JP3993420B2 - 船外機操作装置、および船内ネットワークシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船外機操作装置、船外機、船内ネットワークシステム、および船内ネットワーク起動方法に関し、特に船舶側からの制御信号に基づき船外機を制御する船外機操作装置、船外機、船内ネットワークシステム、および船内ネットワーク起動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
船舶に取り付けて船舶の運航を行う船外機が用いられている。従来の船外機では船体側からワイヤーによって力を伝達し、エンジンのスロットル等の制御を行っていた。
しかしながら、近年の情報技術の発達に伴い、船体と船外機とをＬＡＮ（Local Area Network）で接続して船体側から制御信号を送ることによって船外機を操作する船内ＬＡＮ方式が試みられている。船内ＬＡＮを用いることで、１本のケーブルへの多数の機器の接続が可能となり、船体と船外機間の配線を簡略化できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、船内ＬＡＮ上に接続される機器の変更、追加等船内ＬＡＮシステムの更新を行うことが考えられる。このとき、機器の追加等によって船内ＬＡＮシステム全体の見直しが必要になることは好ましくない。
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、船内ＬＡＮに接続される機器の変更、追加等を容易に行える船外機操作装置、船外機、船内ネットワークシステム、および船内ネットワーク起動方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために本発明に係る船外機操作装置は、船外機を操作する操作情報を入力する操作情報入力部と、前記操作情報入力部と接続された中央処理装置と、前記中央処理装置と接続され、ネットワークとの信号の送受信を行う送受信部と、前記送受信部で受信する信号を識別する複数のアドレスが記憶されたアドレス記憶部と、を具備することを特徴とする。
船外機操作装置が、複数のアドレスを自己のアドレスとして記憶するアドレス記憶部を備える。このため、１つの中央処理装置について複数のアドレスを受信先として指定できるようになり、船外機操作装置をネットワークに接続したときの対応の柔軟性が向上する。
【０００５】
▲１▼ここで、前記複数のアドレスが、前記船外機操作装置の有する複数の機能に対応してもよい。
機能毎にアドレスを付与することで、船外機操作装置が単機能の場合、複数の機能を有する多機能の場合のいずれであっても、ネットワーク上におけるアドレスを変更する必要がなくなる。
この前記複数の機能の一例として、前記船外機のエンジンの始動操作、停止操作、スロットル操作、シフト操作、および該船外機のステアリング操作が挙げられる。
但し、船外機操作装置が、これらの機能全てを有する必要はない。また、機能の分離の必要性が低い機能については、一纏めにグループ化し単一のアドレスを付与することも許容される。
【０００６】
▲２▼前記操作情報入力部が複数あって、前記複数のアドレスが、前記複数の操作情報入力部それぞれに対応するアドレスを含んでもよい。
複数の操作情報入力部に対応してアドレスが付与される。このため、異なる船外機操作装置内に設置されていた操作情報入力部を単一の船外機操作装置内に設置した場合であっても、アドレスの変更が不要となる。
【０００７】
▲３▼前記船外機操作装置が、前記船外機の状態を表示する表示装置をさらに具備し、前記複数のアドレスが、前記表示装置に対応するアドレスを含んでもよい。
表示装置に対応するアドレスを付与しておくことで、船外機操作装置に表示装置が内蔵された場合にアドレスの変更が不要となる。
【０００８】
（２）本発明に係る船外機操作装置は、船外機を操作する操作情報を入力する操作情報入力部と、前記操作情報入力部と接続された中央処理装置と、前記中央処理装置と接続され、ネットワークとの信号の送受信を行う送受信部と、前記ネットワークと接続される装置を互いに識別する複数のアドレスが記憶されたアドレス記憶部と、を具備することを特徴とする。
船外機操作装置が、ネットワークと接続される装置を互いに識別する複数のアドレスが記憶されたアドレス記憶部を有することで、ネットワークへの装置の接続状態を管理する管理ノードとして機能することが可能となる。
【０００９】
▲１▼船外機操作装置の管理ノードとしての機能の一例として、前記船外機操作装置が、該船外機操作装置の起動時に前記ネットワークに接続された装置全てに対して、それぞれの装置に対応するアドレスを含む返信を指令する返信指令を送信することが挙げられる。
返信指令に対応する返信に含まれるアドレスとアドレス記憶部に記憶されたアドレスとを比較することで、ネットワークへの装置の接続状態を判定できる。
【００１０】
▲２▼前記複数のアドレスが、前記装置の有する複数の機能それぞれに対応してもよい。
機能毎にアドレスを付与することで、装置が単機能の場合、複数の機能を有する多機能の場合のいずれであっても、アドレス記憶部に記憶されたアドレスを変更する必要がなくなる。
【００１１】
▲３▼前記操作情報入力部が、所定のキーによって操作されるキースイッチを有してもよい。
特定のキーを用いた操作を必要とするキースイッチを管理ノードに設定することが可能となり、船外機の操作におけるセキュリティが向上する。
なお、「所定のキー」とは、特定の形状を有する物体としてのキーのみならず、赤外線、無線等により送信される特定の信号を含むものとする。即ち、ここでいう「キー」とは、キースイッチとの対応関係に基づきキースイッチの操作を可能とする手段一般を表す。
【００１２】
（３）本発明に係る船外機は、エンジンと、前記エンジンを操作する作動装置と、前記エンジンの作動状態を検知する検知装置と、前記作動装置と前記検知装置に接続された中央処理装置と、前記中央処理装置と接続され、ネットワークとの信号の送受信を行う送受信部と、 前記送受信部で受信する信号を識別する複数のアドレスが記憶されたアドレス記憶部と、を具備することを特徴とする。
アドレス記憶部が複数のアドレスを自己のアドレスとして記憶する。このため、１つの中央処理装置について複数のアドレスを受信先として指定できるようになり、船外機をネットワークに接続したときの対応の柔軟性が向上する。
【００１３】
▲１▼前記複数のアドレスが、前記船外機の有する複数の機能に対応してもよい。
機能毎にアドレスを付与することで、機能と中央処理装置との対応関係を変更した場合（例えば単一の機能に対応する中央処理装置から複数の機能に対応する中央処理装置への交換）でも、ネットワーク上におけるアドレスを変更する必要がなくなる。
▲２▼この前記複数の機能の一例として、前記船外機のエンジンの始動操作、停止操作、スロットル操作、シフト操作、該船外機のステアリング操作、および該船外機の状態を表す表示用信号の送信が挙げられる。
なお、船外機が複数の中央処理装置を有しても差し支えなく、また中央処理装置がこれらの機能全てに対応する必要はない。さらに、機能の分離の必要性が低い機能については、一纏めにグループ化し単一のアドレスを付与することも許容される。
【００１４】
▲３▼前記作動装置が複数あって、前記複数のアドレスが、前記複数の作動装置それぞれに対応するアドレスを含んでもよい。
複数の作動装置に対応してアドレスが付与される。このため、異なる中央処理装置に接続されていた作動装置を単一の中央処理装置に接続する場合であっても、アドレスの変更が不要となる。
【００１５】
▲４▼前記検知装置が複数あって、前記複数のアドレスが、前記複数の検知装置それぞれに対応するアドレスを含んでもよい。
異なる中央処理装置に接続されていた検知装置を単一の中央処理装置に接続する場合であっても、アドレスの変更が不要となる。
【００１６】
（４）本発明に係る船内ネットワーク起動方法は、船内ネットワークシステムを管理し、かつ該船内ネットワークシステムに接続されるノードを識別するノード識別情報を記憶したノード識別情報テーブルを有する管理ノードが起動する管理ノード起動ステップと、前記管理ノード起動ステップで起動した管理ノードが、前記船内ネットワークに接続された全てのノードに対して、それぞれのノードに対応するノード識別情報を含む返信を指令する返信指令を送信する返信指令送信ステップと、前記返信指令送信ステップで送信された前記返信指令に対応して返信された返信が、前記ノード識別情報テーブルに記憶されたノード識別情報を含むか否かを判断する判断ステップと、を具備することを特徴とする。
返信指令に対応する返信に含まれるノード識別情報とノード識別情報テーブルに記憶されたノード識別情報とを比較することで、起動時におけるネットワークへの装置の接続状態を確認できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の１実施形態に係る船舶１０の外観を表す斜視図であり、図２は船舶１０上に構成される船内ＬＡＮシステム１１を表すブロック図である。
図１、図２に示すように船舶１０は、船体１２、船外機１３、および船体１２と船外機１３とを接続するＬＡＮ（Local Area Network）１４から構成される。また、船体１２、船外機１３内の機器がＬＡＮ１４で接続されることで船内ＬＡＮシステム１１が構成される。なお、ＬＡＮ１４は、有線、無線（赤外線、電波、超音波等）いずれで構成されていても差し支えない。
