(57)【要約】      （修正有）【課題】ステアリングホイールの所望の回転位置で、船外機の舵角が中立位置となるように自由に設定できるようにする。【解決手段】コントロールユニット１０に電源が供給されて起動すると、ＣＰＵ１０ａは一定の時間だけステアリングホイール６の位置合わせを受け付ける。ユーザは、ステアリングホイール６の位置合わせを行いたい場合、船外機の舵角を中立位置としたい回転位置にステアリングホイール６を保持し、その状態で設定スイッチ１４を操作にする。ＣＰＵ１０ａは、設定スイッチ１４が操作された場合、ヘルム５の操舵角センサ５ｂの出力値を読み取り、その出力値をＥＥＰＲＯＭ１０ｂに書き換え、保存する。以後、ＣＰＵ１０ｂは、操舵角センサ５ｂの出力値が、ＥＥＰＲＯＭ１０ｂに書き込まれた操舵角センサ５ｂの出力値となったときに船外機の舵角を中立位置にする。【選択図】図３
2014031070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールと船外機との間が機械的に連結されていない船舶のステアバイワイヤ方式操舵システムであって、
前記ステアリングホイールの操作を電気的に検出し、この検出信号に基づいて前記船外機の舵角調整を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、所定のタイミングにおいて検出される前記ステアリングホイールの操舵角で、前記船外機の舵角が中立位置となるように設定することを特徴とする船舶のステアバイワイヤ方式操舵システム。
【請求項２】
前記所定のタイミングは、前記制御手段として機能するコントロールユニットの起動後、一定の時間内でユーザによる指示があったタイミングであることを特徴とする請求項１に記載の船舶のステアバイワイヤ方式操舵システム。
【請求項３】
前記所定のタイミングは、前記ステアリングホイールの位置合わせを行う設定となっている場合の、前記制御手段として機能するコントロールユニットの起動直後であることを特徴とする請求項１に記載の船舶のステアバイワイヤ方式操舵システム。
【請求項４】
ステアリングホイールと船外機との間が機械的に連結されていない船舶のステアバイワイヤ方式操舵システムにおけるステアリングホイールの位置合わせ方法であって、
前記ステアリングホイールの操作を電気的に検出し、この検出信号に基づいて前記船外機の舵角調整を行う制御手段が、所定のタイミングにおいて検出される前記ステアリングホイールの操舵角で、前記船外機の舵角が中立位置となるように設定する処理を実行することを特徴とする船舶のステアバイワイヤ方式操舵システムにおけるステアリングホイールの位置合わせ方法。
【請求項５】
ステアリングホイールと船外機との間が機械的に連結されていない船舶のステアバイワイヤ方式操舵システムにおいてステアリングホイールの位置合わせを行うためのプログラムであって、
前記ステアリングホイールの操作を電気的に検出し、この検出信号に基づいて前記船外機の舵角調整を行う制御手段としてコンピュータを機能させ、
前記制御手段は、所定のタイミングにおいて検出される前記ステアリングホイールの操舵角で、前記船外機の舵角が中立位置となるように設定することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングホイールと船外機との間が機械的に連結されていない船舶のステアバイワイヤ方式操舵システム、該操舵システムにおけるステアリングホイールの位置合わせ方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１等にあるように、自動車等の車両のステアリングシステムとして、操舵ハンドルと転舵輪との間が機械的に連結していないステアバイワイヤ方式ステアリングシステムが提案されている。ステアバイワイヤ方式ステアリングシステムは、操舵ハンドルの操舵量を電気的に検出し、この検出信号に基づき制御装置（ＥＣＵ）が転舵輪の転舵角を算出し、操舵ハンドルとは機械的に独立したアクチュエータを駆動制御して、転舵輪を転舵駆動させるものである。
この種のステアバイワイヤ方式操舵システムは、ステアリングホイールの操作により船外機の舵角調整を行う船舶にも適用可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３３０８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
