JPH0754105B2 - Speed governor for ship propulsion engine - Google Patents
Speed governor for ship propulsion engineInfo
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- JPH0754105B2 JPH0754105B2 JP15554785A JP15554785A JPH0754105B2 JP H0754105 B2 JPH0754105 B2 JP H0754105B2 JP 15554785 A JP15554785 A JP 15554785A JP 15554785 A JP15554785 A JP 15554785A JP H0754105 B2 JPH0754105 B2 JP H0754105B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は船舶用推進機関の調速用電子ガバナーである船
舶推進機関の調速装置に関するものである。The present invention relates to a speed governing device for a ship propulsion engine, which is an electronic governor for speed governing a ship propulsion engine.
[従来の技術] 船舶に用いられる推進機関としてはディーゼル機関、蒸
気タービン、ガスタービン、電動機等がある。これらの
機関に用いられる調速機(ガバナー)は設定された目標
回転数に合せるため、負荷の状況すなわち、船舶の航海
状態を考慮すること無く、燃料の供給量を加減調整する
のみで、定出力的動作を有するものでは無い。[Prior Art] Propulsion engines used for ships include diesel engines, steam turbines, gas turbines, electric motors, and the like. Since the governor used in these engines matches the set target speed, it does not need to consider the load condition, that is, the nautical condition of the ship, and only adjusts the fuel supply amount to adjust the speed. It does not have an output-like operation.
従来の一般的な調速機の構成を第2図に示す。The structure of a conventional general governor is shown in FIG.
図において、1は遠隔操縦装置等より与えられる回転数
設定信号であり、2は船舶の推進機関であるディーゼル
機関、3はこのディーゼル機関2の出力軸に取付けられ
てこの出力軸の回転数を検出して回転数信号を出力する
回転数検出器、4は上記回転数設定信号1を目標値とし
て、上記回転数検出器3よりの回転数信号を比較し、そ
の偏差対応の信号を出力する比較回路、5はこの比較回
路4より出力された偏差信号について比例,積分等の制
御動作を行うPID調節器、6はこのPID調節器5の出力で
駆動制御されて燃料供給量を調整する燃料調整機構であ
る。7はディーゼル機関2により回転駆動される推進用
のプロペラである。In the figure, 1 is a rotation speed setting signal given from a remote control device, 2 is a diesel engine which is a propulsion engine of a ship, and 3 is attached to an output shaft of this diesel engine 2 to show the rotation speed of this output shaft. A rotation speed detector 4 for detecting and outputting a rotation speed signal compares the rotation speed signals from the rotation speed detector 3 with the rotation speed setting signal 1 as a target value and outputs a signal corresponding to the deviation. A comparator circuit 5 is a PID controller that performs control operations such as proportionality and integration with respect to the deviation signal output from the comparator circuit 4, and 6 is fuel that is drive-controlled by the output of the PID controller 5 to adjust the fuel supply amount. It is an adjustment mechanism. Reference numeral 7 is a propeller for propelling which is driven to rotate by the diesel engine 2.
燃料調整機構6は一般にメカニカルな機構となってお
り、このため、マイナーループにより、位置を制御する
機能が必要であることから、PID調節器5の出力を増幅
する駆動増幅器8、この駆動増幅器8の出力に応じ燃料
調整機構6を制御操作するアクチュエータ9、このアク
チュエータ9による制御操作位置を検出してその位置対
応の信号を得、これと上記PID調節器5の出力とを比較
してその差対応の信号を出力する位置信号比較回路10等
よりなる位置決めサーボ系が用意されており、この位置
決めサーボ系を介して上記PID調節器5の出力をアクチ
ュエータ9に与える構成としている。また、掃気圧が限
度を超えないように制限する掃気圧リミット11、トルク
が限度を超えないように制限するトルクリミット12、速
度リミット13等、各種制限機構がそのディーゼル機関の
形式等に従い、設けられている。Since the fuel adjustment mechanism 6 is generally a mechanical mechanism, and therefore needs a function of controlling the position by a minor loop, a drive amplifier 8 that amplifies the output of the PID controller 5, and this drive amplifier 8 The actuator 9 for controlling and operating the fuel adjusting mechanism 6 according to the output of the actuator, the control operation position by the actuator 9 is detected to obtain a signal corresponding to the position, and the signal is compared with the output of the PID controller 5 to obtain the difference. A positioning servo system including a position signal comparison circuit 10 that outputs a corresponding signal is prepared, and the output of the PID controller 5 is applied to the actuator 9 via this positioning servo system. In addition, various limiting mechanisms such as scavenging air pressure limit 11 that limits the scavenging pressure so that it does not exceed the limit, torque limit 12 that limits that the torque does not exceed the limit, speed limit 13, etc. are provided according to the type of the diesel engine etc. Has been.
