(57)【要約】【課題】バウスラスタと、バウスラスタとは別の推進機とを含み、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる船舶用推進システムおよび船舶を提供する。【解決手段】船舶用推進システム３は、船体２の船首２Ｂに設けられるように設計されたバウスラスタ５と、船体２に設けられるように設計され、バウスラスタ５とは別の船外機４と、航走制御装置６とを含む。航走制御装置６は、バウスラスタ５および船外機４の少なくとも一方の状態に応じて、バウスラスタ５および船外機４の少なくとも他方を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体の船首に設けられるように設計されたバウスラスタと、
前記船体に設けられるように設計され、前記バウスラスタとは別の推進機と、
前記バウスラスタおよび前記推進機の少なくとも一方の状態に応じて、前記バウスラスタおよび前記推進機の少なくとも他方を制御する連携制御ユニットと、を含む船舶用推進システム。
【請求項２】
前記連携制御ユニットが、前記バウスラスタの状態に応じて、前記推進機が発生する推進力を制御する、請求項１に記載の船舶用推進システム。
【請求項３】
前記推進機が、前記船体に対する推進力の方向を変化させる転舵ユニットを含み、
前記連携制御ユニットが、前記バウスラスタの状態に応じて、前記転舵ユニットを制御する、請求項１または２に記載の船舶用推進システム。
【請求項４】
前記連携制御ユニットが、前記バウスラスタの推進力特性に影響する状態値を取得し、前記状態値に応じて前記推進機を制御する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の船舶用推進システム。
【請求項５】
前記バウスラスタが、電動モータと、前記電動モータによって駆動されるプロペラとを含み、
前記状態値が、前記電動モータの温度を含む、請求項４に記載の船舶用推進システム。
【請求項６】
前記バウスラスタが、前記船体に搭載されるバッテリからの電力によって駆動される電動モータと、前記電動モータによって駆動されるプロペラとを含み、
前記状態値が、前記バッテリの電圧、電流および残量の少なくともいずれかを含む、請求項４または５に記載の船舶用推進システム。
【請求項７】
前記バウスラスタが、前記船体に搭載されるバッテリからの電力によって駆動される電動モータと、前記電動モータによって駆動されるプロペラとを含み、
前記状態値が、前記電動モータの駆動時間を含む、請求項４〜６のいずれか一項に記載の船舶用推進システム。
【請求項８】
前記連携制御ユニットが、前記推進機の状態に応じて、前記バウスラスタが発生する推進力を制御する、請求項１に記載の船舶用推進システム。
【請求項９】
前記船体に加えるべき推進力の大きさおよび方向を指令するために操船者によって操作される操作子をさらに含み、
前記連携制御ユニットが、一定の大きさの推進力を発生するように前記推進機を制御し、前記バウスラスタの推進力を、前記操作子による指令および前記推進機が発生する前記一定の大きさの推進力に応じて制御する、請求項８に記載の船舶用推進システム。
【請求項１０】
前記バウスラスタが、前記船体に対して一定方向の推進力を与える状態で設けられるように設計されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の船舶用推進システム。
【請求項１１】
前記船体に設けられるように設計された複数の前記推進機を含み、
前記連携制御ユニットが、左右方向成分を含む方向に前記船体が並進移動するように、前記バウスラスタおよび前記複数の推進機を制御する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の船舶用推進システム。
【請求項１２】
前記複数の推進機がそれぞれ発生する推進力の作用線の交差位置が前記船体の旋回中心よりも後方の位置を含む範囲で可変であるように、前記複数の推進機が設計されている、請求項１１に記載の船舶用推進システム。
【請求項１３】
前記バウスラスタが、前記船体に対する推進力の方向を変化させるバウ転舵ユニットを含み、
前記連携制御ユニットが、左右方向成分を含む方向に前記船体が並進移動するように、前記推進機の推進力の大きさおよび方向の少なくとも一方に応じて前記バウ転舵ユニットを制御する、請求項１に記載の船舶用推進システム。
【請求項１４】
前記推進機が、前記バウスラスタ以外に前記船体に搭載されるただ一つの推進機である、請求項１３に記載の船舶用推進システム。
【請求項１５】
前記連携制御ユニットが、前記推進機が発生する推進力によって前記船体が回頭するときに、その回頭を促進または抑制する推進力を発生するように前記バウスラスタを制御する、請求項１に記載の船舶用推進システム。
【請求項１６】
前記連携制御ユニットが、前記推進機が発生する推進力によって前記船体の回頭を抑制するときに、その回頭抑制を補助する推進力を発生するように前記バウスラスタを制御する、請求項１に記載の船舶用推進システム。
【請求項１７】
前記連携制御ユニットが、前記推進機が発生する推進力によって前記船体の位置を保持するときに、当該位置保持を補助する推進力を発生するように前記バウスラスタを制御する、請求項１に記載の船舶用推進システム。
【請求項１８】
前記連携制御ユニットが、前記バウスラスタの駆動可能時間を報知し、前記駆動可能時間が少なくなると警告する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の船舶用推進システム。
【請求項１９】
前記推進機が、前記船体の旋回中心よりも後方で推進力を前記船体に作用させるように設計されている、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の船舶用推進システム。
【請求項２０】
船体と、
前記船体に搭載される請求項１〜１９のいずれか一項に記載の船舶用推進システムと、を含む船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶用推進システム、および、これを含む船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、船体と、船体の船首の付近に取り付けられたバウスラスタと、船体の船尾に取り付けられた船外機と、航走制御装置とを備えた船舶を開示している。船体の操船席には、操船者によって傾倒されるレバーと、レバーの頭部に設けられて操船者によって回動操作されるノブとが備えられている。バウスラスタは、電動モータと、電動モータの回転方向および回転速度を制御する電子制御ユニットと、電動モータにより回転駆動されるプロペラとを含む。回転するプロペラは、船体において船首および船尾を通る中心線に交差する左右方向の推進力を発生する。
【０００３】
船外機は、操舵軸まわりに回動可能な推進ユニットと、電子制御ユニットとを含む。推進ユニットは、エンジンと、エンジンにより回転駆動されることによって推進力を発生するプロペラとを含む。船体の中心線に対して推進ユニットの推進力の方向がなす方位角（操舵角）が、推進ユニットの回動に応じて変化する。船外機の電子制御ユニットは、推進ユニットのシフト位置、操舵角およびエンジン回転速度を制御する。
【０００４】
操船者がレバーを傾倒させたりノブを回動操作したりすると、航走制御装置には、レバーの傾倒量を表す信号や、ノブの回動操作量を表す信号が入力される。これに応じて、航走制御装置は、電動モータの目標回転方向および目標回転速度を設定してバウスラスタの電子制御ユニットに与えたり、目標シフト位置、目標操舵角および目標エンジン回転速度を設定して船外機の電子制御ユニットに与えたりする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５４８１０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的なバウスラスタは、電動モータによって構成された推進機なので、推進力の応答性が、エンジンによって構成された船外機よりも高い。しかし、例えばＤＣ（Direct Current）モータを駆動源とするバウスラスタは、所望の推進力を長時間発生し続けることに適さない。これに対し、船外機は、エンジンの燃料がある限り、所望の推進力を長時間発生し続けることができる。
【０００７】
このように、バウスラスタおよび船外機は、互いに異なる推進力特性を有する。特許文献１のようにバウスラスタと別の推進機とを含む船舶用推進システムでは、バウスラスタと別の推進機との間の推進力特性の違いが考慮されていないので、この違いを考慮すれば、船体挙動を操船者の意図に近づけるための改善を見込める。
そこで、本発明の一実施形態は、バウスラスタと、バウスラスタとは別の推進機とを含み、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる船舶用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】
【０００８】
本発明の一実施形態は、船体の船首に設けられるように設計されたバウスラスタと、前記船体に設けられるように設計され、前記バウスラスタとは別の推進機と、連携制御ユニットとを含む船舶用推進システムを提供する。前記連携制御ユニットは、前記バウスラスタおよび前記推進機の少なくとも一方の状態に応じて、前記バウスラスタおよび前記推進機の少なくとも他方を制御する。当該状態は、例えば、バウスラスタの推進力特性に関連する情報を含む。
【０００９】
この構成によれば、バウスラスタおよび推進機の少なくとも一方の状態に応じて、それらのうちの少なくとも他方が連携制御ユニットによって制御されるので、バウスラスタと推進機とを連携させることができる。そのため、例えばバウスラスタおよび船外機が互いに異なる推進力特性を有していても、バウスラスタおよび推進機における一方を、他方を補助するように作動させることができる。これにより、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００１０】
本発明の一実施形態においては、前記連携制御ユニットが、前記バウスラスタの状態に応じて、前記推進機が発生する推進力を制御する。
この構成により、例えば、推進機がバウスラスタを補助するように推進力を発生するように制御できる。それにより、船舶用推進システムは、バウスラスタの状態が変化しても、操船者が所望する推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００１１】
本発明の一実施形態においては、前記推進機が、前記船体に対する推進力の方向を変化させる転舵ユニットを含む。前記連携制御ユニットが、前記バウスラスタの状態に応じて、前記転舵ユニットを制御する。
この構成により、例えば、連携制御ユニットによる転舵ユニットの制御によって、バウスラスタを補助するように推進機の推進力の方向を変化させることができる。これにより、船舶用推進システムは、バウスラスタの状態が変化しても、操船者が所望する方向の推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００１２】
本発明の一実施形態においては、前記連携制御ユニットが、前記バウスラスタの推進力特性に影響する状態値を取得し、前記状態値に応じて前記推進機を制御する。
この構成により、例えば、推進機は、バウスラスタを補助するように、バウスラスタの状態値に応じた推進力を発生するように制御できる。これにより、バウスラスタの状態変化に応じてバウスラスタの状態値が変化しても、船舶用推進システムは、操船者が所望する推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００１３】
