JP5189630B2 - 船のランプを運転する方法及び機構 - Google Patents

Description

本発明は、電気モータによって駆動される船のランプを運転することに関する。

ローロー船（ロールオン／ロールオフ船）又はカー・フェリーのゲート・ランプなど、船のランプは、一般に油圧システムによって駆動される。しかし、油圧システムの使用は、油圧システムで使用される作動油が漏れた場合に、商品を汚染又は損傷させる潜在的リスクを有している。油圧システムはまた、そのシステムを加圧状態に維持するために連続して運転する必要があり、これはエネルギーを消費する。したがって、船のランプの運転には電気システムが普及しつつある。電気システムは、１つ以上の電気モータによって船のランプを運転し、典型的には、設置及び使用中の監視が単純であり、更にメンテナンスに都合が良い。更に、電気システムは、エネルギーを大幅に節約することができる。

船のランプが閉じつつあり上端位置（閉位置）の近くにあるときは、ランプを確実に滑らかに閉じるために電気モータの最大トルクを低減させる必要がある。最大トルクが低減されると、船のランプのシールの耐用年数が長くなり、構成要素への機械的ストレスが減る。ランプが上端位置の近くにあるときは必要なトルクが低いので、最大トルクを低減させることが可能である。上端位置の近傍でのトルクの低減は、近接スイッチ若しくはセンサ又はオペレータの命令によって、且つモータの最大トルクを制限するようにモータの電力供給システム、例えばインバータを制御することによって実施することができる。

船のランプが開きつつあり下端位置（開位置）の近くにあるときは、ランプを引っ張り状態にするか、又はランプを持ち上げることなしに（港の支柱に係留して）保持位置に配置することが望ましい。これは、電気モータの最大トルクのレベルを低減して、ランプのウインチのワイヤを緊張状態に維持し、ランプを持ち上げることなしにランプの荷重の一部を負担することによって実現される。下端位置の近傍でのトルクの低減は、やはり、近接スイッチ若しくはセンサ又はオペレータの命令によって、且つモータの最大トルクを制限するようにモータの電力供給システム、例えばインバータを制御することによって実施することができる。

上記の場合のトルクの低減に関する問題は、何らかの理由、例えば近接スイッチの不具合又は人為ミスで、ランプが誤った位置に、例えば端位置間の中間にあるときにトルクの低減が行われる場合に、トルクレベルの低減によってランプの制御ができなくなり、制御できずにランプが倒壊する恐れがあることである。特に、ローロー船のゲート・ランプなどの重いランプの場合に、このようなことは設備に多大な損傷を生じ、人にけがをさせることもある。

したがって、本発明の目的は、上記の問題を解決するか又は少なくとも軽減する方法、及びその方法を実施する装置を提供することである。

本発明の目的は、独立請求項で示す内容を特徴とする、方法、コンピュータ・プログラム・プロダクト、及び機構で達成される。本発明の好ましい実施例は従属請求項に記載される。

本発明は、少なくとも１つの電気モータによって行われる回転数、又はその回転数を示す量に基づいて、或いはランプの経過時間及び速度に基づいて決定されるランプの位置が、所定の範囲によって画定されるゾーン内にあるときにのみ、ランプを駆動する少なくとも１つの電気モータの最大トルクを低減可能にするという考えに基づいている。

本発明の利点は、船のランプがトルクを安全に低減できる適切な位置にある場合を除き、電気モータの最大トルクの低減が防止されることである。これにより、ランプの動作の安全性が改善される。

