CN1351410A - 电动卷线器的马达控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题为:可以以电源电压以上的电压控制马达的电动卷线器的马达控制装置,使可以谋求操作性的提升的同时,即使误操作,装置也不会产生不良。其解决装置为:电动卷线器的马达控制部20增减速控制电动卷线器的马达12,变速操作部SK与PWM驱动电路31与升压电路32连接于控制部20。变速操作部SK设定马达12的旋转速度用。PWM驱动电路31是通过由卷线器控制部20来的占空比信号DS,根据速度设定装置设定的速度使由电源40施加的电压变化。升压电路32是根据被设定的特定的速度将被变压的电压放大至电源的电压以上。

Description

电动卷线器的马达控制装置

技术领域

本发明是关于马达控制装置，特别是增减速控制电动卷线器的马达的电动卷线器的马达控制装置。

背景技术

可以以马达进行钓绳卷上时的线轴的旋转的电动卷线器例如常被使用于将回游在100m以上的水深的鱼由船上垂钓时。此种电动卷线器一般具有占空比控制装置，通过操作被设置于电动卷线器的操作部的变速开关，使占空比变化，以使钓绳卷上速度变化。

此种电动卷线器的占空比控制虽然普通以电源所供给的电压(以下，称为电源电压)的范围内进行，但是也可以将电压升压至电源电压以上以使线轴高速旋转。如此使电压升压的电动卷线器例如被显示于实登第256811号。在此，操作变速开关，在电源电压以下的电压中，使钓绳卷取，在装置回收时等的轻负荷时，操作升压开关，利用升压线圈，使电压升压以高速卷取钓绳。

在前述现有的电动卷线器中，设变速开关与升压开关为不同的开关，与线轴的增减速操作不同，另外使钓者(操作者)进行升压操作。但是，将进行升压的开关与变速开关不同另外设置而使钓者操作，操作性差。又，钓者即使操作升压开关，也必须判断是否为良好状态。具体为：在鱼饵的更换或鱼逃走时等，认为应操作升压开关，由变速开关往升压开关置换手指以进行钓绳的卷取。但是，如误在鱼的取入时等的高负荷时操作升压开关，高电压作用于升压线圈，有升压线圈烧毁，装置产生不良的危险。

发明内容

本发明的课题为：提供一种可以以电源电压以上的电压控制马达的电动卷线器的马达控制装置，使得可以谋求操作性的提升的同时，即使误操作，也不会产生装置不良。

发明1的电动卷线器的马达控制装置是一种增减速控制电动卷线器的马达的装置，具备：速度设定装置；以及变速装置；以及升压装置。速度设定装置是设定马达的旋转速度用的装置。变速装置是根据速度设定装置被设定的速度使由电源被施加的电压变化的装置。升压装置是根据速度设定装置被设定的特定的速度将被变压的电压放大至电源的电压以上的装置。

在此马达控制装置中，通过速度设定装置的旋转速度一被设定，根据被设定的速度，变速装置使电压变化。例如，该速度被维持地使电压变化，以被赋予与该速度相关的电压控制马达。而且，通过速度设定装置，特定的速度一被设定，升压装置将被变压的电压放大至电源的电压以上，通过该被放大的电压，马达被高速驱动。

此处，特定的速度一被设定，电压被放大至电源电压以上，不用进行别的操作就可以高速卷取，提升了操作性。又，不是通过线圈的升压，而是通过放大使电压变高，故即使使用线圈，线圈本身不会被施加太大的电压，即使误操作也不易产生装置不良。而且，在使用升压线圈的升压中，电压即使提升，电流值没有那么高，增速的效果不太理想。但是，在本发明中，通过放大以提升电压，故电流也被放大，增速的效果变得极为大。

