(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進力を制御可能なエンジンからなる推進装置を備えた船舶の航走制御装置において、
所定の入力情報に基づいて、前記エンジンの吸入空気量を電気的に制御する吸入空気量制御装置、電子制御燃料噴射装置、点火制御装置のうち少なくとも１つを用いてエンジン出力を制御するエンジン出力制御部を備え、
前記エンジン出力制御部は、前記船舶の速度、加速度、エンジン回転数、トリム角度、ピッチ角度、使用者の手動入力のうち少なくとも速度の情報と、ステアリング角度、ローリング角度のうち少なくとも一方からなる入力情報とに基づいて目標エンジン回転数を決定する目標エンジン回転数算出モジュールと、
前記目標エンジン回転数モジュールにより決定された目標エンジン回転数が得られるように、所定の入力情報に基づいて前記エンジン出力制御部の操作量を決定する操作量算出モジュールとを備え、
前記目標エンジン回転数算出モジュールは、ステアリング角度が中立位置から増加するにしたがって、目標エンジン回転数の変化を小さくすることを特徴とする航走制御装置。
【請求項２】
推進力を制御可能なエンジンからなる推進装置を備えた船舶の航走制御装置において、
所定の入力情報に基づいて、前記エンジンの吸入空気量を電気的に制御する吸入空気量制御装置、電子制御燃料噴射装置、点火制御装置のうち少なくとも１つを用いてエンジン出力を制御するエンジン出力制御部を備え、
前記エンジン出力制御部は、前記船舶の速度、加速度、エンジン回転数、トリム角度、ピッチ角度、使用者の手動入力のうち少なくとも速度の情報と、ステアリング角度、ローリング角度のうち少なくとも一方からなる入力情報とに基づいて目標エンジン回転数を決定する目標エンジン回転数算出モジュールと、
前記目標エンジン回転数モジュールにより決定された目標エンジン回転数が得られるように、所定の入力情報に基づいて前記エンジン出力制御部の操作量を決定する操作量算出モジュールとを備え、
前記目標エンジン回転数算出モジュールは、ローリング角度が水平位置から増加するにしたがって、目標エンジン回転数の変化を小さくすることを特徴とする航走制御装置。
【請求項３】
前記操作量算出モジュールは、ステアリング角度が中立位置から増加するにしたがって操作量を大きくすることを特徴とする請求項１または２に記載の航走制御装置。
【請求項４】
前記操作量算出モジュールは、ローリング角度が水平位置から増加するにしたがって、操作量を大きくすることを特徴とする請求項１または２に記載の航走制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの吸入空気量を電気的に制御する装置を備えた船舶の航走制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の船舶において、使用者により操作されるスロットル（手元の操作子）と、エンジンからなる推進器のスロットル弁（吸気通路に備わる実際のバルブ）は、ケーブルやその他の機械的要素を用いて機械的に連結され、スロットル弁開度はスロットル開度によって一意に決定される。
【０００３】
また、特開２０００−１０８９９５公報に提案されているように、スロットルが電気信号を発生し、スロットル弁に取付けられたアクチュエータを駆動するように構成することにより、スロットル開度とスロットル弁開度との関係を非線形に設定することも可能であるが、やはりスロットル弁開度はスロットル開度により一意に決定される。
【０００４】
船舶の操作は、初心者にとっては非常に困難なものであり、上手に船を操縦できることは上級者のステイタスとなっている。
例えば、一定速度で航走を行うようなクルージング航走の状況、具体的には水上スキーやトローリングなどでは、一定速のクルーズ制御のために、使用者（操縦者）は常にエンジン回転数や速度に注意を払い、スロットルを微調整し続けなければならない。
【０００５】
しかし、船舶を取り巻く状況は常に一定ではなく、様々な外乱によって操船の特性は大きく変化する。例えば、気象や海象の変化、乗船人数や積載重量の変化、ステアリング操作やトリム操作等によって、船体の接水面積が変化し、抵抗が変化することにより、スロットル開度が一定であってもエンジン回転数や速度は時々刻々と変化する。このような状況でスロットルを微調整しながらクルージング操船を行うことは、運転者に過大な負担を強いることになり、特に初心者はステアリング操作に集中できない。
