JP2006290196A - 船外機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】手動操縦と自動操縦の両方を実行するのに必要な構成を簡素化し、装置の大型化と取り付け作業の煩雑化を防止すると共に、自動操縦中の船速の調整や停船も行うことができるようにした船外機の制御装置を提供する。
【解決手段】ステアリングホイールやシフト・スロットルレバーから入力された操船者指示（船外機の転舵指示、シフトチェンジ指示およびエンジン回転数の調節指示）に従って転舵用電動モータ、スロットル用電動モータおよびシフト用電動モータの動作を制御する通常の制御と、ＧＰＳプロッターから入力された船体の位置情報と目標位置に基づいて上記各電動モータの動作を制御して船体を自動操縦する自動操縦制御（Ｓ１０２からＳ１３０，Ｓ１４２）とを、同一のＥＣＵで実行する。
【選択図】図６

Description

この発明は、船外機の制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１に記載されるように、船外機の転舵、機関回転数の調節およびシフトチェンジを、アクチュエータで行うようにした船外機の制御装置が知られている。その装置にあっては、具体的には、船外機の転舵軸を駆動して船外機を転舵させる転舵用アクチュエータと、船外機に搭載された内燃機関のスロットルバルブを開閉して機関回転数を調節するスロットル用アクチュエータと、船外機のシフト機構を駆動してシフトチェンジを行うシフト用アクチュエータと、操船者に操作されて船外機の転舵指示、機関回転数の調節指示およびシフトチェンジ指示の少なくともいずれかの操船者指示を入力する操作部（ステアリングホイールやシフト・スロットルレバー）と、操作部から入力された操船者指示に従って各アクチュエータの動作を制御する制御ユニットとを備えている。

また、例えば特許文献２に記載されるように、船体の航路上の位置情報を取得すると共に、取得した位置情報と予め設定した航路上の目標位置のずれを解消するように船体を自動操縦する自動操縦装置も提案されている。
特開２００４−１２４８１６号公報（段落００２０，００２１など） 特開２００１−３０４９０９号公報（段落０００３など）

船外機を推進力として船体を自動操縦する場合、従来は自動操縦装置を船外機とは独立に設置していた。具体的には、自動操縦装置として、船外機を転舵させるためのアクチュエータと、船体の位置情報を取得するＧＰＳと、ＧＰＳの出力に基づいて前記アクチュエータの動作を制御する制御ユニットとを設けると共に、それらを船外機自体の制御ユニットやアクチュエータとは独立に設置していた。

即ち、従来技術にあっては、自動操縦を行うのに必要な制御ユニットと制御対象（アクチュエータ）が、船外機のそれ（操船者による操縦を行うのに必要な制御ユニットと制御対象）とは別個に設けられていた。そのため、船外機の制御装置全体として構成が簡素とはいえず、装置の大型化や取り付け作業の煩雑化を招くという不具合があった。また、従来の自動操縦装置では船外機を転舵させるに止まっていたため、自動操縦中の船速の調整や停船を行えないという不具合があった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、手動操縦と自動操縦の両方を実行するのに必要な構成を簡素化し、装置の大型化と取り付け作業の煩雑化を防止すると共に、自動操縦中の船速の調整や停船も行うことができるようにした船外機の制御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、船外機の転舵軸を駆動して前記船外機を転舵させる転舵用アクチュエータと、前記船外機に搭載された内燃機関のスロットルバルブを開閉して機関回転数を調節するスロットル用アクチュエータと、前記船外機のシフト機構を駆動してシフトチェンジを行うシフト用アクチュエータと、操船者に操作されて前記船外機の転舵指示、機関回転数の調節指示およびシフトチェンジ指示の少なくともいずれかの操船者指示を入力する操作部と、前記入力された操船者指示に従って前記転舵用アクチュエータ、スロットル用アクチュエータおよびシフト用アクチュエータの少なくともいずれかの動作を制御するアクチュエータ制御手段とを備えた船外機の制御装置において、前記船外機が装着される船体の航路上の位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記操船者に操作されて前記航路上の目標位置を入力する目標位置入力部とを備えると共に、前記アクチュエータ制御手段は、前記取得された位置情報と前記入力された目標位置に基づいて前記転舵用アクチュエータ、スロットル用アクチュエータおよびシフト用アクチュエータの少なくともいずれかの動作を制御して前記船体を自動操縦するように構成した。

