特開 2024-139552 船舶の制御システム、及び、船舶を制御するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024139552

(43)【公開日】2024-10-09

(54)【発明の名称】船舶の制御システム、及び、船舶を制御するための方法

(51)【国際特許分類】

   B63H 20/00 20060101AFI20241002BHJP

   B63H 20/08 20060101ALI20241002BHJP

【ＦＩ】

B63H20/00 803

B63H20/08 100

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023050543

(22)【出願日】2023-03-27

(71)【出願人】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(74)【代理人】

【識別番号】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(72)【発明者】

【氏名】井上 宏

(72)【発明者】

【氏名】原田 秀彦

(57)【要約】

【課題】駆動源の負荷により船舶における不具合を早期に発見する。
【解決手段】制御システムは、船舶推進器と、負荷センサと、コンピュータとを備える。負荷センサは、船舶推進器の駆動源の負荷データを検出する。コンピュータは、船舶の不具合を判定するための判定ロジックを記憶している。コンピュータは、負荷データを取得する。コンピュータは、判定ロジックを参照して負荷データに基づいて船舶の不具合を判定する。判定ロジックは、異物付着判定ロジックと、プロペラマッチング判定ロジックと、着水判定ロジックとの少なくとも１つを含む。異物付着判定ロジックは、船舶への異物の付着を判定する。プロペラマッチング判定ロジックは、船舶推進器におけるプロペラのマッチングを判定する。ダンパ滑り判定ロジックは、船舶推進器におけるプロペラダンパの滑りを判定する。着水判定ロジックは、船舶の着水を判定する。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

船舶の制御システムであって、
駆動源を含み、前記船舶に取り付けられる船舶推進器と、
前記駆動源の負荷を示す負荷データを検出する負荷センサと、
前記船舶の不具合を判定するための判定ロジックを記憶しており、前記負荷データを取得し、前記判定ロジックを参照して前記負荷データに基づいて前記船舶の不具合を判定するコンピュータと、
を備え、
前記判定ロジックは、
前記船舶への異物の付着を判定する異物付着判定ロジックと、
前記船舶推進器におけるプロペラのマッチングを判定するプロペラマッチング判定ロジックと、
前記船舶推進器におけるプロペラダンパの滑りを判定するダンパ滑り判定ロジックと、
前記船舶の着水を判定する着水判定ロジックと、
の少なくとも１つを含む、
制御システム。

【請求項2】

前記駆動源は、エンジンを含み、
前記負荷センサは、
前記エンジンの吸気圧を検出する吸気圧センサと、
エンジン回転速度を検出するエンジン速度センサと、
を含み、
前記コンピュータは、
前記吸気圧と前記エンジン回転速度とを、前記負荷データとして取得し、
前記吸気圧と前記エンジン回転速度とに基づいて、前記船舶の不具合を判定する、
請求項１に記載の制御システム。

【請求項3】

前記コンピュータは、
前記船舶の初期状態における船速と前記駆動源の負荷との関係を示す初期負荷データを記憶しており、
前記船舶の船速を取得し、
前記異物付着判定ロジックにより、前記船舶の定常航行中に、前記駆動源の負荷が、前記船速に対する前記初期負荷データが示す負荷よりも所定値以上、高い場合に、前記船舶に異物が付着していると判定する、
請求項１に記載の制御システム。

【請求項4】

前記コンピュータは、
前記船舶の積荷の重さを示す積荷データを取得し、
前記異物付着判定ロジックにより、前記積荷データを考慮して、前記船舶に異物が付着しているかを判定する、
請求項３に記載の制御システム。

【請求項5】

前記駆動源は、エンジンを含み、
前記負荷センサは、
前記エンジンの吸気圧を検出する吸気圧センサと、
エンジン回転速度を検出するエンジン速度センサと、
を含み、
前記コンピュータは、
前記吸気圧と前記エンジン回転速度とを、前記負荷データとして取得し、
前記プロペラマッチング判定ロジックにより、前記船舶の定常航行中に、前記吸気圧と前記エンジン回転速度とが所定範囲外である場合に、前記船舶推進器において前記プロペラがマッチングしていないと判定する、
請求項１に記載の制御システム。

【請求項6】

前記駆動源は、エンジンを含み、
前記負荷センサは、
前記エンジンの吸気圧を検出する吸気圧センサと、
エンジン回転速度を検出するエンジン速度センサと、
を含み、
前記コンピュータは、
前記吸気圧と前記エンジン回転速度とを、前記負荷データとして取得し、
前記ダンパ滑り判定ロジックにより、前記吸気圧と前記エンジン回転速度に対して、前記負荷が、所定値以上、低下している場合に、前記船舶推進器においてプロペラダンパが滑っていると判定する、
請求項１に記載の制御システム。

【請求項7】

前記駆動源は、エンジンを含み、
前記エンジンの出力を制御するために操作されるスロットル操作部材をさらに備え、
前記負荷センサは、エンジン回転速度を検出するエンジン速度センサを含み、
前記コンピュータは、
前記エンジン回転速度と、前記スロットル操作部材の操作量とを、前記負荷データとして取得し、
前記着水判定ロジックにより、前記スロットル操作部材の操作量が一定にも関わらず、前記エンジン回転速度が、所定値以上、上昇した場合に、前記船舶が着水したと判定する、
請求項１に記載の制御システム。

