WO2018008589A1 - 船舶の操縦システム、船舶、及び船舶の操縦方法 - Google Patents

船舶の操縦システム、船舶、及び船舶の操縦方法 Download PDF

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WO2018008589A1
WO2018008589A1 PCT/JP2017/024324 JP2017024324W WO2018008589A1 WO 2018008589 A1 WO2018008589 A1 WO 2018008589A1 JP 2017024324 W JP2017024324 W JP 2017024324W WO 2018008589 A1 WO2018008589 A1 WO 2018008589A1
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rudder
port
control
starboard
input
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PCT/JP2017/024324
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English (en)
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Inventor
航 村田
Original Assignee
三井造船株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H3/00—Propeller-blade pitch changing
    • B63H3/10—Propeller-blade pitch changing characterised by having pitch control conjoint with propulsion plant control
    • 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
    • B63H21/22—Use of propulsion power plant or units on vessels the propulsion power units being controlled from exterior of engine room, e.g. from navigation bridge; Arrangements of order telegraphs
    • 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
    • B63H25/04—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring automatic, e.g. reacting to compass
    • 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
    • B63H25/42—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
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/08—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers of more than one propeller

Definitions

  • the present invention relates to a marine vessel maneuvering system, a marine vessel, and a marine vessel maneuvering system provided with two propulsors on the stern, a port side propulsion unit and a starboard side propulsion unit, and a port side rudder and a starboard side rudder. Regarding the method.
  • a stern two-axis variable pitch propeller and two rudders are provided with a bow.
  • a ship that combines a bow thruster, a stern stance raster, a single-axis variable-pitch propeller, and a rudder with a bow bow thruster on the bow a longitudinal control force command, a lateral control force command, and a turning force
  • An automatic direction setting method has been proposed in which thrust distribution is performed based on commands to control a ship.
  • a joystick having a tunnel-type bow thruster, a variable pitch propeller, a rudder with a flap, and a special rudder capable of large-angle steering There has also been proposed a fixed point holding system for a single-axis one-steer bow thruster ship that performs control in various modes such as a fixed point holding mode, a standby mode, a OY mode, and a bearing holding mode using a turning dial.
  • a fixed point holding control device for a ship having two side thrusters and a two-axis two-rudder provided at the bow and stern respectively has been proposed. .
  • a joystick A target value such as a hull heading or a ship position is also changed by using a joystick lever) or a turning dial (turning dial).
  • the present invention has been made in view of the above situation, and its purpose is to provide two propellers, a port side propulsion device and a starboard side propulsion device, and a port rudder and a starboard side rudder at the stern.
  • An object of the present invention is to provide a marine vessel maneuvering system, a marine vessel, and a marine vessel maneuvering method capable of exhibiting high maneuverability by inputting relatively simple maneuvering operations.
  • a marine vessel maneuvering system for achieving the above-described object includes a marine vessel equipped with two propulsion devices, a port side propulsion device and a starboard side propulsion device, and two rudders including a port side rudder and a starboard side rudder.
  • both the port side propulsion device and the starboard side propulsion device are configured with variable pitch propellers
  • the port side propulsion device has a forward force
  • the starboard side propulsion device has a forward movement of the port side propulsion device.
  • a rear thrust of a magnitude smaller than the magnitude of the force is generated, and the port side rudder is used as a surface rudder and the starboard side rudder is used as a rudder to rotate the stern to the port side without moving in the front-rear direction.
  • the starboard-side propulsion device generates a reverse drive force, and the starboard-side propulsion device generates a forward thrust larger than the reverse drive force of the port-side propulsion device.
  • the port side rudder as a surface rudder, It is equipped with a steering control device that is configured to perform a stop left turn control that turns the starboard side rudder and turns it to the starboard side without turning in the front-rear direction and turns to the starboard side. It is characterized by.
  • the maneuvering control device is configured such that both the port side propulsion device and the starboard side propulsion device generate a forward force having the same magnitude, and the port side rudder and the starboard side rudder Both the steering angle and the starboard side propulsion device, both the starboard side propulsion device and the starboard side propulsion device, with both rudder angles set to the input surface rudder angle and turning forward to the starboard side while turning forward and turning to the starboard side
  • a forward turn control that turns forward to the port side while moving forward with the steering angle of both the starboard side rudder and the starboard side rudder set to the input steering angle.
  • forward right turn control and forward left turn control can be performed by inputting a relatively simple steering operation.
  • the maneuvering control device is configured such that the port side propulsion device has a forward thrust, and the starboard side propulsion device has a rear thrust larger than the magnitude of the port side propulsion device.
  • Each of the above-mentioned starboard-side rudder and the starboard-side rudder is used as a rudder, while the reverse side is turned to the starboard side while moving backward and the starboard side rudder is turned to the starboard side.
  • the starboard side propulsion device generates a front thrust smaller than the reverse side thrust force of the port side propulsion device
  • the starboard side rudder serves as a surface rudder and the starboard side rudder serves as a rudder.
  • the maneuvering control device is configured such that the port side propulsion device has a forward thrust, and the starboard side propulsion device has a rear thrust smaller than the magnitude of the port side propulsion device.
  • Slow forward forward turning control that turns to the starboard side by turning the stern to the starboard side while moving forward with the starboard rudder as the rudder and the starboard side rudder as the rudder, and the port side propulsion
  • the starboard side propulsion unit generates a forward thrust larger than the reverse side propulsion force
  • the starboard side rudder is used as a surface rudder and the starboard side rudder is steered.
  • the stern is configured to perform forward-speed left-turning control that turns the stern to starboard side while turning forward and turns to port-side, Control and slow forward left turn control It can be carried out.
  • the maneuvering control device is a portside berthing control that uses the forward port turning control to berth or leave the port side, or a starboard side that uses the forward starboard control. If it is equipped with a port departure automatic control mode that automatically performs either or both of the starboard side berthing control for berthing or leaving the ship, berthing and leaving the ship can be easily performed.
  • the maneuvering control device is connected to the port side berthing using the stop starboard turn control or berthing to the port side, or berthing to the starboard side using the stop port turn control.
  • a port entry automatic control mode for automatically performing either one or both of the starboard side berthing control for berthing is provided, it is possible to easily enter and leave the berth.
  • the maneuvering control device uses the forward right turn control, the forward left turn control, the continuous port side berthing control for berthing or berthing on the port side using the stop right turn control, or A continuous berthing automatic control mode for automatically performing either one or both of the forward port side turn control, the forward right turn control, the continuous port side berthing control that berths or ships to the port side using the stop left turn control;
  • a continuous berthing automatic control mode for automatically performing either one or both of the forward port side turn control, the forward right turn control, the continuous port side berthing control that berths or ships to the port side using the stop left turn control;
  • a stern part control force input part and a dial type rudder angle input part are provided as a ship maneuvering input device
  • a stern part control force that can be configured with a very simple joystick or the like.
  • Various ship maneuvers can be performed by inputting relatively simple maneuvering operations in the input unit and a rudder angle input unit that can be configured with a dial or the like.
  • the stop right turn control is controlled by the stern part control.
  • the stop left turn control the input of the stern part control force input unit is the forward direction
  • the forward right turn control is performed, the input of the stern control force input unit is the forward direction
  • the input of the rudder angle input unit is the steering angle.
  • the input of the stern control force input unit is forward right oblique and the input of the rudder angle input unit is rudder
  • the slow forward left turn control is performed, and when the input of the stern control force input unit is in the left rearward direction and the input of the rudder angle input unit is the rudder angle zero, the reverse right turn
  • the reverse left turn control is performed when the input of the stern control force input unit is in the right rearward tilt direction and the input of the rudder angle input unit is the rudder angle zero
  • the stern part control force input By manipulating relatively simple maneuvering operations at the steering section and the rudder angle input section, various types of boat maneuvering can be performed easily.
  • a ship for achieving the above-described object is characterized by including the above-described ship maneuvering system, and can exhibit the effect of the above-mentioned ship maneuvering system.
  • a ship maneuvering method for achieving the above-described object is a propulsion device composed of two variable pitch propellers, a port side propulsion device and a starboard side propulsion device, a port side rudder and a starboard side rudder.
  • the port side propulsion device has a forward force
  • the starboard side propulsion device has a rear thrust that is smaller than the magnitude of the port side propulsion device.
  • the starboard rudder is used as a rudder
  • the starboard rudder is used as a rudder
  • the stern is turned to the starboard side without moving in the front-rear direction
  • the starboard side is turned to the starboard side.
  • the side propulsor generates a backward driving force
  • the starboard side propulsion unit generates a forward thrust larger than the backward driving force of the port side propulsion unit
  • the starboard side rudder serves as a surface rudder.
  • the stern is provided with two propellers, a port side propulsion device and a starboard side propulsion device, and a port side rudder and a starboard side rudder.
  • a ship with a high degree of maneuverability can be achieved by inputting relatively simple maneuvering operations.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a marine vessel maneuvering system according to an embodiment of the present invention and a configuration in the marine vessel.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of modes in the marine vessel maneuvering system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the ship maneuvering mode of the ship maneuvering system.
