(57)【要約】      （修正有）【課題】厳しい気象条件の影響を受け難い速度インジケータ。【解決手段】係船ウインチは、巻取りドラム101と、巻取りドラムを駆動する交流電動機103と、交流電動機に接続された周波数変換ユニット104と、係船ロープの張力についての指標に基づいて周波数変換ユニットを制御する制御ユニット105とを含む。制御ユニットは、交流電動機の固定子磁束をモデル化するための磁束空間ベクトルを計算し、この磁束空間ベクトルと固定子電流の空間ベクトルとに基づいてトルク推定値を計算し、このトルク推定値を係船ロープの張力についての指標として使用する。【選択図】図１
2010111514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
係船ウインチであって、
−  係船ロープ（１０２）を巻き取るための巻取りドラム（１０１）と、
−  巻取りドラムを駆動する交流電動機（１０３）と、
−  交流電動機に電力を供給する周波数変換ユニット（１０４）と、
−  係船ロープの張力についての指標に基づいて周波数変換ユニットを制御する制御ユニット（１０５）とを含み、
制御ユニットは、交流電動機の固定子磁束をモデル化するための磁束空間ベクトルを計算し、この磁束空間ベクトルと交流電動機の固定子電流の空間ベクトルとに基づいてトルク推定値を計算し、このトルク推定値を係船ロープの張力についての指標として使用することを特徴とする係船ウインチ。
【請求項２】
制御ユニットは、
−  交流電動機の回転速度の基準値をゼロに設定し、
−  係船ウインチのブレーキ（１０９）を解除し、
−  回転速度の基準値がゼロに設定されブレーキが解除された状況でトルク推定値の第１の値を計算し、
−  トルク推定値の第１の値と所定のトルク設定値とに基づいて係船ロープを巻き上げるのか繰り出すのかを決定するように構成されている、請求項１に記載の係船ウインチ。
【請求項３】
制御ユニットは、トルク推定値（２２１）が第１の所定の限界値（Ｈ−）を下回る状況に応答して、交流電動機に係船ロープを巻き上げさせ、トルク推定値が第２の所定の限界値（Ｈ＋）を超える状況に応答して、交流電動機に係船ロープを繰り出させるように構成されており、前記第２の所定の限界値は第１の所定の限界値よりも大きい、請求項１に記載の係船ウインチ。
【請求項４】
制御ユニットは、トルク推定値（２２１）が所定の範囲（Ｒ）内にある状況に応答して交流電動機の回転速度の基準値（２２２）をゼロに設定するように構成され、前記所定の範囲は所定のトルク設定値（Ｓ）の前後である、請求項３に記載の係船ウインチ。
【請求項５】
制御ユニットは、トルク推定値（２２１）が第１の所定の限界値（Ｈ−）を下回った後で第１の所定の遅延時間（ｄ３）が経過した状況に応答して、交流電動機に係船ロープを巻き上げさせ、トルク推定値（２２１）が第２の所定の限界値（Ｈ＋）を超えた後で第２の所定の遅延時間（ｄ１）が経過した状況に応答して、交流電動機に係船ロープを繰り出させるように構成されており、第２の所定の限界値は第１の所定の限界値よりも大きい、請求項１に記載の係船ウインチ。
【請求項６】
制御ユニットは、トルク推定値（２２１）が所定の範囲（Ｒ）内に入った後で所定の遅延時間（ｄ２）が経過した状況に応答して、交流電動機の回転速度の基準値（２２２）をゼロに設定するように構成され、前記所定の範囲は所定のトルク設定値（Ｓ）の前後である、請求項５に記載の係船ウインチ。
【請求項７】
制御ユニットは、交流電動機の回転速度を制御するための速度制御装置を構成し、速度制御装置の出力はトルクの目標値であり、所定のトルク設定値（Ｓ）はトルクの目標値についての上限値である、請求項２、４又は６に記載の係船ウインチ。
【請求項８】
制御ユニットは、周期的な係船動作を成し遂げるために次の一連の段階、即ち、
−  段階Ａ：  交流電動機の回転速度の基準値がゼロとなるように交流電動機に通電する、
