JPH0325093A

JPH0325093A - モータ・ボートにおける自動プレイニング制御装置

Info

Publication number: JPH0325093A
Application number: JP1159163A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Ogiwara; 荻原　一行; Hitoshi Kotajima; 仁古田島
Original assignee: Sawafuji Electric Co Ltd
Current assignee: Sawafuji Electric Co Ltd
Priority date: 1989-06-21
Filing date: 1989-06-21
Publication date: 1991-02-01
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: JP2801268B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、船外機を備えたモータ・ボートが定常走行し
ている場合でも、加速走行している場合でも、船外機の
スクリコウを可能な限り水平あるいは一定角度に保つモ
ータ・ボートにおける自動プレイニング制御装置に関す
るものである。

なお、以下本明細書において、船体を水平にすることを
プレイニングという。

〔従来の技術〕

船外機を備えたモータ・ボートを効率良く走行し、また
乗り心地良くするためには、定常な運転状態の下では、
第６図（１〉図示のごとく、船体１０の姿勢をできるだ
け水面に対して平行にすることが望ましい。そして、定
常な運転状態の下では、第６図（２）図示のごとく船首
が上がった場合でも、または下がった場合でも第６図（
３）または（４）図示のごとく、船体１０の推進力を発
生するスクリュウ１２の角度を水平面に対して平行もし
くは一定の角度に保つようにすることが望ましい。

一方、モータ・ボートが加速走行する場合には船首が持
ち上がる。この状態のままでは第６図（２）図示の状態
となって船体１０の推進力の方向と進行方向とが一致し
ないため、効率の良い加速が行われ難い。

このために、モータ・ボートには船外機１１と船体１０
との角度（すなわち、スクリュウｌ２と船体１０との角
度）を手動で調整するトリム装置を備えているものがあ
る。当該トリム装置においては船体ＩＯと船外機１１と
の間を油圧シリンダで接続し、油圧モータによって油圧
シリンダを伸縮させることで船体ｌＯと船外機１１との
角度を変え得るようにし、手動で油圧モータの○Ｎ／○
ＦＦと回転方向の切り換えとを行うことにより船体１０
を水平にしていた。

すなわち、モータ・ボートの加速時には、第６図（９〉
図示のごとく、船外機１１を一旦ＤＯＷＮ方向に追い込
み、逸早くプレイニングさせ（船体を水平にし）、その
後船体１０が第６図（７）図示のごとく水平状態になっ
てから、第６図（５）図示のごとく船外機１１をＤＯＷ
Ｎ方向の状態から鉛直方向に戻すようにする。

なお、第６図において、第６図（５〉図示が基準状態で
あり、第６図（６）図示の状態は船体１０の船首を上げ
るために船外機１１を上方（ＵＰ）に移動した状態を示
し、第６図（７）図示の状態は船首を下げるために船外
機１１を下方（ＤＯＷＮ）に移動した状態を示している
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、船体を加速する場合に船首が上方を向くだけで
なく、定常走行の場合にも何等かの理由によって船首が
上方を向くこともある。この場合には、加速走行時に船
外機１１を第６図（９）図示のごと＜　ＤＯＷＮ方向に
向けていた場合と異なり、船外機１１を第６図（８）図
示のごとく一時的にＵＰ方向に向けてやり第６図（３）
図示の状態を保つようにすることが望ましい。

このような摸作を上記の状況を判断して手動で素早く行
うことは困難であるという問題があった。

本発明は、以上のような問題を解決するために、加速走
行時および定常走行時においても自動的にブレイニング
が可能なモータ・ボートにおける自動プレイニング制御
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〕

本発明の原理を第１図にしたがって説明する。

第１図は本発明における原理ブロック構或図である。図
において、角度信号発生回路１は、船外機に設けられた
角度センサによって船体１ｏの傾きを検出して角度信号
を発生する。三角波発生回路２は三角波を発生し、三角
波の出カ信号と前記角度信号発生回路１の角度信号とは
、加算回路３において加算される。加速度検出回路４は
、角度信号発生回路１の出力レベルと加速度検出回路４
における基準電圧レベルと比較して加速度信号を出力す
る。比較回路６は、比較回路６における基準電圧レベル
と加算回路３の出力レベルあるいは加速度検出回路４の
出力レベルとを比較する。前記比較回路６から出力する
船体１０の傾きに対応したパルス幅でドライバ回路７を
駆動し、モータ制御回路８を制御することによりモータ
の回転方向を変えて、船体１０と船外機１１との角度を
制御する。

