JP3044355B2 - 舶用二速式減速逆転機の自動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、前進時に大減速と小減速を選択できるよ
うにした舶用二段減速機の制御装置に関するものであ
る。

従来の技術 二段減速機を備えた船舶においては、通常の航走を行
う場合、低速時は大減速とし、高速時には小減速を選択
するのが一般である。このような二段減速機において、
この出願の発明者らは、かかる減速段の切換えを、機関
回転数に応じて自動的に行うようにし、かつ、大減速を
必要とする曳網作業を行う際には、操作ボタン等によっ
て常に大減速となる曳網モードを選択するようにした自
動制御装置を発明し、特願昭63−200538号（特開平２−
51623号）として出願した。また、この自動制御装置に
おいては、減速機のクラッチが接続される時の機関側の
回転数とプロペラ側の回転数を互いに一致させるよう、
切換え時に機関回転数を制御し、これによって、切換え
時のショックを防止するようにしている。

発明が解決しようとする課題 上記従来の自動制御装置においては、曳網作業のよう
に機関回転数に拘らず大減速を選択するような場合に
は、常に操作位置まで戻って手動操作で大減速又は曳網
選択ボタンなどを操作しなければならず、作業が煩雑と
なり、例えば、作業位置にも操作機器を取付けることを
要求されることとなって、コスト高となるといった欠点
があった。

また、曳網作業を行っている場合であっても、機関回
転数に余裕のある場合には小減速でも充分可能であり、
これによって燃料消費を少なくすることができるが、従
来においては、このような判断を作業者が逐次行わなけ
ればならず、その煩雑さのために結局は常に大減速を選
択した状態で曳網を行っている。この発明の一つの目的
は、曳網状態を自動的に判別することによって、大減速
に切り換えるとともに、更に、大減速であっても余裕の
ある場合には小減速を選択するようにした自動制御装置
を提供することにある。

更に、このように自動的に曳網を判別して減速機の切
換えを行う場合、曳網状態の判別方法によっては、機関
回転数の加速状態を曳網状態と判断する場合があるが、
瞬間的な場合を除いてかかる加速の際に曳網を行うこと
はなく、このような場合は通常の航走状態に沿った制御
が必要となる。この発明の第２の目的は、加速時には曳
網用の制御を行わないようにして、かかる不都合を生ず
ることのない自動制御装置を提供することを目的とす
る。

加えて、従来の制御装置では、減速段の切換え前後で
プロペラ回転数が変わり、そのために、船体が急加速し
たり或いは急減速して、乗り心地を悪くする欠点があ
り、また、減速機のクラッチの接続の際、機関回転数が
高すぎると嵌入ショックが大きいため、切換え前に機関
回転数をショックのない回転数まで低下させるようにし
ているが、その回転数が、前記のようなプロペラ回転数
が変化しない回転数よりも高い場合には、嵌入ショック
は低減されてもプロペラ回転数が大きく変わる不都合が
あった。この発明の別の目的は、これらプロペラ回転数
の変化と嵌入ショックの双方を防止するようにした自動
制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 上記の第１の課題を解決するため、この発明では、船
舶の曳網状態と航走状態とを判別する手段と、減速逆転
機を大減速と小減速とに切り換える切換え手段と、前記
判別手段の判別結果に基づいて、曳網時には大減速とし
航走時には小減速となるよう前記切換え手段に切換え信
号を出力する制御手段とからなることを特徴とする。

同じく第２の発明では、上記の構成において、機関の
回転数を検出する回転数検出手段を備え、曳網時には使
用されることのない回転数または曳網していても余裕の
ある回転数のとき、小減速となるよう前記切換え手段に
切換え信号を出力する制御手段とからなることを特徴と
する。

第３の発明では、減速逆転機を大減速と小減速とに切
り換える切換え手段と、機関回転数の調節手段と、機関
の回転数を検出する回転数検出手段と、大減速と小減速
との間の切換えの際、プロペラ回転数が変動しないよう
機関回転数を増または減速するよう機関回転数調節手段
へ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。

第４の発明では、減速逆転機を大減速と小減速とに切
り換える切換え手段と、機関の回転数の変化を検出する
検出手段と、その検出手段の検出結果に基づき機関回転
数の増速時に前記切換え手段の切換えを不作動とする制
御手段とからなることを特徴とする。

