CN103140421A - 船用操舵装置及船用操舵方法 - Google Patents

Abstract

在不对操舵部进行操作的状况持续时，能够谋求减小电动机的能耗，同时抑制工作液的温度上升造成的劣化。控制部（35）形成在不对操舵部（46）进行操作的状况、即指令舵角与实际舵角的舵角偏差为零（或第一舵角偏差以下）时，停止将油压泵（32）排出的压力油供给至舵板驱动部（21），同时在停止供给该压力油的持续时间T在设定持续时间TS以下时，使对油压泵（32）进行旋转驱动的电动机（33）以低速的第一旋转速度旋转，在持续时间T超过设定持续时间TS时，使电动机（33）以比低速的第一旋转速度小的极低速的第二旋转速度旋转或使其停止旋转的结构。

Description

船用操舵装置及船用操舵方法

技术领域

本发明涉及能够用电动机对液压泵进行旋转驱动，以利用该液压泵排出的压力液使舵板驱动部工作，从而利用该舵板驱动部改变舵板的舵角的船用操舵装置及船用操舵方法。

背景技术

作为已有的船用操舵装置之一例，有利用以一定的额定旋转速度的额定输出旋转的电动机对油压泵进行旋转驱动，利用该油压泵排出的压力油使舵板驱动部工作，利用该舵板驱动部改变舵板的舵角的船用操舵装置。

而且，利用该船用操舵装置时，在不实施改变舵板的舵角的动作的停止状态下，例如切换方向控制阀，不将油压泵排出的工作油向舵板驱动部提供，而使其在规定的循环回路循环。

又，其他已有的船用操舵装置中，有通过使用速度受到控制的伺服马达，能够使舵板的动作速度大幅度提高，而迅速改变舵板的舵角的船用操舵装置（例如参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2001－114195号公报。

发明内容

发明要解决的问题 

但是，上述已有的船用操舵装置中，利用以一定的额定旋转速度的额定输出旋转的电动机对油压泵进行旋转驱动的船用操舵装置，虽然能够使舵角迅速改变，但是即使是不实施改变舵板的舵角的动作而舵板处于停止状态，电动机也以一定的旋转速度旋转着，因此要求减少在该状态下电动机的能耗。

而且，即使是不实施改变舵板的舵角的动作而舵板处于停止状态，也与改变舵角的状态时一样，使从油压泵排出的一定流量的工作油在规定的循环回路循环，因此会使该循环的工作油的油温白白上升，工作油的温度上升造成的劣化提早产生，且使工作油冷却时需要另行设置冷却装置。

又，已有的其他的船用操舵装置，采用速度受到控制的伺服马达，能够控制舵板的动作速度，但是在不进行舵板的舵角变更动作而舵板保持停止状态的情况下，未能谋求降低电动机的能耗。

本发明是为解决如上所述的问题而作出的，其目的在于，提供在不对操舵部进行操作的状况持续时，能够谋求降低电动机的能耗，同时能够抑制工作液的温度上升造成的劣化的船用操舵装置及船用操舵方法。

解决问题的手段

根据本发明的船用操舵装置，是具备输出与指令舵角对应的指令舵角信号的操舵部、根据所述操舵部的操作被旋转驱动的电动机、控制所述电动机的旋转速度的控制部、由所述电动机旋转驱动的液压泵、利用所述液压泵排出的压力液工作的舵板驱动部、通过所述舵板驱动部驱动而工作的舵板、以及检测所述舵板的实际舵角并输出实际舵角信号的舵角检测部的船用操舵装置，其中，具备测定所述指令舵角信号与所述实际舵角信号的舵角偏差为零或接近零的第一舵角偏差以下的状态持续的持续时间的持续时间测定计时器，所述控制部在所述舵角偏差为零或所述第一舵角偏差以下时，停止将从所述液压泵排出的压力液供给至所述舵板驱动部，同时在所述持续时间为规定的设定持续时间以下时，使所述电动机以第一旋转速度旋转，在所述持续时间超过所述规定的设定持续时间时，使所述电动机以比所述第一旋转速度小的第二旋转速度旋转或使其停止。

根据本发明的船用操舵装置，对操舵部进行操作时，操舵部输出指令舵角信号，控制部能够根据该指令舵角信号与实际舵角信号的舵角偏差对电动机的旋转速度进行控制。液压泵被电动机旋转驱动，能够利用与电动机的旋转速度相对应的流量的压力液使舵板驱动部工作，并利用该舵板驱动部使舵板工作，以此改变舵角。

