JP5303341B2 - 船推進機 - Google Patents

Description

この発明は、船推進機に関し、より特定的には、船体に対して推進機本体を左右方向に揺動させるための電動モータを有する船推進機に関する。

従来、たとえば特許文献１に開示されているように、電動モータによって船外機（推進機本体）を船体に対して左右方向に揺動させることによって船体を操舵することが知られている。

特許文献１の技術では、ステアリングホイールの回転角度等を用いて目標舵角を設定する。そして、船外機の実舵角と目標舵角との角度差に基づいて電動モータの制御量を設定し、設定した制御量に応じて電動モータを駆動する。これによって船外機が船体に対して左右方向に揺動する。

特開２００６−１９９１８９号公報

しかし、特許文献１の技術では、水から受ける外力（反力）に抗って船外機の左右方向の位置を保持させるために電動モータに電力を常時供給しておかなければならない。その結果、消費電力が大きくなるという問題があった。
それゆえにこの発明の主たる目的は、消費電力を抑えることができる船推進機を提供することである。

上述の目的を達成するために、請求項１に記載の船推進機は、船体を推進するための船推進機であって、推進機本体と、船体に対して推進機本体を左右方向に揺動可能に取り付けるためのブラケット部と、推進機本体を左右方向に揺動させるためにブラケット部に設けられる電動モータと、推進機本体を操舵する操舵部と、推進機本体の実舵角を検出する実舵角検出部と、操舵部の操舵に関する操舵情報に基づいて保舵が必要か否かを判断し、保舵が必要と判断した場合には、操舵部の操舵に基づく目標舵角と実舵角とが相違していいた場合でも電動モータを駆動しないように電動モータを制御する制御部とを備え、操舵情報は操舵部の回転角度変化量を含み、制御部は、回転角度変化量と回転角度変化量に関する第２閾値との比較結果に基づいて保舵が必要か否かを判断する。
請求項２に記載の船推進機は、船体を推進するための船推進機であって、推進機本体と、船体に対して推進機本体を左右方向に揺動可能に取り付けるためのブラケット部と、推進機本体を左右方向に揺動させるためにブラケット部に設けられる電動モータと、推進機本体を操舵する操舵部と、推進機本体の実舵角を検出する実舵角検出部と、操舵部の操舵に関する操舵情報に基づいて保舵が必要か否かを判断し、保舵が必要と判断した場合には、操舵部の操舵に基づく目標舵角と実舵角とが相違していた場合でも電動モータを駆動しないように電動モータを制御する制御部とを備え、操舵情報は操舵部の回転速度平均値を含み、制御部は、回転速度平均値と回転速度平均値に関する第３閾値との比較結果に基づいて保舵が必要か否かを判断する。
請求項３に記載の船推進機は、請求項１または２に記載の船推進機において、操舵情報は操舵部の操舵角に基づく目標舵角と実舵角との角度差をさらに含み、制御部は、さらに角度差と角度差に関する第１閾値との比較結果に基づいて保舵が必要か否かを判断することを特徴とする。
請求項４に記載の船推進機は、請求項３に記載の船推進機において、制御部が保舵が必要と判断する場合には、角度差は第１閾値未満であることを特徴とする。
請求項５に記載の船推進機は、請求項３または４に記載の船推進機において、制御部は、角度差が第１閾値以上の場合には、実舵角が目標舵角となるように電動モータを駆動するように電動モータを制御することを特徴とする。
請求項６に記載の船推進機は、船体を推進するための船推進機であって、推進機本体と、船体に対して推進機本体を左右方向に揺動可能に取り付けるためのブラケット部と、推進機本体を左右方向に揺動させるためにブラケット部に設けられる電動モータと、推進機本体を操舵する操舵部と、推進機本体の実舵角を検出する実舵角検出部と、操舵部の操舵に関する操舵情報に基づいて保舵が必要か否かを判断し、保舵が必要と判断した場合には、操舵部の操舵に基づく目標舵角と実舵角とが相違していた場合でも電動モータを駆動しないように電動モータを制御する制御部とを備え、操舵情報は操舵部の回転角度変化量を含み、制御部は、回転角度変化量と回転角度変化量に関する第２閾値との比較結果および実舵角変化量と実舵角変化量に関する第４閾値との比較結果に基づいて保舵が必要か否かを判断する。
請求項７に記載の船推進機は、船体を推進するための船推進機であって、推進機本体と、船体に対して推進機本体を左右方向に揺動可能に取り付けるためのブラケット部と、推進機本体を左右方向に揺動させるためにブラケット部に設けられる電動モータと、推進機本体を操舵する操舵部と、推進機本体の実舵角を検出する実舵角検出部と、操舵部の操舵に関する操舵情報に基づいて保舵が必要か否かを判断し、保舵が必要と判断した場合には、操舵部の操舵に基づく目標舵角と実舵角とが相違していた場合でも電動モータを駆動しないように電動モータを制御する制御部と、船体の速度である船速を検出する速度検出部と、船速に基づいて閾値を設定する設定部とを備え、制御部は、操舵情報と閾値との比較結果に基づいて保舵が必要か否かを判断する。
請求項８に記載の船推進機は、請求項７に記載の船推進機において、設定部は、船速が大きいほど閾値を小さく設定することを特徴とする。
請求項９に記載の船推進機は、請求項７または８に記載の船推進機において、ブラケット部は、船体に対して推進機本体をさらに上下方向に揺動可能に設けられ、当該船推進機は推進機本体のトリム角を検出するトリム角検出部をさらに含み、設定部は、船速とトリム角とに基づいて閾値を設定することを特徴とする。
請求項１０に記載の船推進機は、請求項１から９のいずれかに記載の船推進機において、電動モータの駆動力を推進機本体に伝達するためにブラケット部に設けられる伝達機構と、推進機本体が受ける外力によって推進機本体が左右方向に揺動しないように伝達機構をロックするロック部材とをさらに備えることを特徴とする。

