JP2004162667A - Marine engine control device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船に搭載されている機関、例えばディーゼル機関の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
船の推進力を生成する船用機関は、その船が航海中に故障した場合、その故障を修理することが困難であるので、故障しにくいことが望まれている。船用機関では、それの一部の部品が故障したときに、機関を運転して、港まで船を運航する必要がある。この技術を開示したものとして、例えば特許文献1がある。
【0003】
【特許文献1】
特開平6−330772号公報
【0004】
特許文献1では、機関のガバナー部を操作可能な機関制御用コントロールケーブルをアクチュエータによって駆動するように構成してある。このアクチュエータは、機関制御用信号を発生する発信機によって制御される。さらに手動遠隔制御装置によって駆動され、上記ガバナー部を操作可能な手動操作コントロールケーブルも設けられている。発信機等の故障に起因して、アクチュエータによって機関制御用コントロールケーブルを操作不能のとき、手動遠隔制御装置によって手動操作コントロールケーブルを駆動する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1の技術によれば、電子制御するための発信機やアクチュエータに故障が生じても、手動操作によって機関の運転を継続することが可能である。しかし、手動操作では、様々な運転状況の変化に柔軟に対応することができない。
【0006】
本発明は、故障時にも様々な運転状況に柔軟に対応することにより、船用機関の信頼性を向上させる船用機関制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明による船用機関制御装置は、操縦者に操作される遠隔制御装置と、この遠隔制御装置からの指令信号が入力されるメインユニットと、機関の運転状態を検出して運転状態信号を出力する運転状態検出器とを、備えている。メインユニットは、前記指令信号と前記運転状態信号とに基づきメイン指令を送出し、このメイン指令に基づき前記機関を制御する。前記機関の各シリンダに対応してサブユニットと燃料供給装置とがそれぞれ設けられ、前記各サブユニットは前記運転状態信号と前記メイン指令とに基づいて作動タイミングを算出し、この作動タイミングに対応して作動タイミング指令を送出し、前記燃料供給装置は前記作動タイミング指令に基づき前記シリンダに燃料を供給する。遠隔制御装置とは離れた位置にサブ遠隔制御装置が設けられている。このサブ遠隔制御装置は、メインユニットに第1サブ指令信号を送出可能であると共に、サブユニットに第2サブ指令信号を送出可能に形成してある。前記メインユニットは、第1サブ指令信号と前記運転状態信号とに基づき前記メイン信号を送出可能に形成されている。サブユニットは、第2サブ指令信号と前記運転状態信号とに基づいて前記作動タイミング指令を送出可能に形成してある。
【0008】
このように構成した船用機関制御装置によれば、例えば遠隔制御装置が故障した状態では、サブ遠隔制御装置から第1サブ指令信号をメインユニットに供給することによって、遠隔制御装置によってメインユニット等を介して制御しているのと同様に機関を制御することができる。また、メインユニットが故障した場合、サブ遠隔制御装置から第2サブ指令信号をサブユニットに供給することによって、機関を制御することができる。さらに、サブ遠隔制御装置が故障した場合には、遠隔制御装置、メインユニット等を介して機関を制御することができる。このように、遠隔制御装置、メインユニットおよびサブ遠隔制御装置のいずれか故障しても、機関を制御することができるし、その制御は電子制御に基づくものであり、信頼性の高い制御とすることができる。
【0009】
遠隔制御装置は、指令信号として目標の機関回転数を示す指令回転数信号を送出するものとすることが可能である。この場合、メインユニットは、運転状態信号から実際の機関回転数を示す実回転数を算出し、且つ、この実回転数と指令回転信号とからシリンダへの給油量を算出するガバナー機能を有し、かつ算出された給油量と機関周辺状態とに基づきメイン信号として一次作動タイミングを送出する。サブユニットは、運転状態信号から機関のクランク角を算出し、一次作動タイミングに応じて作動タイミング指令を送出する。サブ遠隔制御装置は、第1サブ指令信号として指令回転数信号と同等の信号をメインユニットに送出可能であると共に、第2サブ指令信号として給油量を示す給油量信号をサブユニットに送出する。サブユニットは、給油量信号に基づき作動タイミングを送出可能としている。
【0010】
