JP2016182877A - 船舶の加速制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】安定して加速状態を維持することが可能な船舶の加速制御システムを提供する。
【解決手段】この船舶の加速制御システム１００は、船舶の推進力の操作を受け付けるリモコン５と、船舶の実際の船速を検出するＧＰＳ装置７と、船舶の最終目標船速を設定するとともに、船舶の目標船速を演算し、目標船速に基づいて船外機３を制御する制御部５１とを備える。そして、制御部５１は、初期の船舶の目標船速を初期目標船速に設定し、船舶の実際の船速および初期目標船速に基づいて、船舶の目標船速を変更するとともに、船舶の実際の船速が最終目標船速に近づくように船外機３を制御するように構成されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、船舶の加速制御システムに関する。

従来、船舶の加速制御システムが知られている（たとえば、特許文献１および２参照）。

上記特許文献１には、エンジンと、エンジンの出力を操作するスロットル機構と、船舶の加速を制御するマイクロプロセッサとを備える船舶の加速制御システムが開示されている。この加速制御システムのマイクロプロセッサは、目標回転数、加速割合、オーバーシュート割合およびオーバーシュート期間を設定することにより、時間の関数としての加速プロフィールを作成し、作成した加速プロフィールに基づいて加速を制御している。

上記特許文献２には、エンジンと、エンジンの出力を操作するスロットル装置と、船舶の加速を制御するマイクロプロセッサとを備える船舶の加速制御システムが開示されている。この加速制御システムのマイクロプロセッサは、実際の船舶の加速プロフィールを学習して記憶し、記憶した加速プロフィールに基づいてエンジンの回転速度を制御している。

ＵＳ７２１４１１０号 ＵＳ７３６１０６７号

しかしながら、上記特許文献１および２の船舶の加速制御システムにおいて、作成または学習した加速プロフィールに基づいて加速を制御した場合にも、刻々と変化する波などによる水面の状態や風などの影響により、作成または学習した加速プロフィールとは異なる加速状態となるため、安定して加速状態を維持することが困難であるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、安定して加速状態を維持することが可能な船舶の加速制御システムを提供することである。

この発明の第１の局面による船舶の加速制御システムは、船舶の推進機の回転速度または船速を含む推進力の操作を受け付けるアクセル操作部と、船舶の実際の推進力を検出する実推進力検出部と、船舶の最終目標推進力を設定する設定部と、船舶の目標推進力を演算し、目標推進力に基づいて推進機を制御する制御部とを備え、制御部は、初期の船舶の目標推進力を初期目標推進力に設定し、船舶の実際の推進力および初期目標推進力に基づいて、船舶の目標推進力を変更するとともに、船舶の実際の推進力が最終目標推進力に近づくように推進機を制御するように構成されている。

この第１の局面による船舶の加速制御システムでは、上記のように、初期の船舶の目標推進力を初期目標推進力に設定し、船舶の実際の推進力および初期目標推進力に基づいて、船舶の目標推進力を変更するとともに、船舶の実際の推進力が最終目標推進力に近づくように推進機を制御する制御部を設ける。これにより、加速初期に目標推進力を初期目標推進力に設定することによって、速やかに船舶を加速させることができる。船舶の目標推進力を船舶の実際の推進力および初期目標推進力に基づいて変更することにより、刻々と変化する波などによる水面の状態や風などの影響を実際の推進力に基づいて目標推進力に反映することができるので、安定して加速状態を維持することができる。

上記第１の局面による船舶の加速制御システムにおいて、好ましくは、制御部は、最終目標推進力に基づいて初期目標推進力を設定するように構成されている。このように構成すれば、最終目標推進力に基づいて加速初期の初期目標推進力を設定することにより、加速初期にスムーズに船舶を加速させることができる。

この場合、好ましくは、制御部は、初期目標推進力を最終目標推進力の１／３以上の値に設定するように構成されている。このように構成すれば、加速初期の初期目標推進力を最終目標推進力の１／３以上に設定することにより、加速初期の加速が小さくなるのを抑制して速やかに船舶を加速させることができる。

上記第１の局面による船舶の加速制御システムにおいて、好ましくは、制御部は、加速モード時において、アクセル操作部がしきい値以上操作された場合に、船舶の加速を制御するとともに、通常モードにおけるしきい値に対応する推進力よりも大きい値に初期目標推進力を設定するように構成されている。このように構成すれば、アクセル操作部をしきい値以上に操作することにより、加速モードにおいて、容易に加速を開始させることができるとともに、加速初期の初期目標推進力がしきい値に対応する推進力よりも大きい値に設定されて、加速初期に速やかに船舶を加速させることができる。

上記第１の局面による船舶の加速制御システムにおいて、好ましくは、初期目標推進力は、加速レベルに応じて調整可能に構成されている。このように構成すれば、ユーザが加速レベルを高く設定した場合には、加速初期の初期目標推進力が大きくなるので、より速やかに船舶を加速させることができるとともに、ユーザが加速レベルを低く設定した場合には、加速初期の初期目標推進力が小さくなるので、比較的緩やかに船舶を加速させることができる。これにより、たとえば、船舶により、水上スキーやウェークボードなどをトーイングする場合に、加速レベルを適切に設定することにより、水上スキーヤーやウェークボーダーのレベルに合わせて船舶を加速してトーイングすることができる。

