説明

推進機の制御装置

【課題】様々な運転環境、運転状況までも考慮し、各推進機のエンジン回転数を操船者の意図したエンジン回転数に同調させる制御を行う。
【解決手段】複数の推進機を船舶に並置し、各推進機を、隣接する2つの操作レバーに関連付けて電気的に接続し、シフト駆動装置及びスロットル駆動装置の操作を行い、各推進機のエンジン回転数を同調させる推進機の制御装置であり、基準となる推進機および同調対象の推進機の操作レバーのレバー位置検出手段と、スロットル開度検出手段と、各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行う制御手段とを備え、制御手段は、基準となる推進機および同調対象の推進機の操作レバーのレバー位置の偏差と、基準となる推進機および同調対象の推進機のスロットル開度の偏差とを、エンジン回転数を同調させる制御の判定条件とし、それぞれの偏差が規定値以下のとき同調させる制御を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、特に船舶に複数の推進機を並置し、各推進機のエンジン回転数を同調させる制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、船舶の船尾に3機の船外機やスターンドライブ、あるいは船内外機などの推進機を並置したものがある。従来、このような船舶の場合、シフトレバー及びスロットルレバーは各船外機にそれぞれ対応して個別に設けられていた。しかしながら、ハンドル操作に加えて計6本のシフトレバー及びスロットルレバーを操作するのは操作が煩雑となる。
【0003】
これに対し、近年、左右隣接した2本の操作レバーで複数の推進機のシフト及びスロットルを操作可能にし、この操作レバーが同じ角度傾けられた状態において、左右の推進機のエンジンのエンジン回転数に差異が生じた場合に、例えば右推進機のエンジンのエンジン回転数を元に、このエンジン回転数と左推進機のエンジン回転数との差異を無くす方向にスロットル駆動部のモータを駆動し、左右のエンジンのエンジン回転数が自動的に同調されるものがある(特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2000-313398号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このように、左右の操作レバーが同じ角度傾けられた状態において、各推進機のエンジン回転数を同調させるものがあるが、例えば左右の操作レバーに操作ずれが生じて同じ角度にならないことがあり、また左右に旋回する場合などには左右の操作レバーが逆方向に操作され、同じ角度傾けられない状態が生じることがある。このような運転環境、運転状況までも考慮して各推進機のエンジン回転速度を同調させるものがなかった。
【0005】
この発明は、このような現状を考慮したものであって、様々な運転環境、運転状況までも考慮し、各推進機のエンジン回転数を操船者の意図したエンジン回転数に同調させる制御を行うことが可能な推進機の制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成されている。
【0007】
請求項1に記載の発明は、複数の推進機を船舶に並置し、前記各推進機を、隣接する2つの操作レバーに関連付けて電気的に接続し、前記2つの操作レバーによってシフト駆動装置及びスロットル駆動装置の操作を行い、前記各推進機のエンジン回転数を同調させる推進機の制御装置であり、
基準となる推進機の操作レバーのレバー位置と同調対象の推進機の操作レバーのレバー位置を検出するレバー位置検出手段と、
基準となる推進機のスロットル開度と同調対象の推進機のスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記基準となる推進機の操作レバーのレバー位置と前記同調対象の推進機の操作レバーのレバー位置の偏差と、前記基準となる推進機のスロットル開度と前記同調対象の推進機のスロットル開度の偏差とを、エンジン回転数を同調させる制御の判定条件とし、
前記それぞれの偏差が規定値以下のとき前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことを特徴とする推進機の制御装置である。
【0008】
請求項2に記載の発明は、前記制御手段は、
いずれかの推進機のエンジン回転数を判定条件とし、
前記エンジン回転数が上限回転数以下のとき前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の推進機の制御装置である。
【0009】
請求項3に記載の発明は、前記制御手段は、
いずれかの推進機のエンジン回転数を判定条件とし、
前記エンジン回転数が下限回転数以上のとき前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の推進機の制御装置である。
【0010】
請求項4に記載の発明は、前記各推進機のエンジン異常を検出するエンジン異常検出手段を備え、
前記制御手段は、前記エンジン異常の検出に基づき警告制御を行い、
前記警告制御の有無を判定条件とし、
前記警告制御を行うときは前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行わないことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の推進機の制御装置である。
【0011】
請求項5に記載の発明は、前記船舶または前記各推進機の故障を検出する故障検出手段を備え、
前記制御手段は、前記故障の検出に基づき保護制御を行い、
前記保護制御の有無を判定条件とし、
前記保護制御を行わないとき前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の推進機の制御装置である。
【0012】
請求項6に記載の発明は、基準となる推進機の操作レバーのシフト位置と同調対象の推進機の操作レバーのシフト位置を検出するシフト位置検出手段を備え、
前記制御手段は、
前記基準となる推進機の操作レバーのシフト位置と前記同調対象の推進機の操作レバーのシフト位置の一致を判定条件とし、
