JP5951316B2 - Marine fin stabilizer control system, fin stabilizer including the same, and marine vessel - Google Patents
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Description
本発明は、船舶用フィンスタビライザの制御システムおよびそれを備えたフィンスタビライザ並びに船舶に関するものである。 The present invention relates to a ship fin stabilizer control system, a fin stabilizer including the same, and a ship.
従来、船舶の横揺れ運動を抑制する装置として、フィンスタビライザが知られている。
フィンスタビライザは、船体外板に突設されたフィンを備えており、このフィンの傾き(
フィン角度)を制御することにより、揚力を発生させて船体の横揺れなどを抑制するもの
である。
図5には、従来のフィンスタビライザの概略構成を示している。図5に示されるように、従来のフィンスタビライザは、サーボ弁6などを介して油圧ポンプ1から供給される作動油の圧力を利用してピストンPを±X方向(紙面左右の往復方向)に作動可能に構成された油圧シリンダ5により、フィン9を動揺軸周りに±θ方向へ揺動させる構成とされている。作動油が、油圧ポンプ1からアキュムレータ4へと供給されると、その圧力がアキュムレータ4に一時的に蓄えられる。アキュムレータ4から供給される作動油の圧力に応じて圧力スイッチ50をオンオフさせることにより、比例電磁式リリーフ弁の開閉を制御し、システム圧の調整をしている。
Conventionally, fin stabilizers are known as devices for suppressing the rolling motion of a ship.
The fin stabilizer is provided with a fin protruding from the hull skin, and the inclination of the fin (
By controlling the (fin angle), lift is generated to suppress rolling of the hull.
FIG. 5 shows a schematic configuration of a conventional fin stabilizer. As shown in FIG. 5, the conventional fin stabilizer uses the hydraulic oil pressure supplied from the hydraulic pump 1 via the
図6には、従来のフィンスタビライザを用いた場合の、圧力スイッチ50のオンオフとシステム圧の変化とを示した図である。
圧力スイッチ50がオフ状態の場合には、オフ信号が電磁弁電源供給箱8へ送信され、比例電磁式リリーフ弁3aの電磁弁ソレノイド3bに最大電流が供給されて励磁操作が行われ、作動油圧タンク戻りライン20が閉状態となってアキュムレータ4の圧力が上昇する(図6の時刻t=0〜t´1参照)。
FIG. 6 is a diagram showing ON / OFF of the
When the
また、圧力スイッチ50がオン状態とされると、比例電磁式リリーフ弁3aのソレノイド3bへの供給電流が、急閉での弁タタキ音を防止するような所定変化速度で最小電流となり、作動油圧タンク戻りライン20が開状態となって油圧ポンプ1からの油圧供給がなくなり、アキュムレータ4の圧力が徐々に低下する(図6の時刻t=t´1〜t´2参照)。このように、圧力スイッチ50のオンオフ動作が繰り返されることによりアキュムレータ4の圧力の上昇下降が繰り返され、アキュムレータ4の圧力が所定の範囲内となるように制御されている。
Further, when the
下記特許文献1には、フィンスタビライザの作動油圧は油圧ポンプから供給させ、作動油の蓄圧が低下したことが圧力スイッチによって検出された場合には、比例電磁式リリーフ弁を動作させてアキュムレータの圧力を一定に保ち、作動油の圧力を一定に保つ技術が提案されている。
また、下記特許文献2には、油圧シリンダのシリンダ室に設けられる圧力センサで検出される圧力に基づいてフィンのトルクを算出し、海水の流れに対するフィンの迎角を推定して目標フィン角度に一致させ、高精度で船体の揺動を抑制する技術が提案されている。
In Patent Document 1 below, the hydraulic pressure of the fin stabilizer is supplied from a hydraulic pump, and when the pressure switch detects that the accumulated pressure of the hydraulic oil has decreased, the pressure of the accumulator is operated by operating the proportional electromagnetic relief valve. A technique has been proposed for keeping the pressure constant and the pressure of the hydraulic oil constant.