上記第１の局面による船舶の加速制御システムにおいて、好ましくは、制御部は、船舶の実際の推進力、初期目標推進力および最終目標推進力に基づいて、目標推進力を変更するように構成されている。このように構成すれば、船舶の目標推進力を、船舶の実際の推進力、加速初期の初期目標推進力および最終目標推進力に基づいて変更することにより、刻々と変化する波などによる水面の状態や風などの影響によらず、より安定して加速状態を維持することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、最終目標推進力に基づいて、最終目標推進力未満の中途目標推進力を設定するとともに、船舶の実際の推進力、初期目標推進力および中途目標推進力に基づいて、目標推進力を変更するように構成されている。このように構成すれば、最終目標推進力未満の中途目標推進力にも基づいて目標推進力を変更することにより、船舶の実際の推進力が最終目標推進力よりも過度に大きくなる（オーバーシュートする）のを抑制することができるので、スムーズに最終目標の推進力に移行することができる。これにより、たとえば、船舶により、水上スキーやウェークボードなどをトーイングする場合に、船舶の推進力が最終目標推進力をオーバーシュートした後に減速するのを抑制することができるので、トーイングされている水上スキーヤーやウェークボーダーに対する張力が無くなるのを抑制することができる。

上記最終目標推進力に基づいて中途目標推進力を設定する構成において、好ましくは、制御部は、船舶の実際の推進力と目標推進力とが中途目標推進力において交差するように、目標推進力を変更するように構成されている。このように構成すれば、船舶の実際の推進力が最終目標推進力をオーバーシュートするのを容易に抑制することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、中途目標推進力および初期目標推進力の差と、中途目標推進力との比が、目標推進力および初期目標推進力の差と、船舶の実際の推進力との比に略等しくなるように、目標推進力を変更するように構成されている。このように構成すれば、船舶の実際の推進力と目標推進力とを中途目標推進力において容易に交差させることができる。

上記最終目標推進力に基づいて中途目標推進力を設定する構成において、好ましくは、制御部は、船舶の実際の推進力が中途目標推進力に到達した後は、最終目標推進力に基づいて、目標推進力を変更するように構成されている。このように構成すれば、船舶の実際の推進力が中途目標推進力に到達後に最終目標推進力に到達するまで、船舶をスムーズに加速させることができる。

上記最終目標推進力に基づいて中途目標推進力を設定する構成において、好ましくは、中途目標推進力は、加速レベルに応じて調整可能に構成されている。このように構成すれば、たとえば、ユーザが加速レベルを高く設定した場合には、中途目標推進力を小さくすることにより、船舶の実際の推進力が最終目標推進力をオーバーシュートするのを抑制することができるとともに、ユーザが加速レベルを低く設定した場合には、中途目標推進力を大きくすることにより、比較的緩やかに、かつ、スムーズに船舶を加速させることができる。

上記第１の局面による船舶の加速制御システムにおいて、好ましくは、制御部は、アクセル操作部の操作に対応した第１目標推進力と、船舶の実際の推進力に基づいて算出された第２目標推進力とを比較し、小さい方の値を目標推進力として選択するように構成されている。このように構成すれば、船舶の加速を途中で中止したい場合などに、アクセル操作部の操作により第１目標推進力を第２目標推進力より小さくすることにより、容易に船舶の加速を中止させることができる。

上記第１の局面による船舶の加速制御システムにおいて、好ましくは、最終目標推進力は、ユーザにより設定可能に構成されている。このように構成すれば、状況に応じてユーザにより最終目標推進力を設定することができるとともに、設定された最終目標推進力まで船舶をスムーズに加速させることができる。

この発明の第２の局面による船舶の加速制御システムは、船舶の推進機の回転速度または船速を含む推進力の実際の値を検出する実推進力検出部と、船舶の最終目標推進力を設定する設定部と、船舶の目標推進力を演算し、目標推進力に基づいて推進機を制御する制御部とを備え、制御部は、最終目標推進力に基づいて最終目標推進力未満の中途目標推進力を設定し、船舶の実際の推進力が中途目標推進力に到達するまでは、目標推進力を中途目標推進力に基づいて設定し、船舶の実際の推進力が中途目標推進力に到達した後は、目標推進力を最終目標推進力に基づいて設定するように構成されている。

この第２の局面による船舶の加速制御システムでは、上記のように、最終目標推進力に基づいて最終目標推進力未満の中途目標推進力を設定し、船舶の実際の推進力が中途目標推進力に到達するまでは、目標推進力を中途目標推進力に基づいて設定し、船舶の実際の推進力が中途目標推進力に到達した後は、目標推進力を最終目標推進力に基づいて設定するように構成されている制御部を設ける。これにより、最終目標推進力未満の中途目標推進力に基づいて目標推進力を設定することにより、船舶の実際の推進力が最終目標推進力よりも過度に大きくなる（オーバーシュートする）のを抑制することができるので、船舶を速やかに加速させて、スムーズに最終目標の推進力に移行することができる。これにより、刻々と変化する波などによる水面の状態や風などの影響によらず、安定して加速状態を維持することができる。

上記第２の局面による船舶の加速制御システムにおいて、好ましくは、制御部は、中途目標推進力を最終目標推進力の１／２以上の値に設定するように構成されている。このように構成すれば、中途目標推進力を最終目標推進力の１／２以上に設定することにより、船舶の実際の推進力が中途目標推進力に到達するまでの加速が小さくなるのを抑制して速やかに船舶を加速させることができる。

上記第２の局面による船舶の加速制御システムにおいて、好ましくは、制御部は、船舶の実際の推進力および中途目標推進力に基づいて、目標推進力を変更するように構成されている。このように構成すれば、船舶の目標推進力を船舶の実際の推進力および中途目標推進力に基づいて変更することにより、刻々と変化する波などによる水面の状態や風などの影響を実際の推進力に基づいて目標推進力に反映することができるので、より安定して加速状態を維持することができる。

