JPS608189A - 舶用主機関制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、その特性として回転数を徐々に増加させねば
ならない舶用主機関の制御方法に関し、特に、その制御
系の電源が無効状態から有効状態になった場合の制御を
改良したものに関する。

従来の舶用主機関制御方法について第１図〜第５図にも
とづいて説明する。

第１図において、１は指令器、２はタイムモード変換器
、３はサーボ増幅器、４はレベル変換器、５は制御器、
Ｇはガバナ、Ｅは舶用主機関である０ 指令器１は、操縦ハンドル（図示せず）を備えており、
この操縦ハンドルを前進側Ａ　Ｈあるいけ後進側ＡＳに
操作すると、第２図に示す通り、非線形の回転数指令信
号ＶＢを出力する。

この回転数指令信号ｖ８が入力信号■ｉとしてタイムモ
ード変換器２へ伝達される。

今、操縦ハンドルを少しだけ操作し、始動開始位置とし
て回転数指令信号Ｖｓが第１設定値ＶＢ１以下の場合で
あれば、これがタイムモード変換器２の入力信号ｖｉと
なり、タイムモード変換器２の出力信号Ｖｏは第３図（
ｂ）の（イ）線の通り急激に上昇する。

そして、操縦ハンドルをさらに操作して回転数指令信号
Ｖｓが第１設定値Ｖｓｌより大きくて第２設定値Ｖｓ２
以下であると、この入力信号Ｖｔに対してタイムモード
変換器２の出力信号ｖＯけ第８図（ｂ）の（ロ）線の通
りやや緩やかに上昇する。

さらに操縦ハンドルを操作して回転数指令信号ｖ８が第
２設定値Ｖｇ２を超えると、この入力信号■ｉに対して
タイムモード変換器２の出力信号ＶＯは第８図（ｂ）の
（）・）線の通りさらに緩やかに上昇する。

また、操縦・・ンドルを一気に操作して回転数指令信号
ＶｓがＯからある値Ｖｌ（ただし、ｖｌ〉Ｖｓ２）にな
ったとすると、タイムモード変換器２の出力信号ＶＯは
第８図（ｂ）において（イ）−（口’）　−（））線の
順に緩やかに上昇する。

なお、操縦ノンドルを操作位置から停止位置へ戻して回
転数指令信号ＶＢを０にすると、タイムモード変換器２
の出力信号ｖＯは第８図（ｂ）の（ニ）線の通り急激に
低下する。

上記した（イ）、（ロ）、（）１）、（ニ）各線の傾き
は主機関の特性等によって設定されており、一般に、（
イ）線と（ニ）線の傾きの絶対値は同じとされている。

サーボ増幅器８には上記タイムモード変換器２の出力信
号ＶＯとレベル変換器４からのフィードバック信号ｖｆ
とが入力されており、該サーボ増幅器８は、前記両人力
信号ＶＯ，Ｖｆの差にもとづいてその出力信号を増減し
、フィードバック信号Ｖｆがタイムモード変換器２の出
力信号Ｖｏに一致するように制御する。

このサーボ増幅器３の出力信号が制御器５へ伝達され、
該制御器５はその出力Ｐによって舶用主機関Ｅのガバナ
Ｇを調整し、また、この出力Ｐはレベル変換器４にてフ
ィードバック信号Ｖｆに変換される。

上記制御器５の出力Ｐを第３図（ｃ）に示し。

この出力Ｐは、上述のタイムモード変換器２の出力信号
Ｖｏと同様に（イ／）−（口／）−（パ）線と緩やかに
上昇し、（ｄ）線の通り低下する。

舶用主機関ＥのガバナＧには空気式、電気式など種々の
ものがあり、このガバナＧを調整する制御器５としても
電気−空気変換器、サーボモータなど種々のものが利用
されているが、制御器５を電気−空気変換器とし、実公
昭５８−１９６０８号を利用した例をサーボ増幅器８お
よびレベル変換器４と共に第４図に示す。

