JP2748559B2 - 船外機のパワーステアリング装置 - Google Patents

船外機のパワーステアリング装置

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JP2748559B2 JP1143970A JP14397089A JP2748559B2 JP 2748559 B2 JP2748559 B2 JP 2748559B2 JP 1143970 A JP1143970 A JP 1143970A JP 14397089 A JP14397089 A JP 14397089A JP 2748559 B2 JP2748559 B2 JP 2748559B2
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B61/00Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing
    • F02B61/04Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers
    • F02B61/045Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers for outboard marine engines

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は、船外機の操舵をパワーアシストする船外
機のパワーステアリング装置に係り、特にアシスト力を
好適に制御できる船外機のパワーステアリング装置に関
する。
(従来の技術) 第12図は、従来の船外機の操舵装置を示す斜視図であ
る。
船体1の運転席に設置されたステアリングホイール2
を運転員が操作すると、ステアリングシャフト3を介し
てギアボックス4内のギアが回転し、このギアによって
ステアリングケーブル5のインナケーブル6が作動す
る。ステアリングケーブル5は、アウタケーブル7内に
インナケーブル6を収納したものであり、このインナケ
ーブル6はプッシュプルケーブルである。さらに、ステ
アリングケーブル5は、ギアボックス4から、船外機が
取り付けられた船体1の後部まで延在して配設される。
一方、船外機8は、第2図(船外機本体については本
発明も従来例と同様である)にも示すように、ドライブ
シャフトハウジング9等を備えた船外機本体10に、スイ
ベルブラケット11およびクランプブラケット12が取り付
けられたものである。船外機本体10は、この船外機本体
10に固定されたパイロットシャフト(図示せず)を介し
てスイベルブラケット11に水平回転可能に支持される。
このスイベルブラケット11は、クランプブラケットシャ
フト13を介してクランプブラケット12に垂直回転可能に
支持される。このクランプブラケット12が船体1のトラ
ンサムを把持することにより、船外機本体10が船体1に
取り付けられる。
第12図に示す上記ステアリングケーブル5のアウタケ
ーブル7は、クランクブラケットシャフト13の一端に固
定される。クランプブラケットシャフト13は、中空円筒
形状であり、インナケーブル6はこのクランプブラケッ
トシャフト13を貫通して反対側まで延びる。このインナ
ケーブル6の先端にリンク機構14が取り付けられる。こ
のリンク機構14は、略L字形状のドラックリンク15と、
ステアリングブラケット16とが連結されて構成される。
ドラックリンク15がステアリングケーブル5のインナケ
ーブル6先端に固着され、ステアリングブラケット16が
船外機本体10に固定される。したがって、ステアリング
ケーブル5のインナケーブル6の移動により、リンク機
構14を介して船外機本体10がパイロットシャフトを介し
水平回転し、操舵される。
ところが、このような運転員の手動のみに基づく従来
の操舵装置では、船体1の航行条件、つまり、波や風あ
るいは船体速度や船外機のトリム角さらにはプロペラの
回転方向等によって、船外機の操舵時に操舵荷重が変化
するので、操舵が困難になるおそれがある。
そこで、この操舵の重さを解消するものとして、従
来、油圧ポンプからの油を圧送して操舵をアシストする
油圧式パワーステアリング装置が提案されている。しか
しながら、この油圧式パワーステアリング装置では、油
圧ポンプの動力源がドライブシャフトからの船外機自身
の動力に依存しているため、ドライブシャフトの回転数
(エンジン回転数)によって油圧ポンプが発生する油圧
が変化してしまう。このため、航行条件の違いに応じて