上記第２の局面による船舶の加速制御システムにおいて、好ましくは、制御部は、船舶の実際の推進力と目標推進力とが中途目標推進力において交差するように、目標推進力を変更するように構成されている。このように構成すれば、船舶の実際の推進力が最終目標推進力をオーバーシュートするのを容易に抑制することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、中途目標推進力および初期の目標推進力の差と、中途目標推進力との比が、目標推進力および初期の目標推進力の差と、船舶の実際の推進力との比に略等しくなるように、目標推進力を変更するように構成されている。このように構成すれば、船舶の実際の推進力と目標推進力とを中途目標推進力において容易に交差させることができる。

上記第２の局面による船舶の加速制御システムにおいて、好ましくは、船舶の実際の推進力が中途目標推進力に到達するまでは、船舶の実際の推進力が中途目標推進力に到達した後よりも、船舶の加速度が大きくなるように構成されている。このように構成すれば、船舶の実際の推進力が中途目標推進力に到達するまで船舶を速やかに加速させることができる。

本発明によれば、上記のように、安定して加速状態を維持することが可能な船舶の加速制御システムを提供することができる。

本発明の第１実施形態による船舶の加速制御システムを備えた船舶を示した図である。 本発明の第１実施形態による船舶の加速制御システムの概略を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態による船舶の加速制御システムの加速レベル設定を説明するための表である。 本発明の第１実施形態による船舶の加速制御システムの目標船速の経時変化の第１の例を示した図である。 本発明の第１実施形態による船舶の加速制御システムの目標船速の経時変化の第２の例を示した図である。 本発明の第１実施形態による船舶の加速制御システムのトーイングモード中の制御処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態による船舶の加速制御システムの目標船速の経時変化の例を示した図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
（船舶の構成）
図１を参照して、本発明の第１実施形態による船舶の加速制御システム１００を備えた船舶１の構成について説明する。なお、図中、ＦＷＤは、船舶１の前進方向を示しており、ＢＷＤは、船舶１の後進方向を示している。図中、Ｒは、船舶１の右舷（スターボード）方向を示しており、Ｌは、船舶１の左舷（ポートサイド）方向を示している。

船舶１には、図１に示すように、船体２と、２機の船外機３と、ステアリングホイール４と、リモコン５と、タッチパネル端末６と、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）装置７とを備えている。船体２には、トーイングロープ取付部２１が設けられている。図２に示すように、船外機３は、エンジン３０と、回転数検出部３１とを含む。リモコン５は、操作部５０と、制御部５１とを含む。なお、船外機３は、本発明の「推進機」の一例であり、リモコン５および操作部５０は、本発明の「アクセル操作部」の一例である。ＧＰＳ装置７および回転数検出部３１は、本発明の「実推進力検出部」の一例であり、制御部５１は、本発明の「設定部」および「制御部」の一例である。

図１に示すように、船体２のトーイングロープ取付部２１には、トーイングロープ２１ａの一方端が取り付けられている。トーイングロープの他方端は、水上スキーやウェークボードなどを行う人により把持されている。つまり、船舶１により、水上スキーやウェークボードなどがトーイングされる。

２機の船外機３は、船体２の後部に取り付けられている。船外機３は、エンジン３０の下方に延びるように配置され、エンジン３０の駆動力を伝達するドライブシャフトと、ドライブシャフトと直交（交差）する方向に延びる１本のプロペラシャフトと、プロペラシャフトの後端部に取り付けられ、プロペラシャフトと共に回転される１つのプロペラとを含んでいる。船外機３の回転数検出部３１（図２参照）は、エンジン３０の回転数を検出する。回転数検出部３１により検出されたエンジン３０の回転数は、制御部５１に送信される。

ステアリングホイール４は、船体２を操舵する（船外機３を転舵する）ために設けられている。具体的には、ステアリングホイール４は、船外機３の転舵装置に接続されている。そして、ステアリングホイールの操作に基づいて、転舵装置により船外機３が水平方向に回動される。

リモコン５は、船外機３のシフトおよび出力（スロットル開度）を操作するために設けられている。具体的には、リモコン５は、船外機３に接続されている。そして、リモコン５の操作部５０の操作に基づいて、船外機３のエンジン３０の出力およびシフト（前進、後進または中立）が制御される。リモコン５（操作部５０）は、船舶１の船外機３の回転速度または船速を含む推進力の操作を受け付ける。

タッチパネル端末６は、船体２の移動を操作するためや、船舶１の運転状態のモードの選択および切り替えるためなどに用いられる。具体的には、タッチパネル端末６は、船外機３を制御して、船舶１の移動を操作することが可能である。タッチパネル端末６は、持ち運び可能であり、船舶１の任意の場所においてユーザが手に持って操船することが可能である。タッチパネル端末６は、たとえば、タブレット端末である。

タッチパネル端末６は、船舶１の情報を表示する。たとえば、タッチパネル端末６には、船舶１の船速、エンジン３０の回転数、燃料（ガソリン）の残量および消費量、燃費、エンジン３０の温度、バッテリの容量、運転状態のモードなどの情報が表示される。タッチパネル端末６は、ユーザの操作により、運転状態のモードの選択を受け付ける。運転状態のモードは、自動で船舶１を操縦させるオートクルーズモード、船舶１の着岸時および離岸時の離着岸モード、低速で航行させるトローリングモード、水上スキーやウェークボードなどをトーイングするトーイングモード（加速モード）を含む。タッチパネル端末６は、有線通信または無線通信により制御部５１に通信可能に接続されている。

ＧＰＳ装置７は、船舶１の位置および速度（船速）を測定するために設けられている。ＧＰＳ装置７により検出された船舶１の位置および船速は、制御部５１に送信される。ＧＰＳ装置７は、船舶１の実際の推進力を検出する。

