JP2014076755A

JP2014076755A - 船舶の制御システム、船舶の制御方法、プログラム

Info

Publication number: JP2014076755A
Application number: JP2012226234A
Authority: JP
Inventors: Tadaaki Morigami; 忠昭森上; Masaya Nishio; 昌也西尾; Takanori Miyoshi; 孝典三好; Toyohiro Yuba; 豊大弓場
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2014-05-01
Also published as: US20150261222A1; CN104703876A; EP2907742A4; EP2907742A1; WO2014057723A1

Abstract

【課題】横方向に平行移動している間に、船舶の回転を防止する船舶の制御システムを提供する。
【解決手段】操船システム１００は、２基の船外機３Ｒ,３Ｌと、ヘルムコントローラ２０とを有し、ヘルムコントローラ２０は、２基の船外機３Ｒ,Ｌの推進力の延長線を船舶１の中心線にある移動中心を通過するように操舵するとともに２基の船外機３Ｒ,Ｌのシフト方向を互いに反対にすることによって船舶１を横方向に平行移動させ、船舶１が水平方向に回転しているか否かを判定し、船舶１を横方向に平行移動させている間に船舶１が回転していると判定した場合に、２基の船外機３Ｒ,３Ｌの推進力の延長線と船舶１の中心線の交点を移動中心から前後何れかの方向に移動させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、船舶の制御システム、船舶の制御方法、プログラムに関する。詳しくは、本発明は、２基の船外機の推進力の方向を制御することによって船舶を横方向に平行移動させることができる船舶の制御システム、船舶の制御方法、プログラムに関する。

船舶を桟橋に係留する際などにおいて、船舶を横方向に平行移動させることがある。船舶を横方向に平行移動させることができる構成としては、たとえば特許文献１に記載の構成がある。特許文献１に記載の構成は、船尾に２基の船外機を左右に並べて搭載し、これらの２基の船外機の推進力の方向を制御することによって、船舶を所望の方向に進行させることができる。そして、２基の船外機の推進力を、船舶の移動中心を通過するように制御することによって、船舶を横方向に平行移動させることができる。

しかしながら、船舶には、水面より下の水中にあり波や水流の影響を受ける水中の抵抗中心点と、水面より上にあって風の影響を受ける水上の風圧中心点とがあり、これらは一般的に異なる位置に存在する。前述のように船舶を横方向に平行移動するためには、前述の水中の抵抗中心点と水面より上の風圧中心点に作用する反力の水平方向への回転モーメントがバランスする点を正確に把握し、２基の船外機の推進力が前記の水平方向への回転モーメントがバランスする点を通過するように正確に制御する必要がある。前記水平方向への回転モーメントのバランスが崩れると、船舶は操船者の意図しない回転を始めることになる。
実際の使用状態において上記水平方向への回転モーメントがバランスする点の位置は、船舶に対する波や水流や風の向きおよび強さによって変化するので、操船者は、船外機の角度を常時補正する必要がある。このように、回転することなく船舶を横方向に平行移動させるためには、操船に熟練を要することになる。

特開平０１−２８５４８６号公報

上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、横方向に平行移動している間に、船舶の回転を防止することができる船舶の制御システム、船舶の制御方法、プログラムを提供することである。

前記課題を解決するため、本発明の船舶の制御システムは、２基の船外機を有し船舶を横方向に平行移動させることができる船舶の制御システムであって、前記２基の船外機の推進力の延長線を前記船舶の中心線上にある移動中心を通過するように操舵するとともに前記２基の船外機のシフト方向を互いに反対にすることによって前記船舶を横方向に平行移動させる制御手段と、前記船舶が水平方向に回転しているか否かを判定する回転判定手段と、前記船舶を横方向に平行移動させている間に前記回転判定手段により前記船舶が回転していると判定された場合に、前記２基の船外機の推進力の延長線と前記船舶の中心線の交点を前記移動中心から前後何れかの方向に移動させる補正手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明の船舶の制御方法は、２基の船外機を有し船舶を横方向に平行移動させることができる船舶の制御方法であって、前記２基の船外機の推進力の延長線を前記船舶の中心線上にある移動中心を通過するように操舵するとともに前記２基の船外機のシフト方向を互いに反対にすることによって前記船舶を横方向に平行移動させるステップと、前記船舶が水平方向に回転しているか否かを判定するステップと、前記船舶を横方向に平行移動させている間に前記船舶が回転していると判定された場合に、前記２基の船外機の推進力の延長線と前記船舶の中心線の交点を前記移動中心から前後何れかの方向に移動させるステップと、を有することを特徴とする。

