特許 6983529 船舶制御装置、船舶、船舶制御方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6983529

(24)【登録日】2021年11月26日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】船舶制御装置、船舶、船舶制御方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B63G 13/02 20060101AFI20211206BHJP

   B63H 21/21 20060101ALI20211206BHJP

   B63H 21/14 20060101ALI20211206BHJP

【ＦＩ】

   B63G13/02

   B63H21/21

   B63H21/14

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-79099(P2017-79099)

(22)【出願日】2017年4月12日

(65)【公開番号】特開2018-176984(P2018-176984A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2020年1月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(72)【発明者】

【氏名】石田 浩司

(72)【発明者】

【氏名】坂田 展康

(72)【発明者】

【氏名】重永 亮介

【審査官】 結城 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 韓国登録特許第１０−１６４９８１４（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】 特開２００２−３０９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−９２７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平３−１２６７９６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第４９９３３１４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 David A. Vaitekunas, Yoonsik Kim，“IR signature management for the modern navy”，Proc. SPIE 8706, Infrared Imaging Systems: Design, Analysis, Modeling, and Testing XXIV，米国，Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers，2013年06月05日，DOI:10.1117/12.2016499

【文献】 Kuk-Il Han, Dong-Geon Kim, Jun-Hyuk Choi, Tae-Kuk Kim，“Study on the Seasonal IR Signature Characteristics of a Naval Ship With Plume Gas Effect”，Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology，KR，The Korea Institute of Military Science and Technology，2013年08月05日，Volume 16 Issue 4，p.545-552，DOI: 10.9766/KIMST.2013.16.4.545，ISSN 1598-9127(print), 2636-0640(electronic)

【文献】 David A. Vaitekunas，“IR susceptibility of naval ships using ShipIR/NTCS”，Proc. SPIE 7662, Infrared Imaging Systems: Design, Analysis, Modeling, and Testing XXI，米国，SPIE，2010年04月22日，DOI: 10.1117/12.852131

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６３Ｇ １３／０２，

Ｂ６３Ｈ ２１／２１，２１／１４，２１／３２，

Ｆ０２Ｄ ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

船舶の煙突から排出される排ガスの温度の上限値である温度上限値が設定される温度設定部と、
前記温度上限値に関連する馬力上限値を定める馬力設定部と、
前記馬力上限値を上限として前記船舶を増速する指令を行う指令部と、
を備え、
前記馬力設定部が、
要求速力で静定的に前記船舶を推進するときの温度である前記排ガスの静定温度が、前記温度上限値を超過しそうかどうか判定する第一判定部を有し、
前記第一判定部において、前記静定温度が、前記温度上限値を超過しそうと判定された場合、前記静定温度が前記温度上限値以下となるように前記馬力上限値を定める船舶制御装置。

【請求項2】

船舶の煙突から排出される排ガスの温度の上限値である温度上限値が設定される温度設定部と、
前記温度上限値に関連する馬力上限値を定める馬力設定部と、
前記馬力上限値を上限として前記船舶を増速する指令を行う指令部と、
を備え、
前記馬力設定部が、
要求速力に速やかに前記船舶を増速させるときの馬力又は速力のオーバーシュートに関連する温度である前記排ガスのオーバーシュート温度が、前記温度上限値を超過しそうかどうか判定する第二判定部を有し、
前記第二判定部において、前記オーバーシュート温度が、前記温度上限値を超過しそうと判定された場合、前記オーバーシュート温度が前記温度上限値以下となるように前記馬力上限値を定める船舶制御装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の船舶制御装置と、
前記指令に基づいて前記船舶を増速する主機と、
を備える船舶。

【請求項4】

船舶の煙突から排出される排ガスの温度の上限値である温度上限値を定める温度設定ステップと、
前記温度上限値に関連する馬力上限値を定める馬力設定ステップと、
前記馬力上限値を上限として前記船舶を増速する増速ステップと、
を実施し、
前記馬力設定ステップにおいて、
要求速力で静定的に前記船舶を推進するときの温度である前記排ガスの静定温度が、前記温度上限値を超過しそうかどうか判定し、
前記判定において、前記静定温度が、前記温度上限値を超過しそうと判定された場合、前記静定温度が前記温度上限値以下となるように前記馬力上限値を定める船舶制御方法。