この発明では、必要な場合にのみ実舵角を修正（転舵）することによって、消費電力を抑えながら船体を所望の方向に航行させることができる。
好ましくは、推進機本体が外力を受けたとき伝達機構をロック部材によってロックすることで推進機本体が左右方向に揺動することを防止する。これによって、電動モータに電力を常時供給する必要がなくなり、消費電力を抑えることができる。
操舵部の操舵に関する操舵情報が閾値以上になれば、船体の進行方向が所望の方向からずれるおそれがある。したがって、好ましくは、操舵情報が閾値未満であれば電動モータを駆動せず、その一方、操舵情報が閾値以上になれば、実舵角が目標舵角となるように、電動モータを駆動して推進機本体を左右方向に揺動させる。このようにして、必要な場合にのみ実舵角を修正（転舵）することによって、消費電力を抑えながら船体を所望の方向に航行させることができる。

好ましくは、制御部は、操舵部の操舵角に基づく目標舵角と実舵角との角度差を求め、当該角度差が第１閾値未満であれば電動モータを駆動せず、その一方、当該角度差が第１閾値以上になれば、電動モータを駆動して推進機本体を左右方向に揺動させる。このように角度差を用いることによって実舵角の修正の要否を容易かつ正確に判断できる。

好ましくは、制御部は、操舵部の回転角度の変化量を求め、当該回転角度変化量が第２閾値未満であれば電動モータを駆動せず、その一方、当該変化量が第２閾値以上になれば、電動モータを駆動して推進機本体を左右方向に揺動させる。このように操舵部の回転角度変化量のみで実舵角の修正の要否を容易かつ正確に判断できる。

好ましくは、制御部は、操舵部の回転速度平均値を求め、当該回転速度平均値が第３閾値未満であれば電動モータを駆動せず、その一方、当該平均値が第３閾値以上になれば、電動モータを駆動して推進機本体を左右方向に揺動させる。このように操舵部の回転速度平均値のみで実舵角の修正の要否を容易かつ正確に判断できる。

好ましくは、制御部は、操舵部の回転角度変化量と実舵角変化量とを求め、当該回転角度変化量が第２閾値未満であるかまたは当該実舵角変化量が第４閾値未満であれば電動モータを駆動せず、それ以外のときには、電動モータを駆動して推進機本体を左右方向に揺動させる。このように、回転角度変化量だけではなく実舵角変化量をも参酌することによって、実舵角の修正の要否をさらに容易かつ正確に判断できる。特に、操舵部の操舵と転舵とのタイミングがずれる場合に効果的である。

船速が大きくなるほど、実舵角に対する船の挙動変化が大きくなり、目標舵角と実舵角との角度差等の操舵部の操舵情報が小さくても船体の進行方向が目標からずれやすくなる。したがって、好ましくは、船速が大きいほど閾値を小さく設定する。これによって船体の進行方向が目標から大きくずれることを防止でき、船体を所望の方向に航行させることができる。

ヨーレート、ロールおよび横加速度などの船の挙動はトリム角に応じて変化する。たとえば、船には、その形状に起因して、トリム角が小さいほどヨーレートが大きくなる（小さい舵角でもよく曲がる）ものがある一方、トリム角が大きいほど横滑りし易くかつロールが小さくなり、横加速度が大きくなるものがある。したがって、好ましくは、船速に加えてトリム角をも参酌して閾値を設定する。これによって、船の形状をも考慮して閾値を設定でき、船体をさらに良好に航行できる。

