JP2021107166A - 船舶推進機の制御装置および方法、船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】ベンチレーションの発生有無を正確に判定する。【解決手段】船舶推進機の制御装置は、エンジンまたはプロペラの回転数ＰＮを取得する第１の取得部と、エンジントルクＴＲＫを取得する第２の取得部と、船速Ｖを取得する第３の取得部と、それぞれ取得された回転数ＰＮとエンジントルクＴＲＫと船速Ｖと、のうち少なくとも２つに基づいて、ベンチレーションの発生の有無を判定する判定部と、を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、エンジンおよびプロペラを有する船舶推進機の制御装置および方法、並びに、船舶推進機を備える船舶に関する。

従来、エンジンおよびプロペラを有する船舶推進機の制御装置として、エンジンの回転数を制御する装置が知られている（特許文献１）。特許文献１は、エンジンの目標回転と実回転からエンジンの過回転（ベンチレーション）を判定し、過回転になるとスロットル開度を減少させる。

特開２００６−７７６４２号公報

しかしながら、船体速度やスロットル操作等の状況によっても、ベンチレーションの生じやすさは変化する。特に加速しようとしているときにはベンチレーションが生じやすい。そのため、目標回転と実回転からだけでは、ベンチレーションを正確に判定できない。従って、ベンチレーションの発生有無を正確に判定する観点で改善の余地があった。

本発明は、ベンチレーションの発生有無を正確に判定することを目的とする。

この発明の一態様による船舶推進機の制御装置は、エンジンおよびプロペラを有する船舶推進機の制御装置であって、前記エンジンまたは前記プロペラの回転数を取得する第１の取得部と、エンジントルクを取得する第２の取得部と、前記船舶推進機を備えた船体の速度を取得する第３の取得部と、前記第１の取得部により取得された回転数と、前記第２の取得部により取得されたエンジントルクと、前記第３の取得部により取得された速度と、のうち少なくとも２つに基づいて、ベンチレーションの発生の有無を判定する判定部と、を有する。

この構成によれば、前記エンジンまたは前記プロペラの回転数が取得され、エンジントルクが取得され、前記船舶推進機を備えた船体の速度が取得され、取得された回転数と、取得されたエンジントルクと、取得された速度とに基づいて、ベンチレーションの発生の有無が判定される。

本発明によれば、ベンチレーションの発生有無を正確に判定することができる。

船舶推進機の制御装置が適用される船舶の上面図である。 船外機の下部の側面図である。 操船システムのブロック図である。 ベンチレーションの抑制制御用マップの一例を示す図である。 急加速の操作がされた場合の各パラメータの遷移を示す図である。 スロットル制御処理のフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る船舶推進機の制御装置が適用される船舶の上面図である。この船舶１１は、船体１３と、船体１３に搭載される船舶推進機としての船外機１５と、複数（例えば一対）のトリムタブ２０とを備えている。船体１３の操船席付近には、中央ユニット１０、ステアリングホイール１８、スロットルレバー１２が備えられる。

以下の説明において、前後左右上下の各方向は、船体１３の前後左右上下の各方向を意味する。例えば、図１に示すように、船体１３の前後方向に延びる中心線Ｃ１は、船舶１１の重心Ｇを通過する。前後方向は、中心線Ｃ１に沿う方向である。前方は、図１の中心線Ｃ１に沿って上側に向かう方向である。後方は、図１の中心線Ｃ１に沿って下側に向かう方向である。左右方向については、船体１３を後方から見た場合を基準とする。鉛直方向は、前後方向及び左右方向に垂直な方向である。

船外機１５は、船体１３に取り付けられている。船外機１５は、取付ユニット１４を介して船体１３に取り付けられている。船外機１５は、内燃機関であるエンジン１６を有する。船外機１５は、エンジン１６の駆動力によって回転されるプロペラ２８（図２）によって、船体１３を移動させる推力を得る。

