(57)【要約】      （修正有）【課題】船用機関の信頼性を向上。【解決手段】遠隔制御装置からの指令信号がメインユニットに入力される。メインユニットは、指令信号と運転状態信号とに基づきメイン指令を送出する。機関のシリンダに対応してサブユニットと弁とが設けられている。サブユニットは運転状態信号とメイン指令とに基づいて作動タイミングを算出し、対応した作動タイミング指令を送出し、弁は作動タイミング指令に基づきシリンダに燃料を供給する。遠隔制御装置とは離れた位置に設けられたサブ遠隔制御装置はメインユニットに第１サブ指令信号を送出可能であると共に、サブユニットに第２サブ指令信号を送出可能に形成されている。メインユニットは、第１サブ指令信号と運転状態信号とに基づきメイン信号を送出可能に形成されている。サブユニットは、第２サブ指令信号と運転状態信号とに基づいて作動タイミング指令を送出可能に形成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操縦者に操作される遠隔制御装置と、この遠隔制御装置からの指令信号が入力されるメインユニットと、機関の運転状態を検出して運転状態信号を出力する運転状態検出器とを、備え、前記メインユニットは、前記指令信号と前記運転状態信号とに基づきメイン指令を送出し、このメイン指令に基づき前記機関を制御する船用機関制御装置において、
前記機関の各シリンダに対応してサブユニットと燃料供給装置とがそれぞれ設けられ、前記各サブユニットは前記運転状態信号と前記メイン指令とに基づいて作動タイミングを算出し、この作動タイミングに対応して作動タイミング指令を送出し、前記燃料供給装置は前記作動タイミング指令に基づき前記シリンダに燃料を供給し、
前記遠隔制御装置とは離れた位置にサブ遠隔制御装置を設け、このサブ遠隔制御装置は前記メインユニットに第１サブ指令信号を送出可能であると共に、前記サブユニットに第２サブ指令信号を送出可能に形成し、
前記メインユニットは、第１サブ指令信号と前記運転状態信号とに基づき前記メイン信号を送出可能に形成され、前記サブユニットは、第２サブ指令信号と前記運転状態信号とに基づいて前記作動タイミング指令を送出可能に形成した船用機関制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の船用機関制御装置において、
前記遠隔制御装置は、前記指令信号として目標の機関回転数を示す指令回転数信号を送出し、
前記メインユニットは、前記運転状態信号から実際の機関回転数を示す実回転数を算出し、この実回転数と前記指令回転信号とから前記シリンダへの給油量を算出するガバナー機能を有し、かつ算出された給油量と機関周辺状態とに基づきメイン信号として一次作動タイミングを送出し、前記サブユニットは、前記運転状態信号から前記機関のクランク角を算出し、前記一次作動タイミングに応じて前記作動タイミング指令を送出し、
前記サブ遠隔制御装置は、第１サブ指令信号として指令回転数信号と同等の信号を前記メインユニットに送出可能であると共に、第２サブ指令信号として前記給油量を示す給油量信号を前記サブユニットに送出し、
前記サブユニットは、前記給油量信号に基づき前記作動タイミングを送出可能とした
船用機関制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船に搭載されている機関、例えばディーゼル機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
船の推進力を生成する船用機関は、その船が航海中に故障した場合、その故障を修理することが困難であるので、故障しにくいことが望まれている。船用機関では、それの一部の部品が故障したときに、機関を運転して、港まで船を運航する必要がある。この技術を開示したものとして、例えば特許文献１がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−３３０７７２号公報
【０００４】
特許文献１では、機関のガバナー部を操作可能な機関制御用コントロールケーブルをアクチュエータによって駆動するように構成してある。このアクチュエータは、機関制御用信号を発生する発信機によって制御される。さらに手動遠隔制御装置によって駆動され、上記ガバナー部を操作可能な手動操作コントロールケーブルも設けられている。発信機等の故障に起因して、アクチュエータによって機関制御用コントロールケーブルを操作不能のとき、手動遠隔制御装置によって手動操作コントロールケーブルを駆動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の技術によれば、電子制御するための発信機やアクチュエータに故障が生じても、手動操作によって機関の運転を継続することが可能である。しかし、手動操作では、様々な運転状況の変化に柔軟に対応することができない。
