特開 2024-68486 船舶推進システムおよびそれを備える船舶

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024068486

(43)【公開日】2024-05-20

(54)【発明の名称】船舶推進システムおよびそれを備える船舶

(51)【国際特許分類】

   B63H 25/42 20060101AFI20240513BHJP

【ＦＩ】

B63H25/42 N

B63H25/42 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022178985

(22)【出願日】2022-11-08

(71)【出願人】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002310

【氏名又は名称】弁理士法人あい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田形 彰大

(72)【発明者】

【氏名】内藤 克俊

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 誠

(57)【要約】

【課題】船尾に備えられる推進機を転舵させて並進等を行わせる場合に適したキャリブレーションモードを備える船舶推進システムおよび船舶を提供する。
【解決手段】船舶推進システム１００は、バウスラスタＢＴと、２機の船外機ＯＭと、ジョイスティック８と、メインコントローラ５０とを含む。メインコントローラは、ジョイスティックモードのためのキャリブレーションを行うキャリブレーションモードを有する。キャリブレーションモードにおいて、メインコントローラは、並進指令により指令される方向への回頭を指令されると、バウスラスタの出力を増加させ、バウスラスタの出力が上限に達すると、船外機の転舵角の絶対値を減少させる。また、メインコントローラは、並進指令により指令される方向とは反対方向への回頭を指令されると、船外機の転舵角の絶対値を増加させ、転舵角の絶対値が上限に達すると、バウスラスタの出力を減少させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

船体の船首に備えられ、左右方向の推進力を発生するバウスラスタと、
前記船体の船尾に備えられ、転舵角の変更が可能な少なくとも２機の推進機と、
前記船体の並進および回頭を指令するために使用者によって操作される並進／回頭操作子と、
前記バウスラスタおよび前記少なくとも２機の推進機を制御し、前記並進／回頭操作子の操作に応答して前記船体を並進させる並進操船モードにおいて、前記バウスラスタを駆動し、前記２機の推進機の推進力作用線が前記船体内で交差するように前記２機の推進機の転舵角を制御し、かつ前記２機の推進機の一方を前進運転し他方を後進運転するコントローラと、を含み、
前記コントローラは、前記並進操船モードのためのキャリブレーションを行うキャリブレーションモードを有し、前記キャリブレーションモードにおいて、前記並進／回頭操作子により与えられる並進指令および回頭指令に応じて前記バウスラスタおよび前記２機の推進機を制御し、前記回頭指令が前記並進指令により指令される方向への船首の回頭を指令する回頭促進指令であるときには、前記バウスラスタの出力を増加させ、前記バウスラスタの出力が上限に達しても前記回頭促進指令が与えられるときには、前記２機の推進機の転舵角の絶対値を減少させる、船舶推進システム。

【請求項2】

前記コントローラは、前記キャリブレーションモードにおいて、前記回頭指令が前記並進指令により指令される方向とは反対方向への船首の回頭を指令する回頭抑制指令であるときには、前記２機の推進機の転舵角の絶対値を増加させ、前記転舵角の絶対値が上限に達しても前記回頭抑制指令が与えられるときには、前記バウスラスタの出力を減少させる、請求項１に記載の船舶推進システム。

【請求項3】

船体の船首に備えられ、左右方向の推進力を発生するバウスラスタと、
前記船体の船尾に備えられ、転舵角の変更が可能な少なくとも２機の推進機と、
前記船体の並進および回頭を指令するために使用者によって操作される並進／回頭操作子と、
前記バウスラスタおよび前記少なくとも２機の推進機を制御し、前記並進／回頭操作子の操作に応答して前記船体を並進させる並進操船モードにおいて、前記バウスラスタを駆動し、前記２機の推進機の推進力作用線が前記船体内で交差するように前記２機の推進機の転舵角を制御し、かつ前記２機の推進機の一方を前進運転し他方を後進運転するコントローラと、を含み、
前記コントローラは、前記並進操船モードのためのキャリブレーションを行うキャリブレーションモードを有し、前記キャリブレーションモードにおいて、前記並進／回頭操作子により与えられる並進指令および回頭指令に応じて前記バウスラスタおよび前記２機の推進機を制御し、前記回頭指令が前記並進指令により指令される方向とは反対方向への船首の回頭を指令する回頭抑制指令であるときには、前記２機の推進機の転舵角の絶対値を増加させ、前記転舵角の絶対値が上限に達しても前記回頭抑制指令が与えられるときには、前記バウスラスタの出力を減少させる、船舶推進システム。

【請求項4】

キャリブレーションを終了するために使用者によって操作されるキャリブレーション終了操作子をさらに含み、
前記コントローラは、前記キャリブレーション終了操作子が操作されたときの前記バウスラスタおよび前記２機の推進機の制御状態に基づいて、キャリブレーション値を生成してメモリに格納する、請求項１～３のいずれか一項に記載の船舶推進システム。

【請求項5】

前記キャリブレーション値は、前記並進操船モードにおいて設定すべき前記２機の推進機の転舵角を表す並進舵角、前記並進／回頭操作子から与えられる並進指令に対応する目標スラストの左右方向成分に対する前記バウスラスタの出力の比を表す基準比率、および前記２機の推進機のうち前進運転される推進機の推進力と後進運転される推進機の推進力との比である前後スラスト比を含む、請求項４に記載の船舶推進システム。

【請求項6】

前記コントローラは、前記並進操船モードにおいて、前記並進／回頭操作子から並進指令が与えられると、前記キャリブレーション値に基づいて、前記バウスラスタの出力、前記２機の推進機の転舵角、および前記２機の推進機が発生する推進力を制御する、請求項４に記載の船舶推進システム。

【請求項7】

前記コントローラは、前記並進操船モードにおいて、前記並進／回頭操作子から前記並進指令により指令される方向への船首の回頭を指令する回頭指令が与えられると、前記バウスラスタの出力を増加させ、かつ前記推進機の転舵角の絶対値を減少させる、請求項１～３のいずれか一項に記載の船舶推進システム。

【請求項8】

前記コントローラは、前記並進操船モードにおいて、前記並進／回頭操作子から前記並進指令により指令される方向とは反対方向への船首の回頭を指令する回頭指令が与えられると、前記バウスラスタの出力を減少させ、かつ前記推進機の転舵角の絶対値を増加させる、請求項１～３のいずれか一項に記載の船舶推進システム。

【請求項9】

前記バウスラスタの出力の上限を設定するために使用者によって操作される出力上限設定ユニットをさらに含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の船舶推進システム。

【請求項10】

船体と、
前記船体に備えられる、請求項１～３のいずれか一項に記載の船舶推進システムと、を含む、船舶。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、船舶推進システムおよびそれを備える船舶に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、２つのエンジンが左舷および右舷の前後進プロペラをそれぞれ回転させ、船首側に備えたサイドスラスタが左右方向の推力を発生させる、船舶の操船装置を開示している。操舵ハンドルに連動連結された舵によって前後進プロペラが発生する水流の方向を変更し、それによって操船を行えるほか、ジョイスティックレバーの操作による操船も行える。具体的には、ジョイスティックレバーの操作に応じて、前後進プロペラおよびサイドスラスタが制御され、それによって、横移動や斜め移動が可能である。特許文献１には、横移動および斜め移動の際に回転モーメントを打ち消すための校正について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－８３９７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の操船装置は、ジョイスティックレバーの操作に舵が連動するものではない。したがって、特許文献１に記載されている校正は、船尾に備えられる推進機を転舵させて並進等を行わせる船舶推進システムには必ずしも適さない。

【0005】

そこで、この発明の一実施形態は、船尾に備えられる推進機を転舵させて並進等を行わせる場合に適したキャリブレーションモードを備える船舶推進システムおよび船舶を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明の一実施形態は、船体の船首に備えられ、左右方向の推進力を発生するバウスラスタと、前記船体の船尾に備えられ、転舵角の変更が可能な少なくとも２機の推進機と、前記船体の並進および回頭を指令するために使用者によって操作される並進／回頭操作子と、前記バウスラスタおよび前記少なくとも２機の推進機を制御するコントローラとを含む、船舶推進システムを提供する。前記コントローラは、前記並進／回頭操作子の操作に応答して前記船体を並進させる並進操船モードにおいて、前記バウスラスタを駆動し、前記２機の推進機の推進力作用線が前記船体内で交差するように前記２機の推進機の転舵角を制御し、かつ前記２機の推進機の一方を前進運転し他方を後進運転する。前記コントローラは、前記並進操船モードのためのキャリブレーションを行うキャリブレーションモードを有する。

