JPS63301196A - 船舶の姿勢制御装置 - Google Patents

船舶の姿勢制御装置

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JPS63301196A
JPS63301196A JP62134080A JP13408087A JPS63301196A JP S63301196 A JPS63301196 A JP S63301196A JP 62134080 A JP62134080 A JP 62134080A JP 13408087 A JP13408087 A JP 13408087A JP S63301196 A JPS63301196 A JP S63301196A
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JP
Japan
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vessel
attitude
trim
trim angle
angle
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JP62134080A
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English (en)
Inventor
Katsumi Torikai
鳥飼　克己
Masaaki Takahashi
正哲 高橋
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Yamaha Marine Co Ltd
Original Assignee
Sanshin Kogyo KK
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Publication date
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • G05D1/0875—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted to water vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H20/00—Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
    • B63H20/08—Means enabling movement of the position of the propulsion element, e.g. for trim, tilt or steering; Control of trim or tilt
    • B63H20/10—Means enabling trim or tilt, or lifting of the propulsion element when an obstruction is hit; Control of trim or tilt

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は船舶の姿勢制御装置に係り、推進機のトリム角
か可変である船舶の姿勢制御装置に関する。
［従来の技術］ 一般に船舶において、特に小型船舶において最高速度や
燃料消費率の向上を目的として推ａ機のトソム操作か行
なわれる。特に、ハスポートやランナハウト艇などの軽
量な船舶においては、推進機のトリム角か変化すると船
舶自体の姿勢か大きく変化し、従って、トリム角の操作
は船舶の姿勢にとって重要である。このトリム角の操作
は、具体的には、まず加速に入る前に推進機の推進ユニ
ットを最も直立するような状態にフルトリムインして加
速に備え、船舶かブレイニングの後推進ユニ・ントをト
リムアップして最適位置に位首せしめ、これによって船
舶の最高速度およびエンシンンの低燃費をめざしている
。
しかし、このトリム角の操作を怠ると、加速時に推進プ
ロペラの空回りが生し易くなり、結果としてブレイニン
グかてきなくなる恐れもある。また最適なトリム角の決
定は従来運転者の熟練に委ねられており、高速走行中に
おいてはその最適トリム角を探し出すことに注意を奪わ
れ、安全運転を怠りかちである。さらに、加速、減速の
度に最適トリム角か変わるためトリム操作をその度に行
なわなければならず、その操作は大変繁雑である。
