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(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】P2024173327
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】船舶推進制御システム
(51)【国際特許分類】
B63H 20/00 20060101AFI20241205BHJP
B63H 21/21 20060101ALI20241205BHJP
B63H 20/20 20060101ALI20241205BHJP
【ＦＩ】
B63H20/00 803
B63H21/21
B63H20/20 100
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023091675
(22)【出願日】2023-06-02
(71)【出願人】
【識別番号】000002082
【氏名又は名称】スズキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100111202
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 周彦
(74)【代理人】
【識別番号】100139365
【弁理士】
【氏名又は名称】中嶋 武雄
(74)【代理人】
【識別番号】100150304
【弁理士】
【氏名又は名称】溝口 勉
(72)【発明者】
【氏名】南葉 正浩
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 直紀
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼部 守
(57)【要約】
【課題】船舶推進制御システムを船長が異なる複数の船舶に適用した場合でも、後進接続への切替遅延処理において、動力伝達機構の状態が後進接続状態に切り替わるタイミングが船舶間でずれることを抑制する。
【解決手段】船舶推進制御システムにおいて、模擬船速算出部は、スロットルバルブが全閉状態になったことによって船舶がプロペラ連れ回り状態で前進しかつ動力伝達機構の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数に、船舶の推定船長に応じたスケール変換係数ＳＣを乗ずることにより模擬船速を算出し、当該模擬船速を、勾配データに基づいて減少させていき、シフト制御部は、操作部の位置が前進位置からニュートラル位置に変わった後に続いて後進位置に変わったときに模擬船速が模擬船速閾値以下でない場合には、模擬船速が模擬船速閾値以下となるのを待ってから動力伝達機構の状態を非接続状態から後進接続状態に切り替える。
【選択図】図８
【解決手段】船舶推進制御システムにおいて、模擬船速算出部は、スロットルバルブが全閉状態になったことによって船舶がプロペラ連れ回り状態で前進しかつ動力伝達機構の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数に、船舶の推定船長に応じたスケール変換係数ＳＣを乗ずることにより模擬船速を算出し、当該模擬船速を、勾配データに基づいて減少させていき、シフト制御部は、操作部の位置が前進位置からニュートラル位置に変わった後に続いて後進位置に変わったときに模擬船速が模擬船速閾値以下でない場合には、模擬船速が模擬船速閾値以下となるのを待ってから動力伝達機構の状態を非接続状態から後進接続状態に切り替える。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
船舶に設けられた船外機、前記船外機を操作する操作部、および前記操作部の操作に基づいて前記船外機を制御する制御装置を備えた船舶推進制御システムであって、
前記船外機は、エンジン、燃焼用空気の前記エンジンへの流入量を調整するスロットルバルブ、前記エンジンの動力を前記船舶の推進力に変換するプロペラ、前記エンジンの動力を前記プロペラに伝達する動力伝達機構、および前記動力伝達機構の状態を切り替えるシフト装置を備え、
前記シフト装置は、前記動力伝達機構の状態を、前記船舶の推進力が生成されない非接続状態、前記船舶を前方へ押し動かす推進力が生成される前進接続状態、および前記船舶を後方へ押し動かす推進力が生成される後進接続状態のうちのいずれかの状態に切り替え、
前記制御装置は模擬船速算出部およびシフト制御部を備え、
前記模擬船速算出部は、前記スロットルバルブが開状態から全閉状態になったことによって前記船舶がプロペラ連れ回り状態で前進しかつ前記動力伝達機構の状態が前記前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数に、前記船舶の船長に応じたスケール変換係数を乗ずることにより模擬船速を算出し、当該模擬船速を、所定の減少勾配を示す勾配データに基づいて当該模擬船速の算出時点から時間の経過と共に減少させていき、
前記シフト制御部は、
前記操作部の位置が前進位置からニュートラル位置に変わったときには、前記シフト装置を制御することにより前記動力伝達機構の状態を前記前進接続状態から前記非接続状態に切り替え、
前記操作部の位置が前記前進位置から前記ニュートラル位置に変わった後に続いて後進位置に変わったときに前記模擬船速が所定の模擬船速閾値以下である場合には、前記シフト装置を制御することにより前記動力伝達機構の状態を前記非接続状態から前記後進接続状態に直ちに切り替え、
前記操作部の位置が前記前進位置から前記ニュートラル位置に変わった後に続いて前記後進位置に変わったときに前記模擬船速が前記模擬船速閾値以下でない場合には、前記模擬船速が前記模擬船速閾値以下となるのを待ってから前記シフト装置を制御することにより前記動力伝達機構の状態を前記非接続状態から前記後進接続状態に切り替えることを特徴とする船舶推進制御システム。
前記船外機は、エンジン、燃焼用空気の前記エンジンへの流入量を調整するスロットルバルブ、前記エンジンの動力を前記船舶の推進力に変換するプロペラ、前記エンジンの動力を前記プロペラに伝達する動力伝達機構、および前記動力伝達機構の状態を切り替えるシフト装置を備え、
前記シフト装置は、前記動力伝達機構の状態を、前記船舶の推進力が生成されない非接続状態、前記船舶を前方へ押し動かす推進力が生成される前進接続状態、および前記船舶を後方へ押し動かす推進力が生成される後進接続状態のうちのいずれかの状態に切り替え、
前記制御装置は模擬船速算出部およびシフト制御部を備え、
前記模擬船速算出部は、前記スロットルバルブが開状態から全閉状態になったことによって前記船舶がプロペラ連れ回り状態で前進しかつ前記動力伝達機構の状態が前記前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数に、前記船舶の船長に応じたスケール変換係数を乗ずることにより模擬船速を算出し、当該模擬船速を、所定の減少勾配を示す勾配データに基づいて当該模擬船速の算出時点から時間の経過と共に減少させていき、
前記シフト制御部は、
前記操作部の位置が前進位置からニュートラル位置に変わったときには、前記シフト装置を制御することにより前記動力伝達機構の状態を前記前進接続状態から前記非接続状態に切り替え、
前記操作部の位置が前記前進位置から前記ニュートラル位置に変わった後に続いて後進位置に変わったときに前記模擬船速が所定の模擬船速閾値以下である場合には、前記シフト装置を制御することにより前記動力伝達機構の状態を前記非接続状態から前記後進接続状態に直ちに切り替え、
前記操作部の位置が前記前進位置から前記ニュートラル位置に変わった後に続いて前記後進位置に変わったときに前記模擬船速が前記模擬船速閾値以下でない場合には、前記模擬船速が前記模擬船速閾値以下となるのを待ってから前記シフト装置を制御することにより前記動力伝達機構の状態を前記非接続状態から前記後進接続状態に切り替えることを特徴とする船舶推進制御システム。
【請求項2】
前記模擬船速算出部は、前記船舶の船長を前記船外機の馬力から推定することを特徴とする請求項１に記載の船舶推進制御システム。
【請求項3】
前記船舶に複数の前記船外機が設けられている場合、前記模擬船速算出部は、前記船舶の船長を前記複数の船外機の馬力の合計から推定することを特徴とする請求項２に記載の船舶推進制御システム。
【請求項4】
前記スケール変換係数は、フルード相似則に基づくスケール変換係数であり、前記船舶の船長をＬＳとした場合、
前記スケール変換係数＝ＬＳ＾（１／２）
の数式により算出されるものであることを特徴とする請求項１に記載の船舶推進制御システム。
前記スケール変換係数＝ＬＳ＾（１／２）
の数式により算出されるものであることを特徴とする請求項１に記載の船舶推進制御システム。
【請求項5】
前記船外機は自身の馬力を示す馬力情報を送信し、
前記模擬船速算出部は、前記船外機から送信された前記馬力情報が示す前記船外機の馬力に基づいて前記船舶の船長を推定することを特徴とする請求項２に記載の船舶推進制御システム。
前記模擬船速算出部は、前記船外機から送信された前記馬力情報が示す前記船外機の馬力に基づいて前記船舶の船長を推定することを特徴とする請求項２に記載の船舶推進制御システム。
【請求項6】
前記模擬船速算出部は、前記スロットルバルブが開状態から全閉状態になった後に、エンジン回転数の単位時間当たりの変化量が初めて所定の変化量閾値以下となったときのエンジン回転数に前記スケール変換係数を乗ずることにより前記模擬船速を算出することを特徴とする請求項１に記載の船舶推進制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、船舶の推進を制御する船舶推進制御システムに関する。
【背景技術】
【0002】
船舶に、船外機、船外機を操作する操作装置、および操作装置の操作に基づいて船外機を制御する制御装置を設けることにより、船舶の乗員による操作装置の操作に応じて船外機を動作させ、船舶の推進を制御することができる。
【0003】
船外機は、エンジン、燃焼用空気のエンジンへの流入量を調整するスロットル装置、エンジンの動力を船舶の推進力に変換するプロペラ、エンジンの動力をプロペラに伝達する動力伝達機構、および動力伝達機構の状態を切り替えるシフト装置を備えている。
【0004】
スロットル装置は、スロットルバルブを備え、スロットルバルブの開度を変えることにより、燃焼用空気のエンジンへの流入量を調整する。また、スロットル装置は、電子制御式のスロットル装置であり、制御装置からの電気信号に基づいてスロットルバルブの開度を変える。
【0005】
動力伝達機構は、エンジンの動力により回転するドライブシャフト、プロペラが固定されたプロペラシャフト、およびドライブシャフトの回転をプロペラシャフトに伝達するギヤ機構を備えている。ギヤ機構は、ドライブギヤ、前進ギヤ、後進ギヤ、およびクラッチを備えている。ドライブギヤはドライブシャフトの端部に固定され、前進ギヤはドライブギヤの回転を受けて一の方向に回転するようにドライブギヤと噛合し、後進ギヤはドライブギヤの回転を受けて他の方向に回転するようにドライブギヤと噛合している。クラッチは、シフト装置の制御に基づいて前進ギヤおよび後進ギヤのうちのいずれか一方と接続されることにより、前進ギヤまたは後進ギヤの回転をプロペラシャフトに伝達する。
【0006】
動力伝達機構の状態には、非接続状態、前進接続状態、および後進接続状態がある。非接続状態は、クラッチが前進ギヤおよび後進ギヤのいずれとも接続されていない状態である。非接続状態では、エンジンの動力がプロペラに伝達されないので、船外機により船舶の推進力が生成されない状態となる。前進接続状態は、クラッチが前進ギヤと接続された状態である。前進接続状態では、エンジンの動力が前進ギヤを介してプロペラに伝達されるので、プロペラが一の方向に回転する。これにより、船外機により船舶を前方に押し動かす推進力が生成される。後進接続状態は、クラッチが後進ギヤと接続された状態である。後進接続状態では、エンジンの動力が後進ギヤを介してプロペラに伝達されるので、プロペラが他の方向に回転する。これにより、船外機により船舶を後方に押し動かす推進力が生成される。
