CN1987073B - 航行控制装置以及具备该装置的船舶 - Google Patents

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Abstract

一种航行控制装置，被应用于通过将具有电动节气门的发动机作为驱动源而产生推进力的推进力产生单元向船体提供推进力的船舶。该装置包括：用于驾船者控制推进力的操作单元；和根据航行结果，更新有关与所述操作单元的操作量相对应的所述电动节气门的开度的控制信息的控制单元。

Description

航行控制装置以及具备该装置的船舶
技术领域
本发明涉及具备将具有电动节气门的发动机作为驱动源的推进力产生单元的船舶，以及用于这种船舶的航行控制装置。
背景技术
游艇和小船这样的休闲用船舶所具备的推进器的一例，是安装在船尾(尾板)上的船外机。船外机，是在船外具有包括作为驱动源的发动机以及作为推进力产生部件的螺旋桨的推进单元，进而还附设有使该推进单元整体相对于船体沿着水平方向转动的操舵机构的机器。
在船内设有用于驾船的操作台。在该操作台上，例如具备用于进行操舵操作的转向操作部，和用于操作船外机的输出的节气门操作部。节气门操作部例如具备由驾船者前后操作的节气杆(遥控杆)。该节气杆经由钢丝与船外机的发动机的节气门机械性地结合在一起。因而，通过节气杆的操作，可以调整发动机的输出，但节气杆的操作量(操作位置)和节气门开度的关系是一定的。
在一般的发动机中，发动机转速和节气门开度的关系是非线性的。在典型的发动机中，如图29所示，在节气门开度较小的低开度区域，相对于节气门开度的增加，发动机转速急剧地上升，在节气门开度较大的高开度区域，相对于节气门开度的增加，发动机转速显示出平稳的变化。这种倾向在使用了蝶阀的节气门的情况下特别显著。在应用了ISC(Idle SpeedControl：怠速控制)的节气门的情况下，虽然存在程度的差，但也看到同样的倾向。
这种非线性特性，给具备没有变速机的船外机的小型船舶的驾船造成尤其大的影响。具体地说，如图30所示，在低速度区域，船艇从水面受到的阻力较小，并由于摩擦阻力以及兴波阻力等而复杂地变化。除此之外，由于发动机转速对应微小的节气门操作而急剧地变化，因此船外机产生的推进力也容易变动。因此，在例如像离岸靠岸或垂钓点移动等情况那样需要进行推进力的微调整的状况下，需要较高的驾船技术。因而，对于驾船不一定熟练的休闲艇等的驾船者而言，就存在离岸靠岸等时的节气杆操作不太容易的问题。
另一方面，在大于等于峰值区域(兴波阻力最大的速度区域，与2000rpm前后的发动机转速相对应)的中高速区域，要求发动机的高灵敏度。原因是，为了快速地超过峰值区域而过渡到滑行状态(飞行状态)，以及在远洋为了超越浪涛必须有高灵敏度。因而，在中高速区域，优选发动机转速相对于节气杆的操作迅速地变化。但是，在图29所示的节气门开度-发动机转速特性中，不能满足这样的要求。
近年，在机动车的领域中，开始运用由电位计等检测油门操作量、并按照检测出的操作量由驱动器驱动节气门的电动节气门。可以考虑将这样的电动节气门用在船外机等推进器的发动机输出控制上。由此，可以自由地改变在将节气杆和节气门机械性地结合在一起的以往的构成中成固定的关系(一定的线性关系)的操作量-节气门开度特性。即，可以将操作量-节气门开度特性设定为例如非线性特性。因而，认为通过适当地设定操作量-节气门开度特性，可以改善例如低速行驶时(低开度区域)的驾船特性。
发明内容
为了解决上述的问题，该发明的一个实施方式提供一种航行控制装置，它是通过将具有电动节气门的发动机作为驱动源而产生推进力的推进力产生单元向船体提供推进力的船舶的航行控制装置，其中，包括：用于驾船者控制推进力的操作单元；和根据航行时所得到的数据，更新有关与所述操作单元的操作量相对应的所述电动节气门的开度的控制信息的控制单元。
更具体地说，所述控制单元，例如，包括：测定所述发动机的输出特性的发动机特性测定单元；根据由该发动机特性测定单元测定的发动机输出特性，设定表示所述操作单元的操作量和所述电动节气门的目标节气门开度的关系的操作量-目标节气门开度特性的节气门开度特性设定单元；和根据由该节气门开度特性设定单元设定的操作量-目标节气门开度特性，设定与所述操作单元的操作量相对应的目标节气门开度的目标节气门开度设定单元。
根据该构成，可以根据实际的发动机输出特性，确定操作量-目标节气门开度特性。目标节气门开度设定单元，根据所述操作量-目标节气门开度特性，设定与操作单元的操作量相对应的目标节气门开度。通过根据该设定的目标节气门开度驱动电动节气门，可以将操作量-发动机输出特性设为所需的特性。即，可以根据在将推进力产生单元装配到船体上然后实际上行驶时所得到的数据，来设定相对于操作单元的操作量的目标节气门开度。
发动机特性测定单元，还可以包括测定发动机转速的发动机转速测定单元。由此，可以直接地测定发动机输出特性。
另外，发动机输出特性还可以间接地测定。例如，可以通过在使船舶航行的状态下由速度测定单元测定船舶的速度，并据此求出船舶的加速度，来间接地测定发动机输出特性。
所述航行控制装置，优选进而包括对作为所述操作单元的操作量和发动机输出的关系的操作量-发动机输出特性的目标特性进行设定的目标特性设定单元。这时，所述节气门开度特性设定单元，优选是以可以获得由所述目标特性设定单元设定的目标特性的方式，设定所述操作量-目标节气门开度特性的单元。
根据该构成，操作量-发动机输出特性的目标特性由目标特性设定单元设定，并以可以获得该目标特性的方式，根据实际的发动机输出特性，设定操作量-目标节气门开度特性。因而，通过适当地设定目标特性，可以使操作单元的操作量和发动机输出的关系适合于驾船者的感觉。其结果，可以显著地改善驾船性能，并可以很容易地进行离岸、靠岸或拖网捕捞等时的节气门操作。
具体地说，即便在节气门开度-发动机输出特性为非线性特性的情况下，只要预先将所述目标特性设定为发动机输出相对于操作单元的操作量显示线性变化的特性，就可以相对于操作单元的操作使发动机输出进行线性变化。这样，操作单元的操作量和发动机输出的对应关系变成很容易由驾船者直觉地明白的关系，因此即使对于不熟练的驾船者而言，驾船(节气门操作)也变得很容易。
另外，也可以以如下的方式预先设定操作量-发动机输出特性，即，在发动机输出较低的低速区域，相对于操作单元的操作量的发动机输出的变化量较小；在发动机输出较高的高速区域，相对于操作单元的操作量的发动机输出的变化量较大。因此，可以很容易地进行需要在低输出状态下进行微妙的节气门操作的离岸、靠岸时以及拖网捕捞等时的驾驶。另外，在高输出状态下，可以提高相对于操作单元的操作的发动机输出变化的响应性。
虽然操作量-发动机输出特性的目标特性可以是预先设定的一定的特性(例如线性特性)，但优选构成为：设置受理用于对操作量-发动机输出特性的目标特性进行设定的输入的目标特性输入单元，并由所述目标特性设定单元按照来自于所述目标特性输入单元的输入来设定所述目标特性的构成。
根据该构成，由于可以从目标特性输入单元设定所需的目标特性，因此可以根据各个驾船者的喜好等设定目标特性。由此，可以进一步使驾船特性贴近驾船者的感觉，即便对于熟练度较低的驾船者而言，船舶的驾驶也变得容易。
所述航行控制装置，也可以进而包括可以存储多个操作量-发动机输出特性的目标特性的目标特性存储单元。这时，所述目标特性输入单元，优选包括选择存储在所述目标特性存储单元内的多个目标特性中的一个的选择单元。由此，目标特性的设定变得容易。
进而，这时，所述节气门开度特性设定单元，优选是包括能够存储与存储在所述目标特性存储单元内的多个目标特性分别相对应的多个所述操作量-目标节气门开度特性的节气门开度特性存储单元，并从所述节气门开度特性存储单元读出并设定与由所述选择单元选择的目标特性相对应的操作量-目标节气门开度特性的单元。由此，可以省略操作量-目标节气门开度特性的计算，因此可以减轻运算装置的运算负荷。
所述发动机特性测定单元，也可以包括测定表示所述电动节气门的开度和发动机输出的关系的节气门开度-发动机输出特性的单元。这时，所述节气门开度特性设定单元，可以是根据由所述发动机特性测定单元测定的节气门开度-发动机输出特性，设定所述操作量-目标节气门开度特性的单元。
根据该构成，可以测定表示电动节气门开度和发动机输出的关系的节气门开度-发动机输出特性。然后，根据该测定结果，可以确定操作量-目标节气门开度特性。这样，由于可以根据实际的节气门开度-发动机输出特性的测定结果确定操作量-目标节气门开度，因此能够更可靠地实现所需的特性。