第５の発明では、減速逆転機を大減速と小減速とに切
り換える切換え手段と、機関回転数の調節手段とからな
り、小減速から大減速への切換え時、切換えショックの
ない回転数まで機関回転数を減速し、大減速から小減速
への切換えの際、切換えショックのない回転数とプロペ
ラ回転数が変化しないような回転数の低い方の回転数と
なるよう機関回転数調節手段を制御する制御手段を備え
ていることを特徴とする。

第６の発明では、船舶の曳網状態と航走状態とを判別
する手段と、機関のアクセル位置を検出する検出手段
と、減速逆転機を大減速と小減速とに切り換える切換手
段と、アクセル位置検出手段の検出結果によりそのアク
セル位置がある設定値以下では大減速とし、それ以外で
且つ曳網時以外の時は小減速となるよう前記切換え手段
を制御する制御手段とからなることを特徴とする。

第７の発明では、減速逆転機を大減速と小減速とに切
り換える切換手段と、機関のアクセル位置を検出する検
出手段と、機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
これら両検出手段の検出結果に基づき曳網時であるか否
かを判断する判別手段と、その判別結果に基づいて曳網
時に大減速となるよう前記切換え手段に切換え信号を出
力する制御手段とからなることを特徴とする。

実施例 第８図は、この発明の制御装置の全体概要を示すもの
であり、図において（１）は機関、（２）は、この機関
（１）に取り付けられた減速逆転機であり、その構成要
素及び油圧回路は、特開平２−51623号により公知であ
り説明を省略する。機関（１）の動力は、この減速逆転
機（２）によって減速若しくは逆転された後、出力軸
（３）からプロペラ軸（４）側へ伝達される。この減速
逆転機（２）が、前進二段と後進一段の減速段を備えて
いる。（９）は操作用ハンドル装置であって、このハン
ドル装置（９）には、前後進の切換えを行なうための前
後進切換ハンドル（10）と、機関の回転数を調節するレ
ギュレータハンドル（11）が備えられてい。（12）は、
機関の回転速度量を調節するレギュレータレバーであ
り、このレギュレータレバー（12）には、そのレギュレ
ータレバー（12）を回動操作するアクチュエータとして
のDCモータ（13）が連結されている。また、機関（１）
には、その機関の回転数を検出する機関回転センサー
（14）、ラック位置検出センサー（24）、アクセル位置
検出センサー（32）及びレギュレータ位置検出センサー
（26）が取り付けられている。他方、減速逆転機（２）
には、前進段における減速段の切換えを行なうためのア
クチュエータとしての電磁切換弁（15）と（以下、変速
切換弁と言う）、前後進の切換えを行なう前後進切換弁
（16）が取り付けられ、この前後進切換弁（16）には、
前記の前後進切換ハンドル（10）がプッシュプルケーブ
ル（17）によって連結されている。

（18）は、上記機関の回転数を増減速し或いは減速切
換弁（15）の切換制御を行なうためのコントローラを示
している。このコントローラ（18）は、いわゆるマイク
ロコンピュータであり、その内部に、各種の制御や演算
を司るCPU（中央処理装置）、制御プログラム等を格納
するROM（リードオンリーメモリー）及び各種の検出デ
ータ等を記憶するRAM（ランダムアクセスメモリー）等
が装備されている。他方（22）は、船舶の運転席等に配
置される操作パネルであって、この操作パネルには、自
動制御モードとマニュアル制御モードの一方を選択する
ためのオート−マニュアル切換スイッチ（23）が設けら
れている。上記コントローラ（18）には、切換スイッチ
（23）からの信号が入力される。

また、コントローラ（18）には、前記機関回転センサ
ー（14）からの検出信号、DCモータ（13）に設置された
レギュレータ位置検出センサ（26）からの検出信号、プ
ロペラ回転数を検出するプロペラ回転センサー（28）か
らの検出信号、減速切換弁（15）の切換え位置を検出す
る検出手段（30）からの信号、アクセル位置検出センサ
ー（32）及び、ラック位置検出センサー（24）からの信
号が入力される。また、前記レギュレータハンドル（1
1）の回動操作は、プッシュプルケーブル（31）を介し
てアクセル位置検出センサー（32）を通してコントロー
ラ（18）側へ入力されるようになっている。コントロー
ラ（18）の減速段の切換信号は、減速切換弁（15）側に
出力されて、その信号によって、その減速切換弁（15）
が自動的に切り換わる。他方、オート−マニュアル切換
スイッチ（23）をマニュアル側に切り換えた場合には、
一速・二速選択スイッチ（27）（37）から信号が出され
ると、その信号がコントローラ（18）側に入力されて、
前記の減速切換弁（15）を切り換えるよう出力信号を発
する。