また、請求項２にあっては、前記アクチュエータ制御手段は、前記自動操縦の実行中に前記操船者指示が入力されたとき、前記自動操縦を中止すると共に、前記入力された操船者指示に従って前記転舵用アクチュエータ、スロットル用アクチュエータおよびシフト用アクチュエータの少なくともいずれかの動作を制御するように構成した。

また、請求項３にあっては、前記アクチュエータ制御手段は、前記操船者指示の入力が終了してから所定時間経過したとき、前記自動操縦を再開するように構成した。

請求項１に係る船外機の制御装置にあっては、船外機を転舵させる転舵用アクチュエータと、機関回転数を調節するスロットル用アクチュエータと、シフトチェンジを行うシフト用アクチュエータと、操船者に操作されて船外機の転舵指示、機関回転数の調節指示およびシフトチェンジ指示の少なくともいずれかの操船者指示を入力する操作部（ステアリングホイールやシフト・スロットルレバー）と、入力された操船者指示に従って各アクチュエータの少なくともいずれかの動作を制御するアクチュエータ制御手段と、船外機が装着される船体の航路上の位置情報を取得する位置情報取得手段と、操船者に操作されて航路上の目標位置を入力する目標位置入力部とを備えると共に、前記アクチュエータ制御手段は、前記取得した位置情報と入力された目標位置に基づいて各アクチュエータの少なくともいずれかの動作を制御して船体を自動操縦するように構成したので、手動操縦と自動操縦の両方を行うのに必要な構成が簡素化され、装置の大型化と取り付け作業の煩雑化を防止することができる。また、航路上の位置情報と目標位置に基づいて転舵用アクチュエータ、スロットル用アクチュエータおよびシフト用アクチュエータの少なくともいずれかの動作を制御するように構成したので、自動操縦中の船速の調整や停船も行うことができる。

また、請求項２に係る船外機の制御装置にあっては、自動操縦の実行中に操船者指示が入力されたとき、自動操縦を中止すると共に、入力された操船者指示に従って転舵用アクチュエータ、スロットル用アクチュエータおよびシフト用アクチュエータの少なくともいずれかの動作を制御するように構成したので、上記した効果に加え、自動操縦から手動操縦に速やかに移行することができると共に、自動操縦から手動操縦への切り替え作業が不要となって操船者の負担を軽減することができる。尚、従来技術にあっては、自動操縦装置が船外機とは独立に設置されていたため、手動操縦と自動操縦を切り替えるのに煩雑な操作が必要であるという不具合があった。

また、請求項３に係る船外機の制御装置にあっては、操船者指示の入力が終了してから所定時間経過したとき、自動操縦を再開するように構成したので、上記した効果に加え、手動操縦から自動操縦への切り替え作業も不要となり、操船者の負担を一層軽減することができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る船外機の制御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制御装置を船体も含めて全体的に示す概略図であり、図２は、図１に示す船外機の拡大側面図である。

図１および図２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。

図１に示す如く、船体１２において操縦席１４の付近には、ステアリングホイール１６（操作部）が配置される。ステアリングホイール１６は、操船者に操作されて船外機１０の転舵指示（操船者指示）を入力する。また、ステアリングホイール１６の回転軸（図示せず）の付近には、操舵角センサ１８が設けられる。操舵角センサ１８は、操船者によって操作されたステアリングホイール１６の操舵角に応じた信号を出力する。

また、操縦席１４の付近にはリモートコントロールボックス（以下「リモコンボックス」という）２０が配置される。リモコンボックス２０には、操船者に操作されるシフト・スロットルレバー２２が設けられる。シフト・スロットルレバー２２は、初期位置から前後方向に揺動操作自在とされ、操船者からのシフトチェンジ指示（操船者指示）とエンジン回転数の調節指示（操船者指示）を入力する。また、リモコンボックス２０は、レバー位置センサ２４を備える。レバー位置センサ２４は、操船者によって操作されたシフト・スロットルレバー２２の位置に応じた信号を出力する。

