JP5944275B2 - 自動校正機能を有する船舶 - Google Patents

Description

本発明は、自動校正機能を有する船舶に関する。詳しくは、アウトドライブ装置の自動校正機能を有する船舶の技術に関する。

従来、船体内部にエンジンを配置し、船体外部に配置されたアウトドライブ装置へ動力を伝達する船内外機（インボートエンジン・アウトボートドライブ）を具備する船舶が知られている（例えば特許文献１参照）。アウトドライブ装置は、スクリュープロペラを回転することによって船体を推進させる推進装置である。アウトドライブ装置は、操舵用油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）によって自在に回動される（例えば特許文献２参照）。操舵用油圧シリンダは、油圧を受けて摺動するピストンを備え、該ピストンがロッドを介して操舵アームを駆動することによってアウトドライブ装置を回動させる。

このようなアウトドライブ装置を船体に対して適切な状態で組み付けるためには、油圧シリンダ、作動油の流れ方向を切り替える比例電磁弁、ピストン位置検出装置の配管、配線等の適否、油圧シリンダのストロークエンドの設定等といったアウトドライブ装置の校正を実施する必要がある。しかし、アウトドライブ装置の校正は、作業工程が複雑であることに加え、アウトドライブ装置周辺に配置されたエンジン等の構造物によって目視による確認が困難である場合がある。従って、アウトドライブ装置の校正は、熟練した作業者によらなければ校正結果にばらつきが生じる場合があり問題であった。

特開２００１−１９９２号公報 特開平１０−７０９０号公報

本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであり、ばらつきを抑制しつつ確実にアウトドライブ装置の校正を実施することができる自動校正機能を有する船舶の提供を目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、油圧アクチュエータによって操舵するアウトドライブ装置を備えた船舶であって、前記油圧アクチュエータのピストン位置検出装置と、作動油の方向を切り替える比例電磁弁と、前記比例電磁弁を制御する制御装置と、を具備し、前記制御装置によって、前記アウトドライブ装置の校正として、自動的に油圧アクチュエータ及び比例電磁弁の動作確認、油圧アクチュエータの可動範囲の設定、及び比例電磁弁の設定が行われ、油圧アクチュエータ及び比例電磁弁が正常に動作しない場合、アウトドライブ装置の校正が中止されるように構成され、前記油圧アクチュエータのピストンを所定量だけ一側方向と他側方向とに移動させた際に、前記ピストン位置検出装置の検出値が所定値以上に変化していない場合、前記アウトドライブ装置の校正が中止されるように構成された自動校正機能を有する船舶である。

請求項２においては、前記制御装置によって、前記油圧アクチュエータの動作確認において正常と判定された後に、前記ピストンを油圧アクチュエータの一側に向けて移動させ、前記ピストン位置検出装置が第１所定範囲内の一の検出値を所定時間出力した場合、ピストンが油圧アクチュエータの一側端に到達したと判定し、ピストンを油圧アクチュエータの他側に向けて移動させ、ピストン位置検出装置が第２所定範囲内の一の検出値を所定時間出力した場合、ピストンが油圧アクチュエータの他側端に到達したと判定して油圧アクチュエータの可動範囲を設定し、前記ピストン位置検出装置が第１所定範囲内の一の検出値、若しくは／及び第２所定範囲内の一の検出値を所定時間出力しない場合、又は検出した第１所定範囲内の一の検出値と第２所定範囲内の一の検出値との差が所定値以下である場合、前記アウトドライブ装置の校正を中止するものである。

請求項３においては、前記制御装置によって、電流フィードバック制御を行う比例電磁弁駆動回路から前記比例電磁弁が作動しない大きさの電流を比例電磁弁に流して、前記ピストン位置検出装置の検出値が変動した場合、比例電磁弁駆動回路に短絡故障が有ると判断して前記アウトドライブ装置の校正を中止するものである。

請求項４においては、前記制御装置によって、前記比例電磁弁駆動回路に短絡故障が無いと判定された後に、比例電磁弁駆動回路から前記比例電磁弁に流す電流値を変化させて、前記ピストン位置検出装置の検出値が変動した電流値のうち最小の電流値を最小電流値に設定するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１に記載の発明によれば、作業者が手動で目視しながらアウトドライブ装置の校正を実施する必要がない。また、異常があればアウトドライブ装置の校正が中止される。これにより、油圧アクチュエータ等が目視できなくてもばらつきを抑制しつつ確実にアウトドライブ装置の校正を実施することができる。

また、油圧アクチュエータのピストン位置に関わらず、油圧アクチュエータの異常、比例電磁弁の異常、位置センサの異常が一時に判定される。これにより、油圧アクチュエータ等が目視できなくてもばらつきを抑制しつつ確実にアウトドライブ装置の校正を実施することができる。

請求項２に記載の発明によれば、位置センサを利用して油圧アクチュエータのストロークエンドを検出するのでアウトドライブ装置に過大な油圧負荷をかけることがない。これにより、油圧アクチュエータ等が目視できなくてもばらつきを抑制しつつ確実にアウトドライブ装置の校正を実施することができる。

請求項３に記載の発明によれば、位置センサを利用して比例電磁弁の駆動回路における短絡故障を検出することができる。これにより、油圧アクチュエータ等が目視できなくてもばらつきを抑制しつつ確実にアウトドライブ装置の校正を実施することができる。

請求項４に記載の発明によれば、位置センサを利用して比例電磁弁の最小電流値が設定される。これにより、油圧アクチュエータ等が目視できなくてもばらつきを抑制しつつ確実にアウトドライブ装置の校正を実施することができる。

