JP2006014524A - 船舶の電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電源装置70に、船外機等の燃料供給系12等を有するエンジン系統に電力を供給する推進機用バッテリ71と、航海灯等の舶用アクセサリ72に電力を供給する補機用バッテリ73とを設け、推進機用バッテリ71の電力供給系統と、補機用バッテリ73の電力供給系統とにダイオードD1及びD2で構成される異常時電力供給回路76を接続し、推進機用バッテリ71の充電電圧が補機用バッテリ73の充電電圧を下回ったときに、ダイオードD2を通じて補機用バッテリ73の電力をエンジン系統に供給することにより、エンジン系統での電力不足を補ってエンジンの安定駆動状態を継続する。
【選択図】 図3
Description
この請求項1に係る発明では、推進機用バッテリが電圧低下状態となると、異常時電力供給回路で補機用バッテリから推進機用バッテリに対して電力供給を行うことにより、推進機用バッテリ側から推進機に供給する電力を確保して、推進機を安定駆動することができる。
この請求項3に係る発明では、異常処理部でバッテリ電圧の低下による異常を検出したときにバッテリの電圧低下異常警報を発するので、船舶の操縦者にバッテリ電圧の低下を確実に報知することができ、帰港時にバッテリの点検、交換等を確実に行うことができる。
この請求項4に係る発明では、推進機用バッテリ及び補機用バッテリの電圧を検出し、その電圧変動が一致しているときには、両者が誤って並列に接続されている並列接続異常であると判断することができ、バッテリの並列接続異常を正確に検出することができる。
この請求項5に係る発明では、異常時電力供給回路が電力の回り込みを防止する一対のダイオードを介して推進機用バッテリ及び補機用バッテリを接続するだけの簡単な構成で、推進機用バッテリの電圧低下時に補機用バッテリの電力を供給することができる。
この請求項6に係る発明では、推進機用バッテリが正常であるときにはリレースイッチをオフ状態に制御することにより、推進機用バッテリに対する補機用バッテリからの電力供給を遮断し、推進機用バッテリの電圧低下時に、制御信号をリレースイッチに供給することにより、このリレースイッチをオン状態として、補機用バッテリの電力を推進機用バッテリに供給する。このため、補機用バッテリから推進機用バッテリへの電力供給系統にスイッチ接点が介装されるだけであるので、このスイッチ接点で電圧降下を生じることがなく、電力損失を軽減することが可能となる。
また、請求項2に係る発明によれば、請求項1に係る発明の効果に加えて、推進機用バッテリ及び補機用バッテリの電圧を電圧検出手段で個別に検出するので、これらの検出電圧から個々のバッテリの電圧低下状態を把握することができると共に、推進機用バッテリ及び補機用バッテリを誤って並列接続した場合も検出することができ、これらのバッテリ異常が生じたときに、異常処理部で発電機での発電力を増加させて異常バッテリに対する充電能力を向上させたり、警報を発したりする異常処理動作を行うことができるという効果が得られる。
さらにまた、請求項4に係る発明によれば、推進機用バッテリ及び補機用バッテリの電圧を検出し、その電圧変動が一致しているときには、両者が誤って並列に接続されている並列接続異常であると判断することができ、バッテリの並列接続異常を正確に検出することができるという効果が得られる。
また、請求項6に係る発明によれば、推進機用バッテリが正常であるときにはリレースイッチをオフ状態に制御することにより、推進機用バッテリに対する補機用バッテリからの電力供給を遮断し、推進機用バッテリの電圧低下時に、制御信号をリレースイッチに供給することにより、このリレースイッチをオン状態として、補機用バッテリの電力を推進機用バッテリに供給する。このため、補機用バッテリから推進機用バッテリへの電力供給系統にスイッチ接点が介装されるだけであるので、このスイッチ接点で電圧降下を生じることがなく、電力損失を軽減することが可能となるという効果が得られる。
図1は本発明の第1の実施形態を示す概略構成図であり、図2は第1実施形態の船外機の概略構成を示す構成図、図3は第1の実施形態における電源装置の電気回路図である。
図1において、1は例えばパワーボート等の小型船舶であり、この小型船舶1にはオープンデッキタイプの船体2の船尾に船外機3を搭載し、前部にステアリングホイール4、シート5、リモコンレバー6、メインスイッチ及びスタートスイッチを有するスイッチパネル7及びメータパネル8等を配設した操縦席を備えている。
