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技術 船舶上の推進装置のトリム位置を制御するシステムおよび方法

出願人 ブランスウィックコーポレイション
発明者 スティヴンエム.アンシューツ
出願日 2017年7月12日 (2年0ヶ月経過) 出願番号 2017-136422
公開日 2018年3月1日 (1年4ヶ月経過) 公開番号 2018-030575
状態 特許登録済
技術分野 船舶の推進
主要キーワード 外側装置 合計角度 曲線関係 二次元ルックアップテーブル 空圧式アクチュエータ フィードフォワード制御システム 接地ワイヤ 制限面
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (14)

課題

船舶上の2つまたは複数の推進装置トリム位置を制御する方法を提供する。

解決手段

2つまたは複数の推進装置に関する稼働中のトリム位置を受信する段階と、操舵入力値または船舶のロール角度のうち少なくとも1つを受信する段階と、を含む。少なくとも2つの推進装置の各々に関する調節されたトリム位置は、稼働中のトリム位置と、操舵入力値または船舶のロール角度と、に基づいて次に決定される。推進装置の各々に関するトリムアクチュエータは、そのそれぞれの調節されたトリム位置に向けて各推進装置を動かすように、次に動作させられる。

概要

背景

参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第6,322,404号明細書は、ホール効果回転位置センサ船舶用推進システム枢動可能部材に装着されることと、回転位置センサの回転可能部分が船舶用推進システムの駆動構造に取り付けられることと、を開示する。ジンバルリングなどの枢動可能部材と、船舶用推進システムの船外駆動部分などの駆動構造との間の相対的な動きが、回転位置センサの回転可能部分と固定部分との間に相対的な動きを生じさせる。結果として、駆動構造と枢動可能部材との間の角度位置を表す信号が提供され得る。

参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第7,156,709号明細書は、較正手順により、船舶用推進装置を現在の特定の指標によってオペレータ船舶に対して回転させるときに、傾斜の最大上限の自動的な決定および格納が可能になることを開示する。その指標は、較正手順がトリム上限との関連で行われている旨をマイクロプロセッサに知らせる、接地された回路点となり得る。接地ワイヤが回路点から除去された、または切り離されたとき、マイクロプロセッサは、較正プロセスが完了したことを知る。船外モータまたは船舶用推進装置の上方向への回転中に、船外モータの角度位置と、トリムセンサからの信号の変化の方向と、の両方が格納される。

参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第7,416,456号明細書は、水中で動作する自動トリム制御システムが、その水に対する船舶の速度の関数として、船舶用推進装置のトリム角度を変化させることを開示する。トリム角度の変更は、最小および最大の速度閾値として作用する第1および第2の速度の大きさの間で生ずる。

参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第8,011,982号明細書は、船外モータのための支持システムが、船外モータの底部に取り付けられる被制限部材と、支持構造に取り付けられる制限部材であって、支持構造は次に船舶のトランサムに取り付けられる、制限部材と、を提供することを開示する。船外モータにかかる力が、左舷または右舷方向のいずれかへの予め定められた制限よりも大きい大きさで、船外モータの下部を動かすとき、被制限部材は、互いに接触するよう動く制限面と被制限面との間の間隙によって画定される、予め選択された大きさよりも大きい大きさで右舷または左舷方向に動くことを防止される。高速での動作中の過剰な横方向の動きを制限しながら、低い動作速度での船外モータのわずかな振動を可能にするよう、制限面と被制限面との間に予め選択された間隙の寸法が定められる。

参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第8,457,820号明細書は、ポーポイジングにさらされる船舶の動作を制御することによる方法が提供されることを開示する。方法は、船舶のポーポイジングを示す船舶の動作特性感知する段階と、船舶のポーポイジングを示す船舶の動作特性を表す応答によって、動作特性の感知に応答する段階と、を含む。

参照によって本明細書に組み込まれる、2015年10月2日に出願され、本願の出願人に譲渡された未公開米国特許出願第14/873,803号明細書は、本明細書に開示された、船舶に対するトリム可能なドライブユニットの位置を制御するシステムおよび方法を開示する。コントローラは、またはエンジン速度の関数として目標トリム位置を決定する。実際のトリム位置が測定されて、目標トリム位置と比較される。実際のトリム位置が目標トリム位置に等しくなく、以下のうち少なくとも1つが真である場合、コントローラはトリムアクチュエータ制御信号送り、目標トリム位置に向けてドライブユニットをトリムする。ドライブユニットをトリムするよう前の制御信号がトリムアクチュエータに送られて以来、所定の滞留時間が経過した。目標トリム位置に到達する試みにおいて、所与の数の前の制御信号が上回らなかった。目標トリム位置と実際のトリム位置との間の差が所与のデッドバンド外れている。

参照によって本明細書に組み込まれる、2016年1月21日に出願され、本願の出願人に譲渡された未公開米国特許出願第15/003,326号明細書は、船舶上のトリムシステムを制御する方法が、トリム可能な船舶装置の実際のトリム位置をコントローラにおいて受信する段階と、コントローラを用いて実際のトリム位置を目標トリム位置と比較することによってトリム位置誤差を決定する段階と、を含むことを開示する。方法は、船舶の加速度を決定する段階を、また含む。トリム位置誤差が第1の誤差閾値を超え、加速度の大きさが所与の加速度閾値を超える旨の決定に応答して、コントローラは船舶装置に目標トリム位置へ向かうよう指示する。トリム位置誤差が第1の誤差閾値を超え、加速度が所与の加速度閾値を超えない旨の決定に応答して、コントローラは船舶装置に、目標トリム位置とは異なる設定トリム位置へ向かうよう指示する。関連するシステムがまた開示される。

参照によって本明細書に組み込まれる、2016年1月21日に出願され、本願の出願人に譲渡された未公開米国特許出願第15/003,335号明細書は、船舶上のトリムシステムを制御する方法が、トリム可能な船舶装置の実際のトリム位置をコントローラにおいて受信する段階と、実際のトリム位置をコントローラによる目標トリム位置と比較することによってトリム位置誤差の大きさを決定する段階と、を含むことを開示する。方法は、船舶の加速度の大きさを決定する段階をまた含む。コントローラは、船舶装置に結合され、および、トリム位置誤差の大きさと加速度の大きさとに基づいて船舶に対して船舶装置を回転させる、トリムアクチュエータの起動時間を決定する。コントローラは、目標トリム位置に向けて船舶装置を回転させるようトリムアクチュエータを起動する制御信号を、次に送る。方法は、起動時間が一旦過ぎると制御信号を中断してトリムアクチュエータを停止する段階を含む。対応するシステムがまた開示される。

概要

船舶上の2つまたは複数の推進装置のトリム位置を制御する方法を提供する。2つまたは複数の推進装置に関する稼働中のトリム位置を受信する段階と、操舵入力値または船舶のロール角度のうち少なくとも1つを受信する段階と、を含む。少なくとも2つの推進装置の各々に関する調節されたトリム位置は、稼働中のトリム位置と、操舵入力値または船舶のロール角度と、に基づいて次に決定される。推進装置の各々に関するトリムアクチュエータは、そのそれぞれの調節されたトリム位置に向けて各推進装置を動かすように、次に動作させられる。

目的

参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第8,011,982号明細書は、船外モータのための支持システムが、船外モータの底部に取り付けられる被制限部材と、支持構造に取り付けられる制限部材であって、支持構造は次に船舶のトランサムに取り付けられる、制限部材と、を提供する

効果

実績

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請求項1

船舶上の2つまたは複数の推進装置トリム位置を制御する方法であって、前記2つまたは複数の推進装置に関する稼働中のトリム位置を受信する段階と、操舵入力値または前記船舶のロール角度のうち少なくとも一方を受信する段階と、少なくとも2つの推進装置の各々に関する調節されたトリム位置を、前記稼働中のトリム位置および前記操舵入力値または前記船舶の前記ロール角度に基づいて決定する段階と、各推進装置をそのそれぞれの調節されたトリム位置に向けて動かすよう、トリムアクチュエータを動作させる段階と、を備える、方法。