【請求項5】

船舶を制御するコンピュータを、
前記船舶の煙突から排出される排ガスの温度の上限値である温度上限値が設定される温度設定部、
前記温度上限値に関連する馬力上限値を定める馬力設定部、及び
前記馬力上限値を上限として前記船舶を増速する指令を行う指令部、
として機能させ、
前記馬力設定部が、
要求速力で静定的に前記船舶を推進するときの温度である前記排ガスの静定温度が、前記温度上限値を超過しそうかどうか判定する第一判定部を有し、
前記第一判定部において、前記静定温度が、前記温度上限値を超過しそうと判定された場合、前記静定温度が前記温度上限値以下となるように前記馬力上限値を定めるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、船舶制御装置、船舶、船舶制御方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

エンジン及び推進機構を含む主機によって、速力を得ると共に、主機の出力に関連して熱を有する排ガスを排出する移動体が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、ディーゼルエンジン等を含む主機の排ガスを回収しつつ、タービンとガスタービンの運転制御を行う船舶が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−１１８８６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のような制御を行っても、主機速力に応じた熱を有する排ガスの排出は避けらず、船外に赤外線が排出される。例えば、艦船の場合、排ガスを排出することによって、自艦は敵艦に発見される可能性がある。また、主機出力に対する赤外線予想が艦内で確認する手段が提供されていないため、乗員による赤外線制御ができない。

【0006】

本発明は、排ガスを排出しても発見されにくい船舶制御装置、船舶、船舶制御方
法及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の態様の移動体制御装置は、移動体の排ガスの温度の上限値である温度上限値が設定される温度設定部と、前記温度上限値に関連する馬力上限値を定める馬力設定部と、前記馬力上限値を上限として前記移動体を増速する指令を行う指令部と、を備える。

【0008】

また、第２の態様の移動体制御装置は、前記馬力設定部が、前記排ガスの静定温度が、前記温度上限値が超過しそうかどうか判定する第一判定部と、前記排ガスのオーバーシュート温度が、前記温度上限値が超過しそうかどうか判定する第二判定部と、を有する第１の態様の移動体制御装置である。

【0009】

また、第３の態様の移動体制御装置は、前記馬力設定部が、前記第一判定部において、前記静定温度が、前記温度上限値を超過しそうと判定された場合、前記静定温度が前記温度上限値以下となるように前記馬力上限値を定める第２の態様の移動体制御装置である。

【0010】

また、第４の態様の移動体制御装置は、前記馬力設定部が、前記第二判定部において、前記オーバーシュート温度が、前記温度上限値を超過しそうと判定された場合、前記オーバーシュート温度が前記温度上限値以下となるように前記馬力上限値を定める第２又は第３の態様の移動体制御装置である。

【0011】

また、第５の態様の移動体制御装置は、移動体の排ガスの温度の上限値である温度上限値が設定される温度設定部と、温度センサから前記排ガスの温度の検出値である温度検出値を取得する温度取得部と、前記温度検出値が、前記温度上限値以下となるように前記移動体の増速を調整する指令を行う指令部と、を備える。

【0012】

また、第６の態様の移動体は、第１から第５のいずれかの態様の移動体制御装置と、前記指令に基づいて前記移動体を増速する主機と、を備える。

【0013】

また、第７の態様の移動体制御方法は、移動体の排ガスの温度の上限値である温度上限値を定める温度設定ステップと、前記温度上限値に関連する馬力上限値を定める馬力設定ステップと、前記馬力上限値を上限として前記移動体を増速する増速ステップと、を実施する。

【0014】

また、第８の態様の移動体制御方法は、移動体の排ガスの温度の上限値である温度上限値を定める温度設定ステップと、温度センサから前記排ガスの温度の検出値である温度検出値を取得し、前記温度検出値が、前記温度上限値以下となるように前記移動体の増速を調整する増速調整ステップと、を実施する。

【0015】

また、第９の態様のプログラムは、移動体を制御するコンピュータを、前記移動体の排ガスの温度の上限値である温度上限値が設定される温度設定部、前記温度上限値に関連する馬力上限値を定める馬力設定部、及び前記馬力上限値を上限として前記移動体の増速する指令を行う指令部、として機能させる。

【0016】

また、第１０の態様のプログラムは、移動体を制御するコンピュータを、前記移動体の排ガスの温度の上限値である温度上限値が設定される温度設定部、温度センサから前記排ガスの温度の検出値である温度検出値を取得する温度取得部、及び前記温度検出値が、前記温度上限値以下となるように前記移動体の増速を調整する指令を行う指令部、として機能させる。

【発明の効果】

【0017】

本発明の一態様によれば、排ガスを排出しても発見されにくい。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第一実施形態に係る船舶の概略図である。

