操船支援装置
【課題】操作系の持ち替えの手間を省き、操船を容易にする。
【解決手段】推進機１１，１２および操舵機構を備えた船舶１のための操船支援装置を提供する。操船支援装置は、推進機１１，１２を前進駆動するための前進駆動位置、前記推進機を後進駆動するための後進駆動位置、および推進機１１，１２を非作動状態とする中立位置を選択可能なスロットルレバー８ａ，８ｂを含む第１操作手段と、スロットルレバー８ａ，８ｂに設けられ船舶１の左方向への移動を指令するための左移動操作子１８Ｌと、スロットルレバー８ａ，８ｂに設けられ船舶１の右方向への移動を指令するための右移動操作子１８Ｒとを含む、第２操作手段と、前記第２操作手段および前記第１操作手段の操作位置に応じて、推進機１１，１２のための目標推進力および前記操舵機構のための目標操舵角を含む目標値を求める目標値演算手段とを含む。
【解決手段】推進機１１，１２および操舵機構を備えた船舶１のための操船支援装置を提供する。操船支援装置は、推進機１１，１２を前進駆動するための前進駆動位置、前記推進機を後進駆動するための後進駆動位置、および推進機１１，１２を非作動状態とする中立位置を選択可能なスロットルレバー８ａ，８ｂを含む第１操作手段と、スロットルレバー８ａ，８ｂに設けられ船舶１の左方向への移動を指令するための左移動操作子１８Ｌと、スロットルレバー８ａ，８ｂに設けられ船舶１の右方向への移動を指令するための右移動操作子１８Ｒとを含む、第２操作手段と、前記第２操作手段および前記第１操作手段の操作位置に応じて、推進機１１，１２のための目標推進力および前記操舵機構のための目標操舵角を含む目標値を求める目標値演算手段とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、推進機および操舵機構を備えた船舶のための操船支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船尾に備えられた一対の船外機の出力および操舵角を制御することによって、船舶を回頭させることなく横移動させることができる操船支援装置が提案されている（特許文献１）。この操船支援装置では、停泊操船支援開始ボタンを操作すると、通常航走モードから停泊操船支援モードに制御モードが切り換わる。停泊操船支援モードでは、十字ボタンの操作によって船舶を前後左右に横移動させることができる。これにより、離着岸時の操船が容易になる。横移動以外の通常の操船に際しては、操船者は、ステアリングハンドルを操作して操舵角を制御し、リモコンレバーを操作して船外機出力を制御する。
【０００３】
通常航走モードでは、一対の船外機の操舵角は等しく設定される。これに対して、停泊操船支援モードでは、目的の移動方向と一対の船外機が発生する推進力の合力方向とが一致するように、各船外機の推進力および操舵角が定められる。したがって、一般に、停泊操船支援モードでは、一対の船外機の操舵角は異なる値となる。たとえば、船舶を真横に横移動させるときには、一方の船外機の推進力方向は斜め前方となり、他方の船外機の推進力方向は斜め後方となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２００００４号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
桟橋の近くでは、操船者は、近傍の他の船舶を避けながら離着岸のための操船を行う。したがって、十字ボタンを用いた横移動操船が便利である。一方、桟橋を離れ、近隣の船舶からの距離が広がれば、横移動操船はもはや必要ではなくなる。停泊操船支援モードでは、推進機同士の推進力を相殺させて船舶の平行移動を達成している。そのため、低速での移動であっても、高いエンジン回転速度を維持する必要がある。したがって、通常航走モードでの操船が可能な状況では、停泊操船支援モードを使わない方がエネルギー効率がよい。
【０００６】
停泊操船支援モードから通常航走モードへの移行の際には、十字ボタンを含む横移動操作系から、ステアリングハンドルおよびリモコンレバーを含む通常操作系への持ち替えが必要になる。逆に、通常航走モードから停泊操船支援モードへの移行の際には、通常操作系から横移動操作系への持ち替えが必要になる。離岸時や着岸時には、とくに、港の桟橋付近での移動の際に、操船者は、制御モードを頻繁に切り換える必要に迫られる。それに応じて、操船者は、操作系の持ち替えを頻繁に行う必要に迫られる。しかし、たびたび操作系を持ち替えるのは煩雑である。
【０００７】
また、通常操作系および横移動操作系の両方を準備しておく必要があるから、操作系の構成が複雑であり、それに応じてコストも高くつく。さらに、小型船舶では、小さな操船スペースに二種類の操作系を配置するのは必ずしも容易ではない。
そこで、この発明の目的は、操作系の持ち替えの手間を省くことができ、操船を一層容易にすることができる操船支援装置を提供することである。
【０００８】
この発明は、推進機および操舵機構を備えた船舶のための操船支援装置を提供する。この操船支援装置は、前記推進機を前進駆動するための前進駆動位置、前記推進機を後進駆動するための後進駆動位置、および前記推進機を非作動状態とする中立位置を選択可能なスロットルレバーを含む第１操作手段と、前記スロットルレバーに設けられ船舶の左方向への移動を指令するための左移動操作子と、前記スロットルレバーに設けられ船舶の右方向への移動を指令するための右移動操作子とを含む、第２操作手段と、前記第２操作手段の操作と、前記第１操作手段の操作位置とに応じて、前記推進機のための目標推進力および前記操舵機構のための目標操舵角を含む目標値を求める目標値演算手段とを含む。
【０００９】
この発明の一実施形態では、前記第２操作手段は、操船者が右手で前記スロットルレバーを把持したとき、操船者の親指で押下できる位置に配置されている。
この発明の一実施形態に係る操船支援装置は、船舶に備えられた左右一対の推進機と、これらの推進機にそれぞれ対応する一対の操舵機構とに対応した目標値を生成するものであり、前記第１操作手段は、左の推進機に対応した左側スロットルレバーと、右の推進機に対応した右側スロットルレバーとを含み、前記左側スロットルレバーおよび右側スロットルレバーが、それぞれ、前進駆動位置、後進駆動位置および中立位置に操作可能であり、前記第２操作手段は、前記左側スロットルレバーに配置されている。
【００１０】
この発明の一実施形態においては、前記左移動操作子は前記左側スロットルレバー上において、前記右移動操作子よりも下側に配置されている。
この発明の一実施形態においては、前記左側スロットルレバーおよび前記右側スロットルレバーの各頭部は、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。
【００１１】
この発明の一実施形態においては、前記操船支援装置は、通常航走モードおよび停泊操船支援モードを含む複数の制御モードに従う制御動作を行う航走制御装置を含み、前記第２操作手段が操作されると、所定の条件下で前記通常航走モードから前記停泊操船支援モードへ遷移する。
この発明の一実施形態においては、前記第２操作手段が操作されていない場合に、前記制御モードは前記通常航走モードとなる。
【００１２】
この発明の一実施形態においては、前記所定の条件とは、
禁止条件１：前記左側スロットルレバーおよび前記右側スロットルレバーのいずれかの操作位置が前進出力調整領域または後進出力調整領域にあること、
禁止条件２：船舶の前進速度が所定の前進速度しきい値以上であること、
禁止条件３：船舶後進速度が所定の後進速度しきい値以上であること、
禁止条件４：前記操舵機構の操舵角を制御するためのステアリングハンドルの舵角が所定の舵角しきい値以上であること、ならびに
禁止条件５：船舶のエンジンの回転速度が所定のしきい値以上であること
の全てが否定される条件である。そして、前記航走制御装置は、前記禁止条件１〜５の少なくとも一つに該当する場合、停泊操船支援モードへの遷移のための操作を無効化する。
【００１３】
また、この発明の一実施形態においては、前記航走制御装置は、前記禁止条件１〜５がすべて否定されることを条件に、前記通常航走モードから前記停泊操船支援モードへ遷移する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の一実施形態に係る操船支援装置が適用された船舶の構成を説明するための概念図である。
【図２】船外機の構成を説明するための図解的な断面図である。
【図３】スロットル操作部の構成を拡大して示す斜視図である。
【図４】スロットルレバーの操作位置を説明するための側面図である。
【図５】ステアリング操作部の図解的な斜視図である。
【図６】船舶の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図７】制御モードの選択を説明するためのフローチャートである。
【図８】平行移動モードにおける目標値の設定および船舶の挙動を説明するための図である。
【図９】回頭ボタンおよびステアリングハンドルによる回頭制御操作を説明するための図である。
【図１０】船体座標系を説明するための図である。
【図１１】この発明の他の実施形態に係る船舶の主要部の電気的構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
図１は、この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。この船舶１は、クルーザやボートのような比較的小型の船舶である。この船舶１の船体２には、一つのバウスラスタ１０と、一対の船外機１１，１２が取り付けられている。船外機１１，１２は、船体２の船尾（トランサム）３に取り付けられている。この一対の船外機１１，１２は、船体２の船尾３および船首４を通る中心線５に対して、左右対称な位置に取り付けられている。すなわち、一方の船外機１１は、船体２の左舷後部に取り付けられており、他方の船外機１２は、船体２の右舷後部に取り付けられている。そこで、以下では、これらの船外機を区別するときには、それぞれ、「左舷船外機１１」、「右舷船外機１２」と呼ぶ。一方、バウスラスタ１０は、船体２の船首４の付近に取り付けられている。このバウスラスタ１０は、中心線５に交差する左右方向への推進力を発生する推進ユニットである。より具体的には、バウスラスタ１０は、電動モータ１０ａと、これにより正転または逆転駆動されるプロペラ１０ｂとを含む。プロペラ１０ｂが生成する推進力は、船舶１の中心線に交差（直交）する水平方向（左右方向）に沿う。以下、バウスラスタ１０および船外機１１，１２を総称するときには、「推進機１０〜１２」などという場合がある。
【００１６】
バウスラスタ１０には、電動モータ１０ａ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（ＥＣＵ）９が内蔵されている。左舷船外機１１および右舷船外機１２には、それぞれ、電子制御ユニット１３，１４（以下、「船外機ＥＣＵ１３」、「船外機ＥＣＵ１４」という。）が内蔵されている。ただし、図１では、便宜上、推進機１０〜１２の本体部分とＥＣＵ９，１３，１４とは分離して表してある。
【００１７】
船体２の操船席には、操船のための操作卓６が設けられている。操作卓６には、たとえば、舵取り操作のためのステアリング操作部７と、船外機１１，１２の出力を調整するためのスロットル操作部８とが備えられている。この例では、ステアリング操作部７が左側に配置され、スロットル操作部８が右側に配置されている。ステアリング操作部７は、操作部材としてのステアリングハンドル７ａを備える。また、スロットル操作部８は、左舷船外機１１および右舷船外機１２にそれぞれに対応したスロットルレバー８ａ，８ｂを備えている。スロットルレバー８ａ，８ｂ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８ａ，８ｂを両方同時に操作して、左右の船外機１１，１２のスロットル開度を実質的に等しく保ちながら、船外機１１，１２の出力を制御できる。ステアリングハンドル７ａおよびスロットルレバー８ａ，８ｂの操作量を表す信号は、航走制御装置２０に入力されるようになっている。
【００１８】
航走制御装置２０は、マイクロコンピュータを含む電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。航走制御装置２０は、船体２内に配置されたＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク。以下「船内ＬＡＮ」という。）２５を介して、ＥＣＵ９，１３，１４との間で通信を行う。より具体的には、航走制御装置２０は、船外機ＥＣＵ１３，１４から、船外機１１，１２に備えられたエンジンの回転速度を取得する。そして、航走制御装置２０は、船外機ＥＣＵ１３，１４に対して、目標シフト位置（前進、ニュートラル、後進）、目標エンジン回転速度および目標操舵角を表すデータを与えるようになっている。また、航走制御装置２０は、バウスラスタ１０に対応したＥＣＵ９からプロペラ１０ｂの回転速度情報を取得する。そして、航走制御装置２０は、バウスラスタ１０に対応したＥＣＵ９に対して、電動モータ１０ａの目標回転方向および目標回転速度を与える。
【００１９】
また、航走制御装置２０には、速度センサ１６の出力信号が入力されている。速度センサ１６は、船舶１の前進速度および後進速度を検出して速度信号を出力するものである。速度センサ１６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。具体的には、速度センサ１６は、ピトー管を用いて構成することができる。
航走制御装置２０は、通常航走モードおよび平行移動モード（停泊操船支援モード）を含む複数の制御モードに従う制御動作を行う。
【００２０】
通常航走モードでは、航走制御装置２０は、ステアリング操作部７の操作に応じて、船外機１１，１２の目標操舵角を等しい値に設定する。したがって、船外機１１，１２は、互いに平行な方向に推進力を発生することになる。また、航走制御装置２０は、各船外機１１，１２の目標エンジン回転速度および目標シフト位置を、スロットルレバー８ａ，８ｂの前後への傾倒操作量に応じて設定する。バウスラスタ１０は停止状態に制御される。
【００２１】
平行移動モードでは、航走制御装置２０は、スロットルレバー８ａ，８ｂの操作位置に応じて定められる目標移動方向に船舶１を平行移動させ、ステアリングハンドル７ａの操作量に応じたヨーモーメントで船舶１が回頭させる。すなわち、航走制御装置２０は、このような平行移動が達成されるように船外機１１，１２の目標シフト位置、目標エンジン回転速度および目標操舵角を設定する。また、航走制御装置２０は、バウスラスタ１０の電動モータ１０ａに対して、目標回転方向および目標回転速度を設定する。平行移動モードでは、一般に、左右の船外機１１，１２が発生する推進力の方向は非平行となる。
【００２２】
図２は、船外機１１，１２の共通の構成を説明するための図解的な断面図である。船外機１１，１２は、推進ユニット３０と、この推進ユニット３０を船体２に取り付ける取り付け機構３１とを有している。取り付け機構３１は、船体２の後尾板に着脱自在に固定されるクランプブラケット３２と、この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、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の中心線に対して推進力の方向がなす方位角）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１１，１２の取り付け角に対応する。
【００２３】
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。
【００２４】
ロアケース３８の下部後側には、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。このプロペラシャフト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ようになっている。
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ベベルギヤからなる駆動ギヤ４３ａと、プロペラシャフト４２上に回動自在に配置されたベベルギヤからなる前進ギヤ４３ｂと、同じくプロペラシャフト４２上に回動自在に配置されたベベルギヤからなる後進ギヤ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とを有している。
【００２５】
前進ギヤ４３ｂは前方側から駆動ギヤ４３ａに噛合しており、後進ギヤ４３ｃは後方側から駆動ギヤ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ことになる。
一方、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、このプロペラシャフト４２とともに回転する。
【００２６】
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。
【００２７】
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（前進方向）に回転し、船体２を前進させる方向の推進力を発生する。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（後進方向）に回転し、船体２を後進させる方向の推進力を発生する。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。
【００２８】
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ＥＣＵ１３，１４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。この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。このスロットルアクチュエータ５１の動作は、船外機ＥＣＵ１３，１４によって制御される。エンジン３９には、さらに、クランク軸の回転を検出することによってエンジン３９の回転速度を検出するためのエンジン回転検出部４８が備えられている。
【００２９】
また、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。このシフトアクチュエータ５２は、たとえば、電動モータからなり、船外機ＥＣＵ１３，１４によって動作制御される。
さらに、推進ユニット３０に固定された操舵ロッド４７には、船外機ＥＣＵ１３，１４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、たとえば、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。この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を含む操舵機構５０（電動ステアリング装置）が形成されている。この操舵機構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、たとえば、ポテンショメータからなる。
【００３０】
また、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、たとえば液圧シリンダを含み、船外機ＥＣＵ１３，１４によって制御されるトリムアクチュエータ（チルトトリムアクチュエータ）５４が設けられている。この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機構５６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ようになっている。トリム角センサ５５の出力信号は船外機ＥＣＵ１３，１４に入力される。
【００３１】