  • FIG. 4 is a diagram showing each configuration of the port departure automatic control mode, the port entry automatic control mode, and the continuous berthing automatic control mode of the ship maneuvering system.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining forward straight-ahead control.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining forward right turn control.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining forward left turn control.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the slow forward right turn control.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a marine vessel maneuvering system according to an embodiment of the present invention and a configuration in the marine vessel.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of modes
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the fine speed forward left turn control.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining stop right-turning control.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining stop left-turning control.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining reverse right-turning control.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining reverse left turn control.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining port side rip-off control.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining starboard side rip-off control.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining port side berthing control.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining starboard side berthing control.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining continuous port side berthing control.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining continuous starboard side berthing control.
  • a ship maneuvering system a ship, and a ship maneuvering method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • a description will be given using a ship that does not have a bow thruster at the bow as an example, but even if a bow thruster is provided at the bow, it can also be used for ship maneuvering operations when bow thrusters are prohibited when using underwater acoustic equipment, etc.
  • the present invention is not necessarily limited to ships that do not have a bow raster, and may have a bow raster.
  • a ship maneuver that does not use a bow thruster is handled, but the steering performance can be further improved by using the bow thruster in combination.
  • this ship 1 is provided with two rudders on the stern, two propulsors, a port side propulsion unit 2a and a starboard side propulsion unit 2b, and a port side rudder 3a and a starboard side rudder 3b.
  • Both the port side propulsion device 2a and the starboard side propulsion device 2b are constituted by variable pitch propellers.
  • the input device 20 and the steering control device 30 are provided.
  • the input device 20 includes a stern control force input unit 21 configured with a joystick or the like, and a rudder angle input unit 22 configured with a dial or the like.
  • the steering control device 30 includes a tilt direction data (steering direction: ship moving direction) from the stern part control force input unit 21, tilt angle data on the magnitude of the tilt angle of the joystick in that direction, and a steering angle input unit.
  • position information and speed information of the ship 1 from GPS devices, logs, etc., heading information from the gyro device, information from the anemometer, information from the underwater positioning device, Input information from radar, information from distance measuring device, ranging communication device, etc., select forward or reverse in port side propulsion device 2a and starboard side propulsion device 2b, and the magnitude of thrust generated Are output to the control devices 2ac and 2bc of the respective variable pitch propellers, and the selection of the surface rudder and steering of the port side rudder 3a and starboard side rudder 3b and the command of the magnitude of the rudder angle are performed. That Les the steering apparatus 3ac, and outputs the 3 bc.
  • the maneuvering control unit 30 controls the stern part control force.
  • the propulsion units 2a and 2b and the rudder 3a and 3b are integrated and controlled to advance, reverse, Maneuvering such as forward turn, slow forward turn, stop turn, reverse turn.
  • the ship maneuvering system 10 includes the following control means. That is, as shown in FIG. 2, the ship maneuvering mode M11, the port departure automatic control mode M12, the port entry automatic control mode M13, the continuous berthing automatic control mode M14, etc. are provided.
  • the forward turn control means 11 comprising the forward right turn control means 12a and the forward left turn control means 12b, the slow forward right turn control means 13a.
  • a slow forward turning control means 13 comprising a slow forward turn control means 13b
  • a stop turning control means 14 comprising a stop right turn control means 14a and a stop left turn control means 14b, a reverse right turn control means 15a and a reverse left turn.
  • a reverse turning control means 15 comprising a control means 15b is provided.
  • the forward straight control means 11 in the ship maneuvering mode M11 is on the port side when the tilting direction of the stern control force input unit 21 is the forward direction and the rudder angle of the rudder angle input unit 22 is zero.
  • Both the propulsion device 2a and the starboard side propulsion device 2b are controlled to generate the same advancing force Ta and Tb, and are controlled to make the rudder angles of both the port side rudder 3a and the starboard side rudder 3b zero. This is a means for performing forward straight control.
  • the water flow W generated by the port side propulsion device 2a and the starboard side propulsion device 2b flows along the control surfaces of the port side rudder 3a and the starboard side rudder 3b, and no lateral steering force is generated.
  • forward turn control means 12 forward right turn control means 12a, as shown in FIG. 6, the tilting direction of stern control force input part 21 is the forward direction and the rudder angle of rudder angle input part 22 is the angle of the surface rudder.
  • both the port side propulsion device 2a and the starboard side propulsion device 2b generate the forward force Ta and Tb of the same magnitude, and the rudder angles of both the port side rudder 3a and the starboard side rudder 3b are input.
  • the forward right turn control is performed in which the stern is turned to the starboard side while turning forward at the angle of the surface rudder to turn to the starboard side.
  • the water flow W generated by the port side propulsion device 2a and the starboard side propulsion device 2b hits the control surfaces of the port side rudder 3a and the starboard side rudder 3b, each of which is a surface rudder, and exerts a rudder force in the clockwise direction.
  • the port side propulsion is performed when the direction of the stern control force input unit 21 is the forward direction and the rudder angle of the rudder angle input unit 22 is the steering angle.
  • Both the device 2a and the starboard side propulsion device 2b generate the forward force Ta and Tb having the same magnitude, and the steering angle of both the port side rudder 3a and the starboard side rudder 3b is set to the input steering angle. While turning the stern to starboard side, forward left turn control is performed to turn to the starboard side.
  • the water flow W generated by the port side propulsion device 2a and the starboard side propulsion device 2b hits the control surfaces of the port side rudder 3a and the starboard side rudder 3b, respectively, and the steering force in the left-turning direction is exerted. appear.
  • the stern part control force input part 21 generates forward thrusts Ta and Tb of the port side propulsion device 2a and starboard side propulsion device 2b by a forward direction input operation. It is generated in a size corresponding to the tilt angle in the tilt direction.
  • the rudder angle input unit 22 by the dial operation of the clockwise rotation (clockwise: surface rudder) and the counterclockwise rotation (counterclockwise: steering), the surface rudder and the rudder in both the port side rudder 3 a and the starboard side rudder 3 b and its dial Take the rudder angle of the size according to the rotation angle.
  • the respective operations of the port side propulsion device 2a and the starboard side propulsion device 2b and the port side rudder 3a and the starboard side rudder 3b are integrated and controlled to perform forward straight travel, forward right turn, and forward left turn.
  • the tilting direction of the stern part control force input part 21 is the forward left oblique direction and the steering angle input part 22.
  • the port side propulsion device 2a generates a forward force Ta
  • the starboard side propulsion device 2b generates a rear thrust Tb having a magnitude smaller than the magnitude of the forward force Ta of the port side propulsion device 2a.
  • the port side rudder 3a is used as a surface rudder
  • the starboard side rudder 3b is used as a rudder
  • the stern is turned to the starboard side while the vehicle is moving forward at a slow speed, and the vehicle is turned forward to the port side.
  • the ship 1 is caused by the rotational moment generated by the forward force Ta of the port side propulsion device 2a and the reverse force Tb of the starboard side propulsion device 2b, and the rudder force in the right turning direction by the port side rudder 3a serving as a surface rudder. Generates a force to turn right. Further, since the forward force Ta wins in the difference between the forward force Ta of the port side propulsion device 2a and the reverse force Tb of the starboard side propulsion device 2b, the stern is turned to the starboard side while moving forward at a slow speed, and turns to the starboard side. It will be.
  • the slow-speed forward left turn control means 13 b has a port when the tilting direction of the stern control force input unit 21 is the forward right oblique direction and the rudder angle of the rudder angle input unit 22 is zero.
  • the side thruster 2a generates a backward thrust Ta
  • the starboard side thruster 2b generates a forward thrust Tb larger than the magnitude of the backward thrust Ta of the port side thruster 2a
  • the port side rudder 3a as a surface rudder.
  • the starboard rudder 3b is used as a rudder
  • the stern is turned to the starboard side while moving forward at a slow speed to perform a slow-speed forward left-turning control that turns to the port side.
  • the ship 1 is caused by the rotational moment generated by the backward force Ta of the port side propulsion device 2a and the forward force Tb of the starboard side propulsion device 2b and the rudder turning force of the starboard side rudder 3b serving as the steering. Generates a force to turn left. Further, since the forward force Tb wins in the difference between the reverse thrust Ta of the port side propulsion device 2a and the forward force Tb of the starboard side propulsion device 2b, the stern is turned to the starboard side while moving forward at a slow speed, and turns to the port side. It will be.
  • the tilting direction of the stern control force input unit 21 is the port direction and the rudder angle of the rudder angle input unit 22 is zero.
  • the port side propulsion device 2a generates a forward force Ta
  • the starboard side propulsion device 2b generates a rear thrust Tb having a magnitude smaller than the magnitude of the forward force Ta of the port side propulsion device 2a.
  • 3a is used as a surface rudder
  • starboard-side rudder 3b is used as a rudder
  • stop right-turning control is performed in which the stern is turned to the port side without turning in the front-rear direction and turned to the starboard side.
