JP2006224695A - 船舶用転舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 急激な操作をした場合でも、船に作用する遠心力が大きくなり過ぎるのを抑制する船舶用転舵装置を提供する。
【解決手段】 ハンドルの操舵角を検出するハンドル位置センサ１９と、このハンドル位置センサ１９からの検出信号が入力されるエンジンコントロールユニット２０と、このエンジンコントロールユニット２０からの制御信号により、操舵角に対応して舵を所定の転舵角に駆動させるモータ２２とを有する船舶用転舵装置において、エンジンコントロールユニット２０は、船速を検出する速度センサ２５からの信号により、船速が所定値より速くなったときに、転蛇角の上限が、所定値以下の場合より、小さくなるように制御する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、ハンドル操作により電動駆動手段を介して転舵を行う船舶用転舵装置に関するものである。

従来から、この種のものとしては、特許文献１に記載されたようなものがある。これは、ステアリングホイール（ハンドル）を回転させることにより、この回転角がセンサにより検知され、この信号がコントローラに送信され、このコントローラからの信号により電動モータが駆動され、この駆動力により、伝達機構を介して船外機が所定量回動されて転舵されるように構成されている。

かかる船舶にあっては、操舵による走行時には、転舵角度が大きくなると小さい半径で旋回し、高速走行時には、小さい転舵角であっても大きな遠心力が発生することとなる。
特許第２９５９０４４号公報。

しかしながら、このような従来のものにあっては、操作部（ハンドル等）と転舵部（船外機等）の間の機械的結合が無く、小さい力での操作を可能としているため、急激な操作を行い易いことから、運転中の揺れや、油断などで急な操作を行った場合、船に作用する遠心力が大きくなり過ぎる虞がある。

そこで、この発明は、急激な操作をした場合でも、船に作用する遠心力が大きくなり過ぎるのを抑制する船舶用転舵装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段からの検出信号が入力される制御手段と、該制御手段からの制御信号により、前記操舵角に対応して舵を所定の転舵角に駆動させる電動駆動手段とを有する船舶用転舵装置において、前記制御手段は、船速を検出する船速検出手段からの信号により、船速が所定値より速くなったときに、前記転蛇角の上限が、前記所定値以下の場合より、小さくなるように制御する船舶用転舵装置としたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段からの検出信号が入力される制御手段と、該制御手段からの制御信号により、前記操舵角に対応して舵を所定の転舵角に駆動させる駆動手段とを有する船舶用転舵装置において、前記制御手段は、船速を検出する船速検出手段からの信号により、船速が所定値より速くなったときに、操舵角の変化に対する転舵角の変化の割合が、前記所定値以下の場合より、小さくなるように制御する船舶用転舵装置としたことを特徴とする。

上記請求項１に記載の発明によれば、制御手段は、船速を検出する船速検出手段からの信号により、船速が所定値より速くなったときに、転蛇角の上限が、所定値以下の場合より、小さくなるように制御するため、船速が速い状態で、急激にハンドルを切ったとしても、転舵角の上限が小さく設定されていることから、船に作用する遠心力が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、制御手段は、船速を検出する船速検出手段からの信号により、船速が所定値より速くなったときに、操舵角の変化に対する転舵角の変化の割合が、所定値以下の場合より、小さくなるように制御するため、船速が速い状態で、急激にハンドルを切ったとしても、操舵角の変化に対する転舵角の変化の割合が小さいことから、船に作用する遠心力が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。また、操舵角の変化に対する転舵角の変化の割合は小さいが、緊急な場合には、速くハンドルを切ることにより、急旋回も可能である。

以下、この発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］

図１乃至図４には、この発明の実施の形態１を示す。

まず構成を説明すると、図１中符号１１は、船体１２とこの船体１２の後部に回動自在に設けられた船外機１３とを有する小型船舶で、この小型船舶１１の船体１２の前部に設けられたハンドル１４を操作（操舵）することにより、電動の舵取装置１５を介して船外機１３がスイベル軸１６を中心に回動されて所定角度転舵されるように構成されている。

