JPH0238436B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、その特性として回転数を徐々に増加
させねばならない舶用主機関の制御方法に関し、
特に、その制御系の電源が無効状態から有効状態
になつた場合の制御を改良したものに関する。

従来の舶用主機関制御方法について第１図〜第
５図にもとづいて説明する。

第１図において、１は指令器、２はタイムモー
ド変換器、３はサーボ増幅器、４はレベル変換
器、５は制御器、Ｇはガバナ、Ｅは舶用主機関で
ある。

指令器１は、操縦ハンドル（図示せず）を備え
ており、この操縦ハンドルを前進側AHあるいは
後進側ASに操作すると、第２図に示す通り、非
線形の回転数指令信号Vsを出力する。

この回転数指令信号Vsが入力信号Viとしてタ
イムモード変換器２へ伝達される。

今、操縦ハンドルを少しだけ操作し、始動開始
位置として回転数指令信号Vsが第１設定値Vs1
以下の場合であれば、これがタイムモード変換器
２の入力信号Viとなり、タイムモード変換器２
の出力信号Voは第３図ｂのイ線の通り急激に上
昇する。

そして、操縦ハンドルをさらに操作して回転数
指令信号Vsが第１設定値Vs１より大きくて第２
設定値Vs２以下であると、この入力信号Viに対
してタイムモード変換器２の出力信号Voは第３
図ｂのロ線の通りやや緩やかに上昇する。

さらに操縦ハンドルを操作して回転数指令信号
Vsが第２設定値Vs２を超えると、この入力信号
Viに対してタイムモード変換器２の出力信号Vo
は第３図ｂのハ線の通りさらに緩やかに上昇す
る。

また、操縦ハンドルを一気に操作して回転数指
令信号Vsが０からなる値Ｖ１（ただし、Ｖ１＞
Vs２）になつたとすると、タイムモード変換器
２の出力信号Voは第３図ｂにおいてイ−ロ−ハ
線の順に緩やかに上昇する。

なお、操縦ハンドルを操作位置から停止位置へ
戻して回転数指令信号Vsを０にすると、タイム
モード変換器、２の出力信号Voは第３図ｂのニ
線の通り急激に低下する。

上記したイ，ロ，ハ，ニ各線の傾きは主機関の
特性等によつて設定されており、一般に、イ線と
ニ線の傾きの絶対値は同じとされている。

サーボ増幅器３には上記タイムモード変換器２
の出力信号Voとレベル変換器４からのフイード
バツク信号Vfとが入力されており、該サーボ増
幅器３は、前記両入力信号Vo，Vfの差にもとづ
いてその出力信号を増減し、フイードバツク信号
Vfがタイムモード変換器２の出力信号Voに一致
するように制御する。

このサーボ増幅器３の出力信号が制御器５へ伝
達され、該制御器５はその出力Ｐによつて舶用主
機関ＥのガバナＧを調整し、また、この出力Ｐは
レベル変換器４にてフイードバツク信号Vfに変
換される。

上記制御器５の出力Ｐを第３図ｃに示し、この
出力Ｐは、上述のタイムモード変換器２の出力信
号Voと同様にイ′−ロ′−ハ′線と緩やかに上昇
し、ニ′線の通り低下する。

舶用主機関ＥのガバナＧには空気式、電気式な
ど種々のものがあり、このガバナＧを調整する制
御器５としても電気−空気変換器、サーボモータ
など種々のものが利用されているが、制御器５を
電気−空気変換器とし、実公昭58−19603号を利
用した例をサーボ増幅器３およびレベル変換器４
と共に第４図に示す。