図３は、スロットル操作部８の構成を拡大して示す斜視図である。スロットル操作部８は、箱形の本体８ｃと、一対のスロットルレバー８ａ，８ｂとを備えている。スロットルレバー８ａ，８ｂは、本体８ｃの対向する一対の側面に取り付けられている。スロットルレバー８ａ，８ｂは、それぞれ前後方向に所定角度範囲で揺動可能とされている。通常航走モードにおいて、左側のスロットルレバー８ａは左舷船外機１１の出力制御のために用いられる。同様に、右側のスロットルレバー８ｂは右舷船外機１２の出力制御のために用いられる。一方（この実施形態では左側）のスロットルレバー８ａには、左平行移動ボタン１８Ｌと、右平行移動ボタン１８Ｒとが設けられている。これらは、操船者によって押下操作可能な押しボタンである。この実施形態では、左平行移動ボタン１８Ｌが右平行移動ボタン１８Ｒよりも下側に配置されている。いずれの平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒも、スロットルレバー８ａ，８ｂを右手で握持したときに、操作者の親指で押下できる位置に配置されている。平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒの操作／非操作を表す信号は、航走制御装置２０に与えられるようになっている。これらの平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒが押下されると、制御モードは、一定条件下で、通常航走モードから平行移動モードへと遷移する。なお、平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒは、いずれか一方しか押下できないようになっている。
【００３２】
図４は、スロットルレバー８ａ，８ｂの操作位置を説明するための側面図である。スロットルレバー８ａ，８ｂの中立位置は、本体８ｃからほぼ直立した位置である。スロットルレバー８ａ，８ｂは、中立位置を中心とし、前進全開位置を前方端とし、後進前回位置を後方端とした所定角度範囲で傾倒（揺動）操作することができるようになっている。スロットルレバー８ａ，８ｂは、互いに独立に操作可能である。スロットルレバー８ａ，８ｂの傾倒量ＬxL，ＬxRは、本体８ｃに備えられた第１位置センサ６１および第２位置センサ６２によってそれぞれ検出され、航走制御装置２０に与えられる。第１および第２位置センサ６１，６２は、それぞれ、ポテンショメータで構成することができる。
【００３３】
スロットルレバー８ａ，８ｂを中立位置から前側へ所定量傾倒させたときのスロットルレバー８ａ，８ｂの傾倒位置は、前進シフトイン位置である。すなわち、通常航走モードにおいて、前進シフトイン位置までスロットルレバー８ａ，８ｂを前方に傾倒させると、航走制御装置２０は、船外機１１，１２の目標シフト位置を、ニュートラル位置から前進位置に変更する。また、スロットルレバー８ａ，８ｂを中立位置から後側へ所定量傾倒させたときのスロットルレバー８ａ，８ｂの傾倒位置は、後進シフトイン位置である。すなわち、通常航走モードにおいて、後進シフトイン位置までスロットルレバー８ａ，８ｂを後方に傾倒させると、航走制御装置２０は、船外機１１，１２の目標シフト位置を、ニュートラル位置から後進位置に変更する。スロットルレバー８ａ，８ｂが前進シフトイン位置と後進シフトイン位置との間にある場合には、航走制御装置２０は、目標シフト位置をニュートラル位置に設定し、目標エンジン回転速度をアイドル回転速度に設定する。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１１，１２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。
【００３４】
スロットルレバー８ａ，８ｂを前進シフトイン位置からさらに前進全開位置に向けて前方へ傾倒させると、航走制御装置２０は、その傾倒量が多いほど目標エンジン回転速度を大きくする。すなわち、前進シフトイン位置を超えた前進側操作領域は、前進出力調整領域である。同様に、スロットルレバー８ａ，８ｂを後進シフトイン位置からさらに後進前回位置に向けて後方へ傾倒させると、航走制御装置２０は、その傾倒量が多いほど目標エンジン回転速度を大きくする。すなわち、後進シフトイン位置を超えた後進側操作領域は、後進出力調整領域である。こうして、スロットルレバー８ａ，８ｂの操作によって、船外機１１，１２が発生する前進方向または後進方向の推進力の大きさを調整することができる。
【００３５】
図示は省略するが、本体８ｃには、スロットルレバー８ａ，８ｂをそれぞれ中立位置、前進シフトイン位置および後進シフトイン位置で仮保持するための仮保持機構が備えられている。このような仮保持機構は、たとえば、スロットルレバー８ａ，８ｂとともに移動する可動部材を仮保持するノッチを含むものであってもよい。このような構成により、スロットルレバー８ａ，８ｂが中立位置、前進シフトイン位置および後進シフトイン位置に達すると、その位置でスロットルレバー８ａ，８ｂが保持され、軽い力では動かなくなる。つまり、操船者は、中立位置、前進シフトイン位置および後進シフトイン位置でクリック感を得ることができる。これにより、操船者は、中立位置、前進シフトイン位置および後進シフトイン位置を容易に認識できる。
【００３６】
図５は、ステアリング操作部７の図解的な斜視図である。ステアリング操作部７は、ステアリングハンドル７ａと、回頭ボタン７ｂとを備えている。この実施形態では、回頭ボタン７ｂは、ステアリングハンドル７ａに設けられた押しボタンである。回頭ボタン７ｂは、ステアリングハンドル７ａを把持した手（図５の例では左手）の親指で操作され得る位置に設けられてもよい。したがって、操船者は、ステアリングハンドル７ａと回頭ボタン７ｂとを同時に操作することができる。図５の例では、ステアリングハンドル７ａを左手で把持したときに、左手親指で回頭ボタン７ｂを操作できるから、同時にスロットル操作部８を右手で操作することができる。ステアリングハンドル７ａの回動操作位置は、第３位置センサ６３によって検出されるようになっている。第３位置センサ６３は、たとえば、ポテンショメータで構成することができる。第３位置センサ６３の検出信号、および回頭ボタン７ｂの操作信号は、航走制御装置２０に与えられるようになっている。
【００３７】
通常航走モードにおいて、航走制御装置２０は、ステアリングハンドル７ａの回動操作位置に応じた目標操舵角を設定する。この目標操舵角に応じて船外機１１，１２の操舵機構５０が制御される。これにより、ステアリングハンドル７ａの操作によって、舵取り制御を行うことができる。
一方、平行移動モードにおいては、回頭ボタン７ｂを押下しながらステアリングハンドル７ａを操作すると、航走制御装置２０は、ステアリングハンドル７ａの操作量に応じた目標ヨーモーメントを設定する。より具体的には、回頭ボタン７ｂが押下されてからのステアリングハンドル７ａの相対操作量および相対操作方向に対応する目標ヨーモーメントが設定される。
【００３８】
図６は、船舶１の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。航走制御装置２０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。この機能処理部には、第１および第２目標値演算部２１，２２と、切換部２３とが含まれている。第１目標値演算部２１は、通常航走モードのための目標値を演算する。第２目標値演算部２２は、平行移動モードのための目標値を演算する。切換部２３は、第１および第２目標値演算部２１，２２のいずれかによって演算される目標値を平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒ、回頭ボタン７ｂ、スロットルレバー８ａ，８ｂの操作状態等に応じて選択する。切換部２３によって選択された目標値は、バウスラスタ１０のためのＥＣＵ９、左舷船外機１１のための船外機ＥＣＵ１３、および右舷船外機１２のための船外機ＥＣＵ１４へと与えられる。
【００３９】
バウスラスタ１０は、プロペラ１０ｂを駆動する電動モータ１０ａと、電動モータ１０ａの回転速度（すなわち、プロペラ１０ｂの回転速度）を検出する回転センサ１０ｃとを有している。航走制御装置２０は、ＥＣＵ９に対して、目標回転方向および目標回転速度を含む目標値を与える。ＥＣＵ９は、回転センサ１０ｃからフィードバックされる回転信号を用い、目標回転方向および目標回転速度に基づいて電動モータ１０ａをフィードバック制御する。
【００４０】
船外機１１，１２のＥＣＵ１３，１４は、航走制御装置２０から与えられる目標値に応じて、対応するスロットルアクチュエータ５１、シフトアクチュエータ５２および操舵アクチュエータ５３を制御する。この場合の目標値は、目標シフト位置、目標エンジン回転速度および目標操舵角を含む。ＥＣＵ１３，１４には、エンジン回転検出部４８が検出するエンジン回転速度および操舵角センサ４９が検出する操舵角が入力されている。ＥＣＵ１３，１４は、エンジン回転検出部４８によって検出されるエンジン回転速度が目標エンジン回転速度に一致するように、スロットルアクチュエータ５１を制御する。また、ＥＣＵ１３，１４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、操舵アクチュエータ５３を制御（たとえばＰＤ（比例微分）制御）する。
【００４１】
第１目標値演算部２１は、目標値設定部２１Ａと、推進力配分部２１Ｂとを備えている。目標値設定部２１Ａは、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂの前後方向の操作に応じて左舷および右舷の船外機１１，１２のための目標シフト位置および目標エンジン回転速度を生成する。また、目標値設定部２１Ａは、ステアリングハンドル７ａの回動操作に応じて目標操舵角を生成する。推進力配分部２１Ｂは、目標値設定部２１Ａによって生成された目標値（目標シフト位置、目標エンジン回転速度および目標操舵角）を左右の船外機１１，１２に対応した船外機ＥＣＵ１３，１４に配分する。バウスラスタ１０の電動モータ１０ａについては推進力配分部２１Ｂは、その目標回転速度を零に設定する。
【００４２】
目標値設定部２１Ａは、第１および第２位置センサ６１，６２によって検出される左右のスロットルレバー８ａ，８ｂ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エンジン回転速度を生成する。
より具体的には、左側のスロットルレバー８ａ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、目標値設定部２１Ａは、左舷船外機１１の目標シフト位置を前進位置とする。さらに、目標値設定部２１Ａは、スロットルレバー８ａ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、その傾倒量が大きいほど大きな目標エンジン回転速度を設定する。同様に、スロットルレバー８ａ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、目標値設定部２１Ａは、左舷船外機１１の目標シフト位置を後進位置とする。さらに、目標値設定部２１Ａは、スロットルレバー８ａ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、その傾倒量が大きいほど大きな目標エンジン回転速度を設定する。スロットルレバー８ａの前後方向の傾倒位置が前進シフトイン位置および後進シフトイン位置のいずれにも達していないときは、目標値設定部２１Ａは、左舷船外機１１の目標シフト位置をニュートラル位置とする。さらに、スロットルレバー８ａの傾倒位置が前進シフトイン位置から後方シフトイン位置までの範囲内であるときは、目標値設定部２１Ａは、目標エンジン回転速度をアイドル回転速度とする。
【００４３】
目標値設定部２１Ａは、第２位置センサ６２によって検出される右側スロットルレバー８ｂの操作位置に対しても同様の処理を行う。すなわち、右側スロットルレバー８ｂの操作位置に応じて右舷船外機１２の目標シフト位置および目標エンジン回転速度を設定する。
このように左右の船外機１１，１２のために個別に設定された目標シフト位置および目標エンジン回転速度が、推進力配分部２１Ｂによって、船外機ＥＣＵ１３，１４にそれぞれ供給される。
【００４４】
また、目標値設定部２１Ａは、第３位置センサ６２によって検出されるステアリングハンドル７ａ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７ａ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７ａ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る。いずれの場合も、中立位置から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。こうして設定された目標操舵角は、推進力配分部２１Ｂによって、船外機ＥＣＵ１３，１４に共通に与えられる。これにより、左舷船外機１１および右舷船外機１２の操舵角は互いに等しい値に制御される。
【００４５】
第２目標値演算部２２は、目標値設定部２２Ａと、推進力配分部２２Ｂとを備えている。目標値設定部２２Ａは、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂ、ステアリングハンドル７ａ、平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒ、および回頭ボタン７ｂの操作に応じて、目標値を設定する。この場合の目標値は、船舶１の全体に作用させるべき目標推進力および目標進行方向ならびに目標ヨーモーメントを含む。目標値設定の詳細は、後述する。
【００４６】
推進力配分部２２Ｂは、目標値設定部２２Ａによって設定された目標値に応じて、推進機１０〜１２からそれぞれ発生させるべき推進力およびその方向を表す個別の目標値を演算する。すなわち、推進力配分部２２Ｂは、バウスラスタ１０に関しては、目標回転方向および目標回転速度を演算する。また、推進力配分部２２Ｂは、船外機１１，１２に関しては、目標シフト位置、目標エンジン回転速度および目標操舵角を演算する。この場合、船外機１１，１２に与えられる目標値は、一般には、等しい値とならない。
【００４７】
切換部２３は、スロットルレバー８ａ，８ｂの操作位置、ステアリングハンドル７ａの舵角、平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒおよび回頭ボタン７ｂからの操作信号、ならびに速度センサ１６によって検出される船舶１の速度に応じて、制御モードを切り換える。切換部２３は、第１目標値演算部２１による演算結果を選択する通常航走モードと、第２目標値演算部２２による演算結果を選択する平行移動モードとの間で制御モードを切り換える。切換部２３によって選択された演算結果（目標値）は、バウスラスタ１０、左舷船外機１１および右舷船外機１２のＥＣＵ９，１３，１４へと送られる。
【００４８】
図７は、制御モードの選択（切換部２３の作用）を説明するためのフローチャートである。初期制御モードは、通常航走モードとされている。すなわち、切換部２３は、第１目標値演算部２１によって演算される目標値を選択して、推進機１０〜１２に与える。
航走制御装置２０は、平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒおよび回頭ボタン７ｂの操作信号、ならびにスロットルレバー８ａ，８ｂの操作信号（第１および第２センサ６１，６２の検出信号）を参照する。より具体的には、航走制御装置２０は、平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒおよび回頭ボタン７ｂのいずれかが操作されているかどうかを判断する（ステップＳ１，Ｓ２）。さらに、航走制御装置２０は、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂの操作が、互い違いのシフトイン位置であるかどうかを判断する（ステップＳ３）。すなわち、左側スロットルレバー８ａが前進シフトイン位置にあり、右側スロットルレバー８ｂが後進シフトイン位置にあるとき、この判断が肯定される。また、左側スロットルレバー８ａが後進シフトイン位置にあり、右側スロットルレバー８ｂが前進シフトイン位置にあるときにも、ステップＳ３の判断が肯定される。ボタン１８Ｌ，１８Ｒ，７ａのいずれもが操作されておらず（ステップＳ１，Ｓ２：ＮＯ）、かつ、スロットルレバー８ａ，８ｂが互い違いのシフトイン位置にない（ステップＳ３：ＮＯ）場合、航走制御装置２０は、通常航走モードを選択する（ステップＳ４）。
【００４９】
ステップＳ１〜Ｓ３のいずれかの判断が肯定されると、次に説明する禁止条件１〜５（ステップＳ５〜Ｓ９）がすべて否定されることを条件に、航走制御装置２０は、平行移動モードを選択する（ステップＳ１０）。禁止条件１〜５のいずれかが肯定されると（ステップＳ５〜Ｓ９：ＹＥＳ）、航走制御装置２０は、平行移動モードへの遷移のための操作（ステップＳ１〜Ｓ３）を無効化する。この場合、航走制御装置２０は、通常航走モードを選択する（ステップＳ４）。
【００５０】
禁止条件１（ステップＳ５）：いずれかのスロットルレバー８ａ，８ｂの操作位置が、前進出力調整領域または後進出力調整領域にある。スロットルレバー８ａ，８ｂの操作位置が前進出力領域または後進出力領域にあるとき、操船者は、船舶１の高速移動を意図していると考えられる。そこで、この場合には、航走制御装置２０は、平行移動モードへの遷移を禁止する。
【００５１】
禁止条件２（ステップＳ６）：前進速度が所定の前進速度しきい値以上である。前進速度とは、前進方向の速度の絶対値である。前進速度しきい値は、たとえば、４km/hとされる。高速で航走中に操船者がスロットルレバー８ａ，８ｂをシフトイン位置や中立位置に戻す場合が考えられる。この場合、船舶１は、しばらくの間、惰性で航走する。このとき、航走制御装置２０は、充分に速度が落ちるまで、平行移動モードへの遷移を禁止する。
【００５２】
禁止条件３（ステップＳ７）：後進速度が所定の後進速度しきい値以上である。後進速度とは、後進方向の速度の絶対値である。後進速度しきい値は、たとえば、２km/hとされる。この禁止条件３は禁止条件２と同様の条件である。すなわち、船舶１が惰性で高速に航走している場合、航走制御装置２０は、充分に速度が落ちるまで、平行移動モードへの遷移を禁止する。
【００５３】
禁止条件４（ステップＳ８）：ハンドル舵角が所定の舵角しきい値以上である。ハンドル舵角がステアリングハンドル７ａの最大舵角付近（操作端）付近の値であるとき、ステアリングハンドル７ａの操作による回頭の制御が一方向にしかできなくなるおそれがある。そこで、航走制御装置２０は、第３位置センサ６３が検出するハンドル舵角の絶対値が、舵角しきい値以上であるとき、平行移動モードへの遷移を禁止する。たとえば、ステアリングハンドル７ａの最大ハンドル舵角が±１８０度であるとする。この場合に、回頭制御のために±４５度のハンドル操作を可能とするためには、前記舵角しきい値は１３５度とすればよい。
【００５４】
禁止条件５（ステップＳ９）：エンジン回転速度が所定のしきい値以上である。エンジン回転速度が高い状態で制御モードが切り換わると、エンジン回転速度の急変および推進方向の急変が生じるおそれがある。そこで、航走制御装置２０は、船外機１１，１２のいずれかのエンジン回転速度がしきい値（たとえば２０００ｒｐｍ）以上であるとき、平行移動モードへの遷移を禁止する。なお、船外機ＥＣＵ１３，１４は、シフトアクチュエータ５２およびスロットルアクチュエータ５１を協調制御し、好適なタイミングでシフトインおよびシフトアウトするように制御する。
【００５５】
平行移動モードへの遷移条件（ステップＳ１〜Ｓ３）を満たす操作が行われた場合において、いずれかの禁止条件（ステップＳ５〜Ｓ９）に該当するときには、平行移動モードへの遷移のための操作が無効化されたことを操船者に報知するようにしてもよい。このような報知は、インジケータ（たとえばインジケータランプ）やアラーム音などの報知ユニットを設け、これを航走制御装置２０によって制御することで行える。
【００５６】
図８は、平行移動モードにおける目標値の設定および船舶の挙動を説明するための図である。
