アウトドライブ装置用操船システム
【課題】操舵用油圧アクチュエータのピストンが途中で停止して該ピストンが目標とする位置まで移動できない場合においても、操舵制御を継続することができる技術を提供する。
【解決手段】シリンダスリーブに内設されたピストンが摺動することによってアウトドライブ装置１０を回動させる操舵用油圧アクチュエータ２０と、前記操舵用油圧アクチュエータ２０の作動油の流動方向を変更して前記ピストンの摺動方向を切り換える電磁比例弁３０と、前記電磁比例弁３０に制御信号を送信可能とする制御装置４０と、を備えたアウトドライブ装置用操船システム１００であって、前記制御装置４０は、前記操舵用油圧アクチュエータ２０の前記ピストンが途中で停止して該ピストンが目標とする位置まで移動できない場合に、該ピストンの停止位置までを摺動可能領域として操舵制御を継続する、とした。
【解決手段】シリンダスリーブに内設されたピストンが摺動することによってアウトドライブ装置１０を回動させる操舵用油圧アクチュエータ２０と、前記操舵用油圧アクチュエータ２０の作動油の流動方向を変更して前記ピストンの摺動方向を切り換える電磁比例弁３０と、前記電磁比例弁３０に制御信号を送信可能とする制御装置４０と、を備えたアウトドライブ装置用操船システム１００であって、前記制御装置４０は、前記操舵用油圧アクチュエータ２０の前記ピストンが途中で停止して該ピストンが目標とする位置まで移動できない場合に、該ピストンの停止位置までを摺動可能領域として操舵制御を継続する、とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アウトドライブ装置用操船システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、船体内部にエンジンを配置し、船体外部に配置されたアウトドライブ装置へ動力を伝達する船内外機（インボートエンジン・アウトボートドライブ）が知られている（例えば特許文献１参照）。アウトドライブ装置は、スクリュープロペラを回転することによって船体を推進させる推進装置であり、船体の進行方向に対して回動することによって該船体を旋回させる舵装置でもある。
【０００３】
このようなアウトドライブ装置は、操舵用油圧アクチュエータによって自在に回動される（例えば特許文献２参照）。操舵用油圧アクチュエータは、油圧を受けて摺動するピストンを備え、該ピストンがロッドを介して操舵アームを駆動することによってアウトドライブ装置を回動させる。
【０００４】
従来のアウトドライブ装置用操船システムにおいては、操舵用油圧アクチュエータのピストンが途中で停止して該ピストンが目標とする位置まで移動できない場合に、異常が発生したと判断して操舵制御を中断するように構成していた。従って、操舵用油圧アクチュエータのピストンが途中で停止して該ピストンが目標とする位置まで移動できない場合に、直ちに操舵不能に陥るという問題点を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１９９２号公報
【特許文献２】特開平１０−７０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであり、操舵用油圧アクチュエータのピストンが途中で停止して該ピストンが目標とする位置まで移動できない場合においても、操舵制御を継続することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１に係る発明は、
シリンダスリーブに内設されたピストンが摺動することによってアウトドライブ装置を回動させる操舵用油圧アクチュエータと、
前記操舵用油圧アクチュエータの作動油の流動方向を変更して前記ピストンの摺動方向を切り換える電磁比例弁と、
前記電磁比例弁に制御信号を送信可能とする制御装置と、を備えたアウトドライブ装置用操船システムであって、
前記制御装置は、前記操舵用油圧アクチュエータの前記ピストンが途中で停止して該ピストンが目標とする位置まで移動できない場合に、該ピストンの停止位置までを摺動可能領域として操舵制御を継続する、ものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のアウトドライブ装置用操船システムにおいて、
前記制御装置は、前記摺動可能領域の一端から他端までの距離が所定の値よりも小さい場合に、操舵制御を停止する、ものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、ピストンが途中で停止して該ピストンが目標とする位置まで移動できない場合に、ピストンの停止位置までを新たな摺動可能領域として操舵制御を継続できる。これにより、何らかの原因によってピストンが目標とする位置まで移動できない場合であっても、操舵制御を継続させることが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、摺動可能領域の一端から他端までの距離が所定の値よりも小さい場合に、操舵制御を停止できる。これにより、作動油の圧力が高くなることに起因した作動油の温度上昇を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】アウトドライブ装置用操船システムの全体概要を示す図。
【図２】アウトドライブ装置用操船システムの構成を示す図。
【図３】アウトドライブ装置の構成を示す図。
【図４】アウトドライブ装置の取り付け構造を示す図。
【図５】操舵用油圧アクチュエータの構成を示す一の図。
【図６】操舵用油圧アクチュエータの構成を示す他の図。
【図７】電磁比例弁の構成を示す図。
【図８】電磁比例弁の動作態様を示す図。
【図９】アウトドライブ装置用操船システムの制御フローを示す図。
【図１０】アウトドライブ装置用操船システムの制御フローを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、図１から図８を用いてアウトドライブ装置用操船システム１００の全体概要及び構成について説明する。なお、図１及び図２は、アウトドライブ装置１０を二台備えた、いわゆる二軸推進方式のアウトドライブ装置用操船システム１００を示している。但し、一軸推進方式等であっても成立し、これに限定するものではない。
【００１５】
アウトドライブ装置用操船システム１００は、アクセルレバー２の操作に応じてエンジン５の運転状態を調節し、ひいてはスクリュープロペラ１５の回転速度を変更させる制御システムである。また、アウトドライブ装置用操船システム１００は、操舵ハンドル３やジョイスティックレバー４の操作に応じてアウトドライブ装置１０を回動させる制御システムでもある。アウトドライブ装置用操船システム１００は、主にアウトドライブ装置１０と、操舵用油圧アクチュエータ２０と、電磁比例弁３０と、制御装置４０と、で構成される。
【００１６】
アウトドライブ装置１０は、スクリュープロペラ１５を回転させることによって船体１を推進させる。また、アウトドライブ装置１０は、船体１の進行方向に対して回動することによって該船体１を旋回させる。図３に示すように、アウトドライブ装置１０は、主に入力軸１１と、切換クラッチ１２と、駆動軸１３と、出力軸１４と、スクリュープロペラ１５と、で構成される。
【００１７】
入力軸１１は、ユニバーサルジョイント６を介して伝達されたエンジン５の回転動力を切換クラッチ１２に伝達する。入力軸１１の一端部は、エンジン５の出力軸に取り付けられたユニバーサルジョイント６と連結され、その他端部は、アッパーハウジング１０Ｕの内部に配置された切換クラッチ１２と連結される。
【００１８】
切換クラッチ１２は、入力軸１１等を介して伝達されたエンジン５の回転動力を正回転方向又は逆回転方向に切換可能とする。切換クラッチ１２は、ディスクプレートを備えるインナードラムと連結された正回転用ベベルギア、ならびに、逆回転用ベベルギアを有し、入力軸１１に連結されたアウタードラムのプレッシャープレートをいずれのディスクプレートに押し付けるかによって回転方向の切り換えを行なう。
【００１９】
駆動軸１３は、切換クラッチ１２等を介して伝達されたエンジン５の回転動力を出力軸１４に伝達する。駆動軸１３の一端部に設けられたベベルギアは、切換クラッチ１２に設けられた正回転用ベベルギア、ならびに、逆回転用ベベルギアと歯合され、その他端部に設けられたベベルギアは、ロアハウジング１０Ｒの内部に配置された出力軸１４のベベルギアと歯合される。