自動校正機能を有する船舶の全体概要を示す図。 自動校正機能を有する船舶の構成を示す図。 アウトドライブ装置の構成を示す図。 アウトドライブ装置の取り付け構造を示す図。 操舵用油圧アクチュエータの構成を示す一の図。 操舵用油圧アクチュエータの構成を示す他の図。 比例電磁弁の構成を示す図。 比例電磁弁のドライバの校正を示す概略図。 自動校正機能を有する船舶の校正の制御フローを示す図。 自動校正機能を有する船舶の接続確認制御Ａの制御フローを示す図。 自動校正機能を有する船舶のアクチュエータ校正制御Ｂの制御フローを示す図。 自動校正機能を有する船舶の短絡故障確認制御Ｃの制御フローを示す図。 自動校正機能を有する船舶のドライバ校正制御Ｄの制御フローを示す図。 自動校正機能を有する船舶のアウトドライブ装置の操船制御と自動校正機能との関係における制御フローを示す図。

まず、図１から図８を用いてアウトドライブ装置１０を備えた船舶１００の全体概要及び構成について説明する。なお、図１及び図２の船舶１００は、アウトドライブ装置１０を二台備えた、いわゆる二軸推進方式の船舶を示している。但し、一軸推進方式等であっても成立し、これに限定するものではない。

図１及び図２に示すように、船舶１００は、アクセルレバー２の操作に応じてエンジン５の運転状態が調節され、ひいてはスクリュープロペラ１５の回転速度が変更されて推進する。船舶１００は、船体１にアウトドライブ装置１０と、油圧アクチュエータ２０と、比例電磁弁３０と、制御装置４０とが具備される。船舶１００は、船体１にアウトドライブ装置１０を制御するための操舵ハンドル３やジョイスティックレバー４を具備する。さらに、船体１には、操舵ハンドル３又はジョイスティックレバー４の近傍にこれらの操作状況等の表示を行うモニタ６が設置される。船舶１００は、操舵ハンドル３やジョイスティックレバー４の操作に応じてアウトドライブ装置１０を回動可能に構成される。

図３に示すように、アウトドライブ装置１０は、スクリュープロペラ１５を回転させることによって船体１を推進させる。また、アウトドライブ装置１０は、船体１の進行方向に対して回動することによって該船体１を旋回させる。図３に示すように、アウトドライブ装置１０は、主に入力軸１１と、切換クラッチ１２と、駆動軸１３と、出力軸１４と、スクリュープロペラ１５と、で構成される。

入力軸１１は、エンジン５の回転動力を切換クラッチ１２に伝達する。入力軸１１の一端部は、エンジン５の出力軸に取り付けられたユニバーサルジョイントと連結され、その他端部は、アッパーハウジング１０Ｕの内部に配置された切換クラッチ１２と連結される。

切換クラッチ１２は、入力軸１１等を介して伝達されたエンジン５の回転動力を正回転方向又は逆回転方向に切換可能とする。切換クラッチ１２は、ディスクプレートを備えるインナードラムと連結された正回転用ベベルギア、ならびに、逆回転用ベベルギアを有し、入力軸１１に連結されたアウタードラムのプレッシャープレートをいずれのディスクプレートに押し付けるかによって回転方向の切り換えを行なう。

駆動軸１３は、切換クラッチ１２等を介して伝達されたエンジン５の回転動力を出力軸１４に伝達する。駆動軸１３の一端部に設けられたベベルギアは、切換クラッチ１２に設けられた正回転用ベベルギア、ならびに、逆回転用ベベルギアと歯合され、その他端部に設けられたベベルギアは、ロアハウジング１０Ｒの内部に配置された出力軸１４のベベルギアと歯合される。

出力軸１４は、駆動軸１３等を介して伝達されたエンジン５の回転動力をスクリュープロペラ１５に伝達する。出力軸１４の一端部に設けられたベベルギアは、上述したように駆動軸１３のベベルギアと歯合され、その他端部には、スクリュープロペラ１５が取り付けられている。

スクリュープロペラ１５は、回転することによって推進力を発生させる。スクリュープロペラ１５は、出力軸１４等を介して伝達されたエンジン５の回転動力によって駆動され、回転軸周りに配置された複数枚のブレード１５ａが周囲の水をかくことによって推進力を発生させる。

なお、アウトドライブ装置１０は、船体１の船尾板（トランサムボード）に取り付けられたジンバルハウジング７に支持されている。具体的には、アウトドライブ装置１０は、該アウトドライブ装置１０のジンバルリング１６が喫水線ｗｌから略垂直方向となるようにジンバルハウジング７に支持されている。なお、ジンバルリング１６とは、アウトドライブ装置１０に取り付けられた略円筒形状の回動軸であり、アウトドライブ装置１０は、該ジンバルリング１６を中心として回動する。

ジンバルリング１６の上側端部には、船体１の内部に延設された操舵アーム１９が取り付けられている。そして、操舵アーム１９は、ジンバルリング１６を中心にアウトドライブ装置１０を回動させる。なお、操舵アーム１９は、操舵ハンドル３やジョイスティックレバー４の操作に応じて連動する油圧アクチュエータ２０によって駆動される。

ここで、図４から図６を用いてアウトドライブ装置１０の取り付け構造について詳細に説明する。

船尾板（トランサムボード）の前面側には、ブラケット８が取り付けられている。また、船尾板（トランサムボード）の後面側には、ジンバルハウジング７が取り付けられている。そして、ジンバルハウジング７には、回動軸１７・１７が略垂直方向に設けられ、ジンバルリング１６は、回動軸１７・１７によって回動自在に支持されている。また、ジンバルリング１６の中途部には、回動軸１８・１８が水平方向に設けられ、アッパーハウジング１０Ｕの前上部は、回動軸１８・１８によって回動自在に支持されている。

回動軸１７の上側端部には、操舵アーム１９が取り付けられている。操舵アーム１９は、船体１及びブラケット８に設けられた貫通孔１Ｈ・８Ｈを通って船体１の内部に延設されている。そして、操舵アーム１９の端部には、油圧アクチュエータ２０が連結されている（図３参照）。従って、アウトドライブ装置１０は、油圧アクチュエータ２０が作動することによって、ジンバルリング１６を中心に左右に回動するのである。

