WO2017164394A1 - 船舶 - Google Patents

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WO2017164394A1
WO2017164394A1 PCT/JP2017/012120 JP2017012120W WO2017164394A1 WO 2017164394 A1 WO2017164394 A1 WO 2017164394A1 JP 2017012120 W JP2017012120 W JP 2017012120W WO 2017164394 A1 WO2017164394 A1 WO 2017164394A1
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WO
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ship
lever
shift lever
sensor
hull
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PCT/JP2017/012120
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English (en)
French (fr)
Inventor
学司 田村
渡邊　淳
Original Assignee
ヤンマー株式会社
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Publication date
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Priority to EP17770434.3A priority patent/EP3434582B1/en
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/21—Control means for engine or transmission, specially adapted for use on marine vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/21—Control means for engine or transmission, specially adapted for use on marine vessels
    • B63H21/213—Levers or the like for controlling the engine or the transmission, e.g. single hand control levers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/02—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/21—Control means for engine or transmission, specially adapted for use on marine vessels
    • B63H2021/216—Control means for engine or transmission, specially adapted for use on marine vessels using electric control means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/24—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being small craft, e.g. racing boats

Definitions

  • the present invention relates to a ship, and more particularly to a technique that enables a ship to be operated like a vehicle.
  • Patent Document 1 discloses a technique for starting a fixed point holding control of a ship by turning on a holding switch. Further, a general ship is provided with a mechanism for performing a shift change at a forward position, a neutral position, and a reverse position.
  • Ship maneuvering operations are unique and there are many parts that differ greatly from land vehicle maneuvering methods, so beginners need time to get used to maneuvering.
  • This invention makes it a subject to provide the technique for operating a ship like a vehicle in view of such a condition.
  • the ship of the present invention includes a propulsion device that generates propulsive force in the hull by power from an engine, a detection means that detects a current position, a bow direction, and a moving speed of the hull, and the magnitude and direction of the output of the propulsion device
  • a propulsion device that generates propulsive force in the hull by power from an engine
  • a detection means that detects a current position, a bow direction, and a moving speed of the hull, and the magnitude and direction of the output of the propulsion device
  • a shift lever a lever sensor for detecting an operation position of the shift lever, the propulsion device, the detection means, and the lever sensor, and an operation state of the propulsion device and the detection means
  • a control device that acquires a detection result by a lever sensor and controls the propulsion device based on the detection result, and the operation position of the shift lever includes at least four of forward, neutral, reverse, and positioning.
  • the control device controls the fixed point when the operation position of the shift lever detected by
  • the ship of the present invention further includes: an accelerator pedal that controls the rotational speed of the engine; and an accelerator sensor that detects an operation amount of the accelerator pedal and transmits the detected operation amount of the accelerator pedal to the control device.
  • the control device controls the output of the propulsion device based on the operation position of the shift lever detected by the lever sensor and the operation amount of the accelerator pedal detected by the accelerator sensor.
  • the control device controls the maximum output of the propulsion device according to the operation position of the shift lever detected by the lever sensor.
  • the figure which shows the basic composition of a ship The figure which shows an engine and an outdrive apparatus.
  • the block diagram of ship handling control The figure which shows the structure of a shift lever.
  • the figure which shows the flow of a vehicle sense ship maneuvering The figure which shows the flow of a vehicle sense ship maneuvering.
  • the ship 100 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Although the ship 100 of this embodiment has shown what is called a biaxial propulsion type ship, the number of propulsion axes is not limited to this, and what is necessary is just to have a some axis
  • the ship 100 includes two engines 10 and two outdrive devices 20 in the hull 1.
  • Each outdrive device 20 that is a propulsion device is driven by the engine 10, and a propulsion force is generated in the hull 1 by rotating the propeller 25 for propulsion of the outdrive device 20.
  • the hull 1 includes an accelerator pedal 2, a steering wheel 3, a joystick lever 4, a shift lever 41, a brake pedal 42, and the like as operating tools for operating the ship 100. In accordance with the operation of these operating tools, the operating state of the engine 10, the propulsive force by the outdrive device 20 and the direction of action thereof are controlled.
  • the ship 100 is a stan-drive ship provided with two engines 10 and two outdrive devices 20, but is not limited to this, for example, a shaft having a plurality of propulsion shafts. It may be a ship or a ship having a POD type propulsion device.
  • the hull 1 is provided with a marine vessel maneuvering control device 30 for performing marine vessel maneuvering control of the marine vessel 100.
  • the hull 1 includes the steering 3, the joystick lever 4, the shift lever 41, the brake pedal 42, and the current position, the bow direction, and the moving speed of the hull 1 as operation means for controlling the outdrive device 20 to operate the ship.
  • detection means 5 for detecting a GNSS device 5a for detecting the current position and moving speed of the hull 1 and a heading sensor 5b for detecting the bow direction are provided.
  • the GNSS device 5a acquires the current position of the hull 1 every predetermined time by the satellite positioning system, thereby detecting the moving speed and moving direction based on the position movement in addition to the current position of the hull 1. Further, the turning speed is detected based on the change amount per time in the bow direction detected by the heading sensor 5b.
  • the hull 1 is provided with a monitor 6 in the vicinity of the steering wheel 3 and the like for displaying the operation status of the operation tool, the detection result by the detection means 5 and the like.
  • the current position, bow direction, moving speed, etc. of the hull 1 are detected by the detection means 5 including the GNSS device 5a and the heading sensor 5b, but the present invention is not limited to this.
  • the GNSS device for detecting the current position of the hull a gyro sensor for detecting the bow direction of the hull, and an electromagnetic log for detecting the water speed of the hull may be separately detected. And it is good also as a structure which detects all the present positions, bow directions, moving speeds, etc. only with a GNSS apparatus.
  • the ECU 15 controls the engine 10 and is provided in each engine 10.
  • the ECU 15 stores various programs and data for controlling the engine 10.
  • the ECU 15 may be configured such that a CPU, a ROM, a RAM, an HDD, and the like are connected by a bus, or may be configured by a one-chip LSI or the like.
  • the ECU 15 is electrically connected to a fuel metering valve of a fuel supply pump (not shown) of the engine 10, a fuel injection valve, and various sensors that detect operating conditions of various devices.
  • the ECU 15 controls the supply amount of the fuel metering valve and the opening and closing of the fuel injection valve, and acquires information detected by various sensors.
  • the outdrive device 20 generates propulsive force in the hull 1 by rotating the propeller 25 for propulsion.
  • the outdrive device 20 includes an input shaft 21, a switching clutch 22, a drive shaft 23, an output shaft 24, and a propeller for propulsion 25.
  • one outdrive device 20 is linked and connected to one engine 10.
  • the number of outdrive devices 20 with respect to the engine 10 is not limited to this embodiment.
  • the drive device is not limited to the outdrive device 20 of the present embodiment, and may be a device whose propeller is driven directly or indirectly by an engine or a POD type.
  • the input shaft 21 transmits the rotational power of the engine 10 to the switching clutch 22.
  • One end portion of the input shaft 21 is connected to a universal joint attached to the output shaft 10a of the engine 10, and the other end portion is connected to a switching clutch 22 disposed inside the upper housing 20U.
  • the switching clutch 22 can switch the rotational power of the engine 10 transmitted via the input shaft 21 or the like between the forward rotation direction and the reverse rotation direction.
