JPH0631076B2 - 舶用自動操舵システム - Google Patents
舶用自動操舵システムInfo
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- JPH0631076B2 JPH0631076B2 JP60283714A JP28371485A JPH0631076B2 JP H0631076 B2 JPH0631076 B2 JP H0631076B2 JP 60283714 A JP60283714 A JP 60283714A JP 28371485 A JP28371485 A JP 28371485A JP H0631076 B2 JPH0631076 B2 JP H0631076B2
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- Japan
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- steering
- control unit
- signal
- steering control
- deviation signal
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は舶用自動操舵システムに係わり、特に、舵機を
駆動する複数の舵機制御部と１台の舵取機アクチュエー
タとを組合わせた定吐出形舵取装置を多位置制御形で制
御する舶用自動操舵システムに関する。
駆動する複数の舵機制御部と１台の舵取機アクチュエー
タとを組合わせた定吐出形舵取装置を多位置制御形で制
御する舶用自動操舵システムに関する。
＜従来の技術＞ 一般的な舶用自動操舵システムにおいては、舵機能力
（舵機を例えば左35゜から右30゜まで転舵させるのにか
かる時間で表わす）が規定（例えば28秒／65゜）されて
いるが、この舵機能力は舵機の型式によっては、１台の
舵機制御部によって制御される場合の舵機能力を例えば
50％（56秒／65゜）とし、これを２台並列に装備して制
御される場合に100 ％運転となり上記規定（28秒／65
゜）を達成しているものがある。この場合は、船舶が狭
水道や港内等の高度な操縦性が要求される場合に２台の
舵機制御部を並列運転（100 ％運転）し、大洋航海中は
高度の操縦性を必要としないので１台の舵機制御部を単
独運転（50％運転）する。
（舵機を例えば左35゜から右30゜まで転舵させるのにか
かる時間で表わす）が規定（例えば28秒／65゜）されて
いるが、この舵機能力は舵機の型式によっては、１台の
舵機制御部によって制御される場合の舵機能力を例えば
50％（56秒／65゜）とし、これを２台並列に装備して制
御される場合に100 ％運転となり上記規定（28秒／65
゜）を達成しているものがある。この場合は、船舶が狭
水道や港内等の高度な操縦性が要求される場合に２台の
舵機制御部を並列運転（100 ％運転）し、大洋航海中は
高度の操縦性を必要としないので１台の舵機制御部を単
独運転（50％運転）する。
以下にこのような従来の舶用自動操舵システムの一例
を、第５図の舶用自動操舵システムのブロック線図を用
いて説明する。
を、第５図の舶用自動操舵システムのブロック線図を用
いて説明する。
第５図において、１は差動増幅回路である。この差動増
幅回路１は、実舵角信号μと例えば針路設定値とジャイ
ロコンパスで測定した船舶の船首包囲値から針路偏差値
を得て船舶の保針運航が最適になるような最適値演算が
施された命令舵角信号θとの偏差を求める、抵抗Ｒ１〜
Ｒ４と比較器Ｑから成る。Ｓ１，Ｓ２はスイッチ部であ
る。このスイッチ部Ｓ１，Ｓ２は、差動増幅回路１から
の偏差信号τを受けていずれか一方が動作する（互いに
逆動作する）一対のスイッチ要素ＳＷ１１，ＳＷ１２及
びＳＷ２１，ＳＷ２２から成る。ここで、スイッチ要素
ＳＷ１１又はＳＷ１２（ＳＷ２１又はＳＷ２２）な最小
の不感帯の領域を除いて偏差信号τのある間はオンとな
って電磁弁電源Ｅを出力し続けるように構成される。2
，3 はスイッチ部Ｓ１，Ｓ２に対応して設けられこれ
等各々の出力である電磁弁電源Ｅに基づいて非線形動作
し、夫々舵機制御信号ｉを出力する舵機制御部である。
この舵機制御部2 ，3 は、例えば油圧ポンプＰ，この油
圧ポンプＰを駆動する例えば３相交流モータＭ，一対の
スイッチ要素ＳＷ１１，ＳＷ１２（ＳＷ２１又はＳＷ
２２）からの電磁弁電源Ｅの有無でオン・オフ動作する
電磁弁Ｓ，Ｐを両端に有する切替バルブＳＶから構成さ
れている。4 は最小の不感帯幅で動作する操作端となる
例えば定吐出形操舵機で構成される舵取機アクチュエー
タである。この舵取機アクチュエータ4 は、舵機5 と第
１シンダ6 ａ，第２シリンダ6 ｂから成るシリンダ6 と
で構成される。その動作は、例えば電磁弁電源Ｅの有
（一対のスイッチ要素ＳＷ１１或はＳＷ１２又はＳＷ
２１或はＳＷ２２のオンの間）でオン動作する電磁弁Ｓ
又はＰによって切替わり動作する。切替バルブＳＶから
