JP5562694B2 - 船舶用推進システムおよび船舶 - Google Patents
船舶用推進システムおよび船舶Info
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リモコン装置は、船外機のシフト位置選択および原動機出力調整のためのレバーを備えている。このレバーの位置は、位置センサによって検出される。位置センサによって検出されたレバー位置の情報は、船外機に送られる。シフト位置とは、前進位置、中立位置および後退位置である。前進位置を選択すると、プロペラ回転方向が、船舶に前進方向の推進力を与える回転方向となる。後退位置を選択すると、プロペラ回転方向が、船舶に後退方向の推進力を与える回転方向となる。中立位置では、原動機の出力がプロペラに伝達されない。
各船外機について1個のバッテリが備えられる。原動機としてエンジン(内燃機関)が備えられている場合には、このバッテリから、エンジンを始動するためのスタータと、船外機ECUとに電源が供給される。操船席にはバッテリから船外機への電源の供給/遮断を切り換えるための電源スイッチが備えられる。複数の船外機が備えられる場合には、それに応じて、複数の電源スイッチが備えられる。電源スイッチは、たとえば、メインキーを挿入して回転させるキースイッチの形態を有し、エンジンを始動させるための始動スイッチを兼ねている。より具体的には、ユーザがキースイッチをオフ位置からオン位置に操作すると、バッテリから船外機に電源が供給される。さらに、ユーザがキースイッチをオン位置からスタート位置まで操作すると、スタータが作動し、クランキング動作が行なわれる。
そこで、この発明の目的は、複数の推進機の電源を一括してオン/オフすることができるとともに、停止中の推進機における原動機の連れ回りを抑制または防止できる船舶用推進システムを提供することである。
上記目的を達成するための請求項1記載の発明は、原動機および前記原動機によって回転されるプロペラを含む複数の推進機と、前記複数の推進機を一括してオン/オフするための共通電源スイッチと、前記共通電源スイッチがオンされたときに、前記各推進機の電源を一括してオン状態にさせ、前記共通電源スイッチがオフされたときに、前記推進機の電源を一括してオフ状態にさせる電源制御手段と、前記各推進機の異常状態を検出する異常状態検出手段と、前記異常状態検出手段によっていずれかの推進機の異常状態が検出された場合には、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断する動力伝達遮断手段とを含み、前記異常状態検出手段は、連れ回りによって原動機の駆動軸が回転していることを、当該原動機を含む推進機の異常状態として検出する連れ回り検出手段を含む、船舶用推進システムである。「原動機」には、内燃機関、電動機などが含まれる。
また、いずれかの推進機の異常状態が検出されると、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達が遮断される。推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達が遮断されると、船舶の航走時の水流抵抗によって当該プロペラが回転したとしても、その回転力は当該推進機の原動機に伝達されない。したがって、連れ回りが発生しなくなる。このため、連れ回りによって生じる不具合を回避できる。具体的には、原動機がエンジン(内燃機関)である場合には、意図しないクランキングによってエンジンが始動されることを回避できる。
また、この発明では、連れ回りによる原動機の駆動軸の回転が、当該原動機を含む推進機の異常状態として検出される。したがって、連れ回りが発生すれば、当該推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達が速やかに遮断される。
前記クラッチ機構は、前進位置、中立位置および後退位置のいずれかにシフト位置を選択可能なシフト機構であってもよい。前進位置は、原動機の駆動力をプロペラが前進回転する方向に伝達するシフト位置である。中立位置は、原動機の駆動力をプロペラに伝達しないシフト位置である。後退位置は、原動機の駆動力をプロペラが後退回転する方向に伝達するシフト位置である。前進回転とは、プロペラが船舶に前進方向の推進力を与える方向の回転である。後退回転とは、プロペラが船舶に後退方向の推進力を与える方向の回転である。前進位置および後退位置が前記伝達状態に対応し、前記中立位置が前記遮断状態に対応する。
推進機は、船外機(アウトボードモータ)、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)のいずれの形態であってもよい。船外機は、原動機およびプロペラを含む推進ユニットを船外に有し、さらに、推進ユニット全体を船体に対して水平方向に回動させる舵取り機構が付設されたものである。船内外機は、原動機が船内に配置され、プロペラおよび舵取り機構を含むドライブユニットが船外に配置されたものである。船内機は、原動機およびドライブユニットがいずれも船体に内蔵され、ドライブユニットからプロペラシャフトが船外に延び出た形態を有する。
この構成によれば、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達が遮断された場合に、そのことが報知手段によってユーザ(操作者)に報知される。したがって、ユーザは、たとえば、前述のシフト位置選択操作手段の操作状態(例えば、操作子の位置)に関係なく、当該推進機の原動機およびプロペラ間の動力の伝達が遮断されていることを認識することができる。このため、前述のシフト位置選択操作手段や推進機のシフト機構が故障していないのにもかかわらず、それらが故障しているとユーザが勘違いするのを防止できる。
前記船舶用推進システムは、前記複数の推進機における前記クラッチ機構の状態を選択するためのクラッチ状態選択操作手段をさらに含み、
前記動力伝達遮断手段は、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断したときには、前記クラッチ状態選択操作手段によって当該推進機の前記クラッチ機構の状態を前記遮断状態とするための選択操作が行なわれるまで、その遮断状態を維持するものである、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である。
