JPH088278Y2 - 舶用主機関制御装置 - Google Patents
舶用主機関制御装置Info
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- JPH088278Y2 JPH088278Y2 JP1988018934U JP1893488U JPH088278Y2 JP H088278 Y2 JPH088278 Y2 JP H088278Y2 JP 1988018934 U JP1988018934 U JP 1988018934U JP 1893488 U JP1893488 U JP 1893488U JP H088278 Y2 JPH088278 Y2 JP H088278Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotation speed
- actuator
- main engine
- speed
- pid controller
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、舶用主機関（ディーゼルエンジン）の回転
数を制御する装置に関し、特にその主機関のオーバース
ピード防止に関する。
数を制御する装置に関し、特にその主機関のオーバース
ピード防止に関する。
この舶用主機関制御装置の従来例として、本出願人の
先願に係る実願昭62-137118号，実願昭62-179118号に開
示したものがあり、これらに関連する従来例を第３図に
示し以下に説明する。
先願に係る実願昭62-137118号，実願昭62-179118号に開
示したものがあり、これらに関連する従来例を第３図に
示し以下に説明する。
第３図において、OPは演算器、PIDはPID制御器（以
下、制御器PIDと称する。）、1LMは第１リミッタ、ACT
はアクチュエータ、RAは図外の燃料ポンプの燃料ラッ
ク、ENGは主機関、TGはターニングギヤ、SEは回転数検
出用のセンサである。
下、制御器PIDと称する。）、1LMは第１リミッタ、ACT
はアクチュエータ、RAは図外の燃料ポンプの燃料ラッ
ク、ENGは主機関、TGはターニングギヤ、SEは回転数検
出用のセンサである。
演算器OPは、図外の操縦ハンドル（指令器）からの指
令回転数ORとセンサSEからの実回転数FBとの偏差を求
め、これを制御器PIDへ伝達する。
令回転数ORとセンサSEからの実回転数FBとの偏差を求
め、これを制御器PIDへ伝達する。
制御器PIDは、上記偏差にＰ（比例）,I（積分）、Ｄ
（微分）操作を施してアクチュエータ位置指令として出
力する。なお、制御器PIDにおける各定数（比例ゲイ
ン，積分時間，微分時間）は、実回転数FB,馬力，アク
チュエータACT位置，燃料ラックRA位置等の複数の要素
のうち少なくとも１つに応じて連続的にある範囲内で可
変とされている。これは、指令回転数ORの変更時や負荷
変動時に主機関ENGの整定性を良くするためである。
（微分）操作を施してアクチュエータ位置指令として出
力する。なお、制御器PIDにおける各定数（比例ゲイ
ン，積分時間，微分時間）は、実回転数FB,馬力，アク
チュエータACT位置，燃料ラックRA位置等の複数の要素
のうち少なくとも１つに応じて連続的にある範囲内で可
変とされている。これは、指令回転数ORの変更時や負荷
変動時に主機関ENGの整定性を良くするためである。
第１リミッタ1LMは、上記アクチュエータ位置指令の
上限を定めるもので、その上限が指令回転数OR等に応じ
て可変とされており、その上限までのアクチュエータ位
置指令を通過させる。
上限を定めるもので、その上限が指令回転数OR等に応じ
て可変とされており、その上限までのアクチュエータ位
置指令を通過させる。
このアクチュエータ位置指令にもとづいて、アクチュ
エータACTが燃料ラックRA位置を調整し、主機関ENGの回
転数が制御される。
エータACTが燃料ラックRA位置を調整し、主機関ENGの回
転数が制御される。
以上の舶用主機関制御装置においては、その主機関EN
Gを保護するために、定格回転数よりも高いオーバース
ピード検出回転数が定められており、実回転数FBが前記
検出回転数を超えると通常は主機関ENGを停止させる装
置（図示せず）が付設されている。このオーバースピー
ドトリップについては、特公昭56-7504号公報等に開示
されている。
Gを保護するために、定格回転数よりも高いオーバース
ピード検出回転数が定められており、実回転数FBが前記
検出回転数を超えると通常は主機関ENGを停止させる装
置（図示せず）が付設されている。このオーバースピー
ドトリップについては、特公昭56-7504号公報等に開示
されている。
一般に外海航行時においては、早く目的地に着くため
に、指令回転数ORを定格回転数あるいはそれに近い高回
