特許 7330025 船速制御装置、船速制御方法、および、船速制御プログラム

(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】

(24)【登録日】2023-08-10

(45)【発行日】2023-08-21

(54)【発明の名称】船速制御装置、船速制御方法、および、船速制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B63H 21/21 20060101AFI20230814BHJP

   G05B 11/36 20060101ALN20230814BHJP

【ＦＩ】

B63H21/21

G05B11/36 501B

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2019166739

(22)【出願日】2019-09-13

(65)【公開番号】P2021041871

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-09-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000166247

【氏名又は名称】古野電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】弁理士法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】植野 秀樹

【審査官】宇佐美 琴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０８８１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８２８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４８２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２４１７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００５７１３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－００２２４４７（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６３Ｈ ２１／２１

Ｇ０５Ｂ １／００－ ７／０４，

１１／００－１３／０４，

１７／００－１７／０２，

２１／００－２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

実船速と目標船速との差分に基づいて、スロットル演算値を算出する演算部と、
前記実船速が、安全性に基づいたスロットル上限値によって決定される第１閾値未満であり、前記スロットル演算値が前記スロットル上限値以上であると、スロットル指令値を前記スロットル上限値に設定するスロットル指令値設定部と、
を備える、船速制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の船速制御装置であって、
前記スロットル指令値設定部は、
前記実船速が前記第１閾値以上であると、前記スロットル上限値による制限を解除し、前記スロットル演算値を前記スロットル指令値に設定する、
船速制御装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の船速制御装置であって、
前記スロットル指令値設定部は、
前記スロットル上限値によって決定される値で、かつ、前記第１閾値よりも高い値に、第２閾値を設定しており、
前記目標船速の算出元となる自動船速制御時の最終的な船速である設定船速が前記第２閾値以上のとき、前記スロットル指令値を前記スロットル上限値で制限する、
船速制御装置。

【請求項4】

請求項３に記載の船速制御装置であって、
前記スロットル指令値設定部は、
前記設定船速が前記第２閾値未満のとき、前記スロットル上限値以下で、前記差分の大きさに応じたスロットル指令値を設定する、
船速制御装置。

【請求項5】

請求項３または請求項４に記載の船速制御装置であって、
前記設定船速から前記目標船速を算出する目標値フィルタを備え、
前記スロットル指令値設定部は、
前記目標値フィルタによって設定された目標船速が前記第２閾値以上であり、前記実船速が前記第１閾値未満であると、前記目標船速を前記第２閾値に設定する、
船速制御装置。

【請求項6】

請求項５に記載の船速制御装置であって、
前記演算部は、
ＰＩＤ制御によって、前記スロットル演算値を算出し、
前記実船速が前記第１閾値未満であり、前記目標船速が前記第２閾値に設定される期間において、前記ＰＩＤ制御の積分ゲインを大きく設定する、
船速制御装置。

【請求項7】

実船速と目標船速との差分に基づいて、スロットル演算値を算出し、
前記実船速が、スロットル上限値によって決定される第１閾値未満であり、前記スロットル演算値が前記スロットル上限値以上であると、スロットル指令値を前記スロットル上限値に設定する、
、船速制御方法。

【請求項8】

請求項７に記載の船速制御方法であって、
前記実船速が前記第１閾値以上であると、前記スロットル上限値による制限を解除し、前記スロットル演算値を前記スロットル指令値に設定する、
船速制御方法。

【請求項9】

請求項７または請求項８に記載の船速制御方法であって、
前記スロットル上限値によって決定される値で、かつ、前記第１閾値よりも高い値に、第２閾値を設定しており、
前記目標船速の算出元となる自動船速制御時の最終的な船速である設定船速が前記第２閾値以上のとき、前記スロットル指令値を前記スロットル上限値で制限する、
船速制御方法。

【請求項10】

請求項９に記載の船速制御方法であって、
前記設定船速が前記第２閾値未満のとき、前記スロットル上限値以下で、前記差分の大きさに応じたスロットル指令値を設定する、
船速制御方法。

