船舶用操舵装置及び船舶
【課題】船舶の走行状態に応じて、常に応答性よく、且つ、操作感が良好に転舵できる船舶用転舵装置及び船舶を提供する。
【解決手段】船舶推進装置１２と、船舶推進装置１２の推力を制御する制御手段３３と、電動アクチュエータ２０によって駆動される舵取り装置１６と、操船者により操作され、電動アクチュエータ２０に電気的に接続されたハンドルとを備え、制御手段３３が、ハンドル操作に従った操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、船舶の走行状態を検出する走行状態検出手段と、船外機１２の搭載数等の状態を認識する船外機状態認識手段と、電動モータの状態を検出する電動モータ状態検出手段との少なくとも一つを有し、少なくとも一つの手段からの検知値に基づいて目標推力を演算する推力演算手段と、推力演算手段が演算した目標推力に応じて船舶推進装置１２の推力を制御する推力抑制手段とを備えた。
【解決手段】船舶推進装置１２と、船舶推進装置１２の推力を制御する制御手段３３と、電動アクチュエータ２０によって駆動される舵取り装置１６と、操船者により操作され、電動アクチュエータ２０に電気的に接続されたハンドルとを備え、制御手段３３が、ハンドル操作に従った操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、船舶の走行状態を検出する走行状態検出手段と、船外機１２の搭載数等の状態を認識する船外機状態認識手段と、電動モータの状態を検出する電動モータ状態検出手段との少なくとも一つを有し、少なくとも一つの手段からの検知値に基づいて目標推力を演算する推力演算手段と、推力演算手段が演算した目標推力に応じて船舶推進装置１２の推力を制御する推力抑制手段とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハンドルの操作により電動アクチュエータが駆動されて転舵される船舶用操舵装置と、この操舵装置が設けられた船舶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からこの種の船舶としては、特許文献１に記載されたようなものがある。
【０００３】
すなわち、この特許文献１には、「ハンドル操作により舵取装置の電動アクチュエータが駆動され、ハンドル操作量に対応して操舵されると共に、船に作用する外力が検出され、この検出された外力に基づいてハンドルに対し、反トルクが付与される。従って、操船者は、水流などによって船に加えられる外力をハンドルを通して感じることができ、この外力に対応する船の動きを認識して迅速に対応することができる。」旨記載されている。
【特許文献１】特開２００５−２５４８４８号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来のものにあっては、船に作用する外力に基づいてハンドルに対し、反トルクが付与され、操船者は、水流などによって船に加えられる外力をハンドルを通して感じることができ、この外力に対応する船の動きを認識して迅速に対応することができるようになっているが、船に外力が作用していない状態では、ハンドル操作を軽くできるため、転舵に必要な出力（転舵トルク）が大きい場合に、ハンドル操作速度が速いと、ステアリングモータ（電動アクチュエータ）の出力が追いつかず、結果として操作感が良好でなくなるという問題が発生する。
【０００５】
ちなみに、転舵に必要な転舵トルク特性（必要転舵力特性）は、図１０に示すように、船舶の特性、舵角、操舵速度等により、必要転舵力特性線Ａ１に示す状態から必要転舵力特性線Ａ２に示す状態まで変化する場合があり、かかる場合に、必要転舵力が大きくなるためモータ能力を超えてしまい、応答性を損ない、操作感を悪くする虞がある。
【０００６】
また、モータ特性は、図１１に示すように、温度条件などの環境によって変化し、例えば、高温になると、モータ特性線Ｂ１（図中実線）に示す状態からモータ特性線Ｂ２（図中破線）に示す状態まで変化する場合があり、かかる場合に、モータトルクが小さくなるためモータ特性が必要転舵力を満足せず、応答性を損ない、操作感を悪くする虞がある。
【０００７】
そこで、この発明は、船舶の走行状態に応じて、常に応答性よく、且つ、操作感が良好に転舵できる船舶用転舵装置及び船舶を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を達成するために、請求項１に記載の船舶用操舵装置発明は、船尾に配設される船舶推進装置と、該船舶推進装置の推力を制御する制御手段と、前記船舶推進装置を転舵させるように電動アクチュエータによって駆動される舵取り装置と、操船者により操作され、操作量に応じた駆動信号を前記電動アクチュエータに与えるために前記電動アクチュエータに電気的に接続されたハンドルと、を備えた船舶用操舵装置であって、前記制御手段は、ハンドル操作に従った操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、船舶の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記船舶推進装置の搭載数等の状態を認識する船舶推進装置状態認識手段と、前記電動アクチュエータの状態を検出する電動アクチュエータ状態検出手段との少なくとも一つを有し、該少なくとも一つの手段からの検知値に基づいて目標推力を演算する推力演算手段と、該推力演算手段が演算した目標推力に応じて前記船舶推進装置の推力を抑制する推力抑制手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の船舶用操舵装置は、請求項１に記載の構成に加え、前記操舵状態検出手段には、転舵に必要な転舵力を検出する転舵力検出手段と、舵に作用している負荷を検出する負荷検出手段と、前記ハンドル操作の操作角、操作速度、操作方向を検出する操舵検出手段と、前記ハンドル操作に従って駆動される舵の回転角度、回転速度、回転方向を検出する転舵検出手段と、前記ハンドル操作に従った目標転舵角と検出された実転舵角との偏差を検出する偏差検出手段との少なくとも一つを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の船舶用操舵装置は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記走行状態検出手段には、前記船舶の喫水位置、重量の少なくとも一つを検出する重量検出手段と、前記船舶のトリム角を検出するトリム角検出手段と、前記船舶の速度及び加速度の少なくとも一つを検出する速度検出手段との少なくとも一つを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の船舶用操舵装置は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、前記船舶推進装置状態認識手段には、前記船舶推進装置の搭載数、前記船舶推進装置の船舶に対する搭載位置、前記船舶推進装置に設けられたプロペラの回転方向、プロペラ形状、トリムタブ角度、トリムタブ形状のうちのいずれか１つの情報を記憶した操舵記憶手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の船舶用操舵装置は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加え、前記電動アクチュエータ状態検出手段には、前記電動アクチュエータの温度を検出する温度検出手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の船舶は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の船舶用操舵装置が配設されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１乃至５に記載の船舶用操舵装置によれば、制御手段が操舵状態検出手段、走行状態検出手段、船舶推進装置状態認識手段、及び電動アクチュエータ状態検出手段の少なくとも一つの検知値に基づいて、推力演算手段により目標推力を演算し、その目標推力に応じて推力抑制手段により船舶推進装置の推力を抑制するので、ハンドル操作時に転舵に必要な転舵力を低下させることができる。