JP4199720B2

JP4199720B2 - 船外機の操舵装置

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Publication number: JP4199720B2
Application number: JP2004340071A
Authority: JP
Inventors: 誠矢崎; 晋作中山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2024-11-25
Also published as: US20060110990A1; US7220156B2; CA2527757A1; JP2006150998A; CA2527757C

Description

この発明は、船外機の操舵装置に関する。

近年、船外機の操舵装置として、ステアリングホイールと操舵機構の機械的な接続を断つようにした技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載される技術にあっては、船外機を操舵するアクチュエータと、ステアリングホイールの回転角を検出する回転角センサとを備えると共に、回転角センサの検出値に基づいてアクチュエータに供給される駆動電流を制御し、船外機の操舵角を調整するようにしている。
特開２００２−１８７５９７号公報（段落００２２，００２５，００２７、図１など）

船外機の操舵角を目標値（ステアリングホイールの回転角に応じた目標操舵角）に正確に調整するには、例えば、上記した特許文献１に記載される技術にフィードバック制御を付加する、具体的には、ステアリングホイールの回転角を検出する回転角センサに加え、船外機の操舵角を検出する操舵角センサを設け、操舵角の検出値と目標値の差分が解消するようにアクチュエータを駆動することが有効である。しかしながら、そのように構成した場合、操舵角センサに故障が生じたときに操舵不能になるという不具合が生じる。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、船外機の操舵角を検出する操舵角センサに故障が生じても船外機の操舵を継続できるようにした船外機の操舵装置を提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、船体に装着された船外機を操舵するアクチュエータと、前記船体に配置されたステアリングホイールの回転角を検出する回転角センサと、前記船外機の操舵角を検出する操舵角センサと、および前記検出された回転角と操舵角とに基づいて前記アクチュエータに供給される駆動電流を調整して前記アクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ駆動手段と、を備える船外機の操舵装置において、前記船外機に搭載されたエンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記アクチュエータに供給された駆動電流と前記検出されたエンジン回転数とに基づいて前記船外機の操舵角を推定する操舵角推定手段と、および前記操舵角センサの故障を検知するセンサ故障検知手段と、を備えると共に、前記アクチュエータ駆動手段は、前記操舵角センサの故障が検知されたとき、前記検出された回転角と前記推定された操舵角とに基づいて前記アクチュエータに供給される駆動電流を調整するように構成した。

また、請求項２にあっては、前記操舵角推定手段は、前記駆動電流を前記操舵角と前記エンジン回転数に対する特性として記憶する記憶手段、を備えると共に、前記操舵角センサの故障が検知されないとき、前記アクチュエータに供給された駆動電流と前記検出されたエンジン回転数と操舵角とに基づいて前記特性を更新する一方、前記操舵角センサの故障が検知されたとき、前記アクチュエータに供給された駆動電流と前記検出されたエンジン回転数とから前記特性に従って前記操舵角を推定するように構成した。

請求項１に係る船外機の操舵装置にあっては、船体に装着された船外機を操舵するアクチュエータと、船体に配置されたステアリングホイールの回転角を検出する回転角センサと、船外機の操舵角を検出する操舵角センサと、検出された回転角と操舵角とに基づいてアクチュエータに供給される駆動電流を調整してアクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ駆動手段とを備える船外機の操舵装置において、船外機に搭載されたエンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、アクチュエータに供給された駆動電流と検出されたエンジン回転数とに基づいて船外機の操舵角を推定する操舵角推定手段と、操舵角センサの故障を検知するセンサ故障検知手段とを備えると共に、アクチュエータ駆動手段は、操舵角センサの故障が検知されたとき、検出された回転角と推定された操舵角とに基づいてアクチュエータに供給される駆動電流を調整するように構成したので、操舵角センサに故障が生じても船外機の操舵を継続することができる。

尚、エンジン回転数が上昇する（船速が上昇する）、あるいは操舵角が増大するのに伴い、水流抵抗が増加するため、船外機を操舵するのに必要なアクチュエータの駆動電流も増加する。そのため、アクチュエータに供給された駆動電流の大きさとそのときのエンジン回転数とから、現在の操舵角を推定することができる。

