JP4311751B2 - 船内ネットワークシステム - Google Patents
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Description
しかしながら,近年の情報技術の発達に伴い,船体と船外機とをLAN(Local Area Network)で接続して船体側から制御信号を送ることによって船外機を操作する船内LAN方式が試みられている。船内LANを用いることで,1本のケーブルへの多数の機器の接続が可能となり,船体と船外機間の配線を簡略化できる。
船外機と第1,第2の送受信部のいずれかの間の通信経路が機能していれば,他方の通信経路が機能していなくても船外機との通信が可能となる。
通信経路が機能しているか否かは,多くの場合受信信号の良否で判定することができる。このため,受信状態を監視することで,自動的に信号経路を切り換えることが可能となる。
例えば,船外機からの送信の途絶,信号の波形の崩れによって,通信経路の状態(断線,短絡等)の良否を判定できる。
他の船外機操作装置が中継機として機能することで,第2の送受信部が直接的に船外機に接続されていなくても船外機との通信経路を複数確保できる。
船外機操作装置を他の船外機操作装置の中継機として用いることが可能となる。
例えば,複数の船外機操作装置同士をローカルバスで接続していれば,いずれかの船外機操作装置に船外機からの第1のバスを,他のいずれかの船外機操作装置に船外機からの第2のバスを接続することで,複数の船外機操作装置のいずれも第1,第2のバスを介した2つの通信経路が確保できる。
第1の船外機操作装置と船外機間の通信は,第1の送受信部での第1の通信経路と,第2の船外機操作装置での中継による第2の送受信部での第2の通信経路の2通りが確保される。
第1の操作情報送信切換部によって,2つの通信経路のいずれを用いて通信するかを切り換えることができる。
ここで,前記第1の操作情報送信切換部が,前記第1の送受信部で受信される信号の状態に基づき,前記第1,第2の送受信部のいずれから送信するかを切り換えてもよい。
受信状態に基づく通信経路の自動切換が可能となる。
第1の中継切換部によって,2つの通信経路のいずれを用いて通信するかを切り換えることができる。
ここで,前記第1の中継切換部が,前記第1の送受信部で受信される信号の状態に基づき,中継処理の有無を切り換えてもよい。
受信状態に基づく通信経路の自動切換が可能となる。
船外機操作装置の通信経路として,第1,第2の送受信部による通信を切り換えて行える。
この結果,一方の通信経路に通信障害が発生しても,他方の通信経路を用いて船外機操作装置との通信を行える。
ここで,前記送受信切換部が,前記第1の送受信部で受信される信号の状態に基づき,前記第1,第2の送受信部のいずれを用いるかを切り換えてもよい。
受信状態に基づく通信経路の自動切換が可能となる。
船外機操作システムと船外機との間に複数の通信経路を確認でき,通信の確実性が向上する。
図1は本発明の1実施形態に係る船舶10の外観を表す斜視図である。
本図に示されるように船舶10は,船体12と船外機13からなり,船体12側に2つの操船席15(主操船席15A,副操船席15B)を備える。さらに2つの操船席15に対応して,リモート・コントロール20A,20B,ステアリング(ステアリング・ハンドル)31A,31B,船内表示装置41A,41Bをそれぞれ対応して有する。
この結果,主操船席15A,副操船席15Bのいずれからも船舶10の操船,およびその状態の監視が可能となっている。
本図に示すように船内LANシステム11は,船体12側,船外機13側の機器がLAN(Local Area Network)14で接続されることで構成される。
船体12のリモート・コントロール20A,20Bはそれぞれ,始動/停止スイッチ・ユニット21A,21B,シフト/スロットル・ユニット22A,22Bを有する。また,ステアリング31A,31Bはそれぞれ,ステアリング・ユニット30A,30Bに取り付けられている。
シフト/スロットル・ユニット22A,22Bはそれぞれ,リモコンレバー221A,221Bに接続されたレバー角度センサ222A,222B,操船席切換スイッチ223A,223B,操船席切換情報記憶部224A,224B,通信経路情報記憶部225A,225BおよびCPU226A,226B,および送受信部227A,227Bを有する。