転数に設定していることが多く、これが荒天時であると
プロペラが海上へ突出して無負荷状態になり、実回転数
FBが急激に増加してオーバースピードを生じる機会が多
くなる。
に、指令回転数ORを定格回転数あるいはそれに近い高回
転数に設定していることが多く、これが荒天時であると
プロペラが海上へ突出して無負荷状態になり、実回転数
FBが急激に増加してオーバースピードを生じる機会が多
くなる。
このオーバースピードを生じる原因は以下の通りであ
る。荒天以外の運転状態では、指令回転数ORの変更及び
負荷変動に対してハンチングが生じないように、第３図
の制御器PIDの各定数を感度が鈍くなるように設定して
いる。制御器PIDの各定数が感度を鈍くするように設定
されていると、荒天時の大きなうねりによってプロペラ
が海上に突出した場合、制御器PIDによる制御が追いつ
かず実回転数は急激に増加することになる。オーバース
ピードは定格回転数のすぐ上に設定されており、上述し
たように指令回転数ORも定格回転数近くに設定している
ため、制御器PIDの感度に鈍いままプロペラが海上に突
出すると、すぐにオーバースピードに達し、主機関が停
止することになる。荒天時に主機関が停止することは危
険であり、避けなければならない。
る。荒天以外の運転状態では、指令回転数ORの変更及び
負荷変動に対してハンチングが生じないように、第３図
の制御器PIDの各定数を感度が鈍くなるように設定して
いる。制御器PIDの各定数が感度を鈍くするように設定
されていると、荒天時の大きなうねりによってプロペラ
が海上に突出した場合、制御器PIDによる制御が追いつ
かず実回転数は急激に増加することになる。オーバース
ピードは定格回転数のすぐ上に設定されており、上述し
たように指令回転数ORも定格回転数近くに設定している
ため、制御器PIDの感度に鈍いままプロペラが海上に突
出すると、すぐにオーバースピードに達し、主機関が停
止することになる。荒天時に主機関が停止することは危
険であり、避けなければならない。
そこで、本考案は、上述したようにオーバースピード
に近い高回転数で航行しハンチングを生じにくくしてい
る場合であっても、荒天時に遭遇しプロペラが海上に露
出すると、オーバースピードを生じないように制御する
ことができるようにすることを課題とする。
に近い高回転数で航行しハンチングを生じにくくしてい
る場合であっても、荒天時に遭遇しプロペラが海上に露
出すると、オーバースピードを生じないように制御する
ことができるようにすることを課題とする。
本考案の手段は、指令回転数と実回転数との偏差を求
める演算器と、その偏差を比例，積分，微分操作してア
クチュエータ位置指令として出力するPID制御器と、前
記PID制御器の前記アクチュエータ位置指令出力にもと
づいて作動し燃料ラック位置を制御するアクチュエータ
と、を備えた舶用主機関制御装置において、 主機関の定格回転数よりも大きく且つオーバースピー
ド検出回転数よりも小さく設定された基準回転数と上記
実回転数とを比較し、実回転数がこの基準回転数未満の
ときは保持信号を出力し、また実回転数がこの基準回転
数以上になると切換信号を出力する比較器と、 前記保持信号にもとづいて前記PID制御器の各定数を
通常の値とし、前記切換信号にもとづいて前記PID制御
器の各定数を通常の値よりも高感度の値に切換させる第
１スイッチと、 前記保持信号にもとづいて前記PID制御器からの前記
アクチュエータ位置指令出力を前記アクチュエータへ伝
達させ、前記切換信号にもとづいて前記PID制御器から
の前記アクチュエータ位置指令出力をリミッタを経て前
記アクチュエータへ伝達させる第２スイッチと、を設
け、 前記保持信号では経由せず前記切換信号で経由するよ
うにした前記リミッタは、減少方向または現状維持の前
記アクチュエータ位置指令出力しか通過させないものと
したことを特徴とするものである。
める演算器と、その偏差を比例，積分，微分操作してア
クチュエータ位置指令として出力するPID制御器と、前
記PID制御器の前記アクチュエータ位置指令出力にもと
づいて作動し燃料ラック位置を制御するアクチュエータ
と、を備えた舶用主機関制御装置において、 主機関の定格回転数よりも大きく且つオーバースピー
ド検出回転数よりも小さく設定された基準回転数と上記
実回転数とを比較し、実回転数がこの基準回転数未満の
ときは保持信号を出力し、また実回転数がこの基準回転
数以上になると切換信号を出力する比較器と、 前記保持信号にもとづいて前記PID制御器の各定数を
通常の値とし、前記切換信号にもとづいて前記PID制御
器の各定数を通常の値よりも高感度の値に切換させる第
１スイッチと、 前記保持信号にもとづいて前記PID制御器からの前記
アクチュエータ位置指令出力を前記アクチュエータへ伝
達させ、前記切換信号にもとづいて前記PID制御器から
