(57)【要約】      （修正有）【課題】より快適な運転操作を実現することができるトローリング制御装置及びトローリング制御方法を提供する。【解決手段】トローリング制御装置１は、主機関２の出力軸３と推進軸６とを制御油圧の供給に基づいて接続し制御油圧の排出に基づいて遮断する接続遮断手段４、５と、制御油圧を接続遮断手段４、５に供給し又は接続遮断手段４、５から排出して接続遮断手段４、５の接続又は遮断を選択する選択手段８と、制御油圧を電流指令値に基づいて発生する油圧制御手段９と、電流指令値を制御する制御手段１０を含み、制御手段１０が制御の開始時に電流指令値をステップ状に上昇させ、上昇後の減圧期間において電流指令値を線形に下降させることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主機関の出力軸と推進軸とを制御油圧の供給に基づいて接続し前記制御油圧の排出に基づいて遮断する接続遮断手段と、前記制御油圧を前記接続遮断手段に供給し又は前記接続遮断手段から排出して前記接続遮断手段の接続又は遮断を選択する選択手段と、前記制御油圧を指令値に基づいて発生する油圧制御手段と、前記指令値を制御する制御手段を含み、前記制御手段が前記制御の開始時に前記指令値をステップ状に上昇させ、前記上昇後の減圧期間において前記指令値を線形に下降させることを特徴とするトローリング制御装置。
【請求項２】
前記上昇後の前記指令値を前記トローリング制御指令値における最大値とし、前記減圧期間の前記指令値の下降の傾きを、前記選択手段と前記接続遮断手段とを連通する配管において、前記制御油圧を前記接続遮断手段から排出した場合の、前記接続遮断手段における前記制御油圧の下降勾配に対応する傾きとすることを特徴とする請求項１に記載のトローリング制御装置。
【請求項３】
前記減圧期間において前記制御手段が前記指令値を前記トローリング制御指令値における最小値に向けて下降することを特徴とする請求項２に記載のトローリング制御装置。
【請求項４】
前記推進軸の回転数を検出する回転数検出手段を含み、前記回転数が所定値以上となった場合に、前記制御手段が前記指令値を前記トローリング制御指令値とすることを特徴とする請求項３に記載のトローリング制御装置。
【請求項５】
主機関の出力軸と推進軸とを制御油圧の供給に基づいて接続し前記制御油圧の排出に基づいて遮断する接続遮断手段と、前記制御油圧を前記接続遮断手段に供給し又は前記接続遮断手段から排出して前記接続遮断手段の接続又は遮断を選択する選択手段と、前記制御油圧を指令値に基づいて発生する油圧制御手段と、前記指令値を制御する制御手段を含むトローリング制御装置において、前記制御手段が前記制御の開始時に前記指令値をステップ状に上昇させる上昇ステップと、前記制御手段が前記上昇後の減圧期間において前記指令値を線形に下降させる下降ステップを含むことを特徴とするトローリング制御方法。
【請求項６】
前記上昇後の前記指令値を前記トローリング制御指令値における最大値とし、前記減圧期間の前記指令値の下降の傾きを、前記選択手段と前記接続遮断手段とを連通する配管において、前記制御油圧を前記接続遮断手段から排出した場合の、前記接続遮断手段における前記制御油圧の下降勾配に対応する傾きとすることを特徴とする請求項５に記載のトローリング制御方法。
【請求項７】
前記減圧期間において前記制御手段が前記指令値を前記トローリング制御指令値における最小値に向けて下降することを特徴とする請求項６に記載のトローリング制御方法。
【請求項８】
前記トローリング制御装置が、前記推進軸の回転数を検出する回転数検出手段を含み、前記回転数が所定値以上となった場合に、前記制御手段が前記指令値を前記トローリング制御指令値とする切換ステップを含むことを特徴とする請求項７に記載のトローリング制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとプロペラを選択的に連結する特には船舶用の減速逆転機のクラッチに適用される、トローリング制御時におけるクラッチ内の油圧室内の制御油圧の制御において、クラッチの過渡状態における特性を考慮した上で、制御油圧のオーバーシュートを極力抑制し、プロペラの回転が目標回転数に到達するまでの時間の短縮化を図ることができるトローリング制御装置及びトローリング制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特には船舶用に用いられる推進装置においては、エンジン等の主機関の出力軸と推進軸との間に減速逆転機を具備しており、減速逆転機が備える前進用及び後進用のクラッチを適宜選択的に接続、遮断することにより、推進軸に正転又は逆転方向の駆動力を伝達して、推進軸の駆動力によりプロペラが前進方向又は後進方向に回転されて、船舶の前進航行、後進航行が実現される。
