JP3075798B2 - 船舶の姿勢制御装置 - Google Patents

船舶の姿勢制御装置

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JP3075798B2
JP3075798B2 JP03261411A JP26141191A JP3075798B2 JP 3075798 B2 JP3075798 B2 JP 3075798B2 JP 03261411 A JP03261411 A JP 03261411A JP 26141191 A JP26141191 A JP 26141191A JP 3075798 B2 JP3075798 B2 JP 3075798B2
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忠満 岩本
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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、モータボート等の船舶
に設けられる姿勢制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】斯かる姿勢制御装置は、船尾の左、右側
部に配設された左、右フラップ板を例えば油圧シリンダ
で上方又は下方に揺動させることにより船体の左右の傾
き(ヒール)を制御するものである。即ち、船舶の運転
席付近に配設された不図示の操作スイッチの例えば左操
作ボタンをダウン側に操作すると、左フラップ板が下降
し、これにより船体の前部右舷を下方にヒールさせる揚
力が発生する。又、右操作ボタンをアップ側に操作する
と、右フラップ板が上昇し、これにより左フラップ板が
相対的に下降したと同様に、船体の前部右舷を下方にヒ
ールさせる揚力が発生する。
【0003】以上のように、一方のフラップ板を上げる
ことと、他方のフラップ板を下げることは、船体の姿勢
制御上の効果としては同じである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のこと
を理解しながら左右のフラップ板の動作を適確に制御す
ることは特に初心者にとっては至難である。又、特に船
体の姿勢制御(ヒールコントロール)を頻繁に行なう場
合等には、両フラップ板が下方に集中してしまうことが
起こり、斯かる状態で航走すると無用な抵抗の増大を招
くとともに、船体が前のめり状態(バウトリム)となっ
てその姿勢が不安定になるという問題が発生する。
【0005】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、初心者でも容易にヒールコン
トロールを行なうことができるとともに、バウトリムの
発生や航走状態での無用な抵抗増加を防ぐことができる
船舶の姿勢制御装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、船尾の左、右側部に配設された左、右フラップ
板の何れか一方を上方又は下方の何れか一方に揺動させ
た後、他方をそれとは反対方向に揺動させることにより
船体の左右の傾きを制御する船舶の姿勢制御装置におい
て、前記左、右フラップ板のそれぞれの作動領域を複数
に分割し、少なくとも各フラップ板の位置によって、
左、右フラップ板のうちの何れを優先させて揺動させる
かを決定するフラップ制御手段を設けたことをその特徴
とする。
【0007】
【作用】本発明によれば、乗員の意思とは無関係に、操
作スイッチのON動作によってフラップ板が所定の優先
順位に従って動作するため、ヒールコントロールにおい
て乗員の判断が不要となって操作が単純化し、初心者で
も容易に適確なヒールコントロールを行なうことができ
る。
【0008】又、ヒールコントロールを頻繁に行なう場
合でも、必ず一方のフラップ板が他方のフラップ板に優
先して、且つ他方のフラップ板の揺動方向とは逆方向に
揺動するよう制御されるため、両フラップ板が下方に集
中する事態の発生が避けられ、バウトリムの発生や航走
状態での無用な抵抗増加が防がれる。
【0009】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【0010】図1は本発明に係る姿勢制御装置の構成
図、図2は同姿勢制御装置を備えるモータボートの側面