发明2的电动卷线器的马达控制装置是于发明1所记载的装置中，变速装置根据速度设定装置所设定的速度至少将由电源被施加的直流电压转换为使频率变化的交流电压，升压装置对于根据被设定的特定的速度，被转换的特定的频率的交流电压，共振放大交流电压。在此情形下，对于特定的频率共振放大电压，故通过共振电路可以任意设定共振频率。

发明3的电动卷线器的马达控制装置是于发明2所记载的装置中，变速装置将由电源被供给的直流电压通过可变的切换频率使占空比变化，以脉冲宽幅调制进行变速控制，升压装置在被使用于脉冲宽幅调制之际的可变的切换频率之中，以特定的频率共振。在此情形，在脉冲宽幅调制之际，使切换频率成为可变，通过该特定的频率进行共振，故可以简单兼顾PWM控制的高精度的马达控制与通过共振的放大。

发明4的电动卷线器的马达控制装置是于发明1所记载的装置中，升压装置是具有包含线圈与电容器的LC共振电路。在此情形，通过LC共振电路可以简单构成升压装置。

图面的简单说明

图1是采用本发明的一实施形态的电动卷线器的平面图。

图2是水深显示部的平面图。

图3是显示控制系统的构成的方块图。

图4是显示主程序的流程图。

图5是显示键输入子程序的流程图。

图6是显示学习模式子程序的流程图。

图7是显示指定钓绳学习子程序的流程图。

图8是显示各动作模式子程序的流程图。

发明的具体实施形态

图1中，采用本发明的一实施形态的电动卷线器是通过由外部电源供给的电力而被驱动的卷线器。又，电动卷线器具有：根据钓绳放出长度或钓绳卷取长度，显示装置的水深的水深显示机能。

电动卷线器主要具备：可以装置于钓竿R的卷线器本体1；以及被配置于卷线器本体1的侧方的线轴旋转用的手轮2；以及被配置于手轮2的卷线器本体1侧的牵引调整用的星形牵引器3。

卷线器本体1具有：由左右1对的侧板7a、7b以及将其连结的多个的连结构件7c所形成的机架7；以及覆盖机架7的左右的左右侧盖8a、8b；以及覆盖机架7的前部的前盖9。

手轮2的旋转轴可以旋转自如地被支持在手轮2侧的侧盖8b。在后部的连结构件7c的下部设置连接电源线18的一端用的本体连接器部19。可以安装卸下自如地被装置在本体连接器部19的电线连接器部18a被装置于电源线18的一端，在另一端例如连接由12伏特的铅蓄电池形成的外部电源40。透过此本体连接器部19，外部电源40的电力被供给于卷线器。外部电源40例如为12伏特的铅蓄电池。

被连结于手轮2的线轴10旋转自如地被支持在卷线器本体1的内部。在钓绳卷取方向旋转驱动线轴10的直流驱动的马达12被配置于线轴10的内部。又，在卷线器本体的内部设置：水平卷绕机构或磁铁飞轮(未图标出)或旋转传达机构(未图标出)或离合器机构(未图标出)等。

旋转传达机构包含：减速马达12的旋转的游星齿轮机构或阻止手轮2的逆转的逆转防止机构或制止线轴10向放线方向旋转的牵引机构，手轮2的旋转传达到线轴10的同时，马达12的旋转也传达到线轴10。离合器机构用于开关手轮2及马达12及线轴10的驱动传达。又，在卷线器本体1的手轮2侧侧面配置有开启、关闭操作离合器机构用的离合器杆11。

防水的计数器壳4被固定于卷线器本体1的上部。在计数器壳4设置：如图2详细说明般地，由以上底的2个的基准显示装置的水深或搁板位置用的液晶显示器所形成的水深显示部5；以及被配置于水深显示部5的周围的各种的操作键部6。

水深显示部5包含：被配置于中央的4位数的7段显示的水深显示区域5a，以及被配置于其下方的3位数的底水深显示区域5b；以及被配置于水深显示区域5a的图4右方的变速段数显示区域5c。在变速段数显示区域5c中，以棒状图显示通过变速操作部SK被设定的7阶段的卷上速度的段数。