【図2】本発明の第一実施形態に係る主機の要部構造図である。

【図3】本発明の第一実施形態に係る移動体制御部のブロック図である。

【図4】馬力と排ガス温度の関係を示すグラフである。

【図5】馬力と速力の関係を示すグラフである。

【図6】本発明の第一実施形態に係る移動体制御方法のフローチャートである。

【図7】本発明の第二実施形態に係る船舶の概略図である。

【図8】本発明の第二実施形態に係る移動体制御部のブロック図である。

【図9】本発明の第二実施形態に係る移動体制御方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明に係る各実施形態について、図面を用いて説明する。

【0020】

＜第一実施形態＞
以下、本発明に係る第一実施形態について、図１〜図６を参照しながら詳細に説明する。

【0021】

（全体構成）
船舶１の全体構成について説明する。
図１に示すように、船舶１（移動体）は、主機１１と、煙突１２と、コンソール１３と、移動体制御装置２０と、を備える。
本実施形態において、船舶１は、護衛艦である。船舶１は、主機１１によって、海ＳＥを−Ｘ方向に進む。
以下、船舶１の前方から後方に向かう方向は＋Ｘ方向、船舶１の下方から上方に向かう方向は＋Ｚ方向、船舶１の左方から右方に向かう方向は＋Ｙ方向とも記載される。
コンソール１３は、操作者によって操作される。操作者は、コンソール１３によって、情報及び要求を入力する。本実施形態において、操作者は、コンソール１３によって、変更したい船舶１の速力を入力する。
以下、各構成について詳しく説明する。

【0022】

（主機）
図１に示されるように、主機１１は、エンジンを含む駆動源１１ａと、主軸１１ｂと、プロペラ１１ｃと、を備える。主機１１は、移動体制御装置２０に指令によって、主機出力及びプロペラ角度を制御され、主機出力及びプロペラ角度に関連した速力で船舶１を推進させる。

【0023】

駆動源１１ａは、船舶１内に設けられ、主軸１１ｂを介してプロペラ１１ｃを回転駆動させる。
駆動源１１ａは、例えば、ディーゼルエンジンであって、加熱された排ガスＥＧを排出する。本実施形態において、駆動源１１ａから排出される排ガスＥＧは、煙突１２を介して船舶１外に排出される。

【0024】

主軸１１ｂは、駆動源１１ａからプロペラ１１ｃに向かって船舶１の後下方へ延びている。主軸１１ｂは、一端が駆動源１１ａ、他端がプロペラ１１ｃに連結されている。図２に示すように、主軸１１ｂは、駆動源１１ａによって、自身の軸線Ａｍを中心について、回転駆動される。

【0025】

プロペラ１１ｃは、船舶１の後下方に設けられる。プロペラ１１ｃは、駆動源１１ａにより、主軸１１ｂを介して回転駆動される。プロペラ１１ｃは、駆動源１１ａの回転エネルギーを船舶１の推進力（推進エネルギー）に変換する。
プロペラ１１ｃは、プロペラ基部１１ｄと、複数のブレード１１ｅを備える。プロペラ基部１１ｄは、軸線Ａｍ周りを周面とする回転体形状を有する。複数のブレード１１ｅは、プロペラ基部１１ｄの外周に環状に並べて配置される。各ブレード１１ｅは、プロペラ基部１１ｄの径方向外側に延びている。各ブレード１１ｅは、プロペラ基部１１ｄの径方向に沿うそれぞれの軸線Ａｐ周りで回動可能となっている。

【0026】

プロペラ１１ｃは、ＣＰＰ（Controllable Pitch Propeller：可変ピッチプロペラ）であって、一定の主軸回転数に対し、プロペラ角度を変化させることで推進力を変化させることができる。
本実施形態では、プロペラ角度は、図２に示すように、各ブレード１１ｅのプロペラ基部１１ｄの径方向に沿うそれぞれの軸線Ａｐ周りの回動について、回動角度を変化させることによって調整される。各ブレード１１ｅは、例えば、油圧システムや電気モータ等を用いたアクチュエータによって、軸線Ａｐ周りについて回動駆動される。

【0027】

主機１１は、移動体制御装置２０の制御によって、所定の主機出力及びプロペラ角度で駆動される。

【0028】

（移動体制御装置）
移動体制御装置２０は、コンソール１３に入力された情報及び要求に従って、主機１１を制御し、船舶１を推進させる。
図３に示すように、移動体制御装置２０は、受付部２１と、データベース２２と、温度設定部２３と、馬力設定部２４と、指令部２５と、を機能的に備える。
本実施形態では、後述するプログラムを実行することにより、船舶１を制御するコンピュータが、移動体制御装置２０として機能している。