  • the ship 1 is caused by the rotational moment generated by the forward force Ta of the port side propulsion device 2a and the reverse force Tb of the starboard side propulsion device 2b, and the rudder force in the right turning direction by the port side rudder 3a serving as a surface rudder. Generates a force to turn right. Further, by adjusting the difference between the forward force Ta of the port side propulsion device 2a and the reverse force Tb of the starboard side propulsion device 2b to be zero, it can be turned to the starboard side in a substantially stopped state.
  • the stop left turn control means 14b when the tilting direction of the stern control force input unit 21 is the starboard direction and the rudder angle of the rudder angle input unit 22 is zero, the port side propulsion unit 2a generates a reverse thrust Ta, and the starboard side propulsion device 2b generates a front thrust Tb having a magnitude larger than that of the port side propulsion device 2a, and the starboard side rudder 3a serves as a surface rudder.
  • 3b is used as a rudder, and stop left-turning control is performed in which the stern is turned to the starboard side without moving in the front-rear direction, and turned to the port side.
  • the ship 1 is caused by the rotational moment generated by the backward force Ta of the port side propulsion device 2a and the forward force Tb of the starboard side propulsion device 2b and the rudder turning force of the starboard side rudder 3b serving as the steering. Generates a force to turn left. Further, by adjusting so that the difference between the reverse thrust Ta of the port side propulsion device 2a and the forward force Tb of the starboard side propulsion device 2b becomes zero, it can be turned to the port side in a substantially stopped state.
  • the reverse right turning control means 15a has a port when the tilting direction of the stern control force input unit 21 is the left oblique backward direction and the rudder angle of the rudder angle input unit 22 is zero.
  • the side thruster 2a generates a forward force Ta
  • the starboard side thruster 2b generates a rear thrust Tb larger than the magnitude of the forward force Ta of the port side thruster 2a
  • the port side rudder 3a as a surface rudder.
  • reverse right-turning control is performed in which the stern is turned to the port side while turning backward and the starboard side is turned.
  • the ship 1 is caused by the rotational moment generated by the forward force Ta of the port side propulsion device 2a and the reverse force Tb of the starboard side propulsion device 2b, and the rudder force in the right turning direction by the port side rudder 3a serving as a surface rudder. Generates a force to turn right. Further, since the reverse force Tb prevails in the difference between the forward force Ta of the port side propulsion device 2a and the reverse force Tb of the starboard side propulsion device 2b, it can be turned to the starboard side in the reverse state.
  • the port side propulsion device 2a moves the reverse force Ta.
  • the starboard side propulsion device 2b generates a forward thrust Tb having a magnitude smaller than the reverse driving force Ta of the starboard side propulsion device 2a, and the starboard side rudder 3a is used as a surface rudder and the starboard side rudder 3b is used as a rudder. Rotating the stern to the starboard side while moving backward and turning to the port side to perform reverse left-turning control.
  • the ship 1 is caused by the rotational moment generated by the backward force Ta of the port side propulsion device 2a and the forward force Tb of the starboard side propulsion device 2b and the rudder force of the left turning direction by the starboard side rudder 3b serving as the steering. Generates a force to turn left. Further, since the reverse force Ta wins in the difference between the reverse force Ta of the port side propulsion device 2a and the forward force Tb of the starboard side propulsion device 2b, it can be turned to the port side in the reverse state.
  • the stern control force input part 21 performs a port side propulsion unit by a forward oblique direction operation, a lateral direction operation, and a backward oblique direction operation, respectively.
  • 2a and starboard propulsion device 2b thrust Ta, Tb are used separately in the front-rear direction, the front thrust side is larger in the forward tilt direction operation, the front-rear thrust force is balanced in the lateral direction operation, and the rear thrust side is larger in the rear tilt direction operation As described above, the size is generated according to the inclination angle of the stick.
  • the dial operation is stopped and the angle is zero, but the port side rudder 3a is a surface rudder and the starboard side rudder 3b is a steering.
  • the rudder angle is set to a size set in advance by experiment or the like according to the tilt angle of the joystick tilt direction.
  • each operation of the port side propulsion device 2a and the starboard side propulsion device 2b, and the port side rudder 3a and the starboard side rudder 3b is integrated and controlled, and a lateral force is generated on the stern side, so that a slight forward turn is made.
  • Stop turning reverse turning.
  • the bow raster since the bow raster is not used, it is not possible to move in the lateral direction, but the stern can be swung to the side at the stop turning.
  • the berthing control means 16 comprising port side berthing control means 16a and starboard side berthing control means 16b is further provided.
  • a berthing control means 17 comprising port side berthing control means 17a and starboard side berthing control means 17b is provided, and in continuous berthing automatic control mode M14, it comprises continuous port side berthing control means 18a and continuous starboard side berthing control means 18b. Continuous berthing control means 18 is provided.
  • the port side berthing control means 16a of the berthing control means 16 performs forward left turning control by the forward left turning control means 12b as shown in FIG.
  • Port side berthing control for berthing (or leaving) from the berth 50 (or mother ship) on the port side is automatically performed using the slow forward left turning control by the left turning control means 13b.
  • the starboard side rip-off control means 16b of the rip-off control means 16 forward right turn control by the forward left turn control means 12b as shown in FIG. 15, or slow speed advance by the slow speed forward right turn control means 13a (not shown).
  • Starboard berthing control for automatically berthing (or leaving the ship) from the quay 50 (or mother ship) on the starboard side using starboard turning control is automatically performed.
  • the port departure automatic control mode M12 is selected by a switch or the like provided in the input device 20. Then, the port side berthing control means 16a (or starboard side berthing control means 16b) of the berthing control means 16 departs from the quay 50 while moving forward, and the distance in the forward direction, the berth side of the ship 1 and the quay 50 14 while calculating the speed of the ship 1 corresponding to these distances, increasing the speed to that speed, and turning left and right as shown in FIG. Depart from quay 50. Alternatively, as shown in FIG. 15, a right turn and a left turn are performed, and the port is separated from the port side quay 50. Although not particularly illustrated, the same applies when leaving the mother ship instead of the quay 50.
  • a skilled ship operator performs a berthing operation (or a detachment operation) of the ship 1 with the stern control force input unit 21 and the rudder angle input unit 22 in advance.
  • the time data is stored and reproduced in the port departure automatic control mode M12 when actually maneuvering the port, and further, it can be easily automated by updating the data while learning the situation at that time.
  • the port side berthing control means 17a of the berthing control means 17 stops right turn control by the stop right turn control means 14a as shown in FIG. 16, or slow speed forward right turn control (not shown).
  • Port side berthing control for berthing (or berthing) on the port side is automatically performed using the slow forward right turn control by means 13a.
  • the port entry automatic control mode M13 When using this port entry automatic control mode M13, in the vicinity of the quay 50, the port entry automatic control mode M13 is selected by the input device 20, and the distance in the advancing direction of the berthing point of the quay 50 and the berthing direction (in the width direction). Is input to the input device 20.
  • the distance in the advancing direction and the berthing distance in the berthing direction of these berthing points can be obtained by taking in or inputting position data of the position of the ship and the berthing points by GPS.
  • Performing these operations automatically means that a skilled ship operator performs a berthing operation (or berthing operation) of the ship 1 with the stern control force input unit 21 and the rudder angle input unit 22 in advance.
  • This data is stored, reproduced in the port entry automatic control mode M13 when actually maneuvering the port, and can be easily automated by updating the data while learning the situation at that time.
  • the continuous port side berthing control means 18a of the continuous berthing control means 18 performs forward left turning control and forward right turning control means by the forward left turning control means 12b.
  • Continuous port side berthing control for entering (or berthing) the port side quay 50 (or mother ship) is automatically performed using forward right turn control by 12a and stop right turn control by stop right turn control means 14a.
  • the forward right turn control by the forward right turn control means 12a the forward left turn control by the forward left turn control means 12b, and the forward right turn.
  • Continuous port side berthing control for berthing (or berthing) on the port side quay 50 is automatically performed using forward right turn control by the turn control means 12a and stop left turn control by the stop left turn control means 14b. .
  • the continuous berthing automatic control mode M14 is selected by the input device 20, and the distance in the advancing direction and the berthing direction (the ship width direction) ) Is input to the input device 20.
  • the distance in the advancing direction and the berthing distance in the berthing direction of these berthing points can be obtained by entering and inputting the position data of the ship's own ship position and the berthing point by GPS.
  • a skilled ship operator performs a berthing control force input unit 21 and a rudder angle input unit 22 in advance to perform a berthing operation (or continuous berthing operation) of the ship 1 in advance.
  • the data at that time can be stored, reproduced in the continuous berthing automatic control mode M14 when actually maneuvering the port, and further automated by updating the data while learning the situation at that time.
  • the ship 1 for achieving the above-described object is configured to include the above-described ship maneuvering system 10. Therefore, since this ship 1 can be maneuvered using the above-described ship maneuvering system 10, the maneuvering possible with this ship maneuvering system 10 can be carried out.
