JP2013163439A - 船外機の制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】個別に舵角を設定可能な複数の船外機が取り付けられた船舶において、舵角差の拡大を防止することができる船外機の制御システムを提供する。
【解決手段】船外機の制御システムは、複数の船外機３ａ，３ｂと、目標舵角設定部と、複数のアクチュエータと、実舵角検知部と、制御部と、を備える。複数の船外機は、船舶の船尾に取り付けられる。複数の船外機は、独立して転舵可能である。目標舵角設定部は、各船外機の目標舵角を設定する。複数のアクチュエータは、各船外機の舵角が目標舵角となるように各船外機を転舵動作させる。実舵角検知部は、各船外機の実舵角を検知する。制御部は、互いに隣接して配置された船外機の実舵角の差である舵角差が所定値以上となったときに、舵角差の拡大を回避するように船外機の転舵動作を制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は、船外機の制御システムに関する。

従来の船舶には、複数の船外機が船尾に取り付けられており、各船外機が、タイバーと呼ばれる棒状の部品によって連結されているものがある。このような船舶では、複数の船外機の舵角が連携して変更される。従って、船外機の舵角の変更時には、各船外機間に所定距離が保たれた状態で、各船外機が転舵動作する。このため、船外機同士が異なる方向に向くことはない。

これに対し、特許文献１及び特許文献２では、複数の船外機をタイバーによって連結せずに、複数の船外機の舵角を個別に制御する船舶が開示されている。具体的には、特許文献１の船舶では、操船者によって選択された走行性能モードに応じて、各船外機の舵角が設定される。特許文献２の船舶では、エンジン回転数とステアリングホイールの回転角とに基づいて、左舷船外機と右舷船外機の目標舵角が個別に設定される。

このように複数の船外機がタイバーによって連結されていない船舶では、複数の船外機の舵角が大きく異なった状態となりうる。この場合、互いに隣接する船外機の一方が他方の船外機に近づき過ぎることにより、船外機同士が衝突する可能性がある。そこで、特許文献３に開示されている船舶では、転舵方向における下流側に位置する船外機ほど、舵角が大きくなるように、複数の船外機の目標舵角が個別に制御される。これにより、タイバーによって連結されていない複数の船外機を備える船舶において、船外機の衝突が防止される。

特開２００７−０８３７９５号公報 特開２００６−１９９１８９号公報 特開２０１０−１４３３２２号公報

しかし、上記のように船外機が衝突しないような角度に目標舵角が設定されても、船外機の転舵動作中に船外機の一部、例えばカバーやプロペラなどが衝突してしまう可能性がある。例えば、複数の船外機のうち一部の船外機が故障などの原因によって新たな船外機に取り替えられることがある。この場合、新たな船外機の転舵装置に生じる摩擦の大きさと、従来からの船外機の転舵装置に生じる摩擦の大きさとが異なることがあり得る。このような摩擦の大きさの違いにより、船外機の転舵速度（船外機が操舵軸まわりに回転する速度）に差が生じて、船外機同士が衝突する可能性がある。また、各船外機の舵角が大きく異なった状態となるため、船舶の操舵性能が低下する可能性がある。

さらに、船外機の転舵速度に差が生じると、上記とは逆に、船外機同士が大きく離れた状態となることがありうる。この場合も、各船外機の舵角が大きく異なった状態となるため、船舶の操舵性能が低下する可能性がある。

本発明の課題は、個別に舵角を設定可能な複数の船外機が取り付けられた船舶において、舵角差の拡大を防止することができる船外機の制御システムを提供することにある。

本発明の一態様に係る船外機の制御システムは、複数の船外機と、目標舵角設定部と、複数のアクチュエータと、実舵角検知部と、制御部と、を備える。複数の船外機は、船舶の船尾に取り付けられる。複数の船外機は、独立して転舵可能である。目標舵角設定部は、各船外機の目標舵角を設定する。複数のアクチュエータは、各船外機の舵角が目標舵角となるように各船外機を転舵動作させる。実舵角検知部は、各船外機の実舵角を検知する。制御部は、互いに隣接して配置された船外機の実舵角の差である舵角差が所定値以上となったときに、舵角差の拡大を回避するように船外機の転舵動作を制御する。

本発明の他の態様に係る船外機の制御方法は、船舶の船尾に取り付けられ、独立して転舵可能な複数の船外機を制御するための方法であって、次のステップを備える。第１ステップでは、各船外機の目標舵角を設定する。第２ステップでは、各船外機の舵角が目標舵角となるように各船外機を転舵動作させる。第３ステップでは、各船外機の実舵角を検知する。第４ステップでは、互いに隣接して配置された船外機の実舵角の差である舵角差が所定値以上となったときに、舵角差の拡大を回避するように船外機の転舵動作を制御する。

本発明の一態様に係る船外機の制御システムでは、互いに隣接して配置された船外機の舵角差が所定値以上となったときに、舵角差の拡大を回避するように船外機の転舵動作が制御される。このため、個別に舵角を設定可能な複数の船外機が取り付けられた船舶において、舵角差の拡大を防止することができる。