  • the switching clutch 22 has a forward rotating bevel gear and a reverse rotating bevel gear connected to an inner drum having a disk plate.
  • the switching clutch 22 transmits power by pressing the pressure plate of the outer drum connected to the input shaft 21 against one of the disk plates.
  • the switching clutch 22 is configured to be able to transmit a part of the rotational power of the engine 10 to the propeller for propulsion 25 by setting the pressure plate in a half-clutch state in which the pressure plate is incompletely pressed against any of the disk plates.
  • the rotational position of the engine 10 is configured to be unable to be transmitted to the propeller 25 for propulsion by setting the pressure plate to a neutral position where it is not pressed against any disk plate.
  • the drive shaft 23 transmits the rotational power of the engine 10 transmitted through the switching clutch 22 and the like to the output shaft 24.
  • the bevel gear provided at one end of the drive shaft 23 meshes with the forward rotation bevel gear and the reverse rotation bevel gear of the switching clutch 22, and the bevel gear provided at the other end is an output shaft disposed inside the lower housing 20R. Engage with 24 bevel gears.
  • the output shaft 24 transmits the rotational power of the engine 10 transmitted through the drive shaft 23 and the like to the propeller 25 for propulsion.
  • the bevel gear provided at one end of the output shaft 24 meshes with the bevel gear of the drive shaft 23 as described above, and a propulsion propeller 25 is attached to the other end.
  • the propeller 25 for propulsion generates a propulsive force by rotating.
  • the propeller 25 for propulsion is driven by the rotational power of the engine 10 transmitted through the output shaft 24 and the like, and a plurality of blades 25b arranged around the rotary shaft 25a generate propulsive force by removing surrounding water.
  • the outdrive device 20 is supported by a gimbal housing 1a attached to a stern board (transom board) of the hull 1. Specifically, the outdrive device 20 is supported by the gimbal housing 1a so that the gimbal ring 26 that is a pivot point of the outdrive device 20 is in a substantially vertical direction from the water line w.
  • the upper part of the gimbal ring 26 is extended inside the gimbal housing 1a (hull 1), and a steering arm 29 is attached to the upper end thereof. Then, by rotating the steering arm 29, the gimbal ring 26 is rotated, and the outdrive device 20 is rotated around the gimbal ring 26.
  • the steering arm 29 is driven by a hydraulic actuator 27 that operates in conjunction with the operation of the steering 3 and the joystick lever 4.
  • the hydraulic actuator 27 is controlled by an electromagnetic proportional control valve 28 that switches the flow direction of hydraulic oil in accordance with the operation of the steering 3 and the joystick lever 4.
  • the boat maneuvering control device 30 controls the engine 10 and the outdrive device 20 based on detection signals from operating tools such as an accelerator pedal 2, a steering wheel 3, a joystick lever 4, a shift lever 41, and a brake pedal 42. Control. Further, the boat maneuvering control device 30 acquires information on the current position, moving speed, moving direction, bow direction, and turning amount of the hull 1 from the detection means 5 (GNSS device 5a and heading sensor 5b). Then, the ship maneuvering control device 30 controls the ship 100 based on the detection result by the detecting means 5 and the operation of each operation tool.
  • GNSS device 5a and heading sensor 5b the detection means 5
  • the ship maneuvering control device 30 controls the ship 100 based on the detection result by the detecting means 5 and the operation of each operation tool.
  • the boat maneuvering control device 30 stores various programs and data for controlling the engine 10 and the outdrive device 20.
  • the boat maneuvering control device 30 may be configured such that a CPU, ROM, RAM, HDD, or the like is connected by a bus, or may be configured by a one-chip LSI or the like.
  • the boat maneuvering control device 30 is connected to the accelerator pedal 2, the steering 3, the joystick lever 4, the shift lever 41, the brake pedal 42, and the like, and acquires detection signals generated by various sensors when these operation tools are operated.
  • the boat maneuvering control device 30 includes an accelerator sensor 51 that detects a depression amount that is an operation amount of the accelerator pedal 2, and a steering sensor that detects a turning angle that is an operation amount of the steering 3. 52, a sensor for detecting the operation angle and operation amount of the joystick lever 4, a lever sensor 53 for detecting the operation position of the shift lever 41, and a brake sensor 54 for detecting the depression amount, which is the operation amount of the brake pedal 42.
  • the detection values based on the detection signals transmitted from these sensors are acquired as the respective operation amounts.
  • the boat maneuvering control device 30 is electrically connected to the ECU 15 of each engine 10 and acquires various detection signals relating to the operation status of the engine 10 acquired by the ECU 15. On the other hand, the boat maneuvering control device 30 provides the ECU 15 with a signal for turning on / off the power of each engine 10 (ECU 15), a fuel metering valve of the fuel supply pump, and other control signals for controlling various devices of the engine 10. Send.
  • the boat maneuvering control device 30 is electrically connected to the electromagnetic proportional control valve 28 of each outdrive device 20, and controls the electromagnetic proportional control valve 28 based on a control signal from each operation tool to steer.
  • a lever guide 43 for guiding the operation is provided around the shift lever 41.
  • forward (S, 1, 2, 3), neutral (N), reverse (R) are arranged on a straight line, and positioning (P) is arranged on the side of neutral (N).
  • the shift lever 41 can be held at each position, and the shift position where the shift lever 41 is held is detected by the lever sensor 53.
  • the shift lever 41 is operated along one direction from the neutral (N) position to the forward (S, 1, 2, 3) position and the reverse (R) position along the lever guide 43, and the neutral (N) position.
  • To the positioning (P) position is operated along a direction perpendicular thereto.
  • the operation position of the shift lever 41 of the present embodiment includes a total of seven positions of four types of forward, neutral, reverse, and positioning.
  • a plurality of speed positions are provided, trolling (super low speed) in forward (S), low speed in forward (1), medium speed in forward (2), high speed in forward (3), Each speed is set separately.
  • the position of the shift lever 41 is not limited to this embodiment, and may be any position that includes at least four positions of forward, neutral, reverse and positioning.
  • the shape of the lever guide 43 is not limited to that of the present embodiment, but the operation direction to the positioning position is configured to be different from the operation direction from the neutral position to the forward movement position or the reverse movement position. It is preferable to do.
  • the fixed point holding control is executed by operating the shift lever 41 to the positioning (P) position.
  • the fixed point holding control is control for holding the position of the ship 100 and the heading of the hull 1.
  • the ECU 15 and each outdrive device 20 of each engine 10 are controlled so that the propulsive force by the two outdrive devices 20 is balanced with an external force such as wind power or tidal power.
  • the boat maneuvering control device 30 obtains from the detecting means 5.
  • the target movement amount, the target movement direction, and the target turning amount are calculated based on the information on the current position, moving speed, moving direction, bow direction, and turning amount of the hull 1 that has been performed.
  • the output and direction of the driving force of the outdrive device 20 are controlled.
  • the shift lever 41 has a maximum rotational speed of the engine 10 according to its operating position.
  • the maximum output by the outdrive device 20 maximum moving speed of the hull 1
  • the accelerator pedal 2 are controlled.
