JPH0463794A - 船舶速度自動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、船舶の速度自動制御装置の改良に関する。特
に、船舶のスクリュー駆動電動機の速度・加速度を、当
該電動機の許容最大出力に対応する許容最高速度・許容
最高加速度に対応して自動的に制御し、その結果、スク
リュー駆動電動機の出力容量を最大限に利用しうること
を目的としてなす船舶速度自動制御装置の改良に関する
。

〔従来の技術〕

まず、船舶のスクリュー駆動電動機に許容される速度限
界・加速度限界について以下に略述する。

船舶の等速航行においては、スクリュー駆動電動機の出
力は、等速航行時の当該速度を維持するために必要なト
ルクに対応した出力となる。換言すれば、スクリュー駆
動電動機の許容最大出力に対応して許容最高速度が存在
する。

一方、船舶の加減速航行においては、スクリュー駆動電
動機の出力は、加減速に必要なトルクに対応する出力を
加減速以前の等速航行時の出力に加算した出力となる。

換言すれば、スクリュー駆動電動機の許容最大出力に対
応して、加減速以前のそれぞれの速度に対して許容最高
加減速度が存在する。

ところで、従来技術に係る船舶の速度制御においては、
スクリュー駆動電動機の許容最高速度を超過しないよう
に監視がなされ、また等速航行から加減速する場合には
、加減速度の選定を、経験にもとづく勘に依存して実行
するか、または、加減速度の選定を、電動機の許容最大
出力・電動機速度・許容加減速度等の関係を表示したテ
ーブル（データベース）からの検索にもとづいて人為的
に実施されて来た。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、上記したような従来技術に係る船舶の速度制御
においては、スクリュー駆動電動機の速度が許容最高速
度を超過しないように常時監視をし速度制御をする運転
要員が必要になるという欠点があり、また、加減速度の
選定を勘に依存する場合には、一般にスクリュー駆動電
動機の許容最大出力を下廻った余裕のある出力において
速度制御する結果になると云う欠点があり、加減速度の
選定を上記したテーブル（データベース）からの検索に
もとづいて人為的に実施する場合には、船舶の速度制御
を十分速くすることができないと云う欠点が存在する。

本発明の目的は、これらの欠点を解消することにあり、
船舶のスクリュー駆動電動機の速度・加速度を、当該電
動機の許容最大出力に対応する許容最高速度・許容最高
加速度に対応して自動的に制御し、その結果、スクリュ
ー駆動電動機の出力容量を最大限に利用しうる船舶速度
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〕 上記の目的は、スクリュー速度指令手段と、このスクリ
ュー速度指令手段の出力信号に応答するスクリュー駆動
電動機速度制限手段と、このスクリュー駆動電動機速度
制限手段の出力信号とスクリュー駆動電動機速度指令信
号とに応答するスクリュー駆動電動機加速度指令手段と
、このスクリュー駆動電動機加速度指令手段の出力信号
とスクリュー駆動電動機速度指令信号とに応答するスク
リュー駆動電動機速度指令手段とを有する船舶速度自動
制御装置において、前記のスクリュー駆動電動機速度制
限手段はスクリュー駆動電動機の許容最大出力に対応す
るスクリュー駆動電動機の許容最高速度に応答して動作
し、前記のスクリュー駆動電動機加速度指令手段はスク
リュー駆動電動機の許容最大出力と船体加減速特性とに
対応する許容最大加減速トルクに応答して動作する船舶
速度自動制御装置によって達成される。

〔作用〕

本発明に係る船舶速度自動制御装置を使用してなす速度
制御の要旨は以下のとおりである。

イ、スクリュー駆動電動機の出力／速度特性（第２図参
照）にもとづき、スクリュー駆動電動機速度制限手段２
を使用して、スクリュー駆動電動機の速度を当該スクリ
ュー駆動電動機の許容最大出力ＰＡに対応して許容され
る最高速度ω５ａｘｌ・ω、□８以内にあるように制御
する。