より詳しくは、ハンドル１４には、図１及び図２に示すように、このハンドル１４の操舵角を検出する「操舵角検出手段」としてのハンドル位置センサ１９が設けられ、このハンドル位置センサ１９からの検出信号が「制御手段」としてのエンジンコントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）２０に入力され、このＥＣＵ２０にてその操舵角の検出値からこれに対応する転舵角の値が演算されて、この位置指令信号が舵取装置１５の「駆動手段」としてのモータ２２に入力され、ギヤ等の駆動機構２３を介して船外機１３が所定量回動されて転舵されるように構成されている。

そして、その船外機１３の現在位置（転舵角）が船外機位置センサ２４からＥＣＵ２０に入力されると共に、船速が「船速検出手段」としての速度センサ２５により検出されてＥＣＵ２０に入力されるようになっている。

そのＥＣＵ２０では、速度センサ２５からの信号により、船速が所定値より速くなったときに、転蛇角の上限が、所定値以下の場合より、小さくなるように図４に示す転舵特性マップに基づいて制御される。

すなわち、ＥＣＵ２０では、船速が所定値以下のときには、図中実線に示すような特性線Ａ（一定の比例関係）で制御され、又、所定値より速くなると、転舵角の上限値がβ１に設定され、更に、速くなると、転舵角の上限値がβ２（値β１より小さい）に設定されるように制御される。

次に、かかる構成の船舶用転舵装置の作用を図３及び図４等に基づいて説明する。

操船者がハンドル１４を操作すると、ステップＳ１００でハンドル位置センサ１９により操舵角度（ハンドル角度）α°が検出されると共に、ステップＳ１０１で小型船舶１１の速度が速度センサ２５により検出され、ＥＣＵ２０に入力される。

そのＥＣＵ２０では、その船速に応じて、ステップＳ１０２で限度転舵角度が図４に示す転舵特性マップに基づいて決定される。船速が所定値より速い時には、限度転舵角度が値β１に、これより更に速くなると、その値β１より小さい値β２に制御される。船速が所定値以下の時には、特性線Ａに示す特性で制御される。

そして、ステップＳ１０３で、その転舵特性マップから、決定された限度転舵角度に基づく、特性線Ａ，Ｂ，Ｃが選択される。

次いで、ステップＳ１０４で、その転舵特性マップに基づき、現在の操舵角度から、目標転舵角度β°を決定し、ステップＳ１０５で、モータ２２に対してその目標転舵角度β°に応じた操舵指令を送信する。モータ２２では、その指令値に応じて出力し、駆動機構２３を介して船外機１３を所定の方向に所定量回動させて転舵させる。また、この際の船外機１３の転舵角度が船外機位置センサ２４によりＥＣＵ２０にフィードバックされて目標転舵角度βと比較されて一致していないときはフィードバック制御が行われることとなる。

このようにすれば、船速が所定値以下の時には、特性線Ａに基づき制御されるため、最大転舵角度が大きいことから、大きく舵を切ることができる。

また、船速が所定値より速くなり、限度転舵角度が値β１に設定されている場合、操舵角度が値α１より大きくなったとしても、特性線Ｂに基づき、転舵角度は値β１より大きくならず一定であるため、船速が速い状態で、大きくハンドル１４を切ったとしても、遠心力が大きくなり過ぎるのを防止できる。

さらに、船速が所定値よりさらに速くなり、限度転舵角度が値β２に設定されている場合、操舵角度が値α２より大きくなったとしても、特性線Ｃに基づき、転舵角度は値β２より大きくならず一定であるため、船速がより速い状態でも、大きくハンドル１４を切ったとしても、遠心力が大きくなり過ぎるのを防止できる。

なお、この実施の形態では、２個所に限界転舵角度を設定しているが、これに限らず、例えば図５に示すように、限度転舵角度を４つ設定したり、あるいは、他の数でも良いことは勿論である。
［発明の実施の形態２］