【請求項8】

船舶を制御するための方法であって、
前記船舶は、駆動源を有する船舶推進器を含み、
前記方法は、
前記駆動源の負荷を示す負荷データを取得することと、
前記船舶の不具合を判定するための判定ロジックを参照して、前記負荷データに基づいて前記船舶の不具合を判定することと、
を備え、
前記判定ロジックは、
前記船舶への異物の付着を判定する異物付着判定ロジックと、
前記船舶推進器におけるプロペラのマッチングを判定するプロペラマッチング判定ロジックと、
前記船舶推進器におけるプロペラダンパの滑りを判定するダンパ滑り判定ロジックと、
前記船舶の着水を判定する着水判定ロジックと、
の少なくとも１つを含む、
方法。

【請求項9】

前記駆動源は、エンジンを含み、
前記エンジンの吸気圧とエンジン回転速度とを、前記負荷データとして取得することと、
前記吸気圧と前記エンジン回転速度とに基づいて、前記船舶の不具合を判定すること、
を備える、
請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記船舶の初期状態において、船速と前記駆動源の負荷との関係を示す初期負荷データを記録することと、
前記船舶の船速を取得することと、
前記異物付着判定ロジックにより、前記船舶の定常航行中に、前記駆動源の負荷が、前記船速に対する前記初期負荷データが示す負荷よりも所定値以上、高い場合に、前記船舶に異物が付着していると判定すること、
を備える請求項８に記載の方法。

【請求項11】

前記船舶の積荷の重さを示す積荷データを取得することと、
前記異物付着判定ロジックにより、前記積荷データを考慮して、前記船舶に異物が付着しているかを判定すること、
を備える請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記駆動源は、エンジンを含み、
前記エンジンの吸気圧とエンジン回転速度とを、前記負荷データとして取得することと、
前記プロペラマッチング判定ロジックにより、前記船舶の定常航行中に、前記吸気圧と前記エンジン回転速度とが所定範囲外である場合に、前記船舶推進器において前記プロペラがマッチングしていないと判定すること、
を備える請求項８に記載の方法。

【請求項13】

前記駆動源は、エンジンを含み、
前記エンジンの吸気圧とエンジン回転速度とを、前記負荷データとして取得することと、
前記ダンパ滑り判定ロジックにより、前記吸気圧と前記エンジン回転速度に対して、前記負荷が所定値以上、低下している場合に、前記船舶推進器においてプロペラダンパが滑っていると判定すること、
を備える請求項８に記載の方法。

【請求項14】

前記駆動源は、エンジンを含み、
エンジン回転速度と、前記エンジンの出力を制御するために操作されるスロットル操作部材の操作量とを、前記負荷データとして取得することと、
前記着水判定ロジックにより、前記スロットル操作部材の操作量が一定にも関わらず、前記エンジン回転速度が、所定値以上、上昇した場合に、前記船舶が着水したと判定すること、
を備える請求項８に記載の方法。

【請求項15】

請求項１から７のいずれかに記載の制御システムを備える船舶。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、船舶の制御システム、及び、船舶を制御するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

船舶に搭載されたコントローラが、船舶の各種の機器から、機器の状態を示す状態データを検出し、状態データに基づいて、船舶の不具合を判定するシステムが知られている。例えば、特許文献１では、船舶情報収集装置が、船舶に搭載されている。船舶情報収集装置は、各種の機器の船舶情報を取得し、船舶情報の値に基づいて、不具合の発生を判定する。船舶情報収集装置は、陸上のサーバと通信可能であり、不具合が発生したと判定した場合に、サーバに船舶情報を送信する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－１１３５３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したシステムでは、コントローラは、不具合を判定するための判定ロジックを記憶している。コントローラは、判定ロジックを参照して、状態データに基づいて、不具合の発生を判定する。例えば、船舶情報収集装置は、振動計の検出値を取得し、検出値が閾値より大きいときに、不具合が発生していると判定する。

【0005】

しかし、船舶において発生する不具合には様々なものがある。例えば、船舶にフジツボなどの異物が付着した場合には、船舶への水の抵抗が大きくなり、燃費が低下する。しかし、フジツボは徐々に船舶に付着するため、船舶のユーザがフジツボの付着を早期に気づくことは困難である。

【0006】

また、船舶推進器にはプロペラが取り付けられる。その際、船舶、或いは船舶推進器にマッチしていないプロペラが取り付けられた場合には、船舶推進器の性能を最大限に発揮することはできない。しかし、船舶のユーザが、プロペラが船舶及び船舶推進器にマッチしていないことに気づくことは困難である。

【0007】

また、船舶推進器には、プロペラダンパを介してプロペラがプロペラシャフトに取り付けられる。プロペラダンパは、例えばゴムなどの弾性体で形成されており、使用、或いは経年により劣化する。プロペラダンパが劣化すると、プロペラとプロペラシャフトとの間に滑りが発生することがある。その場合、エンジン回転速度の上昇に対して船速が適切に上昇しない。しかし、船舶のユーザが、プロペラダンパの滑りに気づくことは困難である。

【0008】

また、波がある程度高い環境下で航走する場合、船舶が一時的に水面から離れることもある。そのような場合、着水時に船舶が衝撃を受ける。そのような環境下で頻繁に運転される場合には、船舶において不具合が発生することがある。しかし、船舶を修理、或いはメンテナンスするディーラーが、船舶が着水により衝撃を受けた頻度を把握することは困難である。そのため、ディーラーが、不具合の原因を把握することは容易ではない。

