专利名称：用于配备有废热回收系统的船舶的控制设备及配备有该控制设备的船舶的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于配备有废热回收系统的船舶的控制设备以及配备有该控制设备的船舶。该废热回收系统包括内燃发动机、经由轴连接到内燃发动机的轴发电机、以及反馈控制设备，该反馈控制设备基于内燃发动机所需的燃料喷射量来执行内燃发动机的转速到内燃发动机的目标转速的反馈控制。
背景技术：
作为用于船舶的废热回收系统，存在一种发电系统，其中通过使用发动机的废气利用废气预热器来与从主发动机排出的废气执行热交换来驱动蒸汽轮机；以及一种系统， 其中通过借助发动机输出使轴发电机旋转来发电以便补偿船舶内的电负载。鉴于节省船舶中的能量已提出了这些类型的系统。例如，专利文献1(JP2007-001339A)公开了该系统，其中发动机的废气用于驱动燃气轮机并且部分地补偿船舶的电负载。在配备有燃气轮机的能量回收系统中，取决于发动机负载，在蒸汽轮机、燃气轮机和轴发电机之中确定电力的分配。配备有燃气轮机的传统废热回收系统的结构在图7中示出。图7的传统废热回收系统包括用于推进船舶的发动机51、用于促动发动机51的轴发电机52、通过发动机51的输出而旋转的推进器53、用于压缩待供应到发动机51的空气的增压器M、用于冷却来自增压器M的空气的冷却器55，由轴发电机52、发电机58和辅助发电机60产生的船内电力 61。另外，在该船舶中，设置废气预热器59以产生蒸汽。从发动机71排出的废气经由增压器或燃气轮机56供应到废气预热器。在废气预热器59中获得的蒸汽用于促动蒸汽轮机57，然后通过蒸汽轮机57和燃气轮机56驱动发电机58。水和蒸汽管线在图7中用虚线指示。蒸汽在冷凝器62中恢复成水，该冷凝器62 布置在蒸汽轮机57的下游侧。随后，水通过冷却器的热和用于冷却发动机51的壁的热被加热，然后供应到废气预热器59。水蒸发，从而产生蒸汽。参照图8，下文对如何控制配备有上述废热回收系统的船舶的燃料喷射量进行说明。在图8中，将推进器的目标转速给予控制单元41。控制单元41将推进器的目标转速转换成燃料喷射量并将该目标燃料喷射量发送到发动机的燃料喷射设备42。接下来，将来自轴发电机的辅助转矩加到与该燃料喷射量相对应的发动机输出上，然后将船舶阻力减去以执行推进器的转速计算43。在减法器44中获得推进器的目标转速(从操作者发送的推进器的指令转速)与推进器的实际输出之间的差。将推进器的实际输出修正为已被减掉的推进器的目标转速。基于该减掉的修正值，通过基于已被减掉的修正后的值控制喷射量， 来获得推进器的修正目标转速。由此，船舶的推进响应性得以改进。与此相比，专利文献2(JP2008_U6771A)公开了一种改进船舶的转向响应性的船用转舵装置。根据专利文献2，该船用转舵装置包括推进单元，其布置在船尾；控制单元，其用于控制该推进单元的推力；以及转向单元，其通过电促动器驱动用于使船舶转向；手柄， 其电连接到该电促动器以便将与操作量相应的驱动信号发送到电促动器并且由船舶驾驶员操作，其中该控制单元包括用于探测手柄操作的状态的转舵状态探测器、用于探测船舶的运行状态的运行状态探测器、用于发现推进单元的状态，诸如安装在船舶上的单元的数量的推进单元状态探测器，以及用于探测电促动器的状态的促动器状态探测器中的至少一个，并且其中该转舵装置进一步包括推进计算单元和推进控制单元，该推进计算单元用于基于由上述单元中的至少一个单元获得的探测状态来计算目标推进，而该推进控制单元用于根据由推进计算单元计算出的目标推进来控制推进单元的推进。