このような構成において、通常、調速機は遠隔操縦装置
等より与えられる回転数設定信号を目標値として、ディ
ーゼル機関2の出力軸に取付けられた回転数検出器3よ
りの回転数信号をフィードバックし、両者を比較回路4
により比較する。そして、これにより得られた偏差につ
いてPID調節器5で比例,積分等の制御動作を行い、燃
料調整機構6を駆動する。燃料調整機構6は上記偏差に
応じてディーゼル機関2の投入燃料量を調整して、最終
的にはプロペラ7の回転数が目標値になるように制御す
る。In such a structure, the speed governor normally feeds back the rotation speed signal from the rotation speed detector 3 attached to the output shaft of the diesel engine 2 with the rotation speed setting signal given from the remote control device or the like as the target value. Then, compare both with comparison circuit 4
Compare by. Then, the PID controller 5 performs control operations such as proportionality and integration with respect to the obtained deviation, and drives the fuel adjustment mechanism 6. The fuel adjusting mechanism 6 adjusts the amount of fuel injected into the diesel engine 2 in accordance with the deviation, and finally controls the rotational speed of the propeller 7 to reach a target value.
燃料調整機構6はメカニカルな機構となっているため、
マイナーループにより、調整機構の位置を制御する。こ
れは、駆動増幅器8、アクチュエータ9、位置信号比較
回路10等による位置決めサーボ系により行われる。すな
わち、駆動増幅器8によりPID調節器5の出力は増幅さ
れ、位置比較回路10,トルクリミット12,速度リミット13
を経て、アクチュエータ9に与えられる。アクチュエー
タ9はこの駆動増幅器8の出力に応じ燃料調整機構6を
制御操作し、ディーゼル機関2への燃料供給量を調整す
る。尚、位置信号比較回路10は、このアクチュエータ9
の制御操作位置対応の信号を得、これと上記PID調節器
5の出力とを比較してその差対応の信号とすることによ
って、適正な制御入力となるようにしている。また、掃
気圧リミット11、トルクリミット12、速度リミット13
等、各種制限機構がそのディーゼル機関の形式等に従
い、各々限度を超えないように信号のレベルを制限す
る。Since the fuel adjustment mechanism 6 is a mechanical mechanism,
A minor loop controls the position of the adjusting mechanism. This is performed by the positioning servo system including the drive amplifier 8, the actuator 9, the position signal comparison circuit 10, and the like. That is, the output of the PID controller 5 is amplified by the drive amplifier 8, and the position comparison circuit 10, torque limit 12, speed limit 13
And is given to the actuator 9. The actuator 9 controls the fuel adjustment mechanism 6 according to the output of the drive amplifier 8 to adjust the amount of fuel supplied to the diesel engine 2. The position signal comparison circuit 10 uses the actuator 9
A signal corresponding to the control operation position is obtained, and this is compared with the output of the PID controller 5 to obtain a signal corresponding to the difference, so that an appropriate control input is obtained. Also, scavenging air pressure limit 11, torque limit 12, speed limit 13
Various limiting mechanisms limit the signal level so that each limit is not exceeded according to the type of diesel engine.
尚、第2図は機能構成を示したもので、例えばアクチュ
エータ9が機械式、油圧式、空気式、電動式であっても
差支えなく、また、PID調節器5等も計算機を用いた方
式やその他の方式であっても良い。Note that FIG. 2 shows a functional configuration. For example, the actuator 9 may be a mechanical type, a hydraulic type, a pneumatic type, or an electric type, and the PID controller 5 and the like use a computer or Other methods may be used.
ここで、船舶が荒天運航中である場合を想定すると、波
浪はうねり等を生じることが予想され、この結果、第3
図に示すように海上Seaを航行中の船舶SのプロペラP
は海中に没したり、海面から飛出したりすることにな
る。これをレーシング状態と呼び、その海中に没した
り、海中から飛び出したりする周期をレーシング周期と
呼ぶ。そして、レーシング状態においてはプロペラPが
海中に没したり、海面から飛出したりすることにより、
負荷変動が大きく変わる結果、波浪の周期に合せ、ディ
ーゼル機関の負荷は大きく変動することになる。Here, assuming that the ship is in stormy weather, it is expected that waves will cause swells, etc.
As shown in the figure, the propeller P of the ship S navigating the sea
May be submerged in the sea or jump out of the sea. This is called a racing state, and the cycle of sinking in or out of the sea is called the racing cycle. Then, in the racing state, the propeller P sinks in the sea or jumps out of the sea,
As a result of a large change in the load fluctuation, the load of the diesel engine will change greatly in accordance with the wave cycle.
今、ある設定回転数を目標にディーゼル機関が運転され
ているとして、プロペラが空気中に全部または部分的に
飛出した場合はその程度に応じて調速機は燃料減少方向
に動作し、次にプロペラが海中に没した時は、負荷が重
くなり、この結果、ディーゼル機関(以下、主機と称す
る)の実回転数は低下する方向に向うので、調速機はこ
れを阻止するため、燃料増加方向に動作する。Now, assuming that the diesel engine is operating with a target set speed, if the propeller jumps out into the air in whole or in part, the governor operates in the direction of decreasing fuel depending on the degree, When the propeller is submerged in the sea, the load becomes heavy, and as a result, the actual rotational speed of the diesel engine (hereinafter referred to as the main engine) tends to decrease, so the speed governor prevents this, Operates in an increasing direction.