而且，舵角检测部能够检测舵板的实际舵角并输出实际舵角信号。又，持续时间测定计时器能够测定指令舵角信号与实际舵角信号的舵角偏差为零或接近零的第一舵角偏差以下的状态持续的持续时间。借助于此，该持续时间测定计时器能够测定从舵板工作而指令舵角与实际舵角一致的时刻开始直到指令舵角与实际舵角不一致为止的时间、即不对操舵部进行操作的时间。

又，控制部在舵角偏差为零或第一舵角偏差以下时，能够停止将液压泵排出的压力液供给至舵板驱动部。借助于此，能够利用液压泵排出的压力液使舵板不偏离指令舵角位置。

而且，控制部在从指令舵角与实际舵角一致时开始直到指令舵角与实际舵角变得不一致时为止的时间、即舵角偏差为零或第一舵角偏差以下的持续时间为规定的设定持续时间以下时，能够使电动机以第一旋转速度旋转。又，控制部在舵角偏差为零或第一舵角偏差以下的持续时间超过规定的设定持续时间时，能够使电动机以比第一旋转速度小的第二旋转速度旋转，或使其停止。

又，控制部不将停止将液压泵排出的压力液供给至舵板驱动部时的判定基准定为舵角偏差为零时，而定为舵角偏差在第一舵角偏差以下时，借助于此，能够提高该船用操舵装置的动作的稳定性。

在根据本发明的船用操舵装置中，所述控制部在所述舵角偏差比零或所述第一舵角偏差大时，能够使所述电动机以与所述舵角偏差相对应的旋转速度旋转，从而使所述舵板工作。

借助于此，在对操舵部进行操作时，即舵角偏差大于零或大于第一舵角偏差时，能够使电动机以与舵角偏差相对应的旋转速度旋转而使舵板工作。例如舵板的指令舵角与实际舵角的舵角偏差较大时，能够使电动机高速旋转，以此高速改变舵板的舵角。借助于此，在舵角偏差较大时也能够以比较短的时间使舵板转向指令舵角。而且在舵板的指令舵角与实际舵角的舵角偏差较小时，能够使电动机低速旋转，以此使舵板以低速工作。借助于此，能够使舵板无障碍地顺利地且不发生大冲击地停止在指令舵角的位置上。

在根据本发明的船用操舵装置中，所述控制部在所述舵角偏差比零大时、或为比所述第一舵角偏差大的第二舵角偏差以上时，使所述电动机以比所述第一旋转速度大的第三旋转速度旋转，从而使所述舵板工作，所述舵角偏差未满所述第二舵角偏差，而且比零或所述第一舵角偏差大时，使所述电动机以所述第一旋转速度旋转，从而使所述舵板工作。

这样一来，在舵角偏差比零大时，或为比第一舵角偏差大的第二舵角偏差以上时，控制部能够使电动机以比第一旋转速度大的第三旋转速度旋转而使舵板工作。例如操作部受到操作，且舵板的指令舵角与实际舵角的舵角偏差比较大时，控制部能够使电动机以高速（第三旋转速度）旋转，以此高速改变舵板的舵角，从而以比较短的时间使舵板转向指令舵角。

而且，在舵角偏差未满第二舵角偏差，且比零或第一舵角偏差大时，控制部能够使电动机以第一旋转速度旋转而使舵板工作。例如，舵板的指令舵角与实际舵角的舵角偏差较小时或变小时，能够使电动机以低速（第一旋转速度）旋转，以此低速改变舵板的舵角，借助于此，能够使舵板稳稳地在不发生大冲击的情况下顺利地停止在指令舵角的位置上。

在根据本发明的船用操舵装置中，所述控制部能够通过逆变器（inverter）对所述电动机的旋转速度进行控制。

像这样，控制部使用逆变器对电动机的旋转速度进行控制时，例如能够进行已经设定的电动机的速度控制，从而是经济的。

根据本发明的船用操舵方法，是使用具备输出与指令舵角对应的指令舵角信号的操舵部、根据所述操舵部的操作被旋转驱动的电动机、控制所述电动机的旋转速度的控制部、被所述电动机旋转驱动的液压泵、利用所述液压泵排出的压力液工作的舵板驱动部、通过所述舵板驱动部而工作的舵板、检测所述舵板的实际舵角并输出实际舵角信号的舵角检测部、以及测定所述指令舵角信号与所述实际舵角信号的舵角偏差为零或接近零的第一舵角偏差以下的状态持续的持续时间的持续时间测定计时器的船用操舵装置的船用操舵方法，所述控制部在所述舵角偏差为零或所述第一舵角偏差以下时，停止将从所述液压泵排出的压力液供给至所述舵板驱动部，同时在所述持续时间为规定的设定持续时间以下时，使所述电动机以第一旋转速度旋转，在所述持续时间超过所述规定的设定持续时间时，使所述电动机以比所述第一旋转速度小的第二旋转速度旋转或使其停止。

