JP2020179748A - 船舶用推進システム、ならびにその診断のための装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の推進機の運転状態情報を比較することによって特定可能な事項の診断を可能とする。【解決手段】船舶用推進システム８０は、船内ＬＡＮ１０と、船内ＬＡＮ１０に接続される複数の船外機３Ｌ，３Ｒと、船内ＬＡＮ１０に診断装置７０を接続する接続ユニット（ハブ１１，１２）と、を含む。各船外機３Ｌ，３Ｒは、船内ＬＡＮ１０に接続された診断装置７０に対して、当該船外機の運転状態を表す運転状態情報を送信するようにプログラムされている。運転状態情報は、原動機回転速度、転舵角指令値、実転舵角などである。診断装置７０は、共通の時間軸上で複数の船外機３Ｌ，３Ｒの運転状態情報を取得する。【選択図】図３

Description

この発明は、船舶用推進システムに関する。この発明は、さらに、船舶用推進システムを診断するための診断装置および診断方法に関する。

特許文献１は、船舶推進機と遠隔操縦装置とを備えた船舶を開示している。船舶推進機は、エンジンとエンジン制御装置とを備えている。遠隔操縦装置は、操作レバーと制御手段とを備えている。エンジン制御装置と遠隔操縦装置の制御手段とは、ネットワークを介して通信可能に接続されており、操作レバーによって、船舶推進機のシフト駆動装置およびスロットル駆動装置が遠隔操作される。

エンジン制御装置は、エンジンに備えられたセンサ類およびスイッチ類から入力される運転データを記憶する不揮発性メモリを備えている。エンジン制御装置には、コネクタを介してサービスツール（パソコン）を接続することができる。診断作業者は、サービスツールをエンジン制御装置に接続することにより、不揮発性メモリに記憶された過去の運転データを読み出してモニタ画面に表示し、表示された運転データに基づいてエンジンを診断することができる。

特開２００８−２０２５１７号公報

船舶には、複数の推進機が備えられる場合がある。特許文献１の先行技術に従って複数の推進機を診断しようとするならば、各推進機の制御装置にサービスツールを個別に接続することによって、各推進機に関する診断を行うことができるであろう。
しかし、このような個別の診断によっては発見が困難な不具合が発生する場合がある。
一つの例は、複数の推進機が同期制御され、それらのうちの一つに不具合が生じる場合である。たとえば、一つの推進機において、ベアリングの部分固着やオイルの部分的な固化が生じて回転軸の回転抵抗が大きくなると、この推進機の加速応答が悪くなる。このような場合、同期制御によって、他の推進機の制御装置は、応答が悪くなった推進機に回転速度を追従させる。そのため、複数の推進機が同様の挙動を示すので、使用者または診断作業者の五感によって、不具合が生じている推進機を特定することは困難である。上記のような不具合は、使用者には、不調と認識できるものの、原因推進機を特定するまでには至らない。しかも、不具合が常時発生するとは限らず、船舶の使用中に、ときおり発生する場合もある。このような場合には、原因推進機の特定がさらに困難になる。

サービスツールは、個々の推進機の情報に基づく診断を行うことができるものの、複数の推進機の運転状態情報を比較することによって特定可能となる不具合の発見には適さない。たとえば、複数のサービスツールを複数の推進機の制御装置にそれぞれ接続して、複数の推進機の運転状態情報をロギングすることが考えられるかもしれない。しかし、記録された運転状態ログは、各サービスツールの固有の時間軸に従うので、複数の推進機の運転状態ログを厳密に比較することは難しい。そのため、微少な時間差が手がかりとなる上記のような不具合の原因推進機を特定することが難しい。

もちろん全ての推進機を船舶から取り外して分解検査を行えば原因推進機の特定は可能であろうが、不具合のない推進機の取り外しおよび分解検査を要するから、労力および時間を浪費する。
個別の診断によっては発見が困難な不具合の他の例は、複数の推進機の転舵装置が同期制御され、それらのうちの一つに不具合が生じる場合である。たとえば、一つの推進機の転舵装置において転舵動作が鈍くなる異常が生じると、同期制御によって、他の推進機の転舵動作も同様の挙動となる。そのため、使用者または診断作業者の五感によって原因推進機を特定することは困難である。したがって、上記の場合と同様の事情となる。転舵動作が鈍くなる異常は、転舵装置の内部のアクチュエータの異常によって生じる場合や、配線の異常によって生じる場合などがある。

これらの例の他にも、複数の推進機の挙動を詳細に比較することによって発見可能な異常については、従来では、その発見手法が確立されていなかった。
そこで、この発明の一実施形態は、複数の推進機の運転状態情報を比較することによって特定可能な事項の診断を可能とする船舶用推進システムを提供する。
この発明の一実施形態は、さらに、上記のような船舶用推進システムを診断するための診断装置および診断方法を提供する。

この発明の一実施形態は、船内ネットワークと、船体に装備され、前記船内ネットワークに接続される複数の推進機と、前記船内ネットワークに診断装置を接続する接続ユニットと、を含む、船舶用推進システムを提供する。各推進機は、前記接続ユニットに接続された前記診断装置に対して、当該推進機の運転状態を表す運転状態情報を送信するようにプログラムされたコントローラを含む。

この構成により、接続ユニットを介して診断装置を船内ネットワークに接続することができる。したがって、診断装置は、船内ネットワークを介して複数の推進機と通信することができる。各推進機のコントローラは、診断装置に対して、推進機の運転状態情報を送信する。そのため、診断装置は、複数の推進機の運転状態情報を共通の時間軸上で取得することができる。それにより、複数の推進機の運転状態情報を共通の時間軸上で比較して、複数の推進機の診断を行うことができる。

一つの実施形態では、各推進機が、原動機と、前記原動機によって駆動されて推進力を発生する推進部材とを含み、前記コントローラによって送信される運転状態情報が、前記原動機の回転速度を表す回転速度情報を含む。
この構成により、診断装置は、複数の推進機から、原動機の回転速度を表す回転速度情報を共通の時間軸上で取得することができる。それにより、複数の推進機の原動機回転速度を共通の時間軸上で比較して、複数の推進機の診断を行うことができる。

