JP7349257B2 - 船舶用推進システム、ならびにその診断のための装置および方法 - Google Patents
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Description
しかし、このような個別の診断によっては発見が困難な不具合が発生する場合がある。
一つの例は、複数の推進機が同期制御され、それらのうちの一つに不具合が生じる場合である。たとえば、一つの推進機において、ベアリングの部分固着やオイルの部分的な固化が生じて回転軸の回転抵抗が大きくなると、この推進機の加速応答が悪くなる。このような場合、同期制御によって、他の推進機の制御装置は、応答が悪くなった推進機に回転速度を追従させる。そのため、複数の推進機が同様の挙動を示すので、使用者または診断作業者の五感によって、不具合が生じている推進機を特定することは困難である。上記のような不具合は、使用者には、不調と認識できるものの、原因推進機を特定するまでには至らない。しかも、不具合が常時発生するとは限らず、船舶の使用中に、ときおり発生する場合もある。このような場合には、原因推進機の特定がさらに困難になる。
個別の診断によっては発見が困難な不具合の他の例は、複数の推進機の転舵装置が同期制御され、それらのうちの一つに不具合が生じる場合である。たとえば、一つの推進機の転舵装置において転舵動作が鈍くなる異常が生じると、同期制御によって、他の推進機の転舵動作も同様の挙動となる。そのため、使用者または診断作業者の五感によって原因推進機を特定することは困難である。したがって、上記の場合と同様の事情となる。転舵動作が鈍くなる異常は、転舵装置の内部のアクチュエータの異常によって生じる場合や、配線の異常によって生じる場合などがある。
そこで、この発明の一実施形態は、複数の推進機の運転状態情報を比較することによって特定可能な事項の診断を可能とする船舶用推進システムを提供する。
この発明の一実施形態は、さらに、上記のような船舶用推進システムを診断するための診断装置および診断方法を提供する。
この構成により、診断装置は、複数の推進機から、原動機の回転速度を表す回転速度情報を共通の時間軸上で取得することができる。それにより、複数の推進機の原動機回転速度を共通の時間軸上で比較して、複数の推進機の診断を行うことができる。
この構成では、複数の原動機が同期制御されるために、各推進機の原動機回転速度は、他の推進機の原動機回転速度に追従する。そのため、複数の推進機の原動機回転速度は同様な時間変化を示すので、原動機回転速度が他と異なる挙動を示す推進機が存在していても、その推進機を特定することは従来技術では難しい。そこで、診断装置によって船内ネットワークを介して共通の時間軸上で複数の推進機の原動機回転速度を取得し、それを比較することで、挙動の異なる推進機の特定が容易になる。
一つの実施形態では、各推進機が、船体に対する推進力の方向を変更するための転舵装置を含む。前記転舵装置が、船体に対する推進力の方向を表す転舵角を検出する転舵角センサを含む。前記コントローラによって送信される運転状態情報が、前記転舵角センサが検出する転舵角を表す転舵角情報を含む。
複数の推進機の転舵装置が同期制御されることにより、複数の推進機の転舵角は近似した挙動を示す。そのため、従来技術では、いずれかの転舵装置に関連する異常が生じても、その異常箇所の特定は容易ではない。そこで、この実施形態を適用することにより、複数の推進機の転舵角情報を共通の時間軸上で収集できるので、その収集された転舵角情報を用いることによって、転舵角変化のわずかな時間差に基づいて、異常箇所を特定することができる。
この構成により、診断装置は、船内ネットワークを介して複数の推進機の過去の運転状態情報を一括して収集することができる。したがって、過去の運転状態の取得に際しても、診断装置を個々の推進機に個別に接続する必要がないので、診断に必要な情報を短時間で容易に収集することができる。
この構成により、診断装置は、複数の推進機から一括して運転状態情報を取得できる。したがって、複数の推進機の運転状態情報を共通の時間軸上で収集できる。それにより、複数の推進機の運転状態情報を共通の時間軸上で比較して、船舶用推進システムの診断を行うことができる。
この構成により、複数の推進機の運転状態情報を共通の時間軸上で比較することができるので、複数の推進機の相対的な挙動を調べることが可能になる。それにより、異常箇所の特定などを容易に行うことができる。
を含む。
図1は、この発明の一実施形態に係る船舶用推進システムを備えた船舶の構成例を説明するための斜視図である。船舶1は、船体2と、推進機としての船外機3とを備えている。船外機3は、複数個(この実施形態では2基)備えられている。これらの船外機3は、船体2の船尾に沿って(すなわち、船体2の左右方向に沿って)一列に並べて取り付けられている。2基の船外機を区別するときには、右舷に配置されたものを「右舷船外機3R」、左舷に配置されたものを「左舷船外機3L」ということにする。これらの船外機3は、それぞれ原動機としてのエンジン(内燃機関)を備えており、このエンジンの駆動力によって回転されるプロペラ40(図2参照)によって推進力を発生する。