根据本发明的船用操舵方法，能够与根据本发明的船用操舵装置同样地起作用。

发明效果

根据本发明的船用操舵装置及船用操舵方法，控制部形成在舵角偏差为零或第一舵角偏差以下的持续时间、即操舵部未被操作的持续时间为规定的设定持续时间以下时，能够使电动机以第一旋转速度旋转的结构，因此能够使液压泵排出的压力液保持为与电动机的旋转速度对应的流量，其次，在操舵部被操作时，能够使舵板顺利地以优异的响应性工作。

而且，控制部形成在舵角偏差为零或第一舵角偏差以下的持续时间超过规定的设定持续时间时，能够使电动机以比第一旋转速度小的第二旋转速度旋转或使其停止的结构，因此在操舵部未被操作，而指令舵角与实际舵角一致（或大致一致）的状况超过设定持续时间还持续时，能够谋求减少设定持续时间以后的电动机能耗。即、能够减少电动机的加减速次数，抑制加速造成的电耗增加。进而能够借助于此抑制液压泵排出的压力液的液温上升造成的工作液性能劣化，并且不需要使工作液冷却用的冷却装置。

附图说明

图1是根据本发明一个实施形态的船用操舵装置的油压回路图； 

图2是根据上述实施形态的船用操舵装置的框图； 

图3是示出根据上述实施形态的船用操舵装置的动作的流程图； 

图4是示出根据上述实施形态的船用操舵装置的动作的流程图； 

图5是示出根据上述发明的实施形态的船用操舵装置的动作的流程图。

具体实施方式

以下参照图1～图4对根据本发明的船用操舵装置及船用操舵方法的一个实施形态进行说明。该船用操舵装置16，如图1所示，具备在船舶的船尾转动自如地安装的舵柄17，在该舵柄17上通过舵轴17a固定有舵板18。又，在舵柄17上固定有旋转臂19的一端部，在该旋转臂19的另一端部设置由大致为U字形的凹部形成的承受部20。

又，该船用操舵装置16具备对舵柄17进行转动驱动用的舵板驱动部21。该舵板驱动部21具有一对第一和第二油压缸机构22、23；以及构成第一和第二油压缸机构22、23的输出部的柱塞24。第一和第二油压缸机构22、23具有相向配置的第一和第二油压缸25、26，一方的第一油压缸25上伸缩自如地安装着柱塞24的一端部，而另一方的第二油压缸26上伸缩自如地安装着柱塞24的另一端部。

在该柱塞24的轴线方向中央部设置柱塞销27，该柱塞销27被安装于旋转臂19的承受部20。从而，柱塞24向箭头28所示的方向（图1中的右方）移动时，与其同时地柱塞销27移动，借助于此，旋转臂19、舵柄17、舵轴17a、及舵板18成一整体地向箭头29所示的逆时针方向转动。而且与此相反地，柱塞24向箭头30所示的方向（图1中的左方）移动时，与其同时地柱塞销27移动，借助于此，旋转臂19、舵柄17及舵板18成一整体地向箭头31所示的顺时针方向转动。

而且该船用操舵装置16，如图1所示，具备对舵板驱动部21（第一及第二油压缸机构22、23）进行驱动用的操舵用油压泵（以下也简称“油压泵”）32。该油压泵32是例如固定容量型的油压泵。

又如图1所示，该油压泵32由电动机33向规定方向旋转驱动，该电动机33由逆变器34进行速度控制。而且，该逆变器34由图2所示的控制部35控制。

又，在油压泵32上设置操舵用油压回路36，油压泵32通过该操舵用油压回路36与舵板驱动部21连接形成油压回路。

该操舵用油压回路36能够借助于油压泵32排出的压力油使舵板驱动部21工作，从而使舵板18向所希望的方向转动，并使舵板18以形成所希望的指令舵角的方式工作。该操舵用油压回路36，如图1所示，具备方向控制阀37、方向操作阀38、以及安全回路（relief circuit）39。

方向控制阀37能够进行切换，从而能够将从油压泵32的排出口排出的压力油供给至第一油压缸25或第二油压缸26，同时能够使从第二油压缸26或第一油压缸25排出的工作油返回至油压泵32的吸入口。