【０００６】
また、操船中に速度とスロットル開度のバランスが釣り合っていないような場合、キャビテーションと呼ばれる、プロペラがエアを噛み込み空転してしまう現象が発生し、エンジン回転数が急激に上昇するため、エンジンおよびプロペラやその他の駆動系に損傷を与えてしまうおそれがある。
【０００７】
従来の船舶用クルーズコントロール装置には、エンジン回転数制御方式と速度制御方式がある。
エンジン回転数制御方式の長所は、キャビテーションが発生した場合に速やかに収束することであり、短所は、船体が受ける抵抗が変化すると速度が変化するので目標エンジン回転数を目標速度に応じて運転者が修正しなければならないことである。
速度制御方式の長所は、船体の受ける抵抗の変化にかかわらず、目標速度で航走できることであり、短所は、キャビテーションが発生して速度が低下した場合に、増速のためスロットルを開けてしまいキャビテーションを悪化させることである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このようなクルーズコントロール方式で航走中、旋回のような急激に姿勢が変化する操作を行なうと、船体の受ける抵抗が増加するため、エンジン回転数制御方式では対水速度が低下し、速度制御方式では速度が著しく低下した場合にこれを補うようにスロットルを開けてしまうため、キャビテーションが発生しやすくなるという問題がある。
【０００９】
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、初心者でも容易にクルーズ制御による操船をすることができ、特に旋回時に安定した航走が可能で、キャビテーションを防止することができる船舶の航走制御装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、推進力を制御可能なエンジンからなる推進装置を備えた船舶の航走制御装置において、所定の入力情報に基づいて、前記エンジンの吸入空気量を電気的に制御する吸入空気量制御装置、電子制御燃料噴射装置、点火制御装置のうち少なくとも１つを用いてエンジン出力を制御するエンジン出力制御部を備え、前記エンジン出力制御部は、前記船舶の速度、加速度、エンジン回転数、トリム角度、ピッチ角度、使用者の手動入力のうち少なくとも速度の情報と、ステアリング角度、ローリング角度のうち少なくとも一方からなる入力情報とに基づいて目標エンジン回転数を決定する目標エンジン回転数算出モジュールと、前記目標エンジン回転数モジュールにより決定された目標エンジン回転数が得られるように、所定の入力情報に基づいて前記エンジン出力制御部の操作量を決定する操作量算出モジュールとを備え、前記目標エンジン回転数算出モジュールは、ステアリング角度が中立位置から増加するにしたがって、目標エンジン回転数の変化を小さくすることを特徴とする航走制御装置を提供する。
【００１１】
この構成によれば、速度を含む所定の入力情報に基づいて自動的に目標推進力が算出され、この算出された目標推進力が得られるように所定の入力情報に基づいて推進装置の操作量が算出される。これにより運転状態に応じて常に最適な推進力が得られる。この場合、目標推進力の算出のパラメータとして速度を含むため、キャビテーションによる極端な速度低下のときにこれを検出し、推進力を低下させてキャビテーションを防止できる。
また、この構成により、エンジン出力制御部に例えば一定速のクルーズ航走の目標となる速度を入力すると、この制御部で目標速度に対応する目標エンジン回転数を算出し、これに基づいて吸入空気量制御装置を電気的制御で自動操作し、目標速度を維持するように出力を自動制御する。目標速度の入力に代えて目標エンジン回転数を直接入力してもよい。この場合にもエンジン出力制御部で目標エンジン回転数に基づいて吸入空気量制御装置を電気的制御で自動操作して出力を自動制御する。したがって、運転者は、スロットル操作によるエンジン回転数維持を気にする必要がなくなり、ステアリング操作に集中でき、操船が容易にできる。
【００１２】
また、キャビテーション（プロペラの空転）が発生した場合に、エンジン回転数を落す方向に吸入空気量制御装置の操作量が算出されるため、キャビテーションに対し直ちに自動的に対処でき、エンジンやプロペラその他の駆動系への損傷を回避できる。
目標推進力を得るためには、エンジンの場合、目標エンジン回転数に実際のエンジン回転数が追従するように吸入空気量、燃料噴射量及び点火時期等を制御する。
