JPH01289797A

JPH01289797A - 操舵装置

Info

Publication number: JPH01289797A
Application number: JP63117768A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Sogabe; 曽我部　敏
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 1988-05-13
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1989-11-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（ａ）産業上の利用分野この発明は、船舶において舵を駆動することにより針路
の維持および変更を行う操舵装置に関する。

（ｂ）従来の技術一般に、船舶における操舵装置は舵と舵を駆動して舵角
を変化させる舵駆動手段が備えられている。そして舵駆
動手段は油圧ポンプを駆動するモータまたはエンジン、
舵取機（油圧シリンダ）、舵取機に対する作動油の吐出
制御を行う電磁弁などから構成されている。また、磁気
コンパスに針路設定器を取り付け、この針路設定器から
の信号によって、またはジャイロコンパスに角速度信号
を発生する発電機と角変位信号を発生する発信器を設け
て、これらの信号によって前記電磁弁を制御する制御装
置を付加することによりて自動操舵装置を構成している
。さらに、必要に応じて、遠隔管制器が設けられ、この
遠隔管制器の操作により設定された舵角となるように電
磁弁を制御する機能も備えられている。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題ところが、従来の操舵装置においては、自動操舵を行う
場合や遠隔管制器を用いて操舵を行う場合に駆動される
電磁弁は作動油の流れる方向を切り換えるのみであるた
め、油圧ポンプを駆動するモータまたはエンジンの回転
が一定であれば船速などにかかわらず転舵速度は一定と
なる。このため、偏角（船首方位と設定方位の差角）や
船速などの外的要因に対応して適切な操舵を行うことが
できない場合がある。例えば高速走航時には舵取効果が
高いため舵角の変化は少なくて良いが、転舵速度が速け
れば船体がハンチングしたりローリングしたりする問題
があった。また、出入港、接岸、接舷、潰損作業など低
速走航時には舵取効率が低いため舵角を大きく変化させ
なければならない。ところが、それに応じて転舵速度が
速くなければ適切な操舵を行うことができない。特にエ
ンジン駆動の油圧ポンプを用いた操舵装置においては、
走行速度により作動油の吐出量が変動して転舵速度が変
化するが、この転舵速度の変化は操舵性を悪化させる方
向に作用する。

この発明の目的は船の走航状態に応じて適切な操舵が行
われるようにした操舵装置を提供することにある。

（ｄ）課題を解決するための手段この発明の操舵装置は、舵を駆動して舵角を変化させる
舵駆動手段と、船速を計測する手段と、前記舵駆動手段
に制御信号を出力して船速か速いほど遅い転舵速度で舵
角を変化させる舵角制御手段と、を備えたことを特徴と
している。

（ｅ）作用この発明の操舵装置においては、舵角制御手段は船速か
速いほど遅い転舵速度で舵角を変化させる制御信号を舵
駆動手段に出力する。したがって船速か速くなるほど転
舵速度が低下し、高速走航時などにおいて微妙な操舵が
可能となり、逆に船速か遅いほど転舵速度が上昇するた
め、例えば入出港、接岸、接舷、潰損作業など低速走航
時に速く大きく舵を切ることが可能となる。

（ｆ）実施例第１図はこの発明の実施例である操舵装置のブロック図
である。図において１はこの発明の舵角制御手段に相当
する制御部であり、マイクロプロセッサから構成してい
る。２はその制御をプログラム処理によって行うＣＰＵ
であり、ＲＯＭ３に予めプログラムが書き込まれている
。ＲＡＭ４はプログラムの実行に際してワーキングエリ
アとして用いられる。入力インターフェイス回路５には
各種信号が入力され、ＣＰＵ２は必要な時点でこれをデ
ィジタルデータとして読み込んで処理を行う。また、Ｃ
ＰＵ２は出力インターフェイス回路６を介して制御弁１
１を駆動するドライバ回路１０に対してＰＷＭ　（パル
ス幅変調）した制御信号を出力する。