このように構成した場合、サブ遠隔制御装置は、遠隔制御装置がメインユニットに供給している指令回転数信号と同等の信号をメインユニットに送信可能であるので、たとえ遠隔制御装置が故障しても、遠隔制御装置によって機関を操縦しているのと同様に機関の制御を行うことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の1実施形態の機関制御装置1は、図1に示すように、船用機関、例えばディーゼル機関2を制御するものである。このディーゼル機関2は、複数のシリンダ4、4・・・を備えている。これらシリンダ4には、それぞれ燃料供給装置、例えば燃料供給弁6、6・・・が設けられている。これら弁6、6・・・は、対応するシリンダ4の燃料室に燃料を供給するためのものである。これら弁6は、これらに対応して設けられたアクチュエータ、例えば電磁弁8、8・・・によって開閉される。この他に、各シリンダ4には、排気弁(図示せず)も設けられ、シリンダ4の燃料室で燃焼が生じたことによって発生した排気ガスを排気する。この排気弁を開閉制御するためのアクチュエータ(図示せず)も設けられている。
【0012】
このディーゼル機関2には、運転状態検出器、例えばセンサ群10が設けられている。このセンサ群10は、ディーゼル機関2の回転に関する物理量を測定するセンサの集合体である。即ち、センサ群10は、各シリンダ4の上死点、クランク角、回転数等を測定し、それら測定結果をディジタル化して、ディーゼル機関制御装置1に送信する。センサ群10のセンサとしては、パルス型、アブソリュート型のものを併用することもできるし、いずれか一方の型のみを使用することもできる。
【0013】
機関制御装置1は、メインユニット12、複数のサブユニット14、14・・・及び複数のアクチュエータドライバー16、16・・・、遠隔制御装置18お呼びサブ遠隔制御装置20を有している。メインユニット12は、機関2とは離れた位置に設けられている。サブ遠隔制御装置20は、遠隔制御装置18とは離れた位置に設けられている。
【0014】
メインユニット12には、遠隔制御装置18から指令信号、例えば指令回転数信号が供給される。指令回転数信号は、機関2に回転させようとする回転数を表すもので、遠隔制御装置18に設けられている操作部(図示せず)を操縦者が操作することによって生成される。メインユニット12は、各シリンダ4への給油量を算出するガバナー機能を有している。ガバナー機能は、センサ群10から供給された各シリンダ4の回転数の測定値から機関2の実際の回転数を算出し、この算出された回転数と、遠隔制御装置18からの指令回転数信号とから、各シリンダ4への燃料の給油量を算出する。メインユニット12は、更に、この算出された給油量と、機関2の周辺状態、例えば機関2の負荷の状態、掃気圧、排気温度及び(または)弁6の個体差等とに基づき、メイン信号、例えば一次作動タイミングを決定し、これをサブユニット14に送信する。この他に、メインユニット12は、設定器(図示せず)によって設定された設定値に従って、燃料の噴射タイミング、噴射量、排気弁の開閉タイミング、始動空気、潤滑油供給等を演算、最適化し、サブユニット14に送信する。
【0015】
この送信は、二重化されたネットワーク22を介して行われる。従って、一方のネットワークが故障しても、他のネットワークによって一次作動タイミングは、サブユニット14に送信される。
【0016】
各サブユニット14は、メインユニット12よりも機関2に近い位置に設置されている。各サブユニット14は、送信された一次作動タイミング通りに、アクチュエータ8が駆動されるように、ドライバユニット16を制御する。このアクチュエータ8の駆動によって、弁6が燃料をシリンダ4に供給する。一次作動タイミング通りにアクチュエータが駆動されるようにするために、サブユニット14は、機関2のクランク角を、センサ群10からの測定値に基づいて算出し、アクチュエータ8の作動遅れをクランク角に応じて補正する。
【0017】
各ドライバユニット16には、2台のサブユニット14が割り当てられている。各ドライバユニット16には、切換スイッチ16aがそれぞれ設けられており、当初には予め定められた一方のドライバユニット16からの信号に基づいてアクチュエータ6を駆動するが、一方のドライバユニット16から正常に信号が供給されない場合には、切換スイッチ16aを他方のドライバユニット16側に切換えて、他方のドライバユニット16からの信号に基づいてアクチュエータ6を駆動する。なお、双方のサブユニット16が同時に故障した場合には、これらサブユニット16が担当するシリンダ4の運転が行われず、結局、減筒運転が行われる。
【0018】
サブ遠隔制御装置20は、メインユニット12及びサブユニット14に対して指令信号を発生可能に構成されている。即ち、サブ遠隔装置20は、切換スイッチ(図示せず)を備えており、この切換スイッチを操作することによって、メインユニット12用の指令信号の発生可能状態またはサブユニット14用の指令信号の発生可能状態になる。
【0019】
メインユニット12用の指令信号の発生可能状態では、サブ遠隔制御装置20に設けられた指令回転数信号発生用のポテンショメータ(図示せず)を操作することによって、メインユニット12に対して指令回転数信号を送信することができる。従って、遠隔制御装置18が故障した場合には、サブ遠隔制御装置20を遠隔制御装置18の代わりに使用することができ、遠隔制御装置18によって操縦が行われているのと同様な制御を行える。