ステアリング・ユニット30A,30Bはそれぞれ,ステアリング31A,31Bに接続されたステアリング目標角度センサ32A,32B,操船席切換情報記憶部33A,33B,通信経路情報記憶部34A,34BおよびCPU35A,35B,および送受信部36A,36Bを有する。
メインバス141は,ECU61の第1の送受信端と,送受信部215A,215B,227A,227B,および船内表示装置41A,41Bの第1の送受信端とを接続する。一方,サブバス142は,ECU61の第2の送受信端と,送受信部36A,36Bの第2の送受信端とを接続する。
即ち,送受信部215A,215B,227A,227B,36A,36B,および船内表示装置41A,41Bの第1の入出力端には,メインバス141とサブバス142のいずれかが接続されている。
この結果,後述するように,操船席15に係る機器(始動/停止スイッチ・ユニット21A,21B等)は,メインバス141とサブバス142の双方を通信経路として利用することができるようになる。
なお,LAN14は,有線,無線(赤外線,電波,超音波等)いずれで構成されていても差し支えない。
始動/停止スイッチ・ユニット21A,21Bは,船外機13のエンジンの始動および停止を行うための制御信号たる始動信号,停止信号を出力するためのユニットである。
操作情報入力部たる始動/停止スイッチ211A,211Bを操船者が操作することにより,始動/停止スイッチ・ユニット21A,21Bそれぞれからの始動信号,および停止信号の出力が行われる。
図4は,通信経路情報記憶部213A,213Bに記憶された通信経路情報の1例である。図4に示す通信経路情報には,通信状態が通常,非常のいずれであるかを表す通信状態情報,および通信状態と制御信号の出力先との対応を表す出力先テーブルが含まれる。
通信状態が「通常」か「非常」か否かは,ECU61から送信される信号の異常(信号の途絶,波形の異常等)に基づき判定できる。
始動/停止スイッチ・ユニット21A,21Bからの制御信号はそれぞれ,通常時にはメインバス141に,非常時にはローカルバス143A,143Bに出力される。後述するように,ローカルバス143A,143Bに出力された制御信号はそれぞれ,ステアリング・ユニット30A,30Bによりサブバス142へと転送される。
これら通信経路情報記憶部213A,213B,通信経路情報記憶部213A,213Bは,船内LANシステム11の停止後も記憶内容を保持可能な記憶装置(例えば,ROM,補助記憶装置(ハードディスク,CD−ROM等))上に構成される。
送受信部215A,215Bは,メインバス141およびローカルバス143A,143Bとの通信を行う。
操作情報入力部たるリモコンレバー221A,221Bに対する操船者の操作に基づき,シフト/スロットル・ユニット22A,22Bからの制御信号の出力が行われる。リモコンレバー221A,221Bが,ニュートラル(中立)から所定の角度以上船首側に倒されると船舶10が前進し,船尾側に倒されると船舶10が後進するようにエンジンのシフト,即ちプロペラの回転方向が変化する。そして,この所定の角度を超えて船首,または船尾側にリモコンレバー221A,221Bが倒されるとエンジンのスロットルが徐々に開かれ,プロペラの回転速度(最終的には船速)が大きくなる。
レバー角度センサ222A,222Bは,リモコンレバー221A,221Bそれぞれの傾き(角度)を検知する検知器である。
図5は,通信経路情報記憶部225A,225Bに記憶された通信経路情報の1例である。この通信経路情報には,通信状態が通常,非常のいずれであるかを表す通信状態情報,通信状態と制御信号の出力先との対応を表す出力先テーブル,および通信状態と転送の有無との対応を表す転送可否テーブルが含まれる。
シフト/スロットル・ユニット22A,22Bからの制御信号はそれぞれ,通常時にはメインバス141に,非常時にはローカルバス143A,143Bに出力される。後述するように,ローカルバス143A,143Bに出力されたシフト/スロットル・ユニット22A,22Bからの制御信号は,ステアリング・ユニット30A,30Bによりサブバス142へと転送される。