（船舶の加速制御システムの構成）
船舶の加速制御システム１００は、図２に示すように、船外機３と、リモコン５と、タッチパネル端末６と、ＧＰＳ装置７とを備えている。船舶の加速制御システム１００は、トーイングモード（加速モード）時の船舶１の加速を制御する。

ここで、第１実施形態では、制御部５１は、船舶１の最終目標船速を設定する。制御部５１は、船舶１の目標船速を演算し、目標船速に基づいて船外機３を制御する。具体的には、制御部５１は、初期の船舶１の目標船速を初期目標船速に設定する。制御部５１は、船舶１の実際の船速および初期目標船速に基づいて、船舶１の目標船速を変更する。制御部５１は、船舶１の実際の船速が最終目標船速に近づくように船外機３を制御する。なお、初期目標船速は、本発明の「初期の目標船速」の一例である。

制御部５１は、最終目標船速に基づいて初期目標船速を設定する。具体的には、制御部５１は、初期目標船速を最終目標船速の１／３以上の値に設定する。制御部５１は、トーイングモード（加速モード）時において、リモコン５（操作部５０）がしきい値以上操作された場合に、船舶１の加速を制御する。具体的には、制御部５１は、トーイングモード（加速モード）が選択された状態において、操作部５０がノッチ位置（エンジン３０がアイドリング回転の状態で前進のギアが入っている状態）を超えて前進方向に操作された場合に、船舶１の加速制御を開始する。この際、制御部５１は、通常モードにおけるしきい値（ノッチ位置）に対応する船速よりも大きい値に初期目標船速を設定する。

制御部５１は、船舶１の実際の船速、初期目標船速および最終目標船速に基づいて、目標船速を変更する。具体的には、制御部５１は、最終目標船速に基づいて、最終目標船速未満の中途目標船速を設定するとともに、船舶１の実際の船速、初期目標船速および中途目標船速に基づいて、目標船速を変更する。

最終目標船速は、ユーザにより設定可能である。たとえば、タッチパネル端末６によりトーイングモード（加速モード）の最終目標船速が設定される。なお、最終目標船速の代わりにエンジン３０の最終目標回転数を設定することも可能である。

初期目標船速および中途目標船速は、加速レベルに応じて調整可能である。たとえば、図３に示すように、加速レベルがＬＯＷの場合、初期目標船速は、最終目標船速の０．７倍に設定され、中途目標船速は、最終目標船速の０．９倍に設定される。加速レベルがＭＩＤＩＵＭの場合、初期目標船速は、最終目標船速の１．０倍に設定され、中途目標船速は、最終目標船速の０．８５倍に設定される。加速レベルがＨＩＧＨの場合、初期目標船速は、最終目標船速の１．５倍に設定され、中途目標船速は、最終目標船速の０．８倍に設定される。つまり、加速レベルが高いほど、初期目標船速が大きくなり、加速レベルが低いほど、中途目標船速が大きくなる。なお、初期目標船速は最終目標船速を超えた値に設定しても良い。

制御部５１は、船舶１の実際の船速と目標船速とが中途目標船速において交差するように、目標船速を変更する。具体的には、図４および図５に示すように、制御部５１は、中途目標船速および初期目標船速の差Ｖ１と、中途目標船速Ｖ２との比が、目標船速および初期目標船速の差Ｖ３と、船舶１の実際の船速（実船速）Ｖ４との比に略等しくなるように、目標船速を変更する。つまり、（中途目標船速−初期目標船速）：中途目標船速＝（目標船速−初期目標船速）：実船速となるように、目標船速が変更される。

制御部５１は、船舶１の実際の船速が中途目標船速に到達した後は、最終目標船速に基づいて、目標船速を変更する。具体的には、制御部５１は、船舶１の実際の船速が中途目標船速に到達した後は、目標船速を中途目標船速から最終目標船速に向けて漸増していく。漸増させる割合は、加速レベルに応じて調整可能である。たとえば、図３に示すように、加速レベルがＬＯＷの場合、漸増値（１秒あたりの速度の増加量）は、１．５ｍｐｈ／ｓに設定される。加速レベルがＭＩＤＩＵＭの場合、漸増値（１秒あたりの速度の増加量）は、１．０ｍｐｈ／ｓに設定される。加速レベルがＨＩＧＨの場合、漸増値（１秒あたりの速度の増加量）は、０．７５ｍｐｈ／ｓに設定される。つまり、初期目標船速が大きく、中途目標船速をオーバーシュートする量が大きい、高い加速レベルの場合、漸増値が小さく設定される。一方、初期目標船速が小さく、中途目標船速をオーバーシュートする量が小さい、低い加速レベルの場合、漸増値が大きく設定される。

図４に示す例の場合、加速レベルがＨＩＧＨに設定されている。この場合、初期目標船速は、最終目標船速の１．５倍に設定されている。つまり、初期目標船速は、最終目標船速の１／３以上の値に設定されている。中途目標船速は、最終目標船速の０．８倍に設定されている。つまり、中途目標船速は、最終目標船速の１／２以上の値に設定されている。時間ｔ０において、トーイングモードにおける加速が開始されると、目標船速が初期目標船速に設定される。そして、実船速が中途目標船速に到達する時間ｔ１までは、中途目標船速および初期目標船速の差Ｖ１と、中途目標船速Ｖ２との比が、目標船速および初期目標船速の差Ｖ３と、船舶１の実際の船速（実船速）Ｖ４との比に略等しくなるように、目標船速が変更される。これにより、実船速と目標船速とが中途目標船速において交差する。