【0009】

本発明の目的は、駆動源の負荷により船舶における不具合を早期に発見することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様に係る船舶の制御システムは、船舶推進器と、負荷センサと、コンピュータとを備える。船舶推進器は、駆動源を含み、船舶に取り付けられる。負荷センサは、駆動源の負荷を示す負荷データを検出する。コンピュータは、船舶の不具合を判定するための判定ロジックを記憶している。コンピュータは、負荷データを取得する。コンピュータは、判定ロジックを参照して負荷データに基づいて船舶の不具合を判定する。判定ロジックは、異物付着判定ロジックと、プロペラマッチング判定ロジックと、着水判定ロジックとの少なくとも１つを含む。異物付着判定ロジックは、船舶への異物の付着を判定する。プロペラマッチング判定ロジックは、船舶推進器におけるプロペラのマッチングを判定する。ダンパ滑り判定ロジックは、船舶推進器におけるプロペラダンパの滑りを判定する。着水判定ロジックは、船舶の着水を判定する。

【0011】

本発明の他の態様に係る方法は、船舶を制御するための方法である。船舶は、船舶推進器を含む。船舶推進器は、駆動源を有する。当該方法は、駆動源の負荷を示す負荷データを取得することと、船舶の不具合を判定するための判定ロジックを参照して、負荷データに基づいて船舶の不具合を判定することと、を備える。判定ロジックは、異物付着判定ロジックと、プロペラマッチング判定ロジックと、着水判定ロジックとの少なくとも１つを含む。異物付着判定ロジックは、船舶への異物の付着を判定する。プロペラマッチング判定ロジックは、船舶推進器におけるプロペラのマッチングを判定する。ダンパ滑り判定ロジックは、船舶推進器におけるプロペラダンパの滑りを判定する。着水判定ロジックは、船舶の着水を判定する。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、判定ロジックを参照して負荷データに基づいて船舶の不具合が判定される。判定ロジックは、船舶への異物の付着を判定する異物付着判定ロジックと、船舶推進器におけるプロペラのマッチングを判定するプロペラマッチング判定ロジックと、船舶推進器におけるプロペラダンパの滑りを判定するダンパ滑り判定ロジックと、船舶の着水を判定する着水判定ロジックと、の少なくとも１つを含む。そのため、これらの不具合の少なくとも１つについて、船舶のユーザ、或いはディーラーが、早期に気づくことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係る船舶を示す斜視図である。

【図2】船舶推進器の側面図である。

【図3】駆動源の模式的断面図である。

【図4A】シフト機構の拡大図である。

【図4B】シフト機構の拡大図である。

【図5A】船舶推進器のチルト動作を示す図である。

【図5B】船舶推進器のチルト動作を示す図である。

【図6】船舶推進器の制御系を示すブロック図である。

【図7】クランクセンサとカムセンサとによる位相の検出方法を示す図である。

【図8】実施形態に係る船舶の制御システムの構成を示すブロック図である。

【図9】船舶コンピュータの構成を示すブロック図である。

【図10】異物付着判定ロジックにおける正常負荷領域と現在の負荷領域との一例を示す図である。

【図11】異物付着判定ロジックにおける積荷データの一例を示す図である。

【図12】プロペラマッチング判定ロジックにおける正常負荷領域と現在の負荷領域との一例を示す図である。

【図13】ダンパ滑り判定ロジックにおける正常負荷領域と現在の負荷領域との一例を示す図である。

【図14】着水判定ロジックにおける正常負荷領域と現在の負荷データとの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る船舶１００を示す斜視図である。船舶１００の船尾には、船舶推進器１が取り付けられる。船舶推進器１は、船舶１００を推進させるスラストを発生させる。本実施形態において、船舶推進器１は、船外機である。船舶推進器１は、ブラケット２を介して、船舶１００に取り付けられる。

【0015】

図２は、船舶推進器１の側面図である。図２に示すように、船舶推進器１は、駆動源１０と、駆動軸１１と、プロペラ軸１２と、シフト機構１３とを含む。駆動源１０は、駆動源として、船舶１００を推進させる推進力を発生させる。駆動源１０は、エンジンである。駆動源１０は、クランク軸１４を含む。クランク軸１４は、鉛直方向に延びている。クランク軸１４には、フライホイール１５が接続されている。駆動源１０は、スタータモータ１６を含む。スタータモータ１６は、クランク軸１４に接続されており、駆動源１０を始動させる。

【0016】

図３は、駆動源１０の模式的断面図である。図３に示すように、駆動源１０は、ピストン１７とコンロッド１８とを含む。ピストン１７は、コンロッド１８を介してクランク軸１４に接続されている。駆動源１０は、燃焼室２１と、吸気ポート２２と、排気ポート２３とを含む。吸気ポート２２と排気ポート２３とは、燃焼室２１に連通している。駆動源１０は、吸気管２４と、排気管２５と、吸気バルブ２６と、排気バルブ２７とを含む。

【0017】

吸気管２４は、吸気ポート２２に接続されている。吸気バルブ２６は、吸気ポート２２を開閉する。排気管２５は、排気ポート２３に接続されている。排気バルブ２７は、排気ポート２３を開閉する。駆動源１０は、排気カム軸２８と吸気カム軸２９とを含む。排気カム軸２８と吸気カム軸２９とは、図２に示すタイミングベルト３０を介して、クランク軸１４に接続されている。吸気バルブ２６は、吸気カム軸２９によって駆動される。排気バルブ２７は、排気カム軸２８によって駆動される。