【請求項11】

請求項９または請求項１０に記載の船速制御方法であって、
前記設定船速から目標値フィルタによって前記目標船速を算出し、
前記目標値フィルタによって設定された目標船速が前記第２閾値以上であり、前記実船速が前記第１閾値未満であると、前記目標船速を前記第２閾値に設定する、
船速制御方法。

【請求項12】

請求項１１に記載の船速制御方法であって、
ＰＩＤ制御によって、前記スロットル演算値を算出し、
前記実船速が前記第１閾値未満であり、前記目標船速が前記第２閾値に設定される期間において、前記ＰＩＤ制御の積分ゲインを大きく設定する、
船速制御方法。

【請求項13】

実船速と目標船速との差分に基づいて、スロットル演算値を算出し、
前記実船速が、スロットル上限値によって決定される第１閾値未満であり、前記スロットル演算値が前記スロットル上限値以上であると、スロットル指令値を前記スロットル上限値に設定する、
処理を演算処理装置に実行させる、船速制御プログラム。

【請求項14】

請求項１３に記載の船速制御プログラムであって、
前記実船速が前記第１閾値以上であると、前記スロットル上限値による制限を解除し、前記スロットル演算値を前記スロットル指令値に設定する、
処理を演算処理装置に実行させる、船速制御プログラム。

【請求項15】

請求項１３または請求項１４に記載の船速制御プログラムであって、
前記スロットル上限値によって決定される値で、かつ、前記第１閾値よりも高い値に、第２閾値を設定しており、
前記目標船速の算出元となる自動船速制御時の最終的な船速である設定船速が前記第２閾値以上のとき、前記スロットル指令値を前記スロットル上限値で制限する、
処理を演算処理装置に実行させる、船速制御プログラム。

【請求項16】

請求項１５に記載の船速制御プログラムであって、
前記設定船速が前記第２閾値未満のとき、前記スロットル上限値以下で、前記差分の大きさに応じたスロットル指令値を設定する、
処理を演算処理装置に実行させる、船速制御プログラム。

【請求項17】

請求項１５または請求項１６に記載の船速制御プログラムであって、
前記設定船速から目標値フィルタによって前記目標船速を算出し、
前記目標値フィルタによって設定された目標船速が前記第２閾値以上であり、前記実船速が前記第１閾値未満であると、前記目標船速を前記第２閾値に設定する、
処理を演算処理装置に実行させる、船速制御プログラム。

【請求項18】

請求項１７に記載の船速制御プログラムであって、
ＰＩＤ制御によって、前記スロットル演算値を算出し、
前記実船速が前記第１閾値未満であり、前記目標船速が前記第２閾値に設定される期間において、前記ＰＩＤ制御の積分ゲインを大きく設定する、
処理を演算処理装置に実行させる、船速制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、船速を自動制御する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に示すような船速の制御方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－８８１１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に示すような従来の船速の制御方法によって自動船速制御を行った場合、実船速が低速の状態において、設定船速を高速にすると、安全性が低下することある。

【0005】

したがって、本発明の目的は、安全性を確保しながら、高い設定船速に自動で追従するように、実船速を低速から高速に制御することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明の船速制御装置は、演算部、および、スロットル指令値設定部を備える。演算部は、実船速と目標船速との差分に基づいて、スロットル演算値を算出する。スロットル指令値設定部は、実船速が、安全性に基づいたスロットル上限値によって決定される第１閾値未満であり、スロットル演算値がスロットル上限値以上であると、スロットル指令値をスロットル上限値に設定する。

【0007】

この構成では、実船速を低速から高速に制御するときに、スロットル開度が過度に急激に高くなることが抑制される。

【発明の効果】

【0008】

この発明によれば、安全性を確保しながら、高い設定船速に自動で追従するように、実船速を低速から高速に制御できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る船速制御装置を含む船体制御システムの構成を示す機能ブロック図である。