本発明の一実施形態においては、前記バウスラスタが、電動モータと、前記電動モータによって駆動されるプロペラとを含む。前記状態値が、前記電動モータの温度を含む。
この構成により、例えば、推進機は、バウスラスタを補助するように、バウスラスタの電動モータの温度に応じた推進力を発生するように制御できる。これにより、バウスラスタの状態変化に応じて電動モータの温度が変化しても、船舶用推進システムは、操船者が所望する推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００１４】
本発明の一実施形態においては、前記バウスラスタが、前記船体に搭載されるバッテリからの電力によって駆動される電動モータと、前記電動モータによって駆動されるプロペラとを含む。前記状態値が、前記バッテリの電圧、電流および残量の少なくともいずれかを含む。
この構成により、例えば、推進機は、バウスラスタを補助するように、バッテリの電圧、電流および残量の少なくともいずれか（つまり、バッテリの残容量に関する情報）に応じた推進力を発生することができる。バッテリの電流は、バッテリの消費容量に関する情報であり、バッテリの残量は、バッテリの残容量そのものである。この場合、バウスラスタの状態変化に応じてバッテリの残容量が変化しても、船舶用推進システムは、操船者が所望する推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００１５】
本発明の一実施形態においては、前記バウスラスタが、前記船体に搭載されるバッテリからの電力によって駆動される電動モータと、前記電動モータによって駆動されるプロペラとを含む。前記状態値が、前記電動モータの駆動時間を含む。
この構成により、例えば、推進機は、バウスラスタを補助するように、電動モータの駆動時間に応じた推進力を発生することができる。電動モータの駆動時間は、バッテリの消費容量に関する情報であり、電動モータの駆動時間からバッテリの残容量や電動モータの温度を推定することができる。この場合、バッテリの残容量の変化に応じてバウスラスタの状態が変化しても、船舶用推進システムは、操船者が所望する推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００１６】
本発明の一実施形態においては、前記連携制御ユニットが、前記推進機の状態に応じて、前記バウスラスタが発生する推進力を制御する。
この構成によれば、バウスラスタが推進機を補助するように推進力を発生することによって、船舶用推進システムは、推進機の状態が変化しても、操船者が所望する推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００１７】
本発明の一実施形態においては、前記船舶用推進システムは、前記船体に加えるべき推進力の大きさおよび方向を指令するために操船者によって操作される操作子をさらに含む。前記連携制御ユニットが、一定の大きさの推進力を発生するように前記推進機を制御し、前記バウスラスタの推進力を、前記操作子による指令および前記推進機が発生する前記一定の大きさの推進力に応じて制御する。
【００１８】
この構成によれば、操船者が操作子を操作すると、一定の大きさの推進力を発生するように制御されている推進機を補助するようにバウスラスタが推進力を発生する。これにより、船舶用推進システムは、操作子を操作する操船者が所望する大きさおよび方向の推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００１９】
本発明の一実施形態においては、前記バウスラスタが、前記船体に対して一定方向の推進力を与える状態で設けられるように設計されている。
この構成によれば、船体に対して一定方向の推進力を与えるように設けられたバウスラスタと、推進機とが連携することにより、船舶用推進システムは、操船者が所望する推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００２０】
本発明の一実施形態においては、前記船舶用推進システムは、前記船体に設けられるように設計された複数の前記推進機を含む。前記連携制御ユニットが、左右方向成分を含む方向に前記船体が並進移動するように、前記バウスラスタおよび前記複数の推進機を制御する。
この構成によれば、連携制御ユニットがバウスラスタおよび複数の推進機を連携させることにより、船舶用推進システムは、操船者が所望するように船体を並進移動させるための推進力が発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００２１】
本発明の一実施形態においては、前記複数の推進機がそれぞれ発生する推進力の作用線の交差位置が前記船体の旋回中心よりも後方の位置を含む範囲で可変であるように、前記複数の推進機が設計されている。
この構成によれば、バウスラスタの推進力を船体の旋回中心よりも前方で発生させて、複数の推進機の推進力の合力を船体の旋回中心よりも後方で作用させることができる。このときに、バウスラスタの推進力によるモーメントと当該合力によるモーメントとが打ち消し合えば、船体の回頭を抑制することができる。これにより、操船者が所望する方向に船体を並進移動させることができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００２２】
本発明の一実施形態においては、前記バウスラスタが、前記船体に対する推進力の方向を変化させるバウ転舵ユニットを含む。前記連携制御ユニットが、左右方向成分を含む方向に前記船体が並進移動するように、前記推進機の推進力の大きさおよび方向の少なくとも一方に応じて前記バウ転舵ユニットを制御する。
この構成によれば、連携制御ユニットが、推進機の推進力の大きさおよび方向の少なくとも一方に応じてバウ転舵ユニットを制御して、バウスラスタの推進力の方向を変化させる。このようにバウスラスタが推進機を補助するように推進力の方向を変化させることによって、船舶用推進システムは、操船者が所望するように船体を並進移動させるための推進力が発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００２３】
本発明の一実施形態においては、前記推進機が、前記バウスラスタ以外に前記船体に搭載されるただ一つの推進機である。
この構成によれば、バウスラスタと、ただ一つの推進機とが連携することにより、船舶用推進システムは、操船者が所望する推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００２４】
本発明の一実施形態においては、前記連携制御ユニットが、前記推進機が発生する推進力によって前記船体が回頭するときに、その回頭を促進または抑制する推進力を発生するように前記バウスラスタを制御する。
この構成によれば、船舶用推進システムは、推進機とバウスラスタとの連携により、操船者が所望するモーメントを船体に発生させることによって、回頭時の船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００２５】
本発明の一実施形態においては、前記連携制御ユニットが、前記推進機が発生する推進力によって前記船体の回頭を抑制するときに、その回頭抑制を補助する推進力を発生するように前記バウスラスタを制御する。
この構成によれば、船舶用推進システムは、推進機とバウスラスタとの連携により、操船者が所望するように船体のモーメントを減少させることによって、回頭抑制時の船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００２６】
本発明の一実施形態においては、前記連携制御ユニットが、前記推進機が発生する推進力によって前記船体の位置を保持するときに、当該位置保持を補助する推進力を発生するように前記バウスラスタを制御する。
この構成によれば、船舶用推進システムは、推進機が発生する推進力と、バウスラスタが発生する推進力とによって、位置保持時の船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００２７】
本発明の一実施形態においては、前記連携制御ユニットが、前記バウスラスタの駆動可能時間を報知し、前記駆動可能時間が少なくなると警告する。
この構成によれば、バウスラスタの連続駆動が一定時間に制限される場合であっても、操船者の意図せぬタイミングにバウスラスタ駆動不可状態が発生することを回避できる。
本発明の一実施形態においては、前記推進機が、前記船体の旋回中心よりも後方で推進力を前記船体に作用させるように設計されている。
【００２８】
この構成によれば、バウスラスタの推進力を船体の旋回中心よりも前方で船体に作用させて、推進機の推進力を船体の旋回中心よりも後方で船体に作用させることができる。このときに、バウスラスタの推進力によるモーメントと推進機の推進力によるモーメントとが打ち消し合えば、船体の回頭を抑制することができる。これにより、操船者が所望する方向に船体を並進移動させることができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【００２９】
本発明の一実施形態は、船体と、前記船体に搭載される前記船舶用推進システムとを含む船舶を提供する。この構成によれば、バウスラスタと推進機とが連携することにより、船舶用推進システムは、操船者が所望する推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、バウスラスタと、バウスラスタとは別の推進機とを含み、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる船舶用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】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る船舶の構成を説明するための概念図である。
【図２】船舶に備えられた推進機の構成を説明するための図解的な断面図である。
【図３】船舶に備えられた船舶用推進システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】第１例に係る操船を説明するためのフローチャートである。
【図５】第１例に係る操船による船舶の挙動を説明するための図である。
【図６】第１例に係る操船による船舶の挙動を説明するための図である。
【図７】第１例に係る操船による船舶の挙動を説明するための図である。
【図８】第２例に係る操船を説明するためのフローチャートである。
【図９】第２例に係る操船による船舶の挙動を説明するための図である。
【図１０】第２例に係る操船による船舶の挙動を説明するための図である。
【図１１】第３例に係る操船を説明するためのフローチャートである。
【図１２】第３例に係る操船による船舶の挙動を説明するための図である。
【図１３】第３例に係る操船による船舶の挙動を説明するための図である。
【図１４】第３例の別パターンに係る操船を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明の別の実施形態に係る船舶の構成を説明するための概念図である。
【図１６】本発明の別の実施形態に係る船舶の船首部分の側面図である。