アシスト力を適切に制御できないおそれがある。
(発明が解決しようとする課題) 上述のように、従来の船外機の操舵装置では、船体の
航行条件によって船外機の操舵が困難になる。また、従
来の油圧式パワーステアリング装置では、航行条件に応
じてアシスト力を好適に制御できないおそれがある。
この発明は、上記事情を考慮してなされたものであ
り、如何なる航行条件においても小さな操舵荷重で容易
かつ適切に船外機を操舵できる船外機のパワーステアリ
ング装置を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) この発明は、船体に設置されたステアリングホイール
にステアリングケーブルが作動的に連結され、このステ
アリングケーブルがリンク機構を介して船外機本体に連
結され、上記ステアリングホイールに作用する操舵荷重
によって上記ステアリングケーブルおよびリンク機構を
介し上記船外機本体を水平方向に回動させて操舵すると
ともに、上記スイベルブラケットにパワーステアリング
装置の主要部が設置され、このパワーステアリング装置
は、ステアリングホイールに作用した操舵荷重を検出す
る操舵トルクセンサと、船外機のエンジン回転数を検出
するエンジン回転数センサと、転舵角度を検出する転舵
角センサと、上記リンク機構に連結されてこのリンク機
構にアシスト力を付与するパワーアシスト装置と、上記
トルクセンサからのトルク信号、上記エンジン回転数セ
ンサからのエンジン回転数信号および上記転舵角センサ
からの転舵角信号に基づいて上記パワーアシスト装置に
最適なアシスト力を発生させるコントローラと、を有す
ることを特徴とするものである。
(作用) したがって、この発明に係る船外機のパワーステアリ
ング装置によれば、コントローラが操舵トルクセンサか
らの操舵トルク信号ばかりか、エンジン回転数センサか
らのエンジン回転数信号および転舵角センサからの転舵
角信号をも考慮してアシスト力を決定するので、最適な
アシスト力を発生させることができる。例えば、エンジ
ン回転数が高く転舵角が大きな場合には、操舵トルクが
大きくても小さなアシスト力を発生させるようにして、
船体の転覆等を回避させる。このように、走航条件に適
した最適なアシスト力を発生して、小さな操舵荷重で容
易かつ適切に船外機を操舵できる。
(実施例) 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第4図はこの発明に係る船外機のパワーステアリング
装置の一実施例におけるパワーアシスト装置等を示し、
第3図における水平断面図である。この一実施例におい
て前記従来例と同様な部分は同一の符号を付すことによ
り説明を省略する。
第3図に示すように、船外機20におけるスイベルブラ
ケット11の前方(船体1側)に、パワーステアリング装
置21のパワーアシスト装置22がボルト23によって固定さ
れる。このパワーステアリング装置21は、他に操舵トル
クセンサ24、第1図に示すエンジン回転数センサ25、転
舵角センサ26およびコントローラ27等を有して成る。
第4図に示すパワーアシスト装置22は、ラック33およ
びピニオン34並びにこのピニオン34に連結された減速ギ
ア35,37が、ハウジング37内に収納されて構成される。
特に、ラック33の両先端は、ハウジング37に固着された
伸縮自在なジャバラケース32によって覆われている。上
記ラック33は、船体1の幅方向に水平に延び、ピニオン
34と噛み合う。また、減速ギア35および36はベベルギア
であり、このうちの減速ギア36がモータ38の軸に固定さ
れる。モータ38の軸心は、船体1の幅方向に水平に設置
される。
また、ラック33の一端にはアシストアーム39が固定さ
れ、このアシストアーム39がリンク機構14のドラックリ
ンク15に取り付けられる。この取付状況は第5図に示す
ように、アシストアーム39およびインナケーブル6を重
ね合せ、ドラックリンク15の先端をこれらアシストアー
ム39およびインナケーブル6に貫通させて、ワッシャ40
を介しナット41によって固定する。したがって、第4図
のモータ38の駆動によって減速ギア35および36を介しピ
ニオン34が回転し、ラック33が直線移動して、アシスト
アーム39を介しドラックリンク15にアシスト力が付与さ
れる。
一方、操舵トルクセンサ24は、固定ブラケット42によ
ってクランプブラケット12にボルト固定される。さら
に、この操舵トルクセンサ24は、センサブラケット43を
介して、ステアリングケーブル5のアウタケーブル7に
接続される。したがって、第12図に示すステアリングホ