第４図において、サーボ増幅器３の比較部８０で両人力
信号Ｖｏ　、ｖｆの差を検知し、Ｖｏ）Ｖｆで且つその
差（Ｖｏ−Ｖｆ　）がある設定値より大きいと、第１増
幅部８１のみが作動して制御器（電気−空気変換器）５
の第１ソレノイドバルブ５１が供給位ｆｉｒ、　５１　
ａに切換わり、空気源５０からの圧力空気が第１ソレノ
イドバルブ５１の供給位置５１　ａ　、第２ソレノイド
パルプ５２の連通位置５２ａを経てリレーバルブ５Ｂの
バイロフト部５８ａに急激に供給されて出力圧Ｐが急激
に上昇する。この出力圧Ｐはレベル変換器４の空気−変
位変換部４１．変位−電気変換部４２にてレベル変換さ
れてフィードバック信号Ｖｆとされているので、前記出
力圧Ｐの急激な上昇はフィードバック信号Ｖｆの急激な
上昇となる。そして、■０〉Ｖｆで且つ（Ｖｏ−Ｖｆ　
）がある設定値以下になると、サーボ増幅器３の第８増
幅部３３も作動して制御器５の第２ソレノイドバルブ５
２がブロック位ｉｆｆ　５２　ｃへ切換わるので、第１
ソレノイドバルブ５１の供給位１ｉｌ　５１　ａからの
圧力空気は絞り５４を経てリレーバルブ５３に供給され
ることになり、その出力圧Ｐが徐々に上昇し、フィード
バック信号Ｖｆも徐々に上昇する。この信号ＶｆがＶＯ
に一致すると、第１．第８増幅部８１．８８の出力が０
となり、第１ソレノイドノ（ルブ５１がブロック位置５
１ｃに復帰するので、出力圧Ｐは前記タイムモード変換
器２の出力信号ｖＯに相当する圧力に保持される。また
、Ｖｏ＜Ｖｆで且つその差（Ｖｆ−ｖｏ）がある設定値
より大、きい場合は第２増幅部８２のみが作動して第１
ソレノイドパルプ５１が排出位置５１ｂに切換わって出
力圧Ｐ、フィードバック信号ｖｆが急激に低下し、Ｖｏ
＜Ｖｆで且つ（Ｖｆ−Ｖｏ）がある設定値以下になると
、第２ソレノイドバルブ５２がブロック位置５２ｃ１４
Ｙ１わって出力圧Ｐ、フィートノ（ヴク信号ｖｆが徐々
に低下し、フィードバック信号ＶｆがＶＯに一致すると
、第２．第８増幅部３２．８８の出力が０となり、第１
ソレノイドノくルプ５１がブロック位置５１ｃに復帰し
て出力圧Ｐが前記タイムモード変換器２の出力信号ｖＯ
に相当する圧力に保持される。

上記制御器（電気−空気変換器）５の出力Ｐによりガバ
ナＧを制御しており、この出力Ｐおよびフィードバック
信号Ｖｆは舶用主機関Ｅの回転数に相当すると考えられ
る。

なお、上記フィードバック信号Ｖｆを制御器５から抽出
しないでガバナＧあるいは舶用主機関の回転軸から抽出
する方式もある。

以上の従来の舶用主機関制御方法においては、停電等の
電源無効が発生すると、主機関Ｅの回転数をその直前の
状態に保持するようＫされている。すなわち、電源無効
により指令器１．タイムモをその直前の状態に保持する
ようにされている。

これを第４図の例においていえば、第１〜第３増幅部８
１〜８Ｂの出力が０となると、第１ソレノイドバルブ５
１がブロック位置５１ｃへ復帰してリレーバルブ５８の
パイロット部５８ａへの圧力空気の給排が停止されるこ
とである。

しかしながら、この従来の舶用主機関制御方法において
は、制御中に電源が無効となり、この電源が無効状態か
ら有効状態に復帰したときに制御器５の現状保持が解除
されて主機関Ｅの回転数が上昇するのに長時間を要する
という問題があり、この問題について第５図にもとづい
て以下に説明する。

