JPS6244103Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、舶用並列機関制御装置に関する。

従来のこの種装置を第１図に示し、これについ
て説明する。第１図において、１は指令装置であ
り、ハンドル１ａを前進側あるいは後進側に操作
するとその操作量に応じた信号を出力する。この
指令装置１の出力信号は関数発生器２へ伝達さ
れ、該関数発生器２の出力信号は第１差動増幅器
３ａおよび第２差動増幅器３ｂの各々の一方の入
力端へ伝達される。また、７ａは第１機関（図示
せず）の第１燃料制限装置、７ｂは第２機関（図
示せず）の第２燃料制限装置であり、第１燃料制
限装置７ａに連動する第１位置検出器８ａの出力
信号が前記第１差動増幅器３ａの他方の入力端に
伝達され、第２燃料制限装置７ｂに連動する第２
位置検出器８ｂの出力信号が前記第２差動増幅器
３ｂの他方の入力端に伝達されている。これら第
１、第２差動増幅器３ａ，３ｂは各々２つの入力
信号の差を増幅する。４ａはタイミング発振器５
からの基準信号および前記第１差動増幅器３ａの
出力信号が入力される第１比較増幅器、４ｂはタ
イミング発振器５からの基準信号および前記第２
差動増幅器３ｂの出力信号が入力される第２比較
増幅器であり、これら第１、第２比較増幅器４
ａ，４ｂは各各対応する差動増幅器の出力信号に
応じたパルス幅のパルス信号を出力する。６ａは
第１比較増幅器４ａからのパルス信号によりオ
ン・オフ制御されて前記第１燃料制限装置７ａへ
油圧信号を伝達する増減速用の第１電磁弁、６ｂ
は第２比較増幅器４ｂからのパルス信号によりオ
ン・オフ制御されて前記第２燃料制限装置７ｂへ
油圧信号を伝達する増減速用の第２電磁弁であ
り、これら第１、第２電磁弁６ａ，６ｂは各々対
応する差動増幅器の２つの入力信号が一致するま
でオン・オフ制御される。

この従来の舶用並列機関制御装置は、定常運転
時の静特性の面においては実用的であるが、燃料
運転であるために、両機関の負荷変動に対して回
転数が変化し、また、空船時の様に負荷が小さい
場合には機関の燃料ラツクに差を生じる即ち、運
転状況変化時の動特性の面において両機関の実回
転数に即したバランス制御が困難であるという問
題があつた。

そこで、本考案は、舶用並列機関制御装置にお
いて両機関のバランス制御を容易にし負荷の分担
制御特性を向上させることを目的とし、その特徴
とするところは、ハンドルの操作量に応じた信号
を出力する指令装置と、該指令装置の出力信号に
より第１機関を制御する第１ガバナと、前記指令
装置の出力信号に別の信号を加算した加算信号に
より第２機関を制御する第２ガバナと、第１機関
の第１燃料ラツクの位置を空気信号に変換する第
１検出器と、第２機関の第２燃料ラツクの位置を
空気信号に変換する第２検出器と、これら両検出
器の出力信号の差に応じた空気信号を出力しその
出力を積分する演算弁と、該演算弁の出力信号に
もとづいて前記第２燃料ラツクの位置を制御する
ポジシヨナとから構成したところにある。

