JP4256418B2

JP4256418B2 - 船舶の航走制御システム

Info

Publication number: JP4256418B2
Application number: JP2006273972A
Authority: JP
Inventors: 康彦石田; 泰司関本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-10-05
Filing date: 2006-10-05
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2026-10-05
Also published as: US20080085640A1; US7677937B2; JP2008087736A

Description

本発明は、エンジンを含む一つまたは複数の船外機と船体を操作する操船席とを装備する船舶の航走制御システムに関する。

モーターボートなどの船舶は、船体後部に船舶推進器となるエンジンを含む船外機を装備しており、エンジンの始動や停止については電気的な信号線をエンジン制御装置と操船席内の始動スイッチ（以下スイッチをＳＷと略称する）や停止ＳＷを接続し操船者の操作にて制御を行っていた。
また、船外機のスロットルアクチュエータ、シフトアクチュエータは操船席に装備された操作レバーとワイヤーケーブルにて機械的に接続されている。シフトアクチュエータの中立、前進、後進を操作するためにシフトケーブルが装備され、船外機のスロットル開度を操作するためにスロットルケーブルが装備されており、これらにより操船者が操船レバーにて直接的に船外機のスロットル開度とシフト位置を操作していた。
このように従来の船舶の航走制御システムは、操船席内の操作レバーと船外機内のスロットルアクチュエータ、シフトアクチュエータが機械的ケーブル機構で連結され構成されているものが一般的である。
また、上記システム構成にて操船者の操作力をアシストするために操作レバーとケーブル間に駆動モータと駆動ユニットなどを介するものなどが提案されている。
また一部には船外機内の制御ユニット（ＥＣＵ）にて操船席でのレバー操作量を検出し、操船席と船外機間に機械的ケーブルを有さない船舶の推進システムも提案されている。（特許文献1参照）

特開２０００−３１３３９８号公報

このように従来においては、船外機を船体に装備する場合、操船席と船外機間を接続するためのワイヤーケーブルやワイヤーを押し引きする機構、ＳＷ信号線や電源系ハーネスなどのハーネス部品が必要であり、船舶の場合はこれらの部品が船体内を占有する割合も大きく、船外機を船体に取り付ける場合にスロットルやシフト操作用にワイヤーケーブルを機械的に接続する工数や調整時間も多くかかる。
また、操船席を複数設定する場合はワイヤーケーブル周りの機械的構成もより複雑化し船外機の取り付け工数・費用ともに増加の要因となっている。
また、ワイヤーケーブルやワイヤーを押し引きする機構などの機械的な部品の故障が発生した場合の検出が難しく、故障が発生した場合は船体挙動より操船者が判断する必要があった。
また、単純に機械的ケーブルをなくし、船外機内のＥＣＵにて操船席内の操船状態を検出し制御する方式の場合は、電気的なノイズによる誤動作を防止するため信号線の線長に制約があり操船席と船外機間の距離を短くする必要があり、船体内の操船席の設置場所に制限がある。
よって操船席を２つ、例えば、１階席と２階席に設定する場合は対応が困難であり、また、操船席での操作レバーの操作量を検出し伝送する信号線にノイズなどがのった場合は、ノイズと信号の区別がつきにくいため船外機が誤動作することが懸念される等の問題があった。

本発明は、上記の問題を解消するために、船体内の船外機を集中的に制御することにより故障発生時の安全性を高めつつ操船時の操作を容易にすると共に、船外機の取り付け時の部品点数、工数、コストの低減が図れる船舶の航走制御システムを提供することを目的とするものである。

本発明に係わる船舶の航走制御システムは、エンジンを含む一つまたは複数の船外機と船体を操作する操船席とを装備する船舶の航走制御システムにおいて、前記船外機に、前記エンジンのスロットル開度を制御するスロットルアクチュエータと、シフト位置を中立または前進及び後進位置のいずれかに制御するシフトアクチュエータと、前記エンジンを制御するエンジン制御装置とを備え、前記操船席内には、前記操船席の操船者からの操船入力に基づき操船状態を検出し、前記船外機の始動・停止、スロットル開度、シフト位置を含む制御指令値を演算する操作量演算手段を備え、前記操作量演算手段は、前記制御指令値を通信手段を介して前記船外機に送信し、前記船外機は受信した前記制御指令値に基づき前記エンジンの始動・停止、スロットル開度、シフト位置の制御を行うと共に、前記船外機、前記操船席及び前記操作量演算手段を船体に組み付けを行う艤装時に、前記エンジン制御装置、前記操作量演算手段に対して船舶に装備する船外機数、操作量演算手段数及びエンジン制御装置の設置位置、役割を外部に接続するテスターにて登録を行い、前記エンジン制御装置、前記操作量演算手段はそれぞれ登録された情報を内部不揮発性メモリに記憶を行い、電源オン時の起動後に前記記憶内容に基づき動作するものである。