In
ところで、上述した従来の方法では、アキュムレータ4付近のシステム圧を制御する場合に、作動油を圧力スイッチ50へと導入することで機械的接点のオンオフ動作を実施させ、確実にオンオフさせるようにしていた。しかしながら、アキュムレータ4の大型化を避けるために、圧力スイッチ50のオンオフ動作を頻繁に繰り返すことで圧力を所定の範囲内に維持させる場合には、圧力スイッチ50の接点間にアーク放電が生じやすく、接点の腐食や変形を引き起こすため接触不良を発生させる虞がある。その場合、アキュムレータ4の作動油圧が低下してしまうと油圧ポンプ1による昇圧が終了するまで、フィンスタビライザの稼働ができず、船舶の横揺れ運動を抑制することができないトラブルを発生する懸念があった。このように、圧力スイッチ50は信頼性が低いということが問題だった。
By the way, in the conventional method described above, when the system pressure in the vicinity of the accumulator 4 is controlled, the hydraulic oil is introduced into the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高精度のシステム圧制御ができる船舶用フィンスタビライザの制御システムおよびそれを備えたフィンスタビライザ並びに船舶を提供することを目的とする。 This invention is made in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the control system of the fin stabilizer for ships which can perform system pressure control of high precision, a fin stabilizer provided with the same, and a ship. .
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、船体の動揺を軽減すべく船体に取り付けられたフィンと、前記船体に対する前記フィンの角度を調整するための油圧シリンダを有するフィン駆動装置とを備える船舶用フィンスタビライザの制御システムであって、油圧ポンプから供給され、前記油圧シリンダに流出させる蓄圧された作動油を蓄えるアキュムレータの圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段によって検出された圧力に基づいて、前記油圧ポンプから前記アキュムレータに供給される前記作動油が、作動油タンクに戻される経路を開閉させ、前記アキュムレータの圧力が所定範囲内となるように制御する制御手段とを具備し、前記制御手段は、前記アキュムレータの下限値および上限値の少なくとも一方に基づいて決定される区間を前記所定範囲とし、前記フィンの動作を異ならせる複数の動作モードを有し、所定期間において、前記所定範囲の上限の圧力値に達した回数が閾値以上となった場合に、波浪条件であると判定し、前記波浪条件である場合の前記動作モードを選定し、前記波浪条件でない場合の前記動作モードよりも前記フィンの動作を抑制させて前記フィンを動作させる船舶用フィンスタビライザの制御システムを提供する。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention is a control system for a marine fin stabilizer comprising a fin attached to a hull to reduce the fluctuation of the hull and a fin driving device having a hydraulic cylinder for adjusting an angle of the fin with respect to the hull. Pressure detecting means for detecting the pressure of an accumulator for storing the accumulated hydraulic oil supplied from the hydraulic pump and flowing out to the hydraulic cylinder, and based on the pressure detected by the pressure detecting means, from the hydraulic pump Control means for opening and closing a path where the hydraulic oil supplied to the accumulator is returned to the hydraulic oil tank and controlling the pressure of the accumulator to be within a predetermined range, and the control means includes the accumulator the lower limit and the interval is determined based on at least one of an upper limit value and the predetermined range, prior to When there are a plurality of operation modes that make the operation of the fins different and the number of times that the upper limit pressure value of the predetermined range is reached in a predetermined period exceeds a threshold value, it is determined as a wave condition, and the wave condition And a marine fin stabilizer control system that operates the fins by selecting the operation mode in the case of the above, and suppressing the operation of the fins more than the operation mode in the case of not being in the wave condition .
このような構成によれば、油圧ポンプから供給され、油圧シリンダに流出させる蓄圧された作動油を蓄えるアキュムレータにおいて圧力検出手段から検出された圧力に基づいて、油圧ポンプからアキュムレータに供給される作動油を作動油タンクに戻す経路を開閉させ、アキュムレータの圧力が所定範囲内となるように制御する。
このように、アキュムレータのシステム圧が直接計測されることにより、システム圧を精度高く制御できる。なお、アキュムレータの圧力は、アキュムレータに圧力検出手段を設けた場合にアキュムレータから直接計測される圧力、およびアキュムレータと接続される配管経路上に圧力検出手段を設けた場合にアキュムレータの圧力として推定されるアキュムレータ近傍の圧力も含まれる。
また、所定範囲を、アキュムレータの下限値および上限値の少なくとも一方に基づいて決定される区間とすることにより、アキュムレータ近傍のシステム圧をより精度高く制御できる。
波浪海域(波浪条件)では、フィンが動作する最大フィン角度でのフィンスタビライザの運用が頻繁となり、油圧シリンダへの油量供給が常に最大の状態となる。これに伴い、
油圧シリンダのピストンを可動させるサーボ弁などの動作が頻繁になると同時に、作動油の作動油タンクへの戻り経路への排出が多くなり、アキュムレータの圧力が大きく低下することが推定される。このような場合に、作動油タンクへの戻り経路に設けられている弁体を閉状態にすれば、アキュムレータの圧力が上昇する切替回数が頻繁になる。しかしながら、油圧ポンプの能力が追い付かない場合には、アキュムレータの蓄圧能力が低下し、回路中の圧力が保持できなくなり、結果としてフィン動作に異常を来たし、装置自体の停止に至る可能性がある。
According to such a configuration, the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the accumulator based on the pressure detected from the pressure detection means in the accumulator that stores the accumulated hydraulic oil that is supplied from the hydraulic pump and flows out to the hydraulic cylinder. Is opened and closed so that the pressure of the accumulator is controlled within a predetermined range.
