JP2961594B2 - 船舶の航路保持制御方法及び装置 - Google Patents

船舶の航路保持制御方法及び装置

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JP2961594B2
JP2961594B2 JP7006029A JP602995A JP2961594B2 JP 2961594 B2 JP2961594 B2 JP 2961594B2 JP 7006029 A JP7006029 A JP 7006029A JP 602995 A JP602995 A JP 602995A JP 2961594 B2 JP2961594 B2 JP 2961594B2
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英敏 橘
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、海洋観測、海洋測量等
を実施する際に要求される0〜3ノットの低速から13
ノット程度の比較的高速域までのあらゆる船速において
自動的に航路保持できる船舶の航路保持制御方法及び装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来は、図6に示すように、航路A上の
変針点Oにおいて変針する際、船舶1aの航跡Sが航路
に内接する弧を描くように、人が意図的に舵を操舵する
か、或いは、舵を制御して船首方位を自動的に制御する
通称オートパイロットと呼ばれる航行装置に目標船首方
向を指令して変針を行うことが行われている。なお、図
6中、符号Pは、旋回中心を示している。このような変
針方法でも、外洋航路等の広域における航路保持では、
小角度の変針がほとんどであるため、十分、機能してい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、海洋観測や
海洋測量等、比較的狭い区域において航路保持を行う場
合は、図7に示すように、海洋観測や海洋測量を行う海
域Dを枡目が一定のメッシュEで区切り、メッシュ上の
航路Rを各メッシュ毎に所定の船速で航行しながら海洋
観測や海洋測量を行うのが通常であるから、従来のよう
に、舵のみを制御する場合は、変針する際の旋回半径が
舵の旋回性能によって制限され、船速も舵が有効に機能
する範囲の船速に制限される。
【0004】従って、従来の航路保持装置を用いてメッ
シュE上の航路Rに沿って航路保持を実現するために
は、例えば、図8のような非現実的な航路R′を設定し
て航路保持させなければならず、折角の航路保持装置を
海洋観測、海洋測量等、最も自動化を必要とされる分野
で有効に活用されていないのが実情である。本発明の目
的は、海洋観測、海洋測量等を実施する際に要求される
0〜3ノットの低速から13ノット程度の比較的高速域
までのあらゆる船速に即応して船舶の変針又はその場回
頭を効率的に実施することができる船舶の航路保持制御
方法及び装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の航路保持
制御方法は、船舶の船首尾方向に推力を発生することの
できる船首尾方向推力発生装置と、低速時に左右の舷方
向及び回頭方向に有効に推力を発生することのできる左
右舷・回頭方向推力発生装置と、比較的高速において左
右の舷方向及び回頭方向に有効に推力を発生し変針でき
る舵装置とを駆動制御する船舶の航路保持制御方法にお
いて、船舶の変針又はその場回頭を行う際、左右舷・回
頭方向推力発生装置と舵装置との駆動制御比率を、船速
に即応した所定の比率に自動的に配分するようにしたこ
とを特徴とするものである。
【0006】また、本発明の船舶の航路保持制御装置
は、船舶の船首尾方向に推力を発生することのできる船
首尾方向推力発生装置と、低速時に左右の舷方向及び回
頭方向に有効に推力を発生することのできる左右舷・回