〔作　　用〕

モータ・ボートが定常走行している場合、船外機ｌ１に
設けられた角度センサによって検出された船体１０の傾
きは、角度信号発生回路１から電圧レベル信号として出
力する。そして、この電圧レベル信号と三角波発生回路
２で発生した三角波とは加算回路３により加算される。

そして、加算回路３の出力レベルは、比較回路６におけ
る基準電圧と比較され、比較回路６は船体１０の傾きに
応じたパルス幅をもって出力を発する。すなわち、比較
回路６からは、船体１０の傾きに応じてパルス幅変調さ
れた信号が出力される。この信号はドライバ回路７を介
してモータ制御回路８のＦＥＴのゲートを駆動して、船
体１０の傾きの如何を問わず船外機１１を水面に対して
水平になるようにモータを回転させる。

また、加速度検出回路４は、角度信号発生回路ｌにおけ
る出力レベルと加速度検出回路４における基準電圧とを
比較して加速度を検出する。加速度を検出した加速度検
出回路４の出力レベルは、前記比較回路６に加えられ、
比較回路６における基準電圧と比較される。この場合比
較回路６の出力信号は、船外機ｌ１を下げる方向に移動
するようにドライバ回路７を介してモータ制御回路８の
ＦＥＴのゲートを駆動する。そして、モータの回転によ
り船外機１１は下げられて、加速走行によって上げられ
た船首を下げる。

〔実　施　例〕

本発明の一実施例を第２図ないし第５図にしたがって説
明する。

第２１！Ｉはモータ・ボートにおける自動プレイニング
制御装置概略構戒図である。図において、モータ・ボー
トの船尾には船外機１１が備えられており、船外機１１
のスクリュウ１２は、図示されていないエンジンにより
駆動される。また、船外機１１とモータ・ボートの船体
１０とは油圧シリンダ１３を図示矢印のごとく伸縮する
ことにより角度を変えることができる。油圧シリンダ１
３は、油圧ボンブ１４およびＤＣモータ１５により駆動
される。システムｌ６は、バッテリーｌ７からＤＣモー
タの制御用および駆動電源を得ると共に、船外機ｌ１に
設けられている角度センサｌ８から船体ｌＯの傾きに応
じた電圧レベル信号を得る。

このような構戊において、角度センサ１８は、モータ・
ボートの船体１０の傾きを電圧レベル信号として検出し
て、システム１６に伝達する。システム１６では後述の
制御回路により、前記検出された電圧レベル信号が定常
走行であるか、あるいは加速走行であるかを判断する。

そして、システム１６で定常走行であると判断された場
合には、第６図（３）あるいは（４〉に示すように船首
の向きにかかわらず、船外機１１のスクリュウ１２が常
に水面に対して水平になるよう油圧シリンダ１３を駆動
する。

また、システム１６で加速走行であると判断された場合
には一旦、第６図（９）図示のごとく、船首のスクリュ
ウ１２が下がり船尾を上げる方向、すなわち、船外機１
１をＤＯＷＮ方向に追い込むように油圧シリンダ１３を
駆動し、船体１０を水平に保つようにした上で船外機１
１をＤＯＷＮ状態から復帰せしめるようにする。

次に、船外機１１に設けられた角度センサｌ８とその出
力電圧との関係を第３図にしたがって説明する。

第３図（１）図示のごとく、モータ・ボートの船体１０
が水面に対して水平であれば、角度センサ１８は、地球
の鉛直方向すなわち、０゛を指し、出力電圧としてたと
えば、４Ｖが出力するように調整されている。

第３図（２）図示のごとく、モータ・ボートの船首が水
面に対して下方に下がった場合には、出力電圧は基準電
圧４Ｖより高い出力となる。

第３図（３）図示のごとく、モータ・ボートの船首が水
面に対して上方に上がった場合には、出力電圧は基準電
圧４Ｖより低い出力となる。

次に、本発明における制御回路の一実施例およびそのタ
イム・チャートを第４図および第５図にしたがって説明
する。

第４図において、角度信号発生回路１は、オペアンブＡ
１バッファ用オペアンブＢ，Ｄ，および差動増幅器Ｋか
ら構或され、オペアンプＡは船外機用センサＳと角度設
定用ボリュウムＶとに基準電圧を与える。

