(57)【要約】【課題】  エネルギ消費を抑制可能な小型船舶用電動操舵装置を提供する。【解決手段】  船体１後部に水平方向に操舵可能に配置した舵取り手段としての船外機２と、前記船外機２をステアリングハンドル４の操舵操作に応じて操舵する操舵手段３、６、１３〜１５と、前記操舵手段をステアリングハンドル４の操作方向にアシスト駆動する電動モータ９を備えるアシスト装置５と、船体に推進力を付与するエンジン２４の運転状態をバッテリ２１の電圧により検出する運転状態検出手段と、前記ステアリングハンドル４から入力される操舵トルクに応じてアシスト装置５のアシスト力を制御する制御手段７とを備え、前記制御手段７は、運転状態検出手段がエンジン２４の停止状態を検出した時には、前記電動モータ９の作動を停止させるようにした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体後部に水平方向に操舵可能に配置した舵取り手段と、
前記舵取り手段をステアリングハンドルの操舵操作に応じて操舵する操舵手段と、
前記操舵手段をステアリングハンドル操作方向にアシスト駆動する電動アクチュエータと、
船体に推進力を付与するエンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記ステアリングハンドルから入力される操舵トルクに応じて電動アクチュエータのアシスト力を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、運転状態検出手段がエンジンの停止状態を検出した時には、前記電動アクチュエータの作動を停止させることを特徴とする小型船舶用電動操舵装置。
【請求項２】
前記制御手段によるエンジン停止状態での電動アクチュエータの作動停止は、出力指令を零とするものであることを特徴とする請求項１に記載の小型船舶用電動操舵装置。
【請求項３】
前記制御手段によるエンジン停止状態での電動アクチュエータの作動停止は、前記電動アクチュエータへの電力供給を遮断するものであることを特徴とする請求項１に記載の小型船舶用電動操舵装置。
【請求項４】
前記制御手段によるエンジン停止状態での電動アクチュエータの作動停止は、出力指令を零とし、所定時間を経過後もエンジン停止状態である場合に前記電動アクチュエータへの電力供給を遮断するものであることを特徴とする請求項１に記載の小型船舶用電動操舵装置。
【請求項５】
前記制御手段は、運転状態検出手段がエンジン停止状態を検出した所定時間後に前記電動アクチュエータの作動を停止させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の小型船舶用電動操舵装置。
【請求項６】
前記制御手段は、操舵トルク信号によりステアリングハンドルが操舵されたと判断した場合には、前記電動アクチュエータの作動を許容することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の小型船舶用電動操舵装置。
【請求項７】
前記運転状態検出手段は、バッテリの電圧状態によりエンジンの運転状態を検出することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の小型船舶用電動操舵装置。
【請求項８】
エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、
前記制御手段は、検出された回転速度からエンジンの停止状態を判定した時には、前記電動アクチュエータの作動を停止させることを特徴とする請求項１に記載の小型船舶用電動操舵装置。
【請求項９】
前記制御手段は、エンジン停止状態を検出した所定時間後に前記電動アクチュエータの作動を停止させることを特徴とする請求項８に記載の小型船舶用電動操舵装置。
【請求項１０】
前記電動アクチュエータは、通電状態に応じて前記ステアリングハンドルと選択的に係合する係合手段を備え、
