控制装置、控制装置的控制方法及计算机可读取存储介质与流程

1.本发明涉及一种控制装置、控制装置的控制方法以及计算机可读取存储介质。


背景技术：

2.已知一种具有起到空气润滑效果的空气润滑装置的船舶。例如，在专利文献1中记载了一种具备从船底吹出空气的空气润滑装置的船舶。该船舶具备从船底吹出空气的空气吹出装置和抑制覆盖船底的规定区域的空气层的厚度的相对下降的抑制单元。该空气吹出装置在船底的中央区域、左舷侧区域以及右舷侧区域设置有空气吹出口。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2012-056328号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.空气润滑装置发挥在工作时通过吹到船体的气泡来减少船体阻力的效果(以下称为“空气润滑效果”)。通过利用该空气润滑效果减少船体阻力，能够削减船舶的推进装置的消耗能量。但是，空气润滑装置为了在工作时吹出空气而消耗能量。因而，理想的是，并非使空气润滑装置始终进行工作，而是考虑推进装置的消耗能量的削减量与空气润滑装置的消耗能量增加量的平衡，在能够整体上适当地发挥消耗能量削减效果的情况下使空气润滑装置进行工作。
8.例如，也能够考虑通过操作者的判断使空气润滑装置启动/停止。但是，在该情况下，未必能够适当地发挥空气润滑效果。
9.另外，从适当地发挥空气润滑效果的观点出发，专利文献1中记载的船舶没有采取充分的对策。
10.本发明是鉴于这样的课题而完成的，其目的之一在于提供一种能够适当地发挥空气润滑效果的控制装置的技术。
11.用于解决问题的方案
12.为了解决上述课题，本发明的某个方式的控制装置具备气泡控制部，该气泡控制部对用于从设置于船体的空气出口喷出气泡的喷出机构进行控制。在船体的船体阻力满足了预先设定的条件的情况下，气泡控制部使气泡的喷出开始或者使气泡的喷出量增加。
13.根据该方式，在船体的船体阻力满足了预先设定的条件的情况下，能够利用空气润滑效果。
14.本发明的另一个方式是一种控制装置的控制方法。该方法包括以下步骤：在船体的船体阻力满足了预先设定的条件的情况下，对用于从设置于船体的空气出口喷出气泡的喷出机构进行控制的控制装置使气泡的喷出开始或者使气泡的喷出量增加。
15.根据该方式，在船体的船体阻力满足了预先设定的条件的情况下，能够利用空气
润滑效果。
16.本发明的另一个方式是一种控制装置的控制程序。该控制程序用于使计算机执行以下步骤：在船体的船体阻力满足了预先设定的条件的情况下，对用于从设置于船体的空气出口喷出气泡的喷出机构进行控制的控制装置使气泡的喷出开始或者使气泡的喷出量增加。
17.根据该方式，在船体的船体阻力满足了预先设定的条件的情况下，能够利用空气润滑效果。
18.发明的效果
19.根据本发明，能够提供一种能够适当地发挥空气润滑效果的控制装置的技术。
附图说明
20.图1是概要地示出应用了本发明所涉及的控制装置的船舶的图。
21.图2是概要地示出本发明的第一实施方式所涉及的控制装置的框图。
22.图3是示意性地示出图2的喷出机构的喷出空气量与能量使用量之间的关系的一例的图。
23.图4是示意性地示出图2的喷出机构的喷出空气量与能量使用量之间的关系的一例的另一图。
24.图5是示意性地示出图2的主机的输出与燃料消耗量之间的关系的一例的图。
25.图6是示意性地示出图2的喷出机构的喷出空气量与船体阻力之间的关系的一例的图。
26.图7是示出图2的控制装置的动作的一例的流程图。
27.图8是概要地示出本发明的第二实施方式所涉及的控制装置的框图。
28.图9是示出图8的控制装置的动作的一例的流程图。
具体实施方式
29.对本说明书中的术语进行说明。在本说明书中，将船体的对水船速简称为“船速”，将船体的当前的吃水简称为“吃水”。将船体与水的摩擦阻力称为“船体阻力”，将当前的实际的船体阻力称为“实际船体阻力”。另外，在没有特别说明的情况下，使气泡的喷出量增加的情况包括使气泡的喷出开始的情况，使气泡的喷出量减少的情况包括使气泡的喷出停止的情况。另外，将喷出机构喷出空气时称为“喷出时”，将未喷出空气时称为“非喷出时”。
30.另外，在本说明书中，将在空气润滑中削减的能量削减量与在空气润滑中使用的能量使用量的平衡称为“能量平衡”。将能量削减量超过能量使用量的情况称为能量平衡“好”或“正”，将能量使用量超过能量削减量的情况称为能量平衡“差”或“负”。另外，在能量平衡好的情况下，表述为适当地发挥了空气润滑效果。另外，将能量平衡改进的情况表述为“改善”。另外，能够将燃料消耗量乘以规定的系数来换算为能量消耗量。
