船舶用推進制御装置および船舶
【課題】転舵ユニットのエネルギー効率に貢献でき、かつ、乗員の違和感を低減できる船舶用推進制御装置および船舶を提供する。
【解決手段】
船体ＥＣＵ２０は、船外機１１Ｌ，１１Ｒおよび転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒを制御する。ジョスティックユニット１０は、中立位置から傾倒可能なレバー７と、中立位置から回動可能なノブ８とを備えている。操船者は、ジョイスティックユニット１０の操作により、船舶１の進行方向および回頭を指示することができる。船体ＥＣＵ２０は、ジョイスティックユニット１０の出力信号に応じて、船外機１１Ｌ，１１Ｒの出力および転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角を制御する。船体ＥＣＵ２０は、船外機１１Ｌ，１１Ｒからの推進力を停止するとき、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角を保持するように構成されている。
【解決手段】
船体ＥＣＵ２０は、船外機１１Ｌ，１１Ｒおよび転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒを制御する。ジョスティックユニット１０は、中立位置から傾倒可能なレバー７と、中立位置から回動可能なノブ８とを備えている。操船者は、ジョイスティックユニット１０の操作により、船舶１の進行方向および回頭を指示することができる。船体ＥＣＵ２０は、ジョイスティックユニット１０の出力信号に応じて、船外機１１Ｌ，１１Ｒの出力および転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角を制御する。船体ＥＣＵ２０は、船外機１１Ｌ，１１Ｒからの推進力を停止するとき、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角を保持するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、推進ユニットおよび転舵ユニット(steering unit)を制御するための船舶用推進制御装置、ならびにこのような船舶用推進制御装置を備えた船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ジョイスティックの操作に応じて推進ユニットおよび転舵ユニットを制御する制御装置が開示されている。ジョイスティックは、中立位置から傾倒操作可能なレバーを備えている。レバーの操作方向に応じて推進力の方向が制御され、レバーの傾倒量に応じて推進力の大きさが制御される。ジョイスティックは、たとえば、レバーに対して中立位置への復元力を与えるばねを備えている。操船者がレバーに加える操作力を弱めると、ばねの復元力によって、レバーは中立位置に戻される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５５７６４号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
離岸時および着岸時には、操船者は、船舶の進行方向および姿勢を頻繁に変更するための操作を行う。その他、風や潮の流れに抗して船舶の方位を保持したり、船舶の位置を保持したりするときにも、同様な操作が必要になる。
このような場合、ジョイスティックの操作によって、推進ユニットの推進力および転舵ユニットの転舵角が頻繁に変化することになる。とくに、ジョイスティックによる操船では、レバーを短時間だけ傾倒させて中立位置へと戻す操作が繰り返し行われる。このような繰り返し操作に応答して、転舵ユニットの転舵角が頻繁に変化することになる。より詳細に説明すると、船舶の姿勢を微修正したい場合、操船者は、レバーを一方向に短時間だけ傾倒する操作を繰り返し実行する。それに応じて、転舵角は、当該操作方向に対応する値と、中立値（たとえば零）との間で頻繁に変化することになる。
【０００５】
たとえば、推進ユニットの一例である船外機は、それ自体が船体に対して左右に回動する舵部材(steering member)としても機能する。この場合、転舵ユニットは、船外機を左右に回動させることになる。したがって、船外機は、右または左に転舵された位置と、中立位置との間で頻繁に回動されることになる。
このように頻繁な転舵動作は、エネルギー効率を低下させるおそれがあり、かつ、乗員（操船者および同乗者）に違和感を与えるおそれもある。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、転舵ユニットのエネルギー効率に貢献でき、かつ、乗員の違和感を低減できる船舶用推進制御装置および船舶を提供することである。
この発明は、推進ユニットおよび転舵ユニットを制御する船舶用推進制御装置を提供する。この船舶用推進制御装置は、中立位置から傾倒可能なレバーを備え、船舶の進行方向および回頭を指示するために操船者によって操作されるように構成されたジョイスティックユニットと、前記ジョイスティックユニットの出力信号に応じて前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御する制御ユニットとを含む。前記制御ユニットは、前記推進ユニットの出力を停止するとき、前記転舵ユニットの転舵角を保持するように構成されている。
【０００７】
推進ユニットの出力が停止されているときは、転舵角の変化は船体の姿勢変化に寄与しない。そこで、制御ユニットは、推進ユニットの出力が停止されるときは、転舵ユニットの転舵角を変化することなく、従前の値に保持する。これにより、ジョイスティックユニットのレバー操作が頻繁に繰り返されるときであっても、無意味な転舵角変化を少なくすることができる。その結果、転舵ユニットのエネルギー消費を少なくすることができるので、エネルギー効率に寄与することができ、かつ、乗員の違和感を低減できる。
【０００８】
この発明の一実施形態において、前記船舶用推進制御装置は、船舶の左右に配置される左推進ユニットおよび右推進ユニット、ならびに前記左推進ユニットおよび右推進ユニットにそれぞれ対応した左転舵ユニットおよび右転舵ユニットを制御するように構成されている。この場合に、前記制御ユニットは、前記左右の推進ユニットが発生する推進力の作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成するように前記左右の転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されていてもよい。そして、前記制御ユニットは、前記左右の推進ユニットの出力を停止するときに前記左右の転舵ユニットの転舵角を保持することにより、前記作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成する状態を保持するように構成されていることが好ましい。
【０００９】
「作用線」とは、平面視において、推進力の作用点を通り、かつ推進力の方向に沿う直線である。「Ｖ字形」および倒立Ｖ字形（換言すればΛ字形）とは、平面視において作用線が形作る形状である。より具体的には、一対の作用線は、それらの交点が推進ユニットよりも後方に位置する場合に、Ｖ字形を形成する。すなわち、左右の推進ユニットの推進力作用点と前記交点とによって、Ｖ字形が形成される。また、一対の作用線は、それらの交点が推進ユニットよりも前方に位置する場合に、倒立Ｖ字形を形成する。すなわち、左右の推進ユニットの推進力作用点と前記交点とによって、倒立Ｖ字形が形成される。
【００１０】
たとえば、一対の作用線が倒立Ｖ字形を形成するとき、それらがいずれも船体の回転中心を通る状態に転舵角を制御できる。この場合、左右の推進ユニットが発生する推進力は、船体に実質的な回頭モーメントを与えない。したがって、船体の方位を変化させずに船体の位置を変更する平行移動が可能になる。より具体的には、ジョイスティックユニットのレバーを左右いずれかに傾倒させることによって、左方向または右方向に船舶を平行移動させることができる。むろん、左右の推進ユニットが発生する推進力を調整することによって、斜め左右前方および斜め左右後方への平行移動も可能である。
【００１１】
離着岸時などには、操船者は、船舶を少しずつ平行移動させるために、レバーを中立位置から短時間だけ傾倒させる操作を繰り返し行うかもしれない。このような場合に、レバーが中立位置に戻され、したがって、推進ユニットからの出力が停止されるとき、左右の推進ユニットの転舵角はそのまま保持され、たとえば、作用線が倒立Ｖ字形を形成している状態が保持される。つまり、転舵角が、中立値と、作用線が倒立Ｖ字形を形成する値との間で頻繁に変化することがない。中立値とは、たとえば、船体の前後方向、すなわち船体中心線に平行な方向に推進力が作用するときの転舵角値である。
【００１２】
一方、一対の作用線がＶ字形を形成するとき、左右の推進ユニットが発生する推進力は、いずれも、船体に回頭モーメントを与える。左右の推進ユニットが船体に与える回頭モーメントが逆方向であれば、それらは、少なくとも部分的に相殺する。したがって、船体を前進または後進させたり、左右に旋回させたりすることができる。また、左右の推進ユニットが船体に与える回頭モーメントが同方向であれば、たとえば、船体の位置を実質的に変化させることなく船体を回頭させることができる。
【００１３】
離着岸時などには、操船者は、船舶を少しずつ回頭させるために、短時間だけ回頭指示を与えるためのジョイスティック操作を繰り返すかもしれない。このような場合に、回頭指示が中断され、したがって、推進ユニットからの出力が停止されるとき、左右の推進ユニットの転舵角はそのまま保持され、たとえば、作用線がＶ字形を形成している状態が保持される。つまり、転舵角が、中立値と、作用線がＶ字形を形成する値との間で頻繁に変化することがない。
【００１４】
このようにして、転舵角の無意味な変化が少なくなるので、転舵ユニットのエネルギー効率に貢献することができ、かつ、乗員の違和感を低減できる。
この発明の一実施形態において、前記船舶用推進制御装置は、船舶の左右に配置される左推進ユニットおよび右推進ユニット、ならびに前記左推進ユニットおよび右推進ユニットにそれぞれ対応した左転舵ユニットおよび右転舵ユニットを制御するように構成されている。そして、前記レバーは、中立位置から前後左右に傾倒可能に構成されている。また、
前記制御ユニットは、前記左右の推進ユニットが発生する推進力の作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成するように前記左右の転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されている。この場合に、前記制御ユニットは、前記レバーの左右方向傾倒量が所定値以下（たとえば零または所定の不感帯範囲）となったときに、前記左右の転舵ユニットの転舵角を保持することにより、前記左右の推進ユニットの作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成する状態を保持するように構成されていることが好ましい。
【００１５】
この構成では、レバーが中立位置またはその付近に戻され、したがって、もはや推進ユニットからの推進力を発生すべきでなくなると、左右の転舵ユニットの転舵角が保持される。これにより、左右の推進ユニットの作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成する状態に保持される。よって、無用な転舵角変化が少なくなるので、エネルギー効率に貢献でき、乗員の違和感を低減できる。
【００１６】
この発明の一実施形態においては、前記ジョイスティックユニットは、中立位置から回動操作可能に構成された回動操作部をさらに含む。この場合に、前記制御ユニットは、前記回動操作部の操作に応じて、船体に回頭モーメントを与えるように、前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されていることが好ましい。
【００１７】
前記回動操作部は、前記レバーの軸線まわりに回動操作可能に構成されていてもよい。より具体的には、前記回動操作部は、レバーの先端に設けられたノブであってもよい。このノブは、レバーとともに回動するものであってもよいし、レバーに対して相対的に回動するものであってもよい。むろん、回動操作部は、レバーとは別に設けられていてもよい。
【００１８】
たとえば、回頭ハンドルが中立位置に戻され、推進ユニットの推進力の発生を要しなくなる場合がある。このような場合に、転舵ユニットの転舵角が保持される。たとえば、前述のように、左右の推進ユニットが備えられ、船体を回頭させるためにそれらの推進力の作用線が倒立Ｖ字形を形成するように転舵角が制御される場合がある。この場合に、回動操作部が中立位置に戻されたときに、左右の転舵ユニットの転舵角を保持し、一対の作用線が倒立Ｖ字形を形成する状態を保持することができる。
【００１９】
前記制御ユニットは、前記レバーの前後方向傾倒に応じて前記推進ユニットの出力を制御し、前記回動操作部の操作に応じて前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されていてもよい。この場合に、前記制御ユニットは、前記レバーおよび前記回動操作部がそれぞれの中立位置に戻されたときに、前記推進ユニットの出力を停止させ、さらに、前記転舵ユニットの転舵角を保持するように構成されていることが好ましい。
【００２０】
この構成では、レバーの前後方向傾倒に応じて推進力が調整され、回動操作部の回動に応じて転舵角が制御される。したがって、レバーおよび回動操作部がそれぞれの中立位置にあれば、推進ユニットの出力が停止される。このときに、転舵ユニットの転舵角が保持される。すなわち、転舵角は、回動操作部の操作によって調整された状態に保持されることになる。回動操作部等の操作から実際に転舵角が変化するまでには、一定の応答時間が必要である。この応答時間内にレバーおよび回動操作部がそれぞれの中立位置に戻されたときに、転舵角変化が無効化される。
【００２１】
前記制御ユニットは、前記転舵ユニットの転舵角を、中立値を含む中立範囲、中立範囲の一方側の第１範囲、および中立範囲の他方側の第２範囲のうちのいずれかの転舵角範囲に属する転舵角に制御するように構成されていてもよい。この場合に、前記制御ユニットは、さらに、前記レバーが中立位置にある状態で、前記回動操作部が中立位置から回動されたときは、転舵角範囲を変更することなく、前記回動操作部の操作に応じて前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されていることが好ましい。この構成により、レバーが中立位置にあるときの転舵角変化が抑制されるので、転舵角変化をより一層少なくすることができる。これにより、エネルギー効率にさらに貢献でき、かつ、乗員の違和感をさらに低減できる。
【００２２】
中立値とは、前述のとおり、推進力の作用線が船体の前後方向（船体中心線に平行な方向）に沿うときの操舵角値である。中立範囲とは、中立値のみを含む範囲であってもよいし、中立値を含む左右一定角度範囲であってもよい。
前記推進ユニットは、互いに正反対の第１方向と第２方向とに推進力の方向を切り換えることができるように構成されていてもよい。より具体的には、推進ユニットは、前進方向と後進方向とに推進力の切換が可能であってもよい。この場合に、前記制御ユニットは、前記レバーが中立位置にある場合において前記回動操作部が操作されたとき、前記転舵ユニットの転舵角が中立値を含む中立範囲に属しなければ、前記推進ユニットの推進力の方向を前記回動操作部の操作に応じて前記第１方向または第２方向に制御するように構成されていることが好ましい。
【００２３】
転舵角が中立範囲に属しないときには、推進ユニットから第１方向の推進力を発生させれば、船体に一方向の回頭モーメントを与えることができる。また、推進ユニットから第２方向の推進力を発生させれば、船体に他方向の回頭モーメントを与えることができる。したがって、転舵角変化を最小限にとどめながら、船体にいずれの方向の回頭モーメントをも与えることができる。これにより、転舵ユニットのエネルギー効率に貢献でき、転舵角の頻繁な変化に起因する乗員の違和感を低減できる。
【００２４】
この発明の一実施形態に係る船舶用推進制御装置は、前記制御ユニットの制御モードを、通常操船モードと、ジョイスティック操船モードとに切り換えるモード切換ユニットをさらに含む。この場合に、前記制御ユニットは、通常操船モードにおいては、船舶に備えられるリモコンレバーの操作に応じて前記推進ユニットの出力を制御し、前記船舶に備えられるステアリングハンドルの操作に応じて前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されていることが好ましい。また、前記制御ユニットは、前記ジョイスティック操船モードにおいては、前記ジョイスティックユニットの操作に応じて前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御し、かつ、前記推進ユニットの出力を停止するときに、前記転舵ユニットの転舵角を保持するように構成されていることが好ましい。
【００２５】
通常操船モードでは、ステアリングハンドルおよびリモコンレバーの操作によって、推進ユニットの出力および転舵ユニットの操舵角を調整できる。たとえば、左右一対の推進ユニットおよびそれらに対応する左右一対の転舵ユニットが備えられている場合に、通常操船モードでは、左右一対の転舵ユニットの転舵角は互いに実質的に等しい値に制御されてもよい。つまり、左右一対の推進ユニットの推進力の作用線は、互いにほぼ平行な状態とされてもよい。したがって、ステアリングハンドルの操作によって、一対の作用線が互いにほぼ平行な状態を保持しつつ、左右の転舵ユニットの転舵角が同期して変化することになる。したがって、通常操船モードは、外洋などでの操船に適している。推進力の調整は、ステアリングハンドルとは別に設けられたリモコンレバーの操作によって行われる。
【００２６】
一方、ジョイスティック操船モードでは、ジョイスティックユニットの操作によって、船舶の挙動を精密に制御することができる。たとえば、船舶には、左右一対の推進ユニットおよびそれらに対応する左右一対の転舵ユニットが備えられてもよい。この場合に、ジョイスティック操船モードでは、左右の推進ユニットの推進力の作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成するように、左右一対の転舵ユニットの転舵角が制御されてもよい。
【００２７】
この発明の一実施形態では、前記船舶用推進制御装置は、船体の方位を保持するために操船者によって操作される方位保持指示ユニットと、船体の方位を検出する方位検出ユニットとをさらに含む。この場合に、前記制御ユニットは、前記方位保持指示ユニットが操作されたときの船体の方位を保持するように、前記方位検出ユニットの出力に基づいて、前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されていることが好ましい。これにより、方位保持指示ユニットを操作すれば、船体の方位が自動的に保持される。よって、一定の方位に向けながら船体を移動させて行う流し釣りや、船体を一定の方位に向けて定速航走させるトローリングの際の操船が容易になる。
【００２８】
前記推進ユニットは、互いに正反対の第１方向と第２方向とに推進力の方向を切り換えることができるように構成されていてもよい。この場合に、前記制御ユニットは、前記転舵ユニットの転舵角が中立値を含む中立範囲に属しないときに、前記転舵角は変えずに、前記推進ユニットの推進力の方向および大きさを制御することにより、船体の方位を保持するように構成されていることが好ましい。これにより、転舵角を変化させることなく、船体に一方向または他方向の回頭モーメントを適切に与えることによって、船体の方位が保持される。その結果、少ない転舵角変化で、船体の方位を一定に保持できるから、エネルギー効率に貢献でき、かつ、乗員の違和感低減に貢献できる。
【００２９】
この発明の一実施形態に係る船舶用推進制御装置は、船体の方位を検出する方位検出ユニットをさらに含む。この場合に、前記制御ユニットは、所定の指示入力が与えられたとき（たとえば、船体前後方向に沿う後進指示が入力されたとき）に、その入力時の船体の方位を保持するように、前記方位検出ユニットの出力に基づいて、前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されていることが好ましい。この構成により、所定の指示入力に応答して、船体の方位を保持するための制御が実行される。たとえば、推進ユニットが、プロペラの回転によって推進力を発生するように構成されている場合に、プロペラの回転に起因する横力(lateral force。いわゆるジャイロ効果による横力)を補償する制御を実行することができる。より具体的には、たとえば、船体を後方に直進させるための指示入力に応答して、船体の方位を保持する制御が実行されてもよい。これにより、ジャイロ効果による横力等が補償され、操船者の意図に従う後進を実現できる。
【００３０】
この発明の一実施形態に係る船舶用推進制御装置は、船体の位置および方位を保持するために操船者によって操作される定点保持指示ユニットと、船体の位置を検出する位置検出ユニットと、船体の方位を検出する方位検出ユニットとをさらに含む。この場合に、前記制御ユニットは、前記定点保持指示ユニットが操作されたときの船体の位置および方位を保持するように、前記位置検出ユニットおよび方位検出ユニットの出力に基づいて、前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されていることが好ましい。
【００３１】
この構成により、定点保持指示ユニットを操作することによって、船体の位置および船体の方位を保持するように、推進力および転舵角が制御される。これにより、複雑な操作を要することなく、船体を定点に保持することができる。船体の定点保持は、釣りのポイントで船体を保持する場合のほか、カイトフィッシングにおいても利用できる。カイトフィッシングとは、船舶から凧を飛ばし、凧糸から水中へと釣り糸を垂らして行う釣りの手法である。通常のカイトフィッシングでは、船体の移動を防ぐために、シーアンカーと呼ばれるパラシュートが水中に投入される。上記のような定点保持制御を実行すれば、シーアンカーを用いることなく船舶を定点に保持して、カイトフィッシングを行うことができる。
【００３２】
この発明の一実施形態に係る船舶用推進制御装置は、所定の船体挙動に対応する推進力（必要に応じてさらに転舵角）を設定するためのキャリブレーション操作ユニットをさらに含む。この場合に、前記制御ユニットは、前記キャリブレーション操作ユニットの操作に応答して、前記所定の船体挙動と推進力（必要に応じてさらに転舵角）とが対応するように、ジョイスティックの出力信号と推進力（必要に応じてさらに転舵角）との関係特性を更新するように構成されていることが好ましい。
【００３３】
たとえば、前記制御ユニットは、キャリブレーション操作ユニットの操作から所定時間経過後までの推進力（さらに必要に応じて転舵角）の平均値に基づいて前記関係特性を更新するように構成されていてもよい。また、前記制御ユニットは、前記キャリブレーション操作ユニットが操作されたときの推進力（さらに必要に応じて転舵角）に基づいて前記関係特性を更新するように構成されていてもよい。さらに、前記制御ユニットは、前記キャリブレーション操作ユニットが操作された時点から所定時間だけ前までの期間における推進力（さらに必要に応じて転舵角）に基づいて前記関係特性を更新するように構成されていてもよい。
【００３４】
前記キャリブレーション操作ユニットは、船体の横移動（前記所定の船体挙動の一例）に対する前記関係特性を更新するために操作される横移動キャリブレーション操作ユニットを含んでいてもよい。また、前記キャリブレーション操作ユニットは、船体のその場回頭（前記所定の船体挙動の一例）に対する前記関係特性を更新するために操作される回頭キャリブレーション操作ユニットを含んでいてもよい。
【００３５】
船体の横移動を指示するためのジョイスティック操作は、たとえば、前記レバーを左方向または右方向に傾倒させる操作であってもよい。この場合、このようなジョイスティック操作に対して、前記関係特性が関連付けられる。したがって、キャリブレーションを実行しておけば、レバーを左方向または右方向に傾倒させる操作を行うことで、船体を横移動させることができる。キャリブレーションの実行前には、たとえば、レバーの左方向または右方向への傾倒により、船体の回頭が生じたり、船体が斜め方向に移動したりすることがあり得る。そこで、キャリブレーションを実行することで、レバーの左右への傾倒操作に応じた船舶の横移動を容易に行わせることができるようになる。
【００３６】
船体のその場回頭を指示するためのジョイスティック操作は、たとえば、レバーを中立位置に保持した状態で前記回動操作部を回動する操作であってもよい。このようなジョイスティック操作に対して、前記関係特性が関連付けられる。したがって、キャリブレーションを実行しておけば、レバーを中立位置に保持して回動操作部を回動することで、船体を最小回転半径で回頭させることができる。キャリブレーションの実行前には、たとえば、同様のジョイスティック操作によって、船体が大きく移動しながら回頭し、回転半径が大きくなってしまう場合があり得る。そこで、キャリブレーションを実行することで、前記ジョイスティック操作によって、確実に、最初回転半径での回頭が可能になる。
【００３７】