【0029】

データベース２２には、後述する各種データが登録されている。

【0030】

受付部２１は、コンソール１３に入力された要求を受け付ける。本実施形態では、受付部２１は、コンソール１３に入力された変更したい速力（速力変更要求）を、要求速力として受け付ける。受付部２１は、要求速力に増速するために必要な主機１１の馬力を、データベース２２に登録されたデータを参照して定める。

【0031】

温度設定部２３には、船舶１の排ガスＥＧの温度の上限値である温度上限値ＴＥｕが、設定される。温度設定部２３には、温度上限値ＴＥｕとして、赤外線によって、自艦が敵艦に発見されにくい程度に低い排ガスＥＧの温度が設定される。本実施形態において、温度上限値ＴＥｕは、コンソール１３を介して、操作者によって温度設定部２３に入力される。

【0032】

指令部２５は、後述する馬力上限値Ｐｕを上限として船舶１を増速する指令を行う。本実施形態では、指令部２５は、馬力上限値Ｐｕに相当する主機１１の主機出力及びプロペラ角度となるように、主機１１に指令を送る。
指令部２５は、データベース２２に登録されたデータを参照し、馬力上限値Ｐｕで駆動可能な主機出力及びプロペラ角度を決定する。馬力上限値Ｐｕで駆動可能な主機出力及びプロペラ角度を決定するためのデータは、実艦での計測結果及び理論式を基に作成された主機出力及びプロペラ角度と、馬力と、の関係を示すデータである。

【0033】

（馬力設定部）
馬力設定部２４は、馬力と排ガス温度との関係式を基に、温度上限値ＴＥｕを超過しないように、馬力上限値Ｐｕを設定する。
例えば、船舶１において、馬力と排ガス温度とは、図４に示される関係にある。図４の横軸は馬力、縦軸は排ガス温度を示す。馬力と排ガス温度との関係をデータベース化しておけば、馬力設定部２４は、温度上限値ＴＥｕから、温度上限値ＴＥｕを超過させない馬力上限値Ｐｕを決めることができる。馬力設定部２４は、次の３つのモードのうち、いずれかのモードを設定する。

【0034】

（静定赤外線制限モード）
静定赤外線制限モードにおける設定について説明する。
静定赤外線制限モードは、要求速力（受付部２１に入力された変更したい速力）に応じると、排ガスＥＧの静定温度ＴＥｓが、温度上限値ＴＥｕを超過しそうな場合に適用され得るモードである。
したがって、馬力設定部２４は、静定赤外線制限モードを設定する場合、静定温度ＴＥｓが温度上限値ＴＥｕを超えない範囲で出せる馬力の上限を、馬力上限値Ｐｕとして定める。指令部２５は、当該馬力上限値Ｐｕを上限として、当該馬力上限値Ｐｕ内で出せる最大馬力で駆動可能な主機出力及びプロペラ角度を決定し、主機１１に対し指令を行う。

【0035】

（赤外線優先モード）
赤外線優先モードについて設定について説明する。
赤外線優先モードは、要求速力に応じると、排ガスＥＧの静定温度ＴＥｓは、温度上限値ＴＥｕを超過しそうにないものの、排ガスＥＧのオーバーシュート温度ＴＥｔが、温度上限値ＴＥｕを超過しそうな場合に適用され得るモードである。

【0036】

一例として、静定時において、主機１１が、馬力上限値Ｐｕの馬力で船舶１を駆動し、速力Ｖａで船舶１を推進する場合について図５を参照して説明する。図５の横軸は時間、縦軸は馬力（上のグラフ）及び速力（下のグラフ）である。
図５の実線のグラフのように、主機１１が船舶１を短時間（時間Ｔａ）で速力Ｖａに増速させるには、主機１１によって出力される馬力が、馬力上限値Ｐｕを一時的にオーバーシュートするように、出力される必要がある。しかし、このような出力を実施すると、排ガスＥＧのオーバーシュート温度ＴＥｔが、温度上限値ＴＥｕを超過してしまうこととなる。
したがって、赤外線優先モードでは、図５の点線のグラフのように、（時間に対する）速力Ｖａの勾配を小さくして、主機１１の馬力のオーバーシュートが軽減されるように、移動体制御装置２０は、ゆっくりと増速させる制御を行う。

