(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-07
(45)【発行日】2023-08-16
(54)【発明の名称】船舶の推進力出力を制御するための方法及びシステム
(51)【国際特許分類】
B63H 21/21 20060101AFI20230808BHJP
【ＦＩ】
B63H21/21
【請求項の数】
24
(21)【出願番号】P 2021578210
(86)(22)【出願日】2020-07-01
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-10-07
(86)【国際出願番号】 EP2020068505
(87)【国際公開番号】W WO2021001418
(87)【国際公開日】2021-01-07
【審査請求日】2022-02-02
(31)【優先権主張番号】1950839-9
(32)【優先日】2019-07-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】SE
(73)【特許権者】
【識別番号】522000496
【氏名又は名称】ヤラ・マリーン・テクノロジーズ・アーエス
【氏名又は名称原語表記】ＹＡＲＡ ＭＡＲＩＮＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＡＳ
【住所又は居所原語表記】Ｄｒａｍｍｅｎｓｖｅｉｅｎ １３４， Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｎｏ． ６， ０２７７ Ｏｓｌｏ， Ｎｏｒｗａｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100110423
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道治
(74)【代理人】
【識別番号】100111648
【弁理士】
【氏名又は名称】梶並 順
(74)【代理人】
【識別番号】100221729
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 圭介
(72)【発明者】
【氏名】イデスコグ、リヌス
【審査官】高瀬 智史
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１８－５１３０５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－９４７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－５２６９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－２９１２９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／０１１７７９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３２４２５６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６３Ｈ ２１／２１
Ｂ６３Ｈ ２１／１４
Ｂ６３Ｈ ３／１０
Ｆ０２Ｄ ２９／０２
Ｆ０２Ｄ ４５／００
Ｆ０２Ｄ ３３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
船舶（２）のプロペラシャフト（６）に適用される推進力出力を制御する方法（１００）であって、前記船舶（２）は、推進力源（４）と、前記プロペラシャフト（６）とを含み、前記推進力源（４）は、前記プロペラシャフト（６）に接続された内燃機関（１４）を含み、
前記方法（１００）は、
－ 前記推進力源（４）によって推進力を生成するステップ（１０２）と、
－ 前記内燃機関（１４）の運転パラメータの現在値を決定するステップ（１０６）であって、前記運転パラメータは、前記推進力と異なるパラメータである、ステップ（１０６）と、
－ 前記運転パラメータの前記現在値を第１のパラメータ制限値と比較するステップ（１１０）と
を含み、
前記内燃機関（１４）は、少なくとも１つのシリンダ装置（２２）と、ターボチャージャ（２４）とを含み、
前記シリンダ装置（２２）は、燃焼室（２６）と、シリンダボア（２８）と、前記シリンダボア（２８）内で往復運動するように構成されたピストン（３０）と、前記燃焼室（２６）に接続されたガス入口（３２）と、前記燃焼室（２６）に接続されたガス出口（３４）とを含み、
前記ガス出口（３４）は、前記ターボチャージャ（２４）のタービン側に接続され、及び前記ガス入口（３２）は、前記ターボチャージャ（２４）のコンプレッサ側に接続され、
前記内燃機関（１４）の少なくとも１つの運転パラメータを感知するための少なくとも１つのセンサ（１８）は、前記ターボチャージャ（２４）のパラメータを感知するように構成される、方法（１００）において、
前記運転パラメータは、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の回転速度と、前記ターボチャージャ（２４）の前記コンプレッサ側の出口における圧力との間の相関性、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の前記回転速度の微分値の絶対値、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の前記回転速度の振幅の変動、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の前記コンプレッサ側の前記出口における前記圧力の微分値の絶対値、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の前記コンプレッサ側の前記出口における前記圧力の振幅の変動、
－ 前記ターボチャージャ（２４）のタービン（４６）にわたるエネルギー収支
の１つであり、
前記方法（１００）は、
－ 前記推進力源（４）の前記推進力の現在値を決定するステップ（１０４）、
－ 前記推進力の前記現在値を下限動力値と比較するステップ（１０８）
を含み、
前記推進力の前記現在値が前記下限動力値と等しいか若しくはそれを下回る場合、及び／又は、前記運転パラメータの前記現在値が前記第１のパラメータ制限値に達する場合、前記方法（１００）は、
－ 前記内燃機関（１４）の動力出力を引き上げるステップ（１１２）
を含むことを特徴とする、方法（１００）。
【請求項2】
前記運転パラメータの前記現在値が前記第１のパラメータ制限値に達する場合、－ 前記下限動力値を引き上げるステップ（１１４）
を含む、請求項１に記載の方法（１００）。
【請求項3】
－ 前記下限動力値の引き上げを視覚的及び／又は聴覚的に示すステップ（１１６）を含む、請求項２に記載の方法（１００）。
【請求項4】
－ 前記内燃機関（１４）のさらなる運転パラメータの現在値を決定する任意選択的なステップ（１１８）であって、前記さらなる運転パラメータは、前記推進力と異なるパラメータである、任意選択的なステップ（１１８）を含み、
－ 前記推進力の前記現在値を上限動力値と比較するステップ（１２０）と、
－ 前記運転パラメータの前記現在値又は前記さらなる運転パラメータの前記現在値を第２のパラメータ制限値と比較するステップ（１２２）と
を含み、
前記推進力の前記現在値が前記上限動力値と等しいか若しくはそれを超える場合、及び／又は、前記運転パラメータの前記現在値若しくは前記さらなる運転パラメータの前記現在値が前記第２のパラメータ制限値に達する場合、
－ 前記内燃機関（１４）の動力出力を引き下げるステップ（１２４）
を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法（１００）。
【請求項5】
前記運転パラメータの前記現在値又は前記さらなる運転パラメータの前記現在値が前記第２のパラメータ制限値に達する場合、－ 前記上限動力値を引き下げるステップ（１２６）
を含む、請求項４に記載の方法（１００）。
【請求項6】
－ 前記上限動力値の引き下げを視覚的及び／又は聴覚的に示すステップ（１２８）を含む、請求項５に記載の方法（１００）。
【請求項7】
前記推進力源（４）は、前記プロペラシャフト（６）に接続されたさらなる内燃機関（１４’）を含み、前記内燃機関（１４）の前記動力出力を引き上げる前記ステップ（１１２）は、
－ 前記さらなる内燃機関（１４’）の動力出力を引き下げるステップ（１３０）
を含む、請求項４～６のいずれか一項に記載の方法（１００）。
【請求項8】
前記内燃機関（１４）の動力出力を引き下げる前記ステップ（１２４）は、－ 前記さらなる内燃機関（１４’）の動力出力を引き上げるステップ（１３２）
を含む、請求項７に記載の方法（１００）。
【請求項9】
前記船舶（２）は、前記プロペラシャフト（６）に接続された可変ピッチプロペラ（８）を含み、前記内燃機関（１４）の前記動力出力を引き下げる前記ステップ（１２４）は、－ 前記可変ピッチプロペラ（８）のピッチを引き下げるステップ（１３４）
を含む、請求項４に記載の方法（１００）。
【請求項10】
前記さらなる運転パラメータは、前記ターボチャージャ（２４）及び／又は前記シリンダ装置（２２）に関連する、請求項４～６のいずれか一項に記載の方法（１００）。
【請求項11】
前記さらなる運転パラメータは、－ 前記ターボチャージャ（２４）の回転速度、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の前記タービン側の入口における温度、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の前記タービン側の出口における温度、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の前記コンプレッサ側の出口における圧力
の１つに関連する、請求項１０に記載の方法（１００）。
【請求項12】
前記さらなる運転パラメータは、－ 前記シリンダ装置（２２）の温度、又は
－ 前記燃焼室（２６）内の圧力
の１つに関連する、請求項１０に記載の方法（１００）。
【請求項13】
前記さらなる運転パラメータは、－ 前記ターボチャージャ（２４）の回転速度と、前記ターボチャージャ（２４）の前記コンプレッサ側の出口における圧力との間の相関性、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の前記回転速度の微分値の絶対値、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の前記回転速度の振幅の変動、
－ 前記ターボチャージャ２４の前記コンプレッサ側の前記出口における前記圧力の微分値の絶対値、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の前記コンプレッサ側の前記出口における前記圧力の振幅の変動、
－ 前記ターボチャージャ（２４）のタービン（４６）にわたるエネルギー収支
の１つに関連する、請求項１０に記載の方法（１００）。
【請求項14】
船舶（２）のプロペラシャフト（６）に適用される推進力出力を制御するためのシステム（１０）であって、推進力源（４）と、制御装置（１２）とを含み、前記推進力源（４）は、前記プロペラシャフト（６）に接続された内燃機関（１４）を含み、
前記制御装置（１２）は、制御ユニット（１６）と、前記内燃機関（１４）の少なくとも１つの運転パラメータを感知するための少なくとも１つのセンサ（１８）を含み、
前記制御ユニット（１６）は、
－ 前記少なくとも１つのセンサ（１８）を利用して、前記内燃機関（１４）の、推進力と異なるパラメータである運転パラメータの現在値を決定することと、
－ 前記運転パラメータの前記現在値を第１のパラメータ制限値と比較することと、
前記内燃機関（１４）は、少なくとも１つのシリンダ装置（２２）と、ターボチャージャ（２４）とを含み、
前記シリンダ装置（２２）は、燃焼室（２６）と、シリンダボア（２８）と、前記シリンダボア（２８）内で往復運動するように構成されたピストン（３０）と、前記燃焼室（２６）に接続されたガス入口（３２）と、前記燃焼室（２６）に接続されたガス出口（３４）とを含み、
前記ガス出口（３４）は、前記ターボチャージャ（２４）のタービン側に接続され、及び前記ガス入口（３２）は、前記ターボチャージャ（２４）のコンプレッサ側に接続され、
前記内燃機関（１４）の少なくとも１つの運転パラメータを感知するための前記少なくとも１つのセンサ（１８）は、前記ターボチャージャ（２４）のパラメータを感知するように構成される、システム（１０）において、
前記運転パラメータは、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の回転速度と、前記ターボチャージャ（２４）の前記コンプレッサ側の出口における圧力との間の相関性、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の前記回転速度の微分値の絶対値、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の前記回転速度の振幅の変動、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の前記コンプレッサ側の前記出口における前記圧力の微分値の絶対値、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の前記コンプレッサ側の前記出口における前記圧力の振幅の変動、
－ 前記ターボチャージャ（２４）のタービン（４６）にわたるエネルギー収支
の１つであり、
前記制御装置（１２）は、前記推進力源（４）の動力出力を測定する少なくとも１つの動力出力測定装置（２０、２０’）を含み、
前記制御ユニット（１６）は、
－ 前記動力出力測定装置（２０、２０’）を利用して、前記推進力源（４）の推進力の現在値を決定することと、
－ 前記推進力の前記現在値を下限動力値と比較することと
を行うように構成され、
前記推進力の前記現在値が前記下限動力値と等しいか又はそれを下回る場合、及び／又は、前記運転パラメータの前記現在値が前記第１のパラメータ制限値に達する場合、前記制御ユニット（１６）は、