  • the two propulsion devices, the port side propulsion device 2a and the starboard side propulsion device 2b, the port side rudder 3a, and the starboard side rudder are provided at the stern.
  • the ship 1 having two rudders 3b a high degree of maneuverability can be demonstrated by inputting relatively simple maneuvering operations.

Abstract

左舷側推進器２ａと右舷側推進器２ｂの両方を可変ピッチプロペラで構成すると共に、左舷側推進器２ａが前進力Ｔａを右舷側推進器２ｂが左舷側推進器２ａの前進力Ｔａの大きさよりも小さい大きさの後推力Ｔｂをそれぞれ発生するとともに、左舷側舵３ａを面舵に、右舷側舵３ｂを取舵にして、前後方向には移動せずに船尾を左舷側に回頭する停止右回頭制御を行う。これにより、船尾に左舷側推進器と右舷側推進器の２つの推進器と、左舷側舵と右舷側舵２つの舵を備えている船舶において、比較的簡単な操縦操作の入力により、高度な操縦性を発揮できるようにする。

Description

船舶の操縦システム、船舶、及び船舶の操縦方法
　本発明は、船尾に左舷側推進器と右舷側推進器の２つの推進器と、左舷側舵と右舷側舵を２つの舵を備えている船舶における船舶の操縦システム、船舶、及び船舶の操縦方法に関する。
　定位置に留まって深海底調査を行う海洋観測船や海底堀削する特出船などの船舶においては、波や風や潮流などに流されることなく、この船舶の船首方位や位置保持を行う必要があり、操船者の負担を軽くするために、自動定点保持システムが開発されてきている。
　この自動定点保持システムで使用される船舶としては、例えば、日本出願特開２０００－３０２０９８号公報に記載されているように、船尾の２軸の可変ピッチプロペラと２つの舵（ラダー）に、船首のバウスラスタを組み合わせた船舶や、船尾のスタンスラスタと１軸の可変ピッチプロペラと１つの舵に、船首のバウスラスタを組み合わせた船舶などを使用して、前後制御力指令、横制御力指令および旋回力指令に基づいて推力配分を行って船の制御を行う自動方位設定方法が提案されている。
　また、例えば、日本出願特開２００９－２４１７３８号公報に記載されているように、トンネル型バウスラスタと可変ピッチプロペラとフラップ付舵や大角度の舵切りができる特殊舵を備えた船舶で、ジョイスティック、回頭ダイヤルなどを用いて、定点保持モード、スタンバイモード、ＪＯＹモード、方位保持モードなど各モードで制御を行う１軸１舵バウスラスタ船の定点保持システムも提案されている。さらに、例えば、日本出願特開２０１０－１０５５５１号公報に記載されているように、船首と船尾にそれぞれ設けられた２つのサイドスラスタと２軸２舵の船舶の定点保持制御装置も提案されている。
　しかしながら、これらの船舶においては、船首に設けられたバウスラスタを備えしており、バウスラスタを備えていない船舶では使用できず、また、バウスラスタを備えていても、船首近傍に配置された音響装置などの観測装置に対してバウスラスタの使用による影響が出るため、位置保持が必要な場合であっても、観測中はバウスラスタの使用が好ましくない状況では使用できないという問題がある。
　一方、操船の目標値を簡便な操作により変更できるようにするために、例えば、日本出願特開２００９－２４１７３８号公報と日本出願特開１９９７－１０４３９７号公報に記載されているように、ジョイスティック（ジョイスティックレバー）、回頭ダイヤル（旋回ダイヤル）などを用いて、船体の方位や船位などの目標値を変更することも行われている。
日本出願特開２０００－３０２０９８号公報 日本出願特開２００９－２４１７３８号公報 日本出願特開２０１０－１０５５５１号公報 日本出願特開１９９７－１０４３９７号公報
　本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、船尾に左舷側推進器と右舷側推進器の２つの推進器と、左舷側舵と右舷側舵を２つの舵を備えている船舶において、比較的簡単な操縦操作の入力により、高度な操縦性を発揮できる、船舶の操縦システム、船舶、及び船舶の操縦方法を提供することにある。
　上記のような目的を達成するための船舶の操縦システムは、船尾に左舷側推進器と右舷側推進器の２つの推進器と、左舷側舵と右舷側舵を２つの舵を備えている船舶の操縦システムにおいて、前記左舷側推進器と前記右舷側推進器の両方を可変ピッチプロペラで構成すると共に、前記左舷側推進器が前進力を、前記右舷側推進器が前記左舷側推進器の前進力の大きさよりも小さい大きさの後推力をそれぞれ発生するとともに、前記左舷側舵を面舵に、前記右舷側舵を取舵にして、前後方向には移動せずに船尾を左舷側に回動させて右舷側に回頭する停止右回頭制御と、前記左舷側推進器が後進力を、前記右舷側推進器が前記左舷側推進器の後進力の大きさよりも大きい大きさの前推力をそれぞれ発生するとともに、前記左舷側舵を面舵に、前記右舷側舵を取舵にして、前後方向には移動せずに船尾を右舷側に回動させて左舷側に回頭する停止左回頭制御とを行うように構成されている操縦用制御装置を備えていることを特徴とする。
　この構成によれば、比較的簡単な操作により、船首スラスタを備えていなくても、停止右回頭制御と停止左回頭制御等のその場回頭ができるようになるので、著しく操縦性を向上することができ、定点位置保持や一定領域内における位置保持の自動操縦が著しく容易となる。
　上記の船舶の操縦システムにおいて、前記操縦用制御装置が、前記左舷側推進器と前記右舷側推進器の両方が同じ大きさの前進力を発生するとともに、前記左舷側舵と前記右舷側舵の両方の舵角を入力された面舵の角度にして、前進しながら船尾を左舷側に回動させて右舷側に回頭する前進右回頭制御と、前記左舷側推進器と前記右舷側推進器の両方が同じ大きさの前進力を発生するとともに、前記左舷側舵と前記右舷側舵の両方の舵角を入力された取舵の角度にして、前進しながら左舷側に回頭する前進左回頭制御とを行うように構成されていると、比較的簡単な操縦操作の入力により、前進右回頭制御と前進左回頭制御とを行うことができる。
　上記の船舶の操縦システムにおいて、前記操縦用制御装置が、前記左舷側推進器が前進力を、前記右舷側推進器が前記左舷側推進器の前進力の大きさよりも大きい大きさの後推力をそれぞれ発生するとともに、前記左舷側舵を面舵に、前記右舷側舵を取舵にして、後進しながら船尾を左舷側に回動させて右舷側に回頭する後進右回頭制御と、前記左舷側推進器が後進力を、前記右舷側推進器が前記左舷側推進器の後進力の大きさよりも小さい大きさの前推力をそれぞれ発生するとともに、前記左舷側舵を面舵に、前記右舷側舵を取舵にして、後進しながら船尾を右舷側に回動させて左舷側に回頭する後進左回頭制御とを行うように構成されていると、比較的簡単な操縦操作の入力により、後進右回頭制御と後進左回頭制御とを行うことができる。
　上記の船舶の操縦システムにおいて、前記操縦用制御装置が、前記左舷側推進器が前進力を、前記右舷側推進器が前記左舷側推進器の前進力の大きさよりも小さい大きさの後推力をそれぞれ発生するとともに、前記左舷側舵を面舵に、前記右舷側舵を取舵にして、前進しながら船尾を左舷側に回動させて右舷側に回頭する微速前進右回頭制御と、前記左舷側推進器が後進力を、前記右舷側推進器が前記左舷側推進器の後進力の大きさよりも大きい大きさの前推力をそれぞれ発生するとともに、前記左舷側舵を面舵に、前記右舷側舵を取舵にして、前進しながら船尾を右舷側に回動させて左舷側に回頭する微速前進左回頭制御とを行うように構成されていると、比較的簡単な操縦操作の入力により、微速前進右回頭制御と微速前進左回頭制御とを行うことができる。
　上記の船舶の操縦システムにおいて、前記操縦用制御装置が、前記前進左回頭制御を用いて左舷側に離岸若しくは離船する左舷側離岸制御、または、前記前進右回頭制御を用いて右舷側に離岸若しくは離船する右舷側離岸制御のいずれか一方又は両方を自動で行う出港自動制御モードを備えていると、容易に、離岸及び離船を行うことができる。