指令器１からの回転数指令信号Ｖｓがある値Ｖ１とし、
これが第５図（ａ）の通りタイムモード変換器２の入力
信号Ｖｉとなり、この入力信号■ｉに対する出力信号ｖ
Ｏが第５図（ｂ）の通り■２まで上昇し、制御器５の出
力Ｐが第５図（ｃ）の通りＰ２まで上昇したときに電源
が無効になったとすると、指令器１からの回転数指令信
号Ｖｓ（タイムモード変換器２の入力信号Ｖ　ｉ　）　
ｅタイムモード変換器２の出力信号Ｖｏ、サーボ増幅器
８の出力信号、レベル変換器４からのフィードバック信
号Ｖｆが全て０となる。とれに対し制御器５の出力Ｐは
第５図（ｃ）の（ケ）のプ亀りＰ２に保持される。

そして、電源が有効状態に復帰すると、タイムモード変
換器２の入力信号ｖｉ（回転数指令信号Ｖｓ）は■１に
戻るが、この入力信号Ｖｔの復帰に対してその出力信号
■０は第５図（ｂ）の通り再び（イ）−（ロ）−（ハ）
線の１＠に緩やかに■１まで上昇し、制御器５の出力Ｐ
けＰ２から一担低下してから再び（イ′）−（口’）−
（ノン）線の順にＰＬまで上昇することになる。

したがって、主機関制御中に一担電源が無効となると、
主機関の回転数はその直前の状態に保持されるものの、
電源が有効状態に復帰してから主機関Ｅの回転数が指令
された回転数に達するまでに長時間を要するのである。

この問題の原因は、電源復帰時にタイムモード変換器２
の出力信号ＶＯおよび制御器５の出力Ｐが再び緩やかに
上昇するところにある。

そこで、本発明は、上記従来の舶用主機関制御方法にお
いて、電源が無効状態から有効状態になったときにタイ
ムモード変換器２の入力信号Ｖｉに対する出力信号ＶＯ
を急激に上昇させて主機関Ｅの回転数が指令された回転
数に達するまでの時間を短縮することを技術的課題とす
る。

この技術的課題を解決する本発明の特徴とするところは
、上記従来の舶用主機関制御方法において、 電源無効から電源有効に切換わったときに、前記フィー
ドバック信号Ｖｆをタイムモード変換器２の入力として
この入力信号Ｖｉに対する出力信号ＶＯを急激に上昇さ
せると共に、前記サーボ増幅器３の出力信号の制御器５
への伝達を断ち、前記タイムモード変換器２の出力信号
ｖＯがその入力信号Ｖｉであるフィードバック信号Ｖｆ
に一致したときに、前記タイムモード変換器２の入力を
フィードパづり信号Ｖｆから回転数指令信号Ｖｓに切換
えてその出力信号ｖＯを緩やかに上昇させると共に、前
記サーボ増幅器３の出力信号を制御器５へ伝達するとこ
ろにある。

上記特徴を有する本発明によれば、電源復帰時にタイム
モード変換器２の出力信号■０がその入力としたフィー
ドバック信号Ｖｆに対して急激に上昇し、この出力信号
ｖＯの上昇中は制御器５の保持状態を続け、タイムモー
ド変換器２の出力信号ＶＯが入力信号Ｖｆに一致すると
、タイムモード変換器２の入力をフィードバック信号Ｖ
ｆから回転数指令信号ｖ８に切換えると共に、サーボ増
幅器３の出力信号を制御器５に伝達するから、制御器５
の出力は前記保持状態からタイムモード変換器２の出力
信号Ｖｏの上昇に伴って上昇する。

すなわち、本発明によれば、電源復帰後にタイムモード
変換器２の出力信号ＶＯが直ちに電源無効発生前の状態
に復帰するので、その分だけ主機関Ｅが指令回転数に達
するまでの時間を従来よりも短縮できる。