前記制御手段は、エンジン停止状態を検出した所定時間後に前記係合手段への通電を停止することを特徴とする請求項８または９に記載の小型船舶用電動操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン駆動の推進装置を搭載した船外機や舵等の舵取り手段を船体に対して操舵する際に電動モータでパワーアシストするようにした小型船舶用電動操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からエンジン駆動の推進装置を搭載した船外機等の舵取り手段を船体に対して操舵する際に電動モータでパワーアシストする小型船舶用電動操舵装置は知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、エンジンの回転を船外機内のドライブシャフトおよび減速ギヤ等を介してプロペラに伝達して船体の推進力を発生させる一方、エンジンにより発電機（オルタネータ）を駆動して発電させ、その電力をバッテリに蓄電しつつ電動操舵装置等の補機に供給するようにしている。
【特許文献１】特許第２７７２６４６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来例のような電動操舵装置を備える小型船舶においては、エンジンの回転中は発電機よりの供給電力により電動操舵装置等の補機の作動が確保され、エンジンが停止した状態ではバッテリに充電されている電力によりこれらの補機の作動が確保される。そして、バッテリに蓄積されている電力容量は有限であるため、電動操舵装置等の電動補機に対する供給電力を遮断するシステムスイッチが装備され、エンジン停止時にはシステムスイッチにより電動補機類に対して電力供給を遮断するようにしている。
【０００５】
しかしながら、上記従来例のように、エンジン停止時にシステムスイッチにより電動補機類に対して電力供給を遮断するものでは、システムスイッチを切り忘れることによるバッテリの過放電（バッテリ上がり）の懸念が残るものであった。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、エネルギ消費を抑制可能な小型船舶用電動操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、船体後部に水平方向に操舵可能に配置した舵取り手段と、前記舵取り手段をステアリングハンドルの操舵操作に応じて操舵する操舵手段と、前記操舵手段をステアリングハンドル操作方向にアシスト駆動する電動アクチュエータと、船体に推進力を付与するエンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記ステアリングハンドルから入力される操舵トルクに応じて電動アクチュエータのアシスト力を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、運転状態検出手段がエンジンの停止状態を検出した時には、前記電動アクチュエータの作動を停止させることを特徴とする。前記舵取り手段としては、船体後部に回動可能に配置した舵や推進装置を内蔵させた船外機がある。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、制御手段によるエンジン停止状態での電動アクチュエータの作動停止は、出力指令を零とするものであることを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明において、制御手段によるエンジン停止状態での電動アクチュエータの作動停止は、前記電動アクチュエータへの電力供給を遮断するものであることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第１の発明において、制御手段によるエンジン停止状態での電動アクチュエータの作動停止は、出力指令を零とし、所定時間を経過後もエンジン停止状態である場合に前記電動アクチュエータへの電力供給を遮断するものであることを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第１から第４の発明において、制御手段は、運転状態検出手段がエンジン停止状態を検出した所定時間後に前記電動アクチュエータの作動を停止させることを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、第１から第５の発明において、制御手段は、操舵トルク信号によりステアリングハンドルが操舵されたと判断した場合には、前記電動アクチュエータの作動を許容することを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、第１から第６の発明において、運転状態検出手段は、バッテリの電圧状態によりエンジンの運転状態を検出することを特徴とする。
【００１４】