船舶の場合、様々なステアリングホイールが販売されており、各ユーザが好みのステアリングホイールを購入し、交換することも多い。
しかしながら、ステアリングホイールを交換したときに、ステアリングホイールのデザイン上のセンター（図７、図８のセンター線Ｃを参照）が、ステアリングホイール回転方向の中立位置からずれた状態にあるときに、船外機１０８の舵角が中立位置となるような不都合が生じることがある。
【０００５】
図６に示すように、ステアリングホイール１００は、ヘルム１０１の回転子１０２にナット１０３及びワッシャ１０４により連結され、その操舵角が回転子１０２の回転角度としてヘルム１０１で検出される。ステアリングホイール１００を回転子１０２に連結する際には、回転子１０２に設けられたキー１０５と、ステアリングホイール１００に設けられたキー溝１０６（図７、図８を参照）とを係止させて、両者の相対回転を規制する構造となっている。
この場合に、キー溝１０６の位置が、ステアリングホイール１００のデザイン上のセンターにあるとは限らない。図７はキー溝１０６がデザイン上のセンターにあるステアリングホイールＡを示し、図８はキー溝１０６がデザイン上のセンターにないステアリングホイールＢを示す。
【０００６】
図９（ａ）〜（ｃ）を参照して、ステアリングホイールＡ、ステアリングホイールＢの回転位置と船舶の挙動との関係について説明する。１０７は船体、１０８は船外機、矢印は船舶の進行方向を示す。
図６に示すようにキー１０５が回転子１０２の真上の位置にあるときに、船外機１０８の舵角を中立位置にするという設定になっているとする。
ステアリングホイールＡを連結する場合、キー溝１０６がデザイン上のセンターにあるので、図９（ａ）に示すように、ステアリングホイールＡのデザイン上のセンターが、ステアリングホイール回転方向の中立位置にあるときに、船外機１０８の舵角が中立位置となる。すなわち、ステアリングホイールＡのデザイン上のセンターを中立位置に合わせれば、船外機１０８の舵角が中立位置となって船舶は直進する。したがって、ステアリングホイールＡの回転位置を目安に操船することができる。
それに対して、ステアリングホイールＢを連結する場合、キー溝１０６がデザイン上のセンターにないので、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、ステアリングホイールＢのデザイン上のセンターが、ステアリングホイール回転方向の中立位置からずれた状態にあるときに、船外機１０８の舵角が中立位置となる（図９（ｂ）を参照）。すなわち、ステアリングホイールＢのデザイン上のセンターを中立位置に合わせると、船舶が旋回することになる（図９（ｃ）を参照）。そのため、見た目が悪いだけでなく、ステアリングホイールＢの回転位置を目安に操船することが難しくなり、着岸操作時等に後方を振り返りながら船外機１０８の舵角位置を確認する等の煩わしさが生じてしまう。
【０００７】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、ステアリングホイールの所望の回転位置で、船外機の舵角が中立位置となるように自由に設定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の船舶のステアバイワイヤ方式操舵システムは、ステアリングホイールと船外機との間が機械的に連結されていない船舶のステアバイワイヤ方式操舵システムであって、前記ステアリングホイールの操作を電気的に検出し、この検出信号に基づいて前記船外機の舵角調整を行う制御手段を備え、前記制御手段は、所定のタイミングにおいて検出される前記ステアリングホイールの操舵角で、前記船外機の舵角が中立位置となるように設定することを特徴とする。
本発明のステアリングホイールの位置合わせ方法は、ステアリングホイールと船外機との間が機械的に連結されていない船舶のステアバイワイヤ方式操舵システムにおけるステアリングホイールの位置合わせ方法であって、前記ステアリングホイールの操作を電気的に検出し、この検出信号に基づいて前記船外機の舵角調整を行う制御手段が、所定のタイミングにおいて検出される前記ステアリングホイールの操舵角で、前記船外機の舵角が中立位置となるように設定する処理を実行することを特徴とする。
