JP2015054654A - Control device for watercraft - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for a watercraft that selects an optimal pitch in a variable pitch propeller according to a travel state of the watercraft, particularly to an acceleration state of the watercraft and a slip ratio of the propeller, in order to improve traveling performance of the watercraft.SOLUTION: Provided is a control device for a watercraft which is driven by an internal combustion (engine) and in which a variable pitch propeller (propeller) whose pitch can be altered is mounted on the hull. The control device for a watercraft includes: throttle opening detection means (throttle opening sensor) for detecting a throttle opening TH of the internal combustion; slip ratio calculation means (S128 etc.) for calculating a slip ratio SP of the variable pitch propeller on the basis of a theoretical speed and an actual speed of the watercraft; and pitch alteration means (S108, S110, S128, S130, S138, S144, S150, S152, etc.) for altering a pitch of the variable pitch propeller on the basis of the detected throttle opening TH and the calculated slip ratio SP.

Description

この発明は船舶の制御装置に関し、より詳しくは内燃機関で駆動されると共に、ピッチを変更可能な可変ピッチプロペラが船体に取り付けられた船舶の制御装置に関する。   The present invention relates to a ship control apparatus, and more particularly to a ship control apparatus in which a variable pitch propeller that is driven by an internal combustion engine and can change a pitch is attached to a hull.

従来より、クルーズモードやトローリングモード(操縦モード)等の船舶の走行モードに応じてプロペラのピッチを変更(調整)可能な船舶の制御装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a ship control device that can change (adjust) the pitch of a propeller in accordance with a ship travel mode such as a cruise mode or a trolling mode (maneuvering mode) has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1記載の技術は、船舶の走行モードに応じてプロペラのピッチを変更することで、船舶の走行性能や燃費性能を向上させるように構成している。   The technique described in Patent Document 1 is configured to improve the traveling performance and fuel consumption performance of the ship by changing the pitch of the propeller according to the traveling mode of the ship.

特表2007−509792号公報Special table 2007-509792

しかしながら、特許文献1記載の技術は、走行モードに応じてピッチを変更するのみであり、時々刻々変化する船舶の走行状態(例えば船舶の加速状態やプロペラのスリップ率等)に応じてきめ細かくピッチを変更するものではない。このため、船舶の走行性能等にはまだ改善の余地があった。   However, the technique described in Patent Document 1 only changes the pitch according to the traveling mode, and finely adjusts the pitch according to the traveling state of the ship (for example, the acceleration state of the ship and the slip ratio of the propeller). It does not change. For this reason, there is still room for improvement in the running performance of the ship.

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、船舶の走行状態、特に船舶の加速状態とプロペラのスリップ率に応じて可変ピッチプロペラにおいて最適なピッチを選択することで、船舶の走行性能を向上させるようにした船舶の制御装置を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to select the optimum pitch in the variable pitch propeller according to the traveling state of the ship, particularly the acceleration state of the ship and the slip ratio of the propeller, thereby improving the traveling performance of the ship. An object of the present invention is to provide a ship control apparatus that is improved.

上記した課題を解決するために、請求項1にあっては、内燃機関で駆動されると共に、ピッチを変更可能な可変ピッチプロペラが船体に取り付けられてなる船舶の制御装置において、前記内燃機関のスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、前記船舶の理論速度と実速度とに基づいて前記可変ピッチプロペラのスリップ率を算出するスリップ率算出手段と、前記検出されたスロットル開度と前記算出されたスリップ率とに基づいて前記可変ピッチプロペラのピッチを変更するピッチ変更手段とを備える如く構成した。   In order to solve the above-described problem, according to a first aspect of the present invention, there is provided a ship control apparatus in which a variable pitch propeller that is driven by an internal combustion engine and is capable of changing a pitch is attached to a hull. Throttle opening detecting means for detecting the throttle opening; slip ratio calculating means for calculating the slip ratio of the variable pitch propeller based on the theoretical speed and the actual speed of the ship; the detected throttle opening and the Pitch changing means for changing the pitch of the variable pitch propeller based on the calculated slip ratio is provided.

請求項2に係る船舶の制御装置にあっては、前記ピッチ変更手段は、前記検出されたスロットル開度の変化量が所定値以上で、かつ前記算出されたスリップ率の変化量が規定値以上のとき、前記可変ピッチプロペラのピッチを増加するように変更する如く構成した。   In the ship control device according to claim 2, the pitch changing means is configured such that the detected change amount of the throttle opening is not less than a predetermined value, and the calculated change amount of the slip ratio is not less than a specified value. At this time, the variable pitch propeller is changed so as to increase the pitch.

請求項3に係る船舶の制御装置にあっては、前記ピッチ変更手段は、前記可変ピッチプロペラのピッチを増加するように変更した後、前記算出されたスリップ率の変化量が前記規定値未満になったとき、前記算出されたスリップ率に基づいて前記可変ピッチプロペラのピッチを増加するように変更する如く構成した。   In the ship control device according to claim 3, the pitch changing means changes the pitch of the variable pitch propeller to be increased, and then the calculated change amount of the slip ratio is less than the specified value. In this case, the pitch of the variable pitch propeller is changed so as to increase based on the calculated slip ratio.

請求項4に係る船舶の制御装置にあっては、前記ピッチ変更手段は、前記可変ピッチプロペラのピッチを増加するように変更した後、前記算出されたスリップ率の変化量が前記規定値未満になったとき、前記可変ピッチプロペラのピッチを前記算出されたスリップ率が減少するにつれて増加するように変更する如く構成した。   In the ship control device according to claim 4, the pitch changing means changes the pitch of the variable pitch propeller to increase, and then the calculated change amount of the slip ratio is less than the specified value. At this time, the pitch of the variable pitch propeller is changed so as to increase as the calculated slip ratio decreases.

請求項5に係る船舶の制御装置にあっては、前記ピッチ変更手段は、前記算出されたスリップ率が既定値以下のとき、前記可変ピッチプロペラのピッチの変更を中止する如く構成した。   In the ship control device according to claim 5, the pitch changing means is configured to stop changing the pitch of the variable pitch propeller when the calculated slip ratio is equal to or less than a predetermined value.

請求項1にあっては、内燃機関で駆動されると共に、ピッチを変更可能な可変ピッチプロペラが船体に取り付けられてなる船舶の制御装置において、内燃機関のスロットル開度を検出すると共に、船舶の理論速度と実速度とに基づいて可変ピッチプロペラのスリップ率を算出し、検出されたスロットル開度と算出されたスリップ率とに基づいて可変ピッチプロペラのピッチを変更する如く構成したので、船舶の走行状態、特に船舶の加速状態とプロペラのスリップ率に応じて可変ピッチプロペラにおいて最適なピッチを選択することができ、よって船舶の走行性能を向上させることができる。   According to the first aspect of the present invention, in a ship control device that is driven by an internal combustion engine and has a variable pitch propeller capable of changing the pitch attached to the hull, the throttle opening of the internal combustion engine is detected, and Since the slip ratio of the variable pitch propeller is calculated based on the theoretical speed and the actual speed, and the pitch of the variable pitch propeller is changed based on the detected throttle opening and the calculated slip ratio, The optimum pitch can be selected in the variable pitch propeller according to the running state, particularly the acceleration state of the ship and the slip ratio of the propeller, and thus the running performance of the ship can be improved.

請求項2に係る船舶の制御装置にあっては、検出されたスロットル開度の変化量が所定値以上で、かつ算出されたスリップ率の変化量が規定値以上のとき、可変ピッチプロペラのピッチを増加するように変更する如く構成したので、上記した効果に加え、船舶の加速状態とプロペラのスリップ率に応じて可変ピッチプロペラにおいて一層最適なピッチを選択することができ、よって船舶の走行性能を一層向上させることができる。   In the ship control device according to claim 2, when the detected change amount of the throttle opening is not less than a predetermined value and the calculated change amount of the slip ratio is not less than a specified value, the pitch of the variable pitch propeller In addition to the effects described above, it is possible to select a more optimal pitch in the variable pitch propeller according to the acceleration state of the ship and the slip ratio of the propeller, and thus the running performance of the ship. Can be further improved.