【００２０】
出力軸１４は、駆動軸１３等を介して伝達されたエンジン５の回転動力をスクリュープロペラ１５に伝達する。出力軸１４の一端部に設けられたベベルギアは、上述したように駆動軸１３のベベルギアと歯合され、その他端部には、スクリュープロペラ１５が取り付けられている。
【００２１】
スクリュープロペラ１５は、回転することによって推進力を発生させる。スクリュープロペラ１５は、出力軸１４等を介して伝達されたエンジン５の回転動力によって駆動され、回転軸周りに配置された複数枚のブレード１５ａが周囲の水をかくことによって推進力を発生させる。
【００２２】
なお、アウトドライブ装置１０は、船体１の船尾板（トランサムボード）に取り付けられたジンバルハウジング７に支持されている。具体的には、アウトドライブ装置１０は、該アウトドライブ装置１０のジンバルリング１６が喫水線ｗｌから略垂直方向となるようにジンバルハウジング７に支持されている。なお、ジンバルリング１６とは、アウトドライブ装置１０に取り付けられた略円筒形状の回動軸であり、アウトドライブ装置１０は、該ジンバルリング１６を中心として回動する。
【００２３】
ジンバルリング１６の上側端部には、船体１の内部に延設された操舵アーム１９が取り付けられている。そして、操舵アーム１９は、ジンバルリング１６を中心にアウトドライブ装置１０を回動させる。なお、操舵アーム１９は、操舵ハンドル３やジョイスティックレバー４の操作に応じて連動する操舵用油圧アクチュエータ２０によって駆動される。
【００２４】
ここで、図４を用いてアウトドライブ装置１０の取り付け構造について詳細に説明する。
【００２５】
船尾板（トランサムボード）の前面側には、ブラケット８が取り付けられている。また、船尾板（トランサムボード）の後面側には、ジンバルハウジング７が取り付けられている。そして、ジンバルハウジング７には、回動軸１７・１７が略垂直方向に設けられ、ジンバルリング１６は、回動軸１７・１７によって回動自在に支持されている。また、ジンバルリング１６の中途部には、回動軸１８・１８が水平方向に設けられ、アッパーハウジング１０Ｕの前上部は、回動軸１８・１８によって回動自在に支持されている。
【００２６】
回動軸１７の上側端部には、操舵アーム１９が取り付けられている。操舵アーム１９は、船体１及びブラケット８に設けられた貫通孔１Ｈ・８Ｈを通って船体１の内部に延設されている。そして、操舵アーム１９の端部には、操舵用油圧アクチュエータ２０が連結されている（図３参照）。従って、アウトドライブ装置１０は、操舵用油圧アクチュエータ２０が作動することによって、ジンバルリング１６を中心に左右に回動するのである。
【００２７】
なお、ジンバルリング１６の下部とアッパーハウジング１０Ｕとの間には、昇降用油圧アクチュエータ９が介装されている（図３参照）。従って、アウトドライブ装置１０は、昇降用油圧アクチュエータ９が作動することによって、回動軸１８・１８を中心に上下に回動するのである。
【００２８】
操舵用油圧アクチュエータ２０は、アウトドライブ装置１０の操舵アーム１９を駆動して該アウトドライブ装置１０を回動させる。図５に示すように、操舵用油圧アクチュエータ２０は、主にシリンダスリーブ２１と、ピストン２２と、ロッド２３と、第一シリンダキャップ２４と、第二シリンダキャップ２５と、位置センサ２６と、で構成される。なお、本実施形態に係る操舵用油圧アクチュエータ２０は、いわゆる片ロッド型の油圧アクチュエータであるが、図６に示すように両ロッド型であっても良い。
【００２９】
シリンダスリーブ２１は、ピストン２２を摺動可能に内設する。シリンダスリーブ２１の両端部には、周方向に突設された鍔部が設けられており、該鍔部には、第一シリンダキャップ２４又は第二シリンダキャップ２５が固設される。
【００３０】
ピストン２２は、油圧を受けることによってシリンダスリーブ２１の内部を摺動する。ピストン２２には、該ピストン２２の中心軸と同軸に貫通孔２２ｈが設けられており、該貫通孔２２ｈには、ロッド２３が挿通されている。また、ピストン２２の外周面には、その周方向にリング溝が設けられており、該リング溝には、シールリングが環装されている。更に、各シールリングの間であってピストン２２の外周面には、永久磁石２２２が取り付けられている。
【００３１】
ロッド２３は、ピストン２２の摺動を操舵アーム１９に伝達する。ロッド２３の一端部には、該ロッド２３の外径を縮径した縮径部２３ｔａが設けられている。そして、ロッド２３は、ピストン２２の貫通孔２２ｈに縮径部２３ｔａを挿通した状態でナット２３１が螺合されて該ピストン２２と固設される。また、ロッド２３の他端部には、該ロッド２３の外径を縮径した縮径部２３ｔｂが設けられている。そして、ロッド２３は、クレビス２７の貫通孔２７ｈに縮径部２３ｔｂを挿通した状態でナット２３２が螺合されて該クレビス２７と固設される。なお、クレビス２７とは、ロッド２３と操舵アーム１９とを連結する連結部材である。
【００３２】
第一シリンダキャップ２４は、シリンダスリーブ２１の一端部を密封する。第一シリンダキャップ２４には、シリンダスリーブ２１とピストン２２で構成された第一油室Ｏｃ１に連通する第一油路２４ｐが設けられている。また、シリンダスリーブ２１に嵌入される周壁面には、その周方向にリング溝が設けられてシールリングが環装されている。これにより、第一油室Ｏｃ１は、所定の油圧に耐え得る耐圧室を構成している。
【００３３】
第二シリンダキャップ２５は、シリンダスリーブ２１の他端部を密封するとともに、ロッド２３を摺動可能に支持する。第二シリンダキャップ２５には、シリンダスリーブ２１とピストン２２で構成された第二油室Ｏｃ２に連通する第二油路２５ｐが設けられている。また、シリンダスリーブ２１に嵌入される周壁面には、その周方向にリング溝が設けられてシールリングが環装されている。更に、第二シリンダキャップ２５には、シリンダスリーブ２１の中心軸と同軸に貫通孔２５ｈが設けられており、該貫通孔２５ｈには、ロッド２３が摺動可能に挿通される。なお、貫通孔２５ｈの内周面には、その周方向にリング溝が設けられており、該リング溝には、シールリングが嵌挿されている。これにより、第二油室Ｏｃ２は、所定の油圧に耐え得る耐圧室を構成している。
【００３４】
位置センサ２６は、ピストン２２に取り付けられた永久磁石２２２の磁力を検出する。位置センサ２６は、少なくともピストン２２が摺動できる範囲内において該ピストン２２の摺動方向に対して平行となるようにシリンダスリーブ２１の外周面に取り付けられている。これにより、制御装置４０は、ピストン２２の位置を把握することができ、ひいてはアウトドライブ装置１０の舵角度を把握することができるのである。また、制御装置４０は、単位時間毎にピストン２２の位置を把握することで該ピストン２２の摺動方向を認識できる。
【００３５】
なお、位置センサ２６は、主に磁束密度の変化に応じて出力電圧を変換する、いわゆるホール素子で構成されている。ホール素子は、磁界と電流の相互作用によって電子にローレンツ力が作用することを利用し、ローレンツ力に起因する電位差（ホール電圧）から磁界の強さを検出する。なお、本実施形態においては、位置センサ２６の主な構成要素としてホール素子を用いているが、磁界の強さに応じて電気抵抗値が変化する磁気抵抗素子を用いても良く、これに限定するものではない。
【００３６】
電磁比例弁３０は、操舵用油圧アクチュエータ２０の作動油の流動方向を変更する。図７及び図８に示すように、電磁比例弁３０は、主にバルブボディ３１と、スプールシャフト３２と、第一ソレノイド３３と、第二ソレノイド３４と、で構成される。なお、本実施形態における電磁比例弁３０は、いわゆる直動形電磁比例弁であるが、パイロット形電磁比例弁であっても良く、作動形式を限定するものではない。
【００３７】
バルブボディ３１は、スプールシャフト３２を摺動可能に内設する。バルブボディ３１には、スプールシャフト３２が内設されるバレル孔３１ｈが設けられており、該バレル孔３１ｈには、操舵用油圧アクチュエータ２０の各油路２４ｐ・２５ｐと連通される給排ポート３１ｐａ・３１ｐｂが設けられている。また、バレル孔３１ｈには、作動油ポンプ５０と連通されるポンプポート３１ｐｐ、ならびに、作動油タンク６０と連通されるリターンポート３１ｒｐが設けられている。更に、バルブボディ３１には、スプールシャフト３２が所定の位置にあることを条件として給排ポート３１ｐｂとリターンポート３１ｒｐを連通する油路３１ｏｌが設けられている。