の吐出油（舵機制御信号）ｉが油圧配管7 を介して第１
シンダ6 ａ及び／又は第２シリンダ6 ｂに入力して舵機
5 を面舵又は取舵に油圧駆動させる。8 は舵機5 の動作
を監視し回転角を電気信号に変換し実舵角信号μを差動
増幅回路1 にフィードバックする舵角検出器、Ｓ３はス
イッチ部Ｓ１及びＳ２を同時に動作させて舵機制御部
2，3 を２台並列させるために設けられた選択スイッチ
要素であり、例えばオン動作で電磁弁電源Ｅをスイッチ
部Ｓ２に流す。即ち、50％運転の場合は選択スイッチ要
素Ｓ３をオフとし、100 ％運転の場合は選択スイッチ要
素Ｓ３をオンとする。命令角度と実舵角が一致すると舵
機制御部2 の動作（電磁弁）をオフとして系全体の動作
が停止する。以上の構成内容によって制御されるサーボ
系は通常最小の不感帯によって最適化されている。
幅回路１は、実舵角信号μと例えば針路設定値とジャイ
ロコンパスで測定した船舶の船首包囲値から針路偏差値
を得て船舶の保針運航が最適になるような最適値演算が
施された命令舵角信号θとの偏差を求める、抵抗Ｒ１〜
Ｒ４と比較器Ｑから成る。Ｓ１，Ｓ２はスイッチ部であ
る。このスイッチ部Ｓ１，Ｓ２は、差動増幅回路１から
の偏差信号τを受けていずれか一方が動作する（互いに
逆動作する）一対のスイッチ要素ＳＷ１１，ＳＷ１２及
びＳＷ２１，ＳＷ２２から成る。ここで、スイッチ要素
ＳＷ１１又はＳＷ１２（ＳＷ２１又はＳＷ２２）な最小
の不感帯の領域を除いて偏差信号τのある間はオンとな
って電磁弁電源Ｅを出力し続けるように構成される。2
，3 はスイッチ部Ｓ１，Ｓ２に対応して設けられこれ
等各々の出力である電磁弁電源Ｅに基づいて非線形動作
し、夫々舵機制御信号ｉを出力する舵機制御部である。
この舵機制御部2 ，3 は、例えば油圧ポンプＰ，この油
圧ポンプＰを駆動する例えば３相交流モータＭ，一対の
スイッチ要素ＳＷ１１，ＳＷ１２（ＳＷ２１又はＳＷ
２２）からの電磁弁電源Ｅの有無でオン・オフ動作する
電磁弁Ｓ，Ｐを両端に有する切替バルブＳＶから構成さ
れている。4 は最小の不感帯幅で動作する操作端となる
例えば定吐出形操舵機で構成される舵取機アクチュエー
タである。この舵取機アクチュエータ4 は、舵機5 と第
１シンダ6 ａ，第２シリンダ6 ｂから成るシリンダ6 と
で構成される。その動作は、例えば電磁弁電源Ｅの有
（一対のスイッチ要素ＳＷ１１或はＳＷ１２又はＳＷ
２１或はＳＷ２２のオンの間）でオン動作する電磁弁Ｓ
又はＰによって切替わり動作する。切替バルブＳＶから
の吐出油（舵機制御信号）ｉが油圧配管7 を介して第１
シンダ6 ａ及び／又は第２シリンダ6 ｂに入力して舵機
5 を面舵又は取舵に油圧駆動させる。8 は舵機5 の動作
を監視し回転角を電気信号に変換し実舵角信号μを差動
増幅回路1 にフィードバックする舵角検出器、Ｓ３はス
イッチ部Ｓ１及びＳ２を同時に動作させて舵機制御部
2，3 を２台並列させるために設けられた選択スイッチ
要素であり、例えばオン動作で電磁弁電源Ｅをスイッチ
部Ｓ２に流す。即ち、50％運転の場合は選択スイッチ要
素Ｓ３をオフとし、100 ％運転の場合は選択スイッチ要
素Ｓ３をオンとする。命令角度と実舵角が一致すると舵
機制御部2 の動作（電磁弁）をオフとして系全体の動作
が停止する。以上の構成内容によって制御されるサーボ
系は通常最小の不感帯によって最適化されている。
＜発明が解決しようとする問題点＞ ところでこの従来の舶用自動操舵システムにおいては以
下のような問題がある。
下のような問題がある。
舵機5 の運転状況は通常一方のスイッチ部（例えば
Ｓ１），舵機制御部（例えば2 ）のみを動作させた50％
で運転されており、狭水道や港内や緊急回避等において
転舵速度を速くする必要がある場合に２組のスイッチ
部，舵機制御部を動作させる 100％運転として舵取機ア
クチュエータ4 を倍速動作させる。しかしながらこのこ
とは行き過ぎ動作やハンチング現象が発生し易く、場合
によっては大きなヨーイングを発生することがある等、
安定した操船はかなりの熟練を必要とするうえ、操舵者
にとってもかなり負担となる。更にこのことは省燃費性
の点からいっても好もしくない。
Ｓ１），舵機制御部（例えば2 ）のみを動作させた50％
で運転されており、狭水道や港内や緊急回避等において
転舵速度を速くする必要がある場合に２組のスイッチ
部，舵機制御部を動作させる 100％運転として舵取機ア
クチュエータ4 を倍速動作させる。しかしながらこのこ
とは行き過ぎ動作やハンチング現象が発生し易く、場合
によっては大きなヨーイングを発生することがある等、
安定した操船はかなりの熟練を必要とするうえ、操舵者
にとってもかなり負担となる。更にこのことは省燃費性
の点からいっても好もしくない。
本発明は上述した従来の技術に鑑みて成されたものであ
り、定吐出形舵取機にあっても最小の操舵頻度でハンチ
ング現象を発生することなく船舶を安定に操船するため
に、複数の舵機制御部運転時にこれ等複数の舵機制御部
の動作領域に相違を持たせて舵機制御部からの吐出油の
変化によって舵取機アクチュエータを多位置制御形に駆
