JPS59184099A - 舶用オ−トパイロツト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、舶用オートパイロット装置に関する。

従来の舶用オートパイロット装置は、第１図に示すよう
な制御ブロックで構成されている。

ここで、第１図中の符号１はジャイロ（幾横を示してお
り、２は船舶１０の進行方向信号用配線、３は船舶進行
方向設定器、４は設定進行方向信号用配線、５はｉ＋。

（、：算器、６は進行方向エラー信号用配線、°７は操
舵制御系の制御器、８は舵角指令信号用配線、９は舵、
１０は船舶を示している。

この制御ブロックでは、フィードバンク制御が行なわれ
ており、次のよう（こ動作する。

シャイｌ１７１１構１によって、進行方向信号を検出し
、この進行方向信号と船舶進行方向設定器３で設定され
た設定方向信号との差を減算器５で求め、その減算器５
からの出力である偏差信号を配線６を介して制御器７に
入力する。

そして、制御器７および舵９により、船舶１０の進行方
向を自動制御している。

すなわち、船舶進行方向設定器３で設定された方向にの
み自動制御可能である。

また、偏差信号は、その値が零となるよう適宜制御器７
で制御が行なわれる。

しかしながら、このような従来の舶用オートパイロット
装置では、荒天時、転覆防止のため、船舶と波の方向の
差、すなわち相対波向を基準に進行方向を決定する際に
、常に手動で舵角を制御しなければならないという問題
点がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、船体の進行方向が、波向ないし風向に対して所定角度
偏倚した方向となるように自動制御できるよっにした、
舶用オートパイロ７ド装置を提供することを目的とする
。

このため、本発明の舶用オートパイロット装置は、船舶
の進行方向を設定する船舶進行方向設定器と、上記船舶
の進行方向を検出するジャイロ機構と、同ジャイロ機構
からの進行方向信号および上記船舶進行方向設定器から
の設定方向信号を受けてその偏差信号を出力する減算器
と、同減算器からの偏差信号が減少するように舵角を制
御する操舵制御系とをそなえ、風向センサからの風向Ｉ
Ｇ号、風速センサからの風速信号、船速センサからの船
速信号および上記ジャイロ機構からの進行方向信号を受
けて実風向信号を演算する実風向演算器と、実風向に対
応する船舶進行方向を設定する相対風向バイアス設定器
と、上記実風向演算器からの実風向信号に上記相対風向
バイアス設定器からの出力信号を加算して相対風向基準
設定進行方向信号を出力する加算器とが設けられて、上
記船舶進行方向設定器からの設定方向信号および上記加
算器からの相対風向基準設定進行方向信号のうちいずれ
が一方を選択的に上記減算器へ出力するモード切換スイ
ッチか設けられたことを特徴としている。

以下、図面により本発明の一実施例としての舶用オート
パイロット装置について説明すると、第２図はそのブロ
ック図、第３図はその作用を示す平面図である。

なお、第２，３図中、第１図と同じ符号はほぼ同様のも
のを示す。

一般的に、波向と風向とは同じ方向となるので、ここで
は相対風向を制御する場合について説明する。

第２図中の符号１１は風向センサＡがらの風向信号用配
線を示しており、１２は風速センサＢがらの風速（風力
）信号用配線、１３は船速センサＣからの船速信号用配
線、１４は実風向演算器、１５は実風向信号用配線、１
６は相対風向バイアス設定器、１７は加算器、１８は相
対風向基準設定進行方向信号用配線、１９はモード切換
スイッチ、Ａは風向センサ、Ｂは風速センサ、Ｃは船速
センサを示している。

また、実風向演算器１４は、風向信号、風速信号、船舶
進行方向信号および船速信号をそれぞれ配線１１゜１２
．１３，２を介して受けて実風向信号を求めるもので、
この実風向信号は配線１５を介して加算器１７へ供給さ
れる。

相対風向バイアス設定器１６は風向に対して、どの方向
に船舶１０を進めるか方位補正の機能をもち、その出力
信号は、加算器１７によって加算され、風向を基準とし
た船舶の進行方向を得る。

モード切換スイッチ１９は、進行方向設定器３によって
進行方向を制御するか、加算器１７からの相対風向基準
設定進行方向信号によって進行方向を制御するかの切換
（幾能を受は持つ。

本発明の舶用オートパイロット装置は、上述のごとく構
成されているので、まず、実風向演算器１４が風向、風
速、船速およびＱｊ）船道行方向の各入力信号を受けて
実風向を求める手順について説明する。

第３図において、船舶１０の速度ベクトルをＶｓとする
。

この速度ベクトルＶｓは、船速センサＣによって求めら
れる。

またその速度ベクトル＼ｌｓの方位角度をθＳとする。

この方位角度θＳは、ジャイロ機構２によって求められ
るものと同じものである。

さらに１．風向センサＡおよび風速センサＢによって求
めた風の速度ベクトルを■―とする。

風の速度ベクトルｖＩｌｌは、船舶１−０の速度ベクト
ルＶｓを持った船舶１０の上で計測したものであるので
、風の真の方向θｔ、真速度Ｖはベクトル＼１ｔで求め
られる。

なお、ベクトルＶｓとベクトルＶｔとの間の角度をθｓ
ｔとする。

よって、真の風向θｔは、次式によって求められる。

θｔ＝θＳ＋θｓｔ この真の風向θｔは、実風向信号として実風向演算器１
４で演算される。

続いて、この実風向演算器１４からの実風向信号と、相
対風向バイアス設定器１６からのバイアス信号とから相
対風向基準設定進行方向信号を求める手順について説明
する。