本発明の他の態様に係る船外機の制御方法では、互いに隣接して配置された船外機の舵角差が所定値以上となったときに、舵角差の拡大を回避するように船外機の転舵動作が制御される。このため、個別に舵角を設定可能な複数の船外機が取り付けられた船舶において、舵角差の拡大を防止することができる。

本発明の実施形態に係る船外機の制御システムを搭載した船舶の斜視図。 船外機の側面図。 船外機の制御システムの構成を示す模式図。 制御部の構成を示す模式図。 操作部材が左方に操作されたときの船外機の転舵動作を示す模式図。 操作部材が右方に操作されたときの船外機の転舵動作を示す模式図。 舵角の定義を示すための船外機の模式図。 実舵角に応じたクリアランスの違いを示すための船外機の模式図。 実舵角とクリアランスとの関係を示すグラフ。 目標舵角補正処理を示すフローチャート。 目標舵角補正処理を示すフローチャート。 他の実施形態に係る船外機の制御システムの制御部の構成を示す模式図。 他の実施形態に係る船外機の制御システムにおける船外機の転舵動作を示す模式図。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、船舶１を示す斜視図である。船舶１は、本発明の実施形態に係る船外機の制御システムを搭載している。図１に示すように、船舶１は、船体２と、複数の船外機３ａ，３ｂとを備える。本実施形態では、船舶１は、２つの船外機（以下、「第１船外機３ａ」と「第２船外機３ｂ」と呼ぶ）を備えている。第１船外機３ａと第２船外機３ｂとは、船体２の船尾に取り付けられる。第１船外機３ａと第２船外機３ｂとは、船体２の幅方向に並んで配置されている。第１船外機３ａと第２船外機３ｂとは互いに隣接して配置されている。具体的には、第１船外機３ａは、船尾の右舷に配置されている。第２船外機３ｂは、船尾の左舷に配置されている。第１船外機３ａと第２船外機３ｂとは、それぞれ船舶１を推進させる推進力を発生させる。

船体２は、操船席４を含む。操船席４には、操舵装置５と、リモコン装置６と、コントローラ７とが、配置されている。操舵装置５は、オペレータが船舶１の旋回方向を操作するための装置である。リモコン装置６は、オペレータが船速を調整するための装置である。また、リモコン装置６は、オペレータが船舶１の前進と後進とを切り替えるための装置である。コントローラ７は、操舵装置５及びリモコン装置６からの操作信号に応じて船外機３ａ，３ｂを制御する。

図２は、第１船外機３ａの側面図である。以下、第１船外機３ａの構造について説明するが、第２船外機３ｂの構造も第１船外機３ａの構造と同様である。第１船外機３ａは、船外機本体１０ａとブラケット１５ａとを有する。船外機本体１０ａは、カバー部材１１ａと、第１エンジン１２ａと、プロペラ１３ａと、動力伝達機構１４ａとを含む。カバー部材１１ａは、第１エンジン１２ａと動力伝達機構１４ａとを収容している。第１エンジン１２ａは、第１船外機３ａの上部に配置されている。第１エンジン１２ａは、船舶１を推進させる動力を発生させる動力源の一例である。プロペラ１３ａは、第１船外機３ａの下部に配置されている。プロペラ１３ａは、第１エンジン１２ａからの駆動力により回転駆動される。動力伝達機構１４ａは、第１エンジン１２ａからの駆動力をプロペラ１３ａに伝達する。動力伝達機構１４ａは、ドライブシャフト１６ａと、プロペラシャフト１７ａと、シフト機構１８ａとを含む。ドライブシャフト１６ａは、上下方向に沿って配置される。

ドライブシャフト１６ａは、第１エンジン１２ａのクランクシャフト１９ａに連結されており、第１エンジン１２ａからの動力を伝達する。プロペラシャフト１７ａは、前後方向に沿って配置されている。プロペラシャフト１７ａは、シフト機構１８ａを介してドライブシャフト１６ａの下部に連結されている。プロペラシャフト１７ａは、ドライブシャフト１６ａからの駆動力をプロペラ１３ａに伝達する。シフト機構１８ａは、ドライブシャフト１６ａからプロペラシャフト１７ａへ伝達される動力の回転方向を切り換える。

ブラケット１５ａは、第１船外機３ａを船体２に取り付けるための機構である。第１船外機３ａは、ブラケット１５ａを介して、船体２の船尾に着脱可能に固定される。第１船外機３ａは、ブラケット１５ａのチルト軸Ａｘ１ａを中心に回動可能に取り付けられる。チルト軸Ａｘ１ａは、船体２の幅方向に延びている。第１船外機３ａは、ブラケット１５ａの操舵軸Ａｘ２ａを中心に回動可能に取り付けられる。第１船外機３ａを操舵軸Ａｘ２ａまわりに回動させることによって、舵角を変化させることができる。舵角は、船外機本体１０ａとブラケット１５ａとの間のなす角度である。すなわち、舵角は、船体２の前後方向に延びる中心線に対してプロペラ１３ａの回転軸線Ａｘ３ａがなす角度である。また、第１船外機３ａをチルト軸Ａｘ１ａまわりに回動させることによって、第１船外機３ａのトリム角を変化させることができる。トリム角は、船体２に対する船外機の取り付け角に相当する。