以下に、添付の図面を参照して好ましい実施例に関連して本発明をより詳細に説明する。

一実施例による機構のブロック線図を示す。 本発明の一実施例による線図を示す。

図１に、一実施例による機構の、単純化したブロック線図を示す。この図には、本発明を理解するのに必要な構成要素しか示さない。この実例は船２０のランプ１０を示す。この実施例のランプ１０は、ウインチ１１を介して１つ以上の電気モータ３０によって駆動される。ウインチを用いない別の手法で、モータ３０をランプ１０に接続可能であることも理解されたい。１つ以上の電気モータ３０は、インダクション・モータなどの非同期ＡＣモータ、同期ＡＣモータ又はＤＣモータなど、どんなタイプのものでもよい。更に、本発明の使用は、特定の基本周波数又は特定の電圧レベルを用いるシステムに限定されない。図１の実施例では、モータ３０は、ＤＣ電源装置７０からインバータ６０によって給電されるインダクション・モータである。インバータは、例えば、モータを制御するために使用される装置である。モータ３０の制御は、例えば、所望の速さ又はトルクの命令をモータが正確に実施するように、インバータ６０によって確実に実施することができる。例示的な機構は更に、別個の制御ユニット４０を備え、その制御ユニット４０は、モータ３０を制御しランプ１０を運転するために使用することができる。制御ユニット４０はまた、例えば、インバータ６０又は何らかの他のユニットの一部でもよい。制御ユニット４０には、キーボード及びディスプレイ・ユニット又は別の端末ユニットなどのＩ／Ｏ（入出力）装置５０を介してアクセスすることができ、そのＩ／Ｏ装置５０は、ワイヤード又はワイヤレスの様式で制御ユニット４０に接続することができる。したがって、このシステムのオペレータは、Ｉ／Ｏ装置５０を通してランプ１０を運転することができる。制御ユニット４０は、別個のＩ／Ｏ装置５０の代わりに、又はそれに加えて、適切なＩ／Ｏ手段を備えることもできる。この図にはまた、ランプの端位置へのランプ１０の近接を検出するために使用できる、近接センサ又は近接（リミット）スイッチ４１を示す。１つ以上の近接センサ又は近接スイッチ４１が存在してよく、それらは、ランプの上端位置及び／又はランプの下端位置へのランプ１０の近接を検出するために使用することができる。

図２に、一実施例によるランプ１０の動作を示す線図を示す。この図では、位置Ａはランプの上端（閉）位置を示し、位置Ｄはランプの下端（開）位置を示し、位置Ｄでは、ランプが港の支柱８０に係留されてよい。ランプ１０が閉じつつあり上端位置Ａの近くにあるときは、ランプの構成要素に過度の応力を生じることなしにランプ１０を確実に滑らかに閉じるために、好ましくは、電気モータ３０の最大トルクを低減させる。上端位置Ａの近傍でのトルクの低減は、近接スイッチ若しくはセンサ４１、又はＩ／Ｏ手段５０を通したオペレータの命令によって、且つモータ３０の最大トルクを制限するようにモータの電力供給システム、即ち図１の実施例のインバータ６０を制御することによって実施することができる。ランプ１０の近接が検出される、上端位置Ａからの距離は、ランプ・システムの特定の構成に応じて変わる。同様に、船のランプが開きつつあり下端位置Ｄの近く又はその位置にあるときは、ランプ１０は、好ましくは、引っ張り状態であるか、又はランプを持ち上げることなしに保持位置にある。これは、モータ３０の最大トルクのレベルを低減して、ランプ１０のウインチ１１のワイヤを緊張状態に維持し、ランプを持ち上げることなしにランプの荷重の一部を負担することによって実現される。下端位置の近傍でのトルクの低減は、やはり、近接スイッチ若しくはセンサ４１又はオペレータの命令によって、且つモータ３０の最大トルクを制限するようにモータの電力供給システム、例えばインバータ６０を制御することによって実施することができる。

一実施例によれば、ランプ１０の位置は、少なくとも１つの電気モータ３０によって行われる回転数、又はその回転数を示す別の量に基づいて、ランプの動作中にランプが上端位置Ａ又は下端位置Ｄに向かって駆動されているときに決定される。モータ３０によって行われる回転数は、モータ３０に接続されたロータリ・エンコーダ（別個に図示せず）によって決定することができる。そのロータリ・エンコーダは、例えば、インクリメンタル・エンコーダでもアブソリュート・エンコーダでもよい。エンコーダは典型的には、モータ３０のシャフトに接続されるか、又はモータ３０と一体の一部分でよいが、モータ・ウインチ・アセンブリの別の回転部分に接続されてもよい。ロータリ・エンコーダからのフィードバック信号は、好ましくは、制御ユニット４０又は対応する構成要素に送られ、次いで、その制御ユニット４０又は対応する構成要素は、その信号に基づいて、回転を計数し、その回転数をスケーリングしてランプ１０の実際の位置を求めることによって、ランプ１０の実際の位置を決定することができる。ランプ１０の位置は、好ましくは、ランプの基準位置からスタートして決定される。こうしたランプ１０の基準位置は、例えば、ランプの上端位置Ａでも下端位置Ｄでもよい。ランプの位置は、好ましくは、ランプ１０が基準位置にあるときに、例えば、ウインチのワイヤ１１の伸長を補償するために初期設定される。或いは、ランプ１０の位置を、ランプの経過時間及び速度に基づいて、ランプの動作中に決定することができる。ランプ１０の速度を、モータ３０の回転速度から、必要なときに適切にスケーリングして決定することができ、そのモータ３０の回転速度は、例えば、モータ３０に接続されたロータリ・エンコーダ若しくは回転速度計によって、又はインバータ６０から獲得することができる。回転速度情報は、好ましくは、制御ユニット４０又は対応する構成要素に送られ、次いで、その制御ユニット４０又は対応する構成要素は、速さ及び経過時間に基づいて、ランプ１０の実際の位置を決定することができる。ランプ１０の決定された位置は、好ましくは、例えば、制御ユニット４０内のメモリ中に記憶される。このようにして、ランプ１０の現在の位置は、常に、動作中に停電が起きた場合でも知られている。