このような欠点を解消すべく、従来においては、ある条
件のもとでトリム角を自動的に操作するものか種々提案
されている。（例えば特開昭５６−９０７９６号など） ［発明か解決しようとする問題点］ しかし、これらの自動的にトリム角操作を行なう従来の
ものにあっては、トリム角操作により船舶の安定性か悪
くなることについて何ら配慮されていない。すなわち、
例えばトリムアップ操作により船舶の速度か上昇するに
つれ、船舶の接木面積か減少するなどのため、船舶の安
定性か悪くなるか、この安定性を考慮した自動トリム操
作に関する従来技術は見当らない。
本発明は、このような従来技術に鑑みなされたちのて、
その目的とするところは、船舶の走行状態に応した最適
なトリム角で船舶を走行させて走行効率の向上を図ると
ともに、船舶の安定性をも維持することかてきる船舶の
姿勢制御装置を提供するにある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、このような目的を達成するために、船舶の姿
勢検出手段と、該姿勢検出手段の結果に基き船舶の推進
機のトリム角制御を必要とすることを判断する判断手段
と、該判断手段の結果に基き船舶の推進機のトリム角を
プリセット角まで制御するトリム角制御手段と、船舶の
基準姿勢設定手段と、該基準姿勢設定手段により設定さ
れた基準姿勢と前記姿勢検出手段による現在の船舶の姿
勢を比較する比較手段と、該比較手段の結果に基き船舶
の姿勢を制御する姿勢制御手段と、を備えたものである
。
［作用］ この構成により、判断手段により推進機のトリム角制御
を必要とすることを判断した場合、例えば船舶かブレイ
ニングに入ったことを判断した場合、トリム角制御手段
により推進機のトリム角かプリセット角まで制御される
。その状態て、設定された船舶の基準姿勢と現在の姿勢
を比較手段によって比較し、船舶か基準姿勢よりも不安
定な場合は船舶の姿勢を安定させるよう姿勢制御手段に
より制御し、一方船舶の姿勢か基準姿勢よりも安定な場
合には基準姿勢になるまで船舶の走行効率を追求させる
ことかてきる。
［実施例］ 以下、本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。
まず第１図には本発明をモータボートに適用した場合の
概略構成図か示されている。ここで符号１１は船舶とし
てのボートの船体、１２は推進機としての船外機、１３
はトリムセンサー、１４はローリングセンサー、１５は
ピッチングセンサー、１６は船外ｆｉ１２のトリム角の
プリセット角設定器、１７はトリム角制御のオートマチ
ックモートとマニュアルモートを切り替えるモートスイ
ッチ、１８は手動で操作するトリムスイッチ、１９はエ
ンジン回転速度センサー、２０はコントロールユニット
、２１はパワートリム・チルトリレー、２２はパワート
リム・チルトユニット、２３はエンジンのスロットル制
御アクチュエーターである。
以上のような検出器ならびにスイッチ類は第２図に示す
ような構成で接続されている。すなわち、トリムセンサ
ー１３、ローリンクセンサー１４、ピッチングセンサー
１５、プリセット角設定器１６、からのアナロク信号か
コントロールユニット２０のＡ／Ｄコンバータ２５に入
力され、ここでデジタル信号に入力されて中央処理ユニ
ット２８に送られる。またモートスイッチ１７、トリム
スイッチ１８、エンジン回転速度センサー１９の信号は
コントロールユニット２ｏの入力インターフェイス２６
を介して中央処理ユニット２８に入力される。２９は発
振回路である。コントロールユニット２０の出力信号は
前記パワートリム・チルトリレー２１を介してパワート
リム・チルトユニット２２を制御する。すなわちこの実
施例てはコントロールユニット２ｏの出力信号によって
船舶の姿勢を制御する手段としてトリム角を制御するも
のである。
なお、中央処理ユニット２８の出力信号をリレー２１ａ
を介してエンジンのスロットル制御アクチュエーター２
３に送り、これによって船舶の姿勢制御手段としてエン
ジン回転速度を制御することもてき、この実施例の制御
ルーチンのプロクラムは後述する第３実施例として説明
する。
前記コントロールユニット２０内には図示しないＲＯＭ
か設けられ、このＲＯＭには所定の制御ルーチンを備え
たプログラムか記憶されている。
第３Ａからｍ３Ｄ図に基いてそのプロクラムの概略を説
明する。まず第３Ａ図を参照し、制御ルーチンの第１段
階としてモートスイッチをオートマチックモードとし、