【図2】図２は、オートパイロット制御部（ＡＰ制御部）の構成を示す機能ブロック図である。

【図3】図３は、船速制御部の構成を示す機能ブロック図である。

【図4】図４（Ａ）は、本願発明の制御、処理を行った場合の、実船速Ｖ、目標船速Ｖｔ、および、スロットル指令値Ｒの時刻遷移と、設定船速Ｖｐとを示すグラフであり、図４（Ｂ）は、従来の制御、処理を行った場合の、実船速Ｖ、目標船速Ｖｔ、および、スロットル指令値Ｒの時刻遷移と、設定船速Ｖｐとを示すグラフである。

【図5】図５は、本願発明の船速制御方法における状態選択処理を示すフローチャートである。

【図6】図６は、本願発明の船速制御方法における目標船速およびスロットル指令値の設定処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の実施形態に係る船速制御装置、船速制御方法、および、船速制御プログラムについて、図を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る船速制御装置を含む船体制御システムの構成を示す機能ブロック図である。図２は、オートパイロット制御部（ＡＰ制御部）の構成を示す機能ブロック図である。

【0011】

（船体制御装置１０の構成）
図１に示すように、船体制御装置１０は、本体１０１、および、リモコンレバー１０２を備える。本体１０１およびリモコンレバー１０２は、オートパイロット制御（自動航行制御）を行う船舶の船体に装備される。船体制御装置１０は、推進力発生部９１、および、舵機９２に接続する。なお、推進力発生部９１および舵機９２は、例えば、船外機、船内機、船内外機他、各種の推進器等に備えられている。また、推進力発生部９１および舵機９２は、船体に１つずつ備えられている。すなわち、本実施形態の船体制御装置１０が装備される船舶は、所謂、１軸１舵の船舶である。

【0012】

（本体１０１の構成）
本体１０１は、ＡＰ制御部２０、ＡＰ操作部３０、センサ４０、および、表示部５０を備える。

【0013】

ＡＰ制御部２０、ＡＰ操作部３０、センサ４０、および、表示部５０は、船舶用のデータ通信ネットワーク１００によって互いに接続する。ＡＰ制御部２０、リモコンレバー１０２、および、推進力発生部９１は、例えば、推進力用通信網（ＣＡＮ等）を介して接続する。ＡＰ制御部２０と舵機９２とは、アナログ電圧またはデータ通信を介して接続する。

【0014】

ＡＰ制御部２０は、例えば、ＣＰＵ等の演算処理装置と記憶部とによって構成される。記憶部は、ＡＰ制御部２０で実行するプログラムを記憶する。また、記憶部は、ＣＰＵの演算時に利用される。図２に示すように、ＡＰ制御部２０は、メイン制御部２１、船速制御部２２、および、舵角制御部２３を備える。

【0015】

メイン制御部２１は、概略的には、ＡＰ制御部２０で実行する船速および舵角のオートパイロット制御（自動航行制御）の主制御を行う。例えば、メイン制御部２１は、ＡＰ操作部３０によるオートパイロット制御の設定を受け付ける。メイン制御部２１は、この設定内容を解析して、設定されたオートパイロット制御を実現するように、船速制御部２２および舵角制御部２３の処理タイミング等を制御する。また、メイン制御部２１は、リモコンレバー１０２の操作状態検出部２０１からの操作状態を監視する。メイン制御部２１は、監視結果を考慮して、オートパイロットの制御を行うこともできる。

【0016】

メイン制御部２１は、ＡＰ操作部３０からの設定船速を船速制御部２２に与える。また、メイン制御部２１は、ＡＰ操作部３０からの設定方位を舵角制御部２３に与える。ここで、設定船速は、オートパイロット制御において最終的に追従させる船速（速度）である。また、設定方位は、オートパイロット制御において最終的に追従させる船体方位である。なお、設定船速は、船速制御部２２が直接取得してもよく、設定方位は、舵角制御部２３が直接取得してもよい。