以下、第２図乃至第６図に示す一実施例につい
て説明する。

第２図において、１０は指令装置であり、ハン
ドル１０ａを前進側あるいは後進側へ操作すると
その操作量に応じた空気信号あるいは電気信号を
出力する。１３ａは指令装置１０の出力信号によ
り第１機関Ｅ１の第１燃料噴射弁１４ａを制御す
る第１ガバナである。１１は指令装置１０の出力
信号および信号発生器１２からの別の信号を加算
する加算器である。１３ｂは加算器１１からの加
算信号により第２機関Ｅ２の第２燃料噴射弁１４
ｂを制御する第２ガバナである。１５ａは前記第
１燃料噴射弁１４ａの第１燃料ラツク、１５ｂは
前記第２燃料噴射弁１４ｂの第２燃料ラツクであ
る。１６ａは前記第１燃料ラツク１５ａの位置を
検出して空気信号P₁に変換する第１検出器、１６
ｂは前記第２燃料ラツク１５ｂの位置を検出して
空気信号P₂に変換する第２検出器であり、これら
両検出器１６ａ，１６ｂの出力信号P₁，P₂が制御
圧として演算弁２０へ入力される。該演算弁２０
は、P₁＞P₂のとき出力信号P₃が上昇し、P₁＜P₂の
とき出力信号P₃が低下し、P₁＝P₂≠０のとき出力
信号P₃が一定になる。この演算弁２０の出力信号
P₃は制御圧としてポジシヨナ５０に伝達され、ポ
ジシヨナ５０は、P₃が上昇すると第２機関Ｅ２の
第２燃料ラツク１５ｂの制限を解除して第２燃料
ラツク１５ｂの増方向への移動を許容し、P₃が低
下すると第２燃料ラツク１５ｂを強制的に減方向
へ移動させ、P₃が一定となつたときその位置で第
２燃料ラツク１５ｂを制限する。

上記演算弁２０は第３図に示す通りであり、こ
の演算弁２０の概略構成について以下に説明す
る。

第３図において、２１は本体であり、該本体２
１内には各々上下に膜板を有する第１ピストン２
２ａ、第２ピストン２２ｂが移動自在に設けられ
ており、これら両ピストン２２ａ，２２ｂは本体
２１外でレバー２３により連結されており、その
てこ倍率K₁が調整自在とされている。前記第１
ピストン２２ａの下側室は上記第１検出器１６ａ
からの空気信号P₁が入力される第１制御圧室２４
ａとされ、第１ピストン２２ａの上側室は上記第
２検出器１６ｂからの空気信号P₂が入力される第
２制御圧室２４ｂとされている。２５は本体２１
内に形成され空気源２６に接続する供給室、２７
は本体２１内に形成され上記ポジシヨナ５０に接
続する出力室である。前記第２ピストン２２ｂの
下側室は出力室２７に連通する第１帰還室２８ａ
とされ、第２ピストン２２ｂの上側室は第１絞り
２９ａを介して出力室２７に連通する第２帰還室
２８ｂとされており、該第２帰還室２８ｂには空
気溜２９ｂ、大気に開口する第２絞り２９ｃが接
続されている。これら第１絞り２９ａ、空気溜２
９ｂ、第２絞り２９ｃは積分回路を形成する。ま
た、前記第２ピストン２２ｂの上下の膜板間は大
気に開口する排気室３０であり、該排気室３０と
出力室２７との間に排気弁３１が設けられてい
る。さらに、前記出力室２７と供給室２５との間
にばね付勢された給気弁３２が設けられており、
該給気弁３２と前記排気弁３１とは一体構造とな
つている。