図３は、本発明の実施形態に係る船外機の制御システムの構成を示す模式図である。船外機の制御システムは、上述した第１船外機３ａと、第２船外機３ｂと、操舵装置５と、リモコン装置６と、コントローラ７とを含む。

第１船外機３ａは、第１エンジン１２ａと、第１エンジンＥＣＵ３１ａ（electric control unit）と、第１操舵アクチュエータ３３ａと、第１舵角検知部３４ａと、を含む。

第１操舵アクチュエータ３３ａは、第１船外機３ａをブラケット１５ａの操舵軸Ａｘ２ａを中心に回動させる。これにより、第１船外機３ａの舵角が変更される。第１操舵アクチュエータ３３ａは、第１船外機３ａの舵角が後述する目標舵角となるように第１船外機３ａを転舵動作させる。第１操舵アクチュエータ３３ａは例えば油圧シリンダを含む。

第１舵角検知部３４ａは、第１船外機３ａの実舵角を検知する。第１舵角検知部３４ａは、本発明の実舵角検知部に相当する。第１操舵アクチュエータ３３ａが油圧シリンダである場合には、第１舵角検知部３４ａは例えば油圧シリンダのストロークセンサである。第１舵角検知部３４ａは、検知信号を第１エンジンＥＣＵ３１ａに送る。

第１エンジンＥＣＵ３１ａは、第１エンジン１２ａの制御プログラムを記憶している。第１エンジンＥＣＵ３１ａは、操舵装置５及びリモコン装置６からの信号、第１舵角検知部３４ａからの検知信号、第１船外機３ａに搭載された他のセンサ（図示せず）からの検知信号に基づいて、第１エンジン１２ａと第１操舵アクチュエータ３３ａとの動作を制御する。第１エンジンＥＣＵ３１ａは、コントローラ７と通信線を介して接続されている。

第２船外機３ｂは、第２エンジン１２ｂと、第２エンジンＥＣＵ３１ｂと、第２操舵アクチュエータ３３ｂと、第２舵角検知部３４ｂとを含む。第２船外機３ｂのこれらの機器は、上述した第１船外機３ａの機器と同様の機能を有しているため、詳細な説明を省略する。なお、図３においては、第１船外機３ａと第２船外機３ｂとにおいて互いに対応する機器には、同一の数字を有する符号を付している。

リモコン装置６は、第１操作部材４１ａと第１操作位置センサ４２ａと第２操作部材４１ｂと第２操作位置センサ４２ｂとを含む。第１操作部材４１ａは、例えばレバーである。第１操作部材４１ａは、前後方向に傾倒可能である。第１操作位置センサ４２ａは、第１操作部材４１ａの操作位置を検知する。第１操作位置センサ４２ａの検知信号は、コントローラ７に送信される。オペレータは第１操作部材４１ａを操作することにより、第１船外機３ａのプロペラ１３ａの回転方向を前進方向と後進方向とに切り替えることができる。また、第１船外機３ａの目標エンジン回転速度が第１操作部材４１ａの操作位置に応じた値に設定される。これにより、オペレータは、第１船外機３ａのプロペラ１３ａの回転速度を調整することができる。第２操作部材４１ｂは、例えばレバーである。第２操作部材４１ｂは、第１操作部材４１ａと左右に並んで配置されている。第２操作部材４１ｂは、前後方向に傾倒可能である。第２操作位置センサ４２ｂは、第２操作部材４１ｂの操作位置を検知する。第２操作位置センサ４２ｂの検知信号は、コントローラ７に送信される。オペレータは、第２操作部材４１ｂを操作することにより、第２船外機３ｂのプロペラの回転方向を前進方向と後進方向とに切り替えることができる。また、第２船外機３ｂの目標エンジン回転速度が第２操作部材４１ｂの操作位置に応じた値に設定される。これにより、オペレータは、第２船外機３ｂのプロペラの回転速度を調整することができる。

操舵装置５は、操舵部材４５と、操舵位置センサ４６とを含む。操舵部材４５は、例えばハンドルである。操舵部材４５は、第１，第２船外機３ａ，３ｂの目標舵角を設定するための部材である。操舵位置センサ４６は、操舵部材４５の操作量すなわち操作角を検知する。操舵位置センサ４６の検知信号はコントローラ７に送信される。オペレータが操舵部材４５を操作すると、第１操舵アクチュエータ３３ａと第２操舵アクチュエータ３３ｂとが駆動される。これにより、オペレータは、船舶１の進行方向を調整することができる。なお、コントローラ７は、第１操舵アクチュエータ３３ａと第２操舵アクチュエータ３３ｂとをそれぞれ独立して制御することができる。従って、第１，第２船外機３ａ，３ｂは、互いに独立して転舵可能である。

