7638810 船舶の制御方法、船舶制御プログラム、船舶制御システム及び船舶

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-21

(45)【発行日】2025-03-04

(54)【発明の名称】船舶の制御方法、船舶制御プログラム、船舶制御システム及び船舶

(51)【国際特許分類】

   B63H 21/20 20060101AFI20250225BHJP

   B63H 21/21 20060101ALI20250225BHJP

   B63H 23/30 20060101ALI20250225BHJP

【ＦＩ】

B63H21/20

B63H21/21

B63H23/30

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021114816

(22)【出願日】2021-07-12

(65)【公開番号】P2023011152

(43)【公開日】2023-01-24

【審査請求日】2024-02-09

(73)【特許権者】

【識別番号】720001060

【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100167302

【弁理士】

【氏名又は名称】種村 一幸

(74)【代理人】

【識別番号】100135817

【弁理士】

【氏名又は名称】華山 浩伸

(74)【代理人】

【識別番号】100167830

【弁理士】

【氏名又は名称】仲石 晴樹

(72)【発明者】

【氏名】澤野 倫宏

(72)【発明者】

【氏名】本城 徹

(72)【発明者】

【氏名】田村 学司

(72)【発明者】

【氏名】清水 洋祐

(72)【発明者】

【氏名】梶川 雄輝

【審査官】福田 信成

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０６３２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１４９５８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第０８３５７０１９（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１９２１４５７２（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６３Ｈ ２１／２０

Ｂ６３Ｈ ２１／２１

Ｂ６３Ｈ ２３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジン及びモータを含む複数の動力源を備え、前記複数の動力源のうち船体の推進に用いられる動力源が異なる複数の推進モードを有し、少なくとも前記エンジンと前記船体の推進力を出力する出力部との間にクラッチが設けられた船舶に用いられ、
前記複数の推進モードは、前記エンジン及び前記モータの両方を前記船体の推進に用いるハイブリッド推進モードと、前記モータを前記船体の推進に用いるモータ推進モードと、を含み、
前記モータ推進モードから前記ハイブリッド推進モードへの切り替えに際して、前記クラッチを遮断状態から伝達状態に切り替える前に、前記エンジンの回転数を前記モータの回転数に同期させることと、
前記回転数を同期させた後のトルク制御期間に、前記モータをトルク制御することと、を有し、
前記トルク制御期間において、少なくとも前記クラッチが前記伝達状態に移行するまでの間は前記モータのトルクを所定範囲に維持する、
船舶の制御方法。

【請求項2】

エンジン及びモータを含む複数の動力源を備え、前記複数の動力源のうち船体の推進に用いられる動力源が異なる複数の推進モードを有し、少なくとも前記エンジンと前記船体の推進力を出力する出力部との間にクラッチが設けられた船舶に用いられ、
前記複数の推進モードは、前記エンジン及び前記モータの両方を前記船体の推進に用いるハイブリッド推進モードと、前記モータを前記船体の推進に用いるモータ推進モードと、を含み、
前記モータ推進モードから前記ハイブリッド推進モードへの切り替えに際して、前記クラッチを遮断状態から伝達状態に切り替える前に、前記エンジンの回転数を前記モータの回転数に同期させることと、
前記回転数を同期させた後のトルク制御期間に、前記モータをトルク制御することと、を有し、
前記モータ推進モードから前記ハイブリッド推進モードへの切り替えに際して、
前記モータの回転数が規定値以上であれば、前記エンジンの回転数を前記モータの回転数に同期させる処理を有効にし、
前記モータの回転数が前記規定値未満であれば、前記エンジンの回転数を前記モータの回転数に同期させる処理を無効にする、
船舶の制御方法。

【請求項3】

エンジン及びモータを含む複数の動力源を備え、前記複数の動力源のうち船体の推進に用いられる動力源が異なる複数の推進モードを有し、少なくとも前記エンジンと前記船体の推進力を出力する出力部との間にクラッチが設けられた船舶に用いられ、
前記複数の推進モードは、前記エンジン及び前記モータの両方を前記船体の推進に用いるハイブリッド推進モードと、前記モータを前記船体の推進に用いるモータ推進モードと、を含み、
前記モータ推進モードから前記ハイブリッド推進モードへの切り替えに際して、前記クラッチを遮断状態から伝達状態に切り替える前に、前記エンジンの回転数を前記モータの回転数に同期させることと、
前記回転数を同期させた後のトルク制御期間に、前記モータをトルク制御することと、を有し、
前記ハイブリッド推進モードから前記モータ推進モードへの切り替えに際して、前記クラッチを前記伝達状態から前記遮断状態に切り替える前に、前記モータをトルク制御すること、を更に有する、
船舶の制御方法。

【請求項4】

前記クラッチの前記伝達状態から前記遮断状態への切替時に、前記モータの制御をトルク制御から回転数制御に切り替える、
請求項３に記載の船舶の制御方法。

【請求項5】

前記トルク制御期間において、前記クラッチが前記伝達状態に移行後、前記モータのトルクを遷移時間にかけて変化させる、
請求項１～４のいずれか１項に記載の船舶の制御方法。

【請求項6】

前記遷移時間には、前記モータのトルクを連続的に変化させる、
請求項５に記載の船舶の制御方法。

【請求項7】

エンジン及びモータを含む複数の動力源を備え、前記複数の動力源のうち船体の推進に用いられる動力源が異なる複数の推進モードを有し、少なくとも前記エンジンと前記船体の推進力を出力する出力部との間にクラッチが設けられた船舶に用いられ、
前記複数の推進モードは、前記エンジン及び前記モータの両方を前記船体の推進に用いるハイブリッド推進モードと、前記モータを前記船体の推進に用いるモータ推進モードと、を含み、
前記ハイブリッド推進モードから前記モータ推進モードへの切り替えに際して、前記クラッチを伝達状態から遮断状態に切り替える前に、前記モータをトルク制御すること、を
有する、
船舶の制御方法。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の船舶の制御方法を、
１以上のプロセッサに実行させるための船舶制御プログラム。

【請求項9】

エンジン及びモータを含む複数の動力源を備え、前記複数の動力源のうち船体の推進に用いられる動力源が異なる複数の推進モードを有し、少なくとも前記エンジンと前記船体の推進力を出力する出力部との間にクラッチが設けられた船舶に用いられ、
前記複数の推進モードは、前記エンジン及び前記モータの両方を前記船体の推進に用いるハイブリッド推進モードと、前記モータを前記船体の推進に用いるモータ推進モードと、を含み、
前記モータ推進モードから前記ハイブリッド推進モードへの切り替えに際して、前記クラッチを遮断状態から伝達状態に切り替える前に、前記エンジンの回転数を前記モータの回転数に同期させるエンジン回転数処理部と、
前記回転数を同期させた後のトルク制御期間に、前記モータをトルク制御するモータトルク処理部と、を備え、
前記トルク制御期間において、少なくとも前記クラッチが前記伝達状態に移行するまでの間は前記モータのトルクを所定範囲に維持する、
船舶制御システム。

【請求項10】

請求項９に記載の船舶制御システムと、
前記船体と、を備える、
船舶。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、エンジン及びモータを含む複数の動力源のうち船体の推進に用いられる動力源が異なる複数の推進モードを有する船舶の制御方法、船舶制御プログラム、船舶制御システム及び船舶に関する。

【背景技術】

【0002】

関連技術として、エンジン及びモータ（電動機器）を備え、エンジンによる航走、エンジン及びモータによる航走、並びにモータによる航走を含む複数の推進モード（駆動形態）を有するハイブリッドシステムを搭載した船舶が知られている（例えば、特許文献１参照）。関連技術に係る船舶は、エンジン及びモータを含む複数の動力源と、プロペラとの間に介装される動力伝達部を更に備え、プロペラの駆動をエンジンとモータとの両方により可能する。ここで、ハイブリッドシステムは、動力伝達部に含まれるクラッチを切り替えることにより、上記推進モードを切替可能に構成されている。

【0003】

関連技術に係る船舶では、操作レバーを操作して、その操作位置を調節することにより、船体の前進、中立、後進を切り替えるとともに、エンジンの駆動力（回転数）又はモータの駆動力（回転数）の調節を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００４－２５５９７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記関連技術のように、船体の推進に用いられる動力源が異なる複数の推進モードを有する船舶では、モータ推進モード（モータによる航走）からハイブリッド推進モード（エンジン及びモータによる航走）への切り替え時、クラッチに過負荷が掛かる場合がある。つまり、モータ推進モードからハイブリッド推進モードへの切り替えに際し、エンジン側のクラッチに急激なトルク変化が生じ、当該トルク変化によりクラッチに過大な負荷が掛かる可能性がある。

【0006】

本開示の目的は、推進モードの切り替えに際してクラッチに掛かる負荷を低減可能な船舶の制御方法、船舶制御プログラム、船舶制御システム及び船舶を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係る船舶の制御方法は、エンジン及びモータを含む複数の動力源を備え、前記複数の動力源のうち船体の推進に用いられる動力源が異なる複数の推進モードを有し、少なくとも前記エンジンと前記船体の推進力を出力する出力部との間にクラッチが設けられた船舶に用いられる。前記複数の推進モードは、前記エンジン及び前記モータの両方を前記船体の推進に用いるハイブリッド推進モードと、前記モータを前記船体の推進に用いるモータ推進モードと、を含む。前記船舶の制御方法は、前記モータ推進モードから前記ハイブリッド推進モードへの切り替えに際して、前記クラッチを遮断状態から伝達状態に切り替える前に、前記エンジンの回転数を前記モータの回転数に同期させることと、前記回転数を同期させた後のトルク制御期間に、前記モータをトルク制御することと、を有する。

