(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操船者の操作によりアクセル開度が入力されるコントロールレバーと、
前記入力されたアクセル開度を検出するアクセル開度検出部と、
前記アクセル開度から発生させようとする推進力を算出し、算出推進力として出力する推進力算出部と、
推進力を発生させる推進力発生装置と、
前記推進力発生装置において実際に発生している推進力を検出し、実推進力として出力する推進力検出部と、
前記実推進力を前記算出推進力に近づけるように前記推進力発生装置の出力を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記実推進力を前記算出推進力と実質的に同じ大きさにするように前記推進力発生装置の出力を制御し、
前記推進力検出部は、前記船舶と前記船外機との間に発生する力、前記船舶と前記船外機との間に発生する力によって生じる力、及び前記船舶と前記船外機との間に発生する力によって変化する力の少なくとも一つを検出し、当該検出した力に基づいて前記実推進力を得、
前記推進力検出部は、前進側の推進力と後進側の推進力との両方を検出することができる船外機。
【請求項２】
請求項１に記載された船外機において、
船体に固定されるマウントブラケットと、
前記マウントブラケットによって、揺動軸線回りに上下方向に揺動可能に支持されたスイベルブラケットと、
前記スイベルブラケットに取り付けられ、前記推進力発生装置を備えた推進機本体と、
前記マウントブラケットと前記スイベルブラケットとの間に配置され、前記スイベルブラケットを前記マウントブラケットに対して揺動させる油圧シリンダと、
をさらに備え、
前記推進力検出部は、
前記油圧シリンダ内の油圧を検出する油圧検出部と、
前記油圧検出部によって検出される油圧に基づいて前記実推進力を算出する推進力換算部と、
を有する船外機。
【請求項３】
請求項１に記載された船外機において、
船体に固定されるブラケットと、
前記ブラケットに取り付けられ、前記推進力発生装置を備えた推進機本体と、
をさらに備え、
前記推進力検出部は、
前記ブラケットと前記船体との間に配置され、前記ブラケットと前記船体とによって押圧される圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部によって検出される圧力に基づいて前記実推進力を算出する推進力換算部と、
を有する船外機。
【請求項４】
請求項１に記載された船外機において、
船体に固定されるブラケットと、
前記ブラケットに固定された弾性部材と、
前記弾性部材を介して前記ブラケットに取り付けられ、前記推進力発生装置を備えた推進機本体と、
をさらに備え、
前記推進力検出部は、
前記ブラケットと前記推進機本体との間に配置され、前記ブラケットと前記推進機本体とによって押圧される圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部によって検出される圧力に基づいて前記実推進力を算出する推進力換算部と、
を有する船外機。
【請求項５】
請求項１に記載された船外機において、
船体に固定されるブラケットと、
前記ブラケットに固定された弾性部材と、
前記弾性部材を介して前記ブラケットに取り付けられ、前記推進力発生装置を備えた推進機本体と、
前記ブラケットと前記推進機本体との間に配置され、前記推進機本体を前記ブラケットに対して揺動させる油圧シリンダと、
前記油圧シリンダと前記推進機本体との間に配置された別の弾性部材と、
をさらに備え、
前記推進力検出部は、
前記推進機本体と前記別の弾性部材との間に配置された圧力検出部と、
前記圧力検出部によって検出される圧力に基づいて前記実推進力を算出する推進力換算部と、
を有する船外機。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一項に記載された船外機において、
前記推進力発生装置は、
動力を発生させる動力源と、
前記動力源において発生した動力により回転するプロペラ軸と、
前記プロペラ軸に取り付けられ、前記プロペラ軸と共に回転するプロペラと、
を有し、
前記圧力センサの圧力検出方向は、前記プロペラ軸の軸心の延びる方向と略同一である船外機。
【請求項７】
請求項１に記載された船外機において、
前記推進力発生装置は、
動力を発生させる駆動源と、
前記動力源において発生した動力により回転するプロペラ軸と、前記プロペラ軸と共に回転するプロペラとを含み、前記動力源において発生した動力を推進力に変換する推進部と、
を有し、
前記推進部が取り付けられた支持棒と、
前記支持棒を船体に支持する固定部材と、
をさらに備えた船外機。
【請求項８】
請求項７に記載された船外機において、
前記推進力検出部は、
前記支持棒にかかる力を検出する検出部と、
前記検出部において検出された力に基づいて前記実推進力を算出する推進力換算部と、
を有する船外機。
【請求項９】
請求項８に記載された船外機において、
前記検出部は、前記支持棒に取り付けられ、前記支持棒に生じる歪みを測定する歪み検出部を含む船外機。
【請求項１０】
請求項９に記載された船外機において、
前記支持棒は、一端が前記固定部材に取り付けられた第１の支持棒と、一端が前記推進部に取り付けられた第２の支持棒と、前記第１の支持棒の他端と前記第２の支持棒の他端とを前後方向に揺動可能に接続するヒンジ部材とを含み、
前記検出部は、前記第１の支持棒と前記第２の支持棒との間に配置され、前記第１の支持棒と前記第２の支持棒とによって押圧される圧力を検出する圧力検出部を含む船外機。
【請求項１１】
請求項１に記載の船外機を備えた船舶。
【請求項１２】
請求項１１に記載された船舶において、
前記船外機を複数備えている船舶。
【請求項１３】
操船者の操作によりアクセル開度が入力されるコントロールレバーと、
前記入力されたアクセル開度を検出するアクセル開度検出部と、
推進力を発生させる推進力発生装置と、前記推進力発生装置において実際に発生している推進力と相関する力を検出する検出部とを各々が有する複数の船外機と、
を備えた船舶の制御装置であって、
前記アクセル開度から前記各船外機において発生させようとする推進力を算出し、前記各船外機の算出推進力として出力する推進力算出部と、