－ 前記内燃機関（１４）の動力出力を引き上げること
を行うように構成されることを特徴とする、システム（１０）。
【請求項15】
前記制御ユニット（１６）は、任意選択的に、－ 前記内燃機関（１４）の、推進力と異なるパラメータである、さらなる運転パラメータの現在値を決定することを行うように構成され、
前記制御ユニット（１６）は、
－ 前記推進力の前記現在値を上限動力値と比較することと、
－ 前記運転パラメータの前記現在値又はさらなる運転パラメータの現在値を第２のパラメータ制限値と比較することと
を行うように構成され、
前記推進力の前記現在値が前記上限動力値と等しいか若しくはそれを超える場合、及び／又は、前記運転パラメータの前記現在値若しくは前記さらなる運転パラメータの前記現在値が前記第２のパラメータ制限値に達する場合、前記制御ユニット（１６）は、
－ 前記内燃機関（１４）の動力出力を引き下げること
を行うように構成される、請求項１４に記載のシステム（１０）。
【請求項16】
前記内燃機関（１４）の少なくとも１つの運転パラメータを感知するための前記少なくとも１つのセンサ（１８）は、前記シリンダ装置（２２）のパラメータを感知するように構成される、請求項１４又は１５に記載のシステム（１０）。
【請求項17】
前記制御装置（１２）は、視覚的及び／又は聴覚的な指示手段（５０）を含み、前記運転パラメータの前記現在値が前記第１のパラメータ制限値に達する場合、前記制御ユニット（１６）は、－ 前記下限動力値を引き上げることと、
－ 前記視覚的及び／又は聴覚的な指示手段（５０）を介して前記下限動力値の前記引き上げを示すことと
を行うように構成される、請求項１５に記載のシステム（１０）。
【請求項18】
前記運転パラメータの前記現在値又は前記さらなる運転パラメータの前記現在値が前記第２のパラメータ制限値に達する場合、前記制御ユニット（１６）は、－ 前記上限動力値を引き下げることと、
－ 前記視覚的及び／又は聴覚的な指示手段（５０）を介して前記上限動力値の前記引き下げを示すことと
を行うように構成される、請求項１７に記載のシステム（１０）。
【請求項19】
前記推進力源（４）は、前記プロペラシャフト（６）に接続されたさらなる内燃機関（１４’）を含み、前記制御ユニット（１６）は、前記内燃機関（１４）の前記動力出力を引き上げるために、前記さらなる内燃機関（１４’）の動力出力を引き下げるように構成される、請求項１４～１８のいずれか一項に記載のシステム（１０）。
【請求項20】
前記制御ユニット（１６）は、前記内燃機関（１４）の前記動力出力を引き下げるために、前記さらなる内燃機関（１４’）の動力出力を引き上げるように構成される、請求項１９に記載のシステム（１０）。
【請求項21】
前記船舶（２）は、前記プロペラシャフト（６）に接続された可変ピッチプロペラ（８）を含み、前記制御ユニット（１６）は、前記内燃機関（１４）の前記動力出力を引き下げるために、前記可変ピッチプロペラ（８）のピッチを引き下げるように構成される、請求項１５に記載のシステム（１０）。
【請求項22】
前記少なくとも１つのセンサ（１８）は、－ 前記ターボチャージャ（２４）の回転速度センサ、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の圧力センサ、
－ 前記ターボチャージャ（２４）の温度センサ、
－ 前記シリンダ装置（２２）の温度センサ、
－ 前記燃焼室（２６）の圧力センサ
の１つである、請求項１４～２１のいずれか一項に記載のシステム（１０）。
【請求項23】
コンピュータプログラムであって、前記プログラムがコンピュータによって実行されると、前記コンピュータに、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法（１００）の前記ステップを実行させる命令を含むコンピュータプログラム。
【請求項24】
コンピュータによって実行されると、前記コンピュータに、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法（１００）の前記ステップを実行させる命令を含むコンピュータ可読記憶媒体（９０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、船舶のプロペラシャフトに適用される推進力出力を制御する方法と、船舶のプロペラシャフトに適用される推進力出力を制御するためのシステムとに関する。本発明は、コンピュータによって実行されると、コンピュータに、船舶のプロペラシャフトに適用される推進力出力を制御する方法を実行させる命令を含むコンピュータプログラム及びコンピュータ可読記憶媒体にさらに関する。
【背景技術】
【0002】
船舶は、プロペラシャフトを介してプロペラに接続される推進力源を含む。このようにして、推進力源は、船舶を推進するように配置される。
【0003】
推進力源は、少なくとも１つの内燃機関、ＩＣＥを含む。そのような船舶は、例えば、タンカー、ＲＯＲＯ船、旅客フェリー、内航船など、商業輸送に使用される大型船舶である。
船の推進力は、ブリッジから制御される。ブリッジでは、人員は、船舶を制御するためのサポート情報にアクセスすることができる。情報は、例えば、地図、計器、船内通信装置の１つ又は複数を介して提供され得る。船舶の速度及びコースを制御するための制御装置もブリッジに設けられている。
船の推進力は、ブリッジから制御される。ブリッジでは、人員は、船舶を制御するためのサポート情報にアクセスすることができる。情報は、例えば、地図、計器、船内通信装置の１つ又は複数を介して提供され得る。船舶の速度及びコースを制御するための制御装置もブリッジに設けられている。
【0004】
特許文献１は、エンジン及び可変ピッチプロペラを含む船舶の推進力を制御するためのユーザボード及び制御装置を開示している。トルク及びエンジン速度は、出力設定値に対応するように調整される。この調整は、前記船舶の燃料消費量が所望の燃料消費量範囲内に収まるように、前記エンジンのエンジン速度及び前記可変ピッチプロペラのプロペラピッチの運転状態で前記船舶が運転されるようなものである。出力設定値は、ユーザボードを用いて設定することができる。
特許文献２は、２エンジン１軸方式のプロペラを用いた自動速度制御方法を開示している。２エンジン１軸方式の２つのエンジンを別々に使用し、単一エンジンの出力領域を変えることなく総出力の範囲を広げることで幅広い速度制御を行うためのものである。実際の船速信号が設定船速信号より大きい場合、両方のエンジンを減速方向に制御し、出力が定格速度の４０％になると、クラッチがエンジンの一方を解放し、他方のエンジンの出力は、８０％まで引き上げられるように制御される。実際の船速がより小さい場合、他方のエンジンの出力が引き上げられ、それが８５％になると、停止していたエンジンが始動され、両方のエンジンが４２．５％の出力の回転で制御され、クラッチが接続されて２エンジン駆動に変換され、その際、変換前後の出力は、変わらない。この自動速度制御方法は、２つのエンジンの測定された回転速度に基づく。
非特許文献１は、船舶用ディーゼルエンジンのエンジン定格領域を特に開示している。
特許文献３は、船舶の燃料消費量を制御するための方法を開示している。船舶は、エンジンと可変ピッチプロペラとを含み、トルク及びエンジン速度は、出力設定点の値に対応するように調整される。この調整は、船舶の燃料消費量が所望の燃料消費量範囲内に入り、且つ／又は保持されるようなエンジン速度及び可変ピッチプロペラのプロペラピッチの運転状態でエンジンが運転されるようなものである。
特許文献２は、２エンジン１軸方式のプロペラを用いた自動速度制御方法を開示している。２エンジン１軸方式の２つのエンジンを別々に使用し、単一エンジンの出力領域を変えることなく総出力の範囲を広げることで幅広い速度制御を行うためのものである。実際の船速信号が設定船速信号より大きい場合、両方のエンジンを減速方向に制御し、出力が定格速度の４０％になると、クラッチがエンジンの一方を解放し、他方のエンジンの出力は、８０％まで引き上げられるように制御される。実際の船速がより小さい場合、他方のエンジンの出力が引き上げられ、それが８５％になると、停止していたエンジンが始動され、両方のエンジンが４２．５％の出力の回転で制御され、クラッチが接続されて２エンジン駆動に変換され、その際、変換前後の出力は、変わらない。この自動速度制御方法は、２つのエンジンの測定された回転速度に基づく。
非特許文献１は、船舶用ディーゼルエンジンのエンジン定格領域を特に開示している。
特許文献３は、船舶の燃料消費量を制御するための方法を開示している。船舶は、エンジンと可変ピッチプロペラとを含み、トルク及びエンジン速度は、出力設定点の値に対応するように調整される。この調整は、船舶の燃料消費量が所望の燃料消費量範囲内に入り、且つ／又は保持されるようなエンジン速度及び可変ピッチプロペラのプロペラピッチの運転状態でエンジンが運転されるようなものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】国際公開第２０１９／０１１７７９号パンフレット
【文献】特開昭６１２９１２９６Ａ号公報
【文献】国際公開第２０１６／１６９９９１号パンフレット
【非特許文献】
【0006】
【文献】Ｃｌａｕｄｉｕ Ｎｉｃｈｉｔａ：“Ｘ＿ＤＦ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”，ＳＮＡＭＥ，９ Ｊａｎｕａｒｙ ２０１８，ＸＰ０５５７３３７８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
船舶のプロペラシャフトに適用される推進力を制御するための方法及び／又はシステムであって、推進力源によって生成される推進力だけでなく、推進力源の内燃機関の動作も考慮することを可能にする方法及び／又はシステムを実現することが有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様によれば、請求項１に係る方法を提供する。この方法は、船舶のプロペラシャフトに適用される推進力出力を制御する方法であって、船舶は、推進力源と、プロペラシャフトとを含む、方法である。推進力源は、プロペラシャフトに接続された内燃機関を含む。方法は、
－ 推進力源によって推進力を生成するステップと、
－ 推進力源の推進力の現在値を決定するステップと、
－ 内燃機関の運転パラメータの現在値を決定するステップであって、運転パラメータは、推進力と異なるパラメータである、ステップと、
－ 推進力の現在値を下限動力値と比較するステップと、
－ 運転パラメータの現在値を第１のパラメータ制限値と比較するステップと
を含む。推進力の現在値が下限動力値と等しいか若しくはそれを下回る場合、及び／又は運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達する場合、方法は、
－ 内燃機関の動力出力を引き上げるステップ
を含む。
－ 推進力源によって推進力を生成するステップと、
－ 推進力源の推進力の現在値を決定するステップと、
－ 内燃機関の運転パラメータの現在値を決定するステップであって、運転パラメータは、推進力と異なるパラメータである、ステップと、
－ 推進力の現在値を下限動力値と比較するステップと、
－ 運転パラメータの現在値を第１のパラメータ制限値と比較するステップと
を含む。推進力の現在値が下限動力値と等しいか若しくはそれを下回る場合、及び／又は運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達する場合、方法は、
－ 内燃機関の動力出力を引き上げるステップ
を含む。
【0009】
方法は、内燃機関、ＩＣＥの動力出力を引き上げるステップを含む。このステップは、推進力の現在値が下限動力値と等しいか又はそれを下回る場合だけでなく、運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達する場合にも実行されるため、推進力出力を制御する方法は、ＩＣＥが好ましくない低動力出力状態で動作されることを防止するために推進力源のＩＣＥの運転状態を考慮する。
【0010】
本発明のさらなる態様によれば、請求項１４に係るシステムを提供する。このシステムは、船舶のプロペラシャフトに適用される推進力出力を制御するためのシステムである。このシステムは、推進力源と、制御装置とを含む。推進力源は、プロペラシャフトに接続された内燃機関を含む。制御装置は、制御ユニットと、内燃機関の少なくとも１つの運転パラメータを感知するための少なくとも１つのセンサと、推進力源の少なくとも１つの動力出力測定装置とを含む。制御ユニットは、
－ 動力出力測定装置を利用して、推進力源の推進力の現在値を決定することと、
－ 少なくとも１つのセンサを利用して、内燃機関の運転パラメータの現在値を決定することであって、運転パラメータは、推進力と異なるパラメータである、決定することと、
－ 推進力の現在値を下限動力値と比較することと、
－ 運転パラメータの現在値を第１のパラメータ制限値と比較することと
を行うように構成される。推進力の現在値が下限動力値と等しいか若しくはそれを下回る場合、及び／又は運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達する場合、制御ユニットは、
－ 内燃機関の動力出力を引き上げること
を行うように構成される。
－ 動力出力測定装置を利用して、推進力源の推進力の現在値を決定することと、
－ 少なくとも１つのセンサを利用して、内燃機関の運転パラメータの現在値を決定することであって、運転パラメータは、推進力と異なるパラメータである、決定することと、
－ 推進力の現在値を下限動力値と比較することと、
－ 運転パラメータの現在値を第１のパラメータ制限値と比較することと
を行うように構成される。推進力の現在値が下限動力値と等しいか若しくはそれを下回る場合、及び／又は運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達する場合、制御ユニットは、
－ 内燃機関の動力出力を引き上げること
を行うように構成される。
【0011】