在水深显示部5可以显示：「由底部起」、「100m」、「200m」、「利用胴径」、「指定钓绳」、「放绳停止」、「0设定」的8种类的文字列。「由底部起」的文字列是显示在水深显示模式由底部的模式时。所谓由底部的模式是以底基准显示装置的水深的模式，主要被使用于钓被称为底的鱼时。又，通常装置的水深是以水面基准(由上的模式)被显示。

「100m」～「指定钓绳」为止的文字是显示学习模式的种类，其中任何一种被择一选择时，只有被选择的学习模式的文字列被显示。

操作键部6具有：具有被上下排列配置鱼水深显示部5的图1右侧的增速按钮SK1以及减速按钮SK2的变速操作部SK与被配置于变速操作部SK的下方的马达按钮PW。又，操作键部具有：上下排列被配置于左侧的引诱按钮IB、搁板备记按钮TB以及模式按钮MD。

马达按钮PW是进行马达12的开启、关闭用的按钮。

变速操作部SK的增速按钮SK1是增速被驱动的马达12用的按钮，减速按钮SK2是减速用的开关。变速操作部SK的增速按钮SK1一被操作，根据操作时间，变速段1段1段增加。又，减速按钮SK2一被操作，变速段1段1段被减少。变速段一变化，根据此，成为PWM控制的基准的占空比随着变化。例如，在1速中为30％、在2速中为50％、…在7速中为95％，如此地变化。

引诱按钮IB是被使用于设定将装置引诱提升于搁板附近的引诱模式、进行引诱学习、解除引诱模式之际的按钮。搁板备记按钮TB是设定由上的模式时的上搁板位置或由底部的模式时的底搁板位置用的按钮。又，搁板备记按钮TB如继续按压3秒以上，水深显示被做0设定。

模式按钮MD是设定4种的学习模式用的开关，例如，将其按压1次，被设定为100m学习模式，连续按压2次，为200m学习模式、连续按压3次，为利用胴径学习模式、连续按压4次，为指定钓绳学习模式，如此设定各个的学习模式。

此处，100m学习模式以及200m学习模式是将全长为100m或200m的已知粗细(号数)或卷取开始直径未知的以100m单位被市售的钓绳卷绕于线轴10之际所被使用的学习模式。在此2个的学习模式中，学习钓绳卷绕终了部份的线轴旋转数与线轴每1转的钓绳长的相关关系，通过该学习结果，求得涵盖钓绳全长的线轴旋转数与每1转的钓绳长的关系。

利用胴径学习模式是被使用于将长度或粗细(号数)或卷绕开始直径未知的钓绳卷绕于线轴10之际的学习模式。在此利用胴径学习模式中，学习钓绳卷绕开始部份与钓绳卷绕终了部份的线轴旋转数与线轴每1转的钓绳长的相关关系，通过该学习结果，求得涵盖钓绳全长的线轴旋转数与每1转的钓绳长的关系。

指定钓绳学习模式是被使用于将被准备于记忆部24内的被指定的粗细(号数)以及钓绳长的钓绳卷绕于线轴10的模式。

如图3所示，水深显示部5与进行显示控制以及马达控制的卷线器控制部20被配置于计数器壳4内。又，PMW驱动马达12的PWM驱动电路31被配置于计数器壳4内。

卷线器控制部20包含含有被配置在计数器壳4内的CPU、RAM、ROM、I/O接口等的微电脑。卷线器控制部20依据控制程序，实行水深显示部5的显示控制或马达驱动控制等的各种的控制动作。检测操作键部6的各种按钮与线轴10的旋转方向以及旋转数用的线轴传感器21与线轴计数器23被连接于卷线器控制部20。又，输出各种警报的蜂鸣器22与PWM驱动电路31与水深显示部5与记忆部24与其它的输入输出部被连接于卷线器控制部20。