相対風向バイアス設定器１６は、真の方向θｔである実
風向信号を基準とし、船舶１０の進行方向を指定する機
能がある。

その指定範囲は、プラス９０度からマイナス９０度まで
に設定される。

すなわち、真の方向θｔから±９０度の範囲までが加算
されて、指定範囲として選択でき、その範囲は、ｆ５３
図の符号りによって示される。

ここで、相対風向バイアス設定器１６か、らのバイアス
信号を０度に設定すると、船舶１０の進行方向は、真の
ｊ虱向θＬと同じ方向、すなわち、風と順方向になる。

バイアス信号をプラス９０度もしくはマイナス９０度ｉ
こ設定した場合には、船舶１０の進行方向は、第３図の
ベクトル＼！°ρもしくはベクトル＼７ｒ／）方向、っ
まり横風を受けた方向となる。

一般に、風の進行方向と波の進行方向とは同じで、大ト
さし比例すると言われるので、０度に設定した場　　　
　□合の船舶の進行方向は波と対向する方向となり、波
に向って船舶が進むこととなって、荒天時の転覆が防止
さ２する。

なお、バイアス信号は±α度（く９０度）に設定しても
よく、この場合の指定範囲は、第３図に示すように、指
定範囲Ｄ′となる。

このとき、加算器１７から出力される船舶１０の進行方
向は、現在の進行方向に近い方向に選択されて、θｃｌ
（＝θを一α）度となり、船速ベクトルは、Ｖｄとなる
。

ここでは、波向と比例関係にある風向を計測する例を示
したが、波向が計測で軽れば同じような制御９作用が得
られる。

また、モード切換スイッチ１９は、風速センサＢからの
風速信号が所定値以上になった時切換えられるようにな
っており、この切換は手動によって行なってもよい。

さらに、上述の相対風向バイアス設定器１６でのバイア
ス信号は、風速センサＢからの風速信号に応じて変化す
るようにしてもよく、例えば、風速が高くなったとき、
指定範囲が狭くなるように設定される。

以上詳述したように本発明の舶用オートパイロット装置
によれば、船舶の進行方向を設定する船舶進行方向設定
器と、上記船舶の進行方向を検出するジャイロ機構と、
同ノヤイロ機構λ・らの進行方向信号および上記船舶進
行方向設定器からの設定方向信号を受けてそのｆＱ差信
号を出力する減算器と、同減算器からの偏差信号が減少
Ｔるように舵角を制御する罫舵制御系とをそなえ、風向
センサからの風向信号、風速センサがらの風速信号、船
速センサからの船速信号および上記ジャイロ１戊構から
の進行方向信号を受けて実風向信号を演算する実風向演
算器と、実風向に対応する船舶進行方向を設定する４０
対風向バイアス設定器と、上記実風向演算器からの実風
向信号に上記Ａ’ＩＩ対風向バイアス設定器からの出力
信号を加算して相対風向基準設定進行方向信号を出力す
る加算器とが設けられて、上記船舶進行方向設定器から
の設定方向信号および上記加算器からの相対風向基壁設
定進行方向信号のうちいずれが一方を選択的に上記減算
器へ出力するモード切換スイッチが設けられるという簡
素な構成で次のような効果ないし利点が得られる。

（１）風向、波向に対して船舶の進行方向を自動制御す
ることができる。

（２）風力を利用する帆船やヨツトに本発明を適用した
場合には、推進効率の良い追風を受けなから常に推進で
きる。

（３）荒天時、すなわち、海の波高か高い時にも、船舶
の安全上最適な波向、風向を自動的に翁することがで終
る。

【図面の簡単な説明】

第１図の従来の舶用オートパイロシト装置のプロ／り図
、＠２，３図は本発明の一実施例としての舶用オートパ
イロット装置を示すもので、第２図はそのブロック図、
第３図はその作用を示す平面図で・ある。 １・・ジャイロ機構、２・・船舶進行方向信号用配線、
３・・進行方向設定器、４・・設定進行方向信号用配線
、５・・減算器、６・・進行方向エラー信号用配線、７
・・制御器、８・・蛇角指唸信号用配線、９・・舵、１
０・・船舶、１１・・風向信号用配線、１２・・風速（
風力）信号用配線、１３・・船速信号用配線、１４・・
実風向演算器、１５・・実風向信号用配線、１６・・相
対風向バイアス設定器、１７・・加算器、１８・・相対
風向基準設定進行方向信号用配線、１９・・モード切換
スイッチ、Ａ・・風向センサ、Ｂ・・風速センサ、Ｄ・
・船速センサ。 復代理人　弁理士　飯沼義彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 船舶の進行方向を設定する船舶進行方向設定器と、上記
   船舶の進行方向を検出するシ゛ヤイロ機構と、同ジャイ
   ロ機構からの進行方向信号および上記船舶進行方向設定
   器からの設定方向信号を受けてその偏差信号を出力する
   減算器と、同減算器からの偏差信号が減少するように舵
   角を制御する操舵制御系とをそなえ、風向センサからの
   風向信号、風速センサからの風速信号、ｌｌＯ速センサ
   からの船速信号および上記ジャイロ（ぺ構からの進行方
   向信号を受けて実風向信号を演算する実風向演算器と、
   実風向に対応する船舶進行方向を設定する相対風向バイ
   アス設定器と、上記実風向演算器からの実風向信号に上
   記相対風向バイアス設定器からの出力信号を加算して相
   対風向基準設定進行方向信号を出力する加算器とが設け
   られて、上記船舶進行方向設定器からの設定方向信号お
   よび上記加算器からの相対風向基準設定進行方向信号の
   うちいずれか一方を選択的に上記減算器へ出力するモー
   ド切換スイッチか設けられたことを特徴とする、舶用オ
   ートパイロット装置。