前記推進力と相関する力に基づいて各船外機において実際に発生している推進力を算出し、前記各船外機の実推進力として出力する推進力換算部と、
前記各船外機において、前記実推進力が前記算出推進力に近づくように前記各船外機の推進力発生装置の出力を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記実推進力を前記算出推進力と実質的に同じ大きさにするように前記推進力発生装置の出力を制御し、
前記検出部は、前記船舶と前記船外機との間に発生する力、前記船舶と前記船外機との間に発生する力によって生じる力、及び前記船舶と前記船外機との間に発生する力によって変化する力の少なくとも一つを検出し、当該検出した力に基づいて前記推進力換算部が前記実推進力を得、かつ、前記検出部は、前進側の推進力と後進側の推進力との両方を検出することができる船舶の制御装置。
【請求項１４】
操船者の操作によりアクセル開度が入力されるコントロールレバーと、
前記入力されたアクセル開度を検出するアクセル開度検出部と、
推進力を発生させる推進力発生装置と、前記推進力発生装置において実際に発生している推進力と相関する力を検出する検出部とを各々が有する複数の船外機と、
を備えた船舶の制御方法であって、
前記アクセル開度から前記各船外機において発生させようとする推進力を算出すると共に、前記推進力と相関する力に基づいて各船外機において実際に発生している実推進力を算出し、前記各船外機において、前記実推進力を前記算出推進力と実質的に同じ大きさにするように前記各船外機の推進力発生装置の出力を制御し、前記検出部は、前記船舶と前記船外機との間に発生する力、前記船舶と前記船外機との間に発生する力によって生じる力、及び前記船舶と前記船外機との間に発生する力によって変化する力の少なくとも一つを検出し、当該検出した力に基づいて前記実推進力を得、かつ、前記検出部は、前進側の推進力と後進側の推進力との両方を検出することができる船舶の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶用推進システム及びそれを備えた船舶、並びに船舶の制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、船内機、船外機や所謂スタンドライブなどといった種々の船舶用推進システムが知られている。例えば特許文献１などに開示されているように、船舶用推進システムの出力は、通常、エンジンやプロペラの回転速度に基づいて制御されている。具体的には、通常、エンジンやプロペラの回転速度が、操船者によるコントロールレバーの操作量に応じた回転速度になるように船舶用推進システムの出力が制御されている。
【特許文献１】特開平９−１０４３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、海の状態などによっては、エンジンやプロペラの回転速度が同じであっても、船舶用推進システムにおいて実際に得られる推進力が異なる場合がある。このため、エンジンやプロペラの回転速度がコントロールレバーの操作量に応じた回転速度と同じになるように制御されている場合、コントロールレバーの操作量が同じであっても得られる推進力が異なる場合がある。
【０００４】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、コントロールレバーの操作量と得られる推進力との相関関係の安定化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る船舶用推進システムは、コントロールレバーと、アクセル開度検出部と、推進力算出部と、推進力発生装置と、推進力検出部と、制御部とを備えている。コントロールレバーには、操船者の操作によりアクセル開度が入力される。アクセル開度検出部は、入力されたアクセル開度を検出する。推進力算出部は、アクセル開度から発生させようとする推進力を算出する。推進力算出部は、算出した推進力を算出推進力として出力する。推進力発生装置は、推進力を発生させる。推進力検出部は、推進力発生装置において実際に発生している推進力を検出する。推進力検出部は、検出した推進力を実推進力として出力する。制御部は、実推進力を算出推進力に近づけるように推進力発生装置の出力を制御する。
【０００６】
本発明に係る船舶は、上記本発明に係る船舶用推進システムを備えている。
【０００７】
本発明に係る船舶の制御装置は、コントロールレバーと、アクセル開度検出部と、複数の船舶用推進システムとを備えた船舶の制御装置に関する。コントロールレバーには、操船者の操作によりアクセル開度が入力される。アクセル開度検出部は、入力されたアクセル開度を検出する。各船舶用推進システムは、推進力発生装置と、検出部とを有する。推進力発生装置は、推進力を発生させる。検出部は、推進力発生装置において実際に発生している推進力と相関する力を検出する。
【０００８】
本発明に係る船舶の制御装置は、推進力算出部と、推進力換算部と、制御部とを備えている。推進力算出部は、アクセル開度から各船舶用推進システムにおいて発生させようとする推進力を算出する。推進力算出部は、算出した推進力を各船舶用推進システムの算出推進力として出力する。推進力換算部は、推進力と相関する力に基づいて各船舶用推進システムにおいて実際に発生している推進力を算出する。推進力換算部は、算出した推進力を各船舶用推進システムの実推進力として出力する。制御部は、各船舶用推進システムにおいて、実推進力が算出推進力に近づくように各船舶用推進システムの推進力発生装置の出力を制御する。
【０００９】
本発明に係る船舶の制御方法は、コントロールレバーと、アクセル開度検出部と、複数の船舶用推進システムとを備えた船舶の制御方法に関する。コントロールレバーには、操船者の操作によりアクセル開度が入力される。アクセル開度検出部は、入力されたアクセル開度を検出する。各船舶用推進システムは、推進力発生装置と、検出部とを有する。推進力発生装置は、推進力を発生させる。検出部は、推進力発生装置において実際に発生している推進力と相関する力を検出する。
【００１０】