トリム角のプリセット角を設定してこれを目標角とし、
トリムスイッチをオフとして推進機かフルトリムインの
状態とする。
この第１段階を符号３２で示す。ここで、トリムスイッ
チかオンの場合にはオートトリム回路をオフとし、また
推進機がフルトリムインの状態でない場合には前記パワ
ートリム・チルトリレーのトリムタウンリレーをオンと
してフルトリムインになる状態まで繰返す。
その後船舶か加速されて第２段階３３てトリム角を制御
する必要かある状態か否か、すなわち例えば船舶かブレ
イニング状態に入ったか否かを判断する。具体的には、
エンジン回転速度か基準回転速度（例えば３０００ｒｐ
ｍ）以上であって、かつハング角すなわち船首の上昇傾
斜角か基準のハンプ角を越えたかを判断し、これら条件
を満足した場合には一定時間（例えば２秒）待つ。ここ
で一定時間待つのは推進プロペラか空回りしてキャビテ
ーションを起すのを防止するためである。
次に第３Ｂ図を参照し、ここで第３Ｂ図の■は第３Ａ図
の■に続く意味である。第３段階３４として、前記一定
時間経過したことを確認した後、オートトリムの要求、
船舶の基準姿勢を示す基準値計測の要求、および後述す
るトリムアップ後の一定時間（例えば５秒間）待つ要求
のフラッグをたてる。
次に第４段階３５て再び前記モート、エンジン回転速度
、プリセット角設定状態、トリムスイッチの状態を確認
する。ここて、トリムスイッチかオンの場合にはマニュ
アル操作を優先させ、マニュアルタウンの場合には現在
のトリム角を目標角とし、マニュアルアップの場合には
前記プリセット角を目標角とする。
トリムスイッチがオフの場合には第５段階３６でまずオ
ートトリムの要求かあったか否か判断し、あった場合に
は現在のトリム角と目標角を比較し、両者か等しい詩に
はオートトリムの要求をクリアするとともにトリムを制
御するリレーをオフとする。現在のトリム角か目標角よ
りも大きい場合にはトリムタウンリレーをオンとし、小
さい場合にはトリムアップリレーをオンとし、この場合
前記第３段階３４と第２段階３３の間のステップに戻る
。第３Ｂ図の■は第３Ｃ図の■に統く。
第３Ｃ図を参照し、前記第５段階でトリム角をプリセッ
ト角までトリムアップした後、第６段階３７で一定時間
（例えば５秒間）待ち、船舶の加速度か小さくなって各
センサー出力か安定するのを待つ。
続いて第７段階３８で前記ビッチンクセンサーやローリ
ングセンサーの出力を計測し、船舶の基準姿勢の基準値
としてこれを設定する。
次に第８段階３９として現在の船舶の姿勢を計測する。
第３Ｃ図の■は第３Ｄ図の■に統く。
第３Ｄ図において、第９段階４０として船舶の姿勢の基
準値と現状の姿勢計測値を比較し、基準値のほうか大き
い場合には安定とみなし、小さい場合には不安定とみな
す。不安定な場合には現在のトリム角とプリセット角を
比較して現在のトリム角が大きい場合にはプリセット角
を目標値に制御し、一方小さい場合にはトリムタウンす
る。すなわち、トリム角の目標値を例えば４度づつ下げ
、その後目標値とフルトリムインしたトリム角を比較す
る。ここでなお目標値か小さい場合には目標値をフルト
リムインのトリム角に制御する。
一方船の姿勢か安定とみなされた場合、トリムアップし
て走行性能をさらに追求する。すなわち、現在のトリム
角とプリセット角を比較して現在のトリム角か小さい場
合には目標値を例えば４度づつ上昇させ、その後目標値
とプリセット角を比較して目標値か大きい場合には目標
値をプリセット角と等しく制御する。
これら制御の後再びオートトリムの要求のフラッグをた
て、その制御は前記第３Ｂ図の第３段階３４と第４段階
３５の間のステップに戻る。なお、運転者がエンジンの
スロットルバルブを戻してエンジン回転速度を基準速度
（例えば３０００ｒｐｍ）以下にした時、トリム角はフ
ルトリムインの状態とする。なお上記第３Ａから第３Ｄ
図において各図の円で囲んだ数字は他の図の同一の数字
の場所に制御ステップか続くことを表している。
以上の第１実施例においては、センサー出力、例えばビ
ッチンクセンサーやローリンクセンサーの出力を計測し
てこれを船舶の基準姿勢値として設定したか、これに変
え、予め船舶の姿勢の不安定判断値をメモリーに入力し
ておき、これを船舶の姿勢の基準値としてもよい。その
実施例か第２実施例として第４Ａから第４Ｃ図に示され
、これらはそれぞれ前記第１実施例の第３Ａから第３Ｃ
図に対応している。
すなわち、この第２実施例か前記第１実施例と異なる点