然而，专利文献2的设备改进了船舶的转向响应性，却没有增强船舶的推进响应性或没有响应于推进器的转速来控制发动机的状态。 通过在船舶内增加推进器和电力来确定发动机输出。过去，发动机输出，即发动机的燃料喷射量没有在考虑船舶内的推进器和电力的情况下进行控制。另外，操作者将推进器的指令转速作为指令发送以便基于该指令转速来控制发动机的燃料喷射量。此外，如有必要，则发电机(轴发电机)布置在发动机的输出轴上。推进器在发动机轴上旋转，因而船舶的速度基本由推进器的转速，即发动机的转速来确定。然而，最终对诸如波浪的状况的干扰阻力进行考虑。过去，在船舶的发动机舱中调节燃料喷射量以实现目标船舶速度。并且发动机控制没有在考虑船舶速度的情况下执行。在具有废热回收系统的船舶中，电力通过燃气轮机、蒸汽轮机、轴发电机等供应。 因而，当船内负载的迅速下降产生剩余电力时，轴发电机用作发电机以便消耗该剩余电力并且还辅助船舶的驱动力。因此，当船内负载的迅速下降产生剩余电力时，具有来自轴的辅助转矩的转矩干扰，因而船舶迅速地加速。[相关专利文献][专利文献][专利文献 1] JP2OO7-I339A[专利文献 2] JP2008-126771A
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种用于配备有废热回收系统的船舶的控制设备以及配备有该控制设备的船舶，其能够以改进的响应性来抑制由于船内负载的迅速下降导致的船舶速度的变化。要解决上述问题，本发明提出一种用于船舶的控制设备，该船舶配备有废热回收系统并且包括内燃发动机、通过输出轴Ia连接到该内燃发动机1的轴发电机2、用于将内燃发动机1和轴发电机2的输出传输到推进器3的发动机输出单元，以及用于包括内燃发动机1的船舶的废热回收系统9、6、7、12，该控制设备包括反馈控制器M，其基于由船舶操作者设定的推进器的目标转速与推进器的实际转速之间的差来控制内燃发动机1所需的燃料喷射量以便获得已经历反馈控制的标准燃料喷射量；以及前馈控制器25、26，该前馈控制器包括用于探测废热回收系统中产生的剩余电力并且判定是否具有电力剩余的电力剩余状态探测器30、用于根据轴发电机2的输出来计算用于驱动推进器3的发动机输出的发动机输出计算单元25，该轴发电机2通过剩余电力而用作电动机，以及用于基于发动机输出和发动机转速来计算用于内燃发动机的燃料喷射量的第一修正值的修正值计算单元26， 其中通过将自前馈控制器25 J6获得的第一修正值从自反馈控制器M获得的标准燃料喷射量中减去来对该标准燃料喷射量进行修正。根据本发明，通过将自前馈控制器25 J6获得的第一修正值从自反馈控制器M获得的标准燃料喷射量中减去来对该标准燃料喷射量进行修正，从而能够响应于由于船内负载的迅速下降导致的剩余电力而对燃料喷射量进行修正。由此，当船内负载迅速降低时，燃料喷射量能够控制为满足目标转速，因而能够以较好的响应性来控制船舶速度的变化。另外，优选该反馈控制器包括控制单元和修正单元，该控制单元具有转换信息以基于由船舶操作者设定的推进器的目标转速与推进器的实际转速之间的差来将推进器的目标转速转换成内燃发动机所需的标准燃料喷射量，而该修正单元用于通过第一修正值对从该控制单元获得的标准燃料喷射量进行修正。由此，能够调节内燃发动机的燃料喷射量并且能够控制船舶速度的变化以便即使当船内负载降低时也实现推进器的目标转速。由此，系统本身也能够得以简化。此外，还优选反馈控制器包括控制单元和修正单元，该控制单元用于基于由船舶操作者设定的推进器的目标转速与推进器的实际转速之间的差和由操作者设定的目标船舶速度与实际船舶速度之间的差来执行内燃发动机所需的标准燃料喷射量的反馈控制，而该修正单元用于通过第一修正值来对从该控制单元获得的标准燃料喷射量进行修正。以这种方式，通过考虑转速和船舶速度能够直接地将船舶速度调节到目标船舶速度。