【0007】

この構成では、バウスラスタの推進力と、船尾の２機の推進機の推進力と利用して、船体を並進させるための並進操船モードに従う制御が行われる。船尾の２機の推進機は、それら推進力作用線が前記船体内で交差するように転舵角が制御し、かつそれらの一方が前進運転され他方が後進運転される。それにより、２つの推進機が発生する推進力の合力である合成推進力は、推進力作用線の交点において船体に作用し、船体の左右方向成分を有する推進力を船体に与える。この合成推進力が船体に与える回頭モーメントとバウスラスタが船体に与える回頭モーメントとのバランスを適切に調整することによって、船体を並進させることができる。

【0008】

この発明の一実施形態では、前記コントローラは、前記キャリブレーションモードにおいて、前記並進／回頭操作子により与えられる並進指令および回頭指令に応じて前記バウスラスタおよび前記２機の推進機を制御し、前記回頭指令が前記並進指令により指令される方向への船首の回頭を指令する回頭促進指令であるときには、前記バウスラスタの出力を増加させ、前記バウスラスタの出力が上限に達しても前記回頭促進指令が与えられるときには、前記２機の推進機の転舵角の絶対値を減少(２機の推進機の間の角度を狭く)させる。

【0009】

この構成によれば、並進操船モードのためのキャリブレーションでは、並進指令により指令される方向への船首の回頭を指令する回頭促進指令が与えられると、バウスラスタの出力を増加させることで船体の回頭が促進される。そして、バウスラスタの出力が上限に達しても回頭促進指令が与えられるときには、２機の推進機の転舵角の絶対値が減少させられ、それによって、さらに回頭が促進される。このように、バウスラスタの出力を増加させ、それでも調整が不足するときに船尾の推進機の転舵角の絶対値を減少させるので、船体が適切に並進する状態に確実に到達できる。加えて、転舵角の絶対値を可能な限り大きな値にする(２機の推進機の間の角度を開く)ことができるので、船尾の推進機が発生する推進力の左右方向を有効に利用できるようにキャリブレーションすることができる。

【0010】

この発明の一実施形態では、前記コントローラは、前記キャリブレーションモードにおいて、前記並進／回頭操作子により与えられる並進指令および回頭指令に応じて前記バウスラスタおよび前記２機の推進機を制御し、前記回頭指令が前記並進指令により指令される方向とは反対方向への船首の回頭を指令する回頭抑制指令であるときには、前記２機の推進機の転舵角の絶対値を増加させ、前記転舵角の絶対値が上限に達しても前記回頭抑制指令が与えられるときには、前記バウスラスタの出力を減少させる。

【0011】

この構成によれば、並進操船モードのためのキャリブレーションでは、並進指令により指令される方向とは反対方向への船首の回頭を指令する回頭抑制指令が与えられると、２機の推進機の転舵角の絶対値を増加させることで、船体の回頭が抑制される。そして、転舵角の絶対値が上限に達しても回頭抑制指令が与えられるときには、バウスラスタの出力が減少させられ、それによって、さらに回頭が抑制される。このように、船尾の推進機の転舵角の絶対値を増加させ、それでも調整が不足するときにバウスラスタの出力を減少させるので、船体が適切に並進する状態に確実に到達できる。加えて、転舵角の絶対値を可能な限り大きな値にすることができるので、船尾の推進機が発生する推進力の左右方向を有効に利用できるようにキャリブレーションすることができる。

【0012】

この発明の一実施形態では、前記船舶推進システムは、キャリブレーションを終了するために使用者によって操作されるキャリブレーション終了操作子をさらに含む。前記コントローラは、前記キャリブレーション終了操作子が操作されたときの前記バウスラスタおよび前記２機の推進機の制御状態に基づいて、キャリブレーション値を生成してメモリに格納する。こうしてメモリに格納されたキャリブレーション値を利用して並進操船モードの制御を行うことができる。

【0013】

この発明の一実施形態では、前記キャリブレーション値は、前記並進操船モードにおいて設定すべき前記２機の推進機の転舵角を表す並進舵角、前記並進／回頭操作子から与えられる並進指令に対応する目標スラストの左右方向成分に対する前記バウスラスタの出力の比を表す基準比率、および前記２機の推進機のうち前進運転される推進機の推進力と後進運転される推進機の推進力との比である前後スラスト比を含む。

【0014】

この発明の一実施形態では、前記コントローラは、前記並進操船モードにおいて、前記並進／回頭操作子から並進指令が与えられると、前記キャリブレーション値に基づいて、前記バウスラスタの出力、前記２機の推進機の転舵角、および前記２機の推進機が発生する推進力を制御する。このようにして、キャリブレーション値に基づく並進操船モードの制御を行える。

【0015】

この発明の一実施形態では、前記コントローラは、前記並進操船モードにおいて、前記並進／回頭操作子から前記並進指令により指令される方向への船首の回頭を指令する回頭指令が与えられると、前記バウスラスタの出力を増加させ、かつ前記推進機の転舵角の絶対値を減少させる。

【0016】

また、この発明の一実施形態では、前記コントローラは、前記並進操船モードにおいて、前記並進／回頭操作子から前記並進指令により指令される方向とは反対方向への船首の回頭を指令する回頭指令が与えられると、前記バウスラスタの出力を減少させ、かつ前記推進機の転舵角の絶対値を増加させる。

【0017】

このように、並進操船モードにおいては、キャリブレーションモードとは異なる制御が行われる。具体的には、回頭指令に応じて、バウスラスタの出力の増減と、船尾の推進機の転舵角の絶対値の増減とが同時に行われる。それによって、回頭指令に対して、良好な回頭挙動を実現でき、運動性能のよい船舶を提供できる。

【0018】

この発明の一実施形態では、前記船舶推進システムは、前記バウスラスタの出力の上限を設定するために使用者によって操作される出力上限設定ユニットをさらに含む。

【0019】

このように設定されるバウスラスタの出力上限に基づいて並進操船モードのキャリブレーションを行うことが好ましく、それにより、出力上限の設定に応じた適切なキャリブレーションを行うことができる。

【0020】

この発明の一実施形態は、船体と、前記船体に備えられる、前述のような特徴を有する船舶推進システムと、を含む、船舶を提供する。

【発明の効果】

【0021】

この発明によれば、船尾に備えられる推進機を転舵させて並進等を行わせる場合に適したキャリブレーションモードを備える船舶推進システムおよび船舶を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、この発明の一実施形態に係る船舶推進システムが搭載された船舶の構成例を説明するための平面図である。

【図2】図２は、船舶推進システムの構成例を説明するためのブロック図である。

【図3】図３は、ジョイスティックユニットの構成例を説明するための斜視図である。

【図4A】図４Ａは、連携モードにおけるジョイスティックモードを説明するための図であり、ジョイスティックの操作とそれに対応する船体の挙動（並進）とを示す。

【図4B】図４Ｂは、連携モードにおけるジョイスティックモードを説明するための図であり、ジョイスティックの操作とそれに対応する船体の挙動（その場回頭）とを示す。

【図5A-5B】図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ非連携モードおよび連携モードにおける並進の例を説明するための図である。

【図5C-5D】図５Ｃおよび図５Ｄは、連携モードにおける回頭を伴う並進の例を説明するための図である。

【図6】図６は、横移動のキャリブレーションに関連するメインコントローラ５０の処理例を示すフローチャートである。

【図7A-7C】図７、図７Ｂおよび図７Ｃは、キャリブレーション値の具体例を説明するための図である。

【図8】図８は、キャリブレーションモード中の並進指令および回頭指令に応じた制御例を示すフローチャートである。

【図9A-9B】図９Ａおよび図９Ｂは、ジョイスティックレベルの設定に関する特徴を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。

【0024】

図１は、この発明の一実施形態に係る船舶推進システム１００が搭載された船舶１の構成例を説明するための平面図である。船舶１は、船体２と、船体２の船首に備えられ、左右方向の推進力を発生するバウスラスタＢＴと、船体２の船尾３に備えられた転舵角変更可能な推進機の一例である船外機ＯＭと、を含む。この実施形態では、複数機、より具体的には２機の船外機ＯＭが船尾３に備えられている。