そのため、転舵に必要な転舵力を電動アクチュエータにより出力可能な範囲に抑えることができ、転舵動作に応答遅れが生じたり、過剰な転舵操作が行われることが防止できる。その結果、船舶の走行状態に応じて、常に応答性よく、且つ、操作感が良好に転舵することが可能である。
【００１５】
また、請求項６に記載の船舶によれば、過剰な出力が得られる電動アクチュエータを用いる必要がなくて効率のよい制御が可能であると共に、良好な操作感を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１乃至図８には、この発明の実施の形態を示す。
【００１８】
まず構成を説明すると、この実施の形態の船舶は、図１に示すように、船体１０の船尾板１１に「船舶推進装置」としての船外機１２がクランプブラケット１３を介して取り付けられ、この船外機１２は、上下方向に沿うスイベル軸（操舵ピボット軸）１４廻りに回転可能となっている。
【００１９】
このスイベル軸１４の上端部には、ステアリングブラケット１５が固定され、このステアリングブラケット１５の前端部１５ａに舵切り装置１６が連結され、この舵切り装置１６が、操船席に配設されたハンドル１７により操作されて駆動されるようになっている。
【００２０】
また、船外機１２の推力を調整するためのリモコン装置１８が操船席に配設されており、リモコン装置１８のレバー１９の操作により船外機１２が駆動されるようになっている。
【００２１】
その舵切り装置１６は、図２に示すように、「電動アクチュエータ」としての例えばＤＤ（Direct Drive）型電動モータ２０を有し、この電動モータ２０が、左右方向に配設されたネジ棒２１に装着され、このネジ棒２１に沿って左右方向に移動するように構成されている。
【００２２】
そのネジ棒２１は、両端部が左右一対の支持部材２２に支持され、これら支持部材２２は、チルト軸２３に支持されている。
【００２３】
そして、その電動モータ２０には、連結ブラケット２４が後方に向けて突設され、この連結ブラケット２４とクランプブラケット１３とが連結ピン２５を介して連結されている。
【００２４】
これにより、電動モータ２０が駆動して、ネジ棒２１に対して左右方向に移動することにより、連結ブラケット２４及びクランプブラケット１３を介して船外機１２が、スイベル軸１４を中心として回動するように構成されている。
【００２５】
一方、ハンドル１７は、図１に示すように、ハンドル軸２６に固定され、このハンドル軸２６の基端部にハンドル制御部２７が設けられ、このハンドル制御部２７には、ハンドル１７の操舵角を検出するハンドル操舵角センサ２８及び、ハンドル１７の操作時にこのハンドル１７に対して所望の反力を付与する反力モータ２９が設けられている。
【００２６】
このハンドル制御装置２７が、信号ケーブル３０を介して「制御手段」としての制御装置（ＥＣＵ）３３に接続され、この制御装置３３が舵切り装置１６の電動モータ２０に接続され、この制御装置３３にハンドル操舵角センサ２８からの信号が入力され、この制御装置３３にて電動モータ２０が制御駆動されると共に、この制御装置３３にて反力モータ２９が制御されるように構成されている。
【００２７】
更に、リモコン装置１８は、ハンドル１７近傍に前後に傾倒可能に装着されており、内部に設けられた位置センサ１９ａにより操作レバー１９の操作量が検出され、操作量が信号ケーブル３１を介して接続された制御装置（ＥＣＵ）３３伝達され、その信号に基づいてエンジン側の制御装置にて船外機１２の推力が制御されるように構成されている。ここでは、スロットル開度、点火時期、燃料噴射量などを調整することにより推力を制御可能とされている。
【００２８】
そして、この制御装置３３には、図４に示すように、ハンドル操作に従った操舵状態を検出する操舵状態検出手段３８と、船舶の走行状態を検出する走行状態検出手段３９と、船外機１２の搭載数等の状態を認識する「船舶推進装置状態認識手段」としての船外機状態認識手段４０と、電動モータ２０の状態を検出する「電動アクチュエータ状態検出手段」としての電動モータ状態検出手段４１とを有している。また、これら手段３８…からの検知値に基づいて、転舵時に作用する電動モータ２０に対する負荷が増加されると判断される時に、船舶推進装置１２の目標推力を小さくするように目標推力を演算する推力演算手段４２と、推力演算手段４２が演算した目標推力に応じて船舶推進装置１２の推力を抑制する推力抑制手段４３とを有している。
【００２９】
その操舵状態検出手段３８には、図３に示すハンドル操作に従った転舵に必要な転舵力を検出する転舵力検出手段４３と、舵に作用している負荷を検出する負荷検出手段４４と、ハンドル操作の操作角、操作速度、操作方向を検出する操舵検出手段４６と、ハンドル操作に従って駆動される船外機１２の回転角度、回転速度、回転方向を検出する転舵検出手段４７と、ハンドル操作に従った目標転舵角と検出された実転舵角との偏差を検出する偏差検出手段４５とが接続されている。その操舵検出手段４６には、操舵角度を検出する前記ハンドル操舵角センサ２８が含まれている。
【００３０】
また、その走行状態検出手段３９には、図３に示す、船舶の喫水位置、重量の少なくとも一つを検出する重量検出手段４８と、船舶のトリム角を検出するトリム角検出手段４９と、船舶の速度及び加速度の少なくとも一つ、船外機１２の推力、船外機１２のエンジン回転数を検出する速度検出手段５０とが接続されている。
【００３１】
さらに、船外機状態認識手段４０には、船外機１２の搭載数、船外機１２の船舶に対する搭載位置、
船外機１２に設けられたプロペラの回転方向、プロペラサイズ、プロペラ形状、トリムタブ角度、トリムタブ形状等の情報を記憶した操舵記憶手段５１が接続されている。勿論、操舵記憶手段５１はＥＣＵ３３に内蔵されていても良い。
【００３２】
さらにまた、電動モータ状態検出手段４１には、電動モータ２０の温度を検出する温度検出手段５２が接続されている。この電動モータ状態検出手段４１には、電動モータ２０の回転数や温度に対する出力トルクのデータや等が記憶されている。
【００３３】
次に、作用について説明する。
【００３４】
まず、操船者にてハンドル１７が回転されると、操舵検出手段４６のハンドル操舵角センサ２８からＥＣＵ３３に信号が送られて、図５中、ステップＳ１０で、目標転舵角が検知され、ステップＳ１１で、目標制御偏差が演算される。
