JP4972319B2 - Navigation steering device - Google Patents
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Description
本発明は、船外機等の航行用操舵装置に関するものである。 The present invention relates to a navigation steering apparatus such as an outboard motor.
船外機を推進装置として利用するモータボート等の小型船舶では、舵は付いておらず、船外機が舵取機構であり、船外機本体の向きを変えることにより、舵取りが行われる。特に小型の場合には、船外機本体にハンドルバーを取付けて、運転者が直接操舵するようになっている。その他の場合では、運転席に設けられたステアリングホイール(操舵部材、ハンドル)の回転を、ロープと滑車、プッシュプルケーブル又は油圧プランジャにより伝達して、船外機本体を操舵している。 A small boat such as a motor boat that uses an outboard motor as a propulsion device does not have a rudder, the outboard motor is a steering mechanism, and steering is performed by changing the direction of the outboard motor main body. In particular, in the case of a small size, a handlebar is attached to the outboard motor main body so that the driver can directly steer. In other cases, the rotation of a steering wheel (steering member, steering wheel) provided in the driver's seat is transmitted by a rope and pulley, a push-pull cable, or a hydraulic plunger to steer the outboard motor body.
このような船外機の操舵を行わせる為の航行用操舵装置として、近年、運転席のステアリングホイールを船外機との機械的な連結なしに配すると共に、船外機に操舵用のアクチュエータを付設し、このアクチュエータを、ステアリングホイールの操作方向及び操作量の検出結果に基づいて動作させ、船外機を操向させて、ステアリングホイールの操作に応じた操舵を行わせる構成とした分離型の航行用操舵装置が、特許文献1等で提案されている。
上述したような航行用操舵装置では、ステアリングホイールは通常複数回転する為、操舵角検出器は複数回転の絶対角を検出する必要があるが、高精度及び高分解能である複数回転絶対角検出器は、高価であり構造が複雑精密であるという問題がある。また、機種によっては、船外機本体が360度回転可能(フルピボット)なものもあり、この場合は、転舵角検出器は複数回転の絶対角を検出する必要があるので、複数回転絶対角検出器が必要である。 In the navigation steering apparatus as described above, since the steering wheel normally rotates a plurality of times, the steering angle detector needs to detect the absolute angle of the plurality of rotations. However, the multi-turn absolute angle detector having high accuracy and high resolution. Has the problem that it is expensive and the structure is complicated and precise. Depending on the model, the outboard motor body can be rotated 360 degrees (full pivot). In this case, the turning angle detector needs to detect the absolute angle of multiple rotations. An angle detector is required.
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、低部品コストで簡易な構成で高精度及び高分解能の操舵角を得ることができる航行用操舵装置を提供することを目的とする。
また、本発明では、低部品コストで簡易な構成で高精度及び高分解能の転舵角を得ることができる航行用操舵装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a navigation steering apparatus capable of obtaining a high-precision and high-resolution steering angle with a low- cost and simple configuration. To do.
Another object of the present invention is to provide a navigation system that can obtain a high-precision and high-resolution turning angle with a simple configuration at a low component cost.
第1発明に係る航行用操舵装置は、船体を操舵する操舵部材の複数回転範囲の操舵角を検出する操舵角検出器と、該操舵角検出器が検出した操舵角に応じて、前記操舵部材に操舵反力を与える反力アクチュエータと、前記操舵部材から機械的に分離され、前記船体を転舵する舵取機構と、前記操舵角検出器が検出した操舵角に応じて、前記舵取機構を駆動する転舵アクチュエータとを備える航行用操舵装置において、前記操舵部材の1回転以内の範囲の操舵角を、前記操舵角検出器より高精度で検出する第2操舵角検出器と、前記操舵角検出器が検出した操舵角、及び前記第2操舵角検出器が検出した操舵角に基づき、前記操舵角検出器が検出した操舵角より精度が高い複数回転範囲の操舵角を演算する操舵角演算手段とを備え、該操舵角演算手段が演算した操舵角に応じて、前記反力アクチュエータが操舵反力を与え、前記転舵アクチュエータが舵取機構を駆動するように構成してあり、前記反力アクチュエータは、ロータ角検出器が検出した電気角であるロータ角に基づき回転するブラシレスモータであり、前記第2操舵角検出器は、前記ロータ角検出器であり、前記操舵角演算手段は、前記操舵角検出器が検出した操舵角、及び前記ロータ角検出器が検出したロータ角を、前記操舵角及びロータ角の各0度が一致するように補正する補正手段と、該補正手段が補正した操舵角を、前記ロータ角の電気角に換算する手段と、該手段が換算した操舵角から、前記補正手段が補正したロータ角を減算する手段と、該手段が減算した前記操舵角を360度で除算する手段と、該手段の除算結果を四捨五入して整数を求める手段と、該手段が求めた整数に360度を乗算する手段と、該手段の乗算結果に前記ロータ角を加算する手段と、該手段の加算結果を機械角に換算する手段とを備え、該手段の換算結果を演算した操舵角とするように構成してあることを特徴とする。 