時間ｔ１から時間ｔ２までは、目標船速が中途目標船速から最終目標船速まで漸増される。この場合、漸増値（１秒あたりの速度の増加量）は、０．７５ｍｐｈ／ｓに設定される。目標船速が最終目標船速に到達する時間ｔ２の前後において、実船速も最終目標船速に到達する。ここで、実船速が中途目標船速から最終目標船速まで加速する間は、実船速と目標船速との差が小さいため、実船速が最終目標船速をオーバーシュートすることなく、船舶１がスムーズに加速される。

一方、図４に示す比較例では、目標船速が徐々に増加するため、比較例の実船速は、第１実施形態の実船速に比べて上昇の割合（加速度）が小さくなる。さらに、比較例の実船速は、最終目標船速を大きく超える（オーバーシュートする）。このため、その後、最終目標船速にするため、大きく減速される。

図５に示す例の場合、加速レベルがＬＯＷに設定されている。この場合、初期目標船速は、最終目標船速の０．７倍に設定されている。つまり、初期目標船速は、最終目標船速の１／３以上の値に設定されている。中途目標船速は、最終目標船速の０．９倍に設定されている。つまり、中途目標船速は、最終目標船速の１／２以上の値に設定されている。時間ｔ０において、トーイングモードにおける加速が開始されると、目標船速が初期目標船速に設定される。そして、実船速が中途目標船速に到達する時間ｔ３までは、中途目標船速および初期目標船速の差Ｖ１と、中途目標船速Ｖ２との比が、目標船速および初期目標船速の差Ｖ３と、船舶１の実際の船速（実船速）Ｖ４との比に略等しくなるように、目標船速が変更される。これにより、実船速と目標船速とが中途目標船速において接する。

時間ｔ３から時間ｔ４までは、目標船速が中途目標船速から最終目標船速まで漸増される。この場合、漸増値（１秒あたりの速度の増加量）は、１．５ｍｐｈ／ｓに設定される。目標船速が最終目標船速に到達する時間ｔ４の後に、実船速も最終目標船速に到達する。ここで、実船速が中途目標船速から最終目標船速まで加速する間は、実船速と目標船速との差が小さいため、実船速が最終目標船速をオーバーシュートすることなく、船舶１がスムーズに加速される。

一方、図５に示す比較例では、目標船速が徐々に増加するため、比較例の実船速は、第１実施形態の実船速に比べて上昇の割合（加速度）が小さくなる。さらに、比較例の実船速は、最終目標船速を大きく超える（オーバーシュートする）。このため、その後、最終目標船速にするため、大きく減速される。

（トーイングモード中の制御処理の説明）
次に、図６のフローチャートを用いて、第１実施形態の船舶の加速制御システム１００のトーイングモード中の制御処理について説明する。

ユーザによりトーイングモードが選択されると、図６のステップＳ１において、最終目標船速が決定される（読み込まれる）。つまり、ユーザにより設定された最終目標船速が決定される（読み込まれる）。ステップＳ２において、中途目標船速および初期目標船速が決定される。具体的には、ユーザにより設定された最終目標船速および加速レベルに基づいて、中途目標船速が決定される。この際、ユーザにより設定された最終目標船速および加速レベルに基づいて、初期目標船速が決定される。

ステップＳ３において、操作部５０のレバー操作位置が検出される。ステップＳ４において、操作部５０のレバー操作位置がしきい値以上であるか否かが判断される。たとえば、操作部５０のレバー操作位置がノッチ位置より前進側に操作された位置であるか否かが判断される。操作部５０のレバー操作位置がしきい値未満であればステップＳ５に進み、操作部５０のレバー操作位置がしきい値以上であればステップＳ６に進む。

ステップＳ５において、操作部５０のレバー操作位置に応じてエンジン３０のスロットル開度が制御される。その後、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ６において、目標船速が決定される。具体的には、まず、目標船速が初期目標船速に設定される。その後、初期目標船速、中途目標船速および実船速（船舶１の実際の船速）に基づいて、目標船速が変更される。この際、目標船速は、初期目標船速から中途目標船速に近づいていく。実船速は、中途目標船速に近づいていく。

ステップＳ７において、実船速が中途目標船速に到達したか否かが判断される。実船速が中途目標船速に到達していなければ、ステップＳ８に進み、実船速が中途目標船速に到達すれば、ステップＳ９に進む。

ステップＳ８において、実船速が目標船速に向かうように船速（エンジン３０の出力）が制御される。その後、ステップＳ６に戻る。

実船速が中途目標船速に到達した後は、ステップＳ９において、目標船速が漸増される。つまり、加速レベルに基づいて設定された漸増値により、目標船速が中途目標船速から最終目標船速まで漸増される。ステップＳ１０において、実船速が最終目標船速に到達したか否かが判断される。実船速が最終目標船速に到達していなければ、ステップＳ１１に進み、実船速が最終目標船速に到達すれば、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１１において、実船速が目標船速に向かうように船速（エンジン３０の出力）が制御される。その後、ステップＳ９に戻る。

実船速が最終目標船速に到達した後は、ステップＳ１２において、実船速が目標船速（最終目標船速）に向かうように船速が制御される。この際、目標船速は最終目標船速に固定されている。そして、ユーザの操作によりトーイングモードが解除されると、トーイングモード中の制御処理が終了される。