なお、ジンバルリング１６の下部とアッパーハウジング１０Ｕとの間には、昇降用油圧アクチュエータ９が介装されている（図３参照）。従って、アウトドライブ装置１０は、昇降用油圧アクチュエータ９が作動することによって、回動軸１８・１８を中心に上下に回動するのである。

油圧アクチュエータ２０は、アウトドライブ装置１０の操舵アーム１９を駆動して該アウトドライブ装置１０を回動させる。図５に示すように、油圧アクチュエータ２０は、主にシリンダスリーブ２１と、ピストン２２と、ロッド２３と、第一シリンダキャップ２４と、第二シリンダキャップ２５と、位置センサ２６と、で構成される。なお、本実施形態に係る油圧アクチュエータ２０は、いわゆる片ロッド型の油圧アクチュエータであるが、図６に示すように両ロッド型であっても良い。

シリンダスリーブ２１は、ピストン２２を摺動可能に内設する。シリンダスリーブ２１の両端部には、周方向に突設された鍔部が設けられており、該鍔部には、第一シリンダキャップ２４又は第二シリンダキャップ２５が固設される。

ピストン２２は、油圧を受けることによってシリンダスリーブ２１の内部を摺動する。ピストン２２には、該ピストン２２の中心軸と同軸に貫通孔２２ｈが設けられており、該貫通孔２２ｈには、ロッド２３が挿通されている。また、ピストン２２の外周面には、その周方向にリング溝が設けられており、該リング溝には、シールリングが環装されている。更に、各シールリングの間であってピストン２２の外周面には、永久磁石２２２が取り付けられている。

ロッド２３は、ピストン２２の摺動を操舵アーム１９に伝達する。ロッド２３の一端部には、該ロッド２３の外径を縮径した縮径部２３ｔａが設けられている。そして、ロッド２３は、ピストン２２の貫通孔２２ｈに縮径部２３ｔａを挿通した状態でナット２３１が螺合されて該ピストン２２と固設される。また、ロッド２３の他端部には、該ロッド２３の外径を縮径した縮径部２３ｔｂが設けられている。そして、ロッド２３は、クレビス２７の貫通孔２７ｈに縮径部２３ｔｂを挿通した状態でナット２３２が螺合されて該クレビス２７と固設される。なお、クレビス２７とは、ロッド２３と操舵アーム１９とを連結する連結部材である。

第一シリンダキャップ２４は、シリンダスリーブ２１の一端部を密封する。第一シリンダキャップ２４には、シリンダスリーブ２１とピストン２２で構成された第一油室Ｏｃ１に連通する第一油路２４ｐが設けられている。また、シリンダスリーブ２１に嵌入される周壁面には、その周方向にリング溝が設けられてシールリングが環装されている。これにより、第一油室Ｏｃ１は、所定の油圧に耐え得る耐圧室を構成している。

第二シリンダキャップ２５は、シリンダスリーブ２１の他端部を密封するとともに、ロッド２３を摺動可能に支持する。第二シリンダキャップ２５には、シリンダスリーブ２１とピストン２２で構成された第二油室Ｏｃ２に連通する第二油路２５ｐが設けられている。また、シリンダスリーブ２１に嵌入される周壁面には、その周方向にリング溝が設けられてシールリングが環装されている。更に、第二シリンダキャップ２５には、シリンダスリーブ２１の中心軸と同軸に貫通孔２５ｈが設けられており、該貫通孔２５ｈには、ロッド２３が摺動可能に挿通される。なお、貫通孔２５ｈの内周面には、その周方向にリング溝が設けられており、該リング溝には、シールリングが嵌挿されている。これにより、第二油室Ｏｃ２は、所定の油圧に耐え得る耐圧室を構成している。

位置センサ２６は、ピストン２２に取り付けられた永久磁石２２２の磁力を検出する。位置センサ２６は、少なくともピストン２２が摺動できる範囲内において該ピストン２２の摺動方向に対して平行となるようにシリンダスリーブ２１の外周面に取り付けられている。これにより、制御装置４０は、ピストン２２の位置を把握することができ、ひいてはアウトドライブ装置１０の舵角度を把握することができるのである。また、制御装置４０は、単位時間毎にピストン２２の位置を把握することで該ピストン２２の摺動方向を認識できる。

なお、位置センサ２６は、主に磁束密度の変化に応じて出力電圧を変換する、いわゆるホール素子で構成されている。ホール素子は、磁界と電流の相互作用によって電子にローレンツ力が作用することを利用し、ローレンツ力に起因する電位差（ホール電圧）から磁界の強さを検出する。なお、本実施形態においては、位置センサ２６の主な構成要素としてホール素子を用いているが、磁界の強さに応じて電気抵抗値が変化する磁気抵抗素子を用いても良く、これに限定するものではない。

比例電磁弁３０は、油圧アクチュエータ２０の作動油の流動方向を変更する。図７及び図８に示すように、比例電磁弁３０は、主にバルブボディ３１と、スプールシャフト３２と、第一ソレノイド３３と、第二ソレノイド３４と、で構成される。バルブボディ３１は、スプールシャフト３２を摺動可能に内設する。スプールシャフト３２は、バルブボディ３１の内部を摺動することによって作動油の油路を切り換える。第一ソレノイド３３は、スプールシャフト３２を一方に摺動させる。第二ソレノイド３４は、スプールシャフト３２を他方に摺動させる。比例電磁弁３０は、ドライバ３５から第一ソレノイド３３又は第二ソレノイド３４に電流Ｉが供給される。なお、本実施形態における比例電磁弁３０は、いわゆる直動形比例電磁弁であるが、パイロット形比例電磁弁であっても良く、作動形式を限定するものではない。