コントローラ７は、制御部７１と記憶部７２とを含む。制御部７１は、ＣＰＵなどの演算装置を含む。記憶部７２は、例えばＲＡＭやＲＯＭなどの半導体記憶部、或いは、ハードディスク或いはフラッシュメモリなどの装置を含む。記憶部７２は、第１，第２船外機３ａ，３ｂを制御するためのプログラム及びデータを記憶している。コントローラ７は、リモコン装置６からの信号に基づいて、第１，第２エンジンＥＣＵ３１ａ，３１ｂに指令信号を送信する。これにより、第１，第２エンジン１２ａ，１２ｂが制御される。また、コントローラ７は、操舵装置５からの信号に基づいて、第１，第２操舵アクチュエータ３３ａ，３３ｂに指令信号を送信する。これにより、第１，第２操舵アクチュエータ３３ａ，３３ｂが制御される。図４は、コントローラ７の制御部７１によって行われる処理を示している。制御部７１は、目標舵角補正処理と追従不良検知処理とを実行する。目標舵角補正処理は、舵角差の拡大を抑えるための処理である。追従不良検知処理は、操舵部材４５の操作に対する船外機の追従性の不良を検知する処理である。図４に示すように、制御部７１は、目標舵角設定部７３と、目標舵角補正部７４と、追従不良検知部７５と、指令部７６とを含む。

目標舵角設定部７３は、操舵部材４５の操作量に基づいて、各船外機３ａ，３ｂの目標舵角を設定する。例えば、目標舵角設定部７３は、操舵部材４５の操作量と各船外機３ａ，３ｂの目標舵角との関係を規定するテーブル或いはマップなどの情報を記憶している。目標舵角設定部７３は、この情報を参照することにより、目標舵角を設定する。以下、操舵部材４５の操作量に基づいて設定される目標舵角を「基本目標舵角」と呼ぶ。通常時には、第１船外機３ａの目標舵角（以下、「第１目標舵角」と呼ぶ）と、第２船外機３ｂの目標舵角（以下、「第２目標舵角」と呼ぶ）とは、それぞれ基本目標舵角に設定される。

目標舵角補正部７４は、第１船外機３ａの実舵角と第２船外機３ｂの実舵角との舵角差が所定値以上となったときに、舵角差の拡大を抑えるように目標舵角を補正する。具体的には、目標舵角補正部７４は、図５に示す左方衝突限界値Llimitと図６に示す右方衝突限界値Rlimitとを算出する。左方衝突限界値Llimitは以下の数１式によって算出される。なお、以下の数式では、図７に示すように、直進時の舵角を０度として、直進時の舵角よりも左方向への舵角を正の値とし、直進時の舵角よりも右方向への舵角を負の値とする。

[数１]
Llimit=AL+B(AL)-C

図５に示すように、Llimitは、第１船外機３ａにとっての左方衝突限界値である。ALは、第１船外機３ａの左方に位置する船外機すなわち第２船外機３ｂの実舵角である。すなわち、ALは、第２舵角検知部３４ｂによって検知された第２船外機３ｂの実舵角である。B(AL)は、第１船外機３ａと第２船外機３ｂとの舵角が同じ場合、すなわち、第１船外機３ａと第２船外機３ｂとが平行である場合における第１船外機３ａと第２船外機３ｂとの間のクリアランスである。図８に示すように、クリアランスB(AL)は、第２船外機３ｂの実舵角ALに応じて変化する。従って、図９に示すように、クリアランスは、第２船外機３ｂの実舵角に応じて決定される。クリアランスは、第２船外機３ｂの実舵角が０であるときに最大となる。クリアランスは、第２船外機３ｂの実舵角が０から大きくなるほど小さくなる。また、クリアランスは、第２船外機３ｂの実舵角が０から小さくなるほど小さくなる。Ｃは、舵角の変更のオーバーシュートを考慮したマージンである。オーバーシュートは、一時的な目標舵角からの意図しないズレであり、例えば、エンジンの剛性や船舶の素材などの機械的な要因や、電気的な要因によって生じる。Ｃは、定数であってもよく、或いは、第１船外機３ａの舵角に応じて変化させてもよい。
目標舵角補正部７４は、基本目標舵角が、第２船外機３ｂに近づく方向に左方衝突限界値Llimitを越えていないかを判定する。具体的には、以下の数２式及び数３式が満たされているか否かを判定する。