发动机特性测定单元，也可以包括将节气门开度的值所能取的规定范围(可以是整个范围，也可以是一部分的范围)分割成多个区间，将多个测定值按照节气门开度分类到这多个区间的单元。这时，节气门开度-发动机输出特性，也可以通过在每个区间运算测定值的代表值(例如平均值)，同时以线性插补补充代表值之间的特性的方式求出。
这时，发动机特性测定单元，优选是进行节气门开度以及发动机输出的测定，直到在所有的区间都可以计算出代表值为止(例如，直到在所有的区间都可以得到至少1个测定值为止)的单元。
但是，不一定要在全部区间计算出代表值，也可以限定为直到在一部分区间内可以计算出代表值为止，进行节气门开度以及发动机输出的测定。具体地说，也可以进行节气门开度以及发动机输出的测定，直到在节气门开度全闭以及节气门开度全开时可以计算出代表值为止(例如，直到在节气门开度全闭以及节气门开度全开时可以得到至少1个测定值为止)。由此，可以很快地得到与所需的特性近似的驾船特性。然后，通过按照之后测定的节气门开度以及发动机输出修正操作量-目标节气门开度特性，可以逐渐高精度地将驾船特性约束成所需的特性。特别是当在航行中进行发动机特性的测定时，能否在所述规定范围的整个区域上取得测定值，取决于进行什么样的驾船，因此通过设为上述那样的构成，便很容易得到近似性地实现所需的特性的操作量-目标节气门开度特性。
所述发动机特性测定单元，也可以包括测定表示所述操作单元的操作量和发动机输出的关系的操作量-发动机输出特性的单元。这时，所述节气门开度特性设定单元，优选是根据由所述发动机特性测定单元测定的操作量-发动机输出特性，设定所述操作量-目标节气门开度特性的单元。
根据该构成，可以测定表示操作单元的操作量和发动机输出的关系的操作量-发动机输出特性。然后，根据该测定结果，可以确定操作量-目标节气门开度特性。这样，由于可以根据实际测定的操作量-发动机输出特性确定操作量-目标节气门开度特性，因此能够更可靠地实现所需的特性。
发动机特性测定单元，也可以包括将节气门开度的值所能取的规定范围(可以是整个范围，也可以是一部分的范围)分割成多个区间，将多个测定值按照操作量分类到这多个区间的单元。这时，操作量-发动机输出特性，也可以通过在每个区间运算测定值的代表值(例如平均值)，同时以线性插补补充代表值之间的特性的方式求出。
这时，发动机特性测定单元，优选是进行操作量以及发动机输出的测定，直到在所有的区间都可以计算出代表值为止(例如，直到在所有的区间都可以得到至少1个测定值为止)的单元。
但是，不一定要在全部区间计算出代表值，也可以限定为直到在一部分区间可以计算出代表值为止，进行操作量以及发动机输出的测定。具体地说，也可以进行操作量以及发动机输出的测定，直到对于与节气门全闭相对应的操作量以及与节气门全开相对应的操作量可以计算出代表值为止(例如，直到对于与节气门全闭以及节气门全开相对应的操作量可以得到至少各1个测定值为止)。由此，可以很快地得到与所需的特性近似的驾船特性。然后，通过按照之后测定的操作量以及发动机输出修正操作量-目标节气门开度特性，可以逐渐高精度地将驾船特性约束成所需的特性。特别是当在航行中进行发动机特性的测定时，能否在所述规定范围的整个区域上取得测定值，取决于进行什么样的驾船，因此通过设为上述那样的构成，便很容易得到近似性地实现所需的特性的操作量-目标节气门开度特性。
所述航行控制装置也可以进而包括：用于存储由所述发动机特性测定单元测定的发动机输出特性的发动机特性存储单元；运算由所述发动机特性测定单元新测定的发动机输出特性，和存储在所述发动机特性存储单元内的以往的发动机输出特性的差分的差分运算单元；和当由该差分运算单元运算的差分大于等于规定的阈值时，将该情况通知驾船者的通知单元。
这时，所述航行控制装置，优选进而包括：为了选择应该将所述新测定的发动机输出特性和所述以往的发动机输出特性中的哪一个应用于由所述节气门开度特性设定单元进行的运算，而由驾船者操作的特性更新指示单元；和当经由该特性更新指示单元选择了所述新的发动机输出特性时，将应用于由所述节气门开度特性设定单元进行的运算的发动机输出特性更新为所述新的发动机输出特性的更新单元。
根据这种构成，例如，当因船舶的乘客数量或载荷暂时增减而使发动机的运转状态变化时，可以避免操作量-目标节气门开度特性变化。
发动机输出特性，例如也可以通过水槽试验来计测。具体地说，在将推进力产生单元装备到船体上之前，将水槽试验用的推进力产生部件(例如螺旋桨)安装到推进力产生单元上，然后将其浸泡在水槽内。在该状态下，运转发动机，测定发动机输出特性。也可以以根据以这种方式得到的发动机输出特性，得到所需的操作量-发动机输出特性的方式，来确定操作量-目标节气门开度特性。
但是，在这样的水槽试验中，采用的是试验用螺旋桨。该试验用的螺旋桨，其特性与实际航行时所用的螺旋桨不同。另外，在水槽试验中，在没有将推进力产生单元装备在船体上的状态下进行特性测定。因此，不能在发动机的输出特性中反映各个船艇所固有的阻力特性。并且，由于螺旋桨和船体的组合，由造船者或使用者独自选择，因此很难通过任意的组合而事先存入最适合的操作量-目标节气门开度特性。因此，与通过水槽试验进行特性测定相比，在船舶的实际航行状态下进行特性测定，并根据其测定结果调整操作量-目标节气门开度特性的方法，能够更可靠地实现所需的操作量-发动机输出特性。
因此，所述航行控制装置，优选进而包括判定所述船舶是否处于航行中的航行判定单元。并且，所述发动机特性测定单元，优选是以由所述航行判定单元判定为所述船舶正在航行中的情况为条件进行发动机输出特性的测定的单元。
根据该构成，发动机特性测定单元在船舶的航行中测定发动机输出特性。因此，没有像水槽试验那样的问题，可以测定反映了实际装备到推进力产生单元上的推进力产生部件的特性以及实际的船艇的阻力特性的发动机输出特性。因而，通过根据以这种方式测定的发动机输出特性来调整操作量-目标节气门开度特性，能够可靠地得到所需的操作量-发动机输出特性。
所述航行判定单元，也可以包括判定所述船舶是否是规定的直行航行状态的直行航行判定单元。并且，所述发动机特性测定单元，优选是以所述直行航行判定单元判定为所述船舶是直行航行状态的情况为条件进行发动机输出特性的测定的单元。
当船舶转弯时，船体在水上受到的阻力不断地变化。因此，很难恰当地进行正常的发动机输出特性的测定。因此，在该发明中，以船舶是规定的直行航行状态为条件测定发动机输出特性。由此，能够更可靠地达成所需的操作量-发动机输出特性。
所述规定的直行航行状态，例如，说的是在船舶所具备的操舵机构的操舵角取得规定的空档位置范围(例如，相对于空档为止±5度的操舵角范围)内的值的状态下，所述推进力产生单元产生推进力的状态。
该发明的一个实施方式，还提供一种包括船体，安装在该船体上、将具有电动节气门的发动机作为驱动源而产生推进力的推进力产生单元，和所述的航行控制装置的船舶。根据该构成，可以实现改善了驾船特性的船舶。
再者，船舶可以是游艇、钓鱼船、汽艇、水上滑行艇(watercraft)等比较小型的船舶。
另外，所述推进力产生单元可以是船外机(船外马达)、船内外机(船尾机，船内马达·船外驱动机)、船内机(船内马达)、汽艇驱动机中的任意一种形态。船外机，是在船外具有包括原动机(发动机)以及推进力产生部件(螺旋桨)的推进单元，进而附设有使推进单元整体相对于船体沿着水平方向转动的操舵机构的机器。船内外机，是将原动机配置在船内，将包括推进力产生部件以及操舵机构的驱动单元配置在船外的机器。船内机，具有将原动机以及驱动单元都内置于船体，螺旋桨轴从驱动单元延伸到船外的形态。这时，另外设置操舵机构。汽艇驱动机，是通过用泵将从船底吸入的水加速，并从船尾的喷射嘴喷射的方式得到推进力的机器。这时，操舵机构由喷射嘴和使该喷射嘴沿着水平面转动的机构构成。
本发明的上述或其他的目的、特征以及效果，参照附图通过下述的实施方式进行说明。
附图说明
图1是用于说明该发明的一个实施方式的船舶的构成的概念图。
图2是用于说明船外机的构成的图解性的剖面图。
图3是用于说明与电动节气门的控制相关的构成的框图。
图4是用于说明航行控制装置的动作的流程图。
图5是用于说明发动机转速-节气门开度特性的测定的图。
图6是展示发动机转速-节气门开度特性的计算例的图。
图7是用于说明将与遥控开度-发动机转速特性的目标特性相对应的发动机转速，适用于所测定的发动机转速-节气门开度特性，从而求出目标节气门开度的处理的图。
图8是展示遥控开度-目标节气门开度特性的一例的图。
图9是展示用于抑制伴随遥控开度-目标节气门开度的变更而产生的乘客的不适感的处理的一例的流程图。
图10是展示用于抑制伴随遥控开度-目标节气门开度的变更而产生的乘客的不适感的处理的另一例的流程图。
图11是展示将相对于遥控开度的目标发动机转速特性设定为非线性的例子的图。
图12是用于说明将图11的目标发动机转速适用于所测定的发动机转速-节气门开度特性，从而求出目标节气门开度的处理的图。