操縦席１４の付近には、さらに、ＧＰＳ（Global Positioning System）プロッター２６が配置される。ＧＰＳプロッター２６は、船体１２の航路上の位置情報を取得すると共に、操船者に操作されて船体１２の航路上の目標位置を入力する。ＧＰＳプロッター２６は、具体的には、受信機やディスプレイ、複数個のスイッチなど（いずれも図示せず）を備え、衛星から発信された電波を受信して船体１２の航路上の位置を特定し、船体１２の航跡をディスプレイに表示すると共に、操船者のスイッチ操作によって船体１２の航路上の目標位置が入力される。また、ＧＰＳプロッター２６は、取得した位置情報（特定した船体１２の位置）と入力された目標位置に応じた信号を出力する。

さらに操縦席１４の付近には、自動操縦スイッチ３０と船速設定スイッチ３２が設けられる。自動操縦スイッチ３０は、操船者の操作に応じ、自動操縦（オートパイロット）の実行指示または実行禁止指示を示す信号を出力する。また、船速設定スイッチ３２は、操船者の操作に応じて自動操縦時の指示速度（目標速度）Ｖｏを示す信号を出力する。上記した各出力は、船外機１０に搭載された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）３４に入力される。

図２に示すように、船外機１０は、その上部に内燃機関（以下「エンジン」という）３６を備える。エンジン３６は火花点火式のガソリンエンジンである。エンジン３６は水面上に位置し、エンジンカバー４０で覆われる。また、エンジンカバー４０の内部においてエンジン３６の付近には、前記したＥＣＵ３４が配置される。

一方、船外機１０の下部にはプロペラ４２が配置される。プロペラ４２は、エンジン３６の出力がシフト機構（図２で図示せず）などを介して伝達されて回転し、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、船外機１０の転舵軸（図２で図示せず）を駆動して船外機１０を左右に転舵させる転舵用電動モータ（転舵用アクチュエータ）４４と、エンジン３６のスロットルバルブ（図２で図示せず）を開閉するスロットル用電動モータ（スロットル用アクチュエータ）４６と、シフト機構を駆動してシフトチェンジを行うシフト用電動モータ（シフト用アクチュエータ）４８とを備える。

転舵用電動モータ４４の付近には、転舵角センサ５０が配置される。転舵角センサ５０は、船外機１０の転舵角に応じた信号を出力する。また、スロットル用電動モータ４６の付近には、スロットル開度センサ５２が配置される。スロットル開度センサ５２は、スロットルバルブの開度に応じた信号を出力する。

シフト用電動モータ４８の付近には、シフト位置センサ５４が配置される。シフト位置センサ５４は、シフトポジション（ニュートラル、フォワードおよびリバース）を示す信号を出力する。上記したセンサ５０，５２，５４の出力は、ＥＣＵ３４に入力される。

次いで、図３を参照し、船外機１０の構造について詳説する。図３は、船外機１０の部分断面図である。

図３に示すように、船外機１０はスターンブラケット５６を備える。スターンブラケット５６は、船体１２の後尾に固定される。また、スターンブラケット５６には、チルティングシャフト５８を介してスイベルケース６０が接続される。

また、船外機１０は、マウントフレーム６２を備える。マウントフレーム６２はシャフト部６４（転舵軸）を備え、シャフト部６４はスイベルケース６０の内部に鉛直軸回りに回転自在に収容される。マウントフレーム６２は、その上端が船外機１０のフレームに固定される。また、マウントフレーム６２の下端は、ロアマウントセンターハウジング６６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６０の上部には、前記した転舵用電動モータ４４が配置される。転舵用電動モータ４４の出力軸は、減速ギヤ機構６８を介してマウントフレーム６２に接続される。即ち、転舵用電動モータ４４を駆動することにより、その回転出力が減速ギヤ機構６８を介してマウントフレーム６２に伝達され、よって船外機１０がシャフト部６４を回転軸として左右に（鉛直軸回りに）転舵される。上記した転舵角センサ５０は、船外機１０の転舵角として、シャフト部６４の回転角に応じた信号を出力する。

また、エンジン３６の吸気管７０には、スロットルボディ７２が接続される。スロットルボディ７２は、その内部にスロットルバルブ７４を備えると共に、前記したスロットル用電動モータ４６が一体的に取り付けられる。スロットル用電動モータ４６の出力軸は、スロットルボディ７２に隣接して配置された減速ギヤ機構（図示せず）を介し、スロットルバルブ７４を支持するスロットルシャフト７６に接続される。即ち、スロットル用電動モータ４６を駆動することで、その回転出力がスロットルシャフト７６に伝達されてスロットルバルブ７４が開閉し、よってエンジン３６の吸気が調量されてエンジン回転数が調節される。