取付ユニット１４は、スイベルブラケット、クランプブラケット、ステアリング軸およびチルト軸を含む（いずれも図示せず）。取付ユニット１４は、さらに、パワートリム＆チルト機構（ＰＴＴ機構）２３を含む（図３）。ＰＴＴ機構２３は、船外機１５をチルト軸まわりに回動させる。これにより、船体１３に対する船外機１５の傾斜角（トリム角、チルト角）を変化させることができるので、トリム調整をしたり、船外機１５をチルトアップ／チルトダウンさせたりすることができる。また、船外機１５は、スイベルブラケットに対して回動中心Ｃ２まわり（ステアリング軸まわり）に回動可能である。船外機１５は、ステアリングホイール１８が操作されることによって、回動中心Ｃ２を中心に左右（Ｒ１方向）に回動する。これにより、船舶１１が操舵される。

一対のトリムタブ２０は、船尾の左舷と右舷とに装着されている。２つのトリムタブ２０を区別するときには、左舷に配置されたものを「トリムタブ２０Ａ」、右舷に配置されたものを「トリムタブ２０Ｂ」と呼称する。トリムタブ２０Ａ、２０Ｂはそれぞれ、タブ本体２１Ａ、タブ本体２１Ｂを有する。タブ本体２１Ａ、２１Ｂは、船体１３の後部において、揺動軸心Ｃ３まわりに揺動可能に取り付けられている。タブ本体２１Ａ、２１Ｂは、船体１３の姿勢を制御する姿勢制御板の一例である。

図２は、船外機１５の下部の側面図である。エンジン１６は不図示のギヤを介してプロペラ軸２９に回転駆動力を与え、これによりプロペラ２８が回転中心Ｃ４の回りに回転する。

図３は、操船システムのブロック図である。この操船システムは、本実施の形態の船舶推進機の制御装置を含む。船舶１１は、コントローラ３０、スロットル開度センサ３４、操舵角センサ３５、船体速度センサ３６、船体加速度センサ３７、姿勢センサ３８、受信部３９、表示部９、設定操作部１９を備える。船舶１１はまた、吸気圧センサ２７、エンジン回転数検出部１７、転舵用アクチュエータ２４、ＰＴＴ機構２３、トリムタブアクチュエータ２２（２２Ａ、２２Ｂ）を備える。船舶１１はまた、スロットルセンサ２５、開度調整部２６を備える。

コントローラ３０、スロットルセンサ２５、開度調整部２６、操舵角センサ３５、船体速度センサ３６、船体加速度センサ３７、姿勢センサ３８、受信部３９、表示部９、設定操作部１９は、中央ユニット１０に含まれるか、または中央ユニット１０の付近に配置される。転舵用アクチュエータ２４、ＰＴＴ機構２３は、船外機１５に対応して設けられる。吸気圧センサ２７、スロットル開度センサ３４、エンジン回転数検出部１７は、船外機１５に設けられる。トリムタブアクチュエータ２２Ａ、２２Ｂはそれぞれ、トリムタブ２０Ａ、２０Ｂに含まれる。

コントローラ３０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２およびＲＡＭ３３および不図示のタイマを含む。ＲＯＭ３２は制御プログラムを格納している。ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に格納された制御プログラムをＲＡＭ３３に展開して実行することにより、各種の制御処理を実現する。ＲＡＭ３３は、ＣＰＵ３１が制御プログラムを実行する際のワークエリアを提供する。

センサ２５、２７、３４〜３８、およびエンジン回転数検出部１７による各検出結果は、コントローラ３０に供給される。スロットルレバー１２は、スロットル開度を手動で調整するスロットル操作子である。スロットルセンサ２５は、スロットルレバー１２の操作位置を検出する。スロットル開度センサ３４は、不図示のスロットルバルブの開度を検出する。開度調整部２６は、スロットルバルブの開度を調整する。通常制御においては、ＣＰＵ３１は、スロットルレバー１２の操作位置に基づいて開度調整部２６を制御する。なお、スロットルレバー１２の操作位置とスロットルバルブの実開度とは必ずしも対応しない。

操舵角センサ３５は、ステアリングホイール１８が回転された際の回転角を検出する。船体速度センサ３６、船体加速度センサ３７はそれぞれ、船舶１１（船体１３）の航行の速度（船速Ｖ）、加速度を検出する。