【0020】
またサブユニット14の指令信号の発生可能状態では、サブ遠隔制御装置20に設けられた給油量信号用のポテンショメータ(図示せず)を操作することによって、各サブユニット14に対して給油量信号を送信することができる。このサブユニット14への送信は、メインユニット12が故障した場合に行われる。
【0021】
給油量信号が送信された各サブユニット14では、この給油量に応じた燃料噴射を固定噴射タイミングで弁6が行うようにアクチュエータ8を制御する。この場合も、クランク角に基づくアクチュエータ8の作動遅れに対する補正は行われる。
【0022】
このように構成された機関制御装置1は、メインユニット12、サブユニット14及び遠隔制御装置18が正常に動作している通常状態では、遠隔制御装置18からの回転数指令信号に基づき、メインユニット12が一次作動タイミング信号を各サブユニット14に二重化ネットワーク22を介して送出し、各サブユニット14が一次作動タイミングに燃料供給が行われるように、アクチュエータ8を制御する。これによって、各シリンダ4への燃料噴射量が制御され、機関2の回転数を制御、維持することができる。
【0023】
遠隔制御装置18が故障した遠隔制御装置故障状態では、サブ遠隔制御装置20からメインユニット12に回転数指令信号が供給され、通常状態と同様に機関2の回転数の制御、維持が行われる。即ち、遠隔制御装置が故障しても、通常運転と同じ運転状態を維持することが可能である。
【0024】
メインユニット12が故障したメインユニット故障状態では、サブ遠隔制御装置20から各サブユニット14に、噴射量指令信号が供給され、各サブユニット14が直接に燃料噴射量の制御を行う。
【0025】
サブ遠隔制御装置20が故障したサブ遠隔制御装置故障状態では、通常状態と同様に制御が行われる。
【0026】
この実施の形態の機関制御装置では、遠隔制御装置18、サブ遠隔制御装置20、メインユニット12のいずれが故障した場合でも、電子制御を継続することができ、様々な運転状況に柔軟に対応可能である。また、いずれかのサブユニット14が故障した場合でも、故障したサブユニットと同じシリンダ4を担当している他のサブユニット14によって、当該シリンダ4の制御が行われ、電子制御が継続される。また、或るシリンダ4を担当している複数のサブユニット14が全て故障した場合には、そのシリンダ4の運転が停止されるが、他のシリンダ4の制御が継続されているので、機関2が停止することはない。
【0027】
上記の実施の形態では、センサ群10のセンサには、パルス型のものとアブソリュート型のものとを併用したが、これに限ったものではなく、例えば全てパルス型のものを使用してもよいし、或いは全てアブソリュート型のものを使用してもよい。また、センサ群10の各センサは、メインユニット12及びサブユニット14の双方で共用したが、メインユニット12用のセンサと、サブユニット用のセンサとを、個別に設けることもできる。上記の実施の形態では、メインユニット12がガバナー機能を備えていたが、ガバナー機能を達成するガバナーユニットをメインユニット12とは別個に形成し、このガバナーユニットをメインユニット12と遠隔制御装置18との間に設けることも可能である。この場合、サブ遠隔制御装置20は、メインユニット12とサブユニット14とに給油指令信号に相当する信号を供給し、ガバナーユニットに指令回転数指令に相当する信号を供給することが望ましい。或いはガバナーユニットを各サブユニット14に一体に設けることもできる。この場合、メインユニット12は、ガバナーユニットに、遠隔制御装置18からの指令回転数信号に相当する信号を送出し、サブユニット14は、ガバナーユニットにサブ遠隔制御装置20からの指令回転数信号に相当する信号を送出するように構成することが望ましい。サブ遠隔制御装置20は、メインユニット12に信号を発生するものと、サブユニット14に信号を発生するものとに、別々に構成し、異なる場所に配置してもよい。
【0028】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、遠隔制御装置、メインユニット及びサブ遠隔制御装置のいずれかが故障したとしても、電子制御を継続することができ、運転状況の変化に柔軟に対応することができ、船用機関の制御の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施の形態のブロック図である。
【符号の説明】
1 制御装置
2 機関
4 シリンダ
6 バルブ(燃料供給装置)
12 メインユニット
14 サブユニット
18 遠隔制御装置
20 サブ遠隔制御装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an engine mounted on a ship, for example, a diesel engine.