また、上記ポジシヨナ５０は第４図に示す通り
であり、このポジシヨナ５０の概略構成について
以下に説明する。

第４図において、５１は本体であり、該本体５
１の中間壁５１ａと前端壁５１ｂとの間にはリミ
ツタピストン５２が摺動自在に嵌入されて、該リ
ミツタピストン５２と中間壁５１ａとの間は圧力
室５３、リミツタピストン５２と前端壁５１ｂと
の間はタンク５４に接続する排油室５５とされて
おり、該排油室５５内には戻しばね５６が設けら
れている。５７はリミツタピストン５２に設けら
れ内孔５７ａを有するリミツタロツドであり、該
リミツタロツド５７の前側は前端壁５１ｂ外へ突
出し、この突出部５７ｂは上記第２燃料ラツク１
５ｂへ当接する。またリミツタロツド５７の後側
は、中間壁５１ａ内の前側に形成され油圧源５８
に接続する給油室５９へ延出している。さらに、
リミツタロツド５７には、その内孔５７ａと排油
室５５とを連通する排油孔５７ｃ、内孔５７ａと
圧力室５３とを連通する給排孔５７ｄ、および内
孔５７ｃと給油室５９とを連通する給油孔５７ｅ
が設けられている。前記中間壁５１ａと後端壁５
１ｃとの間には膜板を有する制御ピストン６２が
移動自在に設けられており、該制御ピストン６２
と中間壁５１ａとの間は上記演算弁２０の出力室
２７に接続する制御圧室６３とされ、制御ピスト
ン６２と後端壁５１ｃとの間は制御ばね６４が設
けられた制御ばね室６５とされている。前記制御
ピストン６２には前方へ延びる制御ロツド６７が
設けられており、該制御ロツド６７の後端大径部
６７ａはリミツタロツド５７の内孔５７ａに嵌入
し、中間小径部６７ｂは内孔５７ａに遊嵌し、先
端弁部６７ｄは内孔５７ａに嵌入してリミツタロ
ツド５７の給排孔５７ｄを開閉するようになつて
いる。

次に、上記構成の一実施例の動作について説明
する。

まず、指令装置１０のハンドル１０ａが中立位
置にあり、両機関Ｅ１，Ｅ２が停止している場
合、両検出器１６ａ，１６ｂの出力信号P₁，P₂は
大気圧であり、演算弁２０の出力信号P₃も大気圧
となつており、ポジシヨナ５０のリミツクロツド
５７は前進して第２機関Ｅ２の第２燃料ラツク１
５ｂを減方向へ制限している。

ハンドル１０ａを操作すると、その操作量に応
じた指令装置１０の出力信号が第１ガバナ１３ａ
へ伝達され、この第１ガバナ１３ａの調速動作に
より第１燃料噴射弁１４ａが開いて第１燃料ラツ
クが増方向へ移動する。同時に、指令装置１０に
約10％程度加算した加算信号が第２ガバナ１３ｂ
へ伝達されるが、第２燃料ラツク１５ｂはポジシ
ヨナ５０による制限を受けているため移動できな
い。

このため、第１検出器１６ａの出力信号P₁が第
２検出器１６ｂの出力信号P₂よりも大きく、この
差圧によつて演算弁２０の第１ピストン２２ａが
上昇し、第２ピストン２２ｂが下降して給気弁３
２を開き、空気源２６からの圧力空気が出力室２
７へ送出されて出力信号P₂が上昇する。この出力
室２７の圧力空気は第１帰還室２８ａとポジシヨ
ナ５０の制御圧室６３とへ供給されると共に、第
１絞り２９ａを介して第２帰還室２８ｂおよび空
気溜２９ｂへ供給され、さらに第２絞り２９ｃを
介して大気へ放出される。従つて、出力信号P₃が
低いときは主として第１絞り２９ａによつて上昇
が抑制され、P₃が高くなると両絞り２９ａ，２９
ｃによつて上昇が抑制される。すなわち、出力信
号P₃は、P₃＝K₁（P₁−P₂）＋K₂P₃dtで表わされ
る。（ただし、K₂は主として前記両絞り２９ａ，
２９ｃによつて決まる定数である。） 演算弁２０の出力信号（圧力空気）P₃がポジシ
ヨナ５０の制御圧室６３へ伝達されると、制御ピ
ストン６２は制御ばね６４に抗して後退し、第５
図に拡大して示すように、制御ロツド６７が後退
してその先端弁部６７ｄがリミツタロツド５７の
給排孔５７ｄを開き、圧力室５３内の油は、リミ
ツタロツド５７の給排孔５７ｄ、内孔５７ａ、排
油孔５７ｃ、排油室５５を経て排出される。従つ
て、リミツタピストン５２およびリミツタロツド
５７は戻しばね５６によつて後退し、第２機関Ｅ
２の第２燃料ラツク１５ｂの制限を解除する。こ
の制限解除は、最初K₁（P₁−P₂）にもとづいて急
速に行なわれ、時間経過に伴つてK₁（P₁−P₂）＋
K₂P₃dtにもとづいて徐々に進行する。