この発明の一実施形態は、船体と、船体に備えられた推進ユニットおよび転舵ユニットと、前記推進ユニットおよび転舵ユニットを制御する、前述のような特徴を有する船舶用推進制御装置とを含む、船舶を提供する。
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。
【００３８】
推進ユニットは、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を有していてもよい。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する。この場合、転舵ユニットは、船外機全体を船体に対して水平方向に回動させるように構成される。船内外機は、原動機が船内に配置され、推進力発生部材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。この場合、転舵ユニットはドライブユニットを船体に対して左右に回動させるように構成される。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、転舵ユニットは、原動機およびドライブユニットとは別に設けられた舵ユニットを船体に対して左右に回動させるように構成される。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ジェットポンプで加速し、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、転舵ユニットは、噴射ノズルから噴射された水流を変更させるデフレクタを左右に回動させるように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この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】図３Ａはジョイスティックユニットの構成を拡大して示す図解的な側面図であり、図３Ｂはその平面図である。
【図４】ジョイスティック操船モードにおける船体の挙動および船外機の姿勢を示す動作説明図である。
【図５】ジョイスティック操船モードにおいて船体ＥＣＵが実行する処理の一部を示すフローチャートである。
【図６】本願発明者によるジョイスティック操船モードでの実験結果を示す図である。
【図７】本願発明者によるジョイスティック操船モードでの実験結果を示す図である。
【図８】この発明の第２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９】第２の実施形態のジョイスティック操船モードにおける船体の挙動および船外機の姿勢を示す動作説明図である。
【図１０】第２の実施形態のジョイスティック操船モードにおいて船体ＥＣＵが実行する処理の一部を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の第３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１２】第３の実施形態において、方位保持ボタンの操作に応答して船体ＥＣＵが実行する処理の内容を説明するためのフローチャートである。
【図１３】この発明の第４の実施形態に係る船舶に備えられた船体ＥＣＵによる処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】この発明の第５の実施形態に係る船舶の構成を示す概念図である。
【図１５】定点保持ボタンの操作に応答して船体ＥＣＵが実行する制御処理の内容を説明するためのフローチャートである。
【図１６】この発明の第６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１７】横移動キャリブレーションの流れを説明するためのフローチャートである。
【図１８】横移動キャリブレーションの実施例を示す。
【図１９】横移動キャリブレーションにおける補正角度の時間変化を示す。
【図２０】回頭キャリブレーションの流れを説明するためのフローチャートである。
【図２１】回頭キャリブレーションの実施例を示す。
【図２２】右まわり回頭操作を実際に行ったときの船体の航跡例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
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。
第１の実施形態
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、一対の船外機１１Ｌ，１１Ｒが一対の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒをそれぞれ介して取り付けられている。
【００４１】
船外機１１Ｌ，１１Ｒ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１１Ｌ，１１Ｒ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１１Ｌ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１１Ｒ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、「左船外機１１Ｌ」、「右船外機１１Ｒ」という。
【００４２】
転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒは、左船外機１１Ｌおよび右船外機１１Ｒをそれぞれ左右に転舵させるように構成されている。そこで、以下では、これらの転舵ユニットを区別するときには、それぞれ「左転舵ユニット１２Ｌ」、「右転舵ユニット１２Ｒ」という。転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒが、船外機１１Ｌ，１１Ｒを左右に転舵させることによって、船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力の方向が変化する。この推進力の作用点を通り、当該推進力の方向に沿う線を「作用線」ということにし、「作用線」が船体中心線５に対してなす角を転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの「転舵角」などということにする。作用線７１Ｌ，７１Ｒが船体中心線５に平行なとき、転舵角は零（中立値）をとる。そして、作用線７１Ｌ，７１Ｒの前方側が船体中心線５に平行な状態よりも、左に位置しているときの転舵角を正の値で表し、作用線７１Ｌ，７１Ｒの前方側が船体中心線５と平行な状態よりも右に位置しているときの転舵角を負の値で表すことにする。船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力が船体２に作用する作用点は、たとえば、船外機１１Ｌ，１１Ｒが左右に回動するときの回動中心（後述の転舵軸３５。図２参照）である。
【００４３】
左船外機１１Ｌおよび右船外機１１Ｒには、それぞれ、電子制御ユニット１３Ｌ，１３Ｒ（以下、「左船外機ＥＣＵ１３Ｌ」、「右船外機ＥＣＵ１３Ｒ」という。）が内蔵されている。さらに、左転舵ユニット１２Ｌおよび右転舵ユニット１２Ｒには、それぞれ、電子制御ユニット１４Ｌ，１４Ｒ（以下、「左転舵ＥＣＵ１４Ｌ」、「右転舵ＥＣＵ１４Ｒ」という。）が備えられている。
【００４４】
船体２の操船席には、操船のための操作台６が設けられている。操作台６には、ジョイスティックユニット１０と、ステアリングホイール１５と、リモコンレバーユニット１６とが備えられている。ジョイスティックユニット１０は、レバー７を備えている。レバー７の頭部には、レバー７の軸線まわりに回動操作することができるノブ８が設けられている。レバー７は、前後左右の自由な方向に傾倒させることができるように構成されている。前後方向の傾倒量および左右方向の傾倒量は、それぞれセンサ（ポテンショメータその他の位置センサ）によって検出される。ノブ８の回動操作量は、別のセンサ（ポテンショメータその他の位置センサ）によって検出される。
【００４５】
レバー７の傾倒量およびノブ８の回動操作量を表す信号は、船体ＥＣＵ２０に入力されるようになっている。
船体ＥＣＵ２０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。船体ＥＣＵ２０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、ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒ，１４Ｌ，１４Ｒとの間で通信を行う。たとえば、船体ＥＣＵ２０は、船外機ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒから、船外機１１Ｌ，１１Ｒに備えられたエンジンの回転速度を取得する。そして、船体ＥＣＵ２０は、船外機ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒに対して、目標シフト位置（前進、ニュートラル、後進）、および目標エンジン回転速度を表すデータを与える。また、船体ＥＣＵ２０は、船内ＬＡＮ２５を介して、転舵ＥＣＵ１４Ｌ，１４Ｒに対して目標転舵角を与える。転舵ＥＣＵ１４Ｌ，１４Ｒは、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒに備えられた転舵アクチュエータ５３（図２参照）を制御することによって、目標転舵角に応じて、船外機１１Ｌ，１１Ｒを左右方向に回動させる。
【００４６】
船体ＥＣＵ２０は、通常操船モードおよびジョイスティック操船モードを含む複数の制御モードに従う制御動作を行う。通常操船モードとジョイスティック操船モードとを切り換えるために、モード切換スイッチ１９が操作台６に備えられている。
通常操船モードでは、船体ＥＣＵ２０は、ステアリングホイール１５およびリモコンレバーユニット１６の操作に応じて、船外機１１Ｌ，１１Ｒの出力および転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの動作を制御する。
【００４７】
より具体的には、船体ＥＣＵ２０は、ステアリングホイール１５の操作角に応じて転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒのための目標転舵角を設定する。この場合、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角は共通の値に設定される。したがって、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒは、互いに平行な方向に推進力を発生する。ステアリングホイール１５の操作角を検出するために、操作角センサ２１が備えられている。この操作角センサ２１の出力信号が船体ＥＣＵ２０に入力されるようになっている。
【００４８】
船体ＥＣＵ２０は、さらに、リモコンレバーユニット１６の操作に応じて、船外機１１Ｌ，１１Ｒの出力を制御する。リモコンレバーユニット１６は、左船外機１１Ｌに対応し左レバー１６Ｌと、右船外機１１Ｒに対応した右レバー１６Ｒとを有している。レバー１６Ｌ，１６Ｒは、前後方向に傾倒可能に構成されている。傾倒範囲は、所定の中立範囲と、中立範囲の前方の前進範囲と、中立範囲の後方の後進範囲とを含む。レバー１６Ｌ，１６Ｒが中立範囲に位置しているときは、対応する船外機１１Ｌ，１１Ｒは推進力を発生しないように、船体ＥＣＵ２０によって制御される。より具体的には、対応する船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標シフト位置がニュートラル位置に設定される。レバー１６Ｌ，１６Ｒが前進範囲に位置しているときは、対応する船外機１１Ｌ，１１Ｒは、前進方向の推進力を船体２に与えるように、船体ＥＣＵ２０によって制御される。より具体的には、対応する船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標シフト位置が前進位置に設定される。レバー１６Ｌ，１６Ｒが後進範囲に位置しているときは、対応する船外機１１Ｌ，１１Ｒは、後進方向の推進力を船体２に与えるように、船体ＥＣＵ２０によって制御される。より具体的には、対応する船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標シフト位置が後進位置に設定される。前進範囲および後進範囲においては、中立位置（たとえば中立範囲の中央位置）からのレバー傾倒量が大きいほど大きな推進力が発生するように、船体ＥＣＵ２０によって船外機１１Ｌ，１１Ｒが制御される。より具体的には、目標エンジン回転速度が大きく設定される。レバー１６Ｒ，１６Ｌの操作位置は、レバー位置センサ２２Ｌ，２２Ｒによって検出される。これらのレバー位置センサ２２Ｌ，２２Ｒの出力信号は、船体ＥＣＵ２０に与えられる。
【００４９】
ジョイスティック操船モードは、ジョイスティックユニット１０の操作に応答して転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角および船外機１１Ｌ，１１Ｒの出力が制御される制御モードである。ジョイスティック操船モードでは、船体ＥＣＵ２０は、レバー７の傾倒方向に船体２を移動させ、ノブ８の回動操作量に応じた角速度で船体２を回頭させる。すなわち、このような船体挙動を達成するように、船体ＥＣＵ２０は、船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標シフト位置および目標エンジン回転速度を設定し、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角を設定する。
【００５０】
ジョイスティック操船モードでは、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。より具体的には、ジョイスティック操船モードにおいては、船外機１１Ｌ，１１Ｒは、それらの後端部が互いに接近してＶ字形を形成するか、またはそれらの後端部が互いに離隔して倒立Ｖ字形を形成するように、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角が設定される。船外機１１Ｌ，１１ＲがＶ字形を形成するとき、それらの作用線７１Ｌ，７１ＲもＶ字形を形成する。このとき、それらの作用線は、船外機１１，１１Ｒの後方で交差する。船外機１１Ｌ，１１Ｒが倒立Ｖ字形を形成するとき、それらの作用線７１Ｌ，７１Ｒも倒立Ｖ字形を形成する。このとき、それらの作用線７１Ｌ，７１Ｒは、船外機１１Ｌ，１１Ｒの前方で交差する。
【００５１】
図２は、船外機１１Ｌ，１１Ｒ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１１Ｌ，１１Ｒ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、転舵軸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を転舵軸３５まわりに回動させることによって、転舵角（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１１Ｌ，１１Ｒの取り付け角に対応する。
【００５２】
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。
【００５３】
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、駆動ギヤ４３ａと、前進ギヤ４３ｂと、後進ギヤ４３ｃと、ドッグクラッチ４３ｄとを有している。駆動ギヤ４３ａ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。前進ギヤ４３ｂは、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は、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。ドッグクラッチ４３ｄは、前進ギヤ４３ｂおよび後進ギヤ４３ｃの間に配置されている。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒ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ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒ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。
【００５８】
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ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒによって動作制御される。
さらに、推進ユニット３０に固定された転舵ロッド４７には、転舵ＥＣＵ１４Ｌ，１４Ｒによって制御される転舵アクチュエータ５３が結合されている。左転舵ＥＣＵ１４Ｌと左船外機１１Ｌに対応した転舵アクチュエータ５３とにより、左転舵ユニット１２Ｌが構成されている。同様に、右転舵ＥＣＵ１４Ｒと右船外機１１Ｒに対応した転舵アクチュエータ５３とにより、右転舵ユニット１２Ｒが構成されている。
【００５９】
転舵アクチュエータ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。また、転舵アクチュエータ５３は、たとえば、電動ポンプによって駆動される油圧シリンダを有していてもよい。転舵アクチュエータ５３を駆動することによって、推進ユニット３０を転舵軸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。転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒには、転舵角を検出するための転舵角センサ４９が備えられている。転舵角センサ４９は、たとえば、ポテンショメータからなる。転舵角センサ４９の出力信号は、転舵ＥＣＵ１４Ｌ，１４Ｒに入力されるようになっている。
【００６０】
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ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒ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ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒに入力される。
【００６１】
図３Ａはジョイスティックユニット１０の構成を拡大して示す図解的な側面図であり、図３Ｂはその平面図である。図３Ａの紙面の表面から裏面に向かう方向、図３Ｂの紙面の下方から上方に向かう方向が、船舶１の前進方向＋Ｘに対応する。この前進方向＋Ｘを基準として、後進方向−Ｘ、右方向＋Ｙ、左方向−Ｙが各図に示されている。
レバー７は、操作台６から突設されており、任意の方向へ傾倒自在である。このレバー７の遊端部に略球体状のノブ８が取り付けられている。
【００６２】
レバー７の中立位置は、操作台６の表面に対して直立した位置である。レバー７には、中立位置に向かう復元力を与えるばね（図示せず）が結合されている。操船者が、レバー７を所望の方向に向けて中立位置から傾倒させると、船体ＥＣＵ２０が、レバー７の傾倒位置（傾倒方向および傾倒量）に基づいて船外機１１Ｌ，１１Ｒにおける推進力およびその方向を制御する。したがって、操船者は、レバー７を操作することにより、船舶１の進行速度および進行方向を制御することができる。操船者がレバー７に加える操作力を弱めると、ばねの復元力によって、レバー７は中立位置に戻される。
【００６３】
前後方向Ｘ（＋Ｘ，−Ｘ）におけるレバー７の傾倒量Ｌｘは、操作台６に備えられた第１位置センサ６１によって検出され、船体ＥＣＵ２０に与えられる。同様に、左右方向Ｙ（＋Ｙ，−Ｙ）におけるレバー７の傾倒量Ｌｙは、操作台６に備えられた第２位置センサ６２によって検出され、船体ＥＣＵ２０に与えられる。
さらに、ノブ８の回動操作位置（回動操作方向および回動操作量）Ｌｚを検出するための第３位置センサ６３が操作台６に備えられており、その出力信号が船体ＥＣＵ２０に与えられるようになっている。第１〜第３位置センサ６１〜６３は、それぞれ、ポテンショメータで構成することができる。ノブ８には、中立位置に向かう復元力を与えるばね（図示せず）が結合されている。操船者が、操船者がノブ８に加える操作力を弱めると、ばねの復元力によって、ノブ８は中立位置に戻される。
【００６４】
図４は、ジョイスティック操船モードにおける船体２の挙動および船外機１１Ｌ，１１Ｒの姿勢を示す動作説明図である。ジョイスティックユニット（Ｊ／Ｓ）１０のレバー傾倒位置は、円内に示した三角形シンボル「▲」で表してある。十字線の交点が中立位置である。また、ノブ８の回動操作位置（回動角）は三角形シンボル「▲」の向きで表してある。中立位置は、図４の紙面における上向き（紙面に平行な方向）である。
【００６５】
まず、図４に示す動作例Ａ１，Ａ２（停止）を説明する。ジョイスティックユニット（Ｊ／Ｓ）１０のレバー７およびノブ８がそれぞれの中立位置にあるとき、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒは、平面視においてＶ字形をなす第１姿勢パターン、または平面視において倒立Ｖ字形をなす第２姿勢パターンをとる。すなわち、このような姿勢パターンとなるように、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒが制御される。ただし、船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置はいずれもニュートラル位置に制御され、したがって、いずれの船外機１１Ｌ，１１Ｒも推進力を発生しない。よって、船体２は停止状態に保持される。停止状態とは、この場合、船体２に推進力が作用していない状態を意味する。したがって、船体２の位置は、潮流や風の影響によって変化し得る。
【００６６】
第１姿勢パターンでは、船外機１１Ｌ，１１Ｒが推進力を発生するとすれば、それらの推進力の方向にそれぞれ沿う作用線７１Ｌ，７１Ｒは、船外機１１Ｌ，１１Ｒの後方で交差するＶ字形を形成する。したがって、左転舵ユニット１２Ｌの転舵角は正の値となり、右転舵ユニット１２Ｒの転舵角は負の値となる。また、第２姿勢パターンでは、船外機１１Ｌ，１１Ｒが推進力を発生するとすれば、それらの推進力の方向にそれぞれ沿う作用線７１Ｌ，７１Ｒは、船外機１１Ｌ，１１Ｒの前方で交差する倒立Ｖ字形を形成する。したがって、左転舵ユニット１２Ｌの転舵角は負の値となり、右転舵ユニット１２Ｒの転舵角は正の値となる。
【００６７】
次に、図４に示す動作例Ａ３，Ａ４（前進／後進）を説明する。ジョイスティックユニット１０のレバー７が前進範囲または後進範囲に傾倒されており、左右方向には実質的に傾倒されていないときも同様に、船外機１１Ｌ，１１Ｒが前記第１姿勢パターン（Ｖ字形）または第２姿勢パターン（倒立Ｖ字形）をとるように左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒが制御される。船外機１１Ｌおよび１１Ｒのシフト位置は、レバー７が前進範囲にあればいずれも前進位置に制御され、レバー７が後進範囲にあればいずれも後進位置に制御される。また、船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度は、レバー７の中立位置からの傾倒量に応じた値に制御される。これにより、レバー７の前後方向への傾倒に応じて、船体２に前進方向または後進方向の推進力を与えることができる。
【００６８】
次に、図４に示す動作例Ａ５（回頭・旋回）を説明する。ジョイスティックユニット１０のレバー７が中立位置にあって、ノブ８がその中立位置から左右に回動されているとき、船外機１１Ｌ，１１Ｒが前記第１姿勢パターン（Ｖ字形）をとるように左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒが制御される。第１姿勢パターン（Ｖ字形）では、船外機１１Ｌ，１１Ｒの作用線７１Ｌ，７１Ｒは、いずれも船体２の回転中心７０を通っていない。そのため、船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力は、船体２に対してその回転中心７０まわりのモーメント（回頭モーメント）を与える。ノブ８が中立位置よりも左に回動された状態では、左船外機１１Ｌのシフト位置は後進位置に制御され、右船外機１１Ｒのシフト位置は前進位置に制御される。これにより、船体２に対して左まわり方向（反時計回り方向）の回頭モーメントが与えられる。一方、ノブ８が中立位置よりも右に回動された状態では、左船外機１１Ｌのシフト位置は前進位置に制御され、右船外機１１Ｒのシフト位置は後進位置に制御される。これにより、船体２に対して右まわり（時計回り方向）の回頭モーメントが与えられる。ノブ８の中立位置からの回動操作量が多いほど、船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度が大きくなり、したがって、推進力が大きくなるように制御される。これにより、船体２に与えられる回頭モーメントが大きくなるので、回頭速度が速くなる。
【００６９】