【0007】
シフト装置は、ギヤ機構のクラッチを移動させることにより、動力伝達機構の状態を、非接続状態、前進接続状態および後進接続状態のうちのいずれかの状態に切り替える。また、シフト装置は、電子制御式のシフト装置であり、制御装置からの電気信号に基づいてクラッチを移動させる。
【0008】
操作装置は、例えば、船外機を遠隔操作するリモートコントール装置（以下、これを「リモコン装置」という。）である。操作装置は操作レバーを備えている。操作レバーの位置にはニュートラル位置、前進位置および後進位置がある。例えば、操作レバーが垂直に立ち上がった状態が、操作レバーの位置がニュートラル位置である状態である。操作レバーが垂直に対して前方に傾き、操作レバーの垂直に対する前方への傾斜角が所定の角度範囲（例えば１８度～８５度程度）である状態が、操作レバーの位置が前進位置である状態である。操作レバーが垂直に対して後方に傾き、操作レバーの垂直に対する後方への傾斜角が所定の角度範囲（例えば１８度～６５度程度）である状態が、操作レバーの位置が後進位置である状態である。
【0009】
制御装置は、操作レバーの位置に基づいて、船外機のスロットル装置を電気的に制御する。具体的には、操作レバーの位置が前進位置または後進位置になったとき、制御装置は、スロットル装置を制御し、スロットルバルブを開ける。また、制御装置は、前進位置または後進位置にある操作レバーの傾斜角が大きくなるに従って、スロットルバルブの開度を大きくする。また、操作レバーの位置が前進位置および後進位置のいずれでもない位置になったとき、例えば、操作レバーの位置が、操作レバーの垂直に対する前方への傾斜角が１８度未満から操作レバーの垂直に対する後方への傾斜角が１８度未満である範囲内になったとき、制御装置は、スロットル装置を制御し、スロットルバルブを全閉状態にする。
【0010】
また、制御装置は、操作レバーの位置に基づいて、船外機のシフト装置を電気的に制御する。具体的には、操作レバーの位置がニュートラル位置になったとき、制御装置は、シフト装置を制御し、動力伝達機構の状態を非接続状態にする。また、操作レバーがニュートラル位置から前方に傾いたとき、制御装置は、シフト装置を制御し、動力伝達機構の状態を前進接続状態にする。また、操作レバーがニュートラル位置から後方に傾いたとき、制御装置は、シフト装置を制御し、動力伝達機構の状態を後進接続状態にする。
【0011】
船舶を前進させるとき、乗員は、操作レバーを前方に傾け、操作レバーの位置を前進位置にする。また、前進している船舶を停止させるとき、乗員は、通常、操作レバーの位置を前進位置からニュートラル位置に変える。操作レバーの位置が前進位置からニュートラル位置へ変わる過程で、操作レバーの位置が前進位置でなくなったときにスロットルバルブが全閉状態となり、続いて、操作レバーの位置がニュートラル位置になったときに、動力伝達機構の状態が非接続状態となる。その結果、船外機により船舶の推進力が生成されない状態になる。しかしながら、船舶は、慣性力によって、ある程度の時間、前進を継続する。
【0012】
前進している船舶を急停止させるために、乗員は、操作レバーの位置を、前進位置からニュートラル位置に変え、その後続けて、後進位置に変えることがある。操作レバーの位置が後進位置になることにより、動力伝達機構の状態が後進接続状態となり、スロットルバルブが開く。その結果、船外機により船舶を後方へ押し動かす推進力が生成される。船舶に作用している慣性力の方向と反対の方向に推進力を加えることで、船舶が短時間のうちに停止させることができる。
【0013】
しかしながら、このような操作レバーの操作により、動力伝達機構の状態が前進接続状態から後進接続状態に急変し、その直後にスロットルバルブが開く。その結果、動力伝達機構またはエンジン等に大きな負荷がかかり、エンジンストールが発生し、あるいはギヤ機構等の損傷を招くおそれがある。
【0014】
特開２０１８－１９２９７６号公報（特許文献１）に記載された船外機の制御装置は、船舶が前進しているとき、操作レバーの位置が前進位置、ニュートラル位置および後進位置に順次変わった場合に、これに基づいて動力伝達機構の状態を前進接続状態、非接続状態および後進接続状態に順次切り替えるに当たり、非接続状態から後進接続状態に切り替えるタイミングを遅らせる処理を行う。以下、この処理を「後進接続への切替遅延処理」という。特開２０１８－１９２９７６号公報によれば、この後進接続への切替遅延処理により、動力伝達機構またはエンジン等に大きな負荷がかかることを抑制することができる。
【0015】
この制御装置は後進接続への切替遅延処理を次のように行う。まず、操作レバーの位置が前進位置からニュートラル位置に向かって変わる過程において、スロットルバルブが全閉状態となったが、動力伝達機構の状態が前進接続状態から非接続状態にまだ切り替わっていないときのエンジン回転数を取得する。そして、この取得したエンジン回転数を、船舶の実船速を推定するための参照値として用いる。特開２０１８－１９２９７６号公報では、この参照値を「模擬船速」と呼んでいる。次に、この模擬船速を、予め設定された減衰ゲインを用いて時間の経過と共に減少させていく。そして、模擬船速が所定の閾値以下となる前に、操作レバーの位置がニュートラル位置から後進位置に変わった場合には、模擬船速が所定の閾値以下になるのを待ってから動力伝達機構の状態を非接続状態から後進接続状態に切り替える。これにより、船舶の実船速が十分に減少した後に動力伝達機構の状態が非接続状態から後進接続状態に切り替わるように、動力伝達機構の状態の切替タイミングを遅らせることができる。したがって、動力伝達機構の状態が前進接続状態から後進接続状態に急変した直後にスロットルバルブが開くといった挙動が起きないようにすることができる。よって、動力伝達機構またはエンジン等に大きな負荷がかかることを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0016】
【特許文献1】特開２０１８－１９２９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
しかしながら、特開２０１８－１９２９７６号公報に記載された上記制御装置を、船長がそれぞれ互いに異なる複数の船舶に設け、後進接続への切替遅延処理を行ったところ、動力伝達機構の状態が非接続状態から後進接続状態に切り替わるタイミングが複数の船舶間でずれることが判明した。
【0018】
後進接続への切替遅延処理において、動力伝達機構の状態が非接続状態から後進接続状態に切り替わるタイミングが、想定していた適切なタイミングよりも早い場合には、実船速が十分に低下していない状態において、動力伝達機構の状態が非接続状態から後進接続状態に切り替わり、かつスロットルバルブが開いてしまい、動力伝達機構またはエンジン等に大きな負荷がかかることを抑制することができないおそれがある。一方、後進接続への切替遅延処理において、動力伝達機構の状態が非接続状態から後進接続状態に切り替わるタイミングが、想定していた適切なタイミングよりも遅い場合には、実船速が十分に低下しているにも拘わらず、動力伝達機構の状態が非接続状態から後進接続状態に切り替わらず、船外機の操作が不必要に鈍化してしまうおそれがある。
【0019】
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、船長がそれぞれ互いに異なる複数の船舶に適用した場合でも、後進接続への切替遅延処理において、動力伝達機構の状態が非接続状態から後進接続状態に切り替わるタイミングが船舶間でずれることを抑制することができる船舶推進制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0020】
上記課題を解決するために、本発明は、船舶に設けられた船外機、前記船外機を操作する操作部、および前記操作部の操作に基づいて前記船外機を制御する制御装置を備えた船舶推進制御システムであって、前記船外機は、エンジン、燃焼用空気の前記エンジンへの流入量を調整するスロットルバルブ、前記エンジンの動力を前記船舶の推進力に変換するプロペラ、前記エンジンの動力を前記プロペラに伝達する動力伝達機構、および前記動力伝達機構の状態を切り替えるシフト装置を備え、前記シフト装置は、前記動力伝達機構の状態を、前記船舶の推進力が生成されない非接続状態、前記船舶を前方へ押し動かす推進力が生成される前進接続状態、および前記船舶を後方へ押し動かす推進力が生成される後進接続状態のうちのいずれかの状態に切り替え、前記制御装置は模擬船速算出部およびシフト制御部を備え、前記模擬船速算出部は、前記スロットルバルブが開状態から全閉状態になったことによって前記船舶がプロペラ連れ回り状態で前進しかつ前記動力伝達機構の状態が前記前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数に、前記船舶の船長に応じたスケール変換係数を乗ずることにより模擬船速を算出し、当該模擬船速を、所定の減少勾配を示す勾配データに基づいて当該模擬船速の算出時点から時間の経過と共に減少させていき、前記シフト制御部は、前記操作部の位置が前進位置からニュートラル位置に変わったときには、前記シフト装置を制御することにより前記動力伝達機構の状態を前記前進接続状態から前記非接続状態に切り替え、前記操作部の位置が前記前進位置から前記ニュートラル位置に変わった後に続いて後進位置に変わったときに前記模擬船速が所定の模擬船速閾値以下である場合には、前記シフト装置を制御することにより前記動力伝達機構の状態を前記非接続状態から前記後進接続状態に直ちに切り替え、前記操作部の位置が前記前進位置から前記ニュートラル位置に変わった後に続いて前記後進位置に変わったときに前記模擬船速が前記模擬船速閾値以下でない場合には、前記模擬船速が前記模擬船速閾値以下となるのを待ってから前記シフト装置を制御することにより前記動力伝達機構の状態を前記非接続状態から前記後進接続状態に切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、船舶推進制御システムを船長がそれぞれ互いに異なる複数の船舶に適用した場合でも、後進接続への切替遅延処理において、動力伝達機構の状態が非接続状態から後進接続状態に切り替わるタイミングが船舶間でずれることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の実施例の船舶推進制御システムが設けられた船舶を示す説明図である。
【図6】本発明の実施例の船舶推進制御システムにおいて、操作レバーの位置、動力伝達機構の状態、スロットルバルブの開度、エンジン回転数、エンジン回転数変化量、実船速および模擬船速のそれぞれの変化のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図7】本発明の実施例の船舶推進制御システムにおいて、模擬船速の算出に関する説明図である。
【図8】本発明の実施例の船舶推進制御システムにおける模擬船速算出処理を示すフローチャートである。
【図10】本発明の実施例の船舶推進制御システムにおけるシフト制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0023】
本発明の実施形態の船舶推進制御システムは、船舶に設けられた船外機、船外機を操作する操作部、および操作部の操作に基づいて船外機を制御する制御装置を備えている。
【0024】
船外機は、エンジン、燃焼用空気のエンジンへの流入量を調整するスロットルバルブ、エンジンの動力を船舶の推進力に変換するプロペラ、エンジンの動力をプロペラに伝達する動力伝達機構、および動力伝達機構の状態を切り替えるシフト装置を備えている。
【0025】
シフト装置は、動力伝達機構の状態を、船舶の推進力が生成されない非接続状態、船舶を前方へ押し動かす推進力が生成される前進接続状態、および船舶を後方へ押し動かす推進力が生成される後進接続状態のうちのいずれかの状態に切り替える。
【0026】