【0025】

２機の船外機ＯＭは、船体２の左右方向に並んで船尾３に配置されている。２機の船外機ＯＭを区別するときには、相対的に右側に配置されている船外機ＯＭを右船外機ＯＭｓといい、相対的に左側に配置されている船外機ＯＭを左船外機ＯＭｐという。この例では、右船外機ＯＭｓは、船体２の前後方向に延びる中心線２ａに対して右側に配置されており、左船外機ＯＭｐは、中心線２ａに対して左側に配置されている。より具体的には、右船外機ＯＭｓおよび左船外機ＯＭｐは、中心線２ａに対して左右対称に配置されている。

【0026】

各船外機ＯＭは、水中に配置されるプロペラ２０を備えており、プロペラ２０の回転によって推進力を発生し、その推進力を船体２に与えるように構成されている。船外機ＯＭは、左右に回動可能であるように船尾３に取り付けられており、それによって、プロペラ２０が発生する推進力の方向が左右に変化するように構成されている。たとえば、中心線２ａに平行な前後方向を基準として、前後方向に対してプロペラ２０が発生する推進力の方向のなす角が転舵角と定義される。船外機ＯＭは、付属の転舵機構２６（図２参照）によって左右に回動され、それによって転舵角が変化するように構成されている。転舵角は、前後方向に平行なときを零とし、船外機ＯＭの後端が右側に振られる方向の転舵角に正符号を付与し、船外機ＯＭの後端が左側に振られる方向の転舵角に負符号を付与して表されてもよい。

【0027】

バウスラスタＢＴは、船体２の船首部において、船体２を左右に貫通する筒状のトンネル４１内に配置されたプロペラ４０を備えている。プロペラ４０は、正転方向および逆転方向、すなわち双方向に回転可能であり、それによって、バウスラスタＢＴは、右方向または左方向の推進力を船体２に与えることができる。この実施形態では、バウスラスタＢＴが発生する推進力の方向は、左右方向のほかに設定することはできない。

【0028】

船体２の内部には、乗船者のための居住空間４が確保されている。この居住空間４内に操船席５が設けられている。操船席５には、ステアリングホイール６、リモコンレバー７、ジョイスティック８、ゲージ９（表示パネル）などが備えられている。ステアリングホイール６は、船舶１の針路を変更するために使用者によって操作される操作子である。リモコンレバー７は、船外機ＯＭの推進力の大きさ（出力）およびその方向（前進または後進）を変更するために使用者によって操作される操作子であり、アクセル操作子に相当する。ジョイスティック８は、ステアリングホイール６およびリモコンレバー７の代わりに、操船のために使用者によって操作される操作子である。これらの操作子のほかに、バウスラスタＢＴを操作するための専用の操作子４５（図２参照）が設けられてもよい。

【0029】

図２は、船舶１に備えられる船舶推進システム１００の構成例を説明するためのブロック図である。船舶推進システム１００は、２機の船外機ＯＭおよびバウスラスタＢＴを含む。船外機ＯＭは、エンジン船外機または電動船外機のいずれの形態であってもよい。図２には、エンジン船外機の例を示す。

【0030】

各船外機ＯＭは、エンジンＥＣＵ（電子制御ユニット）２１、ステアリングＥＣＵ２２、エンジン２３、シフト機構２４、プロペラ２０、転舵機構２６などを備えている。エンジン２３が発生する動力が、シフト機構２４を介してプロペラ２０に伝達される。転舵機構２６は、船外機ＯＭが発生する推進力の方向を左右に変化させる機構であり、船外機ＯＭのボディを船体２（図１参照）に対して左右に旋回させる。シフト機構２４は、前進位置、後進位置およびニュートラル位置のうちのいずれかのシフト位置を選択可能に構成されている。シフト位置が前進位置のとき、エンジン２３の回転が伝達されることによってプロペラ２０が正転方向に回転し、船外機ＯＭは前進方向に推進力を発生する前進運転の状態となる。シフト位置が後進位置のとき、エンジン２３の回転が伝達されることによってプロペラ２０が逆転方向に回転し、船外機ＯＭは後進方向に推進力を発生する後進運転の状態となる。ニュートラル位置のとき、エンジン２３とプロペラ２０との間の動力伝達が遮断され、船外機ＯＭはアイドリング状態となる。

【0031】

各船外機ＯＭは、さらに、スロットルアクチュエータ２７およびシフトアクチュエータ２８を備えており、これらはエンジンＥＣＵ２１によって制御される。スロットルアクチュエータ２７は、エンジン２３のスロットルバルブ（図示せず）を作動させる電動アクチュエータ（典型的には電動モータを含む。）である。シフトアクチュエータ２８は、シフト機構２４を作動させるためのアクチュエータである。船外機ＯＭは、さらに、ステアリングＥＣＵ２２によって制御される転舵アクチュエータ２５を備えている。転舵アクチュエータ２５は、転舵機構２６の駆動源であり、典型的には、電動モータを含む。転舵アクチュエータ２５は、電動ポンプ式の油圧装置を含んでいてもよい。

【0032】

バウスラスタＢＴは、プロペラ４０と、プロペラ４０を駆動する電動モータ４２と、電動モータ４２を制御するモータコントローラ４３とを備えている。

【0033】

船舶推進システム１００は、さらに、メインコントローラ５０を備えている。メインコントローラ５０は、プロセッサ５０ａおよびメモリ５０ｂを含み、メモリ５０ｂに格納されたプログラムをプロセッサ５０ａが実行することによって、複数の機能を達成するように構成されている。メインコントローラ５０は、船体２内に構築された船内ネットワーク５５（ＣＡＮ：コントロールエリアネットワーク）に接続されている。船内ネットワーク５５には、リモコンユニット１７、リモコンＥＣＵ５１、ジョイスティックユニット１８、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信機５２、方位センサ５３などが接続されている。

【0034】

船内ネットワーク５５には、２機の船外機ＯＭ（ＯＭｓ，ＯＭｐ）にそれぞれ対応した２つのリモコンＥＣＵ５１（５１ｓ，５１ｐ）が接続されている。これらのリモコンＥＣＵ５１ｓ，５１ｐには、船外機制御ネットワーク５６を介して、それぞれ、右船外機ＯＭｓおよび左船外機ＯＭｐのエンジンＥＣＵ２１およびステアリングＥＣＵ２２が接続されている。メインコントローラ５０は、船内ネットワーク５５に接続された様々なユニットと信号を授受し、それにより、船外機ＯＭおよびバウスラスタＢＴを制御し、かつその他のユニットを制御する。メインコントローラ５０は、複数の制御モードを有し、各制御モードに応じて予め定められた態様で各ユニットを制御する。

【0035】

船外機制御ネットワーク５６には、ステアリングホイールユニット１６が接続されている。ステアリングホイールユニット１６は、ステアリングホイール６の操作角を表す操作角信号を船外機制御ネットワーク５６に出力する。その操作角信号は、リモコンＥＣＵ５１およびステアリングＥＣＵ２２によって受信される。ステアリングＥＣＵ２２は、ステアリングホイールユニット１６が生成する操作角信号またはリモコンＥＣＵ５１が生成する転舵角指令に応答し、いずれかに応じて転舵アクチュエータ２５を制御し、それによって、船外機ＯＭの転舵角を制御する。

【0036】

リモコンユニット１７は、リモコンレバー７の操作位置を表す操作位置信号を生成する。右船外機ＯＭｓおよび左船外機ＯＭｐにそれぞれ対応するように、右リモコンレバー７ｓおよび左リモコンレバー７ｐが備えられている。

【0037】

ジョイスティックユニット１８は、ジョイスティック８の操作位置を表す操作位置信号を生成し、かつジョイスティックユニット１８に備えられた操作ボタン１８０の操作信号を生成する。

【0038】

リモコンＥＣＵ５１は、船外機制御ネットワーク５６を介して、エンジンＥＣＵ２１に対し、推進力指令を送出する。推進力指令は、シフト位置を指令するためのシフト指令と、エンジン出力（具体的にはエンジン回転速度）を指令するための出力指令とを含む。また、リモコンＥＣＵ５１は、船外機制御ネットワーク５６を介して、ステアリングＥＣＵ２２に対して、転舵角指令を送出する。