ウォータジェットの場合には、目標エンジン回転数に実際のエンジン回転数が追従するように吸入空気量、燃料噴射量及び点火時期等を制御して目標の推進力を得る。
【００１３】
この構成によれば、エンジンを推進装置として用い、スロットル弁等の吸入空気量制御装置、電磁燃料噴射弁（インジェクタ）等の電子制御燃料噴射装置あるいは点火コイル等からなる点火制御装置を用いてエンジン出力を制御し、速度情報を含む入力情報に基づいて目標エンジン回転数を算出し、この目標エンジン回転数が得られるように所定の入力情報に基づいて出力制御の操作量が算出される。
【００１４】
また、本発明においては、前記目標エンジン回転数算出モジュールは、速度、加速度、エンジン回転数、トリム角度、ピッチ角度、使用者の手動入力のうち少なくとも速度の情報と、ステアリング角度、ローリング角度のうち少なくとも一方を入力として目標エンジン回転数を決定することを特徴としている。
この構成によれば、速度情報に加えてハンドル操作に応じたステアリング角度又はローリング角度を検出することにより旋回状態が判別され、これに基づいて旋回時の安定した航走制御及びキャビテーション防止ができる。
【００１５】
また、算出された又は入力された目標エンジン回転数と現在のエンジン回転数の情報を含め船舶で得られる各種情報を選択的に用いて、エンジン回転数が目標エンジン回転数に追従するように、例えば目標エンジン回転数と現在のエンジン回転数との差に基づいて、スロットル弁の操作量を適正に算出できる。この場合、他の情報をエンジン回転数制御のゲイン調整に用いて、例えばステアリング角度が小さいときは、ゲインを小さくして乗り心地を重視し、ステアリング角度が大きいときは、ゲインを大きくして追従性を重視するように制御してもよい。
【００１６】
本発明においては、前記目標エンジン回転数算出モジュールは、ステアリング角度が中立位置から増加するにしたがって、目標エンジン回転数の変化を小さくすることを特徴としている。
この構成によれば、ステアリング角度を大きくするほど、すなわち小回りの旋回のときほど目標エンジン回転数の変化を小さくすることにより、旋回時に常に安定して航走することができる。
【００１７】
本発明においては、前記目標エンジン回転数算出モジュールは、ローリング角度が水平位置から増加するにしたがって、目標エンジン回転数の変化を小さくすることを特徴としている。
この構成によれば、ローリング角度が大きくなるほど、すなわち小回りの旋回のときほど、エンジン回転数の変化を小さくすることにより、旋回時に常に安定して航走することができる。
【００１８】
本発明においては、前記操作量算出モジュールは、目標エンジン回転数、エンジン回転数、速度、加速度、トリム角度、ピッチ角度のうち少なくとも目標エンジン回転数及びエンジン回転数の情報と、ステアリング角度、ローリング角度のうち少なくとも一方を入力として前記エンジン出力制御部の操作量を決定することを特徴としている。
この構成によれば、目標エンジン回転数と実際のエンジン回転数の差に応じて操作量制御ができるとともに、ステアリング角度又はローリング角度の情報を加えることにより旋回状態を判別して旋回時に安定して航走できるように制御される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る航走制御装置を、電子スロットル弁を備えた船外機に適用した場合の構成図である。
【００２０】
船体１３の船尾にトリム駆動装置（シリンダ）８を介して船外機３が取付けられる。船外機３のエンジン１４の吸気管（不図示）に電子スロットル弁１２が備わり、航走制御装置１に接続される。航走制御装置１には、エンジン１４からのエンジン回転数検出情報や速度、加速度、ステアリング角度および使用者の入力操作による目標速度情報が入力される。
【００２１】
このような構成において、航走制御装置１は入力された情報に基づいて、後述のように、目標速度で運転されるエンジン回転数になるように電子スロットル弁１２の操作量を演算し、これに基づいて電子スロットル弁１２を駆動してエンジン出力を制御し一定の目標速度で航走するようにエンジン出力を自動制御する。
【００２２】
図２は、本発明に係る航走制御装置の基本ブロック図である。