31.首先，说明本发明所涉及的控制装置的概要。本发明所涉及的控制装置具备对用于从设置于船体的空气出口喷出气泡的喷出机构进行控制的气泡控制部。在船体的船体阻力满足预先设定的条件的情况下，气泡控制部使气泡的喷出开始或者使气泡的喷出量增加。根据该结构，能够根据是否满足规定的条件来控制空气润滑效果。
32.作为一例，也可以构成为，控制装置具备计算船体的船体阻力的阻力计算部，在由阻力计算部计算出的船体阻力大于基准值的情况下，气泡控制部使气泡的喷出开始或者使气泡的喷出量增加。在该情况下，能够在船体阻力大的情况下利用空气润滑效果。此外，由阻力计算部计算出的船体阻力既可以是实际船体阻力，也可以是假定船体阻力。
33.作为一例，也可以构成为，阻力计算部基于船体的船速、船体所遭遇的气象海况信息、船体的吃水以及船体的舵角中的至少一方来计算船体阻力。在该情况下，能够高精度地计算船体阻力。
34.作为一例，也可以构成为，船体具有使螺旋桨旋转的主机，阻力计算部还基于主机的当前的输出来计算船体阻力。在该情况下，能够进一步高精度地计算船体阻力。
35.作为一例，也可以是，气泡控制部具有决定部，该决定部基于对船体预先设定的同船体与水的摩擦阻力有关的信息来决定基准值。在该情况下，能够决定与船体的特性匹配的基准值。
36.作为一例，也可以构成为，船体具有使螺旋桨旋转的主机，气泡控制部具有决定部，该决定部还基于主机的输出、主机的燃料消耗量以及喷出机构的能量使用量中的至少一方来决定基准值。在该情况下，能够使用这些信息高精度地决定基准值。
37.作为一例，也可以构成为，决定部还基于船体的当前的吃水来决定基准值。在该情况下，能够减小吃水的影响。
38.作为一例，也可以构成为，决定部还基于与吃水相应的喷出机构的喷出空气量与喷出机构的能量使用量之间的关系来决定基准值。在该情况下，能够进一步减小吃水的影响。
39.作为一例，也可以构成为，决定部还基于主机的燃料消耗量与主机的输出之间的关系来决定基准值。在该情况下，能够减小主机的构件的消耗的影响。
40.作为一例，也可以构成为，在由阻力计算部计算出的船体阻力小于第二基准值的情况下，气泡控制部使气泡的喷出停止或者使气泡的喷出量减少。在该情况下，能够在适当的定时使气泡停止等。
41.作为一例，也可以构成为，气泡控制部基于喷出机构的当前的能量使用量来决定第二基准值。在该情况下，能够根据当前的能量使用量来决定第二基准值。
42.作为一例，也可以构成为，气泡控制部根据船体的当前的吃水来使气泡的喷出量增加或减少。在该情况下，能够进行与吃水的变化相对应的判定。
43.作为一例，也可以是，控制装置还具备向外部发送与喷出机构的气泡喷出状态有关的信息的发送部。在该情况下，能够向操作者通知气泡喷出状态。
44.作为一例，也可以是，控制装置还具备：第一计算部：其基于船体的当前的船速来计算由喷出机构喷出了气泡的情况下的能量削减量；以及第二计算，其计算为了使喷出机构工作而消耗的能量使用量。也可以构成为，在由第一计算部计算出的能量削减量大于由第二计算部计算出的能量使用量的情况下，气泡控制部使气泡的喷出开始或者使气泡的喷出量增加。在该情况下，由于使用主机的能量削减量和喷出机构的能量使用量来判定能量平衡，因此能够提高判定精度。
45.作为一例，也可以构成为，船体具有使螺旋桨旋转的主机，第一计算部包括削减比例计算部和燃料消耗量计算部，该削减比例计算部根据船速和船体的吃水来计算燃料消耗
削减比例，该燃料消耗量计算部根据主机的当前的转速和向主机供给燃料的燃料供给状态来计算主机的当前的燃料消耗量，该第一计算部根据计算出的燃料消耗削减比例和当前的燃料消耗量来计算能量削减量。在该情况下，由于根据燃料消耗削减比例和当前的燃料消耗量来计算能量削减量，因此计算误差小。
46.作为一例，也可以构成为，喷出机构包括发动机、被该发动机驱动的发电机、以及利用该发电机的发电电力将空气压缩并向空气出口供给的压缩机，第二计算部基于被供给到发动机的燃料量或发电机的发电电力或压缩机的驱动电力来计算能量使用量。并且，根据这些信息进行以下计算：压缩机的驱动电力
÷
发电机的发电效率
÷
发动机的效率＝在压缩机中生成压缩空气所需的发电机发动机的燃料消耗量。在该情况下，能量使用量的计算精度提高。