图13是展示通过图12的处理求出的遥控开度-目标节气门开度特性的一例的图。
图14是展示将输入装置以及显示装置一体化的目标特性输入部的一例的图。
图15是用于说明目标特性曲线的拐点的操作的图。
图16是用于说明目标特性曲线的曲线形状的变形操作的图。
图17是用于说明表示线性特性的直线以及在其上的拐点的移动的图。
图18是用于说明在停船中进行目标特性曲线的设定时的处理的流程图。
图19是用于说明在航行中进行目标特性的设定时的处理的流程图。
图20是用于说明使用了遥控杆以及十字按钮的目标特性微调整操作的图。
图21是用于说明用十字按钮变更目标特性图表时的处理例的流程图。
图22是用于说明用触摸面板变更目标特性图表时的操作区域的分类的图。
图23是用于说明用触摸面板变更目标特性图表时的处理例的流程图。
图24是用于说明目标特性的设定的一例的流程图。
图25是用于说明该发明的第2实施方式的构成的框图。
图26是用于说明N-T特性图表的更新处理的一例的流程图。
图27是用于说明N-T特性图表的更新处理的另一例的流程图。
图28是用于说明该发明的第3实施方式的航行控制装置的构成的框图。
图29是用于说明发动机转速和节气门开度的非线性关系的特性图。
图30是用于说明船舶的速度和船舶受到的阻力的关系的特性图。
具体实施方式
图1是用于说明该发明的一个实施方式的船舶1的构成的概念图。该船舶1是游艇、小船那样比较小型的船舶，在船体2的船尾(尾板)3上安装有作为推进力产生单元的船外机10。该船外机10安装在通过船体2的船尾3以及船首4的中心线5上。在船外机10上内置有电子控制单元11(以下，称为“船外机ECU11”)。
在船体2上设有用于驾船的操作台6。在操作台6上，例如具备用于操舵操作的转向操作部7、用于操作船外机10的输出的节气门操作部8和目标特性输入部9(目标特性输入单元、目标特性变更输入单元)。转向操作部7具备作为操舵操作部件的转向轮7a。另外，节气门操作部8具备作为节气门操作部件(操作单元)的遥控杆(节气杆)8a和检测该遥控杆8a的位置的电位计等遥控杆位置检测部8b。目标特性输入部9是用于进行与遥控杆8a的操作量(遥控开度)和船外机10的发动机转速的关系(遥控开度-发动机转速特性)有关的目标特性的设定输入的部件。
表示操作台6所具备的所述操作部7、8的操作量的信号以及来自于目标特性输入部9的输入信号，经由例如配置在船体2内的LAN(局域网，以下称为“船内LAN”)，作为电气信号被输入到航行控制装置20。该航行控制装置20是包括微型计算机的电子控制单元(ECU)，具有作为控制推进力的推进力控制装置的功能和作为用于进行操舵控制的操舵控制装置的功能。
航行控制装置20进而在其与船外机ECU11之间经由所述船内LAN进行通信。更具体地说，航行控制装置20从船外机ECU11取得船外机10所具备的发动机的转速、作为船外机10的方向的操舵角、发动机的节气门开度和船外机10的换档位置(前进、空档、后退)。另外，航行控制装置20对船外机ECU11提供表示目标操舵角、目标节气门开度、目标换档位置(前进、空档、后退)、目标平衡角等的数据。
航行控制装置20根据转向轮7a的操作控制船外机10的操舵角。另外，航行控制装置20根据遥控杆8a的操作量以及操作方向(即，遥控杆位置)，设定相对于船外机10的目标节气门开度以及目标换档位置。遥控杆8a可以向前方以及后方倾斜。当驾船者使遥控杆8a从空档位置向前方倾斜一定量时，航行控制装置20将船外机10的目标换档位置设为前进位置。当驾船者使遥控杆8a进一步向前方倾斜时，航行控制装置20根据其操作量设定船外机10的目标节气门开度。另一方面，当驾船者使遥控杆8a向后方倾斜一定量时，航行控制装置20将船外机10的目标换档位置设为后退位置。当驾船者使遥控杆8a进一步向后方倾斜时，航行控制装置20根据其操作量设定船外机10的目标节气门开度。
图2是用于说明船外机10的构成的图解性的剖面图。船外机10具有作为推进器的推进单元30和将该推进单元30安装在船体2上的安装机构31。安装机构31具备装卸自如地被固定在船体2的后尾板上的夹紧托架32、和以作为水平转动轴的倾斜轴33为中心转动自如地结合在该夹紧托架32上的旋转托架34。推进单元30围绕操舵轴35转动自如地安装在旋转托架34上。由此，通过使推进单元30围绕操舵轴35转动，可以使操舵角(推进力的方向相对于船体2的中心线5所成的方位角)变化。另外，通过使旋转托架34围绕倾斜轴33转动，可以使推进单元30的平衡角(推进力的方向相对于水平面所成的角)。
推进单元30的框架，由顶盖36、上部外壳37和下部外壳38构成。在顶盖36内，以其曲轴的轴线是上下方向的方式设置有作为驱动源的发动机39。连结在发动机39的曲轴下端上的动力传递用的驱动轴41，沿着上下方向通过上部外壳37内而一直延伸到下部外壳38内。
在下部外壳38的下部后侧，旋转自如地安装有作为推进力产生部件的螺旋桨40。作为螺旋桨40的旋转轴的螺旋桨轴42沿着水平方向通过下部外壳38内。驱动轴41的旋转经由作为离合器机构的换档机构43被传递给该螺旋桨轴42。
换档机构43具有：固定在驱动轴41的下端的、由锥齿轮构成的驱动齿轮43a，转动自如地配置在螺旋桨轴42上的、由锥齿轮构成的前进齿轮43b，同样转动自如地配置在螺旋桨轴42上的、由锥齿轮构成的后退齿轮43c，和配置在前进齿轮43b以及后退齿轮43c之间的爪型离合器43d。
前进齿轮43b从前方侧与驱动齿轮43a相啮合，后退齿轮43c从后方侧与驱动齿轮43a相啮合。因此，前进齿轮43b以及后退齿轮43c便向彼此相反的方向旋转。
另一方面，爪型离合器43d被花键结合在螺旋桨轴42上。即，爪型离合器43d虽然相对于螺旋桨轴42沿着其轴方向滑动自如，但不能进行相对于螺旋桨轴42的相对转动，而是和该螺旋桨轴42一起旋转。
爪型离合器43d，通过与驱动轴41平行地在上下方向上延伸的换档杆44的绕轴转动，在螺旋桨轴42上滑动。由此，爪型离合器43d被控制在与前进齿轮43b结合的前进位置、与后退齿轮43c结合的后退位置、与前进齿轮43b以及后退齿轮43c都不结合的空档位置中的任意的换档位置。
当爪型离合器43d位于前进位置时，前进齿轮43b的旋转经由爪型离合器43d以实际上没有滑动的状态被传递给螺旋桨轴42。由此，螺旋桨40向一个方向(前进方向)旋转，并产生使船体2前进的方向的推进力。另一方面，当爪型离合器43d位于后退位置时，后退齿轮43c的旋转经由爪型离合器43d以实际上没有滑动的状态被传递给螺旋桨轴42。由于后退齿轮43c向与前进齿轮43b相反的方向旋转，因此螺旋桨40向相反方向(后退方向)旋转，并产生使船体2后退的方向的推进力。当爪型离合器43d位于空档位置时，驱动轴41的旋转没有传递给螺旋桨轴42。即，由于发动机39和螺旋桨40之间的驱动力传递路径被切断，因此不会产生任何一个方向的推进力。
在船外机10上不具备变速机，当爪型离合器43d位于前进位置或后退位置时，螺旋桨40根据发动机39的转速而旋转。
与发动机39相关联地配置有用于使该发动机39起动的起动电动机45。起动电动机45由船外机ECU11控制。另外，具备用于使发动机39的节气门46工作从而使节气门开度变化、使发动机39的吸入空气量变化的节气门驱动器51。该节气门驱动器51也可以由电动机构成。该节气门驱动器51与节气门46一起构成电动节气门55。
节气门驱动器51的动作由船外机ECU11控制。另外，节气门46的开度(节气门开度)由节气门开度传感器57检测，其输出被提供给船外机ECU11。在发动机39上进而具备用于通过检测曲轴的旋转而检测发动机39的转速N的发动机旋转检测部48。
另外，与换档杆44相关联地设有用于使爪型离合器43d的换档位置变化的换档驱动器52(离合器动作装置)。该换档驱动器52例如由电动机构成，并由船外机ECU11进行动作控制。
进而，在固定在推进单元30上的操舵杆47上，例如还结合有包括液压缸、并由船外机ECU11控制的操舵驱动器53。通过驱动该操舵驱动器53，可以使推进单元30围绕操舵轴35转动，并可以进行操舵操作。这样，形成包括操舵驱动器53、操舵杆47以及操舵轴35的操舵机构50。在该操舵机构50上，具备用于检测操舵角的操舵角传感器49。
另外，在夹紧托架32和旋转托架34之间，例如设有包括液压缸、并由船外机ECU11控制的平衡调整驱动器(倾斜平衡调整驱动器)54。该平衡调整驱动器54通过使旋转托架34围绕倾斜轴33转动，从而使推进单元30围绕倾斜轴33转动。由此，推进单元30的平衡角变化。
