特開 2022-85659 船舶推進器を含む船舶を制御するためのシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022085659

(43)【公開日】2022-06-08

(54)【発明の名称】船舶推進器を含む船舶を制御するためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   B63H 20/00 20060101AFI20220601BHJP

   B63H 25/42 20060101ALI20220601BHJP

   B63H 21/21 20060101ALI20220601BHJP

   B63H 25/02 20060101ALI20220601BHJP

【ＦＩ】

B63H20/00 803

B63H25/42 B

B63H21/21

B63H25/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020197453

(22)【出願日】2020-11-27

(71)【出願人】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(72)【発明者】

【氏名】池ヶ谷 祐次

(57)【要約】

【課題】本開示の課題は、ジョイスティックによる操船の快適性を向上させることにある。
【解決手段】ジョイスティックは、傾倒量と捻り方向とを示す操作信号を出力する。コントローラは、操作信号を受信する。コントローラは、傾倒量に応じたスラストを出力するように船舶推進器を制御する。コントローラは、捻り方向に応じた方向に船舶が旋回するように船舶推進器の舵角を変更する。コントローラは、スラストが大きいほど、舵角の変更速度を小さくする。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

船舶を制御するためのシステムであって、
転舵軸回りに回転可能な船舶推進器と、
傾倒操作可能、且つ、捻り操作可能であり、傾倒量と捻り方向とを示す操作信号を出力するジョイスティックと、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記操作信号を受信し、
前記傾倒量に応じたスラストを出力するように前記船舶推進器を制御し、
前記捻り方向に応じた方向に船舶が旋回するように前記船舶推進器の舵角を変更し、
前記スラストが大きいほど、前記舵角の変更速度を小さくする、
システム。

【請求項2】

前記コントローラは、前記スラストが大きくなっても、前記船舶の左右方向ヘの前記スラストの分力が同じになるように、前記舵角の変更速度を小さくする、
請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記コントローラは、前記スラストが大きいほど、前記舵角の変更速度の上限値を低減することで、前記舵角の変更速度を小さくする、
請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記コントローラは、前記スラストが閾値以下であるときには、前記上限値を一定とする、
請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記船舶には、１機のみの前記船舶推進器が搭載されている、
請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

転舵軸回りに回転可能な船舶推進器を含む船舶を制御するための方法であって、
傾倒操作可能、且つ、捻り操作可能なジョイスティックから、傾倒量と捻り方向とを示す操作信号を受信することと、
前記傾倒量に応じたスラストを出力するように前記船舶推進器を制御することと、
前記捻り方向に応じた方向に船舶が旋回するように前記船舶推進器の舵角を変更することと、
前記スラストが大きいほど、前記舵角の変更速度を小さくすること、
を備える方法。

【請求項7】

前記スラストが大きくなっても、前記船舶の左右方向ヘの前記スラストの分力が同じになるように、前記舵角の変更速度が小さくされる、
請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記スラストが大きいほど、前記舵角の変更速度の上限値を低減することで、前記舵角の変更速度が小さくされる、
請求項６に記載の方法。

【請求項9】

前記スラストが閾値以下であるときには、前記上限値を一定とすることをさらに備える、
請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記船舶には、１機のみの前記船舶推進器が搭載されている、
請求項６に記載の方法。

【請求項11】

船舶を制御するためのシステムであって、
転舵軸回りに回転可能な船舶推進器と、
傾倒操作可能、且つ、捻り操作可能であり、傾倒量と捻り方向を示す操作信号を出力するジョイスティックと、
複数のレベルからスラストレベルを選択するように操作可能であり、前記スラストレベルを示す設定信号を出力する設定装置と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記操作信号と前記設定信号とを受信し、
前記スラストレベルに応じた最大スラストまで、前記傾倒量に応じてスラストを出力するように前記船舶推進器を制御し、
前記スラストレベルが高くなるほど前記最大スラストを増大させ、
前記捻り方向に応じた方向に船舶が旋回するように前記船舶推進器の舵角を変更し、
前記スラストレベルが高いほど、前記舵角の変更速度を小さくする、
システム。