一方,ECU61からステアリング・ユニット30A,30Bに送信された信号は,メインバス141からローカルバス143A,143Bへと転送され,ステアリング・ユニット30A,30Bに到達する。
即ち,シフト/スロットル・ユニット22A,22Bは,通常時においてステアリング・ユニット30A,30Bの信号を中継する中継機として機能する。
CPU226A,226Bは,中央処理装置であり,シフト/スロットル・ユニット22A,22Bそれぞれ全体の動作を管理する。具体的には,操船席切換情報記憶部224A,224Bに記憶された操船席切換情報に基づく制御信号の出力の停止,開始,および通信経路情報記憶部225A,225Bに記憶された通信経路情報に基づく制御信号の出力先の変更,転送処理等を行う。
送受信部227A,227Bは,メインバス141および対応するローカルバス143A,143Bとの通信を行う。
ステアリング目標角度センサ32A,32Bは,ステアリング31A,32Bの操作状態(角度)を検知する検知器である。
図6は,通信経路情報記憶部34A,34Bに記憶された通信経路情報の1例である。この通信経路情報には,通信状態が通常,非常のいずれであるかを表す通信状態情報,通信状態と制御信号の出力先との対応を表す出力先テーブル,および通信状態と転送の有無との対応を表す転送可否テーブルが含まれる。
ステアリング・ユニット30A,30Bからの制御信号はそれぞれ,通常時にはサブバス142に,非常時にはローカルバス143A,143Bに出力される。既述のように,ローカルバス143A,143Bに出力されたステアリング・ユニット30A,30Bからの制御信号は,シフト/スロットル・ユニット22A,22Bによりサブバス142へと転送される。
一方,ECU61から始動/停止スイッチ・ユニット21A,21Bおよびシフト/スロットル・ユニット22A,22Bに送信された信号は,サブバス142からローカルバス143A,143Bへと転送され,シフト/スロットル・ユニット22A,22Bに到達する。
即ち,ステアリング・ユニット30A,30Bは,異常時において始動/停止スイッチ・ユニット21A,21B等の信号を中継する中継機として機能する。
これら通信経路情報記憶部34A,34B,通信経路情報記憶部34A,34Bは,船内LANシステム11の停止後も記憶内容を保持可能な記憶装置上に構成される。
送受信部36A,36Bは,サブバス142および対応するローカルバス143A,143Bとの通信を行う。
船内表示装置41A,41Bは,対応するローカルバス143A,143Bおよびメインバス141による2つの通信経路でECU61との通信が行える。図示していないが,始動/停止スイッチ・ユニット21A,21Bと同様の通信経路記憶部を有することで,送信情報の出力先をメインバス141,とローカルバス143A,143Bで切り換えることで,ECU61への情報送信を行える。
なお,異常時におけるECU61との信号の送受信には,ステアリング・ユニット30A,30Bによる中継を受けるものとする。
ECU61は,船外機13の制御全般を行うものであり,CPU(中央演算装置),記憶装置(RAM,ROM等),補助記憶装置(不揮発性のRAM,ハードディスク,CD−ROM,光磁気ディスク等),クロック等から構成される。
ECU61は図7に示すような通信経路情報を記憶する通信経路記憶部(図示せず)を備え,船体12側との通信の状態に応じて信号の出力先をメインバス141とサブバス142とで切り換えるものとする。
伝達機構は,エンジンとプロペラの動力伝達状態を変化させるシフター(図示せず)を備えている。シフターの操作によって,プロペラを無回転としたり(ニュートラル),回転方向(順回転:船舶10の前進,逆回転:船舶の後進)を変化させたりすることができる。
シフト位置センサ72は,伝達機構のシフターの状態(位置:ニュートラル,前進,後進)を検出する検出器であり,検出したシフト位置情報を出力する。
ステアリング角度センサ73は,船外機13の船体12に対する向き(角度)を検知する検出器であり,検出したステアリング角度情報を出力する。
シフト・アクチュエータ82は,シフト/スロットル・ユニット22A,22Bからのシフト目標位置信号に基づき,伝達機構のシフターを作動する作動装置である。