同様に、方法に関連して上述したように、システムの制御ユニットは、推進力の現在値が下限動力値と等しいか又はそれを下回る場合だけでなく、運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達する場合にもＩＣＥの動力出力を引き上げるように構成されるため、推進力出力を制御するためのシステムは、ＩＣＥが好ましくない低動力出力状態で動作されることを防止するために推進力源のＩＣＥの現在の運転状態も考慮する。
【0012】
第１のパラメータ制限値は、ＩＣＥがＩＣＥの下限動力出力レベル、すなわちＩＣＥがそれ未満で動作される場合、例えばＩＣＥに害を及ぼし得、且つ／又はＩＣＥを不安定に及び／若しくは非効率的に動作させ得るレベルで動作されていることを示す運転パラメータの値を表す。
【0013】
より具体的には、船舶のプロペラシャフトに接続された推進力源は、動力ウィンドウ内でプロペラシャフトに推進力を与える。動力ウィンドウは、下限動力値及び上限動力値によって定められる。船舶が航行しているとき、すなわち船舶が推進力源によって推進されているとき、推進力源からプロペラシャフトに適用される現在の推進力出力が監視される。推進力源は、プロペラシャフトに適用される推進力が動力ウィンドウ内に留まるように制御される。推進力源の推進力を制御することに関連して、下限動力値は、下限設定値を形成し得る。上限動力値は、上限設定値を形成し得る。推進力源を動力ウィンドウ外で動作させると、少なくともより長い期間にわたってＩＣＥに害が及び、且つ／又はＩＣＥの非効率な動作を引き起こす可能性がある。
【0014】
実際には、これは、プロペラシャフトに適用される推進力が上限動力値を超えることができず、また下限動力値を下回ることもできず、少なくともより長い期間にわたってＩＣＥに害が及ばないように推進力源が制御されることを意味する。好適には、船舶のブリッジ上の人員が推進力源を制御するために使用する制御手段は、プロペラシャフトに適用される推進力を動力ウィンドウ内に制限するように構成される。
【0015】
従来、このような制御手段は、最も単純な形態では、ブリッジ上の人員と、船舶のエンジンルーム内のエンジン操作員との間の直接通信から、推進力源が上限動力値を超えることを自動的に防止する安全システムまで及んでいた。
【0016】
本発明者は、推進力源の下限動力出力が推進力源の所定の下限動力値によって定められるだけでなく、推進力源のＩＣＥの運転状態によっても定められると有益であろうことを認識した。すなわち、ＩＣＥの運転状態に応じて、設定された所定の下限動力値で推進力源を動作させると、ＩＣＥの好ましくない動作につながる可能性がある。より具体的には、例えば特定の海況及び／若しくは気象条件下など、船舶の特定の運転状態下並びに／又はＩＣＥの特定の運転状態、例えばＩＣＥのメンテナンス要求及び／若しくは燃料エネルギー含有量（例えば、使用される燃料の種類に依存）に起因するＩＣＥの特定の運転状態下において、推進力源の下限動力値に近い推進力出力をプロペラシャフトに適用すると、ＩＣＥに害を与え、且つ／又はＩＣＥを非効率的に、及び／若しくは環境に有害な方法において、及び／若しくは不規則に動作させることになる。一方、船舶の通常の運転状態下及び最近整備されたＩＣＥでは、推進力源の下限動力値がＩＣＥの安全な動作を提供するであろう。このように、本発明によれば、推進力の現在値と下限動力値とを比較するだけでなく、ＩＣＥの運転パラメータの現在値と第１のパラメータ制限値とを比較することにより、ＩＣＥの好ましくない動作は、内燃機関の動力出力を引き上げることによって防止される。したがって、ＩＣＥは、その下限動力出力レベルよりも上で動作される。
【0017】
船舶は、例えば、タンカー、ＲＯＲＯ船、旅客フェリー又は内航船など、例えば商業輸送に使用される大型船舶であり得る。船舶の長さは、少なくとも９０ｍであり得る。典型的には、船舶の自重トン数は、少なくとも４２００トンであり得る。推進力源の最大動力出力は、少なくとも３ＭＷであり得る。推進力源の最大動力出力は、３～８５ＭＷの範囲内であり得る。ＩＣＥの最大動力出力は、少なくとも２ＭＷであり得る。
【0018】
推進力源は、少なくとも１つのＩＣＥを含む。いくつかの実施形態によれば、推進力源は、プロペラシャフトに接続された少なくとも１つのさらなるＩＣＥ、すなわち少なくとも２つのＩＣＥを含む。
【0019】
制御装置は、本明細書で考察されるプロペラシャフトに適用される推進力出力の制御を実行するための専用のものであり得る。代替的に、制御装置は、船舶の推進及び／又はＩＣＥに関連するさらなる制御タスクを実行するように構成され得る。同様に、制御ユニットは、本明細書で考察される制御を実行するための専用の制御ユニットであり得る。代替的に、制御ユニットは、さらなる制御タスクを実行するように構成され得る。さらなる代替形態によれば、制御ユニットは、分散型制御ユニットであり得、すなわち本明細書で考察される制御を集合的に実行するように構成された複数のプロセッサ又は同様のデバイスを含み得る。
【0020】
推進力の現在値は、代替的に、推進力の瞬間値又は推進力の実勢値と呼ばれることがある。同様に、運転パラメータの現在値は、代替的に、運転パラメータの瞬間値又は運転パラメータの実勢値と呼ばれることがある。
【0021】
上述したように、第１のパラメータ制限値は、運転パラメータの値を表す。この値は、ＩＣＥが下限動力出力レベルで動作されていることを示す。特定の運転パラメータに応じて、第１のパラメータ制限値を下回るか又は超えることは、運転パラメータが、ＩＣＥの下限動力出力レベルを示す値に達したことを示す。様々な例の運転パラメータの考察を参照して、以下をさらに参照されたい。
【0022】
したがって、運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達することに関連して、達するという用語は、運転パラメータが第１のパラメータ制限値と等しいか、又はそれを下回るか又はそれを超えることを意味する。運転パラメータは、ＩＣＥの下限動力出力レベルを上回るレベルに対応する運転パラメータのレベルから、第１のパラメータ制限値に達する。
【0023】
本方法の実施形態によれば、運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達する場合、本方法は、
－ 下限動力値を引き上げるステップ
を含み得る。このようにして、推進力源の下限動力値は、ＩＣＥの現在の運転状態に適合され得る。プロペラシャフトに適用される推進力出力の制御は、主に、推進力の現在値と、更新された、すなわち引き上げられた下限動力値との比較に基づき得る。
－ 下限動力値を引き上げるステップ
を含み得る。このようにして、推進力源の下限動力値は、ＩＣＥの現在の運転状態に適合され得る。プロペラシャフトに適用される推進力出力の制御は、主に、推進力の現在値と、更新された、すなわち引き上げられた下限動力値との比較に基づき得る。
【0024】
下限動力を引き上げるステップが実行されている本方法の実施形態によれば、方法は、
－ 下限動力値の引き上げを視覚的及び／又は聴覚的に示すステップ
を含み得る。このようにして、人員は、船舶の運転状態が変化したことを認識することができる。下限動力値の引き上げにより、船舶の速度範囲は、狭められ、したがって船舶が制御され得る状態も狭められている。
－ 下限動力値の引き上げを視覚的及び／又は聴覚的に示すステップ
を含み得る。このようにして、人員は、船舶の運転状態が変化したことを認識することができる。下限動力値の引き上げにより、船舶の速度範囲は、狭められ、したがって船舶が制御され得る状態も狭められている。
【0025】
実施形態によれば、方法は、
－ 内燃機関のさらなる運転パラメータの現在値を決定する任意選択的なステップであって、さらなる運転パラメータは、推進力と異なるパラメータである、任意選択的なステップ
を含み得る。この場合、方法は、
－ 推進力の現在値を上限動力値と比較するステップと、
－ 運転パラメータの現在値又はさらなる運転パラメータの現在値を第２のパラメータ制限値と比較するステップと
を含み得る。推進力の現在値が上限動力値と等しいか若しくはそれを超える場合、及び／又は運転パラメータの現在値若しくはさらなる運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達する場合、方法は、
－ 内燃機関の動力出力を引き下げるステップ
を含み得る。このようにして、推進力源のＩＣＥが好ましくない高い動力出力状態で動作されることを防止することができる。すなわち、方法は、ＩＣＥの動力出力を引き下げるステップを含む。このステップは、推進力の現在値が上限動力値と等しいか又はそれを超える場合だけでなく、運転パラメータ又はさらなる運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達する場合にも実行されるため、推進力出力を制御する方法は、ＩＣＥが好ましくない高い動力出力状態で動作されることを防止するために推進力源のＩＣＥの運転状態を考慮する。
－ 内燃機関のさらなる運転パラメータの現在値を決定する任意選択的なステップであって、さらなる運転パラメータは、推進力と異なるパラメータである、任意選択的なステップ
を含み得る。この場合、方法は、
－ 推進力の現在値を上限動力値と比較するステップと、
－ 運転パラメータの現在値又はさらなる運転パラメータの現在値を第２のパラメータ制限値と比較するステップと
を含み得る。推進力の現在値が上限動力値と等しいか若しくはそれを超える場合、及び／又は運転パラメータの現在値若しくはさらなる運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達する場合、方法は、
－ 内燃機関の動力出力を引き下げるステップ
を含み得る。このようにして、推進力源のＩＣＥが好ましくない高い動力出力状態で動作されることを防止することができる。すなわち、方法は、ＩＣＥの動力出力を引き下げるステップを含む。このステップは、推進力の現在値が上限動力値と等しいか又はそれを超える場合だけでなく、運転パラメータ又はさらなる運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達する場合にも実行されるため、推進力出力を制御する方法は、ＩＣＥが好ましくない高い動力出力状態で動作されることを防止するために推進力源のＩＣＥの運転状態を考慮する。
【0026】
第２のパラメータ制限値は、ＩＣＥがＩＣＥの上限動力出力レベル、すなわちＩＣＥがそれを超えて動作されると、例えばＩＣＥに害を与え、且つ／又はＩＣＥの不安定及び／若しくは非効率的な動作を引き起こし得るレベルで動作されていることを示す運転パラメータ又はさらなる運転パラメータの値を表す。
【0027】
特定の運転パラメータに応じて、第２のパラメータ制限値を超えることは、運転パラメータ又はさらなる運転パラメータが、ＩＣＥの上限動力出力レベルを示す値に達したことを示す。様々な例の運転パラメータの考察を参照して、以下をさらに参照されたい。
【0028】
したがって、運転パラメータ又はさらなる運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達することに関連して、達するという用語は、運転パラメータが第２のパラメータ制限値と等しいか又はそれを超えることを意味する。
【0029】
運転パラメータは、ＩＣＥの上限動力出力レベル未満のレベルに対応する運転パラメータのレベルから第２のパラメータ制限値に達する。
【0030】
上述したように、運転パラメータの現在値と第２のパラメータ制限値とを比較するステップで利用される運転パラメータは、運転パラメータの現在値と第１のパラメータ制限値とを比較するステップで利用される運転パラメータと同じであり得る。代替的に、運転パラメータの現在値と第２のパラメータ制限値とを比較するステップで利用される運転パラメータは、運転パラメータの現在値と第１のパラメータ制限値とを比較するステップで利用される運転パラメータと異なる運転パラメータ、すなわちさらなる運転パラメータであり得る。
【0031】
方法の実施形態によれば、運転パラメータの現在値又はさらなる運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達する場合、方法は、
－ 上限動力値を引き下げるステップ
を含み得る。このようにして、推進力源の上限動力値は、ＩＣＥの現在の運転状態に適合され得る。プロペラシャフトに適用される推進力出力の制御は、主に、推進力の現在値と、更新された、すなわち引き下げられた上限動力値との比較に基づくことができる。
－ 上限動力値を引き下げるステップ
を含み得る。このようにして、推進力源の上限動力値は、ＩＣＥの現在の運転状態に適合され得る。プロペラシャフトに適用される推進力出力の制御は、主に、推進力の現在値と、更新された、すなわち引き下げられた上限動力値との比較に基づくことができる。
【0032】
上限動力値を引き下げるステップが実行されている方法の実施形態によれば、方法は、
－ 上限動力値の引き下げを視覚的及び／又は聴覚的に示すステップ
を含み得る。このようにして、人員は、船舶の運転状態が変化したことを認識することができる。上限動力値の引き下げにより、船舶の速度範囲は、狭められ、したがって船舶が制御され得る状態も狭められている。
－ 上限動力値の引き下げを視覚的及び／又は聴覚的に示すステップ
を含み得る。このようにして、人員は、船舶の運転状態が変化したことを認識することができる。上限動力値の引き下げにより、船舶の速度範囲は、狭められ、したがって船舶が制御され得る状態も狭められている。
【0033】
推進力源が、プロペラシャフトに接続されたさらなる内燃機関を含む方法の実施形態によれば、内燃機関の動力出力を引き上げるステップは、
－ さらなる内燃機関の動力出力を引き下げるステップ
を含み得る。このようにして、さらなるＩＣＥの動力出力を引き下げるステップは、さらなるＩＣＥの動力出力を引き下げる前と同じ推進力出力が船舶のプロペラシャフトに適用されることを維持するために、ＩＣＥの動力出力を引き上げることを提供し得る。すなわち、ＩＣＥは、さらなるＩＣＥの動力出力の引き下げを補償する。その結果、ＩＣＥの動力出力を引き上げるステップが達成され得る。
