JPH01285486A - 船舶用操縦装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、推進力の方向と強さを任意に設定できる２
基の推進器を船尾の左右に設置し、各推進器の推進力の
方向と強さを制御するようにした船舶用操縦装置に関す
るものである。

〈従来の技術〉 船首に左右方向の推進力を発生するバウスラスタを設け
るとともに、船尾に１対の主スラスタを平行に固定して
設け、更にその噴流を受けて旋回力を発生する１対の舵
を設けて、これらを制御して船体の旋回制御を行うよう
にした船舶の旋回制御装置が知られている（例えば特開
昭６２−５５２９３号公報参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記の装置は、バウスラスタと方向が固定された主スラ
スタの組み合わせであるため、横方向への平行移動はで
きず、また船位を保持したままの完全なその場旋回も困
難であり、潮流や風に応じて船の位置や姿勢を絶えず微
調整することが要求される漁船や釣船のような船舶の制
御にはあまり適していない。更にバウスラスタを必要と
するため重量の増大、コストアップ等が避けられず、し
かも船首部にバウスラスタの取付穴が設けられているた
め抵抗が増大して船速が低下する等の問題もある。

この発明は上述のような問題点に着目し、バウスラスタ
を必要とせず、しかも任意の方向への移動と旋回が可能
な船舶用操縦装置を提供することを目的としてなされた
ものである。

〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するために、この発明は、推進力の方
向と強さを任意に設定できる２基の推進器を船尾の左右
に設置し、各推進器の推進力の方向と強さを制御するこ
とにより１両推進力の合成力で所望の方向に移動させる
推進力や、所望の方向に旋回させる旋回力を発生させる
ようにしている。

また、制御操作には操作部の前後方向及び左右方向の座
標軸上の位置と中立状態からの旋回量を適宜操作できる
構造のジョイスティックのような全方向性制御器を用い
、この全方向性制御器の操作部の位置及び旋回量を検出
し、この検出結果と、あらかじめ記憶手段に記憶させで
ある操作部の位置及び旋回量に応じた各推進器の推進力
の方向及び強さとの関係から、各推進器の推進力の方向
及び強さの設定値を演算し、これを実現するように制御
している。

第１図はこの発明の構成を示した図であり、１は船体、
２Ａ及び２Ｂは左推進器及び右推進器、３は全方向性制
御器、４は操作状態検出手段、５は記憶手段、６は演算
手段、７は駆動手段である。

左推進器２Ａ及び右推進器２Ｂは推進力の方向と強さを
任意に設定できる構成となっており、船体１の船尾にそ
れぞれ設けられている。

く作用〉 第２図は動作原理の説明図である。（ａ）図のように、
２基の推進器２Ａ及び２Ｂの推進力Ｔの強さが等しくし
かも逆向きであり、その方向が船体の抵抗中心点Ｃを通
る角度θ。に各操舵角θ＾及びθＢが設定されている場
合は、推進力の合成力は船体１の抵抗中心点Ｃに横向き
の力Ｆ　（＝＝　２　Ｔｓｉｎθ。）となり、船体１は
その姿勢のままで真横に移動する。また、（ｂ）図のよ
うに各推進力Ｔの強さが等しくしかも逆向きであり、そ
の方向が船体の中心線に平行で逆向きの場合は、推進力
の合成力は船体１の抵抗中心点Ｃを中心とする旋回モー
メントＭ（＝Ｔｌ、ｌは左右推進器の間隔）を生じ、船
体ｌはその場で旋回する。また左右の推進力Ｔの大きさ
が異なれば、その差によって船体１を前後進させる力が
生じ、船体１はその姿勢のままで斜め前または斜め後に
移動し、あるいは旋回と斜め移動が組み合わせられた動
きをする。なお、左右の推進力Ｔが平行に同方向に作用
すれば、従来の一般的な推進器による場合と変りなく直
進または旋回しながら前後進する状態となる。