頭方向推力発生装置と、比較的高速において左右の舷方
向及び回頭方向に有効に推力を発生し変針できる舵装置
とを駆動制御する船舶の航路保持制御装置において、前
記航路保持制御装置に、船舶の変針又はその場回頭を行
う際、左右舷・回頭方向推力発生装置と舵装置との駆動
制御比率を、船速に即応した所定の比率に配分する推力
配分部を備えたことを特徴とするものである。
【0007】
【作用】上記の構成により、0〜3ノットの低速時に左
右の舷方向及び回頭方向に有効に推力を発生することの
できる左右舷・回頭方向推力発生装置と、13ノット程
度の比較的高速において左右の舷方向及び回頭方向に有
効に推力を発生し変針できる舵装置とを、船速に即応し
た所定の比率で制御でき、船舶を船速に応じて効率的に
変針又はその場回頭させることができる。
【0008】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。図1に示すように、船体1は、1軸CPP装置2
と、13ノット程度の比較的高速において左右の舷方向
及び回頭方向に有力に推力を発生し変針できる舵装置3
と、0〜3ノットの低速時に左右の舷方向及び回頭方向
に有効に推力を発生することのできるバウスラスタ装置
4及びスタンスラスタ装置5とを備えている。そして、
1軸CPP装置2と、バウスラスタ装置4と、スタンス
ラスタ装置5とを操船コンソール6によって操作し、舵
装置3を操舵スタンド7によって操作するようになって
いる。
【0009】一方、操船コンソール6及び操舵スタンド
7は、船首方位センサ8と、位置センサ9と、船速セン
サ10とが電気的に接続している航路保持制御装置11
によって制御されるようになっている。この航路保持制
御装置11は、図2に示すように、船首方位センサ8に
よる船首方位、位置センサ9による船位、船速センサ1
0による船速と、保持航路データ保存部12から入力し
た航路データとを比較し、それらの偏差を演算する偏差
演算部13と、偏差演算部13が演算した位置偏差、方
位偏差、船速偏差に基づいて船首尾方向、左右舷方向、
回頭方向の必要推力を演算する必要推力演算部14と、
必要推力演算部14が演算した船首尾方向推力、左右舷
方向推力、回頭方向推力を配分する推力配分部15と、
推力配分部15が演算した舵推力、CPP推力、スラス
タ推力に基づいてバウスラスタ指令翼角、スタンスラス
タ指令翼角、CPP指令翼角を操舵コンソール6に指令
すると共に指令舵角を操舵スタンド7に指令する駆動制
御部16とから構成されている。
【0010】更に、推力配分部15は、船舶1aを変針
又はその場回頭させる際、例えば、図3に示すように、
バウスラスタ装置及びスタンスラスタ装置等のスラスタ
装置と舵装置との駆動制御比率を、船速に即応した所定
の比率に配分できるようになっている。図3中、船速x
は、スラスタ装置が有効に機能する船速最大界値であ
り、通常は3ノット程度である。また、船速yは、舵装
置が有効に機能する船速最低界値であり、通常は5ノッ
ト程度である。船速x〜yにおいては、船速が上がるに
したがってスラスタ装置の効きが悪化し、逆に舵装置の
効きは良くなる。
【0011】次に、上記航路保持制御装置による船舶の
航路保持方法について説明する。上記航路保持制御装置
11は、隣接する2つの変針点O間において、船舶1a
が予め計画された航路上Aを航路保持するように、1軸
CPP装置2と、舵装置3と、バウスラスタ装置4と、
スタンスラスタ装置5とを総合的に駆動制御する。
【0012】一方、船舶1aを変針又はその場回頭させ
る時は、航路保持制御装置11は、スラスタ装置と舵装
置との駆動制御比率が船速に即応した所定の比率になる
ように、スラスタ装置4,5と舵装置3とを制御するよ
うになっている。即ち、0〜3ノット程度の低速時(図
3の低船速域Aに相当する)において船舶を変針又はそ
の場回頭させる場合は、スラスタ装置の出力比率は1.