この発明によれば、消費電力を抑えることができる船推進機が得られる。

この発明の一実施形態の船推進機が搭載された船の一例を示す斜視図である。 図１に示す船推進機の構成を示すブロック図である。 図１に示す船外機の全体構成を示す側面図である。 図１に示す船外機のスイベルブラケットの構成を説明するための斜視図である。 図１に示す船外機のスイベルブラケットの構成を説明するための側面図である。 図１に示す船外機のスイベルブラケットの構成を説明するための平面図である。 この発明の一実施形態における保舵に関する動作の一例を示すフロー図である。 図７のステップＳ１１における閾値設定処理の一例を示すフロー図である。 船速およびトリム角と閾値との関係を示すグラフである。 図７のステップＳ９の保舵の要否判断処理の一例を示すフロー図である。 図７のステップＳ９の保舵の要否判断処理の他の例を示すフロー図である。 図７のステップＳ９の保舵の要否判断処理のその他の例を示すフロー図である。 図７のステップＳ９の保舵の要否判断処理のさらにその他の例を示すフロー図である。 この発明の船推進機と従来例との電力消費の比較例を示すグラフである。

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
ここでは、この発明の一実施形態の船推進機１０を船１に設置した場合について説明する。図中、ＦＷＤは、船１の前進方向を示している。

図２をも参照して、船１は、船体２と船体２に設けられた船推進機１０とを含む。
船推進機１０は、船外機本体２８（後述）を操舵するために船体２内に設けられる操舵部１２と、船体２を前進または後進させる操作を行うために操舵部１２の近傍に設けられるコントロールレバー部１４と、船推進機１０の動作を制御するためのＥＣＵ（電子制御ユニット）１６と、操舵部１２の回転操作による操舵角を検出する操舵角センサ１８と、操舵部１２に反力を与えるために操舵部１２に連結される反力モータ２０と、船１の走行状態を検出するための走行状態検出部２２と、船１を推進するために船体２の船尾板３に取り付けられる２機の船外機２４とを含む。走行状態検出部２２は、速度センサ２２ａ、トリム角センサ２２ｂ、ヨーレートセンサ２２ｃ、姿勢センサ２２ｄ、横加速度センサ２２ｅ、エンジン状態センサ２２ｆおよび外力センサ２２ｇを含む。速度センサ２２ａは、たとえばＧＰＳを利用して船速を検出する。トリム角センサ２２ｂは、たとえばトリムシリンダの駆動量を検出して船外機本体２８のトリム角を検出する。ヨーレートセンサ２２ｃは船１の旋回状態を検出する。姿勢センサ２２ｄは、たとえばジャイロを用いて船１のロール角やピッチ角などの船１の姿勢を検出する。横加速度センサ２２ｅは船１の旋回時の遠心力を検出する。エンジン状態センサ２２ｆは、スロットル開度やエンジン回転数を検出する。外力センサ２２ｇは、たとえば船外機本体２８に設けた荷重センサによって船外機本体２８に加えられる外力を検出する。これらの構成要素は、主としてＬＡＮケーブル２６によって相互に電気的に接続されている。

ついで、船外機２４について説明する。
船外機２４は、舵を有さず船外機２４自体で舵を切るように構成されている。
図３を参照して、船外機２４は、船外機本体２８とスイベルブラケット３０とチルトブラケット３２とを含む。

船外機本体２８は、上側から順にカウリング部３４、ケース部３６およびプロペラ３８を含む。船外機２４は、船外機本体２８を左右方向に揺動させることによって、プロペラ３８の向きを変え、プロペラ３８の推力で船体２の方向を変える。

カウリング部３４には、エンジン４０、およびエンジン４０に電気的に接続されるＥＣＵ４２（図１参照）などが収納されている。

スイベルブラケット３０は、ブラケット下部４４とブラケット上部４６とを含む。
ブラケット下部４４は船外機本体２８の上下方向（Ｚ方向）に沿って中空筒状に設けられ、ブラケット下部４４にはスイベル軸４８が回動自在に挿入される。したがって、スイベル軸４８は船外機本体２８の上下方向（Ｚ方向）に延びるように設けられる。スイベル軸４８の上端部５０が連結部５２を介して船外機本体２８に連結される。これによって、船外機本体２８が、スイベルブラケット３０ひいては船体２に対してスイベル軸４８を中心として相対的に左右方向（図１の矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向）に揺動可能に取り付けられる。

スイベルブラケット３０を挟むように一対のチルトブラケット３２が設けられ、一対のチルトブラケット３２は船体２の後ろ側に設けられた船尾板３に固定される。スイベルブラケット３０および一対のチルトブラケット３２にはチルト軸５４が挿通される。チルト軸５４はスイベル軸４８と直角をなす方向であって、船体２の幅方向（図１の矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向）に延びるように設けられる。これによって、スイベルブラケット３０ひいては船外機本体２８はチルト軸５４を中心として船体２に対して相対的に上下方向（Ｚ方向）に揺動可能となる。すなわち、船外機本体２８は、チルトシリンダ（図示せず）によってチルト軸５４廻りに揺動可能であり、上陸時などにほぼ水平方向まで回転して引き上げられる。また、船外機本体２８は、トリムシリンダ（図示せず）によってチルト軸５４廻りに揺動可能である。そして、航行中に船外機本体２８のトリム角を調整してプロペラ３８の推力方向を鉛直面内で上下に回動させて調整することができる。