また、請求項２に係る船外機の操舵装置にあっては、操舵角推定手段は、駆動電流を操舵角とエンジン回転数に対する特性として記憶する記憶手段を備えると共に、操舵角センサの故障が検知されないとき、アクチュエータに供給された駆動電流と検出されたエンジン回転数と操舵角とに基づいて前記特性を更新する一方、操舵角センサの故障が検知されたとき、アクチュエータに供給された駆動電流と検出されたエンジン回転数とから前記特性に従って操舵角を推定するように構成したので、上記した効果に加え、船外機の経年変化や個体差の影響を受けることなく、操舵角を正確に推定することができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る船外機の操舵装置を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、この発明の第１実施例に係る船外機の操舵装置を全体的に示す概略図である。

図１において、符号１０は船外機を示す。船外機１０は、図示の如く、船体１２の後尾に装着される。

船体１２のダッシュボード１４には、操縦者によって回転操作自在なステアリングホイール１６が配置される。ステアリングホイール１６の回転軸（以下「ステアリングシャフト」という）１８の付近には、操縦者によって操作されたステアリングホイール１６の回転角に応じた信号を出力する複数個、具体的には３個の回転角センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃを備える。以下、符号２０ａで示す回転角センサを「第１の回転角センサ」と呼ぶ。また、符号２０ｂで示す回転角センサを「第２の回転角センサ」と呼び、符号２０ｃで示す回転角センサを「第３の回転角センサ」と呼ぶ。

船外機１０は、その上部にエンジン２４が搭載される。エンジン２４は火花点火式のガソリンエンジンである。また、エンジン２４の付近には、マイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２６が配置される。

一方、船外機１０の下部には、プロペラ３０が配置される。プロペラ３０は、エンジン２４の出力が伝達されて回転し、船体１２を前進あるいは後進させる推力を生じる。

また、船外機１０は、操舵軸（以下「スイベルシャフト」という）３２に接続された操舵用電動モータ（アクチュエータ）３４を備える。

図２は、図１に示すスイベルシャフト３２付近の拡大部分断面図である。

図２に示す如く、船外機１０は、船体１２に固定されるスターンブラケット３６を備える。スターンブラケット３６には、チルティングシャフト３８を介してスイベルケース４０が取り付けられる。また、スイベルケース４０の内部には、前記したスイベルシャフト３２が鉛直軸回りに回転自在に収容される。

スイベルシャフト３２の上端は、マウントフレーム４２を介して船外機１０のフレームに固定される。また、スイベルシャフト３２の下端も、図示しない連結部材を介して船外機１０のフレームに固定される。

スイベルケース４０の上部には、前記した操舵用電動モータ３４が配置される。操舵用電動モータ３４の出力軸は、減速ギヤ機構４４を介してマウントフレーム４２に接続される。即ち、操舵用電動モータ３４を駆動することにより、その回転出力が減速ギヤ機構４４を介してマウントフレーム４２に伝達され、よって船外機１０がスイベルシャフト３２を回転軸として左右に（鉛直軸回りに）操舵される。尚、船外機１０の最大操舵角は、左操舵３０度、右操舵３０度である。

図１の説明に戻ると、スイベルシャフト３２の付近には、船外機１０の操舵角に応じた信号を出力する複数個、具体的には３個の操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃが配置される。以下、符号４６ａで示す操舵角センサを「第１の操舵角センサ」と呼ぶ。また、符号４６ｂで示す操舵角センサを「第２の操舵角センサ」と呼び、符号４６ｃで示す操舵角センサを「第３の操舵角センサ」と呼ぶ。また、エンジン２４のクランクシャフト（図示せず）の付近には、エンジン２４の回転数に応じた信号を出力する回転数センサ４８が配置される。