【0039】

リモコンＥＣＵ５１は、メインコントローラ５０の制御モードに応じて異なる制御動作を実行する。たとえば、ステアリングホイール６およびリモコンレバー７による操船のための制御モードでは、リモコンＥＣＵ５１は、エンジンＥＣＵ２１に対して、リモコンユニット１７が生成する操作位置信号に応じた推進力指令（シフト指令および出力指令）を与える。また、リモコンＥＣＵ５１は、ステアリングＥＣＵ２２に対して、ステアリングホイールユニット１６が生成する操作角信号に従うように指令する。一方、ステアリングホイール６およびリモコンレバー７の操作によらない操船のための制御モードでは、リモコンＥＣＵ５１は、メインコントローラ５０の指令に従う。すなわち、リモコンＥＣＵ５１は、メインコントローラ５０が生成する推進力指令（シフト指令および出力指令）ならびに転舵角指令に従って、推進力指令（シフト指令および出力指令）をエンジンＥＣＵ２１に送出し、かつ転舵角指令をステアリングＥＣＵ２２に送出する。たとえば、ジョイスティック８による操船のための制御モード（ジョイスティックモード）では、メインコントローラ５０は、ジョイスティックユニット１８が生成する信号に応じて、推進力指令（シフト指令および出力指令）ならびに転舵角指令を生成する。それらに従って、船外機ＯＭの推進力の大きさおよび方向（前進または後進）ならびに転舵角が制御される。

【0040】

エンジンＥＣＵ２１は、シフト指令に応じてシフトアクチュエータ２８を駆動してシフト位置を制御し、出力指令に応じてスロットルアクチュエータ２７を駆動してスロットル開度を制御する。ステアリングＥＣＵ２２は、転舵角指令に応じて転舵アクチュエータ２５を制御し、船外機ＯＭの転舵角を制御する。

【0041】

バウスラスタＢＴのモータコントローラ４３は、船内ネットワーク５５に接続されており、メインコントローラ５０からの指令に応答して電動モータ４２を作動させるように構成されている。モータコントローラ４３は、ゲートウェイ（図示せず）を介して船内ネットワーク５５に接続されていてもよい。メインコントローラ５０は、モータコントローラ４３に対して、推進力指令を与える。推進力指令は、シフト指令（回転方向指令）および出力指令（回転速度指令）を含む。シフト指令は、プロペラ２０を停止、前進回転または後進回転させることを指令する回転方向指令である。出力指令は、発生すべき推進力、具体的には回転速度の目標値の指令である。モータコントローラ４３は、シフト指令（回転方向指令）および出力指令に応じて電動モータ４２の回転方向および回転速度を制御する。

【0042】

バウスラスタＢＴのための専用の操作子４５は、この例では、モータコントローラ４３に接続されている。使用者は、操作子４５を操作してバウスラスタＢＴの回転方向および回転速度を調節することもできる。

【0043】

ＧＰＳ受信機５２は、位置検出装置の一例であり、地球を周回する人工衛星からの電波を受信して船舶１の位置を特定し、船舶１の位置を表す位置データと、船舶１の移動速度を表す速度データとを出力する。これらのデータは、メインコントローラ５０によって取得され、船舶１の位置および／または方位の表示や制御のために用いられる。

【0044】

方位センサ５３は、船舶１の方位を検出して、方位データを生成する。その方位データはメインコントローラ５０によって利用される。

【0045】

船内ネットワーク５５には、さらに、ゲージ９が接続されている。ゲージ９は、操船のための各種情報を表示するための表示装置である。ゲージ９は、たとえば、メインコントローラ５０、リモコンＥＣＵ５１、およびモータコントローラ４３と通信可能である。それにより、ゲージ９は、船外機ＯＭの運転状態、バウスラスタＢＴの運転状態、船舶１の位置および／または方位などの情報を表示することができる。ゲージ９には、タッチパネルやボタン等の入力装置１０が備えられていてもよい。使用者が入力装置１０を操作することにより、操作信号が船内ネットワーク５５に送出され、様々な設定や指令が行えるようになっていてもよい。ゲージ９に関連する表示制御信号を伝達するために、船内ネットワーク５５とは別のネットワークが構築されていてもよい。

【0046】

船内ネットワーク５５には、さらにアプリケーションスイッチパネル６０が接続されている。アプリケーションスイッチパネル６０は、予め定義した機能の実行を指令するための複数のファンクションスイッチ６１を含む。たとえば、ファンクションスイッチ６１は、自動操船を指令するためのスイッチを含んでいてもよい。より具体的には、一つのファンクションスイッチ６１は、前進中に船首方位を維持する自動操舵を行う船首保持モード(Heading Hold)を指令するために割り当てられていてもよい。また、別のファンクションスイッチ６１は、前進中に船首方位を保持し、かつ直進する進路を保持する自動操舵を行う直進保持モード(Course Hold)を指令するために割り当てられていてもよい。さらに別のファンクションスイッチ６１は、指定した複数の通過点を順に通る経路（ルート）に従って航行させる自動操舵を行う通過点追従モード(Track Point)を指令するために割り当てられていてもよい。さらに別のファンクションスイッチ６１は、所定の航走パターン（ジグザグパターン、スパイラルパターンなど）に従って航走させる自動操舵を行うパターン航走モード(Pattern Steer)を指令するために割り当てられていてもよい。

【0047】

図３は、ジョイスティックユニット１８の構成例を説明するための斜視図である。ジョイスティックユニット１８は、前後左右（すなわち、３６０度の全方位）に傾倒させることができ、かつ軸まわりに回す（ツイストする）ことができるジョイスティック８を備えている。ジョイスティックユニット１８は、この例では、さらに、複数の操作ボタン１８０を備えている。複数の操作ボタン１８０は、ジョイスティックボタン１８１および保持モード設定ボタン１８２～１８４を含む。

【0048】

ジョイスティックボタン１８１は、ジョイスティック８を用いる制御モード（操船モード）、すなわち、ジョイスティックモードを選択するときに操船者によって操作される操作子である。

【0049】

保持モード設定ボタン１８２，１８３，１８４は、位置／方位保持系の制御モード（自動操船モードの一つ）を設定するために使用者によって操作される操作ボタンである。より具体的には、保持モード設定ボタン１８２は、船舶１の位置および船首方位（または船尾方位）を保持する定点保持モード(Stay Point)を設定するために操作される。保持モード設定ボタン１８３は、船舶１の位置を保持し船首方位（または船尾方位）は保持しない位置保持モード(Fish Point)を設定するために操作される。保持モード設定ボタン１８４は、船首方位（または船尾方位）を保持し位置の保持は行わない方位保持モード(Drift Point)を設定するために操作される。

【0050】

メインコントローラ５０の制御モードは、操作系の観点からは、通常モード、ジョイスティックモードおよび自動操船モードに分類できる。

【0051】

通常モードは、ステアリングホイールユニット１６が生成する操作角信号に応じて転舵制御を行い、かつリモコンレバー７の操作信号（操作位置信号）に応じて推進力制御を行う制御モードである。この実施形態では、通常モードは、メインコントローラ５０のデフォルト制御モードである。転舵制御とは、具体的には、ステアリングホイールユニット１６が生成する操作角信号またはリモコンＥＣＵ５１が生成する転舵角指令に応じて、ステアリングＥＣＵ２２が転舵アクチュエータ２５を駆動させる制御動作をいう。これにより、船外機ＯＭのボディが左右に転舵して、船体２に対する推進力の方向が左右に変化する。推進力制御とは、具体的には、リモコンＥＣＵ５１がエンジンＥＣＵ２１に与える推進力指令（シフト指令および出力指令）に応じて、エンジンＥＣＵ２１がシフトアクチュエータ２８およびスロットルアクチュエータ２７を駆動させる制御動作をいう。これにより、船外機ＯＭのシフト位置が前進位置、後進位置またはニュートラル位置に設定され、かつエンジン出力（具体的にはエンジン回転速度）が変化する。

【0052】

ジョイスティックモードは、ジョイスティックユニット１８のジョイスティック８の操作信号に応じて転舵制御および推進力制御を行う制御モードである。

【0053】

ジョイスティックモードでは、船外機ＯＭに対する転舵制御および推進力制御が行われる。すなわち、メインコントローラ５０がリモコンＥＣＵ５１に転舵角指令および推進力指令を与え、リモコンＥＣＵ５１がそれらをステアリングＥＣＵ２２およびエンジンＥＣＵ２１に与える。