本発明の船舶の航走制御システムによれば、機械式ワイヤーケーブルやワイヤーを押し引きする機構部品を使用せずに船舶の航走制御システムを構成でき、また船外機内のエンジン制御装置と操舵装置と操船席内の操作量演算手段を通信ラインのみで接続できるため、機械式ワイヤーケーブルを使用する場合と比較し艤装時の工数を削減でき、また取付け部品点数も大幅に削減でき、艤装費用の安価な船舶が構成可能である。
また、機械式ワイヤーケーブルやワイヤーを押し引きする機構部品が不要なため操船席の追加・削除や船外機の追加・削除といったシステム構成変更が比較的容易に行うことが可能である。

実施の形態１．
以下、図に基づいて本発明の実施の形態１を説明する。
図１は本発明の実施の形態１による小型船舶の航走制御システムを適用した船舶、操船席、船外機を示す概略構成図であり、船体を１階と２階で構成し、各階に操船席を１箇所ずつ計２箇所設け、船外機を２基設置した例を示すものである。

図１の船舶は船体４０と船体４０の後部にブラケット４１にて取り付けられたエンジンを含む船外機２０ａ，２０ｂと船体４０内に設けられた主操船席１０ａ，副操船席１０ｂから構成される。操船席１０ａ，１０ｂは船体４０の１階、２階の離れた場所に設置され、操船者にて選択された操船席から、船舶の操船が可能となる。
船体１階の主操船席１０ａ内には船外機２０ａ，２０ｂのシフト切り換えや推進力を操作するための操船レバー１１ａと、電源ＳＷ１８、船外機のエンジン始動ＳＷ１５ａ、エンジン停止ＳＷ１６ａ、主操船席１０ａを選択するための選択ＳＷなどの操船ＳＷ１７ａと、船舶の推進方向を操作するためのステアリングなどの操船装置１２ａを装備する。
また、これら操船レバー１１ａ、操船ＳＷ１７ａ、操船装置１２ａによる操船者の操作状態を処理し、船外機２０ａ，２０ｂに対する制御指令値を演算しかつ船外機の運転状態を常に監視するための主操作量演算手段（以下主ＢＣＭという）１４ａとを装備する。また、主ＢＣＭ１４ａがシステムの異常状態を検出した場合に操船者に警告を行うためのブザー、ランプ等の警告装置１９を備え、主ＢＣＭ１４ａが警告装置１９の駆動を行う。
船体２階の副操船席１０ｂ内には船外機２０ａ，２０ｂのシフト切り換えや推進力を操作するための操船レバー１１ｂと、船外機２０ａ，２０ｂのエンジン始動ＳＷ１５ｂ、エンジン停止ＳＷ１６ｂ、副操船席１０ｂを選択するための選択ＳＷなどの操船ＳＷ１７ｂと、船舶の推進方向を操作するためのステアリングなどの操船装置１２ｂとを装備する。また、これら操船レバー１１ｂ、操船ＳＷ１７ｂ、操船装置１２ｂによる操船者の操作状態を検出し、検出した値を主操船席１０ａ内の主ＢＣＭ１４ａに送信するための副操作量演算手段（以下副ＢＣＭという）１４ｂを装備する。

船体右後部（右舷）には船外機２０ａが、船体左後部（左舷）には船外機２０ｂが備わる。右舷の船外機２０ａは、エンジン２２ａと、このエンジン２２ａの吸気量を調整し、エンジン出力を制御するためスロットル開度を制御するスロットルアクチュエータ２３ａと、シフト位置を中立または前進及び後進と切り換えるためのシフトアクチュエータ２４ａとを備える。また、船外機２０ａはエンジン２２ａとスロットルアクチュエータ２３ａと、シフトアクチュエータ２４ａを制御するためのエンジン制御装置（以下ＥＣＵという）２１ａとを備える。
左舷の船外機２０ｂは、エンジン２２ｂと、このエンジン２２ｂの吸気量を調整し、エンジン出力を制御するためのスロットルアクチュエータ２３ｂと、シフト位置を中立または前進及び後進と切り換えるためのシフトアクチュエータ２４ｂとを備える。また、船外機２０ｂはエンジン２２ｂとスロットルアクチュエータ２３ｂ、とシフトアクチュエータ２４ｂを制御するためのＥＣＵ２１ｂとを備える。

