特開 2024-5605 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】P2024005605

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】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】

   B63B 79/40 20200101AFI20240110BHJP

   B63H 25/04 20060101ALI20240110BHJP

   B63H 25/02 20060101ALI20240110BHJP

   B63H 25/42 20060101ALI20240110BHJP

   B63H 20/00 20060101ALI20240110BHJP

   B63H 21/21 20060101ALI20240110BHJP

【ＦＩ】

B63B79/40

B63H25/04 D

B63H25/02 B

B63H25/42 G

B63H20/00 803

B63H21/21

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022105861

(22)【出願日】2022-06-30

(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】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(74)【代理人】

【識別番号】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100206760

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 惇

(72)【発明者】

【氏名】井上 宏

(57)【要約】

【課題】自動制御により船舶を目標地点に容易に保持することができるシステム及び方法を提供する。
【解決手段】システムは、船舶推進器と、入力装置と、コントローラとを備える。入力装置は、操作に応じて選択された第１モード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、第１モードが選択されているときは、船舶を目標地点に保持するように船舶推進器を制御する。コントローラは、第１モードにおいて、目標地点から離れた第１地点から船舶を目標地点に移動させようとする時には、船首を目標地点に向ける船首モード及び船尾を目標地点に向ける船尾モードのいずれのモードで船舶推進器を制御するかを第１地点に対する目標地点の位置に応じて選択し、選択したモードで船舶を第１地点から目標地点に移動させるように船舶推進器を制御する。
【選択図】図４

【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、
船舶推進器と、
手動操作可能であり、操作に応じて選択された第１モードを示す操作信号を出力する入力装置と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記操作信号を受信し、
前記第１モードが選択されているときは、前記船舶を目標地点に保持するように前記船舶推進器を制御し、
前記第１モードにおいて、前記目標地点から離れた第１地点から前記船舶を前記目標地点に移動させようとする時には、船首を前記目標地点に向ける船首モード及び船尾を前記目標地点に向ける船尾モードのいずれのモードで前記船舶推進器を制御するかを前記第１地点に対する前記目標地点の位置に応じて選択し、選択したモードで前記船舶を前記第１地点から前記目標地点に移動させるように前記船舶推進器を制御する、
システム。

【請求項2】

前記コントローラは、前記第１モードにおいて、前記船首モード及び前記船尾モードのいずれのモードで前記船舶推進器を制御するかを前記第１地点に対する前記目標地点の方位と前記第１地点における前記船舶の方位との角度差、及び風向きの少なくとも一方に応じて選択する、
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、
前記第１モードにおいて、前記船舶の対水速度が所定速度以下かを判定し、
前記第１モードにおいて前記船舶の前記対水速度が前記所定速度以下の場合は、前記第１モードから第２モードに切り換えて、前記第２モードで前記船舶推進器を制御し、
前記第２モードにおいて、前記船舶の方位を維持しながら、前記船舶を前記目標地点に保持するように前記船舶推進器を制御する、
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、
前記第１モードから前記第２モードに切り換えた後、前記船舶が前記目標地点から所定距離以上離れているかを判定し、
前記船舶が前記目標地点から前記所定距離以上離れている場合は、前記第２モードから前記第１モードに切り換えて、前記第１モードで前記船舶推進器を制御する、
請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記コントローラは、
前記第１モードにおいて、前記第１地点から前記目標地点に移動させようとする時には、前記船首モードと前記船尾モードとで、前記目標地点を向くまでの時間をそれぞれ算出し、前記目標地点を向くまでの時間が短い方のモードを選択する、
請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記コントローラは、
前記第１モードにおいて、前記船首モードを選択して前記船首が前記目標地点を向くように前記船舶推進器を制御するときに、前記船舶の旋回速度が所定速度以下かを判定し、
前記船首モードにおいて前記船舶の前記旋回速度が前記所定速度以下の場合は、前記船首モードから前記船尾モードに切り換えて、前記船尾モードで前記船舶推進器を制御する、
請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記コントローラは、
前記第１モードにおいて、前記船尾モードを選択して前記船尾が前記目標地点を向くように前記船舶推進器を制御するときに、前記船舶の旋回速度が所定速度以下かを判定し、
前記船尾モードにおいて前記船舶の前記旋回速度が前記所定速度以下の場合は、前記船尾モードから前記船首モードに切り換えて、前記船首モードで前記船舶推進器を制御する、
請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記コントローラは、前記第１モードにおいて、前記第１モードを示す前記操作信号を受信した時点での前記船舶の位置に保持するように前記船舶推進器を制御する、
請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記コントローラは、
前記第１モードにおいて、前記船舶が前記目標地点から所定距離以上離れているかを判定し、
前記第１モードにおいて前記船舶が前記目標地点から前記所定距離以上離れているときには、前記船首モード及び前記船尾モードのいずれのモードで前記船舶推進器を制御するかを選択し、選択したモードで前記船舶を前記第１地点から前記目標地点に移動させるように前記船舶推進器を制御する、
請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