【０００３】
このことに加えて、特には前述した船舶が漁業用である場合等において、例えば、漁場のある場所に継続的に停止するために、海上の潮流に逆らって極めて低速において航行することや、投錨に伴って極めて低速で前進又は後進航行することが要求されることがある。このような低速航行を実現するための手段として、トローリング制御が行われる。
【０００４】
トローリング制御においては、クラッチ内の制御油圧を直結時の制御油圧よりも低いトローリング制御油圧として発生させて、クラッチ内の相手板と摩擦板との間に意図的にスリップを発生させて、出力軸と推進軸との間に回転数差を発生させて、推進軸の回転数を出力軸の回転数より低いトローリング用回転数とすることが行われる。
【０００５】
これにより、例えば主機関がアイドリング運転中において出力軸のアイドリング運転に対応する回転数よりも低いトローリング用回転数で、推進軸及びプロペラを回転させることができる。ところが、このようなトローリング制御においては、制御油圧の低下により推進軸に作用する静摩擦トルクの影響が相対的に増大することに伴い、目標回転数が低いほどプロペラの回転開始の時間が長くなり、温度や負荷などの条件が変更された状況によっては回転開始までの時間がさらに長くなる方向に変更され回転不能となるおそれも生じるという問題が生じる。
【０００６】
このような問題を解決するため、特許文献１に記載されているようなトローリング制御を実現するトローリング制御装置においては、電流指令値に比例した制御油圧を比例電磁弁により発生させて、制御油圧に対応する比例電磁弁の電流指令値のパターンを、以下のように時系列的に変化させている。
【０００７】
つまり、電流指令値を、開始から数秒程度の開始期間においてはクラッチ接続後の最高油圧より少し低めかつ主機関のアイドリング運転による油圧ポンプにより発生可能な初期圧力に対応する初期電流指令値とし、開始期間終了時においては制御油圧が初期圧力からゼロ近傍までステップ状に下降するように低下させ、開始期間後の遷移期間においては、クラッチ油圧がゼロ近傍から前述したトローリング制御に用いられるトローリング制御油圧に到達するまで時間に比例させて増加することに対応する増加電流指令値とし、遷移期間終了後のトローリング制御期間においては制御油圧をトローリング制御油圧とすることに対応するトローリング電流指令値としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平７−６７９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが上記従来技術においては、開始期間全般にわたって比較的高い一定の初期圧力に対応する初期電流指令値を保持しているので、目標回転数に関係なく回転開始までの時間を一定とし短縮することはできるが、クラッチ内ひいては油圧配管内の制御油圧の実際値は過渡状態においては電流指令値に対する反応時間の遅れを生じるため、開始期間全般に亘って初期電流指令値を保持すると、過度の制御油圧の上昇つまりオーバーシュートを招くとともに、制御油圧の実際値の過度の変動を招いて、推進軸及びプロペラの始動に伴うショックが増大し、所望の運転操作に支障をきたすことを招く。つまり、より快適な運転操作を実現できないという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑み、より快適な運転操作を実現することができるトローリング制御装置及びトローリング制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の問題を解決するため、本発明によるトローリング制御装置は、
主機関の出力軸と推進軸とを制御油圧の供給に基づいて接続し前記制御油圧の排出に基づいて遮断する接続遮断手段と、
前記制御油圧を前記接続遮断手段に供給し又は前記接続遮断手段から排出して前記接続遮断手段の接続又は遮断を選択する選択手段と、
前記制御油圧を指令値に基づいて発生する油圧制御手段と、
前記指令値を制御する制御手段を含み、
前記制御手段が前記制御の開始時に前記指令値をステップ状に上昇させ、前記上昇後の減圧期間において前記指令値を線形に下降させることを特徴とする。
【００１２】
なお、前記指令値は電流指令値であっても、デューティ比指令値であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、より快適な運転操作を実現することができるトローリング制御装置及びトローリング制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るトローリング制御装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るトローリング制御装置の一実施形態による作用効果を示す模式図である。