また、請求項5記載の発明は、原動機および前記原動機によって回転されるプロペラを含む複数の推進機と、前記複数の推進機の電源を一括してオン/オフするための共通電源スイッチと、前記共通電源スイッチがオンされたときに、前記各推進機の電源を一括してオン状態にさせ、前記共通電源スイッチがオフされたときに、前記推進機の電源を一括してオフ状態にさせる電源制御手段と、前記各推進機の異常状態を検出する異常状態検出手段と、前記異常状態検出手段によっていずれかの推進機の異常状態が検出された場合に、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断する動力伝達遮断手段とを含む、船舶用推進システムであって、前記各推進機は、前記原動機と前記プロペラとの間で動力が伝達される伝達状態と、前記原動機と前記プロペラとの間の動力伝達が遮断される遮断状態とで切り換わるクラッチ機構を含み、前記船舶用推進システムは、前記複数の推進機における前記クラッチ機構の状態を選択するためのクラッチ状態選択操作手段をさらに含み、前記動力伝達遮断手段は、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断したときには、前記クラッチ状態選択操作手段によって当該推進機の前記クラッチ機構の状態を前記遮断状態とするための選択操作が行なわれるまで、その遮断状態を維持するものである、船舶用推進システムである。
請求項7記載の発明は、船舶の速度を検出する速度検出手段をさらに含み、前記動力伝達遮断手段は、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断したときには、前記速度検出手段によって検出された船舶の速度が所定の閾値以下になるまで、その遮断状態を維持するものである、請求項1〜3のいずれか一項の記載の船舶用推進システムである。
請求項8記載の発明は、原動機および前記原動機によって回転されるプロペラを含む複数の推進機と、前記複数の推進機の電源を一括してオン/オフするための共通電源スイッチと、前記共通電源スイッチがオンされたときに、前記各推進機の電源を一括してオン状態にさせ、前記共通電源スイッチがオフされたときに、前記推進機の電源を一括してオフ状態にさせる電源制御手段と、前記各推進機の異常状態を検出する異常状態検出手段と、前記異常状態検出手段によっていずれかの推進機の異常状態が検出された場合に、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断する動力伝達遮断手段と、船舶の速度を検出する速度検出手段とを含み、前記動力伝達遮断手段は、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断したときには、前記速度検出手段によって検出された船舶の速度が所定の閾値以下になるまで、その遮断状態を維持するものである、船舶用推進システムである。
なお、船舶が着岸したことを検出する着岸検出手段を設け、前記動力伝達遮断手段は、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断したときには、船舶の着岸が検出されるまで、その遮断状態を維持するようにしてもよい。着岸検出手段としては、例えば、ナビゲーション装置を利用して予め設定した着岸予定位置に船舶が着岸したことを検出する構成を用いることができる。また、着岸検出手段として、着岸予定位置までの距離をレーザにより測定し、その距離が所定値以下になったときに船舶が着岸したことを検出する構成を用いてもよい。さらに、船舶が着岸予定位置に接近(たとえば岸壁等に接岸)したことを検出するセンサ(近接センサ等)からの出力に基づいて船舶が着岸したことを検出する構成を着岸検出手段として用いることもできる。
この構成によれば、異常が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達が遮断された後または遮断されたと同時に、当該推進機の原動機が駆動停止状態となるように、当該推進機が制御される。したがって、異常が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達が遮断された場合において、当該推進機の原動機が駆動状態となっていたとしても、当該原動機の駆動を確実に停止させることができる。
請求項12記載の発明は、原動機および前記原動機によって回転されるプロペラを含む複数の推進機と、前記複数の推進機の電源を一括してオン/オフするための共通電源スイッチと、前記共通電源スイッチがオンされたときに、前記各推進機の電源を一括してオン状態にさせ、前記共通電源スイッチがオフされたときに、前記推進機の電源を一括してオフ状態にさせる電源制御手段と、前記各推進機の異常状態を検出する異常状態検出手段と、前記異常状態検出手段によっていずれかの推進機の異常状態が検出された場合に、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断する動力伝達遮断手段とを含む、船舶用推進システムであって、前記各推進機は、前記原動機と前記プロペラとの間で動力が伝達される伝達状態と、前記原動機と前記プロペラとの間の動力伝達が遮断される遮断状態とで切り換わるクラッチ機構を含み、前記船舶用推進システムは、前記各推進機の原動機の停止状態を検出する停止状態検出手段と、前記停止状態検出手段によっていずれかの推進機の原動機の停止状態が検出された場合に、原動機の停止状態が検出された推進機における前記クラッチ機構の伝達状態を検出するクラッチ状態検出手段と、前記クラッチ状態検出手段によって、原動機の停止状態が検出された推進機における前記クラッチ機構の伝達状態が検出された場合に、当該原動機の点火および噴射をカットする点火噴射制御手段とをさらに含む、船舶用推進システムである。
請求項13記載の発明は、前記動力伝達遮断手段は、前記クラッチ状態検出手段によって、原動機の停止状態が検出された推進機における前記クラッチ機構の伝達状態が検出された場合にも、前記停止状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断するように構成されている、請求項11または12に記載の船舶用推進システムである。
