JPS5919876B2 - 操舵装置におけるパワ−ユニット異常監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は船舶の操舵装置におけるパワーユニット異常
監視装置に関し、特にパワーユニットに使用する電磁ソ
レノイド又は可逆電動機の巻線が断線したり或いはレヤ
ーシヨートを起した場合のような故障を検出し、速やか
に操舵不能の状態から復旧させる処置を構じ得るように
しようとするものである。

一般に船舶用自動操舵装置は第１図に示す如く設定針路
信号δ、の入力端子１と、船首方位信号δ２の入力端子
２を有し、これら入力信号δ１とδ２は加算器３にて加
算され調節演算装置４と、切換スイッチ５を経て操舵制
御装置６に供給し、操舵制御装置６の出力は更に第２の
切換スイッチ７を通じてパワーユニット８に供給され、
パワーユニット８にて油圧シリンダ８ｃを制御し、油圧
シリンダ８ｃの出力軸９を入力信号に応じて例えばその
軸方向に推動制御し、その機械的偏位出力によつて舵取
機構１０を操作し舵１１を駆動するようにしている。

なお操舵制御装置６は普通プリアンプ６ａと、制御回路
６ｂと、パワースイッチ６ｃと、舵角帰還信号発生器６
ｄを有し、プリアンプ６ａに供給された操舵信号によつ
て制御回路６ｂがパワースイッチ６ｃに設けた一対のス
イッチ素子（第１図には示していない）を選択的にオン
、オフ制御し、これによつて例えば面舵指令の場合はパ
ワーユニット８に設けた面舵用電磁ソレノイド８ａが励
磁されて油圧シリンダ８ｃを制御し、その出力軸９を面
舵方向に偏倚さぜ、また取舵指令の場合はパワースイッ
チ６ｃの他方のスイッチ素子がオンにされ、これによつ
て取舵用電磁ソレノイド８ｂが励磁され油圧シリンダ８
ｃを制御して取舵操作を行なうようにしている。

このような自動操舵装置において自動操舵状態では切換
スイツチ５及び７は接点Ａ側に転接し設定針路信号δ，
と船首方位信号δ，との関係が常に一定の状態となるよ
うに自動操舵されるようにしている。

一方、この自動操舵状態とは別に第１の切換スイツチ５
を固定接点Ｍ側に倒すことにより操舵制御装置６の入力
には手動操舵ハンドル１２からの手動操舵信号が供給さ
れ手動にて操舵できるようになつている。

また第２の切換スイツチ７を固定接点Ｍ側に倒すと応急
操舵レバー１３によつてパワーユニツト８が直接制御で
きるようになり、操舵制御装置６より以前の装置に故障
が生じた場合でも応急操舵ができるようにしている。こ
のように一般には自動操舵状態と、手動操舵状態と、応
急操舵状態とに切換えられるように構成されている。

ところでこのようにいずれの切換状態であつてもパワー
スイツチ８の油圧シリンダ８ｃを制御するには電磁ソレ
ノイド８ａ，８ｂが必ず使用され、電磁ソレノイド８ａ
，８ｂが不良になると操舵不能に陥り非常に危険である
。このため操舵制御装置６と、パワーユニツト８は予備
の系が設けられ適宜切換えて使用できるように構成され
るものである。然し乍ら電磁ソレノイド８ａ，８ｂが不
良になることを予測することはむずかしく、このため障
害物をよけるために操舵したときにたまたま電磁ソレノ
イド８ａ，８ｂの何れか一方又は双方が不良となつてい
た場合には衝突事故となり極めて危険である。この発明
の目的はパワーユニツト８の電磁ソレノイド８ａ，８ｂ
が正常であるか否かを常に監視し、不良になつたときは
直ちに警報を出し、速やかに予備のパワーユニツトに切
換える処置が取れるようにしようとするものである。

この発明では電磁ソレノイド８ａ，８ｂの励磁コイルが
断線したことを検知する回路と、励磁コイルがレヤーソ
ヨートしたことを検知する回路を設け、これらの検知回
路が動作したとき警報を発するようにしたものである。

以下この発明の一実施例を図面について詳細に説明する
。

第２図はこの発明の一実施例を示し、この図では２個あ
る電磁ソレノイド８ａ，８ｂの一方、即ち面舵用電磁ソ
レ２ノイド８ａだけについて説明する。

即ち電磁ソレノイド８ａは例えばトライアツクより成る
パワースイツチ６ｃと、電流検出抵抗器ＲＯと直列接続
され交流駆動電源Ｅに接続される。

パワースイツチ６ｃのゲート端子には制御回路６ｂの点
弧回路６ｂ′が接続され、点弧回路６ｂ′はプリアンプ
６ａの出力にて点滅制御される発光ダイオードＤＰｌと
結合するフオトトランジスタＴｒｌによつて制御され、
プリアンプ６ａより面舵信号δｏが出力されるとき発光
ダイオードＤＰｌが発光しフオトトランジスタＴｒｌの
出力によつて点弧回路６ｂ′が動作し、パワースイツチ
６ｃがトリガされこれによつて電磁ソレノイド８ａが励
磁され面舵操舵がなされる。斯る面舵操舵制御回路にお
いてこの発明では電磁ソレノイド８ａの両端の電圧を監
視し電磁ソレノイド８ａの励磁コイルがレヤーシヨート
を起したことを検出する第１の検出回路１４と、電流検
出抵抗器Ｒ。