尚、船体１２のダッシュボード１４には、ステアリングホイール１６の他、シフトチェンジ指示や速度調整指示などを入力するレバー類が配置される。また、船外機１０には、シフトチェンジ指示に応じてシフト機構を動作させるアクチュエータや、速度調整指示に応じてエンジン２４のスロットルバルブを開閉するアクチュエータなどが設けられるが、それらは本願の要旨と直接の関係を有しないので、いずれも図示を省略する。

図３は、図１に示す装置の構成を表すブロック図である。

図３に示すように、ＥＣＵ２６には、第１から第３の回転角センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃで検出されたステアリングホイール１６の回転角θsw1，θsw2，θsw3が入力される。さらに、ＥＣＵ２６には、第１から第３の操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃで検出された船外機１０の操舵角θs1，θs2，θs3が入力されると共に、回転数センサ４８で検出されたエンジン回転数ＮＥが入力される。

ＥＣＵ２６は、入力した第１から第３の回転角センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの出力θsw1，θsw2，θsw3、および第１から第３の操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃの出力θs1，θs2，θs3に基づき、各回転角センサと操舵角センサの故障を検知する。

また、ＥＣＵ２６は、入力した各センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４８の出力に基づき、操舵用電動モータ３４に供給される駆動電流Ｃdを調整し、操舵用電動モータ３４の駆動を制御して船外機１０の操舵角を調節する。

図４は、操舵用電動モータ３４の駆動制御処理を表すブロック図である。以下、図４を参照し、操舵用電動モータ３４の駆動制御について概説する。尚、図４に示すブロック図は、第１から第３の操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃの少なくとも１個が正常に動作しているときの処理である（故障の検知処理については後述する）。

図４に示すように、ＥＣＵ２６は、目標操舵角設定部２６ａと調節部２６ｂとを備える。調節部２６ｂは、コントローラ２６ｂ１と、フィードフォワード回路２６ｂ２とを備える。

目標操舵角設定部２６ａには、ステアリングホイール１６の回転角θsw（より詳しくは、第１から第３の回転角センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃによって検出された回転角θsw1，θsw2，θsw3のいずれか）が入力される。目標操舵角設定部２６ａでは、入力した回転角θswに基づいて目標操舵角θdsが設定される。

調節部２６ｂのコントローラ２６ｂ１には、目標操舵角設定部２６ａで設定された目標操舵角θdsと船外機１０の操舵角θs（フィードバック信号。より詳しくは、第１から第３の操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃによって検出された操舵角θs1，θs2，θs3のいずれか）の差分（偏差）が入力される。

コントローラ２６ｂ１は、入力した差分に基づいて操舵用電動モータ３４に供給される駆動電流（通電指令値）Ｃdを調整する。具体的には、目標操舵角θdsと実際の操舵角θsの差分が解消する方向に操舵用電動モータ３４が駆動されるように、駆動電流Ｃdを決定する。そして、決定した駆動電流Ｃdを操舵用電動モータ３４に供給してその駆動を制御し、スイベルシャフト３２を回転させて船外機１０の操舵角θsを目標操舵角θdsに調節する。このように、操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃの少なくとも１個が正常に動作しているときは、検出されたステアリングホイール１６の回転角θswと船外機１０の操舵角θsに基づき、駆動電流Ｃdを調整して操舵用電動モータ３４の駆動を制御し、船外機１０の操舵角θsを目標操舵角θdsに調節する（フィードバック制御する）。

また、調節部２６ｂのフィードフォワード回路２６ｂ２には、回転数センサ４８によって検出されたエンジン回転数ＮＥと、コントローラ２６ｂ１で決定された操舵用電動モータ３４の駆動電流Ｃdと、操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃのいずれかによって検出された操舵角θsが入力される。フィードフォワード回路２６ｂ２は、入力された駆動電流Ｃdを操舵角θsとエンジン回転数ＮＥに対する特性として記憶する。