0、舵装置の出力比率は0であるから、図4に示すよう
に、バウスラスタとスタンスラスタのみを駆動制御し、
バウスラスタ装置4とスタンスラスタ装置5によって発
生する右回頭方向推力のみで船舶1aの変針(回頭)が
行われる。その結果、船舶1aは、図5中、符号aで示
すように変針する。
【0013】また、3〜5ノットの中速度(図3の中間
船速域Bに相当する)において船舶を変針又はその場回
頭させる場合は、スラスタ装置の出力比率は1.0〜
0、舵装置の出力比率は0〜1.0であるから、図4に
示すように、バウスラスタとスタンスラスタと舵とを駆
動制御し、バウスラスタ装置4とスタンスラスタ装置5
により発生する右回頭方向推力及び舵装置3によって発
生する右回頭方向推力によって船舶1aの変針が行われ
る。その結果、船舶1aは、図5中、符号bに示すよう
に変針する。
【0014】また、5ノット以上の比較的高速(図3の
高船速域Cに相当する)において船舶を変針させる場合
は、スラスタ装置の出力比率は0、舵装置の出力比率は
1.0であるから、図4に示すように、舵のみを駆動制
御し、舵装置3により発生する右回頭方向推力で船舶の
変針が行われる。その結果、船舶1aは、図5中、符号
cに示すように変針する。
【0015】以上で、本発明の制御方法を用いて船舶1
aを90°変針させる場合を説明したが、他の角度で船
舶1aを変針する場合にも適用できる。上記のように、
本発明は、海洋観測、海洋測量等を実施する際に要求さ
れる0〜3ノットの低速時に左右の舷方向及び回頭方向
に有効に推力を発生することのできるバウスラスタ装置
4及びスタンスラスタ装置5と、13ノット程度の比較
的高速において左右の舷方向及び回頭方向に有効に推力
を発生し変針できる舵装置3とを、船速に即応した所定
の比率で制御できる。その結果、船舶を船速に応じて効
率的に変針又はその場回頭させることができる。
【0016】なお、例えば、スタンスラスタ装置の替わ
りに低速でも左右の舷方向の推力を発生できる大角度舵
や旋回式のプロペラを用いても本発明の制御方法を実現
することができる。
【0017】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、海洋観
測、海洋測量等を実施する際に要求される0〜3ノット
の低速時に左右の舷方向及び回頭方向に有効に推力を発
生することのできるバウスラスタ装置及びスタンスラス
タ装置等のスラスタ装置と、13ノット程度の比較的高
速において左右の舷方向及び回頭方向に有効に推力を発
生し変針できる舵装置とを、船速に即応した所定の比率
で制御でき、以って、0〜3ノットの低速から13ノッ
ト程度の比較的高速域までのあらゆる船速において船舶
を船速に応じて効率的に変針又はその場回頭させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る船舶の航路保持制御方法を実施す
るための構成図である。
【図2】本発明に係る船舶の航路保持制御装置の機能ブ
ロックである。
【図3】船速に対するスラスタ装置と舵装置の指令出力
比率(駆動制御比率)を示す関係図である。
【図4】バウスラスタ、スタンスラスタ、舵およびCP
Pに対する指令推力状態図である。
【図5】船舶の変針状態図である。
【図6】従来の制御方法によって変針する時の船舶の移
動状態を示す説明図である。
【図7】海洋観測、海洋測定等における保持航路の例を
示す説明図である。
【図8】海洋観測、海洋測定等における保持航路を、従
来の航路保持装置により航路保持させる場合の計画航路
の例を示す説明図である。
【符号の説明】
1a 船舶 2 1軸CPP
装置 3 舵装置 4 バウスラスタ
装置 5 スタンスラスタ装置 11 航路保持制御
装置 15 推力配分部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G05D 13/62 G05D 13/62 C (56)参考文献 特開 平1−254487(JP,A) 特開 平6−48393(JP,A) 特開 昭62−50296(JP,A) 特開 平6−344986(JP,A) 特開 昭59−102692(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B63H 25/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 船舶の船首尾方向に推力を発生すること
    のできる船首尾方向推力発生装置と、低速時に左右の舷
    方向及び回頭方向に有効に推力を発生することのできる
    左右舷・回頭方向推力発生装置と、比較的高速において
    左右の舷方向及び回頭方向に有効に推力を発生し変針で
    きる舵装置とを駆動制御する船舶の航路保持制御方法に
    おいて、船舶の変針又はその場回頭を行う際、左右舷・
    回頭方向推力発生装置と舵装置との駆動制御比率を、船
    速に即応した所定の比率に自動的に配分するようにした
    ことを特徴とする航路保持制御方法。
  2. 【請求項2】 船舶の船首尾方向に推力を発生すること
    のできる船首尾方向推力発生装置と、低速時に左右の舷
    方向及び回頭方向に有効に推力を発生することのできる
    左右舷・回頭方向推力発生装置と、比較的高速において
    左右の舷方向及び回頭方向に有効に推力を発生し変針で
    きる舵装置とを駆動制御する船舶の航路保持制御装置に
    おいて、前記航路保持制御装置に、船舶の変針又はその
    場回頭を行う際、左右舷・回頭方向推力発生装置と舵装
    置との駆動制御比率を、船速に即応した所定の比率に配
    分する推力配分部を備えたことを特徴とする船舶の航路
    保持制御装置。
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