【図１７】本発明の別の実施形態に係る船舶に備えられた船舶用推進システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図１８】第４例に係る操船による船舶の挙動を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る船舶１の構成を説明するための概念図である。図中、船舶１の前進方向（船首方向）を矢印ＦＷＤで示し、その後進方向（船尾方向）を矢印ＢＷＤで示してある。さらに、船舶１の右舷（スターボードサイド）方向を矢印ＲＩＧＨＴで表し、その左舷（ポートサイド）方向を矢印ＬＥＦＴで表してある。
【００３３】
船舶１は、船体２と、船体２に搭載される船舶用推進システム３（以下、「推進システム３」という。）を含む。推進システム３は、推進機の一例としての複数の船外機４と、船外機４とは別に設けられたバウスラスタ５と、これらを制御する連携制御ユニットの一例としての航走制御装置６とを含む。
複数の船外機４は、船体２の船尾（トランサム）２Ａに設けられ、船体２の瞬間的な旋回中心Ｐ（後述する図５等を参照）よりも後方で推進力を船体２に作用させるように設計されている。この実施形態では、複数の船外機４は、船尾２Ａに取り付けられた左船外機４Ｌおよび右船外機４Ｒを含む。左船外機４Ｌおよび右船外機４Ｒは、船体２の船尾２Ａおよび船首２Ｂを通る中心線Ｃに対して、左右対称な位置に取り付けられている。具体的には、左船外機４Ｌは、船体２の左舷後部に取り付けられており、右船外機４Ｒは、船体２の右舷後部に取り付けられている。
【００３４】
バウスラスタ５は、船体２の船首２Ｂに設けられるように設計されている。バウスラスタ５は、船体２に対して一定方向の推進力を与える状態で設けられるように設計された推進機である。具体的には、バウスラスタ５は、船体２の中心線Ｃに交差（直交）する水平方向（左右方向）への推進力を発生する。バウスラスタ５は、ＯＮ／ＯＦＦ制御される電動モータ５Ａと、ＯＮになった電動モータ５Ａにより正転駆動または逆転駆動されるプロペラ５Ｂとを含む。電動モータ５Ａは、この実施形態ではＤＣモータで構成される。この実施形態では、プロペラ５Ｂは、正転することによって右方への推進力を発生し、逆転することによって左方への推進力を発生する。例えば、船体２の船首２Ｂの付近において水面よりも低い位置には、船体２を左右方向に貫通する貫通穴２Ｃが形成されていて、少なくともプロペラ５Ｂが貫通穴２Ｃ内に配置されている。なお、後述するように、電動モータ５Ａは、ＡＣ（Alternating Current）モータで構成されてもよいし、バウスラスタ５は、電動モータ５Ａの回転数の制御が可能であってもよい。船体２には、電動モータ５Ａに駆動電力を供給するバッテリ７が搭載されている。この実施形態におけるバッテリ７は、バウスラスタ５専用のバッテリである。
【００３５】
船体２の旋回中心Ｐは、平面視において、バウスラスタ５のプロペラ５Ｂの回転軸線よりも後方に配置されている。旋回中心Ｐは、平面視において船体２の重心と一致するとは限らないし、船体２における定位置にあるとは限らない。
バウスラスタ５には、電動モータ５Ａの回転方向およびＯＮ／ＯＦＦを制御する電子制御ユニット８（以下、「バウＥＣＵ８」という。）が内蔵されている。左船外機４Ｌおよび右船外機４Ｒには、それぞれ、電子制御ユニット９Ｌ，９Ｒ（以下、「左ＥＣＵ９Ｌ」、「右ＥＣＵ９Ｒ」という。）が内蔵されている。ただし、図１では、便宜上、バウスラスタ５とバウＥＣＵ８とは分離して表してあり、左船外機４Ｌと左ＥＣＵ９Ｌとは分離して表してあり、右船外機４Ｒと右ＥＣＵ９Ｒとは分離して表してある。
【００３６】
船体２の操船席には、操船のための操作台１１が設けられている。操作台１１には、舵取りのために操作されるステアリング操作部１２と、各船外機４の出力調整のために操作されるスロットル操作部１３と、舵取りならびに各船外機４およびバウスラスタ５の出力調整のために操作されるジョイスティック１４とが備えられている。ステアリング操作部１２、スロットル操作部１３およびジョイスティック１４は、船体２に加えるべき推進力の大きさおよび方向を指令するために操船者によって操作される操作子の一例である。この実施形態では、ステアリング操作部１２およびスロットル操作部１３を用いた操船（以下では「ステアリング操船」という。）と、ジョイスティック１４を用いた操船（以下では「ジョイスティック操船」という。）とが可能である。操作台１０では、例えば、ステアリング操作部１２が左寄りの位置に配置され、スロットル操作部１３が右寄りの位置に配置され、ジョイスティック１４がステアリング操作部１２とスロットル操作部１３との間に配置されている。
【００３７】
ステアリング操作部１２は、左右に回動可能なステアリングハンドル１２Ａを備えている。スロットル操作部１３は、左船外機４Ｌおよび右船外機４Ｒにそれぞれに対応したスロットルレバー１３Ｌおよび１３Ｒを備えている。左のスロットルレバー１３Ｌは、左船外機４Ｌの出力制御のために用いられる。右のスロットルレバー１３Ｒは、右船外機４Ｒの出力制御のために用いられる。スロットルレバー１３Ｌおよび１３Ｒは、それぞれ前後方向に所定角度範囲で回動可能である。スロットルレバー１３Ｌおよび１３Ｒを中立位置から前方へ所定量傾倒させたときのスロットルレバー１３Ｌおよび１３Ｒの傾倒位置は、前進シフトイン位置である。スロットルレバー１３Ｌおよび１３Ｒを中立位置から後方へ所定量傾倒させたときのスロットルレバー１３Ｌおよび１３Ｒの傾倒位置は、後進シフトイン位置である。スロットルレバー１３Ｌおよび１３Ｒの各頭部は、互いに近接する方向に折り曲げられて、ほぼ水平な把持部を形成している。これにより、操船者は、スロットルレバー１３Ｌおよび１３Ｒを両方同時に回動させて、左船外機４Ｌおよび右船外機４Ｒのスロットル開度を実質的に等しく保ちながら、左船外機４Ｌおよび右船外機４Ｒの出力を制御できる。
【００３８】
ジョイスティック１４は、操作台１１から突設されたレバーである。ジョイスティック１４は、操船者の操作によって前後左右の自由な方向に傾倒させることができる。ジョイスティック１４の頭部には、ジョイスティック１４の軸線まわりに回動操作することができるノブ１５が設けられている。ノブ１５の代わりに、ジョイスティック１４全体が、その軸線まわりに回動操作できてもよい。
【００３９】
ステアリングハンドル１２Ａの操作量を表わす信号は、左ＥＣＵ９Ｌおよび右ＥＣＵ９Ｒに入力される。スロットルレバー１３Ｌの操作量を表す信号は、左ＥＣＵ９Ｌに入力される。スロットルレバー１３Ｒの操作量を表す信号は、右ＥＣＵ９Ｒに入力される。ジョイスティック１４の傾倒量およびノブ１５の回動操作量を表す信号は、航走制御装置６に入力される。航走制御装置６は、マイクロコンピュータを含むＥＣＵである。航走制御装置６は、船体２内に配置されたＬＡＮ（Local Area Network。以下「船内ＬＡＮ」という。）２０を介して、バウＥＣＵ８，左ＥＣＵ９Ｌおよび右ＥＣＵ９Ｒのそれぞれとの間で通信を行う。具体的には、航走制御装置６は、左ＥＣＵ９Ｌおよび右ＥＣＵ９Ｒ（以下、総称するときには「船外機ＥＣＵ９」という。）から、各船外機４に備えられたエンジンの回転速度を取得する。ジョイスティック操船の場合、航走制御装置６は、各船外機ＥＣＵ９に対して、目標シフト位置（前進、ニュートラル、後進）、目標スロットル開度および目標操舵角を表すデータを与える。航走制御装置６は、バウＥＣＵ８からプロペラ５Ｂの回転速度情報を取得する。航走制御装置６は、バウＥＣＵ８に対して、電動モータ５ＡのＯＮ／ＯＦＦに関する指令および目標回転方向を与える。なお、バウＥＣＵ８の代わりに、電動モータ５ＡのＯＮ／ＯＦＦを切り替える回路を設けてもよく、その場合には、航走制御装置６が、この回路を制御することによって、電動モータ５Ａを制御する。
【００４０】
図２は、左船外機４Ｌおよび右船外機４Ｒの共通の構成を説明するための図解的な断面図である。各船外機４は、推進ユニット３０と、推進ユニット３０を船体２の船尾２Ａに取り付ける取り付け機構３１とを含む。取り付け機構３１は、船尾２Ａに着脱自在に固定されるクランプブラケット３２と、クランプブラケット３２に水平回動軸としてのチルト軸３３を中心に回動自在に結合されたスイベルブラケット３４とを備えている。推進ユニット３０は、スイベルブラケット３４に、垂直回動軸としての操舵軸３５まわりに回動自在に取り付けられている。これにより、推進ユニット３０を操舵軸３５まわりに回動させることによって、操舵角（船体２の中心線Ｃに対する推進力の方向）を変化させることができる。また、スイベルブラケット３４をチルト軸３３まわりに回動させることによって、推進ユニット３０のトリム角を変化させることができる。トリム角は、船体２に対する船外機４の取り付け角に対応する。
【００４１】
推進ユニット３０のハウジングは、トップカウリング３６とアッパケース３７とロアケース３８とで構成されている。トップカウリング３６内には、駆動源となるエンジン３９が、そのクランク軸の軸線が上下方向となるように設置されている。エンジン３９のクランク軸下端に連結される動力伝達用のドライブシャフト４１は、上下方向にアッパケース３７内を通ってロアケース３８内にまで延びている。
【００４２】
ロアケース３８の下部後方には、推進力発生部材となるプロペラ４０が回転自在に装着されている。ロアケース３８内には、プロペラ４０の回転軸であるプロペラシャフト４２が水平方向に通されている。プロペラシャフト４２には、ドライブシャフト４１の回転が、クラッチ機構としてのシフト機構４３を介して伝達される。
シフト機構４３は、ドライブシャフト４１の下端に固定された駆動ギヤ４３Ａと、プロペラシャフト４２上に回動自在に配置された前進ギヤ４３Ｂおよび後進ギヤ４３Ｃと、前進ギヤ４３Ｂおよび後進ギヤ４３Ｃの間に配置されたドッグクラッチ４３Ｄとを含む。駆動ギヤ４３Ａ、前進ギヤ４３Ｂおよび後進ギヤ４３Ｃのそれぞれは、ベベルギヤからなる。前進ギヤ４３Ｂは、前方から駆動ギヤ４３Ａに噛合しており、後進ギヤ４３Ｃは後方から駆動ギヤ４３Ａに噛合している。そのため、前進ギヤ４３Ｂおよび後進ギヤ４３Ｃは互いに反対方向に回転される。
【００４３】
ドッグクラッチ４３Ｄは、プロペラシャフト４２にスプライン結合されている。すなわち、ドッグクラッチ４３Ｄは、プロペラシャフト４２に対してその軸方向に摺動自在であるけれども、プロペラシャフト４２に対する相対回動はできず、プロペラシャフト４２とともに回転する。ドッグクラッチ４３Ｄは、ドライブシャフト４１と平行に上下方向に延びるシフトロッド４４の軸周りの回動によって、プロペラシャフト４２上で摺動される。これにより、ドッグクラッチ４３Ｄは、前進ギヤ４３Ｂと結合した前進位置と、後進ギヤ４３Ｃと結合した後進位置と、前進ギヤ４３Ｂおよび後進ギヤ４３Ｃのいずれとも結合されないニュートラル位置とのいずれかのシフト位置に制御される。
【００４４】
ドッグクラッチ４３Ｄが前進位置にあるとき、前進ギヤ４３Ｂの回転がドッグクラッチ４３Ｄを介してプロペラシャフト４２に伝達される。これにより、プロペラ４０は、一方向に回転し、船体２を前進させる方向（前進方向）の推進力を発生する。このときのプロペラ４０の回転を「正回転」という。一方、ドッグクラッチ４３Ｄが後進位置にあるとき、後進ギヤ４３Ｃの回転がドッグクラッチ４３Ｄを介してプロペラシャフト４２に伝達される。後進ギヤ４３Ｃは、前進ギヤ４３Ｂとは反対方向に回転するため、プロペラ４０は、反対方向に回転し、船体２を後進させる方向（後進方向）の推進力を発生する。このときのプロペラ４０の回転を「逆回転」という。ドッグクラッチ４３Ｄがニュートラル位置にあるとき、ドライブシャフト４１の回転はプロペラシャフト４２に伝達されない。すなわち、エンジン３９とプロペラ４０との間の駆動力伝達経路が遮断されるので、いずれの方向の推進力も生じない。