推進機22には、前後進切換装置28が配設されている。この前後進切換装置28は、電動モータ28aによって回転駆動され、上下方向に延長するシフトロッド28bと、このシフトロッド28bに連結されたドッグクラッチ28cとを有し、ドッグクラッチ28cによって前進歯車25b及び後進歯車25cの何れかを推進軸26に結合する前進状態及び後進状態の何れか又は両方とも結合しないニュートラル状態に切換制御する。
さらに、各吸気ポート37には吸気管43が接続され、この吸気管43内には電子制御スロットルバルブ44が配設されている。また、シリンダヘッド34の各吸気ポート37に望む部分には燃料噴射弁45が挿入配置されており、この燃料噴射弁40の噴射口は吸気ポート37の開口を指向している。
この電源装置70は、燃料供給系12、イグナイタ35b、エンジンコントロールユニット46、スタータリレー52及びシフトコントロールユニット60等の推進機駆動系61に給電する比較的容量の大きな推進機用バッテリ71と、航海灯や計器盤などの個別に電源スイッチを有する舶用アクセサリ72に給電する比較的容量が小さい補機用バッテリ73とを有する。
また、補機用バッテリ73は、負極側がアースされ、正極側が電源スイッチを内蔵する舶用アクセサリ72に直接接続されていると共に、メインスイッチ74に連動するサブスイッチ75及び回り込み防止用のダイオードD2を介して燃料供給系12やエンジンコントロールユニット46及びシフトコントロールユニット60に接続されている。そして、回り込み防止用のダイオードD1及びD2で異常時電力供給回路76が構成されている。
今、電源装置70の推進機用バッテリ71及び補機用バッテリ73の充電電圧Vp及びVsが共に所定の閾値電圧Vh以上で正常状態にあるものとする。この状態で、メインスイッチ74がオフ状態であるときには、これと連動するサブスイッチ75もオフ状態であるので、燃料供給系12の燃料ポンプ12b及び高圧ポンプ12c、イグナイタ35b、エンジンコントロールユニット46、スタータリレー52及びシフトコントロールユニット60等の推進機駆動系に対する給電が停止されていると共に、舶用アクセサリ72に対する給電も停止されている。
このように、上記第1の実施形態によると、推進機用バッテリ71に電圧低下が生じたり、断線による燃料供給系12やコントロールユニット46及び60に対する電力供給不能状態となったりしたときには、補機用バッテリ72から燃料供給系12やコントロールユニット46及び60に電力をダイオードD1及びD2で構成される異常時電力供給回路76を介して供給することができ、少なくとも燃料噴射式エンジン3Eの回転駆動を維持することができる。
この第2の実施形態は、推進機用バッテリ71及び補機用バッテリ73の充電電圧を監視して、推進機用バッテリ71の電圧低下異常を検出したときに、警報を発する等の異常処理を行うようにしたものである。
すなわち、第2の実施形態では、図4に示すように、電源装置70の推進機用バッテリ71及び補機用バッテリ73の電圧がエンジンコントロールユニット46のA/D変換入力端子AD1及びAD2に入力され、このエンジンコントロールユニット46で推進機用バッテリ71及び補機用バッテリ73の電圧を監視して異常状態を検出し、異常状態を検出したときに、異常態様に応じた異常処理を行うように構成されていることを除いては前述した第1の実施形態と同様の構成を有し、図1との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
このステップS4では、推進機用バッテリ71の電圧Vpと補機用バッテリ73の電圧Vsとの電圧偏差ΔVの絶対値|ΔV|が所定時間(例えば1分程度)継続して設定値ΔVx以下であるか否かを判定し、電圧偏差ΔVの絶対値|ΔV|が設定値ΔVx以下の状態を所定時間継続した場合には、推進機用バッテリ71と補機用バッテリ73の正極側が誤って直接接続された並列接続異常であると判断してステップS5に移行し、並列接続異常を表すガイダンス情報又は異常表示情報で構成される異常表示情報を例えばスイッチパネル7に設けた液晶表示器80に出力すると共に、警報信号を同様にスイッチパネル7の近傍に設けたスピーカ81に出力してから前記ステップS1に戻り、電圧偏差ΔVの絶対値|ΔV|が設定値ΔVxを超えているときには、推進機用バッテリ71の正極側と補機用バッテリ73の正極側とが絶縁された正常状態であると判断してそのまま前記ステップS1に戻る。
次に、上記第2の実施形態の動作を説明する。