[発明が解決しようとする問題点] 上記のようにレーシング状態に合せて燃料は大きく増減
され、しかも、調速系には遅れがあるため、レーシング
周期と同調した場合には燃料増方向に動作した直後にプ
ロペラが浮くと云う状態の発生が予想され、投入した燃
料が有効な推進力にならず、単に主機の回転数を異常に
高めると云う逆効果をもたらすことになる。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, the fuel is greatly increased and decreased according to the racing state, and further, there is a delay in the speed control system. Therefore, when synchronized with the racing cycle, the fuel increases. Immediately after that, a state in which the propeller floats is expected to occur, and the injected fuel does not become an effective propulsion force, which brings about the opposite effect of simply abnormally increasing the rotational speed of the main engine.
この場合の主機回転数a,燃料供給量b,レーシング状況c
の関係を第4図に示す。すなわち、プロペラが浮いて負
荷の軽いタイミングに燃料は大量に供給され、逆にプロ
ペラが海中に没して負荷が重いタイミングの時に最小と
なることがあることを示している。この場合、主機の回
転数は燃料の供給量と負荷の関係で決定されるため、大
きく変動し、時としてオーバ・スピードとなる危険もは
らんでいる。特に主機の回転数及び出力やトルクは船舶
技術の分野で良く知られているように、負荷のプロペラ
特性により、 主機のトルクは回転数の2乗に比例する 主機の出力は回転数の3乗に比例する と云った関係にあるため、負荷の変動が回転数の変動に
大きく影響する。In this case, main engine speed a, fuel supply b, racing situation c
FIG. 4 shows the relationship of That is, it is shown that a large amount of fuel is supplied at the timing when the propeller floats and the load is light, and conversely, the fuel is minimized when the propeller is submerged in the sea and the load is heavy. In this case, the number of revolutions of the main engine is determined by the relationship between the amount of fuel supplied and the load, and therefore it fluctuates greatly, and there is a risk of overspeed. In particular, as the engine speed, output and torque are well known in the field of ship technology, the torque of the engine is proportional to the square of the engine speed due to the propeller characteristics of the load. The output of the engine is the cube of the engine speed. Since it is in proportion to, the load fluctuation greatly affects the rotation speed fluctuation.
つまり、船舶のプロペラ軸を回転駆動する主機の回転数
が、例えば、1.1倍変化したとすると、主機のトルクは
主機の回転数の2乗に比例するから、(1.1)2=1.2と
なって1.2倍も変化することになり、また、主機の出力
は主機の回転数の3乗に比例するから、 (1.1)3=1.3となって1.3倍も変化することになる。In other words, if the rotation speed of the main engine that rotationally drives the propeller shaft of the ship changes by, for example, 1.1 times, the torque of the main engine is proportional to the square of the rotation speed of the main engine, so (1.1) 2 = 1.2. This is a 1.2-fold change, and the output of the main engine is proportional to the cube of the rotational speed of the main engine, so (1.1) 3 = 1.3, which is a 1.3-fold change.
ここで主機のトルクとは、プロペラを駆動する主機の軸
の力のことであり、主機の出力とは、プロペラを駆動す
る主機の軸の力と当該主機の回転数との積のことであ
る。Here, the torque of the main engine is the force of the shaft of the main engine that drives the propeller, and the output of the main engine is the product of the force of the shaft of the main engine that drives the propeller and the rotation speed of the main engine. .
一方、上述したように、ディーゼル機関等の船舶推進機
関に用いられる調速機(ガバナー)は設定された目標回
転数に合せるため、負荷の状況すなわち、船舶の航海状
態を考慮すること無く、燃料の供給量を加減調整するの
みで、定出力的動作を有するものでは無い。On the other hand, as described above, the speed governor used in a ship propulsion engine such as a diesel engine is matched with the set target speed, so that the fuel condition is considered without considering the load condition, that is, the nautical condition of the ship. However, it does not have a constant output operation.
すなわち、従来の調速機はディーゼル機関等の動力源の
回転数を制御するための機能を有しているのみであるた
め、 (1)船舶における海洋の状況、例えば、荒天時におけ
るプロペラ(船のスクリュー)の浮き沈みのために、生
じる負荷の変動にかかわりなく、目標の回転数を維持す
べて、燃料供給量を自動的に調整することになり、本来
船舶の推進に用いるべき燃料を単に動力源の回転数維持
のためのみに消費される恐れがある。That is, since the conventional speed governor only has a function of controlling the rotation speed of a power source such as a diesel engine, (1) the marine condition of a ship, for example, a propeller (a ship in a stormy weather) Due to the ups and downs of the screw), the target rotation speed is maintained regardless of the fluctuation of the generated load, the fuel supply amount is automatically adjusted, and the fuel originally used to propel the ship is simply the power source. It may be consumed only to maintain the rotation speed.