一つの実施形態では、前記複数の推進機にそれぞれ備えられた複数の前記原動機を同期制御するように、各推進機の前記コントローラがそれぞれプログラムされている。
この構成では、複数の原動機が同期制御されるために、各推進機の原動機回転速度は、他の推進機の原動機回転速度に追従する。そのため、複数の推進機の原動機回転速度は同様な時間変化を示すので、原動機回転速度が他と異なる挙動を示す推進機が存在していても、その推進機を特定することは従来技術では難しい。そこで、診断装置によって船内ネットワークを介して共通の時間軸上で複数の推進機の原動機回転速度を取得し、それを比較することで、挙動の異なる推進機の特定が容易になる。

一つの実施形態では、前記船舶用推進システムが、前記複数の推進機に向けて転舵角指令値を生成する転舵角指令値生成ユニットと、前記転舵角指令値生成ユニットが生成する転舵角指令値を前記複数の推進機の前記コントローラまで伝送する配線と、を含む。各推進機が、船体に対する推進力の方向を変更するための転舵装置を含む。前記コントローラが、前記配線を介して受信する転舵角指令値に応じて前記転舵装置を制御する。前記コントローラによって送信される運転状態情報が、前記配線を介して前記コントローラが受信する転舵角指令値を含む。

この構成では、診断装置は、船内ネットワークを介して、複数の推進機のコントローラが受信する転舵角指令値を共通の時間軸上で収集することができる。その収集された転舵角指令値の変化を比較することにより、転舵角指令値の異常を発見することができる。それによって、たとえば、配線の異常箇所の特定に役立てることができる。
一つの実施形態では、各推進機が、船体に対する推進力の方向を変更するための転舵装置を含む。前記転舵装置が、船体に対する推進力の方向を表す転舵角を検出する転舵角センサを含む。前記コントローラによって送信される運転状態情報が、前記転舵角センサが検出する転舵角を表す転舵角情報を含む。

この構成によれば、診断装置は、船内ネットワークを介して、複数の推進機のコントローラから、複数の推進機の転舵角情報を共通の時間軸上で収集することができる。そうして収集された転舵角情報を用いることにより、複数の推進機の転舵角情報を共通の時間軸上で比較できるので、たとえば、転舵装置や転舵角センサに関連する異常箇所の特定が容易になる。

一つの実施形態では、前記複数の推進機にそれぞれ備えられた複数の前記転舵装置を同期制御するように、前記複数の推進機の前記コントローラがそれぞれプログラムされている。
複数の推進機の転舵装置が同期制御されることにより、複数の推進機の転舵角は近似した挙動を示す。そのため、従来技術では、いずれかの転舵装置に関連する異常が生じても、その異常箇所の特定は容易ではない。そこで、この実施形態を適用することにより、複数の推進機の転舵角情報を共通の時間軸上で収集できるので、その収集された転舵角情報を用いることによって、転舵角変化のわずかな時間差に基づいて、異常箇所を特定することができる。

一つの実施形態では、前記コントローラが、前記推進機の運転状態情報を記憶する記憶装置を含む。前記コントローラによって送信される運転状態情報が、前記記憶装置に記憶された前記運転状態情報を含む。
この構成により、診断装置は、船内ネットワークを介して複数の推進機の過去の運転状態情報を一括して収集することができる。したがって、過去の運転状態の取得に際しても、診断装置を個々の推進機に個別に接続する必要がないので、診断に必要な情報を短時間で容易に収集することができる。

この発明の一実施形態は、さらに、前述のような特徴を有する船舶用推進システムの前記接続ユニットに接続される通信ユニットと、前記通信ユニットを介して、前記複数の推進機に対して一斉に運転状態情報の送信を要求し、前記複数の推進機からの応答を前記通信ユニットを介して受信する処理装置と、を含む、診断装置を提供する。
この構成により、診断装置は、複数の推進機から一括して運転状態情報を取得できる。したがって、複数の推進機の運転状態情報を共通の時間軸上で収集できる。それにより、複数の推進機の運転状態情報を共通の時間軸上で比較して、船舶用推進システムの診断を行うことができる。

一つの実施形態では、前記処理装置が、共通の時間軸上に前記複数の推進機の運転状態情報を配置する処理を実行する。
この構成により、複数の推進機の運転状態情報を共通の時間軸上で比較することができるので、複数の推進機の相対的な挙動を調べることが可能になる。それにより、異常箇所の特定などを容易に行うことができる。

この発明の一実施形態は、前述のような特徴を有する船舶用推進システムの前記接続ユニットに診断装置を接続して前記複数の推進機を診断する方法を提供する。この方法は、前記船内ネットワークを介して、前記複数の推進機に対して一斉に運転状態情報の送信を要求し、前記複数の推進機からの応答を受信するステップと、前記複数の推進機からの応答に基づき、共通の時間軸上に前記複数の推進機の運転状態情報を配置するステップと、
を含む。

この方法により、複数の推進機から一括して運転状態情報を取得できる。したがって、複数の推進機の運転状態情報を共通の時間軸上で収集できる。それにより、複数の推進機の運転状態情報を共通の時間軸上で比較して、船舶用推進システムの診断を行うことができる。

この発明によれば、複数の推進機の運転状態情報を比較することによって特定可能な事項の診断が可能になる。

図１は、この発明の一実施形態に係る船舶用推進システムを備えた船舶の構成例を説明するための斜視図である。 図２は、船外機の構成例を説明するための図である。 図３は、船舶用推進システムの構成を説明するための図である。 図４は、船舶用推進システムの電気的構成を説明するためのブロック図である。 図５は、診断装置からの要求に対する船外機ＥＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。 図６は、診断装置の情報取得動作を説明するためのフローチャートである。 図７は、診断装置による運転状態情報に対する処理の例を説明するためのフローチャートである。 図８は、複数の船外機のエンジン回転速度の変動の例を共通の時間軸上に表した図である。 図９は、複数の船外機が受ける転舵角指令値の時間変化の例を共通の時間軸上に表した図である。 図１０は、複数の船外機の実転舵角の時間変化の例を共通の時間軸上に表した図である。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る船舶用推進システムを備えた船舶の構成例を説明するための斜視図である。船舶１は、船体２と、推進機としての船外機３とを備えている。船外機３は、複数個（この実施形態では２基）備えられている。これらの船外機３は、船体２の船尾に沿って（すなわち、船体２の左右方向に沿って）一列に並べて取り付けられている。２基の船外機を区別するときには、右舷に配置されたものを「右舷船外機３Ｒ」、左舷に配置されたものを「左舷船外機３Ｌ」ということにする。これらの船外機３は、それぞれ原動機としてのエンジン（内燃機関）を備えており、このエンジンの駆動力によって回転されるプロペラ４０（図２参照）によって推進力を発生する。