ロ、スクリュー駆動電動機の許容最大出力Ｐ、または許
容最大回生出力Ｐ、にもとづいて許容最大トルクτ□８
を次式に従って夏用する。

τ、８、＝Ｌし、または、 Ｐ。

但し、Ｊはスクリューの慣性能率である。

上記の許容最大回生電力とは、航行中の船舶を減速する
ときに、スクリュー駆動電動機を発電機として動作させ
て、船舶が有する運動エネルギーを、電力として回収す
ることが許容される最大の電力を云う。

ハ、船舶の航行特性（第３図の実線）にもとづいて、そ
れぞれの電動機速度ωに対応して要求される負荷トルク
τＬｍ　（加速時）・τＬｂ（ｆｉＩｉ速時）を決定し
、前記（ロ）の項において求めた許容最大トルクτ、１
゜（第３図の点線）から上記の負荷トルクτＬ１または
τいを滅じて、許容最大加速トルクτ１または許容最大
減速トルクτ、を算出する。

二、この算出された許容最大加減速トルクτ１またはτ
、にもとづいて、許容最大加減速度て自動的に制御され
るから、電動機が出力しうる出力を最大限に利用するこ
とができる速度制御が可能である。

なお、上記した第３図に示す船舶の航行特性は、船速■
によってそれぞれ相違するので、第４図に示すスクリュ
ーの検査曲線を利用して加減速度を算出することもでき
る。図においてωが速度であり、τがトルクであり、■
が船速である。また、添え字のｎは定格値であることを
示す０図におけるａ−ｂが第３図のτ、・τ、に対応す
る。

ホ、このようにして算出された許容最大加減速度ｄ　ω （−）、、、に対応する信号が、スクリュー駆動ｔ 電動機加速度指令手段３に入力される。そして、許容さ
れる最大加減速度に対応して加減速度指令が上記のスク
リュー駆動電動機加速度指令手段３から出力され、これ
にもとづいてスクリュー駆動電動機の速度指令が決定さ
れ、船舶の速度が自動制御される。

上記したとおり、スクリュー駆動電動機の速度・加減速
度が当該電動機の許容最大出力に対応し〔実施例〕 以下、図面を参照しつ一１本発明の一実施例に係る船舶
速度自動制御装置について説明する。

第１図参照 図は本実施例に係る船舶速度自動制御装置のブロック・
ダイヤグラムである。

図において、１はスクリュー速度指令手段であり、スク
リュー速度指令を出力する。２は、スクリュー駆動電動
機速度制限手段であり、上記のスクリュー速度指令手段
１の出力信号に応答し、方、本発明の要旨に係る下記の
許容最高速度ω、、□・ω、□、を限度として、スクリ
ュー駆動電動機速度指令を出力する。上記の許容最高速
度ω、□１・ω、□、は、スクリュー駆動電動機の許容
最大出力入力手段５から入力される許容最大出力Ｐ、に
対応して出力／速度変換手段６を使用して決定される。

３はスクリュー駆動電動機加速度指令手段であり、上記
のスクリュー駆動電動機速度制限手段２の出力信号とス
クリュー駆動電動機速度指令信号とに応答し、一方、本
発明の要旨に係る下記の許容最大加減速度（−ｉ−！！
！−）１１１１１＋を限度とｔ してスクリュー駆動電動機の加減速度指令を出力する。

つぎに本発明の要旨に係る許容最大加減速度の決定手順
について説明する。この許容最大加減速度の決定は許容
加減速度決定手段９によって実行される。

イ、まず、スクリュー駆動電動機の許容最大出力入力手
段５から入力される許容最大出力ＰＡと許容最大回生出
力入力手段７から入力される許容最大回生出力Ｐ、とが
許容加減速度決定手段９に入力され次式に従って許容最
大トルクτ□えが算出される。

τ１，８−江、または、 Ｐ璽 τ・・・−ニー 但し、Ｊはスクリューの慣性能率である。

ロ、一方、当該スクリュー駆動電動機速度ωと船速■と
に対応して船体加減速特性にもとづいて、負荷トルク夏
定手段８を使用して上記の電動機速度ωと船速Ｖとにお
ける所要負荷トルクτ、が決定される。