まず、左平行移動ボタン１８Ｌが押されたときの動作について説明する。航走制御装置２０は、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂがいずれも中立位置にある場合には、左方向を目標移動方向とし、左平行移動（真横移動）のための目標値を演算する。左右のスロットルレバー８ａ，８ｂがいずれも前進シフトイン位置にある場合には、航走制御装置２０は、左斜め前方向（たとえば、船舶１の中心線に対して４５度の角度をなす方向）を目標移動方向とし、この方向に船舶１を平行移動させるための目標値を演算する。左右のスロットルレバー８ａ，８ｂがいずれも後進シフトイン位置にある場合には、航走制御装置２０は、左斜め後ろ方向（たとえば、船舶１の中心線に対して４５度の角度をなす方向）を目標移動方向とする。そして、航走制御装置２０は、この方向に船舶１を平行移動させるための目標値を演算する。
【００５７】
右平行移動ボタン１８Ｒが押されたときの動作も同様である。すなわち、航走制御装置２０は、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂがいずれも中立位置にある場合には、右方向を目標移動方向とし、右平行移動（真横移動）のための目標値を演算する。左右のスロットルレバー８ａ，８ｂがいずれも前進シフトイン位置にある場合には、航走制御装置２０は、右斜め前方向（たとえば、船舶１の中心線に対して４５度の角度をなす方向）を目標移動方向とし、この方向に船舶１を平行移動させるための目標値を演算する。左右のスロットルレバー８ａ，８ｂがいずれも後進シフトイン位置にある場合には、航走制御装置２０は、右斜め後ろ方向（たとえば、船舶１の中心線に対して４５度の角度をなす方向）を目標移動方向とする。そして、航走制御装置２０は、この方向に船舶１を平行移動させるための目標値を演算する。
【００５８】
次に、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂの操作位置が互い違いのシフトイン位置である場合の動作について説明する。左側のスロットルレバー８ａの操作位置が前進シフトイン位置であり、右側のスロットルレバー８ｂの操作位置が後進シフトイン位置である場合には、航走制御装置２０は、船舶１をその場で右回り（時計まわり）に回頭させるための目標値を演算する。逆に、左側のスロットルレバー８ａの操作位置が後進シフトイン位置であり、右側のスロットルレバー８ｂの操作位置が前進シフトイン位置である場合には、航走制御装置２０は、船舶１をその場で左回り（反時計まわり）に回頭させるための目標値を演算する。いずれの場合も、目標ヨーモーメントが、予め定める一定値となるように、推進機１０〜１２のための目標値が演算されてもよい。
【００５９】
いずれの平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒも操作されていない場合に、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂがいずれも前進シフトイン位置にあるときには、制御モードは、通常航走モードとなる。このとき、航走制御装置２０は、微速前進（デッドスロー）のための目標値を設定する。同様に、いずれの平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒも操作されていない場合に、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂがいずれも後進シフトイン位置にあるときには、制御モードは、通常航走モードとなる。このとき、航走制御装置２０は、微速後進（デッドスロー）のための目標値を設定する。
【００６０】
回頭ボタン７ｂが押されると、航走制御装置２０は、スロットルレバー８ａ，８ｂの位置によらずに、平行移動モードに切り換える。つまり、回頭ボタン７ｂおよびステアリングハンドル７ａの操作による回頭制御は、スロットルレバー８ａ，８ｂを互い違いのシフトイン位置とする操作に優先する。回頭ボタン７ｂおよびステアリングハンドル７ａによる船舶１の回頭は、その場で生じる場合もあり、また、平行移動と並行して生じる場合もある。
【００６１】
つまり、操船者が、左平行移動ボタン１８Ｌを操作し、スロットルレバー８ａ，８ｂをいずれも前進シフトイン位置まで操作し、かつ、回頭ボタン７ｂおよびステアリングハンドル７ａによる回頭操作を行うとする。この場合、航走制御装置２０は、船舶１の目標移動方向を左斜め前方向に定め、目標ヨーモーメントをステアリングハンドル７ａの操作に応じて定める。これらの目標移動方向および目標ヨーモーメントに応じて、航走制御装置２０は、推進機１０〜１２のための目標値を演算する。したがって、船舶１は、左斜め前に平行移動しながら回頭することになる。また、操船者が、左平行移動ボタン１８Ｌを操作し、スロットルレバー８ａ，８ｂをいずれも中立位置とし、かつ、回頭ボタン７ｂおよびステアリングハンドル７ａによる回頭操作を行うとする。この場合、航走制御装置２０は、船舶１の目標移動方向を左方向に定め、目標ヨーモーメントをステアリングハンドル７ａの操作に応じて定める。これらの目標移動方向および目標ヨーモーメントに応じて、航走制御装置２０は、推進機１０〜１２のための目標値を演算する。したがって、船舶１は、左に平行移動（真横移動）しながら回頭する。また、操船者が、左平行移動ボタン１８Ｌを操作し、スロットルレバー８ａ，８ｂをいずれも後進シフトイン位置まで操作し、かつ、回頭ボタン７ｂおよびステアリングハンドル７ａによる回頭操作を行うとする。この場合、航走制御装置２０は、船舶１の目標移動方向を左斜め後ろ方向に定め、目標ヨーモーメントをステアリングハンドル７ａの操作に応じて定める。これらの目標移動方向および目標ヨーモーメントに応じて、航走制御装置２０は、推進機１０〜１２のための目標値を演算する。したがって、船舶１は、左斜め後ろに平行移動しながら回頭する。
【００６２】
同様に、操船者が、右平行移動ボタン１８Ｒを操作し、スロットルレバー８ａ，８ｂをいずれも前進シフトイン位置まで操作し、かつ、回頭ボタン７ｂおよびステアリングハンドル７ａによる回頭操作を行うとする。この場合、航走制御装置２０は、船舶１の目標移動方向を右斜め前方向に定め、目標ヨーモーメントをステアリングハンドル７ａの操作に応じて定める。これらの目標移動方向および目標ヨーモーメントに応じて、航走制御装置２０は、推進機１０〜１２のための目標値を演算する。したがって、船舶１は右斜め前に平行移動しながら回頭する。また、操船者が、右平行移動ボタン１８Ｒを操作し、スロットルレバー８ａ，８ｂをいずれも中立位置とし、かつ、回頭ボタン７ｂおよびステアリングハンドル７ａによる回頭操作を行うとする。この場合、航走制御装置２０は、船舶１の目標移動方向を右方向に定め、目標ヨーモーメントをステアリングハンドル７ａの操作に応じて定める。これらの目標移動方向および目標ヨーモーメントに応じて、航走制御装置２０は、推進機１０〜１２のための目標値を演算する。したがって、船舶１は、右に平行移動（真横移動）しながら回頭する。また、操船者が、右平行移動ボタン１８Ｒを操作し、スロットルレバー８ａ，８ｂをいずれも後進シフトイン位置まで操作し、かつ、回頭ボタン７ｂおよびステアリングハンドル７ａによる回頭操作を行うとする。この場合、航走制御装置２０は、船舶１の目標移動方向を右斜め後ろ方向に定め、目標ヨーモーメントをステアリングハンドル７ａの操作に応じて定める。これらの目標移動方向および目標ヨーモーメントに応じて、航走制御装置２０は、推進機１０〜１２のための目標値を演算する。したがって、船舶１は、右斜め後ろに平行移動しながら回頭する。
【００６３】
平行移動（瞬間回転中心の直線的移動）による船舶１の移動方向は、前後左右、左斜め前、左斜め後、右斜め前および右斜め後の８方向となる。したがって、船舶１は、任意の方向に平行移動できるわけではない。しかし、船外機１１，１２の最低推進力はアイドル回転速度によって制限されるから、推進力のつり合いによって任意の方向への合成推進力を得ることができるわけではない。したがって、任意の方向への平行移動を指示できる操作ユニットを備える場合に、指令した方向への平行移動が実際上不可能であると、操船者の意図とは異なる挙動を船舶が示すことになり、違和感の原因となる。よって、平行移動の方向が８方向に制限される本実施形態の構成は、実用上の問題がないばかりでなく、違和感を生じにくい点でむしろ好ましい構成であると言える。
【００６４】
次に、通常航走モードにおける目標値の設定について説明する。
スロットルレバー８ａ，８ｂの前後方向の傾倒量ＬxL,ＬxRは、前方側に対して正符号、後方側に対して負符号が与えられるものとする。第１目標値演算部２１の目標値設定部２１Ａは、前進シフトイン位置よりも前方側、および後進シフトイン位置よりも後方側の操作位置に対応する傾倒量ＬxL,ＬxRに対して、左右の船外機１１，１２のための目標エンジン回転速度ｎL,ｎRをそれぞれ設定する。具体的には、目標値設定部２１Ａは、ｎL＝ｃx×ＬxL、ｎR＝ｃx×ＬxRにより、目標エンジン回転速度ｎL,ｎRを設定する。ただし、目標エンジン回転速度ｎL,ｎRは前進回転に対して正符号、後進回転に対して負符号が与えられるものとする。また、ｃxは係数（たとえば定数）である。さらに、目標値設定部２１Ａは、ステアリングハンドル７ａのハンドル舵角（回動操作量）Ｌzに応じて、δd＝ｃz×Ｌzにより、目標操舵角δdを設定する。ただし、ｃzは係数（たとえば定数）であり、ハンドル舵角Ｌzは、たとえば、右方向操作に対して正符号、左方向操作に対して負符号が与えられるものとする。したがって、目標操舵角δdは、右方向操舵に対して正符号、左方向操舵に対して負符号を有することになる。
【００６５】
第１目標値演算部２１の推進力配分部２１Ｂは、バウスラスタ１０の目標回転速度を零に設定するとともに、左舷船外機１１のエンジン回転速度ｎLおよび右舷船外機１２の目標エンジン回転速度ｎRを船外機ＥＣＵ１３，１４にそれぞれ送信する。また、推進力配分部２１Ｂは、左舷船外機１１の目標操舵角δLおよび右舷船外機１２の目標操舵角δRを、δL＝δR＝δdとする。これにより、通常航走モードでは、バウスラスタ１０は停止状態とされる一方で、左右の船外機１１，１２の操舵角は等しくなり、これらの船外機１１，１２はスロットルレバー８ａ，８ｂの操作に応じた推進力をそれぞれ発生することになる。
【００６６】
次に、平行移動モードにおける目標値の設定について説明する。
この実施形態では、平行移動モードにおいて、船外機１１，１２の操舵角は、予め定める一定値に設定される。たとえば、第２目標値演算部２２は、左舷船外機１１の目標操舵角δLを−π／６(rad)に固定し、右舷船外機１２の目標操舵角δRをπ／６(rad)に固定する。バウスラスタ１０の操舵角δF（プロペラが発生する推進力の方向）は、機械的に固定されていて、π／２(rad)である。ここで、「操舵角」は、船体２の中心線５（図１参照）に対するプロペラ回転軸線の偏角であり、船首から船尾に向かう方向を０度とし、これに対して左回り方向を正にとり、右回り方向を負にとったものである。プロペラ回転軸線は、バウスラスタ１０については、プロペラ１０ｂから右方向に向かう方向に延び、船外機１１，１２については、当該船外機１１，１２から船舶後方へ離れる方向に延びるものとする。
【００６７】
平行移動モードにおける船舶１の進行方向および回頭角速度は、専ら、バウスラスタ１０および船外機１１，１２のプロペラ回転方向およびプロペラ回転速度（つまり、推進力の方向および大きさ）によって調整される。
第２目標値演算部２２の目標値設定部２２Ａは、スロットルレバー８ａ，８ｂの操作位置Ｌxに応じて、前後方向目標スラスト（推進力）Ｆdx＝ｃx×Ｌxを求める。ただし、係数ｃxは、通常航走モード時とは異なる値である。また、操作位置Ｌxは、前進シフトイン位置に対してＬx＝１、中立位置に対してＬx＝０、後進シフトイン位置に対してＬx＝−１の各値が割り当てられており、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂに共通の値である。
【００６８】
また、目標値設定部２２Ａは、左右の平行移動ボタン１８Ｌ，１８の操作状態Ｌyに応じて、左右方向目標スラスト（推進力）Ｆdy＝ｃy×Ｌyを求める。ただし、操作状態Ｌyは、右平行移動ボタン１８Ｒが操作されていればＬy＝１、いずれの平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒも操作されていなければＬy＝０、左平行移動ボタン１８Ｌが操作されていればＬy＝−１の各値をとるものとする。さらに、目標値設定部２２Ａは、相対回動操作量（相対操舵量）Ｌz′に応じて、船舶１を旋回させるための目標ヨーモーメントＭdz＝ｃz×Ｌz′を求める。ただし、ｃyは係数（定数）である。また、相対回動操作量Ｌz′は、回頭ボタン７ｂの操作が開始されたときに第３位置センサ６３が検出する初期ハンドル舵角（初期回動操作量）Ｌz0に対するステアリングハンドル７ａの相対ハンドル舵角（相対回動操作量）である。すなわち、相対回動操作量Ｌz′は、第３位置センサ６３が検出するハンドル舵角（絶対回動操作量）Ｌzを用いて、Ｌz′＝Ｌz−Ｌz0と表される。
【００６９】
より具体的には、図９Ａ〜図９Ｃに示すように、回頭ボタン７ｂが押されると、目標値設定部２２Ａは、その時点での第３位置センサ６３の出力をメモリ（図示せず）記憶し、これを初期ハンドル舵角Ｌz0とする。回頭ボタン７ｂが押されている間にステアリングハンドル７ａが回転すると、目標値設定部２２Ａは、第３位置センサ６３の出力（現在のハンドル舵角）Ｌzに基づいて、相対回動操作量（相対ハンドル舵角）Ｌz′＝Ｌz−Ｌz0を求める。この相対回動操作量Ｌz′に基づいて、目標値設定部２２Ａは、目標ヨーモーメントＭdz（目標トルク）を求める。なお、図９Ａは初期ハンドル舵角Ｌz0が０度（舵角中立位置）のときの様子を示し、図９Ｂは初期ハンドル舵角Ｌz0が４５度のときの様子を示し、図９Ｃは初期ハンドル舵角Ｌz0が１３５度のときの様子を示す。全操舵角範囲が舵角中立位置から±１８０度以内であるとすると、舵角中立位置からのハンドル舵角絶対値が１３５度を超える領域では、右方向または左方向への４５度の相対舵角を確保できなくなる。この場合に、平行移動モードへの遷移が禁止されるのは前述のとおりである（図７のステップＳ８参照）。
【００７０】
回頭ボタン７ｂが押されていないときには、目標値設定部２２Ａは、スロットルレバー８ａ，８ｂの操作位置に応じて値Ｌz′を定める。すなわち、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂが同位置であればＬz′＝０とされる。また、左側のスロットルレバー８ａが前進シフトイン位置であり、右側のスロットルレバー８ｂが後進シフトイン位置であればＬz′＝１とされる。さらに、左側のスロットルレバー８ａが後進シフトイン位置であり、右側のスロットルレバー８ｂが前進シフトイン位置であればＬz′＝−１とされる。こうして定められた値Ｌz′を用いて、目標値設定部２２Ａは、目標ヨーモーメントＭdz＝ｃz×Ｌz′を求める。左右のスロットルレバー８ａ，８ｂが互い違いのシフトイン位置にあることは、第１および第２位置センサ６１，６２によって検出されるシフトイン位置の符号が不一致であることに基づいて判定できる。
【００７１】
こうして求められた目標値Ｆdx，Ｆdy，Ｍdzに基づいて、バウスラスタ１０、および船外機１１，１２が生成すべき個別の推進力が、推進力配分部２２Ｂによって求められる。
推進力配分部２２Ｂの働きについてより詳細に説明する。説明にあたり、次の記号を導入する。
ＦF：バウスラスタが出力するスラスト
ＦL：左舷船外機が出力するスラスト
ＦR：右舷船外機が出力するスラスト
（ｘF，ｙF）：船体座標系におけるバウスラスタの位置
（ｘL，ｙL）：船体座標系における左舷船外機の位置
（ｘR，ｙR）：船体座標系における右舷船外機の位置
δF：バウスラスタの目標操舵角
δL：左舷船外機の目標操舵角
δR：右舷船外機の目標操舵角
「船体座標系」とは、図１０に示すように船舶１の瞬間回転中心８０を原点とし、中心線５に沿ってｘ軸をとり、ｘ軸に直交する水平方向（左右方向）にｙ軸をとった座標系である。
【００７２】
制御のための推進力とモーメントをτ＝［Ｆdx Ｆdy Ｍdz］T（ただし、Ｔは行列およびベクトルの転置を表す）と表し、各推進機１０，１１，１２が出力すべき推進力をｆ＝［ＦF ＦL ＦR］Tと表すと、ｆは、次の制御分配行列Ｔ（δ）を用いて計算される。
ｆ＝Ｔ（δ）-1τ ……(1)
制御分配行列Ｔ（δ）は、次のように表される。
【００７３】
Ｔ（δ）＝［ＴF ＴL ＴR］ ……(2)
ＴF＝［cosδFsinδF ｘFsinδF−ｙFcosδF］T ……(3)
ＴL＝［cosδLsinδL ｘLsinδL−ｙLcosδL］T ……(4)
ＴR＝［cosδRsinδR ｘRsinδR−ｙRcosδR］T ……(5)
前述のとおり、この実施形態では、δF＝π／２(rad)、δL＝−π／６(rad)、δR＝π／６(rad)としている。これらは一例であり、一般には、Ｔ（δ）が逆行列Ｔ（δ）-1を持つように定めればよく、固定値である必要もない。
【００７４】
このようにして推進力配分部２２Ｂによって目標スラストＦd＝ｆおよび目標操舵角δd＝［δF δL δR］Tが定められる。推進力配分部２２Ｂは、さらに、目標スラストＦdから、バウスラスタ１０の目標回転速度ｎFと、船外機１１，１２の目標エンジン回転速度ｎL，ｎRを求める。目標回転速度ｎFの符号は、バウスラスタ１０の電動モータ１０ａの目標回転方向を表す。また、目標エンジン回転速度ｎL，ｎRの符号は、船外機１１，１２の目標シフト位置を表す。こうして求められた目標値ｎF，ｎL，ｎR，δF，δL，δRが、対応する推進機１０，１１，１２のＥＣＵ９，１３，１４に分配される。
【００７５】
プロペラが発生するスラストＴは、次式により得られる。
Ｔ＝ρＤ4ＫT(J)ｎ｜ｎ｜ ……(6)
ここで、ρは水の密度、Ｄはプロペラ直径、ｎはプロペラ回転速度、Ｊは前進率であり、次式で与えられる。
Ｊ＝ｕ／(ｎＤ) ……(7)
ｕはプロペラ後流の速度（船舶の速度。バウスラスタ１０に関しては実質的に零と見なせる。）である。ＫTはスラスト係数であり、前進率Ｊの関数となっていて、実測やシミュレーションによって求められる。したがって、現在のプロペラ後流の速度とプロペラ回転速度が分かれば、現在発生しているスラストとトルクが分かる。
【００７６】
第２目標値演算部２２の推進力配分部２２Ｂには、マップ２２ｍ（図６参照）が備えられている。このマップ２２ｍには、バウスラスタ１０および船外機１１，１２のそれぞれに対応して、船舶１の速度およびプロペラ回転速度の種々の値に対応するスラスト係数ＫT(J)が保持されている。
推進力配分部２２Ｂは、速度センサ１６によって検出される船舶１の速度、ＥＣＵ９から与えられる現在のプロペラ回転速度、およびＥＣＵ１３，１４から与えられる現在のエンジン回転速度を用いてマップ２２ｍを参照することにより、スラスト係数ＫTを求める。さらに、推進力配分部２２Ｂは、そのスラスト係数ＫTを用いて、前記(6)式から、目標スラストＦdに対応する各推進機１０〜１２の目標回転速度ｎF，ｎL，ｎRを求める。
【００７７】
バウスラスタ１０のＥＣＵ９は、プロペラ回転速度（電動モータの回転速度）が目標回転速度ｎFに一致するように、電動モータ１０ａのフィードバック制御（たとえば、ＰＩＤ（比例積分微分）制御）を実行する。また、船外機１１，１２のＥＣＵ１３，１４は、プロペラ回転速度（エンジン回転速度）が目標回転速度ｎL，ｎRに一致するように、スロットルアクチュエータ５１をフィードバック制御（たとえば、ＰＩＤ制御）する。
【００７８】
以上のように、この実施形態によれば、通常航走モードおよび平行移動モードの両方に対してステアリング操作部７およびスロットル操作部８を共通に用いることができる。したがって、操船者は、制御モードに応じて操作系を持ち替える必要がない。これにより、出港時および帰港時における操作を簡単にすることができる。また、通常航走モードと平行移動モードとで操作系を共有できるので、操作系全体の構成を簡素化でき、それに応じてコストを削減できるうえ、操作系の設置スペースの削減も可能となる。
【００７９】