【請求項12】

前記コントローラは、前記スラストレベルが高くなっても、前記船舶の左右方向ヘの前記スラストの分力が同じになるように、前記舵角の変更速度を小さくする、
請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記コントローラは、前記スラストレベルが高いほど、前記舵角の変更速度の上限値を低減することで、前記舵角の変更速度を小さくする、
請求項１１に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、船舶推進器を含む船舶を制御するためのシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ジョイスティックにより船舶を操作するシステムが知られている。例えば、特許文献１のシステムは、船舶推進器とジョイスティックとを備えている。船舶推進器は、転舵軸回りに回転可能である。船舶推進器が転舵軸回りに回転することで、船舶推進器の舵角が変更される。ジョイスティックは、傾倒操作可能、且つ、捻り操作可能である。システムのコントローラは、ジョイスティックの傾倒操作に応じたスラストを発生させるように、船舶推進器を制御する。コントローラは、ジョイスティックの捻り方向に応じて船舶が旋回するように、船舶推進器の舵角を変更する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平２－２２７３９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

船舶推進器の舵角の変更速度が一定であっても、船舶のスラストの大きさに応じて、船舶の旋回速度は変化する。例えば、船舶推進器の舵角の変更速度が一定であっても、船舶のスラストが大きいほど、船舶の旋回速度は速くなる。また、船舶推進器の舵角の変更速度が一定であっても、船舶のスラストが小さいほど、船舶の旋回速度は遅くなる。スラストの大きさによって旋回速度が大きく異なる場合、操船の快適性が損なわれる場合がある。本開示の課題は、ジョイスティックによる操船の快適性を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の第１の態様に係るシステムは、船舶を制御するためのシステムであって、船舶推進器と、ジョイスティックと、コントローラとを備える。船舶推進器は、転舵軸回りに回転可能である。ジョイスティックは、傾倒操作可能、且つ、捻り操作可能である。ジョイスティックは、傾倒量と捻り方向とを示す操作信号を出力する。コントローラは、操作信号を受信する。コントローラは、傾倒量に応じたスラストを出力するように船舶推進器を制御する。コントローラは、捻り方向に応じた方向に船舶が旋回するように船舶推進器の舵角を変更する。コントローラは、スラストが大きいほど、舵角の変更速度を小さくする。

【0006】

本開示の第２の態様に係る方法は、転舵軸回りに回転可能な船舶推進器を含む船舶を制御するための方法であって、以下の処理を備える、傾倒操作可能、且つ、捻り操作可能なジョイスティックから、傾倒量と捻り方向とを示す操作信号を受信することと、傾倒量に応じたスラストを出力するように船舶推進器を制御することと、捻り方向に応じた方向に船舶が旋回するように船舶推進器の舵角を変更することと、スラストが大きいほど、舵角の変更速度を小さくすること。

【0007】

本開示の第３の態様に係るシステムは、船舶を制御するためのシステムであって、船舶推進器と、ジョイスティックと、設定装置と、コントローラとを備える。船舶推進器は、転舵軸回りに回転可能である。ジョイスティックは、傾倒操作可能、且つ、捻り操作可能である。ジョイスティックは、傾倒量と捻り方向とを示す操作信号を出力する。設定装置は、複数のレベルからスラストレベルを選択するように操作可能である。設定装置は、スラストレベルを示す設定信号を出力する。コントローラは、操作信号と設定信号とを受信する。コントローラは、スラストレベルに応じた最大スラストまで、傾倒量に応じてスラストを出力するように船舶推進器を制御する。コントローラは、スラストレベルが高くなるほど最大スラストを増大させる。コントローラは、捻り方向に応じた方向に船舶が旋回するように船舶推進器の舵角を変更する。コントローラは、スラストレベルが高いほど、舵角の変更速度を小さくする。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、スラストが大きいほど、舵角の変更速度が小さくなる。そのため、スラストの大きさによる船舶の旋回速度の差が小さくなる。それにより、ジョイスティックによる操船の快適性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る船舶推進器が搭載された船舶を示す斜視図である。

