(57)【要約】  転舵角が可変な船外機２０と、船舶１００が左右へ移動するための推進力を生成するスラスタ４０と、船外機２０の転舵角及びスラスタ４０の出力を変更するためのステアリング装置３５と、を有する船舶１００の操縦を支援するＥＣＵ２１は、ステアリング装置３５の操作に応じて船外機２０の転舵角とスラスタ４０の出力の少なくとも一方を制御する制御部２１Ｃと、船外機２０のプロペラ２７の回転速度を検出する回転速度検出部２１Ａと、ステアリング装置３５の操作によって指定される転舵角と上記回転速度とに基づいて船舶１００の回転動力を求める回転動力算出部２１Ｂと、を備える。制御部２１Ｃは、この回転動力に基づいてスラスタ４０の出力を制御する。
2019159289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の船尾に取り付けられ、転舵角が可変な第一の推進装置と、前記船舶に取り付けられ、前記船舶が左右へ移動するための推進力を生成する第二の推進装置と、前記第一の推進装置の転舵角及び前記第二の推進装置の出力を変更するための操舵機構と、を有する前記船舶の操縦を支援する操船支援装置であって、
前記操舵機構の操作に応じて、前記第一の推進装置の転舵角と前記第二の推進装置の出力の少なくとも一方を制御する制御部と、
前記第一の推進装置に含まれるプロペラの回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記操舵機構の操作によって指定される前記転舵角と前記回転速度とに基づいて前記船舶の回転動力を求める回転動力算出部と、を備え、
前記制御部は、前記回転動力に基づいて、前記第二の推進装置の出力を制御する操船支援装置。
【請求項２】
請求項１記載の操船支援装置であって、
前記制御部は、前記船舶を回頭させるために必要な必要回転動力と前記回転動力との差に基づいて、前記第二の推進装置の出力を制御する操船支援装置。
【請求項３】
請求項２記載の操船支援装置であって、
前記制御部は、前記必要回転動力よりも前記回転動力が小さくなっている状態にて、前記差が大きいほど、前記第二の推進装置の出力を高くする操船支援装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の操船支援装置であって、
前記制御部は、前記第一の推進装置のギアがニュートラルの状態にて前記操舵機構が操作された場合には、前記第二の推進装置の出力のみを制御して前記船舶を回頭させる操船支援装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の操船支援装置であって、
前記制御部は、前記船舶の航行速度が第一閾値以上の状態にて前記操舵機構が第二閾値以上の角速度で操作された場合には、前記第一の推進装置の転舵角を所定値に制御し、
前記回転動力算出部は、前記回転速度と前記所定値とに基づいて前記船舶の第二の回転動力を求め、
更に、前記制御部は、前記船舶を回頭させるために必要な必要回転動力と前記第二の回転動力との差に基づいて、前記第二の推進装置の出力を制御する操船支援装置。
【請求項６】
請求項５記載の操船支援装置であって、
前記制御部は、前記必要回転動力と前記第二の回転動力との前記差が大きいほど、前記第二の推進装置の出力を高くする操船支援装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の操船支援装置を備える船外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の操船を支援する操船支援装置とこれを備える船外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、船体の後部に取り付けられた船外機と、船体の前後にそれぞれ設けられて船体を左右に移動させるためのスラスタと、を備える船舶が開示されている。この船舶では、ステアリングホイールの操作により、船外機の操作とスラスタの操作とを行うことが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２０１６−７４２５０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に記載されているように、ステアリングホイールのような１つの操舵機構を操作することで複数の転舵機構（船外機及びスラスタ）を操作する場合には、操舵機構の操作状態だけを考慮してスラスタの出力を決定すると、船舶の航行状態によっては正確な回頭ができなくなったり、不必要に回頭がなされてしまったりする可能性がある。【０００５】