前記シフト位置が一致しているとき前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の推進機の制御装置である。
【0013】
請求項7に記載の発明は、前記制御手段は、
前記判定条件が継続した時間を、エンジン回転数を同調させる制御の実行条件とし、
前記判定条件が規定時間継続したとき前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の推進機の制御装置である。
【0014】
請求項8に記載の発明は、前記実行条件は、前記操作レバーのレバー位置により設定され、
前記レバー位置が規定位置以上のとき前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の推進機の制御装置である。
【発明の効果】
【0015】
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
【0016】
請求項1に記載の発明では、基準となる推進機の操作レバーのレバー位置と同調対象の推進機の操作レバーのレバー位置の偏差と、基準となる推進機のスロットル開度と同調対象の推進機のスロットル開度の偏差とを、エンジン回転数を同調させる制御の判定条件とし、それぞれの偏差が規定値以下のとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことで、複数の推進機のエンジン回転数を合わせたい操船者の意志に応じた回転同調制御を行うことができる。
【0017】
請求項2に記載の発明では、複数の推進機のエンジン回転数のばらつきや配置位置による負荷のばらつき等により各々のエンジン回転数の上限回転数が変わり、基準となる上限回転数が複数の推進機の中で最も低い場合、これに合わせて同調させると総出力が抑えられることになる。このため、いずれかの推進機のエンジン回転数を判定条件とし、エンジン回転数が上限回転数以下のとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行い、回転同調制御に上限回転数を定めることで複数の推進機全体での出力を向上させることができる。
【0018】
請求項3に記載の発明では、スロットル開度が小さいときのエンジン制御は従来よりスロットルによる補正と点火時期によってアイドル回転数にする制御が行われる。このため、いずれかの推進機のエンジン回転数を判定条件とし、エンジン回転数が下限回転数以上のとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行い、アイドル回転数の制御と回転同調制御が同時に行われないように、回転同調制御の下限回転数を定めて運転速度に見合った制御を選択し、安定したエンジン回転を実現することができる。
【0019】
請求項4に記載の発明では、オーバーヒートや油圧低下などの警告にはエンジン保護のため減速させる警告制御を行う。このため、警告制御の有無を判定条件とし、警告制御を行うときは各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行わないことで、警告時のエンジン保護を行うことができる。
【0020】
請求項5に記載の発明では、推進機に備えられるシステムのセンサ、アクチュエータなどが故障した時には回転同調制御ができなくなる可能性がある。このため、保護制御の有無を判定条件とし、保護制御を行わないときの各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことで、安定した回転同調制御を実現することができる。
【0021】
請求項6に記載の発明では、複数の推進機においてシフト位置が一致していない場合では負荷状況が異なり、同調は困難かつクルージングを円滑に行ないたい目的に適合していない。このため、基準となる推進機の操作レバーのシフト位置と同調対象の推進機の操作レバーのシフト位置の一致を判定条件とし、シフト位置が一致しているとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことで、複数の推進機のエンジン回転数を合わせたい操船者の意志に応じた回転同調制御を行うことができる。
【0022】
請求項7に記載の発明では、推進機の使用環境では波や潮流等様々な要件により負荷状態が変わるが、判定条件が一瞬だけ成立した場合に回転同調制御に移行した場合かえって不安定な制御にする可能性がある。このため、判定条件が継続した時間を、エンジン回転数を同調させる制御の実行条件とし、判定条件が規定時間継続したとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことで安定した回転同調制御を実現することができる。
【0023】
請求項8に記載の発明では、複数の推進機の操船において低速度では回頭や旋回等で操作レバーを頻繁に操作することが考えられ、またクルージング領域では操船者は早く正確にエンジン回転数を合わせたいという場合が多い。このため、実行条件が操作レバーのレバー位置により設定され、レバー位置が規定位置以上のとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことで、操船者の操船意図に適合するように回転同調制御を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下、この発明の推進機の制御装置の実施の形態について説明するが、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
【0025】
図1はこの発明に係る推進機の制御装置を備えた船舶の上面概略図、図2はリモコンコントローラを示す図である。この実施例の船舶は船体に3機の推進機を搭載しているが、2機以上の複数の推進機を搭載するものであればよい。
【0026】