図５は、操舵角θsとエンジン回転数ＮＥに対する駆動電流Ｃdの特性を表すグラフである。

図５に示すように、エンジン回転数ＮＥが上昇する、あるいは操舵角θsが増大するに従い、駆動電流Ｃdが増加する。これは、エンジン回転数ＮＥの上昇（船速の上昇）、あるいは操舵角θsの増大に伴う水流抵抗の増加により、船外機１０を操舵するのに必要な操舵用電動モータ３４の駆動電流Ｃdも増加するためである。尚、図５に示す特性は、具体的には、操舵角θsを単位時間に単位角度だけ変化させるのに必要な駆動電流Ｃdの大きさを、操舵角θsとエンジン回転数ＮＥに対する特性として示すものである。また、図５に示す特性は、第１から第３の操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃの少なくとも１個が正常に動作している限り、フィードフォワード回路２６ｂ１に入力された各値に基づいて更新される。

一方、第１から第３の操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃの全ての故障が検知されたときは、図６に示すように、操舵用電動モータ３４の駆動制御に操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃの検出値は使用されない。

具体的には、目標操舵角設定部２６ａで設定された目標操舵角θdsは、そのまま（検出された操舵角θsが減算されることなく）コントローラ２６ｂ１に入力される。また、コントローラ２６ｂ１には、フィードフォワード回路２６ｂ２から操舵角θsの推定値（以下「推定操舵角」という）θesが入力される。上述したように、フィードフォワード回路２６ｂ２には、操舵角θsとエンジン回転数ＮＥに対する駆動電流Ｃdの特性が記憶される。そのため、操舵用電動モータ３４に供給された駆動電流Ｃdの大きさとそのときのエンジン回転数ＮＥとから、現在の操舵角θsを推定することができる。

コントローラ２６ｂ１は、入力した目標操舵角θdsと推定操舵角θesとに基づいて駆動電流Ｃdを決定し、決定した駆動電流Ｃdを操舵用電動モータ３４に供給してその駆動を制御する。このように、操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃの全ての故障が検知されたときは、ステアリングホイール１６の回転角θswと船外機１０の推定操舵角θesとに基づき、駆動電流Ｃdを調整して操舵用電動モータ３４の駆動を制御し、船外機１０の操舵角θsを目標操舵角θdsに調節する。

図７は、上記した操舵用電動モータ３４の駆動制御処理と、操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃの故障検知処理などを表すフローチャートである。図示のプログラムは、ＥＣＵ２６において所定の周期で実行される。

以下、図７フローチャートの処理について説明すると、先ずＳ１０において、第１から第３の回転角センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃによって検出されたステアリングホイール１６の回転角θsw1，θsw2，θsw3の値が全て一致しているか（あるいは近似しているか）否か判断する。

Ｓ１０で肯定されるときは、Ｓ１２に進んで第１から第３の回転角センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃが全て正常に動作していると判定し、第１の回転角センサ２０ａの出力θsw1をステアリングホイール１６の回転角θswの現在値に設定する。尚、この処理は、複数個（３個）の回転角センサの中から正常に動作しているセンサの出力をステアリングホイール１６の正確な回転角を表す値として選択することを目的としている。従って、Ｓ１２では、第１の回転角センサ２０ａの出力θsw1に代え、第２の回転角センサ２０ｂの出力θsw2や第３の回転角センサ２０ｃの出力θsw3を回転角θswに設定しても良い。

一方、Ｓ１０で否定されるときはＳ１４に進み、第１の回転角センサ２０ａの出力θsw1と第２の回転角センサ２０ｂの出力θsw2の値が一致しているか（近似しているか）否か判断する。Ｓ１４で肯定されるとき、即ち、第３の回転角センサ２０ｃの出力θsw3が他の２つの出力θsw1とθsw2と相違していると考えられるときは、Ｓ１６に進んで第３の回転角センサ２０ｃが故障していると判定すると共に、第１の回転角センサ２０ａの出力θsw1（第２の回転角センサ２０ｂの出力θsw2であっても良い）をステアリングホイール１６の回転角θswに設定する。尚、Ｓ１６で第３の回転角センサ２０ｃを故障と判定したのは、３個の回転角センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃのうち、第３の回転角センサ２０ｃの出力のみが他のセンサの出力と異なる値を示していれば、第３の回転角センサ２０ｃが故障している可能性が高いからである。