図、図3は同モータボートの後面図、図4(a),
(b)及び図5(a),(b)はフラップ板の作動範囲
の分割とフラップ板の優先パターンを示す図、図6は姿
勢制御装置による制御方法を示すフローチャートであ
る。
【0011】図2に示すモータボート1には本発明に係
る姿勢制御装置2が備えられており、該姿勢制御装置2
は、船尾1aの左、右側部に上下揺動可能に取り付けら
れた左、右フラップ板3L,3Rと、該フラップ板3
L,3Rをそれぞれ上下に揺動駆動する左右の油圧シリ
ンダ4L,4Rと、これらの油圧シリンダ4L,4Rに
作動油を供給する油圧ユニット5と、該油圧ユニット5
の作動を制御するフラップコントローラ6を含んで構成
されている。
【0012】ところで、前記油圧シリンダ4L,4R
は、油圧ユニット5から作動油の供給を受けると伸張
し、作動油の供給が遮断されると内蔵されたスプリング
4aの弾発力によって収縮するスプリングバック式のも
のであって、そのシリンダケース4bの後端は船尾1a
に、ピストンロッド4cの先端はフラップ板3L,3R
にそれぞれ回動自在に連結されている。
【0013】又、図1に示すように、前記油圧ユニット
5は不図示のモータで駆動される油圧ポンプ7を有し、
該油圧ポンプ7の吸入口は油路8を介してオイルタンク
9に接続され、吐出口は油路10及び該油路10から分
岐する油路10L,10Rを介して前記油圧シリンダ4
L,4Rにそれぞれ接続されている。そして、油路10
の途中にはリリーフバルブ11が介設され、油路10
L,10Rの途中には電磁バルブ12L,12Rがそれ
ぞれ介設されており、リリーフバルブ11は油路13を
介して前記オイルタンク9に接続されている。
【0014】前記フラップコントローラ6は、運転席付
近に設けられたメインスイッチ14、操作スイッチ15
及び油圧シリンダ4L,4Rに設けられたストロークセ
ンサ16L,16Rからの信号を受けて油圧ポンプ7、
電磁バルブ12L,12RをON/OFF制御し、更に
はトリムメータ17L,17Rに左右のフラップ板3
L,3Rの現在位置を表示するものである。
【0015】ところで、本実施例では、両フラップ板3
L,3Rの作動領域は、上端位置(格納位置)(図4
(a)及び図5(a)に「UP」と表示)と下端位置
(図4(a)及び図5(a)に「DOWN」と表示)の
間の角度θで表される領域であって、この作動領域は図
4(a)に示すように2つの領域A,Bに分割され、或
いは図5(a)に示すように3つの領域A,B,Cに分
割されている。そして、ヒールコントロールにおいて
は、左、右フラップ板3L,3Rの位置(フラップ角)
が領域A,B或いはA,B,Cの何れに属しているかに
よって左、右フラップ板3L,3Rのうち何れを優先さ
せて揺動させるべきであるかが決定される。ここで、具
体的な決定パターン(フラップ優先パターン)を図4
(b)及び図5(b)に基づいて説明する。
【0016】即ち、図4(b)及び図5(b)は左右の
フラップ板3L,3Rの作動領域を図4(a)、図5
(a)に示すように領域A,B、領域A,B,Cに分割
した場合のフラップ優先パターンを示すチャートであっ
て、操作スイッチ15によって左舷ダウンのモードが選
択された場合のものである。図中、「LUP」は左フラ
ップ板3Lのアップを右フラップ板3Rのダウンより優
先することを意味し、「RDN」は右フラップ板3Rの
ダウンを左フラップ板3Lのアップより優先することを
意味する。従って、図4(b)に示す例においては、両
フラップ板3L,3Rが共に領域Aに位置している場合
には右フラップ板3Rのダウンが優先され、他の場合に
は何れも左フラップ板3Lのアップが優先される。又、
図5(b)に示す例においては、両フラップ板3L,3
Rが共に領域Aにある場合と、何れか一方のフラップ板
3L(3R)が領域Aにあって、他のフラップ板3R
(3L)が領域Bにある場合には右フラップ板3Rのダ
ウンが優先され、他の場合には左フラップ板3Lのアッ
プが優先される。
【0017】尚、以上のフラップ優先パターンは左舷ダ
ウンのモードについてのものであるが、右舷ダウンのモ
ードについては以上とは逆のパターンとなる。
【0018】次に、フラップコントローラ6による制御
方法を図6に示すフローチャートに基づいて説明する。
【0019】即ち、操作スイッチ15がONされると
(ステップ1)、操作スイッチモードが判定され(ステ