－ さらなる内燃機関の動力出力を引き下げるステップ
を含み得る。このようにして、さらなるＩＣＥの動力出力を引き下げるステップは、さらなるＩＣＥの動力出力を引き下げる前と同じ推進力出力が船舶のプロペラシャフトに適用されることを維持するために、ＩＣＥの動力出力を引き上げることを提供し得る。すなわち、ＩＣＥは、さらなるＩＣＥの動力出力の引き下げを補償する。その結果、ＩＣＥの動力出力を引き上げるステップが達成され得る。
【0034】
推進力源が、プロペラシャフトに接続されたさらなる内燃機関を含む方法の実施形態によれば、内燃機関の動力出力を引き下げるステップは、
－ さらなる内燃機関の動力出力を引き上げるステップ
を含み得る。このようにして、さらなるＩＣＥの動力出力を引き上げるステップは、さらなるＩＣＥの動力出力を引き上げる前と同じ推進力出力が船舶のプロペラシャフトに適用されることを維持するために、ＩＣＥの動力出力を引き下げることを提供し得る。すなわち、ＩＣＥは、さらなるＩＣＥの動力出力の引き上げを補償する。その結果、ＩＣＥの動力出力を引き下げるステップが達成され得る。
－ さらなる内燃機関の動力出力を引き上げるステップ
を含み得る。このようにして、さらなるＩＣＥの動力出力を引き上げるステップは、さらなるＩＣＥの動力出力を引き上げる前と同じ推進力出力が船舶のプロペラシャフトに適用されることを維持するために、ＩＣＥの動力出力を引き下げることを提供し得る。すなわち、ＩＣＥは、さらなるＩＣＥの動力出力の引き上げを補償する。その結果、ＩＣＥの動力出力を引き下げるステップが達成され得る。
【0035】
発明によれば、内燃機関は、少なくとも１つのシリンダ装置と、ターボチャージャとを含む。シリンダ装置は、燃焼室と、シリンダボアと、シリンダボア内で往復運動するように構成されたピストンと、燃焼室に接続されたガス入口と、燃焼室に接続されたガス出口とを含む。ガス出口は、ターボチャージャのタービン側に接続される。ガス入口は、ターボチャージャのコンプレッサ側に接続される。運転パラメータ及び／又は選択的にさらなる運転パラメータは、ターボチャージャ及び／又は選択的にシリンダ装置に関連する。このようにして、運転パラメータ及び／又はさらなる運転パラメータは、ＩＣＥの運転パラメータに関連し得る。それにより、ＩＣＥの下限及び／又は上限動力出力レベルでの運転が識別され得る。
【0036】
本システムの実施形態によれば、制御ユニットは、任意選択的に、
－ 内燃機関のさらなる運転パラメータの現在値を決定することであって、さらなる運転パラメータは、推進力と異なるパラメータである、決定すること
を行うように構成され得る。制御ユニットは、
－ 推進力の現在値を上限動力値と比較することと、
－ 運転パラメータの現在値又はさらなる運転パラメータの現在値を第２のパラメータ制限値と比較することと
を行うように構成され得る。推進力の現在値が上限動力値と等しいか若しくはそれを超える場合、及び／又は運転パラメータの現在値若しくはさらなる運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達する場合、制御ユニットは、
－ 内燃機関の動力出力を引き下げること
を行うように構成され得る。このようにして、本方法を参照して上述したように、推進力源のＩＣＥが好ましくない高い動力出力状態で動作されることを防止することができる。すなわち、制御ユニットは、ＩＣＥの動力出力を引き下げるように構成される。これは、推進力の現在値が上限動力値と等しいか又はそれを超える場合だけでなく、運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達する場合にも実行されるため、推進力出力を制御するためのシステムは、ＩＣＥが好ましくない高い動力出力状態で動作されることを防止するために推進力源のＩＣＥの運転状態を考慮する。
－ 内燃機関のさらなる運転パラメータの現在値を決定することであって、さらなる運転パラメータは、推進力と異なるパラメータである、決定すること
を行うように構成され得る。制御ユニットは、
－ 推進力の現在値を上限動力値と比較することと、
－ 運転パラメータの現在値又はさらなる運転パラメータの現在値を第２のパラメータ制限値と比較することと
を行うように構成され得る。推進力の現在値が上限動力値と等しいか若しくはそれを超える場合、及び／又は運転パラメータの現在値若しくはさらなる運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達する場合、制御ユニットは、
－ 内燃機関の動力出力を引き下げること
を行うように構成され得る。このようにして、本方法を参照して上述したように、推進力源のＩＣＥが好ましくない高い動力出力状態で動作されることを防止することができる。すなわち、制御ユニットは、ＩＣＥの動力出力を引き下げるように構成される。これは、推進力の現在値が上限動力値と等しいか又はそれを超える場合だけでなく、運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達する場合にも実行されるため、推進力出力を制御するためのシステムは、ＩＣＥが好ましくない高い動力出力状態で動作されることを防止するために推進力源のＩＣＥの運転状態を考慮する。
【0037】
本発明のさらなる態様によれば、コンピュータプログラムであって、プログラムがコンピュータによって実行されると、コンピュータに、本明細書で考察される態様及び／又は実施形態のいずれか１つによる方法のステップを実行させる命令を含むコンピュータプログラムが提供される。
【0038】
本発明のさらなる態様によれば、コンピュータによって実行されると、コンピュータに、本明細書で考察される態様及び／又は実施形態のいずれか１つによる方法のステップを実行させる命令を含むコンピュータ可読記憶媒体が提供される。
【0039】
本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の特許請求の範囲及び以下の詳細な記載を検討すると明らかになるであろう。
【0040】
その特定の特徴及び利点を含む本発明の様々な態様及び／又は実施形態は、以下の詳細な記載及び添付の図面で考察される例示的な実施形態から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】実施形態による船舶を示す。
【図2】船舶のプロペラシャフトに適用される推進力出力を制御するシステムを概略的に示す。
【図3】内燃機関の断面を概略的に示す。
【図4】船舶のプロペラシャフトに適用される推進力出力を制御する方法を示す。
【図5】実施形態によるコンピュータ可読記憶媒体を示す。
【発明を実施するための形態】
【0042】
以下では、本発明の態様及び／又は実施形態をより詳細に記載する。同様の番号は、全体を通して同様の要素を指す。よく知られている機能又は構造については、簡潔及び／又は明確にするために必ずしも詳細に記載しない。
【0043】
図１は、一実施形態による船舶２を示す。船舶２は、旅客運搬及び／又は物品運搬などの商業輸送に使用されるように構成されている。
【0044】
船舶２は、推進力源４と、プロペラシャフト６と、プロペラ８とを含む。推進力源４は、プロペラシャフト６に接続されており、プロペラシャフト６に推進力出力を適用するように構成されている。また、プロペラ８は、プロペラシャフト６に接続されている。このように、推進力源４は、船舶２を推進するように配置されている。
【0045】
さらに、船舶２は、プロペラシャフト６に適用される推進力出力を制御するシステム１０を含む。
【0046】
これらの実施形態では、船舶２は、１つのプロペラシャフト６及び１つの推進力源４を含む。代替的な実施形態では、船舶２は、１つ又は複数のさらなるプロペラシャフトと、さらなるプロペラシャフトのそれぞれに接続された１つのさらなる推進力源とを含み得る。
【0047】
【0048】
システム１０は、推進力源４と、制御装置１２とを含む。推進力源４は、船舶のプロペラシャフト６に接続された内燃機関、ＩＣＥ１４を含む。
【0049】
制御装置１２は、制御ユニット１６と、ＩＣＥ１４の少なくとも１つの運転パラメータを感知するための少なくとも１つのセンサ１８と、推進力源４の少なくとも１つの動力出力測定装置２０、２０’とを含む。
【0050】
図２に２つの動力出力測定装置２０、２０’が示されている。第１の動力出力測定装置２０は、プロペラシャフト６に適用されるトルクを測定するように構成されたトルクメータを含み得る。例えば、回転速度計によって提供されるか又はＩＣＥ１４の回転速度データから計算される、プロペラシャフト６の角速度ωに関する知識を用いて、プロペラシャフト６に適用される推進力出力を計算し得る。第２の動力測定装置２０’は、燃料ラック位置センサを含み得る。このセンサにより、ＩＣＥ１４に噴射される燃料の量が推定される。例えば、ＩＣＥ１４に噴射された燃料の推定量と、ＩＣＥ１４の回転速度とにより、プロペラシャフト６に適用される推進力出力の測定値を得ることができる。
【0051】
制御装置１２は、図示された動力出力測定装置２０、２０’の一方のみ又は両方を含み得る。後者の場合、動力出力測定装置２０、２０’が提供する測定値は、互いに補完し得る。
【0052】
いくつかの実施形態によれば、推進力源４は、破線で描かれたＩＣＥ１４’によって示されるように、プロペラシャフト６に接続されたさらなるＩＣＥ１４’を含み得る。そのような実施形態では、推進力源４の第２の動力測定装置２０’は、さらなるＩＣＥ１４’のためにも燃料ラック位置センサを含むであろう。
【0053】
本発明は、特定のタイプの出力測定装置に限定されない。したがって、代替的又は追加的に、制御装置１２は、上述したものと異なる出力測定装置を含み得る。出力測定装置のさらなる例は、燃料ラック位置センサ以外のＩＣＥ１４又はＩＣＥ１４、１４’に噴射される燃料の量を決定するための他の手段、例えば燃料ライン上の質量流量計若しくは体積流量計又はＩＣＥ１４の回転速度センサと連動した平均シリンダ圧決定手段などを含み得る。出力測定装置が、ＩＣＥ１４又はＩＣＥ１４、１４’に関連する測定値を提供するように構成されている場合、ＩＣＥ１４又はＩＣＥ１４、１４’に接続されているトランスミッションにおける既知の損失及び既知の動力取り出し装置の動力消費に基づいて、推進力源の推進力出力を推定し得る。
【0054】
ＩＣＥ１４及びさらなるＩＣＥ１４’のそれぞれは、大型のディーゼルエンジンであり得る。ＩＣＥ１４及びさらなるＩＣＥ１４’のそれぞれは、２ストロークエンジン又は４ストロークエンジンであり得る。
【0055】
推進力源４は、その中で推進力源４を動作させることができる動力ウィンドウを有する。動力ウィンドウは、下限動力値及び上限動力値によって定められる。下限及び上限動力値は、制御ユニット１６において設定され得る。制御ユニット１６は、プロペラシャフト６に適用される推進力源４の動力出力を動力ウィンドウ内に維持するように構成される。
【0056】
ユーザインタフェース２１が制御ユニット１６に接続され得る。ユーザインタフェース２１は、船舶のブリッジに配置され得る。ユーザインタフェース２１を介して、制御装置１２のユーザ制御可能な側面が人員によって制御され得る。例えば、ユーザインタフェース２１は、船舶の推進力がそのあたりで制御される設定値を設定するための手動制御可能な装置又は自動操縦システムを含み得る。
【0057】
ユーザインタフェース２１を介して、制御装置１２からの／制御装置１２に関する情報が船舶上の人員に提示され得る。
【0058】
【0059】
ＩＣＥ１４は、少なくとも１つのシリンダ装置２２と、ターボチャージャ２４とを含む。シリンダ装置２２は、燃焼室２６と、シリンダボア２８と、シリンダボア２８内で往復運動するように構成されたピストン３０と、燃焼室２６に接続されたガス入口３２と、燃焼室２６に接続されたガス出口３４とを含む。ガス出口３４は、ターボチャージャ２４のタービン側に接続される。ガス入口３２は、ターボチャージャ２４のコンプレッサ側に接続される。ＩＣＥ１４の少なくとも１つの運転パラメータを感知するための少なくとも１つのセンサ１８は、ターボチャージャ２４及び／又はシリンダ装置２２のパラメータを感知するように構成される。
【0060】
接続ロッド３６は、ピストン３０をＩＣＥ１４のクランクシャフト３８に接続する。１つ又は複数の吸気弁４０は、ガス入口３２を通るガスの流れを制御するために配置される。１つ又は複数の排気弁４２は、ガス出口３４を通るガスの流れを制御するために配置される。吸気弁及び排気弁４０、４２は、１つの共通のカムシャフト又はそれぞれ１つのカムシャフト（図示せず）によって制御される。燃料は、燃料インジェクタ４４を介して燃焼室２６に噴射される。
【0061】
典型的には、ＩＣＥ１４は、４～２０個のシリンダ装置の範囲内の任意の数のシリンダ装置２２を含み得る。すなわち、ＩＣＥ１４は、４～２０気筒のＩＣＥであり得る。
【0062】
公知の態様では、ターボチャージ２４は、共通のシャフト（図示せず）を介してコンプレッサ４８を駆動するタービン４６を含む。タービン４６は、燃焼室２６から排出された排気ガスによって駆動される。コンプレッサ４８は、燃焼室２６への吸気のために、新鮮なガス、典型的には空気を圧縮する。
【0063】
ＩＣＥ１４は、複数のターボチャージャ２４を含み得る。例えば、ＩＣＥ１４は、それぞれがＩＣＥ１４のシリンダ装置２２の半分に接続された２つのターボチャージャを含み得る。
【0064】
ターボチャージャ２４の回転速度は、タービン４６、コンプレッサ４８及びこれらを接続する共通シャフトの回転速度に関係する。
【0065】
ＩＣＥ１４は、推奨下限動力出力レベルと推奨上限動力出力レベルとを有する。推奨下限動力出力レベル及び推奨上限動力出力レベルは、ＩＣＥ１４が効率的に、且つ／又は確実に、且つ／又は環境に優しい方法において、且つ／又はＩＣＥ１４を害することなく動作され得る動力範囲を規定する。
【0066】
図２及び３を参照すると、上述したように、制御装置１２は、制御ユニット１６と、ＩＣＥ１４の少なくとも１つの運転パラメータを感知するための少なくとも１つのセンサ１８と、推進力源４の少なくとも１つの動力出力測定装置２０、２０’とを含む。
【0067】