　上記の船舶の操縦システムにおいて、前記操縦用制御装置が、前記停止右回頭制御を用いて左舷側に接岸若しくは接船する左舷側接岸制御、または、前記停止左回頭制御を用いて右舷側に接岸若しくは接船する右舷側接岸制御のいずれか一方又は両方を自動で行う入港自動制御モードを備えていると、容易に、入港及び接船を行うことができる。
　上記の船舶の操縦システムにおいて、前記操縦用制御装置が、前記前進右回頭制御、前記前進左回頭制御、前記停止右回頭制御を用いて左舷側に接岸若しくは接船する連続左舷側接岸制御、または、前記前進左回頭制御、前記前進右回頭制御、前記停止左回頭制御を用いて左舷側に接岸若しくは接船する連続左舷側接岸制御のいずれか一方又は両方を自動で行う連続接岸自動制御モードを備えていると、接岸又は接船の対象物から離れている距離から、容易に、出港又は離船を行うことができる。
　上記の船舶の操縦システムにおいて、操船の入力装置として、ジョイスティック型の船尾部制御力入力部とダイヤル型の舵角入力部を備えていると、非常に簡便なジョイスティック等で構成できる船尾部制御力入力部と、ダイヤルなどで構成できる舵角入力部における比較的簡単な操縦操作の入力により、各種の操船を行うことができるようになる。
　上記の船舶の操縦システムにおいて、前記船尾部制御力入力部の入力が左舷方向で、かつ、前記舵角入力部の入力が舵角ゼロの場合に、前記停止右回頭制御を、前記船尾部制御力入力部の入力が右舷方向で、かつ、前記舵角入力部の入力が舵角ゼロの場合に、前記停止左回頭制御を、前記船尾部制御力入力部の入力が前方向で、かつ、前記舵角入力部の入力が面舵の角度の場合に、前記前進右回頭制御を、前記船尾部制御力入力部の入力が前方向で、かつ、前記舵角入力部の入力が取舵の角度の場合に、前記前進左回頭制御を、前記船尾部制御力入力部の入力が左斜前方向で、かつ、前記舵角入力部の入力が舵角ゼロの場合に、前記微速前進右回頭制御を、前記船尾部制御力入力部の入力が右斜前方向で、かつ、前記舵角入力部の入力が舵角ゼロの場合に、前記微速前進左回頭制御を、前記船尾部制御力入力部の入力が左斜後方向で、かつ、前記舵角入力部の入力が舵角ゼロの場合に、前記後進右回頭制御を、前記船尾部制御力入力部の入力が右斜後方向で、かつ、前記舵角入力部の入力が舵角ゼロの場合に、前記後進左回頭制御を行うと、船尾部制御力入力部と舵角入力部における比較的簡単な操縦操作の入力により、各種の操船を容易に行うことができる。
　そして、上記のような目的を達成するための船舶は、上記の船舶の操縦システムを備えていることを特徴とし、上記の船舶の操縦システムの効果を発揮できる。
　また、上記のような目的を達成するための船舶の操縦方法は、船尾に左舷側推進器と右舷側推進器の２つの可変ピッチプロペラで構成された推進器と、左舷側舵と右舷側舵を２つの舵を備えている船舶の操縦方法において、前記左舷側推進器が前進力を、前記右舷側推進器が前記左舷側推進器の前進力の大きさよりも小さい大きさの後推力をそれぞれ発生するとともに、前記左舷側舵を面舵に、前記右舷側舵を取舵にして、前後方向には移動せずに船尾を左舷側に回動させて右舷側に回頭する停止右回頭と、前記左舷側推進器が後進力を、前記右舷側推進器が前記左舷側推進器の後進力の大きさよりも大きい大きさの前推力をそれぞれ発生するとともに、前記左舷側舵を面舵に、前記右舷側舵を取舵にして、前後方向には移動せずに船尾を右舷側に回動させて左舷側に回頭する停止左回頭とを行うことを特徴とする方法である。
　この方法によれば、船首スラスタを備えていなくても、停止右回頭制御と停止左回頭制御等のその場回頭ができるようになるので、著しく操縦性を向上することができ、定点位置保持や一定領域内における位置保持の自動操縦が著しく容易となる。
　そして、上記のような各種制御による操船が可能になると、波や風や潮流がある海域においても、洋上で指定された位置やエリア内に自動的に留まる定点保持操船や、観測機器等が設置された特定地点から一定距離内に船位を保つ定領域内操船や、水中観測機器などに対して一定の距離を保って追従する定距離維持操船や、複数の船舶が並行して一定の距離を保ちつつ航行して観測や漁を行う並行航行操船や、入出港の際に、曳船等の支援を必要とせずに離着岸する出入港操船や、洋上で母船などに離着する離着船操船などを、船尾部制御力入力部とダイヤルの操作で容易に行うことができるようになり、これらの操船を必要とするような状況における操船者の負担を著しく軽減できるようになる。
　本発明の船舶の操縦システム、船舶、及び船舶の操縦方法によれば、船尾に左舷側推進器と右舷側推進器の２つの推進器と、左舷側舵と右舷側舵を２つの舵を備えている船舶において、比較的簡単な操縦操作の入力により、高度な操縦性を発揮できる。
図１は、本発明の実施の形態の船舶の操縦システム、及び船舶における構成を模式的に示す図である。 図２は、本発明の実施の形態の船舶の操縦システムにおけるモードの構成を示す図である。 図３は、船舶の操縦システムの操船モードの構成を示す図である。 図４は、船舶の操縦システムの出港自動制御モード、入港自動制御モード、連続接岸自動制御モードの各構成を示す図である。 図５は、前進直進制御を説明するための図である。 図６は、前進右回頭制御を説明するための図である。 図７は、前進左回頭制御を説明するための図である。 図８は、微速前進右回頭制御を説明するための図である。 図９は、微速前進左回頭制御を説明するための図である。 図１０は、停止右回頭制御を説明するための図である。 図１１は、停止左回頭制御を説明するための図である。 図１２は、後進右回頭制御を説明するための図である。 図１３は、後進左回頭制御を説明するための図である。 図１４は、左舷側離岸制御を説明するための図である。 図１５は、右舷側離岸制御を説明するための図である。 図１６は、左舷側接岸制御を説明するための図である。 図１７は、右舷側接岸制御を説明するための図である。 図１８は、連続左舷側接岸制御を説明するための図である。 図１９は、連続右舷側接岸制御を説明するための図である。
　以下、本発明に係る実施の形態の船舶の操縦システム、船舶、及び船舶の操縦方法について、図面を参照しながら説明する。ここでは、船首にバウスラスタを備えていない船舶を例にして説明するが、船首にバウスラスタを備えていても、水中音響機器などの使用時におけるバウスラスタ禁止時における操船操作にも使用することができるので、本発明は、必ずしも、バウスラスタを備えていない船舶に限定する必要は無く、バウスラスタを備えていてもよい。ここでは、バウスラスタを使用しない操船を扱っているが、バウスラスタの併用により、さらに操縦性能を向上することができる。
　図１に示すように、この船舶１は、船尾に左舷側推進器２ａと右舷側推進器２ｂの２つの推進器と、左舷側舵３ａと右舷側舵３ｂを２つの舵を備えている。この左舷側推進器２ａと右舷側推進器２ｂの両方を可変ピッチプロペラで構成する。また、この入力装置２０と操縦制御装置３０を備えている。この入力装置２０は、ジョイスティック等で構成される船尾部制御力入力部２１と、ダイヤル等で構成される舵角入力部２２とを有して構成される。
　また、操縦制御装置３０は、船尾部制御力入力部２１からの傾倒方向（操船方向：船の移動方向）と、その方向におけるジョイスティックの傾斜角度の大きさの傾斜角度データと、舵角入力部２２からの舵角データの他にも、ＧＰＳ装置、ログ等からの船舶１の位置情報や速度情報、ジャイロ装置からの船首方位情報や、風向風速計からの情報、水中測位装置からの情報、レーダーからの情報、距離測定装置や測距通信装置などのからの情報などを入力して、左舷側推進器２ａと右舷側推進器２ｂのそれぞれにおける前進又は後進の選択と、発生する推力の大きさの指令とを、それぞれの可変ピッチプロペラの制御装置２ａｃ、２ｂｃに出力し、また、左舷側舵３ａと右舷側舵３ｂの面舵と取舵の選択と、その舵角の大きさの指令とをそれぞれの舵取装置３ａｃ、３ｂｃに出力する。
　つまり、この船舶の操縦システム１０では、操船者が、操船のために入力装置２０で船尾部制御力入力部２１と舵角入力部２２を操作すると、操縦制御装置３０は、この船尾部制御力入力部２１からの傾倒方向と傾斜角度データ、及び、舵角入力部２２からの舵角データを受けて、推進器２ａ，２ｂと舵３ａ、３ｂを統合制御して、船舶の前進、後進、前進回頭、微速前進回頭、停止回頭、後進回頭など操船を行う。