図示したように、船舶1は、船体2と、船体2の船尾板3にクランプブラケット4を介して取り付けられる3機の推進機5L,5M,5Rから構成される。この実施の形態では、推進機として船外機を用いているが、スターンドライブ、あるいは船内外機などでもよい。なお、説明上、図1に矢印で示す船舶前進方向に対し左側に位置する推進機を一方側の推進機5Lと呼び、右側に位置する推進機を他方側の推進機5R、中間に位置する推進機を中央側の推進機5Mと呼ぶ。例えば、2機の推進機では、左右の両側の1機を左側に位置する推進機を一方側の推進機5Lと呼び、右側に位置する推進機を他方側の推進機5Rと呼び、4機の推進機では、左右の両側の1機を左側に位置する推進機を一方側の推進機5Lと呼び、右側に位置する推進機を他方側の推進機5R、中間に位置する2機の推進機を中央側の推進機5Mと呼び、さらに5機の推進機でも同様である。
【0027】
各推進機5L,5M,5Rにはエンジン6が備わる。このエンジン6の吸気量を調整してエンジン6のエンジン回転数やトルクを制御するため、エンジン6の吸気系にはスロットルボディ7(または気化器)が備わる。このスロットルボディ7は電動スロットルバルブ8aを備える。スロットルバルブ8aの弁軸8bはモータ9に連結される。電動スロットルバルブ8aは、電子制御によりモータ9を駆動して開閉可能であり、電子スロットル機構20L,20M,20Rである。船体2の運転席10の前方には船舶1の舵取りのための手動操作ハンドル11が備わる。このハンドル11はハンドル軸12を介して船体2に取り付けられている。
【0028】
運転席10の側方には、各推進機5L,5M,5Rの作動を制御するためのリモコンコントローラ13が備わる。リモコンコントローラ13は、船舶前進方向に対し左側に位置する左リモコン操作レバー14Lと、右側に位置する右リモコン操作レバー14Rを備え、さらに各リモコン操作レバー14L、14Rのレバー位置を検出するためのレバーポジションセンサ15L、15Rを備える。レバーポジションセンサ15L、15Rは、例えばポテンショメータで構成される。各推進機5L,5M,5Rは、隣接する2つのリモコン操作レバー14L、14Rに関連付けて電気的に接続され、このリモコン操作レバー14L、14Rによってシフト駆動装置及びスロットル駆動装置の操作を行う。
【0029】
すなわち、操船者は、リモコン操作レバー14L、14Rによってリモコンコントローラ13を操作して各推進機5L,5M,5Rのシフト切替及びエンジン6のスロットルバルブ8aの開度を調整し、船舶1の航走速度や加減速等の推力制御を行う。左側のリモコン操作レバー14Lは、左側の推進機5Lのシフト切替及びスロットルバルブ8aの開度調整(推力操作)のために設けられ、右側のリモコン操作レバー14Rは、右側の推進機5Rのシフト切替及びスロットルバルブ8aの開度調整(推力操作)のために設けられる。この左側のリモコン操作レバー14Lと右側のリモコン操作レバー14Rとの中間の位置において、中央側の推進機5Mのシフト切替及びスロットルバルブ8aの開度調整(推力操作)が行われる。
【0030】
2つのリモコン操作レバー14L、14Rは、図2に示すように、中央位置のときシフトは中立(N)になり、それより前側に倒すと前進(F)シフト、後側に倒すと後進(R)シフトに切替わる。前進(F)シフトでさらにリモコン操作レバー14L、14Rを前に倒すと、スロットルバルブ8aがF全閉からF全開まで徐々に開く。後進(R)シフトでさらにリモコン操作レバー14L、14Rを後側に倒すと、スロットルバルブ8aがR全閉からR全開まで徐々に開く。これにより、操船者は、前・後進時それぞれスロットルバルブ8aを開閉操作して推力操作ができる。
【0031】
リモコンコントローラ13は、通信ケーブル16a1を介してリモコン制御部17Lに接続され、通信ケーブル16a2を介してリモコン制御部17M,17Rに接続される。リモコン制御部17L,17M,17Rは、レバーポジションセンサ15L、15Rから出力される各リモコン操作レバー14L、14Rのレバー位置の情報を受信し、所定の演算をして3機の各推進機5L,5M,5Rのエンジン制御部18L,18M,18Rに送信する。リモコン制御部17Lとエンジン制御部18Lは、通信ケーブル16b1を介して接続され、リモコン制御部17M,17Rとエンジン制御部18M,18Rは、通信ケーブル16b2,16b3を介して接続される。推進機5L,5M,5Rにおいて、前・後進及びシフト切替はエンジン6に付帯して設けられる電動シフト機構19L,19M,19Rにより行われる。
【0032】
また、運転席10の側方には、リモコンコントローラ13の近傍において左側にメインスイッチSWLが、中央側にメインスイッチSWMが、右側にメインスイッチSWRが備えられている。それぞれのメインスイッチSWL,SWM,SWRは、各推進機5L,5M,5Rに対応しており、このメインスイッチSWL,SWM,SWRを操作することによって各推進機5L,5M,5Rに備えられるエンジン6を起動する。なお、船体2にはこの他、手動操作ハンドル11の操作角度によって、推進機のスイベル軸(不図示)廻りに推進機を回転させる操舵駆動装置(不図示)が設けられる。
【0033】
図3は推進機の制御装置のシステム図である。左側の推進機5Lに備えられるエンジン制御部18Lは、フライホイール80L、電動シフト機構19L、電子スロットル機構20L、その他の駆動部81Lを駆動する。エンジン制御部18Lは、エンジンコントロールユニット(ECU)で構成され、その他の駆動部81Lとしては、排気カム、オイルコントロールバルブなどがある。また、エンジン制御部18Lには、エンジン回転数検出センサ70L、シフトポジションセンサ71L、スロットルポジションセンサ72L、エンジン異常検出センサ73L、故障検出センサ74L、その他のセンサ75Lが接続されている。その他のセンサ73Lとしては、吸気圧センサ、カム軸センサ、サーモセンサなどがある。
【0034】
エンジン6の駆動によってクランク軸が回転し、エンジン回転数検出センサ70Lは、このクランク軸に設けたフライホイール80Lの回転からエンジン回転数情報を得て、エンジン制御部18Lに入力する。シフトポジションセンサ71Lは、電動シフト機構19Lの駆動から前・後進及び中立のシフト位置情報を得て、エンジン制御部18Lに入力する。スロットルポジションセンサ72Lは、電子スロットル機構20Lの駆動からスロットル開度情報を得て、エンジン制御部18Lに入力する。エンジン異常検出センサ73Lは、左側の推進機5Lのエンジン6のオーバーヒートやエンジンオイルの低下などのエンジン異常を検出する。故障検出センサ74Lは、船舶のリモコンコントローラ13または左側の推進機5Lのシフト駆動装置及びスロットル駆動装置などの故障を検出する。
