JP2023031495A - 船舶用舵制御装置及び船舶用舵制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧システムの異常に起因して舵を適切に制御できない状態で船舶が航行し続けることを抑止可能な船舶用舵制御装置及び船舶用舵制御方法を提供する。【解決手段】指令に対して舵が追従していない状態を示す舵追従異常検出信号を出力する舵追従異常検出部と、舵取機の油圧システムの異常を示す油圧異常検出信号を出力する油圧異常検出部と、舵追従異常検出信号及び油圧異常検出信号に基づいて油圧システムを停止させる異常制御部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、船舶用舵制御装置及び船舶用舵制御方法に関する。

従来、船舶において舵が適切に制御されていることを確認するための技術が知られている。例えば特許文献１には、舵角差（命令舵角信号と実舵角信号の差の絶対値）と、転舵速度（舵スピードの絶対値）と、転舵方向（舵スピードの方向）と、を用いることにより、舵が操舵指令の方向に正常な速度で動作しているか否かを確認可能な技術が開示されている。

特開２００２－２２００９４号公報

舵が適切に制御されていない状況（つまり、舵が操舵指令の方向に正常な速度で動作していない状況）では、予期していない方向に船舶が航行してしまうことが懸念される。したがって、このような状況では操船者または船舶システムによる適切な処置が求められる。

ところで、舵が適切に制御されなくなる要因としては、複数の要因が考えられる。この要因の一例としては、操舵指令を出力する機器から舵を動作させる舵取機までの信号経路の異常、または舵取機の油圧システムの異常が挙げられる。これらの要因のうち、操舵指令を出力する機器から舵取機までの信号経路の異常などの電気的異常に起因するものについては、操舵指令を出力する機器から舵取機までの信号経路をリレー回路などにより電気的に遮断することによって、舵をその場で停止させる処置をとることができる。したがって、予期していない方向に船舶が航行してしまうことを抑止することができる。

一方、舵取機の油圧システムの異常に起因して舵を適切に制御できなくなった場合には、操舵指令を出力する機器から舵取機までの信号経路を電気的に遮断しても舵をその場で停止することができない。よって、一般的にこのような場合には、操船者による手動での対処（例えば、異常が発生している油圧システムの停止操作）が行われる。しかし、このような船舶に異常が発生している状況においては、操船者の混乱などに起因して的確な処置を行うことが困難となる場合がある。したがって、このような状況において的確な処置を可能とする技術が望まれている。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、油圧システムの異常に起因して舵を適切に制御できない状態で船舶が航行し続けることを抑止可能な船舶用舵制御装置及び船舶用舵制御方法の提供を目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明では、船舶用舵制御装置に係る第１の解決手段として、指令に対して舵が追従していない状態を示す舵追従異常検出信号を出力する舵追従異常検出部と、舵取機の油圧システムの異常を示す油圧異常検出信号を出力する油圧異常検出部と、前記舵追従異常検出信号及び前記油圧異常検出信号に基づいて前記油圧システムを停止させる異常制御部とを備える、という手段を採用する。

本発明では、船舶用舵制御装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記異常制御部は、前記油圧システムに含まれる油圧ポンプを停止させることによって前記油圧システムを停止させる、という手段を採用する。

本発明では、船舶用舵制御装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記舵追従異常検出部は、少なくとも前記舵が前記指令の方向に対して逆側に回動している場合に前記舵追従異常検出信号を出力する、という手段を採用する。

本発明では、船舶用舵制御装置に係る第４の解決手段として、上記第１～第３のいずれかの解決手段において、前記舵追従異常検出信号または前記油圧異常検出信号の少なくともいずれかを履歴データとして記憶する記憶部をさらに備える、という手段を採用する。

本発明では、船舶用舵制御装置に係る第５の解決手段として、上記第１～第４のいずれかの解決手段において、前記指令に対して舵が追従していない状態または前記油圧システムの異常の少なくともいずれかを操船者に通知する通知部をさらに備える、という手段を採用する。

また、本発明では、船舶用舵制御方法に係る解決手段として、指令に対して舵が追従していない状態を検出する第１工程と、舵取機の油圧システムの異常を検出する第２工程と、前記第１工程及び前記第２工程の検出結果に基づいて前記油圧システムを停止させる第３工程とを有する、という手段を採用する。

本発明によれば、油圧システムの異常に起因して舵を適切に制御できない状態で船舶が航行し続けることを抑止可能な船舶用舵制御装置及び船舶用舵制御方法を提供することが可能である。

本発明の第１実施形態に係る操舵装置Ａの全体構成及び当該操舵装置Ａに備えられる異常制御装置Ｂの機能構成を示すブロック図である。 同実施形態に係る異常制御装置Ｂの動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る操舵装置Ａ１の全体構成及び異常制御装置Ｂ１の機能構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
最初に、本発明の第１実施形態に係る操舵装置Ａについて図１を参照しながら説明する。この操舵装置Ａは、船舶に装備される舵１を制御する装置であり、舵取機２、実舵角検知部３、アンプユニット４、第１切替部５、船首方位制御装置６、操舵輪７、第２切替部８、ＮＦＵレバー９、舵追従異常検出部１０、油圧異常検出部１１及び異常制御部１２を備えている。

ここで、操舵装置Ａを構成する上記各構成要素のうち、舵追従異常検出部１０、油圧異常検出部１１及び異常制御部１２は、図示するように本第１実施形態に係る異常制御装置Ｂ（船舶用舵制御装置）を構成している。本第１実施形態に係る異常制御装置Ｂは、舵１、舵取機２、実舵角検知部３、アンプユニット４、第１切替部５、船首方位制御装置６、操舵輪７、第２切替部８及びＮＦＵレバー９によって構成される基本構成に対して追加される付加構成である。