【００３８】
スプールシャフト３２は、バレル孔３１ｈを摺動することによって作動油の油路を切り換える。スプールシャフト３２には、該スプールシャフト３２の外径を縮径した縮径部３２ｔａ・３２ｔｂ・３２ｔｃが設けられており、該スプールシャフト３２が摺動することによって各ポート３１ｐａ・３１ｐｂ・３１ｐｐ・３１ｒｐどうしを連通又は遮断する。
【００３９】
第一ソレノイド３３は、スプールシャフト３２を一方に摺動させる。本実施形態における第一ソレノイド３３は、いわゆる単動比例ソレノイドである。第一ソレノイド３３は、スプールシャフト３２の一端部に隣接されており、励磁された電磁コイルに可動鉄心が吸着することを利用してスプールシャフト３２を摺動させる。なお、本実施形態において第一ソレノイド３３は、スプールシャフト３２を図７に示す矢印Ｒの方向へ摺動させる。
【００４０】
第二ソレノイド３４は、スプールシャフト３２を他方に摺動させる。本実施形態における第二ソレノイド３４は、いわゆる単動比例ソレノイドである。第二ソレノイド３４は、スプールシャフト３２の他端部に隣接されており、励磁された電磁コイルに可動鉄心が吸着することを利用してスプールシャフト３２を摺動させる。なお、本実施形態において第二ソレノイド３４は、スプールシャフト３２を図７に示す矢印Ｌの方向へ摺動させる。
【００４１】
制御装置４０は、アクセルレバー２、操舵ハンドル３及びジョイスティックレバー４等からの検出信号に基づいて制御信号を作成するとともに、作成した制御信号を電磁比例弁３０等に送信する。また、制御装置４０は、全地球測位システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）からの情報に基づいて制御信号を作成するとともに、作成した制御信号を電磁比例弁３０等に送信することも可能としている。つまり、制御装置４０は、オペレータが手動で行なう操船のほかに、自らの位置と設定された目的地とから航路を算出して自動で操船を行なう、いわゆる自動航法を可能としている。
【００４２】
次に、本アウトドライブ装置用操船システム１００の制御態様について説明する。図９は、アウトドライブ装置用操船システム１００の制御フローを示している。
【００４３】
まず、操舵ハンドル３の操作によって船体１を左旋回させる場合を想定して説明する。
【００４４】
船体１を左旋回させる場合、制御装置４０は、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２を図５、図６に示す矢印Ｌの方向に摺動させる必要がある。従って、制御装置４０は、電磁比例弁３０に制御信号を送信することによって第二ソレノイド３４を作動させる。これにより、第二ソレノイド３４は、スプールシャフト３２を所定の位置まで摺動させる（図８Ｂ参照）。その結果、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、図５、図６に示す矢印Ｌの方向に摺動することとなる。
【００４５】
具体的に説明すると制御装置４０は、第二ソレノイド３４によってスプールシャフト３２を摺動させることで給排ポート３１ｐａとポンプポート３１ｐｐとを連通させ、給排ポート３１ｐｂとリターンポート３１ｒｐとを連通させる（図８Ｂ参照）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第二油路２５ｐを通って第二油室Ｏｃ２へ供給され、第一油室Ｏｃ１内の作動油は、第一油路２４ｐを通って作動油タンク６０へ戻される。こうすることで、第二油室Ｏｃ２に掛かる油圧は、第一油室Ｏｃ１に掛かる油圧よりも高くなり、第二油室Ｏｃ２と第一油室Ｏｃ１とを隔てるピストン２２は、第一油室Ｏｃ１側へ摺動するのである。
【００４６】
ここで、制御装置４０は、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２が途中で停止して該ピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合に、異常が発生したと判断して以下に説明する制御を開始する。なお、本制御装置４０は、位置センサ２６からの検出信号が変化しなくなった場合にピストン２２が途中で停止した、即ち、焼き付き等の何らかの異常が発生したと判断する。
【００４７】
まず、ステップＳ１０１において制御装置４０は、本制御を実行するか否かを選択できる許否スイッチがどのような状態にあるかを判断する。つまり、制御装置４０は、ピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合に、アウトドライブ装置１０の操舵制御を継続するか否かの判断を行なう。
【００４８】
そして、制御装置４０は、許否スイッチが入状態である、即ち、アウトドライブ装置１０の操舵制御を継続する場合にステップＳ１０２へ移行する。一方、制御装置４０は、許否スイッチが切状態である、即ち、アウトドライブ装置１０の操舵制御を継続しない場合に本制御を終了する。
【００４９】
ステップＳ１０２において制御装置４０は、位置センサ２６からの検出信号に基づいてピストン２２の停止位置Ｓｌを把握する（図５、図６参照）。そして、制御装置４０は、本来の摺動可能領域の最端部とピストン２２の停止位置Ｓｌとの差異を算出する。
【００５０】
ステップＳ１０３において制御装置４０は、新たに摺動可能領域Ｘを設定する。つまり、制御装置４０は、ピストン２２の停止位置Ｓｌを該ピストン２２が摺動できる最端部（伸長側最端部）と認識し、停止位置Ｓｌから他端（短縮側最端部）までを新たな摺動可能領域Ｘとして設定する（図５、図６参照）。そして、制御装置４０は、ステップＳ１０２における算出結果に基づいて、操舵用油圧アクチュエータ２０に送る作動油の最大圧送量を決定する。
【００５１】
ステップＳ１０４において制御装置４０は、電磁比例弁３０に制御信号を送信して第二ソレノイド３４の作動を停止させる。これにより、スプールシャフト３２は、スプリングの付勢力によって所定の位置まで摺動される（図８Ａ参照）。その結果、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、該ピストン２２の停止位置Ｓｌ、即ち、摺動可能領域Ｘの最端部で停止することとなる。
【００５２】
具体的に説明すると制御装置４０は、第二ソレノイド３４の作動停止によってスプールシャフト３２を摺動させることで各ポート３１ｐａ・３１ｐｂ・３１ｐｐ・３１ｒｐを遮断させる（図８Ａ参照）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第一油室Ｏｃ１や第二油室Ｏｃ２へ供給されず、各油室Ｏｃ１・Ｏｃ２内の作動油も作動油タンク６０へ戻されない。こうすることで、第一油室Ｏｃ１と第二油室Ｏｃ２とを隔てるピストン２２は、摺動可能領域Ｘの最端部で停止するのである。
【００５３】
ステップＳ１０５において制御装置４０は、以降の操舵制御を摺動可能領域Ｘ内でのみ許可する。つまり、制御装置４０は、新たに摺動可能領域Ｘを設定することによって摺動可能領域Ｘ内で操舵制御を継続するのである。
【００５４】
このような構成により、本アウトドライブ装置用操船システム１００は、ピストン２２が途中で停止して該ピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合に、ピストン２２の停止位置Ｓｌまでを新たな摺動可能領域Ｘとして操舵制御を継続できる。これにより、何らかの原因によってピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合であっても、操舵制御を継続させることが可能となる。
【００５５】
次に、操舵ハンドル３の操作によって船体１を右旋回させる場合を想定して説明する。
【００５６】
船体１を右旋回させる場合、制御装置４０は、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２を図５、図６に示す矢印Ｒの方向に摺動させる必要がある。従って、制御装置４０は、電磁比例弁３０に制御信号を送信することによって第一ソレノイド３３を作動させる。これにより、第一ソレノイド３３は、スプールシャフト３２を所定の位置まで摺動させる（図８Ｃ参照）。その結果、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、図５、図６に示す矢印Ｒの方向に摺動することとなる。