【図2】船舶推進器の側面図である。

【図3】船舶の操船システムの構成を示す模式図である。

【図4】ジョイスティックの正面図である。

【図5A】ジョイスティックが時計回りに捻られたときの船舶推進器の舵角を示す図である。

【図5B】ジョイスティックが反時計回りに捻られたときの船舶推進器の舵角を示す図である。

【図6】転舵速度データの一例を示す図である。

【図7】ジョイスティックが、倒され、且つ捻られたときの船舶推進器の制御を示すタイミングチャートである。

【図8A】実施形態に係る操船システムにおいて、スラストＦ１が発生しているときの船舶推進器の舵角とスラストの分力とを示す図である。

【図8B】実施形態に係る操船システムにおいて、スラストＦ２が発生しているときの船舶推進器の舵角とスラストの分力とを示す図である。

【図8C】比較例に係る操船システムにおいて、スラストＦ３が発生しているときの船舶推進器の舵角とスラストの分力とを示す図である。

【図9】ジョイスティックが、倒され、且つ捻られたときの船舶の動作を示す模式図である。

【図10】ジョイスティックが、倒され、且つ捻られたときの船舶推進器の制御を示すタイミングチャートの他の例である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る船舶推進器１が搭載された船舶１００を示す斜視図である。船舶１００は、１機のみの船舶推進器１を備えている。本実施形態において、船舶推進器１は、船外機である。船舶推進器１は、船舶１００の船尾に取り付けられる。船舶推進器１は、船舶１００を推進させるスラストを発生させる。

【0011】

図２は、船舶推進器１の側面図である。船舶推進器１は、ブラケット１１を介して船舶１００に取り付けられる。ブラケット１１は、転舵軸１２回りに回転可能に船舶推進器１を支持する。転舵軸１２は、船舶推進器１の上下方向に延びている。

【0012】

船舶推進器１は、駆動ユニット２と、ドライブ軸３と、プロペラ軸４と、シフト機構５と、ハウジング１０とを含む。駆動ユニット２は、船舶１００を推進させるスラストを発生させる。駆動ユニット２は、内燃エンジンである。駆動ユニット２は、クランク軸１３を含む。クランク軸１３は、船舶推進器１の上下方向に延びている。ドライブ軸３は、クランク軸１３に接続されている。ドライブ軸３は、船舶推進器１の上下方向に延びている。プロペラ軸４は、船舶推進器１の前後方向に延びている。プロペラ軸４は、シフト機構５を介して、ドライブ軸３に接続されている。プロペラ軸４にはプロペラ６が取り付けられる。

【0013】

シフト機構５は、前進ギア１４と、後進ギア１５と、ドッグクラッチ１６とを含む。シフト機構５は、ドッグクラッチ１６によってギア１４，１５の接続が切り換えられることで、前進状態と、後進状態と、中立状態とに切り替えられる。シフト機構５は、前進状態では、船舶１００が前進する方向に、ドライブ軸３からプロペラ軸４へ回転を伝達する。シフト機構５は、後進状態では、船舶１００が後進する方向に、ドライブ軸３からプロペラ軸４へ回転を伝達する。シフト機構５は、中立状態では、ドライブ軸３からプロペラ軸４へ回転を伝達しない。ハウジング１０は、駆動ユニット２と、ドライブ軸３と、プロペラ軸４と、シフト機構５とを収容している。