制御ユニット１６は、実質的に任意の適切なタイプのプロセッサ回路又はマイクロコンピュータ、例えばデジタル信号処理のための回路（デジタル信号プロセッサ、ＤＳＰ）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、処理ユニット、処理回路、プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、マイクロプロセッサ又は命令を解釈して実行し得る他の処理ロジックの形態をとり得る少なくとも１つの計算ユニットを含む。本明細書で利用される「計算ユニット」という表現は、例えば、上述したもののいずれか、いくつか又はすべてなど、複数の処理回路を含む処理回路を表し得る。制御ユニット１６は、メモリユニットを含む。計算ユニットは、メモリユニットに接続されている。メモリユニットは、例えば、計算ユニットが計算を実行するためにイネーブルしなければならない格納されたプログラムコード及び／又は格納されたデータを計算ユニットに提供する。このようなデータは、ＩＣＥ１４の運転パラメータ、ＩＣＥ１４の燃料消費量、回転速度及び／若しくは動力出力に関連するデータテーブル、並びに／又はターボチャージャ２４の回転速度、圧力、シリンダ圧力、並びに／又はＩＣＥの出力シャフトトルク、並びに／又は燃料ラック位置センサの位置等に関連し得る。
【0068】
計算ユニットは、計算の部分的若しくは最終的な結果並びに／又は測定及び／若しくは決定されたパラメータを、例えば計算又は値の決定に使用するためのテーブルとしてメモリユニットに格納するようにも適合されている。メモリユニットは、データ又はプログラム、すなわち一連の命令を一時的又は恒久的に格納するために使用される物理的なデバイスを含み得る。いくつかの実施形態によれば、メモリユニットは、シリコンベースのトランジスタを含む集積回路を含み得る。メモリユニットは、異なる実施形態において、例えばメモリカード、フラッシュメモリ、ＵＳＢメモリ、ハードディスク又は例えばＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＰＲＯＭ（プログラマブルリードオンリーメモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能ＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能ＰＲＯＭ）、その他など、データを格納するための他の同様の揮発性又は不揮発性の格納ユニットを含み得る。
【0069】
制御ユニット１６は、入力信号及び出力信号をそれぞれ受信及び／又は送信するための装置をさらに含む。これらの入力信号及び出力信号は、入力信号受信装置が情報として検出することができ、計算ユニットによって処理可能な信号に変換することができる波形、パルス又は他の属性を含み得る。
【0070】
例えば、ＩＣＥ１４の少なくとも１つの運転パラメータを感知するための少なくとも１つのセンサ１８及び動力出力測定装置２０、２０’は、入力信号受信装置によって受信されるそのような信号を提供する。これらの信号は、その後、計算ユニットに供給される。ユーザインタフェース２１は、入力信号受信装置に信号を送信し得る。
【0071】
出力信号送信装置は、計算ユニットからの計算結果を、その信号が意図されている構成要素に伝達するための出力信号に変換するように配置される。出力信号送信装置は、例えば、ＩＣＥ１４及び推進力源４内に含まれている場合にさらなるＩＣＥ１４’の動作を制御するための制御信号を送信し得、任意選択的に可変ピッチプロペラ８に送信し得る。出力信号送信装置は、推進力源４及び／又はＩＣＥ１４の動作に関連するデータ及び／又は情報を表す信号をユーザインタフェース２１に送信し得る。
【0072】
入力信号及び出力信号を送受信するための各装置への接続のそれぞれは、ケーブル、データバス、例えばＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）バス、ＭＯＳＴ（ｍｅｄｉａ ｏｒｉｅｎｔａｔｅｄ ｓｙｓｔｅｍｓ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）バス若しくは他のバス構成又は無線接続の中から選択される１つ又は複数の形態をとり得る。
【0073】
したがって、制御装置１２は、ＩＣＥ１４の少なくとも１つの運転パラメータを感知するための少なくとも１つのセンサ１８及び推進力源４の少なくとも１つの動力出力測定装置２０、２０’からの入力を受けた制御ユニット１６の制御下において、推進力源４の少なくとも一部、特にＩＣＥ１４の回転速度及び／又は動力出力など、ＩＣＥ１４を制御するように構成される。
【0074】
制御ユニット１６は、以下を行うように構成される：
－ 動力出力測定装置２０、２０’を利用して、推進力源４の推進力の現在値を決定すること。このようにして、推進力源４が出力する推進力を断続的又は連続的に監視することができる。
－ 少なくとも１つのセンサ１８を利用して、ＩＣＥ１４の運転パラメータの現在値を決定すること。その運転パラメータは、推進力と異なるパラメータである。このようにして、ＩＣＥ１４の１つの運転パラメータを断続的又は連続的に監視することができる。
－ 推進力の現在値を下限動力値と比較すること。
－ 運転パラメータの現在値を第１のパラメータ制限値と比較すること。
推進力の現在値が下限動力値と等しいか若しくはそれを下回る場合、及び／又は運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達する場合、制御ユニット１６は、
－ ＩＣＥ１４の動力出力を引き上げること
を行うように構成される。
－ 動力出力測定装置２０、２０’を利用して、推進力源４の推進力の現在値を決定すること。このようにして、推進力源４が出力する推進力を断続的又は連続的に監視することができる。
－ 少なくとも１つのセンサ１８を利用して、ＩＣＥ１４の運転パラメータの現在値を決定すること。その運転パラメータは、推進力と異なるパラメータである。このようにして、ＩＣＥ１４の１つの運転パラメータを断続的又は連続的に監視することができる。
－ 推進力の現在値を下限動力値と比較すること。
－ 運転パラメータの現在値を第１のパラメータ制限値と比較すること。
推進力の現在値が下限動力値と等しいか若しくはそれを下回る場合、及び／又は運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達する場合、制御ユニット１６は、
－ ＩＣＥ１４の動力出力を引き上げること
を行うように構成される。
【0075】
推進力源４の動作中、推進力源は、推進力源の利用可能な動力ウィンドウ内の設定値に基づいて制御される。設定値は、例えば、ユーザインタフェース２１を介して且つ例えば現在の運転状態下で船舶２をどのように推進させるかに基づいて、人員又は自動操縦システムによって選択される。
【0076】
下限動力値は、推進力源４から船舶２のプロペラシャフト６に出力される推進力の下限設定値又は閾値を形成する。下限動力値は、例えば、船舶の航海上の要求、及び／又は所望の最小船速、及び／又は船舶の操舵方向に基づく値であり得る。また、制御装置１２で適用される下限動力値は、例えば、ＩＣＥ１４のアイドル速度に基づいて定められ得る。
【0077】
第１のパラメータ制限値は、ＩＣＥ１４の動力出力が低すぎるためにＩＣＥ１４が動作上の欠点を示し始める関連パラメータの閾値を形成する。第１のパラメータ制限値は、図４を参照して後述するように、ＩＣＥ１４の態様及び／又はパラメータに関連し得る。
【0078】
新しい又は整備済みのＩＣＥ１４の場合及び船舶２の通常の運転状態下では、共通してＩＣＥ１４に関連する第１のパラメータ制限値に達する前に、推進力源４に関連する下限動力値に達する。しかしながら、船舶の特定の運転状態、例えば特定の海況及び／若しくは気象条件下並びに／又はＩＣＥの特定の運転状態、例えばＩＣＥ１４のメンテナンス状況に関連する状態及び／若しくは燃料エネルギー含有量の下では、下限動力値に達する前に第１のパラメータ制限値に達する可能性がある。
【0079】
一例として、ＩＣＥ１４の特定の構成要素が適切に動作していない場合、推進力源４が下限動力値に近いが、それより上で動作されているとき、ＩＣＥ１４の推奨下限動力出力レベルに達する。
【0080】
上述した制御ユニット１６の構成により、推進力源４に関連する下限動力値と、ＩＣＥ１４に関連する第１のパラメータ制限値とに関連して、上述した両方の運転状態を考慮する。制御ユニット１６は、運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達したことに応答して、ＩＣＥ１４の動力出力を引き上げるように構成されるため、通常であれば推進力源４が下限動力値に近いところで動作されるであろうときに下限動力出力レベル未満で動作することに起因して、ＩＣＥ１４が害を受け、且つ／又は非効率的に動作され、及び／若しくは環境に有害な方法で動作されないことが保証され得る。
【0081】
ＩＣＥ１４の動力出力は、例えば、ＩＣＥ１４のシリンダに噴射される燃料の量を増加させることによって及び／又は後述する方法で引き上げることができる。
【0082】
実際には、純粋に例として言及すると、本発明に従ってＩＣＥ１４の動力出力を引き上げることは、以下の状況を回避するために実行され得る：２ストロークディーゼルエンジンの形態のＩＣＥ１４は、低いエンジン速度でシリンダに給気を供給するように構成された電気駆動式の補助ブロワを含み得る。すなわち、低いエンジン速度では、ターボチャージャは、シリンダに給気するために十分な空気を供給できない。下限動力値に近い設定値で推進力源４を動作させると、ＩＣＥ１４が低速で動作し、補助ブロワが自動的に起動されることがある。これは、次に、ＩＣＥ１４の動力出力を引き上げる。これにより、ターボチャージャ２４のコンプレッサによってより高い給気圧が生成され、補助ブロワが停止される。その後、推進力源の設定値は、補助ブロワが再び起動されるように、ＩＣＥ１４の動力出力及び回転速度を引き下げる。したがって、補助ブロワは、自動的に頻繁にオン及びオフされることになる。これは、好ましくない。したがって、本発明によれば、ＩＣＥ１４の運転パラメータは、ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の圧力であり得る。第１のパラメータ制限値は、好適には、補助ブロワが起動される直前の圧力レベルに設定され得る。運転パラメータの現在値を決定し、運転パラメータの現在値と第１のパラメータ制限値とを比較し、「運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達する場合」という条件が満たされることに起因して、制御ユニット１６は、ＩＣＥ１４の動力出力を引き上げる。したがって、補助ブロワを自動的にオン及びオフすることが回避される。
【0083】
実施形態によれば、制御ユニット１６は、任意選択的に、
－ ＩＣＥ１４のさらなる運転パラメータの現在値を決定することであって、さらなる運転パラメータは、推進力と異なるパラメータである、決定すること
を行うように構成され得る。さらなる運転パラメータは、上述の運転パラメータとも異なるパラメータである。したがって、後述するように、ＩＣＥ１４を制御する際、ＩＣＥ１４のさらなる運転パラメータが考慮され得る。さらに、制御ユニット１６は、以下を行うように構成され得る：
－ 推進力の現在値を上限動力値と比較すること。
－ 運転パラメータの現在値又はさらなる運転パラメータの現在値を第２のパラメータ制限値と比較すること。
推進力の現在値が上限動力値と等しいか若しくはそれを超える場合、及び／又は運転パラメータの現在値若しくはさらなる運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達する場合、制御ユニット１６は、
－ ＩＣＥ１４の動力出力を引き下げること
を行うように構成される。
－ ＩＣＥ１４のさらなる運転パラメータの現在値を決定することであって、さらなる運転パラメータは、推進力と異なるパラメータである、決定すること
を行うように構成され得る。さらなる運転パラメータは、上述の運転パラメータとも異なるパラメータである。したがって、後述するように、ＩＣＥ１４を制御する際、ＩＣＥ１４のさらなる運転パラメータが考慮され得る。さらに、制御ユニット１６は、以下を行うように構成され得る：
－ 推進力の現在値を上限動力値と比較すること。
－ 運転パラメータの現在値又はさらなる運転パラメータの現在値を第２のパラメータ制限値と比較すること。
推進力の現在値が上限動力値と等しいか若しくはそれを超える場合、及び／又は運転パラメータの現在値若しくはさらなる運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達する場合、制御ユニット１６は、
－ ＩＣＥ１４の動力出力を引き下げること
を行うように構成される。
【0084】
上記の考察から理解されるように、第２のパラメータ制限値は、第１のパラメータ制限値と同じ運転パラメータに関連し得るか、又は異なる運転パラメータ、すなわちさらなる運転パラメータに関連し得る。
【0085】
上限動力値は、推進力源４から船舶２のプロペラシャフト６に出力される推進力の上限設定値又は閾値を形成する。上限動力値は、例えば、船舶の航海上の要求、並びに／又は所望の最大速度、並びに／又は推進力源の上限動力に関連する態様、並びに／又はプロペラの制限、並びに／又は潜在的な船舶及び／若しくは貨物の損傷の最小化に基づく値であり得る。制御装置１２で適用される上限動力値は、例えば、推進力源の上限動力に関連する態様及び／又はプロペラの制限に基づいて定められ得る。
【0086】
第２のパラメータ制限値は、ＩＣＥ１４の高すぎる動力出力のためにＩＣＥ１４が動作上の欠点を示し始める関連パラメータの閾値を形成する。第２のパラメータ制限値は、図４を参照して後述するように、ＩＣＥ１４の態様及び／又はパラメータに関連し得る。
【0087】
新しい又は整備済みのＩＣＥ１４の場合及び船舶２上の通常の運転状態下では、ＩＣＥ１４に関連する第２のパラメータ制限値に達する前に、推進力源４に関連する上限動力値に達する。しかしながら、船舶の特定の運転状態、例えば特定の海況及び／若しくは気象条件下並びに／又はＩＣＥの特定の運転状態、例えばＩＣＥ１４のメンテナンス状況に関連する状態及び／若しくは燃料エネルギー含有量の下では、上限動力値に達する前に第２のパラメータ制限値に達する可能性がある。