一実施例によれば、次いで、ランプ１０の決定された位置は、その位置が所定の範囲によって画定されたゾーン内にあるときにのみ、少なくとも１つの電気モータ３０の最大トルクの低減を可能にすることによって用いられる。言い換えると、例えば、近接センサ若しくはスイッチ４１又はオペレータの命令からの信号に応答した、モータ３０の最大トルクの低減は、ランプ１０の位置が所定の範囲内にあるときにのみ可能である。ランプ１０の位置が所定の範囲内にない場合は、モータの最大トルクの低減は防止される。所定の範囲は、好ましくは、上側ゾーン及び／又は下側ゾーンを画定する。ランプ１０が特定の端位置に向かって、即ち上端位置Ａ又は下端位置Ｄのいずれかに向かって駆動されるときにのみ、所定の範囲によって画定されたゾーンが適用可能になるように、ランプ１０の移動の方向を更に考慮に入れることができる。例えば、ランプの上端位置Ａ近くでのトルクの低減は、ランプ１０を閉じるときにのみ必要であり、したがって、ランプの上端位置の近くでのトルクの低減は、ランプが閉じつつあるときにのみ可能であるが、ランプが開きつつあるときには可能でない。一実施例によれば、所定の範囲は、ランプが上端位置に向かって駆動されるときにのみ適用する上側ゾーン、及び／又はランプが下端位置に向かって駆動されるときにのみ適用する下側ゾーンを画定する。言い換えると、ランプ１０を閉じる動作か又は開く動作のいずれかにのみ使用される１つのゾーンのみを画定するか、或いは、１つのゾーンがランプを開く動作に使用され、２つ目はランプを閉じる動作に使用されるように、２つのゾーンを画定することが可能である。３つ以上のこうしたゾーンを、必要な場合にランプの構造に応じて画定することもできる。

図２にこうしたゾーンの実例を示す。この図では、位置Ａ及びＢは上側ゾーンを画定する所定の範囲でもよい。ランプ１０が上端位置Ａに向かって駆動されるときにのみ、上側ゾーンを適用することができる。したがって、ランプ１０が上端位置Ａに向かって駆動されるときに、ランプ１０の決定された位置が位置ＡとＢの間にあるときにのみモータの最大トルクの低減が可能になる。同様にして、位置Ｃ及びＤは下側ゾーンを画定する所定の範囲でよい。ランプ１０が下端位置Ｄに向かって駆動されるときにのみ、下側ゾーンを適用することができる。したがって、ランプ１０が下端位置Ｄに向かって駆動されるときは、ランプ１０の決定された位置が位置ＣとＤの間にあるときにのみ、モータの最大トルクの低減が可能になる。ランプ１０の決定された位置が位置ＡとＢの間、及び／又は位置ＣとＤの間にあるときに、ランプの移動の方向に関係なく、モータの最大トルクを低減できるようにすることも可能である。

一実施例によれば、上側ゾーンは、上端位置Ａ及び（図２の位置Ｂに対応する）上端位置からの所定の距離によって限定される。２つの位置ＡとＢの間の上側ゾーンの寸法は、対象のランプ・アセンブリの特定の構造に応じて変わる。したがって、本発明は、どんな特定の寸法にも限定されない。同様にして、一実施例によれば、下側ゾーンは、下端位置Ｄ及び（図２の位置Ｃに対応する）下端位置からの所定の距離によって限定される。２つの位置ＣとＤの間の下側ゾーンの寸法も、対象のランプ・アセンブリの特定の構造に応じて変わる。したがって、本発明は、どんな特定の寸法にも限定されない。上側及び／又は下側ゾーンは、好ましくは、このシステムのオペレータによって、例えばＩ／Ｏ手段５０を介して再構成可能である。例えば、下端位置Ｄを、船の配置及び港の支柱レベルの高さに応じて変更することができる。したがって、場合に応じて、例えば、下側ゾーンＣ〜Ｄの範囲を再構成することが必要な場合がある。