図１１は、この発明の他の実施形態に係る船舶の主要部の電気的構成を示すブロック図である。この図１１において、前述の図６に示された各部と同等の部分には同一参照符号を付すこととする。前述の実施形態では、制御モードを切り換える切換部２３は、第１および第２目標値演算部２１，２２の演算結果（目標値）のいずれかを選択して推進機１０〜１２に供給するようになっている。これに対して、この実施形態では、切換部２３は、第１および第２目標値演算部２１，２２のいずれか一方を活性化し、他方を非活性状態とする。そして、当該活性状態の目標値演算部２１，２２が生成する目標値が、推進機１０〜１２に供給される。この構成によっても、前述の第１の実施形態と同様の作用効果を達成できる。
【００８０】
以上、この発明の実施形態について説明してきたけれども、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、推進機の出力に関する目標値として、電動モータまたはエンジンの目標回転速度が演算されているけれども、目標スロットル開度、目標スラスト、目標速度などを用いることもできる。また、前述の実施形態では、船舶の回頭に関する目標値として目標操舵角が演算されているけれども、目標ヨー角速度を用いることもできる。
【００８１】
また、図７に示した処理において、船舶１の速度を用いた判断（ステップＳ６，Ｓ７）は、省かれてもよい。エンジン回転速度が所定のしきい値以上であることを、平行移動モードへの遷移を禁止する条件の一つとされているからである（ステップＳ９）。
また、現在の制御モードが通常航走モードか平行移動モードかを表示するインジケータ（たとえばインジケータランプ）を設けてもよい。このようなインジケータは、操作卓６に設けることができる。
【００８２】
また、前述の実施形態では、ステアリングハンドル７ａに回頭ボタン７ｂが設けられているけれども、他の場所に回頭ボタンを設けても差し支えない。さらに、左右の平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒが、左側スロットルレバー８ａに設けられる必要もない。たとえば、右側スロットルレバー８ｂに平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒを配置してもよい。また、左側スロットルレバー８ａに左平行移動ボタン１８Ｌを配置する一方で、右側スロットルレバー８ｂに右平行移動ボタン１８Ｒを配置してもよい。また、熟練した操船者にとっては平行移動モードは必ずしも必要ではないから、回頭ボタンおよび平行移動ボタンを覆うカバー部材が備えられていてもよい。
【００８３】
さらに、前述の実施形態では、推進機として、バウスラスタ１０および船外機１１，１２が備えられている例について説明したけれども、バウスラスタ１０は必ずしも必要ではない。すなわち、左右一対の船外機１１，１２が発生する推進力のつり合いを利用して、平行移動モードにおける操船を実現してもよい。
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。
【００８４】
特許請求の範囲に記載した発明以外にも、この明細書および図面の記載から、次のような特徴が抽出され得る。
Ａ１．推進機および操舵機構を備えた船舶のための操船支援装置であって、
前記推進機を前進駆動するための前進駆動位置、前記推進機を後進駆動するための後進駆動位置、および前記推進機を非作動状態とする中立位置を選択可能な第１操作手段と、
船舶の左右への移動を指令するための第２操作手段と、
前記第２操作手段によって左右への移動が指令されたときに、前記第１操作手段の操作位置に応じた方向へ船舶が平行移動するように、前記推進機のための目標推進力および前記操舵機構のための目標操舵角を含む目標値を求める目標値演算手段とを含む、操船支援装置。
【００８５】
「平行移動」とは、船舶の中心（たとえば瞬間回転中心）が直線的に移動する移動状態をいう。
この構成によれば、通常航走時には、第１操作手段の操作に応じて推進機の動作を制御できる。一方、第２操作手段によって左右への移動が指令されたときは、第１操作手段の操作位置に応じた方向へ船舶が平行移動するように、目標推進力および目標操舵角を含む目標値が演算される。この目標値に応じて推進機および操舵機構が制御されることによって、当該方向に船舶を平行移動させることができる。こうして、第１操作手段を、通常航走時および平行移動時に共通に用いることができるから、操作系の持ち替えの手間を省くことができる。また、操作系を通常航走と平行移動とに共用できるから、操作系全体の構成が簡単になり、それに応じてコストを削減できる。さらに、操作系の設置スペースが小さくなる。
【００８６】
前記目標値演算手段によって求められた目標値に応じて、前記推進機および操舵機構を制御する制御手段がさらに備えられていることが好ましい。このような制御手段は、操船支援装置に備えられてもよいし、推進機および操舵機構に備えられてもよい。
前記操舵機構の操舵角を制御するために操作可能なステアリングハンドルをさらに含むことが好ましい。この場合に、前記目標値演算手段は、ステアリングハンドルおよび前記第１操作手段の操作位置に応じて目標値を求める通常航走モードと、前記第２操作手段によって左右への移動が指令されたときに前記第１操作手段の操作位置に応じた方向への平行移動のための目標値を定める平行移動モードとを有するものであることが好ましい。より具体的には、前記目標値演算手段は、通常航走モードのための目標値を演算する第１目標値演算ユニット（モジュール）と、平行移動モードのための目標値を演算する第２目標値演算ユニット（モジュール）と、通常航走モードと平行移動モードとのいずれかを選択する切換手段とを含むものであってもよい。この場合、前記切換手段は、前記第１および第２目標値演算ユニットのいずれか一つの目標値演算ユニットを選択する選択手段を含むものであってもよい。この選択手段は、第１および第２目標値演算ユニットから一つの目標値演算ユニットを選択して、その演算結果を出力する選択出力手段であってもよい。また、前記選択手段は、第１および第２目標値演算ユニットから一つの目標値演算ユニットを選択して活性化する選択活性化手段であってもよい。
【００８７】
Ａ２．前記第２操作手段は、左方向への移動を指令するための左移動操作子と、右方向への移動を指令するための右移動操作子とを含み、
前記目標値演算手段は、前記左移動操作子および右移動操作子の操作と、前記第１操作手段の操作位置との組み合わせに応じた方向への平行移動のための目標値を求めるものである、Ａ１項に記載の操船支援装置。
【００８８】
この構成によれば、左移動操作子および右移動操作子と第１操作手段の操作位置との組み合わせによって、多数の目標移動方向を設定でき、その目標移動方向に船舶を平行移動させることができる。
目標移動方向の設定例を示せば、次のとおりである。ただし、(4)〜(6)は、左右の移動操作子がいずれも操作されていない（ＯＦＦ状態）であるので、通常航走モードに従う動作である。
【００８９】
【表１】
【００９０】
Ａ３．前記操船支援装置は、船舶に備えられた左右一対の推進機と、これらの推進機にそれぞれ対応する一対の操舵機構とに対応した目標値を生成するものであり、
前記第１操作手段は、左の推進機に対応した左操作子（左側スロットルレバー）と、右の推進機に対応した右操作子（右側スロットルレバー）とを含み、前記左操作子および右操作子が、それぞれ、前進駆動位置、後進駆動位置および中立位置に操作可能であり、
前記目標値演算手段は、前記左操作子および右操作子の操作位置の組み合わせが前進駆動位置および後進駆動位置であるときに、船舶をその場で回頭させるための目標値を求めるものである、Ａ１項またはＡ２項に記載の操船支援装置。
【００９１】
「左操作子および右操作子の操作位置の組み合わせが前進駆動位置および後進駆動位置であるとき」とは、次のアおよびイの両方の操作状態を含む趣旨である。
ア．左操作子が前進駆動位置にあり、右操作子が後進駆動位置にある。
イ．左操作子が後進駆動位置にあり、右操作子が前進駆動位置にある。
前記の構成によれば、第１操作手段の左移動操作子および右移動操作子が反対方向の駆動を指令する操作位置とされると、船舶がその場で回頭することになる。これにより、通常航走のための操作系をその場回頭のために兼用することができる。
【００９２】
たとえば、左操作子が前進駆動位置にあり、右操作子が後進駆動位置にあるときには右回頭のための目標値を設定し、左操作子が後進駆動位置にあり、右操作子が前進駆動位置にあるときには左回頭のための目標値を設定するとよい。
Ａ４．前記目標値演算手段は、前記第１操作手段の前記中立位置からの操作量が所定値を超えているときには、前記第２操作手段による指令を無効化し、前記第１操作手段の操作量に応じて目標値を求めるものである、Ａ１項〜Ａ３項のいずれか一項に記載の操船支援装置。
【００９３】
この構成によれば、第１操作手段を中立位置から大きく操作したときには、通常航走のための操作が行われたものとして、第２操作手段による平行移動モードの設定が無効化される。これにより、演算モードは、通常航走モードとなる。
たとえば、第１操作手段の操作位置は、中立位置、最低前進推進力指令位置（前進シフトイン位置）、前進出力調整領域、最低後進推進力指令位置（後進シフトイン位置）、および後進出力調整領域をとれるようになっていてもよい。最低前進推進力指令位置とは、前進方向の最低推進力が発生される操作位置である。前進出力調整領域とは、最低前進推進力指令位置を超えた前進側操作領域であり、操作位置に応じて、前進最低推進力よりも大きな範囲で前進方向の推進力を調整できる領域である。同様に、最低後進推進力指令位置とは、後進方向の最低推進力が発生される操作位置である。後進出力調整領域とは、最低後進推進力指令位置を超えた後進側操作領域であり、操作位置に応じて、後進最低推進力よりも大きな範囲で後進方向の推進力を調整できる領域である。この場合に、前進出力調整領域および後進出力調整領域では、第２操作手段（平行移動モード）が無効化されるようにしてもよい。したがって、平行移動のための前進駆動位置および後進駆動位置は、それぞれ、最低前進推進力指令位置および最低後進推進力指令位置に対応する。
【００９４】
操作位置の認識を容易にするために、中立位置、最低前進推進力指令位置および最低後進推進力指令位置で操作位置を仮保持する操作位置仮保持手段が備えられていることが好ましい。操作位置仮保持手段は、操作子とともに移動する可動部材をノッチで仮保持する構造であってもよい。
Ａ５．船舶の速度を検出する速度検出手段をさらに含み、
前記目標値演算手段は、前記速度検出手段によって検出される船舶の速度が所定の速度しきい値以上のときには、前記第２操作手段による指令を無効化して、目標値を求めるものである、Ａ１項〜Ａ４項のいずれか一項に記載の操船支援装置。
【００９５】
この構成によれば、船舶の速度が速度しきい値を超えているときには、通常の航走状態であると判断され、第２操作手段の操作が無効とされる。したがって、平行移動モードへの移行が禁止される。これにより、船舶の速度が速い状況で平行移動モードに移行することに伴う違和感を軽減できる。
Ａ６．前記船舶の平行移動中に船舶を回頭させるための回頭操作手段をさらに含み、
前記目標値演算手段は、前記第２操作手段によって左右への移動が指令されたときに、船舶が前記第１操作手段の操作位置に応じた方向へ平行移動しながら回頭するように、前記目標値を求めるものである、Ａ１項〜Ａ５項のいずれか一項に記載の操船支援装置。
【００９６】
この構成によれば、平行移動中に、船舶を回頭させることができる。
Ａ７．前記回頭操作手段が、前記操舵機構の操舵角を制御するためのステアリングハンドルに備えられている、Ａ６項に記載の操船支援装置。
この構成によれば、ステアリングハンドルに設けられた回頭操作手段の操作によって回頭を指令することができる。これにより、通常航走時において操舵角の調整のために用いられるステアリングハンドルを保持した状態で回頭のための操作を行うことができる。
【００９７】
Ａ８．前記目標値演算手段は、平行移動時の目標回頭値を前記ステアリングハンドルの操作量（より具体的には相対操舵量）に応じて定め、この目標回頭値に従って前記目標値を求めるものである、Ａ７項に記載の操船支援装置。前記目標回頭値とは、船舶の瞬間中心周りの目標ヨーモーメントであってもよいし、目標ヨー角速度であってもよい。
この構成によれば、ステアリングハンドルに備えられた回頭操作手段を操作し、さらに、ステアリングハンドルを操作することによって、その操作量に応じて船舶を回頭させることができる。これにより、通常航走時に操舵角の調整のために用いられるステアリングハンドルを、平行移動時における回頭制御のために共有できる。
【００９８】
Ａ９．前記目標値演算手段は、前記ステアリングハンドルのハンドル舵角が所定の舵角しきい値以上のときに、前記回頭操作手段による指令を無効化するものである、Ａ７項またはＡ８項に記載の操船支援装置。
この構成によれば、ハンドル舵角が所定の舵角しきい値以上であれば、回頭操作が無効となるので、過大な目標回頭値が設定されることを回避できる。たとえば、ハンドル舵角が舵角しきい値以上のときには、平行移動モードに遷移せずに、通常航走モードを維持するようにしてもよい。ハンドル舵角が大きいときには、操船者は、平行移動ではなく、通常航走を望んでいると考えられるからである。
【００９９】
Ａ１０．船体と、
この船体に取り付けられた推進機および操舵機構と、
前記推進機および操舵機構のための目標値を求めるＡ１項〜Ａ９項のいずれか一項に記載の操船支援装置とを含む、船舶。
この構成によれば、通常航走のための操作手段を平行移動にも共用できるから、操作系の持ち替えが不要である。したがって、操作が簡単になる。そのうえ、操作系の構成が簡単になるので、船舶全体のコストを低減できる。また、操作系の設置スペースが小さくなるから、小型の船舶においても、優れた操作性を確保できる。
【０１００】
なお、船舶は、クルーザ、釣り船、ウォータージェット、水上滑走艇（watercraft）のような比較的小型のものであってもよい。
また、船舶に備えられる推進機は、船外機（アウトボードモータ）、船内外機（スターンドライブ。インボードモータ・アウトボードドライブ）、船内機（インボードモータ）、ウォータージェットドライブのいずれの形態であってもよい。船外機は、原動機（エンジンまたは電動モータ）および推進力発生部材（プロペラ）を含む推進ユニットを船外に有し、さらに、推進ユニット全体を船体に対して水平方向に回動させる操舵機構が付設されたものである。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、操舵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、操舵機構は、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。
【０１０１】
以下に、「課題を解決するための手段」の項等に記載した用語と前述の実施形態における用語との対応関係を示す。
推進機：バウスラスタ１０、船外機１１，１２
操舵機構：操舵機構５０
船舶：船舶１
第１操作手段：スロットルレバー８ａ，８ｂ
第２操作手段：平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒ
目標値演算手段：第１および第２目標値演算部２１，２２
切換手段：切換部２３
制御手段：ＥＣＵ９，１３，１４
目標値演算ユニット：第１および第２目標値演算部２１，２２
選択出力手段：切換部２３（図６）
選択活性化手段：切換部２３（図１１）
左移動操作子：左平行移動ボタン１８Ｌ
右移動操作子：右平行移動ボタン１８Ｒ
左操作子：左側スロットルレバー８ａ
右操作子：右側スロットルレバー８ｂ
速度検出手段：速度センサ１６
回頭操作手段：回頭ボタン７ｂ
ステアリングハンドル：ステアリングハンドル７ａ
船体：船体２
操船支援装置：ステアリング操作部７、スロットル操作部８、速度センサ１６、航走制御装置２０
【符号の説明】
【０１０２】
１ 船舶
２ 船体
６ 操作卓
７ ステアリング操作部
７ａ ステアリングハンドル
７ｂ 回頭ボタン
８ スロットル操作部
８ａ 左側スロットルレバー
８ｂ 右側スロットルレバー
９ ＥＣＵ
１０ バウスラスタ
１０ａ 電動モータ
１０ｂ プロペラ
１０ｃ 回転センサ
１１ 左舷船外機
１２ 右舷船外機
１３，１４ 船外機ＥＣＵ
１６ 速度センサ
１８Ｌ 左平行移動ボタン
１８Ｒ 右平行移動ボタン
２０ 航走制御装置
２１ 第１目標値演算部
２１Ａ 目標値設定部
２１Ｂ 推進力配分部
２２ 第２目標値演算部
２２Ａ 目標値設定部
２２Ｂ 推進力配分部
２２ｍ マップ
２３ 切換部
３０ 推進ユニット
３９ エンジン
４０ プロペラ
４３ シフト機構
４６ スロットルバルブ
４７ 操舵ロッド
４８ エンジン回転検出部
４９ 操舵角センサ
５０ 操舵機構
５１ スロットルアクチュエータ
５２ シフトアクチュエータ
５３ 操舵アクチュエータ
６１ 第１位置センサ
６２ 第２位置センサ
６３ 第３位置センサ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、推進機および操舵機構を備えた船舶のための操船支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船尾に備えられた一対の船外機の出力および操舵角を制御することによって、船舶を回頭させることなく横移動させることができる操船支援装置が提案されている（特許文献１）。この操船支援装置では、停泊操船支援開始ボタンを操作すると、通常航走モードから停泊操船支援モードに制御モードが切り換わる。停泊操船支援モードでは、十字ボタンの操作によって船舶を前後左右に横移動させることができる。これにより、離着岸時の操船が容易になる。横移動以外の通常の操船に際しては、操船者は、ステアリングハンドルを操作して操舵角を制御し、リモコンレバーを操作して船外機出力を制御する。
【０００３】
通常航走モードでは、一対の船外機の操舵角は等しく設定される。これに対して、停泊操船支援モードでは、目的の移動方向と一対の船外機が発生する推進力の合力方向とが一致するように、各船外機の推進力および操舵角が定められる。したがって、一般に、停泊操船支援モードでは、一対の船外機の操舵角は異なる値となる。たとえば、船舶を真横に横移動させるときには、一方の船外機の推進力方向は斜め前方となり、他方の船外機の推進力方向は斜め後方となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２００００４号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
桟橋の近くでは、操船者は、近傍の他の船舶を避けながら離着岸のための操船を行う。したがって、十字ボタンを用いた横移動操船が便利である。一方、桟橋を離れ、近隣の船舶からの距離が広がれば、横移動操船はもはや必要ではなくなる。停泊操船支援モードでは、推進機同士の推進力を相殺させて船舶の平行移動を達成している。そのため、低速での移動であっても、高いエンジン回転速度を維持する必要がある。したがって、通常航走モードでの操船が可能な状況では、停泊操船支援モードを使わない方がエネルギー効率がよい。
【０００６】
停泊操船支援モードから通常航走モードへの移行の際には、十字ボタンを含む横移動操作系から、ステアリングハンドルおよびリモコンレバーを含む通常操作系への持ち替えが必要になる。逆に、通常航走モードから停泊操船支援モードへの移行の際には、通常操作系から横移動操作系への持ち替えが必要になる。離岸時や着岸時には、とくに、港の桟橋付近での移動の際に、操船者は、制御モードを頻繁に切り換える必要に迫られる。それに応じて、操船者は、操作系の持ち替えを頻繁に行う必要に迫られる。しかし、たびたび操作系を持ち替えるのは煩雑である。
【０００７】
また、通常操作系および横移動操作系の両方を準備しておく必要があるから、操作系の構成が複雑であり、それに応じてコストも高くつく。さらに、小型船舶では、小さな操船スペースに二種類の操作系を配置するのは必ずしも容易ではない。
そこで、この発明の目的は、操作系の持ち替えの手間を省くことができ、操船を一層容易にすることができる操船支援装置を提供することである。
【０００８】
この発明は、推進機および操舵機構を備えた船舶のための操船支援装置を提供する。この操船支援装置は、前記推進機を前進駆動するための前進駆動位置、前記推進機を後進駆動するための後進駆動位置、および前記推進機を非作動状態とする中立位置を選択可能なスロットルレバーを含む第１操作手段と、前記スロットルレバーに設けられ船舶の左方向への移動を指令するための左移動操作子と、前記スロットルレバーに設けられ船舶の右方向への移動を指令するための右移動操作子とを含む、第２操作手段と、前記第２操作手段の操作と、前記第１操作手段の操作位置とに応じて、前記推進機のための目標推進力および前記操舵機構のための目標操舵角を含む目標値を求める目標値演算手段とを含む。