エンジン３６を覆うエンジンカバー４０の下方には、エクステンションケース８０が取り付けられ、エクステンションケース８０の下方には、さらにギヤケース８２が取り付けられる。エクステンションケース８０とギヤケース８２の内部には、鉛直軸回りに回転自在に支持されたドライブシャフト（バーチカルシャフト）８４が配置される。ドライブシャフト８４は、その上端にエンジン３６のクランクシャフト（図示せず）が接続される一方、下端にはピニオンギヤ８６が設けられる。

また、ギヤケース８２の内部には、水平軸回りに回転自在に支持されたプロペラシャフト９０が収容される。プロペラシャフト９０の一端はギヤケース８２から船外機１０の後方に向けて突出され、そこにボス部９２を介して前記したプロペラ４２が取り付けられる。

エンジン３６から排出された排気は、図に矢印で示すように、排気管９４からエクステンションケース８０の内部に放出される。エクステンションケース８０の内部に放出された排気は、さらにギヤケース８２の内部とプロペラのボス部９２の内部を通過し、プロペラ４２の後方の水中へと排出される。

船外機１０は、さらにシフト機構９６を備える。シフト機構９６は、フォワードベベルギヤ９８、リバースベベルギヤ１００、クラッチ１０２、シフトスライダ１０４、シフトロッド１０６および減速ギヤ機構１１０からなる。

フォワードベベルギヤ９８とリバースベベルギヤ１００は、プロペラシャフト９０の外周に配置されると共に、上記したピニオンギヤ８６と噛合して相反する方向に回転させられる。フォワードベベルギヤ９８とリバースベベルギヤ１００の間には、プロペラシャフト９０と一体に回転するクラッチ１０２が配置される。

また、船外機１０の内部には、その上部から下部に亘ってシフトロッド１０６が挿通される。シフトロッド１０６は、具体的には、エンジンカバー３０からスイベルケース５４（より詳しくは、そこに収容されたシャフト部５８の内部）を経てギヤケース８２に至るまでの空間に、鉛直軸回りに回転自在に支持される。上記したクラッチ１０２は、シフトスライダ１０４を介してシフトロッド１０６の底面に設けられたロッドピン１０６ａに接続される。

ここで、ロッドピン１０６ａは、シフトロッド１０６の底面の中心から所定距離だけ偏心した位置に形成される。従って、シフトロッド１０６を回転させることにより、ロッドピン１０６ａは、前記した所定距離（偏芯量）を半径とする円弧状の移動軌跡を描きながら変位する。

このロッドピン１０６ａの変位は、シフトスライダ１０４を介し、プロペラシャフト９０の軸方向と平行な変位としてクラッチ１０２に伝達される。これにより、クラッチ１０２は、フォワードベベルギヤ９８およびリバースベベルギヤ１００のいずれかと係合する位置、あるいはそれらのいずれとも係合しない位置にスライドさせられる。

クラッチ１０２がフォワードベベルギヤ９８に係合させられると、ドライブシャフト８４の回転がピニオンギヤ８６とフォワードベベルギヤ９８を介してプロペラシャフト９０に伝達され、プロペラ３２が回転して船体１２を前進させる方向の推力を生じる。

一方、クラッチ１０２がリバースベベルギヤ１００に係合させられると、ドライブシャフト８４の回転がピニオンギヤ８６とリバースベベルギヤ１００を介してプロペラシャフト９０に伝達され、プロペラ３２が前進時とは逆方向に回転して船体１２を後進させる方向の推力を生じる。

また、クラッチ１０２がフォワードベベルギヤ９８およびリバースベベルギヤ１００のいずれとも係合しない位置に変位させられると、プロペラシャフト９０へのドライブシャフト８４の回転の伝達が断たれる。

