JP3525113B2

JP3525113B2 - 操船装置

Info

Publication number: JP3525113B2
Application number: JP2001031871A
Authority: JP
Inventors: 啓一吉川
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2004-05-10
Anticipated expiration: 2021-02-08
Also published as: JP2002234495A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、前後方向の推力を
発生する固定ピッチの前後進プロペラと、横方向の推力
を発生するスラスタとが設けられる操船装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】固定ピッチの前後進プロペラを推進機と
して用いる船舶では、そのプロペラのピッチを変化する
ための構成が存在せず、したがって構成を簡略化するこ
とができるという利点がある。この反面、推力を変化さ
せるために、内燃機関である主機からの動力を、クラッ
チによって伝達／遮断し、減速機で変化して伝達する必
要がある。そのため前後進プロペラによる推力、したが
ってそのプロペラの回転速度が希望する値に到達するま
でに、たとえば４〜８ｓｅｃを必要とし、応答性が低い
という問題がある。このような固定ピッチの前後進プロ
ペラと、横方向の推力を発生するスラスタとが設けられ
る船舶では、前後進プロペラの応答性が上述のように低
いことに起因して、スラスタによる推力との推力配分を
正確に行うことができない。これによって船位および方
位を正確に制御することができず、操作性が悪い。

【０００３】操作性を向上するためにジョイスティック
を用いた先行技術として、たとえば特開平８−２１６９
８９が挙げられる。この先行技術では、固定ピッチの前
後進プロペラの低い応答性に対して、スラスタの動作の
開始のタイミングを制御するための工夫は存在しない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、固定
ピッチの前後進プロペラとスラスタとによって推力を発
生させ、ジョイスティックによる操作性を向上すること
ができるようにした操船装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）船体
に、前後方向の推力を発生する固定ピッチの前後進プロ
ペラと、横方向の推力を発生するスラスタとが設けられ
る船舶の操船装置において、（ｂ）前後進と横進の合成推力の方向を指示する傾斜方
向と、その合成推力の大きさを指示する傾斜角度とが変
化されるジョイスティックと、（ｃ）回頭モーメントを与えるために角変位される回頭
ダイヤルと、（ｄ）前後進プロペラの回転速度を検出する回転速度検
出手段と、（ｅ）制御装置であって、ジョイスティックと回頭ダイ
アルとの出力に応答し、前後進プロペラとスラスタとを
動作させ、前後進プロペラの動作に対応してスラスタの
動作の開始タイミングを制御する制御手段し、前後進プ
ロペラの回転速度の指令値を導出して前後進プロペラの
回転速度を制御し、ジョイスティックによる前記指示の
変化に応答し、前後進プロペラの回転速度の指令値と、
回転速度検出手段の検出速度とが、一致しないとき、ス
ラスタを動作させず、一致したとき、スラスタを動作さ
せる制御装置とを含むことを特徴とする操船装置であ
る。

【０００６】本発明に従えば、ジョイスティックの操作
と回頭ダイヤルとの操作によって固定ピッチの前後進プ
ロペラと横方向の推力を発生するスラスタとの推力配分
演算を制御手段によって行い、ジョイスティックの傾斜
操作による横進の指示が行われて固定ピッチの前後進プ
ロペラとスラスタとを動作させる。このために、先ず、
前後進プロペラによる推力を発生させ、その後、スラス
タの動作の開始タイミングを遅らせて制御する。これに
よって前後進プロペラとスラスタとによる推力配分を正
確に行い、船体の船位および方位の制御性が向上され、
ジョイスティックによる操作性が向上される。

【０００７】前後進プロペラは固定ピッチであり、した
がってその前後進プロペラによる前後方向の推力を変化
して発生するには、主機から動力の伝達／遮断を行うク
ラッチと、その動力を伝達する減速機とを動作させなけ
ればならず、これによって前後進プロペラの応答性が悪
い。これに比べてスラスタでは、たとえば可変ピッチの
横推進プロペラを用いて実現することによって希望する
横方向の推力を良好な応答性で達成することができる。
制御手段は前後進プロペラの動作に対応してスラスタの
動作の開始タイミングを遅らせて制御するので、上述の
ように前後進プロペラとスラスタとによる推力の配分を
容易に実現することができ、操作性が向上される。ま
た、固定ピッチの前後進プロペラの推力を変化するにあ
たり、その前後進プロペラの回転速度の指令値と、回転
速度検出手段によって検出された回転速度とが一致した
後、スラスタを動作させて横方向の推力を発生させる。
このような構成によってもまた、前後進プロペラとスラ
スタとの推力配分を正確に行うことができ、船位、方位
の制御性を向上することができる。また本発明は、（ａ）船体に、前後方向の推力を発生す
る固定ピッチの前後進プロペラと、横方向の推力を発生
するスラスタとが設けられる船舶の操船装置において、（ｂ）前後進と横進の合成推力の方向を指示する傾斜方
向と、その合成推力の大きさを指示する傾斜角度とが変
化されるジョイスティックと、（ｃ）回頭モーメントを与えるために角変位される回頭
ダイヤルと、（ｄ）前後進プロペラに関連する舵の舵角を検出する舵
角検出手段と、（ｅ）制御装置であって、ジョイスティックと回頭ダイ
アルとの出力に応答し、前後進プロペラとスラスタとを
動作させ、前後進プロペラの動作に対応してスラスタの
動作の開始タイミングを制御し、舵の舵角の指令値を導
出して舵角を制御し、ジョイスティックによる前記指示
の変化に応答し、舵角検出手段の検出舵角に対応してス
ラスタを動作させる制御装置とを含むことを特徴とする
操船装置である。本発明に従えば、前後進プロペラによ
る推力の方向を変換するための舵が設けられ、この舵の
舵角が、ジョイスティックの傾斜操作される指令値に、
舵角検出手段によって検出された舵角が一致した後、ス
ラスタを動作させる。これによって、舵の低い応答性に
かかわらず、希望する方向の推力を正確に得ることがで
き、制御性が良好になる。

