JP2000001199A - 操船装置 - Google Patents

操船装置

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JP2000001199A
JP2000001199A JP16846198A JP16846198A JP2000001199A JP 2000001199 A JP2000001199 A JP 2000001199A JP 16846198 A JP16846198 A JP 16846198A JP 16846198 A JP16846198 A JP 16846198A JP 2000001199 A JP2000001199 A JP 2000001199A
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JP
Japan
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thrust
azimuth
ship
disturbance
thruster
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP16846198A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeki Onaka
茂樹 大仲
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】実方位の目標方位に対する偏差に応じたアクチ
ュエータに対する制御を行なうことで、素早く正確な方
位保持を可能にする。 【解決手段】船舶に対する風、波、潮流等の外乱の影響
を検出する例えば外乱検出センサ18と、船舶の方位を
検出するジャイロコンパス16と、船舶のあるべき方位
を設定する操作盤14に設けられた方位設定器14a
と、船舶に装備された舵12a、推進プロペラ12b、
及びスラスタ12cの全て、またはスラスタ12cのみ
の何れかにより推力を発生するアクチュエータ12と、
外乱検出センサ18によって検出された外乱の影響の大
小、及び方位設定器14aによって設定された方位とジ
ャイロコンパス16によって検出された方位との偏差の
大小に基づいて、アクチュエータ12の全てあるいはス
ラスタ12cの何れかを動的に選択して推力を発生させ
る制御演算装置10とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、船舶の操船時に使
用されるジョイスティック操船装置等の操船装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、船舶の操船時に使用されるジョ
イスティック操船装置は、図3に示すように、アクチュ
エータとして舵12a、主推進装置(推進プロペラ12
b)、及びスラスタ12cが設けられている。
【0003】通常、船舶の方位を外乱(風、波、潮流
等)に対して一定に保つために、ジョイスティック操船
装置は、次のアクチュエータ(1)(2)の組み合わせ
の何れかを用いて推力を発生させている。すなわち、
(1)スラスタ12cのみ、(2)舵12a、推進プロ
ペラ12b、及びスラスタ12cの全て、の何れかであ
る。
【0004】従来のジョイスティック操船装置では、目
標方位に対する実際の船舶の方位(実方位)が、何れの
位置にあっても、また外乱の影響の大小に関わらず、使
用するアクチュエータが、前述した(a)または(b)
の何れか一方となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のジョ
イスティック操船装置では、実方位の目標方位に対する
偏差がどの程度であっても、使用するアクチュエータが
同じとなっていた。
【0006】(a)スラスタ12cのみで方位保持を実
現する場合、実方位の目標方位に対する偏差が大きい場
合、スラスタ12cの発生推力が小さいために、素早く
偏差を縮めることができない。しかし、偏差が小さい場
合には、細かに偏差の調整を行なうことが可能である。
【0007】(b)一方、全てのアクチュエータを使用
する場合、偏差が大きい場合には、大推力での制御が可
能になり有利であるが、偏差が小さい場合には、推力の
微調整が困難になってしまう。
【0008】つまり、従来のジョイスティック操船装置
では、実方位の目標方位に対する偏差がどの程度であっ
ても、使用するアクチュエータが同じであったために、
前述した(a)(b)の理由により、素早く正確な方位
保持が困難となっていた。
【0009】本発明は前記のような事情を考慮してなさ
れたもので、実方位の目標方位に対する偏差に応じたア
クチュエータに対する制御を行なうことで、素早く正確
な方位保持が可能な操船装置を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、船舶の方位を
所定の方向に保持するための操船時に使用される操船装
置において、船舶に対する風、波、潮流等の外乱の影響
を検出する例えば外乱検出センサ等の外乱検出手段と、
船舶の方位を検出する例えばジャイロコンパス等の方位
検出手段と、船舶のあるべき方位を設定する例えば操作
盤14に設けられた方位設定器等の方位設定手段と、船
舶に装備された推力の大きい例えば舵、推進プロペラ、
及びスラスタによる第1推力手段と、前記第1推力手段
よりも推力の小さい例えばスラスタのみによる第2推力
手段の何れかにより推力を発生する例えばアクチュエー
タ等の推力発生手段と、前記外乱検出手段によって検出
された外乱の影響の大小、及び前記方位設定手段によっ