船舶を制御するためのシステムであって、
船舶推進器と、
手動操作可能であり、操作に応じて選択された第１モードを示す操作信号を出力する入力装置と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記操作信号を受信し、
前記第１モードが選択されているときは、前記船舶を目標地点に保持するように前記船舶推進器を制御し、
前記第１モードにおいて、前記目標地点から離れた第１地点から前記船舶を前記目標地点に移動させようとする時には、船首を前記目標地点に向ける船首モード、船尾を前記目標地点に向ける船尾モード、及び前記船舶の方位を維持する方位維持モードのうちのいずれのモードで前記船舶推進器を制御するかを前記第１地点に対する前記目標地点の位置に応じて選択し、選択したモードで前記船舶を前記第１地点から前記目標地点に移動させるように前記船舶推進器を制御する、
システム。

【請求項11】

船舶推進器と、入力装置とを含む船舶を制御するための方法であって、
前記入力装置の操作に応じて選択された第１モードを示す操作信号を受信することと、
前記第１モードが選択されているときには、前記船舶を目標地点に保持するように前記船舶推進器を制御することと、
前記第１モードにおいて、前記目標地点から離れた第１地点から前記船舶を前記目標地点に移動させようとする時には、船首を前記目標地点に向ける船首モード及び船尾を前記目標地点に向ける船尾モードのいずれのモードで前記船舶推進器を制御するかを前記第１地点に対する前記目標地点の位置に応じて選択し、選択したモードで前記船舶を前記第１地点から前記目標地点に移動させるように前記船舶推進器を制御すること、
を備える方法。

【請求項12】

前記第１モードにおいて、前記船首モード及び前記船尾モードのいずれのモードで前記船舶推進器を制御するかを前記第１地点に対する前記目標地点の方位と前記第１地点における前記船舶の方位との角度差、及び風向きの少なくとも一方に応じて選択することをさらに備える、
請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記第１モードにおいて、前記船舶の対水速度が所定速度以下かを判定することと、
前記第１モードにおいて前記船舶の前記対水速度が前記所定速度以下の場合は、前記第１モードから第２モードに切り換えて、前記第２モードで前記船舶推進器を制御することと、
前記第２モードにおいて、前記船舶の方位を維持しながら、前記船舶を前記目標地点に保持するように前記船舶推進器を制御すること、
をさらに備える、
請求項１１に記載の方法。

【請求項14】

前記第１モードにおいて前記第１モードから前記第２モードに切り換えた後、前記船舶が前記目標地点から所定距離以上離れているかを判定することと、
前記船舶が前記目標地点から前記所定距離以上離れている場合は、前記第２モードから前記第１モードに切り換えて、前記第１モードで前記船舶推進器を制御すること、
をさらに備える、
請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記第１モードにおいて、前記目標地点から離れた前記第１地点から前記船舶を前記目標地点に移動させようとする時には、前記船首モードと前記船尾モードとで、前記目標地点を向くまでの時間をそれぞれ算出し、前記目標地点を向くまでの時間が短い方のモードを選択すること、
をさらに備える、
請求項１１に記載の方法。

【請求項16】

前記第１モードにおいて、前記船首モードを選択して前記船首が前記目標地点を向くように前記船舶推進器を制御するときに、前記船舶の旋回速度が所定速度以下かを判定することと、
前記船首モードにおいて前記船舶の前記旋回速度が前記所定速度以下の場合は、前記船首モードから前記船尾モードに切り換えて、前記船尾モードで前記船舶推進器を制御すること、
をさらに備える、
請求項１１に記載の方法。

【請求項17】

前記第１モードにおいて、前記船尾モードを選択して前記船尾が前記目標地点を向くように前記船舶推進器を制御するときに、前記船舶の旋回速度が所定速度以下かを判定することと、
前記船尾モードにおいて前記船舶の前記旋回速度が前記所定速度以下の場合は、前記船尾モードから前記船首モードに切り換えて、前記船首モードで前記船舶推進器を制御すること、
をさらに備える、
請求項１１に記載の方法。