第８の発明は、第１の発明において、エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、前記制御手段が、検出された回転速度からエンジンの停止状態を判定した時には、前記電動アクチュエータの作動を停止させる。
【００１５】
第９の発明は、第８の発明において、前記制御手段が、前記回転速度検出手段がエンジン停止状態を検出した所定時間後に前記電動アクチュエータの作動を停止させる。
【００１６】
第１０の発明は、第８または９の発明において、前記電動アクチュエータが、通電状態に応じて前記ステアリングハンドルと選択的に係合する係合手段を備え、前記制御手段は、エンジン停止状態を検出した所定時間後に前記係合手段への通電を停止する。
【発明の効果】
【００１７】
したがって、第１の発明では、船体後部に水平方向に操舵可能に配置した舵取り手段と、前記舵取り手段をステアリングハンドルの操舵操作に応じて操舵する操舵手段と、前記操舵手段をステアリングハンドル操作方向にアシスト駆動する電動アクチュエータと、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記ステアリングハンドルから入力される操舵トルクに応じて電動アクチュエータのアシスト力を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、運転状態検出手段がエンジンの停止状態を検出した時には、前記電動アクチュエータの作動を停止させるため、システムスイッチを切り忘れたとしても、電動アクチュエータによる電力消費を抑制でき、バッテリの過放電（「バッテリ上がり」）されることを防止することができる。
【００１８】
第２の発明では、第１の発明の効果に加えて、制御手段によるエンジン停止状態での電動アクチュエータの作動停止は、出力指令を零とする場合には、短時間のエンジン停止の後にエンジンが再始動されて電動操舵装置を通常制御へ復帰させる時の違和感を低減できる。即ち、ジャイロ効果相殺のためのモータ電流が増減されるのみであるため、ステアリングハンドル操舵の違和感を低減できる。
【００１９】
第３の発明では、第１の発明の効果に加えて、制御手段によるエンジン停止状態での電動アクチュエータの作動停止は、前記電動アクチュエータへの電力供給を遮断するものであるため、エネルギ消費を最小限とする省電力状態へ移行でき、バッテリの過放電（バッテリ上がり）を極力回避できる。
【００２０】
第４の発明では、第１の発明の効果に加えて、制御手段によるエンジン停止状態での電動アクチュエータの作動停止は、出力指令を零とし、所定時間を経過後もエンジン停止状態である場合に前記電動アクチュエータへの電力供給を遮断する場合には、短時間のエンジン停止時には電動モータへの出力電流を絞るのみとして通常状態への復帰時の違和感を低減しつつ、長時間のエンジン停止時には供給電力を遮断してエネルギ消費を最小限とする省電力状態へ移行できる。
【００２１】
第５の発明では、第１から第４の発明の効果に加えて、制御手段は、運転状態検出手段がエンジン停止状態を検出した所定時間後に前記電動アクチュエータの作動を停止させるため、一時的なエンジン停止による電動操舵装置の作動制限を回避できる。また、電源電圧によりエンジンの停止状態を検出する場合には、他の補機類の動作によりバッテリ電圧が一時的に降下する場合の誤判定を回避することができる。
【００２２】
第６の発明では、第１から第５の発明の効果に加えて、制御手段は、操舵トルク信号によりステアリングハンドルが操舵されたと判断した場合には、前記電動アクチュエータの作動を許容するため、運転者の操舵操作を制限することがない。
【００２３】
第７の発明では、第１から第６の発明の効果に加えて、運転状態検出手段は、バッテリの電圧状態によりエンジンの運転状態を検出することにより、電動操舵装置を駆動している電源（バッテリ）電圧値によってエンジンが回転中であるか停止しているかを判断することができる。
【００２４】
第８の発明では、検出された回転速度からエンジンの停止状態を判定した時には、前記電動アクチュエータの作動を停止させるため、エネルギ消費を抑制し、バッテリ上がりを防止できる。
【００２５】
第９の発明は、第８の発明の効果に加えて、回転速度検出手段がエンジン停止状態を検出した所定時間後に前記電動アクチュエータの作動を停止させるため、一時的なエンジン停止による電動操舵装置の作動制限を回避できる。
【００２６】