請求項3に係る船舶の制御装置にあっては、可変ピッチプロペラのピッチを増加するように変更した後、算出されたスリップ率の変化量が規定値未満になったとき、算出されたスリップ率に基づいて可変ピッチプロペラのピッチを増加するように変更する如く構成したので、上記した効果に加え、船舶の加速状態とプロペラのスリップ率に応じて可変ピッチプロペラにおいて一層最適なピッチを選択することができ、よって船舶の走行性能を一層向上させることができる。   In the marine vessel control apparatus according to claim 3, the calculated slip ratio is calculated when the calculated slip ratio changes below a specified value after changing the pitch of the variable pitch propeller to increase. The pitch of the variable pitch propeller is changed so as to increase based on the above, so in addition to the above-described effects, a more optimal pitch can be selected in the variable pitch propeller according to the acceleration state of the ship and the slip ratio of the propeller Therefore, the traveling performance of the ship can be further improved.

請求項4に係る船舶の制御装置にあっては、可変ピッチプロペラのピッチを増加するように変更した後、算出されたスリップ率の変化量が規定値未満になったとき、可変ピッチプロペラのピッチを算出されたスリップ率が減少するにつれて増加するように変更する如く構成したので、上記した効果に加え、船舶の加速状態とプロペラのスリップ率に応じて可変ピッチプロペラにおいて一層最適なピッチを選択することができ、よって船舶の走行性能をより一層向上させることができる。   In the marine vessel control apparatus according to claim 4, when the change amount of the calculated slip ratio becomes less than a specified value after changing so as to increase the pitch of the variable pitch propeller, the pitch of the variable pitch propeller In addition to the effects described above, a more optimal pitch is selected in the variable pitch propeller in accordance with the acceleration state of the ship and the slip ratio of the propeller. Therefore, the traveling performance of the ship can be further improved.

請求項5に係る船舶の制御装置にあっては、算出されたスリップ率が既定値以下のとき、可変ピッチプロペラのピッチの変更を中止する如く構成したので、上記した効果に加え、船舶の航行速度が低下するのを防止することができる。   In the ship control device according to claim 5, since the change of the pitch of the variable pitch propeller is stopped when the calculated slip ratio is equal to or less than the predetermined value, in addition to the above effect, the ship navigation It is possible to prevent the speed from decreasing.

この発明の実施例に係る船舶の制御装置を船体も含めて全体的に示す概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the schematic which shows the ship control apparatus concerning the Example of this invention generally including a hull. 図1に示す船外機の部分断面拡大側面図である。FIG. 2 is a partially sectional enlarged side view of the outboard motor shown in FIG. 1. 図1に示す船外機の拡大側面図である。FIG. 2 is an enlarged side view of the outboard motor shown in FIG. 1. 図1に示す電子制御ユニットのシフト位置判定動作を示すフロー・チャートである。It is a flowchart which shows the shift position determination operation | movement of the electronic control unit shown in FIG. 図4フロー・チャートのフォワード制御動作、より具体的にはプロペラピッチ制御動作を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。FIG. 5 is a sub-routine flowchart showing a forward control operation of the flowchart of FIG. 4, more specifically, a propeller pitch control operation. 図5フロー・チャートの処理を説明するタイム・チャートである。5 is a time chart for explaining the processing of the flow chart.

以下、添付図面に即してこの発明に係る船舶の制御装置を実施するための形態について説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for implementing a ship control device according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1はこの発明の実施例に係る船舶の制御装置を船体も含めて全体的に示す概略図、図2は図1に示す船外機の部分断面拡大側面図、図3は図1に示す船外機の拡大側面図である。   1 is a schematic view showing a ship control apparatus according to an embodiment of the present invention as a whole including a hull, FIG. 2 is a partially sectional enlarged side view of the outboard motor shown in FIG. 1, and FIG. 3 is shown in FIG. It is an enlarged side view of an outboard motor.

図1から図3において、符号1は船舶を示す。船舶1には船外機10が船体(艇体)12に搭載される。   1 to 3, reference numeral 1 denotes a ship. In the ship 1, an outboard motor 10 is mounted on a hull (hull) 12.

船外機10は、スターンブラケット14とチルティングシャフト16を介して船体12の後尾(船尾)12aに取り付けられる。船外機10の上部には、図2に示すように、内燃機関(以下「エンジン」という)18が搭載される。エンジン18は火花点火式の水冷ガソリンエンジンであり、排気量2200ccを備える。船外機10においてエンジン18は水面上に位置し、エンジンカバー20によって覆われる。   The outboard motor 10 is attached to the stern (stern) 12 a of the hull 12 via the stern bracket 14 and the tilting shaft 16. As shown in FIG. 2, an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 18 is mounted on the outboard motor 10. The engine 18 is a spark ignition type water-cooled gasoline engine and has a displacement of 2200 cc. In the outboard motor 10, the engine 18 is located on the water surface and is covered by the engine cover 20.

エンジン18の吸気管22にはスロットルボディ24が接続される。スロットルボディ24は内部にスロットルバルブ26を備えると共に、スロットルバルブ26を開閉駆動するスロットル用電動モータ28が一体的に取り付けられる。スロットル用電動モータ28の出力軸は減速ギヤ機構(図示せず)を介してスロットルバルブ26に接続される。   A throttle body 24 is connected to the intake pipe 22 of the engine 18. The throttle body 24 includes a throttle valve 26 inside, and a throttle electric motor 28 that opens and closes the throttle valve 26 is integrally attached thereto. The output shaft of the throttle electric motor 28 is connected to the throttle valve 26 via a reduction gear mechanism (not shown).

船外機10の下部にはプロペラ30が取り付けられると共に、水平軸回りに回転自在に支持され、エンジン18からの動力をプロペラ30に伝達するプロペラシャフト32が配置される。エンジン18とプロペラシャフト32の間には1速、2速等の複数の変速段を有する変速機34が介挿される。   A propeller 30 is attached to the lower portion of the outboard motor 10, and a propeller shaft 32 that is rotatably supported around a horizontal axis and transmits power from the engine 18 to the propeller 30 is disposed. Between the engine 18 and the propeller shaft 32, a transmission 34 having a plurality of shift stages such as first speed and second speed is inserted.

変速機34は、複数の変速段を切り替え自在な変速機構36と、シフト位置を前進(フォワード)位置、後進(リバース)位置および中立(ニュートラル)位置に切り替え自在なシフト機構38とからなる。変速機構36は、エンジン18のクランクシャフト(図示せず)に接続されるインプットシャフト40と、インプットシャフト40にギヤを介して接続されるカウンタシャフト42と、カウンタシャフト42に複数のギヤを介して接続されるアウトプットシャフト44とが平行に配置された平行軸式の有段式変速機構からなる。   The transmission 34 includes a transmission mechanism 36 that can switch a plurality of shift speeds, and a shift mechanism 38 that can switch the shift position to a forward position, a reverse position, and a neutral position. The speed change mechanism 36 includes an input shaft 40 connected to a crankshaft (not shown) of the engine 18, a counter shaft 42 connected to the input shaft 40 via gears, and a plurality of gears to the counter shaft 42. The output shaft 44 is connected to a parallel shaft type stepped transmission mechanism arranged in parallel.

プロペラ30は、複数の羽根30a(図2では1枚のみ示す)と、プロペラ30の本体を構成すると共に、羽根30aが取り付けられるボス30bとを備える。プロペラ30は可変ピッチプロペラからなり、各羽根30aのピッチ角(進行方向に対する羽根30aの角度)が変更可能なように構成される。従って、ピッチ角を変えることでプロペラ30のピッチ(プロペラ30が1回転する間に船舶1(船体12)の進む距離(インチ))を変更することができる。   The propeller 30 includes a plurality of blades 30a (only one is shown in FIG. 2) and a boss 30b that constitutes the main body of the propeller 30 and to which the blades 30a are attached. The propeller 30 is a variable pitch propeller, and is configured such that the pitch angle of each blade 30a (the angle of the blade 30a with respect to the traveling direction) can be changed. Therefore, by changing the pitch angle, the pitch of the propeller 30 (the distance (inches) that the ship 1 (the hull 12) travels while the propeller 30 makes one revolution) can be changed.

プロペラ30において、ピッチ(ピッチ角)の変更は、プロペラ30の各羽根30aに連結された変節軸50および変節軸50の動作を制御する油圧機構52により行われる。   In the propeller 30, the pitch (pitch angle) is changed by the transition shaft 50 connected to each blade 30 a of the propeller 30 and the hydraulic mechanism 52 that controls the operation of the transition shaft 50.