　この船舶の操縦システム１０は次のような制御手段を備えて構成される。つまり、図２に示すように、操船モードＭ１１と、出港自動制御モードＭ１２、入港自動制御モードＭ１３、連続接岸自動制御モードＭ１４などを備えている。
　そして、図３に示すように、操船モードＭ１１においては、前進直進制御手段１１、前進右回頭制御手段１２ａと前進左回頭制御手段１２ｂとからなる前進回頭制御手段１２、微速前進右回頭制御手段１３ａと微速前進左回頭制御手段１３ｂとからなる微速前進回頭制御手段１３、停止右回頭制御手段１４ａと停止左回頭制御手段１４ｂとからなる停止回頭制御手段１４、後進右回頭制御手段１５ａと後進左回頭制御手段１５ｂとからなる後進回頭制御手段１５を備えている。
　この操船モードＭ１１の前進直進制御手段１１は、図５に示すように、船尾部制御力入力部２１の傾倒方向が前方向でかつ舵角入力部２２の舵角がゼロのときに、左舷側推進器２ａと右舷側推進器２ｂの両方が同じ前進力Ｔａ、Ｔｂを発生する制御をするとともに、左舷側舵３ａと右舷側舵３ｂの両方の舵角をゼロにする制御をして前進する前進直進制御を行う手段である。この場合に、左舷側推進器２ａと右舷側推進器２ｂで発生した水流Ｗは、左舷側舵３ａと右舷側舵３ｂの舵面に沿って流れ、横方向の舵力は発生しない。
前進回頭制御手段１２においては、前進右回頭制御手段１２ａでは、図６に示すように、船尾部制御力入力部２１の傾倒方向が前方向でかつ舵角入力部２２の舵角が面舵の角度のときに、左舷側推進器２ａと右舷側推進器２ｂの両方が同じ大きさの前進力Ｔａ、Ｔｂを発生するとともに、左舷側舵３ａと右舷側舵３ｂの両方の舵角を入力された面舵の角度にして、前進しながら船尾を左舷側に回動させて右舷側に回頭する前進右回頭制御を行う。この場合に、左舷側推進器２ａと右舷側推進器２ｂで発生した水流Ｗは、それぞれが面舵となっている左舷側舵３ａと右舷側舵３ｂの舵面に当たり、右回頭方向の舵力を発生する。
　また、前進左回頭制御手段１２ｂでは、図７に示すように、船尾部制御力入力部２１の方位が前方向でかつ舵角入力部２２の舵角が取舵の角度のときに、左舷側推進器２ａと右舷側推進器２ｂの両方が同じ大きさの前進力Ｔａ、Ｔｂを発生するとともに、左舷側舵３ａと右舷側舵３ｂの両方の舵角を入力された取舵の角度にして、前進しながら船尾を右舷側に回動させて左舷側に回頭する前進左回頭制御とを行う。この場合に、左舷側推進器２ａと右舷側推進器２ｂで発生した水流Ｗは、それぞれが取舵となっている左舷側舵３ａと右舷側舵３ｂの舵面に当たり、左回頭方向の舵力を発生する。
　この前進直進制御手段１１、前進回頭制御手段１２では、船尾部制御力入力部２１では、前方向入力操作により左舷側推進器２ａと右舷側推進器２ｂの前方向の推力Ｔａ、Ｔｂを、ジョイスティックの傾倒方向の傾斜角度に応じた大きさにして発生する。また、舵角入力部２２では、その右回転（時計回り：面舵）と左回転（反時計回り：取舵）のダイヤル操作により左舷側舵３ａと右舷側舵３ｂの両方における面舵と取舵とそのダイヤル回転角に応じた大きさの舵角を取る。これにより、左舷側推進器２ａと右舷側推進器２ｂ、及び、左舷側舵３ａと右舷側舵３ｂの各操作を統合制御して、前進直進、前進右回頭、前進左回頭を行う。
　また、微速前進回頭制御手段１３においては、微速前進右回頭制御手段１３ａでは、図８に示すように、船尾部制御力入力部２１の傾倒方向が左斜前方向でかつ舵角入力部２２の舵角がゼロのときに、左舷側推進器２ａが前進力Ｔａを、右舷側推進器２ｂが左舷側推進器２ａの前進力Ｔａの大きさよりも小さい大きさの後推力Ｔｂをそれぞれ発生するとともに、左舷側舵３ａを面舵に、右舷側舵３ｂを取舵にして、微速前進しながら船尾を右舷側に回動させて左舷側に回頭する微速前進右回頭制御を行う。
　この場合に、左舷側推進器２ａの前進力Ｔａと右舷側推進器２ｂの後進力Ｔｂで発生する回転モーメントと、面舵となっている左舷側舵３ａによる右回頭方向の舵力とにより船舶１を右回頭させる力を発生する。また、左舷側推進器２ａの前進力Ｔａと右舷側推進器２ｂの後進力Ｔｂとの差において前進力Ｔａが勝るため、微速前進しながら船尾を左舷側に回動させて右舷側に回頭することになる。
　また、微速前進左回頭制御手段１３ｂでは、図９に示すように、船尾部制御力入力部２１の傾倒方向が右斜前方向でかつ舵角入力部２２の舵角がゼロのときに、左舷側推進器２ａが後進力Ｔａを、右舷側推進器２ｂが左舷側推進器２ａの後進力Ｔａの大きさよりも大きい大きさの前推力Ｔｂをそれぞれ発生するとともに、左舷側舵３ａを面舵に、右舷側舵３ｂを取舵にして、微速前進しながら船尾を右舷側に回動させて左舷側に回頭する微速前進左回頭制御を行う。
　この場合に、左舷側推進器２ａの後進力Ｔａと右舷側推進器２ｂの前進力Ｔｂで発生する回転モーメントと、取舵となっている右舷側舵３ｂによる左回頭方向の舵力とにより船舶１を左回頭させる力を発生する。また、左舷側推進器２ａの後進力Ｔａと右舷側推進器２ｂの前進力Ｔｂとの差において前進力Ｔｂが勝るため、微速前進しながら船尾を右舷側に回動させて左舷側に回頭することになる。
　また、停止回頭制御手段１４においては、停止右回頭制御手段１４ａでは、図１０に示すように、船尾部制御力入力部２１の傾倒方向が左舷方向でかつ舵角入力部２２の舵角がゼロのときに、左舷側推進器２ａが前進力Ｔａを、右舷側推進器２ｂが左舷側推進器２ａの前進力Ｔａの大きさよりも小さい大きさの後推力Ｔｂをそれぞれ発生するとともに、左舷側舵３ａを面舵に、右舷側舵３ｂを取舵にして、前後方向には移動せずに船尾を左舷側に回動させて右舷側に回頭する停止右回頭制御を行う。
　この場合に、左舷側推進器２ａの前進力Ｔａと右舷側推進器２ｂの後進力Ｔｂで発生する回転モーメントと、面舵となっている左舷側舵３ａによる右回頭方向の舵力とにより船舶１を右回頭させる力を発生する。また、左舷側推進器２ａの前進力Ｔａと右舷側推進器２ｂの後進力Ｔｂとの差がゼロになるように調整することにより、ほぼ停止状態で右舷側に回頭させることができる。
　また、停止左回頭制御手段１４ｂでは、図１１に示すように、船尾部制御力入力部２１の傾倒方向が右舷方向でかつ舵角入力部２２の舵角がゼロのときに、左舷側推進器２ａが後進力Ｔａを、右舷側推進器２ｂが左舷側推進器２ａの後進力Ｔａの大きさよりも大きい大きさの前推力Ｔｂをそれぞれ発生するとともに、左舷側舵３ａを面舵に、右舷側舵３ｂを取舵にして、前後方向には移動せずに船尾を右舷側に回動させて左舷側に回頭する停止左回頭制御とを行う。
　この場合に、左舷側推進器２ａの後進力Ｔａと右舷側推進器２ｂの前進力Ｔｂで発生する回転モーメントと、取舵となっている右舷側舵３ｂによる左回頭方向の舵力とにより船舶１を左回頭させる力を発生する。また、左舷側推進器２ａの後進力Ｔａと右舷側推進器２ｂの前進力Ｔｂとの差がゼロになるように調整することにより、ほぼ停止状態で左舷側に回頭させることができる。
　そして、後進回頭制御手段１５においては、後進右回頭制御手段１５ａでは、船尾部制御力入力部２１の傾倒方向が左斜後方向でかつ舵角入力部２２の舵角がゼロのときに、左舷側推進器２ａが前進力Ｔａを、右舷側推進器２ｂが左舷側推進器２ａの前進力Ｔａの大きさよりも大きい大きさの後推力Ｔｂをそれぞれ発生するとともに、左舷側舵３ａを面舵に、右舷側舵３ｂを取舵にして、後進しながら船尾を左舷側に回動させて右舷側に回頭する後進右回頭制御を行う。
　この場合に、左舷側推進器２ａの前進力Ｔａと右舷側推進器２ｂの後進力Ｔｂで発生する回転モーメントと、面舵となっている左舷側舵３ａによる右回頭方向の舵力とにより船舶１を右回頭させる力を発生する。また、左舷側推進器２ａの前進力Ｔａと右舷側推進器２ｂの後進力Ｔｂとの差において後進力Ｔｂが勝るため、後進状態で右舷側に回頭させることができる。
　また、後進左回頭制御手段１５ｂでは、船尾部制御力入力部２１の傾倒方向が右斜後方向でかつ舵角入力部２２の舵角がゼロのときに、左舷側推進器２ａが後進力Ｔａを、右舷側推進器２ｂが左舷側推進器２ａの後進力Ｔａの大きさよりも小さい大きさの前推力Ｔｂをそれぞれ発生するとともに、左舷側舵３ａを面舵に、右舷側舵３ｂを取舵にして、後進しながら船尾を右舷側に回動させて左舷側に回頭する後進左回頭制御を行う。