て設定された方位と前記方位検出手段によって検出され
た方位との偏差の大小に基づいて、前記推力発生手段の
前記第1推力手段と前記第2推力手段の何れかを動的に
選択して推力を発生させる例えば制御演算装置等の制御
手段とを具備したことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1は、本実施形態におけ
るジョイスティック操船装置の概略構成を示すブロック
図である。
【0012】図1に示すように、本実施形態におけるジ
ョイスティック操船装置は、制御演算装置10、アクチ
ュエータ12、操作盤14、ジャイロコンパス16、及
び外乱検出センサ18によって構成されている。
【0013】制御演算装置10(制御手段)は、外乱検
出センサ18によって検出された外乱の影響の大小、及
び操作盤14の方位設定器14aによって設定された方
位とジャイロコンパス16によって検出された方位との
偏差の大小に基づいて、アクチュエータ12により推力
を発生させるための制御機能が設けられている。アクチ
ュエータ12による推力の発生は、アクチュエータ12
に含まれる舵12a、推進プロペラ12b、及びスラス
タ12cの全て(第1推力手段)により大きい推力を発
生させる状態と、スラスタ12cのみ(第2推力手段)
により小さい推力を発生させる状態の何れかに動的に切
り換えられる。
【0014】アクチュエータ12(推力発生手段)は、
制御演算装置10の制御の基づいて船舶の推力を発生さ
せるもので、例えば図3に示すように舵12a、推進プ
ロペラ12b(例えば2組の舵12aと推進プロペラ1
2b)、及びスラスタ12cが含まれている。アクチュ
エータ12は、船舶に対して大きな推力を発生させる場
合には、舵12a、推進プロペラ12b、及びスラスタ
12cの全てが用いられ、小さい推力を発生させる場合
には、スラスタ12cのみが用いられる。
【0015】操作盤14は、船舶を操船するための指示
を入力するためのもので、船舶のあるべき方位を設定す
るための方位設定器14a(方位設定手段)、船舶を移
動させるために操作されるジョイスティック14b、及
びダイヤル14cなどが設けられている。
【0016】ジャイロコンパス16(方位検出手段)
は、船舶の実際の方位(実方位)を検出するもので、検
出した方位を制御演算装置10に通知する。
【0017】外乱検出センサ18(外乱検出手段)は、
船舶に対する外乱の影響を検出するもので、例えば風向
風速計、潮流計、波高計などのセンサが設けられ、けし
つした外乱の状況を制御演算装置10に通知する。
【0018】次に、本実施形態におけるジョイスティッ
ク操船装置の動作について、図2に示すフローチャート
を参照しながら説明する。図2は、船舶に対する目標方
位と実際の現在ある方位(実方位)の偏差、及び外乱の
大小に応じて、使用するアクチュエータ12を決定する
制御動作を説明するためのフローチャートである。
【0019】まず、操作盤14が操作され「方位保持」
機能の作動開始が設定されると、操作盤14は、「方位
保持」機能作動信号を制御演算装置10に出力する。ま
た、操作盤14は、「方位保持」機能作動信号と共に、
方位設定器14aにおいて設定されている希望する船舶
の船首の方向(船舶のあるべき方位)を示す目標方位信
号を制御演算装置10に出力する。
【0020】制御演算装置10は、操作盤14から「方
位保持」機能作動信号を入力すると、外乱検出センサ1
8によって検出される船舶に対する外乱の状況(大小)
を検出する(ステップS1)。例えば、外乱検出センサ
18に含まれる風向風速計、潮流計、波高計のそれぞれ
によって検出された計測値を示す信号を入力する。
【0021】制御演算装置10は、外乱検出センサ18
から入力される各計測値を示す信号をもとに、船舶に対
する外乱が大きいか否か、すなわち方位設定器14aに
よって設定された方位を維持するために、大きな推力に
よって制御する必要がある状況にあるか否かを判定する
(ステップS2)。
【0022】例えば、制御演算装置10は、予め設定さ
れた外乱の大きさを判定するための基準値と、外乱検出
センサ18から通知された計測値とを比較し、計測値が
基準値を越えている場合に外乱が大きいものと判定す
る。
【0023】また、複数のセンサを使用している場合に
は、それぞれのセンサの計測値に対する判定の組み合わ
せによって、船舶に対する外乱が大きいか否かを判定す
るなど、他の判定方法を用いることもできる。
【0024】船舶に対する外乱が大きく、アクチュエー
タ12のスラスタ12cのみの推力だけでは船舶の方位
を維持することが困難な状況であると判定された場合に
は、制御演算装置10は、アクチュエータ12に対し
て、舵12a、推進プロペラ12b、及びスラスタ12
cの全て(第1推力手段)により大きい推力を発生させ
るように指示する(ステップS4)。
【0025】一方、船舶に対する外乱が大きくないと判
定された場合(ステップS2)、制御演算装置10は、
ジャイロコンパス16から船舶の現在の方位(実方位)
を示す方位信号を入力し、この方位信号が示す方位と操
作盤14から入力した目標方位信号が示す方位との偏差
を検出する。
【0026】そして、制御演算装置10は、実方位と目
標方位との偏差が大きいか否か、すなわち大きな偏差を
素早く補正するために、大きな推力を用いる必要がある
か否かを判定する(ステップS3)。
【0027】例えば、制御演算装置10は、予め設定さ
れた偏差の大きさを判定するための基準値と、実方位と
目標方位との偏差とを比較し、偏差が基準値を越えてい
る場合に偏差が大きいものと判定する。
