JP2838435B2 - Switching device for marine speed reducer - Google Patents
Switching device for marine speed reducerInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、漁船のように通常の航走以外に各種の作
業も行う作業用船舶に適した減速逆転機の切替装置に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial application field> The present invention relates to a switching device for a speed reduction / reversing machine suitable for a work boat that performs various operations in addition to normal sailing, such as a fishing boat.
＜従来の技術＞ 舶用減速逆転機の減速比の切り替えは一般には手動で
行われているが、減速比変更のためのしきい値を設定し
て検出される機関回転数に応じて自動的に切り替えるよ
うにしたものも知られている（例えば特開平２−51623
号公報参照）。これは前進側の減速段を２段にし、漁労
作業のように大きな出力トルクが欲しい時には減速比の
大きい大減速に自動的に切り替わり、また航走時には減
速比の小さい小減速に自動的に切り替わるようにして、
操船性を向上したものである。<Conventional technology> Although the speed reduction ratio of a marine speed reduction reversing machine is generally switched manually, a threshold value for changing the speed reduction ratio is set and automatically set according to the detected engine speed. There is also known a device in which switching is performed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-51623).
Reference). This means that the forward deceleration stage is set to two stages, and when a large output torque is required, such as during fishing work, it is automatically switched to a large reduction ratio with a large reduction ratio, and when sailing, it is automatically switched to a small reduction ratio with a small reduction ratio. Like so
It improves ship maneuverability.
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、実際の漁船における作業では、作業内
容や潮流、あるいは網に入っている魚の量などに応じて
減速比の切り替えが必要な場合が多い。このため、上述
のような機関回転数による自動切り替えだけでは不十分
で、熟練したオペレータの勘や経験に頼って機関の実負
荷に応じた手動操作での切り替えが行われており、操作
が煩雑であった。<Problems to be solved by the invention> However, in actual work on a fishing boat, it is often necessary to switch the reduction ratio according to the work content, the tide, the amount of fish in the net, and the like. For this reason, the automatic switching based on the engine speed as described above is not sufficient, and the manual switching according to the actual load of the engine is performed based on the intuition and experience of a skilled operator, and the operation is complicated. Met.
この発明はこのような問題点に注目し、減速比の切り
替えをより適切に実施できるようにして作業を単純化す
ることを目的としてなされたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and has been made to simplify the work by making it possible to switch the reduction ratio more appropriately.
＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するために、この発明の装置では、
機関の回転を所定の減速比でプロペラに伝達する減速逆
転機と、この減速逆転機の減速比を切り替える切替手段
と、機関の回転数を検出する回転数検出手段と、機関の
負荷を検出する負荷検出手段と、減速比を切り替える時
の機関の回転数と負荷の関係を定めた減速比切替マップ
を記憶した記憶手段と、検出された機関の回転数と負荷
に応じて上記記憶手段に記憶された減速比切替マップに
基づいて上記切替手段に対して制御信号を出力する制御
手段、とを備えている。<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, in the device of the present invention,
A speed reduction reversing machine for transmitting the rotation of the engine to the propeller at a predetermined speed reduction ratio, switching means for switching the speed reduction ratio of the speed reduction reversing device, speed detection means for detecting the speed of the engine, and detecting the load on the engine Load detection means, storage means for storing a reduction ratio switching map that determines the relationship between the engine speed and load when switching the reduction ratio, and storage means for storing the speed and load of the detected engine in the storage means. Control means for outputting a control signal to the switching means based on the reduced gear ratio switching map.
また、減速比の小さい小減速から減速比の大きい大減
速に切り替える時の負荷のしきい値として上記減速比切
替マップに設定されている値を、小減速時の航走時負荷
特性より大きい値に設定している。In addition, the value set in the above-described reduction ratio switching map as a load threshold when switching from small reduction with small reduction ratio to large deceleration with large reduction ratio is set to a value larger than the cruising load characteristic at small reduction. Is set to
また、小減速から大減速に切り替える時の機関回転数
のしきい値として上記減速比切替マップに設定されてい
る値を、大減速から小減速に切り替える時の回転数のし
きい値より小さい値に設定している。Also, the value set in the reduction ratio switching map as the engine speed threshold value when switching from small deceleration to large deceleration is set to a value smaller than the rotation speed threshold value when switching from large deceleration to small deceleration. Is set to
更に、減速比の切り替えを行った後あらかじめ設定さ
れた所定時間が経過するまで制御手段からの制御信号の
出力を自動的に停止するようにしている。Further, the output of the control signal from the control means is automatically stopped until a predetermined time set in advance after the switching of the reduction ratio is performed.
更に、あらかじめ設定された回転数以下の領域では機
関の負荷に関係なく常に大減速を選択するようにしてい
る。Further, in a region where the rotational speed is equal to or less than a preset rotational speed, large deceleration is always selected regardless of the load of the engine.
また、航操のみか各種作業を伴うかという運転条件に
応じた複数の減速比切替マップが記憶手段に記憶されて
おり、使用する減速比切替マップをマニュアル操作によ
って選択するための選択手段が設けられている。In addition, a plurality of reduction ratio switching maps according to the operating condition of whether only navigation or various operations are involved are stored in the storage means, and a selection means for selecting a reduction ratio switching map to be used by manual operation is provided. Have been.
更に、上述の各発明あるいは他の適宜の制御によって
減速逆転機の減速比を自動的に切り替える切替手段を備
えた舶用減速逆転機の切替装置において、マニュアル操
作によって現状の減速比に維持するための減速比維持指
令手段を備えている。Further, in a switching device for a marine reduction / reversing device equipped with a switching means for automatically switching the reduction ratio of the reduction / reversing device by each of the above-described inventions or other appropriate controls, it is possible to maintain the current reduction ratio by a manual operation. A reduction ratio maintaining command means is provided.
第１図はこの発明の構成を示す図であり、Ａは機関、
Ｂはプロペラ、Ｃは減速逆転機、Ｄは減速比の切替手
段、Ｅは回転数検出手段、Ｆは負荷検出手段、Ｇは記憶
手段、Ｈは制御手段である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the present invention, wherein A is an engine,
B is a propeller, C is a speed reduction / reversing machine, D is a speed reduction ratio switching means, E is a rotation speed detection means, F is a load detection means, G is a storage means, and H is a control means.