【００５７】
具体的に説明すると制御装置４０は、第一ソレノイド３３によってスプールシャフト３２を摺動させることで給排ポート３１ｐａとリターンポート３１ｒｐとを連通させ、給排ポート３１ｐｂとポンプポート３１ｐｐとを連通させる（図８Ｃ参照）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第一油路２４ｐを通って第一油室Ｏｃ１へ供給され、第二油室Ｏｃ２内の作動油は、第二油路２５ｐを通って作動油タンク６０へ戻される。こうすることで、第一油室Ｏｃ１に掛かる油圧は、第二油室Ｏｃ２に掛かる油圧よりも高くなり、第一油室Ｏｃ１と第二油室Ｏｃ２とを隔てるピストン２２は、第二油室Ｏｃ２側へ摺動するのである。
【００５８】
ここで、制御装置４０は、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２が途中で停止して該ピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合に、異常が発生したと判断して以下に説明する制御を開始する。なお、本制御装置４０は、位置センサ２６からの検出信号が変化しなくなった場合にピストン２２が途中で停止した、即ち、焼き付き等の何らかの異常が発生したと判断する。
【００５９】
まず、ステップＳ１０１において制御装置４０は、本制御を実行するか否かを選択できる許否スイッチがどのような状態にあるかを判断する。つまり、制御装置４０は、ピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合に、アウトドライブ装置１０の操舵制御を継続するか否かの判断を行なう。
【００６０】
そして、制御装置４０は、許否スイッチが入状態である、即ち、アウトドライブ装置１０の操舵制御を継続する場合にステップＳ１０２へ移行する。一方、制御装置４０は、許否スイッチが切状態である、即ち、アウトドライブ装置１０の操舵制御を継続しない場合に本制御を終了する。
【００６１】
ステップＳ１０２において制御装置４０は、位置センサ２６からの検出信号に基づいてピストン２２の停止位置Ｓｒを把握する（図５、図６参照）。そして、制御装置４０は、本来の摺動可能領域の最端部とピストン２２の停止位置Ｓｒとの差異を算出する。
【００６２】
ステップＳ１０３において制御装置４０は、新たに摺動可能領域Ｙを設定する。つまり、制御装置４０は、ピストン２２の停止位置Ｓｒを該ピストン２２が摺動できる最端部（短縮側最端部）と認識し、停止位置Ｓｒから他端（伸長側最端部）までを新たな摺動可能領域Ｙとして設定する（図５、図６参照）。そして、制御装置４０は、ステップＳ１０２における算出結果に基づいて、操舵用油圧アクチュエータ２０に送る作動油の最大圧送量を決定する。
【００６３】
ステップＳ１０４において制御装置４０は、電磁比例弁３０に制御信号を送信して第一ソレノイド３３の作動を停止させる。これにより、スプールシャフト３２は、スプリングの付勢力によって所定の位置まで摺動される（図８Ａ参照）。その結果、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、該ピストン２２の停止位置Ｓｒ、即ち、摺動可能領域Ｙの最端部で停止することとなる。
【００６４】
具体的に説明すると制御装置４０は、第一ソレノイド３３の作動停止によってスプールシャフト３２を摺動させることで各ポート３１ｐａ・３１ｐｂ・３１ｐｐ・３１ｒｐを遮断させる（図８Ａ参照）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第一油室Ｏｃ１や第二油室Ｏｃ２へ供給されず、各油室Ｏｃ１・Ｏｃ２内の作動油も作動油タンク６０へ戻されない。こうすることで、第一油室Ｏｃ１と第二油室Ｏｃ２とを隔てるピストン２２は、摺動可能領域Ｙの最端部で停止するのである。
【００６５】
ステップＳ１０５において制御装置４０は、以降の操舵制御を摺動可能領域Ｙ内でのみ許可する。つまり、制御装置４０は、新たに摺動可能領域Ｙを設定することによって摺動可能領域Ｙ内で操舵制御を継続するのである。
【００６６】
このような構成により、本アウトドライブ装置用操船システム１００は、ピストン２２が途中で停止して該ピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合に、ピストン２２の停止位置Ｓｒまでを新たな摺動可能領域Ｙとして操舵制御を継続できる。これにより、何らかの原因によってピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合であっても、操舵制御を継続させることが可能となる。
【００６７】
また、本アウトドライブ装置用操船システム１００は、新たに設定された摺動可能領域Ｘ（Ｙ）の一端から他端までの距離が所定の値よりも小さい場合に、操舵制御を停止するように構成できる。例えば所定の値として、アウトドライブ装置１０の回動によって操船することができなくなる最小値を設定する。
【００６８】
以下に、このような構成のアウトドライブ装置用操船システム１００の制御態様について説明する。図１０は、アウトドライブ装置用操船システム１００の制御フローを示している。
【００６９】
本制御フローのステップＳ２０１からステップＳ２０４までは、上述した制御態様と同様の構成である。従って、本制御フローのステップＳ２０５から説明する。
【００７０】
ステップＳ２０５において制御装置４０は、摺動可能領域Ｘ（Ｙ）の一端から他端までの距離が所定の値よりも小さいか否かの判断を行なう。つまり、制御装置４０は、ピストン２２が摺動することができる長さ、即ち、ピストン２２の摺動距離を算出し、予め設定された値よりも小さいか否かの判断を行なう。
【００７１】
そして、制御装置４０は、ピストン２２の摺動距離が所定の値よりも小さい場合に本制御を終了する。一方、制御装置４０は、ピストン２２の摺動距離が所定の値よりも大きい場合にステップＳ２０６へ移行する。
【００７２】
ステップＳ２０６において制御装置４０は、以降の操舵制御を摺動可能領域Ｘ（Ｙ）内でのみ許可する。つまり、制御装置４０は、新たに摺動可能領域Ｘ（Ｙ）を設定することによって摺動可能領域Ｘ（Ｙ）内で操舵制御を継続するのである。
【００７３】
このような構成により、本アウトドライブ装置用操船システム１００は、ピストン２２が途中で停止して該ピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合に、ピストン２２の停止位置Ｓｌ（Ｓｒ）までを新たな摺動可能領域Ｘ（Ｙ）として操舵制御を継続できる。これにより、何らかの原因によってピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合であっても、操舵制御を継続させることが可能となる。
【００７４】
更に、本アウトドライブ装置用操船システム１００は、摺動可能領域Ｘ（Ｙ）の一端から他端までの距離（ピストン２２の摺動距離）が所定の値よりも小さい場合に、操舵制御を停止できる。これにより、作動油の圧力が高くなることに起因した作動油の温度上昇を防止することが可能となる。
【符号の説明】
【００７５】
１ 船体
２ アクセルレバー
３ 操舵ハンドル
４ ジョイスティックレバー
１０ アウトドライブ装置
１５ スクリュープロペラ
２０ 操舵用油圧アクチュエータ
２１ シリンダスリーブ
２２ ピストン
２６ 位置センサ
３０ 電磁比例弁
３２ スプールシャフト
３３ 第一ソレノイド
３４ 第二ソレノイド
４０ 制御装置
５０ 作動油ポンプ
６０ 作動油タンク
１００ アウトドライブ装置用操船システム
Ｓｒ 停止位置
Ｓｌ 停止位置
Ｘ 摺動可能領域
Ｙ 摺動可能領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アウトドライブ装置用操船システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、船体内部にエンジンを配置し、船体外部に配置されたアウトドライブ装置へ動力を伝達する船内外機（インボートエンジン・アウトボートドライブ）が知られている（例えば特許文献１参照）。アウトドライブ装置は、スクリュープロペラを回転することによって船体を推進させる推進装置であり、船体の進行方向に対して回動することによって該船体を旋回させる舵装置でもある。