【請求項18】

前記第１モードにおいて、前記第１モードを示す前記操作信号を受信した時点での前記船舶の位置に保持するように前記船舶推進器を制御することをさらに備える、
請求項１１に記載の方法。

【請求項19】

前記第１モードにおいて、前記船舶が前記目標地点から所定距離以上離れているかを判定することと、
前記第１モードにおいて前記船舶が前記目標地点から前記所定距離以上離れているときには、前記船首モード及び前記船尾モードのいずれのモードで前記船舶推進器を制御するかを選択し、選択したモードで前記船舶を前記第１地点から前記目標地点に移動させるように前記船舶推進器を制御すること、
をさらに備える、
請求項１１に記載の方法。

【請求項20】

船舶推進器と、入力装置とを含む船舶を制御するための方法であって、
前記入力装置の操作に応じて選択された第１モードを示す操作信号を受信することと、
前記第１モードが選択されているときには、前記船舶を目標地点に保持するように前記船舶推進器を制御することと、
前記第１モードにおいて、前記目標地点から離れた第１地点から前記船舶を前記目標地点に移動させようとする時には、船首を前記目標地点に向ける船首モード、船尾を前記目標地点に向ける船尾モード、及び前記船舶の方位を維持する方位維持モードのうちのいずれのモードで前記船舶推進器を制御するかを前記第１地点に対する前記目標地点の位置に応じて選択し、選択したモードで前記船舶を前記第１地点から前記目標地点に移動させるように前記船舶推進器を制御すること、
を備える方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、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、船舶を指定された目的地に向けて移動するように、船舶を自動制御するシステムが知られている。例えば、特許文献１では、システムは、オートパイロットモードにおいて、船舶が指定された目的地に向けて移動するように、船舶の船外機を制御する。船舶が目的地に近づくと、システムは、船舶を目的地に停泊させる。

【0003】

また、船舶の自動制御として、船舶を目標地点に保持する保持制御が知られている。従来の保持制御は、船舶が目標地点から離れた場合に、船首を目標地点に向ける船首モード及び船尾を目標地点に向ける船尾モードのうち、予めユーザが設定したモードで船舶を目標地点に移動させるように船外機を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－６６９７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の保持制御では、船舶が目標地点から離れた場合に、予めユーザが設定した船首モード及び船尾モードのいずれか一方のモードで船舶を目標地点に移動させるように船外機を制御する。このため、船舶が目標地点から離れた場合において、船舶の位置によっては、船舶が目標地点に移動するまでに時間が掛かる場合があり、改善の余地がある。本開示の目的は、自動制御により船舶を目標地点に容易に保持することができるシステム及び方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一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、入力装置と、コントローラとを備える。入力装置は、操作に応じて選択された第１モード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、第１モードが選択されているときは、船舶を目標地点に保持するように船舶推進器を制御する。コントローラは、第１モードにおいて、目標地点から離れた第１地点から船舶を目標地点に移動させようとする時には、船首を目標地点に向ける船首モード及び船尾を目標地点に向ける船尾モードのいずれのモードで船舶推進器を制御するかを第１地点に対する目標地点の位置に応じて選択し、選択したモードで船舶を第１地点から目標地点に移動させるように船舶推進器を制御する。

【0007】

本開示の他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、入力装置と、コントローラとを備える。入力装置は、操作に応じて選択された第１モード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、第１モードが選択されているときは、船舶を目標地点に保持するように船舶推進器を制御する。コントローラは、第１モードにおいて、目標地点から離れた第１地点から船舶を目標地点に移動させようとする時には、船首を目標地点に向ける船首モード、船尾を目標地点に向ける船尾モード、及び船舶の方位を維持する方位維持モードのうちのいずれのモードで船舶推進器を制御するかを第１地点に対する目標地点の位置に応じて選択し、選択したモードで船舶を前記第１地点から目標地点に移動させるように船舶推進器を制御する。

【0008】

本開示の他の態様に係る方法は、船舶推進器と入力装置と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。第１の処理は、入力装置の操作に応じて選択された第１モードを示す操作信号を受信することとである。第２の処理は、第１モードが選択されているときには、船舶を目標地点に保持するように船舶推進器を制御することとである。第３の処理は、第１モードにおいて、目標地点から離れた第１地点から船舶を目標地点に移動させようとする時には、船首を目標地点に向ける船首モード及び船尾を目標地点に向ける船尾モードのいずれのモードで船舶推進器を制御するかを第１地点に対する目標地点の位置に応じて選択し、選択したモードで船舶を第１地点から目標地点に移動させるように船舶推進器を制御することである。