第１０の発明では、回転速度検出手段がエンジン停止状態を検出した所定時間後に係合手段への通電を停止するため、一層エネルギ消費を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の小型船舶用電動操舵装置を一実施形態に基づいて説明する。
【００２８】
図１は、本発明を適用した小型船舶用電動操舵装置の第１実施形態を示すシステム構成図であり、舵取り手段として船外機を備えるものを示す。以下の説明では、舵取り手段として船外機を備える小型船舶用操舵装置について説明するが、推進装置を船体に備えて舵取りのみ（推進装置を内蔵しないもの）に利用される舵を装備する小型船舶用操舵装置に対しては、船外機を舵に代替することによりそのまま適用できるものである。
【００２９】
図１において、小型船舶用電動操舵装置は、船体１の後部に配置された舵取り手段としての船外機２と、船外機２が取付られた船体１の後部に配置されて操舵油圧に応じて船外機２を旋回操舵させるシリンダ装置３と、船体１の運転席に設置されてステアリングハンドル４の操舵操作を操舵油圧に変換するパワーアシスト装置５およびポンプ装置６と、パワーアシスト装置５を制御するコントローラ７と、から構成している。
【００３０】
前記船外機２は、エンジンハウジング１０に内蔵する図示しないエンジンの回転を内蔵する図示しないドライブシャフトおよび図示しないかさ歯車を介してプロペラ１１に伝達するよう構成し、プロペラ１１の回転により船体１の推進力を発生させる。船外機２は、図示しないスイベルブラケットに設けた上下方向軸１２（パイロットシャフト）により水平面内で転回可能に支持される。
【００３１】
前記シリンダ装置３は、スイベルブラケットに固定された両ロッドシリンダ３Ａと、船外機２に固定されて船体１側に延びたステアリングブラケット１３と、ステアリングブラケット１３と両ロッドシリンダ３Ａのピストンロッド３Ｂの端部とを連結するドラッグリンク１４とを備える。前記両ロッドシリンダ３Ａは、シリンダ３Ａ内を摺動自在であり且つピストンロッド３Ｂと一体に移動する図示しないピストンを備え、ピストンにより区画した左右のシリンダ室を前記ポンプ装置６の一対の吐出ポートに油圧配管１５を介して夫々連結している。そして、前記ポンプ装置６から操舵油圧が供給された側のシリンダ室が拡張されてピストンおよびピストンロッド３Ｂが移動し、この移動はドラッグリンク１４を介してステアリングブラケット１３に伝達され、船外機２が上下方向軸１２を介し水平面内で回動され、操舵される。他方の収縮されるシリンダ室からは作動液が排出され、油圧配管１５を介して前記ポンプ装置６に吸込まれる。
【００３２】
前記パワーアシスト装置５は、ステアリングハンドル４に加えられる操舵トルクをトルクセンサ２０で検出し、検出した操舵トルクに見合ったアシスト力をコントロールユニット７のＥＣＵ７Ａで演算し、コントロールユニット７の電流サーボアンプ７Ｂで増幅した電流指令値に応じてＰＷＭ８を介して電動モータ９を駆動し、出力軸を介してポンプ装置６を回動駆動する。
【００３３】
前記ポンプ装置６は、パワーアシスト装置５の出力軸の回転量に応じて計量した作動液量を回転方向に応じていずれか一方のポートから吸込み他方のポートから吐出する容積型ポンプ装置であり、配管１５を介して接続された前記シリンダ装置３を作動させる。これらパワーアシスト装置５とポンプ装置６とは一体に形成されることが望ましい。
【００３４】
前記コントロールユニット７のＥＣＵ７Ａおよび電流サーボアンプ７Ｂには、バッテリ２１からの電力が供給され、電動モータ９を制御するＰＷＭ８にもバッテリ２１からの電力がコントロールユニット７により開閉制御されるリレー２３を介して供給される。また、バッテリ２１にはエンジン（船外機２内に内蔵されている）２４により駆動されるオルタネータ（発電機）２５の発電電力が充電されるよう構成されている。前記バッテリ２１の電圧は、充電電力と電動操舵装置および他の補機類で消費される消費電力により変動し、エンジン２４回転中では充電電力と消費電力とがバランスして変動が抑制されるが、エンジン２４が停止される場合には消費電力に応じて低下する。前記バッテリ２１の電圧はコントロールユニット７に電圧信号として入力され、エンジン２４回転中か停止中かの判定に利用される。
【００３５】
以上の構成の小型船舶用電動操舵装置のエネルギ消費の抑制に係る動作について、図２および図３に示すコントロールユニット７のＥＣＵ７Ａで実行されるフローチャートに基づいて、以下に説明する。図２は通常制御モード中にＥＣＵ７Ａで定期的に実行される省電力モード監視処理のフローチャートであり、図３は省電力モード中にＥＣＵ７Ａで定期的に実行される省電力モード復帰処理のフローチャートである。