また、ジョイスティックのような全方向性制御器の操作
部の位置及び旋回量を検出し、この検出結果と、記憶手
段の記憶内容によって各推進器の推進力の方向及び強さ
を制御することにより、１個の操作部の操作によって上
述のようなその場旋回、横移動、斜め移動等の各種の制
御を自由に行うことができる。

〈実施例〉 以下、図示の一実施例について説明する。

第３図は船の概略平面図、第４図は全方向性制御器であ
るジョイスティックの操作部の平面図、第５図は制御装
置の構成図、第６図は制御回路のブロック結線図である
。

第３図において、左推進器２Ａ及び右推進器２Ｂはそれ
ぞれエンジン１１Ａ及びＩＩＢによって駆動されるもの
で、例えばいわゆる２ドライブ装置等が使用される。１
２はコントローラ、１３はジョイスティック、１４は操
舵ハンドル、１５はクラッチハンドル、１６はレギュレ
ータハンドルである。第４図において、１３ａはジョイ
スティック１３の操作レバー、１３ｂは操作パネルであ
って、操作レバー１３ａは前後左右に自由に傾けられ、
また自由に旋回できる構造となっており、操作レバー１
３ａを傾けた位置、すなわち前後方向をＹ軸とし左右方
向をＸ軸とした座標軸上の位置とその旋回量は１周知の
ような手段によって電気的な信号として出力されるよう
に構成されている。

第５図において、１３ｃはジョイスティック１３に設け
られた切換スイッチ、１４ａは操舵ハンドル１４のヘル
ム発信器であり、１７Ａ及び１７Ｂはクラッチ、１８Ａ
及び１８Ｂは油圧式の操舵アクチュエータ、１９Ａ及び
１９Ｂはクラッチ操作用のリニアアクチュエータ、２０
Ａ及び２０Ｂはエンジンレギュレータ操作用のリニアア
クチュエータ、２１Ａ及び２１Ｂは方向切換弁である。

操舵アクチュエータ１８Ａ及び１８Ｂは、位置センサ１
８Ａ１及び１８Ｂユをそれぞれ備えた油圧式のものであ
り、方向切換弁２ＬＡ及び２１Ｂで操作される。２２は
油圧ポンプ、２３はリリーフ弁、２１Ａい２１Ａ２．２
１Ｂい２１Ｂ２は方向切換弁２１Ａ及び２１Ｂのソレノ
イドである。

クラッチ１７Ａ及び１７Ｂ、クラッチハンドル１５、リ
ニアアクチュエータ１９Ａ及び１９Ｂの間はプッシュプ
ルワイヤで連結されており、またエンジンＩＩＡ及び１
１Ｂ、レギュレータハンドル１６、リニアアクチュエー
タ２ＯＡ及び２０Ｂの間もプッシュプルワイヤで連結さ
れている。各リニアアクチュエータは、モータ１９Ａ８
．１９Ｂよ、２０Ａ１，２０Ｂ、と、位置センサ１９Ａ
２．１９Ｂ２．２０Ａよ、２０Ｂ□をそれぞれ備えてい
る。

上記の各部とコントローラ１２とは図の破線のように接
続されており、コントローラ１２は第６図に示したよう
なマイクロコンピュータ２５を備えている。マイクロコ
ンピュータ２５は、制御演算及び入出力指示を与えるＣ
ＰＯ２５ａ、制御プログラムや制御演算に必要な諸デー
タを記憶しているＲＯＭ２５ｂ、制御演算に使用される
ＲＡＭ２５ｃ、Ａ／Ｄ変換器を備えた入力インターフェ
ース２５ｄ、出力インターフェース２５ｅ等で構成され
ており、入力インターフェース２５ｄには、ジョイステ
ィック１３の操作レバー１３ａの位置及び旋回量に対応
した信号、切換スイッチ１３ｃのオンオフ信号、ヘルム
発信器１４ａの信号、各位置センサの信号等が入力され
る。また出力インターフェース２５ｅからは、クラッチ
操作用のリニアアクチュエータ１９Ａ及び１９Ｂの各モ
ータ、エンジンレギュレータ操作用のリニアアクチュエ
ータ２０Ａ及び２０Ｂの各モータ、方向切換弁２１Ａ及
び２１Ｂの各ソレノイドに対する駆動信号が出力される
。

