(57)【要約】【課題】高電圧がモータに加わることを防止し、モータや船外機のシフトアーム及びスロットルアームの破損を防止することができる機関制御装置を提供すること。【解決手段】操作信号を出力する操作ユニット２０と、船外機１１０のシフトアーム１１１及びスロットルアーム１１２をモータ４２の駆動力によって作動させる駆動ユニット４０と、操作ユニット２０からの操作信号に基づいてモータ４２にバッテリ１００からの電力を供給する制御ユニット３０とを備え、制御ユニット３０はＨ型ブリッジが形成され、第１の上流側トランジスタＱＡと前記第２の下流側トランジスタＱＡ′とを対としてオンとすることによりモータ４２を正転させ、電流の量を第２の下流側トランジスタＱＡ′をＰＷＭ駆動することによって調整する一方、第２の上流側トランジスタＱＢと前記第１の下流側トランジスタＱＢ′とを対としてオンとすることによりモータ４２を逆転させ、電流の量を第１の下流側トランジスタＱＢ′をＰＷＭ駆動することによって調整する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操船者が操作する操作指令に応じた操作信号を出力するコントロール部と、
船外機のエンジンのシフト機構及びスロットル機構を電気モータの駆動力によって作動させるアクチュエータと、
前記コントロール部からの操作信号に基づいて前記電気モータに電源からの電力を供給する制御部とを備え、
前記制御部は、その主通電路が直列に接続された第１の上流側トランジスタ及び第１の下流側トランジスタと、
その主通電路が直列に接続された第２の上流側トランジスタ及び第２の下流側トランジスタと、
前記第１の上流側トランジスタと前記第１の下流側トランジスタとの直列接続点と前記第２の上流側トランジスタと前記第２の下流側トランジスタとの直列接続点との間に前記モータを接続し、
前記第１の上流側トランジスタと前記第２の下流側トランジスタとを対としてオンとすることにより前記モータへの一方向から他方向への電流路を形成し、この電流路を流れる電流の量を前記第２の下流側トランジスタをＰＷＭ駆動することによって調整する一方、前記第２の上流側トランジスタと前記第１の下流側トランジスタとを対としてオンとすることにより前記モータへの他方向から一方向への電流路を形成し、この電流路を流れる電流の量を前記第１の下流側トランジスタをＰＷＭ駆動することによって調整することを特徴とする機関制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型船舶のエンジンのシフト制御及びスロットル制御を操縦席から遠隔操作するための機関制御装置に関し、特に電気系統の故障によるモータや船外機のシフトアーム及びスロットルアームの破壊防止ができるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
小型船舶の船外機のシフト制御及びスロットル制御を遠隔操作するための機関制御装置が知られている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
このような機関制御装置は、操縦席等に設置されたリモコンボックスと、このリモコンボックスが出力する操作信号に基づいて作動するモータ及びギヤ機構等を内蔵した駆動ユニットとを備え、モータが発生する駆動力を船外機のシフト機構（シフトアーム）及びスロットル機構の被操作部（スロットルアーム）に伝達し作動させていた。
【０００４】
モータにはバッテリ電圧がそのまま印加されており、操作信号に応じたＯＮ／ＯＦＦのみでモータを制御していた。
【特許文献１】米国特許５０８０６１９号明細書
【特許文献２】特開平０４−０９４４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した機関制御装置であると次のような問題があった。すなわち、バッテリの電源線のマイナス線が船舶の振動により外れるとオルタネータから高電圧が制御部に印加され、その電圧がそのまま駆動ユニットのモータに印加される。このため、モータに過大な電流が流れて、モータや船外機のシフト機構及びスロットル機構が破損する虞があった。
【０００６】
一方、小型船舶に用いられるバッテリ電圧は一般的に１２Ｖのものと２４Ｖのものが混在しており、それぞれに適合した１２Ｖ用モータ及び２４Ｖ用モータが用いられることとなる。このため、駆動ユニットを選択する場合には、バッテリ電圧に適合するタイプのものを選択しなければならないという煩雑さがある。
【０００７】
そこで本発明は、電源線のマイナス線が外れる等して高電圧が制御部に印加された場合であっても高電圧がモータに加わることを防止し、モータや船外機のシフトアーム及びスロットルアームの破損を防止することができる機関制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の機関制御装置は次のように構成されている。
【０００９】