【0035】
右側の推進機5Rに備えられるエンジン制御部18Rは、フライホイール80R、電動シフト機構19R、電子スロットル機構20R、その他の駆動部81Rを駆動し、エンジン回転数検出センサ70R、シフトポジションセンサ71R、スロットルポジションセンサ72R、エンジン異常検出センサ73R、故障検出センサ74R、その他のセンサ75Rから検出情報が入力される。また、中央側の推進機5Mに備えられるエンジン制御部18Mは、フライホイール80M、電動シフト機構19M、電子スロットル機構20M、その他の駆動部81Mを駆動し、エンジン回転数検出センサ70M、シフトポジションセンサ71M、スロットルポジションセンサ72M、エンジン異常検出センサ73M、故障検出センサ74M、その他のセンサ75Mから検出情報が入力される。このエンジン制御部18R及びエンジン制御部18Mは、エンジン制御部18Lと同様にエンジンコントロールユニット(ECU)で構成され、駆動部やセンサなども同様に構成され、得られる情報の授受を行う。
【0036】
この推進機の制御装置は、2つのリモコン操作レバー14L、14Rによってシフト駆動装置及びスロットル駆動装置の操作を行い、各推進機のエンジン回転数を同調させるものである。この実施の形態では、左側の推進機5Lのエンジン回転数を基準にし、右側の推進機5Rと、中央側の推進機5Mのエンジン回転数を同調させる制御を行うが、これに限定されず例えば、右側の推進機5Rのエンジン回転数を基準にし、左側の推進機5Lと、中央側の推進機5Mのエンジン回転数を同調させる制御を行うようにしてもよいし、中央側の推進機5Mのエンジン回転数を基準にし、左側の推進機5Lと、右側の推進機5Rのエンジン回転数を同調させる制御を行うようにしてもよい。また、基準の推進機をいずれかにするか、同調対象の推進機をいずれにするかは、船舶に推進機の制御装置を備える際に設定する。
【0037】
以下、各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を、図4乃至図8に基づいて説明する。図4は推進機の制御装置の概略システム図、図5はリモコン制御部とエンジン制御部の構成を示す図、図6は回転同調制御判定を示す図、図7は回転同調制御判定のフローチャート、図8は回転同調制御のブロック図である。
【0038】
まず、推進機の制御装置のシステムについて、図4に基づいて説明する。基準の推進機5Lのリモコン制御部17Lには、レバーポジションセンサ15Lからレバーポジションセンサ値が電圧値として入力される。同調対象の推進機5M、5Rのリモコン制御部17M、17Rには、それぞれレバーポジションセンサ15Rからレバーポジションセンサ値が同様に電圧値として入力される。また、基準の推進機5Lのエンジン制御部18Lには、エンジン回転数検出センサ70Lからセンサ値がパルス数として入力され、シフトポジションセンサ71L、スロットルポジションセンサ72Lからそれぞれセンサ値が電圧値として入力される。このそれぞれのセンサ値から得られた情報は、リモコン制御部17Lに送られ、さらにリモコン制御部17M、17Rに送られる。
【0039】
同調対象の推進機5M、5Rのエンジン制御部18M、18Rには、エンジン回転数検出センサ70M,70R、シフトポジションセンサ71M,71R、スロットルポジションセンサ72M,72Rからそれぞれ同様にセンサ値が入力される。エンジン制御部18M、18Rには、それぞれセンサ値から得られる情報と、リモコン制御部17M、17Rに送られる情報とから電子スロットル機構20M,20Rを駆動する。
【0040】
次に、リモコン制御部17L, 17M、17R及びエンジン制御部18L,18M、18Rの構成を、図5に基づいて説明する。基準の推進機5Lのリモコン制御部17Lは、レバー位置検出手段17L1を備える。レバー位置検出手段17L1は、レバーポジションセンサ値から基準となる推進機5Lのリモコン操作レバー14Lのレバー位置を検出する。この実施の形態のレバー位置は、中立位置から前進または後進側に傾けた角度である。
【0041】
基準の推進機5Lのエンジン制御部18Lは、エンジン回転数検出手段18L1、シフト位置検出手段18L2、スロットル開度検出手段18L3、エンジン異常検出手段18L4、故障検出手段18L5を備える。エンジン回転数検出手段18L1は、エンジン回転数検出センサ70Lのセンサ値からエンジン回転数を得、シフト位置検出手段18L2は、シフトポジションセンサ71Lのセンサ値からシフト位置を得、スロットル開度検出手段18L3は、スロットルポジションセンサ72Lのセンサ値からスロットル開度を得る。エンジン異常検出手段18L4は、基準の推進機5Lのエンジン異常検出センサ73Lからのセンサ信号に基づき推進機5Lのエンジン6のオーバーヒートやエンジンオイルの低下などのエンジン異常を検出する。故障検出手段18L5は、故障検出センサ18L5からのセンサ信号に基づき船舶のリモコンコントローラ13または左側の推進機5Lのシフト駆動装置及びスロットル駆動装置などの故障を検出する。このエンジン制御部18Lから基準の推進機5Lのエンジン回転数、シフト位置、スロットル開度の情報、及びエンジン異常、故障の情報が、リモコン制御部17Lへ送信される。
【0042】
同調対象の推進機5M、5Rのリモコン制御部17M、17Rは、レバー位置検出手段17M1,17R1を備える。レバー位置検出手段17R1は、同調対象の推進機5Rのリモコン操作レバー14Rのレバー位置を検出する。推進機5Rは、リモコン操作レバー14Rに従って制御され、推進機5Lは、リモコン操作レバー14Lに従って制御され、推進機5Mは、リモコン操作レバー14Rとリモコン操作レバー14Lの中間位置で制御される。従って、レバー位置検出手段17M1は、レバーポジションセンサ15Lとレバーポジションセンサ15Rの信号を受信してその中間値に従って推進機5Mが制御される。この実施の形態のレバー位置は、中立位置から前進または後進側に傾けた角度である。このリモコン制御部17M,17R には、リモコン制御部17Lから基準の推進機5Lのレバー角度、シフト位置、スロットル開度、エンジン回転数の情報が入力される。