特許文献１は、船外機のスラスタの出力をどのように制御すべきかについて考慮していない。【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、１つの操舵機構を操作して船舶の回頭を行う場合に、回頭を安定且つ正確に行うことを可能にする操船支援装置と、これを備える船外機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の操船支援装置は、船舶の船尾に取り付けられ、転舵角が可変な第一の推進装置と、前記船舶に取り付けられ、前記船舶が左右へ移動するための推進力を生成する第二の推進装置と、前記第一の推進装置の転舵角及び前記第二の推進装置の出力を変更するための操舵機構と、を有する前記船舶の操縦を支援する操船支援装置であって、前記操舵機構の操作に応じて、前記第一の推進装置の転舵角と前記第二の推進装置の出力の少なくとも一方を制御する制御部と、前記第一の推進装置に含まれるプロペラの回転速度を検出する回転速度検出部と、前記操舵機構の操作によって指定される前記転舵角と前記回転速度とに基づいて前記船舶の回転動力を求める回転動力算出部と、を備え、前記制御部は、前記回転動力に基づいて、前記第二の推進装置の出力を制御するものである。【０００８】
本発明の船外機は、前記操船支援装置を備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、１つの操舵機構を操作して船舶の回頭を行う場合に、回頭を安定且つ正確に行うことを可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の操船支援装置の一実施形態であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）を含む船舶の外観構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す船舶のハードウェアの要部構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示すＥＣＵの機能ブロックを示す図である。
【図４】ステアリング装置が操作されたときの図３に示すＥＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】ステアリング装置が操作されたときの図３に示すＥＣＵの動作の変形例を説明するためのフローチャートである。
【図６】図３に示すＥＣＵの機能ブロックの変形例を示す図である。
【図７】ステアリング装置が操作されたときの図６に示すＥＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の操船支援装置の一実施形態であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２１を含む船舶１００の外観構成を示す模式図である。
【００１３】
船舶１００は、船体１０と、船体１０の船尾１０ａに取り付けられた転舵角が可変な第一の推進装置を構成する船外機２０と、船体１０の船首に取り付けられ、船体１０が左右へ移動するための推進力を生成する第二の推進装置を構成するスラスタ４０と、船体１０に設けられたＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信機３１、シフト・スロットル操作装置３４、及び操舵機構を構成するステアリング装置３５と、を備える。
【００１４】
ＧＰＳ受信機３１は、ＧＰＳ衛星から信号を受信し、受信した信号をＥＣＵ２１に送信する。
【００１５】
スラスタ４０は、図示省略のスラスタ用モータと、このスラスタ用モータからの動力によって回転する図示省略のプロペラと、を備える。スラスタ４０のスラスタ用モータはＥＣＵ２１によって制御される。
【００１６】
船外機２０は、ＥＣＵ２１と、図示省略の内燃機関と、この内燃機関からの動力によって回転するプロペラ２７と、スロットル用モータ２３と、転舵用モータ２４と、シフト用モータ２６と、を備える。
【００１７】
スロットル用モータ２３は、内燃機関のスロットルバルブを開閉駆動するためのアクチュエータである。
【００１８】