＜作 用＞ 減速比の切り替えの判断に機関の回転数だけでなく負
荷も用いられるので状況に適合した切り替えが自動的に
行われ、作業が単純化され、また作業能率も向上され
る。<Operation> Since not only the rotation speed of the engine but also the load is used to judge the switching of the reduction ratio, the switching suitable for the situation is automatically performed, the operation is simplified, and the operation efficiency is improved.
また、小減速時の航操時負荷特性以上の負荷がかかる
と自動的に大減速に切り替わるので、常に機関のトルク
を十分に引き出しながら作業を続けることができる。Further, when a load exceeding the load characteristic at the time of navigation at the time of small deceleration is applied, the mode is automatically switched to large deceleration, so that the work can be continued while always sufficiently extracting the torque of the engine.
また、大減速に切り替える時の回転数のしきい値が小
減速に切り替える時の値より小さいので、両しきい値の
間が不感帯となってヒステリシス特性を持った制御が行
われることになり、ハンチングのない円滑な制御が可能
となる。In addition, since the threshold value of the number of revolutions when switching to the large deceleration is smaller than the value when switching to the small deceleration, a dead zone exists between the two threshold values, and control with hysteresis characteristics is performed. Smooth control without hunting becomes possible.
更に、減速比の切り替え後の一定時間は制御信号の出
力が停止されるので、この点からもハンチングが防止さ
れて円滑な制御が可能となる。Further, since the output of the control signal is stopped for a certain period of time after the switching of the reduction ratio, hunting is also prevented from this point, and smooth control is possible.
更に、あらかじめ設定された回転数以下の領域では常
に大減速を選択することにより、特に船速を落として微
速で航行することが必要なトローリングのような作業の
際には自動的に大減速の状態となり、無用な切り替えが
なくなって安定した作業を続けることができる。Furthermore, by always selecting the large deceleration in the region below the preset number of rotations, the large deceleration is automatically performed especially in the case of trolling that requires slowing down the boat speed and navigating at a low speed. It becomes a state, and unnecessary work can be eliminated and stable work can be continued.
また、条件に応じた複数の減速比切替マップをマニュ
アル操作によって選択することにより、それぞれの航走
や各種の作業に適合した切り替えが行われるので、運転
や作業が容易になると共に作業能率が向上する。In addition, by selecting multiple reduction ratio switching maps according to conditions by manual operation, switching suitable for each cruising and various tasks is performed, so driving and work are easy and work efficiency is improved I do.
更に、減速比の自動切り替え機能を備えた装置に減速
比維持指令手段を備えることにより、必要に応じて自動
切り替えを停止することができ、減速比の切り替えが不
要な作業にも容易に対応できる。Further, by providing the reduction ratio maintaining command means in the device having the automatic reduction ratio switching function, the automatic switching can be stopped as needed, and it is possible to easily cope with work that does not require the reduction ratio switching. .
＜実施例＞ 次にこの発明の実施例を説明する。<Example> Next, an example of the present invention will be described.
第２図はブロック図であり、１は機関、２はプロペ
ラ、３は減速逆転機、４は電子ガバナ41を内蔵した燃料
噴射ポンプ、５は船舶の操縦席に設けられたリモコンハ
ンドル装置、６は同じく操作パネル、７は制御装置であ
る。FIG. 2 is a block diagram, wherein 1 is an engine, 2 is a propeller, 3 is a deceleration reverser, 4 is a fuel injection pump having a built-in electronic governor 41, 5 is a remote control handle device provided in a cockpit of a ship, 6 Denotes an operation panel, and 7 denotes a control device.
この実施例の減速逆転機３は減速比が前進２段になっ
たもので、減速比の切替手段としての電磁切替弁31と、
前進・後進・中立の切り替えを行うための切替装置32を
備えており、出力軸33にプロペラ軸21が連結されてい
る。電磁切替弁31は操作パネル６あるいは制御装置７か
らの制御信号によって操作されるようになっており、ま
た切替装置32はリモコンハンドル装置５のクラッチ切替
ハンドル51にプッシュプルワイヤ52を介して接続され、
ハンドル51によって操作されるようになっている。な
お、切替装置32としては例えば前掲の公報に記載されて
いるものが使用される。リモコンハンドル装置５のレギ
ュレータハンドル53はプッシュプルワイヤ54を介してア
クセルセンサ55に接続され、アクセルセンサ55の信号が
制御装置７に入力されるように構成されている。The speed reduction reversing machine 3 of this embodiment has a reduction ratio of two forward speeds, and includes an electromagnetic switching valve 31 as a reduction ratio switching means,
A switching device 32 for switching between forward, reverse, and neutral is provided, and a propeller shaft 21 is connected to an output shaft 33. The electromagnetic switching valve 31 is operated by a control signal from the operation panel 6 or the control device 7, and the switching device 32 is connected to a clutch switching handle 51 of the remote control handle device 5 via a push-pull wire 52. ,
It is designed to be operated by the handle 51. As the switching device 32, for example, one described in the above-mentioned publication is used. The regulator handle 53 of the remote control handle device 5 is connected to an accelerator sensor 55 via a push-pull wire 54, and a signal of the accelerator sensor 55 is input to the control device 7.
燃料噴射ポンプ４の電子ガバナ41は制御装置７からの
制御信号によって制御されるものであり、負荷検出手段
としてのラック位置センサ42が設けられ、回転センサ43
と共にその出力信号が制御装置７に入力されるように構
成されている。その他、機関１の冷却水温センサなどこ
の発明に直接関係のない各種センサ（図示せず）の出力
信号も適宜制御装置７に入力されて各種の制御に利用さ
れるようになっている。The electronic governor 41 of the fuel injection pump 4 is controlled by a control signal from the control device 7, and is provided with a rack position sensor 42 as load detecting means, and a rotation sensor 43.
The output signal is also input to the control device 7. In addition, output signals of various sensors (not shown) that are not directly related to the present invention, such as a cooling water temperature sensor of the engine 1, are appropriately input to the control device 7 and used for various controls.
