CN109653883A - 远程控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种远程控制装置，能够反映操纵员的意向地进行最佳的行驶控制。远程控制装置(1)具备：速度指令部，其指示船舶的目标速度；以及转速指令调整部(12)，其根据船舶的装载量、重量以及吃水的深度中的至少一个指标，来对基于目标速度与船舶的当前速度之差求出的发动机的转速指令信号进行调整。

Description

远程控制装置

技术领域

本发明涉及一种对船舶等的船舶速度进行远程控制的远程控制装置。

背景技术

在船舶中，大多预先准备如下的操纵模式：当使操纵杆向规定位置移动时，使发动机的每单位时间的转速线性地变化，直到成为与该位置相应的速度为止。

这种操纵模式大多综合地考虑发动机的负荷、燃油效率、速度等，预先将每单位时间的转速的变化量设定为固定，不能随意地变更该变化量。

专利文献1：日本特开2009-202644

发明内容

发明要解决的问题

然而，在利用船舶进行航行时，在想要尽量节约燃料地进行航行的情况、想要以尽量快的速度进行航行的情况等情况下，航行时的要求各种各样。因而，在选择了上述的操纵模式时，也可能发生燃油效率、速度等不像预期的那样的情况。但是，在不选择上述的操纵模式而手动地进行航行的情况下，必须全神贯注地操作操纵杆，从而操纵员的负担增大。

本发明提供一种能够反映操纵员的意向地进行最佳的行驶控制的远程控制装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述的问题，在本发明的一个方式中，提供一种远程控制装置，具备：速度指令部，其指示船舶的目标速度；以及转速指令调整部，其根据船舶的装载量、重量以及吃水的深度中的至少一个指标，来对基于所述目标速度与所述船舶的当前速度之差求出的发动机的转速指令信号进行调整。

也可以是，所述转速指令信号是用于对所述发动机的转速的每单位时间的变化量进行调整的信号。

也可以是，所述转速指令调整部对所述转速指令信号进行调整，使得所述船舶的装载量或重量越大，或者所述吃水的深度越高，则所述变化量越小。

也可以是，还具备最大变化量设定部，所述最大变化量设定部根据所述至少一个指标来设定所述转速的最大变化量，所述转速指令调整部在不超过与所述船舶的装载量、重量或吃水的深度相应的所述转速的最大变化量的范围内，对所述转速指令信号进行调整。

也可以是，所述船舶的装载量或重量越大，则所述转速指令调整部使所述变化量的调整范围越窄。

也可以是，还具备模式选择部，所述模式选择部选择第一优先模式和第二优先模式中的一方，所述第一优先模式是用于使船舶的速度优先于燃油效率的模式，所述第二优先模式是用于使所述船舶的燃油效率优先于速度的模式，在选择了所述第一优先模式的情况下，所述转速指令调整部对所述转速指令信号进行调整，使得所述发动机的转速的每单位时间的变化量比选择了所述第二优先模式的情况下的该变化量大。

也可以是，在选择了所述第二优先模式的情况下，所述转速指令调整部对所述转速指令信号进行调整，使得所述发动机的转速的每单位时间的变化量比选择了所述第一优先模式的情况下的该变化量大，并且所述转速指令调整部将所述发动机的燃料喷射量控制为固定。

也可以是，所述模式选择部能够选择第一操纵模式或第二操纵模式，所述第一操纵模式是用于在达到所述目标速度之前的期间对发动机的转速的每单位时间的变化量进行调整的模式，所述第二操纵模式是用于使所述发动机的转速的每单位时间的变化量固定的模式，所述模式选择部在选择了所述第一操纵模式的情况下，能够选择所述第一优先模式或所述第二优先模式，在选择了所述第二操纵模式时，所述转速指令调整部不依赖于所述船舶的装载量、重量或吃水的深度地对所述转速指令信号进行调整，使得所述发动机的转速的每单位时间的变化量固定。