【0017】

船速制御部２２は、概略的には、設定船速から目標船速を算出する。目標船速とは、自動船速制御中において、実船速を設定船速に近づけるために設定される船速である。船速制御部２２は、目標船速と実船速との差分を入力としてＰＩＤ制御を行うことで、実船速を目標船速に近づけるための制御船速を算出し、当該制御船速からスロットル演算値を算出する。船速制御部２２は、後述の各条件、実船速Ｖ、設定船速Ｖｐ、目標船速Ｖｔ、および、スロットル演算値Ｒｅを用いて、スロットル指令値Ｒを設定する。船速制御部２２は、スロットル指令値Ｒを、推進力発生部９１に出力する。推進力発生部９１は、スロットル指令値Ｒに応じて推進力を制御する。船速制御部２２が、本発明の「船速制御装置」に対応する。

【0018】

舵角制御部２３は、概略的には、設定方位から目標方位を算出する。目標方位とは、自走舵角制御中において、船体方位を設定方位に近づけるために設定された方位である。舵角制御部２３は、目標方位と船体方位との偏角を入力としてＰＩＤ制御を行うことで、指令舵角を設定する。舵角制御部２３は、指令舵角を、舵機９２に出力する。舵機９２は、指令舵角に応じて舵角を制御する。

【0019】

ＡＰ操作部３０は、例えば、タッチパネル、物理的なボタンやスイッチ等によって実現される。ＡＰ操作部３０は、オートパイロット制御に関連する設定の操作を受け付ける。ＡＰ操作部３０は、設定内容をＡＰ制御部２０に出力する。

【0020】

センサ４０は、船体制御装置１０が備えられた船舶（船体）の速度（実船速Ｖ）、および、船体方位（船首方位や船尾方位）を計測する。例えば、センサ４０は、ＧＮＳＳ（例えば、ＧＰＳ）の測位信号を利用した測位センサ、慣性センサ（加速度センサや角速度センサ等）、磁気センサ等によって実現される。

【0021】

表示部５０は、例えば、液晶パネル等によって実現される。表示部５０は、ＡＰ制御部２０から入力された通常のオートパイロットの航行に関連する情報を表示する。なお、表示部５０は、省略することも可能であるが、あることが好ましく、表示部５０があることによって、ユーザは、オートパイロットの制御状態や航行状態を容易に把握できる。

【0022】

（リモコンレバー１０２の構成）
リモコンレバー１０２は、操作レバー２００、および、操作状態検出部２０１を備える。

【0023】

操作レバー２００は、手動航行時におけるユーザからの操作を受け付ける。操作状態検出部２０１は、センサ等によって実現される。操作状態検出部２０１は、操作レバー２００の操作状態を検出する。操作状態検出部２０１は、検出した操作レバーの操作状態（角度）を、推進力発生部９１に出力する。手動航行時には、推進力発生部９１は、この操作状態に応じた大きさの推進力を発生する。操作状態は、上述のように、ＡＰ制御部２０によって監視されている。例えば、ＡＰ制御部２０は、手動操作からオートパイロット制御への切り替え時に、この操作状態を参照して、オートパイロット制御の初期制御を実行する。

【0024】

（船速制御部２２の構成）
図３は、船速制御部の構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、船速制御部２２は、目標値フィルタ２２１、差分演算器２２２、ＰＩＤ制御部２２３、および、スロットル指令値設定部２２４を備える。

【0025】

目標値フィルタ２２１は、設定船速Ｖｐを入力として、目標船速Ｖｔを出力する。目標船速Ｖｔは、自動船速制御の開始時における実船速Ｖと設定船速Ｖｐとの間の値に設定され、自動船速制御の開始時の実船速Ｖから設定船速Ｖｐに、徐々に近づくように設定される。

【0026】

差分演算器２２２は、目標船速Ｖｔから実船速Ｖを差分して、速度偏差ΔＶを出力する。

【0027】

ＰＩＤ制御部２２３は、速度偏差ΔＶを入力として、既知のＰＩＤ制御（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｉｎｔｅｇｒａｌ－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）の演算を行い、制御速度Ｖｅを算出する。そして、ＰＩＤ制御部２２３は、制御速度Ｖｅからスロットル演算値Ｒｅを算出する。制御速度Ｖｅとスロットル演算値Ｒｅとの関係は、一意的に決められている。

