成する馬力信号に応じて、関数回路が、電動機入力電力基準を出力する。その電動機入力電力基準に基づいて、電動機が駆動される。それにより、主機による推進力と電動機による推進力とが最適な分担比率に設定されるので、一つの推進レバーの操作によって、効率的な運転が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－１１９７８６号公報
特開２０１０－１２５９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、異なる（同一直線上にない）プロペラ軸線まわりに回転するプロペラをそれぞれ有する複数の推進機を船体に取り付ける船舶推進システムを研究してきた。とくに、複数の推進機を同時に駆動することで可能となる船体挙動を実現するための制御を研究している。一つの具体例は、船体を回頭させることなく平行移動させる並進動作である。複数の推進機の推進力が船体にそれぞれ与えるモーメントをつり合わせることで、船体を回頭させることなく、推進力の合力方向へ船体を平行移動させることができる。
【０００６】
しかし、複数の推進機が推進力の発生を開始するときの立ち上がり特性は必ずしも等しくない。たとえば、エンジン推進機と電動推進機とを備える場合のように、異なる種類の推進機を備える場合には、有効な推進力が船体に作用するタイミングや、推進力の時間変化は必ずしも等しくない。したがって、推進力発生時に船体に生じる過渡的な応答、すなわち過渡的な船体挙動は、推進力が立ち上がって安定値に収束したときの船体挙動とは異なる。したがって、船体が動き出すときの挙動には改善の余地がある。
【０００７】
特許文献１，２のいずれにもこのような課題は示されておらず、したがって、その解決手段に対する示唆もない。
【０００８】
この発明の一実施形態は、複数の推進機の推進力を併用するときの船体挙動を改善できる船舶推進システムおよび船舶を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の一実施形態は、第１プロペラ軸線まわりに回転するプロペラを有し、船体に取り付けられるエンジン推進機と、前記第１プロペラ軸線とは異なる第２プロペラ軸線まわりに回転するプロペラを有し、前記船体に取り付けられる電動推進機と、前記エンジン推進機および前記電動推進機を制御し、前記エンジン推進機および前記電動推進機から同時に推進力を発生させるべき指令が入力されると、前記エンジン推進機の推進力の立ち上がり特性に前記電動推進機の推進力の立ち上がり特性を整合させる推進力整合制御を実行するコントローラと、を含む、船舶推進システムを提供する。
【００１０】
この構成によれば、エンジン推進機および電動推進機から同時に推進力を発生させるべきときに、それらの推進力の立ち上がり特性が整合する。それにより、推進力が目標値に到達して安定するまでの過渡期においても、エンジン推進機および電動推進機の推進力が適切なバランス（具体的には比率）を有するので、適切な船体挙動が得られる。それにより、複数の推進機、具体的にはエンジン推進機および電動推進機の推進力を併用するときの船体挙動を改善できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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