−  段階Ｂ：  係船ウインチのブレーキ（１０９）を解除する、
−  段階Ｃ：  回転速度の基準値がゼロでありブレーキが解除された状況でトルク推定値を計算する、
−  条件付き段階Ｄ：  計算されたトルク推定値が第１の限界値よりも低い状況に応答して、係船ロープを巻き上げるように交流電動機を制御する、
−  条件付き段階Ｅ：  計算されたトルク推定値が第２の限界値を超える状況に応答して、係船ロープを繰り出すように交流電動機を制御する、及び
−  段階Ｆ：  ブレーキを閉じ、交流電動機への通電を停止し、所定時間が経過するのを待ち、段階Ａから継続する
を行うように構成されている、請求項１に記載の係船ウインチ。
【請求項９】
係船ロープを巻き取るための巻取りドラムと、巻取りドラムを駆動する交流電動機と、交流電動機に電力を供給する周波数変換ユニットとを含む係船ウインチの係船ロープ張力を制御するための方法であって、該方法は、係船ロープの張力についての指標に基づいて周波数変換ユニットを制御すること（３０４）を含み、該方法が更に、
−  交流電動機の固定子磁束をモデル化するための磁束空間ベクトルを計算すること（３０１）、
−  磁束空間ベクトルと交流電動機の固定子電流の空間ベクトルとに基づいてトルク推定値を計算すること（３０２）、及び
−  トルク推定値を係船ロープの張力についての指標として使用すること（３０３）を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
−  交流電動機の回転速度の基準値をゼロに設定すること、
−  係船ウインチのブレーキを解除すること、
−  回転速度の基準値がゼロに設定されブレーキが解除された状況でトルク推定値の第１の値を計算すること、及び
−  トルク推定値の第１の値と所定のトルク設定値とに基づいて、係船ロープを巻き上げるのか繰り出すのかを決定することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
トルク推定値（２２１）が第１の所定の限界値（Ｈ−）を下回る状況に応答して、交流電動機が係船ロープを巻き上げるように制御され、トルク推定値（２２１）が第２の所定の限界値（Ｈ＋）を超える状況に応答して、交流電動機が係船ロープを繰り出すように制御され、前記第２の所定の限界値は第１の所定の限界値よりも大きい、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
トルク推定値（２２１）が所定の範囲（Ｒ）内にある状況に応答して、交流電動機の回転速度の基準値（２２２）がゼロに設定され、前記所定の範囲は所定のトルク設定値（Ｓ）の前後である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
トルク推定値（２２１）が第１の所定の限界値（Ｈ−）を下回った後で第１の所定の遅延時間（ｄ３）が経過した状況に応答して、交流電動機が係船ロープを巻き上げるように制御され、トルク推定値（２２１）が第２の所定の限界値（Ｈ＋）を超えた後で第２の所定の遅延時間（ｄ１）が経過した状況に応答して、交流電動機が係船ロープを繰り出すように制御され、前記第２の所定の限界値は第１の所定の限界値よりも大きい、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
周期的な係船動作を成し遂げるために次の一連の段階、即ち、
−  段階Ａ：  交流電動機の回転速度の基準値がゼロとなるように交流電動機に通電する、
−  段階Ｂ：  係船ウインチのブレーキ（１０９）を解除する、
−  段階Ｃ：  回転速度の基準値がゼロでありブレーキが解除された状況でトルク推定値を計算する、
−  条件付き段階Ｄ：  計算されたトルク推定値が第１の限界値よりも低い状況に応答して、係船ロープを巻き上げるように交流電動機を制御する、