【0088】
一例として、ＩＣＥ１４の特定の構成要素が適切に動作していない場合、推進力源４が上限動力値に近いが、それ未満で動作されているとき、ＩＣＥ１４の推奨上限動力出力レベルに達する。
【0089】
ここでも、制御ユニット１６の上述した構成により、上述した両方の運転状態を考慮する。今回は、推進力源４に関連する上限動力値と、ＩＣＥ１４に関連する第２のパラメータ制限値とに関連している。制御ユニット１６は、運転パラメータ又はさらなる運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達したことに応答して、ＩＣＥ１４の動力出力を引き下げるように構成されるため、通常であれば推進力源４が上限動力値に近いところで動作されるであろうときに上限動力出力レベルを超えて動作することに起因して、ＩＣＥ１４が害を受け、且つ／又は非効率的に動作し、及び／若しくは環境に有害な方法で動作されないことが保証され得る。
【0090】
ＩＣＥ１４の動力出力は、ＩＣＥ１４のシリンダに噴射される燃料の量を減らすことによって及び／又は後述する方法で引き下げられ得る。
【0091】
推進力源の推進力の現在値が、ＩＣＥ１４のパラメータを測定することを介して、動力出力測定装置２０、２０’を利用して間接的に決定される場合、第１又は第２のパラメータ制限値と比較される、決定されたＩＣＥ１４の運転パラメータ又はさらなる運転パラメータは、推進力の現在値を間接的に決定するために利用されるパラメータと異なるＩＣＥ１４のパラメータであり得る。
【0092】
いくつかの実施形態によれば、制御装置１２は、視覚的及び／又は聴覚的な指示手段５０を含み得る。運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達する場合、制御ユニット１６は、以下を行うように構成され得る：
－ 下限動力値を引き上げること。
－ 視覚的及び／又は聴覚的な指示手段５０を介して下限動力値の引き上げを示すこと。
このようにして、ＩＣＥ１４の動力出力の引き上げは、主に推進力源４の推進力に関連する状態に基づいて制御ユニット１６によって制御される。すなわち、ＩＣＥ１４の第１のパラメータ制限値に達する前に、推進力源４の下限動力値に達する。さらに、船舶上の人員は、視覚的及び／又は聴覚的な指示手段５０を介して、引き上げられた下限動力値を認識することになり、したがって船舶を制御する際、推進力源４の下限動力出力のそれに続く引き上げを考慮に入れることができる。
－ 下限動力値を引き上げること。
－ 視覚的及び／又は聴覚的な指示手段５０を介して下限動力値の引き上げを示すこと。
このようにして、ＩＣＥ１４の動力出力の引き上げは、主に推進力源４の推進力に関連する状態に基づいて制御ユニット１６によって制御される。すなわち、ＩＣＥ１４の第１のパラメータ制限値に達する前に、推進力源４の下限動力値に達する。さらに、船舶上の人員は、視覚的及び／又は聴覚的な指示手段５０を介して、引き上げられた下限動力値を認識することになり、したがって船舶を制御する際、推進力源４の下限動力出力のそれに続く引き上げを考慮に入れることができる。
【0093】
いくつかの実施形態によれば且つ方法１００を参照して後述するように、制御装置１２は、いかなる視覚的及び／又は聴覚的な指示手段５０も含まなくてもよい。したがって、制御ユニット１６は、運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達したことに応答して、下限動力出力値の引き上げを示すことなく、下限動力出力値を引き上げるように構成され得る。
【0094】
純粋に一例として述べれば、下限動力値の引き上げは、例えば、推進力源４の最大動力出力に応じて、０．５％若しくは１．０％又は２～１０％など、より大きい値であり得る。最大動力出力が大きいほど、下限動力値の引き上げが小さくなる。
【0095】
視覚的及び／又は聴覚的な指示手段５０は、船舶２上の人員に視覚的及び／又は聴覚的な情報を提供するためのスクリーン、及び／又はランプ、及び／又はディスプレイ、及び／又はスピーカー、及び／又はブザー、及び／又は同様の装置を含み得る。視覚的及び／又は聴覚的な指示手段５０は、ユーザインタフェース２１の一部を形成し得る。
【0096】
視覚的及び／又は聴覚的な指示手段５０は、下限動力値の実際の引き上げを数字、例えば引き上げの割合で表示し得るか、又は引き上げ後に利用可能な推進力源４の動力ウィンドウを表示し得る。代替的に、視覚的指示手段５０は、例えば、推進力源４の動力ウィンドウの下限を表す線を移動させることにより、下限動力値の引き上げをグラフィカルに表示し得る。
【0097】
船舶のいくつかの運転状態下でＩＣＥ１４の第１のパラメータ制限値に再び達する場合、下限動力値をさらに引き上げ得る。
【0098】
いくつかの実施形態によれば、運転パラメータの現在値又はさらなる運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達する場合、制御ユニット１６は、以下を行うように構成され得る：
－ 上限動力値を引き下げること。
－ 視覚的及び／又は聴覚的な指示手段５０を介して上限動力値の引き下げを示すこと。
このようにして、ＩＣＥ１４の動力出力の引き下げは、主に推進力源４の推進力に関する状態に基づいて制御ユニット１６によって制御される。すなわち、ＩＣＥ１４の第２のパラメータ制限値に達する前に、推進力源４の上限動力値に達する。さらに、船舶上の人員は、視覚的及び／又は聴覚的な指示手段５０を介して、引き下げられた上限動力値を認識し、したがって船舶を制御する際、推進力源４の上限動力出力のそれに続く引き下げを考慮に入れることができる。
－ 上限動力値を引き下げること。
－ 視覚的及び／又は聴覚的な指示手段５０を介して上限動力値の引き下げを示すこと。
このようにして、ＩＣＥ１４の動力出力の引き下げは、主に推進力源４の推進力に関する状態に基づいて制御ユニット１６によって制御される。すなわち、ＩＣＥ１４の第２のパラメータ制限値に達する前に、推進力源４の上限動力値に達する。さらに、船舶上の人員は、視覚的及び／又は聴覚的な指示手段５０を介して、引き下げられた上限動力値を認識し、したがって船舶を制御する際、推進力源４の上限動力出力のそれに続く引き下げを考慮に入れることができる。
【0099】
いくつかの実施形態によれば且つ方法１００を参照して後述するように、制御装置１２は、いかなる視覚的及び／又は聴覚的な指示手段５０も含まなくてもよい。したがって、制御ユニット１６は、運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達したことに応答して、上限動力出力値の引き下げを示すことなく、上限動力出力値を引き下げるように構成され得る。
【0100】
純粋に一例として述べれば、上限動力値の引き下げは、例えば、推進力源４の最大動力出力に応じて、０．５％若しくは１．０％又は２～１０％など、より大きい値であり得る。最大動力出力が大きいほど、上限動力値の引き下げが小さくなる。
【0101】
視覚的及び／又は聴覚的な指示手段５０は、上限動力値の実際の引き下げを数字、例えば引き下げの割合で表示し得るか、又は引き下げ後に利用可能な推進力源４の動力ウィンドウを表示し得る。代替的に、視覚的指示手段５０は、例えば、推進力源４の動力ウィンドウの上限を表す線を移動させることにより、上限動力値の引き下げをグラフィカルに表示し得る。
【0102】
船舶のいくつかの運転状態下でＩＣＥ１４の第２のパラメータ制限値に再び達する場合、上限動力値をさらに引き下げ得る。
【0103】
初期状態では、それぞれの下限及び上限動力値は、上述の考察に従って設定された開始値であり得る。上述した下限動力値の引き上げ及び上限動力値の引き下げは、それぞれの下限及び上限動力値が船舶及び／又はＩＣＥ１４の現在の運転状態に適合され得ることを伴う。船舶及び／又はＩＣＥ１４の正常な運転状態が再び確立されると、下限動力値及び上限動力値の一方又は両方は、元の開始値にリセットされ得るか、又は新たな要求又は要望に対応する新たな開始値にリセットされ得る。
【0104】
推進力源４が、プロペラシャフト６に接続されたさらなる内燃機関１４’を含むいくつかの実施形態によれば、制御ユニット１６は、
－ 内燃機関１４の動力出力を引き上げるために、さらなる内燃機関１４’の動力出力を引き下げること
を行うように構成され得る。このようにして、推進力源４の集合的な動力出力が維持され得る一方、ＩＣＥ１４は、第１のパラメータ制限値に対応する動力出力を上回る動力出力で動作される。
－ 内燃機関１４の動力出力を引き上げるために、さらなる内燃機関１４’の動力出力を引き下げること
を行うように構成され得る。このようにして、推進力源４の集合的な動力出力が維持され得る一方、ＩＣＥ１４は、第１のパラメータ制限値に対応する動力出力を上回る動力出力で動作される。
【0105】
さらなるＩＣＥ１４’の動力出力の引き下げは、いくつかの状況下において、さらなるＩＣＥ１４’が遮断され、且つ／又はプロペラシャフトから切り離されることを伴う場合がある。
【0106】
推進力源４が、プロペラシャフト６に接続されたさらなる内燃機関１４’を含むいくつかの実施形態によれば、制御ユニット１６は、
－ 内燃機関１４の動力出力を引き下げるために、さらなる内燃機関１４’の動力出力を引き上げること
を行うように構成され得る。このようにして、推進力源４の集合的な動力出力が維持され得る一方、ＩＣＥ１４は、第２のパラメータ制限値に対応する動力出力よりも低い動力出力で動作される。
－ 内燃機関１４の動力出力を引き下げるために、さらなる内燃機関１４’の動力出力を引き上げること
を行うように構成され得る。このようにして、推進力源４の集合的な動力出力が維持され得る一方、ＩＣＥ１４は、第２のパラメータ制限値に対応する動力出力よりも低い動力出力で動作される。
【0107】
さらなるＩＣＥ１４’の動力出力の引き上げは、いくつかの状況下において、さらなるＩＣＥ１４’が遮断状態から始動され、且つ／又は切り離された状態からプロペラシャフトに接続されることを伴う場合がある。
【0108】
いくつかの実施形態によれば、船舶は、プロペラシャフト６に接続された可変ピッチプロペラ８を含み得る。制御ユニット１６は、
－ 内燃機関１４の動力出力を引き下げるために、可変ピッチプロペラ８のピッチを引き下げること
を行うように構成され得る。このようにして、可変ピッチプロペラ８のピッチを引き下げることでＩＣＥ１４の負荷が低減される。したがって、ＩＣＥ１４の動力出力は、ピッチの低減後に第２のパラメータ制限値に対応する動力出力を下回る。
－ 内燃機関１４の動力出力を引き下げるために、可変ピッチプロペラ８のピッチを引き下げること
を行うように構成され得る。このようにして、可変ピッチプロペラ８のピッチを引き下げることでＩＣＥ１４の負荷が低減される。したがって、ＩＣＥ１４の動力出力は、ピッチの低減後に第２のパラメータ制限値に対応する動力出力を下回る。
【0109】
同様に、制御ユニット１６は、
－ ＩＣＥ１４の動力出力を引き上げるために、可変ピッチプロペラ８のピッチを引き上げること
を行うように構成され得る。このようにして、可変ピッチプロペラ８のピッチを引き上げることでＩＣＥ１４の負荷が引き上げられ得る。したがって、ＩＣＥ１４の動力出力は、ピッチを引き上げた後、第１のパラメータ制限値に対応する動力出力を上回る。
－ ＩＣＥ１４の動力出力を引き上げるために、可変ピッチプロペラ８のピッチを引き上げること
を行うように構成され得る。このようにして、可変ピッチプロペラ８のピッチを引き上げることでＩＣＥ１４の負荷が引き上げられ得る。したがって、ＩＣＥ１４の動力出力は、ピッチを引き上げた後、第１のパラメータ制限値に対応する動力出力を上回る。
【0110】
可変ピッチプロペラは、そのようなものとして知られており、本明細書でさらに説明しない。
【0111】
いくつかの実施形態によれば、少なくとも１つのセンサ１８は、以下の１つであり得る：
－ ターボチャージャ２４の回転速度センサ。
－ ターボチャージャ２４の圧力センサ。
－ ターボチャージャ２４の温度センサ。
－ シリンダ装置２２の温度センサ。
－ 燃焼室２６の圧力センサ。
このようにして、運転パラメータ及び／又はさらなる運転パラメータは、そのようなセンサによって測定されるパラメータの１つに直接的又は間接的に関連し得る。
－ ターボチャージャ２４の回転速度センサ。
－ ターボチャージャ２４の圧力センサ。
－ ターボチャージャ２４の温度センサ。
－ シリンダ装置２２の温度センサ。
－ 燃焼室２６の圧力センサ。
このようにして、運転パラメータ及び／又はさらなる運転パラメータは、そのようなセンサによって測定されるパラメータの１つに直接的又は間接的に関連し得る。
【0112】
したがって、上述のセンサは、公知であり、本明細書でこれ以上説明しない。少なくとも１つのセンサ１８は、ＩＣＥ１４の少なくとも１つの運転パラメータを連続的又は断続的に感知及び／又は測定するように構成される。制御ユニット１６は、少なくとも１つのセンサ１８から、運転パラメータに関連する感知及び／又は測定されたデータを受信するように構成される。このようにして、制御ユニット１６は、ＩＣＥ１４の運転パラメータの現在値を決定するように構成される。
【0113】
同様に、動力出力測定装置２０、２０’は、推進力源４の推進力に関連する少なくとも１つのパラメータ又はデータを連続的又は断続的に感知及び／又は測定するように構成される。制御ユニット１６は、感知及び／又は測定されたパラメータ及び／又はデータを受信するように構成される。このようにして、制御ユニット１６は、動力出力測定装置２０、２０’を利用して、推進力源４の推進力の現在値を決定するように構成される。
【0114】
図２及び３では、少なくとも１つのセンサ１８及び動力出力測定装置２０、２０’は、概略的にのみ示されている。したがって、システム１０における少なくとも１つのセンサ１８及び動力出力測定装置２０、２０’の実際の位置は、センサ及び動力出力測定装置２０、２０’の種類並びに感知及び／又は測定されるパラメータに依存する。