【0014】

図３は、船舶１００の操船システムの構成を示す模式図である。図３に示すように、船舶推進器１は、シフトアクチュエータ７とステアリングアクチュエータ８とを含む。

【0015】

シフトアクチュエータ７は、シフト機構５のドッグクラッチ１６に接続されている。シフトアクチュエータ７は、ドッグクラッチ１６を動作させることで、ギア１４，１５の接続を切り換える。それにより、シフト機構５が、前進状態と、後進状態と、中立状態とに切り替えられる。シフトアクチュエータ７は、例えば電動モータである。ただし、シフトアクチュエータ７は、電動シリンダ、油圧モータ、或いは油圧シリンダなどの他のアクチュエータであってもよい。

【0016】

ステアリングアクチュエータ８は、船舶推進器１に接続されている。ステアリングアクチュエータ８は、船舶推進器１を転舵軸１２回りに回転させる。それにより、船舶推進器１の舵角が変更される。舵角は、船舶推進器１の前後方向に対するプロペラ軸４の角度である。ステアリングアクチュエータ８は、例えば電動モータである。ただし、シフトアクチュエータ７は、電動シリンダ、油圧モータ、或いは油圧シリンダなどの他のアクチュエータであってもよい。

【0017】

船舶推進器１は、駆動コントローラ９を含む。駆動コントローラ９は、ＣＰＵなどのプロセッサと、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリとを含む。駆動コントローラ９は、船舶推進器１を制御するためのプログラム及びデータを記憶している。駆動コントローラ９は、駆動ユニット２を制御する。

【0018】

操船システムは、ステアリングホイール２４と、リモートコントローラ２５と、ジョイスティック２６と、設定装置２７とを含む。ステアリングホイール２４と、リモートコントローラ２５と、ジョイスティック２６と、設定装置２７とは、船舶１００の操船席に配置されている。ステアリングホイール２４と、リモートコントローラ２５と、ジョイスティック２６と、設定装置２７とは、手動操作可能である。

【0019】

ステアリングホイール２４は、オペレータが船舶１００の旋回方向を操作するための装置である。ステアリングホイール２４は、センサ２４０を含む。センサ２４０は、ステアリングホイール２４の操作方向及び操作量を示すステアリング信号を出力する。

【0020】

リモートコントローラ２５は、スロットルレバー２８を含む。スロットルレバー２８は、オペレータが船舶推進器１のスラストの大きさを調整するための装置である。また、スロットルレバー２８は、オペレータが船舶推進器１のスラストの方向を前進と後進とに切り替えるための装置である。スロットルレバー２８は、中立位置から前進位置と後進位置とに操作可能である。中立位置は、前進位置と後進位置との間の位置である。スロットルレバー２８はセンサ２５１を含む。センサ２５１は、スロットルレバー２８の操作方向及び操作量を示すスロットル信号を出力する。

【0021】

ジョイスティック２６は、中立位置から、少なくとも前後の２方向に傾倒可能である。ジョイスティック２６は、２方向以上の方向への指示が可能であってもよく、全方位への指示が可能であってもよい。ジョイスティック２６は、回転軸Ａｘ１を中心に回転可能である。すなわち、ジョイスティック２６は、回転軸Ａｘ１を中心に、中央位置から時計回り、及び反時計回りに捻り操作可能である。ジョイスティック２６は、センサ２６０を含む。センサ２６０は、ジョイスティック２６の操作を示す操作信号を出力する。操作信号は、ジョイスティック２６の傾倒方向及び傾倒量を含む。操作信号は、ジョイスティック２６の捻り方向及び捻り量を含む。

【0022】

設定装置２７は、ジョイスティック２６による操船時のスラストレベルを、複数のレベルから選択するように操作可能である。スラストレベルが高いほど、船舶推進器１から出力されるスラストの上限値（以下、「最大スラスト」と呼ぶ）が大きくなる。設定装置２７は、ジョイスティック２６に設けられている。図４は、ジョイスティック２６を示す図である。図４に示すように、設定装置２７は、プラススイッチ２７ａとマイナススイッチ２７ｂとを含む。プラススイッチ２７ａが一度押されることで、スラストレベルが１レベルだけ高くなる。マイナススイッチ２７ｂが一度押されることで、スラストレベルが１レベルだけ低くなる。設定装置２７は、スラストレベルを示す設定信号を出力する。