前記したシフト用電動モータ４８は、エンジンカバー４０の内部に配置され、その出力軸は減速ギヤ機構１１０を介してシフトロッド１０６の上端に接続される。即ち、シフト用電動モータ４８を動作させることにより、その回転出力が減速ギヤ機構１１０を介してシフトロッド１０６に伝達され、シフトロッド１０６が回転させられる。そして、シフトロッド１０６の回転に応じてクラッチ１０２がスライドすることにより、シフトポジションがフォワード、リバースおよびニュートラルの間で切り換えられる。上記したシフト位置センサ５２は、シフトポジションを示す信号として、シフト機構９６の動作量、より具体的には、シフトロッド１０６の回転角に応じた信号を出力する。

図４は、図１に示す装置を機能的に表すブロック図である。

図４に示すように、ＥＣＵ３４は入力部３４ａと、演算部３４ｂと、出力部３４ｃとを備える。上記した操舵角センサ１８、レバー位置センサ２４、ＧＰＳプロッター２６、自動操縦スイッチ３０および船速設定スイッチ３２の出力は、ＥＣＵ３４の入力部３４ａに入力される。

また、船体１２の適宜位置には、船速センサ１２０と、風向・風速センサ１２２と、コンパス１２４とが配置される。船速センサ１２０は、船体１２の船速（航行速度）Ｖを示す信号を出力する。また、風向・風速センサ１２２は船体１２に作用する風の向きと大きさに応じた信号を出力し、コンパス１２４は船体１２の進行方向（方位）θを示す信号を出力する。船速センサ１２０、風向・風速センサ１２２およびコンパス１２４の出力も、ＥＣＵ３４の入力部３４ａに入力される。

また、船外機１０に配置された転舵角センサ５０、スロットル開度センサ５２およびシフト位置センサ５４の出力も、ＥＣＵ３４の入力部３４ａに入力される。ＥＣＵ３４の演算部３４ｂでは、入力部３４ａを介して入力された各値に基づき、転舵用電動モータ４４、スロットル用電動モータ４６およびシフト用電動モータ４８の制御値を算出すると共に、算出した制御値を出力部３４ｃを介して各電動モータに出力してその動作を制御する。

図５は、ＥＣＵ３４で実行される各電動モータの制御の処理を表すメイン・ルーチン・フローチャートである。図示のプログラムは、所定の周期（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。

ＥＣＵ３４の処理について概説すると、ＥＣＵ３４は、入力部３４ａを介して入力された各値に基づき、手動操縦（操船者による操縦）と自動操縦を切り替える。具体的には、ＥＣＵ３４は、ステアリングホイール１６やシフト・スロットルレバー２２から入力された操船者指示（船外機１０の転舵指示、シフトチェンジ指示およびエンジン回転数の調節指示）に従って各電動モータの動作を制御する通常の制御（以下「通常制御」という）と、ＧＰＳプロッター２６から入力された船体１２の航路上の位置情報と目標位置に基づいて（具体的には、船体１２が目標位置に到達するように）各電動モータの動作を制御して船体１２を自動操縦する自動操縦制御のうちのいずれかを実行する。

以下、図５フローチャートについて説明すると、先ずＳ１０で、自動操縦の実行指示があるか否か判断する。この判断は、自動操縦スイッチ３０の出力に基づいて行われる。Ｓ１０で否定されるとき、即ち、自動操縦スイッチ３０から自動操縦の実行禁止指示を示す信号が出力されているときは、Ｓ１２に進んで通常制御を実行する。具体的には、操舵角センサ１８で検出されたステアリングホイール１６の操舵角に応じて船外機１０の目標転舵角を決定すると共に、転舵角センサ５０の出力が目標転舵角に一致するように転舵用電動モータ４４の動作を制御する。また、レバー位置センサ２４の出力（具体的には、シフト・スロットルレバー２２の操作方向）に基づいて目標シフトポジションを決定すると共に、シフト位置センサ５４の出力が目標シフトポジションを表す値となるようにシフト用電動モータ４８の動作を制御する。そして、シフト位置センサ５４の出力から目標シフトポジションが確立されたこと（シフトチェンジが完了したこと）が検知されたとき、レバー位置センサ２４の出力（具体的には、シフト・スロットルレバー２２の操作量）に基づいて目標スロットル開度を決定すると共に、スロットル開度センサ５２の出力が目標スロットル開度に一致するようにスロットル用電動モータ３６の動作を制御する。