本発明のプログラムは、２基の船外機を有し船舶を横方向に平行移動させることができる船舶の制御システムのコンピュータに、前記２基の船外機の推進力の延長線を前記船舶の中心線上にある移動中心を通過するように操舵するとともに前記２基の船外機のシフト方向を互いに反対にすることによって前記船舶を横方向に平行移動させるステップと、前記船舶が水平方向に回転しているか否かを判定するステップと、前記船舶を横方向に平行移動させている間に前記船舶が回転していると判定された場合に、前記２基の船外機の推進力の延長線と前記船舶の中心線の交点を前記移動中心から前後何れかの方向に移動させるステップと、を実行させるプログラムである。

本発明によれば、横方向に平行移動している間に船舶が回転した場合には、船舶に回転方向とは反対方向に回転するような推進力をかけることができる。したがって、船舶の姿勢を補正し、船舶を回転することなく平行移動させることができる。

図１は、船舶を斜め後方から見た斜視図である。図２は、操船システムの構成を示すブロック図である。図３は、船舶を横方向に平行移動させるための制御方法の内容を示すフローチャートである。図４は、船外機の状態および船舶の挙動を模式的に示す平面図であり、上方から見た図である。図５は、船外機の状態および船舶の挙動を模式的に示す平面図であり、上方から見た図である。図６は、船外機の状態および船舶の挙動を模式的に示す平面図であり、上方から見た図である。図７は、船外機の状態および船舶の挙動を模式的に示す平面図であり、上方から見た図である。図８（ａ）は、本発明の実施例にかかる船舶の挙動を模式的に示す図であり、８（ｂ）は、比較例に係る船舶の挙動を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。各図においては、適宜、船舶１の前側を矢印「Ｆｒ」で、後側を矢印「Ｒｒ」で、右側を矢印「Ｒ」で、左側を矢印「Ｌ」で示す。

図１は、船舶１を斜め後方から見た斜視図である。図１に示すように、船舶１の船体２の後部に位置するトランサム２ａには、それぞれエンジンが搭載された複数の船外機がブラケットを介して取り付けられる。本実施形態においては、２基の船外機３（右側の船外機３Ｒと左側の船外機３Ｌ）が取り付けられる構成を示す。２基の船外機３Ｒ，３Ｌは、船舶１の中心線を挟んで左右対称の位置に取り付けられる。なお、船舶１の中心線は、前後方向に延伸し船舶１の移動中心を通過する直線をいうものとする。船舶１の移動中心とは、船舶の水中の抵抗中心点および水面より上の風圧中心点に作用する反力の水平方向への回転モーメントがバランスする点をいうものとする。
船体２の略中央部には、操船室４が設けられる。操船室４には、船舶１を操作するための操作機器として、ヘルム５と、リモコンボックス７と、ジョイスティック１０と、切替スイッチ１１とが配置される。このほか、操船室４には、船舶１に関する情報を表示する表示機器などが配置される。

ヘルム５は、操舵に用いるステアリングハンドル６を有する。リモコンボックス７は、シフト位置およびシフト量を変更するためのリモコンレバー８を有する。操船者は、通常は、ヘルム５のステアリングハンドル６とリモコンボックス７のリモコンレバー８を操作することによって操船する。
ジョイスティック１０は、船舶１を操作するためのレバー９を有する。ジョイスティック１０のレバー９は、中立位置から任意の方向に傾倒させることができるとともに、回転させることができる。そして、船舶１は、ジョイスティック１０の操作態様に応じた動作を行う。操船者は、着岸時などといった船舶１の挙動を細かく制御したい場合には、ジョイスティック１０を用いて操船する。たとえば、操船者は、ジョイスティック１０のレバー９を前方に倒すことによって船舶１を前進させることができ、後方に倒すことによって船舶１を後進させることができる。また、操船者は、ジョイスティック１０のレバー９を右方または左方に倒すことによって、船舶１を右方または左方に平行移動させることができる。このため、操船者は、ジョイスティック１０のレバー９を右方または左方に倒すことによって、船舶１を着岸させることができる。
切替スイッチ１１は、ヘルム５およびリモコンボックス７を用いて操船するか、ジョイスティック１０を用いて操船するかを切替えるスイッチである。