動し、舵機制御部の使用台数に応じて常に最適な操舵が
行なえること、即ち舵機の動特性変化によるヨーイング
の増加を無くすようにしたことを特徴とする舶用自動操
舵システムを提供することを目的とすることにある。
り、定吐出形舵取機にあっても最小の操舵頻度でハンチ
ング現象を発生することなく船舶を安定に操船するため
に、複数の舵機制御部運転時にこれ等複数の舵機制御部
の動作領域に相違を持たせて舵機制御部からの吐出油の
変化によって舵取機アクチュエータを多位置制御形に駆
動し、舵機制御部の使用台数に応じて常に最適な操舵が
行なえること、即ち舵機の動特性変化によるヨーイング
の増加を無くすようにしたことを特徴とする舶用自動操
舵システムを提供することを目的とすることにある。
＜問題点を解決するための手段＞ このような目的を達成するために、本発明は、実舵角信
号と命令舵角信号とから差動増幅回路が得た偏差信号に
基づき舵機を駆動する第１の舵機制御部と、 この第１の舵機制御部と共に前記舵機を駆動し、舵機能
力を増加する第２の舵機制御部と、 基準電圧と前記偏差信号とを比較し、前記第２の舵機制
御部に動作領域に指定する補助偏差信号を与える非動作
領域付加回路と、 船舶の運航状態に応じ、前記第２の舵機制御部をオン／
オフし、舵機の単独駆動／並列駆動を選択するスイッチ
回路と、 を設け、 並列駆動時に、前記補助偏差信号に基づき前記第２の舵
機制御部を動作させ、第１の舵機制御部の出力に第２の
舵機制御部の出力を加算し、舵機を駆動することを特徴
としている。
号と命令舵角信号とから差動増幅回路が得た偏差信号に
基づき舵機を駆動する第１の舵機制御部と、 この第１の舵機制御部と共に前記舵機を駆動し、舵機能
力を増加する第２の舵機制御部と、 基準電圧と前記偏差信号とを比較し、前記第２の舵機制
御部に動作領域に指定する補助偏差信号を与える非動作
領域付加回路と、 船舶の運航状態に応じ、前記第２の舵機制御部をオン／
オフし、舵機の単独駆動／並列駆動を選択するスイッチ
回路と、 を設け、 並列駆動時に、前記補助偏差信号に基づき前記第２の舵
機制御部を動作させ、第１の舵機制御部の出力に第２の
舵機制御部の出力を加算し、舵機を駆動することを特徴
としている。
＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。尚、以
下の図面において第５図と重複する部分は同一番号をつ
けてその説明を省略する。
下の図面において第５図と重複する部分は同一番号をつ
けてその説明を省略する。
第１図は、本発明の具体的な実施例を示した舶用自動操
舵システムのブロック線図である。
舵システムのブロック線図である。
第１図において、差動増幅回路1 で命令舵角信号θと実
舵角信号μとに基づいて偏差信号τ（＝θ−μ）を演算
し、この偏差信号τの大きさに応じて例えばスイッチＳ
１のいずれか一方が動作する一対のスイッチ要素ＳＷ
１１，ＳＷ１２からの信号を例えば舵機制御部2 に出力
して舵機制御部2 を動作させて舵機制御信号ｉを例えば
油圧回路である配管7 を介して操作端となる舵取機アク
チュエータ4 に出力する（舵機制御部2 と舵取機アクチ
ュエータ4 で１つのサーボ系を形成している）。一方、
偏差信号τは非差動領域付加回路9 に導かれて非差動領
域が付加された非差動領域付加偏差信号τｓ，τｐとし
て出力する。この非差動領域付加回路9 は、偏差信号
（最初は命令舵角信号θの値）より小さい角度から成る
可変可能な非動作領域α（面舵非動作領域αsと取舵非
動作領域αpからなる）を作り出す第１レベル設定器91
ａ（この実施例ではこの非動作領域を面舵非動作領域α
ｓとする）と第２レベル設定器91ｂ（この実施例ではこ
の非動作領域を取舵非動作領域αｐとする）から成るレ
ベル設定器91と、偏差信号τと面舵非動作領域αｓを比
較し面舵非差動領域付加偏差信号τｓを出力する比較回
路92と、偏差信号τと取舵非動作領域αｐを比較し取舵
非差動領域付加偏差信号τｐを出力する比較回路93とか
ら成る。この面舵非差動領域付加偏差信号τｓと取舵非
差動領域付加偏差信号τｐは、補助スイッチ部Ｓ４のい
ずれか一方が動作る一対のスイッチ要素ＳＷ４１，ＳＷ
４２に夫々例えばτｓがＳＷ４１に，τｐがＳＷ４２に
導かれる。選択スイッチ要素Ｓ３がオンとなっている時
は、スイッチ要素ＳＷ４１又はＳＷ４２からの信号（電
磁弁電源Ｅ）がスイッチ要素ＳＷ４（又はＳＷ４２）が
オンの間舵機制御部3 に出力して舵機制御部3 を動作さ
せて舵機制御信号ｊを例えば配管7 を介して舵取機アク
チュエータ4 に出力する。故に舵機制御信号ｉ，ｊを入
力した舵取機アクチュエータにおいては舵機5 を面舵側
又は取舵側に動作させる。
舵角信号μとに基づいて偏差信号τ（＝θ−μ）を演算
し、この偏差信号τの大きさに応じて例えばスイッチＳ
１のいずれか一方が動作する一対のスイッチ要素ＳＷ
１１，ＳＷ１２からの信号を例えば舵機制御部2 に出力
して舵機制御部2 を動作させて舵機制御信号ｉを例えば