操作パネル６には、制御モードを選択するモードスイ
ッチ61a,61b,61c、減速比を切り替えるマニュアルスイ
ッチ62a,62b、機関１の実負荷と作業負荷の表示を選択
する表示選択スイッチ63a,63b、航走時負荷特性計測用
のいずれもランプ付の準備スイッチ64aとトリガスイッ
チ64b、減速比の自動切り替えを一時停止してその時の
減速比を維持するためのホールドスイッチ65などの各種
スイッチが設けられており、また機関の負荷を表示する
ための負荷モニタ68も設けられている。これらのスイッ
チの状態は制御装置７に入力され、また制御装置７の出
力信号が負荷モニタ68に送られる。なお、速度計などこ
の発明に直接関係のない表示装置やスイッチ類（図示せ
ず）も適宜設けられている。The operation panel 6 includes mode switches 61a, 61b, 61c for selecting a control mode, manual switches 62a, 62b for switching a reduction ratio, display selection switches 63a, 63b for selecting the display of the actual load and the work load of the engine 1, and navigation switches. Various switches such as a ready switch 64a with a lamp and a trigger switch 64b for measuring the running time load characteristic, and a hold switch 65 for temporarily stopping automatic switching of the reduction ratio and maintaining the reduction ratio at that time are provided. Also, a load monitor 68 for displaying the load of the engine is provided. The state of these switches is input to the control device 7, and the output signal of the control device 7 is sent to the load monitor 68. Note that a display device and switches (not shown) not directly related to the present invention, such as a speedometer, are also provided as appropriate.
制御装置７は主要部がマイクロコンピュータで構成さ
れており、制御の中心となるCPU71や制御に必要な各種
プログラムやデータを記憶したメモリ72のほか、必要な
入出力装置などを備えている。The main part of the control device 7 is constituted by a microcomputer, and includes a CPU 71 serving as a control center, a memory 72 storing various programs and data necessary for the control, and necessary input / output devices.
メモリ72には、減速比を切り替える時の機関の回転数
と負荷の関係を定めた減速比切替マップ（以下、単に減
速比切替マップという）が記憶されている。第３図はこ
のマップを例示したものであり、（ａ）はこれをグラフ
化して、また（ｂ）は表の形でそれぞれ示してある（請
求項（１）の基本発明に対応）。The memory 72 stores a reduction ratio switching map (hereinafter simply referred to as a reduction ratio switching map) that defines the relationship between the engine speed and the load when the reduction ratio is switched. FIG. 3 shows an example of this map, in which (a) is a graph and (b) is shown in the form of a table (corresponding to the basic invention of claim (1)).
（ａ）図の横軸は機関回転数、縦軸は機関の負荷に対
応するトルクであり、Nactは回転センサ43で検出される
機関回転数、Rdownは減速比の小さい小減速から減速比
の大きい大減速に切り替える時の負荷のしきい値、ｄは
その特性線、Rupは逆に大減速から小減速に切り替える
時の負荷のしきい値、ｕはその特性線を示す。また航走
時における機関回転数と機関負荷との関係を示す航走時
負荷特性は、舶用三乗負荷特性として知られているもの
が一般的であり、図の実線ａは小減速時の舶用三乗負荷
特性を、ｂは大減速時の舶用三乗負荷特性をそれぞれ示
している。Ｐは定格負荷点である。(A) The horizontal axis in the figure is the engine speed, the vertical axis is the torque corresponding to the load of the engine, Nact is the engine speed detected by the rotation sensor 43, and Rdown is the speed reduction ratio from a small reduction speed reduction ratio. The load threshold when switching to large deceleration is large, d is its characteristic line, Rup is the load threshold when switching from large deceleration to small deceleration, and u is its characteristic line. The cruising load characteristic indicating the relationship between the engine speed and the engine load during cruising is generally known as a cubic load characteristic for ships. B shows the cubic load characteristic, and b shows the cubic load characteristic for a ship at the time of large deceleration. P is the rated load point.
ここで、しきい値Rdownは図に示すように三乗負荷特
性ａよりも大きい値に設定されている（請求項（２）の
発明に対応）。機関負荷は、船舶が航走することによっ
て生ずる航走負荷に綱を引くなどの作業によって生ずる
作業負荷がプラスされたものになるから、減速引を小減
速にして機関回転数Nactで航走中の航走負荷トルクはa1
であり、作業中はこれに作業負荷トルクＬがプラスされ
て機関の実負荷トルクはd1となる。そこでこの実負荷ト
ルクd1がｄ線に達した時に減速比が大減速に切り替われ
ば、実負荷は大減速時の航走負荷トルクb1に減速比が大
きくなった分だけ小さい作業負荷トルクＬ′がプラスさ
れた状態となり、機関は切り替え前より小さい負荷トル
クで同一回転数で運転を継続できる。従って、しきい値
Rdownは特性ａより作業負荷分だけ大きく設定するのが
望ましく、差が大き過ぎると切り替えのタイミングが遅
れて過大な負荷がかかり、回転数が低下することになる
し、差が小さいとまだトルクに余裕があるのに早めに切
り替えが行われることになる。また、大減速から小減速
に切り替える時は一般に作業が終了して作業負荷が０に
なるか、あるいは作業負荷が極めて小さくなる場合であ
るから、しきい値Rupは特性ｂとほぼ同程度の値で特性
ｂの若干上（または下）の範囲内に設定されることにな
る。なお、しきい値ｄより上は大減速域、しきい値ｕよ
り下は小減速域、その間は不感帯である。Here, the threshold value Rdown is set to a value larger than the cube load characteristic a as shown in the figure (corresponding to the invention of claim (2)). The engine load is the sum of the sailing load caused by the ship's sailing and the work load caused by work such as pulling a rope. The running load torque of a 1
, And the actual load torque of the work load torque L plus has been the engine to the working becomes d 1. So if Kirikaware the reduction ratio high reduction when the actual load torque d 1 has reached the d line, the actual load is large deceleration of the marine vessel running load torque b 1 only a small workload torque amount that the reduction ratio is increased L 'is added, and the engine can continue to operate at the same speed with a smaller load torque than before switching. Therefore, the threshold
It is desirable that Rdown is set to be larger than the characteristic a by the amount of the work load. If the difference is too large, the timing of switching is delayed, an excessive load is applied, and the number of revolutions is reduced. Switching is performed early even though there is room. When switching from large deceleration to small deceleration, the work is generally completed and the workload becomes zero, or the workload becomes extremely small. Therefore, the threshold value Rup is almost the same value as the characteristic b. Is set within a range slightly above (or below) the characteristic b. Note that a large deceleration range is above the threshold value d, a small deceleration range is below the threshold value u, and a dead zone therebetween.