【００３６】
前記通常制御モードにおいては、エンジン２４が回転されており、エンジン２４に駆動されているオルタネータ２５の発電電力はバッテリ２１に充電され且つ補機に供給され、電動操舵装置にもシステムスイッチ２２を介して供給され、ＰＷＭ８にもオン状態のリレー２３を介して電力が供給されている。
【００３７】
上記状態で、ステアリングハンドル４を操舵するとトルクセンサ２０が操舵を検出し、検出した操舵トルクに見合ったアシスト力をＥＣＵ７Ａで演算し、電流サーボアンプ７Ｂで増幅した電流指令値に応じてＰＷＭ８を介して電動モータ９を駆動し、出力軸を介してポンプ装置６を回動駆動する。ポンプ装置６は、パワーアシスト装置５の出力軸の回転量に応じて計量した作動液量を回転方向に応じていずれか一方のポートから吸込み他方のポートから吐出し、配管１５を経由してシリンダ装置３の一方のシリンダ室を拡張させてピストンおよびピストンロッド３Ｂを移動させ、この移動によりドラッグリンク１４を介してステアリングブラケット１３を回動させ、船外機２を上下方向軸１２を介し水平面内で回動させ、船外機２を操舵する。他方の収縮されるシリンダ室からは作動液が排出され、油圧配管１５を介して前記ポンプ装置６に戻される。
【００３８】
ＥＣＵ７Ａにおいて、定期的に実行される図２に示す省電力モード監視処理のフローチャートにおいては、先ず、ステップＳ１において、バッテリ電圧が予め設定した規定値以下か否かが判定される。エンジン２４が回転している状態においてはオルタネータ２５により発電されているため、規定値（電圧）以下に低下しないため、今回の省電力モード監視処理は終了させる。エンジン２４が停止してオルタネータ２５より充電電力が供給されない状態ではバッテリ電圧は低下し、前記規定値以下に低下するため、ステップＳ２へ進む。
【００３９】
ステップＳ２では、ステップＳ１で判断した規定値以下のバッテリ電圧が予め設定した所定時間継続しているか否かが判断され、所定時間に満たない場合には今回の省電力モード監視処理は終了させ、所定時間だけ継続されている場合にはステップＳ３へ進む。このように、予め設定した所定時間に満たない場合に処理を終了させることにより、他の補機類の動作によるバッテリ電圧の一時的な降下をエンジン停止と誤判定することを回避するものであり、エンジン停止を確実に判定するようにしている。
【００４０】
ステップＳ３では、操舵トルクが中立範囲内か否かが判断される。図４は操舵トルクとアシスト力（アシスト電流）との関係を示したものである。図中に操舵トルクに対して３種類の特性を備えるモータ電流特性が示されているが、この３特性はいずれかを切換えスイッチ若しくは船体速度に応じて切換可能としたものである。
【００４１】
ところで、スクリュが一個である船外機付き小型船舶や推進装置を船体自体に備える小型船舶であってもスクリュが一個である場合には、プロペラ１１の回転反力の作用で操舵トルク反力が発生（ジャイロ効果ともいう）し、船外機２が直進状態であっても、例えば、右方向に旋回させようとするトルクが発生しており、左方向に操舵させるためには、図４に示すように、ジャイロ効果に打勝つだけの操舵トルクを与えないと左操舵できない状態となる。また、右操舵時には、ジャイロ効果が加算されて、小さな操舵トルクで転舵が可能であり、左右の操舵力がアンバランスとなる。このジャイロ効果による左右操舵力のアンバランスは、プロペラ１１の回転速度に比例して増大するものであり、例えば、図５に示すように、船体速度が上昇するに連れて増加する。このため、船体１が直進状態に維持するために、左転舵方向に前記ジャイロ効果と釣合うだけのアシスト力を発揮させるアシスト電流が常に電動モータ９に供給されている。
【００４２】
したがって、前記操舵トルクが中立範囲内か否かの判断は、前記ジャイロ効果を加味して操舵トルクが中立範囲内にあるかどうかで判定する。操舵トルクが中立範囲内にない場合には、運転者によりステアリングハンドル４が操舵されている場合であり、今回の省電力モード監視処理は終了させ、操舵トルクが中立範囲内にある、即ち、運転者によりステアリングハンドル４が操舵されていない場合にはステップＳ４へ進む。
【００４３】
ステップＳ４では、ＰＷＭ８へ指令出力している前記ジャイロ効果相殺のためのモータ電流を零とし、ステップＳ５へ進む。モータ電流が零となるため、バッテリ２１から放電して消費される電力を省電力化することができる。