変節軸50は、中空のプロペラシャフト32内を軸方向移動自在に挿通されたピストンロッドからなり、変節軸50の一端側(図面右側)にはピストン50aが形成される。   The transition shaft 50 is composed of a piston rod inserted through the hollow propeller shaft 32 so as to be movable in the axial direction, and a piston 50 a is formed on one end side (right side in the drawing) of the transition shaft 50.

変節軸50の先端部(他端側)付近の外周面には径方向に突出した複数個の突部50b(図2では1つのみ示す)が設けられる。突部50bは各羽根30aの羽根軸下部に形成された溝に嵌合可能なように構成される。   A plurality of protrusions 50b (only one is shown in FIG. 2) projecting in the radial direction are provided on the outer peripheral surface in the vicinity of the distal end portion (the other end side) of the knot shaft 50. The protrusion 50b is configured to be able to fit into a groove formed in the lower portion of the blade shaft of each blade 30a.

変節軸50の移動(伸縮)に伴って突部50bが軸方向に移動するとき、羽根30aは突部50bの軸方向への移動と連動してピッチ角を変化させる方向に移動(回転)する。即ち、突部50bの軸方向の動きが羽根軸下部の溝を介して羽根30aのピッチ角の動きに変換される。   When the protrusion 50b moves in the axial direction along with the movement (expansion / contraction) of the knot shaft 50, the blade 30a moves (rotates) in a direction to change the pitch angle in conjunction with the movement of the protrusion 50b in the axial direction. . That is, the axial movement of the protrusion 50b is converted into the movement of the pitch angle of the blade 30a through the groove below the blade shaft.

油圧機構52は、ギヤポンプ52aと、ギヤポンプ52aとプロペラシャフト32内の油室32aとを接続する配管52bと、ギヤポンプ52aからの作動油の量を制御するソレノイドバルブ(電磁バルブ)52c等からなる。   The hydraulic mechanism 52 includes a gear pump 52a, a pipe 52b connecting the gear pump 52a and the oil chamber 32a in the propeller shaft 32, a solenoid valve (electromagnetic valve) 52c for controlling the amount of hydraulic oil from the gear pump 52a, and the like.

ギヤポンプ52aは、アウトプットシャフト44の外周に固定されてアウトプットシャフト44と共に回転するポンプ駆動用ギヤ52dによって駆動される。ポンプ駆動用ギヤ52dはギヤポンプ52a内のドライブギヤ52a1に連結されるため、ポンプ駆動用ギヤ52dが回転すると、これに伴ってドライブギヤ52a1も回転させられる。さらに、ドライブギヤ52a1が回転すると、ドライブギヤ52a1に噛み合うドリブンギヤ52a2も回転させられる。   The gear pump 52 a is driven by a pump driving gear 52 d that is fixed to the outer periphery of the output shaft 44 and rotates together with the output shaft 44. Since the pump driving gear 52d is connected to the drive gear 52a1 in the gear pump 52a, when the pump driving gear 52d rotates, the drive gear 52a1 is also rotated accordingly. Further, when the drive gear 52a1 rotates, the driven gear 52a2 that meshes with the drive gear 52a1 is also rotated.

ギヤポンプ52aは、ドライブギヤ52a1とドリブンギヤ52a2が回転しながら噛み合うときにギヤポンプ油室52a3内の作動油を吸い込むと共に、吸い込んだ作動油を反対側から吐出する。ギヤポンプ52aから吐出された作動油は、配管52bを通って油室32aに供給され、供給された作動油によってピストン50aは図面左方向に移動させられる。   The gear pump 52a sucks the working oil in the gear pump oil chamber 52a3 and discharges the sucked working oil from the opposite side when the drive gear 52a1 and the driven gear 52a2 mesh with each other while rotating. The hydraulic oil discharged from the gear pump 52a is supplied to the oil chamber 32a through the pipe 52b, and the piston 50a is moved leftward in the drawing by the supplied hydraulic oil.

ソレノイドバルブ52cは配管52bに設けられ、ギヤポンプ52aからの作動油の吐出量を調整する。従って、ソレノイドバルブ52cのソレノイドを励磁(あるいは消磁)することにより、プロペラ30のピッチを所定ピッチに変更することができる。また、油室32aにはピストン50aの位置を示す出力を生じるピストン位置センサ54が設けられる。よってピストン位置センサ54の出力値に基づいてプロペラ30のピッチを算出することができる。   The solenoid valve 52c is provided in the pipe 52b and adjusts the discharge amount of the hydraulic oil from the gear pump 52a. Therefore, the pitch of the propeller 30 can be changed to a predetermined pitch by exciting (or demagnetizing) the solenoid of the solenoid valve 52c. The oil chamber 32a is provided with a piston position sensor 54 that generates an output indicating the position of the piston 50a. Therefore, the pitch of the propeller 30 can be calculated based on the output value of the piston position sensor 54.

スイベルケース56の付近には、船外機10の船体12に対するチルト角またはトリム角を調整可能なパワーチルトトリムユニット58が配置される。   In the vicinity of the swivel case 56, a power tilt trim unit 58 capable of adjusting a tilt angle or a trim angle with respect to the hull 12 of the outboard motor 10 is disposed.

図3に示すように、スロットルバルブ26の付近にはスロットル開度センサ(スロットル開度検出手段)60が取り付けられ、スロットルバルブ26の開度(スロットル開度)THを示す信号を出力する。また、エンジン18のクランクシャフト付近にはクランク角センサ62が取り付けられ、所定のクランク角ごとにパルス信号を出力する。   As shown in FIG. 3, a throttle opening sensor (throttle opening detecting means) 60 is attached in the vicinity of the throttle valve 26, and outputs a signal indicating the opening (throttle opening) TH of the throttle valve 26. A crank angle sensor 62 is mounted near the crankshaft of the engine 18 and outputs a pulse signal for each predetermined crank angle.

上記した各センサの出力は船外機10に搭載された電子制御ユニット(Electronic Control Unit。以下「ECU」という)70に入力される。ECU70はCPUやROM,RAMなどを備えたマイクロ・コンピュータからなり、船外機10のエンジンカバー20内部に配置される。   The output of each sensor described above is input to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 70 mounted on the outboard motor 10. The ECU 70 includes a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, and the like, and is disposed inside the engine cover 20 of the outboard motor 10.

図1の説明に戻ると、船体12の操縦席72付近には操船者(図示せず)によって操作自在なステアリングホイール74とシフト・スロットルレバー76が配置される。シフト・スロットルレバー76は初期位置から船体12に対して前後方向に揺動操作自在であり、操船者からの前進/後進指示およびエンジン18に対する加速/減速指示を含むエンジン回転数の指示を入力する。   Returning to the description of FIG. 1, a steering wheel 74 and a shift / throttle lever 76 that can be operated by a ship operator (not shown) are disposed near the cockpit 72 of the hull 12. The shift / throttle lever 76 can be swung back and forth with respect to the hull 12 from the initial position, and inputs an engine speed instruction including a forward / backward instruction from the ship operator and an acceleration / deceleration instruction to the engine 18. .

シフト・スロットルレバー76の付近にはシフト位置センサ78が取り付けられ、操船者によるシフト・スロットルレバー76の操作に応じた信号(シフト・スロットルレバー76の回転軸の回転角に応じた信号)SHPSを出力する。これら各センサの出力もECU70に入力される。   A shift position sensor 78 is mounted in the vicinity of the shift / throttle lever 76, and a signal (signal corresponding to the rotation angle of the rotation shaft of the shift / throttle lever 76) SHPS according to the operation of the shift / throttle lever 76 by the vessel operator. Output. The outputs of these sensors are also input to the ECU 70.

ECU70と各センサとは例えばNMEA(National Marine Electronics Association。米国船舶用電子機器協会)で規格された通信方式(例えばNMEA2000。具体的にはCAN(Controller Area Network))で通信自在に接続される。   The ECU 70 and each sensor are communicatively connected by a communication method (for example, NMEA2000, specifically CAN (Controller Area Network)) standardized by, for example, NMEA (National Marine Electronics Association).