A navigation steering apparatus according to a first aspect of the present invention includes a steering angle detector that detects a steering angle of a plurality of rotation ranges of a steering member that steers a hull, and the steering member according to a steering angle detected by the steering angle detector. A reaction force actuator that applies a steering reaction force to the vehicle, a steering mechanism that is mechanically separated from the steering member and steers the hull, and the steering mechanism according to a steering angle detected by the steering angle detector A navigation steering apparatus including a steering actuator for driving the steering member, a second steering angle detector for detecting a steering angle within a range of one rotation of the steering member with higher accuracy than the steering angle detector, and the steering Based on the steering angle detected by the angle detector and the steering angle detected by the second steering angle detector, the steering angle for calculating the steering angle in a plurality of rotation ranges with higher accuracy than the steering angle detected by the steering angle detector. And a steering means. Means according to the steering angle calculated, the given reaction force actuator steering reaction force, Ri configured tear as the steering actuator drives the steering mechanism, the reaction force actuator, the rotor angle detector The second steering angle detector is the rotor angle detector, and the steering angle calculation means is detected by the steering angle detector. Correction means for correcting the steering angle and the rotor angle detected by the rotor angle detector so that each of the steering angle and the rotor angle is equal to 0 degree, and the steering angle corrected by the correction means are determined as the rotor angle. Means for converting the electrical angle of the motor, means for subtracting the rotor angle corrected by the correction means from the steering angle converted by the means, means for dividing the steering angle subtracted by the means by 360 degrees, Means Means for rounding off the calculation result to obtain an integer; means for multiplying the integer obtained by the means by 360 degrees; means for adding the rotor angle to the multiplication result of the means; and adding the result of the means to a mechanical angle and means for converting the, and configured characterized tare Rukoto to a steering angle calculated a result of conversion of the unit.
第2発明に係る航行用操舵装置は、船体を操舵する操舵部材の複数回転範囲の操舵角を検出する操舵角検出器と、該操舵角検出器が検出した操舵角に応じて、前記操舵部材に操舵反力を与える反力アクチュエータと、前記操舵部材から機械的に分離され、前記船体を転舵する舵取機構と、前記操舵角検出器が検出した操舵角に応じて、前記舵取機構を駆動する転舵アクチュエータとを備える航行用操舵装置において、前記操舵部材の1回転以内の範囲の操舵角を、前記操舵角検出器より高精度で検出する第2操舵角検出器と、前記操舵角検出器が検出した操舵角、及び前記第2操舵角検出器が検出した操舵角に基づき、前記操舵角検出器が検出した操舵角より精度が高い複数回転範囲の操舵角を演算する操舵角演算手段とを備え、該操舵角演算手段が演算した操舵角に応じて、前記反力アクチュエータが操舵反力を与え、前記転舵アクチュエータが舵取機構を駆動するように構成してあり、該転舵アクチュエータは、ロータ角検出器が検出した電気角であるロータ角に基づき回転するブラシレスモータであり、前記舵取機構の転舵角を検出する転舵角検出器と、該転舵角検出器が検出した転舵角、及び前記ロータ角検出器が検出したロータ角に基づき、前記転舵角より精度が高い転舵角を演算する転舵角演算手段とを更に備え、該転舵角演算手段が演算した転舵角に基づき、前記ブラシレスモータが舵取機構を駆動するように構成してあり、前記転舵角演算手段は、前記転舵角検出器が検出した転舵角、及び前記ロータ角検出器が検出したロータ角を、前記転舵角及びロータ角の各0度が一致するように補正する補正手段と、該補正手段が補正した転舵角を、前記ロータ角の電気角に換算する手段と、該手段が換算した転舵角から、前記補正手段が補正したロータ角を減算する手段と、該手段が減算した前記転舵角を360度で除算する手段と、該手段の除算結果を四捨五入して整数を求める手段と、該手段が求めた整数に360度を乗算する手段と、該手段の乗算結果に前記ロータ角を加算する手段と、該手段の加算結果を機械角に換算する手段とを備え、該手段の換算結果を演算した転舵角とするように構成してあることを特徴とする。 A navigation steering apparatus according to a second aspect of the present invention includes a steering angle detector that detects a steering angle of a plurality of rotation ranges of a steering member that steers the hull, and the steering member according to the steering angle detected by the steering angle detector. A reaction force actuator that applies a steering reaction force to the vehicle, a steering mechanism that is mechanically separated from the steering member and steers the hull, and the steering mechanism according to a steering angle detected by the steering angle detector A navigation steering apparatus including a steering actuator