船体２の前方部（船首側）には、操船席５が設けられている。操船席５には、ステアリング装置６と、リモコン７と、ゲージ９とが備えられている。
ステアリング装置６は、操船者によって回転操作されるステアリングホイール６ａを備えている。ステアリングホイール６ａの操作は、後述の操作角センサ（図１では図示略）によって検出されるようになっている。

リモコン７は、左右２本のレバー７Ｌ，７Ｒを備えている。これらのレバー７Ｌ，７Ｒは、それぞれ前後に傾倒可能である。レバー７Ｌ，７Ｒの操作位置がそれぞれ後述のポジションセンサ（図１では図示略）によって検出されるようになっている。この検出された操作位置に応じて船外機３の動作が制御される。レバー７Ｌ，７Ｒを所定の中立位置から所定量以上前方に傾倒させることによって、船外機３のシフト位置が前進位置となり、当該船外機３から前進方向の推進力が発生される。レバー７Ｌ，７Ｒを前記中立位置から所定量以上後方に傾倒させることによって、船外機３のシフト位置が後退位置となり、当該船外機３から後退方向の推進力が発生される。レバー７Ｌ，７Ｒが前記中立位置にあれば、船外機３のシフト位置が中立位置となり、船外機３は推進力を発生しない。また、レバー７Ｌ，７Ｒの傾倒量に応じて、船外機３の出力、すなわち、船外機３に備えられたエンジンの目標エンジン回転速度（目標スロットル開度に相当する）を変化させることができる。

目標エンジン回転速度は、前記所定量の傾倒位置（前進シフトイン位置）まではアイドル回転速度とされる。前進シフトイン位置を超えて前方にレバー７Ｌ，７Ｒを傾倒させると、レバー傾倒量が大きいほど大きくなるように目標エンジン回転速度が定められる。また、目標エンジン回転速度は、前記所定量の傾倒位置（後退シフトイン位置）まではアイドル回転速度とされる。後退シフトイン位置を超えて後方にレバー７Ｌ，７Ｒを傾倒させると、レバー傾倒量が大きいほど大きくなるように目標エンジン回転速度が定められる。

右舷船外機３Ｒのシフト位置およびエンジン回転速度は、右側のレバー７Ｒの操作位置に従う。左舷船外機３Ｌのシフト位置およびエンジン回転速度は、左側のレバー７Ｌの操作位置に従う。
ゲージ９は、２基の船外機３に対応して２個備えられている。これらを区別するときには、右舷船外機３Ｒに対応するものを「右舷ゲージ９Ｒ」といい、左舷船外機３Ｌに対応するものを「左舷ゲージ９Ｌ」という。これらのゲージ９は、対応する船外機３の状態を表示する。より具体的には、対応する船外機３の電源のオン／オフ、エンジン回転速度その他予め定められた情報を表示する。

図２は、２つの船外機３の共通の構成例を説明するための図である。船外機３は、推進ユニット３０と、この推進ユニット３０を船体２に取り付ける取り付け機構３１とを有している。取り付け機構３１は、船体２の後尾板に着脱自在に固定されるクランプブラケット３２と、このクランプブラケット３２に水平回動軸としてのチルト軸３３を中心に回動自在に結合されたスイベルブラケット３４とを備えている。推進ユニット３０は、スイベルブラケット３４に対して、転舵軸３５まわりに回動自在であるように取り付けられている。これにより、推進ユニット３０を転舵軸３５まわりに回動させることによって、転舵角（船体２の中心線に対して推進力の方向がなす方位角）を変化させることができる。また、スイベルブラケット３４をチルト軸３３まわりに回動させることによって、推進ユニット３０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３の取り付け角に対応する。

推進ユニット３０のハウジングは、エンジンカバー（トップカウリング）３６とアッパケース３７とロアケース３８とで構成されている。エンジンカバー３６内には、原動機としてのエンジン３９がそのクランク軸の軸線が上下方向となるように設置されている。エンジン３９のクランク軸下端に連結される動力伝達用のドライブシャフト４１は、上下方向にアッパケース３７内を通ってロアケース３８内にまで延びている。

ロアケース３８の下部後側には、推進部材としてのプロペラ４０が回転自在に装着されている。ロアケース３８内には、プロペラ４０の回転軸であるプロペラシャフト４２が水平方向に通されている。プロペラシャフト４２には、ドライブシャフト４１の回転が、シフト機構４３を介して伝達されるようになっている。
シフト機構４３は、前進位置、後進位置および中立位置を含む複数のシフト位置（シフト状態）を有している。中立位置は、ドライブシャフト４１の回転をプロペラシャフト４２に伝達しない遮断状態のシフト位置である。前進位置は、プロペラシャフト４２が前進回転方向に回転するようにドライブシャフト４１の回転をプロペラシャフト４２に伝達する状態のシフト位置である。後進位置は、プロペラシャフト４２が後進回転方向に回転するようにドライブシャフト４１の回転をプロペラシャフト４２に伝達する状態のシフト位置である。前進回転方向とは、船体２に対して前進方向の推進力を与えるプロペラ４０の回転方向である。後進回転方向とは、船体２に対して後進方向の推進力を与えるプロペラ４０の回転方向である。シフト機構４３のシフト位置は、シフトロッド４４によって切り換えられる。シフトロッド４４は、ドライブシャフト４１と平行に上下方向に延びており、その軸まわりの回動によって、シフト機構４３を操作するように構成されている。

エンジン３９に関連して、このエンジン３９を始動させるためのスタータモータ４５が配置されている。スタータモータ４５は、船外機ＥＣＵ（電子制御ユニット）２０によって制御される。船外機ＥＣＵ２０は、コントローラの一例である。また、エンジン３９のスロットルバルブ４６を作動させてスロットル開度を変化させ、エンジン３９の吸入空気量を変化させるためのスロットルアクチュエータ５１が備えられている。スロットルアクチュエータ５１は、電動モータからなっていてもよい。スロットルアクチュエータ５１の動作は、船外機ＥＣＵ２０によって制御される。エンジン３９には、さらに、クランク軸の回転を検出することによってエンジン３９の回転速度を検出するためのエンジン回転速度検出部４８が備えられている。