また、ECU70は、入力されたセンサ出力などに基づいてスロットル用電動モータ28の動作、変速機34、プロペラ30のピッチ角などを制御するが、この実施例に係る船舶1の制御装置は操作系(ステアリングホイール74やシフト・スロットルレバー76)と船外機10の機械的な接続が断たれたDBW(Drive By Wire)方式の装置からなる。   The ECU 70 controls the operation of the electric motor 28 for throttle, the pitch angle of the transmission 34, the propeller 30 and the like based on the input sensor output. The control device for the ship 1 according to this embodiment is an operation system. It consists of a DBW (Drive By Wire) system device in which the mechanical connection between the steering wheel 74 and the shift / throttle lever 76 and the outboard motor 10 is cut off.

図4はECU70のシフト位置判定動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムはECU70によって所定の周期ごとに実行される。   FIG. 4 is a flowchart showing the shift position determination operation of the ECU 70. The illustrated program is executed by the ECU 70 at predetermined intervals.

以下説明すると、先ずS(ステップ)10においてシフト位置をシフト位置センサ78の出力値(出力電圧)SHPSに基づいて検出する。具体的には、シフト位置センサ78の出力値SHPSに基づき、シフト位置がフォワード(前進)、ニュートラル(中立)、リバース(後進)のいずれであるかを判断する。この実施例では例えばシフト位置センサ78の出力値SHPSが2V以下のときはリバース、2Vを超えるが3V以下のときはニュートラル、3Vを超えるときはフォワードであると判断する。   In the following, first, in S (step) 10, the shift position is detected based on the output value (output voltage) SHPS of the shift position sensor 78. Specifically, based on the output value SHPS of the shift position sensor 78, it is determined whether the shift position is forward (forward), neutral (neutral), or reverse (reverse). In this embodiment, for example, when the output value SHPS of the shift position sensor 78 is 2V or less, it is determined to be reverse, when it exceeds 2V, but when it is 3V or less, neutral, when it exceeds 3V, it is determined to be forward.

S10の処理においてシフト位置センサ78の出力値SHPSが3Vを超えるとき、シフト位置はフォワードと判断できるため、S12に進んでフォワード時の制御、即ち、フォワード制御を実行する。一方、シフト位置センサ78の出力値SHPSが2Vを超えるが3V以下のとき、シフト位置はニュートラルと判断できるため、S14に進んでニュートラル時の制御、即ち、ニュートラル制御を実行する。また、シフト位置センサ78の出力値SHPSが2V以下のとき、シフト位置はリバースと判断できるため、S16に進んでリバース時の制御、即ち、リバース制御を実行する。尚、ニュートラル制御とリバース制御はこの発明とは直接の関係がないため詳細な説明は省略する。   When the output value SHPS of the shift position sensor 78 exceeds 3V in the process of S10, it can be determined that the shift position is forward. Therefore, the process proceeds to S12, and forward control, that is, forward control is executed. On the other hand, when the output value SHPS of the shift position sensor 78 exceeds 2V but is 3V or less, since the shift position can be determined to be neutral, the process proceeds to S14 to execute neutral control, that is, neutral control. Further, when the output value SHPS of the shift position sensor 78 is 2 V or less, the shift position can be determined to be reverse, so that the process proceeds to S16 and reverse control, that is, reverse control is executed. Since neutral control and reverse control are not directly related to the present invention, detailed description thereof is omitted.

図5はフォワード制御動作、より具体的にはプロペラピッチ制御動作を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。   FIG. 5 is a sub-routine flowchart showing a forward control operation, more specifically, a propeller pitch control operation.

先ずS100においてギヤINピッチ変更フラグのビットが1にセットされているか否か判断する。ギヤINピッチ変更フラグは、シフト位置がフォワードにセットされてギヤインされた後、ピッチが加速待機ピッチになったときに1にセットされるフラグである。加速待機ピッチは、船舶1を微速航行速度状態(加速待機状態)にするピッチ、換言すると、船舶1の航行速度がトローリング速度のような例えば5ノット以下の低速となるピッチを意味する。従って、加速待機ピッチのとき、船舶1はプロペラ30の回転に対して僅かしか進まない(この実施例では加速待機ピッチは5インチである)。   First, in S100, it is determined whether or not the bit of the gear IN pitch change flag is set to 1. The gear IN pitch change flag is a flag that is set to 1 when the pitch becomes the acceleration standby pitch after the shift position is set to forward and geared in. The acceleration standby pitch means a pitch at which the ship 1 is brought into a very low speed navigation speed state (acceleration standby state), in other words, a pitch at which the navigation speed of the ship 1 becomes a low speed of, for example, 5 knots or less like a trolling speed. Accordingly, at the acceleration standby pitch, the ship 1 advances only slightly with respect to the rotation of the propeller 30 (in this embodiment, the acceleration standby pitch is 5 inches).

最初のプログラムループではギヤINピッチ変更フラグのビットは0にリセットされているため、S100で否定されてS102に進み、ピッチを加速待機ピッチに変更すると共に、S104に進んでギヤINピッチ変更フラグのビットを1にセットする。   Since the bit of the gear IN pitch change flag is reset to 0 in the first program loop, the result of S100 is negative and the process proceeds to S102, the pitch is changed to the acceleration standby pitch, and the process proceeds to S104, where the gear IN pitch change flag is set. Set the bit to 1.

ギヤINピッチ変更フラグのビットが1にセットされると、次回のプログラムループではS100で肯定されてS106に進み、スロットル開度センサ60の出力値に基づいてスロットル開度THの所定時間(単位時間。例えば500msec)当たりの変化量ΔTHを算出し、算出された変化量ΔTHがΔTH0以上か否か判断する。   When the bit of the gear IN pitch change flag is set to 1, the next program loop is affirmed in S100 and proceeds to S106, and a predetermined time (unit time) of the throttle opening TH is determined based on the output value of the throttle opening sensor 60. For example, a change amount ΔTH per 500 msec) is calculated, and it is determined whether or not the calculated change amount ΔTH is greater than or equal to ΔTH0.

S106は船舶1が減速状態にあるか否か、即ち、スロットル開度THが閉じる方向に所定量変化したか否かを判断(判定)するための処理であるため、ΔTH0は負値(例えば−0.5deg)とされる。最初のプログラムループでは船舶1は通例減速状態にないため、S106で否定されてS108に進み、加速中フラグのビットが0にリセットされているか否か判断する。加速中フラグは、船舶1が加速状態か否かを判断するためのフラグであり、船舶1が加速中でないときは0にリセットされ、加速中のときは1にセットされる。   Since S106 is a process for determining (determining) whether or not the ship 1 is decelerating, that is, whether or not the throttle opening TH has changed by a predetermined amount in the closing direction, ΔTH0 is a negative value (for example, − 0.5 deg). In the first program loop, since the ship 1 is usually not in a decelerating state, the result of S106 is negative and the program proceeds to S108, where it is determined whether or not the bit of the accelerating flag is reset to zero. The accelerating flag is a flag for determining whether or not the ship 1 is in an acceleration state, and is reset to 0 when the ship 1 is not accelerating, and is set to 1 when the accelerating is being performed.

最初のプログラムループでは加速中フラグのビットは0にリセットされているため、S108で肯定されてS110に進み、船舶1の加速状態をスロットル開度THの変化量ΔTHに基づいて判断する。   In the first program loop, since the bit of the acceleration flag is reset to 0, the result in S108 is affirmative and the process proceeds to S110, and the acceleration state of the ship 1 is determined based on the change amount ΔTH of the throttle opening TH.

具体的には、船舶1が全く加速していない状態、即ち、スロットル開度THの変化量ΔTHが0degか、または船舶1が緩加速(緩やかな加速)状態、即ち、変化量ΔTHが0degを超えてΔTH1(所定値。例えば5deg)未満の状態にあるか、あるいは船舶1が急加速状態、即ち、変化量ΔTHがΔTH1以上の状態にあるかを判断(判定)する。   Specifically, the state in which the ship 1 is not accelerating at all, that is, the amount of change ΔTH of the throttle opening TH is 0 deg, or the state in which the ship 1 is slowly accelerating (gradual acceleration), that is, the amount of change ΔTH is 0 deg. It is determined (determined) whether it is in a state of exceeding ΔTH1 (predetermined value, for example, 5 deg), or the vessel 1 is in a rapid acceleration state, that is, the amount of change ΔTH is not less than ΔTH1.