【0054】

自動操船モードは、ステアリングホイール６、リモコンレバー７およびジョイスティック８の操作によることなく、メインコントローラ５０等の働きによって、転舵制御および／または推進力制御を自動で行う制御モードである。すなわち、自動操船が行われる。自動操船には、航走時に使用される航走系の自動操船と、位置および方位の一方または両方を維持する位置／方位保持系の自動操船とがある。航走系の自動操船の例は、ファンクションスイッチ６１の操作によって指令される前述の自動操舵である。位置／保持系の自動操船は、保持モード設定ボタン１８２，１８３，１８４の操作によって指令される、定点保持モード、位置保持モードおよび方位保持モードによる操船を含む。

【0055】

この実施形態では、さらに、ジョイスティックモードおよび自動操船モードにおいて、船外機ＯＭおよびバウスラスタＢＴを連携させて目的とする船体挙動を達成する連携モードと、このような連携を行わない非連携モードとを選択することができる。連携モード／非連携モードを選択するために使用者によって操作される選択操作子は、たとえば、アプリケーションスイッチパネル６０のいずれかのファンクションスイッチ６１に割り当てられてもよい。連携モードにおいては、メインコントローラ５０は、船外機ＯＭに対する転舵制御および推進力制御に加えて、バウスラスタＢＴに対する推進力制御を実行する。

【0056】

図４Ａおよび図４Ｂは、連携モードにおけるジョイスティックモードを説明するための図であり、ジョイスティック８の操作とそれに対応する船体２の挙動とを示す。メインコントローラ５０は、ジョイスティックボタン１８１によってジョイスティックモードが指令されると、ジョイスティックモードに従って制御処理を実行する。ジョイスティックモードの指令よりも前に連携モードが指令されているか、またはジョイスティックモードの指令の後に連携モードが指令されると、メインコントローラ５０は、連携モードによるジョイスティックモードの制御を実行する。連携モードが指令されていなければ、メインコントローラ５０は、非連携モードによるジョイスティックモードの制御を実行する。

【0057】

メインコントローラ５０は、ジョイスティック８の傾倒を並進指令と解釈する。具体的には、ジョイスティック８の傾倒方向を進行方向指令と解釈し、ジョイスティック８の傾倒量を当該方向への推進力の大きさの指令と解釈する。また、メインコントローラ５０は、ジョイスティック８の軸周りの回動操作（ねじり操作）を回頭指令と解釈する。具体的には、ジョイスティック８の軸周りの回動方向（中立位置を基準とした回動方向）を回頭方向指令と解釈し、回動量（中立位置を基準とした回動量）を回頭速度指令と解釈する。そして、メインコントローラ５０は、それらの指令を実現するために、転舵角指令および推進力指令をリモコンＥＣＵ５１に入力し、かつバウスラスタＢＴのモータコントローラ４３に推進力指令を入力する。リモコンＥＣＵ５１は、転舵角指令および推進力指令を船外機ＯＭのステアリングＥＣＵ２２およびエンジンＥＣＵ２１にそれぞれ送信する。それにより、船外機ＯＭは、指令された転舵角へと転舵され、かつ指令された推進力を発生するようにシフト位置およびエンジン回転速度を制御する。また、モータコントローラ４３は、指令された方向および大きさの推進力を発生するように電動モータ４２の回転方向および回転速度を制御する。この実施形態では、ジョイスティック８は、船体２の並進および回頭を指令するために使用者によって操作される並進／回頭操作子の一例である。

【0058】

ジョイスティックモードにおいては、ジョイスティック８を回動させることなく傾倒させる操作を行うと、船体２は、回頭することなく、すなわち、方位を保持した状態で、ジョイスティック８の傾倒方向へと移動する。つまり、船体２が並進移動する船体挙動となる。この並進移動の例が、図４Ａに表されている。ジョイスティック８の操作（傾倒操作）に応じて図４Ａに示す並進移動を達成するためのメインコントローラ５０の制御モードが並進操船モードに相当する。

【0059】

並進移動は、典型的には、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、２機の船外機ＯＭｓ，ＯＭｐの推進力作用線７１ｓ，７１ｐを船体２内で交差させ、一方の船外機ＯＭを前進運転し、他方の船外機ＯＭを後進運転することによって実現される。推進力作用線７１ｓ，７１ｐは、船外機ＯＭｓ，ＯＭｐの推進力７２ｓ，７２ｐの作用点を通り、推進力７２ｓ，７２ｐの方向に沿って引いた直線である。２機の船外機ＯＭは、平面視で「ハ」の字状（逆Ｖ字状）の転舵状態（いわゆるトーイン状態）とされる。このように、推進力作用線７１ｓ，７１ｐが船体２内で交差し、２機の船外機が「ハ」の字状（逆Ｖ字状）となるときの船外機ＯＭの転舵角を、以下では「並進モード舵角」という。

【0060】

非連携モードでは、図５Ａに示すように、バウスラスタＢＴは停止状態とされ、２機の船外機ＯＭの転舵角は、それらの推進力作用線７１ｓ，７１ｐが船体２の旋回中心７０（抵抗中心）で交差するように制御される。それにより、２機の船外機ＯＭｓ，ＯＭｐがそれぞれ発生する推進力７２ｓ，７２ｐの合力である合成推進力７３は、船体２にモーメントを与えることなく、船体２を並進（平行移動）させる。並進モード舵角で２機の船外機ＯＭｓ，ＯＭｐは一方が前進運転され他方が後進運転されるので、合成推進力７３は、船体２の左右方向に関して大きな成分を有することができる。２機の船外機ＯＭｓ，ＯＭｐの転舵角の絶対値が大きいほど、合成推進力７３の左右方向成分が大きくなる。図５Ａ等では、合成推進力７３が左右方向に平行な例（すなわち真横移動の例）を示すが、推進力７２ｓ，７２ｐの大きさが異なる場合には、合成推進力７３は左右方向に対して傾斜した斜め方向を向き、船体２に対して斜め方向の並進のための推進力を与える。

【0061】

一方、連携モードでは、図５Ｂに示すように、バウスラスタＢＴが作動して、推進力を発生する。２機の船外機ＯＭの転舵角は、それらの推進力作用線７１ｓ，７１ｐが船体２の旋回中心７０（抵抗中心）よりも後方で交差するように制御される。２機の船外機ＯＭがそれぞれ発生する推進力７２ｓ，７２ｐの合成推進力７３の作用点は、推進力作用線７１ｓ，７１ｐの交点であり、したがって、船体２に旋回中心７０まわりのモーメントを与える。一方、バウスラスタＢＴが発生する推進力７４も、船体２に対して旋回中心７０まわりのモーメントを与える。そこで、２機の船外機ＯＭの合成推進力７３およびバウスラスタＢＴの推進力７４がそれぞれ船体２に与えるモーメントがつり合うように船外機ＯＭおよびバウスラスタＢＴの推進力７２ｓ，７２ｐ，７４が制御される。それにより、船体２は回頭することなく並進（平行移動）することになる。バウスラスタＢＴを併用する連携モードにおいては、並進に寄与する全体の推進力が非連携モードよりも大きくなるので、船体２をスムーズに並進させることができる。より具体的には、船体２の動き出しが早くなる。

【0062】

並進モード舵角は、この実施形態では、２機の船外機ＯＭの推進力作用線７１ｓ，７１ｐが、船体２内において旋回中心７０を通って前後方向に延びる直線（旋回中心７０が中心線２ａ上にあるときには中心線２ａ）上で交差するときの２機の船外機ＯＭの転舵角である。非連携モードにおいては、船体２を回頭させない場合の並進モード舵角は、２機の船外機ＯＭの推進力作用線７１ｓ，７１ｐが旋回中心７０で交差するときの２機の船外機ＯＭの転舵角である。連携モードにおいては、船体２を回頭させない場合の並進モード舵角は、２機の船外機ＯＭの推進力作用線７１ｓ，７１ｐが旋回中心７０よりも後方で交差するときの２機の船外機ＯＭの転舵角である。

【0063】

ジョイスティック８を傾倒させ、かつ回動する操作を行うと、船体２がジョイスティック８の傾倒方向に移動しながら、ジョイスティック８の回動方向に回頭する船体挙動が得られる。たとえば、連携モードでは、図５Ｃおよび図５Ｄに示すように、バウスラスタＢＴの推進力７４と２機の船外機ＯＭの合成推進力７３との大小関係のバランスによって、船体２を回頭させながら並進させることができる。

