(57)【要約】【課題】船外機側からの逆入力による影響を軽減することのできる船外機付きボートのパワーステアリング装置に関する。【解決手段】船外機７を転舵させるアシスト機構Ｍの出力を、ハンドル２の操舵トルクに基づいて制御する船外機付きボートのパワーステアリング装置において、ハンドル２の操舵方向を検出する入力方向検出センサ２０と、船外機７の転舵方向を検出する出力方向検出センサ２６と、これら両センサ２０，２６に接続したコントローラＣとを備え、上記コントローラＣは、入力方向検出センサ２０からの信号と、出力方向検出センサ２６からの信号とを比較して、両センサからの信号の方向が逆の関係になったときに、アシスト機構Ｍの出力を増加させることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船外機を転舵させるアシスト機構の出力を、ハンドルの操舵トルクに基づいて制御する船外機付きボートのパワーステアリング装置において、ハンドルの操舵方向を検出する入力方向検出センサと、船外機の転舵方向を検出する出力方向検出センサと、これら両センサに接続したコントローラとを備え、上記コントローラは、入力方向検出センサからの信号と、出力方向検出センサからの信号とを比較して、両センサからの信号の方向が逆の関係になったときに、アシスト機構の出力を増加させることを特徴とする船外機付きボートのパワーステアリング装置。
【請求項２】
ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサによって入力方向検出センサを構成したことを特徴とする請求項１記載の船外機付きボートのパワーステアリング装置。
【請求項３】
電動モータによってアシスト機構を構成する一方、電動モータの両端子電圧の大小関係を特定する電圧計によって、出力方向検出センサを構成したことを特徴とする請求項１または２記載の船外機付きボートのパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、船外機の操舵を電動モータでパワーアシストする船外機付きボートのパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
船外機付きボートのパワーステアリング装置として、例えば特許文献１に記載されたものが従来から知られている。
この従来のパワーステアリング装置は、図５に示すように、船体１に設けたハンドル２に、ステアリングケーブル３の一端を接続している。このステアリングケーブル３は、ハンドル２の回転に応じて押し引きされるものであり、その他端側にリンク部材４を接続している。したがって、上記ステアリングケーブル３が押し引きされると、リンク部材４も図中左右に移動する。
【０００３】
上記リンク部材４には、軸１２を支点に揺動する揺動レバー５を連結している。また、この揺動レバー５には、スクリュー６と図示しないエンジンとを備えた船外機７を固定し、この船外機７を上記揺動レバー５の揺動によって回動させるようにしている。
したがって、ハンドル２を操舵して揺動レバー５を揺動させれば、船体１の向きが変わることになる。
【０００４】
また、上記リンク部材４には、筒状のギアケース８を設けるとともに、このギアケース８にラック部材９を摺動自在に設けている。そして、ラック部材９に図示していないラックを形成するとともに、このラックに電動モータｍの出力軸に設けたピニオン１１をかみ合わせている。
なお、上記電動モータｍの作動を、コントローラＣによって制御するようにしている。
【０００５】
上記ラック部材９は、その両端をギヤケース８から突出させるとともに、一方を上記リンク部材４に固定している。したがって、電動モータｍの出力によってラック部材９が軸方向に移動すると、その移動した方向に応じてリンク部材４が左右に移動して、このリンク部材４に固定した揺動レバー５が揺動することになる。つまり、電動モータｍの出力に応じて、揺動レバー５とともに船外機７が回動するようにしている。
【０００６】
なお、上記船体１には、ハンドル２を操舵したときに生じる操舵トルクを検出するトルクセンサ１３を設けている。そして、このトルクセンサ１３をコントローラＣに接続し、検出した操舵トルク情報をこのコントローラＣに入力するようにしている。
また、上記船外機７には、スクリュー６が回転しているか否かを検出するニュートラルセンサ１４と、スクリュー６の回転方向を検出するリバースセンサ１５と、エンジンの回転数を検出する回転数センサ１６とを設けている。そして、これら各センサ１４〜１６によって検出した情報も、上記コントローラＣに入力するようにしている。
【０００７】