PWM驱动电路31包含作为驱动马达12用的驱动元件FET41。PWM驱动电路31通过由卷线器控制部20输出的频率以及振幅不同的占空比信号DS而被控制，可变地驱动马达12的速度。在PWM驱动电路31与马达12之间设置以占空比信号DS的特定频率共振，放大电压以及电流的升压电路32。

如图4所示般地，PWM驱动电路31主要是由FET41所形成的开关晶体管所构成，通过被给予栅极的占空比信号DS，开启、关闭电源电压。FET41的漏极透过升压电路32与电源40连接，设置有源极。

升压电路32具有：被配置于电源40与FET41之间的电感器(L)50；以及其个自的一端被连接于电感器50的两端的电容器(C1、C2)51’52；以及阳极被连接于电容器52的一端，阴极被连接于电容器51的另一端的二极管(D1)；以及阳极被连接于电容器51的另一端，阴极被连接于电容器52的另一端的二极管(D2)54。马达12被连接于电容器52的另一端。

升压电路32以共振频率f＝1/(2π(LC)^1/2)共振，放大以FET41开关的向马达12的施加电压。此处，L是电感器50的电感，C是对于电感器50串联连接的电容器51、52的合成电容((C1 C2)/(C1+C2))。具体为：根据设定的速度，被施加于依据频率以及脉冲宽幅变化的占空比信号DS而变化的马达12的电压与共振频率一致地放大。此处，例如与95％占空比时的频率共振，放大施加电压。

PWM驱动电路31以及升压电路32如下述般地动作。根据通过由卷线器控制部20的变速操作部SK的其中一个的按钮SK1、SK2的操作而被设定的变速段的占空比信号DS如图5所示般地，一被给予FET41的栅极，通过二极管53、54，根据脉冲宽幅的电压被施加于马达12。又，根据被设定的变速段，通过之后说明的软件控制，占空比信号被设定，依据占空比速度变动，故实际根据被检测的线轴速度，占空比信号的脉冲宽幅(占空比)被增减。

而且，例如95％占空比的占空比信号DS一由卷线器控制部20被输出，电感、电容器51、52进行LC共振，成为如图5所示的电压波形。即，在电感50中，占空比信号DS关闭时，产生最大5V程度的逆电动势，储存在电容器51以及电容器52的电荷与其重叠，作用于马达12。又，占空比信号DS被开启时，根据其的占空比的电压作用于马达12。此结果为：整体上电源电压以上的电压被产生，马达12被旋转驱动。此时，通过在升压电路32的共振，电流也被放大，故进而增速效果更为提高。

线轴传感器21如图1所示，是由被前后排列配置的2个读取开关21a、21b所构成。读取开关21a、21b检测被装置于磁铁飞轮的磁铁。通过以线轴计数器23计数此检测脉冲，可以检测线轴10的旋转速。又，通过其中一个读取开关21a、21b先发出检测脉冲，可以检测线轴10的旋转方向。

线轴计数器23是计数线轴传感器21的开启、关闭次数的计数器，通过此计数值SP可以获得关于线轴旋转数的旋转位置数据。线轴计数器23在线轴10正转时(钓绳放出方向的旋转)，计数值减少，逆转则增加。

记忆部24是由例如EEPROM等的非易失性存储器形成，用于学习结果的数据或线长计算时的各种的数据等的记忆。

接着，依循图6以后的控制流程说明通过卷线器控制部20而进行的软件的具体控制处理。

电动卷线器透过电源线18一被连接于外部电源40，在图6的步骤S1中，进行初始设定。在此初始设定中，重置线轴计数器23的计数值、重置各种的变量或图表、将水深显示模式设定为由上的模式。

接着，在步骤S2中，进行显示处理。在显示处理中，进行水深显示等的各种的显示处理。此处，在由上的模式时，于水深显示区域5a显示水面基准的水深。

在步骤S3中，判断操作键部6的其中哪个的按钮是否被按压。又，在步骤S4中，判断线轴10是否旋转。此判断是通过线轴传感器21的输出而判断。在步骤S5中，判断其它的指令或输入是否有。