【0037】

したがって、馬力設定部２４は、赤外線優先モードを設定する場合、増速の際、ゆっくり要求速力に到達させるように馬力上限値Ｐｕを設定する。本実施形態では、ゆっくり要求速力に到達させるため、馬力設定部２４は、オーバーシュート温度ＴＥｔが温度上限値ＴＥｕを超えない範囲で出せる馬力の上限を、馬力上限値Ｐｕとして定める。指令部２５は、当該馬力上限値Ｐｕを上限として、当該馬力上限値Ｐｕ内で出せる最大馬力で駆動可能な主機出力及びプロペラ角度を決定し、主機１１に対し指令を行う。

【0038】

（速力優先モード）
速力優先モードについて設定について説明する。
速力優先モードは、要求速力（受付部２１に入力された変更したい速力）に応じても、排ガスＥＧの静定温度ＴＥｓは、温度上限値ＴＥｕを超過しそうになく、排ガスＥＧのオーバーシュート温度ＴＥｔも、温度上限値ＴＥｕを超過しそうにない場合に適用され得るモードである。
したがって、速力優先モードを適用する場合、馬力設定部２４は、受付部２１で定められた馬力をそのまま設定する。指令部２５は、主機１１に対し、当該馬力で増速する指令を行う。本実施形態では、指令部２５は、当該馬力で駆動可能な主機出力及びプロペラ角度を決定し、主機１１に対し指令を行う。
このような指令によって、速力優先モードでは、速やかに要求速力に到達させるため、移動体制御装置２０は、一時的に速力をオーバーシュートさせながら要求速力に到達させる制御を行うことができる。

【0039】

（第一判定部及び第二判定部）
馬力設定部２４は、第一判定部２４ａと、第二判定部２４ｂと、を有する。馬力設定部２４は、どのモードを設定するかを、第一判定部２４ａ及び第二判定部２４ｂで判定する。具体的には、以下のように判定する。

【0040】

第一判定部２４ａは、排ガスＥＧの静定温度ＴＥｓが、温度上限値ＴＥｕを超過しそうかどうかを判定する。
第一判定部２４ａの判定に用いられる温度上限値ＴＥｕは、前述のとおり温度設定部２３に設定されている。
第一判定部２４ａの判定に用いられる静定温度ＴＥｓは、要求速力から推定される。静定温度ＴＥｓは、要求速力で静定的に推進するときに煙突１２から排出される排ガスの温度である。
第一判定部２４ａは、静定温度ＴＥｓを、データベース２２に登録されたデータを参照して決定する。本実施形態では、静定温度ＴＥｓを決定するためのデータとして、実艦での計測結果を基に、理論式を補正して作成されたデータが登録されている。

【0041】

第一判定部２４ａにおいて、静定温度ＴＥｓが温度上限値ＴＥｕを超過しそうと判定された場合、馬力設定部２４は、静定赤外線制限モードを設定する。
第一判定部２４ａにおいて、静定温度ＴＥｓが温度上限値ＴＥｕを超過しそうと判定されなかった場合、後述する第二判定部２４ｂの判定によって、馬力設定部２４は、赤外線優先モード又は速力優先モードを設定する。

【0042】

第二判定部２４ｂは、排ガスＥＧのオーバーシュート温度ＴＥｔが、温度上限値ＴＥｕを超過しそうかどうかを判定する。
第二判定部２４ｂの判定に用いられる温度上限値ＴＥｕは、前述のとおり温度設定部２３に設定されている。
第二判定部２４ｂの判定に用いられるオーバーシュート温度ＴＥｔは、要求速力及び要求速力に増速するために必要な主機１１の馬力から推定される。オーバーシュート温度ＴＥｔは、要求速力に速やかに増速させるときに、馬力や速力のオーバーシュートに関連して煙突１２から排出される排ガスのオーバーシュート温度であって、要求速力と実艦の能力で決まる温度である。
第二判定部２４ｂは、オーバーシュート温度ＴＥｔを、データベース２２に登録されたデータを参照して決定する。本実施形態では、オーバーシュート温度ＴＥｔを決定するためのデータとして、実艦での計測結果を基に、理論式を補正して作成されたデータが登録されている。

【0043】

第二判定部２４ｂにおいて、オーバーシュート温度ＴＥｔが温度上限値ＴＥｕを超過しそうと判定された場合、馬力設定部２４は、赤外線優先モードを設定する。
第二判定部２４ｂにおいて、オーバーシュート温度ＴＥｔが温度上限値ＴＥｕを超過しそうと判定されなかった場合、馬力設定部２４は、速力優先モードを設定する。

