JP2021172278A - 操船システム - Google Patents

Abstract

【課題】旋回制御装置が故障した場合でも、旋回操作装置を操作して船舶を旋回させることができるようにする。【解決手段】操船システム１は、各船外機３、４の方向を変えることによって船舶を旋回させるための旋回操作に応じた旋回操作信号を出力する旋回操作装置１１と、旋回操作信号に基づいて各船外機３、４の方向を変える旋回制御装置１５と、各船外機３、４の内燃機関５の出力を設定するための出力設定操作により設定された各船外機３、４の内燃機関５の出力を示す出力設定信号を出力する出力操作装置２１と、出力設定信号に基づいて各船外機３、４の内燃機関５の出力を増加または減少させる出力制御装置２５とを備え、出力制御装置２５は、旋回制御装置１５が故障したとき、旋回操作信号に基づいて、船外機３、４の内燃機関５の出力をそれぞれ互いに異ならせることにより、船舶を旋回させる。【選択図】図１

Description

本発明は、２機以上の船舶推進機を用いて船舶の操船制御を行う操船システムに関する。

２機以上の船舶推進機を船舶に取り付けて船舶を推進させることがある。このような船舶の操船制御を行う操船システムは、操船者が船舶を旋回させる操作を行うための旋回操作装置と、旋回操作装置から出力された旋回操作信号に基づいて各船舶推進機の方向を変える旋回制御装置と、操船者が各船舶推進機の動力源の出力を設定する操作を行うための出力操作装置と、出力操作装置から出力された出力設定信号に基づいて各船舶推進機の動力源の出力を増加または減少させる出力制御装置とを備えている。

一例をあげれば、旋回操作装置は、操船席の前方に設けられたハンドルと、ハンドルの操作方向および操作量を検出して旋回操作信号を出力する検出器とを有している。旋回制御装置は、各船舶推進機を水平方向に回動させるためのポンプ、シリンダ等のアクチュエータと、旋回操作信号に基づいてアクチュエータの駆動を制御する制御回路とを有している。出力操作装置は、操船席の側方に設けられたスロットルレバーと、スロットルレバーの位置を検出して出力設定信号を出力する検出器とを有している。出力制御装置は、出力設定信号に基づいて各船舶推進機におけるスロットル開度を制御する制御回路を有している。

また、下記の特許文献１には、２機以上の船外機が並置された船舶に設けられる船舶用操縦装置が記載されている。

特開２０１１−２０４６８号公報

上述した操船システムにおいて、旋回制御装置が故障した場合、旋回操作装置により各船舶推進機の方向を変えることができなくなる。その結果、船舶を旋回させることが不可能または極めて困難になる。船舶の運航中に旋回制御装置が故障すると、操船者は救難信号を発信して救助を待つといった状況に陥る可能性がある。

この点、上記特許文献１の図１に記載された船舶用操縦装置は、船外機（３Ｌ、３Ｒ）の操舵を行う構成要素として、ハンドル（５）、ハンドル（５）の操舵角を検出する操舵角検出部を有するハンドルコントローラ（７）、船外機（３Ｌ、３Ｒ）の操舵用のアクチュエータ（１１Ｌ、１１Ｒ）、アクチュエータ（１１Ｌ、１１Ｒ）を駆動する船外機操舵コントローラ（１２Ｌ、１２Ｒ）、およびハンドルコントローラ（７）と船外機操舵コントローラ（１２Ｌ、１２Ｒ）とを接続する通信線（１４）を備えている。また、この船舶用操縦装置は、船外機（３Ｌ、３Ｒ）のスロットル開度を調節するためのリモートコントローラ（６）を備えており、リモートコントローラ（６）はリモコン操作レバー（６１Ｌ、６１Ｒ）を有している。この船舶用操縦装置は、ハンドル（５）、ハンドルコントローラ（７）および通信線（１４）のいずれかに故障が生じた場合に、リモートコントローラ（６）のリモコン操作レバー（６１Ｌ、６１Ｒ）のレバー位置の偏差に基づいてアクチュエータ（１１Ｌ、１１Ｒ）を駆動して船舶を操舵する構成を有している。

しかしながら、この船舶用操縦装置は、ハンドル（５）、ハンドルコントローラ（７）または通信線（１４）の故障時に、ハンドル（５）の代わりに、リモコン操作レバー（６１Ｌ、６１Ｒ）を用いて操舵用のアクチュエータ（１１Ｌ、１１Ｒ）を制御して船舶の操舵を可能にするというものである。すなわち、この船舶用操縦装置の構成を、上述した操船システムの構成に当てはめて説明すると、この船舶用操縦装置は、旋回操作装置の故障時に、旋回操作装置の代わりに、出力操作装置を用いて旋回制御装置を制御し、船舶を旋回させるというものである。この船舶用操縦装置において、旋回制御装置、すなわち、アクチュエータ（１１Ｌ）またはアクチュエータ（１１Ｒ）が故障した場合には、船舶を旋回させることが不可能または極めて困難な状況に陥る可能性がある。