請求項14記載の発明は、前記動力伝達遮断手段によって、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達が遮断されたときに、当該推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達が遮断されていることを報知する報知手段をさらに含む、請求項12記載の船舶用推進システムである。
請求項15記載の発明は、原動機と、前記原動機によって回転されるプロペラと、前記原動機と前記プロペラとの間で動力が伝達される伝達状態と前記原動機と前記プロペラとの間の動力伝達が遮断される遮断状態とで切り換わるクラッチ機構とをそれぞれ含む複数の推進機を含む。この発明は、さらに、前記複数の推進機の電源を一括してオン/オフするための共通電源スイッチと、前記共通電源スイッチがオンされたときに、前記各推進機の電源を一括してオン状態にさせ、前記共通電源スイッチがオフされたときに、前記推進機の電源を一括してオフ状態にさせる電源制御手段と、前記各推進機の原動機の停止状態を検出する停止状態検出手段と、前記停止状態検出手段によっていずれかの推進機の原動機の停止状態が検出された場合に、原動機の停止状態が検出された推進機における前記クラッチ機構の伝達状態を検出するクラッチ状態検出手段と、前記クラッチ状態検出手段によって、原動機の停止状態が検出された推進機における前記クラッチ機構の伝達状態が検出された場合に、当該原動機の点火および噴射をカットする点火噴射制御手段と、前記前記クラッチ状態検出手段によって、原動機の停止状態が検出された推進機における前記クラッチ機構の伝達状態が検出された場合に、前記停止状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断する動力伝達遮断手段とを含む、船舶用推進システムである。
請求項16記載の発明は、前記点火噴射制御手段は、点火および噴射をカットした後、前記共通電源スイッチがオフされるまで点火および噴射のカットを保持する、請求項11〜15のいずれか一項に記載の船舶用推進システムである。
図1は、この発明の一実施形態に係る船舶の構成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3機)備えられている。これらの船外機3は、船体2の船尾に並べて取り付けられている。3機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3S」、中央に配置されたものを「中央船外機3C」、左舷に配置されたものを「左舷船外機3P」ということにする。これらの船外機3は、それぞれエンジン(内燃機関)およびプロペラ(スクリュー)を備えており、エンジンの駆動力によってプロペラが回転されることで推進力を発生する。
ステアリング操作装置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。このステアリングホイール6aの操作が、ケーブル(図示略)によって、船尾に設けられた舵取り機構(図示略)に機械的に伝達される。この舵取り機構は、3機の船外機3を連動させて、それらの方向を変化させるように構成されている。これにより、推進力の方向が変化し、それに応じて船舶1の進行方向を変更できる。むろん、ステアリングホイール6aの操作角を検出するセンサと、このセンサによって検出される操作角に応じて駆動されるアクチュエータとを備えたパワーステアリング装置が採用されてもよい。この場合、ステアリングホイール6aと舵取り機構との間には機械的な結合はなく、ステアリング操作に応じた制御信号によってアクチュエータが駆動され、その駆動力によって船外機3が転舵される。
ゲージ9は、3機の船外機3に対応して3個設けられている。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、ゲージ9は、対応する船外機3のエンジンの回転速度その他必要な情報を表示する。
キースイッチ81は、3個の船外機3の電源を一括してオン/オフし、かつ、3個の船外機3のエンジンを一括して始動させるためにユーザ(操作者)によって操作されるように構成されている。具体的には、ユーザがキースイッチ81をオフ位置からオン位置に操作することによって、3機の船外機3の電源が一括してオンされる。さらに、ユーザがキースイッチ81をオン位置からスタート位置まで操作すると、3機の船外機3が一括して始動される。また、ユーザがキースイッチ81をオン位置からオフ位置に操作することによって、3機の船外機3の電源が一括してオフ状態となる。
船外機3は、推進ユニット60と、この推進ユニット60を船体2に取り付ける取り付け機構61とを有している。取り付け機構61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62と、このクランプブラケット62に水平回動軸としてのチルト軸63を中心に回動自在に結合されたスイベルブラケット64とを備えている。推進ユニット60は、スイベルブラケット64に、操舵軸65まわりに回動自在に取り付けられている。推進ユニット60を操舵軸65まわりに回動させることによって、操舵角(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64をチルト軸63まわりに回動させることによって、推進ユニット60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の取り付け角である。
シフト機構93は、駆動ギヤ93aと、前進ギヤ93bと、後退ギヤ93cと、ドッグクラッチ93dとを含む。駆動ギヤ93aは、ドライブシャフト91の下端に固定されたベベルギヤからなる。前進ギヤ93bは、プロペラシャフト92上に回動自在に配置されたベベルギヤからなる。後退ギヤ93cは、同じくプロペラシャフト92上に回動自在に配置されたベベルギヤからなる。ドッグクラッチ93dは、前進ギヤ93bおよび後退ギヤ93cの間に配置されている。
ドッグクラッチ93dは、プロペラシャフト92にスプライン結合されている。すなわち、ドッグクラッチ93dは、プロペラシャフト92に対してその軸方向に摺動自在であるけれども、プロペラシャフト92に対する相対回動はできず、このプロペラシャフト92とともに回転する。
図4は、船舶1の主要部の電気的構成を説明するための図である。