即，方向控制阀37，如图1所示，具备P1端口、T1端口、A1端口、以及B1端口。该P1端口通过上游侧的压力油供给管路40与油压泵32的排出口连接，T1端口通过下游侧的工作油返回管路41与油压泵32的吸入口连接。而且，A1端口通过压力油给排管路42与第二油压缸26连接，B1端口通过压力油给排管路43与第一油压缸25连接。

利用该方向控制阀37，如图1所示，滑阀（spool）44处于中间位置的状态下，P1端口与T1端口处于连接状态，从油压泵32的排出口排出的压力油通过压力油供给管路40及工作油返回管路41并返回至油压泵32的吸入口。在该中间位置的状态下，舵板18维持停止状态。

然后，方向控制阀37的滑阀44从中间位置向图1的右侧移动而切换到右侧位置时，P1端口与A1端口处于连接状态，从油压泵32排出的压力油通过压力油供给管路40及压力油给排管路42被供给至第二油压缸26，从而能够使舵板18向箭头31的方向转动。

而且此时第一油压缸25内的工作油通过压力油给排管路43及工作油返回管路41返回至油压泵32的吸入口。

又，方向控制阀37的滑阀44从中间位置向图1的左侧移动而切换到左侧位置时，P1端口与B1端口处于连接状态，从油压泵32排出的压力油通过压力油供给管路40及压力油给排管路43被供给至第一油压缸25，从而能够使舵板18向箭头29的方向转动。

而且此时第二油压缸26内的工作油通过压力油给排管路42及工作油返回管路41返回至油压泵32吸入口。

下面对方向操作阀38进行说明。方向操作阀38是电磁阀，操舵者通过对图2所示的操舵部46进行操作，能够将该方向操作阀38的滑阀45的位置切换到中间位置、右侧位置、左侧位置，借助于此，能够将方向控制阀37的滑阀44的位置切换到所希望的中间位置、左侧位置、右侧位置。

即，方向操作阀38，如图1所示，具备P2端口、T2端口、A2端口、及B2端口。该P2端口通过控制管路（pilot line）47及压力油供给管路40与油压泵32的排出口连接。T2端口通过油箱管路48与油箱49连接。而且，A2端口通过控制管路50与方向控制阀37的控制端口（pilot port）X连接，B2端口通过导向管路51与方向控制阀37的控制端口Y连接。

利用该方向操作阀38，如图1所示，滑阀45处于中间位置的状态下，压力油不向方向控制阀37的控制端口和控制端口Y中的任何一个供给，因此方向控制阀37的滑阀44维持处于中间位置的状态，舵板18维持停止状态。

然后，对操舵部46进行操作，以使方向操作阀38的滑阀45从中间位置向图1的右侧移动而切换到右侧位置时，形成P2端口与B2端口连接的状态，能够将从油压泵32排出的压力油通过控制管路47、51向方向控制阀37的控制端口Y供给。借助于此，能够将方向控制阀37的滑阀44切换到左侧位置，从而使舵板18向箭头29的方向转动。

又，对操舵部46进行操作，以使方向操作阀38的滑阀45从中间位置向图1左侧移动而切换到左侧位置时，形成P2端口与A2端口连接的状态，能够将从油压泵32排出的压力油通过控制管路47、50向方向控制阀37的控制端口X供给。借助于此，能够将方向控制阀37的滑阀44切换到右侧位置，从而使舵板18向箭头31的方向转动。

另外，图1所示的安全回路39具备安全阀（relief valve）52，能够控制油压泵32的排出压力。

下面对图2所示的船用操舵装置16的框图进行说明。该船用操舵装置16具备控制部35。该控制部35具备中央运算处理装置，能够按照在存储部预先存储的规定的程序，进行各种运算和处理。而且，该控制部35电气连接于操舵部46及舵角检测部53。

操舵部46在操舵者的操作下能够使舵板18向所希望的方向转动，并将其设定于所希望的指令舵角，且将与该所希望的指令舵角对应的指令舵角信号向控制部35输出。

舵角检测部53能够对图1所示的舵板18的实际的舵角（实际舵角）进行检测，并将实际舵角信号向控制部35输出。

又，在该控制部35电气连接于方向操作阀38（电磁阀）及逆变器34，能够对这些动作进行控制。另外，在逆变器34上电气连接有电动机33（例如感应电动机）。而且，方向操作阀38根据控制部35输出的信号进行动作。