船体１２には、キースイッチ・ユニット２１、シフト・スロットルユニット２２を有するリモート・コントロール２０、ステアリング・ユニット３０、船内表示装置４１、ＧＰＳ４２、燃料計測ユニット５１、燃料タンク５２が設置されている。
【００１８】
さらにキースイッチ・ユニット２１は、キースイッチ２１１、ノード・テーブル２１２、ＣＰＵ２１３を有する。
シフト・スロットルユニット２２は、スロットルレバー２２１に接続されたスロットル目標開度センサ２２２、シフトレバー２２３に接続されたシフト目標位置センサ２２４、およびＣＰＵ２２５を有する。
ステアリング・ユニット３０は、ステアリング（ステアリング・ハンドル）３１に接続されたステアリング目標角度センサ３２、ＣＰＵ３３を有する。
燃料計測ユニット５１は、燃料レベル計５１１、燃料流量計５１２、およびＣＰＵ５１３を有する。
【００１９】
船外機１３は、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）６１、エンジン６２、伝達機構６３、プロペラ６４を有し、ＥＣＵ６１にはスロットル開度センサ７１、シフト位置センサ７２、ステアリング角度センサ７３、エンジン回転数センサ７４等の各種センサと、スロットル・アクチュエータ８１、シフト・アクチュエータ８２、ステアリング・アクチュエータ８３等のアクチュエータ類が接続されている。
【００２０】
（船体１２側の詳細）
キースイッチ・ユニット２１は、船内ＬＡＮシステム１１の起動を行う動作開始コマンド、およびエンジン６２の始動および停止を行うための始動信号、停止信号を出力するためのユニットである。
キースイッチ２１１は、運転者がキー（鍵）を挿入して回転することにより操作される。キーの回転位置を、「システム始動」、「エンジン始動」、「エンジン停止」に設定することで、キースイッチ・ユニット２１から動作開始コマンド、始動信号、停止信号のそれぞれが出力される。
【００２１】
ノード・テーブル２１２は、船内ＬＡＮシステム１１への接続対象として登録された機器（シフト・スロットルユニット２２等）の機能ノードが登録され、船内ＬＡＮシステム１１の起動時等に参照される。具体的には、ノード・テーブル２１２は船内ＬＡＮシステム１１の停止後も記憶内容を保持可能な記憶装置（例えば、ＲＯＭ、補助記憶装置（ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等））上に構成されたテーブルであり、後述する機能ノードのノード番号等が記憶される。
ＣＰＵ２１３は、中央処理装置であり、キースイッチ・ユニット２１全体の動作を管理する。
【００２２】
シフト・スロットルユニット２２は、運転者によるスロットルレバー２２１およびシフトレバー２２３の操作に基づき、エンジン６２のスロットルおよびシフトを制御するためのスロットル制御信号（スロットル目標開度信号）およびシフト制御信号（シフト目標位置信号）を出力する。
運転者によってスロットルレバー２２１がニュートラル（中立）から船首側に倒されることで、シフト・スロットルユニット２２からスロットル目標開度信号が出力され、エンジン６２のスロットルが開かれる。
スロットル目標開度センサ２２２は、スロットルレバー２２１の操作状態（傾き）を検知する検知器である。
運転者によってシフトレバー２２３がニュートラル（中立）から船首側および船尾側に倒されることで、シフト・スロットルユニット２２からシフト目標位置信号が出力され、船舶１０の前進、後進それぞれが行われる。
シフト目標位置センサ２２４は、シフトレバー２２３の操作状態（傾き）を検知する検知器である。
ＣＰＵ２２５は、中央処理装置であり、シフト・スロットルユニット２２全体の動作を管理する。
【００２３】
ステアリング・ユニット３０は、運転者によるステアリング３１の操作に基づき、船外機１３の向き（船舶１０の進行方向）を制御するためのステアリング制御信号（ステアリング目標角度信号）を出力する。
ステアリング目標角度センサ３２は、ステアリング３１の操作状態（角度）を検知する検知器である。
ＣＰＵ３３は、中央処理装置であり、ステアリング・ユニット３０全体の動作を管理する。
【００２４】
船内表示装置４１は、例えばＣＲＴ（陰極線管）、ＬＣＤ（液晶表示装置）であり、運転者等に後述する各種情報を提供する表示装置である。
ＧＰＳ（Global Positioning System）４２は、衛星からの電波に基づき船舶１０の位置を検出し、位置情報として出力する。
燃料計測ユニット５１は、燃料レベル計５１１、燃料流量計５１２からの情報に基づき、燃料残存量信号および燃料流量（燃料消費量）信号を出力する。
【００２５】
燃料レベル計５１１は、燃料タンク５２に残存する燃料の量（燃料残存量）を検出する検出器である。
燃料流量計５１２は、燃料タンク５２からエンジン６２に流出する燃料の流量（燃料流量：単位時間当たりに燃料タンク５２から流出する燃料の量）を検出する検出器である。
ＣＰＵ５１３は、中央処理装置であり、燃料計測ユニット５１全体の動作を管理する。
燃料タンク５２はエンジン６２に燃料を供給する。
【００２６】
（船外機１３側の詳細）
ＥＣＵ６１は、船外機１３の制御全般を行うものであり、ＣＰＵ（中央演算装置）、記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）、補助記憶装置（不揮発性のＲＡＭ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク等）、クロック等から構成される。
【００２７】
エンジン６２は、伝達機構６３を介してプロペラ６４を回転させ、船舶１０に推進力を与える。エンジン６２は、キースイッチ・ユニット２１からの始動信号、停止信号に基づいて、停止状態からの始動、稼働状態からの停止を行う。エンジンはその燃焼室内に供給する混合気（燃料ガスと空気の混合ガス）の供給量を制御するスロットル（図示せず）を備える。
伝達機構６３は、エンジン６２とプロペラ６４の動力伝達状態を変化させるシフター（図示せず）を備えている。シフターの操作によって、プロペラ６４を無回転としたり（ニュートラル）、回転方向（順回転：船舶１０の前進、逆回転：船舶の後進）を変化させたりすることができる。
【００２８】
スロットル開度センサ７１は、エンジン６２のスロットルの開閉状態を検知する検出器であり、検出したスロットル開度情報を出力する。
シフト位置センサ７２は、伝達機構６３のシフターの状態（位置：ニュートラル、前進、後進）を検出する検出器であり、検出したシフト位置情報を出力する。
ステアリング角度センサ７３は、船外機１３の船体１２に対する向き（角度）を検知する検出器であり、検出したステアリング角度情報を出力する。
エンジン回転数センサ７４は、エンジン６２の単位時間当たり回転数を検出する検出器であり、検出したエンジン回転数情報を出力する。
【００２９】
スロットル・アクチュエータ８１は、シフト・スロットルユニット２２からのスロットル目標開度信号に基づき、エンジン６２のスロットルを作動する作動装置である。即ち、スロットルレバー２２１を倒す角度（中立からみた角度の大きさ）に対応して、エンジン６２の回転数が増減する。
シフト・アクチュエータ８２は、シフト・スロットルユニット２２からのシフト目標位置信号に基づき、伝達機構６３のシフターを作動する作動装置である。即ち、シフトレバー２２３を倒す方向（中立、船首側、船尾側）に対応して、プロペラ６４が無回転、順回転、逆回転する。
ステアリング・アクチュエータ８３は、ステアリング・ユニット３０からのステアリング目標角度信号に基づき、船外機１３の向きを変化させる作動装置である。即ち、運転者がステアリング３１を回転することで、船舶１０の進行方向が変化する。
【００３０】
（物理ノードと機能ノード）
キースイッチ・ユニット２１等機器のＬＡＮ１４への接続は、ＣＰＵ２１３等のＣＰＵを利用して行われる。図２では記載を省略しているが、船内表示装置４１、ＧＰＳ４２にもＣＰＵが設置され、ＣＰＵを介してＬＡＮ１４との接続を行っている。
この意味から言えば、ＬＡＮ１４上に存在するのは、キースイッチ・ユニット２１、シフト・スロットルユニット２２、ステアリング・ユニット３０、船内表示装置４１、ＧＰＳ４２、燃料計測ユニット５１、ＥＣＵ６１の７つの機器ということになる。
このようにＬＡＮ１４に直接的（物理的）に接続される機器（ＣＰＵ：マイコン）を単位として、ＬＡＮ１４への接続を考慮できる。これを物理ノードということとする。
【００３１】
これに対して、キースイッチ２１１、スロットル目標開度センサ２２２、シフト目標位置センサ２２４、ステアリング目標角度センサ３２、燃料レベル計５１１、燃料流量計５１２、スロットル開度センサ７１〜エンジン回転数センサ７４、スロットル・アクチュエータ８１〜ステアリング・アクチュエータ８３は、ＣＰＵ２１３等を介して間接的にＬＡＮ１４に接続し、ＬＡＮ１４との情報のやり取りを行う。
【００３２】
これらのセンサ、アクチュエータ等は、それぞれ単一の機能を実現するためのものである。例えば、スロットル目標開度センサ２２２ではエンジン６２のスロットル制御のための情報入力機能、燃料レベル計５１１では燃料の残存量の検出機能、スロットル・アクチュエータ８１ではスロットルの作動機能をそれぞれ有し、少なくとも単一の物理量の検出（スイッチ、センサ類）、出力（アクチュエータ類）を行う。