  • the stepping amount of the accelerator pedal 2 and the output allocation until reaching the maximum output are controlled so that the maximum output is set when the pedal is fully depressed. That is, by operating the shift lever 41, a pseudo gear change is performed, and a speed range that can be output by the outdrive device 20 is set for each operation position.
  • the actual output of the outdrive device 20 (the navigation speed of the ship 100) within the speed range set by the shift lever 41 is operated by the accelerator pedal 2 shown below.
  • the accelerator pedal 2 controls the number of revolutions of the two engines 10 and is provided in the hull 1.
  • the depression amount of the accelerator pedal 2 is detected by the accelerator sensor 51, and the boat maneuvering control device 30 transmits a control signal to the ECU 15 according to the detected depression amount of the accelerator pedal 2 to change the rotation speed of the engine 10. .
  • the output of the outdrive device 20 is controlled by the operation position of the shift lever 41 and the depression amount (stepping strength) of the accelerator pedal 2, and the navigation speed of the ship 100 is determined. Further, when the shift lever 41 is operated to the low speed forward (S) position and set to the low speed range of the forward movement, the depression amount of the accelerator pedal 2 is assigned as the slip ratio (trolling ratio) of the switching clutch 22 in the half clutch state. This makes it possible to perform detailed operations within a low speed range.
  • the shift lever 41 including at least four operation positions of forward, neutral, reverse, and positioning is provided, and the maximum output of the outdrive device 20 is controlled according to the operation position, thereby The navigation speed of 100 is suppressed.
  • the ship 100 it is possible to cause the ship 100 to have a pseudo-shift change in the vehicle such that the operation position of the shift lever 41 is changed so that the ship 100 has a desired navigation speed. Can be realized.
  • the shift lever 41 is operated to the positioning position, the vehicle 100 is controlled in a pseudo manner by executing the fixed point holding control of the ship 100. That is, it is possible to realize a ship maneuvering (stop operation) as if it were a vehicle.
  • the output of the outdrive device 20 within the speed range set by the shift lever 41 is controlled by operating the accelerator pedal 2. This corresponds to the traveling control operation itself in the vehicle, and realizes the maneuvering in a vehicle sense.
  • the GNSS device 5a detects the current position and navigation speed of the ship 100 so that it is not necessary to check the speed one by one in the bay, and determines whether the navigation speed is within the restricted area from the current position of the ship 100. If there is, the navigation speed can be limited so as not to exceed the set speed. Thereby, even when the shift lever 41 is operated in a speed range including a speed exceeding the speed limit, it is possible to prevent the set speed from being automatically exceeded. Further, the output allocation of the outdrive device 20 generated with respect to the depression amount of the accelerator pedal 2 is adjusted, or the output of the outdrive device 20 itself, for example, fuel injection amount control determined by the engine load and the engine speed. It is also possible to set to increase the torque on the low speed side by changing the adaptive value of.
  • the brake pedal 42 controls the output and direction of the two outdrive devices 20 to limit the moving speed of the hull 1, and one brake pedal 42 is provided in the hull 1.
  • the depression amount of the brake pedal 42 is detected by the brake sensor 54, and the boat maneuvering control device 30 determines the rotation speed of the engine 10 and the output and direction of the propulsive force of the outdrive device 20 according to the detected depression amount of the brake pedal 42. change. That is, the magnitude and direction of the propulsive force by the outdrive device 20 is controlled by the depression amount (depression strength) of the brake pedal 42, and the navigation speed of the ship 100 is limited.
  • the boat maneuvering control device 30 determines the propulsive force output and action direction by the outdrive device 20 based on the detected value, thereby the hull. 1. Deceleration amount of 1 is determined.
  • the brake pedal 42 when the brake pedal 42 is kept depressed weakly, the output direction is decreased without changing the output direction of the outdrive device 20, or the output direction is reversed after the output of the outdrive device 20 is decreased. By doing so, the ship 100 is gradually decelerated and stopped.
  • the brake pedal 42 When the brake pedal 42 is strongly depressed, the output direction of the outdrive device 20 is reversed, so that the speed of the ship 100 is quickly reduced and the ship is stopped.
  • an astern operation is performed to increase the output by reversing the output direction of the outdrive device 20, and the ship 100 is suddenly stopped. In addition, it responds to a sudden stop by shortening the delay process for mitigating shock during astern operation.
  • the propulsive force of the outdrive device 20 is controlled until the moving speed of the ship 100 finally becomes zero.
  • the amount of depression of the brake pedal 42 and the propulsive force assigned by the outdrive device 20 are appropriately set.
  • the strength due to the operation of the brake pedal 42 may be determined not only by the depression amount of the brake pedal 42 but also by both the output of the engine 10 and the depression amount of the brake pedal 42.
  • the boat maneuvering control device 30 performs fixed point holding control. That is, when the brake pedal 42 is operated in a state where the hull 1 is stopped, the output and direction of the propulsive force by the outdrive device 20 are controlled so that the ship 100 remains in its stop position and stop direction.
  • the specific operation of the brake pedal 42 is as follows. When decelerating the navigating ship 100, the brake pedal 42 is depressed in accordance with a desired decelerating condition. When the ship 100 is stopped as it is, the brake pedal 42 is continuously depressed until the moving speed becomes zero. When the ship 100 is stopped at a predetermined position and held at that position, the brake pedal 42 is first depressed to decelerate the hull 1 and the operation of the brake pedal 42 is continued until the moving speed becomes zero. In this state, the brake pedal 42 is further depressed. By this operation, fixed point holding control is performed, and the ship 100 can be held at a predetermined position.
  • Steering 3 changes the direction of the out-drive device 20 and changes the traveling direction of the hull 1.
  • a turning angle that is an operation amount of the steering 3 is detected by a steering sensor 52.
  • in-place turning in which only the turning is performed by changing the output direction of the outdrive device 20.
  • spot turn is executed by operating the steering 3.
  • the ship maneuvering control device 30 permits or prohibits the operation of turning only by the steering 3 in accordance with the moving speed of the hull 1 (the navigation speed of the ship 100) detected by the detecting means 5.
  • the boat maneuvering control device 30 outputs both of the outputs when the navigation speed of the ship 100 is equal to or less than a predetermined value and the rotation angle detected by the steering sensor 52 exceeds a predetermined threshold (eg, 360 degrees).
  • a predetermined threshold eg, 360 degrees
  • a notification means 60 is electrically connected to the boat maneuvering control device 30.
  • the notification means 60 is provided in the vicinity of the steering 3.
  • the notification means 60 notifies the operator that only the turning is performed by sound, light, or the like, and notifies when the boat maneuvering control device 30 performs the turning operation.
  • the navigation trajectory of the ship 100 is predicted from the operation amount of the steering 3 and the navigation speed of the ship 100, and the current position of the ship 100 and the predicted navigation trajectory are constant.
  • the output of the outdrive device 20 can be corrected so that the current position of the ship 100 is along the predicted navigation trajectory. Such correction enables steering control that is less susceptible to the influence of tidal currents and waves, and can realize ship maneuvering that is more vehicle-like.
  • the boat maneuvering control device 30 is connected to a left switch 70 and a right switch 71 for moving the hull 1 laterally.
  • the arrangement of these lateral movement switches 70 and 71 is not limited, but it is preferable to provide them at a position that is highly convenient when performing lateral movement operations, such as the central portion (hub portion) of the steering wheel 3 and the monitor 6.