上記コントローラＣは、各センサー１３〜１６が検出した情報に基づいて、パワーアシストすべき操舵力を演算し、その演算結果に基づいて電動モータｍの出力とその回転方向を制御する。このようにして電動モータｍが駆動すると、ピニオン１１の回転に応じてラック部材９が左右何れかにスライドする。そのため、リンク部材４が揺動レバー５を揺動させて、船外機７が所定の方向に回動することになる。以上のようにして、アシスト力を付与するようにしている。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２７７２６４６号公報（第３〜４頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の装置では、ハンドル２の操舵トルク等に基づいて、電動モータｍの出力を制御しているが、この電動モータｍとラック部材とのかみ合い部分が逆入力を許容する可逆構造になっているため、例えば大きい波が船外機７に作用すると、運転者の操舵する方向と逆方向に船外機７が転舵してしまうことがあった。
つまり、逆入力によって舵がふらついてしまうという問題がった。
また、船外機が逆方向に転舵されなくても、瞬間的に電動モータｍの出力が不足する場合があり、このようなことが原因で、運転者に負担がかかるという問題もあった。
この発明の目的は、船外機側からの逆入力による影響を軽減することのできる船外機付きボートのパワーステアリング装置に関する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、船外機を転舵させるアシスト機構の出力を、ハンドルの操舵トルクに基づいて制御する船外機付きボートのパワーステアリング装置において、ハンドルの操舵方向を検出する入力方向検出センサと、船外機の転舵方向を検出する出力方向検出センサと、これら両センサに接続したコントローラとを備え、上記コントローラは、入力方向検出センサからの信号と、出力方向検出センサからの信号とを比較して、両センサからの信号の方向が逆の関係になったときに、アシスト機構の出力を増加させることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明は、上記第１の発明において、ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサによって入力方向検出センサを構成したことを特徴とする。
【００１２】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、電動モータによってアシスト機構を構成する一方、電動モータの両端子電圧の大小関係を特定する電圧計によって、出力方向検出センサを構成したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜図４に、この発明の一実施形態を示すが、前記従来例と同じ構成要素については同じ符号を付して説明する。
図１に示すように、船体１に設けたハンドル２に、入力軸１８を固定するとともに、この入力軸１８を、図示していないトーションバーを介して出力軸１９に連結している。これら入力軸１８と出力軸１９との間には、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ２０を設けるとともに、この操舵トルクセンサ２０をコントローラＣに接続している。そして、上記コントローラＣによって、電動モータＭの出力を制御するようにしている。
【００１４】
上記出力軸１９には、ウォームホィール２１を固定するとともに、このウォームホィール２１を、電動モータＭの出力軸に設けたウォーム２２にかみ合わせている。そのため、電動モータＭの出力軸が回転すると、その回転がウォーム２２及びウォームホィール２１を介して出力軸１９に伝達される。
このように電動モータＭの出力に応じて回転する出力軸１９には、ピニオン２３を固定している。そして、このピニオン２３を、ラック２４にかみ合わせている。
上記ラック２４には、ステアリングケーブル２５の一端を接続するとともに、その他端にリンク部材４を接続している。そして、上記ステアリングケーブル２５が押し引きされることによって、リンク部材４が図中左右に移動するようにしている。
【００１５】
上記リンク部材４には、軸１２を中心に回動する揺動する揺動レバー５を連結している。また、この揺動レバー５には、船外機７を固定している。この船外機７は、スクリュー６と図示しないエンジンとを備え、揺動レバー５の揺動に伴って回動するようにしている。
したがって、ハンドル２を回して、軸１２を中心に船外機７を回動させると、その回動方向に応じて船体１の向きが変わることになる。
【００１６】
なお、上記リンク部材４には、船外機７の転舵方向を検出する舵角センサ２６を設けている。また、上記船外機７には、スクリューが回転しているかどうかを検出するニュートラルセンサ１４と、スクリューの回転方向を検出するリバースセンサ１５と、エンジンの回転数を検出する回転数センサ１６とを設けている。