【０００９】
この発明の一実施形態では、前記第２操作手段は、操船者が右手で前記スロットルレバーを把持したとき、操船者の親指で押下できる位置に配置されている。
この発明の一実施形態に係る操船支援装置は、船舶に備えられた左右一対の推進機と、これらの推進機にそれぞれ対応する一対の操舵機構とに対応した目標値を生成するものであり、前記第１操作手段は、左の推進機に対応した左側スロットルレバーと、右の推進機に対応した右側スロットルレバーとを含み、前記左側スロットルレバーおよび右側スロットルレバーが、それぞれ、前進駆動位置、後進駆動位置および中立位置に操作可能であり、前記第２操作手段は、前記左側スロットルレバーに配置されている。
【００１０】
この発明の一実施形態においては、前記左移動操作子は前記左側スロットルレバー上において、前記右移動操作子よりも下側に配置されている。
この発明の一実施形態においては、前記左側スロットルレバーおよび前記右側スロットルレバーの各頭部は、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。
【００１１】
この発明の一実施形態においては、前記操船支援装置は、通常航走モードおよび停泊操船支援モードを含む複数の制御モードに従う制御動作を行う航走制御装置を含み、前記第２操作手段が操作されると、所定の条件下で前記通常航走モードから前記停泊操船支援モードへ遷移する。
この発明の一実施形態においては、前記第２操作手段が操作されていない場合に、前記制御モードは前記通常航走モードとなる。
【００１２】
この発明の一実施形態においては、前記所定の条件とは、
禁止条件１：前記左側スロットルレバーおよび前記右側スロットルレバーのいずれかの操作位置が前進出力調整領域または後進出力調整領域にあること、
禁止条件２：船舶の前進速度が所定の前進速度しきい値以上であること、
禁止条件３：船舶後進速度が所定の後進速度しきい値以上であること、
禁止条件４：前記操舵機構の操舵角を制御するためのステアリングハンドルの舵角が所定の舵角しきい値以上であること、ならびに
禁止条件５：船舶のエンジンの回転速度が所定のしきい値以上であること
の全てが否定される条件である。そして、前記航走制御装置は、前記禁止条件１〜５の少なくとも一つに該当する場合、停泊操船支援モードへの遷移のための操作を無効化する。
【００１３】
また、この発明の一実施形態においては、前記航走制御装置は、前記禁止条件１〜５がすべて否定されることを条件に、前記通常航走モードから前記停泊操船支援モードへ遷移する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の一実施形態に係る操船支援装置が適用された船舶の構成を説明するための概念図である。
【図２】船外機の構成を説明するための図解的な断面図である。
【図３】スロットル操作部の構成を拡大して示す斜視図である。
【図４】スロットルレバーの操作位置を説明するための側面図である。
【図５】ステアリング操作部の図解的な斜視図である。
【図６】船舶の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図７】制御モードの選択を説明するためのフローチャートである。
【図８】平行移動モードにおける目標値の設定および船舶の挙動を説明するための図である。
【図９】回頭ボタンおよびステアリングハンドルによる回頭制御操作を説明するための図である。
【図１０】船体座標系を説明するための図である。
【図１１】この発明の他の実施形態に係る船舶の主要部の電気的構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
図１は、この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。この船舶１は、クルーザやボートのような比較的小型の船舶である。この船舶１の船体２には、一つのバウスラスタ１０と、一対の船外機１１，１２が取り付けられている。船外機１１，１２は、船体２の船尾（トランサム）３に取り付けられている。この一対の船外機１１，１２は、船体２の船尾３および船首４を通る中心線５に対して、左右対称な位置に取り付けられている。すなわち、一方の船外機１１は、船体２の左舷後部に取り付けられており、他方の船外機１２は、船体２の右舷後部に取り付けられている。そこで、以下では、これらの船外機を区別するときには、それぞれ、「左舷船外機１１」、「右舷船外機１２」と呼ぶ。一方、バウスラスタ１０は、船体２の船首４の付近に取り付けられている。このバウスラスタ１０は、中心線５に交差する左右方向への推進力を発生する推進ユニットである。より具体的には、バウスラスタ１０は、電動モータ１０ａと、これにより正転または逆転駆動されるプロペラ１０ｂとを含む。プロペラ１０ｂが生成する推進力は、船舶１の中心線に交差（直交）する水平方向（左右方向）に沿う。以下、バウスラスタ１０および船外機１１，１２を総称するときには、「推進機１０〜１２」などという場合がある。
【００１６】
バウスラスタ１０には、電動モータ１０ａ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（ＥＣＵ）９が内蔵されている。左舷船外機１１および右舷船外機１２には、それぞれ、電子制御ユニット１３，１４（以下、「船外機ＥＣＵ１３」、「船外機ＥＣＵ１４」という。）が内蔵されている。ただし、図１では、便宜上、推進機１０〜１２の本体部分とＥＣＵ９，１３，１４とは分離して表してある。
【００１７】
船体２の操船席には、操船のための操作卓６が設けられている。操作卓６には、たとえば、舵取り操作のためのステアリング操作部７と、船外機１１，１２の出力を調整するためのスロットル操作部８とが備えられている。この例では、ステアリング操作部７が左側に配置され、スロットル操作部８が右側に配置されている。ステアリング操作部７は、操作部材としてのステアリングハンドル７ａを備える。また、スロットル操作部８は、左舷船外機１１および右舷船外機１２にそれぞれに対応したスロットルレバー８ａ，８ｂを備えている。スロットルレバー８ａ，８ｂ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８ａ，８ｂを両方同時に操作して、左右の船外機１１，１２のスロットル開度を実質的に等しく保ちながら、船外機１１，１２の出力を制御できる。ステアリングハンドル７ａおよびスロットルレバー８ａ，８ｂの操作量を表す信号は、航走制御装置２０に入力されるようになっている。
【００１８】
航走制御装置２０は、マイクロコンピュータを含む電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。航走制御装置２０は、船体２内に配置されたＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク。以下「船内ＬＡＮ」という。）２５を介して、ＥＣＵ９，１３，１４との間で通信を行う。より具体的には、航走制御装置２０は、船外機ＥＣＵ１３，１４から、船外機１１，１２に備えられたエンジンの回転速度を取得する。そして、航走制御装置２０は、船外機ＥＣＵ１３，１４に対して、目標シフト位置（前進、ニュートラル、後進）、目標エンジン回転速度および目標操舵角を表すデータを与えるようになっている。また、航走制御装置２０は、バウスラスタ１０に対応したＥＣＵ９からプロペラ１０ｂの回転速度情報を取得する。そして、航走制御装置２０は、バウスラスタ１０に対応したＥＣＵ９に対して、電動モータ１０ａの目標回転方向および目標回転速度を与える。
【００１９】
また、航走制御装置２０には、速度センサ１６の出力信号が入力されている。速度センサ１６は、船舶１の前進速度および後進速度を検出して速度信号を出力するものである。速度センサ１６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。具体的には、速度センサ１６は、ピトー管を用いて構成することができる。
航走制御装置２０は、通常航走モードおよび平行移動モード（停泊操船支援モード）を含む複数の制御モードに従う制御動作を行う。
【００２０】
通常航走モードでは、航走制御装置２０は、ステアリング操作部７の操作に応じて、船外機１１，１２の目標操舵角を等しい値に設定する。したがって、船外機１１，１２は、互いに平行な方向に推進力を発生することになる。また、航走制御装置２０は、各船外機１１，１２の目標エンジン回転速度および目標シフト位置を、スロットルレバー８ａ，８ｂの前後への傾倒操作量に応じて設定する。バウスラスタ１０は停止状態に制御される。
【００２１】
平行移動モードでは、航走制御装置２０は、スロットルレバー８ａ，８ｂの操作位置に応じて定められる目標移動方向に船舶１を平行移動させ、ステアリングハンドル７ａの操作量に応じたヨーモーメントで船舶１が回頭させる。すなわち、航走制御装置２０は、このような平行移動が達成されるように船外機１１，１２の目標シフト位置、目標エンジン回転速度および目標操舵角を設定する。また、航走制御装置２０は、バウスラスタ１０の電動モータ１０ａに対して、目標回転方向および目標回転速度を設定する。平行移動モードでは、一般に、左右の船外機１１，１２が発生する推進力の方向は非平行となる。
【００２２】
図２は、船外機１１，１２の共通の構成を説明するための図解的な断面図である。船外機１１，１２は、推進ユニット３０と、この推進ユニット３０を船体２に取り付ける取り付け機構３１とを有している。取り付け機構３１は、船体２の後尾板に着脱自在に固定されるクランプブラケット３２と、この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、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の中心線に対して推進力の方向がなす方位角）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１１，１２の取り付け角に対応する。
【００２３】
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。
【００２４】
ロアケース３８の下部後側には、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。このプロペラシャフト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ようになっている。
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ベベルギヤからなる駆動ギヤ４３ａと、プロペラシャフト４２上に回動自在に配置されたベベルギヤからなる前進ギヤ４３ｂと、同じくプロペラシャフト４２上に回動自在に配置されたベベルギヤからなる後進ギヤ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とを有している。
【００２５】
前進ギヤ４３ｂは前方側から駆動ギヤ４３ａに噛合しており、後進ギヤ４３ｃは後方側から駆動ギヤ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ことになる。
一方、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、このプロペラシャフト４２とともに回転する。
【００２６】
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。
【００２７】
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（前進方向）に回転し、船体２を前進させる方向の推進力を発生する。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（後進方向）に回転し、船体２を後進させる方向の推進力を発生する。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。
【００２８】
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ＥＣＵ１３，１４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。この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。このスロットルアクチュエータ５１の動作は、船外機ＥＣＵ１３，１４によって制御される。エンジン３９には、さらに、クランク軸の回転を検出することによってエンジン３９の回転速度を検出するためのエンジン回転検出部４８が備えられている。
【００２９】
また、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。このシフトアクチュエータ５２は、たとえば、電動モータからなり、船外機ＥＣＵ１３，１４によって動作制御される。
さらに、推進ユニット３０に固定された操舵ロッド４７には、船外機ＥＣＵ１３，１４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、たとえば、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。この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を含む操舵機構５０（電動ステアリング装置）が形成されている。この操舵機構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、たとえば、ポテンショメータからなる。
【００３０】
また、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、たとえば液圧シリンダを含み、船外機ＥＣＵ１３，１４によって制御されるトリムアクチュエータ（チルトトリムアクチュエータ）５４が設けられている。この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機構５６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ようになっている。トリム角センサ５５の出力信号は船外機ＥＣＵ１３，１４に入力される。
【００３１】
図３は、スロットル操作部８の構成を拡大して示す斜視図である。スロットル操作部８は、箱形の本体８ｃと、一対のスロットルレバー８ａ，８ｂとを備えている。スロットルレバー８ａ，８ｂは、本体８ｃの対向する一対の側面に取り付けられている。スロットルレバー８ａ，８ｂは、それぞれ前後方向に所定角度範囲で揺動可能とされている。通常航走モードにおいて、左側のスロットルレバー８ａは左舷船外機１１の出力制御のために用いられる。同様に、右側のスロットルレバー８ｂは右舷船外機１２の出力制御のために用いられる。一方（この実施形態では左側）のスロットルレバー８ａには、左平行移動ボタン１８Ｌと、右平行移動ボタン１８Ｒとが設けられている。これらは、操船者によって押下操作可能な押しボタンである。この実施形態では、左平行移動ボタン１８Ｌが右平行移動ボタン１８Ｒよりも下側に配置されている。いずれの平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒも、スロットルレバー８ａ，８ｂを右手で握持したときに、操作者の親指で押下できる位置に配置されている。平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒの操作／非操作を表す信号は、航走制御装置２０に与えられるようになっている。これらの平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒが押下されると、制御モードは、一定条件下で、通常航走モードから平行移動モードへと遷移する。なお、平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒは、いずれか一方しか押下できないようになっている。
【００３２】
図４は、スロットルレバー８ａ，８ｂの操作位置を説明するための側面図である。スロットルレバー８ａ，８ｂの中立位置は、本体８ｃからほぼ直立した位置である。スロットルレバー８ａ，８ｂは、中立位置を中心とし、前進全開位置を前方端とし、後進前回位置を後方端とした所定角度範囲で傾倒（揺動）操作することができるようになっている。スロットルレバー８ａ，８ｂは、互いに独立に操作可能である。スロットルレバー８ａ，８ｂの傾倒量ＬxL，ＬxRは、本体８ｃに備えられた第１位置センサ６１および第２位置センサ６２によってそれぞれ検出され、航走制御装置２０に与えられる。第１および第２位置センサ６１，６２は、それぞれ、ポテンショメータで構成することができる。
【００３３】
スロットルレバー８ａ，８ｂを中立位置から前側へ所定量傾倒させたときのスロットルレバー８ａ，８ｂの傾倒位置は、前進シフトイン位置である。すなわち、通常航走モードにおいて、前進シフトイン位置までスロットルレバー８ａ，８ｂを前方に傾倒させると、航走制御装置２０は、船外機１１，１２の目標シフト位置を、ニュートラル位置から前進位置に変更する。また、スロットルレバー８ａ，８ｂを中立位置から後側へ所定量傾倒させたときのスロットルレバー８ａ，８ｂの傾倒位置は、後進シフトイン位置である。すなわち、通常航走モードにおいて、後進シフトイン位置までスロットルレバー８ａ，８ｂを後方に傾倒させると、航走制御装置２０は、船外機１１，１２の目標シフト位置を、ニュートラル位置から後進位置に変更する。スロットルレバー８ａ，８ｂが前進シフトイン位置と後進シフトイン位置との間にある場合には、航走制御装置２０は、目標シフト位置をニュートラル位置に設定し、目標エンジン回転速度をアイドル回転速度に設定する。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１１，１２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。
【００３４】
スロットルレバー８ａ，８ｂを前進シフトイン位置からさらに前進全開位置に向けて前方へ傾倒させると、航走制御装置２０は、その傾倒量が多いほど目標エンジン回転速度を大きくする。すなわち、前進シフトイン位置を超えた前進側操作領域は、前進出力調整領域である。同様に、スロットルレバー８ａ，８ｂを後進シフトイン位置からさらに後進前回位置に向けて後方へ傾倒させると、航走制御装置２０は、その傾倒量が多いほど目標エンジン回転速度を大きくする。すなわち、後進シフトイン位置を超えた後進側操作領域は、後進出力調整領域である。こうして、スロットルレバー８ａ，８ｂの操作によって、船外機１１，１２が発生する前進方向または後進方向の推進力の大きさを調整することができる。
【００３５】
図示は省略するが、本体８ｃには、スロットルレバー８ａ，８ｂをそれぞれ中立位置、前進シフトイン位置および後進シフトイン位置で仮保持するための仮保持機構が備えられている。このような仮保持機構は、たとえば、スロットルレバー８ａ，８ｂとともに移動する可動部材を仮保持するノッチを含むものであってもよい。このような構成により、スロットルレバー８ａ，８ｂが中立位置、前進シフトイン位置および後進シフトイン位置に達すると、その位置でスロットルレバー８ａ，８ｂが保持され、軽い力では動かなくなる。つまり、操船者は、中立位置、前進シフトイン位置および後進シフトイン位置でクリック感を得ることができる。これにより、操船者は、中立位置、前進シフトイン位置および後進シフトイン位置を容易に認識できる。
【００３６】