【0009】

本開示の他の態様に係る方法は、船舶推進器と入力装置と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。第１の処理は、入力装置の操作に応じて選択された第１モードを示す操作信号を受信することとである。第２の処理は、第１モードが選択されているときには、船舶を目標地点に保持するように船舶推進器を制御することとである。第３の処理は、第１モードにおいて、目標地点から離れた第１地点から船舶を目標地点に移動させようとする時には、船首を目標地点に向ける船首モード、船尾を目標地点に向ける船尾モード、及び船舶の方位を維持する方位維持モードのうちのいずれのモードで船舶推進器を制御するかを第１地点に対する目標地点の位置に応じて選択し、選択したモードで船舶を第１地点から目標地点に移動させるように船舶推進器を制御することである。

【0010】

本開示に係るシステム及び方法では、船舶を目標地点に保持するように船舶推進器を制御する第１モードにおいて、第１地点から船舶を目標地点に移動させようとする時には、船首モード及び船尾モードのいずれのモード、或いは船首モード、船尾モード及び方位維持モードのうちのいずれのモードで船舶推進器を制御するかを第１地点に対する目標地点の位置に応じてコントローラが選択する。これにより、船舶を目標地点に向けて効率よく近づけることができるので、船舶を目標地点に容易に保持することができる。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、自動制御により船舶を目標地点に容易に保持することができるシステム及び方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【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】操船システムの構成を示す模式図である。

【図4】第１制御モードの船首モードにおける船舶動きを示す図である。

【図5】第１制御モードの船尾モードにおける船舶動きを示す図である。

【図6】第１制御モードにおける船舶の動きを示す図である。

【図7】第１制御モードにおける船舶の動きを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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１ａ，１ｂが搭載された船舶１００を示す斜視図である。船舶１００は、複数の船舶推進器１ａ，１ｂを備えている。本実施形態において、船舶推進器１ａ，１ｂは、船外機である。船舶推進器１ａ，１ｂは、船舶１００の船尾に取り付けられる。船舶推進器１ａ，１ｂは、船舶１００の幅方向に並んで配置されている。船舶推進器１ａ，１ｂは、それぞれ船舶１００を推進させるスラストを発生させる。

【0014】

図２は、船舶推進器１ａの側面図である。以下、船舶推進器１ａの構造について説明するが、船舶推進器１ｂも船舶推進器１ａの構造と同様である。船舶推進器１ａは、ブラケット１１ａを介して船舶１００に取り付けられる。ブラケット１１ａは、ステアリング軸１２ａ回りに回転可能に船舶推進器１ａを支持する。

【0015】

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

【0016】

シフト機構５ａは、前進ギア１４ａと、後進ギア１５ａと、ドッグクラッチ１６ａとを含む。シフト機構５ａは、ドッグクラッチ１６ａによってギア１４ａ，１５ａ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。

【0017】

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１ａは、シフトアクチュエータ７ａとステアリングアクチュエータ８ａとを含む。

【0018】

シフトアクチュエータ７ａは、シフト機構５ａのドッグクラッチ１６ａに接続されている。シフトアクチュエータ７ａは、ドッグクラッチ１６ａを動作させることで、ギア１４ａ，１５ａの接続を切り換える。それにより、シフト機構５ａ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７ａ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７ａ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。

【0019】

ステアリングアクチュエータ８ａは、船舶推進器１ａに接続されている。ステアリングアクチュエータ８ａは、船舶推進器１ａをステアリング軸１２ａ回りに回転させる。それにより、船舶推進器１ａの舵角が変更される。舵角は、船舶推進器１ａの前後方向に対するプロペラ軸４ａの角度である。ステアリングアクチュエータ８ａ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７ａ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。

【0020】

船舶推進器１ａは、第１駆動コントローラ９ａを含む。第１駆動コントローラ９ａは、ＣＰＵなどのプロセッサと、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリとを含む。第１駆動コントローラ９ａは、船舶推進器１ａ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。第１駆動コントローラ９ａは、駆動ユニット２ａを制御する。

【0021】

船舶推進器１ｂは、駆動ユニット２ｂと、シフトアクチュエータ７ｂと、ステアリングアクチュエータ８ｂと、第２駆動コントローラ９ｂとを含む。船舶推進器１ｂの駆動ユニット２ｂ、シフトアクチュエータ７ｂ、ステアリングアクチュエータ８ｂ、及び第２駆動コントローラ９ｂは、船舶推進器１ａの駆動ユニット２ａ、シフトアクチュエータ７ａ、ステアリングアクチュエータ８ａ、及び第１駆動コントローラ９ａと、それぞれ同様の構成である。