請求項2

前記少なくとも2つの推進装置のうちの各1つに関する前記調節されたトリム位置が異なる、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記操舵入力値が中心位置に対しての操舵輪の角度位置である、請求項1または2に記載の方法。

請求項4

前記少なくとも2つの推進装置のうちの第1の推進装置に関する前記調節されたトリム位置が前記稼働中のトリム位置よりも小さく、前記少なくとも2つの推進装置のうちの第2の推進装置に関する前記調節されたトリム位置が前記稼働中のトリム位置よりも大きいかまたはそれに等しい、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。

請求項5

前記船舶が左舷外側推進装置、左舷内側推進装置、右舷内側推進装置、および右舷外側推進装置を有し、前記方法はさらに、前記左舷外側推進装置に関する第1の調節されたトリム位置、前記左舷内側推進装置に関する第2の調節されたトリム位置、前記右舷内側推進装置に関する第3の調節されたトリム位置、および、前記右舷外側推進装置に関する第4の調節されたトリム位置を決定する段階を備え、前記第1の調節されたトリム位置、前記第2の調節されたトリム位置、前記第3の調節されたトリム位置、および前記第4の調節されたトリム位置のうち2つが前記稼働中のトリム位置よりも小さく、前記第1の調節されたトリム位置、前記第2の調節されたトリム位置、前記第3の調節されたトリム位置、および前記第4の調節されたトリム位置のうち残りの2つが前記稼働中のトリム位置よりも大きいかまたはそれに等しい、請求項4に記載の方法。

請求項6

前記調節されたトリム位置を決定する段階の前に、前記操舵入力値の大きさが操舵入力閾値よりも大きいこと、または、前記ロール角度の大きさがロール角度閾値よりも大きいことを決定する段階をさらに備える、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。

請求項7

前記少なくとも2つの推進装置の各々に関する前記調節されたトリム位置を決定する段階は、前記操舵入力値または前記ロール角度のいずれかに基づいてトリム調節値ルックアップテーブルにアクセスする段階を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。

請求項8

前記稼働中のトリム位置が船速およびエンジン速度のうち少なくとも一方に基づいてコントローラによって決定される、請求項7に記載の方法。

請求項9

エンジン速度または船速を受信する段階と、前記船速または前記エンジン速度に基づいて乗算値を決定する段階と、前記ルックアップテーブルからの前記トリム調節値に前記乗算値を乗算して前記調節されたトリム位置を決定する段階と、をさらに備える、請求項7または8に記載の方法。

請求項10

前記船速または前記エンジン速度が下側速度閾値よりも小さいか上側速度閾値よりも大きいとき、前記乗算値が前記稼働中のトリム位置と前記調節されたトリム位置の間の差を最小化する、請求項9に記載の方法。

請求項11

船舶上の2つまたは複数の推進装置のトリム位置を制御するシステムであって、それぞれのトリムアクチュエータが少なくとも2つの推進装置のうちの1つのトリム位置を調節する、少なくとも2つのトリムアクチュエータと、操舵入力値または前記船舶のロール角度を受信し、前記少なくとも2つの推進装置の各々に関する調節されたトリム位置を、稼働中のトリム位置および前記操舵入力値または前記船舶の前記ロール角度に基づいて決定し、前記少なくとも2つの推進装置の各々を、そのそれぞれの調節されたトリム位置に向けて動かすよう、前記トリムアクチュエータを制御するコントローラと、を備えるシステム。

請求項12

前記少なくとも2つの推進装置のうちの各1つに関する前記調節されたトリム位置が、前記少なくとも2つの推進装置のうち他方のものと異なる、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、前記操舵入力値を受信し、前記操舵入力値は、操舵位置センサによって測定される中心位置に対する操舵輪の角度位置である、請求項11または12に記載のシステム。

請求項14

前記少なくとも2つの推進装置のうちの第1の推進装置に関する前記調節されたトリム位置は前記稼働中のトリム位置よりも小さく、前記少なくとも2つの推進装置のうちの第2の推進装置に関する前記調節されたトリム位置は前記稼働中のトリム位置よりも大きいかまたはそれに等しい、請求項11から13のいずれか一項に記載のシステム。

請求項15

前記船舶が、左舷外側推進装置、左舷内側推進装置、右舷内側推進装置、および右舷外側推進装置を有し、前記コントローラが、前記左舷外側推進装置に関する第1の調節されたトリム位置、前記左舷内側推進装置に関する第2の調節されたトリム位置、前記右舷内側推進装置に関する第3の調節されたトリム位置、および前記右舷外側推進装置に関する第4の調節されたトリム位置を決定し、前記第1の調節されたトリム位置、前記第2の調節されたトリム位置、前記第3の調節されたトリム位置、および前記第4の調節されたトリム位置のうち2つは前記稼働中のトリム位置よりも小さく、前記第1の調節されたトリム位置、前記第2の調節されたトリム位置、前記第3の調節されたトリム位置、および前記第4の調節されたトリム位置のうち残りの2つは前記稼働中のトリム位置よりも大きいかまたはそれに等しい、請求項13または14に記載のシステム。

請求項16

前記コントローラがさらに、前記調節されたトリム位置を決定する前に、前記操舵入力値の大きさが操舵入力閾値よりも大きいこと、または、前記ロール角度の大きさがロール角度閾値よりも大きいことを決定する、請求項15に記載のシステム。

請求項17

前記少なくとも2つの推進装置の各々に関する前記調節されたトリム位置を決定するための、前記コントローラによってアクセス可能なルックアップテーブルをさらに備え、前記ルックアップテーブルは、前記操舵入力値または前記ロール角度のいずれかに基づくトリム調節値をリスト化する、請求項11から16のいずれか一項に記載のシステム。

請求項18

前記コントローラが船速およびエンジン速度のうち少なくとも一方に基づいて前記稼働中のトリム位置を決定する、請求項17に記載のシステム。

請求項19

前記コントローラがさらに、エンジン速度または船速を受信し、前記船速または前記エンジン速度に基づいて乗算値を決定し、前記ルックアップテーブルからの前記トリム調節値に前記乗算値を乗算して、前記少なくとも2つの推進装置の各々に関する前記調節されたトリム位置を決定する、請求項17または18に記載のシステム。

請求項20

前記乗算値は、前記船速または前記エンジン速度が下側速度閾値よりも小さいか、または上側速度閾値よりも大きいとき、前記稼働中のトリム位置と前記調節されたトリム位置との間の差を最小化する、請求項19に記載のシステム。

技術分野

0001

本開示は、船舶トランサムに対するトリム可能な推進装置のトリム位置を制御するシステムおよび方法に関する。

背景技術

0002

参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第6,322,404号明細書は、ホール効果回転位置センサ船舶用推進システム枢動可能部材に装着されることと、回転位置センサの回転可能部分が船舶用推進システムの駆動構造に取り付けられることと、を開示する。ジンバルリングなどの枢動可能部材と、船舶用推進システムの船外駆動部分などの駆動構造との間の相対的な動きが、回転位置センサの回転可能部分と固定部分との間に相対的な動きを生じさせる。結果として、駆動構造と枢動可能部材との間の角度位置を表す信号が提供され得る。

0003

参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第7,156,709号明細書は、較正手順により、船舶用推進装置を現在の特定の指標によってオペレータが船舶に対して回転させるときに、傾斜の最大上限の自動的な決定および格納が可能になることを開示する。その指標は、較正手順がトリム上限との関連で行われている旨をマイクロプロセッサに知らせる、接地された回路点となり得る。接地ワイヤが回路点から除去された、または切り離されたとき、マイクロプロセッサは、較正プロセスが完了したことを知る。船外モータまたは船舶用推進装置の上方向への回転中に、船外モータの角度位置と、トリムセンサからの信号の変化の方向と、の両方が格納される。