操作パネル8およびレバー位置センサ11P,11Sは、リモコンECU10に接続されている。リモコンECU10は、コンピュータ(マイクロコンピュータ)を含んでいる。リモコンECU10は、船内LAN(ローカルエリアネットワーク)を形成するバス20に接続されている。バス20には、ゲージ9P,9C,9Sが接続されている。また、バス20には、船舶の速度を検出するための速度センサ12が接続されている。
リモコンECU10の電源制御手段としての機能は、操作パネル8上の各スイッチからの操作信号に基づいて、各船外機3の電源のオン/オフ制御を行なうことを含む。リモコンECU10の始動/停止制御手段としての機能は、操作パネル8上の各スイッチからの操作信号に基づいて、各船外機3のエンジンの始動/停止制御を行なうことを含む。リモコンECU10の対応変更手段としての機能は、レバー71と船外機3との対応付けを変更することを含む。リモコンECU10の目標値演算手段としての機能は、レバー71と船外機3との対応付けおよびレバー位置センサ11P,11Sの出力に基づいて、各船外機3の目標シフト位置および目標エンジン回転速度を演算することを含む。以下、これらの機能について、詳しく説明する。
基本モードにおいては、図5Aに示すように、左レバー71Pが左舷船外機3Pに対応付けられ、右レバー71Sが右舷船外機3Sに対応づけられ、中央の船外機3Cには、両方のレバー71S,71Pが対応付けられる。
第2変形モードでは、図5Cに示すように、左レバー71Pが左舷船外機3Pに対応付けられ、右レバー71Sが中央船外機3Cに対応付けられる。この場合には、右舷船外機3Sには、いずれのレバー71も対応付けられない。
次に、リモコンECU10の目標値演算手段としての機能の詳細について説明する。リモコンECU10は、現在設定されている対応付けモードと、レバー位置センサ11S,11Pの出力信号とに基づいて、各船外機3のための目標シフト位置および目標エンジン回転速度を演算し、これらの目標値を対応する船外機ECU30に送る。船外機ECU30は、リモコンECU10から送られてくる、目標シフト位置および目標エンジン回転速度に基づいて、船外機のシフト位置およびエンジン回転速度を制御する。具体的には、船外機ECU30は、原則として、船外機3のシフト位置が目標シフト位置となるようにシフトアクチュエータ49を制御するとともに、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度となるようにスロットルアクチュエータ48を制御する。このような制御を、「レバー追従シフト制御」ということにする。船外機ECU30によって行なわれる「レバー追従シフト制御」について、以下に、詳しく説明する。
さらに、両レバー71P,71Sの操作に応じて、中央船外機3Cのシフト位置が、次のように制御される。つまり、両レバー71P,71Sがともに前記中立位置から前進シフトイン位置以上に前方に傾倒されると、中央船外機3Cのシフト位置が前進位置に制御され、中央船外機3Cから前進方向の推進力が発生される。両レバー71P,71Sがともに前記中立位置から後退シフトイン位置以上に後方に傾倒されると、中央船外機3Cのシフト位置が後退位置に制御され、中央船外機3Cから後退方向の推進力が発生される。目標エンジン回転速度は、両レバー71P,71Sの傾倒位置が前進シフトイン位置と後退シフトイン位置との間であればアイドル回転速度とされる。そして、前後のシフトイン位置の間の範囲外にレバー傾倒位置がある場合には、両レバー71P,71Sの傾倒量に応じた目標エンジン回転速度が設定される。両レバー71P,71Sのうちの少なくとも一方が中立位置(より正確には前進シフトイン位置と後退シフトイン位置との間)にある場合には、中央船外機3Cのシフト位置は中立位置に制御される。また、一方のレバーが中立位置から前方(たとえば前進シフトイン位置よりも前方)に倒されており、かつ他方のレバーが中立位置から後方(たとえば後退シフトイン位置よりも後方)に傾倒されている場合にも、中央船外機3Cのシフト位置は中立位置に制御される。
図6Aに示すように、左レバー71Pが前進シフトイン位置を超えて前方(F側)に傾倒され、右レバー71Sが中立位置にある場合には、左舷船外機3Pのシフト位置が前進位置となり、他の船外機3C,3Sのシフト位置が中立位置となる。したがって、船体2は、左舷船外機3Pの前進方向の推進力のみを受けるから、右方向に旋回する。
図6Cに示すように、両レバー71S,71Pが共に前進シフトイン位置を超えて前方(F側)に傾倒された場合には、3機の船外機3のシフト位置がいずれも前進位置となる。したがって、船体2は、3機すべての船外機3の前進方向の推進力によって前進する。
図6Eは、左レバー71Pが後退シフトイン位置を超えて後方(R側)に傾倒され、右レバー71Sが前進シフトイン位置を超えて前方(F側)に傾倒された状態を示す。この場合には、左舷船外機3Pのシフト位置が後退位置となり、右舷船外機3Sのシフト位置が前進位置となり、中央船外機3Cのシフト位置が中立位置となる。したがって、船体2は、左舷船外機3Pの後退方向の推進力と、右舷船外機3Sの前進方向の推進力とによって左旋回する。
図7は、船外機ECU30によって実行されるシフト制御処理の手順を示すフローチャートである。このシフト制御処理は、所定の制御周期毎に繰り返し行なわれる。
(ii)運転状態にあったエンジンに対してエンジン停止処理を開始したにもかかわらず、一定時間内にエンジンの駆動軸の回転が停止しない。
船外機ECU30は、対応する船外機3のエンジンに連れ回りが発生していないと判定した場合には(ステップS3:NO)、フラグFをリセット(F=0)した後(ステップS4)、前述の「レバー追従シフト制御」を行なう(ステップS5)。そして、今回の処理を終了する。
フラグFは、船外機ECU30の起動時の初期化処理において、リセット(F=0)される。フラグFは、3機の船外機3にそれぞれ対応して3つ設けられている。これらを区別するときには、左舷船外機3Pに対応するフラグを「FP」と表記し、右舷船外機3Sに対応するフラグを「FS」と表記し、中央船外機3Cに対応するフラグを「FC」と表記する。
図8(a)に示すように、3機の船外機3がいずれも前進方向の推進力を発生し、これによって船体2が前進している場合に、中央船外機3Cのエンジンが故障した場合を想定する。