【０００８】また本発明は、制御手段は、ジョイスティ
ックによって前後進の指示から横進の指示に変化された
とき、または横進の指示から前後進の指示に変化された
とき、その指示の変化から予め定める時間経過した後、
スラスタを動作させることを特徴とする。

【０００９】本発明に従えば、ジョイスティックの傾斜
の操作によって、推力配分の演算によって、前後進の推
力と横進の推力とが変化したとき、その変化を指示する
信号の出力時から、固定ピッチの前後進プロペラの推力
変化のために必要とするクラッチおよび減速機の動作時
間などを含む予め定める時間、たとえば４〜８ｓｅｃが
経過した後、スラスタを動作させる。これによって前後
進プロペラとスラスタとの推力配分を正確に行うことが
でき、船体の船位、方位の制御性が向上される。

【００１０】このような予め定める時間は、たとえばタ
イマによって設定することができ、この時間は、固定ピ
ッチの前後進プロペラの応答速度とスラスタの応答速度
との差に対応して設定することができる。

【００１１】また本発明は、前後進プロペラの回転速度
を検出する回転速度検出手段を有し、制御手段は、前後
進プロペラの回転速度の指令値を導出して前後進プロペ
ラの回転速度を制御し、ジョイスティックによる前記指
示の変化に応答し、前後進プロペラの回転速度の指令値
と、回転速度検出手段の検出速度とが、一致しないと
き、スラスタを動作させず、一致したとき、スラスタを
動作させることを特徴とする。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】また本発明は、前後進プロペラは、主機の
動力がクラッチと出力回転方向を正逆転可能な減速機と
を介して伝達されて、駆動され、スラスタは、可変ピッ
チの横推進プロペラを有し、制御手段は、横推進プロペ
ラのピッチを駆動して横推力を発生させることを特徴と
する。

【００１６】また本発明は、前後進プロペラは、左右に
対を成して設けられ、スラスタは、船首と船尾とにそれ
ぞれ設けられることを特徴とする。

【００１７】また本発明は、前後進プロペラは、左右に
対を成して設けられ、スラスタは、船首に設けられるこ
とを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、前後進プロペラは、左右
に対を成して設けられてもよく、スラスタは船首に設け
られたバウスラスタと船尾に設けられたスタンスラスタ
とから成ってもよく、または船尾のみ設けられたスタン
スラスタから成ってもよい。本発明の実施の他の形態で
は、スラスタは船首のバウスラスタだけから成ってもよ
い。前後進プロペラとそのための舵とは、船体の左右方
向中央位置に単一個設けられてもよい。

【００１９】前後進プロペラは、固定ピッチであり、し
たがって主機の動力はクラッチおよび減速機を経て伝達
され、これによって推力の変化調整、発生、遮断を行う
ことができ、このため前後進プロペラの応答性は低い。
これに対してスラスタは、可変ピッチの横推進プロペラ
を有し、したがって応答性が高い。そのため本発明では
前述のように前後進プロペラの動作後、開始タイミング
を制御して、スラスタの横推進プロペラの可変ピッチの
制御を行う。これによって推力配分が希望するとおりに
実現されることになり、制御性が向上される。