图3是用于说明与电动节气门55的控制相关的构成的框图。航行控制装置20具备包括CPU(中央处理器)以及存储器的微型计算机，该微型计算机通过执行规定的软件处理，实际上作为多个功能处理部工作。在这多个功能处理部中，具备：根据由节气门操作部8的遥控杆位置检测部8b所检测出的遥控杆8a的操作量(以下称为“遥控开度”。)，对作为节气门46的开度(节气门开度)的目标值的目标节气门开度进行计算的目标节气门开度计算组件61(目标节气门开度设定单元)；对作为相对于遥控开度的目标节气门开度的特性的遥控开度-目标节气门开度特性(以下，称为“R-T特性”。)进行计算的R-T特性图表计算组件62(节气门开度特性设定单元)；对作为发动机转速和节气门开度的实际的特性的发动机转速-节气门开度特性(以下，称为“N-T特性”。)进行计算的N-T特性图表计算组件63；为了N-T特性的计算，从船外机ECU11收集发动机转速以及节气门开度的数据的数据收集处理部64；和从船外机ECU11取得操舵角以及换档位置的数据，从而判定船舶1是否处于直行航行状态的直行航行判定部65(直行航行判定单元)。另外，在航行控制单元20所具备的存储器内，确保有将由数据收集处理部64收集的发动机转速以及节气门开度的数据作为学习数据而存储的存储部60。所述多个功能处理部进而具备：将存储部60所存储的学习数据复位的复位处理组件66；和用于对作为相对于遥控开度的发动机转速的特性(遥控开度-发动机转速特性，以下，称为“R-N特性”。)的目标值的目标特性进行设定的目标特性设定组件67(目标特性设定单元、目标特性曲线更新单元)。另外，所述多个功能处理部还具备用于抑制当R-T特性被改变时伴随节气门开度的骤变而产生的发动机输出的骤变的一阶滞后过滤器68。在该实施方式中，由所述数据收集处理部64以及N-T特性图表计算组件63等构成发动机特性测定单元。
另外，在航行控制装置20所具备的存储器内，除了所述的存储部60之外，还确保有：存储R-T特性图表(有关电动节气门的开度的控制信息)的R-T特性图表存储部62M(节气门开度特性存储单元)，存储N-T特性图表的N-T特性图表存储部63M(发动机特性存储单元)，和存储目标R-N特性图表的R-N特性图表存储部67M(目标特性存储单元)。N-T特性图表计算组件63将计算出的N-T特性图表储存在N-T特性图表存储部63M内。另外，目标特性设定组件67将目标R-N特性储存在R-N特性图表存储部67M内。R-T特性图表计算组件62，根据储存在N-T特性图表存储部63M内的N-T特性图表和储存在目标R-N特性图表存储部67M内的目标R-N特性图表，计算出R-T特性图表，然后存储在R-T特性图表存储部62M内。另外，目标节气门开度计算组件61根据存储在R-T特性图表存储部62M内的R-T特性图表，计算出与遥控开度相对应的目标节气门开度。
例如，优选至少存储部60、R-T特性图表存储部62M以及R-N特性图表存储部67M由不易失性的存储介质构成。另外，例如，也可以将R-T特性图表作为初始值预先储存在R-T特性图表存储部62M内，所述R-T特性图表是相对于遥控开度将目标节气门开度设定为线性而成的R-T特性图表。进而，例如，也可以将目标R-N特性作为初始值预先储存在R-N特性图表存储部67M内，所述目标R-N特性是使目标发动机转速与遥控开度线性地相对应而成的目标R-N特性。
虽然在图1中省略了图示，但在操作台6上，设有用于对复位处理组件66给出复位信号的复位开关13。另外，操作台6所具备的目标特性输入部9是提供相对于目标特性设定组件67的人-机接口的部件，具备输入装置14以及显示装置15。显示装置15优选是液晶显示面板或CRT那样的二维显示装置。另外，输入装置14也可以具有例如用于对显示在显示装置15上的目标特性曲线进行操作输入的指针设备(鼠标、轨迹球以及触摸面板等)、按键输入部等。
在运转船外机10从而使船舶1航行的期间，当船外机10的换档位置是前进位置或后退位置，并且操舵角是规定的空档范围内(例如从空档位置向左右各5度的范围内)的值时，直行航行判定部65判定为船舶1是直行航行状态。在该直行航行判定部65判定船舶1的直行航行状态的期间内，数据收集处理部64从船外机ECU11收集发动机转速以及节气门开度的数据。更具体地说，每隔规定的周期从船外机ECU11收集由发动机旋转检测部48检测的发动机转速以及由节气门开度传感器57检测的节气门开度的数据组，并作为学习数据储存在存储部60内。
N-T特性图表计算组件63用储存在存储部60内的学习数据计算出N-T特性图表。R-T特性图表计算组件62根据由N-T特性图表计算组件63计算出的N-T特性图表和由目标特性设定组件67设定的目标R-N特性，计算出R-T特性图表。目标节气门开度计算组件61根据该R-T特性图表计算出目标节气门开度。由于船外机10的电动节气门55以该目标节气门开度工作，所以发动机转速与遥控开度的关系便遵循目标R-N特性。
例如，当从由数据收集处理部64收集后储存在存储部60内的学习数据得到的N-T特性为非线性特性时，设为由目标特性设定组件67设定线性的目标R-N特性。这时，R-T特性图表计算组件62将R-T特性设定为非线性。即，目标节气门开度相对于遥控开度成非线性变化。并且由于发动机转速相对于节气门开度成非线性变动，结果，可以使发动机转速相对于遥控开度成线性变化。这样，可以线性地设定遥控杆8a的操作量和发动机输出的关系，因此通过遥控杆8a的直觉的操作，可以很容易地将发动机输出设为所需的值。由此，即便是不熟练的驾船者，也可以根据驾船状况而适当地调整发动机输出。
复位处理组件66具备存储了标准的R-T特性图表的不易失性存储器66m。该标准的R-T特性图表，例如是将R-T特性设定为线性的图表。当操作复位开关13时，复位处理组件66将存储部60的学习数据复位(消去)，同时相对于R-T特性图表存储部62M写入存储在不易失性存储器66m内的标准的R-T特性图表。由此，R-T特性被复位到所述标准的R-T特性。
从船外机ECU11向复位处理组件66提供例如有关发动机39是否在运转中的数据。并且，复位处理组件66只在发动机39处于停止状态的情况下，受理来自于复位开关13的复位输入，进行所述的复位处理。如果发动机39不是停止状态，则将来自于开关13的输入无效化，不进行所述复位处理。
在以下的说明中，作为遥控开度的代替指标，采用将对遥控杆8a的位置检测结果进行A/D变换所得的值进一步变换为0～100％的值。另外，对于节气门开度也同样采用变换为0～100％的值。当然各数值的表现方法并不限于此。
图4是用于说明航行控制装置20的动作的流程图。数据收集处理部64将节气门开度φ所能取的值的范围分割成m(m是大于等于2的自然数)个区间M1、M2、……Mm，并在存储部60内确保具有在每个区间Mi内对学习数据的个数进行计数的计数器ci(i＝1、……m)，和保存由节气门开度φ以及发动机转速N的组构成的学习数据(φ、N)的区域，并将它们初始化(步骤S1)。在图5中展示了所述区间Mi以及计时器ci的图像。节气门开度φ在该例中表示成0％(全闭)至100％(全开)。该节气门开度φ所能取的值的整个范围0～100％，在该例中被分割为7个区间M1～M7。第1个区间M1是φ≤0，第2个区间M2是0＜φ≤20，第3个区间M3是20＜φ≤40，第4个区间M4是40＜φ≤60，第5个区间M5是60＜φ≤80，第6个区间M6是80＜φ＜100，第7个区间M7是φ100。分别与这些第1～第7个区间M1～M7相对应地设置计数器c1～c7。
数据收集处理部64，以由直行航行判定部65判定为船舶1是直行航行状态的情况为条件(步骤S2)，从船外机ECU11取得节气门开度φ以及发动机转速N的数据组(步骤S3)。数据收集处理部64根据节气门开度数据，判断应该将取得的数据组分类到哪一个区间Mi(步骤S4)。然后，数据收集处理部64增加与该判断结果的区间Mi相对应的计数器ci(步骤S5)，同时将该数据储存在存储部60内(步骤S6)。
N-T特性图表计算组件63判断所有的区间的计时器c1～c7的值是否大于等于规定的下限值(在该实施方式中是“1”)(步骤S7)。如果全部区间的计数器c1～c7的值大于等于所述下限值，N-T特性图表计算组件63进行N-T特性图表的计算(步骤S8)。如果某个区间的计数器ci的值没有达到所述下限值时，判断为学习数据不足，不进行N-T特性图表的计算。这时，重复从步骤S2开始的处理。
更具体地说，当计数器ci的值在全部区间内大于等于下限值“1”时，N-T特性图表计算组件63相对于被分类到各个区间Mi的多个学习数据，通过如下公式(1)进行计算，求出每个区间的发动机转速的平均值Ni以及节气门开度的平均值φi作为代表值数据。再者，在如下公式(1)中，标在φ以及N上的上划线表示各自的平均值。