本発明に係る船舶の制御方法は、アクセル開度から各船舶用推進システムにおいて発生させようとする推進力を算出すると共に、推進力と相関する力に基づいて各船舶用推進システムにおいて実際に発生している実推進力を算出し、各船舶用推進システムにおいて、実推進力が算出推進力に近づくように各船舶用推進システムの推進力発生装置の出力を制御する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コントロールレバーの操作量と得られる推進力との相関関係の安定化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る船舶１の斜め後方から見た斜視図である。図２は、船外機２０の概略側面図である。図１に示すように、船舶１は、船体１０と、船舶用推進システムとしての船外機２０とを備えている。
【００１４】
船舶１には、コントロールレバー１２が配置されている。このコントロールレバー１２は、操船者がシフト操作及びアクセル操作をするためのものである。具体的に、操船者がコントロールレバー１２を中立位置にすることで、シフトポジションがニュートラルとなる。これにより、後述する船外機２０のプロペラ５４の駆動が停止される。
【００１５】
操船者がコントロールレバー１２を前進位置にすると、シフトポジションがフォワードとなる。これにより、船外機２０において前進推進力が発生する。前進位置において、コントロールレバー１２の操作量が大きくなるにつれてアクセル開度が大きくなる。アクセル開度が大きくなるにつれて、船外機２０において発生する前進推進力も大きくなる。
【００１６】
一方、操船者がコントロールレバー１２を後進位置にすると、シフトポジションがリバースとなる。これにより、船外機２０において後進推進力が発生する。後進位置において、コントロールレバー１２の操作量が大きくなるにつれて、アクセル開度が大きくなる。アクセル開度が大きくなるにつれて、船外機２０において発生する後進推進力も大きくなる。
【００１７】
《船外機２０》
図１及び図２に示すように、船外機２０は船体１０の船尾１１に取り付けられている。図２に示すように、船外機２０は、推進機本体としての船外機本体２１と、ブラケット２２と、チルト・トリム機構３０を備えている。船外機本体２１は、ブラケット２２によって船尾１１に取り付けられている。なお、本実施形態では、船外機２０が船尾１１に取り付けられている例について説明する。ただし、船外機２０の取り付け位置は、船尾１１に限定されない。船外機２０の取り付け位置は、船体１０のどの部位であってもよい。
【００１８】
＜ブラケット２２＞
ブラケット２２は、左右一対のマウントブラケット２３とスイベルブラケット２４とを備えている。マウントブラケット２３は、図示しないスクリューによって船体１０に固定されている。
【００１９】
スイベルブラケット２４は、左右一対のマウントブラケット２３の間に配置されている。スイベルブラケット２４は、旋回軸２３ａを介して、マウントブラケット２３によって支持されている。スイベルブラケット２４は、旋回軸２３ａの中心軸回りに上下方向に揺動可能である。スイベルブラケット２４には、後に詳述のように、図示しないアッパマウント部と、ロアマウント部７９との２カ所において船外機本体２１が所謂ラバーマウントされている。
【００２０】
スイベルブラケット２４は、ステアリングブラケット２４ａと、筒状の旋回軸用スリーブ２４ｂとを備えている。旋回軸用スリーブ２４ｂの内部には、旋回軸２４ｃが回転可能に挿入されている。ステアリングブラケット２４ａは、旋回軸２４ｃに対して固定されている。このため、ステアリングブラケット２４ａを左右に揺動させることによって、旋回軸２４ｃを回転させることができる。
【００２１】
ステアリングブラケット２４ａの後方端部は、図示しないゴム製のダンパを介して、船外機本体２１のアッパケーシング２８に取り付けられている。このゴム製のダンパとステアリングブラケット２４ａの後方端部とによってアッパマウント部が形成されている。また、旋回軸２４ｃの下端部も、ダンパ２４ｄを介してアッパケーシング２８に取り付けられている。このダンパ２４ｄと旋回軸２４ｃの下端部とによってロアマウント部７９が構成されている。このため、船外機本体２１はスイベルブラケット２４に対して揺動可能となっている。従って、船外機本体２１のトリム動作が可能となっている。
【００２２】
＜チルト・トリム機構３０＞
船外機２０には、チルト・トリム機構３０が配置されている。このチルト・トリム機構３０によって、船外機２０のチルト操作やトリム操作が行われる。具体的に、図２及び図３に示すように、チルト・トリム機構３０は、チルト用油圧シリンダ３１と、トリム用油圧シリンダ３２とを備えている。チルト用油圧シリンダ３１は、スイベルブラケット２４を、旋回軸２３ａの軸線回りにマウントブラケット２３に対して比較的大きく上下に揺動させるためのものである。一方、トリム用油圧シリンダ３２は、スイベルブラケット２４を、旋回軸２３ａの軸線回りにマウントブラケット２３に対して比較的小さく上下に揺動させるためのものである。
【００２３】
図３に示すように、チルト用油圧シリンダ３１の基端部は、マウントブラケット２３に固定された回転軸３３に回転可能に取り付けられている。トリム用油圧シリンダ３２の基端部も、マウントブラケット２３に固定された回転軸３３に回転不能に取り付けられている。
【００２４】
チルト用油圧シリンダ３１は、図４に示すように、シリンダボディ３５と、ピストン３７とを備えている。これらシリンダボディ３５とピストン３７とによって油圧室３８が区画形成されている。ピストン３７には、チルトラム３６の基端部が接続されている。図３に示すように、チルトラム３６の先端は、スイベルブラケット２４に形成されたスリーブ３４に当接している。チルト用油圧シリンダ３１が伸張することによってチルトラム３６がスリーブ３４を上方に向かって押圧する。
【００２５】
図４に示すように、トリム用油圧シリンダ３２は、シリンダボディ４０と、ピストン４１とを備えている。これらシリンダボディ４０とピストン４１とによって油圧室４２が区画形成されている。ピストン４１には、トリムラム４３の基端部が接続されている。図３に示すように、トリムラム４３の先端は、スイベルブラケット２４に対向している。トリム用油圧シリンダ３２が伸張することによってトリムラム４３がスイベルブラケット２４を後方に向かって斜め上方に押圧する。