三角波発生回路２は、オペアンプＪおよびＩによりたと
えば、２０ｋＨｚの三角波を発生する。

加算回路３は、オペアンブＣにより前記差動増幅器Ｋの
出力と三角波発生回路のオペアンブＩの出力とを加算す
る。比較回路６は、オペアンプＨ１Ｆ，Ｇ，Ｅから構或
されており、オペアンプＨ１Ｆの非反転端子には（＋）
の比較電圧■′が、また、オペアンブＧＳＥの反転端子
には（−）の比較電圧■′がそれぞれ与えられている。

そして、この比較電圧の絶対値は三角波の振幅よりも僅
かに大きい。

加速度検出回路４は、加速度を検出するための基準電圧
を発生するオペアンブＮと、この基準電圧と角度信号発
生回路の出力電圧レベルとを比較するオペアンブＬとか
ら構戊されている。そして、比較回路６におけるオペア
ンプＨ，Ｆの反転端子およびオペアンプＧ，Ｅの非反転
端子には前記加算回路３の出力が与えられている。また
、前記加速度検出回路４のオペアンプＬの出力は、ダイ
オードＤ３およびＤ４を介して比較回路６におけるオペ
アンブＨＳＦの非反転端子および才ペアンプＧ，Ｅの反
転端子に与えられている。

比較回路６のオペアンブＨ，Ｇは、ドライバ回路７にお
けるホトカプラＰＣおよびドライバ回路○、Ｑを介して
ＰＷＭブリッジ回路を構或しているＦＥＴ■およびＦＥ
Ｔ■をドライブする。また、オペアンプＦ，Ｅは直接ド
ライバ回路Ｐ，Ｒを介してＦＥＴ■およびＦＥＴ■をド
ライブする。ＦＥＴ■ないし■のドライブによりモータ
Ｍは駆動され、船外機１１をＵＰあるいはＤＯＷＮ方向
に動かす。

次に、本発明における制御回路の動作を説明する。

定常走行において、第６図（１）図示のごとく、船体ｌ
Ｏが水平である場合には、船外機用センサＳの角度は０
゜で、第３図（１）図示のごとく４Ｖが出力する。した
がって、船外機用センサＳの出力４ｖと差動増幅器Ｋの
基準電圧４■とは同じであり、差動増幅器Ｋの出力はな
い。その結果、三角波発生回路２の出力は、加算回路３
を通してそのまま比較回路６に入力される。比較電圧■
′と■′および三角波の出力電圧の関係を、第５図（ａ
）図示のごとく決めておけば、比較回路６におけるオペ
アンプＥないしＨの出力は出ないので、モータ制御回路
８のモータＭは駆動されない。そのため、船体１０と船
外機１１との関係は、第６図（１）図示のままである。

第６図（２）図示のごとく、船体１０の船首が上がった
場合、船外機用センサＳの出力は、第３図（３）図示の
ごと《、船体１０が水平の時（図示４Ｖ）より低い電圧
となる。したがって、差動増幅器Ｋの出力は、〈−〉に
振れる。また、差動増幅器Ｋの出力と三角波発生回路２
の出力とを加算した加算回路３の出力は、第５図図示タ
イム・チャート（ｂ）のごとく、アンプＣにより（＋）
に振れる。船首がより大きく上がった場合には点線で示
すようになる。

オペアンプＣの出力レベルが（＋）に上がるため、その
ピーク値は、比較電圧■′より高くなる。

したがって、オペアンプＨ′Ｊ３よびＦの出力レベルは
、第５図のタイム・チャー｝　（Ｃ）で示す間、すなわ
ち、ピーク値が比較電圧■′より高くなっている間、Ｌ
レベルとなる。このＬレベルが出力する時間は、船体１
０の傾きに比例することになる。すなわち、オペアンブ
ＨおよびＦの出力は、船体１０の傾きに応じてパルス幅
変調（ＰＷＭ）されたものになる。このＬレベルの出力
は、ドライバ回路７を介してＨレベルとなり、ＦＥＴ■
および■のゲートに加わり、ＦＥＴ■および■を○Ｎし
てモータＭを駆動する。この時のモータＭの駆動方向は
、第６図（３）図示のごとく、船外機１．１をＵＰする
方向である。すなわち、スクリュウ１２を水平にする。