の前記アクチュエータ位置指令出力をリミッタを経て前
記アクチュエータへ伝達させる第２スイッチと、を設
け、 前記保持信号では経由せず前記切換信号で経由するよ
うにした前記リミッタは、減少方向または現状維持の前
記アクチュエータ位置指令出力しか通過させないものと
したことを特徴とするものである。
荒天時において、プロペラが海面より突出する等で主
機関の負荷が急激に軽くなった場合、オーバースピード
と定格回転数との間の基準回転数にすぐに達する。する
と、比較器が作動して、第１スイッチがPID制御器を高
感度に切り換え、第２スイッチがリミッタを経由するよ
うに切り換える。その結果、PID制御器からのアクチュ
エータ位置指令出力が高感度に対応して急激に減少し、
この減少方向の指令はリミッタを通じてそのまま伝達さ
れ、負荷の急激な減少に対する主機関の急激な回転数の
上昇を抑える。
機関の負荷が急激に軽くなった場合、オーバースピード
と定格回転数との間の基準回転数にすぐに達する。する
と、比較器が作動して、第１スイッチがPID制御器を高
感度に切り換え、第２スイッチがリミッタを経由するよ
うに切り換える。その結果、PID制御器からのアクチュ
エータ位置指令出力が高感度に対応して急激に減少し、
この減少方向の指令はリミッタを通じてそのまま伝達さ
れ、負荷の急激な減少に対する主機関の急激な回転数の
上昇を抑える。
負荷の軽減に対する主機関の回転数上昇が抑えられる
と、主機関の回転数が減少に向かうが、高感度のPID制
御器がその傾向を予測してアクチュエータ位置指令出力
を上げることになったとしても、回転数が基準回転数以
上の場合には第１スイッチ及び第２スイッチが切り換わ
った状態を維持しており、主機関の回転数を基準回転数
になるまではリミッタ経由で主機関の回転数の現状を維
持するアクチュエータ位置指令出力しか出力しない。
と、主機関の回転数が減少に向かうが、高感度のPID制
御器がその傾向を予測してアクチュエータ位置指令出力
を上げることになったとしても、回転数が基準回転数以
上の場合には第１スイッチ及び第２スイッチが切り換わ
った状態を維持しており、主機関の回転数を基準回転数
になるまではリミッタ経由で主機関の回転数の現状を維
持するアクチュエータ位置指令出力しか出力しない。
このように、主機関の負荷が急激に軽くなると、急速
に機関の回転数を下げてオーバースピードに至るのを防
止すると共に、基準回転数を大きく下回らないように制
御して、負荷が正常に戻った場合、直ちに定格回転付近
の指令回転数に復帰できるようにしている。
に機関の回転数を下げてオーバースピードに至るのを防
止すると共に、基準回転数を大きく下回らないように制
御して、負荷が正常に戻った場合、直ちに定格回転付近
の指令回転数に復帰できるようにしている。
荒天時以外においては、主機関は定格回転数近くの指
令回転数付近で回転しており、上記基準回転数を越える
ことがない。すると、比較器は作動せず、PID制御器は
低い感度のままであり、リミッタも経由することがな
い。その結果、PID制御器からのアクチュエータ位置指
令出力が低感度に対応し、ハンチングを生じることなく
主機関の回転数を通常の状態で制御する。
令回転数付近で回転しており、上記基準回転数を越える
ことがない。すると、比較器は作動せず、PID制御器は
低い感度のままであり、リミッタも経由することがな
い。その結果、PID制御器からのアクチュエータ位置指
令出力が低感度に対応し、ハンチングを生じることなく
主機関の回転数を通常の状態で制御する。
以下、本考案の実施例を第１図，第２図にもとづいて
説明する。なお、従来例と同一構成部分については、第
３図と同一符号を付してその説明を省略する。
説明する。なお、従来例と同一構成部分については、第
３図と同一符号を付してその説明を省略する。
第１図は第１実施例を示し、これが第３図の従来例と
異なる点は、比較器CO,第１スイッチ1SW,通常感度設定
器NS,高感度設定器HS,第２スイッチ2SW,第２リミッタ2L
Mを追設したことである。
異なる点は、比較器CO,第１スイッチ1SW,通常感度設定
器NS,高感度設定器HS,第２スイッチ2SW,第２リミッタ2L
Mを追設したことである。
比較器COは、実回転数FBを基準回転数LRと比較し、FB
＜LRのとき保持信号を出力し第１スイッチ1SWおよび第
２スイッチ2SWを図示の状態に保持し、FB≧LRになると
切換信号を出力して両スイッチ1SW,2SWを切換えるよう
になっている。なお、基準回転数LRは、主機関ENGの定
格回転数とオーバースピード検出回転数との間の値ある
いは外海航行時の指令回転数の上限値とオーバースピー
ド検出回転数との間の値に設定される。また、定格回転
数が例えば76rpmの場合、オーバースピード検出回転数
は82rpm程度である。
＜LRのとき保持信号を出力し第１スイッチ1SWおよび第