転舵用モータ２４は、船外機２０を鉛直軸周りに回転させて船体１０の船首と船尾１０ａを結ぶ方向に対する船外機２０の向きを変える転舵機構を駆動するためのアクチュエータである。
【００１９】
シフト用モータ２６は、プロペラ２７の回転方向を正逆で切り替えるシフト機構を駆動するためのアクチュエータである。
【００２０】
ＥＣＵ２１と、ＧＰＳ受信機３１、シフト・スロットル操作装置３４、及びステアリング装置３５と、は、有線通信又は無線通信によって通信可能に構成される。
【００２１】
ＥＣＵ２１と、ＧＰＳ受信機３１、シフト・スロットル操作装置３４、及びステアリング装置３５とは、例えばＮＭＥＡ（ＮａｔｉｏｎａｌＭａｒｉｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ。米国船舶用電子機器協会）で規格された通信方式（例えばＮＭＥＡ２０００。具体的にはＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ））で接続される。
【００２２】
シフト・スロットル操作装置３４は、操縦席近傍に配置されたリモートコントロールボックス３４０の内部に回転自在に支持された図示省略の回転軸と、この回転軸に取り付けられ初期位置から前後方向に揺動操作自在なシフト・スロットルレバー３４ａと、リモートコントロールボックス３４０の内部に配置された図示省略のレバー位置センサと、により構成される。
【００２３】
レバー位置センサは、操船者によるシフト・スロットルレバー３４ａの操作位置（シフト・スロットル操作装置３４の回転軸の回転角）を検出し、その操作位置に応じた信号を出力する。レバー位置センサから出力された信号はＥＣＵ２１に送信される。
【００２４】
この回転角は、シフト・スロットルレバー３４ａが初期位置にある状態が例えば０度とされ、シフト・スロットルレバー３４ａが初期位置よりも前方向に倒された状態では例えば９０度まで変化し、シフト・スロットルレバー３４ａが初期位置よりも後方向に倒された状態では例えば−９０度まで変化する。
【００２５】
シフト・スロットル操作装置３４の回転軸の回転角の絶対値と、船外機２０の内燃機関のスロットルバルブ開度とは対応付けて管理されている。
【００２６】
ＥＣＵ２１は、シフト・スロットル操作装置３４の回転軸の回転角に応じた信号を受けると、スロットルバルブ開度がこの回転角の絶対値に対応した値となるようにスロットル用モータ２３を制御する。シフト・スロットル操作装置３４の回転軸の回転角の絶対値が大きいほど、スロットルバルブ開度は大きく制御され、プロペラ２７の回転数は大きくなる。
【００２７】
シフト・スロットル操作装置３４の回転軸の回転角の符号（シフト・スロットルレバー３４ａの回転方向）と、プロペラ２７の回転方向とは対応付けて管理されている。
【００２８】
例えば、符号がプラスの回転角にはプロペラ２７の回転方向として正方向が対応づけられ、符号がマイナスの回転角にはプロペラ２７の回転方向として逆方向が対応づけられている。プロペラ２７が正方向に回転することで船体１０は前進し、プロペラ２７が逆方向に回転することで船体１０は後進する。
【００２９】
ＥＣＵ２１は、シフト・スロットル操作装置３４の回転軸の回転角に応じた信号を受けると、プロペラ２７の回転方向がこの回転軸の回転方向に対応した状態となるようにシフト用モータ２６を制御する。なお、シフト・スロットルレバー３４ａが初期位置にされると、船外機２０に含まれるシフト機構のギアがニュートラルの状態となり、プロペラ２７の駆動は行われない状態になる。
【００３０】
ステアリング装置３５は、シャフトを回転軸として回転自在に構成されたステアリングホイール３５ａと、このシャフト近傍に設けられステアリングホイール３５ａの操舵角を検出して操舵角に応じた信号を出力する図示省略の操舵角センサと、により構成されている。操舵角センサから出力される操舵角に応じた信号は、ＥＣＵ２１に送信される。
【００３１】
ステアリングホイール３５ａの操舵角と、船外機２０の鉛直軸周りの回転角度（転舵角）とは対応付けて管理されている。ＥＣＵ２１は、ステアリングホイール３５ａの操舵角に応じた信号を受けると、船外機２０の転舵角がこの操舵角に対応した値となるように転舵用モータ２４を制御する。
【００３２】
図２は、図１に示す船舶１００のハードウェアの要部構成を示すブロック図である。
【００３３】
船外機２０は、ＥＣＵ２１、スロットル用モータ２３、転舵用モータ２４、及びシフト用モータ２６を備える。船外機２０は、図２には示されていないが、内燃機関、転舵機構、シフト機構、及びプロペラ２７（図１参照）等を更に備える。