【００３５】
また、ステップＳ１２で、操舵状態検出手段３８により、操舵状態が検知される。操舵状態とは、船外機１２の転舵に必要な転舵力、舵に作用している負荷、
ハンドル操作の操作角、操作速度、操作方向、ハンドル操作に従って駆動される船外機１２の回転角度、回転速度、回転方向、操舵速度、操舵方向、ハンドル操作に従った目標転舵角と検出された実転舵角との偏差等の状態を言う。
【００３６】
その転舵力は転舵力検出手段４３により検出され、船外機１２に作用している負荷は負荷検出手段４４により検出され、ハンドル操作の操作角、操作速度、操作方向は操舵検出手段４６により検出され、ハンドル操作に従って駆動される船外機１２の回転角度、回転速度、回転方向は転舵検出手段４７により検出され、ハンドル操作に従った目標転舵角と検出された実転舵角との偏差は偏差検出手段４５により検出され、これら検知信号が操舵状態検出手段３８に送信されて、操舵状態が検知される。なお、その転舵力は演算にて算出することも可能である。
【００３７】
さらに、ステップＳ１３で、走行状態検出手段３９により、走行状態が検知される。走行状態とは、船舶の喫水位置及び重量の少なくとも一つ、トリム角、速度及び加速度の少なくとも一つ、船外機１２の推力等の状態を言う。
【００３８】
その船舶の喫水位置、重量は重量検出手段４８により検出され、船舶のトリム角はトリム角検出手段４９により検出され、船舶の速度、加速度、船外機１２の推力は速度検出手段５０により検出され、エンジン回転数は船外機１２内の回転数センサーにより検出され、これら検知信号が走行状態検出手段３９に送信されて、走行状態が検知される。
【００３９】
さらにまた、ステップＳ１４で、船外機状態認識手段４０により、船外機１２の状態が認識される。船外機１２の状態とは、船外機１２の搭載数、船外機１２の船舶に対する搭載位置、船外機１２に設けられたプロペラの回転方向、プロペラサイズ、プロペラ形状、トリムタブ角度、トリムタブ形状等の状態を言う。
【００４０】
その船外機１２の搭載数、船外機１２の船舶に対する搭載位置、船外機１２に設けられたプロペラの回転方向、プロペラ形状、トリムタブ角度、トリムタブ形状等の情報は、操舵記憶手段５１に記憶され、この情報が読み出され、この情報が船外機状態認識手段４０に送信されて、船外機１２の状態が認識される。
【００４１】
次いで、ステップＳ１５で、電動モータ状態検出手段４１により、電動モータ２０の状態が検知される。電動モータ２０の状態とは、電動モータ２０の温度や電圧等の状態を言う。
【００４２】
この電動モータ２０の温度は、温度検出手段５２により検出され、この検知信号が電動モータ状態検出手段４１に送信されて、電動モータ２０の状態が検知される。
【００４３】
そして、これら検知値に基づいて、ステップＳ１６で、ＥＣＵ３３のトルク演算手段４２にて船外機１２の推力が演算されると共に、走行状態検出手段３９により検出された走行状態の推力との偏差が演算されて目標推力が設定され、ステップＳ１７で、そのＥＣＵ３３の推力抑制手段４３からその推力演算値の信号が船外機１２に送られて、船外機１２内のエンジンのスロットル開度、点火時期、燃料噴射量などの調整が行われ、ステップ１０に戻る。
【００４４】
これにより、船舶の走行状態等に応じて推力を抑制し、転舵力を低下させることができるため、ハンドル操作に対して転舵動作の急激な変化や、過剰な転舵操作を防止でき、電動モータ２０を常に応答性よく駆動でき、且つ、操船者は操船するに当たり、良好な操作感を得ることができる。
【００４５】
より詳しくは、
【００４６】
（１）転舵状態に応じた船外機１２の推力の制御は、転舵角度が大きい程、及び、転舵速度が速い程、推力を抑制するように制御される。また、プロペラ反力を受ける方向の転舵動作時は、反対方向に転舵する場合より、推力を抑制するように制御される。
【００４７】
すなわち、図６に示すように、推力と転舵力との関係は（ｂ）、（ｃ）に示すように、推力が大きくなると転舵力が大きくなるような関係を示す。この関係では、舵角を大きくすると、転舵方向を加味した推力に対する転舵力は（ｂ）中の実線から破線に示すように大きくなる。ここでは、転舵角を増加しても推力を抑制することで転舵力の増加を抑えることができる。
【００４８】
一方、転舵速度を大きくすると、推力に対する転舵力は（ｃ）中の実線から破線に示すように大きくなる。ここでは、転舵速度を増加しても推力を抑制することで転舵力の増加を抑えることができる。
【００４９】
そのため、図６（ａ）に破線で示すように、舵切り装置１６により転舵可能な転舵力と転舵速度及び舵角との関係を示す転舵能力特性線が存在している状態で、転舵角度及び／又は転舵速度を増加する場合、推力を抑制することなく転舵するときに実線ａで示すように転舵能力特性線の範囲外となるような操作であっても、推力を抑制することにより転舵力を抑制した場合の実線ｂのように変化させることができ、転舵能力特性線の範囲内として転舵応答性を確保することができる。
る。従って、転舵能力特性線が破線に示すように設定されている場合には、図７（ａ）に示すように推力をｄ１からｄ２まで抑制すると、転舵力がｄ１からｄ２まで抑制され、これにより、図７（ｂ）に示すように転舵力が転舵能力特性線の範囲内となる。
【００５０】
その結果、図７（ｃ）に示すように、推力を制御しない従前の状態では、ハンドル１７の操作は、図中破線に示すように時間ｔが小さい場合に操作角（舵角）に達するまでの遅れが生じ易かったが、上述のように推力を抑制することで転舵力を抑制することにより、図中実線に示すように、時間ｔに対する操舵角（舵角）が急激に変化でき、応答遅れを防止することができることとなる。
【００５１】
（２）走行状態に応じた船外機１２の推力の制御は、船舶が高速で航行している時、船舶が重い時、トリムイン状態、加減速時等における走行時には、推力を小さくするように制御される。
新）すなわち、図８に示すように、推力と転舵力との関係は（ｂ）、（ｃ）に示すように、推力が大きくなると転舵力が大きくなるような関係を示す。この関係では、舵角を大きくすると、また、船舶重量、トリム角、船速、加減速度を大きくすると、推力に対する転舵力は（ｂ）中の実線から破線に示すように大きくなるが、これらを増加しても推力を抑制することで転舵力の増加を抑えることができる。
【００５２】
一方、転舵速度を大きくすると、推力に対する転舵力は（ｃ）中の実線から破線に示すように大きくなるが、転舵速度を増加しても推力を抑制することで転舵力の増加を抑えることができる。
【００５３】
そのため、図８（ａ）に破線で示すように、舵切り装置１６により転舵可能な転舵力と転舵速度及び舵角との関係を示す転舵能力特性線が存在している状態で、船舶が高速で航行している時、船舶が重い時、トリムイン状態、加減速時等における走行時に、転舵角度及び／又は転舵速度を増加する場合、推力を抑制することなく転舵するときに実線ａで示すように転舵能力特性線の範囲外となるような操作であっても、推力を抑制することにより転舵力を抑制することにより実線ｂのように変化させることができ、転舵能力特性線の範囲内として転舵応答性を確保することができる。
【００５４】