[0002]
[Prior art]
It is desired that a marine engine that generates a propulsion force of a ship does not easily break down when the ship breaks down during voyage because it is difficult to repair the breakdown. In a marine engine, when some of its parts fail, it is necessary to operate the engine and operate the ship to the port. Patent Document 1 discloses this technology, for example.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-6-330772
In Patent Literature 1, an engine control control cable capable of operating a governor of an engine is driven by an actuator. This actuator is controlled by a transmitter that generates an engine control signal. Further, a manual operation control cable driven by a manual remote control device and capable of operating the governor unit is provided. When the control cable for engine control cannot be operated by the actuator due to a failure of the transmitter or the like, the manually operated control cable is driven by the manual remote control device.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
According to the technology of Patent Document 1, even if a failure occurs in a transmitter or an actuator for electronic control, it is possible to continue the operation of the engine by manual operation. However, manual operation cannot flexibly cope with various changes in driving conditions.
[0006]
An object of the present invention is to provide a marine engine control device that improves the reliability of a marine engine by flexibly responding to various operating conditions even when a failure occurs.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A ship engine control apparatus according to the present invention outputs a remote control apparatus operated by an operator, a main unit to which a command signal from the remote control apparatus is input, and an operation state signal of the engine by detecting an operation state of the engine. An operating state detector. The main unit sends a main command based on the command signal and the operating state signal, and controls the engine based on the main command. A sub-unit and a fuel supply device are respectively provided corresponding to each cylinder of the engine, and each sub-unit calculates an operation timing based on the operation state signal and the main command, and corresponds to the operation timing. The fuel supply device supplies fuel to the cylinder based on the operation timing command. A sub remote control device is provided at a position remote from the remote control device. This sub remote control device is formed so as to be able to send a first sub command signal to the main unit and to send a second sub command signal to the sub unit. The main unit is configured to transmit the main signal based on a first sub command signal and the operation state signal. The subunit is configured to be able to send out the operation timing command based on a second subcommand signal and the operating state signal.
[0008]
According to the marine engine control device configured as described above, for example, when the remote control device is out of order, the first sub command signal is supplied from the sub remote control device to the main unit. The engine can be controlled in the same manner as when the engine is controlled via the engine. Further, when the main unit fails, the engine can be controlled by supplying a second sub command signal from the sub remote control device to the sub unit. Further, when the sub remote control device breaks down, the engine can be controlled via the remote control device, the main unit, and the like. Thus, even if any one of the remote control device, the main unit and the sub remote control device fails, the engine can be controlled, and the control is based on the electronic control, and the control is highly reliable. be able to.
[0009]
The remote control device may transmit a command speed signal indicating the target engine speed as the command signal. In this case, the main unit has a governor function of calculating the actual engine speed indicating the actual engine speed from the operating state signal, and calculating the amount of oil supplied to the cylinder from the actual engine speed and the command engine speed signal. The primary operation timing is transmitted as a main signal based on the calculated refueling amount and the engine peripheral state. The subunit calculates the crank angle of the engine from the operating state signal and sends out an operation timing command according to the primary operation timing. The sub remote control device can send a signal equivalent to the command rotation speed signal to the main unit as a first sub command signal, and sends a refueling amount signal indicating a refueling amount to the sub unit as a second sub command signal. The subunit is capable of sending out the operation timing based on the refueling amount signal.