イール2を運転員が操作してステアリングケーブル5の
インナケーブル6がアウタケーブル7に対し移動したと
き、第4図に示すアウタケーブル7がインナケーブル6
からの反力(操舵荷重)を受けるので、操舵トルクセン
サ24はこの操舵荷重を検出し、操舵トルク信号としてコ
ントローラ27へ送信する。
また、第1図に示すエンジン回転数センサ25は、船外
機本体10内に搭載されたエンジン(図示せず)の回転数
を検出して、エンジン回転数信号をコントローラ27へ送
信する。
さらに、転操舵角センサ26は無接触電磁センサが用い
られ、第6図に示すようにピニオン34に対向して配設さ
れる。この転舵角センサ26は、運転員がステアリングホ
イール2を操作してステアリングケーブル5のインナケ
ーブル6が移動し、アシストアーム39およびラック33を
介してピニオン34が回転したときに、このピニオン34の
ギアの山44の数をカウントすることによって、転舵角を
検出する。
第7図に示すように、ピニオン34のギアの山のトップ
ランド45には切欠46が刻設される。この切欠46は、トッ
プランド45の両側面からそれぞれ距離a,bの位置に非対
称に形成され(a≠b)、ピニオン34の強度に影響を与
えないものである。この非対称な切欠46によって、転舵
角センサ26が検出するピニオン34のギアの山44の電圧波
形は非対称となり、その結果、ピニオン34の回転方向、
つまり船外機本体10の転舵方向が検出される。これらの
転舵角および転舵方向の信号がコントローラ27へ送信さ
れる。
さて、コントローラ27は、第1図に示すように中央処
理装置(CPU)47並びにROM48およびRAM49の記憶装置、
さらにA−D変換器50およびD−A変換器51の信号変換
器等から構成される。
第1図に示すROM48には、第9図に示すような操舵ト
ルクTとモータ38への供給電流値Aとの関係がデータテ
ーブルとして格納されている。モータ38への供給電流値
Aの大小により、パワーアシスト装置22からリンク機構
14へ付与されるアシスト力の大小が決定される。中央処
理装置47は、第8図に示すように、スイッチONで操舵ト
ルクセンサ24およびエンジン回転数センサ25から操舵ト
ルク信号およびエンジン回転数信号をA−D変換器50を
介してそれぞれ読み取り、ROM48からこの操舵トルクに
応じたアシスト力を得るためのモータ38への供給電流値
Aを決定する。
第1図に示すRAM49には、第10図に示すような転舵角
θおよびエンジン回転数Rとモータ38への供給電流値
A′,A″との関係がデータテーブルとして格納されてい
る。中央処理装置47は、第8図に示すように、シフト装
置のON作動時に転舵角θをA−D変換器50を介して連続
的に読み取り、RAM49に記憶させ演算を行なって、ROM48
にて決定されたモータ38への供給電流値Aを調整する。
つまり、ROM48に格納されたモータ38への電流値A′,
A″の特性は、同一転舵角θであっても、エンジン回転
数に応じて異なり、中央処理装置47は、エンジン回転数
センサ25からのエンジン回転数信号に応じてその特性を
選択する。例えば、エンジン回転数が5500rpm以上の高
速時には、第10図の実線Pに示される特性が選択され
る。この特性においては、転舵角θがθ<αのときに、
第9図で決定された供給電流値Aはそのまま出力され
る。しかし、α≧θ<β(α<β)になると、 A′=A−x(θ−α) で示される電流値A′に決定され、アシスト力が低下す
る。ここで、xは第10図に示す実線Pのα≦θ<βにお
ける傾きを示す。さらに、転舵角θがθ≧βになると、
電流値A″は A″=A−x(β−α) に決定され、一定値となる。
このように、エンジン回転数が高い場合には、転舵角
が大きくなったとき、モータ38への電流値を低下させて
アシスト力を低く抑え、この結果、船体1の転覆等が避
けられる。このようにして制御されたモータ38への電流
値A,A′,A″は、第1図に示すように、D−A変換器51
を経てドライバ52へ出力される。ドライバ52は、コント
ローラ27からの電流値をモータ38を駆動させるために増
幅等して、モータ38へ出力する。
上記実施例によれば、コントローラ27は、操舵トルク
センサ24からの操舵トルクTによって定められたモータ
38への供給電流値Aを、エンジン回転数センサ25および
転舵角センサ26からのエンジン回転数Rおよび転舵角θ
に応じて調整し、特にエンジン回転数Rが高いときには
転舵トルクTによって定められたモータ38への供給電流
値Aより低い電流値をモータ38へ供給して、アシスト力