このようにＬＡＮ１４に間接的に接続されるセンサ、アクチュエータ等の機能を単位として、ＬＡＮ１４への接続を考慮できる。これを機能ノードということとする。
【００３３】
図３は、ＬＡＮ１４に接続される機器を物理ノードと機能ノードに区分して表した表である。
ノードが物理ノードと機能ノードに区分され、それぞれに物理ノード名、機能ノード名が付与されている。物理ノードは機能ノードに細分化され、機能ノードそれぞれに対してノード番号が付与され、かつ通信可能な通信項目が定められている。
ＬＡＮ１４上での各機器間の通信において、機能ノードそれぞれについて定められたノード番号が送信元、送信先を特定するアドレスとして用いられる。
このように通信を物理ノード（ＣＰＵ）ではなく、さらに細分化された機能ノードを指定して行うことで、以下のように機器の置き換え等による船内ＬＡＮシステム１１の更新が容易に行える。
【００３４】
具体例として、スロットル、シフト、ステアリングを制御する機器（図２では、シフト・スロットルユニット２２、ステアリング・ユニット３０）の置き換えを行うことを考える。
スロットル、シフト、ステアリングを制御する機器は、操船の容易性等を考慮して、機能が種々に複合化された機器（多機能機器）が出現する可能性がある。このときの機能の組み合わせを図４〜図８に示す。
図４ではシフト目標位置センサ９１Ａ、スロットル目標開度センサ９５Ａ、ステアリング目標角度センサ９７Ａがそれぞれ個別のユニット９１Ａ、９４Ａ、９７Ａに設置され、ＣＰＵ９３Ａ、９６Ａ、９９Ａを介してＬＡＮ１４Ａと接続されている。
【００３５】
これに対して、図５ではシフト目標位置センサ９２Ｂとスロットル目標開度センサ９３Ｂが１つのユニット９１Ｂに組み込まれＣＰＵ９４Ｂを介してＬＡＮ１４Ｂと接続されている。また、図６ではスロットル目標開度センサ９５Ｃとステアリング目標角度センサ９６Ｃが１つのユニット９４Ｃに組み込まれＣＰＵ９７Ｃを介してＬＡＮ１４Ｃと接続され、図７ではシフト目標位置センサ９２Ｄとステアリング目標角度センサ９３Ｄが１つのユニット９１Ｄに組み込まれＣＰＵ９４Ｄを介してＬＡＮ１４Ｄと接続されている。
さらに、図８ではシフト目標位置センサ９２Ｅ、スロットル目標開度センサ９３Ｅ、およびステアリング目標角度センサ９４Ｅが１つのユニット９１Ｅに組み込まれＣＰＵ９５Ｅを介してＬＡＮ１４Ｅと接続されている。
【００３６】
以上のように、シフト、スロットル、ステアリングを制御する機器は、その機能の組み合わせに応じて、「シフトのみ」、「スロットルのみ」、「ステアリングのみ」、「シフトおよびスロットル」、「スロットルおよびステアリング」、「ステアリングおよびスロットル」、および「シフト、ステアリング、およびスロットル」の７種類の物理ノード（図４のＣＰＵ９３Ａ、９６Ａ、および９９Ａ、図５のＣＰＵ９４Ｂ、図６のＣＰＵ９７Ｃ、図７のＣＰＵ９４Ｄ、図８のＣＰＵ９５Ｅにそれぞれ対応）が存在しうる。
【００３７】
シフト、スロットル、ステアリング機能以外の機能と組み合わせると物理ノードの数はさらに膨大なものとなる。この結果、複数の機能が複合化された新しい機器を船内ＬＡＮシステム１１に組み込もうとすると、船内ＬＡＮシステム１１でのアドレスの再付与（書き換え）が必要になり、船舶１０の所有者にとって極めて煩わしいことになる。
このアドレスの書き換えを不要とするためには、将来の機能の複合化を考慮して、あらかじめ膨大な数のアドレスを用意しておかねばならず、船内ＬＡＮシステム１１の負担が大きくなる。
【００３８】
本願では、個々の機能（機能ノード）に対応してアドレスを付与している。「シフト」、「スロットル」、「ステアリング」のそれぞれ（シフト目標位置センサ、スロットル目標開度センサ、ステアリング目標角度センサのそれぞれに対応）に対して、アドレスを付与することで、図４〜８のどの場合にも対応することが可能となる。
このように、複数の機能が複合化された新しい機器を船内ＬＡＮシステム１１に組み込む場合でも、アドレスの書き換えが不要となり、船舶１０の所有者が新しい機器をＬＡＮ１４に接続するだけで良いことになる（プラグ＆プレイの実現）。
【００３９】
以上のように本願では、機能ノードに対してアドレス（ノード番号）を付与することで、新しい機器の組み込み等船内ＬＡＮシステム１１の更新が容易に行える。
このアドレス（ノード番号）は、ＣＰＵを単位とすると複数付与される。従い、図２には図示を省略しているが、キースイッチ・ユニット２１等の各ユニットには、この複数のアドレスを記憶するアドレス記憶部を有している。また、ＣＰＵ２１３等とＬＡＮ１３の間には、ＬＡＮ１３との直接的な信号の送受信を行う送受信手段が介在している。
【００４０】
ノード番号は、単に個々の機能ノードを識別するに留まらず、個々の機能ノードの優先度を考慮した番号付けとすることができる。
例えば、シフト・スロットルユニット２２からのシフト目標位置信号とステアリング・ユニット３０からのステアリング目標角度信号がＬＡＮ１４上に同時に出力されることがあり得る（信号の衝突）。
このような信号の衝突が生じた場合、優先度の低いノードは優先度の高いノードにＬＡＮ１４上での信号の入出力を譲るように設定することができる。即ち、優先度の低いノードはＬＡＮ１４上への信号の入出力を一時的に停止し、優先度の高いノードからの信号の入出力が一段落したときを見計らって、信号の入出力を行う。
【００４１】
図３では、ノード番号の小さい方が優先度が高く、ノード番号の大きい方が優先度が低く設定されている。このため、シフト・スロットルユニット２２からのシフト目標位置信号とステアリング・ユニット３０からのステアリング目標角度信号がＬＡＮ１４上に同時に出力された場合には、ステアリング・ユニット３０からのステアリング目標角度信号の出力が一時的に停止される。
【００４２】
キースイッチ・ユニット２１には、図３に示すように、優先度が最大の管理ノードが割り当てられる。
管理ノードは、他のノードの管理を行う最上位のノードである。管理ノードは、船内ＬＡＮシステム１１の起動時、停止時、非常時等船内ＬＡＮシステム１１全体で何らかの協調動作が必要となったときに中心的な役割を果たす。なお、管理ノードの具体的な動作は後述する。
【００４３】
（船内ＬＡＮシステム１１の動作の詳細）
以下に、船内ＬＡＮシステム１１の具体的な動作を示す。
Ａ． 船内ＬＡＮシステム１１の起動
図９は、船内ＬＡＮシステム１１の起動手順を表すフロー図である。以下、図９に基づき説明する。
（１）運転者がキースイッチ２１１にキーを挿入し、キーを「システム始動」の位置まで回転する（ステップＳ１１）。
この操作によって、船内ＬＡＮシステム１１全体の電源が入り、キースイッチ・ユニット２１が起動する（ステップＳ１２）。キースイッチ・ユニット２１は、管理ノードであることから、その後の船内ＬＡＮシステム１１全体の起動は、管理ノードを中心に進められる。
【００４４】
（２）管理ノードから動作開始コマンド（図３参照）が全ての機能ノードに対して送信される（ステップＳ１３）。
この「動作開始コマンド」は、これを受信したノードに対して、動作の開始、および管理ノードに対する応答を要求するものである。
動作開始コマンドを受信したノードは、動作を開始し、動作を開始したことを通知する応答信号を管理ノードに対して送信する。この応答信号には、各ノードのノード番号が含まれるので管理ノードはどのノードから応答が帰ってきたかを知ることができる。例えば、シフト・スロットルユニット２２は、スロットル目標開度センサ２２２、シフト目標位置センサ２２４等が正常に動作するかを確認し、シフト・スロットルユニット２２内の構成要素の正常動作が確認できたら、スロットルとシフトの機能ノードを表すノード番号００２、００３を含む応答信号を管理ノードに送信する。
【００４５】
（３）管理ノードは、動作開始コマンドの送信から所定時間以内が経過したか否かを判断する（ステップＳ１４）。
所定時間以内に応答信号が受信されない場合には（ステップＳ１４での判断がＹｅｓのとき）、応答がないノードに何らかの故障が生じていることになる。このときには、管理ノードは故障警報を発報する（ステップＳ１５）。具体的には、キースイッチ・ユニット２１に設置されたＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子、スピーカ等の音声出力素子のいずれから、発光、警報音が発せられる。
【００４６】
（４）所定時間以内に応答があったときには（ステップＳ１４での判断がＮｏのとき）、応答が登録された機能ノードからのものであるか否かが判断される（ステップＳ１６）。
既に述べたように、ノードテーブル２１２への登録は、物理ノードではなく、機能ノードに基づいて行われる。即ち、ノードからの応答が、単機能の機器（例えば、図４のユニット９１Ａ、９４Ａ、９７Ａ）、多機能の機器（例えば、図５のユニット９１Ｂ、図６のユニット９４Ｃ、図７のユニット９１Ｄ、図８の９１Ｅ）のいずれであってもノードテーブル２１２を書き換える必要がない。
このようにノードの管理が機能ノードに基づいて行われていることから、いわゆるプラグ＆プレイが実現される。
【００４７】
（５）ステップＳ１６での判断がＮｏのときは未登録の機器が接続されていることを警告する（ステップＳ１７）。この警告は、前述のステップＳ１５と同様にキースイッチ・ユニット２１に設置された発光素子、音声出力素子のいずれかを用いて行える。