ついで、図４〜図６をも参照して、スイベルブラケット３０について詳細に説明する。
ブラケット上部４６は、ブラケット下部４４の上端部に設けられ、前方（矢印ＦＷＤ方向）に突出するように構成される。ブラケット上部４６は、上面開口の略箱状に形成され、側方から見て、前方に向かうにつれて次第に高さ方向が大きくなる一対の側壁部５６，５８と、一対の側壁部５６，５８の前部を連結する前壁部６０とを有する。ブラケット下部４４に挿入されているスイベル軸４８の上端部５０は、ブラケット上部４６に突出している。

ブラケット上部４６には、電動モータ６２とロッククラッチ６４と伝達機構６６の大部分とが収納される。

伝達機構６６は、電動モータ６２の駆動力を船外機本体２８に伝達するものであり、ギヤ部６８と、ギヤ部６８に接続されるボールネジ７０と、ボールネジ７０上を移動可能にボールネジ７０に係合されるボールナット７２と、ボールナット７２とスイベル軸４８とを連結する伝達プレート７４と、スイベル軸４８と、連結部５２とを含む。

電動モータ６２は、そのモータ軸７６が船体２の幅方向（矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向）に延びるように、スイベルブラケット３０内の前壁部６０近傍かつ側壁部５６側に設けられ、船外機本体２８を揺動させるための駆動力を発生する。電動モータ６２は、ドライバ７８と電気的に接続されている。ドライバ７８は、ユーザが操舵部１２を操舵した際にＬＡＮケーブル２６を介して送信される信号に基づいて、電動モータ６２の駆動を制御する。具体的には、ドライバ７８は、操舵部１２が時計回り方向（矢印Ａ１方向：図１参照）に回転された場合にモータ軸７６が矢印Ａ２方向に回転するように電動モータ６２を制御し、一方、操舵部１２が反時計回り方向（矢印Ｂ１方向：図１参照）に回転された場合にモータ軸７６が矢印Ｂ２方向に回転するように電動モータ６２を制御する。

ロッククラッチ６４は、電動モータ６２のモータ軸７６と同軸上に配置され、モータ軸７６とギヤ部６８とを連結し、電動モータ６２による駆動力をスイベル軸４８ひいては船外機本体２８側に伝達する。しかし、ロッククラッチ６４は、船外機本体２８側から伝達される外力（反力）を電動モータ６２側に伝達せず、当該外力による船外機本体２８の左右方向の揺動を防止するロック機能を有する。ロッククラッチ６４は、逆入力遮断クラッチであり、たとえばＮＴＮ株式会社製の「トルクダイオード（登録商標）」などが用いられる。これによって、モータ軸７６が回転したとき、モータ軸７６の回転をロッククラッチ６４に接続されたギヤ部６８に伝達することができる。その一方、航行中などにおいて、船外機本体２８に左右方向に揺動する力が付与され、それに伴ってギヤ部６８に回転力が付与されても、ロッククラッチ６４がギヤ部６８の回転を阻止しロックする。すなわち、航行中、水から受ける反力などが船外機本体２８に対して左右方向に付与される場合であっても、ロッククラッチ６４が機能するので、操舵方向を維持するために電動モータ６２を駆動させる必要はない。このように簡素な構成のロッククラッチ６４によって、電動モータ６２を常時駆動させる必要がなくなる。

ギヤ部６８は、減速ギヤとして機能し、図５よび図６に示すように、３つの平歯車８０，８２および８４を含み、側壁部５８の開口部８６に設けられる。平歯車８０は、ロッククラッチ６４の下流側（側壁部５８側）から突出する軸部材８８と接続されており、軸部材８８とともに回転する。平歯車８２は、平歯車８０と噛合されるとともに平歯車８４にも噛合されている。すなわち、平歯車８２は、平歯車８０の回転を平歯車８４に伝達する中間ギヤの機能を果たす。平歯車８４は、ボールネジ７０と接続されており、ボールネジ７０と一体的に回転する。

ボールナット７２は、ボールネジ７０の回転に伴ってボールネジ７０の軸方向（矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向）に移動する。具体的には、モータ軸７６が矢印Ａ２方向に回転するのに伴って、ギヤ部６８を介してボールネジ７０が矢印Ａ３方向に回転し、ボールナット７２は側壁部５８方向（矢印Ｘ２方向）に移動する。その一方、モータ軸７６が矢印Ｂ２方向に回転するのに伴って、ギヤ部６８を介してボールネジ７０が矢印Ｂ３方向に回転し、ボールナット７２は側壁部５６方向（矢印Ｘ１方向）に移動する。

伝達プレート７４は、ボールナット７２に接続されるとともにスイベル軸４８に係合されている。これによって、伝達プレート７４は、ボールナット７２が矢印Ｘ１方向または矢印Ｘ２方向に移動するのに伴って、スイベル軸４８を中心に揺動することができる。それによってスイベル軸４８を回動させ船外機本体２８を揺動させることができる。船外機本体２８は、ボールナット７２が側壁部５８方向（矢印Ｘ２方向）に移動すると矢印Ｘ１方向に舵きりされ、一方、ボールナット７２が側壁部５６方向（矢印Ｘ１方向）に移動すると矢印Ｘ２方向に舵きりされる。