Thus, the system pressure can be controlled with high accuracy by directly measuring the system pressure of the accumulator. The pressure of the accumulator is estimated as the pressure directly measured from the accumulator when the accumulator is provided with the pressure detecting means and as the accumulator pressure when the pressure detecting means is provided on the piping path connected to the accumulator. The pressure near the accumulator is also included.
Further, by setting the predetermined range as a section determined based on at least one of the lower limit value and the upper limit value of the accumulator, the system pressure in the vicinity of the accumulator can be controlled with higher accuracy.
In the wave sea area (wave condition), the fin stabilizer is frequently used at the maximum fin angle at which the fin operates, and the oil amount supply to the hydraulic cylinder is always in the maximum state. Along with this,
It is presumed that the operation of a servo valve or the like that moves the piston of the hydraulic cylinder is frequently performed, and at the same time, the hydraulic oil is discharged to the return path to the hydraulic oil tank, and the pressure of the accumulator is greatly reduced. In such a case, if the valve body provided in the return path to the hydraulic oil tank is closed, the number of times of switching in which the pressure of the accumulator increases is frequent. However, if the capacity of the hydraulic pump cannot keep up, the accumulator pressure accumulation capacity decreases, and the pressure in the circuit cannot be maintained. As a result, there is a possibility that the fin operation becomes abnormal and the apparatus itself stops.
上記船舶用フィンスタビライザの制御システムの前記制御手段は、前記アキュムレータの圧力の下限値から上限値までの区間を、前記所定範囲とすることとしてもよい。
アキュムレータの圧力の下限値から上限値の区間を所定範囲として設定することにより、圧力検出手段によって検出された圧力値と所定範囲との比較が簡便になる。
The said control means of the said ship fin stabilizer control system is good also as setting the area from the lower limit of the pressure of the said accumulator to the upper limit as the said predetermined range.
By setting the range from the lower limit value to the upper limit value of the pressure of the accumulator as the predetermined range, the comparison between the pressure value detected by the pressure detection means and the predetermined range becomes simple.
上記船舶用フィンスタビライザの制御システムの前記制御手段は、前記アキュムレータの圧力の上限値と該上限値との差圧、または、前記アキュムレータの圧力の下限値と該下限値との差圧によって決定される区間を前記所定範囲とすることとしてもよい。
システム圧の圧力保持範囲を直接的に管理するので、システム動作の信頼性が向上する。
The control means of the ship fin stabilizer control system is determined by a differential pressure between an upper limit value of the accumulator pressure and the upper limit value, or a differential pressure between a lower limit value of the accumulator pressure and the lower limit value. It is good also considering the area to be set as the said predetermined range.
Since the pressure holding range of the system pressure is directly managed, the reliability of the system operation is improved.
上記船舶用フィンスタビライザの制御システムにおいて、前記経路に設けられる弁体と、流れる電流によって前記弁体の開閉を制御する電磁弁ソレノイドと、を具備し、前記制御手段は、前記電磁弁ソレノイドに流れる電流を調整し、前記弁体の開閉を制御することとしてもよい。 The ship fin stabilizer control system includes a valve body provided in the path, and an electromagnetic valve solenoid that controls opening and closing of the valve body by a flowing current, and the control means flows through the solenoid valve solenoid. It is good also as adjusting an electric current and controlling opening and closing of the said valve body.
無接点式のリレー(例えば、ソリッドステートリレーなど)を用いることにより、非接触式の無接点方式によるシステム圧制御ができ、更なる信頼性向上と長寿命化が図られる。 By using a non-contact type relay (for example, a solid state relay), the system pressure can be controlled by a non-contact type non-contact type, and further improvement in reliability and long life can be achieved.