【００４５】
エンジン３９に関連して、このエンジン３９を始動させるためのスタータモータ４５が配置されている。スタータモータ４５は、船外機ＥＣＵ９によって制御される。また、エンジン３９のスロットルバルブ４６を作動させてスロットル開度を変化させ、エンジン３９の吸入空気量を変化させるためのスロットルアクチュエータ５１が備えられている。スロットルアクチュエータ５１は、電動モータからなっていてもよい。スロットルアクチュエータ５１の動作は、船外機ＥＣＵ９によって制御される。エンジン３９には、さらに、スロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ４８が備えられている。
【００４６】
シフトロッド４４に関連して、ドッグクラッチ４３Ｄのシフト位置を変化させるためのシフトアクチュエータ５２（クラッチ作動装置）が設けられている。シフトアクチュエータ５２は、例えば、電動モータからなり、船外機ＥＣＵ９によって動作制御される。
推進ユニット３０には、例えば前方へ延びる操舵ロッド４７が固定されている。操舵ロッド４７には、船外機ＥＣＵ９によって制御される操舵アクチュエータ５３が結合されている。操舵アクチュエータ５３は、例えば、ＤＣサーボモータおよび減速器を含む構成とすることができる。操舵アクチュエータ５３を駆動することによって、推進ユニット３０を操舵軸３５まわりに回動させることができ、舵取り操作を行うことができる。このように、操舵アクチュエータ５３、操舵ロッド４７および操舵軸３５は、船外機４において操舵角を変化させる転舵ユニット５０を構成している。転舵ユニット５０には、操舵角を検出するための操舵角センサ４９が備えられている。操舵角センサ４９は、例えば、ポテンショメータからなる。
【００４７】
クランプブラケット３２とスイベルブラケット３４との間には、例えば液圧シリンダを含み、船外機ＥＣＵ９によって制御されるトリムアクチュエータ５４が設けられている。トリムアクチュエータ５４は、チルト軸３３まわりにスイベルブラケット３４を回動させることにより、推進ユニット３０をチルト軸３３まわりに回動させる。これらは、推進ユニット３０のトリム角を変化させるためのトリムユニットを構成している。トリム角は、トリム角センサ５５によって検出される。トリム角センサ５５の出力信号は船外機ＥＣＵ９に入力される。
【００４８】
図３は、推進システム３の電気的構成を示すブロック図である。推進システム３は、船舶１の前進速度および後進速度を検出して航走制御装置６に入力する速度センサ６０と、船舶１の現在位置信号を生成して航走制御装置６に入力する位置検出装置６１とをさらに含む。速度センサ６０は、ピトー管を用いて構成することができる。速度センサ６０は、対水速度を検出するものでも、対地速度を検出するものでもよい。位置検出装置６１は、船舶１の現在位置信号を生成するものであり、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波を受信して現在位置情報を生成するＧＰＳ受信機で構成することができる。現在位置信号は、船体２の方位（舳先の向き）の情報を含んでもよい。
【００４９】
推進システム３は、ステアリングハンドル１２Ａの回動操作位置を検出して左ＥＣＵ９Ｌおよび右ＥＣＵ９Ｒに入力するステアリングセンサ６２をさらに含む。推進システム３は、スロットルレバー１３Ｌおよび１３Ｒの前後方向の傾倒量をそれぞれ検出して左ＥＣＵ９Ｌおよび右ＥＣＵ９Ｒにそれぞれ入力する左センサ６３Ｌおよび右センサ６３Ｒ（以下、総称するときは「スロットルセンサ６３」という。）をさらに含む。ステアリングセンサ６２およびスロットルセンサ６３は、それぞれ、ポテンショメータで構成することができる。
【００５０】
推進システム３は、前後方向におけるジョイスティック１４の傾倒位置を検出して航走制御装置６に入力する前後センサ６５と、左右方向におけるジョイスティック１４の傾倒量を検出して航走制御装置６に入力する左右センサ６６とをさらに含む。推進システム３は、ノブ１５の操作位置（回動操作方向および回動操作量）を検出して航走制御装置６に入力する回動センサ６７をさらに含む。前後センサ６５、左右センサ６６および回動センサ６７は、それぞれ、ポテンショメータで構成することができる。
【００５１】
推進システム３は、船体２の回頭を抑制して船体２の方位を保持するために操船者によって押下操作される方位保持ボタン６８と、船体２の位置を現在位置に保持するために操船者によって押下操作される定点保持ボタン６９とをさらに含む。方位保持ボタン６８および定点保持ボタン６９は、例えば、操作台１１において操船者の指が届きやすい位置に設けられている（図１参照）。方位保持ボタン６８が押下操作されると、その旨を示す信号が航走制御装置６に入力される。定点保持ボタン６９が押下操作されると、その旨を示す信号が航走制御装置６に入力される。
【００５２】
推進システム３は、バウスラスタ５の電動モータ５Ａに電力を供給するバッテリ７の電圧を検出してバウＥＣＵ８に入力する電圧センサ７０をさらに含む。推進システム３は、電動モータ５Ａの回転速度（すなわちプロペラ５Ｂの回転速度）を検出してバウＥＣＵ８に入力する回転センサ７１と、電動モータ５Ａの温度を検出してバウＥＣＵ８に入力する温度センサ７２とをさらに含む。推進システム３は、バッテリ７の電流を検出してバウＥＣＵ８に入力する電流センサ７３と、バッテリ７の残量を検出してバウＥＣＵ８に入力する残量センサ７４とをさらに含む。電圧センサ７０は、電動モータ５Ａとバッテリ７とをつなぐ電気回路に接続される電圧計で構成することができる。なお、推進システム３は、電圧センサ７０、回転センサ７１、温度センサ７２、電流センサ７３および残量センサ７４を全て備える必要はなく、これらのセンサのうち必要なセンサだけを備えればよい。
【００５３】
航走制御装置６は、ＣＰＵ（中央処理装置）およびメモリを含むマイクロコンピュータを備えていて、このマイクロコンピュータが所定のソフトウェア処理を実行することにより、実質的に複数の機能処理部として動作する。ジョイスティック操船の場合、これらの機能処理部には、船体２に作用させるべき推進力の目標値を設定する目標値設定部と、この目標値に応じて各船外機４およびバウスラスタ５がそれぞれ発生すべき推進力についての個別の目標値を演算する推進力配分部とが含まれている。目標値設定部と推進力配分部とは、１つの機能処理部として一体化されてもよい。
【００５４】
以下では、操船に伴う船舶１の各部の動きについて説明する。船舶１では、バウスラスタ５が停止した状態で船外機４を作動させて、船外機４の推進力だけを用いた操船が可能である。船外機４の推進力だけを用いる場合には、ステアリング操作部１２およびスロットル操作部１３を用いたステアリング操船や、ジョイスティック１４を用いたジョイスティック操船が可能である。
【００５５】
ステアリング操船の場合、各船外機ＥＣＵ９は、ステアリングセンサ６２によって検出されるステアリングハンドル１２Ａのハンドル舵角（回動操作量および回動方向）に応じて、目標操舵角を設定する。具体的には、中立位置から右方向へのステアリングハンドル１２Ａの回動操作に対しては、各船外機ＥＣＵ９は、右旋回のための目標操舵角を設定する。同様に、中立位置から左方向へのステアリングハンドル１２Ａの回動操作に対しては、各船外機ＥＣＵ９は、左旋回のための目標操舵角を設定する。いずれの場合も、中立位置からのステアリングハンドル１２Ａの回動操作量が大きいほど、目標操舵角は、その絶対値（中立位置からの偏角）が大きな値とされる。各船外機ＥＣＵ９は、操舵角センサ４９によって検出される操舵角が目標操舵角に一致するように、対応する操舵アクチュエータ５３を制御する。通常、左船外機４Ｌおよび右船外機４Ｒのそれぞれの目標操舵角は等しく設定される。
【００５６】
左ＥＣＵ９Ｌは、左センサ６３Ｌによって検出されるスロットルレバー１３Ｌの傾倒量に応じて、左船外機４Ｌのための目標シフト位置および目標スロットル開度を設定する。右ＥＣＵ９Ｒは、右センサ６３Ｒによって検出されるスロットルレバー１３Ｒの傾倒量に応じて、右船外機４Ｒのための目標シフト位置および目標スロットル開度を設定する。
具体的には、スロットルレバー１３Ｌの前方への傾倒量が前進シフトイン位置に相当する値以上であれば、左ＥＣＵ９Ｌは、左船外機４Ｌの目標シフト位置を前進位置とする。スロットルレバー１３Ｌが前進シフトイン位置を超えてさらに前方へ傾倒されると、左ＥＣＵ９Ｌは、その傾倒量が大きいほど大きな目標スロットル開度を設定する。同様に、スロットルレバー１３Ｌの後方への傾倒量が後進シフトイン位置に相当する値以上であれば、左ＥＣＵ９Ｌは、左船外機４Ｌの目標シフト位置を後進位置とする。スロットルレバー１３Ｌが後進シフトイン位置を超えてさらに後方へ傾倒されると、左ＥＣＵ９Ｌは、その傾倒量が大きいほど大きな目標スロットル開度を設定する。
【００５７】
スロットルレバー１３Ｌの傾倒位置が前進シフトイン位置と後方シフトイン位置との間にあるときは、左ＥＣＵ９Ｌは、左船外機４Ｌの目標シフト位置をニュートラル位置とする。このとき、エンジン３９の駆動力はプロペラ４０に伝達されないので、船外機４からの推進力は発生しない。すなわち、前進シフトイン位置と後進シフトイン位置との間の操作領域は、推進力の発生に関与しない不感帯である。
【００５８】
右ＥＣＵ９Ｒは、右センサ６３Ｒによって検出されるスロットルレバー１３Ｒの操作位置に対しても同様の処理を行う。すなわち、スロットルレバー１３Ｒの操作位置に応じて、右ＥＣＵ９Ｒは、右船外機４Ｒの目標シフト位置および目標スロットル開度を設定する。
このように目標シフト位置および目標スロットル開度が設定されると、各船外機ＥＣＵ９は、ドッグクラッチ４３Ｄが目標シフト位置に配置されるように、対応するシフトアクチュエータ５２を制御する。各船外機ＥＣＵ９は、スロットル開度センサ４８によって検出されるスロットル開度が目標スロットル開度に一致するように、対応するスロットルアクチュエータ５１を制御する。
【００５９】
ジョイスティック操船の場合、航走制御装置６は、操船者によるジョイスティック１４の前後方向の操作に応じて各船外機４の目標シフト位置および目標スロットル開度を生成する。また、航走制御装置６は、操船者によるノブ１５の回動操作に応じて各船外機４の目標操舵角を生成する。別の動作例として、航走制御装置６は、ジョイスティック１４の前後方向の操作に応じて目標シフト位置および目標スロットル開度を設定する一方で、ジョイスティック１４の左右方向の操作に応じて目標操舵角を生成してもよい。
【００６０】
具体的に、航走制御装置６は、ジョイスティック１４の前後方向の傾倒量に応じて目標シフト位置および目標スロットル開度を生成する。より具体的には、ジョイスティック１４の前方への傾倒量が前進シフトイン位置に相当する値以上であれば、航走制御装置６は、目標シフト位置を前進位置とする。ジョイスティック１４が前進シフトイン位置を超えてさらに前方へ傾倒されると、航走制御装置６は、その傾倒量が大きいほど大きな目標スロットル開度を設定する。同様に、ジョイスティック１４の後方への傾倒量が後進シフトイン位置に相当する値以上であれば、航走制御装置６は、目標シフト位置を後進位置とする。ジョイスティック１４が後進シフトイン位置を超えてさらに後方へ傾倒されると、航走制御装置６は、その傾倒量が大きいほど大きな目標スロットル開度を設定する。ジョイスティック１４の前後方向の傾倒位置が前進シフトイン位置と後方シフトイン位置との間にあるときは、航走制御装置６は、目標シフト位置をニュートラル位置とする。
【００６１】