【0008】

本開示の他の一態様に係る船舶の制御方法は、エンジン及びモータを含む複数の動力源を備え、前記複数の動力源のうち船体の推進に用いられる動力源が異なる複数の推進モードを有し、少なくとも前記エンジンと前記船体の推進力を出力する出力部との間にクラッチが設けられた船舶に用いられる。前記複数の推進モードは、前記エンジン及び前記モータの両方を前記船体の推進に用いるハイブリッド推進モードと、前記モータを前記船体の推進に用いるモータ推進モードと、を含む。前記船舶の制御方法は、前記ハイブリッド推進モードから前記モータ推進モードへの切り替えに際して、前記クラッチを伝達状態から遮断状態に切り替える前に、前記モータをトルク制御すること、を有する。

【0009】

本開示の一態様に係る船舶制御プログラムは、前記船舶の制御方法を、１以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。

【0010】

本開示の一態様に係る船舶制御システムは、船舶に用いられ、エンジン回転数処理部と、モータトルク処理部と、を備える。前記船舶は、エンジン及びモータを含む複数の動力源を備え、前記複数の動力源のうち船体の推進に用いられる動力源が異なる複数の推進モードを有し、少なくとも前記エンジンと前記船体の推進力を出力する出力部との間にクラッチが設けられる。前記複数の推進モードは、前記エンジン及び前記モータの両方を前記船体の推進に用いるハイブリッド推進モードと、前記モータを前記船体の推進に用いるモータ推進モードと、を含む。前記エンジン回転数処理部は、前記モータ推進モードから前記ハイブリッド推進モードへの切り替えに際して、前記クラッチを遮断状態から伝達状態に切り替える前に、前記エンジンの回転数を前記モータの回転数に同期させる。前記モータトルク処理部は、前記回転数を同期させた後のトルク制御期間に、前記モータをトルク制御する。

【0011】

本開示の一態様に係る船舶は、前記船舶制御システムと、前記船体と、を備える。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、推進モードの切り替えに際してクラッチに掛かる負荷を低減可能な船舶の制御方法、船舶制御プログラム、船舶制御システム及び船舶を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、実施形態１に係る船舶の概略構成を示す外観図である。

【図2】図２は、実施形態１に係る船舶の概略構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、実施形態１に係る船舶の駆動ユニットの概略図である。

【図4】図４は、実施形態１に係る船舶のモータ推進モード及びエンジン推進モードにおける駆動ユニットの状態を示す概略図である。

【図5】図５は、実施形態１に係る船舶のハイブリッド推進モードにおける駆動ユニットの状態を示す概略図である。

【図6】図６は、実施形態１に係る船舶制御システムにおける第１クラッチの接続時の処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、実施形態１に係る船舶制御システムにおける第１クラッチの接続時の処理の一例を示すタイミングチャートである。

【図8】図８は、実施形態１に係る船舶制御システムにおける第１クラッチの切断時の処理の一例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、実施形態１に係る船舶制御システムにおける第１クラッチの切断時の処理の一例を示すタイミングチャートである。

【図10】図１０は、実施形態１に係る船舶制御システムの要部の制御系の一例を示すブロック線図である。

【図11】図１１は、実施形態１に係る船舶制御システムの要部の制御系の一例を示すブロック線図である。

【図12】図１２は、実施形態１に係る船舶制御システムの要部の制御系の一例を示すブロック線図である。

【図13】図１３は、実施形態２に係る船舶制御システムにおける第１クラッチの接続時の処理の一例を示すタイミングチャートである。

【図14】図１４は、実施形態２に係る船舶制御システムにおける第１クラッチの接続時の処理の一例を示すタイミングチャートである。

【図15】図１５は、実施形態２に係る船舶制御システムにおける第１クラッチの接続時の処理の一例を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本開示を具体化した一例であって、本開示の技術的範囲を限定する趣旨ではない。

【0015】

（実施形態１）
［１］全体構成
まず、本実施形態に係る船舶１０の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。

【0016】

船舶１０は、海、湖又は河川等の水上を航行（航走）する移動体である。本実施形態では一例として、船舶１０は、主としてスポーツ又はレクリエーション等に用いられる小型船舶である「プレジャーボート」である。また、本実施形態では、船舶１０は、人（操縦者）の操作（遠隔操作を含む）に応じて動作する構成であって、特に、操縦者である人が搭乗可能な有人タイプであることとする。

【0017】

船舶１０は、図１に示すように、船体１と、船舶制御システム２と、を備えている。船体１は、動力を発生する駆動ユニット３と、船体１を推進させるための推進力を出力する出力部４と、人（操縦者）の操作を受け付ける操作装置５と、を備えている。これに加えて、船体１は、舵機構、表示装置、通信装置、及び照明設備等を含む種々の船内設備等を更に備えている。

【0018】

駆動ユニット３は、図２に示すように、複数の動力源３１，３２と、動力伝達部３３と、を有している。出力部４は、本実施形態ではプロペラを含み、駆動ユニット３で発生する動力を受けて、回転軸（プロペラシャフト）を中心にプロペラを回転させることにより、船体１を前進又は後進させるための推進力を出力する。

【0019】

複数の動力源３１，３２は、少なくとも第１動力源３１及び第２動力源３２を含み、それぞれ船体１の推進に用いられる動力（機械的エネルギー）を発生する。これら複数の動力源３１，３２は互いに出力特性が異なっており、第１動力源３１と第２動力源３２とでも、少なくとも最大出力（最高回転数及び最大トルク）が異なる。本実施形態では、第１動力源３１と第２動力源３２とは、その方式及び種類等が完全に異なる異種の動力源である。要するに、本実施形態に係る船舶１０は、複数種類の動力源３１，３２を有するハイブリッド式の駆動ユニット３を備えている。

【0020】

本実施形態では一例として、第１動力源３１は燃料の燃焼により動力を発生するエンジン（内燃機関）であって、第２動力源３２は電力（電気エネルギー）の供給を受けて動力を発生するモータ（電動機）である。より詳細には、第１動力源３１は、軽油を燃料として駆動されるディーゼルエンジンであって、第２動力源３２は、交流電力により駆動される交流モータである。

【0021】

第１動力源３１と第２動力源３２とは、個別に駆動され、それぞれ動力を発生する。そのため、複数の動力源３１，３２は、例えば、第１動力源３１及び第２動力源３２のうちの第１動力源３１のみが駆動される状態、第２動力源３２のみが駆動される状態、及び第１動力源３１及び第２動力源３２の両方が駆動される状態等を切替可能である。ここで、第１動力源３１で発生する動力と第２動力源３２で発生する動力とは、動力伝達部３３にて合成され、合成された動力が出力部４に供給される。そのため、例えば、エンジンからなる第１動力源３１の動力にモータからなる第２動力源３２の動力が合成されることにより、第２動力源３２が第１動力源３１をアシストして、より大きな動力で出力部４を駆動することが可能である。

【0022】

動力伝達部３３は、複数の動力源３１，３２と出力部４との間に設けられている。動力伝達部３３は、複数の動力源３１，３２で発生する動力が入力され、この動力を出力部４に伝達する機能を有している。ここで、動力伝達部３３は、複数の動力源３１，３２からの動力を合成し、合成された動力を出力部４へと出力する。

【0023】

さらに、動力伝達部３３は、複数の動力源３１，３２の各々から出力部４に動力を伝達するか否かを、つまり「伝達状態」と「遮断状態」とを切り替える機能を有している。本開示でいう「伝達状態」は、各動力源３１，３２と出力部４との間を機械的に接続し、各動力源３１，３２から出力部４に動力を伝達する状態である。動力伝達部３３が伝達状態にあるときに各動力源３１，３２が駆動することにより、各動力源３１，３２で発生する動力によって出力部４が駆動される。本開示でいう「遮断状態」は、各動力源３１，３２と出力部４との間を機械的に遮断し、各動力源３１，３２から出力部４に動力を伝達しない状態である。動力伝達部３３が遮断状態にあるときに各動力源３１，３２が駆動しても、各動力源３１，３２で発生する動力は出力部４に伝達されないため出力部４は駆動されない。

【0024】

駆動ユニット３について詳しくは「［２］駆動ユニットの構成」の欄で説明する。

【0025】

出力部４で発生する船体１の推進力に関する出力値は、駆動ユニット３から出力部４に伝達される動力に応じて変化する。本開示でいう「出力値」は、船体１の推進力に関する値であればよく、例えば、出力部４におけるプロペラの回転数（回転速度）、又は船体１の速度（船速）等である。本実施形態では一例として、出力部４のプロペラの回転数が「出力値」であることとする。つまり、基本的には、駆動ユニット３から出力される動力が大きくなるほど、出力値（プロペラの回転数）は大きく（高速回転に）なる。

【0026】

船舶制御システム２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の１以上のプロセッサと、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の１以上のメモリとを有するコンピュータシステムを主構成とし、種々の処理（情報処理）を実行する。船舶制御システム２における１以上のメモリには、１以上のプロセッサに船舶１０の制御方法を実行させるためのプログラム（船舶制御プログラム）が記録されている。

【0027】

船舶制御システム２は、少なくとも駆動ユニット３の制御を行う。つまり、船舶制御システム２は、例えば、第１動力源３１及び第２動力源３２の各々の駆動状況、並びに動力伝達部３３の状態（伝達状態／遮断状態等）を制御する。

【0028】

本実施形態では、船舶制御システム２は、操作装置５と電気的に接続されており、操作装置５からの操作信号に応じて、駆動ユニット３等の制御を行う。例えば、船舶制御システム２は、操作装置５からの操作信号に応じて駆動ユニット３を制御して、出力部４のプロペラを回転させることにより、船体１を前進又は後進させることが可能である。さらに、船舶制御システム２は、第１動力源３１又は第２動力源３２の出力（回転数又はトルク）を制御することにより、出力部４のプロペラの回転数を調節し、船体１の移動速度（船速）を調節することが可能である。

【0029】

また、船舶制御システム２は、複数の推進モードを切替可能である。本開示でいう「推進モード」は、複数の動力源３１，３２のうち、船体１の推進に用いられる動力源３１，３２が異なるモードである。つまり、船舶制御システム２は、複数の動力源３１，３２のいずれを船体１の推進に用いるかを切り替えることにより、複数の推進モードを切替可能である。