  • the output direction of the outdrive device 20 is staggered, and the output is adjusted so that the composite vector of the propulsive force is set in the port direction or starboard direction, thereby moving the hull 1 laterally.
  • the lateral movement is executed by operating the lateral movement switches 70 and 71.
  • the ship maneuvering control device 30 is connected to a vehicle sensory marine vessel maneuvering switch 45 for starting / stopping control for maneuvering the marine vessel 100 like a vehicle.
  • the vehicle sense ship maneuvering switch 45 is disposed, for example, in the vicinity of the steering 3.
  • the vehicle-sensing ship maneuvering switch 45 is ON, the above-described vehicle-sensing ship maneuvering control is executed by the ship maneuvering control apparatus 30, and when the vehicle sensory ship maneuvering switch 45 is OFF, normal ship maneuvering control is executed.
  • the normal boat maneuvering control is a conventional boat maneuvering control, and “all-in-one turning” by the steering 3 described in the present embodiment, part or all of the boat maneuvering control by the shift lever 41, the accelerator pedal 2, and the brake pedal 42 is invalid.
  • FIG. 5 shows a control step S10 regarding the operation of the shift lever and the accelerator pedal.
  • step S11 it is acquired that the vehicle sense ship maneuvering switch 45 is ON.
  • step S12 the state of maneuvering (information on the current position, moving speed, moving direction, bow direction, turning amount detected by the detecting means 5) is acquired.
  • step S13 an operation state (information on the operation amount of the operation tool detected by various sensors) is acquired.
  • step S14 it is determined whether or not the shift position of the shift lever 41 detected by the lever sensor 53 is the position (P) position.
  • the shift position is P (S14: Y)
  • fixed point holding control is executed in step S15. If the shift position is other than P (S14: N), the speed range and output direction corresponding to the shift position are set in step S16, and the accelerator position of the accelerator pedal 2 detected by the accelerator sensor 51 is set in step S17. Set the engine speed accordingly.
  • FIG. 6 shows a control step S20 regarding the operation of the brake pedal.
  • step S21 it is acquired that the vehicle sense ship maneuvering switch 45 is ON.
  • step S22 the boat maneuvering status (current position detected by the detecting means 5, moving speed, moving direction, bow direction, turning amount information) is acquired.
  • step S23 an operation state (information on the operation amount of the operation tool detected by various sensors) is acquired.
  • step S24 it is determined whether or not the moving speed of the hull 1 detected by the detecting means 5 is zero. If the moving speed is zero (S24: Y), fixed point holding control is executed in step S25. When the moving speed is not zero (S24: N), in step S26, the output and direction of the propulsive force by the outdrive device 20 are changed according to the pedal position of the brake pedal 42 detected by the brake sensor 54.
  • FIG. 7 shows a control step S30 regarding the steering operation.
  • step S31 it is acquired that the vehicle sense ship maneuvering switch 45 is ON.
  • step S32 the marine vessel maneuvering state (current position detected by the detecting means 5, moving speed, moving direction, bow direction, turning amount information) is acquired.
  • step S33 an operation state (information on the operation amount of the operation tool detected by various sensors) is acquired.
  • step S34 it is determined whether or not the moving speed of the hull 1 detected by the detecting means 5 is equal to or lower than a predetermined position.
  • step S35 it is determined whether or not the turning angle of the steering wheel 3 detected by the steering sensor 52 exceeds a threshold value.