ドライバ３５は、制御装置４０からの信号に基づいて比例電磁弁３０に電流Ｉを流す。図８に示すように、ドライバ３５は、ＰＷＭ回路（パルス幅変調回路）３６と、比例電磁弁駆動回路３７と、電流検出回路３８とから構成される。ＰＷＭ回路３６は、制御装置４０からの制御信号を受信可能に構成される。また、ＰＷＭ回路３６は、受信した制御信号に基づいて比例電磁弁駆動回路３７に制御パルスを送信可能に構成される。比例電磁弁駆動回路３７は、ＰＷＭ回路３６から受信した制御パルスに基づいて比例電磁弁３０に電流Ｉを供給可能に構成される。電流検出回路３８は、比例電磁弁３０に供給された電流Ｉが通電可能に構成される。電流検出回路３８は、電流Ｉが流れる図示しないシャント抵抗での電圧低下から電流値を検出する。また、電流検出回路３８は、減算器３９を介して検出した電流値をＰＷＭ回路３６に入力可能に構成される。つまり、ドライバ３５は、制御信号と電流検出値との偏差に基づいて電流フィードバック制御を行う。

図２に示すように、制御装置４０は、アクセルレバー２、操舵ハンドル３及びジョイスティックレバー４等からの検出信号に基づいて制御信号を作成する。そして、制御装置４０は、制御信号を比例電磁弁３０のドライバ３５等に送信する。また、制御装置４０は、全地球測位システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）からの情報に基づいて制御信号を作成するとともに、作成した制御信号を比例電磁弁３０等に送信することも可能としている。つまり、制御装置４０は、オペレータが手動で行なう操船のほかに、自らの位置と設定された目的地とから航路を算出して自動で操船を行なう、いわゆる自動航法を可能としている。

制御装置４０は、船体１にアウトドライブ装置１０を組み付けた際に行うアウトドライブ装置１０の自動校正機能を有する。具体的には、制御装置４０は、油圧アクチュエータ２０の油圧管の接続確認及び可動範囲の設定、位置センサ２６の電線の配線の適否判定、比例電磁弁３０の油圧管の配管の適否判定、比例電磁弁３０のドライバ３５の短絡故障の有無判断等を行う自動校正を実施することができる。制御装置４０は、自動校正を実施するための各種プログラムやデータ等が記憶されている。

このように構成されるアウトドライブ装置１０を備えた船舶１００について、船体１を左旋回させる場合、制御装置４０は、油圧アクチュエータ２０のピストン２２を図５、図６に示す矢印Ｌの方向に摺動させる必要がある。従って、制御装置４０は、比例電磁弁３０に制御信号を送信することによって第二ソレノイド３４を作動させる。これにより、第二ソレノイド３４は、スプールシャフト３２を所定の位置まで摺動させる（図８Ｂ参照）。その結果、油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、図５、図６に示す矢印Ｌの方向に摺動することとなる。

船体１を右旋回させる場合、制御装置４０は、油圧アクチュエータ２０のピストン２２を図５、図６に示す矢印Ｒの方向に摺動させる必要がある。従って、制御装置４０は、比例電磁弁３０に制御信号を送信することによって第一ソレノイド３３を作動させる。これにより、第一ソレノイド３３は、スプールシャフト３２を所定の位置まで摺動させる（図８Ｃ参照）。その結果、油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、図５、図６に示す矢印Ｒの方向に摺動することとなる。

以下では、船舶１００のアウトドライブ装置１０における自動校正機能の動作態様について説明する。

図１及び図５に示すように、制御装置４０は、モニタ６に表示される「校正実施」が選択されると、アウトドライブ装置１０を構成する油圧アクチュエータ２０のピストン２２を動作させて、油圧アクチュエータ２０、位置センサ２６、比例電磁弁３０、及びドライバ３５の電線及び油圧管の接続について確認する。次に、制御装置４０は、ピストン２２を移動させて一側端及び他側端における位置センサ２６の値を設定するとともに、油圧アクチュエータ２０、位置センサ２６、比例電磁弁３０、及びドライバ３５の電線及び油圧管の誤配線及び誤配管の判定を行う。次に、制御装置４０は、比例電磁弁３０の駆動回路における短絡故障の判定を行う。最後に、制御装置４０は、油圧アクチュエータ２０を作動させるために必要な最小電流値Ｉｍｉｎを設定する。

次に、図９から図１３を用いて上述の制御装置４０の自動校正の制御態様について具体的に説明する。

図９に示すように、ステップＳ１００において、制御装置４０は、モニタ６（図１参照）に表示されている「校正実施」が選択されたことによる校正信号を受信したか否かを判定する。その結果、校正信号を受信したと判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ２００に移行させる。一方、校正信号を受信していないと判定した場合、制御装置４０は自動校正の制御を終了する。

ステップＳ２００において、制御装置４０は、接続確認制御Ａを開始し、ステップをステップＳ２０１に移行させる（図１０参照）。接続確認制御Ａが終了すると、制御装置４０はステップをステップＳ３００に移行させる（図９参照）。

ステップＳ３００において、制御装置４０は、接続確認制御Ａにおける判定結果に基づいて電線又は油圧管に接続不良が無いか否かを判定する。その結果、電線及び油圧管に接続不良が無いと判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ４００に移行させる。一方、電線又は油圧管に接続不良が有ると判定した場合、制御装置４０は自動校正の制御を終了する。この場合、モニタ６に電線又は油圧管に接続不良が有る旨が表示される。

ステップＳ４００において、制御装置４０は、アクチュエータ校正制御Ｂを開始し、ステップをステップＳ４０１に移行させる（図１１参照）。アクチュエータ校正制御Ｂが終了すると、制御装置４０はステップをステップＳ５００に移行させる（図９参照）。

ステップＳ５００において、制御装置４０は、アクチュエータ校正制御Ｂにおける判定結果に基づいて電線の誤配線、油圧管の誤配管又は油圧アクチュエータ２０の動作不良が無いか否かを判定する。その結果、電線の誤配線、油圧管の誤配管及び油圧アクチュエータ２０の動作不良が無いと判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ６００に移行させる。一方、電線の誤配線、油圧管の誤配管又は油圧アクチュエータ２０の動作不良が有ると判定した場合、制御装置４０は自動校正の制御を終了する。この場合、モニタ６に電線の誤配線、油圧管の誤配管又は油圧アクチュエータ２０の動作不良が有る旨が表示される。