【0022】

操船システムは、ステアリングホイール２４と、操作装置２５と、第１入力装置２７と、第２入力装置２８とを含む。ステアリングホイール２４と、操作装置２５と、第１入力装置２７と、第２入力装置２８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、操作装置２５と、第１入力装置２７と、第２入力装置２８とは、手動操作可能である。

【0023】

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。

【0024】

操作装置２５は、第１スロットルレバー２５ａと第２スロットルレバー２５ｂとを含む。第１スロットルレバー２５ａは、オペレータが船舶推進器１ａのスラストの大きさを調整するための装置である。また、第１スロットルレバー２５ａは、オペレータが船舶推進器１ａ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。第１スロットルレバー２５ａ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。第１スロットルレバー２５ａはセンサ２５１を含む。センサ２５１は、第１スロットルレバー２５ａ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。

【0025】

第２スロットルレバー２５ｂは、オペレータが船舶推進器１ｂのスラストの大きさを調整するための装置である。また、第２スロットルレバー２５ｂは、オペレータが船舶推進器１ｂ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。第２スロットルレバー２５ｂの構成は、第１スロットルレバー２５ａと同様である。第２スロットルレバー２５ｂはセンサ２５２を含む。センサ２５２は、第２スロットルレバー２５ｂ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。

【0026】

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１ａ及び船舶推進器１ｂ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、第１、第２駆動コントローラ９ａ，９ｂ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、操作装置２５、第１入力装置２７、及び第２入力装置２８と、有線、或いは無線を介して接続されている。

【0027】

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２５１，２５２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２４０，２５１，２５２からの信号に基づいて、第１、第２駆動コントローラ９ａ，９ｂへ指令信号を出力する。指令信号は、第１駆動コントローラ９ａを介して、シフトアクチュエータ７ａ、ステアリングアクチュエータ８ａに送信される。指令信号は、第２駆動コントローラ９ｂを介して、シフトアクチュエータ７ｂ、ステアリングアクチュエータ８ｂに送信される。

【0028】

例えば、操船コントローラ３０は、第１スロットルレバー２５ａの操作方向に応じて、シフトアクチュエータ７ａへの指令信号を出力する。それにより、船舶推進器１ａ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、第１スロットルレバー２５ａの操作量に応じて、駆動ユニット２ａへのスロットル指令を出力する。第１駆動コントローラ９ａは、スロットル指令に応じて、船舶推進器１ａの出力回転速度を制御する。

【0029】

操船コントローラ３０は、第２スロットルレバー２５ｂの操作方向に応じて、シフトアクチュエータ７ｂへの指令信号を出力する。それにより、船舶推進器１ｂ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、第２スロットルレバー２５ｂの操作量に応じて、駆動ユニット２ｂへのスロットル指令を出力する。第２駆動コントローラ９ｂは、スロットル指令に応じて、船舶推進器１ｂの出力回転速度を制御する。

【0030】

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８ａ，８ｂを制御して、船舶推進器１ａ，１ｂをステアリング軸１２ａ回りに回転させる。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１ａと船舶推進器１ｂとの舵角を制御する。

【0031】

操船システムは、位置センサ３１を含む。位置センサ３１は、船舶１００の位置を検出する。位置センサ３１は、例えばGPS（Global Positioning System）などのGNSS（Global Navigation Satellite System）の受信機である。ただし、位置センサ３１は、GNSSの受信機以外センサであってもよい。位置センサ３１は、船舶１００の位置を示す信号を出力する。操船コントローラ３０は、位置センサ３１と通信可能に接続されている。操船コントローラ３０は、位置センサ３１からの信号により、船舶１００の位置を取得する。また、操船コントローラ３０は、位置センサ３１からの信号により、船舶１００の速度を取得する。操船システムは、船舶１００の対地速度或いは対水速度を検出するための別途のセンサを含んでもよい。対地速度とは、陸地に対する船舶１００の速度であり、対水速度とは、水（海水）に対する船舶１００の速度である。

【0032】

操船システムは、方位センサ３２を含む。方位センサ３２は、船舶１００の針路を検出する。方位センサ３２は、例えば、IMU（inertial measurement unit）である。ただし、方位センサ３２は、IMU以外のセンサであってもよい。操船コントローラ３０は、方位センサ３２と通信可能に接続されている。操船コントローラ３０は、方位センサ３２からの信号により、船舶１００の針路を取得する。