【００２０】また本発明は、船体と、船体の船尾の左右
に対を成して設けられ、前後方向の推力を発生する固定
ピッチの前後進プロペラと、各前後進プロペラを、主機
の動力がクラッチと出力回転方向を正逆転可能な減速機
とを介して伝達されて、それぞれ駆動する一対の前後進
プロペラ駆動手段と、各前後進プロペラに対応してそれ
ぞれ設けられる一対の舵と、各舵を角変位駆動する舵駆
動手段と、可変ピッチのバウスラスタと、バウスラスタ
を回転駆動するバウスラスタ駆動手段と、バウスラスタ
のピッチを変えるバウスラスタピッチ駆動手段と、可変
ピッチのスタンスラスタと、スタンスラスタを回転駆動
するスタンスラスタ駆動手段と、スタンスラスタのピッ
チを変えるスタンスラスタピッチ駆動手段と、各前後進
プロペラの回転速度をそれぞれ検出する回転速度検出手
段と、前後進と横進の合成推力の方向を指示する傾斜方
向と、その合成推力の大きさを指示する傾斜角度とが変
化されるジョイスティックと、回頭モーメントを与える
ために角変位される回頭ダイヤルと、制御手段であっ
て、回転速度検出手段とジョイスティックと回頭ダイヤ
ルとの各出力に応答し、前後進プロペラの回転速度の指
令値を導出して前後進プロペラの回転速度を制御し、ジ
ョイスティックによる前記指示の変化が生じたとき、一
対の各前後進プロペラに関して回転速度の指令値と、回
転速度検出手段の検出速度とが、一致しないとき、バウ
スラスタピッチ駆動手段によってバウスラスタの推力を
発生させず、かつスタンスラスタピッチ駆動手段によっ
てスタンスラスタの推力を発生させず、一致したとき、
バウスラスタピッチ駆動手段によってバウスラスタの推
力を発生させ、かつスタンスラスタピッチ駆動手段によ
ってスタンスラスタの推力を発生させ、舵の舵角の指令
値を導出して舵駆動手段を制御し、ジョイスティックに
よる前記指示の変化に応答し、舵角検出手段の検出舵角
に対応してバウスラスタピッチ駆動手段およびスタンス
ラスタピッチ駆動手段によって推力を発生させる制御手
段とを含むことを特徴とする操船装置である。

【００２１】また本発明は、船体と、船体の船尾の左右
に対を成して設けられ、前後方向の推力を発生する固定
ピッチの前後進プロペラと、各前後進プロペラを、主機
の動力がクラッチと出力回転方向を正逆転可能な減速機
とを介して伝達されて、それぞれ駆動する一対の前後進
プロペラ駆動手段と、各前後進プロペラに対応してそれ
ぞれ設けられる一対の舵と、各舵を角変位駆動する舵駆
動手段と、可変ピッチのバウスラスタと、バウスラスタ
を回転駆動するバウスラスタ駆動手段と、バウスラスタ
のピッチを変えるバウスラスタピッチ駆動手段と、各前
後進プロペラの回転速度をそれぞれ検出する回転速度検
出手段と、前後進と横進の合成推力の方向を指示する傾
斜方向と、その合成推力の大きさを指示する傾斜角度と
が変化されるジョイスティックと、回頭モーメントを与
えるために角変位される回頭ダイヤルと、制御手段であ
って、回転速度検出手段とジョイスティックと回頭ダイ
ヤルとの各出力に応答し、前後進プロペラの回転速度の
指令値を導出して前後進プロペラの回転速度を制御し、
ジョイスティックによる前記指示の変化が生じたとき、
一対の各前後進プロペラに関して回転速度の指令値と、
回転速度検出手段の検出速度とが、一致しないとき、バ
ウスラスタピッチ駆動手段によってバウスラスタの推力
を発生させず、一致したとき、バウスラスタピッチ駆動
手段によってバウスラスタの推力を発生させ、舵の舵角
の指令値を導出して舵駆動手段を制御し、ジョイスティ
ックによる前記指示の変化に応答し、舵角検出手段の検
出舵角に対応してバウスラスタピッチ駆動手段によって
推力を発生させる制御手段とを含むことを特徴とする操
船装置である。

【００２２】本発明に従えば、船尾に一対の固定ピッチ
の前後進プロペラが設けられ、可変ピッチのバウスラス
タおよび／または可変ピッチのスタンスラスタが設けら
れ、ジョイスティックの傾斜操作および回頭ダイヤルの
角変位操作によって制御手段が前後進プロペラとスラス
タとの推力配分演算を行い、この推力配分の演算結果が
変化するとき、各前後進プロペラの回転速度の指令値
に、検出された回転速度が一致した後、スラスタの横推
進プロペラのピッチを変化させる。これによって前後進
プロペラの推力とスラスタの推力との配分が希望すると
おりとなり、船位、方位の制御性が向上され、ジョイス
ティックおよび回頭ダイヤルによる操作性が向上され
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
全体の電気的構成を示すブロック図である。ジョイステ
ィック４７および回頭ダイヤル５２とを用いて、固定ピ
ッチの前後進プロペラ３ａ，３ｂと、これらの前後進プ
ロペラ３ａ，３ｂにそれぞれ関連する舵４ａ，４ｂと、
バウスラスタ６およびスタンスラスタ７を制御し、推力
配分を行って良好な操作性で制御を行うことができる。
参照符の添え字ａ，ｂを省略して総括的に数字だけで示
すことがある。