また、Ｓ１４で否定されるときはＳ１８に進み、第１の回転角センサ２０ａの出力θsw1と第３の回転角センサ２０ｃの出力θsw3の出力が一致しているか（近似しているか）否か判断する。Ｓ１８で肯定されるとき、即ち、第２の回転角センサ２０ｂの出力θsw2が他の２つの出力θsw1とθsw3と相違していると考えられるときは、Ｓ２０に進んで第２の回転角センサ２０ｂが故障していると判定すると共に、第１の回転角センサ２０ａの出力θsw1（第３の回転角センサ２０ｃの出力θsw3であっても良い）をステアリングホイール１６の回転角θswに設定する。Ｓ２０で第２の回転角センサ２０ｂを故障と判定したのは、Ｓ１６と同様な理由からである。

また、Ｓ１８で否定されるときは、Ｓ２２で第２の回転角センサ２０ｂの出力θsw2と第３の回転角センサ２０ｃの出力θsw3の出力が一致しているか（近似しているか）否か判断する。Ｓ２２で肯定されて第１の回転角センサ２０ａの出力θsw1が他の２つの出力θsw2とθsw3と相違していると考えられるときは、Ｓ１６などと同様な理由から、Ｓ２４で第１の回転角センサ２０ａが故障していると判定すると共に、第２の回転角センサ２０ｂの出力θsw2（第３の回転角センサ２０ｃの出力θsw3であっても良い）をステアリングホイール１６の回転角θswに設定する。

ステアリングホイール１６の回転角θswの設定が完了すると、次いでＳ２６に進み、第１から第３の操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃによって検出された船外機１０の操舵角θs1，θs2，θs3の値が全て一致しているか（あるいは近似しているか）否か判断する。

Ｓ２６で肯定されるときはＳ２８に進み、第１から第３の操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃが全て正常に動作していると判定し、第１の操舵角センサ４６ａの出力θs1を船外機１０の操舵角θsの現在値に設定する。この処理は、前述したＳ１２と同様に、複数個（３個）の操舵角センサの中から正常に動作しているセンサの出力を船外機１０の正確な操舵角を表す値として選択することを目的としている。従って、Ｓ２８では、第１の操舵角センサ４６ａの出力θs1に代え、第２の操舵角センサ４６ｂの出力θs2や第３の操舵角センサ４６ｃの出力θs3を操舵角θsに設定しても良い。

Ｓ２６で否定されるときはＳ３０に進み、第１の操舵角センサ４６ａの出力θs1と第２の操舵角センサ４６ｂの出力θs2の値が一致しているか（近似しているか）否か判断する。Ｓ３０で肯定されるとき、即ち、第３の操舵角センサ４６ｃの出力θs3が他の２つの出力θs1とθs2と相違していると考えられるときは、Ｓ１６などと同様な理由からＳ３２に進んで第３の操舵角センサ４６ｃが故障していると判定すると共に、第１の操舵角センサ４６ａの出力θs1（第２の操舵角センサ４６ｂの出力θs2であっても良い）を船外機１０の操舵角θsに設定する。

また、Ｓ３０で否定されるときはＳ３４に進み、第１の操舵角センサ４６ａの出力θs1と第３の操舵角センサ４６ｃの出力θs3の出力が一致しているか（近似しているか）否か判断する。Ｓ３４で肯定されて第２の操舵角センサ４６ｂの出力θs2が他の２つの出力θs1とθs3と相違していると考えられるときは、Ｓ３６に進んで第２の操舵角センサ４６ｂが故障していると判定すると共に、第１の操舵角センサ４６ａの出力θs1（第３の操舵角センサ４６ｃの出力θs3であっても良い）を船外機１０の操舵角θsに設定する。

