JP6430988B2

JP6430988B2 - 操船装置

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Publication number: JP6430988B2
Application number: JP2016073355A
Authority: JP
Inventors: 渡邊　淳; 淳渡邊; 学司田村; 効一神田
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: JP2017178290A; EP3437986B1; EP3437986A4; EP3437986A1; WO2017168802A1; US10787238B2; US20190112021A1

Description

本発明は、船舶に搭載される操船装置に関する。

従来、船体内部に配置された原動機（エンジン）から切換クラッチ、プロペラシャフトを介して船体外部に配置された前後進プロペラに動力を伝達する船舶（シャフト船）が知られている。また、接岸時等における操船性の向上のために、船舶を左右一側に向かって横移動させるためのサイドスラスタが設けられた船舶が知られている。サイドスラスタは、左右方向に推力が発生するように船首側の左右方向中央付近にプロペラを配置したものである。

このようなサイドスラスタを含む２軸のシャフト船について、ジョイスティックレバーを用いることで船舶の操縦を簡単にすることが可能な操船装置が公知である（特許文献１参照）。当該操船装置によれば、操船手段としてのジョイスティックレバーの操作によって、操縦者が船体の挙動変化を熟知していなくても、船体の平行移動、その場回頭等、所望の微速移動を容易に実現することができる。

しかし、船体に作用する回転モーメントを計算するうえで定義される回頭中心と、乗船する操縦者が意図する回頭中心とは、必ずしも一致しない。また、乗船する操縦者が異なる場合には、各操縦者が意図する回頭中心は操縦者ごとにそれぞれ異なるため、操縦者の操作フィーリングが損なわれるおそれがある。

そのため、各操縦者が意図する回頭中心を中心とする回頭が都度得られるように、各操縦者が必要に応じて回頭用の校正（回頭キャリブレーション）を適宜実施することができれば、このような操作フィーリングの低下を防止できる。従って、乗船する操縦者ごとに所望の回頭が得られるように、回頭用の校正を容易に実施できる操船装置が望まれている。

特開２００７−２２４２２号公報

本発明は、回頭用の校正を容易に実施できる操船装置を提供することを目的とする。

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に係る発明は、
それぞれプロペラシャフトに連結され、船舶の前後方向の推力を発生させる左舷及び右舷の前後進プロペラが設けられる船舶に搭載され、且つ、回転操作自在且つ傾斜操作自在に構成され、船舶の移動速度と移動方向とを決定するジョイスティックレバーを備える操船装置において、
回頭用の校正時に、前記ジョイスティックレバーの回転操作によって前記左舷及び前記右舷の前後進プロペラをそれぞれ回転させ、前記ジョイスティックレバーの傾斜操作によって前記左舷及び前記右舷の前後進プロペラの前後進推進比又は各回転数を変更させ、
校正実行用の操作具が操作される場合に、変更させた前記前後進推進比に応じて発生する推力を補正係数として設定し、或いは、変更させた前記左舷及び前記右舷の前後進プロペラの各回転数によって発生する推力のうち、前記傾斜操作による前記左舷及び前記右舷の前後進プロペラの推力を補正係数として設定することによって、回頭用の校正を実施する、操船装置、としたものである。

請求項２に係る発明は、
それぞれプロペラシャフトに連結され、船舶の前後方向の推力を発生させる左舷及び右舷の前後進プロペラが設けられる船舶に搭載され、且つ、回転操作自在に構成され、船舶の回頭速度と回頭方向とを決定するジョイスティックレバーを備える操船装置において、
船舶を前進又は後進させる操作手段を備え、
回頭用の校正時に、前記ジョイスティックレバーの回転操作によって前記左舷及び前記右舷の前後進プロペラをそれぞれ回転させ、前記操作手段の所定操作によって前記左舷及び前記右舷の前後進プロペラの前後進推進比又は各回転数を変更させ、
校正実行用の操作具が操作される場合に、変更させた前記前後進推進比に応じて発生する推力を補正係数として設定し、或いは、変更させた前記左舷及び前記右舷の前後進プロペラの各回転数によって発生する推力のうち、前記所定操作による前記左舷及び前記右舷の前後進プロペラの推力を補正係数として設定することによって、回頭用の校正を実施する、操船装置、としたものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載した操船装置において、
前記ジョイスティックレバーの操作が開始される場合に、船舶の舵を中立位置に保持させる、としたものである。

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に係る発明によれば、ジョイスティックレバーの回転操作と傾斜操作との組み合わせによって、操縦者が意図する回頭を実現している状況下の左舷及び右舷の前後進プロペラの各回転数を、回転操作される場合に発生させる各回転数として容易に決定できる。このように、ジョイスティックレバーの回転操作と傾斜操作との組み合わせによって、乗船する操縦者ごとに回頭用の校正を容易に実施できる。従って、回頭用の校正を容易に実施できる操船装置を提供することができる。

請求項２に係る発明によれば、ジョイスティックレバーの回転操作と操作手段の所定操作との組み合わせによって、操縦者が意図する回頭を実現している状況下の左舷及び右舷の前後進プロペラの各回転数を、回転操作される場合に発生させる各回転数として容易に決定できる。このように、ジョイスティックレバーの回転操作と操作手段の所定操作との組み合わせによって、乗船する操縦者ごとに回頭用の校正を容易に実施できる。従って、回頭用の校正を容易に実施できる操船装置を提供することができる。