【0030】

本実施形態では一例として、複数の推進モードは、ハイブリッド推進モード、モータ推進モード及びエンジン推進モードの３つの推進モードを含んでいる。ハイブリッド推進モードは、第１動力源３１（エンジン）及び第２動力源３２（モータ）の両方を船体１の推進に用いる推進モードである。モータ推進モードは、第１動力源３１及び第２動力源３２のうちの第２動力源３２（モータ）のみを船体１の推進に用いる推進モードである。エンジン推進モードは、第１動力源３１及び第２動力源３２のうちの第１動力源３１（エンジン）のみを船体１の推進に用いる推進モードである。

【0031】

本実施形態では、船舶制御システム２は、船体１全体の制御を行う統合コントローラであって、例えば、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）からなる。ただし、船舶制御システム２は、統合コントローラと別に設けられていてもよい。船舶制御システム２について詳しくは「［３］船舶制御システムの構成」の欄で説明する。

【0032】

操作装置５は、人（操縦者）の操作を受け付けるユーザインタフェースであって、一例として、船体１のうちの操縦者が搭乗する操縦室に配置されている。操作装置５は、例えば、操縦者による各種の操作を受け付けて、当該操作に応じた電気信号（操作信号）を船舶制御システム２に出力する。本実施形態では一例として、操作装置５は、回転操作可能な操作レバーからなる操作部５１（図２参照）を含んでいる。操作装置５は、操作部５１の位置（回転角度）を検知するエンコーダ等の検知部を含んでおり、操作部５１の位置にから操作部５１の操作量を検知し、操作量を表す操作信号を出力する。また、操作装置５は、複数の機械式スイッチ、タッチパネル及び操作ダイヤル等を更に含んでいてもよい。

【0033】

操縦室には、表示装置及び通信装置等も配置されている。表示装置は、人（操縦者）に種々の情報を出力するためのユーザインタフェースである。表示装置は、例えば、船舶制御システム２と電気的に接続されており、船舶制御システム２からの表示制御信号に従って、種々の画面を表示する。通信装置は、船体１の外部の別システム（サーバ等を含む）と通信可能に構成されており、別システムとの間でデータの授受が可能である。

【0034】

［２］駆動ユニットの構成
次に、駆動ユニット３の構成について、図３～図５を参照してより詳細に説明する。

【0035】

駆動ユニット３は、上述したように複数の動力源３１，３２（第１動力源３１及び第２動力源３２）と、動力伝達部３３と、を有している。また、駆動ユニット３は、図３に示すように、アクチュエータ３４、駆動回路３５１、主バッテリ３５２及び充電回路３５３等を更に有している。図３等において、駆動回路３５１と主バッテリ３５２との間のように電気的な接続関係については、破線にて示している。

【0036】

本実施形態では、第１動力源３１は、ディーゼルエンジンであって、シリンダ等によって区画された燃焼室を有し、当該燃焼室内で燃料（軽油）が燃焼することによって、ピストンを往復運動する。第１動力源３１には、ピストンの往復運動を受けて回転運動するクランクシャフトが出力軸として設けられており、クランクシャフトが動力伝達部３３に接続されている。これにより、動力伝達部３３には、クランクシャフトを通して第１動力源３１からの動力が入力される。

【0037】

本実施形態では、第２動力源３２は、交流モータであって、インバータ回路からなる駆動回路３５１から供給される交流電力（交流電圧）によって駆動される。駆動回路３５１は、主バッテリ３５２に電気的に接続されており、主バッテリ３５２から出力される直流電圧を交流電圧に変換して第２動力源３２に供給することで、第２動力源３２を駆動する。第２動力源３２の出力軸は動力伝達部３３に接続されており、動力伝達部３３には、出力軸を通して第２動力源３２からの動力が入力される。主バッテリ３５２は、補機バッテリとは別に設けられており、一例として、リチウムイオンバッテリ等の大容量の二次電池（蓄電池）からなる。充電回路３５３は、主バッテリ３５２に電気的に接続されており、例えば、陸上電源（電力系統）又はオルタネータ等の出力電力を用いて、主バッテリ３５２を充電する。

【0038】

さらに、本実施形態では、駆動回路３５１は、双方向インバータ回路であって、直流電圧を交流電圧に変換するだけでなく、交流電圧を直流電圧に変換する機能も有する。そのため、駆動回路３５１は、主バッテリ３５２から出力される直流電圧を交流電圧に変換して第２動力源３２に出力するだけでなく、第２動力源３２から出力される交流電圧を直流電圧に変換して主バッテリ３５２に出力することも可能である。つまり、本実施形態に係る駆動ユニット３では、第２動力源３２を発電機として用いることで、第２動力源３２が外力によって回転する際に発生する電気エネルギー（交流電力）を利用して、駆動回路３５１にて主バッテリ３５２を充電することが可能である。

【0039】

本実施形態では、動力伝達部３３は、図３に示すように、第１クラッチ３３１、第２クラッチ３３２、第１ギア３３３、第２ギア３３４、第３ギア３３５及び第４ギア３３６を含んでいる。図３等では、動力伝達部３３の構成を簡略化して示しているが、第１ギア３３３、第２ギア３３４、第３ギア３３５及び第４ギア３３６等は、マリンギアとしての減速装置に含まれる。

【0040】

第１クラッチ３３１は、第１動力源３１の出力軸（クランクシャフト）と、出力部４との間に挿入されている。つまり、第１クラッチ３３１は、第１動力源３１から出力部４への動力伝達経路の途中に位置している。第１クラッチ３３１は、入力側回転体３３１Ａ及び出力側回転体３３１Ｂを有し、入力側回転体３３１Ａ及び出力側回転体３３１Ｂがつながった状態（伝達状態）と、切り離された状態（遮断状態）とを切替可能に構成されている。

【0041】

入力側回転体３３１Ａは、第１動力源３１の出力軸（クランクシャフト）に接続されており、出力側回転体３３１Ｂは、出力部４に接続されている。これにより、入力側回転体３３１Ａは、第１動力源３１で発生する動力を受けて回転する。そして、第１クラッチ３３１が伝達状態にあれば、第１動力源３１の動力は第１クラッチ３３１を介して出力部４に伝達され、第１クラッチ３３１が遮断状態にあれば、第１動力源３１の動力は第１クラッチ３３１で遮断され出力部４には伝達されない。

【0042】

第１クラッチ３３１は、一例として、湿式多板クラッチ等の油圧クラッチからなり、油圧ポンプを含む油圧回路から作動油が供給されることにより、伝達状態と遮断状態との切り替えが行われる。第１クラッチ３３１の伝達状態と遮断状態との切り替えは、例えば、油圧回路の電磁バルブを、船舶制御システム２にて制御することにより行われる。つまり、船舶制御システム２は、直接的又は間接的に、第１クラッチ３３１を制御して、第１クラッチ３３１を伝達状態と遮断状態とで切り替える。

【0043】

第１ギア３３３は、第１クラッチ３３１の入力側回転体３３１Ａに接続されており、入力側回転体３３１Ａの回転に伴って回転する。第２ギア３３４は、第１ギア３３３と噛み合うように設けられており、第１ギア３３３と共に回転する。第３ギア３３５は、第１クラッチ３３１の出力側回転体３３１Ｂに接続されており、出力側回転体３３１Ｂの回転に伴って回転する。第４ギア３３６は、第３ギア３３５と噛み合うように設けられており、第３ギア３３５と共に回転する。

【0044】

第２クラッチ３３２は、第２動力源３２の出力軸と、第２ギア３３４及び第４ギア３３６との間に挿入されている。つまり、第２クラッチ３３２は、第２動力源３２から出力部４への動力伝達経路の途中に位置している。第２クラッチ３３２は、モータ側回転体３３２Ｃ及び相手側回転体３３２Ａ，３３２Ｂを有し、モータ側回転体３３２Ｃ及び相手側回転体３３２Ａ，３３２Ｂがつながった状態（伝達状態）と、切り離された状態（遮断状態）とを切替可能に構成されている。

【0045】

本実施形態では、相手側回転体３３２Ａ，３３２Ｂとして、第１相手側回転体３３２Ａと第２相手側回転体３３２Ｂとが設けられている。第２クラッチ３３２は、モータ側回転体３３２Ｃが第１相手側回転体３３２Ａにつながった第１伝達状態と、モータ側回転体３３２Ｃが第２相手側回転体３３２Ｂにつながった第２伝達状態と、モータ側回転体３３２Ｃが第１相手側回転体３３２Ａ及び第２相手側回転体３３２Ｂのいずれからも切り離された遮断状態と、を切替可能である。

【0046】

モータ側回転体３３２Ｃは、第２動力源３２の出力軸に接続されている。第１相手側回転体３３２Ａは、第２ギア３３４に接続されており、第２相手側回転体３３２Ｂは、第４ギア３３６に接続されている。これにより、モータ側回転体３３２Ｃは、第２動力源３２で発生する動力を受けて回転する。そして、第２クラッチ３３２が第１伝達状態にあれば、第２動力源３２の動力は第２クラッチ３３２、第２ギア３３４及び第１ギア３３３を介して第１クラッチ３３１の入力側回転体３３１Ａに伝達される。このとき、第１クラッチ３３１が伝達状態にあれば、第２動力源３２の動力は、第１動力源３１の動力と合成され、第１クラッチ３３１を介して出力部４に伝達される。また、第２クラッチ３３２が第２伝達状態にあれば、第２動力源３２の動力は第２クラッチ３３２、第４ギア３３６及び第３ギア３３５を介して出力部４に伝達される。一方、第２クラッチ３３２が遮断状態にあれば、第２動力源３２の動力は第２クラッチ３３２で遮断され出力部４には伝達されない。