また、Ｓ３４で否定されるときは、Ｓ３８で第２の操舵角センサ４６ｂの出力θs2と第３の操舵角センサ４６ｃの出力θs3の出力が一致しているか（近似しているか）否か判断する。Ｓ３８で肯定されて第１の操舵角センサ４６ａの出力θs1が他の２つの出力θs2とθs3と相違していると考えられるときは、Ｓ４０で第１の操舵角センサ４６ａが故障していると判定すると共に、第２の操舵角センサ４６ｂの出力θs2（第３の操舵角センサ４６ｃの出力θs3であっても良い）を船外機１０の操舵角θsに設定する。

船外機１０の操舵角θsの設定が完了すると、次いでＳ４２に進み、３個の回転角センサのいずれかによって検出されたステアリングホイール１６の回転角θswと、３個の操舵角センサのいずれかによって検出された船外機１０の操舵角θsとに基づき、操舵用電動モータ３４に供給される駆動電流Ｃdを決定する。具体的には、図４ブロック図で説明したように、ステアリングホイール１６の回転角θswに基づいて目標操舵角θdsを設定すると共に、設定した目標操舵角θdsと実際の操舵角θsの差分（偏差）が解消する方向に操舵用電動モータ３４が駆動されるように、駆動電流Ｃdを決定（調整）する。

そして、Ｓ４４に進み、前記した操舵角θsとエンジン回転数ＮＥに対する駆動電流Ｃdの特性を、操舵角θs、エンジン回転数ＮＥおよび駆動電流Ｃdの現在値と過去値に基づいて更新する。具体的には、操舵角θsを単位時間に単位角度だけ変化させるのに必要な駆動電流Ｃdの大きさを、操舵角θsと駆動電流Ｃdの現在値と過去値に基づいて算出すると共に、その値をそのときの操舵角θsとエンジン回転数ＮＥに対する特性として記憶する。

次いでＳ４６に進み、決定した駆動電流Ｃdを出力して操舵用電動モータ３４の駆動を制御し、船外機１０の操舵角θsを目標操舵角θdsに調節する。

他方、Ｓ３８で否定されるとき、即ち、第１から第３の操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６の出力が全て相違するときは、正常に動作しているセンサがどれであるか判定できないため、Ｓ４８でそれらの全てを故障と判定すると共に、操舵角センサが故障していることを表示や音声などを通じて操縦者に報知する。また、このとき、エンジン２４のスロットルバルブに接続されたアクチュエータの駆動を制御してスロットル開度を減少させ、エンジン回転数ＮＥを低下させて船体１２を停止させる。

その後Ｓ５０に進み、駆動電流Ｃdとエンジン回転数ＮＥとに基づき、操舵角θsの推定値である推定操舵角θesを決定する。

推定操舵角θesの決定処理について具体的に説明すると、操舵用電動モータ３４に供給された駆動電流Ｃdとかかる駆動電流Ｃdが供給されたときのエンジン回転数ＮＥ（別言すれば、駆動電流Ｃdの前回値とエンジン回転数ＮＥの前回値）とから、図５に示した特性を検索し、単位時間あたりの（プログラムの実行周期あたりの）操舵角θsの変化量Δθsを求める。そして、正常に動作していた操舵角センサで検出された最新（最後）のθs（即ち、前回値）に変化量Δθsを加算して得た値を、推定操舵角θes（現在の操舵角θsの推定値）とする。尚、推定操舵角θesの前回値が存在するとき（変化量Δθsを求めたのが初回ではないとき）は、変化量Δθsを推定操舵角θesの前回値に加算することで、推定操舵角θesの今回値を求める。

次いでＳ５２に進み、３個の回転角センサのいずれかによって検出されたステアリングホイール１６の回転角θswと、上記のようにして決定された推定操舵角θesとに基づき、駆動電流Ｃdを決定する。具体的には、回転角θswに基づいて目標操舵角θdsを設定すると共に、目標操舵角θdsと推定操舵角θesの差分（偏差）が解消する方向に操舵用電動モータ３４が駆動されるように、駆動電流Ｃdを決定（調整）する。そして、Ｓ４６に進み、決定した駆動電流Ｃdを出力して操舵用電動モータ３４の駆動を制御し、船外機１０の操舵角θsを目標操舵角θdsに調節する。