こうして、第２燃料ラツク１５ｂの制限が解除
されるに伴つて、第２ガバナ１３ｂの調速動作に
より第２燃料ラツク１５ｂが増方向へ移動し、第
１機関Ｅ１側の負荷が第２機関Ｅ２側へ移行し、
第２燃料ラツク１５ｂの位置が第１燃料ラツク１
５ａの位置に一致すると、第２検出器１６ｂの出
力信号P₂が第１検出器１６ａの出力信号P₁に一致
する。従つて、演算弁２０の出力信号P₃はP₃＝
K₂P₃dtとなりほぼ一定に保たれる。この時、ポ
ジシヨナ５０のリミツタロツド５７が後退して制
御ロツド６７の先端弁部６７ｄが給排孔５７ｄを
閉じており、ポジシヨナ５０はこの位置で停止し
て第２燃料ラツク１５ｂを制限する。このよう
に、第１燃料ラツク１５ａと第２燃料ラツク１５
ｂとが同じ位置となつて、第１機関Ｅ１と第２機
関Ｅ２とは公平に負荷を分担している。

このバランス状態において、出力負荷が増加す
ると、第２ガバナ１３ｂの調速動作により第２燃
料ラツク１５ｂは増方向へ移動しようとするが、
ポジシヨナ５０の制限を受けているため移動でき
ない。これに対し、第１燃料ラツク１５ａは何ら
制限を受けていないので第１ガバナ１３ａの調速
動作により負荷増加に対して瞬時に応答して増方
向へ移動する。この第１燃料ラツク１５ａの増方
向への移動により第１検出器１６ａの出力信号P₁
が第２検出器１６ｂの出力信号P₂よりも大きくな
る。従つて、上述のように演算弁２０の出力信号
P₃は上昇し、ポジシヨナ５０は第２燃料ラツク１
５ｂの制限を解除し、第２燃料ラツク１５ｂが増
方向へ移動して第１燃料ラツク１５ａの位置に一
致すると、第２検出器１６ｂの出力信号P₂が第１
検出器１６ａの出力信号P₁に一致し、演算弁２０
の出力信号P₃はほぼ一定に保たれ、ポジシヨナ５
０は第２燃料ラツク１５ｂを制限する。斯して、
負荷が増加しても第１機関Ｅ１と第２機関Ｅ２と
は公平に負荷を分担することになる。

また、上記バランス状態において、出力負荷が
減少すると、第２ガバナ１３ｂの入力信号が第１
ガバナ１３ａの入力信号よりも大きいため、第１
燃料ラツク１５ａが第２燃料ラツク１５ｂよりも
先に減方向へ移動し、第２燃料ラツク１５ｂの位
置は第１燃料ラツク１５ａの位置よりも増位置に
ある。

このため、第２検出器１６ｂの出力信号P₂が第
１検出器１６ａの出力信号P₁よりも大きく、この
差によつて演算弁２０の第１ピストン２２ａが下
降し、第２ピストン２２ｂが上昇して排気弁３１
を開き、出力室２７および第１帰還室２８ａの圧
力空気は排気室３０を経て大気へ排出され、同時
に、第２帰還室２８ｂおよび空気溜２９ｂの圧力
空気は第２絞り２９ｃを介して大気へ排出される
と共に第１絞り２９ａ、出力室２７および排気室
３０を介して大気へ排出される。従つて、出力信
号P₃が高いときは主として第２絞り２９ｃによつ
て低下が促進され、P₃が低くなると両絞り２９
ａ，２９ｃによつて低下が徐々に促進される。