[数２]
At(N)-AL(N-1)>0

[数３]
At(N)>Llimit

At(N)は現在の基本目標舵角である。AL(N-1)は、前回の判定で設定された第１目標舵角である。初回の判定では、第１目標舵角AL(N-1)は、基本目標舵角に設定されている。数２式では、操舵部材４５が左方に操作されているか否かが判定される。図５は、操舵部材４５が左方に操作されているときの船外機３ａ，３ｂの転舵動作を示す模式図である。上述したように、通常運転時には、第１目標舵角と第２目標舵角とは、操舵部材４５の操作量に応じた基本目標舵角に設定されている。従って、図５に示すように、操舵部材４５が左方に操作されている場合には、第１船外機３ａと第２船外機３ｂとは、左方に同じ舵角で転舵動作を行うはずである。しかし、第２船外機３ｂの操舵速度が第１船外機３ａの操舵速度よりも遅いときには、第１船外機３ａは、第２船外機３ｂに近接するように移動する。この場合、第１目標舵角すなわち基本目標舵角が、第２船外機３ｂに近づく方向に左方衝突限界値Llimitを越えていることは、第１船外機３ａが第２船外機３ｂに近接しており第２船外機３ｂに衝突する可能性があることを意味する。従って、数３式のように、基本目標舵角At(N)が左方衝突限界値Llimitよりも大きいか否かを判定することにより、第１船外機３ａが第２船外機３ｂに近接しているか否かを判定することができる。
目標舵角補正部７４は、数２式及び数３式の両方が満たされている判定したときには、第１目標舵角を、左方衝突限界値Llimitに補正する。また、目標舵角補正部７４は、第２目標舵角については、補正せずに、基本目標舵角At(N)に維持する。

図１０は、上述した目標舵角補正部７４によって行われる目標舵角補正処理を示すフローチャートである。ステップＳ１０１では、目標舵角補正部７４は判定回数Ｎが１であるか否かを判定する。すなわち、目標舵角補正部７４は、現在の判定が初回の判定であるか否かを判定する。判定回数Ｎが１であるときには、目標舵角補正部７４はステップＳ１０２の処理を行う。ステップＳ１０２では、目標舵角補正部７４は、第１目標舵角AL(0)を基本目標舵角At(1)に設定する。判定回数Ｎが１ではないときには、目標舵角補正部７４は、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４の処理を行う。ステップＳ１０３では、目標舵角補正部７４は、上述した数２式が満たされているか否かを判定する。ステップＳ１０４では、目標舵角補正部７４は上述した数３式が満たされているか否かを判定する。数２式及び数３式が満たされているときには、ステップＳ１０５の処理が行われる。ステップＳ１０５では、目標舵角補正部７４は、第１目標舵角AL(N)を、左方衝突限界値Llimitに補正する。ステップＳ１０３において数２式が満たされていないとき、又は、ステップＳ１０４において数３式が満たされていないときには、目標舵角補正部７４は、第１目標舵角AL(N)を補正しない。すなわち、目標舵角補正部７４は、第１目標舵角AL(N)を基本目標舵角At(N)に維持する。

図６に示す右方衝突限界値Rlimitは、以下の数４式によって算出される。

[数４]
Rlimit=AR-B(AR)+C

Rlimitは、第２船外機３ｂにとっての右方衝突限界値である。ARは、第２船外機３ｂの右方に位置する船外機すなわち第１船外機３ａの実舵角である。すなわち、ARは、第１舵角検知部３４ａによって検知された第１船外機３ａの実舵角である。B(AR)は、第１船外機３ａと第２船外機３ｂとの舵角が同じ場合、すなわち、第１船外機３ａと第２船外機３ｂとが平行である場合における第１船外機３ａと第２船外機３ｂとの間のクリアランスであり、上述したB(AL)と同様に規定される。B(AR)は、第１船外機３ａの実舵角ARに応じて決定される。Ｃは、上記の数１式と同様に、舵角の変更のオーバーシュートを考慮したマージンである。Ｃは、定数であってもよく、或いは、第２船外機３ｂの舵角に応じて変化させてもよい。

目標舵角補正部７４は、基本目標舵角が、第１船外機３ａに近づく方向に右方衝突限界値Rlimitを越えていないかを判定する。具体的には、以下の数５式及び数６式が満たされているか否かを判定する。

[数５]
At(N)-AR(N-1)<0

[数６]
At(N)<Rlimit

At(N)は、上述したように現在の基本目標舵角である。AR(N-1)は、前回の判定で設定された第２目標舵角である。初回の判定では、第２目標舵角AR(N-1)は、基本目標舵角に設定されている。数５式では、操舵部材４５が右方に操作されているか否かが判定される。図６は、操舵部材４５が右方に操作されているときの船外機３ａ，３ｂの転舵動作を示す模式図である。上述したように、通常運転時には、第１目標舵角と第２目標舵角とは、操舵部材４５の操作量に応じた基本目標舵角に設定されている。従って、図６に示すように、操舵部材４５が右方に操作されている場合には、第１船外機３ａと第２船外機３ｂとは、右方に同じ舵角で転舵動作を行うはずである。しかし、第１船外機３ａの操舵速度（第１船外機３ａが操舵軸Ａｘ２ａ周りに回転する速度）が第２船外機３ｂの操舵速度（第２船外機３ｂが操舵軸Ａｘ２ｂ周りに回転する速度）よりも遅いときには、第２船外機３ｂは、第１船外機３ａに近接するように移動する。この場合、第２目標舵角すなわち基本目標舵角At(N)が第１船外機３ａに近づく方向に右方衝突限界値Rlimitを越えていることは、第２船外機３ｂが第１船外機３ａに近接しており第１船外機３ａに衝突する可能性があることを意味する。従って、数６式のように、基本目標舵角At(N)が右方衝突限界値Rlimitよりも小さいか否かを判定することにより、第２船外機３ｂが第１船外機３ａに近接しているか否かを判定することができる。