而且，控制部35具备第一舵角偏差判定部（步骤S102）、第二舵角偏差判定部（步骤S110）、速度控制部（步骤S112、S120、S148）、持续时间测定计时器（步骤S138）、以及持续时间判定部（步骤S144）。

第一舵角偏差判定部是判定操作操舵部46而从该操舵部46输出的指令舵角信号（指令舵角）与从舵角检测部53输出的实际舵角信号（实际舵角）的舵角偏差是否为零的部件。

然而，第一舵角偏差判定部虽然对舵角偏差是否为零进行判定，但是取而代之，例如也可以对舵角偏差是否为接近零的第一舵角偏差以下进行判定。这样一来，就能够根据舵板18（实际舵角信号）的振动等对方向操作阀38及方向控制阀37频繁动作的情况进行抑制。借助于此，能够大大提高该船用操舵装置16的动作的稳定性。

第二舵角偏差判定部是在第一舵角偏差判定部判定舵角偏差不为零（或比第一舵角偏差大）时对舵角偏差是否为第二舵角偏差以上进行判定的部件。该第二舵角偏差是比零大的（或比第一舵角偏差大的）偏差。

速度控制部是在第二舵角偏差判定部判定舵角偏差为第二舵角偏差以上（舵角偏差比较大）时，能够生成第三旋转速度信号的部件。借助于此，能够使电动机33（及油压泵32）以第三旋转速度（高速）旋转，从而使舵板18高速改变至指令舵角。

而且，速度控制部在第二舵角偏差判定部判定舵角偏差未满第二舵角偏差（舵角偏差比较小）时，能够生成第一旋转速度信号。借助于此，能够使电动机33（及油压泵32）以第一旋转速度（低速）旋转，从而使舵板18以低速改变至指令舵角。

持续时间测定计时器是在第一舵角偏差判定部判定指令舵角信号与实际舵角信号的舵角偏差为零（或接近零的第一舵角偏差以下）时，能够测定舵角偏差为零（或第一舵角偏差以下）的状态持续的持续时间T的部件。即，是在舵板18的实际舵角与指令舵角一致（或大致一致）时，测定在该状态下操舵者未对操舵部46进行操作的时间的部件。

另外，第一舵角偏差判定部判定舵角偏差为零（或第一舵角偏差以下）时，图1所示的方向控制阀37的滑阀44处于中间位置，以此停止将油压泵32排出的压力油向舵板驱动部21供给。

持续时间判定部是判定利用持续时间测定计时器测定的持续时间T是否为规定的设定持续时间TS（例如3秒～3分钟左右的预定的设定时间）以下的部件。

而且，速度控制部在 该持续时间判定部判定持续时间T为设定持续时间TS以下时，使电动机33以第一旋转速度（低速）旋转。

又，速度控制部在持续时间T超过设定持续时间TS时使电动机33停止（或以比第一旋转速度（低速）小的第二旋转速度（极低速）旋转）。

下面参照图3和图4所示的流程图对该船用操舵装置16的动作进行说明。首先，如图3所示，操舵者对操舵部46进行操作并执行舵角命令时（步骤S100），加法器54将操舵部46生成的指令舵角信号（目标舵角信号）与舵角检测部53生成的实际舵角信号相加，计算舵角偏差。

然后，第一舵角偏差判定部对该舵角偏差是否为零（或接近零的第一舵角偏差以下）进行判定（步骤S102）。这时，判定为舵角偏差为零（或第一舵角偏差以下）、即判定为“是”时，控制部35根据舵角偏差的例如正值或负值向图1所示的方向操作阀38通电（步骤S104），使滑阀45向右侧位置或左侧位置移动。借助于此，能够使舵板18的舵角向指令舵角的位置转动。

这时，由于使舵板18转动，因此控制部35将持续时间测定计时器关闭以进行复位（步骤S106）。然后判断逆变器34是否异常（步骤S108）。

接着，判定为逆变器34无异常时，第二舵角偏差判定部对该舵角偏差是否为第二舵角偏差以上（舵角偏差比较大）进行判定（步骤S110）。这时，判定为舵角偏差为第二舵角偏差以上（舵角偏差比较大）、即判定为“是”时，控制部35能够将第三旋转速度信号向逆变器34输出（步骤S112），使电动机33以第三旋转速度（高速）旋转，以使油压泵32以第三旋转速度（高速）旋转（步骤S114），从而使舵板18以第三速度（高速）向规定的方向转动（步骤S116）。然后，该舵板18的实际舵角利用舵角检测部53检测，舵角检测部53能够将实际舵角信号向控制部35输出（步骤S118）。