また、上記特徴を有する本発明によれば、以下に述べる
特有の効果が得られる。

上記本発明と同じ技術的課題を解決する別の方法として
、第６図、第７図のものが考えられる。

すなわち、第６図に示す通り第１図のものに、電源検知
器６．遅延タイマ７、初期設定器８．スイッチＳＷを追
設し、電源ＯＮ（有効）となると、電源検知器６が出力
し、この出力信号が初期設定器８および遅延タイマ７へ
伝達され、遅延タイマ７の設定時間Ｔ１経過するまで（
遅延タイマ７が出力するまで）は、初期設定器８の出力
を０として、タイムモード変換器２をその入力信号に対
する出力信号の上昇を急激と１−るモードに切換えると
共に、スイッチＳＷをＯＦＦさせておき、遅延タイマ７
の設定時間ＴＩを経過したときに、初期設定器８が出力
し、これによってタイムモード変換器２を元へ戻すと共
に、スイッチＳＷをＯＮさせる方法である。

この別の方法によれば、第７図（ａ）のようにタイムモ
ード変換器２の入力信号Ｖｉ（回転数指令信号Ｖｓ）が
ある値Ｖ１で、その出力信号ＶＯが第７図（ｂ）の通り
Ｖ２．制御器５の出力Ｐが第７図（ｃ）の通りＰ２まで
上昇したときに停電（電源無効）になって、タイムモー
ド変換器２の入出力信号Ｖｉ、Ｖ、およびサーボ増幅器
８の出力信号がＯ１制御器５の出力ＰがＰ２に保持され
ているときに、電源が有効状態に復帰すると、第７図（
ｂ）の（へ）線の通り、タイムモード変換器２はその入
力信号■１に対して出力信号ＶＯがＶｌｔで急激に上昇
し、このとき、スイッチＳＷがＯＦＦされているから第
７図（ｃ’）の通り制御器５の出力Ｐは（ケ）線のよう
に保持されており、遅延タイマ７の設に時間Ｔ１経過す
ると、制御器５の出力ＰはＰ２からＰｌへ突然ステップ
することになる。

なお、上記遅延時間Ｔ１は（イ）線と同じ傾きで回転数
指令信号ｖ８の最大値がタイムモード変換器２へ入力さ
れてからその出方信号ＶＯが前記最大値に達するまでの
時間としている。

以上の別の方法によっても、電源得帰後に主機関Ｅの回
転数が指令回転数に達するまでの時間を短縮することが
できるが、上述の通り設定時間Ｔ１経過すると制御器５
の出力Ｐがステップするので、これに伴って主機関Ｅの
回転数も急激に上昇することになり、主機関Ｅの特性か
らみて好ましくない。

これに対し本発明の場合は、電源無効が発生した後の電
源復帰時に、タイムモード変換器２の出力信号ＶＯがそ
の入力であるフィードバック信号Ｖｆに一致すると、タ
イムモード変換器２を元の状態に戻して制御器５の出力
Ｐが保持状態がら緩やかに上昇するため、この制御器５
の出力Ｐにもとづく主機関Ｅの回転数上昇も緩やかであ
り、その主機関Ｅの特性に適した制御が可能である。

以下、本発明の舶用主機関制御方法を第８図。

第９図の一実施例にもとづいて説明する。なお、従来と
同一部分については同一符号を使用する。

第８図において、６は電源検知器、９は初期設定器、Ｓ
ｌは第１スイツチ、Ｓ２は第２スイツチである。

第８図の制御系が始動開始前（電源無効）のとき、電源
検知器６からの信号、がＯであり、初期設定器９が作動
を停止しており、第１スイツチＳ１が指令器ｌ側にあり
、第２スイツチＳ２がＯＮしている。

この状態で、始動準備のために電源を投入（電源有効）
すると、電源検知器６の出力信号により初期設定器９が
作動を開始し、第１スイツチＳ１をレベル変換器４側に
切換えると共に第２スイツチＳ２をＯＦＦさせ、さらに
、タイムモード変換器２をその入力信号Ｖｉに対する出
力信号ＶＯの上昇を急激とするモードに切換える。