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、本発明の目的は、旋回制御装置が故障した場合でも、旋回操作装置を操作して船舶を旋回させることができる操船システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、２機以上の船舶推進機が取り付けられた船舶の操船制御を行う操船システムであって、前記各船舶推進機の方向を変えることによって前記船舶を旋回させるための旋回操作に応じた旋回操作信号を出力する旋回操作装置と、前記旋回操作装置から出力された前記旋回操作信号に基づいて前記各船舶推進機の方向を変える旋回制御装置と、前記各船舶推進機の動力源の出力を設定するための出力設定操作により設定された前記各船舶推進機の動力源の出力を示す出力設定信号を出力する出力操作装置と、前記出力操作装置から出力された前記出力設定信号に基づいて前記各船舶推進機の動力源の出力を増加または減少させる出力制御装置とを備え、前記出力制御装置は、前記旋回制御装置が故障したとき、前記旋回操作装置から出力された前記旋回操作信号に基づいて、前記２機以上の船舶推進機の動力源の出力をそれぞれ互いに異ならせることにより、前記船舶を旋回させることを特徴とする。

本発明によれば、旋回制御装置が故障した場合でも、旋回操作装置を操作して船舶を旋回させることができる。

本発明の実施例の操船システムを示す説明図である。 本発明の実施例の操船システムが適用された船舶において、旋回制御装置が故障していない場合に船舶が旋回するときの状態を示す説明図である。 本発明の実施例の操船システムにおいて、旋回制御装置の故障が認識されたときにおける、旋回操作の操作方向および操作量と、これらに基づいて出力制御装置により制御される各船外機のスロットル開度との関係を示すグラフである。 本発明の実施例の操船システムにおいて、出力設定操作により設定された各船外機の内燃機関の出力の設定値と、これに基づいて出力制御装置により制御される各船外機のスロットル開度との関係を示すグラフである。 本発明の実施例の操船システムが適用された船舶において、旋回制御装置が故障している場合に船舶が旋回するときの状態を示す説明図である。 本発明の実施例の操船システムの動作を示すフローチャートである。

本発明の実施形態の操船システムは、２機以上の船舶推進機が取り付けられた船舶の操船制御を行うシステムであり、旋回操作装置、旋回制御装置、出力操作装置および出力制御装置を備えている。

旋回操作装置は、各船舶推進機の方向を変えることによって船舶を旋回させるための旋回操作に応じた旋回操作信号を出力する装置である。旋回操作装置は、例えば、船舶の操船席の前方等に設けられたハンドル、およびハンドルの操作方向および操作量を検出する検出手段により構成することができる。

旋回制御装置は、旋回操作装置から出力された旋回操作信号に基づいて各船舶推進機の方向を変える装置である。旋回制御装置は、例えば、各船舶推進機を水平方向に回動させるアクチュエータ、および旋回操作信号に基づいてアクチュエータの駆動を制御する制御回路により構成することができる。

出力操作装置は、各船舶推進機の動力源の出力を設定するための出力設定操作により設定された各船舶推進機の動力源の出力を示す出力設定信号を出力する装置である。出力操作装置は、例えば、船舶の操船席の側方等に設けられたスロットルレバー、およびスロットルレバーの位置を検出する検出手段により構成することができる。

出力制御装置は、出力操作装置から出力された出力設定信号に基づいて各船舶推進機の動力源の出力を増加または減少させる装置である。出力制御装置は、例えば、各船舶推進機の動力源が内燃機関である場合には、出力設定信号に基づいて各船舶推進機におけるスロットルバルブの開度を制御する制御回路により構成することができる。また、各船舶推進機の動力源が電動モータである場合には、出力設定信号に基づいて各船舶推進機における電動モータの回転数を制御する制御回路により構成することができる。

また、本発明の実施形態の操船システムにおいて、出力制御装置は、旋回制御装置が故障したとき、旋回操作装置から出力された旋回操作信号に基づいて、２機以上の船舶推進機の動力源の出力をそれぞれ互いに異ならせることにより、船舶を旋回させる機能を有している。具体的には、出力制御装置は、前記旋回制御装置の故障時に旋回操作信号に基づき船舶を左に旋回させるとき、船舶に取り付けられた２機以上の船舶推進機のうち、船舶の左右方向中央よりも右側に位置する船舶推進機の動力源の出力を、船舶の左右方向中央よりも左側に位置する船舶推進機の動力源の出力よりも大きくする。一方、前記旋回制御装置の故障時に旋回操作信号に基づき船舶を右に旋回させるとき、出力制御装置は、船舶に取り付けられた２機以上の船舶推進機のうち、船舶の左右方向中央よりも左側に位置する船舶推進機の動力源の出力を、船舶の左右方向中央よりも右側に位置する船舶推進機の動力源の出力よりも大きくする。

本発明の実施形態の操船システムによれば、旋回制御装置が故障した場合でも、操船者による旋回操作装置の操作に従い、船舶を旋回させることができる。

（操船システムの基本構成）
図１は本発明の実施例の操船システム１の構成を示している。操船システム１は、２機以上の船舶推進機が取り付けられた船舶の操船制御を行うシステムである。本実施例の操船システム１は、内燃機関５を動力源とする２機の船外機３、４が取り付けられた船舶２に設けられている。船舶２において、２機の船外機３、４のうち、一方の船外機３は船舶２の左右方向中央よりも左側に配置され、他方の船外機４は船舶２の左右方向中央よりも右側に配置されている。

操船システム１は、図１に示すように、旋回操作装置１１、旋回制御装置１５、出力操作装置２１および出力制御装置２５を備えている。

旋回操作装置１１は、操船者が旋回操作を行うための装置である。旋回操作とは、各船外機３、４の方向を変えることによって船舶２を旋回させて船舶２の進行方向を変えるための操作である。旋回操作装置１１はハンドル１２およびハンドル操作センサ１３を有している。