S110において船舶1が全く加速していない状態にあると判断されるときは以降の処理を終了する一方、船舶1が緩加速状態にあると判断されるときはS112に進んで緩加速ピッチ切替フラグのビットが0にリセットされているか否か判断する。   When it is determined in S110 that the ship 1 is not accelerating at all, the subsequent processing is terminated. On the other hand, when it is determined that the ship 1 is in the slowly accelerating state, the process proceeds to S112 and the slow acceleration pitch switching flag is set. It is determined whether or not the bit of is reset to 0.

緩加速ピッチ切替フラグは、船舶1が緩加速状態にあり、ピッチが燃費最適ピッチのときに1にセットされるフラグである。また、燃費最適ピッチは、ある速度における最大燃費が得られるピッチ、即ち、燃費を重視したピッチを意味し、実験などにより例えば19インチと定められる。   The slow acceleration pitch switching flag is a flag that is set to 1 when the ship 1 is in the slow acceleration state and the pitch is the optimum fuel economy pitch. Further, the optimum fuel efficiency pitch means a pitch at which the maximum fuel efficiency is obtained at a certain speed, that is, a pitch that places importance on fuel efficiency, and is determined to be, for example, 19 inches by experiments.

S112で肯定、即ち、緩加速ピッチ切替フラグのビットが0にリセットされていると判断されるときはS114に進んでピッチを燃費最適ピッチに変更した後、S116に進み、緩加速ピッチ切替フラグのビットを1にセットして処理を終了する。   When the result in S112 is affirmative, that is, when it is determined that the bit of the slow acceleration pitch switch flag is reset to 0, the process proceeds to S114, the pitch is changed to the optimum fuel efficiency pitch, and then the process proceeds to S116. The bit is set to 1 and the process is terminated.

緩加速ピッチ切替フラグのビットが1にセットされると、次回のプログラムループではS112で否定されてS118に進み、スロットル開度センサ60の出力値に基づきスロットル開度THが全開(全開またはその近傍を含む。以下同じ)になったか否か判断する。   When the bit of the slow acceleration pitch switching flag is set to 1, in the next program loop, the result is negative in S112 and proceeds to S118, and the throttle opening TH is fully opened based on the output value of the throttle opening sensor 60 (fully opened or in the vicinity thereof). It is determined whether the same applies to the following.

S118で否定されるときは処理を終了する一方、肯定されるときはS120に進んでピッチを移動効率最適ピッチに変更する。移動効率最適ピッチは、船舶1の移動効率が最も良いピッチ、換言すると、最高速度が得られやすいピッチを意味する。具体的には、エンジン18の出力が最大となるエンジン回転数で船舶1を航行させたときに船舶1の速度が所定速度以上(より具体的には最高速度またはその近傍)となるピッチを意味する。   When the result in S118 is negative, the process ends. When the result is positive, the process proceeds to S120, and the pitch is changed to the movement efficiency optimum pitch. The movement efficiency optimum pitch means a pitch with the best movement efficiency of the ship 1, in other words, a pitch at which the maximum speed can be easily obtained. Specifically, it means a pitch at which the speed of the ship 1 is equal to or higher than a predetermined speed (more specifically, the maximum speed or the vicinity thereof) when the ship 1 is navigated at the engine speed at which the output of the engine 18 is maximum. To do.

例えば6000rpmで最高出力が発揮されるエンジンの場合には6000rpmで船舶1を航行させ、ピッチを10インチ、11インチ、12インチ、・・・と変えながら船舶1の航行速度を計測する。そして、航行速度が最大となるピッチを特定し、それを移動効率最適ピッチとする。尚、この実施例では移動効率最適ピッチは例えば17インチとされる。   For example, in the case of an engine that exhibits the maximum output at 6000 rpm, the ship 1 is navigated at 6000 rpm, and the navigation speed of the ship 1 is measured while changing the pitch to 10 inches, 11 inches, 12 inches, and so on. Then, the pitch at which the navigation speed is maximized is specified, and this is set as the movement efficiency optimum pitch. In this embodiment, the optimum pitch for moving efficiency is, for example, 17 inches.

図5フロー・チャートにおいて、S110で変化量ΔTHがΔTH1以上、即ち、船舶1が急加速状態と判断されるときはS122に進んで加速中フラグのビットを1にセットする。   In the flow chart of FIG. 5, when the change amount ΔTH is equal to or greater than ΔTH1 in S110, that is, when the ship 1 is determined to be in the rapid acceleration state, the process proceeds to S122, and the bit of the acceleration flag is set to 1.

加速中フラグのビットが1にセットされると、次回のプログラムループではS108で否定されてS124に進み、ピッチ制御終了フラグのビットが0にリセットされているか否か判断する。ピッチ制御終了フラグは、このフロー・チャートに示すプロペラピッチ制御が終了するときに1にセットされるフラグである。   When the bit of the acceleration flag is set to 1, in the next program loop, the result in S108 is negative and the program proceeds to S124, in which it is determined whether or not the bit of the pitch control end flag is reset to 0. The pitch control end flag is a flag that is set to 1 when the propeller pitch control shown in the flowchart is ended.

S124で否定されるときは処理を終了する一方、肯定されるときはS126に進み、加速初期ピッチ切替フラグのビットが0にリセットされているか否か判断する。加速初期ピッチ切替フラグについては後述する。   When the result in S124 is negative, the process ends. When the result is affirmative, the process proceeds to S126, and it is determined whether or not the bit of the acceleration initial pitch switching flag is reset to zero. The acceleration initial pitch switching flag will be described later.

最初のプログラムループでは加速初期ピッチ切替フラグのビットは0にリセットされているため、S126で肯定されてS128に進み、プロペラ30のスリップ率(滑り率)SPの所定時間当たりの変化量ΔSPを算出すると共に、算出された変化量ΔSPがΔSP1(規定値)未満か否か判断する。   Since the bit of the acceleration initial pitch switching flag is reset to 0 in the first program loop, the result is affirmed in S126 and proceeds to S128, and the change amount ΔSP per predetermined time of the slip ratio (slip ratio) SP of the propeller 30 is calculated. In addition, it is determined whether or not the calculated change amount ΔSP is less than ΔSP1 (specified value).

尚、プロペラ30のスリップ率SPは船舶1(船体12)の理論速度Vaと実速度Vに基づいて以下の式(1)により算出される。また、理論速度Vaはエンジン18や変速機34の運転状態、プロペラ30の仕様に基づき以下の式(2)により算出される。
スリップ率SP=(理論速度Va(km/h)−実速度V(km/h))/理論速度Va(km/h) ・・・式(1)
理論速度Va(km/h)=(エンジン回転数NE(rpm)×プロペラピッチ(インチ)×60×2.54×10−5)/(変速段の減速比) ・・・式(2)
The slip ratio SP of the propeller 30 is calculated by the following equation (1) based on the theoretical speed Va and the actual speed V of the ship 1 (the hull 12). The theoretical speed Va is calculated by the following equation (2) based on the operating state of the engine 18 and the transmission 34 and the specifications of the propeller 30.
Slip rate SP = (theoretical speed Va (km / h) −actual speed V (km / h)) / theoretical speed Va (km / h) (1)
Theoretical speed Va (km / h) = (engine speed NE (rpm) × propeller pitch (inch) × 60 × 2.54 × 10 −5 ) / (speed reduction ratio) (2)

式(1)で実速度Vは船舶1に搭載されるGPS受信装置(図示せず)の出力値(位置情報)から算出される。また、式(2)で変速段の減速比は変速機34において現在選択されている変速段の減速比であって、例えば2速のときの減速比は1.9となる。また、60なる数値は1分間当たりのエンジン回転数NEを1時間当たりの値に換算するためのものであり、2.54×10−5なる数値はプロペラピッチをインチからキロメートルに換算するためのものである。 In equation (1), the actual speed V is calculated from the output value (position information) of a GPS receiver (not shown) mounted on the ship 1. Further, the speed reduction ratio of the gear stage in the equation (2) is the speed reduction ratio of the speed stage currently selected in the transmission 34, and for example, the speed reduction ratio at the second speed is 1.9. The numerical value of 60 is for converting the engine speed NE per minute into a value per hour, and the numerical value of 2.54 × 10 −5 is for converting the propeller pitch from inches to kilometers. Is.