【００２６】
油圧室４２には、油温センサ５５が設けられている。この油温センサ５５によって油圧室４２内のオイルの温度が油圧室４２及び油圧室３８を循環するオイルの温度として検出される。
【００２７】
図４に示すように、油圧室３８と油圧室４２とのそれぞれは、オイルポンプ４５に接続されている。このオイルポンプ４５が駆動されることで、油圧室３８，４２の圧力が上昇する。油圧室３８の圧力が上昇すると、ピストン３７と共にチルトラム３６が上方に向かって押出される。これにより、図２及び図３に示すスリーブ３４が上方に押圧される。その結果、スイベルブラケット２４と船外機本体２１とが旋回軸２３ａの軸心を中心として上方に向かって回転する。言い換えれば、スイベルブラケット２４と船外機本体２１とがチルトアップされる。
【００２８】
一方、油圧室３８の圧力が低下すると、チルト用油圧シリンダ３１が収縮する。その結果、スイベルブラケット２４と船外機本体２１とが旋回軸２３ａの軸心を中心として下方に向かって回転する。言い換えれば、スイベルブラケット２４と船外機本体２１とがチルトダウンされる。
【００２９】
油圧室４２の圧力が上昇すると、トリム用油圧シリンダ３２が伸張する。これにより、スイベルブラケット２４が後方に向かって斜め上方に押圧される。その結果、船外機本体２１が所謂トリムアップされる。一方、油圧室４２の圧力が低下すると、トリム用油圧シリンダ３２が収縮する。これにより、船外機本体２１が所謂トリムダウンされる。
【００３０】
図４に示すように、チルト・トリム機構３０には、油圧検出部としての油圧センサ４６が配置されている。油圧センサ４６は、前進推進力計測用油圧センサ４７と、後進推進力計測用油圧センサ４８とを含んでいる。
【００３１】
前進推進力計測用油圧センサ４７は、トリム用油圧シリンダ３２の油圧室４２の油圧を検出する。船舶１が前進している場合、図２に示すプロペラ５４によって前進方向の推力が発生される。このため、スイベルブラケット２４が船体１０に近づく方向の力が生じる。これにより、トリム用油圧シリンダ３２に、トリム用油圧シリンダ３２が圧縮される方向の力が加わる。その結果、図４に示す油圧室４２の圧力が上昇する。よって、この油圧室４２の圧力は、前進推進力と相関する。従って、後の詳述するように、前進推進力計測用油圧センサ４７によって検出される油圧室４２の圧力から前進推進力が算出される。
【００３２】
後進推進力計測用油圧センサ４８は、チルト用油圧シリンダ３１の油圧室３８の油圧を検出する。船舶１が後進している場合、図２に示すプロペラ５４によって後進方向の推力が発生される。このため、船外機本体２１が船体１０から遠ざかる方向の力が生じる。これにより、チルト用油圧シリンダ３１に、チルト用油圧シリンダ３１が伸張される方向の力が加わる。その結果、図４に示す油圧室３８の圧力が低下する。よって、この油圧室３８の圧力は、後進推進力と相関する。従って、後の詳述するように、後進推進力計測用油圧センサ４８によって検出される油圧室３８の圧力から後進推進力が算出される。
【００３３】
なお、図４は、チルト用油圧シリンダ３１とトリム用油圧シリンダ３２とオイルポンプ４５との接続関係を表すオイル回路図である。図４に示すチルト用油圧シリンダ３１及びトリム用油圧シリンダ３２の配置は、説明の便宜上のものである。図４に示すチルト用油圧シリンダ３１及びトリム用油圧シリンダ３２の配置は、実際の配置とは異なる。
【００３４】
＜船外機本体２１＞
図２に示すように、船外機本体２１は、ケーシング２５と、推進力発生装置５０とを備えている。推進力発生装置５０は、後述する推進部５７の一部を除いて、ケーシング２５内に収納されている。ケーシング２５は、アッパカウル２６と、ロアカウル２７と、アッパケーシング２８と、ロアケーシング２９とを備えている。
【００３５】
推進力発生装置５０は、推進力を発生させる。推進力発生装置５０は、動力源５１と、動力伝達機構５６と、推進部５７とを備えている。推進部５７は、プロペラ軸５３と、プロペラ５４とを備えている。プロペラ５４は、プロペラ軸５３の先端部に接続されている。動力伝達機構５６は、動力源５１と推進部５７とを接続している。動力伝達機構５６は、シフト機構５２を備えている。
【００３６】
動力源５１は、プロペラ５４の駆動力となる回転力を発生させる。本実施形態において、動力源５１は、エンジンにより構成されている。但し、本発明において、動力源５１は、エンジンに限定されない。動力源５１は、例えば電動モータなどであってもよい。
【００３７】
シフト機構５２は、動力源５１において発生された回転力を、正転方向または逆転方向の回転力としてプロペラ軸５３に伝達する。または、シフト機構５２は、動力源５１とプロペラ軸５３との間を切断する。このシフト機構５２によって、フォワード、ニュートラル及びリバースの各シフトポジションが選択可能となっている。
【００３８】
推進部５７は、動力源５１の回転力を推進力に変換する。
【００３９】
《船舶１の制御ブロック》
次に、主として図５及び図６を参照しながら船舶１の制御ブロックについて説明する。
【００４０】
図５に示すように、船外機２０は、制御装置６０を備えている。本実施形態では、制御装置６０は、electronic control unit（ＥＣＵ）により構成されている。
【００４１】
制御装置６０は、推進力算出部６１と、制御部６２と、推進力換算部６３とを備えている。推進力算出部６１は、アクセル開度検出部としてのアクセル開度センサ６７に接続されている。制御部６２は、減算部６４と、出力操作量算出部６５と、信号出力部６６とを備えている。推進力算出部６１は、減算部６４に接続されている。減算部６４は、出力操作量算出部６５に接続されている。出力操作量算出部６５は、信号出力部６６に接続されている。信号出力部６６は、動力源５１とシフト機構５２とに接続されている。
【００４２】
推進力換算部６３は、油圧センサ４６と、油温センサ５５とに接続されている。具体的には、推進力換算部６３は、前進推進力計測用油圧センサ４７と、後進推進力計測用油圧センサ４８とに接続されている。また、推進力換算部６３は、減算部６４に接続されている。推進力換算部６３は、油圧検出部としての油圧センサ４６と油温センサ５５と共に推進力検出部６８を構成している。