第７図（ａ）はジョイスティック１３の操作レバー１３
　ａの操作範囲の区分を示したものであり、この実施例
では左側の第１ゾーン、右側の第２ゾーン、中立点（Ｍ
点）とこれに近い±ΔＸ及び±ΔＹ内に入る周辺部分の
第３ゾーンの３個のゾーンに区分されている。そして各
区分ごとに、操作レバー１３ａの位置及び旋回量に応じ
て設定されるべき各推進器２Ａ及び２Ｂのクラッチ位置
ｃ＾、ＣＢ、操舵角θ＾、θＢ、エンジン回転数ｎＡ、
　ｎＢを、第７図（ｂ）のようなマツプにまとめてＲＯ
Ｍ２５ｂにあらかじめ記憶させである。第８図乃至第１
２図は第７図（ｂ）中に図番量で示された記憶内容をグ
ラフ化して示したものである。

次に、第１３図及び第１４図を参照しながら動作を説明
する。第１３図は全体の制御手順のフローチャート、第
１４図はその中のマツプ照合のステップにおける手順の
フローチャートである。

まず、ステップＳ１で切換スイッチ１３ｃのオンオフが
チエツクされ、オフであればジョイスティック１３を使
用しない通常の操縦となり、ステップＳ２に進む、ここ
ではヘルム発信器１４ａによる設定値φ。と、操舵アク
チュエータ１８Ａ及び１８Ｂの位置センサ２０Ａ２と２
０８２の検呂値φＡ、φＢを読み取り、両者を比較して
φ＾、φＢをφ。に一致させるように方向切換弁２　Ｆ
、　Ａ及び２１Ｂのソレノイド２１Ａい２１Ａ２．２１
Ｂい２１Ｂ２を駆動する。

一方、切換スイッチ１３ｃがオンであればジョイスティ
ック１３の操作レバー１３ａの位置Ｘ、、Ｙｏ及び旋回
量φ。をステップＳ３で読み取り、ステップＳ４でマツ
プ照合を行う、このマツプ照合は、第１４図のようにま
ずＸ、とＹｏの大きさとその正負から操作レバー１３ａ
がいずれのゾーンに・設定されているかが確認され、第
１ゾーンにある場合にはステップＳ４２に、第２ゾーン
にある場合にはステップＳ４３に、第３ゾーンにある場
合にはステップＳ４４にそれぞれ進む。

ステップＳ４２では、第７図（ｂ）のマツプに応じてク
ラッチ位置Ｃ＾。、ＣＢｏを左推進器２Ａは後進に、右
推進器２Ｂは前進に決定し、エンジン回転数ｎ＾。、ｎ
Ｂａを第８図の（ａ）と第９図を参照して操作レバー１
３ａの位置検出値Ｘ、とＹｏから決定し、操舵角θ＾。

、ＣＢ０を操作レバー１３ａの旋回量検出値φ。の大き
さと篩目方向からθ。に、または第１１図の（ａ）を参
照して所定の値に決定する。またステップＳ４３では、
クラッチ位置を左推進器２Ａは前進に、右推進器２Ｂは
後進に決定し、エンジン回転数と操舵角をステップＳ４
２と同様な手順により第８図の（ｂ）、第９図及び第１
１図の（ｂ）を参照してそれぞれ決定する。更にステッ
プ８４４では、クラッチ位置を旋回量検出値φ。に応じ
て中立に、あるいは第１０図を参照して前進または後進
に決定し、エンジン回転数ｎＡｏ、ｎＢｏを旋回量検出
値φ。に応じてｎ、に、または第１２図を参照して所定
の値に決定し、操舵角θ＾。、ＣＢ、をｏｏに決定する
。なお１回転数ｎ０は最低回転数の設定値、Δφは中立
位置からある角度までの小さい旋回量である。また実際
には、操舵角θ＾。、ＣＢ、の設定値としては方向切換
弁２１Ａ及び２１Ｂのソレノイド２１Ａ１．２１Ａ２．
２１Ｂ８．２１Ｂ２に対する駆動信号φＡ０、φＢ。が
用いられる。