請求項３に係る発明によれば、適切な各補正係数を確実に決定することができる。

本発明に係る操船装置を備えた船舶の全体概要を示す概略図。操船装置を備えた船舶のサイドスラスタと前後進プロペラとの配置を示す概略平面図。操船装置のジョイスティックレバーの構成を示す斜視図。操船装置を備えた船舶の横移動時におけるサイドスラスタと前後進プロペラとから生じる推力の態様を示す概略平面図。（Ａ）は、ジョイスティックレバーの回転操作に応じた両舷の前後進プロペラの推力の態様を示す概略平面図、（Ｂ）は、ジョイスティックレバーの回転操作及び傾斜操作のうちの傾斜操作に応じた両舷の前後進プロペラの推力の態様を示す概略平面図、（Ｃ）は、操縦者が意図する回頭が得られるように傾斜操作が加えられたジョイスティックレバーの回転操作及び傾斜操作に応じた両舷の前後進プロペラの推力の態様を示す概略平面図。操船装置を備えた船舶における回頭の校正の制御態様を表すフローチャートを示す図。（Ａ）は、ジョイスティックレバーの回転操作に応じた両舷の前後進プロペラの推力の態様を示す概略平面図、（Ｂ）は、ジョイスティックレバーの回転操作及び傾斜操作のうちの傾斜操作に応じた両舷の前後進プロペラの推力及び回頭モーメントの態様を示す概略平面図、（Ｃ）は、操縦者が意図する回頭が得られるように傾斜操作が加えられたジョイスティックレバーの回転操作及び傾斜操作に応じた両舷の前後進プロペラの推力の態様を示す概略平面図。

まず、図１、図２及び図３を用いて、操船装置７を備える船舶１００の全体概要及び構成について説明する。なお、図１の船舶１００は、いわゆる二軸推進方式の船舶（シャフト船）を示している。但し、推進軸の数や推進装置の形式はこれに限定されるものではなく、複数の軸を有するものやアウトドライブ方式、又は、ＰＯＤ（ポッド）方式のものであってもよい。以下において、船舶１００の船首方向を前として前後左右方向を規定する。

図１と図２とに示すように、船舶１００は、動力源としてのエンジン２の動力が、プロペラシャフト４ａを介して前後進プロペラ４に伝達されるシャフト船である。船舶１００の船体１には、エンジン２、切換クラッチ３、前後進プロペラ４、舵５、サイドスラスタ６及びＥＣＵ１６からなる推進装置１７と、アクセルレバー８、操舵ハンドル９、ジョイスティックレバー１０、サイドスラスタコントローラー１１、モニタ１２、ＧＰＳ装置１３、ヘディングセンサ（方位センサ）１４及び操船制御装置１５からなる操船装置７とが具備される。なお、船舶１００は、左舷と右舷とに推進装置１７を有するシャフト船としたがこれに限定されるものではなく、スタンドライブ船等でもよく、ＰＯＤ（ポッド）式の推進装置を有する船舶であってもよい。スラスタは、船頭に設けられるバウスラスタだけでなく、船尾に設けられるスタンスラスタでもよい。

２つのエンジン２は、左舷と右舷との前後進プロペラ４をそれぞれ回転させるための動力を発生させる。エンジン２は、船体１の左舷後部側と右舷後部側とにそれぞれ配置されている。エンジン２の出力軸には、切換クラッチ３がそれぞれ接続されている。

２つの切換クラッチ３は、エンジン２の出力部から伝達された動力を正回転方向と逆回転方向とに切り換えて出力するものである。切換クラッチ３の入力側には、エンジン２の出力部が接続されている。切換クラッチ３の出力側には、プロペラシャフト４ａがそれぞれ接続されている。つまり、切換クラッチ３は、エンジン２からの動力をプロペラシャフト４ａに伝達するように構成されている。

２つの前後進プロペラ４は、前後方向の推力を発生させるものである。前後進プロペラ４は、船体１の左舷の船底と右舷の船底とを貫通して船外に至るように設けられている２本のプロペラシャフト４ａにそれぞれ接続されている。前後進プロペラ４は、プロペラシャフト４ａを介して伝達されたエンジン２の動力によって回転駆動され、その回転軸周りに配置された複数枚のブレードが周囲の水をかくことによって推力を発生させる。

２つの舵５は、前後進プロペラ４の回転駆動により発生した水流の方向を変更するものである。舵５は、船体１の左舷の船底後端（船尾側）と右舷の船底後端（船尾側）とであって前後進プロペラ４の後方にそれぞれ配置されている。舵５は、船体１に設けられた回転軸を中心として左右方向に所定の角度範囲で回転可能に構成されている。舵５は、操舵ハンドル９と連動可能に連結されている。これにより、舵５は、操舵ハンドル９の操作によってその後端部を船体１の右側に向けると、水流により発生した推力によって船舶１００の船尾が左側に推され、船首側が右側を向くように構成されている。同様に舵５は、操舵ハンドル９の操作によってその後端部を船舶１００の左側に向けると、水流により発生した推力によって船舶１００の船尾が右側に推され、船首側が左側を向くように構成されている。

サイドスラスタ６は、左右方向の推力を発生させるものである。サイドスラスタ６は、船体１の船首側であって左右方向中央に設けられている。サイドスラスタ６は、プロペラ６ａとモータ６ｂとを具備している。モータ６ｂは、一定の回転数（単位はｒｐｍ）で回転可能に構成され、モータ６ｂの駆動時間と非駆動時間とが調整されることによって所定の推力を発生させる。モータ６ｂの駆動時間が増えるにしたがって、発生する推力は大きくなる。サイドスラスタ６は、プロペラ６ａによって発生する推力が船体１の左右方向を向くように構成されている。サイドスラスタ６は、サイドスラスタコントローラー１１からの信号に基づいてモータ６ｂが駆動することによりプロペラ６ａが回転され、左右方向に任意の大きさの推力を発生させる。なお、モータ６ｂは、サイドスラスタコントローラー１１に接続され、任意の回転数で回転可能に構成されていてもよい。