今、推進機用バッテリ71の正極側及び補機用バッテリ73の正極側が絶縁され、各バッテリ71及び73の電圧Vp及びVsが閾値電圧Vpt及びVstを超えている正常状態である場合には、メインスイッチ74をオン状態とすることにより、サブスイッチ75もオン状態となって、エンジンコントロールユニット46に電源が投入され、このエンジンコントロールユニット46が作動状態となる。このため、エンジンコントロールユニット46で、エンジン3Eの燃料供給系、点火タイミング等を制御するエンジン制御処理を実行開始して、スタータスイッチをオン状態とすることにより、エンジン3Eを始動して、リモコンレバー6から入力されるスロットル開度指令値に応じてスロットル開度を制御する。
なお、上記第2の実施形態においては、異常時電力供給回路76をダイオードD1及びD2で構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ダイオードD1及びD2をそれぞれ半導体スイッチング素子に置換し、これらを推進機用バッテリ71の充電電圧に応じて何れか一方をオン状態となるように制御するようにしてもよい。
この第3の実施形態では、電源装置70をダイオードD1及びD2に代えてリレー接点を適用したものである。
すなわち、第3の実施形態では、図6に示すように、電源装置70における異常時電力供給回路76が、常閉接点tnc、常開接点tno及び可動接点tmを有するリレーc点85と、このリレーc点85の可動接点tmを切り換え駆動するリレーコイル86とを有する制御リレー87を備え、リレーc接点85の閉接点tncがメインスイッチ74の出力側に、常開接点tnoがサブスイッチ75の出力側に、可動接点tmが燃料供給系12及びエンジンコントロールユニット源入力端子ptにそれぞれ接続し、リレーコイル86がエンジンコントロールユニット46の出力側に接続した構成とされている。
次に、上記第3の実施形態の動作を説明する。
今、推進機用バッテリ71及び補機用バッテリ73の電圧Vp及びVsがそれぞれ閾値電圧Vpt及びVstを超えている正常状態にあるものとする。この状態で、メインスイッチ74をオン状態とすると、エンジンコントロールユニット46には電力が供給されておらず、制御リレー87のリレーコイル86が非通電状態であるので、リレーc接点85の可動接点tmが常閉接点tnc側に切り換えられた状態を維持する。このため、推進機用バッテリ71の電力がメインスイッチ74、リレーc接点85の常閉接点tnc及び可動接点tmを介してエンジンコントロールユニット46の電源入力端子ptに供給されることにより、このエンジンコントロールユニット46が作動状態となる。
これと同時に図7のバッテリ異常制御処理が実行開始され、推進機用バッテリ71が正常であるので、ステップS2からステップS11に移行し、制御リレー87のリレーコイル86に対する所定値の電流の通電を遮断状態に維持し、リレーc接点85の可動接点tmが常閉接点tnc側に切り換えられている状態を維持することになり、推進機用バッテリ71の電力が燃料供給系12、イグナイタ35b、エンジンコントロールユニット46、スタータリレー52、シフトコントロールユニット60等に供給され、これらが正常に動作される。このとき、推進機用バッテリ71の電力が制御リレー86のリレーc接点85の常閉端子tnc及び可動接点tmを介して燃料供給系12、イグナイタ35c、エンジンコントロールユニット46等に供給されるので、常閉端子tnc及び可動接点tm間で内部抵抗による電圧降下を生じることがなく、前述した第1及び第2の実施形態のようにダイオードD1を介して供給する場合に比較して電力損失を軽減して、推進機用バッテリ71の寿命を長期化することができる。
そして、発電機55の発電電圧が推進機用バッテリ71及び補機用バッテリ73の充電電圧Vp及びVsを超えると、ダイオードD3及びD4を介してスタータリレー52、燃料供給系12、イグナイタ35a、エンジンコントロールユニット46、シフトコントロールユニット60等に供給され、その余剰分で推進機用バッテリ71及び補機用バッテリ73が充電される。
そして、推進機用バッテリ71の出力電圧Vpが断線閾値電圧Vpcを超えているバッテリ電圧低下異常状態で、発電機55からの発電電力によって推進機用バッテリ71の充電電圧Vpが上昇し、閾値電圧Vptを超える状態となると、図7の処理において、ステップS2からステップS11に移行し、バッテリ異常フラグFSが“1”にセットされているのでステップS12に移行して、推進機用バッテリ71の出力電圧Vpが閾値電圧Vptより高い閾値電圧Vpthより低い場合には、ステップS15に移行して、補機用バッテリ73による電力供給状態を維持する。