S128はスリップ率SPの変化量ΔSPが正値か負値かを判断するための処理であるため、ΔSP1は例えば0とされる。従って、S128で否定、即ち、スリップ率SPの変化量ΔSPが0(ΔSP1)以上、換言すると、スリップ率SPの変化量ΔSPが0または正値と判断されるときはS130に進んでピッチを所定割合で増加(上昇)させる(ピッチが所定割合で増加するようにピッチ角を変化させる)。具体的には例えば1秒間にピッチが5インチ上昇するように定められた増加量に基づいてピッチを増加させる。   Since S128 is a process for determining whether the change amount ΔSP of the slip ratio SP is a positive value or a negative value, ΔSP1 is set to 0, for example. Accordingly, when the determination is negative in S128, that is, when the change amount ΔSP of the slip ratio SP is 0 (ΔSP1) or more, in other words, when the change amount ΔSP of the slip ratio SP is determined to be 0 or a positive value, the process proceeds to S130 and the pitch is determined. Increase (rise) at a rate (change the pitch angle so that the pitch increases at a predetermined rate). Specifically, for example, the pitch is increased based on an increase amount determined so that the pitch increases by 5 inches per second.

一方、S128で肯定、即ち、スリップ率SPの変化量ΔSPが0(ΔSP1)未満、換言すると、スリップ率SPの変化量ΔSPが負値と判断されるときはS132に進んで加速初期ピッチ切替フラグのビットを1にセットする。   On the other hand, when the determination in S128 is affirmative, that is, when the change amount ΔSP of the slip ratio SP is less than 0 (ΔSP1), in other words, when the change amount ΔSP of the slip ratio SP is determined to be a negative value, the process proceeds to S132 and the acceleration initial pitch switching flag is set. Set the bit of.

加速初期ピッチ切替フラグのビットが1にセットされると、次回のプログラムループではS126で否定されてS134に進み、スロットル開度THが全開になったか否か判断する。   When the bit of the acceleration initial pitch switching flag is set to 1, in the next program loop, the result in S126 is negative and the program proceeds to S134, in which it is determined whether or not the throttle opening TH is fully opened.

S134で否定されるときはS136に進んでピッチを加速最適ピッチに変更する一方、肯定されるときはS138に進んでスリップ率SPがSP1(例えば40%)以下か否か判断する。   When the result in S134 is negative, the program proceeds to S136 and the pitch is changed to the optimum acceleration pitch. When the result is affirmative, the program proceeds to S138 and it is determined whether or not the slip ratio SP is equal to or less than SP1 (for example, 40%).

尚、加速最適ピッチは、船舶1の航行加速度が増加するようなピッチ、具体的には船舶1の加速性能が最も発揮されるピッチを意味し、より具体的にはエンジン18の最大トルクが発生するエンジン回転数で船舶1を航行させたときに船舶1の加速度が所定加速度以上(具体的には最大加速度またはその近傍)となるピッチを意味する。   Note that the optimum acceleration pitch means a pitch at which the navigation acceleration of the ship 1 increases, specifically, a pitch at which the acceleration performance of the ship 1 is most exhibited, and more specifically, the maximum torque of the engine 18 is generated. This means a pitch at which the acceleration of the ship 1 is equal to or higher than a predetermined acceleration (specifically, the maximum acceleration or its vicinity) when the ship 1 is navigated at the engine speed.

従って、例えば4500rpmで最大トルクが発揮されるエンジン18の場合には4500rpmで船舶1を航行させ、そのとき最も加速度が得られるピッチを特定し、特定されたピッチを加速最適ピッチ(例えば14インチ)とする。   Therefore, for example, in the case of the engine 18 that exhibits the maximum torque at 4500 rpm, the ship 1 is navigated at 4500 rpm, the pitch at which the acceleration is most obtained at that time is specified, and the specified pitch is determined as the optimum acceleration pitch (for example, 14 inches). And

S138で否定、即ち、スリップ率SPがSP1を上回ると判断されるときは処理を終了する一方、肯定されるときはS140に進んでスリップ率判定フラグのビットが0にリセットされているか否か判断する。スリップ率判定フラグはスリップ率SPがSP1以下のときに1にセットされるフラグである。   When the result in S138 is negative, that is, when it is determined that the slip ratio SP exceeds SP1, the process is terminated. When the result is affirmative, the process proceeds to S140 and it is determined whether or not the bit of the slip ratio determination flag is reset to 0. To do. The slip ratio determination flag is a flag that is set to 1 when the slip ratio SP is equal to or less than SP1.

S140で肯定されるときはS142に進み、スリップ率判定フラグのビットを1にセットし、次いでS144に進んでピッチを1インチ上昇させた後、S146に進み、スリップ率更新値を0にする。スリップ率更新値については後述する。   When the result in S140 is affirmative, the program proceeds to S142, the bit of the slip ratio determination flag is set to 1, and then the program proceeds to S144 to increase the pitch by 1 inch, and then the program proceeds to S146 and the slip ratio update value is set to zero. The slip rate update value will be described later.

スリップ率判定フラグのビットが1にセットされると、次回のプログラムループではS140で否定されてS148に進み、スリップ率更新値がα(例えば−10%)か否か判断する。スリップ率更新値は、今回のプログラムループで算出されたスリップ率SPが前回のプログラムループで算出されたスリップ率SPに対してどの程度変化したかを示す値である。例えば今回のプログラムループで算出されたスリップ率SPが30%で、前回のプログラムループで算出されたスリップ率SPが40%のとき、スリップ率更新値は−10%となる。   When the bit of the slip ratio determination flag is set to 1, in the next program loop, the result in S140 is negative and the process proceeds to S148, and it is determined whether or not the slip ratio update value is α (for example, −10%). The slip ratio update value is a value indicating how much the slip ratio SP calculated in the current program loop has changed with respect to the slip ratio SP calculated in the previous program loop. For example, when the slip ratio SP calculated in the current program loop is 30% and the slip ratio SP calculated in the previous program loop is 40%, the slip ratio update value is −10%.

S148で否定されるときは処理を終了する一方、肯定されるときはS150に進んでスリップ率SPがSP2(既定値。例えば10%)以下か否か判断する。S150で否定されるときはS152に進んでピッチを1インチ上昇させた後、S154に進んでスリップ率更新値を0にする一方、S150で肯定されるときはS156に進んでピッチ制御終了フラグのビットを1にセットする。   When the result in S148 is negative, the process ends. When the result is affirmative, the process proceeds to S150, and it is determined whether or not the slip rate SP is equal to or less than SP2 (default value, for example, 10%). When the result in S150 is negative, the program proceeds to S152 to increase the pitch by 1 inch, and then the program proceeds to S154 to set the slip rate update value to 0. When the result in S150 is affirmative, the program proceeds to S156 and the pitch control end flag is set. Set the bit to 1.

また、S106で肯定、即ち、スロットル開度THの変化量ΔTHがΔTH0未満と判断されるときはS158に進んで加速中フラグ、加速初期ピッチ切替フラグおよび緩加速ピッチ切替フラグのビットをそれぞれ0にリセットして処理を終了する。   On the other hand, if the determination in S106 is affirmative, that is, if it is determined that the change amount ΔTH of the throttle opening TH is less than ΔTH0, the routine proceeds to S158, and the bits of the acceleration flag, acceleration initial pitch switching flag, and slow acceleration pitch switching flag are set to 0, respectively. Reset to finish the process.

以上のように、この発明では、船舶1が加速状態、具体的には急加速状態(S108で否定)で、かつスリップ率SPの変化量ΔSPがΔSP1(0)以上、即ち、0または正値と判断されるとき(S128で否定)、ピッチを所定割合(例えば1秒間に5インチ)で増加させ(S130)、その後、スリップ率SPの変化量ΔSPが負値と判断されるとき(S128で肯定)、スリップ率SPがSP2(10%)になるまでピッチをスリップ率SPに応じて増加させる(S138,S144,S150,S152)。   As described above, in the present invention, the ship 1 is in an acceleration state, specifically, in a rapid acceleration state (No in S108), and the change amount ΔSP of the slip ratio SP is greater than or equal to ΔSP1 (0), that is, 0 or a positive value. Is determined (No in S128), the pitch is increased by a predetermined rate (for example, 5 inches per second) (S130), and thereafter, the change amount ΔSP of the slip ratio SP is determined to be a negative value (in S128). (Yes), the pitch is increased according to the slip ratio SP until the slip ratio SP reaches SP2 (10%) (S138, S144, S150, S152).