【0033】

操船システムは、風向計３３と、風速計３４とを含む。風向計３３及び風速計３４は、計測結果を操船コントローラ３０に出力する。操船コントローラ３０は、風向計３３及び風速計３４からの信号により風向及び風速を取得する。本実施形態において、風向計３３及び風速計３４は、省略されてもよい。

【0034】

第１入力装置２７は、例えば、ジョイスティックなどの操船装置に配置されている。第１入力装置２７は、船舶推進器１ａ，１ｂの制御モードを選択するためにオペレータによって操作可能である。第１入力装置２７は、制御モードを選択するためのスイッチを含む。第１入力装置２７は、スイッチに限らず、タッチスクリーンなどの他の装置を含んでもよい。第１入力装置２７は、オペレータの操作に応じて選択された制御モードを示す操作信号を出力する。

【0035】

操船コントローラ３０は、第１入力装置２７から操作信号を受信する。操船コントローラ３０は、選択された制御モードに応じて船舶推進器１ａ，１ｂの舵角とスラストとを制御することで船舶１００の自動操船を行う。

【0036】

第２入力装置２８は、制御モードの設定を行うためにオペレータによって操作可能である。第２入力装置２８は、例えばタッチスクリーンである。第２入力装置２８は、タッチスクリーンに限らず、スイッチなどの他の装置を含んでもよい。第２入力装置２８は、オペレータによって選択された制御モードの設定を示す操作信号を出力する。操船コントローラ３０は、第２入力装置２８から操作信号を受信する。

【0037】

制御モードは、第１モードと第２モードとを含む。第１モードでは、操船コントローラ３０は、船舶１００を目標地点に保持するように船舶推進器１ａ，１ｂを制御する。目標地点は、例えば、第１入力装置２７によって第１モードが選択されたときの船舶１００の位置である。すなわち、操船コントローラ３０は、第１モードを示す操作信号を受信した時点での船舶１００の位置に保持するように船舶推進器１ａ，１ｂを制御する。

【0038】

第２モードでは、操船コントローラ３０は、船舶１００の船首を目標方位に維持しながら、船舶１００を目標地点に保持するように船舶推進器１ａ，１ｂを制御する。第２モードにおける目標地点及び目標方位は、例えば、第１入力装置２７によって第２モードが選択されたときの船舶１００の位置及び方位である。すなわち、操船コントローラ３０は、第２モードを示す操作信号を受信した時点での船舶１００の方位を維持しながら、船舶１００を目標地点Ｐ０に保持するように船舶推進器１ａ，１ｂを制御する。第２モードは、低速域での船舶１００の横方向の移動を含むモードである。なお、目標方位は、オペレータが第２入力装置２８を用いて任意の方位に設定されてもよい。

【0039】

図４及び図５に示すように、操船コントローラ３０は、第１モードにおいて、目標地点Ｐ０から離れた第１地点Ｐ１（目標地点Ｐ０から離れた船舶１００の現在位置）から船舶を目標地点Ｐ０に移動させようとする時には、船首モード及び船尾モードのいずれのモードで船舶推進器１ａ，１ｂを制御するかを第１地点Ｐ１に対する目標地点Ｐ０の位置に応じて選択し、選択したモードで船舶１００を第１地点Ｐ１から目標地点に移動させるように船舶推進器１ａ，１ｂを制御する。

【0040】

図４は、船首モードにおける船舶１００の動きを示す図である。船首モードは、船首を目標地点Ｐ０に向けて、船首から目標地点Ｐ０に向かうモードである。例えば、船舶１００の重心を原点としてｘ軸及びｙ軸によって構成される直交座標系の４つの象限を第１～第４象限と定義した場合、目標地点Ｐ０が第１象限又は第２象限に位置するときは、操船コントローラ３０は、船首モードを選択する。図４では、目標地点Ｐ０が第１象限に位置している。ｙ軸は、船舶１００の重心と、船舶１００の船首の中央と船尾の中央とを通る軸である。ｘ軸は、船舶１００の重心を通り、ｙ軸と直交する軸である。

【0041】

図５に示すように、船尾モードは、船尾を目標地点Ｐ０に向けて、船尾から目標地点Ｐ０に向かうモードである。目標地点Ｐ０が第３象限又は第４象限に位置するときは、操船コントローラ３０は、船尾モードを選択する。図５では、目標地点Ｐ０が第４象限に位置している。