推進力を制御可能な推進装置１５を備えた船舶の航走制御装置１６において、所定の入力情報に基づいて推進力を制御する推進力制御部１７を備え、前記推進力制御部１７は、少なくとも前記船舶の速度を含む所定の入力情報に基づいて目標推進力を決定する目標推進力算出モジュール１８と、前記目標推進力算出モジュール１８により決定された目標推進力が得られるように所定の入力情報に基づいて前記推進装置１５の操作量を決定する操作量算出モジュール１９とを備えている。
【００２３】
入力情報のデータは、速度やエンジン回転数その他の推進装置１５の運転状態の検出データ、気温や大気圧等の外部の環境データ及びスロットル操作量等の使用者の操作量データ等である。これらが入力側のインターフェイス２０を介して推進力制御部１７に入力される。推進力制御部１７内で算出された操作量データは出力側インターフェイス２１を介して出力され推進装置１５を駆動する。
【００２４】
図３は、本発明の実施形態に係る航走制御装置のブロック構成図である。この例は船外機を備えた小型船舶に適用したものである。
この航走制御装置１は船体側に設けたエンジン出力制御部２からなり、船外機３に備わる吸入空気量を電気的に制御する装置（吸入空気量制御装置４：例えば電子スロットル弁）およびその他のエンジン出力に関与する燃料噴射装置６や点火装置７等を駆動制御する。
【００２５】
航走制御装置１には、外部の環境情報信号ラインａ、使用者の操作量情報信号ラインｂおよび船外機の状態量情報信号ラインｃがインターフェース５（入力部）を介して入力される。外部の環境情報は、気温や大気圧の検出情報である。使用者の操作量情報は、スロットル操作量、ステアリング操作量および目標速度の入力量等である。船外機の状態量は、速度、加速度、エンジン回転数、冷却水温、スロットル弁開度、トリム角度および船の姿勢等である。
【００２６】
エンジン出力制御部２は、所定の入力情報に基づいて目標エンジン回転数を決定する目標エンジン回転数算出モジュール９と、この目標エンジン回転数算出モジュールにより決定された目標エンジン回転数にエンジン回転数が追従するように、吸入空気量制御装置４の操作量を決定するエンジン出力操作量算出モジュール１０とを備えている。エンジン出力操作量算出モジュール１０は、さらに目標エンジン回転数を維持するために燃料噴射装置６の燃料噴射量及び点火装置７の点火時期を算出しその駆動操作量を決定する。
【００２７】
このときトリム駆動装置（不図示）によるトリム角を算出しその駆動操作量を決定することもできる。エンジン出力操作量算出モジュール１０の演算により決定された吸入空気量制御装置４等の操作量に基づいて、インターフェース１１（出力部）を介して船外機３の吸入空気量制御装置４や燃料噴射装置６等の駆動装置（不図示）を駆動制御し目標エンジン回転数となるように各装置が駆動される。
【００２８】
これにより、例えば目標エンジン回転数算出モジュール９を、速度が一定となるような目標エンジン回転数を算出するように構成し、これに応じて、エンジン出力操作量算出モジュール１０が、この目標エンジン回転数に実際のエンジン回転数が追従するような吸入空気量制御装置４の操作量を算出し、この操作量で吸入空気量制御装置４を駆動する。
【００２９】
したがって、使用者が吸入空気量制御装置（電子スロットル弁）４の操作レバー（スロットル）を操作することなく自動的に一定の速度で航走できる。
また、キャビテーション発生時にエンジン回転数が目標エンジン回転数から著しく上昇した場合、エンジン出力操作量算出モジュール１０は、吸入空気量を減少させる方向に吸入空気量制御装置４を駆動するため、速やかにキャビテーションを収束させることができる。
【００３０】
図４は、図３の航走制御装置のブロック構成図である。
航走制御装置１は、電子スロットル弁制御部２Ａ（図３のエンジン出力制御部２に対応）を備える。この電子スロットル弁制御部２Ａは、使用者からの目標速度の入力情報に応じて目標エンジン回転数を算出する目標エンジン回転数算出モジュール９と、実際のエンジン回転数が算出された目標エンジン回転数となるような電子スロットル弁１２の開度を算出する電子スロットル弁開度算出モジュール１０Ａ（図３のエンジン出力操作量算出モジュール１０に対応）とを含み、算出された電子スロットル弁開度の操作量で電子スロットル弁１２を駆動する。これにより、目標エンジン回転数となる吸入空気量が供給され目標速度航走でのエンジン出力が得られ、一定速度での自動クルーズ制御ができる。
【００３１】
図５は、図４の電子スロットル弁制御部２Ａのブロック構成図である。