然后，该实际舵角信号被反馈到加法器54，与上述相同地，重复进行利用加法器54的运算、以及步骤S102～S118的处理。

然后，实际舵角接近指令舵角，在步骤S110，利用第二舵角偏差判定部进行的判定断定舵角偏差未满第二舵角偏差（舵角偏差比较小）、即判定为“否”时，控制部35能够将第一旋转速度信号输出至逆变器34（步骤S120），使电动机33以第一旋转速度（低速）旋转，以使油压泵32以第一旋转速度（低速）旋转（步骤S122），从而使舵板18以第一速度（低速）转动至规定的方向上（步骤S124）。然后，该舵板18的实际舵角利用舵角检测部53检测，舵角检测部53能够将实际舵角信号输出至控制部35（步骤S126）。

然后，该实际舵角信号被反馈到加法器54，与上述相同地，重复进行利用加法器54的运算、以及步骤S120～S126的处理。

然后，实际舵角与指令舵角一致，在步骤S102，第一舵角偏差判定部进行的判定断定舵角偏差为零（或接近零的第一舵角偏差以下）、即判定为“否”时，如图4所示，控制部35对图1所示的方向操作阀38输出卸载（unload）信号，使方向操作阀38的滑阀45返回至中间位置（步骤S136）。借助于此，不将油压泵32排出的压力油供给至舵板驱动部21，而能够使舵板18停止于指令舵角的位置（步骤S140）。

这时，由于使舵板18停止，因此控制部35将持续时间测定计时器开启（步骤S138）。然后，判断逆变器34是否异常（步骤S142）。

接着，在判定为逆变器34无异常、即判定为“否”时，持续时间判定部对利用持续时间测定计时器（步骤S138）测定的持续时间T是否为规定的设定持续时间TS以下进行判定（步骤S144），判定为持续时间T在设定持续时间TS以下、即判定为“是”时，检测出实际舵角（步骤S146），返回至加法器54，重复进行上述处理。

然后，在步骤S144，持续时间T超过设定持续时间TS，持续时间判定部判定为“否”时，控制部35向逆变器34输出停止信号（步骤S148），使电动机33及油压泵32停止工作（步骤S150）。然后，检测出实际舵角，返回至加法器54，重复进行上述处理（步骤S152）。

另外，在本实施形态中，向逆变器34输出停止信号（步骤S148），使电动机33及油压泵32停止工作（步骤S150），但是取而代之，也可以由控制部35向逆变器34输出第二旋转速度信号（极低速信号）（步骤S148），使电动机33及油压泵32以第二旋转速度（极低速）旋转（步骤S150）。通过这样做，接着对操舵部46进行操作时，能够使舵板18顺利地以优异的响应性能工作。

但是，在图3所示的步骤S108中，判定为逆变器34有异常、即判定为“是”时，控制部35输出表示逆变器34异常的意思的信号，例如使操舵台的显示部显示该意思（步骤S128）。然后，对图1所示的方向操作阀38输出卸载信号，使方向操作阀38的滑阀45返回至中间位置（步骤S130）。借助于此，可以不将油压泵32排出的压力油供给至舵板驱动部21，而使舵板18停止于指令舵角位置（步骤S134）。

这时，由于逆变器34有异常，因此关闭持续时间测定计时器，使其复位，并结束操舵处理（步骤S132）。

然后，在图4所示的步骤S142，判定为逆变器34有异常、即判定为“是”时，控制部35关闭持续时间测定计时器，并使其复位（步骤S154）。然后，输出表示逆变器34异常的意思的信号，例如使操舵台的显示部显示该意思（步骤S156），并结束操舵处理。这样做后，船用操舵装置16工作。

下面对该船用操舵装置16的作用进行说明。采用图1及图2所示的船用操舵装置16时，操舵者对操舵部46进行操作，操舵部46输出指令舵角信号，控制部35能够根据该指令舵角信号对电动机33的旋转速度进行控制。油压泵32被电动机33旋转驱动，能够排出与电动机33的旋转速度相对应的流量的压力油，并利用该压力油使舵板驱动部21工作。而且能够利用该舵板驱动部21使舵板18工作而改变舵角。

而且，舵角检测部53能够对舵板18的实际舵角进行检测，并输出实际舵角信号。又，持续时间测定计时器能够测定指令舵角信号与实际舵角信号的舵角偏差为零（或接近零的第一舵角偏差以下）的状态的持续时间T。借助于此，该持续时间测定计时器能够测定从舵板18工作而与指令舵角一致时开始直到舵角偏差不为零（或接近零的第一舵角偏差以上）为止的时间、即接着对操舵部46进行操作之前的时间。