各船外機２０ａ，２０ｂはそれぞれブラケット４１ａ，４１ｂにて船体４０に接続されており、操舵装置４２ａ，４２ｂにて船外機２０ａ，２０ｂの角度を左右に制御し、船体４０の推進方向を制御する。また操舵装置４２ａ，４２ｂによる各船外機２０ａ，２０ｂの操舵量は主操船席１０ａ内の主ＢＣＭ１４ａからの制御指令値により制御される。
また、主ＢＣＭ１４ａ、副ＢＣＭ１４ｂ、ＥＣＵ２１ａ，２１ｂ、操舵装置４２ａ，４２ｂはＣＡＮ通信ライン３０にて接続されており相互にデータの送受信がおこなわれる構成となっている。またテスター接続コネクタ５１がＣＡＮ通信ライン３０に設けてあり、必要に応じてテスター５０を接続し、システムの設定・診断などが可能な構成となっている。
以上、各装置間は電気的な信号線のみで接続されており機械的なケーブルは存在しない構成となる。

次に、本発明の実施の形態１に係わる航走制御装置の主ＢＣＭ１４ａ内での船外機２０ａ，２０ｂに対する制御指令値の演算手順を図２のフローチャートに基づき説明する。
ステップＳ１０では１階の主操船席１０ａ内の各ＳＷ状態を読み込み、操船者のＳＷ操作状態値（オン／オフ）を内部メモリに記憶する。ステップＳ１１では操船レバー１１ａの状態を、ステップ１２では操船装置１２ａの状態を読み込み内部メモリに記憶する。ステップＳ１３では２階の副操船席１０ｂの副ＢＣＭ１４ｂが検出した状態をＣＡＮ通信にて受信し、内部メモリに記憶を行う。
また副操船席１０ｂの副ＢＣＭ１４ｂの処置内容は図３に示しており、ステップＳ２０，Ｓ２１，Ｓ２２で各ＳＷ状態、操船レバー１１ｂ、操船装置１２ｂの状態を読み込み、Ｓ２３にてＣＡＮ通信にて副操船席１０ｂの操船状態を主ＢＣＭ１４ａに送信する。

ステップＳ１４では１階の主操船席１０ａと２階の副操船席１０ｂの選択ＳＷ１７ａ、１７ｂの状態を確認しＳＷ状態がオフからオンとなった方の操船席データが有効と判定する。このとき操船席の切り換えは切り換えの前と切り換えの直後で全ての船外機のエンジンがアイドル以下の回転数で、かつシフトが中立状態のときのみ可能とし、それ以外は操船席切り換えを禁止とする。
例えば、主操船席１０ａにて操船中に副操船席１０ｂに切り替える場合、主操船席１０ａと副操船席１０ｂでの船外機に対する制御指令値はシフト位置が中立でかつスロットル開度指令値が共に全閉状態でない場合は切り換えを行わず、操船ＳＷ１７ｂのオン操作を無効とし、主操船席１０ａでの操作を継続する。これにより操船席切り換えによる急発進を防止する。

主操船席１０ａが選択されている場合は、ステップＳ１５にて主操船席１０ａでの検出値を基に船外機２０ａ，２０ｂに対する制御指令値を演算し、また、副操船席１０ｂが選択されている場合は、ステップＳ１６にて副操船席１０ｂでの検出値を基に船外機２０ａ，２０ｂに対する制御指令値を演算する。演算される制御指令値は各船外機エンジンの始動指令、停止指令、スロットル開度、シフト位置、及び船外機の操舵角度である。制御指令値の演算後、ステップＳ１７にてＣＡＮ通信にて各ＥＣＵ２１ａ，２１ｂ及び操舵装置４２ａ，４２ｂに対して制御指令値の送信を行う。