そして、上記センサ２６、１４〜１６を、それぞれコントローラＣに接続している。
【００１７】
上記コントローラＣは、上記各センサ２０，１４〜１６，２６からの情報に基づいて、パワーアシストすべき操舵力を演算し、その演算信号に応じて電動モータＭの出力及びその回転方向を制御する。このようにして電動モータＭを駆動させると、ウォームホィール１９の回転に応じてラック２４が左右何れかにスライドして、リンク部材２５が揺動レバー５を揺動させる。そして、所定の方向に船外機７が回動することになる。
以上のようにして、電動モータＭの出力を付与するようにしている。
【００１８】
また、上記コントローラＣには、図２に示すように、判定部２７と制御部２８とを備えている。上記判定部２７は、図３に示すように、操舵トルクセンサ２０によって検出されるハンドル２の操舵トルク方向と、舵角センサ２６によって検出される船外機７の転舵方向とを読み込んだ後、これら両信号の方向を比較する。そして、図４に示すように、操舵トルク方向と舵角方向とが等しい場合には、通常制御を選択して、制御部２８が電動モータＭを通常に制御する。一方、操舵トルク方向と舵角方向とが逆の関係になると、逆入力制御に切り換える。逆入力制御に切り換わると、制御部２８が、電動モータＭへ供給する電流を、通常制御時よりも増加させる。
【００１９】
上記のように操舵トルク方向と舵角方向とが逆の関係になる場合というのは、波の影響などによって舵が逆方向に動いてしまった場合である。このような場合に、この実施形態では、電動モータＭの出力を瞬間的に増加させることによって、逆入力に打ち勝つだけのアシスト力を発揮するようにしている。このようにすれば、逆入力による舵のふらつきを防止することができる。また、電動モータＭの出力不足も防止することができるので、運転者の負担を軽減できる。つまり、この実施形態によれば、船外機７側からの逆入力による悪影響を軽減することができる。
【００２０】
なお、上記逆入力制御時における電動モータＭへの供給電流の増加分というのは、テーブル値によって設定してもよいし、所定のゲインをかけ合わせることによって設定してもよい。いずれにしても、電動モータＭが、船外機７からの逆入力に打ち勝つだけの出力を発揮するように設定すればよい。
【００２１】
また、上記実施形態では、トルクセンサ２０によってこの発明の入力方向検出センサを構成し、舵角センサ２６によってこの発明の出力方向検出センサを構成しているが、ハンドル２の回転方向と、船外機７の実際の転舵方向を特定することができるものであれば、入力方向検出センサ及び出力方向検出センサは上記トルクセンサ２０及び舵角センサ２６に限らない。例えば、電動モータＭの両端子電圧を測定する電圧計を出力方向検出センサとして用い、この電圧計によって電動モータＭの両端子電圧の大小関係を測定し、この大小関係から船外機７の転舵方向を特定するようにしてもよい。
【００２２】
さらに、この実施形態では、電動モータＭによってこの発明のアシスト機構を構成しているが、アシスト機構として油圧シリンダや油圧モータなどを用いてもよい。ただし、アシスト機構として電動モータＭを用いれば、上記したように両端子電圧から操舵方向を特定することができるので、機械的な出力方向検出センサを用いる場合に比べて、全体の構造を簡素化できる。
【００２３】
【発明の効果】
第１の発明によれば、入力方向検出センサからの信号と、出力方向検出センサからの信号とを比較して、両センサからの信号の方向が逆の関係になったときに、アシスト機構の出力を増加させるので、船外機側からの逆入力による悪影響を軽減することができる。
【００２４】
第２の発明によれば、ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサによって、ハンドルの操舵方向も検出することができるので、操舵方向を検出する特別なセンサがいらない分だけ、装置全体のコストアップを防止することができる。
【００２５】
第３の発明によれば、アシスト機構を構成する電動モータの両端子電圧の大小関係を特定する電圧計によって、出力方向検出センサを構成したので、機械的なセンサを用いる場合に比べて、構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の説明図である。
【図２】コントローラＣの制御ブロック図である。
【図３】判定部２７の制御フローである。
【図４】判定部２７の判定基準を示した表である。
【図５】従来例の説明図である。
【符号の説明】
Ｃ  コントローラ
Ｍ  電動モータ
２    ハンドル
７    船外機
２０  トルクセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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