【００４８】
（６）ステップＳ１６での判断がＹｅｓなら、ノードテーブル２１２に記憶された全ての機能ノードから応答があったか否かを判断する（ステップＳ１８）。この判断がＹｅｓなら船内ＬＡＮシステム１１の起動が完了する（ステップＳ１９）。
もしステップＳ１８の判断がＮｏならステップＳ１４〜Ｓ１８が繰り返し行われ、所定時間が経過しても全ての登録機能ノードから応答がなかったら、ステップＳ１４での判断がＹｅｓとなりステップＳ１５の故障警報が発せられる。
なお、この故障警報に際して、応答がなかった登録機能ノードを示すと、運転者が機器の接続状態を確認する上で便宜である。
【００４９】
Ｂ． 船外機１３の制御
運転者がスロットルレバー２２１、シフトレバー２２３、ステアリング３１等を操作することで、船外機１３が制御される。このときの制御信号（スロットル目標開度信号等）は、スロットル・アクチュエータ８１等の単機能アクチュエータを単位とする機能ノードを特定するノード番号によって送信先を特定して送信することができる。
また、これらのアクチュエータ類による作動結果はスロットル開度センサ７１等のセンサ類によってモニタされ、機能ノードで特定した送信先（例えば、スロットル目標開度センサ２２２等）に送信される。この結果、制御信号の送信元は、制御信号に従って船外機１３が制御されているか否かをチェックできる。例えば、スロットル目標開度センサ２２２とスロットル開度センサ７１の検知結果が互いに対応しているか否かが判定され、検知結果同士の相違が所定の値より大きい場合に警告が発せられる。
【００５０】
Ｃ． 船外機１３の状態の表示
船内表示装置４１には船外機１３の状態、例えばエンジン回転数センサ７４で検出されたエンジン回転数を表示することができる。
この表示は、船内表示装置４１のアドレスを特定して表示用の情報を含む信号をＥＣＵ６１から送信することで、行うことができる。
【００５１】
（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記実施形態には限られず拡張、変更できる。拡張、変更された実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。以下に拡張、変更の例を示す。
（１）機能ノードの基礎となる機能は、スロットル、シフト、ステアリングには限られず、船外機のエンジンの始動操作、停止操作、船外機のトリム角度操作、および該船外機の状態を表す表示用信号の送信等が含まれうる。
【００５２】
（２）アドレスは単一の機能毎に設定する場合には限られず、複数の機能に対して共通のアドレスを付与することも可能である。
例えば、シフトとスロットルを単一のレバーで入力可能な機器（レバーを傾けた方向（船首側、船尾側）によってシフト操作を、レバーを傾けた角度の大きさでスロットル操作を行う機器等）において、「シフト・スロットル」として単一のアドレスを付与することも可能である。
複数の機能が１つのセットとなる場合（複数の機能を別個の機器に分割する必要性が低い場合）には、これらの機能それぞれに対して常に別個のアドレスを付与するのは必ずしも合理的とはいえない。
このように不可分の機能についてグループ化することで、アドレスの個数、通信の情報量の削減を図ることができる（船内ＬＡＮシステムのスリム化）。
【００５３】
（３）このグループ化は、船体側と船外機側のいずれでも可能である。船外機側のＥＣＵが、スロットル・アクチュエータ、シフト・アクチュエータの双方をセットで制御するのであれば、スロットル制御機能、シフト制御機能のそれぞれに個別のアドレスを付与しなくてもよい。
【００５４】
（４）機能のグループ化に際して信号の用途の共通性を考慮することもできる。例えば、船内表示装置への表示が予定されている信号に対してこの用途の共通性を考慮して共通のアドレスを付与することができる。
具体例として、エンジン回転数、船外機のトリム角度、エンジンオイルの量は、全く異なるセンサによって検出されるものの、運転者に示すための表示用信号の基礎としての共通性を有する。このため、エンジン回転数、トリム角度、エンジンオイルの量の情報は、ＥＣＵの共通のアドレスから送信することができる。
【００５５】
（５）以上のように本発明において、単機能毎のアドレス設定は必ずしも必要不可欠という訳ではない。必要に応じて複数の機能に対して共通のアドレスの設定が許容される。
即ち、本願による利益を享受するためには、単独であるいは他の機能と組み合わされて用いられる可能性のある機能グループ（複数の機能の集合）を単位としてアドレスを設定すれば足りる。
さらにいえば、１つのＣＰＵに対して複数のアドレスを設定することだけで、船内ＬＡＮシステムの構成の柔軟化が図られ本願の利益を享受しうる。
【００５６】
（６）船外機が複数のＣＰＵを有しても差し支えない。例えば、エンジン自体と船外機のステアリングを別個のＣＰＵで制御することができる。
図３に示した通信項目についてグループ化を図り、例えば、スロットルとシフトを単一の通信項目として用いて、通信される情報量の削減を図ることもできる。
なお、キースイッチを操作するキーは、特定の形状を有する物体としてのキーに換えて、赤外線、無線等による特定の信号を用いることもできる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば船内ＬＡＮに接続される機器の変更、追加等を容易に行える船外機操作装置、船外機、船内ネットワークシステム、および船内ネットワーク起動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施形態に係る船舶の外観を表す斜視図である。
【図２】 本発明の１実施形態に係る船舶上に構成される船内ＬＡＮシステムを表すブロック図である。
【図３】 船内ＬＡＮ上に接続される機器を物理ノードと機能ノードに区分して表した表の一例である。
【図４】 スロットル、シフト、ステアリングを制御する機器の機能の組み合わせの一例を表すブロック図である。
【図５】 スロットル、シフト、ステアリングを制御する機器の機能の組み合わせの一例を表すブロック図である。
【図６】 スロットル、シフト、ステアリングを制御する機器の機能の組み合わせの一例を表すブロック図である。
【図７】 スロットル、シフト、ステアリングを制御する機器の機能の組み合わせの一例を表すブロック図である。
【図８】 スロットル、シフト、ステアリングを制御する機器の機能の組み合わせの一例を表すブロック図である。
【図９】 船内ＬＡＮシステムの起動手順の一例を表すフロー図である。
【符号の説明】
１０…船舶、１１…船内ＬＡＮシステム、１２…船体、１３…船外機、１４…ＬＡＮ、２０…リモート・コントロール、２１…キースイッチ・ユニット、２１１…キースイッチ、２１２…ノード・テーブル、２１３…ＣＰＵ、２２…シフト・スロットルユニット、２２１…スロットルレバー、２２２…スロットル目標開度センサ、２２３…シフトレバー、２２４…シフト目標位置センサ、２２５…ＣＰＵ、３０…ステアリング・ユニット、３１…ステアリング、３２…ステアリング目標角度センサ、３３…ＣＰＵ、４１…船内表示装置、４２…ＧＰＳ、５１…燃料計測ユニット、５１１…燃料レベル計、５１２…燃料流量計、５１３…ＣＰＵ、５２…燃料タンク、６１…ＥＣＵ、６２…エンジン、６３…伝達機構、６４…プロペラ、７１…スロットル開度センサ、７２…シフト位置センサ、７３…ステアリング角度センサ、７４…エンジン回転数センサ、８１…スロットル・アクチュエータ、８２…シフト・アクチュエータ、８３…ステアリング・アクチュエータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、船外機操作装置、船外機、船内ネットワークシステム、および船内ネットワーク起動方法に関し、特に船舶側からの制御信号に基づき船外機を制御する船外機操作装置、船外機、船内ネットワークシステム、および船内ネットワーク起動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
船舶に取り付けて船舶の運航を行う船外機が用いられている。従来の船外機では船体側からワイヤーによって力を伝達し、エンジンのスロットル等の制御を行っていた。
しかしながら、近年の情報技術の発達に伴い、船体と船外機とをＬＡＮ（Local Area Network）で接続して船体側から制御信号を送ることによって船外機を操作する船内ＬＡＮ方式が試みられている。船内ＬＡＮを用いることで、１本のケーブルへの多数の機器の接続が可能となり、船体と船外機間の配線を簡略化できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、船内ＬＡＮ上に接続される機器の変更、追加等船内ＬＡＮシステムの更新を行うことが考えられる。このとき、機器の追加等によって船内ＬＡＮシステム全体の見直しが必要になることは好ましくない。
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、船内ＬＡＮに接続される機器の変更、追加等を容易に行える船外機操作装置、船外機、船内ネットワークシステム、および船内ネットワーク起動方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために本発明に係る船外機操作装置は、船外機を操作する操作情報を入力する操作情報入力部と、前記操作情報入力部と接続された中央処理装置と、前記中央処理装置と接続され、ネットワークとの信号の送受信を行う送受信部と、前記送受信部で受信する信号を識別する複数のアドレスが記憶されたアドレス記憶部と、を具備することを特徴とする。