油圧回路である配管7 を介して操作端となる舵取機アク
チュエータ4 に出力する（舵機制御部2 と舵取機アクチ
ュエータ4 で１つのサーボ系を形成している）。一方、
偏差信号τは非差動領域付加回路9 に導かれて非差動領
域が付加された非差動領域付加偏差信号τｓ，τｐとし
て出力する。この非差動領域付加回路9 は、偏差信号
（最初は命令舵角信号θの値）より小さい角度から成る
可変可能な非動作領域α（面舵非動作領域αsと取舵非
動作領域αpからなる）を作り出す第１レベル設定器91
ａ（この実施例ではこの非動作領域を面舵非動作領域α
ｓとする）と第２レベル設定器91ｂ（この実施例ではこ
の非動作領域を取舵非動作領域αｐとする）から成るレ
ベル設定器91と、偏差信号τと面舵非動作領域αｓを比
較し面舵非差動領域付加偏差信号τｓを出力する比較回
路92と、偏差信号τと取舵非動作領域αｐを比較し取舵
非差動領域付加偏差信号τｐを出力する比較回路93とか
ら成る。この面舵非差動領域付加偏差信号τｓと取舵非
差動領域付加偏差信号τｐは、補助スイッチ部Ｓ４のい
ずれか一方が動作る一対のスイッチ要素ＳＷ４１，ＳＷ
４２に夫々例えばτｓがＳＷ４１に，τｐがＳＷ４２に
導かれる。選択スイッチ要素Ｓ３がオンとなっている時
は、スイッチ要素ＳＷ４１又はＳＷ４２からの信号（電
磁弁電源Ｅ）がスイッチ要素ＳＷ４（又はＳＷ４２）が
オンの間舵機制御部3 に出力して舵機制御部3 を動作さ
せて舵機制御信号ｊを例えば配管7 を介して舵取機アク
チュエータ4 に出力する。故に舵機制御信号ｉ，ｊを入
力した舵取機アクチュエータにおいては舵機5 を面舵側
又は取舵側に動作させる。
第２図はこの第１図の動作を説明するためのタイムチャ
ートである。以下このタイムチャートを用いて第１図の
動作を更に説明する。
ートである。以下このタイムチャートを用いて第１図の
動作を更に説明する。
今第２図＜ｉ＞に時刻ｔ１で実線で示すような取舵の命
令舵角が与えられ、この命令舵角は、時刻ｔ３で取舵２
０゜一定となり、その後時刻ｔ６で面舵方向に命令舵角
が変更され、時刻ｔ９で面舵２０゜一定となり、再び時
刻ｔ１２で取舵０゜に急変するものとする。尚、取舵非
差動領域付加偏差信号τｐと面舵非差動領域付加偏差信
号τｓは夫々５゜とする。
令舵角が与えられ、この命令舵角は、時刻ｔ３で取舵２
０゜一定となり、その後時刻ｔ６で面舵方向に命令舵角
が変更され、時刻ｔ９で面舵２０゜一定となり、再び時
刻ｔ１２で取舵０゜に急変するものとする。尚、取舵非
差動領域付加偏差信号τｐと面舵非差動領域付加偏差信
号τｓは夫々５゜とする。
この時、差動増幅回路1 から出力される偏差信号τは、
破線で示すような特性となる。即ち、偏差信号τは、命
令舵角信号θの変化に伴って立上り、舵機制御部2 ，3
の油吐出量ｑとの関係から決定される。
破線で示すような特性となる。即ち、偏差信号τは、命
令舵角信号θの変化に伴って立上り、舵機制御部2 ，3
の油吐出量ｑとの関係から決定される。
例えば、時刻ｔ１で舵角度０゜から時刻ｔ３で取舵２０
゜になるように命令舵角信号θがあったとすると、偏差
信号τは、時刻ｔ１において取舵方向に増加し、それに
伴って舵機制御部2 が若干遅れた時刻（これをｔ１ ＋と
する）で動作を開始する。時刻ｔ２で取舵非差動領域付
加偏差信号τｐ＝５゜となると以後舵機制御部3 が追加
動作して急速に偏差信号τが命令舵角信号θの変化量
（２０゜）に対応して立上がる。時刻ｔ３で命令舵角信
号θが取舵２０゜一定となったところで偏差信号τの値
が最大偏差となったとすると、以後時間の経過と共に偏
差量は減少していく。時刻ｔ４で取舵非差動領域付加偏
差信号τｐ＝５゜となると、以後舵機制御部3 が停止し
て舵機制御部2 のみの動作となり、時刻ｔ５より若干早
い時刻（これをｔ５ −とする）で舵機制御部2 が停止
し、時刻ｔ５で偏差量がゼロとなる。次に時刻ｔ６で命
令舵角信号θが取舵２０゜から時刻ｔ９で面舵２０゜に
なるように変化すると、偏差信号τは、面舵方向に増加
して舵機制御部2 が時刻ｔ６より若干遅れ時刻（これを
ｔ６ ＋とする）で動作を開始し、時刻ｔ７で面舵非差動
領域付加偏差信号τｓ＝５゜となるので以後舵機制御部
3 が追加動作して急速に偏差信号τが命令舵角信号θの
変化量（４０゜）に対応して立上がる。最大偏差（この
場合は面舵２０゜一定となった時刻ｔ９以後）となった
後は時間の経過と共に偏差量は減少していく。時刻ｔ
１０で面舵非差動領域付加偏差信号τｓ＝５゜となるの
で以後舵機制御部3 が停止して舵機制御部2 のみの動作
となり、時刻ｔ１１より若干早い時刻（これをｔ１１ −
とする）で舵機制御部2 が停止して時刻ｔ１１で偏差量
がゼロとなる。更に時刻ｔ１２で面舵２０゜から面舵０
゜（取舵０゜）に命令舵角信号θの変更があったとする
と、偏差信号τは、直ちに最大偏差２０゜となり、舵機
制御部2 と舵機制御部3 が動作する（厳密には舵機制御
部3 の動作が回路の信号伝達時間や機械的な動作時間等
の関係で若干遅れる）。従って時刻ｔ１２で偏差信号τ
の値は最大となり、以後急速に時間の経過と共に減少し