また、シフトロッド４４に関連して、シフト機構４３のシフト位置を変化させるためのシフトアクチュエータ５２が設けられている。シフトアクチュエータ５２は、たとえば、電動モータからなり、船外機ＥＣＵ２０によって動作制御される。シフトアクチュエータ５２に関連して、シフト機構４３のシフト位置を検出するシフト位置センサ４９が設けられている。

さらに、推進ユニット３０に固定された操舵ロッド４７には、ステアリング装置６（図１参照）の操作に応じて駆動される転舵装置５３が結合されている。転舵装置５３によって、推進ユニット３０が転舵軸３５まわりに回動され、それによって舵取りを行うことができる。転舵装置５３は、転舵アクチュエータ５３Ａを有している。転舵アクチュエータ５３Ａは、船外機ＥＣＵ２０によって制御される。転舵アクチュエータ５３Ａは電動モータで構成されていてもよいし、油圧アクチュエータであってもよい。転舵装置５３は、さらに、推進ユニット３０の転舵角を検出するための転舵角センサ５３Ｂを備えている。転舵角センサ５３Ｂは、転舵アクチュエータ５３Ａの駆動部材の位置を検出するように構成されていてもよい。

クランプブラケット３２とスイベルブラケット３４との間には、たとえば液圧シリンダを含み、船外機ＥＣＵ２０によって制御されるチルトトリムアクチュエータ５４が設けられている。チルトトリムアクチュエータ５４は、チルト軸３３まわりにスイベルブラケット３４を回動させることにより、推進ユニット３０をチルト軸３３まわりに回動させる。
図３は、船舶１に備えられた船舶用推進システム８０の構成を説明するための図である。船体２内には、船内ネットワークの一例である船内ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）１０が構築されている。具体的には、リモコンＥＣＵ６０、複数の船外機３の船外機ＥＣＵ２０、およびゲージ９が船内ＬＡＮ１０に接続されて、データおよび制御信号を授受できるようになっている。ステアリング装置６およびリモコン７がリモコンＥＣＵ６０に接続されている。より具体的には、ステアリング装置６は、ステアリングホイール６ａの操舵角を検出する操作角センサ６３を有している。操作角センサ６３の出力信号がリモコンＥＣＵ６０に入力される。また、リモコン７は、レバー７Ｌ，７Ｒの操作位置を検出するレバー位置センサ６２Ｌ，６２Ｒを備えており、それらの出力信号がリモコンＥＣＵ６０に入力される。

船内ＬＡＮ１０は、操船席５の近くに設けられた船首側ハブ１１と、船尾側に設けられた船尾側ハブ１２とを有している。これらはＬＡＮケーブル１３によって互いに接続されている。船首側ハブ１１には、ゲージ９がＬＡＮケーブル１４を介して接続されており、リモコンＥＣＵ６０がＬＡＮケーブル１５を介して接続されている。また、船尾側ハブ１２には、ＬＡＮケーブル１６Ｌ，１６Ｒ（総称するときには「ＬＡＮケーブル１６」という。）をそれぞれ介して船外機３Ｌ，３Ｒの船外機ＥＣＵ２０が接続されている。ＬＡＮケーブル１３〜１６は、電源線と信号線とを結束して構成されていてもよい。これにより、ＬＡＮケーブル１３〜１６は、電源線を介して電力を送電できるとともに、信号線を介して各機器間の通信信号を伝送できる。

船首側ハブ１１または船尾側ハブ１２の空きポートには、診断装置７０を接続することができる。すなわち、ハブ１１，１２の少なくとも一方は、診断装置７０を船内ＬＡＮ１０に接続するための接続ユニットの一例である。診断装置７０は、たとえばパーソナルコンピュータの形態を有しており、入力装置７１と、表示装置７２と、通信ポート７３と、処理装置７４を備えている。入力装置７１は、キーボードおよび／またはポインティングデバイスを含んでいてもよい。表示装置７２は、液晶表示装置に代表される二次元ディスプレイであってもよい。通信ポート７３は、ＬＡＮケーブル１７を介してハブ１１，１２に接続可能なＬＡＮポートであり、通信ユニットの一例である。通信ポート７３は、必要なアダプタを介してハブ１１，１２に接続可能であってもよい。処理装置７４は、通信ポート７３を介して外部と通信する処理、および各種の演算処理を実行する。

図４は、船舶１に備えられた船舶用推進システム８０の電気的構成を説明するためのブロック図である。リモコン７は、左右のリモコンレバー７Ｌ，７Ｒの操作位置を検出するレバー位置センサ６２Ｌ，６２Ｒを備えている。これらのレバー位置センサ６２Ｌ，６２Ｒの出力信号が、リモコンＥＣＵ６０に入力されるようになっている。また、リモコンＥＣＵ６０には、ステアリング装置６が接続されている。具体的には、ステアリングホイール６ａの操作角を検出する操作角センサ６３の出力信号がリモコンＥＣＵ６０に入力されるようになっている。リモコンＥＣＵ６０には、さらに、必要に応じて、ジョイスティック６４、パワー・チルト・トリムスイッチ（ＰＴＴＳＷ）６５等のその他の操作装置が接続されてもよい。リモコンＥＣＵ６０は、マイクロコンピュータを内蔵しており、入力信号に応じて、船外機３Ｒ，３Ｌを制御するための制御指令を生成する。

一方、船外機３Ｒ，３Ｌは、それぞれ船外機ＥＣＵ２０を備えている。船外機ＥＣＵ２０には、エンジン３９（より具体的には、インジェクタ５５および点火コイル５６）、シフトアクチュエータ５２、スロットルアクチュエータ５１、チルトトリムアクチュエータ５４、スタータモータ４５、および転舵アクチュエータ５３Ａが制御対象として接続されている。これらの制御対象を、以下では「アクチュエータ類」という場合がある。