姿勢センサ３８は、例えば、ジャイロセンサおよび磁気方位センサ等を含む。姿勢センサ３８から出力された信号に基づいて、コントローラ３０は、ロール角、ピッチ角およびヨー角を算出する。なお、コントローラ３０は、ロール角およびピッチ角を、船体加速度センサ３７の出力信号に基づいて算出してもよい。受信部３９は、ＧＰＳなどのＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite Systems）の受信機を含み、ＧＰＳ信号や各種の信号を位置情報として受信する機能を有する。受信部３９が受信した信号はＣＰＵ３１に供給される。なお、船体１３の加速度は、受信部３９で受信されるＧＰＳ信号から取得されてもよい。

吸気圧センサ２７は、エンジン１６のインテークマニホールド（不図示）の吸気圧を検知し、検知した吸気圧をコントローラ３０に送信する。エンジン回転数検出部１７は、エンジン１６の単位時間当たりの回転数（以下、エンジン回転数Ｎ）を検出する。表示部９は、各種情報を表示する。設定操作部１９は、操船に関する操作をするための操作子、ＰＴＴ操作スイッチのほか、各種設定を行うための設定操作子、各種指示を入力するための入力操作子を含む（いずれも図示せず）。

転舵用アクチュエータ２４は、回動中心Ｃ２まわりに、船外機１５を船体１３に対して回動させる。回動中心Ｃ２を中心とする船外機１５の回動によって、回動中心Ｃ２まわりにおける回転中心Ｃ４の方向が変化する。従って、船体１３の中心線Ｃ１に対して推進力が作用する方向を変化させることができる。ＰＴＴ機構２３は、船外機１５をチルト軸まわりに回動させてクランプブラケットに対して傾ける。ＰＴＴ機構２３は、例えば、ＰＴＴ操作スイッチが操作されることによって作動する。これにより、船体１３に対する船外機１５の傾斜角を変化させることができる。

トリムタブアクチュエータ２２Ａ、２２Ｂは、コントローラ３０によって制御される。例えば、コントローラ３０は、各トリムタブアクチュエータ２２に制御信号を出力することで、各トリムタブアクチュエータ２２は作動する。駆動部としての各トリムタブアクチュエータ２２の作動によって、対応するタブ本体が揺動する。なお、ＰＴＴ機構２３やトリムタブアクチュエータ２２に採用されるアクチュエータは、油圧式であっても電動式であってもよい。

なお、コントローラ３０は、エンジン回転数検出部１７による検出結果を、不図示のリモコンＥＣＵを介して取得してもよい。なお、コントローラ３０は、船外機１５に設けられる船外機ＥＣＵ（図示せず）を介して、エンジン１６を制御してもよい。

姿勢センサ３８から出力された信号は、旋回状態の検出にも用いられる。姿勢センサ３８から出力された信号は、ヨー軸まわりのヨーレート（ヨー回転角速度）を含む。ＣＰＵ３１は、姿勢センサ３８から出力されたヨーレートに基づいて、船体１３の進行方向が直進方向であるか否かを判定する。ＣＰＵ３１は、ヨーレートが所定値以下である場合、船体１３の進行方向が直進方向であると判定し、ヨーレートが所定値を超える場合は、船体１３の進行方向が旋回方向であると判定する。なお、ＣＰＵ３１は、姿勢センサ３８の磁気方位センサから取得されたヨー角度の時系列データに基づいて船体１３の進行方向が変化したか否かを判定してもよい。

ＣＰＵ３１は、エンジン回転数Ｎから、プロペラ２８の単位時間当たりの回転数（以下、プロペラ回転数ＰＮと称する）を取得する（第１の取得部）。エンジン回転数Ｎとプロペラ回転数ＰＮとの関係はギヤ比等から既知であるため、ＣＰＵ３１は、エンジン回転数Ｎから、プロペラ回転数ＰＮを決定することができる。なお、プロペラ２８の回転数を検知するセンサを設け、プロペラ回転数ＰＮを直接検知してもよい。

ＣＰＵ３１は、エンジントルクＴＲＫを取得する（第２の取得部）。エンジントルクＴＲＫはプロペラ２８の負荷でもある。ＣＰＵ３１は、エンジン回転数Ｎと、吸気圧センサ２７により検知された吸気圧とからエンジントルクＴＲＫを取得する。なお、エンジントルクＴＲＫは、エンジン回転数Ｎとエアフローメータとから取得されてもよい。あるいは、不図示のインジェクタの燃料噴射量と不図示の点火プラグの点火時期とからエンジントルクＴＲＫは取得されてもよい。ここで、燃料噴射量および点火時期は、エンジン回転数、吸気圧、スロットル開度、エンジン温度等のパラメータと、予め記憶された運転制御マップとに基づいてコントローラ３０により決定される。また、ＣＰＵ３１は、船体速度センサ３６から船速Ｖを取得する（第３の取得部）。