47.下面，基于优选的实施方式，参照各附图来说明本发明。在实施方式及变形例中，对相同或等同的结构要素、构件标注相同的附图标记，并适当地省略重复的说明。另外，为了易于理解，将各附图中的构件的尺寸适当放大、缩小地示出。另外，在各附图中，以省略在说明实施方式上不重要的构件的一部分的方式进行显示。
48.另外，对于具有共同点的各个结构要素，在名称的开头附加“第一、第二”等来进行区分，在统称时将它们省略。另外，为了说明多种结构要素而使用了包括第一、第二等序数的用语，但该用语仅用于将一个结构要素与其他结构要素进行区分的目的，并非利用该用语来限定结构要素。
49.在本说明书所公开的实施方式中，关于由多个物体构成的物体，也可以将该多个物体一体化，相反，能够将由一个物体构成的物体分为多个物体。无论是否被一体化，只要构成为能够实现发明的目的即可。
50.在本说明书所公开的实施方式中，关于分散地设置多个功能，也可以将该多个功能的一部分或全部集中地设置，相反，能够将集中地设置有多个功能设置为使该多个功能的一部分或全部分散。无论功能是集中的还是分散的，只要构成为能够实现发明的目的即可。
51.[第一实施方式]
[0052]
下面，参照附图来说明本发明的第一实施方式所涉及的控制装置10。图1是概要地示出应用了本发明所涉及的控制装置10的船舶1的图。在本实施方式中，船舶1具备船体90、控制装置10、推进机构70以及喷出机构80。推进机构70是用于产生推进船体90的推进力的机构。喷出机构80构成空气润滑机构，该空气润滑机构通过从例如设置于船体90的船底的空气出口84喷出气泡b来产生减少船体阻力的空气润滑效果。
[0053]
图2是概要地示出本实施方式的控制装置10的框图。图2及后述的框图中示出的各块在硬件上能够通过以计算机的处理器、cpu、存储器为代表的元件、电子电路、机械装置来实现，在软件上能够通过计算机程序等实现，但在此描绘了通过它们的协作来实现的功能块。因而，本领域技术人员能够理解的是，这些功能块能够通过硬件和软件的组合来以各种形式实现。
[0054]
控制装置10具备气泡控制部20、推进控制部30、指令接收部36、阻力计算部32、发送部34、信息获取部45以及存储部47。气泡控制部20对用于从设置于船体90的空气出口84喷出气泡b的喷出机构80进行控制。推进控制部30对推进船体90的推进机构70的推进力进
行控制。指令接收部36接收用于指示推进机构70的推进力的大小的指令信号。信息获取部45获取后述的各种输入信息。存储部47按时间序列存储所获取到的各种输入信息，并存储后述的各基准值、各阈值。在后文叙述阻力计算部32和发送部34。
[0055]
在控制装置10中，推进控制部30和气泡控制部20中的任一方也可以根据另一方的控制而被控制。在该情况下，由于能够使喷出机构80和推进机构70协作，因此能够改善船体90的能量平衡。
[0056]
(推进机构)
[0057]
推进机构70只要能够推进船体90即可，在本实施方式中，具备柴油发动机(以下，称为“主机74”)来作为原动机79，通过主机74使螺旋桨75旋转来获得推进力。推进机构70为了使主机74运转而消耗与主机74的转速、转矩相应的量的燃料。推进机构70具备抑制主机74的转速的变动的调速装置77。调速装置77也被称为调速器，在主机74的转速相对于负荷变动而发生了变化时，调整燃料供给量以缓和该变化。
[0058]
(推进控制部)
[0059]
推进控制部30控制主机74。本实施方式的推进控制部30基于设置在船舶1的舰桥等来远程地操纵主机74的操纵装置(以下称为“遥控器50”)的操作输入，来进行使主机74的转速增减、停止等控制。遥控器50具有操作手柄51来作为用于指示推进机构70的推进力的大小的操作部。遥控器50根据操作手柄51的位置(以下，称为“手柄位置p”)，向控制装置10发送用于指示推进力的大小的指令信号c1。手柄位置p例示操作部的操作状态。
[0060]
操作手柄只要是操作者能够向操纵装置输入操作的部件即可，对其方式不作限定。例如，操作手柄可以具备可动的操作部，也可以不具备可动的操作部。例如，操作手柄也可以根据触摸面板的触摸位置来探测指令。
[0061]
本实施方式的控制装置10具备接收指令信号c1的指令接收部36。推进控制部30基于由指令接收部36接收到的指令信号c1，使推进机构70的推进力变化。操作者通过改变遥控器50的操作手柄51的位置，能够使推进机构70的推进力在包括零、前进以及后退的规定的范围内变更。
[0062]
(喷出机构)
[0063]