このエンジン停止操作に応答して、中央船外機3Cに対応する船外機ECU30Cは、エンジン停止処理を行なう。船舶の航走中には、中央船外機3Cのプロペラの近傍には、このプロペラに対する相対的な水流が生じている。そのため、エンジンが駆動力を発生しなくとも、水流から受ける力によってプロペラが回転される。このとき、中央船外機3Cのシフト位置が前進位置または後退位置である場合には、プロペラの回転がエンジンに伝達され、そのクランク軸が回転することになる。すなわち、連れ回りが生じる。
図9は、リモコンECU10によって実行される対応付けモード切替処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、所定の制御周期毎に、繰り返し行なわれる。
前記ステップS21において、2つのレバー71S,71Pのレバー位置が共に中立位置であると判別された場合には(ステップS21:YES)、リモコンECU10は、各船外機3P,3C,3Sに対応するフラグFP,FC,FSが全てリセットされている(FP=FC=FS=0)か否かを判別する(ステップS22)。フラグFP,FC,FSが全てリセットされている場合とは、全ての船外機3に対して「レバー追従シフト制御」が行なわれている場合である。この場合には、リモコンECU10は、対応付けモードを基本モード(図5A)に設定する(ステップS23)。そして、今回の処理を終了する。
前記ステップS26において、フラグFSがセットされていない場合には(ステップS26:NO)、リモコンECU10は、対応付けモードを変更することなく、今回の処理を終了する。
図10(a)に示すように、レバーと船外機との対応付けモードが基本モードである場合において、3機の船外機3のエンジンの前進方向の推進力によって船体2が前進しているときに、左舷船外機3Pのエンジンに故障が発生した場合を想定する。このような場合、ユーザは、始動/停止スイッチ82Pを操作して、故障が発生した左舷船外機3Pのエンジンを停止させる。左舷船外機3Pのエンジンが停止した後に、連れ回りによって、当該エンジンのクランク軸が回転すると、船外機ECU30Pはエンジンに連れ回りが発生していると判定する。つまり、船外機ECU30Pは、連れ回りを検出する。
この後、図10(c)に示すように、両レバー71P,71Sが中立位置に戻されると、フラグFP=1となっているため、図9のステップS22でNO、ステップS24でYESとなる。したがって、レバーと船外機との対応付けモードが第1変形モードとされる(図9のステップS25)。つまり、左レバー71Pが中央船外機3Cに対応付けられ、右レバー71Sが右舷船外機3Sに対応付けられる。
図11は、船外機ECU30によって実行されるシフト制御処理の変形例を示すフローチャートである。
つまり、図11のシフト制御処理においては、船外機ECU30は、まず、当該船外機ECU30に対応するフラグFがセットされているか否かを判別する(ステップS11)。フラグFがセットされていない場合(F=0)には、船外機ECU30は、ステップS1に進み、ステップS1以降の処理を行なう。
船外機ECU30は、当該船外機3のシフト位置を中立位置に戻すためのレバー操作が行なわれていないと判別した場合には(ステップS12:NO)、ステップS1〜ステップS9の処理を行なうことなく、今回の処理を終了する。一方、船外機ECU30は、当該船外機3のシフト位置を中立位置に戻すためのレバー操作が行なわれていると判別した場合には(ステップS12:YES)、ステップS1に進み、ステップS1以降の処理を行なう。
例えば、船舶の航行中に一つの船外機3に故障が発生したため、当該船外機3のエンジンを停止させたとする。この後、停止させたエンジンに連れ回りが発生し、そのことが検出されると、「中立位置への強制シフト制御」によって、対応する船外機3のシフト位置が強制的に中立位置にされる。このように船外機3のシフト位置が強制的に中立位置にされると、当該船外機3のエンジンに連れ回りは発生しなくなる。
このような場合、図14(b)に示すように、ユーザは、故障した左舷船外機3Pのエンジンを停止させるための操作(エンジン停止操作)を行なう。つまり、左舷船外機3Pに対応する始動/停止スイッチを押下げる。
エンジン停止状態であると判断されると(ステップS31:YES)、船外機ECU30は、当該船外機のシフト位置をシフト位置センサ44から取得する(ステップS32)。そして、船外機ECU30は、そのシフト位置が前進位置または後退位置のいずれかであるかどうかを判断する(ステップS33)。つまり、シフト機構が、ドライブシャフトとプロペラとの間で回転を伝達するシフトイン状態(伝達状態)かどうかを判断する。シフトイン状態でなければ(ステップS33:NO)、当該制御周期における点火/噴射カット処理を終了する。
或る船外機のエンジンが停止状態のときに、当該船外機がシフトイン状態になると、連れ回りが発生する可能性がある。このとき、船外機ECU30は、シフトイン状態が検出されると、直ちに、点火カット制御および噴射カット制御を実行する。これにより、連れ回りによるエンジンの始動を回避できる。前述のシフト制御処理(図7、図11−図13)による「中立位置への強制シフト制御」だけでは、連れ回りによるエンジン始動を確実に回避できない。そこで、点火/噴射カット制御を併用することによって、連れ回りによるエンジン始動を回避できる。
図16は、この発明の第4の実施形態における特徴的な動作を示すフローチャートである。第4の実施形態は、第3の実施形態と同様に、前述の第1の実施形態の構成に加えて、エンジン停止状態の船外機のシフトインが検出されると、点火および燃料噴射をカットするための点火/噴射カット処理のための構成を備えている。ただし、第3の実施形態では、シフト制御処理と点火/噴射カット処理とが、並行して行われる個別の制御処理であるのに対して、この第4の実施形態では、これらの処理が統合された連れ回り対策処理が実行される。この連れ回り対策処理は、船外機ECU30によって、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、図16の各ステップにおいて、図7または図15に示されたステップと同様の処理が行われるステップには、同一参照符号を付す。
エンジン停止状態であると判断されると(ステップS31:YES)、船外機ECU30は、当該船外機のシフト位置をシフト位置センサ44から取得する(ステップS32)。そして、船外機ECU30は、シフト機構がシフトイン状態(伝達状態)かどうかを判断する(ステップS33)。シフトイン状態でなければ(ステップS33:NO)、当該制御周期における連れ回り対策処理を終了する。