ところで、急に加速しようとするとき等には、水泡が原因でプロペラが水を掴みきれずに過回転する、いわゆるベンチレーションが生じやすい。ベンチレーションの発生有無の判定と、ベンチレーション抑制制御について説明する。

図４は、ベンチレーションの抑制制御用マップの一例を示す図である。この抑制制御用マップは、所定の船体速度範囲（例えば、５ｋｍ／ｈ）ごとに、エンジンまたはプロペラの回転数とエンジントルクとの関係を規定した情報である。本実施の形態では、抑制制御用マップとして、プロペラ回転数ＰＮとエンジントルクＴＲＫとの関係を規定したものを用いる。抑制制御用マップは、ＲＯＭ３２に格納されている。

代表して、船速Ｖ１（例えば、５０ｋｍ／ｈ）に対応する抑制制御用マップを説明する。直線Ｌ１、Ｌ２はいずれも、プロペラ回転数ＰＮの増加に比例してエンジントルクＴＲＫが高くなるように設定されている。直線Ｌ１（第１の情報）は、ベンチレーションの発生有無を判定するための閾値として用いられる。プロペラ回転数ＰＮとエンジントルクＴＲＫとの関係が、直線Ｌ１の右下の領域（高回転・低トルクの方向の領域）に属する場合は、ベンチレーションが発生していると判定される。直線Ｌ２（第２の情報）は、ベンチレーションが発生した場合に、スロットルレバー１２の操作位置に対応するスロットル開度へ徐々に遷移するよう、開度調整部２６を制御する復帰制御において閾値として用いられる。直線Ｌ２は、直線Ｌ１に対して、一定の余裕を持って低回転数の方向へシフトしている。直線Ｌ２の左上の領域（低回転・高トルクの方向の領域）は、ベンチレーションが確実に発生しない領域である。言い換えると、直線Ｌ２は、プロペラ２８が水をしっかりと掴むことができる臨界の目安を規定している。

船体速度範囲ごとの抑制制御用マップは、次のような関係となっている。直線Ｌ１、Ｌ２はいずれも、船体速度が高いほど、同じプロペラ回転数ＰＮに対するエンジントルクＴＲＫが低く設定されている。具体的には、直線Ｌ１、Ｌ２はいずれも、船体速度が低いほど低回転方向（左）にシフトしている。例えば、直線Ｌ１において、エンジントルクＴＲＫ＝ゼロに対応するプロペラ回転数ＰＮの値は、船速Ｖ１の抑制制御用マップよりも船速Ｖ２（例えば、４５ｋｍ／ｈ）の抑制制御用マップの方が低い。船速Ｖ３（例えば、４０ｋｍ／ｈ）の抑制制御用マップではさらにプロペラ回転数ＰＮの値が低くなっている。これは、ある船速以下の範囲では、ベンチレーションは、船体速度が低いほど発生しやすいからである。

図５は、急加速の操作がされた場合の各パラメータの遷移を示す図である。横軸に経過時間ｔ（ｓ）をとっている。縦軸には、船速Ｖ、プロペラ回転数ＰＮ（ｒｐｍ）、実スロットル開度、目標スロットル開度をとっている。なお、実スロットル開度は、スロットル開度センサ３４により検出された実際のスロットル開度である。目標スロットル開度は、スロットルレバー１２の操作位置に対応するスロットル開度である。この例では、操船者が急加速を意図してスロットル開度を急に開くようスロットルレバー１２を操作した結果、ベンチレーションが発生した場合を示している。なお、ベンチレーションが発生した後も、操船者はスロットルレバー１２の操作位置をそのまま維持するとする。