【0047】

第２クラッチ３３２は、一例として、ドグクラッチ等のかみ合い式のクラッチからなる。第２クラッチ３３２の、第１伝達状態、第２伝達状態及び遮断状態の切り替えは、モータ側回転体３３２Ｃを、シフターからなるアクチュエータ３４によって移動させることにより行われる。アクチュエータ３４は、モータ側回転体３３２Ｃを第１相手側回転体３３２Ａに嵌入する位置に移動させることで、第２クラッチ３３２を、モータ側回転体３３２Ｃと第１相手側回転体３３２Ａとが噛み合う第１伝達状態にする。また、アクチュエータ３４は、モータ側回転体３３２Ｃを第２相手側回転体３３２Ｂに嵌入する位置に移動させることで、第２クラッチ３３２を、モータ側回転体３３２Ｃと第２相手側回転体３３２Ｂとが噛み合う第２伝達状態にする。アクチュエータ３４は、モータ側回転体３３２Ｃを第１相手側回転体３３２Ａ及び第２相手側回転体３３２Ｂのいずれにも嵌入しない位置に移動させることで、第２クラッチ３３２を、遮断状態にする。

【0048】

第２クラッチ３３２の第１伝達状態、第２伝達状態及び遮断状態の切り替えは、例えば、電動式のアクチュエータ３４を、船舶制御システム２にて制御することにより行われる。つまり、船舶制御システム２は、直接的又は間接的に、第２クラッチ３３２を制御して、第２クラッチ３３２を伝達状態（第１伝達状態又は第２伝達状態）と遮断状態とで切り替える。

【0049】

上述したような構成の駆動ユニット３によれば、船舶制御システム２が、第１クラッチ３３１及び第２クラッチ３３２を制御することで、図４及び図５に例示するように複数の推進モードを切替可能である。図４及び図５では、各推進モードにおける駆動ユニット３の状態を模式的に表しており、駆動回路３５１、主バッテリ３５２及び充電回路３５３の図示を省略する。また、図４及び図５では、動力源３１，３２から出力部４に伝達される動力を（太線の）破線矢印で示している。

【0050】

図４の上段は、第１動力源３１及び第２動力源３２のうちの第２動力源３２（モータ）のみを船体１の推進に用いるモータ推進モードを示している。モータ推進モードでは、船舶制御システム２は、第１クラッチ３３１を遮断状態に制御し、第２クラッチ３３２を第２伝達状態に制御する。さらに、モータ推進モードでは、船舶制御システム２は、第１動力源３１を停止させ、主バッテリ３５２からの電力で第２動力源３２を駆動させるように駆動回路３５１を制御する。これにより、図４に示すように、第２動力源３２で発生する動力は、第２クラッチ３３２、第４ギア３３６及び第３ギア３３５を介して出力部４に伝達され、出力部４のプロペラを回転させて、船体１の推進力を発生することができる。

【0051】

図４の下段は、第１動力源３１及び第２動力源３２のうちの第１動力源３１（エンジン）のみを船体１の推進に用いるエンジン推進モードを示している。エンジン推進モードでは、船舶制御システム２は、第１クラッチ３３１を伝達状態に制御し、第２クラッチ３３２を遮断状態に制御する。さらに、エンジン推進モードでは、船舶制御システム２は、第１動力源３１を駆動させ、第２動力源３２を停止させるように駆動回路３５１を制御する。これにより、図４に示すように、第１動力源３１で発生する動力は、第１クラッチ３３１を介して出力部４に伝達され、出力部４のプロペラを回転させて、船体１の推進力を発生することができる。

【0052】

図５の上段は、第１動力源３１（エンジン）及び第２動力源３２（モータ）の両方を船体１の推進に用いるハイブリッド推進モードのうち、「低速」での航行に好適な「ハイブリッド推進モード（低速）」を示している。このハイブリッド推進モード（低速）では、船舶制御システム２は、第１クラッチ３３１を伝達状態に制御し、第２クラッチ３３２を第２伝達状態に制御する。さらに、ハイブリッド推進モード（低速）では、船舶制御システム２は、第１動力源３１を駆動させ、主バッテリ３５２からの電力で第２動力源３２を駆動させるように駆動回路３５１を制御する。これにより、図５に示すように、第１動力源３１で発生する動力は、第１クラッチ３３１を介して出力部４に伝達され、第２動力源３２で発生する動力は、第２クラッチ３３２、第４ギア３３６及び第３ギア３３５を介して出力部４に伝達される。結果的に、第１動力源３１からの動力と第２動力源３２からの動力とが合成され、出力部４のプロペラを回転させて、船体１の推進力を発生する。

【0053】

図５の下段は、第１動力源３１（エンジン）及び第２動力源３２（モータ）の両方を船体１の推進に用いるハイブリッド推進モードのうち、「高速」での航行に好適な「ハイブリッド推進モード（高速）」を示している。このハイブリッド推進モード（高速）では、船舶制御システム２は、第１クラッチ３３１を伝達状態に制御し、第２クラッチ３３２を第１伝達状態に制御する。さらに、ハイブリッド推進モード（高速）では、船舶制御システム２は、第１動力源３１を駆動させ、主バッテリ３５２からの電力で第２動力源３２を駆動させるように駆動回路３５１を制御する。これにより、図５に示すように、第１動力源３１で発生する動力は、第１クラッチ３３１を介して出力部４に伝達され、第２動力源３２で発生する動力は、第２クラッチ３３２、第２ギア３３４、第１ギア３３３及び第１クラッチ３３１を介して出力部４に伝達される。結果的に、第１動力源３１からの動力と第２動力源３２からの動力とが合成され、出力部４のプロペラを回転させて、船体１の推進力を発生する。

【0054】

また、図４の上段に示すモータ推進モードにおいて、船体１のセーリング時に、出力部４のプロペラの回転力を回生エネルギーとして主バッテリ３５２に供給することにより、主バッテリ３５２の充電を行うことも可能である（充電モード）。この場合、出力部４の回転力は、第３ギア３３５、第４ギア３３６及び第２クラッチ３３２を介して第２動力源３２に伝達され、第２動力源３２の出力軸を回転させることによって、第２動力源３２にて交流電力を発生させる。第２動力源３２で発生する交流電力は、双方向インバータ回路からなる駆動回路３５１により、主バッテリ３５２の充電に用いられる。

【0055】

同様に、図５の下段に示すハイブリッド推進モード（高速）において、船体１のセーリング時又は停船（停泊）時には、第１動力源３１で発生する動力を利用して、主バッテリ３５２の充電を行うことも可能である（充電モード）。この場合、船舶制御システム２が第１クラッチ３３１を遮断状態に制御することで、第１動力源３１で発生する動力は、第１ギア３３３、第２ギア３３４及び第２クラッチ３３２を介して第２動力源３２に伝達され、第２動力源３２の出力軸を回転させることによって、第２動力源３２にて交流電力を発生させる。第２動力源３２で発生する交流電力は、双方向インバータ回路からなる駆動回路３５１により、主バッテリ３５２の充電に用いられる。

【0056】

さらに、図３等では図示を省略しているが、駆動ユニット３は、第１クラッチ３３１を駆動するための油圧回路、及び各種のセンサ等を更に有している。

【0057】

［３］船舶制御システムの構成
次に、本実施形態に係る船舶制御システム２の構成について、図２を参照して説明する。船舶制御システム２は、船舶１０の構成要素であって、船体１と共に船舶１０を構成する。言い換えれば、本実施形態に係る船舶１０は、船舶制御システム２と、船体１と、を備えている。本実施形態では一例として、船舶制御システム２は、船体１に搭載されたコンピュータシステムである。

【0058】

船舶制御システム２は、図２に示すように、モード切替処理部２１と、エンジン制御部２２と、モータ制御部２３と、エンジン回転数処理部２４と、モータトルク処理部２５と、記憶部２６と、を備えている。本実施形態では一例として、船舶制御システム２は１以上のプロセッサを有するコンピュータシステムを主構成とするので、１以上のプロセッサが船舶制御プログラムを実行することにより、これら複数の機能部（モード切替処理部２１等）が実現される。船舶制御システム２に含まれる、これら複数の機能部は、複数の筐体に分散して設けられていてもよいし、１つの筐体に設けられていてもよい。

【0059】

船舶制御システム２は、船体１の各部に設けられたデバイスと通信可能に構成されている。つまり、船舶制御システム２には、少なくとも操作装置５、第１動力源３１、第２動力源３２を駆動する駆動回路３５１、第１クラッチ３３１を制御するための電磁バルブ、及び第２クラッチ３３２を制御するためのアクチュエータ３４等が、通信可能に接続されている。これにより、船舶制御システム２は、例えば、操作装置５からの操作信号に応じて、駆動ユニット３を制御すること等が可能である。ここで、船舶制御システム２は、各種の情報（電気信号）の授受を、各デバイスと直接的に行ってもよいし、中継器等を介して間接的に行ってもよい。

【0060】

モード切替処理部２１は、船舶１０の推進モードを切り替える処理を実行する。本実施形態では、船舶１０は、上述したようにハイブリッド推進モード、モータ推進モード及びエンジン推進モードを含む複数の推進モードを有している。本実施形態では、モード切替処理部２１は、操作装置５に対する人（操縦者）の操作に従って、ハイブリッド推進モード、モータ推進モード又はエンジン推進モードのいずれかを選択する。一例として、操作装置５はモード選択スイッチを有しており、モード選択スイッチにてハイブリッド推進モード、モータ推進モード又はエンジン推進モードのいずれかの推進モードが選択されると、当該推進モードに切り替えられる。要するに、本実施形態では、推進モードの切り替えをユーザによる切替操作に応じて行う。

【0061】

具体的に、モード切替処理部２１は、選択された推進モードでの動作となるように駆動ユニット３を制御する。例えば、モード切替処理部２１は、第１クラッチ３３１を遮断状態に制御し、第２クラッチ３３２を第２伝達状態に制御することで、船舶１０の推進モードをモータ推進モードに切り替える（図４の上段参照）。また、モード切替処理部２１は、第１クラッチ３３１を伝達状態に制御し、第２クラッチ３３２を遮断状態に制御することで、船舶１０の推進モードをエンジン推進モードに切り替える（図４の下段参照）。モード切替処理部２１で切り替えられた推進モード、つまり選択中の推進モードは、例えば、表示装置等で人（操縦者）に提示されることが好ましい。