【0043】
同調対象の推進機5M,5Rのエンジン制御部18M,18Rは、エンジン回転数検出手段18M1,18R1、シフト位置検出手段18M2,18R2 、スロットル開度検出手段18M3,18R 3、エンジン異常検出手段18M4,18R4、故障検出手段18M5,18R5を備える。エンジン回転数検出手段18M1,18R1は、エンジン回転数検出センサ70M,70Rのセンサ値からエンジン回転数を得、シフト位置検出手段18M2,18R2 は、シフトポジションセンサ71M,71Rのセンサ値からシフト位置を得、スロットル開度検出手段18M3,18R 3は、スロットルポジションセンサ72M,72Rのセンサ値からスロットル開度を得る。エンジン異常検出手段18M4,18R4は、同調対象の推進機5M、5Rのエンジン異常検出センサ73M、73Rからのセンサ信号に基づき推進機5M,5Rのエンジン6のオーバーヒートやエンジンオイルの低下などのエンジン異常を検出する。故障検出手段18M5,18R5は、故障検出センサ74M,74Rからのセンサ信号に基づき船舶のリモコンコントローラ13または推進機5M、5Rのシフト駆動装置及びスロットル駆動装置などの故障を検出する。
【0044】
このエンジン制御部18M,18Rには、制御手段18M6,18R6が備えられ、この制御手段18M6,18R6には、基準の推進機5Lのレバー位置、シフト位置、スロットル開度、エンジン回転数の情報が入力され、また同調対象の推進機5M、5Rのエンジン回転数、シフト位置、スロットル開度の情報が入力され、各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行う。
【0045】
この制御手段18M6,18R6の構成を、図6に基づいて説明する。この制御手段18M6,18R6は、同様に構成され、以下の判定を行って各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行う。
【0046】
接続状態判定部18M61,18R61は、基準の推進機5Lのレバー位置、シフト位置、スロットル開度、エンジン回転数などの情報に基づき基準の推進機5Lが接続状態か判定する。
【0047】
同調対象機判定部18M62,18R62は、同調対象の推進機5M、5Rのレバー位置、シフト位置、スロットル開度、エンジン回転数などの情報に基づき自機の推進機5Mまたは推進機5Rが同調対象機か判定する。
【0048】
故障状態判定部18M63,18R63は、船舶または各推進機の故障を検出する故障検出手段からの故障信号に基づきエンジンを停止するなどの保護制御を行っているため、この保護制御の有無を、エンジン回転数を同調させる制御の判定条件とし、保護制御を行わないときは各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行う。推進機に備えられるシステムのセンサ、アクチュエータなどが故障した時には回転同調制御ができなくなる可能性がある。このため、複数の推進機のシステムの保護制御を回転同調制御の判定条件とすることで、安定した回転同調制御を実現することができる。
【0049】
警告状態判定部18M64,18R64は、各推進機のエンジン異常を検出するエンジン異常検出手段からの異常信号に基づきエンジン異常の検出に基づきエンジン回転数を下げるなどの警告制御を行っており、この警告制御の有無を、エンジン回転数を同調させる制御の判定条件とし、警告制御を行うときは各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行わない。このように、警告制御の有無を、エンジン回転数を同調させる制御の判定条件とし、警告制御を行うときは各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行わないことで、オーバーヒートや油圧低下などの警告にはエンジン保護のため減速させ、この警告制御の有無を回転同調制御の判定条件として警告時のエンジン保護を行うことができる。
【0050】
判定成立状態判定部18M65,18R65は、判定条件が継続した時間を、エンジン回転数を同調させる制御の実行条件とし、判定条件が規定時間継続したとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行う。推進機の使用環境では、例えば波や潮流等様々な要件により負荷状態が変わり、判定条件が一瞬だけ成立することがあるため、判定条件が継続した時間を、エンジン回転数を同調させる制御の実行条件とし、判定条件が規定時間継続したとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことで安定した回転同調制御を実現することができる。
【0051】
実行条件は、操作レバーのレバー位置により設定され、レバー位置が規定位置以上のとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行う。複数の推進機の操船において低速度では回頭や旋回等で操作レバーを頻繁に操作することが考えられ、またクルージング領域では操船者は早く正確にエンジン回転数を合わせたいという場合が多い。従って、レバー位置、すなわちレバー角度が小さい低回転の場合(例えばレバー角度が10度〜20度、エンジン回転数が3000rpm以下の場合)は、判定条件である規定継続時間を長く設定し、レバー角度が大きいクルージング領域の場合(例えばレバー角度が20度以上、エンジン回転数が3000rpm〜5000rpmの場合)は、規定継続時間を短く設定する。このように、実行条件が操作レバーのレバー位置により設定され、レバー位置が規定位置以上のとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことで、操船者の操船意図に適合するように回転同調制御を実現することができる。
【0052】
エンジン回転数同調判定部18M46,18R46は、各推進機のエンジン回転数を同調させる判定は、以下のように行う。
