(57)【要約】      （修正有）【課題】ステアリングホイールの操舵角と船外機の舵角との対応関係がずれた場合に、操船者の意図に反して船外機の舵角調整が行われるのを避け、元の対応関係に戻すことができるようにする。【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はステアリングホイール６の操舵角と船外機の舵角との対応関係が予め設定された対応関係に一致するまで、ステアリングホイール６の操作があっても船外機の舵角調整を行わない。この場合に、予め設定された対応関係に一致するまでの操作量が多い方向へのステアリングホイール６の操作をヘルム５の電磁ブレーキ５ａにより規制し、操作量が少ない方向へのステアリングホイール６の操作に導くことにより、ステアリングホイール６の操舵角と船外機の舵角との対応関係を一致させるまでの時間を短縮化させることができる。【選択図】図３
2014031078.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、自身の起動後、前記ステアリングホイールの操舵角と前記船外機の舵角との対応関係が予め設定された対応関係に一致するまで、前記ステアリングホイールの操作があっても前記船外機の舵角調整を行わない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】
前記制御手段は、前記予め設定された対応関係に一致するまで、エンジン始動を禁止する、シフト操作を禁止する、及びスロットル操作を禁止することの全て或いは一部を実行す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】
前記ステアリングホイールの操作に対してブレーキ力を与えるブレーキ手段を備え、
前記予め設定された対応関係に一致するまでの操作量が多い方向への前記ステアリングホイールの操作を、前記ブレーキ手段により規制することを特徴とする請求項１又は２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】
前記予め設定された対応関係に一致したことを告知する告知手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の船舶のステアバイワイヤ方式操舵システム。
【請求項５】
前記ステアリングホイールの操作に対してブレーキ力を与えるブレーキ手段を備え、
前記予め設定された対応関係に一致したときに、前記ブレーキ手段によりブレーキ力を与えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の船舶のステアバイワイヤ方式操舵システム。
【請求項６】
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ステアバイワイヤ方式操舵システムの制御方法であって、
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、自身の起動後、前記ステアリングホイールの操舵角と前記船外機の舵角との対応関係が予め設定された対応関係に一致するまで、前記ステアリングホイールの操作があっても前記船外機の舵角調整を行わない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の制御方法。
【請求項７】
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ステアバイワイヤ方式操舵システムに用いられる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、自身の起動後、前記ステアリングホイールの操舵角と前記船外機の舵角との対応関係が予め設定された対応関係に一致するまで、前記ステアリングホイールの操作があっても前記船外機の舵角調整を行わない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、その制御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】
このようなステアバイワイヤ式操舵システムを採用した場合、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が故に、メイン電源（イグニションスイッチ等）をオフにすると、ステアリングホイールがフリーな状態、すなわち自由に回転しうる状態となる。そのため、メイン電源がオフとなっているときに、操船者等がステアリングホイールに触れただけでも、ステアリングホイールが回転してしまう。その結果、ステアリングホイールの操舵角と船外機の舵角との対応関係がずれてしまう。
【０００５】
図７を参照して、メイン電源がオフとなっているときに、ステアリングホイールが回転してしまった状況について説明する。１０７は船体、１０８は船外機、１０９はステアリングホイールを示す。
図７（ａ）は、操船時（メイン電源オン時）の状態を示す図である。図７（ａ）に示すように、ステアリングホイール１０９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の舵角を中立位置とするように設定されているとする。すなわち、ステアリングホイール１０９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１０９の回転位置を目安に操船することができる。
図７（ｂ）は、図７（ａ）の状態からメイン電源をオフにして、フリーな状態となったステアリングホイール１０９が回転してしまった状態を示す。図７（ｂ）に示すように、船外機１０８の舵角は中立位置にあるが、ステアリングホイール１０９のデザイン上のセンターが中立位置からずれた状態となっている。
【０００６】
その後、メイン電源を再びオンにしたときに、現在のステアリングホイール１０９の操舵角に合わせて自動的に船外機１０８の舵角調整が行われたのでは、操船者の意図に反して船外機３の舵角調整が行われることになりかねない。