【０００３】
このようなアウトドライブ装置は、操舵用油圧アクチュエータによって自在に回動される（例えば特許文献２参照）。操舵用油圧アクチュエータは、油圧を受けて摺動するピストンを備え、該ピストンがロッドを介して操舵アームを駆動することによってアウトドライブ装置を回動させる。
【０００４】
従来のアウトドライブ装置用操船システムにおいては、操舵用油圧アクチュエータのピストンが途中で停止して該ピストンが目標とする位置まで移動できない場合に、異常が発生したと判断して操舵制御を中断するように構成していた。従って、操舵用油圧アクチュエータのピストンが途中で停止して該ピストンが目標とする位置まで移動できない場合に、直ちに操舵不能に陥るという問題点を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１９９２号公報
【特許文献２】特開平１０−７０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであり、操舵用油圧アクチュエータのピストンが途中で停止して該ピストンが目標とする位置まで移動できない場合においても、操舵制御を継続することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１に係る発明は、
シリンダスリーブに内設されたピストンが摺動することによってアウトドライブ装置を回動させる操舵用油圧アクチュエータと、
前記操舵用油圧アクチュエータの作動油の流動方向を変更して前記ピストンの摺動方向を切り換える電磁比例弁と、
前記電磁比例弁に制御信号を送信可能とする制御装置と、を備えたアウトドライブ装置用操船システムであって、
前記制御装置は、前記操舵用油圧アクチュエータの前記ピストンが途中で停止して該ピストンが目標とする位置まで移動できない場合に、該ピストンの停止位置までを摺動可能領域として操舵制御を継続する、ものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のアウトドライブ装置用操船システムにおいて、
前記制御装置は、前記摺動可能領域の一端から他端までの距離が所定の値よりも小さい場合に、操舵制御を停止する、ものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、ピストンが途中で停止して該ピストンが目標とする位置まで移動できない場合に、ピストンの停止位置までを新たな摺動可能領域として操舵制御を継続できる。これにより、何らかの原因によってピストンが目標とする位置まで移動できない場合であっても、操舵制御を継続させることが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、摺動可能領域の一端から他端までの距離が所定の値よりも小さい場合に、操舵制御を停止できる。これにより、作動油の圧力が高くなることに起因した作動油の温度上昇を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】アウトドライブ装置用操船システムの全体概要を示す図。
【図２】アウトドライブ装置用操船システムの構成を示す図。
【図３】アウトドライブ装置の構成を示す図。
【図４】アウトドライブ装置の取り付け構造を示す図。
【図５】操舵用油圧アクチュエータの構成を示す一の図。
【図６】操舵用油圧アクチュエータの構成を示す他の図。
【図７】電磁比例弁の構成を示す図。
【図８】電磁比例弁の動作態様を示す図。
【図９】アウトドライブ装置用操船システムの制御フローを示す図。
【図１０】アウトドライブ装置用操船システムの制御フローを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、図１から図８を用いてアウトドライブ装置用操船システム１００の全体概要及び構成について説明する。なお、図１及び図２は、アウトドライブ装置１０を二台備えた、いわゆる二軸推進方式のアウトドライブ装置用操船システム１００を示している。但し、一軸推進方式等であっても成立し、これに限定するものではない。
【００１５】
アウトドライブ装置用操船システム１００は、アクセルレバー２の操作に応じてエンジン５の運転状態を調節し、ひいてはスクリュープロペラ１５の回転速度を変更させる制御システムである。また、アウトドライブ装置用操船システム１００は、操舵ハンドル３やジョイスティックレバー４の操作に応じてアウトドライブ装置１０を回動させる制御システムでもある。アウトドライブ装置用操船システム１００は、主にアウトドライブ装置１０と、操舵用油圧アクチュエータ２０と、電磁比例弁３０と、制御装置４０と、で構成される。
【００１６】
アウトドライブ装置１０は、スクリュープロペラ１５を回転させることによって船体１を推進させる。また、アウトドライブ装置１０は、船体１の進行方向に対して回動することによって該船体１を旋回させる。図３に示すように、アウトドライブ装置１０は、主に入力軸１１と、切換クラッチ１２と、駆動軸１３と、出力軸１４と、スクリュープロペラ１５と、で構成される。
【００１７】
入力軸１１は、ユニバーサルジョイント６を介して伝達されたエンジン５の回転動力を切換クラッチ１２に伝達する。入力軸１１の一端部は、エンジン５の出力軸に取り付けられたユニバーサルジョイント６と連結され、その他端部は、アッパーハウジング１０Ｕの内部に配置された切換クラッチ１２と連結される。
【００１８】
切換クラッチ１２は、入力軸１１等を介して伝達されたエンジン５の回転動力を正回転方向又は逆回転方向に切換可能とする。切換クラッチ１２は、ディスクプレートを備えるインナードラムと連結された正回転用ベベルギア、ならびに、逆回転用ベベルギアを有し、入力軸１１に連結されたアウタードラムのプレッシャープレートをいずれのディスクプレートに押し付けるかによって回転方向の切り換えを行なう。
【００１９】
駆動軸１３は、切換クラッチ１２等を介して伝達されたエンジン５の回転動力を出力軸１４に伝達する。駆動軸１３の一端部に設けられたベベルギアは、切換クラッチ１２に設けられた正回転用ベベルギア、ならびに、逆回転用ベベルギアと歯合され、その他端部に設けられたベベルギアは、ロアハウジング１０Ｒの内部に配置された出力軸１４のベベルギアと歯合される。
【００２０】
出力軸１４は、駆動軸１３等を介して伝達されたエンジン５の回転動力をスクリュープロペラ１５に伝達する。出力軸１４の一端部に設けられたベベルギアは、上述したように駆動軸１３のベベルギアと歯合され、その他端部には、スクリュープロペラ１５が取り付けられている。
【００２１】
スクリュープロペラ１５は、回転することによって推進力を発生させる。スクリュープロペラ１５は、出力軸１４等を介して伝達されたエンジン５の回転動力によって駆動され、回転軸周りに配置された複数枚のブレード１５ａが周囲の水をかくことによって推進力を発生させる。
【００２２】
なお、アウトドライブ装置１０は、船体１の船尾板（トランサムボード）に取り付けられたジンバルハウジング７に支持されている。具体的には、アウトドライブ装置１０は、該アウトドライブ装置１０のジンバルリング１６が喫水線ｗｌから略垂直方向となるようにジンバルハウジング７に支持されている。なお、ジンバルリング１６とは、アウトドライブ装置１０に取り付けられた略円筒形状の回動軸であり、アウトドライブ装置１０は、該ジンバルリング１６を中心として回動する。
【００２３】
ジンバルリング１６の上側端部には、船体１の内部に延設された操舵アーム１９が取り付けられている。そして、操舵アーム１９は、ジンバルリング１６を中心にアウトドライブ装置１０を回動させる。なお、操舵アーム１９は、操舵ハンドル３やジョイスティックレバー４の操作に応じて連動する操舵用油圧アクチュエータ２０によって駆動される。
【００２４】
ここで、図４を用いてアウトドライブ装置１０の取り付け構造について詳細に説明する。
【００２５】
船尾板（トランサムボード）の前面側には、ブラケット８が取り付けられている。また、船尾板（トランサムボード）の後面側には、ジンバルハウジング７が取り付けられている。そして、ジンバルハウジング７には、回動軸１７・１７が略垂直方向に設けられ、ジンバルリング１６は、回動軸１７・１７によって回動自在に支持されている。また、ジンバルリング１６の中途部には、回動軸１８・１８が水平方向に設けられ、アッパーハウジング１０Ｕの前上部は、回動軸１８・１８によって回動自在に支持されている。