更に、図９（ａ）に示すように、時間ｔ１からｔ２までの領域のような急加速時、或いは時間ｔ３からｔ４までの領域のような急減速時には、エンジンの回転数が図９（ａ）中の実線で示されるように変化される。そのため、これらの領域においてそのまま転舵するとすれば、転舵力が（ｂ）中の実線のように、加速時及び減速時に急激に増加し、転舵能力特性線の範囲を越える。ところが、図９（ａ）中に破線で示されるようにエンジンの回転数の急激な変化を抑えることで、転舵力が急激に大きくなる部分を（ｂ）中の破線のように小さくできる。従って、転舵能力の範囲範囲を超えないようにすることができる。
【００５５】
（３）船外機１２の状態に応じた船外機１２の推力の制御は、船外機１２の搭載数が多い時、推力を小さくするように制御される。また、船外機１２に設けられたプロペラの回転方向により、一方向にプロペラ反力が発生するが、この反力に抗する方向に転舵するときには、反対側に転舵する場合に比較して船外機１２の推力を小さくする。
【００５６】
船外機１２の搭載位置については、複数の船外機１２を搭載し、実際にはそのうちの一部の船外機１２のみで走行している場合、又は、それぞれの船外機１２のトリム状態が異なる場合（ロワーの水没深さが異なる場合）には、左への転舵と右への転舵の荷重特性が異なる。そのため推力を発生している船外機１２が船舶の幅方向で右側か左側かに応じて、又は、トリム角が小さく、水没深さがより深い船外機１２の搭載位置が船舶の幅方向で左側か右側かに応じて推力を調整する（例えば、水没深さが深い方の船外機１２を搭載している側に転舵した位置から戻す時に推力を小さくする。）
【００５７】
（４）モータ状態に応じた船外機１２の推力の制御は、モータ温度が高くなる程、前述の図１１中破線に示すモータ特性を示すようになるため、トルクが出難くくなることから、電動モータ２０の能力の限界を超えないようにすべく、船外機１２の推力を小さくするようにしている。なお、電動モータ２０を複数用いている場合において、これらの中で駆動できるモータ数が少ない程、船外機１２の推力を小さくして、電動モータ２０の能力の限界を超えないようにしている。
【００５８】
このように、かかる船舶では、船外機１２の転舵は、電動モータ２０で行うようにしているため、ハンドル１７操作を軽くできるが、例えば必要な転舵トルクが大きい場合に、ハンドル１７操作の速度を速くすると、電動モータ２０の出力が追いつかず、転舵動作に応答遅れが生じたりする虞がある。しかし、ここでは、電動モータ２０のモータ特性に応じて、このモータ特性の限度を越えないように、船外機１２の推力を制御して、転舵力を抑制するようにしている。
【００５９】
これにより、ハンドル１７操作により電動モータ２０の出力の範囲内で、船外機１２を転舵できるため、転舵動作に応答遅れが生じることがない。
【００６０】
なお、上記実施の形態では、「船舶推進装置」について船外機１２を適用したが、これに限らず、船内外機でも良いことは勿論である。また、上記実施の形態では、操舵状態検出手段３８、走行状態検出手段３９、船外機状態認識手段４０及び電動モータ状態検出手段４１を有しているが、これら手段の少なくとも一つを備えていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】この発明の実施の形態に係る船舶の平面図である。
【図２】同実施の形態に係る船舶の舵取り装置の拡大平面図である。
【図３】同実施の形態に係る船舶のブロック図である。
【図４】同実施の形態に係るＥＣＵを示すブロック図である。
【図５】同実施の形態に係る推力制御のフローチャート図である。
【図６】同実施の形態に係る転舵状態による推力制御の状態を示すグラフ図である。
【図７】同実施の形態に係る推力制御の効果を示すグラフ図である。
【図８】同実施の形態に係る走行状態に応じた推力制御の状態を示すグラフ図である。
【図９】同実施の形態に係る走行状態での加減速時における特性を示すグラフ図である。
【図１０】転舵トルクと転舵速度との関係を示す必要転舵力特性のグラフ図である。
【図１１】電動モータの発生トルクと回転速度との関係を示すモータ特性のグラフ図である。
【符号の説明】
【００６２】
10 船体
12 船外機（船舶推進装置）
16 舵切り装置
17 ハンドル
20 電動モータ
28 ハンドル操舵角センサ
33 ＥＣＵ（制御装置）
34 速度センサ
35 回転数センサ
38 操舵状態検出手段
39 走行状態検出手段
40 船外機状態認識手段（船舶推進装置状態認識手段）
41 電動モータ状態検出手段（電動アクチュエータ状態検出手段）
42 トルク演算手段
41 推力抑制手段
43 転舵力検出手段
44 負荷検出手段
45 偏差検出手段
46 操舵検出手段
47 転舵検出手段
48 重量検出手段
49 トリム角検出手段
50 速度検出手段
51 操舵記憶手段
52 温度検出手段
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハンドルの操作により電動アクチュエータが駆動されて転舵される船舶用操舵装置と、この操舵装置が設けられた船舶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からこの種の船舶としては、特許文献１に記載されたようなものがある。
【０００３】
すなわち、この特許文献１には、「ハンドル操作により舵取装置の電動アクチュエータが駆動され、ハンドル操作量に対応して操舵されると共に、船に作用する外力が検出され、この検出された外力に基づいてハンドルに対し、反トルクが付与される。従って、操船者は、水流などによって船に加えられる外力をハンドルを通して感じることができ、この外力に対応する船の動きを認識して迅速に対応することができる。」旨記載されている。
【特許文献１】特開２００５−２５４８４８号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来のものにあっては、船に作用する外力に基づいてハンドルに対し、反トルクが付与され、操船者は、水流などによって船に加えられる外力をハンドルを通して感じることができ、この外力に対応する船の動きを認識して迅速に対応することができるようになっているが、船に外力が作用していない状態では、ハンドル操作を軽くできるため、転舵に必要な出力（転舵トルク）が大きい場合に、ハンドル操作速度が速いと、ステアリングモータ（電動アクチュエータ）の出力が追いつかず、結果として操作感が良好でなくなるという問題が発生する。
【０００５】
ちなみに、転舵に必要な転舵トルク特性（必要転舵力特性）は、図１０に示すように、船舶の特性、舵角、操舵速度等により、必要転舵力特性線Ａ１に示す状態から必要転舵力特性線Ａ２に示す状態まで変化する場合があり、かかる場合に、必要転舵力が大きくなるためモータ能力を超えてしまい、応答性を損ない、操作感を悪くする虞がある。
【０００６】
また、モータ特性は、図１１に示すように、温度条件などの環境によって変化し、例えば、高温になると、モータ特性線Ｂ１（図中実線）に示す状態からモータ特性線Ｂ２（図中破線）に示す状態まで変化する場合があり、かかる場合に、モータトルクが小さくなるためモータ特性が必要転舵力を満足せず、応答性を損ない、操作感を悪くする虞がある。
【０００７】