次に、上記操作パネル（22）上のオート−マニュアル
切換スイッチ（23）がオート側に切り換えられた場合の
制御の流れを、第１図以下のフローチャートに従って説
明する。

第１図は、曳網状態の判別を機関のコントロールラッ
クの位置と機関回転数とによって行うようにした制御の
流れを示すフローチャートである。第２図のように、通
常の航走の場合には、レギュレータ位置とコントロール
ラックの位置は相互に対応しており、曳網作業を行って
いる状態では、その曳網負荷によって、通常航走の時よ
りもコントロールラックの位置が相対的に高くなるか
ら、これによって、曳網状態であるか通常航走状態であ
るかを判別することができる。

まず、第１図において、減速機（２）が前進側である
か中立或いは後進であるかを判断し、前進以外の時は常
に小減速側へ切換え制御する（ステップ１〜３、図中の
丸付き数字で示す。以下同じ）。他方、前進の時は、機
関のアクセル位置Ａが第３図の位置A_1minに等しいかま
たはそれよりも回転数の大きい方にあるか否かを判断し
（ステップ４）、そうでない場合即ち回転数の低い方の
位置にあるときは、大減速となるように切換え制御を行
う（ステップ５、６）。その理由は、通常の場合は常に
小減速となるよう制御するのであるが、アクセル位置が
最低位置にあるときには、それ以上プロペラ回転数を低
くできないから、大減速にしてより低いプロペラ回転数
を得られるようにするものである。

アクセル位置ＡがA_1minに等しいかまたはそれより上
にある場合で、且つ、大減速に連結されているときは、
それに応じてレギュレータアクチュエータ（13）をその
大減速にあった位置となるよう制御し（ステップ７、
８）、更に、現在の機関回転数とΔＴ秒後の機関回転数
差を演算して、その値Δn_e/ΔＴが予め定められた値ａ
よりも大きくないこと即ち加速中でないことを確認して
（ステップ９）、コントロールラックが曳網を行うよう
な位置にあるか否かの判断に移る（ステップ10）。この
判断において、曳網状態の位置にある時はそのままの大
減速での切換え状態を継続する。

上記ステップ10において、曳網を行うような位置にな
い場合には、小減速に切り換えるための制御を行う。ま
ず、現在の機関回転数n_e2が、小減速に切換えるときの
切換えショックを生じない回転数n_e2より大きいか否か
を比較演算し（ステップ11）、ショックを生じない回転
数であれば、切換え後のプロペラ回転数が変わらないよ
う、レギュレータアクチュエータ（13）をその時の小減
速での機関回転数となるような位置まで移動させる（ス
テップ12）。そして、このように機関回転数制御を行っ
た後で小減速に切り換える（ステップ13）。他方、ステ
ップ11において逆の場合には、そのラック位置において
小減速にしたときの機関回転数n_e2Xi₁/i₂が前記回転数n
_S2より低いか否かを判断し（ステップ14）、その場合に
は、レギュレータアクチュエータ（13）をその小減速で
の回転数位置となるように制御した後、小減速へ切り換
える（ステップ15、16）。逆に、機関回転数n_S2に等し
いかまたは大きいときは、一旦n_S2まで回転数を下げた
のち切換えを行い（ステップ17、18）、レギュレータア
クチュエータ（13）を小減速での元のプロペラ回転数に
するよう機関回転数を制御する（ステップ19）。これら
ステップ11、15及び17は、切換ショックを生じない回転
数とプロペラ回転数が変わらない回転数のいずれか低い
方の回転数制御を優先実行するためのものである。この
ときの回転数の変化は、例えば第４図のｆ→ｄ→ｃ→ａ
となる。

ステップ７において、小減速に連結状態の時は、前記
ステップ８、９と同様に小減速用の回転数となるよう制
御して加速中か否かの判断を行い（ステップ20、21）、
曳網状態にあるときは、大減速に切り換えるため、現在
の機関回転数が切換えの際にショックを生じない回転数
であるか否かを判断し（ステップ22、23）、ショックを
生じない回転数であればそのまま大減速に切換え（ステ
ップ25）、そうでないときはレギュレータアクチュエー
タを必要な回転数n_S1まで下げるよう位置制御を行った
後に切換えを行い（ステップ24、25）、その後プロペラ
回転数が切換え前の回転数となるような位置に制御する
（ステップ26）。このときの回転数の変化は、例えば、
第４図のａ→ｂ→ｅ→ｆの順となる。