(公式1)
φ ‾ i = 1 c i Σ j = 1 c i φ ij , N ‾ i = 1 c i Σ j = 1 c i N ij , i＝1，2，…，m
                    ……(1)
由此，可以得到m维的平均发动机转速矢量N＝[N1、N2、……、Nm]和相同m维的平均节气门开度矢量φ＝[φ1、φ2、……、φm]的组[N、φ]。这就是N-T特性图表，如图6所示，展示了发动机转速和节气门开度的关系。在该图6中，展示了如下所述的例子，即，如在一般的发动机上所见到的那样，发动机转速在低节气门开度区域，相对于节气门开度的增加比较急剧地增加；在高节气门开度区域，相对于节气门开度的增加比较缓慢地增加。实际数据之间的特性，根据需要，可以通过线性插补来补充。
另一方面，R-T特性图表计算组件62，用如下公式(2)计算出l(l(英文字母l)是大于等于2的自然数)维的遥控开度矢量θ(步骤S9)，作为遥控开度在0％(全闭)～100％(全开)的范围内所能取的值。该遥控开度矢量θ的l(英文字母l)个要素θj，具有将0～100的范围(遥控开度所能取的整个范围)等分成l(英文字母l)-1个的值。例如，l(英文字母l)＝101时，θj＝0、1、2、……、100。
(公式2)
θ ^ j = 100 ( j - 1 ) l - 1 , j = 1,2 , . . . , l · · · · · · ( 2 )
另一方面，当由目标特性设定组件67设定线性的目标R-N特性时，相对于遥控开度θ进行线性变化的l(英文字母l)维的目标发动机转速矢量N，例如可以由如下公式(3)给出。该公式(3)给出l(英文字母l)个目标发动机转速Nj，将平均发动机转速的最小值N1和最大值Nm之间等分成l(英文字母l)-1个。再者，在如下公式(3)中，标在N以及θ上的记号“^”表示它们的目标值。以下相同。
(公式3)
N ^ j = θ ^ j 100 ( N ‾ m - N ‾ 1 ) + N ‾ 1 · · · · · · ( 3 )
R-T特性图表计算组件62根据所述N-T特性图表，求出与通过公式(3)得到的目标发动机转速Nj相对应的节气门开度φj。当在N-T特性图表中没有该数据时，R-T特性图表计算组件62进行采用附近的数据的线性插补运算，从而求出相对应的节气门开度。由此，可以得到l(英文字母l)维的目标节气门开度矢量φ(步骤S10)。在图7中展示了目标节气门开度φj相对于目标发动机转速Nj的关系。
这样，得到l(英文字母l)维的遥控开度矢量θ以及l(英文字母l)维的目标节气门开度矢量φ，它们的组(θ、φ)作为R-T特性图表被储存在R-T特性图表存储部62M内(步骤S11)。这样，R-T特性图表就被更新。在图8中展示了该R-T特性图表的一例。在该例中，节气门开度相对于遥控开度的变化显示非线性变化，在低开度区域，抑制了节气门开度的急剧的变化，在高开度区域，节气门开度相对于遥控开度的响应提高。这样，通过相对于遥控开度将目标节气门开度设为非线性，由此在具有图6所示的非线性特性的发动机39中，可以使发动机转速相对于遥控开度的变化成线性变化。
在求出R-T特性图表之后，数据收集处理部64判断是否应该进一步进行学习，即，收集完的学习数据是否足够(步骤S12)。然后，当判断为应该进一步进行学习时，重复从步骤S2开始的处理。当根据足够的学习数据求出R-T特性图表时，结束处理。
在步骤S2中，当判断为船舶1不是直行航行状态时，省略步骤S3～S6的处理。即，不进行学习数据的收集。
即便是当在全部区间M1～M7内获得学习数据从而可以计算出R-T特性图表的状态时，如果在航行中变更R-T特性，发动机转速会突然变动，因此有可能给乘客造成不适感。这个问题可以通过下述的方式避免，例如，如图9所示，只有在换档位置为空档位置、即节气门开度为全闭时，进行N-T特性图表计算组件63以及R-T特性图表计算组件62的处理(步骤S15)。另外，如图10所示，也可以与节气门开度是否全闭无关地进行N-T特性图表计算组件63以及R-T特性图表计算组件62的处理，然后只有在节气门开度为全闭时进行将目标节气门开度计算组件61所参照的R-T特性图表重写入存储部62M(步骤S16)。
表示目标R-N特性的公式(3)，可以用函数f(θ)如下述公式(4)那样一般化。
(公式4)
N ^ = f ( θ ^ ) · · · · · · ( 4 )
即，目标R-N特性不限于线性特性，可以设定为各种特性，通过应用这样的目标R-N特性进行所述步骤S9～S11的处理，可以得到用于实现该目标R-N特性的R-T特性图表。
因而，如果N-T特性图表学习完成(测定完成)，只通过步骤S9～S11的处理就可以实现多样的R-N特性。
图11展示了将相对于遥控开度的目标发动机转速的特性(目标R-N特性)设定为非线性的例子。在该例中，以如下的方式设定特性，即，在低开度区域，目标发动机转速被抑制的较低，在中开度区域，相对于遥控开度的目标发动机转速的变化变得急剧，进而，在高开度区域，相对于遥控开度的目标发动机转速的变化变得缓慢。在该目标R-T特性下，根据所述公式(2)将遥控开度的全部区间等间隔地区分，然后求出遥控开度矢量θ。然后，求出与各个θj相对应的目标发动机转速Nj，作为目标发动机转速矢量N。如图12所示，将该目标发动机转速矢量N的各个要素Nj适用于N-T特性图表，从而求出相对应的目标节气门开度φj。由此，得到与遥控开度矢量θ相对应的目标节气门开度矢量φ，这样，求出R-T特性图表。在图13中展示了该R-T特性图表的一例。由于目标R-T特性是非线性的，因此在图12中，目标发动机转速矢量N的要素Nj在目标发动机转速的坐标轴上以不均等的间隔排列。
接下来，说明目标特性设定组件67的工作。
图14是展示将输入装置14以及显示装置15一体化的目标特性输入部9的一例的图。在显示装置15的画面上，用曲线图显示了相对于遥控开度的目标发动机转速的特性(目标R-N特性)。在表示目标R-N特性的曲线中，展示了拐点71，比该拐点71高的开度区域(到遥控开度上限(全开)为止)的特性是高速特性，比拐点71低的开度区域(到遥控开度下限(全闭)为止)的特性是低速特性。操作者通过使拐点71的位置变化，进而变更低速特性曲线(低速特性曲线部分)以及/或高速特性曲线(高速特性曲线部分)的形状，从而设定目标特性。但是，在该实施方式中，拐点71只能在表示线性特性的直线上变更位置。当目标R-N特性曲线是直线的情况下，或者在上方或下方只有凸的部分，而实际上没有拐点的情况下，拐点71的初始位置，例如，只要设定在与遥控开度的中央值(50％)相对应的目标R-N特性曲线上即可。
输入装置14包括：配置在显示装置15的画面上的触摸面板75，用于进行该触摸面板的操作的触摸笔83，设在显示装置15的画面的侧方的十字按钮76，用于确定目标R-N特性的变更操作的特性变更按钮84，和在使高速特性变化时操作的高速特性按钮85(变更对象指定单元)。十字按钮76、特性变更按钮84以及高速特性按钮85构成了按键输入单元。
十字按钮76具备上下按钮77、78(曲线形状变更输入单元)和左右按钮79、80(拐点位置变更输入单元)。在该实施方式中，例如，通过操作十字按钮76的左右按钮79、80，如图15所示，可以使目标R-N特性曲线的拐点71向左右移动。在该实施方式中，通过左右按钮79、80的操作，拐点71便沿着表示相对于遥控开度的发动机转速的线性特性的直线移动。
另外，通过十字按钮76的上下按钮77、78的操作，便可以使目标R-N特性曲线的形状变化。由此，可以将R-N特性曲线变更为所需的形状，例如，可以以线性特性(图16中央图)为基准，将R-N特性曲线设为向上凸(图16左图)或向下凸的曲线形状(图16右图)。这时，如果在操作高速特性按钮85的状态下操作上下按钮77、78，便可以使高速特性曲线的形状变化。另外，通过不操作高速特性按钮85而操作上下按钮77、78，可以使低速特性曲线的曲线形状变化。
用触摸面板75以及触摸笔83也可以进行同样的操作。即，通过用触摸笔83点击拐点71，并一面按压设在触摸笔83上的点击按钮83A一面将拐点71向左右拖动的操作，可以在表示线性特性的直线上变更拐点71的位置。另外，通过高速特性区域侧的拖动操作，可以变更高速特性曲线，通过低速特性区域侧的拖动操作，可以变更低速特性曲线的形状。这样，触摸面板75以及触摸笔83具有作为拐点位置变更输入单元以及曲线形状变更输入单元的功能。
线性特性，如图17所示，由遥控全闭(θ＝0)时为怠速转速(N1)、遥控全开(θ＝100)时为最大转速(Nm)的直线给出。当确定了拐点71的遥控开度θp时，与该遥控开度θp相对应的发动机转速Np由如下公式(5)给出。
(公式5)