在有键输入的情形，由步骤S3移往步骤S6，实行键输入处理。又，在检测线轴10的旋转的情形，由步骤S4移往步骤S7。在步骤S7中，实行各动作模式处理。

在有其它的指令或输入的情形，由步骤S5移往步骤S8，实行其它的处理。

在步骤S6的键输入处理中，判断在图7的步骤S11中，卷线模式是否被设定。此判断是依据模式开关MD是否被按压。在步骤S12中，判断马达开关PW是否被按压。在步骤S13中，判断变速操作部SK的增速开关SK1是否被按压。在步骤S14中，判断变速操作部SK的减速开关SK2是否被按压。在步骤S15中，判断其它的开关是否被操作。其它的开关操作包含搁板备记开关TB等的操作或各开关的长按压操作等。

模式开关MD一被按压，由步骤S11移往步骤S16。在步骤S16中，实行卷线模式处理。此卷线模式是如前述般地，为100m学习模式、200m学习模式、利用胴径学习模式、指定钓绳学习模式。

马达开关PW一被按压，由图7的步骤S12移往步骤S17。在步骤S17中，实行马达控制处理。

增速开关SK1一被按压，由步骤S13移往步骤S18。在步骤S18中，判断变速段SC是否为7速，即，通常的最高速度。变速段SC在已经是7速的情形，不进行任何的处理。在此7速中，占空比被设定为95％。占空比一被设定为95％，如前述般地，升压电路32共振，被施加于马达12的电压被升压为电源电压(例如12V)以上(例如，15～16V)。此时，通过共振，使电压上升，故与电压一起电流也增加，增速效果可以明确获得。变速段SC在未满7速时，由步骤S18移往步骤S19，使变速段SC1个1个上升。在步骤S20中，根据各个的变速段SC的速度地，提升PWM驱动电路44的占空比，根据被设定的变速段SC的速度，使线轴10旋转。

减速开关SK2一被按压，由步骤S14移往步骤S21。在步骤S21中，判断变速段SC是否为1速，即，通常的最低速度。在变速段SC已经是1速的情形，不进行任何的处理。变速段SC在2速以上的情形，由步骤S21移往步骤S22，使变速段SC1个1个下降。在步骤S22中，根据各个的变速段SC的速度，降低PWM驱动电路44的占空比，根据被设定的变速段SC的速度使线轴10旋转。

但是，在2速至6速之间，为防止通过负荷的变动而使速度变化，故线轴旋转数一变化，成为基准的占空比被微小增减。又，在2速至6速中，即使微小增加占空比，最大占空比被限制在90％。因此，在2速至6速不会通过升压电路32增速。

其它的开关输入一进行，由步骤S15移往步骤S24，例如，进行根据设定为现在的水深的搁板值等的操作的键输入的其它的键输入处理。

在步骤S7的各动作模式处理中，在图8的步骤S31中，判断线轴10的旋转方向是否为线放出方向。此判断是通过线轴传感器21的其中一个的读取开关21a、21b先发出脉冲而判断。一判断为线轴10的旋转方向为线放出方向，由步骤S31移往步骤S32。在步骤S32中，使线轴旋转数1圈1圈减少。在步骤S33中，每减少一指定旋转数，由线轴旋转数X读出被记忆在记忆部24的数据，算出被放出的线长，进而由线长算出水深LX。在步骤S34中，判断获得的水深LX是否与搁板位置一致，即，装置是否到达搁板。搁板位置如前述般地，通过装置到达搁板时按压搁板备记按钮TB而被设定在记忆部24。在步骤S35中，判断是否为其它的模式。在不是其它模式的情形，终了各动作模式处理，返回主程序。