【００２６】
回動軸１７の上側端部には、操舵アーム１９が取り付けられている。操舵アーム１９は、船体１及びブラケット８に設けられた貫通孔１Ｈ・８Ｈを通って船体１の内部に延設されている。そして、操舵アーム１９の端部には、操舵用油圧アクチュエータ２０が連結されている（図３参照）。従って、アウトドライブ装置１０は、操舵用油圧アクチュエータ２０が作動することによって、ジンバルリング１６を中心に左右に回動するのである。
【００２７】
なお、ジンバルリング１６の下部とアッパーハウジング１０Ｕとの間には、昇降用油圧アクチュエータ９が介装されている（図３参照）。従って、アウトドライブ装置１０は、昇降用油圧アクチュエータ９が作動することによって、回動軸１８・１８を中心に上下に回動するのである。
【００２８】
操舵用油圧アクチュエータ２０は、アウトドライブ装置１０の操舵アーム１９を駆動して該アウトドライブ装置１０を回動させる。図５に示すように、操舵用油圧アクチュエータ２０は、主にシリンダスリーブ２１と、ピストン２２と、ロッド２３と、第一シリンダキャップ２４と、第二シリンダキャップ２５と、位置センサ２６と、で構成される。なお、本実施形態に係る操舵用油圧アクチュエータ２０は、いわゆる片ロッド型の油圧アクチュエータであるが、図６に示すように両ロッド型であっても良い。
【００２９】
シリンダスリーブ２１は、ピストン２２を摺動可能に内設する。シリンダスリーブ２１の両端部には、周方向に突設された鍔部が設けられており、該鍔部には、第一シリンダキャップ２４又は第二シリンダキャップ２５が固設される。
【００３０】
ピストン２２は、油圧を受けることによってシリンダスリーブ２１の内部を摺動する。ピストン２２には、該ピストン２２の中心軸と同軸に貫通孔２２ｈが設けられており、該貫通孔２２ｈには、ロッド２３が挿通されている。また、ピストン２２の外周面には、その周方向にリング溝が設けられており、該リング溝には、シールリングが環装されている。更に、各シールリングの間であってピストン２２の外周面には、永久磁石２２２が取り付けられている。
【００３１】
ロッド２３は、ピストン２２の摺動を操舵アーム１９に伝達する。ロッド２３の一端部には、該ロッド２３の外径を縮径した縮径部２３ｔａが設けられている。そして、ロッド２３は、ピストン２２の貫通孔２２ｈに縮径部２３ｔａを挿通した状態でナット２３１が螺合されて該ピストン２２と固設される。また、ロッド２３の他端部には、該ロッド２３の外径を縮径した縮径部２３ｔｂが設けられている。そして、ロッド２３は、クレビス２７の貫通孔２７ｈに縮径部２３ｔｂを挿通した状態でナット２３２が螺合されて該クレビス２７と固設される。なお、クレビス２７とは、ロッド２３と操舵アーム１９とを連結する連結部材である。
【００３２】
第一シリンダキャップ２４は、シリンダスリーブ２１の一端部を密封する。第一シリンダキャップ２４には、シリンダスリーブ２１とピストン２２で構成された第一油室Ｏｃ１に連通する第一油路２４ｐが設けられている。また、シリンダスリーブ２１に嵌入される周壁面には、その周方向にリング溝が設けられてシールリングが環装されている。これにより、第一油室Ｏｃ１は、所定の油圧に耐え得る耐圧室を構成している。
【００３３】
第二シリンダキャップ２５は、シリンダスリーブ２１の他端部を密封するとともに、ロッド２３を摺動可能に支持する。第二シリンダキャップ２５には、シリンダスリーブ２１とピストン２２で構成された第二油室Ｏｃ２に連通する第二油路２５ｐが設けられている。また、シリンダスリーブ２１に嵌入される周壁面には、その周方向にリング溝が設けられてシールリングが環装されている。更に、第二シリンダキャップ２５には、シリンダスリーブ２１の中心軸と同軸に貫通孔２５ｈが設けられており、該貫通孔２５ｈには、ロッド２３が摺動可能に挿通される。なお、貫通孔２５ｈの内周面には、その周方向にリング溝が設けられており、該リング溝には、シールリングが嵌挿されている。これにより、第二油室Ｏｃ２は、所定の油圧に耐え得る耐圧室を構成している。
【００３４】
位置センサ２６は、ピストン２２に取り付けられた永久磁石２２２の磁力を検出する。位置センサ２６は、少なくともピストン２２が摺動できる範囲内において該ピストン２２の摺動方向に対して平行となるようにシリンダスリーブ２１の外周面に取り付けられている。これにより、制御装置４０は、ピストン２２の位置を把握することができ、ひいてはアウトドライブ装置１０の舵角度を把握することができるのである。また、制御装置４０は、単位時間毎にピストン２２の位置を把握することで該ピストン２２の摺動方向を認識できる。
【００３５】
なお、位置センサ２６は、主に磁束密度の変化に応じて出力電圧を変換する、いわゆるホール素子で構成されている。ホール素子は、磁界と電流の相互作用によって電子にローレンツ力が作用することを利用し、ローレンツ力に起因する電位差（ホール電圧）から磁界の強さを検出する。なお、本実施形態においては、位置センサ２６の主な構成要素としてホール素子を用いているが、磁界の強さに応じて電気抵抗値が変化する磁気抵抗素子を用いても良く、これに限定するものではない。
【００３６】
電磁比例弁３０は、操舵用油圧アクチュエータ２０の作動油の流動方向を変更する。図７及び図８に示すように、電磁比例弁３０は、主にバルブボディ３１と、スプールシャフト３２と、第一ソレノイド３３と、第二ソレノイド３４と、で構成される。なお、本実施形態における電磁比例弁３０は、いわゆる直動形電磁比例弁であるが、パイロット形電磁比例弁であっても良く、作動形式を限定するものではない。
【００３７】
バルブボディ３１は、スプールシャフト３２を摺動可能に内設する。バルブボディ３１には、スプールシャフト３２が内設されるバレル孔３１ｈが設けられており、該バレル孔３１ｈには、操舵用油圧アクチュエータ２０の各油路２４ｐ・２５ｐと連通される給排ポート３１ｐａ・３１ｐｂが設けられている。また、バレル孔３１ｈには、作動油ポンプ５０と連通されるポンプポート３１ｐｐ、ならびに、作動油タンク６０と連通されるリターンポート３１ｒｐが設けられている。更に、バルブボディ３１には、スプールシャフト３２が所定の位置にあることを条件として給排ポート３１ｐｂとリターンポート３１ｒｐを連通する油路３１ｏｌが設けられている。
【００３８】
スプールシャフト３２は、バレル孔３１ｈを摺動することによって作動油の油路を切り換える。スプールシャフト３２には、該スプールシャフト３２の外径を縮径した縮径部３２ｔａ・３２ｔｂ・３２ｔｃが設けられており、該スプールシャフト３２が摺動することによって各ポート３１ｐａ・３１ｐｂ・３１ｐｐ・３１ｒｐどうしを連通又は遮断する。
【００３９】
第一ソレノイド３３は、スプールシャフト３２を一方に摺動させる。本実施形態における第一ソレノイド３３は、いわゆる単動比例ソレノイドである。第一ソレノイド３３は、スプールシャフト３２の一端部に隣接されており、励磁された電磁コイルに可動鉄心が吸着することを利用してスプールシャフト３２を摺動させる。なお、本実施形態において第一ソレノイド３３は、スプールシャフト３２を図７に示す矢印Ｒの方向へ摺動させる。
【００４０】
第二ソレノイド３４は、スプールシャフト３２を他方に摺動させる。本実施形態における第二ソレノイド３４は、いわゆる単動比例ソレノイドである。第二ソレノイド３４は、スプールシャフト３２の他端部に隣接されており、励磁された電磁コイルに可動鉄心が吸着することを利用してスプールシャフト３２を摺動させる。なお、本実施形態において第二ソレノイド３４は、スプールシャフト３２を図７に示す矢印Ｌの方向へ摺動させる。
【００４１】
制御装置４０は、アクセルレバー２、操舵ハンドル３及びジョイスティックレバー４等からの検出信号に基づいて制御信号を作成するとともに、作成した制御信号を電磁比例弁３０等に送信する。また、制御装置４０は、全地球測位システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）からの情報に基づいて制御信号を作成するとともに、作成した制御信号を電磁比例弁３０等に送信することも可能としている。つまり、制御装置４０は、オペレータが手動で行なう操船のほかに、自らの位置と設定された目的地とから航路を算出して自動で操船を行なう、いわゆる自動航法を可能としている。