【0028】

スロットル指令値設定部２２４は、スロットル演算値Ｒｅからスロットル指令値Ｒを設定する。スロットル指令値設定部２２４は、スロットル指令値Ｒを、推進力発生部９１に出力する。

【0029】

なお、推進力発生部９１は、スロットル指令値Ｒに応じて推進力を発生する。船体は、この推進力を受けて航行し、その速度（実船速Ｖ）は、センサ４０によって計測される。センサ４０によって計測された実船速Ｖは、差分演算器２２２にフィードバックされる。

【0030】

以下、上述の実船速ＶのフィードバックによるＰＩＤ制御が繰り返されることによって、実船速Ｖは、設定船速Ｖｐに近づき、近づいた後には、適宜追従する。

【0031】

このような制御、処理において、船速制御部２２は、次の処理を行う。

【0032】

船速制御部２２には、スロットル上限値Ｒｓ、閾値ＴＨｓ、閾値ＴＨｒが設定されている。スロットル上限値Ｒｓは、例えば、船体の速度が０（停止状態）の状態から急激にスロットル開度を高くしても、搭乗者または船舶に対して安全性を担保できるスロットル指令値（スロットル開度に対応）によって決定される。スロットル上限値Ｒｓを超えることによって、搭乗者または船舶に危険が生じると判断できる数値である。

【0033】

スロットル上限値Ｒｓは、船体の仕様、積載重量、外乱抵抗等によって調整可能である。また、スロットル上限値Ｒｓは、搭乗者の経験、搭乗者の過去の航行時の状態をセンサで検出して、その検出結果から搭乗者が危険と感じるスロットル指令値を推定し、この推定値によって設定することも可能である。

【0034】

閾値ＴＨｓは、スロットル上限値Ｒｓを船速に変換した値である。閾値ＴＨｒは、閾値ＴＨｓに対して係数ｋ（ｋ＜１）を乗算した値である。ｋは、例えば、約０．６である。係数ｋは、安全性や船速の設定船速までの到達速度等を考慮して、適宜設定できる。閾値ＴＨｒが、本発明の「第１閾値」に対応し、閾値ＴＨｓが、本発明の「第２閾値」に対応する。

【0035】

（設定船速Ｖｐが閾値ＴＨｓ未満の場合（設定船速Ｖｐが低い場合））
船速制御部２２は、設定船速Ｖｐが閾値ＴＨｓ未満であれば、スロットル上限値Ｒｓ以下の範囲内において、スロットル指令値Ｒを設定する。

【0036】

（設定船速Ｖｐが閾値ＴＨｓ以上の場合（設定船速Ｖｐが高い場合））
船速制御部２２のスロットル指令値設定部２２４は、実船速Ｖと閾値ＴＨｒとを比較する。スロットル指令値設定部２２４は、実船速Ｖが閾値ＴＨｒ未満（Ｖ＜ＴＨｒ）であれば、スロットル演算値Ｒｅとスロットル上限値Ｒｓとを比較する。スロットル指令値設定部２２４は、スロットル演算値Ｒｅがスロットル上限値Ｒｓ以上であれば、スロットル指令値設定部２２４は、スロットル上限値Ｒｓをスロットル指令値Ｒに設定する。一方、スロットル指令値設定部２２４は、スロットル演算値Ｒｅがスロットル上限値Ｒｓ未満であれば、スロットル演算値Ｒｅをスロットル指令値Ｒに設定する。

【0037】

船速制御部２２の目標値フィルタ２２１は、算出した目標船速Ｖｔと閾値ＴＨｓとを比較する。目標値フィルタ２２１は、算出した目標船速Ｖｔが閾値ＴＨｓ以上であれば、差分演算器２２２に出力する目標船速Ｖｔを、閾値ＴＨｓに制限する。一方、目標値フィルタ２２１は、算出した目標船速Ｖｔが閾値ＴＨｓ未満であれば、算出した目標船速Ｖｔを、差分演算器２２２に出力する。

【0038】

船速制御部２２のＰＩＤ制御部２２３は、実船速Ｖが閾値ＴＨｒ未満であれば、積分ゲインを大きくする。一方、ＰＩＤ制御部２２３は、実船速Ｖが閾値ＴＨｒ以上であれば、積分ゲインを元に戻す。