[0010]
With this configuration, the sub remote control device can transmit a signal equivalent to the command rotation speed signal supplied to the main unit by the remote control device to the main unit. Also, the engine can be controlled in the same manner as when the engine is operated by the remote control device.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An engine control device 1 according to one embodiment of the present invention controls a marine engine, for example, a
[0012]
The
[0013]
The engine control device 1 has a
[0014]
A command signal, for example, a command rotation speed signal, is supplied to the
[0015]
This transmission is performed via the duplicated
[0016]
Each
[0017]
Two
[0018]
The sub
[0019]
In a state where the command signal for the
[0020]
In a state where the command signal of the sub-unit 14 can be generated, a lubrication amount signal is transmitted to each sub-unit 14 by operating a lubrication amount signal potentiometer (not shown) provided in the sub
[0021]
In each sub-unit 14 to which the refueling amount signal has been transmitted, the
[0022]
In the normal state in which the
[0023]
In the remote control device failure state in which the
[0024]
In a main unit failure state in which the
[0025]
In the sub remote control device failure state in which the sub
[0026]
In the engine control device of this embodiment, even if any of the
[0027]
In the above embodiment, the sensor of the
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if any one of the remote control device, the main unit, and the sub remote control device fails, the electronic control can be continued, and it is possible to flexibly cope with a change in the driving situation. And the reliability of control of the marine engine can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1
12
Claims (2)
前記機関の各シリンダに対応してサブユニットと燃料供給装置とがそれぞれ設けられ、前記各サブユニットは前記運転状態信号と前記メイン指令とに基づいて作動タイミングを算出し、この作動タイミングに対応して作動タイミング指令を送出し、前記燃料供給装置は前記作動タイミング指令に基づき前記シリンダに燃料を供給し、
前記遠隔制御装置とは離れた位置にサブ遠隔制御装置を設け、このサブ遠隔制御装置は前記メインユニットに第1サブ指令信号を送出可能であると共に、前記サブユニットに第2サブ指令信号を送出可能に形成し、
前記メインユニットは、第1サブ指令信号と前記運転状態信号とに基づき前記メイン信号を送出可能に形成され、前記サブユニットは、第2サブ指令信号と前記運転状態信号とに基づいて前記作動タイミング指令を送出可能に形成した船用機関制御装置。A remote control device operated by a pilot, a main unit to which a command signal from the remote control device is input, and an operation state detector that detects an operation state of the engine and outputs an operation state signal, The main unit sends a main command based on the command signal and the operating state signal, and in a marine engine control device that controls the engine based on the main command,
A sub-unit and a fuel supply device are respectively provided corresponding to each cylinder of the engine, and each sub-unit calculates an operation timing based on the operation state signal and the main command, and corresponds to the operation timing. Sending an operation timing command, the fuel supply device supplies fuel to the cylinder based on the operation timing command,
A sub remote control device is provided at a position remote from the remote control device, and the sub remote control device is capable of transmitting a first sub command signal to the main unit and transmitting a second sub command signal to the sub unit. Formed as possible,
The main unit is configured to be capable of transmitting the main signal based on a first sub-command signal and the operation state signal, and the sub-unit performs the operation timing based on a second sub-command signal and the operation state signal. A marine engine control device that can send commands.
前記遠隔制御装置は、前記指令信号として目標の機関回転数を示す指令回転数信号を送出し、
前記メインユニットは、前記運転状態信号から実際の機関回転数を示す実回転数を算出し、この実回転数と前記指令回転信号とから前記シリンダへの給油量を算出するガバナー機能を有し、かつ算出された給油量と機関周辺状態とに基づきメイン信号として一次作動タイミングを送出し、前記サブユニットは、前記運転状態信号から前記機関のクランク角を算出し、前記一次作動タイミングに応じて前記作動タイミング指令を送出し、
前記サブ遠隔制御装置は、第1サブ指令信号として指令回転数信号と同等の信号を前記メインユニットに送出可能であると共に、第2サブ指令信号として前記給油量を示す給油量信号を前記サブユニットに送出し、
前記サブユニットは、前記給油量信号に基づき前記作動タイミングを送出可能とした
船用機関制御装置。The ship engine control device according to claim 1,
The remote control device transmits a command speed signal indicating a target engine speed as the command signal,
The main unit has a governor function of calculating an actual rotation speed indicating an actual engine rotation speed from the operation state signal, and calculating a refueling amount to the cylinder from the actual rotation speed and the command rotation signal. And the primary operation timing is transmitted as a main signal based on the calculated refueling amount and the engine peripheral state, and the subunit calculates the crank angle of the engine from the operation state signal, and the subunit calculates the crank angle according to the primary operation timing. Send the operation timing command,
The sub remote control device can transmit a signal equivalent to a command rotation speed signal to the main unit as a first sub command signal, and outputs a refueling amount signal indicating the refueling amount as a second sub command signal to the sub unit. Sent to
A marine engine control device, wherein the subunit is capable of transmitting the operation timing based on the refueling amount signal.
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