【０００６】
本発明は、故障時にも様々な運転状況に柔軟に対応することにより、船用機関の信頼性を向上させる船用機関制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による船用機関制御装置は、操縦者に操作される遠隔制御装置と、この遠隔制御装置からの指令信号が入力されるメインユニットと、機関の運転状態を検出して運転状態信号を出力する運転状態検出器とを、備えている。メインユニットは、前記指令信号と前記運転状態信号とに基づきメイン指令を送出し、このメイン指令に基づき前記機関を制御する。前記機関の各シリンダに対応してサブユニットと燃料供給装置とがそれぞれ設けられ、前記各サブユニットは前記運転状態信号と前記メイン指令とに基づいて作動タイミングを算出し、この作動タイミングに対応して作動タイミング指令を送出し、前記燃料供給装置は前記作動タイミング指令に基づき前記シリンダに燃料を供給する。遠隔制御装置とは離れた位置にサブ遠隔制御装置が設けられている。このサブ遠隔制御装置は、メインユニットに第１サブ指令信号を送出可能であると共に、サブユニットに第２サブ指令信号を送出可能に形成してある。前記メインユニットは、第１サブ指令信号と前記運転状態信号とに基づき前記メイン信号を送出可能に形成されている。サブユニットは、第２サブ指令信号と前記運転状態信号とに基づいて前記作動タイミング指令を送出可能に形成してある。
【０００８】
このように構成した船用機関制御装置によれば、例えば遠隔制御装置が故障した状態では、サブ遠隔制御装置から第１サブ指令信号をメインユニットに供給することによって、遠隔制御装置によってメインユニット等を介して制御しているのと同様に機関を制御することができる。また、メインユニットが故障した場合、サブ遠隔制御装置から第２サブ指令信号をサブユニットに供給することによって、機関を制御することができる。さらに、サブ遠隔制御装置が故障した場合には、遠隔制御装置、メインユニット等を介して機関を制御することができる。このように、遠隔制御装置、メインユニットおよびサブ遠隔制御装置のいずれか故障しても、機関を制御することができるし、その制御は電子制御に基づくものであり、信頼性の高い制御とすることができる。
【０００９】
遠隔制御装置は、指令信号として目標の機関回転数を示す指令回転数信号を送出するものとすることが可能である。この場合、メインユニットは、運転状態信号から実際の機関回転数を示す実回転数を算出し、且つ、この実回転数と指令回転信号とからシリンダへの給油量を算出するガバナー機能を有し、かつ算出された給油量と機関周辺状態とに基づきメイン信号として一次作動タイミングを送出する。サブユニットは、運転状態信号から機関のクランク角を算出し、一次作動タイミングに応じて作動タイミング指令を送出する。サブ遠隔制御装置は、第１サブ指令信号として指令回転数信号と同等の信号をメインユニットに送出可能であると共に、第２サブ指令信号として給油量を示す給油量信号をサブユニットに送出する。サブユニットは、給油量信号に基づき作動タイミングを送出可能としている。
【００１０】
このように構成した場合、サブ遠隔制御装置は、遠隔制御装置がメインユニットに供給している指令回転数信号と同等の信号をメインユニットに送信可能であるので、たとえ遠隔制御装置が故障しても、遠隔制御装置によって機関を操縦しているのと同様に機関の制御を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の１実施形態の機関制御装置１は、図１に示すように、船用機関、例えばディーゼル機関２を制御するものである。このディーゼル機関２は、複数のシリンダ４、４・・・を備えている。これらシリンダ４には、それぞれ燃料供給装置、例えば燃料供給弁６、６・・・が設けられている。これら弁６、６・・・は、対応するシリンダ４の燃料室に燃料を供給するためのものである。これら弁６は、これらに対応して設けられたアクチュエータ、例えば電磁弁８、８・・・によって開閉される。この他に、各シリンダ４には、排気弁（図示せず）も設けられ、シリンダ４の燃料室で燃焼が生じたことによって発生した排気ガスを排気する。この排気弁を開閉制御するためのアクチュエータ（図示せず）も設けられている。