を下げるようにしているので、航行条件に応じてアシス
ト力を最適に制御できる。このため、小さな操舵荷重で
容易かつ適切に船外機を操舵できる。
なお、上記実施例では転舵方向を検出するために、ピ
ニオン34の各ギアの山44に非対称な切欠46を形成するも
のにつき述べたが、第11図(A)に示すように、ピニオ
ン34と同軸に回転方向検出用ギア53を専用に設置し、こ
の回転方向検出用ギア53の各ギアの山54に、第11図
(B)に示すような比較的大きな切欠55が形成されるよ
うにしてもよい。この場合には、ピニオン34の強度に左
右されず切欠55を形成できるので、圧電波形による転舵
方向の検出を正確にできる。
また、ピニオン34や回転方向検出用ギア53の非対称な
切欠46および55を転舵角センサ26を用いて検出する代り
に、モータ38の回転方向を検知するようにして、転舵方
向を検出してもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明に係る船外機のパワーステア
リング装置によれば、ステアリングホイールに作用した
操舵荷重を検出する操舵トルクセンサと、船外機のエン
ジン回転数を検出するエンジン回転数センサと、転舵角
度を検出する転舵角センサと、リンク機構に連結されて
このリンク機構にアシスト力を付与するパワーアシスト
装置と、上記トルクセンサからのトルク信号、上記エン
ジン回転数センサからのエンジン回転数信号および上記
転舵角センサからの転舵角信号に基づいて上記パワーア
シスト装置に最適なアシスト力を発生させるコントロー
ラと、を有して構成されたことから、航行条件に適合し
た最適なアシスト力を発生して、小さな操舵荷重で容易
かつ適切に船外機を操舵させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る船外機のパワーステアリング装
置の一実施例における主にコントローラを示すブロック
図、第2図は第1図が適用された船外機を示す側面図、
第3図は一実施例の主にパワーアシスト装置を示す斜視
図、第4図は第3図の水平断面図、第5図は第4図のV
部拡大斜視図、第6図は第4図の転舵角センサ取付位置
を示す構成図、第7図は第6図のピニオンのギアの山を
示す断面図、第8図は第1図のコントローラの制御作動
を示すフローチャート、第9図はROMに格納された操舵
トルクとモータ電流値との関係を示すグラフ、第10図は
RAMに格納されたエンジン回転数および転舵角とモータ
電流値との関係を示すグラフ、第11図(A)はこの発明
の他の実施例における回転方向検出用ギアの取付状態を
示す図、第11図(B)は第11図(A)のXIB部拡大図、
第12図は従来の船外機のパワーステアリング装置を示す
斜視図である。 1…船体、2…ステアリングホイール、5…ステアリン
グケーブル、10…船外機本体、14…リンク装置、15…ド
ラックリンク、16…ステアリングブラケット、22…パワ
ーアシスト装置、24…操舵トルクセンサ、25…エンジン
回転数センサ、26…転舵角センサ、27…コントローラ、
34…ピニオン、46…切欠、47…中央処理装置(CPU)、4
8…ROM、49…RAM。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】船体に設置されたステアリングホイールに
    ステアリングケーブルが作動的に連結され、このステア
    リングケーブルがリンク機構を介して船外機本体に連結
    され、上記ステアリングホイールに作用する操舵荷重に
    よって上記ステアリングケーブルおよびリンク機構を介
    し上記船外機本体を水平方向に回動させて操舵するとと
    もに、上記スイベルブラケットにパワーステアリング装
    置の主要部が設置され、このパワーステアリング装置
    は、ステアリングホイールに作用した操舵荷重を検出す
    る操舵トルクセンサと、船外機のエンジン回転数を検出
    するエンジン回転数センサと、転舵角度を検出する転舵
    角センサと、上記リンク機構に連結されてこのリンク機
    構にアシスト力を付与するパワーアシスト装置と、上記
    トルクセンサからのトルク信号、上記エンジン回転数セ
    ンサからのエンジン回転数信号および上記転舵角センサ
    からの転舵角信号に基づいて上記パワーアシスト装置に
    最適なアシスト力を発生させるコントローラと、を有す
    ることを特徴とする船外機のパワーステアリング装置。
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