【図３】本発明に係るトローリング制御装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明に係るトローリング制御装置の一実施形態を示すブロック図である。図２は、本発明に係わるトローリング制御装置の制御内容を示す模式図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施例のトローリング制御装置１は、エンジン２と、エンジン２の出力軸３と、前進用のクラッチ４と、後進用のクラッチ５と、推進軸６と、プロペラ７と、電磁切換弁８と、比例電磁弁９と、制御装置１０とを備えて構成される。
【００１８】
図１に示すように、前進用のクラッチ４は、キャリア１１と、スプライン１２と、相手板１３と、ボス１４と、スプライン１５と、摩擦板１６と、ピストン１７と、バッキングプレート１８と、前進ピニオン１９を含む。
【００１９】
前進用のクラッチ４において、入力側の有底円筒状のキャリア１１は、エンジン２の出力軸３と一体的に同心軸線上に構成されて、エンジン２に対向する側が開口する形態をなして、キャリア１１の内周側にはスプライン１２が形成されて、スプライン１２に相手板１３が軸方向に摺動自在に嵌合される。
【００２０】
出力側のボス１４は、出力軸３に対して回転自在に図示しない例えばニードルベアリングにより軸支持されて、ボス１４の外周側にはスプライン１５が形成されて、スプライン１５に摩擦板１６が軸方向に摺動自在に嵌合され、出力側のボス１４は、出力軸３に対して図示しない例えばニードルベアリングにより回転自在に軸支持される。
【００２１】
キャリア１１の内周側のエンジン２と反対側端にはスプライン１２に摺動自在に嵌合される環状のピストン１７が設けられ、キャリア１１の内周側のエンジン２側端にはスプライン１２に隣接させてバッキングプレート１８が嵌合されて固定される。つまりクラッチ４内において、エンジン２と反対側からエンジン２に近接する方向に向けて、ピストン１７、一組目の相手板１３及び摩擦板１６、二組目の相手板１３及び摩擦板１６、バッキングプレート１８の順番に軸方向に並列される。
【００２２】
ボス１４のエンジン２側端には前進ピニオン１９が一体的に形成され、ピニオン１９は推進軸６のエンジン２側に一体的に構成された推進ピニオン２０が噛み合わされる。
【００２３】
ピストン１７は、キャリア１１の内周側にエンジン２に向けて開口する図示しない環状のシリンダに嵌合挿入される。シリンダとピストン１７により画成される前進用油圧室に制御油圧が供給されない状態においては、クラッチ４内において隣接する相手板１３と摩擦板１６とは離隔した状態が保持されて、クラッチ４において伝達トルクは発生せず、エンジン２の出力軸３の駆動力は、クラッチ４において遮断されて、前進ピニオン１９は回転されず、推進ピニオン２０、推進軸６、プロペラ７も回転されない。つまり、中立状態が選択される。前進用油圧室に制御油圧が供給されるとピストン１７はバッキングプレート１８に接近する方向に押し出されて変位される。
【００２４】
ピストン１７がバッキングプレート１８に接近する方向に変位された後、変位量が、前進用油圧室に制御油圧が供給される前のピストン１７のエンジン２側端面と、バッキングプレート１８とエンジン２反対側面との軸方向の離隔距離から、二組の相手板１３及び摩擦板１６の厚みを減じた距離に到達すると、前進用のクラッチ４の隣接する相手板１３と摩擦板１６は接触を開始し、前進用油圧室の制御油圧によりピストン１７が相手板１３に摩擦板１６を押圧する押圧力に基づく、相手板１３と摩擦板１６との間に伝達トルクが発生し、この伝達トルクは、前進ピニオン１９と推進ピニオン２０により推進軸６及びプロペラ７に伝達される。
【００２５】
この伝達トルクが推進軸６を回転自在に支持している図示しない軸受部分の静摩擦力と、プロペラ７を海水又は湖水中で回転可能とする静摩擦力とを加えた、静摩擦トルクより大きくなると、伝達トルクに基づいて推進軸６及びプロペラ７は前進つまり正転方向に回転される。つまり、前進状態が選択される。
【００２６】
なお、前進用油圧室に供給される制御油圧が、直結用の制御油圧より低いトローリング制御油圧である場合には、相手板１３と摩擦板１６とはスリップを発生させながら伝達トルクを発生し、エンジン２の出力軸３の回転数に対して、推進軸６の回転数を低くするトローリング制御がなされる。