也可以是，在所述船舶在从港口起的规定范围内进行航行的情况下，选择所述第二操纵模式，在所述船舶在从港口起的所述规定范围外进行航行的情况下，选择所述第一操纵模式。

发明的效果

根据本发明，能够对选择操纵模式时的具体的操纵内容进行调整。

附图说明

图1是示出具备基于一个实施方式的远程控制装置的发动机控制系统的概要结构的框图。

图2是示出发动机的设定转速的时间变化的曲线图。

图3是示出50％的装载量时的转速的变化量的可变范围的图。

图4是示出80％的装载量时的转速的变化量的可变范围的图。

图5是示出100％的装载量时的转速的变化量的可变范围的图。

图6是示出基于本实施方式的远程控制装置的处理动作的流程图。

附图标记说明

1：远程控制装置；2：发动机控制系统；3：发动机控制器；4：发动机；5：操纵杆；6：输入部；7：吃水计；8：数据保存部；9：显示部；10：控制部；11：模式选择部；12：转速指令调整部；13：最大变化量设定部。

具体实施方式

下面，详细地说明本发明的实施方式。图1是示出具备基于本发明的一个实施方式的远程控制装置1的发动机控制系统2的概要结构的框图。图1的远程控制装置1和发动机控制系统2对船舶的发动机进行控制，但基于本实施方式的远程控制装置1和发动机控制系统2能够应用于搭载有发动机的任意的交通工具。此外，在本发明中，发动机除了包括利用燃料进行旋转的发动机以外，还包括利用电动机进行驱动的发动机。也就是说，本发明的船舶还包括电力推进船。此外，在以下的说明中，以运送货物的船舶(运货船)为例进行说明。

图1的发动机控制系统2具备远程控制装置1(也称作遥控器)、发动机控制器3以及发动机4。远程控制装置1例如设置于船舶的船桥(bridge)或机舱集控室等。发动机控制器3例如设置于发动机控制室。远程控制装置1将用于指示发动机4的启动、停止、逆转、转速的设定等的指令信号发送到发动机控制器3。发动机控制器3基于来自远程控制装置1的指令信号来控制发动机4。

远程控制装置1具有操纵杆(速度指令部)5、输入部6、吃水计7、数据保存部8、显示部9以及控制部10。操纵杆5用于进行发动机4的启动、停止、逆转、转速的指令。当将操纵杆5操作至规定位置时，向发动机控制器3发送转速指令信号，以成为与该位置对应的速度。输入部6进行操纵模式的选择等。吃水计7是测量船舶的装载量(装载于船舶的货物的量)或重量(除货物以外还包括压载水等在内的船舶整体的重量)的设备。在装载物为流体的情况下，其流量包含在装载量之内，在集装箱船的情况下，集装箱的个数也包含在装载量之内。控制部10基于来自吃水计7的测量信号来检测船舶的装载量或重量。数据保存部8保存对发动机4的控制所需要的各种数据。在后面记述数据保存部8中保存的具体的数据。显示部9显示船舶的航行所需要的各种信息。显示部9可以是一个，也可以是多个。

控制部10具有模式选择部11和转速指令调整部12。在模式选择部11所能够选择的模式中具有第一操纵模式，该第一操纵模式是用于在船舶达到目标速度之前的期间对发动机4的转速的每单位时间的变化量进行调整的模式。目标速度为利用操纵杆5进行操作指令后的速度。模式选择部11基于操纵员利用输入部6输入或选择的信息来进行模式选择。或者，模式选择部11也可以是，当满足特定的条件时，自动地选择特定的操纵模式。模式选择部11还能够选择用于使发动机4的转速的每单位时间的变化量固定的第二操纵模式。另外，模式选择部11还能够选择用于将发动机4的转速控制为固定的第三操纵模式。以下，对模式选择部11至少能够任意地选择第一操纵模式～第三操纵模式的例子进行说明。

转速指令调整部12根据船舶的装载量、重量以及吃水的深度中的至少一个指标，来对基于船舶的目标速度与船舶的当前速度之差求出的发动机4的转速指令信号进行调整。转速指令信号是用于对发动机4的转速的每单位时间的变化量进行调整的信号。在选择了第一操纵模式时，转速指令调整部12通过调整转速指令信号，来对发动机4的转速的每单位时间的变化量进行调整。例如，转速指令调整部12对转速指令信号进行调整，使得船舶的装载量或重量越大，或者吃水的深度越高，则变化量越小。

控制部10也可以具有最大变化量设定部13。最大变化量设定部13根据船舶的装载量、重量或吃水的深度来设定发动机4的转速的最大变化量。在该情况下，转速指令调整部12通过根据船舶的装载量、重量或吃水的深度调整转速指令信号，来在发动机4的转速不超过最大变化量的范围内调整发动机4的转速的变化量。