目標エンジン回転数算出モジュール９は、速度偏差及び加速度に基づきファジィルールにしたがって目標エンジン回転数変化量を算出するファジィ推論システム２２を備える。このファジィ推論システム２２で算出した目標エンジン回転数変化量に対し、ステアリング角度に基づいて補正率算出モジュール２３が補正率を算出し、これを上記目標エンジン回転数変化量に乗ずることにより、目標エンジン回転数データを得る。
【００３２】
この目標エンジン回転数データと実際のエンジン回転数データとの差からエンジン回転数偏差を求め、このエンジン回転数偏差データとエンジン回転数変化量データを電子スロットル弁開度算出モジュール１０Ａ内に備わるファジィ推論システム２４に入力する。ファジィ推論システム２４は、上記入力データに基づいて電子スロットル弁開度変化量を算出する。この電子スロットル弁開度変化量の算出データに対し、ステアリング角度に基づいて補正率算出モジュール２５が補正率を算出し、これを上記電子スロットル弁開度変化量に乗ずることにより、電子スロットル弁開度データを得る。
【００３３】
図６は、上記補正率を示すグラフである。横軸はステアリング変位率であり、０は中立位置、１は最大ステアリング角度位置を示す。縦軸は補正率である。
実線ａは、図５の目標エンジン回転数算出モジュール９における補正率算出モジュール２３で用いる補正率を示す。この実線ａでは、補正率は１より小さく、かつステアリング角度が大きくなるほど補正率が小さくなっている。
点線ｂは、図５の電子スロットル弁開度算出モジュール１０Ａの補正率算出モジュール２５で用いる補正率を示す。この点線ｂでは、補正率は１より大きく、かつステアリング角度が大きくなるほど補正率も大きくなっている。
【００３４】
図７は、上記航走制御装置による航走制御動作のフローチャートである。
まず、使用者は目標速度の設定を行う（ステップ１）。この目標速度は使用者が決定した任意の値を入力してもよく、あるいはメーカーが出荷段階で用意した複数の値の中から選択してもよい。
【００３５】
次に、目標エンジン回転数の初期値が設定される（ステップ２）。この場合、現在の速度が目標速度付近であるときは、現在の目標エンジン回転数が目標エンジン回転数の初期値として設定される。現在の速度が目標速度付近でないときは、予め設定された目標エンジン回転数の初期値を用いる。目標エンジン回転数の初期値は、使用者が決定した任意の値を入力してもよく、あるいはメーカーが出荷段階で用意した複数の値の中から選択してもよい。このような初期値を基準として、後述のように、実測した現在のエンジン回転数との差に基づいて、エンジン回転数が目標エンジン回転数に追従するようにフィードバック制御が行われる。
【００３６】
次に、前述のようにステアリング角度に基づいて図６の実線ａにしたがって、目標エンジン回転数の補正率を算出する（ステップ３）。続いて、図６の実線ｂにしたがって、電子スロットル弁開度の補正率を算出する（ステップ４）。
次に、これらの補正率を用いて目標エンジン回転数（ステップ５）及び電子スロットル弁開度（ステップ６）を算出する。
【００３７】
次に、電子スロットル弁開度算出データに基づいて、実際に電子スロットル弁を駆動操作する（ステップ７）。次のステップ８で航走制御プログラムによる自動制御モード運転かどうかを判別し、航走制御運転であれば、このステップ３〜ステップ７の動作を繰返す。航走制御運転が解除されたら通常の運転モードに復帰する（ステップ９）。
【００３８】
図８は、本発明の別の実施形態に係る航走制御装置のブロック図である。
この例では、前述の図５の例における補正率算出モジュール２３．２５に代えて、ステアリング角度データをそれぞれファジィ推論システム２２，２４に入力してファジィルールに基づいて目標エンジン回転数及び電子スロットル弁開度を算出する。その他の構成及び作用効果は図５の例と同様である。
【００３９】
図９は、前述の目標エンジン回転数算出のためのファジィルールの説明図である。
（Ａ）のメンバシップ関数から速度偏差および加速度の推論値を求め、これを（Ｂ）のファジィルールに当てはめて重みの平均を求め目標エンジン回転数の変化量（現在のエンジン回転数と目標とするエンジン回転数との差）を算出する。メンバシップ関数の速度偏差（目標速度と実際の速度との差）は実際の速度の検出値から求め、加速度は速度検出値を演算して求める。
【００４０】