図６には、この発明の実施の形態２を示す。

この実施の形態２では、ＥＣＵ２０の転舵特性マップが図６に示すように設定されている。

すなわち、ＥＣＵ２０は、船速が所定値より速くなったときに、操舵角の変化に対する転舵角の変化の割合が、その所定値以下の場合より、小さく設定されている。

具体的には、船速が所定値以下のときには、図中実線に示すような特性線Ａ（一定の比例関係）で制御され、又、所定値より速くなると、転舵角の値β１より大きい範囲で、図中破線に示すような特性線Ｂで制御され、更に、速くなると、転舵角の値β２（値β１より小さい）より大きい範囲で、図中二点鎖線に示すような特性線Ｃで制御される。

してみれば、船速が所定値より速くなったときに、特性線Ｂ又はＣに示すように、操舵角の変化に対する転舵角の変化の割合が、所定値以下の場合の特性線Ａより、小さく設定されている。

このようなものにあっては、船速が所定値以下の時には、特性線Ａに基づき制御されるため、最大転舵角度が大きいことから、大きく舵を切ることができる。

また、船速が所定値より速くなり、転舵角の値β１より大きい範囲で、特性線Ｂに基づく特性マップが選択されると、操舵角が値α１より大きくなった場合には、特性線Ｂに基づいて目標転舵角度が決定されて操舵される。

従って、操舵角の変化に対する転舵角の変化の割合が、小さくなるため、緩やかに舵が切れることとなり、誤って大きくハンドル１４を切ったとしても、急激に操舵されるのを防止できる。

但し、緊急な場合には、速くハンドル１４を切ることにより、急旋回も可能となる。

さらに、それより更に船速が速くなると、転舵角の値β１より大きい範囲で、特性線Ｃに基づく特性マップが選択されることとなり、操舵角が値α２（値α１より小さい値）より大きくなった場合に、特性線Ｃに基づいて目標転舵角度が決定されて操舵される。

従って、操舵角がより小さい段階で、舵が緩やかに切れることとなり、船速に応じたより適切な制御を行うことができる。

なお、この実施の形態２では、特性線を２本（Ｂ，Ｃ）用いて説明しているが、これに限らず、例えば、図７に示すように、３本以上としても良いし、又、それら特性線の傾きを異ならせることもできる。

また、上記各実施の形態では、モータ２２により船外機１３を回動させるようにしているが、これに限らず、油圧等、他の手段でも良いことは勿論であると共に、「舵」は船外機１３に限らず、船内外機等でも良い。

この発明の実施の形態１にかかる小型船舶を示す概略平面図である。 同実施の形態１にかかる船舶用転舵装置のブロック図である。 同実施の形態１にかかるフローチャート図である。 同実施の形態１にかかる転舵特性マップを示す図である。 同実施の形態１の変形例を示す転舵特性マップを示す図である。 この発明の実施の形態２にかかる転舵特性マップを示す図である。 同実施の形態２の変形例を示す転舵特性マップを示す図である。

符号の説明

11 小型船舶
12 船体
13 船外機
14 ハンドル
19 ハンドル位置センサ（操舵角検出手段）
20 エンジンコントロールユニット（制御手段）
22 モータ（駆動手段）
23 駆動機構
24 船外機位置センサ
25 速度センサ（船速検出手段）

Claims (2)

1. ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   該操舵角検出手段からの検出信号が入力される制御手段と、
   該制御手段からの制御信号により、前記操舵角に対応して舵を所定の転舵角に駆動させる電動駆動手段とを有する船舶用転舵装置において、
   前記制御手段は、船速を検出する船速検出手段からの信号により、船速が所定値より速くなったときに、前記転蛇角の上限が、前記所定値以下の場合より、小さくなるように制御することを特徴とする船舶用転舵装置。
2. ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   該操舵角検出手段からの検出信号が入力される制御手段と、
   該制御手段からの制御信号により、前記操舵角に対応して舵を所定の転舵角に駆動させる駆動手段とを有する船舶用転舵装置において、
   前記制御手段は、船速を検出する船速検出手段からの信号により、船速が所定値より速くなったときに、操舵角の変化に対する転舵角の変化の割合が、前記所定値以下の場合より、小さくなるように制御することを特徴とする船舶用転舵装置。

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