第１図のフローチャートは、燃料コントロールラック
の位置によって曳網状態の判断を行っているが、これに
替えて機関の排気温度を測定して判断しても良い。即
ち、曳網の時は通常航走の時よりも排気温度が高くなる
から、これにより曳網であることを知ることができる。
この場合には、前記ラック位置検出センサー（24）に替
えて排温センサーを取付ける。

第５図は、船体後部の水面の船体に対する位置Ｈによ
って曳網状態の判断を行うようにした場合のフローチャ
ートである。即ち、曳網を行っているときは船速が遅い
ため船尾における水面は盛り上がりを生じる通常航走の
時より高くなるから、ステップ13において、水面位置が
曳網時と航走時との中間の位置Ｈ′より高いか否かによ
ってその判断を行っている。この場合、ステップ10の判
断において、機関回転数n_e2が変速ショックを生ずる回
転数のときのみ曳網判断を行なうようにし、それ以外の
ときは小減速にするようにしているが、これは、回転数
の低いときは水面位置での曳網判断が難しいためで、こ
のときは、とり敢えず小減速にすることにしたものであ
る。小減速でのステップ22の場合も同じである。なお、
このフローチャートにおいて、水面位置Ｈに代えて各減
速段における船速によって判断しても良く、曳網時に
は、相対的に船速が遅くなるからこれによって判断する
ことができる。

第６図は、曳網状態の判断を、アクセルセンサー（3
2）の設定回転数即ちアクセルセンサー（32）の位置と
実際の回転数とを比較することによって行うようにした
フローチャートである。曳網の時は、アクセルセンサー
（32）が設定された回転数の位置にあっても、実際の回
転数n_eはそれよりも低くなるから、これによって曳網状
態を判断するのである。即ち、この図のステップ17にお
いて、アクセルセンサー（32）の設定回転数n_aと実際の
回転数n_eとの差が予め決められた値Δｎより大きいとき
に曳網状態と判断して、大減速になるようその後の制御
を行っている。更に、この実施例では、大減速の時にお
いて、現在の回転数n_eが、小減速にしても曳網に余裕の
ある回転数、或いは、曳網を行っているとは考えられな
い回転数より小さい時に小減速にするよう制御を行って
いる。即ち、ステップ22において、現在の回転数n_eが予
め決められた回転数n₀より小さいときは、小減速になる
ようにステップ１へ戻り、ステップ11、13で小減速にな
るようにしている。これは、このセンシングモードで
は、大減速になっていると曳網の判断が難しく、n₀より
回転数が大きいときは曳網とし、それ以外のときはステ
ップ１に戻って新めて小減速にして曳網判断を行なうた
めである。

第７図は、第６図の別の実施例で、上記回転数n₀の替
わりに、現在のレギュレータ位置Ｒを検出することによ
って、曳網している筈のない回転数または小減速でも余
裕のある回転数か否かを判断するようにしたもので、そ
のレギュレータの位置Ｒがある位置R₀よりも低回転側に
あるときで、かつ、加速中でないときは、小減速に切り
換えるように制御を行っている（ステップ９、10、14、
16）。

発明の効果 以上のように、この発明では、機関のラック位置、船
尾の水面の位置或いはアクセル位置等によって曳網状態
を自動的に判断して、大減速を選択するように減速機の
自動制御を行うため、従来のように逐次操作位置まで戻
って切換え制御を行う必要がなく、曳網作業を能率良く
行うことができるという効果がある。その際、この出願
の第２の発明では、小減速でも充分余裕があると判断し
た場合には、曳網中であっても、いたずらに大減速にす
ることなく小減速で曳網するようにしているため、燃料
消費の低減を図ることができる。また、この出願の第４
の発明では、加速中には減速段の切換えを行わないよう
にしているため、加速を曳網と判断して切換えを行うと
いう不都合を防止できるという効果がある。