次に、図４に示す動作例Ａ６（回頭・旋回）を説明する。動作例Ａ６は、ジョイスティックユニット１０のレバー７が左右方向には実質的に傾倒されずに前進範囲または後進範囲にあり、かつ、ノブ８が中立位置から左右に回動されているときの動作を示す。この場合、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが前記第１姿勢パターン（Ｖ字形）をとるように左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒが制御される。このとき、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度（推進力）は、船体２が前進または後進しながら左または右に回頭するように制御される。すなわち、ノブ８が中立位置よりも左に回動されているとき、レバー７が前進範囲にあれば船体２は左に回頭しながら前進（前進左旋回）し、レバー７が後進範囲にあれば船体２は右に回頭しながら左後方に進む（後進左旋回）。一方、ノブ８が中立位置から右に回動されているとき、レバー７が前進範囲にあれば船体２は右に回頭しながら前進（前進右旋回）し、レバー７が後進範囲にあれば船体は左に回頭しながら右後方に進む（後進右旋回）。
【００７０】
次に、図４に示す動作例Ａ７，Ａ８，Ａ９（平行移動、斜め旋回）を説明する。ジョイスティックユニット１０のノブ８が中立位置にあって、レバー７がいずれかの方向に傾倒されているときは、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが前記第２姿勢パターン（倒立Ｖ字形）をとるように左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒが制御される。このとき、船体２がレバー７の傾倒方向に平行移動するように左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度が制御される。たとえば、レバー７が前後には実質的に傾倒されず、左右方向に傾倒されていれば、それに応じて船体２が左方向または右方向に平行移動する（動作例Ａ７）。具体的には、レバー７が左方向に傾倒されたとき、左船外機１１Ｌのシフト位置が後進位置に制御され、右船外機１１Ｒのシフト位置が前進位置に制御される。そして、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが略等しい推進力を発生するようにそれぞれのエンジン回転速度が制御される。その結果、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力ベクトルを合成した合成ベクトルは、船体中心線５に直交する左方向を向く。しかも、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力の作用線７１Ｌ，７１Ｒは、いずれも船体の回転中心７０を通っているため、船体２には実質的に回頭モーメントが作用しない。これにより、船体２は実質的に回頭することなく左に移動することになる。同様に、レバー７が右方向に傾倒されたときは、左船外機１１Ｌのシフト位置が前進位置に制御され、右船外機１１Ｒのシフト位置が後進位置に制御される。そして、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが略等しい推進力を発生するように左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度が制御される。その結果、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力ベクトルを合成した合成ベクトルは、船体中心線５に直交する右方向を向く。これにより、船体２は実質的に回頭することなく右に移動することになる。
【００７１】
ジョイスティックユニット１０のレバー７が斜め左前方に傾倒されたときは、船体２が斜め左前方に平行移動するように左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力が制御される（動作例Ａ８）。すなわち、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力のベクトルを合成した合成ベクトルが斜め左前方を向くように、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置およびエンジン回転速度が制御される。たとえば、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置がそれぞれ後進位置および前進位置に制御される。そして、左船外機１１Ｌの推進力が右船外機１１Ｒの推進力よりも小さくなるように、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度が制御される。これにより、推進力の合成ベクトルは左前方を向くので、船体２が左前方に平行移動する。
【００７２】
ジョイスティックユニット１０のレバー７が斜め左後方に傾倒されたときは、船体２が斜め左後方に平行移動するように左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力が制御される（動作例Ａ８）。すなわち、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力のベクトルを合成した合成ベクトルが斜め左後方を向くように、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置およびエンジン回転速度が制御される。たとえば、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置がそれぞれ後進位置および前進位置に制御される。そして、左船外機１１Ｌの推進力が右船外機１１Ｒの推進力よりも大きくなるように、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度が制御される。これにより、推進力の合成ベクトルは左後方を向くので、船体２が左後方に平行移動する。
【００７３】
ジョイスティックユニット１０のレバー７が斜め右前方に傾倒されたときは、船体２が斜め右前方に平行移動するように左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力が制御される（動作例Ａ８）。すなわち、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力のベクトルを合成した合成ベクトルが斜め右前方を向くように、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置およびエンジン回転速度が制御される。たとえば、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置がそれぞれ前進位置および後進位置に制御される。そして、左船外機１１Ｌの推進力が右船外機１１Ｒの推進力よりも大きくなるように、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度が制御される。これにより、推進力の合成ベクトルは右前方を向くので、船体２が右前方に平行移動する。
【００７４】
ジョイスティックユニット１０のレバー７が斜め右後方に傾倒されたときは、船体２が斜め右後方に平行移動するように左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力が制御される（動作例Ａ８）。すなわち、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力のベクトルを合成した合成ベクトルが斜め右後方を向くように、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置およびエンジン回転速度が制御される。たとえば、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置がそれぞれ前進位置および後進位置に制御される。そして、左船外機１１Ｌの推進力が右船外機１１Ｒの推進力よりも小さくなるように、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度が制御される。これにより、推進力の合成ベクトルは右後方を向くので、船体２が右後方に平行移動する。
【００７５】
このような平行移動のためのレバー操作に加えて、ノブ８の回動操作を加えると、船体２がレバー７の傾倒方向に移動しながらノブ８の回動操作に応じて回頭するように、左右の船外機および左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒが制御される（動作例Ａ９）。このとき、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力の作用線７１Ｌ，７１Ｒの少なくとも一方が船体の回転中心７０から外れるように、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒが制御される。これにより、船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力によって、船体２に回頭モーメントが与えられる。
【００７６】
たとえば、作用線７１Ｌ，７１Ｒが船体２の回転中心７０を通るときの左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角をθＬ０，θＲ０（θＬ０＜０、θＲ０＞０）とする。このとき、左転舵ユニット１２Ｌの転舵角θＬがθＬ＝θＬ０±ΔθＬ（θΔＬ＞０）とされるか、右転舵ユニット１２Ｒの転舵角θＲがθＲ＝θＲ０±θΔＲ（ΔＲ＞０）とされるか、またはそれらの両方がθＬ＝θＬ０±ΔθＬ、θＲ＝θＲ０±θΔＲとされる。より具体的には、船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置が前進位置のとき、θＬ＝θＬ０−ΔθＬおよび／またはθＲ＝θＲ０−ΔθＲとすれば、船体２に対して左まわりのモーメントを与えることができる。船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置が後進位置のとき、同様に転舵角を設定すれば、船体２に対して右まわりのモーメントを与えることができる。また、船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置が前進位置のとき、θＬ＝θＬ０＋ΔθＬおよび／またはθＲ＝θＲ０＋ΔθＲとすれば、船体２に対して右まわりのモーメントを与えることができる。船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置が後進位置のとき、同様に転舵角を設定すれば、船体２に対して左まわりのモーメントを与えることができる。
【００７７】
図５は、ジョイスティック操船モードにおいて船体ＥＣＵ２０が実行する処理の一部を示すフローチャートであり、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角を設定するための処理が示されている。船体ＥＣＵ２０は、ジョイスティックユニット１０の出力を取り込み、左右方向の入力の有無を判断する（ステップＳ１）。レバー７が斜め方向に傾倒されている場合には、その左右方向成分の有無が判断される。たとえば、船体ＥＣＵ２０は、中立位置から左右に所定幅の不感帯を設定していてもよい。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、左右方向の不感帯を超えて左または右にレバー７が傾倒されているときに、左右方向の入力があると判断するようにプログラムされていてもよい。
【００７８】
左右方向の入力があるときには（ステップＳ１：ＹＥＳ）、船体ＥＣＵ２０は、さらに、ノブ８の回動操作入力の有無を判断する（ステップＳ２）。たとえば、船体ＥＣＵ２０は、中立位置からの左右回動操作に対して所定の不感帯を設定していてもよい。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、その不感帯を超えて左右方向への回動操作がされたときに、回動操作入力があると判断するようプログラムされていてもよい。
【００７９】
船体ＥＣＵ２０は、ノブ８の回動操作入力があると判断すると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、図４において説明した動作例Ａ９に従って、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒおよび船外機１１Ｌ，１１Ｒを制御する（ステップＳ３）。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力の作用線７１Ｌ，７１Ｒが倒立Ｖ字形を形成するように転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角を設定する。このとき、ノブ８の回動操作量に応じた回頭モーメントが発生するように、作用線７１Ｌ，７１Ｒの少なくとも一方が回転中心７０から逸れるように目標転舵角が設定される。すなわち、θＬ＝θＬ０±ΔθＬ、またはθＲ＝θＲ０±θΔＲとされる。
【００８０】
船体ＥＣＵ２０は、このように設定された目標転舵角を、当該船体ＥＣＵ２０に備えられたメモリ２０Ｍに書き込む（ステップＳ４）。船体ＥＣＵ２０は、さらに、設定された目標転舵角を船内ＬＡＮ２５を介して転舵ＥＣＵ１４Ｌ，１４Ｒに与える（ステップＳ５）。これにより、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角が前記設定された目標転舵角に制御される。
【００８１】
ノブ８の回動操作入力がないと判断されると（ステップＳ２：ＮＯ）、船体ＥＣＵ２０は、図４に示した第２姿勢パターン（倒立Ｖ字形姿勢）に従って、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒおよび船外機１１Ｌ，１１Ｒを制御する（ステップＳ６）。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力の作用線７１Ｌ，７１Ｒが倒立Ｖ字形を形成し、かつ、それらが回転中心７０を通るように転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角を設定する。その後、船体ＥＣＵ２０は、前述のステップＳ４，Ｓ５の処理を実行する。これにより、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角θＬ，θＲは、θＬ＝θＬ０、θＲ＝θＲ０へと導かれる。この状態で、船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力（エンジン回転速度）が制御されることによって、船体２の平行移動（図４の動作例Ａ７，Ａ８）が達成される。
【００８２】
レバー７の左右方向への操作がされていないと判断されると（ステップＳ１：ＮＯ）、船体ＥＣＵ２０は、さらに、ノブ８の回動操作入力の有無を判断する（ステップＳ７）。この判断の詳細は、ステップＳ２における判断と同様である。
船体ＥＣＵ２０は、ノブ８の回動操作入力があると判断すると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、図４に示した第１姿勢パターン（Ｖ字形姿勢）に従って、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒおよび船外機１１Ｌ，１１Ｒを制御する（ステップＳ８）。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力の作用線７１Ｌ，７１ＲがＶ字形を形成するように転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角を設定する。その後、船体ＥＣＵ２０は、前述のステップＳ４，Ｓ５の処理を実行する。これにより、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角θＬ，θＲは、たとえば、θＬ＝θＬ１、θＲ＝θＲ１（θＬ１＞０、θＲ１＜０。たとえばθＲ１＝−θＬ１）へと導かれる。この状態で、船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置および推進力（エンジン回転速度）が制御されることによって、船体２のその場回頭（図４の動作例Ａ５）または旋回（図４の動作例Ａ６）が達成される。
【００８３】
ノブ８の回動操作入力がないと判断されると（ステップＳ７：ＮＯ）、船体ＥＣＵ２０は、前回の制御サイクルで記憶された目標転舵角（ステップＳ４）をそのまま保持する（ステップＳ９）。つまり、レバー７が中立位置にあるか、前後方向に関してのみ傾倒されていて、ノブ８が中立位置にある場合には、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角が変化されない。その状態で、レバー７の前後方向の傾倒状態に応じて、船体ＥＣＵ２０は、船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標シフト位置および目標エンジン回転速度を設定し、それらを船外機ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒに与える。これにより、船体２は、停止状態、前進状態または後進状態（図４の動作例Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）となる。
【００８４】
つまり、この実施形態では、船体２を回頭させる必要がなく、また、船体２を左右方向に移動させる必要もないときには、目標転舵角が従前の値に保持される（図４の動作例Ａ１〜Ａ４）。すなわち、船外機１１Ｌ，１１Ｒから推進力を発生すべきでないとき（目標シフト位置をニュートラル位置とすべきとき）には、目標転舵角が従前の値に保持されることになる（図４の動作例Ａ１，Ａ２）。さらに、船外機１１Ｌ，１１Ｒから推進力を発生すべきときであっても、左右方向への推進力または回頭モーメント発生のための推進力が不要であれば、目標転舵角が従前の値に保持される（図４の動作例Ａ３，Ａ４）。こうして、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの作動機会および作動量を少なくすることができるので、転舵アクチュエータ５３による消費エネルギーを少なくすることができる。しかも、船外機１１Ｌ，１１Ｒの転舵機会および転舵量が少なくなるので、乗員（操船者および同乗者）に与える違和感を少なくできる。レバー７やノブ８の操作から実際に転舵角が変化するまでには、一定の応答時間が必要である。この応答時間内にレバー７による左右方向入力がなく、かつノブ８が中立位置に位置する状態となると、転舵角変化が無効化される。
【００８５】
図６Ａおよび図６Ｂ、ならびに図７Ａおよび図７Ｂは、本願発明者によるジョイスティック操船モードでの実験結果を示す図である。図６Ａおよび図７Ａは、それぞれ比較例および実施例（前記実施形態の構成を有するもの）における実験時の船体２の航跡を示す。いずれにおいても、船体２は、後進した後に停止し、左まわりにその場回頭し、その後、前進して左旋回して停止し、さらに、後進した後に左横移動して停止している。すなわち、船体２がこのような挙動を示すように、操船者は、レバー７およびノブ８を操作した。操船者は、船体２の挙動を目視しながら船体２の姿勢を詳細に制御するために、レバー７およびノブ８を各中立位置から操作し、かつそれらを中立位置に戻す操作を頻繁に繰り返した。
【００８６】
図６Ｂは比較例における実験結果を示し、図７Ｂは実施例における実験結果を示す。より具体的には、図６Ｂおよび図７Ｂは、図６Ａおよび図７Ａに示す航跡をそれぞれ描くように操船したときの転舵角の時間変化を示している。なお、比較例は、先行技術ではなく、本願発明の完成に至る過程で本願発明者によって開発された構成例である。
比較例では、レバー７が中立位置に戻されると、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角を中立値（たとえば零）とするように船体ＥＣＵ２０がプログラムされている。さらに、この比較例において、船体ＥＣＵ２０は、レバー７が前後方向に関してのみ傾倒されたときは、船外機１１Ｌ，１１Ｒが第２姿勢パターン（倒立Ｖ字形）となるように転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒを制御するようにプログラムされている。回頭時、旋回時および平行移動時の動作については、前記実施形態と同様（図４参照）となるように、船体ＥＣＵ２０がプログラムされている。したがって、比較例では、レバー７およびノブ８が中立位置に戻されるたびに、船外機１１Ｌ，１１Ｒが中立姿勢（転舵角零の姿勢）に戻される。そして、レバー７が左右方向に傾倒されるか、またはノブ８が左右に回動されると、船外機１１Ｌ，１１Ｒは倒立Ｖ字形またはＶ字形の姿勢へと転舵される。
【００８７】
図６Ｂおよび図７Ｂの比較から明らかなとおり、比較例では船外機１１Ｌ，１１Ｒが頻繁に転舵されているのに対して、実施例では船外機１１Ｌ，１１Ｒの転舵が少なくなっている。具体的には、ジョイスティックユニット１０の操作に応答して転舵アクチュエータ５３が作動した回数は、比較例では３８回、実施例では５回である。したがって、転舵アクチュエータ５３の作動回数は、比較例に比較して１３．２％に低減されている。船外機１１Ｌ，１１Ｒの転舵総量（転舵した角度の総和）は、比較例では約５５０度、実施例では約２００度である。したがって、実施例では、転舵総量が、比較例に比較して３６．２％に低減されている。よって、実施例においては、転舵アクチュエータ５３の作動機会および作動量が著しく低減され、省エネルギーに貢献できることが分かる。
【００８８】
離着岸時などには、操船者は、船舶１を少しずつ平行移動（図４の動作例Ａ７，Ａ８）させるために、レバー７を中立位置から短時間だけ傾倒させる操作を繰り返し行うかもしれない。このような場合に、レバー７が中立位置に戻されるとき、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの転舵角はそのまま保持され、作用線７１Ｌ，７１Ｒが倒立Ｖ字形を形成している状態が保持される。つまり、転舵角が、中立値と、作用線７１Ｌ，７１Ｒが倒立Ｖ字形を形成する値との間で頻繁に変化することがない。また、離着岸時などにおいて、操船者は、船舶１を少しずつ回頭させるために、ノブ８を短時間だけ回動する操作を繰り返すかもしれない（図４の動作例Ａ５）。このような場合に、ノブ８が中立位置に戻され、したがって、船外機１１Ｌ，１１Ｒからの推進力が停止されるとき、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの転舵角はそのまま保持され、作用線７１Ｌ，７１ＲがＶ字形を形成している状態が保持される。つまり、転舵角が、中立値と、作用線７１Ｌ，７１ＲがＶ字形を形成する値との間で頻繁に変化することがない。
【００８９】
このようにして、転舵角の無意味な変化が少なくなるので、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒのエネルギー効率に貢献することができ、かつ、乗員の違和感を低減できる。
第２の実施形態
図８は、この発明の第２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８において、図１に示された各部と同等の部分は、同一参照符号で示す。この実施形態に係る船舶１は、一機の船外機１１を船尾に備えた一機掛けの船外機艇である。船外機１１は、たとえば、船体２の中心線５上で船尾３に取り付けられている。船外機１１の構成は、第１の実施形態における船外機１１Ｌ，１１Ｒの構成と同様である。また、船外機１１に対応して、転舵ユニット１２が備えられている。転舵ユニット１２は、船外機１１を船体２に対して左右に回動させるように構成されている。転舵ユニット１２の具体的な構成は、第１の実施形態における転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒと同様である。
【００９０】
リモコンレバーユニット１６は、一機の船外機１１に対応した一つのレバー１６０を備えている。このレバー１６０を中立位置から前方または後方に傾倒させることによって、船外機１１のシフト位置およびエンジン回転速度を制御することができる。
船体ＥＣＵ２０は、一機の船外機１１およびこれに対応した一つの転舵ユニット１２の動作を制御する。第１の実施形態と同様に、船体ＥＣＵ２０は、通常操船モードおよびジョイスティック操船モードを含む複数の制御モードに従う制御動作を行う。通常操船モードとジョイスティック操船モードとの切り換えは、操船者によって操作されるモード切換スイッチ１９に応答して行われる。
【００９１】
通常操船モードでは、船体ＥＣＵ２０は、ステアリングホイール１５およびリモコンレバーユニット１６の操作に応じて、船外機１１の出力および転舵ユニット１２の動作を制御する。具体的には、船体ＥＣＵ２０は、ステアリングホイール１５の操作角に応じて転舵ユニット１２のための目標転舵角を設定する。船体ＥＣＵ２０は、さらに、リモコンレバーユニット１６の操作に応じて、船外機１１の出力を制御する。リモコンレバーユニット１６の操作に対応した制御の詳細は、第１の実施形態の場合と同様である。
【００９２】