for driving the steering member, a second steering angle detector for detecting a steering angle within a range of one rotation of the steering member with higher accuracy than the steering angle detector, and the steering Based on the steering angle detected by the angle detector and the steering angle detected by the second steering angle detector, the steering angle for calculating the steering angle in a plurality of rotation ranges with higher accuracy than the steering angle detected by the steering angle detector. And a steering means. Means according to the steering angle calculated, the reaction force actuator gives a steering reaction force, the turning actuator is Yes configured to drive the steering mechanism, said transfer rudder actuators, b over motor angle detecting A brushless motor that rotates based on a rotor angle that is an electrical angle detected by the device, a turning angle detector that detects a turning angle of the steering mechanism, and a turning angle detected by the turning angle detector, and based on the rotor angle before kilometers over data angle detector detects, further comprising a turning angle calculation means accuracy for calculating a higher turning angle than the turning angle, said transfer steering angle calculating means is calculated based on the steering angle, the brushless motor is Yes configured to drive the steering mechanism, the steering angle calculating means turning angle the steering angle detector detects, and before kilometers over data The rotor angle detected by the angle detector is set to each of the turning angle and the rotor angle. And compensation means you corrected such degree to match the turning angle該補 positive means is corrected, and means for converting the electrical angle of the rotor angle, the turning angle which the means is converted, before Symbol means for compensation means subtracts the rotor angle corrected, means for dividing the steering angle in which the means by subtracting 360 degrees, means for determining an integer by rounding off the division result of said means, the said means Means for multiplying the obtained integer by 360 degrees, means for adding the rotor angle to the multiplication result of the means, and means for converting the addition result of the means into a mechanical angle, and calculating the conversion result of the means It is comprised so that it may be set as the turned steering angle .
本発明に係る航行用操舵装置によれば、操舵角演算手段は、操舵角検出器が検出した操舵角、及びロータ角検出器が検出したロータ角を、操舵角及びロータ角の各0度が一致するように補正し、補正した操舵角を、ロータ角の電気角に換算し、換算した操舵角から、補正したロータ角を減算し、その減算した操舵角を360度で除算し、その除算結果を四捨五入して整数を求め、求めた整数に360度を乗算し、その乗算結果に前記ロータ角を加算し、その加算結果を機械角に換算し、その換算結果を演算した操舵角とするので、低部品コストで簡易な構成で高精度及び高分解能の操舵角を得ることができる航行用操舵装置を実現することができる。 According to the navigation system for navigation according to the present invention, the steering angle calculation means determines the steering angle detected by the steering angle detector and the rotor angle detected by the rotor angle detector as 0 degrees for each of the steering angle and the rotor angle. The corrected steering angle is converted into an electrical angle of the rotor angle, the corrected rotor angle is subtracted from the converted steering angle, and the subtracted steering angle is divided by 360 degrees, and the division is performed. The result is rounded to obtain an integer, the obtained integer is multiplied by 360 degrees, the rotor angle is added to the multiplication result, the addition result is converted to a mechanical angle, and the converted result is used as the calculated steering angle. Therefore, it is possible to realize a navigation steering apparatus that can obtain a steering angle with high accuracy and high resolution with a simple configuration at a low component cost.