【0044】

（移動体制御方法）
本実施形態の移動体制御装置２０を用いた移動体制御方法について図６を参照して説明する。
本移動体制御方法は、ＳＴ１〜ＳＴ７の各ステップを実施する。
まず、船舶１の排ガスＥＧの温度の上限値である温度上限値ＴＥｕを定める（ＳＴ１：温度設定ステップ）。定められた温度上限値ＴＥｕは、温度設定部２３に設定される。

【0045】

温度設定ステップＳＴ１に続いて、受付部２１は、要求速力を受け付け、要求速力に増速するために必要な馬力を定める（ＳＴ２：速力変更要求ステップ）。

【0046】

速力変更要求ステップＳＴ２に続いて、第一判定部２４ａは、排ガスＥＧの静定温度ＴＥｓが、温度上限値ＴＥｕを超過しそうかどうかを判定する（ＳＴ３：第一判定ステップ）。

【0047】

静定温度ＴＥｓが温度上限値ＴＥｕを超過しそうと判定された場合（ＳＴ３：ＹＥＳ）、移動体制御装置２０は、静定赤外線制限モードで制御を行う（ＳＴ４：第一制御ステップ（静定赤外線制限モード））。第一制御ステップＳＴ４は、以下の馬力設定ステップＳＴ４ａと、増速ステップＳＴ４ｂと、を実施する。
静定赤外線制限モードでは、馬力設定部２４は、静定温度ＴＥｓが温度上限値ＴＥｕを超えない範囲で出せる馬力の上限を、馬力上限値Ｐｕとして定める（ＳＴ４ａ：馬力設定ステップ）。移動体制御装置２０は、当該馬力上限値Ｐｕを上限として、当該馬力上限値Ｐｕ内で出せる最大馬力で駆動可能な主機出力及びプロペラ角度を決定し、主機１１に対し指令を行い、船舶１を増速させる（ＳＴ４ｂ：増速ステップ）。

【0048】

静定温度ＴＥｓが温度上限値ＴＥｕを超過しそうと判定されなかった場合（ＳＴ３：ＮＯ）、第二判定部２４ｂは、排ガスＥＧのオーバーシュート温度ＴＥｔが、温度上限値ＴＥｕを超過しそうかどうかを判定する（ＳＴ５：第二判定ステップ）。

【0049】

オーバーシュート温度ＴＥｔが、温度上限値ＴＥｕを超過しそうと判定された場合（ＳＴ５：ＹＥＳ）、移動体制御装置２０は、赤外線優先モードで主機１１に対する指令を行う（ＳＴ６：第二制御ステップ（赤外線優先モード））。第二制御ステップＳＴ６は、以下の馬力設定ステップＳＴ６ａと、増速ステップＳＴ６ｂと、を実施する。
赤外線優先モードでは、馬力設定部２４は、増速の際、ゆっくり要求速力に到達させるように馬力上限値Ｐｕを設定する（ＳＴ６ａ：馬力設定ステップ）。本実施形態では、ゆっくり要求速力に到達させるため、馬力設定部２４は、オーバーシュート温度ＴＥｔが温度上限値ＴＥｕを超えない範囲で出せる馬力の上限を、馬力上限値Ｐｕとして定める。指令部２５は、当該馬力上限値Ｐｕを上限として、当該馬力上限値Ｐｕ内で出せる最大馬力で駆動可能な主機出力及びプロペラ角度を決定し、主機１１に対し指令を行い、船舶１を増速させる（ＳＴ６ｂ：増速ステップ）。

【0050】

オーバーシュート温度ＴＥｔが、温度上限値ＴＥｕを超過しそうと判定されなかった場合（ＳＴ５：ＮＯ）、移動体制御装置２０は、速力優先モードで主機１１に対し指令を行う（ＳＴ７：第三制御ステップ（速力制限モード））。第三制御ステップＳＴ７は、以下の馬力設定ステップＳＴ７ａと、増速ステップＳＴ７ｂと、を実施する。
速力優先モードでは、馬力設定部２４は、速力優先モードと判定した場合、受付部２１で定められた馬力をそのまま設定する（ＳＴ７ａ：馬力設定ステップ）。指令部２５は、主機１１に対し、当該馬力で増速する指令を行う。本実施形態では、指令部２５は、当該馬力で駆動可能な主機出力及びプロペラ角度を決定し、主機１１に対し指令を行い、船舶１を増速させる（ＳＴ７ｂ：増速ステップ）。