次に、船舶の制御システム（以下、操船システム１００と称する）について、図２を参照して説明する。図２は、操船システム１００の構成を示すブロック図である。本実施形態の操船システム１００は、シフトバイワイヤ方式、スロットルバイワイヤ方式およびステアリングバイワイヤ方式が適用される。すなわち、ヘルム５、リモコンボックス７およびジョイスティック１０からの情報は、ヘルムコントローラ２０に電気的に送信されるとともに、ヘルムコントローラ２０は、電気的な信号によって２基の船外機３Ｒ，３Ｌを制御する。

操船システム１００は、上述したヘルム５と、リモコンボックス７と、ジョイスティック１０と、切替スイッチ１１とを有する。さらに操船システム１００は、角加速度センサ１２と、ヘルムコントローラ２０と、ＢＣＭ２５と、２基の船外機３Ｒ，３Ｌとを有する。

ヘルム５は、前述のステアリングハンドル６と、ステアリングセンサとを有する。ステアリングハンドル６は、回転可能な操作部材である。ステアリングセンサは、ステアリングハンドル６の操作を検出して、操作に関する情報をヘルムコントローラ２０に出力する。ステアリングハンドル６の操作に関する情報には、たとえば、回転角度および回転方向に関する情報が含まれる。
リモコンボックス７は、リモコンレバー８と、レバーセンサとを有する。リモコンレバー８は、中立位置から前後方向に傾倒可能な操作部材である。レバーセンサは、リモコンレバー８の操作を検出して、操作に関する情報をヘルムコントローラ２０に出力する。操作に関する情報としては、たとえば、傾倒方向および傾倒角度に関する情報が含まれる。以下、リモコンレバー８の傾倒角度および傾倒方向を、シフト位置と称する。
ジョイスティック１０は、レバー９とレバーセンサとを有する。ジョイスティック１０のレバー９は３６０°任意の方向に傾倒可能でかつ回転可能な操作部材である。ジョイスティック１０のレバーセンサは、ジョイスティック１０のレバー９の操作を検出して、検出した操作に関する情報をヘルムコントローラ２０に出力する。ジョイスティック１０のレバー９の操作に関する情報には、レバー９の傾倒角度および傾倒方向と、レバー９の回転角度および回転方向とが含まれる。
切替スイッチ１１は、操船者により選択された選択位置を検出し、検出した選択位置の情報をヘルムコントローラ２０に出力する。ヘルムコントローラ２０は、切替スイッチ１１により検出された選択位置に応じて、ヘルム５およびリモコンボックス７の操作と、ジョイスティック１０の操作との一方のみの操作を有効にし、他方の操作を無効にする。

角加速度センサ１２は、船体２に取り付けられる。そして、角加速度センサ１２は、船体２が水平方向に回転するときの角加速度を検出する。角加速度センサ１２は、検出した角加速度の情報をヘルムコントローラ２０に出力する。

ヘルムコントローラ２０は、２基の船外機３Ｒ，３Ｌを制御する制御装置として機能する。ヘルムコントローラ２０は、ヘルム５と、リモコンボックス７と、ジョイスティック１０と、切替スイッチ１１と、角加速度センサ１２と、ＢＣＭ２５と、２基の船外機３Ｒ，３Ｌとに電気的に接続される。
ヘルムコントローラ２０は、ＣＰＵ２１と、ＲＯＭ２２と、ＲＡＭ２３と、ＥＥＰＲＯＭ２４等とを含むコンピュータが適用される。
ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより、後述するフローチャートの処理を実現する。ＲＯＭ２２は、不揮発性メモリであって、ＣＰＵ２１が実行するコンピュータプログラムや、船外機３Ｒ，３Ｌを制御するための設定値等が格納されている。ＲＡＭ２３は、揮発性メモリであって、ＣＰＵ２１が船外機３Ｒ，３Ｌを制御するときに算出した情報等を一時的に記憶する。また、ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２１がコンピュータプログラムを実行する際に、作業領域として用いられる。ＥＥＰＲＯＭ２４は、書き換え可能な不揮発性メモリである。ＥＥＰＲＯＭ２４には、ＣＰＵ２１が船外機３Ｒ，３Ｌを制御する際に用いられる各種情報などが格納される。