N p = N m - N 1 100 θ p + N 1 · · · · · · ( 5 )
当拐点(θp，Np)确定时，低速特性用以(0，N1)以及(θp，Np)为两端的曲线表示，高速特性用以(θp，Np)以及(100，Nm)为两端的曲线表示。在值N1、Nm上，可以采用以如上公式(1)求出的平均值N1、Nm，但也可以采用预先确定的别的值。
高速特性以及低速特性的曲线，例如，用如下公式(6)那样的函数表示。
(公式6)
在此，kl、kh是设定参数，例如，假设取0.1≤kl、kh≤10的范围。当kl＝kh＝1时，是线性特性。
拐点一般最好预先设定在比超越峰值区域(兴波阻力最大的速度区域)时所用的发动机转速稍低的发动机转速附近(例如，2000rpm前后)。通过以这种方式预先设定，便可以使适合于比峰值区域低速时的驾船(例如离岸、靠岸或拖网捕捞)的低速特性和适合于从峰值区域到高速区域的驾船(例如长距离移动等)的高速特性两立。
低速特性是多用于离岸、靠岸或拖网捕捞等的发动机转速区域的特性，应该重视操作性进行设定。一般来说，最好预先设定为线性特性，或者即便较大地操作遥控杆8a，发动机转速也很难上升的特性。通过以这种方式设定，可以避免发动机转速的急剧的增加，从而发动机输出的微调整变得容易。
高速特性是多用于高速移动的情况、或者像在波浪较大的状态下航行时那样需要发动机的高灵敏度的情况的发动机转速区域的特性。一般来说，最好预先设定为线性特性，或者发动机转速通过微小的遥控杆操作就很容易上升的高灵敏度特性。通过以这种方式设定，不用使遥控杆8a倾斜到最里面，就可以以良好的灵敏度得到所需的输出。因而，例如，当在波涛汹涌的海面上超越波浪时有效。另外，由于拐点设定在比峰值区域低的发动机转速侧，因此可以很容易地达到滑行状态(兴波阻力变小，摩擦阻力变成支配性阻力的状态)。
正如已经叙述的那样，目标特性曲线可以设为以线性特性为中心而向上凸或向下凸的曲线，但在该实施方式中，在拐点的前后会造成如下的制约1～3。
制约1  当将低速特性以及高速特性中的一方的特性设定为向上凸时，另一方的特性只能设定为线性或向下凸的特性。
制约2  当将低速特性以及高速特性中的一方的特性设定为向下凸时，另一方的特性只能设定为线性或向上凸的特性。
制约3  当将低速特性以及高速特性中的一方的特性设定为线性时，另一方的特性可以设定为向上凸、线性、向下凸的特性。
这是用于防止低速特性以及高速特性这两方在拐点的前后变为向上凸或向下凸、有损特性的连续性的制约。当希望在整个遥控开度范围内设定为向上凸或向下凸的特性时，可以将拐点设定在怠速转速、即遥控开度为0％的位置上，并调整高速特性的曲线。当然，相反，也可以将拐点设定在最大转速、即遥控开度为100％的位置上，并调整低速特性的曲线。
目标R-N特性曲线的设定，可以在停船中进行，也可以在航行中进行。
图18是用于说明在停船中(换档位置为空档位置时)进行目标R-N特性曲线的设定时的处理的流程图。操作者确认显示在显示装置15上的目标R-N特性曲线，并用触摸面板75或十字按钮76进行特性曲线的设定操作。例如，当在触摸面板75上指定拐点71并左右移动时，拐点以被约束成线性特性的状态移动(参照图17)。进而，当在触摸面板75上指定高速特性或低速特性并上下移动时，得到向上凸或向下凸的特性曲线(步骤S21)。
操作者在设定了粗略的特性曲线之后，按压特性变更按钮84(步骤S22)。目标特性设定组件67对其进行响应而生成设定的目标特性图表，并储存在目标R-N特性图表存储部67M内。R-T特性图表计算组件62相对于设定的目标特性图表输入遥控开度矢量θ，并计算出目标发动机转速矢量N(步骤S23)。进而，R-T特性图表计算组件62相对于N-T特性图表输入目标发动机转速矢量N，并计算出目标节气门开度矢量φ(步骤S24)。这样得到的矢量的组(θ，φ)，作为被更新的R-T特性图表而储存在R-T特性图表存储部62M内(步骤S25)。
之后当操作遥控杆8a从而使换档位置处于前进位置或后退位置时，目标节气门开度计算组件61根据储存在R-T特性图表存储部62M内的新的R-T特性图表设定目标节气门开度。由此，根据由操作者设定的目标R-N特性控制发动机39的输出(发动机转速)。
图19是用于说明在航行中(当换档位置处于空档位置以外时，更具体地说，当换档位置处于前进位置或后退位置时)进行目标R-N特性的设定时的处理的流程图。目标特性设定组件67根据来自于节气门操作部8的输出和现在所设定的目标R-N特性(目标R-N特性图表)，判定现在的遥控开度是处于高速特性侧的开度区域还是处于低速特性侧的开度区域(步骤S31)。当操作者想将目标特性沿着向上凸的方向进行微调整时，如图20所示，不移动遥控杆8a，而是按压十字按钮76的上按钮77(在图20中，展示了变更高速特性的例子)。每按压一次上按钮77，都根据由步骤S31得到的判定结果设定低速特性或高速特性的新的目标特性，然后将向上凸的程度较强的目标特性储存在目标R-N特性图表存储部67M内(步骤S32)。与之相对应地，由R-T特性图表计算组件62再次计算R-T特性图表(步骤S33)。当想将目标特性沿着向下凸的方向进行微调整时，不移动遥控杆8a，而是按压十字按钮76的下按钮78。每按压一次下按压78，都根据由步骤S31得到的判定结果设定低速特性或高速特性的新的目标特性，并将向下凸的程度较强的目标特性储存在目标R-N特性图表存储部67M内(步骤S32)。与之相对应地，由R-T特性图表计算组件62再次计算R-T特性图表(步骤S33)。这样，在航行中，将节气门操作部8兼用作将低速特性曲线或高速特性曲线中的任意一个指定作为形状变更对象的曲线部分的变更对象指定单元。
目标节气门开度计算组件61，根据微调整后的R-T特性图表计算出目标节气门开度。该目标节气门开度通过一阶滞后过滤器68被提供给船外机ECU11(步骤S34)。
这样，驾船者可以在使船舶1航行的状态下，一面确认发动机39的相对于遥控杆8a的操作的举动，一面对目标特性进行微调整。
在节气门开度因R-T特性图表在航行中变化而急剧变化时，发动机输出也急剧变化，从而有可能给乘客造成不适感。于是，在该实施方式中，为了防止节气门开度的急剧的变化，设置抑制目标节气门开度的台阶状的变化的一阶滞后过滤器68，并将通过了该一阶滞后过滤器68的目标节气门开度作为最终的目标节气门开度向船外机ECU11输出。一阶滞后过滤器68只在从由于航行中的再计算而产生目标特性的台阶状的变化开始到其影响变得足够小为止的一定时间(例如，5秒钟)内工作。
再者，在该实施方式中，虽然采用了一阶滞后过滤器68，但也可以考虑其他的抑制目标节气门开度的台阶状变化的装置。例如，也可以对现在的节气门开度和再计算后的目标节气门开度进行线性插补，从而使节气门开度从现在值到目标值逐渐变化。
图21是用于说明当用十字按钮76变更目标R-N特性图表时，目标特性设定组件67所执行的处理的一例的流程图。目标特性设定组件67监控按钮输入的有无(步骤S41)。当检测到任意一个按钮输入时，进而，目标特性设定组件67判定十字按钮76的左右按钮79、80是否被按压(步骤S42)。当左右按钮79、80被按压时，通过如下公式(7)更新拐点的遥控开度θp(步骤S43)，从而求出新的遥控开度θpNEW。在如下公式(7)中，Δθ是按压一次左右按钮79、80时的变化量(在该实施方式中是固定值)。例如，可以将右按钮80被按压时的Δθ的值设定为+5％，将左按钮79被按压时的Δθ的值设定为-5％。
θpNEW＝θp+Δθ    ……(7)
目标特性设定组件67进而通过所述公式(5)求出与更新的拐点遥控开度θp相对应的发动机转速Np(步骤S44)。由此，确定更新后的拐点。
另一方面，在步骤S42中，当左右按钮79、80没有被按压时，上下按钮77、78便被按压。这时，目标特性设定组件67进而判断高速特性按钮85是否被按压(步骤S45)。
当高速特性按钮85被按压时，将所述公式(6)的设定参数kh更新为通过如下公式(8)得到的新的参数khNEW。由此，高速特性的曲线被更新(步骤S46)。
khNEW＝kh+Δkh    ……(8)
在此，Δkh是按压一次上下按钮77、78时的变化量(在该实施方式中是固定值)。例如，当kh≤1时，可以将按压上按钮77时的Δkh设定为-0.1，将按压下按钮78时的Δkh设定为+0.1。另外，当kh＞1时，可以将按压上按钮77时的Δkh设定为-1，将按压下按钮78时的Δkh设定为+1。
当高速特性按钮85没有被按压时，将所述公式(6)的设定参数kl更新为通过如下公式(9)得到的新的参数klNEW。由此，低速特性的曲线被更新(步骤S47)。
klNEW＝kl+Δkl……(9)