【００４２】
次に、本アウトドライブ装置用操船システム１００の制御態様について説明する。図９は、アウトドライブ装置用操船システム１００の制御フローを示している。
【００４３】
まず、操舵ハンドル３の操作によって船体１を左旋回させる場合を想定して説明する。
【００４４】
船体１を左旋回させる場合、制御装置４０は、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２を図５、図６に示す矢印Ｌの方向に摺動させる必要がある。従って、制御装置４０は、電磁比例弁３０に制御信号を送信することによって第二ソレノイド３４を作動させる。これにより、第二ソレノイド３４は、スプールシャフト３２を所定の位置まで摺動させる（図８Ｂ参照）。その結果、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、図５、図６に示す矢印Ｌの方向に摺動することとなる。
【００４５】
具体的に説明すると制御装置４０は、第二ソレノイド３４によってスプールシャフト３２を摺動させることで給排ポート３１ｐａとポンプポート３１ｐｐとを連通させ、給排ポート３１ｐｂとリターンポート３１ｒｐとを連通させる（図８Ｂ参照）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第二油路２５ｐを通って第二油室Ｏｃ２へ供給され、第一油室Ｏｃ１内の作動油は、第一油路２４ｐを通って作動油タンク６０へ戻される。こうすることで、第二油室Ｏｃ２に掛かる油圧は、第一油室Ｏｃ１に掛かる油圧よりも高くなり、第二油室Ｏｃ２と第一油室Ｏｃ１とを隔てるピストン２２は、第一油室Ｏｃ１側へ摺動するのである。
【００４６】
ここで、制御装置４０は、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２が途中で停止して該ピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合に、異常が発生したと判断して以下に説明する制御を開始する。なお、本制御装置４０は、位置センサ２６からの検出信号が変化しなくなった場合にピストン２２が途中で停止した、即ち、焼き付き等の何らかの異常が発生したと判断する。
【００４７】
まず、ステップＳ１０１において制御装置４０は、本制御を実行するか否かを選択できる許否スイッチがどのような状態にあるかを判断する。つまり、制御装置４０は、ピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合に、アウトドライブ装置１０の操舵制御を継続するか否かの判断を行なう。
【００４８】
そして、制御装置４０は、許否スイッチが入状態である、即ち、アウトドライブ装置１０の操舵制御を継続する場合にステップＳ１０２へ移行する。一方、制御装置４０は、許否スイッチが切状態である、即ち、アウトドライブ装置１０の操舵制御を継続しない場合に本制御を終了する。
【００４９】
ステップＳ１０２において制御装置４０は、位置センサ２６からの検出信号に基づいてピストン２２の停止位置Ｓｌを把握する（図５、図６参照）。そして、制御装置４０は、本来の摺動可能領域の最端部とピストン２２の停止位置Ｓｌとの差異を算出する。
【００５０】
ステップＳ１０３において制御装置４０は、新たに摺動可能領域Ｘを設定する。つまり、制御装置４０は、ピストン２２の停止位置Ｓｌを該ピストン２２が摺動できる最端部（伸長側最端部）と認識し、停止位置Ｓｌから他端（短縮側最端部）までを新たな摺動可能領域Ｘとして設定する（図５、図６参照）。そして、制御装置４０は、ステップＳ１０２における算出結果に基づいて、操舵用油圧アクチュエータ２０に送る作動油の最大圧送量を決定する。
【００５１】
ステップＳ１０４において制御装置４０は、電磁比例弁３０に制御信号を送信して第二ソレノイド３４の作動を停止させる。これにより、スプールシャフト３２は、スプリングの付勢力によって所定の位置まで摺動される（図８Ａ参照）。その結果、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、該ピストン２２の停止位置Ｓｌ、即ち、摺動可能領域Ｘの最端部で停止することとなる。
【００５２】
具体的に説明すると制御装置４０は、第二ソレノイド３４の作動停止によってスプールシャフト３２を摺動させることで各ポート３１ｐａ・３１ｐｂ・３１ｐｐ・３１ｒｐを遮断させる（図８Ａ参照）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第一油室Ｏｃ１や第二油室Ｏｃ２へ供給されず、各油室Ｏｃ１・Ｏｃ２内の作動油も作動油タンク６０へ戻されない。こうすることで、第一油室Ｏｃ１と第二油室Ｏｃ２とを隔てるピストン２２は、摺動可能領域Ｘの最端部で停止するのである。
【００５３】
ステップＳ１０５において制御装置４０は、以降の操舵制御を摺動可能領域Ｘ内でのみ許可する。つまり、制御装置４０は、新たに摺動可能領域Ｘを設定することによって摺動可能領域Ｘ内で操舵制御を継続するのである。
【００５４】
このような構成により、本アウトドライブ装置用操船システム１００は、ピストン２２が途中で停止して該ピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合に、ピストン２２の停止位置Ｓｌまでを新たな摺動可能領域Ｘとして操舵制御を継続できる。これにより、何らかの原因によってピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合であっても、操舵制御を継続させることが可能となる。
【００５５】
次に、操舵ハンドル３の操作によって船体１を右旋回させる場合を想定して説明する。
【００５６】
船体１を右旋回させる場合、制御装置４０は、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２を図５、図６に示す矢印Ｒの方向に摺動させる必要がある。従って、制御装置４０は、電磁比例弁３０に制御信号を送信することによって第一ソレノイド３３を作動させる。これにより、第一ソレノイド３３は、スプールシャフト３２を所定の位置まで摺動させる（図８Ｃ参照）。その結果、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、図５、図６に示す矢印Ｒの方向に摺動することとなる。
【００５７】
具体的に説明すると制御装置４０は、第一ソレノイド３３によってスプールシャフト３２を摺動させることで給排ポート３１ｐａとリターンポート３１ｒｐとを連通させ、給排ポート３１ｐｂとポンプポート３１ｐｐとを連通させる（図８Ｃ参照）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第一油路２４ｐを通って第一油室Ｏｃ１へ供給され、第二油室Ｏｃ２内の作動油は、第二油路２５ｐを通って作動油タンク６０へ戻される。こうすることで、第一油室Ｏｃ１に掛かる油圧は、第二油室Ｏｃ２に掛かる油圧よりも高くなり、第一油室Ｏｃ１と第二油室Ｏｃ２とを隔てるピストン２２は、第二油室Ｏｃ２側へ摺動するのである。
【００５８】
ここで、制御装置４０は、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２が途中で停止して該ピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合に、異常が発生したと判断して以下に説明する制御を開始する。なお、本制御装置４０は、位置センサ２６からの検出信号が変化しなくなった場合にピストン２２が途中で停止した、即ち、焼き付き等の何らかの異常が発生したと判断する。
【００５９】
まず、ステップＳ１０１において制御装置４０は、本制御を実行するか否かを選択できる許否スイッチがどのような状態にあるかを判断する。つまり、制御装置４０は、ピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合に、アウトドライブ装置１０の操舵制御を継続するか否かの判断を行なう。
【００６０】