0004

参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第7,416,456号明細書は、水中で動作する自動トリム制御システムが、その水に対する船舶の速度の関数として、船舶用推進装置のトリム角度を変化させることを開示する。トリム角度の変更は、最小および最大の速度閾値として作用する第1および第2の速度の大きさの間で生ずる。

0005

参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第8,011,982号明細書は、船外モータのための支持システムが、船外モータの底部に取り付けられる被制限部材と、支持構造に取り付けられる制限部材であって、支持構造は次に船舶のトランサムに取り付けられる、制限部材と、を提供することを開示する。船外モータにかかる力が、左舷または右舷方向のいずれかへの予め定められた制限よりも大きい大きさで、船外モータの下部を動かすとき、被制限部材は、互いに接触するよう動く制限面と被制限面との間の間隙によって画定される、予め選択された大きさよりも大きい大きさで右舷または左舷方向に動くことを防止される。高速での動作中の過剰な横方向の動きを制限しながら、低い動作速度での船外モータのわずかな振動を可能にするよう、制限面と被制限面との間に予め選択された間隙の寸法が定められる。

0006

参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第8,457,820号明細書は、ポーポイジングにさらされる船舶の動作を制御することによる方法が提供されることを開示する。方法は、船舶のポーポイジングを示す船舶の動作特性感知する段階と、船舶のポーポイジングを示す船舶の動作特性を表す応答によって、動作特性の感知に応答する段階と、を含む。

0007

参照によって本明細書に組み込まれる、2015年10月2日に出願され、本願の出願人に譲渡された未公開米国特許出願第14/873,803号明細書は、本明細書に開示された、船舶に対するトリム可能なドライブユニットの位置を制御するシステムおよび方法を開示する。コントローラは、またはエンジン速度の関数として目標トリム位置を決定する。実際のトリム位置が測定されて、目標トリム位置と比較される。実際のトリム位置が目標トリム位置に等しくなく、以下のうち少なくとも1つが真である場合、コントローラはトリムアクチュエータ制御信号送り、目標トリム位置に向けてドライブユニットをトリムする。ドライブユニットをトリムするよう前の制御信号がトリムアクチュエータに送られて以来、所定の滞留時間が経過した。目標トリム位置に到達する試みにおいて、所与の数の前の制御信号が上回らなかった。目標トリム位置と実際のトリム位置との間の差が所与のデッドバンド外れている。

0008

参照によって本明細書に組み込まれる、2016年1月21日に出願され、本願の出願人に譲渡された未公開米国特許出願第15/003,326号明細書は、船舶上のトリムシステムを制御する方法が、トリム可能な船舶装置の実際のトリム位置をコントローラにおいて受信する段階と、コントローラを用いて実際のトリム位置を目標トリム位置と比較することによってトリム位置誤差を決定する段階と、を含むことを開示する。方法は、船舶の加速度を決定する段階を、また含む。トリム位置誤差が第1の誤差閾値を超え、加速度の大きさが所与の加速度閾値を超える旨の決定に応答して、コントローラは船舶装置に目標トリム位置へ向かうよう指示する。トリム位置誤差が第1の誤差閾値を超え、加速度が所与の加速度閾値を超えない旨の決定に応答して、コントローラは船舶装置に、目標トリム位置とは異なる設定トリム位置へ向かうよう指示する。関連するシステムがまた開示される。

0009

参照によって本明細書に組み込まれる、2016年1月21日に出願され、本願の出願人に譲渡された未公開米国特許出願第15/003,335号明細書は、船舶上のトリムシステムを制御する方法が、トリム可能な船舶装置の実際のトリム位置をコントローラにおいて受信する段階と、実際のトリム位置をコントローラによる目標トリム位置と比較することによってトリム位置誤差の大きさを決定する段階と、を含むことを開示する。方法は、船舶の加速度の大きさを決定する段階をまた含む。コントローラは、船舶装置に結合され、および、トリム位置誤差の大きさと加速度の大きさとに基づいて船舶に対して船舶装置を回転させる、トリムアクチュエータの起動時間を決定する。コントローラは、目標トリム位置に向けて船舶装置を回転させるようトリムアクチュエータを起動する制御信号を、次に送る。方法は、起動時間が一旦過ぎると制御信号を中断してトリムアクチュエータを停止する段階を含む。対応するシステムがまた開示される。

0010

この概要は、以下の詳細な説明でさらに説明される概念の、抜粋紹介するよう提供される。この概要は、特許請求される主題に重要な、または不可欠な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を限定することの助けとしての使用を意図するものでもない。

0011

一実施形態では、船舶上の2つまたは複数の推進装置のトリム位置を制御する方法は、2つまたは複数の推進装置に関する稼働中のトリム位置を受信することと、操舵入力値または船舶のロール角度のうち少なくとも一方を受信することと、を含む。少なくとも2つの推進装置の各々に関する調節されたトリム位置が、稼働中のトリム位置および操舵入力値または船舶のロール角度に基づいて次に決定される。推進装置の各々に関するトリムアクチュエータは、各推進装置をそのそれぞれの調節されたトリム位置に向けて動かすよう、次に動作させられる。

0012

船舶上の2つまたは複数の推進装置のトリム位置を制御するシステムは、少なくとも2つのトリムアクチュエータを含み、各トリムアクチュエータは少なくとも2つの推進装置のうちの1つのトリム位置を調節するよう構成される。システムは、操舵入力値または船舶のロール角度の少なくとも一方を受信し、少なくとも2つの推進装置の各々に関する調節されたトリム位置を、稼働中のトリム位置および操舵入力値または船舶のロール角度に基づいて決定するよう構成されるコントローラをさらに含む。コントローラは、少なくとも2つの推進装置の各々を、そのそれぞれの調節されたトリム位置に向けて動かすよう、トリムアクチュエータをさらに制御する。

図面の簡単な説明

0013

本開示は以下の図を参照して説明される。同様の特徴および同様のコンポーネントを参照するよう、全図にわたって同じ番号が使用される。

0014

推進装置のトリム位置を制御するシステムを有する船舶の概略図である。

0015

本開示による、トリム可能な推進装置の一実施形態の図である。

0016

推進装置のトリム位置を制御するシステムにおけるトリムアクチュエータの一実施形態の概略図である。

0017

推進装置のトリム位置を制御するシステムの別の実施形態を図示する概略図である。

0018

速度とトリム位置との間の関係の例である。

0019

操舵入力またはロール角度とトリム位置との間の関係の例である。

0020

トリム位置の大きさと速度との間の関係の例である。

0021

操舵入力に基づいて、船舶上の4つの推進装置に関する調節されたトリム位置の一例を提供する図である。

0022

調節されたトリム位置を決定するよう使用され得るルックアップテーブルの例である。

0023

調節されたトリム位置を決定するよう使用され得る別のルックアップテーブルの例である。

0024

調節されたトリム位置を決定する乗算値を決定するよう使用され得るルックアップテーブルの例である。

0025

船舶用推進装置のトリム位置を制御する方法の一実施形態の図である。

0026

船舶用推進装置のトリム位置を制御する方法の別の実施形態の図である。

実施例

0027

本説明において、特定の用語が簡潔性、明確さおよび理解のために使用されている。そのような用語は説明の目的のみで使用され、広く解釈されることが意図されるので、それらから、従来技術の要件を越えた不必要な限定は一切推察されるべきではない。

0028

本開示は、船舶のトランサムに装着された2つまたは複数の推進装置の相対位置を制御するように、船舶上のトリムアクチュエータを制御するシステムおよび方法に関する。船舶推進および制御の当業者は、船外モータまたはスターンドライブなどの推進装置のトリム角度を変動させて、船の取り扱いまたは燃料効率を変化させることが可能な、多くの異なるやり方に詳しい。例えば、多くの手動トリム制御システムが、当業者に知られている。典型的な動作において、船の速度が変化するにつれて、船舶のオペレータは関連づけられた船外モータのトリム角度を変化させ得る。このことは、船が滑走速度を実現し、滑走中の水上での船の速度を増加させるにつれて、水に対する船の適切な角度を維持するようになされる。オペレータは、例えば、キーパッド、ボタン、または同様の入力装置を用いて、「トリムアップ」および「トリムダウン」の入力選択肢によって、トリム角度を変化させるコマンドを入力する(例えば、図4参照)。