【０００７】
また、メイン電源を再びオンにしたときに、現状のステアリングホイール１０９の操舵角と船外機１０８の舵角との対応関係に設定しなおす方法が考えられる。図７（ｂ）の状態であれば、図７（ｂ）に示すようなステアリングホイール１０９の操舵角と船外機１０８の舵角との対応関係に変更する。しかしながら、その場合、図７（ｃ）に示すように、ステアリングホイール１０９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。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１０９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。また、メイン電源をオンにするたびにステアリングホイール１０９の操舵角と船外機１０８の舵角との対応関係が変更されるのでは、操船者に違和感を与えてしまう。
【０００８】
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操舵角と船外機の舵角との対応関係がずれた場合に、操船者の意図に反して船外機の舵角調整が行われるのを避け、元の対応関係に戻すことが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】
【０００９】
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、自身の起動後、前記ステアリングホイールの操舵角と前記船外機の舵角との対応関係が予め設定された対応関係に一致するまで、前記ステアリングホイールの操作があっても前記船外機の舵角調整を行わないことを特徴とする。
また、本発明の船舶のステアバイワイヤ方式操舵システムの他の特徴とするところは、前記制御手段は、前記予め設定された対応関係に一致するまで、エンジン始動を禁止する、シフト操作を禁止する、及びスロットル操作を禁止することの全て或いは一部を実行する点にある。
また、本発明の船舶のステアバイワイヤ方式操舵システムの他の特徴とするところは、前記ステアリングホイールの操作に対してブレーキ力を与えるブレーキ手段を備え、前記予め設定された対応関係に一致するまでの操作量が多い方向への前記ステアリングホイールの操作を、前記ブレーキ手段により規制する点にある。
また、本発明の船舶のステアバイワイヤ方式操舵システムの他の特徴とするところは、前記予め設定された対応関係に一致したことを告知する告知手段を備えた点にある。
また、本発明の船舶のステアバイワイヤ方式操舵システムの他の特徴とするところは、前記ステアリングホイールの操作に対してブレーキ力を与えるブレーキ手段を備え、前記予め設定された対応関係に一致したときに、前記ブレーキ手段によりブレーキ力を与える点にある。
本発明の船舶のステアバイワイヤ方式操舵システムの制御方法は、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ステアバイワイヤ方式操舵システムの制御方法であって、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、自身の起動後、前記ステアリングホイールの操舵角と前記船外機の舵角との対応関係が予め設定された対応関係に一致するまで、前記ステアリングホイールの操作があっても前記船外機の舵角調整を行わないことを特徴とする。
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ステアバイワイヤ方式操舵システムに用いられる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、自身の起動後、前記ステアリングホイールの操舵角と前記船外機の舵角との対応関係が予め設定された対応関係に一致するまで、前記ステアリングホイールの操作があっても前記船外機の舵角調整を行わないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ステアリングホイールの操舵角と船外機の舵角との対応関係がずれた場合に、操船者の意図に反して船外機の舵角調整が行われるのを避け、元の対応関係に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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バイワイヤ方式操舵システムの処理動作を示すフローチャートである。
【図５】ステアリングユニットの舵角センサの出力値と、ヘルムの操舵角センサの出力値とを示す特性図である。
【図６】第２の実施形態におけるステアバイワイヤ方式操舵システムの処理動作を示すフローチャートである。
【図７】ステアリングホイールの操舵角と船外機の舵角との対応関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
次に、図４を参照して、第１の実施形態におけるコントロールユニット１０の処理を説明する。
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はシフト位置が中立にあるか否か、すなわちリモコン８の操作レバーが中立位置にあるか否かを判定し（ステップＳ１０１）、中立位置になるまで待機する。シフト位置が中立にないとエンジン始動できない機構となっている。
【００１６】
シフト位置が中立にあれば、ＣＰＵ１０ａは、シフト操作を禁止する（ステップＳ１０２）。本実施形態の場合、リモコン８の操作レバーを操作できないようにし、シフト操作及びスロットル操作を禁止する。
次に、ＣＰＵ１０ａは、ステアリングユニット１１の舵角センサ１１ｂの出力値を読み取る（ステップＳ１０３）。また、ＣＰＵ１０ａは、ヘルム５の操舵角センサ５ｂの出力値を読み取る（ステップＳ１０４）。
【００１７】