なお一般に作業負荷は作業の種類で異なるので、この
減速比切替マップは１種類とは限らず作業内容などに応
じて設定されるのが普通であり、例えば航走時に適用さ
れるもののほかに、何種類かの異なる作業ごとに適用さ
れる複数のマップが準備される。これは以下に述べるマ
ップについても同様である（請求項（６）の発明に対
応）。In general, the work load is different depending on the type of work, so this reduction ratio switching map is not limited to one type, and is usually set according to the work content. For example, in addition to those applied at the time of sailing, Multiple maps are prepared that are applied to several different tasks. The same applies to the map described below (corresponding to the invention of claim (6)).
第４図は第３図に対応したもので、機関回転数と燃料
噴射ポンプ４のラック位置との関係を示した図であり、
制御用の基本マップとしてメモリ72に記憶されている。
Rmaxは最大ラック位置、Rsoku1は小減速時の舶用三乗負
荷に相当するラック位置、Rsoku2は大減速時の舶用三乗
負荷に相当するラック位置、Ridlは無負荷相当ラック位
置をそれぞれ示している。FIG. 4 corresponds to FIG. 3 and shows the relationship between the engine speed and the rack position of the fuel injection pump 4.
It is stored in the memory 72 as a control basic map.
Rmax indicates the maximum rack position, Rsoku1 indicates the rack position corresponding to the cubic load for ships at small deceleration, Rsoku2 indicates the rack position corresponding to the cubic load for ships at large deceleration, and Ridl indicates the rack position corresponding to no load. .
第５図は第２の減速比切替マップの例であり、機関負
荷に関係なく機関回転数のみで切り替えを行う場合に用
いられるものである。このマップでは小減速から大減速
に切り替える時の機関回転数のしきい値Ndownと、逆に
大減速から小減速に切り替える時のしきい値Nupが設定
されており、しきい値Ndownはしきい値Nupより小さい値
に設定されている（請求項（３）の発明に対応）。FIG. 5 is an example of a second reduction ratio switching map, which is used when switching is performed only by the engine speed regardless of the engine load. In this map, a threshold Ndown for the engine speed when switching from small deceleration to large deceleration and a threshold Nup for switching from large deceleration to small deceleration are set, and the threshold Ndown is a threshold. It is set to a value smaller than the value Nup (corresponding to the invention of claim (3)).
第６図は更に別の第３の減速比切替マップの例であ
り、RdownのNdown以下及びRupのNup以下の部分をそれぞ
れカットした形状になっている（請求項（５）の発明に
対応）。なお、この第６図のNdownとNupは第５図のもの
と同一の値とは限らない。FIG. 6 shows still another example of the third reduction ratio switching map, in which the portions of Rdown below Ndown and Rup below Nup are respectively cut off (corresponding to the invention of claim (5)). . Note that Ndown and Nup in FIG. 6 are not necessarily the same values as those in FIG.
以上の各減速比切替マップを利用した制御の手順につ
いては、第８図以下のフローチャートによって後述す
る。The control procedure using the above-described reduction ratio switching maps will be described later with reference to the flowcharts in FIG.
第７図はラック位置センサ42で検出される実負荷を航
走負荷と作業負荷に区別し、機関負荷を正確に知るため
に必要となる作業負荷率の算出方法の説明図である。す
なわち、ある回転数Nactにおける作業負荷は、検出され
た実際のラック位置Ractから航走負荷である舶用三乗負
荷に相当するラック位置Rsoku1またはRsoku2を引いた値
であり、小減速時及び大減速時の作業負荷率と機関の実
負荷率はそれぞれ次のようになる。FIG. 7 is an explanatory diagram of a method of calculating the work load ratio necessary for accurately distinguishing the actual load detected by the rack position sensor 42 into the running load and the work load and accurately knowing the engine load. That is, the work load at a certain rotational speed Nact is a value obtained by subtracting the rack position Rsoku1 or Rsoku2 corresponding to the marine cubic load, which is the sailing load, from the detected actual rack position Ract. The work load ratio at the time and the actual load ratio of the engine are as follows.
次に、第８図以下のフローチャートにより実施例の装
置の動作を説明する。第８図（ａ）及び第８図（ｂ）は
メインルーチン、第９図は負荷演算サブルーチン、第10
図は舶用三乗負荷計測サブルーチン、第11図は減速比切
替サブルーチンである。 Next, the operation of the apparatus according to the embodiment will be described with reference to the flowcharts in FIG. 8 (a) and 8 (b) show a main routine, FIG. 9 shows a load calculation subroutine, and FIG.
The figure shows the cubic load measurement subroutine for ships, and FIG. 11 shows the reduction ratio switching subroutine.
第８図のメインルーチンにおいて、ステップS0は機関
回転数と燃料噴射ポンプのラック位置との関係を示した
制御用の基本マップに基いて燃料噴射量を算出し、燃料
噴射ポンプ４のラックを駆動するアクチュエータへの制
御信号Qoutを演算して出力するステップである。この制
御のサブルーチンは周知であるので詳細な説明は省略す
るが、必要であれば例えば特開昭63−259139号公報等を
参照されたい。In the main routine of FIG. 8, step S0 calculates the fuel injection amount based on a basic control map showing the relationship between the engine speed and the rack position of the fuel injection pump, and drives the rack of the fuel injection pump 4. This is a step of calculating and outputting a control signal Qout to the actuator to be operated. Since the subroutine of this control is well known, detailed description thereof will be omitted, but if necessary, refer to, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-259139.