ジョイスティック操船モードは、ジョイスティックユニット１０の操作に応答して転舵ユニット１２の転舵角および船外機１１の出力が制御される制御モードである。ただし、この実施形態では、レバー７の操作は、前後方向の傾倒のみが有効であり、左右方向へのレバー７の傾倒は制御に加味されないように船体ＥＣＵ２０がプログラムされている。ジョイスティック操船モードでは、レバー７の傾倒方向（前方または後方）に船体２が移動し、ノブ８の回動操作量に応じた角速度で船体２が回頭する。このような船体挙動を達成するように、船体ＥＣＵ２０が、船外機１１の目標シフト位置および目標エンジン回転速度を設定し、転舵ユニット１２の目標転舵角を設定する。
【００９３】
図９は、ジョイスティック操船モードにおける船体２の挙動および船外機１１の姿勢を示す動作説明図であり、図４と同様な図示がなされている。この実施形態では、ジョイスティック操船モードにおいて、転舵ユニット１２の転舵角θは、３つの転舵角グループ（転舵角範囲）に分類される。第１転舵角グループＮ（中立範囲）は、θ＝θＮ（たとえば、θＮ＝０。中立値）を満たす転舵角である。第２転舵角グループＬは、θＬmax≦θ＜０を満たす転舵角群（第１転舵角範囲）である。第３転舵角グループＲは、０＜θ≦θＲmaxを満たす転舵角群（第２転舵角範囲）である。θＬmaxは、船外機１１の後端部を左側に最大限に振ったときの転舵角（左最大転舵角）である。θＲmaxは、船外機１１の後端部を右側に最大限に振ったときの転舵角（右最大転舵角）である。たとえば、｜θＬmax｜＝｜θＲmax｜である。
【００９４】
たとえば、転舵角θが第１転舵角グループＮ（θ＝θＮ）に属するとき、船外機１１は、その推進力の作用線７１が船体中心線５に平行な中立姿勢となる（動作例Ｂ１，Ｂ４）。したがって、その状態で船外機１１のシフト位置が前進位置に制御されれば船体２は船体中心線５に沿って前進する（動作例Ｂ４）。また、船外機１１のシフト位置が後進位置に制御されれば船体２は船体中心線５に沿って後進する（動作例Ｂ４）。
【００９５】
転舵角θが第２転舵角グループＬ（θＬmax≦θ＜０）に属するとき、船外機１１は、その作用線７１が船体２の回転中心７０よりも右に向けられた姿勢となる（動作例Ｂ３，Ｂ６，Ｂ８，Ｂ１０）。したがって、船外機１１のシフト位置が前進位置に制御されれば、船体２は前進左旋回（前進しながら左まわり回頭）することになる（動作例Ｂ１０）。また、船外機１１のシフト位置が後進位置に制御されれば、船体２は後進左旋回（後進しながら右まわり回頭して、左後方へ進行）することになる（動作例Ｂ１０）。とくに、θ＝θＬmaxのとき、船外機１１のシフト位置が前進位置に制御されると、船体２は、ほとんど位置を変えることなく、より小さな回転半径で回転中心７０まわりに左回頭することになる（動作例Ｂ８）。また、船外機１１のシフト位置が後進位置に制御されれば、船体２は、ほとんど位置を変えることなく、より小さな回転半径で回転中心７０まわりに右回頭することになる（動作例Ｂ６）。
【００９６】
転舵角θが第３転舵角グループＲ（０＜θ≦θＲmax）に属するとき、船外機１１は、その作用線７１が船体２の回転中心７０よりも左に向けられた姿勢となる（動作例Ｂ２，Ｂ５，Ｂ７，Ｂ９）。したがって、船外機１１のシフト位置が前進位置に制御されれば、船体２は前進右旋回（前進しながら右まわり回頭）することになる（動作例Ｂ９）。また、船外機１１のシフト位置が後進位置に制御されれば、船体２は後進右旋回（後進しながら左まわり回頭して、右後方へ進行）することになる（動作例Ｂ９）。とくに、θ＝θＲmaxのとき、船外機１１のシフト位置が前進位置に制御されると、船体２は、ほとんど位置を変えることなく、より小さな回転半径で回転中心７０まわりに右回頭することになる（動作例Ｂ５）。また、船外機１１のシフト位置が後進位置に制御されれば、船体２は、ほとんど位置を変えることなく、より小さな回転半径で回転中心７０まわりに左回頭することになる（動作例Ｂ７）。
【００９７】
ジョイスティックユニット１０のレバー７およびノブ８がそれぞれの中立位置にあるとき（動作例Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）、転舵ユニット１２の転舵角θは、第１転舵角グループＮ、第２転舵角グループＬおよび第３転舵角グループＲのいずれかに属する値となる。換言すれば、レバー７およびノブ８がそれぞれの中立位置にあるときは、任意の転舵角が許容される。船体ＥＣＵ２０は、レバー７およびノブ８がそれぞれの中立位置となる直前における船外機１１の姿勢を保持するように、転舵ユニット１２の目標転舵角を設定する。さらに、船体ＥＣＵ２０は、船外機１１の目標シフト位置をニュートラル位置に設定する。ジョイスティック操船モードにおける転舵角θの初期値は、θ＝θＮである。したがって、ジョイスティック操船モードに切り換えられた直後における転舵角グループは、第１転舵角グループＮである。船体ＥＣＵ２０は、現在の転舵角グループを表す情報をそのメモリ２０Ｍに書き込むようにプログラムされている。
【００９８】
ジョイスティックユニット１０のレバー７が前進範囲または後進範囲に傾倒されており、ノブ８がその中立位置にあるときは（動作例Ｂ４）、船体ＥＣＵ２０は、転舵ユニット１２の目標転舵角を零に設定する。これにより、転舵ユニット１２の転舵角は、θ＝θＮに導かれる。また、船体ＥＣＵ２０は、レバー７の前後方向傾倒量に応じて、船外機１１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。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、レバー７が前進範囲に傾倒されていれば目標シフト位置を前進位置とし、レバー７が後進範囲に傾倒されていれば目標シフト位置を後進位置に設定する。船体ＥＣＵ２０は、さらに、中立位置からの傾倒量に応じて、目標エンジン回転速度を設定する。
【００９９】
ジョイスティックユニット１０のレバー７が中立位置（少なくとも前後方向に関する中立位置）にあって、ノブ８がその中立位置から左右に回動されているときの動作は、動作例Ｂ５〜Ｂ８に示すとおりである。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、θ＝θＬmaxまたはθ＝θＲmaxとなるように、転舵ユニット１２の目標転舵角を設定する。いずれの転舵角が選択されるかは、その直前に選択されている転舵角グループによる。すなわち、直前の転舵角グループが第２転舵角グループＬであれば、θ＝θＬmaxとされ、直前の転舵角グループが第３転舵角グループＲであれば、θ＝θＲmaxとされる。これにより、転舵角変化量が最小限に抑制される。直前の転舵角グループが第１転舵角グループＮのときには、転舵角θは、左最大転舵角θＬmaxおよび右最大転舵角θＲmaxのいずれに制御されてもよい。いずれを選択するかは、予め定めておけばよい。
【０１００】
ジョイスティックユニット１０のレバー７が前進範囲または後進範囲にあり、かつ、ノブ８が中立位置から左右に回動されているときの動作は、動作例Ｂ９，Ｂ１０に示すとおりである。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、転舵角θが第２転舵角グループＬまたは第３転舵角グループＲとなるように、転舵ユニット１２の目標転舵角を設定する。レバー７が前進範囲にあれば、船体ＥＣＵ２０は、目標シフト位置を前進位置とし、レバー７が後進範囲にあれば、船体ＥＣＵ２０は、目標シフト位置を後進位置とする。
【０１０１】
より具体的に説明すると、レバー７が前進範囲にあり、ノブ８が中立位置から左方向に回動されているときは（動作例Ｂ１０）、転舵角θが第２舵角グループＬに制御される。その結果、船外機１１は、船体２を前進左旋回させるように推進力を発生する。また、レバー７が後進範囲にあり、ノブ８が中立位置から左方向に回動されているときにも（動作例Ｂ１０）、同様に、転舵角θが第２舵角グループＬに制御される。その結果、船外機１１は、船体２を後進左旋回（後進しながら右まわりに回頭して左後方へ進行）する。これらの場合、転舵角θは、ノブ８の中立位置からの回動量に応じて、θＬmax≦θ＜０の範囲で可変設定される。
【０１０２】
一方、レバー７が前進範囲にあり、ノブ８が中立位置から右方向に回動されているときは（動作例Ｂ９）、転舵角θが第３舵角グループＲに制御される。その結果、船外機１１は、船体２を前進右旋回させるように推進力を発生する。また、レバー７が後進範囲にあり、ノブ８が中立位置から右方向に回動されているときにも（動作例Ｂ９）、同様に、転舵角θが第３舵角グループＲに制御される。その結果、船外機１１は、船体２を後進右旋回（後進しながら左まわりに回頭して右後方へ進行）する。これらの場合、転舵角θは、ノブ８の中立位置からの回動量に応じて、０≦θ≦θＲmaxの範囲で可変設定される。
【０１０３】
図１０は、ジョイスティック操船モードにおいて船体ＥＣＵ２０が実行する処理の一部を示すフローチャートであり、主として転舵ユニット１２の目標転舵角を設定するための処理が示されている。船体ＥＣＵ２０は、ジョイスティックユニット１０の出力を取り込み、前後方向の入力の有無を判断する（ステップＳ１１）。レバー７が斜め方向に傾倒されている場合には、その前後方向成分の有無が判断される。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、前進範囲または後進範囲までレバー７が傾倒されているときに、前後方向の入力があると判断するようにプログラムされている。
【０１０４】
前後方向の入力があるときには、船体ＥＣＵ２０は、さらに、ノブ８の回動操作入力の有無を判断する（ステップＳ１２）。この判断は、第１の実施形態の場合と同様に行われてもよい（図５のステップＳ２参照）。
船体ＥＣＵ２０は、ノブ８の回動操作入力があると判断すると（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、図９において説明した動作例Ｂ９，Ｂ１０に従って制御動作を実行する。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、動作例Ｂ９，Ｂ１０のような船体挙動を達成するように、転舵ユニット１２のための目標転舵角、ならびに船外機１１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設定する。具体的には、ノブ８の回動操作量および回動操作方向に応じた目標転舵角が設定される（ステップＳ１３）。これにより、船体２を前進または後進させながら、ノブ８の回動操作量に応じた回頭速度で右または左に旋回させることができる。船体ＥＣＵ２０は、さらに、目標転舵角が、第１転舵角グループＮ、第２転舵角グループＬおよび第３転舵角グループＲのいずれに属するかを判断する（ステップＳ１４）。そして、その判断に従い、当該転舵角グループを表す転舵角グループ情報をメモリ２０Ｍに書き込む（ステップＳ１５）。さらに、船体ＥＣＵ２０は、設定された目標転舵角をメモリ２０Ｍに書き込む（ステップＳ１６）。そして、船体ＥＣＵ２０は、設定された目標転舵角を、船内ＬＡＮ２５を介して転舵ＥＣＵ１４に与える（ステップＳ１７）。これにより、転舵ユニット１２の転舵角が前記設定された目標転舵角に制御される。
【０１０５】
ノブ８の回動操作入力がないと判断されると（ステップＳ１２：ＮＯ）、船体ＥＣＵ２０は、目標転舵角を中立値θＮに設定する（ステップＳ１８）。さらに、船体ＥＣＵ２０は、第１舵角グループＮを表す情報をメモリ２０Ｍに書き込む（ステップＳ１４，Ｓ１５）。その後は、ステップＳ１６からの処理が行われる。これにより、転舵ユニット１２の転舵角θは、θ＝θＮ（＝０）へと導かれる。この状態で、船外機１１の推進力（エンジン回転速度）が制御されることによって、船体２が前方または後方に移動する。
【０１０６】
レバー７が前後方向に操作されていないと判断されると（ステップＳ１１：ＮＯ）、船体ＥＣＵ２０は、さらに、ノブ８の回動操作入力の有無を判断する（ステップＳ２０）。この判断は、ステップＳ１２における判断と同様である。
船体ＥＣＵ２０は、ノブ８の回動操作入力があると判断すると（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、メモリ２０Ｍを参照して、現在の転舵角グループが第１転舵角グループＮ（中立範囲）かどうかを判断する（ステップＳ２１）。現在の転舵角グループが第１転舵角グループＮであれば（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、ノブ８の回頭方向に応じて、目標転舵角を左最大転舵角θＬmaxまたは右最大転舵角θＲmaxに設定する（ステップＳ２２）。具体的には、ノブ８が中立位置から左へ回動されたときは、目標転舵角が左最大転舵角θＬmaxに設定される。また、ノブ８が中立位置から右へ回動されたときは、目標転舵角が右最大転舵角θＲmaxに設定される。この場合、船体ＥＣＵ２０は、目標シフト位置を前進位置に設定する。この後、船体ＥＣＵ２０は、ステップＳ１４からの処理を実行する。
【０１０７】
ステップＳ２１において、現在の転舵角グループが第１転舵角グループＮ（中立範囲）でないと判断されると、船体ＥＣＵ２０は、当該転舵角グループを保持するように、目標転舵角を設定する（ステップＳ２６）。つまり、転舵角グループは変更されない。
すなわち、現在の転舵角グループが第２転舵角グループＬであるときは、船体ＥＣＵ２０は、目標転舵角を左最大転舵角θＬmaxに設定する。この場合、船体ＥＣＵ２０は、ノブ８の中立位置からの回動方向に応じて、船外機１１の目標シフト位置を前進位置または後進位置に設定する。具体的には、ノブ８が中立位置から左方向に回動されているときは、船体ＥＣＵ２０は、目標シフト位置を前進位置に設定する。これにより、船体２には左まわりのモーメントが与えられる。また、ノブ８が中立位置から右方向に回動されているときは、船体ＥＣＵ２０は、目標シフト位置を後進位置に設定する。これにより、船体２には右まわり方向のモーメントが与えられる。
【０１０８】
一方、現在の転舵角グループが第３転舵角グループＲであるときは、船体ＥＣＵ２０は、目標転舵角を右最大転舵角θＲmaxに設定する。この場合、船体ＥＣＵ２０は、ノブ８の中立位置からの回動方向に応じて、船外機１１の目標シフト位置を前進位置または後進位置に設定する。具体的には、ノブ８が中立位置から左方向に回動されているときは、船体ＥＣＵ２０は、目標シフト位置を後進位置に設定する。これにより、船体２には左まわりのモーメントが与えられる。また、ノブ８が中立位置から右方向に回動されているときは、船体ＥＣＵ２０は、目標シフト位置を前進位置に設定する。これにより、船体２には右まわり方向のモーメントが与えられる。
【０１０９】
ノブ８の回動操作入力がないと判断されると（ステップＳ２０：ＮＯ）、船体ＥＣＵ２０は、前回の制御サイクルで設定されて記憶された目標転舵角（ステップＳ１６）をそのまま保持する（ステップＳ２４）。むろん、転舵角グループは変更されない。つまり、レバー７が少なくとも前後方向に関して中立位置にあり、ノブ８も中立位置（不感帯範囲）にあるときには、転舵ユニット１２の転舵角が変化されない。このとき、船体ＥＣＵ２０は、目標シフト位置をニュートラル位置とし、目標エンジン回転速度をアイドル回転速度とする。これにより、船体２は、船外機１１からの推進力を受けない停止状態となる。
【０１１０】
つまり、この実施形態では、船外機１１から推進力を発生すべきでないとき、すなわち、目標シフト位置をニュートラル位置とすべきときには、目標転舵角が従前の値に保持されることになる。また、この実施形態では、レバー７からの前後方向入力がないときには、前制御サイクルにおける転舵角グループが保持される。これにより、転舵アクチュエータ５３の作動機会および作動量が最小限度となる。その結果、転舵アクチュエータ５３の作動に要するエネルギー消費を少なくすることができる。
【０１１１】
第３の実施形態
図１１は、この発明の第３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１１において、図８に示された各部と同等の部分は同一参照符号で示す。この実施形態では、図８に示された構成に加えて、方位保持ボタン８０が操作台６に備えられており、さらに、方位センサ１８の出力信号が船体ＥＣＵ２０に入力されている。方位センサ１８は、船体２の向き（方位）を検出するセンサであり、たとえば、ジャイロセンサを含んでいてもよい。
【０１１２】
方位保持ボタン８０が操作されると、船体ＥＣＵ２０は、船体２の方位を保持する制御動作を実行するようにプログラムされている。方位センサ１８は、船体２の方位を検出するように構成されている。船体２の方位とは、船体中心線５に沿って、船尾から船首に向かう方向をいう。船体２の方位保持は、たとえば、船体２の方位を保持しつつ潮流とともに船体２を移動させながら釣りを行う場合（流し釣り）、船体２の方位を保持しつつ低速で船体２を航走させる場合（トローリング）などの際に望まれる船体挙動である。
【０１１３】
図１２は、方位保持ボタン８０の操作に応答して船体ＥＣＵ２０が実行する処理の内容を説明するためのフローチャートである。方位保持ボタン８０が操作されると、船体ＥＣＵ２０は、そのときに方位センサ１８が検出している方位を目標方位に設定する（ステップＳ３１）。たとえば、船体ＥＣＵ２０は、当該設定時の目標方位値を基準値（たとえば零）に設定し、その後の方位センサ１８の出力を基準値からの相対方位値として用いるようにプログラムされていてもよい。
【０１１４】
さらに、船体ＥＣＵ２０は、方位センサ１８が検出している方位（船体２の現在の方位）と、目標方位とを比較する（ステップＳ３２）。たとえば、船体ＥＣＵ２０は、現在方位値と目標方位値との偏差（方位偏差＝現在方位値−目標方位値）の大きさが所定値以上かどうかを判断する。
方位偏差の大きさが所定値以上であるときは、船体ＥＣＵ２０は、転舵ユニット１２の転舵角が中立範囲内の値かどうかを判断する（ステップＳ３３）。中立範囲とは、中立値のみを含む範囲であってもよいし、中立値を含む所定の微小転舵角範囲であってもよい。転舵ユニット１２の転舵角が中立範囲内の値であるときは、船体ＥＣＵ２０は、転舵ユニット１２の目標転舵角を零以外の所定値に設定する（ステップＳ３４）。この所定値は、船体２の方位が目標方位よりも右を向いているときには負の値とされ、船体２の方位が目標方位よりも左を向いているときには正の値とされてもよい。転舵角が中立範囲内の値でなければ（ステップＳ３３：ＮＯ）、船体ＥＣＵ２０は、目標転舵角を現在値に保持する（ステップＳ３５）。こうして目標転舵角が定まると、船体ＥＣＵ２０は、目標転舵角の符号（方向）と、方位偏差の符号（方向）とに基づいて、船外機１１の目標シフト位置を設定する（ステップＳ３６）。
【０１１５】
方位偏差の符号は、たとえば、現在方位が目標方位よりも右まわり（時計回り）方向に偏倚した方位であるときに正、左まわり（反時計回り）方向に偏倚した方位であるときに負となる。また、目標転舵角が正のとき、船外機１１の推進力の作用線７１は、回転中心の左側を通る。そこで、船外機１１のシフト位置を前進位置とすれば船体２に右まわり方向のモーメントを与えることができ、船外機１１のシフト位置を後進位置とすれば船体２に左まわり方向のモーメントを与えることができる。一方、目標転舵角が負のとき、船外機１１の推進力の作用線７１は、回転中心の右側を通る。そこで、船外機１１のシフト位置を前進位置とすれば船体２に左まわり方向のモーメントを与えることができ、船外機１１のシフト位置を後進位置とすれば船体２に右まわり方向のモーメントを与えることができる。
【０１１６】
したがって、方位偏差の符号が正のとき、目標転舵角が正であれば目標シフト位置が後進位置に設定され、目標転舵角が負であれば目標シフト位置が前進位置に設定される。方位偏差の符号が負のとき、目標転舵角が正であれば目標シフト位置が前進位置に設定され、目標転舵角が負であれば目標シフト位置が後進位置に設定される。
船体ＥＣＵ２０は、さらに、方位偏差の大きさ（絶対値）に応じて、目標エンジン回転速度（目標推進力）を設定する（ステップＳ３７）。すなわち、方位偏差が大きいほど目標エンジン回転速度が大きく設定される。
【０１１７】
こうして設定された目標転舵角は船内ＬＡＮ２５を介して転舵ＥＣＵ１４に与えられ、目標シフト位置および目標エンジン回転速度は船内ＬＡＮ２５を介して船外機ＥＣＵ１３に与えられる（ステップＳ３８）。
船体ＥＣＵ２０は、また、方位保持ボタン８０による方位保持指令が解除されたかどうかを判断する（ステップＳ３９）。方位保持指令が解除されていないときは、ステップＳ３２からの処理が繰り返される。方位保持指令が解除されると、方位保持制御を終了する。たとえば、船体ＥＣＵ２０は、方位保持ボタン８０の２回目の操作入力を、方位保持解除指令と解釈するようにプログラムされていてもよい。また、船体ＥＣＵ２０は、方位保持制御中にジョイスティックユニット１０からの入力があったときに、これを方位保持解除指令と解釈するようにプログラムされていてもよい。
【０１１８】
ステップＳ３２において、方位偏差の大きさが所定値未満のときは、目標シフト位置がニュートラル位置に設定され（ステップＳ４０）、目標エンジン回転速度はアイドル回転速度に設定され（ステップＳ４１）、目標転舵角は現在値に保持される（ステップＳ４２）。その後、ステップＳ３８からの処理が行われる。
このように、この実施形態によれば、転舵角が中立範囲の値でないときは、目標転舵角を変更することなく、船外機１１の推進力の方向および大きさの制御によって、船体２の方位が保持される。これにより、転舵アクチュエータ５３の作動機会および作動時間を少なくすることができるので、省エネルギーに貢献できる。
【０１１９】
なお、ステップＳ３３における判断は、転舵ユニット１２の転舵角を用いる代わりに、そのときの目標転舵角を用いて行ってもよい。
第４の実施形態
図１３は、この発明の第４の実施形態に係る船舶に備えられた船体ＥＣＵ２０による処理の一例を示すフローチャートである。第４の実施形態の説明では、前述の図１１を再度、参照する。ただし、この実施形態では、方位保持ボタン８０は、必ずしも備えられている必要はない。
【０１２０】
この実施形態では、ジョイスティック操船モードにおいて、船体２の後進（船体中心線５に沿って後方へ進行）が指示されると、船体ＥＣＵ２０は、船体２の方位を保持するように、転舵ユニット１２および船外機１１を制御する。すなわち、船体２の後進が指示されると、船体ＥＣＵ２０は、そのときに方位センサ１８が検出している方位を目標方位に設定する（ステップＳ５１）。さらに、船体ＥＣＵ２０は、方位センサ１８が検出している方位（船体２の現在の方位）と、目標方位とを比較する（ステップＳ５２）。たとえば、船体ＥＣＵ２０は、現在方位値と目標方位値との偏差（方位偏差＝現在方位値−目標方位値）の大きさが所定値以上かどうかを判断する。
【０１２１】
方位偏差の大きさが所定値以上であるときは、船体ＥＣＵ２０は、その方位偏差の符号（方向）および大きさに対応した回頭モーメントが船体２に与えられるように、目標転舵角を設定する（ステップＳ５３）。後進指示が入力されているので、目標シフト位置は後進位置とされる（ステップＳ５４）。したがって、方位偏差の符号が正であれば、船体２に左まわりの回頭モーメントを与えるために、目標転舵角は正の値とされる。逆に、方位偏差の符号が負であれば、船体２に右まわりの回頭モーメントを与えるために、目標転舵角は負の値とされる。目標転舵角の大きさ（絶対値）は、方位偏差の大きさに応じて設定される。船体ＥＣＵ２０は、レバー７の後方への傾倒量に応じた目標エンジン回転速度（目標推進力）を設定する（ステップＳ５５）。
【０１２２】
船体ＥＣＵ２０は、前記設定した目標転舵角を、船内ＬＡＮ２５を介して転舵ＥＣＵ１４に与える（ステップＳ５６）。また、目標シフト位置（後進位置）および目標エンジン回転速度を船内ＬＡＮ２５を介して船外機ＥＣＵ１３に与える（ステップＳ５６）。
船体ＥＣＵ２０は、また、ジョイスティックユニット１０の出力を監視し、後進指示がが解除されたかどうかを判断する（ステップＳ５７）。後進指示が解除されていないときは、ステップＳ５２からの処理が繰り返される。後進指示が解除されると、方位保持制御を終了する。
【０１２３】
ステップＳ５２において、方位偏差の大きさが所定値未満のときは、目標転舵角は現在値に保持される（ステップＳ５８）。その後、ステップＳ５４からの処理が行われる。
このように、この実施形態によれば、ジョイスティックユニット１０によって後進指示が与えられると、船体ＥＣＵ２０は、船体２の方位を保持するために転舵角を制御する。これにより、船体２を真っ直ぐに後進させることができる。
【０１２４】
プロペラ４０の回転によるジャイロ効果によって、船外機１１は、プロペラ４０が発生する推進力に直交する方向の横力を船体２に与える。この横力の影響は、とくに、船体２の後進時に顕著に現れる。そのため、船体２を真っ直ぐに後退させる操船は意外に難しい。具体的には、転舵角を零としても船体２を真っ直ぐ後退させることはできず、横力に抗するように転舵角を零以外の値とする必要がある。そこで、この実施形態では、船体２を後進させるときに、方位保持制御が行われる。これにより、後進時の操船が容易になる。
【０１２５】
第５の実施形態
図１４は、この発明の第５の実施形態に係る船舶の構成を示す概念図である。図１４に置いて、図１に示された各部と同等の部分は、同一参照符号で示す。第５の実施形態では、第１の実施形態において備えられている構成に加えて、定点保持ボタン８１、位置検出装置１７および方位センサ１８が備えられている。定点保持ボタン８１は、操作台６に備えられており、船体２の位置を一定の位置に保持するときに、操船者によって操作されるように構成されている。位置検出装置１７は、船舶１の現在位置信号を生成するものであり、たとえば、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。定点保持ボタン８１、位置検出装置１７および方位センサ１８の出力は、船体ＥＣＵ２０に与えられるようになっている。