ハ、上記の負荷トルク夏定手段８を使用して決定された
所要負荷トルクτ、が、上記の許容加減速度決定手段９
に入力され、次式に従って許容最大加減速トルクτが算
出される。

τ　４　τ１１−　τＬ ニ、この許容最大加減速トルクτにもとづき、上記の許
容加減速度決定手段９において、次式に従って許容最大
加減速度（”’）ａｍ。が決定されｔ ｄω （−）用８丁 ｔ 上記のようにして決定された許容最大加減速度ｄω （７〒）□が上記のスクリュー駆動電動機加速度指令手
段３に入力される。

４はスクリュー駆動電動機速度指令手段であり、このス
クリュー駆動電動機速度指令手段４自身の出力である速
度指令信号と上記のスクリュー駆動電動機加速度指令手
段３の出力信号とに応答して、新たな速度指令信号を出
力する。

〔発明の効果〕

以上説明せるとおり、本発明に係る船舶速度自動ｗＩ御
装置は、スクリュー速度指令手段と、このスクリュー速
度指令手段の出力信号に応答するスクリュー駆動電動機
速度制限手段と、このスクリュー駆動電動機速度制限手
段の出力信号とスクリュー駆動電動機速度指令信号とに
応答するスクリュー駆動電動機加速度指令手段と、この
スクリュー駆動電動機加速度指令手段の出力信号とスク
リュー駆動電動機速度指令信号とに応答するスクリュー
駆動電動機速度指令手段とを有する船舶速度自動制御装
置であって、前記のスクリュー駆動電動機速度制限手段
は、スクリュー駆動電動機の速度を当該電動機の許容最
大出力に対応する許容最大速度以内に制限し、また、前
記のスクリュー駆動電動機加速度指令手段はスクリュー
駆動電動機の許容最大出力と船体加減速特性とにもとづ
く許容最大加減速トルクに対応する許容最大加減速度を
限度として加減速指令をなすこと−されている。その結
果、スクリュー駆動電動機の速度と加速度とが当該電動
機の許容最大出力に対応する許容最高速度・許容最高加
速度に対応して自動的に制御される。従って、本発明は
スクリュー駆動電動機の出力容量を最大限に利用しうる
船舶速度自動制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る船舶速度自動制御装
置のブロック・ダイヤグラムである。 第２図は、スクリュー駆動電動機の出力／速度特性図で
ある。 第３図は、航行特性をもって示す船体加減速特性図であ
る。 第４図は、スクリューの検査曲線をもって示す船体加減
速特性図である。 １　・　・　・ ２　・　・　・ ３　・　・　・ ４　・　・　・ ５　・　・　・ ６　・　・　・ ７　・　・　・ ８　・　・　・ ９　・　・　・ スクリュー速度指令手段、 スクリュー駆動電動機速度制限手段、 スクリュー駆動電動機加速度指令手段、スクリュー駆動
電動機速度指令手段、 許容最大出力入力手段、 出力／速度変換手段、 許容最大回生出力入力手段、 負荷トルク算定手段、 許容加減速度決定手段。 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スクリュー速度指令手段（１）と、 該スクリュー速度指令手段（１）の出力信号に応答する
   スクリュー駆動電動機速度制限手段（２）と、 該スクリュー駆動電動機速度制限手段（２）の出力信号
   とスクリュー駆動電動機速度指令信号とに応答するスク
   リュー駆動電動機加速度指令手段（３）と、 該スクリュー駆動電動機加速度指令手段（３）の出力信
   号とスクリュー駆動電動機速度指令信号とに応答するス
   クリュー駆動電動機速度指令手段（４）とを有する船舶
   速度自動制御装置において、前記スクリュー駆動電動機
   速度制限手段（２）はスクリュー駆動電動機の許容最大
   出力に対応するスクリュー駆動電動機の許容最高速度に
   応答して動作し、 前記スクリュー駆動電動機加速度指令手段（３）はスク
   リュー駆動電動機の許容最大出力と船体加減速特性とに
   対応する許容最大加減速トルクに応答して動作する ことを特徴とする船舶速度自動制御装置。