【0018】

駆動源１０は、スロットル弁３１と、燃料噴射装置３２と、点火装置３３とを含む。スロットル弁３１は、吸気管２４に取り付けられている。スロットル弁３１の開度が変更されることにより、燃焼室２１へ送られる混合気の量が調整される。燃料噴射装置３２は、吸気管２４に取り付けられている。燃料噴射装置３２には、デリバリパイプ３４が接続されている。デリバリパイプ３４内は所定の圧力に維持されており、燃料は、デリバリパイプ３４を介して燃料噴射装置３２に供給される。燃料噴射装置３２は、燃料を吸気管２４内に噴射する。点火装置３３は、燃焼室２１内に挿入されており、燃料に点火する。

【0019】

図２に示すように、駆動軸１１は、クランク軸１４に接続されている。駆動軸１１は、鉛直方向に延びている。駆動軸１１は、駆動源１０から下方へ延びている。プロペラ軸１２は、船舶推進器１の前後方向に延びている。プロペラ軸１２は、シフト機構１３を介して、駆動軸１１に接続されている。プロペラ軸１２には、プロペラダンパ２０を介して、プロペラ１９が接続される。プロペラダンパ２０は、ゴムなどの弾性体製である。シフト機構１３は、駆動軸１１からプロペラ軸１２へ伝達される動力の回転方向を切り換える。

【0020】

図４Ａ及び図４Ｂは、シフト機構１３の拡大図である。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、シフト機構１３は、駆動ギア３５と、前進ギア３６と、後進ギア３７と、ドッグクラッチ３８と、シフトアクチュエータ３９とを含む。駆動ギア３５は、駆動軸１１に接続されている。駆動ギア３５と、前進ギア３６と、後進ギア３７とは、それぞれベベルギアであり、互いに噛み合っている。前進ギア３６と後進ギア３７とは、プロペラ軸１２に対して空転可能に、プロペラ軸１２と同軸に配置されている。ドッグクラッチ３８は、前進位置と、後進位置と、中立位置とに移動可能である。

【0021】

図４Ａは、前進位置のドッグクラッチ３８を示している。ドッグクラッチ３８は、前進位置において、前進ギア３６をプロペラ軸１２に係合させ、後進ギア３７をプロペラ軸１２から解放する。それにより、シフト機構１３は、プロペラ軸１２が前進方向に回転するように、駆動軸１１の回転をプロペラ軸１２に伝達する。図４Ｂは、後進位置のドッグクラッチ３８を示している。ドッグクラッチ３８は、後進位置において、後進ギア３７をプロペラ軸１２に係合させ、前進ギア３６をプロペラ軸１２から解放する。それにより、シフト機構１３は、プロペラ軸１２が後進方向に回転するように、駆動軸１１の回転をプロペラ軸１２に伝達する。

【0022】

中立位置は、前進位置と後進位置との間に位置する。ドッグクラッチ３８は、中立位置において、前進ギア３６と後進ギア３７とを、プロペラ軸１２から解放する。それにより、駆動軸１１の回転は、プロペラ軸１２に伝達されない。シフトアクチュエータ３９は、ドッグクラッチ３８を前進位置と中立位置と後進位置とに移動させる。それにより、ドッグクラッチ３８とギア３５－３７との係合と解放とが切り替えられる。シフトアクチュエータ３９は、例えば電動モータを含む。シフトアクチュエータ３９は、シフト部材４０を介してドッグクラッチ３８に接続される。

【0023】

図２に示すように、船舶推進器１は、チルト機構４１を含む。チルト機構４１は、船舶１００に取り付けられる。チルト機構４１は、チルト軸４２と、チルトアクチュエータ４３とを含む。チルト機構４１は、船舶推進器１をチルト軸４２回りに回動可能に支持する。チルトアクチュエータ４３は、例えば油圧シリンダである。チルトアクチュエータ４３は、電動シリンダなどの他のアクチュエータであってもよい。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、チルトアクチュエータ４３は、船舶推進器１をチルト軸４２回りに回動させる。

【0024】

図６は、船舶推進器１の制御系を示すブロック図である。図６に示すように、船舶推進器１は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）５０を含む。ＥＣＵ５０は、駆動源１０を制御する電子制御装置である。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ等のプロセッサ５１と、記憶装置５２とを含む。記憶装置５２は、例えばＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリを含む。記憶装置５２は、ＨＤＤ、或いはＳＳＤなどのストレージを含んでもよい。記憶装置５２は、船舶推進器１を制御するためのプログラム及びデータを記憶している。プロセッサ５１は、プログラム及びデータに基づいて、船舶推進器１を制御する。

【0025】

船舶推進器１は、負荷センサ４９を含む。負荷センサ４９は、駆動源１０の負荷を示す負荷データを検出する。負荷センサ４９は、エンジン速度センサ５３と、船速センサ５４と、スロットル開度センサ５５と、吸気圧センサ５９とを含む。エンジン速度センサ５３は、エンジン回転速度を検出する。エンジン速度センサ５３は、エンジン回転速度を示す信号をＥＣＵ５０に出力する。船速センサ５４は、船速を検出する。船速センサ５４は、船速を示す信号をＥＣＵ５０に出力する。スロットル開度センサ５５は、スロットル開度を検出する。スロットル開度センサ５５は、スロットル開度を示す信号をＥＣＵ５０に出力する。吸気圧センサ５９は、吸気管２４内の吸気圧を検出する。吸気圧センサ５９は、吸気管２４内の吸気圧を示す信号をＥＣＵ５０に出力する。船舶推進器１は、排気圧センサ６０を含む。排気圧センサ６０は、排気管２５内の排気圧を検出する。排気圧センサ６０は、排気管２５内の排気圧を示す信号をＥＣＵ５０に出力する。