【００１２】
このディーゼル機関２には、運転状態検出器、例えばセンサ群１０が設けられている。このセンサ群１０は、ディーゼル機関２の回転に関する物理量を測定するセンサの集合体である。即ち、センサ群１０は、各シリンダ４の上死点、クランク角、回転数等を測定し、それら測定結果をディジタル化して、ディーゼル機関制御装置１に送信する。センサ群１０のセンサとしては、パルス型、アブソリュート型のものを併用することもできるし、いずれか一方の型のみを使用することもできる。
【００１３】
機関制御装置１は、メインユニット１２、複数のサブユニット１４、１４・・・及び複数のアクチュエータドライバー１６、１６・・・、遠隔制御装置１８お呼びサブ遠隔制御装置２０を有している。メインユニット１２は、機関２とは離れた位置に設けられている。サブ遠隔制御装置２０は、遠隔制御装置１８とは離れた位置に設けられている。
【００１４】
メインユニット１２には、遠隔制御装置１８から指令信号、例えば指令回転数信号が供給される。指令回転数信号は、機関２に回転させようとする回転数を表すもので、遠隔制御装置１８に設けられている操作部（図示せず）を操縦者が操作することによって生成される。メインユニット１２は、各シリンダ４への給油量を算出するガバナー機能を有している。ガバナー機能は、センサ群１０から供給された各シリンダ４の回転数の測定値から機関２の実際の回転数を算出し、この算出された回転数と、遠隔制御装置１８からの指令回転数信号とから、各シリンダ４への燃料の給油量を算出する。メインユニット１２は、更に、この算出された給油量と、機関２の周辺状態、例えば機関２の負荷の状態、掃気圧、排気温度及び（または）弁６の個体差等とに基づき、メイン信号、例えば一次作動タイミングを決定し、これをサブユニット１４に送信する。この他に、メインユニット１２は、設定器（図示せず）によって設定された設定値に従って、燃料の噴射タイミング、噴射量、排気弁の開閉タイミング、始動空気、潤滑油供給等を演算、最適化し、サブユニット１４に送信する。
【００１５】
この送信は、二重化されたネットワーク２２を介して行われる。従って、一方のネットワークが故障しても、他のネットワークによって一次作動タイミングは、サブユニット１４に送信される。
【００１６】
各サブユニット１４は、メインユニット１２よりも機関２に近い位置に設置されている。各サブユニット１４は、送信された一次作動タイミング通りに、アクチュエータ８が駆動されるように、ドライバユニット１６を制御する。このアクチュエータ８の駆動によって、弁６が燃料をシリンダ４に供給する。一次作動タイミング通りにアクチュエータが駆動されるようにするために、サブユニット１４は、機関２のクランク角を、センサ群１０からの測定値に基づいて算出し、アクチュエータ８の作動遅れをクランク角に応じて補正する。
【００１７】
各ドライバユニット１６には、２台のサブユニット１４が割り当てられている。各ドライバユニット１６には、切換スイッチ１６ａがそれぞれ設けられており、当初には予め定められた一方のドライバユニット１６からの信号に基づいてアクチュエータ６を駆動するが、一方のドライバユニット１６から正常に信号が供給されない場合には、切換スイッチ１６ａを他方のドライバユニット１６側に切換えて、他方のドライバユニット１６からの信号に基づいてアクチュエータ６を駆動する。なお、双方のサブユニット１６が同時に故障した場合には、これらサブユニット１６が担当するシリンダ４の運転が行われず、結局、減筒運転が行われる。
【００１８】
サブ遠隔制御装置２０は、メインユニット１２及びサブユニット１４に対して指令信号を発生可能に構成されている。即ち、サブ遠隔装置２０は、切換スイッチ（図示せず）を備えており、この切換スイッチを操作することによって、メインユニット１２用の指令信号の発生可能状態またはサブユニット１４用の指令信号の発生可能状態になる。
【００１９】
メインユニット１２用の指令信号の発生可能状態では、サブ遠隔制御装置２０に設けられた指令回転数信号発生用のポテンショメータ（図示せず）を操作することによって、メインユニット１２に対して指令回転数信号を送信することができる。従って、遠隔制御装置１８が故障した場合には、サブ遠隔制御装置２０を遠隔制御装置１８の代わりに使用することができ、遠隔制御装置１８によって操縦が行われているのと同様な制御を行える。
【００２０】