ていき、時刻ｔ１３で取舵非差動領域付加偏差信号τＰ
＝５゜となるので以後舵機制御部3 が停止して舵機制御
部2 のみの動作となり、時刻ｔ１４より若干早い時刻
（これをｔ１４ −とする）で舵機制御部2 が停止して時
刻ｔ１４で偏差量がゼロとなる。以下このような動作の
繰返しとなる。
゜になるように命令舵角信号θがあったとすると、偏差
信号τは、時刻ｔ１において取舵方向に増加し、それに
伴って舵機制御部2 が若干遅れた時刻（これをｔ１ ＋と
する）で動作を開始する。時刻ｔ２で取舵非差動領域付
加偏差信号τｐ＝５゜となると以後舵機制御部3 が追加
動作して急速に偏差信号τが命令舵角信号θの変化量
（２０゜）に対応して立上がる。時刻ｔ３で命令舵角信
号θが取舵２０゜一定となったところで偏差信号τの値
が最大偏差となったとすると、以後時間の経過と共に偏
差量は減少していく。時刻ｔ４で取舵非差動領域付加偏
差信号τｐ＝５゜となると、以後舵機制御部3 が停止し
て舵機制御部2 のみの動作となり、時刻ｔ５より若干早
い時刻（これをｔ５ −とする）で舵機制御部2 が停止
し、時刻ｔ５で偏差量がゼロとなる。次に時刻ｔ６で命
令舵角信号θが取舵２０゜から時刻ｔ９で面舵２０゜に
なるように変化すると、偏差信号τは、面舵方向に増加
して舵機制御部2 が時刻ｔ６より若干遅れ時刻（これを
ｔ６ ＋とする）で動作を開始し、時刻ｔ７で面舵非差動
領域付加偏差信号τｓ＝５゜となるので以後舵機制御部
3 が追加動作して急速に偏差信号τが命令舵角信号θの
変化量（４０゜）に対応して立上がる。最大偏差（この
場合は面舵２０゜一定となった時刻ｔ９以後）となった
後は時間の経過と共に偏差量は減少していく。時刻ｔ
１０で面舵非差動領域付加偏差信号τｓ＝５゜となるの
で以後舵機制御部3 が停止して舵機制御部2 のみの動作
となり、時刻ｔ１１より若干早い時刻（これをｔ１１ −
とする）で舵機制御部2 が停止して時刻ｔ１１で偏差量
がゼロとなる。更に時刻ｔ１２で面舵２０゜から面舵０
゜（取舵０゜）に命令舵角信号θの変更があったとする
と、偏差信号τは、直ちに最大偏差２０゜となり、舵機
制御部2 と舵機制御部3 が動作する（厳密には舵機制御
部3 の動作が回路の信号伝達時間や機械的な動作時間等
の関係で若干遅れる）。従って時刻ｔ１２で偏差信号τ
の値は最大となり、以後急速に時間の経過と共に減少し
ていき、時刻ｔ１３で取舵非差動領域付加偏差信号τＰ
＝５゜となるので以後舵機制御部3 が停止して舵機制御
部2 のみの動作となり、時刻ｔ１４より若干早い時刻
（これをｔ１４ −とする）で舵機制御部2 が停止して時
刻ｔ１４で偏差量がゼロとなる。以下このような動作の
繰返しとなる。
次に時刻ｔ１〜ｔ５間の取舵時の場合の第１図の各部の
機能・動作を説明する（但し、舵機制御部2 〜舵取機ア
クチュエータ4 の各部の個々の各称等は第５図参照）。
機能・動作を説明する（但し、舵機制御部2 〜舵取機ア
クチュエータ4 の各部の個々の各称等は第５図参照）。
スイッチ部Ｓ１は偏差信号τに応じてスイッチ要素ＳＷ
１２がオン動作し舵機制御部2 の電磁弁Ｐを駆動させて
第２図＜ii＞時刻ｔ１ ＋〜ｔ５ −に示すような油吐出量
ｑを舵機制御信号ｉとして配管7 を介して舵取機アクチ
ュエータ4 のシリンダ6 ｂに出力する。一方、偏差信号
τは非差動領域付加回路9 にも導かれて比較回路93で取
舵非動作領域αｐと比較される。この結果、例えばτｐ
＝５゜以上の場合取舵非差動領域付加偏差信号τｐが補
助スイッチ部Ｓ４のスイッチ要素ＳＷ４２に導かれる。
選択スイッチ要素Ｓ３がオンとなっている時は、スイッ
チ要素ＳＷ４２のオン動作で舵機制御部3 の電磁弁Ｐを
駆動させて第２図＜iii＞時刻ｔ２〜ｔ４に示すような
油吐出量ｑを舵機制御信号ｊとして配管7 を介して舵取
機アクチュエータ4 のシリンダ6 ｂに出力する。従っ
て、舵機制御信号ｉ，ｊを入力した舵取機アクチュエー
タ4 のシリンダ6 ｂは、第２図＜iv＞で示す時刻ｔ１ ＋
〜ｔ５ −の領域Ｂｐと領域Ａｐに示すような３位置制御
形（領域Ｂｐではゆっくりと動作し、領域Ａｐでは倍速
で動作する形）の取舵転舵速度υでシリンダ6 を矢印方
向に移動させて舵機5 を命令角度θに対して迅速に対応
させて動作させる高速度舵取り操舵ができる。
１２がオン動作し舵機制御部2 の電磁弁Ｐを駆動させて
第２図＜ii＞時刻ｔ１ ＋〜ｔ５ −に示すような油吐出量
ｑを舵機制御信号ｉとして配管7 を介して舵取機アクチ
ュエータ4 のシリンダ6 ｂに出力する。一方、偏差信号
τは非差動領域付加回路9 にも導かれて比較回路93で取
舵非動作領域αｐと比較される。この結果、例えばτｐ
＝５゜以上の場合取舵非差動領域付加偏差信号τｐが補
助スイッチ部Ｓ４のスイッチ要素ＳＷ４２に導かれる。
選択スイッチ要素Ｓ３がオンとなっている時は、スイッ
チ要素ＳＷ４２のオン動作で舵機制御部3 の電磁弁Ｐを
駆動させて第２図＜iii＞時刻ｔ２〜ｔ４に示すような
油吐出量ｑを舵機制御信号ｊとして配管7 を介して舵取