图2是示出发动机4的设定转速的时间变化的曲线图。在图2中示出如下例子：在船舶出港后直到发动机4的转速达到规定转速为止的期间，选择第二操纵模式，当发动机4的转速超过规定转速时，选择第一操纵模式，当船舶的速度达到与操纵杆5的操作位置对应的速度时，选择第三操纵模式。

在选择了第一操纵模式的情况下，能够对发动机4的转速的每单位时间的变化量进行调整。例如可以利用输入部6输入或选择所能够调整的变化量，也可以基于规定的条件自动地调整变化量。规定的条件例如是指船舶的装载量、重量或吃水的深度。考虑如下情形：船舶的装载量或重量越轻，或者吃水越浅，则使第一操纵模式的变化量越大，船舶的装载量或重量越重，或者吃水的深度越高，则使第一操纵模式的变化量越小。船舶的装载量或重量越重，或者吃水的深度越高，则使发动机4以规定的转速进行旋转所需要的发动机负荷越大，燃料也消耗得越多。因而，船舶的装载量或重量越重，或者吃水的深度越高，则使发动机4的转速的变化量越小，由此能够降低发动机4的负荷，并且使燃油效率良好。

在图2中图示出使装载量以三种方式变化的情况下的转速的变化量的一例。图2的直线g1、g2、g3分别表示50％、80％、100％的装载量的船舶的第一操作模式时的每单位时间的转速的变化。在图2的例子中，相比于80％或100％的装载量的船舶而言，50％的装载量的船舶的第一操纵模式时的发动机4的转速的每单位时间的变化量大。同样地，相比于100％的装载量的船舶而言，80％的装载量的船舶的第一操纵模式时的发动机4的转速的每单位时间的变化量大。

此外，50％的装载量的船舶的第一操纵模式时的转速的变化量不一定必须为图2的直线g1，能够在图3的阴影范围内任意地进行调整。因而，可以使变化量与时间相应地非线性地变化。

同样地，80％的装载量的船舶的第一操纵模式时的转速的变化量不一定必须为图2的直线g2，能够在图4的阴影范围内任意地进行调整。同样地，100％的装载量的船舶的第一操纵模式时的转速的变化量不一定必须为图2的直线g3，能够在图5的阴影范围内任意地进行调整。

在图3～图5的阴影范围之中，左端的直线表示发动机4的转速的能够容许的最大变化量。船舶的装载量越多，则最大变化量的斜率越低，阴影范围的面积越窄。这意味着船舶的装载量越多，则转速的每单位时间的变化量的调整范围越窄。

各装载量时的转速的最大变化量为发动机4的内部压力不过高的最大限度的变化量。当设定大于最大变化量的变化量时，无法保证发动机4的正常动作，发动机4的寿命也有可能变短。

期望将船舶的装载量、重量或吃水的深度与发动机4的转速的最大变化量之间的相对关系预先保存在数据保存部8中。由此，当利用吃水计7检测船舶的装载量、重量或吃水的深度时，控制部10能够从数据保存部8提取与检测出的值相应的最大变化量。然后，控制部10能够在不超过最大变化量的范围内设定发动机4的转速的每单位时间的变化量。

发动机4的转速的每单位时间的变化量越大，则转速的上升程度越大，能够以越短的时间提高船舶的速度。但是，由于发动机4的转速在短时间内变大，因此燃油效率变差。一般地，通过将发动机4的转速与每旋转一圈的燃料喷射量相乘来表示燃料的消耗量。当每旋转一圈的燃料喷射量固定时，发动机4的转速越高，则燃料的消耗量越大。

根据时间和情况的不同，船舶有时想要尽量高速地进行航行，有时想要尽量减少燃料消耗量地进行航行。因此，模式选择部11也可以构成为，在选择了第一操纵模式时，能够选择使速度优先的速度优先模式(第一优先模式)和使燃油效率优先的燃油效率优先模式(第二优先模式)中的任一模式。此外，这两个优先模式为一个例子，也可以设置其它优先模式，还可以不设置优先模式。