第４図において、サーボ増幅器３の比較部３０
で両入力信号Vo，Vfの差を検知し、Vo＞Vfで
且つその差（Vo−Vf）がある設定値より大きい
と、第１増幅部３１のみが作動して制御器（電気
−空気変換器）５の第１ソレノイドバルブ５１が
供給位置５１ａに切換わり、電気源５０からの圧
力空気が第１ソレノイドバルブ５１の供給位置５
１ａ、第２ソレノイドバルブ５２の連通位置５２
ａを経てリレーバルブ５３のパイロツト部５３ａ
に急激に供給されて出力圧Ｐが急激に上昇する。
この出力圧Ｐはレベル変換器４の電気−変位変換
部４１、変位−電気変換部４２にてレベル変換さ
れてフイードバツク信号Vfとされているので、
前記出力圧Ｐの急激な上昇はフイードバツク信号
Vfの急激な上昇となる。そして、Vo＞Vfで且つ
（Vo−Vf）がある設定値以下になると、サーボ
増幅器３の第３増幅部３３も作動して制御器５の
第２ソレノイドバルブ５２がブロツク位置５２ｃ
へ切換わるので、第１ソレノイドバルブ５１の供
給位置５１ａからの圧力空気は絞り５４を経てリ
レーバルブ５３に供給されることになり、その出
力圧Ｐが徐々に上昇し、フイードバツク信号Vf
も徐々に上昇する。この信号VfがVoに一致する
と、第１、第３増幅部３１，３３の出力が０とな
り、第１ソレノイドバルブ５１がブロツク位置５
１ｃに復帰するので、出力圧Ｐは前記タイムモー
ド増幅器２の出力信号Voに相当する圧力に保持
される。また、Vo＜Vfで且つその差（Vf−Vo）
がある設定値より大きい場合は第２増幅部３２の
みが作動して第１ソレノイドバルブ５１が排出位
置５１ｂに切換わつて出力圧Ｐ、フイードバツク
信号Vfが急激に低下し、Vo＜Vfで且つ（Vf−
Vo）がある設定値以下になると、第２ソレノイ
ドバルブ５２がブロツク位置５２ｃに切換わつて
出力圧Ｐ、フイードバツク信号Vfが徐々に低下
し、フイードバツク信号VfがVoに一致すると、
第２、第３増幅部３２，３３の出力が０となり、
第１ソレノイドバルブ５１がブロツク位置５１ｃ
に復帰して出力圧Ｐが前記タイムモード変換器２
の出力信号Voに相当する圧力に保持される。

上記制御器（電気−空気変換器）５の出力Ｐに
よりガバナＧを制御しており、この出力Ｐおよび
フイードバツク信号Vfは舶用主機関Ｅの回転数
に相当すると考えられる。

なお、上記フイードバツク信号Vfを制御器５
から抽出しないでガバナＧあるいは舶用主機関の
回転軸から抽出する方式もある。

以上の従来の舶用主機関制御方法においては、
停電等の電源無効が発生すると、主機関Ｅの回転
数をその直前の状態に保持するようにされてい
る。すなわち、電源無効により指令器１、タイム
モード変換器２およびサーボ増幅器３のそれぞれ
の出力信号が突然に０となつても制御器５の出力
Ｐとその直前の状態に保持するようにされてい
る。これを第４図の例においていえば、第１〜第
３増幅部３１〜３３の出力が０となると、第１ソ
レノイドバルブ５１がブロツク位置５１ｃへ復帰
してリレーバルブ５３のパイロツト部５３ａへの
圧力空気の給排が停止されることである。

しかしながら、この従来の舶用主機関制御方法
においては、制御中に電源が無効となり、この電
源が無効状態から有効状態に復帰したときに制御
器５の現状保持が解除されて主機関Ｅの回転数が
上昇するのに長時間を要するという問題があり、
この問題について第５図にもとづいて以下に説明
する。

指令器１からの回転数指令信号Vsがある値Ｖ
１とし、これが第５図ａの通りタイムモード変換
器２の入力信号Viとなり、この入力信号Viに対
する出力信号Voが第５図ｂの通りＶ２まで上昇
し、制御器５の出力Ｐが第５図ｃの通りＰ２まで
上昇したとき電源が無効になつたとすると、指令
器１からの回転数指令信号Vs（タイムモード変換
器２の入力信号Vi）、タイムモード変換器２の出
力信号Vo、サーボ増幅器３の出力信号、レベル
変換器４からのフイードバツク信号Vfが全て０
となる。これに対し制御器５の出力Ｐは第５図ｃ
のホ′の通りＰ２に保持される。

そして、電源が有効状態に復帰すると、タイム
モード変換器２の入力信号Vi（回転数指令信号
Vs）はＶ１に戻るが、この入力信号Viの復帰に
対してその出力信号Voは第５図ｂの通り再びイ
−ロ−ハ線の順に緩やかにＶ１まで上昇し、制御
器５の出力ＰはＰ２から一担低下してから再び
イ′−ロ′−ハ′線の順にＰ１まで上昇することに
なる。

したがつて、主機関制御中に一旦電源が無効と
なると、主機関の回転数はその直前の状態に保持
されるものの、電源が有効状態に復帰してから主
機関Ｅの回転数が指令された回転数に達するまで
に長時間を要するのである。