【0023】

操船システムは、操船コントローラ３０を含む。操船コントローラ３０は、ＣＰＵなどのプロセッサと、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリとを含む。操船コントローラ３０は、船舶推進器１を制御するためのプログラム及びデータを記憶している。操船コントローラ３０は、駆動コントローラ９と有線、或いは無線を介して接続されている。操船コントローラ３０は、ステアリングホイール２４、リモートコントローラ２５、ジョイスティック２６、設定装置２７と、有線、或いは無線を介して接続されている。

【0024】

操船コントローラ３０は、センサ２４０からステアリング信号を受信する。操船コントローラ３０は、センサ２５１からスロットル信号を受信する。操船コントローラ３０は、センサ２４０，２５１からの信号に基づいて、駆動コントローラ９へ指令信号を出力する。指令信号は、駆動コントローラ９を介して、駆動ユニット２、シフトアクチュエータ７、ステアリングアクチュエータ８に送信される。例えば、操船コントローラ３０は、スロットルレバー２８の操作方向に応じて、シフトアクチュエータ７への指令信号を出力する。それにより、船舶推進器１の前進と後進とが切り替えられる。操船コントローラ３０は、スロットルレバー２８の操作量に応じて、駆動ユニット２へのスロットル指令を出力する。駆動コントローラ９は、スロットル指令に応じて、船舶推進器１の出力回転速度を制御する。

【0025】

操船コントローラ３０は、ステアリングホイール２４の操作方向及び操作量に応じて、ステアリングアクチュエータ８への指令信号を出力する。ステアリングホイール２４が中立位置から左方に操作されると、操船コントローラ３０は、船舶推進器１が時計回りに回転するように、ステアリングアクチュエータ８を制御する。それにより、船舶１００は左方に旋回する。ステアリングホイール２４が中立位置から右方に操作されると、操船コントローラ３０は、船舶推進器１が反時計回りに回転するように、ステアリングアクチュエータ８を制御する。それにより、船舶１００は右方に旋回する。また、操船コントローラ３０は、ステアリングホイール２４の操作量に応じて、船舶推進器１の舵角を制御する。

【0026】

操船コントローラ３０は、センサ２６０から操作信号を受信する。操船コントローラ３０は、設定装置２７から設定信号を受信する。操船コントローラ３０は、操作信号と設定信号に基づいて、駆動コントローラ９へ指令信号を出力する。指令信号は、駆動コントローラ９を介して、駆動ユニット２、シフトアクチュエータ７、ステアリングアクチュエータ８に送信される。

【0027】

操船コントローラ３０は、ジョイスティック２６の傾倒方向に応じた方向に、傾倒量に応じた大きさのスラストを出力するように船舶推進器１を制御する。操船コントローラ３０は、設定装置２７からの設定信号に応じて、スラストレベルを設定する。ジョイスティック２６が前方に倒されると、操船コントローラ３０は、スラストレベルに応じた最大スラストまでの範囲で、傾倒量に応じた大きさの前進方向のスラストを、船舶推進器１に発生させる。それにより、船舶１００は前進する。ジョイスティック２６が後方に倒されると、操船コントローラ３０は、スラストレベルに応じた最大スラストまでの範囲で、傾倒量に応じた大きさの後進方向のスラストを、船舶推進器１に発生させる。それにより、船舶１００は後進する。

