JPH0511211B2 - - Google Patents

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JPH0511211B2
JPH0511211B2 JP60093909A JP9390985A JPH0511211B2 JP H0511211 B2 JPH0511211 B2 JP H0511211B2 JP 60093909 A JP60093909 A JP 60093909A JP 9390985 A JP9390985 A JP 9390985A JP H0511211 B2 JPH0511211 B2 JP H0511211B2
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JP
Japan
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speed
main engine
ship
fuel consumption
target value
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP60093909A
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English (en)
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JPS61252842A (ja
Inventor
Takeshi Yanai
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NABITSUKUSU RAIN KK
Original Assignee
NABITSUKUSU RAIN KK
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Publication date
Application filed by NABITSUKUSU RAIN KK filed Critical NABITSUKUSU RAIN KK
Priority to JP60093909A priority Critical patent/JPS61252842A/ja
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Publication of JPH0511211B2 publication Critical patent/JPH0511211B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明は、一航海あたりの燃料消費量を最小
にするための主機制御方法に関する。 船は航海中、様々の海象に遭遇するが、一航海
の平均速力が同じでも、各海象での速力をいかに
選ぶかによつて、一航海の燃料消費量に差が出て
くる。従来は、海象が変化しても主機の出力が略
一定になるよう、主機ガバナの設定回転数を人間
が調節していた。しかし、主機の出力をたとえ一
定に保持できたとしても、そのような制御が一航
海の総燃料消費量を最小にするものとは限らな
い。 この発明は、従来のものとは全く異なつた、主
機の最適制御法を提案するものである。 この発明による船舶の主機制御方法は、航海
中、ある時間ごとに、主機の回転数を微小変化さ
せ、その回転数の変化に伴う船速の変化Δxと単
位時間あたりの主機燃料消費量の変化Δyを計測
し、両者の割合Δy/Δxを目標値と比較し、
Δy/Δxが目標値より小さい場合に主機の回転を
上げ、目標値より大きい場合に回転を下げて、
Δy/Δxと目標値の差がなくなるよう、主機を制
御することを特徴とする この発明の原理を第1図で説明する。 今、海象I、での速力−燃料消費量(単位時
間あたり)曲線を第1図の曲線I,とし、それ
ぞれy=f1(x)、y=f2(x)で表わされるとする。経
済速力の組合せを曲線I,上の点a1,a2とする
と、 (dy/dx)x=x1=(dy/dx)x=x2 でなければならない。なぜなら速力の組合せ点
で、もし、 (dy/dx)x=x1>(dy/dx)x=x2 ならば、海象I、でそれぞれ微小時間Δtだけ、
微小速力Δxを、海象Iで減速し、海象で増速
した場合に、同じ平均速力で、 (dy/dx)x=x1・Δx・Δt −(dy/dx)x=x2・Δx・Δt>0 だけ燃料消費量を減らす事ができ、この組合せは
燃料消費量を最小とする組合せではない。 また、一般に単位時間あたり燃料消費量は速力
の三次元で近似する事ができ、速力が大きくなる
程dy/dxが大きくなり、上記の増速により、つ
いには(dy/dx)x=x1=(dy/dx)x=x2 とする事ができる。 ただし、上記の方法で、海象Iで減速し、海象
で増速した場合に、平均速力は同じでも、海象
I、での航走距離がΔx・Δtだけ、海象Iの距
離が減少し、海象での距離が増加する事にな
る。一航海の総燃料消費量を比較した場合に、そ
のΔx・Δtの積みかされの分だけ(dy/dx)を一
定した速力と真に燃料消費を最小とする速力(経
済速力)には差があり、その時の総燃料消費量の
差は後に実例をあげている。 具体的に船の運航点のΔy/Δxを求め、それを
目標dy/dxに等しくする事は次の様に行える。
船が港を出て定常航海の状態に入つたら、定期
的、例えば15分毎に主機回転数Nに微小変化ΔN
(例えば0、5〜1、0rpm)を与える。この場合