【0039】

このような制御、処理を行うことによって、実船速Ｖおよびスロットル指令値Ｒは、図４（Ａ）に示すように遷移する。図４（Ａ）は、本願発明の制御、処理を行った場合の、実船速Ｖ、目標船速Ｖｔ、および、スロットル指令値Ｒの時刻遷移と、設定船速Ｖｐとを示すグラフである。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の比較対象として、従来の制御、処理を行った場合の、実船速Ｖ、目標船速Ｖｔ、および、スロットル指令値Ｒの時刻遷移と、設定船速Ｖｐとを示すグラフである。従来の制御、処理では、スロットル指令値Ｒおよび目標船速Ｖｔの制限を行っていない。

【0040】

図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示す態様では、設定船速Ｖｐは、閾値ＴＨｓよりも高い。したがって、上述の設定船速Ｖｐが高い場合の制御、処理が実行される。

【0041】

（本願構成の場合）
図４（Ａ）に示すように、実船速Ｖが略０の低速において、自動船速制御が開始されると、スロットル指令値Ｒは徐々に高くなる。これに伴い、実船速Ｖも経時的高くなる。ここで、本願の構成を用いることによって、実船速Ｖが閾値ＴＨｒに達するまでは、スロットル指令値Ｒは、スロットル上限値Ｒｓ以下に制限される。この際、目標船速Ｖｔも、閾値ＴＨｓ以下に制限される。これにより、スロットル指令値Ｒ、および、これに対応するスロットル開度が過剰に高くなることを抑制できる。したがって、加速時の安全性は、確保される。すなわち、船体制御装置１０は、安全性を確保しながら、高い設定船速に自動で追従するように、実船速を低速から高速に制御できる。

【0042】

なお、実船速Ｖが設定船速Ｖｐに近づいたときには、目標船速Ｖｔの制限、スロットル指令値Ｒの制限は、解除されている。したがって、実船速Ｖは、設定船速Ｖｐに、安定して追従する。

【0043】

さらに、この期間において、ＰＩＤ制御の積分ゲインを大きくすることによって、スロットル指令値Ｒを制限した期間であっても、実船速Ｖの上昇率を高く確保できる。すなわち、速度の立ち上がりを早めることができる。なお、この積分ゲインの調整は、省略することも可能であるが、あることが好ましい。

【0044】

（従来構成の場合）
一方、本願発明の構成を用いなければ、図４（Ｂ）に示すように、低速から高速への加速時に、スロットル指令値Ｒおよびスロットル開度が過度の高くなり、実船速Ｖの変化との差が大きくなる。これにより、例えば、ユーザによる視覚情報と聴覚情報とが乖離してしまい、ユーザに不安を与え、安全性は低下してしまう。

【0045】

（船速制御方法）
上述の説明では、船速制御を、複数の機能ブロックで実現する態様を示した。しかしながら、船速制御部２２を、船速制御プログラムを実行するＣＰＵ等の演算処理装置によって実現することも可能である。この場合、船速制御部２２は、次に示す処理を実行すればよい。図５は、本願発明の船速制御方法における状態選択処理を示すフローチャートである。図６は、本願発明の船速制御方法における目標船速およびスロットル指令値の設定処理を示すフローチャートである。

【0046】

（状態選択）
図５に示すように、船速制御部２２は、自走船速制御における低速もしくは停止状態から高速への切り替えの初期状態として、状態＝”加速初期”を選択する（Ｓ１０１）。船速制御部２２は、船速制御中でなければ（Ｓ１０２：ＮＯ）、状態＝”加速初期”の選択を継続する。

【0047】

船速制御部２２は、船速制御中であると（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、実船速Ｖと閾値ＴＨｒとを比較する。船速制御部２２は、実船速Ｖが閾値ＴＨｒ未満であれば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、スロットル演算値Ｒｅとスロットル上限値Ｒｓとを比較する。船速制御部２２は、実船速Ｖが閾値ＴＨｒ以上であれば（Ｓ１０３：ＮＯ）、状態＝”制限無し”を選択し（Ｓ１０８）、ステップＳ１０２に戻る。