作为配备有废热回收系统的船舶，本发明提出一种船舶，该船舶配备有废热回收系统并且包括内燃发动机、通过输出轴连接到该内燃发动机的轴发电机、通过内燃发动机的输出经由轴发电机旋转的推进器，以及用于船舶和内燃发动机的废热回收系统，该船舶包括反馈控制器，其基于由船舶操作者设定的推进器的目标转速与推进器的实际转速之间的差来控制内燃发动机所需的燃料喷射量以便获得已经历反馈控制的标准燃料喷射量； 以及前馈控制器，其包括用于探测废热回收系统中产生的剩余电力并且判定是否具有剩余电力的电力剩余状态探测器、用于根据轴发电机的输出来计算用于驱动推进器的发动机输出的发动机输出计算单元，该轴发电机通过剩余电力而用作电动机、以及用于基于发动机输出和发动机转速来计算用于内燃发动机的燃料喷射量的第一修正值的修正值计算单元， 其中通过将从该前馈控制器获得的第一修正值从自反馈控制器获得的标准燃料喷射量中减去来对该标准燃料喷射量进行修正。由此，当船内负载迅速降低时，配备有废热回收系统的具有控制设备的船舶能够以较好的响应性抑制船舶速度的变化。此外，优选该反馈控制器包括控制单元和修正单元，该控制单元用于基于由船舶操作者设定的推进器的目标转速与推进器的实际转速之间的差和由操作者设定的目标船舶速度与实际船舶速度之间的差来执行内燃发动机所需的标准燃料喷射量的反馈控制，而该修正单元用于通过第一修正值来对从该控制单元获得的标准燃料喷射量进行修正。根据本发明，能够提供一种用于配备有废热回收系统的船舶的控制设备以及一种配备有该控制设备的船舶，其能够以改进的响应性抑制由于船内负载的迅速下降导致的船舶速度的变化。
图1是示出了应用本发明的配备有废热回收系统的船舶的总体结构的框图。图2是示出了作为第一优选实施例的用于控制图1的船舶的燃料喷射量的主要部件的框图，其中部件容纳在图1的控制单元中。图3(a)是二维映射，从该二维映射能够获得与轴发电机的输出相对应的发动机输出。该二维映射具有位于X轴上的轴发电机的输出和位于y轴上的发动机输出。图3(b) 是三维映射，从该三维映射能够获得与发动机的转速和发动机输出相对应的燃料喷射量。图4是示出了用于图1的判断电路的电力剩余状态探测器的框图。图5是示出了作为第二优选实施例的用于图1的船舶的燃料喷射量控制逻辑的部件的框图，其中部件容纳在图1的控制单元中。图6是示出了作为第三优选实施例的用于图1的船舶的燃料喷射量控制逻辑的部件的框图，其中部件容纳在图1的控制单元中。图7是与图1相对应并且示出了传统废热回收系统的结构的框图。图8是与图2相对应并且示出了用于传统船舶的燃料喷射量控制逻辑的框图。
具体实施例方式现在将参照附图对本发明的优选实施例进行详细描述。然而，预期的是如果没有特别指定，则尺寸、材料、形状、其相对位置等将被理解为仅仅是说明性的而不限制本发明的范围。首先，将参照图1到图4对关于第一优选实施例的船舶的燃料喷射量的控制进行说明。图1是示出了应用本发明的配备有废热回收系统的船舶的总体结构的框图。图1的废热回收系统具有用于推进船舶的发动机(内燃发动机)1、通过输出轴连接到发动机1的轴发电机2、通过发动机1的输出旋转的推进器3、用于压缩供应到发动机1的空气的增压器4、用于冷却来自增压器4的空气的冷却器5、发电机8、辅助发电机10，以及由轴发电机 2、发电机8和辅助发电机10供应的船内电力11。另外，附图示出了由于船舶内的电力的较少使用而具有剩余电力的状态。由发电机8发出的电力的一部分作为剩余电力供应到轴发电机2，这由粗线指示。一般地，船舶配备有废气预热器9。从发动机排出的废气经由增压器4或燃气轮机 6供应到废气预热器9。然后，废气预热器中产生的蒸汽促动蒸汽轮机7，并且与燃气轮机6 的输入一起使发电机8旋转。此处，废气预热器是专门用于船舶并且例如是安装在船舶的烟囱内部的装置。在此情形中，热交换管紧密地安装在该烟 中，将水引入热交换管中，从而在水与从主发动机排出的废气之间执行热交换。以这种方式，该装置产生蒸汽并且加热水。图1中所示的虚线指示了蒸汽和水的供应管线。蒸汽在冷凝器12中恢复成水，该冷凝器12布置在蒸汽轮机7的下游侧。水通过冷却器的热和用于冷却发动机的壁的热被加热，然后供应到废气预热器9，在该废气预热器9处，水蒸发而产生蒸汽。