ＢＣＭ２５（ボートコントロールモジュール）は、ヘルムコントローラ２０、船外機３Ｒ，３Ｌの各ＥＣＭ２９に電気的に接続されている。ＢＣＭ２５は、ヘルムコントローラ２０からの指示を各ＥＣＭ２９に伝達する。ＢＣＭ２５は、ヘルムコントローラ２０と同様に、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、ＥＥＰＲＯＭ等とを含むコンピュータが適用される。なお、本実施形態の操船システム１００においては、ＢＣＭ２５を省略可能である。この場合には、ヘルムコントローラ２０は、船外機３Ｒ，３Ｌの各ＥＣＭ２９に直接的に電気的に接続されて指示を送信する。

次に、船外機３Ｒ，３Ｌの構成について説明する。２基の船外機３Ｒ，３Ｌは、略同一の構成が適用できる。
船外機３Ｒ，３Ｌは、アクチュエータドライバ２６と、ステアリングアクチュエータ２７と、ＲＵＤＤＥＲＳＥＮＤＥＲ２８と、ＥＣＭ２９と、電気制御式スロットル３０と、シフトアクチュエータ３１とを備える。

アクチュエータドライバ２６は、ステアリングアクチュエータ２７およびＲＵＤＤＥＲＳＥＮＤＥＲ２８に電気的に接続される。そして、アクチュエータドライバ２６は、ＥＣＭ２９からの指示に基づいて、ステアリングアクチュエータ２７を駆動する。
ステアリングアクチュエータ２７は、アクチュエータドライバ２６を介したヘルムコントローラ２０からの指示に応じて、船外機３Ｒ，３Ｌの舵角θを変化させる。たとえば、図１に示すように、ステアリングアクチュエータ２７は、ステアリング軸（一点鎖線Ｌ）回りにプロペラを含む推進ユニット３３を左右にそれぞれ所定の角度αまで回転させる。
ＲＵＤＤＥＲＳＥＮＤＥＲ２８は、船外機３Ｒ，３Ｌの実際の舵角θを検出し、アクチュエータドライバ２６に出力する。そして、アクチュエータドライバ２６は、ＲＵＤＤＥＲＳＥＮＤＥＲ２８により検出される実際の舵角θの情報を取得することで、ヘルムコントローラ２０から指示された舵角θになるようにステアリングアクチュエータ２７を駆動することができる。また、アクチュエータドライバ２６は、ＲＵＤＤＥＲＳＥＮＤＥＲ２８から取得した実際の舵角θをヘルムコントローラ２０に出力する。

ＥＣＭ２９（エンジンコントロールモジュール）は、電気制御式スロットル３０およびシフトアクチュエータ３１に電気的に接続され、電気制御式スロットル３０およびシフトアクチュエータ３１を制御する。
電気制御式スロットル３０は、スロットルバルブと、スロットルバルブの開度を調整するアクチュエータと、スロットルバルブの開度を検出するＴＰＳ（スロットルポジションセンサ）とを有する。電気制御式スロットル３０のアクチュエータは、ＢＣＭ２５およびＥＣＭ２９を介したヘルムコントローラ２０からの指示に応じて、スロットルバルブの開度を変化させる。スロットルバルブの開度を大きくすることで、船外機３Ｒ，３Ｌのエンジンの出力を上昇させて船外機３Ｒ，３Ｌの推進力を上昇させる。一方、スロットルバルブの開度を小さくすることで、船外機３Ｒ，３Ｌのエンジンの出力を低下させて船外機３Ｒ，３Ｌの推進力を低下させる。
また、ＥＣＭ２９は、ＴＰＳからのスロットルバルブの開度の検出結果に基づいて、燃料噴射量を制御する。

シフトアクチュエータ３１は、ＢＣＭ２５およびＥＣＭ２９を介したヘルムコントローラ２０からの指示に応じて、船外機３Ｒ，３Ｌのシフトを切替える。たとえば、ヘルムコントローラ２０からシフトを切り替える指示があった場合には、シフトアクチュエータ３１は、船外機３Ｒ，３Ｌの推進ユニット３３内の逆転器を駆動して、指示に応じて逆転器を前進位置または後進位置に切替える。