【0053】
ステップe1において、基準の推進機5Lのエンジン回転数が上限回転数と下限回転数の範囲内か判定し、同調対象の推進機5M、5Rのエンジン回転数が上限回転数と下限回転数の範囲内か判定する。例えば、エンジン回転数の上限回転数を6000回転とし、下限回転数を500回転とする。このように、いずれかの推進機のエンジン回転数を判定条件とし、エンジン回転数が上限回転数以下のとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を可能とする。
【0054】
また、いずれかの推進機のエンジン回転数が下限回転数以上のとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を可能とする。
【0055】
同調対象の推進機5M、5Rのエンジン回転数からエンジン運転状態は、エンジン回転数を同調させる制御が可能な状態か判定し、可能状態のとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を可能とする。
【0056】
また、基準の推進機5Lのエンジン回転数と同調対象の推進機5M、5Rのエンジン回転数とからエンジン回転数の偏差を算出し、このエンジン回転数の偏差が同調可能エンジン回転数の偏差範囲内か判定し、偏差範囲内であるとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を可能とする。
【0057】
複数の推進機のエンジン回転数のばらつきや配置位置による負荷のばらつき等により各々のエンジン回転数の上限回転数が変わり、基準となる上限回転数が複数の推進機の中で最も低い場合、これに合わせて同調させると総出力が抑えられることになる。このため、いずれかの推進機のエンジン回転数を判定条件とし、エンジン回転数が上限回転数以下のとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行い、回転同調制御に上限回転数を定めることで複数の推進機全体での出力を向上させることができる。
【0058】
また、スロットル開度が小さいときのエンジン制御は従来よりスロットルによる補正と点火時期によってアイドル回転数にする制御が行われる。このため、いずれかの推進機のエンジン回転数を判定条件とし、エンジン回転数が下限回転数以上のとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行い、アイドル回転数の制御と回転同調制御が同時に行われないように、回転同調制御の下限回転数を定めて運転速度に見合った制御を選択し、安定したエンジン回転を実現することができる。
【0059】
ステップe2において、基準の推進機5Lの操作レバーのシフト位置に基づきシフト入力状態の判定を行い、また同調対象の推進機5M、5Rの操作レバーのシフト位置に基づきシフト入力状態の判定を行う。入力状態のとき、基準の推進機5Lの操作レバーのシフト位置と同調対象の推進機5M、5Rの操作レバーのシフト位置の一致の判定を行い、エンジン回転数を同調させる制御の判定条件とし、シフト位置が一致しているとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を可能とする。複数の推進機においてシフト位置が一致していない場合では負荷状況が異なり、回転同調は困難かつクルージングを円滑に行ないたい目的に適合していない。このため、シフト位置の一致を、エンジン回転数を同調させる制御の判定条件とし、シフト位置が一致しているとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことで、複数の推進機のエンジン回転数を合わせたい操船者の意志に応じた回転同調制御を行うことができる。
【0060】
ステップe3において、基準の推進機5Lの操作レバーのレバー位置と同調対象の推進機5M、5Rの操作レバーのレバー位置の偏差を演算し、レバー位置の偏差を判定条件とし、このレバー角度の偏差が規定値以下のとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を可能とする。例えば、レバー位置、すなわちレバー角度の偏差の規定値を5度とする。このように、レバー位置の偏差を判定条件とし、複数の推進機の操作レバーを同じ角度位置に合わせたことを判断し、偏差が規定値以下のとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことで、複数の推進機のエンジン回転数を合わせたい操船者の意志に応じた回転同調制御を行うことができる。また、基準の推進機5Lの操作レバーのレバー位置が上限と下限の範囲内か判定し、同調対象の推進機5M、5Rの操作レバーのレバー位置が上限と下限の範囲内か判定し、エンジン回転数を同調させる制御の判定条件とし、各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を可能とする。
【0061】
ステップe4において、基準の推進機5Lのスロットル開度と同調対象の推進機5M、5Rのスロットル開度の偏差を演算し、スロットル開度の偏差を判定条件とし、スロットル開度の偏差が規定値以下のとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を可能とする。例えば、スロットル開度の偏差の規定値を、5度とする。このように、スロットル開度の偏差を、エンジン回転数を同調させる制御の判定条件とし、推進機の出力を決める空気量調整のスロットル開度に基づき判断し、偏差が規定値以下のとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことで、複数の推進機のエンジン回転数を同調させた安定した回転同調制御を行うことができる。
【0062】
また、基準の推進機5Lのスロットル開度が上限と下限の範囲内か判定し、同調対象の推進機5M、5Rのスロットル開度が上限と下限の範囲内か判定し、スロットル開度を判定条件とし、各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を可能とする。
【0063】