そこで、この発明は、船舶の走行状態に応じて、常に応答性よく、且つ、操作感が良好に転舵できる船舶用転舵装置及び船舶を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を達成するために、請求項１に記載の船舶用操舵装置発明は、船尾に配設される船舶推進装置と、該船舶推進装置の推力を制御する制御手段と、前記船舶推進装置を転舵させるように電動アクチュエータによって駆動される舵取り装置と、操船者により操作され、操作量に応じた駆動信号を前記電動アクチュエータに与えるために前記電動アクチュエータに電気的に接続されたハンドルと、を備えた船舶用操舵装置であって、前記制御手段は、ハンドル操作に従った操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、船舶の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記船舶推進装置の搭載数等の状態を認識する船舶推進装置状態認識手段と、前記電動アクチュエータの状態を検出する電動アクチュエータ状態検出手段との少なくとも一つを有し、該少なくとも一つの手段からの検知値に基づいて目標推力を演算する推力演算手段と、該推力演算手段が演算した目標推力に応じて前記船舶推進装置の推力を抑制する推力抑制手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の船舶用操舵装置は、請求項１に記載の構成に加え、前記操舵状態検出手段には、転舵に必要な転舵力を検出する転舵力検出手段と、舵に作用している負荷を検出する負荷検出手段と、前記ハンドル操作の操作角、操作速度、操作方向を検出する操舵検出手段と、前記ハンドル操作に従って駆動される舵の回転角度、回転速度、回転方向を検出する転舵検出手段と、前記ハンドル操作に従った目標転舵角と検出された実転舵角との偏差を検出する偏差検出手段との少なくとも一つを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の船舶用操舵装置は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記走行状態検出手段には、前記船舶の喫水位置、重量の少なくとも一つを検出する重量検出手段と、前記船舶のトリム角を検出するトリム角検出手段と、前記船舶の速度及び加速度の少なくとも一つを検出する速度検出手段との少なくとも一つを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の船舶用操舵装置は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、前記船舶推進装置状態認識手段には、前記船舶推進装置の搭載数、前記船舶推進装置の船舶に対する搭載位置、前記船舶推進装置に設けられたプロペラの回転方向、プロペラ形状、トリムタブ角度、トリムタブ形状のうちのいずれか１つの情報を記憶した操舵記憶手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の船舶用操舵装置は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加え、前記電動アクチュエータ状態検出手段には、前記電動アクチュエータの温度を検出する温度検出手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の船舶は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の船舶用操舵装置が配設されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１乃至５に記載の船舶用操舵装置によれば、制御手段が操舵状態検出手段、走行状態検出手段、船舶推進装置状態認識手段、及び電動アクチュエータ状態検出手段の少なくとも一つの検知値に基づいて、推力演算手段により目標推力を演算し、その目標推力に応じて推力抑制手段により船舶推進装置の推力を抑制するので、ハンドル操作時に転舵に必要な転舵力を低下させることができる。そのため、転舵に必要な転舵力を電動アクチュエータにより出力可能な範囲に抑えることができ、転舵動作に応答遅れが生じたり、過剰な転舵操作が行われることが防止できる。その結果、船舶の走行状態に応じて、常に応答性よく、且つ、操作感が良好に転舵することが可能である。
【００１５】
また、請求項６に記載の船舶によれば、過剰な出力が得られる電動アクチュエータを用いる必要がなくて効率のよい制御が可能であると共に、良好な操作感を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１乃至図８には、この発明の実施の形態を示す。
【００１８】
まず構成を説明すると、この実施の形態の船舶は、図１に示すように、船体１０の船尾板１１に「船舶推進装置」としての船外機１２がクランプブラケット１３を介して取り付けられ、この船外機１２は、上下方向に沿うスイベル軸（操舵ピボット軸）１４廻りに回転可能となっている。
【００１９】
このスイベル軸１４の上端部には、ステアリングブラケット１５が固定され、このステアリングブラケット１５の前端部１５ａに舵切り装置１６が連結され、この舵切り装置１６が、操船席に配設されたハンドル１７により操作されて駆動されるようになっている。
【００２０】
また、船外機１２の推力を調整するためのリモコン装置１８が操船席に配設されており、リモコン装置１８のレバー１９の操作により船外機１２が駆動されるようになっている。
【００２１】
その舵切り装置１６は、図２に示すように、「電動アクチュエータ」としての例えばＤＤ（Direct Drive）型電動モータ２０を有し、この電動モータ２０が、左右方向に配設されたネジ棒２１に装着され、このネジ棒２１に沿って左右方向に移動するように構成されている。
【００２２】
そのネジ棒２１は、両端部が左右一対の支持部材２２に支持され、これら支持部材２２は、チルト軸２３に支持されている。
【００２３】
そして、その電動モータ２０には、連結ブラケット２４が後方に向けて突設され、この連結ブラケット２４とクランプブラケット１３とが連結ピン２５を介して連結されている。
【００２４】
これにより、電動モータ２０が駆動して、ネジ棒２１に対して左右方向に移動することにより、連結ブラケット２４及びクランプブラケット１３を介して船外機１２が、スイベル軸１４を中心として回動するように構成されている。
【００２５】
一方、ハンドル１７は、図１に示すように、ハンドル軸２６に固定され、このハンドル軸２６の基端部にハンドル制御部２７が設けられ、このハンドル制御部２７には、ハンドル１７の操舵角を検出するハンドル操舵角センサ２８及び、ハンドル１７の操作時にこのハンドル１７に対して所望の反力を付与する反力モータ２９が設けられている。
【００２６】
このハンドル制御装置２７が、信号ケーブル３０を介して「制御手段」としての制御装置（ＥＣＵ）３３に接続され、この制御装置３３が舵切り装置１６の電動モータ２０に接続され、この制御装置３３にハンドル操舵角センサ２８からの信号が入力され、この制御装置３３にて電動モータ２０が制御駆動されると共に、この制御装置３３にて反力モータ２９が制御されるように構成されている。
【００２７】