また、この時比較回路６におけるオペアンブＧ，Ｅの出
力は、．第５図（ｄ）図示のごとく、常にＨレベルとな
るため、ドライバ回路７を介してＬレベルとなり、ＦＥ
Ｔ（Ｄおよび■は必ずＯＦＦとなる。

次に、定常走行において、船体１０が逆に傾いて、船首
が下がった場合には、前記の動作と逆になる。すなわち
、船外機用センサＳは、第３図図示（２）のごとく、４
Ｖより高い電圧となり、差動増幅器Ｋの出力は（＋）に
振れる。したがって、加算回路３のオペアンブＣの出力
は（−）になり、第５図（ｅ）図示のごとく、そのピー
ク値は、比較電圧■′より低くなる。したがって、比較
回路６におけるオペアンブＧ，Ｅの出力はＬレベルとな
る。このＬレベルが出力する時間は、船体１０の傾きに
比例することになる。すなわち、才ベアンブＧおよびＥ
の出力は、船体１０の傾きに応じてパルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）されたものになる。このＬレベルの出力は、ドライ
バ回路７を介してＨレベルとなり、ＦＥＴ■および■の
ゲートに加わり、ＦＥＴ■および■を○ＮしてモータＭ
を駆動する。この時のモータＭの駆動方向は、第６図（
４）図示のごとく、船外機１１をＤＯＷＮする方向であ
る。すなわち、スクリコウ１２を水平にする。また、こ
の時比較回路６におけるオペアンブＨ，Ｆの出力は、常
にＨレベルとなるため、ドライバ回路７を介してＬレベ
ルとなり、ＦＥＴ■および■は必ずＯＦＦとなる。

このように定常走行に当たって、船首が上がった場合、
あるいは下がった場合のいずれにおいても、船外機１１
に設けられた船外機用センサＳにより自動的に船外機１
１を水面に対して水平にすることができる。

次に、モータ・ボートが加速走行を行う場合について説
明する。

モータ・ボートを加速走行した場合、船体ＩＯは大きく
傾き、船首が上方に上がる。この状態で船体ｌＯと船外
機１１とが固定されている場合を考えると、第６図（２
）図示のごとく、スクリュウ１２の推進力Ａの方向と進
行方向とに角度差を生じるため効率が悪い。

また、加速走行であるにもかかわらず、定常走行時に船
首が上がった場合と同様に第６図（３）図示のごとくス
クリュウ１２を水平に保つようにするため１豪、船外機
１１を船首がＢ方向に上がりＵＰ方向にしたとすると、
第６図（８）図示のごとくプレイニングが遅れる。この
ため、加速走行時にはある一定時間、船外機１工を一旦
ＤＯＷＮ方向（第６図（９）図示方向）に移動して、船
首を下方Ｃに船尾を上方Ｂに移動させるようにする。

すなわち、船体１０はプレイニングされ、安定走行に速
く達する。

以上のような動作を船外機１１に与えるかめ、加速度検
出回路４が制御回路に設けられている。

船外機用センサＳの出力は、差動増幅器Ｋを介して加速
度検出回路４のオペアンブＬの反転端子に入力されてい
る。オペアンブＮは、加速度を検出するための基準電圧
を発生するもので、船外機用センサＳが定常走行で検出
して出力する範囲より低い値に設定してある。そして、
この基準電圧はオペアンプＬの非反転端子に入力される
。したがって、才ベアンプＬの出力は、定常走行中はＬ
レベルであるため、タイマ回路５におけるコンデンサＣ
の電位は低い値になっている。また、オペアンプＬの出
力レベルがＬである間は、ダイオードＤ３、Ｄ４によっ
て、前記比較回路６のオペアンブＥないしＨの動作には
何ら影響を与えない。