この問題の原因は、電源復帰時にタイムモード
変換器２の出力信号Voおよび制御器５の出力Ｐ
が再び緩やかに上昇するところにある。

そこで、本発明は、上記従来の舶用主機関制御
方法において、電源が無効状態から有効状態にな
つたときにタイムモード変換器２の入力信号Vi
に対する出力信号Voを急激に上昇させて主機関
Ｅの回転数が指令された回転数に達するまでの時
間を短縮することを技術的課題とする。

この技術的課題を解決する本発明の特徴とする
ところは、上記従来の舶用主機関制御方法におい
て、 電源無効から電源有効に切換わつたときに、前
記フイードバツク信号Vfをタイムモード変換器
２の入力としてこの入力信号Viに対する出力信
号Voを急激に上昇させると共に、前記サーボ増
幅器３の出力信号の制御器５への伝達を断ち、前
記タイムモード変換器２の出力信号Voがその入
力信号Viであるフイードバツク信号Vfに一致し
たときに、前記タイムモード変換器２の入力をフ
イードバツク信号Vfから回転数指令信号Vsに切
換えてその出力信号Voを緩やかに上昇させると
共に、前記サーボ増幅器３の出力信号を制御器５
へ伝達するところにある。

上記特徴を有する本発明によれば、電源復帰時
にタイムモード変換器２の出力信号Voがその入
力としたフイードバツク信号Vfに対して急激に
上昇し、この出力信号Voの上昇中は制御器５の
保持状態を続け、タイムモード変換器２の出力信
号Voが入力信号Vfに一致すると、タイムモード
変換器２の入力をフイードバツク信号Vfから回
転数指令信号Vsに切換えると共に、サーボ増幅
器３の出力信号を制御器５に伝達するから、制御
器５の出力は前記保持状態からタイムモード変換
器２の出力信号Voの上昇に伴つて上昇する。す
なわち、本発明によれば、電源復帰後にタイムモ
ード変換器２の出力信号Voが直ちに電源無効発
生前の状態に復帰するので、その分だけ主機関Ｅ
が指令回転数に達するまでの時間を従来よりも短
縮できる。

また、上記特徴を有する本発明によれば、以下
に述べる特有の効果が得られる。

上記本発明と同じ技術的課題を解決する別の方
法として、第６図、第７図のものが考えられる。

すなわち、第６図に示す通り第１図のものに、
電源検知器６、遅延タイマ７、初期設定器８、ス
イツチSWを追設し、電源ON（有効）となると、
電源検知器６が出力し、この出力信号が初期設定
器８および遅延タイマ７へ伝達され、遅延タイマ
７の設定時間T1経過するまで（遅延タイマ７が
出力するまで）は、初期設定器８の出力を０とし
て、タイムモード変換器２とその入力信号に対す
る出力信号の上昇を急激とするモードに切換える
と共に、スイツチSWをOFFさせておき、遅延タ
イマ７の設定時間T1を経過したときに、初期設
定器８が出力し、これによつてタイムモード変換
器２を元へ戻すと共に、スイツチSWをONさせ
る方法である。

この別の方法によれば、第７図ａのようにタイ
ムモード変換器２の入力信号Vi（回転数指令信号
Vs）がある値Ｖ１で、その出力信号Voが第７図
ｂの通りＶ２、制御器５の出力Ｐが第７図ｃの通
りＰ２まで上昇したときに停電（電源無効）にな
つて、タイムモード変換器２の入出力信号Vi，
Voおよびサーボ増幅器３の出力信号が０、制御
器５の出力ＰがＰ２に保持されているときに、電
源が有効状態に復帰すると、第７図ｂのヘ線通
り、タイムモード変換器２はその入力信号Ｖ１に
対して出力信号VoがＶ１まで急激に上昇し、こ
のとき、スイツチSWがOFFされているから第７
図ｃの通り制御器５の出力Ｐはホ′線のように保
持されており、遅延タイマ７の設定時間T1経過
すると、制御器５の出力ＰはＰ２からＰ１へ突然
ステツプすることになる。

なお、上記遅延時間T1はイ線と同じ傾きで回
転数指令信号Vsの最大値がタイムモード変換器
２へ入力されてからその出力信号Voが前記最大
値に達するまでの時間としている。

以上の別の方法によつても、電源復帰後に主機
関Ｅの回転数が指令回転数に達するまでの時間を
短縮することができるが、上述の通り設定時間
T1経過すると制御器５の出力Ｐがステツプする
ので、これに伴つて主機関Ｅの回転数も急激に上
昇することになり、主機関Ｅの特性からみても好
ましくない。