波浪海域(波浪条件)では、フィンが動作する最大フィン角度でのフィンスタビライザの運用が頻繁となり、油圧シリンダへの油量供給が常に最大の状態となる。これに伴い、油圧シリンダのピストンを可動させるサーボ弁などの動作が頻繁になると同時に、作動油の作動油タンクへの戻り経路への排出が多くなり、アキュムレータの圧力が大きく低下することが推定される。このような場合に、作動油タンクへの戻り経路に設けられている弁体を閉状態にすれば、アキュムレータの圧力が上昇する切替回数が頻繁になる。しかしながら、油圧ポンプの能力が追い付かない場合には、アキュムレータの蓄圧能力が低下し、回路中の圧力が保持できなくなり、結果としてフィン動作に異常を来たし、装置自体の停止に至る可能性がある。 In the wave sea area (wave condition), the fin stabilizer is frequently used at the maximum fin angle at which the fin operates, and the oil amount supply to the hydraulic cylinder is always in the maximum state. Along with this, it is estimated that the servo valve that moves the piston of the hydraulic cylinder will frequently operate, and at the same time, the hydraulic oil will be discharged to the return path to the hydraulic oil tank, and the accumulator pressure will drop significantly. The In such a case, if the valve body provided in the return path to the hydraulic oil tank is closed, the number of times of switching in which the pressure of the accumulator increases is frequent. However, if the capacity of the hydraulic pump cannot keep up, the accumulator pressure accumulation capacity decreases, and the pressure in the circuit cannot be maintained. As a result, there is a possibility that the fin operation becomes abnormal and the apparatus itself stops.
本発明によれば、システム圧の変化の回数に基づいて波浪条件か否かが判定され、波浪条件であると判定された場合には、波浪条件でない場合の動作モードよりもフィンの動作が抑制されるので、油圧ポンプの能力が追い付かなくなる事態を防ぎ、アキュムレータの蓄圧能力の低下を抑制することができる。このように、波浪条件と判定された場合に、フィンの動作を緩和させることにより、フィンの動作が異常となることを防ぎ、装置の停止を防ぐことができる。 According to the present invention, whether or not the wave condition is satisfied is determined based on the number of changes in the system pressure, and when it is determined that the wave condition is satisfied, the operation of the fin is suppressed more than the operation mode when the wave condition is not set. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the capacity of the hydraulic pump cannot catch up, and to suppress a decrease in the accumulator pressure storage capacity. As described above, when the wave condition is determined, the operation of the fins can be eased, so that the operation of the fins can be prevented from becoming abnormal and the apparatus can be stopped.
上記船舶用フィンスタビライザの制御システムの前記制御手段は、前記動作モードとして、前記波浪条件であると判定された場合に選定される波浪モードと、前記波浪条件でないと判定された場合に選定される通常モードとを有し、前記フィンを動作させる角度範囲を、前記波浪モードでは、前記通常モードの1/2±7%の角度範囲に緩和させることとしてもよい。 The control means of the ship fin stabilizer control system is selected as the operation mode when the wave mode is determined to be the wave condition and when the wave condition is not determined. In the wave mode, the angle range in which the fin is operated may be relaxed to an angle range of 1/2 ± 7% of the normal mode.
波浪条件の場合に、通常の場合よりフィンを動作させる角度範囲を略半減させることにより、アキュムレータから油圧シリンダへの供給油量を抑制でき、油圧ポンプからアキュムレータへの蓄圧能力を維持できる。なお、通常モードにおける角度範囲は、フィンにキャビテーションが生じ、動作不良を起こすと推定される限度の角度以下の範囲である。波浪モードにおける角度範囲は、フィンスタビライザの減揺能力を維持するための角度である。 In the case of wave conditions, the amount of oil supplied from the accumulator to the hydraulic cylinder can be suppressed by reducing the angle range in which the fins are operated from the normal case, and the pressure accumulation capacity from the hydraulic pump to the accumulator can be maintained. The angle range in the normal mode is a range equal to or less than a limit angle estimated to cause cavitation in the fin and cause malfunction. The angle range in the wave mode is an angle for maintaining the vibration stabilizing ability of the fin stabilizer.