  • the turning angle exceeds the threshold value (S35: Y)
  • in-situ turning is executed in step S36.
  • the moving speed is smaller than the predetermined value (S34: N) or when the turning angle is equal to or smaller than the threshold value (S35: N)
  • the process proceeds to step S37 and normal boat maneuvering control is continued.
  • the present invention can be applied to ships.

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Abstract

船舶を車両感覚で操作するための技術を提供することを課題とする。船舶(１００)は、エンジン(１０)からの動力により船体１に推進力を発生させるアウトドライブ装置(２０)と、船体(１)の現在位置、船首方向及び移動速度を検出する検出手段(５)と、アウトドライブ装置(２０)の出力の大きさ及び方向を変更するためのシフトレバー(４１)と、シフトレバー(４１)の操作位置を検出するレバーセンサ(５３)と、アウトドライブ装置(２０)、検出手段(５)、及び、レバーセンサ(５３)と接続され、アウトドライブ装置(２０)の運転状態及び検出手段(５)とレバーセンサ(５３)による検出結果を取得するとともに、当該検出結果に基づいてアウトドライブ装置(２０)を制御する操船制御装置(３０)と、を備え、シフトレバー(４１)の操作位置は、少なくとも前進、中立、後進、ポジショニングの四つを含み、操船制御装置(３０)は、レバーセンサ(５３)によって検出されたシフトレバー(４１)の操作位置がポジショニングの場合、定点保持制御を実行する。

Description

船舶
　本発明は、船舶に関し、特に船舶を車両感覚で操作可能とする技術に関する。
　特許文献１には、保持スイッチをオンにすることで船舶の定点保持制御を開始する技術が開示されている。また、一般的な船舶には、前進位置、中立位置、後進位置でシフトチェンジする機構が設けられている。
特開２００９－２４３５９０号公報
　船舶の操船操作は特有のものであり、陸上の車両の操作方法とは大きく異なっている部分が多いため、初心者は操船操作に慣れるまでに時間を要する。本発明は、このような状況を鑑み、船舶を車両感覚で操作するための技術を提供することを課題とする。
　本発明の船舶は、エンジンからの動力により船体に推進力を発生させる推進装置と、前記船体の現在位置、船首方向及び移動速度を検出する検出手段と、前記推進装置の出力の大きさ及び方向を変更するためのシフトレバーと、前記シフトレバーの操作位置を検出するレバーセンサと、前記推進装置、前記検出手段、及び、前記レバーセンサと接続され、前記推進装置の運転状態及び前記検出手段とレバーセンサによる検出結果を取得するとともに、当該検出結果に基づいて前記推進装置を制御する制御装置と、を備え、前記シフトレバーの操作位置は、少なくとも前進、中立、後進、ポジショニングの四つを含み、前記制御装置は、前記レバーセンサによって検出された前記シフトレバーの操作位置がポジショニングの場合、定点保持制御を実行する。
　本発明の船舶は、前記エンジンの回転数を制御するアクセルペダルと、前記アクセルペダルの操作量を検出するとともに、前記制御装置に当該検出したアクセルペダルの操作量を送信するアクセルセンサと、をさらに備え、前記制御装置は、前記レバーセンサによって検出された前記シフトレバーの操作位置と前記アクセルセンサによって検出された前記アクセルペダルの操作量とに基づいて前記推進装置の出力を制御する。
　前記制御装置は、前記レバーセンサによって検出された前記シフトレバーの操作位置に応じて、前記推進装置の最大出力を制御する。
　本発明によれば、船舶を車両感覚で操作するための技術を提供できる。
船舶の基本構成を示す図。 エンジンとアウトドライブ装置を示す図。 操船制御のブロック図。 シフトレバーの構成を示す図。 車両感覚操船のフローを示す図。 車両感覚操船のフローを示す図。 車両感覚操船のフローを示す図。
　図１及び図２を用いて船舶１００について説明する。本実施形態の船舶１００は、いわゆる二軸推進方式の船舶を示しているが、推進軸の数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であればよい。
　船舶１００は、船体１に二機のエンジン１０及び二台のアウトドライブ装置２０を備える。推進装置である各アウトドライブ装置２０はエンジン１０によって駆動され、アウトドライブ装置２０の推進用プロペラ２５を回転させることで船体１に推進力を発生させる。船体１には、船舶１００を操作するための操作具としてアクセルペダル２、ステアリング３、ジョイスティックレバー４、シフトレバー４１、及び、ブレーキペダル４２等が具備される。これらの操作具の操作に応じて、エンジン１０の運転状態、及び、アウトドライブ装置２０による推進力及びその作用方向が制御される。
　なお、本実施形態において、船舶１００は二機のエンジン１０及び二台のアウトドライブ装置２０を具備するスタンドライブ船としているがこれに限定されるものではなく、例えば、複数の推進軸を有するシャフト船やＰＯＤ式の推進機を有する船舶でもよい。
　船体１のステアリング３又はジョイスティックレバー４を操作することによってアウトドライブ装置２０の出力方向を変更して船舶１００の進路変更を行うことが可能である。そして、船体１には、船舶１００の操船制御を行うための操船制御装置３０が備えられている。
　船体１には、アウトドライブ装置２０を制御して操船するための操作手段として、ステアリング３、ジョイスティックレバー４、シフトレバー４１及びブレーキペダル４２、並びに、船体１の現在位置、船首方向及び移動速度を検出する検出手段５として、船体１の現在位置及び移動速度を検出するＧＮＳＳ装置５ａ、船首方向を検出するヘディングセンサ５ｂが具備される。ＧＮＳＳ装置５ａは、衛星測位システムによって所定時間毎の船体１の現在位置を取得することで、船体１の現在位置に加えて、位置移動に基づいた移動速度及び移動方向を検出する。また、ヘディングセンサ５ｂによって検出される船首方向の時間あたりの変化量に基づいて回頭速度が検出される。さらに、船体１には、ステアリング３等の近傍に操作具の操作状況や検出手段５による検出結果等を表示するモニタ６が設置される。
　なお、本実施形態において、ＧＮＳＳ装置５ａとヘディングセンサ５ｂからなる検出手段５によって船体１の現在位置、船首方向、移動速度等を検出しているがこれに限定されるものではない。例えば、船体の現在位置を検出するためのＧＮＳＳ装置と、船体の船首方向を検出するジャイロセンサと、船体の対水速度を検出する電磁式ログと、を用いて別々に検出する構成としてもよいし、ＧＮＳＳ装置のみで現在位置、船首方向、移動速度等の全てを検出する構成としてもよい。
　ＥＣＵ１５は、エンジン１０を制御するものであり、各エンジン１０に設けられる。ＥＣＵ１５には、エンジン１０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。ＥＣＵ１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。
　ＥＣＵ１５は、エンジン１０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、各種機器の運転状況を検出する各種センサと電気的に接続される。ＥＣＵ１５は、燃料調量弁の供給量、燃料噴射弁の開閉を制御するとともに、各種センサが検出した情報を取得する。
　アウトドライブ装置２０は、推進用プロペラ２５を回転させることによって船体１に推進力を発生させるものである。アウトドライブ装置２０は、入力軸２１、切換クラッチ２２、駆動軸２３、出力軸２４及び推進用プロペラ２５を具備する。本実施形態では、一機のエンジン１０に対して一台のアウトドライブ装置２０が連動連結されている。なお、エンジン１０に対するアウトドライブ装置２０の台数は、本実施形態に限定されるものではない。また、ドライブ装置は、本実施形態のアウトドライブ装置２０に限定されるものではなく、エンジンによって直接的又は間接的にプロペラが駆動されるものやＰＯＤ式のものでもよい。
　入力軸２１は、エンジン１０の回転動力を切換クラッチ２２に伝達する。入力軸２１の一端部は、エンジン１０の出力軸１０ａ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２０Ｕの内部に配置された切換クラッチ２２と連結される。