操船装置７を構成するアクセルレバー８は、左舷の前後進プロペラ４の回転数（単位はｒｐｍ）、右舷の前後進プロペラ４の回転数（単位はｒｐｍ）及びそれらの回転方向についての信号を生成するものである。アクセルレバー８は、左舷の前後進プロペラ４に対応したレバーと右舷の前後進プロペラ４に対応したレバーとから構成されている。つまり、アクセルレバー８は、左舷の前後進プロペラ４と右舷の前後進プロペラ４とについての信号をそれぞれ独立して生成するように構成されている。アクセルレバー８は、船舶１００の前後方向に任意の角度で傾斜するように構成されている。アクセルレバー８は、操作方向及び操作量に応じて各エンジン２の回転数（単位はｒｐｍ）と対応する切換クラッチ３の切り換え状態についての信号をそれぞれ独立して生成するように構成されている。アクセルレバー８は、前方に傾斜するように操作されると船舶１００が前進する推力を発生させるように前後進プロペラ４の信号を生成し、後方に傾斜するように操作されると船舶１００が後進する推力を発生させるように前後進プロペラ４の信号を生成する。

操船装置７を構成する操舵ハンドル９は、舵５の回転角度を変更するものである。操舵ハンドル９は、左舷と右舷との舵５に油圧回路を介して連動連結されている。操舵ハンドル９は、右方向に回転操作されると舵５の後端部が右側に向かうように回転する。これにより、船舶１００は、前後進プロペラ４により発生した水流が右側に向かうことで船尾が左側に推され、船首側が右側を向くように構成されている。同様にして、操舵ハンドル９は、左方向に回転操作されると舵５の後端部が左側に向かうように回転する。これにより、船舶１００は、前後進プロペラ４により発生した水流が左側に向かうことで船尾が右側に推され、船首側が左側を向くように構成されている。

図１と図３とに示すように、操船装置７を構成するジョイスティックレバー１０は、船舶１００を任意の方向に移動させるための信号を生成するものである。ジョイスティックレバー１０は、任意の方向に任意の角度で傾斜できるように構成されている。また、ジョイスティックレバー１０は、レバー軸周りに任意の角度に回転操作できるように構成されている。

ジョイスティックレバー１０は、操作態様及び操作量に応じてエンジン２の回転数と切換クラッチ３の切り換え状態とについての信号、及び、サイドスラスタ６の駆動時間についての信号を生成するように構成されている。具体的には、ジョイスティックレバー１０は、任意の方向に傾斜するように操作されると、操作量と操作時間とに応じた推力で船舶１００を操作方向に移動させるための両舷の前後進プロペラ４とサイドスラスタ６との信号を生成する。また、ジョイスティックレバー１０は、レバー軸周りに回転するように操作されると、操作量と操作時間とに応じた推力で船舶１００を任意の方向に回転させるための両舷の前後進プロペラ４の信号を生成する。このように、ジョイスティックレバー１０は、船舶１００の回頭速度と回頭方向とを決定する。モータ６ｂ（図１参照）が任意の回転数で回転できるようにサイドスラスタ６が構成されている場合には、ジョイスティックレバー１０は、サイドスラスタ６の回転数を任意に設定するための信号を生成する。このようにして、ジョイスティックレバー１０は、船舶１００の移動速度と移動方向とを決定する。

ジョイスティックレバー１０は、横移動についての校正、斜め移動についての校正、及び、回頭についての校正を行うための校正実行スイッチ１０ａを具備している。校正実行スイッチ１０ａは、ＯＮ・ＯＦＦスイッチ若しくはタクタイルスイッチで構成されている。校正実行スイッチ１０ａは、横移動、斜め移動、及び、回頭についての校正の開始を指示するためのスイッチである。また、各校正の実施時に校正実行スイッチ１０ａが操作されると、これらの各校正の制御態様に基づいて補正係数を決定し、その補正係数に基づいて回転数等の設定値を校正する。

ジョイスティックレバー１０は、ジョイスティックレバー１０による操船を可能とするレバー操作スイッチ１０ｂを具備しており、レバー操作スイッチ１０ｂは、ＯＮ・ＯＦＦスイッチ若しくはタクタイルスイッチで構成されている。操縦者の操作によってレバー操作スイッチ１０ｂが有効となると、船舶１００はジョイスティックレバー１０による操船が可能な状態になる。操縦者の操作によってレバー操作スイッチ１０ｂが無効となると、船舶１００はジョイスティックレバー１０を操作しても操船出来ない状態となる。

操船装置７を構成するサイドスラスタコントローラー１１は、サイドスラスタ６を駆動させるものである。サイドスラスタコントローラー１１は、オン操作されるとサイドスラスタ６のプロペラ６ａによって左右方向の推力が発生するようにサイドスラスタ６のモータ６ｂを任意の回転方向で回転させる。

操船装置７を構成するＧＰＳ（ＧＰＳ：ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）装置１３は、船舶１００の位置座標を計測（算出）するものである。ＧＰＳ装置１３は、複数のＧＰＳ衛星からの信号を受信することで船舶１００の位置座標を算出し、現在の位置を緯度Ｌａ（ｎ）と経度Ｌｏ（ｎ）として出力する。つまり、位置算出装置としてのＧＰＳ装置１３は、船舶１００の位置座標の絶対値を算出する。