舵１は、船舶の船尾付近において、推進器であるスクリュの後方（船首から船尾を臨む後方）に設けられた略板状の部材である。この舵１には、回動可能な舵軸（回動軸）が船体船首尾方向及び船体正横方向に対して垂直姿勢となるように設けられており、スクリュが回転することによって当該スクリュの後方に発生した水流は、舵１の回動角（舵角）に応じて右舷側あるいは左舷側に偏向する。それにより、船舶の進行方向が直進方向、右舷方向あるいは左舷方向に変化する。

舵取機２は、油圧システム１３を含み、当該油圧システム１３により発生する油圧によって舵１を回動させる油圧式舵取機（油圧機構）である。この舵取機２は、油圧シリンダと、油圧シリンダに設けられる油圧シリンダピンとをさらに備える。油圧シリンダピンは、舵１の舵軸と機械的に係合されており、油圧シリンダの位置が油圧により移動することによって油圧シリンダピンを介して舵１が回動するように構成されている。

実舵角検知部３は、舵１の舵角を検知する機械的かつ電気的な構成要素であり、リンク機構等の連結機構を介して舵１の舵軸と機械的に連結されているとともに、舵追従異常検出部１０及びアンプユニット４と電気的に接続されている。この実舵角検知部３は、舵１の舵軸の回動角に基づいて舵１の舵角を実舵角として検知し、当該実舵角を示す実舵角信号Ｃ１を舵追従異常検出部１０及びアンプユニット４に出力する。

アンプユニット４は、２つの信号の差分を増幅して出力する差動増幅器である。このアンプユニット４は、実舵角信号Ｃ１と第１切替部５から入力される目標舵角指令信号Ｃ２との差分を増幅した信号であるＦＵ（フォロアップ）駆動指令信号Ｃ３を第２切替部８に出力する。

第１切替部５は、船首方位制御装置６から入力される目標舵角指令信号Ｃ４と操舵輪７から入力される目標舵角指令信号Ｃ５とを択一的に選択する選択スイッチである。この第１切替部５は、択一的に選択した目標舵角指令信号Ｃ４あるいは目標舵角指令信号Ｃ５を上記目標舵角指令信号Ｃ２としてアンプユニット４に出力する。

船首方位制御装置６は、船舶の船首方位を操船者により設定される設定針路に維持する制御装置である。この船首方位制御装置６は、舵１の舵角を制御することにより船舶の船首方位を上記設定針路に維持する。具体的には、船首方位制御装置６には現在の船首方位を検出するためのジャイロコンパスが接続されており、船首方位制御装置６は、このようなジャイロコンパスから得られた船首方位を設定針路に合わせるために必要な舵１の舵角（目標舵角）を計算する。そして、船首方位制御装置６は、このような計算に基づいて算出された目標舵角を示す信号を目標舵角指令信号Ｃ４として第１切替部５に出力する。なお、以下説明では、船首方位制御装置６を用いた操舵を自動操舵とも称する。

操舵輪７は、操船者が手動で舵１を任意の舵角に設定するための操作部である。この操舵輪７は、操船者の操作に応じた目標舵角を示す信号を目標舵角指令信号Ｃ５として第１切替部５に出力する。具体的には、操舵輪７には目標舵角を示す目盛りが設けられており、操船者により所定の目盛り位置まで操舵輪７が回されると、当該目盛り位置に応じた目標舵角指令信号Ｃ５が第１切替部５に出力される。なお、以下説明では、操舵輪７を用いた操舵を手動操舵とも称する。

第２切替部８は、アンプユニット４から入力されるＦＵ駆動指令信号Ｃ３とＮＦＵレバー９から入力されるＮＦＵ駆動指令信号Ｃ６とを択一的に選択する選択スイッチである。この第２切替部８は、択一的に選択したＦＵ駆動指令信号Ｃ３あるいはＮＦＵ駆動指令信号Ｃ６を駆動指令信号Ｃ７として舵追従異常検出部１０、油圧異常検出部１１及び油圧システム１３に出力する。

ＮＦＵレバー９は、操船者がノンフォロアップ （ＮＦＵ）操舵をする際に用いる操作部である。このＮＦＵレバー９は、操船者の操作に応じた信号をＮＦＵ駆動指令信号Ｃ６として第２切替部８に出力する。具体的には、ＮＦＵレバー９が操船者により右側に倒された場合、舵１を右舷側に回動させる指令信号がＮＦＵ駆動指令信号Ｃ６として第２切替部８に出力される。また、ＮＦＵレバー９が操船者により左側に倒された場合、舵１を左舷側に回動させる指令信号がＮＦＵ駆動指令信号Ｃ６として第２切替部８に出力される。

ここで、上記ノンフォロアップ （ＮＦＵ）操舵は、舵１の制御モードの１つであり、アンプユニット４で生成されるＦＵ駆動指令信号Ｃ３に依らず、ＮＦＵ駆動指令信号Ｃ６に基づいて舵１を制御する制御モードである。つまり、ノンフォロアップ （ＮＦＵ）操舵では、目標舵角と実舵角との差分に関係なく舵１の制御が行われる。

また、舵１の制御モードには、このようなノンフォロアップ （ＮＦＵ）操舵の他にフォロアップ （ＦＵ）操舵がある。このフォロアップ （ＦＵ）操舵は、アンプユニット４で生成されるＦＵ駆動指令信号Ｃ３に基づいて舵１を制御する制御モードである。つまり、フォロアップ （ＦＵ）操舵では、目標舵角と実舵角との差分に基づいて舵１の制御が行われる。したがって、上述した第２切替部８は、このようなノンフォロアップ （ＮＦＵ）操舵とフォロアップ （ＦＵ）操舵とを切り替える選択スイッチであると言える。