【0026】

船舶推進器１は、クランクセンサ５６とカムセンサ５７とを含む。クランクセンサ５６は、クランク軸１４の位相を検出する。図７に示すように、クランク軸１４に接続されたフライホイール１５の表面には、複数の突起部１４１が規則的に配列されている。フライホイール１５の表面は、欠落部１４２を含む。欠落部１４２は、突起部１４１が形成されておらず、隣り合う突起部１４１の間隔が他の突起部１４１の間隔と異なる部分である。クランクセンサ５６は、磁気センサであり、複数の突起部１４１の通過を検出する。なお、図７では、複数の突起部１４１のうちの一部にのみ符号１４１が付されている。クランクセンサ５６は、欠落部１４２を検出することで、クランク軸１４の位相を検出する。クランクセンサ５６は、クランク軸１４の位相を示す信号をＥＣＵ５０に出力する。

【0027】

カムセンサ５７は、排気カム軸２８の位相を検出する。排気カム軸２８の表面には、複数の突起部２８１が規則的に配列されている。ただし、排気カム軸２８の表面は、欠落部２８２を含む。欠落部２８２は、突起部２８１が形成されておらず、隣り合う突起部２８１の間隔が他の突起部２８１の間隔と異なる部分である。カムセンサ５７は、磁気センサであり、排気カム軸２８に形成された複数の突起部２８１の通過を検出する。なお、図７では、複数の突起部２８１のうちの一部にのみ符号２８１が付されている。カムセンサ５７は、欠落部２８２を検出することで、排気カム軸２８の位相を検出する。カムセンサ５７は、排気カム軸２８の位相を示す信号をＥＣＵ５０に出力する。

【0028】

船舶推進器１は、燃料圧センサ５８を含む。燃料圧センサ５８は、デリバリパイプ３４内の燃料の圧力を検出する。燃料圧センサ５８は、デリバリパイプ３４内の燃料の圧力を示す信号をＥＣＵ５０に入力する。

【0029】

船舶推進器１は、シフト位置センサ６１を含む。シフト位置センサ６１は、ドッグクラッチ３８の位置（以下、シフト位置と呼ぶ）を検出する。シフト位置センサ６１は、ドッグクラッチ３８が、前進位置と中立位置と後進位置とのいずれに位置しているかを、シフト位置として検出する。シフト位置センサ６１は、シフト位置を示す信号をＥＣＵ５０に出力する。

【0030】

船舶推進器１は、チルトスイッチ６２とチルト位置センサ６３とを含む。チルトスイッチ６２は、オペレータによって操作可能である。チルトスイッチ６２の操作に応じて、チルトアクチュエータ４３が駆動されることで、船舶推進器１がチルト軸４２回りに回動する。チルト位置センサ６３は、チルト軸４２回りの船舶推進器１のチルト位置を検出する。チルト位置センサ６３は、チルト軸４２回りの船舶推進器１のチルト位置を示す信号をＥＣＵ５０に出力する。なお、チルト軸４２回りの船舶推進器１のチルト位置により、チルト軸４２回りの船舶推進器１の回動速度が算出される。

【0031】

図８は、実施形態に係る船舶１００の制御システム２００の構成を示す模式図である。図８に示すように、制御システム２００は、通信装置３と、機器システム４と、船舶コンピュータ５とを含む。通信装置３と、機器システム４と、船舶コンピュータ５とは、船舶１００に搭載されている。通信装置３は、船舶１００から遠隔に配置されたサーバ６と無線通信を行う。例えば、通信装置３は、モバイル通信網３００を介して、外部のサーバ６及びユーザ端末７とデータ通信可能である。ユーザ端末７は、例えばパーソナルコンピュータである。ユーザ端末７は、スマートホン或いはタブレットなどのモバイルコンピュータであってもよい。モバイル通信網３００は、例えば３Ｇ、４Ｇ、或いは５Ｇなどのモバイル通信システムのネットワークである。

【0032】

機器システム４は、船舶１００に搭載される電気機器を含む。例えば、機器システム４は、上述したＥＣＵ５０を含む。機器システム４は、スロットル・シフト操作装置６４を含む。スロットル・シフト操作装置６４は、船舶推進器１のエンジン回転速度を調整するために、オペレータによって操作可能である。また、スロットル・シフト操作装置６４は、船舶推進器１の前進・後進を切り替えるために、オペレータによって操作可能である。

【0033】

スロットル・シフト操作装置６４は、スロットル操作部材６５を含む。スロットル操作部材６５は、中立位置から、前進位置と後進位置とに操作可能である。スロットル操作部材６５は、駆動源１０の出力を制御するために操作される。スロットル操作部材６５は、例えばレバーである。スロットル操作部材６５は、スイッチ、或いはジョイスティックなどの他の部材であってもよい。スロットル・シフト操作装置６４は、スロットル操作部材６５の操作位置を示すスロットル信号を出力する。ＥＣＵ５０は、スロットル・シフト操作装置６４からのスロットル信号を受信する。ＥＣＵ５０は、スロットル操作部材６５の操作位置に応じて、シフト機構１３を制御する。それにより、プロペラ軸１２の回転方向が、前進方向と後進方向とに切り替えられる。また、ＥＣＵ５０は、スロットル操作部材６５の操作位置に応じて、スロットル開度と燃料噴射量とを制御することで、エンジン回転速度を制御する。