なお、トーイングモード（加速モード）は、途中で中断することが可能なようにしてもよい。たとえば、トーイングされる水上スキーヤーやウェイクボーダが途中でトーイングロープを離した場合などにユーザの操作に基づいてトーイングモード（加速モード）が中断される。この場合、制御部５１は、リモコン５（操作部５０）の操作に対応した第１目標船速と、船舶１の実際の船速に基づいて算出された第２目標船速とを比較し、小さい方の値を目標船速として選択する。つまり、トーイングモード（加速モード）において、加速を開始した後、ユーザにより操作部５０が減速方向に操作された場合、ユーザの操作に対応した第１目標船速と、制御部５１により設定（変更）された目標船速（第２目標船速）が比較される。そして、ユーザの操作に対応した第１目標船速が、制御部５１により設定（変更）された目標船速（第２目標船速）よりも小さい場合、トーイングモード（加速モード）が中断される。

この場合、制御部５１は、リモコン５（操作部５０）をＷＯＴ（ワイドオープンスロットル（全開））にした時の第１目標船速が、第２目標船速と等しくなるように、リモコン５（操作部５０）の開度（操作位置）と第１目標船速との関係を、第２目標船速の変化に応じて常に正規化する。これにより、リモコン５をＷＯＴのままにしておけば、トーイングモードにおいて第２目標船速に応じた制御となる。そして、リモコン５をＷＯＴから戻し始めると、トーイングモード（加速モード）が中断されて減速が始まる。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、初期の船舶１の目標船速を初期目標船速に設定し、船舶１の実際の船速および初期目標船速に基づいて、船舶１の目標船速を変更するとともに、船舶１の実際の船速が最終目標船速に近づくように船外機３を制御する制御部５１を設ける。これにより、加速初期に目標船速を初期目標船速に設定することによって、速やかに船舶１を加速させることができる。船舶１の目標船速を船舶１の実際の船速および初期目標船速に基づいて変更することにより、刻々と変化する波などによる水面の状態や風などの影響を実際の推進力に基づいて目標推進力に反映することができるので、安定して加速状態を維持することができる。

第１実施形態では、上記のように、制御部５１を、最終目標船速に基づいて初期目標船速を設定するようにする。これにより、最終目標船速に基づいて加速初期の初期目標船速を設定することにより、加速初期にスムーズに船舶１を加速させることができる。

第１実施形態では、上記のように、制御部５１を、初期目標船速を最終目標船速の１／３以上の値に設定するようにする。これにより、加速初期の初期目標船速を最終目標船速の１／３以上に設定することにより、加速初期の加速が小さくなるのを抑制して速やかに船舶１を加速させることができる。

第１実施形態では、上記のように、制御部５１を、加速モード時において、リモコン５（操作部５０）がしきい値以上操作された場合に、船舶１の加速を制御するとともに、通常モードにおけるしきい値に対応する船速よりも大きい値に初期目標船速を設定するようにする。これにより、リモコン５（操作部５０）をしきい値以上に操作することにより、加速モードにおいて、容易に加速を開始させることができるとともに、加速初期の初期目標船速がしきい値に対応する船速よりも大きい値に設定されて、加速初期に速やかに船舶１を加速させることができる。

第１実施形態では、上記のように、初期目標船速は、加速レベルに応じて調整可能である。これにより、ユーザが加速レベルを高く設定した場合には、加速初期の初期目標船速が大きくなるので、より速やかに船舶１を加速させることができるとともに、ユーザが加速レベルを低く設定した場合には、加速初期の初期目標船速が小さくなるので、比較的緩やかに船舶１を加速させることができる。その結果、たとえば、船舶１により、水上スキーやウェークボードなどをトーイングする場合に、加速レベルを適切に設定することにより、水上スキーヤーやウェークボーダーのレベルに合わせて船舶１を加速してトーイングすることができる。

第１実施形態では、上記のように、制御部５１を、船舶１の実際の船速、初期目標船速および最終目標船速に基づいて、目標船速を変更するようにする。これにより、船舶１の目標船速を、船舶１の実際の船速、加速初期の初期目標船速および最終目標船速に基づいて変更することにより、刻々と変化する波などによる水面の状態や風などの影響によらず、より安定して加速状態を維持することができる。

第１実施形態では、上記のように、制御部５１を、最終目標船速に基づいて、最終目標船速未満の中途目標船速を設定するとともに、船舶１の実際の船速、初期目標船速および中途目標船速に基づいて、目標船速を変更するようにする。これにより、最終目標船速未満の中途目標船速にも基づいて目標船速を変更することにより、船舶１の実際の船速が最終目標船速よりも過度に大きくなる（オーバーシュートする）のを抑制することができるので、スムーズに最終目標の船速に移行することができる。その結果、たとえば、船舶１により、水上スキーやウェークボードなどをトーイングする場合に、船舶１の船速が最終目標船速をオーバーシュートした後に減速するのを抑制することができるので、トーイングされている水上スキーヤーやウェークボーダーに対する張力が無くなるのを抑制することができる。

第１実施形態では、上記のように、制御部５１を、船舶１の実際の船速と目標船速とが中途目標船速において交差するように、目標船速を変更するようにする。これにより、船舶１の実際の船速が最終目標船速をオーバーシュートするのを容易に抑制することができる。

第１実施形態では、上記のように、制御部５１を、中途目標船速および初期目標船速の差と、中途目標船速との比が、目標船速および初期目標船速の差と、船舶１の実際の船速との比に略等しくなるように、目標船速を変更するようにする。これにより、船舶１の実際の船速と目標船速とを中途目標船速において容易に交差させることができる。

第１実施形態では、上記のように、制御部５１を、船舶１の実際の船速が中途目標船速に到達した後は、最終目標船速に基づいて、目標船速を変更するようにする。これにより、船舶１の実際の船速が中途目標船速に到達後に最終目標船速に到達するまで、船舶１をスムーズに加速させることができる。