船外機操作装置が、複数のアドレスを自己のアドレスとして記憶するアドレス記憶部を備える。このため、１つの中央処理装置について複数のアドレスを受信先として指定できるようになり、船外機操作装置をネットワークに接続したときの対応の柔軟性が向上する。
【０００５】
▲１▼ここで、前記複数のアドレスが、前記船外機操作装置の有する複数の機能に対応してもよい。
機能毎にアドレスを付与することで、船外機操作装置が単機能の場合、複数の機能を有する多機能の場合のいずれであっても、ネットワーク上におけるアドレスを変更する必要がなくなる。
この前記複数の機能の一例として、前記船外機のエンジンの始動操作、停止操作、スロットル操作、シフト操作、および該船外機のステアリング操作が挙げられる。
但し、船外機操作装置が、これらの機能全てを有する必要はない。また、機能の分離の必要性が低い機能については、一纏めにグループ化し単一のアドレスを付与することも許容される。
【０００６】
▲２▼前記操作情報入力部が複数あって、前記複数のアドレスが、前記複数の操作情報入力部それぞれに対応するアドレスを含んでもよい。
複数の操作情報入力部に対応してアドレスが付与される。このため、異なる船外機操作装置内に設置されていた操作情報入力部を単一の船外機操作装置内に設置した場合であっても、アドレスの変更が不要となる。
【０００７】
▲３▼前記船外機操作装置が、前記船外機の状態を表示する表示装置をさらに具備し、前記複数のアドレスが、前記表示装置に対応するアドレスを含んでもよい。
表示装置に対応するアドレスを付与しておくことで、船外機操作装置に表示装置が内蔵された場合にアドレスの変更が不要となる。
【０００８】
（２）本発明に係る船外機操作装置は、船外機を操作する操作情報を入力する操作情報入力部と、前記操作情報入力部と接続された中央処理装置と、前記中央処理装置と接続され、ネットワークとの信号の送受信を行う送受信部と、前記ネットワークと接続される装置を互いに識別する複数のアドレスが記憶されたアドレス記憶部と、を具備することを特徴とする。
船外機操作装置が、ネットワークと接続される装置を互いに識別する複数のアドレスが記憶されたアドレス記憶部を有することで、ネットワークへの装置の接続状態を管理する管理ノードとして機能することが可能となる。
【０００９】
▲１▼船外機操作装置の管理ノードとしての機能の一例として、前記船外機操作装置が、該船外機操作装置の起動時に前記ネットワークに接続された装置全てに対して、それぞれの装置に対応するアドレスを含む返信を指令する返信指令を送信することが挙げられる。
返信指令に対応する返信に含まれるアドレスとアドレス記憶部に記憶されたアドレスとを比較することで、ネットワークへの装置の接続状態を判定できる。
【００１０】
▲２▼前記複数のアドレスが、前記装置の有する複数の機能それぞれに対応してもよい。
機能毎にアドレスを付与することで、装置が単機能の場合、複数の機能を有する多機能の場合のいずれであっても、アドレス記憶部に記憶されたアドレスを変更する必要がなくなる。
【００１１】
▲３▼前記操作情報入力部が、所定のキーによって操作されるキースイッチを有してもよい。
特定のキーを用いた操作を必要とするキースイッチを管理ノードに設定することが可能となり、船外機の操作におけるセキュリティが向上する。
なお、「所定のキー」とは、特定の形状を有する物体としてのキーのみならず、赤外線、無線等により送信される特定の信号を含むものとする。即ち、ここでいう「キー」とは、キースイッチとの対応関係に基づきキースイッチの操作を可能とする手段一般を表す。
【００１２】
（３）本発明に係る船外機は、エンジンと、前記エンジンを操作する作動装置と、前記エンジンの作動状態を検知する検知装置と、前記作動装置と前記検知装置に接続された中央処理装置と、前記中央処理装置と接続され、ネットワークとの信号の送受信を行う送受信部と、 前記送受信部で受信する信号を識別する複数のアドレスが記憶されたアドレス記憶部と、を具備することを特徴とする。
アドレス記憶部が複数のアドレスを自己のアドレスとして記憶する。このため、１つの中央処理装置について複数のアドレスを受信先として指定できるようになり、船外機をネットワークに接続したときの対応の柔軟性が向上する。
【００１３】
▲１▼前記複数のアドレスが、前記船外機の有する複数の機能に対応してもよい。
機能毎にアドレスを付与することで、機能と中央処理装置との対応関係を変更した場合（例えば単一の機能に対応する中央処理装置から複数の機能に対応する中央処理装置への交換）でも、ネットワーク上におけるアドレスを変更する必要がなくなる。
▲２▼この前記複数の機能の一例として、前記船外機のエンジンの始動操作、停止操作、スロットル操作、シフト操作、該船外機のステアリング操作、および該船外機の状態を表す表示用信号の送信が挙げられる。
なお、船外機が複数の中央処理装置を有しても差し支えなく、また中央処理装置がこれらの機能全てに対応する必要はない。さらに、機能の分離の必要性が低い機能については、一纏めにグループ化し単一のアドレスを付与することも許容される。
【００１４】
▲３▼前記作動装置が複数あって、前記複数のアドレスが、前記複数の作動装置それぞれに対応するアドレスを含んでもよい。
複数の作動装置に対応してアドレスが付与される。このため、異なる中央処理装置に接続されていた作動装置を単一の中央処理装置に接続する場合であっても、アドレスの変更が不要となる。
【００１５】
▲４▼前記検知装置が複数あって、前記複数のアドレスが、前記複数の検知装置それぞれに対応するアドレスを含んでもよい。
異なる中央処理装置に接続されていた検知装置を単一の中央処理装置に接続する場合であっても、アドレスの変更が不要となる。
【００１６】
（４）本発明に係る船内ネットワーク起動方法は、船内ネットワークシステムを管理し、かつ該船内ネットワークシステムに接続されるノードを識別するノード識別情報を記憶したノード識別情報テーブルを有する管理ノードが起動する管理ノード起動ステップと、前記管理ノード起動ステップで起動した管理ノードが、前記船内ネットワークに接続された全てのノードに対して、それぞれのノードに対応するノード識別情報を含む返信を指令する返信指令を送信する返信指令送信ステップと、前記返信指令送信ステップで送信された前記返信指令に対応して返信された返信が、前記ノード識別情報テーブルに記憶されたノード識別情報を含むか否かを判断する判断ステップと、を具備することを特徴とする。
返信指令に対応する返信に含まれるノード識別情報とノード識別情報テーブルに記憶されたノード識別情報とを比較することで、起動時におけるネットワークへの装置の接続状態を確認できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の１実施形態に係る船舶１０の外観を表す斜視図であり、図２は船舶１０上に構成される船内ＬＡＮシステム１１を表すブロック図である。
図１、図２に示すように船舶１０は、船体１２、船外機１３、および船体１２と船外機１３とを接続するＬＡＮ（Local Area Network）１４から構成される。また、船体１２、船外機１３内の機器がＬＡＮ１４で接続されることで船内ＬＡＮシステム１１が構成される。なお、ＬＡＮ１４は、有線、無線（赤外線、電波、超音波等）いずれで構成されていても差し支えない。
船体１２には、キースイッチ・ユニット２１、シフト・スロットルユニット２２を有するリモート・コントロール２０、ステアリング・ユニット３０、船内表示装置４１、ＧＰＳ４２、燃料計測ユニット５１、燃料タンク５２が設置されている。
【００１８】
さらにキースイッチ・ユニット２１は、キースイッチ２１１、ノード・テーブル２１２、ＣＰＵ２１３を有する。
シフト・スロットルユニット２２は、スロットルレバー２２１に接続されたスロットル目標開度センサ２２２、シフトレバー２２３に接続されたシフト目標位置センサ２２４、およびＣＰＵ２２５を有する。
ステアリング・ユニット３０は、ステアリング（ステアリング・ハンドル）３１に接続されたステアリング目標角度センサ３２、ＣＰＵ３３を有する。
燃料計測ユニット５１は、燃料レベル計５１１、燃料流量計５１２、およびＣＰＵ５１３を有する。
【００１９】
船外機１３は、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）６１、エンジン６２、伝達機構６３、プロペラ６４を有し、ＥＣＵ６１にはスロットル開度センサ７１、シフト位置センサ７２、ステアリング角度センサ７３、エンジン回転数センサ７４等の各種センサと、スロットル・アクチュエータ８１、シフト・アクチュエータ８２、ステアリング・アクチュエータ８３等のアクチュエータ類が接続されている。
【００２０】
（船体１２側の詳細）
キースイッチ・ユニット２１は、船内ＬＡＮシステム１１の起動を行う動作開始コマンド、およびエンジン６２の始動および停止を行うための始動信号、停止信号を出力するためのユニットである。
キースイッチ２１１は、運転者がキー（鍵）を挿入して回転することにより操作される。キーの回転位置を、「システム始動」、「エンジン始動」、「エンジン停止」に設定することで、キースイッチ・ユニット２１から動作開始コマンド、始動信号、停止信号のそれぞれが出力される。