【００２４】図２は前後進プロペラ３およびスラスタ
６，７を示す船体１の簡略化した平面図であり、図３は
前後進プロペラ３およびスラスタ６，７を示す船体１の
簡略化した側面図である。船体１には、その船尾２に、
左右一致の正逆転可能な一対の前後進プロペラ３が備え
られ、これらの各プロペラ３に対応して舵４が備えられ
る。船体１の船首５寄りには、バウスラスタ６が備えら
れ、船尾２寄りにはスタンスラスタ７が備えられる。各
プロペラ３に対応して、内燃機関である主機１５からの
動力は、クラッチを経て、正送回転出力可能な減速機１
６から駆動軸１７を介してプロペラ３に伝達され、こう
して各主推進機１８が構成される。主推進機１８の構成
は後述の図５にも示される。船体１の船尾２におけるプ
ロペラ３よりも前進方向１９の下流側（図２および図３
の右方）には、スタンスラスタ７が配置される。

【００２５】図４は、前後進プロペラ３、舵４、スラス
タ６，７による移動動作を説明するための簡略化した平
面図である。図４（１）に示されるように、船体１が前
進方向１９に移動するとき、スラスタ６，７は休止さ
れ、主推進機１８による前後進プロペラ３が動作され
る。前進時、プロペラ３によって矢符２７の推力による
反力が発生される。

【００２６】図４（２）に示されるように、船体１が左
の横方向２８に移動するとき、バウスラスタ６およびス
タンスラスタ７の両者が矢符２９，３０の方向に推力に
よる反力を発生する。船体１が図４（２）の右方に横移
動するとき、スラスタ６，７は矢符２９，３０とは逆方
向の推力による反力を発生する。横方向の移動時、要求
される推力がスラスタ６，７にて出し得る場合には、前
後進プロペラ３は休止したままである。

【００２７】船体１が旋回方向３１に旋回するために
は、図４（３）に示されるように、バウスラスタ６の推
力による反力の方向３２と、スタンスラスタ７の推力に
よる反力の方向３３とは逆方向とされ、船体１に回頭モ
ーメントを発生させる。このとき、要求される回頭モー
メントがスラスタ６，７による回頭モーメントにて達成
できる場合は、前後進プロペラ３は休止されたままであ
る。

【００２８】図５は、前後進プロペラ３のための主推進
機１８、およびスラスタ６，７の駆動を行う構成を示す
ブロック図である。バウスラスタ６は可変ピッチであ
り、バウスラスタ駆動手段１０１によって回転駆動され
るとともに、バウスラスタピッチ駆動手段１０２によっ
てピッチが可変に駆動される。スタンスラスタ７もまた
可変ピッチであり、スタンスラスタ駆動手段１０３によ
って回転駆動され、スタンスラスタピッチ駆動手段１０
４によってピッチが変化される。前述の図１では、これ
らの駆動手段１０１〜１０４が省略されて参照符６，７
によって図示されており、図解を容易にしている。

【００２９】舵４ａ，４ｂは、舵駆動手段１０５ａ，１
０５ｂによって往復角変位駆動される。図１では、舵４
のみが図示され、舵駆動手段１０５が省略される。

【００３０】図６は、ジョイスティック４７および回頭
ダイヤル５２を簡略化して示す図である。ジョイスティ
ック４７の操作棒４８を、参照符５３で示される中立位
置から傾斜することができる。この中立位置５３の軸線
まわりの時計方向および逆時計方向の傾斜方向の角度α
１の位置によって、前後進プロペラ３による前後進と、
２つのスラスタ６，７による横進とを指示することがで
きる。さらに操作棒４８の傾斜角度β１によって、前後
進および横進の合成推力の大きさを指示することができ
る。こうして操作棒４８の操作によって角度α１による
船体１に作用する推力の方向を指示し、また角度β１に
よって船体１に作用する推力の大きさを指示することが
できる。回頭ダイヤル５２をその軸線まわりに角変位
し、これによって船首方位とその旋回角度とを指示する
ことができる。ジャイロコンパス１０９の出力もまた用
いられる。

【００３１】図１を再び参照して、マイクロコンピュー
タなどによって実現される処理回路１０７において、推
力配分回路１０８は、ジョイスティック４７および回頭
ダイヤル５２の各出力を受信し、また船首方位を検出す
るジャイロコンパス１０９の出力を受信する。さらに前
後進プロペラ３ａ，３ｂの回転速度をそれぞれ検出する
回転速度検出手段１１１ａ，１１１ｂがそれぞれ設けら
れる。舵４ａ，４ｂの舵角を検出するために、舵角検出
手段１１２ａ，１１２ｂがそれぞれ設けられる。これら
の各検出手段１１１，１１２の出力は、推力配分回路１
０８に与えられる。

【００３２】推力配分回路１０８は、前後進プロペラ３
と舵４とによって発生される推力と、スラスタ６，７に
よって発生される推力との配分演算を行い、前後進推力
指令信号を、前後進プロペラ３にそれぞれ対応するスケ
ジューラ１１４ａ，１１４ｂにそれぞれ与えるととも
に、舵４によって発生されるべき船尾横推力指令信号を
各舵４とのスケジューラ１１５ａ，１１５ｂにそれぞれ
与える。