ハンドル１２は、例えば船舶２の操船席の前方に配置されている。操船者はハンドル１２を握って回すことにより旋回操作を行う。

ハンドル操作センサ１３は、ハンドル１２の操作方向および操作量を検出する装置である。ハンドル操作センサ１３として、例えば磁気を利用した周知の操舵角センサを用いることができる。ハンドル１２の操作方向および操作量は、旋回操作の操作方向および操作量に相当する。ハンドル操作センサ１３は、ハンドル１２の操作方向および操作量、すなわち旋回操作の操作方向および操作量を示す旋回操作信号を旋回制御装置１５および出力制御装置２５へ出力する。

旋回制御装置１５は、旋回操作装置１１から出力された旋回操作信号に基づいて各船外機３、４を水平方向に回動させることにより、各船外機３、４の方向を変える装置である。旋回制御装置１５は、ＰＣＭ（ポンプコントロールモジュール）１６、油圧ポンプ１７、２機の油圧シリンダ１８、および油圧回路１９を有している。油圧シリンダ１８は船外機３、４ごとに設けられている。

ＰＣＭ１６は、旋回操作装置１１から出力された旋回操作信号に基づいて油圧ポンプ１７を制御する制御回路であり、例えばマイクロコンピュータおよびメモリ等を有している。ＰＣＭ１６は、旋回操作信号に従って油圧ポンプ１７を制御するためのポンプ制御信号を油圧ポンプ１７へ出力する。油圧ポンプ１７は、各油圧シリンダ１８を動作させるために、油圧回路１９を介して各油圧シリンダ１８への作動油を供給するポンプである。各油圧シリンダ１８は船外機３、４を水平方向に回動させる装置である。各油圧シリンダ１８は接続部材２０を介して船外機３、４と接続されている。油圧回路１９は、油圧ポンプ１７と各油圧シリンダ１８とを接続する油圧の回路である。

例えば、旋回操作信号に基づき船舶２を左に旋回させる場合、ＰＣＭ１６は、油圧ポンプ１７を制御し、油圧回路１９内の作動油を図１中の矢示Ａ方向に加圧する。これにより、作動油の圧力を受けて各油圧シリンダ１８が動作し、各船外機３、４が図１において時計回り方向に回動し、各船外機３、４のプロペラ７が左後方を向くようになる。図２（Ａ）は、このような制御によって船舶２が左に旋回するときの状態を示している。一方、旋回操作信号に基づき船舶２を右に旋回させる場合、ＰＣＭ１６は、油圧ポンプ１７を制御し、油圧回路１９内の作動油を図１中の矢示Ｂ方向に加圧する。これにより、作動油の圧力を受けて各油圧シリンダ１８が動作し、各船外機３、４が図１において反時計回り方向に回動し、各船外機３、４のプロペラ７が右後方を向くようになる。図２（Ｂ）は、このような制御によって船舶２が右に旋回するときの状態を示している。また、ＰＣＭ１６は、旋回制御信号が示す旋回操作の操作量に応じて各船外機３、４の回動量を制御する。

出力操作装置２１は、操船者が出力設定操作を行うための装置である。出力設定操作とは、各船外機３、４の内燃機関５の出力の大きさを設定する操作である。各船外機３、４の内燃機関５の出力により、船舶２の推進力が定まる。出力操作装置２１は、図１に示すように、スロットルレバー２２およびレバー操作センサ２３を有している。

スロットルレバー２２は、例えば船舶２の操船席の側方に配置されている。操船者はスロットルレバー２２を握って、スロットルレバーの位置（傾斜角度）を変えることにより、出力設定操作を行う。

レバー操作センサ２３は、スロットルレバー２２の位置を検出する装置である。レバー操作センサ２３として周知の位置センサまたは傾斜角センサ等を用いることができる。スロットルレバー２２の位置は、出力設定操作により設定された各船外機３、４の内燃機関５の出力の設定値（以下、これを「出力設定値」という。）を示す。レバー操作センサ２３は、スロットルレバー２２の位置、すなわち、出力設定操作により設定された各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値を示す出力設定信号を出力制御装置２５へ出力する。なお、本実施例において、出力設定操作により設定される、左側の船外機３の内燃機関５の出力設定値と右側の船外機４の内燃機関５の出力設定値とは互いに等しいものとする。操船者がスロットルレバー２２の位置を変えると、左側の船外機３の内燃機関５の出力設定値と右側の船外機４の内燃機関５の出力設定値とが同時にかつ同程度に増加し、または減少する。

出力制御装置２５は、出力操作装置２１から出力された出力設定信号に基づいて各船外機３、４の内燃機関５の出力を増加または減少させる装置である。具体的には、出力制御装置２５は、出力設定信号に基づいて各船外機３、４のスロットルバルブの開度（スロットル開度）を電子制御する制御回路である。出力制御装置２５は、ＢＣＭ（ボートコントロールモジュール）２６、および２個のＥＣＭ（エンジンコントロールモジュール）を有している。ＥＣＭ２７は船外機３、４ごとに設けられている。

ＢＣＭ２６は、出力操作装置２１から出力された出力設定信号に基づいてスロットル開度を算出し、算出したスロットル開度を示すスロットル開度制御信号を各ＥＣＭ２７に出力する制御回路である。ＢＣＭ２６は例えばマイクロコンピュータおよびメモリ等を有している。各ＥＣＭ２７は、ＢＣＭ２６から出力されたスロットル開度制御信号に基づき、船外機３、４に設けられた電子式のスロットルバルブ６を制御するためのバルブ制御信号を船外機３、４のスロットルバルブ６へ出力する制御回路である。