これに対し本発明の場合は、電源無効が発生し
た後の電源復帰時に、タイムモード変換器２の出
力信号Voがその入力であるフイードバツク信号
Vfに一致すると、タイムモード変換器２の元の
状態に戻して制御器５の出力Ｐが保持状態から緩
やかに上昇するため、この制御器５の出力Ｐにも
とづく主機関Ｅの回転数上昇も緩やかであり、そ
の主機関Ｅの特性に適した制御が可能である。

以下、本発明の舶用主機関制御方法を第８図、
第９図の一実施例にもとづいて説明する。なお、
従来と同一部分については同一符号を使用する。

第８図において、６は電源検知器、９は初期設
定器、Ｓ１は第１スイツチ、Ｓ２は第２スイツチ
である。

第８図の制御系が始動開始前（電源無効）のと
き、電源検知器６からの信号が０であり、初期設
定器９が作動を停止しており、第１スイツチＳ１
が指令器１側にあり、第２スイツチＳ２がONし
ている。

この状態で、始動準備のために電源を投入（電
源有効）すると、電源検知器６の出力信号により
初期設定器９が作動を開始し、第１スイツチＳ１
をレベル変換器４側に切換えると共に第２スイツ
チＳ２をOFFさせ、さらに、タイムモード変換
器２をその入力信号Viに対する出力信号Voの上
昇を急激とするモードに切換える。

このとき、一般にフイードバツク信号Vfが０
であるから、タイムモード変換器２の入出力信号
Vi，Voが０であつて、このVi，Voを入力とす
る初期設定器９が始動準備完了として、第１スイ
ツチＳ１を指令器１側へ切換えると共に第２スイ
ツチＳ２をONさせ、さらにタイムモード変換器
２をその入力信号Viに対する出力信号Voの上昇
を緩やかとするモードに切換える。

上記始動準備のための電源投入時に、仮に、フ
イードバツク信号Vfが０でなくてある値であつ
たとしても、このフイードバツク信号Vfに対し
てタイムモード変換器２の出力信号Voが急上昇
して、初期設定器９はその両入力信号Vi＝Vf，
Voが一致すると始動準備完了として、第１スイ
ツチＳ１を指令器１側へ切換えると共に第２スイ
ツチＳ２をONさせ、タイムモード変換器２を緩
やかなモードに切換える。

そして、指令器１の操縦ハンドルを操作してそ
の回転数指令信号Vsの値がＶ１とすると、これ
がタイムモード変換器２の入力信号Viとなる
〔第９図ａ）〕。

このタイムモード変換器２は、その入力信号
Vi（＝Ｖ１）に対してその出力信号Voが第９図
ｂのイ−ロ−ハ線の通り緩やかに上昇する。

このタイムモード変換器２の出力信号Voにし
たがつて制御器５の出力Ｐが第９図ｃのイ′−
ロ′−ハ′線の通り緩やかに上昇し、この出力Ｐに
よつてガバナＧが調整されて主機関Ｅの回転数が
徐々に上昇する。

今、タイムモード変換器２の出力信号VoがＶ
２（ただし、Ｖ２＜Ｖ１）になり、制御器５の出
力ＰがＶ２に相当するＰ２になつたときに、停電
による電源無効が発生したとすると、タイムモー
ド変換器２の入出力信号Vi，Vo、サーボ増幅器
３の入力信号、フイードバツク信号Vfが０とな
り、また、電源検知器６からの信号が０となつ
て、初期設定器９も作動を停止する。

しかし、既述した通り、制御器５は第９図ｃの
ホ′線の通りその出力ＰをＰ２に保持している。

そして、ある時間経過後に電源が復帰（電源有
効）すると、電源検知器６が出力しこの出力信号
によつて初基設定器９が作動し、第１スイツチＳ
１がレベル変換器４側へ切換わると共に第２スイ
ツチＳ２がOFFし、タイムモード変換器２が急
激なモードに切換わる。

したがつて、第９図ｂのヘ線の通り、タイムモ
ード変換器２の出力信号Voがその入力信号Viで
あるフイードバツク信号Vfに対して急上昇する。
なお、このとき、制御器５の出力ＰがＰ２に保持
されているから、入力信号Viであるフイードバ
ツク信号Vfの値はＰ２に相当するＶ２である
〔第９図ａ〕。