【００３３】前後進プロペラ３のためのスケジューラ１
１４からの出力は、主機１５、クラッチ１４および減速
機１６に与えられて制御される。こうして前後進プロペ
ラ３の回転駆動が行われ、その回転速度は、前述の回転
速度検出手段１１１によってそれぞれ検出される。舵４
のためのスケジューラ１１５からの出力は、舵駆動手段
１０５にそれぞれ与えられ、これによって達成される舵
の舵角は、舵角検出手段１１２によってそれぞれ検出さ
れる。

【００３４】バウスラスタ６によって得られるべき横推
力の船首横推力指令信号は、時間制御回路１１６の時間
制御関数回路１１７に与えられる。スタンスラスタ７に
よって発生される横推力のための船尾横推力指令信号
は、時間制御回路１１６のもう１つの時間制御関数回路
１１８に与えられる。これらの時間制御関数回路１１
７，１１８の各出力は、スケジューラ１２１，１２２に
与えられ、これによってスラスタ６，７のための駆動手
段１０１，１０２；１０３，１０４が制御される。

【００３５】前後進プロペラ３の回転速度検出手段１１
１によって検出される回転速度を表す両者の追従信号１
２３は、各スラスタ６，７のための時間制御判定回路１
２４，１２５に与えられる。この時間制御判定回路１２
４，１２５にはまた、前後進プロペラ３のためのスケジ
ューラ１１４からの両出力が与えられる。さらにこの時
間制御判定回路１２４，１２５には、舵４のためのスケ
ジューラ１１５の各出力と、舵角検出手段１１２の出力
とが、対応して個別的に与えられる。この時間制御判定
回路１２４，１２５には、操船モード設定手段１２６か
らの出力が共通に与えられる。図１では図解の便宜のた
めに、この操船モード設定手段１２６は個別的に図示さ
れている。操船モード設定手段は、時間制御判定回路１
２４を動作させる総括制御モードと、時間制御判定回路
１２４を休止する簡易個別モードとを選択して動作させ
る。

【００３６】各スラスタ６，７のための時間制御関数回
路１１７，１１８には、時間制御判定回路１２４，１２
５の各出力が対応して個別的に与えられるとともに、さ
らに個別的に設けられた設定値選択設定手段１２８，１
２９からの出力が対応して個別的に与えられる。これら
の設定値選択設定手段１２８，１２９は、時間制御関数
回路１１７，１１８において演算される関数の変数を選
択して設定する働きを果たす。

【００３７】図７は、処理回路１０７の動作を説明する
ためのフローチャートである。ステップｓ１からステッ
プｓ２に移り、ジョイスティック４７の操作棒４８を操
作して、その指令値が入力される。ステップｓ３では、
回頭ダイヤル５２が角変位操作され、その指令値が入力
される。さらに操船モード設定手段１２６の操作によっ
て、本発明に従う総括制御モードが設定される。

【００３８】ステップｓ５では、推力配分回路１０８に
よって、前後進プロペラ３は、舵４およびスラスタ６，
７による負担すべき推力の配分演算が行われる。ステッ
プｓ６では、時間制御判定回路１２４，１２５におい
て、時間制御の動作を行うべきであるかどうか、すなわ
ち要否を、行う。この要否判定は、総括制御モードが設
定されている状態では、表１のとおりの動作が行われ
る。すなわちジョイスティック４７によって横進が指令
されているとき、回頭ダイヤル５２が中立状態であって
も、または操作されて中立外の位置に操作されていて
も、時間制御の動作が必要であるものと判定される。

【００３９】

【表１】

【００４０】ステップｓ７では、時間制御判定回路１２
４，１２５における同相チェック動作を行う。この同相
チェック動作というのは、固定ピッチの前後進プロペラ
３の前後進推力指令信号の表す指令値と、回転速度検出
手段１１１によって検出される回転速度を表す追従信号
１２３の値とを比較し、各前後進プロペラ３について、
前進、後進または中立のいずれかの位置で一致した場合
は、時間制御動作が不要であると判定し、一致していな
い場合は、時間制御動作を必要であるものと判定する。
すなわち同相チェックは、固定ピッチプロペラ３の指令
値と、その指令値によるフィールドバック結果とを比較
し、各軸について、前進または後進の位置で一致した場
合は、時間制御動作を不要と判定する。

【００４１】ステップｓ７において同相チェックの結
果、時間制御を必要とするとき、ステップｓ８に移り、
時間制御関数回路１１７，１１８による時間制御関数の
演算動作を行う。

【００４２】ステップｓ７の同相チェック動作およびス
テップｓ８の時間制御関数の演算動作のために、ステッ
プｓ９〜ｓ１４が実行される。各前後進プロペラ３毎
に、ステップｓ９ではスケジューラ１１５が動作されて
推力配分演算によって得られた分担すべき推力に対応す
る指令値が、ステップｓ１０で導出され、その値は、前
述のように時間制御判定回路１２４，１２５に与えられ
る。ステップｓ１１では、回転速度検出手段１１１が検
出され、その出力は、同相チェック動作のために用いら
れる。これらのステップｓ９〜ｓ１１は、各前後進プロ
ペラ３毎に実行される。