【００２７】
図１に示すように、後進用のクラッチ５は、有底円筒状のキャリア１１の有底面の外周面側に設けられた駆動ピニオン２１と、キャリア２２と、駆動ピニオンに噛み合わされる、キャリア２２の外周面かつエンジン２と反対側端に設けられた被駆動ピニオン２３と、キャリア２２に一体的に設けられた逆転軸２４と、スプライン２５と、相手板２６と、ボス２７と、スプライン２８と、摩擦板２９と、ピストン３０と、バッキングプレート３１と、後進ピニオン３２を含む。
【００２８】
後進用のクラッチ５において、入力側の有底円筒状のキャリア２２は、逆転軸２４と一体的に同心軸線上に構成されて、エンジン２に対向する側が開口する形態をなして、キャリア２２の内周側にはスプライン２５が形成されて、スプライン２５に相手板２６が軸方向に摺動自在に嵌合される。
【００２９】
出力側のボス２７は、逆転軸２４に対して回転自在に図示しない例えばニードルベアリングにより軸支持されて、ボス２７の外周側にはスプライン２８が形成されて、スプライン２８に摩擦板２９が軸方向に摺動自在に嵌合され、出力側のボス２７は、逆転軸２４に対して図示しない例えばニードルベアリングにより回転自在に軸支持される。
【００３０】
キャリア２２の内周側のエンジン２と反対側端にはスプライン２５に摺動自在に嵌合される環状のピストン３０が設けられ、キャリア２２の内周側のエンジン２側端にはスプライン２５に隣接させてバッキングプレート３１が嵌合されて固定される。つまりクラッチ５内において、エンジン２と反対側からエンジン２に近接する方向に向けて、ピストン３０、一組目の相手板２６及び摩擦板２９、二組目の相手板２６及び摩擦板２９、バッキングプレート３１の順番に軸方向に並列される。
【００３１】
ボス２７のエンジン２側端には後進ピニオン３２が一体的に形成され、後進ピニオン３２は推進軸６のエンジン２側に一体的に構成された推進ピニオン２０が噛み合わされる。
【００３２】
ピストン３０は、キャリア２２の内周側にエンジン２に向けて開口する図示しない環状のシリンダに嵌合挿入されて、シリンダとピストン３０により画成される後進用油圧室に制御油圧が供給されない状態においては、クラッチ５内において隣接する相手板２６と摩擦板２９とは離隔した状態が保持されて、クラッチ５において伝達トルクは発生せず、エンジン２の出力軸３の駆動力は、クラッチ５において遮断されて、後進ピニオン３２は回転されず、推進ピニオン２０、推進軸６、プロペラ７も回転されない。つまり、中立状態が選択される。後進用油圧室に制御油圧が供給されるとピストン３０はバッキングプレート３１に接近する方向に押し出されて変位される。
【００３３】
ピストン３０がバッキングプレート３１に接近する方向に変位された後、変位量が、後進用油圧室に制御油圧が供給される前のピストン３０のエンジン２側端面と、バッキングプレート３１とエンジン２反対側面との軸方向の離隔距離から、二組の相手板２６及び摩擦板２９の厚みを減じた距離に到達すると、後進用のクラッチ５の隣接する相手板２６と摩擦板２９は接触を開始し、後進用油圧室の制御油圧によりピストン３０が相手板２６に摩擦板２９を押圧する押圧力に基づく、相手板２６と摩擦板２９との間に伝達トルクが発生し、この伝達トルクは、後進ピニオン３２と推進ピニオン２０により推進軸６及びプロペラ７に伝達される。つまり、後進状態が選択される。
【００３４】
この伝達トルクが推進軸６を回転自在に支持している図示しない軸受部分の静摩擦力と、プロペラ７を海水又は湖水中で回転可能とする静摩擦力とを加えた、静摩擦トルクより大きくなると、伝達トルクに基づいて推進軸６及びプロペラ７は後進つまり逆転方向に回転される。
【００３５】
なお、後進用油圧室に供給される制御油圧が、直結用の制御油圧より低いトローリング制御油圧である場合には、相手板２６と摩擦板２９とはスリップを発生させながら伝達トルクを発生し、エンジン２の出力軸３の回転数に対して、推進軸６の回転数を低くするトローリング制御がなされる。
【００３６】
前述した前進用のクラッチ４と後進用のクラッチ５とは併せて船舶用の減速逆転機を構成し、クラッチ４は前進時における接続遮断手段を構成し、クラッチ５は後進時における接続遮断手段を構成する。
【００３７】
以下に、電流指令値を制御する制御手段と、制御油圧を電流指令値に基づいて制御する油圧制御手段と、制御された後の制御油圧を前述した前進用のクラッチ４又は後進用のクラッチ５に選択的に供給し、又はクラッチ４又はクラッチ５から排出して、前述した前進状態、後進状態、中立状態を選択する選択手段について説明する。
【００３８】