第１実施形態では、上記のように、中途目標船速は、加速レベルに応じて調整可能である。これにより、たとえば、ユーザが加速レベルを高く設定した場合には、中途目標船速を小さくすることにより、船舶１の実際の船速が最終目標船速をオーバーシュートするのを抑制することができるとともに、ユーザが加速レベルを低く設定した場合には、中途目標船速を大きくすることにより、比較的緩やかに、かつ、スムーズに船舶１を加速させることができる。

第１実施形態では、上記のように、制御部５１を、リモコン５（操作部５０）の操作に対応した第１目標船速と、船舶１の実際の船速に基づいて算出された第２目標船速とを比較し、小さい方の値を目標船速として選択するようにする。これにより、船舶１の加速を途中で中止したい場合などに、リモコン５（操作部５０）の操作により第１目標船速を第２目標船速より小さくすることにより、容易に船舶１の加速を中止させることができる。

第１実施形態では、上記のように、最終目標船速は、ユーザにより設定可能である。これにより、状況に応じてユーザにより最終目標船速を設定することができるとともに、設定された最終目標船速まで船舶１をスムーズに加速させることができる。

［第２実施形態］
（船舶の加速制御システムの構成）
次に、図７を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、目標船速を初期目標船速、中途目標船速、最終目標船速および船舶の実際の船速に基づいて決定する構成の上記第１実施形態とは異なり、目標船速を中途目標船速、最終目標船速および船舶の実際の船速に基づいて決定する例について説明する。

ここで、第２実施形態では、制御部５１（図２参照）は、最終目標船速に基づいて最終目標船速未満の中途目標船速を設定する。制御部５１は、船舶１の実際の船速（実船速）が中途目標船速に到達するまでは、目標船速を中途目標船速に基づいて設定する。制御部５１は、船舶１の実際の船速が中途目標船速に到達した後は、目標船速を最終目標船速に基づいて設定する。

具体的には、制御部５１は、中途目標船速を最終目標船速の１／２以上の値に設定する。制御部５１は、中途目標船速に基づいて、目標船速を設定する。制御部５１は、船舶１の実際の船速と目標船速とが中途目標船速において交差するように、目標船速を変更する。図７に示す例では、実船速が中途目標船速に到達するまで、目標船速が中途目標船速に固定される。

船舶１の実際の船速が中途目標船速に到達するまでは、船舶１の実際の船速が中途目標船速に到達した後よりも、船舶１の加速度が大きくなる。つまり、実船速が加速初期から中途目標船速に到達するまでの平均の加速度は、実船速が中途目標船速から最終目標船速に到達するまでの平均の加速度よりも大きくなる。実船速が加速初期から中途目標船速に到達するまでの最大の加速度は、実船速が中途目標船速から最終目標船速に到達するまでの最大の加速度よりも大きくなる。

図７に示す例の場合、中途目標船速は、最終目標船速の１／２以上の値に設定されている。時間ｔ０において、トーイングモードにおける加速が開始されると、目標船速が中途目標に設定される。そして、実船速が中途目標船速に到達する時間ｔ５までは、目標船速が中途目標船速に固定される。これにより、実船速と目標船速とが中途目標船速において交差する。

時間ｔ５から時間ｔ６までは、目標船速が中途目標船速から最終目標船速まで漸増される。目標船速が最終目標船速に到達する時間ｔ６の前後において、実船速も最終目標船速に到達する。ここで、実船速が中途目標船速から最終目標船速まで加速する間は、実船速と目標船速との差が小さいため、実船速が最終目標船速をオーバーシュートすることなく、船舶１がスムーズに加速される。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、最終目標船速に基づいて最終目標船速未満の中途目標船速を設定し、船舶１の実際の船速が中途目標船速に到達するまでは、目標船速を中途目標船速に基づいて設定し、船舶１の実際の船速が中途目標船速に到達した後は、目標船速を最終目標船速に基づいて設定する制御部５１を設ける。これにより、最終目標船速未満の中途目標船速に基づいて目標船速を設定することにより、上記第１実施形態と同様に、船舶１の実際の船速が最終目標船速よりも過度に大きくなる（オーバーシュートする）のを抑制することができるので、船舶１を速やかに加速して、スムーズに最終目標の船速に移行することができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（変形例）
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、本発明の設定部と制御部とが一体的にリモコンに設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、設定部と制御部とが別体で設けられていてもよいし、設定部と制御部とがリモコン以外の装置に設けられていてもよい。

上記第１および第２実施形態では、船舶の推進力として船速を制御する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、船舶の推進力として推進機の回転速度を制御する構成でもよい。

上記第１および第２実施形態では、船舶の推進機として船外機を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、船舶の推進機として、船内機やジェット推進機などを用いてもよい。なお、推進機は、エンジン推進機であってもよいし、電動モータ推進機であってもよいし、エンジンおよび電動のハイブリッド推進機であってもよい。

上記第１および第２実施形態では、船舶に２機の船外機（推進機）が設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、船舶に１機の推進機が設けられていてもよいし、３機以上の推進機が設けられていてもよい。

上記第１および第２実施形態では、水上スキーやウェークボードなどをトーイングする場合の船舶の加速を制御する船舶の加速制御システムの例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、船舶の加速制御システムは、トーイング以外の船舶の加速を制御してもよい。

上記第１および第２実施形態では、船舶の実際の船速をＧＰＳ装置を用いて取得（測定）する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＧＰＳ装置以外の装置を用いて船舶の実際の船速を測定してもよい。たとえば、ピトー管を用いて、静圧と動圧との差から船舶の実際の船速を測定してもよいし、水車装置を用いて、水車の回転数から船舶の実際の船速を測定してもよい。