【００４３】またこのステップｓ１０の指令値とステッ
プｓ１１の検出された回転速度とは、時間制御関数演算
のステップｓ８において用いられる。

【００４４】舵４に関して、推力配分演算された分担す
べき推力を表す信号はスケジューラ１１５にそれぞれ与
えられ、これによって指令値がステップｓ１３において
導出される。したがって舵４が駆動され、その舵角は、
舵角検出手段１１２によってそれぞれ検出される。この
舵角検出手段１１２の出力は、ステップｓ８における時
間制御関数演算の動作のために用いられる。

【００４５】ステップｓ１５では、スラスタ６，７のた
めのスケジューラ１２１が動作され、これによってステ
ップｓ１６では、時間制御関数演算下に基づく指令値が
導出される。したがってステップｓ１７ではスラスタ
６，７の駆動動作が行われる。スラスタ６，７が可変ピ
ッチプロペラであるとき、その翼角、すなわちピッチが
変化される。これによって得られるスラスタ６，７の翼
角は、翼角検出手段によって検出されてステップｓ８に
おいて負帰還されてフィードバックされ、そのステップ
ｓ８における時間制御関数の演算動作において用いられ
るようにしてもよい。

【００４６】操船モード設定手段１２６によって簡易個
別モードが設定されたとき、処理回路１０７は、表２の
動作を行う。この簡易個別モードでは、時間制御判定回
路１２４，１２５の動作は休止される。

【００４７】

【表２】

【００４８】図８は、船体１の動作を説明するための簡
略化した平面図である。図８（１）のように、ジョイス
ティック４７の操作によって図８（１）に示されるよう
に、船体１の仮想線１３１で示される並進運動を行うこ
とができ、このとき船体１の方位は変化されない。図８
（１）の船体１の並進運動時、船体１が左方または右方
に移動する運動性とを有する横進を行うとき、前述の表
１に示される時間制御判定動作が行われ、すなわちステ
ップｓ６，ｓ７，ｓ８が実行される。これによってジョ
イスティック４７および／または回頭ダイヤル５２によ
る船体１の船位および方位の安定した制御が可能になり
操作性が向上される。ジョイスティック４７の操作およ
び／または回頭ダイヤル５２の角変位操作によって、図
８（２）および図８（３）に示される船体１の旋回運動
を行わせることができる。

【００４９】図９は本発明の実施の他の形態のジョイス
ティック１３３の斜視図である。前述の図１〜図８の実
施の形態では、ジョイスティック４７と回頭ダイヤル５
２とは個別的に設けられている。構成の簡略化を図るた
めに、操作棒４８の端部に、回頭ダイヤル５２が設けら
れる。この回頭ダイヤル５２は、操作棒４８の軸線１３
４まわりに角変位操作可能である。こうしてジョイステ
ィック１３３に回頭ダイヤル５２が設けられることによ
って、構成の簡略化が図られる。図９の実施の形態にお
けるそのほかの構成は、図１〜図８の実施の形態と同様
である。

【００５０】図１０は、本発明の実施のさらに他の形態
の前後進プロペラ３、舵４、バウスラスタ６による移動
動作を説明するための簡略化した平面図である。船体１
には、スタンスラスタが設けられていない。図１０
（１）は、前述の図４（２）の動作に対応し、図１０
（１）の左方の横方向２８に移動する。このときバウス
ラスタ６が動作されるとともに前後進プロペラ３ａと舵
４ａとによって横方向２８に対して斜め逆方向の後方の
矢符１３５で示される推力による反力が発生される。こ
のとき前後進プロペラ３ｂによって矢符１３６の推力に
よる反力が発生される。図１０（２）は、前述の図４
（３）の旋回動作に対応する。バウスラスタ６による推
力による反力３２が発生され、前後進プロペラ３ａは矢
符１３７の推力による反力が発生し、また前後進プロペ
ラ３ｂと舵４ｂとの働きによって矢符１３８の斜め後方
の推力による反力を発生する。このような図１０に示さ
れるバウスラスタ６のみが設けられ、スタンスラスタ７
が省略された構成においても、前述の図１〜図９に示さ
れる実施の形態と同様な構成、動作が実現される。

【００５１】本発明は、バウスラスタを装備する船舶に
対して広範囲に実施することができる。

【００５２】本発明の実施の他の形態では、舵４を省略
し、前後進プロペラ３をその回転軸線に垂直な仮想平面
内で前記軸線に交差する鉛直軸線まわりに角変位するこ
とができるように構成し、これによって舵４を省略する
こともできる。このような舵４を省略した構成におい
て、舵角指令角度を表す信号によって、前後進プロペラ
３を前記鉛直軸線まわりに角変位駆動するように構成す
る。このような構成もまた、本発明の精神に含まれる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、固定ピッチの前後進プ
ロペラとスラスタとを備え、ジョイスティックの傾斜操
作によって操船を行うにあたり、このジョイスティック
の操作による横進の指示によって、前後進プロペラが設
けられた船尾の横推力とスラスタが設けられた船首また
は船尾の少なくとも一方の横推力とのバランス、すなわ
ち推力配分を、時間的に釣り合わせることが可能にな
る。これによって船体の船位、方位の制御性が向上さ
れ、ジョイスティックによる操作性が良好となる。その
ため固定ピッチの前後進プロペラを用いて構成の簡略化
を図ることができるとともに、スラスタを可変ピッチの
横推進プロペラを有する構成としても、このようなスラ
スタは比較的小形であり実現が容易であり、したがって
全体として構成の簡略化を図りかつ、操作性の向上を図
ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の全体の電気的構成を示
すブロック図である。