航走制御装置６は、ノブ１５の回動操作量および回動方向に応じて、目標操舵角を設定する。具体的には、右方向へのノブ１５の回動操作に対しては、右旋回のための目標操舵角が設定され、その絶対値（中立位置からの偏角）は、中立位置からの回動操作量が大きいほど大きくされる。同様に、左方向へのノブ１５の回動操作に対しては、左旋回のための目標操舵角が設定され、その絶対値は、中立位置からの回動操作量が大きいほど大きくされる。
【００６２】
ジョイスティック１４の左右への傾倒を目標操舵角の設定に用いる場合には、航走制御装置６は、ジョイスティック１４の右方向への傾倒操作に対しては、右旋回のための目標操舵角を設定する。同様に、ジョイスティック１４の左方向への傾倒操作に対しては、航走制御装置６は、左旋回のための目標操舵角を設定する。いずれの場合も、ジョイスティック１４の中立位置からの傾倒量が大きいほど、目標操舵角は、その絶対値（中立位置からの偏角）が大きな値とされる。
【００６３】
航走制御装置６は、このように設定した目標値（目標シフト位置、目標スロットル開度および目標操舵角）を各船外機４の船外機ＥＣＵ９に与える。ジョイスティック１４を用いる操船では、通常、左船外機４Ｌおよび右船外機４Ｒのそれぞれの目標値は等しく設定される。各船外機ＥＣＵ９は、ドッグクラッチ４３Ｄが目標シフト位置に配置されるように、対応するシフトアクチュエータ５２を制御する。各船外機ＥＣＵ９は、スロットル開度センサ４８によって検出されるスロットル開度が目標スロットル開度に一致するように、対応するスロットルアクチュエータ５１を制御する。各船外機ＥＣＵ９は、操舵角センサ４９によって検出される操舵角が目標操舵角に一致するように、対応する操舵アクチュエータ５３を制御する。
【００６４】
船舶１では、前述したように船外機４単独による操船（以下、「単独操船」という。）だけでなく、船外機４とバウスラスタ５との連携による操船（以下、「連携操船」という。）も可能である。例えば、操作台１１には、連携ボタン８５が設けられていて（図１および図３参照）、操船者による連携ボタン８５の押下操作に応じて、航走制御装置６は、制御モードを、単独操船に対応する単独モードと、連携操船に対応する連携モードとのどちらかに切り替える。または、航走制御装置６は、例えば船舶１の速度の変化に応じて制御モードを切り替えてもよい。
【００６５】
連携操船には、この実施形態ではジョイスティック１４が用いられる。つまり、この実施形態では、連携操船は、前述したジョイスティック操船の一例である。もちろん、ジョイスティック１４の代わりに、ステアリングハンドル１２Ａおよびスロットル操作部１３が用いられてもよい。航走制御装置６は、操船者によるジョイスティック１４の操作に応じて、各船外機４およびバウスラスタ５の推進力の目標値を設定し、各推進機（具体的には各推進機のＥＣＵ）を、個別の目標推進力を発生するように制御することによって連携操船を実現する。
【００６６】
以下では、連携操船の第１例として、左右方向成分を含む方向（例えば右方）に船体２を並進移動させる操船について説明する。「並進移動」とは、船体２の旋回中心Ｐまわりの回頭を伴わない直線移動である。
図４は、第１例に係る操船を説明するためのフローチャートである。図５〜図７は、第１例に係る操船による船舶１の挙動を説明するための模式的な平面図である。図５を参照して、各船外機４の操舵角は、船体２の中心線Ｃに対する各船外機４のプロペラ４０の回転軸線の偏角であり、船首２Ｂから船尾２Ａに向かう方向を０度とし、これに対して右回り（反時計回り）方向を正にとり、左回り（時計回り）方向を負にとったものである。プロペラ４０の回転軸線は、船外機４が発生する推進力の作用線と、平面視で一致する。
【００６７】
以下では、左船外機４Ｌの操舵角を「左操舵角αＬ」といい、右船外機４Ｒの操舵角を「右操舵角αＲ」という。左操舵角αＬおよび右操舵角αＲを総称するときには「操舵角α」という。左船外機４Ｌが発生する推進力を「左推進力βＬ」といい、右船外機４Ｒが発生する推進力を「右推進力βＲ」という。左推進力βＬおよび右推進力βＲを総称するときには「推進力β」という。左推進力βＬの作用線を「左作用線γＬ」といい、右推進力βＲの作用線を「右作用線γＲ」という。左作用線γＬおよび右作用線γＲを総称するときには「作用線γ」という。左作用線γＬと右作用線γＲとの交差位置Ｘが旋回中心Ｐよりも後方に位置を含む範囲Ｗで可変であるように、左船外機４Ｌおよび右船外機４Ｒは設計されている。範囲Ｗの後端は、船尾２Ａである。
【００６８】
操船者がステアリングハンドル１２Ａ、スロットルレバー１３Ｌ、１３Ｒおよびジョイスティック１４のいずれかを操作すると、航走制御装置６または各船外機ＥＣＵ９には、操船者による操船要求が入力される。操船要求が入力された場合において（ステップＳ１：ＹＥＳ）、その操船要求がステアリングハンドル１２Ａ、スロットルレバー１３Ｌまたは１３Ｒによるものであれば（ステップＳ２：ＮＯ）、この操船要求は、船外機ＥＣＵ９に入力される。この場合、各船外機ＥＣＵ９は、前述したステアリング操船のために、対応する船外機４の目標値（目標シフト位置、目標スロットル開度および目標操舵角）である船外機目標値を決定する（ステップＳ３）。そして、各船外機ＥＣＵ９は、対応する船外機４を、この船外機目標値に応じて駆動させる（ステップＳ４）。
【００６９】
入力された操船要求がジョイスティック１４によるものであって（ステップＳ２：ＹＥＳ）、例えば操船者がジョイスティック１４を右方へ傾倒させた場合を想定する。この場合には、左右センサ６６が検出した右方へのジョイスティック１４の傾倒量を表す信号が、並進移動指令として航走制御装置６に入力される。並進移動指令の入力がない場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、航走制御装置６は、ジョイスティック操船による並進移動以外の移動（旋回移動等）のための船外機目標値を決定し（ステップＳ６）、対応する船外機４を船外機目標値に応じて駆動させる（ステップＳ４）。
【００７０】
前述した連携操船を望む操船者による連携ボタン８５の押下操作が、操船要求や並進移動指令のタイミングまたは事前のタイミングにあると、航走制御装置６には、連携要求が入力される。一方、前述した単独操船が望まれる場合には、連携要求は入力されない。並進移動指令の入力があった場合において（ステップＳ５：ＹＥＳ）、連携要求がなければ（ステップＳ７：ＮＯ）、航走制御装置６は、船体２に作用させるべき推進力の目標値である船体目標値を決定する（ステップＳ８）。そして、航走制御装置６は、この船体目標値に応じた各船外機４の船外機目標値を決定し（ステップＳ９）、対応する船外機４を船外機目標値に応じて駆動させる（ステップＳ４）。これにより、船外機４の推進力だけで船体２が並進移動する。
【００７１】
並進移動指令の入力があった場合において（ステップＳ５：ＹＥＳ）、連携要求があれば（ステップＳ７：ＹＥＳ）、航走制御装置６は、船体目標値を演算する（ステップＳ１０）。具体的には、図５を参照して、ジョイスティック１４の傾倒量に応じた右方への推進力Ｆ１が船体２に作用すると、船体２を右方へ並進移動させることができる。そのためには、左推進力βＬと右推進力βＲとの合力が、右方への推進力Ｆ２として、左作用線γＬと右作用線γＲとの交差位置Ｘに発生し、且つ、バウスラスタ５の推進力Ｆ３が右方へ向く必要がある。推進力Ｆ２と推進力Ｆ３との合力が推進力Ｆ１になる。さらに、推進力Ｆ２による旋回中心Ｐまわりのヨーイングモーメント（以下、「モーメント」という。）と、推進力Ｆ３による旋回中心Ｐまわりのモーメントとが打ち消し合うように、推進力Ｆ２および推進力Ｆ３の大きさを設定する必要がある。航走制御装置６は、推進力Ｆ１の目標値である船体目標値を、ジョイスティック１４の傾倒量に応じて設定する。
【００７２】
そして、航走制御装置６は、バウスラスタ５の状態値を確認する（ステップＳ１１）。バウスラスタ５の状態値として、バウスラスタ５の電動モータ５Ａに電力を供給するバッテリ７の残容量や、電動モータ５Ａの温度が挙げられる。バッテリ７の残容量は、残量センサ７４によってバッテリ７の残量として検出される。または、バッテリ７の残容量は、電圧センサ７０が検出した電圧値や、電流センサ７３が検出した電流値や、バウＥＣＵ８が計測する電動モータ５Ａの駆動時間に基いて推測される。バウスラスタ５の状態値は、バッテリ７の電圧、電流および残量、ならびに電動モータ５Ａの駆動時間の少なくともいずれかを含む。バッテリ７の最新の残量は、バウＥＣＵ８に一時的に記憶される。電動モータ５Ａの温度は、温度センサ７２によって検出されたり、電動モータ５Ａの駆動時間から推測されたりして、バウＥＣＵ８に一時的に記憶される。航走制御装置６は、バウスラスタ５の状態値として、バッテリ７の残量および電動モータ５Ａの温度の両方を参照してもよいし、どちらか一方だけを参照してもよい。
【００７３】
駆動開始直後のバウスラスタ５は、定格の最大推進力を発生できるが、連続駆動に応じてバッテリ７の残量が低下したり電動モータ５Ａの温度が上昇したりするので、これらに起因して、バウスラスタ５が発生できる最大推進力が徐々に低下する。バッテリ７の残量および電動モータ５Ａの温度のそれぞれ、つまり各状態値と、バウスラスタ５が発生できる最大推進力との関係（推進力特性）を表わすマップ８７が、例えばバウＥＣＵ８に記憶されている（図３参照）。そこで、航走制御装置６は、現在の状態値に応じたバウスラスタ５の最大推進力をマップ８７から推定する（ステップＳ１２）。
【００７４】
そして、航走制御装置６は、ステップＳ１０で決定した船体目標値と、ステップＳ１２で推定した現在のバウスラスタ５の最大推進力と、船外機４の最大推進力とに基いて、各船外機４の船外機目標値と、バウスラスタ５の目標値（「バウスラスタ目標値」ということがある。）とを決定する（ステップＳ１３）。船外機４の最大推進力は、エンジン３９の最大出力に応じた所定の値である。
【００７５】
具体的には、航走制御装置６は、推進力Ｆ１が目標値になるために必要な各船外機４の推進力βおよびバウスラスタ５の推進力Ｆ３のそれぞれの目標値（つまり船外機目標値およびバウスラスタ目標値）を、推進力Ｆ３が現在の最大推進力を上回らない範囲で演算する。推進力βは、大きさと、向き（作用線γの延びる方向）とを含む。平面視において作用線γと船体２の中心線Ｃとのなす角度は、操舵角αである。つまり、航走制御装置６は、各船外機４について推進力βおよび操舵角αのそれぞれの目標値を演算する。
【００７６】
航走制御装置６は、バウスラスタ５の推進力Ｆ３の目標値を演算する。推進力Ｆ３の目標値は、ジョイスティック１４の傾倒量に応じた大きさと、ジョイスティック１４の傾倒方向に応じた向きとを含む。推進力Ｆ３の向きは、プロペラ５Ｂの回転方向を含む。
この実施形態におけるバウスラスタ５は、例えば、４分間連続駆動可能であって、４分間連続駆動した後に１時間休止させる必要がある。航走制御装置６は、４分という最大連続駆動時間から、先ほど推測した電動モータ５Ａの駆動時間を差し引くことによって、電動モータ５Ａの残りの駆動可能時間を推定する。航走制御装置６は、この駆動可能時間を報知する（ステップＳ１４）。例えば、操作台１１には、航走制御装置６につながったランプ８８が設けられており（図１および図３を参照）、航走制御装置６は、駆動可能時間に応じた色でランプ８８を発光させることによって、駆動可能時間を報知する。例えば、駆動可能時間が長い場合のランプ８８の発光色は緑色であり、駆動可能時間が短くなった場合のランプ８８の発光色は黄色であり、駆動可能時間がなくなった場合のランプ８８の発光色は赤色である。航走制御装置６は、ランプ８８の発光色を黄色や赤色にすることによって、バウスラスタ５の駆動可能時間が少なくなったことを警告する。
【００７７】