【0064】

具体的には、ジョイスティック８から、並進指令により指令される進行方向への船首の回頭を指令する回頭指令が入力されると、メインコントローラ５０は、バウスラスタＢＴの出力（推進力）を増加させ、かつ船外機ＯＭの転舵角の絶対値を減少させる（図５Ｃ参照）。船外機ＯＭの転舵角の絶対値が小さくなることにより、合成推進力７３による回頭モーメントが小さくなる。図５Ｃには、推進力作用線７１ｓ，７１ｐが旋回中心７０で交差する例を示すが、推進力作用線７１ｓ，７１ｐが旋回中心７０よりも前方で交差するように転舵角が設定されてもよい。このとき、合成推進力７３は、バウスラスタＢＴの推進力７４と同じ方向の回頭モーメントを船体２に与える。また、ジョイスティック８から、並進指令により指令される進行方向とは反対方向への船首の回頭を指令する回頭指令が入力されると、メインコントローラ５０は、バウスラスタＢＴの出力（推進力）を減少させ、かつ船外機ＯＭの転舵角の絶対値を増加させる（図５Ｄ参照）。船外機ＯＭの転舵角の絶対値が大きくなることにより、合成推進力７３による回頭モーメントが大きくなる。

【0065】

非連携モードでは、図示は省略するが、２機の船外機ＯＭの推進力作用線７１ｓ，７１ｐを旋回中心７０の前方または後方で交差させるように、２機の船外機ＯＭの転舵角を制御することで、船体２を並進させながら回頭させることができる。

【0066】

２機の船外機ＯＭの合成推進力７３は、各船外機ＯＭの推進力７２ｓ，７２ｐの方向および大きさ、すなわち、転舵角および出力（エンジン回転速度）に依存する。すなわち、同じエンジン出力であっても、図５Ｃに示すように転舵角の絶対値を小さくして、２機の船外機ＯＭの間の角度を比較的狭くした状態（閉じた状態）とすれば合成推進力７３は比較的小さくなる。また、同じエンジン出力であっても、図５Ｄに示すように転舵角の絶対値を大きくして、２機の船外機ＯＭの間の角度を比較的広くした状態（開いた状態）とすれば合成推進力７３は比較的大きくなる。

【0067】

ジョイスティックモードにおいて、ジョイスティック８を傾倒させることなく回動させる操作（ねじり操作）を行うと、船体２は位置をほとんど変えることなくジョイスティック８の回動方向へと回頭する。すなわち、船体２がその場回頭を行う船体挙動となる。その場回頭の例が図４Ｂに表されている。

【0068】

このとき、２機の船外機ＯＭは、転舵角が零（回頭モード舵角）とされ、２機の船外機ＯＭは中心線２ａに平行な方向の推進力を発生する。すなわち、２機の船外機ＯＭの推進力作用線は、中心線２ａに平行、すなわち、前後方向に平行となる。その場回頭のとき、一方の船外機ＯＭは前進運転され、他方の船外機ＯＭは後進運転される。それにより、船体２に対して旋回中心まわりのモーメントを与えることができる。左まわり（平面視で反時計回り）にその場回頭するときには、右船外機ＯＭｓは前進運転、左船外機ＯＭｐは後進運転される。右まわり（平面視で時計回り）にその場回頭するときには、右船外機ＯＭｓは後進運転、左船外機ＯＭｐは前進運転される。

【0069】

非連携モードにおいては、バウスラスタＢＴは停止状態とされる。連携モードにおいては、さらに、バウスラスタＢＴも推進力を発生し、回頭を促進する。すなわち、左まわり（平面視で反時計回り）にその場回頭するときには、バウスラスタＢＴは左方向の推進力を船体２に与える。右まわり（平面視で時計回り）にその場回頭するときには、バウスラスタＢＴは右方向の推進力を船体２に与える。

【0070】

次に、連携モードにおける並進操船モード（図４Ａ、図５Ｂ～図５Ｄ参照）のためのキャリブレーションについて説明する。船舶１の旋回中心７０は、船体２の構造、様々な艤装機器の配置、積載物等に依存するので、予め知ることができない。また、同じ仕様の船外機やバウスラスタであっても、同じ推進力指令に対して出力される推進力にはばらつきがある。そこで、使用者の意図に即して船体を並進移動させるためには、個々の船舶において、キャリブレーションを実行する必要がある。

【0071】

この場合のキャリブレーションとは、具体的には、船体２の左右方向への並進、すなわち、回頭を伴わない真横への移動（以下「横移動」という。）が適切に達成される制御パラメータであるキャリブレーション値を見出すことである。キャリブレーションを実行することによって、ジョイスティック８の操作に応じて使用者の意図する並進移動が可能になる。典型的には、右方向への横移動（以下「右横移動」という。）のキャリブレーションと、左方向への横移動（以下「左横移動」という。）のキャリブレーションとが行われ、右横移動のキャリブレーション値および左横移動のキャリブレーション値が生成されて、メモリ５０ｂ（図２参照）に格納される。

【0072】

キャリブレーションの具体的な手順およびメインコントローラ５０の処理の具体例は、次に説明するとおりである。右横移動のキャリブレーションおよび左横移動のキャリブレーションは、いずれを先に行ってもよい。以下では、右横移動のキャリブレーションを先に行い、次に左横移動のキャリブレーションを行う場合の手順および処理について説明する。左横移動のキャリブレーションを先に行い、次に右横移動のキャリブレーションを行う場合の手順および処理の説明は、以下の説明において「右」と「左」とを置き換えることによって得られる。

【0073】

図６は、横移動のキャリブレーションに関連するメインコントローラ５０の処理例を示すフローチャートである。

【0074】

キャリブレーションは、使用者が、所定のキャリブレーション開始操作を行ってキャリブレーションモード指令をメインコントローラ５０に与えることによって始めることができる。たとえば、キャリブレーション開始操作は、ジョイスティックボタン１８１の長押しであってもよい。キャリブレーション開始操作が行われると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、メインコントローラ５０の制御モードは、キャリブレーションモードへと遷移する（ステップＳ２）。キャリブレーションモードは、ジョイスティックユニット１８に設けられたＬＥＤランプ等のインジケータ（図示せず）によって使用者に通知されてもよい。

【0075】

キャリブレーションモードに遷移すると、メインコントローラ５０は、メモリ５０ｂからキャリブレーション値を読み出し、使用者がジョイスティック８を操作すると、キャリブレーション値を適用して推進力指令および転舵角指令を生成する（ステップＳ３）。適用されるキャリブレーション値は、一度もキャリブレーションを行われていない状態であれば、予めメモリ５０ｂに書き込まれている既定値である。以前にキャリブレーションを行った場合には、そのキャリブレーションによって設定された設定値である。ただし、後述するリセット操作により、設定したキャリブレーション値を既定値に戻すこともできる。

【0076】

キャリブレーションモードにおいて、使用者は、キャリブレーションのために、左右の一方向への横移動のための操作を行う。ここでは、一例として右横移動、すなわち、ジョイスティック８を右に倒す操作を行うものとする。使用者は、船体２の挙動を観察し、船体２が右前方に進むならば、これを補正するために、ジョイスティック８の傾倒方向を右後方へと変更する。船体２が右後方に進むならば、これを補正するために、使用者はジョイスティック８の傾倒方向を右前方へと変更する。船体２が時計回りに回頭するならば、これを補正するために、使用者は、ジョイスティック８を反時計回り方向にねじる操作を行う。船体２が反時計回りに回頭するならば、これを補正するために、使用者は、ジョイスティック８を時計回り方向にねじる操作を行う。

【0077】

このようなジョイスティック８の操作に応じて、その操作信号が、ジョイスティックユニット１８からメインコントローラ５０に入力される。メインコントローラ５０は、それに応じて、バウスラスタＢＴに対する推進力指令、ならびに船外機ＯＭに対する推進力指令および転舵角指令を変更する（ステップＳ４）。こうして、船体２が右横移動する挙動が達成される操作状態となると、使用者は、決定操作を行う（ステップＳ５：ＹＥＳ）。決定操作は、たとえばジョイスティックボタン１８１を押す操作であってもよい。この場合、ジョイスティックボタン１８１は、キャリブレーション終了操作子の一例である。

【0078】

決定操作に応答して、メインコントローラ５０は、ジョイスティック８が中立位置かどうかを判断し（ステップＳ６）、中立位置でなければ、右横移動のキャリブレーション値をメモリ５０ｂに書き込んで設定する（ステップＳ７）。メモリ５０ｂに書き込まれたキャリブレーション値は、以後、ジョイスティック８を用いる操船の際に、ジョイスティック８の操作に応じてメインコントローラ５０が推進力指令および転舵角指令を演算するときに用いられる。右横移動のキャリブレーション値は、ジョイスティックモードにおいて、ジョイスティック８に対して右方向成分を含む傾倒操作がされたとき（すなわち、並進指令が右方向成分を含むとき）に、推進力指令および転舵角指令を演算するために用いられる。