次に、船舶１を横方向に平行移動させるための制御方法について、図３〜図７を参照して説明する。図３は、船舶１を横方向に平行移動させるための制御方法の内容を示すフローチャートである。図４〜図７は、船外機３Ｒ，３Ｌの状態および船舶１の挙動を模式的に示す平面図であり、上方から見た図である。具体的には、図４は、船舶１を右方向に移動させている間に右回転した場合を示す。図５は、船舶１を右方向に移動させている間に左回転した場合を示す。図６は、船舶１を左方向に移動させている間に右回転した場合を示す。図７は、船舶１を左方向に移動させている間に左回転した場合を示す。また、図４〜図７中において、矢印Ｐは右側の船外機３Ｒの推進力の方向を示し、矢印Ｑは左側の船外機３Ｌの推進力の方向を示し、矢印Ｆは２基の船外機３Ｒ，３Ｌによる合成の推進力の方向を示す。また、矢印Ｎは外乱による船舶１の回転方向を示し、矢印Ｂは２基の船外機３Ｒ，３Ｌによる船舶１を回転させる推進力を示す。
この制御方向を実行するためのコンピュータプログラム（コンピュータソフトウェア）は、あらかじめヘルムコントローラ２０のＲＯＭ２２に格納されている。そして、ヘルムコントローラ２０のＣＰＵ２１は、このコンピュータプログラムをＲＯＭ２２から読み出し、ＲＡＭ２３を作業領域として用いて実行する。これにより、この制御方法が実行される。

ステップＳ３０１では、ヘルムコントローラ２０は、船舶１を横方向に平行移動させる操作（以下、「横移動操作」と称する）が行われたか否かを判定する。たとえば、ジョイスティック１０のレバー９が右方または左方に倒されたことが検出された場合に、ヘルムコントローラ２０は、横移動操作が行われたと判定する。
一方、横移動操作が行われていないと判定された場合には、ステップＳ３０１の判定を繰り返す。なお、この場合には、ヘルムコントローラ２０は、操船者によるヘルム５やジョイスティック１０の操作に応じた制御を実行する。

ステップＳ３０２においては、ヘルムコントローラ２０は、船舶１を横方向に平行移動させる制御を実行する。

ジョイスティック１０のレバー９が右方向に倒された場合の制御は、次のとおりである。図４（ａ）と図５（ａ）に示すように、ヘルムコントローラ２０は、２基の船外機３Ｒ，３Ｌの推進力Ｐ，Ｑの延長線が船舶１の移動中心Ｇを通過するように、アクチュエータドライバ２６に対して舵角の変更を指示する。そして、アクチュエータドライバ２６は、ヘルムコントローラ２０からの指示に基づいて、前記のように舵角を変更する。このように、ヘルムコントローラ２０およびアクチュエータドライバ２６は、２基の船外機３Ｒ，３Ｌの推進力Ｐ，Ｑの延長線の交点Ｍと、船舶１の移動中心Ｇとを一致させる。説明の便宜上、２基の船外機３Ｒ，３Ｌの推進力の延長線の交点Ｍを、「推進力中心Ｍ」と称する。さらに、ヘルムコントローラ２０は、右側の船外機３Ｒのシフト位置を後進に設定し、左側の船外機３Ｌのシフト位置を前進に設定するように、ＥＣＭ２９に対してシフト位置の変更を指示する。これにより、船舶１には右方向への推進力Ｆが掛り、船舶１は右方向に平行移動を開始する。
一方、ジョイスティック１０のレバー９が左方向に倒された場合の制御は、次のとおりである。
図６（ａ）と図７（ａ）に示すように、右方向に平行移動させる場合と同様に、ヘルムコントローラ２０およびアクチュエータドライバ２６は、２基の船外機３Ｒ，３Ｌの推進力中心Ｍを、船舶１の移動中心Ｇに一致させる。そして、ヘルムコントローラ２０は、右側の船外機３Ｒのシフト位置を前進に設定し、左側の船外機３Ｌのシフト位置を後進に設定するように、ＥＣＭ２９に対してシフト位置の変更を指示する。これにより、船舶１には左方向への推進力Ｆが掛かり、船舶１は左方向に平行移動を開始する。
なお、説明の便宜上、図４（ａ）、図５（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）に示すように、２基の船外機３Ｒ，３Ｌの推進力中心Ｍが船舶１の移動中心Ｇと一致しており、シフト位置が互いに反対である状態を、「標準状態」と称する。