ステップe5において、同調対象の推進機5M、5Rのスロットルポジションセンサ値から得られるスロットル開度が上限と下限の範囲内か判定し、スロットル開度を判定条件とし、各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を可能とする。
【0064】
次に、図7の回転同調制御判定のフローチャートについて説明する。
【0065】
ステップa1において、同調対象の推進機5M,5Rの制御手段18M4、18R4は、基準の推進機5Lのレバー位置、シフト位置、スロットル開度、エンジン回転数などの情報に基づき基準の推進機5Lが接続状態か判定し、2機以上の多機掛けの場合か判定する。
【0066】
ステップa2において、推進機が2機以上の多機掛けの場合は、自機が同調対象の推進機5Mか推進機5Rの判定を行う。
【0067】
ステップa3において、同調対象の推進機5Mか推進機5Rの場合は、基準の推進機5Lのシフト位置が前進か判定する。
【0068】
ステップa4において、基準の推進機5Lのシフト位置が前進である場合は、自機の同調対象の推進機5Mまたは推進機5Rのシフト位置が前進か判定する。
【0069】
ステップa5において、自機の同調対象の推進機5Mまたは推進機5Rのシフト位置が前進の場合は、基準の推進機5Lのレバー位置が下限規定値と上限規定値の範囲内か判定する。
【0070】
ステップa6において、基準の推進機5Lのレバー位置が下限規定値と上限規定値の範囲内の場合は、同調対象の推進機5M,5Rのレバー位置が下限規定値と上限規定値の範囲内か判定する。
【0071】
ステップa7において、同調対象の推進機5M,5Rのレバー位置が下限規定値と上限規定値の範囲内の場合は、レバー位置の偏差が規定値以下か判定する。
【0072】
ステップa8において、レバー位置の偏差が規定値以下の場合は、基準の推進機5Lのスロットル開度が下限規定値と上限規定値の範囲内か判定する。
【0073】
ステップa9において、基準の推進機5Lのスロットル開度が下限規定値と上限規定値の範囲内の場合は、同調対象の推進機5M,5Rのスロットル開度が下限規定値と上限規定値の範囲内か判定する。
【0074】
ステップa10において、同調対象の推進機5M,5Rのスロットル開度が下限規定値と上限規定値の範囲内の場合は、スロットル開度の偏差が規定値以下か判定する。
【0075】
ステップa11において、スロットル開度の偏差が規定値以下の場合は、基準の推進機5Lのエンジン回転数が下限回転数と上限回転数の範囲内か判定する。
【0076】
ステップa12において、基準の推進機5Lのエンジン回転数が下限回転数と上限回転数の範囲内の場合は、同調対象の推進機5M,5Rのエンジン回転数が下限回転数と上限回転数の範囲内か判定する。
【0077】
ステップa13において、同調対象の推進機5M,5Rのエンジン回転数が下限回転数と上限回転数の範囲内の場合は、エンジン回転数の偏差が規定値以下か判定する。
【0078】
ステップa14において、エンジン回転数の偏差が規定値以下の場合は、各推進機の警告制御の有無を判定条件とし、警告制御を行うときは各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行わない。
【0079】
ステップa15において、船舶または各推進機の故障を検出する故障検出手段からの故障信号に基づき保護制御を行い、この保護制御の有無を判定条件とし、保護制御を行わないときは各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行う。
【0080】
ステップa16において、判定条件が継続した時間を、エンジン回転数を同調させる制御の実行条件とし、判定条件が規定時間、例えば、2秒から3秒程度継続したとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行う。
【0081】
ステップa17において、判定条件が規定時間継続したとき各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行う。
【0082】
この各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を、図8の回転同調制御のブロック図に基づいて説明する。
【0083】
以下、同調対象の推進機5M,5Rのエンジン制御の目標位置を設定する例について、図8に基づいて説明する。同調対象の推進機5M,5Rのエンジン制御部18M,18Rには、スロットル目標値演算部32、スロットル制御部42が備えられている。スロットル目標値演算部32には、基準の推進機5Lのスロットル開度と同調対象の推進機5M,5Rのスロットル開度のデータが入力され、データに対応した推進機5M,5Rのスロットルリクエスト値を演算し、目標スロットル位置信号を出力する。スロットル制御部42は、スロットルアクチュエータの電子スロットル(即ち、モータ9)からフィードバックされるフィードバック信号に基づく現在スロットル開度情報と、スロットル目標値演算部32からの目標スロットル開度情報とを比較し、目標スロットル開度になるように目標スロットル開度信号を出力する。これにより、目標スロットル開度になるように駆動電流を出力してスロットルアクチュエータの電子スロットル(即ち、モータ9)を駆動し、所定のエンジン回転数にする。
【産業上の利用可能性】
【0084】
この発明は、特に船舶に複数の推進機を並置し、各推進機のエンジン回転数を同調させる制御装置に適用でき、様々な運転環境、運転状況までも考慮し、各推進機のエンジン回転数を操船者の意図したエンジン回転数に同調させる制御を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0085】
【図1】推進機の制御装置を備えた船舶の上面概略図である。
【図2】リモコンコントローラを示す図である。
【図3】推進機の制御装置のシステム図である。
【図4】推進機の制御装置の概略システム図である。
【図5】リモコン制御部とエンジン制御部の構成を示す図である。
【図6】回転同調制御判定を示す図である。
【図7】回転同調制御判定のフローチャートである。
【図8】回転同調制御のブロック図である。