電磁切換弁８は、比例電磁弁９の生成した制御油圧を、配管を介して流入する流入口Ｉと、前進用のクラッチ４の前進用油圧室と配管を介して連通される前進用連通口ＯＦと、後進用のクラッチ５の後進用油圧室と配管を介して連通される後進用連通口ＯＲと、排出口Ｄと、スプールバルブＳと、スプールバルブＳの前進状態と、中立状態、後進状態を適宜選択するソレノイドＲｆ、ソレノイドＲｒとから構成される。電磁切換弁８は、ソレノイドＲｆ、ソレノイドＲｒへのオンオフ指令に基づいて、クラッチ４又はクラッチ５の接続又は遮断を選択する選択手段を構成する。
【００３９】
比例電磁弁９は、例えば、電流指令値Ａに比例させた電磁力を発生するソレノイドＲｃと、ソレノイドＲｃに結合されたコントロールバルブと、リザーバ３３の作動油を油圧ポンプ３４により昇圧して調圧弁３５により調圧することにより生成された基礎油圧を配管から流入する流入口と、油圧調整のための排出口と、電流指令値Ａに比例させた電磁力と釣り合う制御油圧を出力する流出口から構成される。比例電磁弁９は、電流指令値Ａに基づいて制御油圧を制御する油圧制御手段を構成する。
【００４０】
制御装置１０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスと入出力インターフェースから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものであって、比例電磁弁９のソレノイドＲｃに電流指令値Ａを出力するとともに、選択スイッチ３６により前進が選択された場合には、電磁切換弁８のソレノイドＲｆにオン指令を出力し、ソレノイドＲｒにオフ指令を出力して、選択スイッチ３６により後進が選択された場合にはソレノイドＲｆにオフ指令を出力し、ソレノイドＲｒにオン指令を出力する。さらに、選択スイッチ３６により中立が選択された場合には、ソレノイドＲｆ、Ｒｒとともにオフ指令を出力する。
【００４１】
選択スイッチ３６の前進、後進、中立の選択に基づいて、制御手段１０によるソレノイドＲｆ、Ｒｒのオンオフ指令がなされる。前進においては、電磁切換弁８のスプールバルブＳは図１中左方に移動されて、流入口ＩＮと前進用連通口ＯＦを連通し、排出口Ｄと後進用連通口ＯＲを連通して、制御油圧が前進用のクラッチ４の前進用油圧室に供給されてクラッチ４が接続され、クラッチ５の後進用油圧室から油圧が排出されてクラッチ５が遮断されて、前進状態が選択される。
【００４２】
後進においては、電磁切換弁８のスプールバルブＳは図１中右方に移動されて、流入口ＩＮと後進用連通口ＯＲを連通し、排出口Ｄと前進用連通口ＯＦを連通して、制御油圧が後進用のクラッチ５の後進用油圧室に供給されてクラッチ５が接続され、クラッチ４の前進用油圧室から油圧が排出されてクラッチ４が遮断されて、後進状態が選択される。
【００４３】
中立においては、電磁切換弁８のスプールバルブＳは図１中中央に移動されて、流入口ＩＮは封止され、前進用連通口ＯＦと後進用連通口ＯＲと排出口Ｄとが相互に連通されて、前進用のクラッチ４の前進用油圧室及び後進用のクラッチ５の後進用油圧室から油圧が排出されて、クラッチ４及びクラッチ５がともに遮断されて、中立状態が選択される。
【００４４】
上述したような構成を有する本実施例のトローリング制御装置１において、制御装置１０は、図２に示すような電流指令値Ａの時系列変化のマップを記憶しており、マップに基づいて制御の開始時Ｔ０において電流指令値Ａを図２に示すようにステップ状にトローリング制御電流指令値における最大値Ａ１まで上昇させ、上昇後の減圧期間ＴＤにおいて電流指令値Ａを最大値Ａ１から最小値Ａ０に向けて線形に下降させる。
【００４５】
なお、上述した減圧期間ＴＤの減圧の意図するところは、電流指令値Ａつまり指令値に対応する制御油圧Ｐの指令値を減圧して下降するということであって、制御油圧Ｐの実際値は過渡状態における油圧の指令値からの遅れるという特性に基づいて、図２に示したように逆に上昇する。
【００４６】
さらに、最大値Ａ１は、電流指令値Ａが最大値Ａ１より大きい値となった場合の制御油圧によりクラッチ４又はクラッチ５が出力軸３と推進軸６を接続すると、クラッチ４又はクラッチ５が直結状態で接続されてスリップが生じなくなり、トローリング制御が不能となる値を示し、クラッチ４を構成する相手板１３と摩擦板１６との間又はクラッチ５を構成する相手板２６と摩擦板２９との間の動摩擦係数と静摩擦係数に基づいて適宜決定される値である。
【００４７】
また、最小値Ａ０は、電流指令値Ａが最小値Ａ０より小さい値となった場合の制御油圧によりクラッチ４又はクラッチ５が出力軸３と推進軸６を接続すると、推進軸６を回転しうる静摩擦トルク以上の伝達トルクを、クラッチ４又はクラッチ５において発生させることができず、クラッチ４又はクラッチ５が出力軸３から推進軸６にエンジン２の駆動力を伝達することができずに空転する値を示し、これもトローリング制御が不能となる値を示す。最小値Ａ０は推進軸６と推進軸６を回転自在に支持する図示しない軸受部分との間の静摩擦力と、推進軸６に連結されたプロペラ７と海水又は湖水との間の静摩擦力の和により決定される値である。