舵追従異常検出部１０は、実舵角検知部３、第２切替部８及び異常制御部１２と電気的に接続されており、実舵角信号Ｃ１と駆動指令信号Ｃ７とに基づいて舵１の追従異常（舵追従異常）を検出する。

具体的には、この舵追従異常検出部１０は、実舵角信号Ｃ１と駆動指令信号Ｃ７とに基づいて、舵１が駆動指令信号Ｃ７に追従しているか否かを判定する。そして、舵追従異常検出部１０は、舵１が駆動指令信号Ｃ７に追従していない場合には、舵追従異常を検出する。

例えば、舵追従異常検出部１０は、駆動指令信号Ｃ７が舵１を右舷側に回動させる指令信号であるにも関わらず、舵１が左舷側に回動している場合、または、駆動指令信号Ｃ７が舵１を左舷側に回動させる指令信号であるにも関わらず、舵１が右舷側に回動している場合に、舵追従異常（逆進）を検出する。また、例えば、舵追従異常検出部１０は、駆動指令信号Ｃ７が舵１を右舷側または左舷側に回動させる指令信号であるにも関わらず、舵１が回動していない場合、舵追従異常（無応答）を検出する。

また、例えば、舵追従異常検出部１０は、駆動指令信号Ｃ７が出力されているにも関わらず、舵１が回動する速度が本来想定される速度と比較して遅い場合、舵追従異常（追従遅延）を検出する。そして、舵追従異常検出部１０は、このような舵追従異常を検出すると、当該舵追従異常を示す舵追従異常検出信号Ｃ８を異常制御部１２に出力する。

油圧異常検出部１１は、第２切替部８、異常制御部１２及び油圧システム１３と電気的に接続されており、駆動指令信号Ｃ７と油圧検出信号Ｃ１１とに基づいて油圧システム１３の異常（油圧異常）を検出する。ここで、油圧検出信号Ｃ１１は、油圧システム１３に設けられた近接スイッチ等の油圧システムセンサから出力される油圧システム１３の動作状態を示す信号である。

具体的には、この油圧異常検出部１１は、駆動指令信号Ｃ７と油圧検出信号Ｃ１１とに基づいて、油圧システム１３が駆動指令信号Ｃ７に従って正常に動作しているか否かを判定する。そして、油圧異常検出部１１は、油圧システム１３が駆動指令信号Ｃ７に従って正常に動作していない場合には、油圧異常を検出する。

例えば、油圧異常検出部１１は、駆動指令信号Ｃ７が舵１を右舷側に回動させる指令信号であるにも関わらず、油圧システム１３が舵１を左舷側に回動させる動作をしている場合、または、駆動指令信号Ｃ７が舵１を左舷側に回動させる指令信号であるにも関わらず、油圧システム１３が舵１を右舷側に回動させる動作をしている場合に、油圧異常（逆進）を検出する。また、例えば、油圧異常検出部１１は、駆動指令信号Ｃ７が舵１を右舷側または左舷側に回動させる指令信号であるにも関わらず、油圧システム１３が舵１を回動させる動作をしていない場合、油圧異常（無応答）を検出する。

また、例えば、油圧異常検出部１１は、駆動指令信号Ｃ７が出力されているにも関わらず、舵１を本来期待される速度で回動させるために必要な油圧を油圧システム１３が生成できていない場合、油圧異常（油圧不足）を検出する。そして、油圧異常検出部１１は、油圧異常を検出すると、当該油圧異常を示す油圧異常検出信号Ｃ９を異常制御部１２に出力する。

異常制御部１２は、舵追従異常検出部１０、油圧異常検出部１１及び油圧システム１３と電気的に接続されている。この異常制御部１２は、舵追従異常検出信号Ｃ８及び油圧異常検出信号Ｃ９に基づいて油圧システム１３を制御する。具体的には、この異常制御部１２は、舵追従異常検出信号Ｃ８及び油圧異常検出信号Ｃ９がともに入力された場合、油圧システム１３を停止させる。

より具体的には、この異常制御部１２は、舵追従異常検出信号Ｃ８及び油圧異常検出信号Ｃ９がともに入力された場合、油圧システム１３に異常が発生したことに起因して舵１が駆動指令信号Ｃ７に従って正常に動作していない（つまり、油圧システム１３の異常に起因して舵１が適切に制御されていない）と判定する。そして、このような判定をした異常制御部１２は、油圧システム１３を停止させる油圧システム停止信号Ｃ１０を生成し、当該油圧システム停止信号Ｃ１０を油圧システム１３に出力する。

上述した舵追従異常検出部１０、油圧異常検出部１１及び異常制御部１２は、例えばアナログ回路により構成される。なお、舵追従異常検出部１０、油圧異常検出部１１及び異常制御部１２は、アナログ回路による構成に限定されず、デジタル回路あるいは制御プログラム（ソフトウエア資源）等により構成されてもよい。

油圧システム１３は、舵取機２を構成するシステムの１つであり、駆動指令信号Ｃ７に基づいて舵取機２の油圧を制御する。この油圧システム１３は、圧油を発生させる油圧ポンプと、油圧ポンプを駆動させる電動機と、油圧ポンプと舵取機２の油圧シリンダとを接続する油路と、油路に設けられる方向切替弁（電磁弁）と、方向切替弁の動作状態を検出する近接スイッチ等の油圧システムセンサとを少なくとも備える。