上記の実施例のいずれか１つによる制御機能、又はそれらの組み合わせを実装する装置を、１つのユニット又は２つ以上の別々のユニットとして実装することができ、それらのユニットは、様々な実施例の機能を実装するように構成される。ここでは用語「ｕｎｉｔ（ユニット）」は、概して、物理的装置若しくはその一部分又はソフトウェア・ルーチンなどの物理又は論理構成要素を指す。制御ユニット４０など、１つ以上のこれらのユニットは、例えば、インバータ６０など、電気駆動装置又はその構成要素に存在してよい。

実施例のいずれか１つによる、制御ユニット４０などの装置を、例えば、適切なソフトウェアを備えた、１つ以上のコンピュータ又は対応するデジタル信号処理（ＤＳＰ）装置によって、少なくとも部分的に実装することができる。こうしたコンピュータ又はデジタル信号処理装置は、好ましくは、少なくとも、算術演算のための記憶領域を提供するワーキング・メモリ（ＲＡＭ）、及び汎用デジタル信号プロセッサなどの中央処理装置（ＣＰＵ）を備える。ＣＰＵは、１組のレジスタ、演算論理ユニット、及びＣＰＵ制御ユニットを備えることができる。ＣＰＵ制御ユニットは、ＲＡＭからＣＰＵに送られるプログラム命令シーケンスによって制御される。ＣＰＵ制御ユニットは、基本動作のためのいくつかのマイクロ命令を含むことができる。マイクロ命令の実装は、ＣＰＵの設計に応じて変わってよい。プログラム命令は、プログラミング言語によってコード化されてよく、その言語はＣ言語、Ｊａｖａ（登録商標）などの高水準プログラミング言語でも、機械語又はアセンブラなどの低水準プログラミング言語でもよい。コンピュータは、オペレーティング・システムを有することもでき、そのオペレーティング・システムは、プログラム命令で書き込んだコンピュータ・プログラムにシステム・サービスを提供することができる。本発明又はその一部を実施するコンピュータ又は他の装置は更に、例えば測定及び／又は制御データを受け取る適切な入力手段、並びに例えば制御データを出力する出力手段を備えることができる。実施例のいずれか１つによる機能を実施するための、特定の１つ若しくは複数の集積回路、又はディスクリート電気部品及び装置を使用することも可能である。

実施例のうちいずれか１つ、又はそれらの組み合わせによる本発明を、インバータや周波数変換器などの電気駆動装置若しくはその構成要素又は同様の装置など、現行のシステムの要素において、或いは集中又は分散した手法による別個の専用の要素又は装置を用いて実施することができる。インバータ及び周波数変換器など、電気駆動装置のための本装置は、典型的には、本発明の実施例による機能で使用できるプロセッサ及びメモリを備える。したがって、例えば現行の装置で、本発明の実施例を実施するために必要な全ての改変形態及び構成を、ソフトウェア・ルーチンとして実行することができ、このソフトウェア・ルーチンは、追加又は更新したソフトウェア・ルーチンとして実装することができる。本発明の機能がソフトウェアによって実施される場合は、こうしたソフトウェアを、コンピュータ・プログラム・コードを備えるコンピュータ・プログラム・プロダクトとして提供することができ、このコンピュータ・プログラム・コードは、コンピュータ上で実行するときは、コンピュータ又は対応する機構に上述のような本発明による機能を実行させる。こうしたコンピュータ・プログラム・コードを、適切なメモリ、例えばフラッシュ・メモリ又はディスク・メモリなど、コンピュータ読取り可能媒体に格納又は概してそこで実施でき、その媒体から、そのプログラム・コードを実行する１つ以上のユニットにロード可能である。更に、本発明を実施するこうしたコンピュータ・プログラム・コードを、例えば適切なデータ・ネットワークを介してコンピュータ・プログラム・コードを実行する１つ以上のユニットにロードすることができ、場合によっては現行のプログラム・コードを交換又は更新することができる。