【0034】

機器システム４は、ステアリングアクチュエータ６６と、ステアリング操作装置６７とを含む。ステアリングアクチュエータ６６は、船舶推進器１を左右に旋回させることで、船舶推進器１の舵角を変更する。ステアリングアクチュエータ６６は、例えば電動モータである。或いは、ステアリングアクチュエータ６６は、電動ポンプと油圧シリンダとを含んでもよい。

【0035】

ステアリング操作装置６７は、船舶推進器１の舵角を調整するために、オペレータによって操作可能である。ステアリング操作装置６７は、例えばステアリングホイールである。或いは、ステアリング操作装置６７は、ジョイスティックなどの他の操作装置であってもよい。ステアリング操作装置６７は、中立位置から左右に操作可能である。ステアリング操作装置６７は、ステアリング操作装置６７の操作位置を示すステアリング信号を出力する。ステアリング操作装置６７の操作位置に応じてステアリングアクチュエータ６６を制御することで、船舶推進器１の舵角が制御される。

【0036】

機器システム４は、バッテリ６８とバッテリセンサ６９とを含む。バッテリ６８は、機器システム４に電力を供給する。バッテリセンサ６９は、電流計と電圧計とを含む。バッテリセンサ６９は、バッテリ６８の電圧と電流とを検出する。バッテリセンサ６９は、バッテリ６８の電圧と電流とを示す信号を船舶コンピュータ５に出力する。

【0037】

機器システム４は、始動スイッチ７１とキルスイッチ７２とを含む。始動スイッチ７１とキルスイッチ７２とは、オペレータによって操作可能である。始動スイッチ７１は、スタータモータ１６を駆動することで、駆動源１０を始動する。スタータモータ１６は、バッテリ６８からの電力によって駆動される。キルスイッチ７２は、通常はオフ状態に維持されている。キルスイッチ７２がオフ状態で、駆動源１０の駆動が可能となる。キルスイッチ７２は、オン状態に操作されることで、駆動源１０を停止させる。例えば、キルスイッチ７２がオン状態では、点火装置３３への電力の供給が停止される。

【0038】

機器システム４は、ディスプレイ７３と入力装置７４とを含む。ディスプレイ７３は、船舶推進器１に関する情報を表示する。ディスプレイ７３は、ディスプレイ７３に入力される画像信号に応じた画像を表示する。入力装置７４は、ユーザによる入力を受け付ける。入力装置７４は、ユーザによる入力を示す入力信号を出力する。入力装置７４は、例えばタッチパネルである。ただし、入力装置７４は、ハードウェアキーを含んでもよい。

【0039】

機器システム４は、ＣＡＮ（Controller Area Network）７５を含む。機器システム４に含まれる電気機器は、ＣＡＮ７５を介して、互いに通信可能に接続されている。

【0040】

船舶コンピュータ５は、ＣＰＵ等のプロセッサ７６と記憶装置７７とを含む。記憶装置７７は、ＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリを含む。記憶装置７７は、ＨＤＤ或いはＳＳＤなどのストレージを含んでもよい。記憶装置７７は、機器システム４を制御するためのプログラム及びデータを記憶している。プロセッサ７６は、プログラム及びデータに従って、機器システム４を制御する。例えば、船舶コンピュータ５は、船舶コンピュータ５は、入力装置７４からの入力信号に応じて、機器システム４を制御する。船舶コンピュータ５は、ディスプレイ７３に画像信号を出力することで、ディスプレイ７３に所望の画像を表示させる。

【0041】

船舶コンピュータ５は、ＥＣＵ５０と通信可能に接続されている。船舶コンピュータ５は、ＥＣＵ５０を介して、船舶推進器１の状態を示す状態データを取得する。例えば、船舶コンピュータ５は、エンジン回転速度と、船速と、スロットル開度とを、状態データとして取得する。船舶コンピュータ５は、排気カム軸２８の位相とクランク軸１４の位相とを、状態データとして取得する。船舶コンピュータ５は、燃料圧と、吸気圧と、排気圧とを、状態データとして取得する。船舶コンピュータ５は、シフト位置とチルト位置とを、状態データとして取得する。

【0042】

また、船舶コンピュータ５は、ＣＡＮ７５を介して、機器システム４の他の機器の状態を示す状態データを取得する。例えば、船舶コンピュータ５は、バッテリ６８の電圧と電流とを、状態データとして取得する。船舶コンピュータ５は、キルスイッチ７２がオン状態であるのかオフ状態であるのかを、状態データとして取得する。

【0043】

図９に示すように、船舶コンピュータ５は、船舶１００の不具合を判定するための判定ロジック８０を記憶している。判定ロジック８０は、それぞれに対応する不具合を判定するためのアルゴリズムを含む。船舶コンピュータ５は、判定ロジック８０を参照して、状態データに基づいて船舶１００の不具合を判定する。以下、船舶１００の不具合を判定する方法について説明する。

【0044】

船舶コンピュータ５は、判定ロジックを参照して、駆動源１０の負荷データに基づいて、船舶１００の不具合を判定する。駆動源１０の負荷データは、上述した状態データのうち、エンジン回転速度と、船速と、スロットル操作部材６５の操作量と、吸気圧とを含む。判定ロジックは、異物付着判定ロジック８１と、プロペラマッチング判定ロジック８２と、ダンパ滑り判定ロジック８３と、着水判定ロジック８４とを含む。