図５は、ステアリング操作部７の図解的な斜視図である。ステアリング操作部７は、ステアリングハンドル７ａと、回頭ボタン７ｂとを備えている。この実施形態では、回頭ボタン７ｂは、ステアリングハンドル７ａに設けられた押しボタンである。回頭ボタン７ｂは、ステアリングハンドル７ａを把持した手（図５の例では左手）の親指で操作され得る位置に設けられてもよい。したがって、操船者は、ステアリングハンドル７ａと回頭ボタン７ｂとを同時に操作することができる。図５の例では、ステアリングハンドル７ａを左手で把持したときに、左手親指で回頭ボタン７ｂを操作できるから、同時にスロットル操作部８を右手で操作することができる。ステアリングハンドル７ａの回動操作位置は、第３位置センサ６３によって検出されるようになっている。第３位置センサ６３は、たとえば、ポテンショメータで構成することができる。第３位置センサ６３の検出信号、および回頭ボタン７ｂの操作信号は、航走制御装置２０に与えられるようになっている。
【００３７】
通常航走モードにおいて、航走制御装置２０は、ステアリングハンドル７ａの回動操作位置に応じた目標操舵角を設定する。この目標操舵角に応じて船外機１１，１２の操舵機構５０が制御される。これにより、ステアリングハンドル７ａの操作によって、舵取り制御を行うことができる。
一方、平行移動モードにおいては、回頭ボタン７ｂを押下しながらステアリングハンドル７ａを操作すると、航走制御装置２０は、ステアリングハンドル７ａの操作量に応じた目標ヨーモーメントを設定する。より具体的には、回頭ボタン７ｂが押下されてからのステアリングハンドル７ａの相対操作量および相対操作方向に対応する目標ヨーモーメントが設定される。
【００３８】
図６は、船舶１の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。航走制御装置２０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。この機能処理部には、第１および第２目標値演算部２１，２２と、切換部２３とが含まれている。第１目標値演算部２１は、通常航走モードのための目標値を演算する。第２目標値演算部２２は、平行移動モードのための目標値を演算する。切換部２３は、第１および第２目標値演算部２１，２２のいずれかによって演算される目標値を平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒ、回頭ボタン７ｂ、スロットルレバー８ａ，８ｂの操作状態等に応じて選択する。切換部２３によって選択された目標値は、バウスラスタ１０のためのＥＣＵ９、左舷船外機１１のための船外機ＥＣＵ１３、および右舷船外機１２のための船外機ＥＣＵ１４へと与えられる。
【００３９】
バウスラスタ１０は、プロペラ１０ｂを駆動する電動モータ１０ａと、電動モータ１０ａの回転速度（すなわち、プロペラ１０ｂの回転速度）を検出する回転センサ１０ｃとを有している。航走制御装置２０は、ＥＣＵ９に対して、目標回転方向および目標回転速度を含む目標値を与える。ＥＣＵ９は、回転センサ１０ｃからフィードバックされる回転信号を用い、目標回転方向および目標回転速度に基づいて電動モータ１０ａをフィードバック制御する。
【００４０】
船外機１１，１２のＥＣＵ１３，１４は、航走制御装置２０から与えられる目標値に応じて、対応するスロットルアクチュエータ５１、シフトアクチュエータ５２および操舵アクチュエータ５３を制御する。この場合の目標値は、目標シフト位置、目標エンジン回転速度および目標操舵角を含む。ＥＣＵ１３，１４には、エンジン回転検出部４８が検出するエンジン回転速度および操舵角センサ４９が検出する操舵角が入力されている。ＥＣＵ１３，１４は、エンジン回転検出部４８によって検出されるエンジン回転速度が目標エンジン回転速度に一致するように、スロットルアクチュエータ５１を制御する。また、ＥＣＵ１３，１４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、操舵アクチュエータ５３を制御（たとえばＰＤ（比例微分）制御）する。
【００４１】
第１目標値演算部２１は、目標値設定部２１Ａと、推進力配分部２１Ｂとを備えている。目標値設定部２１Ａは、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂの前後方向の操作に応じて左舷および右舷の船外機１１，１２のための目標シフト位置および目標エンジン回転速度を生成する。また、目標値設定部２１Ａは、ステアリングハンドル７ａの回動操作に応じて目標操舵角を生成する。推進力配分部２１Ｂは、目標値設定部２１Ａによって生成された目標値（目標シフト位置、目標エンジン回転速度および目標操舵角）を左右の船外機１１，１２に対応した船外機ＥＣＵ１３，１４に配分する。バウスラスタ１０の電動モータ１０ａについては推進力配分部２１Ｂは、その目標回転速度を零に設定する。
【００４２】
目標値設定部２１Ａは、第１および第２位置センサ６１，６２によって検出される左右のスロットルレバー８ａ，８ｂ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エンジン回転速度を生成する。
より具体的には、左側のスロットルレバー８ａ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、目標値設定部２１Ａは、左舷船外機１１の目標シフト位置を前進位置とする。さらに、目標値設定部２１Ａは、スロットルレバー８ａ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、その傾倒量が大きいほど大きな目標エンジン回転速度を設定する。同様に、スロットルレバー８ａ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、目標値設定部２１Ａは、左舷船外機１１の目標シフト位置を後進位置とする。さらに、目標値設定部２１Ａは、スロットルレバー８ａ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、その傾倒量が大きいほど大きな目標エンジン回転速度を設定する。スロットルレバー８ａの前後方向の傾倒位置が前進シフトイン位置および後進シフトイン位置のいずれにも達していないときは、目標値設定部２１Ａは、左舷船外機１１の目標シフト位置をニュートラル位置とする。さらに、スロットルレバー８ａの傾倒位置が前進シフトイン位置から後方シフトイン位置までの範囲内であるときは、目標値設定部２１Ａは、目標エンジン回転速度をアイドル回転速度とする。
【００４３】
目標値設定部２１Ａは、第２位置センサ６２によって検出される右側スロットルレバー８ｂの操作位置に対しても同様の処理を行う。すなわち、右側スロットルレバー８ｂの操作位置に応じて右舷船外機１２の目標シフト位置および目標エンジン回転速度を設定する。
このように左右の船外機１１，１２のために個別に設定された目標シフト位置および目標エンジン回転速度が、推進力配分部２１Ｂによって、船外機ＥＣＵ１３，１４にそれぞれ供給される。
【００４４】
また、目標値設定部２１Ａは、第３位置センサ６２によって検出されるステアリングハンドル７ａ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７ａ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７ａ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る。いずれの場合も、中立位置から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。こうして設定された目標操舵角は、推進力配分部２１Ｂによって、船外機ＥＣＵ１３，１４に共通に与えられる。これにより、左舷船外機１１および右舷船外機１２の操舵角は互いに等しい値に制御される。
【００４５】
第２目標値演算部２２は、目標値設定部２２Ａと、推進力配分部２２Ｂとを備えている。目標値設定部２２Ａは、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂ、ステアリングハンドル７ａ、平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒ、および回頭ボタン７ｂの操作に応じて、目標値を設定する。この場合の目標値は、船舶１の全体に作用させるべき目標推進力および目標進行方向ならびに目標ヨーモーメントを含む。目標値設定の詳細は、後述する。
【００４６】
推進力配分部２２Ｂは、目標値設定部２２Ａによって設定された目標値に応じて、推進機１０〜１２からそれぞれ発生させるべき推進力およびその方向を表す個別の目標値を演算する。すなわち、推進力配分部２２Ｂは、バウスラスタ１０に関しては、目標回転方向および目標回転速度を演算する。また、推進力配分部２２Ｂは、船外機１１，１２に関しては、目標シフト位置、目標エンジン回転速度および目標操舵角を演算する。この場合、船外機１１，１２に与えられる目標値は、一般には、等しい値とならない。
【００４７】
切換部２３は、スロットルレバー８ａ，８ｂの操作位置、ステアリングハンドル７ａの舵角、平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒおよび回頭ボタン７ｂからの操作信号、ならびに速度センサ１６によって検出される船舶１の速度に応じて、制御モードを切り換える。切換部２３は、第１目標値演算部２１による演算結果を選択する通常航走モードと、第２目標値演算部２２による演算結果を選択する平行移動モードとの間で制御モードを切り換える。切換部２３によって選択された演算結果（目標値）は、バウスラスタ１０、左舷船外機１１および右舷船外機１２のＥＣＵ９，１３，１４へと送られる。
【００４８】
図７は、制御モードの選択（切換部２３の作用）を説明するためのフローチャートである。初期制御モードは、通常航走モードとされている。すなわち、切換部２３は、第１目標値演算部２１によって演算される目標値を選択して、推進機１０〜１２に与える。
航走制御装置２０は、平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒおよび回頭ボタン７ｂの操作信号、ならびにスロットルレバー８ａ，８ｂの操作信号（第１および第２センサ６１，６２の検出信号）を参照する。より具体的には、航走制御装置２０は、平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒおよび回頭ボタン７ｂのいずれかが操作されているかどうかを判断する（ステップＳ１，Ｓ２）。さらに、航走制御装置２０は、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂの操作が、互い違いのシフトイン位置であるかどうかを判断する（ステップＳ３）。すなわち、左側スロットルレバー８ａが前進シフトイン位置にあり、右側スロットルレバー８ｂが後進シフトイン位置にあるとき、この判断が肯定される。また、左側スロットルレバー８ａが後進シフトイン位置にあり、右側スロットルレバー８ｂが前進シフトイン位置にあるときにも、ステップＳ３の判断が肯定される。ボタン１８Ｌ，１８Ｒ，７ａのいずれもが操作されておらず（ステップＳ１，Ｓ２：ＮＯ）、かつ、スロットルレバー８ａ，８ｂが互い違いのシフトイン位置にない（ステップＳ３：ＮＯ）場合、航走制御装置２０は、通常航走モードを選択する（ステップＳ４）。
【００４９】
ステップＳ１〜Ｓ３のいずれかの判断が肯定されると、次に説明する禁止条件１〜５（ステップＳ５〜Ｓ９）がすべて否定されることを条件に、航走制御装置２０は、平行移動モードを選択する（ステップＳ１０）。禁止条件１〜５のいずれかが肯定されると（ステップＳ５〜Ｓ９：ＹＥＳ）、航走制御装置２０は、平行移動モードへの遷移のための操作（ステップＳ１〜Ｓ３）を無効化する。この場合、航走制御装置２０は、通常航走モードを選択する（ステップＳ４）。
【００５０】
禁止条件１（ステップＳ５）：いずれかのスロットルレバー８ａ，８ｂの操作位置が、前進出力調整領域または後進出力調整領域にある。スロットルレバー８ａ，８ｂの操作位置が前進出力領域または後進出力領域にあるとき、操船者は、船舶１の高速移動を意図していると考えられる。そこで、この場合には、航走制御装置２０は、平行移動モードへの遷移を禁止する。
【００５１】
禁止条件２（ステップＳ６）：前進速度が所定の前進速度しきい値以上である。前進速度とは、前進方向の速度の絶対値である。前進速度しきい値は、たとえば、４km/hとされる。高速で航走中に操船者がスロットルレバー８ａ，８ｂをシフトイン位置や中立位置に戻す場合が考えられる。この場合、船舶１は、しばらくの間、惰性で航走する。このとき、航走制御装置２０は、充分に速度が落ちるまで、平行移動モードへの遷移を禁止する。
【００５２】
禁止条件３（ステップＳ７）：後進速度が所定の後進速度しきい値以上である。後進速度とは、後進方向の速度の絶対値である。後進速度しきい値は、たとえば、２km/hとされる。この禁止条件３は禁止条件２と同様の条件である。すなわち、船舶１が惰性で高速に航走している場合、航走制御装置２０は、充分に速度が落ちるまで、平行移動モードへの遷移を禁止する。
【００５３】
禁止条件４（ステップＳ８）：ハンドル舵角が所定の舵角しきい値以上である。ハンドル舵角がステアリングハンドル７ａの最大舵角付近（操作端）付近の値であるとき、ステアリングハンドル７ａの操作による回頭の制御が一方向にしかできなくなるおそれがある。そこで、航走制御装置２０は、第３位置センサ６３が検出するハンドル舵角の絶対値が、舵角しきい値以上であるとき、平行移動モードへの遷移を禁止する。たとえば、ステアリングハンドル７ａの最大ハンドル舵角が±１８０度であるとする。この場合に、回頭制御のために±４５度のハンドル操作を可能とするためには、前記舵角しきい値は１３５度とすればよい。
【００５４】
禁止条件５（ステップＳ９）：エンジン回転速度が所定のしきい値以上である。エンジン回転速度が高い状態で制御モードが切り換わると、エンジン回転速度の急変および推進方向の急変が生じるおそれがある。そこで、航走制御装置２０は、船外機１１，１２のいずれかのエンジン回転速度がしきい値（たとえば２０００ｒｐｍ）以上であるとき、平行移動モードへの遷移を禁止する。なお、船外機ＥＣＵ１３，１４は、シフトアクチュエータ５２およびスロットルアクチュエータ５１を協調制御し、好適なタイミングでシフトインおよびシフトアウトするように制御する。
【００５５】
平行移動モードへの遷移条件（ステップＳ１〜Ｓ３）を満たす操作が行われた場合において、いずれかの禁止条件（ステップＳ５〜Ｓ９）に該当するときには、平行移動モードへの遷移のための操作が無効化されたことを操船者に報知するようにしてもよい。このような報知は、インジケータ（たとえばインジケータランプ）やアラーム音などの報知ユニットを設け、これを航走制御装置２０によって制御することで行える。
【００５６】
図８は、平行移動モードにおける目標値の設定および船舶の挙動を説明するための図である。
まず、左平行移動ボタン１８Ｌが押されたときの動作について説明する。航走制御装置２０は、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂがいずれも中立位置にある場合には、左方向を目標移動方向とし、左平行移動（真横移動）のための目標値を演算する。左右のスロットルレバー８ａ，８ｂがいずれも前進シフトイン位置にある場合には、航走制御装置２０は、左斜め前方向（たとえば、船舶１の中心線に対して４５度の角度をなす方向）を目標移動方向とし、この方向に船舶１を平行移動させるための目標値を演算する。左右のスロットルレバー８ａ，８ｂがいずれも後進シフトイン位置にある場合には、航走制御装置２０は、左斜め後ろ方向（たとえば、船舶１の中心線に対して４５度の角度をなす方向）を目標移動方向とする。そして、航走制御装置２０は、この方向に船舶１を平行移動させるための目標値を演算する。
【００５７】
右平行移動ボタン１８Ｒが押されたときの動作も同様である。すなわち、航走制御装置２０は、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂがいずれも中立位置にある場合には、右方向を目標移動方向とし、右平行移動（真横移動）のための目標値を演算する。左右のスロットルレバー８ａ，８ｂがいずれも前進シフトイン位置にある場合には、航走制御装置２０は、右斜め前方向（たとえば、船舶１の中心線に対して４５度の角度をなす方向）を目標移動方向とし、この方向に船舶１を平行移動させるための目標値を演算する。左右のスロットルレバー８ａ，８ｂがいずれも後進シフトイン位置にある場合には、航走制御装置２０は、右斜め後ろ方向（たとえば、船舶１の中心線に対して４５度の角度をなす方向）を目標移動方向とする。そして、航走制御装置２０は、この方向に船舶１を平行移動させるための目標値を演算する。
【００５８】
次に、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂの操作位置が互い違いのシフトイン位置である場合の動作について説明する。左側のスロットルレバー８ａの操作位置が前進シフトイン位置であり、右側のスロットルレバー８ｂの操作位置が後進シフトイン位置である場合には、航走制御装置２０は、船舶１をその場で右回り（時計まわり）に回頭させるための目標値を演算する。逆に、左側のスロットルレバー８ａの操作位置が後進シフトイン位置であり、右側のスロットルレバー８ｂの操作位置が前進シフトイン位置である場合には、航走制御装置２０は、船舶１をその場で左回り（反時計まわり）に回頭させるための目標値を演算する。いずれの場合も、目標ヨーモーメントが、予め定める一定値となるように、推進機１０〜１２のための目標値が演算されてもよい。
【００５９】
いずれの平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒも操作されていない場合に、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂがいずれも前進シフトイン位置にあるときには、制御モードは、通常航走モードとなる。このとき、航走制御装置２０は、微速前進（デッドスロー）のための目標値を設定する。同様に、いずれの平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒも操作されていない場合に、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂがいずれも後進シフトイン位置にあるときには、制御モードは、通常航走モードとなる。このとき、航走制御装置２０は、微速後進（デッドスロー）のための目標値を設定する。
【００６０】
回頭ボタン７ｂが押されると、航走制御装置２０は、スロットルレバー８ａ，８ｂの位置によらずに、平行移動モードに切り換える。つまり、回頭ボタン７ｂおよびステアリングハンドル７ａの操作による回頭制御は、スロットルレバー８ａ，８ｂを互い違いのシフトイン位置とする操作に優先する。回頭ボタン７ｂおよびステアリングハンドル７ａによる船舶１の回頭は、その場で生じる場合もあり、また、平行移動と並行して生じる場合もある。
【００６１】
つまり、操船者が、左平行移動ボタン１８Ｌを操作し、スロットルレバー８ａ，８ｂをいずれも前進シフトイン位置まで操作し、かつ、回頭ボタン７ｂおよびステアリングハンドル７ａによる回頭操作を行うとする。この場合、航走制御装置２０は、船舶１の目標移動方向を左斜め前方向に定め、目標ヨーモーメントをステアリングハンドル７ａの操作に応じて定める。これらの目標移動方向および目標ヨーモーメントに応じて、航走制御装置２０は、推進機１０〜１２のための目標値を演算する。したがって、船舶１は、左斜め前に平行移動しながら回頭することになる。また、操船者が、左平行移動ボタン１８Ｌを操作し、スロットルレバー８ａ，８ｂをいずれも中立位置とし、かつ、回頭ボタン７ｂおよびステアリングハンドル７ａによる回頭操作を行うとする。この場合、航走制御装置２０は、船舶１の目標移動方向を左方向に定め、目標ヨーモーメントをステアリングハンドル７ａの操作に応じて定める。これらの目標移動方向および目標ヨーモーメントに応じて、航走制御装置２０は、推進機１０〜１２のための目標値を演算する。したがって、船舶１は、左に平行移動（真横移動）しながら回頭する。また、操船者が、左平行移動ボタン１８Ｌを操作し、スロットルレバー８ａ，８ｂをいずれも後進シフトイン位置まで操作し、かつ、回頭ボタン７ｂおよびステアリングハンドル７ａによる回頭操作を行うとする。この場合、航走制御装置２０は、船舶１の目標移動方向を左斜め後ろ方向に定め、目標ヨーモーメントをステアリングハンドル７ａの操作に応じて定める。これらの目標移動方向および目標ヨーモーメントに応じて、航走制御装置２０は、推進機１０〜１２のための目標値を演算する。したがって、船舶１は、左斜め後ろに平行移動しながら回頭する。