操船装置７を構成する方位算出装置であるヘディングセンサ１４は、船舶１００の方向を計測（算出）するものである。ヘディングセンサ１４は、ＧＰＳ装置１３の情報から船舶１００の船首の方位を算出する。つまり、ヘディングセンサ１４は、船舶１００の船首の絶対方位を算出する。

図１に示すように、ＥＣＵ１６は、エンジン２を制御するものである。ＥＣＵ１６には、エンジン２の制御を行うための種々のプログラムやデータが格納される。ＥＣＵ１６は、各エンジン２にそれぞれ設けられる。ＥＣＵ１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、或いは、ワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。

ＥＣＵ１６は、エンジン２の図示しない燃料供給ポンプの燃料調量弁、燃料噴射弁及び各種センサ等と接続され、燃料調量弁の開度、燃料噴射弁の開閉を制御することができ、各種センサが検出する情報を取得することが可能である。

操船装置７を構成する操船制御装置１５は、アクセルレバー８、操舵ハンドル９及びジョイスティックレバー１０等からの検出信号に基づいてエンジン２、切換クラッチ３及びサイドスラスタ６を制御するものである。操船制御装置１５は、ＧＰＳ装置１３からの情報に基づいて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に構成されている。

操船制御装置１５は、エンジン２、切換クラッチ３、サイドスラスタ６の制御を行うための種々のプログラムやデータが格納される。

操船制御装置１５は、各切換クラッチ３及び各エンジン２のＥＣＵ１６に接続され、各切換クラッチ３の状態、各エンジン２の起動状況及び各ＥＣＵ１６が各種センサから取得するエンジン回転数や各種信号を取得することが可能である。

操船制御装置１５は、各切換クラッチ３にクラッチの状態を変更する（切り換える）信号を送信することが可能である。

操船制御装置１５は、ＥＣＵ１６に燃料供給ポンプの燃料調量弁、燃料噴射弁その他エンジン２の各種機器を制御するための信号を送信することが可能である。

操船制御装置１５は、アクセルレバー８及びジョイスティックレバー１０と接続され、アクセルレバー８及びジョイスティックレバー１０からの信号を取得することが可能である。

操船制御装置１５は、サイドスラスタ６のサイドスラスタコントローラー１１に接続され、サイドスラスタ６を制御するための信号を送信することが可能である。

操船制御装置１５は、ＧＰＳ装置１３及びヘディングセンサ１４に接続され、船舶１００の絶対座標と絶対方位とを取得することが可能である。

操船制御装置１５は、モニタ１２に接続され、船舶１００の現在位置やジョイスティックレバー１０による操船状況をモニタ１２に表示させることが可能である。

以下では、操船装置７による回頭の校正について説明する。

先ず、発明者は、左舷及び右舷の舵５を中立位置（即ち、船舶１００を直進させるための位置）に保持させ、且つ、サイドスラスタ６は駆動させない状態で、左舷と右舷との前後進プロペラ４を互いに逆方向に同じ回転数だけ回転させる（言い換えると、左舷と右舷との前後進プロペラ４の前後進推進比を合せる）ことによって、船舶１００が重心Ｇを中心に回頭することを見出した。

図４は、操船装置７を備えた船舶１００の横移動時におけるサイドスラスタ６、及び、左舷と右舷との前後進プロペラ４から生じる推力の態様を示している。図４に示すように、任意の形状からなる船体１の重心Ｇから船首方向に向かって重心間距離Ｌ１の位置にサイドスラスタ６が設けられ、船尾の左舷と右舷とに前後進プロペラ４が軸間距離Ｌ２で設けられているとする。

船舶１００におけるサイドスラスタ６による推力Ｔｔ０、左舷の前後進プロペラ４による推力Ｔｐ０及び右舷の前後進プロペラ４による推力Ｔｓ０の重心周りのモーメントのつりあいは以下の数１に示す通りである。更に、推力Ｔｐ０と推力Ｔｓ０との平均値を基準推力Ｔ０、推力Ｔｐ０と推力Ｔｓ０との推力差をΔＴ０とすると、推力Ｔｐ０と推力Ｔｓ０との関係は数２、数３に示す通りである。これにより、推力差ΔＴ０は、数４に示す通り重心間距離Ｌ１と軸間距離Ｌ２との比率と推力Ｔｔ０との関数として表される。

しかしながら、乗船する操縦者が意図する回頭中心は、実際の回頭中心（即ち、船舶１００の重心Ｇ）に必ずしも一致しない。例えば、図示しない操船席の位置又は船首と船尾との中間位置等に重心があると操縦者が推測しているにも関わらず、船体１の形状、エンジン２の位置、積載物の量等によっては操縦者が推測する位置からずれた位置に船体１の重心Ｇがあるような事案が考えられる。この場合には、船舶１００がその場回頭するように操縦者が船舶１００を操縦したとしても、船体１には操縦者の意図した動作とは異なる動作が生じる。例えば、この場合に、船舶１００の重心Ｇを中心にして船体１がその場回頭することによって、操縦者が意図する回頭中心には回頭成分が生じる。

そこで、発明者は、操縦者が認識する位置からずれた位置に船体１の重心Ｇがあるとしても、操縦者の意図する回頭中心を中心にして船舶１００をその場回頭させることが可能な方法について思案した。その結果、発明者は、重心Ｇを中心とするその場回頭のための推力を発生させている左舷と右舷との前後進プロペラ４のうちの一方の前進側の推力を増大又は減少させ且つ他方の後進側の推力を減少又は増大させる、或いは、前後進プロペラ４の前後進推進比自体を変更させることによって、意図する回頭中心に回頭成分が生じることなく回頭中心の位置を船体１の前後方向に移動させることができることを見出した。