−  条件付き段階Ｅ：  計算されたトルク推定値が第２の限界値を超える状況に応答して、係船ロープを繰り出すように交流電動機を制御する、及び
−  段階Ｆ：  ブレーキを閉じ、交流電動機への通電を停止し、所定時間が経過するのを待ち、段階Ａから継続する
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
係船ロープを巻き取るための巻取りドラムと、巻取りドラムを駆動する交流電動機と、交流電動機に電力を供給する周波数変換ユニットとを含む係船ウインチの係船ロープ張力を制御するための計算機プログラムであって、該計算機プログラムは、プログラム可能なプロセッサに係船ロープの張力についての指標に基づいて周波数変換ユニットを制御させる計算機が実行可能な命令を含み、該計算機プログラムは、プログラム可能なプロセッサに、
−  交流電動機の固定子磁束をモデル化するための磁束空間ベクトルを計算させ、
−  磁束空間ベクトルと交流電動機の固定子電流の空間ベクトルとに基づいてトルク推定値を計算させ、そして
−  トルク推定値を係船ロープの張力についての指標として使用させる、
計算機が実行可能な命令を更に含むことを特徴とする計算機プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、係船ウインチの係船ロープ張力を制御する方法に関する。更に、本発明は、係船ウインチ及び係船ウインチの係船ロープ張力を制御するための計算機プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶を港の波止場又は埠頭に横付けして係留する時、船舶を適切な位置に保持するために、船舶を係留する係船ロープに適切に張力を加えなければならない。係船ロープに正しい張力が加わった状態を維持するための努力がなされない場合には、危険な状態が生じ得る。何故なら、船舶が波止場又は埠頭に対して移動する傾向があるため、係船ロープに大きな力が加わるからである。多くの要因が船舶を波止場又は埠頭に対して移動させる。これらの要因の例は、周期的な潮汐変化による海面レベルの変化、船荷の積み降ろしによる船舶の排水量の変化である。これらの要因が波止場又は埠頭に対しての船舶の高さを変化させ、これによって船舶と波止場又は埠頭との間の所定長の係船ロープの張力を変化させる。更に、船舶は波又は風によって左右に揺り動かされ、係船ロープの張力の変動を引き起こす。動きが大きい場合には、係船ロープが破損し、近くにいる要員に危害が及び、船舶に損傷を与える可能性がある。
【０００３】
特許文献１は、ギヤボックスを介して電気駆動装置に接続された少なくとも１個の巻上げドラムを有するウインチを開示している。電気駆動装置は、速度制御装置に接続されると共にブレーキ装置が設けられた非同期交流電動機である。速度制御装置は、現在の回転速度を検出するための速度インジケータを有している。速度制御装置は、制御ユニットによって調整されており、この制御ユニットは、例えば、検出された回転速度と回転速度の目標値を入力として取り込むプログラム可能なコントローラである。上に述べたウインチの重要な部品は、特にウインチが船舶の開放デッキ機械として使用されている場合に厳しい気象条件に影響を受け易い速度インジケータである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０６７６３６５号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本発明の第１の様相によれば、新規な係船ウインチが提供される。本発明による係船ウインチは、
−  係船ロープを巻き取るための巻取りドラムと、
−  巻取りドラムを駆動する交流電動機と、
−  交流電動機に電力を供給する周波数変換ユニットと、