本発明に係る航行用操舵装置によれば、転舵角演算手段は、転舵角検出器が検出した転舵角、及びロータ角検出器が検出したロータ角を、転舵角及びロータ角の各0度が一致するように補正し、補正した転舵角を、ロータ角の電気角に換算し、換算した転舵角から、補正したロータ角を減算し、減算した転舵角を360度で除算し、その除算結果を四捨五入して整数を求め、求めた整数に360度を乗算し、その乗算結果に前記ロータ角を加算し、その加算結果を機械角に換算し、その換算結果を演算した転舵角とするので、低部品コストで簡易な構成で高精度及び高分解能の転舵角を得ることができる航行用操舵装置を実現することができる。 According to navigational steering system according to the present invention, the steering angle calculating means, the steering angle steering angle detector detects a rotor angle及beauty b over data angle detector detects the steering angle and The rotor angle is corrected so that each 0 degree coincides, the corrected turning angle is converted into the electrical angle of the rotor angle, and the corrected turning angle is subtracted from the converted turning angle. Is divided by 360 degrees, and the result of the division is rounded off to obtain an integer, the obtained integer is multiplied by 360 degrees, the rotor angle is added to the multiplication result, and the addition result is converted into a mechanical angle. Since the turning angle calculated from the conversion result is used, it is possible to realize a navigation steering apparatus that can obtain a turning angle with high accuracy and high resolution with a simple configuration at a low component cost.
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る航行用操舵装置の実施の形態の構成を示す模式図であり、図2は、本発明に係る航行用操舵装置に使用される船外機本体及び船体の連結関係を示す横断面図である。
この航行用操舵装置は、船体8前部の運転席に設けられたステアリングホイール(操舵部材)14の操舵シャフト37に、操舵角検出器15、モータ駆動回路44、反力モータ9(反力アクチュエータ)、及びロータ角検出器12が付設されている。操舵角検出器15は、例えば、ポテンショメータであり、複数回転数の絶対操舵角を検出し、検出した操舵角信号は操舵/反力用コントローラ16に与えられる。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an embodiment of a navigation steering apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a connection relationship between an outboard motor main body and a hull used in the navigation steering apparatus according to the present invention. FIG.
This navigation steering device includes a
操舵/反力用コントローラ16は、与えられた操舵角信号に基づき、反力モータ9を駆動制御して、ステアリングホイール14に操舵反力を与えると共に、ケーブル39により、操舵角信号を船体8後部に設けられた転舵用コントローラ42に与える。
ロータ角検出器12が検出したロータ角信号は、モータ駆動回路44に与えられ、ブラシレスモータである反力モータ9を駆動する為の3相電圧を発生させるのに使用される。
The steering /
The rotor angle signal detected by the
船外機1は、船体8後尾部のトランサム(横材)7に、船外機懸架ブラケット4及び一対のクランプブラケット5(図2)を介して取付けられている。船外機本体3(舵取機構)は、船外機本体3に固定された後述する転舵シャフト45(図2)を介して、船外機懸架ブラケット4回りに水平方向へ回動可能に支持されている。
船外機懸架ブラケット4は、一対のクランプブラケット5間に渡されたクランプブラケットシャフト6により、鉛直方向に回動可能に、つまり、チルト及びトリム可能に軸支されている。
船外機本体3の図示しないプロペラは、船外機本体下部のドライブシャフトが収納されたドライブシャフトハウジングの下方に取付けられている。
The
The outboard
A propeller (not shown) of the outboard motor main body 3 is attached below the drive shaft housing in which the drive shaft at the lower portion of the outboard motor main body is accommodated.