このとき、ポジシヨナ５０の制御圧室６３内の
圧力空気も排出されるから、P₃が低下した分だけ
制御ばね６４により制御ピストン６２が前進し、
第６図に拡大して示すように、制御ロツド６７が
前進して先端弁部６７ｄが給排孔５７ｄを開き給
油室５９内の油がリミツタロツド５７の給油孔５
７ｅ、内孔５７ａ、給排孔５７ｄを経て圧力室５
３へ供給される。従つて、リミツタピストン５２
およびリミツタロツド５７は戻しばね５６に抗し
て前進し、第２機関Ｅ２の第２燃料ラツク１５ｂ
を強制的に減方向へ移動させて制限する。この制
限は最初K₁（P₁.P₂）にもとづいて急速に行なわ
れ、時間経過に伴つてK₁（P₁−P₂）＋K₂P₃dtにも
とづいて徐々に進行する。

前記第２燃料ラツク１５ｂの減方向への移動に
より第２機関Ｅ２側の負荷が第１機関Ｅ１側へ移
行し、負荷が増加した第１機関Ｅ１の第１燃料ラ
ツク１５ａは第１ガバナ１３ａの調速動作により
増方向へ移動する。

そして、第１燃料ラツク１５ａと第２燃料ラツ
ク１５ｂの位置が一致すると、第１検出器１６ａ
と第２検出器１６ｂの出力信号P₁，P₂が一致し、
演算弁２０の出力信号P₃はP₃＝K₂P₃dtとなりほ
ぼ一定に保たれる。このとき、ポジシヨナ５０の
リミツタロツド５７が前進して制御ロツド６７の
先端弁部６７ｄが給排孔５７ｄを閉じており、ポ
ジシヨナ５０はこの位置で停止して第２燃料ラツ
ク１５ｂを制限している。斯して、負荷が減少し
ても第１機関Ｅ１と第２機関Ｅ２とは公平に負荷
を分担することになる。

以上の実施例に示される本考案の舶用並列機関
制御装置によれば、負荷変動が生じても演算弁お
よびポジシヨナの作動により第１燃料ラツクと第
２燃料ラツクの位置が一致するため、第１機関と
第２機関に負荷を常時公平に分担させることがで
きる。

また、本考案によれば、空気式の演算弁に積分
機能を持たせたために、この演算弁の出力空気圧
が変化（上昇、低下）する際に、その初期におい
ては急速に変化し時間経過とともにその変化速度
が徐々に遅くなり、これに追従してポジシヨナが
第２燃料ラツクの位置を制御し、その積分機能に
よつて第２燃料ラツクの位置を第１燃料ラツクの
位置に正確に一致させることができ、偏差が解消
されて位置決め精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の舶用並列機関制御装置、第２図
は本考案の舶用並列機関制御装置の一実施例、第
３図は第２図の演算弁２０の説明図、第４図は第
２図のポジシヨナ５０の説明図、第５図、第６図
は第４図のポジシヨナ５０の動作説明図である。 Ｅ１……第１機関、Ｅ２……第２機関、１０…
…指令装置、１０ａ……ハンドル、１１……加算
器、１２……信号発生器、１３ａ……第１ガバ
ナ、１３ｂ……第２ガバナ、１４ａ……第１燃料
噴射弁、１４ｂ……第２燃料噴射弁、１５ａ……
第１燃料ラツク、１５ｂ……第２燃料ラツク、１
６ａ……第１検出器、１６ｂ……第２検出器、２
０……演算弁、５０……ポジシヨナ、［２９ａ，
２９ｃ……絞り、２９ｂ……空気溜］……積分回
路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ハンドルの操作量に応じた信号を出力する指令
   装置と、該指令装置の出力信号により第１機関を
   制御する第１ガバナと、前記指令装置の出力信号
   に別の信号を加算した加算信号により第２機関を
   制御する第２ガバナと、第１機関の第１燃料ラツ
   クの位置を空気信号に変換する第１検出器と、第
   ２機関の第２燃料ラツクの位置を空気信号に変換
   する第２検出器と、これら両検出器の出力信号の
   差に応じた空気信号を出力しその出力を積分する
   演算弁と、該演算弁の出力信号にもとづいて前記
   第２燃料ラツクの位置を制御するポジシヨナとか
   ら成る舶用並列機関制御装置。