更に、リモコン装置１８は、ハンドル１７近傍に前後に傾倒可能に装着されており、内部に設けられた位置センサ１９ａにより操作レバー１９の操作量が検出され、操作量が信号ケーブル３１を介して接続された制御装置（ＥＣＵ）３３伝達され、その信号に基づいてエンジン側の制御装置にて船外機１２の推力が制御されるように構成されている。ここでは、スロットル開度、点火時期、燃料噴射量などを調整することにより推力を制御可能とされている。
【００２８】
そして、この制御装置３３には、図４に示すように、ハンドル操作に従った操舵状態を検出する操舵状態検出手段３８と、船舶の走行状態を検出する走行状態検出手段３９と、船外機１２の搭載数等の状態を認識する「船舶推進装置状態認識手段」としての船外機状態認識手段４０と、電動モータ２０の状態を検出する「電動アクチュエータ状態検出手段」としての電動モータ状態検出手段４１とを有している。また、これら手段３８…からの検知値に基づいて、転舵時に作用する電動モータ２０に対する負荷が増加されると判断される時に、船舶推進装置１２の目標推力を小さくするように目標推力を演算する推力演算手段４２と、推力演算手段４２が演算した目標推力に応じて船舶推進装置１２の推力を抑制する推力抑制手段４３とを有している。
【００２９】
その操舵状態検出手段３８には、図３に示すハンドル操作に従った転舵に必要な転舵力を検出する転舵力検出手段４３と、舵に作用している負荷を検出する負荷検出手段４４と、ハンドル操作の操作角、操作速度、操作方向を検出する操舵検出手段４６と、ハンドル操作に従って駆動される船外機１２の回転角度、回転速度、回転方向を検出する転舵検出手段４７と、ハンドル操作に従った目標転舵角と検出された実転舵角との偏差を検出する偏差検出手段４５とが接続されている。その操舵検出手段４６には、操舵角度を検出する前記ハンドル操舵角センサ２８が含まれている。
【００３０】
また、その走行状態検出手段３９には、図３に示す、船舶の喫水位置、重量の少なくとも一つを検出する重量検出手段４８と、船舶のトリム角を検出するトリム角検出手段４９と、船舶の速度及び加速度の少なくとも一つ、船外機１２の推力、船外機１２のエンジン回転数を検出する速度検出手段５０とが接続されている。
【００３１】
さらに、船外機状態認識手段４０には、船外機１２の搭載数、船外機１２の船舶に対する搭載位置、
船外機１２に設けられたプロペラの回転方向、プロペラサイズ、プロペラ形状、トリムタブ角度、トリムタブ形状等の情報を記憶した操舵記憶手段５１が接続されている。勿論、操舵記憶手段５１はＥＣＵ３３に内蔵されていても良い。
【００３２】
さらにまた、電動モータ状態検出手段４１には、電動モータ２０の温度を検出する温度検出手段５２が接続されている。この電動モータ状態検出手段４１には、電動モータ２０の回転数や温度に対する出力トルクのデータや等が記憶されている。
【００３３】
次に、作用について説明する。
【００３４】
まず、操船者にてハンドル１７が回転されると、操舵検出手段４６のハンドル操舵角センサ２８からＥＣＵ３３に信号が送られて、図５中、ステップＳ１０で、目標転舵角が検知され、ステップＳ１１で、目標制御偏差が演算される。
【００３５】
また、ステップＳ１２で、操舵状態検出手段３８により、操舵状態が検知される。操舵状態とは、船外機１２の転舵に必要な転舵力、舵に作用している負荷、
ハンドル操作の操作角、操作速度、操作方向、ハンドル操作に従って駆動される船外機１２の回転角度、回転速度、回転方向、操舵速度、操舵方向、ハンドル操作に従った目標転舵角と検出された実転舵角との偏差等の状態を言う。
【００３６】
その転舵力は転舵力検出手段４３により検出され、船外機１２に作用している負荷は負荷検出手段４４により検出され、ハンドル操作の操作角、操作速度、操作方向は操舵検出手段４６により検出され、ハンドル操作に従って駆動される船外機１２の回転角度、回転速度、回転方向は転舵検出手段４７により検出され、ハンドル操作に従った目標転舵角と検出された実転舵角との偏差は偏差検出手段４５により検出され、これら検知信号が操舵状態検出手段３８に送信されて、操舵状態が検知される。なお、その転舵力は演算にて算出することも可能である。
【００３７】
さらに、ステップＳ１３で、走行状態検出手段３９により、走行状態が検知される。走行状態とは、船舶の喫水位置及び重量の少なくとも一つ、トリム角、速度及び加速度の少なくとも一つ、船外機１２の推力等の状態を言う。
【００３８】
その船舶の喫水位置、重量は重量検出手段４８により検出され、船舶のトリム角はトリム角検出手段４９により検出され、船舶の速度、加速度、船外機１２の推力は速度検出手段５０により検出され、エンジン回転数は船外機１２内の回転数センサーにより検出され、これら検知信号が走行状態検出手段３９に送信されて、走行状態が検知される。
【００３９】
さらにまた、ステップＳ１４で、船外機状態認識手段４０により、船外機１２の状態が認識される。船外機１２の状態とは、船外機１２の搭載数、船外機１２の船舶に対する搭載位置、船外機１２に設けられたプロペラの回転方向、プロペラサイズ、プロペラ形状、トリムタブ角度、トリムタブ形状等の状態を言う。
【００４０】
その船外機１２の搭載数、船外機１２の船舶に対する搭載位置、船外機１２に設けられたプロペラの回転方向、プロペラ形状、トリムタブ角度、トリムタブ形状等の情報は、操舵記憶手段５１に記憶され、この情報が読み出され、この情報が船外機状態認識手段４０に送信されて、船外機１２の状態が認識される。
【００４１】
次いで、ステップＳ１５で、電動モータ状態検出手段４１により、電動モータ２０の状態が検知される。電動モータ２０の状態とは、電動モータ２０の温度や電圧等の状態を言う。
【００４２】
この電動モータ２０の温度は、温度検出手段５２により検出され、この検知信号が電動モータ状態検出手段４１に送信されて、電動モータ２０の状態が検知される。
【００４３】
そして、これら検知値に基づいて、ステップＳ１６で、ＥＣＵ３３のトルク演算手段４２にて船外機１２の推力が演算されると共に、走行状態検出手段３９により検出された走行状態の推力との偏差が演算されて目標推力が設定され、ステップＳ１７で、そのＥＣＵ３３の推力抑制手段４３からその推力演算値の信号が船外機１２に送られて、船外機１２内のエンジンのスロットル開度、点火時期、燃料噴射量などの調整が行われ、ステップ１０に戻る。
【００４４】
これにより、船舶の走行状態等に応じて推力を抑制し、転舵力を低下させることができるため、ハンドル操作に対して転舵動作の急激な変化や、過剰な転舵操作を防止でき、電動モータ２０を常に応答性よく駆動でき、且つ、操船者は操船するに当たり、良好な操作感を得ることができる。
【００４５】
より詳しくは、
【００４６】
（１）転舵状態に応じた船外機１２の推力の制御は、転舵角度が大きい程、及び、転舵速度が速い程、推力を抑制するように制御される。また、プロペラ反力を受ける方向の転舵動作時は、反対方向に転舵する場合より、推力を抑制するように制御される。
【００４７】
すなわち、図６に示すように、推力と転舵力との関係は（ｂ）、（ｃ）に示すように、推力が大きくなると転舵力が大きくなるような関係を示す。この関係では、舵角を大きくすると、転舵方向を加味した推力に対する転舵力は（ｂ）中の実線から破線に示すように大きくなる。ここでは、転舵角を増加しても推力を抑制することで転舵力の増加を抑えることができる。