ステップＳ３０３においては、ヘルムコントローラ２０は、角加速度センサ１２により検出された角加速度が、所定の閾値以上であるか否かを判定する。
図４（ｂ）、図５（ｂ）、図６（ｂ）、図７（ｂ）に示すように、船舶１は、波や風や水流などの外乱によって、横方向に平行移動を開始した後に水平方向に回転を開始することがある。そこで、ヘルムコントローラ２０は、角加速度センサ１２により検出された角加速度が所定の閾値以上であるか否かを判定し、所定の閾値以上である場合には船舶１が回転を開始したとみなす。そしてこの場合には、ステップＳ３０５に進む。一方、角加速度が所定の閾値未満である場合には、ヘルムコントローラ２０は、船舶１が回転することなく横方向に平行移動しているとみなす。そしてこの場合には、ステップＳ３０４に進む。
なお、この所定の閾値は、制御に要求される精度などに応じて適宜設定される。

ステップＳ３０４においては、ヘルムコントローラ２０は、２基の船外機３Ｒ，３Ｌのシフト位置および舵角をステップＳ３０２で設定した標準状態に維持する。これにより、船舶１は、横方向への平行移動を継続する。そしてこの場合には、ステップＳ３０５〜Ｓ３１１を経ずにステップＳ３１２に進む。

ステップＳ３０５〜Ｓ３１１においては、ヘルムコントローラ２０は、船舶１を回転開始前の方向に戻す補正を実行する。なお、補正の内容は、船舶１の平行移動の方向および回転の方向によって異なる。そこで、これらのステップにおいて、ヘルムコントローラ２０は、船舶１の平行移動の方向と回転の方向とを判定し、判定結果に応じた補正を実行する。

ステップＳ３０５においては、ヘルムコントローラ２０は、ステップＳ３０１における横移動操作が、船舶１を右方向または左方向のいずれに平行移動させる操作であるかを判定する。この判定は、たとえば、ジョイスティック１０のレバーセンサによるレバー９の操作方向の検出結果に基づいて行われる。
そして、右方向への平行移動である場合にはステップＳ３０６に進み、左方向への平行移動である場合にはステップＳ３０７に進む。
ステップＳ３０６とＳ３０７のそれぞれにおいて、ヘルムコントローラ２０は、角加速度センサ１２の検出結果を用いて、船舶１が右回転を開始したか左回転を開始したかを判定する。この判定には、たとえば、角加速度センサ１２の出力の極性を用いる。

船舶１を右方向に平行移動させる操作が行われ、かつ船舶１が右回転を開始したと判定された場合には、ステップＳ３０８に進むことになる。
ステップＳ３０８においては、ヘルムコントローラ２０は、図４（ｃ）に示すように、２基の船外機３Ｒ，３Ｌの推進力中心Ｍが、船舶１の中心線Ｃ上であって船舶１の移動中心Ｇよりも船尾側に位置するように、アクチュエータドライバ２６に対して舵角の補正を指示する。アクチュエータドライバ２６は、ヘルムコントローラ２０からの指示に基づいて、前記のように舵角を補正する。
これにより、船舶１には、２基の船外機３Ｒ，３Ｌによって左方向に回転させる推進力Ｂが掛かる。したがって、船舶１は、外乱による回転開始前の方向に戻る。

船舶１を右方向に平行移動させる操作が行われ、かつ船舶１が左回転を開始したと判定された場合には、ステップＳ３０９に進むことになる。
ステップＳ３０９においては、ヘルムコントローラ２０は、図５（ｃ）に示すように、２基の船外機３Ｒ，３Ｌの推進力中心Ｍが、船舶１の中心線Ｃ上であって船舶１の移動中心Ｇよりも船首側に位置するように、アクチュエータドライバ２６に対して舵角の補正を指示する。アクチュエータドライバ２６は、ヘルムコントローラ２０からの指示に基づいて、前記のように舵角を補正する。
これにより、船舶１には、２基の船外機３Ｒ，３Ｌによって右方向に回転させる推進力Ｂが掛かる。したがって、船舶１は、外乱による回転開始前の方向に戻る。