は、第４Ａ図に符号４４で示すように制御ルーチンの第
１段階３２て予め船体姿勢基準値を読み込む点と、第４
Ｂ図での第３段階３４において符号４６で示すようにま
た第４段階３５て符号４８で示すように、オートトリム
の要求についてのフラッグのみをたて、第１実施例のよ
うな基準値計測や一定時間を待つための要求のフラッグ
をたてる必要かない点および第４Ｃ図において第６段階
３７て５秒などの一定時間待つ必要かない点ならびに第
１実施例の第７段階３８の行程か全く不要となる点であ
る。その他の制御ルーチンは第１実施例と全く同様なの
て説明は省略する。
次に第５Ｂ図から第５Ｃ図には本発明の第３実施例が示
されている。この実施例か第１実施例と異なる点は、第
１実施例においては船の姿勢か不安定と判断した場合に
は推進機のトリム角をダウンさせることにより姿勢を安
定化させたのに対し、この実施例ではエンジン回転速度
を下げることにより船舶の安定性を得るようにした点で
ある。なおこの第５Ｂ図から第５Ｃ図は第１実施例の第
３Ｂ図から第３Ｄ図に対応している。
まず第５Ｂ図において、第５峻階３６においてオートト
リムの要求かない場合には気化器のスロットルバルブの
オート要求、すなわち自動制御のリクエストかあるかな
いかを判断し、ある場合にはエンジン回転速度を自動的
に目標値に制御するステップ５２が含まれる。また５４
で示すステップにおいてスロットルバルブのオート要求
をクリアしている。第５Ｃ図において、第７段階３８て
基準値を設定すると同時にエンジン回転速度の基準値Ｘ
を設定するステップ５６を含んている。さらに第５Ｄ図
においては、Ｍｌ実施例の第９段階４０とは異なり、全
体を符号５８て示すようにエンジン回転速度を制御する
ことにより船を安定化させている。すなわち、船舶の姿
勢か不安定と判断した場合には、エンジン回転速度の現
状値を例えば２００ｒｐｍづつダウンさせ、その目標値
を例えば５０００ｒｐｍに制御し、一方船の姿勢か安定
と判断した場合には現状のエンジン回転速度を例えば２
００ｒｐｍづつ増大せしめ、目標値を先に設定した設定
値Ｘｒｐｍに制御する。
そしてその後スロットルバルブのオート要求を再び行な
い、同様の制御を繰返す。
［効果］ 以上説明したように本発明によれば、推進機のトリム角
を最適なトリム角に制御することにより船舶の走行効率
を自動的に最適な状態に制御し得るとともに、船の安定
性も確保てきるという優れた効果かある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る船舶の姿勢制御装置に係る一実施
例の構成部材の配置状態を示す模式図、第２図は本発明
の制御回路のフロック図、第３Ａから第３Ｄ図は本発明
の第１実施例の制御ルーチンを備えたプログラムを示す
フローチャート、第４Ａから第４Ｃ図は本発明の制御ル
ーチンの第２実施例を示すフローチャート、第５Ｂ図か
ら第５Ｄ図は本発明の制御ルーチンの第３実施例を示す
フローチャートである。 １１・・・船体 １２・・・船外機 １３・・・トリムセンサー １４・・・ローリンクセンサー １５・・・ピッチングセンサー １６・・・プリセット角設定器 １７・・・モードスイッチ １８・・・トリムスイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）船舶の姿勢検出手段と、該姿勢検出手段の結果に
    基き船舶の推進機のトリム角制御を必要とすることを判
    断する判断手段と、該判断手段の結果に基き船舶の推進
    機のトリム角をプリセット角まで制御するトリム角制御
    手段と、船舶の基準姿勢設定手段と、該基準姿勢設定手
    段により設定された基準姿勢と前記姿勢検出手段による
    現在の船舶の姿勢を比較する比較手段と、該比較手段の
    結果に基き船舶の姿勢を制御する姿勢制御手段と、を備
    えた船舶の姿勢制御装置。
JP62134080A 1987-05-29 1987-05-29 船舶の姿勢制御装置 Pending JPS63301196A (ja)

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US07/199,245 US4931025A (en) 1987-05-29 1988-05-26 Posture control device for marine vessels

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