JP4994007B2 - 船舶用転舵装置、及び船舶 - Google Patents
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Description
請求項7に記載の船舶用操舵装置は、請求項6に記載の構成に加え、前記電動アクチュエータ状態検出手段には、前記電動アクチュエータの温度を検出する温度検出手段と、複数の前記電動アクチュエータのうち駆動する電動アクチュエータ及び該駆動する電動アクチュエータの数を選択する電動アクチュエータ選択手段のうち少なくとも一つの手段が接続されたことを特徴とする。
ステップS12,S14〜S17における検出値に基づいてPID制御のゲインを変化させて電流値を算出することにより、転舵荷重の増大量をフィードバックでき電動モータ20のトルク量を追従させることができる。
図6の(a)は、一の船外機12の転舵角と転舵力との関係を示す模式図である。船外機12の転舵方向及び転舵角と転舵力の大きさとの関係は同図に示すようになり、それゆえ、転舵速度が速いとき(図6の(a)に示す“A1”参照)は、転舵速度が遅いとき(同図の“A2”参照)よりも船外機12を転舵させるために大きな力を要する。又、船外機12の転舵角が大きくなる(同図の“B1”参照)程、転舵角が小さいとき“B2”参照)よりも、船外機12を転舵させるために大きな力を要する。
(2-1)図7は、転舵力と転舵速度等の関係を示す模式図である。同図に示す通り、転舵力と船舶重量との関係は、船舶重量が大きくなると転舵力が大きくなるような比例関係を示す。同様に、転舵力とトリム角との関係、転舵力と船速との関係、転舵力と加速度(及び減速度)との関係等も、それぞれが大きく(トリム角の場合は小さく)なると転舵力が大きくなるような関係を示す。
(2-2)一の船舶に船外機12が複数搭載されている場合(この実施の形態において図示せず)においては、搭載された複数の船外機12のうち実際には一部の船外機12のみで走行しているとき、又は各船外機12のトリム状態が異なるとき(船外機12下部の水没深さが異なる場合)には、左転舵と右転舵の際の転舵荷重特性が同一にならない。
(2-3)一の船舶に船外機12が複数設置され、それぞれのプロペラが異なる方向に回転する場合、それぞれの船外機12の反トルクを受ける方向が相違し、その結果各船外機12を転舵させる際の転舵力が相違する。例えば、図6の(b)の模式図には一の船舶に2基の船外機12を設置した場合を示しているが、一方側に転舵する際は一方側の船外機12における転舵力(同図のE1参照)は他方側の船外機12における転舵力(同図のE2参照)よりも大きくなり、逆に他方側に転舵する際は他方側の船外機12における転舵力(同図のF1参照)は一方側の船外機12における転舵力(同図のF2参照)よりも大きくなる。
通常、モータは温度が上昇するに伴ってモータ特性が変化する。そして、電動モータ20も、温度が高くなるほど図8の(a)の模式図に破線で示すようなモータ特性を示すようになる。即ち、特定の回転数において出力される転舵トルクは、電動モータ20の温度が上昇するほど低下することになる(同図におけるG1,G2参照)。
船外機12自体の状態、例えば、船外機12の基数や、各船外機12に設けられたプロペラやタブトリム(図示せず)等の大きさや位置等も、転舵させる際の抵抗の大きさに影響を及ぼす。
12 船外機(船舶推進装置)
16 舵切り装置
17 ハンドル
20 電動モータ(電動アクチュエータ)
33 ECU(制御手段)
38 操舵状態検出手段
39 走行状態検出手段
40 船外機状態認識手段(船舶推進装置状態認識手段)
41 電動モータ状態検出手段(電動アクチュエータ状態検出手段)
42 転舵力演算手段
43 電動モータ制御手段(電動アクチュエータ制御手段)
45 偏差検出手段
46 負荷検出手段
47 操舵検出手段
48 重量検出手段
49 トリム角検出手段
50 速度検出手段
51 操舵記憶手段
52 温度検出手段
53 転舵力検出手段
Claims (9)