転舵力を発生させる転舵モータ11(転舵アクチュエータ)には、モータ駆動回路43が付設され、モータ駆動回路43には、転舵モータ11を駆動制御する転舵用コントローラ42がケーブルにより接続されている。転舵モータ11に隣接してギアケース27が設けられており、ギアケース27はラックハウジング18に付設されている。ラックハウジング18にその中央部が収納された後述するラック17(図2)の両端部は、各クランプブラケット5に取付けられた各取付けブラケット22に支持されている。
The steered motor 11 (steering actuator) that generates the steered force is provided with a
ラックハウジング18の側方には、ガイドプレート30が固着されており、ガイドプレート30の船外機本体3側先端部には、転舵アーム33が水平方向に回動自在に連結されている。
モータ駆動回路43,44、転舵用コントローラ42、操舵/反力用コントローラ16、操舵角検出器15、反力モータ9等の電源は、船体8後部に設置されたバッテリ40から供給される。
A
The
ラック(舵取機構)17は、船体8の幅方向であるその長手方向の両端部が、各取付けブラケット22に各ボルト23により固定されている。各取付けブラケット22は、船外機懸架ブラケット4をクランプブラケット5により軸支するクランプブラケットシャフト6の両端部に螺合される各ナット24により、クランプブラケット5に共締めされている。
ラック(舵取機構)17のラックハウジング18に収納されない部分は、伸縮可能な防水の為のブーツ50により被覆されている。
Both ends of the rack (steering mechanism) 17 in the longitudinal direction, which is the width direction of the hull 8, are fixed to the
A portion of the rack (steering mechanism) 17 that is not accommodated in the
ラック17のラックハウジング18に収納された部分は、ラック17に刻設された雄ネジ25と、回転筒26の内周面に刻設された雌ネジとの間を多数の鋼球が転動することにより、転舵モータ11の回転運動を直線運動に変換するボールネジ機構となっている。回転筒26は、その外周面とラックハウジング18の内周面との間に設けられた一対の軸受28により、回動自在に支持されている。
ボールネジ機構は、転舵モータ11のモータ軸29の先端に取付けられた傘歯車20と、回転筒26の外周面に周設された傘歯車21との噛合により、転舵モータ11の回転運動が減速されて回転筒26に伝達され、回転筒26が回転する。
A portion of the
In the ball screw mechanism, the rotational motion of the steered
回転筒26が回転することにより、ラックハウジング18がラック17の軸方向に移動し、ラックハウジング18の側面に垂直方向へ回動自在に取付けられたガイドプレート(舵取機構)30も同様に移動する。
ガイドプレート30の船外機本体3側先端部には、ラック17の軸方向と垂直方向に長い長孔32が穿設されており、転舵アーム(舵取機構)33の一端部に突設されたガイドピン34が、長孔32を貫通している。
転舵アーム33の図示しない他端部は、船外機本体3に固着されており、転舵アーム33の他端部の向かう方向が、船外機本体3のプロペラの向かう方向となり、転舵が行われる。
As the
A
The other end (not shown) of the steered
船外機懸架ブラケット4の船外機本体3側先端部には、転舵シャフト45(舵取機構)が突設されており、転舵シャフト45は、転舵アーム33の中間部に穿設された孔を貫通しており、転舵アーム33は、転舵シャフト45に軸支されている。
転舵シャフト45の軸回りには、転舵角検出器41が周設されており、転舵角検出器41は、転舵アーム33との回転角を転舵角として検出し、検出した転舵角信号を転舵用コントローラ42へ与える。
A steered shaft 45 (steering mechanism) protrudes from the tip of the outboard
A turning
上述した転舵モータ11、ラック17及び転舵アーム33の連結関係から、転舵モータ11が一方向に回転すると、ラックハウジング18及びガイドプレート30が、ラック17の軸方向の一方向へ移動する。ガイドプレート30が、ラック17の軸方向の一方向へ移動すると、転舵アーム33は、ガイドピン34が長孔32内を滑動して、転舵シャフト45の軸回りに他方向へ回動し、船外機本体3が操向する。
また、転舵モータ11が他方向に回転すると、ラックハウジング18及びガイドプレート30が、ラック17の軸方向の他方向へ移動する。ガイドプレート30が、ラック17の軸方向の他方向へ移動すると、転舵アーム33は、ガイドピン34が長孔32内を滑動して、転舵シャフト45の軸回りに一方向へ回動し、船外機本体3が操向する。
From the connection relationship of the
Further, when the
図3は、本発明に係る航行用操舵装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
この制御系は、操舵角検出器15が検出したステアリングホイール14の操舵角信号と、反力モータ9のロータ角検出器12が検出したロータ角信号とが操舵/反力用コントローラ16に与えられる。
操舵/反力用コントローラ16は、与えられた操舵角信号及びロータ角信号に基づき、高精度の操舵角を演算し、演算した操舵角に基づき、モータ駆動回路44により反力モータ9を駆動制御すると共に、演算した操舵角を、ケーブル39を通じて、転舵用コントローラ42に与える。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a control system of the navigation system according to the present invention.