ップ2)、左舷ダウンのモードが選択された場合には、
フラップコントローラ6はストロークセンサ16L,1
6Rからの信号によって左、右フラップ板3L,3Rの
位置を取り込み(ステップ3)、これら左、右フラップ
板3L,3Rの位置に基づいてフラップ優先パターンを
示すチャート(図4(b)、図5(b)に示すようなチ
ャート)から左フラップ板3Lのアップ、右フラップ板
3Rのダウンの優先順位を読み込み(ステップ4)、フ
ラグKがK=0に設定される(ステップ5)。
【0020】そして、読み込まれた優先順位が右フラッ
プ板3Rのダウンを優先するものであるか否かが判断さ
れ(ステップ6)、結果がNoであって左フラップ板3
Lのアップを優先する場合には、左フラップ板3Lが優
先的に上方へ揺動(アップ)せしめられ(ステップ
7)、このアップは左フラップ板3Lが上端位置に達す
るまで続けられる(ステップ8)。
【0021】左フラップ板3Lが上端に達すると、フラ
グKがK=0であるか否かが判断される(ステップ9)
が、この場合K=0であるため結果はYesとなり、次
に右フラップ板3Rが下方へ揺動(ダウン)せしめられ
(ステップ10)、このダウンは右フラップ板3Rが下
端位置に達するまで続けられる(ステップ11)。そし
て、右フラップ板3Rが下端位置に達すると、フラグK
がK=0であるか否かが再び判断される(ステップ1
2)が、この場合もK=0が維持されるため、判断結果
はYesとなって制御が終了する(ステップ13)。
【0022】一方、読み込まれた優先順位が右フラップ
板3Rのダウンを優先するものである場合には、フラグ
KがK=1に設定し直され(ステップ14)、右フラッ
プ板3Rが左フラップ板3Lのアップに優先してダウン
せしめられ(ステップ10)、このダウンは右フラップ
板3Rが下端位置に達するまで続けられる(ステップ1
1)。そして、右フラップ板3Rが下端位置に達する
と、フラグKがK=0であるか否かが判断される(ステ
ップ12)が、この場合にはK=1であるため、判断結
果はNoとなり、次に左フラップ板3Lがアップせしめ
られ(ステップ7)、このアップは左フラップ板3Lが
上端位置に達するまで続けられる(ステップ8)。
【0023】左フラップ板3Lが上端に達すると、フラ
グKがK=0であるか否かが再び判断される(ステップ
9)が、この場合もK=1が維持されるため結果はNo
となり、制御が終了する(ステップ13)。
【0024】以上のように、本実施例では、乗員の意思
とは無関係に、操作スイッチ15のON動作によってフ
ラップ板3L(3R)が所定の優先順位に従って動作せ
しめられるため、ヒールコントロールにおいて乗員の判
断が不要となって操作が単純化し、初心者でも容易に適
確なヒールコントロールを行なうことができる。
【0025】又、ヒールコントロールを頻繁に行なう場
合でも、必ず一方のフラップ板3L(3R)が他方のフ
ラップ板3R(3L)に優先して、且つ他方のフラップ
板3R(3L)の揺動方向とは逆方向に揺動するよう制
御されるため、両フラップ板3L,3Rが下方に集中す
る事態の発生が避けられ、バウトリムの発生や航走状態
での無用な抵抗増加が防がれる。
【0026】尚、操作スイッチ15を以上の一連の制御
動作の途中でOFFする(中立状態に位置せしめる)
と、フラップ板3L,3Rはその途中で停止されて固定
される。又、図6には図示しないが、操作スイッチモー
ドとして右舷ダウンが選択された場合にも前記と同様な
制御がなされ、左フラップ板3Lのダウンと右フラップ
板3Rのアップの何れが優先されるかが決定される。
【0027】ところで、以上の実施例ではフラップ板3
L,3Rの位置(フラップ角)だけが左、右フラップ板
3L,3Rの揺動の優先順位を決定するパラメータであ
ったが、フラップ角が同じであっても、航走速度や艇角
(船体の傾角)の大小によってフラップ板3L,3Rの
水没状態が相違して揚力が変化するため、他のパラメー
タとして航走速度と艇角(船体の傾角)を加えることが
できる。即ち、図7(a)に示すように、フラップ角、
航走速度、艇角のそれぞれ0から最大値(MAX)まで
の範囲を大、中、小の領域にそれぞれ3分割して計27
の制御ブロックを形成し、それぞれの制御ブロックに対
して図7(b),(c),(d)に示すように左、右フ
ラップ板3L,3Rの揺動の優先順位を決定する。