制御装置は模擬船速算出部およびシフト制御部を備えている。模擬船速算出部は、スロットルバルブが開状態から全閉状態になったことによって船舶がプロペラ連れ回り状態で前進しかつ動力伝達機構の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数に、船舶の船長に応じたスケール変換係数を乗ずることにより模擬船速を算出し、当該模擬船速を、所定の減少勾配を示す勾配データに基づいて当該模擬船速の算出時点から時間の経過と共に減少させていく。
【0027】
シフト制御部は、操作部の位置が前進位置からニュートラル位置に変わったときには、シフト装置を制御することにより動力伝達機構の状態を前進接続状態から非接続状態に切り替える。また、シフト制御部は、操作部の位置が前進位置からニュートラル位置に変わった後に続いて後進位置に変わったときに模擬船速が所定の模擬船速閾値以下である場合には、シフト装置を制御することにより動力伝達機構の状態を非接続状態から後進接続状態に直ちに切り替える。また、シフト制御部は、操作部の位置が前進位置からニュートラル位置に変わった後に続いて後進位置に変わったときに模擬船速が所定の模擬船速閾値以下でない場合には、模擬船速が模擬船速閾値以下となるのを待ってからシフト装置を制御することにより動力伝達機構の状態を非接続状態から後進接続状態に切り替える。
【0028】
本発明の実施形態の船舶推進制御システムにおいて、模擬船速算出部は、船舶がプロペラ連れ回り状態で前進しかつ動力伝達機構の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数に、船舶の船長に応じたスケール変換係数を乗ずることにより模擬船速を算出し、当該模擬船速を、所定の減少勾配を示す勾配データに基づいて当該模擬船速の算出時点から時間の経過と共に減少させていく。そして、シフト制御部は、操作レバーの位置が前進位置からニュートラル位置に変わった後に続いて後進位置に変わったときに模擬船速が所定の模擬船速閾値以下でない場合には、模擬船速が模擬船速閾値以下となるのを待ってから動力伝達機構の状態を非接続状態から後進接続状態に切り替える。
【0029】
これにより、船舶推進制御システムを船長がそれぞれ互いに異なる複数の船舶に適用した場合に、これら複数の船舶のそれぞれにおいて、操作レバーの位置が前進位置、ニュートラル位置および後進位置に順次変わったときに、実船速が十分に減少する前に、動力伝達機構の状態が非接続状態から後進状態に切り替わり、かつスロットルバルブが開き、そのために動力伝達機構またはエンジン等に大きな負荷がかかることを抑制することができる。また、船長が互いに異なる複数の船舶のそれぞれにおいて、操作レバーの位置が前進位置、ニュートラル位置および後進位置に順次変わったときに、実船速が十分に減少しているにも拘わらず、動力伝達機構の状態が非接続状態から後進接続状態に切り替わらず、そのために船外機の操作が不必要に鈍化してしまうことを抑制することができる。
【実施例0030】
（船舶、船舶推進制御システム）
図１は、本発明の実施例の船舶推進制御システム５が設けられた船舶１を示している。図１において、船舶１は、例えばボート等の小型の船、または中型の船である。船舶１には、船舶の推進を制御する船舶推進制御システム５が設けられている。
図１は、本発明の実施例の船舶推進制御システム５が設けられた船舶１を示している。図１において、船舶１は、例えばボート等の小型の船、または中型の船である。船舶１には、船舶の推進を制御する船舶推進制御システム５が設けられている。
【0031】
船舶推進制御システム５は、船外機６、リモコン装置３１、およびＢＣＭ（ボート・コントロール・モジュール）３５を備えている。船外機６は、船舶１の推進力を生成する船舶推進機である。船外機６は、船舶１の船体の船尾の左右方向中央に取り付けられ、船体の外側に配置されている。リモコン装置３１は、船外機６を遠隔操作する操作装置である。リモコン装置３１は例えば船舶１のコクピットに配置されている。ＢＣＭ３５は、船舶１の総合的な制御、船舶１に設けられた複数の装置間の連携を図る制御等を行うための装置である。本実施例において、ＢＣＭ３５は、リモコン装置３１の操作に基づいて船外機６を制御する。ＢＣＭ３５は例えば船舶１のコクピットの近傍に配置されている。船外機６のＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）、リモコン装置３１およびＢＣＭ３５は船舶１内に形成されたネットワークを介して互いに通信可能に接続されている。なお、ＢＣＭ３５は「制御装置」の具体例である。
【0032】
また、図１に示す例は、１機の船外機６が設けられた船舶１に船舶推進制御システム５を適用した例であるが、船舶推進制御システム５は、複数の船外機６が設けられた船舶、すなわち多機掛けの船舶にも適用することができる。複数の船外機６が設けられた船舶に船舶推進制御システム５を適用した場合、船舶推進制御システム５は当該船舶に設けられた複数の船外機６を備えていることとなる。
【0033】
（船外機）
図２は船外機６の構造を模式的に示している。図３は船外機６のギヤ機構１７およびその周辺部分を示している。図２において、船外機６は、エンジン７、スロットル装置１１、プロペラ１３、動力伝達機構１４、シフト装置２２、およびＥＣＭ２８を備えている。
図２は船外機６の構造を模式的に示している。図３は船外機６のギヤ機構１７およびその周辺部分を示している。図２において、船外機６は、エンジン７、スロットル装置１１、プロペラ１３、動力伝達機構１４、シフト装置２２、およびＥＣＭ２８を備えている。
【0034】
エンジン７は、推進力を生成する動力源であり、クランクシャフト８およびピストン９を有している。エンジン７は、船外機６において水面よりも上に位置する船外機６の上部に配置されている。
【0035】
スロットル装置１１は、スロットルバルブ１２を備え、スロットルバルブ１２を開閉することにより燃焼用空気のエンジン７の燃焼室内への流入量を調整する装置である。本実施例のスロットル装置１１は電子制御方式のスロットル装置である。エンジン７には、燃焼用空気をエンジン７の燃焼室内へ流入させるためのインテークマニホールド１０が接続されており、スロットル装置１１はインテークマニホールド１０に取り付けられている。また、スロットルバルブ１２はインテークマニホールド１０の流入側の管路内に配置されている。スロットルバルブ１２が全閉状態であるとき、エンジン７の回転数はアイドリングの回転数となる。スロットルバルブ１２が全閉状態であるときでも、エンジン７の回転数をアイドリングの回転数に維持するのに必要な燃焼用空気の燃焼室内への供給が行われるようになっている。また、スロットルバルブ１２の開度が大きくなるに従って、エンジン７の回転数が増加する。
【0036】
プロペラ１３は、エンジン７の動力を船舶１の推進力に変換する装置であり、船外機６において水面よりも下に位置する船外機６の下部の後部に配置されている。
【0037】
動力伝達機構１４は、エンジン７の動力をプロペラ１３に伝達する機構である。動力伝達機構１４は、ドライブシャフト１５、プロペラシャフト１６、およびギヤ機構１７を備えている。ギヤ機構１７は、ドライブギヤ１８、前進ギヤ１９、後進ギヤ２０、およびドッグクラッチ２１を備えている。
【0038】
ドライブシャフト１５は船外機６内を上下方向に伸長し、ドライブシャフト１５の上端部はエンジン７のクランクシャフト８に接続され、ドライブシャフト１５の下端部にはドライブギヤ１８が固定されている。ドライブシャフト１５はエンジン７の動力を受けて回転し、これに伴い、ドライブギヤ１８が回転する。
【0039】
ドライブギヤ１８、前進ギヤ１９および後進ギヤ２０はいずれもベベルギヤである。ドライブギヤ１８はその回転軸の伸長方向が上下方向となるように配置されているのに対し、前進ギヤ１９および後進ギヤ２０はそれらの回転軸の伸長方向が前後方向となるように配置されている。前進ギヤ１９と後進ギヤ２０とは互いに向かい合うように互いに同軸に配置され、前進ギヤ１９はドライブシャフト１５よりも前側の位置でドライブギヤ１８と噛合し、後進ギヤ２０はドライブシャフト１５よりも後ろ側の位置でドライブギヤ１８と噛合している。それゆえ、ドライブギヤ１８の回転に伴い、前進ギヤ１９と後進ギヤ２０とは互いに反対方向に回転する。
【0040】
プロペラシャフト１６は船外機６の下部に配置され、前後方向に伸長し、プロペラシャフト１６の後端部にはプロペラ１３が固定されている。また、プロペラシャフト１６の前端部は、図３に示すように、前進ギヤ１９および後進ギヤ２０のそれぞれの中心に設けられた貫通穴１９Ｂ、２０Ｂに非接触状態で挿入されており、前進ギヤ１９および後進ギヤ２０はいずれもプロペラシャフト１６には固定されていない。
【0041】
ドッグクラッチ２１は前進ギヤ１９と後進ギヤ２０との間に配置されている。ドッグクラッチ２１は、プロペラシャフト１６の前端部に、プロペラシャフト１６に対して周方向には移動不能で、かつ軸方向には移動可能となるように取り付けられている。また、ドッグクラッチ２１の前面および後面には歯２１Ａが形成され、前進ギヤ１９の後面の内周側部分には歯１９Ａが形成され、後進ギヤ２０の前面の内周側部分には歯２０Ａが形成されている。シフト装置２２の制御により、ドッグクラッチ２１が前方に移動すると、ドッグクラッチ２１の前面に形成された歯２１Ａが前進ギヤ１９の後面に形成された歯１９Ａと噛合し、ドッグクラッチ２１と前進ギヤ１９とが互いに接続される。これにより、ドライブシャフト１５の回転が前進ギヤ１９を介してプロペラシャフト１６に伝達され、プロペラシャフト１６およびプロペラ１３が一の方向に回転する。プロペラ１３が一の方向に回転することにより、船舶１を前方へ押し動かす推進力が生成される。一方、シフト装置２２の制御により、ドッグクラッチ２１が後方に移動すると、ドッグクラッチ２１の後面に形成された歯２１Ａが後進ギヤ２０の前面に形成された歯２０Ａと噛合し、ドッグクラッチ２１と後進ギヤ２０とが互いに接続される。これにより、ドライブシャフト１５の回転が後進ギヤ２０を介してプロペラシャフト１６に伝達され、プロペラシャフト１６およびプロペラ１３が他の方向に回転する。プロペラ１３が他の方向に回転することにより、船舶１を後方へ押し動かす推進力が生成される。また、シフト装置２２の制御により、ドッグクラッチ２１が前進ギヤ１９と後進ギヤ２０との中間に位置しているときには、ドッグクラッチ２１は前進ギヤ１９および後進ギヤ２０のいずれとも接続されない状態となる。この場合には、ドライブシャフト１５の回転はプロペラシャフト１６に伝達されない。これにより、船外機６により推進力が生成されない状態になる。
【0042】
動力伝達機構１４の状態には、非接続状態、前進接続状態、および後進接続状態がある。非接続状態は、ドッグクラッチ２１が前進ギヤ１９および後進ギヤ２０のいずれとも接続されておらず、エンジン７の動力がプロペラ１３に伝達されず、それゆえ、船外機６により船舶１の推進力が生成されない状態である。前進接続状態は、ドッグクラッチ２１が前進ギヤ１９と接続され、エンジン７の動力が前進ギヤ１９を介してプロペラ１３に伝達され、それゆえ、船外機６により船舶１を前方へ押し動かす推進力が生成される状態である。後進接続状態は、ドッグクラッチ２１が後進ギヤ２０と接続され、エンジン７の動力が後進ギヤ２０を介してプロペラ１３に伝達され、それゆえ、船外機６により船舶１を後方へ押し動かす推進力が生成される状態である。
【0043】
シフト装置２２は、動力伝達機構１４の状態を、非接続状態、前進接続状態および後進接続状態のうちのいずれかの状態に切り替える装置である。本実施例のシフト装置２２は電子制御方式のシフト装置である。シフト装置２２は、ドッグクラッチ２１を移動させることにより動力伝達機構１４の状態を切り替える。シフト装置２２は、図２に示すように、船外機６の上部前側に配置されたシフトアクチュエータ２３、船外機６の下部前側に配置されたクラッチ駆動機構２４、および船外機６内の前側を上下方向に伸長し、シフトアクチュエータ２３の動力をクラッチ駆動機構２４に伝達するシフトロッド２７を備えている。クラッチ駆動機構２４は、図３に示すように、カム機構２５、およびシフトスライダ２６を備えている。シフトアクチュエータ２３の動力によりシフトロッド２７が回動する。シフトロッド２７の回動はカム機構２５によりシフトスライダ２６の前後方向のスライド移動に変換され、シフトスライダ２６のスライド移動によりドッグクラッチ２１が前後方向に移動する。