(2)プロペラの浮き沈み(レーシング)による負荷変
動に対し、調速機は最大能力で追従することになり、負
荷変動の周期によっては無駄な働きとなる。そのため、
無用な調速となり、燃料を浪費するばかりでなく、異常
な高速回転を招くために機関に悪影響を与えるなどの欠
点があった。(2) The speed governor follows the load fluctuation due to the ups and downs (racing) of the propeller with maximum capacity, and it becomes useless depending on the cycle of the load fluctuation. for that reason,
There is a drawback in that the speed control becomes useless, not only fuel is wasted, but also abnormal high speed rotation is caused, which adversely affects the engine.
そこでこの発明の目的は、上記、に着目し、この関
係を利用することによってレーシング時にあっても最適
な調速制御を行うことができ、燃料を船舶の推進力付与
のために有効に利用できるとともに、機関の異常な高速
回転発生を抑制できるようにして、最適な制御を可能に
した船舶推進機関の調速装置を提供することにある。Therefore, the object of the present invention is to pay attention to the above, and by utilizing this relationship, optimal speed control can be performed even during racing, and fuel can be effectively used for imparting propulsive force to a ship. At the same time, an object of the present invention is to provide a speed governing device for a marine vessel propulsion engine, which is capable of suppressing abnormal occurrence of high-speed rotation of the engine and enabling optimum control.
[問題点を解決するための手段] 上記の目的を達成するため本発明は、船舶推進機関の回
転数を検出してこの検出出力を比較手段に与え、設定し
た回転数目標値と比較して両者の偏差を得るとともにこ
の偏差に応じて上記船舶推進機関に与えるエネルギ供給
量を調整することにより、上記回転数が目標値になるよ
うに制御する調速装置において、上記船舶推進機関の回
転数の検出出力を2乗変換する2乗変換部及び3乗変換
する3乗変換部を設け、また、2乗変換出力利用時の目
標値を与えるトルク設定手段、3乗変換出力利用時の目
標値を与える出力設定手段を設けるとともにこれら2乗
変換部出力とその目標値及び3乗変換部出力とその目標
値及び上記回転数検出出力と回転数目標値のいずれかの
一組を選択して上記比較手段に与える選択手段とを設け
て構成する。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned object, the present invention detects the rotation speed of a ship propulsion engine and supplies this detection output to a comparison means to compare with a set rotation speed target value. In the speed governor for controlling the rotational speed to the target value by obtaining the deviation between the two and adjusting the amount of energy supplied to the marine vessel propulsion engine according to the deviation, the rotational speed of the marine vessel propulsion engine. Is provided with a square transformation unit for performing a square transformation and a cube transformation unit for performing a cubic transformation of the detection output, and a torque setting means for giving a target value when the square transformation output is used and a target value when the cube transformation output is used. And an output setting means for giving the output of the square transformation unit and its target value, and the output of the cube transformation unit and its target value, and any one set of the rotation speed detection output and the rotation speed target value are selected. Selection given to comparison means And selecting means.
[作用] このような構成において、通常時は従来と同様に船舶推
進機関(以下、主機と称する)回転数が目標値になるよ
うに主機へのエネルギ(主機がディーゼル機関の場合で
は燃料)供給量を制御するようにし、荒天時等のように
海面にうねりがあってレーシング状態が生じる危険のあ
るときには上記選択手段により、上記2乗変換部及び3
乗変換部のいずれかを選択して上記主機回転数の検出信
号を2乗変換または3乗変換し、目標値と比較してその
偏差を得、該偏差に応じた燃料供給量になるように主機
への燃料供給量を制御するようにして、これにより、主
機をトルク一定制御、出力一定制御するようにする。こ
のトルク一定制御、出力一定制御により、レーシング状
態において、回転数制御時のように負荷変動により回転
数が異常上昇したり、意味の無い調速制御となるような
ことを防止するようにする。[Operation] In such a configuration, normally, as in the conventional case, energy (fuel when the main engine is a diesel engine) is supplied to the main engine so that the number of revolutions of the ship propulsion engine (hereinafter referred to as the main engine) reaches a target value. The amount is controlled, and when there is a danger of a racing condition due to swells on the sea surface, such as in stormy weather, the selecting means causes the square converter and the square converter 3
One of the power conversion units is selected, the detection signal of the main engine rotation speed is square-converted or cube-converted, a deviation is obtained by comparing with a target value, and a fuel supply amount corresponding to the deviation is obtained. The amount of fuel supplied to the main engine is controlled so that the main engine is subjected to constant torque control and constant output control. By the constant torque control and the constant output control, in the racing state, it is possible to prevent the rotation speed from abnormally increasing due to load fluctuation and meaningless speed adjustment control as in the rotation speed control.
[発明の効果] このように荒天時にトルク一定制御、または、出力一定
制御が出来るようにしたことにより、レーシング状態に
おいて、回転数制御時のように負荷変動により回転数が
異常上昇したり、意味の無い調速制御となるようなこと
を防止できるようになり、レーシング時にあっても最適
な調速制御を行うことができ、燃料を船舶の推進力付与
のために有効に利用できるとともに、機関の異常な高速
回転発生を抑制できるようになり、最適な制御が可能に
なる等の利点が得られる。[Advantages of the Invention] By enabling the constant torque control or the constant output control in stormy weather as described above, in the racing state, the rotation speed abnormally rises due to load fluctuation as in the rotation speed control, It becomes possible to prevent the speed control from becoming unnecessary, and the optimum speed control can be performed even during racing, and the fuel can be effectively used to give the propulsive force to the ship and the engine can be used. It is possible to suppress the occurrence of abnormal high-speed rotation, and there is an advantage that optimal control is possible.