機アクチュエータ4 のシリンダ6 ｂに出力する。従っ
て、舵機制御信号ｉ，ｊを入力した舵取機アクチュエー
タ4 のシリンダ6 ｂは、第２図＜iv＞で示す時刻ｔ１ ＋
〜ｔ５ −の領域Ｂｐと領域Ａｐに示すような３位置制御
形（領域Ｂｐではゆっくりと動作し、領域Ａｐでは倍速
で動作する形）の取舵転舵速度υでシリンダ6 を矢印方
向に移動させて舵機5 を命令角度θに対して迅速に対応
させて動作させる高速度舵取り操舵ができる。
面舵側の時はこの逆の第２図＜ｉ＞〜＜iv＞時刻ｔ６ ＋
〜ｔ１１ −に示すようになる。
〜ｔ１１ −に示すようになる。
このように夫々の転舵速度υは、命令角度が小さい時、
即ち、偏差量が小の時は遅く動作し、命令角度が大きい
時、即ち、偏差量が大の時は転舵速度が早く動作するこ
とが判る。
即ち、偏差量が小の時は遅く動作し、命令角度が大きい
時、即ち、偏差量が大の時は転舵速度が早く動作するこ
とが判る。
＜他の実施例＞ 尚、本発明は第１図に限定されるものではない。
第３図は本発明の他の実施例を示す図である。この第３
図は、第５図のような従来技術が船舶に組付けられた状
態にある場合に、後から本発明を実現しようとする場合
に適用する場合に極めて便利である。勿論最初からこの
ようにしてもよいことはいうまでもない。第１図と第３
図の相違は差動増幅回路1 と同一回路構成から成る補助
差動増幅回路1 ａを差動増幅回路1 と並設し、この補助
差動増幅回路1 ａからの補助偏差信号τａを非差動領域
付加回路9 に導くようにして各サーボ制御系を独立する
ようにしたことである。このように構成しても第１図と
同様の効果をあげることができることはいうまでもな
い。
図は、第５図のような従来技術が船舶に組付けられた状
態にある場合に、後から本発明を実現しようとする場合
に適用する場合に極めて便利である。勿論最初からこの
ようにしてもよいことはいうまでもない。第１図と第３
図の相違は差動増幅回路1 と同一回路構成から成る補助
差動増幅回路1 ａを差動増幅回路1 と並設し、この補助
差動増幅回路1 ａからの補助偏差信号τａを非差動領域
付加回路9 に導くようにして各サーボ制御系を独立する
ようにしたことである。このように構成しても第１図と
同様の効果をあげることができることはいうまでもな
い。
第４図は本発明の更に他の実施例を示す図である。第４
図と第１図，第３図との基本的な相違点は、第１図，第
３図が差動増幅回路1 （差動増幅回路1 と補助差動増幅
回路1 ａ），非差動領域付加回路9 ，スイッチ部Ｓ１及
び補助スイッチ部Ｓ４の組合せから成る１系統の構成な
とに対して複数系統の構成（この第４図では２系統）と
したことである。即ち、第４図の場合は、スイッチ部Ｓ
１又はＳ１０，補助スイッチ部Ｓ４又はＳ４０の出力を
夫々切替要素ＳＳ１〜ＳＳ４で切替えて舵機制御部2 及
び3 に出力することである。例えばより具体的には、切
替要素ＳＳ１の一端にはスイッチ要素ＳＷ１１が接続さ
れ他端にはスイッチ要素ＳＷ４１０が接続されて切替出
力が舵機制御部2 の電磁弁Ｓに導かれる。切替要素ＳＳ
２の一端にはスイッチ要素ＳＷ１２が接続され他端には
スイッチ要素ＳＷ４２０が接続されて切替出力が舵機制
御部2 の電磁弁Ｐに導かれる。又、切替要素ＳＳ３の一
端にはスイッチ要素ＳＷ４１が接続され他端にはスイッ
チ要素ＳＷ１１０が接続されて切替出力が舵機制御部舵
機3 の電磁弁Ｓに導かれる。切替要素ＳＳ４の一端には
スイッチ要素ＳＷ４２が接続され他端にはスイッチ要素
ＳＷ１２０が接続されて切替出力が舵機制御部2 の電磁
弁Ｐに導かれる。ここで、第１の系統から第２の系統又
は第２の系統から第１の系統に切替要素ＳＳ１〜ＳＳ４
を切替えた時に非差動領域付加偏差信号の加わる側を舵
機制御部2 と3 で逆にしたのは、このようにすると切替
動作ごとに舵機制御部の動作チェックができるからであ
る。勿論このように逆にしないで単に第１図又は第３図
を単純に併設するように構成してもよいことはいうまで
もない。尚、第４図においてより信頼性の上げるために
入力側を完全に２系統とする構成としてもよい。即ち、
差動増幅回路1 ａの入力となる実舵角信号と命令舵角信
号を、例えば実舵角信号μについては舵角検出器8 と併
設してもう１台別に舵角検出器を設けてその出力を入力
するようにする一方、命令舵角信号θについても別の系
統から例えば手動操舵時であれば手動操舵機に付属する
切替接点で切替えて舵輪の信号部から直ちに併設したラ
イン信号を別系統として入力することができる。このよ
うに構成すれば舵機制御部に入力する制御信号は完全２
系統化されたた信号であるので安全性の面で更に向上す
ることとなる。更に切替要素の接点構成を変更して３系
統４系統にと必要に応じてその系統をより複数化するこ
とで２重，３重の安全性を図ることも本発明によれば容
易に実現可能である。この場合その組合わせ形によって
は更に３位置制御形か４…Ｎ位置制御形へと多位置制御
形化することも可能である。
図と第１図，第３図との基本的な相違点は、第１図，第