喷出机构80是在航行中从设置于船体90的船底等的空气出口84向水中喷出气泡b的机构。由于船体90的一部分被由从空气出口84喷出的气泡b形成的空气层覆盖，因此船体阻力降低。本实施方式的喷出机构80具有用于驱动发电机82的发动机81和被发电机82的发电电力驱动的压缩机83。
[0064]
(气泡控制部)
[0065]
通过使气泡b喷出，能够减少船体阻力来削减推进机构70的消耗能量，但同时消耗用于喷出的能量。因而，重要的是考虑消耗能量的削减量与增加量的平衡来使气泡b喷出。因此，期望根据是否满足与消耗能量的平衡相关联的规定的条件来控制喷出机构80。因此，在满足了规定的条件的情况下，本实施方式的气泡控制部20控制喷出机构80，以使气泡b的喷出开始或者使气泡b的喷出量增加。也就是说，在能够适当地发挥空气润滑效果的情况下喷出气泡b。
[0066]
对本实施方式的喷出机构80的能量消耗进行说明。气泡控制部20将喷出机构80控制为如下的状态：使发动机81、发电机82以及压缩机83运转来喷出气泡b的状态和使发动机
81停止而不喷出气泡b的状态。喷出机构80为了在喷出时使发动机81运转而消耗规定量的燃料。以下，将对该燃料消耗量乘以规定的系数而换算得到的结果表述为喷出机构80的能量使用量。
[0067]
在本实施方式中，推进机构70具有使螺旋桨75旋转的主机74。螺旋桨75的结构没有限定，例如可以是固定螺距螺旋桨，也可以是可变螺距螺旋桨。该例的螺旋桨75是根据来自推进控制部30的桨叶角指令来改变螺旋桨桨叶73的桨叶角w的可变螺距螺旋桨72。可变螺距螺旋桨72具有根据推进控制部30的控制来使桨叶角w变化的桨叶角设定部71。桨叶角设定部71探测当前的实际桨叶角(以下称为“实际桨叶角w2”)，使用实际桨叶角w2进行反馈控制，实现与桨叶角指令(以下称为“目标桨叶角w1”)相应的桨叶角w。
[0068]
在具有可变螺距螺旋桨72的情况下，通过一边使主机74以固定的转速运转一边改变桨叶角w来改变推进机构70的推进力。如果以燃料消耗比较少的转速运转，则能够节约主机74的燃料消耗量。
[0069]
在该例的推进控制部30中，将与遥控器50的操作手柄51的手柄位置p对应的主机74的转速指令(以下，称为“目标转速n1”)同螺旋桨桨叶73的桨叶角指令的关系预先设定为组合曲线(combinator curve)。关于组合曲线，作为一例，以在手柄位置p为停止的情况下，目标转速n1＝80rpm、目标桨叶角w1＝0deg，在手柄位置p为n/fmax的情况下，目标转速n1＝120rpm、目标桨叶角w1＝25deg的方式定义了操作手柄51的各手柄位置p与目标转速n1及目标桨叶角w1的关系。
[0070]
另外，推进控制部30为了缓和由桨叶角的急剧变化引起的影响，还具有即使急剧地操作手柄，也使目标桨叶角w1以预先设定的速度(以下，称为“cpp桨叶角改变(日文：変節)速度”)改变的控制，。
[0071]
推进机构70具有限制器60，该限制器60进行限制控制以保护主机74。限制器60能够具备基于各种原理的限制机构。在本实施方式中，限制器60具备alc限制器69，该alc限制器69进行限制控制以保护主机74免受过负荷的影响。在主机74的当前的实际负荷(以下称为“实际负荷”)超过了预先设定的目标负荷的情况下，alc限制器69使主机74的输出自动下降。
[0072]
本实施方式的alc限制器69将主机74的目标负荷与实际负荷进行比较，在实际负荷高于目标负荷的状态(以下，称为“过负荷状态”)的情况下，执行用于减小螺旋桨桨叶73的桨叶角的控制(以下，称为“alc(automatic load control：自动负荷控制)控制)。通过alc控制来减小桨叶角，从而防止主机74过负荷。
[0073]
对规定的条件的一例进行说明。在船体阻力小的情况下，由空气润滑效果带来的能量削减效果相对变小，能量平衡变差。因此，期望在实际船体阻力r2大的情况下利用空气润滑效果。因此，在本实施方式中具备计算船体90的实际船体阻力r2的阻力计算部32。另外，构成为在由阻力计算部32计算出的实际船体阻力r2大于基准值r1的情况下，气泡控制部20使气泡b的喷出开始或者使气泡b的喷出量增加。
[0074]
认为实际船体阻力r2根据船速、气象海况信息、吃水、舵角的状态而变化。作为气象海况信息，列举出海流、风、航路等信息。因此，基于提高计算精度的观点，期望将这些条件一同考虑进去来进行计算。因此，在本实施方式中，构成为阻力计算部32基于船体90的船速、船体90所遭遇的气象海况信息、船体90的吃水以及船体90的舵角中的至少一方来计算