操船者が操作する操作指令に応じた操作信号を出力するコントロール部と、船外機のエンジンのシフト機構及びスロットル機構を電気モータの駆動力によって作動させるアクチュエータと、前記コントロール部からの操作信号に基づいて前記電気モータに電源からの電力を供給する制御部とを備え、前記制御部は、その主通電路が直列に接続された第１の上流側トランジスタ及び第１の下流側トランジスタと、その主通電路が直列に接続された第２の上流側トランジスタ及び第２の下流側トランジスタと、前記第１の上流側トランジスタと前記第１の下流側トランジスタとの直列接続点と前記第２の上流側トランジスタと前記第２の下流側トランジスタとの直列接続点との間に前記モータを接続し、前記第１の上流側トランジスタと前記第２の下流側トランジスタとを対としてオンとすることにより前記モータへの一方向から他方向への電流路を形成し、この電流路を流れる電流の量を前記第２の下流側トランジスタをＰＷＭ駆動することによって調整する一方、前記第２の上流側トランジスタと前記第１の下流側トランジスタとを対としてオンとすることにより前記モータへの他方向から一方向への電流路を形成し、この電流路を流れる電流の量を前記第１の下流側トランジスタをＰＷＭ駆動することによって調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電源線のマイナス線が外れる等して高電圧が制御部に印加された場合であっても高電圧がモータに加わることを防止し、モータや船外機のシフトアーム及びスロットルアームの破損を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る小型船舶用の機関制御装置１０の構成を示す模式図、図２は機関制御装置１０の構成を示すブロック図、図３は機関制御装置１０に組み込まれた制御回路３１の動作原理を示す説明図、図４は動作フローを示す説明図である。
【００１２】
機関制御装置１０は、操船者が前進・後進等の操作を行うことで操作信号を出力する操作ユニット２０と、この操作ユニット２０に接続され操作信号に基づいて駆動ユニットに駆動電力を印加する制御ユニット３０と、この制御ユニット３０に接続され駆動電力によって作動する一対の駆動ユニット４０とを備えている。なお、図１中１００は１２Ｖあるいは２４Ｖのバッテリ、１１０は船外機を示している。
【００１３】
操作ユニット２０は、操作レバー２１を備え、操船者により前進・中立・後進のシフト操作と、そのストロークによるスロットル操作を行うことで、操作信号を出力する機能を有している。
【００１４】
制御ユニット３０は、図２に示すように、ＰＷＭ駆動を行うことが可能な制御回路３１と、電源回路３２と、電圧検出回路３３とを備えている。電源回路３２はバッテリ１００からの直流電圧が印加され、制御回路３１へ出力する機能を有している。電圧検出回路３３は、電源回路３２に印加される電源電圧を検出し、その電圧値を制御回路３１へ入力する機能を有している。
【００１５】
制御回路３１には、さらに操作ユニット２０からの操作レバー入力信号（操作信号）と、駆動ユニット４０の後述するモータ４２のモータ位置を検出するモータ位置信号が入力する。一方、出力として、駆動ユニット４０への駆動出力電圧が出力される。この駆動出力電圧は後述するように決められる。
【００１６】
制御回路３１は、図３に示すようなトランジスタによるＨ型ブリッジが構成されている。すなわち、直列に接続された第１の上流側トランジスタＱＡ及び第１の下流側トランジスタＱＢ′と、直列に接続された第２の上流側トランジスタＱＢ及び第２の下流側トランジスタＱＡ′とを有し、第１の上流側トランジスタＱＡと第１の下流側トランジスタＱＢ′との直列接続点Ｍと第２の上流側トランジスタＱＢと第２の下流側トランジスタＱＡ′との直列接続点Ｎとの間にモータ４２の端子が接続され、第１の上流側トランジスタＱＡ及び第２の上流側トランジスタＱＢは、バッテリ１００のプラス端子、第１の下流側トランジスタＱＢ′及び第２の下流側トランジスタＱＡ′はバッテリ１００のマイナス端子に接続されている。
【００１７】
駆動ユニット４０は、船外機１１０に取り付けられる筐体４１と、この筐体４１内に配置されたモータ４２と、このモータ４２の回転軸にその基端が取り付けられたアーム４３と、このアーム４３の先端に取り付けられたワイヤ４４とを備えている。ワイヤ４４は、後述するシフトアーム１１１と、後述するスロットルアーム１１２に取り付けられている。
【００１８】
船外機１１０には、シフトアーム１１１と、スロットルアーム１１２とが設けられている。シフトアーム１１１は、その角度位置により前進・中立・後進を決め、スロットルアーム１１２はその角度位置により速度を決める機能を有している。
【００１９】
このように構成された機関制御装置１０では、次のようにして船外機１１０の制御を行う。すなわち、最初に電源投入と同時にイニシャライズ（ＳＴ１０）が行われる。次に、バッテリ１００の電圧値、操船者が操作する操作レバー２１の操作レバー位置、駆動ユニット４０のモータ４２のモータ現在値により、モータ４２の正逆転回転方向及び回転量が算出される。