【００４８】
さらに、本実施例のトローリング制御装置１においては、上昇後の電流指令値Ａをトローリング制御電流指令値における最大値Ａ１とした上で、減圧期間の電流指令値Ａの下降の傾きを、電磁切換弁８とクラッチ４又はクラッチ５とを連通する配管において、制御油圧をクラッチ４又はクラッチ５から電磁切換弁８の排出口Ｄから排出した場合の、クラッチ４又はクラッチ５における制御油圧の下降勾配に対応する実験又はシミュレーションにより予め求めたｄＡ／ｄＴとしている。
【００４９】
さらに、本実施例のトローリング制御装置１においては、推進軸６の回転数Ｎを検出する回転数検出手段としての回転検出器３７を含み、推進軸６の回転数Ｎが所定値以上となった場合に、制御装置１０が電流指令値Ａを図２中のトローリング制御電流指令値ＡＴとする。
【００５０】
なお、図２中における減圧期間ＴＤにおいて、制御装置１０は、電流指令値Ａを最大値Ａ１から最小値Ａ０に向けて傾きｄＡ／ｄＴにより下降させるが、推進軸６の回転数Ｎが所定値以上となるタイミングである時間ＴＳは、電流指令値Ａが最大値Ａ１から最小値Ａ０に向かうほぼ中間点となるため、図２においては、電流指令値Ａは、最小値Ａ０に至ることはない。
【００５１】
前述した中間点つまり時間ＴＳ以降は、出力軸３の回転数を検出する回転検出器３８の検出した出力軸３の回転数と、回転検出器３７の検出した推進軸６の回転数Ｎの偏差が目標回転数差となるように、制御装置１０は、クラッチ４又はクラッチ５の制御油圧をトローリング制御油圧として、比例電磁弁９に対してトローリング制御用の電流指令値ＡＴを出力するフィードバック制御を行って、トローリング制御を行う。つまり、減圧期間ＴＤの終了時間は、推進軸６が回転を開始する時間ＴＳにより決定される。
【００５２】
以下、本実施例のトローリング制御装置１の制御内容を、フローチャートを用いて説明する。図３は、本発明によるトローリング制御装置１の制御内容を示すフローチャートである。
【００５３】
ステップＳ１において、制御装置１０は、回転検出器３７により推進軸６及びプロペラ７の回転数Ｎを検出し、回転検出器３８によりエンジン２の出力軸３の回転数を検出して、ステップＳ２において、プロペラ７の回転数が所定値未満であって停止しており、停止状態からの制御開始つまりスタートであるか否かを判定し、肯定であればステップＳ３にすすみ、否定であればステップＳ６にすすむ。
【００５４】
ステップＳ３において、制御装置１０は、図２に示したマップに基づいて、比例電磁弁９に対する電流指令値Ａを制御し、制御開始からステップ状に最大値Ａ１まで上昇させ、ステップＳ４において、制御装置１０は、上昇後の減圧期間ＴＤにおいて、傾きｄＡ／ｄＴにより最小値Ａ０に向けて下降させる。
【００５５】
ステップＳ５において、制御装置１０は、プロペラ７つまり推進軸６の回転数Ｎが所定値以上となり回転が開始されたか否かを判定し、肯定であればステップＳ６にすすみ、否定であればステップＳ４の手前に戻る。
【００５６】
ステップＳ６において、制御装置１０は、出力軸３の回転数と推進軸６の回転数Ｎの偏差が目標回転数差となるように、クラッチ４又はクラッチ５の制御油圧をトローリング制御油圧として、比例電磁弁９に対してトローリング制御用の電流指令値ＡＴを出力するフィードバック制御を行って、トローリング制御を行う。
【００５７】
上述したステップＳ１からＳ６までの処理は繰り返し実行されて、本発明によるトローリング制御方法における制御手段つまり制御装置１０が制御の開始時に電流指令値Ａをステップ状に上昇させる上昇ステップがステップＳ３により実行され、制御手段つまり制御装置１０が上昇後の減圧期間ＴＤにおいて電流指令値Ａを線形に下降させる下降ステップがステップＳ４により実行される。
【００５８】
また、ステップＳ５の肯定とステップＳ６により、本発明のトローリング制御方法における、プロペラ７の回転数が所定値以上となった場合に、制御手段つまり制御装置１０が電流指令値Ａをトローリング制御電流指令値ＡＴとする切換ステップが実行される。
【００５９】
以上述べた制御内容により実現される本実施例のトローリング制御装置１によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、制御装置１０が制御の開始時に電流指令値Ａをステップ状に上昇させ、上昇後の減圧期間ＴＤにおいて電流指令値Ａを線形に下降させることとしていることにより、以下の作用効果が得られる。