ＢＣＭ２６は、基本的に、出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値が増加したとき、各船外機３、４のスロットル開度を大きくするように各船外機３、４のスロットルバルブ６を制御する。各船外機３、４のスロットル開度が大きくなると、各船外機３、４の内燃機関５の出力が増加し、船舶２の推進力が上がる。また、ＢＣＭ２６は、基本的に、出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値が減少したとき、各船外機３、４のスロットル開度を小さくするように各船外機３、４のスロットルバルブ６を制御する。各船外機３、４のスロットル開度が小さくなると、各船外機３、４の内燃機関５の出力が減少し、船舶２の推進力が下がる。また、ＢＣＭ２６は、旋回制御装置１５が故障していない場合には、基本的に、左側の船外機３の内燃機関５の出力と、右側の船外機４の内燃機関５の出力とが互いに等しくなるように、各船外機３、４のスロットルバルブ６を制御する。

（操船システムのフェールセーフ機能）
また、操船システム１は、旋回制御装置１５が故障しても船舶２の旋回を可能にするフェールセーフ機能を有している。具体的には、操船システム１は、ＰＣＭ１６により旋回制御装置１５の故障を検出し、旋回制御装置１５の故障が検出されたときに、旋回操作装置１１から出力された旋回操作信号に基づいて、ＢＣＭ２６により、２機の船外機３、４の内燃機関５の出力をそれぞれ互いに異ならせることによって船舶２を旋回させることができる。

すなわち、ＰＣＭ１６は旋回制御装置１５の故障を検出する。例えば、ＰＣＭ１６は、油圧ポンプ１７の動作、油圧シリンダ１８の動作、または油圧回路１９内における作動油の圧力変化等を検出し、油圧ポンプ１７を駆動させるポンプ制御信号を出力したにも拘わらず、油圧ポンプ１７が動作せず、油圧シリンダ１８が動作せず、または油圧回路１９内の作動油の圧力が変化しない場合には、旋回制御装置１５が故障したと判断する。旋回制御装置１５が故障した場合、ＰＣＭ１６は、故障検出信号をＢＣＭ２６に出力する。

また、ＢＣＭ２６は、ＰＣＭ１６から出力された故障検出信号に基づいて、旋回制御装置１５の故障を認識する。また、操船システム１においては、図１に示すように、旋回操作装置１１からの旋回操作信号が、旋回制御装置１５のＰＣＭ１６だけでなく、出力制御装置２５のＢＣＭ２６にも出力されるように構成されている。ＢＣＭ２６は、旋回制御装置１５の故障が認識され、かつ、旋回操作装置１１から旋回操作信号が出力されたとき、この旋回操作信号が示す旋回操作の操作方向および操作量に基づいて、２機の船外機３、４のスロットル開度をそれぞれ制御する。これにより、２機の船外機３、４の内燃機関５の出力をそれぞれ互いに異ならせ、船舶２を旋回させる。

図３（Ａ）は、旋回制御装置１５の故障が認識されたときにおける、旋回操作信号が示す旋回操作の操作方向および操作量と、これらに基づいて出力制御装置２５により制御される左側の船外機３のスロットル開度との関係を示している。図３（Ｂ）は、旋回制御装置１５の故障が認識されたときにおける、旋回操作信号が示す旋回操作の操作方向および操作量と、これらに基づいて出力制御装置２５により制御される右側の船外機４のスロットル開度との関係を示している。

旋回制御装置１５の故障が認識され、かつ旋回操作信号が示す旋回操作の操作方向が左方向であるときには、ＢＣＭ２６は、図３（Ａ）に示すように、旋回操作の左方向の操作量が大きくなるに従って左側の船外機３のスロットル開度が小さくなるように左側の船外機３のスロットルバルブ６を制御し、これと同時に、図３（Ｂ）に示すように、旋回操作の左方向の操作量が大きくなるに従って右側の船外機４のスロットル開度が大きくなるように右側の船外機４のスロットルバルブ６を制御する。

一方、旋回制御装置１５の故障が認識され、かつ旋回操作信号が示す旋回操作の操作方向が右方向であるときには、ＢＣＭ２６は、図３（Ａ）に示すように、旋回操作の右方向の操作量が大きくなるに従って左側の船外機３のスロットル開度が大きくなるように左側の船外機３のスロットルバルブ６を制御し、これと同時に、図３（Ｂ）に示すように、旋回操作の右方向の操作量が大きくなるに従って右側の船外機４のスロットル開度が小さくなるように右側の船外機４のスロットルバルブ６を制御する。

また、ＢＣＭ２６は、旋回制御装置１５の故障が認識されたとき、旋回制御装置１５の故障が認識されていないときと比較して、各船外機３、４の内燃機関５の出力を制限する。具体的には、ＢＣＭ２６は、旋回制御装置１５の故障が認識されたとき、出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値（出力設定操作により設定された各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値）に基づいて決定する各船外機３、４のスロットル開度を、旋回制御装置１５の故障が認識されていないときと比較して小さくする。例えば、ＢＣＭ２６は、旋回制御装置１５の故障が認識されたときに、出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値に基づいて決定する各船外機３、４のスロットル開度を、旋回制御装置１５の故障が認識されていないときに、出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値に基づいて決定する各船外機３、４のスロットル開度の５０％〜７０％程度とする。