实际船体阻力r2。在对上述船体90的船速、气象海况信息、吃水以及舵角进行统称时，称为船体环境信息。气象海况信息也可以由操作者在视觉上决定并输入到控制装置10。
[0075]
阻力计算部32也可以使用将船速、气象海况信息、吃水以及舵角作为输入，并将实际船体阻力r2作为输出的机器学习模型322。作为一例，能够将在船舶的海上试验或航海中实际测量出的船速、气象海况信息、吃水以及舵角作为输入，将实际船体阻力r2作为输出来进行机器学习(监督学习)，从而生成该机器学习模型322。另外，阻力计算部32也可以通过使用预先制作出的表对船速、气象海况信息、吃水以及舵角进行表处理来计算实际船体阻力r2。另外，阻力计算部32也可以构成为将藤壶附着等与船体污损有关的信息一同考虑进去来计算实际船体阻力r2。
[0076]
基于提高实际船体阻力r2的计算精度的观点，期望将主机74的当前的输出(以下，有时称为“实际输出”)一同考虑进去来进行计算。因此，在本实施方式中，构成为阻力计算部32还基于主机74的当前的输出来计算实际船体阻力r2。主机74的输出既可以是主机74的转速，也可以是主机74的输出转矩，还可以是根据它们计算出的轴马力(作用于推进轴78的动力功率)。能够由基于公知原理的获取单元来获取主机74的当前的输出。
[0077]
从提高阻力计算部32的计算精度的观点出发，期望使用与船体90的各个特性相匹配的基准值r1。因此，在本实施方式中具备决定部33，该决定部33基于对船体90预先设定的同船体与水的摩擦阻力有关的信息来决定基准值r1。作为一例，与该摩擦阻力有关的信息是预先设定的船体与水的摩擦阻力(以下，称为“基准船体阻力”)。在图2的例子中，决定部33设置于气泡控制部20，但不限定于此，决定部33也可以任意设置。基准船体阻力既可以是通过设计而对对象船体设定的基准阻力值，也可以是在海上试验或航海中实际测量出的基准阻力值。
[0078]
决定部33也可以通过使用预先制作出的表对船体90的各个特性进行表处理来决定基准值r1。船体90的各个特性既可以是通过设计确定的特性，也可以是在海上试验或航海中对各个船体90实际测量出的特性。
[0079]
从提高阻力计算部32的计算精度的观点出发，期望使用与可能影响计算精度的参数相匹配的基准值r1。作为这样的参数，列举出主机74的输出、主机74的燃料消耗量、喷出机构80的能量使用量等。因此，在本实施方式中，构成为决定部33还基于主机74的输出、主机74的燃料消耗量以及喷出机构80的能量使用量中的至少一方来决定基准值r1。
[0080]
如果船体90的吃水变化，则喷出机构80的能量使用量变化，计算精度有可能下降。因此，期望获取船体90的吃水的变化，并使用与获取到的吃水的变化相匹配的基准值r1。因此，在本实施方式中，构成为决定部33还基于船体90的当前的吃水来决定基准值r1。此外，在本说明书中，对值进行决定的情况包括在没有之前决定出的值的情况下首先决定该值以及在具有之前决定出的值的情况下更新该值。
[0081]
如果船体90的吃水变深，则空气出口84的水深变深，从海水受到的水压变高。如果空气出口84周边的水压高，则喷出相同量的空气时的喷出机构80的能量使用量增加。图3是示意性地示出喷出机构80的喷出空气量与喷出机构80的能量使用量之间的关系的一例的图。如该图所示，喷出空气量与喷出机构80的能量使用量之间的关系根据船体90的吃水而变化。在相同的喷出空气量下，吃水深的情况与吃水浅的情况相比，能量使用量增加。
[0082]
因此，期望获取船体90的吃水，并使用与获取到的吃水相匹配的基准值r1。因此，
在本实施方式中，构成为决定部33还基于与吃水相应的喷出机构80的喷出空气量与能量使用量的之间的关系来决定基准值r1。
[0083]
如果喷出机构80的结构构件发生消耗，则喷出机构80的喷出空气量减少，或者为了喷出相同量的空气而能量使用量增加。图4是示意性地示出喷出机构80的喷出空气量与喷出机构80的能量使用量之间的关系的一例的图。如该图所示，喷出机构80的喷出空气量与能量使用量之间的关系根据喷出机构80的结构构件的消耗而变化。在相同的喷出空气量下，结构构件的消耗大的情况与结构构件的消耗小的情况相比，能量使用量增加。
[0084]
因此，期望获取喷出机构80的结构构件的消耗状态，并使用与获取到的消耗状态相匹配的基准值r1。因此，在本实施方式中，构成为决定部33还基于与关于喷出机构80的结构构件的消耗的消耗状态相应的、喷出机构80的喷出空气量与能量使用量之间的关系来决定基准值r1。
[0085]