【００４３】
推進力検出部６８は、推進力発生装置５０において実際に発生している推進力を検出する。具体的には、推進力検出部６８は、推進力発生装置５０において実際に発生している推進力をほぼ正確に検出する。詳細には、推進力検出部６８は、後に詳述するように、推進力発生装置５０において実際に発生している推進力によって船舶１、船外機２０、または船体１０と船外機２０との間に発生する力、その力によって生じる、または変化する力を検出し、検出された力から実際に発生している推進力を算出する。
【００４４】
図６に示すように、アクセル開度センサ６７は、コントロールレバー１２の位置を検出することにより、操船者によって入力されたアクセル開度７０を検出する。アクセル開度センサ６７は、アクセル開度７０を推進力算出部６１に対して出力する。
【００４５】
推進力算出部６１は、アクセル開度７０から図５に示す推進力発生装置５０において発生させようとする推進力を算出する。推進力算出部６１は、算出した推進力を算出推進力７１として出力する。
【００４６】
油圧センサ４６は、図４に示す油圧シリンダ３１，３２の油圧室３８，４２の油圧を検出する。油圧センサ４６は、検出した油圧を推進力と相関する力７３として推進力換算部６３に出力する。
【００４７】
油温センサ５５は、油圧室４２のオイルの温度を検出する。油温センサ５５は、検出した温度を油温７２として出力する。
【００４８】
推進力換算部６３は、推進力と相関する力７３を、図５に示す推進力発生装置５０において実際に発生している推進力に換算する。また、推進力換算部６３は、換算された推進力を油温７２によって補正する。推進力換算部６３は、補正後の推進力を実推進力７４として出力する。
【００４９】
減算部６４は、実推進力７４から算出推進力７１を減算することにより、推進力差７５を算出する。減算部６４は、推進力差７５を出力操作量算出部６５に対して出力する。
【００５０】
出力操作量算出部６５は、推進力差７５から、実推進力７４を算出推進力７１に近づけるために必要な出力操作量７６を算出する。具体的には、出力操作量算出部６５は、実推進力７４を算出推進力７１と実質的に同じ大きさにするために必要な出力操作量７６を算出する。出力操作量算出部６５は、出力操作量７６を信号出力部６６に対して出力する。
【００５１】
信号出力部６６は、出力操作量７６に応じた出力信号７７を生成する。信号出力部６６は、出力信号７７を動力源５１に対して出力する。これにより、動力源５１の出力が調整される。
【００５２】
上記のような演算が制御装置６０において繰り返し行われ、動力源５１の出力がフィードバック制御される。その結果、実推進力７４が算出推進力７１に近づいていく。
【００５３】
上述のように、海の状態などによっては、エンジンやプロペラの回転速度が同じであっても、船舶用推進システムにおいて実際に得られる推進力が異なる場合がある。このため、エンジンやプロペラの回転速度がコントロールレバーの操作量に応じた回転速度と同じになるように制御したのでは、コントロールレバーの操作量が同じであっても得られる推進力が異なる場合がある。言い換えれば、アクセル開度が同じであっても得られる推進力が異なる場合がある。すなわち、アクセル開度と実際に得られる推進力との相関関係が海の状態などによって変化する場合がある。
【００５４】
それに対して本実施形態では、実推進力７４が検出される。そして、実推進力７４がアクセル開度から算出される算出推進力７１に近づくように推進力発生装置５０の出力が制御される。このため、船舶１を取り巻く環境が変化しても、アクセル開度と実際に得られる推進力との相関関係が変化しにくい。すなわち、アクセル開度と実際に得られる推進力との相関関係を安定化させることができる。言い換えれば、コントロールレバー１２の操作量と実際に得られる推進力との相関関係を安定化させることができる。
【００５５】
具体的に、本実施形態では、実推進力７４は、油圧センサ４６によって検出される油圧に基づいて算出される。油圧は、実際に発生する推進力によって変動するものである。このため、油圧は、海の状態に関わらず、実際に発生する推進力と相関する。従って、油圧センサ４６によって検出される油圧に基づいて実推進力７４を算出することで、高精度な実推進力７４の検出が可能となる。
【００５６】
さらに本実施形態では、油温７２によって算出された実推進力が補正されるため、より高精度な実推進力７４の検出が可能となる。
【００５７】
本実施形態のように、油圧室３８，４２の油圧を測定することにより実推進力７４を検出する場合、油圧シリンダ３１，３２に対して油圧センサ４６を追加することのみによって実現することができる。このため、本技術の適用に際して、従来の船外機２０の設計を大幅に変更する必要がない。また、油圧センサ４６であれば、既存の船外機２０にも比較的容易に設置可能である。従って、本技術は、既存の船外機２０にも容易に適用することができる。
【００５８】
なお、通常は、制御部６２において、実推進力７４を算出推進力７１と実質的に同じ大きさにするように推進力発生装置５０の出力が制御されることが好ましい。そうすることによって、実際に発生している推進力を操船者が発生させようとしている推進力にさらに近づけることができる。従って、コントロールレバー１２の操作量と実際に得られる推進力との相関関係をさらに安定化させることができる。
【００５９】
但し、本発明は、この制御に限定されるものではない。船舶１や船外機２０の特性によっては、実推進力７４を算出推進力７１と実質的に同じとならない範囲で、実推進力７４を算出推進力７１に近づけるように推進力発生装置５０の出力が制御されるようにしてもよい。
【００６０】
なお、本実施形態では、前進推進力計測用油圧センサ４７と、後進推進力計測用油圧センサ４８とを別個に設ける場合について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、前進推進力及び後進推進力の両方を計測可能な油圧センサをひとつだけ配置してもよい。
【００６１】