３図が差動増幅回路1 （差動増幅回路1 と補助差動増幅
回路1 ａ），非差動領域付加回路9 ，スイッチ部Ｓ１及
び補助スイッチ部Ｓ４の組合せから成る１系統の構成な
とに対して複数系統の構成（この第４図では２系統）と
したことである。即ち、第４図の場合は、スイッチ部Ｓ
１又はＳ１０，補助スイッチ部Ｓ４又はＳ４０の出力を
夫々切替要素ＳＳ１〜ＳＳ４で切替えて舵機制御部2 及
び3 に出力することである。例えばより具体的には、切
替要素ＳＳ１の一端にはスイッチ要素ＳＷ１１が接続さ
れ他端にはスイッチ要素ＳＷ４１０が接続されて切替出
力が舵機制御部2 の電磁弁Ｓに導かれる。切替要素ＳＳ
２の一端にはスイッチ要素ＳＷ１２が接続され他端には
スイッチ要素ＳＷ４２０が接続されて切替出力が舵機制
御部2 の電磁弁Ｐに導かれる。又、切替要素ＳＳ３の一
端にはスイッチ要素ＳＷ４１が接続され他端にはスイッ
チ要素ＳＷ１１０が接続されて切替出力が舵機制御部舵
機3 の電磁弁Ｓに導かれる。切替要素ＳＳ４の一端には
スイッチ要素ＳＷ４２が接続され他端にはスイッチ要素
ＳＷ１２０が接続されて切替出力が舵機制御部2 の電磁
弁Ｐに導かれる。ここで、第１の系統から第２の系統又
は第２の系統から第１の系統に切替要素ＳＳ１〜ＳＳ４
を切替えた時に非差動領域付加偏差信号の加わる側を舵
機制御部2 と3 で逆にしたのは、このようにすると切替
動作ごとに舵機制御部の動作チェックができるからであ
る。勿論このように逆にしないで単に第１図又は第３図
を単純に併設するように構成してもよいことはいうまで
もない。尚、第４図においてより信頼性の上げるために
入力側を完全に２系統とする構成としてもよい。即ち、
差動増幅回路1 ａの入力となる実舵角信号と命令舵角信
号を、例えば実舵角信号μについては舵角検出器8 と併
設してもう１台別に舵角検出器を設けてその出力を入力
するようにする一方、命令舵角信号θについても別の系
統から例えば手動操舵時であれば手動操舵機に付属する
切替接点で切替えて舵輪の信号部から直ちに併設したラ
イン信号を別系統として入力することができる。このよ
うに構成すれば舵機制御部に入力する制御信号は完全２
系統化されたた信号であるので安全性の面で更に向上す
ることとなる。更に切替要素の接点構成を変更して３系
統４系統にと必要に応じてその系統をより複数化するこ
とで２重，３重の安全性を図ることも本発明によれば容
易に実現可能である。この場合その組合わせ形によって
は更に３位置制御形か４…Ｎ位置制御形へと多位置制御
形化することも可能である。
ところで本発明は上記した第１図乃至第４図の構成以外
に、例えば次のようにい変形することも可能である。例
えば、舵機制御部の台数は船舶の大きさや舵機型式等に
よっては３台以上の組合わせもあるがこれも前後に切替
要素を設けることで容易に対処することができる。又、
スイッチ部，補助スイッチ部，舵機制御部等の系統は第
１図乃至第４図の結合に限定されるものではなく相互に
例えばスイッチ部Ｓ１が舵機制御部3 に接続されるよう
にしてもよいことはいうまでもない。更に又、本発明は
舵取機アクチュエータ内のシリンダが複数構成のものに
も適用できる。要は少なくとも２組のスイッチ部と舵機
制御部を有し、一方のスイッチ部と舵機制御部に偏差信
号に非差動領域を付加した非差動領域付加偏差信号を与
えるようにして従来の２位置制御から多位置制御形にす
る構成を有していればよいものである。
に、例えば次のようにい変形することも可能である。例
えば、舵機制御部の台数は船舶の大きさや舵機型式等に
よっては３台以上の組合わせもあるがこれも前後に切替
要素を設けることで容易に対処することができる。又、
スイッチ部，補助スイッチ部，舵機制御部等の系統は第
１図乃至第４図の結合に限定されるものではなく相互に
例えばスイッチ部Ｓ１が舵機制御部3 に接続されるよう
にしてもよいことはいうまでもない。更に又、本発明は
舵取機アクチュエータ内のシリンダが複数構成のものに
も適用できる。要は少なくとも２組のスイッチ部と舵機
制御部を有し、一方のスイッチ部と舵機制御部に偏差信
号に非差動領域を付加した非差動領域付加偏差信号を与
えるようにして従来の２位置制御から多位置制御形にす
る構成を有していればよいものである。
＜発明の効果＞ 以上、詳細に説明したように本発明の船舶自動操舵シス
テムは、船舶の運航状態に応じ単独駆動／並列駆動をス
イッチ回路によって選択し、並列駆動時に一方のアクチ
ュエータの動作領域を非動作領域付加回路によって設定
するようにしているので、転舵に際し船舶の運航をスム
ーズに行うことができる。
テムは、船舶の運航状態に応じ単独駆動／並列駆動をス
イッチ回路によって選択し、並列駆動時に一方のアクチ
ュエータの動作領域を非動作領域付加回路によって設定
するようにしているので、転舵に際し船舶の運航をスム
ーズに行うことができる。
このため、ハンチングやヨーイングを防ぐことができ、
燃費においても省エネを図ることができる。
燃費においても省エネを図ることができる。
第１図は本発明の具体的な実施例を示した舶用自動操舵