図４、図５を参照して、各パラメータの遷移を説明する。なお、図４、図５において、プロペラ回転数ＰＮに代えてエンジン回転数Ｎを用いてもよい。図４において、プロペラ回転数ＰＮとエンジントルクＴＲＫとの関係の遷移を、フェーズＰ１〜Ｐ８で図示してある。図５においても、フェーズＰ１〜Ｐ８が示されている。なお、船速Ｖは刻々と変化するので、抑制制御用マップ（図４）は、そのときの船速Ｖが属する船体速度範囲に対応するものが用いられる。従って、船速Ｖが変化するのに応じて、ＣＰＵ３１は、参照する抑制制御用マップを刻々と切り替える。ただし、説明の都合上、船速Ｖ１に対応する抑制制御用マップを参照しながらベンチレーション抑制制御を説明する。

まず、フェーズＰ１から、目標スロットル開度が上昇すると、実スロットル開度も上昇していく。それに伴い、プロペラ回転数ＰＮも水を掻きながら上昇し、船速Ｖも徐々に上昇していく。フェーズＰ２でベンチレーションが発生すると、プロペラ回転数ＰＮは急上昇するが、エンジントルクＴＲＫは急低下し（図４）、フェーズＰ３に移行する。ＣＰＵ３１は、プロペラ回転数ＰＮとエンジントルクＴＲＫとの関係が、直線Ｌ１の右下の領域に移行したとき、ベンチレーションが発生したと判定する。ベンチレーションが発生すると、ＣＰＵ３１は、ベンチレーション抑制制御を開始する。船速Ｖは上昇度合いが弱まるか、または低下する。船速Ｖが変化すると、ベンチレーション抑制制御で用いる抑制制御用マップも段階的に切り替わる。

まず、ＣＰＵ３１は、実スロットル開度を第１の所定量だけ閉じるよう開度調整部２６を制御する（図５）。これにより、プロペラ回転数ＰＮおよびエンジントルクＴＲＫが急低下し（図４）、フェーズＰ４に移行する。第１の所定量は、船速に応じて予め設定されている。フェーズＰ４に移行すると、ＣＰＵ３１は、実スロットル開度を、第１の所定量より小さい微少量だけ閉じるよう開度調整部２６を制御する。ＣＰＵ３１は、微少量だけ閉じる動作を、プロペラ２８が水を掴んだと判定されるまで一定時間間隔で実行する。ＣＰＵ３１は、プロペラ回転数ＰＮとエンジントルクＴＲＫとの関係が、直線Ｌ２の左上の領域に属するようになると、プロペラ２８が水を掴んだと判定する（フェーズＰ５）。

フェーズＰ５に移行し、プロペラ２８が水を掴むと、プロペラ回転数ＰＮは急低下するが、エンジントルクＴＲＫは急上昇し（図４）、フェーズＰ６に移行する。この時点では、ベンチレーションは解消しているが、実スロットル開度が目標スロットル開度から大きく乖離している可能性がある。そこで、ＣＰＵ３１は、実スロットル開度を、第２の所定量だけ開けるよう開度調整部２６を制御する。これにより、プロペラ回転数ＰＮおよびエンジントルクＴＲＫが急上昇し（図４）、フェーズＰ７に移行する。第２の所定量は、ベンチレーションを生じさせない範囲で、船速に応じて予め設定されている。

フェーズＰ７に移行すると、ＣＰＵ３１は、実スロットル開度を、第２の所定量より小さい微少量だけ開けるよう開度調整部２６を制御する。ＣＰＵ３１は、微少量だけ開ける動作を、実スロットル開度が目標スロットル開度と一致するまで一定時間間隔で実行する。従って、実スロットル開度が目標スロットル開度へ徐々に遷移する。ＣＰＵ３１は、実スロットル開度が目標スロットル開度と一致すると（フェーズＰ８）、ベンチレーション抑制制御を終了する。このベンチレーション抑制制御を、図６のフローチャートで説明する。

図６は、スロットル制御処理のフローチャートである。この処理は、ＣＰＵ３１が、ＲＯＭ３２に格納された制御プログラムをＲＡＭ３３に展開して実行することにより実現される。なお、自動で実行されるベンチレーション抑制制御を発動するか否かを、ユーザが設定可能である。例えば、ユーザは、設定操作部１９によって、ベンチレーション抑制制御の発動の許可または禁止を設定することができる。この処理は、操船システムが起動され、且つ、ベンチレーション抑制制御の発動が許可されていると開始される。ベンチレーション抑制制御の発動が禁止されている場合は、通常のスロットル制御処理が実行される。図６の処理において、ＣＰＵ３１は、本発明における第１の取得部、第２の取得部、第３の取得部、判定部および制御部としての役割を果たす。