目標舵角補正部７４は、数５式及び数６式の両方が満たされている判定したときには、第２目標舵角を、右方衝突限界値Rlimitに補正する。この場合、目標舵角補正部７４は、第１目標舵角を補正せずに基本目標舵角に維持する。

図１１は、上述した目標舵角補正部７４によって行われる目標舵角補正処理を示すフローチャートである。ステップＳ２０１では、目標舵角補正部７４は判定回数Ｎが１であるか否かを判定する。すなわち、目標舵角補正部７４は、現在の判定が初回の判定であるか否かを判定する。判定回数Ｎが１であるときには、目標舵角補正部７４はステップＳ２０２の処理を行う。ステップＳ２０２では、目標舵角補正部７４は、第２目標舵角AR(0)を基本目標舵角At(1)に設定する。判定回数Ｎが１ではないときには、目標舵角補正部７４は、ステップＳ２０３及びステップＳ２０４の処理を行う。ステップＳ２０３では、目標舵角補正部７４は、上述した数５式が満たされているか否かを判定する。ステップＳ２０４では、目標舵角補正部７４は上述した数６式が満たされているか否かを判定する。数５式及び数６式が満たされているときには、ステップＳ２０５の処理が行われる。ステップＳ２０５では、目標舵角補正部７４は、第２目標舵角AR(N)を、右方衝突限界値Rlimitに補正する。ステップＳ２０３において数５式が満たされていないとき、又は、ステップＳ２０４において数６式が満たされていないときには、目標舵角補正部７４は、第２目標舵角AR(N)を補正しない。すなわち、目標舵角補正部７４は、第２目標舵角AR(N)を基本目標舵角At(N)に維持する。

目標舵角補正部７４は、第１目標舵角又は第２目標舵角の補正を行わないときには、第１目標舵角及び第２目標舵角の両方を基本目標舵角に設定する。なお、図１０及び図１１に示す判定は、短い周期で（例えば数ミリ秒の周期）で繰り返し実行される。

図４に示す指令部７６は、第１目標舵角に応じた第１操舵アクチュエータ３３ａへの指令信号を出力する。また、指令部７６は、第２目標舵角に応じた第２操舵アクチュエータ３３ｂへの指令信号を出力する。従って、図５に示すように、第１船外機３ａの実舵角が、左方衝突限界値Llimitを越えた領域に入ったときには、第１目標舵角が左方衝突限界値Llimitに補正される。左方衝突限界値Llimitは、第２船外機３ｂの実舵角に応じて設定される。このため、第１目標舵角は、第２船外機３ｂの実舵角に応じて設定される。これにより、第２船外機３ｂの転舵速度に合わせて第１船外機３ａの転舵速度が低下する。その結果、第１船外機３ａの第２船外機３ｂへの衝突が回避される。また、上記とは逆に、図６に示すように、第２船外機３ｂの実舵角が、右方衝突限界値Rlimitを越えた領域に入ったときには、第２目標舵角が右方衝突限界値Rlimitに補正される。右方衝突限界値Rlimitは、第１船外機３ａの実舵角に応じて設定される。このため、第２目標舵角は、第１船外機３ａの実舵角に応じて設定される。これにより、第１船外機３ａの転舵速度に合わせて第２船外機３ｂの転舵速度が低下する。その結果、第２船外機３ｂの第１船外機３ａへの衝突が回避される。

図４に示す追従不良検知部７５は、第１目標舵角と第１実舵角との偏差を監視し、異常な偏差が検知されたときには、不良検知信号を出力する。また、追従不良検知部７５は、第２目標舵角と第２実舵角との偏差を監視し、異常な偏差が検知されたときには、不良検知信号を出力する。具体的には、追従不良検知部７５は、第１目標舵角と第１実舵角との差（以下、「第１舵角差」と呼ぶ）が所定の角度差閾値より大きいか否かを検知する。追従不良検知部７５は、第１舵角差が所定の角度差閾値より大きい状態の継続時間を計測する。追従不良検知部７５は、この継続時間が所定の時間閾値以上となったときに、不良検知信号を出力する。また、追従不良検知部７５は、第２目標舵角と第２実舵角との差（以下、「第２舵角差」と呼ぶ）が所定の角度差閾値より大きいか否かを検知する。追従不良検知部７５は、第２舵角差が所定の角度差閾値より大きい状態の継続時間を計測する。追従不良検知部７５は、この継続時間が所定の時間閾値以上となったときに、不良検知信号を出力する。

追従不良検知部７５が不良検知信号を出力すると、指令部７６は、第１船外機３ａ及び第２船外機３ｂの転舵動作を停止させる。或いは、指令部７６は、第１船外機３ａ及び第２船外機３ｂのエンジン回転速度を低下させる。これにより、船速が減速する。さらに、指令部７６は、操船席４に配置された表示装置に警告表示を表示させてもよい。