また、本実施形態では、前進推進力計測用油圧センサ４７をトリム用油圧シリンダ３２に配置する一方、後進推進力計測用油圧センサ４８をチルト用油圧シリンダ３１に配置する場合について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。例えば、前進推進力計測用油圧センサ４７と後進推進力計測用油圧センサ４８との両方をチルト用油圧シリンダ３１及びトリム用油圧シリンダ３２のいずれか一方に配置してもよい。前進推進力計測用油圧センサ４７をチルト用油圧シリンダ３１に配置する一方、後進推進力計測用油圧センサ４８をトリム用油圧シリンダ３２に配置してもよい。
【００６２】
図６に示すように、本実施形態では、実推進力７４と算出推進力７１とから推進力差７５を算出する例について説明した。但し、本発明はこれに限定されない。実推進力７４を算出推進力７１で除算して、推進力比を算出すると共に、その推進力比が１に近づくように制御してもよい。
【００６３】
本実施形態では、実推進力７４の算出に油圧センサ４６によって検出される油圧を用いる場合について説明した。但し、本発明はこれに限定されない。言い換えれば、推進力と相関する力７３は、油圧に限定されない。推進力と相関する力７３は、推進力発生装置５０において実際に発生している推進力によって船舶１、船外機２０、または船体１０と船外機２０との間に発生する力、その力によって生じる、または変化する力である限りにおいて特に限定されない。
【００６４】
以下の第２〜第４の実施形態において、推進力と相関する力７３として、油圧以外を用いる場合について説明する。なお、以下の説明において、図１，２，４〜６を援用する。また、第１の実施形態と共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００６５】
（第２の実施形態）
図７は、本実施形態におけるマウントブラケット２３部分の拡大部分断面図である。本実施形態では、油圧センサ４６の替わりに圧力センサ８０が配置されている。
【００６６】
圧力センサ８０は、マウントブラケット２３と船尾１１との間に配置されている。具体的には、マウントブラケット２３の船尾１１に対向する面２３ｃに凹部２３ｂが形成されている。この凹部２３ｂに圧力センサ８０が設置されている。圧力センサ８０の先端部は、面２３ｃよりも船尾１１側に突出している。マウントブラケット２３が図示しないスクリューによって固定されることで、圧力センサ８０が船尾１１に圧接した状態とされている。なお、マウントブラケット２３の面２３ｃと船尾１１との間には若干のクリアランスが形成されている。このため、例えばマウントブラケット２３に前後方向の力が付与されると、マウントブラケット２３は、船尾１１に対して前後方向に微動する。
【００６７】
本実施形態では、この圧力センサ８０によって検出される船尾１１とマウントブラケット２３との間の圧力が図６に示す推進力と相関する力７３として利用される。
【００６８】
推進力発生装置５０において前進推進力が発生すると、マウントブラケット２３を介して船外機２０が船体１０に押圧される。このため、圧力センサ８０により検出される圧力が増大する。一方、推進力発生装置５０において後進推進力が発生すると、マウントブラケット２３に対して、船体１０から離れる方向の力が加わる。このため、圧力センサ８０により検出される圧力が減少する。本実施形態では、推進力換算部６３は、この現象を利用して実推進力７４が算出される。
【００６９】
この圧力センサ８０を用いる方法であれば、チルト・トリム機構３０を備えていない船外機にも容易に適用可能である。
【００７０】
なお、圧力センサ８０は、船尾１１とマウントブラケット２３との間の圧力を測定可能なものであれば特に限定されない。例えば、圧力センサ８０を磁歪センサなどにより構成してもよい。
【００７１】
圧力センサ８０は、船尾１１及びマウントブラケット２３の一方にのみ力が加わることで船尾１１及びマウントブラケット２３の少なくとも一方が他方側へ相対的に変位した際の圧力が測定可能なものであればよい。圧力センサ８０は、船尾１１及びマウントブラケット２３の両方に力が加わったときの圧力のみを測定可能なものでなくてもよい。
【００７２】
本実施形態では、圧力センサ８０をスイベルブラケット２４に固定する場合について説明した。但し、圧力センサ８０を船尾１１側に固定するようにしてもよい。
【００７３】
（第３の実施形態）
図８は、本実施形態におけるロアマウント部７９の断面図である。図８は、図２に示す切り出し線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩによって切り出された部分に対応する断面図である。
【００７４】
本実施形態では、第１の実施形態の油圧センサ４６の替わりに圧力センサ８２が配置されている例について説明する。
【００７５】
図８に示すように、スイベルブラケット２４には、ラバーなどからなるダンパ２４ｄが固定されている。アッパケーシング２８は、この弾性部材としてのダンパ２４ｄを介してスイベルブラケット２４に固定されている。このため、アッパケーシング２８は、スイベルブラケット２４に対して前後に揺動可能である。
【００７６】
スイベルブラケット２４とアッパケーシング２８との間には、圧力センサ８２が配置されている。圧力センサ８２は、スイベルブラケット２４のアッパケーシング２８と対向する面に取り付けられている。圧力センサ８２は、プロペラ軸５３の軸心の延びる方向と略並行に配置されている。
【００７７】
圧力センサ８２は、スイベルブラケット２４とアッパケーシング２８との間に力がかかっていない状態で、アッパケーシング２８に圧接した状態で取り付けられている。推進力発生装置５０において前進推進力が発生すると、アッパケーシング２８がスイベルブラケット２４側に押圧される。このため、圧力センサ８２により検出される圧力が増大する。一方、推進力発生装置５０において後進推進力が発生すると、アッパケーシング２８がスイベルブラケット２４から離れる方向に引っ張られる。このため、圧力センサ８２により検出される圧力が低下する。本実施形態では、推進力換算部６３は、この現象を利用して実推進力７４を算出している。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態では、スイベルブラケット２４とアッパケーシング２８との間の圧力から実推進力７４が算出される。ここで、アッパケーシング２８のスイベルブラケット２４に対する変位量は比較的大きい。このため、スイベルブラケット２４とアッパケーシング２８との間の圧力を正確に測定することが比較的容易である。従って、実推進力７４をより正確に検出することが可能となる。