ステップＳ６００において、制御装置４０は、短絡故障確認制御Ｃを開始し、ステップをステップＳ６０１に移行させる（図１２参照）。短絡故障確認制御Ｃが終了すると、制御装置４０はステップをステップＳ７００に移行させる（図９参照）。

ステップＳ７００において、制御装置４０は、短絡故障確認制御Ｃにおける判定結果に基づいて比例電磁弁３０の駆動回路における短絡故障が無いか否かを判定する。その結果、比例電磁弁３０の駆動回路における短絡故障が無いと判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ８００に移行させる。一方、比例電磁弁３０の駆動回路における短絡故障が有ると判定した場合、制御装置４０は自動校正の制御を終了する。この場合、モニタ６にドライバ３５の短絡故障が有る旨が表示される。

ステップＳ８００において、制御装置４０は、ドライバ校正制御Ｄを開始し、ステップをステップＳ８０１に移行させる（図１３参照）。ドライバ校正制御Ｄが終了すると、制御装置４０は自動校正の制御を終了する（図９参照）。つまり、制御装置４０は、接続確認制御Ａ、アクチュエータ校正制御Ｂ、短絡故障確認制御Ｃ及びドライバ校正制御Ｄにおいて、動作不良、誤配管又は故障等が有ると判定されると自動校正の制御を終了する。

図１０に示すように、接続確認制御ＡのステップＳ２０１において、制御装置４０は、油圧アクチュエータ２０を所定方向に作動させ、ステップをステップＳ２０２に移行させる。具体的には、制御装置４０は、比例電磁弁３０によって作動油の方向を切り換えて油圧アクチュエータ２０のピストン２２を所定量Ｓｖだけ一側、他側、一側の順に移動させ、ステップをステップＳ２０２に移行させる。

ステップＳ２０２において、制御装置４０は、油圧アクチュエータ２０の作動に伴って位置センサ２６の検出値Ｐが所定値Ｐｖ以上変動したか否かを判定する。その結果、位置センサ２６の検出値Ｐが所定値Ｐｖ以上変動したと判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ２０３に移行させる。一方、位置センサ２６の検出値Ｐが所定値Ｐｖ以上変動していないと判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ２１３に移行させる。

ステップＳ２０３において、制御装置４０は、電線又は油圧管の接続不良が無いと判定して、接続確認制御Ａを終了する。具体的には、制御装置４０は、位置センサ２６、比例電磁弁３０、ドライバ３５に関する電線の接続不良及び油圧アクチュエータ２０に関する油圧管の接続不良が無いと判定して、接続確認制御Ａを終了する。

ステップＳ２１３において、制御装置４０は、電線又は油圧管の接続不良が有ると判定して、接続確認制御Ａを終了する。具体的には、制御装置４０は、位置センサ２６、比例電磁弁３０、ドライバ３５の電線の接続不良又は油圧アクチュエータ２０に関する油圧管の接続不良が有ると判定して、接続確認制御Ａを終了する。

図１１に示すように、アクチュエータ校正制御ＢのステップＳ４０１において、制御装置４０は、油圧アクチュエータ２０のピストン２２を一側及び他側に向けて移動させて、ステップをステップＳ４０２に移行させる。

ステップＳ４０２において、制御装置４０は、油圧アクチュエータ２０のピストン２２を一側又は他側に向けて移動した際の位置センサ２６の検出値Ｐが第１校正範囲Ｒ１内又は第２校正範囲Ｒ２内か否かを判定する。その結果、検出値Ｐが第１校正範囲Ｒ１内又は第２校正範囲Ｒ２内であると判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ４０３に移行させる。一方、検出値Ｐが第１校正範囲Ｒ１内及び第２校正範囲Ｒ２内で無いと判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ４０１に移行させる。

ステップＳ４０３において、制御装置４０は、油圧アクチュエータ２０のピストン２２を一側又は他側に向けて移動した際の位置センサ２６の検出値Ｐが所定時間ｔ１継続して検出されたか否かを判定する。その結果、検出値Ｐが所定時間ｔ１継続して検出されたと判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ４０４に移行させる。一方、検出値Ｐが所定時間ｔ１継続して検出されていないと判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ４０１に移行させる。

ステップＳ４０４において、制御装置４０は、油圧アクチュエータ２０のピストン２２を一側及び他側に向けて移動させた際の位置センサ２６の検出値Ｐ１を一側端の位置（以下、単に「一側端位置Ｐ１」と記す）、検出値Ｐ２を他側端の位置（以下、単に「他側端位置Ｐ２」と記す）として設定し、ステップをステップＳ４０５に移行させる。なお、本実施形態において、位置センサ２６の検出値Ｐの値は、ピストン２２が油圧アクチュエータ２０の一側に移動するほど大きくなるように設定されている。

ステップＳ４０５において、制御装置４０は、一側端位置Ｐ１が他側端位置Ｐ２よりも大きいか否かを判定する。その結果、一側端位置Ｐ１が他側端位置Ｐ２よりも大きいと判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ４０６に移行させる。一方、一側端位置Ｐ１が他側端位置Ｐ２以下であると判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ４２７に移行させる。

ステップＳ４０６において、制御装置４０は、一側端位置Ｐ１と他側端位置Ｐ２との差が所定値Ｌｖ以上か否かを判定する。その結果、一側端位置Ｐ１と他側端位置Ｐ２との差が所定値Ｌｖ以上であると判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ４０７に移行させる。一方、一側端位置Ｐ１と他側端位置Ｐ２との差が所定値Ｌｖ未満であると判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ４１７に移行させる。なお、本実施形態において、所定値Ｌｖは、油圧アクチュエータ２０の基準ストロークである。