次のステップS1はラック位置センサ42の異常検出のス
テップであり、正常であればステップS2に進み、異常で
あればステップS5′に進んで操作パネル６の負荷モニタ
68の表示を０とする。この異常判定は、例えばラック位
置センサ42の出力Ractと燃料噴射制御信号Qoutを比較す
ることによって行われる。一例を挙げると、Ractが4V以
上でQoutが１％以下であるとか、Ractが1.5V以下でQout
が99％以上であるというように、正常な場合にはあり得
ないような状態が0.5秒以上継続した場合に故障と判断
するのである。The next step S1 is a step of detecting an abnormality of the rack position sensor 42. If it is normal, the process proceeds to step S2, and if it is abnormal, the process proceeds to step S5 'to monitor the load on the operation panel 6.
The display of 68 is set to 0. This abnormality determination is performed, for example, by comparing the output Ract of the rack position sensor 42 with the fuel injection control signal Qout. For example, if Ract is 4V or more and Qout is 1% or less, or if Ract is 1.5V or less, Qout
Is determined to be a failure if a state that is impossible under normal conditions continues for 0.5 seconds or more, such as when the value is 99% or more.
舶用三乗負荷は船体とプロペラとのマッチングや積荷
の量などによって変わり、同じ機関であっても減速比の
変更タイミングの最適値が変化するので、減速比の切り
替え制御にとっては重要な特性である。そこで実際に船
を走らせてその特性を計測して記憶させておくことがで
きれば好都合である。ステップS2では、この計測をする
か否かを操作パネル６の準備ステップ64aのオンオフに
よって判定するのであり、スイッチ64aがオンであれば
ステップS4を経由してステップS3に、オフであればすぐ
にステップS3に進む。The cubic load for ships changes depending on the matching between the hull and the propeller, the amount of cargo, etc., and the optimal value of the timing of changing the reduction ratio changes even with the same engine, so it is an important characteristic for the control of switching the reduction ratio. . Therefore, it is convenient if a ship can be actually run and its characteristics can be measured and stored. In step S2, whether or not to perform this measurement is determined by turning on / off the preparation step 64a of the operation panel 6. If the switch 64a is on, the process proceeds to step S3 via step S4. Proceed to step S3.
ステップS5はステップS3で求められた結果を操作パネ
ル６の負荷モニタ68に表示するステップであり、表示選
択スイッチ63a,63bの操作に応じたフラグSmoniを判定
し、０であれば作業負荷を、１であれば機関の実負荷を
それぞれ表示する。Step S5 is a step of displaying the result obtained in step S3 on the load monitor 68 of the operation panel 6, and determines the flag Sumoni corresponding to the operation of the display selection switches 63a and 63b. If it is 1, the actual load of the engine is displayed.
ステップS6は減速比の切り替えを行うサブルーチンで
あり、次にステップS3,S4及びこのステップS6について
述べる。Step S6 is a subroutine for switching the reduction ratio. Next, steps S3 and S4 and step S6 will be described.
第９図はステップS3の負荷演算サブルーチンであり、
まず実際の機関回転数Nactとラック位置Ractを認識し
（ステップS31）、その回転数における最大ラック位置R
maxと無負荷相当ラック位置Ridlを意識する（ステップS
32）。続いて現在の減速比を認識し（ステップS33）、
更にその減速比における舶用三乗負荷相当ラック位置Rs
oku1またはRsoku2を認識する（ステップS34）。そして
第７図に関して述べた式により機関の実負荷率と
作業負荷率とをそれぞれ演算するのである（ステップS3
5）。FIG. 9 is a load calculation subroutine of step S3,
First, the actual engine speed Nact and the rack position Ract are recognized (step S31), and the maximum rack position R at that speed is recognized.
Be aware of the max and the no-load equivalent rack position Ridl (step S
32). Subsequently, the current reduction ratio is recognized (step S33),
Furthermore, the rack position Rs corresponding to the cubic load for ships at that reduction ratio
Recognize oku1 or Rsoku2 (step S34). Then, the actual load ratio and the work load ratio of the engine are calculated by the equations described with reference to FIG. 7 (step S3).
Five).
第10図はステップS4の舶用三乗負荷計測サブルーチン
であり、船を航走させながら実行される。まず準備スイ
ッチ64aのオンによりカウンタＩが０となり、スイッチ6
4aの計測ランプが点灯する（ステップS41）。トリガス
イッチ64bをオンするとそのトリガランプが点灯して計
測が開始され（ステップS42）、機関回転数Nactとラッ
ク位置Ractを認識してその値が一旦記憶され（ステップ
S43）、カウンタがカウントアップされてトリガランプ
が消灯し、ステップS42に戻る（ステップS44）。この例
ではこの手順を機関の低速回転から高速回転までの８点
について行うようになっており、８回目が終了するとス
テップS45に進んで現在の減速比が認識され、その減速
比における舶用三乗負荷相当ラック位置Rsoku1またはRs
oku2として結果がメモリ72に記憶され、計測ランプが消
灯してこのサブルーチンが終了する（ステップS46）。FIG. 10 is a cubic load measurement subroutine for ships in step S4, which is executed while the ship is running. First, when the preparation switch 64a is turned on, the counter I becomes 0, and the switch 6
The measurement lamp of 4a is turned on (step S41). When the trigger switch 64b is turned on, the trigger lamp is turned on and measurement is started (step S42), the engine speed Nact and the rack position Ract are recognized, and the values are temporarily stored (step S42).
(S43), the counter is counted up, the trigger lamp goes out, and the process returns to step S42 (step S44). In this example, this procedure is performed for eight points from the low-speed rotation to the high-speed rotation of the engine. When the eighth rotation is completed, the process proceeds to step S45, where the current speed reduction ratio is recognized, and the marine cubing at that speed reduction ratio is performed. Load equivalent rack position Rsoku1 or Rs
The result is stored in the memory 72 as oku2, the measurement lamp is turned off, and this subroutine ends (step S46).
次に第11図の減速比切替サブルーチンについて説明す
る。Next, the reduction ratio switching subroutine of FIG. 11 will be described.