船速計１６は電磁ログ、ドツプラログ、インペラ式ログ
などの船速センサやＧＰＳ、ロランなどの測位装置を用
いて船の対水または対地速度を計測する。遠隔管制器７
は自動操舵と遠隔管制を切り換えるスイッチと遠隔管制
時に舵角を与えるための舵角設定装置を備えている。針
路設定器８は磁気コンパス９に取り付けられたフラック
スゲートなどからなり、設定針路と船首方位との差角（
偏角）の信号を発生する。モータ１４は油圧ポンプ１５
を駆動し、制御弁１１はその油圧によって舵取機１２を
駆動する。制御弁１１は電磁比例方向流量制御弁であり
、入力電流の実効値に比例して絞り弁の開度を制御する
。ドライバ１０は制御弁１１に設けられているソレノイ
ド（不図示）を駆動するが、出力インターフェイス回路
６から出力されるＰＷＭ信号のパルス幅に応じて舵取機
１２への作動油の流量を制御する。舵取機１２は舵受動
部とこれを移動させる油圧シリンダからなり、流入する
作動油の流量に応じて転舵速度が定まる。舵角検出器１
３は舵取機１２の舵受動部に取り付けられ、舵角に相当
する信号を発生する。

第２図は前記ＣＰＵの処理手順を表すフローチャートで
ある。

この例では、先ず現在の舵角を舵角検出器１３から読み
込み、船速を船速計１６から読み込む（ｎ１→ｎ２）。

続いて船速に応じて転舵速度を算出する（ｎ３）。船速
と転舵速度との関係は第３図に示すように船速か速いほ
ど転舵速度が遅くなる関係にある。船速から転舵速度を
求めるには第３図に示す特性を予め計算式として記憶し
ておき、その計算を行うことにより求めるか、予めテー
ブルを記憶しておき、船速に応じた転舵速度を読み出す
ことによって求めることができる。

転舵速度を求めた後、遠隔管制器７のスイッチの状態を
読み込む（ｎ４）、スイッチが「自動操舵」側に切り換
えられているなら、針路設定器８から偏角を読み込む（
ｎ５）。そして読み込んだ舵角と偏角から目標とすべき
舵角を算出する（ｎ６）。具体的には偏角に比例した舵
角を求め、回頭角速度に比例した舵角を当前として加え
る方法によって求める。その後、現在の舵角に対する目
標舵角の変位量を算出し、その変位量が一定値を超える
とき、ｎ３で求めた転舵速度に応じてパルス幅変調した
制御信号をドライバ１０へ出力する（ｎ８）。なお、舵
角変位量が一定値未満であれば転舵は行わない（ｎ７−
ｎｌ）、この不感帯は天候などに応じて可変することに
よってハンチングおよび操舵機構の損耗を防止すること
ができる遠隔管制器の切換スイッチが「遠隔管制」側に
切り換えられているなら、遠隔管制器の設定値を読み込
み、ｎｌで読み込んだ現在の舵角を指定された舵角に近
づける方向に、しかもｎ３で求めた転舵速度で舵を切る
ため制御信号をドライバｌＯへ出力する（ｎ９→ｎ　１
０−ｏｎ　８）。なお、現在の舵角と指定された舵角と
の差が一定値未満であれば制御信号の出力は行わない（
ｎｌｏ−ｎｌ）なお、実施例では電磁比例方向流量制御
弁を用いてそのソレノイドに流れる実効電流値を制御す
ることによって舵取機の油圧シリンダへの流量を制御す
る例であったが、油圧ポンプを駆動するモータの回転数
を制御することによって転舵速度を制御することも可能
である。また、モータによって直接舵を駆動制御するこ
とも可能である。

（ｇ）発明の効果以上のようにこの発明によれば、船速か速くなるほど転
舵速度が遅くなるため、高速走航時には安全かつ微妙な
操舵が可能となり、逆に低速走航時には速く大きく舵を
切ることができ、船体の運動性能を高めることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である操舵装置のブロック図
、第２図は同装置のＣＰＵの処理手順を表すフローチャ
ート、第３図は同装置の船速に対する転舵速度の関係を
示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）舵を駆動して舵角を変化させる舵駆動手段と、船
速を計測する手段と、前記舵駆動手段に制御信号を出力
して船速が速いほど遅い転舵速度で舵角を変化させる舵
角制御手段と、を備えてなる操舵装置。