一方、Ｓ１０で肯定されるとき、即ち、自動操縦スイッチ３０から自動操縦の実行指示を示す信号が出力されているときは、Ｓ１４に進んで自動操縦制御を実行する。

図６は、自動操縦制御の処理を表すサブ・ルーチン・フローチャートである。

図６フローチャートを参照して自動操縦制御について説明すると、先ずＳ１００で自動操縦中止フラグのビット（初期値０）が１にセットされているか否か判断する。Ｓ１００で否定されるときはＳ１０２に進み、船体１２が目標位置に到達したか否か判断する。この判断は、ＧＰＳプロッター２６で特定された船体１２の現在位置と、入力された目標位置とを比較することによって行われる。

Ｓ１０２で否定されるときはＳ１０４で指示速度Ｖｏ（船速設定スイッチ３２の出力）を読み込むと共に、Ｓ１０６で目標進行方向（方位）θｏを算出する。目標進行方向θｏは、船体１２の現在位置と目標位置を直線で結んで得た目標航路から求められる。尚、風向・風速センサ１２２で検出された風の向きと大きさに応じ、目標進行方向θｏを修正するようにしても良い。

次いでＳ１０８に進み、シフトポジションがフォワードであるか否か判断する。Ｓ１０８で否定されるときはＳ１１０に進み、シフト用電動モータ４８の動作を制御してフォワードにシフトチェンジする。Ｓ１０８で肯定されるときはＳ１１０の処理をスキップする。

次いでＳ１１２で船体１２の現在の進行方向θ（コンパス１２４の出力）を読み込むと共に、Ｓ１１４で操船者によってステアリングホイール１６が操作されているか否か判断する。Ｓ１１４で否定されるときはＳ１１６に進み、船体１２の現在の進行方向θが目標進行方向θｏに一致しているか否か判断する。Ｓ１１６で否定されるときはＳ１１８に進み、θとθｏが一致するように転舵用電動モータ４４の動作を制御する（船外機１０を転舵させて船体１２の進行方向を調整する）。尚、Ｓ１１６で肯定されるときはＳ１１８の処理をスキップする。

次いでＳ１２０で現在の船速Ｖ（船速センサ１２０の出力）を読み込んだ後、Ｓ１２２に進んで操船者によってシフト・スロットルレバー２２が操作されているか否か判断する。Ｓ１２２で否定されるときはＳ１２４に進み、現在の船速Ｖが指示速度Ｖｏ以上であるか否か判断する。Ｓ１２４で否定されるときはＳ１２６に進み、スロットル開度が所定値だけ増大する、換言すれば、船速Ｖが所定値だけ上昇するように、スロットル用電動モータ４６の動作を制御する。他方、Ｓ１２４で肯定されるときはＳ１２８に進み、船速Ｖが指示速度Ｖｏに一致しているか否か判断する。Ｓ１２８で否定されるとき、即ち、船速Ｖが指示速度Ｖｏを上回っているときはＳ１３０に進み、ニュートラルにシフトチェンジする、またはスロットル開度を所定値だけ減少させ、船体１２を減速させる。一方、Ｓ１２８で肯定されるときはＳ１３０の処理をスキップし、現在のスロットル開度とシフトポジションを維持する。尚、船体１２が目標位置に接近したときは、指示速度Ｖｏに関わらず、スロットル開度やシフトポジションを調節して船体１２を減速させるようにしてもよい。

このように、自動操縦制御では、ＧＰＳプロッター２６から入力された船体１２の航路上の位置情報と目標位置に基づいて各電動モータの動作を制御し、船体１２を自動操縦する。

一方、Ｓ１１４またはＳ１２２で肯定されるとき、即ち、操船者によってステアリングホイール１６やシフト・スロットルレバー２２の操作が行われているときは、Ｓ１３２に進んで自動操縦制御を中止（中断）して通常制御に切り替えると共に、Ｓ１３４に進んで自動操縦中止フラグのビットを１にセットする。

このように、自動操縦の実行中にステアリングホイール１６やシフト・スロットルレバー２２の操作が行われたとき、即ち、船外機１０の転舵指示、シフトチェンジ指示およびエンジン回転数の調節指示のすくなくともいずれかの操船者指示が入力されたときは、自動操縦を中止して手動操縦に移行する。