このような油圧システム１３では、方向切替弁（電磁弁）が制御されることにより油圧ポンプから油圧シリンダへの油路が切り替えられる。それにより、油圧シリンダの移動方向及び移動量が決定され、舵１の回動方向及び回動量が決定される。なお、以下では方向切替弁（電磁弁）をアクチュエータとも称する。

また、この油圧システム１３は、上述した油圧システムセンサの検出信号（つまり、油圧システム１３の動作状態を示す信号）を油圧検出信号Ｃ１１として油圧異常検出部１１に出力する。

次に、第１実施形態に係る異常制御装置Ｂの動作について、図２のフローチャートに沿って詳しく説明する。この異常制御装置Ｂの動作は、第１実施形態に係る制御方法（船舶用舵制御方法）を示すものである。

最初に、操舵装置Ａにおける舵１の制御動作について説明する。操舵装置Ａでは、操船者によりノンフォロアップ （ＮＦＵ）操舵とフォロアップ （ＦＵ）操舵とが切り替えられる。例えば、操船者がノンフォロアップ （ＮＦＵ）操舵を選択した場合、第２切替部８がＮＦＵレバー９側に切り替えられ、ＮＦＵ駆動指令信号Ｃ６が駆動指令信号Ｃ７として第２切替部８から出力される。第２切替部８から出力された駆動指令信号Ｃ７は油圧システム１３に入力され、油圧システム１３では駆動指令信号Ｃ７に基づいてアクチュエータが制御されることにより油圧ポンプから油圧シリンダへの油路が切り替えられる。その結果、油圧シリンダの移動方向及び移動量が決定されることにより、舵１の回動方向及び回動量が決定される。

一方、操船者がフォロアップ （ＦＵ）操舵を選択した場合、第２切替部８がアンプユニット４側に切り替えられる。ここで、操舵装置Ａでは、操船者がフォロアップ （ＦＵ）操舵を選択した場合、操船者により更に自動操舵と手動操舵とが切り替えられる。すなわち、操船者が自動操舵を選択すると、第１切替部５が船首方位制御装置６側に切り替えられ、目標舵角指令信号Ｃ４が目標舵角指令信号Ｃ２として第１切替部５から出力される。一方、操船者が手動操舵を選択すると、第１切替部５が操舵輪７側に切り替えられ、目標舵角指令信号Ｃ５が目標舵角指令信号Ｃ２として第１切替部５から出力される。

第１切替部５から出力された目標舵角指令信号Ｃ２（目標舵角指令信号Ｃ４あるいは目標舵角指令信号Ｃ５）はアンプユニット４に入力され、アンプユニット４では実舵角検知部３から出力される実舵角信号Ｃ１と目標舵角指令信号Ｃ２との差分が算出される。そして、アンプユニット４は、当該差分を増幅した信号であるＦＵ駆動指令信号Ｃ３を第２切替部８に出力する。その結果、ＦＵ駆動指令信号Ｃ３が駆動指令信号Ｃ７として第２切替部８から出力される。第２切替部８から出力された駆動指令信号Ｃ７は油圧システム１３に入力され、油圧システム１３では駆動指令信号Ｃ７に基づいてアクチュエータが制御されることにより油圧ポンプから油圧シリンダへの油路が切り替えられる。その結果、油圧シリンダの移動方向及び移動量が決定されることにより、舵１の回動方向及び回動量が決定される。

このように、操舵装置Ａでは、ノンフォロアップ（ＮＦＵ）操舵が選択されているか、あるいはフォロアップ（ＦＵ）操舵が選択されているかに関わらず、油圧システム１３に入力される駆動指令信号Ｃ７に基づいて舵１の回動方向及び回動量が決定される。そして、このように舵１の制御が行われることにより、船舶は針路を任意の方向に設定しながら航行する。

このような船舶の航行状態において、異常制御装置Ｂは、舵追従異常及び油圧異常の検出有無を監視する。具体的には、舵追従異常検出部１０は、実舵角信号Ｃ１と駆動指令信号Ｃ７とに基づいて、舵１が駆動指令信号Ｃ７に追従しているか否かを判定する。そして、舵追従異常検出部１０は、舵１が駆動指令信号Ｃ７に追従していない場合には、舵追従異常を検出し、舵追従異常検出信号Ｃ８を異常制御部１２に出力する（ステップＳ１：第１工程）。

油圧異常検出部１１は、駆動指令信号Ｃ７と油圧検出信号Ｃ１１とに基づいて、油圧システム１３が駆動指令信号Ｃ７に従って正常に動作しているか否かを判定する。そして、油圧異常検出部１１は、油圧システム１３が駆動指令信号Ｃ７に従って正常に動作していない場合には、油圧異常を検出し、油圧異常検出信号Ｃ９を異常制御部１２に出力する（ステップＳ２：第２工程）。

そして、異常制御部１２は、舵追従異常検出信号Ｃ８及び油圧異常検出信号Ｃ９がともに入力されると、油圧システム１３の異常に起因して舵１が適切に制御されていないと判定し、油圧システム停止信号Ｃ１０を生成して油圧システム１３に出力する。この結果、油圧システム１３が停止し、舵取機２の油圧シリンダに対する圧油の供給が停止する（ステップＳ３：第３工程）。それにより、舵１が停止する。

ここで、油圧システム１３は、異常制御部１２から油圧システム停止信号Ｃ１０が入力されると、例えば油圧ポンプを停止させることによって油圧シリンダに対する圧油の供給を停止する。なお、油圧シリンダに対する圧油の供給を停止する手段としては、油圧ポンプの停止に限定されず、例えば油路に設けられた圧油遮断弁の遮断によって行われてもよい。