[実施例] 以下、本発明の一実施例について第1図を参照して説明
する。本装置は第2図の構成に対し、第1図構成を付加
したものである。すなわち、第2図で説明した比較回路
4に対し、入力する主機回転数信号をレベル変換するた
めに第1図に示すような回転数・トルク・出力変換器21
を付加し、これにより、通常の調速機が現在の主機回転
数そのままの値を以て目標値と比較するのに対し、回転
数の2乗または3乗で補正した主機回転数を用いて目標
値と比較することが出来るようにする。そのため、回転
数・トルク・出力変換器21は通常の主機回転数比較制御
のための乗率1で入力を変換する回転数特性変換部21−
1と、入力を2乗の乗率で変換するトルク特性変換部21
−2と、入力を3乗の乗率で変換する出力特性変換部21
−3を有している。また、目標値はこれらのうち、用い
る変換部により各々異なるので、各変換部21−1,〜21−
3に対応させて回転数設定のための回転数設定信号1a,
トルク設定のためのトルク設定信号1b,出力設定のため
の出力設定信号1cを与えることが出来るようにしてあ
り、これらは選択切換え用の選択スイッチ22により、船
舶の乗組員が状況に応じて適宜に選択する構成としてあ
る。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. This device is obtained by adding the configuration shown in FIG. 1 to the configuration shown in FIG. That is, for the comparison circuit 4 described in FIG. 2, the rotation speed / torque / output converter 21 as shown in FIG.
Therefore, while a normal speed governor compares the target value with the current value of the main engine speed as it is, the target value is corrected using the main engine speed corrected by the square or cube of the rotational speed. Be able to compare with. Therefore, the rotation speed / torque / output converter 21 is a rotation speed characteristic conversion unit 21- that converts an input at a multiplication factor of 1 for normal main engine rotation speed comparison control.
1 and a torque characteristic conversion unit 21 that converts the input at a multiplication factor of 2
-2, and an output characteristic conversion unit 21 that converts the input at the multiplication factor of the third power
-3. Further, among these, the target value differs depending on the conversion unit used, so that the conversion units 21-1, 21 to 21-
Corresponding to 3, rotation speed setting signal 1a for rotation speed setting,
A torque setting signal 1b for torque setting and an output setting signal 1c for output setting can be given.These are appropriately selected by the crew of the ship according to the situation by the selection switch 22 for selection switching. There is a configuration to select.
ここで、2乗変換と3乗変換について少し触れておく。
既に説明したが、主機のトルクは主機の回転数の2乗に
比例し、また、主機の出力は主機の回転数の3乗に比例
することが知られており、この場合、船舶のプロペラ軸
を回転駆動する主機の回転数が、例えば、1.1倍変化し
たとすると、主機のトルクは主機の回転数の2乗に比例
して(1.1)2=1.2となって1.2倍も変化することにな
り、また、主機の出力は主機の回転数の3乗に比例する
から、(1.1)3=1.3となって1.3倍も変化することに
なる。Here, the square transformation and the cubic transformation will be briefly mentioned.
As described above, it is known that the torque of the main engine is proportional to the square of the rotation speed of the main engine, and the output of the main engine is proportional to the cube of the rotation speed of the main engine. In this case, the propeller shaft of the ship is used. For example, if the rotation speed of the main engine that drives the motor changes 1.1 times, the torque of the main engine will change to (1.1) 2 = 1.2 in proportion to the square of the rotation speed of the main engine, and will change 1.2 times. Also, since the output of the main engine is proportional to the cube of the rotation speed of the main engine, (1.1) 3 = 1.3, which is a 1.3 times change.
一方、主機回転数の変化によって回転数を維持するため
に、燃料の増減を行うが、レーシング時では急激な回転
数変動となることから、主機に対して回転数制御するた
めの無意味な燃料が供給されることになる。そこで、本
発明では上述のように、回転数の2乗または3乗で補正
した主機回転数を用いて目標値と比較するようにする
が、これが2乗変換、3乗変換である。そして、2乗変
換はトルク一定制御において、また、3乗変換は出力一
定制御において使用する。On the other hand, fuel is increased / decreased in order to maintain the rotation speed by changing the rotation speed of the main engine, but sudden speed fluctuations occur during racing, which makes senseless fuel for controlling the rotation speed of the main engine. Will be supplied. Therefore, in the present invention, as described above, the main engine rotation speed corrected by the square or the cube of the rotation speed is used for comparison with the target value, which is the square transformation or the cubic transformation. The square transformation is used in the constant torque control, and the third transformation is used in the constant output control.