以上のマツプ照合が終わると、各アクチュエータを駆動
するステップＳ５、ステップＳ６及びステップＳ７に進
む。

ステップＳ５では、操舵アクチュエータの位置センサ１
８Ａ２と１８８２の検出値φ＾、φＢを読み取り、ステ
ップＳ４で決定された操舵角θ＾。、ＣＢ０に対応する
駆動信号φ＾。、φＢ０と比較して、φＡ、φＢをφＡ
０、φＢ、に一致させるように方向切換弁２１Ａ及び２
１Ｂのソレノイド２１Ａ１．２１Ａ３．２１Ｂい２１Ｂ
、を駆動する。

ステップＳ６では、クラッチ操作用のリニアアクチュエ
ータの位置センサ１９Ａ２と１９８２の検出値Ｃ＾、Ｃ
Ｂを読み取り、ステップＳ４で決定されたクラッチ位１
ｃｘｏ、ＣＢａと比較して、Ｃ＾、ＣＢをＣへ〇ＣＢ０
に一致させるようにクラッチ用アクチュエータのモータ
１９Ａ１と１９Ｂ１を駆動する。

ステップＳ７では、エンジンレギュレータ操作用のリニ
アアクチュエータの位置センサ２ＯＡ。

と２０　Ｂ、の検出値Ｎ＾、ＮＢを読み取り、ステップ
Ｓ４で決定されたエンジン回転数ｎ＾。、ｎＢａと比較
して、ＮＡ、ＮＢをｎ　Ａｏ　、　ｎ　Ｂｅに一致させ
るようにレギュレータ用アクチュエータのモータ２０Ａ
１と２０Ｂ工を駆動する。

以上のような手順によって、左推進器２Ａ及び右推進器
２Ｂの推進力の合成力はそれぞれ異なった状態で船体ｌ
に作用し、船体１はジョイスティックの操作レバー１３
ａの操作に応じてその場旋回、横移動、斜め移動、ある
いは旋回と斜め移動の組み合わせなどの動きをすること
になるのである。第７図（Ｃ）は第７図（ｂ）のマツプ
に対応させてそれぞれの場合における船体１の動きを整
理して示したものである。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、この発明の船舶用操縦
装置は、推進力の方向と強さを任意に設定できる２基の
推進器を船尾の左右に設置し、各推進器の推進力の方向
と強さを制御するようにしたものである。

また、制御操作にはジョイスティックのような全方向性
制御器を操作し、操作部の位置及び旋回量に応じて各推
進器の推進力の方向及び強さを制御するようにしたもの
である。

従って、推進力の方向と強さの組み合わせによって船体
の向きを変えずに真横に移動させたり、斜めに移動させ
たりすることができ、また位置を変えずにその場で旋回
させ、あるいはこれらを組み合わせた動きをさせること
も可能となり、潮流や風に応じて船の位置や姿勢を絶え
ず微調整することの必要な漁船や釣船等に適した船舶用
操縦装置が得られる。また、バウスラスタが不要で重量
の増大やコストアップが避けられ、しかも船首部のバウ
スラスタの取付穴がないので抵抗が小さくなり、船速を
向上することができる。