ステップＳ４０７において、制御装置４０は、誤配線、誤配管及び動作不良が無いと判定して、アクチュエータ校正制御Ｂを終了する。具体的には、制御装置４０は、位置センサ２６、比例電磁弁３０、ドライバ３５に関する電線の誤配線及び油圧アクチュエータ２０に関する油圧管の誤配管、油圧アクチュエータ２０の動作不良が無いと判定して、アクチュエータ校正制御Ｂを終了する。

ステップＳ４１７において、制御装置４０は、動作不良と判定して、アクチュエータ校正制御Ｂを終了する。具体的には、制御装置４０は、油圧アクチュエータ２０の動作不良であると判定して、アクチュエータ校正制御Ｂを終了する。

ステップＳ４２７において、制御装置４０は、誤配線又は誤配管が有ると判定して、アクチュエータ校正制御Ｂを終了する。具体的には、制御装置４０は、位置センサ２６、比例電磁弁３０、ドライバ３５に関する電線の誤配線又は油圧アクチュエータ２０に関する油圧管の誤配管が有ると判定して、アクチュエータ校正制御Ｂを終了する。

図１２に示すように、短絡故障確認制御ＣのステップＳ６０１において、制御装置４０は、通常であれば比例電磁弁３０を作動させることがない程度の電流Ｉ０をドライバ３５から比例電磁弁３０に流し、ステップをステップＳ６０２に移行させる。

ステップＳ６０２において、制御装置４０は、位置センサ２６の検出値Ｐが変動したか否かを判定する。すなわち、制御装置４０は、比例電磁弁３０がドライバ３５からの電流Ｉで作動したか否かを判定する。その結果、位置センサ２６の検出値Ｐが変動していないと判定した場合、すなわち、ドライバ３５から比例電磁弁３０に流れる電流Ｉが電流Ｉ０であり比例電磁弁３０が作動していないと判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ６０３に移行させる。一方、位置センサ２６の検出値Ｐが変動していると判定した場合、すなわち、ドライバ３５から比例電磁弁３０に流れる電流Ｉが電流Ｉ０よりも大きく比例電磁弁３０が作動していると判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ６１３に移行させる。

ステップＳ６０３において、制御装置４０は、比例電磁弁３０の駆動回路における短絡故障が無いと判定して、短絡故障確認制御Ｃを終了する。具体的には、制御装置４０は、ドライバ３５の電流検出回路３８が検出する電流値が電流Ｉ０の電流値と同一であり、比例電磁弁３０の駆動回路における短絡故障が生じていないと判定して、短絡故障確認制御Ｃを終了する。

ステップＳ６１３において、制御装置４０は、比例電磁弁３０の駆動回路における短絡故障が有ると判定して、短絡故障確認制御Ｃを終了する。具体的には、図８に示すように、比例電磁弁３０の駆動回路においてＧＮＤとの短絡故障が生じた場合、比例電磁弁３０から電流検出回路３８に流れる電流Ｉ（図８における実線矢印参照）の一部がＧＮＤに流れる（図８における破線矢印参照）。この結果、電流検出回路３８が検出する電流値が電流Ｉ０の電流値よりも小さくなる。ドライバ３５は、比例電磁弁３０に流れている電流Ｉが電流Ｉ０よりも小さいと判断して、電流フィードバック制御により比例電磁弁３０に供給する電流Ｉの電流値を増大させる。増大する電流Ｉによって比例電磁弁３０が作動することで油圧アクチュエータ２０が作動する。すなわち、制御装置４０は、位置センサ２６の検出値Ｐが変動することで、比例電磁弁３０の駆動回路における短絡故障が生じていると判定して、短絡故障確認制御Ｃを終了する。

図１３に示すように、ドライバ校正制御ＤのステップＳ８０１において、制御装置４０は、ドライバ３５から比例電磁弁３０に電流Ｉ（ｎ）を所定時間流して、ステップをステップＳ８０２に移行させる。

ステップＳ８０２において、制御装置４０は、位置センサ２６の検出値Ｐが変動したか否かを判定する。すなわち、制御装置４０は、ドライバ３５からの電流Ｉ（ｎ）の電流値が比例電磁弁３０を駆動させる最小電流値Ｉｍｉｎ以上か否かを判定する。その結果、位置センサ２６の検出値Ｐが変動したと判定した場合、すなわち、ドライバ３５からの電流Ｉ（ｎ）の電流値が比例電磁弁３０を駆動させる最小電流値Ｉｍｉｎ以上であると判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ８０３に移行させる。一方、位置センサ２６の検出値Ｐが変動していないと判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ８２３に移行させる。

ステップＳ８０３において、制御装置４０は、ドライバ３５から比例電磁弁３０に流す電流Ｉ（ｎ）の電流値を所定値Ｉｖだけ小さくした電流Ｉ（ｎ＋１）を所定時間流して、ステップをステップＳ８０４に移行させる。

ステップＳ８０４において、制御装置４０は、位置センサ２６の検出値Ｐが変動していないか否かを判定する。その結果、位置センサ２６の検出値Ｐが変動していないと判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ８０５に移行させる。一方、位置センサ２６の検出値Ｐが変動していると判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ８１４に移行させる。

ステップＳ８０５において、制御装置４０は、最小電流値Ｉｍｉｎを電流Ｉ（ｎ）の電流値に設定して、ドライバ校正制御Ｄを終了する。

ステップＳ８１４において、制御装置４０は、電流Ｉ（ｎ）のｎをｎ＝ｎ＋１として、すなわち、電流Ｉ（ｎ）の電流値を所定値Ｉｖだけ小さくした電流Ｉ（ｎ＋１）を電流Ｉ（ｎ）とし、新たな電流Ｉ（ｎ）の電流値を所定値Ｉｖだけ小さくするために、ステップをステップＳ８０３に移行させる。