さらに、船外機ＥＣＵ２０には、エンジン回転速度検出部４８、シフト位置センサ４９、転舵角センサ５３Ｂ等のセンサ類からの信号が入力されている。
図４には、右舷船外機３Ｒに対応する船外機ＥＣＵ２０によって制御されるアクチュエータ類（制御対象）およびセンサ類のみを図示してある。むろん、左舷船外機３Ｌに備えられた同様のアクチュエータ類は、対応する船外機ＥＣＵ２０によって制御される。また、左舷船外機３Ｌに備えられた同様のセンサ類は、当該左舷船外機３Ｌの船外機ＥＣＵ２０に入力される。

船外機ＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータを内蔵しており、リモコンＥＣＵ６０から与えられる制御指令に従って、前記アクチュエータ類を制御する。より具体的には、船外機ＥＣＵ２０は、プロセッサ２０Ｐおよび記憶装置２０Ｍを含む。プロセッサ２０Ｐは、記憶装置２０Ｍに格納されたプログラムに従って様々な演算処理および制御処理を実行し、アクチュエータ類を制御する。プロセッサ２０Ｐは、さらに、船外機３に備えられたセンサ類が検出した値を記憶装置２０Ｍに記憶したり、船外機３に異常が発生したときには、その異常の内容および発生時期等を表す異常履歴情報を記憶装置２０Ｍに記憶したりする。

リモコンＥＣＵ６０と船外機３Ｒ，３Ｌの船外機ＥＣＵ２０とは、船舶１内に構築された前述の船内ＬＡＮ１０を介して通信する。
リモコンＥＣＵ６０は、通信先の船外機ＥＣＵ２０を指定して制御指令を出力する。指定された船外機ＥＣＵ２０は、その制御指令を受け取り、当該制御指令に従ってアクチュエータ類を制御する。ただし、船外機ＥＣＵ２０は、他の船外機の船外機ＥＣＵ２０を宛先として送出された制御指令を取り込んで、アクチュエータ類の制御に用いることもできる。

制御指令は、船外機３のエンジン３９の出力を指令する出力指令値と、船外機３のシフト位置（前進、後進、中立）を指令するシフト指令値と、船外機３の転舵角を指令する転舵角指令値とを含む。出力指令値は、船外機３のエンジン３９の回転速度の目標値であってもよい。この出力指令値に従って、船外機ＥＣＵ２０は、スロットルアクチュエータ５１を制御する。シフト指令値は、シフト機構４３のシフト位置に関する指令値である。このシフト指令値に従って、船外機ＥＣＵ２０は、シフトアクチュエータ５２を制御する。転舵角指令値は、船外機３の船体２に対する方位角の目標値である。通常は、ステアリングホイール６ａの操作角に応じた転舵角指令値が生成される。この転舵角指令値に従って、船外機ＥＣＵ２０は、転舵アクチュエータ５３Ａを制御する。この実施形態では、リモコンＥＣＵ６０は、転舵角指令値生成ユニットの一例である。

この実施形態では、各船外機ＥＣＵ２０は、複数の船外機３の出力を同期または同調させるための出力同期制御と、複数の船外機３の転舵を同期または同調させるための転舵同期制御とを実行するようにプログラムされている。出力同期制御とは、具体的には、右舷船外機３Ｒの船外機ＥＣＵ２０が、左舷船外機３Ｌの出力（具体的にはエンジン回転速度）に合わせて、右舷船外機３Ｒの出力を制御することをいう。転舵同期制御とは、具体的には、各船外機ＥＣＵ２０が、複数の船外機３のうちで最も転舵応答の遅い船外機３に合わせて、対応する船外機３の転舵応答を制御することをいう。出力同期制御によって、複数の船外機３が発生する推進力が互いに整合するので、優れた操船性能を実現できる。また、転舵同期制御によって、複数の船外機３が同期して転舵するので、隣り合う船外機３同士が干渉することを回避できる。

制御指令は、上記のほか、チルト指令およびトリム指令を含んでいてもよい。チルト指令およびトリム指令は、パワー・チルト・トリムスイッチ６５の操作に応答して生成される。チルト指令は、船外機３のプロペラ４０を水面上に持ち上げさせたり、水中に浸漬させたりするための指令である。トリム指令は、船体２に対する船外機３の俯角／仰角を変化させるための指令である。船外機ＥＣＵ２０は、チルト指令およびトリム指令に従って、チルトトリムアクチュエータ５４を制御する。

前述のとおり、船内ＬＡＮ１０には、ゲージ９が接続されている。そして、船内ＬＡＮ１０には、診断装置７０を接続することができる。診断装置７０の処理装置７４は、プロセッサ７４Ｐ（ＣＰＵ）および記憶装置７４Ｍを含み、プロセッサ７４Ｐは、記憶装置７４Ｍに記憶されたプログラムに従って、通信ポート７３を介して外部と通信する処理、および各種の演算処理を実行する。

図５は、診断装置７０からの要求に対する船外機ＥＣＵ２０の応答動作を説明するためのフローチャートであり、所定の制御周期で繰り返される処理を示す。船外機ＥＣＵ２０のプロセッサ２０Ｐは、診断装置７０からの運転状態情報の送信を要求する送信要求の有無を調べる（ステップＳ１）。送信要求があれば、プロセッサ２０Ｐは、診断装置７０を宛先として、当該送信要求に対応する運転状態情報を船内ＬＡＮ１０へと送出する（ステップＳ２）。送出される運転状態情報は、記憶装置２０Ｍから読み出された情報であってもよいし、センサ類から取得された情報であってもよい。記憶装置２０Ｍから読み出される情報は、センサ類の過去の検出値を表す情報を含んでいてもよいし、異常履歴情報を含んでいてもよい。

図６は、船内ＬＡＮ１０に接続された診断装置７０が所定の周期で繰り返し実行する情報取得動作を説明するためのフローチャートである。診断装置７０のプロセッサ７４Ｐは、船内ＬＡＮ１０に接続された全ての船外機ＥＣＵ２０に対して運転状態情報の送信を要求する送信要求（一括送信要求）を生成する（ステップＳ１１）。これに応答して、各船外機ＥＣＵ２０が船内ＬＡＮ１０にそれぞれの運転状態情報を送出し、通信ポート７３がこれを受信すると（ステップＳ１２）、プロセッサ７４Ｐは、その受信した運転状態情報を記憶装置７４Ｍに格納する（ステップＳ１３）。