【0062】

エンジン制御部２２は、エンジンからなる第１動力源３１を制御する。具体的に、エンジン制御部２２は、第１動力源３１を駆動するための燃料噴射、及び排気弁開閉等の制御を行う。これにより、エンジン制御部２２では、第１動力源３１の出力（主として回転数）を、任意の値に調節するように第１動力源３１を制御することが可能である。

【0063】

モータ制御部２３は、モータからなる第２動力源３２を制御する。具体的に、モータ制御部２３は、第２動力源３２を駆動するための駆動回路３５１等の制御を行う。これにより、モータ制御部２３では、第２動力源３２の出力（主として回転数及びトルク）を、任意の値に調節するように第２動力源３２を制御することが可能である。本実施形態では特に、モータ制御部２３は、第２動力源３２（モータ）の制御として、回転数制御（回転速度制御）とトルク制御との２種類の制御が可能である。回転数制御では、モータ制御部２３は、第２動力源３２（モータ）の目標回転数を設定し、当該目標回転数に近づけるように第２動力源３２（モータ）の回転数を制御する。トルク制御では、モータ制御部２３は、第２動力源３２（モータ）の目標トルクを設定し、当該目標トルクに近づけるように第２動力源３２（モータ）のトルクを制御する。

【0064】

ただし、回転数制御（回転速度制御）とトルク制御との２種類の制御が可能なのは、第１動力源３１（エンジン）と第２動力源３２（モータ）とのうち、第２動力源３２（モータ）についてのみである。つまり、エンジン制御部２２は、モータ制御部２３のように、回転数制御（回転速度制御）とトルク制御との２種類の制御に対応してはいない。

【0065】

エンジン回転数処理部２４は、モータ推進モードからハイブリッド推進モードへの切り替えに際して、クラッチ（第１クラッチ３３１）を遮断状態から伝達状態に切り替える前に、エンジン（第１動力源３１）の回転数をモータ（第２動力源３２）の回転数に同期させる。ここで、第１クラッチ３３１は、油圧クラッチ等の摩擦クラッチであって、エンジン（第１動力源３１）と船体１の推進力を出力する出力部４との間に設けられている。ここでいう「相手装置」は、船体１の推進力を発生する出力部４、及びエンジン（第１動力源３１）の少なくとも一方からなる。つまり、エンジン回転数処理部２４は、モータ（第２動力源３２）のみを船体１の推進に用いるモータ推進モードから、エンジン（第１動力源３１）及びモータ（第２動力源３２）の両方を船体１の推進に用いるハイブリッド推進モードへの切り替えに際して、エンジン（第１動力源３１）の回転数をモータ（第２動力源３２）の回転数に同期させるように、エンジン制御部２２にて第１動力源３１（エンジン）を回転数制御する。本実施形態では一例として、第１クラッチ３３１における入力側回転体３３１Ａの回転数と出力側回転体３３１Ｂの回転数とが略一致することをもって、エンジン（第１動力源３１）の回転数がモータ（第２動力源３２）の回転数に同期する。

【0066】

要するに、モータ推進モードからハイブリッド推進モードへの切り替えに際しては、エンジン（第１動力源３１）の回転数をモータ（第２動力源３２）の回転数に同期させた状態で、第１クラッチ３３１が遮断状態から伝達状態に切り替えられる。このとき、第１クラッチ３３１においては、エンジン（第１動力源３１）に接続された入力側回転体３３１Ａの回転数が、第３ギア３３５、第４ギア３３６及び第２クラッチ３３２を介してモータ（第２動力源３２）に接続された出力側回転体３３１Ｂの回転数と略一致する。

【0067】

モータトルク処理部２５は、回転数を同期させた後のトルク制御期間に、モータ（第２動力源３２）をトルク制御する。すなわち、エンジン回転数処理部２４によりエンジン（第１動力源３１）の回転数をモータ（第２動力源３２）の回転数に同期させた後、モータトルク処理部２５は、回転数を同期させた後のトルク制御期間に、第２動力源３２（モータ）の制御を回転数制御からトルク制御に切り替える。モータ制御部２３が第２動力源３２（モータ）をトルク制御する期間を「トルク制御期間」とすれば、エンジン（第１動力源３１）の回転数がモータ（第２動力源３２）の回転数に同期した後、トルク制御期間が開始することになる。

【0068】

記憶部２６は、各種の情報を記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）等の不揮発性のストレージデバイスを含む。記憶部２６には、船舶制御システム２に船舶の制御方法を実行させるための船舶制御プログラム等の制御プログラムが格納（記憶）されている。

【0069】

［４］船舶の制御方法
以下、図６～図１２を参照しつつ、主として船舶制御システム２によって実行される船舶１０の制御方法（以下、単に「制御方法」ともいう）の一例について説明する。

【0070】

本実施形態に係る制御方法は、コンピュータシステムを主構成とする船舶制御システム２にて実行されるので、言い換えれば、船舶制御プログラムにて具現化される。つまり、本実施形態に係る船舶制御プログラムは、船舶１０の制御方法に係る各処理を１以上のプロセッサに実行させるためのコンピュータプログラムである。このような船舶制御プログラムは、例えば、船舶制御システム２及び端末装置等によって協働して実行されてもよい。

【0071】

ここで、船舶制御システム２は、船舶制御プログラムを実行させるための予め設定された特定の開始操作が行われた場合に、制御方法に係る下記の各種処理を実行する。開始操作は、例えば、船舶１０の電源オン操作等である。一方、船舶制御システム２は、予め設定された特定の終了操作が行われた場合に、制御方法に係る下記の各種処理を終了する。終了操作は、例えば、船舶１０の電源オフ操作等である。

【0072】

［４．１］全体処理

【0073】

本実施形態に係る制御方法は、エンジン（第１動力源３１）及びモータ（第２動力源３２）を含む複数の動力源３１，３２を備える船舶１０に用いられる。この船舶１０は、複数の動力源３１，３２のうち船体１の推進に用いられる動力源３１，３２が異なる複数の推進モードを有する。さらに、船舶１０は、少なくともエンジン（第１動力源３１）と船体１の推進力を発生する出力部４との間にクラッチ（第１クラッチ３３１）が設けられている。ここで、複数の推進モードは、エンジン（第１動力源３１）及びモータ（第２動力源３２）の両方を船体１の推進に用いるハイブリッド推進モードと、モータ（第２動力源３２）を船体１の推進に用いるモータ推進モードと、を含む。

【0074】

本実施形態に係る制御方法は、モータ推進モードからハイブリッド推進モードへの切り替えに際して、クラッチ（第１クラッチ３３１）を遮断状態から伝達状態に切り替える前に、エンジン（第１動力源３１）の回転数をモータ（第２動力源３２）の回転数に同期させることと、回転数を同期させた後のトルク制御期間に、モータ（第２動力源３２）をトルク制御することと、を有する。

【0075】

すなわち、船舶１０の推進モードがモータ推進モードからハイブリッド推進モードへの切り替わる際、船舶制御システム２のエンジン回転数処理部２４は、第１クラッチ３３１の切り替え前に、エンジン（第１動力源３１）の回転数をモータ（第２動力源３２）の回転数に同期させる。このとき、エンジン回転数処理部２４は、第１動力源３１（エンジン）を回転数制御することによって、エンジン（第１動力源３１）の回転数とモータ（第２動力源３２）の回転数とを同期させる。そして、エンジン（第１動力源３１）の回転数をモータ（第２動力源３２）の回転数に同期させた後、船舶制御システム２のモータトルク処理部２５は、モータ（第２動力源３２）の制御をトルク制御に切り替える。これにより、第１クラッチ３３１が伝達状態に切り替わった後も、モータ（第２動力源３２）のトルクを維持することができ、第１クラッチ３３１に急激なトルク変化が生じることを抑制しやすくなる。

【0076】

このように、本実施形態に係る制御方法では、船舶１０の推進モードの切り替えに伴う、クラッチ（第１クラッチ３３１）の遮断状態から伝達状態への切り替えに際して、エンジン（第１動力源３１）の回転数をモータ（第２動力源３２）の回転数に同期させることができる。これにより、モータ（第２動力源３２）に接続された出力側回転体３３１Ｂに対して、エンジン（第１動力源３１）に接続された入力側回転体３３１Ａをスムーズにつなぐことができる。しかも、第１クラッチ３３１が伝達状態に切り替わった後は、モータ（第２動力源３２）のトルクを維持することで、第１クラッチ３３１に急激なトルク変化が生じることを抑制しやすくなるので、当該トルク変化によるクラッチに掛かる負荷を低減可能となる。結果的に、推進モードの切り替えに際してクラッチ（第１クラッチ３３１）に掛かる負荷を低減可能である、という利点がある。

【0077】

要するに、船舶１０の推進モードがモータ推進モードであって、モータ（第２動力源３２）の動力によって出力部４のプロペラが駆動されている（回転している）状態から、ハイブリッド推進モードへの切り替えに際しては、駆動中の出力部４（プロペラ）に対し、第１クラッチ３３１を介してエンジン（第１動力源３１）を接続する必要がある。このとき、第１クラッチ３３１の入力側回転体３３１Ａと出力側回転体３３１Ｂとの間に急激なトルク変化が生じると、第１クラッチ３３１に過大な負荷がかかり、そのときの環境によっては、最悪の場合、第１クラッチ３３１が焼き付く可能性がある。本実施形態に係る制御方法によれば、このようなモータ推進モードからハイブリッド推進モードへの切り替えに際して、クラッチ（第１クラッチ３３１）に掛かる負荷を低減可能であるので、第１クラッチ３３１の焼き付き等も生じにくくなる。

【0078】

［４．２］クラッチ接続時の処理
次に、図６及び図７を参照して、本実施形態に係る制御方法における第１クラッチ３３１の接続時、つまり遮断状態から伝達状態への切り替え時の処理について詳しく説明する。図７は、エンジンの回転数、エンジンのトルク、モータの回転数、モータのトルク、及び第１クラッチ３３１の状態を示す、第１クラッチ３３１の接続時のタイミングチャートの一例である。ここで、第１クラッチ３３１の状態として、入力側回転体３３１Ａと出力側回転体３３１Ｂとが接続されている伝達状態を「ＯＮ」、遮断されている遮断状態を「ＯＦＦ」とする。