また、伝達プレート７４の側壁部５６側近傍には、回動軸９０を有しその回動角度を検出する回動センサ９２が設けられている。回動センサ９２は、リンク部材９４を介して伝達プレート７４に接続されている。リンク部材９４は、伝達プレート７４がスイベル軸４８を中心に揺動すると、それに伴って移動する。リンク部材９４の移動に伴って、回動センサ９２の回動軸９０が回動する。回動センサ９２によって検出された回動軸９０の回動角度に基づいて、ＥＣＵ１６が伝達プレート７４の揺動角度ひいては船外機本体２８の実舵角を算出する。

このようなブラケット上部４６の側壁部５６にはプレート部材９６が取り付けられ、側壁部５８には開口部８６を覆うようにプレート部材９８が取り付けられる。また、ブラケット上部４６の上面には、図５に示すように、開口全面を覆うことが可能なカバー部材１００が取り付けられる。これによって、ブラケット上部４６の内部を密閉できる。

図２に戻って、このような船推進機１０において、ＥＣＵ１６はＣＰＵおよびメモリを含み、メモリには図７、図８、図１０〜図１３に示す動作を実行するためのプログラムや図９（ａ）および（ｂ）に示す情報を有するマップ等が格納されている。

ＥＣＵ１６には、操舵角センサ１８から操舵部１２の操舵角を示す信号、コントロールレバー部１４からコントロール信号、回動センサ９２からの回動角度を示す信号、走行状態検出部２２の各センサからセンサ信号が与えられる。

ＥＣＵ１６は、操舵角や外力状態に応じた目標トルクを算出して反力モータ２０に与え、反力モータ２０はその目標トルクに応じた反力トルクを操舵部１２に出力する。これによって、ユーザは、操舵部１２を操作したときの重い感じや軽い感じ等の運転感覚を得ることができる。

また、ＥＣＵ１６は、ユーザが操舵部１２を回転した際の目標舵角を示す信号をスイベルブラケット３０内のドライバ７８に伝達して船外機本体２８の操舵を制御する。さらに、ＥＣＵ１６は、ユーザがコントロールレバー部１４を操作した際の信号を船外機本体２８内のＥＣＵ４２に伝達し、エンジン４０の出力を制御する。プロペラ３８は、エンジン４０の駆動に伴って回転する。

この実施形態では、船外機本体２８が推進機本体に相当し、ロッククラッチ６４はロック部材に相当する。ブラケット部はスイベルブラケット３０およびチルトブラケット３２を含む。実舵角検出部は回動センサ９２およびＥＣＵ１６を含み、速度検出部は速度センサ２２ａを含み、トリム角検出部はトリム角センサ２２ｂを含む。また、ＥＣＵ１６が制御部および設定部として機能する。

このような船舶推進機１０を備える船１の動作例について、図７〜図１３を参照して説明する。
図７を参照して、操舵に関する動作について説明する。
まず、操舵角センサ１８が操舵部１２の操舵角を検出し（ステップＳ１）、ＥＣＵ１６はその操舵角に基づいて目標舵角を算出する（ステップＳ３）。そして、回動センサ９２が回動軸９０の回動角度を検出し、ＥＣＵ１６はその回動角度に基づいて船外機本体２８の実舵角を検出する（ステップＳ５）。ＥＣＵ１６は、算出した目標舵角と船外機本体２８の実舵角との角度差を算出し（ステップＳ７）、後述する方法によって保舵が必要か否を判断する（ステップＳ９）。保舵が必要であれば、保舵の要否判断に用いる閾値が後述する方法で設定される（ステップＳ１１）。そして、ＥＣＵ１６は、電動モータ６２が駆動しないように電流指令値をゼロに設定し（ステップＳ１３）、終了する。

一方、ステップＳ９において、保舵が不要であれば、ＥＣＵ１６は、目標舵角と実舵角との角度差に基づいて目標電流を算出し（ステップＳ１５）、その目標電流に基づいて電動モータ６２に通電する（ステップＳ１７）。すると、電動モータ６２の駆動力が、伝達機構６６を介して船外機本体２８に伝達されて船外機本体２８が転舵され（ステップＳ１９）、終了する。図７に示す動作は、たとえば５ｍｓのインターバルで繰り返し行われる。