【００３４】
ＥＣＵ２１は、プログラムを実行して処理を行う各種のプロセッサと、ＲＡＭ（Ｒａｍｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。ＲＯＭには、船体１０を回頭させるために必要な船舶１００の回転動力（以下、必要回転動力という）が予め記憶されている。この必要回転動力は、船体１０のサイズ等によって決まる値である。
【００３５】
上記の各種のプロセッサとしては、プログラムを実行して各種処理を行う汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｓｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＰＬＤ）、又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
【００３６】
これら各種のプロセッサの構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。
【００３７】
ＥＣＵ２１のプロセッサは、各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ又はＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。
【００３８】
図３は、図２に示すＥＣＵ２１の機能ブロックを示す図である。
【００３９】
ＥＣＵ２１は、内蔵するＲＯＭに格納されたプログラムをプロセッサが実行して船外機２０及び船舶１００の各種ハードウェアと協働することにより、回転速度検出部２１Ａ、回転動力算出部２１Ｂ、及び制御部２１Ｃとして機能する。
【００４０】
プロペラ回転速度検出部２１Ａは、船外機２０に含まれるプロペラ２７の回転速度を検出する。
【００４１】
プロペラ回転速度検出部２１Ａは、プロペラ２７のシャフトに取り付けられた回転数を検出するセンサから転送されてくるプロペラ２７の回転数の情報に基づいて、プロペラ２７の回転速度を算出する。
【００４２】
回転動力算出部２１Ｂは、ステアリング装置３５の操作によって指定される船外機２０の転舵角と、プロペラ回転速度検出部２１Ａにより算出された回転速度と、に基づいて、船舶１００の回転動力を求める。
【００４３】
具体的には、回転動力算出部２１Ｂは、プロペラ２７の回転速度をＶとし、αをプロペラ２７によって決まるプロペラ２７固有の定数とし、ステアリング装置３５の操作によって指定される船外機２０の転舵角をθとした場合に、以下の式（１）によって、船舶１００の回転動力Ｆを求める。
【００４４】
Ｆ＝Ｖ×α×ｓｉｎθ    （１）
【００４５】
式（１）における“Ｖ×α”は、船体１０が回頭しようとする力に相当する。回転速度Ｖが大きい、すなわち、船舶１００が加速している状況では、船外機２０は曲がりたい方向に水を強く押し出すことになる。このため、船体１０が回頭しようとする力は大きくなる。
【００４６】
一方、回転速度Ｖが小さい、すなわち、船舶１００が減速している状況では、船外機２０による曲がりたい方向への水の押し出しが少なくなる。このため、船体１０が回頭しようとする力は小さくなる。したがって、船舶１００が減速しているときには、式（１）で求まる回転動力Ｆが上述した必要回転動力に達しない可能性がある。
【００４７】
制御部２１Ｃは、ステアリング装置３５の操作に応じて、船外機２０の転舵角とスラスタ４０の出力の少なくとも一方を制御する。
【００４８】
具体的には、制御部２１Ｃは、ステアリング装置３５が操作されて所定の転舵角に指定された場合には、この転舵角とその操作がなされた時点でのプロペラ２７の回転速度とから回転動力算出部２１Ｂにより算出された回転動力Ｆと、ＲＯＭに記憶されている必要回転動力とを比較する。
【００４９】
制御部２１Ｃは、回転動力Ｆが必要回転動力以上となっている場合には、スラスタ４０を作動させずとも、船体１０を回頭させることができると判断し、指定された転舵角となるように転舵用モータ２４を制御して、船外機２０の転舵角を制御する。つまり、制御部２１Ｃは、回転動力Ｆが必要回転動力以上となっている場合には、スラスタ４０を作動させず、停止させたままに制御する。
【００５０】
一方、制御部２１Ｃは、回転動力Ｆが必要回転動力未満となっており、船体１０を回頭させるための回転動力が不足している状態においては、この不足分を、スラスタ４０を作動させることで補う。