【0115】
図４は、船舶のプロペラシャフトに適用される推進力出力を制御する方法１００を示す。
【0116】
方法１００は、図１を参照して上述したような船舶２と、図２及び３に関連して上述したようなシステム１０とに関連して実行することができる。したがって、以下では、図１～３を同様に参照する。このように、船舶２は、推進力源４と、プロペラシャフト６とを含む。推進力源４は、プロペラシャフト６に接続されたＩＣＥ１４を含む。
【0117】
方法１００は、以下のステップを含む：
－ 推進力源４によって推進力を生成するステップ１０２。
－ 推進力源４の推進力の現在値を決定するステップ１０４。
－ ＩＣＥ１４の運転パラメータの現在値を決定するステップ１０６。運転パラメータは、推進力と異なるパラメータである。
－ 推進力の現在値を下限動力値と比較するステップ１０８。
－ 運転パラメータの現在値を第１のパラメータ制限値と比較するステップ１１０。
推進力の現在値が下限動力値と等しいか若しくはそれを下回る場合、及び／又は運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達する場合、方法１００は、
－ ＩＣＥ１４の動力出力を引き上げるステップ１１２
を含む。
－ 推進力源４によって推進力を生成するステップ１０２。
－ 推進力源４の推進力の現在値を決定するステップ１０４。
－ ＩＣＥ１４の運転パラメータの現在値を決定するステップ１０６。運転パラメータは、推進力と異なるパラメータである。
－ 推進力の現在値を下限動力値と比較するステップ１０８。
－ 運転パラメータの現在値を第１のパラメータ制限値と比較するステップ１１０。
推進力の現在値が下限動力値と等しいか若しくはそれを下回る場合、及び／又は運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達する場合、方法１００は、
－ ＩＣＥ１４の動力出力を引き上げるステップ１１２
を含む。
【0118】
上述したように、このようにして、ＩＣＥ１４が好ましくない低動力出力状態で運転されることが防止される。
【0119】
方法１００のいくつかの実施形態によれば、運転パラメータの現在値が第１のパラメータ制限値に達する場合、方法１００は、
－ 下限動力値を引き上げるステップ１１４
を含み得る。このようにして、下限動力値は、ＩＣＥ１４の現在の運転状態に適合され得る。
－ 下限動力値を引き上げるステップ１１４
を含み得る。このようにして、下限動力値は、ＩＣＥ１４の現在の運転状態に適合され得る。
【0120】
下限動力を引き上げるステップ１１４が実行されている方法１００のいくつかの実施形態によれば、方法１００は、
－ 下限動力値の引き上げを視覚的及び／又は聴覚的に示すステップ１１６
を含み得る。したがって、人員は、船舶２の変更された運転状態を認識することができる。
－ 下限動力値の引き上げを視覚的及び／又は聴覚的に示すステップ１１６
を含み得る。したがって、人員は、船舶２の変更された運転状態を認識することができる。
【0121】
方法１００のいくつかの実施形態によれば、方法１００は、
－ ＩＣＥ１４のさらなる運転パラメータの現在値を決定する任意選択的なステップ１１８であって、さらなる運転パラメータは、推進力と異なるパラメータである、任意選択的なステップ１１８
を含み得る。方法１００は、
－ 推進力の現在値を上限動力値と比較するさらなるステップ１２０と、
－ 運転パラメータの現在値又はさらなる運転パラメータの現在値を第２のパラメータ制限値と比較するさらなるステップ１２２と
を含み得る。推進力の現在値が上限動力値と等しいか若しくはそれを超える場合、及び／又は運転パラメータの現在値若しくはさらなる運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達する場合、方法１００は、
－ ＩＣＥ１４の動力出力を引き下げるステップ１２４
を含み得る。
－ ＩＣＥ１４のさらなる運転パラメータの現在値を決定する任意選択的なステップ１１８であって、さらなる運転パラメータは、推進力と異なるパラメータである、任意選択的なステップ１１８
を含み得る。方法１００は、
－ 推進力の現在値を上限動力値と比較するさらなるステップ１２０と、
－ 運転パラメータの現在値又はさらなる運転パラメータの現在値を第２のパラメータ制限値と比較するさらなるステップ１２２と
を含み得る。推進力の現在値が上限動力値と等しいか若しくはそれを超える場合、及び／又は運転パラメータの現在値若しくはさらなる運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達する場合、方法１００は、
－ ＩＣＥ１４の動力出力を引き下げるステップ１２４
を含み得る。
【0122】
上述したように、このようにして、ＩＣＥ１４が好ましくない高い動力出力状態下で動作されることが防止される。
【0123】
方法１００のいくつかの実施形態によれば、運転パラメータの現在値又はさらなる運転パラメータの現在値が第２のパラメータ制限値に達する場合、方法１００は、
－ 上限動力値を引き下げるステップ１２６
を含み得る。このようにして、上限動力値は、ＩＣＥ１４の現在の運転状態に適合され得る。
－ 上限動力値を引き下げるステップ１２６
を含み得る。このようにして、上限動力値は、ＩＣＥ１４の現在の運転状態に適合され得る。
【0124】
方法１００のいくつかの実施形態によれば、上限動力値を引き下げるステップが実行され、方法１００は、
－ 上限動力値の引き下げを視覚的及び／又は聴覚的に示すステップ１２８
を含み得る。したがって、人員は、船舶２の変更された運転状態を認識することができる。
－ 上限動力値の引き下げを視覚的及び／又は聴覚的に示すステップ１２８
を含み得る。したがって、人員は、船舶２の変更された運転状態を認識することができる。
【0125】
推進力源４が、プロペラシャフト６に接続されたさらなるＩＣＥ１４’を含む方法１００のいくつかの実施形態によれば、ＩＣＥ１４の動力出力を引き上げるステップ１１２は、
－ さらなるＩＣＥ１４’の動力出力を引き下げるステップ１３０
を含み得る。したがって、さらなるＩＣＥ１４’の動力出力を引き下げるステップは、さらなるＩＣＥ１４’の動力出力を引き下げる前と同じ推進力出力が船舶２のプロペラシャフト６に適用されることを維持するために、ＩＣＥ１４の動力出力を引き上げることを提供し得る。
－ さらなるＩＣＥ１４’の動力出力を引き下げるステップ１３０
を含み得る。したがって、さらなるＩＣＥ１４’の動力出力を引き下げるステップは、さらなるＩＣＥ１４’の動力出力を引き下げる前と同じ推進力出力が船舶２のプロペラシャフト６に適用されることを維持するために、ＩＣＥ１４の動力出力を引き上げることを提供し得る。
【0126】
図２及び３を参照して上述したように、さらなるＩＣＥ１４’の動力出力を引き下げるステップ１３０は、さらなるＩＣＥ１４’が遮断され、且つ／又はプロペラシャフトから切り離されることを伴うことがある。
【0127】
推進力源４が、プロペラシャフト６に接続されたさらなるＩＣＥ１４’を含む方法１００のいくつかの実施形態によれば、ＩＣＥ１４の動力出力を引き下げるステップ１２４は、
－ さらなるＩＣＥ１４’の動力出力を引き上げるステップ１３２
を含み得る。したがって、さらなるＩＣＥ１４’の動力出力を引き上げるステップ１３２は、さらなるＩＣＥ１４’の動力出力を引き上げる前と同じ推進力出力が船舶２のプロペラシャフト６に適用されることを維持するために、ＩＣＥ１４の動力出力を引き下げることを提供し得る。
－ さらなるＩＣＥ１４’の動力出力を引き上げるステップ１３２
を含み得る。したがって、さらなるＩＣＥ１４’の動力出力を引き上げるステップ１３２は、さらなるＩＣＥ１４’の動力出力を引き上げる前と同じ推進力出力が船舶２のプロペラシャフト６に適用されることを維持するために、ＩＣＥ１４の動力出力を引き下げることを提供し得る。
【0128】
図２及び３を参照して上述したように、さらなるＩＣＥ１４’の動力出力を引き上げるステップ１３２は、さらなるＩＣＥ１４’を起動し、且つ／又はプロペラシャフトに接続することを伴い得る。
【0129】
船舶２が、プロペラシャフト６に接続された可変ピッチプロペラ８を含むいくつかの実施形態によれば、ＩＣＥ１４の動力出力を引き下げるステップ１２４は、
－ 可変ピッチプロペラ８のピッチを引き下げるステップ１３４
を含み得る。このようにして、ＩＣＥ１４の負荷、したがってＩＣＥ１４の動力出力を引き下げることができる。
－ 可変ピッチプロペラ８のピッチを引き下げるステップ１３４
を含み得る。このようにして、ＩＣＥ１４の負荷、したがってＩＣＥ１４の動力出力を引き下げることができる。
【0130】
同様に、いくつかの実施形態によれば、ＩＣＥ１４の動力出力を引き上げるステップ１１２は、
－ 可変ピッチプロペラ８のピッチを引き上げるステップ１３６
を含み得る。このようにして、ＩＣＥ１４の負荷、したがってＩＣＥ１４の動力出力を引き上げることができる。
－ 可変ピッチプロペラ８のピッチを引き上げるステップ１３６
を含み得る。このようにして、ＩＣＥ１４の負荷、したがってＩＣＥ１４の動力出力を引き上げることができる。
【0131】
上述したように、運転パラメータ及び／又はさらなる運転パラメータは、ＩＣＥ１４のターボチャージャ２４及び／又はＩＣＥ１４のシリンダ装置２２に関連し得る。
【0132】
以下では、ターボチャージャ２４及びシリンダ装置２２の例示的な運転パラメータ並びに特にその下限及び／又は上限動力出力レベルにおけるＩＣＥ１４の運転状態を決定するためのそれらの使用について考察する。
【0133】
いくつかの実施形態によれば、運転パラメータ及び／又はさらなる運転パラメータは、ＩＣＥ１４がその出力シャフトに適用する動力出力に関連し得る。これに関連して、ＩＣＥの出力シャフトに適用される動力出力は、船舶のプロペラシャフトに適用される推進力と必ずしも一致しないことに留意されたい。ＩＣＥの出力シャフトとプロペラシャフトとの間の１つ若しくは複数のトランスミッション及び／又はＩＣＥの出力シャフトとプロペラシャフトとの間に接続された１つ若しくは複数の動力取り出しユニット、ＰＴＯにより、ＩＣＥの出力シャフトに適用される動力出力は、プロペラシャフトに適用される推進力と異なる場合がある。
【0134】
後述する運転パラメータの少なくとも一部は、ＩＣＥ１４がその出力シャフトに適用する動力出力に間接的に関連するパラメータを形成する。
【0135】
いくつかの実施形態によれば、運転パラメータ及び／又はさらなる運転パラメータは、
－ ターボチャージャ２４の回転速度、
－ ターボチャージャ２４のタービン側の入口における温度、
－ ターボチャージャ２４のタービン側の出口における温度、
－ ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における圧力
の１つに関連し得る。このようにして、運転パラメータ及び／又はさらなる運転パラメータは、ターボチャージャ２４に関連し得る。
－ ターボチャージャ２４の回転速度、
－ ターボチャージャ２４のタービン側の入口における温度、
－ ターボチャージャ２４のタービン側の出口における温度、
－ ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における圧力
の１つに関連し得る。このようにして、運転パラメータ及び／又はさらなる運転パラメータは、ターボチャージャ２４に関連し得る。
【0136】
ターボチャージャ２４の低い回転速度は、ＩＣＥ１４がその低い動力出力レベルで動作していることを示し得る。したがって、第１のパラメータ制限値は、ターボチャージャ２４の下限回転速度閾値を表し得る。第１のパラメータ制限値は、ＩＣＥ１４の信頼できる及び／又は効率的な動作を許容する十分に低い給気圧力を表す回転速度であるように選択され得る。
【0137】
ターボチャージャ２４の高い回転速度は、ＩＣＥ１４がその上限動力出力レベルで動作していることを示し得る。したがって、第２のパラメータ制限値は、ターボチャージャ２４の上限回転速度閾値を表し得る。第２のパラメータ制限値は、ターボチャージャ２４の回転速度がターボチャージャ２４の最大許容回転速度を超えないように選択され得る。
【0138】
ターボチャージャ２４のタービン側の入口における高い温度は、ＩＣＥ１４が上限動力出力レベルで動作していることを示し得る。したがって、第２のパラメータ制限値は、ターボチャージャ２４のタービン側の入口における上限温度閾値を表し得る。第２のパラメータ制限値は、シリンダ装置の温度と相互に関連があるターボチャージャ２４のタービン側の入口における温度が、例えば、シリンダ装置の一部に損傷を与える可能性のある温度又はＩＣＥ１４の熱過負荷を引き起こす可能性のある温度を超えないように選択され得る。
【0139】
ターボチャージャ２４のタービン側の出口における高い温度は、ＩＣＥ１４がその下限動力出力レベルで動作していることを示し得る。高温は、ターボチャージャ２４が最適に動作しておらず、ＩＣＥ１４の排気ガスから抽出される仕事がターボチャージャ２４に対して指定されたものよりも少ないことを示し得る。したがって、第１のパラメータ制限値は、ターボチャージャ２４のタービン側の出口における上限温度を表し得る。第１のパラメータ制限値は、ＩＣＥ１４の排気ガスからの特定の仕事の抽出を示す温度を表すように選択され得る。
【0140】
ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における低い圧力は、ＩＣＥ１４がその下限動力出力レベルで動作していることを示し得る。したがって、第１のパラメータ制限値は、ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における下限圧力閾値を表し得る。第１のパラメータ制限値は、ＩＣＥ１４の信頼できる及び／又は効率的な動作が可能な十分に低い給気圧力を表すように選択され得る。
【0141】
ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における高い圧力は、ＩＣＥ１４がその上限動力出力レベルで動作していることを示し得る。したがって、第２のパラメータ制限値は、ターボチャージャ２４の上限圧力閾値を表し得る。第２のパラメータ制限値は、ターボチャージャ２４の給気圧力が、ＩＣＥ１４の最大許容給気圧力を超えないように選択され得る。