ＣＡＮ通信にて操舵角度指令を受信した操舵装置４２ａ，４２ｂは制御指令値に基づき船外機２０ａ，２０ｂの操舵角を制御し、操船者の意図する推進方向に船舶を制御する。またＣＡＮ通信にて始動指令を受けた船外機のＥＣＵ２１ａ，２１ｂは船外機内のエンジンスタータを起動しエンジンの始動を行う。また停止指令を受信した場合はＥＣＵ２１ａ，２１ｂはエンジン制御を停止（燃料供給、点火制御の停止）し、船外機エンジンを停止状態とする。また、指令されたスロットル開度とシフト値に基づきスロットルアクチュエータ２３ａ，２３ｂ、シフトアクチュエータ２４ａ，２４ｂを制御し、操船者の意図するエンジン出力、推力の制御を行う。

船外機２０ａ，２０ｂを船舶に装備する艤装時の各ＢＣＭ１４ａ，１４ｂ、ＥＣＵ２１ａ，２１ｂに対するシステム構成の登録設定を行う場合、ＣＡＮ通信ラインのテスター接続コネクタ５１に専用のテスター５０を接続し、各ＢＣＭ１４ａ，１４ｂ、ＥＣＵ２１ａ，２１ｂに対して操船席数、船外機数、自己の設置位置・役割などのシステム構成状態をテスター５０からの指示値により各ＢＣＭ１４ａ，１４ｂ、ＥＣＵ２１ａ，２１ｂ内部の不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）に記憶させる。この記憶された値に基づき、各ＢＣＭ１４ａ，１４ｂ、ＥＣＵ２１ａ，２１ｂは以後の起動時に自己の役割を認識し、所定の処置を行う。これにより柔軟にシステム構成の設定・変更を行うことができ、艤装時の工数や費用、部品点数などを削減できる。

また、主ＢＣＭとして登録されたＢＣＭ１４ａは電源オン時のシステム起動時に内部不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）に登録されたシステム構成状態に基づき、副ＢＣＭ１４ｂ、ＥＣＵ２１ａ，２１ｂの接続をＣＡＮ通信での正常応答があることで確認を行う。主ＢＣＭ１４ａは正常確認が完了後、航走可能と判断し操船者の操作に基づき、ＥＣＵ２１ａ，２１ｂに制御指令値を送信し船舶の航走が可能となる。また、正常応答がない副ＢＣＭやＥＣＵを確認した場合は操船者に対してブザーやランプなどの警告装置１９により警告を行い、船舶システムに異常があることを操船者に認識させる。

ＣＡＮ通信に関して、航走制御システム内の各ＢＣＭ１４ａ，１４ｂ、ＥＣＵ２１ａ，２１ｂは電源オン時、常時相互にデータのやりとりを行っている。船外機２０ａ，２０ｂ内の各ＥＣＵ２１ａ，２１ｂは主ＢＣＭ１４ａからＣＡＮ通信にて定期的（５ｍｓごと）に送られてくる目標のスロットル開度やシフト位置などの制御指令値に基づき船外機２０ａ，２０ｂの制御を行い、また船外機２０ａ，２０ｂのエンジン回転数や実スロットル開度、実シフト位置などのエンジン制御状況を主ＢＣＭ１４ａに定期的（１０ｍｓごと）に送信を行っている。

主ＢＣＭ１４ａからのＣＡＮ受信値（制御指令値）によるＥＣＵ２１ａ，２１ｂ内のシフト位置、スロットル開度の決定方法を図４のフローチャートに基づき説明する。
図４のフローは定期的（５ｍｓごと）に処理される構成となっており、まずステップＳ３０では主ＢＣＭ１４ａより定期的（５ｍｓごと）に送信されてくる制御指令値（スロットル開度、シフト位置など）が今回受信されたかどうかの確認を行う。
今回受信がなければステップＳ３１にてＣＡＮ故障判定用のカウンタ１を１カウントアップする。正常に受信がある場合はステップＳ３２にてカウンタ１をゼロクリアする。
ステップＳ３３ではカウンタ１が所定の判定値以上になったか確認し、判定値（すなわち所定の時間）以上となった場合はステップＳ３４でＣＡＮ故障と判定しＣＡＮ故障フラグをセットする。

ステップＳ３５にてＣＡＮ故障フラグ状態を確認し、フラグがセットされていなければＣＡＮ通信は正常であると判定し、ステップＳ４０、Ｓ４１にてＣＡＮ受信の制御指令値にて制御に使用する目標のスロットル開度、シフト位置を設定する。
またステップＳ３５にてＣＡＮ故障フラグがセットとなっていた場合はステップＳ３６にて現在のスロットル開度（前回設定値）より所定値を削減し、アイドル開度まで段階的に低減させてゆく。