ついで、図８を参照して、図７のステップＳ１１における閾値設定処理の一例について説明する。
まず、速度センサ２２ａが船速を検出し（ステップＳ２１）、トリム角センサ２２ｂがトリム角を検出する（ステップＳ２３）。そして、ＥＣＵ１６は、たとえば図９に示す情報を有するマップを参照して、検出された船速およびトリム角に基づいて閾値を設定し（ステップＳ２５）、ステップＳ１３に進む。たとえば、トリム角が小さいほどヨーレートが大きくなる（小さい舵角でもよく曲がる）船であれば、図９（ａ）に示すようなマップが用いられる。図９（ａ）は、トリム角が一定の場合には船速が大きくなるほど閾値が小さくなり、船速が一定の場合にはトリム角が大きいほど閾値が大きくなっている。一方、トリム角が大きいほど横滑りし易くかつロールが小さくなり、横加速度が大きくなる船であれば、図９（ｂ）に示すようなマップが用いられる。図９（ｂ）は、トリム角が一定の場合には船速が大きくなるほど閾値が小さくなり、船速が一定の場合にはトリム角が大きいほど閾値が小さくなっている。

また、閾値は図７のステップＳ９において比較される変数に応じて設定される。

比較される変数が操舵部１２の操舵角に基づく目標舵角と実舵角との角度差であれば（図１０参照）、閾値として第１閾値が設定される。この場合、第１閾値はたとえば０．１°以上１°以下の範囲で設定される。

比較される変数が操舵部１２の回転角度変化量であれば（図１１、図１３参照）、閾値として第２閾値が設定される。この場合、第２閾値はたとえば１０°以上５０°以下の範囲で設定される。

比較される変数が操舵部１２の回転速度平均値であれば（図１２参照）、閾値として第３閾値が設定される。この場合、第３閾値はたとえば１０°／秒以上５０°／秒以下の範囲で設定される。

比較される変数が実舵角変化量であれば（図１３参照）、閾値として第４閾値が設定される。この場合、第４閾値はたとえば０．１°以上０．５°以下の範囲で設定される。

ついで、図１０を参照して、図７のステップＳ９における保舵の要否判断処理の一例について説明する。
まず、ＥＣＵ１６は、操舵部１２の操作の有無を判断する（ステップＳ３１）。これはたとえば操舵角センサ１８からの出力に基づいて判断できる。操舵部１２の操作がなければ、ＥＣＵ１６は、目標舵角と実舵角との角度差が図７のステップＳ１１で設定された第１閾値より小さいか否かを判断する（ステップＳ３３）。当該角度差が第１閾値より小さければ、保舵が必要であると判断し、ステップＳ１１へ進む。一方、当該角度差が第１閾値以上であれば、保舵は不要であると判断し、第１閾値を初期値に戻し（ステップＳ３５）、ステップＳ１５へ進む。初期値はたとえば第１閾値の最小値に設定される。一方、ステップＳ３１において、操舵部１２の操作があれば、保舵は不要と判断し、ステップＳ１５へ進む。

このような船推進機１０によれば、船外機本体２８が外力を受けたとき伝達機構６６をロッククラッチ６４によってロックすることで船外機本体２８が左右方向に揺動することを防止する。これによって、電動モータ６２に電力を常時供給する必要がなくなり、消費電力を抑えることができる。また、船外機本体２８が受けた外力ひいては逆駆動トルクは伝達機構６６のギヤ部６８で減衰されるので、ロッククラッチ６４のトルク容量を小さくでき、小型のロッククラッチ６４を用いることができる。

また、操舵部１２の操舵角に基づく目標舵角と実舵角との角度差が第１閾値未満であれば電動モータ６２を駆動せず、その一方、当該角度差が第１閾値以上になれば、実舵角が目標舵角となるように、電動モータ６２を駆動して船外機本体２８を左右方向に揺動させる。このようにして、必要な場合にのみ実舵角を修正（転舵）することによって、消費電力を抑えながら船体２を所望の方向に航行させることができる。また、角度差を用いることによって実舵角の修正の要否を容易かつ正確に判断できる。

船速が大きいほど閾値を小さく設定することによって船体２の進行方向が目標から大きくずれることを防止できる。さらに、船速に加えてトリム角をも参酌することによって、船１の形状をも考慮した閾値を設定でき、船体２をさらに良好に航行できる。

ついで、図１１を参照して、図７のステップＳ９における保舵の要否判断処理の他の例について説明する。
まず、ＥＣＵ１６は、操舵角センサ１８からの出力に基づいて操舵部１２の回転角度の変化量を算出する（ステップＳ４１）。回転角度変化量は、前回の回転角度と今回の回転角度との差として算出される。そして、ＥＣＵ１６は、当該回転角度変化量が図７のステップＳ１１で設定された第２閾値より小さいか否かを判断する（ステップＳ４３）。当該回転角度変化量が第２閾値より小さければ、保舵が必要であると判断し、ステップＳ１１へ進む。一方、当該回転角度変化量が第２閾値以上であれば、保舵は不要であると判断し、ステップＳ１５へ進む。