【０１２６】
図１５は、定点保持ボタン８１の操作に応答して船体ＥＣＵ２０が実行する制御処理の内容を説明するためのフローチャートである。定点保持ボタン８１が操作されると、船体ＥＣＵ２０は、そのときに位置検出装置１７が検出している位置を目標位置に設定し（ステップＳ６１、そのときに方位センサ１８が検出している方位を目標方位に設定する（ステップＳ６２）。
【０１２７】
さらに、船体ＥＣＵ２０は、位置検出装置１７が検出している位置と目標位置とを比較する（ステップＳ６３）。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、現在位置と目標位置との距離が所定値以上かどうかを判断する。現在位置と目標位置との距離が所定値以上のときは、船体ＥＣＵ２０は、船体２を目標位置に向けて平行移動させるように、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒおよび船外機１１Ｌ，１１Ｒを制御する（ステップＳ６４）。このときの、具体的な制御内容は、第１の実施形態における図４の動作例Ａ７，Ａ８に対応する制御内容と同様である。現在位置と目標位置との距離が前記所定値未満のときは、このような位置補正制御は省かれる。
【０１２８】
さらに、船体ＥＣＵ２０は、方位センサ１８が検出している方位（船体２の現在の方位）と、目標方位とを比較する（ステップＳ６５）。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、現在方位値と目標方位値との偏差（方位偏差＝現在方位値−目標方位値）の大きさが所定値以上かどうかを判断する。方位偏差の大きさが所定値以上のときは、船体ＥＣＵ２０は、当該方位偏差を解消するように転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒおよび船外機１１Ｌ，１１Ｒを制御する（ステップＳ６６）。方位偏差が正のときは、船体２の現在方位が目標方位よりも左まわり方向にずれている。そこで、船体ＥＣＵ２０は、船体２をその場で左まわりに回頭させるように、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角を設定し、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒ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。方位偏差が負の時は、船体２の現在方位が目標方位よりも右回り方向にずれている。そこで、船体ＥＣＵ２０は、船体２をその場で右まわりに回頭させるように、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角を設定し、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒ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。このような回頭制御の詳細は、第１の実施形態における図４の動作例Ａ５に対応する制御内容と同様である。方位偏差が前記所定値未満のときは、このような方位補正制御は省かれる。
【０１２９】
船体ＥＣＵ２０は、また、定点保持ボタン８１による定点保持指令が解除されたかどうかを判断する（ステップＳ６７）。たとえば、船体ＥＣＵ２０は、定点保持ボタン８１の２回目の操作入力を、定点保持解除指令と解釈するようにプログラムされていてもよい。また、船体ＥＣＵ２０は、定点保持制御中にジョイスティックユニット１０からの入力があったときに、これを定点保持解除指令と解釈するようにプログラムされていてもよい。定点保持指令が解除されていないときは、ステップＳ６３からの処理が繰り返される。定点保持指令が解除されると、定点保持制御を終了する。
【０１３０】
このように、この実施形態によれば、定点保持ボタン８１を操作すれば、船舶１の位置を保持できる。したがって、潮流や風の影響で船舶１を一定位置に保持するための操船に熟練を要する状況であっても、定点保持ボタン８１を操作することによって、その目的を容易に達することができる。
たとえば、操船者は、釣りのポイントで船体２の位置を固定したいときや、いわゆるカイトフィッシングを行うときに、定点保持ボタン８１を操作する。この操作に応答して、船体ＥＣＵ２０は、船体２の位置および方位を保持するための制御を実行する。これにより、船舶１が自動的に定点に一定の方位で保持される。カイトフィッシングとは、船上で凧を飛ばし、凧糸から釣り糸を水中に垂らして行う釣りの方法である。通常は、カイトフィッシングを行うときに、船舶の移動を防ぐために、海中にシーアンカーと呼ばれるパラシュートが投入される。このようなシーアンカーを用いる代わりに、この実施形態における定点保持機能を用いることができる。よって、シーアンカーの投入やその回収の手間を省くことができる。
【０１３１】
なお、船体２の位置および方位を保持するために、第１の実施形態における図４の動作例Ａ９に従う動作を行わせてもよい。すなわち、目標位置までの距離と方位偏差とに応じて、目標転舵角、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とにより、船体２の平行移動とその回頭とを同時に生じさせてもよい。
第６の実施形態
図１６は、この発明の第６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において、図１に示された各部と同等の部分は、同一参照符号で示す。この実施形態の船舶は、第１の実施形態において備えられている構成に加えて、横移動キャリブレーションボタン８５、および回頭キャリブレーションボタン８６が操作台６に備えられている。これらのボタン８５，８６からの信号は、船体ＥＣＵ２０に入力されるようになっている。
【０１３２】
横移動キャリブレーションボタン８５は、ジョイスティック操船モードで船体２を左右に横移動（平行移動）させるときの船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力および転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角を較正するために、操船者によって操作される。船体２を平行移動させるときには、前述のとおり、船外機１１Ｌ，１１Ｒの作用線７１Ｌ，７１Ｒがいずれも回転中心７０を通る状態となるように左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角が設定される（図４の動作例Ａ７参照）。この状態で左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力を等しくすれば（すなわち、エンジン回転速度を等しくすれば）、船体２は中心線５に直交する横方向に平行移動するはずである。しかし、実際には、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力の差などに起因して、前方または後方への船体２の移動が生じる。このような船体２の前後移動を少なくするための推進力較正および転舵角較正が、横移動キャリブレーションである。
【０１３３】
前述のとおり、船体２を横移動させるとき、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの一方のシフト位置が前進位置に制御され、他方のシフト位置が後進位置に制御される。船外機１１Ｌ，１１Ｒおよび船体２の構造上、船体２を前進させる推進力（前進推進力）は、船体２を後進させる推進力（後進推進力）よりも、船体２の挙動に対する影響が大きい。すなわち、シフト位置が前進位置のときは、シフト位置が後進位置のときよりも、見かけ上の推進力が大きくなる。そこで、この実施形態では、左右への横移動のとき、後進推進力を発生する船外機は、ほぼ最大出力に制御される。そのため、後進出力を発生する船外機については推進力調整の余地が少ないので、横移動キャリブレーションに際しては前進推進力を発生する船外機の推進力が較正される。
【０１３４】
図１７は、横移動キャリブレーションの流れを説明するためのフローチャートである。横移動キャリブレーションボタン８５が操船者によって操作されると、船体ＥＣＵ２０は、横移動キャリブレーションのための制御を開始する。船体ＥＣＵ２０は、メモリ２０Ｍを参照して、横移動のための目標転舵角および目標推進力を読み出す（ステップＳ７１）。より具体的には、船体ＥＣＵ２０は、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの横移動用目標転舵角θＬｍ，θＲｍと、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒがそれぞれ発生すべき横移動用目標推進力ＦＬｍ，ＦＲｍを読み出す。これらの目標値は、左横移動および右横移動のそれぞれに対応して、メモリ２０Ｍに格納されている。つまり、左横移動および右横移動のためのジョイスティック入力にそれぞれ対応付けて、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角および左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標推進力がメモリ２０Ｍに格納されている。これがジョイスティックユニットの出力と目標値との関係特性の一例である。
【０１３５】
操船者は、ジョイスティックユニット１０のレバー７を左または右に傾倒させて、船体２を横移動させる（ステップＳ７２）。これに応じて、船体ＥＣＵ２０は、レバー７の傾倒方向に応じて、前述の左横移動または右横移動のための目標転舵角および目標推進力を適用する（ステップＳ７３）。つまり、船体ＥＣＵ２０は、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵ＥＣＵ１４Ｌ，１４Ｒに、対応する目標転舵角を与える。また、船体ＥＣＵ２０は、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標推進力ＦＬｍ，ＦＲｍに対応する目標シフト位置および目標エンジン回転速度を演算し、それらを、船外機ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒに与える。
【０１３６】
船体２が前後方向に移動するならば、操船者は、レバー７を前後にも傾倒させて、当該前後方向移動を補正する。レバー７の前後傾倒操作に応じて（ステップＳ７４）、船体ＥＣＵ２０は、補正係数Ｋを演算する（ステップＳ７５）。さらに、船体ＥＣＵ２０は、その補正係数Ｋを、前進方向の推進力を発生している船外機の目標推進力Ｆｍ（＝ＦＬｍまたはＦＲｍ）に乗じて、当該目標推進力Ｆｍを補正する（ステップＳ７６）。この補正された目標推進力Ｆ（＝Ｋ・Ｆｍ）に対応する目標シフト位置および目標エンジン回転速度が、船体ＥＣＵ２０から、前進方向の推進力を発生している船外機に与えられる（ステップＳ７７）。これにより、船体２の前後方向移動が修正される。
【０１３７】
また、船体２が回頭するならば、操船者は、ノブ８を操作して、当該回頭を抑制する（ステップＳ７８）。ノブ８の回動操作に応じて、船体ＥＣＵ２０は、補正角度Δθを求める（ステップＳ７９）。さらに、船体ＥＣＵ２０は、その補正角度Δθで左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの横移動用目標転舵角θＬｍ，θＲｍを補正して、補正後の目標転舵角を求める（ステップＳ８０）。たとえば、補正後の目標転舵角θＬ，θＲは補正前の目標転舵角θＬｍ，θｍ０を用いると、θＬｍ−Δθ、θＲｍ＋Δθと表すことができる。この補正後の目標転舵角θＬ，θＲが、船体ＥＣＵ２０から、左右の転舵ＥＣＵ１４Ｌ，１４Ｒに与えられる（ステップＳ８１）。これらの目標転舵角θＬ０，θＲ０は、左右対称な角度をなしており、したがって、前記補正によって、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力の作用線７１Ｌ，７１Ｒは、船体中心線５上で前後に移動されることになる。こうして、作用線７１Ｌ，７１Ｒの交点が、船体２の実際の回転中心へと導かれ、それにより、船体２の回頭が抑制される。
【０１３８】
その後は、ステップＳ７４〜Ｓ８１の処理が所定時間（たとえば、３０秒）に渡って継続される（ステップＳ８２）。
前記所定時間が経過すると、船体ＥＣＵ２０は、当該時間中における補正係数Ｋの時間平均値ＫＡＶおよび補正角度Δθの時間平均値ΔθＡＶを求める（ステップＳ８３，Ｓ８４）。むろん、これらの時間平均値は、ステップＳ７４〜Ｓ８１の処理中に随時計算が開始されていてもよい。こうして求められた補正係数Ｋの時間平均値ＫＡＶが、船体ＥＣＵ２０によって、前進方向の推進力を発生していた船外機の従前の横移動用目標推進力Ｆｍに乗じられ、新たな目標推進力Ｆｍ（＝ＫＡＶ×従前のＦｍ）が求められる（ステップＳ８５）。同様に、補正角度Δθの時間平均値ΔθＡＶを用いて、船体ＥＣＵ２０は、従前の横移動用目標転舵角θＬｍ，θＲｍを補正し、横移動のための新たな目標転舵角θＬｍ（＝従前のθＬｍ＋ΔθＡＶ），θＲｍ（＝従前のθＲｍ＋ΔθＡＶ）を求める（ステップＳ８６）。船体ＥＣＵ２０は、新たな目標推進力Ｆｍ（ＦＬｍまたはＦＲｍ）および新たな目標転舵角をメモリ２０Ｍに書き込む（ステップＳ８７）。これにより、当該横移動（左横移動または右横移動）に対応した関係特性が更新される。
【０１３９】
図１８は、横移動キャリブレーションの実施例を示す。線９１は、ジョイスティックユニット１０のレバー７の前後方向傾倒操作に対応した補正係数Ｋの時間変化を示す。線９２は、補正係数Ｋの時間平均値ＫＡＶの時間変化を示す。キャリブレーションボタン８５を操作してから、たとえば、３０秒間における補正係数Ｋの時間平均値ＫＡＶが求められ、この時間平均値ＫＡＶで、前進推進力を発生する船外機の横移動用推進力が較正される。
【０１４０】
図１９Ａおよび図１９Ｂは、横移動キャリブレーションにおける左転舵ユニット１２Ｌの目標転舵角θＬの時間変化を示す。初期値となる横移動用目標転舵角θＬｍに対する目標転舵角θＬの偏差が補正角度Δθである。図１９Ａは、作用線７１Ｌ，７１Ｒの交点を回転中心７０よりも後方に移動した例を示し、図１９Ｂは作用線７１Ｌ，７１Ｒの交点を回転中心７０よりも前方に移動した例を示す。船舶１の積み荷や乗員の数等に応じて、実際の回転中心は変動し得るので、設計上の回転中心７０と現実の回転中心とは必ずしも一致しない。このような不一致の影響が、横移動キャリブレーションによって排除できる。
【０１４１】
一方、回頭キャリブレーションボタン８６は、ジョイスティック操船モードで船体２を左まわりまたは右まわりに回頭（その場回頭）させるときの船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力を較正するために、操船者によって操作されるように構成されている。船体２をその場で回頭させるときには、前述のとおり、船外機１１Ｌ，１１Ｒは、それらの作用線７１Ｌ，７１Ｒが船外機１１Ｌ，１１Ｒの後方で交わるＶ字形の姿勢に制御される（図４の動作例Ａ５）。この場合の左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角絶対値を大きくすれば、大きな回頭モーメントを船体２に与えることができる。Ｖ字形姿勢に制御された左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力を等しくすれば（すなわち、エンジン回転速度を等しくすれば）、船体２は回転中心７０まわりに回頭するはずである。しかし、実際には、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力の差などに起因して、前後左右への船体２の移動が生じる。このような、船体２の移動を少なくするための推進力較正が回頭キャリブレーションである。
【０１４２】
前述のとおり、船体２をその場で回頭させるとき、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの一方のシフト位置が前進位置に制御され、他方のシフト位置が後進位置に制御される。前進推進力が後進推進力よりも船体挙動に大きく影響するのは前述のとおりである。そこで、この実施形態では、船体２をその場で回頭させるとき、後進推進力を発生する船外機は、ほぼ最大出力に制御される。そのため、後進出力を発生する船外機については、推進力調整の余地が少ないので、回頭キャリブレーションに際しては、前進推進力を発生する船外機の推進力が較正される。
【０１４３】
図２０は回頭キャリブレーションの流れを説明するためのフローチャートである。回頭キャリブレーションボタン８６が操船者によって操作されると、船体ＥＣＵ２０は、回頭キャリブレーションのための制御を開始する。船体ＥＣＵ２０は、メモリ２０Ｍを参照して、その場回頭のための目標転舵角θＬｍ，θＲｍおよび目標推進力ＦＬｍ，ＦＲｍを読み出す（ステップＳ９１）。これらの目標値は、一般的には、横移動用の目標値とは異なる。これらの目標値は、左まわり回頭および右まわり回頭のそれぞれに対応して、メモリ２０Ｍに格納されている。つまり、左まわり回頭および右まわり回頭のためのジョイスティック入力にそれぞれ対応付けて、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角および船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標推進力がメモリ２０Ｍに格納されている。これがジョイスティックユニットの出力と目標値との関係特性の一例である。
【０１４４】
操船者は、ジョイスティックユニット１０のノブ８を中立位置から左まわりまたは右まわりに回動して、船体２をその場回頭させる（ステップＳ９２）。これに応じて、船体ＥＣＵ２０は、ノブ８の回動操作方向に応じて、前述の左まわり回頭または右のための目標転舵角および目標推進力を適用する（ステップＳ９３）。つまり、船体ＥＣＵ２０は、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵ＥＣＵ１４Ｌ，１４Ｒに、対応する目標転舵角を与える。また、船体ＥＣＵ２０は、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標推進力ＦＬ，ＦＲに対応する目標シフト位置および目標エンジン回転速度を演算し、それらを、船外機ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒに与える。
【０１４５】
船体２が前後方向または左右方向に移動するならば、操船者は、レバー７を前後左右に傾倒させて、当該移動を補正する（ステップＳ９４）。レバー７の傾倒操作に応じて、船体ＥＣＵ２０は、補正係数Ｋを演算する（ステップＳ９５）。さらに、船体ＥＣＵ２０は、その補正係数Ｋを、Ｆｍ（＝ＦＬｍまたはＦＲｍ）に乗じて、当該目標推進力Ｆｍを補正する（ステップＳ９６）。この補正された目標推進力Ｆ（＝Ｋ・Ｆｍ）に対応する目標シフト位置および目標エンジン回転速度が、船体ＥＣＵ２０から、前進方向の推進力を発生している船外機に与えられる（ステップＳ９７）。これにより、船体２の移動が修正される。
【０１４６】
その後は、ステップＳ９４〜Ｓ９７の処理が所定時間（たとえば、１８０秒）に渡って継続される（ステップＳ９８）。
前記所定時間が経過すると、船体ＥＣＵ２０は、当該時間中における補正係数Ｋの時間平均値ＫＡＶを求める（ステップＳ９９）。この時間平均値ＫＡＶは、ステップＳ９４〜Ｓ９７の処理中に随時計算が開始されていてもよい。こうして求められた時間平均値ＫＡＶが、船体ＥＣＵ２０によって、前進方向の推進力を発生していた船外機の従前のその場回頭用目標推進力Ｆｍに乗じられ、新たな目標推進力Ｆｍ（＝ＫＡＶ×従前のＦｍ）が求められる（ステップＳ１０１）。船体ＥＣＵ２０は、新たな目標推進力Ｆｍをメモリ２０Ｍに書き込む（ステップＳ１０２）。これにより、当該回頭（左まわり回頭または右まわり回頭）に対応した関係特性が更新される。
【０１４７】
図２１は、回頭キャリブレーションの実施例を示す。具体的には、ジョイスティックユニット１０のレバー７の前後左右方向への傾倒操作に応答して変化する補正係数Ｋの時間平均値ＫＡＶの時間変化を示す。回頭キャリブレーションボタン８６が操作されてから、たとえば、１８０秒間における補正係数Ｋの時間平均値ＫＡＶが求められ、この時間平均値ＫＡＶを用いて、前進推進力を発生する船外機のその場回頭用推進力目標値が較正される。
【０１４８】
図２２Ａおよび図２２Ｂは、後方右まわり回頭操作を実際に行ったときの船体２の航跡例を示す。後方右まわり回頭とは、船体２を後方に進ませながら、船体２の位置変動を最小限にして実質的にその場で回頭することをいう。図２２Ａは回頭キャリブレーション前の航跡を示し、図２２Ｂは回頭キャリブレーション実行後の航跡を示す。回頭キャリブレーションによって、旋回半径が大幅に小さくなっていることが分かる。
【０１４９】
なお、この実施形態においては、キャリブレーションボタン８５，８６が操作されてから所定時間の中における補正係数等の平均値を求め、この平均値によって目標推進力や目標転舵角が較正されているけれども、別の較正方法を適用することもできる。たとえば、横移動キャリブレーションボタン８５の操作に応答して横移動キャリブレーションが開始された後に、再度、横移動キャリブレーションボタン８５が操作されたタイミングで適用されている補正係数等を用いて目標推進力および目標転舵角を較正してもよい。この場合、操船者は、船体２が意図通りの横移動をしているときに、横移動キャリブレーションボタン８５の２回目の操作を行えばよい。また、２回目に横移動キャリブレーションボタン８５が操作されたときに、その直前の所定時間（たとえば３０秒間）における補正係数等の平均値を用いて、目標推進力および目標転舵角を較正してもよい。回頭キャリブレーションにおいても同様に、回頭キャリブレーションボタン８６の操作に応答して回頭キャリブレーションが開始された後に、再度、回頭キャリブレーションボタン８６が操作されたタイミングで適用されている補正係数を用いて目標推進力を較正してもよい。この場合、操船者は、船体２が意図通りの回頭をしているときに、回頭キャリブレーションボタン８６の２回目の操作を行えばよい。また、２回目に回頭キャリブレーションボタン８６が操作されたときに、その直前の所定時間（たとえば３０秒間）における補正係数の平均値を用いて、目標推進力を較正してもよい。さらに、回頭キャリブレーションボタン８６が操作されてから、船体２が所定回数だけ回転（たとえば２回転）するまでの補正係数の平均値を用いて目標推進力を較正してもよい。
【０１５０】
その他の実施形態
この発明は、前述の実施形態以外の様々な形態で実施することができる。たとえば、前述の実施形態では、２機掛けの船外機艇および３機掛けの船外機艇について説明したけれども、この発明は、３機以上の船外機を備えた船舶にも適用することができる。たとえば、第１の実施形態を３機掛けの船外機艇に適用する場合には、ジョイスティック操船モードにおいて、中央の船外機については、転舵角を中立値とし、シフト位置をニュートラル位置とすればよい。そして、左右の船外機およびそれられに対応する転舵ユニットに関して、第１の実施形態と同様の制御を実行すればよい。
【０１５１】
また、前述の実施形態では、推進ユニットとして、船外機を例示したけれども、この発明は、船内外機、船内機等のその他の形態の推進ユニットを用いた船舶にも同様に適用することができる。
さらに、前述の実施形態では、ジョイスティックユニット１０に加えてステアリングホイール１５およびリモコンレバーユニット１６を備えた船舶を例示したけれども、この発明は、ジョイスティックユニット１０だけを備えた船舶にも適用することができる。
【０１５２】
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】
【０１５３】
１ 船舶
２ 船体
５ 船体中心線
７ レバー
８ ノブ（回動操作部）
１０ ジョイスティックユニット
１１Ｌ 左船外機（推進ユニット）
１１Ｒ 右船外機（推進ユニット）
１２Ｌ 左転舵ユニット
１２Ｒ 右転舵ユニット
１５ ステアリングホイール（ステアリングハンドル）
１６ リモコンレバーユニット
１７ 位置検出装置（位置検出ユニット）
１８ 方位センサ（方位検出ユニット）
１９ モード切換スイッチ（モード切換ユニット）
２０ 船体ＥＣＵ（制御ユニット）
２０Ｍ メモリ
５３ 転舵アクチュエータ
７０ 回転中心
７１Ｌ 作用線
７１Ｒ 作用線
８０ 方位保持ボタン（方位保持指示ユニット）
８１ 定点保持ボタン
８５ 横移動キャリブレーションボタン（キャリブレーション操作ユニット）