【００５１】
つまり、制御部２１Ｃは、回転動力Ｆが必要回転動力未満の場合には、船外機２０の転舵用モータ２４を制御して船外機２０の転舵角を制御し、更に、スラスタ用モータを制御してスラスタ４０を作動させてスラスタ４０の推進力を制御する。このとき、スラスタ４０の推進力が、必要回転動力から回転動力Ｆを減算して得られる回転動力以上となるように、スラスタ用モータが制御される。
【００５２】
図４は、ステアリング装置３５が操作されたときのＥＣＵ２１の動作を説明するためのフローチャートである。
【００５３】
ステアリング装置３５が操作されると、ＥＣＵ２１の回転動力算出部２１Ｂは、ステアリング装置３５の操舵角を取得する（ステップＳ１）。
【００５４】
次に、ＥＣＵ２１のプロペラ回転速度検出部２１Ａは、プロペラ２７の回転速度を検出する（ステップＳ２）。
【００５５】
次に、ＥＣＵ２１の回転動力算出部２１Ｂは、ステップＳ１にて取得した操舵角に対応する転舵角と、ステップＳ２にて算出された回転速度とから、式（１）の演算により、船舶１００の回転動力Ｆを算出する（ステップＳ３）。
【００５６】
次に、ＥＣＵ２１の制御部２１Ｃは、ステップＳ３にて算出された回転動力Ｆと必要回転動力を比較し、回転動力Ｆが必要回転動力以上となる場合（ステップＳ４：ＮＯ）には、ステップＳ１にて取得された操舵角に対応する転舵角となるように、転舵用モータ２４を制御する（ステップＳ５）。
【００５７】
一方、ＥＣＵ２１の制御部２１Ｃは、回転動力Ｆが必要回転動力未満となって回転動力が不足している場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）には、ステップＳ１にて取得された操舵角に対応する転舵角となるように、転舵用モータ２４を制御する（ステップＳ６）。更に、制御部２１Ｃは、回転動力Ｆと必要回転動力の差に応じて、スラスタ４０のスラスタ用モータを制御する（ステップＳ７）。
【００５８】
具体的には、ステップＳ７において、ＥＣＵ２１の制御部２１Ｃは、回転動力Ｆと必要回転動力の差が大きいほど、スラスタ用モータの回転数を上げて、スラスタ４０の出力（推進力）を高くする。
【００５９】
以上のように、船外機２０によれば、プロペラ２７の回転速度に基づいてスラスタ４０の推進力が制御される。このため、船舶１００の航行状態に応じた正確且つ安定した回頭を行うことができる。
【００６０】
例えば、船舶１００が加速中（プロペラ２７の回転速度が速い）の状況においてはスラスタ４０が作動されないことで、船体１０が必要以上に回頭してしまうのを防ぐことができる。一方、船舶１００が減速中（プロペラ２７の回転速度が遅い）の状況においてはスラスタ４０が作動されて回転動力が補われることで、船体１０を意図した方向に回頭させることができる。また、転覆の危険が伴うブローチング状態においても、図４の制御を行うことで回頭が可能となり、船舶１００の転覆を防ぐことができる。
【００６１】
以上の説明では、スラスタ４０が船体１０の船首に予め組み付けられたものとしている。しかし、スラスタ４０は、例えば船首から吊り下げて用いられるタイプを採用してもよい。このタイプを採用する場合には、ＥＣＵ２１の制御部２１Ｃが、ステップＳ７においてスラスタ４０を制御する際に、ステアリング装置３５の操舵角に対応させてスラスタ４０の向きを変える。このようにすることで、船体１０の回頭をより安定して行うことが可能となる。
【００６２】
図５は、ステアリング装置３５が操作されたときのＥＣＵ２１の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。
【００６３】
図５に示すフローチャートは、図４のフローチャートに対しステップＳ１１とステップＳ１２とステップＳ１３が追加されたものである。図５において図４と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。
【００６４】
ステアリング装置３５が操作されると、ＥＣＵ２１の制御部２１Ｃは、シフト・スロットル操作装置３４の操作位置から、船外機２０のギヤがニュートラルの状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００６５】
船外機２０のギヤがニュートラルの状態ではない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）には、前述したステップＳ１以降の処理が行われる。