本発明のプログラムは、ステアリングホイールと船外機との間が機械的に連結されていない船舶のステアバイワイヤ方式操舵システムにおいてステアリングホイールの位置合わせを行うためのプログラムであって、前記ステアリングホイールの操作を電気的に検出し、この検出信号に基づいて前記船外機の舵角調整を行う制御手段としてコンピュータを機能させ、前記制御手段は、所定のタイミングにおいて検出される前記ステアリングホイールの操舵角で、前記船外機の舵角が中立位置となるように設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ステアリングホイールの所望の回転位置、例えばステアリングホイールのデザイン上のセンターに合わせた回転位置で、船外機の舵角が中立位置となるように自由に設定することができ、操船性を高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を適用可能な船舶を斜め後方から眺めた斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係るステアバイワイヤ方式操舵システムの概略構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係るステアバイワイヤ方式操舵システムの概略構成を示す図である。
【図４】第１の実施形態におけるステアリングホイールの位置合わせ方法を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施形態におけるステアリングホイールの位置合わせ方法を示すフローチャートである。
【図６】ステアリングホイールとヘルムとの連結構造の例を示す図である。
【図７】ステアリングホイールの例を示す図である。
【図８】ステアリングホイールの例を示す図である。
【図９】ステアリングホイールの回転位置と船舶の挙動との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明を適用可能な船舶を斜め後方から眺めた斜視図である。
船舶１の船体２の後部に位置するトランサム２ａに、図示例では２基の船外機３、３がブラケット装置を介して取り付けられる。
船体２の略中央部は操舵室４となっており、ヘルム５に連結するステアリングホイール６と、表示器７と、リモコン８とが配置される。表示器７は、必要に応じてゲージ、モニタ、ＬＥＤ等を含む。また、リモコン８は、シフトレバー及びスロットルレバーを兼ねる操作レバーを備え、操作レバーを中立位置から前進方向／後進方向に倒すと、前進／後進が切り替えられるとともに、その操作量に応じてスロットルバルブの開閉制御が行われる。
また、操舵室４の上に第２操舵室９があり、操舵室４と同様にステアリングホイール６が連結するヘルム５と、表示器７と、リモコン８とが配置される。
この船舶は、ステアバイワイヤ方式操舵システムを搭載している。ステアバイワイヤ方式操舵システムでは、ステアリングホイール６の操作を電気的に検出し、この検出信号に基づいて船外機３、３の舵角調整を行う。したがって、ステアリングホイール６と船外機３、３との間を機械的に連結しなくてもよく、図示例のように複数の操舵室４、９を配することが可能となる。
【００１２】
図２、図３に、第１の実施形態に係るステアバイワイヤ方式操舵システムの概略構成を示す。なお、図２、図３では、いずれか一方の操舵室、例えば操舵室４のステアリングホイール６及びヘルム５、表示器７、リモコン８のみを示す。
図２において、１０はコントロールユニットであり、ヘルム５で検出されたステアリングホイール６の操舵角が入力される。コントロールユニット１０は、ステアリングホイール６の操作を電気的に検出し、この検出信号に基づいて船外機３の舵角調整を行う。１１は船外機３ごとに配されたステアリングユニットであり、コントロールユニット１０からの指令に従って船外機３の左右への舵角調整を実施する。
１２はボートコントロールモジュールであり、表示器７及びリモコン８が接続する。１３は各船外機３に内蔵されたエンジンコントロールモジュールである。例えばリモコン８の操作レバーのレバー位置に対応する電圧信号が、ボートコントロールモジュール１２を介してエンジンコントロールモジュール１３に入力される。エンジンコントロールモジュール１３は、操作レバーのレバー位置に対応する電圧信号と、実際のスロットルバルブの開度と、エンジン状態とに基づいてスロットルバルブ開度を計算し、スロットルバルブの開閉制御を行う。
コントロールユニット１０とボートコントロールモジュール１２とは相互に通信可能となっている。
【００１３】