自動操縦中止フラグのビットが１にセットされると、次回のプログラム実行時にＳ１００で肯定されてＳ１３６に進み、操船者によるステアリングホイール１６やシフト・スロットルレバー２２の操作が終了したか（操作が行われていないか）否か判断する。Ｓ１３６で肯定されるときはＳ１３８に進み、ステアリングホイール１６とシフト・スロットルレバー２２の操作が終了してから所定時間（例えば数秒）経過したか否か判断する。Ｓ１３６またはＳ１３８で否定されるときはＳ１３２に進み、通常制御を続行する。一方、Ｓ１３８で肯定されるときはＳ１４０に進んで自動操縦中止フラグのビットを０にリセットし、Ｓ１０２以降の処理に進む。即ち、自動操縦の中断中に操船者指示の入力が終了してから所定時間経過したときは、自動操縦を再開する。

尚、Ｓ１０２で肯定されるとき、即ち、船体１２が目標位置に到達したときは、Ｓ１４２に進んでニュートラルにシフトチェンジし、船体１２を停船させる。

このように、この発明の第１実施例に係る船外機の制御装置にあっては、従来技術では独立に設置されていた船外機と自動操縦装置を一体化させた。具体的には、ステアリングホイール１６やシフト・スロットルレバー２２から入力された操船者指示（船外機１０の転舵指示、シフトチェンジ指示およびエンジン回転数の調節指示の少なくともいずれか）に従って転舵用電動モータ４４、スロットル用電動モータ４６およびシフト用電動モータ４８の少なくともいずれかの動作を制御する通常制御と、ＧＰＳプロッター２６から入力された船体１２の位置情報と目標位置に基づいて各電動モータ４４，４６，４８の動作を制御して船体１２を自動操縦する自動操縦制御とを、ＥＣＵ３４で実行するように構成したので、手動操縦（通常制御）と自動操縦（自動操縦制御）の両方を行うのに必要な構成を簡素化することができる。換言すれば、手動操縦を行うのに必要な制御ユニットと制御対象を、自動操縦を行うのに必要なそれと共通化するようにしたので、装置全体の構成を簡素化することができ、よって装置の大型化と取り付け作業の煩雑化を防止することができる。さらに、自動操縦制御では、転舵用電動モータ４４に加え、スロットル用電動モータ４６とシフト用電動モータ４８の動作を制御するように構成したので、自動操縦中の船速の調整や停船も行うことができる。

また、自動操縦の実行中に操船者指示が入力されたとき、自動操縦を中止すると共に、入力された操船者指示に従って転舵用電動モータ４４、スロットル用電動モータ４６およびシフト用電動モータ４８の少なくともいずれかの動作を制御する（通常制御に切り替える）ように構成したので、自動操縦から手動操縦に速やかに移行することができると共に、自動操縦から手動操縦への切り替え作業（具体的には、自動操縦スイッチ３０の操作）が不要となって操船者の負担を軽減することができる。

また、操船者指示の入力が終了してから所定時間経過したとき、自動操縦を再開するように構成したので、手動操縦から自動操縦への切り替え作業（自動操縦スイッチ３０の操作）も不要となり、操船者の負担を一層軽減することができる。

以上の如く、この発明の第１実施例にあっては、船外機（１０）の転舵軸（シャフト部６４）を駆動して前記船外機を転舵させる転舵用アクチュエータ（転舵用電動モータ４４）と、前記船外機に搭載された内燃機関（エンジン３６）のスロットルバルブ（７４）を開閉して機関回転数（エンジン回転数）を調節するスロットル用アクチュエータ（スロットル用電動モータ４６）と、前記船外機のシフト機構（９６）を駆動してシフトチェンジを行うシフト用アクチュエータ（シフト用電動モータ４８）と、操船者に操作されて前記船外機の転舵指示、機関回転数の調節指示およびシフトチェンジ指示の少なくともいずれかの操船者指示を入力する操作部（ステアリングホイール１６、シフト・スロットルレバー２２）と、前記入力された操船者指示に従って前記転舵用アクチュエータ、スロットル用アクチュエータおよびシフト用アクチュエータの少なくともいずれかの動作を制御するアクチュエータ制御手段（ＥＣＵ３４、図５フローチャートのＳ１２）とを備えた船外機の制御装置において、前記船外機が装着される船体の航路上の位置情報を取得する位置情報取得手段（ＧＰＳプロッター２６）と、前記操船者に操作されて前記航路上の目標位置を入力する目標位置入力部（ＧＰＳプロッター２６）とを備えると共に、前記アクチュエータ制御手段は、前記取得された位置情報と前記入力された目標位置に基づいて前記転舵用アクチュエータ、スロットル用アクチュエータおよびシフト用アクチュエータの少なくともいずれかの動作を制御して前記船体を自動操縦する（図５フローチャートのＳ１４、図６フローチャートのＳ１０２からＳ１３０，Ｓ１４２）ように構成した。