作为一例，喷出机构80的结构构件的消耗状态也可以是以对对象构件预先设定的寿命期间为基准的该构件的已使用期间的比例。将已使用期间相对短的情况称为消耗小，将已使用期间长的情况称为消耗大。也就是说，消耗状态也可以被确定为与喷出机构80的过去的运转期间相应的参数。也可以基于在海上试验或航海中从喷出机构80获取到的信息来确定结构构件的消耗状态。
[0086]
如果主机74的结构构件发生消耗，则主机74的输出下降，或者用于得到相同输出的燃料消耗量增加。图5是示意性地示出主机74的输出与燃料消耗量之间的关系的一例的图。如该图所示，主机74的输出与主机74的燃料消耗量之间的关系根据主机74的结构构件的消耗而变化。在相同的输出下，结构构件的消耗大的情况与结构构件的消耗小的情况相比，燃料消耗量增加。
[0087]
因此，期望获取主机74的结构构件的消耗状态，并使用与获取到的消耗状态相匹配的基准值r1。因此，在本实施方式中，构成为决定部33还基于主机74的燃料消耗量与主机74的输出之间的关系来决定基准值r1。
[0088]
作为一例，主机74的结构构件的消耗状态也可以是以对对象构件预先设定的寿命期间为基准的该部件的已使用期间的比例。将已使用期间相对短的情况称为消耗小，将已使用期间长的情况称为消耗大。也可以基于在海上试验或航海中从主机74获取到的信息来确定该结构构件的消耗状态。
[0089]
如果在保持喷出气泡b的状态下船体阻力减小，则能量削减效果变小，能量平衡劣化。因此，在船体阻力减小的情况下，期望减少气泡b的喷出。因此，在本实施方式中，构成为在由阻力计算部32计算出的实际船体阻力r2小于第二基准值q1的情况下，气泡控制部20使气泡b的喷出停止或者使气泡b的喷出量减少。
[0090]
图6是示意性地示出喷出机构80的喷出空气量与船体阻力之间的关系的一例的图。如该图所示，实际船体阻力r2逐渐变大，在如箭头v所示那样非喷出状态下的实际船体阻力r2达到基准值r1的情况下，喷出机构80成为喷出状态。另外，实际船体阻力r2逐渐变小，在如箭头y所示那样喷出状态下的实际船体阻力r2达到第二基准值q1的情况下，喷出机构80成为非喷出状态。
[0091]
如图6所示，在第二基准值q1与基准值r1之间设置死区。在没有这样的死区的情况下，喷出机构80在短时间内重复工作和停止，喷出机构80的能量使用量增加，或者喷出机构
80的劣化有可能加速。因此，基于避免短时间内的工作和停止的观点，第二基准值q1被设定为仅比基准值r1小规定的死区的大小。能够通过模拟或实验来决定规定的死区的大小。
[0092]
基于提高阻力计算部32的计算精度的观点，实际的能量平衡是重要的。因此，期望获取喷出机构80的当前的能量使用量，并使用与获取到的当前的能量使用量相匹配的第二基准值q1。因此，在本实施方式中，构成为决定部33基于喷出机构80的当前的能量使用量来决定第二基准值q1。能够基于发动机81的燃料消耗量、发电机82的发电电力以及压缩机83的驱动电力来获取喷出机构80的当前的能量使用量。此外，也可以由与决定部33不同的要素来决定第二基准值q1。
[0093]
如上所述，由于船体90的吃水，喷出机构80的能量使用量增加、减少。也就是说，能量平衡的分支点因吃水而变化。因此，在本实施方式中，构成为气泡控制部20根据船体90的当前的吃水来使气泡b的喷出量增加或减少。例如，也可以在吃水深时使气泡b的喷出量减量，也可以在吃水浅时使气泡b的喷出量增量，反之也可以。
[0094]
期望操作者能够根据气泡b的喷出状态来操纵船舶。因此，在本实施方式中，还具备向外部发送与喷出机构80的气泡喷出状态有关的信息的发送部34。在图2的例子中，发送部34将与气泡喷出状态有关的信息发送到外部的显示器85来进行显示，以向操作者通知气泡b的喷出状态。
[0095]
对如以上那样构成的本实施方式的控制装置10的动作s110进行说明。图7是示出控制装置10的动作s110的流程图。
[0096]
如果动作s110开始，则控制装置10获取船体90的船速、气象海况信息、吃水以及舵角中的至少一方船体环境信息(步骤s111)。
[0097]
如果执行了步骤s111，则控制装置10获取主机74的输出(步骤s112)。
[0098]
如果执行了步骤s112，则控制装置10基于所获取到的船体环境信息以及输出来计算实际船体阻力r2(步骤s113)。
[0099]
如果执行了步骤s113，则控制装置10获取主机74的输出、燃料消耗量以及喷出机构80的能量使用量中的至少一方关联信息(步骤s114)。