水深一与搁板位置一致，由步骤S34移往步骤S36，为了报告装置到达搁板，使蜂鸣器22鸣叫。在其它模式的情形，由步骤S35移往步骤S37，实行被指定的其它模式。

线轴10的旋转一判断为线卷取方向，由步骤S31移往步骤S42。在步骤S42中，使线轴旋转数1圈圈增加。在步骤S43中，每一增加，由线轴旋转数X读出被记忆在记忆部24的数据，算出被卷取的线长，进而算出水深LX。在步骤S44中，判断水深是否与船缘停止位置一致。在未卷取至船缘停止位置为止的情形，返回主程序。

一到达船缘停止位置，由步骤S44移往步骤S45。在步骤S45中，为了报告装置位于船缘，使蜂鸣器22鸣叫。在步骤S46中，使马达12关闭。藉此，在鱼被钓到时，鱼被配置于容易取得的位置。此船缘停止位置例如被设定为在水深6m以内，线轴10停止指定时间以上。

此处，变速段一被设为7速，通过该占空比信号DS的频率，升压电路32共振，电源电压被放大。因此，如装置的回收时那样，负荷比较低时，可以高速卷取钓绳，可以加速返回手头。而且，在7速以外，使之不做高速卷取，故负荷高时，不易错误增速。进而，通过变速操作部SK的操作可以放大，故通过电源电压以上的电压的增速操作容易。又，通过升压电路32的共振以提升电压，故电流也被放大，增速效果明确显现。进而，即使在升压电路32设置电感50，电压不太作用于电感本身，故电感50不易烧损。其它实施例

(a)在前述实施形态中，虽是使用于PWM控制时的占空比信号的频率变化而放大，但是也可以使占空比信号根据变速段只使振幅变化，使根据变速段而变化的频率信号另外产生，例如在7速时，共振而放大。

(b)在前述实施形态中，虽将电感50设置于升压电路32，如将马达的电感成分当成共振电路的一部份而利用，升压电路变成不需要电感。在此情形，可以使升压电路的构成简单化，同时，可以降低发热。

(c)在前述实施形态中，虽然通过PWM控制来控制马达，但是本发明并不限定于此，可以适用于根据速度使频率变化的全部的马达控制法。

发明效果

在本发明的电动卷线器的马达控制装置中，特定的速度一被设定，电压被放大至电源电压以上，故可以不进行别的操作以高速卷上，操作性提升。又，不是通过线圈的升压，而是通过放大以提高电压之故，即使使用线圈，线圈本身不会被施加太大的电压，即使误操作也不易产生装置不良。而且，在使用升压线圈的升压中，电压即使提升，电流值没有提那么高，增速的效果不太理想。但是，在本发明中，通过放大以提升电压之故，电流也被放大，增速的效果变得极为大。

Claims (4)

1.一种电动卷线器的马达控制装置，是通过由电源来的电力，增减速控制电动卷线器的马达的电动卷线器的马达控制装置，其特征为具备：

设定前述马达的旋转速度用的速度设定装置；以及

根据前述速度设定装置设定的速度使由电源施加的电压变化的变速装置；以及

根据前述速度设定装置被设定的特定的速度，使前述被变压的电压放大至前述电源的电压以上的升压装置。

2.如权利要求1所述的电动卷线器的马达控制装置，其中前述变速装置是根据前述速度设定装置设定的速度，至少将由前述电源施加的直流电压转换为使频率变化的交流电压，

前述升压装置对于根据前述设定的特定的速度而转换的特定的频率的交流电压，共振而放大前述交流电压。

3.如权利要求2所述的电动卷线器的马达控制装置，其中前述变速装置将由前述电源供给的直流电压通过可变的切换频率使占空比变化，以脉冲宽幅调制进行变速控制，

前述升压装置在被使用于前述脉冲宽幅调制之际的前述可变的切换频率之中，以特定的频率共振。

4.如权利要求1所述的电动卷线器的马达控制装置，其中前述升压装置是具有包含线圈与电容器的LC共振电路。

Images