上記した如く、急加速時にピッチをスリップ率SPに基づいて変更することで、プロペラ30のキャビテーションを抑制し、船舶1の加速性能を向上させることができる。また、スリップ率SPに基づいてピッチを加速最適ピッチから移動効率最適ピッチまで変化させることで、エンジン回転数を円滑に上昇させることができ、最高速まで船舶1をスムーズに加速させることができる。   As described above, the cavitation of the propeller 30 can be suppressed and the acceleration performance of the ship 1 can be improved by changing the pitch based on the slip ratio SP during rapid acceleration. Further, by changing the pitch from the optimum acceleration pitch to the optimum movement efficiency pitch based on the slip rate SP, the engine speed can be increased smoothly, and the ship 1 can be smoothly accelerated to the maximum speed.

また、スリップ率SPが低い状態でピッチを上げると船舶1の航行速度が低下する場合があるため、スリップ率SPがSP2(10%)以下と判断されるときはピッチの制御を終了、換言すると、ピッチの変更を中止することにより、船舶1の航行速度が低下しないようにした。   Further, if the pitch is increased while the slip rate SP is low, the navigation speed of the ship 1 may decrease. Therefore, when the slip rate SP is determined to be SP2 (10%) or less, the pitch control is terminated, in other words. By stopping the change of the pitch, the navigation speed of the ship 1 is not lowered.

図6は上記した処理の一部を、船舶1がトローリング状態から加速される場合を例にとって説明するタイム・チャートである。   FIG. 6 is a time chart for explaining a part of the above-described processing by taking as an example the case where the ship 1 is accelerated from the trolling state.

先ず時刻t1においてシフト位置がニュートラルからフォワードにセットされてギヤインされると、ピッチを5インチ(加速待機ピッチ)に変更する(S102)。   First, when the shift position is set from neutral to forward at the time t1 and the gear is engaged, the pitch is changed to 5 inches (acceleration standby pitch) (S102).

その後、時刻t2を経過してスロットル開度THの変化量ΔTHが5deg(ΔTH1)以上になって急加速状態になると、これに伴ってエンジン回転数NEおよびスリップ率SPも上昇する。スリップ率SPは時刻t3まで上昇し続けるが(スリップ率SPの変化量ΔSPは時刻t3まで正値)、スリップ率SPが上昇し続ける間、ピッチを14インチ(加速最適ピッチ)になるまで所定割合で増加させる(S128,S130)。   Thereafter, when the change amount ΔTH of the throttle opening TH becomes equal to or greater than 5 deg (ΔTH1) after the time t2, the engine speed NE and the slip ratio SP also increase. Although the slip rate SP continues to increase until time t3 (the amount of change ΔSP of the slip rate SP is a positive value until time t3), while the slip rate SP continues to increase, a predetermined rate is obtained until the pitch becomes 14 inches (acceleration optimum pitch). (S128, S130).

時刻t3を境にスリップ率SPが下降に転じると(スリップ率SPの変化量ΔSPが負値になると)、所定割合で上昇させていたピッチを、今度はスリップ率SPの変化に基づいて変更する(S138,S144,S150,S152)。例えば時刻t4でスリップ率SPが40%のときはピッチを14インチとし、時刻t5でスリップ率SPが30%になるとピッチを15インチに、時刻t6でスリップ率SPが20%になるとピッチを16インチにして、ピッチをスリップ率SPの変化に応じて上昇させる。   When the slip ratio SP starts to decrease at time t3 (when the change amount ΔSP of the slip ratio SP becomes a negative value), the pitch that has been increased at a predetermined rate is now changed based on the change of the slip ratio SP. (S138, S144, S150, S152). For example, when the slip rate SP is 40% at time t4, the pitch is 14 inches, when the slip rate SP is 30% at time t5, the pitch is 15 inches, and when the slip rate SP is 20% at time t6, the pitch is 16 inches. The pitch is raised according to the change of the slip ratio SP.

その後、時刻t7においてスリップ率SPが10%になると、ピッチの制御(変更)を中止する(S150,S156)。尚、図中、破線で示したスリップ率は、プロペラが可変ピッチプロペラではなく、固定ピッチプロペラの場合のスリップ率である。図示のとおり、可変ピッチプロペラの場合、固定ピッチプロペラの場合よりも急加速時のスリップ率の上昇を抑えることができる。よってスリップ率SPに応じてピッチを変更することで船舶1の加速性能を向上させることができる。   Thereafter, when the slip ratio SP becomes 10% at time t7, the pitch control (change) is stopped (S150, S156). In the figure, the slip ratio indicated by a broken line is a slip ratio when the propeller is not a variable pitch propeller but a fixed pitch propeller. As shown in the figure, in the case of a variable pitch propeller, an increase in the slip ratio during sudden acceleration can be suppressed more than in the case of a fixed pitch propeller. Therefore, the acceleration performance of the ship 1 can be improved by changing the pitch according to the slip rate SP.

以上の如く、この発明の実施例にあっては、内燃機関(エンジン)18で駆動されると共に、ピッチを変更可能な可変ピッチプロペラ(プロペラ)30が船体12に取り付けられてなる船舶1の制御装置において、前記内燃機関のスロットル開度THを検出するスロットル開度検出手段(スロットル開度センサ)60と、前記船舶の理論速度Vaと実速度Vとに基づいて前記可変ピッチプロペラのスリップ率SPを算出するスリップ率算出手段(ECU70。S128等)と、前記検出されたスロットル開度と前記算出されたスリップ率とに基づいて前記可変ピッチプロペラのピッチを変更するピッチ変更手段(ECU70。S108,S110,S128,S130,S138,S144,S150,S152等)とを備える如く構成したので、船舶1の走行状態、特に船舶1の加速状態とプロペラ30のスリップ率SPに応じて可変ピッチプロペラにおいて最適なピッチを選択することができ、よって船舶1の走行性能を向上させることができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, the control of the ship 1 in which the variable pitch propeller (propeller) 30 that is driven by the internal combustion engine (engine) 18 and can change the pitch is attached to the hull 12. In the apparatus, the throttle opening degree detecting means (throttle opening degree sensor) 60 for detecting the throttle opening degree TH of the internal combustion engine, and the slip ratio SP of the variable pitch propeller based on the theoretical speed Va and the actual speed V of the ship. Slip rate calculating means (ECU 70, S128, etc.) for calculating the pitch, and pitch changing means (ECU 70, S108, S108) for changing the pitch of the variable pitch propeller based on the detected throttle opening and the calculated slip rate. S110, S128, S130, S138, S144, S150, S152, etc.) Therefore, the optimum pitch can be selected in the variable pitch propeller according to the traveling state of the ship 1, particularly the acceleration state of the ship 1 and the slip ratio SP of the propeller 30, and thus the traveling performance of the ship 1 can be improved. .

また、前記ピッチ変更手段は、前記検出されたスロットル開度THの変化量ΔTHが所定値(ΔTH1)以上で、かつ前記算出されたスリップ率SPの変化量ΔSPが規定値(ΔSP1)以上のとき、前記可変ピッチプロペラのピッチを増加するように変更する如く構成した(ECU70。S108,S110,S128,S130)ので、船舶1の加速状態とプロペラ30のスリップ率SPに応じて可変ピッチプロペラにおいて一層最適なピッチを選択することができ、よって船舶1の走行性能を一層向上させることができる。   Further, the pitch changing means is configured such that when the detected change amount ΔTH of the throttle opening TH is not less than a predetermined value (ΔTH1) and the calculated change amount ΔSP of the slip ratio SP is not less than a specified value (ΔSP1). Since the variable pitch propeller is configured to be changed so as to increase the pitch (ECU 70, S108, S110, S128, S130), the variable pitch propeller is further layered according to the acceleration state of the ship 1 and the slip ratio SP of the propeller 30. An optimum pitch can be selected, and thus the traveling performance of the ship 1 can be further improved.