具体的には、所望の回頭中心が船舶１００の重心Ｇの位置よりも船頭側にある場合には、船舶１００のその場回頭のための左舷と右舷との前後進プロペラ４の各回転数に対して、後方へ推力を発生させている一方の前後進プロペラ４の回転数が上昇（推力が増大）し、且つ、前方へ推力を発生させている他方の前後進プロペラ４の回転数が低下（推力が減少）することにより、船舶１００自体が前後へ移動することなく、実際の回頭中心だけが重心Ｇの位置から船頭側へ移動することができる。

なお、操縦者が意図する回頭中心が重心Ｇの位置よりも船尾側にある場合は、これの逆となる。つまり、所望の回頭中心が船舶１００の重心Ｇよりも船尾側にある場合には、船舶１００の回頭のための左舷と右舷との前後進プロペラ４の各回転数に対して、後方へ推力を発生させている一方の前後進プロペラ４の回転数が低下（推力が減少）し、且つ、前方へ推力を発生させている他方の前後進プロペラ４の回転数が上昇（推力が増大）することにより、船舶１００自体が前後へ移動することなく、実際の回頭中心だけが重心Ｇの位置から船頭側へ移動することができる。

このようにして、操縦者は、操船装置７に対して、操船装置７が搭載される船舶１００ごとに、回頭の際の左舷及び右舷の前後進プロペラ４の各推力の校正を実施することにより、実際の回頭中心を意図する回頭中心に一致させることができる。また、操船装置７は、重心Ｇを中心とする船舶１００のその場回頭のための左舷と右舷との前後進プロペラ４の各推力に対して、操縦者が意図する回頭中心を中心にしてその場回頭できる左舷と右舷との前後進プロペラ４の推力の補正量を記憶できる。任意の回頭速度で回頭の校正を実施すれば、異なる別の回頭速度において回頭を実施する際にも、操船装置７はこの補正量を利用して回頭中心を補正することができ、船舶１００は操縦者が意図する回頭中心を中心にして回頭することができるようになる。

以下では、回頭用の校正を行う回頭モードによる校正手順を具体的に説明する。

なお、操船装置７は、各スイッチ１０ａ・１０ｂの操作を含めて、ジョイスティックレバー１０の操作が開始される場合に、左右の舵５を中立位置（即ち、船舶１００を直進させるための位置）に保持させる。

図５（Ａ）に示すように、船舶１００は、ジョイスティックレバー１０のレバー軸周りの回転操作により回頭する場合、ジョイスティックレバー１０の時計回り又は反時計回りの回転量に応じた左舷の前後進プロペラ４による推力Ｔｐ１と右舷の前後進プロペラ４による推力Ｔｓ１とによって、回転操作方向に応じて回頭する。なお、船体１の回頭のためのジョイスティックレバー１０の回転操作だけでは、サイドスラスタ６のモータ６ｂは回転せず、サイドスラスタ６から推力は発生しない。サイドスラスタ６は、船体１の斜め移動と横移動とのためのジョイスティックレバー１０の傾斜操作の操作時間に応じて推力を発生させる。

重心Ｇの位置から意図する回頭中心（例えば、より船頭側）への実際の回頭中心の移動のためには、回転操作とともに、意図する回頭中心を中心にして船舶１００が回頭する傾斜角度でジョイスティックレバー１０が前方に傾斜操作される。より船尾側への実際の回頭中心の移動のためには、回転操作とともに、意図する回頭中心を中心にして船舶１００が回頭する傾斜角度でジョイスティックレバー１０が後方に傾斜操作される。

このような傾斜操作が回転操作に加えられると、図５（Ｂ）に示すように、推力の補正量Ｔｐｒ・Ｔｓｒが、回頭のための左舷と右舷との前後進プロペラ４による推力Ｔｐ１・Ｔｓ１（図５（Ａ）参照）にベクトル加算される。図５（Ｂ）に示す補正量Ｔｐｒ・Ｔｓｒは、船舶１００を前進させる推力であって、重心Ｇを中心として船舶１００をその場回頭させる左舷と右舷との前後進プロペラ４による推力Ｔｐ１・Ｔｓ１に対して、実際の回頭中心を重心Ｇの位置からより船頭側に移動させる推力である。

このような補正量Ｔｐｒ・Ｔｓｒが左舷と右舷との前後進プロペラ４による推力Ｔｐ１・Ｔｓ１に加えられることにより、図５（Ｃ）に示すように、操縦者が意図する回頭中心Ｃｉを中心にして回頭する。つまり、船舶１００は、ジョイスティックレバー１０の回転量及び傾斜角度に応じた左舷の前後進プロペラ４による推力Ｔｐｎと右舷の前後進プロペラ４による推力Ｔｓｎとによって、回頭中心Ｃｉを中心にして回頭する。このように、実際の回頭中心が重心Ｇから船体１の前後方向に移動することにより、船舶１００は、操縦者の意図する回頭中心Ｃｉを中心にしてその場回頭することができる。

なお、操船装置７は、ジョイスティックレバー１０の他に、図示しない別の操作手段を備えていてもよい。操縦者は、ジョイスティックレバー１０の回転操作に対する傾斜操作の代わりに、別の操作手段の操作によって、回頭用の校正を実施することができる。

例えば、回頭用の校正時には、タッチパネル式のモニタ１２（図１参照）上に船体１の前方向を示す矢印と後方向を示す矢印とが表示される（図示せず）。前方向を示す矢印のタッチ操作によれば、左舷と右舷との前後進プロペラ４による推力は、船舶１００を前進させるように変化する。後方向を示す矢印のタッチ操作によれば、左舷と右舷との前後進プロペラ４による推力は、船舶１００を後進させるように変化する。回頭用の校正時における二つの矢印に対するタッチ操作は、船舶１００を前進又は後進させる所定操作である。