図３に示すように、ヘルム５は、ステアリングホイール６の操作（回転）に対してブレーキ力を与える電磁ブレーキ５ａと、ステアリングホイール６の操舵角を検出する操舵角センサ５ｂとを備える。ステアリングホイール６と船外機３との間が機械的に連結されておらず、ステアリングホイール６は自由に回転しうるので、電磁ブレーキ５ａによりステアリングホイール６の操作に抵抗を与えたり、ステアリングホイール６の一定の角度以上の回転を規制したりする。
コントロールユニット１０は、ＣＰＵ１０ａと、ＥＥＰＲＯＭ１０ｂと、ヘルム５の電磁ブレーキ５ａ及びステアリングユニット１１のアクチュエータ１１ａを制御、操作するドライバ１０ｃとを備える。
ステアリングユニット１１は、コントロールユニット１０の制御下で船外機３の舵角調整を実施するアクチュエータ１１ａと、船外機３の舵角を検出する舵角センサ１１ｂとを備える。
設定スイッチ１４は、以下に詳述するように、ステアリングホイール６の位置合わせを行うときに使用される。
【００１４】
次に、図４を参照して、第１の実施形態におけるステアリングホイール６の位置合わせ方法を説明する。
図４のフローチャートは、メイン電源（イグニションスイッチ等）がオンになり、コントロールユニット１０に電源が供給されて起動すると開始される。
コントロールユニット１０が起動すると、ＣＰＵ１０ａはタイマをセットする（ステップＳ１０１）。本実施形態では、コントロールユニット１０が起動してから一定の時間だけステアリングホイール６の位置合わせを受け付ける。
ユーザは、ステアリングホイール６の位置合わせを行いたい場合、船外機３の舵角を中立位置としたい回転位置にステアリングホイール６を保持する。一般的にはステアリングホイール６のデザイン上のセンターが、ステアリングホイール回転方向の中立位置にあるように保持する。その状態で、設定スイッチ１４を操作にする。
ＣＰＵ１０ａは、タイマ＝０となるまでの間に設定スイッチ１４が操作された場合（ステップＳ１０２〜Ｓ１０４）、ステップＳ１０５に進む。なお、タイマ＝０となるまでの間に設定スイッチ１４が操作されなかった場合（ステップＳ１０２〜Ｓ１０４）、ステアリングホイール６の位置合わせは不要であったものとして本処理を終了する。
【００１５】
ステップＳ１０５で、ＣＰＵ１０ａは、ヘルム５の操舵角センサ５ｂの出力値を読み取る。上述したようにユーザは船外機３の舵角を中立位置としたい回転位置にステアリングホイール６を保持しており、操舵角センサ５ｂの出力値はそれに対応する値となっている。
次に、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１０５において読み取った操舵角センサ５ｂの出力値をＥＥＰＲＯＭ１０ｂに書き換え、保存する（ステップＳ１０６）。
そして、ＣＰＵ１０ａは、表示器７やブザー等を介してユーザに更新告知（ステアリングホイールの位置合わせ完了告知）を行い（ステップＳ１０７）、本処理を終了する。
【００１６】
以後、コントロールユニット１０において、ＣＰＵ１０ａは、ＥＥＰＲＯＭ１０ｂに保存された操舵角センサ５ｂの出力値を基準として、操舵角センサ５ｂの出力値に基づいて船外機３の舵角調整を行う。すなわち、ＣＰＵ１０ａは、操舵角センサ５ｂの出力値が、ＥＥＰＲＯＭ１０ｂに保存された操舵角センサ５ｂの出力値となったときに船外機３の舵角を中立位置にするようにした上で、操舵角センサ５ｂの出力値に基づいて船外機３の舵角を算出し、算出した舵角となるまでアクチュエータ１１ａをフィードバック制御する。
【００１７】
以上述べたように、ステアリングホイール６の所望の回転位置、例えばステアリングホイール６のデザイン上のセンターが、ステアリングホイール回転方向の中立位置にあるときに、船外機３の舵角が中立位置となるように設定することができる。例えば図８に示したステアリングホイールＢを連結する場合でも、図９（ｄ）に示すように、ステアリングホイールＢのデザイン上のセンターが、ステアリングホイール回転方向の中立位置にあるときに、船外機３の舵角が中立位置となるように設定することができる。
【００１８】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、コントロールユニット１０の起動後、一定の時間内でユーザによる指示があったタイミングでステアリングホイール６の位置合わせを実行する例を説明した。それに対して、第２の実施形態では、コントロールユニット１０の起動前にステアリングホイール６の位置合わせを行うか否かを設定しておき、コントロールユニット１０の起動直後にステアリングホイール６の位置合わせを実行する例を説明する。