【００６０】
つまり、図２に示すように、制御の開始時においては、電流指令値Ａをステップ状つまり急峻に上昇させて、例えば、トローリング制御が可能となる最大値Ａ１と最小値Ａ０の中間に位置するトローリング制御電流指令値Ａの数倍程度の値である最大値Ａ１とした後は、減圧期間ＴＤにおいて速やかに右肩下がりの傾斜線状に低下させることとしているので、制御の開始後においては、クラッチ４又はクラッチ５の前進用又は後進用油圧室にトローリング制御電流指令値Ａに対応する制御油圧Ｐの範囲内の高い領域の制御油圧Ｐを供給して、クラッチ４又はクラッチ５内の戻しスプリングに抗してピストン１７又はピストン３０を速やかに移動させて、クラッチ４内の相手板１３と摩擦板１６を、又は、クラッチ５内の相手板２６と摩擦板２９を速やかに接近させて接触させることができる。
【００６１】
また、減圧期間ＴＤにおいては、前進用又は後進用油圧室にピストン１７又はピストン３０の移動分の制御油圧Ｐが供給された後においては、前進用又は後進用油圧室内の制御油圧Ｐを、図２中時間ＴＳ近傍において速やかに下降させて、制御油圧Ｐが電流指令値Ａに対して遅れることを考慮した上で、クラッチ４又はクラッチ５内の前進用又は後進用油圧室内の制御油圧Ｐを速やかに減圧して、従来技術による破線で示す制御油圧がオーバーシュートして収束するのに時間がかかることに較べて、図２の実線に示すように、前進用又は後進用油圧室内の制御油圧Ｐがオーバーシュートすることを防止して、推進軸６及びプロペラ７の始動に伴うショックが増大し、所望の運転操作に支障をきたすことを招くことを回避することができる。
【００６２】
また、制御油圧Ｐのオーバーシュートを防止することにより制御油圧Ｐの周期的な変動が過度に継続して、制御油圧Ｐが収束するまでの時間が長大化することを防止することができ、さらに、制御油圧Ｐの収束までの時間を短縮することにより、推進軸６及びプロペラ７の回転数Ｎのオーバーシュートと周期的な変動の継続をも防止して、推進軸６及びプロペラ７の回転数Ｎがトローリング制御後の目標回転数に到達するまでの図２中に示す時間ＴＥを、従来の時間ＴＥＦに較べて大幅に短縮することができる。
【００６３】
さらに、図２に示すように、減圧期間ＴＤにおいて、クラッチ４又はクラッチ５の前進用又は後進用油圧室内の制御油圧Ｐの実際値は電流指令値Ａに遅れて次第に上昇する、つまり、電流指令値Ａが下降する局面で電流指令値Ａと逆比例する形態で制御油圧Ｐの実際値は上昇する。この過程で、推進軸６及びプロペラ７の静摩擦トルクに打ち勝つ伝達トルクがクラッチ４又はクラッチ５により出力軸３から推進軸６に伝達されて、推進軸６の回転が開始されるが、本実施例のトローリング制御装置１においては、従来技術に較べて、制御の開始後に制御油圧Ｐをステップ状に上昇させた後、図２中破線で示すような上昇後の制御油圧を保持する開始期間ＤＳを省略しているため、推進軸６の回転開始までの時間ＴＳを、従来技術の回転開始までの時間ＴＳＦに較べて短縮することができる。
【００６４】
さらに本実施例のトローリング制御装置１によれば、上昇後の電流指令値Ａを、制御油圧Ｐの上昇後の値が、予めクラッチ４又はクラッチ５が直結状態とはならない制御油圧Ｐに対応する最大値Ａ１に抑制することにより、制御油圧Ｐの上昇後の値を抑制することができ、上昇後の制御油圧Ｐの値をトローリング制御に移行するにあたって必要最低限の値に抑制することができる。このため、減圧期間ＴＤへの移行制御をより円滑に実行した上で、下降勾配に対応する傾きｄＡ／ｄＴに対応させた制御油圧Ｐの下降を実行し実現することができる。
【００６５】
加えて、ピストン１７又はピストン３０をシリンダから押し出すにあたって供給する制御油圧Ｐをトローリング制御電流指令値Ａの範囲内の最大値Ａ１に制限している。この最大値Ａ１は、従来技術の制御開始時に使用される直結時の制御油圧に対しては、１０％程度の小さい値であることから、図２の実線に示すように、前進用又は後進用油圧室内の制御油圧Ｐがオーバーシュートすることを防止して、推進軸６及びプロペラ７の始動に伴うショックが増大し、所望の運転操作に支障をきたすことを招くことを回避することができる。
【００６６】
加えて、減圧期間ＴＤ後の制御油圧Ｐの下降後の値を、電流指令値Ａの下降後の値を予めクラッチ４及びクラッチ５が静摩擦トルクを発生することができる最小値Ａ０に抑制することによって、抑制することができ、図２中破線で示すような従来技術における制御油圧Ｐの下方へのアンダーシュートを防止して、減圧期間ＴＤの制御油圧Ｐの下降をより円滑に実行した上で、トローリング制御への移行制御を円滑に実行することができる。