図４のグラフ中の二点鎖線は、旋回制御装置１５の故障が認識されていないときにおける、出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値と、これに基づいて出力制御装置２５により決定される各船外機３、４のスロットル開度との関係を示している。また、図４のグラフ中の実線は、旋回制御装置１５の故障が認識されたときにおける、出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値と、これに基づいて出力制御装置２５により決定される各船外機３、４のスロットル開度との関係を示している。

図４に示すように、出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値が０よりも大きく所定の閾値Ｍ以下の範囲である場合、ＢＣＭ２６は、旋回制御装置１５の故障が認識されたときの、出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値に応じたスロットル開度が、旋回制御装置１５の故障が認識されていないときの、出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値に応じたスロットル開度よりも小さくなるように各船外機３、４のスロットルバルブ６を制御する。

また、旋回制御装置１５の故障が認識されたときに、出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値が上記閾値Ｍを超えた場合には、ＢＣＭ２６は、出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値に拘わらずスロットル開度が所定の開度Ｋを保つように各船外機３、４のスロットルバルブ６を制御する。

このように、ＢＣＭ２６は、旋回制御装置１５の故障が認識され、かつ、旋回操作装置１１から旋回操作信号が出力されたときには、旋回操作信号が示す旋回操作の操作方向および操作量に基づいて２機の船外機３、４のスロットル開度を決定して船舶２を旋回させる制御を行う。ここで、この制御を「故障時旋回制御」という。また、ＢＣＭ２６は、旋回制御装置１５の故障が認識されたときには、出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値に基づいて決定する各船外機３、４のスロットル開度を、旋回制御装置１５の故障が認識されていないときと比較して小さくして、各船外機３、４の内燃機関５の出力を制限する制御を行う。ここで、この制御を「故障時出力制限制御」という。本実施例において、ＢＣＭ２６は、旋回制御装置１５の故障が認識され、かつ、旋回操作装置１１から旋回操作信号が出力されたときには、故障時旋回制御と故障時出力制限制御とを、次のように同時に行う。

すなわち、ＢＣＭ２６のメモリには、旋回制御装置１５の故障が認識されたときにおける、旋回操作信号が示す旋回操作の操作方向および操作量と、これらに基づいて出力制御装置２５により決定すべき左側の船外機３のスロットル開度との関係（例えば図３（Ａ）に示す関係）を記述した制御テーブル、制御マップまたは計算式が予め記憶されている。そして、旋回制御装置１５の故障が認識され、かつ、旋回操作装置１１から旋回操作信号が出力されたときには、ＢＣＭ２６は、この制御テーブル、制御マップまたは計算式を用いて、旋回操作信号が示す旋回操作の操作方向および操作量に応じて左側の船外機３のスロットル開度を決定するための制御変数Ｖ_Ｌを算出する。次に、ＢＣＭ２６は、この制御変数Ｖ_Ｌと、その時点において出力操作装置２１から出力されている出力設定信号が示す左側の船外機３の内燃機関５の出力設定値Ｐ_Ｌと、旋回制御装置１５の故障が認識されたときに各船外機３、４の内燃機関５の出力を制限するための補正値Ｃ（例えば０．５〜０．７）とを用いて、次の演算を行い、旋回時の左側の船外機３のスロットル開度設定値Ｔ_ＬＴを算出する。
Ｔ_ＬＴ＝Ｖ_Ｌ×Ｐ_Ｌ×Ｃ （Ｆ１）
ただし、Ｖ_Ｌ×Ｐ_Ｌの値が上記閾値Ｍを超えている場合には、ＢＣＭ２６はスロットル開度設定値Ｔ_ＬＴを上記所定の開度Ｋに設定する。

また、ＢＣＭ２６のメモリには、旋回制御装置１５の故障が認識されたときにおける、旋回操作信号が示す旋回操作の操作方向および操作量と、これらに基づいて出力制御装置２５により決定すべき右側の船外機４のスロットル開度との関係（例えば図３（Ｂ）に示す関係）を記述した制御テーブル、制御マップまたは計算式が予め記憶されている。そして、旋回制御装置１５の故障が認識され、かつ、旋回操作装置１１から旋回操作信号が出力されたとき、ＢＣＭ２６は、この制御テーブル、制御マップまたは計算式を用いて、旋回操作信号が示す旋回操作の操作方向および操作量に応じて右側の船外機４のスロットル開度を決定するための制御変数Ｖ_Ｒを算出する。次に、ＢＣＭ２６は、制御変数Ｖ_Ｒと、その時点において出力操作装置２１から出力されている出力設定信号が示す右側の船外機４の内燃機関５の出力設定値Ｐ_Ｒと、上記補正値Ｃとを用いて、次の演算を行い、旋回時の右側の船外機４のスロットル開度設定値Ｔ_ＲＴを算出する。
Ｔ_ＲＴ＝Ｖ_Ｒ×Ｐ_Ｒ×Ｃ （Ｆ２）
ただし、Ｖ_Ｒ×Ｐ_Ｒの値が上記閾値Ｍを超えている場合には、ＢＣＭ２６はスロットル開度設定値Ｔ_ＬＴを上記所定の開度Ｋに設定する。

そして、ＢＣＭ２６は、左側の船外機３のスロットル開度がスロットル開度設定値Ｔ_ＬＴとなるように左側の船外機３のスロットルバルブ６を制御し、かつ右側の船外機４のスロットル開度がスロットル開度設定値Ｔ_ＲＴとなるように右側の船外機４のスロットルバルブ６を制御する。