速度偏差および加速度に応じて、メンバシップ関数から、プラス側の大小（ＰＬ，ＰＳ）およびマイナス側の大小（ＮＬ，ＮＳ）に対応した４つの値が求まり、これらを（Ｂ）のファジィルールの対応する４つの値に重み付けして平均値を算出する。これにより目標エンジン回転数変化量が求められる。このファジィルールの各値は例えば熟練者の経験や知識に基づいて設定される。したがって、速度を検出することにより、その速度に対応して熟練者の操作と同様な操作量となる最適な目標エンジン回転数変化量が得られる。
図１０は、図９で求めた目標エンジン回転数変化量に基づいてスロットル開度の操作量を求めるためのファジィルールの説明図である。
【００４１】
上記図９と同様に、メンバシップ関数からエンジン回転数偏差（目標エンジン回転数と実際のエンジン回転数との差）はエンジン回転数の検出値から求め、エンジン回転数変化量はエンジン回転数検出値から演算により求める。これらのメンバシップ関数の値から、（Ｂ）のファジィルールの重み付けによる演算処理を行ってスロットル弁開度の変化量を求める。この変化量が現在のスロットル弁の開度に対し変化させる操作量となる。
上記のように、電子スロットル弁を制御することにより、吸入空気量が制御されることになり、目標エンジン回転数に追従するようにエンジン回転数が制御され、これにより、目標速度に追従するように速度が制御される。
【００４２】
船外機を備えた小型船舶や船内にエンジンを搭載した小型船舶あるいは小型滑走艇等は、天候や季節の変化により使用環境が著しく変動し、また、乗船人数や積載重量およびステアリング操作やトリム操作によって、船体の受ける抵抗が大きく変化するため、速度とエンジン回転数の関係が時々刻々と変動する。このため、スロットル操作によって速度を一定に保つことは、初心者でなくとも困難であり、熟練を要するむずかしい操船技術である。これに対処して、本実施形態では、前述のように、航走制御装置の電子スロットル弁制御部を、目標エンジン回転数算出モジュールと電子スロットル弁開度算出モジュールとにより構成することにより、スロットル操作を行うことなく、一定速度で航走することができ、スロットル操作を気にすることなく、ステアリング操作のみに集中して操船できる。
【００４３】
このため、使用者の操船の負担が軽減し、安定した航走ができるとともに操船時の安全性が向上し、さらに、キャビテーションを防止できるという顕著な効果が得られる。
図１１は、本発明の別の実施形態に係る航走制御装置の構成図である。
この例は、前述の図３の例における船外機３にトリム駆動装置８をブロック表示したものである（実際には、図３の例においてもトリム駆動装置は備わっている）。このトリム駆動装置８からトリム角度を検出できる。その他の構成及び作用効果は図３の例と同様である。
【００４４】
図１２は、図１１の航走制御装置のブロック構成図である。
航走制御装置１は、電子スロットル弁制御部２Ａ（図１１のエンジン出力制御部２に対応）を備える。この電子スロットル弁制御部２Ａは、使用者からの目標速度の入力情報に応じて目標エンジン回転数を算出する目標エンジン回転数算出モジュール９と、実際のエンジン回転数が算出された目標エンジン回転数となるような電子スロットル弁１２の開度を算出する電子スロットル弁開度算出モジュール１０Ａ（図１２のエンジン出力操作量算出モジュール１０に対応）とを含み、算出された電子スロットル弁開度の操作量で電子スロットル弁１２を駆動する。これにより、目標エンジン回転数となる吸入空気量が供給され目標速度航走でのエンジン出力が得られ、一定速度での自動クルーズ制御ができる。
【００４５】
図１３は、図１１の航走制御装置による航走制御のフローチャートである。
まず、使用者は目標速度の設定を行う（ステップＳ１）。この目標速度は使用者が決定した任意の値を入力してもよく、あるいはメーカーが出荷段階で用意した複数の値の中から選択してもよい。
【００４６】
次に、目標エンジン回転数の初期値が設定される（ステップＳ２）。この場合、現在の速度が目標速度付近であるときは、現在の目標エンジン回転数が目標エンジン回転数の初期値として設定される。現在の速度が目標速度付近でないときは、予め設定された目標エンジン回転数の初期値を用いる。目標エンジン回転数の初期値は、使用者が決定した任意の値を入力してもよく、あるいはメーカーが出荷段階で用意した複数の値の中から選択してもよい。このような初期値を基準として、後述のように、実測した現在のエンジン回転数との差に基づいて、エンジン回転数が目標エンジン回転数に追従するようにフィードバック制御が行われる。
【００４７】