在上述的废热回收系统中，用于整个船舶的电力由连接到燃气轮机6和蒸汽轮机7的发电机8、轴发电机2和辅助发电机10供应。因而，当船舶的负载迅速降低并且产生剩余电力时，电力供应到轴发电机2并且该轴发电机用作电动机以消耗该剩余电力并且辅助发动机1的航行动力，如图1中所示。具体地，在判断电路30中，通过使用如下公式来判定是否具有等于阈值或小于阈值的剩余电力{(发电机8+轴发电机2+辅助发电机10)-(船舶内所需的电力+阈值)}=剩余电力如果判定具有不小于该阈值的剩余电力，则将电力供应到轴发电机，使得轴发电机2能够用作电动机以辅助推进器的输出。以这种方式，能够使用剩余电力，但是这还能够导致来自轴发电机的辅助转矩干扰，并且由此，预期速度恒定的船舶迅速地加速。鉴于此问题，本发明提出执行图2中所示的如下控制。图2是示出了作为第一优选实施例的用于控制图1的船舶的燃料喷射量的主要部件的框图，其中部件容纳在图1的控制单元中。如图2中所示，一旦控制单元21接收基于由船舶操作者要求的转速而设定的推进器的目标转速，则控制单元21的控制单元本体21a 将推进器的目标转速转换成标准燃料喷射量。接下来，修正单元21b基于修正值修正该标准燃料喷射量，将在下文对其进行描述。将已修正的标准燃料喷射量给予发动机的燃料喷射单元22的促动器27。同时，判断电路30探测由于船内负载的迅速降低而发出的剩余电力的量。当判定出具有剩余电力时，图2的发动机输出计算单元25根据图3(a)的映射A来计算发动机输出，将在下文对其进行描述。该发动机输出对应于轴发电机的输出。此处，发动机输出是内燃发动机的输出和用作电动机的轴发电机的输出(辅助转矩)的总和。利用映射A，能够计算与轴发电机输出相对应的发动机输出。该映射是轴发电机在X轴上且发动机输出在Y轴上的二维映射。通过在映射中输入轴发电机的输出能够容易地获得发动机输出。并且，修正值计算单元沈计算与发动机输出和发动机转速相对应的燃料喷射量的修正值。具体地，与发动机输出相对应的燃料喷射量的修正值能够通过输入从映射A获得的发动机输出的发动机转速来计算。修正单元21b将从剩余电力获得的燃料喷射量的修正值从自控制单元本体21a获得的标准燃料喷射量中减去以便获得修正的目标燃料喷射量。将该修正的燃料喷射量传送到燃料喷射单元22的促动器27。以这种方式，通过如上所述的前馈控制来执行对要最终供应到内燃发动机的燃料喷射量(修正的燃料喷射量)进行修正的控制。另外，图2的内燃发动机1是机械控制的发动机，该发动机具有用于机械地控制燃料喷射量的促动器。例如，能够使用齿条式的燃料喷射量调节器。电子调速器式的电子控制发动机可用于通过电子信号来控制燃料喷射量。接下来，将与要供应到内燃发动机的修正的燃料喷射量相对应的内燃发动机的输出和来自轴发电机的辅助转矩相加。并且减去诸如船舶阻力的航行负载，然后执行转速计算23以获得发动机(推进器)的转速。最后，减法器M计算推进器的目标转速与实际转速之间的差。另外，发动机输出计算单元25和修正值计算单元沈使用预先准备的映射A和映射B。图3 (a)的映射A是二维映射并且用于计算与轴发电机2的输出相对应的发动机输出(参见图1)。此外，图3(b)的映射B是三维映射并且用于计算与发动机输出和发动机转速两者对应的燃料喷射量。以这种方式，通过直接地探测轴发电机的输出，能够根据图3(a)的映射A和图 3(b)的映射B容易地计算燃料喷射量。代替通过使用映射来计算，还能够通过使用具有转换因数的公式来依次计算燃料喷射量。图1的用于判定剩余电力状态的判断电路30在图4中示出。船舶内的电力通过连接到燃气轮机6和蒸汽轮机7的发电机，以及轴发电机2来供应。此外，当内燃发动机(主发动机)停止时，辅助发电机10正常促动。在判断电路30中，必需电力计算单元31通过探测船舶内的每个电子设备的电压和电流来计算为船舶所必需的电力。