ステップＳ８２３において、制御装置４０は、ドライバ３５から比例電磁弁３０に流す電流Ｉ（ｎ）の電流値を所定値Ｉｖだけ大きくした電流Ｉ（ｎ＋１）を所定時間流して、ステップをステップＳ８０４に移行させる。

ステップＳ８２４において、制御装置４０は、位置センサ２６の検出値Ｐが変動しているか否かを判定する。その結果、位置センサ２６の検出値Ｐが変動していると判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ８２５に移行させる。一方、位置センサ２６の検出値Ｐが変動していないと判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ８３４に移行させる。

ステップＳ８２５において、制御装置４０は、電流Ｉ（ｎ＋１）の電流値を最小電流値Ｉｍｉｎに設定して、ドライバ校正制御Ｄを終了する。

ステップＳ８３４において、制御装置４０は、電流Ｉ（ｎ）のｎをｎ＝ｎ＋１として、すなわち、電流Ｉ（ｎ）の電流値を所定値Ｉｖだけ大きくした電流Ｉ（ｎ＋１）を電流Ｉ（ｎ）とし、新たな電流Ｉ（ｎ）の電流値を所定値Ｉｖだけ大きくするために、ステップをステップＳ８２３に移行させる。

以下では、船舶１００のアウトドライブ装置１０の制御態様における自動校正機能と操船制御との関係について説明する。

制御装置４０は、アウトドライブ装置１０の制御信号を受信すると、それまでに校正開始信号を受信しているか否かを判定する。制御装置４０は、既に校正開始信号を受信しており、かつ校正実施中又は校正が正常に完了していない場合、アウトドライブ装置１０の制御信号を無効とする。一方、制御装置４０は、既に校正開始信号を受信していない場合、又は、校正開始信号を受信しているが校正が正常に完了している場合、校正開始信号を無効とする。

次に、図１４を用いて上述の制御装置４０の制御態様における自動校正機能と操船制御との関係について具体的に説明する。

図１４に示すように、ステップＳ９０１において、制御装置４０は、アウトドライブ装置１０の制御信号を受信すると、ステップをステップＳ９０２に移行させる。

ステップＳ９０２において、制御装置４０は、アウトドライブ装置１０の校正開始信号を受信済みか否かを判定する。その結果、アウトドライブ装置１０の校正開始信号を受信済みであると判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ９０３に移行させる。一方、アウトドライブ装置１０の校正開始信号を受信していないと判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ９１３に移行させる。

ステップＳ９０３において、制御装置４０は、アウトドライブ装置１０の校正の実施中であるか否かを判定する。その結果、アウトドライブ装置１０の校正の実施中であると判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ９０４に移行させる。一方、アウトドライブ装置１０の校正の実施中でないと判定した場合、制御装置４０はステップをステップ９２４に移行させる。

ステップＳ９０４において、制御装置４０は、アウトドライブ装置１０の制御信号を無効として、自動校正の制御を継続する。すなわち、本実施形態の自動校正機能を有する船舶１００は、アウトドライブ装置１０の校正の実施中にアウトドライブ装置１０の制御が行えないように構成される。

ステップＳ９１３において、制御装置４０は、アウトドライブ装置１０の制御信号を無効とする。すなわち、本実施形態の自動校正機能を有する船舶１００は、アウトドライブ装置１０の校正が実施されていない場合、アウトドライブ装置１０の制御が行えないように構成される。

ステップＳ９２４において、制御装置４０は、アウトドライブ装置１０の校正が完了しているか否かを判定する。その結果、アウトドライブ装置１０の校正が完了していると判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ９２５に移行させる。一方、アウトドライブ装置１０の校正が完了していないと判定した場合、制御装置４０はステップをステップＳ９３５に移行させる。

ステップＳ９２５において、制御装置４０は、アウトドライブ装置１０の校正開始信号を無効として、アウトドライブ装置１０の制御を継続する。すなわち、本実施形態の自動校正機能を有する船舶１００は、アウトドライブ装置１０の校正が完了している場合、アウトドライブ装置１０の制御中にアウトドライブ装置１０の校正が実施できないように構成される。

ステップＳ９３５において、制御装置４０は、アウトドライブ装置１０の制御信号を無効として、自動校正の制御を継続する。すなわち、本実施形態の自動校正機能を有する船舶１００は、アウトドライブ装置１０の校正が完了していない場合、アウトドライブ装置１０の制御が行えないように構成される。

以上の如く、本発明に係る自動校正機能を有する船舶１００は、油圧アクチュエータ２０によって操舵するアウトドライブ装置１０を備えた船舶１００であって、油圧アクチュエータ２０のピストン位置検出装置である位置センサ２６と、作動油の方向を切り替える比例電磁弁３０と、比例電磁弁３０を制御する制御装置４０と、を具備し、制御装置４０によって、アウトドライブ装置１０の校正として、自動的に油圧アクチュエータ２０及び比例電磁弁３０の動作確認、油圧アクチュエータ２０の可動範囲の設定、及び比例電磁弁３０の設定が行われ、油圧アクチュエータ２０及び比例電磁弁３０が正常に動作しない場合、アウトドライブ装置１０の校正が中止されるように構成されたものである。このように構成することにより、作業者が手動で目視しながらアウトドライブ装置１０の校正を実施する必要がない。また、異常があればアウトドライブ装置１０の校正が中止される。これにより、油圧アクチュエータ２０等が目視できなくてもばらつきを抑制しつつ確実にアウトドライブ装置１０の校正を実施することができる。

また、制御装置４０によって、油圧アクチュエータ２０のピストン２２を所定量Ｓｖだけ一側方向と他側方向とに移動させた際に位置センサ２６の検出値Ｐが所定値Ｐｖ以上に変化していない場合、アウトドライブ装置１０の校正を中止するものである。このように構成することにより、油圧アクチュエータ２０のピストン位置に関わらず、油圧アクチュエータ２０の異常、比例電磁弁３０の異常、位置センサ２６の異常が一時に判定される。これにより、油圧アクチュエータ２０等が目視できなくてもばらつきを抑制しつつ確実にアウトドライブ装置１０の校正を実施することができる。