以上のように、本実施形態に係る船外機の制御システムは、目標舵角補正処理と、追従不良検知処理とを実行する。目標舵角補正処理において、船外機の制御システムは、第１船外機３ａ及び第２船外機３ｂの目標舵角が左右の衝突限界値を越えてないかを監視する。そして、第１船外機３ａ及び第２船外機３ｂの目標舵角が左右いずれかの衝突限界値を越えたときには、目標舵角を補正することにより、転舵速度の速い方の船外機の転舵速度が減速される。これにより、第１船外機３ａと第２船外機３ｂとの舵角差が所定値以上となったときには、舵角差の拡大を回避するように船外機の転舵動作が制御される。その結果、第１船外機３ａと第２船外機３ｂとの衝突が回避される。

また、追従不良検知処理において、船外機の制御システムは、目標舵角と実舵角との差が、所定の角度差閾値よりも大きい状態が所定時間以上、継続しているかを監視する。そして、目標舵角と実舵角との差が、所定の角度差閾値よりも大きい状態が所定時間以上、継続している場合には、不良検知信号を出力することにより、転舵動作の停止、又は、エンジン回転速度の低減が行われる。すなわち、衝突防止のための処理とは別に、追従不良を検知するための処理が行われる。従って、第１船外機３ａと第２船外機３ｂとの衝突の可能性が検知されたときに追従不良として直ちにエンジン回転速度が低下される場合と比べて、不要な船速の低下を抑えることができる。或いは、第１船外機３ａと第２船外機３ｂとの衝突の可能性が検知されたときに追従不良として直ちに転舵動作が停止される場合と比べて、操船への悪影響を抑えることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記の実施形態では、操舵装置５としてステアリングホイールが例示されているが、ジョイスティックであってもよい。

上記の実施形態では、第１船外機３ａと第２船外機３ｂとの基本目標舵角は同じであるが、それぞれ別々の基本目標舵角が設定されてもよい。すなわち、目標舵角設定部７３は、第１船外機３ａの目標舵角として第１基本目標舵角を設定し、第２船外機３ｂの目標舵角として第２基本目標舵角を設定してもよい。この場合、第１基本目標舵角と第２基本目標舵角とは異なる値であってもよい。

上記の実施形態ではコントローラ７は他の装置から独立して設けられているが、他の装置に搭載されてもよい。例えば、コントローラ７は、操舵装置５に搭載されてもよい。

本発明の船外機の制御システムは、３つ以上の船外機を制御するものであってもよい。この場合、左右に隣接する２つの船外機のうち右方に位置するものを上記の第１船外機３ａと見なし、左方に位置するものを上記の第２船外機３ｂと見なすことにより、上記の同様の制御を適用することができる。

上記の実施形態では、左方衝突限界値Llimitと右方衝突限界値Rlimitとによって、各船外機３ａ，３ｂの衝突が予測されているが、他の判定方法によって各船外機３ａ，３ｂの衝突が予測されてもよい。例えば、転舵速度に基づいて各船外機３ａ，３ｂの衝突が予測されてもよい。この場合、図１２に示すように、船外機の制御システムは、転舵速度検知部７７と衝突予測部７８とを備える。転舵速度検知部７７は、例えば第１実舵角に基づいて、第１船外機３ａの転舵速度（以下、「第１転舵速度」と呼ぶ）を算出する。転舵速度検知部７７は、例えば第２実舵角に基づいて、第２船外機３ｂの転舵速度（以下、「第２転舵速度」と呼ぶ）を算出する。衝突予測部７８は、第１転舵速度と第２転舵速度とに基づいて各船外機３ａ，３ｂの衝突を予測する。例えば、衝突予測部７８は、第１転舵速度と第２転舵速度との差が所定の速度閾値より大きいときに、各船外機３ａ，３ｂの衝突を予測する。衝突予測部７８が各船外機３ａ，３ｂの衝突を予測したときには、指令部７６は、転舵速度の速い船外機の転舵速度を低下させるように指令信号を出力する。例えば、指令部７６は、第１船外機３ａの転舵速度が第２船外機３ｂの転舵速度よりも速いときには、第１船外機３ａの転舵速度を低下させるように第１操舵アクチュエータ３３ａに指令信号を送る。また、指令部７６は、第２船外機３ｂの転舵速度が第１船外機３ａの転舵速度よりも速いときには、第２船外機３ｂの転舵速度を低下させるように第２操舵アクチュエータ３３ｂに指令信号を送る。以上のような構成によっても、各船外機３ａ，３ｂの衝突を回避することができる。

上記の実施形態では、目標舵角補正部７４は第１目標舵角を左方衝突限界値Llimitに補正し、第２目標舵角をRlimitに補正しているが、他の値によって補正してもよい。例えば、第１目標舵角は、左方衝突限界値Llimitより小さい値に補正されてもよい。また、第２目標舵角は、右方衝突限界値Rlimitより大きい値に補正されてもよい。すなわち、衝突の可能性が検知された場合には、検出値である衝突限界値をそのまま代入するのではなく、衝突を回避できる舵角を第１目標舵角、第２目標舵角に設定すればよい。