同时，在配备有废热回收系统的船舶中，加法器33通过将发电机8的输出和轴发电机2以及在某些情形中辅助发电机10的输出相加来计算电力供应量。因此，在判断电路30中通过将用于船舶的必需电力从电力供应量中减去能够获得剩余电力。另外，剩余电力状态探测单元36通过将已得到的剩余电力和已预先设定的阈值35相比较来判定剩余电力状态。当已得到的剩余电力超过该阈值时，判断电路30判定出具有剩余电力。一旦在判断电路30中判定出船舶处于电力剩余状态，则执行图2中所示的上述控制。以这种方式，当如图4中所示判定出具有剩余电力时，执行前馈控制以对内燃发动机的燃料喷射量进行修正来实现推进器的目标转速，导致即使当船内负载迅速下降时也抑制船舶速度的变化。[第二优选实施例]现在，参照图5对关于第二优选实施例的燃料喷射量控制进行说明。第二优选实施例的废热回收系统的总体结构与图1的类似，因而不对其结构进行进一步说明。另外，在第二优选实施例中，将电子控制的发动机用作内燃发动机1，该电子控制的发动机通过电子调速器来电子控制燃料喷射。图5是示出了关于第二优选实施例的船用燃料喷射量控制逻辑的部件的框图。尽管在图2中使用机械促动器作为用于控制燃料喷射的控制单元，但是在图5中使用电子控制的发动机来通过电子调速器等电子地控制燃料喷射。在图5中，根据由船舶操作者设定的推进器的要求转速来获得推进器的目标转速。然后，控制单元21将推进器的目标转速转换成标准燃料喷射量。接下来，基于在将推进器的目标转速转换成标准燃料喷射量的控制单元21的控制单元本体21a中计算的修正值来对该标准燃料喷射量进行修正。接下来，修正单元21b基于在发动机输出计算单元25 和修正值计算单元沈中计算的修正值来对该标准燃料喷射量进行修正。然后，基于该修正的燃料喷射量来控制燃料喷射单元22的电子调速器的开度。在此情形中，因为用于电子控制内燃发动机的燃料喷射的电子调速器是电子控制的，所以标准燃料喷射量和燃料喷射量修正值均经历A/D转换以作为数字转换信息来进行计算以便获得修正的燃料喷射量。在下文中，为简要地对图5进行说明，对由于船内负载的迅速降低而产生的剩余电力的量进行探测并且一旦判定出具有剩余电力，则发动机输出计算单元25计算与轴轮机的输出相对应的发动机输出。接下来，在修正值计算单元26中计算与发动机的转速和发动机输出相对应的燃料喷射修正值。以与第一优选实施例类似的方式，一旦探测到电力剩余，则根据映射A和映射B来获得发动机输出和燃料喷射修正值的计算。将通过执行前馈控制由剩余电力获得的燃料喷射修正值输入到控制单元21以便获得已通过将燃料喷射量修正值从根据推进器的转速计算的燃料喷射量中减去而已经修正的燃料喷射量，输入已修正的目标燃料喷射，并且最后控制将最终供给到发动机的燃料
喷射量。接下来，将来自轴发电机的辅助转矩加到燃料喷射量，然后从该燃料喷射量中减去诸如船舶阻力的航行负载。随后，执行转速计算23。减法器计算推进器的已被反馈的目标转速与推进器的实际输出之间的差。以这种方式，在使用电子控制的发动机的情形中，能够使用第一优选实施例的控制逻辑(参照图2、并且进一步地还能够使用已预先在控制单元21中准备的燃料喷射信息，该控制单元21是主发动机的调速器。因而，以与第一优选实施例类似的方式，当判定出具有剩余电力时，能够调节内燃发动机的燃料喷射量并且能够控制船舶速度的变化以便即使当船内负载下降时也实现推进器的目标转速。由此，燃料喷射量能够利用一根信号线发送到促动器，因而系统本身也能够得以简化。[第三优选实施例]现在，参照图6对关于第三优选实施例的燃料喷射量控制进行说明。第三优选实施例的废热回收系统的总体结构与图1的类似，因而不对其结构进行进一步说明。另外，在第三优选实施例中，以与第二优选实施例相同的方式，将电子控制燃料喷射的电子控制的发动机用作内燃发动机1。在第三优选实施例中，将船舶速度直接控制到由船舶操作者要求的目标速度。