またステップＳ３７ではステップＳ３６で求めたスロットル開度がアイドル開度となったか確認し、アイドル開度となっている場合はステップＳ３８にて制御に使用する目標のシフト位置をニュートラル（中立）状態とする。またアイドル開度でない場合はステップＳ３９にてシフト位置は現状（前回値）のままとする。

また、一度故障を判定した場合は故障状態を保持し、解除はエンジン停止時に行い、たとえＣＡＮ通信が正常復帰しても解除しないものとする。これによりＣＡＮの断線／復帰を繰り返すような故障状態が発生した場合でも安全に船を停船状態に移行でき、ＣＡＮ復帰による急加速などの発生を抑止できる。このときのＣＡＮ故障時のＳ３５〜Ｓ３９の処置内容を図５のタイムチャートに示す。

また、主ＢＣＭ１４ａは各船外機２０ａ，２０ｂの動作状態をＥＣＵ２１ａ，２１ｂからのＣＡＮ受信値を基に常時監視しており、システムに異常を検出した場合は船外機エンジンを停止し、操船者に対してブザーやランプなどの警告装置１９にてシステムの異常を知らせる。
この主ＢＣＭ１４ａのシステム監視手順につき図６のフローチャートに基づき説明する。図６のフローは定期的（５ｍｓごと）に処理される構成となっており各船外機２０ａ，２０ｂごとに独立で判定を行うものとする。
まずステップＳ４０にて船外機ＥＣＵからＣＡＮにて送信されてきた運転状態値（実スロットル開度、実シフト位置、エンジン回転数など）を受信し、エンジンの状態の把握を行う。ステップＳ４１ではエンジンの実スロットル開度の監視を行い、ステップＳ４０にて受信したエンジンの実スロットル開度とエンジンに指令したスロットル開度（目標値）とを比較し、”実スロットル開度＞目標値”が成立した場合に異常と判定する。異常時はステップＳ４２にて異常検出用カウンタ２のインクリメントを行う。また異常ではない場合はステップＳ４３にて異常検出用カウンタ２のクリアを行う。

ステップＳ４４ではエンジンの実シフト位置の監視を行う。まずステップＳ４０にて受信したエンジンの実シフト位置とエンジンに指令したシフト位置（目標値）とを比較し、実シフト位置≠目標値が成立した場合に異常と判定する。異常時はステップＳ４５にて異常検出用カウンタ３のインクリメントを行う。また異常ではない場合はステップＳ４６にて異常検出用カウンタ３のクリアを行う。

ステップ４７では異常検出用カウンタ２，３の確認を行う。異常検出用カウンタ２または３の値が判定値を超えている場合はシステム内になんらかの異常が発生していると判定し、ステップＳ４８にてシステム異常フラグをセットする。
次にステップＳ４９にてシステム異常フラグを確認し、システム異常フラグがセットされていない場合はシステムが正常に動作していると判定する。またシステム異常フラグがセットされている場合はステップＳ５０にて異常判定した船外機エンジンに対してエンジン停止指令を送信し、エンジンを停止させるとともにステップＳ５１にてブザー、ランプ等の警告装置１９にて操船者に対して異常状態であることの警告を行う。

以上のようにこの発明の実施の形態1による船舶の航走制御システムによれば、エンジンを含む一つまたは複数の船外機と船体を操作する操船席とを装備する船舶の航走制御システムにおいて、船外機には、エンジンのスロットル開度を制御するスロットルアクチュエータと、シフト位置を中立または前進及び後進位置のいずれかに制御するシフトアクチュエータと、エンジンを制御するＥＣＵとを備え、操船席内には、船外機の推進力を操作するための操作入力手段と、かつ操船席での操船者の操船状態を検出し、船外機の始動・停止、スロットル開度、シフト位置を含む制御指令値を演算するＢＣＭとを備え、ＢＣＭは、制御指令値を通信手段を介して船外機に送信し、船外機は受信した制御指令値に基づきエンジンの始動・停止、スロットル開度、シフト位置の制御を行うようにしたので、従来必要であった機械式ワイヤーケーブルや機械機構の部品が大幅に削除可能となりこれら部品が船体内を占有する場所を削減でき、また船外機を船体に取り付ける工数や費用も縮小できる。