ステアリング装置6は、操船者によって回転操作されるステアリングホイール6aを備えている。ステアリングホイール6aの操作は、後述の操作角センサ(図1では図示略)によって検出されるようになっている。
ゲージ9は、2基の船外機3に対応して2個備えられている。これらを区別するときには、右舷船外機3Rに対応するものを「右舷ゲージ9R」といい、左舷船外機3Lに対応するものを「左舷ゲージ9L」という。これらのゲージ9は、対応する船外機3の状態を表示する。より具体的には、対応する船外機3の電源のオン/オフ、エンジン回転速度その他予め定められた情報を表示する。
シフト機構43は、前進位置、後進位置および中立位置を含む複数のシフト位置(シフト状態)を有している。中立位置は、ドライブシャフト41の回転をプロペラシャフト42に伝達しない遮断状態のシフト位置である。前進位置は、プロペラシャフト42が前進回転方向に回転するようにドライブシャフト41の回転をプロペラシャフト42に伝達する状態のシフト位置である。後進位置は、プロペラシャフト42が後進回転方向に回転するようにドライブシャフト41の回転をプロペラシャフト42に伝達する状態のシフト位置である。前進回転方向とは、船体2に対して前進方向の推進力を与えるプロペラ40の回転方向である。後進回転方向とは、船体2に対して後進方向の推進力を与えるプロペラ40の回転方向である。シフト機構43のシフト位置は、シフトロッド44によって切り換えられる。シフトロッド44は、ドライブシャフト41と平行に上下方向に延びており、その軸まわりの回動によって、シフト機構43を操作するように構成されている。
図3は、船舶1に備えられた船舶用推進システム80の構成を説明するための図である。船体2内には、船内ネットワークの一例である船内LAN(ローカルエリアネットワーク)10が構築されている。具体的には、リモコンECU60、複数の船外機3の船外機ECU20、およびゲージ9が船内LAN10に接続されて、データおよび制御信号を授受できるようになっている。ステアリング装置6およびリモコン7がリモコンECU60に接続されている。より具体的には、ステアリング装置6は、ステアリングホイール6aの操舵角を検出する操作角センサ63を有している。操作角センサ63の出力信号がリモコンECU60に入力される。また、リモコン7は、レバー7L,7Rの操作位置を検出するレバー位置センサ62L,62Rを備えており、それらの出力信号がリモコンECU60に入力される。
図4には、右舷船外機3Rに対応する船外機ECU20によって制御されるアクチュエータ類(制御対象)およびセンサ類のみを図示してある。むろん、左舷船外機3Lに備えられた同様のアクチュエータ類は、対応する船外機ECU20によって制御される。また、左舷船外機3Lに備えられた同様のセンサ類は、当該左舷船外機3Lの船外機ECU20に入力される。
リモコンECU60は、通信先の船外機ECU20を指定して制御指令を出力する。指定された船外機ECU20は、その制御指令を受け取り、当該制御指令に従ってアクチュエータ類を制御する。ただし、船外機ECU20は、他の船外機の船外機ECU20を宛先として送出された制御指令を取り込んで、アクチュエータ類の制御に用いることもできる。
通常の故障診断は、船舶1が停泊しているときなど、船舶1が使用されていないときに、診断作業者によって行われる。診断作業者は、診断装置70を船内LAN10に接続し、船外機ECU20の記憶装置20Mに格納されている運転履歴情報を診断装置70に取り込む。この運転履歴情報に異常が認められれば、診断作業者は必要な対処を実行する。
図7は、診断装置70による運転状態情報に対する処理の例を説明するためのフローチャートである。診断作業者は、収集済みの運転状態情報が記憶装置74Mに格納されている状態で、運転状態情報を表示装置72に表示させるための指令を入力装置71から入力する(ステップS21)。それにより、処理装置74のプロセッサ74Pは、記憶装置74Mから複数の船外機3に関する運転状態情報を読み出し(ステップS22)、その運転状態情報を共通の時間軸上に展開する(ステップS23)。プロセッサ74Pは、さらに、その展開された情報を表示装置72の画面上にグラフ表示するための表示制御を実行する(ステップS24)。グラフ表示の例は、次に説明する図8、図9(a)および図10に示されている。
より具体的には、左舷船外機3Lおよび右舷船外機3Rの船外機ECU20が受信する転舵角指令値の時間変化が、図9(a)において、曲線91L,91Rでそれぞれ示されている。また、図9(b)には、左舷船外機3Lおよび右舷船外機3Rの実転舵角の時間変化が曲線92L,92Rでそれぞれ表されている。実転舵角は、転舵角センサ53Bが検出する転舵角であり、船外機3の実際の転舵角である。
とくに、この実施形態では、複数の船外機3のエンジン39の出力(回転速度)が同期制御される。そのため、複数の船外機3のエンジン回転速度は同様な時間変化を示すので、他と異なるエンジン回転速度挙動を示す船外機3が存在していても、使用者または診断作業者の五感に頼って原因船外機3を特定することは難しい。そこで、診断装置70によって船内LAN10を介して共通の時間軸上で複数の船外機3のエンジン回転速度を取得し、それを比較することで、エンジン回転速度の挙動の異なる船外機3を容易に特定できる。