８６ 回頭キャリブレーションボタン（キャリブレーション操作ユニット）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、推進ユニットおよび転舵ユニット(steering unit)を制御するための船舶用推進制御装置、ならびにこのような船舶用推進制御装置を備えた船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ジョイスティックの操作に応じて推進ユニットおよび転舵ユニットを制御する制御装置が開示されている。ジョイスティックは、中立位置から傾倒操作可能なレバーを備えている。レバーの操作方向に応じて推進力の方向が制御され、レバーの傾倒量に応じて推進力の大きさが制御される。ジョイスティックは、たとえば、レバーに対して中立位置への復元力を与えるばねを備えている。操船者がレバーに加える操作力を弱めると、ばねの復元力によって、レバーは中立位置に戻される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５５７６４号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
離岸時および着岸時には、操船者は、船舶の進行方向および姿勢を頻繁に変更するための操作を行う。その他、風や潮の流れに抗して船舶の方位を保持したり、船舶の位置を保持したりするときにも、同様な操作が必要になる。
このような場合、ジョイスティックの操作によって、推進ユニットの推進力および転舵ユニットの転舵角が頻繁に変化することになる。とくに、ジョイスティックによる操船では、レバーを短時間だけ傾倒させて中立位置へと戻す操作が繰り返し行われる。このような繰り返し操作に応答して、転舵ユニットの転舵角が頻繁に変化することになる。より詳細に説明すると、船舶の姿勢を微修正したい場合、操船者は、レバーを一方向に短時間だけ傾倒する操作を繰り返し実行する。それに応じて、転舵角は、当該操作方向に対応する値と、中立値（たとえば零）との間で頻繁に変化することになる。
【０００５】
たとえば、推進ユニットの一例である船外機は、それ自体が船体に対して左右に回動する舵部材(steering member)としても機能する。この場合、転舵ユニットは、船外機を左右に回動させることになる。したがって、船外機は、右または左に転舵された位置と、中立位置との間で頻繁に回動されることになる。
このように頻繁な転舵動作は、エネルギー効率を低下させるおそれがあり、かつ、乗員（操船者および同乗者）に違和感を与えるおそれもある。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、転舵ユニットのエネルギー効率に貢献でき、かつ、乗員の違和感を低減できる船舶用推進制御装置および船舶を提供することである。
この発明は、推進ユニットおよび転舵ユニットを制御する船舶用推進制御装置を提供する。この船舶用推進制御装置は、中立位置から傾倒可能なレバーを備え、船舶の進行方向および回頭を指示するために操船者によって操作されるように構成されたジョイスティックユニットと、前記ジョイスティックユニットの出力信号に応じて前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御する制御ユニットとを含む。前記制御ユニットは、前記推進ユニットの出力を停止するとき、前記転舵ユニットの転舵角を保持するように構成されている。
【０００７】
推進ユニットの出力が停止されているときは、転舵角の変化は船体の姿勢変化に寄与しない。そこで、制御ユニットは、推進ユニットの出力が停止されるときは、転舵ユニットの転舵角を変化することなく、従前の値に保持する。これにより、ジョイスティックユニットのレバー操作が頻繁に繰り返されるときであっても、無意味な転舵角変化を少なくすることができる。その結果、転舵ユニットのエネルギー消費を少なくすることができるので、エネルギー効率に寄与することができ、かつ、乗員の違和感を低減できる。
【０００８】
この発明の一実施形態において、前記船舶用推進制御装置は、船舶の左右に配置される左推進ユニットおよび右推進ユニット、ならびに前記左推進ユニットおよび右推進ユニットにそれぞれ対応した左転舵ユニットおよび右転舵ユニットを制御するように構成されている。この場合に、前記制御ユニットは、前記左右の推進ユニットが発生する推進力の作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成するように前記左右の転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されていてもよい。そして、前記制御ユニットは、前記左右の推進ユニットの出力を停止するときに前記左右の転舵ユニットの転舵角を保持することにより、前記作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成する状態を保持するように構成されていることが好ましい。
【０００９】
「作用線」とは、平面視において、推進力の作用点を通り、かつ推進力の方向に沿う直線である。「Ｖ字形」および倒立Ｖ字形（換言すればΛ字形）とは、平面視において作用線が形作る形状である。より具体的には、一対の作用線は、それらの交点が推進ユニットよりも後方に位置する場合に、Ｖ字形を形成する。すなわち、左右の推進ユニットの推進力作用点と前記交点とによって、Ｖ字形が形成される。また、一対の作用線は、それらの交点が推進ユニットよりも前方に位置する場合に、倒立Ｖ字形を形成する。すなわち、左右の推進ユニットの推進力作用点と前記交点とによって、倒立Ｖ字形が形成される。
【００１０】
たとえば、一対の作用線が倒立Ｖ字形を形成するとき、それらがいずれも船体の回転中心を通る状態に転舵角を制御できる。この場合、左右の推進ユニットが発生する推進力は、船体に実質的な回頭モーメントを与えない。したがって、船体の方位を変化させずに船体の位置を変更する平行移動が可能になる。より具体的には、ジョイスティックユニットのレバーを左右いずれかに傾倒させることによって、左方向または右方向に船舶を平行移動させることができる。むろん、左右の推進ユニットが発生する推進力を調整することによって、斜め左右前方および斜め左右後方への平行移動も可能である。
【００１１】
離着岸時などには、操船者は、船舶を少しずつ平行移動させるために、レバーを中立位置から短時間だけ傾倒させる操作を繰り返し行うかもしれない。このような場合に、レバーが中立位置に戻され、したがって、推進ユニットからの出力が停止されるとき、左右の推進ユニットの転舵角はそのまま保持され、たとえば、作用線が倒立Ｖ字形を形成している状態が保持される。つまり、転舵角が、中立値と、作用線が倒立Ｖ字形を形成する値との間で頻繁に変化することがない。中立値とは、たとえば、船体の前後方向、すなわち船体中心線に平行な方向に推進力が作用するときの転舵角値である。
【００１２】
一方、一対の作用線がＶ字形を形成するとき、左右の推進ユニットが発生する推進力は、いずれも、船体に回頭モーメントを与える。左右の推進ユニットが船体に与える回頭モーメントが逆方向であれば、それらは、少なくとも部分的に相殺する。したがって、船体を前進または後進させたり、左右に旋回させたりすることができる。また、左右の推進ユニットが船体に与える回頭モーメントが同方向であれば、たとえば、船体の位置を実質的に変化させることなく船体を回頭させることができる。
【００１３】
離着岸時などには、操船者は、船舶を少しずつ回頭させるために、短時間だけ回頭指示を与えるためのジョイスティック操作を繰り返すかもしれない。このような場合に、回頭指示が中断され、したがって、推進ユニットからの出力が停止されるとき、左右の推進ユニットの転舵角はそのまま保持され、たとえば、作用線がＶ字形を形成している状態が保持される。つまり、転舵角が、中立値と、作用線がＶ字形を形成する値との間で頻繁に変化することがない。
【００１４】
このようにして、転舵角の無意味な変化が少なくなるので、転舵ユニットのエネルギー効率に貢献することができ、かつ、乗員の違和感を低減できる。
この発明の一実施形態において、前記船舶用推進制御装置は、船舶の左右に配置される左推進ユニットおよび右推進ユニット、ならびに前記左推進ユニットおよび右推進ユニットにそれぞれ対応した左転舵ユニットおよび右転舵ユニットを制御するように構成されている。そして、前記レバーは、中立位置から前後左右に傾倒可能に構成されている。また、
前記制御ユニットは、前記左右の推進ユニットが発生する推進力の作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成するように前記左右の転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されている。この場合に、前記制御ユニットは、前記レバーの左右方向傾倒量が所定値以下（たとえば零または所定の不感帯範囲）となったときに、前記左右の転舵ユニットの転舵角を保持することにより、前記左右の推進ユニットの作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成する状態を保持するように構成されていることが好ましい。
【００１５】
この構成では、レバーが中立位置またはその付近に戻され、したがって、もはや推進ユニットからの推進力を発生すべきでなくなると、左右の転舵ユニットの転舵角が保持される。これにより、左右の推進ユニットの作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成する状態に保持される。よって、無用な転舵角変化が少なくなるので、エネルギー効率に貢献でき、乗員の違和感を低減できる。
【００１６】
この発明の一実施形態においては、前記ジョイスティックユニットは、中立位置から回動操作可能に構成された回動操作部をさらに含む。この場合に、前記制御ユニットは、前記回動操作部の操作に応じて、船体に回頭モーメントを与えるように、前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されていることが好ましい。
【００１７】
前記回動操作部は、前記レバーの軸線まわりに回動操作可能に構成されていてもよい。より具体的には、前記回動操作部は、レバーの先端に設けられたノブであってもよい。このノブは、レバーとともに回動するものであってもよいし、レバーに対して相対的に回動するものであってもよい。むろん、回動操作部は、レバーとは別に設けられていてもよい。
【００１８】
たとえば、回頭ハンドルが中立位置に戻され、推進ユニットの推進力の発生を要しなくなる場合がある。このような場合に、転舵ユニットの転舵角が保持される。たとえば、前述のように、左右の推進ユニットが備えられ、船体を回頭させるためにそれらの推進力の作用線が倒立Ｖ字形を形成するように転舵角が制御される場合がある。この場合に、回動操作部が中立位置に戻されたときに、左右の転舵ユニットの転舵角を保持し、一対の作用線が倒立Ｖ字形を形成する状態を保持することができる。
【００１９】
前記制御ユニットは、前記レバーの前後方向傾倒に応じて前記推進ユニットの出力を制御し、前記回動操作部の操作に応じて前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されていてもよい。この場合に、前記制御ユニットは、前記レバーおよび前記回動操作部がそれぞれの中立位置に戻されたときに、前記推進ユニットの出力を停止させ、さらに、前記転舵ユニットの転舵角を保持するように構成されていることが好ましい。
【００２０】
この構成では、レバーの前後方向傾倒に応じて推進力が調整され、回動操作部の回動に応じて転舵角が制御される。したがって、レバーおよび回動操作部がそれぞれの中立位置にあれば、推進ユニットの出力が停止される。このときに、転舵ユニットの転舵角が保持される。すなわち、転舵角は、回動操作部の操作によって調整された状態に保持されることになる。回動操作部等の操作から実際に転舵角が変化するまでには、一定の応答時間が必要である。この応答時間内にレバーおよび回動操作部がそれぞれの中立位置に戻されたときに、転舵角変化が無効化される。
【００２１】
前記制御ユニットは、前記転舵ユニットの転舵角を、中立値を含む中立範囲、中立範囲の一方側の第１範囲、および中立範囲の他方側の第２範囲のうちのいずれかの転舵角範囲に属する転舵角に制御するように構成されていてもよい。この場合に、前記制御ユニットは、さらに、前記レバーが中立位置にある状態で、前記回動操作部が中立位置から回動されたときは、転舵角範囲を変更することなく、前記回動操作部の操作に応じて前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されていることが好ましい。この構成により、レバーが中立位置にあるときの転舵角変化が抑制されるので、転舵角変化をより一層少なくすることができる。これにより、エネルギー効率にさらに貢献でき、かつ、乗員の違和感をさらに低減できる。
【００２２】
中立値とは、前述のとおり、推進力の作用線が船体の前後方向（船体中心線に平行な方向）に沿うときの操舵角値である。中立範囲とは、中立値のみを含む範囲であってもよいし、中立値を含む左右一定角度範囲であってもよい。
前記推進ユニットは、互いに正反対の第１方向と第２方向とに推進力の方向を切り換えることができるように構成されていてもよい。より具体的には、推進ユニットは、前進方向と後進方向とに推進力の切換が可能であってもよい。この場合に、前記制御ユニットは、前記レバーが中立位置にある場合において前記回動操作部が操作されたとき、前記転舵ユニットの転舵角が中立値を含む中立範囲に属しなければ、前記推進ユニットの推進力の方向を前記回動操作部の操作に応じて前記第１方向または第２方向に制御するように構成されていることが好ましい。
【００２３】
転舵角が中立範囲に属しないときには、推進ユニットから第１方向の推進力を発生させれば、船体に一方向の回頭モーメントを与えることができる。また、推進ユニットから第２方向の推進力を発生させれば、船体に他方向の回頭モーメントを与えることができる。したがって、転舵角変化を最小限にとどめながら、船体にいずれの方向の回頭モーメントをも与えることができる。これにより、転舵ユニットのエネルギー効率に貢献でき、転舵角の頻繁な変化に起因する乗員の違和感を低減できる。
【００２４】
この発明の一実施形態に係る船舶用推進制御装置は、前記制御ユニットの制御モードを、通常操船モードと、ジョイスティック操船モードとに切り換えるモード切換ユニットをさらに含む。この場合に、前記制御ユニットは、通常操船モードにおいては、船舶に備えられるリモコンレバーの操作に応じて前記推進ユニットの出力を制御し、前記船舶に備えられるステアリングハンドルの操作に応じて前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されていることが好ましい。また、前記制御ユニットは、前記ジョイスティック操船モードにおいては、前記ジョイスティックユニットの操作に応じて前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御し、かつ、前記推進ユニットの出力を停止するときに、前記転舵ユニットの転舵角を保持するように構成されていることが好ましい。
【００２５】
通常操船モードでは、ステアリングハンドルおよびリモコンレバーの操作によって、推進ユニットの出力および転舵ユニットの操舵角を調整できる。たとえば、左右一対の推進ユニットおよびそれらに対応する左右一対の転舵ユニットが備えられている場合に、通常操船モードでは、左右一対の転舵ユニットの転舵角は互いに実質的に等しい値に制御されてもよい。つまり、左右一対の推進ユニットの推進力の作用線は、互いにほぼ平行な状態とされてもよい。したがって、ステアリングハンドルの操作によって、一対の作用線が互いにほぼ平行な状態を保持しつつ、左右の転舵ユニットの転舵角が同期して変化することになる。したがって、通常操船モードは、外洋などでの操船に適している。推進力の調整は、ステアリングハンドルとは別に設けられたリモコンレバーの操作によって行われる。
【００２６】
一方、ジョイスティック操船モードでは、ジョイスティックユニットの操作によって、船舶の挙動を精密に制御することができる。たとえば、船舶には、左右一対の推進ユニットおよびそれらに対応する左右一対の転舵ユニットが備えられてもよい。この場合に、ジョイスティック操船モードでは、左右の推進ユニットの推進力の作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成するように、左右一対の転舵ユニットの転舵角が制御されてもよい。
【００２７】
この発明の一実施形態では、前記船舶用推進制御装置は、船体の方位を保持するために操船者によって操作される方位保持指示ユニットと、船体の方位を検出する方位検出ユニットとをさらに含む。この場合に、前記制御ユニットは、前記方位保持指示ユニットが操作されたときの船体の方位を保持するように、前記方位検出ユニットの出力に基づいて、前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されていることが好ましい。これにより、方位保持指示ユニットを操作すれば、船体の方位が自動的に保持される。よって、一定の方位に向けながら船体を移動させて行う流し釣りや、船体を一定の方位に向けて定速航走させるトローリングの際の操船が容易になる。
【００２８】
前記推進ユニットは、互いに正反対の第１方向と第２方向とに推進力の方向を切り換えることができるように構成されていてもよい。この場合に、前記制御ユニットは、前記転舵ユニットの転舵角が中立値を含む中立範囲に属しないときに、前記転舵角は変えずに、前記推進ユニットの推進力の方向および大きさを制御することにより、船体の方位を保持するように構成されていることが好ましい。これにより、転舵角を変化させることなく、船体に一方向または他方向の回頭モーメントを適切に与えることによって、船体の方位が保持される。その結果、少ない転舵角変化で、船体の方位を一定に保持できるから、エネルギー効率に貢献でき、かつ、乗員の違和感低減に貢献できる。
【００２９】
この発明の一実施形態に係る船舶用推進制御装置は、船体の方位を検出する方位検出ユニットをさらに含む。この場合に、前記制御ユニットは、所定の指示入力が与えられたとき（たとえば、船体前後方向に沿う後進指示が入力されたとき）に、その入力時の船体の方位を保持するように、前記方位検出ユニットの出力に基づいて、前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されていることが好ましい。この構成により、所定の指示入力に応答して、船体の方位を保持するための制御が実行される。たとえば、推進ユニットが、プロペラの回転によって推進力を発生するように構成されている場合に、プロペラの回転に起因する横力(lateral force。いわゆるジャイロ効果による横力)を補償する制御を実行することができる。より具体的には、たとえば、船体を後方に直進させるための指示入力に応答して、船体の方位を保持する制御が実行されてもよい。これにより、ジャイロ効果による横力等が補償され、操船者の意図に従う後進を実現できる。
【００３０】
この発明の一実施形態に係る船舶用推進制御装置は、船体の位置および方位を保持するために操船者によって操作される定点保持指示ユニットと、船体の位置を検出する位置検出ユニットと、船体の方位を検出する方位検出ユニットとをさらに含む。この場合に、前記制御ユニットは、前記定点保持指示ユニットが操作されたときの船体の位置および方位を保持するように、前記位置検出ユニットおよび方位検出ユニットの出力に基づいて、前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されていることが好ましい。
【００３１】
この構成により、定点保持指示ユニットを操作することによって、船体の位置および船体の方位を保持するように、推進力および転舵角が制御される。これにより、複雑な操作を要することなく、船体を定点に保持することができる。船体の定点保持は、釣りのポイントで船体を保持する場合のほか、カイトフィッシングにおいても利用できる。カイトフィッシングとは、船舶から凧を飛ばし、凧糸から水中へと釣り糸を垂らして行う釣りの手法である。通常のカイトフィッシングでは、船体の移動を防ぐために、シーアンカーと呼ばれるパラシュートが水中に投入される。上記のような定点保持制御を実行すれば、シーアンカーを用いることなく船舶を定点に保持して、カイトフィッシングを行うことができる。
【００３２】
この発明の一実施形態に係る船舶用推進制御装置は、所定の船体挙動に対応する推進力（必要に応じてさらに転舵角）を設定するためのキャリブレーション操作ユニットをさらに含む。この場合に、前記制御ユニットは、前記キャリブレーション操作ユニットの操作に応答して、前記所定の船体挙動と推進力（必要に応じてさらに転舵角）とが対応するように、ジョイスティックの出力信号と推進力（必要に応じてさらに転舵角）との関係特性を更新するように構成されていることが好ましい。
【００３３】
たとえば、前記制御ユニットは、キャリブレーション操作ユニットの操作から所定時間経過後までの推進力（さらに必要に応じて転舵角）の平均値に基づいて前記関係特性を更新するように構成されていてもよい。また、前記制御ユニットは、前記キャリブレーション操作ユニットが操作されたときの推進力（さらに必要に応じて転舵角）に基づいて前記関係特性を更新するように構成されていてもよい。さらに、前記制御ユニットは、前記キャリブレーション操作ユニットが操作された時点から所定時間だけ前までの期間における推進力（さらに必要に応じて転舵角）に基づいて前記関係特性を更新するように構成されていてもよい。
【００３４】
前記キャリブレーション操作ユニットは、船体の横移動（前記所定の船体挙動の一例）に対する前記関係特性を更新するために操作される横移動キャリブレーション操作ユニットを含んでいてもよい。また、前記キャリブレーション操作ユニットは、船体のその場回頭（前記所定の船体挙動の一例）に対する前記関係特性を更新するために操作される回頭キャリブレーション操作ユニットを含んでいてもよい。
【００３５】
船体の横移動を指示するためのジョイスティック操作は、たとえば、前記レバーを左方向または右方向に傾倒させる操作であってもよい。この場合、このようなジョイスティック操作に対して、前記関係特性が関連付けられる。したがって、キャリブレーションを実行しておけば、レバーを左方向または右方向に傾倒させる操作を行うことで、船体を横移動させることができる。キャリブレーションの実行前には、たとえば、レバーの左方向または右方向への傾倒により、船体の回頭が生じたり、船体が斜め方向に移動したりすることがあり得る。そこで、キャリブレーションを実行することで、レバーの左右への傾倒操作に応じた船舶の横移動を容易に行わせることができるようになる。
【００３６】
船体のその場回頭を指示するためのジョイスティック操作は、たとえば、レバーを中立位置に保持した状態で前記回動操作部を回動する操作であってもよい。このようなジョイスティック操作に対して、前記関係特性が関連付けられる。したがって、キャリブレーションを実行しておけば、レバーを中立位置に保持して回動操作部を回動することで、船体を最小回転半径で回頭させることができる。キャリブレーションの実行前には、たとえば、同様のジョイスティック操作によって、船体が大きく移動しながら回頭し、回転半径が大きくなってしまう場合があり得る。そこで、キャリブレーションを実行することで、前記ジョイスティック操作によって、確実に、最初回転半径での回頭が可能になる。
【００３７】
この発明の一実施形態は、船体と、船体に備えられた推進ユニットおよび転舵ユニットと、前記推進ユニットおよび転舵ユニットを制御する、前述のような特徴を有する船舶用推進制御装置とを含む、船舶を提供する。
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。
【００３８】
推進ユニットは、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を有していてもよい。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する。この場合、転舵ユニットは、船外機全体を船体に対して水平方向に回動させるように構成される。船内外機は、原動機が船内に配置され、推進力発生部材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。この場合、転舵ユニットはドライブユニットを船体に対して左右に回動させるように構成される。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、転舵ユニットは、原動機およびドライブユニットとは別に設けられた舵ユニットを船体に対して左右に回動させるように構成される。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ジェットポンプで加速し、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、転舵ユニットは、噴射ノズルから噴射された水流を変更させるデフレクタを左右に回動させるように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この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】図３Ａはジョイスティックユニットの構成を拡大して示す図解的な側面図であり、図３Ｂはその平面図である。
【図４】ジョイスティック操船モードにおける船体の挙動および船外機の姿勢を示す動作説明図である。
【図５】ジョイスティック操船モードにおいて船体ＥＣＵが実行する処理の一部を示すフローチャートである。
【図６】本願発明者によるジョイスティック操船モードでの実験結果を示す図である。
【図７】本願発明者によるジョイスティック操船モードでの実験結果を示す図である。
【図８】この発明の第２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９】第２の実施形態のジョイスティック操船モードにおける船体の挙動および船外機の姿勢を示す動作説明図である。