技術が発展するにつれて本発明の基本的なアイデアを様々な形で実施できることが当業者には明らかである。したがって、本発明及びその実施例は、上記の実例に限定されないが、特許請求の範囲内で変更することができる。

Claims (16)

1. 船のランプ（１０）を上端位置と下端位置の間で動作させる方法であって、
   前記ランプ（１０）を前記上端位置又は前記下端位置に向かって少なくとも１つの電気モータ（３０）によって駆動するステップと、
   前記ランプ（１０）が前記ランプの端位置の近傍にあるときに、前記少なくとも１つの電気モータ（３０）の最大トルクを低減させるステップとを含む方法において、
   前記少なくとも１つの電気モータ（３０）によって行われる回転数、若しくはその回転数を示す量に基づいて、又は前記ランプ（１０）の経過時間及び速度に基づいて決定される前記ランプ（１０）の位置が、所定の範囲によって画定されるゾーン内にあるときにのみ、前記少なくとも１つの電気モータ（３０）の前記最大トルクの低減を可能にするステップを含むことを特徴とする、方法。
2. 前記ランプ（１０）の位置が、前記ランプの基準位置からスタートして決定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記ランプ（１０）の前記基準位置が、前記ランプの前記上端位置（Ａ）又は前記下端位置（Ｄ）であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記所定の範囲が上側ゾーン及び／又は下側ゾーンを画定することを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の方法。
5. 前記上側ゾーンが、前記ランプ（１０）が前記上端位置（Ａ）に向かって駆動されるときにのみ適用され、及び／又は前記下側ゾーンが、前記ランプが前記下端位置（Ｄ）に向かって駆動されるときにのみ適用されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 前記上側ゾーンが、前記上端位置（Ａ）及び前記上端位置からの所定の距離によって限定され、及び／又は前記下側ゾーンが、前記下端位置（Ｄ）及び前記下端位置からの所定の距離によって限定されることを特徴とする、請求項４又は５に記載の方法。
7. 前記ランプの端位置への前記ランプ（１０）の近接が、オペレータ又は近接センサ若しくは近接スイッチ（４１）からの信号によって検出されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記少なくとも１つの電気モータ（３０）によって行われる回転数が、前記少なくとも１つの電気モータに接続されたロータリ・エンコーダによって決定されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記ロータリ・エンコーダが、インクリメンタル・エンコーダ又はアブソリュート・エンコーダであることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. コンピュータ・プログラム・コードを備えるコンピュータ・プログラム・プロダクトであって、コンピュータの前記プログラム・コードを実行すると、前記コンピュータが請求項１から８のいずれか一項による方法のステップを実行する、コンピュータ・プログラム・プロダクト。
11. 電気モータによって駆動される船のランプを上端位置と下端位置の間で動作させる機構であって、
    前記ランプ（１０）が前記ランプの端位置の近傍にあるときに、少なくとも１つの前記電気モータ（３０）の最大トルクを低減する手段（４０）を備える機構において、
    前記少なくとも１つの電気モータ（３０）によって行われる回転数、若しくはその回転数を示す量に基づいて、又は前記ランプの経過時間及び速度に基づいて決定される前記ランプ（１０）の位置が、所定の範囲によって画定されるゾーン内にあるときにのみ、前記少なくとも１つの電気モータ（３０）の前記最大トルクの低減を可能にする手段（４０）を備えることを特徴とする、機構。
12. 前記所定の範囲が上側ゾーン及び／又は下側ゾーンを画定することを特徴とする、請求項１１に記載の機構。
13. 前記上側ゾーンが、前記上端位置（Ａ）及び前記上端位置からの所定の距離によって限定され、及び／又は前記下側ゾーンが、前記下端位置（Ｄ）及び前記下端位置からの所定の距離によって限定されることを特徴とする、請求項１２に記載の機構。
14. 前記最大トルクを低減する前記手段（４０）が、オペレータ又は近接センサ若しくは近接スイッチ（４１）からの信号に応答して前記ランプの端位置への前記ランプの近接を検出するように構成されることを特徴とする、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の機構。
15. 前記ランプ（１０）の位置を決定する前記手段（４０）が、前記少なくとも１つの電気モータ（３０）によって行われる回転数を、前記少なくとも１つの電気モータに接続されたロータリ・エンコーダによって決定するように構成されることを特徴とする、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の機構。
16. 前記ロータリ・エンコーダが、インクリメンタル・エンコーダ又はアブソリュート・エンコーダであることを特徴とする、請求項１５に記載の機構。

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