　この場合に、左舷側推進器２ａの後進力Ｔａと右舷側推進器２ｂの前進力Ｔｂで発生する回転モーメントと、取舵となっている右舷側舵３ｂによる左旋回方向の舵力とにより船舶１を左旋回させる力を発生する。また、左舷側推進器２ａの後進力Ｔａと右舷側推進器２ｂの前進力Ｔｂとの差において後進力Ｔａが勝るため、後進状態で左舷側に回頭させることができる。
　この微速前進回頭制御手段１３、停止回頭制御手段１４、後進回頭制御手段１５では、船尾部制御力入力部２１では、それぞれ、前斜方向操作、横方向操作、後斜方向操作により左舷側推進器２ａと右舷側推進器２ｂの推力Ｔａ、Ｔｂを前後方向に使い分けて、前斜方向操作では前推力側が大きくなり、横方向操作では前後推進力が釣り合い、後斜方向操作では後推力側が大きくなるように、ステックの傾斜角度に応じた大きさにして発生する。
　また、舵角入力部２２では、そのダイヤル操作は停止され、角度はゼロになっているが、左舷側舵３ａは面舵とし、右舷側舵３ｂは取舵とする。この舵角はジョイスティックの傾倒方向の傾斜角度に応じて、実験などより予め設定されている大きさとする。これにより、左舷側推進器２ａと右舷側推進器２ｂ、および、左舷側舵３ａと右舷側舵３ｂの各操作を統合制御して、船尾側に横方向の力を発生させて、微速前進回頭、停止回頭、後進回頭を行う。なお、バウスラスタを使用しないので、真横方向への移動はできないが、停止回頭では船尾を横に振ることができる。
　また、図４に示すように、さらに、出港自動制御モードＭ１２において、左舷側離岸制御手段１６ａと右舷側離岸制御手段１６ｂとからなる離岸制御手段１６を備え、入港自動制御モードＭ１３において、左舷側接岸制御手段１７ａと右舷側接岸制御手段１７ｂとからなる接岸制御手段１７を備え、連続接岸自動制御モードＭ１４において、連続左舷側接岸制御手段１８ａと連続右舷側接岸制御手段１８ｂとからなる連続接岸制御手段１８を備えている。
　そして、出港自動制御モードＭ１２においては、離岸制御手段１６の左舷側離岸制御手段１６ａでは、図１４に示すように前進左回頭制御手段１２ｂによる前進左回頭制御、又は、図示しないが微速前進左回頭制御手段１３ｂによる微速前進左回頭制御を用いて左舷側にある岸壁５０（若しくは母船）から離岸（若しくは離船）する左舷側離岸制御を自動で行う。また、離岸制御手段１６の右舷側離岸制御手段１６ｂでは、図１５に示すように前進左回頭制御手段１２ｂによる前進右回頭制御、又は、図示しないが微速前進右回頭制御手段１３ａによる微速前進右回頭制御を用いて右舷側にある岸壁５０（若しくは母船）から離岸（若しくは離船）する右舷離岸制御を自動で行う。
　この出港自動制御モードＭ１２を使用する場合には、入力装置２０に備えたスイッチ等で出港自動制御モードＭ１２を選択する。そして、離岸制御手段１６の左舷側離岸制御手段１６ａ（若しくは右舷側離岸制御手段１６ｂ）により、前進しつつ岸壁５０から離岸し、前進方向の距離と船舶１の舷側と岸壁５０との間の離岸距離を算出しながら、こらの距離に見合った船舶１の速度を算出しながらその速度に増速して、図１４に示すように左回頭と右回頭を行い、右舷側の岸壁５０から離岸する。あるいは、図１５に示すように右回頭と左回頭を行い、左舷側の岸壁５０から離岸する。特に図示しないが、岸壁５０の代わりに母船からに離船するときも同様である。
　これらの操作を自動で行うことは、予め、熟練した操船者により船尾部制御力入力部２１と舵角入力部２２とにより、船舶１の離岸操作（若しくは離船操作）をして、そのときのデータを記憶しておき、実際の出港の操船時に出港自動制御モードＭ１２で再現し、さらに、その時の状況を学習しつつデータを更新することで容易に自動化することができる。
　また、入港自動制御モードＭ１３においては、接岸制御手段１７の左舷側接岸制御手段１７ａでは、図１６に示すように停止右回頭制御手段１４ａによる停止右回頭制御、又は図示しないが微速前進右回頭制御手段１３ａによる微速前進右回頭制御を用いて、左舷側に接岸（若しくは接船）する左舷側接岸制御を自動で行う。また、接岸制御手段１７の右舷側接岸制御手段１７ｂでは、図１７に示すように停止左回頭制御手段１４ｂによる停止左回頭制御、又は図示しないが微速前進左回頭制御手段１３ｂによる微速前進左回頭制御を用いて、右舷側に接岸（若しくは接船）する右舷側接岸制御を自動で行う。
　この入港自動制御モードＭ１３を使用する場合には、岸壁５０近傍において、入力装置２０で入港自動制御モードＭ１３を選択し、岸壁５０の着岸地点の前進方向の距離と接岸方向（船幅方向の）の離岸距離とを入力装置２０に入力する。これらの着岸地点の前進方向の距離と接岸方向の離岸距離は、ＧＰＳによる自船の位置と、着岸地点との位置データを取り込んだり、入力したりすることで行うことができる。
　そして、前進方向の距離と舷側からの離岸距離を算出しながら、あるいは、距離測定装置等により測定しながら、着岸地点までの距離に応じて、実験などのより予め設定されている速度を算出して、この速度に減速しつつ、図１６に示すように左回頭と右回頭を行い左舷側の岸壁５０に着岸する。あるいは、図１７に示すように右回頭と左回頭を行い右舷側の岸壁５０に着岸する。岸壁５０の代わりに母船に接船するときも同様である。
　これらの操作を自動で行うことは、予め、熟練した操船者により船尾部制御力入力部２１と舵角入力部２２とにより、船舶１の着岸操作（若しくは接船操作）をして、そのときのデータを記憶しておき、実際の入港の操船時に入港自動制御モードＭ１３で再現し、さらに、その時の状況を学習しつつデータを更新することで容易に自動化することができる。
　また、連続接岸自動制御モードＭ１４においては、連続接岸制御手段１８の連続左舷側接岸制御手段１８ａでは、図１８に示すように、前進左回頭制御手段１２ｂによる前進左回頭制御、前進右回頭制御手段１２ａによる前進右回頭制御、停止右回頭制御手段１４ａによる停止右回頭制御を用いて左舷側の岸壁５０（若しくは母船）に入港（若しくは接船）する連続左舷側接岸制御を自動で行う。
　また、連続接岸制御手段１８の連続右舷側接岸制御手段１８ｂでは、図１９に示すように、前進右回頭制御手段１２ａによる前進右回頭制御、前進左回頭制御手段１２ｂによる前進左回頭制御、前進右回頭制御手段１２ａによる前進右回頭制御、停止左回頭制御手段１４ｂによる停止左回頭制御を用いて左舷側の岸壁５０（若しくは母船）に接岸（若しくは接船）する連続左舷側接岸制御を自動で行う。
　この連続接岸自動制御モードＭ１４を使用する場合には、岸壁５０近傍において、入力装置２０で連続接岸自動制御モードＭ１４を選択し、岸壁５０の着岸地点の前進方向の距離と接岸方向（船幅方向の）の離岸距離とを入力装置２０に入力する。これらの着岸地点の前進方向の距離と接岸方向の離岸距離は、ＧＰＳによる自船の位置と、着岸地点との位置データを取り込んだ入り、入力したりすることで行うことができる。
　そして、前進方向の距離と舷側からの離岸距離を算出しながら、あるいは、距離測定装置等により測定しながら、着岸地点までの距離に応じて、実験などのより予め設定されている速度を算出して、この速度に減速しつつ、図１８に示すように、前進、左回頭、右回頭、左回頭を必要応じて繰り返し行い、最後は停止右回頭で左舷側の岸壁５０に着岸する。あるいは、図１９に示すように、前進、右回頭、左回頭、右回頭を必要応じて繰り返し行い、最後は停止左回頭で右舷側の岸壁５０に着岸する。岸壁５０の代わりに母船に接船するときも同様である。
　これらの操作を自動で行うことは、予め、熟練した操船者により船尾部制御力入力部２１と舵角入力部２２とにより、船舶１の連続接岸操作（若しくは連続接船操作）をして、そのときのデータを記憶しておき、実際の入港の操船時に連続接岸自動制御モードＭ１４で再現し、さらに、その時の状況を学習しつつデータを更新することで容易に自動化することができる。
　そして、上記のような目的を達成するための船舶１は、上記の船舶の操縦システム１０を備えて構成される。従って、この船舶１は、上記の船舶の操縦システム１０を使用して操船できるので、この船舶の操縦システム１０で可能な操船を実施できる。
　従って、上記の船舶の操縦システム１０、船舶１、及び船舶の操縦方法によれば、船尾に左舷側推進器２ａと右舷側推進器２ｂの２つの推進器と、左舷側舵３ａと右舷側舵３ｂを２つの舵を備えている船舶１において、比較的簡単な操縦操作の入力により、高度な操縦性を発揮できる、
１　船舶
２ａ　左舷側推進器