そして、航走制御装置６は、ステップＳ１３で演算した目標値（船外機目標値やバウスラスタ目標値）に基いて各船外機４およびバウスラスタ５を駆動させる（ステップＳ４）。図５に示すように船体２を右方へ並進移動させる場合には、航走制御装置６は、各船外機４の操舵角αの絶対値が最大値（例えば３０度）になるまで、左船外機４Ｌの推進ユニット３０を左方へ回動させ、右船外機４Ｒの推進ユニット３０を右方へ回動させる。左操舵角αＬの絶対値と右操舵角αＲの絶対値とは同じである。そして、航走制御装置６は、左船外機４Ｌには前進方向の左推進力βＬを発生させ、右船外機４Ｒには後進方向の右推進力βＲを発生させる。これにより、右方への推進力Ｆ２が左作用線γＬと右作用線γＲとの交差位置Ｘに作用する。左推進力βＬおよび右推進力βＲのそれぞれの大きさは、最大であってもよい。また、航走制御装置６は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって、バウスラスタ５がバウスラスタ目標値に応じた右方への推進力Ｆ３を発生するように電動モータ５Ａを制御する。すると、推進力Ｆ２による旋回中心Ｐまわりのモーメントと、推進力Ｆ３による旋回中心Ｐまわりのモーメントとが打ち消し合った状態で、右方への推進力Ｆ１が船体２に作用する。これにより、ジョイスティック１４を操作した操船者が所望する速度で船体２が右方へ並進移動する。
【００７８】
このように連携操船で船体２が並進移動している状態において、操船者が今までと同じ傾倒量でジョイスティック１４を右方へ傾倒させていると、ステップＳ１０で得られる船体目標値は、直前の船体目標値と同じになる。バウスラスタ５の連続駆動に応じて状態値が変化すると、ステップＳ１２において推定されるバウスラスタ５の最大推進力が変化（実際には低下）する。航走制御装置６は、この最大推進力と、ステップＳ１０で決定した船体目標値と、船外機４の最大推進力とに基いて、各船外機４の船外機目標値と、バウスラスタ目標値とを再決定する（ステップＳ１３）。具体的に、航走制御装置６は、バウスラスタ５の右方への推進力Ｆ３の目標値が変わっても今までと同じ推進力Ｆ１が船体２の旋回中心Ｐに作用するように、各船外機４について推進力βおよび操舵角αのそれぞれの目標値を決定する。
【００７９】
航走制御装置６は、ステップＳ１３で決定した目標値に基いて各船外機４およびバウスラスタ５を駆動させる（ステップＳ４）。具体的には、図６に示すように、航走制御装置６は、各船外機４の操舵角αが小さくなって作用線γ同士の交差位置Ｘが旋回中心Ｐに接近するように、両船外機４の推進ユニット３０を中心線Ｃに近付くように回動させる。つまり、航走制御装置６は、左船外機４Ｌの推進ユニット３０を右方へ回動させ、右船外機４Ｒの推進ユニット３０を左方へ回動させる。左操舵角αＬの絶対値と右操舵角αＲの絶対値とは引き続き同じである。航走制御装置６は、左船外機４Ｌの前進方向の左推進力βＬを増大させ、右船外機４Ｒの後進方向の右推進力βＲを増大させる。そのため、バウスラスタ５の右方への推進力Ｆ３が低下するものの、交差位置Ｘにおける右方への推進力Ｆ２が増大する。すると、推進力Ｆ２による旋回中心Ｐまわりのモーメントと、推進力Ｆ３による旋回中心Ｐまわりのモーメントとが打ち消し合った状態で、今までと同じ大きさの推進力Ｆ１が船体２に作用する。そのため、ジョイスティック１４を操作した操船者が所望する速度を維持しつつ船体２が右方への並進移動を継続する。
【００８０】
このように船体２が並進移動している状態において、航走制御装置６は、駆動中である場合におけるバウスラスタ５の連続駆動時間を監視し、バウスラスタ５の残りの駆動可能時間を報知（必要であれば警告）する（ステップＳ１４）。
そして、操船者が今までと同じ傾倒量でジョイスティック１４を右方へ傾倒させていると、ステップＳ１０で得られる船体目標値は、直前の船体目標値と同じになる。バウスラスタ５の状態値は、バウスラスタ５が駆動可能な状態にないときの値になると、現在のバウスラスタ５の最大推進力は零である。これに基いて、ステップＳ１３において、航走制御装置６は、バウスラスタ５の右方への推進力Ｆ３の目標値を零とする。そして、航走制御装置６は、推進力Ｆ３の目標値が零であっても同じ推進力Ｆ１が船体２の旋回中心Ｐに作用するように、各船外機４について推進力βおよび操舵角αのそれぞれの目標値を決定する。
【００８１】
航走制御装置６は、ステップＳ１３で決定した目標値に基いて各船外機４を駆動させる（ステップＳ４）。具体的には、図７に示すように、航走制御装置６は、各船外機４の操舵角αがさらに小さくなって作用線γ同士の交差位置Ｘが平面視で旋回中心Ｐと一致するように、左船外機４Ｌの推進ユニット３０を右方へ回動させ、右船外機４Ｒの推進ユニット３０を左方へ回動させる。左操舵角αＬの絶対値と右操舵角αＲの絶対値とは引き続き同じであり、零よりも大きい。航走制御装置６は、左船外機４Ｌの前進方向の左推進力βＬを増大させ、右船外機４Ｒの後進方向の右推進力βＲを増大させる。そのため、バウスラスタ５の右方への推進力Ｆ３が零になるものの、右方への推進力Ｆ２が増大し、今までと同じ大きさの推進力Ｆ１となって船体２の旋回中心Ｐに作用する。これにより、ジョイスティック１４を操作した操船者が所望する速度を維持しつつ船体２が右方への並進移動を継続する。
【００８２】
このように、航走制御装置６は、船体２が並進移動するように、バウスラスタ５および複数の船外機４を制御する。特に、航走制御装置６は、バウスラスタ５の状態に応じて、船外機４が発生する推進力を制御する。具体的には、航走制御装置６は、バウスラスタ５の推進力特性に影響する状態値（この実施形態では、電動モータ５Ａの温度やバッテリ７の残量）を取得し、その状態値に応じて船外機４を制御したり転舵ユニット５０の操舵アクチュエータ５３を制御したりする。
【００８３】
そして、操船者がジョイスティック１４を中立位置まで戻すと操船要求が入力されなくなるので（ステップＳ１：ＮＯ）、駆動中の推進機があれば（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、当該推進機を停止させる（ステップＳ１６）。これにより、船体２の並進移動が停止する。この状態で、航走制御装置６は、新たな操船要求の入力を待機する（ステップＳ１）。
【００８４】
以上の第１例では、バウスラスタ５の推進力が変化しても、操船者が所望する速度を維持しつつ船体２が右方への並進移動を継続するように、船外機４の推進力がバウスラスタ５の状態に応じて制御される。第２例として、バウスラスタ５の最大推進力が過大であることを想定して、航走制御装置６は、バウスラスタ５が発生する推進力を、船外機４の状態に応じて制御してもよい。
【００８５】
図８は、第２例に係る操船を説明するためのフローチャートである。図９および図１０は、第２例に係る操船による船舶１の挙動を説明するための模式的な平面図である。前述したように、連携要求がある状態で操船者によるジョイスティック１４の右方への傾倒によって並進移動指令が入力されると（ステップＳ５およびＳ７：ＹＥＳ）、航走制御装置６は、船体目標値を演算する（ステップＳ１０）。その際、第２例では、図８に示すように、航走制御装置６は、船体２に作用すべき推進力Ｆ１の目標値（船体目標値）を、ジョイスティック１４の傾倒量に応じて設定する（ステップＳ２１）。そして、航走制御装置６は、両船外機４の推進力βの合力の最大値を推進力Ｆ２の目標値（船外機目標値）に設定する（ステップＳ２２）。その場合、図９を参照して、航走制御装置６は、左船外機４Ｌについては、操舵角αＬの目標値を負の最大値（ここでは−３０度）として、左推進力βＬの目標値を前進方向の最大値とする。また、航走制御装置６は、右船外機４Ｒについては、操舵角αＲの目標値を正の最大値（ここでは＋３０度）として、右推進力βＲの目標値を後進方向の最大値とする。ステップ２２以降の処理は、前述したステップＳ１３に相当する。
【００８６】
次に、航走制御装置６は、ステップＳ２２で設定した推進力Ｆ２の目標値によるモーメントと、バウスラスタ５が発生する推進力Ｆ３の最大値（前述したステップＳ１２で推定される）によるモーメントとを比較する（ステップＳ２３）。複数の船外機４が船尾２Ａに設けられた構成では、これらの船外機４の重量によって船体２の重心が後寄りに配置されることにより、旋回中心Ｐが交差位置Ｘに接近する。そのため、推進力Ｆ２の目標値によるモーメントは、推進力Ｆ３の最大値によるモーメントよりも小さくなりやすい。推進力Ｆ２の目標値によるモーメントが推進力Ｆ３の最大値によるモーメントよりも小さいと、図９に示すように、旋回中心ＰまわりのモーメントＭが発生することによって、船体２が回頭してしまう。この場合には（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、航走制御装置６は、推進力Ｆ２の目標値によるモーメントとちょうど打ち消し合うモーメントが発生するときのバウスラスタ５の推進力を、推進力Ｆ３の目標値（バウスラスタ目標値）に設定する（ステップＳ２４）。このバウスラスタ目標値は、推進力Ｆ３の最大値よりも小さい。一方、推進力Ｆ２の目標値によるモーメントと推進力Ｆ３の最大値によるモーメントとがちょうど打ち消し合う場合には（ステップＳ２３：ＮＯ）、航走制御装置６は、推進力Ｆ３の最大値を、バウスラスタ目標値に設定する（ステップＳ２５）。
【００８７】
このように設定した目標値に基いて、航走制御装置６は、各船外機４およびバウスラスタ５を駆動させる（ステップＳ４）。その際、バウスラスタ５の推進力Ｆ３の目標値が最大値よりも小さい値に設定されたのであれば、航走制御装置６は、ＰＷＭ制御によって、バウスラスタ５の推進力Ｆ３が目標値になるように電動モータ５Ａを制御する。このように各船外機４およびバウスラスタ５が駆動されることによって、図１０に示すように、船体２は、回頭することなく、操船者が所望する速度で右方へ並進移動することができる。
【００８８】
このように、第２例では、航走制御装置６は、一定の大きさの推進力β（ここでは最大の推進力）を発生するように各船外機４を制御する。そして、航走制御装置６は、バウスラスタ５の推進力Ｆ３を、操船者のジョイスティック１４による指令および船外機４が発生する前記一定の大きさの推進力に応じて制御する。
電動モータ５Ａを有するバウスラスタ５は、応答性が高いが、前述したように連続駆動時間が４分間と比較的短いため、持続性が低い。一方、エンジン３９を有する船外機４は、バウスラスタ５よりも応答性が低いが、持続性が高く、エンジン３９の燃料がある限り推進力を発生し続けることができる。以下では、第３例として、バウスラスタ５と船外機４との間における応答性や持続性の違いを利用した連携操船について説明する。第３例では、並進移動に限らず、方位保持や位置保持を含む様々な移動を想定している。
【００８９】