　切換クラッチ２２は、入力軸２１等を介して伝達されたエンジン１０の回転動力を正回転方向又は逆回転方向に切り換え可能である。切換クラッチ２２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、及び、逆回転用ベベルギアを有する。切換クラッチ２２は、入力軸２１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かのディスクプレートに押し付けて動力を伝達する。また、切換クラッチ２２は、プレッシャープレートをいずれかのディスクプレートに不完全に押し付ける半クラッチ状態とすることで、エンジン１０の回転動力の一部を推進用プロペラ２５に伝達可能に構成されるとともに、プレッシャープレートをいずれのディスクプレートにも押し付けない中立位置とすることでエンジン１０の回転動力を推進用プロペラ２５に伝達不能に構成される。
　駆動軸２３は、切換クラッチ２２等を介して伝達されたエンジン１０の回転動力を出力軸２４に伝達する。駆動軸２３の一端に設けられたベベルギアは、切換クラッチ２２の正回転用ベベルギア及び逆回転用ベベルギアと歯合し、他端に設けられたベベルギアは、ロアハウジング２０Ｒの内部に配置された出力軸２４のベベルギアと歯合する。
　出力軸２４は、駆動軸２３等を介して伝達されたエンジン１０の回転動力を推進用プロペラ２５に伝達する。出力軸２４の一端に設けられたベベルギアは、上述したように駆動軸２３のベベルギアと歯合し、他端には推進用プロペラ２５が取り付けられている。
　推進用プロペラ２５は、回転することによって推進力を発生させる。推進用プロペラ２５は、出力軸２４等を介して伝達されたエンジン１０の回転動力によって駆動され、回転軸２５ａ周りに配置された複数枚のブレード２５ｂが周囲の水をかくことによって推進力を発生させる。
　アウトドライブ装置２０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１ａに支持されている。具体的には、アウトドライブ装置２０は、その回動支点軸であるジンバルリング２６が喫水線ｗから略垂直方向となるようにジンバルハウジング１ａに支持されている。
　ジンバルリング２６の上部は、ジンバルハウジング１ａ（船体１）の内部に延設され、その上端に操舵アーム２９が取り付けられている。そして、操舵アーム２９を回動させることでジンバルリング２６が回動し、ジンバルリング２６を中心にアウトドライブ装置２０が回動する。操舵アーム２９は、ステアリング３やジョイスティックレバー４の操作に連動して作動する油圧アクチュエータ２７によって駆動される。油圧アクチュエータ２７は、ステアリング３やジョイスティックレバー４の操作に応じて作動油の流れ方向を切り換える電磁比例制御弁２８によって制御されている。
　以下、図３から図７を用いて、操船制御装置による船舶の操船制御構成について説明する。図３に示すように、操船制御装置３０は、アクセルペダル２、ステアリング３、ジョイスティックレバー４、シフトレバー４１及びブレーキペダル４２等の操作具からの検出信号に基づいてエンジン１０及びアウトドライブ装置２０を制御する。また、操船制御装置３０は、検出手段５（ＧＮＳＳ装置５ａとヘディングセンサ５ｂ）から船体１の現在位置、移動速度、移動方向、船首方向及び回頭量に関する情報を取得する。そして、操船制御装置３０は、検出手段５による検出結果と各操作具の操作とに基づいて船舶１００を操船制御する。
　操船制御装置３０は、エンジン１０及びアウトドライブ装置２０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３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。
　操船制御装置３０は、アクセルペダル２、ステアリング３、ジョイスティックレバー４、シフトレバー４１及びブレーキペダル４２等と接続され、これらの操作具を操作した際に各種センサによって生成される検出信号を取得する。
　具体的には、図３に示すように、操船制御装置３０は、アクセルペダル２の操作量である踏み込み量を検出するアクセルセンサ５１、ステアリング３の操作量である回動角を検出するステアリングセンサ５２、ジョイスティックレバー４の操作角度と操作量等を検出するセンサ、シフトレバー４１の操作位置を検出するレバーセンサ５３、及び、ブレーキペダル４２の操作量である踏み込み量を検出するブレーキセンサ５４と電気的に接続されており、これらのセンサから送信される検出信号に基づいた検出値をそれぞれの操作量として取得している。
　操船制御装置３０は、各エンジン１０のＥＣＵ１５と電気的に接続され、ＥＣＵ１５が取得するエンジン１０の運転状況に関する各種検出信号を取得する。他方、操船制御装置３０は、ＥＣＵ１５に各エンジン１０（ＥＣＵ１５）の電源の入り切りするための信号、燃料供給ポンプの燃料調量弁、及び、その他エンジン１０の各種機器を制御するための制御信号を送信する。操船制御装置３０は、各アウトドライブ装置２０の電磁比例制御弁２８と電気的に接続され、各操作具からの制御信号に基づいて電磁比例制御弁２８を制御して、操舵する。
　次に、図４を用いて、シフトレバー４１の構成について説明する。図４に示すように、シフトレバー４１の周囲には、その操作をガイドするためのレバーガイド４３が設けられる。このレバーガイド４３では、前進（Ｓ，１，２，３）、中立（Ｎ）、後進（Ｒ）が直線上に配置され、中立（Ｎ）の側方にポジショニング（Ｐ）が配置されており、それぞれの位置でシフトレバー４１を保持可能に構成されるとともに、レバーセンサ５３によって、シフトレバー４１が保持されているシフト位置が検出される。シフトレバー４１は、レバーガイド４３に沿って、中立（Ｎ）位置から前進（Ｓ，１，２，３）位置、後進（Ｒ）位置までは一方向に沿って操作され、中立（Ｎ）位置からポジショニング（Ｐ）位置まではそれと直交する方向に沿って操作される。
　このように、本実施形態のシフトレバー４１の操作位置は、四種の前進、中立、後進、ポジショニングの計七つの位置を含んでいる。前進位置においては、複数段の速度位置が設けられており、前進（Ｓ）ではトローリング（超低速）、前進（１）では低速、前進（２）では中速、前進（３）では高速と、それぞれ速度域別に設定されている。なお、シフトレバー４１のポジションは本実施形態に限定されるものではなく少なくとも前進、中立、後進、ポジショニングの四つの位置を含むものであればよい。また、レバーガイド４３の形状は本実施形態のものに限定されるものではないが、ポジショニング位置への操作方向は、中立位置から前進位置又は後進位置への操作方向と異なる方向になるように構成することが好ましい。
　そして、シフトレバー４１をポジショニング（Ｐ）位置に操作することで定点保持制御が実行される。定点保持制御とは、船舶１００の位置と船体１の船首の方位を保持する制御である。定点保持制御においては、風力や潮力などの外力に対して、二つのアウトドライブ装置２０による推進力が釣り合うように、各エンジン１０のＥＣＵ１５及び各アウトドライブ装置２０が制御される。
　具体的には、シフトレバー４１の操作位置がポジショニング位置であることをレバーセンサ５３によって検出し、その検出結果を操船制御装置３０が取得したときに、操船制御装置３０は、検出手段５から取得した船体１の現在位置、移動速度、移動方向、船首方向及び回頭量に関する情報に基づいて目標移動量、目標移動方向、目標回頭量を算出し、その算出結果に従って各エンジン１０の運転状況と各アウトドライブ装置２０の推進力の出力及び方向を制御する。このような操船制御装置３０の定点保持制御により、水上の設定位置及び設定方位に船舶１００を自動的に保持することができる。
　また、シフトレバー４１は、その操作位置に応じてエンジン１０の最大回転数が設定されており、その結果として、アウトドライブ装置２０による最大出力（船体１の最大移動速度）と、アクセルペダル２を最大に踏み込むと設定された最大出力となるよう、最大出力に至るまでのアクセルペダル２の踏み込み量と出力の割り付けが制御されている。つまり、シフトレバー４１を操作することによって擬似的にギアチェンジし、アウトドライブ装置２０によって出力可能な速度域を操作位置毎に設定している。シフトレバー４１によって設定された速度域内での実際のアウトドライブ装置２０の出力（船舶１００の航行速度）は、次に示すアクセルペダル２によって操作される。
　アクセルペダル２は、二機のエンジン１０の回転数を制御するものであり、船体１に一つ設けられている。アクセルペダル２の踏み込み量は、アクセルセンサ５１によって検出され、操船制御装置３０は、検出されたアクセルペダル２の踏み込み量に応じて、ＥＣＵ１５に制御信号を送信し、エンジン１０の回転数を変更する。
　つまり、シフトレバー４１の操作位置とアクセルペダル２の踏み込み量（踏み強さ）によってアウトドライブ装置２０の出力が制御され、船舶１００の航行速度が決定される。また、シフトレバー４１を低速前進（Ｓ）位置に操作し、前進の低速速度域に設定した場合において、アクセルペダル２の踏み込み量を切換クラッチ２２の半クラッチ状態のスリップ率（トローリング率）として割り付けることで、低速速度域内での細やかな操作が可能となる。