【符号の説明】
【0086】
1 船舶
2 船体
3 船尾板
4 クランプブラケット
5L,5M,5R 推進機
6 エンジン
7 スロットルボディ
8a スロットルバルブ
8b 弁軸
9 モータ
10 運転席
13 リモコンコントローラ
14L,14R リモコン操作レバー
15L,15R レバーポジションセンサ
17L,17M,17R リモコン制御部
17L1 レバー位置検出手段
17R1、17M1 レバー位置検出手段
18L,18M,18R エンジン制御部
18L1 エンジン回転数検出手段
18L2 シフト位置検出手段
18L3 スロットル開度検出手段
18L4 エンジン異常検出手段
18L5 故障検出手段
18M1、18R1 エンジン回転数検出手段
18M2,18R2 シフト位置検出手段
18M2,18R2 スロットル開度検出手段
18M4,18R 4 エンジン異常検出手段
18M5,18R5 故障検出手段
18M6,18R6 制御手段
18M61,18R61 接続状態判定部
18M62,18R62 同調対象機判定部
18M63,18R63 故障状態判定部
18M64,18R64 警告状態判定部
18M65,18R65 判定成立状態判定部
18M46、18R46 エンジン回転数同調判定部
19L,19M,19L 電動シフト機構
20L,20M,20L 電子スロットル機構
32 スロットル目標値演算部
42 スロットル制御部
70L,70M,70R エンジン回転数検出センサ
71L,71M,71R シフトポジションセンサ
72L,72M,72R スロットルポジションセンサ
73L,73M,73R エンジン異常検出センサ
74L,74M,74R 故障検出センサ
75L,75M,75R その他のセンサ
80L,80M,80R フライホイール
81L,81M,81R その他の駆動部
SWL,SWM,SWR メインスイッチ





【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の推進機を船舶に並置し、前記各推進機を、隣接する2つの操作レバーに関連付けて電気的に接続し、前記2つの操作レバーによってシフト駆動装置及びスロットル駆動装置の操作を行い、前記各推進機のエンジン回転数を同調させる推進機の制御装置であり、
基準となる推進機の操作レバーのレバー位置と同調対象の推進機の操作レバーのレバー位置を検出するレバー位置検出手段と、
基準となる推進機のスロットル開度と同調対象の推進機のスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記基準となる推進機の操作レバーのレバー位置と前記同調対象の推進機の操作レバーのレバー位置の偏差と、前記基準となる推進機のスロットル開度と前記同調対象の推進機のスロットル開度の偏差とを、エンジン回転数を同調させる制御の判定条件とし、
前記それぞれの偏差が規定値以下のとき前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことを特徴とする推進機の制御装置。
【請求項2】
前記制御手段は、
いずれかの推進機のエンジン回転数を判定条件とし、
前記エンジン回転数が上限回転数以下のとき前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の推進機の制御装置。
【請求項3】
前記制御手段は、
いずれかの推進機のエンジン回転数を判定条件とし、
前記エンジン回転数が下限回転数以上のとき前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の推進機の制御装置。
【請求項4】
前記各推進機のエンジン異常を検出するエンジン異常検出手段を備え、
前記制御手段は、前記エンジン異常の検出に基づき警告制御を行い、
前記警告制御の有無を判定条件とし、
前記警告制御を行うときは前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行わないことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の推進機の制御装置。
【請求項5】
前記船舶または前記各推進機の故障を検出する故障検出手段を備え、
前記制御手段は、前記故障の検出に基づき保護制御を行い、
前記保護制御の有無を判定条件とし、
前記保護制御を行わないとき前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の推進機の制御装置。
【請求項6】
基準となる推進機の操作レバーのシフト位置と同調対象の推進機の操作レバーのシフト位置を検出するシフト位置検出手段を備え、
前記制御手段は、
前記基準となる推進機の操作レバーのシフト位置と前記同調対象の推進機の操作レバーのシフト位置の一致を判定条件とし、
前記シフト位置が一致しているとき前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の推進機の制御装置。
【請求項7】
前記制御手段は、
前記判定条件が継続した時間を、エンジン回転数を同調させる制御の実行条件とし、
前記判定条件が規定時間継続したとき前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の推進機の制御装置。
【請求項8】
前記実行条件は、前記操作レバーのレバー位置により設定され、
前記レバー位置が規定位置以上のとき前記各推進機のエンジン回転数を同調させる制御を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の推進機の制御装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2008−163864(P2008−163864A)
【公開日】平成20年7月17日(2008.7.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−355327(P2006−355327)
【出願日】平成18年12月28日(2006.12.28)
【出願人】(000176213)ヤマハマリン株式会社 (256)
【Fターム(参考)】