In this control system, the steering angle signal of the
The steering /
ロータ角検出器12が検出したロータ角信号は、モータ駆動回路44にも与えられ、モータ駆動回路44は、与えられたロータ角信号に基づき、反力モータ9を駆動する為の例えば3相電圧を発生させる。
転舵用コントローラ42は、操舵/反力用コントローラ16から与えられた操舵角信号に基づき目標転舵角を演算する。また、演算した目標転舵角、及び転舵角検出器41が検出した転舵シャフト45と転舵アーム33との転舵角信号に基づき、モータ駆動回路43により転舵モータ11を駆動制御する。
尚、目標転舵角の演算は、操舵/反力用コントローラ16で行なうことも可能である。
The rotor angle signal detected by the
The turning
The calculation of the target turning angle can also be performed by the steering /
以下に、このような構成及び動作の航行用操舵装置の操舵角を演算する動作を、それを示す図4のフローチャートを参照しながら説明する。
尚、反力モータ9の操舵シャフト37への減速比は1とし、反力モータ9の極対数はp(例えば、p=2,4,6,8‥‥)とする。
この航行用操舵装置の操舵/反力用コントローラ16は、始動時に操舵中点を求め、そのときの、図5に示す操舵角検出器15からの操舵角α1offset、及びロータ角検出器12からのロータ角α2offsetをそれぞれ読込み、メモリに記憶している。
Hereinafter, an operation for calculating the steering angle of the navigation steering apparatus having such a configuration and operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
The reduction ratio of the reaction force motor 9 to the steering
The steering /
操舵角を演算する際、操舵/反力用コントローラ16は、先ず、操舵角検出器15から操舵角α1を、ロータ角検出器12からロータ角α2をそれぞれ読込む(S1)。次いで、読込んだ操舵角α1及びロータ角α2から、上記メモリに記憶している操舵角α1offset及びロータ角α2offsetをそれぞれ減算して、操舵角及びロータ角の各0度(中点)が一致するように、操舵角α1及びロータ角α2をそれぞれ補正する(S3)。
When calculating the steering angle, the steering /
操舵/反力用コントローラ16は、次に、補正した操舵角α1及びロータ角α2により、操舵角α1及びロータ角α2を更新し記憶する(S5)。次いで、更新した操舵角α1及びロータ角α2により、(p×α1−α2)/360°を演算し、その演算結果である数値をパラメータtとする(S7)。
ここで、p×α1は、操舵角α1をロータ角α2の電気角に換算する式であり、操舵角α1の検出精度が高ければ、p×α1−α2は、電気角であるロータ角の1周期360°の整数倍になる筈である。パラメータtは、端数であるロータ角α2(≦電気角360°)を差し引いた電気角p×α1が、電気角360°の何周期分であるかを示している。
Next, the steering /
Here, p × α1 is an expression for converting the steering angle α1 into the electrical angle of the rotor angle α2. If the detection accuracy of the steering angle α1 is high, p × α1-α2 is 1 of the rotor angle that is an electrical angle. The cycle should be an integral multiple of 360 °. The parameter t indicates how many periods of the electrical angle 360 ° is the electrical angle p × α1 obtained by subtracting the rotor angle α2 (≦ electrical angle 360 °) as a fraction.
操舵/反力用コントローラ16は、次に、パラメータtを四捨五入して整数化し(S9)、整数化したパラメータtにより、(360°×t+α2)/pを演算し、その演算結果を実操舵角αとして(S11)リターンする。
ここで、360°×t+α2は、電気角で表現された実操舵角であり、(360°×t+α2)/pにより、機械角に換算している。
操舵/反力用コントローラ16は、演算した操舵角に基づき、モータ駆動回路44により反力モータ9を駆動制御すると共に、演算した操舵角を、ケーブル39を通じて、転舵用コントローラ42に与える。
Next, the steering /
Here, 360 ° × t + α2 is an actual steering angle expressed in electrical angle, and is converted into a mechanical angle by (360 ° × t + α2) / p.
The steering /
このように演算することにより、例えば、図6(b)に示すような、高分解能のロータ角検出器(例えばエンコーダ式)の検出信号Aと、低コストの複数回転角検出器(例えばポテンショ式)の検出信号Bとから、図6(a)に示すような、高精度及び高分解能の複数回転角検出器の検出信号と同等精度の検出結果を得ることが可能である。 By calculating in this way, for example, as shown in FIG. 6B, a detection signal A of a high-resolution rotor angle detector (for example, an encoder type) and a low-cost multiple rotation angle detector (for example, a potentiometric type) From the detection signal B of FIG. 6A, it is possible to obtain a detection result with the same accuracy as the detection signal of the multiple rotation angle detector with high accuracy and high resolution as shown in FIG.