ステアリング・アクチュエータ83は,ステアリング・ユニット30A,30Bからのステアリング目標角度信号に基づき,船外機13の向きを変化させる作動装置である。
以下に,船内LANシステム11の具体的な動作を示す。
A. 船体12と船外機13間の通信経路の切換
船体12と船外機13間の通信経路には何らかの通信異常が発生する可能性がある。
この通信異常の例を図8(A),(B)に示す。図8(A),(B)はそれぞれ,バス90が断線,短絡した状態を表す。
バスが断線(90A)した場合には,船体12と船外機13間の通信が行われない。即ち,船体12側では船外機13側からの,船外機13側では船体12側からの信号が受信されなくなる。
一方,バスが短絡(90B)した場合には,同一の信号が分岐して伝送される。このように信号が分岐すると,同一の信号がわずかに時間をずらして伝送され,相手側に到達する。その結果,相手側に到達した信号は波形が崩れることになる。
このように通信経路での異常は,船体12と船外機13間の通信の困難をもたらす。
即ち,船内LANシステム11では,通信経路(メインバス141,サブバス142)を切り換えることで,通信異常に対応することができる。以下,通信経路への異常の発生の有無に区分して詳細に説明する。
1)通常時における船体12側のユニットと船外機13側のECU61間の通信はメインバス141によって行われる。
このときサブバス142は通信に使用されない。これは,サブバス142側に異常が生じても船体12,船外機13間の通信に影響が及ばないようにするためである。
このようにシフト/スロットル・ユニット22A,22Bが,ステアリング・ユニット30A,30BとECU61との間での信号の中継機として機能することで,直接的にはメインバス141に接続されていないステアリング・ユニット30A,30BがECU61と通信することが可能となる。
図9は,通信経路に異常が発生したときに通信経路の切換を行う手順の一例を表すフロー図である。
1)メインバス141に異常が発生した場合を考える(ステップS11)。
通信経路での異常は,既に述べたように受信側での受信信号の異常(非受信,受信波形の異常)をもたらす。
即ち,始動/停止スイッチ・ユニット21A,21B,シフト/スロットル・ユニット22A,22B,ステアリング・ユニット30A,30B,船内表示装置41A,41Bでは,ECU61からの信号に異常が生じ,ECU61では始動/停止スイッチ・ユニット21A,21B等からの信号に異常が生じる。
この異常は,ECU61からの信号の途絶,受信信号波形の異常に基づき検知できる。
始動/停止スイッチ・ユニット21A,21B等は,通信経路情報記憶部213A,213B等の通信状態情報を書き換え,「通常」から「非常」とする(ステップS13)。
ECU61も同様に,受信信号の異常の検知によって,信号の入出力端をメインバス141からサブバス142へと切り換えるものとする。
即ち,始動/停止スイッチ・ユニット21A,21B,シフト/スロットル・ユニット22A,22Bは,出力先をメインバス141からローカルバス143A,143Bに変更する。一方,ステアリング・ユニット30A,30Bは,出力先をローカルバス143A,143Bからサブバス142に変更する。
なお,船内表示装置41A,41Bは,情報を送信するのであれば,始動/停止スイッチ・ユニット21A,21Bと同様に転送処理情報記憶部を備え,転送処理情報の書き換えおよびこの情報に基づく出力先の切換を行うものとする(信号をECU61に送信する必要がなければこのような機構は不要である)。
即ち,シフト/スロットル・ユニット22A,22Bは,転送処理を停止し,ステアリング・ユニット30A,30Bは転送処理を開始する。この結果,始動/停止スイッチ・ユニット21A,21B,シフト/スロットル・ユニット22A,22Bそれぞれがローカルバス143A,143Bに出力した制御信号は,ステアリング・ユニット30A,30Bによってサブバス142に転送されECU61に到達する。
以上のように,メインバス141,サブバス142のいずれかが通信可能であれば,中継経路を含む通信経路を自動的に切り換えることで継続的な通信を行うことが可能となる。
図10は,操船可能な操船席15の切換(操船権の変更)を行う手順の一例を表すフロー図である。以下,図10に沿って説明する。