このような第１実施形態によれば、油圧システム１３の異常に起因して舵１が適切に制御されていない場合に、操船者を介さずに舵１を停止させることが可能となる。すなわち、本第１実施形態によれば、油圧システム１３の異常に起因して舵１を適切に制御できない状態で船舶が航行し続けることを抑止可能となる。

また、本第１実施形態によれば、油圧システムセンサの異常により油圧異常が誤検出された場合であっても、舵１は適切に制御されているので舵追従異常は検出されない。つまり、不要に舵１が停止させられることがないという効果も奏する。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る操舵装置Ａ１について図３を参照しながら説明する。この操舵装置Ａ１は、船舶に装備される舵１を制御する装置であり、図３に示すように、舵取機２Ａ、実舵角検知部３、アンプユニット４、第１切替部５、船首方位制御装置６、操舵輪７、第２切替部８、ＮＦＵレバー９、舵追従異常検出部１０、油圧異常検出部１１Ａ、異常制御部１２Ａ、記憶部１４及び通知部１５を備えている。

舵取機２Ａは、２つの油圧システム１３Ａ，１３Ｂを含む点において第１実施形態の舵取機２と相違する。２つの油圧システム１３Ａ，１３Ｂは、それぞれ単独で舵１を回動させる能力を備えており、駆動指令信号Ｃ７に基づいて舵取機２Ａの油圧を制御する。舵取機２Ａでは、一方の油圧システム１３Ａが動作中の場合、他方の油圧システム１３Ｂは休止状態であり、油圧システム１３Ａにより舵取機２Ａの油圧が制御される。

これら２つの油圧システム１３Ａ，１３Ｂは、それぞれ油圧異常検出部１１Ａと電気的に接続されている。一方の油圧システム１３Ａは自身の動作状態を示す油圧検出信号Ｃ１１ａを油圧異常検出部１１Ａに出力し、他方の油圧システム１３Ｂは、自身の動作状態を示す油圧検出信号Ｃ１１ｂを油圧異常検出部１１Ａに出力する。

第２実施形態に係る異常制御装置Ｂ１（船舶用舵制御装置）は、舵追従異常検出部１０、油圧異常検出部１１Ａ、異常制御部１２Ａ、記憶部１４及び通知部１５を備える。第２実施形態に係る異常制御装置Ｂ１は、舵１、舵取機２Ａ、実舵角検知部３、アンプユニット４、第１切替部５、船首方位制御装置６、操舵輪７、第２切替部８及びＮＦＵレバー９によって構成される基本構成に対して追加される付加構成である。

油圧異常検出部１１Ａは、第２切替部８、異常制御部１２Ａ及び２つの油圧システム１３Ａ，１３Ｂと電気的に接続されており、駆動指令信号Ｃ７と油圧検出信号Ｃ１１ａ，Ｃ１１ｂとに基づいて動作中の油圧システム１３Ａ，１３Ｂの油圧異常を検出する。ここで、油圧検出信号Ｃ１１ａ，Ｃ１１ｂは、油圧システム１３Ａ，１３Ｂにそれぞれ設けられた油圧システムセンサから出力される油圧システム１３Ａ，１３Ｂそれぞれの動作状態を示す信号である。

この油圧異常検出部１１Ａは、動作中の油圧システム１３Ａ，１３Ｂの油圧異常を検出すると、当該動作中の油圧システム１３Ａ，１３Ｂの油圧異常を示す油圧異常検出信号Ｃ９ａを異常制御部１２Ａに出力する。

異常制御部１２Ａは、舵追従異常検出部１０、油圧異常検出部１１Ａ及び２つの油圧システム１３Ａ，１３Ｂと電気的に接続されている。この異常制御部１２Ａは、舵追従異常検出信号Ｃ８及び油圧異常検出信号Ｃ９ａに基づいて２つの油圧システム１３Ａ，１３Ｂを制御する。具体的には、この異常制御部１２Ａは、舵追従異常検出信号Ｃ８及び油圧異常検出信号Ｃ９ａがともに入力されている場合、動作中の油圧システム（例えば油圧システム１３Ａ）を停止させるとともに、休止中の油圧システム（例えば油圧システム１３Ｂ）を起動させる。

より具体的には、この異常制御部１２Ａは、舵追従異常検出信号Ｃ８及び油圧異常検出信号Ｃ９ａがともに入力されている場合、動作中の油圧システム（例えば油圧システム１３Ａ）に異常が発生したことに起因して舵１が駆動指令信号Ｃ７に従って正常に動作していない（つまり、動作中の油圧システムの異常に起因して舵１が適切に制御されていない）と判定する。そして、このような判定をした異常制御部１２Ａは、動作中の油圧システム（例えば油圧システム１３Ａ）の動作を停止させるとともに休止中の油圧システム（例えば油圧システム１３Ｂ）を起動させる油圧システム制御信号Ｃ１０ａを生成し、当該油圧システム制御信号Ｃ１０ａを油圧システム１３Ａ，１３Ｂに出力する。

また、この異常制御部１２Ａは、記憶部１４及び通知部１５と電気的に接続されており、舵追従異常検出部１０から入力される舵追従異常検出信号Ｃ８及び油圧異常検出部１１Ａから入力される油圧異常検出信号Ｃ９ａをバイパスして記憶部１４及び通知部１５に出力する。