【図１０】第２の実施形態のジョイスティック操船モードにおいて船体ＥＣＵが実行する処理の一部を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の第３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１２】第３の実施形態において、方位保持ボタンの操作に応答して船体ＥＣＵが実行する処理の内容を説明するためのフローチャートである。
【図１３】この発明の第４の実施形態に係る船舶に備えられた船体ＥＣＵによる処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】この発明の第５の実施形態に係る船舶の構成を示す概念図である。
【図１５】定点保持ボタンの操作に応答して船体ＥＣＵが実行する制御処理の内容を説明するためのフローチャートである。
【図１６】この発明の第６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１７】横移動キャリブレーションの流れを説明するためのフローチャートである。
【図１８】横移動キャリブレーションの実施例を示す。
【図１９】横移動キャリブレーションにおける補正角度の時間変化を示す。
【図２０】回頭キャリブレーションの流れを説明するためのフローチャートである。
【図２１】回頭キャリブレーションの実施例を示す。
【図２２】右まわり回頭操作を実際に行ったときの船体の航跡例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
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。
第１の実施形態
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、一対の船外機１１Ｌ，１１Ｒが一対の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒをそれぞれ介して取り付けられている。
【００４１】
船外機１１Ｌ，１１Ｒ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１１Ｌ，１１Ｒ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１１Ｌ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１１Ｒ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、「左船外機１１Ｌ」、「右船外機１１Ｒ」という。
【００４２】
転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒは、左船外機１１Ｌおよび右船外機１１Ｒをそれぞれ左右に転舵させるように構成されている。そこで、以下では、これらの転舵ユニットを区別するときには、それぞれ「左転舵ユニット１２Ｌ」、「右転舵ユニット１２Ｒ」という。転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒが、船外機１１Ｌ，１１Ｒを左右に転舵させることによって、船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力の方向が変化する。この推進力の作用点を通り、当該推進力の方向に沿う線を「作用線」ということにし、「作用線」が船体中心線５に対してなす角を転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの「転舵角」などということにする。作用線７１Ｌ，７１Ｒが船体中心線５に平行なとき、転舵角は零（中立値）をとる。そして、作用線７１Ｌ，７１Ｒの前方側が船体中心線５に平行な状態よりも、左に位置しているときの転舵角を正の値で表し、作用線７１Ｌ，７１Ｒの前方側が船体中心線５と平行な状態よりも右に位置しているときの転舵角を負の値で表すことにする。船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力が船体２に作用する作用点は、たとえば、船外機１１Ｌ，１１Ｒが左右に回動するときの回動中心（後述の転舵軸３５。図２参照）である。
【００４３】
左船外機１１Ｌおよび右船外機１１Ｒには、それぞれ、電子制御ユニット１３Ｌ，１３Ｒ（以下、「左船外機ＥＣＵ１３Ｌ」、「右船外機ＥＣＵ１３Ｒ」という。）が内蔵されている。さらに、左転舵ユニット１２Ｌおよび右転舵ユニット１２Ｒには、それぞれ、電子制御ユニット１４Ｌ，１４Ｒ（以下、「左転舵ＥＣＵ１４Ｌ」、「右転舵ＥＣＵ１４Ｒ」という。）が備えられている。
【００４４】
船体２の操船席には、操船のための操作台６が設けられている。操作台６には、ジョイスティックユニット１０と、ステアリングホイール１５と、リモコンレバーユニット１６とが備えられている。ジョイスティックユニット１０は、レバー７を備えている。レバー７の頭部には、レバー７の軸線まわりに回動操作することができるノブ８が設けられている。レバー７は、前後左右の自由な方向に傾倒させることができるように構成されている。前後方向の傾倒量および左右方向の傾倒量は、それぞれセンサ（ポテンショメータその他の位置センサ）によって検出される。ノブ８の回動操作量は、別のセンサ（ポテンショメータその他の位置センサ）によって検出される。
【００４５】
レバー７の傾倒量およびノブ８の回動操作量を表す信号は、船体ＥＣＵ２０に入力されるようになっている。
船体ＥＣＵ２０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。船体ＥＣＵ２０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、ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒ，１４Ｌ，１４Ｒとの間で通信を行う。たとえば、船体ＥＣＵ２０は、船外機ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒから、船外機１１Ｌ，１１Ｒに備えられたエンジンの回転速度を取得する。そして、船体ＥＣＵ２０は、船外機ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒに対して、目標シフト位置（前進、ニュートラル、後進）、および目標エンジン回転速度を表すデータを与える。また、船体ＥＣＵ２０は、船内ＬＡＮ２５を介して、転舵ＥＣＵ１４Ｌ，１４Ｒに対して目標転舵角を与える。転舵ＥＣＵ１４Ｌ，１４Ｒは、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒに備えられた転舵アクチュエータ５３（図２参照）を制御することによって、目標転舵角に応じて、船外機１１Ｌ，１１Ｒを左右方向に回動させる。
【００４６】
船体ＥＣＵ２０は、通常操船モードおよびジョイスティック操船モードを含む複数の制御モードに従う制御動作を行う。通常操船モードとジョイスティック操船モードとを切り換えるために、モード切換スイッチ１９が操作台６に備えられている。
通常操船モードでは、船体ＥＣＵ２０は、ステアリングホイール１５およびリモコンレバーユニット１６の操作に応じて、船外機１１Ｌ，１１Ｒの出力および転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの動作を制御する。
【００４７】
より具体的には、船体ＥＣＵ２０は、ステアリングホイール１５の操作角に応じて転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒのための目標転舵角を設定する。この場合、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角は共通の値に設定される。したがって、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒは、互いに平行な方向に推進力を発生する。ステアリングホイール１５の操作角を検出するために、操作角センサ２１が備えられている。この操作角センサ２１の出力信号が船体ＥＣＵ２０に入力されるようになっている。
【００４８】
船体ＥＣＵ２０は、さらに、リモコンレバーユニット１６の操作に応じて、船外機１１Ｌ，１１Ｒの出力を制御する。リモコンレバーユニット１６は、左船外機１１Ｌに対応し左レバー１６Ｌと、右船外機１１Ｒに対応した右レバー１６Ｒとを有している。レバー１６Ｌ，１６Ｒは、前後方向に傾倒可能に構成されている。傾倒範囲は、所定の中立範囲と、中立範囲の前方の前進範囲と、中立範囲の後方の後進範囲とを含む。レバー１６Ｌ，１６Ｒが中立範囲に位置しているときは、対応する船外機１１Ｌ，１１Ｒは推進力を発生しないように、船体ＥＣＵ２０によって制御される。より具体的には、対応する船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標シフト位置がニュートラル位置に設定される。レバー１６Ｌ，１６Ｒが前進範囲に位置しているときは、対応する船外機１１Ｌ，１１Ｒは、前進方向の推進力を船体２に与えるように、船体ＥＣＵ２０によって制御される。より具体的には、対応する船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標シフト位置が前進位置に設定される。レバー１６Ｌ，１６Ｒが後進範囲に位置しているときは、対応する船外機１１Ｌ，１１Ｒは、後進方向の推進力を船体２に与えるように、船体ＥＣＵ２０によって制御される。より具体的には、対応する船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標シフト位置が後進位置に設定される。前進範囲および後進範囲においては、中立位置（たとえば中立範囲の中央位置）からのレバー傾倒量が大きいほど大きな推進力が発生するように、船体ＥＣＵ２０によって船外機１１Ｌ，１１Ｒが制御される。より具体的には、目標エンジン回転速度が大きく設定される。レバー１６Ｒ，１６Ｌの操作位置は、レバー位置センサ２２Ｌ，２２Ｒによって検出される。これらのレバー位置センサ２２Ｌ，２２Ｒの出力信号は、船体ＥＣＵ２０に与えられる。
【００４９】
ジョイスティック操船モードは、ジョイスティックユニット１０の操作に応答して転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角および船外機１１Ｌ，１１Ｒの出力が制御される制御モードである。ジョイスティック操船モードでは、船体ＥＣＵ２０は、レバー７の傾倒方向に船体２を移動させ、ノブ８の回動操作量に応じた角速度で船体２を回頭させる。すなわち、このような船体挙動を達成するように、船体ＥＣＵ２０は、船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標シフト位置および目標エンジン回転速度を設定し、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角を設定する。
【００５０】
ジョイスティック操船モードでは、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。より具体的には、ジョイスティック操船モードにおいては、船外機１１Ｌ，１１Ｒは、それらの後端部が互いに接近してＶ字形を形成するか、またはそれらの後端部が互いに離隔して倒立Ｖ字形を形成するように、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角が設定される。船外機１１Ｌ，１１ＲがＶ字形を形成するとき、それらの作用線７１Ｌ，７１ＲもＶ字形を形成する。このとき、それらの作用線は、船外機１１，１１Ｒの後方で交差する。船外機１１Ｌ，１１Ｒが倒立Ｖ字形を形成するとき、それらの作用線７１Ｌ，７１Ｒも倒立Ｖ字形を形成する。このとき、それらの作用線７１Ｌ，７１Ｒは、船外機１１Ｌ，１１Ｒの前方で交差する。
【００５１】
図２は、船外機１１Ｌ，１１Ｒ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１１Ｌ，１１Ｒ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、転舵軸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を転舵軸３５まわりに回動させることによって、転舵角（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１１Ｌ，１１Ｒの取り付け角に対応する。
【００５２】
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。
【００５３】
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、駆動ギヤ４３ａと、前進ギヤ４３ｂと、後進ギヤ４３ｃと、ドッグクラッチ４３ｄとを有している。駆動ギヤ４３ａ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。前進ギヤ４３ｂは、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は、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。ドッグクラッチ４３ｄは、前進ギヤ４３ｂおよび後進ギヤ４３ｃの間に配置されている。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒ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ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒ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。
【００５８】
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ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒによって動作制御される。
さらに、推進ユニット３０に固定された転舵ロッド４７には、転舵ＥＣＵ１４Ｌ，１４Ｒによって制御される転舵アクチュエータ５３が結合されている。左転舵ＥＣＵ１４Ｌと左船外機１１Ｌに対応した転舵アクチュエータ５３とにより、左転舵ユニット１２Ｌが構成されている。同様に、右転舵ＥＣＵ１４Ｒと右船外機１１Ｒに対応した転舵アクチュエータ５３とにより、右転舵ユニット１２Ｒが構成されている。
【００５９】
転舵アクチュエータ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。また、転舵アクチュエータ５３は、たとえば、電動ポンプによって駆動される油圧シリンダを有していてもよい。転舵アクチュエータ５３を駆動することによって、推進ユニット３０を転舵軸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。転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒには、転舵角を検出するための転舵角センサ４９が備えられている。転舵角センサ４９は、たとえば、ポテンショメータからなる。転舵角センサ４９の出力信号は、転舵ＥＣＵ１４Ｌ，１４Ｒに入力されるようになっている。
【００６０】
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ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒ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ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒに入力される。
【００６１】
図３Ａはジョイスティックユニット１０の構成を拡大して示す図解的な側面図であり、図３Ｂはその平面図である。図３Ａの紙面の表面から裏面に向かう方向、図３Ｂの紙面の下方から上方に向かう方向が、船舶１の前進方向＋Ｘに対応する。この前進方向＋Ｘを基準として、後進方向−Ｘ、右方向＋Ｙ、左方向−Ｙが各図に示されている。
レバー７は、操作台６から突設されており、任意の方向へ傾倒自在である。このレバー７の遊端部に略球体状のノブ８が取り付けられている。
【００６２】
レバー７の中立位置は、操作台６の表面に対して直立した位置である。レバー７には、中立位置に向かう復元力を与えるばね（図示せず）が結合されている。操船者が、レバー７を所望の方向に向けて中立位置から傾倒させると、船体ＥＣＵ２０が、レバー７の傾倒位置（傾倒方向および傾倒量）に基づいて船外機１１Ｌ，１１Ｒにおける推進力およびその方向を制御する。したがって、操船者は、レバー７を操作することにより、船舶１の進行速度および進行方向を制御することができる。操船者がレバー７に加える操作力を弱めると、ばねの復元力によって、レバー７は中立位置に戻される。
【００６３】
前後方向Ｘ（＋Ｘ，−Ｘ）におけるレバー７の傾倒量Ｌｘは、操作台６に備えられた第１位置センサ６１によって検出され、船体ＥＣＵ２０に与えられる。同様に、左右方向Ｙ（＋Ｙ，−Ｙ）におけるレバー７の傾倒量Ｌｙは、操作台６に備えられた第２位置センサ６２によって検出され、船体ＥＣＵ２０に与えられる。
さらに、ノブ８の回動操作位置（回動操作方向および回動操作量）Ｌｚを検出するための第３位置センサ６３が操作台６に備えられており、その出力信号が船体ＥＣＵ２０に与えられるようになっている。第１〜第３位置センサ６１〜６３は、それぞれ、ポテンショメータで構成することができる。ノブ８には、中立位置に向かう復元力を与えるばね（図示せず）が結合されている。操船者が、操船者がノブ８に加える操作力を弱めると、ばねの復元力によって、ノブ８は中立位置に戻される。
【００６４】
図４は、ジョイスティック操船モードにおける船体２の挙動および船外機１１Ｌ，１１Ｒの姿勢を示す動作説明図である。ジョイスティックユニット（Ｊ／Ｓ）１０のレバー傾倒位置は、円内に示した三角形シンボル「▲」で表してある。十字線の交点が中立位置である。また、ノブ８の回動操作位置（回動角）は三角形シンボル「▲」の向きで表してある。中立位置は、図４の紙面における上向き（紙面に平行な方向）である。
【００６５】
まず、図４に示す動作例Ａ１，Ａ２（停止）を説明する。ジョイスティックユニット（Ｊ／Ｓ）１０のレバー７およびノブ８がそれぞれの中立位置にあるとき、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒは、平面視においてＶ字形をなす第１姿勢パターン、または平面視において倒立Ｖ字形をなす第２姿勢パターンをとる。すなわち、このような姿勢パターンとなるように、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒが制御される。ただし、船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置はいずれもニュートラル位置に制御され、したがって、いずれの船外機１１Ｌ，１１Ｒも推進力を発生しない。よって、船体２は停止状態に保持される。停止状態とは、この場合、船体２に推進力が作用していない状態を意味する。したがって、船体２の位置は、潮流や風の影響によって変化し得る。
【００６６】
第１姿勢パターンでは、船外機１１Ｌ，１１Ｒが推進力を発生するとすれば、それらの推進力の方向にそれぞれ沿う作用線７１Ｌ，７１Ｒは、船外機１１Ｌ，１１Ｒの後方で交差するＶ字形を形成する。したがって、左転舵ユニット１２Ｌの転舵角は正の値となり、右転舵ユニット１２Ｒの転舵角は負の値となる。また、第２姿勢パターンでは、船外機１１Ｌ，１１Ｒが推進力を発生するとすれば、それらの推進力の方向にそれぞれ沿う作用線７１Ｌ，７１Ｒは、船外機１１Ｌ，１１Ｒの前方で交差する倒立Ｖ字形を形成する。したがって、左転舵ユニット１２Ｌの転舵角は負の値となり、右転舵ユニット１２Ｒの転舵角は正の値となる。
【００６７】
次に、図４に示す動作例Ａ３，Ａ４（前進／後進）を説明する。ジョイスティックユニット１０のレバー７が前進範囲または後進範囲に傾倒されており、左右方向には実質的に傾倒されていないときも同様に、船外機１１Ｌ，１１Ｒが前記第１姿勢パターン（Ｖ字形）または第２姿勢パターン（倒立Ｖ字形）をとるように左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒが制御される。船外機１１Ｌおよび１１Ｒのシフト位置は、レバー７が前進範囲にあればいずれも前進位置に制御され、レバー７が後進範囲にあればいずれも後進位置に制御される。また、船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度は、レバー７の中立位置からの傾倒量に応じた値に制御される。これにより、レバー７の前後方向への傾倒に応じて、船体２に前進方向または後進方向の推進力を与えることができる。
【００６８】
次に、図４に示す動作例Ａ５（回頭・旋回）を説明する。ジョイスティックユニット１０のレバー７が中立位置にあって、ノブ８がその中立位置から左右に回動されているとき、船外機１１Ｌ，１１Ｒが前記第１姿勢パターン（Ｖ字形）をとるように左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒが制御される。第１姿勢パターン（Ｖ字形）では、船外機１１Ｌ，１１Ｒの作用線７１Ｌ，７１Ｒは、いずれも船体２の回転中心７０を通っていない。そのため、船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力は、船体２に対してその回転中心７０まわりのモーメント（回頭モーメント）を与える。ノブ８が中立位置よりも左に回動された状態では、左船外機１１Ｌのシフト位置は後進位置に制御され、右船外機１１Ｒのシフト位置は前進位置に制御される。これにより、船体２に対して左まわり方向（反時計回り方向）の回頭モーメントが与えられる。一方、ノブ８が中立位置よりも右に回動された状態では、左船外機１１Ｌのシフト位置は前進位置に制御され、右船外機１１Ｒのシフト位置は後進位置に制御される。これにより、船体２に対して右まわり（時計回り方向）の回頭モーメントが与えられる。ノブ８の中立位置からの回動操作量が多いほど、船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度が大きくなり、したがって、推進力が大きくなるように制御される。これにより、船体２に与えられる回頭モーメントが大きくなるので、回頭速度が速くなる。
【００６９】
次に、図４に示す動作例Ａ６（回頭・旋回）を説明する。動作例Ａ６は、ジョイスティックユニット１０のレバー７が左右方向には実質的に傾倒されずに前進範囲または後進範囲にあり、かつ、ノブ８が中立位置から左右に回動されているときの動作を示す。この場合、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが前記第１姿勢パターン（Ｖ字形）をとるように左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒが制御される。このとき、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度（推進力）は、船体２が前進または後進しながら左または右に回頭するように制御される。すなわち、ノブ８が中立位置よりも左に回動されているとき、レバー７が前進範囲にあれば船体２は左に回頭しながら前進（前進左旋回）し、レバー７が後進範囲にあれば船体２は右に回頭しながら左後方に進む（後進左旋回）。一方、ノブ８が中立位置から右に回動されているとき、レバー７が前進範囲にあれば船体２は右に回頭しながら前進（前進右旋回）し、レバー７が後進範囲にあれば船体は左に回頭しながら右後方に進む（後進右旋回）。
【００７０】
次に、図４に示す動作例Ａ７，Ａ８，Ａ９（平行移動、斜め旋回）を説明する。ジョイスティックユニット１０のノブ８が中立位置にあって、レバー７がいずれかの方向に傾倒されているときは、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが前記第２姿勢パターン（倒立Ｖ字形）をとるように左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒが制御される。このとき、船体２がレバー７の傾倒方向に平行移動するように左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度が制御される。たとえば、レバー７が前後には実質的に傾倒されず、左右方向に傾倒されていれば、それに応じて船体２が左方向または右方向に平行移動する（動作例Ａ７）。具体的には、レバー７が左方向に傾倒されたとき、左船外機１１Ｌのシフト位置が後進位置に制御され、右船外機１１Ｒのシフト位置が前進位置に制御される。そして、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが略等しい推進力を発生するようにそれぞれのエンジン回転速度が制御される。その結果、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力ベクトルを合成した合成ベクトルは、船体中心線５に直交する左方向を向く。しかも、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力の作用線７１Ｌ，７１Ｒは、いずれも船体の回転中心７０を通っているため、船体２には実質的に回頭モーメントが作用しない。これにより、船体２は実質的に回頭することなく左に移動することになる。同様に、レバー７が右方向に傾倒されたときは、左船外機１１Ｌのシフト位置が前進位置に制御され、右船外機１１Ｒのシフト位置が後進位置に制御される。そして、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが略等しい推進力を発生するように左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度が制御される。その結果、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力ベクトルを合成した合成ベクトルは、船体中心線５に直交する右方向を向く。これにより、船体２は実質的に回頭することなく右に移動することになる。