【００６６】
船外機２０のギヤがニュートラルの状態であった場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）には、ＥＣＵ２１の制御部２１Ｃは、ステアリング装置３５の操舵角を取得する（ステップＳ１２）。
【００６７】
そして、ＥＣＵ２１の制御部２１Ｃは、この操舵角に対応した転舵角となるように、スラスタ用モータを駆動して、スラスタ４０の推進力を制御する（ステップＳ１３）。
【００６８】
ステアリング装置３５によって指定される転舵角とスラスタ４０の推進力とは予め対応付けて管理されている。ＥＣＵ２１の制御部２１Ｃは、この管理している情報にしたがって、スラスタ４０の推進力を制御する。
【００６９】
以上のように、船外機２０がニュートラルの状態にある場合には、スラスタ４０のみによって船体１０の回頭を行うことができる。このため、船舶１００の接岸時や方向転換時などを容易に行うことができる。
【００７０】
図６は、図３に示すＥＣＵ２１の機能ブロックの変形例を示す図である。
【００７１】
図６に示す変形例のＥＣＵ２１は、内蔵するＲＯＭに格納されたプログラムをプロセッサが実行して船外機２０及び船舶１００の各種ハードウェアと協働することにより、プロペラ回転速度検出部２１Ａ、回転動力算出部２１Ｂ、制御部２１Ｃ、速度検出部２１Ｄ、及び操舵角速度検出部２１Ｅとして機能する。
【００７２】
プロペラ回転速度検出部２１Ａは、図３と同じ構成である。
【００７３】
速度検出部２１Ｄは、図２のＧＰＳ受信機３１から送られてくる受信信号に基づいて、船舶１００の航行速度を検出する。
【００７４】
操舵角速度検出部２１Ｅは、ステアリング装置３５に含まれる操舵角センサの情報に基づいて、ステアリング装置３５が操作されたときにおけるステアリングホイール３５ａの操舵角の角速度を検出する。
【００７５】
制御部２１Ｃは、船舶１００が高速航行中に急ハンドルを切られた場合、つまり、船舶１００の航行速度が予め決められた第一閾値以上の状態にて、ステアリングホイール３５ａが予め決められた第二閾値以上の角速度で操作された場合には、船外機２０の転舵角を所定値に制御する。この所定値は、船舶１００の転覆を防ぐことができる程度に十分に小さな値が予め設定される。
【００７６】
回転動力算出部２１Ｂは、図３に示す回転動力算出部２１Ｂの機能に加えて、上記の所定値に転舵角が制御された場合には、プロペラ回転速度検出部２１Ａにより検出された回転速度と、上記の所定値とに基づいて、船舶１００の回転動力（以下、制限時回転動力という）を求める機能を持つ。
【００７７】
制御部２１Ｃは、必要回転動力と回転動力算出部２１Ｂにより算出された制限時回転動力との差に基づいて、スラスタ４０の出力を制御する。
【００７８】
図７は、ステアリング装置３５が操作されたときの図６に示すＥＣＵ２１の動作を説明するためのフローチャートである。
【００７９】
図７に示すフローチャートは、図４に示すフローチャートに、ステップＳ３０、ステップＳ３１、ステップＳ３２、ステップＳ３３、ステップＳ３４、ステップＳ３５、及びステップＳ３６が追加されたものである。図７において図４と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。
【００８０】
ステアリング装置３５が操作されると、ＥＣＵ２１の操舵角速度検出部２１Ｅは、ステアリング装置３５に含まれる操舵角センサの検出情報に基づいて、操舵角の角速度を算出する（ステップＳ３０）。
【００８１】
次に、ＥＣＵ２１の制御部２１Ｃは、ステップＳ３０にて算出された角速度が第一閾値ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。
【００８２】
ステップＳ３０にて算出された角速度が第一閾値ｔｈ１未満であった場合（ステップＳ３１：ＮＯ）には、前述したステップＳ１以降の処理が行われる。
【００８３】
ステップＳ３０にて算出された角速度が第一閾値ｔｈ１以上であった場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）には、ＥＣＵ２１の速度検出部２１Ｄにより船舶１００の航行速度が検出される（ステップＳ３２）。
【００８４】