【００２０】
バッテリ１００から印加された電圧は電圧検出回路３３で検出され、１９分の１の電圧に変換されて制御回路３１でバッテリ電圧値として読み込まれる（ＳＴ１１）。
【００２１】
次に、操作レバー２１の位置ＸＬが読み込まれる（ＳＴ１２）。さらに、モータ４２の現在値Ｘａが読み込まれる（ＳＴ１３）。次に、操作レバー２１の位置ＸＬとモータ４２の現在値Ｘａとの差が算出される（ＳＴ１４）。その差分が正のときはモータ４２の現在値が不足していることから、モータ４２を正転させるための駆動電圧が算出され（ＳＴ２０）、モータ４２を正転させる（ＳＴ２１）。モータ４２の駆動については後述する。
【００２２】
一方、差分が負のときはモータ４２の現在値が過剰であることから、モータ３０を逆転させるための駆動電圧が算出され（ＳＴ３０）、モータ４２を逆転させる（ＳＴ３１）。そして、ＳＴ１２に戻り、同じ動作が繰り返される。
【００２３】
また、差分が０のときは出力アーム５６の移動量が正常であることから、モータ３０を停止する（ＳＴ４０）。そして、ＳＴ１１に戻り、同じ動作が繰り返される。
【００２４】
ここで、モータ４２へ印加する電圧について説明する。モータ４２の定格が１２Ｖであって、バッテリ１００が１２Ｖである場合には、第１の上流側トランジスタＱＡ及び第２の下流側トランジスタＱＡ′を閉じ、第２の上流側トランジスタＱＢ及び第１の下流側トランジスタＱＢ′を開く。これにより、モータ４２に１２Ｖの正転方向の電力が印加される。
【００２５】
なお、逆転させる場合には、第１の上流側トランジスタＱＡ及び第２の下流側トランジスタＱＡ′を開き、第２の上流側トランジスタＱＢ及び第１の下流側トランジスタＱＢ′を閉じる。
【００２６】
一方、モータ４２の定格よりもバッテリ１００からの電圧が高い場合には、ＰＷＭ制御が行われる。例えば、モータ４２の定格が１２Ｖであって、バッテリ１００が２４Ｖである場合には、第２の上流側トランジスタＱＢ及び第１の下流側トランジスタＱＢ′を開くとともに、第１の上流側トランジスタＱＡを閉じ、第２の下流側トランジスタＱＡ′に任意の矩形波を印加し、開閉を瞬時に行う。矩形波の印加時間が５０％とすることにより、すなわち、ＯＮ／ＯＦＦの時間が等しい場合には、モータ４２にはバッテリ１００の電圧の半分の電圧１２Ｖが印加されることとなる。なお、矩形波の印加時間の割合は、［モータ４２の定格電圧］／［制御部３０への印加電圧］で算出される。
【００２７】
上述したように、本実施の形態に係る機関制御装置１０によれば、モータ４２の定格よりも高い電圧が制御回路３１に入力される場合には、ＰＷＭ制御を行うことにより、モータ４２の定格に適合する電圧をモータ４２に印加することができる。このため、電源線のマイナス線が外れる等して高電圧が制御回路３１に印加された場合であっても高電圧がモータ４２に直接加わることを防止し、モータ４２や船外機１１０のシフトアーム１１１及びスロットルアーム１１２の破損を防止することが可能となる。
【００２８】
また、モータ４２の定格電圧はよりもバッテリ１００の電圧が高ければ良いので、モータ４２の選択肢が広がることとなる。このため、モータ４２をバッテリ１００の電圧に合せて複数種類用意する必要が無くなり、在庫量を最小限に抑えることが可能となる。
【００２９】
図５は本発明の第２の実施の形態に係る小型船舶用の機関制御装置２００の構成を示す模式図である。なお、図５において図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
上述した機関制御装置１０の駆動ユニット４０が船外機１１０に一体的に取り付けられていたが、本実施の形態に係る機関制御装置１０の駆動ユニット４０は船外機１１０と別体となっている。本実施の形態に係る機関制御装置２００においても、上述した機関制御装置２００と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る機関制御装置の構成を示す説明図。
【図２】同機関制御装置に組み込まれた制御部を示すブロック図。
【図３】同制御部に組み込まれた制御回路の動作原理を示す説明図。
【図４】同機関制御装置の動作フローを示す説明図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る機関制御装置の構成を示す説明図。
【符号の説明】
【００３３】
１０，２００…機関制御装置、２０…操作ユニット、３０…制御ユニット、３１…制御部、４０…駆動ユニット、１００…バッテリ、１１０…船外機。
【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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