診断装置７０のプロセッサ７４Ｐは、一括送信要求を制御周期ごとに繰り返し送出する。それにより、共通の時間軸上で、複数の船外機３の運転状態情報を時系列に従って複数回取得することができる。
通常の故障診断は、船舶１が停泊しているときなど、船舶１が使用されていないときに、診断作業者によって行われる。診断作業者は、診断装置７０を船内ＬＡＮ１０に接続し、船外機ＥＣＵ２０の記憶装置２０Ｍに格納されている運転履歴情報を診断装置７０に取り込む。この運転履歴情報に異常が認められれば、診断作業者は必要な対処を実行する。

一方、複数の船外機３の運転状態情報を共通の時間軸上で比較して確認される事項の診断のための運転状態情報の収集は、複数の船外機３を運転させた状態で行われる。このような診断は、船舶１が停泊している状態で行われてもよく、また船舶１を航走させている状態で行われてもよい。いずれの場合も、診断装置７０を船内ＬＡＮ１０に接続した状態で行われる。場合によっては、診断装置７０を船内ＬＡＮ１０に接続した状態で、使用者に船舶１を運用してもらい、通常の使用状況において診断装置７０がリアルタイムで運転状態情報を収集してもよい。収集された運転状態情報は、記憶装置７４Ｍに格納される。

このようにリアルタイムで収集される運転状態情報の例としては、エンジン回転速度情報、転舵角指令値情報、実転舵角情報を挙げることができる。むろん、その他の情報が含まれていてもよく、とくに各種センサ類の検出値や船外機ＥＣＵ２０が受信する各種指令値が、収集対象の運転状態情報に含まれていてもよい。
図７は、診断装置７０による運転状態情報に対する処理の例を説明するためのフローチャートである。診断作業者は、収集済みの運転状態情報が記憶装置７４Ｍに格納されている状態で、運転状態情報を表示装置７２に表示させるための指令を入力装置７１から入力する（ステップＳ２１）。それにより、処理装置７４のプロセッサ７４Ｐは、記憶装置７４Ｍから複数の船外機３に関する運転状態情報を読み出し（ステップＳ２２）、その運転状態情報を共通の時間軸上に展開する（ステップＳ２３）。プロセッサ７４Ｐは、さらに、その展開された情報を表示装置７２の画面上にグラフ表示するための表示制御を実行する（ステップＳ２４）。グラフ表示の例は、次に説明する図８、図９(a)および図１０に示されている。

図８は、複数の船外機３のうちの一つに異常が生じている場合の一例を説明するための図であり、複数の船外機３のエンジン回転速度の変動を共通の時間軸上で示してある。より具体的には、左舷船外機３Ｌのエンジン回転速度の変動が曲線８１Ｌで示され、右舷船外機３Ｒのエンジン回転速度の変動が曲線８１Ｒで示されている。たとえば、左舷船外機３Ｌにベアリングの部分固着やオイルの部分固化のような不具合が生じていると、操船者がスロットルを開ける加速操作を行っても、左舷船外機３Ｌの吹き上がり（エンジン回転速度の加速）が悪くなる。そればかりか、出力同期制御のために、右舷船外機３Ｒのエンジン回転速度が左舷船外機３Ｌのエンジン回転速度と同様の変化を示す。そのために、使用者は、加速性能が悪化したと感じ、不調を訴える。

一方、出力同期制御が行われたとしても、全ての船外機３の出力が完全に一致するわけではない。たとえば、リモコンＥＣＵ６０から全開出力指令が与えられると、全ての船外機３のエンジン３９はフルスロットル状態に制御される。このとき、左舷船外機３Ｌのエンジン回転速度の上昇が鈍ると、それに微少時間８２だけ遅れて、他の船外機３Ｒのエンジン回転速度が追従する。このような微少時間８２の遅れは、複数の船外機３のエンジン回転速度の時間変化を共通の時間軸上で示すことにより明らかになる。このような微少時間８２の遅れは、人間の五感によって認識することが困難であるため、不調の原因となる船外機３（上記の例では左舷船外機３Ｌ）を特定することは困難である。

この実施形態の診断装置７０は、船内ＬＡＮ１０を介して複数の船外機ＥＣＵ２０から複数の船外機３の運転状態情報（エンジン回転速度を含む）を一括取得するので、その取得された情報を共通の時間軸上に展開することができる。このように、共通の時間軸上に展開した運転状態情報を診断装置７０の表示装置７２に表示（たとえば図８に示すようなグラフ表示）することによって、診断作業者は、不具合が生じている船外機３を容易に特定することができる。

図９は、複数の船外機ＥＣＵ２０がリモコンＥＣＵ６０からそれぞれ受信する転舵角指令値のいずれかに異常が生じている場合の一例を説明するための図である。図９(a)には、複数の船外機ＥＣＵ２０が受ける転舵角指令値の時間変化を共通の時間軸上で示してある。図９(b)は、各船外機３の実転舵角の変化を示す。
より具体的には、左舷船外機３Ｌおよび右舷船外機３Ｒの船外機ＥＣＵ２０が受信する転舵角指令値の時間変化が、図９(a)において、曲線９１Ｌ，９１Ｒでそれぞれ示されている。また、図９(b)には、左舷船外機３Ｌおよび右舷船外機３Ｒの実転舵角の時間変化が曲線９２Ｌ，９２Ｒでそれぞれ表されている。実転舵角は、転舵角センサ５３Ｂが検出する転舵角であり、船外機３の実際の転舵角である。

たとえば、リモコンＥＣＵ６０から船外機ＥＣＵ２０へと転舵角指令値を伝達する信号配線（この実施形態ではＬＡＮケーブル１６等）の一時的な断線は、転舵角指令値の異常の原因となる。図９の例では、左舷船外機３Ｌの船外機ＥＣＵ２０が受信する転舵角指令値に異常が生じている。より具体的には、期間９３において、右舷の船外機３Ｒの船外機ＥＣＵ２０が受信する転舵角指令値が変化しているにも拘わらず、左舷船外機３Ｌの船外機ＥＣＵ２０が受信する転舵角指令値が変化していない。