【００６７】
さらに、減圧期間ＴＤにおいて、制御油圧Ｐのクラッチ４又はクラッチ５内の実際値が電流指令値Ａの上昇及び下降開始に遅れて次第に逆比例するように上昇する過程で、推進軸６及びプロペラ７の静摩擦トルクに打ち勝つ伝達トルクがクラッチ４又はクラッチ５により出力軸３から推進軸６に伝達されて、推進軸６の回転が開始されて回転数Ｎが所定値以上となり回転が開始された場合には、制御装置１０が電流指令値Ａをトローリング制御に対応させたトローリング制御電流指令値ＡＴとする切換を行うことにより、減圧期間ＴＤを速やかに終了して、制御油圧Ｐのそれ以上の下降を停止して、制御油圧Ｐをトローリング制御に対応させた値ＰＴとして、減圧期間ＴＤから通常のトローリング制御までの移行をより円滑に実行することができる。
【００６８】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【００６９】
例えば上述した実施例においては、油圧制御手段として電磁力と油圧の釣り合いにより制御油圧を発生させる比例電磁弁９を用いたが、電磁弁の開時間と閉時間の合計時間内における開時間の比率すなわちデューティ比指令値を制御装置１０が制御することにより、制御油圧を制御する電磁弁を用いることもできる。
【００７０】
この場合においても、制御開始後のデューティ比指令値をステップ状に上昇させ、上昇後にトローリング制御デューティ比指令値の最大値とし、最大値から最小値に向けて下降勾配に対応させた傾きにより下降させることは上述した実施例と同様である。また、プロペラ７が回転を開始した後の回転数の偏差を目標回転数差とするフィードバック制御においても、制御対象はデューティ比となる。
【００７１】
さらに、クラッチ４及びクラッチ５の形態についても上述した形態に限られることなく、種々の形態のクラッチを使用することが可能である。さらに、電磁切換弁８についても、上述した一のスプールバルブＳの位置をソレノイドＲｆ、Ｒｒにより中立位置、前進位置、後進位置に切り換えるタイプに換えて、前進用と後進用の電磁切換弁をそれぞれ別個に備えて組み合わせたものとすることもできる。
【００７２】
さらに、上述した実施例においては、予め実験又はシミュレーションにより求めたクラッチ４又はクラッチ５及び配管の減圧時の下降勾配に基づいて傾きをフィードフォワード的に演算して、この傾きに基づいて減圧期間の電流指令値Ａの下降を行っているが、クラッチ４及びクラッチ５内の制御油圧Ｐをリアルタイムで検出する油圧センサを具備できる場合においては、制御油圧Ｐが図２に示す減圧期間ＴＤにおいて上昇することを制御装置１０が検出した後、制御油圧Ｐの上昇勾配に反比例させた傾きを随時演算して、演算された傾きに基づいて、電流指令値Ａを下降させるフィードバック制御を行う構成とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、トローリング制御装置に関するものであり、より快適な運転操作を実現することができるトローリング制御装置及びトローリング制御方法を提供することができるので、主に船舶に適用して有益なものである。
【符号の説明】
【００７４】
１      トローリング制御装置
２      エンジン（主機関）
３      出力軸
４      クラッチ（接続遮断手段）
５      クラッチ（接続遮断手段）
６      推進軸
７      プロペラ
８      電磁切換弁（選択手段）
９      比例電磁弁（油圧制御手段）
１０      制御装置（制御手段）
１１      キャリア
１２      スプライン
１３      相手板
１４      ボス
１５      スプライン
１６      摩擦板
１７      ピストン
１８      バッキングプレート
１９      前進ピニオン
２０      推進ピニオン
２１      駆動ピニオン
２２      キャリア
２３      被駆動ピニオン
２４      逆転軸
２５      スプライン
２６      相手板
２７      ボス
２８      スプライン
２９      摩擦板
３０      ピストン
３１      バッキングプレート
３２      後進ピニオン
３３      リザーバ
３４      油圧ポンプ
３５      調圧弁
３６      選択スイッチ
３７      回転検出器（回転数検出手段）
３８      回転検出器
【図１】
2010247620.tif 000003
【図２】
2010247620.tif 000004
【図３】
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