ここで、図５（Ａ）は、旋回制御装置１５の故障が認識され、かつ、船舶２を左に旋回させる旋回操作信号が旋回操作装置１１から出力された場合に、ＢＣＭ２６により、故障時旋回制御と故障時出力制限制御とが同時に行われたことによって船舶２が左に旋回するときの状態を示している。図５（Ａ）に示すように、旋回制御装置１５の故障が認識され、かつ、船舶２を左に旋回させる旋回操作信号が旋回操作装置１１から出力された場合には、故障時旋回制御および故障時出力制限制御により、船舶に取り付けられた２機以上の船外機３、４のうち、船舶２の左右方向中央よりも右側に位置する船外機４の内燃機関５の出力が、船舶２の左右方向中央よりも左側に位置する船外機３の内燃機関５の出力よりも大きくなる。したがって、船舶２は左に旋回する。

また、図５（Ｂ）は、旋回制御装置１５の故障が認識され、かつ、船舶２を右に旋回させる旋回操作信号が旋回操作装置１１から出力された場合に、ＢＣＭ２６により、故障時旋回制御と故障時出力制限制御とが同時に行われたことによって船舶２が右に旋回するときの状態を示している。図５（Ｂ）に示すように、旋回制御装置１５の故障が認識され、かつ、船舶２を右に旋回させる旋回操作信号が旋回操作装置１１から出力された場合には、故障時旋回制御および故障時出力制限制御により、船舶に取り付けられた２機以上の船外機３、４のうち、船舶２の左右方向中央よりも左側に位置する船外機３の内燃機関５の出力が、船舶２の左右方向中央よりも右側に位置する船外機４の内燃機関５の出力よりも大きくなる。したがって、船舶２は右に旋回する。

（操船システムの動作）
以上の構成を有する操船システム１の全体的な動作について説明する。図６は操船システム１の動作を示している。

図６において、操船システム１の稼働時、ＰＣＭ１６により旋回制御装置１５の故障が検出されず、それゆえ、ＢＣＭ２６が旋回制御装置１５の故障を認識していない場合において（ステップＳ１：ＮＯ）、操船者がハンドル１２を用いて旋回操作を行ったときには、旋回操作装置１１のハンドル操作センサ１３がその旋回操作を検出し（ステップＳ２：ＹＥＳ）、その旋回操作の操作方向および操作量を示す旋回操作信号を旋回制御装置１５のＰＣＭ１６および出力制御装置２５のＢＣＭへ出力する。

続いて、旋回制御装置１５のＰＣＭ１６が、ハンドル操作センサ１３から出力された旋回操作信号が示す旋回操作の操作方向および操作量に基づいて、油圧ポンプ１７および各油圧シリンダ１８を制御し、各船外機３、４を水平方向に回動させることにより、各船外機３、４の方向を変える（ステップＳ３）。これにより、操船者の旋回操作に従って船舶２が旋回する。

また、ＢＣＭ２６が旋回制御装置１５の故障を認識していない場合において、操船者がスロットルレバー２２を用いて出力設定操作を行ったときには、出力操作装置２１のレバー操作センサ２３がその出力設定操作を検出し（ステップＳ４：ＹＥＳ）、その出力設定操作により設定された各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値を示す出力設定信号を出力制御装置２５へ出力する。

続いて、出力制御装置２５のＢＣＭ２６が、レバー操作センサ２３から出力された出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値に基づいて、各船外機３、４のスロットル開度を制御し、各船外機３、４の内燃機関５の出力を増加または減少させる（ステップＳ５）。これにより、操船者の出力設定操作に従って船舶２の速度が増加または減少する。

一方、ＰＣＭ１６により旋回制御装置１５の故障が検出されたとき、ＢＣＭ２６は、ＰＣＭ１６から出力された故障検出信号に基づいて、旋回制御装置１５が故障したことを認識する（ステップＳ１：ＹＥＳ）。そして、ＢＣＭ２６が旋回制御装置１５の故障を認識した場合において、操船者がハンドル１２を用いて旋回操作を行ったときには（ステップＳ６：ＹＥＳ）、旋回操作装置１１のハンドル操作センサ１３がその旋回操作を検出し、その旋回操作の操作方向および操作量を示す旋回操作信号を旋回制御装置１５のＰＣＭ１６および出力制御装置２５のＢＣＭへ出力する。

続いて、出力制御装置２５のＢＣＭ２６が、上述したように、ハンドル操作センサ１３から出力された旋回操作信号が示す旋回操作の操作方向および操作量に基づいて制御変数Ｖ_Ｌを算出し、この制御変数Ｖ_Ｌ、出力設定値Ｐ_Ｌおよび補正値Ｃを用いて上記数式Ｆ１の演算を行い、旋回時の左側の船外機３のスロットル開度設定値Ｔ_ＬＴを算出する。さらに、ＢＣＭ２６は、ハンドル操作センサ１３から出力された旋回操作信号が示す旋回操作の操作方向および操作量に基づいて制御変数Ｖ_Ｒを算出し、この制御変数Ｖ_Ｒ、出力設定値Ｐ_Ｒおよび補正値Ｃを用いて上記数式Ｆ２の演算を行い、旋回時の右側の船外機４のスロットル開度設定値Ｔ_ＲＴを算出する。そして、ＢＣＭ２６は、左側の船外機３のスロットル開度がスロットル開度設定値Ｔ_ＬＴとなるように左側の船外機３のスロットルバルブ６を制御し、かつ右側の船外機４のスロットル開度がスロットル開度設定値Ｔ_ＲＴとなるように右側の船外機４のスロットルバルブ６を制御する。この制御の結果、旋回操作の操作方向および操作量に従って、左側の船外機３の内燃機関５の出力と右側の船外機４の内燃機関５の出力との間に差が生じる。これにより、旋回制御装置１５の故障により各船外機３、４の方向を変えることができない状態であるにも拘わらず、操船者の旋回操作に従って船舶２が旋回する。