最初のステップS61は減速比の切り替えを自動でなく
マニュアル操作で行うか否かの判定ステップであり、操
作パネル６のマニュアルスイッチ62a,62bのいずれかが
オンされると、自動モードが解除されて選択された減速
比に減速逆転機３が切り替えられる。これにより例えば
制御系の故障時でも減速比を切り替えることが可能とな
る。ステップS62は、自動モードの時に操作パネル６の
ホールドスイッチ65のオンによって減速比の切り替えを
一時停止し（請求項（７）の発明に対応）、その時の減
速比を維持するか否かの判定ステップであり、スイッチ
65がオフの場合に次のステップS63に進む。ステップS63
は第８図のステップS1と同様なラック位置センサ42の異
常検出のステップであり、正常であればステップS64に
進み、異常であればステップS71に進む。The first step S61 is a step of determining whether or not to switch the reduction ratio by manual operation instead of automatically. When one of the manual switches 62a and 62b of the operation panel 6 is turned on, the automatic mode is released. The reduction reversing machine 3 is switched to the selected reduction ratio. As a result, for example, it is possible to switch the reduction ratio even when the control system fails. In step S62, switching of the reduction ratio is temporarily stopped by turning on the hold switch 65 of the operation panel 6 in the automatic mode (corresponding to the invention of claim (7)), and it is determined whether or not the reduction ratio at that time is maintained. Step and switch
When 65 is off, the process proceeds to the next step S63. Step S63
Is a step for detecting an abnormality of the rack position sensor 42, which is the same as step S1 in FIG. 8. If the operation is normal, the process proceeds to step S64. If the operation is abnormal, the process proceeds to step S71.
ステップS64では操作パネル６のモードスイッチ61a〜
61cの状態が判定され、スイッチ61aまたは61bがオンで
モード１または２が選択されていればステップS65に、
スイッチ61cがオンでモード３が選択されていればステ
ップS71に進む。この実施例では第３図の減速比切替マ
ップとして作業内容に応じて２種類のものが備えられて
おり、モード１及び２では選択されたマップを用いて機
関回転数と機関負荷に応じた切り替え制御が行われる。
また、モード３は第５図の減速比切替マップを用いて機
関回転数のみに応じて制御するモードである。In step S64, the mode switches 61a to 61
The state of 61c is determined, and if the switch 61a or 61b is on and mode 1 or 2 is selected, the process proceeds to step S65.
If the switch 61c is on and mode 3 has been selected, the process proceeds to step S71. In this embodiment, two types of reduction ratio switching maps shown in FIG. 3 are provided according to the work content. In modes 1 and 2, switching according to the engine speed and the engine load is performed using the selected maps. Control is performed.
Mode 3 is a mode in which the control is performed according to only the engine speed using the reduction ratio switching map shown in FIG.
モード１及び２の場合には、ステップS65で現在の減
速比が判定される。小減速であれば検出されたラック位
置Ractがしきい値Rdown以上であるか否かが判定され、
以上であれば大減速に切り替える制御信号が制御装置７
から電磁切替弁31に対して出力されて減速比が大減速側
に切り替えられ、以上でなければ切り替えは行われない
（ステップS66）。また小減速でなければ、検出された
ラック位置Ractがしきい値Rup未満であるか否かが判定
され、未満であれば小減速に切り替える制御信号が制御
装置７から電磁切替弁31に対して出力されて減速比が小
減速側に切り替えられ、未満でなければ切り替えは行わ
れない（ステップS67）。In the case of modes 1 and 2, the current reduction ratio is determined in step S65. If it is a small deceleration, it is determined whether or not the detected rack position Ract is equal to or more than a threshold value Rdown,
If so, the control signal for switching to the large deceleration
Is output to the electromagnetic switching valve 31, and the reduction ratio is switched to the large reduction side. If not, the switching is not performed (step S66). If it is not a small deceleration, it is determined whether or not the detected rack position Ract is less than a threshold value Rup. If it is less than a threshold value, a control signal for switching to the small deceleration is sent from the control device 7 to the electromagnetic switching valve 31. When output, the reduction ratio is switched to the small reduction side, and if not, no switching is performed (step S67).
切り替えが行われた場合はステップS68で完了が確認
され、更にステップS69であらかじめ設定された時間が
経過するまで時間待ちが行われて、必要以上の頻度で切
り替えが行われることを防止して制御の円滑化が図られ
る（請求項（４）の発明に対応）。If the switching has been performed, the completion is confirmed in step S68, and further, in step S69, a time wait is performed until a preset time elapses, and control is performed to prevent the switching from being performed more frequently than necessary. (Corresponding to the invention of claim (4)).
ステップS71以下は第５図の減速比切替マップを用い
る制御であり、ラック位置センサ42が故障して機関負荷
を検出できないが制御系の他の部分は正常な場合と、モ
ード３が選択された場合とに行われる。ここでは、ステ
ップS71で現在の減速比が判定され、小減速であれば検
出された機関回転数Nactがしきい値Ndown未満であるか
否かが判定され、未満であれば大減速に切り替える制御
信号が電磁切替弁31に対して出力されて大減速側に切り
替えられ、以上でなければ切り替えは行われない（ステ
ップS72）。また小減速でなければ、機関回転数Nactが
しきい値Nup以上であるか否かが判定され、以上であれ
ば小減速に切り替える制御信号が制御装置７から電磁切
替弁31に対して出力されて小減速側に切り替えられ、以
上でなければ切り替えは行われない（ステップS73）。
切り替え完了の確認と時間待ちはモード１または２の場
合と同様である（ステップS74,75）。Step S71 and subsequent steps are controls using the reduction ratio switching map shown in FIG. 5, in which the rack position sensor 42 fails to detect the engine load but the other parts of the control system are normal, and the mode 3 is selected. And if done. Here, the current reduction ratio is determined in step S71, and if the speed is small, it is determined whether the detected engine speed Nact is less than a threshold value Ndown. A signal is output to the electromagnetic switching valve 31 and switched to the large deceleration side. If not, the switching is not performed (step S72). If it is not a small deceleration, it is determined whether or not the engine speed Nact is equal to or more than a threshold value Nup. If it is not, a control signal for switching to the small deceleration is output from the control device 7 to the electromagnetic switching valve 31. The speed is switched to the small deceleration side, and if not, the switching is not performed (step S73).