【0028】

操船コントローラ３０は、ジョイスティック２６の捻り方向に応じた方向に船舶１００が旋回するように船舶推進器１の舵角を変更する。操船コントローラ３０は、ジョイスティック２６の捻り量に応じた目標舵角となるように、船舶推進器１の舵角を変更する。ジョイスティック２６が時計回りに捻られると、図５Ａに示すように、操船コントローラ３０は、船舶推進器１が反時計回りに回転するように、ステアリングアクチュエータ８を制御する。それにより、船舶１００は右方に旋回する。ステアリングホイール２４が反時計回りに操作されると、図５Ｂに示すように、操船コントローラ３０は、船舶推進器１が時計回りに回転するように、ステアリングアクチュエータ８を制御する。それにより、船舶１００は左方に旋回する。

【0029】

ジョイスティック２６が、倒され、且つ捻られたときには、操船コントローラ３０は、傾倒量に応じたスラストを船舶推進器１に発生させると共に、捻り方向に応じた方向に船舶１００が旋回するように船舶推進器１の舵角を変更する。このとき、操船コントローラ３０は、スラストが大きいほど、転舵速度を小さくする。転舵速度は、舵角の変更速度を意味する。操船コントローラ３０は、ジョイスティック２６が捻られたときの転舵速度のデフォルト値を記憶している。操船コントローラ３０は、転舵速度に上限値を設定する。操船コントローラ３０は、スラストが大きいほど上限値を小さくすることで、転舵速度を小さくする。

【0030】

操船コントローラ３０は、図６に示す転舵速度データを記憶している。転舵速度データは、スラストの大きさに対する転舵速度の上限値を規定する。操船コントローラ３０は、スラストレベルと傾倒量とから、スラストの大きさを決定する。操船コントローラ３０は、転舵速度データを参照して、スラストの大きさに対応する転舵速度の上限値を決定する。図６に示すように、転舵速度データでは、スラストが０から大きさＡ１までは、上限値は値Ｂ１で一定である。スラストが大きさＡ１から大きさＡ２までは、上限値はスラストの大きさの増大に応じて減少する。スラストが大きさＡ２以上では、上限値は、値Ｂ１より小さい値Ｂ２で一定である。

【0031】

図７は、ジョイスティック２６が、倒され、且つ捻られたときのジョイスティック２６の捻り量と、スラストの大きさと、転舵速度の上限値と、舵角との変化を示すタイミングチャートである。時間Ｔ１において、ジョイスティック２６が、倒され、且つ捻られる。時間Ｔ１では、ジョイスティック２６は、捻り量Ｃ１だけ捻られており、スラストの大きさは、大きさＡ３である。操船コントローラ３０は、図６に示す転舵速度データを参照して、スラストの大きさＡ３に対応する転舵速度の上限値Ｂ３を決定する。操船コントローラ３０は、舵角が目標舵角に向かって上限値Ｂ３以下の転舵速度で変化するように、船舶推進器１の舵角を変更する。それにより、図７に示すように、船舶推進器１の舵角が、時間Ｔ１から、徐々に増大する。

【0032】

時間Ｔ２において、ジョイスティック２６がさらに大きく倒されることで、スラストが大きさＡ３から大きさＡ４に増大する。ジョイスティック２６の捻り量は、捻り量Ｃ１に維持されている。操船コントローラ３０は、転舵速度データを参照して、スラストの大きさＡ４に対応する転舵速度の上限値Ｂ４を決定する。操船コントローラ３０は、舵角が目標舵角に向かって上限値Ｂ４以下の転舵速度で変化するように、船舶推進器１の舵角を変更する。図６に示すように、上限値Ｂ４は、上限値Ｂ３より小さい。従って、図７に示すように、時間Ｔ２以降では、時間Ｔ２までよりも、舶推進器の舵角が、ゆっくりと増大する。