【0079】

すなわち、本実施形態に係る制御方法では、船舶制御システム２は、第１クラッチ３３１の遮断状態から伝達状態への切り替えを指示するクラッチ接続要求の有無を判断する（Ｓ１）。一例として、船舶１０の推進モードがモータ推進モードからハイブリッド推進モード（低速）へ切り替わる場合等、推進モードの切り替えに伴って、第１クラッチ３３１の伝達状態への切り替えが必要となり、クラッチ接続要求が発生する。そのため、モータ推進モードからハイブリッド推進モード（低速）への切り替えがなされた場合、船舶制御システム２は、クラッチ接続要求が有ると判断し（Ｓ１：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２に移行させる。一方、第１クラッチ３３１の伝達状態への切り替えを伴う推進モードの切り替えがなされていなければ、船舶制御システム２は、クラッチ接続要求が無いと判断し（Ｓ１：Ｎｏ）、ステップＳ１を繰り返し実行する。

【0080】

ステップＳ２では、船舶制御システム２は、モータ（第２動力源３２）の回転数が規定値以上であるか否かを判断する。ここで、規定値は、例えば、エンジン（第１動力源３１）のアイドリング時における入力側回転体３３１Ａの回転数等、第１動力源３１の制御によって調節可能な範囲における入力側回転体３３１Ａの回転数の最小値（最低回転数）と、出力側回転体３３１Ｂの回転数が同一になるときのモータ（第２動力源３２）の回転数である。そして、船舶制御システム２は、モータ（第２動力源３２）の回転数が規定値以上であると判断した場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ３に移行させる。一方、船舶制御システム２は、モータ（第２動力源３２）の回転数が規定値未満であると判断した場合（Ｓ２：Ｎｏ）、ステップＳ３をスキップして処理をステップＳ４に移行させる。

【0081】

ステップＳ３では、船舶制御システム２のエンジン回転数処理部２４は、エンジン（第１動力源３１）の回転数をモータ（第２動力源３２）の回転数に同期させる。このとき、船舶制御システム２は、入力側回転体３３１Ａの回転数を出力側回転体３３１Ｂの回転数と略一致させるように、エンジン制御部２２でエンジン（第１動力源３１）の回転数を制御する。具体的には、図７の例において、時点ｔ０からエンジン（第１動力源３１）の回転数を上昇させ、時点ｔ１において、エンジン（第１動力源３１）の回転数がモータ（第２動力源３２）の回転数に同期する。

【0082】

このように、本実施形態に係る制御方法では、モータ推進モードからハイブリッド推進モードへの切り替えに際して、モータの回転数（第２動力源３２）によって、エンジン（第１動力源３１）の回転数をモータの回転数に同期させる処理の有効／無効を切り替える。モータ（第２動力源３２）の回転数が規定値以上であれば、エンジン（第１動力源３１）の回転数をモータの回転数に同期させる処理を有効にし、モータの回転数が規定値未満であれば、エンジンの回転数をモータの回転数に同期させる処理を無効にする。すなわち、モータ（第２動力源３２）の回転数が規定値未満であれば、第１動力源３１をどのように制御しても、出力側回転体３３１Ｂの回転数に入力側回転体３３１Ａの回転数を同期（一致）させることはできない。また、そもそもこのような低回転時においては、第１クラッチ３３１の接続時に第１クラッチ３３１に掛かるトルクも比較的小さいため、エンジンの回転数を同期させなくても、第１クラッチ３３１に掛かる負荷は小さく抑えられる。そして、このような場合に、エンジンの回転数を同期させる処理（Ｓ３）をスキップすることで、第１クラッチ３３１の接続までに要する時間を短縮することが可能である。

【0083】

ステップＳ４では、船舶制御システム２のモータトルク処理部２５は、モータ制御部２３での第２動力源３２（モータ）の制御を回転数制御からトルク制御に変更する。つまり、図７の例では、エンジン（第１動力源３１）の回転数がモータ（第２動力源３２）の回転数に同期した時点ｔ１以降に、船舶制御システム２は、トルク制御期間としてモータ（第２動力源３２）をトルク制御する。厳密には、船舶制御システム２は、時点ｔ１から時点ｔ２にかけて、エンジンの回転数がモータの回転数に同期したか否かの判定を行い、同期を確認できた時点ｔ２で、第２動力源３２（モータ）の制御を回転数制御からトルク制御に変更する。

【0084】

ステップＳ５では、船舶制御システム２は、第１クラッチ３３１を接続する。つまり、図７の時点ｔ２において、第１クラッチ３３１の状態が遮断状態（ＯＦＦ）から伝達状態（ＯＮ）へと切り替えられる。このとき、船舶制御システム２は、トルク制御期間において、少なくともクラッチ（第１クラッチ３３１）が伝達状態に移行するまでの間はモータ（第２動力源３２）のトルクを所定範囲に維持する。つまり、トルク制御期間においては、第１クラッチ３３１の接続が開始した時点ｔ２後においても、第１クラッチ３３１が伝達状態に移行するまで、つまり完全に接続されるまでの間は、第２動力源３２のトルクは所定範囲に維持される。ここで、「所定範囲」は、その下限値及び上限値によって任意に設定可能である。例えば、所定範囲の下限値と上限値とを同値にすることで、所定範囲の幅を０（ゼロ）とし、所定範囲をピンポイントで設定することも可能である。この場合、所定範囲は所定値と同義であるので、トルク制御期間においてモータ（第２動力源３２）のトルクは所定値（一定）に維持されることになる。

【0085】

本実施形態では、所定範囲の幅を０（ゼロ）とし、かつ第１クラッチ３３１の接続が開始した時点ｔ２のモータ（第２動力源３２）のトルクとする。これにより、第１クラッチ３３１が接続される前後において、第２動力源３２（モータ）のトルクが一定値に維持されることになる。その結果、第１クラッチ３３１が接続される前後において、出力部４の駆動に必要なトルクを第２動力源３２（モータ）で賄うことができ、第１動力源３１（エンジン）側のトルクが不要であるため、第１クラッチ３３１に掛かる負荷を小さく抑えることができる。

【0086】

この状態で、第１クラッチ３３１の状態が遮断状態（ＯＦＦ）から伝達状態（ＯＮ）へと切り替わり、第１クラッチ３３１が接続される（Ｓ５）。その後、ステップＳ６において、船舶制御システム２は、第２動力源３２（モータ）のトルクを緩やかに減少させる。図７の例では、モータ制御部２３は、時点ｔ３から時点ｔ４の遷移時間にかけて、第２動力源３２（モータ）のトルクを徐々に減少させる。これをもって、船舶制御システム２は、第１クラッチ３３１の接続に係る一連の処理を終了する。

【0087】

このように、本実施形態では、トルク制御期間において、クラッチ（第１クラッチ３３１）が伝達状態に移行後、モータ（第２動力源３２）のトルクを遷移時間にかけて変化させる。このとき、出力部４の駆動に必要なトルクのうち、第２動力源３２（モータ）のトルクの減少分は、第１動力源３１（エンジン）にて賄われるため、エンジン（第１動力源３１）のトルクは時点ｔ３から時点ｔ４の遷移時間にかけて徐々に増加する。つまり、エンジン（第１動力源３１）のトルクは受動的に増加する。その結果、出力部４の駆動に必要なトルクのうち、モータ（第２動力源３２）とエンジン（第１動力源３１）との配分が遷移時間において徐々に変化する。結果的に、第１クラッチ３３１に急激なトルク変化による負荷が掛かることが抑制される。

【0088】

特に、本実施形態では、ステップＳ６において、モータ（第２動力源３２）のトルクを遷移時間にかけて変化（ここでは減少）させるに際して、滑らかにトルクが変化するようにモータ制御部２３で第２動力源３２をトルク制御する。つまり、遷移時間には、モータ（第２動力源３２）のトルクを連続的に変化させる。その結果、モータのトルクが段階的に減少するような不連続な変化を生じる場合に比較して、第１クラッチ３３１に急激なトルク変化による負荷が掛かることが抑制される。

【0089】

船舶制御システム２は、上記ステップＳ１～Ｓ６の処理を繰り返し実行する。ただし、図６に示すフローチャートは一例に過ぎず、処理が適宜追加又は省略されてもよいし、処理の順番が適宜入れ替わってもよい。

【0090】

［４．３］クラッチ切断時の処理
次に、図８及び図９を参照して、本実施形態に係る制御方法における第１クラッチ３３１の切断時、つまり伝達状態から遮断状態への切り替え時の処理について詳しく説明する。図９は、エンジンの回転数、エンジンのトルク、モータの回転数、モータのトルク、及び第１クラッチ３３１の状態を示す、第１クラッチ３３１の切断時のタイミングチャートの一例である。

【0091】

すなわち、本実施形態に係る制御方法では、船舶制御システム２は、第１クラッチ３３１の伝達状態から遮断状態への切り替えを指示するクラッチ切断要求の有無を判断する（Ｓ１１）。一例として、船舶１０の推進モードがハイブリッド推進モード（低速）からモータ推進モードへ切り替わる場合等、推進モードの切り替えに伴って、第１クラッチ３３１の遮断状態への切り替えが必要となり、クラッチ切断要求が発生する。そのため、ハイブリッド推進モード（低速）からモータ推進モードへの切り替えがなされた場合、船舶制御システム２は、クラッチ切断要求が有ると判断し（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１２に移行させる。一方、第１クラッチ３３１の遮断状態への切り替えを伴う推進モードの切り替えがなされていなければ、船舶制御システム２は、クラッチ切断要求が無いと判断し（Ｓ１１：Ｎｏ）、ステップＳ１１を繰り返し実行する。