図１１は、第３例に係る操船を説明するためのフローチャートである。図１２および図１３は、第３例に係る操船による船舶１の挙動を説明するための図である。操船者がジョイスティック１４を任意の方向へ傾倒させたりノブ１５を回動させたりすると、ジョイスティック１４の傾倒量を表す信号や、ノブ１５の回動方向および回動操作量を表す信号が、移動指令として航走制御装置６に入力される。移動指令の入力があると、航走制御装置６は、目標値を演算する。具体的には、航走制御装置６は、ジョイスティック１４の傾倒量に応じて、船体２に作用させるべき推進力の目標値を演算する。また、ノブ１５が回動操作された場合には、ノブ１５の回動方向および回動操作量に応じて、船体２に作用させるべきモーメントの目標値を演算し、船外機４およびバウスラスタ５がそれぞれ発生すべき推進力の目標値を演算する（前述したステップＳ１３）。その際、図１１に示すように、航走制御装置６は、ジョイスティック１４の傾倒量やノブ１５の回動操作量等の変化を、船体加速要求情報として収集する（ステップＳ１３１）。この変化が所定の閾値より大きいことは、操船者から船体２を加速させる要求（以下「船体加速要求」という。）があることを意味する。船体加速要求がなければ（ステップＳ１３２：ＮＯ）、航走制御装置６は、バウスラスタ５の推進力Ｆ３の目標値を小さく設定する（ステップＳ１３３）。船体加速要求があれば（ステップＳ１３２：ＹＥＳ）、航走制御装置６は、バウスラスタ５の推進力Ｆ３の目標値を大きく設定する（ステップＳ１３４）。そして、航走制御装置６は、対応する目標値に基いて推進力を発生するように船外機４およびバウスラスタ５の両方を駆動させる（前述したステップＳ４）。そのため、例えば操船者が船体２を回頭させたい場合には、図１２に示すように、操船者によるジョイスティック１４やノブ１５の操作に応答して、航走制御装置６は、各船外機４が発生する推進力βによる推進力Ｆ２によって船体２を回頭させる。このとき、航走制御装置６は、その回頭を促進する大きな推進力Ｆ３（ステップＳ１３４で目標設定された推進力Ｆ３）を発生するようにバウスラスタ５を制御する。これにより、船体２を回頭させるモーメントＭが速やかに発生するので、応答性の高い操船が可能になる。航走制御装置６は、船体２の回頭を抑制する推進力Ｆ３（ステップＳ１３３で目標設定された推進力Ｆ３）を発生するようにバウスラスタ５を制御してもよい。これにより、操船者による回頭要求（ジョイスティック１４やノブ１５の操作など）がなくなった場合に船体２が惰性で回頭し続けることを抑制できる。なお、船体２の回頭を抑制する推進力Ｆ３は、船体２が回頭する向きにおいて正の値であってもよいし、船体２が回頭する向きとは反対の負の値であってもよい。
【００９０】
バウスラスタ５の状態値が、バウスラスタ５の駆動が開始してから一定時間（例えば、前述した４分間）が経過したときの状態値になると、バウスラスタ５が駆動不能となる。その際、航走制御装置６は、引き続き駆動される各船外機４が発生すべき推進力の目標値を演算して（前述したステップＳ１３）、この目標値に基いて推進力を発生するように各船外機４を駆動させる（前述したステップＳ４）。これにより、停止したバウスラスタ５の代わりに、船外機４が推進力を発生し続けるので、例えば図１３に示すように、操船者が所望するように船体２を引き続き回頭させることができる。
【００９１】
図１４は、第３例の別パターンに係る操船を説明するためのフローチャートである。操船者が方位保持ボタン６８や定点保持ボタン６９を押下操作すると、これらに操作に対応する保持指令が、航走制御装置６に入力される。保持指令の入力があると（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、航走制御装置６は、目標値を演算する（ステップＳ５２）。具体的には、航走制御装置６は、位置検出装置６１が生成した船舶１の現在位置信号に基いて、船舶１の位置の瞬間的な変化量を演算し、この変化量から、船舶１に作用している波や波等による外力を演算する。そして、航走制御装置６は、演算した外力に釣り合う推進力の目標値を算出する。
【００９２】
外力が所定の閾値よりも小さければ（ステップＳ５３：ＮＯ）、船外機４の推進力だけでも船舶１の方位や位置を保持することができるので、航走制御装置６は、船外機４が発生すべき推進力の目標値を演算する。そして、航走制御装置６は、この目標値に基いて推進力を発生するように各船外機４を駆動させる（ステップＳ５４）。これにより、船外機４だけが駆動され、その推進力によって、船舶１の方位や位置が保持される。そのため、バウスラスタ５の温存を図れる。
【００９３】
外力が所定の閾値以上であれば（ステップＳ５３：ＹＥＳ）、船外機４の推進力だけでは船舶１の方位や位置を保持することができない。そこで、航走制御装置６は、船外機４およびバウスラスタ５がそれぞれ発生すべき推進力の目標値を演算する。そして、航走制御装置６は、対応する目標値に基いて推進力を発生するように船外機４およびバウスラスタ５の両方を駆動させる（ステップＳ５５）。これにより、船外機４およびバウスラスタ５のそれぞれが発生する推進力によって、船舶１の方位や位置が保持される。
【００９４】
そのため、ステップＳ５１での保持指令が方位保持ボタン６８によるものであった場合には、航走制御装置６は、船外機４が発生する推進力によって船体２の回頭を抑制するときに、当該回頭抑制を補助する推進力を発生するようにバウスラスタ５を制御する（ステップＳ５５）。一方、ステップＳ５１での保持指令が定点保持ボタン６９によるものであった場合には、航走制御装置６は、船外機４が発生する推進力によって船体２の位置を保持するときに、当該位置保持を補助する推進力を発生するようにバウスラスタ５を制御する（ステップＳ５５）。
【００９５】
そして、例えば操船者が方位保持ボタン６８または定点保持ボタン６９を再び押下操作すると、方位保持や定点保持の中止を表わす中止命令が航走制御装置６に入力される。中止命令の入力があると（ステップＳ５６：ＹＥＳ）、航走制御装置６は、推進機を停止させて（ステップＳ５７）、次の保持指令の入力を待機する（ステップＳ５１）。
図１５は、本発明の別の実施形態に係る船舶１００の構成を説明するための概念図である。以降では、前述の船舶１に関して説明した部分と機能的に同じ部分には同一番号を付して、当該部分についての詳細な説明は省略する。船舶１は、左右一対の船外機４を備えていたが、船舶１００は、船外機４を一つだけ備えている。つまり、船舶１００の船外機４は、バウスラスタ５以外に船体２に搭載されるただ一つの推進機である。船舶１００では、この船外機４が、船体２の船尾２Ａにおいて左右方向における中央部に取り付けられている。一つだけの船外機４に対応して、船舶１００のスロットル操作部１３は、スロットルレバーを一つだけ備えていて、船外機ＥＣＵ９は、一つだけ備えられている。
【００９６】
図１６は、船舶１００の船首部分の側面図である。バウスラスタ５の電動モータ５Ａは、前述したＡＣモータで構成されてもよい。ＡＣモータで構成された電動モータ５Ａには、ＤＣモータで構成される場合と比べて、連続駆動時間が長い、駆動に伴う温度上昇が少ない、回転数を制御しやすい等の利点がある。ＡＣモータで構成される電動モータ５Ａは、例えば、円筒状のダクト５Ｃと、ダクト５Ｃの内周部によって回転可能に支持された円環状のリム５Ｄとを有するラジアルギャップモータである。リム５Ｄの内周面において周方向に並んだ複数の羽根が、前述したプロペラ５Ｂを構成している。電動モータ５Ａが作動すると、リム５Ｄがプロペラ５Ｂを伴って回転駆動され、これにより、前述した推進力Ｆ３が発生する。
【００９７】
バウスラスタ５は、ダクト５Ｃを支持するブラケット５Ｅをさらに含む。ブラケット５Ｅは、例えば船体２のキール２Ｄに固定された固定部５Ｆと、固定部５Ｆの上端から前方へ延びる上部５Ｇと、固定部５Ｆの下端から前方へ延びる下部５Ｈとを有する。ダクト５Ｃは、上部５Ｇと下部５Ｈとの間に配置されていて、これらに連結されている。この状態において、プロペラ５Ｂ、リム５Ｄおよびダクト５Ｃは、上下方向の回動軸線Ｚまわりに回動可能である。バウスラスタ５は、プロペラ５Ｂ、リム５Ｄおよびダクト５Ｃをまとめて回動させるバウ転舵ユニット９０をさらに含む。バウ転舵ユニット９０は、例えばサーボモータで構成されており、例えばバッテリ７の電力を受けて作動する。バウ転舵ユニット９０に電力を供給するバッテリが、バッテリ７とは別に設けられてもよい。バウ転舵ユニット９０は、プロペラ５Ｂを回動させることによって、船体２の中心線Ｃに対する推進力Ｆ３の方向（以下、「転舵角θ」という。）を変化させる。
【００９８】
図１７は、船舶１００に備えられた推進システム３の電気的構成を示すブロック図である。以下では、船舶１に備えられた推進システム３（図３参照）と異なる電気的構成について説明する。船舶１００に備えられた推進システム３では、スロットル操作部１３がスロットルレバーを一つだけ備えることに対応して、スロットルセンサ６３は一つだけ設けられている。バウ転舵ユニット９０は、バウＥＣＵ８によって制御される。バウ転舵ユニット９０には、転舵角θを検出するための転舵角センサ９１が備えられている。転舵角センサ９１は、例えば、ポテンショメータからなる。転舵角センサ９１が検出した転舵角θの出力信号はバウＥＣＵ８に入力される。
【００９９】
船外機４を一つだけ備える船舶１００では、船外機４の推進力を船体２に対して左方のみまたは右方のみへ作用させることができないので、船外機４の推進力だけで船体２を左右へ並進移動させることはできない。しかし、船外機４およびバウスラスタ５による連携操船によって、船体２を左右へ並進移動させることができる。以下では、船舶１００の船体２を、例えば右方へ並進移動させるための第４例に係る操船について説明する。図１８は、第４例に係る操船による船舶１００の挙動を説明するための図である。
【０１００】
船舶１００は、船舶１と同様に図４のフローチャートに沿って操船される。そのため、
操船者がジョイスティック１４を右方へ傾倒させると、左右センサ６６が検出した右方へのジョイスティック１４の傾倒量を表す信号が、並進移動指令として航走制御装置６に入力される（ステップＳ５：ＹＥＳ）。このときに連携要求があれば（ステップＳ７：ＹＥＳ）、航走制御装置６は、船体目標値を演算する（ステップＳ１０）。具体的には、図１８を参照して、ジョイスティック１４の傾倒量に応じた右方への推進力Ｆ１が船体２に作用すれば、操船者が所望する速度で船体２を右方へ並進移動させることができる。そのためには、船外機４の推進力βとバウスラスタ５の推進力Ｆ３との合力が、推進力Ｆ１になる必要がある。さらに、推進力βによる旋回中心Ｐまわりのモーメントと、推進力Ｆ３による旋回中心Ｐまわりのモーメントとが打ち消し合うように、推進力Ｆβおよび推進力Ｆ３の大きさを設定する必要がある。
【０１０１】
航走制御装置６は、推進力Ｆ１の目標値（船体目標値）を、ジョイスティック１４の傾倒量に応じて設定する（ステップＳ１０）。そして、航走制御装置６は、推進力Ｆ１が目標値になるために必要な船外機４の推進力βおよびバウスラスタ５の推進力Ｆ３のそれぞれの目標値を、現在のバウスラスタ５の最大推進力等に基いて演算する（ステップＳ１３）。具体的には、航走制御装置６は、船外機４について推進力βおよび操舵角αのそれぞれの目標値を演算し、バウスラスタ５について推進力Ｆ３および転舵角θの目標値を演算する。その後の処理については、前述した通りである。
【０１０２】
船体２を右方へ並進移動させる場合には、航走制御装置６は、ステップＳ４において、推進力βの作用線γと推進力Ｆ３の作用線λとの交差位置Ｙが前後方向で旋回中心Ｐと一致し且つ旋回中心Ｐより右方に位置するように、操舵角αおよび転舵角θを変化させる。具体的には、航走制御装置６は、操舵角αおよび転舵角θの互いの絶対値が同じになるように、船外機４の推進ユニット３０を左方へ回動させ、バウスラスタ５のプロペラ５Ｂを平面視で時計回りまたは反時計回りさせる。そして、航走制御装置６は、船外機４には前進方向の推進力βを発生させ、バウスラスタ５には後進方向の推進力Ｆ３を発生させる。
【０１０３】
これにより、推進力βと推進力Ｆ３との合力が右方への推進力Ｆ１となって、船体２に作用するので、ジョイスティック１４を操作した操船者が所望する速度で船体２が右方へ並進移動する。このように、航走制御装置６は、船体２が並進移動するように、船外機４の推進力βの大きさおよび方向の少なくとも一方（ここでの説明では両方）に応じてバウ転舵ユニット９０を制御する。
【０１０４】