また、制御装置４０によって、油圧アクチュエータ２０の動作確認において正常と判定された後に、ピストン２２を油圧アクチュエータ２０の一側に向けて移動させ、位置センサ２６が第１所定範囲Ｒ１内の一の検出値Ｐ１を所定時間ｔ１出力した場合、ピストン２２が油圧アクチュエータ２０の一側端に到達したと判定し、ピストン２２を油圧アクチュエータ２０の他側に向けて移動させ、位置センサ２６が第２所定範囲Ｒ２内の一の検出値Ｐ２を所定時間ｔ１出力した場合、ピストン２２が油圧アクチュエータ２０の他側端に到達したと判定して油圧アクチュエータ２０の可動範囲を設定し、位置センサ２６が第１所定範囲Ｒ１内の一の検出値Ｐ１、若しくは／及び第２所定範囲Ｒ２内の一の検出値Ｐ２を所定時間ｔ１出力しない場合、又は検出した第１所定範囲Ｒ１内の一の検出値Ｐ１と第２所定範囲Ｒ２内の一の検出値Ｐ２との差が所定値Ｌｖ以下である場合、アウトドライブ装置１０の校正を中止するものである。このように構成することにより、位置センサ２６を利用して油圧アクチュエータ２０のストロークエンドを検出するのでアウトドライブ装置１０に過大な油圧負荷をかけることがない。これにより、油圧アクチュエータ２０等が目視できなくてもばらつきを抑制しつつ確実にアウトドライブ装置１０の校正を実施することができる。

また、制御装置４０によって、電流フィードバック制御を行う比例電磁弁駆動回路を有するドライバ３５から比例電磁弁３０が作動しない大きさの電流Ｉ０を比例電磁弁３０に流して、位置センサ２６の検出値Ｐが変動した場合、比例電磁弁３０の駆動回路に短絡故障が有ると判断してアウトドライブ装置１０の校正を中止するものである。このように構成することにより、位置センサ２６を利用して比例電磁弁３０の駆動回路における短絡故障を検出することができる。これにより、油圧アクチュエータ２０等が目視できなくてもばらつきを抑制しつつ確実にアウトドライブ装置１０の校正を実施することができる。

また、制御装置４０によって、比例電磁弁３０の駆動回路に短絡故障が無いと判定された後に、前記比例電磁弁駆動回路を有するドライバ３５から比例電磁弁３０に流す電流Ｉ（ｎ）の電流値を変化させて、位置センサ２６の検出値Ｐが変動した電流Ｉ（ｎ）のうち最小の電流値を最小電流値Ｉｍｉｎに設定するものである。このように構成することにより、位置センサ２６を利用して比例電磁弁３０の最小電流値Ｉｍｉｎが設定される。これにより、油圧アクチュエータ２０等が目視できなくてもばらつきを抑制しつつ確実にアウトドライブ装置１０の校正を実施することができる。

１０ アウトドライブ装置
２０ 油圧アクチュエータ
２６ 位置センサ
３０ 比例電磁弁
４０ 制御装置
１００ 自動校正機能を有する船舶

Claims (4)

1. 油圧アクチュエータによって操舵するアウトドライブ装置を備えた船舶であって、
   前記油圧アクチュエータのピストン位置検出装置と、作動油の方向を切り替える比例電磁弁と、前記比例電磁弁を制御する制御装置と、を具備し、
   前記制御装置によって、
   前記アウトドライブ装置の校正として、自動的に油圧アクチュエータ及び比例電磁弁の動作確認、油圧アクチュエータの可動範囲の設定、及び比例電磁弁の設定が行われ、油圧アクチュエータ及び比例電磁弁が正常に動作しない場合、アウトドライブ装置の校正が中止されるように構成され、
   前記油圧アクチュエータのピストンを所定量だけ一側方向と他側方向とに移動させた際に、前記ピストン位置検出装置の検出値が所定値以上に変化していない場合、前記アウトドライブ装置の校正が中止されるように構成された
   自動校正機能を有する船舶。
2. 前記制御装置によって、
   前記油圧アクチュエータの動作確認において正常と判定された後に、前記ピストンを油圧アクチュエータの一側に向けて移動させ、前記ピストン位置検出装置が第１所定範囲内の一の検出値を所定時間出力した場合、ピストンが油圧アクチュエータの一側端に到達したと判定し、ピストンを油圧アクチュエータの他側に向けて移動させ、ピストン位置検出装置が第２所定範囲内の一の検出値を所定時間出力した場合、ピストンが油圧アクチュエータの他側端に到達したと判定して油圧アクチュエータの可動範囲を設定し、
   前記ピストン位置検出装置が第１所定範囲内の一の検出値、若しくは／及び第２所定範囲内の一の検出値を所定時間出力しない場合、又は検出した第１所定範囲内の一の検出値と第２所定範囲内の一の検出値との差が所定値以下である場合、前記アウトドライブ装置の校正を中止する
   請求項１に記載の自動校正機能を有する船舶。
3. 前記制御装置によって、
   電流フィードバック制御を行う比例電磁弁駆動回路から前記比例電磁弁が作動しない大きさの電流を比例電磁弁に流して、前記ピストン位置検出装置の検出値が変動した場合、比例電磁弁駆動回路に短絡故障が有ると判断して前記アウトドライブ装置の校正を中止する
   請求項１又は請求項２に記載の自動校正機能を有する船舶。
4. 前記制御装置によって、
   前記比例電磁弁駆動回路に短絡故障が無いと判定された後に、比例電磁弁駆動回路から前記比例電磁弁に流す電流値を変化させて、前記ピストン位置検出装置の検出値が変動した電流値のうち最小の電流値を最小電流値に設定する
   請求項３に記載の自動校正機能を有する船舶。

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