２ｂ　右舷側推進器
３ａ　左舷側舵
３ｂ　右舷側舵
１０　船舶の操縦システム
１１　前進直進制御手段
１２　前進回頭制御手段
１２ａ　前進右回頭制御手段
１２ｂ　前進左回頭制御手段
１３　微速前進回頭制御手段
１３ａ　微速前進右回頭制御手段
１３ｂ　微速前進左回頭制御手段
１４　停止回頭制御手段
１４ａ　停止右回頭制御手段
１４ｂ　停止左回頭制御手段
１５　後進回頭制御手段
１５ａ　後進右回頭制御手段
１５ｂ　後進左回頭制御手段
１６　離岸制御手段
１６ａ　左舷側離岸制御手段
１６ｂ　右舷側離岸制御手段
１７　接岸制御手段
１７ａ　左舷側接岸制御手段
１７ｂ　右舷側接岸制御手段
１８　連続接岸制御手段
１８ａ　連続左舷側接岸制御手段
１８ｂ　連続右舷側接岸制御手段
２０　入力装置
２１　船尾部制御力入力部（ジョイスティック）
２２　舵角入力部（ダイヤル）
３０　操縦制御装置
Ｍ１１　操船モード
Ｍ１２　出港自動制御モード
Ｍ１３　入港自動制御モード
Ｍ１４　連続接岸自動制御モード
Ｔａ　左舷側推進器の進力
Ｔｂ　右舷側推進器の進力

Claims (11)

  1. 　船尾に左舷側推進器と右舷側推進器の２つの推進器と、左舷側舵と右舷側舵を２つの舵を備えている船舶の操縦システムにおいて、
    　前記左舷側推進器と前記右舷側推進器の両方を可変ピッチプロペラで構成すると共に、
    　前記左舷側推進器が前進力を、前記右舷側推進器が前記左舷側推進器の前進力の大きさよりも小さい大きさの後推力をそれぞれ発生するとともに、前記左舷側舵を面舵に、前記右舷側舵を取舵にして、前後方向には移動せずに船尾を左舷側に回動させて右舷側に回頭する停止右回頭制御と、
    　前記左舷側推進器が後進力を、前記右舷側推進器が前記左舷側推進器の後進力の大きさよりも大きい大きさの前推力をそれぞれ発生するとともに、前記左舷側舵を面舵に、前記右舷側舵を取舵にして、前後方向には移動せずに船尾を右舷側に回動させて左舷側に回頭する停止左回頭制御とを行うように構成されている操縦用制御装置を備えていることを特徴とする船舶の操縦システム。
  2. 　前記操縦用制御装置が、
    　前記左舷側推進器と前記右舷側推進器の両方が同じ大きさの前進力を発生するとともに、前記左舷側舵と前記右舷側舵の両方の舵角を入力された面舵の角度にして、前進しながら船尾を左舷側に回動させて右舷側に回頭する前進右回頭制御と、
    　前記左舷側推進器と前記右舷側推進器の両方が同じ大きさの前進力を発生するとともに、前記左舷側舵と前記右舷側舵の両方の舵角を入力された取舵の角度にして、前進しながら左舷側に回頭する前進左回頭制御とを行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の船舶の操縦システム。
  3. 　前記操縦用制御装置が、
    　前記左舷側推進器が前進力を、前記右舷側推進器が前記左舷側推進器の前進力の大きさよりも大きい大きさの後推力をそれぞれ発生するとともに、前記左舷側舵を面舵に、前記右舷側舵を取舵にして、後進しながら船尾を左舷側に回動させて右舷側に回頭する後進右回頭制御と、
    　前記左舷側推進器が後進力を、前記右舷側推進器が前記左舷側推進器の後進力の大きさよりも小さい大きさの前推力をそれぞれ発生するとともに、前記左舷側舵を面舵に、前記右舷側舵を取舵にして、後進しながら船尾を右舷側に回動させて左舷側に回頭する後進左回頭制御とを行うように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶の操縦システム。
  4. 　前記操縦用制御装置が、
    　前記左舷側推進器が前進力を、前記右舷側推進器が前記左舷側推進器の前進力の大きさよりも小さい大きさの後推力をそれぞれ発生するとともに、前記左舷側舵を面舵に、前記右舷側舵を取舵にして、前進しながら船尾を左舷側に回動させて右舷側に回頭する微速前進右回頭制御と、
    　前記左舷側推進器が後進力を、前記右舷側推進器が前記左舷側推進器の後進力の大きさよりも大きい大きさの前推力をそれぞれ発生するとともに、前記左舷側舵を面舵に、前記右舷側舵を取舵にして、前進しながら船尾を右舷側に回動させて左舷側に回頭する微速前進左回頭制御とを行うように構成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の船舶の操縦システム。
  5. 　前記操縦用制御装置が、前記前進左回頭制御を用いて左舷側に離岸若しくは離船する左舷側離岸制御、または、前記前進右回頭制御を用いて右舷側に離岸若しくは離船する右舷側離岸制御のいずれか一方又は両方を自動で行う出港自動制御モードを備えていることを特徴とする請求項２に記載の船舶の操縦システム。
  6. 　前記操縦用制御装置が、前記停止右回頭制御を用いて左舷側に接岸若しくは接船する左舷側接岸制御、または、前記停止左回頭制御を用いて右舷側に接岸若しくは接船する右舷側接岸制御のいずれか一方又は両方を自動で行う入港自動制御モードを備えていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の船舶の操縦システム。
  7. 　前記操縦用制御装置が、前記前進右回頭制御、前記前進左回頭制御、前記停止右回頭制御を用いて左舷側に接岸若しくは接船する連続左舷側接岸制御、または、前記前進左回頭制御、前記前進右回頭制御、前記停止左回頭制御を用いて左舷側に接岸若しくは接船する連続左舷側接岸制御のいずれか一方又は両方を自動で行う連続接岸自動制御モードを備えていることを特徴とする請求項２又は５に記載の船舶の操縦システム。
  8. 　操船の入力装置として、ジョイスティック型の船尾部制御力入力部とダイヤル型の舵角入力部を備えていることを特徴とする請求項１、２、４～７のいずれか１項に記載の船舶の操縦システム。
  9. 操船の入力装置として、ジョイスティック型の船尾部制御力入力部とダイヤル型の舵角入力部を備えていると共に、
    　前記船尾部制御力入力部の入力が左舷方向で、かつ、前記舵角入力部の入力が舵角ゼロの場合に、前記停止右回頭制御を、前記船尾部制御力入力部の入力が右舷方向で、かつ、前記舵角入力部の入力が舵角ゼロの場合に、前記停止左回頭制御を、
    　前記船尾部制御力入力部の入力が前方向で、かつ、前記舵角入力部の入力が面舵の角度の場合に、前記前進右回頭制御を、前記船尾部制御力入力部の入力が前方向で、かつ、前記舵角入力部の入力が取舵の角度の場合に、前記前進左回頭制御を、
    　前記船尾部制御力入力部の入力が左斜前方向で、かつ、前記舵角入力部の入力が舵角ゼロの場合に、前記微速前進右回頭制御を、前記船尾部制御力入力部の入力が右斜前方向で、かつ、前記舵角入力部の入力が舵角ゼロの場合に、前記微速前進左回頭制御を、
    　前記船尾部制御力入力部の入力が左斜後方向で、かつ、前記舵角入力部の入力が舵角ゼロの場合に、前記後進右回頭制御を、前記船尾部制御力入力部の入力が右斜後方向で、かつ、前記舵角入力部の入力が舵角ゼロの場合に、前記後進左回頭制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の船舶の操縦システム。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の船舶の操縦システムを備えていることを特徴とする船舶。
  11. 　船尾に左舷側推進器と右舷側推進器の２つの可変ピッチプロペラで構成された推進器と、左舷側舵と右舷側舵を２つの舵を備えている船舶の操縦方法において、
    　前記左舷側推進器が前進力を、前記右舷側推進器が前記左舷側推進器の前進力の大きさよりも小さい大きさの後推力をそれぞれ発生するとともに、前記左舷側舵を面舵に、前記右舷側舵を取舵にして、前後方向には移動せずに船尾を左舷側に回動させて右舷側に回頭する停止右回頭と、
    　前記左舷側推進器が後進力を、前記右舷側推進器が前記左舷側推進器の後進力の大きさよりも大きい大きさの前推力をそれぞれ発生するとともに、前記左舷側舵を面舵に、前記右舷側舵を取舵にして、前後方向には移動せずに船尾を右舷側に回動させて左舷側に回頭する停止左回頭とを行うことを特徴とする船舶の操縦方法。
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