Confirmation of switching completion and waiting for time are the same as in the case of mode 1 or 2 (steps S74 and S75).
なお、以上の実施例は減速比が前進２段の例である
が、３段以上の多段逆転機の場合でもこの発明は適用で
きる。The above embodiment is an example in which the reduction ratio is two forward stages, but the present invention can be applied to a multi-stage reversing machine having three or more stages.
＜発明の効果＞ 以上の説明から明らかなように、この発明は、機関回
転数と機関負荷を検出し、減速比を切り替える時の機関
の回転数と負荷の関係を定めた減速比切替マップに基づ
いて減速逆転機の減速比を自動的に切り替えるようにし
たものである。従って、機関の回転数だけでなく負荷も
用いて運転状況に最も適合した自動切り替えが行われる
ため作業が単純化され、また常に機関負荷の適正な領域
で機関を運転でき、作業能率も向上される。<Effects of the Invention> As is apparent from the above description, the present invention detects the engine speed and the engine load, and provides a reduction ratio switching map that defines the relationship between the engine speed and the load when switching the reduction ratio. Based on this, the speed reduction ratio of the speed reduction / reversing machine is automatically switched. Therefore, not only the engine speed but also the load is used, and the automatic switching that is most suitable for the operating condition is performed, so that the operation is simplified, and the engine can always be operated in an appropriate region of the engine load, and the work efficiency is improved. You.
また、小減速から大減速に切り替える時の負荷のしき
い値を小減速時の航走時負荷特性より大きい値に設定す
ることにより、小減速時に航走時負荷以上の負荷がかか
ると自動的に大減速に切り替えることができる。In addition, by setting the threshold value of the load at the time of switching from small deceleration to large deceleration to a value larger than the cruising load characteristic at small deceleration, when a load greater than the cruising load is applied at small deceleration, Can be switched to a large deceleration.
また、小減速から大減速に切り替える時の機関回転数
のしきい値を大減速から小減速に切り替える時の回転数
のしきい値より小さい値に設定することにより、両しき
い値の間が不感帯となってハンチングのない円滑な制御
が可能となり、特に航走時の制御を安定させることがで
きる。Further, by setting the threshold value of the engine speed at the time of switching from the small deceleration to the large deceleration to a value smaller than the threshold value of the engine speed at the time of switching from the large deceleration to the small deceleration, a difference between the two threshold values is obtained. A dead zone is provided, and smooth control without hunting becomes possible, and in particular, control during sailing can be stabilized.
更に、減速比の切り替えを行った後は所定時間が経過
するまで制御信号の出力を停止するようにしたもので
は、切り替えが必要以上の頻度で行われることがないの
で円滑な制御が可能となる。Further, in a configuration in which the output of the control signal is stopped until a predetermined time has elapsed after the switching of the reduction ratio, the switching is not performed more frequently than necessary, so that smooth control is possible. .
更に、あらかじめ設定された回転数以下の領域では機
関の負荷に関係なく常に大減速を選択するようにしたも
のでは、例えば船速を落して微速で航行することが必要
なトローリングのような作業の際には自動的に大減速の
状態となるので、無用な切り替えがなくなって作業を能
率よく安定して続けることが可能となる。Further, in a system in which a large deceleration is always selected regardless of the engine load in a region where the rotation speed is equal to or less than a predetermined number of rotations, for example, such as a trolling operation that requires a slowing down of the boat speed and navigating at a very low speed. In such a case, the vehicle is automatically decelerated, so that there is no unnecessary switching and the work can be efficiently and stably continued.
また、複数の減速比切替マップをマニュアル操作によ
って選択するようにしたものでは、条件に適合した切り
替えが行われるので、運転や作業が容易になると共に作
業能率を向上することができる。Further, in the case where a plurality of reduction ratio switching maps are selected by manual operation, switching suitable for the conditions is performed, so that operation and work can be facilitated and work efficiency can be improved.
更に、上述の各発明あるいは他の制御によって減速逆
転機の減速比を自動的に切り替えるようにしたものにお
いて、マニュアル操作によって現状の減速比に維持する
減速比維持指令手段を備えたものでは、必要に応じて自
動切り替えを停止することができ、切り替えが不要な場
合の作業を安定して続けることが可能となる。特に、漁
船において潮の流れが急激に変化するような条件下で底
引き網漁などを行う場合には、潮の流の方向により機関
負荷が大きく変動することがあり、この変動でその都度
減速比が切り替えられると作業が困難となるが、この発
明によれば切り替えを一時停止できるので悪条件下での
作業が容易となるのである。Furthermore, in the above-described invention or other control, the speed reduction ratio of the speed reduction / reversing machine is automatically switched, and the speed reduction ratio maintaining command means for maintaining the current speed reduction ratio by manual operation is necessary. , The automatic switching can be stopped, and the work when the switching is unnecessary can be stably continued. In particular, when bottoming net fishing is performed on fishing boats under conditions where the tide flow changes abruptly, the engine load may fluctuate greatly depending on the direction of the tide flow. The operation becomes difficult when the switching is performed, but according to the present invention, the switching can be temporarily stopped, so that the operation under bad conditions becomes easy.