在速度优先模式下，期望沿着图3～图5的阴影范围内的左端的实线设定发动机4的转速。另一方面，在燃油效率优先模式下，期望沿着图3～图5的阴影范围内的右侧即以使转速的每单位时间的变化量尽量少的方式设定发动机4的转速。

图6是示出基于本实施方式的远程控制装置1的处理动作的流程图。在船舶开始航行的时间点开始进行该流程图的处理，在进行航行的过程中持续重复进行该流程图的处理。

首先，模式选择部11选择第二操纵模式，启动发动机4(步骤S1)。之后，控制部10判定发动机4的转速是否变为了第一阈值以上(步骤S2)。第一阈值是成为在图2中从第二操纵模式向第一操纵模式切换时的基准的转速。可以使第一阈值可变。例如，可以使第一阈值根据船舶的装载量、重量或吃水的深度变化。

停留在步骤S2，直到发动机4的转速达到第一阈值为止，当发动机4的转速达到第一阈值时，模式选择部11选择第一操纵模式(步骤S3)。此外，步骤S3的选择既可以手动来进行，也可以自动地进行。

接着，控制部10基于来自吃水计7的测量数据来推测船舶的装载量、重量或吃水的深度(步骤S4)。也可以在选择了第二操纵模式的期间进行该步骤S4的处理。

接着，转速指令调整部12通过根据船舶的装载量、重量或吃水的深度对转速指令信号进行调整，来设定发动机4的转速的每单位时间的变化量(步骤S5)。如图3～图5所示，变化量的调整范围按船舶的装载量、重量或吃水的深度而不同。预先准备表示船舶的装载量、重量或吃水的深度与发动机4的转速的每单位时间的变化量之间的相关关系的表，并且将该表保存到数据保存部8或其它保存部中，在步骤S5中，可以从表检索并提取与船舶的装载量、重量或吃水的深度对应的变化量的调整范围。

接着，利用模式选择部11选择速度优先模式和燃油效率优先模式中的任一模式(步骤S6)。在选择了速度优先模式的情况下，转速指令调整部12通过根据船舶的装载量、重量或吃水的深度对转速指令信号进行调整，来在发动机4的转速的变化量的调整范围内选择最大变化量或与该最大变化量接近的变化量(步骤S7)。例如，从图3～图5的阴影范围的左端的表示最大变化量的直线或该直线附近的范围选择变化量。然后，转速指令调整部12使用在步骤S7中选择的发动机4的每单位时间的变化量，来使发动机4的转速随着时间增大(步骤S8)。

另一方面，在选择了燃油效率优先模式的情况下，转速指令调整部12通过根据船舶的装载量、重量或吃水的深度对转速指令信号进行调整，来选择发动机4的转速的变化量的调整范围的右侧、即变化量的斜率尽量小的区域(步骤S9)。然后，转速指令调整部12使用在步骤S9中选择的发动机4的每单位时间的变化量，来使发动机4的转速随着时间增大(步骤S10)。

定期或非定期地重复进行步骤S6～S10的处理。由此，发动机4的转速随着时间逐渐提高。此外，发动机4的转速的每单位时间的变化量可以与时间相应地线性地变化，也可以与时间相应地非线性地变化。

之后，判定发动机4的转速是否变为了第二阈值以上(步骤S11)。第二阈值是根据操纵杆5的操作位置决定的值。操纵杆5的操作位置表示目标速度，船舶达到目标速度时的发动机4的转速为第二阈值。

在发动机4的转速小于第二阈值的情况下，重复进行步骤S6～S11的处理。当发动机4的转速达到第二阈值时，模式选择部11选择第三操纵模式(步骤S12)。在该第三操纵模式下，使发动机4的转速固定。由此，船舶大致匀速地进行航行。

在图6的流程图中，根据船舶的装载量、重量或吃水的深度来变更发动机4的转速的每单位时间的变化量的调整范围，在此基础之上，选择速度优先模式和燃油效率优先模式中的任一模式，来决定最终的变化量，但也可以省略选择速度优先模式和燃油效率优先模式中的任一模式的处理。另外，根据船舶的装载量、重量或吃水的深度来变更变化量的调整范围的处理也不一定是必须的。本实施方式的特征在于，在选择了第一操纵模式时，对发动机4的转速的每单位时间的变化量进行调整，调整变化量的主要因素不限定于船舶的装载量、重量或吃水的深度。例如，也可以根据船舶的摇动的大小来变更变化量的调整范围。