次に、目標エンジン回転数算出モジュール９（図１１）により目標エンジン回転数が算出される（ステップＳ３）。目標エンジン回転数算出モジュールは、ファジィ推論システムにより構成され、推論法として、例えば簡略推論法を採用し、目標速度と現在速度の偏差、加速度を入力として、目標エンジン回転数変化量を推論し、現在の目標エンジン回転数との和を新しい目標エンジン回転数として出力する。このファジィ推論システムのファジィルールテーブルは、熟練者の操船知識をもとに設計され、簡略推論法におけるファジィルールは実数値で表わされる（前述の図９参照）。
【００４８】
続いて、この目標エンジン回転数に基づいて電子スロットル弁の開度を算出する（ステップＳ４）。この電子スロットル弁開度算出モジュール１０Ａ（図１１）も上記目標エンジン回転数算出モジュールと同様にファジィ推論システムにより構成され、推論法として簡略推論法を採用し、目標エンジン回転数と現在エンジン回転数との偏差、単位時間あたりのエンジン回転数変化量を入力として、電子スロットル弁開度変化量を推論し、現在の電子スロットル弁開度との和を新しい電子スロットル弁開度として出力する（前述の図１０参照）。
【００４９】
このようにして算出された電子スロットル弁開度に一致するように電子スロットル弁が駆動制御される（ステップＳ５）。この場合、電子スロットル弁の制御とともに、前述の図１１に示した燃料噴射装置６、点火装置７およびトリム駆動装置８についても、目標速度に対応した目標エンジン回転数に基づいて各々の操作量を算出してこれらを駆動制御してもよい。
【００５０】
使用者が航走制御を解除すると（ステップＳ６）、電子スロットル弁の開度は、スロットル（スロットルレバー）の開度により規定される開度に緩やかに変化し、以降通常のスロットルレバーによる操船を行う（ステップＳ７）。この場合、航走制御中スロットルレバーは操作されず一定位置に置かれたままであるため、航走制御を解除した時点でスロットル弁がスロットルレバーの位置に対応した開度に移動する。したがって、解除時点でスロットル弁の開度とスロットルレバーの指示開度の差が大きいと、急激な出力変化を来たし安定した航走ができなくなる。
【００５１】
そこで航走制御解除時のスロットル開度を検出し、実際のスロットル弁の開度との差を算出してその差に応じてスロットル弁がゆっくりスロットルレバーによる指示開度に一致するようにスロットル弁を駆動制御する。なお、スロットルレバーの開度は航走制御中に逐次検出してこれをスロットル開度情報として保存し、通常の航走制御へ移行したときに他の保存情報とともにこのスロットル開度情報を読み出してスロットル弁の開度制御を行ってもよい。
【００５２】
本発明はこの実施形態に限定されることなく、例えば、エンジン出力操作量算出モジュールのゲインをステアリング角度に応じて調整するように構成してもよい。具体的には、比例−微分制御で構成された電子スロットル弁開度算出モジュールを用いた場合、ステアリング角度が小さい場合（直進状態の場合）は、微分ゲインを調整することによりエンジン回転数変動の少ない乗り心地重視の制御を行い、ステアリング角度が大きい場合（旋回状態の場合）は、比例ゲインを調整することにより、目標エンジン回転数からの偏差の少ない追従性重視の制御を行うことができる。
【００５３】
さらに、上記実施形態では、電子スロットル弁制御の船外機を備えた船舶に適用した例について説明したが、本発明はこのような船外機に限定されることはなく、例えば、電子スロットル弁を備えた船舶の船内機または船内外機、あるいは電子スロットル弁を備えた水上バイクその他小型滑走艇等の水上乗物に適用できる。
【００５４】
以上説明した本発明の航走制御装置を、船舶のクルーズ制御システムとして構成すると、以下の３つのシステムに大別できる。
（１）自動車と同様のクルーズ制御：
（１−ａ）概要：運転者が好みの速度になるまで加速し、スイッチを押したときの速度を目標速度としてクルーズ制御を行う。
（１−ｂ）構成要素：電子スロットル弁、燃料噴射装置、点火装置、スイッチ等
（１−ｃ）制御内容：速度、加速度入力から目標エンジン回転数を算出し、エンジン回転数が目標エンジン回転数に追従するように、電子スロットル弁、燃料噴射弁、点火時期を制御
（１−ｄ）目標エンジン回転数算出モジュールの入力情報：主情報として速度および加速度、副情報としてステアリング操作量、トリム角度、姿勢、気温、大気圧および冷却水温等
（１−ｅ）効果：運転者はスロットルに触れることなく目標速度を維持できる。