　以上のように、本実施形態では、少なくとも前進、中立、後進、ポジショニングの四つの操作位置を含むシフトレバー４１を設け、その操作位置に応じてアウトドライブ装置２０の最大出力を制御することで船舶１００の航行速度を抑制している。これにより、船舶１００が所望の航行速度となるようにシフトレバー４１の操作位置を変更する、というような車両におけるシフトチェンジを擬似的に船舶１００に持たせることができ、車両感覚での操船を実現することができる。また、シフトレバー４１をポジショニング位置に操作すると、船舶１００の定点保持制御を実行することで、車両におけるパーキング制御を擬似的に行っている。つまり、車両感覚での操船（停船操作）を実現できる。さらに、シフトレバー４１によって設定される速度域内でのアウトドライブ装置２０の出力をアクセルペダル２の操作によって制御している。これは車両における走行制御操作そのものに相当し、車両感覚での操船を実現するものである。
　湾内で逐一速度を確認しないで済むよう、ＧＮＳＳ装置５ａで船舶１００の現在位置と航行速度を検出し、船舶１００の現在位置から航行速度の制限区域内か否かを判断し、制限区域内であれば設定された速度を超えないよう、航行速度を制限するようにすることもできる。これにより、制限速度を超える速度を含む速度域にシフトレバー４１を操作している場合でも、自動的に設定速度を超過しないようにすることができる。また、アクセルペダル２の踏み込み量に対して発生するアウトドライブ装置２０の出力の割り付けを調整する、若しくは、アウトドライブ装置２０の出力自体、例えばエンジン負荷やエンジン回転数によって決定される燃料噴射量制御の適合値を変更することで、低速側のトルクを強くするように設定することもできる。
　ブレーキペダル４２は、二台のアウトドライブ装置２０の出力及び方向を制御することで船体１の移動速度を制限するものであり、船体１に一つ設けられている。ブレーキペダル４２の踏み込み量はブレーキセンサ５４によって検出され、操船制御装置３０は、検出されたブレーキペダル４２の踏み込み量に応じてエンジン１０の回転数、アウトドライブ装置２０の推進力の出力及び方向を変更する。つまり、ブレーキペダル４２の踏み込み量（踏み強さ）によってアウトドライブ装置２０による推進力の大きさと方向が制御され、船舶１００の航行速度が制限される。
　具体的には、ブレーキペダル４２の操作量をブレーキセンサ５３で検出し、操船制御装置３０は、その検出値に基づいて、アウトドライブ装置２０による推進力の出力及び作用方向を決定することで船体１の減速量を決定する。
　例えば、ブレーキペダル４２を弱く踏み続けた場合は、アウトドライブ装置２０の出力方向を変更せずに、出力を小さくしていく、又は、アウトドライブ装置２０の出力を小さくした後出力方向を逆向きにすることで、船舶１００を徐々に減速させて停船させる。そして、ブレーキペダル４２を強く踏み込んだ場合は、アウトドライブ装置２０の出力方向を逆向きにすることで、船舶１００の速度を早く落として停船させる。ブレーキペダル４２をさらに強く踏み込んだ場合は、アウトドライブ装置２０の出力方向を逆向きにして出力を大きくするアスターン操作を行い、船舶１００を急停止させる。また、アスターン操作時のショック緩和のためのディレイ処理を短くすることで急停船に対応している。そして、ブレーキペダル４２を踏み続けることで、最終的に船舶１００の移動速度がゼロとなるまでアウトドライブ装置２０の推進力を制御する。なお、ブレーキペダル４２の踏み込み量とアウトドライブ装置２０による推進力の割り付けは適宜行われている。また、ブレーキペダル４２の操作による強弱は、ブレーキペダル４２の踏み込み量だけでなく、エンジン１０の出力とブレーキペダル４２の踏み込み量の両方で判別してもよい。
　また、ブレーキペダル４２を操作して船体１の移動速度を制限するときには、ＧＮＳＳ装置５ａによって船体１の現在位置及び移動速度が検出されている。そこで、船体１の移動速度がゼロである状態で、ブレーキペダル４２が操作されたことを検出した場合、操船制御装置３０は、定点保持制御を実行するようにしている。つまり、船体１が停止した状態でブレーキペダル４２を操作すると、船舶１００がその停船位置と停船方位に留まるように、アウトドライブ装置２０による推進力の出力及びその方向が制御される。
　ブレーキペダル４２の具体的な操作は次の通りである。航行中の船舶１００を減速させる場合は、所望の減速具合に応じてブレーキペダル４２を踏み込み、そのまま停船させる場合は、移動速度がゼロになるまでブレーキペダル４２を踏み続ける。また、船舶１００を所定位置に停船させて、その位置に保持する場合は、まずブレーキペダル４２を踏み込んで船体１を減速させ、移動速度がゼロになるまでブレーキペダル４２の操作を継続し、停船した状態で、さらにブレーキペダル４２を踏み続ける。この操作により、定点保持制御が行われ、船舶１００を所定位置に停船保持することができる。
　以上のように、船体１に備えられるブレーキペダル４２を操作することで、船体１の移動速度を制限することが可能であり、さらに、停船状態でブレーキペダル４２を操作することで停船位置での定点保持が可能である。これは、車両における減速又は停止操作そのものに相当し、車両感覚での操船を実現することができる。
　ステアリング３は、アウトドライブ装置２０の方向を変更し、船体１の進行方向を変更するものである。ステアリング３の操作量となる回動角は、ステアリングセンサ５２によって検出される。ここで、船舶１００では、車両と異なり、アウトドライブ装置２０の出力方向を互い違いにすることで回頭のみを実行する「その場旋回」と呼ばれる特有の操作がある。本実施形態では、ステアリング３の操作によって、回頭操作、いわゆる「その場旋回」を実行する。
　操船制御装置３０は、検出手段５によって検出される船体１の移動速度（船舶１００の航行速度）に応じて、ステアリング３によって回頭のみを行う操作を許可又は禁止する。そして、操船制御装置３０は、船舶１００の航行速度が所定値以下、かつ、ステアリングセンサ５２によって検出される回動角が所定のしきい値（例えば３６０度）を超えている場合、両方のアウトドライブ装置２０・２０の出力方向を互い違いにし、ステアリング３の操作方向に向けた回頭を実行する。
　図３に示すように、操船制御装置３０には、報知手段６０が電気的に接続されている。報知手段６０は、ステアリング３の近傍に設けられる。報知手段６０は、音、光等によって操作者に回頭のみを行う旨を報知するものであり、操船制御装置３０が回頭操作を実行する際に報知する。
　以上のように、ステアリング３の操作のみによって、その場で回頭のみを行う「その場旋回」を実行することで、車両感覚での操船操作を実現するとともに、操作者の利便性を向上することができる。また、「その場旋回」を実行する条件として、船舶１００の航行速度の制限を設けることで、急旋回を避けることができる。そして、「その場旋回」を実行する際に報知手段６０による報知を行うことで、操作者の操船性を確保している。
　より車両感覚での操船を実現する手段として、ステアリング３の操作量と船舶１００の航行速度から船舶１００が航行する航行軌跡を予測し、船舶１００の現在位置と、予測された航行軌跡とが一定値以上の距離離れた場合は、アウトドライブ装置２０の出力を補正して、船舶１００の現在位置が予測された航行軌跡に沿うように補正することができる。このような補正により、潮流や波の影響を受けにくいステアリング制御となり、より車両感覚の強い操船を実現することができる。
　なお、ジョイスティックレバー４の操作によって「その場旋回」を行うように制御することも可能である。また、ジョイスティックレバー４によって操船を行う場合には、ステアリング３による操船操作は無効としている。
　図３に示すように、操船制御装置３０には、船体１を横移動させるための左スイッチ７０及び右スイッチ７１が接続されている。これらの横移動スイッチ７０・７１の配置は限定されないが、例えばステアリング３の中心部（ハブ部分）、モニタ６等、横移動の操作を行う際に利便性の高い位置に設けることが好ましい。ここで、船舶１００では、車両と異なり、アウトドライブ装置２０の出力方向を互い違いにしつつ、出力を調整して推進力の合成ベクトルを左舷方向又は右舷方向とすることで、船体１を横移動させるという特有の操作がある。本実施形態では、横移動スイッチ７０・７１の操作によって、横移動を実行する。
　なお、ジョイスティックレバー４の操作によって「横移動」を行うように制御することも可能である。また、ジョイスティックレバー４によって操船を行う場合には、横移動スイッチ７０・７１による操船操作は無効としている。
　図３に示すように、操船制御装置３０には、船舶１００を車両感覚で操船操作する制御を開始／停止するための車両感覚操船スイッチ４５が接続されている。車両感覚操船スイッチ４５は、例えばステアリング３の近傍に配置される。車両感覚操船スイッチ４５がＯＮの場合、操船制御装置３０によって上述の車両感覚操船制御が実行され、車両感覚操船スイッチ４５がＯＦＦの場合、操船制御装置３０によって通常の操船制御が実行される。通常の操船制御とは、従来の操船制御であり、本実施形態において説明したステアリング３による「その場旋回」、シフトレバー４１とアクセルペダル２、ブレーキペダル４２による操船制御の一部若しくは全部が無効となることを意味する。