【0092】

ステップＳ１２では、船舶制御システム２のモータトルク処理部２５は、クラッチ（第１クラッチ３３１）を伝達状態から遮断状態に切り替える前に、モータ制御部２３での第２動力源３２（モータ）の制御をトルク制御に変更する。つまり、図９の例では、クラッチ（第１クラッチ３３１）を伝達状態から遮断状態に切り替える時点ｔ３よりも前に、モータ制御部２３での第２動力源３２（モータ）をトルク制御する。要するに、本実施形態に係る制御方法では、ハイブリッド推進モードからモータ推進モードへの切り替えに際して、クラッチ（第１クラッチ３３１）を伝達状態から遮断状態に切り替える前に、モータ（第２動力源３２）をトルク制御する。

【0093】

次のステップＳ１３では、船舶制御システム２は、第２動力源３２（モータ）のトルクを緩やかに増加させる。図９の例では、モータ制御部２３は、時点ｔ１から時点ｔ２の遷移時間にかけて、第２動力源３２（モータ）のトルクを徐々に増加させる。このとき、出力部４の駆動に必要なトルクのうち、第２動力源３２（モータ）のトルクの増加分だけ、第１動力源３１（エンジン）の配分が減少するため、エンジン（第１動力源３１）のトルクは時点ｔ１から時点ｔ２の遷移時間にかけて徐々に減少する。つまり、エンジン（第１動力源３１）のトルクは受動的に減少する。その結果、クラッチ（第１クラッチ３３１）の切断時においては、既にエンジン（第１動力源３１）のトルクは減少した状態となり、第１クラッチ３３１の切断時に、エンジン（第１動力源３１）の回転数が過大となる過回転が抑制される。

【0094】

特に、本実施形態では、ステップＳ１３において、モータ（第２動力源３２）のトルクを遷移時間にかけて変化（ここでは増加）させるに際して、滑らかにトルクが変化するようにモータ制御部２３で第２動力源３２をトルク制御する。つまり、遷移時間には、モータ（第２動力源３２）のトルクを連続的に変化させる。その結果、モータのトルクが段階的に減少するような不連続な変化を生じる場合に比較して、第１クラッチ３３１に急激なトルク変化による負荷が掛かることが抑制される。

【0095】

ステップＳ１４では、船舶制御システム２は、第１クラッチ３３１を切断する。つまり、図９の時点ｔ３において、第１クラッチ３３１の状態が伝達状態（ＯＮ）から遮断状態（ＯＦＦ）へと切り替えられる。このとき、船舶制御システム２は、モータ制御部２３での第２動力源３２（モータ）の制御をトルク制御から回転数制御に変更する（Ｓ１５）。つまり、図９の例では、第１クラッチ３３１を切断する時点ｔ３以降、船舶制御システム２は、モータ（第２動力源３２）を回転数制御する。これをもって、船舶制御システム２は、第１クラッチ３３１の接続に係る一連の処理を終了する。

【0096】

このように、本実施形態に係る制御方法では、クラッチ（第１クラッチ３３１）の伝達状態から遮断状態への切替時に、モータ（第２動力源３２）の制御をトルク制御から回転数制御に切り替える。これにより、第１クラッチ３３１切断されてモータ推進モードに移行した後は、速やかに、モータ（第２動力源３２）の回転数制御により出力部４を制御することが可能である。

【0097】

船舶制御システム２は、上記ステップＳ１１～Ｓ１５の処理を繰り返し実行する。ただし、図８に示すフローチャートは一例に過ぎず、処理が適宜追加又は省略されてもよいし、処理の順番が適宜入れ替わってもよい。

【0098】

［４．４］制御系の一例
次に、船舶制御システム２のうち特にエンジン回転数処理部２４及びモータトルク処理部２５で行われる処理を具現化するための、制御系の一例について説明する。図１０は、エンジン（第１動力源３１）の回転数制御において、第１動力源３１の目標回転数を生成する制御系を示す。図１１は、モータ（第２動力源３２）のトルク制御において、第２動力源３２の目標トルクを生成する制御系を示す。図１２は、図１０及び図１１の切替処理ブロックの一例を示す。

【0099】

図１０のブロック線図において、エンジン回転数換算のブロックＢ３では、モータ回転数をエンジン回転数に換算する。図１１のブロック線図において、トルク保持のブロックＢ１１では、エンジントルクを保持し、トルク保持のブロックＢ１２では、モータトルクを保持する。図１１のブロック線図において、回転数制御のブロックＢ１６では、モータ（第２動力源３２）の回転数制御演算を行い、目標トルクを生成する。図１０の第１切替処理のブロックＢ１及び第２切替処理のブロックＢ２、並びに図１１の第３切替処理のブロックＢ１３、第４切替処理のブロックＢ１４及び第５切替処理のブロックＢ１５は、図１２に示すような制御系にて実現される。これらの切替処理ブロックは、外部からの切替指示に従って、合成割合αを用いて入力値Ａ（Ａに入力される値）と入力値Ｂ（Ｂに入力される値）とを合成し、出力値として出力する。ここでは一例として、合成割合αは、出力値の全体に占める入力値Ｂの割合を示し、「０」から「１」までの間で変化する。

【0100】

図１２に示す制御系によれば、加減算値決定のブロックＢ２１では、切替指示に従って、加算値又は減算値を決定する。カウンタのブロックＢ２２からは、加算値（又は減算値）刻みで増加（又は減少）するカウンタ値が出力される。切替特性マップのブロックＢ２３では、切替特性マップに照らして、カウンタ値に対応する合成割合αを算出する。合成割合算出のブロックＢ２４では、合成割合αを用いて、下記式１に従って、出力値を算出する。
出力値＝入力値Ａ×（１－α）＋入力値Ｂ×α （式１）

【0101】

これにより、切替処理ブロックでは、入力値Ａから入力値Ｂへの切替指示を受けると、出力値を入力値Ａから入力値Ｂに向けて徐々に変化させる。そのため、図１０のブロック線図においては、図７に例示したように、エンジン回転数を連続的に変化させることができ、図１１のブロック線図においては、図７に例示したように、モータトルクを連続的に変化させることができる。

【0102】

このような構成において、モータ推進モードで船体１が航走中に、エンジン（第１動力源３１）が接続されてハイブリッド推進モードに切り替わる場合、つまり第１クラッチ３３１を接続する際の動作を説明する。まず、モータ推進モードにおいては、図１０の第１切替処理のブロックＢ１及び第２切替処理のブロックＢ２、並びに図１１の第５切替処理のブロックＢ１５は、入力値Ｂを出力値として出力する。それ以外の第３切替処理のブロックＢ１３及び第４切替処理のブロックＢ１４は、入力値Ａを出力値として出力する。

【0103】

この状態から、第１切替処理のブロックＢ１の出力値が、入力値Ｂから入力値Ａに切り替えられることで、エンジン回転数がモータ回転数に同期するように、エンジン（第１動力源３１）の目標回転数が決定される。このとき、第１切替処理のブロックＢ１では、入力値Ｂ（アイドリング回転数）から入力値Ａ（モータ実回転数相当のエンジン回転数）に徐々に切り替えられることで、徐々にエンジン回転数がモータ回転数に同期する。ここで、同期判定が行われ、エンジン回転数がモータ回転数に同期したとの判定後に、第１クラッチ３３１の接続、つまり遮断状態から伝達状態への切り替えが行われる。

【0104】

このとき、第１クラッチ３３１の接続と同時に、第４切替処理のブロックＢ１４の出力値が入力値Ａから入力値Ｂに切り替えられ、第５切替処理のブロックＢ１５の出力値が入力値Ｂから入力値Ａに切り替えられる。このとき、第４切替処理のブロックＢ１４では、入力値Ａから入力値Ｂに瞬時に切り替えられる。ここで、第４切替処理のブロックＢ１４の入力値Ｂは、トルク保持のブロックＢ１２で保持されているモータトルクであるので、結果的に、第１クラッチ３３１の接続直前のモータトルクが保持される。ここで、第５切替処理のブロックＢ１５では、入力値Ｂ（モータ回転数指示相当のモータトルク）から入力値Ａ（第４切替処理の出力値）に瞬時に切り替えられる。そして、第４切替処理のブロックＢ１４では、クラッチ３３１の特性を考慮して、入力値Ｂ（第１クラッチ３３１の接続直前のモータトルク）から入力値Ａ（第３切替処理の出力値）に徐々に切り替えられる。これにより、第１クラッチ３３１への過負荷が防止される。

【0105】

反対に、ハイブリッド推進モードで船体１が航走中に、エンジン（第１動力源３１）が切り離されてモータ推進モードに切り替わる場合、つまり第１クラッチ３３１を切断する際の動作を説明する。まず、ハイブリッド推進モードにおいては、図１０の第２切替処理のブロックＢ２、並びに図１１の第３切替処理のブロックＢ１３、第４切替処理のブロックＢ１４及び第５切替処理のブロックＢ１５は、入力値Ａを出力値として出力する。それ以外の第１切替処理のブロックＢ１は、入力値Ｂを出力値として出力する。

【0106】

この状態から、第３切替処理のブロックＢ１３の出力値が、入力値Ａから入力値Ｂに徐々に切り替えられることで、エンジン（第１動力源３１）のトルクを徐々にモータ（第２動力源３２）でアシストすることにより、エンジンの負荷を徐々に軽くする。このとき、第３切替処理のブロックＢ１３では、入力値Ａ（ハイブリッド用トルク指示）から入力値Ｂ（第１クラッチ３３１の切断直前のエンジントルク）に徐々に切り替えられることで、モータ（第２動力源３２）側で賄うトルクが徐々に大きくなる。モータでのアシストが完了すると、第１クラッチ３３１の切断、つまり伝達状態から遮断状態への切り替えが行われる。このとき、第５切替処理のブロックＢ１５の出力値が入力値Ａから入力値Ｂに切り替えられる。ここで、回転数制御は、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御であるため、第５切替処理のブロックＢ１５の切替時にＩ制御部は直前の出力トルクから積分の初期値を決定する。