[0100]
如果执行了步骤s114，则控制装置10基于在步骤s114中获取到的关联信息来决定基准值r1(步骤s115)。
[0101]
如果执行了步骤s115，则控制装置10判定实际船体阻力r2是否大于基准值r1(步骤s116)。
[0102]
在实际船体阻力r2为基准值r1以下的情况下(步骤s116：“否”)，控制装置10使动作s110结束。
[0103]
在实际船体阻力r2大于基准值r1的情况下(步骤s116：“是”)，控制装置10使气泡b的喷出开始或者使气泡b的喷出量增加(步骤s117)。
[0104]
如果执行了步骤s117，则s110结束。上述各步骤只不过是一例，能够进行各种变形。
[0105]
以上是第一实施方式的说明。
[0106]
下面，对本发明的第二实施方式～第四实施方式进行说明。在第二实施方式～第四实施方式的附图及说明中，对与第一实施方式相同或等同的结构要素、构件标注相同的附图标记。适当省略与第一实施方式重复的说明，重点说明与第一实施方式不同的结构。
[0107]
[第二实施方式]
[0108]
参照图8来说明本发明的第二实施方式所涉及的控制装置10。图8是概要地示出本实施方式的控制装置10的框图。如该图所示，本实施方式与第一实施方式的不同点在于：本实施方式的控制装置10具备第一计算部35、第二计算部37、削减比例计算部38、燃料消耗量计算部39，因此重点说明这些不同点。
[0109]
在判定能量平衡方面，重要的是提高判定精度。为了提高判定精度，期望使用主机74的能量削减量d和喷出机构80的能量使用量u来判定能量平衡。
[0110]
因此，本实施方式还具备：第一计算部35，其基于船体90的当前的船速来计算由喷出机构80喷出了气泡b的情况下的能量削减量d；以及第二计算部37，其计算为了使喷出机构80工作而消耗的能量使用量u。
[0111]
构成为在由第一计算部35计算出的能量削减量d大于由第二计算部37计算出的能量使用量u的情况下，气泡控制部20使气泡b的喷出开始或者使气泡b的喷出量增加。
[0112]
基于减少计算误差的观点，期望预测喷出时的主机74的燃料消耗量相对于非喷出时的主机74的燃料消耗量的削减比例即燃料消耗削减比例w，并使用该燃料消耗削减比例w和当前的燃料消耗量g来计算能量削减量d。
[0113]
燃料消耗削减比例w根据船速和船体90的吃水而变化。因此，在本实施方式中，第一计算部35包括削减比例计算部38和燃料消耗量计算部39，其中，该削减比例计算部38根据船速和船体90的吃水来计算燃料消耗削减比例w，该燃料消耗量计算部39根据主机74的当前的转速(以下，称为“转速n2”)和向主机74供给燃料的燃料供给状态f来计算主机74的当前的燃料消耗量g。作为一例，第一计算部35能够通过使用预先制作出的表对船体90的船速和吃水进行表处理来计算燃料消耗削减比例w。
[0114]
燃料供给状态f也可以是向主机74的燃料供给的指令值。作为一例，能够从调速装置77获取向主机74供给燃料的燃料供给状态f。该例子的调速装置77具备齿条齿轮(未图示)，构成为向主机74供给与该齿条位置相应的量的燃料，从而能够基于该齿条位置确定燃料供给状态f。
[0115]
构成为气泡控制部20根据由削减比例计算部38计算出的燃料消耗削减比例w和由燃料消耗量计算部39计算出的当前的燃料消耗量g，来计算能量削减量d。例如，能够通过将对燃料消耗削减比例w乘以当前的燃料消耗量g得到的结果乘以规定的系数来计算能量削减量d。另外，能够通过使用预先制作出的表对燃料消耗削减比例w和当前的燃料消耗量g进行表处理来计算能量削减量d。
[0116]
基于减少计算误差的观点，期望基于燃料量或发电电力或压缩机的驱动电力来计算能量使用量u。因此，在本实施方式中，构成为第二计算部37基于被供给到发动机81的燃料量或发电机82的发电电力或压缩机83的驱动电力来计算能量使用量u。作为一例，能够通过将被供给到发动机81的燃料量或发电机82的发电电力或压缩机83的驱动电力乘以规定的系数来计算能量使用量u。
[0117]
对如以上那样构成的本实施方式的控制装置10的动作s120进行说明。图9是示出控制装置10的动作s120的流程图。
[0118]
如果动作s120开始，则控制装置10获取船体90的船速和吃水，并根据该船速和吃水来计算燃料消耗削减比例w(步骤s121)。
[0119]
如果执行了步骤s121，则控制装置10获取主机74的转速n2和向主机74供给燃料的燃料供给状态f，并根据该转速n2和燃料供给状态f来计算主机74的当前的燃料消耗量g(步骤s122)。