ステップＳ１０１では、ＣＰＵ３１は、その他の処理を実行する。ここでいう「その他の処理」においては、例えば、設定操作部１９での設定や操作に応じた各種処理が実行される。設定操作部１９でベンチレーション抑制制御の発動の禁止が指示された場合は、本フローチャートを終了し、通常のスロットル制御処理が実行される。また、操船システムを終了する指示があれば、本フローチャートを終了する処理が実行される。

ステップＳ１０２では、ＣＰＵ３１は、加速の意図があるか否かを判定する。ベンチレーションが発生しやすい状況でベンチレーションの発生有無を判定するためである。ここで、ＣＰＵ３１は、スロットルセンサ２５により検知されたスロットルレバー１２の操作に基づいて、加速の意図があるか否かを判定する。例えば、ＣＰＵ３１は、スロットルレバー１２の操作速度が第１の所定値以上である場合に、加速の意図があると判定する。操作速度は、ある時間内におけるスロットルレバー１２の操作位置の変化から取得される。また、スロットルレバー１２の操作速度の変化度合いが第２の所定値以上である場合に、加速の意図があると判定する。これら操作速度と操作速度の変化度合いの双方から加速の意図が総合的に判定されてもよい。なお、加速の意図があるか否かの判定手法はこれらの例に限定されない。

そして、ＣＰＵ３１は、加速の意図があると判定できない場合は、処理をステップＳ１０１に戻す。ＣＰＵ３１は、加速の意図があると判定した場合は、ステップＳ１０３で、ベンチレーションの発生の有無の判定を開始する。ＣＰＵ３１は、上述のように、プロペラ回転数ＰＮとエンジントルクＴＲＫとの関係が、現在の船速Ｖに対応する直線Ｌ１（図４）の右下の領域に属するようになったか否かによって、ベンチレーションが発生したか否かを判定する。

ＣＰＵ３１は、ステップＳ１０４で、ベンチレーションが発生したか否かを判別する。そして、ベンチレーションが発生したと判定できない場合は、ステップＳ１０５で、ベンチレーション発生有無の判定開始から所定時間が経過したか否かを判別する。そして、ベンチレーション発生有無の判定開始から所定時間が経過していない場合は、ステップＳ１０４で、ベンチレーションの発生の有無の判定を継続する。ベンチレーションが発生したと判定できないまま所定時間が経過した場合は、今回の加速によってベンチレーションが発生しなかったと判断できるので、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳ１０１に戻す。しかし、所定時間が経過する前にベンチレーションが発生したと判定できた場合（Ｐ２）は、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳ１０６に進める。

ステップＳ１０６では、ＣＰＵ３１は、ベンチレーション抑制制御を開始する（Ｐ３）。まず、ＣＰＵ３１は、実スロットル開度を第１の所定量だけ閉じるよう開度調整部２６を制御する。これにより、プロペラ回転数ＰＮおよびエンジントルクＴＲＫが急低下する（Ｐ４）。ステップＳ１０７では、ＣＰＵ３１は、プロペラ回転数ＰＮとエンジントルクＴＲＫとの関係が、直線Ｌ２の左上の領域に属するようになったか（直線Ｌ２を左上方向に横切ったか）否かを判別する。そして、上記関係が、直線Ｌ２の左上の領域に属していない場合は、ステップＳ１０８で、ＣＰＵ３１は、実スロットル開度を、第１の所定量より小さい微少量だけ閉じるよう開度調整部２６を制御する。そしてＣＰＵ３１は、一定時間を待って処理をステップＳ１０７に戻す。やがて、プロペラ２８が水を掴み始め、上記関係が、直線Ｌ２の左上の領域に属するようになると（Ｐ５、Ｐ６）、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳ１０９に進める。この場合、ＣＰＵ３１は、ベンチレーションが終息したと判定する。