0029

本開示のシステムは、自動トリム(オートトリム)方法を実行することがまた可能であり、推進装置はその現在の位置に関して、船速に関する船舶の所望の姿勢に応じて自動的にトリムアップまたはトリムダウンされる。オートトリムシステムは、船舶のオペレータによる介入を要求することなく、船速の関数として、自動的にトリム動作を実行する。トリム可能な推進装置10のトリム角度の自動的な変化は、船舶が滑走速度を実現し、滑走中の水上での船舶の速度をさらに増加させるにつれ、船舶の動作を向上させる。例えば、推進装置10のトリムは、船のトランサムに関するプロペラ推力の方向に影響を与え得、並びに、船のロールおよびピッチに影響を与える。

0030

図1は、船舶14上の推進装置10a−10dのトリム位置を制御するシステム1の一実施形態を図示し、それは、示される実施形態において、左舷外側推進装置10a、左舷内側推進装置10b、右舷内側推進装置10c、および右舷外側推進装置10dを含む。本明細書において、4つの推進装置10a−10dに関する方法およびシステムが記載されるが、当業者は、開示された方法およびシステムがより多くの、またはより少ない推進装置を有する船舶に等しく適用可能であることを、本開示に照らして理解するであろう。同様に、推進装置10a−10dは船外モータとして図に例示されるが、当業者は、推進装置はトリム可能な下部ユニットを有するスターンドライブであってもよいことを、本開示に照らして理解するであろう。各推進装置10a−10dのトリム位置は、それぞれトリムアクチュエータ16a−16dによって作動させられる。一例において、トリムアクチュエータは油圧ポンプモータコンビネーション流体連通する油圧ピストンシリンダアセンブリであるが、以下の例のいくつかの原理は、電気リニアアクチュエータ空圧式アクチュエータ、または他のタイプのトリム装置に等しく適用可能であろう。トリムアクチュエータは、作動液電力空圧式流体などの供給によって、伸長位置収縮位置との間で作動し得る。トリムアクチュエータの伸長および収縮は、それが結合される船舶に対して、トリム可能な推進装置を上下に回転させるように使用され得る。

0031

2より多い推進装置を有するマルチエンジンオフショアボートでは、外側推進装置(例えば10aおよび10d)は内側推進装置よりも、装備される駆動シャフトの長さが短い傾向がある。これは、船体設計が外側沿いより中心部が深いことに起因し、中心部における船体の底のレベルに近いキャビテーションプレートを得るためにはより長い長さの駆動シャフトが、外側においてはより短い長さの駆動シャフトが、要求される。高速でコーナリング中に、船舶14は(ターンの方向に応じて)左舷側11または右舷側12に向けてロールする。ターン中の船舶14の高い側の外側推進装置は水から外に出て来る傾向があり、プロップベントまたはブローアウトを生じさせる。逆に、ターン中の船舶14の低い側の推進装置は、結局は水に深く浸かり過ぎてしまうことがあり、ドラッグを増加させる。そのようなプロップベントは速度の低下から推進装置の損傷までにわたる問題を生じさせる。関連分野における実験および研究によって、本発明者は、急なターンによる上側推進装置のプロップベントおよび下側推進装置によるドラッグに関する課題および問題は、推進装置のトリムを変更することによって低減または防止され得ると認識している。例えば、2つまたは複数の推進装置を有する船舶上で、船のロール角度に拘わらず、駆動深さまたはプロペラの深さが水面に対してほぼ一定のままになるように、トリム位置はコーナーの中へ、およびコーナーの外へカスケードされ得る。例えば、推進装置は上側推進装置をよりトリムインされた(トリムダウンされた)位置に動かすこと、および、下側推進装置をよりトリムアウトされた(トリムアップされた)位置に動かすことによって、カスケードされる。本発明者は、操舵位置および/またはロール角度に基づいてコーナリング操作の積極性予測し、単に反応するのではなく、船がターンする際に、およびプロペラが水面から現れる前にトリム調節を行うことによってブローアウトを防ぐ、フィードフォワード制御システムの利用をさらに認識している。

0032

各トリムアクチュエータ16a−16dのトリム動作はコントローラ38によって制御され、コントローラ38はトリムアクチュエータ16a−16dの各々に、それらの起動を制御するよう通信可能に接続される。コントローラ38は、それぞれトリムアクチュエータ16a−16dを制御することによって推進装置10a−10dの各々のトリムを別々に制御し、そのような制御は、エンジン速度、船速、操舵入力値(操舵輪角度など)、および/またはロール角度のうち1または複数に基づいて、本明細書に記載されたように提供され得る。示される実施形態において、コントローラ38は、推進装置10a−10dの各々のエンジン制御モジュール(ECM)59a−59dからエンジン速度またはエンジンRPMを受信する。コントローラ38はまた、速度センサ56から船速を受信し、ロールセンサ66から船舶のロール角度を受信する。コントローラ38はまた、操舵入力装置54の操舵位置センサ52から操舵入力を受信し、それは、示される実施形態において、操舵輪54の回転位置を検出する回転位置センサ52である。操舵輪の回転位置は、例えば、中心位置55に関する角度として測定され得、それは直進操舵コマンドと関連づけられた操舵輪54の位置である。当業者は、操舵入力装置54は、ジョイスティックトラックパッドなどの、船舶を操舵するための制御入力を提供する、ユーザによって動作可能な任意の数のユーザインターフェース装置であり得ること、および、操舵位置センサ52は当該装置上の動きまたは入力を感知する任意のセンサ装置であり得ることを、本開示に照らして理解するであろう。代替として、または加えて、操舵入力は船舶14と関連づけられた、船首方位またはウェイポイント制御システムなどの自動操舵制御システムによって提供され得る。

0033

図2を参照すると、トリム可能な推進装置10(本明細書に示される船外モータなど)の、船舶14のトランサム9に関する位置は、油圧トリムアクチュエータ16によって制御される。トリムアクチュエータ16は、油圧ポンプ−モータコンビネーション20に接続された油圧ピストン−シリンダアセンブリ18を含む。ピストン−シリンダアセンブリ18は、当業者に知られるように、船14のトランサム9に結合された第1の端(ここでは、シリンダの端)と、推進装置10に結合された第2の、反対側の端(ここでは、ロッドの端)とを有する。ポンプ−モータコンビネーション20がシリンダ内のピストンを動かすようピストン−シリンダアセンブリ18に作動液を供給するとき、ピストン−シリンダアセンブリ18は水平トリム軸13の周りで推進装置10をトリムアウト位置へ、トリムイン位置へ、または、推進装置10をその間の任意の位置に維持すべく、回転するよう動作する。しかしながら、言及されたように、他のタイプの油圧機械式または電気機械式アクチュエータが他の例において使用され得る。