又，控制部35在舵板18与指令舵角一致，舵角偏差为零（或第一舵角偏差以下）时，能够停止将油压泵32排出的压力油供给至舵板驱动部21。借助于此，能够利用油压泵32排出的压力油使舵板18不偏离指令舵角位置。

而且，控制部35在舵角偏差为零（或第一舵角偏差以下）的持续时间T、即不对操舵部46进行操作的持续时间T为规定的设定持续时间TS以下时，能够使电动机33以第一旋转速度（低速）旋转。因此，能够将油压泵32排出的压力油保持为与电动机33的第一旋转速度（低速）对应的流量，其次，在对操舵部46进行操作时，可以使舵板18顺利地以优异的响应性工作。而且在对操舵部46进行下一次操作之前的时间，使油压泵32的旋转速度为低速的第一旋转速度，以此能够谋求减少电动机33的能耗。

又，控制部35在舵角偏差为零（或第一舵角偏差以下）的持续时间T超过规定的设定持续时间TS时，能够使电动机33以比第一旋转速度（低速）小的第二旋转速度（极低速）旋转或使其停止。因而，不对操舵部46进行操作，而指令舵角与实际舵角一致（或大致一致）的状况超过设定持续时间TS还持续时，能够谋求进一步减少设定持续时间TS以后的电动机33的能耗。而且，借助于此，能够抑制油压泵32排出的压力油的油温的上升，能够抑制工作油的温度上升造成的劣化，而且能够省去使工作油冷却用的冷却装置。

而且，在图3所示的步骤S110，在对操舵部46进行操作，并有舵角命令时，舵角偏差（指令舵角与实际舵角的偏差）为第二舵角偏差以上时，控制部35能够使电动机33以高速的第三旋转速度旋转，从而使舵板18工作。即，舵板18的指令舵角与实际舵角的舵角偏差比较大时，控制部35能够使电动机33高速旋转，以此高速改变舵板18的舵角，从而以比较短的时间使舵板18转向指令舵角。

而且，在舵角偏差未满第二舵角偏差，且不为零时（或比第一舵角偏差大时），控制部35能够使电动机33以低速的第一旋转速度旋转，从而使舵板18工作。即，舵板18的指令舵角与实际舵角的舵角偏差较小或变小时，能够使电动机33以低速旋转，从而以低速改变舵板18的舵角，借助于此，能够使舵板18不发生大冲击地停止于指令舵角的位置。

又，如图2所示，控制部35使用逆变器34对电动机33的旋转速度进行控制，因此能够对例如已经设定的恒速电动机进行速度控制，从而是经济的。

然而，在上述实施形态中，虽然用逆变器34对电动机33进行速度控制，但是也可以使用这以外的速度控制马达进行速度控制。例如也可以用控制部对伺服马达进行速度控制，从而控制油压泵32的旋转速度。

而且，在上述实施形态中，如图3所示的步骤S110、S112、S120所示，控制部35（第二舵角偏差判定部）根据舵角偏差是否在第二舵角偏差以上，以两个级别的旋转速度（第三旋转速度及第一旋转速度）改变电动机33及油压泵32的旋转速度，但是取而代之，也可以是控制部35在舵角偏差比零大时（或比第一舵角偏差大时）使电动机33以与舵角偏差相对应的旋转速度旋转，从而使舵板18工作。而且该旋转速度也可以是以三个以上的级别进行改变，还可以是以无级别进行改变。

借助于此，对操舵部46进行操作时，即，舵角偏差变得比零大时（或变得比第一舵角偏差大时），能够使电动机33以与舵角偏差相对应的旋转速度旋转，从而使舵板18工作。例如能够根据舵板18的指令舵角与实际舵角的舵角偏差的大小，使电动机33以多个级别的速度旋转，从而以高速、中速、低速等多个级别改变舵板18的舵角。其结果是，也能够根据舵角偏差的大小以比较短的时间使舵板18转向指令舵角，或以合理的速度使舵板18转向指令舵角，从而使舵板18不产生大冲击地低速地停止于指令舵角位置上。

又，在上述实施形态中，在图3所示的步骤S108，逆变器34判定为无异常、即判定为“否”时，控制部35能够使电动机33以第三旋转速度（高速）或第一旋转速度（低速）旋转，从而使舵板18以第三速度（高速）或第一速度（低速）转动至所希望的方向，但是取而代之，也可以如图5所示，省略步骤S110～S118，并且在步骤S108，判定为逆变器34无异常、即判定为“否”时，控制部35使电动机33以第四旋转速度旋转，从而使舵板18以第四速度转动至所希望的方向。