【0028】偏差が大きいと判定された場合、制御演算
装置10は、アクチュエータ12に対して、舵12a、
推進プロペラ12b、及びスラスタ12cの全て(第1
推力手段)により大きい推力を発生させるように指示す
る(ステップS4)。
【0029】一方、偏差が小さいと判定された場合(偏
差が基準値以下であった場合)、制御演算装置10は、
アクチュエータ12に対して、スラスタ12cのみ(第
2推力手段)により小さい推力を発生させるように指示
する(ステップS5)。
【0030】なお、ステップS3において、外乱検出セ
ンサ18によって通知される外乱の大きさに応じて基準
値を動的に変更して、偏差の大きさを判定するようにし
ても良い。つまり、船舶に対する外乱が大きい場合(当
然ながら、ステップS2による判定対象となる大きさよ
りも小さい状態)には基準値を下げることによって、大
きな推力が発生されやすくなるようにする。この時、外
乱の大きさに応じて段階的に基準値を変更するようにし
ても良い。また、前述した以外の判定方法を用いること
もできる。
【0031】このようにして、外乱検出センサ18によ
って船舶に対する風、波、潮流等の外乱の影響を検出
し、その影響が大きい場には、推力の大きい舵12a、
推進プロペラ12b、及びスラスタ12cの全てを用い
て推力を発生させるように制御することで、大きな外乱
に対して容易に方位保持ができるようになる。
【0032】また、外乱が無条件に大きな推力により方
位保持する必要がない程度であった場合には、船舶の目
標とする方位と実際の方位との偏差の大小に応じて、船
舶の推力を発生させるアクチュエータを、推力の大きい
舵12a、推進プロペラ12b、及びスラスタ12cの
全てを用いるか、あるいはスラスタ12cのみの何れか
に自動的に切り換えられる。従って、偏差が大きい場合
には大きな推力によって迅速に方位が補正され、かつ偏
差が小さくなった場合には小さな推力によって方位の微
調整を行って正確に方位補正が行われる。また、方位保
持のために小さな推力で良い状況となった場合には、ス
ラスタ12cのみが使用されるので、省エネルギの効果
も期待できる。
【0033】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、船
舶の目標とする方位と実際の方位との偏差の大小に応じ
て、船舶の推力を発生させるアクチュエータが、推力の
大きい第1推力手段(例えば舵、推進プロペラ、及びス
ラスタ)と第2推力手段(スラスタのみ)の何れかに自
動的に切り換えられることで、素早くかつ、より正確な
方位保持が実現される。また、船舶に対する風、波、潮
流等の外乱の影響を検出し、その影響が小さい場には、
第1推力手段と第2推力手段を前述のようにして切り換
えを行ない、影響が大きい場合には切り換えを行わず、
推進力の大きい第1推力のみによって外乱の影響を受け
ずに方位保持を容易にできるように制御される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態におけるジョイスティック操船装置
の概略構成を示すブロック図。
【図2】本実施形態におけるジョイスティック操船装置
の動作について説明するためのフローチャート。
【図3】ジョイスティック操船装置に設けられるアクチ
ュエータの一例を示す図。
【符号の説明】
10 制御演算装置 12 アクチュエータ 12a 舵 12b 推進プロペラ 12c スラスタ 14 操作盤 16 ジャイロコンパス 18 外乱検出センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 船舶の方位を所定の方向に保持するため
    の操船時に使用される操船装置において、 船舶に対する外乱の影響を検出する外乱検出手段と、 船舶の方位を検出する方位検出手段と、 船舶のあるべき方位を設定する方位設定手段と、 船舶に装備された推力の大きい第1推力手段と、前記第
    1推力手段よりも推力の小さい第2推力手段の何れかに
    より推力を発生する推力発生手段と、 前記外乱検出手段によって検出された外乱の影響の大
    小、及び前記方位設定手段によって設定された方位と前
    記方位検出手段によって検出された方位との偏差の大小
    に基づいて、前記推力発生手段の前記第1推力手段と前
    記第2推力手段の何れかを動的に選択して推力を発生さ
    せる制御手段とを具備したことを特徴とする操船装置。
JP16846198A 1998-06-16 1998-06-16 操船装置 Withdrawn JP2000001199A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002145193A (ja) * 2000-11-06 2002-05-22 Japan Marine Sci & Technol Center 外力を利用した舶用定点保持方法とその装置
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EP4368493A1 (en) 2022-11-08 2024-05-15 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Watercraft propulsion system, and watercraft including the watercraft propulsion system

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050906