尚、Ｓ２２で否定されるとき、即ち、第１から第３の回転角センサ２０ａ，２０ｂ，２０の出力が全て相違するときは、正常に動作しているセンサがどれであるか判定できないため、Ｓ５４でそれらの全てを故障と判定すると共に、回転角センサが故障していることを表示や音声などを通じて操縦者に報知する。また、ステアリングホイール１６の正確な回転角が検出できなければ目標操舵角θdsも設定できないため、操舵用電動モータ３４の駆動制御を行うことができない。従って、Ｓ２６からＳ５２の処理は全てスキップする。また、このとき、エンジン２４のスロットルバルブに接続されたアクチュエータの駆動を制御してスロットル開度を減少させ、エンジン回転数ＮＥを低下させて船体１２を停止させる。

このように、この発明に係る船外機の操舵装置にあっては、ステアリングホイール１６の回転角θswを検出する複数個の回転角センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、船外機１０の操舵角θsを検出する複数個の操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃを設け、それらのうち、正常に動作しているセンサの出力に基づいて駆動電流Ｃdを調整し、操舵用電動モータ３４の駆動を制御するようにしたので、装置の信頼性を向上させることができる。

また、複数個の操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃの全ての故障が検知されたとき、操舵用電動モータ３４に供給された駆動電流Ｃdとかかる駆動電流Ｃdが供給されたときのエンジン回転数ＮＥとに基づいて操舵角θsの推定値である推定操舵角θesを決定すると共に、かかる推定操舵角θesとステアリングホイール１６の回転角θswとに基づいて駆動電流Ｃdを調整するようにしたので、操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃの全てに故障が生じても船外機１０の操舵を継続することができる。従って、装置の信頼性をより向上させることができる。

さらに、駆動電流Ｃdを操舵角θsとエンジン回転数ＮＥに対する特性として記憶すると共に、操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃの故障が検知されないとき（少なくとも１個が正常に動作しているとき）、操舵用電動モータ３４に供給された駆動電流Ｃdと検出されたエンジン回転数ＮＥと操舵角θsとに基づいて前記特性を更新する一方、操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃの全ての故障が検知されたとき、操舵用電動モータ３４に供給された駆動電流Ｃdとそのときのエンジン回転数ＮＥとから前記特性に従って推定操舵角θesを決定するようにしたので、船外機１０の経年変化や個体差の影響を受けることなく、操舵角θsを正確に推定することができる。従って、装置の信頼性をより一層向上させることができる。

以上の如く、この発明の第１実施例にあっては、船体（１２）に装着された船外機（１０）を操舵するアクチュエータ（操舵用電動モータ３４）と、前記船体に配置されたステアリングホイール（１６）の回転角（θsw）を検出する回転角センサ（第１から第３の回転角センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）と、前記船外機の操舵角（θs）を検出する操舵角センサ（第１から第３の操舵角センサ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）と、および前記検出された回転角と操舵角とに基づいて前記アクチュエータに供給される駆動電流（Ｃd）を調整して前記アクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ駆動手段（ＥＣＵ２６）と、を備える船外機の操舵装置において、前記船外機に搭載されたエンジン（２４）の回転数（ＮＥ）を検出するエンジン回転数検出手段（回転数センサ４８）と、前記アクチュエータに供給された駆動電流と前記検出されたエンジン回転数とに基づいて前記船外機の操舵角を推定する操舵角推定手段（ＥＣＵ２６、図７フローチャートのＳ５０）と、および前記操舵角センサの故障を検知するセンサ故障検知手段（ＥＣＵ２６、図７フローチャートのＳ２６からＳ４０，Ｓ４８）と、を備えると共に、前記アクチュエータ駆動手段は、前記操舵角センサの故障が検知されたとき（図７フローチャートのＳ４８で第１から第３の操舵角センサの全ての故障が検知されたとき）、前記検出された回転角と前記推定された操舵角（推定操舵角θes）とに基づいて前記アクチュエータに供給される駆動電流を調整する（図７フローチャートのＳ５２）ように構成した。