記憶部１４は、異常制御部１２Ａから入力される舵追従異常検出信号Ｃ８及び油圧異常検出信号Ｃ９ａに基づいて、舵追従異常または油圧異常の少なくともいずれかの検出をタイムスタンプ付きの履歴データとして記憶する。記憶部１４は、例えば不揮発性又は揮発性の各種メモリ、ストレージ等を含んで構成される。

具体的には、記憶部１４は、舵追従異常検出信号Ｃ８が入力された場合、舵追従異常の検出をタイムスタンプとともに記憶する。また、記憶部１４は、油圧異常検出信号Ｃ９ａが入力された場合、油圧異常の検出をタイムスタンプとともに記憶する。

通知部１５は、異常制御部１２Ａから入力される舵追従異常検出信号Ｃ８及び油圧異常検出信号Ｃ９ａに基づいて、舵追従異常または油圧異常の少なくともいずれかの検出を操船者に通知する。通知部１５は、例えばブザー、表示装置等を含んで構成される。

具体的には、通知部１５は、舵追従異常検出信号Ｃ８が入力された場合、舵追従異常の検出を操船者に通知する。また、通知部１５は、油圧異常検出信号Ｃ９ａが入力された場合、油圧異常の検出を操船者に通知する。

なお、この通知部１５は、舵追従異常検出信号Ｃ８及び油圧異常検出信号Ｃ９ａがともに入力されている場合、舵追従異常の検出及び油圧異常の検出をそれぞれ個別に操船者に通知することに代えて、油圧システムの異常に起因して舵１が適切に制御されていない旨を操船者に通知することもできる。

このような異常制御装置Ｂ１は、例えば以下のように動作する。
異常制御部１２Ａは、例えば一方の油圧システム１３Ａが動作中であり、他方の油圧システム１３Ｂが休止中の場合に、舵追従異常検出部１０から舵追従異常検出信号Ｃ８が入力され、かつ、油圧異常検出部１１Ａから油圧異常検出信号Ｃ９ａが入力されると、油圧システム１３Ａの異常に起因して舵１が適切に制御されていないと判定する。そして、異常制御部１２Ａは、動作中の油圧システム１３Ａの動作を停止させるとともに休止中の油圧システム１３Ｂを起動させる油圧システム制御信号Ｃ１０ａを生成し、油圧システム１３Ａ，１３Ｂに出力する。

この結果、油圧システム１３Ａの動作が停止するとともに油圧システム１３Ｂが起動する。つまり、舵取機２Ａでは、異常が発生した油圧システム１３Ａに代わって油圧システム１３Ｂにより油圧の制御が行われる。したがって、一方の油圧システム１３Ａに異常が発生した場合であっても、舵１の制御が継続される。

このとき、舵追従異常検出部１０から出力された舵追従異常検出信号Ｃ８及び油圧異常検出部１１Ａから出力された油圧異常検出信号Ｃ９ａは、異常制御部１２Ａを介して記憶部１４及び通知部１５に入力される。この結果、舵追従異常及び油圧異常が検出されたことがタイムスタンプとともに記憶部１４に記憶されるとともに、舵追従異常及び油圧異常が検出されたことが操船者に通知される。

このような第２実施形態によれば、動作中の油圧システムの異常に起因して舵１が適切に制御されていない場合に、自動的に動作中の油圧システムが停止するとともに休止中の油圧システムが起動することにより舵１を継続して制御可能となる。すなわち、本第２実施形態によれば、油圧システムの異常に起因して舵１を適切に制御できない状態で船舶が航行し続けることを抑止することができる。

また、本第２実施形態によれば、舵追従異常が検出された場合には舵追従異常の検出がタイムスタンプとともに履歴データとして記憶部１４に記憶され、油圧異常が検出された場合には油圧異常の検出がタイムスタンプとともに履歴データとして記憶部１４に記憶される。この履歴データは、操舵装置Ａ１における異常要因の特定に用いられる。

例えば、記憶部１４に舵追従異常の検出が記憶されており油圧異常の検出が記憶されていない場合、船舶において油圧システムの異常以外の要因により舵追従異常が発生したことを特定することができる。また例えば、記憶部１４に舵追従異常の検出が記憶されておらず油圧異常の検出が記憶されている場合、船舶において油圧システムセンサの異常が発生したことを特定することができる。また例えば、記憶部１４に舵追従異常の検出及び油圧異常の検出が記憶されている場合、船舶において油圧システムの異常に起因して舵追従異常が発生したことを特定することができる。

このように、本第２実施形態によれば、操舵装置Ａ１における異常要因の特定が容易になる。それにより、操舵装置Ａ１に異常が発生した場合に早い段階で適切な処置を行うことが可能となる。したがって、油圧システムの異常に起因して舵を適切に制御できない状態で船舶が航行し続けることをより確実に抑止することができる。

また、本第２実施形態によれば、舵追従異常が検出された場合には通知部１５により舵追従異常の検出が操船者に通知され、油圧異常が検出された場合には通知部１５により油圧異常の検出が操船者に通知される。それにより、操船者は操舵装置Ａ１の状態を速やかに認知することができる。

例えば、舵追従異常の検出が通知され油圧異常の検出が通知されない場合、船舶において油圧システムの異常以外の要因により舵追従異常が発生したことを操船者は認知することができる。また例えば、舵追従異常の検出が通知されず油圧異常の検出が通知された場合、船舶において油圧システムセンサの異常が発生したことを操船者は認知することができる。また例えば、舵追従異常の検出及び油圧異常の検出が通知された場合、船舶において油圧システムの異常に起因して舵追従異常が発生したことを操船者は認知することができる。