本発明は、船体の動揺を軽減すべく船体に取り付けられたフィンと、前記船体に対する前記フィンの角度を調整するための油圧シリンダを有するフィン駆動装置と、上記いずれかに記載の船舶用フィンスタビライザの制御システムを具備したフィンスタビライザを提供する。 The present invention relates to a fin drive device having a fin attached to a hull to reduce the fluctuation of the hull, a hydraulic cylinder for adjusting an angle of the fin with respect to the hull, and a ship fin stabilizer according to any one of the above. A fin stabilizer including the control system is provided.
本発明は、上記フィンスタビライザを具備した船舶を提供する。 The present invention provides a ship equipped with the fin stabilizer.
本発明は、高精度のシステム圧制御ができるという効果を奏する。 The present invention has an effect that the system pressure can be controlled with high accuracy.
以下に、本発明に係る船舶用フィンスタビライザの制御システムおよびそれを備えたフィンスタビライザ並びに船舶の一実施形態について、図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS An embodiment of a ship fin stabilizer control system, a fin stabilizer including the same, and a ship according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、船舶用として用いられるフィンスタビライザ100の機械的構成の概略を示した図である。図5と同一の符号はそれぞれ同図と同一の部材を示している。図1に示されるように、フィンスタビライザ100は、船体の動揺を軽減すべく船体に取り付けられたフィン9と、フィン9の角度を調整するための油圧シリンダ5を有するフィン駆動装置30と、フィンスタビライザ100の制御システム10が示されている。フィンスタビライザ100は、フィン9が油圧シリンダ5により動揺軸周りに揺動されるようになっている。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a mechanical configuration of a fin stabilizer 100 used for ships. The same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same members as those in FIG. As shown in FIG. 1, the fin stabilizer 100 includes a
図1において、油圧ポンプ1は、フィンスタビライザのチルト系の油圧シリンダ5に接続されている。チャッキ弁010aは比例電磁式リリーフ弁(弁体)3aが無負荷、すなわち、アンロード状態になったときのチルト系の圧力を保持する。
油圧シリンダ5は、サーボ弁6を介して定吐出の油圧ポンプ1から供給される正負の向きの作動油の流量Qに応じて往復2方向の作動が可能なピストンPを備えて構成されている。サーボ弁6により流量Qが調整されると、油圧シリンダ5のピストンPが紙面左右(±X)方向に移動し、フィン9の角度±θが所望の角度に調整される。
In FIG. 1, a hydraulic pump 1 is connected to a tilt
The
フィン駆動装置30の運転開始時、ベント弁2は所定期間(例えば、19秒)、開状態とされ、油圧ポンプ1が急に作動を始めることにより油圧ポンプ1に一気に負荷がかかることを防いでいる。所定期間が経過すると油圧ポンプ1の出口、ソレノイド3b等に作動油が充満すると推定されるので、所定期間経過後、ベント弁2は閉状態とされる。
At the start of the operation of the
電磁弁電源供給箱8は、ソレノイド3bに最大電流を流す指令を取得すると、ソレノイド3bに最大電流を流すことにより、比例電磁式リリーフ弁3aを閉状態とさせ、アキュムレータ4に蓄圧させる。また、電磁弁電源供給箱8は、ソレノイド3bに最小電流を流す指令を取得すると、ソレノイド3bに最小電流を流すことにより、比例電磁式リリーフ弁3aを開状態とさせ、作動油を作動油タンク7に排出し、アキュムレータ4の圧力を低下させる。
When the solenoid valve
制御システム10は、圧力センサ(圧力検出手段)11および制御部(制御手段)12を備えている。本実施形態においては、圧力検出手段11に圧力センサを使用することとして説明するが、これに限定されない。圧力センサを使用した場合には、圧力センサは小型であるため、作動油が流通する配管の途中にT継手などを用いて取り付けることなどが可能となり、取り付け場所の自由度が大きくなる。
The
圧力センサ11は、油圧ポンプ1から供給され、油圧シリンダ5に流出させる蓄圧された作動油を蓄えるアキュムレータ4の圧力を検出する。本実施形態において、圧力センサ11は、アキュムレータ4と接続される配管経路上に設け、アキュムレータ4近傍の圧力を検出した値をアキュムレータ4の圧力として扱うこととして説明するが、圧力センサ11の配置位置はこれに限定されず、例えば、アキュムレータ4に配置し、アキュムレータ4から直接圧力を計測することとしても良い。
The
制御部12は、圧力センサ11によって検出された圧力に基づいて、油圧ポンプ1からアキュムレータ4に供給される作動油が、作動油タンク7に戻される経路20を開閉させ、アキュムレータ4の圧力が所定範囲内となるように制御する。また、所定範囲は、アキュムレータ4の下限値および上限値の少なくとも一方に基づいて決定される区間とする。本実施形態においては、所定範囲は、アキュムレータ4の圧力の下限値(下限圧)から上限値(上限圧)までの区間とする。下限値および上限値は、予めユーザなどにより設定され、格納部(図示略)に格納されており、適宜読み出される。