また、操縦者が着座するための上記操船席の近傍には、船舶１００を前進させるボタンと船舶１００を後進させるボタンとが設けられていてもよい（図示せず）。回頭用の校正時における二つのボタンに対する操作は、船舶１００を前進又は後進させる所定操作である。

次に、操船制御装置１５を含む操船装置７における回頭用の校正の制御態様について、具体的に説明する。

図６に示すように、ステップＳ１１において、操船制御装置１５は、ジョイスティックレバー１０から回頭用の校正の開始を指示する信号を取得すると、回頭についての校正を行うモード（回頭モードという）に変更し、ステップをステップＳ１２に移行させる。

ステップＳ１２において、操船制御装置１５は、レバー軸周りに回転操作されたジョイスティックレバー１０の時計回り又は反時計回りの何れかの回転方向と回転量とに対応した信号を所定時間ごとに取得すると、ステップをステップＳ１３に移行させる。

操船制御装置１５は、ジョイスティックレバー１０が回転操作された信号を取得すると、ステップＳ１３において、回転方向及び回転量に応じて、左舷と右舷との前後進プロペラ４の間で推力差ΔＴ１が生じるように、左舷の前後進プロペラ４を推力Ｔｐ１が生じる回転数である回転数Ｎｐ１で回転させ、右舷の前後進プロペラ４を推力Ｔｓ１が生じる回転数である回転数Ｎｓ１で回転させ、回転数差ΔＮ１が生じている状態で、ステップをステップＳ１４に移行させる。

ステップＳ１４において、操船制御装置１５は、校正実行スイッチ１０ａ（図３参照）がオンに操作されたか否かを判定する。ここで、操船制御装置１５は、Ｙｅｓと判定する場合にはステップをステップＳ１７に移行させ、Ｎｏと判定する場合にはステップをステップＳ１５に移行させる。

ステップＳ１５において、操船制御装置１５は、ジョイスティックレバー１０の回転方向と回転量とに対応した信号とともに、傾斜操作されたジョイスティックレバー１０の傾斜方向と傾斜角度とに対応した信号を所定時間ごとに取得すると、ステップをステップＳ１６に移行させる。

或いは、ジョイスティックレバー１０の傾斜操作の代わりに上述の別の操作手段が操作される場合には、操船制御装置１５は、ステップＳ１５において、ジョイスティックレバー１０の回転方向と回転量とに対応した信号とともに、上述の別の操作手段の操作に対応した信号を所定時間ごとに取得してもよい。取得した後には、操船制御装置１５は、ステップをステップＳ１６に移行させる。

つまり、操船制御装置１５は、ジョイスティックレバー１０の回転方向と回転量とに対応した信号とともに、前方向を示す矢印へのタッチ操作に対応した信号と後方向を示す矢印へのタッチ操作に対応した信号とを取得することも可能である。或いは、操船制御装置１５は、ジョイスティックレバー１０の回転方向と回転量とに対応した信号とともに、船舶１００を前進させるボタンの操作に対応した信号と船舶１００を後進させるボタンの操作に対応した信号とを取得してもよい。

ステップＳ１６において、操船制御装置１５は、ジョイスティックレバー１０の回転方向、回転量、傾斜方向及び傾斜角度に応じて、左舷と右舷との前後進プロペラ４の間で推力差ΔＴｎが生じるように、左舷の前後進プロペラ４を推力Ｔｐｎが生じる回転数である回転数Ｎｐｎで回転させ、右舷の前後進プロペラ４を推力Ｔｓｎが生じる回転数である回転数Ｎｓｎで回転させ、回転数差ΔＮｎが生じている状態で、ステップをステップＳ１４に移行させる。

操船制御装置１５は、ステップＳ１４〜ステップＳ１６の各ステップを、ステップＳ１４においてＹｅｓと判定するまで繰り返す。ステップＳ１４〜ステップＳ１６の各ステップが繰り返される間は、ジョイスティックレバー１０の回転方向、回転量、傾斜方向及び傾斜角度に対して、所望の回頭がまだ得られていないと操縦者が判断している。つまり、ステップＳ１４〜ステップＳ１６の各ステップが繰り返される間にステップＳ１５において操船制御装置１５が取得する信号は、操縦者が意図しない回頭中心を中心とする回頭の動作が表れる推力（又は、船体１の前後進の動作が表れる推力を発生させる信号）を発生させる信号であるといえる。

一方、ジョイスティックレバー１０の回転方向及び回転量に対して、又は、回転方向、回転量、傾斜方向及び傾斜角度に対して、所望の回頭が得られたと操縦者が判断する場合に校正実行スイッチ１０ａが操作されると、操船制御装置１５がステップＳ１４においてＹｅｓと判定することができる。つまり、ステップＳ１４において操船制御装置１５がＹｅｓと判定する場合に、ステップＳ１２又はステップＳ１５において操船制御装置１５が取得した信号は、所望の回頭が得られる推力を発生させる信号、即ち、操縦者が意図する回頭中心Ｃｉを中心とする回頭の動作が表れる推力を発生させる信号であるといえる。

このように、ステップＳ１２〜ステップＳ１６において、操船装置７は、ジョイスティックレバー１０の回転操作の回転量に応じて左舷及び右舷の前後進プロペラ４をそれぞれ回転させ、所望の回頭中心Ｃｉを中心にして船舶１００が回頭するように操作されるジョイスティックレバー１０の傾斜操作の傾斜角度に応じて左舷及び右舷の前後進プロペラ４の各回転数を変更させる。