この場合、操舵部１２の回転角度変化量のみで実舵角の修正の要否を容易かつ正確に判断できる。

さらに、図１２を参照して、図７のステップＳ９における保舵の要否判断処理のその他の例について説明する。
まず、ＥＣＵ１６は、操舵部１２の回転速度平均値を算出する（ステップＳ５１）。このとき、ＥＣＵ１６は、操舵角センサ１８からの出力に基づいて、操舵部１２の数回分の回転速度を算出し、当該回転速度を平均して回転速度平均値を得る。そして、ＥＣＵ１６は、回転速度平均値が図７のステップＳ１１で設定された第３閾値より小さいか否かを判断する（ステップＳ５３）。当該回転速度平均値が第３閾値より小さければ、保舵が必要であると判断し、ステップＳ１１に進む。一方、当該回転速度平均値が第３閾値以上であれば、保舵は不要であると判断し、ステップＳ１５へ進む。

この場合、操舵部１２の回転速度平均値のみで実舵角の修正の要否を容易かつ正確に判断できる。

また、図１３を参照して、図７のステップＳ９における保舵の要否判断処理のさらにその他の例について説明する。
まず、ＥＣＵ１６は、操舵角センサ１８からの出力に基づいて操舵部１２の回転角度の変化量を算出する（ステップＳ６１）。回転角度変化量は、前回の回転角度と今回の回転角度との差として算出される。そして、ＥＣＵ１６は、当該回転角度変化量が図７のステップＳ１１で設定された第２閾値より小さいか否かを判断する（ステップＳ６３）。当該回転角度変化量が第２閾値より小さければ、ステップＳ６５へ進む。ステップＳ６５では、ＥＣＵ１６は、回動センサ９２からの出力に基づいて船外機本体２８の実舵角の変化量を算出する。実舵角変化量は、前回の実舵角と今回の実舵角との差として算出される。そして、ＥＣＵ１６は、当該実舵角変化量が図７のステップＳ１１で設定された第４閾値より小さいか否かを判断する（ステップＳ６７）。当該実舵角変化量が第４閾値より小さければ、保舵が必要であると判断し、ステップＳ１１へ進む。一方、当該実舵角変化量が第４閾値以上であれば、保舵は不要であると判断し、ステップＳ１５へ進む。

また、ステップＳ６３において、回転角度変化量が第２閾値以上であれば、保舵は不要であると判断し、ステップＳ１５に進む。

このように回転角度変化量だけではなく実舵角変化量をも参酌することによって、実舵角の修正の要否をさらに容易かつ正確に判断できる。特に、高負荷時など、操舵部１２の操舵と転舵とのタイミングがずれる場合に効果的である。

なお、図１３に示す動作において、回転角度変化量に代えて回転速度平均値が用いられてもよい。また、実舵角変化量に代えて、目標舵角と実舵角との角度差、当該角度差の変化量、ヨーレートの変化量または駆動電流の大きさ等が用いられてもよい。

図７のステップＳ１１において設定される閾値（第１閾値〜第４閾値）は、船速だけに基づいて設定されてもよい。また、当該閾値はエンジン４０の回転数、船外機本体２８の実舵角、船外機２４の数、船１の姿勢、ヨーレート、船１の長さや重量等の少なくともいずれか１つの変数に基づいて、設定されてもよい。これらの場合も、当該変数と閾値との関係を示すマップを参照して閾値を設定できる。

また、従来では、図１４（ａ）に示すように船外機本体に外力が加わり図１４（ｂ）に示すように実舵角が変化すると、それが微小であっても船外機本体の実舵角を元に戻すべく図１４（ｃ）に示すように電動モータが電力を消費し続ける。

しかし、船推進機１０によれば、船外機本体２８が外力を受けても、図１４（ｄ）に示すように目標舵角と実舵角との角度差が第１閾値未満であれば、船外機本体２８の動作を制御せず、図１４（ｅ）に示すように電動モータ６２は電力を消費しない。すなわち、船外機本体２８が繰り返しランダムな方向から外力を受けても、当該角度差が船１の走行に影響しない範囲内である限りにおいては、船外機本体２８を転舵せず、電力消費を抑制できる。これは、保舵の要否を、図１０に示す動作によって判断した場合であるが、図１１〜図１３に示す動作によって判断した場合であっても同様の効果が得られる。

上述の実施形態では、２機の船外機２４を船１に設置した場合について説明したが、この発明はこれに限定されない。この発明は、船に船外機を１機のみ設置した場合や３機以上設置した場合にも適用できる。

１ 船
２ 船体
１０ 船推進機
１２ 操舵部
１４ コントロールレバー部
１６，４２ ＥＣＵ
１８ 操舵角センサ
２２ 走行状態検出部
２２ａ 速度センサ
２２ｂ トリム角センサ
２４ 船外機
２８ 船外機本体
３０ スイベルブラケット
３２ チルトブラケット
３８ プロペラ
４０ エンジン
４８ スイベル軸
６２ 電動モータ
６４ ロッククラッチ
６６ 伝達機構
７８ ドライバ
９２ 回動センサ

Claims (10)