0034

油圧トリムアクチュエータ16の一例は図3に示される。ピストン−シリンダアセンブリ18は、シリンダ26内に配置されたロッド24に接続されたピストン22を有するものとして概略的に示される。ピストン22はシリンダ26内に第1のチャンバ28を、シリンダ26内に第2のチャンバ30を画定し、シリンダ26内でピストン22が動くにつれて、チャンバ28、30の両方の寸法が変化する。ポンプ−モータコンビネーション20は、トリムインリレー34およびトリムアウトリレー36に接続されるポンプ−モータ32を含む。他の例において、トリムインリレー34およびトリムアウトリレー36は、ポンプ−モータ32をオンまたはオフにし得、トリムアクチュエータ16のトリムインまたはトリムアウトの動きをもたらし得る単一のリレーである。リレー34および36は、リレー34および36内のソレノイド励磁を制御するコントローラ38に接続され、それはピストン−シリンダアセンブリ18のチャンバ28にバッテリ(図示せず)などの電源を結合するスイッチとして作用し、第2油圧管路42はピストン−シリンダアセンブリ18の第2のチャンバ30にポンプ−モータ32を結合する。トリムインリレー34が起動されている限り、ポンプ−モータ32はピストン−シリンダアセンブリ18の第1のチャンバ28に第1油圧管路40を介して作動液を供給し、それにより、シリンダ26内でピストン22を下向きに押し、ロッド24に結合された推進装置10を下降させる(トリムイン、またはトリムダウンする)。トリムアウトリレー36が起動されている限り、ポンプ−モータ32はピストン−シリンダアセンブリ18の第2のチャンバ30に第2油圧管路42を介して作動液を供給し、それにより、シリンダ26内でピストン22を上向きに押し、ロッド24に結合された推進装置10を上昇させる(トリムアウト、またはトリムアップする)。いずれの場合でも作動液は、流体がポンピングされていないシリンダ26の反対側のチャンバ28または30から除去され、タンクに放出されるかまたはポンプ−モータ32を介して循環させられることが可能である。

0035

このようにして、トリムアクチュエータ16はトランサム9に対して異なる角度で推進装置10を位置づけることができる。これらは、推進装置10がおよそ鉛直の位置Vであるニュートラル(レベル)トリム位置か、トリムイン(トリムダウン)位置か、またはトリムアウト(トリムアップ)位置であってよい。図2に示されるトリムアウト位置は、船舶14が滑走中であり高速が必要なときにしばしば使用される。高速で、トリムアウト位置は船舶14の船首を水から上に出させ、その結果、取り扱いがより良好となり燃料効率が増加する。よって、多くのオートトリムアルゴリズムは、限定されないが、エンジン速度、船速、船速とエンジン速度との組み合わせ、または追加的な船の条件に応じた船速とエンジン速度との間のトレードオフなどの速度に基づいて、コントローラ38によって推進装置10を向ける目標の稼働中のトリム位置を決定することを含む。そのようなシステムの例は、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第7,416,456号明細書、および、出願シリアル番号14/873,803号明細書、15/003,326号明細書、15/003,335号明細書に示され、記載される。

0036

例として、コントローラ38は鉛直線Vを基準として、稼働中のトリム位置を画定し得る。推進装置10の中心線CLが鉛直線Vと平行であるとき、コントローラ38はこれをゼロトリムであるとみなし得る。トリム位置は鉛直線Vに対する値Pとして定量化され得、それは推進装置10の中心線CLと鉛直線Vとの間の角度または相対的位置を表す。この値Pは、角度、推進装置10がトリムされ得る合計角度の割合、スカラ値極座標、または任意の他の適切な単位として表され得る。以下の本明細書に提供された説明の目的で、角度Pは合計の許容トリム角度の割合として表されるであろう。それは鉛直から、または完全にトリムアウトされた位置から、または完全にトリムインされた位置から測定され得る。

0037

図4はトリム位置を制御するためのシステム1の実施形態の概略を示す。示された例において、システム1はコントローラ38を含み、それはプログラミング可能であり、プロセッサ46およびメモリ48を含む。コントローラ38は、以下の本明細書にさらに説明されるであろうように、船舶14上の任意の箇所に配置されることができ、および/または、船舶14から遠隔に配置されることができ、有線および/または無線通信リンクを介してシステム1の様々なコンポーネントと通信可能である。図1および図3は単一のコントローラ38を示すが、システム1は1つより多くのコントローラ38を含み得る。例えば、システム1は船舶14のに、またはその近くに位置するコントローラ38を有し得、推進装置10a−10dに、またはその近くに位置する1または複数のコントローラをまた有し得る。コントローラ38は専用の装置であってよく、または、舵制御モジュールHCM)あるいはECM59a−59dに通信可能に接続された他の制御装置およびソフトウェアに組み込まれるなどの、多機能制御装置内に組み込まれてよく、多機能制御装置の機能であってよい。以下の本明細書に開示された方法の部分は、単一のコントローラによって、またはいくつかの個別のコントローラによって実行され得る。

0038

いくつかの例において、コントローラ38は、処理システム、格納システム、ソフトウェア、および、図4に示されて本明細書に記載されたものなどの装置と通信するための入力/出力(I/O)インターフェースを含むコンピューティングシステムであり得る。処理システムは、トリム制御方法プログラムされたソフトウェアなどのソフトウェアを格納システムからロードして実行する。コンピューティングシステムによって実行されるとき、トリム制御ソフトウェアは処理システムに、本明細書に記載されたように動作してトリム制御方法を実行するよう指示する。コンピューティングシステムは、1または多くのアプリケーションモジュールと、1または複数のプロセッサと、を含んでよく、これらは通信可能に接続され得る。処理システムはマイクロプロセッサ(例えば、プロセッサ46)、および、格納システムからソフトウェアを読み出して実行する他の回路を有し得る。処理システムは単一の処理装置内実装され得るが、プログラム命令を実行するにあたって協働する複数の処理装置またはサブシステムに亘って分配もされ得る。処理システムの非限定的な例として、汎用中央処理装置特定用途向けプロセッサ、およびロジック装置が挙げられる。

0039

格納システム(例えばメモリ48)は、処理システムによって読み取り可能でソフトウェアを格納可能な任意の格納媒体を備え得る。格納システムは、コンピュータ読み取り可能な命令データ構造プログラムモジュール、または他のデータなどの、情報を格納するための任意の方法または技術で実装された、揮発性および非揮発性の、取り外し可能および取り外し不可能の、媒体を含み得る。格納システムは単一の格納装置として、または複数の格納装置またはサブシステムに亘って実装され得る。格納システムは、処理システムと通信可能なコントローラなどの追加的要素をさらに含み得る。格納媒体の非限定的な例として、ランダムアクセスメモリリードオンリーメモリ磁気ディスク光ディスクフラッシュメモリ仮想メモリ、および非仮想メモリ、磁気セット、磁気テープ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気格納装置、または、所望の情報を格納するよう使用することができ、処理システムによってアクセスされ得る任意の他の媒体が挙げられる。格納媒体は非一時的または一時的な格納媒体であり得る。

0040

この例において、コントローラ38はシステム1の1または複数のコンポーネントと通信リンク50を介して通信し、それは有線または無線リンクであり得る。コントローラ38は、通信リンク50を介し制御信号を送信および受信することによって、システム1およびその様々なサブシステムの1または複数の動作特性を監視および制御可能である。一例において、通信リンク50はコントローラエリアネットワーク(CAN)バスであるが、他のタイプのリンクも使用され得る。本明細書に示される通信リンク50の接続の範囲は、概略の目的のみにおけるものであること、および、通信リンク50は実際には、コントローラ38と、本明細書に記載された、センサ、装置などの各々との間の通信を提供するが、明確性の目的で図面ではすべての接続が示されているものではないことに留意すべきである。