第１図はこの発明の構成を示す図、第２図は一実施例の
ブロック図、第３図の（ａ）は減速比切替マップの例を
グラフ化して示した図、（ｂ）は表の形で示した図、第
４図の（ａ）は機関回転数と燃料噴射ポンプのラック位
置との関係をグラフ化して示した図、（ｂ）は表の形で
示した図、第５図及び第６図はそれぞれ他の減速比切替
マップの例をグラフ化して示した図、第７図は作業負荷
率の算出方法の説明図、第８図以下は制御のフローチャ
ートを示したもので、第８図はメインルーチン、第９図
は負荷演算サブルーチン、第10図は舶用三乗負荷計測サ
ブルーチン、第11図（ａ）（ｂ）は減速比切替サブルー
チンである。 １……機関、２……プロペラ、３……減速逆転機、４…
…燃料噴射ポンプ、５……リモコンハンドル装置、６…
…操作パネル、７……制御装置、31……電磁切替弁、41
……電子ガバナ、42……ラック位置センサ、43……回転
センサ、61a,61b,61c……モードスイッチ、62a,62b……
マニュアルスイッチ、63a,63b……表示選択スイッチ、6
4a……計測準備スイッチ、64b……計測トリガスイッ
チ、65……減速比維持用ホールドスイッチ、68……負荷
モニタ、71……CPU、72……メモリ。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of one embodiment, FIG. 3 (a) is a graph showing an example of a reduction ratio switching map, and FIG. FIG. 4 (a) is a graph showing the relationship between the engine speed and the rack position of the fuel injection pump, FIG. 4 (b) is a graph shown in a table, and FIG. FIG. 6 and FIG. 6 are graphs each showing another example of the reduction ratio switching map, FIG. 7 is an explanatory diagram of a method of calculating the workload ratio, and FIG. 8 is a main routine, FIG. 9 is a load calculation subroutine, FIG. 10 is a cubic load measurement subroutine for ships, and FIGS. 11 (a) and (b) are a reduction ratio switching subroutine. 1 ... engine, 2 ... propeller, 3 ... deceleration reverser, 4 ...
... Fuel injection pump, 5 ... Remote control handle device, 6 ...
... operation panel, 7 ... control device, 31 ... electromagnetic switching valve, 41
... Electronic governor, 42 ... Rack position sensor, 43 ... Rotation sensor, 61a, 61b, 61c ... Mode switch, 62a, 62b ...
Manual switch, 63a, 63b …… Display selection switch, 6
4a: Measurement preparation switch, 64b: Measurement trigger switch, 65: Hold switch for maintaining reduction ratio, 68: Load monitor, 71: CPU, 72: Memory.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−52453（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−203070（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−62755（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−98889（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−8690（ＪＰ，Ａ) 実公 昭61−9838（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B63H 21/21 F16H 61/10 F02D 45/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-52453 (JP, A) JP-A-2-203070 (JP, A) JP-A-59-62755 (JP, A) JP-A 51-52 98889 (JP, A) JP-A-4-8690 (JP, A) Jikken Sho 61-9838 (JP, Y2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B63H 21/21 F16H 61 / 10 F02D 45/00
Claims (7)
達する減速逆転機と、 この減速逆転機の減速比を切り替える切替手段と、 機関の回転数を検出する回転数検出手段と、 機関の負荷を検出する負荷検出手段と、 減速比を切り替える時の機関の回転数と負荷の関係を定
めた減速比切替マップを記憶した記憶手段と、 検出された機関の回転数と負荷に応じて上記記憶手段に
記憶された減速比切替マップに基づいて上記切替手段に
対して制御信号を出力する制御手段、 とを備えたことを特徴とする舶用減速逆転機の切替装
置。A deceleration reversing machine for transmitting the rotation of the engine to the propeller at a predetermined reduction ratio, switching means for switching the deceleration ratio of the deceleration reversing machine, rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the engine, Load detecting means for detecting the load of the engine, storage means for storing a reduction ratio switching map that defines the relationship between the engine speed and the load at the time of switching the reduction ratio, and storage means for storing the detected engine speed and load. Control means for outputting a control signal to the switching means based on the reduction ratio switching map stored in the storage means.
大減速に切り替える時の負荷のしきい値として上記減速
比切替マップに設定されている値を、小減速時の舶用三
乗負荷より大きい値に設定した請求項１記載の舶用減速
逆転機の切替装置。A value set in the reduction ratio switching map as a load threshold value when switching from a small reduction ratio having a small reduction ratio to a large reduction ratio having a large reduction ratio is determined based on a cubic load for a marine vessel at a small reduction ratio. 2. The switching device for a marine deceleration reverser according to claim 1, wherein the switching device is set to a large value.
転数のしきい値として上記減速比切替マップに設定され
ている値を、大減速から小減速に切り替える時の回転数
のしきい値より小さい値に設定した請求項１記載の舶用
減速逆転機の切替装置。3. A threshold value of an engine speed at the time of switching from a large deceleration to a small speed reduction as a threshold value of the engine speed at the time of switching from a small deceleration to a large deceleration. 2. The switching device for a marine deceleration reverser according to claim 1, wherein the switching device is set to a smaller value.
定された所定時間が経過するまで制御手段からの制御信
号の出力を自動的に停止するようにした請求項１記載の
舶用減速逆転機の切替装置。4. The marine reduction reversing machine according to claim 1, wherein the output of the control signal from the control means is automatically stopped until a predetermined period of time elapses after the switching of the reduction ratio. Switching device.
は機関の負荷に関係なく常に大減速を選択するようにし
た請求項１記載の舶用減速逆転機の切替装置。5. The switching device for a marine deceleration reversing machine according to claim 1, wherein a large deceleration is always selected regardless of the load of the engine in an area of a predetermined number of revolutions or less.
件に応じた複数の減速比切替マップが記憶手段に記憶さ
れており、使用する減速比切替マップをマニュアル操作
によって選択するための選択手段が設けられている請求
項１記載の舶用減速逆転機の切替装置。6. A plurality of reduction ratio switching maps according to an operating condition of whether only a cruise or various operations are involved are stored in a storage means, and a selection for manually selecting a reduction ratio switching map to be used is provided. 2. The switching device for a marine deceleration reversing machine according to claim 1, further comprising means.
切替手段を備えた舶用減速逆転機の切替装置において、
マニュアル操作によって現状の減速比に維持するための
減速比維持指令手段を備えたことを特徴とする舶用減速
逆転機の切替装置。7. A switching device for a marine deceleration reversing machine comprising a switching means for automatically switching a reduction ratio of the deceleration reversing machine,
A switching device for a marine reduction reversing machine, comprising a reduction ratio maintaining command means for maintaining a current reduction ratio by manual operation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28535690A JP2838435B2 (en) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | Switching device for marine speed reducer |
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ID=17690502
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1990
- 1990-10-22 JP JP28535690A patent/JP2838435B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001017849A1 (en) * | 1999-09-02 | 2001-03-15 | Yanmar Diesel Engine Co., Ltd. | Method of hydraulically controlling a marine speed reducing and reversing machine in crash astern operation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04159195A (en) | 1992-06-02 |
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