一方、各船外機ECU30は、対応するシフト位置切替スイッチ84の状態がオフのときは、対応する船外機3に対して「レバー追従シフト制御」を行なう。これにより、レバーと船外機の対応付けのモードとレバーの操作位置とに応じて、対応する船外機3のシフト位置が制御される。
また、前述の実施形態では、エンジン始動スイッチおよびエンジン停止スイッチを兼ねる始動/停止スイッチ82が備えられているけれども、別の構成とすることもできる。すなわち、エンジンを始動させるための始動スイッチと、エンジンを停止するための停止スイッチとが個別に備えられていてもよい。
また、前述の実施形態では、推進機として船外機(アウトボードモータ)を例にとったけれども、他の形態の推進機を備えた船舶用推進システムにもこの発明の適用が可能である。推進機の他の例としては、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)を挙げることができる。船外機は、原動機および推進力発生部材(プロペラ)を含む推進ユニットを船外に有し、さらに、推進ユニット全体を船体に対して水平方向に回動させる舵取り機構が付設されたものである。これに対して、船内外機は、原動機が船内に配置され、推進力発生部材および舵切り機構を含むドライブユニットが船外に配置されたものである。船内機は、原動機およびドライブユニットがいずれも船体に内蔵され、ドライブユニットからプロペラシャフトが船外に延び出た形態を有する。この場合、舵取り機構は別途設けられる。
以下に、特許請求の範囲に記載された構成要素と前述の実施形態における構成要素との対応関係を示す。
推進機:船外機3
共通電源スイッチ:キースイッチ81
電源制御手段:リモコンECU10
異常状態検出手段(連れ回り検出手段):船外機ECU30,図7のS3、図11〜図13のS3
動力伝達遮断手段:船外機ECU30,図7のS7、図11〜図13のS7
始動装置:スタータモータ45
報知手段:ゲージ9,船外機ECU30,図7のS9、図11〜図13のS9
クラッチ機構:シフト機構93
クラッチ状態選択操作手段:リモコン7
速度検出手段:速度センサ12
対応変更手段:リモコンECU10,図9のS22〜S27
停止状態検出手段:図15および図16のステップS31
クラッチ状態検出手段:図15および図16のステップS33
点火噴射制御手段:図15および図16のステップS36,S37
始動スイッチ:始動/停止スイッチ82
この明細書および図面の記載から抽出されるべき他の特徴を以下に示す。
1.原動機と、前記原動機によって回転されるプロペラと、前記原動機と前記プロペラとの間で動力が伝達される伝達状態と前記原動機と前記プロペラとの間の動力伝達が遮断される遮断状態とで切り換わるクラッチ機構とをそれぞれ含む複数の推進機と、
前記複数の推進機の電源を一括してオン/オフするための共通電源スイッチと、
前記共通電源スイッチがオンされたときに、前記各推進機の電源を一括してオン状態にさせ、前記共通電源スイッチがオフされたときに、前記推進機の電源を一括してオフ状態にさせる電源制御手段と、
前記各推進機の原動機の停止状態を検出する停止状態検出手段と、
前記停止状態検出手段によっていずれかの推進機の原動機の停止状態が検出された場合に、原動機の停止状態が検出された推進機における前記クラッチ機構の伝達状態を検出するクラッチ状態検出手段と、
前記クラッチ状態検出手段によって、原動機の停止状態が検出された推進機における前記クラッチ機構の伝達状態が検出された場合に、当該原動機の点火および噴射をカットする点火噴射制御手段とを含む、船舶用推進システム。
2.前記点火噴射制御手段は、点火および噴射をカットした後、前記共通電源スイッチがオフされるまで点火および噴射のカットを保持する、項1に記載の船舶用推進システム。
3.前記各推進機の原動機を始動するために操作者によって操作される始動スイッチをさらに含み、前記点火噴射制御手段は、点火および噴射をカットした後、原動機の停止状態が検出された推進機に対応する前記始動スイッチが操作されるまで点火および噴射のカットを保持する、請求項1または2に記載の船舶用推進システム。
4.船体と、
この船体に装着された、項1〜3のいずれか一項に記載の船舶用推進システムとを含む、船舶。
2 船体
3 船外機
3S 右舷船外機
3C 中央船外機
3P 左舷船外機
5 操船席
6 ステアリング操作装置
6a ステアリングホイール
7 リモコン
7S 右側リモコン
7P 左側リモコン
8 操作パネル
9 ゲージ
9S 右舷ゲージ
9C 中央ゲージ
9P 左舷ゲージ
10 リモコンECU
20 バス
30S,30C,30P 船外機ECU
41 温度センサ
42 油圧センサ
43 エンジン回転速度センサ
44 シフト位置センサ
45 スタータモータ
46 イグニッションコイル
47 インジェクタ
48 スロットルアクチュエータ
49 シフトアクチュエータ
50 燃料ポンプ
51 オイルポンプ
52 スロットルバルブ
60 推進ユニット
61 取り付け機構
62 クランプブラケット
63 チルト軸
64 スイベルブラケット
65 操舵軸
66 トップカウリング
67 アッパケース
68 ロアケース
69 エンジン
71 レバー
71P 左レバー
71S 右レバー
82S,82C,82P 始動/停止スイッチ
83S,83C,83P ランプ
84S,84C,84P シフト位置切替スイッチ
90 プロペラ
91 ドライブシャフト
92 プロペラシャフト
93 シフト機構
93a 駆動ギヤ
93b 前進ギヤ
93c 後退ギヤ
93d ドッグクラッチ
94 シフトロッド
Claims (18)
- 原動機および前記原動機によって回転されるプロペラを含む複数の推進機と、
前記複数の推進機の電源を一括してオン/オフするための共通電源スイッチと、
前記共通電源スイッチがオンされたときに、前記各推進機の電源を一括してオン状態にさせ、前記共通電源スイッチがオフされたときに、前記推進機の電源を一括してオフ状態にさせる電源制御手段と、
前記各推進機の異常状態を検出する異常状態検出手段と、
前記異常状態検出手段によっていずれかの推進機の異常状態が検出された場合に、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断する動力伝達遮断手段とを含み、