在此，Δkl是按压一次上下按钮77、78时的变化量(在该实施方式中是固定值)。例如，当kl≤1时，可以将按压上按钮77时的Δkl设定为-0.1，将按压下按钮78时的Δkl设定为+0.1。另外，当kl＞1时，可以将按压上按钮77时的Δkl设定为-1，将按压下按钮78时的Δkl设定为+1。
进而，目标特性设定组件67判断特性变更按钮84是否被按压(步骤S48)。如果特性变更按钮84没有被按压，则重复从步骤S41开始的处理，接着受理操作者的输入，进行拐点的位置变更以及/或高速·低速特性的曲线的更新。
如果特性变更按钮84被按压，目标特性设定组件67将设定的特性确定作为目标R-N特性图表(步骤S49)，并将确定的目标R-N特性图表储存在目标R-N特性图表存储部67M内，然后结束目标特性设定处理。
接下来，说明相对于来自于触摸面板75的输入的目标特性设定组件67的处理。向触摸面板75进行的输入，可以通过用触摸笔83直接接触显示装置15的画面的方式进行，同样的操作也可以用鼠标等指针设备进行。
显示装置15的显示画面，如图22所示，可以分割成3个区域。即，以拐点的遥控开度θp为中心的规定的范围的拐点操作区域，其左侧的低速特性操作区域，以及拐点操作区域的右侧的高速特性操作区域。更具体地说，各区域以如下的方式确定。
低速特性操作区域    0≤θ＜θp-5
拐点操作区域v       θp-5≤θ≤θp+5
高速特性操作区域    θp+5＜θ≤100
图23是用于说明由目标特性设定组件67进行的相对于来自于触摸面板75的输入的处理的一例的流程图。目标特性设定组件67，首先检测显示在显示装置15的画面上的光标90(参照图22)的位置(用触摸笔83按压的位置，或者最后按压的位置)(步骤S51)。进而，目标特性设定组件67判定触摸笔83所具备的点击按钮83A是否为了拖动操作而被按压(步骤S52)。如果点击按钮83A没有被按压，返回到步骤S51；在点击按钮83A被按压的情况下，将光标90的在画面上的现在位置存储在存储器(图未示)内(步骤S53)。
在存储了光标90的现在位置后，目标特性设定组件67判断该位置处于所述3个区域中的哪一个区域，即，低速特性操作区域、拐点操作区域以及高速特性操作区域中的哪一个区域(步骤S54)。当光标位置处于拐点操作区域时，进行拐点位置更新处理(步骤S55)；当光标位置处于低速特性操作区域时，进行低速特性曲线更新处理(步骤S56)；当光标位置处于高速特性操作区域时，进行高速特性曲线更新处理(步骤S57)。
在拐点位置更新处理(步骤S55)中，当从存储在所述存储器内的光标位置通过触摸笔83的拖动操作(在按压点击按钮83A的情况下使触摸笔83的位置在画面上变更的操作)移动光标90时，目标特性设定组件67忽略光标位置的上下方向的变位量，而只检测光标位置的左右方向的变位量。然后，目标特性设定组件67根据检测出的变位量更新所述拐点71的遥控开度θp，并通过公式(5)求出相对应的发动机转速Np。这样，拐点71就被变更。
在低速特性曲线更新处理(步骤S56)中，当从存储在所述存储器内的光标位置通过触摸笔83的拖动操作移动光标90时，目标特性设定组件67忽略光标位置的左右方向的变位量，而只检测光标位置的上下方向的变位量。然后，目标特性设定组件67根据检测出的变位量更新所述参数kl。这样，低速特性曲线就被变更。
在高速特性曲线更新处理(步骤S57)中也是同样，当从存储在所述存储器内的光标位置通过触摸笔83的拖动操作移动光标90时，目标特性设定组件67忽略光标位置的左右方向的变位量，而只检测光标位置的上下方向的变位量。然后，目标特性设定组件67根据检测出的变位量更新所述参数kh。这样，高速特性曲线就被更新。
目标特性设定组件67在拐点位置更新处理(步骤S55)、低速特性曲线更新处理(步骤S56)或者高速特性曲线更新处理(步骤S57)之后，判定特性变更按钮84是否被按压(步骤S58)。如果特性变更按压84没有被按压，重复从步骤S51开始的处理。由此，操作者可以继续进行目标R-N特性图表的变更。另一方面，如果特性变更按钮84被按压，目标特性设定组件67确定目标特性图表，并将其保存在目标R-N特性图表存储部67M内(步骤S59)。与之相对应地，由R-T特性图表计算组件62计算与更新后的目标R-N图表相对应的R-T特性图表。
这样，根据该实施方式。通过利用了触摸面板75以及/或十字按钮76等的直觉的操作，操作者可以很容易地设定相对于遥控开度的发动机转速的目标特性。另外，通过同样的操作，也可以很容易地进行已经设定的目标特性的变更。由此，可以使遥控杆8a的操作和发动机转速的变化适合于各个驾船者的感觉。其结果，船舶1的驾船变得容易，无论驾船者的熟练程度，都可以进行适当的驾船。
再者，也可以预先在目标R-N特性图表存储部67M内记录多个由目标特性设定组件67设定的目标R-N特性，根据船舶1所处的状况，或者根据驾船者的喜好，从预先记录的多个目标特性中选择某一个之后读出，并应用该选择的目标特性。
即，如图24所示，通过从输入装置14进行规定的操作，由目标特性设定组件67读出存储在目标R-N特性图表存储部67M内的多个目标R-N特性，然后显示在显示装置15上(步骤S81)。驾船者通过操作作为选择单元的输入装置14，选择某一个目标R-N特性(步骤S82)。该选择的目标R-N特性被应用于R-T特性图表计算组件62的运算(步骤S83)。
优选在R-T特性图表存储部62M内预先储存与存储在目标R-N特性图表存储部67M内的多个目标R-N特性分别相对应地在过去计算出的R-T特性。这时，当通过输入装置14的操作选择了某一个目标R-N特性时，R-T特性图表计算组件62选择与该目标R-N特性相对应的R-T特性图表。根据该选择的R-T特性图表，进行目标节气门开度计算组件61的运算。
图25是用于说明该发明的第2实施方式的构成的框图。当由数据收集处理部64而在存储部60中积蓄了必要量的数据时，N-T特性图表计算组件63计算出新的N-T特性图表。该新的N-T特性图表在所述的实施方式中，被直接储存在N-T特性图表存储部63M内，并被应用于R-T特性图表的计算。与此相对，在该实施方式中，通过N-T特性图表更新组件100的工作，在一定条件下可以进行应该应用于R-T特性图表的计算的N-T特性图表的更新。
图26是用于说明N-T特性图表更新组件100的工作的流程图。当由N-T特性图表计算组件63计算出新的N-T特性时(步骤S60的YES)，N-T特性图表更新组件100读出储存在N-T特性图表存储部63M内的以往的N-T特性(步骤S61)。N-T特性图表更新组件100进而计算出新的N-T特性相对于以往的N-T特性的差分(步骤S62，差分计算单元)。差分的计算，例如，可以通过进行与新旧N-T特性相对应的发动机转速矢量N之间的距离计算的方式得到。另外，也可以在与新旧N-T特性相对应的发动机转速矢量N之间，求出相对应的要素之间的差，并将其中最大的差作为差分来计算。
N-T特性图表更新组件100判断计算出的差分是否小于规定的阈值(步骤S63)。如果差分小于阈值，N-T特性图表更新组件100便无条件地将该新的N-T特性写入N-T特性图表存储部63M(步骤S67)。由此，应用于R-T特性图表的计算的N-T特性图表被更新为最新的图表。
另一方面，当所述计算的差分大于等于阈值时，便将该情况通知给驾船者(步骤S64，通知单元)。例如，该通知可以通过在显示装置15上显示规定的信息的方式进行。例如，信息可以是“发动机的运转状态已经改变。是否反映最新的运转状态？”这样的内容。除了信息显示之外，例如，也可以通过从扬声器发出警报音或声音消息的方式，对驾船者进行通知。
当进行通知后，驾船者通过操作被用作特性更新指示单元的输入装置14，选择是否应用新的N-T特性(步骤S65)。即，例如，在显示装置15上显示用于选择是更新为新的N-T特性，还是继续使用以往的N-T特性的按钮。驾船者可以通过选择操作其中的任意一个，来选择N-T特性。
如果选择了要应用新的N-T特性(步骤S66的YES)，N-T特性图表更新组件100将该新的N-T特性写入N-T特性图表存储部63M(步骤S67，更新单元)。由此，应用于R-T特性的计算的N-T特性被更新。
当选择了继续使用以往的N-T特性时(步骤S66的NO)，N-T特性图表更新组件100废弃该新的N-T特性(步骤S68)。
例如，存在着像乘客数量或载重暂时增减那样，船舶以与通常不同的状况航行的情况。在这种情况下，相对于遥控开度的发动机转速的特性与以往的特性相比，有可能会较大地变动。如果在这种状况下也自动更新N-T特性，那么当回到通常的航行状态时，有可能不能进行所需的航行控制，并给驾船者造成不适感。