【００４４】
ステップＳ５では、ステップＳ４でＰＷＭ８へのモータ電流を零とする指令出力が予め設定した所定時間だけ継続しているか否かが判断され、所定時間に満たない場合には今回の省電力モード監視処理を終了させ、所定時間だけ継続されている場合にはステップＳ６へ進む。このように予め設定した所定時間に満たない場合に処理を終了させることにより、エンジン停止が短時間であるか長時間にわたるかを判定するものであり、短時間のエンジン停止では再びエンジン２４が始動された復帰時の操舵感覚の違和感を低減するようにしている。
【００４５】
ステップＳ６では、エンジン停止が長時間にわたると判断されているため、リレー２３をオフしてバッテリ２１からＰＷＭ８へ供給する電力を遮断し、ステップＳ７へ進む。
【００４６】
ステップＳ７では、更に長時間の停止と判断しているので、エネルギ消費を最小限とするＥＣＵ７Ａを省電力モードへ移行させ、バッテリの過放電（バッテリ上がり）を極力回避し、処理を終了する。省電力モードでは、トルクセンサ２０、電動モータ９の電流センサ等の電源電圧を零電圧とするような処理を実施する。また、省電力モードでは、ＥＣＵ７Ａの処理を図３に示す省電力モード復帰処理を定期的に実行するのみとし、ＥＣＵ７Ａでのバッテリ負荷を軽減し、より一層バッテリの過放電（バッテリ上がり）を抑制する。
【００４７】
次いで、省電力モード中にＥＣＵ７Ａで定期的に実行される省電力モード復帰処理を、図３に示すフローチャートにより説明する。
【００４８】
先ず、ステップＳ１０では、バッテリ電圧が予め設定した規定値以上か否かが判定される。エンジン２４が停止している状態においては、オルタネータ２５による発電が行われないために、バッテリ電圧は予め設定した規定値より低下しており、今回の省電力モード復帰処理は終了させる。エンジン２４が始動されるとオルタネータ２５により発電されるため、バッテリ電圧は規定値（電圧）以上に上昇するため、ステップＳ１１へ進む。
【００４９】
ステップＳ１１では、ステップＳ１０で判断した規定値以上のバッテリ電圧が予め設定した所定時間継続しているか否かが判断され、所定時間に満たない場合には今回の省電力モード復帰処理は終了させ、所定時間だけ継続されている場合にはステップＳ１２へ進む。このように、予め設定した所定時間に満たない場合に処理を終了させることにより、エンジン始動時のノイズなどの誤動作を回避したり、エンジン始動後の暖機によりエンジン回転が安定するのを待つ。
【００５０】
ステップＳ１２では、操舵トルクが中立範囲内を外れてステアリングハンドル４により操舵されている状態か否かが判断される。操舵トルクが中立範囲内にある場合には、運転者によりステアリングハンドル４が操舵されていない場合であり、今回の省電力モード復帰処理は終了させ、操舵トルクが中立範囲外にある、即ち、運転者によりステアリングハンドル４が操舵されている場合にはステップＳ１３へ進む。
【００５１】
ステップＳ１３では、エンジン２４が確実に運転され、ステアリングハンドル４による操舵がなされていると判断されているため、リレー２３をオンしてバッテリ２１からＰＷＭ８へ供給する電力を供給し、ステップＳ１４へ進む。
【００５２】
ステップＳ１４では、ＥＣＵ７Ａを通常制御モードに切換え、処理を終了する。通常制御モードでは、ＥＣＵ７Ａの処理を図２に示す省電力モード監視処理を定期的に実行するようにし、ＰＷＭ８へのモータ電流を前記ジャイロ効果を相殺する指令出力に切換え、他の操舵制御も再開させる。
【００５３】
なお、上記実施形態において、エンジン停止時の電動モータ９の作動を停止させる手段として、電動モータ９への出力指令を零とし、所定時間を経過後もエンジン停止状態である場合に前記電動モータ９への電力供給を遮断するものについて説明したが、図示はしないが、電動モータ９への出力指令を零とするもの、または、電動モータ９への電力供給を遮断するもののいずれか一方のみであってもよい。
【００５４】
また、上記実施形態において、電動操舵装置として、運転席にパワーアシスト装置５とポンプ装置６とを備え、船体１後部に船外機２を操舵するシリンダ装置３を備えるものについて説明しているが、図示しないが、運転席のパワーアシスト装置と船体後部のシリンダ装置に代わるリンク機構との間をリンク機構やプッシュプルワイヤにより連結するものであってもよく、また、パワーアシスト装置を船体後部に設置するものであってもよく、いずれの場合においても、電動モータなどの電動アクチュエータによりアシストするものであれば形式はどのようなものであってもよい。