【0045】

異物付着判定ロジック８１は、現在の負荷データが示す吸気圧とエンジン回転速度とに基づいて、フジツボなどの異物の船舶への付着を判定する。詳細には、船舶コンピュータ５は、異物付着判定ロジック８１により、現在の負荷データを初期負荷データと比較することで、異物の付着を判定する。初期負荷データは、船舶１００の初期状態における船速と駆動源１０との負荷との関係を示す。

【0046】

図１０は、初期負荷データが示す正常負荷領域Ａ１と、現在の負荷データが示す現在の負荷領域Ｂ１との一例を示す図である。初期負荷データは、船舶１００の初期状態におけるエンジン回転速度と吸気圧との関係を規定する。現在の負荷データは、船舶１００の現在のエンジン回転速度と吸気圧との関係を規定する。なお、図１０において、Ｎ１とＰ１とは、アイドリング時のエンジン回転速度と吸気圧である。Ｎ３とＰ３とは、スロットル開度が全開時のエンジン回転速度と吸気圧である。Ｎ２は、Ｎ１とＮ３との間の値であり、Ｐ２は、Ｐ１とＰ３との間の値である。

【0047】

正常負荷領域Ａ１は、船舶１００の初期状態において、十分にゆっくりと船舶１００の速度を上昇させたときのエンジン回転速度と吸気圧との定常領域を示す。この定常領域は、船舶１００による個体差がある。そのため。船舶コンピュータ５は、ＰＤＩ（Pre Delivery Inspection：出荷前検査）時のエンジン回転速度と吸気圧との定常領域を、初期負荷データとして記憶しておく。

【0048】

船舶コンピュータ５は、船舶１００の定常航行中に、現在の負荷データを取得する。船舶コンピュータ５は、現在の負荷データが示す負荷が、初期負荷データが示す負荷よりも所定値以上、高い場合に、船舶１００に異物が付着していると判定する。例えば、図１０に示すように、船舶コンピュータ５は、複数の現在の負荷データから現在の負荷領域Ｂ１を算出する。船舶コンピュータ５は、現在の負荷領域Ｂ１が、正常負荷領域Ａ１よりも所定値以上、高い場合に、船舶コンピュータ５は、船舶１００に異物が付着していると判定する。すなわち、船舶コンピュータ５は、現在の負荷データが示す負荷が、初期負荷データが示す負荷よりも定常的に、所定値以上、高い場合に、船舶１００に異物が付着していると判定する。

【0049】

また、船舶コンピュータ５は、船舶１００の積荷の重さを示す積荷データを取得する。船舶コンピュータ５は、積荷データを考慮して、船舶１００に異物が付着しているかを判定する。図１１は、積荷データの一例を示す図である。図１１に示すように。積荷データは、船舶１００の加速時の船速カーブＣ１で示される。船舶コンピュータ５は、正常時の船速カーブＣ１を記憶している。正常時の船速カーブＣ１は、ＰＤＩ時の船速カーブに相当する。

【0050】

船舶コンピュータ５は、図１１に示すように、現在の船速から、現在の船速カーブＣ２を算出する。船舶コンピュータ５は、現在の船速カーブＣ２が示す極低速時の加速度が、正常時の船速カーブＣ１が示す極低速時の加速度よりも所定値以上低い場合に、船舶１００が重荷状態であると判定する。船舶コンピュータ５は、現在の船速カーブＣ２が示す極低速時の加速度が、正常時の船速カーブＣ１が示す極低速時の加速度よりも所定値以上低くない場合には、船舶１００が軽荷状態であると判定する。船舶コンピュータ５は、船舶１００が軽荷状態であり、且つ、現在の負荷データが示す負荷が、初期負荷データが示す負荷よりも所定値以上、高い場合に、船舶１００に異物が付着していると判定する。それにより、重荷によって船舶１００の加速が低下している場合に、異物が付着していると誤判定することが抑えられる。

【0051】

プロペラマッチング判定ロジック８２は、船舶推進器１におけるプロペラ１９のマッチングを判定する。船舶コンピュータ５は、プロペラマッチング判定ロジック８２により、船舶１００の定常航行中に、現在の負荷データが正常負荷領域外である場合に、船舶推進器１においてプロペラ１９がマッチングしていないと判定する。

【0052】

プロペラマッチングの正常負荷領域は、船舶推進器１においてプロペラ１９がマッチングしている場合の吸気圧とエンジン回転速度との定常領域を示す。プロペラマッチングの正常負荷領域は、スロットル開度を全開とした場合の吸気圧とエンジン回転速度との定常領域を示す。プロペラマッチング判定ロジック８２は、スロットル開度を全開とした場合の現在の負荷領域に基づいて、プロペラ１９のマッチングを判定する。

【0053】

図１２は、プロペラマッチングの正常負荷領域Ａ２の一例を示す図である。図１２に示すように、船舶コンピュータ５は、現在の負荷領域Ｂ２ａが、正常負荷領域Ａ２外である場合には、プロペラ１９がマッチングしていないと判定する。現在の負荷領域Ｂ２ａでは、スロットル開度が全開であるときのエンジン回転速度が、正常負荷領域Ａ２のエンジン回転速度よりも低い。そのため、船舶コンピュータ５は、プロペラ１９のピッチ、或いは径が大きすぎると判定する。