【0044】
ＥＣＭ２８は、エンジン７を制御する装置であり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）および記憶装置を備えている。具体的には、ＥＣＭ２８は、ＢＣＭ３５から送信されたクラッチ制御信号に基づいてスロットル装置１１にバルブ制御信号を出力し、スロットルバルブ１２の開度を変化させる。また、ＥＣＭ２８は、ＢＣＭ３５から送信されたシフト制御信号に基づいてシフト装置２２にクラッチ制御信号を出力し、シフトアクチュエータ２３を駆動することによってドッグクラッチ２１を移動させる。
【0045】
また、ＥＣＭ２８は、スロットルバルブ１２の位置を示すスロットル位置情報をＢＣＭ３５に送信する機能を有している。すなわち、スロットル装置１１はスロットルバルブ１２の位置（スロットルバルブ１２の開度）を検出するスロットル位置センサが設けられており、ＥＣＭ２８は、スロットル位置センサから出力された検出信号に基づいて、スロットルバルブ１２の位置を示すスロットル位置情報をＢＣＭ３５に送信する。また、ＥＣＭ２８は、エンジン回転数を示すエンジン回転数情報をＢＣＭ３５に送信する機能を有している。また、ＥＣＭ２８は船外機６の馬力を示す馬力情報をＢＣＭ３５に送信する機能を有している。馬力情報は例えばＥＣＭ２８が有する記憶装置に記憶されている。
【0046】
なお、船舶推進制御システム５は、複数の船外機６が設けられた船舶にも適用することができるが、船舶に複数の船外機６を設ける場合、通常、船舶にはそれぞれ互いに同一の複数の船外機６を設ける。
【0047】
（リモコン装置）
図４はリモコン装置３１を示している。図４において、リモコン装置３１はリモコン装置本体３２および操作レバー３３を備えている。乗員は操作レバー３３を前後方向に傾ける操作をすることにより、船舶１を前進させ、または後進させることができる。なお、操作レバー３３は「操作部」の具体例である。
図４はリモコン装置３１を示している。図４において、リモコン装置３１はリモコン装置本体３２および操作レバー３３を備えている。乗員は操作レバー３３を前後方向に傾ける操作をすることにより、船舶１を前進させ、または後進させることができる。なお、操作レバー３３は「操作部」の具体例である。
【0048】
操作レバー３３の位置には、ニュートラル位置Ｎ、前進位置Ｆ、後進位置Ｒ、第１の全閉位置Ｃ１、および第２の全閉位置Ｃ２がある。操作レバー３３を図４に示すように垂直に立ち上げた状態が、操作レバー３３の位置がニュートラル位置Ｎである状態である。また、操作レバー３３が前方に傾き、その垂直に対する前方への傾斜角が例えば１８度以上８５度以下である状態が、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆである状態である。また、操作レバー３３が後方に傾き、その垂直に対する後方への傾斜角が例えば１８度以上６５度以下である状態が、操作レバー３３の位置が後進位置Ｒである状態である。また、操作レバー３３がニュートラル位置Ｎと前進位置Ｆとの間に位置している状態（すなわち操作レバー３３の垂直に対する前方への傾斜角が０度よりも大きく１８度未満である状態）が、操作レバー３３の位置が第１の全閉位置Ｃ１である状態である。また、操作レバー３３がニュートラル位置Ｎと後進位置Ｒとの間に位置している状態（すなわち操作レバー３３の垂直に対する後方への傾斜角が０度よりも大きく１８度未満である状態）が、操作レバー３３の位置が第２の全閉位置Ｃ２である状態である。
【0049】
リモコン装置３１は、操作レバー３３の位置を検出するレバー位置センサを備えている。レバー位置センサは、操作レバー３３の位置を示す操作信号をＢＣＭ３５に送信する。操作レバー３３は、垂直に対する前方への傾斜角が８５度の位置から、垂直に対する後方への傾斜角が６５度の位置までの範囲を回動することができる。操作信号は、操作レバー３３がこの操作レバー３３の回動範囲うちのどの位置に位置しているかを示す信号である。
【0050】
なお、船舶推進制御システム５は、複数の船外機６が設けられた船舶にも適用することができるが、船舶に複数の船外機６を設ける場合、通常、複数の操作レバー（多くの場合２つの操作レバー）を備えたリモコン装置を用いる。この場合、複数の操作レバーを個別に操作して、複数の船外機により生成される推進力の方向または大きさを個別に制御することができるのであるが、船舶を単純に前進させるときには、複数の操作レバーを同時に前方に傾け、複数の操作レバーの位置をそれぞれ前進位置にし、複数の操作レバーの垂直に対する前方への傾斜角を同じにする。また、船舶を単純に後進させるときには、複数の操作レバーを同時に後方に傾け、複数の操作レバーの位置をそれぞれ後進位置にし、複数の操作レバーの垂直に対する後方への傾斜角を同じにする。また、船舶を停止させるときには、通常、複数の操作レバーの位置をそれぞれニュートラル位置にする。
【0051】
（ＢＣＭ）
ＢＣＭ３５は、図１に示すように、ＣＰＵ３６、および記憶部４０を備えている。記憶部４０は例えば半導体記憶装置を有している。また、ＣＰＵ３６は、例えば記憶部４０に記憶されたプログラムを読み取って実行することにより、スロットル制御部３７、シフト制御部３８、および模擬船速算出部３９として機能する。
ＢＣＭ３５は、図１に示すように、ＣＰＵ３６、および記憶部４０を備えている。記憶部４０は例えば半導体記憶装置を有している。また、ＣＰＵ３６は、例えば記憶部４０に記憶されたプログラムを読み取って実行することにより、スロットル制御部３７、シフト制御部３８、および模擬船速算出部３９として機能する。
【0052】
スロットル制御部３７は、リモコン装置３１の操作レバー３３の操作に基づき、船外機６のスロットル装置１１をＥＣＭ２８を介して電気的に制御し、スロットルバルブ１２の開度を変える。具体的には、スロットル制御部３７は、リモコン装置３１のレバー位置センサから送信される操作信号を取得し、スロットルバルブ１２の開度を、操作信号が示す操作レバー３３の位置に応じた開度にするスロットル制御信号を船外機６のＥＣＭ２８に送信する。ＥＣＭ２８は、ＢＣＭ３５から送信されたクラッチ制御信号に基づき、スロットルバルブ１２の開度を、操作信号が示す操作レバー３３の位置に応じた開度にするバルブ制御信号をスロットル装置１１に出力する。スロットル制御部３７のＥＣＭ２８へのスロットル制御信号の送信についてより具体的に説明すると、操作レバー３３の位置がニュートラル位置Ｎ、第１の全閉位置Ｃ１および第２の全閉位置Ｃ２のいずれかの位置になったとき、スロットル制御部３７は、スロットルバルブ１２を全閉するスロットル制御信号をＥＣＭ２８に送信する。また、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆになったとき、スロットル制御部３７は、スロットルバルブ１２を開け、スロットルバルブ１２の開度を、操作レバー３３の垂直に対する前方への傾斜角に応じた開度にするスロットル制御信号をＥＣＭ２８に送信する。また、操作レバー３３の位置が後進位置Ｒになったとき、スロットル制御部３７は、スロットルバルブ１２を開け、スロットルバルブ１２の開度を、操作レバー３３の垂直に対する後方への傾斜角に応じた開度にするスロットル制御信号をＥＣＭ２８に送信する。
【0053】
シフト制御部３８は、リモコン装置３１の操作レバー３３の操作に基づいて船外機６のシフト装置２２をＥＣＭ２８を介して電気的に制御してドッグクラッチ２１を移動させ、動力伝達機構１４の状態を切り替える。具体的には、シフト制御部３８は、リモコン装置３１のレバー位置センサから送信される操作信号を取得し、操作信号が示す操作レバー３３の位置に応じて動力伝達機構１４の状態を切り替えるシフト制御信号を船外機６のＥＣＭ２８に送信する。ＥＣＭ２８は、ＢＣＭ３５から送信されたシフト制御信号に基づき、操作信号が示す操作レバー３３の位置に応じて動力伝達機構１４の状態を切り替えるクラッチ制御信号をシフト装置２２に出力する。シフト制御部３８のＥＣＭ２８へのシフト制御信号の送信についてより具体的に説明すると、操作レバー３３の位置がニュートラル位置Ｎになったとき、シフト制御部３８は、動力伝達機構１４の状態を非接続状態に切り替えるシフト制御信号をＥＣＭ２８に送信する。また、操作レバー３３の位置が第１の全閉位置Ｃ１および前進位置Ｆのいずれかの位置になったとき、シフト制御部３８は、動力伝達機構１４の状態を前進接続状態に切り替えるシフト制御信号をＥＣＭ２８に送信する。また、操作レバー３３の位置が第２の全閉位置Ｃ２および後進位置Ｒのいずれかの位置になったとき、シフト制御部３８は、基本的に、動力伝達機構１４の状態を後進接続状態に切り替えるシフト制御信号をＥＣＭ２８に送信する。もっとも、後述する後進接続への切替遅延処理において、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆからニュートラル位置Ｎに変わった後に続いて後進位置Ｒに変わったとき、シフト制御部３８は、動力伝達機構１４の状態を後進接続状態に切り替えるシフト制御信号のＥＣＭ２８への送信を遅延させることがある。
【0054】
なお、複数の船外機６が設けられた船舶に船舶推進制御システム５が適用された場合、スロットル制御部３７は、複数の操作レバーの操作に基づき、複数の船外機６のスロットル装置１１を複数の船外機６のＥＣＭ２８を介してそれぞれ制御し、複数の船外機６のスロットルバルブ１２の開度をそれぞれ変えることができる。また、シフト制御部３８は、複数の操作レバーの操作に基づいて複数の船外機６のシフト装置２２を複数の船外機６のＥＣＭ２８を介して制御して複数の船外機６のドッグクラッチ２１をそれぞれ移動させ、複数の船外機６の動力伝達機構１４の状態をそれぞれ切り替えることができる。
【0055】
模擬船速算出部３９は、後述する後進接続への切替遅延処理において、模擬船速を算出する。また、図５に示すように、ＢＣＭ３５の記憶部４０には、後進接続への切替遅延処理において用いられる船長推定マップ４１、スケール変換係数決定マップ４２、および勾配データ４３が記憶されている。
【0056】
（操作レバーの位置に基づく船外機の動作）
操作レバー３３の位置に基づくスロットル制御部３７およびシフト制御部３８の制御により実現される船外機６の動作は次の通りである。
操作レバー３３の位置に基づくスロットル制御部３７およびシフト制御部３８の制御により実現される船外機６の動作は次の通りである。
【0057】
操作レバー３３の位置がニュートラル位置Ｎであるときには、動力伝達機構１４の状態は非接続状態であり、スロットルバルブ１２は全閉状態である。このとき、エンジン７の動力がプロペラ１３に伝達されない状態となっているので、船外機６により船舶１の推進力は生成されない。なお、このとき、エンジン回転数はアイドリングの回転数となっている。
【0058】
また、操作レバー３３の位置がニュートラル位置Ｎから第１の全閉位置Ｃ１になったとき、動力伝達機構１４の状態が非接続状態から前進接続状態に切り替わるが、スロットルバルブ１２は全閉状態のままである。このとき、エンジン７のアイドリングの回転力が前進ギヤ１９を介してプロペラ１３に伝達されることによってプロペラ１３が一の方向に低速で回転する。その結果、船外機６により船舶１を前方に押し動かす推進力が生成されるが、その推進力は極めて小さい。
【0059】
また、操作レバー３３の位置が第１の全閉位置Ｃ１から前進位置Ｆになったとき、スロットルバルブ１２の開度が操作レバー３３の垂直に対する前方への傾斜角に応じた開度となる。なお、このとき、動力伝達機構１４の状態は前進接続状態のままである。このとき、前進位置Ｆにある操作レバー３３の垂直に対する前方への傾斜角に応じてエンジン回転数が増加する。そして、そのエンジン７の回転力が前進ギヤ１９を介してプロペラ１３に伝達されることにより、一の方向に回転しているプロペラ１３のプロペラ回転数がエンジン回転数の増加に応じて増加する。その結果、船外機６により生成される、船舶１を前方に押し動かす推進力が増加する。
【0060】