【0042】

目標地点Ｐ０が第１～第４象限のいずれの象限にあるかの判断は、例えば、第１地点Ｐ１対にする目標地点Ｐ０の方位と第１地点Ｐ１における船舶１００の船首の方位との角度差αによって判断される。図４に示すように、角度差αが鋭角の場合、第１地点Ｐ１は、第１象限又は第２象限に位置することになるので、操船コントローラ３０は、船首モードを選択する。図５に示すように、角度差αが鈍角の場合、第１地点Ｐ１は、第３象限又は第４象限に位置することになるので、操船コントローラ３０は、船首モードを選択する。

【0043】

操船コントローラ３０は、第１モードにおいて、船舶１００が目標地点Ｐ０から所定距離以上離れているかを判定する。すなわち、操船コントローラ３０は、船舶１００の現在位置から目標地点Ｐ０までの距離が所定の閾値以上か否かを判定する。船舶１００の現在位置から目標地点Ｐ０までの距離が所定の閾値以上の場合は、操船コントローラ３０は、船首モード及び船尾モードのいずれのモードで船舶推進器１ａ，１ｂを制御するかを選択し、選択したモードで船舶１００を現在位置から目標地点Ｐ０に移動させるように船舶推進器１ａ，１ｂを制御する。

【0044】

操船コントローラ３０は、第１モードにおいて、船首モードを選択して船首が目標地点Ｐ０を向くように船舶推進器１ａ，１ｂを制御するときに、船舶１００の旋回速度が所定速度以下かを判定する。船舶１００の旋回速度が所定速度以下の場合は、操船コントローラ３０は、船首モードから船尾モードに切り換えて、船尾モードで船舶推進器１ａ，１ｂを制御する。

【0045】

操船コントローラ３０は、第１モードにおいて、船尾モードを選択して船尾が目標地点Ｐ０を向くように船舶推進器１ａ，１ｂを制御するときに、船舶１００の旋回速度が所定速度以下かを判定する。船舶１００の旋回速度が所定速度以下の場合は、操船コントローラ３０は、船尾モードから船首モードに切り換えて、船首モードで船舶推進器１ａ，１ｂを制御する。

【0046】

具体的には、図６に示すように、船舶１００は、風、或いは潮流の影響を受けて、目標地点Ｐ０から回転しながら流されることがある。図６に示す例では、船舶１００は、北東の風Ｗを受けており、船尾よりも船首が風で流れ易いので、船舶１００は、反時計回りに回転しながら流される。この場合、目標地点Ｐ０は、第１象限に位置するので、操船コントローラ３０は、船首モードを選択して、船舶１００を時計回りに旋回させるように制御する。しかしながら、北東の風Ｗが船舶１００を反時計回りに回転させようとするので、旋回速度が遅くなり、一定の時間が経過しても目標地点Ｐ０に船首を向けることができないおそれがある。このため、船舶１００の旋回速度が所定速度以下の場合は、船首モードから船尾モードに切り換えて、船尾モードで船舶推進器１ａ，１ｂを制御する。

【0047】

図７に示すように、船舶１００は、北東の風Ｗと、南西から流れてくる潮流Ｔを受けて、目標地点Ｐ０から反時計回りに回転しながら流されることがある。図７に示す例では、目標地点Ｐ０は、第３象限に位置するので、操船コントローラ３０は、船尾モードを選択して、船舶１００を時計回りに旋回させるように制御する。しかしながら、北東の風Ｗが船舶１００を反時計回りに回転させようとするので、旋回速度が遅くなり、一定の時間が経過しても目標地点Ｐ０に船尾を向けることができないおそれがある。このため、船舶１００の旋回速度が所定速度以下の場合は、船尾モードから船首モードに切り換えて、船首モードで船舶推進器１ａ，１ｂを制御する。

【0048】

操船コントローラ３０は、第１モードにおいて、船舶１００の対水速度が所定速度以下かを判定する。第１モードにおいて船舶１００の対水速度が所定速度以下の場合は、操船コントローラ３０は、第１モードから第２モードに切り換えて、第２モードで船舶推進器１ａ，１ｂを制御する。船舶１００の対水速度に応じて第１モードから第２モードに切り換えた場合において、例えば、第１モードから第２モードに切り換えたときの船舶１００の方位を維持しながら、船舶１００を目標地点Ｐ０に保持するように船舶推進器１ａ，１ｂを制御する。所定速度は、例えば、第２モードにおいて、船舶推進器１ａ，１ｂのアイドル回転で船舶１００の位置及び方位を維持できる程度の速度である。