以上のように、この実施形態の第１〜第４例によれば、船外機４およびバウスラスタ５の少なくとも一方の状態に応じて、航走制御装置６が、船外機４およびバウスラスタ５の少なくとも他方を制御する。
この構成によれば、バウスラスタ５と船外機４とを連携させることができる。そのため、バウスラスタ５および船外機４が互いに異なる推進力特性を有していても、バウスラスタ５および船外機４における一方を、他方を補助するように作動させることができる。これにより、推進システム３は、操船者が所望する大きさおよび方向の推進力を速やかに発生して、その推進力を、操船者が所望する間において発生し続けることができる。したがって、推進システム３が搭載される船舶１および１００では、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。また、船外機４とバウスラスタ５との連携により、船外機４だけで発生できる推進力よりも大きな推進力を発生させることができる。
【０１０５】
第１例においては、航走制御装置６が、バウスラスタ５の状態に応じて、船外機４が発生する推進力を制御する。この構成によれば、船外機４がバウスラスタ５を補助するように推進力を発生するように制御できる。それにより、推進システム３は、バウスラスタ５の状態が変化しても、操船者が所望する推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【０１０６】
第１例においては、航走制御装置６が、バウスラスタ５の状態に応じて、転舵ユニット５０を制御して、船外機４の推進力の方向を変化させる。この構成によれば、航走制御装置６による転舵ユニット５０の制御によって、バウスラスタ５を補助するように船外機４の推進力の方向を変化させることができる。これにより、推進システム３は、バウスラスタ５の状態が変化しても、操船者が所望する方向の推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【０１０７】
第１例においては、航走制御装置６が、バウスラスタ５の推進力特性に影響する状態値を取得し、状態値に応じて船外機４を制御する。この状態値は、この実施形態では、電動モータ５Ａの温度や、バッテリ７の残容量を推定できる情報（バッテリ７の電圧、電流および残量や、電動モータ５Ａの駆動時間）である。この構成によれば、船外機４は、バウスラスタ５を補助するように、バウスラスタ５の状態値に応じた推進力を発生するように制御できる。これにより、バウスラスタ５の状態変化に応じてバウスラスタ５の状態値が変化しても、推進システム３は、操船者が所望する推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【０１０８】
第２例においては、航走制御装置６が、船外機４の状態に応じて、バウスラスタ５が発生する推進力を制御する。この構成によれば、バウスラスタ５が船外機４を補助するように推進力を発生することによって、推進システム３は、船外機４の状態が変化しても、操船者が所望する推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【０１０９】
第２例においては、航走制御装置６が、一定の大きさの推進力を発生するように船外機４を制御し、バウスラスタ５の推進力を、ジョイスティック１４による指令および船外機４が発生する一定の大きさの推進力に応じて制御する。
この構成によれば、操船者がジョイスティック１４を操作すると、一定の大きさの推進力を発生するように制御されている船外機４を補助するようにバウスラスタ５が推進力を発生する。これにより、推進システム３は、ジョイスティック１４を操作する操船者が所望する大きさおよび方向の推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【０１１０】
第３例においては、航走制御装置６が、船外機４が発生する推進力によって船体２が回頭するときに、その回頭を促進または抑制する推進力を発生するようにバウスラスタ５を制御する。この構成によれば、推進システム３は、船外機４とバウスラスタ５との連携により、操船者が所望するモーメントを船体２に発生させることによって、回頭時の船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【０１１１】
第３例においては、航走制御装置６が、船外機４が発生する推進力によって船体２の回頭を抑制するときに、その回頭抑制を補助する推進力を発生するようにバウスラスタ５を制御する。この構成によれば、推進システム３は、船外機４とバウスラスタ５との連携により、操船者が所望するように船体２のモーメントを減少させることによって、回頭抑制時の船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【０１１２】
第３例においては、航走制御装置６が、船外機４が発生する推進力によって船体２の位置を保持するときに、当該位置保持を補助する推進力を発生するようにバウスラスタ５を制御する。この構成によれば、推進システム３は、船外機４が発生する推進力と、バウスラスタ５が発生する推進力とによって、位置保持時の船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【０１１３】
第１〜第３例においては、バウスラスタ５が、船体２に対して一定方向の推進力を与える状態で設けられるように設計されている。この構成によれば、船体２に対して一定方向の推進力を与えるように設けられたバウスラスタ５と、船外機４とが連携することにより、推進システム３は、操船者が所望する推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【０１１４】
第１〜第３例においては、推進システム３が複数の船外機４を含み、航走制御装置６が、左右方向成分を含む方向に船体２が並進移動するように、バウスラスタ５および複数の船外機４を制御する。この構成によれば、航走制御装置６がバウスラスタ５および複数の船外機４を連携させることにより、推進システム３は、操船者が所望するように船体２を並進移動させるための推進力が発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【０１１５】
第１〜第３例においては、複数の船外機４がそれぞれ発生する推進力の作用線γの交差位置Ｘが船体２の旋回中心Ｐよりも後方の位置を含む範囲Ｗで可変であるように、複数の船外機４が設計されている。
この構成によれば、バウスラスタ５の推進力を船体２の旋回中心Ｐよりも前方で発生させて、複数の船外機４の推進力の合力を船体２の旋回中心Ｐよりも後方で作用させることができる。このときに、バウスラスタ５の推進力によるモーメントと当該合力によるモーメントとが打ち消し合うように船外機目標値やバウスラスタ目標値が定められるので、船体２の回頭を抑制することができる。これによって、操船者が所望する方向に船体２を並進移動させるための推進力が発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【０１１６】
第４例においては、バウスラスタ５が、船体２に対する推進力の方向を変化させるバウ転舵ユニット９０を含む。航走制御装置６が、左右方向成分を含む方向に船体２が並進移動するように、船外機４の推進力の大きさおよび方向の少なくとも一方に応じてバウ転舵ユニット９０を制御する。
この構成によれば、航走制御装置６が、船外機４の推進力の大きさおよび方向の少なくとも一方に応じてバウ転舵ユニット９０を制御して、バウスラスタ５の推進力の方向を変化させる。このようにバウスラスタ５が船外機４を補助するように推進力の方向を変化させることによって、推進システム３は、操船者が所望するように船体２を並進移動させるための推進力が発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【０１１７】
第４例においては、船外機４が、バウスラスタ５以外に船体２に搭載されるただ一つの推進機である。この構成によれば、バウスラスタ５と、ただ一つの船外機４とが連携することにより、推進システム３は、操船者が所望する推進力を発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
例えば第１例においては、航走制御装置６が、バウスラスタ５の駆動可能時間の報知と、駆動可能時間が短くなった場合における警告とを実施する（ステップＳ１４）。この構成によれば、バウスラスタ５の連続駆動が一定時間に制限される場合であっても、操船者の意図せぬタイミングにバウスラスタ駆動不可状態が発生することを回避できる。
【０１１８】
第１〜第４例においては、船外機４が、船体２の旋回中心Ｐよりも後方で推進力を船体２に作用させるように設計されている。この構成によれば、バウスラスタ５の推進力を船体２の旋回中心Ｐよりも前方で船体２に作用させて、船外機４の推進力を船体２の旋回中心Ｐよりも後方で船体２に作用させることができる。このときに、バウスラスタ５の推進力によるモーメントと船外機４の推進力によるモーメントとが打ち消し合うように各目標値が設定されるので、船体２の回頭を抑制することができる。これによって、推進システム３は、操船者が所望する方向に船体２を並進移動させるための推進力が発生することができる。そのため、船体挙動を操船者の意図に近付けることができる。
【０１１９】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。いくつかの例を以下に列記する。
例えば、船体２の並進移動について、右方への並進移動について説明したが、このような横移動は一例に過ぎず、連携操船は、斜め移動等の左右方向成分を含む全ての方向への並進移動に適用できる。もちろん、連携操船は、並進移動以外の移動（例えば通常航走中における旋回）にも適用できる。
【０１２０】
また、前述の第２例では、バウスラスタ５の最大推進力が過大である場合に、船外機４の推進力に応じてバウスラスタ５の推進力が減少するように調整される。例えば、推進システム３の初期設定時において、バウスラスタ５の最大推進力は、連携操船の場合には当初よりも小さくなるように変更できてもよい。
また、船外機４の代わりに、船内外機や、ウォータージェットドライブを用いてもよい。船内外機は、原動機が船内に配置され、推進力発生部材および舵切り機構を含むドライブユニットが船外に配置されたものである。船内機は、原動機およびドライブユニットがいずれも船体に内蔵され、ドライブユニットからプロペラシャフトが船外に延び出た形態を有する。この場合、舵取り機構は別途設けられる。ウォータージェットドライブは、船底から吸い込んだ水をポンプで加速し、船尾の噴射ノズルから噴射することで推進力を得るものである。この場合、舵取り機構は、噴射ノズルと、この噴射ノズルを水平面に沿って回動させる機構とで構成される。
【０１２１】
以上で説明した様々な特徴は、適宜組み合わされてもよい。
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】
【０１２２】
１：船舶、２：船体、２Ｂ：船首、３：船舶用推進システム、４：船外機、５：バウスラスタ、５Ａ：電動モータ、５Ｂ：プロペラ、６：航走制御装置、７：バッテリ、１２：ステアリング操作部、１３：スロットル操作部、１４：ジョイスティック、５０：転舵ユニット、９０：バウ転舵ユニット、１００：船舶、Ｐ：旋回中心、Ｗ：範囲、Ｘ：交差位置、β：船外機４の推進力、γ：推進力βの作用線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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