0041

言及したように、コントローラ38は、船舶14に搭載された、または結合されたいくつかの異なるセンサおよび/または入力装置からの入力を受信する。例えば、コントローラ38は、ジョイスティックおよび/または操舵輪54などの操舵入力装置の位置または角度を感知する操舵位置センサ52から操舵入力を受信する。上に記載のように、操舵入力はまた、自動操舵制御システムによって提供され得る。コントローラ38にはまた、船速センサ56から入力が提供され得る。船速センサ56は、例えば、ピトー管56aなどの圧力タイプのセンサ、外輪タイプのセンサ56b、または船舶の実際の速度を感知するために適切な任意の他の速度センサであり得る。代替として、または加えて、船速はGPS装置56cからの測定値に基づいて代わりに決定され得、それは、船14が所与の量の時間にどれだけの距離を航行したかを決定することによって速度を計算する。推進装置10には、推進装置10を動かすエンジン60の速度を毎分回転(RPM)で決定する、限定されないがタコメータなどのエンジンスピードセンサ58がまた提供され得る。船速を概算する(すなわち、疑似船速を計算する)よう、エンジン速度は他の測定値または既知の値と共に使用され得る。例えば、トリムアクチュエータ16と関連づけられた2つの部分の間の相対位置を測定することによって、トリムアクチュエータ16の実際の位置を感知するために、トリム位置センサ62も提供され得る。トリム位置センサ62は、参照によって本明細書に組み込まれる特許第6,322,404号明細書に提供され記載された例などの、例えばホール効果センサまたはポテンショメータといった、当業者に知られる任意のタイプのセンサであり得る。コントローラ38は、水平に対する角度などの、ロール位置を感知するロールセンサ66からの入力をまた受信し得る。例えば、ロールセンサ66は、3軸ジャイロスコープなどのジャイロスコープを有し得、船舶14のロール角度を決定するよう使用され得る方向情報を検出し得る。他の実施形態において、ロールセンサ66は磁気計であってよく、または、加速度計および/またはジャイロスコープと、磁気計との組み合わせなど、任意の他のタイプの位置または慣性測定ユニットを含んでよい。

0042

システム1への他の入力は、スロットルレバー68、キーパッド70、およびタッチスクリーン64などのオペレータ入力装置によってもたらされてもよい。知られているように、スロットルレバー68は、船をニュートラル、前進、または後退で動作させるよう船舶のオペレータが選択することを可能にする。キーパッド70は、任意の数の制御または動作モード(オートトリムモードなど)を開始または終了するよう、または、選択されたモードのうちの1つの中で動作しながら選択を行うよう、使用され得る。一例において、キーパッド70は「トリムアップ」ボタン70a、「トリムダウン」ボタン70b、および「オートトリムオン/レジューム」ボタン70cを有するインターフェースを備え、それはユーザによって利用され得、推進装置10a−10dの1または複数の稼働中のトリム位置を制御する。例えば、トリムボタン70aおよび70bはユーザ入力を提供し、推進装置のすべてを同等の稼働中のトリム位置に制御し得る。タッチスクリーン64はまた、任意の数の制御または動作モード(トリムアップ、トリムダウン、またはオートトリムモードなど)を開始または終了するよう使用され得、その場合、入力は通常の意味でのボタンであり得、または選択可能なスクリーンアイコンでもあり得る。タッチスクリーン64はまた、船14のオペレータに、エンジン速度、船速、トリム角度、トリム動作モード、船の加速度など、システム1についての情報を表示し得る。加えて、タッチスクリーン64はトリムボタン70a−70bを提供するキーパッド70に取って代わり得る。

0043

上の記載のように、本発明者は、船舶が巻いたコーナリング位置にあるとき、船舶上の推進装置10のトリムは、高速でのコーナリング中に、上側推進装置10によるプロップベント(ターンの外側)および下側推進装置10によるドラッグの増加(ターンの内側)を避けるべく、2つまたは複数の推進装置(例えば10a−10d)を異なるトリム角度に慎重に制御するよう自動的に制御され得ると認識している。つまり、プロペラを水面下に保つべく、1または複数の上側推進装置10は稼働中のトリム位置からトリムイン(またはトリムダウン)され得、および/または、1または複数の下側推進装置10は稼働中のトリム位置からトリムアウト(トリムアップ)され得る。

0044

図5は稼働中のトリム位置と速度との間の関係を示すグラフ表示の図であり、速度はエンジンRPMまたは船速であり得、それは船舶14が直進方向に航行しているときに加えられる。図5グラフは、オートトリムシステムを介して、トリムが速度に対してどのように自動的に制御され得るかの例を提供する。しかしながら、当業者は、コーナリング操作中の本明細書に開示のトリム制御方法およびシステムが、稼働中のトリム位置に推進装置10a−10dが手動で(トリムボタン70aおよび70bを介してなど)制御される状況においてもまた適用され得ることを、本開示に照らしてまた理解するであろう。本明細書で使用される場合、稼働中のトリム位置は一般に、推進装置の現在の稼働中の条件に基づく、および/または、ユーザ入力に基づく、船舶上の推進装置10の、現在命令されているかまたは目標であるトリム位置を指す。よって、稼働中のトリム位置は、速度(船速および/またはエンジンRPM)に基づいて、オートトリムシステムによって自動的に制御および命令され得、または、ユーザによって手動で制御され得る。稼働中のトリム位置はさらに、オートトリムシステムおよび/またはユーザ制御設定からなどの格納された値であり得、または、それはトリムアクチュエータ16と関連づけられたトリム位置センサ62からなどの測定値であり得る。

0045

上で記載されるように、船速が増加するにつれ、推進装置のトリム位置は概ね増加し、船舶が滑走中であるとき、推進装置10a−10dは高速で概ねトリムアウトされる(正トリムを加えられる)。推進装置10a−10dは、最大の正トリム位置74(または最大トリムアウト位置)まで移動可能である。図示された例において、稼働中のトリム位置72は、現在の速度77におけるトリム位置曲線71上の値である。図示された関係において、稼働中のトリムは、下側速度閾値76と上側速度閾値78との間の速度に概ね比例して増加する。図5のグラフにおいて、ゼロトリムは推進装置10が鉛直線Vと一直線にあるときの鉛直の位置を表す(図2)。負トリム位置、または、トリムイン位置は、トリム位置軸においてゼロ点より下に表される。示される実施形態において、船が下側速度閾値に到達するまで、推進装置10a−10dはトリムイン位置に維持され、下側速度閾値は滑走速度またはそれに近いものであり得る。下側速度閾値76未満では、トリム位置は定数値に維持される。同様に、上側速度閾値78より上では、トリムはまた定数値に維持される。このことにより、滑走速度未満の速度でトリム調節を行うこと、および極めて高速にトリム調節を行うことが避けられる。極めて高速なトリム調節は特定の船舶14に対して望ましくない不安定性を導入することがあるので、特定の実施形態では、極めて高速な調節を避けることが望ましいことがある。従って、トリムは下側速度閾値76と上側速度閾値78との間の動作範囲OR内でのみ調節される。その範囲において、現在の速度77に基づいて、稼働中のトリム位置が決定され、その関係はトリム位置曲線71によって図示される。速度とトリム位置の間の関係は線形か、または曲線関係であり得、例えば、船舶構造に基づいて変動し得る。

0046

図6Aは、滑走速度(船が滑走中の速度)または下側速度閾値76より上の速度などの、所与の速度における操舵入力(操舵角度として例示される)とトリム位置との間の可能な関係を例示するグラフを提供する。所与のシステム1において、操舵位置とトリム位置との間の関係は、様々な速度によって変動し得、よって、グラフは様々な速度によって異なって見え得る。Y軸はトリムを表し、稼働中のトリム位置72が中心点を提供し、または、軸回りに推進装置10a−10dのトリム位置が操舵角度の大きさに対して調節されるその軸は、X軸上で表される。図6Aのグラフにおいて、4つの推進装置10a−10dのトリム位置が図示され、推進装置は「外側下方」「内側下方」「内側上方」および「外側上方」として特定される。船が右舷方向に向けてターンする実施形態において、例えば、右舷外側推進装置10dおよび右舷内側推進装置10cは、それぞれ外側下方および内側下方推進装置にあるであろう。左舷外側推進装置10aおよび左舷内側推進装置10bは、それぞれ内側上方および外側上方位置にあるであろう。逆に、ターンが左舷方向である場合、左舷側の推進装置10aおよび10bは外側下方および内側下方位置にあるであろう。一方、右舷側の推進装置10cおよび10dは内側上方および外側上方位置にあるであろう。