【００４８】
一方、転舵速度を大きくすると、推力に対する転舵力は（ｃ）中の実線から破線に示すように大きくなる。ここでは、転舵速度を増加しても推力を抑制することで転舵力の増加を抑えることができる。
【００４９】
そのため、図６（ａ）に破線で示すように、舵切り装置１６により転舵可能な転舵力と転舵速度及び舵角との関係を示す転舵能力特性線が存在している状態で、転舵角度及び／又は転舵速度を増加する場合、推力を抑制することなく転舵するときに実線ａで示すように転舵能力特性線の範囲外となるような操作であっても、推力を抑制することにより転舵力を抑制した場合の実線ｂのように変化させることができ、転舵能力特性線の範囲内として転舵応答性を確保することができる。
る。従って、転舵能力特性線が破線に示すように設定されている場合には、図７（ａ）に示すように推力をｄ１からｄ２まで抑制すると、転舵力がｄ１からｄ２まで抑制され、これにより、図７（ｂ）に示すように転舵力が転舵能力特性線の範囲内となる。
【００５０】
その結果、図７（ｃ）に示すように、推力を制御しない従前の状態では、ハンドル１７の操作は、図中破線に示すように時間ｔが小さい場合に操作角（舵角）に達するまでの遅れが生じ易かったが、上述のように推力を抑制することで転舵力を抑制することにより、図中実線に示すように、時間ｔに対する操舵角（舵角）が急激に変化でき、応答遅れを防止することができることとなる。
【００５１】
（２）走行状態に応じた船外機１２の推力の制御は、船舶が高速で航行している時、船舶が重い時、トリムイン状態、加減速時等における走行時には、推力を小さくするように制御される。
新）すなわち、図８に示すように、推力と転舵力との関係は（ｂ）、（ｃ）に示すように、推力が大きくなると転舵力が大きくなるような関係を示す。この関係では、舵角を大きくすると、また、船舶重量、トリム角、船速、加減速度を大きくすると、推力に対する転舵力は（ｂ）中の実線から破線に示すように大きくなるが、これらを増加しても推力を抑制することで転舵力の増加を抑えることができる。
【００５２】
一方、転舵速度を大きくすると、推力に対する転舵力は（ｃ）中の実線から破線に示すように大きくなるが、転舵速度を増加しても推力を抑制することで転舵力の増加を抑えることができる。
【００５３】
そのため、図８（ａ）に破線で示すように、舵切り装置１６により転舵可能な転舵力と転舵速度及び舵角との関係を示す転舵能力特性線が存在している状態で、船舶が高速で航行している時、船舶が重い時、トリムイン状態、加減速時等における走行時に、転舵角度及び／又は転舵速度を増加する場合、推力を抑制することなく転舵するときに実線ａで示すように転舵能力特性線の範囲外となるような操作であっても、推力を抑制することにより転舵力を抑制することにより実線ｂのように変化させることができ、転舵能力特性線の範囲内として転舵応答性を確保することができる。
【００５４】
更に、図９（ａ）に示すように、時間ｔ１からｔ２までの領域のような急加速時、或いは時間ｔ３からｔ４までの領域のような急減速時には、エンジンの回転数が図９（ａ）中の実線で示されるように変化される。そのため、これらの領域においてそのまま転舵するとすれば、転舵力が（ｂ）中の実線のように、加速時及び減速時に急激に増加し、転舵能力特性線の範囲を越える。ところが、図９（ａ）中に破線で示されるようにエンジンの回転数の急激な変化を抑えることで、転舵力が急激に大きくなる部分を（ｂ）中の破線のように小さくできる。従って、転舵能力の範囲範囲を超えないようにすることができる。
【００５５】
（３）船外機１２の状態に応じた船外機１２の推力の制御は、船外機１２の搭載数が多い時、推力を小さくするように制御される。また、船外機１２に設けられたプロペラの回転方向により、一方向にプロペラ反力が発生するが、この反力に抗する方向に転舵するときには、反対側に転舵する場合に比較して船外機１２の推力を小さくする。
【００５６】
船外機１２の搭載位置については、複数の船外機１２を搭載し、実際にはそのうちの一部の船外機１２のみで走行している場合、又は、それぞれの船外機１２のトリム状態が異なる場合（ロワーの水没深さが異なる場合）には、左への転舵と右への転舵の荷重特性が異なる。そのため推力を発生している船外機１２が船舶の幅方向で右側か左側かに応じて、又は、トリム角が小さく、水没深さがより深い船外機１２の搭載位置が船舶の幅方向で左側か右側かに応じて推力を調整する（例えば、水没深さが深い方の船外機１２を搭載している側に転舵した位置から戻す時に推力を小さくする。）
【００５７】
（４）モータ状態に応じた船外機１２の推力の制御は、モータ温度が高くなる程、前述の図１１中破線に示すモータ特性を示すようになるため、トルクが出難くくなることから、電動モータ２０の能力の限界を超えないようにすべく、船外機１２の推力を小さくするようにしている。なお、電動モータ２０を複数用いている場合において、これらの中で駆動できるモータ数が少ない程、船外機１２の推力を小さくして、電動モータ２０の能力の限界を超えないようにしている。
【００５８】
このように、かかる船舶では、船外機１２の転舵は、電動モータ２０で行うようにしているため、ハンドル１７操作を軽くできるが、例えば必要な転舵トルクが大きい場合に、ハンドル１７操作の速度を速くすると、電動モータ２０の出力が追いつかず、転舵動作に応答遅れが生じたりする虞がある。しかし、ここでは、電動モータ２０のモータ特性に応じて、このモータ特性の限度を越えないように、船外機１２の推力を制御して、転舵力を抑制するようにしている。
【００５９】
これにより、ハンドル１７操作により電動モータ２０の出力の範囲内で、船外機１２を転舵できるため、転舵動作に応答遅れが生じることがない。
【００６０】
なお、上記実施の形態では、「船舶推進装置」について船外機１２を適用したが、これに限らず、船内外機でも良いことは勿論である。また、上記実施の形態では、操舵状態検出手段３８、走行状態検出手段３９、船外機状態認識手段４０及び電動モータ状態検出手段４１を有しているが、これら手段の少なくとも一つを備えていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】この発明の実施の形態に係る船舶の平面図である。
【図２】同実施の形態に係る船舶の舵取り装置の拡大平面図である。
【図３】同実施の形態に係る船舶のブロック図である。
【図４】同実施の形態に係るＥＣＵを示すブロック図である。
【図５】同実施の形態に係る推力制御のフローチャート図である。
【図６】同実施の形態に係る転舵状態による推力制御の状態を示すグラフ図である。
【図７】同実施の形態に係る推力制御の効果を示すグラフ図である。
【図８】同実施の形態に係る走行状態に応じた推力制御の状態を示すグラフ図である。
【図９】同実施の形態に係る走行状態での加減速時における特性を示すグラフ図である。
【図１０】転舵トルクと転舵速度との関係を示す必要転舵力特性のグラフ図である。
【図１１】電動モータの発生トルクと回転速度との関係を示すモータ特性のグラフ図である。
【符号の説明】
【００６２】
10 船体
12 船外機（船舶推進装置）
16 舵切り装置
17 ハンドル
20 電動モータ
28 ハンドル操舵角センサ
33 ＥＣＵ（制御装置）