の両端の電圧を検出し電磁ソレノイド８ａが断線したこ
とを検出する第２の検出回路１５を設けると共にパワー
スイツチ６ｃにはこれがオフでも電磁ソレノイド８ａが
動作しない程度の電流をバイパスするインピーダンスを
有するインピーダンス要素１６を並列接続するものであ
る。このインピーダンス要素１６は例えば抵抗器Ｒ１と
コンデンサＣ。とから成る直列回路でよく、この直列回
路はもともとパワースイツチ６ｃの保護用として接続さ
れるものを利用することができる。第１の検出回路１４
は整流用ダイオードＤ１と、発光ダイオードＤＰ２と電
流制限抵抗器Ｒ，とより成る直列回路を電磁ソレノイド
８ａに並列接続し、電流制限抵抗器Ｒ２と並列にサイリ
スタＳＣＲ，と抵抗の直列回路を接続し、サイリスタＳ
ＣＲｌのゲートとカソード間にフオトトランジスタＴｒ
，を接続し、ゲート端子とサイリスタＳＣＲ，のアノー
ド側との間にトリガ信号供給用抵抗器Ｒ，を接続し、フ
オトトランジスタＴｒ３にはプリアンプ６ａの出力信号
、即ち面舵信号δ。によつて点灯する発光々゛イオード
ＤＰ３が結合される。なおツエナーダイオードＤＺ，は
フオトトランジスタＴｒ，の保護用ダイオードで、コン
デンサＣ１は平滑用コンデンサである。一方、第２の検
出回路１５は電流検出抵抗器ＲＯに対し整流用ダイオー
ドＤ，と発光ダイオードＤＰ４と電流制限抵抗器Ｒ４と
の直列回路を並列接続し、電流制限抵抗器Ｒ４と並列に
サイリスタＳＣＲ，と抵抗の直列回路を並列接続し、サ
イリスタＳＣＲ，のゲート端子とカソード端子間にはフ
オトトランジスタＴｒ５を接続し、サイリスタＳＣＲ２
のゲート端子とアノード側との間にトリガ信号供給用抵
抗器Ｒ，を接続する。

フオトトランジスタＴｒ，にはプリアンプ６ａより出さ
れる面舵信号δ。によつて点灯する発光ダイオードＤＰ
，が結合される。なおツエナダイオードＤＺ２はフオト
トランジスタＴｒ，の保護用ダイオードで、コンデンサ
Ｃ，は平滑用コンデンサである。このように構成するこ
とにより、先ず電磁ソレノイド８ａが正常であればパワ
ースイツチ６ｃがオフの状態でも駆動電源Ｅの交流電圧
が抵抗器ＲＯ一電磁ソレノイド８ａ−インピーダンス要
素１６の直列回路の両端に掛り、多少の交流電流が流れ
る。

よつてこの交流電流によつて電磁ソレノイド８ａと抵抗
器Ｒ。の両端には電圧が発生する。このとき先にも述べ
た如くパワースイツチ６ｃがオフの状態では発光ダイオ
ードＤＰ３とＤＰ５は発光していないのでフオトトラン
ジスタＴｒ３とＴｒ，のインピーダンスは大きく、従つ
てサイリスタＳＣＲｌとＳＣＲ２はオンとなつており、
結局このサイリスタＳＣＲｌとＳＣＲ２を流れる電流に
よつて発光ダイオードＤＰ２とＤＰ４は発光し、これら
発光ダイオードＤＰ，とＤＰ４に結合するフオトトラン
ジスタＴｒ２とＴｒ４のインピーダンスを小に保持する
。フオトトランジスタＴｒ２とＴｒ４は互に直列接続さ
れ、直流電源ＥＤＣに対し抵抗器Ｒ６を介して接続され
る。

そして直流電源ＥＤＣにはリレーＲＬとトランジスタＴ
ｒ６を直列接続し、トランジスタＴｒ６のベースを抵抗
器Ｒ６と発光ダイオードＴｒ４の接続点に接続している
。このトランジスタＴｒ，とリレーＲＬは結局警報装置
１７を構成し、フオトトランジスタＴｒ２又はＴｒ４の
インピーダンスが大の状態になるとトランジスタＴｒ６
がオンとなり、リレーＲＬを励磁して警報を発するよう
にしている。従つて電磁ソレノイド８ａが正常であれば
パワースイツチ６ｃがオフの状態でも発光ダイオードＤ
Ｐ２とＤＰ４が発光し、フオトトランジスタＴｒ２とＴ
ｒ４がインピーダンス小の状態に保持されるからトラン
ジスタＴｒ６はオフの状態に保持され警報は出されない
。