于是，在该实施方式中，当新计算的N-T特性与以往的特性相比较大地变动时，在等待驾船者的承认之后，更新N-T特性。
图27是用于说明N-T特性图表更新组件100的别的处理例的流程图。在该图27中，对于与图26的各步骤相对应的步骤，标以同一参照标号来展示。该处理例可以应用于能够在N-T特性图表存储部63M内储存多个N-T特性的情况。
当由N-T特性图表计算组件63计算出新的N-T特性时(步骤S60的YES)，N-T特性图表更新组件100将该新的N-T特性储存在N-T特性图表存储部63M内(步骤S70)。但是，在这一时刻，该新的N-T特性并没有应用于R-T特性的计算。
当新的N-T特性相对于以往的N-T特性的差分较小时(步骤S63的YES)，或者当由驾船者选择了应用新的N-T特性时(步骤S66的YES)，就应用该新的N-T特性(步骤S67的YES)。该处理可以通过如下的方式达成，即，N-T特性图表更新组件100从储存在N-T特性图表存储部63M内的多个N-T特性之中，选择并设定该新的N-T特性作为应该应用于R-T特性的计算的特性。
即便在不应用新的N-T特性的情况下(步骤S67的NO)，也不需要废弃该新的N-T特性。
图28是用于说明该发明的第3实施方式的航行控制装置的构成的框图。在该图28中，对于与所述图3所示的各部相对应的部分，标以与图3的情况相同的参照标号。在该实施方式中，当由直行航行判定部65判定为直行航行状态时，数据收集处理部64从船外机ECU11收集发动机转速N的数据，同时收集作为节气门操作部8的输出的遥控开度θ的数据，并将其作为学习数据而储存在存储部60内。储存在该存储部60内的发动机转速N以及遥控开度θ的数据，通过N-R特性图表计算组件95而相对应，并计算出发动机转速-遥控开度特性(N-R特性)。该N-R特性图表是表示N-R特性的实测值的图表，被储存在N-R特性图表存储部96内。
N-T特性图表计算组件63从R-T特性图表存储部62M读出现在的R-T特性图表，并根据它和所述实测的N-R特性图表计算出N-T特性图表，储存在N-T特性图表存储部63M内。
除此之外的构成以及处理与所述的第1实施方式的情况相同。
这样，在该实施方式中，可以将发动机转速N以及遥控开度θ测定作为学习数据，并基于此，实现所需的目标R-N特性。在该实施方式中，由数据收集处理部64以及N-R特性图表计算组件95等构成发动机特性测定单元。
以上，说明了该发明的3个实施方式，但该发明也可以用其他的方式实施。例如，在所述的实施方式中，以在船舶1上具备一个船外机10的构成为例进行了说明，但对于在船舶1的船尾3上搭载了多个(例如2个)船外机的构成的船舶，也可以同样地应用该发明。
另外，在所述的第1以及第2实施方式中，以可以在多个区间的全部中获得测定值作为条件(图4的步骤S7)，从而求出R-T特性图表，其中所述多个区间是对节气门开度所能取的整个范围进行区分而成的多个区间；但是例如，也可以允许以在节气门全闭(0％)以及节气门全开(100％)的区间M1、M7中获得测定值作为条件，R-T特性图表的计算。由此，可以很快地得到与目标R-N特性近似的R-T特性图表。然后，通过增加其他的区间的测定数据而修正R-T特性的方式，可以将操作量-发动机转速特性高精度地约束到目标R-N特性。
进而，关于所述的第3实施方式，可以实施与参照图24～图27说明的内容同样的变形。当对于第3实施方式实施与所述第2实施方式同样的变形时，除了有条件地进行N-T特性的更新，也可以有条件地进行N-R特性的更新。
另外，在所述的实施方式中，将发动机的转速特性作为发动机输出特性来测定，但在发动机输出特性的测定时，也可以应用别的技术。例如，可以用测定船舶1的速度的速度传感器间接地测定发动机的输出特性。更具体地说，也可以从由速度传感器测定的速度求出船舶1的加速度，并将该加速度的特性看作发动机输出特性。
虽然详细地说明了本发明的实施方式，但这些不过是为了说明本发明的技术内容而采用的具体例，不用解释，本发明并不限于这些具体例，本发明的精神以及范围只由权利要求的范围限定。
该申请与2005年12月20日向日本专利厅提出的特愿2005-365854号相对应，该申请的全部内容通过引用插入这里。

Claims (12)

1.一种航行控制装置，它是通过将具有电动节气门的发动机作为驱动源而产生推进力的推进力产生单元向船体提供推进力的船舶的航行控制装置，其中，包括：
用于驾船者控制推进力的操作单元；和
根据航行时所得到的数据，更新有关与所述操作单元的操作量相对应的所述电动节气门的开度的控制信息的控制单元；
所述控制单元包括：
测定所述发动机的输出特性的发动机特性测定单元；
根据由该发动机特性测定单元测定的发动机输出特性，对表示所述操作单元的操作量和所述电动节气门的目标节气门开度的关系的操作量-目标节气门开度特性进行设定的节气门开度特性设定单元；和
根据由该节气门开度特性设定单元设定的操作量-目标节气门开度特性，对与所述操作单元的操作量相对应的目标节气门开度进行设定的目标节气门开度设定单元。
2.如权利要求1所述的航行控制装置，其中：
所述控制单元进而包括对作为所述操作单元的操作量和发动机输出的关系的操作量-发动机输出特性的目标特性进行设定的目标特性设定单元；
所述节气门开度特性设定单元，是以可以获得由所述目标特性设定单元设定的目标特性的方式，设定所述操作量-目标节气门开度特性的单元。
3.如权利要求2所述的航行控制装置，其中：
该航行控制装置进而包括受理用于对操作量-发动机输出特性的目标特性进行设定的输入的目标特性输入单元；
所述目标特性设定单元，是根据来自于所述目标特性输入单元的输入，设定所述目标特性的单元。
4.如权利要求3所述的航行控制装置，其中：
所述控制单元进而包括可以存储多个操作量-发动机输出特性的目标特性的目标特性存储单元；
所述目标特性输入单元，包括选择存储在所述目标特性存储单元内的多个目标特性中的一个的选择单元。
5.如权利要求4所述的航行控制装置，其中，所述节气门开度特性设定单元，是包括能够存储与存储在所述目标特性存储单元内的多个目标特性分别相对应的多个所述操作量-目标节气门开度特性的节气门开度特性存储单元，并从所述节气门开度特性存储单元读出并设定与由所述选择单元选择的目标特性相对应的操作量-目标节气门开度特性的单元。
6.如权利要求1所述的航行控制装置，其中：
所述发动机特性测定单元，包括测定表示所述电动节气门的开度和发动机输出的关系的节气门开度-发动机输出特性的单元；
所述节气门开度特性设定单元，是根据由所述发动机特性测定单元测定的节气门开度-发动机输出特性，设定所述操作量-目标节气门开度特性的单元。
7.如权利要求1所述的航行控制装置，其中：
所述发动机特性测定单元，包括测定表示所述操作单元的操作量和发动机输出的关系的操作量-发动机输出特性的单元；
所述节气门开度特性设定单元，是根据由所述发动机特性测定单元测定的操作量-发动机输出特性，设定所述操作量-目标节气门开度特性的单元。
8.如权利要求1所述的航行控制装置，其中，所述控制单元进而包括：
用于存储由所述发动机特性测定单元测定的发动机输出特性的发动机特性存储单元；
运算由所述发动机特性测定单元新测定的发动机输出特性，和存储在所述发动机特性存储单元内的以往的发动机输出特性的差分的差分运算单元；和
当由该差分运算单元运算的差分大于等于规定的阈值时，将该情况通知驾船者的通知单元。
9.如权利要求8所述的航行控制装置，其中，该航行控制装置进而具备：为了选择应该将所述新测定的发动机输出特性和所述以往的发动机输出特性中的哪一个应用于由所述节气门开度特性设定单元进行的运算，而由驾船者操作的特性更新指示单元；
所述控制单元进而包括：当经由该特性更新指示单元选择了所述新的发动机输出特性时，将应用于由所述节气门开度特性设定单元进行的运算的发动机输出特性更新为所述新的发动机输出特性的更新单元。
10.如权利要求1所述的航行控制装置，其中：
所述控制单元进而包括判定所述船舶是否处于航行中的航行判定单元；
所述发动机特性测定单元，是以由所述航行判定单元判定为所述船舶正在航行中的情况为条件进行发动机输出特性的测定的单元。
11.如权利要求10所述的航行控制装置，其中：
所述航行判定单元，包括判定所述船舶是否是规定的直行航行状态的直行航行判定单元；
所述发动机特性测定单元，是以所述直行航行判定单元判定为所述船舶是直行航行状态的情况为条件进行发动机输出特性的测定的单元。
12.一种船舶，其中，包括：
船体；
安装在该船体上，将具有电动节气门的发动机作为驱动源而产生推进力的推进力产生单元；和
权利要求1～11的任意一项所述的航行控制装置。
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