【0051】

（作用及び効果）
移動体制御装置２０は、主機出力及びプロペラ角度による排ガス温度の関係を結びつける各種データを基に、設定した排ガスＥＧの温度上限値ＴＥｕを超過しないように主機出力及びプロペラ角度を制御する。
これにより、移動体制御装置２０は、排ガスＥＧの温度をある上限以下にキープするように制御することができる。

【0052】

例えば、船舶１が艦船である場合、主機速力に応じて排ガスから赤外線が排出されており、自艦は敵艦から発見される可能性がある。煙突１２から排出された排ガスＥＧは、内から外に向かって高温部Ｈ、中温部Ｍ、低温部Ｌに関連する赤外線分布で赤外線を放出する。図１には、シミュレーションにて計算された高温部Ｈ、中温部Ｍ、低温部Ｌの赤外線分布が加えて示される。自艦は、このような赤外線分布の高温部Ｈが敵艦に検出されることによって、発見される。
このため、敵艦に発見されないようにするには、自艦は、高温部Ｈを排熱しないように制御する必要がある。
しかし、主機出力に対する赤外線予想を自艦内で確認する手段が提供されていないと、乗員による赤外線制御ができない。
本実施形態では、移動体制御装置２０が、排ガスＥＧの温度を制御することにより、艦船の隠密行動に貢献することができる。
移動体制御装置２０は、いわゆるフィードフォワード制御を行っている。移動体制御装置２０は、主機１１を制御する前に、排ガスＥＧの温度をある上限以下にキープできる主機出力及びプロペラ角度の目標値を設定してから、主機１１を制御している。したがって、即座に主機１１を制御することができる。

【0053】

（変形例）
本実施形態では、静定赤外線制限モードにおいて、馬力設定部２４は、静定温度ＴＥｓが温度上限値ＴＥｕを超えない範囲で出せる馬力の上限を、馬力上限値Ｐｕとして定めている。変形例として、静定赤外線制限モードにおいて、馬力設定部２４は、オーバーシュート温度ＴＥｔが温度上限値ＴＥｕを超えない範囲で出せる馬力の上限を、馬力上限値Ｐｕとして定めてもよい。

【0054】

本実施形態では、温度上限値ＴＥｕは、操作者によって温度設定部２３に入力されるが、変形例として、移動体制御装置２０自身が設定してもよい。移動体制御装置２０自身が設定する場合、例えば、移動体制御装置２０が、温度上限値ＴＥｕを、周囲温度や自艦と敵艦との距離を参照して設定すれば、移動体制御装置は、自艦が敵艦に発見されにくいように制御できる。周囲温度や自艦と敵艦との距離は、気温計や測距計等のセンサによって検出されてもよいし、操作者がコンソールから入力してもよい。
後述する第二実施形態においても同様である。

【0055】

＜第二実施形態＞
以下、本発明に係る第二実施形態について、図７〜図９を参照しながら詳細に説明する。

【0056】

本実施形態に係る移動体制御装置は、第一実施形態と基本的に同じであるが、温度検出を行ういわゆるフィードバック制御である点が第一実施形態と異なっている。

【0057】

図７に示すように、船舶１０１は、主機１１と、煙突１２と、コンソール１３と、温度センサ１４と、移動体制御装置１２０と、を備える。
温度センサ１４は、煙突１２の排ガスＥＧの排出箇所付近に配置され、排ガスＥＧの温度の検出値である温度検出値ＴＥｄを検出する。
図８に示すように、移動体制御装置１２０は、受付部２１と、データベース２２と、温度設定部２３と、温度判定部１２４と、指令部１２５と、を機能的に備える。
本実施形態でも、後述するプログラムを実行することにより、船舶１０１を制御するコンピュータを移動体制御装置１２０として機能させている。

【0058】

指令部１２５は、温度検出値ＴＥｄが温度上限値ＴＥｕ以下となるように主機１１に指令を送る。本実施形態では、指令部１２５は、段階的に要求速力まで増速し、温度検出値ＴＥｄが温度上限値ＴＥｕを超えないように調整する。
温度判定部１２４は、温度センサ１４で検出された温度検出値ＴＥｄを取得する。温度判定部１２４は、取得した温度検出値ＴＥｄが温度上限値ＴＥｕを超えているかどうかを判定する。本実施形態では、温度判定部１２４は、指令部１２５が行う段階的な増速の各段階において、逐次、温度検出値ＴＥｄが温度上限値ＴＥｕを超えているかどうかを判定する。