另外，该第四旋转速度是比上述实施形态中的第二旋转速度大的速度，是能够使舵板18迅速转到指令舵角上的速度。

工业应用性

如上所述，根据本发明的船用操舵装置及船用操舵方法具有在不对操舵部进行操作的状况持续时能够谋求减少电动机的能耗，同时能够抑制工作液的温度上升引起的劣化的优异效果，适合适用于这样的船用操舵装置及船用操舵方法。

符号说明 

16　 船用操舵装置；

17　 舵柄；

17a　舵轴；

18　 舵板；

19　 旋转臂；

20　 承受部；

21　 舵板驱动部；

22　 第一油压缸机构；

23　 第二油压缸机构；

24　 柱塞；

25　 第一油压缸；

26　 第二油压缸；

27　 柱塞销；

28、29、30、31　箭头；

32　 操舵用油压泵；

33　 电动机；

34　 逆变器；

35　 控制部；

36　 操舵用油压回路；

37　 方向控制阀；

38　 方向操作阀；

39　 安全回路；

40　 压力油供给管路；

41　 工作油返回管路；

42、43　压力油给排管路；

44、45　滑阀；

46　  操舵部；

47、50、51　控制管路；

48　油箱管路；

49　油箱；

52　安全阀；

53　舵角检测部；

54　加法器。

Claims (5)

1.一种船用操舵装置，是具备

输出与指令舵角对应的指令舵角信号的操舵部、

根据所述操舵部的操作被旋转驱动的电动机、

控制所述电动机的旋转速度的控制部、

由所述电动机旋转驱动的液压泵、

利用所述液压泵排出的压力液工作的舵板驱动部、

通过所述舵板驱动部而工作的舵板、以及

检测所述舵板的实际舵角并输出实际舵角信号的舵角检测部的船用操舵装置，其特征在于，

具备测定所述指令舵角信号与所述实际舵角信号的舵角偏差为零或接近零的第一舵角偏差以下的状态所持续的持续时间的持续时间测定计时器，

所述控制部在所述舵角偏差为零或所述第一舵角偏差以下时，停止将从所述液压泵排出的压力液供给至所述舵板驱动部，同时

在所述持续时间为规定的设定持续时间以下时，使所述电动机以第一旋转速度旋转，

在所述持续时间超过所述规定的设定持续时间时，使所述电动机以比所述第一旋转速度小的第二旋转速度旋转或使其停止。

2.根据权利要求1所述的船用操舵装置，其特征在于， 

所述控制部在所述舵角偏差比零或所述第一舵角偏差大时，使所述电动机以与所述舵角偏差相对应的旋转速度旋转，从而使所述舵板工作。

3.根据权利要求1所述的船用操舵装置，其特征在于， 

所述控制部在所述舵角偏差比零大时、或为比所述第一舵角偏差大的第二舵角偏差以上时，使所述电动机以比所述第一旋转速度大的第三旋转速度旋转，从而使所述舵板工作， 

所述舵角偏差未满所述第二舵角偏差，且比零或所述第一舵角偏差大时，使所述电动机以所述第一旋转速度旋转，从而使所述舵板工作。

4.根据权利要求1所述的船用操舵装置，其特征在于， 

所述控制部通过逆变器对所述电动机的旋转速度进行控制。

5.一种使用船用操舵装置的船用操舵方法，是使用具备

输出与指令舵角对应的指令舵角信号的操舵部、

根据所述操舵部的操作被旋转驱动的电动机、

控制所述电动机的旋转速度的控制部、

由所述电动机旋转驱动的液压泵、

利用所述液压泵排出的压力液工作的舵板驱动部、

通过所述舵板驱动部而工作的舵板、

检测所述舵板的实际舵角并输出实际舵角信号的舵角检测部、以及

测定所述指令舵角信号与所述实际舵角信号的舵角偏差为零或接近零的第一舵角偏差以下的状态所持续的持续时间的持续时间测定计时器的船用操舵装置的船用操舵方法，其特征在于，

所述控制部在所述舵角偏差为零或所述第一舵角偏差以下时，停止将从所述液压泵排出的压力液供给至所述舵板驱动部，同时

在所述持续时间为规定的设定持续时间以下时，使所述电动机以第一旋转速度旋转，

在所述持续时间超过所述规定的设定持续时间时，使所述电动机以比所述第一旋转速度小的第二旋转速度旋转或使其停止。

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