【００５５】
図６と図７は、小型船舶用電動操舵装置のエネルギ消費の抑制に係る動作についてのコントロールユニット７のＥＣＵ７Ａで実行される第２の実施形態のフローチャートである。第１の実施形態においては、バッテリ電圧に基づいて、省電力モードを監視したが、この実施形態ではバッテリ電圧に代えてエンジン回転速度に基づき省電力モードを監視することを特徴とする。
【００５６】
本実施形態において、前記パワーアシスト装置５は、ステアリングハンドル４に加えられる操舵トルクをトルクセンサ２０で検出し、検出した操舵トルクに見合ったアシスト力をコントロールユニット７のＥＣＵ７Ａで演算し、コントロールユニット７の電流サーボアンプ７Ｂで増幅した電流指令値に応じてＰＷＭ８を介して電動モータ９を駆動し、図示しないクラッチを介して電動モータ９の出力軸に接続したポンプ装置６を回動駆動する。クラッチは、通電されることで係合し、電動モータ９の駆動力をポンプ装置６に伝達し、ポンプ装置６からの油圧によりステアリングハンドル４の操作をアシストする。アシストを行わない場合にはクラッチは係合されない。
【００５７】
また、エンジン２４には回転速度を検出する回転速度センサ２６が設置され、この回転速度センサ２６の出力は、コントロールユニット７に入力され、エンジン２４が回転中か停止中かの判定に利用される。
【００５８】
以上のように構成された小型船舶用電動操舵装置のエネルギ消費の抑制に係る動作について、図６および図７に示すコントロールユニット７のＥＣＵ７Ａで実行されるフローチャートに基づいて、以下に説明する。図６は通常制御モード中にＥＣＵ７Ａで定期的に実行される省電力モード監視処理のフローチャートであり、図７は省電力モード中にＥＣＵ７Ａで定期的に実行される省電力モード復帰処理のフローチャートである。
【００５９】
図６はＥＣＵ７Ａにおいて実施される、省電力モード監視処理のフローチャートである。先ず、ステップＳ２１において、エンジン回転速度が予め設定した所定値以下か否かが判定される。エンジン回転速度が所定値を越えている場合には、今回の省電力モード監視処理は終了させる。エンジン回転速度が所定値以下であれば、ステップＳ２２へ進む。なお、所定値は、エンジンのほぼ停止回転数に近い値に設定する。
【００６０】
ステップＳ２２では、ステップＳ２１で判断したエンジン回転速度が予め設定した所定時間継続しているか否かが判断され、所定時間に満たない場合には今回の省電力モード監視処理は終了させ、所定時間だけ継続されている場合にはステップＳ２３へ進む。このように、予め設定した所定時間に満たない場合に処理を終了させることにより、エンジン停止を確実に判定するようにしている。
【００６１】
第１の実施形態と同様にステップＳ２３では、操舵トルクが中立範囲内か否かが判断される。図４は操舵トルクとアシスト力（アシスト電流）との関係を示したものである。
【００６２】
前記操舵トルクが中立範囲内か否かの判断は、前記ジャイロ効果を加味して操舵トルクが中立範囲内にあるかどうかで判定する。操舵トルクが中立範囲内にない場合には、運転者によりステアリングハンドル４が操舵されている場合であり、今回の省電力モード監視処理は終了させ、操舵トルクが中立範囲内にある、即ち、運転者によりステアリングハンドル４が操舵されていない場合にはステップＳ２４へ進む。
【００６３】
ステップＳ２４では、ＰＷＭ８へ指令出力している前記ジャイロ効果相殺のためのモータ電流を零とし、ステップＳ２５へ進む。モータ電流が零となるため、バッテリ２１から放電して消費される電力を省電力化することができる。
【００６４】
ステップＳ２５では、ステップＳ４でＰＷＭ８へのモータ電流を零とする指令出力が予め設定した所定時間だけ継続しているか否かが判断され、所定時間に満たない場合には今回の省電力モード監視処理を終了させ、所定時間だけ継続されている場合にはステップＳ２６へ進む。このように予め設定した所定時間に満たない場合に処理を終了させることにより、エンジン停止が短時間であるか長時間にわたるかを判定するものであり、短時間のエンジン停止では再びエンジン２４が始動された復帰時の操舵感覚の違和感を低減するようにしている。
【００６５】
ステップＳ２６では、エンジン停止が長時間にわたると判断されているため、リレー２３をオフしてバッテリ２１からＰＷＭ８へ供給する電力を遮断し、電動モータ９のクラッチへの通電を中止してステップＳ２７へ進む。バッテリ２１からＰＷＭ８へ供給する電力を遮断するとともに、電動モータ９のクラッチへの通電を中止して一層の省エネルギー効果を期待できる。