このようにすると主機の回転数が、例えば、1.1倍にな
っても主機のトルクおよび出力がそれぞれ1.2倍、1.3倍
になっていると判断させないように、燃料の調整を抑制
制御することができる。すなわち、これにより、主機回
転数制御において、急激な燃料供給を避け、燃料の無駄
をなくすことができることになる。In this way, it is possible to suppress and control the adjustment of the fuel so as not to judge that the torque and the output of the main engine are 1.2 times and 1.3 times, respectively, even if the rotation speed of the main engine is 1.1 times. . That is, this makes it possible to avoid abrupt fuel supply and reduce fuel waste in the main engine speed control.
つぎに本発明の作用を説明する。Next, the operation of the present invention will be described.
このような構成において、通常は選択スイッチ22を回転
特性変換部21−1及び回転数設定信号1aを選択すべく設
定する。In such a configuration, the selection switch 22 is normally set to select the rotation characteristic conversion unit 21-1 and the rotation speed setting signal 1a.
これにより、回転数検出器3より出力された主機回転数
信号は回転特性変換部21−1により1対1で変換された
ものが比較回路4に与えられ、また、比較回路4には目
標値として回転数設定信号1aが与えられることになる。
そして、比較回路4は両者の偏差を出力PID調節器5に
与えるので従来と同様の調速制御が実施されることにな
る。As a result, the main engine rotation speed signal output from the rotation speed detector 3 is converted by the rotation characteristic conversion unit 21-1 in a one-to-one manner and is given to the comparison circuit 4, and the comparison circuit 4 also receives the target value. As a result, the rotation speed setting signal 1a is given.
Then, the comparison circuit 4 gives the deviation between the two to the output PID adjuster 5, so that the speed control similar to the conventional one is executed.
また、選択スイッチ22をトルク特性変換部21−2及びト
ルク設定信号1b側を選択すべく設定したとする。It is also assumed that the selection switch 22 is set to select the torque characteristic conversion unit 21-2 and the torque setting signal 1b side.
これにより、回転数検出器3より出力された主機回転数
信号はトルク特性変換部21−2により2乗で変換された
ものが比較回路4に与えられ、また、比較回路4には目
標値としてトルク設定信号1bが与えられることになる。
そして、比較回路4は両者の偏差を出力PID調節器5に
与えるので2乗特性を以て調速制御が実施されることに
なり、これはトルク一定制御となる。As a result, the main engine rotation speed signal output from the rotation speed detector 3 is squared by the torque characteristic conversion unit 21-2 and is provided to the comparison circuit 4, and the comparison circuit 4 receives the target value as a target value. The torque setting signal 1b will be given.
Then, the comparison circuit 4 gives the deviation between the two to the output PID adjuster 5, so that the speed control is carried out by using the squared characteristic, which is constant torque control.
また、選択スイッチ22を出力特性変換部21−3及び出力
設定信号1c側を選択すべく設定したとする。It is also assumed that the selection switch 22 is set to select the output characteristic conversion unit 21-3 and the output setting signal 1c side.
これにより、回転数検出器3より出力された主機回転数
信号は出力特性変換部21−3により3乗で変換されたも
のが比較回路4に与えられ、また、比較回路4には目標
値として出力設定信号1cが与えられることになる。そし
て、比較回路4は両者の偏差を出力PID調節器5に与え
るので3乗特性を以て調速制御が実施されることにな
り、これは出力一定制御となる。As a result, the main engine rotation speed signal output from the rotation speed detector 3 is converted to the third power by the output characteristic conversion unit 21-3 and is given to the comparison circuit 4, and the comparison circuit 4 receives the target value as a target value. The output setting signal 1c will be given. Since the comparison circuit 4 gives the deviation between the two to the output PID adjuster 5, the speed control is carried out by the third power characteristic, which is constant output control.
今、トルク一定制御を用いることとして、トルク特性変
換部21−2を選択したとし、例えば、トルク設定値を80
%にとったとする。これは緩やかな天候の時に合わせて
必要とするある船舶における主機のトルク値の割合の一
例であり、主機回転数の90%に対応する。すなわち、こ
の場合、平常時の最適トルクを得るに必要な主機回転数
は主機の最大トルクに対して80%のトルク値であるとす
ると、レーシング状態のときに、燃料を無駄を抑制する
ためには、主機のトルク特性が回転数変化の2乗に比例
する関係から、80%のトルク値は、逆算するとトルク=
(主機回転数)2=0.92=0.81であり、81%の割合のト
ルクを確保するには主機回転数が90%となることがわか
る。この0.81(81%)がすなわち80%の根拠である。Now, assuming that the constant torque control is used and the torque characteristic conversion unit 21-2 is selected, for example, the torque set value is set to 80
%. This is an example of the ratio of the torque value of the main engine in a certain ship, which is required when the weather is mild, and corresponds to 90% of the main engine speed. That is, in this case, assuming that the main engine rotation speed required to obtain the optimum torque in normal times is a torque value of 80% of the maximum torque of the main engine, in order to suppress waste of fuel in the racing state. Is the relation that the torque characteristic of the main engine is proportional to the square of the change in the number of revolutions.
(Main engine speed) 2 = 0.9 2 = 0.81, and it can be seen that the main engine speed is 90% in order to secure a torque of 81%. This 0.81 (81%) is the basis for 80%.