【0048】

船速制御部２２は、スロットル演算値Ｒｅがスロットル上限値Ｒｓ未満であれば（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、状態＝”加速初期”を選択し（Ｓ１０５）、ステップＳ１０２に戻る。船速制御部２２は、スロットル演算値Ｒｅがスロットル上限値Ｒｓ以上であり（Ｓ１０４：ＮＯ）、ステップＳ１０４時において状態＝”加速初期”であるか否かを検出する。船速制御部２２は、状態＝”加速初期”であれば（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、状態＝”加速制限”に移行し（Ｓ１０７）、ステップＳ１０２に戻る。船速制御部２２は、状態＝”加速初期”でなければ（Ｓ１０６：ＮＯ）、状態の遷移を行わず、ステップＳ１０２に戻る。

【0049】

（目標船速Ｖｔおよびスロットル指令値Ｒの設定）
図６に示すように、船速制御部２２は、目標値フィルタ処理を実行する（Ｓ２０１）。船速制御部２２は、状態＝”加速初期”、または、状態＝”加速制限”であるか否かを判定する。船速制御部２２は、状態＝”加速初期”、または、状態＝”加速制限”でなければ（Ｓ２０２：ＮＯ）、ステップＳ２０６に移る。

【0050】

船速制御部２２は、状態＝”加速初期”、または、状態＝”加速制限”であれば（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、目標値フィルタ処理で算出された目標船速Ｖｔと閾値ＴＨｓとを比較する。

【0051】

船速制御部２２は、算出された目標船速Ｖｔが閾値ＴＨｓよりも大きければ（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、速度偏差ΔＶの算出に用いる目標船速Ｖｔを閾値ＴＨｓに制限する（Ｓ２０４）。そして、船速制御部２２は、ＰＩＤ制御における積分ゲインを大きくする（Ｓ２０５）。船速制御部２２は、算出された目標船速Ｖｔが閾値ＴＨｓ以下であれば（Ｓ２０３：ＮＯ）、ステップＳ２０６に移る。

【0052】

船速制御部２２は、目標船速Ｖｔと実船速Ｖの差分である速度偏差Δを入力としてＰＩＤ制御を行い、スロットル演算値Ｒｅを算出する（Ｓ２０６）
船速制御部２２は、状態＝”加速制限”でなければ（Ｓ２０７：ＮＯ）、スロットル演算値Ｒｅをスロットル指令値Ｒに設定して（Ｓ２１０）、ステップＳ２０１に戻る。

【0053】

船速制御部２２は、状態＝”加速制限”であれば（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、スロットル演算値Ｒｅとスロットル上限値Ｒｓとを比較する。船速制御部２２は、スロットル演算値Ｒｅがスロットル上限値Ｒｓよりも大きければ（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、スロットル指令値Ｒをスロットル上限値Ｒｓで制限し（Ｓ２０９）、ステップＳ２０１に戻る。船速制御部２２は、スロットル演算値Ｒｅがスロットル上限値Ｒｓ以下であれば（Ｓ２０８：ＮＯ）、スロットル演算値Ｒｅをスロットル指令値Ｒに設定して（Ｓ２１０）、ステップＳ２０１に戻る。

【0054】

このような処理を行うことによって、船速制御部２２は、安全性を確保しながら、高い設定船速に自動で追従するように、実船速を低速から高速に制御できる。

【符号の説明】

【0055】

１０：船体制御装置
２０：ＡＰ制御部
２１：メイン制御部
２２：船速制御部
２３：舵角制御部
３０：ＡＰ操作部
４０：センサ
５０：表示部
９１：推進力発生部
９２：舵機
１００：データ通信ネットワーク
１０１：本体
１０２：リモコンレバー
２００：操作レバー
２０１：操作状態検出部
２２１：目標値フィルタ
２２２：差分演算器
２２３：ＰＩＤ制御部
２２４：スロットル指令値設定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】