【００２１】
ノード・テーブル２１２は、船内ＬＡＮシステム１１への接続対象として登録された機器（シフト・スロットルユニット２２等）の機能ノードが登録され、船内ＬＡＮシステム１１の起動時等に参照される。具体的には、ノード・テーブル２１２は船内ＬＡＮシステム１１の停止後も記憶内容を保持可能な記憶装置（例えば、ＲＯＭ、補助記憶装置（ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等））上に構成されたテーブルであり、後述する機能ノードのノード番号等が記憶される。
ＣＰＵ２１３は、中央処理装置であり、キースイッチ・ユニット２１全体の動作を管理する。
【００２２】
シフト・スロットルユニット２２は、運転者によるスロットルレバー２２１およびシフトレバー２２３の操作に基づき、エンジン６２のスロットルおよびシフトを制御するためのスロットル制御信号（スロットル目標開度信号）およびシフト制御信号（シフト目標位置信号）を出力する。
運転者によってスロットルレバー２２１がニュートラル（中立）から船首側に倒されることで、シフト・スロットルユニット２２からスロットル目標開度信号が出力され、エンジン６２のスロットルが開かれる。
スロットル目標開度センサ２２２は、スロットルレバー２２１の操作状態（傾き）を検知する検知器である。
運転者によってシフトレバー２２３がニュートラル（中立）から船首側および船尾側に倒されることで、シフト・スロットルユニット２２からシフト目標位置信号が出力され、船舶１０の前進、後進それぞれが行われる。
シフト目標位置センサ２２４は、シフトレバー２２３の操作状態（傾き）を検知する検知器である。
ＣＰＵ２２５は、中央処理装置であり、シフト・スロットルユニット２２全体の動作を管理する。
【００２３】
ステアリング・ユニット３０は、運転者によるステアリング３１の操作に基づき、船外機１３の向き（船舶１０の進行方向）を制御するためのステアリング制御信号（ステアリング目標角度信号）を出力する。
ステアリング目標角度センサ３２は、ステアリング３１の操作状態（角度）を検知する検知器である。
ＣＰＵ３３は、中央処理装置であり、ステアリング・ユニット３０全体の動作を管理する。
【００２４】
船内表示装置４１は、例えばＣＲＴ（陰極線管）、ＬＣＤ（液晶表示装置）であり、運転者等に後述する各種情報を提供する表示装置である。
ＧＰＳ（Global Positioning System）４２は、衛星からの電波に基づき船舶１０の位置を検出し、位置情報として出力する。
燃料計測ユニット５１は、燃料レベル計５１１、燃料流量計５１２からの情報に基づき、燃料残存量信号および燃料流量（燃料消費量）信号を出力する。
【００２５】
燃料レベル計５１１は、燃料タンク５２に残存する燃料の量（燃料残存量）を検出する検出器である。
燃料流量計５１２は、燃料タンク５２からエンジン６２に流出する燃料の流量（燃料流量：単位時間当たりに燃料タンク５２から流出する燃料の量）を検出する検出器である。
ＣＰＵ５１３は、中央処理装置であり、燃料計測ユニット５１全体の動作を管理する。
燃料タンク５２はエンジン６２に燃料を供給する。
【００２６】
（船外機１３側の詳細）
ＥＣＵ６１は、船外機１３の制御全般を行うものであり、ＣＰＵ（中央演算装置）、記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）、補助記憶装置（不揮発性のＲＡＭ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク等）、クロック等から構成される。
【００２７】
エンジン６２は、伝達機構６３を介してプロペラ６４を回転させ、船舶１０に推進力を与える。エンジン６２は、キースイッチ・ユニット２１からの始動信号、停止信号に基づいて、停止状態からの始動、稼働状態からの停止を行う。エンジンはその燃焼室内に供給する混合気（燃料ガスと空気の混合ガス）の供給量を制御するスロットル（図示せず）を備える。
伝達機構６３は、エンジン６２とプロペラ６４の動力伝達状態を変化させるシフター（図示せず）を備えている。シフターの操作によって、プロペラ６４を無回転としたり（ニュートラル）、回転方向（順回転：船舶１０の前進、逆回転：船舶の後進）を変化させたりすることができる。
【００２８】
スロットル開度センサ７１は、エンジン６２のスロットルの開閉状態を検知する検出器であり、検出したスロットル開度情報を出力する。
シフト位置センサ７２は、伝達機構６３のシフターの状態（位置：ニュートラル、前進、後進）を検出する検出器であり、検出したシフト位置情報を出力する。
ステアリング角度センサ７３は、船外機１３の船体１２に対する向き（角度）を検知する検出器であり、検出したステアリング角度情報を出力する。
エンジン回転数センサ７４は、エンジン６２の単位時間当たり回転数を検出する検出器であり、検出したエンジン回転数情報を出力する。
【００２９】
スロットル・アクチュエータ８１は、シフト・スロットルユニット２２からのスロットル目標開度信号に基づき、エンジン６２のスロットルを作動する作動装置である。即ち、スロットルレバー２２１を倒す角度（中立からみた角度の大きさ）に対応して、エンジン６２の回転数が増減する。
シフト・アクチュエータ８２は、シフト・スロットルユニット２２からのシフト目標位置信号に基づき、伝達機構６３のシフターを作動する作動装置である。即ち、シフトレバー２２３を倒す方向（中立、船首側、船尾側）に対応して、プロペラ６４が無回転、順回転、逆回転する。
ステアリング・アクチュエータ８３は、ステアリング・ユニット３０からのステアリング目標角度信号に基づき、船外機１３の向きを変化させる作動装置である。即ち、運転者がステアリング３１を回転することで、船舶１０の進行方向が変化する。
【００３０】
（物理ノードと機能ノード）
キースイッチ・ユニット２１等機器のＬＡＮ１４への接続は、ＣＰＵ２１３等のＣＰＵを利用して行われる。図２では記載を省略しているが、船内表示装置４１、ＧＰＳ４２にもＣＰＵが設置され、ＣＰＵを介してＬＡＮ１４との接続を行っている。
この意味から言えば、ＬＡＮ１４上に存在するのは、キースイッチ・ユニット２１、シフト・スロットルユニット２２、ステアリング・ユニット３０、船内表示装置４１、ＧＰＳ４２、燃料計測ユニット５１、ＥＣＵ６１の７つの機器ということになる。
このようにＬＡＮ１４に直接的（物理的）に接続される機器（ＣＰＵ：マイコン）を単位として、ＬＡＮ１４への接続を考慮できる。これを物理ノードということとする。
【００３１】
これに対して、キースイッチ２１１、スロットル目標開度センサ２２２、シフト目標位置センサ２２４、ステアリング目標角度センサ３２、燃料レベル計５１１、燃料流量計５１２、スロットル開度センサ７１〜エンジン回転数センサ７４、スロットル・アクチュエータ８１〜ステアリング・アクチュエータ８３は、ＣＰＵ２１３等を介して間接的にＬＡＮ１４に接続し、ＬＡＮ１４との情報のやり取りを行う。
【００３２】
これらのセンサ、アクチュエータ等は、それぞれ単一の機能を実現するためのものである。例えば、スロットル目標開度センサ２２２ではエンジン６２のスロットル制御のための情報入力機能、燃料レベル計５１１では燃料の残存量の検出機能、スロットル・アクチュエータ８１ではスロットルの作動機能をそれぞれ有し、少なくとも単一の物理量の検出（スイッチ、センサ類）、出力（アクチュエータ類）を行う。
このようにＬＡＮ１４に間接的に接続されるセンサ、アクチュエータ等の機能を単位として、ＬＡＮ１４への接続を考慮できる。これを機能ノードということとする。
【００３３】
図３は、ＬＡＮ１４に接続される機器を物理ノードと機能ノードに区分して表した表である。
ノードが物理ノードと機能ノードに区分され、それぞれに物理ノード名、機能ノード名が付与されている。物理ノードは機能ノードに細分化され、機能ノードそれぞれに対してノード番号が付与され、かつ通信可能な通信項目が定められている。
ＬＡＮ１４上での各機器間の通信において、機能ノードそれぞれについて定められたノード番号が送信元、送信先を特定するアドレスとして用いられる。
このように通信を物理ノード（ＣＰＵ）ではなく、さらに細分化された機能ノードを指定して行うことで、以下のように機器の置き換え等による船内ＬＡＮシステム１１の更新が容易に行える。
【００３４】
具体例として、スロットル、シフト、ステアリングを制御する機器（図２では、シフト・スロットルユニット２２、ステアリング・ユニット３０）の置き換えを行うことを考える。
スロットル、シフト、ステアリングを制御する機器は、操船の容易性等を考慮して、機能が種々に複合化された機器（多機能機器）が出現する可能性がある。このときの機能の組み合わせを図４〜図８に示す。
図４ではシフト目標位置センサ９１Ａ、スロットル目標開度センサ９５Ａ、ステアリング目標角度センサ９７Ａがそれぞれ個別のユニット９１Ａ、９４Ａ、９７Ａに設置され、ＣＰＵ９３Ａ、９６Ａ、９９Ａを介してＬＡＮ１４Ａと接続されている。
【００３５】
これに対して、図５ではシフト目標位置センサ９２Ｂとスロットル目標開度センサ９３Ｂが１つのユニット９１Ｂに組み込まれＣＰＵ９４Ｂを介してＬＡＮ１４Ｂと接続されている。また、図６ではスロットル目標開度センサ９５Ｃとステアリング目標角度センサ９６Ｃが１つのユニット９４Ｃに組み込まれＣＰＵ９７Ｃを介してＬＡＮ１４Ｃと接続され、図７ではシフト目標位置センサ９２Ｄとステアリング目標角度センサ９３Ｄが１つのユニット９１Ｄに組み込まれＣＰＵ９４Ｄを介してＬＡＮ１４Ｄと接続されている。