更に、この出願の発明では、切換えの前後でプロペラ
回転数が変わらないように制御しているため、船体が切
換え後に急加速したり或いは急減速するという不都合を
防止でき、また、その際に、切換えの際のクラッチの嵌
入ショックを生じないような回転数で切換えを行うとと
もに、そのショックを生じない回転数とプロペラ回転数
が変わらない回転数の低い方の回転数で切換え制御を行
うようにしているため、そのいずれをも防止できるとい
う効果がある。更に、小減速で曳網中に機関出力に余裕
がなくなり自動的に大減速に切り換える場合に、曳網速
度が変化しないため、曳網作業上不都合が生じないとい
う利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例を示す制御のフローチャー
ト、第２図は、燃料コントロールラック位置とレギュレ
ータ位置との関係を示すグラフ、第３図は、機関回転数
及びレギュレータ位置とアクセル位置との関係を示すグ
ラフ、第４図は、機関回転数とプロペラ回転数との関係
を示すグラフ、第５図〜第７図は、夫々この発明の別の
実施例を示すフローチャート、第８図は、この発明の制
御装置のブロック図である。 （１）……機関、（２）……減速逆転機、（４）……プ
ロペラ軸、（13）……レギュレータアクチュエータ、
（14）……機関回転センサー、（18）……コントロー
ラ、（24）……ラック位置検出センサー、（26）……レ
ギュレータ位置検出センサー、（32）……アクセル位置
検出センサー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ // Ｆ１６Ｈ 59:50 (72)発明者 今中 肇 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤン マーディーゼル株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01K 73/02 B63B 35/16 B63H 21/21 B63H 23/08 F16H 61/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】船舶の曳網状態と航走状態とを判別する手
   段と、減速逆転機を大減速と小減速とに切り換える切換
   え手段と、前記判別手段の判別結果に基づいて、曳網時
   には大減速とし航走時には小減速となるよう前記切換え
   手段に切換え信号を出力する制御手段とからなることを
   特徴とする舶用二速式減速逆転機の自動制御装置。
2. 【請求項２】機関の回転数を検出する回転数検出手段を
   備え、曳網時には使用されることのない回転数または曳
   網していても余裕のある回転数のとき、小減速となるよ
   う前記切換え手段に切換え信号を出力する制御手段とか
   らなることを特徴とする請求項１記載の舶用二速式減速
   逆転機の自動制御装置。
3. 【請求項３】減速逆転機を大減速と小減速とに切り換え
   る切換え手段と、機関回転数の調節手段と、機関の回転
   数を検出する回転数検出手段と、大減速と小減速との間
   の切換えの際、プロペラ回転数が変動しないよう機関回
   転数を増または減速するよう機関回転数調節手段へ制御
   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
   用二速式減速逆転機の自動制御装置。
4. 【請求項４】減速逆転機を大減速と小減速とに切り換え
   る切換え手段と、機関の回転数の変化を検出する検出手
   段と、その検出手段の検出結果に基づき機関回転数の増
   速時に前記切換え手段の切換えを不作動とする制御手段
   とからなることを特徴とする舶用二速式減速逆転機の自
   動制御装置。
5. 【請求項５】減速逆転機を大減速と小減速とに切り換え
   る切換え手段と、機関回転数の調節手段とからなり、小
   減速から大減速への切換え時、切換えショックのない回
   転数まで機関回転数を減速し、大減速から小減速への切
   換えの際、切換えショックのない回転数とプロペラ回転
   数が変化しないような回転数の低い方の回転数となるよ
   う機関回転数調節手段を制御する制御手段を備えている
   ことを特徴とする舶用二速式減速逆転機の自動制御装
   置。
6. 【請求項６】船舶の曳網状態と航走状態とを判別する手
   段と、機関のアクセル位置を検出する検出手段と、減速
   逆転機を大減速と小減速とに切り換える切換手段と、ア
   クセル位置検出手段の検出結果によりそのアクセル位置
   がある設定値以下では大減速とし、それ以外で且つ曳網
   時以外の時は小減速となるよう前記切換え手段を制御す
   る制御手段とからなることを特徴とする舶用二速式減速
   逆転機の自動制御装置。
7. 【請求項７】減速逆転機を大減速と小減速とに切り換え
   る切換手段と、機関のアクセル位置を検出する検出手段
   と、機関の回転数を検出する回転数検出手段と、これら
   両検出手段の検出結果に基づき曳網時であるか否かを判
   断する判別手段と、その判別結果に基づいて曳網時に大
   減速となるよう前記切換え手段に切換え信号を出力する
   制御手段とからなることを特徴とする舶用二速式減速逆
   転機の自動制御装置。