- 船体の船尾に配設される船舶推進装置と、船舶の進行方向を変えるための電動アクチュエータによって駆動される舵切り装置と、操船者により操作され、操作量に応じた駆動信号を前記電動アクチュエータに与えるために前記電動アクチュエータに電気的に接続されたハンドルと、該ハンドルの駆動信号に基づいて前記電動アクチュエータを動作させる制御手段とを備えた船舶用転舵装置において、
前記制御手段は、
ハンドル操作に従った転舵状態を検出する操舵状態検出手段と、船舶の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記船舶推進装置の数量又は該船舶推進装置の状態を示す他の情報を認識する船舶推進装置状態認識手段とを有し、
前記制御手段は、
前記操舵状態検出手段、前記走行状態検出手段、前記船舶推進装置状態認識手段からの検知値の全てに基づいて、前記電動アクチュエータが付与する目標転舵力を大きくする転舵力演算手段と、
該転舵力演算手段が演算した目標転舵力に応じて前記電動アクチュエータを制御する電動アクチュエータ制御手段とを備えたことを特徴とする船舶用転舵装置。 - 前記電動アクチュエータ制御手段は、目標転舵力が大きくなった際に前記電動アクチュエータに供給する駆動電流を増大させることを特徴とする請求項1に記載の船舶用転舵装置。
- 前記操舵状態検出手段には、
ハンドル操作に従った転舵に必要な転舵力を検出する転舵力検出手段と、前記船舶推進装置にかかる力を検出する負荷検出手段と、ハンドル操舵角、ハンドル操舵速度、ハンドル操舵方向、ハンドル操舵に従って駆動される舵の回転角、舵の回転速度、舵の回転方向を検出する操舵検出手段と、前記ハンドル操作に応じた目標転舵角と舵の転舵角との偏差を検出する偏差検出手段との少なくとも一つが接続されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の船舶用転舵装置。 - 前記走行状態検出手段には、
前記船舶の喫水位置、重量を検出する重量検出手段と、前記船舶のトリム角を検出するトリム角検出手段と、前記船舶の速度、加速度、推力、前記船舶推進装置の出力を検出する速度検出手段とのうち、少なくとも前記トリム角検出手段が接続されたことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一つに記載の船舶用転舵装置。 - 前記船舶推進装置状態認識手段には、
前記船舶推進装置の数量、前記船舶推進装置の船舶に対する搭載位置、前記船舶推進装置に設けられたプロペラの回転方向、プロペラ形状、タブトリム角度、タブトリム形状のうちのいずれか1つの情報を記憶した操舵記憶手段が接続されたことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一つに記載の船舶用転舵装置。 - 前記制御手段は、前記電動アクチュエータの状態を検出する電動アクチュエータ状態検出手段を更に有し、
前記転舵力演算手段は、前記操舵状態検出手段、前記走行状態検出手段、前記船舶推進状態認識手段及び前記電動アクチュエータ状態検出手段からの検知値の全てに基づいて前記電動アクチュエータが付与する目標転舵力を大きくすることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一つに記載の船舶用操舵装置。 - 前記電動アクチュエータ状態検出手段には、前記電動アクチュエータの温度を検出する温度検出手段と、複数の前記電動アクチュエータのうち駆動する電動アクチュエータ及び該駆動する電動アクチュエータの数を選択する電動アクチュエータ選択手段のうち少なくとも一つの手段が接続されたことを特徴とする請求項6に記載の船舶用転舵装置。
- 前記転舵力演算手段は、前記検出値に基づいてPID制御のゲインを変化させることで前記目標転舵力を算出することを特徴とする請求項1乃至7の何れか一つに記載の船舶用転舵装置。
- 請求項1乃至8の何れか一つに記載の船舶用転舵装置が配設されたことを特徴とする船舶。
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