前記異常状態検出手段は、連れ回りによって原動機の駆動軸が回転していることを、当該原動機を含む推進機の異常状態として検出する連れ回り検出手段を含む、船舶用推進システム。 - 前記連れ回り検出手段は、原動機が停止した状態から、当該原動機の始動装置が駆動されていない状態で、当該原動機の駆動軸が回転したとき、または運転状態にある原動機に対して停止処理を開始した後、一定時間内に当該原動機の駆動軸の回転が停止しないときに、連れ回りによって当該原動機の駆動軸が回転していることを検出するものである、請求項1記載の船舶用推進システム。
- 前記動力伝達遮断手段によって、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達が遮断されたときに、当該推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達が遮断されていることを報知する報知手段をさらに含む、請求項1または2に記載の船舶用推進システム。
- 前記各推進機は、前記原動機と前記プロペラとの間で動力が伝達される伝達状態と、前記原動機と前記プロペラとの間の動力伝達が遮断される遮断状態とで切り換わるクラッチ機構を含み、
前記船舶用推進システムは、前記複数の推進機における前記クラッチ機構の状態を選択するためのクラッチ状態選択操作手段をさらに含み、
前記動力伝達遮断手段は、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断したときには、前記クラッチ状態選択操作手段によって当該推進機の前記クラッチ機構の状態を前記遮断状態とするための選択操作が行なわれるまで、その遮断状態を維持するものである、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。 - 原動機および前記原動機によって回転されるプロペラを含む複数の推進機と、
前記複数の推進機の電源を一括してオン/オフするための共通電源スイッチと、
前記共通電源スイッチがオンされたときに、前記各推進機の電源を一括してオン状態にさせ、前記共通電源スイッチがオフされたときに、前記推進機の電源を一括してオフ状態にさせる電源制御手段と、
前記各推進機の異常状態を検出する異常状態検出手段と、
前記異常状態検出手段によっていずれかの推進機の異常状態が検出された場合に、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断する動力伝達遮断手段とを含む、船舶用推進システムであって、
前記各推進機は、前記原動機と前記プロペラとの間で動力が伝達される伝達状態と、前記原動機と前記プロペラとの間の動力伝達が遮断される遮断状態とで切り換わるクラッチ機構を含み、
前記船舶用推進システムは、前記複数の推進機における前記クラッチ機構の状態を選択するためのクラッチ状態選択操作手段をさらに含み、
前記動力伝達遮断手段は、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断したときには、前記クラッチ状態選択操作手段によって当該推進機の前記クラッチ機構の状態を前記遮断状態とするための選択操作が行なわれるまで、その遮断状態を維持するものである、船舶用推進システム。 - 原動機および前記原動機によって回転されるプロペラを含む複数の推進機と、
前記複数の推進機の電源を一括してオン/オフするための共通電源スイッチと、
前記共通電源スイッチがオンされたときに、前記各推進機の電源を一括してオン状態にさせ、前記共通電源スイッチがオフされたときに、前記推進機の電源を一括してオフ状態にさせる電源制御手段と、
前記各推進機の異常状態を検出する異常状態検出手段と、
前記異常状態検出手段によっていずれかの推進機の異常状態が検出された場合に、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断する動力伝達遮断手段とを含み、
前記動力伝達遮断手段は、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断したときには、全ての推進機の原動機が停止するまで、その遮断状態を維持するものである、船舶用推進システム。 - 船舶の速度を検出する速度検出手段をさらに含み、
前記動力伝達遮断手段は、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断したときには、前記速度検出手段によって検出された船舶の速度が所定の閾値以下になるまで、その遮断状態を維持するものである、請求項1〜3のいずれか一項の記載の船舶用推進システム。 - 原動機および前記原動機によって回転されるプロペラを含む複数の推進機と、
前記複数の推進機の電源を一括してオン/オフするための共通電源スイッチと、
前記共通電源スイッチがオンされたときに、前記各推進機の電源を一括してオン状態にさせ、前記共通電源スイッチがオフされたときに、前記推進機の電源を一括してオフ状態にさせる電源制御手段と、
前記各推進機の異常状態を検出する異常状態検出手段と、
前記異常状態検出手段によっていずれかの推進機の異常状態が検出された場合に、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断する動力伝達遮断手段と、
船舶の速度を検出する速度検出手段とを含み、
前記動力伝達遮断手段は、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断したときには、前記速度検出手段によって検出された船舶の速度が所定の閾値以下になるまで、その遮断状態を維持するものである、船舶用推進システム。 - 前記各推進機は、前記原動機と前記プロペラとの間で動力が伝達される伝達状態と、前記原動機と前記プロペラとの間の動力伝達が遮断される遮断状態とで切り換わるクラッチ機構を含み、
前記船舶用推進システムは、前記複数の推進機における前記クラッチ機構の状態を選択するためのクラッチ状態選択操作手段をさらに含み、
前記クラッチ状態選択操作手段は、前記複数の推進機の総数より少ない数の操作子を備えており、
前記船舶用推進システムは、前記動力伝達遮断手段によって、原動機とプロペラとの間の動力の伝達が遮断されている推進機が存在している場合に、当該推進機の配置に応じて、各推進機と操作子との対応付けを変更する対応変更手段をさらに含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の船舶用推進システム。 - 原動機および前記原動機によって回転されるプロペラを含む複数の推進機と、