Based on the pressure detected by the
制御部12は、電磁弁電源供給箱8を介して、電磁弁ソレノイド3bに流れる電流を調整し、比例電磁式リリーフ弁3aの開閉を制御する。
制御部12は、フィン9の動作を異ならせる複数の動作モードを有し、所定期間において、所定範囲の上限の圧力値に達した回数が閾値以上となった場合に、波浪条件であると判定し、波浪条件である場合の動作モードを選定し、波浪条件でない場合の動作モードよりもフィン9の動作を抑制させてフィン9を動作させる。
The
The
具体的には、制御部12は、動作モードとして、波浪条件であると判定された場合に選定される波浪モードと、波浪条件でないと判定された場合に選定される通常モードとを有している。ここで、通常モードにおけるフィン9の角度範囲は、フィン9にキャビテーションが生じ、動作不良を起こすと推定される限度の角度以下の範囲である。波浪モードにおける角度範囲は、フィンスタビライザの減揺能力を維持するための角度である。
波浪モードは、フィン9を動作させる角度範囲を、通常モードの略半分(1/2±7%)の角度範囲に緩和させた動作モードとする。例えば、通常モードの角度範囲θが、θ=±28°である場合には、波浪モードの角度範囲θは、θ=±14°±1°となる。
このように、制御部12は、波浪条件の場合に、通常の場合よりフィン9を動作させる角度範囲を略半減させることにより、アキュムレータ4から油圧シリンダ5への供給油量を抑制でき、油圧ポンプ1からアキュムレータ4への蓄圧能力を維持できる。
Specifically, the
The wave mode is an operation mode in which the angle range in which the
In this way, the
図2には、フィンスタビライザの制御システム10の機能ブロック図が示されている。
制御部12は、第1判定部121、第2判定部122、およびフリップフロップ123が備えられている。
フィンスタビライザの制御システム10において、圧力センサ11において計測されたアキュムレータ4近傍の圧力値が入力信号として取得され、制御部12に入力される。第1判定部121は、入力信号IN1を取得すると、入力信号IN1と格納部等に予め設定されている上限圧IN2aとの差を算出し、該差が正(IN1−IN2a>0)となった場合には、入力信号IN1が上限圧を逸脱していることとし、信号Aを「1」としてフリップフロップ123に出力する。誤差が負となった場合には、入力信号IN1が上限圧を逸脱していないので、信号Aを「0」としてフリップフロップ123に出力する。
FIG. 2 is a functional block diagram of the fin
The
In the fin
また、第2判定部122は、入力信号IN1を取得すると、入力信号IN1と格納部等に予め設定されている下限圧IN2bとの差を算出し、該差が負(IN1−IN2b<0)となった場合には下限圧を逸脱していることとし、信号Bを「1」としてフリップフロップ123に出力する。誤差が正となった場合には、入力信号IN1が下限圧を逸脱していないので、信号Bを「0」としてフリップフロップ123に出力する。
フリップフロップ123は、信号Aに「1」を取得した場合には、フリップフロップのセット(S)側の入力とし、信号Bに「1」を取得した場合には、フリップフロップのリセット(R)側の入力とする。
Further, when the
When “1” is acquired for the signal A, the flip-
ここで、図3には、第1判定部121から出力される信号A、第2判定部122から出力される信号B、およびフリップフロップ123から出力される信号Cのオンオフ状態遷移と、フィン駆動装置30のシステム圧の変化との関係を示した図である。
時刻t0において、油圧ポンプ1が起動し、油圧ポンプ1から作動油が供給され始めると、アキュムレータ4において検出される圧力値は所定範囲の下限値以下であり、所定範囲を逸脱しているので、信号Bがオン状態となり、フリップフロップ123では、リセット入力がされる。
Here, FIG. 3 shows the on / off state transition of the signal A output from the
At time t0, when the hydraulic pump 1 is started and hydraulic oil starts to be supplied from the hydraulic pump 1, the pressure value detected by the accumulator 4 is equal to or lower than the lower limit value of the predetermined range, and thus deviates from the predetermined range. The signal B is turned on, and the flip-
時刻t1において、アキュムレータ4の圧力が下限圧に達すると、第1判定部121および第2判定部122のどちらもオフ状態とされるので、信号Aおよび信号Bはオフである旨が通知され、フリップフロップ123はリセット入力を保持する。時刻t2において、アキュムレータ4の圧力が上限圧に達すると、第1判定部121において信号Aがオン状態となり、フリップフロップ123ではセット入力がされる。時刻t3において、アキュムレータ4の圧力が上限圧以下となったことが検出されると、第1判定部121および第2判定部122のどちらもオフ状態とされるので、信号Aおよび信号Bはオフである旨が通知され、フリップフロップ123はセット入力を保持する。
When the pressure of the accumulator 4 reaches the lower limit pressure at time t1, since both the