診断装置70を船内LAN10に接続した状態で船舶1を運用することにより、診断装置70は、長期に渡って、船外機3の運転状態情報を共通の時間軸上で取得することができる。このように取得された運転状態情報は、記憶装置74Mに格納される。診断作業者は、後日、診断装置70の記憶装置74Mに格納された運転状態情報を分析することができる。その際、診断装置70の処理装置74は、複数の船外機3の運転状態情報を共通の時間軸上に展開し、表示装置72に表示(たとえばグラフ表示)する。それにより、複数の船外機3の運転状態情報を共通の時間軸上で容易に比較できるので、複数の船外機3を有する船舶用推進システム80の診断を迅速に行うことができる。すなわち、複数の船外機3の運転状態情報を共通の時間軸上で比較することができるので、複数の船外機3の相対的な挙動を調べることが可能になる。それにより、異常箇所の特定などを容易にかつ速やかに行うことができる。
Claims (9)
- 船内ネットワークと、
船体に装備され、前記船内ネットワークに接続される複数の推進機と、
前記複数の推進機に向けて転舵角指令値を生成する転舵角指令値生成ユニットと、
前記船内ネットワークに診断装置を接続する接続ユニットと、
を含む、船舶用推進システムであって、
各推進機が、船体に対する推進力の方向を変更するための転舵装置と、前記接続ユニットに接続された前記診断装置に対して、当該推進機の運転状態を表す運転状態情報を送信するようにプログラムされたコントローラと、を含み、
前記船舶用推進システムは、前記転舵角指令値生成ユニットが生成する転舵角指令値を前記複数の推進機の前記コントローラまで伝送する配線をさらに含み、
前記コントローラは、前記配線を介して受信する転舵角指令値に応じて前記転舵装置を制御し、
前記診断装置は、前記接続ユニットを介して、前記複数の推進機の運転状態情報を共通の時間軸上で取得し、
前記コントローラによって送信され、前記診断装置によって共通の時間軸上で取得される前記運転状態情報が、前記配線を介して前記コントローラが受信する転舵角指令値を含む、船舶用推進システム。 - 前記転舵装置が、船体に対する推進力の方向を表す転舵角を検出する転舵角センサを含み、
前記コントローラによって送信され、前記診断装置によって共通の時間軸上で取得される前記運転状態情報が、前記転舵角センサが検出する転舵角を表す転舵角情報を含む、請求項1に記載の船舶用推進システム。 - 前記複数の推進機にそれぞれ備えられた複数の前記転舵装置を同期制御するように、前記複数の推進機の前記コントローラがそれぞれプログラムされており、
前記同期制御は、前記複数の転舵装置のうちで最も転舵応答の遅い転舵装置に転舵応答を合わせる制御である、請求項1または2に記載の船舶用推進システム。 - 各推進機が、原動機と、前記原動機によって駆動されて推進力を発生する推進部材とを含み、
前記コントローラによって送信され、前記診断装置によって共通の時間軸上で取得される前記運転状態情報が、前記原動機の回転速度を表す回転速度情報を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の船舶用推進システム。 - 前記複数の推進機にそれぞれ備えられた複数の前記原動機を同期制御するように、各推進機の前記コントローラがそれぞれプログラムされている、請求項4に記載の船舶用推進システム。
- 前記コントローラが、前記推進機の運転状態情報を記憶する記憶装置を含み、前記コントローラによって送信される運転状態情報が、前記記憶装置に記憶された前記運転状態情報を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の船舶用推進システム。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載の船舶用推進システムの前記接続ユニットに接続される通信ユニットと、
前記通信ユニットを介して、前記複数の推進機に対して一斉に運転状態情報の送信を要求し、前記複数の推進機からの応答を前記通信ユニットを介して受信することにより、前記複数の推進機の運転状態情報を共通の時間軸上で取得する処理装置と、
を含む、診断装置。 - 前記処理装置が、共通の時間軸上に前記複数の推進機の運転状態情報を配置する処理を実行する、請求項7に記載の診断装置。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載の船舶用推進システムの前記接続ユニットに診断装置を接続して前記複数の推進機を診断する方法であって、
前記船内ネットワークを介して、前記複数の推進機に対して一斉に運転状態情報の送信を要求し、前記複数の推進機からの応答を受信することにより、前記複数の推進機の運転状態情報を共通の時間軸上で取得するステップと、
前記複数の推進機からの応答に基づき、共通の時間軸上に前記複数の推進機の運転状態情報を配置するステップと、
を含む、診断方法。
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