−  係船ロープの張力についての指標に基づいて周波数変換ユニットを制御する制御ユニットとを含み、
制御ユニットは、交流電動機の固定子磁束をモデル化するための磁束空間ベクトルを計算し、この磁束空間ベクトルと交流電動機の固定子電流の空間ベクトルとに基づいてトルク推定値を計算し、このトルク推定値を係船ロープの張力についての指標として使用する。
【０００６】
推定されたトルクが係船ロープの張力についての指標として使用されるため、係船ロープに力センサを設けたり、交流電動機に速度又は位置のインジケータを設けたりする必要がない。
【０００７】
本発明の第２の様相によれば、係船ロープを巻き取るための巻取りドラムと、巻取りドラムを駆動する交流電動機と、交流電動機に電力を供給する周波数変換ユニットとを含む係船ウインチの係船ロープ張力を制御するための新規な方法が提供される。本発明による方法は、
−  交流電動機の固定子磁束をモデル化するための磁束空間ベクトルを計算すること、
−  磁束空間ベクトルと交流電動機の固定子電流の空間ベクトルとに基づいてトルク推定値を計算すること、
−  トルク推定値を係船ロープの張力についての指標として使用すること、及び
−  係船ロープの張力についての指標に基づいて周波数変換ユニットを制御することを含む。
【０００８】
本発明の第３の様相によれば、係船ロープを巻き取るための巻取りドラムと、巻取りドラムを駆動する交流電動機と、交流電動機に電力を供給する周波数変換ユニットとを含む係船ウインチの係船ロープ張力を制御するための新規な計算機プログラムが提供される。本発明による計算機プログラムは、プログラム可能なプロセッサに
−  交流電動機の固定子磁束をモデル化するための磁束空間ベクトルを計算させ、
−  磁束空間ベクトルと交流電動機の固定子電流の空間ベクトルとに基づいてトルク推定値を計算させ、
−  トルク推定値を係船ロープの張力についての指標として使用させ、そして
−  係船ロープの張力についての指標に基づいて周波数変換ユニットを制御させる計算機が実行可能な命令を含む。
【０００９】
本発明の第４の様相によれば、本発明による計算機プログラムがエンコードされた、新規な計算機によって読出し可能な媒体が提供される。
【００１０】
本発明の多数の実施形態が添付の従属請求項に記載されている。
【００１１】
構成及び動作方法に関する本発明の種々の例示的実施形態は、その追加の目的や利点と共に、具体的な例示的実施形態についての以下の説明を添付の図面と関連づけて読むことにより最もよく分かるであろう。
【００１２】
本明細書中において使用される「含む」という動詞は、請求項に記載されていない特徴の存在を除外しないオープンな限定である。従属請求項に記載されている特長は、特段の言及がない限り、相互に自由に組み合わせることができる。
【００１３】
以下、本発明の例示的実施形態とそれらの利点を例示として添付の図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態による係船ウインチを示す。
【図２ａ】本発明の実施形態による係船ウインチの例示的状況における動作を示す。
【図２ｂ】本発明の実施形態による係船ウインチの例示的状況における動作を示す。
【図３】係船ウインチの係船ロープ張力を制御するための本発明の実施形態による方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は本発明の実施形態による係船ウインチを示す。係船ウインチは、係船ロープ１０２を巻き取るための巻取りドラム１０１と、巻取りドラムを駆動するための交流電動機１０３とを含む。交流電動機は、例えば誘導電動機又は永久磁石同期電動機とすることができる。図１に示す係船ウインチは、交流電動機１０３と巻取りドラム１０１との間にギヤボックス１０６を有している。巻取りドラムは、ギヤボックスと軸受ブロック１０８とによって支承されている。