船舶１を左方向に平行移動させる操作が行われ、かつ船舶１が右回転を開始したと判定された場合には、ステップＳ３１０に進むことになる。
ステップＳ３１０においては、ヘルムコントローラ２０は、図６（ｃ）に示すように、２基の船外機３Ｒ，３Ｌの推進力中心Ｍが、船舶１の中心線Ｃ上であって船舶１の移動中心Ｇよりも船首側に位置するように、アクチュエータドライバ２６に対して舵角の補正を指示する。アクチュエータドライバ２６は、ヘルムコントローラ２０からの指示に基づいて、前記のように舵角を補正する。
これにより、船舶１には、２基の船外機３Ｒ，３Ｌによって左方向に回転させる推進力Ｂが掛かる。したがって、船舶１は、外乱による回転開始前の方向に戻る。

船舶１を左方向に平行移動させる操作が行われ、かつ船舶１が左回転を開始したと判定された場合には、ステップＳ３１１に進むことになる。
ステップＳ３１１においては、ヘルムコントローラ２０は、図７（ｃ）に示すように、２基の船外機３Ｒ，３Ｌの推進力中心が、船舶１の中心線Ｃ上であって船舶１の移動中心Ｇよりも船尾側に位置するように、アクチュエータドライバ２６に対して舵角の補正を指示する。アクチュエータドライバ２６は、ヘルムコントローラ２０からの指示に基づいて、前記のように舵角を補正する。
これにより、船舶１には、２基の船外機３Ｒ，３Ｌによって右方向に回転させる推進力が掛かる。したがって、船舶１は、外乱による回転開始前の方向に戻る。

以上のとおり、ステップＳ３０５〜Ｓ３１１において、船舶１の方向が補正され、船舶１は回転することなく横方向への平行移動を継続する。なお、ヘルムコントローラ２０は、ステップＳ３０８〜Ｓ３１１において舵角を補正する際に、２基の船外機３Ｒ，３Ｌの推進力を変更しない。また、ヘルムコントローラ２０は、ステップＳ３０８〜Ｓ３１１において、２基の船外機３Ｒ，３Ｌの推進力中心Ｍが船舶１の中心線Ｃ上から外れないように、アクチュエータドライバ２６に対して舵角の変更の指示を送る。

ステップＳ３１２においては、ヘルムコントローラ２０は、操船者が横移動操作を終了したか否かを判定する。たとえば、ヘルムコントローラ２０は、レバーセンサによってジョイスティック１０のレバー９が中立位置に戻ったことを検出した場合には、操船者による横移動操作が終了したと判定する。
横方向への平行移動の操作が終了していないと判定された場合には、ステップＳ３０３に戻り、Ｓ３０３以下の動作を繰り返す。

なお、いったんステップＳ３０５以下に進み、再びステップＳ３０３に戻って角加速度が所定の閾値未満であると判定された場合には、ヘルムコントローラ２０は、補正によって船舶１が回転前の方向に戻ったと判定する。そして、図４（ｄ）、図５（ｄ）、図６（ｄ）、図７（ｄ）に示すように、ヘルムコントローラ２０は、２基の船外機３Ｒ，３Ｌの状態を標準状態に戻すように、アクチュエータドライバ２６に対して舵角の変更を指示する。これにより、船舶１は、方向が補正された状態で、横方向への平行移動を継続する。

横移動操作が終了したと判定された場合には、ステップＳ３１３に進む。ステップＳ３１３においては、ヘルムコントローラ２０は、２基の船外機３Ｒ，３Ｌの舵角およびシフト位置を、横移動操作前の状態に復帰させる。

以上説明したとおり、本発明の実施形態によれば、横方向に平行移動している間に船舶１が回転した場合には、船舶１に回転方向とは反対方向に回転するような推進力をかけて船舶１の向きを補正できる。したがって、回転することなく船舶１を平行移動させることができる。
また、舵角を変更して船舶１の方向を補正する際に、２基の船外機３Ｒ，３Ｌの推進力を変更しない。このような構成によれば、船舶１に掛る推進力に変化がないため、船舶１の挙動の急激な変化を防止することができる。したがって、船舶１の挙動を安定させることができる。
さらに、２基の船外機３Ｒ，３Ｌの推進力中心Ｍは、常に船舶１の中心線Ｃ上に位置する。したがって、船舶１の挙動が急激に変化することを防止することができる。したがって、船舶１の挙動を安定させることができる。