【0033】

図８Ａは、本実施形態に係る操船システムにおいて、スラストＦ１が発生しているときの船舶推進器１の舵角とスラストの分力とを示す図である。図８Ｂは、本実施形態に係る操船システムにおいて、スラストＦ２が発生しているときの船舶推進器１の舵角とスラストの分力とを示す図である。スラストＦ２は、スラストＦ１よりも大きい。図８Ｃは、比較例に係る操船システムにおいて、スラストＦ３が発生しているときの船舶推進器１の舵角とスラストの分力とを示す図である。スラストＦ３は、スラストＦ２と同じ大きさである。ただし、比較例に係る操船システムでは、スラストの大きさに関わらず、転舵速度は一定である。図８Ａと図８Ｂと図８Ｃでは、舵角の変更が開始されてから同じ時間が経過しているものとする。

【0034】

図８Ａに示すように、スラストＦ１が発生しているときの船舶推進器１の舵角は角度θ１である。船舶１００の長手方向には、スラストＦ１の長手方向の分力であるスラストＦ１ｙが発生している。船舶１００の左右方向には、スラストＦ１の左右方向の分力であるスラストＦ１ｘが発生している。

【0035】

図８Ｂに示すように、スラストＦ２が発生しているときの船舶推進器１の舵角は角度θ２である。本実施形態に係る操船システムでは、スラストの増大に応じて転舵速度が低減される。そのため、角度θ２は、角度θ１よりも小さい。船舶１００の長手方向には、スラストＦ２の長手方向の分力であるスラストＦ２ｙが発生している。船舶１００の左右方向には、スラストＦ２の左右方向の分力であるスラストＦ２ｘが発生している。図８ＢのスラストＦ２は、図８ＡのスラストＦ１よりも大きい。しかし、図８Ｂでは、舵角θ２が舵角θ１よりも小さいことで、船舶１００の左右方向におけるスラストＦ２ｘは、図８Ａにおける船舶１００の左右方向におけるスラストＦ１ｘと同程度の大きさとなる。

【0036】

図９は、ジョイスティック２６が、倒され、且つ捻られたときの船舶１００の動作を示す模式図である。図９において、位置１０１は図８Ａの状態で旋回する船舶１００の動作を示している。位置１０２は図８Ｂの状態で旋回する船舶１００の動作を示している。位置１０３は図８Ｃの状態で旋回する船舶１００の動作を示している。位置１０２で示すようにスラストが大きいときの船舶１００の移動距離は、位置１０１で示すようにスラストが小さいときよりも大きい。しかし、船舶１００の左右方向におけるスラストＦ２ｘが、スラストＦ１ｘと同程度であることにより、スラストが大きいときの船舶１００の旋回速度は、スラストが小さいときと概ね同じになる。そのため、図９に示すように、同じ旋回時間におけるスラストが大きいときの船舶１００の旋回角度は、スラストが小さいときと概ね同じになる。

【0037】

図８Ｃに示すように、比較例に係る操船システムでは、スラストＦ２と同じ大きさのスラストＦ３が発生しているときの船舶推進器１の舵角は角度θ３である。しかし、比較例に係る操船システムでは、スラストの大きさに応じた転舵速度の低減が行われない。従って、スラストＦ３が発生していても、角度θ３は、図８Ａの角度θ１と同じである。そのため、図８Ｃでは、船舶１００の左右方向におけるスラストＦ３ｘは、図８Ａにおける船の左右方向におけるスラストＦ１ｘ、及び図８Ｂにおける船の左右方向におけるスラストＦ２ｘよりも大きくなる。その場合、図８Ｃにおける旋回速度は、図８Ａにおける旋回速度よりも大きくなる。そのため、図９において位置１０３で示すように船舶１００の旋回角度は、位置１０１で示すスラストが小さいときの旋回角度よりも大きくなる。