【0054】

また、図１２に示すように、船舶コンピュータ５は、現在の負荷領域Ｂ２ｂが、正常負荷領域Ａ２外である場合には、プロペラ１９がマッチングしていないと判定する。現在の負荷領域Ｂ２ｂでは、スロットル開度が全開に到達する前に、エンジン回転速度が、正常負荷領域Ａ２のエンジン回転速度に到達している。そのため、船舶コンピュータ５は、プロペラ１９のピッチ、或いは径が小さすぎると判定する。

【0055】

ダンパ滑り判定ロジック８３は、船舶推進器１におけるプロペラダンパ２０の滑りを判定する。船舶コンピュータ５は、ダンパ滑り判定ロジック８３により、現在の負荷データが示す駆動源１０の負荷が、初期負荷データが示す駆動源１０の負荷よりも所定値以上、低下している場合に、船舶推進器１においてプロペラダンパ２０が滑っていると判定する。

【0056】

例えば図１３に示すように、現在の負荷領域Ｂ３が、正常負荷領域Ａ３よりも所定値以上、低い場合に、船舶コンピュータ５は、プロペラダンパ２０が滑っていると判定する。すなわち、船舶コンピュータ５は、現在の負荷データが示す負荷が、初期負荷データが示す負荷よりも定常的に、所定値以上、低い場合に、プロペラダンパ２０が滑っていると判定する。なお、正常負荷領域Ａ３は、上述した正常負荷領域Ａ１と同じであってもよい。

【0057】

着水判定ロジック８４は、船舶１００の着水を判定する。船舶コンピュータ５は、着水判定ロジック８４により、スロットル操作部材６５の操作量が一定にも関わらず、エンジン回転速度が、所定値以上、上昇した場合に、船舶１００が水面から離れた後着水したと判定する。例えば、図１４に示すように、現在の負荷データが、正常負荷領域Ａ４内の第１負荷Ｌ１から、正常負荷領域Ａ１外の第２負荷Ｌ２に変化し、その後、正常負荷領域Ａ４内に戻った場合に、船舶１００が着水したと判定する。第２負荷Ｌ２は、第１負荷Ｌ１よりもエンジン回転速度が所定値以上、高い。

【0058】

なお、正常負荷領域Ａ４は、上述した正常負荷領域１と同じであってもよい。また、船舶コンピュータ５は、所定の運転条件が満たされている場合に、上述した着水判定ロジック８４による船舶１００の着水を判定してもよい。所定の運転条件は、エンジン回転速度が所定の回転速度閾値以上であること、シフト位置が前進位置であること、船速が所定の速度閾値以上であることを含む。

【0059】

船舶コンピュータ５は、不具合が発生していると判定した場合には、ディスプレイ７３に不具合の通知を表示する。船舶コンピュータ５は、不具合が発生していると判定した場合には、サーバ６に不具合の通知を送信する。或いは、船舶コンピュータ５は、不具合が発生していると判定した場合には、ユーザ端末７に不具合の通知を送信する。

【0060】

以上説明した本実施形態に係る船舶１００の制御システム２００では、判定ロジックを参照して負荷データに基づいて船舶１００の不具合が判定される。判定ロジックは、船舶１００への異物の付着を判定する異物付着判定ロジック８１と、船舶推進器１におけるプロペラ１９のマッチングを判定するプロペラマッチング判定ロジック８２と、船舶推進器１におけるプロペラダンパ２０の滑りを判定するダンパ滑り判定ロジック８３と、船舶１００の着水を判定する着水判定ロジック８４とを含む。そのため、これらの不具合について、船舶１００のユーザ、或いはディーラーが、早期に気づくことができる。

【0061】

なお、船舶コンピュータ５は、サーバ６から、判定ロジック８０の更新データを取得する。船舶コンピュータ５は、更新データにより、判定ロジック８０を更新する。そして、船舶コンピュータ５は、更新された判定ロジック８０を参照して、状態データに基づいて船舶１００の不具合を判定する。それにより、船舶コンピュータ５は、最新の判定ロジック８０を用いて、不具合を判定することができる。

【0062】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0063】

船舶推進器１は、船外機に限らず、船内外機、或いはジェット推進器などの他の推進器であってもよい。船舶推進器１の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。駆動源１０は、エンジンに限らず、電動モータであってもよい。

【0064】

状態データは、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。状態データによる船舶１００の不具合の判定は、上記の実施形態ものに限らず、変更されてもよい。例えば、異物付着判定ロジック８１と、プロペラマッチング判定ロジック８２と、ダンパ滑り判定ロジック８３と、着水判定ロジック８４とのうちの一部が省略されてもよい。船速は、エンジン回転速度に応じて変化する。従って、上述した判定ロジック８１－８４では、駆動源１０の負荷としてエンジン回転速度が用いられているが、エンジン回転速度に代えて船速が用いられてもよい。

【0065】

状態データによる船舶１００の不具合の判定は、船舶コンピュータ５に限らず、サーバ６によって行われてもよい。その場合、船舶コンピュータ５は、通信装置３を介して、サーバ６に状態データを送信する。サーバ６は、上述した判定ロジック８０を記憶しており、判定ロジック８０により、船舶１００の不具合を判定する。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明によれば、駆動源の負荷により船舶における不具合を早期に発見することができる。

【符号の説明】

【0067】

１：船舶推進器
３：通信装置
５：船舶コンピュータ
６：サーバ
１０：駆動源
４９：負荷センサ
５３：エンジン速度センサ
５９：吸気圧センサ
６５：スロットル操作部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】