電源復帰からT2時間経過後に、タイムモード
変換器２の出力信号VoがＶ２に達すると、これ
を初期設定器９が検知して第１スイツチＳ１を指
令器１側へ切換えると共に第２スイツチＳ２を
ONさせ、タイムモード変換器２を緩やかなモー
ドに切換える。

このため、第９図ａの通りタイムモード変換器
２の入力信号Viは指令器１から回転数指令信号
Ｖ１となり、タイムモード変換器２の出力信号
Voは第９図ｂのハ線に沿つてＶ２から第１へ緩
やかに上昇し、これに伴つて制御器５の出力Ｐは
第９図ｃのハ′線に沿つてＰ２からＰ１へ緩やか
に上昇する。

したがつて、本発明によれば、主機関Ｅの回転
数制御中に電源無効となつた後の電源復帰後に、
主機関Ｅの回転数を指令回転数まで上昇させる時
間を従来方法により短縮でき、しかも、別の方法
のように主機関Ｅの回転数がステツプ上昇するこ
ともなく、保持された現状態から緩やかに上昇す
る。また、別の方法による場合の電源復帰後の時
間T1は一定値に設定されたものであつて、電源
無効の発生時期によつてロス時間が異なるが、本
発明の場合の電源復帰後の時間T2はタイムモー
ド変換器２の出力信号Voがその入力信号Viであ
るフイードバツク信号Vfに達するまでの時間で
あるから、この時間T2にロス時間を生じること
はない。さらに、本発明によれば、制御時におけ
る電源無効中に制御器５の出力Ｐに変化が生じて
主機関Ｅの回転数が電源無効発生直前の回転数と
異なつていたとしても、電源復帰後に主機関Ｅの
回転数はその時の回転数から上昇することにな
る。

なお、指令器１の操縦ハンドルを元へ戻して回
転数指令信号VsをＶ１から０まで低下させると、
タイムモード変換器２の出力信号Voは第３図ｂ
のニ線の通り低下し、これに伴つて、制御器５の
出力Ｐ２は第３図ｃのニ′線の通り低下し、主機
関Ｅの回転数が低下する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の舶用主機関制御方法の制御系の
ブロツク図、第２図は第１図の指令器１の特性説
明図、第３図ａ〜ｃおよび第５図ａ〜ｃは同従来
方法における特性説明図、第４図は第１図の制御
系の一部の一つの例を示す説明図、第６図は本発
明と同じ技術的課題を解決する別の方法の制御系
のブロツク図、第７図ａ〜ｃは同別の方法におけ
る特性説明図、第８図は本発明の舶用主機関制御
方法の制御系の一例を示すブロツク図、第９図ａ
〜ｃは第８図本発明方法の特性説明図である。 １……指令器、２……タイムモード変換器、３
……サーボ増幅器、４……レベル変換器、５……
制御器、Ｇ……ガバナ、Ｅ……主機関、Vs……
回転数指令信号、Vi……タイムモード変換器２
の入力信号、Vo……タイムモード変換器２の出
力信号、Vf……フイードバツク信号、Ｐ……制
御器５の出力、６……電源検知器、９……初期設
定器、Ｓ１……第１スイツチ、Ｓ２……第２スイ
ツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 指令されたある回転数指令信号をタイムモー
   ド変換器の入力とし、該タイムモード変換器にて
   入力である回転数指令信号に対してその出力信号
   を緩やかに上昇させ、該タイムモード変換器の出
   力信号と舶用主機関の実回転数に相当するフイー
   ドバツク信号とをサーボ増幅器の入力とし、該サ
   ーボ増幅器の出力信号を制御器へ伝達し、該制御
   器により舶用主機関のガバナを調整し、電源無効
   によつて前記サーボ増幅器の出力信号が零となつ
   たときは前記制御器をその直前の状態に保持する
   舶用主機関制御方法において、 電源無効から電源有効に切換わつたときに、前
   記フイードバツク信号をタイムモード変換器の入
   力としてこの入力信号に対する出力信号を急激に
   上昇させると共に、前記サーボ増幅器の出力信号
   の制御器への伝達を断ち、前記タイムモード変換
   器の出力信号がその入力信号であるフイードバツ
   ク信号に一致したときに、前記タイムモード変換
   器の入力をフイードバツク信号から回転数指令信
   号に切換えてその出力信号を緩やかに上昇させる
   と共に、前記サーボ増幅器の出力信号を制御器へ
   伝達する舶用主機関制御方法。