そして、制御装置４０は、許否スイッチが入状態である、即ち、アウトドライブ装置１０の操舵制御を継続する場合にステップＳ１０２へ移行する。一方、制御装置４０は、許否スイッチが切状態である、即ち、アウトドライブ装置１０の操舵制御を継続しない場合に本制御を終了する。
【００６１】
ステップＳ１０２において制御装置４０は、位置センサ２６からの検出信号に基づいてピストン２２の停止位置Ｓｒを把握する（図５、図６参照）。そして、制御装置４０は、本来の摺動可能領域の最端部とピストン２２の停止位置Ｓｒとの差異を算出する。
【００６２】
ステップＳ１０３において制御装置４０は、新たに摺動可能領域Ｙを設定する。つまり、制御装置４０は、ピストン２２の停止位置Ｓｒを該ピストン２２が摺動できる最端部（短縮側最端部）と認識し、停止位置Ｓｒから他端（伸長側最端部）までを新たな摺動可能領域Ｙとして設定する（図５、図６参照）。そして、制御装置４０は、ステップＳ１０２における算出結果に基づいて、操舵用油圧アクチュエータ２０に送る作動油の最大圧送量を決定する。
【００６３】
ステップＳ１０４において制御装置４０は、電磁比例弁３０に制御信号を送信して第一ソレノイド３３の作動を停止させる。これにより、スプールシャフト３２は、スプリングの付勢力によって所定の位置まで摺動される（図８Ａ参照）。その結果、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、該ピストン２２の停止位置Ｓｒ、即ち、摺動可能領域Ｙの最端部で停止することとなる。
【００６４】
具体的に説明すると制御装置４０は、第一ソレノイド３３の作動停止によってスプールシャフト３２を摺動させることで各ポート３１ｐａ・３１ｐｂ・３１ｐｐ・３１ｒｐを遮断させる（図８Ａ参照）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第一油室Ｏｃ１や第二油室Ｏｃ２へ供給されず、各油室Ｏｃ１・Ｏｃ２内の作動油も作動油タンク６０へ戻されない。こうすることで、第一油室Ｏｃ１と第二油室Ｏｃ２とを隔てるピストン２２は、摺動可能領域Ｙの最端部で停止するのである。
【００６５】
ステップＳ１０５において制御装置４０は、以降の操舵制御を摺動可能領域Ｙ内でのみ許可する。つまり、制御装置４０は、新たに摺動可能領域Ｙを設定することによって摺動可能領域Ｙ内で操舵制御を継続するのである。
【００６６】
このような構成により、本アウトドライブ装置用操船システム１００は、ピストン２２が途中で停止して該ピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合に、ピストン２２の停止位置Ｓｒまでを新たな摺動可能領域Ｙとして操舵制御を継続できる。これにより、何らかの原因によってピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合であっても、操舵制御を継続させることが可能となる。
【００６７】
また、本アウトドライブ装置用操船システム１００は、新たに設定された摺動可能領域Ｘ（Ｙ）の一端から他端までの距離が所定の値よりも小さい場合に、操舵制御を停止するように構成できる。例えば所定の値として、アウトドライブ装置１０の回動によって操船することができなくなる最小値を設定する。
【００６８】
以下に、このような構成のアウトドライブ装置用操船システム１００の制御態様について説明する。図１０は、アウトドライブ装置用操船システム１００の制御フローを示している。
【００６９】
本制御フローのステップＳ２０１からステップＳ２０４までは、上述した制御態様と同様の構成である。従って、本制御フローのステップＳ２０５から説明する。
【００７０】
ステップＳ２０５において制御装置４０は、摺動可能領域Ｘ（Ｙ）の一端から他端までの距離が所定の値よりも小さいか否かの判断を行なう。つまり、制御装置４０は、ピストン２２が摺動することができる長さ、即ち、ピストン２２の摺動距離を算出し、予め設定された値よりも小さいか否かの判断を行なう。
【００７１】
そして、制御装置４０は、ピストン２２の摺動距離が所定の値よりも小さい場合に本制御を終了する。一方、制御装置４０は、ピストン２２の摺動距離が所定の値よりも大きい場合にステップＳ２０６へ移行する。
【００７２】
ステップＳ２０６において制御装置４０は、以降の操舵制御を摺動可能領域Ｘ（Ｙ）内でのみ許可する。つまり、制御装置４０は、新たに摺動可能領域Ｘ（Ｙ）を設定することによって摺動可能領域Ｘ（Ｙ）内で操舵制御を継続するのである。
【００７３】
このような構成により、本アウトドライブ装置用操船システム１００は、ピストン２２が途中で停止して該ピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合に、ピストン２２の停止位置Ｓｌ（Ｓｒ）までを新たな摺動可能領域Ｘ（Ｙ）として操舵制御を継続できる。これにより、何らかの原因によってピストン２２が目標とする位置まで移動できない場合であっても、操舵制御を継続させることが可能となる。
【００７４】
更に、本アウトドライブ装置用操船システム１００は、摺動可能領域Ｘ（Ｙ）の一端から他端までの距離（ピストン２２の摺動距離）が所定の値よりも小さい場合に、操舵制御を停止できる。これにより、作動油の圧力が高くなることに起因した作動油の温度上昇を防止することが可能となる。
【符号の説明】
【００７５】
１ 船体
２ アクセルレバー
３ 操舵ハンドル
４ ジョイスティックレバー
１０ アウトドライブ装置
１５ スクリュープロペラ
２０ 操舵用油圧アクチュエータ
２１ シリンダスリーブ
２２ ピストン
２６ 位置センサ
３０ 電磁比例弁
３２ スプールシャフト
３３ 第一ソレノイド
３４ 第二ソレノイド
４０ 制御装置
５０ 作動油ポンプ
６０ 作動油タンク
１００ アウトドライブ装置用操船システム
Ｓｒ 停止位置
Ｓｌ 停止位置
Ｘ 摺動可能領域
Ｙ 摺動可能領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダスリーブに内設されたピストンが摺動することによってアウトドライブ装置を回動させる操舵用油圧アクチュエータと、
前記操舵用油圧アクチュエータの作動油の流動方向を変更して前記ピストンの摺動方向を切り換える電磁比例弁と、
前記電磁比例弁に制御信号を送信可能とする制御装置と、を備えたアウトドライブ装置用操船システムであって、
前記制御装置は、前記操舵用油圧アクチュエータの前記ピストンが途中で停止して該ピストンが目標とする位置まで移動できない場合に、該ピストンの停止位置までを摺動可能領域として操舵制御を継続する、ことを特徴とするアウトドライブ装置用操船システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記摺動可能領域の一端から他端までの距離が所定の値よりも小さい場合に、操舵制御を停止する、ことを特徴とする請求項１に記載のアウトドライブ装置用操船システム。
【請求項１】
シリンダスリーブに内設されたピストンが摺動することによってアウトドライブ装置を回動させる操舵用油圧アクチュエータと、
前記操舵用油圧アクチュエータの作動油の流動方向を変更して前記ピストンの摺動方向を切り換える電磁比例弁と、
前記電磁比例弁に制御信号を送信可能とする制御装置と、を備えたアウトドライブ装置用操船システムであって、
前記制御装置は、前記操舵用油圧アクチュエータの前記ピストンが途中で停止して該ピストンが目標とする位置まで移動できない場合に、該ピストンの停止位置までを摺動可能領域として操舵制御を継続する、ことを特徴とするアウトドライブ装置用操船システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記摺動可能領域の一端から他端までの距離が所定の値よりも小さい場合に、操舵制御を停止する、ことを特徴とする請求項１に記載のアウトドライブ装置用操船システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１０４４６（Ｐ２０１３−１０４４６Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４４９３４（Ｐ２０１１−１４４９３４）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
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