このように、本第２実施形態によれば、操船者は操舵装置Ａ１の状態を速やかに認知することができる。それにより、操舵装置Ａ１に異常が発生した場合に早い段階で適切な処置を行うことが可能となる。したがって、油圧システムの異常に起因して舵を適切に制御できない状態で船舶が航行し続けることをより確実に抑止することができる。

なお、本第２実施形態によれば、舵追従異常及び油圧異常がともに検出された場合、舵追従異常の検出及び油圧異常の検出がそれぞれ個別に操船者に通知されることに代えて、油圧システムの異常に起因して舵１が適切に制御されていないことが操船者に通知されるように設定することも可能である。それにより、操船者は操舵装置Ａ１の状態をより速やかに認知することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、舵追従異常検出部１０は、舵追従異常（逆進）、舵追従異常（無応答）または舵追従異常（追従遅延）を検出した場合に舵追従異常検出信号Ｃ８を出力したが、本発明はこれに限定されない。舵追従異常検出部１０は、舵追従異常（逆進）、舵追従異常（無応答）または舵追従異常（追従遅延）のいずれか１つまたは２つを検出した場合にのみ舵追従異常検出信号Ｃ８を出力してもよい。

例えば、舵追従異常検出部１０は、舵追従異常（逆進）を検出した場合にのみ舵追従異常検出信号Ｃ８を出力してもよい。すなわち、上記実施形態において舵追従異常（無応答）が検出される状況では、舵１は回動しない状態であるので油圧システム１３，１３Ａ，１３Ｂを停止させる必要性は比較的低い。また、上記実施形態において舵追従異常（追従遅延）が検出される状況では、舵１が回動する速度が本来想定される速度と比較して遅いものの、舵１の回動自体は行われているため、油圧システム１３，１３Ａ，１３Ｂを停止させることにより舵１を停止させる必要性は低い。一方で、舵追従異常（逆進）が検出される状況では、操船者の意図と異なる方向に舵１が回動することにより船舶の進行方向を予期することが困難となるため、油圧システム１３，１３Ａ，１３Ｂを停止させることにより舵１を停止させる必要性が高い。

本変形例によれば、舵１を停止させる必要性に応じて油圧システム１３，１３Ａ，１３Ｂを停止させることが可能となる。つまり、本変形例によれば、不要不急な状況で油圧システム１３，１３Ａ，１３Ｂを停止させることを抑止しつつ、油圧システム１３，１３Ａ，１３Ｂの異常に起因して舵を適切に制御できない状態で船舶が航行し続けることを抑止することができる。

（２）上記実施形態では、油圧異常検出部１１，１１Ａは、油圧異常（逆進）、油圧異常（無応答）または油圧異常（油圧不足）を検出した場合に油圧異常検出信号Ｃ９，Ｃ９ａを出力したが、本発明はこれに限定されない。油圧異常検出部１１，１１Ａは、油圧異常（逆進）、油圧異常（無応答）または油圧異常（油圧不足）のいずれか１つまたは２つを検出した場合にのみ舵追従異常検出信号Ｃ８を出力してもよい。

例えば、油圧異常検出部１１，１１Ａは、油圧異常（逆進）を検出した場合にのみ油圧異常検出信号Ｃ９，Ｃ９ａを出力してもよい。すなわち、上記実施形態において油圧異常（無応答）が検出される状況では、舵１は回動しない状態であるので油圧システム１３，１３Ａ，１３Ｂを停止させる必要性は比較的低い。また、上記実施形態において油圧異常（油圧不足）が検出される状況では、舵１が回動する速度が本来想定される速度と比較して遅いものの、舵１の回動自体は行われているため、油圧システム１３，１３Ａ，１３Ｂを停止させることにより舵１を停止させる必要性は低い。一方で、油圧異常（逆進）が検出される状況では、操船者の意図と異なる方向に舵１が回動することにより船舶の進行方向を予期することが困難となるため、油圧システム１３，１３Ａ，１３Ｂを停止させることにより舵１を停止させる必要性が高い。

本変形例によれば、舵１を停止させる必要性に応じて油圧システム１３，１３Ａ，１３Ｂを停止させることが可能となる。つまり、本変形例によれば、不要不急な状況で油圧システム１３，１３Ａ，１３Ｂを停止させることを抑止しつつ、油圧システムの異常に起因して舵を適切に制御できない状態で船舶が航行し続けることを抑止することができる。

（３）上記実施形態では、フォロアップ（ＦＵ）操舵またはノンフォロアップ（ＮＦＵ）操舵のいずれが選択されているかに関わらず、舵追従異常及び油圧異常がともに検出された場合に油圧システム１３を停止させたが、本発明はこれに限定されない。例えば、フォロアップ（ＦＵ）操舵が選択されているときのみ舵追従異常及び油圧異常の検出に基づいて油圧システム１３を停止させ、ノンフォロアップ（ＮＦＵ）操舵が選択されているときには油圧異常の検出のみに基づいて油圧システム１３を停止させてもよい。

一般的に、ノンフォロアップ（ＮＦＵ）操舵は、フォロアップ（ＦＵ）操舵が使用できないような緊急時に選択される。したがって、ノンフォロアップ（ＮＦＵ）操舵が選択されている状態では、より早期に操舵装置Ａ，Ａ１の異常に対処することが求められる。ところで、油圧異常に起因して舵追従異常が発生する場合、油圧異常が発生してから舵追従異常が検出されるまでには一定の時間を要する。つまり、油圧異常の検出と比べた場合、舵追従異常の検出にはより長い時間を要する。

本変形例によれば、ノンフォロアップ（ＮＦＵ）操舵が選択されている場合には、油圧異常が検出されたときにより迅速に油圧システム１３を停止させることを可能とするとともに、フォロアップ（ＦＵ）操舵が選択されている場合には、油圧システムの異常に起因して舵を適切に制御できない状態で船舶が航行し続けることを抑止することができる。