上記の実施形態では、現在の基本目標舵角と前回の判定で設定された第１目標舵角とを比較することによって、操舵部材４５の左方への操作を判定している。また、現在の基本目標舵角と前回の判定で設定された第２目標舵角とを比較することによって、右方への操作を判定している。しかし、操舵部材４５の操作方向の検出は上記の実施形態の態様に限られない。例えば、第１船外機３ａの実舵角と第２船外機３ｂの実舵角とによって、操舵部材４５の操作方向が検出されてもよい。ただし、実舵角は、操舵アクチュエータ３３ａ，３３ｂの反応遅れなどの要因によって、目標舵角と異なる場合があり得る。従って、オペレータが意図する操舵方向を検出するためには、上記の実施形態のように目標舵角を用いた検出方法が、より好ましい。

上記の実施形態では、第１船外機３ａと第２船外機３ｂとの衝突を回避するために目標舵角補正処理が行われている。すなわち、第１船外機３ａと第２船外機３ｂとが近接する方向への舵角差の拡大を回避するために目標舵角補正処理が行われているが、第１船外機３ａと第２船外機３ｂとの離れ過ぎを回避するために目標舵角補正処理が行われてもよい。例えば、図１３に示すように、第１船外機３ａに対して右方乖離限界値Rlimit’が設定されてもよい。この場合、第１船外機３ａの実舵角が、第２船外機３ｂから離れる方向に右方乖離限界値Rlimit’を越えないように、第１船外機３ａの転舵動作が制御される。右方乖離限界値Rlimit’は、第２船外機３ｂの実舵角に応じて設定されてもよい。また、第２船外機３ｂに対して左方乖離限界値Llimit’が設定されてもよい。この場合、第２船外機３ｂの実舵角が、第１船外機３ａから離れる方向に左方乖離限界値Llimit’を越えないように、第２船外機３ｂの転舵動作が制御される。左方乖離限界値Llimit’は、第１船外機３ａの実舵角に応じて設定されてもよい。

本発明によれば、個別に舵角を設定可能な複数の船外機が取り付けられた船舶において、舵角差の拡大を防止することができる船外機の制御システムを提供することができる。

３ａ 第１船外機
３ｂ 第２船外機
７３ 目標舵角設定部
３３ａ 第１操舵アクチュエータ
３３ｂ 第２操舵アクチュエータ
３４ａ 第１舵角検知部
３４ｂ 第２舵角検知部
７１ 制御部

Claims (8)

1. 船舶の船尾に取り付けられ、独立して転舵可能な複数の船外機と、
   各船外機の目標舵角を設定する目標舵角設定部と、
   各船外機の舵角が前記目標舵角となるように各船外機を転舵動作させる複数のアクチュエータと、
   各船外機の実舵角を検知する実舵角検知部と、
   互いに隣接して配置された船外機の実舵角の差である舵角差が所定値以上となったときに、前記舵角差の拡大を抑えるように前記船外機の転舵動作を制御する制御部と、
   を備える船外機の制御システム。
2. 前記目標舵角設定部によって設定された目標舵角と、前記実舵角検知部によって検知された前記実舵角との差が所定値以上である状態が、所定時間以上、継続したときには、前記制御部は、前記船外機の転舵動作を停止させる、又は、船速が減速するように前記船外機を制御する、
   請求項１に記載の船外機の制御システム。
3. 前記舵角差が所定値以上となったときに、前記制御部は、転舵速度の速い方の船外機の転舵速度を低下させる、
   請求項１に記載の船外機の制御システム。
4. 前記舵角差が所定値以上となったときに、前記制御部は、転舵速度の速い方の船外機の目標舵角を、転舵速度の遅い方の船外機の実舵角に基づいて決定される舵角に設定する、
   請求項３に記載の船外機の制御システム。
5. 前記所定値は、前記船外機の実舵角に応じて決定される、
   請求項１に記載の船外機の制御システム。
6. 複数の前記船外機は、基準船外機と、前記基準船外機に隣接して配置された比較船外機とを含み、
   前記比較船外機が前記基準船外機に近づく方向に転舵動作している場合において、前記比較船外機の実舵角が、前記基準船外機の実舵角に基づいて決定される所定の判定角度領域に入ったときに、前記制御部は、前記比較船外機の目標舵角を、前記基準船外機の実舵角に基づいて決定される舵角に設定する、
   請求項１に記載の船外機の制御システム。
7. 各船外機の転舵速度を検知する転舵速度検知部をさらに備え、
   前記制御部は、前記転舵速度に基づいて各船外機の衝突を予測し、現在の転舵速度で転舵動作を続けると衝突すると予測したときには、転舵速度の速い船外機の転舵速度を低下させるように前記アクチュエータを制御する、
   請求項１に記載の船外機の制御システム。
8. 船舶の船尾に取り付けられ、独立して転舵可能な複数の船外機の制御方法であって、
   各船外機の目標舵角を設定するステップと、
   各船外機の舵角が前記目標舵角となるように各船外機を転舵動作させるステップと、
   各船外機の実舵角を検知するステップと、
   互いに隣接して配置された船外機の実舵角の差である舵角差が所定値以上となったときに、前記舵角差の拡大を抑えるように前記船外機の転舵動作を制御するステップと、
   を備える船外機の制御方法。

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