船舶速度的控制逻辑在图6中示出。与图5不同，图6显示了用于对船舶定位的GPS 42、用于根据来自GPS的数据来计算船舶速度的实际输出的船舶速度计算单元43、用于基于来自船舶操作者的要求来设定目标船舶速度的船舶速度设定单元44，以及用于计算目标船舶速度与实际船舶速度之间的差的差计算单元45。基于来自该差计算单元的信号，通过GPS来探测船舶速度并且抑制船舶速度的变化，使得该速度保持恒定。另外，对已在控制单元21中被修正的第一修正燃料喷射量进行进一步修正以便获得考虑到了船舶速度的变化的第二修正燃料喷射量。在图6中，一旦要求的船舶转速和要求的船舶速度由船舶操作者设定，则要求的发动机的转速和要求的船舶速度在控制单元21中经历第一和第二修正以转换成与目标燃料喷射量相对应的信号。基于与该修正后的燃料喷射量相对应的信号来控制燃料喷射单元 22的电子调速器的开度。当将电子控制的发动机用作发动机1时，能够在控制单元21中输入燃料喷射量的转换信息和由GPS探测到的船舶速度。以与第一和第二优选实施例类似的方式，探测由于船内负载的迅速降低而产生的剩余电力的量并且一旦判定出具有剩余电力，则发动机输出计算单元25计算与轴轮机的输出相对应的发动机输出。接下来，在修正值计算单元26中计算与发动机的转速和发动机输出相对应的燃料喷射修正值。以与第一优选实施例类似的方式，一旦探测到剩余电力，则根据映射A和映射B来获得发动机输出和燃料喷射修正值的计算。在第三优选实施例中，通过在前馈控制中由剩余电力获得的第一燃料喷射量修正值和基于船舶速度的变化计算的第二燃料喷射量修正值来对目标燃料喷射量进行修正。并且将已修正的目标燃料喷射量发送到发动机1的燃料喷射单元22以便控制要供应到发动机1的燃料喷射量。接下来，将来自轴发电机的辅助转矩加到燃料喷射量上，然后从该燃料喷射量中减去诸如船舶阻力的航行负载。随后，执行转速计算23。减法器M计算推进器的已被反馈的目标转速与推进器的实际输出之间的差。并且以类似的方式获得目标船舶速度与实际船舶速度之间的差。具体地，探测船舶速度并且控制燃料喷射量以便控制发动机旋转，使得在抑制船舶速度变化的同时船舶速度变得恒定。因而，以与第一和第二优选实施例类似的方式，当判定出具有剩余电力时，能够控制内燃发动机的燃料喷射量并且能够控制船舶速度的变化以便即使当船内负载下降时也实现推进器的目标转速。此外，将所探测的船舶速度加载在控制单元中以便将船舶速度直接地调节到由船舶操作者要求的要求船舶速度，而在传统情形中，在船舶操作者视觉地探测船舶速度的同时对燃料喷射量进行调节以调节推进器的转速。尽管未在图中显示，但是以与第一优选实施例类似的方式，将从剩余电力获得的燃料喷射量以及根据转速和船舶速度计算的燃料喷射量发送到促动器，并进一步地通过将根据转速和船舶速度计算的燃料喷射量从自剩余电力获得的燃料喷射量中减去来对从剩余电力获得的目标燃料喷射量进行修正，此外将所修正的燃料喷射量发送到发动机1以便最终地控制要供应到发动机1的燃料喷射量。工业实用性根据本发明，用于配备有废热回收系统的船舶的控制设备和配备有该控制设备的船舶能够以改进的响应性来抑制由于船内负载的迅速下降而导致的船舶速度的变化。
权利要求
1.一种用于配备有废热回收系统的船舶的控制设备，所述船舶包括内燃发动机；通过输出轴连接到所述内燃发动机的轴发电机；用于将所述内燃发动机和所述轴发电机的输出传输到推进器的发动机输出单元；以及用于包括所述内燃发动机的所述船舶的所述废热回收系统，所述控制设备包括反馈单元，所述反馈单元基于由船舶操作者设定的推进器的目标转速与推进器的实际转速之间的差，来控制所述内燃发动机所需的燃料喷射量，以便获得已经经历反馈控制的标准燃料喷射量；和前馈控制器，所述前馈控制器包括电力剩余状态探测器，所述电力剩余状态探测器用于探测所述废热回收系统中产生的剩余电力，并且判定是否存在剩余电力；发动机输出计算单元，所述发动机输出计算单元用于由所述轴发电机的输出来计算用于驱动所述推进器的发动机输出，所述轴发电机通过所述剩余电力而用作电动机；和修正值计算单元，所述修正值计算单元用于基于所述发动机输出和发动机转速来计算用于所述内燃发动机的燃料喷射量的修正值，其中，通过从由所述反馈控制器获得的所述标准燃料喷射量中减去由所述前馈控制器获得的所述第一修正值，来对所述标准燃料喷射量进行修正。