ここで、図５（ａ）の実線と図５（ｂ）の実線とに示すように、ステアリングホイール６の操舵角と船外機３の舵角との対応関係が予め設定されているとする。図５（ａ）はステアリングユニット１１の舵角センサ１１ｂの出力値を示し、図５（ｂ）はヘルム５の操舵角センサ５ｂの出力値を示す。この舵角センサ１１ｂの出力値と操舵角センサ５ｂの出力値との対応関係を表す情報は、ＥＥＰＲＯＭ１０ｂに保存されている。
ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１０３で読み取った舵角センサ１１ｂの出力値と、ステップＳ１０４で読み取った操舵角センサ５ｂの出力値とが、ＥＥＰＲＯＭ１０ａに予め設定された対応関係に一致するか否かを判定する（ステップＳ１０５）。対応関係が一致していればステップＳ１０９に進み、一致していなければステップＳ１０６に進む。
【００１８】
例えば、今回メイン電源をオンにする前、メイン電源がオフとなっているときに、ステアリングホイール６が回転してしまい、図５（ａ）の実線と図５（ｂ）の点線とに示すように、ステアリングホイール６の操舵角と船外機３の舵角との対応関係がずれてしまったとする。
この場合、対応関係が一致していないので、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、ステップＳ１０４で読み取った操舵角センサ５ｂの出力値の位相を、ＥＥＰＲＯＭ１０ｂに設定された操舵角センサ５ｂの出力値の位相に合わせるのに近いステアリング６の回転方向を判定する。図５（ｂ）の矢印Ｓ１、Ｓ２に示すように、位相を合わせるためには、左右いずれに位相をずらしてもよい、すなわちステアリングホイール６を左右いずれに回転させてもよいが、図示例の場合は矢印Ｓ１方向に位相をずらす方が近い。そこで、ステップＳ１０６で、位相を合わせるのに近いステアリングホイール６の回転方向は右回転であるか否かを判定し、右回転であればステップＳ１０７に、左回転であればステップＳ１０８に進む。
ステップＳ１０７では、ステアリング６の左回転を電磁ブレーキ５ａにより規制する。また、ステップＳ１０８では、ステアリング６の右回転を電磁ブレーキ５ａにより規制する。その後、ステップＳ１０４に戻る。
操船者からみると、後述するステップＳ１０９の告知がない場合、ステアリングホイール６の操舵角と船外機３の舵角との対応関係がずれており、その対応関係を一致させる必要があることを認識し、ステアリングホイール６を操作する。このときに、ステップＳ１０７、Ｓ１０８において位相を合わせるのに操作量が多い方向へのステアリングホイール６の操作が電磁ブレーキ５ａにより規制され、操作量が少ない方向へのステアリングホイール６の操作に導かれる。これにより、ステアリングホイール６の操舵角と船外機３の舵角との対応関係を一致させるまでの時間を短縮化させることができる。
【００１９】
ステップＳ１０９では、ステアリングホイール６の操舵角と船外機３の舵角との対応関係が一致したことを表示器７やブザー等を介してユーザに告知する。また、ステアリングホイール６の操舵角と船外機３の舵角との対応関係が一致したタイミングで、電磁ブレーキ５ａによりブレーキ力を与えるようにしてもよい。操船者が対応関係を一致させるためにステアリングホイール６を操作している中で、急にステアリングホイール６の操作が重くなることで、対応関係が一致したことを知ることができる。
その後、シフト操作を許可し（ステップＳ１１０）、以後、通常の制御を開始する（ステップＳ１１１）。具体的には、ＣＰＵ１０ａは、ＥＥＰＲＯＭ１０ｂに設定されている舵角センサ１１ｂの出力値と操舵角センサ５ｂの出力値との対応関係に基づいて、操舵角センサ５ｂの出力値から船外機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。
【００２０】
以上述べたように、コントロールユニット１０は、自身の起動後、ステアリングホイール６の操舵角と船外機３の舵角との対応関係が予め設定された対応関係に一致するまで、ステアリングホイール６の操作があっても船外機３の舵角調整を行わない。
これにより、操船者の意図に反して船外機３の舵角調整が行われるのを避け、元の対応関係に戻すことができる。例えば図７（ａ）、（ｂ）に示すように、メイン電源がオフとなっているときに、ステアリングホイール１０９が回転してしまった場合でも、その後、メイン電源を再びオンにしたときに、ステアリングホイール１０９の操舵角と船外機１０８の舵角との対応関係が変更されることはなく、操船者に違和感を与えることがない。したがって、図７（ｄ）に示すように、ステアリングホイール６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３の舵角が中立位置となって船舶は直進することに変更はなく、ステアリングホイール６の回転位置を目安に操船することができる。
【００２１】
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態におけるステアバイワイヤ方式操舵システムの処理動作を示すフローチャートである。第１の実施形態の図４との相違点は、ステップＳ１０１、Ｓ１０２に替えてエンジンの始動を禁止するようにし（ステップＳ２０１）、ステップＳ１１０に替えてエンジンの始動を許可するようにした（ステップＳ２０２）点である。
【００２２】
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、ＣＰＵ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】
【００２３】
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
【図１】
2014031078.tif 000003
【図２】
2014031078.tif 000004
【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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