（４）上記実施形態では、実舵角信号Ｃ１及び油圧検出信号Ｃ１１，Ｃ１１ａ，Ｃ１１ｂを各々にそれぞれ単一の信号としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、実舵角検知部３及び油圧検出部１１，１１Ａを複数設けることにより、これら実舵角信号Ｃ１及び油圧検出信号Ｃ１１，Ｃ１１ａ，Ｃ１１ｂを複数化してもよい。それにより、実舵角信号Ｃ１及び油圧検出信号Ｃ１１，Ｃ１１ａ，Ｃ１１ｂの冗長性を向上させることができる。

（５）上記第２実施形態では、通知部１５によって舵追従異常または油圧異常の少なくともいずれかの検出を操船者に通知したが、本発明はこれに限定されない。例えば、異常を検出したことの通知に加えて、当該異常に対する対処方法を操船者に通知してもよい。

具体的には、通知部１５は、舵追従異常のみが検出された場合と、油圧異常のみが検出された場合と、舵追従異常及び油圧異常が検出された場合とにおけるそれぞれの対処方法に関する情報を予め記憶しておく。通知部１５は、これらの各異常が検出された場合、予め記憶された各異常に対する対処方法に関する情報を読み出して操船者に通知する。

本変形例によれば、操船者は、操舵装置Ａ１にて検出された各異常に応じた対処をより迅速かつ的確に実行することが可能となる。したがって、油圧システム１３Ａ，１３Ｂの異常に起因して舵１を適切に制御できない状態で船舶が航行し続けることをより確実に抑止することができる。

（６）上記では、第２実施形態に係る異常制御装置Ｂ１のみに記憶部１４及び通知部１５を設けたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、第１実施形態に係る異常制御装置Ｂにも記憶部１４及び通知部１５を設けてもよい。

（７）上記各実施形態では、油圧システム１３，１３Ａ，１３Ｂに設けられた方向切替弁（電磁弁）により油圧ポンプから油圧シリンダへの油路が切り替えられたが、本発明はこれに限定されない。例えば、油圧ポンプが斜軸ポンプとして構成されている場合、斜軸ポンプの斜軸の傾転角を変えることにより油圧ポンプから油圧シリンダへの油路が切り替えられてもよい。

（８）上記第２実施形態では、一方の油圧システム１３Ａが動作中の場合には他方の油圧システム１３Ｂが休止状態であったが、本発明はこれに限定されない。舵取機２Ａに含まれる２つの油圧システム１３Ａ，１３Ｂは、同時に動作可能に構成されてもよい。

本変形例によれば、一方の油圧システム１３Ａの異常に起因して舵１が適切に制御されていないと判定された場合には、油圧システム１３Ａの動作が停止されるものの、動作中であった他方の油圧システム１３Ｂにより継続して舵１の制御が行われる。したがって、油圧システム１３Ａの異常に起因して舵を適切に制御できない状態で船舶が航行し続けることを抑止することができる。

（９）上記第２実施形態では、舵追従異常検出部１０から出力される舵追従異常検出信号Ｃ８及び油圧異常検出部１１Ａから出力される油圧異常検出信号Ｃ９ａは、異常制御部１２Ａを介して記憶部１４及び通知部１５に入力されていたが、本発明はこれに限定されない。舵追従異常検出信号Ｃ８及び油圧異常検出信号Ｃ９ａは、舵追従異常検出部１０及び油圧異常検出部１１Ａから記憶部１４及び通知部１５に直接入力されてもよい。

Ａ，Ａ１ 操舵装置
Ｂ，Ｂ１ 異常制御装置
１ 舵
２，２Ａ 舵取機
３ 実舵角検知部
４ アンプユニット
５ 第１切替部
６ 船首方位制御装置
７ 操舵輪
８ 第２切替部
９ ＮＦＵレバー
１０ 舵追従異常検出部
１１，１１Ａ 油圧異常検出部
１２，１２Ａ 異常制御部
１３，１３Ａ，１３Ｂ 油圧システム
１４ 記憶部
１５ 通知部

Claims (6)

1. 指令に対して舵が追従していない状態を示す舵追従異常検出信号を出力する舵追従異常検出部と、
   舵取機の油圧システムの異常を示す油圧異常検出信号を生成する油圧異常検出部と、
   前記舵追従異常検出信号及び前記油圧異常検出信号に基づいて前記油圧システムを停止させる異常制御部と
   を備えることを特徴とする船舶用舵制御装置。
2. 前記異常制御部は、前記油圧システムに含まれる油圧ポンプを停止させることによって前記油圧システムを停止させることを特徴とする請求項１に記載の船舶用舵制御装置。
3. 前記舵追従異常検出部は、少なくとも前記舵が前記指令の方向に対して逆側に回動している場合に前記舵追従異常検出信号を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の船舶用舵制御装置。
4. 前記舵追従異常検出信号または前記油圧異常検出信号の少なくともいずれかを履歴データとして記憶する記憶部をさらに備えることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の船舶用舵制御装置。
5. 前記指令に対して舵が追従していない状態または前記油圧システムの異常の少なくともいずれかを操船者に通知する通知部をさらに備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の船舶用舵制御装置。
6. 指令に対して舵が追従していない状態を検出する第１工程と、
   舵取機の油圧システムの異常を検出する第２工程と、
   前記第１工程及び前記第２工程の検出結果に基づいて前記油圧システムを停止させる第３工程と
   を有することを特徴とする船舶用舵制御方法。

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