また、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆから第１の全閉位置Ｃ１になったとき、スロットルバルブ１２が全閉状態になる。一方、このとき、動力伝達機構１４の状態は前進接続状態のままである。このとき、エンジン回転数はアイドリングの回転数となり、船外機６により生成される、船舶１を前方に押し動かす推進力は極めて小さくなる。
【0061】
また、操作レバー３３の位置が第１の全閉位置Ｃ１からニュートラル位置Ｎになったとき、動力伝達機構１４の状態が前進接続状態から非接続状態に切り替わる。なお、このとき、スロットルバルブ１２は全閉状態である。このとき、エンジン７の動力がプロペラ１３に伝達されなくなるので、船外機６により船舶１の推進力が生成されなくなる。なお、このとき、エンジン回転数はアイドリングの回転数になる。
【0062】
一方、操作レバー３３の位置がニュートラル位置Ｎから第２の全閉位置Ｃ２になったとき、動力伝達機構１４の状態が非接続状態から後進接続状態に切り替わるが、スロットルバルブ１２は全閉状態のままである。このとき、エンジン７のアイドリングの回転力が後進ギヤ２０を介してプロペラ１３に伝達されることによってプロペラ１３が他の方向に低速で回転する。その結果、船外機６により船舶１を後方に押し動かす推進力が生成されるが、その推進力は極めて小さい。
【0063】
また、操作レバー３３の位置が第２の全閉位置Ｃ２から後進位置Ｒになったとき、スロットルバルブ１２の開度が操作レバー３３の垂直に対する後方への傾斜角に応じた開度となる。なお、このとき、動力伝達機構１４の状態は後進接続状態のままである。このとき、後進位置Ｒにある操作レバー３３の垂直に対する後方への傾斜角に応じてエンジン回転数が増加する。そして、そのエンジン７の回転力が後進ギヤ２０を介してプロペラに伝達されることにより、他の方向に回転しているプロペラ１３のプロペラ回転数がエンジン回転数の増加に応じて増加する。その結果、船外機６により生成される、船舶１を後方に押し動かす推進力が増加する。
【0064】
また、操作レバー３３の位置が後進位置Ｒから第２の全閉位置Ｃ２になったとき、スロットルバルブ１２が全閉状態になるが、動力伝達機構１４の状態は前進接続状態のままである。このとき、エンジン回転数はアイドリングの回転数となり、船外機６により生成される、船舶１を後方に押し動かす推進力は極めて小さくなる。
【0065】
また、操作レバー３３の位置が第２の全閉位置Ｃ２からニュートラル位置Ｎになったとき、動力伝達機構１４の状態が後進接続状態から非接続状態に切り替わる。なお、このとき、スロットルバルブ１２は全閉状態である。このとき、エンジン７の動力がプロペラ１３に伝達されなくなるので、船外機６により船舶１の推進力が生成されなくなる。なお、このとき、エンジン回転数はアイドリングの回転数になる。
【0066】
（後進接続への切替遅延処理）
船舶推進制御システム５のＢＣＭ３５は後進接続への切替遅延処理を行う。後進接続への切替遅延処理とは、船舶が前進しているとき、操作レバーの位置が前進位置、ニュートラル位置および後進位置に順次変わった場合に、これに基づいて動力伝達機構の状態を前進接続状態、非接続状態および後進接続状態に順次切り替えるに当たり、非接続状態から後進接続状態に切り替えるタイミングを遅らせる処理である。船舶推進制御システム５における後進接続への切替遅延処理について図６を用いて説明する。図６は、船舶１が前進しているときに、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆ、ニュートラル位置Ｎおよび後進位置Ｒに順次変わった場合の動力伝達機構１４の状態、スロットルバルブ１２の開度、エンジン回転数、エンジン回転数変化量ΔＮＥ、船舶１の実船速および模擬船速のそれぞれの変化を示している。
船舶推進制御システム５のＢＣＭ３５は後進接続への切替遅延処理を行う。後進接続への切替遅延処理とは、船舶が前進しているとき、操作レバーの位置が前進位置、ニュートラル位置および後進位置に順次変わった場合に、これに基づいて動力伝達機構の状態を前進接続状態、非接続状態および後進接続状態に順次切り替えるに当たり、非接続状態から後進接続状態に切り替えるタイミングを遅らせる処理である。船舶推進制御システム５における後進接続への切替遅延処理について図６を用いて説明する。図６は、船舶１が前進しているときに、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆ、ニュートラル位置Ｎおよび後進位置Ｒに順次変わった場合の動力伝達機構１４の状態、スロットルバルブ１２の開度、エンジン回転数、エンジン回転数変化量ΔＮＥ、船舶１の実船速および模擬船速のそれぞれの変化を示している。
【0067】
図６において、船舶１が前進しているときに、船舶１の乗員の操作レバー３３の操作により、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆ、ニュートラル位置Ｎおよび後進位置Ｒに順次変わっている。より詳細には、船舶１の乗員の操作レバー３３の操作により、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆ、第１の全閉位置Ｃ１、ニュートラル位置Ｎ、第２の全閉位置Ｃ２および後進位置Ｒに順次変わっている。
【0068】
時点ｔ１よりも前の時点において、操作レバー３３の位置は前進位置Ｆであり、スロットルバルブ１２は開き、動力伝達機構１４の状態は前進接続状態であり、船舶１は前進している。時点ｔ１において操作レバー３３の位置が前進位置Ｆから第１の全閉位置Ｃ１に向かって変わり始めている。そして、時点ｔ２において操作レバー３３の位置が第１の全閉位置Ｃ１に至っている。したがって、時点ｔ２において、スロットルバルブ１２が全閉状態になる。
【0069】
その後、操作レバー３３の位置が第１の全閉位置Ｃ１からニュートラル位置Ｎに変わった時点ｔ４において、ＢＣＭ３５（シフト制御部３８）は、動力伝達機構１４の状態を非接続状態に切り替えるシフト制御信号をＥＣＭ２８に送信する。ＥＣＭ２８は、ＢＣＭ３５から送信されたシフト制御信号に基づいて、動力伝達機構１４の状態を非接続状態に切り替えるクラッチ制御信号をシフト装置２２に出力し、シフト装置２２は、ＥＣＭ２８から出力されたクラッチ制御信号に基づいて、動力伝達機構１４の状態を非接続状態に切り替える。ここで、ＢＣＭ３５がシフト制御信号を送信してから、シフト装置２２が動力伝達機構１４の状態を非接続状態に切り替えるまでに僅かなタイムラグ（以下、これを「切替タイムラグＤ」という。）がある。この切替タイムラグＤは、動力伝達機構１４の状態を前進接続状態から非接続状態に切り替えるシフト装置２２の作動時間等である。この切替タイムラグＤのため、動力伝達機構１４の状態の非接続状態への切替が完了するのは時点ｔ５となる。
【0070】
また、操作レバー３３の位置は、時点ｔ４において第１の全閉位置Ｃ１からニュートラル位置Ｎに変わった後、続いてニュートラル位置Ｎから全閉位置Ｃ２に変わり、続いて全閉位置Ｃ２から後進位置Ｒに変り、そして、操作レバー３３は時点ｔ６において停止している。
【0071】
さて、時間を遡り、時点ｔ１において、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆから第１の全閉位置Ｃ１に向かって変化し始め、その後、時点ｔ２において第１の全閉位置Ｃ１に至る間、操作レバー３３の位置が変化する速度に応じた速度で、スロットルバルブ１２の開度が減少していき、これに伴い、エンジン回転数が減少していく。この間、船舶１の実船速は減少していくが、実船速の減少勾配は、エンジン回転数の減少勾配と比較して小さい。これは、慣性力により船舶１が前進を継続しようとするからである。
【0072】
時点ｔ２においてスロットルバルブ１２が全閉状態になることにより、エンジン７の出力が極めて小さくなり、船外機６により生成される、船舶１を前方に押し動かす推進力は極小となるのであるが、船舶１は慣性力によって前進を続ける。その結果、プロペラ１３が水流を受けて回転するようになる。以下、船外機により生成される推進力が極小または零である状態で船舶が前進しており、それにより生じる水流を受けてプロペラが回転している状態を「プロペラ連れ回り状態」という。船舶が前進しているときにスロットルバルブが全閉状態になり、その後、プロペラの回転状態がプロペラ連れ回り状態になるまでには僅かなタイムラグ（以下、これを「プロペラ連れ回りタイムラグ」という。）がある。このプロペラ連れ回りタイムラムは、スロットルバルブが全閉状態になってからエンジンの出力が極小になるまでの時間に相当する。本実施例の船舶１においては、図６において、プロペラ連れ回りタイムラグにより、スロットルバルブ１２が全閉状態になった後の時点ｔ３において、プロペラ１３の回転状態がプロペラ連れ回り状態となる。
【0073】
時点ｔ３から時点ｔ５直前までの間は、スロットルバルブ１２が全閉状態であり、かつ動力伝達機構１４の状態が前進接続状態である。すなわち、この間、船舶１はプロペラ連れ回り状態で前進し、かつ動力伝達機構１４の状態は前進接続状態を継続している。この間、エンジン７のクランクシャフト８が、水流を受けて回転するプロペラ１３の回転力により回転する。エンジン回転数とプロペラ回転数との関係は、クランクシャフト８とプロペラシャフト１６の間において動力の伝達を行うギヤのギヤ比により定まり、エンジン回転数とプロペラ回転数との関係は比例関係である。したがって、水流を受けて回転するプロペラ１３の回転力によりクランクシャフト８が回転する場合、エンジン回転数はプロペラ回転数と比例した回転数となる。
【0074】
ここで、プロペラ連れ回り状態におけるプロペラ回転数と実船速との関係は、スロットルバルブが開いてエンジンの動力によりプロペラが回転している状態におけるプロペラ回転数と実船速との関係と比較して、比例関係に近い。その理由は、プロペラ連れ回り状態においては、スロットルバルブが開いてエンジンの動力によりプロペラが回転している状態と比較して、プロペラとその周囲の水との間のスリップが少ないからである。したがって、時点ｔ３から時点ｔ５直前までの間、プロペラ回転数、およびそれに比例したエンジン回転数は、慣性力により前進しつつも水の抵抗により漸次減少していく船舶の実船速に概ね比例して減少する。
【0075】
その後、時点ｔ５において、動力伝達機構１４の状態が前進接続状態から非接続状態に切り替わることにより、水流を受けて回転するプロペラ１３の回転力がエンジン７のクランクシャフト８に伝達されなくなるので、エンジン回転数はアイドリングの回転数となり、エンジン回転数と実船速との間の概ね比例した関係は解消される。
【0076】
さて、再び時間を遡り、時点ｔ２においてスロットルバルブが全閉状態になった後、ＢＣＭ３５は、エンジン回転数の単位時間当たりの変化量であるエンジン回転数変化量ΔＮＥに基づいて、プロペラ１３の回転状態がプロペラ連れ回り状態になったか否かを判断する。具体的には、ＢＣＭ３５は、時点ｔ２においてスロットルバルブ１２が全閉状態になった後に、エンジン回転数変化量ΔＮＥが初めて所定の変化量閾値以下となったか否かを判断する。そして、ＢＣＭ３５は、時点ｔ２においてスロットルバルブ１２が全閉状態になった後に、エンジン回転数変化量ΔＮＥが初めて所定の変化量閾値以下となったときに、プロペラ１３の回転状態がプロペラ連れ回り状態になったと判断する。この判断方法の原理は次の通りである。
【0077】
プロペラ連れ回り状態において、エンジン回転数は、慣性力により前進しつつも水の抵抗により漸次減少していく船舶の実船速に概ね比例して減少する。それゆえ、プロペラ連れ回り状態におけるエンジン回転数の単位時間当たりの変化量は、操作レバーの位置の変化に伴うスロットルバルブの開度の変化に応じて変化するエンジン回転数の単位時間当たりの変化量と比較して小さい。また、上述したように、船舶が前進しているときにスロットルバルブが全閉状態になり、その後、プロペラの回転状態がプロペラ連れ回り状態になるまで僅かなプロペラ連れ回りタイムラグがある。したがって、スロットルバルブ１２が全閉してからプロペラ１３の回転状態がプロペラ連れ回り状態になるまでの間はエンジン回転数の単位時間当たりの変化量が比較的大きくなり、一方、プロペラ１３の回転状態がプロペラ連れ回り状態になったときにはエンジン回転数の単位時間当たりの変化量が比較的小さくなる。したがって、スロットルバルブが全閉状態になった後に、エンジン回転数変化量ΔＮＥが初めて所定の変化量閾値以下となったか否かに基づいて、プロペラ１３の回転状態がプロペラ連れ回り状態になったか否かを判断することができる。