時刻t4において、アキュムレータの圧力が下限圧を逸脱すると、第2判定部122がオン状態とされるので、信号Bがオン状態となり、フリップフロップ123では、リセット入力がされる。時刻t5において、アキュムレータの圧力が下限圧以上となり、第1判定部121および第2判定部122のどちらもオフ状態とされるので、信号Aおよび信号Bはオフである旨が通知され、フリップフロップ123はリセット入力を保持する。時刻t6において、上限値を逸脱しているので信号Aがセット入力され、時刻t7において、上限値以下となっているのでセット入力を保持する。
このように、図2の機能ブロック図に準じた制御がなされることにより、図3に示されるようにシステム圧が制御されている。
When the accumulator pressure deviates from the lower limit pressure at time t4, the
Thus, by performing control according to the functional block diagram of FIG. 2, the system pressure is controlled as shown in FIG.
以下に、本実施形態に係る船舶用フィンスタビライザの制御システムの作用について説明する。
フィン9が動き出した場合には、油圧シリンダ5の中に油を供給するべく、アキュムレータ4から一気に作動油が供給される。アキュムレータ4から油圧シリンダ5に作動油が供給され、フィン駆動装置30の圧力が低下することにより所定の圧力範囲から逸脱し、圧力不足が検出された場合には、油圧ポンプ1から作動油を供給し、所定の圧力範囲(例えば、120〜140Kg/m2)に圧力が調整されている。フィン9の動き始めの場合には、フィン9の動作モードは、通常モードが選定される。
Below, the effect | action of the control system of the ship fin stabilizer which concerns on this embodiment is demonstrated.
When the
アキュムレータ4の圧力が上限値(例えば、図3に示される上限圧)に到達した回数が計数されている(図4のステップSA1)。フィン9が動作する角度範囲が、波浪条件として設定される最大フィン角度θ(例えば、角度θ=±28°)となったか否かが判定される(図4のステップSA2)。波浪条件でない場合には、ステップSA1に戻り、フローを継続する。波浪条件とする最大フィン角度に一致する角度θまでフィン9が動作していると判定された場合には、所定期間内において上限圧に到達した回数が閾値以上となったか否かが判定される(図4のステップSA3)。波浪条件に一致した回数が、閾値以上となった場合には、動作モードとして「波浪モード」が選定され、フィン9の角度が、通常の角度θ=±28°/1.5秒(つまり、フィン9が1.5秒間に56°稼働する)から波浪海域の場合の角度θ=±14°/1.5秒(つまり、フィン9が1.5秒間に28°稼働する)に半減され(図4のステップSA4)、本処理を終了する。また、波浪条件に一致した回数が閾値以下である場合には、動作モードとして「通常モード」が選定され、フィン9の角度は、通常の角度θ=±28°/1.5秒で動作され(図4のステップSA5)、本処理を終了する。
The number of times that the pressure of the accumulator 4 has reached the upper limit value (for example, the upper limit pressure shown in FIG. 3) is counted (step SA1 in FIG. 4). It is determined whether or not the angle range in which the
以上説明してきたように、本実施形態に係る船舶用フィンスタビライザの制御システム10およびそれを備えたフィンスタビライザ100並びに船舶によれば、油圧シリンダ5に流出させる蓄圧された作動油を蓄えるアキュムレータ4において、圧力センサ11によって検出された圧力に基づいて、油圧ポンプ1からアキュムレータ4に供給される作動油を作動油タンク7に戻される経路が比例電磁式リリーフ弁3aによって開閉され、アキュムレータ4の圧力が所定範囲内となるように制御される。
これにより、アキュムレータ4のシステム圧が直接計測されることにより、システム圧を精度高く制御できる。また、油圧ポンプ1が定吐出である場合であっても、最大フィン9の角度θを通常より制限(例えば、半減)させることにより、作動油の不足を抑制して動作させるので、アキュムレータ4の蓄圧ができなくなる状況を防ぐことができる。
As described above, according to the ship fin
Accordingly, the system pressure of the accumulator 4 is directly measured, so that the system pressure can be controlled with high accuracy. Further, even when the hydraulic pump 1 is at constant discharge, the angle θ of the
なお、本実施形態においては、圧力の所定範囲を下限値および上限値を設定することで区間指定することとして説明していたが、これに限定されない。例えば、制御部12は、アキュムレータ4の圧力の上限値と該上限値との差圧、またはアキュムレータ4の圧力の下限値と該下限値との差圧によって決定される区間を所定範囲として設定してもよいこととする。このように差圧を管理することにより、圧力保持範囲を直接的に管理するので、システム動作の信頼性が向上する。
In the present embodiment, the predetermined range of pressure has been described as specifying a section by setting a lower limit value and an upper limit value. However, the present invention is not limited to this. For example, the
1 油圧ポンプ
5 油圧シリンダ
9 フィン
10 制御システム
11 圧力センサ
12 制御部