また、前記操舵角推定手段は、前記駆動電流を前記操舵角と前記エンジン回転数に対する特性として記憶する記憶手段（ＥＣＵ２６）、を備えると共に、前記操舵角センサの故障が検知されないとき（第１から第３の操舵角センサの少なくとも１個が正常に動作しているとき）、前記アクチュエータに供給された駆動電流と前記検出されたエンジン回転数と操舵角とに基づいて前記特性を更新する（図７フローチャートのＳ４４）一方、前記操舵角センサの故障が検知されたとき（図７フローチャートのＳ４８で第１から第３の操舵角センサの全ての故障が検知されたとき）、前記アクチュエータに供給された駆動電流と前記検出されたエンジン回転数とから前記特性に従って前記操舵角を推定する（図７フローチャートのＳ５０）ように構成した。

尚、上記において、ステアリングホイール１６の回転角θswを検出する回転角センサと、船外機１０の操舵角θsを検出する操舵角センサをそれぞれ３個ずつ設けるようにしたが、個数はそれに限定されるものではない。

また、操舵用のアクチュエータを電動モータとしたが、油圧アクチュエータなど、他の形式のアクチュエータを使用しても良い。尚、油圧アクチュエータを使用する場合は、油圧ポンプを駆動する電動モータの駆動電流を回転角θswと操舵角θs（あるいは推定操舵角θes）に基づいて調整すれば良い。

この発明の第１実施例に係る船外機の操舵装置を全体的に示す概略図である。図１に示すスイベルシャフト付近の拡大部分断面図である。図１に示す装置の構成を表すブロック図である。図１に示す操舵用電動モータの駆動制御処理を表すブロック図である。図４に示すＥＣＵに記憶される、操舵角とエンジン回転数に対する駆動電流の特性を表すグラフである。図１に示す操舵用電動モータの駆動制御処理を表す、図４と同様なブロック図である。図１に示す操舵用電動モータの駆動制御処理などを表すフローチャートである。

符号の説明

１０船外機
１２船体
１６ステアリングホイール
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ回転角センサ
２４エンジン
２６ＥＣＵ（アクチュエータ駆動手段、操舵角推定手段、センサ故障検知手段、記憶手段）
３４操舵用電動モータ（アクチュエータ）
４６ａ，４６ｂ，４６ｃ操舵角センサ
４８回転数センサ

Claims

ａ．船体に装着された船外機を操舵するアクチュエータと、
ｂ．前記船体に配置されたステアリングホイールの回転角を検出する回転角センサと、
ｃ．前記船外機の操舵角を検出する操舵角センサと、
および
ｄ．前記検出された回転角と操舵角とに基づいて前記アクチュエータに供給される駆動電流を調整して前記アクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ駆動手段と、
を備える船外機の操舵装置において、
ｅ．前記船外機に搭載されたエンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
ｆ．前記アクチュエータに供給された駆動電流と前記検出されたエンジン回転数とに基づいて前記船外機の操舵角を推定する操舵角推定手段と、
および
ｇ．前記操舵角センサの故障を検知するセンサ故障検知手段と、
を備えると共に、前記アクチュエータ駆動手段は、前記操舵角センサの故障が検知されたとき、前記検出された回転角と前記推定された操舵角とに基づいて前記アクチュエータに供給される駆動電流を調整することを特徴とする船外機の操舵装置。
前記操舵角推定手段は、
ｈ．前記駆動電流を前記操舵角と前記エンジン回転数に対する特性として記憶する記憶手段、
を備えると共に、前記操舵角センサの故障が検知されないとき、前記アクチュエータに供給された駆動電流と前記検出されたエンジン回転数と操舵角とに基づいて前記特性を更新する一方、前記操舵角センサの故障が検知されたとき、前記アクチュエータに供給された駆動電流と前記検出されたエンジン回転数とから前記特性に従って前記操舵角を推定することを特徴とする請求項１記載の船外機の操舵装置。