【0078】
ＢＣＭ３５は、時点ｔ３において、プロペラ１３の回転状態がプロペラ連れ回り状態になったと判断したときに、模擬船速を算出する。模擬船速は、船舶の実船速を推定するための参照値である。ＢＣＭ３５は、スロットルバルブ１２が開状態から全閉状態になったことによって船舶１がプロペラ連れ回り状態で前進し、かつ動力伝達機構１４の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数に、船外機６の馬力から推定される船舶１の船長に応じたスケール変換係数ＳＣを乗ずることにより模擬船速を算出する。なお、船舶に複数の船外機が設けられている場合（多機掛けの場合）には、ＢＣＭ３５は、スロットルバルブ１２が開状態から全閉状態になったことによって船舶１がプロペラ連れ回り状態で前進し、かつ動力伝達機構１４の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数に、複数の船外機６の馬力の合計から推定される船舶１の船長に応じたスケール変換係数ＳＣを乗ずることにより模擬船速を算出する。
【0079】
続いて、ＢＣＭ３５は、算出した模擬船速を、所定の減少勾配を示す勾配データ４３に基づいて、当該模擬船速の算出時点ｔ３から時間の経過と共に減少させていく。その結果、模擬船速は、図６に示すように、時点ｔ３から、船舶１の実船速が減少していく勾配に近似した勾配で減少していく値となる。なお、模擬船速の算出原理、模擬船速の具体的な算出方法、および勾配データ４３等については後述する。
【0080】
その後、操作レバー３３の位置が後進位置Ｒに至ったとき、ＢＣＭ３５はそのことを認識する。その後、ＢＣＭ３５（シフト制御部３８）は、模擬船速が所定の模擬船速閾値以下となるまで待ってから、動力伝達機構１４の状態を後進接続状態に切り替えるシフト制御信号をＥＣＭ２８に送信する。ＥＣＭ２８は、ＢＣＭ３５から送信されたシフト制御信号に基づいて、動力伝達機構１４の状態を後進接続状態に切り替えるクラッチ制御信号をシフト装置２２に出力し、シフト装置２２は、ＥＣＭ２８から出力されたクラッチ制御信号に基づいて、動力伝達機構１４の状態を後進接続状態に切り替える。図６においては、時点ｔ７で模擬船速が模擬船速閾値以下となり、ＢＣＭ３５が動力伝達機構１４の状態を後進接続状態に切り替えるシフト制御信号をＥＣＭ２８に送信し、ＢＣＭ３５からのシフト制御信号の送信から切替タイムラグＤが経過した時点ｔ８において、動力伝達機構１４の状態の後進接続状態への切替が完了している。
【0081】
図６において、仮に後進接続への切替遅延処理が実行されずに、動力伝達機構１４の状態が非接続状態から後進接続状態に通常の切替処理により切り替えられた場合には、時点ｔ３から切替タイムラグＤが経過した時点において、動力伝達機構１４の状態が非接続状態から後進接続状態に切り替わる。このときの実船速はＶＡである。これに対し、後進接続への切替遅延処理が実行された場合には、時点ｔ８において、動力伝達機構１４の状態が非接続状態から後進接続状態に切り替わる。このときの実船速はＶＢである。図６を見るとわかる通り、時点ｔ３から切替タイムラグＤが経過した時点から時点ｔ８までの間において、実船速はＶＡからＶＢに十分に減速している。したがって、時点ｔ８において、動力伝達機構１４の状態が非接続状態から後進接続状態に切り替わり、その直後にスロットルバルブ１２が開いた場合に動力伝達機構またはエンジン等にかかる負荷の大きさは、時点ｔ３から切替タイムラグＤが経過した時点において、動力伝達機構１４の状態が非接続状態から後進接続状態に切り替わり、その直後にスロットルバルブ１２が開いた場合に動力伝達機構またはエンジン等にかかる負荷の大きさと比較して十分に小さくなる。したがって、後進接続への切替遅延処理によれば、動力伝達機構１４またはエンジン７等に大きな負荷がかかることを抑制することができる。また、模擬船速閾値を、動力伝達機構１４またはエンジン７等に大きな負荷がかかることを抑制することができる上限値またはそれに近い値に設定することより、船外機６の操作が不必要に鈍化してしまうことを防ぐことができる。
【0082】
（模擬船速の算出原理）
ＢＣＭ３５は、スロットルバルブ１２が開状態から全閉状態になったことによって船舶１がプロペラ連れ回り状態で前進し、かつ動力伝達機構１４の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数（具体的には図６中の時点ｔ３におけるエンジン回転数）に、船舶１の船長に応じたスケール変換係数ＳＣを乗ずることにより模擬船速を算出し、続いて、算出した模擬船速を、所定の減少勾配を示す勾配データ４３に基づいて当該模擬船速の算出時点から時間の経過と共に減少させていく。これにより、模擬船速は、船舶推進制御システム５が設けられた船舶が前進しているときに操作レバーの位置が前進位置からニュートラル位置に変わり、その結果、慣性力により前進しつつも水の抵抗により漸次減少していく船舶の実船速の減少勾配に近似した減少勾配で減少していく値になる。以下、模擬船速の算出原理について説明する。
ＢＣＭ３５は、スロットルバルブ１２が開状態から全閉状態になったことによって船舶１がプロペラ連れ回り状態で前進し、かつ動力伝達機構１４の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数（具体的には図６中の時点ｔ３におけるエンジン回転数）に、船舶１の船長に応じたスケール変換係数ＳＣを乗ずることにより模擬船速を算出し、続いて、算出した模擬船速を、所定の減少勾配を示す勾配データ４３に基づいて当該模擬船速の算出時点から時間の経過と共に減少させていく。これにより、模擬船速は、船舶推進制御システム５が設けられた船舶が前進しているときに操作レバーの位置が前進位置からニュートラル位置に変わり、その結果、慣性力により前進しつつも水の抵抗により漸次減少していく船舶の実船速の減少勾配に近似した減少勾配で減少していく値になる。以下、模擬船速の算出原理について説明する。
【0083】
船舶１がプロペラ連れ回り状態で前進し、かつ動力伝達機構１４の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数と船舶１の実船速とは比例関係に近い。したがって、このエンジン回転数に基づいて船舶１の実船速を推定することができる。そこで、ＢＣＭ３５は、このエンジン回転数を模擬船速の基礎値として用いる。
【0084】
ところが、このエンジン回転数は主に船舶の船長によって異なる。図７（Ａ）は、それぞれ互いに船長が異なる３隻の船舶ＰＡ、ＰＢ、ＰＣについて、船舶がプロペラ連れ回り状態で前進し、かつ動力伝達機構の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数と実船速との関係を示している。具体的には、特性線ＪＡは、３隻の船舶のうち船長が最も長い船舶ＰＡについての上記エンジン回転数と実船速との関係を示し、特性線ＪＢは、３隻の船舶のうち船長が概ね中間の船舶ＰＢについての上記エンジン回転数と実船速との関係を示し、特性線ＪＣは、３隻の船舶のうち船長が最も小さい船舶ＰＣについての上記エンジン回転数と実船速との関係を示している。図７（Ａ）から、船長が長い船舶ＰＡ（特性線ＪＡ）の方が船長の短い船舶ＰＣ（特性線ＪＣ）よりもエンジン回転数に対する実船速が速いことがわかる。
【0085】
本実施例では、模擬船速を１つの勾配データ４３に基づいて減少させていくことにより、慣性力により前進しつつも水の抵抗により漸次減少していく船舶の実船速を逐一推定していく。したがって、船舶がプロペラ連れ回り状態で前進し、かつ動力伝達機構の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数が船舶の船長によって異なることを無視した場合には、慣性力により前進しつつも水の抵抗により漸次減少していく船舶の実船速の推定の精度が低下する。
【0086】
そこで、ＢＣＭ３５は、船舶がプロペラ連れ回り状態で前進し、かつ動力伝達機構の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数と実船速との関係を、フルード相似則に基づいてスケール変換し、スケール変換した後のこれらエンジン回転数と実船速との関係に基づいて模擬船速を算出する。具体的には、ＢＣＭ３５は、船舶がプロペラ連れ回り状態で前進し、かつ動力伝達機構の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数に、船舶推進制御システム５が設けられた船舶の船長に応じたスケール変換係数ＳＣを乗ずることにより模擬船速を算出する。
【0087】
スケール変換係数ＳＣはフルード相似則に基づくスケール変換係数である。スケール変換係数Ｓｃは次の数式（１）により算出される。
【0088】
スケール変換係数ＳＣ＝（ＬＳ）＾（１／２） ・・・（１）
ＬＳ：推定船長
数式（１）は次のように生成されたものである。
ＬＳ：推定船長
数式（１）は次のように生成されたものである。
【0089】
フルード相似則に基づくスケール変換を行う際には、慣性力と重量との比を表すフルード数ＦＲが変換前と変換後とで等しくなるようにする。フルード数ＦＲは次式の通りである。
【0090】
ＦＲ＝（ｍ・ａ／ｍ・ｇ）＾（１／２） ・・・（２）
ｍ：質量、ａ：加速度、ｇ：重力加速度
船舶についてフルード相似則に基づくスケール変換を行う際には、数式（２）は次のように変換される。
ｍ：質量、ａ：加速度、ｇ：重力加速度
船舶についてフルード相似則に基づくスケール変換を行う際には、数式（２）は次のように変換される。
【0091】
ＦＲ＝Ｖ／｛（Ｌ・ｇ）＾（１／２）｝ ・・・（３）
Ｖ：船速、Ｌ：船長
ここで、船長が互いに異なる２隻の船舶ＱＡ、ＱＢがあるとする。船舶ＱＡの船長はＬＡであり、船舶ＱＡの実船速はＶＡである。船舶ＱＢの船長はＬＢであり、船舶ＱＢの実船速はＶＢである。フルード相似則に基づいて、船舶ＱＢの実船速ＶＢを船舶ＱＡの実船速ＶＡにスケール変換する際には、変換前と変換後とでフルード数ＦＲが等しくなるようにする。したがって、次の数式を満足するように変換を行う。
Ｖ：船速、Ｌ：船長
ここで、船長が互いに異なる２隻の船舶ＱＡ、ＱＢがあるとする。船舶ＱＡの船長はＬＡであり、船舶ＱＡの実船速はＶＡである。船舶ＱＢの船長はＬＢであり、船舶ＱＢの実船速はＶＢである。フルード相似則に基づいて、船舶ＱＢの実船速ＶＢを船舶ＱＡの実船速ＶＡにスケール変換する際には、変換前と変換後とでフルード数ＦＲが等しくなるようにする。したがって、次の数式を満足するように変換を行う。
【0092】
ＶＡ／｛（ＬＡ・ｇ）＾（１／２）｝＝ＶＢ／｛（ＬＢ・ｇ）＾（１／２）｝・・・（４）
数式（４）から次の数式が成り立つ。
数式（４）から次の数式が成り立つ。
【0093】
ＶＡ＝｛（ＬＡ／ＬＢ）＾（１／２）｝・ＶＢ ・・・（５）
数式（５）中の係数：｛（ＬＡ／ＬＢ）＾（１／２）｝において、（ＬＡ／ＬＢ）を推定船長ＬＳに置き換えたものが、本発明の実施例のスケール変換係数ＳＣである。
数式（５）中の係数：｛（ＬＡ／ＬＢ）＾（１／２）｝において、（ＬＡ／ＬＢ）を推定船長ＬＳに置き換えたものが、本発明の実施例のスケール変換係数ＳＣである。
【0094】