なお、上記第2及び第3の実施形態においては、推進機用バッテリ71の充電電圧Vpの低下時に、バッテリ異常表示を行うと共に、警報を発するようにした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、バッテリ異常表示又は警報を省略するようにしてもよい。
さらにまた、上記第1〜3の実施形態においては、船外機3が1機である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、複数の船外機を搭載する場合には、補機用バッテリ73については1台でよいが、推進機用バッテリ71については船外機数に応じた推進機用バッテリ71を用意し、これら推進機用バッテリ71を個別に船外機3に接続すると共に、補機用バッテリ73の電力をダイオードD2又は制御リレーのリレーc接点を介して各船外機3に供給するようにすればよい。
さらに、上記第1〜第3の実施形態においては、推進機用バッテリ71を1つのバッテリで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、複数のバッテリを並列又は直列接続して推進機用バッテリを構成するようにしてもよい。
なおさらに、上記第1〜第3の実施形態にいては、エンジンコントロールユニット46とシフトコントロールユニット60とを設けた場合について説明したが、これらを1つのコントロールユニットで構成するようにしてもよい。
2 船体
3 船外機
3E エンジン
6 リモコンレバー
7 スイッチパネル
8 メータパネル
12 燃料供給系
12a 燃料タンク
12b 燃料ポンプ
12d 高圧タンク
35 点火プラグ
35b イグナイタ
44 スロットルバルブ
46 エンジンコントロールユニット
52 スタータリレー
54 スタータモータ
55 発電機
60 シフトコントロールユニット
71 推進機用バッテリ
72 舶用アクセサリ
73 補機用バッテリ
74 メインスイッチ
75 サブスイッチ
D1,D2 ダイオード
76 異常異常時電力供給回路
80 液晶表示器
81 スピーカ
Claims (7)
- 船舶の推進機に電力を供給する推進機用バッテリと、船舶の他の機器に電力を供給する補機用バッテリと、前記推進機用バッテリの電圧低下時に前記補機用バッテリから電力を供給する異常時電力供給回路とを備えたことを特徴とする船舶の電源装置。
- 船舶の推進機に電力を供給する推進機用バッテリと、船舶の他の機器に電力を供給する補機用バッテリと、前記推進機用バッテリの電圧低下時に前記補機用バッテリから電力を供給する異常時電力供給回路と、前記推進機用バッテリ及び補機用バッテリの電圧を個別に検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段で検出した推進機用バッテリ及び補機用バッテリの電圧に基づいてバッテリ異常を検出したときに異常処理動作を行う異常処理部とを備えていることを特徴とする船舶の電源装置。
- 前記異常処理部は、前記推進機用バッテリ及び補機用バッテリの何れかの電圧低下を検出したときに、該当するバッテリの電圧低下異常警報を行うように構成されていることを特徴とする請求項2記載の船舶の電源装置。
- 前記異常処理部は、前記推進機用バッテリ及び補機用バッテリの電圧に基づいて両バッテリの並列接続異常を検出するように構成されていることを特徴とする請求項2記載の船舶の電源装置。
- 前記異常時電力供給回路は、前記補機用バッテリの正極側を前記推進機用バッテリの正極側に当該推進機用バッテリ及び補機用バッテリの一方から他方への電力の回り込みを防止する一対のダイオードを介して接続する構成を有することを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の船舶の電源装置。
- 前記異常時電力供給回路は、制御信号の入力によって前記補機用バッテリの正極側を前記推進機用バッテリの正極側に接続するリレースイッチを有することを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の船舶の電源装置。
- 前記異常時電力供給回路は、前記補機用バッテリの正極側を前記推進機用バッテリの正極側に接続するリレースイッチを有し、該リレースイッチが前記異常処理部から推進機用バッテリの電圧低下を検出したときに出力される制御信号によって駆動されるように構成されていることを特徴とする請求項2乃至4の何れかに記載の船舶の電源装置。
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