【0049】

なお、船舶１００の対水速度に応じて第１モードから第２モードに切り換えた場合において、第１入力装置２７によって第１モードが選択されたときの船舶１００の方位を維持しながら、船舶１００を目標地点Ｐ０に保持するように船舶推進器１ａ，１ｂを制御してもよい。操船コントローラ３０は、第１モードから第２モードに切り換えた際に、タッチスクリーンや報知装置を介してオペレータに報知してもよい。

【0050】

操船コントローラ３０は、第１モードから第２モードに切り換えた後、船舶１００が目標地点Ｐ０から所定距離以上離れているかを判定する。すなわち、操船コントローラ３０は、第１モードから第２モードに切り換えた後、船舶１００の現在位置から目標地点Ｐ０までの距離が所定の閾値以上か否かを判定する。船舶１００の現在位置から目標地点Ｐ０までの距離が所定の閾値以上の場合は、第２モードで船舶１００の位置及び方位を維持することが困難な状況なため、操船コントローラ３０は、第２モードから第１モードに切り換えて、第１モードで船舶推進器１ａ，１ｂを制御する。操船コントローラ３０は、第２モードから第１モードに切り換えた際に、タッチスクリーンや報知装置を介してオペレータに報知してもよい。

【0051】

以上説明した本実施形態に係る操船システムでは、船舶１００を目標地点Ｐ０に保持するように船舶推進器１ａ，１ｂを制御する第１モードにおいて、第１地点Ｐ１から船舶１００を目標地点Ｐ０に移動させようとする時には、船首モード及び船尾モードのいずれのモードで船舶推進器１ａ，１ｂを制御するかを第１地点Ｐ１に対する目標地点Ｐ０に応じて操船コントローラ３０が選択する。これにより、船舶１００を目標地点Ｐ０に向けて効率よく近づけることができるので、船舶１００を目標地点Ｐ０に容易に保持することができる。

【0052】

また、船舶１００の対水速度に応じて第１モードから第２モードに切り換えられ、船舶１００の現在位置から目標地点Ｐ０までの距離に応じて第２モードから第１モードに切り換えられるので、船舶１００の状況に適した制御モードを自動で選択することがきる。

【0053】

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。

【0054】

船舶推進器は、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２ａ，２ｂ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２ａ，２ｂ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、２つに限らない。船舶推進器の数は、２つより多くてもよい。

【0055】

操船コントローラ３０は、第１モードにおける船首モード及び船尾モードの選択は、第１地点Ｐ１対にする目標地点Ｐ０の方位と第１地点Ｐ１における船舶１００の船首の方位との角度差αによって判断していた。しなしながら、操船コントローラ３０は、風向及び風速に応じて船首モード及び船尾モードのいずれかを選択してもよい。或いは、操船コントローラ３０は、角度差α、風向及び風速に応じて船首モード及び船尾モードのいずれかを選択してもよい。或いは、船首モードと船尾モードとで、目標地点Ｐ０を向くまでのそれぞれの時間を角度差α、風向及び風速の少なくともいずれかに応じて算出し、目標地点Ｐ０を向くまでの時間が短い方のモードを選択するようにしてもよい。

【0056】

第１モードは、船舶１００の方位を維持する方位維持モードをさらに含んでもよい。方位維持モードは、第２モードにおいて実行される制御モードと同じである。すなわち、第１モードにおいて、第１地点Ｐ１から船舶１００を目標地点Ｐ０に移動させようとする時には、船首モード、船尾モード及び方位維持モードのうちのいずれのモードで船舶推進器１ａ，１ｂを制御するかを第１地点Ｐ１に対する目標地点Ｐ０の位置に応じて選択してもよい。例えば、船舶１００の現在位置から目標地点Ｐ０までの距離が所定の閾値未満であれば、操船コントローラ３０は、方位維持モードを選択してもよい。

【0057】

前記実施形態では、操船コントローラ３０は、船舶１００の対水速度に応じて第１モードから第２モードに切り換えていたが、操船コントローラ３０は、船舶１００を第１モードで制御し始めてからの駆動ユニット２ａの回転数の積算が所定値以下かつ船舶１００の目標地点Ｐ０に近づく速度が所定速度を超える場合に第１モードから第２モードに切り換えてもよい。

【符号の説明】

【0058】

１ａ 船舶推進器
２７ 第１入力装置
３０ 操船コントローラ
１００ 船舶

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】