また、ＢＣＭ２６が旋回制御装置１５の故障を認識した場合において、操船者がスロットルレバー２２を用いて出力設定操作を行ったときには、出力操作装置２１のレバー操作センサ２３がその出力設定操作を検出し（ステップＳ８：ＹＥＳ）、その出力設定操作により設定された各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値を示す出力設定信号を出力制御装置２５へ出力する。

続いて、出力制御装置２５のＢＣＭ２６が、レバー操作センサ２３から出力された出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値Ｐ_Ｌ、Ｐ_Ｒ、および上記補正値Ｃ（例えば０．５〜０．７）に基づいて、各船外機３、４のスロットル開度を制御し、各船外機３、４の内燃機関５の出力を増加または減少させる（ステップＳ９）。例えば、船舶２の直進時に、ＢＣＭ２６は、出力設定値Ｐ_Ｌ、Ｐ_Ｒ、および上記補正値Ｃを用いて次の演算を行うことにより、直進時の左側の船外機３のスロットル開度設定値Ｔ_ＬＳおよび直進時の右側の船外機４のスロットル開度設定値Ｔ_ＲＳを算出する。
Ｔ_ＬＳ＝Ｐ_Ｌ×Ｃ （Ｆ３）
Ｔ_ＲＳ＝Ｐ_Ｒ×Ｃ （Ｆ４）
ただし、出力設定値Ｐ_Ｌ、Ｐ_Ｒのうちのいずれかが上記閾値Ｍを超えている場合には、ＢＣＭ２６は、スロットル開度設定値Ｔ_ＬＳおよびＴ_ＲＳをそれぞれ上記所定の開度Ｋに設定する。

そして、ＢＣＭ２６は、左側の船外機３のスロットル開度がスロットル開度設定値Ｔ_ＬＳとなるように左側の船外機３のスロットルバルブ６を制御し、かつ右側の船外機４のスロットル開度がスロットル開度設定値Ｔ_ＲＳとなるように右側の船外機４のスロットルバルブ６を制御する。これにより、旋回制御装置１５が故障したときには、操船者の出力設定操作に沿って船舶２の直進時の推進力が設定されるが、旋回制御装置１５が故障していないときと比較して、船舶２の直進時の推進力が制限される。つまり、操船者が直進時の船舶２の速度を上げる出力設定操作を行っても、旋回制御装置１５が故障したときには、旋回制御装置１５が故障していないときと比較して、直進時の船舶２の速度が増加する程度が小さくなる。

以上説明した通り、本発明の実施例の操船システム１によれば、旋回制御装置１５の故障により船外機３、４の方向を変えることができない場合でも、旋回操作装置１１から出力された旋回操作信号に基づいて、２機の船外機３、４の内燃機関５の出力をそれぞれ互いに異ならせることにより、船舶２を旋回させることができる。したがって、操船者は、旋回制御装置１５が故障したときに、旋回制御装置１５が故障していないときと同じ操作方法により、すなわち、ハンドル１２を回すことにより、船舶２を旋回させることができる。

仮に、旋回制御装置１５が故障したときと、旋回制御装置１５が故障していないときとで船舶２を旋回させるための操作方法が異なる場合には、操船者は、旋回制御装置１５が故障したときに、普段慣れている操作方法で船舶２を旋回させることができなくなるので、船舶２を旋回させる操作がやり難いと感じたり、操作に不安を感じたりすることがある。また、旋回制御装置１５の故障時に船舶２を旋回させる操作方法を忘れてしまっており、船舶２を旋回させる操作を行うことができないといったことも考えられる。これに対し、本発明の実施例の操船システム１によれば、船舶２を旋回させるための操作方法が、旋回制御装置１５が故障したときと、旋回制御装置１５が故障していないときと同じなので、このような問題は生じない。したがって、操船者は、旋回制御装置１５が故障したときに、容易かつ確実に、そして安心して船舶２を旋回させることができる。

また、本実施例の操船システム１では、旋回制御装置１５が故障しているとき、旋回制御装置１５が故障していないときと比較して、各船外機３、４の内燃機関５の出力を制限する。これにより、旋回制御装置１５の故障時において船舶２を旋回させるときに、船外機３、４の内燃機関５の出力が大きくなりすぎ、船舶２の挙動が不安定になることを抑制することができる。また、旋回制御装置１５の故障時には、船舶２の直進時における各船外機３、４の内燃機関５の出力をも制限する。これにより、例えば高速直進直後の旋回により船舶２の挙動が不安定になることを抑制することができる。

また、本実施例の操船システム１では、旋回制御装置１５が故障したとき、旋回操作装置１１から出力された旋回操作信号が示す旋回操作の操作方向および操作量、出力操作装置２１から出力された出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値、および各船外機３、４の内燃機関５の出力を制限するための補正値を用いて演算することにより、各船外機３、４の内燃機関５の出力（各船外機３、４のスロットル開度）を決定する。この構成により、２機の船外機３、４の内燃機関５の出力差により船舶２を旋回させる制御、および各船外機３、４の内燃機関５の出力を制限する制御を、簡単な演算に基づいて迅速かつ確実に行うことができる。