またサブユニット１４の指令信号の発生可能状態では、サブ遠隔制御装置２０に設けられた給油量信号用のポテンショメータ（図示せず）を操作することによって、各サブユニット１４に対して給油量信号を送信することができる。このサブユニット１４への送信は、メインユニット１２が故障した場合に行われる。
【００２１】
給油量信号が送信された各サブユニット１４では、この給油量に応じた燃料噴射を固定噴射タイミングで弁６が行うようにアクチュエータ８を制御する。この場合も、クランク角に基づくアクチュエータ８の作動遅れに対する補正は行われる。
【００２２】
このように構成された機関制御装置１は、メインユニット１２、サブユニット１４及び遠隔制御装置１８が正常に動作している通常状態では、遠隔制御装置１８からの回転数指令信号に基づき、メインユニット１２が一次作動タイミング信号を各サブユニット１４に二重化ネットワーク２２を介して送出し、各サブユニット１４が一次作動タイミングに燃料供給が行われるように、アクチュエータ８を制御する。これによって、各シリンダ４への燃料噴射量が制御され、機関２の回転数を制御、維持することができる。
【００２３】
遠隔制御装置１８が故障した遠隔制御装置故障状態では、サブ遠隔制御装置２０からメインユニット１２に回転数指令信号が供給され、通常状態と同様に機関２の回転数の制御、維持が行われる。即ち、遠隔制御装置が故障しても、通常運転と同じ運転状態を維持することが可能である。
【００２４】
メインユニット１２が故障したメインユニット故障状態では、サブ遠隔制御装置２０から各サブユニット１４に、噴射量指令信号が供給され、各サブユニット１４が直接に燃料噴射量の制御を行う。
【００２５】
サブ遠隔制御装置２０が故障したサブ遠隔制御装置故障状態では、通常状態と同様に制御が行われる。
【００２６】
この実施の形態の機関制御装置では、遠隔制御装置１８、サブ遠隔制御装置２０、メインユニット１２のいずれが故障した場合でも、電子制御を継続することができ、様々な運転状況に柔軟に対応可能である。また、いずれかのサブユニット１４が故障した場合でも、故障したサブユニットと同じシリンダ４を担当している他のサブユニット１４によって、当該シリンダ４の制御が行われ、電子制御が継続される。また、或るシリンダ４を担当している複数のサブユニット１４が全て故障した場合には、そのシリンダ４の運転が停止されるが、他のシリンダ４の制御が継続されているので、機関２が停止することはない。
【００２７】
上記の実施の形態では、センサ群１０のセンサには、パルス型のものとアブソリュート型のものとを併用したが、これに限ったものではなく、例えば全てパルス型のものを使用してもよいし、或いは全てアブソリュート型のものを使用してもよい。また、センサ群１０の各センサは、メインユニット１２及びサブユニット１４の双方で共用したが、メインユニット１２用のセンサと、サブユニット用のセンサとを、個別に設けることもできる。上記の実施の形態では、メインユニット１２がガバナー機能を備えていたが、ガバナー機能を達成するガバナーユニットをメインユニット１２とは別個に形成し、このガバナーユニットをメインユニット１２と遠隔制御装置１８との間に設けることも可能である。この場合、サブ遠隔制御装置２０は、メインユニット１２とサブユニット１４とに給油指令信号に相当する信号を供給し、ガバナーユニットに指令回転数指令に相当する信号を供給することが望ましい。或いはガバナーユニットを各サブユニット１４に一体に設けることもできる。この場合、メインユニット１２は、ガバナーユニットに、遠隔制御装置１８からの指令回転数信号に相当する信号を送出し、サブユニット１４は、ガバナーユニットにサブ遠隔制御装置２０からの指令回転数信号に相当する信号を送出するように構成することが望ましい。サブ遠隔制御装置２０は、メインユニット１２に信号を発生するものと、サブユニット１４に信号を発生するものとに、別々に構成し、異なる場所に配置してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、遠隔制御装置、メインユニット及びサブ遠隔制御装置のいずれかが故障したとしても、電子制御を継続することができ、運転状況の変化に柔軟に対応することができ、船用機関の制御の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態のブロック図である。
【符号の説明】
１  制御装置
２  機関
４  シリンダ
６  バルブ（燃料供給装置）
１２  メインユニット
１４  サブユニット
１８  遠隔制御装置
２０  サブ遠隔制御装置
【図１】
2004162667.tif 000003