システムのブロック線図、第２図はタイムチャート、第
３図，第４図は本発明のその他の実施例を示した図、第
５図は従来の舶用自動操舵システムのブロック線図であ
る。 １……差動増幅回路、２，３……舵機制御部、４……舵
取アクチュエータ、８……舵角検出器、９……非差動領
域付加回路。
システムのブロック線図、第２図はタイムチャート、第
３図，第４図は本発明のその他の実施例を示した図、第
５図は従来の舶用自動操舵システムのブロック線図であ
る。 １……差動増幅回路、２，３……舵機制御部、４……舵
取アクチュエータ、８……舵角検出器、９……非差動領
域付加回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加納 弘 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 北辰電機株式会社内 (72)発明者 武内 修一 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 北辰電機株式会社内 (56)参考文献 特公 昭58−29283（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】実舵角信号と命令舵角信号とから差動増幅
回路が得た偏差信号に基づき舵機を駆動する第１の舵機
制御部と、 この第１の舵機制御部と共に前記舵機を駆動し、舵機能
力を増加する第２の舵機制御部と、 基準電圧と前記偏差信号とを比較し、前記第２の舵機制
御部に動作領域を指定する補助偏差信号を与える非動作
領域付加回路と、 船舶の運航状態に応じ、前記第２の舵機制御部をオン／
オフし、舵機の単独駆動／並列駆動を選択するスイッチ
回路と、 を設け、 並列駆動時に、前記補助偏差信号に基づき前記第２の舵
機制御部を動作させ、第１の舵機制御部の出力に第２の
舵機制御部の出力を加算し、舵機を駆動することを特徴
とした舶用自動操舵システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60283714A JPH0631076B2 (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | 舶用自動操舵システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60283714A JPH0631076B2 (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | 舶用自動操舵システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62143795A JPS62143795A (ja) | 1987-06-27 |
| JPH0631076B2 true JPH0631076B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=17669132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60283714A Expired - Lifetime JPH0631076B2 (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | 舶用自動操舵システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631076B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH062879Y2 (ja) * | 1988-04-13 | 1994-01-26 | 横河電機株式会社 | 舶用オートパイロット |
| JPH0722397Y2 (ja) * | 1989-09-12 | 1995-05-24 | 三菱重工業株式会社 | 負荷変動追従型舵取機 |
| JP6522960B2 (ja) * | 2015-01-22 | 2019-05-29 | ジャパン・ハムワージ株式会社 | 可逆転吐出方向可変油圧ポンプを用いた電動油圧操舵システム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5829283U (ja) * | 1981-08-20 | 1983-02-25 | 滝川工業株式会社 | スチ−ムオ−ブン |
-
1985
- 1985-12-17 JP JP60283714A patent/JPH0631076B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62143795A (ja) | 1987-06-27 |
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Legal Events
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