34 速度センサ
35 回転数センサ
38 操舵状態検出手段
39 走行状態検出手段
40 船外機状態認識手段（船舶推進装置状態認識手段）
41 電動モータ状態検出手段（電動アクチュエータ状態検出手段）
42 トルク演算手段
41 推力抑制手段
43 転舵力検出手段
44 負荷検出手段
45 偏差検出手段
46 操舵検出手段
47 転舵検出手段
48 重量検出手段
49 トリム角検出手段
50 速度検出手段
51 操舵記憶手段
52 温度検出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船尾に配設される船舶推進装置と、該船舶推進装置の推力を制御する制御手段と、前記船舶推進装置を転舵させるように電動アクチュエータによって駆動される舵取り装置と、操船者により操作され、操作量に応じた駆動信号を前記電動アクチュエータに与えるために前記電動アクチュエータに電気的に接続されたハンドルと、を備えた船舶用操舵装置であって、
前記制御手段は、
ハンドル操作に従った操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、船舶の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記船舶推進装置の搭載数等の状態を認識する船舶推進装置状態認識手段と、前記電動アクチュエータの状態を検出する電動アクチュエータ状態検出手段との少なくとも一つを有し、
該少なくとも一つの手段からの検知値に基づいて目標推力を演算する推力演算手段と、
該推力演算手段が演算した目標推力に応じて前記船舶推進装置の推力を抑制する推力抑制手段と、を備えたことを特徴とする船舶用操舵装置。
【請求項２】
前記操舵状態検出手段には、
転舵に必要な転舵力を検出する転舵力検出手段と、舵に作用している負荷を検出する負荷検出手段と、前記ハンドル操作の操作角、操作速度、操作方向を検出する操舵検出手段と、前記ハンドル操作に従って駆動される舵の回転角度、回転速度、回転方向を検出する転舵検出手段と、前記ハンドル操作に従った目標転舵角と検出された実転舵角との偏差を検出する偏差検出手段との少なくとも一つを備えることを特徴とする請求項１に記載の船舶用操舵装置。
【請求項３】
前記走行状態検出手段には、
前記船舶の喫水位置、重量の少なくとも一つを検出する重量検出手段と、前記船舶のトリム角を検出するトリム角検出手段と、前記船舶の速度及び加速度の少なくとも一つを検出する速度検出手段との少なくとも一つを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶用操舵装置。
【請求項４】
前記船舶推進装置状態認識手段には、
前記船舶推進装置の搭載数、前記船舶推進装置の船舶に対する搭載位置、前記船舶推進装置に設けられたプロペラの回転方向、プロペラ形状、トリムタブ角度、トリムタブ形状のうちのいずれか１つの情報を記憶した操舵記憶手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の船舶用操舵装置。
【請求項５】
前記電動アクチュエータ状態検出手段には、前記電動アクチュエータの温度を検出する温度検出手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の船舶用操舵装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一つに記載の船舶用操舵装置が配設されたことを特徴とする船舶。
【請求項１】
船尾に配設される船舶推進装置と、該船舶推進装置の推力を制御する制御手段と、前記船舶推進装置を転舵させるように電動アクチュエータによって駆動される舵取り装置と、操船者により操作され、操作量に応じた駆動信号を前記電動アクチュエータに与えるために前記電動アクチュエータに電気的に接続されたハンドルと、を備えた船舶用操舵装置であって、
前記制御手段は、
ハンドル操作に従った操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、船舶の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記船舶推進装置の搭載数等の状態を認識する船舶推進装置状態認識手段と、前記電動アクチュエータの状態を検出する電動アクチュエータ状態検出手段との少なくとも一つを有し、
該少なくとも一つの手段からの検知値に基づいて目標推力を演算する推力演算手段と、
該推力演算手段が演算した目標推力に応じて前記船舶推進装置の推力を抑制する推力抑制手段と、を備えたことを特徴とする船舶用操舵装置。
【請求項２】
前記操舵状態検出手段には、
転舵に必要な転舵力を検出する転舵力検出手段と、舵に作用している負荷を検出する負荷検出手段と、前記ハンドル操作の操作角、操作速度、操作方向を検出する操舵検出手段と、前記ハンドル操作に従って駆動される舵の回転角度、回転速度、回転方向を検出する転舵検出手段と、前記ハンドル操作に従った目標転舵角と検出された実転舵角との偏差を検出する偏差検出手段との少なくとも一つを備えることを特徴とする請求項１に記載の船舶用操舵装置。
【請求項３】
前記走行状態検出手段には、
前記船舶の喫水位置、重量の少なくとも一つを検出する重量検出手段と、前記船舶のトリム角を検出するトリム角検出手段と、前記船舶の速度及び加速度の少なくとも一つを検出する速度検出手段との少なくとも一つを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶用操舵装置。
【請求項４】
前記船舶推進装置状態認識手段には、
前記船舶推進装置の搭載数、前記船舶推進装置の船舶に対する搭載位置、前記船舶推進装置に設けられたプロペラの回転方向、プロペラ形状、トリムタブ角度、トリムタブ形状のうちのいずれか１つの情報を記憶した操舵記憶手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の船舶用操舵装置。
【請求項５】
前記電動アクチュエータ状態検出手段には、前記電動アクチュエータの温度を検出する温度検出手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の船舶用操舵装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一つに記載の船舶用操舵装置が配設されたことを特徴とする船舶。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１２６７７１（Ｐ２００８−１２６７７１Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１２１５７（Ｐ２００６−３１２１５７）
【出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【出願人】（０００１７６２１３）ヤマハマリン株式会社 (256)
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【出願人】（０００１７６２１３）ヤマハマリン株式会社 (256)
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