【００７９】
また、ロアマウント部７９は、スイベルブラケット２４とアッパケーシング２８とによって実質的に閉空間となっている。このため、このロアマウント部７９に圧力センサ８２を配置することで、圧力センサ８２に対する海水などの影響を低減することができる。従って、圧力センサ８２の圧力検出の外乱を低減できる。また、圧力センサ８２の劣化を抑制することができる。
【００８０】
本実施形態では、圧力センサ８２は、プロペラ軸５３の軸心の延びる方向と略並行に配置されている。そして、圧力センサ８２の圧力検出方向は、プロペラ軸５３の軸心の延びる方向と略同一である。従って、推進力をより直接的に検出することができる。例えば、圧力検出方向とプロペラ軸５３の軸心の延びる方向とが傾斜している場合は、検出された圧力をプロペラ軸５３の軸心の延びる方向の力に換算する必要がある。しかしながら、本実施形態では、上記のように、検出された力をプロペラ軸５３の軸心の延びる方向の力に換算する必要がない。
【００８１】
なお、圧力センサ８２は、スイベルブラケット２４及びアッパケーシング２８の一方にのみ力が加わることでスイベルブラケット２４及びアッパケーシング２８の少なくとも一方が他方側へ相対的に変位した際の圧力が測定可能なものであればよい。圧力センサ８２は、スイベルブラケット２４及びアッパケーシング２８の両方に力が加わったときの圧力のみを測定可能なものでなくてもよい。
【００８２】
（第４の実施形態）
図９は、第４の実施形態におけるチルト・トリム機構３０の側面図である。
【００８３】
本実施形態では、第１の実施形態の油圧センサ４６の替わりに圧力センサ８３が配置されている。
【００８４】
図９に示すように、圧力センサ８３は、スイベルブラケット２４に対して取り付けられている。圧力センサ８３の一端は、別の弾性部材としての圧縮コイルばね８４を介してトリム用油圧シリンダ３２のトリムラム４３の先端に接続されている。推進力発生装置５０において前進推進力が発生するとスイベルブラケット２４に対してマウントブラケット２３側に向かう方向に押圧される。このため、推進力発生装置５０において前進推進力が発生すると、スイベルブラケット２４がマウントブラケット２３側に押圧される。よって、圧力センサ８３により検出される圧力が増大する。一方、推進力発生装置５０において後進推進力が発生すると、スイベルブラケット２４がマウントブラケット２３から離れる方向に引っ張られる。このため、圧力センサ８３により検出される圧力が低下する。本実施形態では、推進力換算部６３は、この現象を利用して実推進力７４を算出している。
【００８５】
本実施形態のように、圧力センサ８３を用いて実推進力を検出するのであれば、チルト・トリム機構３０を有する船外機において、圧力センサ８３を追加するだけで容易に実現することができる。
【００８６】
なお、圧力センサ８３は、マウントブラケット２３及びスイベルブラケット２４の一方にのみ力が加わることでマウントブラケット２３及びスイベルブラケット２４の少なくとも一方が他方側へ相対的に変位した際の圧力が測定可能なものであればよい。圧力センサ８３は、マウントブラケット２３及びスイベルブラケット２４の両方に力が加わったときの圧力のみを測定可能なものでなくてもよい。
【００８７】
（第５の実施形態）
上記第１〜第４の実施形態では、船舶用推進システムとして船外機を用いる場合を例に挙げて説明した。但し、本発明において、船舶用推進システムは、船外機に限定されない。
【００８８】
図１０は、第５の実施形態に係る船舶の後方部分を表す模式側面図である。本実施形態では、船尾１１に船舶用推進システム８９が取り付けられている。
【００８９】
なお、本実施形態では、船舶用推進システム８９が船尾１１に取り付けられている例について説明する。ただし、船舶用推進システム８９の取り付け位置は、船尾１１に限定されない。船舶用推進システム８９の取り付け位置は、船体１０のどの部位であってもよい。
【００９０】
船舶用推進システム８９は、固定部材９０と、支持棒９１と、推進力発生装置９２とを備えている。固定部材９０は、船尾１１に対して固定されている。支持棒９１の上端部は、固定部材９０に支持されている。一方、支持棒９１の下端部には、推進力発生装置９２が取り付けられている。
【００９１】
推進力発生装置９２は、動力源としての電動モータ９２ａと、推進部９２ｂとを備えている。推進部９２ｂは、プロペラ軸５３と、プロペラ５４とを備えている。
【００９２】
支持棒９１には、検出部９４が取り付けられている。この検出部９４によって、支持棒９１にかかる力が検出される。本実施形態では、この検出部９４によって検出された力に基づいて実推進力７４が算出される。
【００９３】
具体的には、図１１に示すように、支持棒９１は、第１の支持棒９１ａと、第２の支持棒９１ｂと、ヒンジ部材９５とを備えている。第１の支持棒９１ａと第２の支持棒９１ｂとはヒンジ部材９５によって前後方向に揺動可能に接続されている。第１の支持棒９１ａと第２の支持棒９１ｂとの間において、ヒンジ部材９５の前方には、第１の圧力検出部９６が配置されている。一方、第１の支持棒９１ａと第２の支持棒９１ｂとの間において、ヒンジ部材９５の後方には、第２の圧力検出部９７が配置されている。第１の圧力検出部９６と第２の圧力検出部９７とは、例えばロードセルなどによって構成することができる。
【００９４】
推進力発生装置５０において前進推進力が発生すると支持棒９１の下端部に前側に向かう力がかかる。このため、第１の圧力検出部９６が検出する圧力が上昇する。一方、推進力発生装置５０において後進推進力が発生すると支持棒９１の下端部に後側に向かう力がかかる。このため、第２の圧力検出部９７が検出する圧力が上昇する。本実施形態では、推進力換算部６３は、この現象を利用して実推進力７４を算出している。
【００９５】