【図２】前後進プロペラ３およびスラスタ６，７を示す
船体１の簡略化した平面図である。

【図３】前後進プロペラ３およびスラスタ６，７を示す
船体１の簡略化した側面図である。

【図４】前後進プロペラ３、舵４、スラスタ６，７によ
る移動動作を説明するための簡略化した平面図である。

【図５】前後進プロペラ３のための主推進機１８、およ
びスラスタ６，７の駆動を行う構成を示すブロック図で
ある。

【図６】ジョイスティック４７および回頭ダイヤル５２
を簡略化して示す図である。

【図７】処理回路１０７の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図８】船体１の動作を説明するための簡略化した平面
図である。

【図９】本発明の実施の他の形態のジョイスティック１
３３の斜視図である。

【図１０】本発明の実施のさらに他の形態の前後進プロ
ペラ３、舵４、バウスラスタ６による移動動作を説明す
るための簡略化した平面図である。

【符号の説明】

１船体２船尾３ａ，３ｂ前後進プロペラ４ａ，４ｂ舵５船首６バウスラスタ７スタンスラスタ１４ａ，１４ｂクラッチ１５主機１６減速機１８主推進機４７，１３３ジョイスティック４８操作棒５２回頭ダイヤル１０１バウスラスタ駆動手段１０２バウスラスタピッチ駆動手段１０３スタンスラスタ駆動手段１０４スタンスラスタピッチ駆動手段１０５舵駆動手段１０７処理回路１０８推力配分回路１１１ａ，１１１ｂ回転速度検出手段１１２ａ，１１２ｂ舵角検出手段１１６時間制御回路１１７，１１８時間制御関数回路１２３追従信号１２４，１２５時間制御判定回路１２６操船モード設定手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）船体に、前後方向の推力を発生す
る固定ピッチの前後進プロペラと、横方向の推力を発生
するスラスタとが設けられる船舶の操船装置において、（ｂ）前後進と横進の合成推力の方向を指示する傾斜方
向と、その合成推力の大きさを指示する傾斜角度とが変
化されるジョイスティックと、（ｃ）回頭モーメントを与えるために角変位される回頭
ダイヤルと、（ｄ）前後進プロペラの回転速度を検出する回転速度検
出手段と、（ｅ）制御装置であって、ジョイスティックと回頭ダイアルとの出力に応答し、前
後進プロペラとスラスタとを動作させ、前後進プロペラ
の動作に対応してスラスタの動作の開始タイミングを制
御する制御手段し、前後進プロペラの回転速度の指令値を導出して前後進プ
ロペラの回転速度を制御し、ジョイスティックによる前記指示の変化に応答し、前後進プロペラの回転速度の指令値と、回転速度検出手
段の検出速度とが、一致しないとき、スラスタを動作さ
せず、一致したとき、スラスタを動作させる制御装置と
を含むことを特徴とする操船装置。
【請求項２】（ａ）船体に、前後方向の推力を発生す
る固定ピッチの前後進プロペラと、横方向の推力を発生
するスラスタとが設けられる船舶の操船装置において、（ｂ）前後進と横進の合成推力の方向を指示する傾斜方
向と、その合成推力の大きさを指示する傾斜角度とが変
化されるジョイスティックと、（ｃ）回頭モーメントを与えるために角変位される回頭
ダイヤルと、（ｄ）前後進プロペラに関連する舵の舵角を検出する舵
角検出手段と、（ｅ）制御装置であって、ジョイスティックと回頭ダイアルとの出力に応答し、前
後進プロペラとスラスタとを動作させ、前後進プロペラ
の動作に対応してスラスタの動作の開始タイミングを制
御し、舵の舵角の指令値を導出して舵角を制御し、ジョイスティックによる前記指示の変化に応答し、舵角検出手段の検出舵角に対応してスラスタを動作させ
る制御装置とを含むことを特徴とする操船装置。
【請求項３】制御手段は、ジョイスティックによって
前後進の指示から横進の指示に変化されたとき、または
横進の指示から前後進の指示に変化されたとき、その指
示の変化から予め定める時間経過した後、スラスタを動
作させることを特徴とする請求項１または２記載の操船
装置。
【請求項４】前後進プロペラの回転速度を検出する回
転速度検出手段を有し、制御手段は、前後進プロペラの回転速度の指令値を導出して前後進プ
ロペラの回転速度を制御し、ジョイスティックによる前記指示の変化に応答し、前後進プロペラの回転速度の指令値と、回転速度検出手
段の検出速度とが、一致しないとき、スラスタを動作さ
せず、一致したとき、スラスタを動作させることを特徴