像这样，在本实施方式中，根据船舶的装载量、重量或吃水的深度来对基于船舶的目标速度与当前速度之差求出的发动机4的转速指令信号进行调整，因此即使船舶的装载量、重量等发生变化，也能够不对操纵员产生负担地进行船舶的最佳的行驶控制。特别地，在本实施方式中，在选择了第一操纵模式时，对发动机4的转速的每单位时间的变化量进行调整，因此能够使发动机4的转速在不对发动机4施加极端的负荷的范围内变化。由此，例如能够根据船舶等的船舶的装载量、重量来调整变化量，或者根据使速度和燃油效率中的哪一个优先来调整变化量，从而能够考虑船舶的操纵员的各种意向来使船舶行驶。

本发明的方式不限定于上述的各个实施方式，还包括本领域技术人员所能够想到的各种变形，本发明的效果也不限定于上述的内容。即，在不超出能够根据权利要求书规定的内容及其等同物导出的本发明的概念性的思想和主旨的范围内，能够进行各种追加、变更以及局部的删除。

此外，在上述的说明中，以船舶为例进行了说明，但在其它交通工具中也能够应用本发明。

Claims (9)

1.一种远程控制装置，具备：

速度指令部，其指示船舶的目标速度；以及

转速指令调整部，其根据船舶的装载量、重量以及吃水的深度中的至少一个指标，来对基于所述目标速度与所述船舶的当前速度之差求出的发动机的转速指令信号进行调整。

2.根据权利要求1所述的远程控制装置，其特征在于，

所述转速指令信号是用于对所述发动机的转速的每单位时间的变化量进行调整的信号。

3.根据权利要求2所述的远程控制装置，其特征在于，

所述转速指令调整部对所述转速指令信号进行调整，使得所述船舶的装载量或重量越大，或者所述吃水的深度越高，则所述变化量越小。

4.根据权利要求2或3所述的远程控制装置，其特征在于，

还具备最大变化量设定部，所述最大变化量设定部根据所述至少一个指标来设定所述转速的最大变化量，

所述转速指令调整部在不超过与所述船舶的装载量、重量或吃水的深度相应的所述转速的最大变化量的范围内，对所述转速指令信号进行调整。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的远程控制装置，其特征在于，

所述船舶的装载量或重量越大，则所述转速指令调整部使所述变化量的调整范围越窄。

6.根据权利要求5所述的远程控制装置，其特征在于，

还具备模式选择部，所述模式选择部选择第一优先模式和第二优先模式中的一方，所述第一优先模式是用于使船舶的速度优先于燃油效率的模式，所述第二优先模式是用于使所述船舶的燃油效率优先于速度的模式，

在选择了所述第一优先模式的情况下，所述转速指令调整部对所述转速指令信号进行调整，使得所述发动机的转速的每单位时间的变化量比选择了所述第二优先模式的情况下的该变化量大。

7.根据权利要求6所述的远程控制装置，其特征在于，

在选择了所述第二优先模式的情况下，所述转速指令调整部对所述转速指令信号进行调整，使得所述发动机的转速的每单位时间的变化量比选择了所述第一优先模式的情况下的该变化量大，并且所述转速指令调整部将所述发动机的燃料喷射量控制为固定。

8.根据权利要求6或7所述的远程控制装置，其特征在于，

所述模式选择部能够选择第一操纵模式或第二操纵模式，所述第一操纵模式是用于在达到所述目标速度之前的期间对发动机的转速的每单位时间的变化量进行调整的模式，所述第二操纵模式是用于使所述发动机的转速的每单位时间的变化量固定的模式，

所述模式选择部在选择了所述第一操纵模式的情况下，能够选择所述第一优先模式或所述第二优先模式，

在选择了所述第二操纵模式时，所述转速指令调整部不依赖于所述船舶的装载量、重量或吃水的深度地对所述转速指令信号进行调整，使得所述发动机的转速的每单位时间的变化量固定。

9.根据权利要求8所述的远程控制装置，其特征在于，

在所述船舶在从港口起的规定范围内进行航行的情况下，选择所述第二操纵模式，

在所述船舶在从港口起的所述规定范围外进行航行的情况下，选择所述第一操纵模式。