【0028】図7(b),(c),(d)は前記と同様
に操作スイッチ15によって左舷ダウンのモードが選択
された場合であって、航走速度が大、中、小領域にある
場合、フラップ角と艇角の値によって優先順位がどのよ
うに決められているかを示す図である。具体的に説明す
ると、先ず航走速度が小領域にある場合には、図7
(b)に示すように、フラップ角と艇角の値如何に拘ら
ず、全て右フラップ板3Rのアップを左フラップ板3L
のダウンより優先するよう決められている。又、航走速
度が中領域にある場合には、図7(c)に示すように、
艇角が大である全ての場合、及び艇角が中であって且つ
フラップ角が大である場合に左フラップ板3Lのダウン
が優先され、他の場合には右フラップ板3Rのアップが
優先されるよう決められている。更に、航走速度が大領
域にある場合には、図7(c)に示すように、艇角が大
である全ての場合、及び艇角が中であって且つフラップ
角が大又は中である場合に左フラップ板3Lのダウンが
優先され、他の場合には右フラップ板3Rのアップが優
先されるよう決められている。
【0029】而して、以上のように3つのパラメータに
よって左、右フラップ板3L,3Rの揺動の優先順位を
決めれば、船体の運動状態に適合した更に適切な制御が
可能となり、又、図7(a)の破線にて示すファジー関
数曲線で制御ブロックを分割してファジー制御を実施す
れば、船体の姿勢をより滑らかに制御することができ
る。
【0030】
【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、船尾の左、右側部に配設された左、右フラップ板
の何れか一方を上方又は下方の何れか一方に揺動させた
後、他方をそれとは反対方向に揺動させることにより船
体の左右の傾きを制御する船舶の姿勢制御装置におい
て、前記左、右フラップ板のそれぞれの作動領域を複数
に分割し、少なくとも各フラップ板の位置によって、
左、右フラップ板のうちの何れを優先させて揺動させる
かを決定するフラップ制御手段を設けたため、初心者で
も容易にヒールコントロールを行なうことができるとと
もに、バウトリムの発生や航走状態での無用な抵抗増加
を防ぐことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る姿勢制御装置の構成図である。
【図2】本発明に係る姿勢制御装置を備えるモータボー
トの側面図である。
【図3】モータボートの後面図である。
【図4】(a),(b)はフラップ板の作動範囲の分割
とフラップ板の優先パターンを示す図である。
【図5】(a),(b)はフラップ板の作動範囲の分割
とフラップ板の優先パターンを示す図である。
【図6】本発明に係る姿勢制御装置による制御方法を示
すフローチャートである。
【図7】(a)〜(d)はフラップ板の優先パターンの
別実施例を示す図である。
【符号の説明】
1 モータボート(船舶) 1a 船尾 2 姿勢制御装置 3L 左フラップ板 3R 右フラップ板 6 フラップコントローラ(フラップ制御手段) 15 操作スイッチ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−254482(JP,A) 特開 平2−124396(JP,A) 特開 平1−148690(JP,A) 特開 昭60−18491(JP,A) 実開 昭61−43598(JP,U) 実開 平2−68294(JP,U) 特公 昭40−10903(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B63B 39/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 船尾の左、右側部に配設された左、右フ
    ラップ板の何れか一方を上方又は下方の何れか一方に揺
    動させた後、他方をそれとは反対方向に揺動させること
    により船体の左右の傾きを制御する船舶の姿勢制御装置
    であって、前記左、右フラップ板のそれぞれの作動領域
    を複数に分割し、少なくとも各フラップ板の位置によっ
    て、左、右フラップ板のうちの何れを優先させて揺動さ
    せるかを決定するフラップ制御手段を設けたことを特徴
    とする船舶の姿勢制御装置。
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