[0120]
如果执行了步骤s122，则控制装置10基于计算出的燃料消耗削减比例w和当前的燃料消耗量g来计算能量削减量d(步骤s123)。作为一例，控制装置10能够通过将当前的燃料消耗量g乘以燃料消耗削减比例w来求出燃料消耗削减量，能够通过将该燃料消耗削减量乘以规定的系数来计算能量削减量d。
[0121]
如果执行了步骤s123，则控制装置10计算能量使用量u(步骤s124)。
[0122]
如果执行了步骤s124，则控制装置10判定能量削减量d是否大于能量使用量u(步骤s125)。在能量削减量d为能量使用量u以下的情况下(步骤s125：“否”)，控制装置10使动作s120结束。
[0123]
在能量削减量大于能量使用量u的情况下(步骤s125：“是”)，控制装置10使气泡b的喷出开始或者使气泡b的喷出量增加(步骤s126)。
[0124]
如果执行了步骤s126，则步骤s120结束。上述各步骤只不过是一例，能够进行各种变形。
[0125]
以上是第二实施方式的说明。
[0126]
[第三实施方式]
[0127]
本发明的第三实施方式是控制装置10的控制方法。该控制方法包括以下步骤：在满足了规定的条件的情况下，对用于从设置于船体90的空气出口84喷出气泡b的喷出机构80进行控制的控制装置10使气泡的喷出开始或者使气泡的喷出量增加。
[0128]
根据本实施方式，起到与第一实施方式相同的作用和效果。
[0129]
[第四实施方式]
[0130]
本发明的第四实施方式是控制装置10的控制程序100(计算机程序)。该控制程序100用于使计算机执行以下步骤：在满足了规定的条件的情况下，对用于从设置于船体90的空气出口84喷出气泡b的喷出机构80进行控制的控制装置10使气泡的喷出开始或者使气泡的喷出量增加。
[0131]
控制程序100的这些功能也可以作为安装有与控制装置10的功能块对应的多个模块的应用程序而被安装于控制装置10的存储装置(例如存储部47)中。控制程序100也可以由被组装到控制装置10中的计算机的处理器(例如cpu)的主存储器读出来执行。
[0132]
根据本实施方式，起到与第一实施方式相同的作用和效果。
[0133]
以上，详细地说明了本发明的实施方式的例子。上述的实施方式均只是用于示出实施本发明时的具体例。实施方式的内容并不用于限定本发明的技术范围，在不脱离权利要求书所规定的发明思想的范围内，能够进行结构要素的变更、追加、删除等多种设计变更。在上述的实施方式中，关于能够进行这种设计变更的内容，标注“实施方式的”、“在实施方式中”等表述来进行说明，但并不是不允许对没有这样的表述的内容进行设计变更。
[0134]
[变形例]
[0135]
下面，对变形例进行说明。在变形例的附图及说明中，对与实施方式相同或等同的结构要素、构件标注相同的附图标记。适当地省略与实施方式重复的说明，重点说明与实施方式不同的结构。
[0136]
在实施方式的说明中，示出了推进机构70通过原动机79使螺旋桨75旋转来获得推进力的例子，但不限定于此。推进机构只要是能够推进船体的机构即可，例如也可以是喷出气体等并利用其反作用力来获得推进力的机构。
[0137]
在实施方式的说明中，示出了原动机79为柴油发动机的例子，但并不限定于此。原动机例如也可以是柴油发动机以外的内燃机、外燃机、电动马达等。
[0138]
从提高计算精度的观点出发，也可以构成为阻力计算部32基于船体90的船速、船体90所遭遇的气象海况信息、船体90的吃水以及船体90的舵角中的两方、三方或四方的组合来计算实际船体阻力。
[0139]
从决定适当的基准值的观点出发，也可以构成为决定部33基于主机74的输出、主机74的燃料消耗量以及喷出机构80的能量使用量中的两方或三方的组合来决定基准值。
[0140]
上述的变形例起到与各实施方式相同的作用和效果。
[0141]
上述各实施方式及变形例的任意组合也作为本发明的实施方式而是有用的。通过组合而产生的新的实施方式兼具被进行组合的实施方式及变形例各自的效果。
[0142]
附图标记说明
[0143]
10：控制装置；20：气泡控制部；32：阻力计算部；33：决定部；34：发送部；35：第一计算部；37：第二计算部；38：削减比例计算部；39：燃料消耗量计算部；74：主机；75：螺旋桨；80：喷出机构；81：发动机；82：发电机；83：压缩机；84：空气出口；90：船体；100：控制程序。