また、この発明の実施の形態1によれば、操船席を複数装備し、一つを主操船席とし他を副操船席とし、これらの主副操船席内にＢＣＭを備え、副操船席のＢＣＭは操船者の操船状態の検出のみ行い、検出した操船状態を通信手段にて主操船席内のＢＣＭに送信を行い、主操船席内のＢＣＭは全ての操船席の操作状態より制御指令値として最適値を演算するようにしたので、操船席を２箇所に設置した場合でも制御指令値のくい違いによる船外機の不安定な挙動がなく、船体内の総合的な管理ができるため操船席の切り換え時もスムーズに切り換えることが可能となる。また３箇所以上の複数の操船席も容易に対応可能であり、いろいろな船舶構成に柔軟に対応でき、追加する機械式ケーブル、機構などは不要である。

また、この発明の実施の形態1によれば、船外機、操船席及びＢＣＭを船体に組み付けを行う艤装時に、ＥＣＵ、ＢＣＭに対して船舶に装備する船外機数やＢＣＭ数及びＥＣＵの設置位置、役割を外部に接続するテスターにて登録を行い、ＥＣＵ、ＢＣＭは登録された情報を内部不揮発性メモリに記憶を行い、以後、各制御装置は電源オン時の起動後に上記メモリ値に基づき動作するようにしたので、船体組み付け時にＢＣＭ、ＥＣＵに対して船体に取り付ける船外機数、操船席数などのシステム構成情報やＥＣＵの設置場所、ＢＣＭの役割を外部テスターにて設定を行い、設定情報を内部不揮発性メモリに保持するため、システム構成の設定や変更などが容易に行える。

また、この発明の実施の形態1によれば、テスターによる登録にて主操船席用に登録されたＢＣＭは、電源オンによるシステム起動時にＥＣＵが正常であることを通信手段によるデータの送受信にて確認を行い、応答のないＥＣＵまたはＢＣＭがある場合はシステム異常状態と判定し、操船者に対し異常状態を警告するようにしたので、電源オン時の起動時にＥＣＵ、副ＢＣＭが正常動作していることをＣＡＮ通信データの送受信にて確認し、船舶運転開始前に異常を検出することができ、また異常時は操船者に対しブザーやランプなどで警告表示をするため、ＣＡＮ通信ラインに異常がある場合や各ＥＣＵに異常がある場合は航走前に異常検出ができ、異常状態での走行を事前に防止できる。

また、この発明の実施の形態1によれば、船外機内のＥＣＵは通信手段のデータ異常を検出する異常検出手段を有し、通信手段に異常が発生しデータの送受信が不可能となった場合には異常を検出し、異常時は正常に通信がされていた最終制御指令値で動作を行い、異常状態が所定時間継続した場合に故障と判定し、この故障判定時点より現在のスロットル開度をアイドル位置にまで段階的に低減させてエンジン回転数を緩やかに低下させ、その後にシフト位置を中立状態に保持させる制御を行なったり、あるいは、故障判定中に通信手段が正常復帰しデータの送受信が可能となった場合でも故障判定時の制御状態を船外機のエンジンが停止されるまで維持するようにしたので、通信に異常が発生した場合でも船舶が不安定な状態に陥いることがなく、また通信ラインが正常状態となり通信が再開しても船外機のエンジン停止状態まで故障処置状態を保持することで、急な加速状態が発生するような暴走状態を回避でき安全な航走が可能である。

また、この発明の実施の形態1によれば、ＥＣＵは船外機のエンジン動作状態を把握するとともに、制御指令値どおりに動作していることを常時監視し、制御指令値と違う動作状態を検出した場合は異常状態と判定し異常を検出した船外機に対し停止指令を送信しエンジンを停止させると共に、操船者に対し異常状態を警告するようにしたので、制御指令値と違った異常動作を検出した場合、異常判定した船外機に対し停止処置を即時に行うため、予測外の故障状態による暴走発生を防止でき、安全な航走が可能である。