交流電動機の寸法及び巻取りドラムの寸法によっては、直接駆動方式の巻取りドラムを設け、ギヤボックスを不要にすることもできる。係船ウインチは、交流電動機１０３に電力を供給する周波数変換ユニット１０４を含む。周波数変換ユニットは、例えば、船舶の給電網とし得る、給電網１０７に接続されている。係船ウインチは、係船ロープ１０２の張力［ｋＮ］についての指標に基づき周波数変換ユニットを制御する制御ユニット１０５を含む。好ましくは、交流電動機１０３は、危険な状況を避けるために、速度制御によって発生される最大係船ロープ張力が制限されるように速度制御モードで駆動される。好ましくは、制御ユニット１０５は、交流電動機の速度制御を実現するための速度制御装置を構成する。また、速度制御装置を構成する別個の装置を用いることもできる。制御ユニット１０５は、交流電動機の固定子磁束をモデル化するための磁束空間ベクトルΨを計算すると共に、この磁束空間ベクトルと交流電動機の固定子電流の空間ベクトルｉとに基づいてトルク推定値Ｍestを計算する。トルク推定値は次式に従って計算できる。なお、「×」はベクトル積（即ち、外積）を意味する。
Ｍest＝Ψ×ｉ                                (1)
制御ユニット１０５は、トルク推定値を係船ロープの張力についての指標として使用する。従って、トルク推定値を許容された範囲内に維持することによって係船ロープ張力が許容された範囲内に維持される。交流電動機１０３は、無センサベクトル制御、即ち交流電動機の軸に速度及び／又は位置インジケータを設けないベクトル制御によって制御できる。無センサベクトル制御は、例えば、推定されたトルクＭestと磁束空間ベクトルの大きさ｜Ψ｜が所望の範囲内に入るように、交流電動機の端子に供給される電圧の空間ベクトルｖを制御する、オープンループの直接トルク制御（ＤＴＣ）とすることができる。
【００１６】
周波数変換ユニット１０４と制御ユニット１０５は別個の装置であってもよく、周波数変換器１１０の一部であってもよい。
【００１７】
本発明の実施形態による係船ウインチにおいては、制御ユニット１０５は、自動係船動作を開始するために以下の動作を行う：
−  交流電動機の回転速度の基準値をゼロに設定し、
−  係船ウインチのブレーキ１０９を解除し、
−  回転速度の基準値がゼロに設定されブレーキが解除された状況でトルク推定値の第１の値を計算し、
−  トルク推定値の第１の値と所定のトルク設定値とに基づいて係船ロープを巻き上げるのか繰り出すのかを決定する。
【００１８】
所定のトルク設定値は、交流電動機が発生するトルクの目標値についての上限値である。トルク推定値の第１の値が所定の設定値よりも著しく大きい場合には、係船ロープは張りすぎで、係船ロープを繰り出さなければならない。同様に、トルク推定値の第１の値が所定の設定値よりも著しく小さい場合には、係船ロープは緩みすぎで、係船ロープを巻き上げなければならない。また、緩んだ係船ロープは危険な機械的移動を許容するため、係船ロープが緩みすぎるのは望ましくない。
【００１９】
本発明の実施形態による係船ウインチにおいては、制御ユニット１０５は、周期的な係船動作を成し遂げるために次の一連の段階、即ち：
−  段階Ａ：  交流電動機の回転速度の基準値がゼロとなるように交流電動機に通電する、
−  段階Ｂ：  係船ウインチのブレーキ１０９を解除する、
−  段階Ｃ：  回転速度の基準値がゼロでありブレーキが解除された状況でトルク推定値を計算する、
−  条件付き段階Ｄ：  計算されたトルク推定値が第１の限界値Ｈ−よりも低い状況に応答して係船ロープを巻き上げるように交流電動機を制御する、
−  条件付き段階Ｅ：  計算されたトルク推定値が第２の限界値Ｈ＋を超える状況に応答して係船ロープを繰り出すように交流電動機を制御する、及び
−  段階Ｆ：  ブレーキを閉じ、交流電動機への通電を停止し、所定時間が経過するのを待ち、段階Ａから継続する