また、前記アクチュエータ制御手段は、前記自動操縦の実行中に前記操船者指示が入力されたとき、前記自動操縦を中止すると共に、前記入力された操船者指示に従って前記転舵用アクチュエータ、スロットル用アクチュエータおよびシフト用アクチュエータの少なくともいずれかの動作を制御する（図６フローチャートのＳ１１４，Ｓ１２２，Ｓ１３２，Ｓ１３４）ように構成した。

また、前記アクチュエータ制御手段は、前記操船者指示の入力が終了してから所定時間経過したとき、前記自動操縦を再開する（図６フローチャートのＳ１００，Ｓ１３６からＳ１４０）ように構成した。

尚、上記において、船体１０に装着される船外機を１基としたが、２基以上であっても良い。

また、転舵用アクチュエータ、スロットル用アクチュエータおよびシフト用アクチュエータをそれぞれ電動モータとしたが、油圧シリンダなど、他のアクチュエータを使用しても良い。

この発明の第１実施例に係る船外機の制御装置を船体も含めて全体的に示す概略図である。 図１に示す船外機の拡大側面図である。 図１に示す船外機の部分断面図である。 図１に示す装置を機能的に表すブロック図である。 図４に示すＥＣＵで実行される、転舵用電動モータとスロットル用電動モータとシフト用電動モータの制御の処理を表すメイン・ルーチン・フローチャートである。 図５フローチャートで実行される自動操縦制御の処理を表すサブ・ルーチン・フローチャートである。

符号の説明

１０：船外機、１６：ステアリングホイール（操作部）、２２：シフト・スロットルレバー（操作部）、２６：ＧＰＳプロッター（位置情報取得手段、目標位置入力部）、３４：ＥＣＵ（アクチュエータ制御手段）、３６：エンジン（内燃機関）、４４：転舵用電動モータ（転舵用アクチュエータ）、４６：スロットル用電動モータ（スロットル用アクチュエータ）、４８：シフト用電動モータ（シフト用アクチュエータ）、６４：シャフト部（転舵軸）、７４：スロットルバルブ、９６：シフト機構

Claims (3)

1. 船外機の転舵軸を駆動して前記船外機を転舵させる転舵用アクチュエータと、前記船外機に搭載された内燃機関のスロットルバルブを開閉して機関回転数を調節するスロットル用アクチュエータと、前記船外機のシフト機構を駆動してシフトチェンジを行うシフト用アクチュエータと、操船者に操作されて前記船外機の転舵指示、機関回転数の調節指示およびシフトチェンジ指示の少なくともいずれかの操船者指示を入力する操作部と、前記入力された操船者指示に従って前記転舵用アクチュエータ、スロットル用アクチュエータおよびシフト用アクチュエータの少なくともいずれかの動作を制御するアクチュエータ制御手段とを備えた船外機の制御装置において、前記船外機が装着される船体の航路上の位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記操船者に操作されて前記航路上の目標位置を入力する目標位置入力部とを備えると共に、前記アクチュエータ制御手段は、前記取得された位置情報と前記入力された目標位置に基づいて前記転舵用アクチュエータ、スロットル用アクチュエータおよびシフト用アクチュエータの少なくともいずれかの動作を制御して前記船体を自動操縦することを特徴とする船外機の制御装置。
2. 前記アクチュエータ制御手段は、前記自動操縦の実行中に前記操船者指示が入力されたとき、前記自動操縦を中止すると共に、前記入力された操船者指示に従って前記転舵用アクチュエータ、スロットル用アクチュエータおよびシフト用アクチュエータの少なくともいずれかの動作を制御することを特徴とする請求項１記載の船外機の制御装置。
3. 前記アクチュエータ制御手段は、前記操船者指示の入力が終了してから所定時間経過したとき、前記自動操縦を再開することを特徴とする請求項２記載の船外機の制御装置。
   

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