【0079】

キャリブレーション値は、決定操作（ステップＳ５）がされたときのバウスラスタＢＴおよび２機の船外機ＯＭの制御状態に基づいて、メインコントローラ５０によって算出され、メモリ５０ｂに書き込まれる。キャリブレーション値の具体例については、後述する。その後、制御モードはジョイスティックモードに遷移する（ステップＳ８）。

【0080】

決定操作（ステップＳ５）がされたときにジョイスティック８が中立位置であれば（ステップＳ６：ＹＥＳ）、メインコントローラ５０は、キャリブレーション値を既定値にリセットするリセット操作が行われたと判断する。この場合、メインコントローラ５０は、キャリブレーション値を既定値にリセットする（ステップＳ９）。その後、制御モードはジョイスティックモードに遷移する（ステップＳ８）。

【0081】

その後、左右の他方、たとえば左横移動のキャリブレーションも同様にして行うことができ、左横移動のキャリブレーション値をメモリ５０ｂに格納することができる。左横移動のキャリブレーションのときの使用者の操作は、次のとおりである。

【0082】

使用者は、左横移動のためのキャリブレーションのために、左横移動のための操作、すなわち、ジョイスティック８を左に倒す操作を行う。使用者は、船体２の挙動を観察し、船体２が左前方に進むならば、これを補正するために、ジョイスティック８の傾倒方向を左後方へと変更する。船体２が左後方に進むならば、これを補正するために、使用者はジョイスティック８の傾倒方向を左前方へと変更する。船体２が時計回りに回頭するならば、これを補正するために、使用者は、ジョイスティック８を反時計回り方向にねじる操作を行う。船体２が反時計回りに回頭するならば、これを補正するために、使用者は、ジョイスティック８を時計回り方向にねじる操作を行う。こうして、船体２が左横移動する挙動が達成される操作状態となると、使用者は、決定操作（この実施形態ではジョイスティックボタン１８１を押す操作）を行う。

【0083】

図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃは、キャリブレーション値の具体例を説明するための図である。以下、図５Ｂも併せて参照して、キャリブレーション値について説明する。

【0084】

キャリブレーション値は、たとえば、並進操船モードにおいて横移動のときに設定すべき２機の船外機ＯＭの転舵角を表す並進舵角（横移動に対応する基準の並進舵角）を含む（図５Ｂ参照）。また、キャリブレーション値は、前後スラスト比を含む。前後スラスト比とは、２機の船外機ＯＭのうち前進方向の推進力を発生している船外機ＯＭの当該推進力の大きさ（前進スラスト）と、２つの船外機ＯＭのうち後進方向の推進力を発生している船外機ＯＭの当該推進力の大きさ（後進スラスト）との比である。すなわち、前後スラスト比＝前進スラスト／後進スラストである。図５Ｂの例では、前進運転される左船外機ＯＭｐの推進力７２ｐの大きさが前進スラストであり、後進運転される右船外機ＯＭｓの推進力７２ｓの大きさが後進スラストに相当する。

【0085】

また、キャリブレーション値は、ジョイスティック８から与えられる並進指令に対応する目標スラストの左右方向成分に対するバウスラスタＢＴの出力の比を表す基準比率を含む。この基準比率について、図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃを参照して説明する。

【0086】

メインコントローラ５０は、ジョイスティック８の傾倒量および傾倒方向に応じて目標スラスト８０を設定する。目標スラスト８０は、ここでは、方向および大きさを含むベクトル量である。目標スラスト８０の方向は、船体２の目標進行方向であり、ジョイスティック８の傾倒方向に対応する。目標スラスト８０の大きさは、典型的には、ジョイスティック８の傾倒量の増加に応じて単調に増加し、傾倒量が最大値であれば目標スラスト８０の大きさは最大値になる。

【0087】

メインコントローラ５０は、ジョイスティック８の傾倒方向および傾倒量に応じた目標スラスト８０が発生するように、２機の船外機ＯＭのための推進力指令および転舵角指令を生成する。推進力指令に含まれるシフト指令によって前進運転／後進運転が指令され、推進力指令に含まれる出力指令によって目標スラスト８０の大きさに相当する出力が指令される。ジョイスティックユニット１８から回頭指令の入力がない場合には、転舵角指令は、基準の並進舵角（図５Ｂ参照）の指令となる。

【0088】

メインコントローラ５０は、目標スラスト８０の左右方向成分８１（横方向成分）に、キャリブレーション値の一つである基準比率を乗じてバウスラスタＢＴのための推進力指令を生成する。目標スラスト８０の左右方向成分８１は、たとえば、右方向に対して目標スラスト８０が角度θを成している場合に、目標スラスト８０にcosθを乗じて求めることができる。そうして得られる左右方向成分８１は、２機の船外機ＯＭの合成推進力７３の左右方向分力７３ａを表し、その符号によって左右が表され、その絶対値によって大きさが表される。左右方向分力７３ａは、船体２に対して旋回中心７０まわりの回頭モーメントを与える。これを打ち消す回頭モーメントをバウスラスタＢＴに発生させるための推進力指令が、目標スラスト８０の左右方向成分８１に基準比率を乗じることによって得られる。推進力指令の符号はバウスラスタＢＴが発生すべき推進力７４の方向（プロペラ４０の回転方向）を表し、その絶対値はバウスラスタＢＴの出力（推進力７４の大きさ）を表す。

【0089】

一例として、目標スラスト８０の大きさの最大値が１ｋＮであり、キャリブレーションによって得られた基準比率が１００であり、バウスラスタＢＴの出力が百分率（％）で表される場合を考える。

【0090】

図７Ａに示すように、ジョイスティック８が真横（たとえば右）に最大傾倒量まで傾倒されると、目標スラスト８０は真横の方向に１ｋＮの大きさになる。このとき、目標スラスト８０の左右方向成分８１は１ｋＮであるので、これに基準比率の１００を乗じて、バウスラスタＢＴの目標出力は１００％となる。

【0091】

図７Ｂに示すように、ジョイスティック８が真横（たとえば右）に最大傾倒量の５０％程度傾倒されると、目標スラスト８０は真横の方向にたとえば０．５ｋＮの大きさになる。このとき、目標スラスト８０の左右方向成分８１は０．５ｋＮであるので、これに基準比率の１００を乗じて、バウスラスタＢＴの目標出力は５０％となる。

【0092】

図７Ｃに示すように、ジョイスティック８が真横（たとえは右）に対して角度θだけ傾斜した斜め方向に最大傾倒量まで傾倒されると、目標スラスト８０は角度θの方向に１ｋＮの大きさになる。このとき、目標スラスト８０の左右方向成分８１は１ｋＮ×cosθであるので、これに基準比率の１００％を乗じて、バウスラスタＢＴの目標出力は１００cosθ％となる。

【0093】

斜め方向の目標スラスト８０は、左右の船外機ＯＭが発生する推進力の大きさを調整することによって達成できる。たとえば、前後スラスト比を基準に、目標スラスト８０の前後方向成分に応じた補正を行って、左右の船外機ＯＭの目標推進力を定めればよい。それにより、斜め方向の合成推進力７３を２機の船外機ＯＭで発生させることができる。そして、合成推進力７３の左右方向分力７３ａによって生じる回頭モーメントをバウスラスタＢＴの推進力７３で打ち消すことにより、斜め方向に船体２を並進させることができる。

【0094】

図８は、キャリブレーションモードにおける並進指令および回頭指令に応じた制御例を示すフローチャートであり、図６のステップＳ４の処理内容の一例を示す。

【0095】

キャリブレーションモードが開始されると、メインコントローラ５０は、メモリ５０ｂに格納されいてる従前のキャリブレーション値（または既定値）に基づいて、２機の船外機ＯＭを並進舵角に転舵させる（ステップＳ４０）。使用者がジョイスティック８を真横に倒す操作を行うと、メインコントローラ５０は、２機の船外機ＯＭおよびバウスラスタＢＴに推進力指令を与えてそれらを駆動する。使用者は、船体２が真横に移動しないときには、船体２の移動方向を補正するようにジョイスティック８の傾倒方向を変更する。その操作に対応する並進指令の入力に応じて、メインコントローラ５０は、前後スラスト比を変更し、新たな推進力指令を２機の船外機ＯＭおよびバウスラスタＢＴに与える（ステップＳ４１）。