一連の段階を行うようになっている。
【００２０】
上記の第２限界値は上記の第１限界値よりも大きいか等しい、即ちＨ＋≧Ｈ−である。
【００２１】
本発明の別の実施形態による係船ウインチにおいては、制御ユニット１０５は、連続的な係船動作を提供するために交流電動機を連続的に通電すると共に制御するようになっている。
【００２２】
周期的な係船動作は連続的な係船動作に比べてエネルギーを節約できる。何故なら、周期的な係船動作では、交流電動機が非通電とされる時間の割合が非常に大きいためである。
【００２３】
本発明の実施形態による係船ウインチは、上記の周期的係船動作と連続的係船動作との間の選択を可能にするための制御インターフェイスを含んでいる。
【００２４】
係船ウインチのブレーキは種々の方法で実現できる。例えば、図１に示す様にブレーキを配置できる。或いは、ブレーキを電動機１０３と一体的にすることもでき、ギヤボックス１０６と一体的にすることもでき、電動機、ギヤボックス及び軸受ブロック１０８のうちの２以上のものと組み合わせてブレーキを設けることもできる。ブレーキは、例えば、ディスクブレーキ又はドラムブレーキとすることができる。
【００２５】
図２ａは、例示的状況における本発明の実施形態による係船ウインチの動作を示す。曲線２２１はトルク推定値を表し、曲線２２２は交流電動機の速度基準を表す。なお、ｔ０〜ｔ１の期間及びｔ２〜ｔ３の期間においては、速度基準２２２は時間軸に一致している。本明細書では、「速度基準」という用語は、交流電動機１０３（図１）の回転速度の基準値を意味する。回転速度の基準値は必ずしも一定でなく、時間と共に変化し得る。
【００２６】
本発明の実施形態による係船ウインチにおいては、制御ユニット１０５（図１）は、トルク推定値２２１が第１の所定のヒステリシス限界値Ｈ−を下回る状況に応答して交流電動機１０３（図１）に係船ロープ１０２（図１）を巻き上げさせ、トルク推定値２２１が第２の所定のヒステリシス限界値Ｈ＋を超える状況に応答して交流電動機に係船ロープを繰り出させるようになっている。第２の所定のヒステリシス限界値Ｈ＋は第１の所定のヒステリシス限界値Ｈ−よりも大きい。本明細書では、交流電動機の回転速度の符号は、交流電動機が正方向に回転する時に係船ロープが巻き上げられる、即ち係船ロープ張力が増加されるように選ばれている。従って、速度基準２２２を正にすることによって係船ロープを巻き上げることができ、速度基準２２２を負にすることによって係船ロープを繰り出すことができる。図２ａに示す例示的状況においては、時点ｔ１においてトルク推定値がヒステリシス限界値Ｈ＋を超え、従って、係船ロープ張力を減少させるために速度基準２２２が負にされる。時点ｔ３においてトルク推定値がヒステリシス限界値Ｈ−を下回り、従って、係船ロープ張力を増加させるために速度基準が正にされる。
【００２７】
本発明の実施形態による係船ウインチにおいては、制御ユニット１０５（図１）は、トルク推定値２２１が所定の範囲Ｒ内にある状況に応答して速度基準２２２をゼロに設定するようになっている。所定の範囲Ｒは所定のトルク設定値Ｓの前後である。所定の設定値Ｓは、トルクの目標値についての上限値とすることができ、トルクの目標値は、例えば、速度制御装置の出力であり、時間と共に変化し得る。図２ａに示す例示的状況においては、推定トルク２２１は時点ｔ２において所定の範囲Ｒに入り、従って、速度基準２２２は時点ｔ２においてゼロに設定される。
【００２８】
図２ｂは、例示的状況における本発明の実施形態による係船ウインチの動作を示す。曲線２２１はトルク推定値を表し、曲線２２２は交流電動機の速度基準を表す。なお、ｔ０〜ｔ１＋ｄ１の期間及びｔ２＋ｄ２〜ｔ３＋ｄ３の期間においては、速度基準２２２は時間軸に一致している。
【００２９】