とする請求項２または３記載の操船装置。
【請求項５】前後進プロペラは、主機の動力がクラッ
チと出力回転方向を正逆転可能な減速機とを介して伝達
されて、駆動され、スラスタは、可変ピッチの横推進プロペラを有し、制御手段は、横推進プロペラのピッチを駆動して横推力
を発生させることを特徴とする請求項１〜４のうちの１
つに記載の操船装置。
【請求項６】前後進プロペラは、左右に対を成して設
けられ、スラスタは、船首と船尾とにそれぞれ設けられることを
特徴とする請求項１〜５のうちの１つに記載の操船装
置。
【請求項７】前後進プロペラは、左右に対を成して設
けられ、スラスタは、船首に設けられることを特徴とする請求項
１〜５のうちの１つに記載の操船装置。
【請求項８】船体と、船体の船尾の左右に対を成して設けられ、前後方向の推
力を発生する固定ピッチの前後進プロペラと、各前後進プロペラを、主機の動力がクラッチと出力回転
方向を正逆転可能な減速機とを介して伝達されて、それ
ぞれ駆動する一対の前後進プロペラ駆動手段と、各前後進プロペラに対応してそれぞれ設けられる一対の
舵と、各舵を角変位駆動する舵駆動手段と、可変ピッチのバウスラスタと、バウスラスタを回転駆動するバウスラスタ駆動手段と、バウスラスタのピッチを変えるバウスラスタピッチ駆動
手段と、可変ピッチのスタンスラスタと、スタンスラスタを回転駆動するスタンスラスタ駆動手段
と、スタンスラスタのピッチを変えるスタンスラスタピッチ
駆動手段と、各前後進プロペラの回転速度をそれぞれ検出する回転速
度検出手段と、前後進と横進の合成推力の方向を指示する傾斜方向と、
その合成推力の大きさを指示する傾斜角度とが変化され
るジョイスティックと、回頭モーメントを与えるために角変位される回頭ダイヤ
ルと、制御手段であって、回転速度検出手段とジョイスティックと回頭ダイヤルと
の各出力に応答し、前後進プロペラの回転速度の指令値を導出して前後進プ
ロペラの回転速度を制御し、ジョイスティックによる前記指示の変化が生じたとき、一対の各前後進プロペラに関して回転速度の指令値と、
回転速度検出手段の検出速度とが、一致しないとき、バ
ウスラスタピッチ駆動手段によってバウスラスタの推力
を発生させず、かつスタンスラスタピッチ駆動手段によ
ってスタンスラスタの推力を発生させず、一致したと
き、バウスラスタピッチ駆動手段によってバウスラスタ
の推力を発生させ、かつスタンスラスタピッチ駆動手段
によってスタンスラスタの推力を発生させ、舵の舵角の指令値を導出して舵駆動手段を制御し、ジョイスティックによる前記指示の変化に応答し、舵角検出手段の検出舵角に対応してバウスラスタピッチ
駆動手段およびスタンスラスタピッチ駆動手段によって
推力を発生させる制御手段とを含むことを特徴とする操
船装置。
【請求項９】船体と、船体の船尾の左右に対を成して設けられ、前後方向の推
力を発生する固定ピッチの前後進プロペラと、各前後進プロペラを、主機の動力がクラッチと出力回転
方向を正逆転可能な減速機とを介して伝達されて、それ
ぞれ駆動する一対の前後進プロペラ駆動手段と、各前後進プロペラに対応してそれぞれ設けられる一対の
舵と、各舵を角変位駆動する舵駆動手段と、可変ピッチのバウスラスタと、バウスラスタを回転駆動するバウスラスタ駆動手段と、バウスラスタのピッチを変えるバウスラスタピッチ駆動
手段と、各前後進プロペラの回転速度をそれぞれ検出する回転速
度検出手段と、前後進と横進の合成推力の方向を指示する傾斜方向と、
その合成推力の大きさを指示する傾斜角度とが変化され
るジョイスティックと、回頭モーメントを与えるために角変位される回頭ダイヤ
ルと、制御手段であって、回転速度検出手段とジョイスティックと回頭ダイヤルと
の各出力に応答し、前後進プロペラの回転速度の指令値を導出して前後進プ
ロペラの回転速度を制御し、ジョイスティックによる前記指示の変化が生じたとき、一対の各前後進プロペラに関して回転速度の指令値と、
回転速度検出手段の検出速度とが、一致しないとき、バ
ウスラスタピッチ駆動手段によってバウスラスタの推力
を発生させず、一致したとき、バウスラスタピッチ駆動
手段によってバウスラスタの推力を発生させ、舵の舵角の指令値を導出して舵駆動手段を制御し、ジョイスティックによる前記指示の変化に応答し、舵角検出手段の検出舵角に対応してバウスラスタピッチ
駆動手段によって推力を発生させる制御手段とを含むこ
とを特徴とする操船装置。