尚、上述した実施の形態では、反力モータ9がブラシレスモータである場合を記述したが、転舵モータ11がブラシレスモータである場合でも、転舵用コントローラ42で、転舵モータ11のロータ角検出器が検出したロータ角と、転舵角検出器41が検出した転舵角とにより、同様に、高精度の転舵角を演算することは可能である。
In the above-described embodiment, the case where the reaction force motor 9 is a brushless motor has been described. However, even when the steered
1 船外機、3 船外機本体(舵取機構)、4 船外機懸架ブラケット、5 クランプブラケット、8 船体、9 反力モータ(反力アクチュエータ)、11 転舵モータ(転舵アクチュエータ)、12 ロータ角検出器(第2操舵角検出器)、14 ステアリングホイール(操舵部材)、15 操舵角検出器、16 操舵/反力用コントローラ(操舵角演算手段)、17 ラック(舵取機構)、18 ラックハウジング、22 取付けブラケット、26 回転筒(舵取機構)、30 ガイドプレート(舵取機構)、33 転舵アーム(舵取機構)、41 転舵角検出器、42 転舵用コントローラ、45 転舵シャフト(舵取機構) 1 outboard motor, 3 outboard motor body (steering mechanism), 4 outboard motor suspension bracket, 5 clamp bracket, 8 hull, 9 reaction force motor (reaction actuator), 11 steering motor (steering actuator), 12 rotor angle detector (second steering angle detector), 14 steering wheel (steering member), 15 steering angle detector, 16 steering / reaction force controller (steering angle calculation means), 17 rack (steering mechanism), 18 Rack housing, 22 Mounting bracket, 26 Rotating cylinder (steering mechanism), 30 Guide plate (steering mechanism), 33 Steering arm (steering mechanism), 41 Steering angle detector, 42 Steering controller, 45 Steering shaft (steering mechanism)
Claims (2)
前記操舵部材の1回転以内の範囲の操舵角を、前記操舵角検出器より高精度で検出する第2操舵角検出器と、前記操舵角検出器が検出した操舵角、及び前記第2操舵角検出器が検出した操舵角に基づき、前記操舵角検出器が検出した操舵角より精度が高い複数回転範囲の操舵角を演算する操舵角演算手段とを備え、該操舵角演算手段が演算した操舵角に応じて、前記反力アクチュエータが操舵反力を与え、前記転舵アクチュエータが舵取機構を駆動するように構成してあり、前記反力アクチュエータは、ロータ角検出器が検出した電気角であるロータ角に基づき回転するブラシレスモータであり、前記第2操舵角検出器は、前記ロータ角検出器であり、前記操舵角演算手段は、前記操舵角検出器が検出した操舵角、及び前記ロータ角検出器が検出したロータ角を、前記操舵角及びロータ角の各0度が一致するように補正する補正手段と、該補正手段が補正した操舵角を、前記ロータ角の電気角に換算する手段と、該手段が換算した操舵角から、前記補正手段が補正したロータ角を減算する手段と、該手段が減算した前記操舵角を360度で除算する手段と、該手段の除算結果を四捨五入して整数を求める手段と、該手段が求めた整数に360度を乗算する手段と、該手段の乗算結果に前記ロータ角を加算する手段と、該手段の加算結果を機械角に換算する手段とを備え、該手段の換算結果を演算した操舵角とするように構成してあることを特徴とする航行用操舵装置。 A steering angle detector that detects a steering angle of a plurality of rotation ranges of a steering member that steers the hull; a reaction force actuator that applies a steering reaction force to the steering member according to the steering angle detected by the steering angle detector; A navigation mechanism that is mechanically separated from the steering member and that steers the hull, and a steering actuator that drives the steering mechanism according to a steering angle detected by the steering angle detector. In the steering device,
A second steering angle detector for detecting a steering angle within a range of one rotation of the steering member with higher accuracy than the steering angle detector; a steering angle detected by the steering angle detector; and the second steering angle. Steering angle calculation means for calculating a steering angle of a plurality of rotation ranges with higher accuracy than the steering angle detected by the steering angle detector based on the steering angle detected by the detector, and the steering calculated by the steering angle calculation means The reaction force actuator applies a steering reaction force according to an angle, and the steering actuator drives a steering mechanism. The reaction force actuator is an electrical angle detected by a rotor angle detector. A brushless motor that rotates based on a rotor angle, wherein the second steering angle detector is the rotor angle detector, and the steering angle calculation means includes the steering angle detected by the steering angle detector, and the rotor Angular detector Correction means for correcting the output rotor angle so that each of the steering angle and the rotor angle is equal to 0 degree; means for converting the steering angle corrected by the correction means into an electrical angle of the rotor angle; Means for subtracting the rotor angle corrected by the correction means from the steering angle converted by the means, means for dividing the steering angle subtracted by the means by 360 degrees, and rounding off the division result of the means to obtain an integer. Means for obtaining, means for multiplying the integer obtained by the means by 360 degrees, means for adding the rotor angle to the multiplication result of the means, and means for converting the addition result of the means into a mechanical angle, A navigation steering apparatus characterized in that the conversion result of the means is used as a calculated steering angle.