0047

示される実施形態において、トリム位置は、この場合は操舵輪54の操舵角度である操舵入力の大きさが、閾値操舵角度81に到達するまで、稼働中のトリム位置値72のままである。一旦操舵輪54がその閾値操舵角度81を通って動かされると、推進装置のトリム位置は図示されたように調節される。例えば、トリム調節量は、操舵輪54が中心位置55から離れるように回されて最大操舵角度85(例えば、操舵の終端)に向かうにつれて(すなわち、操舵角度の大きさが増加するにつれて)増加し、次に、操舵輪54が回されてその中心位置55に向けて戻るにつれて減少する。グラフは、操舵方向に応じて、すなわち、どの推進装置が下方でどの推進装置が上方かに応じて、推進装置10a−10dの各々に割り当てられるであろう、調節されたトリム位置88w−88zの例示的なセットを図示する。操舵角度の大きさが増加するにつれて、推進装置10a−10dの各々のトリム位置に対して行われる調節は増加し、外側推進装置10aおよび10dは、内側推進装置10bおよび10cよりも大きなトリム調節(正または負のいずれか)を有する。さらに、示される実施形態において、トリム位置への調節は、外側推進装置10aおよび10dにおいては、内側推進装置10bおよび10cにおいてよりも少ない操舵角度の大きさで生じ始め、より激しく変化する。この関係は、ロール角度に基づいて制御される実施形態においてもまた成り立ち、トリムは同様に、船舶14のロール角度が増加するにつれて増加する量だけ、調節される。

0048

調節されたトリム位置88w−88zは所与の船速における現在の操舵角度83に基づいて決定される。調節されたトリム位置88w−88zは、速度、船速、またはエンジン速度の変化を考慮して、ターン中に調節され得る。(例えば、ユーザがスロットルの要求を低減するので)船速がターンの針路の途中で減少する場合、図5の例示的なカーブに沿ってなどして、稼働中のトリム位置72は減少するであろう。調節されたトリム位置88w−88zは、それに応じて予め定められ得る。船速は、調節されたトリム位置の決定において直接考慮されることができ、または間接的に、船速を稼働中のトリム位置に基づかせることによって考慮されることが可能である。稼働中のトリム位置72は、船速またはエンジン速度が減少するにつれて減少するであろう(図5の例示的なカーブに沿ってなどして)。調節されたトリム位置88w−88zは、新しい稼働中のトリム位置72を考慮してそれに従って変更され得る。

0049

図6Bは、トリム調節の大きさ(例えば、稼働中のトリム位置72と調節されたトリム位置88w−88zとの間の差)と、特定の操舵入力値またはロール角度における速度と、の間の例示的な関係を説明する別のグラフを提供する。図示されたトリム調節は稼働中のトリム位置に(正または負のいずれかで)加えられる。本例において、トリム調節の大きさは下側速度閾値76未満ではゼロであり、上側速度閾値78に接近するにつれ、最大まで増加し、次に減少して、上側速度閾値78より上ではゼロである。示される実施形態において、内側推進装置および外側推進装置は両方とも、下側速度閾値76より上で上側速度閾値78未満に調節される。しかしながら、上に記載のように、トリム調節は外側推進装置(例えば10aおよび10d)においては、内側推進装置においてよりも大きい。しかしながら、他の実施形態において、内側推進装置は外側と異なる速度閾値で調節されてよい。上に記載のように、カーブは調節の大きさを表し、それは船の中心線の両側に反対に加えられる(すなわち、一方の側の推進装置がトリムアウトされ、他方の側がトリムインされる)。トリム調節は、下側速度閾値76と上側速度閾値78との間の動作範囲(OR)でのみ行われる。従って、図示された例は上側速度閾値78より上でのトリム調節を避ける。船の最大速度におけるそのような不安定性が問題とならない他の実施形態において、カーブは高速値で最大の大きさのトリム調節を提供するように成形され得る。速度とトリム調節の大きさとの間の、図示された放物線関係は、単に例示的なものであり、他の実施形態において、関係は線形または曲線関係であり得、例えば、船舶構造に基づいて変動し得る。同様に、稼働中のトリム位置が異なるとカーブは異なって見えることがある。

0050

図6Cは、4つの推進装置10a−10dに割り当てられた調節されたトリム位置88w−88zを表す棒グラフの形態の、この概念の別の例示的な図を提供する。例示的な例において、操舵角度は右舷方向に360度(すなわち、操舵輪がその直進位置から360度回される)であり、稼働中のトリム位置72は20パーセントである。ターンが右舷方向であるため、左舷外側推進装置10aおよび左舷内側推進装置10bは高くなるであろう。よって、稼働中のトリム位置72からトリムインし、左舷外側推進装置10aは調節されたトリム位置88zに最もトリムインする。同様に、右舷内側推進装置10cおよび右舷外側装置10dは低い位置にあり、稼働中のトリム位置72からトリムアウトするであろう。右舷外側推進装置10dは調節されたトリム位置88wに最もトリムアウトする。逆に、操舵角度が反対方向である場合(例えば、左舷方向へのターンを表す−360度)、左舷側の推進装置10aおよび10bはトリムアウトされ、右舷側の推進装置10cおよび10dはトリムインされるであろう。図示された例は稼働中のトリム位置72に関して推進装置10a−10dの対称的なトリム調節を示すが、他の実施形態において、トリムイン調節はトリムアウト調節と異なる大きさを有することがある。同様に、調節は必ずしも船舶上の推進装置10a−10dのすべてで行われなくてよい。

0051

一実施形態において、稼働中のトリム角度72と、船舶14上の推進装置の各々に関する調節されたトリム位置との間の調節量は、船舶14の船体構成および船舶14上の推進装置(例えば、10a−10d)の数と位置決めとを考慮するなどの、船舶構造に基づいて較正される。四つ組の例を参照して、調節されたトリム位置88w−88zは、操舵入力値、ロール角度、船速、エンジンRPM、および稼働中のトリム位置のうち1または複数に基づきルックアップテーブルにアクセスすることによって少なくとも2つの推進装置10a−10dの各々に関して決定され得、ルックアップテーブルにおける値は特定の船舶14の構成に関して較正される。

0052

図7は、操舵入力値またはロール角度と速度とに基づいて推進装置10a−10dの各々に関する調節されたトリム位置88(例えば88w−88z)を提供する一例示的なルックアップテーブル91を図示し、速度は船速またはエンジン速度であり得る。ゼロ操舵角度に関連づけられた値は、その速度における稼働中のトリム位置72に等しいであろう。調節されたトリム位置88(例えば、船舶14上の推進装置10の各々に関して1つ)が、各回転方向における操舵入力値またはロール角度インクリメントに関して、ルックアップテーブル91において提供される。次にトリムアクチュエータ16a−16dは、関連づけられた推進装置10a−10dを、そのそれぞれの調節されたトリム位置88w−88zに向けて動かすように、動作させられる。

0053

図8は1つの例示的な実施形態を図示し、ルックアップテーブル91は、稼働中のトリム位置と操舵入力またはロール角度とに基づく、トリム調節値93を含む。トリム調節値93は、推進装置10a−10dの各々に関する調節されたトリム位置がその値において決定され得る任意の値であってよい。例えば、トリム調節値93は推進装置10a−10dの各々に関するトリム調節量を含み得、それはひいては稼働中のトリム位置72から加算または減算され得る。代替として、調節されたトリム調節値93は、実際の調節されたトリム位置88w−88zであり得、さらなる計算は必要ない。図示された例において、ルックアップテーブル91は、上に記載のように、両方向の操舵入力に関するトリム調節値93を含む。他の実施形態において、ルックアップテーブル91は操舵入力の大きさまたはロール角度の大きさに基づいてよく、推進装置が低位置または高位置のいずれにあるかに応じて、トリム調節値93が推進装置をトリムアウトするように正方向に加えられるべきか、または推進装置をトリムインするように負方向に加えられるべきか決定するよう、追加的ロジックが加えられてよい。