ステップＳ１７において、操船制御装置１５は、校正実行スイッチ１０ａからの信号を取得すると、ステップをステップＳ１８に移行させる。

ステップＳ１８において、操船制御装置１５は、ステップＳ１４の判定時点、又は、ステップＳ１７の取得時点において発生している左舷の前後進プロペラ４の回転数Ｎｐｎについて、当該時点における傾斜操作の傾斜角度に対応する左舷の前後進プロペラの回転数Ｎｐｎｉを、補正値として設定する。また、操船制御装置１５は、ステップＳ１４の判定時点、又は、ステップＳ１７の取得時点において発生している右舷の前後進プロペラ４の回転数Ｎｓｎについて、当該時点における傾斜操作の傾斜角度に対応する右舷の前後進プロペラの回転数Ｎｓｎｉを、補正値として設定する。

言い換えると、操船制御装置１５は、左舷と右舷との前後進プロペラ４の各回転数Ｎｐｎ・Ｎｓｎによって発生する推力のうち、当該時点における傾斜操作の傾斜角度に対応する左舷と右舷との前後進プロペラの各回転数Ｎｐｎｉ・Ｎｓｎｉによって発生する推力を、回頭中心の移動のための補正係数Ｃｐ・Ｃｓとして設定する。このように、操船装置７は、ジョイスティックレバー１０の回転操作と傾斜操作との組み合わせによって、所望の回頭に必要な左舷及び右舷の前後進プロペラ４の各回転数Ｎｐｎ・Ｎｓｎによる推力を発生させたうえで、適切な補正係数Ｃｐ・Ｃｓを設定する。操船制御装置１５は、ステップＳ１８に続いて、ステップをステップＳ１９に移行させる。

ステップＳ１９において、操船制御装置１５は、ステップＳ１４の判定時点又はステップＳ１７の取得時点におけるジョイスティックレバー１０の回転操作の回転量、若しくは、当該時点におけるジョイスティックレバー１０の回転操作の回転量に対応する左舷と右舷との前後進プロペラの回転数Ｎｐｎｒ・Ｎｓｎｒを、設定した各補正係数Ｃｐ・Ｃｓとともに記憶し、ステップを終了する。

なお、ステップＳ１５とステップＳ１６とを経由せずに、ステップＳ１１〜Ｓ１４を経由した後にステップＳ１７にステップが移行した場合には、ステップＳ１９において、ステップＳ１２の信号の取得時点又はステップＳ１４の判定時点におけるジョイスティックレバー１０の回転操作の回転量に対応する左舷の前後進プロペラ４の回転数Ｎｐ１及び右舷の前後進プロペラ４の回転数Ｎｓ１による推力を、各補正係数Ｃｐ・Ｃｓとしてジョイスティックレバー１０の当該回転量とともに記憶する。

回頭用の校正が済んだ後には、ジョイスティックレバー１０が回転操作されると、操船装置７は、各補正係数Ｃｐ・Ｃｓを用いて、回転操作の回転量に応じた左舷及び右舷の前後進プロペラ４の各回転数に応じた推力を発生させる。具体的には、操船制御装置１５は、ジョイスティックレバー１０の回転操作の任意の回転量に対応する左舷の前後進プロペラ４の校正前の回転数に、定量の補正係数Ｃｐを含む関数を加算することにより、左舷の前後進プロペラ４の回転数を変化させる。また、操船制御装置１５は、ジョイスティックレバー１０の回転操作の任意の回転量に対応する右舷の前後進プロペラ４の校正前の回転数に、定量の補正係数Ｃｓを含む関数を加算することにより、右舷の前後進プロペラ４の回転数を変化させる。

言い換えると、操船制御装置１５は、ジョイスティックレバー１０の回転操作の任意の回転量に対応する左舷と右舷との前後進プロペラ４の校正前の回転数による各推力に、補正係数Ｃｐ・Ｃｓを含む関数をそれぞれベクトル加算することにより、左舷と右舷との前後進プロペラ４の推力を変化させる。このように、操船制御装置１５は、補正係数Ｃｐ・Ｃｓを用いることにより、ジョイスティックレバー１０の回転量の変化に応じて、左舷及び右舷の前後進プロペラ４の各回転数を変化させることができる。

なお、ステップＳ１５とステップＳ１６とを経由せずに、ステップＳ１１〜Ｓ１４を経由した後にステップＳ１７にステップが移行した場合には、操船制御装置１５は、ジョイスティックレバー１０の回転操作の各回転量に対応する左舷及び右舷の前後進プロペラ４の校正前の各回転数を引き続き使用する。

なお、回頭の校正は、左舷及び右舷の前後進推進比を変更することによっても対応できる。なお、前後進推進比とは、前進側の推力に対する後進側の推力の比のことをいう。

具体的には、所望の回頭中心が船舶１００の重心Ｇの位置よりも船頭側にある場合には、船舶１００のその場回頭のための左舷と右舷との前後進プロペラ４の各回転数に対して、後進側推力を発生させている前後進プロペラの推力を増大させる若しくは前進側推力を発生させている前後進プロペラの推力を減少させることによって、前後進推進比を変更する。これにより、船舶１００自体が前後へ移動することなく、実際の回頭中心だけが重心Ｇの位置から船頭側へ移動することができる。一方、所望の回頭中心が船舶１００の重心Ｇの位置よりも船尾側にある場合には、船舶１００のその場回頭のための左舷と右舷との前後進プロペラ４の各回転数に対して、後進側推力を発生させている前後進プロペラの推力を減少させる若しくは前進側推力を発生させている前後進プロペラの推力を増大させることによって、前後進推進比を変更する。これにより、船舶１００自体が前後へ移動することなく、実際の回頭中心だけが重心Ｇの位置から船頭側へ移動することができる。