前述のとおり、各船外機３の船外機ＥＣＵ２０は、転舵同期制御を行う。たとえば、各船外機ＥＣＵ２０は、他の船外機３から実転舵角の情報を取得する。各船外機ＥＣＵ２０は、当該船外機ＥＣＵ２０が受ける転舵角指令値に基づいて、対応する転舵装置５３をフィードバック制御する。その一方で、当該船外機ＥＣＵ２０は、他の船外機３の実転舵角の変化が転舵角指令値に追従していない場合には、最も転舵応答の遅れている船外機３の実転舵角に整合するように、対応する転舵装置５３を制御する。

したがって、図９の例では、結果として、左舷船外機３Ｌの船外機ＥＣＵ２０が受信する転舵角指令値に従うように、全ての船外機３の転舵角が制御される。そのため、期間９３においては、全ての船外機３の実転舵角が実質的に変化せず、期間９３の経過後に、実転舵角の変化が始まる。転舵角指令値が連続的な変化を示しているにもかかわらず、実転舵角に不変期間が生じるため、操船者は違和感を抱く。しかし、転舵同期制御のために、いずれの船外機３に関連する不具合であるのかを特定するには至らない。

この実施形態の診断装置７０は、船内ＬＡＮ１０を介して複数の船外機ＥＣＵ２０から運転状態情報を一括取得するので、共通の時間軸上に複数の船外機ＥＣＵ２０が受信する転舵角指令値を展開することができる。これを診断装置７０の表示装置７２にグラフ表示（たとえば図９(a)のような表示）することによって、診断作業者は、いずれの船外機ＥＣＵ２０が受信する転舵角指令値に異常が生じているのかを容易に特定することができる。

図１０は、複数の船外機３がそれぞれ備える複数の転舵装置５３のいずれかに異常が生じている場合の一例を説明するための図であり、複数の船外機３の実転舵角（転舵角センサ５３Ｂの出力信号）の時間変化を共通の時間軸上に表してある。より具体的には、左舷船外機３Ｌおよび右舷船外機３Ｒの実転舵角の時間変化が、曲線１０１Ｌ，１０１Ｒでそれぞれ示されている。

たとえば、右舷船外機３Ｒの転舵装置５３のアクチュエータ（たとえば電動モータ）の内部に不具合が生じていると、操船者がステアリングホイール６ａを回動して舵取り操作を行っても、右舷船外機３Ｒの転舵応答が悪くなる。そればかりか、転舵同期制御のために、他の船外機３Ｌの転舵も同様に応答が悪くなる。そのために、使用者は、転舵応答が悪化したと感じ、不調を訴える。また、図１０の例に示すように、右舷船外機３Ｒの転舵角センサ５３Ｂの配線に異常が生じていたりして、実転舵角にノイズが混入する場合がある。このような場合、右舷船外機３Ｒの転舵制御が影響を受けるだけでなく、他の船外機３Ｌの転舵制御にも同様の影響が現れ、実転舵角はノイズ成分を含む挙動を示す。

一方、転舵同期制御が行われたとしても、全ての船外機３の実転舵角の変化が完全に整合するわけではない。すなわち、右舷船外機３Ｒの実転舵角が他の船外機３Ｌの実転舵角と異なる挙動を示すと、それに微少時間１０２だけ遅れて、他の船外機３Ｌの実転舵角が追従する。このような微少時間１０２の遅れは、複数の船外機３の実転舵角を共通の時間軸上に展開して表すことにより明らかになる。この微少時間１０２の遅れは、人間の五感によって確認することが難しいため、不調の原因となる船外機３を特定することは困難である。

この実施形態の診断装置７０は、船内ＬＡＮ１０を介して複数の船外機ＥＣＵ２０から複数の船外機３の運転状態情報（実転舵角を含む）を一括取得するので、その取得された情報を共通の時間軸上に展開することができる。このように、共通の時間軸上に展開した運転状態情報を診断装置７０の表示装置７２に表示（たとえば図１０に示すようなグラフ表示）することによって、診断作業者は、不具合が生じている船外機３を容易に特定することができる。

以上のように、この実施形態によれば、診断装置７０は、ハブ１１，１２を介して船内ＬＡＮ１０に接続することができる。したがって、診断装置７０は、船内ＬＡＮ１０を介して複数の船外機３の船外機ＥＣＵ２０と通信することができる。各船外機３の船外機ＥＣＵ２０は、診断装置７０に対して、船外機３の運転状態情報を送信する。そのため、診断装置７０は、複数の船外機３の運転状態情報を共通の時間軸上で取得することができる。それにより、複数の船外機３の運転状態情報を共通の時間軸上で比較して、複数の船外機３の診断を行うことができる。

より具体的には、診断装置７０は、複数の船外機３から、エンジン回転速度（原動機回転速度）を表す回転速度情報を共通の時間軸上で取得することができる。それにより、複数の船外機３のエンジン回転速度を共通の時間軸上で比較して、複数の船外機３の診断を行うことができる。
とくに、この実施形態では、複数の船外機３のエンジン３９の出力（回転速度）が同期制御される。そのため、複数の船外機３のエンジン回転速度は同様な時間変化を示すので、他と異なるエンジン回転速度挙動を示す船外機３が存在していても、使用者または診断作業者の五感に頼って原因船外機３を特定することは難しい。そこで、診断装置７０によって船内ＬＡＮ１０を介して共通の時間軸上で複数の船外機３のエンジン回転速度を取得し、それを比較することで、エンジン回転速度の挙動の異なる船外機３を容易に特定できる。

また、この実施形態によれば、診断装置７０は、船内ＬＡＮ１０を介して、複数の船外機３の船外機ＥＣＵ２０がリモコンＥＣＵ６０から受信する転舵角指令値を共通の時間軸上で収集することができる。その収集された転舵角指令値の変化を比較することにより、転舵角指令値の異常を発見することができる。それによって、たとえば、配線（この実施形態ではＬＡＮケーブル）の異常箇所の特定に役立てることができる。

また、この実施形態によれば、診断装置７０は、船内ＬＡＮ１０を介して、複数の船外機３の船外機ＥＣＵ２０から、複数の船外機３の実転舵角（転舵角情報）を共通の時間軸上で収集することができる。そうして収集された実転舵角を用いることにより、複数の船外機３の実転舵角を共通の時間軸上で比較できるので、たとえば、転舵装置５３や転舵角センサ５３Ｂに関連する異常箇所の特定が容易になる。