【００６２】
同様に、操船者が、右平行移動ボタン１８Ｒを操作し、スロットルレバー８ａ，８ｂをいずれも前進シフトイン位置まで操作し、かつ、回頭ボタン７ｂおよびステアリングハンドル７ａによる回頭操作を行うとする。この場合、航走制御装置２０は、船舶１の目標移動方向を右斜め前方向に定め、目標ヨーモーメントをステアリングハンドル７ａの操作に応じて定める。これらの目標移動方向および目標ヨーモーメントに応じて、航走制御装置２０は、推進機１０〜１２のための目標値を演算する。したがって、船舶１は右斜め前に平行移動しながら回頭する。また、操船者が、右平行移動ボタン１８Ｒを操作し、スロットルレバー８ａ，８ｂをいずれも中立位置とし、かつ、回頭ボタン７ｂおよびステアリングハンドル７ａによる回頭操作を行うとする。この場合、航走制御装置２０は、船舶１の目標移動方向を右方向に定め、目標ヨーモーメントをステアリングハンドル７ａの操作に応じて定める。これらの目標移動方向および目標ヨーモーメントに応じて、航走制御装置２０は、推進機１０〜１２のための目標値を演算する。したがって、船舶１は、右に平行移動（真横移動）しながら回頭する。また、操船者が、右平行移動ボタン１８Ｒを操作し、スロットルレバー８ａ，８ｂをいずれも後進シフトイン位置まで操作し、かつ、回頭ボタン７ｂおよびステアリングハンドル７ａによる回頭操作を行うとする。この場合、航走制御装置２０は、船舶１の目標移動方向を右斜め後ろ方向に定め、目標ヨーモーメントをステアリングハンドル７ａの操作に応じて定める。これらの目標移動方向および目標ヨーモーメントに応じて、航走制御装置２０は、推進機１０〜１２のための目標値を演算する。したがって、船舶１は、右斜め後ろに平行移動しながら回頭する。
【００６３】
平行移動（瞬間回転中心の直線的移動）による船舶１の移動方向は、前後左右、左斜め前、左斜め後、右斜め前および右斜め後の８方向となる。したがって、船舶１は、任意の方向に平行移動できるわけではない。しかし、船外機１１，１２の最低推進力はアイドル回転速度によって制限されるから、推進力のつり合いによって任意の方向への合成推進力を得ることができるわけではない。したがって、任意の方向への平行移動を指示できる操作ユニットを備える場合に、指令した方向への平行移動が実際上不可能であると、操船者の意図とは異なる挙動を船舶が示すことになり、違和感の原因となる。よって、平行移動の方向が８方向に制限される本実施形態の構成は、実用上の問題がないばかりでなく、違和感を生じにくい点でむしろ好ましい構成であると言える。
【００６４】
次に、通常航走モードにおける目標値の設定について説明する。
スロットルレバー８ａ，８ｂの前後方向の傾倒量ＬxL,ＬxRは、前方側に対して正符号、後方側に対して負符号が与えられるものとする。第１目標値演算部２１の目標値設定部２１Ａは、前進シフトイン位置よりも前方側、および後進シフトイン位置よりも後方側の操作位置に対応する傾倒量ＬxL,ＬxRに対して、左右の船外機１１，１２のための目標エンジン回転速度ｎL,ｎRをそれぞれ設定する。具体的には、目標値設定部２１Ａは、ｎL＝ｃx×ＬxL、ｎR＝ｃx×ＬxRにより、目標エンジン回転速度ｎL,ｎRを設定する。ただし、目標エンジン回転速度ｎL,ｎRは前進回転に対して正符号、後進回転に対して負符号が与えられるものとする。また、ｃxは係数（たとえば定数）である。さらに、目標値設定部２１Ａは、ステアリングハンドル７ａのハンドル舵角（回動操作量）Ｌzに応じて、δd＝ｃz×Ｌzにより、目標操舵角δdを設定する。ただし、ｃzは係数（たとえば定数）であり、ハンドル舵角Ｌzは、たとえば、右方向操作に対して正符号、左方向操作に対して負符号が与えられるものとする。したがって、目標操舵角δdは、右方向操舵に対して正符号、左方向操舵に対して負符号を有することになる。
【００６５】
第１目標値演算部２１の推進力配分部２１Ｂは、バウスラスタ１０の目標回転速度を零に設定するとともに、左舷船外機１１のエンジン回転速度ｎLおよび右舷船外機１２の目標エンジン回転速度ｎRを船外機ＥＣＵ１３，１４にそれぞれ送信する。また、推進力配分部２１Ｂは、左舷船外機１１の目標操舵角δLおよび右舷船外機１２の目標操舵角δRを、δL＝δR＝δdとする。これにより、通常航走モードでは、バウスラスタ１０は停止状態とされる一方で、左右の船外機１１，１２の操舵角は等しくなり、これらの船外機１１，１２はスロットルレバー８ａ，８ｂの操作に応じた推進力をそれぞれ発生することになる。
【００６６】
次に、平行移動モードにおける目標値の設定について説明する。
この実施形態では、平行移動モードにおいて、船外機１１，１２の操舵角は、予め定める一定値に設定される。たとえば、第２目標値演算部２２は、左舷船外機１１の目標操舵角δLを−π／６(rad)に固定し、右舷船外機１２の目標操舵角δRをπ／６(rad)に固定する。バウスラスタ１０の操舵角δF（プロペラが発生する推進力の方向）は、機械的に固定されていて、π／２(rad)である。ここで、「操舵角」は、船体２の中心線５（図１参照）に対するプロペラ回転軸線の偏角であり、船首から船尾に向かう方向を０度とし、これに対して左回り方向を正にとり、右回り方向を負にとったものである。プロペラ回転軸線は、バウスラスタ１０については、プロペラ１０ｂから右方向に向かう方向に延び、船外機１１，１２については、当該船外機１１，１２から船舶後方へ離れる方向に延びるものとする。
【００６７】
平行移動モードにおける船舶１の進行方向および回頭角速度は、専ら、バウスラスタ１０および船外機１１，１２のプロペラ回転方向およびプロペラ回転速度（つまり、推進力の方向および大きさ）によって調整される。
第２目標値演算部２２の目標値設定部２２Ａは、スロットルレバー８ａ，８ｂの操作位置Ｌxに応じて、前後方向目標スラスト（推進力）Ｆdx＝ｃx×Ｌxを求める。ただし、係数ｃxは、通常航走モード時とは異なる値である。また、操作位置Ｌxは、前進シフトイン位置に対してＬx＝１、中立位置に対してＬx＝０、後進シフトイン位置に対してＬx＝−１の各値が割り当てられており、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂに共通の値である。
【００６８】
また、目標値設定部２２Ａは、左右の平行移動ボタン１８Ｌ，１８の操作状態Ｌyに応じて、左右方向目標スラスト（推進力）Ｆdy＝ｃy×Ｌyを求める。ただし、操作状態Ｌyは、右平行移動ボタン１８Ｒが操作されていればＬy＝１、いずれの平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒも操作されていなければＬy＝０、左平行移動ボタン１８Ｌが操作されていればＬy＝−１の各値をとるものとする。さらに、目標値設定部２２Ａは、相対回動操作量（相対操舵量）Ｌz′に応じて、船舶１を旋回させるための目標ヨーモーメントＭdz＝ｃz×Ｌz′を求める。ただし、ｃyは係数（定数）である。また、相対回動操作量Ｌz′は、回頭ボタン７ｂの操作が開始されたときに第３位置センサ６３が検出する初期ハンドル舵角（初期回動操作量）Ｌz0に対するステアリングハンドル７ａの相対ハンドル舵角（相対回動操作量）である。すなわち、相対回動操作量Ｌz′は、第３位置センサ６３が検出するハンドル舵角（絶対回動操作量）Ｌzを用いて、Ｌz′＝Ｌz−Ｌz0と表される。
【００６９】
より具体的には、図９Ａ〜図９Ｃに示すように、回頭ボタン７ｂが押されると、目標値設定部２２Ａは、その時点での第３位置センサ６３の出力をメモリ（図示せず）記憶し、これを初期ハンドル舵角Ｌz0とする。回頭ボタン７ｂが押されている間にステアリングハンドル７ａが回転すると、目標値設定部２２Ａは、第３位置センサ６３の出力（現在のハンドル舵角）Ｌzに基づいて、相対回動操作量（相対ハンドル舵角）Ｌz′＝Ｌz−Ｌz0を求める。この相対回動操作量Ｌz′に基づいて、目標値設定部２２Ａは、目標ヨーモーメントＭdz（目標トルク）を求める。なお、図９Ａは初期ハンドル舵角Ｌz0が０度（舵角中立位置）のときの様子を示し、図９Ｂは初期ハンドル舵角Ｌz0が４５度のときの様子を示し、図９Ｃは初期ハンドル舵角Ｌz0が１３５度のときの様子を示す。全操舵角範囲が舵角中立位置から±１８０度以内であるとすると、舵角中立位置からのハンドル舵角絶対値が１３５度を超える領域では、右方向または左方向への４５度の相対舵角を確保できなくなる。この場合に、平行移動モードへの遷移が禁止されるのは前述のとおりである（図７のステップＳ８参照）。
【００７０】
回頭ボタン７ｂが押されていないときには、目標値設定部２２Ａは、スロットルレバー８ａ，８ｂの操作位置に応じて値Ｌz′を定める。すなわち、左右のスロットルレバー８ａ，８ｂが同位置であればＬz′＝０とされる。また、左側のスロットルレバー８ａが前進シフトイン位置であり、右側のスロットルレバー８ｂが後進シフトイン位置であればＬz′＝１とされる。さらに、左側のスロットルレバー８ａが後進シフトイン位置であり、右側のスロットルレバー８ｂが前進シフトイン位置であればＬz′＝−１とされる。こうして定められた値Ｌz′を用いて、目標値設定部２２Ａは、目標ヨーモーメントＭdz＝ｃz×Ｌz′を求める。左右のスロットルレバー８ａ，８ｂが互い違いのシフトイン位置にあることは、第１および第２位置センサ６１，６２によって検出されるシフトイン位置の符号が不一致であることに基づいて判定できる。
【００７１】
こうして求められた目標値Ｆdx，Ｆdy，Ｍdzに基づいて、バウスラスタ１０、および船外機１１，１２が生成すべき個別の推進力が、推進力配分部２２Ｂによって求められる。
推進力配分部２２Ｂの働きについてより詳細に説明する。説明にあたり、次の記号を導入する。
ＦF：バウスラスタが出力するスラスト
ＦL：左舷船外機が出力するスラスト
ＦR：右舷船外機が出力するスラスト
（ｘF，ｙF）：船体座標系におけるバウスラスタの位置
（ｘL，ｙL）：船体座標系における左舷船外機の位置
（ｘR，ｙR）：船体座標系における右舷船外機の位置
δF：バウスラスタの目標操舵角
δL：左舷船外機の目標操舵角
δR：右舷船外機の目標操舵角
「船体座標系」とは、図１０に示すように船舶１の瞬間回転中心８０を原点とし、中心線５に沿ってｘ軸をとり、ｘ軸に直交する水平方向（左右方向）にｙ軸をとった座標系である。
【００７２】
制御のための推進力とモーメントをτ＝［Ｆdx Ｆdy Ｍdz］T（ただし、Ｔは行列およびベクトルの転置を表す）と表し、各推進機１０，１１，１２が出力すべき推進力をｆ＝［ＦF ＦL ＦR］Tと表すと、ｆは、次の制御分配行列Ｔ（δ）を用いて計算される。
ｆ＝Ｔ（δ）-1τ ……(1)
制御分配行列Ｔ（δ）は、次のように表される。
【００７３】
Ｔ（δ）＝［ＴF ＴL ＴR］ ……(2)
ＴF＝［cosδFsinδF ｘFsinδF−ｙFcosδF］T ……(3)
ＴL＝［cosδLsinδL ｘLsinδL−ｙLcosδL］T ……(4)
ＴR＝［cosδRsinδR ｘRsinδR−ｙRcosδR］T ……(5)
前述のとおり、この実施形態では、δF＝π／２(rad)、δL＝−π／６(rad)、δR＝π／６(rad)としている。これらは一例であり、一般には、Ｔ（δ）が逆行列Ｔ（δ）-1を持つように定めればよく、固定値である必要もない。
【００７４】
このようにして推進力配分部２２Ｂによって目標スラストＦd＝ｆおよび目標操舵角δd＝［δF δL δR］Tが定められる。推進力配分部２２Ｂは、さらに、目標スラストＦdから、バウスラスタ１０の目標回転速度ｎFと、船外機１１，１２の目標エンジン回転速度ｎL，ｎRを求める。目標回転速度ｎFの符号は、バウスラスタ１０の電動モータ１０ａの目標回転方向を表す。また、目標エンジン回転速度ｎL，ｎRの符号は、船外機１１，１２の目標シフト位置を表す。こうして求められた目標値ｎF，ｎL，ｎR，δF，δL，δRが、対応する推進機１０，１１，１２のＥＣＵ９，１３，１４に分配される。
【００７５】
プロペラが発生するスラストＴは、次式により得られる。
Ｔ＝ρＤ4ＫT(J)ｎ｜ｎ｜ ……(6)
ここで、ρは水の密度、Ｄはプロペラ直径、ｎはプロペラ回転速度、Ｊは前進率であり、次式で与えられる。
Ｊ＝ｕ／(ｎＤ) ……(7)
ｕはプロペラ後流の速度（船舶の速度。バウスラスタ１０に関しては実質的に零と見なせる。）である。ＫTはスラスト係数であり、前進率Ｊの関数となっていて、実測やシミュレーションによって求められる。したがって、現在のプロペラ後流の速度とプロペラ回転速度が分かれば、現在発生しているスラストとトルクが分かる。
【００７６】
第２目標値演算部２２の推進力配分部２２Ｂには、マップ２２ｍ（図６参照）が備えられている。このマップ２２ｍには、バウスラスタ１０および船外機１１，１２のそれぞれに対応して、船舶１の速度およびプロペラ回転速度の種々の値に対応するスラスト係数ＫT(J)が保持されている。
推進力配分部２２Ｂは、速度センサ１６によって検出される船舶１の速度、ＥＣＵ９から与えられる現在のプロペラ回転速度、およびＥＣＵ１３，１４から与えられる現在のエンジン回転速度を用いてマップ２２ｍを参照することにより、スラスト係数ＫTを求める。さらに、推進力配分部２２Ｂは、そのスラスト係数ＫTを用いて、前記(6)式から、目標スラストＦdに対応する各推進機１０〜１２の目標回転速度ｎF，ｎL，ｎRを求める。
【００７７】
バウスラスタ１０のＥＣＵ９は、プロペラ回転速度（電動モータの回転速度）が目標回転速度ｎFに一致するように、電動モータ１０ａのフィードバック制御（たとえば、ＰＩＤ（比例積分微分）制御）を実行する。また、船外機１１，１２のＥＣＵ１３，１４は、プロペラ回転速度（エンジン回転速度）が目標回転速度ｎL，ｎRに一致するように、スロットルアクチュエータ５１をフィードバック制御（たとえば、ＰＩＤ制御）する。
【００７８】
以上のように、この実施形態によれば、通常航走モードおよび平行移動モードの両方に対してステアリング操作部７およびスロットル操作部８を共通に用いることができる。したがって、操船者は、制御モードに応じて操作系を持ち替える必要がない。これにより、出港時および帰港時における操作を簡単にすることができる。また、通常航走モードと平行移動モードとで操作系を共有できるので、操作系全体の構成を簡素化でき、それに応じてコストを削減できるうえ、操作系の設置スペースの削減も可能となる。
【００７９】
図１１は、この発明の他の実施形態に係る船舶の主要部の電気的構成を示すブロック図である。この図１１において、前述の図６に示された各部と同等の部分には同一参照符号を付すこととする。前述の実施形態では、制御モードを切り換える切換部２３は、第１および第２目標値演算部２１，２２の演算結果（目標値）のいずれかを選択して推進機１０〜１２に供給するようになっている。これに対して、この実施形態では、切換部２３は、第１および第２目標値演算部２１，２２のいずれか一方を活性化し、他方を非活性状態とする。そして、当該活性状態の目標値演算部２１，２２が生成する目標値が、推進機１０〜１２に供給される。この構成によっても、前述の第１の実施形態と同様の作用効果を達成できる。
【００８０】
以上、この発明の実施形態について説明してきたけれども、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、推進機の出力に関する目標値として、電動モータまたはエンジンの目標回転速度が演算されているけれども、目標スロットル開度、目標スラスト、目標速度などを用いることもできる。また、前述の実施形態では、船舶の回頭に関する目標値として目標操舵角が演算されているけれども、目標ヨー角速度を用いることもできる。
【００８１】
また、図７に示した処理において、船舶１の速度を用いた判断（ステップＳ６，Ｓ７）は、省かれてもよい。エンジン回転速度が所定のしきい値以上であることを、平行移動モードへの遷移を禁止する条件の一つとされているからである（ステップＳ９）。
また、現在の制御モードが通常航走モードか平行移動モードかを表示するインジケータ（たとえばインジケータランプ）を設けてもよい。このようなインジケータは、操作卓６に設けることができる。
【００８２】
また、前述の実施形態では、ステアリングハンドル７ａに回頭ボタン７ｂが設けられているけれども、他の場所に回頭ボタンを設けても差し支えない。さらに、左右の平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒが、左側スロットルレバー８ａに設けられる必要もない。たとえば、右側スロットルレバー８ｂに平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒを配置してもよい。また、左側スロットルレバー８ａに左平行移動ボタン１８Ｌを配置する一方で、右側スロットルレバー８ｂに右平行移動ボタン１８Ｒを配置してもよい。また、熟練した操船者にとっては平行移動モードは必ずしも必要ではないから、回頭ボタンおよび平行移動ボタンを覆うカバー部材が備えられていてもよい。
【００８３】
さらに、前述の実施形態では、推進機として、バウスラスタ１０および船外機１１，１２が備えられている例について説明したけれども、バウスラスタ１０は必ずしも必要ではない。すなわち、左右一対の船外機１１，１２が発生する推進力のつり合いを利用して、平行移動モードにおける操船を実現してもよい。
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。
【００８４】
特許請求の範囲に記載した発明以外にも、この明細書および図面の記載から、次のような特徴が抽出され得る。
Ａ１．推進機および操舵機構を備えた船舶のための操船支援装置であって、
前記推進機を前進駆動するための前進駆動位置、前記推進機を後進駆動するための後進駆動位置、および前記推進機を非作動状態とする中立位置を選択可能な第１操作手段と、
船舶の左右への移動を指令するための第２操作手段と、
前記第２操作手段によって左右への移動が指令されたときに、前記第１操作手段の操作位置に応じた方向へ船舶が平行移動するように、前記推進機のための目標推進力および前記操舵機構のための目標操舵角を含む目標値を求める目標値演算手段とを含む、操船支援装置。
【００８５】
「平行移動」とは、船舶の中心（たとえば瞬間回転中心）が直線的に移動する移動状態をいう。
この構成によれば、通常航走時には、第１操作手段の操作に応じて推進機の動作を制御できる。一方、第２操作手段によって左右への移動が指令されたときは、第１操作手段の操作位置に応じた方向へ船舶が平行移動するように、目標推進力および目標操舵角を含む目標値が演算される。この目標値に応じて推進機および操舵機構が制御されることによって、当該方向に船舶を平行移動させることができる。こうして、第１操作手段を、通常航走時および平行移動時に共通に用いることができるから、操作系の持ち替えの手間を省くことができる。また、操作系を通常航走と平行移動とに共用できるから、操作系全体の構成が簡単になり、それに応じてコストを削減できる。さらに、操作系の設置スペースが小さくなる。
【００８６】
前記目標値演算手段によって求められた目標値に応じて、前記推進機および操舵機構を制御する制御手段がさらに備えられていることが好ましい。このような制御手段は、操船支援装置に備えられてもよいし、推進機および操舵機構に備えられてもよい。
前記操舵機構の操舵角を制御するために操作可能なステアリングハンドルをさらに含むことが好ましい。この場合に、前記目標値演算手段は、ステアリングハンドルおよび前記第１操作手段の操作位置に応じて目標値を求める通常航走モードと、前記第２操作手段によって左右への移動が指令されたときに前記第１操作手段の操作位置に応じた方向への平行移動のための目標値を定める平行移動モードとを有するものであることが好ましい。より具体的には、前記目標値演算手段は、通常航走モードのための目標値を演算する第１目標値演算ユニット（モジュール）と、平行移動モードのための目標値を演算する第２目標値演算ユニット（モジュール）と、通常航走モードと平行移動モードとのいずれかを選択する切換手段とを含むものであってもよい。この場合、前記切換手段は、前記第１および第２目標値演算ユニットのいずれか一つの目標値演算ユニットを選択する選択手段を含むものであってもよい。この選択手段は、第１および第２目標値演算ユニットから一つの目標値演算ユニットを選択して、その演算結果を出力する選択出力手段であってもよい。また、前記選択手段は、第１および第２目標値演算ユニットから一つの目標値演算ユニットを選択して活性化する選択活性化手段であってもよい。