前記複数の推進機の電源を一括してオン/オフするための共通電源スイッチと、
前記共通電源スイッチがオンされたときに、前記各推進機の電源を一括してオン状態にさせ、前記共通電源スイッチがオフされたときに、前記推進機の電源を一括してオフ状態にさせる電源制御手段と、
前記各推進機の異常状態を検出する異常状態検出手段と、
前記異常状態検出手段によっていずれかの推進機の異常状態が検出された場合に、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断する動力伝達遮断手段と、
前記動力伝達遮断手段によって、異常が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達が遮断されたと同時にまたはその後に、当該推進機の原動機が駆動停止状態となるように、当該推進機を制御する手段とを含む、船舶用推進システム。 - 前記各推進機は、前記原動機と前記プロペラとの間で動力が伝達される伝達状態と、前記原動機と前記プロペラとの間の動力伝達が遮断される遮断状態とで切り換わるクラッチ機構を含み、
前記船舶用推進システムは、
前記各推進機の原動機の停止状態を検出する停止状態検出手段と、
前記停止状態検出手段によっていずれかの推進機の原動機の停止状態が検出された場合に、原動機の停止状態が検出された推進機における前記クラッチ機構の伝達状態を検出するクラッチ状態検出手段と、
前記クラッチ状態検出手段によって、原動機の停止状態が検出された推進機における前記クラッチ機構の伝達状態が検出された場合に、当該原動機の点火および噴射をカットする点火噴射制御手段とをさらに含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の船舶用推進システム。 - 原動機および前記原動機によって回転されるプロペラを含む複数の推進機と、
前記複数の推進機の電源を一括してオン/オフするための共通電源スイッチと、
前記共通電源スイッチがオンされたときに、前記各推進機の電源を一括してオン状態にさせ、前記共通電源スイッチがオフされたときに、前記推進機の電源を一括してオフ状態にさせる電源制御手段と、
前記各推進機の異常状態を検出する異常状態検出手段と、
前記異常状態検出手段によっていずれかの推進機の異常状態が検出された場合に、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断する動力伝達遮断手段とを含む、船舶用推進システムであって、
前記各推進機は、前記原動機と前記プロペラとの間で動力が伝達される伝達状態と、前記原動機と前記プロペラとの間の動力伝達が遮断される遮断状態とで切り換わるクラッチ機構を含み、
前記船舶用推進システムは、
前記各推進機の原動機の停止状態を検出する停止状態検出手段と、
前記停止状態検出手段によっていずれかの推進機の原動機の停止状態が検出された場合に、原動機の停止状態が検出された推進機における前記クラッチ機構の伝達状態を検出するクラッチ状態検出手段と、
前記クラッチ状態検出手段によって、原動機の停止状態が検出された推進機における前記クラッチ機構の伝達状態が検出された場合に、当該原動機の点火および噴射をカットする点火噴射制御手段とをさらに含む、船舶用推進システム。 - 前記動力伝達遮断手段は、前記クラッチ状態検出手段によって、原動機の停止状態が検出された推進機における前記クラッチ機構の伝達状態が検出された場合にも、前記停止状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断するように構成されている、請求項11または12に記載の船舶用推進システム。
- 前記動力伝達遮断手段によって、異常状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達が遮断されたときに、当該推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達が遮断されていることを報知する報知手段をさらに含む、請求項12記載の船舶用推進システム。
- 原動機と、前記原動機によって回転されるプロペラと、前記原動機と前記プロペラとの間で動力が伝達される伝達状態と前記原動機と前記プロペラとの間の動力伝達が遮断される遮断状態とで切り換わるクラッチ機構とをそれぞれ含む複数の推進機と、
前記複数の推進機の電源を一括してオン/オフするための共通電源スイッチと、
前記共通電源スイッチがオンされたときに、前記各推進機の電源を一括してオン状態にさせ、前記共通電源スイッチがオフされたときに、前記推進機の電源を一括してオフ状態にさせる電源制御手段と、
前記各推進機の原動機の停止状態を検出する停止状態検出手段と、
前記停止状態検出手段によっていずれかの推進機の原動機の停止状態が検出された場合に、原動機の停止状態が検出された推進機における前記クラッチ機構の伝達状態を検出するクラッチ状態検出手段と、
前記クラッチ状態検出手段によって、原動機の停止状態が検出された推進機における前記クラッチ機構の伝達状態が検出された場合に、当該原動機の点火および噴射をカットする点火噴射制御手段と、
前記前記クラッチ状態検出手段によって、原動機の停止状態が検出された推進機における前記クラッチ機構の伝達状態が検出された場合に、前記停止状態が検出された推進機の原動機とプロペラとの間の動力の伝達を遮断する動力伝達遮断手段とを含む、船舶用推進システム。 - 前記点火噴射制御手段は、点火および噴射をカットした後、前記共通電源スイッチがオフされるまで点火および噴射のカットを保持する、請求項11〜15のいずれか一項に記載の船舶用推進システム。
- 前記各推進機の原動機を始動するために操作者によって操作される始動スイッチをさらに含み、
前記点火噴射制御手段は、点火および噴射をカットした後、原動機の停止状態が検出された推進機に対応する前記始動スイッチが操作されるまで点火および噴射のカットを保持する、請求項11〜16のいずれか一項に記載の船舶用推進システム。 - 船体と、
この船体に装着された、請求項1〜17のいずれか一項に記載の船舶用推進システムとを含む、船舶。
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