上記第１および第２実施形態では、制御部は、加速モード時において、アクセル操作部がしきい値以上操作された場合に船舶の加速を制御する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部が加速モード時において他のトリガーに基づいて船舶の加速の制御を開始してもよい。たとえば、ボタンの操作により船舶の加速の制御を開始してもよい。

上記第２実施形態では、船舶の実際の船速が中途目標船速に到達するまで、目標船速が中途目標船速に固定されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、船舶の実際の船速が中途目標船速に到達するまで、目標船速が変更されてもよい。

上記第１実施形態では、説明の便宜上、制御部の処理動作を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

１ 船舶
３ 船外機（推進機）
５ リモコン（アクセル操作部）
７ ＧＰＳ装置（実推進力検出部）
３１ 回転数検出部（実推進力検出部）
５１ 制御部（設定部）
１００ 船舶の加速制御システム

Claims (19)

1. 船舶の推進機の回転速度または船速を含む推進力の操作を受け付けるアクセル操作部と、
   前記船舶の実際の推進力を検出する実推進力検出部と、
   前記船舶の最終目標推進力を設定する設定部と、
   前記船舶の目標推進力を演算し、前記目標推進力に基づいて前記推進機を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、初期の前記船舶の目標推進力を初期目標推進力に設定し、前記船舶の実際の推進力および前記初期目標推進力に基づいて、前記船舶の目標推進力を変更するとともに、前記船舶の実際の推進力が前記最終目標推進力に近づくように前記推進機を制御するように構成されている、船舶の加速制御システム。
2. 前記制御部は、前記最終目標推進力に基づいて前記初期目標推進力を設定するように構成されている、請求項１に記載の船舶の加速制御システム。
3. 前記制御部は、前記初期目標推進力を前記最終目標推進力の１／３以上の値に設定するように構成されている、請求項２に記載の船舶の加速制御システム。
4. 前記制御部は、加速モード時において、前記アクセル操作部がしきい値以上操作された場合に、船舶の加速を制御するとともに、通常モードにおける前記しきい値に対応する推進力よりも大きい値に前記初期目標推進力を設定するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の船舶の加速制御システム。
5. 前記初期目標推進力は、加速レベルに応じて調整可能に構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の船舶の加速制御システム。
6. 前記制御部は、前記船舶の実際の推進力、前記初期目標推進力および前記最終目標推進力に基づいて、前記目標推進力を変更するように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の船舶の加速制御システム。
7. 前記制御部は、前記最終目標推進力に基づいて、前記最終目標推進力未満の中途目標推進力を設定するとともに、前記船舶の実際の推進力、前記初期目標推進力および前記中途目標推進力に基づいて、前記目標推進力を変更するように構成されている、請求項６に記載の船舶の加速制御システム。
8. 前記制御部は、前記船舶の実際の推進力と前記目標推進力とが前記中途目標推進力において交差するように、前記目標推進力を変更するように構成されている、請求項７に記載の船舶の加速制御システム。
9. 前記制御部は、前記中途目標推進力および前記初期目標推進力の差と、前記中途目標推進力との比が、前記目標推進力および前記初期目標推進力の差と、前記船舶の実際の推進力との比に略等しくなるように、前記目標推進力を変更するように構成されている、請求項８に記載の船舶の加速制御システム。
10. 前記制御部は、前記船舶の実際の推進力が前記中途目標推進力に到達した後は、前記最終目標推進力に基づいて、前記目標推進力を変更するように構成されている、請求項７〜９のいずれか１項に記載の船舶の加速制御システム。
11. 前記中途目標推進力は、加速レベルに応じて調整可能に構成されている、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の船舶の加速制御システム。
12. 前記制御部は、前記アクセル操作部の操作に対応した第１目標推進力と、前記船舶の実際の推進力に基づいて算出された第２目標推進力とを比較し、小さい方の値を前記目標推進力として選択するように構成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の船舶の加速制御システム。
13. 前記最終目標推進力は、ユーザにより設定可能に構成されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の船舶の加速制御システム。
14. 船舶の推進機の回転速度または船速を含む推進力の実際の値を検出する実推進力検出部と、
    前記船舶の最終目標推進力を設定する設定部と、
    前記船舶の目標推進力を演算し、前記目標推進力に基づいて前記推進機を制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、前記最終目標推進力に基づいて前記最終目標推進力未満の中途目標推進力を設定し、前記船舶の実際の推進力が前記中途目標推進力に到達するまでは、前記目標推進力を前記中途目標推進力に基づいて設定し、前記船舶の実際の推進力が前記中途目標推進力に到達した後は、前記目標推進力を前記最終目標推進力に基づいて設定するように構成されている、船舶の加速制御システム。
15. 前記制御部は、前記中途目標推進力を前記最終目標推進力の１／２以上の値に設定するように構成されている、請求項１４に記載の船舶の加速制御システム。
16. 前記制御部は、前記船舶の実際の推進力および前記中途目標推進力に基づいて、前記目標推進力を変更するように構成されている、請求項１４または１５に記載の船舶の加速制御システム。
17. 前記制御部は、前記船舶の実際の推進力と前記目標推進力とが前記中途目標推進力において交差するように、前記目標推進力を変更するように構成されている、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の船舶の加速制御システム。
18. 前記制御部は、前記中途目標推進力および初期の前記目標推進力の差と、前記中途目標推進力との比が、前記目標推進力および初期の前記目標推進力の差と、前記船舶の実際の推進力との比に略等しくなるように、前記目標推進力を変更するように構成されている、請求項１７に記載の船舶の加速制御システム。
19. 前記船舶の実際の推進力が前記中途目標推進力に到達するまでは、前記船舶の実際の推進力が前記中途目標推進力に到達した後よりも、前記船舶の加速度が大きくなるように構成されている、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の船舶の加速制御システム。

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