【００８７】
Ａ２．前記第２操作手段は、左方向への移動を指令するための左移動操作子と、右方向への移動を指令するための右移動操作子とを含み、
前記目標値演算手段は、前記左移動操作子および右移動操作子の操作と、前記第１操作手段の操作位置との組み合わせに応じた方向への平行移動のための目標値を求めるものである、Ａ１項に記載の操船支援装置。
【００８８】
この構成によれば、左移動操作子および右移動操作子と第１操作手段の操作位置との組み合わせによって、多数の目標移動方向を設定でき、その目標移動方向に船舶を平行移動させることができる。
目標移動方向の設定例を示せば、次のとおりである。ただし、(4)〜(6)は、左右の移動操作子がいずれも操作されていない（ＯＦＦ状態）であるので、通常航走モードに従う動作である。
【００８９】
【表１】
【００９０】
Ａ３．前記操船支援装置は、船舶に備えられた左右一対の推進機と、これらの推進機にそれぞれ対応する一対の操舵機構とに対応した目標値を生成するものであり、
前記第１操作手段は、左の推進機に対応した左操作子（左側スロットルレバー）と、右の推進機に対応した右操作子（右側スロットルレバー）とを含み、前記左操作子および右操作子が、それぞれ、前進駆動位置、後進駆動位置および中立位置に操作可能であり、
前記目標値演算手段は、前記左操作子および右操作子の操作位置の組み合わせが前進駆動位置および後進駆動位置であるときに、船舶をその場で回頭させるための目標値を求めるものである、Ａ１項またはＡ２項に記載の操船支援装置。
【００９１】
「左操作子および右操作子の操作位置の組み合わせが前進駆動位置および後進駆動位置であるとき」とは、次のアおよびイの両方の操作状態を含む趣旨である。
ア．左操作子が前進駆動位置にあり、右操作子が後進駆動位置にある。
イ．左操作子が後進駆動位置にあり、右操作子が前進駆動位置にある。
前記の構成によれば、第１操作手段の左移動操作子および右移動操作子が反対方向の駆動を指令する操作位置とされると、船舶がその場で回頭することになる。これにより、通常航走のための操作系をその場回頭のために兼用することができる。
【００９２】
たとえば、左操作子が前進駆動位置にあり、右操作子が後進駆動位置にあるときには右回頭のための目標値を設定し、左操作子が後進駆動位置にあり、右操作子が前進駆動位置にあるときには左回頭のための目標値を設定するとよい。
Ａ４．前記目標値演算手段は、前記第１操作手段の前記中立位置からの操作量が所定値を超えているときには、前記第２操作手段による指令を無効化し、前記第１操作手段の操作量に応じて目標値を求めるものである、Ａ１項〜Ａ３項のいずれか一項に記載の操船支援装置。
【００９３】
この構成によれば、第１操作手段を中立位置から大きく操作したときには、通常航走のための操作が行われたものとして、第２操作手段による平行移動モードの設定が無効化される。これにより、演算モードは、通常航走モードとなる。
たとえば、第１操作手段の操作位置は、中立位置、最低前進推進力指令位置（前進シフトイン位置）、前進出力調整領域、最低後進推進力指令位置（後進シフトイン位置）、および後進出力調整領域をとれるようになっていてもよい。最低前進推進力指令位置とは、前進方向の最低推進力が発生される操作位置である。前進出力調整領域とは、最低前進推進力指令位置を超えた前進側操作領域であり、操作位置に応じて、前進最低推進力よりも大きな範囲で前進方向の推進力を調整できる領域である。同様に、最低後進推進力指令位置とは、後進方向の最低推進力が発生される操作位置である。後進出力調整領域とは、最低後進推進力指令位置を超えた後進側操作領域であり、操作位置に応じて、後進最低推進力よりも大きな範囲で後進方向の推進力を調整できる領域である。この場合に、前進出力調整領域および後進出力調整領域では、第２操作手段（平行移動モード）が無効化されるようにしてもよい。したがって、平行移動のための前進駆動位置および後進駆動位置は、それぞれ、最低前進推進力指令位置および最低後進推進力指令位置に対応する。
【００９４】
操作位置の認識を容易にするために、中立位置、最低前進推進力指令位置および最低後進推進力指令位置で操作位置を仮保持する操作位置仮保持手段が備えられていることが好ましい。操作位置仮保持手段は、操作子とともに移動する可動部材をノッチで仮保持する構造であってもよい。
Ａ５．船舶の速度を検出する速度検出手段をさらに含み、
前記目標値演算手段は、前記速度検出手段によって検出される船舶の速度が所定の速度しきい値以上のときには、前記第２操作手段による指令を無効化して、目標値を求めるものである、Ａ１項〜Ａ４項のいずれか一項に記載の操船支援装置。
【００９５】
この構成によれば、船舶の速度が速度しきい値を超えているときには、通常の航走状態であると判断され、第２操作手段の操作が無効とされる。したがって、平行移動モードへの移行が禁止される。これにより、船舶の速度が速い状況で平行移動モードに移行することに伴う違和感を軽減できる。
Ａ６．前記船舶の平行移動中に船舶を回頭させるための回頭操作手段をさらに含み、
前記目標値演算手段は、前記第２操作手段によって左右への移動が指令されたときに、船舶が前記第１操作手段の操作位置に応じた方向へ平行移動しながら回頭するように、前記目標値を求めるものである、Ａ１項〜Ａ５項のいずれか一項に記載の操船支援装置。
【００９６】
この構成によれば、平行移動中に、船舶を回頭させることができる。
Ａ７．前記回頭操作手段が、前記操舵機構の操舵角を制御するためのステアリングハンドルに備えられている、Ａ６項に記載の操船支援装置。
この構成によれば、ステアリングハンドルに設けられた回頭操作手段の操作によって回頭を指令することができる。これにより、通常航走時において操舵角の調整のために用いられるステアリングハンドルを保持した状態で回頭のための操作を行うことができる。
【００９７】
Ａ８．前記目標値演算手段は、平行移動時の目標回頭値を前記ステアリングハンドルの操作量（より具体的には相対操舵量）に応じて定め、この目標回頭値に従って前記目標値を求めるものである、Ａ７項に記載の操船支援装置。前記目標回頭値とは、船舶の瞬間中心周りの目標ヨーモーメントであってもよいし、目標ヨー角速度であってもよい。
この構成によれば、ステアリングハンドルに備えられた回頭操作手段を操作し、さらに、ステアリングハンドルを操作することによって、その操作量に応じて船舶を回頭させることができる。これにより、通常航走時に操舵角の調整のために用いられるステアリングハンドルを、平行移動時における回頭制御のために共有できる。
【００９８】
Ａ９．前記目標値演算手段は、前記ステアリングハンドルのハンドル舵角が所定の舵角しきい値以上のときに、前記回頭操作手段による指令を無効化するものである、Ａ７項またはＡ８項に記載の操船支援装置。
この構成によれば、ハンドル舵角が所定の舵角しきい値以上であれば、回頭操作が無効となるので、過大な目標回頭値が設定されることを回避できる。たとえば、ハンドル舵角が舵角しきい値以上のときには、平行移動モードに遷移せずに、通常航走モードを維持するようにしてもよい。ハンドル舵角が大きいときには、操船者は、平行移動ではなく、通常航走を望んでいると考えられるからである。
【００９９】
Ａ１０．船体と、
この船体に取り付けられた推進機および操舵機構と、
前記推進機および操舵機構のための目標値を求めるＡ１項〜Ａ９項のいずれか一項に記載の操船支援装置とを含む、船舶。
この構成によれば、通常航走のための操作手段を平行移動にも共用できるから、操作系の持ち替えが不要である。したがって、操作が簡単になる。そのうえ、操作系の構成が簡単になるので、船舶全体のコストを低減できる。また、操作系の設置スペースが小さくなるから、小型の船舶においても、優れた操作性を確保できる。
【０１００】
なお、船舶は、クルーザ、釣り船、ウォータージェット、水上滑走艇（watercraft）のような比較的小型のものであってもよい。
また、船舶に備えられる推進機は、船外機（アウトボードモータ）、船内外機（スターンドライブ。インボードモータ・アウトボードドライブ）、船内機（インボードモータ）、ウォータージェットドライブのいずれの形態であってもよい。船外機は、原動機（エンジンまたは電動モータ）および推進力発生部材（プロペラ）を含む推進ユニットを船外に有し、さらに、推進ユニット全体を船体に対して水平方向に回動させる操舵機構が付設されたものである。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、操舵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、操舵機構は、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。
【０１０１】
以下に、「課題を解決するための手段」の項等に記載した用語と前述の実施形態における用語との対応関係を示す。
推進機：バウスラスタ１０、船外機１１，１２
操舵機構：操舵機構５０
船舶：船舶１
第１操作手段：スロットルレバー８ａ，８ｂ
第２操作手段：平行移動ボタン１８Ｌ，１８Ｒ
目標値演算手段：第１および第２目標値演算部２１，２２
切換手段：切換部２３
制御手段：ＥＣＵ９，１３，１４
目標値演算ユニット：第１および第２目標値演算部２１，２２
選択出力手段：切換部２３（図６）
選択活性化手段：切換部２３（図１１）
左移動操作子：左平行移動ボタン１８Ｌ
右移動操作子：右平行移動ボタン１８Ｒ
左操作子：左側スロットルレバー８ａ
右操作子：右側スロットルレバー８ｂ
速度検出手段：速度センサ１６
回頭操作手段：回頭ボタン７ｂ
ステアリングハンドル：ステアリングハンドル７ａ
船体：船体２
操船支援装置：ステアリング操作部７、スロットル操作部８、速度センサ１６、航走制御装置２０
【符号の説明】
【０１０２】
１ 船舶
２ 船体
６ 操作卓
７ ステアリング操作部
７ａ ステアリングハンドル
７ｂ 回頭ボタン
８ スロットル操作部
８ａ 左側スロットルレバー
８ｂ 右側スロットルレバー
９ ＥＣＵ
１０ バウスラスタ
１０ａ 電動モータ
１０ｂ プロペラ
１０ｃ 回転センサ
１１ 左舷船外機
１２ 右舷船外機
１３，１４ 船外機ＥＣＵ
１６ 速度センサ
１８Ｌ 左平行移動ボタン
１８Ｒ 右平行移動ボタン
２０ 航走制御装置
２１ 第１目標値演算部
２１Ａ 目標値設定部
２１Ｂ 推進力配分部
２２ 第２目標値演算部
２２Ａ 目標値設定部
２２Ｂ 推進力配分部
２２ｍ マップ
２３ 切換部
３０ 推進ユニット
３９ エンジン
４０ プロペラ
４３ シフト機構
４６ スロットルバルブ
４７ 操舵ロッド
４８ エンジン回転検出部
４９ 操舵角センサ
５０ 操舵機構
５１ スロットルアクチュエータ
５２ シフトアクチュエータ
５３ 操舵アクチュエータ
６１ 第１位置センサ
６２ 第２位置センサ
６３ 第３位置センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進機および操舵機構を備えた船舶のための操船支援装置であって、
前記推進機を前進駆動するための前進駆動位置、前記推進機を後進駆動するための後進駆動位置、および前記推進機を非作動状態とする中立位置を選択可能なスロットルレバーを含む第１操作手段と、
前記スロットルレバーに設けられ船舶の左方向への移動を指令するための左移動操作子と、前記スロットルレバーに設けられ船舶の右方向への移動を指令するための右移動操作子とを含む、第２操作手段と、
前記第２操作手段の操作と、前記第１操作手段の操作位置とに応じて、前記推進機のための目標推進力および前記操舵機構のための目標操舵角を含む目標値を求める目標値演算手段とを含む、操船支援装置。
【請求項２】
前記第２操作手段は、操船者が右手で前記スロットルレバーを把持したとき、操船者の親指で押下できる位置に配置されている、請求項１に記載の操船支援装置。
【請求項３】
前記操船支援装置は、船舶に備えられた左右一対の推進機と、これらの推進機にそれぞれ対応する一対の操舵機構とに対応した目標値を生成するものであり、
前記第１操作手段は、左の推進機に対応した左側スロットルレバーと、右の推進機に対応した右側スロットルレバーとを含み、前記左側スロットルレバーおよび右側スロットルレバーが、それぞれ、前進駆動位置、後進駆動位置および中立位置に操作可能であり、
前記第２操作手段は、前記左側スロットルレバーに配置されている、請求項１または２に記載の操船支援装置。
【請求項４】
前記左移動操作子は前記左側スロットルレバー上において、前記右移動操作子よりも下側に配置されている、請求項３に記載の操船支援装置。
【請求項５】
前記左側スロットルレバーおよび前記右側スロットルレバーの各頭部は、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、請求項３または４に記載の操船支援装置。
【請求項６】
通常航走モードおよび停泊操船支援モードを含む複数の制御モードに従う制御動作を行う航走制御装置を含み、前記第２操作手段が操作されると、所定の条件下で前記通常航走モードから前記停泊操船支援モードへ遷移する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の操船支援装置。
【請求項７】
前記第２操作手段が操作されていない場合に、前記制御モードは前記通常航走モードとなる、請求項６に記載の操船支援装置。
【請求項８】
前記所定の条件とは、
禁止条件１：前記左側スロットルレバーおよび前記右側スロットルレバーのいずれかの操作位置が前進出力調整領域または後進出力調整領域にあること、
禁止条件２：船舶の前進速度が所定の前進速度しきい値以上であること、
禁止条件３：船舶後進速度が所定の後進速度しきい値以上であること、
禁止条件４：前記操舵機構の操舵角を制御するためのステアリングハンドルの舵角が所定の舵角しきい値以上であること、ならびに
禁止条件５：船舶のエンジンの回転速度が所定のしきい値以上であること
の全てが否定される条件であり、
前記航走制御装置は、前記禁止条件１〜５の少なくとも一つに該当する場合、停泊操船支援モードへの遷移のための操作を無効化する、請求項６または７に記載の操船支援装置。
【請求項９】
前記所定の条件とは、
禁止条件１：前記左側スロットルレバーおよび前記右側スロットルレバーのいずれかの操作位置が前進出力調整領域または後進出力調整領域にあること、
禁止条件２：船舶の前進速度が所定の前進速度しきい値以上であること、
禁止条件３：船舶後進速度が所定の後進速度しきい値以上であること、
禁止条件４：前記操舵機構の操舵角を制御するためのステアリングハンドルの舵角が所定の舵角しきい値以上であること、ならびに
禁止条件５：船舶のエンジンの回転速度が所定のしきい値以上であること
の全てが否定される条件であり、
前記航走制御装置は、前記禁止条件１〜５がすべて否定されることを条件に、前記通常航走モードから前記停泊操船支援モードへ遷移する、請求項６または７に記載の操船支援装置。
【請求項１】
推進機および操舵機構を備えた船舶のための操船支援装置であって、
前記推進機を前進駆動するための前進駆動位置、前記推進機を後進駆動するための後進駆動位置、および前記推進機を非作動状態とする中立位置を選択可能なスロットルレバーを含む第１操作手段と、
前記スロットルレバーに設けられ船舶の左方向への移動を指令するための左移動操作子と、前記スロットルレバーに設けられ船舶の右方向への移動を指令するための右移動操作子とを含む、第２操作手段と、
前記第２操作手段の操作と、前記第１操作手段の操作位置とに応じて、前記推進機のための目標推進力および前記操舵機構のための目標操舵角を含む目標値を求める目標値演算手段とを含む、操船支援装置。
【請求項２】
前記第２操作手段は、操船者が右手で前記スロットルレバーを把持したとき、操船者の親指で押下できる位置に配置されている、請求項１に記載の操船支援装置。
【請求項３】
前記操船支援装置は、船舶に備えられた左右一対の推進機と、これらの推進機にそれぞれ対応する一対の操舵機構とに対応した目標値を生成するものであり、
前記第１操作手段は、左の推進機に対応した左側スロットルレバーと、右の推進機に対応した右側スロットルレバーとを含み、前記左側スロットルレバーおよび右側スロットルレバーが、それぞれ、前進駆動位置、後進駆動位置および中立位置に操作可能であり、
前記第２操作手段は、前記左側スロットルレバーに配置されている、請求項１または２に記載の操船支援装置。
【請求項４】
前記左移動操作子は前記左側スロットルレバー上において、前記右移動操作子よりも下側に配置されている、請求項３に記載の操船支援装置。
【請求項５】
前記左側スロットルレバーおよび前記右側スロットルレバーの各頭部は、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、請求項３または４に記載の操船支援装置。
【請求項６】
通常航走モードおよび停泊操船支援モードを含む複数の制御モードに従う制御動作を行う航走制御装置を含み、前記第２操作手段が操作されると、所定の条件下で前記通常航走モードから前記停泊操船支援モードへ遷移する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の操船支援装置。
【請求項７】
前記第２操作手段が操作されていない場合に、前記制御モードは前記通常航走モードとなる、請求項６に記載の操船支援装置。
【請求項８】
前記所定の条件とは、
禁止条件１：前記左側スロットルレバーおよび前記右側スロットルレバーのいずれかの操作位置が前進出力調整領域または後進出力調整領域にあること、
禁止条件２：船舶の前進速度が所定の前進速度しきい値以上であること、
禁止条件３：船舶後進速度が所定の後進速度しきい値以上であること、
禁止条件４：前記操舵機構の操舵角を制御するためのステアリングハンドルの舵角が所定の舵角しきい値以上であること、ならびに
禁止条件５：船舶のエンジンの回転速度が所定のしきい値以上であること
の全てが否定される条件であり、
前記航走制御装置は、前記禁止条件１〜５の少なくとも一つに該当する場合、停泊操船支援モードへの遷移のための操作を無効化する、請求項６または７に記載の操船支援装置。
【請求項９】
前記所定の条件とは、
禁止条件１：前記左側スロットルレバーおよび前記右側スロットルレバーのいずれかの操作位置が前進出力調整領域または後進出力調整領域にあること、
禁止条件２：船舶の前進速度が所定の前進速度しきい値以上であること、
禁止条件３：船舶後進速度が所定の後進速度しきい値以上であること、
禁止条件４：前記操舵機構の操舵角を制御するためのステアリングハンドルの舵角が所定の舵角しきい値以上であること、ならびに
禁止条件５：船舶のエンジンの回転速度が所定のしきい値以上であること
の全てが否定される条件であり、
前記航走制御装置は、前記禁止条件１〜５がすべて否定されることを条件に、前記通常航走モードから前記停泊操船支援モードへ遷移する、請求項６または７に記載の操船支援装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−３２１６１（Ｐ２０１３−３２１６１Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２５０５５１（Ｐ２０１２−２５０５５１）
【出願日】平成２４年１１月１４日（２０１２．１１．１４）
【分割の表示】特願２００８−３０９８６２（Ｐ２００８−３０９８６２）の分割
【原出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月１４日（２０１２．１１．１４）
【分割の表示】特願２００８−３０９８６２（Ｐ２００８−３０９８６２）の分割
【原出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
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