前記操舵部材の1回転以内の範囲の操舵角を、前記操舵角検出器より高精度で検出する第2操舵角検出器と、前記操舵角検出器が検出した操舵角、及び前記第2操舵角検出器が検出した操舵角に基づき、前記操舵角検出器が検出した操舵角より精度が高い複数回転範囲の操舵角を演算する操舵角演算手段とを備え、該操舵角演算手段が演算した操舵角に応じて、前記反力アクチュエータが操舵反力を与え、前記転舵アクチュエータが舵取機構を駆動するように構成してあり、該転舵アクチュエータは、ロータ角検出器が検出した電気角であるロータ角に基づき回転するブラシレスモータであり、前記舵取機構の転舵角を検出する転舵角検出器と、該転舵角検出器が検出した転舵角、及び前記ロータ角検出器が検出したロータ角に基づき、前記転舵角より精度が高い転舵角を演算する転舵角演算手段とを更に備え、該転舵角演算手段が演算した転舵角に基づき、前記ブラシレスモータが舵取機構を駆動するように構成してあり、前記転舵角演算手段は、前記転舵角検出器が検出した転舵角、及び前記ロータ角検出器が検出したロータ角を、前記転舵角及びロータ角の各0度が一致するように補正する補正手段と、該補正手段が補正した転舵角を、前記ロータ角の電気角に換算する手段と、該手段が換算した転舵角から、前記補正手段が補正したロータ角を減算する手段と、該手段が減算した前記転舵角を360度で除算する手段と、該手段の除算結果を四捨五入して整数を求める手段と、該手段が求めた整数に360度を乗算する手段と、該手段の乗算結果に前記ロータ角を加算する手段と、該手段の加算結果を機械角に換算する手段とを備え、該手段の換算結果を演算した転舵角とするように構成してあることを特徴とする航行用操舵装置。 A steering angle detector that detects a steering angle of a plurality of rotation ranges of a steering member that steers the hull; a reaction force actuator that applies a steering reaction force to the steering member according to the steering angle detected by the steering angle detector; A navigation mechanism that is mechanically separated from the steering member and that steers the hull, and a steering actuator that drives the steering mechanism according to a steering angle detected by the steering angle detector. In the steering device,
A second steering angle detector for detecting a steering angle within a range of one rotation of the steering member with higher accuracy than the steering angle detector; a steering angle detected by the steering angle detector; and the second steering angle. Steering angle calculation means for calculating a steering angle of a plurality of rotation ranges with higher accuracy than the steering angle detected by the steering angle detector based on the steering angle detected by the detector, and the steering calculated by the steering angle calculation means depending on the angle, the given reaction force actuator steering reaction force, the turning actuator is Yes configured to drive the steering mechanism, said transfer rudder actuator, electricity b over data angle detector detects a brushless motor that rotates based on the rotor angle is the angular, and steering angle detector for detecting a steering angle of the steering mechanism, the steering angle said transfer steering angle detector detects, and before kilometers over Based on the rotor angle detected by the angle detector, the A steering angle calculation means for calculating a steering angle with higher accuracy than the steering angle, and the brushless motor is configured to drive the steering mechanism based on the steering angle calculated by the steering angle calculation means. Yes and the turning angle calculation means, turning angle the steering angle detector detects, and rotor angle before kilometers over data angle detector detects each of the steering angle and the rotor angle 0 and compensation means you corrected so degrees to match the turning angle該補 positive means is corrected, and means for converting the electrical angle of the rotor angle, the turning angle which the means is converted, before means for Kiho positive means for subtracting the rotor angle corrected, means for dividing the steering angle in which the means by subtracting 360 degrees, means for determining an integer by rounding off the division result of said means, said means Means for multiplying the integer obtained by 360 degrees, and adding the rotor angle to the multiplication result of the means Stage and, and means for converting the mechanical angle the addition result of the unit, navigational steering apparatus characterized by is arranged to the turning angle calculated a result of conversion of the unit.
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