ステップＳ３２の後、ＥＣＵ２１の制御部２１Ｃは、ステップＳ３２にて検出された航行速度が第二閾値ｔｈ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。
【００８５】
ステップＳ３３の判定がＮＯの場合には、ステップＳ１以降の処理が行われる。
【００８６】
ステップＳ３３の判定がＹＥＳの場合には、ＥＣＵ２１の制御部２１Ｃは、転舵用モータ２４を制御して船外機２０の転舵角を上記の所定値に制御する（ステップＳ３４）。この所定値は、例えば、ステアリング装置３５の操作によって指定された操舵角よりも小さい値が設定される。
【００８７】
次に、ＥＣＵ２１のプロペラ回転速度検出部２１Ａは、プロペラ２７の回転速度を検出する（ステップＳ３５）。
【００８８】
次に、ＥＣＵ２１の回転動力算出部２１Ｂは、ステップＳ３４にて制御された転舵角の上記所定値と、ステップＳ３５にて検出された回転速度とから、式（１）の演算により、船舶１００の制限時回転動力を算出する（ステップＳ３６）。
【００８９】
次に、ＥＣＵ２１の制御部２１Ｃは、ステップＳ３６にて算出された制限時回転動力を必要回転動力から減算して不足分の回転動力を算出し、この不足分の回転動力が得られるように、スラスタ４０の出力を制御する（ステップＳ３７）。
【００９０】
具体的には、ステップＳ３７において、ＥＣＵ２１の制御部２１Ｃは、ステップＳ３６にて算出された制限時回転動力と必要回転動力の差が大きいほど、スラスタ用モータの回転数を上げて、スラスタ４０の出力（推進力）を高くする。
【００９１】
なお、図７に示すフローチャートにおいて、ステップＳ３２及びステップＳ３３をステップＳ３０の前に行い、ステップＳ３３の判定がＹＥＳとなったときにステップＳ３０以降の処理が行われるようにしてもよい。この場合には、ステップＳ３１の判定がＹＥＳとなった場合にステップＳ３４以降の処理が行われる。
【００９２】
以上のように、図６に示すＥＣＵ２１によれば、船舶１００が高速航行中に急ハンドルが切られた場合であっても、転舵角が所定値に制限されるため、船舶１００の転覆を防ぐことができる。また、転舵角が制限されたことによって不足する回転動力がスラスタ４０の出力によって補われる。このため、船体１０の回頭を意図したとおりに安定して行うことができる。
【００９３】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
【００９４】
例えば、ここまで説明してきた船舶１００において、ＧＰＳ受信機３１は船外機２０に内蔵されていてもよい。また、シフト・スロットル操作装置３４及びステアリング装置３５を船外機２０が有する構成であってもよい。また、図３又は図６に示すＥＣＵ２１の各ブロックの機能を、船体１０に搭載されている船外機２０以外のプロセッサや、船体１０に設置されるコンピュータのプロセッサ等によって実現させてもよい。
【００９５】
また、船舶１００は、第一の推進装置として船外機２０を有しているが、船外機２０が船内機に置き換えられた構成であってもよい。また、船外機２０又は船内機は、ガソリン等の燃料によって動作するものに限らず、電動モータによってプロペラを回転させて推進力を得るものであってもよい。
【００９６】
以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。
（１）
船舶（例えば上述した実施形態における船舶１００）の船尾（例えば上述した実施形態における船尾１０ａ）に取り付けられ、転舵角が可変な第一の推進装置（例えば上述した実施形態における船外機２０）と、前記船舶に取り付けられ、前記船舶が左右へ移動するための推進力を生成する第二の推進装置（例えば上述した実施形態におけるスラスタ４０）と、前記第一の推進装置の転舵角及び前記第二の推進装置の出力を変更するための操舵機構（例えば上述した実施形態におけるステアリング装置３５）と、を有する前記船舶の操縦を支援する操船支援装置（例えば上述した実施形態におけるＥＣＵ２１）であって、
前記操舵機構の操作に応じて、前記第一の推進装置の転舵角と前記第二の推進装置の出力の少なくとも一方を制御する制御部（例えば上述した実施形態における制御部２１Ｃ）と、
前記第一の推進装置に含まれるプロペラの回転速度を検出する回転速度検出部（例えば上述した実施形態における回転速度検出部２１Ａ）と、
前記操舵機構の操作によって指定される前記転舵角と前記回転速度とに基づいて前記船舶の回転動力を求める回転動力算出部（例えば上述した実施形態における回転動力算出部２１Ｂ）と、を備え、