なお実際上は発光ダイオードＤＰ，とＤＰ４はその整流
回路を含めて互に逆極性に接続されているが、平滑コン
デンサＣ，，Ｃ２によつて交流電源Ｅの極性に関係なく
発光し、これによつてトランジスタＴｒ６をオフに保持
するようにしている。一方、プリアンプ６ａより面舵信
号δ。

が供給されると発光ダイオードＤＰ３とＤＰ，が発光す
るからフオトトランジスタＴｒ３とＴｒ，はオンとなり
、サイリスタＳＣＲｌ，ＳＣＲ２はオフになる。然しこ
のときはパワースイツチ６ｃがオンとなり、抵抗器Ｒ。
と電極ソレノイド８ａの両端間には先に説明した状態よ
り充分大きい電圧が発生し、これによつて発光ダイオー
ドＤＰ２とＤＰ４は電流制限抵抗器Ｒ２とＲ４にて制限
された電流にて安全に点灯し、よつてトランジスタＴｒ
６をオフに保持し結局この場合も警報は出されない。こ
れに対し電磁ソレノイド８ａが例えば断線したとすると
、抵抗器Ｒ。

と電磁ソレノイド８ａには電流が全く流れなくなるから
、よつてこの状態では発光ダイオードＤＰ４は点灯しな
いのでフオトトランジスタＴｒ４のインピーダンスは大
となり、トランジスタＴｒ６のベース電位が上昇し、結
局トランジスタＴｒ６はオンとなりリレーＲＬを附勢し
警報を発することができる。また電磁ソレノイド８ａが
レヤーシヨトした場合には電磁ソレノイド８ａの両端間
の電圧は零となり、発光ダイオードＤＰ２は点灯しなく
なるからトランジスタＴｒ６はオンとなり警報が発せら
れる。

以上説明した如くこの発明によれば電磁ソレノイド８ａ
が断線しても、レヤーシヨートを起した場合でも何れの
場合も検出することができ、その警報によつて予備の操
舵制両系に切換える処置をとることができるから操舵装
置の信頼性を高めることができる。

また警報と同時に自動的に予備の操舵制御系に切換える
ようにすることもでき、操舵装置の信頼性向上に有効で
ある。なお上述の実施例ではパワーユニツト８として油
圧シリンダ８ｃを用いた場合を説明したが、パワーユニ
ツト８としては第３図に示す如く可逆電動機８ｃ′を用
いる場合もあり、この可逆電動機８ｃ′の正転用コイル
８ａ′と逆転用コイル８ｂ′にもこの発明を適用できる
ことも容易に理解できよう。

また上述では発光ダイオードとフオトトランジスタによ
つて電磁ソレノイドを励磁する主回路と監視装置とを電
気的に絶縁したが、必ずしもこれに限定されるものでは
なく、その他にもリレー等を用いることにより同様に動
作する監視装置を構成することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な船舶の操舵制御装置を説明する系統図
、第２図はこの発明の一実施例を示す接続図、第３図は
この発明を適用し得る他のパワーユニツトの例を示す系
統図である。 ６ｂ・・・・・・制御回路、６ｃ・・・・・・パワース
イツチ、８ａ，８ｂ・・・・・・電磁ソレノイド、８ａ
′，８ｂｔ・・・・・可逆電動機の巻線、ＲＯ・・・・
・・電流検出抵抗器、１６・・・・・・インピーダンス
要素、１４・・・・・・第１の検出回路、１５・・・・
・・第２の検出回路、１７・・・・・・警報装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 操舵信号が制御回路に供給され該制御回路の出力に
   よりパワースイッチが制御され、該パワースイッチによ
   りパワーユニットの電磁ソレノイド又は可逆電動機が駆
   動される操舵装置において、上記電磁ソレノイド又は可
   逆電動機の巻線と直列接続した電流検出抵抗器と、上記
   パワースイッチと並列接続されこのパワースイッチがオ
   フのとき上記電磁ソレノイド又は上記可逆電動機が動作
   しない程度の電流をバイパスするインピーダンスを有す
   るインピーダンス要素と、上記電流検出抵抗器、電磁ソ
   レノイド又は可逆電動機の巻線及びパワースイッチとか
   ら成る直列回路に常時電圧を印加する電源と、上記電磁
   ソレノイド又は上記可逆電動機の巻線の両端電圧を検出
   し上記電磁ソレノイド又は上記可逆電動機の巻線がレヤ
   ーシヨートを起したことを検出する第１の検出回路と、
   上記電流検出抵抗器の両端電圧を検出し上記電磁ソレノ
   イド又は上記可逆電動機の巻線が断線したことを検出す
   る第２の検出回路と、これら第１及び第２の検出回路の
   何れか一方又は双方の検出出力によつて動作する警報装
   置とを有して成る操舵装置におけるパワーユニット異常
   監視装置。