【0059】

（移動体制御方法）
本実施形態の移動体制御装置１２０を用いた移動体制御方法について図９を参照して説明する。
本移動体制御方法は、ＳＴ１０１〜ＳＴ１０３の各ステップを実施する。

【0060】

まず、船舶１０１の排ガスＥＧの温度の上限値である温度上限値ＴＥｕが定められる（ＳＴ１０１：温度設定ステップ）。定められた温度上限値ＴＥｕは、温度設定部２３に設定される。

【0061】

温度設定ステップＳＴ１０１に続いて、受付部２１は、要求速力を受け付け、要求速力に増速するために必要な馬力を定める（ＳＴ１０２：速力変更要求ステップ）。

【0062】

速力変更要求ステップＳＴ１０２に続いて、移動体制御装置１２０は、温度検出値ＴＥｄを取得し、温度検出値ＴＥｄが、温度上限値ＴＥｕ以下となるように、船舶１０１の増速を調整する（ＳＴ１０３：増速調整ステップ）。
増速調整ステップＳＴ１０３は、ＳＴ１０３ａ〜ＳＴ１０３ｅの各ステップを実施する。

【0063】

指令部１２５は、段階的に要求速力まで船舶１０１を増速させる指令を行う（ＳＴ１０３ａ：増速指令ステップ）。

【0064】

増速指令ステップＳＴ１０３ａに続いて、温度判定部１２４は、温度センサ１４から排ガスＥＧの温度の検出値である温度検出値ＴＥｄを取得する（ＳＴ１０３ｂ：温度取得ステップ）。

【0065】

温度取得ステップＳＴ１０３ｂに続いて、温度判定部１２４は、取得した温度検出値ＴＥｄが温度上限値ＴＥｕ以下かを判定する（ＳＴ１０３ｃ：温度判定ステップ）。

【0066】

温度検出値ＴＥｄが温度上限値ＴＥｕ以下であると判定された場合（ＳＴ１０３ｃ：ＹＥＳ）、移動体制御装置１２０は、随時取得される現時点での速力と要求速力とを比較し、要求速力に達したかどうか判定する（ＳＴ１０３ｄ：要求速力到達判定ステップ）。

【0067】

要求速力に達していないと判定された場合（ＳＴ１０３ｄ：ＮＯ）、増速指令ステップＳＴ１０３ａに戻り、指令部１２５は、さらに増速させる指令を行う。

【0068】

要求速力に達していると判定された場合（ＳＴ１０３ｄ：ＹＥＳ）、処理は終了し、船舶１０１の速力が維持される。

【0069】

温度検出値ＴＥｄが温度上限値ＴＥｕ以下でないと判定された場合（ＳＴ１０３ｃ：ＮＯ）、指令部１２５は、温度上限値ＴＥｕ以下となるように微調整する指令を行う（ＳＴ１０３ｅ：微調整ステップ）。本実施形態では、温度検出値ＴＥｄが温度上限値ＴＥｕを超えた場合に、増速を停止し、増速の一段階分減速させる制御を行うことで、温度検出値ＴＥｄが、移動体制御装置１２０は、温度上限値ＴＥｕ以下となるように調整している。温度検出値ＴＥｄが、温度上限値ＴＥｕ以下となるように調整されると、処理は終了し、船舶１０１の速力が維持される。

【0070】

なお、上述の各実施形態においては、移動体制御装置の各種機能を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをマイコンといったコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各種処理を行うものとしている。ここで、コンピュータシステムのＣＰＵの各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

【0071】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

【0072】

上記各実施形態では、移動体として船舶を提示しているが、排ガスを排出する移動体であれば、どのような移動体でも適用できる。例えば、各実施形態の移動体制御装置は、戦車や列車にも適用できる。

【符号の説明】

【0073】

１ 船舶
１１ 主機
１１ａ 駆動源
１１ｂ 主軸
１１ｃ プロペラ
１１ｄ プロペラ基部
１１ｅ ブレード
１２ 煙突
１３ コンソール
１４ 温度センサ
２０ 移動体制御装置
２１ 受付部
２２ データベース
２３ 温度設定部
２４ 馬力設定部
２４ａ 第一判定部
２４ｂ 第二判定部
２５ 指令部
１０１ 船舶
１２０ 移動体制御装置
１２４ 温度判定部
１２５ 指令部
ＥＧ 排ガス
Ｈ 高温部
Ｌ 低温部
Ｍ 中温部
ＳＥ 海

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】