更に、ジョイスティックのような全方向性制御器を利用
した場合には、１個の操作部の操作によって上述のよう
な各種の制御を自由に行うことができ、比較的簡単な構
成で操作が容易な船舶用操縦装置を得ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す図、第２図は動、作原理
の説明図、第３図はこの発明の一実施例の概略平面図、
第４図は全方向性制御器の操作部の平面図、第５図は制
御装置の構成図、第６図は制御回路のブロック結線図、
第７図（ａ）は操作部の操作範囲の区分を示す図、第７
図（ｂ）は操作部の位置及び旋回量と、これに応じて設
定されるべき各推進器の推進力の方向及び強さとの関係
を定めたマツプ、第７図（Ｃ）はマツプに対応して得ら
れる船体の動きを示す図、第８図乃至第１２図はマツプ
の内容の一部をグラフで示す図、第１３図は全体の制御
手順のフローチャート、第１４図はマツプ照合手順のフ
ローチャートである。 １・・・船体、２Ａ及び２Ｂ・・・左推進器及び右推進
器、３・・・全方向性制御器、４・・・操作状態検出手
段、５・・・記憶手段、６・・・演算手段、７・・・駆
動手段、１１Ａ及びＩＩＢ・・・エンジン、１２・・・
コントローラ、１３・・・ジョイスティック、１３ａ・
・・操作レバー、１３ｂ・・・操作パネル、１３ｃ・・
・切換スイッチ、１７Ａ及び１７Ｂ・・・クラッチ、１
８Ａ及び１８Ｂ・・・操舵アクチュエータ、１９Ａ及び
１９Ｂ・・・クラッチ操作用リニアアクチュエータ、２
０Ａ及び２ＯＢ・・・エンジンレギュレータ操作用リニ
アアクチュエータ、２１Ａ及び２１Ｂ・・・方向切換弁
、１８Ａ１．１８　Ｂ、、１９Ａ、、１９　Ｂ２．２　
ＯＡ２．２０　Ｂ。 ・・・位置センサ、　　１９Ａ１，１９Ｂ、、２０Ａ、
、２０Ｂよ・・・モータ、２１Ａよ、２１Ａ、、２１Ｂ
よ、２１Ｂ。 ・・・ソレノイド、２５・・・マイクロコンピュータ、
２５　ａ　・＝ＣＰＵ、２５　ｂ　−＝ＲＯＭ、　２５
　ｃ　・＝ＲＡＭ、２５　ｄ・・・入力インターフェー
ス、２５ｓ・・・出力インターフェース。 特許出願人　ヤンマーディーゼル株式会社代　理　人　
弁理士　　篠　　１）　　實ｘ′３ｖ！ＪＹ軸 ｉ。 Ｌ デ 第４図 第７図（ｂ） （ａ）第１ソーン　　　　（ｂ）芽２ッーッ第１１図　
　　　　　　第１２図 第１３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）推進力の方向と強さを任意に設定できる２基の推
   進器を船尾の左右に設置し、各推進器の推進力の方向と
   強さを制御することにより、所望の方向に移動させる合
   成力及び所望の方向に旋回させる合成力を船体に作用さ
   せることを特徴とする船舶用操縦装置。
2. （２）前後方向及び左右方向の座標軸上の位置と中立状
   態からの旋回量を制御できる操作部を有するジョイステ
   ィックのような全方向性制御器と、上記全方向性制御器
   の操作部の位置及び旋回量を検出する操作状態検出手段
   と、 上記操作部の位置及び旋回量とこれに応じて設定される
   べき各推進器の推進力の方向及び強さとの関係をあらか
   じめ記憶させた記憶手段と、操作状態検出手段による検
   出値と記憶手段の記憶内容から目標とすべき各推進器の
   推進力の方向及び強さの設定値を演算して制御信号を出
   力する演算手段と、 演算手段の制御信号に応じて各推進器の推進力の方向及
   び強さを設定値とするように制御する駆動手段、 とを備えたことを特徴とする請求項１記載の船舶用操縦
   装置。