このように、本発明におけるトルク一定制御ではトルク
設定値を緩やかな天候の時に合わせて、必要とする値に
設定し、そのトルクに見合う回転数を維持するように主
機を制御する。そして、これにより、平常時では必要な
トルクを確保できるようにする。As described above, in the constant torque control of the present invention, the torque setting value is set to a required value in time of mild weather, and the main engine is controlled so as to maintain the rotation speed corresponding to the torque. Then, this makes it possible to secure the required torque in normal times.
海洋の状態がレーシング中(荒天時)の時は負荷の変動
のため、主機回転数が変動する。そして、実際の回転数
が約90%から100%に変動すると、調速機は上記2乗変
換機能により約80%から100%に変動したと見なしたと
同じ状態になるので、大きく燃料供給量を下げることに
なる。When the ocean is racing (in stormy weather), the main engine speed fluctuates due to load fluctuations. Then, when the actual speed changes from about 90% to 100%, the speed governor is in the same state as if it were considered to have changed from about 80% to 100% due to the above-mentioned square transformation function, so the fuel supply amount is greatly reduced. Will be lowered.
逆に実際の回転数が約90%から80%に変動した場合は2
乗特性に合せて約80%から64%に変動したと見なしたと
同じ状態になるので、燃料供給量の増量は通常よりも抑
制されることになる。Conversely, if the actual speed changes from about 90% to 80%, 2
Since it is the same as assuming that it has changed from about 80% to 64% according to the riding characteristics, the increase in the fuel supply amount is suppressed more than usual.
すなわち、トルク特性変換部21−2を選択したときには
実際の回転数が増減とも同じ比率で変化した場合におい
て、燃料供給量の変化は減少方向では大きく、増加方向
で小さく制御される。That is, when the torque characteristic conversion unit 21-2 is selected and the actual rotation speed changes at the same rate as the increase and decrease, the change in the fuel supply amount is controlled to be large in the decreasing direction and small in the increasing direction.
出力特性変換部21−3(3乗特性)を選択した場合には
回転数の検出値は乗率が3乗で変換されるので、2乗に
較べ更に減少方向に大きく、増加方向には小さく燃料供
給量制御がなされる。When the output characteristic conversion unit 21-3 (third power characteristic) is selected, the detected value of the number of revolutions is converted with the multiplication factor being the third power, so that it is larger in the decreasing direction and smaller in the increasing direction than the square. The fuel supply amount is controlled.
なお、燃料増加方向は第2図のトルクリミットを利かせ
ると、ある値(ミリット値)以上にはならず、無駄な燃
料供給は抑制される。しかし、回転数一定制御のための
能力は喪失する。It should be noted that if the torque limit shown in FIG. 2 is used in the fuel increasing direction, it will not exceed a certain value (millit value), and wasteful fuel supply will be suppressed. However, the ability for constant speed control is lost.
このように、主機の回転数を検出してこの検出出力を比
較手段に与え、設定した回転数目標値と比較して両者の
偏差を得るとともにこの偏差に応じて上記主機に与える
エネルギ供給量を調整することにより、上記回転数が目
標値になるように制御する調速装置において、上記主機
の回転数の検出出力を2乗変換する2乗変換部及び3乗
変換する3乗変換部を設け、また、2乗変換出力利用時
の目標値を与えるトルク設定手段、3乗変換出力利用時
の目標値を与える出力制定手段を設けるとともにこれら
2乗変換部出力とその目標値及び3乗変換部出力とその
目標値及び上記回転数検出出力と回転数目標値のいずれ
かの一組を選択して上記比較手段に与える選択手段とを
設けて構成し、荒天時等のように海面にうねりがあって
レーシング状態が生じる危険のあるときには上記選択手
段により、上記2乗変換部及び3乗変換部の出力のいず
れかを選択して上記主機回転数の検出信号の2乗変換ま
たは3乗変換出力を得、これと目標値と比較してその偏
差を得て、該偏差に応じた燃料供給量になるように主機
への燃料供給量を制御するようにしたことにより、主機
をトルク一定制御、出力一定制御することが出来るよう
になり、レーシング状態において、回転数制御時のよう
に負荷変動により回転数が異常上昇したり、意味の無い
調速制御となるようなことを防止できるようになる。従
って、レーシング時にあっても、最適な調速を行うこと
が出来、燃料を船舶の推進力付与のために有効に利用で
きて、燃料効率が向上し、また、主機の異常な高速回転
を抑制できることから主機の損傷や摩耗を抑制できて長
寿命化を図ることが出来る等の特徴を有する舶推進機関
の調速装置を得ることができる。In this way, the rotation speed of the main engine is detected and this detection output is given to the comparison means, and the deviation between the two is obtained by comparing with the set rotation speed target value, and the amount of energy supplied to the main engine is determined according to this deviation. In the speed governor that controls the rotation speed to the target value by adjusting, a square transformation unit that square-transforms the detection output of the rotation speed of the main engine and a cube-transformation unit that cubic-transforms the detection output. Further, there is provided torque setting means for giving a target value when the squared conversion output is used, and output establishment means for giving a target value when the third power is used. The output and its target value and one of the rotational speed detection output and the rotational speed target value is selected and provided to the comparing means, and the selecting means is provided to configure the swell on the sea surface such as in stormy weather. There is a racing condition When there is a risk of twisting, the selecting means selects one of the outputs of the square transformation unit and the cube transformation unit to obtain the square transformation or cube transformation output of the detection signal of the main engine rotation speed. Then, the deviation is compared with the target value, and the fuel supply amount to the main engine is controlled so that the fuel supply amount according to the deviation is obtained, whereby the main engine constant torque control and constant output control are performed. In the racing state, it is possible to prevent the rotation speed from abnormally increasing due to load fluctuations and meaningless speed control, as in the rotation speed control. Therefore, even during racing, optimal speed control can be performed, fuel can be effectively used to impart propulsive force to the ship, fuel efficiency is improved, and abnormal high speed rotation of the main engine is suppressed. As a result, it is possible to obtain a speed control device for a marine propulsion engine, which is characterized in that it is possible to suppress damage and wear of the main engine and to prolong the service life.