本実施形態においても、上記第１の実施形態の場合と同様に、実際に発生している推進力を操船者が発生させようとしている推進力により近づけることができる。従って、船外機２０の高い操縦性を実現することができる。
【００９６】
（変形例）
図１２は、変形例における推進力検出部の構成を表す模式側面図である。上記第５の実施形態では、２つの圧力検出部９６，９６を用いて支持棒９１にかかる力を検出する場合について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。図１２に示すように、支持棒９１の前面と後面とに取り付けた歪み検出部９８，９９によって支持棒９１にかかる力を検出するようにしてもよい。
【００９７】
また、上記第５の実施形態では、動力源としての電動モータ９２ａが支持棒９１の下方に支持されており、船舶の運航時に水中に位置する場合について説明した。但し、電動モータ９２ａの位置は水中に限定されない。例えば、電動モータ９２ａを船体１０の上に配置してもよい。
【００９８】
また、電動モータ９２ａに替えてエンジンを配置してもよい。
【００９９】
（第６の実施形態）
図１３は、第６の実施形態に係る船舶１００の後方斜視図である。図１４は、第６の実施形態における制御システムを表す制御ブロック図である。上記第１の実施形態では、船外機２０をひとつのみ有する船舶１を例に挙げて説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。本発明において、船舶は複数の船舶用推進システムを有するものであってもよい。
【０１００】
図１３に示すように、第６の実施形態に係る船舶１００は、２つの船外機２０を備えている。具体的には、船舶１００は、船外機２０ａと、船外機２０ｂと、制御装置６０とを備えている。そして、本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、各船外機２０ａ，２０ｂについて実推進力７４を算出推進力７１に近づけるように推進力発生装置５０の出力が制御される。従って、実際に発生している推進力を操船者が発生させようとしている推進力により近づけることができる。従って、コントロールレバー１２の操作量と得られる推進力との相関関係の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】第１の実施形態に係る船舶の後方斜視図である。
【図２】船尾に取り付けられた船外機の概略側面図である。
【図３】チルト・トリム機構の側面図である。
【図４】チルト・トリム機構のオイル回路を表す概念図である。
【図５】第１の実施形態における制御システムを表す制御ブロック図である。
【図６】第１の実施形態における制御を表す制御ブロック図である。
【図７】第２の実施形態におけるマウントブラケット部分の拡大部分断面図である。
【図８】第３の実施形態におけるロアマウント部の断面図である。
【図９】第４の実施形態におけるチルト・トリム機構の側面図である。
【図１０】第５の実施形態に係る船舶の後方部分を表す模式側面図である。
【図１１】第５の実施形態における推進力検出部の構成を表す模式側面図である。
【図１２】変形例における推進力検出部の構成を表す模式側面図である。
【図１３】第６の実施形態に係る船舶の後方斜視図である。
【図１４】第６の実施形態における制御システムを表す制御ブロック図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１      船舶
１１      船尾
１２      コントロールレバー
２０      船外機（船船舶用推進システム）
２１      船外機本体（推進機本体）
２２      ブラケット
２３      マウントブラケット
２４      スイベルブラケット
２４ｄ    ダンパ（弾性部材）
３１      チルト用油圧シリンダ（油圧シリンダ）
３２      トリム用油圧シリンダ（油圧シリンダ）
４６      油圧センサ（検出部）
４７      前進推進力計測用油圧センサ（油圧検出部）
４８      後進推進力計測用油圧センサ（油圧検出部）
５０      推進力発生装置
５１      動力源
５３      プロペラ軸
５４      プロペラ
６１      推進力算出部
６２      制御部
６３      推進力換算部
６７      アクセル開度センサ（アクセル開度検出部）
６８      推進力検出部
７０      アクセル開度
７１      算出推進力
７３      推進力と相関する力
７４      実推進力
８０      圧力センサ（圧力検出部）
８２      圧力センサ（圧力検出部）
８３      圧力センサ（圧力検出部）
８４      圧縮コイルばね（別の弾性部材）
８９      船舶用推進システム
９０      固定部材
９１      支持棒
９１ａ    第１の支持棒
９１ｂ    第２の支持棒
９２      推進力発生装置
９２ａ    電動モータ（動力源）
９２ｂ    推進部
９４      検出部
９５      ヒンジ部材
９６      第１の圧力検出部（圧力検出部）
９７      第２の圧力検出部（圧力検出部）
９８、９９  歪み検出部
１００      船舶
【図１】
0005228199.tif 000002
【図２】
0005228199.tif 000003
【図３】
0005228199.tif 000004
【図４】
0005228199.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005228199.tif 000007
【図７】
0005228199.tif 000008
【図８】
0005228199.tif 000009
【図９】
0005228199.tif 000010
【図１０】
0005228199.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0005228199.tif 000013
【図１３】
0005228199.tif 000014
【図１４】
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