なお、本発明の操船システムを適用する船舶の種類および大きさは限定されない。また、本発明の操船システムを適用する船舶に取り付けられた各船舶推進機は、船外機に限らず、船内外機でもよい。また、各船舶推進機の動力源は内燃機関に限らず、電動モータでもよい。各船舶推進機の動力源が電動モータの場合には、出力制御装置は、出力設定信号に基づいて各電動モータの回転数を増加または減少させる制御を行う。また、旋回制御装置において、各船舶推進機の方向を変えるアクチュエータは油圧式に限らない。また、本発明の操船システムは３機以上の船舶推進機が取り付けられた船舶にも適用することができる。

また、上記実施例では、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、旋回操作の操作方向が左である場合に、左側の船外機３のスロットル開度を旋回操作の操作量に従って小さくし、右側の船外機４のスロットル開度を旋回操作の操作量に従って大きくなるように制御し、旋回操作の操作方向が右である場合に、右側の船外機３のスロットル開度を旋回操作の操作量に従って小さくし、右側の船外機４のスロットル開度を旋回操作の操作量に従って大きくなるように制御する場合を例にあげたが、本発明はこれに限らない。旋回操作の操作方向が左である場合に、左側の船外機３のスロットル開度を０にし、右側の船外機４のスロットル開度を旋回操作の操作量に従って大きくなるように制御し、旋回操作の操作方向が右である場合に、右側の船外機３のスロットル開度を０にし、右側の船外機４のスロットル開度を旋回操作の操作量に従って大きくなるように制御するようにしてもよい。

また、上記実施例では、旋回制御装置１５の故障時の各船外機３、４の内燃機関５の出力制限制御において、出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値に応じて、各船外機３、４のスロットル開度を図４のグラフ中の実線に示すように変化させる場合を例にあげたが、出力設定信号が示す各船外機３、４の内燃機関５の出力設定値に応じた各船外機３、４のスロットル開度の変化の態様は、これに限定されない。

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操船システムもまた本発明の技術思想に含まれる。

１ 操船システム
２ 船舶
３、４ 船外機（船舶推進機）
５ 内燃機関（動力源）
６ スロットルバルブ
１１ 旋回操作装置
１５ 旋回制御装置
１７ 油圧ポンプ（アクチュエータ）
１８ 油圧シリンダ（アクチュエータ）
２１ 出力操作装置
２５ 出力制御装置

Claims (6)

1. ２機以上の船舶推進機が取り付けられた船舶の操船制御を行う操船システムであって、
   前記各船舶推進機の方向を変えることによって前記船舶を旋回させるための旋回操作に応じた旋回操作信号を出力する旋回操作装置と、
   前記旋回操作装置から出力された前記旋回操作信号に基づいて前記各船舶推進機の方向を変える旋回制御装置と、
   前記各船舶推進機の動力源の出力を設定するための出力設定操作により設定された前記各船舶推進機の動力源の出力を示す出力設定信号を出力する出力操作装置と、
   前記出力操作装置から出力された前記出力設定信号に基づいて前記各船舶推進機の動力源の出力を増加または減少させる出力制御装置とを備え、
   前記出力制御装置は、前記旋回制御装置が故障したとき、前記旋回操作装置から出力された前記旋回操作信号に基づいて、前記２機以上の船舶推進機の動力源の出力をそれぞれ互いに異ならせることにより、前記船舶を旋回させることを特徴とする操船システム。
2. 前記出力制御装置は、前記旋回制御装置の故障時に前記旋回操作信号に基づいて前記船舶を左に旋回させるとき、前記船舶に取り付けられた２機以上の船舶推進機のうち、前記船舶の左右方向中央よりも右側に位置する船舶推進機の動力源の出力を、前記船舶の左右方向中央よりも左側に位置する船舶推進機の動力源の出力よりも大きくし、前記旋回制御装置の故障時に前記旋回操作信号に基づいて前記船舶を右に旋回させるとき、前記船舶に取り付けられた２機以上の船舶推進機のうち、前記船舶の左右方向中央よりも左側に位置する船舶推進機の動力源の出力を、前記船舶の左右方向中央よりも右側に位置する船舶推進機の動力源の出力よりも大きくすることを特徴とする請求項１に記載の操船システム。
3. 前記出力制御装置は、前記旋回制御装置が故障しているとき、前記旋回制御装置が故障していないときと比較して、前記各船舶推進機の動力源の出力を制限することを特徴とする請求項１または２に記載の操船システム。
4. 前記出力制御装置は、前記旋回制御装置が故障したとき、前記旋回操作装置から出力された前記旋回操作信号が示す旋回操作の操作量、前記出力操作装置から出力された前記出力設定信号が示す前記各船舶推進機の動力源の出力の設定値、および前記各船舶推進機の動力源の出力を制限するための補正値を用いて演算することにより、前記各船舶推進機の動力源の出力を決定することを特徴とする請求項３に記載の操船システム。
5. 前記各船舶推進機の動力源は内燃機関であり、前記出力制御装置は前記各船舶推進機におけるスロットル開度を制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の操船システム。
6. 前記旋回制御装置は、前記各船舶推進機を水平方向に回動させるアクチュエータを有していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の操船システム。

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