1. 船体を推進するための船推進機であって、
   推進機本体と、
   前記船体に対して前記推進機本体を左右方向に揺動可能に取り付けるためのブラケット部と、
   前記推進機本体を左右方向に揺動させるために前記ブラケット部に設けられる電動モータと、
   前記推進機本体を操舵する操舵部と、
   前記推進機本体の実舵角を検出する実舵角検出部と、
   前記操舵部の操舵に関する操舵情報に基づいて保舵が必要か否かを判断し、保舵が必要と判断した場合には、前記操舵部の操舵に基づく目標舵角と前記実舵角とが相違していた場合でも前記電動モータを駆動しないように前記電動モータを制御する制御部とを備え、
   前記操舵情報は前記操舵部の回転角度変化量を含み、
   前記制御部は、前記回転角度変化量と前記回転角度変化量に関する第２閾値との比較結果に基づいて前記保舵が必要か否かを判断する、船推進機。
2. 船体を推進するための船推進機であって、
   推進機本体と、
   前記船体に対して前記推進機本体を左右方向に揺動可能に取り付けるためのブラケット部と、
   前記推進機本体を左右方向に揺動させるために前記ブラケット部に設けられる電動モータと、
   前記推進機本体を操舵する操舵部と、
   前記推進機本体の実舵角を検出する実舵角検出部と、
   前記操舵部の操舵に関する操舵情報に基づいて保舵が必要か否かを判断し、保舵が必要と判断した場合には、前記操舵部の操舵に基づく目標舵角と前記実舵角とが相違していた場合でも前記電動モータを駆動しないように前記電動モータを制御する制御部とを備え、
   前記操舵情報は前記操舵部の回転速度平均値を含み、
   前記制御部は、前記回転速度平均値と前記回転速度平均値に関する第３閾値との比較結果に基づいて前記保舵が必要か否かを判断する、船推進機。
3. 前記操舵情報は前記操舵部の操舵角に基づく目標舵角と前記実舵角との角度差をさらに含み、
   前記制御部は、さらに前記角度差と前記角度差に関する第１閾値との比較結果に基づいて前記保舵が必要か否かを判断する、請求項１または２に記載の船推進機。
4. 前記制御部が前記保舵が必要と判断する場合には、前記角度差は前記第１閾値未満である、請求項３に記載の船推進機。
5. 前記制御部は、前記角度差が前記第１閾値以上の場合には、前記実舵角が前記目標舵角となるように前記電動モータを駆動するように前記電動モータを制御する、請求項３または４に記載の船推進機。
6. 船体を推進するための船推進機であって、
   推進機本体と、
   前記船体に対して前記推進機本体を左右方向に揺動可能に取り付けるためのブラケット部と、
   前記推進機本体を左右方向に揺動させるために前記ブラケット部に設けられる電動モータと、
   前記推進機本体を操舵する操舵部と、
   前記推進機本体の実舵角を検出する実舵角検出部と、
   前記操舵部の操舵に関する操舵情報に基づいて保舵が必要か否かを判断し、保舵が必要と判断した場合には、前記操舵部の操舵に基づく目標舵角と前記実舵角とが相違していた場合でも前記電動モータを駆動しないように前記電動モータを制御する制御部とを備え、
   前記操舵情報は前記操舵部の回転角度変化量を含み、
   前記制御部は、前記回転角度変化量と前記回転角度変化量に関する第２閾値との比較結果および実舵角変化量と前記実舵角変化量に関する第４閾値との比較結果に基づいて前記保舵が必要か否かを判断する、船推進機。
7. 船体を推進するための船推進機であって、
   推進機本体と、
   前記船体に対して前記推進機本体を左右方向に揺動可能に取り付けるためのブラケット部と、
   前記推進機本体を左右方向に揺動させるために前記ブラケット部に設けられる電動モータと、
   前記推進機本体を操舵する操舵部と、
   前記推進機本体の実舵角を検出する実舵角検出部と、
   前記操舵部の操舵に関する操舵情報に基づいて保舵が必要か否かを判断し、保舵が必要と判断した場合には、前記操舵部の操舵に基づく目標舵角と前記実舵角とが相違していた場合でも前記電動モータを駆動しないように前記電動モータを制御する制御部と、
   前記船体の速度である船速を検出する速度検出部と、
   前記船速に基づいて閾値を設定する設定部とを備え、
   前記制御部は、前記操舵情報と前記閾値との比較結果に基づいて前記保舵が必要か否かを判断する、船推進機。
8. 前記設定部は、前記船速が大きいほど前記閾値を小さく設定する、請求項７に記載の船推進機。
9. 前記ブラケット部は、前記船体に対して前記推進機本体をさらに上下方向に揺動可能に設けられ、
   当該船推進機は前記推進機本体のトリム角を検出するトリム角検出部をさらに含み、
   前記設定部は、前記船速と前記トリム角とに基づいて前記閾値を設定する、請求項７または８に記載の船推進機。
10. 前記電動モータの駆動力を前記推進機本体に伝達するために前記ブラケット部に設けられる伝達機構と、
    前記推進機本体が受ける外力によって前記推進機本体が左右方向に揺動しないように前記伝達機構をロックするロック部材とをさらに備える、請求項１から９のいずれかに記載の船推進機。

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