＼今、モータ・ボートが加速走行を行うと、船外機用セン
サＳの出力は、定常走行の場合より大きく下がる。この
値が差勤増幅器Ｋを介してオペアンプＬの反転端子に加
えられ、加速度検出回路４のオペアンブＬの非反転端子
に入力されている基準電圧よりも下がった場合、オペＴ
ンブＬの出力はＨレベルになる。このため、ダイオード
Ｄ１は、ＯＦＦＬてコンデンサＣは充電を開始する。

一方、オペアンブＬのＨレベルの出力は、ダイオードＤ
３およびＤ４を介してそれぞれ比較電圧■′および■′
点に入力され、比較回路６におけるオペアンブＥないし
Ｈの基準電圧を（＋）にクランプする。したがって、才
ベアンブＨおよびＦの出力は、Ｈレベルとなりドライバ
回路７でＬレベルとなり、ＦＥＴ■および■はＯＦＦと
なる。

また、オペアンプＧおよびＥの出力は、Ｌレベルとなり
ドライバ回路７でＨレベルとなり、ＦＥＴ■および■は
ＯＮとなる。このため、モータＭは船外機１１をＤＯＷ
Ｎ方向に回転して船首を強制的に第６図（９）図示Ｃ方
向に向ける。

船外機１１がＤＯＷＮ方向に向けられたことによって船
体ｌＯはプレイニング状態に近づき、船外機用センサＳ
の出力は定常値に戻る。この時船外機用センサＳの出力
が加速度検出回路４の基準電圧（オペアンブＮの出力）
よりも上がると、オペアンブＬの出力はＬレベルに戻り
、制御回路は定常走行の動作になる。なお、オペアンブ
Ｌはヒステリシス特性をもつようにされている。

また、加速走行がある一定時間以上続くと、コンデンサ
Ｃの充電電圧はリセット回路９の基準電圧より高くなる
。そのため、オペアンブＭの出力はＬレベルとなり、こ
のＬレベルは、加速度検出回路４の基準電圧を強制的に
引き下げて自動的に回路をリセットする。すなわち、船
外機１１が下を向いている時間はコンデンサＣの容量を
変えることで任意に設定できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、船体の傾きに応じて船外機を上下方向
に駆動するためのモータを制御するので、定常走行中船
首の上下にかかわらず、船外機のスクリュウを水面に対
して自動的に水平にすることができる。

また、加速走行の場合には強制的に船首を下げる方向に
船外機を向けることができ、プレイニングが遠く達或で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における原理ブロック構戊図、第２図は
モータ・ボートにおける自動プレイニング制御装置概略
構戊図、第３図は角度センサと電圧関係説明図、第４図
は本発明における制御回路、第５図は本発明における制
御回路のタイム・チャ−ト、第６図はモータ・ボートと
船外機との関係説明図である。１・・・角度信号発生回路２・・・三角波発生回路３・・・加算回路４・・・加速度検出回路５・・・タイマ回路６・・・比較回路７・・・ドライバ回路８・・・モータ制御回路本発明における原理ブロック構成図第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）船体１０の傾きを検出して角度信号を発生する角
度信号発生回路１と、三角波発生回路２と、前記角度信号発生回路１および三角波発生回路２の各出
力レベル信号を加算する加算回路３と、角度信号発生回
路１の出力レベルと比較して船体１０が加速されている
か否かを検出する加速度検出回路４と、前記加算回路３の出力レベルまたは前記加速度検出回路
４の出力レベルと基準電圧とを比較する比較回路６と、船体１０の傾きに対応した振幅として前記比較回路６か
ら出力する信号によりモータをドライブするドライバ回
路７と、当該ドライバ回路７により船外機１１と船体１０との角
度を変えるためのモータ１５を制御するモータ制御回路
８と、を備え船外機１１を一定の姿勢に保つ制御を行うように
したことを特徴とするモータ・ボートにおける自動プレ
イニング制御装置。
（２）前記加速度検出回路４において、加速状態が一定
期間以上続いたことを検出するタイマ回路５と、当該タイマ回路５の検出信号により前記加速度検出回路
４の基準電圧を強制的に下げるリセット回路９と、を備えたことを特徴とする請求項１記載のモータ・ボー
トにおける自動プレイニング制御装置。