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す船舶ＰＡ、ＰＢ、ＰＣについてのエンジン回転数と実船速との関係を、上記スケール変換係数ＳＣを用いてそれぞれスケール変換した結果を示している。具体的には、特性線ＫＡは、図７（Ａ）に示す船舶ＰＡについてのエンジン回転数と実船速との関係（特性線ＪＡ）を上記スケール変換係数ＳＣを用いてスケール変換した結果を示している。特性線ＫＢは、図７（Ａ）に示す船舶ＰＢについてのエンジン回転数と実船速との関係（特性線ＪＢ）を上記スケール変換係数ＳＣを用いてスケール変換した結果を示している。特性線ＫＣは、図７（Ａ）に示す船舶ＰＣについてのエンジン回転数と実船速との関係（特性線ＪＣ）を上記スケール変換係数ＳＣを用いてスケール変換した結果を示している。図７（Ａ）中の二点鎖線で囲まれた部分と、図７（Ｂ）中の二点鎖線で囲まれた部分とを比較すると、スケール変換前よりもスケール変換後の方が、エンジン回転数と実船速との関係につき、船舶ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ間の一致性が高いことがわかる。すなわち、図７（Ａ）における特性線ＪＡ、ＪＢ、ＪＣ間の一致性よりも、図７（Ｂ）における特性線ＫＡ、ＫＢ、ＫＣ間の一致性の方が高い。したがって、スケール変換係数ＳＣを用いてスケール変換した後のエンジン回転数と実船速との関係に基づいて模擬船速を算出し、その模擬船速を１つの勾配データ４３に基づいて減少させていくことにより、慣性力により前進しつつも水の抵抗により漸次減少していく船舶の実船速の推定の精度を向上させることができる。
【0095】
ＢＣＭ３５は、船舶１がプロペラ連れ回り状態で前進し、かつ動力伝達機構１４の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数に、船舶１の船長に応じたスケール変換係数ＳＣを乗ずることにより模擬船速を算出した後、その算出した模擬船速を、所定の減少勾配を示す勾配データ４３に基づいて当該模擬船速の算出時点から時間の経過と共に減少させていく。勾配データ４３が示す所定の減少勾配は、船長が異なる複数の船舶のそれぞれにつき、スケール変換係数ＳＣを用いて算出した模擬船速を当該所定の減少勾配に沿うように減少させていったときの模擬船速の減少勾配と、船舶が前進しているときに操作レバーの位置が前進位置からニュートラル位置に変わり、その結果、慣性力により前進しつつも水の抵抗により漸次減少していく船舶の実船速の減少勾配との誤差が最小となるように、実験またはシミュレーションにより生成されたものである。勾配データ４３に基づいて模擬船速を減少させていくことにより、船長が異なる複数の船舶のそれぞれにつき、模擬船速の減少勾配を実船速の減少勾配に可及的に近づけることができる。
【0096】
（模擬船速の算出方法）
ＢＣＭ３５は、船舶１がプロペラ連れ回り状態で前進し、かつ動力伝達機構１４の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数に、船舶１の船長に応じたスケール変換係数ＳＣを乗ずることにより模擬船速を算出する。この演算を行うに当たり、ＢＣＭ３５は、まず、船舶推進制御システム５が設けられた船舶に設けられた船外機の馬力に基づいて、船舶推進制御システム５が設けられた船舶の船長を推定する。ＢＣＭ３５は、船舶推進制御システム５が設けられた船舶の船長を推定するに当たり、ＢＣＭ３５が有する記憶部４０に記憶された船長推定マップ４１を用いる。図５に示すように、船長推定マップ４１には、船舶に設けられた船外機の総馬力と、船舶の船長の推定値である推定船長ＬＳとの対応関係が記述されている。船外機の総馬力とは、船舶に設けられた船外機が１機の場合には、その１機の船外機の馬力であり、船舶に設けられた船外機が複数の場合には、それら複数の船外機の馬力の合計である。ＢＣＭ３５は、例えば、船舶推進制御システム５が設けられた船舶に設けられた船外機の馬力に当該船舶に設けられた船外機の数を乗ずることにより、当該船舶に設けられた船外機の総馬力を算出する。そして、ＢＣＭ３５は、船長推定マップ４１を参照し、算出した総馬力に対応する推定船長ＬＳを決定する。
ＢＣＭ３５は、船舶１がプロペラ連れ回り状態で前進し、かつ動力伝達機構１４の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数に、船舶１の船長に応じたスケール変換係数ＳＣを乗ずることにより模擬船速を算出する。この演算を行うに当たり、ＢＣＭ３５は、まず、船舶推進制御システム５が設けられた船舶に設けられた船外機の馬力に基づいて、船舶推進制御システム５が設けられた船舶の船長を推定する。ＢＣＭ３５は、船舶推進制御システム５が設けられた船舶の船長を推定するに当たり、ＢＣＭ３５が有する記憶部４０に記憶された船長推定マップ４１を用いる。図５に示すように、船長推定マップ４１には、船舶に設けられた船外機の総馬力と、船舶の船長の推定値である推定船長ＬＳとの対応関係が記述されている。船外機の総馬力とは、船舶に設けられた船外機が１機の場合には、その１機の船外機の馬力であり、船舶に設けられた船外機が複数の場合には、それら複数の船外機の馬力の合計である。ＢＣＭ３５は、例えば、船舶推進制御システム５が設けられた船舶に設けられた船外機の馬力に当該船舶に設けられた船外機の数を乗ずることにより、当該船舶に設けられた船外機の総馬力を算出する。そして、ＢＣＭ３５は、船長推定マップ４１を参照し、算出した総馬力に対応する推定船長ＬＳを決定する。
【0097】
ＢＣＭ３５は、船舶推進制御システム５が設けられた船舶の推定船長ＬＳを決定した後、その推定船長ＬＳに基づいてスケール変換係数ＳＣの値を決定する。ＢＣＭ３５は、スケール変換係数ＳＣの値を決定するに当たり、ＢＣＭ３５が有する記憶部４０に記憶されたスケール変換係数決定マップ４２を用いる。図５に示すように、スケール変換係数決定マップ４２には、推定船長ＬＳとスケール変換係数ＳＣの値との対応関係が記述されている。スケール変換係数決定マップ４２において、各スケール変換係数ＳＣの値は、上記数式（１）を用いて予め算出したものである。ＢＣＭ３５は、スケール変換係数決定マップ４２を参照し、船舶推進制御システム５が設けられた船舶の推定船長ＬＳに対応するスケール変換係数ＳＣの値を決定する。なお、スケール変換係数決定マップ４２を用いずに、推定船長ＬＳが決定される度に、上記数式（１）を用いてスケール変換係数ＳＣの値を算出するようにしてもよい。
【0098】
ＢＣＭ３５は、このようにして決定したスケール変換係数ＳＣの値を用いて模擬船速を算出した後、その模擬船速を、所定の減少勾配を示す勾配データ４３に基づいて当該模擬船速の算出時点から時間の経過と共に減少させていく。図５に示すように、勾配データ４３は、エンジン回転数がその大きさに基づいて複数の区間に分割され、これらの区間毎に、エンジン回転数の１秒当たりの変化量Ｂを記述することにより形成されている。ＢＣＭ３５は、まず、算出した模擬船速をＢＣＭ３５が有する記憶部４０に記憶し、所定時間Ｗ（例えば０．１秒）待機する。次に、ＢＣＭ３５は、勾配データ４３を参照し、現在の模擬船速（すなわち記憶部４０に現在記憶されている模擬船速）に対応する変化量Ｂを決定し、次式の演算を行い、演算により得られた新たな模擬船速を記憶部４０に上書きし、所定時間Ｗ待機する。
【0099】
新たな模擬船速＝現在の模擬船速＋Ｂ×Ｗ ・・・（６）
その後、ＢＣＭ３５は、勾配データ４３を参照し、現在の模擬船速に対応する変化量Ｂを決定し、数式（６）の演算を行い、演算により得られた新たな模擬船速を記憶部４０に上書きし、所定時間Ｗ待機するといった一連の処理を繰り返す。
その後、ＢＣＭ３５は、勾配データ４３を参照し、現在の模擬船速に対応する変化量Ｂを決定し、数式（６）の演算を行い、演算により得られた新たな模擬船速を記憶部４０に上書きし、所定時間Ｗ待機するといった一連の処理を繰り返す。
【0100】
（後進接続への切替遅延処理の具体的な流れ）
図８～１０は、後進接続への切替遅延処理の具体的な流れを示している。図６からわかる通り、船舶推進制御システム５においては、模擬船速を算出する模擬船速算出処理と、動力伝達機構１４の状態を切り替えるシフト制御処理とが並行して行われる。図８は模擬船速算出処理を示し、図１０はシフト制御処理を示している。図９に示すスケール変換係数算出処理は、図８に示す模擬船速算出処理におけるサブルーチンである。
図８～１０は、後進接続への切替遅延処理の具体的な流れを示している。図６からわかる通り、船舶推進制御システム５においては、模擬船速を算出する模擬船速算出処理と、動力伝達機構１４の状態を切り替えるシフト制御処理とが並行して行われる。図８は模擬船速算出処理を示し、図１０はシフト制御処理を示している。図９に示すスケール変換係数算出処理は、図８に示す模擬船速算出処理におけるサブルーチンである。
【0101】
まず、模擬船速算出処理について説明する。図８において、ＢＣＭ３５の模擬船速算出部３９は、船外機６のＥＣＭ２８から送信されたスロットル位置情報に基づいて、スロットルバルブ１２が全閉状態であるか否かを判断する（ステップＳ１）。模擬船速算出部３９は、ステップＳ１を繰り返すことによりスロットルバルブ１２の状態を監視し、スロットルバルブが全閉状態になったタイミングで、処理をステップＳ２へ移行させる。
【0102】
続いて、模擬船速算出部３９は、ＥＣＭ２８から送信されたエンジン回転数情報に基づいてエンジン回転数変化量ΔＮＥを算出し、ステップＳ１の後にエンジン回転数変化量ΔＮＥが初めて変化量閾値以下となったか否かを判断する（ステップＳ２）。模擬船速算出部３９は、ステップＳ２を繰り返すことによりエンジン回転数変化量ΔＮＥを監視し、ステップＳ１の後にエンジン回転数変化量ΔＮＥが初めて変化量閾値以下となったタイミングで、処理をステップＳ３へ移行させる。
【0103】
続いて、模擬船速算出部３９は、スケール変換係数ＳＣを算出するスケール変換係数算出処理を行う（ステップＳ３）。
【0104】
図９に示すスケール変換係数算出処理において、模擬船速算出部３９は、例えば船外機６の馬力情報の送信を要求する要求信号をＥＣＭ２８に送信し、それに応じてＥＣＭ２８から送信された船外機６の馬力情報を受信する（ステップＳ１１）。なお、船舶１に複数の船外機６が設けられている場合、それら複数の船外機の馬力は通常それぞれ互いに同一であるので、複数の船外機６のうちの１機の船外機から馬力情報を取得すれば足りる。
【0105】
続いて、模擬船速算出部３９は船舶１に設けられた船外機６の数を認識する（ステップＳ１２）。例えば、船舶１に設けられた船外機６の数は、通常、ＢＣＭ３５の記憶部４０に記憶されているので、模擬船速算出部３９はそれを参照することにより、船舶１に設けられた船外機６の数を認識する。
【0106】
続いて、模擬船速算出部３９は、受信した船外機６の馬力情報が示す船外機６の馬力に、認識した船外機６の数を乗ずることにより、船舶１に設けられた船外機６の総馬力を算出する（ステップＳ１３）。なお、船舶１に設けられた船外機６が１機である場合には、受信した船外機６の馬力情報が示す船外機６の馬力をそのまま総馬力とする。
【0107】
続いて、模擬船速算出部３９は、算出した総馬力に基づき、船長推定マップ４１を用いて、船舶１の推定船長ＬＳを決定する（ステップＳ１４）。
【0108】
続いて、模擬船速算出部３９は、決定した推定船長ＬＳに基づき、スケール変換係数決定マップ４２を用いて、スケール変換係数ＳＣを決定する（ステップＳ１５）。その後、処理は、図８中のステップＳ４に移行する。
【0109】
なお、図９に示すスケール変換係数算出処理は、例えば、船舶１の航行開始時にＢＣＭ３５および船外機６に電源が投入された直後等に行うようにしてもよい。この場合には、スケール変換係数算出処理により決定されたスケール変換係数ＳＣを例えばＢＣＭ３５の記憶部４０に記憶しておく。模擬船速算出部３９は、図８中のステップＳ３で、スケール変換係数ＳＣを記憶部４０から読み取る。
【0110】
続いて、図８において、模擬船速算出部３９は、ステップＳ２の後にＥＣＭ２８から送信されたエンジン回転数情報が示すエンジン回転数を取得する。この時点で取得されるエンジン回転数は、プロペラの回転状態がプロペラ連れ回り状態であり、かつ動力伝達機構１４の状態が前進接続状態であるときのエンジン回転数である。そして、模擬船速算出部３９は、当該エンジン回転数に、スケール変換係数算出処理により決定したスケール変換係数ＳＣを乗ずることにより、模擬船速を算出する（ステップＳ４）。続いて、模擬船速算出部３９は、算出した模擬船速を記憶部４０に記憶し、所定時間Ｗ待機する（ステップＳ５）。
【0111】