単位時間あたり燃料消費量は瞬時に変化するが、
船速はある助走期間を経て変化する。助走期間
(例えば10分間)経過後に単位時間あたり燃料消
費量と速力を計測し、微小変化を与える前後の単
位時間あたり燃料消費量差(Δy)と速力差
(Δx)によりΔy/Δxを求める。 もしΔy/Δx>目標dy/dxならΔNだけ増速し
(N+ΔN)を新しい目標回転数とすればよい。 単位時間あたり燃料消費量および速力の瞬時値
はかなりの範囲で上下するので、助走期間以後、
充分な回数だけ計測し、それらの計測値を平均化
する事が必要である。単位時間あたりの燃料消費
量は次の方法により計測可能である。 軸馬力計と主機燃費曲線による方法 主機回転数と燃料ポンプラツクの読みによる
方法 主機燃料流量計による方法 また、船速は船速計により計測可能である。 次に、このようなdy/dx一定で運航した場合
に、経済速力(総燃料消費量を真に最小とする速
力)で運航した場合、または出力一定で運航した
場合と比べて、一航海の燃料消費量にどれだけの
差が生ずるかを計算してみる。一航海の間に遭遇
する海象としてI〜Vの5つを想定し、それぞれ
の海象における速力−燃料消費量曲線および航続
距離が第2図に示されている。なお、平水である
海象Iを除き、海象〜Vの各曲線は零点を通つ
ていない。これは、船速が零でも、風浪による船
の抵抗が零にはならないためである。 平均速力は15ノツトと12ノツトの2つの場合を
想定し、それぞれの場合の計算結果が表1と表2
に示されている。これらの表からdy/dx一定の
運航が従来の出力一定の運航より数パーセントだ
け然費が少なく、また、経済速力によつて運航し
た場合とほとんど差がないことがわかる。なお、
総燃料消費量は、各海象での出力と航海時間の積
を合計したものである。 実船上では、主機出力をあまり大幅に変えるこ
とができないことが考えられるので、出力の最大
値と最小値の比を2対1に制限した場合を表1、
表2に付加してある。このような制限を加える
と、dy/dx一定の運航と経済速力による運航の
間の然費の差がより小さくなることが分かる。
【表】
【表】
【表】 次に、この発明を実施に用いる装置の例を図面
に基づいて説明する。 第3図は、従来型主機操縦装置の概略図であ
り、操縦ハンドル1からの回転数設定信号が電圧
信号あるいは空気圧信号にてリレーパネル2に入
り、リレーパネル2から主機ガバナ3へ目標回転
数信号として出力される。 本装置は、この従来の主機操縦装置の操縦ハン
ドル1とリレーパネル2との間に設け、以下の説
明では操縦ハンドル1よりの回転数設定信号が電
圧信号の場合について述べる。なお、同回転数設
定信号が空気圧信号の場合には、本装置の回転数
設定信号の入力側に空気圧/電圧変換器を、本装
置のリレーパネル2への出力側に電圧/空気圧変
換器を設ける。 第4図は本装置の電子制御回路である。操縦ハ
ンドルよりの回転数設定信号aのほか船速計より
の船速信号b、目標dy/dx設定信号c、主機FO
流量計よりの50毎のパルス信号d、dy/dx制
御のON/OFF信号eが信号a,bはA/D変換
器4,5を経て、信号c〜eは直後にインプツト
ポート6へ入力される。インプツトポート6はマ
ルチプレクサより構成されており、CPU8より
の信号線13を介して与えられる選択信号を受け
取つて、上記信号a〜eのうち、CPU8へ出力
する信号を選択する。 10はマイクロコンピユータで、基本的には
CPU8、RAM7、ROM9より構成されている。
ROM9はCPU8を制御するプログラムが書込ま
れており、CPU8はこのプログラムに従つてイ
ンプツトポート6より必要とされる外部データを
取込んだり、あるいはRAM7との間でデータの
授受を行なつたりしながら演算処理し、処理した
データをアウトプツトポート11へ出力する。ア
ウトプツトポートはCPU8からのデータ信号を
D/A変換器12へ中継し、D/A変換器12で
D/A変換後、本装置の回転数設定信号fとして
リレーパネル2へ出力される。 マイクロコンピユータ10にはCPU8の時計
とRAM7を利用した次のタイマーが内蔵されて
おり、それぞれのタイマーはリセツト後の経過時
間をCPU8に授受する。 タイマーI 主機FO流量計よりのパルス信号間
隔の計時用 タイマー 微小速度変化を与える間隔の計時用 タイマー 船速計測間隔の計時用 CPU8に書込まれているプログラムをフロー
チヤートで示すと、第5図〜第8図のようにな
る。第5図はこのプログラムのメインフローであ
る。プログラムがスタートするとステツプ1にて
タイマーIとをリセツトし、微小速度変化を与
える間隔の計時を開始する。ステツプ2で操縦ハ
ンドル1よりの回転数設定信号aをA/D変換し
た値NinをRAM7内のメモリへ保管する。ステ
ツプ3でインプツトポート6に主機FO流量計パ
ルスが入つているかどうかを確認し、yesならFO
流量計パルス間隔計時のためのサブルーチンIへ
分岐する。ステツプ4でタイマーを確認し、微
小速度変化を与える時機がどうかを判断し、yes
なら現在の船速計測を開始するためタイマーを
リセツトし、船速計測回数カウンタCをリセツト
する。ステツプ5でタイマーを確認し、船速計
測の時機かどうかを判断し、yesなら船速計測と
船速計測後の処理のためサブルーチンへ分岐す
る。ステツプ6では現在dy/dx制御ON/OFF
の確認を行い、OFFならステツプ7でアウトプ
ツトポートへの値NoutをNinに書き換え、ONな
らサブルーチンで演算処理されたNoutを保持