このとき、一般にフィードバック信号Ｖｆが〇であるか
ら、タイムモード変換器２の入出力信号Ｖｉ　、Ｖ□が
０であッテ、このＶｉ、Ｖｏを入力とする初期設定器９
が始動準備完了として、第１スイツチＳ１を指令器１側
へ切換えると共に第２スイツチＳ２をＯＮさせ、さらに
タイムモード変換器２をその入力信号Ｖｉに対する出方
信号ＶＯの」１昇を緩やかとするモードに切換える。

上記始動準備のだめの電源投入時に、仮に、フィードバ
ック信号Ｖｆが０でなくである値であったとしても、こ
のフィードバック信号Ｖｆに対してタイムモード変換器
２の出力信号Ｖｏが急上昇して、初期設定器９はその両
人カ信号Ｖｉ＝Ｖｆ、Ｖｏが一致すると始動準備完了と
して、第１スイツチＳ１を指令器ｌ側へ切換えると共に
第２スイツチＳ２をＯＮさせ、タイムモード変換器２を
緩やかなモードに切換える。

そして、指令器１の操縦ハンドルを操作してその回転数
指令信号ＶＳの値がｖｌとすると、これがタイムモード
変換器２の入力信号Ｖｉと瀝る〔第９図（ａ）〕。

このタイムモード変換器２は、その入力信号Ｖｉ（＝Ｖ
１）に対してその出方信号ＶＯが第９図（ｂ）の（イ）
−（ロ）−（ハ）線の通り緩やかに上昇する。

このタイムモード変換器２の出力信号Ｖｏにしたがって
制御器５の出力Ｐが第９図（ｃ）の（イ′）−（口′）
−（ノン）線の通り緩やかに上昇し、この出力Ｐによっ
てガバナＧが調整されて主機関Ｅの回転数が徐々に上昇
する。

今、タイムモード変換器２の出力信号ＶｏがＶ２（ただ
し、Ｖ２＜Ｖｌ）になり、制御器５の出力Ｐがｖ２に相
当するＰ２になったときに、停電による電源無効が発生
したとすると、タイムモード変換器２の入出力信号Ｖｉ
、Ｖｏ、サーボ増幅器８の出力信号、フィードバック信
号Ｖｆが０となり、また、電源検知器６からの信号が０
となって、初期設定器９も作動を停止する。

しかし、既述した通り、制御器５は第９図（Ｃ）の（セ
）線の通りその出力ＰをＰ２に保持している。

そして、ある時間経過後に電源が復帰（電源有効）する
と、電源検知器６が出力しこの出力信号によって初期設
定器９が作動を開始し、第１スイツチＳ１がレベル変換
器４側へ切換ゎると共に第２スイツチＳ２が０ＦＦＬ、
、タイムモード変換器２が急激なモードに切換わる。

したがって、第９図（ｂ）の（へ）＃の通り、タイムモ
ード変換器２の出力信号ＶＯがその入力信号Ｖｔである
フィードバック信号Ｖｆに対して急上昇する。なお、こ
のとき、制御器５の出力ＰがＰ２に保持されているから
、入力信号ｖｉであるフィードバック信号ＶｆＯ値はＰ
２に相当するｖ２である〔第９図（ａ）〕。

電源復帰から１２時間経過後に、タイムモード変換器２
の出力信号ＶＯがｖ２に達すると、これを初期設定器９
が検知して第１スイツチｓ１を指令器１側へ切換えると
共に第２スイツチｓ２をＯＮさせ、タイムモード変換器
２を緩やかなモードに切換える。

このため、第９図（ａ）の通りタイムモード変換器２の
入力信号Ｖｉは指令器１からの回転数指令信号■１とな
り、タイムモード変換器２の出力信号ＶＯは第９図（ｂ
）の（ハ）線に沿って■２からＶｌへ暖やかに上昇し、
これに伴って制御器５の出力Ｐは第９図（ｃ）の（）−
／）線に沿つてＰ２からＰｌへ緩やかに上昇する。