図７（Ａ）に示すように、船舶１００は、ジョイスティックレバー１０のレバー軸周りの回転操作により回頭する場合、ジョイスティックレバー１０の時計回り又は反時計回りの回転量に応じた左舷の前後進プロペラ４による推力Ｔ１ｃと右舷の前後進プロペラ４による推力Ｔ２ｃとによって、回転操作方向に応じて回頭する。

重心Ｇの位置から意図する回頭中心（例えば、より船頭側）への実際の回頭中心の移動、若しくは、より船尾側への実際の回頭中心の移動のためには、回転操作とともに、意図する回頭中心を中心にして船舶１００が回頭する傾斜角度でジョイスティックレバー１０が傾斜操作される。

図７（Ｂ）に示すように、より船頭側への実際の回頭中心の移動のための傾斜操作がジョイスティックレバー１０の回転操作に加えられると、一方の舷にだけ推力が追加される場合と同様の効果として、回頭のための左舷と右舷との前後進プロペラ４による推力Ｔ１ｃ・Ｔ２ｃ（図７（Ａ）参照）に補正量Ｆｆがベクトル加算されて、ジョイスティックレバー１０の傾斜操作が回転操作に追加される前後において、左舷と右舷との前後進プロペラ４による各推力の他に船体１の回頭モーメントも変化する。

前後進推進比の変更のために、このような補正量Ｆｆが左舷の前後進プロペラ４の推力Ｔ１ｃにベクトル加算されることにより、図７（Ｃ）に示すように、左舷の前後進プロペラ４は推力Ｔ１ｃから変化した推力Ｔ１ｅを発生させる。このように変化した前後進推進比によれば、船舶１００は、操縦者が意図する回頭中心Ｃｉを中心にして回頭できる。なお、左舷の前後進プロペラ４の推力Ｔ１ｃに補正量Ｆｆが加算される代わりに、右舷の前後進プロペラ４の推力Ｔ２ｃに補正量Ｆｆが減算されることでもよい。この場合も前後進推進比が変更され、操縦者が意図する回頭中心Ｃｉを中心にして回頭することができる。

操船制御装置１５は、変更させた前後進推進比に応じて発生する推力（即ち、補正量Ｆｆ）を補正係数として設定し、この補正係数を記憶する。回頭用の校正が済んだ後には、操船制御装置１５は、ジョイスティックレバー１０の回転操作の任意の回転量に対応する左舷と右舷との前後進プロペラ４の校正前の回転数による各推力の何れか一方に、この補正係数を含む関数をベクトル加算することにより、一方の前後進プロペラ４の推力を変化させる。

なお、船舶１００を前進又は後進させる操作は、ジョイスティックレバー１０の傾斜操作に限定されず、上述の操作手段による所定操作であってもよい。

以上の各構成によれば、乗船する操縦者ごとに所望の回頭が得られるように、回頭用の校正を容易に実施できる。そのため、各操縦者は、船舶１００の重心Ｇの位置、船体１の形状等を認識していなくても、容易に所望の回頭を得ることができる。

１船体
２エンジン
４前後進プロペラ
４ａプロペラシャフト
６サイドスラスタ
７操船装置
１０ジョイスティックレバー
１０ａ校正実行スイッチ（操作具）
１５操船制御装置
１００船舶

Claims

それぞれプロペラシャフトに連結され、船舶の前後方向の推力を発生させる左舷及び右舷の前後進プロペラが設けられる船舶に搭載され、且つ、回転操作自在且つ傾斜操作自在に構成され、船舶の移動速度と移動方向とを決定するジョイスティックレバーを備える操船装置において、
回頭用の校正時に、前記ジョイスティックレバーの回転操作によって前記左舷及び前記右舷の前後進プロペラをそれぞれ回転させ、前記ジョイスティックレバーの傾斜操作によって前記左舷及び前記右舷の前後進プロペラの前後進推進比又は各回転数を変更させ、
校正実行用の操作具が操作される場合に、変更させた前記前後進推進比に応じて発生する推力を補正係数として設定し、或いは、変更させた前記左舷及び前記右舷の前後進プロペラの各回転数によって発生する推力のうち、前記傾斜操作による前記左舷及び前記右舷の前後進プロペラの推力を補正係数として設定することによって、回頭用の校正を実施する、操船装置。
それぞれプロペラシャフトに連結され、船舶の前後方向の推力を発生させる左舷及び右舷の前後進プロペラが設けられる船舶に搭載され、且つ、回転操作自在に構成され、船舶の回頭速度と回頭方向とを決定するジョイスティックレバーを備える操船装置において、
船舶を前進又は後進させる操作手段を備え、
回頭用の校正時に、前記ジョイスティックレバーの回転操作によって前記左舷及び前記右舷の前後進プロペラをそれぞれ回転させ、前記操作手段の所定操作によって前記左舷及び前記右舷の前後進プロペラの前後進推進比又は各回転数を変更させ、
校正実行用の操作具が操作される場合に、変更させた前記前後進推進比に応じて発生する推力を補正係数として設定し、或いは、変更させた前記左舷及び前記右舷の前後進プロペラの各回転数によって発生する推力のうち、前記所定操作による前記左舷及び前記右舷の前後進プロペラの推力を補正係数として設定することによって、回頭用の校正を実施する、操船装置。
前記ジョイスティックレバーの操作が開始される場合に、船舶の舵を中立位置に保持させる、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の操船装置。