本発明の実施形態による係船ウインチにおいては、制御ユニット１０５（図１）は、トルク推定値２２１がヒステリシス限界値Ｈ−を下回った後で第１の所定の遅延時間ｄ３が経過した状況に応答して交流電動機１０３（図１）に係船ロープ１０２（図１）を巻き上げさせ、トルク推定値２２１がヒステリシス限界値Ｈ＋を超えた後で第２の所定の遅延時間ｄ１が経過した状況に応答して交流電動機に係船ロープを繰り出させるようになっている。図２ｂに示す例示的状況においては、トルク推定値は時点ｔ１においてヒステリシス限界値Ｈ＋を超え、従って、係船ロープ張力を減少させるために遅延時間ｄ１の後に速度基準２２２が負にされる。時点ｔ３においてトルク推定値がヒステリシス限界値Ｈ−を下回り、従って、係船ロープ張力を増加させるために遅延時間ｄ３の後に速度基準が正にされる。このような遅延時間のおかけで、例えば、ヒステリシス限界値Ｈ＋及びＨ−のうちの一方の前後でトルク推定値２２１が変動する状況において、変動する可能性のある不必要な制御動作を避けることができる。
【００３０】
本発明の実施形態による係船ウインチにおいては、制御ユニット１０５（図１）は、トルク推定値２２１が所定の範囲Ｒに入った後で所定の遅延時間ｄ２が経過した状況に応答して速度基準２２２をゼロに設定するようになっている。図２ａに示す例示的状況においては、時点ｔ２において推定トルク２２１が所定の範囲Ｒに入り、従って、時点ｔ２＋ｄ２において速度基準２２２がゼロに設定される。
【００３１】
本発明の実施形態による係船ウインチにおいては、制御ユニット１０５（図１）は、交流電動機１０３（図１）の回転速度を制御するための速度制御装置を構成するようになっている。速度制御装置の出力は、時間と共に変化し得るトルクの目標値である。好ましくは、トルクの所定の設定値Ｓはトルクの目標値についての上限値である。
【００３２】
図３は、係船ウインチの係船ロープ張力を制御するための本発明の実施形態による方法のフローチャートである。本方法は、
−  段階３０１において、交流電動機１０３（図１）の固定子磁束をモデル化するための磁束空間ベクトルΨを計算すること、
−  段階３０２において、磁束空間ベクトルと交流電動機の固定子電流の空間ベクトルｉとに基づいてトルク推定値Ｍestを計算する（ＭestはＭest＝Ψ×ｉとして計算できる）こと、
−  段階３０３において、トルク推定値を係船ロープ１０２（図１）の張力Ｔについての指標として使用すること、及び
−  段階３０４において、係船ロープの張力Ｔについての指標に基づいて周波数変換ユニット１０４（図１）を制御すること
を含む。
【００３３】
本発明の実施形態による方法は、自動係船動作を開始するために次の動作、即ち：
−  交流電動機の回転速度の基準値をゼロに設定すること、
−  係船ウインチのブレーキを解除すること、
−  回転速度の基準値がゼロに設定されブレーキが解除された状況で、トルク推定値の第１の値を計算すること、及び
−  トルク推定値の第１の値と所定のトルク設定値とに基づいて係船ロープを巻き上げるのか繰り出すのかを決定することを更に含む。
【００３４】
本発明の実施形態による方法は、周期的な係船動作を成し遂げるために次の一連の段階、即ち：
−  段階Ａ：  交流電動機の回転速度の基準値がゼロとなるように交流電動機に通電する、
−  段階Ｂ：  係船ウインチのブレーキを解除する、
−  段階Ｃ：  回転速度の基準値がゼロでありブレーキが解除された状況で、トルク推定値を計算する、
−  条件付き段階Ｄ：  計算されたトルク推定値が第１の限界値Ｈ−よりも低い状況に応答して、係船ロープを巻き上げるように交流電動機を制御する、
−  条件付き段階Ｅ：  計算されたトルク推定値が第２の限界値Ｈ＋を超える状況に応答して、係船ロープを繰り出すように交流電動機を制御する、及び
−  段階Ｆ：  ブレーキを閉じ、交流電動機への通電を停止し、所定時間が経過するのを待ち、段階Ａから継続する
一連の段階を含む。
【００３５】