ステップＳ１０９では、ＣＰＵ３１は、実スロットル開度を、第２の所定量だけ開けるよう開度調整部２６を制御する。これにより、プロペラ回転数ＰＮおよびエンジントルクＴＲＫが急上昇する（Ｐ７）。ステップＳ１１０では、ＣＰＵ３１は、実スロットル開度が目標スロットル開度と一致した（目標スロットル開度に達したか）か否かを判別する。実スロットル開度が目標スロットル開度と一致していない場合は、ＣＰＵ３１は、ステップＳ１１１で、実スロットル開度を、第２の所定量より小さい微少量だけ開けるよう開度調整部２６を制御する。そしてＣＰＵ３１は、一定時間を待って処理をステップＳ１１０に戻す。ステップＳ１１０、Ｓ１１１の繰り返しは、実スロットル開度が目標スロットル開度に遷移させる復帰制御に該当する。やがて、実スロットル開度が目標スロットル開度と一致すると（Ｐ８）、ＣＰＵ３１は、ベンチレーション抑制制御を終了する。その後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳ１０１に戻す。

なお、図６の処理において、ＣＰＵ３１は、各処理の場面で操船者に状況を知らせる報知処理を実行してもよい。報知処理は、画面表示や音声によって実行される。例えば、ＣＰＵ３１は、ベンチレーション抑制制御の発動の許可・禁止の状態を報知してもよい。また、ＣＰＵ３１は、ベンチレーション抑制制御の開始・終了を報知してもよい。また、ＣＰＵ３１は、ベンチレーションが発生したと判定したこと、およびベンチレーションが終息したと判定したことを報知してもよい。

本実施の形態によれば、ＣＰＵ３１は、プロペラ回転数ＰＮ（エンジン回転数Ｎ）と、エンジントルクＴＲＫと、船速Ｖとに基づいて、ベンチレーションの発生の有無を判定する。これにより、従来のように、エンジンの目標回転と実回転とから判定するのに比べて、ベンチレーションの発生有無を正確に判定することができる。

なお、プロペラ回転数ＰＮ（エンジン回転数Ｎ）と、エンジントルクＴＲＫと、船速Ｖと、のうち少なくとも２つ基づいて、ベンチレーションの発生の有無を判定してもよい。例えば、スロットル開度を開けたのにもかかわらずエンジントルクが低下したような場合は、船速によらずベンチレーションが発生したと判定してもよい。

また、ベンチレーションが発生したと判定された場合に、スロットル開度を第１の所定量だけ閉じるので（Ｐ３→Ｐ４）、ベンチレーションを終息方向に速やかに遷移させることができる。

また、ＣＰＵ３１は、抑制制御用マップを用い、船速Ｖが属する船体速度範囲に対応する直線Ｌ１を判定閾値として用いて、ベンチレーションの発生の有無を判定するので、処理が簡単である。

また、復帰制御においては、抑制制御用マップの直線Ｌ２を判定閾値として用いて、実スロットル開度が目標スロットル開度へ遷移するよう制御するので、ベンチレーションの終息後に、操船者が意図しているスロットル開度へ戻すことができる。

また、ＣＰＵ３１は、スロットルレバー１２の操作に基づいて、加速の意図があると判定した場合に、ベンチレーションの発生の有無の判定を開始する。これにより、ベンチレーションが発生しやすい状況となったことを条件に判定を開始するので、無駄な処理を回避することができる。

なお、所定の船体速度範囲ごとにエンジンまたはプロペラの回転数とエンジントルクとの関係を規定した第１、第２の情報として、抑制制御用マップ（図４）の直線Ｌ１、Ｌ２を例示したが、これらに限定されず、関数や演算式であってもよい。これら以外にも、例えば回転数とエンジントルクとの関係が曲線として規定されたマップを、第１または第２の情報として用いてもよい。あるいは、回転数とエンジントルクとの関係をプロットした複数の点から成るマップのほか、回転数とエンジントルクとの対応関係を規定したテーブルを用いてもよい。これらの場合、プロットや対応値がない範囲は補間処理等によって値を取得してもよい。

なお、船外機１５の数は２個以上でもよい。また、本発明が適用される船舶は、船外機を備える船舶に限らず、船内外機（スターンドライブ、インボードモータ・アウトボードドライブ）、船内機（インボードモータ）、ウォータージェットドライブ等の他の形態の船舶推進機を備える船舶であってもよい。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