【0107】

ただし、図１０、図１１及び図１２に示す制御系は一例に過ぎず、例えば、合成割合αは他の方法によって決定されてもよい。

【0108】

［５］変形例
以下、実施形態１の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

【0109】

本開示における船舶制御システム２は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしての１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における船舶制御システム２としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。また、船舶制御システム２に含まれる一部又は全部の機能部は電子回路で構成されていてもよい。

【0110】

また、船舶制御システム２の少なくとも一部の機能が、１つの筐体内に集約されていることは船舶制御システム２に必須の構成ではなく、船舶制御システム２の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。反対に、実施形態１において、複数の装置（例えば船舶制御システム２及び操作装置５）に分散されている機能が、１つの筐体内に集約されていてもよい。

【0111】

さらに、船舶制御システム２の少なくとも一部は、船体１に搭載されることに限らず、船体１とは別に設けられてもよい。一例として、船舶制御システム２が、船体１とは別に設けられたサーバ装置によって具現化される場合、サーバ装置と船体１（の通信装置）との間の通信により、船舶制御システム２による船舶１０（船体１）の制御が可能となる。船舶制御システム２の少なくとも一部の機能がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。

【0112】

また、船舶１０は、プレジャーボートに限らず、貨物船及び貨客船等を含む商船、タグボート及びサルベージ船等を含む作業船、気象観測船及び練習船等を含む特殊船、漁船、並びに艦艇等であってもよい。さらに、船舶１０は、操縦者が搭乗する有人タイプに限らず、人（操縦者）が遠隔操作可能であるか、又は自律運航可能な無人タイプの船舶であってもよい。

【0113】

また、第１動力源３１は、ディーゼルエンジンに限らず、例えば、ディーゼルエンジン以外のエンジンであってもよいし、エンジン以外の動力源（モータ等）であってもよい。第２動力源３２についても、交流モータに限らず、例えば、直流モータであってもよいし、モータ以外の動力源（エンジン等）であってもよい。一例として、第１動力源３１がモータ、第２動力源３２がエンジンであってもよい。さらに、第１動力源３１及び第２動力源３２は、いずれもエンジン（又はモータ）のように、同種の動力源であってもよく、この場合でも、例えば排気量の違い等により、第１動力源３１と第２動力源３２とでは出力特性が異なることが好ましい。

【0114】

また、船舶１０は、船体１に複数の動力源３１，３２を備えていればよく、例えば、第１動力源３１及び第２動力源３２に加えて、第３動力源を有するなど、３つ以上の動力源を備えていてもよい。

【0115】

また、操作部５１は、操作レバーに限らず、例えば、足踏み式の操作ペダル、タッチパネル、キーボード又はポインティングデバイス等であってもよい。操作ペダルからなる操作部５１であれば、踏み込み量が操作部５１の操作量となる。さらに、操作部５１は、音声入力、ジェスチャ入力又は他の端末からの操作信号の入力等の態様を採用してもよい。

【0116】

また、推進モードの切り替えをユーザ（操縦者）による切替操作に応じて行うことは必須ではない。例えば、船舶制御システム２のモード切替処理部２１は、船体１の現在位置又は船速等の船体１の航行状況、又は主バッテリ３５２の残容量等に応じて、自動的に推進モードの切り替えを行ってもよい。

【0117】

また、トルク制御期間において、第１クラッチ３３１が伝達状態に移行するまでの間モータ（第２動力源３２）のトルクを所定範囲に維持することは必須ではない。また、トルク制御期間において、第１クラッチ３３１が伝達状態に移行後、モータ（第２動力源３２）のトルクを遷移時間にかけて変化させることは必須ではない。また、遷移時間に、モータ（第２動力源３２）のトルクを連続的に変化させることも必須ではなく、不連続（離散的）に変化させてもよい。また、ハイブリッド推進モードからモータ推進モードへの切り替えに際して、第１クラッチ３３１を伝達状態から遮断状態に切り替える前に、モータ（第２動力源３２）をトルク制御することも必須ではない。さらに、第１クラッチ３３１の伝達状態から遮断状態への切替時に、モータ（第２動力源３２）の制御をトルク制御から回転数制御に切り替えることも必須ではない。

【0118】

また、モータ推進モードからハイブリッド推進モードへの切り替えに際して、モータの回転数（第２動力源３２）によって、エンジン（第１動力源３１）の回転数をモータの回転数に同期させる処理の有効／無効を切り替えることも必須ではない。つまり、モータ（第２動力源３２）の回転数によらずに、エンジン（第１動力源３１）の回転数をモータの回転数に同期させてもよい。

【0119】

（実施形態２）
本実施形態に係る船舶１０の制御方法は、第１クラッチ３３１の接続に係る処理が、ハイブリッド推進モードのサブモードに応じて変化する点で、実施形態１に係る制御方法と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。図１３～図１５は、いずれもエンジンの回転数、エンジンのトルク、モータの回転数、モータのトルク、及び第１クラッチ３３１の状態を示す、第１クラッチ３３１の接続時のタイミングチャートの一例である。

【0120】

本実施形態では一例として、ハイブリッド推進モードの中に、「ゼロトルクモード」、「アシストモード」、「発電モード」の３つのサブモードが設定されている。ゼロトルクモードは、モータ（第２動力源３２）のトルクの全てをエンジン（第１動力源３１）で代替することで、モータトルクを略０（ゼロ）とするモードである。アシストモードは、エンジン（第１動力源３１）の出力をモータ（第２動力源３２）のアシストに利用するモードである。発電モードは、エンジン（第１動力源３１）の出力を主バッテリ３５２の充電に利用するモードである。そして、モータ推進モードからハイブリッド推進モードへ切替時にける第１クラッチ３３１の接続に係る処理が、ハイブリッド推進モードのサブモードごとに異なる。

【0121】

まず、モータ推進モードからゼロトルクモードのハイブリッド推進モードへ切り替わる際の第１クラッチ３３１の接続に係る処理について説明する。この場合、実施形態１において図７を参照して説明した処理と略同じ処理となる。具体的には、時点ｔ３から時点ｔ４の遷移時間にかけて、第２動力源３２（モータ）のトルクを徐々に減少させ、図７の時点ｔ４において、モータトルクが０（ゼロ）トルクになるまで減少するように制御される。

【0122】

次に、モータ推進モードからアシストモードのハイブリッド推進モードへ切り替わる際の第１クラッチ３３１の接続に係る処理について、図１３を参照して説明する。この場合、図１３に示すように、時点ｔ２において、第１クラッチ３３１の状態が遮断状態（ＯＦＦ）から伝達状態（ＯＮ）へと切り替えられた後も、モータトルクとして、第１クラッチ３３１の接続が開始した時点ｔ２のモータ（第２動力源３２）のトルクを維持する。さらに、第１クラッチ３３１が接続された時点ｔ３以降も、そのときのモータ（第２動力源３２）の目標トルクが変化しない限り、時点ｔ２のモータのトルクを維持する。

【0123】

あるいは、同じアシストモードでも、ハイブリッド推進モードにおいて船体１を更に加速させる場合など、モータ（第２動力源３２）の目標トルクが増加する場合には、図１４に示すようになる。図１４でも、時点ｔ２において、第１クラッチ３３１の状態が遮断状態（ＯＦＦ）から伝達状態（ＯＮ）へと切り替えられた後も、モータトルクとして、第１クラッチ３３１の接続が開始した時点ｔ２のモータ（第２動力源３２）のトルクを維持する点は同じである。ただし、第１クラッチ３３１が接続された時点ｔ３以降、目標トルクに近づけるように、モータ（第２動力源３２）のトルクを遷移時間にかけて変化させる。図１４の例では、時点ｔ３から時点ｔ４の遷移時間にかけてモータトルクは徐々に（かつ連続的に）増加する。この場合、エンジントルク、エンジン回転数及びモータ回転数は、時点ｔ３以降、持続的に増加し、船体１を加速させる。

【0124】

次に、モータ推進モードから発電モードのハイブリッド推進モードへ切り替わる際の第１クラッチ３３１の接続に係る処理について、図１５を参照して説明する。この場合、図１５に示すように、時点ｔ２において、第１クラッチ３３１の状態が遮断状態（ＯＦＦ）から伝達状態（ＯＮ）へと切り替えられた後も、モータトルクとして、第１クラッチ３３１の接続が開始した時点ｔ２のモータ（第２動力源３２）のトルクを維持する。そして、第１クラッチ３３１が接続された時点ｔ３以降、第２動力源３２（モータ）のトルクを緩やかに減少させる。つまり、モータ制御部２３は、時点ｔ３から時点ｔ４の遷移時間にかけて、第２動力源３２（モータ）のトルクを徐々に減少させる。このとき、モータトルクは「正」から「負」に至るまで減少する。ここで、第２動力源３２（モータ）が負荷としての出力部４を駆動している状態でのモータトルクを「正」、反対に出力部４が負荷としての第２動力源３２（モータ）を駆動している状態でのモータトルクを「負」とする。

【0125】

つまり、図１５の例では、モータトルクが０（ゼロ）を下回り「負」となった以降、第２動力源３２を発電機として用いることで、第２動力源３２が外力によって回転する際に発生する電気エネルギー（交流電力）を利用して、駆動回路３５１にて主バッテリ３５２を充電することが可能である。

【0126】

以上説明したように、ハイブリッド推進モードが種々のサブモードを有する場合には、第１クラッチ３３１の接続に係る処理はサブモードに応じて変化する。そして、サブモードによっては、上記アシストモード（加速中）のように、クラッチ（第１クラッチ３３１）が伝達状態に移行後、モータ（第２動力源３２）のトルクを遷移時間にかけて増加させるケースもある。

【0127】

実施形態２の構成は、実施形態１で説明した種々の構成（変形例を含む）と適宜組み合わせて採用可能である。

【符号の説明】

【0128】

１ 船体
２ 船舶制御システム
４ 出力部
１０ 船舶
２４ エンジン回転数処理部
２５ モータトルク処理部
３１ 第１動力源（エンジン）
３２ 第２動力源（モータ）
３３１ （第１）クラッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】