さらに、図８ではシフト目標位置センサ９２Ｅ、スロットル目標開度センサ９３Ｅ、およびステアリング目標角度センサ９４Ｅが１つのユニット９１Ｅに組み込まれＣＰＵ９５Ｅを介してＬＡＮ１４Ｅと接続されている。
【００３６】
以上のように、シフト、スロットル、ステアリングを制御する機器は、その機能の組み合わせに応じて、「シフトのみ」、「スロットルのみ」、「ステアリングのみ」、「シフトおよびスロットル」、「スロットルおよびステアリング」、「ステアリングおよびスロットル」、および「シフト、ステアリング、およびスロットル」の７種類の物理ノード（図４のＣＰＵ９３Ａ、９６Ａ、および９９Ａ、図５のＣＰＵ９４Ｂ、図６のＣＰＵ９７Ｃ、図７のＣＰＵ９４Ｄ、図８のＣＰＵ９５Ｅにそれぞれ対応）が存在しうる。
【００３７】
シフト、スロットル、ステアリング機能以外の機能と組み合わせると物理ノードの数はさらに膨大なものとなる。この結果、複数の機能が複合化された新しい機器を船内ＬＡＮシステム１１に組み込もうとすると、船内ＬＡＮシステム１１でのアドレスの再付与（書き換え）が必要になり、船舶１０の所有者にとって極めて煩わしいことになる。
このアドレスの書き換えを不要とするためには、将来の機能の複合化を考慮して、あらかじめ膨大な数のアドレスを用意しておかねばならず、船内ＬＡＮシステム１１の負担が大きくなる。
【００３８】
本願では、個々の機能（機能ノード）に対応してアドレスを付与している。「シフト」、「スロットル」、「ステアリング」のそれぞれ（シフト目標位置センサ、スロットル目標開度センサ、ステアリング目標角度センサのそれぞれに対応）に対して、アドレスを付与することで、図４〜８のどの場合にも対応することが可能となる。
このように、複数の機能が複合化された新しい機器を船内ＬＡＮシステム１１に組み込む場合でも、アドレスの書き換えが不要となり、船舶１０の所有者が新しい機器をＬＡＮ１４に接続するだけで良いことになる（プラグ＆プレイの実現）。
【００３９】
以上のように本願では、機能ノードに対してアドレス（ノード番号）を付与することで、新しい機器の組み込み等船内ＬＡＮシステム１１の更新が容易に行える。
このアドレス（ノード番号）は、ＣＰＵを単位とすると複数付与される。従い、図２には図示を省略しているが、キースイッチ・ユニット２１等の各ユニットには、この複数のアドレスを記憶するアドレス記憶部を有している。また、ＣＰＵ２１３等とＬＡＮ１３の間には、ＬＡＮ１３との直接的な信号の送受信を行う送受信手段が介在している。
【００４０】
ノード番号は、単に個々の機能ノードを識別するに留まらず、個々の機能ノードの優先度を考慮した番号付けとすることができる。
例えば、シフト・スロットルユニット２２からのシフト目標位置信号とステアリング・ユニット３０からのステアリング目標角度信号がＬＡＮ１４上に同時に出力されることがあり得る（信号の衝突）。
このような信号の衝突が生じた場合、優先度の低いノードは優先度の高いノードにＬＡＮ１４上での信号の入出力を譲るように設定することができる。即ち、優先度の低いノードはＬＡＮ１４上への信号の入出力を一時的に停止し、優先度の高いノードからの信号の入出力が一段落したときを見計らって、信号の入出力を行う。
【００４１】
図３では、ノード番号の小さい方が優先度が高く、ノード番号の大きい方が優先度が低く設定されている。このため、シフト・スロットルユニット２２からのシフト目標位置信号とステアリング・ユニット３０からのステアリング目標角度信号がＬＡＮ１４上に同時に出力された場合には、ステアリング・ユニット３０からのステアリング目標角度信号の出力が一時的に停止される。
【００４２】
キースイッチ・ユニット２１には、図３に示すように、優先度が最大の管理ノードが割り当てられる。
管理ノードは、他のノードの管理を行う最上位のノードである。管理ノードは、船内ＬＡＮシステム１１の起動時、停止時、非常時等船内ＬＡＮシステム１１全体で何らかの協調動作が必要となったときに中心的な役割を果たす。なお、管理ノードの具体的な動作は後述する。
【００４３】
（船内ＬＡＮシステム１１の動作の詳細）
以下に、船内ＬＡＮシステム１１の具体的な動作を示す。
Ａ． 船内ＬＡＮシステム１１の起動
図９は、船内ＬＡＮシステム１１の起動手順を表すフロー図である。以下、図９に基づき説明する。
（１）運転者がキースイッチ２１１にキーを挿入し、キーを「システム始動」の位置まで回転する（ステップＳ１１）。
この操作によって、船内ＬＡＮシステム１１全体の電源が入り、キースイッチ・ユニット２１が起動する（ステップＳ１２）。キースイッチ・ユニット２１は、管理ノードであることから、その後の船内ＬＡＮシステム１１全体の起動は、管理ノードを中心に進められる。
【００４４】
（２）管理ノードから動作開始コマンド（図３参照）が全ての機能ノードに対して送信される（ステップＳ１３）。
この「動作開始コマンド」は、これを受信したノードに対して、動作の開始、および管理ノードに対する応答を要求するものである。
動作開始コマンドを受信したノードは、動作を開始し、動作を開始したことを通知する応答信号を管理ノードに対して送信する。この応答信号には、各ノードのノード番号が含まれるので管理ノードはどのノードから応答が帰ってきたかを知ることができる。例えば、シフト・スロットルユニット２２は、スロットル目標開度センサ２２２、シフト目標位置センサ２２４等が正常に動作するかを確認し、シフト・スロットルユニット２２内の構成要素の正常動作が確認できたら、スロットルとシフトの機能ノードを表すノード番号００２、００３を含む応答信号を管理ノードに送信する。
【００４５】
（３）管理ノードは、動作開始コマンドの送信から所定時間以内が経過したか否かを判断する（ステップＳ１４）。
所定時間以内に応答信号が受信されない場合には（ステップＳ１４での判断がＹｅｓのとき）、応答がないノードに何らかの故障が生じていることになる。このときには、管理ノードは故障警報を発報する（ステップＳ１５）。具体的には、キースイッチ・ユニット２１に設置されたＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子、スピーカ等の音声出力素子のいずれから、発光、警報音が発せられる。
【００４６】
（４）所定時間以内に応答があったときには（ステップＳ１４での判断がＮｏのとき）、応答が登録された機能ノードからのものであるか否かが判断される（ステップＳ１６）。
既に述べたように、ノードテーブル２１２への登録は、物理ノードではなく、機能ノードに基づいて行われる。即ち、ノードからの応答が、単機能の機器（例えば、図４のユニット９１Ａ、９４Ａ、９７Ａ）、多機能の機器（例えば、図５のユニット９１Ｂ、図６のユニット９４Ｃ、図７のユニット９１Ｄ、図８の９１Ｅ）のいずれであってもノードテーブル２１２を書き換える必要がない。
このようにノードの管理が機能ノードに基づいて行われていることから、いわゆるプラグ＆プレイが実現される。
【００４７】
（５）ステップＳ１６での判断がＮｏのときは未登録の機器が接続されていることを警告する（ステップＳ１７）。この警告は、前述のステップＳ１５と同様にキースイッチ・ユニット２１に設置された発光素子、音声出力素子のいずれかを用いて行える。
【００４８】
（６）ステップＳ１６での判断がＹｅｓなら、ノードテーブル２１２に記憶された全ての機能ノードから応答があったか否かを判断する（ステップＳ１８）。この判断がＹｅｓなら船内ＬＡＮシステム１１の起動が完了する（ステップＳ１９）。
もしステップＳ１８の判断がＮｏならステップＳ１４〜Ｓ１８が繰り返し行われ、所定時間が経過しても全ての登録機能ノードから応答がなかったら、ステップＳ１４での判断がＹｅｓとなりステップＳ１５の故障警報が発せられる。
なお、この故障警報に際して、応答がなかった登録機能ノードを示すと、運転者が機器の接続状態を確認する上で便宜である。
【００４９】
Ｂ． 船外機１３の制御
運転者がスロットルレバー２２１、シフトレバー２２３、ステアリング３１等を操作することで、船外機１３が制御される。このときの制御信号（スロットル目標開度信号等）は、スロットル・アクチュエータ８１等の単機能アクチュエータを単位とする機能ノードを特定するノード番号によって送信先を特定して送信することができる。
また、これらのアクチュエータ類による作動結果はスロットル開度センサ７１等のセンサ類によってモニタされ、機能ノードで特定した送信先（例えば、スロットル目標開度センサ２２２等）に送信される。この結果、制御信号の送信元は、制御信号に従って船外機１３が制御されているか否かをチェックできる。例えば、スロットル目標開度センサ２２２とスロットル開度センサ７１の検知結果が互いに対応しているか否かが判定され、検知結果同士の相違が所定の値より大きい場合に警告が発せられる。
【００５０】
Ｃ． 船外機１３の状態の表示
船内表示装置４１には船外機１３の状態、例えばエンジン回転数センサ７４で検出されたエンジン回転数を表示することができる。
この表示は、船内表示装置４１のアドレスを特定して表示用の情報を含む信号をＥＣＵ６１から送信することで、行うことができる。
【００５１】