【0096】

使用者は、船体２が回頭するときには、ジョイスティック８に対してねじり操作を行う。このねじり操作によって与えられる回頭指令が、並進指令により指令される方向への船首の回頭を指令する回頭促進指令（並進方向への回頭を促進する指令）であるときには（ステップＳ４２）、メインコントローラ５０は、バウスラスタＢＴの出力を増加させる（ステップＳ４３）。より具体的には、右方向への並進指令とともに船首を右方向（時計回り方向）に向ける回頭指令が与えられる場合、左方向への並進指令とともに船首を左方向（反時計回り方向）に向ける回頭指令が与えられる場合が該当する。この間、船外機ＯＭの転舵角は変更されない。バウスラスタＢＴの出力が上限に達しても回頭促進指令が与えられるときには（ステップＳ４４：ＹＥＳ）、メインコントローラ５０は、２機の船外機ＯＭの転舵角の絶対値を減少させる（ステップＳ４５）。すなわち、２機の船外機ＯＭの後端の間隔が狭まる（閉じる）ようにそれらの転舵角が変更される。この間、バウスラスタＢＴの出力は上限値のままである。

【0097】

一方、ジョイスティック８のねじり操作によって与えられる回頭指令が、並進指令により指令される方向とは反対方向への船首の回頭を指令する回頭抑制指令（並進方向への回頭を抑制する指令）であるときには（ステップＳ４２）、メインコントローラ５０は、２機の船外機ＯＭの転舵角の絶対値を増加させる（ステップＳ４６）。より具体的には、右方向への並進指令とともに船首を左方向（反時計回り方向）に向ける回頭指令が与えられる場合、左方向への並進指令とともに船首を右方向（時計回り方向）に向ける回頭指令が与えられる場合が該当する。この場合、２機の船外機ＯＭの後端の間隔が広がる（開く）ようにそれらの転舵角が変更されることになる。この間、バウスラスタＢＴの出力は変更されない。転舵角の絶対値が上限に達しても回頭抑制指令が与えられるときには（ステップＳ４７：ＹＥＳ）、メインコントローラ５０は、バウスラスタＢＴの出力を減少させる（ステップＳ４８）。この間、転舵角は、その絶対値が上限値のままである。

【0098】

このように、ジョイスティック８のねじり操作によって与えられる回頭指令に対して、バウスラスタＢＴの出力および船外機ＯＭの転舵角の一方を固定して他方を変化させることにより、船体２が回頭しない状態に確実に到達できる。また、回頭促進指令に対してはバウスラスタＢＴの出力の調整を優先し、回頭抑制指令に対しては船外機ＯＭの転舵角の調整を優先することにより、転舵角の絶対値を可能な限り大きな値にすることができる。それにより、船外機ＯＭが発生する推進力の左右方向成分を有効に利用できるように、並進舵角をキャリブレーションすることができるので、並進時の船体挙動を促進できる。

【0099】

キャリブレーション後の通常の並進操船モードにおいては、メインコントローラ５０は、ジョイスティックユニット１８から並進指令が与えられると、キャリブレーション値に基づいて、バウスラスタＢＴの出力、２機の船外機ＯＭの転舵角、および２機の船外機ＯＭが発生する推進力を制御する。そして、ジョイスティックユニット１８から回頭指令が与えられると、２機の船外機ＯＭの転舵角を変更し、同時にバウスラスタＢＴの出力も変更する。これにより、ジョイスティック８の操作に対する船体２の回頭挙動の応答性の良い船舶推進システム１００および船舶１を提供できる。

【0100】

図９Ａは、ジョイスティックモードで発生する上限並進推進力の可変設定を説明するための図である。このような設定は、たとえば入力装置１０を操作することによってできるようになっていてもよい。図９Ａの例では、５段階にジョイスティックレベルを設定でき、ジョイスティックレベルが大きいほど上限並進推進力が段階的に大きくなっている。

【0101】

ジョイスティックレベル１～５にそれぞれ対応して表した二本の棒グラフは、左側が非連携モードでの上限並進推進力を表し、右側が連携モードでの上限並進推進力を表す。非連携モードにおける並進推進力は、非連携モードの並進舵角（図５Ａ参照）で船外機ＯＭが発生する並進推進力（図５Ａの合成推進力７３に相当）のみである。連携モードでは、並進舵角の絶対値が大きくなるので（図５Ｂ参照）、これによる並進推進力の増加分が加算され、さらにバウスラスタＢＴによる並進推進力（図５Ｂの推進力７４に相当）が加算される。

【0102】

ジョイスティックレベルが大きいほど、船外機ＯＭが発生する並進推進力（図５Ａおよび図５Ｂの合成推進力７３に相当）が大きくなっている。また、ジョイスティックレベルが大きいほど、バウスラスタＢＴによる並進推進力（図５Ｂの推進力７４に相当）が大きくなっている。並進舵角の設定による並進推進力の増加分は、船外機ＯＭが発生する推進力に応じて変化する。

【0103】

こうして、ジョイスティックレベルの設定によって、バウスラスタＢＴの上限出力が間接的に設定されることになる。前述のキャリブレーションにおいては、こうして設定される上限出力以下の範囲でバウスラスタＢＴの出力が調整されて、キャリブレーション値が求められる。

【0104】

図９Ｂは、ジョイスティックレベルが「５」の場合における、ジョイスティック８の傾倒量（％）と並進推進力との関係の一例を示す。ジョイスティック８の傾倒量の増加に応じて、上限並進推進力以下の範囲で、並進推進力が単調に増加する。より具体的には、船外機ＯＭが発生する並進推進力（図５Ａおよび図５Ｂの合成推進力７３に相当）は、ジョイスティック８の傾倒量の増加に応じて単調に増加し、それに応じて、並進舵角の設定による並進推進力の増加分も単調に増加する。ジョイスティック８の傾倒量の増加に応じて、バウスラスタＢＴによる並進推進力（図５Ｂの推進力７４に相当）も単調に増加している。

【0105】

以上、この発明の一実施形態について説明してきたが、この発明は、さらに他の形態でも実施することができる。

【0106】

たとえば、前述の実施形態では、２機の船外機ＯＭが船尾３に備えられる構成について説明したが、船外機ＯＭの数は３機以上であってもよい。また、前述の実施形態では、エンジン船外機の例について主として説明したが、電動船外機が用いられてもよい。さらに、推進機は、船外機である必要はなく、船内機、船内外機（スターンドライブ）、ウォータジェット等の他の形態であってもよい。

【0107】

また、前述の実施形態では、左右方向のみの推進力の発生が可能なバウスラスタＢＴを用いる例を示したが、電動トローリングモータのように、転舵可能な推進機を船首に備え、左右方向に推進力を発生する推進機を代わりに用いてもよい。すなわち、本発明におけるバウスラスタは、船首に備えられ左右方向に推進力を発生できる推進機であり、左右方向以外の方向に推進力を発生できる推進機であってもよい。

【0108】

さらに、前述の実施形態では、船外機ＯＭおよびバウスラスタＢＴを連携制御する連携モードと、このような連携を行わない非連携モードとを有する船舶推進システム１００について説明したが、非連携モードは省かれてもよい。

【0109】

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【符号の説明】

【0110】

１：船舶、２：船体、３：船尾、８：ジョイスティック、１０：入力装置、１８：ジョイスティックユニット、２０：プロペラ、２１：エンジンＥＣＵ、２２：ステアリングＥＣＵ、２３：エンジン、２４：シフト機構、２５：転舵アクチュエータ、２６：転舵機構、２７：スロットルアクチュエータ、２８：シフトアクチュエータ、４０：プロペラ、４２：電動モータ、４３：モータコントローラ、５０：メインコントローラ、５０ａ：プロセッサ、５０ｂ：メモリ、７０：旋回中心、７１ｐ：推進力作用線、７１ｓ：推進力作用線、７２ｐ：推進力、７２ｓ：推進力、７３：合成推進力、７４：推進力、１００：船舶推進システム、１８１：ジョイスティックボタン、ＢＴ：バウスラスタ、ＯＭ：船外機、ＯＭｐ：左船外機、ＯＭｓ：右船外機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A-5B】

【図5C-5D】

【図6】

【図7A-7C】

【図8】

【図9A-9B】