本発明の実施の形態１に係わる船舶の航走制御システムが適用された小型船舶内の操船席、船外機、その周辺機器を示す概略構成図である。本発明の実施の形態１に係わる航走制御システムの主ＢＣＭでの制御指令値演算手順を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１に係わる航走制御システムの副ＢＣＭでの処理手順を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１に係わる航走制御システムの主ＢＣＭからのＣＡＮ受信値によるＥＣＵ内のシフト位置、スロットル開度の決定方法を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１に係わる航走制御システムにおいてＣＡＮ故障が発生した場合のＥＣＵのスロットル開度やシフト位置指令値の状態を示したタイムチャートである。本発明の実施の形態１に係わる航走制御システムの主ＢＣＭでのシステム内監視手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ａ主操船席
１０ｂ副操船席
１１ａ，１１ｂ操船レバー
１２ａ，１２ｂ操船装置
１４ａ主操作量演算手段（主ＢＣＭ）
１４ｂ副操作量演算手段（副ＢＣＭ）
１５ａ，１５ｂエンジン始動ＳＷ
１６ａ，１６ｂエンジン停止ＳＷ
１７ａ，１７ｂ操船ＳＷ
１８電源ＳＷ
１９警告装置
２０ａ，２０ｂ船外機
２１ａ，２１ｂエンジン制御装置（ＥＣＵ）
２２ａ，２２ｂエンジン
２３ａ，２３ｂスロットルアクチュエータ
２４ａ，２４ｂシフトアクチュエータ
３０ＣＡＮ通信ライン
４０船体
４１ａ，４１ｂブラケット
４２ａ，４２ｂ操舵装置
５０テスター
５１テスター接続コネクタ

Claims

エンジンを含む一つまたは複数の船外機と船体を操作する操船席とを装備する船舶の航走制御システムにおいて、
前記船外機に、前記エンジンのスロットル開度を制御するスロットルアクチュエータと、シフト位置を中立または前進及び後進位置のいずれかに制御するシフトアクチュエータと、前記エンジンを制御するエンジン制御装置とを備え、
前記操船席内には、前記操船席の操船者からの操船入力に基づき操船状態を検出し、前記船外機の始動・停止、スロットル開度、シフト位置を含む制御指令値を演算する操作量演算手段を備え、
前記操作量演算手段は、前記制御指令値を通信手段を介して前記船外機に送信し、前記船外機は受信した前記制御指令値に基づき前記エンジンの始動・停止、スロットル開度、シフト位置の制御を行うと共に、
前記船外機、前記操船席及び前記操作量演算手段を船体に組み付けを行う艤装時に、
前記エンジン制御装置、前記操作量演算手段に対して船舶に装備する船外機数、操作量演算手段数及びエンジン制御装置の設置位置、役割を外部に接続するテスターにて登録を行い、前記エンジン制御装置、前記操作量演算手段はそれぞれ登録された情報を内部不揮発性メモリに記憶を行い、電源オン時の起動後に前記記憶内容に基づき動作することを特徴とする船舶の航走制御システム。
前記操船席を複数装備し、一つを主操船席とし他を副操船席とし、これらの主副操船席内に前記操作量演算手段を備え、副操船席の操作量演算手段は操船者の操船状態の検出のみ行い、検出した操船状態を通信手段にて主操船席内の操作量演算手段に送信を行い、
前記主操船席内の操作量演算手段は全ての操船席の操作状態より前記制御指令値として最適値を演算することを特徴とする請求項１記載の船舶の航走制御システム。
前記テスターによる登録にて主操船席用に登録された操作量演算手段は、電源オンによるシステム起動時に前記エンジン制御装置が正常であることを通信手段によるデータの送受信にて確認を行い、応答のないエンジン制御装置または操作量演算手段がある場合はシステム異常状態と判定し、操船者に対し異常状態を警告するようにしたことを特徴とする請求項１記載の船舶の航走制御システム。
前記エンジン制御装置は前記通信手段のデータ異常を検出する異常検出手段を有し、前記通信手段に異常が発生しデータの送受信が不可能となった場合には異常を検出し、異常時は正常に通信がされていた最終制御指令値で動作を行い、異常状態が所定時間継続した場合に故障と判定し、この故障判定時点より現在のスロットル開度をアイドル位置にまで段階的に低減させてエンジン回転数を緩やかに低下させ、その後にシフト位置を中立状態に保持させる制御を行うことを特徴とする請求項１または２記載の船舶の航走制御システム。
前記通信手段が故障判定中に正常復帰しデータの送受信が可能となった場合でも、前記故障判定時の制御状態を維持することを特徴とする請求項４記載の船舶の航走制御システム。
前記エンジン制御装置はエンジン動作状態を把握するとともに、制御指令値どおりに動作していることを常時監視し、制御指令値と違う動作状態を検出した場合は異常状態と判定し、異常を検出した船外機に対し停止指令を送信しそのエンジンを停止させると共に、操船者に対し異常状態を警告するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の船舶の航走制御システム。