続いて、模擬船速算出部３９は、勾配データ４３を参照し、現在の模擬船速に対応する変化量Ｂを決定し、上記数式（６）の演算を行い、演算により得られた新たな模擬船速を記憶部４０に上書きし（ステップＳ６）、所定時間Ｗ待機する（ステップＳ７）。模擬船速算出部３９はステップＳ６およびＳ７を繰り返すことにより、模擬船速を勾配データ４３に基づいて減少させていく。模擬船速算出部３９は、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆ、ニュートラル位置Ｎおよび後進位置Ｒに順次変わることのないことが判明するか、または、模擬船速が模擬船速閾値以下になるまで、ステップＳ６およびＳ７を繰り返す。
【0112】
次に、模擬船速算出処理と並行して行われるシフト制御処理について説明する。図１０において、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆであるとする。その場合、シフト制御部３８は、リモコン装置３１のレバー位置センサから送信される操作信号に基づいて、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆからニュートラル位置Ｎに変わったか否かを判断する（ステップＳ２１）。シフト制御部３８は、ステップＳ２１を繰り返すことにより操作レバー３３の位置を監視し、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆからニュートラル位置Ｎに変わったタイミングで、処理をステップＳ２２へ移行させる。
【0113】
続いて、シフト制御部３８は、動力伝達機構１４の状態を非接続状態に切り替えるシフト制御信号をＥＣＭ２８に送信する（ステップＳ２２）。
【0114】
続いて、シフト制御部３８は、操作レバー３３の位置の変化を監視し（ステップＳ２３）、操作レバー３３の位置が変化した場合には、その操作レバー３３の位置の変化が、ニュートラル位置Ｎから後進位置Ｒへの変化であるか否かを判断する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４において、操作レバー３３の位置がニュートラル位置Ｎから後進位置Ｒに変化した場合、ステップＳ２１からＳ２４までの処理を辿るとわかる通り、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆからニュートラル位置Ｎに変わった後に続いて後進位置Ｒに変わったことになる。その場合、シフト制御部３８は、模擬船速が模擬船速閾値以下になったか否かを判断する（ステップＳ２５）。
【0115】
模擬船速が模擬船速閾値以下でない場合には、シフト制御部３８は、ステップＳ２５を繰り返すことにより模擬船速を監視し、模擬船速が模擬船速閾値以下となったタイミングで、処理をステップＳ２６へ移行させる。
【0116】
続いて、シフト制御部３８は、動力伝達機構１４の状態を非接続状態から後進接続状態に切り替えるシフト制御信号をＥＣＭ２８に送信する（ステップＳ２６）。
【0117】
一方、ステップＳ２３において、シフト制御部３８が操作レバー３３の位置の変化を監視している間、操作レバー３３の位置が変化しないまま、長い時間が経過し、その間に、模擬船速が模擬船速閾値以下になる場合があり得る。この場合には、その後、ステップＳ２４で、操作レバー３３の位置がニュートラル位置Ｎから後進位置Ｒに変わった時点で、模擬船速は既に模擬船速閾値以下になっているので、シフト制御部３８は、直ちに、ステップＳ２６に移行し、動力伝達機構１４の状態を非接続状態から後進接続状態に切り替えるシフト制御信号をＥＣＭ２８に送信する。
【0118】
他方、ステップＳ２３において、シフト制御部３８が操作レバー３３の位置の変化を監視している間、操作レバー３３の位置が変化し、ステップＳ２４において、その操作レバー３３の位置の変化がニュートラル位置Ｎから前進位置Ｆへの変化である場合には、シフト制御部３８は動力伝達機構１４の状態を非接続状態から前進接続状態に切り替えるシフト制御信号をＥＣＭ２８に送信する（ステップＳ２７）。なお、ステップＳ２４において操作レバー３３の位置の変化がニュートラル位置Ｎから前進位置Ｆへの変化である場合、これにより、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆ、ニュートラル位置Ｎおよび後進位置Ｒに順次変わることのないことが判明したことになる。
【0119】
以上説明した通り、本発明の実施例の船舶推進制御システム５において、ＢＣＭ３５は、船舶１がプロペラ連れ回り状態で前進しかつ動力伝達機構１４の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数に、船舶１の推定船長ＬＳに応じたスケール変換係数ＳＣを乗ずることにより模擬船速を算出し、当該模擬船速を、所定の減少勾配を示す勾配データ４３に基づいて当該模擬船速の算出時点から時間の経過と共に減少させていく。そして、ＢＣＭ３５は、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆからニュートラル位置Ｎに変わった後に続いて後進位置Ｒに変わったときに模擬船速が所定の模擬船速閾値以下でない場合には、模擬船速が模擬船速閾値以下となるのを待ってから動力伝達機構１４の状態を非接続状態から後進接続状態に切り替える。これにより、船舶推進制御システム５を船長がそれぞれ互いに異なる複数の船舶に適用した場合に、これら複数の船舶のそれぞれにおいて、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆ、ニュートラル位置Ｎおよび後進位置Ｒに順次変わったときに、実船速が十分に減少する前に、動力伝達機構１４の状態が非接続状態から後進状態に切り替わり、または、実船速が十分に減少しているにも拘わらず、動力伝達機構１４の状態が非接続状態から後進接続状態に切り替わらないといった、動力伝達機構１４の状態の後進接続状態への切替タイミングのずれが発生することを抑制することができる。したがって、複数の船舶のそれぞれにおいて、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆ、ニュートラル位置Ｎおよび後進位置Ｒに順次変わったときに、実船速が十分に減少する前に、動力伝達機構１４の状態が非接続状態から後進状態に切り替わり、かつスロットルバルブが開き、そのために動力伝達機構またはエンジン等に大きな負荷がかかることを抑制することができる。また、複数の船舶のそれぞれにおいて、操作レバー３３の位置が前進位置Ｆ、ニュートラル位置Ｎおよび後進位置Ｒに順次変わったときに、実船速が十分に減少しているにも拘わらず、動力伝達機構１４の状態が非接続状態から後進接続状態に切り替わらず、そのために船外機６の操作が不必要に鈍化してしまうことを抑制することができる。
【0120】
また、本発明の実施例の船舶推進制御システム５においては、船舶１がプロペラ連れ回り状態で前進しかつ動力伝達機構１４の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数に、船舶１の推定船長ＬＳに応じたスケール変換係数ＳＣを乗ずることにより模擬船速を算出するので、１つの勾配データ４３に基づいて模擬船速を減速させていくことで、船長がそれぞれ互いに異なる複数の船舶において、上述した動力伝達機構１４の状態の後進接続状態への切替タイミングのずれの発生を抑制することができる。すなわち、本発明の実施例の船舶推進制御システム５においては、船長が互いに異なる複数の船舶にそれぞれ対応する複数の勾配データを用いなくても、船長がそれぞれ互いに異なる複数の船舶において、上述した動力伝達機構１４の状態の後進接続状態への切替タイミングのずれの発生を抑制することができる。したがって、本実施例の船舶推進制御システム５は汎用性が高く、船長の異なる種々の船舶に容易に導入することができる。また、船舶推進制御システム５を新型の船舶に導入する場合でも、その新型の船舶に適合した個別の勾配データを生成したり、その勾配データをＢＣＭ３５の記憶部４０に記憶させたりする必要がない。
【0121】
また、本発明の実施例の船舶推進制御システム５において、ＢＣＭ３５は、船舶１に設けられた船外機６の馬力、または船舶１に設けられた複数の船外機６の馬力の合計に基づいて船舶１の船長を推定する。船舶の船長は搭載可能な船外機の馬力が大きくなるほど長くなる傾向があるため、船舶１に設けられた船外機６の馬力、または船舶１に設けられた複数の船外機６の馬力の合計に基づいて船舶１の船長を精度良く推定することができる。また、船外機６からＢＣＭ３５へ馬力情報を送信することにより、船舶１の船長を推定する処理の容易化を図ることができる。
【0122】
また、本発明の実施例の船舶推進制御システム５において、ＢＣＭ３５は、船舶に複数の船外機が設けられている場合、すなわち多機掛けの場合、船舶１がプロペラ連れ回り状態で前進しかつ動力伝達機構１４の状態が前進接続状態を継続しているときのエンジン回転数に、複数の船外機６の馬力の合計から推定される船舶１の推定船長ＬＳに応じたスケール変換係数ＳＣを乗ずることにより模擬船速を算出する。これにより、船舶推進制御システム５を、１機掛けの船舶に適用した場合でも、多機掛けの船舶に適用した場合でも、それぞの船舶において、上述した動力伝達機構１４の状態の後進接続状態への切替タイミングのずれの発生を抑制することができる。
【0123】
また、本発明の実施例の船舶推進制御システム５において、ＢＣＭ３５は、エンジン回転数変化量ΔＮＥに基づいて、プロペラ１３の回転状態がプロペラ連れ回り状態になったことを容易かつ高精度に認識することができる。
【0124】
なお、上記実施例では、スロットルバルブ１２が全閉状態になってからプロペラ連れ回りタイムラグに相当する時間が経過した時点ｔ３におけるエンジン回転数を取得し、そのエンジン回転数にスケール変換係数ＳＣを乗ずることにより模擬船速を算出するが、このエンジン回転数を取得するタイミングは、図６中の時点ｔ３から、動力伝達機構１４の状態が前進接続状態から非接続状態に切り替わる時点ｔ５の直前までの間であればよい。また、時点ｔ３から時点ｔ５までの時間が短い場合には、動力伝達機構１４の状態が前進接続状態から非接続状態に切り替えるタイミングを遅らせ、プロペラ１３の回転状態がプロペラ連れ回り状態であり、かつ動力伝達機構１４の状態が前進接続状態が継続する時間を長くしてもよい。
【0125】
また、上記実施例では、船外機６の総馬力から船舶１の推定船長を船長推定マップ４１を用いて決定し、その推定船長をスケール変換係数の決定に用いる場合を例にあげた。しかしながら、本発明はこれに限らない。船舶１の船長の値を例えばＢＣＭ３５の記憶部４０に記憶しておき、推定船長に代えて、記憶部４０に記憶された船長の値を用いてスケール変換係数を決定してもよい。この場合、船長の値は、例えば、船舶１に船外機６を取り付ける際に、作業者がＢＣＭ３５に入力する。また、作業者により入力された船長の値を、船外機６の総馬力から推定した船長の値と比較し、入力された船長の値が、推定した船長の値と著しく異なる場合には、誤入力であると判断し、例えば作業者に船長の値の入力のやり直しを要求するようにしてもよい。また、船舶１の船長に代えて、船舶１の識別情報（例えば船名、製品名または製品識別番号等）を記憶部４０に記憶しておき、その識別情報に基づいて船長を決定し、その船長を用いてスケール変換係数を決定してもよい。
【0126】
また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う船舶推進制御システムもまた本発明の技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【0127】
１ 船舶
５ 船舶推進制御システム
６ 船外機
７ エンジン
１２ スロットルバルブ
１３ プロペラ
１４ 動力伝達機構
２２ シフト装置
３３ 操作レバー（操作部）
３５ ＢＣＭ（制御装置）
３８ シフト制御部
３９ 模擬船速算出部
４３ 勾配データ
５ 船舶推進制御システム
６ 船外機
７ エンジン
１２ スロットルバルブ
１３ プロペラ
１４ 動力伝達機構
２２ シフト装置
３３ 操作レバー（操作部）
３５ ＢＣＭ（制御装置）
３８ シフト制御部
３９ 模擬船速算出部
４３ 勾配データ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】