　次に、図５から図７を用いて、車両感覚操船スイッチ４５がＯＮの状態において、それぞれの車両感覚での操船操作の制御フローについて説明する。
　図５はシフトレバーとアクセルペダルの操作に関する制御ステップＳ１０を示している。まず、ステップＳ１１において、車両感覚操船スイッチ４５がＯＮであることを取得する。ステップＳ１２において、操船状態（検出手段５によって検出される現在位置、移動速度、移動方向、船首方向、回頭量に関する情報）を取得する。ステップＳ１３において、操作状態（各種センサによって検出される操作具の操作量に関する情報）を取得する。
　次に、ステップＳ１４において、レバーセンサ５３によって検出されるシフトレバー４１のシフト位置がポジション（Ｐ）位置か否かの判定を行う。シフト位置がＰの場合（Ｓ１４：Ｙ）、ステップＳ１５において、定点保持制御を実行する。シフト位置がＰ以外の場合（Ｓ１４：Ｎ）は、ステップＳ１６において、シフト位置に応じた速度域及び出力方向を設定し、ステップＳ１７において、アクセルセンサ５１によって検出されるアクセルペダル２のアクセル位置に応じたエンジン回転数を設定する。
　図６はブレーキペダルの操作に関する制御ステップＳ２０を示している。まず、ステップＳ２１において、車両感覚操船スイッチ４５がＯＮであることを取得する。ステップＳ２２において、操船状態（検出手段５によって検出される現在位置、移動速度、移動方向、船首方向、回頭量に関する情報）を取得する。ステップＳ２３において、操作状態（各種センサによって検出される操作具の操作量に関する情報）を取得する。
　次に、ステップＳ２４において、検出手段５によって検出される船体１の移動速度がゼロか否かの判定を行う。移動速度がゼロの場合（Ｓ２４：Ｙ）、ステップＳ２５において、定点保持制御を実行する。移動速度がゼロでない場合（Ｓ２４：Ｎ）、ステップＳ２６において、ブレーキセンサ５４によって検出されるブレーキペダル４２のペダル位置に応じてアウトドライブ装置２０による推進力の出力及び方向を変更する。
　図７はステアリングの操作に関する制御ステップＳ３０を示している。まず、ステップＳ３１において、車両感覚操船スイッチ４５がＯＮであることを取得する。ステップＳ３２において、操船状態（検出手段５によって検出される現在位置、移動速度、移動方向、船首方向、回頭量に関する情報）を取得する。ステップＳ３３において、操作状態（各種センサによって検出される操作具の操作量に関する情報）を取得する。
　次に、ステップＳ３４において、検出手段５によって検出される船体１の移動速度が所定置以下か否かの判定を行う。移動速度が所定値以下の場合（Ｓ３４：Ｙ）、ステップＳ３５において、ステアリングセンサ５２によって検出されるステアリング３の切れ角がしきい値を超えているか否かの判定を行う。切れ角がしきい値を超えている場合（Ｓ３５：Ｙ）は、ステップＳ３６において、その場旋回を実行する。移動速度が所定値よりも小さい場合（Ｓ３４：Ｎ）又は切れ角がしきい値以下の場合（Ｓ３５：Ｎ）は、ステップＳ３７に移行して通常の操船制御を継続する。
　本発明は、船舶に適用できる。
　１：船体、２：アクセルペダル、３：ステアリング、５：検出手段、５ａ：ＧＮＳＳ装置、５ｂ：ヘディングセンサ、１０：エンジン、２０：アウトドライブ装置、３０：操船制御装置、４１：シフトレバー、４２：ブレーキペダル、４５：車両感覚操船スイッチ、５１：アクセルセンサ、５２：ステアリングセンサ、５３：レバーセンサ、５４：ブレーキセンサ

Claims (3)

  1. 　エンジンからの動力により船体に推進力を発生させる推進装置と、
    　前記船体の現在位置、船首方向及び移動速度を検出する検出手段と、
    　前記推進装置の出力の大きさ及び方向を変更するためのシフトレバーと、
    　前記シフトレバーの操作位置を検出するレバーセンサと、
    　前記推進装置、前記検出手段、及び、前記レバーセンサと接続され、前記推進装置の運転状態及び前記検出手段とレバーセンサによる検出結果を取得するとともに、当該検出結果に基づいて前記推進装置を制御する制御装置と、を備え、
    　前記シフトレバーの操作位置は、少なくとも前進、中立、後進、ポジショニングの四つを含み、
    　前記制御装置は、前記レバーセンサによって検出された前記シフトレバーの操作位置がポジショニングの場合、定点保持制御を実行することを特徴とする船舶。
  2. 　前記エンジンの回転数を制御するアクセルペダルと、
    　前記アクセルペダルの操作量を検出するとともに、前記制御装置に当該検出したアクセルペダルの操作量を送信するアクセルセンサと、をさらに備え、
    　前記制御装置は、前記レバーセンサによって検出された前記シフトレバーの操作位置と前記アクセルセンサによって検出された前記アクセルペダルの操作量とに基づいて前記推進装置の出力を制御する請求項１に記載の船舶。
  3. 　前記制御装置は、前記レバーセンサによって検出された前記シフトレバーの操作位置に応じて、前記推進装置の最大出力を制御する請求項１又は２に記載の船舶。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6397844B2 (ja) * 2016-03-25 2018-09-26 ヤンマー株式会社 船舶
US10730600B2 (en) * 2018-07-26 2020-08-04 Brunwick Corporation Lanyard system and method for a marine vessel
US10926855B2 (en) * 2018-11-01 2021-02-23 Brunswick Corporation Methods and systems for controlling low-speed propulsion of a marine vessel

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002234494A (ja) * 2001-02-08 2002-08-20 Kawasaki Heavy Ind Ltd 自動操船装置
JP2009243590A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Yamaha Motor Co Ltd 船舶推進装置
US20140352476A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 Sl Corporation Apparatus for returning transmission to primary mode

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6361385B1 (en) * 2000-03-31 2002-03-26 Bombardier Motor Corporation Of America Dual electric motor stern drive with forward rudder control
US7305928B2 (en) * 2005-10-12 2007-12-11 Brunswick Corporation Method for positioning a marine vessel
US20080269968A1 (en) * 2007-04-30 2008-10-30 Alan Stewart Watercraft position management system & method
US8862293B2 (en) * 2011-06-28 2014-10-14 Yanmar Co., Ltd. Ship steering device and ship steering method
JP6397844B2 (ja) * 2016-03-25 2018-09-26 ヤンマー株式会社 船舶

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002234494A (ja) * 2001-02-08 2002-08-20 Kawasaki Heavy Ind Ltd 自動操船装置
JP2009243590A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Yamaha Motor Co Ltd 船舶推進装置
US20140352476A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 Sl Corporation Apparatus for returning transmission to primary mode

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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