【００６６】
ステップＳ２７では、更に長時間の停止と判断しているので、エネルギ消費を最小限とするＥＣＵ７Ａを省電力モードへ移行させ、バッテリの過放電（バッテリ上がり）を極力回避し、処理を終了する。省電力モードでは、トルクセンサ２０、電動モータ９の電流センサ等の電源電圧を零電圧とするような処理を実施する。また、省電力モードでは、ＥＣＵ７Ａの処理を図７に示す省電力モード復帰処理を定期的に実行するのみとし、ＥＣＵ７Ａでのバッテリ負荷を軽減し、より一層バッテリの過放電（バッテリ上がり）を抑制する。
【００６７】
次いで、省電力モード中にＥＣＵ７Ａで定期的に実行される省電力モード復帰処理を、図７に示すフローチャートにより説明する。
【００６８】
先ず、ステップＳ３０では、エンジン回転速度が予め設定した所定値以上か否かが判定される。エンジン２４が停止している状態においては、省電力モード復帰処理は終了させる。エンジン２４が始動され、エンジン回転速度が所定値以上の場合には、ステップＳ３１へ進む。
【００６９】
ステップＳ３１では、ステップＳ３０で判断した所定値以上のエンジン回転が予め設定した所定時間継続しているか否かが判断され、所定時間に満たない場合には今回の省電力モード復帰処理は終了させ、所定時間継続されている場合にはステップＳ１２へ進む。このように、予め設定した所定時間に満たない場合に処理を終了させることにより、エンジン始動時のノイズなどの誤動作を回避したり、エンジン始動後の暖機によりエンジン回転が安定するのを待つ。
【００７０】
ステップＳ３２では、操舵トルクが中立範囲内を外れてステアリングハンドル４により操舵されている状態か否かが判断される。操舵トルクが中立範囲内にある場合には、運転者によりステアリングハンドル４が操舵されていない場合であり、今回の省電力モード復帰処理は終了させ、操舵トルクが中立範囲外にある、即ち、運転者によりステアリングハンドル４が操舵されている場合にはステップＳ３３へ進む。
【００７１】
ステップＳ３３では、エンジン２４が確実に運転され、ステアリングハンドル４による操舵がなされていると判断されているため、リレー２３をオンしてバッテリ２１からＰＷＭ８へ供給する電力を供給し、電動モータ９のクラッチへ通電し、クラッチを係合してステップＳ３４へ進む。
【００７２】
ステップＳ３４では、ＥＣＵ７Ａを通常制御モードに切換え、処理を終了する。通常制御モードでは、ＥＣＵ７Ａの処理を図２に示す省電力モード監視処理を定期的に実行するようにし、ＰＷＭ８へのモータ電流を前記ジャイロ効果を相殺する指令出力に切換え、他の操舵制御も再開させる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施形態を示す小型船舶用電動操舵装置のシステム構成図。
【図２】コントローラにより定期的に実行される省電力モード監視処理のフローチャート。
【図３】コントローラにより定期的に実行される省電力モード復帰処理のフローチャート。
【図４】操舵トルクとアシスト力（アシスト電流）との関係を示す特性図。
【図５】船体速度に対する左右操舵トルクの特性を示す特性図。
【図６】コントローラにより定期的に実行される省電力モード監視処理の他のフローチャート。
【図７】コントローラにより定期的に実行される省電力モード復帰処理の他のフローチャート。
【符号の説明】
【００７４】
１  船体
２  舵取り手段としての船外機
３  シリンダ装置
４  ステアリングハンドル
５  パワーアシスト装置
６  ポンプ装置
７  コントロールユニット（制御手段）
８  ＰＷＭ
９  電動モータ
１１  プロペラ
１３  ステアリングブラケット
１４  ドラッグリンク
１５  油圧配管
２０  トルクセンサ
２１  バッテリ
２２  システムスイッチ
２３  リレー
２４  エンジン
２５  オルタネータ
２６  回転速度センサ
【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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【図６】
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【図７】
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