（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記実施形態には限られず拡張、変更できる。拡張、変更された実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。以下に拡張、変更の例を示す。
（１）機能ノードの基礎となる機能は、スロットル、シフト、ステアリングには限られず、船外機のエンジンの始動操作、停止操作、船外機のトリム角度操作、および該船外機の状態を表す表示用信号の送信等が含まれうる。
【００５２】
（２）アドレスは単一の機能毎に設定する場合には限られず、複数の機能に対して共通のアドレスを付与することも可能である。
例えば、シフトとスロットルを単一のレバーで入力可能な機器（レバーを傾けた方向（船首側、船尾側）によってシフト操作を、レバーを傾けた角度の大きさでスロットル操作を行う機器等）において、「シフト・スロットル」として単一のアドレスを付与することも可能である。
複数の機能が１つのセットとなる場合（複数の機能を別個の機器に分割する必要性が低い場合）には、これらの機能それぞれに対して常に別個のアドレスを付与するのは必ずしも合理的とはいえない。
このように不可分の機能についてグループ化することで、アドレスの個数、通信の情報量の削減を図ることができる（船内ＬＡＮシステムのスリム化）。
【００５３】
（３）このグループ化は、船体側と船外機側のいずれでも可能である。船外機側のＥＣＵが、スロットル・アクチュエータ、シフト・アクチュエータの双方をセットで制御するのであれば、スロットル制御機能、シフト制御機能のそれぞれに個別のアドレスを付与しなくてもよい。
【００５４】
（４）機能のグループ化に際して信号の用途の共通性を考慮することもできる。例えば、船内表示装置への表示が予定されている信号に対してこの用途の共通性を考慮して共通のアドレスを付与することができる。
具体例として、エンジン回転数、船外機のトリム角度、エンジンオイルの量は、全く異なるセンサによって検出されるものの、運転者に示すための表示用信号の基礎としての共通性を有する。このため、エンジン回転数、トリム角度、エンジンオイルの量の情報は、ＥＣＵの共通のアドレスから送信することができる。
【００５５】
（５）以上のように本発明において、単機能毎のアドレス設定は必ずしも必要不可欠という訳ではない。必要に応じて複数の機能に対して共通のアドレスの設定が許容される。
即ち、本願による利益を享受するためには、単独であるいは他の機能と組み合わされて用いられる可能性のある機能グループ（複数の機能の集合）を単位としてアドレスを設定すれば足りる。
さらにいえば、１つのＣＰＵに対して複数のアドレスを設定することだけで、船内ＬＡＮシステムの構成の柔軟化が図られ本願の利益を享受しうる。
【００５６】
（６）船外機が複数のＣＰＵを有しても差し支えない。例えば、エンジン自体と船外機のステアリングを別個のＣＰＵで制御することができる。
図３に示した通信項目についてグループ化を図り、例えば、スロットルとシフトを単一の通信項目として用いて、通信される情報量の削減を図ることもできる。
なお、キースイッチを操作するキーは、特定の形状を有する物体としてのキーに換えて、赤外線、無線等による特定の信号を用いることもできる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば船内ＬＡＮに接続される機器の変更、追加等を容易に行える船外機操作装置、船外機、船内ネットワークシステム、および船内ネットワーク起動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施形態に係る船舶の外観を表す斜視図である。
【図２】 本発明の１実施形態に係る船舶上に構成される船内ＬＡＮシステムを表すブロック図である。
【図３】 船内ＬＡＮ上に接続される機器を物理ノードと機能ノードに区分して表した表の一例である。
【図４】 スロットル、シフト、ステアリングを制御する機器の機能の組み合わせの一例を表すブロック図である。
【図５】 スロットル、シフト、ステアリングを制御する機器の機能の組み合わせの一例を表すブロック図である。
【図６】 スロットル、シフト、ステアリングを制御する機器の機能の組み合わせの一例を表すブロック図である。
【図７】 スロットル、シフト、ステアリングを制御する機器の機能の組み合わせの一例を表すブロック図である。
【図８】 スロットル、シフト、ステアリングを制御する機器の機能の組み合わせの一例を表すブロック図である。
【図９】 船内ＬＡＮシステムの起動手順の一例を表すフロー図である。
【符号の説明】
１０…船舶、１１…船内ＬＡＮシステム、１２…船体、１３…船外機、１４…ＬＡＮ、２０…リモート・コントロール、２１…キースイッチ・ユニット、２１１…キースイッチ、２１２…ノード・テーブル、２１３…ＣＰＵ、２２…シフト・スロットルユニット、２２１…スロットルレバー、２２２…スロットル目標開度センサ、２２３…シフトレバー、２２４…シフト目標位置センサ、２２５…ＣＰＵ、３０…ステアリング・ユニット、３１…ステアリング、３２…ステアリング目標角度センサ、３３…ＣＰＵ、４１…船内表示装置、４２…ＧＰＳ、５１…燃料計測ユニット、５１１…燃料レベル計、５１２…燃料流量計、５１３…ＣＰＵ、５２…燃料タンク、６１…ＥＣＵ、６２…エンジン、６３…伝達機構、６４…プロペラ、７１…スロットル開度センサ、７２…シフト位置センサ、７３…ステアリング角度センサ、７４…エンジン回転数センサ、８１…スロットル・アクチュエータ、８２…シフト・アクチュエータ、８３…ステアリング・アクチュエータ
Claims (6)
- 船外機のエンジンの始動操作および停止操作の情報を入力するためのキースイッチと，
前記エンジンのスロットル操作および前記船外機のシフト操作の情報を入力するための入力機器と，
前記キースイッチに接続される第１の中央処理装置と，
前記入力機器に接続される第２の中央処理装置と，
前記第１の中央処理装置と接続され，前記船外機との信号の送受信を行う第１の送受信部と，
前記第２の中央処理装置と接続され，前記船外機との信号の送受信を行う第２の送受信部と，
前記第１の中央処理装置と接続され，前記エンジンの始動操作および停止操作に対応し，優先度が他のアドレスより高い第１のアドレスと，前記スロットル操作およびシフト操作に対応する第２のアドレスと，が記憶された第１のアドレス記憶部と，
前記第２の中央処理装置と接続され，かつ前記第１，第２のアドレス，が記憶された第２のアドレス記憶部と，
を具備することを特徴とする船外機操作装置。 - 前記船外機のステアリング操作の情報を入力するためのステアリング目標角度センサと，
前記ステアリング目標角度センサと接続される第３の中央処理装置と，
前記第３の中央処理装置と接続され，前記船外機との信号の送受信を行う第３の送受信部と，
前記第３の中央処理装置と接続され，かつ前記第１，第２のアドレスと，前記ステアリング操作と対応する第３のアドレスと，が記憶された第３のアドレス記憶部と，
をさらに具備し，
前記第１，第２のアドレス記憶部が，前記第１〜第３のアドレスを記憶する，
ことを特徴とする請求項１に記載の船外機操作装置。 - 前記エンジンの始動操作時に，前記第１の送受信部が，前記第２，第３の送受信部に対して，返信を指令する返信指令を送信することを特徴とする
請求項１または２に記載の船外機操作装置。 - 前記返信指令に対する返信を前記第１の送受信部が受信したとき，前記第１の中央処理装置がこの返信の送信元のアドレスが前記第１のアドレス記憶部に記憶されているか否かを判断することを特徴とする
請求項３に記載の船外機操作装置。 - 前記船外機操作装置が，前記船外機の状態を表示する表示装置をさらに具備し，
前記第１，第２のアドレス記憶部がそれぞれ，前記表示装置に対応するアドレスをさらに記憶する
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の船外機操作装置。 - 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の船外機操作装置と，
エンジンと，
前記エンジンのスロットルを操作するスロットルアクチュエータと，
前記エンジンのシフターを操作するシフト・アクチュエータと，
ステアリングを操作するステアリング・アクチュエータと，
前記エンジンのスロットル開閉状態を検知するスロットル開度センサと，
前記エンジンのシフターの状態を検知するシフト位置センサと，
前記船外機のステアリング角度を検知するステアリング角度センサと，
前記スロットルアクチュエータ，シフト・アクチュエータ，ステアリング・アクチュエータ，スロットル開度センサ，シフト位置センサ，およびステアリング角度センサと接続された第 4 の中央処理装置と，
前記第 4 の中央処理装置と接続され，前記船外機操作装置との信号の送受信を行う第 4 の送受信部と，
前記第 4 の中央処理装置と接続され，かつ前記前記スロットルアクチュエータ，シフト・アクチュエータ，ステアリング・アクチュエータ，スロットル開度センサ，シフト位置センサ，およびステアリング角度センサとそれぞれ対応する複数のアドレスが記憶された第 4 のアドレス記憶部と，
を具備することを特徴とする船内ネットワークシステム。
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