【００５５】
（２）船舶独自のクルーズ制御（その１）：
（２−ａ）概要：任意の状態（例えば停船中）にスイッチを押すと、運転者が目標速度入力手段を介して設定した速度を目標速度としてクルーズ制御を行う。
（２−ｂ）構成要素：電子スロットル弁、燃料噴射装置、点火装置、目標速度入力手段（レバー、端末）、スイッチ等
（２−ｃ）制御内容：速度、加速度入力から目標エンジン回転数を算出し、エンジン回転数が目標エンジン回転数に追従するように、電子スロットル弁、燃料噴射弁、点火時期を制御
（２−ｄ）目標エンジン回転数算出モジュールの入力情報：主情報として速度および加速度、副情報としてステアリング操作量、トリム角度、姿勢、気温、大気圧および冷却水温等
（２−ｅ）効果：運転者はスロットルに触れることなく、停船状態から目標速度まで加速し、その速度を維持できる。キャビテーションを防止できる。
【００５６】
（３）船舶独自のクルーズ制御（その２）：
（３−ａ）概要：運転者が目標速度に代えて定速航走に対応した目標エンジン回転数を直接入力する。目標エンジン回転数を変化させることができる。
（３−ｂ）構成要素：電子スロットル弁、燃料噴射装置、点火装置、目標エンジン回転数入力手段（レバー、ダイヤル）、スイッチ等
（３−ｃ）制御内容：目標エンジン回転数入力手段の操作量から目標エンジン回転数を算出し、エンジン回転数が目標エンジン回転数に追従するように、電子スロットル弁、燃料噴射弁、点火時期を制御
（３−ｄ）目標エンジン回転数算出モジュールの入力情報：主情報としてレバー操作量、副情報として速度、加速度、ステアリング操作量、トリム角度、姿勢、気温、大気圧、冷却水温等
（３−ｅ）効果：運転者の指示したエンジン回転数を維持することにより、キャビテーションを防止しつつ任意の一定速度で航走できる。
【００５７】
【産業上の利用可能性】
以上説明したように、本発明では、エンジン出力制御部（電子スロットル弁制御部）に例えば一定速のクルーズ航走の目標となる速度またはこれに対応するエンジン回転数を入力すると、これに基づいて吸入空気量制御装置（電子スロットル弁）を電気的制御で自動操作し、目標速度を維持するように出力を自動制御する。したがって、運転者は、スロットル操作によるエンジン回転数維持を気にする必要がなくなり、ステアリング操作に集中でき、操船が容易にできる。
特に、旋回時の航走の安定性が向上する。
また、キャビテーション（プロペラの空転）が発生した場合に、エンジン回転数を落す方向に吸入空気量制御装置の操作量が算出されるため、キャビテーションに対し直ちに自動的に対処でき、エンジンやプロペラその他の駆動系への損傷を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  電子スロットル弁を備えた船外機の航走制御装置の構成図である。
【図２】  本発明の航走制御装置の基本構成図である。
【図３】  本発明の航走制御装置のブロック構成図である。
【図４】  図３の航走制御装置の実施形態のブロック構成図である。
【図５】  図４の航走制御装置の電子スロットル弁制御部のブロック構成図である。
【図６】  ステアリング角に基づく補正率のグラフである。
【図７】  図５の電子スロットル弁制御部の制御動作のフローチャートである。
【図８】  本発明の別の実施形態に係る電子スロットル弁制御部の構成図である。
【図９】  目標エンジン回転数算出のファジィルールの説明図である。
【図１０】  電子スロットル弁開度算出のファジィルールの説明図である。
【図１１】  本発明の航走制御装置の別の例のブロック構成図である。
【図１２】  図１１の航走制御装置の実施形態のブロック構成図である。
【図１３】  図１２の電子制御弁制御部の制御動作のフローチャートである。
【符号の説明】
１，１６…航走制御装置、２…エンジン出力制御部、３…船外機、４…吸入空気量制御装置、６…燃料噴射装置、７…点火装置、９…目標エンジン回転数算出モジュール、１０…エンジン出力操作量算出モジュール、１０Ａ…電子スロットル弁開度算出モジュール、１２…電子スロットル弁、１４…エンジン、１７…推進力制御部、１８…目標推進力算出モジュール、１９…操作量算出モジュール。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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