したがって、本発明によれば、主機関Ｅの回転数制御中
に電源無効となった後の電源復帰後に、主機関Ｅの回転
数を指令回転数まで上昇させる時間を従来方法よりも短
縮でき、しかも、別の方法のように主機関Ｅの回転数が
ステップ上昇するとともなく、保持された現状態から緩
やかに上昇する。また、別の方法による場合の電源復帰
後の時間Ｔ念は一定値に設定されたものであって、電源
無効の発生時期によってロス時間が異なるが、本発明の
場合の電源復帰後の時間Ｔ＋はタイムモード変換器２の
出力信号ＶＯがその入力信号■ｉであるフィードバック
信号Ｖｆに達するまでの時間であるから、この時間Ｔ４
−にロス時間を生じることはない。さらに、本発明によ
れば、制御時における電源無効中に制御器５の出力Ｐに
変化が生じて主機関Ｅの回転数が電源無効発生直前の回
転数と異なっていたとしても、電源復帰後に主機関Ｅの
回転数はその時の回転数から上昇することになるＯ なお、指令器１の操縦ハンドルを元へ戻して回転数指令
信号Ｖｓをｖｌから０まで低下させると、タイムモード
変換器２の出力信号Ｖｏけ第３図（ｂ）の（ニ）線の通
り低下し、これに伴って、制御器５の出力Ｐ２は第３図
（ｃ）の（二′）線の通り低下し、主機関Ｅの回転数が
低下する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の舶用主機関制御方法の制御系のブロック
図、第２図は第１図の指令器１の特性説明図、第８図（
ａ）〜（ｃ）および第５図（ａ）〜（ｃ）は同従来方法
における特性説明図、第４図は第１図の制御系の一部の
一つの例を示す説明図、第６図は本発明と同じ技術的課
題を解決する別の方法の制御系のブロック図、第７図（
ａ）〜（ｃ）は同別の方法における特性説明図、第８図
は本発明の舶用主機関制御方法の制御系の一例を示すブ
ロック図、第９図（ａ）〜（ｃ）は第８図本発明方法の
特性説明図である。 ｌ・・・指令器　２・・・タイムモード変換器８・・・
サーボ増幅器　４・・・レベル変換器５・・・制御器　
Ｇ・・・ガバナ　Ｅ・・・主機関ＶＳ・・・回転数指令
信号 Ｖｉ・・・タイムモード変換器２の入力信号ＶＯ・・・
タイムモード変換器２の出力信号Ｖｆ・・・フィードバ
ック信号 Ｐ・・・制御器５の出力 ６・・・電源検知器　９・・・初期設定器Ｓ１・−・第
１スイツチ　ｓ′２・・・第２スイツチ出願人；日本エ
ヤーブレーキ株式会社 第１図　第６図　算８Ｖ 第２図　Ｖ５ ＡＳ　ハントノしイ立■ゴ　ＡＨ 第４図 時間 鱗間 Ｎ藺

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）指令されたある回転数指令信号をタイムモード変
   換器の入力とし、該タイムモード変換器にて入力である
   回転数指令信号に対してその出力信号を緩やかに上昇さ
   せ、該タイムモード変換器の出力信号と舶用主機関の実
   回転数に相当するフィードバック信号とをサーボ増幅器
   の入力とし、該サーボ増幅器の出力信号を制御器へ伝達
   し、該制御器により舶用主機関のガバナを調整し、電源
   無効によって前記サーボ増幅器の出力信号が零となった
   ときは前記制御器をその直前の状態に保持する舶用主機
   関制御方法において、 電源無効から電源有効に切換わったときに、前記フィー
   ドバック信号をタイムモード変換器の入力としてこの入
   力信号に対する出力信号を急激に上昇させると共に、前
   記サーボ増幅器の出力信号の制御器への伝達を断ち、前
   記タイムモード変換器の出力信号がその入力信号である
   フィードバック信号に一致したときに、前記タイムモー
   ド変換器の入力をフィードバック信号から回転数指令信
   号に切換えてその出力信号を緩やかに上昇させると共に
   、前記サーボ増幅器の出力信号を制御器へ伝達する舶用
   主機関制御方法。