また、前記ピッチ変更手段は、前記可変ピッチプロペラのピッチを増加するように変更した後、前記算出されたスリップ率SPの変化量ΔSPが前記規定値未満になったとき、前記算出されたスリップ率SPに基づいて前記可変ピッチプロペラのピッチを増加する如く構成した(ECU70。S126,S128,S132,S138,S144,S150,S152)ので、船舶1の加速状態とプロペラ30のスリップ率SPに応じて可変ピッチプロペラにおいて一層最適なピッチを選択することができ、よって船舶1の走行性能を一層向上させることができる。   Further, the pitch changing means changes the calculated pitch rate when the change amount ΔSP of the calculated slip rate SP becomes less than the specified value after changing the pitch of the variable pitch propeller to increase. Since the variable pitch propeller is configured to increase the pitch based on SP (ECU 70, S126, S128, S132, S138, S144, S150, S152), it depends on the acceleration state of the ship 1 and the slip ratio SP of the propeller 30. A more optimal pitch can be selected in the variable pitch propeller, and thus the traveling performance of the ship 1 can be further improved.

また、前記ピッチ変更手段は、前記可変ピッチプロペラのピッチを増加するように変更した後、前記算出されたスリップ率SPの変化量ΔSPが前記規定値未満になったとき、前記可変ピッチプロペラのピッチを前記算出されたスリップ率SPが減少するにつれて増加するように変更する如く構成した(ECU70。S126,S128,S132,S138,S144,S150,S152)ので、船舶1の加速状態とプロペラ30のスリップ率SPに応じて可変ピッチプロペラにおいて一層最適なピッチを選択することができ、よって船舶1の走行性能を一層向上させることができる。   Further, the pitch changing means changes the pitch of the variable pitch propeller to increase, and then when the calculated change amount ΔSP of the slip ratio SP becomes less than the specified value, the pitch of the variable pitch propeller Is changed so as to increase as the calculated slip ratio SP decreases (ECU 70. S126, S128, S132, S138, S144, S150, S152), so the acceleration state of the ship 1 and the slip of the propeller 30 A more optimal pitch can be selected in the variable pitch propeller according to the rate SP, and thus the traveling performance of the ship 1 can be further improved.

また、前記ピッチ変更手段は、前記算出されたスリップ率SPが既定値(SP2)以下のとき、前記可変ピッチプロペラのピッチの変更を中止する如く構成した(ECU70。S150,S156)ので、船舶1の航行速度が低下するのを防止することができる。   The pitch changing means is configured to stop changing the pitch of the variable pitch propeller when the calculated slip ratio SP is equal to or less than a predetermined value (SP2) (ECU 70, S150, S156). It is possible to prevent the navigation speed of the vehicle from decreasing.

尚、上記した実施例では、船舶1として船外機10を搭載した例に基づいて説明したが、船舶1は必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば船内機で構成されるものであってもよい。   In the above-described embodiment, the description has been given based on the example in which the outboard motor 10 is mounted as the ship 1. However, the ship 1 is not necessarily limited to this, and is configured by, for example, an inboard motor. Also good.

また、上記した実施例では、燃費最適ピッチは実験により求められると述べたが、具体的には先ず移動効率最適ピッチを特定し、次いで、ピッチを移動効率最適ピッチから徐々に変化させながら最も燃費の良いピッチを探索する。実施例では燃費最適ピッチが移動効率最適ピッチよりも2インチだけ多いピッチとしたが、これは燃費最適ピッチを移動効率最適ピッチに対して2インチ増加させたところが燃費効率が最も良くなることが実験により確かめられたためである。但し、燃費最適ピッチを移動効率最適ピッチに対してどの程度大きくするかはプロペラ30の仕様によっても異なることから、必ずしも移動効率最適ピッチより2インチ増加させたものが燃費最適ピッチになるとは限らない。   In the above-described embodiment, it has been described that the optimum fuel efficiency pitch is obtained through experiments. Specifically, first, the optimum movement efficiency pitch is specified, and then the most efficient fuel consumption is achieved by gradually changing the pitch from the optimum movement efficiency pitch. Search for a good pitch. In the embodiment, the optimum fuel efficiency pitch is 2 inches larger than the optimum movement efficiency pitch, but this is an experiment that the best fuel efficiency is obtained when the optimum fuel efficiency pitch is increased by 2 inches from the optimum movement efficiency pitch. This is because of this. However, how much the optimum fuel efficiency pitch is increased with respect to the optimum movement efficiency pitch also depends on the specifications of the propeller 30. Therefore, what is increased by 2 inches from the optimum movement efficiency pitch does not necessarily become the optimum fuel efficiency pitch. .

また、上記した実施例では、ΔTH0,ΔTH1,SP1,SP2,ΔSP1、加速待機ピッチ、燃費最適ピッチ、移動効率最適ピッチ、加速最適ピッチ等について具体的な数値で示したが、それらは例示であって限定されるものではない。   In the above-described embodiments, ΔTH0, ΔTH1, SP1, SP2, ΔSP1, acceleration standby pitch, optimum fuel consumption pitch, optimum movement efficiency pitch, optimum acceleration pitch, and the like are shown as specific values, but these are only examples. It is not limited.

1 船舶、12 船体、18 エンジン(内燃機関)、30 プロペラ(可変ピッチプロペラ)、60 スロットル開度センサ(スロットル開度検出手段)、70 ECU(電子制御ユニット。スリップ率算出手段、ピッチ変更手段)   1 ship, 12 hull, 18 engine (internal combustion engine), 30 propeller (variable pitch propeller), 60 throttle opening sensor (throttle opening detecting means), 70 ECU (electronic control unit, slip ratio calculating means, pitch changing means)

Claims (5)

内燃機関で駆動されると共に、ピッチを変更可能な可変ピッチプロペラが船体に取り付けられてなる船舶の制御装置において、前記内燃機関のスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、前記船舶の理論速度と実速度とに基づいて前記可変ピッチプロペラのスリップ率を算出するスリップ率算出手段と、前記検出されたスロットル開度と前記算出されたスリップ率とに基づいて前記可変ピッチプロペラのピッチを変更するピッチ変更手段とを備えたことを特徴とする船舶の制御装置。   In a marine vessel control apparatus which is driven by an internal combustion engine and has a variable pitch propeller capable of changing the pitch attached to the hull, a throttle opening degree detecting means for detecting the throttle opening degree of the internal combustion engine, and the ship theory Slip rate calculating means for calculating the slip rate of the variable pitch propeller based on the speed and the actual speed, and changing the pitch of the variable pitch propeller based on the detected throttle opening and the calculated slip rate And a pitch changing means. 前記ピッチ変更手段は、前記検出されたスロットル開度の変化量が所定値以上で、かつ前記算出されたスリップ率の変化量が規定値以上のとき、前記可変ピッチプロペラのピッチを増加するように変更することを特徴とする請求項1記載の船舶の制御装置。   The pitch changing means increases the pitch of the variable pitch propeller when the detected change amount of the throttle opening is a predetermined value or more and the calculated change amount of the slip ratio is a predetermined value or more. The ship control device according to claim 1, wherein the ship control device is changed. 前記ピッチ変更手段は、前記可変ピッチプロペラのピッチを増加するように変更した後、前記算出されたスリップ率の変化量が前記規定値未満になったとき、前記算出されたスリップ率に基づいて前記可変ピッチプロペラのピッチを増加するように変更することを特徴とする請求項2記載の船舶の制御装置。   The pitch changing means, after changing to increase the pitch of the variable pitch propeller, when the calculated change amount of the slip ratio becomes less than the specified value, based on the calculated slip ratio The marine vessel control device according to claim 2, wherein the pitch of the variable pitch propeller is changed to increase. 前記ピッチ変更手段は、前記可変ピッチプロペラのピッチを増加するように変更した後、前記算出されたスリップ率の変化量が前記規定値未満になったとき、前記可変ピッチプロペラのピッチを前記算出されたスリップ率が減少するにつれて増加するように変更することを特徴とする請求項3記載の船舶の制御装置。   The pitch changing means changes the pitch of the variable pitch propeller so as to increase, and then calculates the pitch of the variable pitch propeller when the calculated change amount of the slip ratio becomes less than the specified value. 4. The marine vessel control apparatus according to claim 3, wherein a change is made to increase as the slip ratio decreases. 前記ピッチ変更手段は、前記算出されたスリップ率が既定値以下のとき、前記可変ピッチプロペラのピッチの変更を中止することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の船舶の制御装置。   5. The ship control device according to claim 1, wherein the pitch changing unit stops changing the pitch of the variable pitch propeller when the calculated slip ratio is equal to or less than a predetermined value. 6. .
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