なお、ステアバイワイヤ方式操舵システムの概略構成は第１の実施形態と同様であり、以下では第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００１９】
図５を参照して、第２の実施形態におけるステアリングホイール６の位置合わせ方法を説明する。
図５のフローチャートは、メイン電源（イグニションスイッチ等）がオンになり、コントロールユニット１０に電源が供給されて起動すると開始される。
本実施形態では、ユーザは、ステアリングホイール６の位置合わせを行いたい場合、イグニッションスイッチをオンにする前に、船外機３の舵角を中立位置としたい回転位置にステアリングホイール６を保持する。一般的にはステアリングホイール６のデザイン上のセンターが、ステアリングホイール回転方向の中立位置にあるように保持する。第１の実施形態での設定スイッチ１４は例えば単純なプッシュスイッチであればよいが、第２の実施形態での設定スイッチ１４はオン／オフが確認できるタイプのスイッチとするのが好ましい。
【００２０】
コントロールユニット１０が起動すると、ＣＰＵ１０ａは、設定スイッチ１４がオンされているか否かを判定し（ステップＳ２０１）、設定スイッチ１４がオンされていた場合、ステップＳ２０２に進む。なお、設定スイッチ１４がオンされていなかった場合、ステアリングホイール６の位置合わせは不要であったものとして本処理を終了する。
【００２１】
ステップＳ２０２で、ＣＰＵ１０ａは、ヘルム５の操舵角センサ５ｂの出力値を読み取る。上述したようにユーザは船外機３の舵角を中立位置としたい回転位置にステアリングホイール６を保持しており、操舵角センサ５ｂの出力値はそれに対応する値となっている。
次に、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ２０２において読み取った操舵角センサ５ｂの出力値をＥＥＰＲＯＭ１０ｂに書き換え、保存する（ステップＳ２０３）。
そして、ＣＰＵ１０ａは、表示器７やブザー等を介してユーザに更新告知（ステアリングホイールの位置合わせ完了告知）を行い（ステップＳ２０４）、本処理を終了する。
【００２２】
以後、第１の実施形態と同様、コントロールユニット１０において、ＣＰＵ１０ａは、ＥＥＰＲＯＭ１０ｂに保存された操舵角センサ５ｂの出力値を基準として、操舵角センサ５ｂの出力値に基づいて船外機３の舵角調整を行う。すなわち、ＣＰＵ１０ａは、操舵角センサ５ｂの出力値が、ＥＥＰＲＯＭ１０ｂに保存された操舵角センサ５ｂの出力値となったときに船外機３の舵角を中立位置にするようにした上で、操舵角センサ５ｂの出力値に基づいて船外機３の舵角を算出し、算出した舵角となるまでアクチュエータ１１ａをフィードバック制御する。
【００２３】
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。例えば図２では、コントロールユニット１０を中心とする操舵制御系と、ボートコントロールモジュール１２を中心とするエンジン制御系とを別系統とした例を示したが、コントロールユニット１０とボートコントロールモジュール１２とを一体化するような形態でもかまわない。
また、本発明のステアリングホイールの位置合わせ方法は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現され、プログラム自体も本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【００２４】
１：船舶、２：船体、３：船外機、５：ヘルム、５ａ：操舵角センサ、６：ステアリングホイール、１０：コントロールユニット、１０ａ：ＣＰＵ、１０ｂ：ＥＥＰＲＯＭ、１ｃ：ドライバ、１１：ステアリングユニット、１１ａ：アクチュエータ、１１ｂ：舵角センサ、１４：設定スイッチ
【図１】
2014031070.tif 000003
【図２】
2014031070.tif 000004
【図３】
2014031070.tif 000005
【図４】
2014031070.tif 000006
【図５】
2014031070.tif 000007
【図６】
2014031070.tif 000008
【図７】
2014031070.tif 000009
【図８】
2014031070.tif 000010
【図９】
2014031070.tif 000011