100 フィンスタビライザ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
油圧ポンプから供給され、前記油圧シリンダに流出させる蓄圧された作動油を蓄えるアキュムレータの圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段によって検出された圧力に基づいて、前記油圧ポンプから前記アキュムレータに供給される前記作動油が、作動油タンクに戻される経路を開閉させ、前記アキュムレータの圧力が所定範囲内となるように制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記アキュムレータの下限値および上限値の少なくとも一方に基づいて決定される区間を前記所定範囲とし、前記フィンの動作を異ならせる複数の動作モードを有し、所定期間において、前記所定範囲の上限の圧力値に達した回数が閾値以上となった場合に、波浪条件であると判定し、前記波浪条件である場合の前記動作モードを選定し、前記波浪条件でない場合の前記動作モードよりも前記フィンの動作を抑制させて前記フィンを動作させる船舶用フィンスタビライザの制御システム。 A control system for a ship fin stabilizer, comprising: a fin attached to a hull to reduce fluctuations of the hull; and a fin driving device having a hydraulic cylinder for adjusting an angle of the fin with respect to the hull.
Pressure detecting means for detecting the pressure of an accumulator for storing the accumulated hydraulic oil supplied from the hydraulic pump and flowing out to the hydraulic cylinder;
Based on the pressure detected by the pressure detecting means, the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the accumulator opens and closes a path where the hydraulic oil is returned to the hydraulic oil tank so that the pressure of the accumulator is within a predetermined range. And control means for controlling,
The control means includes a plurality of operation modes in which a section determined based on at least one of a lower limit value and an upper limit value of the accumulator is set as the predetermined range, and the fins are operated differently. When the number of times the upper limit pressure value of the predetermined range has reached the threshold value or more, it is determined that the wave condition is satisfied, the operation mode when the wave condition is satisfied is selected, and the operation when the wave condition is not satisfied A marine fin stabilizer control system that operates the fins by suppressing the operation of the fins than in the mode .
流れる電流によって前記弁体の開閉を制御する電磁弁ソレノイドと、を具備し、
前記制御手段は、前記電磁弁ソレノイドに流れる電流を調整し、前記弁体の開閉を制御する請求項1から請求項3のいずれかに記載の船舶用フィンスタビライザの制御システム。 A valve body provided in the path;
A solenoid valve solenoid that controls the opening and closing of the valve body by a flowing current,
4. The ship fin stabilizer control system according to claim 1, wherein the control unit adjusts a current flowing through the solenoid valve solenoid to control opening and closing of the valve body. 5.
前記船体に対する前記フィンの角度を調整するための油圧シリンダを有するフィン駆動装置と、
請求項1から請求項5のいずれかに記載の船舶用フィンスタビライザの制御システムとを具備したフィンスタビライザ。 Fins attached to the hull to reduce the hull sway,
A fin driving device having a hydraulic cylinder for adjusting an angle of the fin with respect to the hull;
A fin stabilizer comprising the marine fin stabilizer control system according to any one of claims 1 to 5 .
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