【0038】

図１０は、ジョイスティック２６が、倒され、且つ捻られたときのジョイスティック２６の捻り量と、スラストの大きさと、転舵速度の上限値と、舵角との変化を示すタイミングチャートの他の例である。時間Ｔ１１において、ジョイスティック２６が、倒され、且つ、時計回りに捻られる。時間Ｔ１１では、ジョイスティック２６は、時計回りに捻り量Ｃ１だけ捻られており、スラストの大きさは、大きさＡ３である。操船コントローラ３０は、図６に示す転舵速度データを参照して、スラストの大きさＡ３に対応する転舵速度の上限値Ｂ３を決定する。操船コントローラ３０は、船舶推進器１を反時計回りに回転させ、舵角が目標舵角に向かって上限値Ｂ３以下の転舵速度で変化するように、船舶推進器１の舵角を変更する。それにより、図１０に示すように、船舶推進器１の舵角が、時間Ｔ１１から、反時計回りの方向に徐々に増大する。船舶推進器１の舵角は時間Ｔ１２で目標舵角に到達して、時間Ｔ１３まで目標舵角に維持される。

【0039】

時間Ｔ１３において、ジョイスティック２６が、傾倒量を維持したまま、反時計回りに捻り量Ｃ２だけ捻られる。それにより、操船コントローラ３０は、スラストの大きさと転舵速度の上限値を維持したまま、船舶推進器１を時計回りに回転させる。それにより、図１０に示すように、船舶推進器１の舵角が、時間Ｔ１３から徐々に減少し、時間Ｔ１４以降において時計回りの方向に徐々に増大する。

【0040】

時間Ｔ１５において、ジョイスティック２６がさらに大きく倒されることで、スラストが大きさＡ３から大きさＡ４に増大する。ジョイスティック２６の捻り量は、捻り量Ｃ２に維持されている。操船コントローラ３０は、転舵速度データを参照して、スラストの大きさＡ４に対応する転舵速度の上限値Ｂ４を決定する。操船コントローラ３０は、舵角が目標舵角に向かって上限値Ｂ４以下の転舵速度で変化するように、船舶推進器１の舵角を変更する。上限値Ｂ４は、上限値Ｂ３より小さい。従って、図１０に示すように、時間Ｔ１５以降では、時間Ｔ１５までよりも、舶推進器の舵角が、時計回りに緩やかに増大する。

【0041】

時間Ｔ１６において、ジョイスティック２６が、傾倒量を維持したまま、時計回りに捻り量Ｃ１だけ捻られる。それにより、操船コントローラ３０は、スラストの大きさと転舵速度の上限値を維持したまま、船舶推進器１を反時計回りに回転させる。それにより、図１０に示すように、船舶推進器１の舵角が、時間Ｔ１６から徐々に減少する。

【0042】

以上説明した本実施形態に係る操船システムでは、スラストが大きいほど、転舵速度が小さくなる。そのため、スラストの大きさによる船舶１００の旋回速度の差が小さくなることで、旋回角度の差が小さくなる。それにより、ジョイスティック２６による操船の快適性が向上する。

【0043】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0044】

船舶推進器１は、船外機に限らず、船内外機、或いはジェット推進器などの他の推進器であってもよい。船舶推進器１の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、駆動ユニット２は、内燃エンジンに限らず、電動モータであってもよい。或いは、駆動ユニット２は、内燃エンジンと電動モータとのハイブリッドシステムであってもよい。船舶推進器の数は、１つに限らない。船舶推進器の数は、２つ以上であってもよい。設定装置２７は、ジョイスティック２６とは別に設けられてもよい。設定装置２７は、スイッチに限らず、タッチスクリーンなどの他の操作装置を含んでもよい。

【0045】

上記の実施形態では、スラストの増大に応じて転舵速度の上限値が低減されることで、転舵速度が低減されている。しかし、操船コントローラ３０は、スラストの増大に応じて直接的に転舵速度を低減してもよい。上記の実施形態では、操船コントローラ３０は、スラストが大きいほど、転舵速度を小さくする。しかし、操船コントローラ３０は、スラストレベルが高いほど、転舵速度を小さくしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本開示によれば、ジョイスティックによる操船の快適性が向上する。

【符号の説明】

【0047】

１ 船舶推進器
２６ ジョイスティック
２７ 設定装置
３０ 操船コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10】