(1)操船を行いたい操船席15の操船者は,操船席切換スイッチ223A,223Bを操作する(ステップS21)。以下,説明の判り易さのために,副操船席15Bの操船席切換スイッチ223Bが操作されたものとして説明する。
この送信は,メインバス141を用いた相手側のシフト/スロットル・ユニット22Aへの送信と,ローカルバス143Bを用いた始動/停止スイッチ・ユニット21B,ステアリング・ユニット30Bへの送信の双方が含まれる。
さらに,相手側のシフト/スロットル・ユニット22Aは,ローカルバス143Aを用いて,受信した操船席切換情報を始動/停止スイッチ・ユニット21A,ステアリング・ユニット30Aへ転送する。
このようにして,始動/停止スイッチ・ユニット21A,21B,シフト/スロットル・ユニット22A,22B,ステアリング・ユニット30A,30Bの全てが操船席切換情報を入手する。
なお,ここで送信,あるいは転送される操船席切換情報は,主操船席15A,副操船席15Bのどちらに操船権があるかを示す情報でも,操船席15の切換を行うべきことを表すいわば操船権を有する操船席15を間接的に表すもののいずれであっても差し支えない。
この書き換えの結果として制御情報の送信元が切り替わる(ステップS24)。
即ち,始動/停止スイッチ・ユニット21A,シフト/スロットル・ユニット22A,ステアリング・ユニット30Aからの制御情報の送信が停止され,始動/停止スイッチ・ユニット21B,シフト/スロットル・ユニット22B,ステアリング・ユニット30Bからの制御情報の送信が開始される。
このようにして,操船権を有する操船席15側からのみ制御情報が送信されることとして,安定した操船を可能としている。しかもこの操船権の変更は,操船席15の操船席切換スイッチ223A,223Bを操作するだけで行えるので,極めて簡便に行える。
本発明の実施形態は上記実施形態には限られず拡張,変更できる。拡張,変更された実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。以下に拡張,変更の例を示す。
(1)図2に示した実施形態では,操船席の切換,通信経路の切換の双方を行う構成を示したが,これらの機能は必ずしも一体不可分なものではなく,必要に応じて分離することも可能である。
これらの機能を分離した例を図11,図12に示す。
図11,図12はそれぞれ,操船席の切換を行う構成例,通信経路の切換を行う構成例を示している。
1)図11に示す船内LANシステム11(1)では,船体12側と船外機13側との通信はメインバス141(1)のみによって行われている。このときには,図10のステップS22における操船切換情報の送信等はメインバス141(1)のみを用いて行われる。
2)図12に示す船内LANシステム11(2)では,副操船席15B側の機器(始動/停止スイッチ・ユニット等),操船席切換スイッチ等は不要となる。
このとき,コマンドの送受信をローカルバスで行うようにすれば,メインバス,サブバスでの通信異常の影響を受けないようにすることができる。
このようにすると船体側と船外機側の通信の確実性をより向上できる。
Claims (6)
- 船外機に配置され,第1,第2の送受信端を有し,かつエンジンを制御するエンジンコントロールユニットと,
船体に配置され,前記エンジンコントロールユニットとの通信により前記船外機を操作する船外機操作装置であって,
前記第1の送受信端とメインバスで接続される第1の送受信部と,
前記第2の送受信端とサブバスで接続され,かつ前記第1の送受信部とローカルバスで接続される第2の送受信部と,
前記メインバスでの通信異常を検知する通信異常検知部と,
を有する船外機操作装置と,を具備し,
前記通信異常検知部による前記メインバスでの通信異常の検知に従って,前記第1,第2の送受信部での通信経路が,
前記第1の送受信部と前記エンジンコントロールユニットとが前記メインバスを介して情報を送受信し,かつ前記第2の送受信部と前記エンジンコントロールユニットとが前記ローカルバス,前記第1の送受信部,および前記メインバスを介して情報を送受信する第1の通信経路から,