１５ 船外機
１６ エンジン
２８ プロペラ
３１ ＣＰＵ

Claims (11)

1. エンジンおよびプロペラを有する船舶推進機の制御装置であって、
   前記エンジンまたは前記プロペラの回転数を取得する第１の取得部と、
   エンジントルクを取得する第２の取得部と、
   前記船舶推進機を備えた船体の速度を取得する第３の取得部と、
   前記第１の取得部により取得された回転数と、前記第２の取得部により取得されたエンジントルクと、前記第３の取得部により取得された速度と、のうち少なくとも２つに基づいて、ベンチレーションの発生の有無を判定する判定部と、を有する、船舶推進機の制御装置。
2. 前記判定部は、所定の船体速度範囲ごとにエンジンまたはプロペラの回転数とエンジントルクとの関係を規定した第１の情報を参照し、取得された前記速度が属する船体速度範囲に対応する前記第１の情報を判定閾値として用いて、ベンチレーションの発生の有無を判定する、請求項１に記載の船舶推進機の制御装置。
3. 前記第１の情報において、船体速度が高いほど、同じ回転数に対するエンジントルクが低く設定されており、
   前記判定部は、取得された前記回転数に対する取得された前記エンジントルクが、取得された前記回転数に対して前記第１の情報で規定されるエンジントルクよりも低くなった場合に、ベンチレーションが発生したと判定する、請求項２に記載の船舶推進機の制御装置。
4. 前記エンジンのスロットル開度を調整する開度調整部と、
   前記判定部によりベンチレーションが発生したと判定された場合に、スロットル開度を第１の所定量だけ閉じるよう前記開度調整部を制御する制御部と、を有する、請求項２または３に記載の船舶推進機の制御装置。
5. 前記制御部は、スロットル開度を前記第１の所定量だけ閉じるよう前記開度調整部を制御した後、前記所定の船体速度範囲ごとにエンジンまたはプロペラの回転数とエンジントルクとの関係を規定した第２の情報を参照し、取得された前記速度が属する船体速度範囲に対応する前記第２の情報を判定閾値として用いて、スロットル開度を手動で調整するスロットル操作子の操作位置に対応するスロットル開度へ遷移するよう、前記開度調整部を制御する復帰制御を行う、請求項４に記載の船舶推進機の制御装置。
6. 前記第２の情報において、船体速度が高いほど、同じ回転数に対するエンジントルクが低く設定され、且つ、同じ船体速度に関し、前記第２の情報においては、前記第１の情報に対し、同じ回転数に対するエンジントルクが高く設定されており、
   前記制御部は、前記復帰制御において、取得された前記回転数に対する取得された前記エンジントルクが、取得された前記回転数に対して前記第２の情報で規定されるエンジントルクよりも高くなるまで前記開度調整部を制御した後に、スロットル開度を第２の所定量だけ開けるよう前記開度調整部を制御する、請求項５に記載の船舶推進機の制御装置。
7. 前記制御部は、前記復帰制御において、スロットル開度を前記第２の所定量だけ開けるよう前記開度調整部を制御した後、前記スロットル操作子の操作位置に対応するスロットル開度へ遷移するまでスロットル開度をさらに開けるよう、前記開度調整部を制御する、請求項６に記載の船舶推進機の制御装置。
8. 前記エンジンのスロットル開度を調整する開度調整部と、
   前記判定部によりベンチレーションが発生したと判定された場合に、スロットル開度を閉じるよう前記開度調整部を制御する制御部と、を有する、請求項１に記載の船舶推進機の制御装置。
9. 前記判定部は、スロットル開度を手動で調整するスロットル操作子の操作に基づいて、加速の意図があるか否かを判定し、加速の意図があると判定した場合に、前記ベンチレーションの発生の有無の判定を開始する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の船舶推進機の制御装置。
10. エンジンおよびプロペラを有する船舶推進機の制御方法であって、
    前記エンジンまたは前記プロペラの回転数を取得し、
    エンジントルクを取得し、
    前記船舶推進機を備えた船体の速度を取得し、
    取得された前記回転数と、取得された前記エンジントルクと、取得された前記速度と、のうち少なくとも２つに基づいて、ベンチレーションの発生の有無を判定する、船舶推進機の制御方法。
11. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の船舶推進機の制御装置を備える、船舶。

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