とくに、この実施形態では、複数の船外機３の転舵装置５３が同期制御されるので、複数の船外機３の実転舵角は近似した挙動を示す。そのため、使用者または診断作業者の五感に頼って異常箇所を特定することは容易ではない。そこで、診断装置７０により、複数の船外機３の実転舵角を共通の時間軸上で収集することにより、実転舵角変化のわずかな時間差に基づいて、異常箇所を特定することができる。

また、この実施形態では、診断装置７０は、船内ＬＡＮ１０を介して複数の船外機３の過去の運転状態情報を一括して収集することができる。したがって、過去の運転状態の取得に際しても、診断装置７０を個々の船外機ＥＣＵ２０に個別に接続する必要がないので、診断に必要な情報を短時間で容易に収集することができる。
診断装置７０を船内ＬＡＮ１０に接続した状態で船舶１を運用することにより、診断装置７０は、長期に渡って、船外機３の運転状態情報を共通の時間軸上で取得することができる。このように取得された運転状態情報は、記憶装置７４Ｍに格納される。診断作業者は、後日、診断装置７０の記憶装置７４Ｍに格納された運転状態情報を分析することができる。その際、診断装置７０の処理装置７４は、複数の船外機３の運転状態情報を共通の時間軸上に展開し、表示装置７２に表示（たとえばグラフ表示）する。それにより、複数の船外機３の運転状態情報を共通の時間軸上で容易に比較できるので、複数の船外機３を有する船舶用推進システム８０の診断を迅速に行うことができる。すなわち、複数の船外機３の運転状態情報を共通の時間軸上で比較することができるので、複数の船外機３の相対的な挙動を調べることが可能になる。それにより、異常箇所の特定などを容易にかつ速やかに行うことができる。

以上、この発明の一実施形態について説明してきたが、この発明は、さらに他の形態でも実施することができる。たとえば、前述の実施形態では、推進機の一例として船外機を挙げている。しかし、他の形態の推進機、たとえば水ジェット推進機などにも、この発明を同様に適用できる。また、前述の実施形態では、原動機の一例としてエンジンを挙げている。しかし、他の形態の原動機、たとえば電動モータを備えた推進機を備える船舶用推進システムに対してもこの発明を適用できる。むろん、推進機の数は２基に限らず、３基以上の推進機が備えられてもよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 船舶、２ 船体、３ 船外機、６ ステアリング装置、７ リモコン、１０ 船内ＬＡＮ、１１ 船首側ハブ、１２ 船尾側ハブ、１３〜１７ ＬＡＮケーブル、２０ 船外機ＥＣＵ、２０Ｐ プロセッサ、２０Ｍ 記憶装置、３９ エンジン、４０ プロペラ、４８ エンジン回転速度検出部、５１ スロットルアクチュエータ、５３ 転舵装置、５３Ａ 転舵アクチュエータ、５３Ｂ 転舵角センサ、６０ リモコンＥＣＵ、７０ 診断装置、７１ 入力装置、７２ 表示装置、７３ 通信ポート、７４ 処理装置、７４Ｐ プロセッサ、７４Ｍ 記憶装置、８０ 船舶用推進システム

Claims (10)

1. 船内ネットワークと、
   船体に装備され、前記船内ネットワークに接続される複数の推進機と、
   前記船内ネットワークに診断装置を接続する接続ユニットと、
   を含み、
   各推進機が、前記接続ユニットに接続された前記診断装置に対して、当該推進機の運転状態を表す運転状態情報を送信するようにプログラムされたコントローラを含む、船舶用推進システム。
2. 各推進機が、原動機と、前記原動機によって駆動されて推進力を発生する推進部材とを含み、
   前記コントローラによって送信される運転状態情報が、前記原動機の回転速度を表す回転速度情報を含む、請求項１に記載の船舶用推進システム。
3. 前記複数の推進機にそれぞれ備えられた複数の前記原動機を同期制御するように、各推進機の前記コントローラがそれぞれプログラムされている、請求項２に記載の船舶用推進システム。
4. 前記船舶用推進システムが、前記複数の推進機に向けて転舵角指令値を生成する転舵角指令値生成ユニットと、前記転舵角指令値生成ユニットが生成する転舵角指令値を前記複数の推進機の前記コントローラまで伝送する配線と、を含み、
   各推進機が、船体に対する推進力の方向を変更するための転舵装置を含み、
   前記コントローラが、前記配線を介して受信する転舵角指令値に応じて前記転舵装置を制御し、
   前記コントローラによって送信される運転状態情報が、前記配線を介して前記コントローラが受信する転舵角指令値を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の船舶用推進システム。
5. 各推進機が、船体に対する推進力の方向を変更するための転舵装置を含み、
   前記転舵装置が、船体に対する推進力の方向を表す転舵角を検出する転舵角センサを含み、
   前記コントローラによって送信される運転状態情報が、前記転舵角センサが検出する転舵角を表す転舵角情報を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の船舶用推進システム。
6. 前記複数の推進機にそれぞれ備えられた複数の前記転舵装置を同期制御するように、前記複数の推進機の前記コントローラがそれぞれプログラムされている、請求項４または５に記載の船舶用推進システム。
7. 前記コントローラが、前記推進機の運転状態情報を記憶する記憶装置を含み、前記コントローラによって送信される運転状態情報が、前記記憶装置に記憶された前記運転状態情報を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の船舶用推進システム。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の船舶用推進システムの前記接続ユニットに接続される通信ユニットと、
   前記通信ユニットを介して、前記複数の推進機に対して一斉に運転状態情報の送信を要求し、前記複数の推進機からの応答を前記通信ユニットを介して受信する処理装置と、
   を含む、診断装置。
9. 前記処理装置が、共通の時間軸上に前記複数の推進機の運転状態情報を配置する処理を実行する、請求項８に記載の診断装置。
10. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の船舶用推進システムの前記接続ユニットに診断装置を接続して前記複数の推進機を診断する方法であって、
    前記船内ネットワークを介して、前記複数の推進機に対して一斉に運転状態情報の送信を要求し、前記複数の推進機からの応答を受信するステップと、
    前記複数の推進機からの応答に基づき、共通の時間軸上に前記複数の推進機の運転状態情報を配置するステップと、
    を含む、診断方法。

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