２スイッチ2SWを図示の状態に保持し、FB≧LRになると
切換信号を出力して両スイッチ1SW,2SWを切換えるよう
になっている。なお、基準回転数LRは、主機関ENGの定
格回転数とオーバースピード検出回転数との間の値ある
いは外海航行時の指令回転数の上限値とオーバースピー
ド検出回転数との間の値に設定される。また、定格回転
数が例えば76rpmの場合、オーバースピード検出回転数
は82rpm程度である。
第２リミッタ2LMは、減少方向または現状維持のアク
チュエータ位置指令を通過させ、増加方向のアクチュエ
ータ位置指令を通過させないようになっている。
チュエータ位置指令を通過させ、増加方向のアクチュエ
ータ位置指令を通過させないようになっている。
この第１実施例において、実回転数FBが基準回転数LR
より小さい場合は、上述の通り両スイッチ1SW,2SWが図
示の状態に保持されているため、制御器PIDの各定数が
通常感度設定器NSよりの信号によって通常の範囲内で調
整され、制御器PIDからのアクチュエータ位置指令が第
１リミッタ1LMの制限を受けて第２スイッチ2SWを経由し
てアクチュエータACTへ伝達され、主機関ENGは従来通り
整定性重視の制御が行なわれる。
より小さい場合は、上述の通り両スイッチ1SW,2SWが図
示の状態に保持されているため、制御器PIDの各定数が
通常感度設定器NSよりの信号によって通常の範囲内で調
整され、制御器PIDからのアクチュエータ位置指令が第
１リミッタ1LMの制限を受けて第２スイッチ2SWを経由し
てアクチュエータACTへ伝達され、主機関ENGは従来通り
整定性重視の制御が行なわれる。
そして、荒天時の外海航行等において、プロペラが海
上へ突出する急激な負荷低下により、実回転数FBが急増
して基準回転数LRを超えると、上述の通り両スイッチ1S
W,2SWが図示の状態から切換わる。
上へ突出する急激な負荷低下により、実回転数FBが急増
して基準回転数LRを超えると、上述の通り両スイッチ1S
W,2SWが図示の状態から切換わる。
このため、通常感度設定器NSが開放され、高感度設定
器HSからの信号が第１スイッチ1SWを経て制御器PIDへ伝
達され、その各定数が通常よりも高感度な値に変更され
る。例えば、比例ゲイン（1.7），積分時間（3.0），微
分時間（０）に対して、比例ゲイン（3.0），積分時間
（0.5），微分時間（0.7）に変更される。
器HSからの信号が第１スイッチ1SWを経て制御器PIDへ伝
達され、その各定数が通常よりも高感度な値に変更され
る。例えば、比例ゲイン（1.7），積分時間（3.0），微
分時間（０）に対して、比例ゲイン（3.0），積分時間
（0.5），微分時間（0.7）に変更される。
また、第２スイッチ2SWが第２リミッタSLM側へ切換わ
ることにより、制御器PIDからのアクチュエータ位置指
令は、第１リミッタ1LM,第２リミッタ2LM,第２スイッチ
2SWを順に経てアクチュエータACTへ伝達される。
ることにより、制御器PIDからのアクチュエータ位置指
令は、第１リミッタ1LM,第２リミッタ2LM,第２スイッチ
2SWを順に経てアクチュエータACTへ伝達される。
このとき、実回転数FBの変化状態によっては制御器PI
Dが増加方向のアクチュエータ位置指令を出力する可能
性があるが、この場合には第２リミッタ2LMが前記増加
方向の指令をカットする。
Dが増加方向のアクチュエータ位置指令を出力する可能
性があるが、この場合には第２リミッタ2LMが前記増加
方向の指令をカットする。
第２図は第２実施例を示し、第１図の第１実施例と異
なる点は、制御器PIDと第１リミッタ1LMとの間に第２リ
ミッタ2LMおよび第２スイッチ2SWを配置した点のみであ
り、基本的構成および作動は第１実施例と同じであるの
で、その説明を省略する。
なる点は、制御器PIDと第１リミッタ1LMとの間に第２リ
ミッタ2LMおよび第２スイッチ2SWを配置した点のみであ
り、基本的構成および作動は第１実施例と同じであるの
で、その説明を省略する。
以上の説明の通り、本考案は、実回転数が定格回転数
に近い基準回転数以上になると、PID制御器の各定数を
通常値よりも高感度の値に切換えるため、しかも、増加
方向のアクチュエータ位置指令を経由に切り換えられた
リミッタがカットするため、荒天時の外海航行等におけ
る主機関のオーバースピードを防止できる。
に近い基準回転数以上になると、PID制御器の各定数を
通常値よりも高感度の値に切換えるため、しかも、増加
方向のアクチュエータ位置指令を経由に切り換えられた
リミッタがカットするため、荒天時の外海航行等におけ
る主機関のオーバースピードを防止できる。
第１図は本考案の第１実施例のブロック図、第２図は同
第２実施例のブロック図、第３図は従来例のブロック図