前記制御部は、前記回転動力に基づいて、前記第二の推進装置の出力を制御する操船支援装置。
【００９７】
（１）によれば、第一の推進装置の転舵角とプロペラの回転速度とに基づいて求められた回転動力に基づいて第二の推進装置の出力が制御される。このため、船舶の航行状況によらずに、正確且つ安定した回頭動作を実現することができる。
【００９８】
（２）
（１）記載の操船支援装置であって、
前記制御部は、前記船舶を回頭させるために必要な必要回転動力と前記回転動力との差に基づいて、前記第二の推進装置の出力を制御する操船支援装置。
【００９９】
（２）によれば、必要回転動力と回転動力との差に基づいて、第二の推進装置の出力が制御されるため、回転動力が足りなくなる航行状況においても、正確且つ安定した回頭動作を実現することができる。
【０１００】
（３）
（２）記載の操船支援装置であって、
前記制御部は、前記必要回転動力よりも前記回転動力が小さくなっている状態にて、前記差が大きいほど、前記第二の推進装置の出力を高くする操船支援装置。
【０１０１】
（３）によれば、必要回転動力と回転動力との差が大きいほど第二の推進装置の出力が高く制御されるため、回転動力が足りなくなる航行状況においても、正確且つ安定した回頭動作を実現することができる。
【０１０２】
（４）
（１）〜（３）のいずれか１つに記載の操船支援装置であって、
前記制御部は、前記第一の推進装置のギアがニュートラルの状態にて前記操舵機構が操作された場合には、前記第二の推進装置の出力のみを制御して前記船舶を回頭させる操船支援装置。
【０１０３】
（４）によれば、ギアがニュートラルの状態においては第二の推進装置のみで回頭が可能となるため、例えば船舶の接岸時や方向転換時等の操作が容易となる。
【０１０４】
（５）
（１）〜（４）のいずれか１つに記載の操船支援装置であって、
前記制御部は、前記船舶の航行速度が第一閾値以上の状態にて前記操舵機構が第二閾値以上の角速度で操作された場合には、前記第一の推進装置の転舵角を所定値に制御し、
前記回転動力算出部は、前記回転速度と前記所定値とに基づいて前記船舶の第二の回転動力を求め、
更に、前記制御部は、前記船舶を回頭させるために必要な必要回転動力と前記第二の回転動力との差に基づいて、前記第二の推進装置の出力を制御する操船支援装置。
【０１０５】
（５）によれば、高速で船舶が航行している状態にて操舵機構が急激に操作された場合には、転舵角が所定値に制御されるため、船舶の転覆を防ぐことができる。また、転舵角が制御された分の回転動力が第二の推進装置の出力によって補われるため、回頭動作を安定して行うことができる。
【０１０６】
（６）
（５）記載の操船支援装置であって、
前記制御部は、前記必要回転動力と前記第二の回転動力との前記差が大きいほど、前記第二の推進装置の出力を高くする操船支援装置。
【０１０７】
（６）によれば、必要回転動力と第二の回転動力との差が大きいほど、第二の推進装置の出力が高くなるため、船舶の回頭をスムーズに行うことができる。
【０１０８】
（７）
（１）〜（６）のいずれか１つに記載の操船支援装置を備える船外機。
【０１０９】
（７）によれば、船外機が操船支援装置を有するため、船舶の改造等が不要となり、船舶の製造コストの増大を防ぐことができる。また、操船支援装置を別途用意する必要がないため、システム導入を容易に行うことができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１００  船舶
１０  船体
１０ａ  船尾
２０  船外機
２１  ＥＣＵ
２１Ａ  プロペラ回転速度検出部
２１Ｂ  回転動力算出部
２１Ｃ  制御部
２１Ｄ  速度検出部
２１Ｅ  操舵角速度検出部
２３  スロットル用モータ
２４  転舵用モータ
２６  シフト用モータ
２７  プロペラ
３１  ＧＰＳ受信機
３４  シフト・スロットル操作装置
３４ａ  シフト・スロットルレバー
３４０  リモートコントロールボックス
３５  ステアリング装置
３５ａ  ステアリングホイール
４０  スラスタ
【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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【国際調査報告】
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