次に、本発明の効果の検証結果について、図８（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図８（ａ）は、本発明の実施例にかかる船舶の挙動を模式的に示す図である。図８（ｂ）は、比較例に係る船舶の挙動を模式的に示す図である。図８（ａ）（ｂ）において、破線は船首と船尾の移動軌跡を示し、実線は船舶の中心線を示す。本発明者らは、船首を北に向け、船尾を南に向けた状態で、船舶を東に平行移動させ、船舶の挙動を観察する実験を行った。
図８（ａ）に示すように、本発明の実施例においては、船舶がわずかに左右方向に揺れながら、ほぼ船首を北に向けた姿勢を維持した状態で、東に平行移動した。これに対して、図８（ｂ）に示すように、比較例においては、移動の途中で船舶が右方向に回転を開始し、最終的には、移動開始時から９０°以上回転した。このように、本発明の実施例によれば、船舶の回転を防止しつつ、船舶を横方向に平行移動させることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、前記実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎない。本発明は、前記実施形態によって技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明は、その技術思想またはその主要な特徴から逸脱することなく、さまざまな形で実施することができる。

本発明は、船舶の制御システム、船舶の制御方法、プログラムに有効な技術である。そして、本発明によれば、横方向に平行移動している間に船舶が回転した場合には、船舶に回転方向とは反対方向に回転するような推進力をかけることができる。したがって、船舶の姿勢を補正し、船舶を回転することなく平行移動させることができる。

１：船舶、２：船体、２ａ：トランザム、３Ｒ：右側の船外機、３Ｌ：左側の船外機、４：操船室、５：ヘルム、６：ステアリングハンドル、７：リモコンボックス、８：リモコンレバー、９：ジョイスティックのレバー、１０：ジョイスティック、１１：切替スイッチ、１２：角加速度センサ、２０：ヘルムコントローラ、２１：ＣＰＵ、２２：ＲＯＭ、２３：ＲＡＭ、２４：ＥＥＰＲＯＭ、２５：ＢＣＭ（ボートコントロールモジュール）、２６：アクチュエータドライバ、２７：ステアリングアクチュエータ、２８：ＲＵＤＤＥＲＳＥＮＤＥＲ、２９：ＥＣＭ（エンジンコントロールモジュール）、３０：電気制御式スロットル、３１：シフトアクチュエータ、３３：推進ユニット、１００：操船システム、Ｃ：船舶の中心線、Ｆ：船舶に掛る推進力、Ｇ：移動中心、Ｍ：推進力中心、Ｐ：右側の船外機の推進力、Ｑ：左側の船外機の推進力

Claims

少なくとも２基の船外機を有し船舶を横方向に平行移動させることができる船舶の制御システムであって、
前記２基の船外機の推進力の延長線を前記船舶の中心線上にある移動中心を通過するように操舵するとともに前記２基の船外機のシフト方向を互いに反対にすることによって前記船舶を横方向に平行移動させる制御手段と、
前記船舶が水平方向に回転しているか否かを判定する回転判定手段と、
前記船舶を横方向に平行移動させている間に前記回転判定手段により前記船舶が回転していると判定された場合に、前記２基の船外機の推進力の延長線と前記船舶の中心線の交点を前記移動中心から前後何れかの方向に移動させる補正手段と、
を有することを特徴とする船舶の制御システム。
少なくとも２基の船外機を有し船舶を横方向に平行移動させることができる船舶の制御方法であって、
前記２基の船外機の推進力の延長線を前記船舶の中心線上にある移動中心を通過するように操舵するとともに前記２基の船外機のシフト方向を互いに反対にすることによって前記船舶を横方向に平行移動させるステップと、
前記船舶が水平方向に回転しているか否かを判定するステップと、
前記船舶を横方向に平行移動させている間に前記船舶が回転していると判定された場合に、前記２基の船外機の推進力の延長線と前記船舶の中心線の交点を前記移動中心から前後何れかの方向に移動させるステップと、
を有することを特徴とする船舶の制御方法。
少なくとも２基の船外機を有し船舶を横方向に平行移動させることができる船舶の制御システムのコンピュータに、
前記２基の船外機の推進力の延長線を前記船舶の中心線上にある移動中心を通過するように操舵するとともに前記２基の船外機のシフト方向を互いに反対にすることによって前記船舶を横方向に平行移動させるステップと、
前記船舶が水平方向に回転しているか否かを判定するステップと、
前記船舶を横方向に平行移動させている間に前記船舶が回転していると判定された場合に、前記２基の船外機の推進力の延長線と前記船舶の中心線の交点を前記移動中心から前後何れかの方向に移動させるステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。