上記の第２限界値は上記の第１限界値よりも大きいか等しい、即ちＨ＋≧Ｈ−である。
【００３６】
本発明の他の実施形態による方法においては、連続的な係船動作を提供するために交流電動機が連続的に通電されると共に制御される。
【００３７】
本発明の実施形態による方法は、上記の周期的係船動作と連続的係船動作との間の選択を含む。
【００３８】
本発明の実施形態による方法においては、トルク推定値２２１（図２ａ）が第１の所定の限界値Ｈ−（図２ａ）を下回る状況に応答して、係船ロープを巻き上げるように交流電動機が制御され、トルク推定値２２１（図２ａ）が第２の所定の限界値Ｈ＋（図２ａ）を超える状況に応答して、係船ロープを繰り出すように交流電動機が制御され、第２の所定の限界値は第１の所定の限界値よりも大きい。
【００３９】
本発明の実施形態による方法においては、トルク推定値２２１（図２ａ）が所定の範囲Ｒ（図２ａ）内にある状況に応答して、交流電動機の回転速度の基準値２２２（図２ａ）がゼロに設定され、この所定の範囲は、トルクの所定の設定値Ｓ（図２ａ）の前後である。
【００４０】
本発明の実施形態による方法においては、トルク推定値２２１（図２ｂ）が第１の所定の限界値Ｈ−（図２ｂ）を下回った後で第１の所定の遅延時間ｄ３（図２ｂ）が経過した状況に応答して、係船ロープを巻き上げるように交流電動機が制御され、トルク推定値２２１（図２ｂ）が第２の所定の限界値Ｈ＋（図２ｂ）を超えた後で第２の所定の遅延時間ｄ１（図２ｂ）が経過した状況に応答して、係船ロープを繰り出すように交流電動機が制御され、第２の所定の限界値は第１の所定の限界値よりも大きい。
【００４１】
本発明の実施形態による方法においては、トルク推定値２２１（図２ｂ）が所定の範囲Ｒ内に入った後で所定の遅延時間ｄ２（図２ｂ）が経過した状況に応答して、交流電動機の回転速度の基準値２２２（図２ｂ）がゼロに設定され、この所定の範囲は、トルクの所定の設定値Ｓ（図２ｂ）の前後である。
【００４２】
本発明の実施形態による方法においては、トルクの所定の設定値Ｓ（図２ａ及び図２ｂ）は、トルクの目標値についての上限値であり、トルクの目標値は、交流電動機の回転速度を制御する速度制御装置の出力である。
【００４３】
本発明の実施形態による計算機プログラムは、係船ロープを巻き取るための巻取りドラム、巻取りドラムを駆動する交流電動機、及び交流電動機に電力を供給する周波数変換ユニットを含む係船ウインチの係船ロープ張力を制御する、計算機で実行可能な命令を含んでいる。上記の計算機で実行可能な命令は、プログラム可能なプロセッサを制御して、
−  交流電動機の固定子磁束をモデル化するための磁束空間ベクトルを計算させ、
−  磁束空間ベクトルと交流電動機の固定子電流の空間ベクトルとに基づいてトルク推定値を計算させ、
−  トルク推定値を係船ロープの張力についての指標として使用させ、
−  係船ロープの張力についての指標に基づいて周波数変換ユニットを制御させることができる。
【００４４】
本発明の実施形態による計算機で読出し可能な媒体には、本発明の実施形態による計算機プログラムがエンコードされている。計算機で読出し可能な媒体は、例えば、光学コンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）であることができる。
【００４５】
本発明の実施形態による信号は、本発明の実施形態による計算機プログラムを特定する情報を運ぶようになっている。
【００４６】
上記の記載において提供された具体的な例は限定的なものであるとして解釈してはならない。従って、本発明は、上記の実施形態のみに限定されるものではなく、多くの変形が可能である。
【図１】
2010111514.tif 000003
【図２ａ】
2010111514.tif 000004
【図２ｂ】
2010111514.tif 000005
【図３】
2010111514.tif 000006