0054

さらに別実施形態において、調節されたトリム位置88w−88zの決定は、速度および操舵輪の角度に基づいてトリム調節値93のルックアップテーブルを用いて実行されてよく、そのような値は次に、稼働中のトリム位置に加算および/または減算されてよく、または、稼働中のトリム位置72に基づく何らかの他のプロセスと共に使用されてよい。

0055

オートトリム機能が実施され、よって稼働中のトリム位置72が速度(例えば、エンジンRPMまたは船速)に基づいて決定される実施形態において、ルックアップテーブル91上の稼働中のトリム位置値は、調節されたトリム位置を決定する目的で速度を考慮するであろう。稼働中のトリム位置72がユーザによって設定され、よって、所望の確度で速度と相関しないことがある実施形態において、トリム調節が動作範囲の外側で、または、少なくとも上側速度閾値78より上で、加えられないことを確実にするように、トリム調節値93に乗算値を適用することが望ましいかもしれない。図9は、速度(例えば、エンジンRPMまたは船速)に基づく乗算値Xを含む例示的な1次元ルックアップテーブル95を図示する。そのような乗算値は、図5に関して議論される、速度の動作範囲ORを考慮し得、よって、下側速度閾値76未満または上側速度閾値78より上の速度においてトリム位置が調節されないことを確実にするよう動作し得、また徐々に小さくするように速度調節をする(例えば図6Bにおいて例示されたように)。同様に、そのような乗算値表が、操舵入力値またはロール角度に基づくトリム調節値を提供する1次元の表と共に使用され得る。

0056

図10は、トリム位置を制御する方法100の一実施形態を図示する流れ図である。稼働中のトリム位置は段階102において受信される。上で議論されたように、稼働中のトリム位置は現在のトリム位置設定を示し、それは自動的に制御されて、速度などの現在の条件に基づいて設定されてよく、または、ユーザが設定したトリム位置であってよい。稼働中のトリム位置は、メモリ48に格納されてプロセッサ46によって読み出し可能な値などの、オートトリム制御プロセスによって格納された変数の現在の値であってよい。代替として、稼働中のトリム位置はトリム位置センサ62から受信されてよく、それぞれ推進装置10a−10dの、実際の測定された現在のトリム位置を反映する。段階104において、操舵位置センサ52またはロールセンサ66からなどの、操舵入力および/またはロール角度が受信される。段階104で受信された操舵入力またはロール角度は、段階106でそれぞれ閾値と比較され、操舵入力および/またはロール角度がそれぞれ閾値よりも大きいか否かを決定する。否の場合、次に方法は段階102に戻り、操舵入力および/またはロール角度は継続的に監視され、トリム調節が必要か否かを決定する。段階106で操舵入力および/またはロール角度がそれぞれ閾値を超える場合、段階110において、稼働中のトリム位置および操舵入力値または船舶のロール角度に基づいて、調節されたトリム位置が少なくとも2つの推進装置10a−10dの各々に関して決定される。例えば、調節されたトリム位置は、図8に例示されて対応して記載されたルックアップテーブルを介して決定され得る。段階112で、制御信号をそれぞれトリムアクチュエータ16a−16dに転送してそれに従って動作させることなどによって、各推進装置10a−10dはそのそれぞれの調節されたトリム位置に向けて動かされる。

0057

トリム位置を制御する方法100は、例えば、プロセッサ46のメモリ48に格納されるソフトウェアを実行するコントローラ38によって、実行され得る。代替として、または加えて、方法の部分が、船舶14のための舵制御モジュール(HCM)によって、および/または、推進装置10a−10dにそれぞれ関するECM59a−59dによってなど、他の制御装置またはモジュールによって実行され得る。

0058

図11は、トリム位置を制御する方法100の別の例示的な実施形態を図示する。稼働中のトリム位置が段階102において受信され、操舵入力および/またはロール角度が上で記載されたように段階104で受信される。段階105において、現在の船速が受信される。段階107において、段階104で受信された操舵入力および/またはロール角度がその値タイプの閾値と比較され、閾値は段階105で受信された船速に基づいて特定される。よって、トリム調節が行われるべきか否かを決定する閾値は、船速に基づいて変化し得る。例えば、トリム調節を行う閾値は、船速が増加するにつれて減少し得、それにより、船速が増加するにつれてトリム反応性を増加させる。本明細書に開示および記載された実施形態を参照して、船速は、例えば、ピトー管センサ56a、外輪センサ56b、またはGPSシステム56cを含む、本明細書に記載された任意の1または複数の例示的な船速センサ56から受信され得る。代替として、または加えて、段階105および107は、推進装置10a−10dの各々のエンジンスピードセンサ58などからの、エンジン速度に基づいてよい。例えば、エンジン速度はそれぞれ各ECM59a−59dによって追跡され、各ECM59a−59dから受信されてよい。操舵入力および/またはロール角度が閾値を超えない場合、次に方法は段階102に戻り、操舵入力および/またはロール角度を継続的に監視し、それを速度に基づく閾値と比較する。特定の実施形態において、操舵入力および/またはロール角度入力は、小さく一時的な操舵またはロール変化に基づく過剰なトリムサイクルを防ぐようフィルタリングされ得る。

0059

段階107で、一旦閾値を超えると、段階108で、トリム調節値は操舵入力および/またはロール角度に基づいて決定される。例えば、トリム調節値は、図8において上に例示され記載されたものなどの、稼働中のトリム角度に基づく一次元ルックアップテーブルまたは二次元ルックアップテーブルなどの、トリム位置と操舵入力またはロール角度とを比較するルックアップテーブルを利用して決定され得る。例えば、ルックアップテーブルは1つの速度をベースとするトリム角度調節量を提供する一次元ルックアップテーブルであり得る。トリム角度調節が稼働中のトリム位置に固定されるが、稼働中のトリム位置は(速度に基づいて自動的に決定されるのではなく)ユーザによって設定され、よって船速またはエンジン速度に直接的にまたは正確に結びつけられなくてもよい実施形態において、システム1は段階109を実行して、船速(またはエンジン速度)に基づく乗算値を決定し得、よって、トリム補正が現在の船速に不適切ではないことを保証し得る。本明細書の他の箇所に記載されたように、高速での顕著なトリム調節は、船舶14に不安定性を生じさせる可能性があるかもしれず、よって、高速でのトリム調節を低減または排除するよう、1よりも小さい、または、ゼロにさえ等しい乗算値を含めることによって、顕著なトリム調節は避けられ得る。図9に関連して上に例示されるように、乗算値は、乗算値Xの値と速度インクリメントとを相関させる1次元ルックアップテーブル95にアクセスすることによって決定されてよく、高速値でのトリム調節はゼロに接近するかゼロに等しい乗算値Xを有し得る。例えば、乗算値Xは、下側速度閾値76未満、および/または上側速度閾値78より上ではゼロであってよい。同様に、乗算値Xの値は有意に1よりも小さく、下側速度閾値76および/または上側速度閾値78に接近するにつれ減少してよい。段階108で決定されたトリム調節値に段階109で決定された乗算値を乗算することなどによって、推進装置10a−10dの各々に関する調節されたトリム位置が段階110で決定される。各推進装置10a−10dは次に、段階112でその調節されたトリム位置に向けて移動する。

0060

この記載された説明は、最良の形態を含めて発明を開示するための、また、任意の当業者が発明を形成および利用することを可能にするための例を用いる。特定の用語は簡潔性、明確さおよび理解のために使用された。そのような用語は説明の目的のみで使用され、広く解釈されることが意図されるので、それらから、従来技術の要件を越えた不必要な限定は一切推察されるべきではない。発明の特許可能な範囲は請求項によって定義され、当業者が思いつく他の例を含み得る。そのような他の例は、請求項の文字通りの言葉と異ならない特徴または構造的な要素を有する場合、または、請求項の文字通りの言葉からごくわずかな差しかない等価な特徴または構造的な要素を含む場合は、請求項の範囲内にあると意図される。

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