尚、本発明は上記し、且つ、図面に示す実施例に限定す
ることなくその要旨を変更しない範囲内で適宜変形して
実施し得るものである。The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be appropriately modified and implemented within the scope of the invention.
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
一般的な船舶推進機関の調速装置の構成例を示す図、第
3図はレーシングを説明するための図、第4図はレーシ
ングによる調速への悪影響を説明するための図である。 1a……回転数設定信号、1b……トルク設定信号、1c……
出力設定信号、2……ディーゼル機関、3……回転数検
出器、4……比較回路、5……PID調節器、6……燃料
調整機構、7……プロペラ、21……回転数・トルク・出
力変換器、21−1……回転数特性変換部、21−2……ト
ルク特性変換部、21−3……出力特性変換部、22……選
択スイッチ。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a general speed governor of a ship propulsion engine, FIG. 3 is a diagram for explaining racing, and FIG. The figure is a diagram for explaining the adverse effect of racing on speed control. 1a …… rotation speed setting signal, 1b …… torque setting signal, 1c ……
Output setting signal, 2 ... Diesel engine, 3 ... Rotation speed detector, 4 ... Comparison circuit, 5 ... PID controller, 6 ... Fuel adjustment mechanism, 7 ... Propeller, 21 ... Rotation speed / torque -Output converter, 21-1 ... Rotation speed characteristic conversion section, 21-2 ... Torque characteristic conversion section, 21-3 ... Output characteristic conversion section, 22 ... Selection switch.
Claims (1)
出力を比較手段に与え、設定した回転数目標値と比較し
て両者の偏差を得るとともにこの偏差に応じて上記船舶
推進機関に与えるエネルギ供給量を調整することによ
り、上記回転数が目標値になるように制御する調速装置
において、上記船舶推進機関の回転数の検出出力を2乗
変換する2乗変換部及び3乗変換する3乗変換部を設
け、また、2乗変換出力利用時の目標値を与えるトルク
設定手段、3乗変換出力利用時の目標値を与える出力設
定手段を設けるとともにこれら2乗変換部出力とその目
標値及び3乗変換部出力とその目標値及び上記回転数検
出出力と回転数目標値のいずれかの一組を選択して上記
比較手段に与える選択手段とを設けて構成したことを特
徴とする船舶推進機関の調速装置。Claim: What is claimed is: 1. The number of revolutions of a marine vessel propulsion engine is detected, and the detected output is given to a comparing means to obtain a deviation between them by comparing with a set rotational speed target value. In a speed governing device that controls the rotational speed to a target value by adjusting the amount of energy supplied, a square converter and a cubic converter that square-detect the rotational speed detection output of the marine vessel propulsion engine. And a torque setting means for giving a target value when the squared conversion output is used, and an output setting means for giving a target value when the cubic conversion output is used. It is characterized in that it is configured by providing a selecting means for selecting one set of the target value and the output of the third power conversion unit, the target value thereof, and the rotation speed detection output and the rotation speed target value, and giving it to the comparing means. Ship propulsion organization Governor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15554785A JPH0754105B2 (en) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | Speed governor for ship propulsion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15554785A JPH0754105B2 (en) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | Speed governor for ship propulsion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6217345A JPS6217345A (en) | 1987-01-26 |
| JPH0754105B2 true JPH0754105B2 (en) | 1995-06-07 |
Family
ID=15608445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15554785A Expired - Fee Related JPH0754105B2 (en) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | Speed governor for ship propulsion engine |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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| KR101162397B1 (en) | 2004-11-04 | 2012-07-04 | 고쿠리츠 다이가쿠 호우징 도쿄 가이요우 다이가쿠 | Method and device for controlling injection of fuel for marine diesel engine |
| CN109334894B (en) * | 2018-11-02 | 2023-09-12 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | Intelligent digital speed regulator for ship |
-
1985
- 1985-07-15 JP JP15554785A patent/JPH0754105B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS6217345A (en) | 1987-01-26 |
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