2.根据权利要求1所述的用于配备有废热回收系统的船舶的控制设备，其中，所述反馈单元包括控制单元和修正单元，所述控制单元具有转换信息，以基于由船舶操作者设定的推进器的目标转速与推进器的实际转速之间的差，来将所述推进器的目标转速转换成所述内燃发动机所需的所述标准燃料喷射量，而所述修正单元用于通过所述第一修正值来对由所述控制单元获得的所述标准燃料喷射量进行修正。
3.根据权利要求1所述的用于配备有废热回收系统的船舶的控制设备，其中，所述反馈单元包括控制装置和修正单元，所述控制装置用于基于由船舶操作者设定的推进器的目标转速与推进器的实际转速之间的差和由操作者设定的目标船舶速度与实际船舶速度之间的差，来执行所述内燃发动机所需的所述标准燃料喷射量的反馈控制，而所述修正单元用于通过所述第一修正值来对由所述控制单元获得的所述标准燃料喷射量进行修正。
4.一种配备有废热回收系统的船舶，所述船舶包括内燃发动机；通过输出轴连接到所述内燃发动机的轴发电机；通过所述内燃发动机的输出经由所述轴发电机旋转的推进器；以及用于所述船舶和所述内燃发动机的所述废热回收系统，所述船舶包括反馈控制器，所述反馈控制器基于由船舶操作者设定的推进器的目标转速与推进器的实际转速之间的差，来控制所述内燃发动机所需的燃料喷射量，以便获得已经经历反馈控制的标准燃料喷射量；和前馈控制器，所述前馈控制器包括电力剩余状态探测器，所述电力剩余状态探测器用于探测所述废热回收系统中产生的剩余电力，并且判定是否存在剩余电力；发动机输出计算单元，所述发动机输出计算单元用于由所述轴发电机的输出来计算用于驱动所述推进器的发动机输出，所述轴发电机通过所述剩余电力而用作电动机；和修正值计算单元，所述修正值计算单元用于基于所述发动机输出和发动机转速来计算用于所述内燃发动机的燃料喷射量的第一修正值，其中，通过从由所述反馈单元获得的所述标准燃料喷射量中减去由所述前馈控制器获得的所述第一修正值，来对所述标准燃料喷射量进行修正。
5.根据权利要求4所述的配备有废气热回收系统的船舶，其中，所述反馈控制器包括控制装置和修正单元，所述控制装置用于基于由船舶操作者设定的推进器的目标转速与推进器的实际转速之间的差和由操作者设定的目标船舶速度与实际船舶速度之间的船舶速度差，来执行所述内燃发动机所需的所述标准燃料喷射量的反馈控制，而所述修正单元用于通过所述第一修正值来对由所述控制单元获得的所述标准燃料喷射量进行修正。
全文摘要
一种船舶通过内燃发动机(1)和连接到推进器(3)的电动机(2)供以动力，该电动机(2)通过由废热回收系统获得的剩余电力来供电，该船舶具有控制器，该控制器包括反馈控制部和前馈控制部，该反馈控制部用于基于由操作者给定的推进器的目标转数与实际转数之间的差来控制喷射到内燃发动机(1)的基础燃料量，而该前馈控制部具有用于计算总体动力输出的装置(25)和用于基于该总体动力输出和推进器的转数来计算喷射到内燃发动机的燃料量的修正量的装置(26)。通过从由反馈控制部计算的基础燃料量中减去由该前馈部获得的修正量来对基础燃料量进行修正，由此防止由于船舶负载的迅速变化而导致的船舶速度的迅速变化。
文档编号B63H21/14GK102256869SQ200980151239
公开日2011年11月23日 申请日期2009年12月22日 优先权日2008年12月25日
发明者三柳晃洋, 太田裕二, 市来芳弘, 美浓雅彦, 键本良实, 长船信之介 申请人:三菱重工业株式会社