である。 OR……指令回転数、FB……実回転数 OP……演算器、PID……PID制御器 1LM……第１リミッタ、2LM……第２リミッタ 1SW……第１スイッチ、2SW……第２スイッチ CO……比較器、LR……基準回転数 ACT……アクチュエータ、RA……燃料ラック ENG……主機関、NS……通常感度設定器 HS……高感度設定器、SE……センサ
第２実施例のブロック図、第３図は従来例のブロック図
である。 OR……指令回転数、FB……実回転数 OP……演算器、PID……PID制御器 1LM……第１リミッタ、2LM……第２リミッタ 1SW……第１スイッチ、2SW……第２スイッチ CO……比較器、LR……基準回転数 ACT……アクチュエータ、RA……燃料ラック ENG……主機関、NS……通常感度設定器 HS……高感度設定器、SE……センサ
Claims (1)
- 【請求項１】指令回転数と実回転数との偏差を求める演
算器と、その偏差を比例，積分，微分操作してアクチュ
エータ位置指令として出力するPID制御器と、前記PID制
御器の前記アクチュエータ位置指令出力にもとづいて作
動し燃料ラック位置を制御するアクチュエータと、を備
えた舶用主機関制御装置において、 主機関の定格回転数よりも大きく且つオーバースピード
検出回転数よりも小さく設定された基準回転数と上記実
回転数とを比較し、実回転数がこの基準回転数未満のと
きは保持信号を出力し、また実回転数がこの基準回転数
以上になると切換信号を出力する比較器と、 前記保持信号にもとづいて前記PID制御器の各定数を通
常の値とし、前記切換信号にもとづいて前記PID制御器
の各定数を前記通常の値よりも高感度の値に切換させる
第１スイッチと、 前記保持信号にもとづいて前記PID制御器からの前記ア
クチュエータ位置指令出力を前記アクチュエータへ伝達
させ、前記切換信号にもとづいて前記PID制御器からの
前記アクチュエータ位置指令出力をリミッタを経て前記
アクチュエータへ伝達させる第２スイッチと、を設け、 前記保持信号では経由せず前記切換信号で経由するよう
にした前記リミッタは、減少方向または現状維持の前記
アクチュエータ位置指令出力しか通過させないものとし
た、 ことを特徴とする舶用主機関制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988018934U JPH088278Y2 (ja) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | 舶用主機関制御装置 |
| KR1019880011779A KR930011042B1 (ko) | 1988-02-16 | 1988-09-13 | 선박용 주기관 제어장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988018934U JPH088278Y2 (ja) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | 舶用主機関制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01124355U JPH01124355U (ja) | 1989-08-24 |
| JPH088278Y2 true JPH088278Y2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=31234010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988018934U Expired - Lifetime JPH088278Y2 (ja) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | 舶用主機関制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088278Y2 (ja) |
| KR (1) | KR930011042B1 (ja) |
-
1988
- 1988-02-16 JP JP1988018934U patent/JPH088278Y2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-13 KR KR1019880011779A patent/KR930011042B1/ko not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR890013328A (ko) | 1989-09-22 |
| KR930011042B1 (ko) | 1993-11-20 |
| JPH01124355U (ja) | 1989-08-24 |
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