前記第2の送受信部と前記エンジンコントロールユニットとが前記サブバスを介して情報を送受信し,かつ前記第1の送受信部と前記エンジンコントロールユニットとが前記ローカルバス,前記第2の送受信部,および前記サブバスを介して情報を送受信する第2の通信経路へと,切り換えられる,
ことを特徴とする船内ネットワークシステム。 - 前記通信異常検知部が,前記サブバスでの通信異常を検知し,
前記通信異常検知部による前記サブバスでの通信異常の検知に従って,前記第1,第2の送受信部での通信経路が,前記第2の通信経路から前記第1の通信経路へと切り換えられる,
ことを特徴とする請求項1記載の船内ネットワークシステム。 - 前記船外機操作装置が,前記通信異常検知部での通信異常の検知に対応して,前記第1,第2の通信経路を識別する情報を記憶する第1,第2の通信経路情報記憶部をさらに有し,
前記第1,第2の送受信部がそれぞれ,前記第1,第2の通信経路情報記憶部に記憶された情報に従って,通信経路を切り換える
ことを特徴とする請求項1または2に記載の船内ネットワークシステム。 - 前記船外機操作装置が,
前記エンジンを始動または停止させる始動/停止スイッチ・ユニットと,
前記エンジンのシフトおよびスロットルを制御するシフト/スロットル・ユニットと,
前記船外機の向きを制御するステアリング・ユニットと,をさらに有し,
前記第1の送受信部が,前記始動/停止スイッチ・ユニットおよび前記シフト/スロットル・ユニットの何れかに設けられ,
前記第2の送受信部が,前記ステアリング・ユニットに設けられる,
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の船内ネットワークシステム。 - 前記船体に配置され,前記エンジンコントロールユニットとの通信により前記船外機を操作する第2の船外機操作装置であって,
前記第1の送受信端と前記メインバスで接続される第3の送受信部と,
前記第2の送受信端と前記サブバスで接続され,かつ前記第3の送受信部と第2のローカルバスで接続される第4の送受信部と,
前記メインバスでの通信異常を検知する第2の通信異常検知部と,
を有する第2の船外機操作装置と,を具備し,
前記第2の通信異常検知部による前記メインバスでの通信異常の検知に従って,前記第3,第4の送受信部での通信経路が,
前記第3の送受信部と前記エンジンコントロールユニットとが前記メインバスを介して情報を送受信し,かつ前記第4の送受信部と前記エンジンコントロールユニットとが前記第2のローカルバス,前記第3の送受信部,および前記メインバスを介して情報を送受信する第3の通信経路から,
前記第4の送受信部と前記エンジンコントロールユニットとが前記サブバスを介して情報を送受信し,かつ前記第3の送受信部と前記エンジンコントロールユニットとが前記第2のローカルバス,前記第4の送受信部,および前記サブバスを介して情報を送受信する第4の通信経路へと,切り換えられ,
前記船外機操作装置および前記第2の船外機操作装置がそれぞれ,前記船外機操作装置および前記第2の船外機操作装置のいずれで前記船外機を制御するかを切り換える情報を入力する第1,第2の操船席切換スイッチをさらに有し,
前記第1,第2の操船席切換スイッチで入力された情報に従って,前記船外機操作装置および前記第2の船外機操作装置のいずれで前記船外機を制御するかが切り換えられる,
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の船内ネットワークシステム。 - 前記船外機操作装置が,前記第1,第2の操船席切換スイッチで入力された情報に対応して,前記船外機操作装置,前記第2の船外機操作装置のいずれで前記船外機を制御するかを識別する情報を記憶する第1,第2の操船席切換情報記憶部をさらに有し,
前記第2の船外機操作装置が,前記第1,第2の操船席切換スイッチで入力された情報に対応して,前記船外機操作装置,前記第2の船外機操作装置のいずれで前記船外機を制御するかを識別する情報を記憶する第3,第4の操船席切換情報記憶部をさらに有し,
前記第1乃至第4の操船席切換情報記憶部に記憶された情報に従って,前記第1乃至第4の送受信部からの制御情報の送信が開始または停止される,
ことを特徴とする請求項5記載の船内ネットワークシステム。
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