する。ステツプ8ではアウトプツトポートへ
Noutを出力しステツプ2へ戻る。 第6図はサブルーチンIの内容である。ステツ
プ11でRAM7内のタイマーIの経過時間を読み
取る。RAM7内にはFO流量計パルス間隔Tを
保管する10ケのメモリT(1)からT(10)が設けてあ
り、ステツプ12でT(1)に今回読み取つたTを入
れ、T(2)にはT(1)を、T(3)にT(2)を、T(N)にはT
(N−1)を保管する。ステツプ13では次回のFO
流量計パルス間隔の計時にそなえタイマーIをリ
セツトし、メインフローに戻る。 第7図はサブルーチンの内容である。RAM
7には船速計測回数をカウントするカウンタCと
規定回数Mの船速計測値を保管するMケのメモリ
V(1)からV(M)が設けてある。ステツプ21でインプ
ツトポート6より船速信号5のA/D変換値Vを
読み取る。ステツプ22でカウンタCに1を加え
る。ステツプ23で読み取つた船速VをメモリV(C)
に保管する。ステツプ24で規定回数だけ船速計測
を行つたかどうかを判断し、yesならサブルーチ
ンへ分岐する。ステツプ25で次の船速計測にそ
なえタイマーをリセツトし、メインフローに戻
る。 第8図はサブルーチンの内容である。RAM
7には前回計測の平均船速と平均燃料消費量を保
管するメモリX(2)、Y(2)と今回計測値を保管する
X(1)、Y(1)が設けてある。ステツプ31では規定回
数Mの船速値から平均船速Vmeanを求める。ス
テツプ32では10回のFO流量計パルス間隔の平均
値Tmeanを求める。ステツプ23では比例定数K
とTmeanより単位時間あたりの燃料消費量FOC
を求める。ステツプ34ではX(2)、Y(2)に前回計測
の、X(1)、Y(1)に今回計測の船速と単位時間あた
りの燃料消費量を保管する。ステツプ35で微小速
度変化前後のΔy/Δxを求める。ステツプ36でそ
のΔy/Δxが目標dy/dxより大きいかを判断し、
yesならステツプ37で規定の微小回転数変化量
ΔNの符号を負とし、Noならそのままステツプ
38でアウトプツトポートへ出力されるNoutに
ΔNを加える。ステツプ39で次の微小速度変化を
与える時機の決定のため、タイマーをリセツト
してサブルーチンへ戻る。 以上説明したように、この発明は、航海中、あ
る時間ごとに主機の回転数を微小変化させて、回
転数の変化に伴う船舶の変化Δxと単位時間あた
りの主機燃料消費量の変化Δyを計測し、両者の
割合Δy/Δxが目的値と一致するように主機回転
数を制御するようにしたものであり、従来の回転
数一定または出力一定の制御方法に比べて、一航
海あたりの燃料消費量を少なくすることができる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の原理を説明するための速力
−燃料消費量曲線、第2図はいくつかの主機制御
方法の優劣を比較するために想定した速力−燃料
消費量曲線のモデル、第3図は従来の主機操縦装
置のブロツク図、第4図は本発明の実施に用いる
装置のブロツク図、第5図は第4図のCPUを働
かすためのプログラムのフローチヤート、第6、
第7図は第5図のサブルーチンI,の内容をそ
れぞれ示すフローチヤート、第8図は第7図のサ
ブルーチンの内容を示すフローチヤートであ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 航海中、ある時間ごとに、主機の回転数を微
    小変化させ、その回転数の変化に伴う船速の変化
    Δxと単位時間あたりの主機燃料消費量の変化Δy
    を計測し、両者の割合Δy/Δxを目標値と比較
    し、Δy/Δxが目標値より小さい場合に主機の回
    転を上げ、目標値より大きい場合に回転を下げ
    て、Δy/Δxと目標値の差がなくなるよう、主機
    を制御することを特徴とする船舶の主機制御方
    法。
JP60093909A 1985-05-02 1985-05-02 船舶の主機制御方法 Granted JPS61252842A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60093909A JPS61252842A (ja) 1985-05-02 1985-05-02 船舶の主機制御方法

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JP60093909A JPS61252842A (ja) 1985-05-02 1985-05-02 船舶の主機制御方法

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JPS61252842A JPS61252842A (ja) 1986-11-10
JPH0511211B2 true JPH0511211B2 (ja) 1993-02-12

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0721813A (ja) * 1993-06-30 1995-01-24 Masuo:Kk ガス燈自動点滅装置

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JPH0721813A (ja) * 1993-06-30 1995-01-24 Masuo:Kk ガス燈自動点滅装置

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