【0142】
いくつかの実施形態によれば、運転パラメータ及び／又はさらなる運転パラメータは、
－ シリンダ装置の温度、又は
－ 燃焼室内の圧力
の１つに関連し得る。このように、運転パラメータ及び／又はさらなる運転パラメータは、シリンダ装置２２に関連し得る。
－ シリンダ装置の温度、又は
－ 燃焼室内の圧力
の１つに関連し得る。このように、運転パラメータ及び／又はさらなる運転パラメータは、シリンダ装置２２に関連し得る。
【0143】
シリンダ装置２２の高い温度は、ＩＣＥ１４がその上限動力出力レベルで動作していることを示し得る。したがって、第２のパラメータ制限値は、シリンダ装置２２の上限温度閾値を表し得る。第２のパラメータ制限値は、シリンダ装置２２の温度が、例えば、シリンダ装置２２の一部に損傷を与える可能性のある温度又はＩＣＥ１４の熱過負荷を引き起こす可能性のある温度を超えないように選択され得る。
【0144】
燃焼室２６内の高い圧力は、ＩＣＥ１４が上限動力出力レベルで動作していることを示し得る。したがって、第２のパラメータ制限値は、燃焼室２６内の上限圧力閾値を表し得る。第２のパラメータ制限値は、燃焼室２６内の圧力がＩＣＥ１４に機械的又は熱的な過負荷を引き起こさないように選択され得る。
【0145】
発明によれば、運転パラメータ及び／又は選択的にさらなる運転パラメータは、
－ ターボチャージャ２４の回転速度と、ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における圧力との間の相関性、
－ ターボチャージャ２４の回転速度の微分値の絶対値、
－ ターボチャージャ２４の回転速度の振幅の変動、
－ ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における圧力の微分値の絶対値、
－ ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における圧力の振幅の変動、
－ ターボチャージャ２４のタービン４６にわたるエネルギー収支
の１つに関連し得る。このようにして、運転パラメータ及び／又はさらなる運転パラメータは、ターボチャージャ２４の動的な態様に関連する。
－ ターボチャージャ２４の回転速度と、ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における圧力との間の相関性、
－ ターボチャージャ２４の回転速度の微分値の絶対値、
－ ターボチャージャ２４の回転速度の振幅の変動、
－ ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における圧力の微分値の絶対値、
－ ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における圧力の振幅の変動、
－ ターボチャージャ２４のタービン４６にわたるエネルギー収支
の１つに関連し得る。このようにして、運転パラメータ及び／又はさらなる運転パラメータは、ターボチャージャ２４の動的な態様に関連する。
【0146】
ターボチャージャ２４の回転速度と、ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における圧力との間の低い又は一貫性のない相関性は、ＩＣＥ１４がその上限動力出力レベルで動作していることを示し得る。ターボチャージャ２４の回転速度と、ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における圧力との間の低い又は一貫性のない相関性は、ターボチャージャ２４のタービンの失速を示し得るものであり、この失速は、望ましくない。第２のパラメータ制限値は、ターボチャージャ２４の回転速度と、ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における圧力との間の相関性が特定の差又は特定の商を超えないように選択され得る。
【0147】
ターボチャージャ２４の回転速度の微分値の高い絶対値は、ＩＣＥ１４が動的な上限動力出力限界に近い状態で動作しており、ターボチャージャ２４の脈動的な回転を引き起こしていることを示し得る。ＩＣＥ１４の動的動作は、例えば、船舶が高波を通過するなどの特定の海況によって引き起こされることがある。ターボチャージャ２４の回転速度の微分値の高い絶対値は、ターボチャージャ２４の回転速度の変化が速いことを示す。このような速い変化は、排気ガスの流れが脈動していることを示しており、その結果、ターボチャージャ２４のタービン４６の失速を引き起こす可能性がある。ＩＣＥ１４の動力出力が低下すると、ＩＣＥ１４で生成される排気ガスが少なくなり、その結果、ターボチャージャの回転速度が低下し、コンプレッサ４８の出口側の圧力が低下する。したがって、ターボチャージャ２４の回転速度の変化が抑えられる。第２のパラメータ制限値は、ターボチャージャ２４の回転速度の変化中にタービン４６の失速が防止されるように選択され得る。より低い第２のパラメータ制限値は、ＩＣＥ１４のより低い平均動力出力におけるよりもＩＣＥ１４のより高い平均動力出力において選択され得る。
【0148】
ターボチャージャ２４の回転速度の振幅の変動は、ターボチャージャ２４の脈動回転中のターボチャージャ２４の最大回転速度と最小回転速度との差に関連する。ターボチャージャ２４の脈動回転は、例えば、船舶が高波の中を航行するなど、特定の海況によって引き起こされることがある。
【0149】
ターボチャージャ２４の回転速度の振幅の高い変動は、ＩＣＥ１４が動的な上限動力出力限界に近い状態で動作しており、ターボチャージャ２４の脈動的な回転を引き起こしていることを示し得る。ＩＣＥ１４の動的動作は、例えば、船舶が高波を通過するなどの特定の海況によって引き起こされることがある。ターボチャージャ２４の回転速度の振幅の高い変動は、ターボチャージャ２４の回転速度の変動が大きいことを示している。このような大きい変動は、排気ガスの流れが脈動していることを示し、その結果、ターボチャージャ２４のタービン４６の失速を引き起こす可能性がある。ＩＣＥ１４の動力出力が低下すると、ＩＣＥ１４で生成される排気ガスが少なくなり、その結果、ターボチャージャの回転速度が低下し、コンプレッサ４８の出口側の圧力が低下する。したがって、ターボチャージャ２４の回転速度の変化が抑えられる。第２のパラメータ制限値は、ターボチャージャ２４の回転速度の変化中にタービン４６の失速が防止されるように選択され得る。より低い第２のパラメータ制限値は、ＩＣＥ１４のより低い平均動力出力におけるよりもＩＣＥ１４のより高い平均動力出力において選択され得る。
【0150】
ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における圧力の微分値の高い絶対値は、ＩＣＥ１４が動的な上限動力出力限界に近い状態で動作しており、ターボチャージャ２４の脈動的な回転を引き起こしていることを示し得る。ＩＣＥ１４の動的動作は、例えば、船舶が高波を通過するなどの特定の海況によって引き起こされることがある。ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における圧力の微分値の高い絶対値は、ターボチャージャ２４の回転速度の変化が速いことを示している。このような速い変化は、排気ガスの流れが脈動していることを示しており、その結果、ターボチャージャ２４のタービン４６の失速を引き起こす可能性がある。ＩＣＥ１４の動力出力が低下すると、ＩＣＥ１４で生成される排気ガスが少なくなり、その結果、ターボチャージャの回転速度が低下し、コンプレッサ４８の出口側の圧力が低下する。したがって、ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口での圧力変化が抑えられる。第２のパラメータ制限値は、ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における圧力の変化中にタービン４６の失速が防止されるように選択され得る。より低い第２のパラメータ制限値は、ＩＣＥ１４のより低い平均動力出力におけるよりもＩＣＥ１４のより高い平均動力出力において選択され得る。
【0151】
ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における圧力の振幅の変動は、ターボチャージャ２４の脈動回転中のターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口での最大圧力と最小圧力との間の差に関連する。ターボチャージャ２４の脈動的な回転は、例えば、船舶が高波を通過するなど、特定の海況によって引き起こされることがある。
【0152】
ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口における圧力の振幅の高い変動は、ＩＣＥ１４が動的な上限動力出力限界に近い状態で動作しており、ターボチャージャ２４の脈動的な回転を引き起こしていることを示し得る。ＩＣＥ１４の動的動作は、例えば、船舶が高波を通過するなどの特定の海況によって引き起こされることがある。ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口での圧力の振幅の大きい変動は、ターボチャージャ２４のコンプレッサ側の出口での大きい圧力変動を示す。このような大きい変動は、排気ガスの流れが脈動していることを示し、その結果、ターボチャージャ２４のタービン４６の失速を引き起こす可能性がある。ＩＣＥ１４の動力出力が低下すると、ＩＣＥ１４で生成される排気ガスが少なくなり、その結果、ターボチャージャの回転速度が低下し、コンプレッサ４８の出口側の圧力が低下する。したがって、ターボチャージャ２４の回転速度の変化が抑えられる。第２のパラメータ制限値は、ターボチャージャ２４の圧力変化時にタービン４６の失速が防止されるように選択され得る。より低い第２のパラメータ制限値は、ＩＣＥ１４のより低い平均動力出力におけるよりもＩＣＥ１４のより高い平均動力出力において選択され得る。
【0153】
タービン４６にわたる低いエネルギー収支は、ＩＣＥ１４がその下限出力で動作していることを示し得る。したがって、第１のパラメータ制限値は、ターボチャージャ２４の下限エネルギー抽出閾値を表し得る。第１のパラメータ制限値は、ターボチャージャ２４のタービン４６における十分に高いエネルギー抽出を表すように選択され得る。タービン４６の入口側及び出口側の両方で温度及び圧力を測定することにより、タービン４６で抽出されたエネルギーを計算し、第１のパラメータ制限値を表す１つ又は複数の予想されるエネルギー抽出値と比較し得る。
【0154】
当業者は、船舶のプロペラシャフトに適用される推進力出力を制御する方法１００が、プログラムされた命令によって実施され得ることを理解するであろう。これらのプログラムされた命令は、通常、コンピュータプログラムによって構成される。このコンピュータプログラムは、コンピュータ又は制御ユニットで実行されると、コンピュータ又は制御ユニットが、本発明による方法ステップ１０２～１３４の少なくともいくつかなど、所望の制御を実行することを保証する。コンピュータプログラムは、通常、コンピュータプログラムが記憶された適切なデジタル記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品の一部である。
【0155】
当然のことながら、上述した運転パラメータ及び／又はＩＣＥ１４の他の運転パラメータの２つ又は３つ以上が決定され、それぞれのパラメータ制限値と比較され得る。いくつかの状態下では、特定の運転パラメータは、ＩＣＥ１４がその下限又は上限動力出力レベルで動作されていることを示し得る一方、他の状態下では、異なる運転パラメータは、ＩＣＥ１４がその下限又は上限動力出力レベルで動作されていることを示し得る。
【0156】
図５は、コンピュータによって実行されると、コンピュータに、本明細書で考察される態様及び／又は実施形態のいずれか１つに従って方法１００のステップを実行させる命令を含むコンピュータ可読記憶媒体９０の実施形態を示す。
【0157】
コンピュータ可読記憶媒体９０は、例えば、制御ユニット１６の１つ又は複数の計算ユニットにロードされると、いくつかの実施形態に従ってステップ１０２～１３４の少なくともいくつかを実行するためのコンピュータプログラムコードを有するデータキャリアの形態で提供され得る。データキャリアは、例えば、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＰＲＯＭ（プログラマブルリードオンリーメモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能ＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能ＰＲＯＭ）、ハードディスク、ＣＤ ＲＯＭディスク、メモリスティック、光記憶装置、磁気記憶装置又は機械可読データを非一時的に保持し得るディスク又はテープなどの任意の他の適切な媒体であり得る。コンピュータ可読記憶媒体９０は、サーバ上のコンピュータプログラムコードとしてさらに提供され得、例えばインターネット若しくはイントラネット接続を介して又は他の有線若しくは無線の通信システムを介して遠隔地から制御ユニット１６にダウンロードされ得る。
【0158】
図５に示すコンピュータ可読記憶媒体９０は、ＵＳＢメモリスティックの形態の非限定的な例である。
【0159】
前述の内容は、様々な例示的な実施形態を説明するものであり、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ定義されることを理解されたい。当業者であれば、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、例示の実施形態を変更することができ、例示の実施形態の異なる特徴を組み合わせて、本明細書に記載されたもの以外の実施形態を創出できることを理解するであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