【００７１】
ジョイスティックユニット１０のレバー７が斜め左前方に傾倒されたときは、船体２が斜め左前方に平行移動するように左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力が制御される（動作例Ａ８）。すなわち、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力のベクトルを合成した合成ベクトルが斜め左前方を向くように、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置およびエンジン回転速度が制御される。たとえば、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置がそれぞれ後進位置および前進位置に制御される。そして、左船外機１１Ｌの推進力が右船外機１１Ｒの推進力よりも小さくなるように、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度が制御される。これにより、推進力の合成ベクトルは左前方を向くので、船体２が左前方に平行移動する。
【００７２】
ジョイスティックユニット１０のレバー７が斜め左後方に傾倒されたときは、船体２が斜め左後方に平行移動するように左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力が制御される（動作例Ａ８）。すなわち、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力のベクトルを合成した合成ベクトルが斜め左後方を向くように、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置およびエンジン回転速度が制御される。たとえば、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置がそれぞれ後進位置および前進位置に制御される。そして、左船外機１１Ｌの推進力が右船外機１１Ｒの推進力よりも大きくなるように、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度が制御される。これにより、推進力の合成ベクトルは左後方を向くので、船体２が左後方に平行移動する。
【００７３】
ジョイスティックユニット１０のレバー７が斜め右前方に傾倒されたときは、船体２が斜め右前方に平行移動するように左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力が制御される（動作例Ａ８）。すなわち、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力のベクトルを合成した合成ベクトルが斜め右前方を向くように、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置およびエンジン回転速度が制御される。たとえば、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置がそれぞれ前進位置および後進位置に制御される。そして、左船外機１１Ｌの推進力が右船外機１１Ｒの推進力よりも大きくなるように、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度が制御される。これにより、推進力の合成ベクトルは右前方を向くので、船体２が右前方に平行移動する。
【００７４】
ジョイスティックユニット１０のレバー７が斜め右後方に傾倒されたときは、船体２が斜め右後方に平行移動するように左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力が制御される（動作例Ａ８）。すなわち、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力のベクトルを合成した合成ベクトルが斜め右後方を向くように、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置およびエンジン回転速度が制御される。たとえば、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置がそれぞれ前進位置および後進位置に制御される。そして、左船外機１１Ｌの推進力が右船外機１１Ｒの推進力よりも小さくなるように、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒのエンジン回転速度が制御される。これにより、推進力の合成ベクトルは右後方を向くので、船体２が右後方に平行移動する。
【００７５】
このような平行移動のためのレバー操作に加えて、ノブ８の回動操作を加えると、船体２がレバー７の傾倒方向に移動しながらノブ８の回動操作に応じて回頭するように、左右の船外機および左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒが制御される（動作例Ａ９）。このとき、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力の作用線７１Ｌ，７１Ｒの少なくとも一方が船体の回転中心７０から外れるように、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒが制御される。これにより、船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力によって、船体２に回頭モーメントが与えられる。
【００７６】
たとえば、作用線７１Ｌ，７１Ｒが船体２の回転中心７０を通るときの左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角をθＬ０，θＲ０（θＬ０＜０、θＲ０＞０）とする。このとき、左転舵ユニット１２Ｌの転舵角θＬがθＬ＝θＬ０±ΔθＬ（θΔＬ＞０）とされるか、右転舵ユニット１２Ｒの転舵角θＲがθＲ＝θＲ０±θΔＲ（ΔＲ＞０）とされるか、またはそれらの両方がθＬ＝θＬ０±ΔθＬ、θＲ＝θＲ０±θΔＲとされる。より具体的には、船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置が前進位置のとき、θＬ＝θＬ０−ΔθＬおよび／またはθＲ＝θＲ０−ΔθＲとすれば、船体２に対して左まわりのモーメントを与えることができる。船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置が後進位置のとき、同様に転舵角を設定すれば、船体２に対して右まわりのモーメントを与えることができる。また、船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置が前進位置のとき、θＬ＝θＬ０＋ΔθＬおよび／またはθＲ＝θＲ０＋ΔθＲとすれば、船体２に対して右まわりのモーメントを与えることができる。船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置が後進位置のとき、同様に転舵角を設定すれば、船体２に対して左まわりのモーメントを与えることができる。
【００７７】
図５は、ジョイスティック操船モードにおいて船体ＥＣＵ２０が実行する処理の一部を示すフローチャートであり、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角を設定するための処理が示されている。船体ＥＣＵ２０は、ジョイスティックユニット１０の出力を取り込み、左右方向の入力の有無を判断する（ステップＳ１）。レバー７が斜め方向に傾倒されている場合には、その左右方向成分の有無が判断される。たとえば、船体ＥＣＵ２０は、中立位置から左右に所定幅の不感帯を設定していてもよい。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、左右方向の不感帯を超えて左または右にレバー７が傾倒されているときに、左右方向の入力があると判断するようにプログラムされていてもよい。
【００７８】
左右方向の入力があるときには（ステップＳ１：ＹＥＳ）、船体ＥＣＵ２０は、さらに、ノブ８の回動操作入力の有無を判断する（ステップＳ２）。たとえば、船体ＥＣＵ２０は、中立位置からの左右回動操作に対して所定の不感帯を設定していてもよい。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、その不感帯を超えて左右方向への回動操作がされたときに、回動操作入力があると判断するようプログラムされていてもよい。
【００７９】
船体ＥＣＵ２０は、ノブ８の回動操作入力があると判断すると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、図４において説明した動作例Ａ９に従って、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒおよび船外機１１Ｌ，１１Ｒを制御する（ステップＳ３）。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力の作用線７１Ｌ，７１Ｒが倒立Ｖ字形を形成するように転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角を設定する。このとき、ノブ８の回動操作量に応じた回頭モーメントが発生するように、作用線７１Ｌ，７１Ｒの少なくとも一方が回転中心７０から逸れるように目標転舵角が設定される。すなわち、θＬ＝θＬ０±ΔθＬ、またはθＲ＝θＲ０±θΔＲとされる。
【００８０】
船体ＥＣＵ２０は、このように設定された目標転舵角を、当該船体ＥＣＵ２０に備えられたメモリ２０Ｍに書き込む（ステップＳ４）。船体ＥＣＵ２０は、さらに、設定された目標転舵角を船内ＬＡＮ２５を介して転舵ＥＣＵ１４Ｌ，１４Ｒに与える（ステップＳ５）。これにより、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角が前記設定された目標転舵角に制御される。
【００８１】
ノブ８の回動操作入力がないと判断されると（ステップＳ２：ＮＯ）、船体ＥＣＵ２０は、図４に示した第２姿勢パターン（倒立Ｖ字形姿勢）に従って、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒおよび船外機１１Ｌ，１１Ｒを制御する（ステップＳ６）。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力の作用線７１Ｌ，７１Ｒが倒立Ｖ字形を形成し、かつ、それらが回転中心７０を通るように転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角を設定する。その後、船体ＥＣＵ２０は、前述のステップＳ４，Ｓ５の処理を実行する。これにより、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角θＬ，θＲは、θＬ＝θＬ０、θＲ＝θＲ０へと導かれる。この状態で、船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力（エンジン回転速度）が制御されることによって、船体２の平行移動（図４の動作例Ａ７，Ａ８）が達成される。
【００８２】
レバー７の左右方向への操作がされていないと判断されると（ステップＳ１：ＮＯ）、船体ＥＣＵ２０は、さらに、ノブ８の回動操作入力の有無を判断する（ステップＳ７）。この判断の詳細は、ステップＳ２における判断と同様である。
船体ＥＣＵ２０は、ノブ８の回動操作入力があると判断すると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、図４に示した第１姿勢パターン（Ｖ字形姿勢）に従って、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒおよび船外機１１Ｌ，１１Ｒを制御する（ステップＳ８）。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力の作用線７１Ｌ，７１ＲがＶ字形を形成するように転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角を設定する。その後、船体ＥＣＵ２０は、前述のステップＳ４，Ｓ５の処理を実行する。これにより、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角θＬ，θＲは、たとえば、θＬ＝θＬ１、θＲ＝θＲ１（θＬ１＞０、θＲ１＜０。たとえばθＲ１＝−θＬ１）へと導かれる。この状態で、船外機１１Ｌ，１１Ｒのシフト位置および推進力（エンジン回転速度）が制御されることによって、船体２のその場回頭（図４の動作例Ａ５）または旋回（図４の動作例Ａ６）が達成される。
【００８３】
ノブ８の回動操作入力がないと判断されると（ステップＳ７：ＮＯ）、船体ＥＣＵ２０は、前回の制御サイクルで記憶された目標転舵角（ステップＳ４）をそのまま保持する（ステップＳ９）。つまり、レバー７が中立位置にあるか、前後方向に関してのみ傾倒されていて、ノブ８が中立位置にある場合には、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角が変化されない。その状態で、レバー７の前後方向の傾倒状態に応じて、船体ＥＣＵ２０は、船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標シフト位置および目標エンジン回転速度を設定し、それらを船外機ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒに与える。これにより、船体２は、停止状態、前進状態または後進状態（図４の動作例Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）となる。
【００８４】
つまり、この実施形態では、船体２を回頭させる必要がなく、また、船体２を左右方向に移動させる必要もないときには、目標転舵角が従前の値に保持される（図４の動作例Ａ１〜Ａ４）。すなわち、船外機１１Ｌ，１１Ｒから推進力を発生すべきでないとき（目標シフト位置をニュートラル位置とすべきとき）には、目標転舵角が従前の値に保持されることになる（図４の動作例Ａ１，Ａ２）。さらに、船外機１１Ｌ，１１Ｒから推進力を発生すべきときであっても、左右方向への推進力または回頭モーメント発生のための推進力が不要であれば、目標転舵角が従前の値に保持される（図４の動作例Ａ３，Ａ４）。こうして、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの作動機会および作動量を少なくすることができるので、転舵アクチュエータ５３による消費エネルギーを少なくすることができる。しかも、船外機１１Ｌ，１１Ｒの転舵機会および転舵量が少なくなるので、乗員（操船者および同乗者）に与える違和感を少なくできる。レバー７やノブ８の操作から実際に転舵角が変化するまでには、一定の応答時間が必要である。この応答時間内にレバー７による左右方向入力がなく、かつノブ８が中立位置に位置する状態となると、転舵角変化が無効化される。
【００８５】
図６Ａおよび図６Ｂ、ならびに図７Ａおよび図７Ｂは、本願発明者によるジョイスティック操船モードでの実験結果を示す図である。図６Ａおよび図７Ａは、それぞれ比較例および実施例（前記実施形態の構成を有するもの）における実験時の船体２の航跡を示す。いずれにおいても、船体２は、後進した後に停止し、左まわりにその場回頭し、その後、前進して左旋回して停止し、さらに、後進した後に左横移動して停止している。すなわち、船体２がこのような挙動を示すように、操船者は、レバー７およびノブ８を操作した。操船者は、船体２の挙動を目視しながら船体２の姿勢を詳細に制御するために、レバー７およびノブ８を各中立位置から操作し、かつそれらを中立位置に戻す操作を頻繁に繰り返した。
【００８６】
図６Ｂは比較例における実験結果を示し、図７Ｂは実施例における実験結果を示す。より具体的には、図６Ｂおよび図７Ｂは、図６Ａおよび図７Ａに示す航跡をそれぞれ描くように操船したときの転舵角の時間変化を示している。なお、比較例は、先行技術ではなく、本願発明の完成に至る過程で本願発明者によって開発された構成例である。
比較例では、レバー７が中立位置に戻されると、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角を中立値（たとえば零）とするように船体ＥＣＵ２０がプログラムされている。さらに、この比較例において、船体ＥＣＵ２０は、レバー７が前後方向に関してのみ傾倒されたときは、船外機１１Ｌ，１１Ｒが第２姿勢パターン（倒立Ｖ字形）となるように転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒを制御するようにプログラムされている。回頭時、旋回時および平行移動時の動作については、前記実施形態と同様（図４参照）となるように、船体ＥＣＵ２０がプログラムされている。したがって、比較例では、レバー７およびノブ８が中立位置に戻されるたびに、船外機１１Ｌ，１１Ｒが中立姿勢（転舵角零の姿勢）に戻される。そして、レバー７が左右方向に傾倒されるか、またはノブ８が左右に回動されると、船外機１１Ｌ，１１Ｒは倒立Ｖ字形またはＶ字形の姿勢へと転舵される。
【００８７】
図６Ｂおよび図７Ｂの比較から明らかなとおり、比較例では船外機１１Ｌ，１１Ｒが頻繁に転舵されているのに対して、実施例では船外機１１Ｌ，１１Ｒの転舵が少なくなっている。具体的には、ジョイスティックユニット１０の操作に応答して転舵アクチュエータ５３が作動した回数は、比較例では３８回、実施例では５回である。したがって、転舵アクチュエータ５３の作動回数は、比較例に比較して１３．２％に低減されている。船外機１１Ｌ，１１Ｒの転舵総量（転舵した角度の総和）は、比較例では約５５０度、実施例では約２００度である。したがって、実施例では、転舵総量が、比較例に比較して３６．２％に低減されている。よって、実施例においては、転舵アクチュエータ５３の作動機会および作動量が著しく低減され、省エネルギーに貢献できることが分かる。
【００８８】
離着岸時などには、操船者は、船舶１を少しずつ平行移動（図４の動作例Ａ７，Ａ８）させるために、レバー７を中立位置から短時間だけ傾倒させる操作を繰り返し行うかもしれない。このような場合に、レバー７が中立位置に戻されるとき、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの転舵角はそのまま保持され、作用線７１Ｌ，７１Ｒが倒立Ｖ字形を形成している状態が保持される。つまり、転舵角が、中立値と、作用線７１Ｌ，７１Ｒが倒立Ｖ字形を形成する値との間で頻繁に変化することがない。また、離着岸時などにおいて、操船者は、船舶１を少しずつ回頭させるために、ノブ８を短時間だけ回動する操作を繰り返すかもしれない（図４の動作例Ａ５）。このような場合に、ノブ８が中立位置に戻され、したがって、船外機１１Ｌ，１１Ｒからの推進力が停止されるとき、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの転舵角はそのまま保持され、作用線７１Ｌ，７１ＲがＶ字形を形成している状態が保持される。つまり、転舵角が、中立値と、作用線７１Ｌ，７１ＲがＶ字形を形成する値との間で頻繁に変化することがない。
【００８９】
このようにして、転舵角の無意味な変化が少なくなるので、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒのエネルギー効率に貢献することができ、かつ、乗員の違和感を低減できる。
第２の実施形態
図８は、この発明の第２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８において、図１に示された各部と同等の部分は、同一参照符号で示す。この実施形態に係る船舶１は、一機の船外機１１を船尾に備えた一機掛けの船外機艇である。船外機１１は、たとえば、船体２の中心線５上で船尾３に取り付けられている。船外機１１の構成は、第１の実施形態における船外機１１Ｌ，１１Ｒの構成と同様である。また、船外機１１に対応して、転舵ユニット１２が備えられている。転舵ユニット１２は、船外機１１を船体２に対して左右に回動させるように構成されている。転舵ユニット１２の具体的な構成は、第１の実施形態における転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒと同様である。
【００９０】
リモコンレバーユニット１６は、一機の船外機１１に対応した一つのレバー１６０を備えている。このレバー１６０を中立位置から前方または後方に傾倒させることによって、船外機１１のシフト位置およびエンジン回転速度を制御することができる。
船体ＥＣＵ２０は、一機の船外機１１およびこれに対応した一つの転舵ユニット１２の動作を制御する。第１の実施形態と同様に、船体ＥＣＵ２０は、通常操船モードおよびジョイスティック操船モードを含む複数の制御モードに従う制御動作を行う。通常操船モードとジョイスティック操船モードとの切り換えは、操船者によって操作されるモード切換スイッチ１９に応答して行われる。
【００９１】
通常操船モードでは、船体ＥＣＵ２０は、ステアリングホイール１５およびリモコンレバーユニット１６の操作に応じて、船外機１１の出力および転舵ユニット１２の動作を制御する。具体的には、船体ＥＣＵ２０は、ステアリングホイール１５の操作角に応じて転舵ユニット１２のための目標転舵角を設定する。船体ＥＣＵ２０は、さらに、リモコンレバーユニット１６の操作に応じて、船外機１１の出力を制御する。リモコンレバーユニット１６の操作に対応した制御の詳細は、第１の実施形態の場合と同様である。
【００９２】
ジョイスティック操船モードは、ジョイスティックユニット１０の操作に応答して転舵ユニット１２の転舵角および船外機１１の出力が制御される制御モードである。ただし、この実施形態では、レバー７の操作は、前後方向の傾倒のみが有効であり、左右方向へのレバー７の傾倒は制御に加味されないように船体ＥＣＵ２０がプログラムされている。ジョイスティック操船モードでは、レバー７の傾倒方向（前方または後方）に船体２が移動し、ノブ８の回動操作量に応じた角速度で船体２が回頭する。このような船体挙動を達成するように、船体ＥＣＵ２０が、船外機１１の目標シフト位置および目標エンジン回転速度を設定し、転舵ユニット１２の目標転舵角を設定する。
【００９３】
図９は、ジョイスティック操船モードにおける船体２の挙動および船外機１１の姿勢を示す動作説明図であり、図４と同様な図示がなされている。この実施形態では、ジョイスティック操船モードにおいて、転舵ユニット１２の転舵角θは、３つの転舵角グループ（転舵角範囲）に分類される。第１転舵角グループＮ（中立範囲）は、θ＝θＮ（たとえば、θＮ＝０。中立値）を満たす転舵角である。第２転舵角グループＬは、θＬmax≦θ＜０を満たす転舵角群（第１転舵角範囲）である。第３転舵角グループＲは、０＜θ≦θＲmaxを満たす転舵角群（第２転舵角範囲）である。θＬmaxは、船外機１１の後端部を左側に最大限に振ったときの転舵角（左最大転舵角）である。θＲmaxは、船外機１１の後端部を右側に最大限に振ったときの転舵角（右最大転舵角）である。たとえば、｜θＬmax｜＝｜θＲmax｜である。
【００９４】
たとえば、転舵角θが第１転舵角グループＮ（θ＝θＮ）に属するとき、船外機１１は、その推進力の作用線７１が船体中心線５に平行な中立姿勢となる（動作例Ｂ１，Ｂ４）。したがって、その状態で船外機１１のシフト位置が前進位置に制御されれば船体２は船体中心線５に沿って前進する（動作例Ｂ４）。また、船外機１１のシフト位置が後進位置に制御されれば船体２は船体中心線５に沿って後進する（動作例Ｂ４）。
【００９５】
転舵角θが第２転舵角グループＬ（θＬmax≦θ＜０）に属するとき、船外機１１は、その作用線７１が船体２の回転中心７０よりも右に向けられた姿勢となる（動作例Ｂ３，Ｂ６，Ｂ８，Ｂ１０）。したがって、船外機１１のシフト位置が前進位置に制御されれば、船体２は前進左旋回（前進しながら左まわり回頭）することになる（動作例Ｂ１０）。また、船外機１１のシフト位置が後進位置に制御されれば、船体２は後進左旋回（後進しながら右まわり回頭して、左後方へ進行）することになる（動作例Ｂ１０）。とくに、θ＝θＬmaxのとき、船外機１１のシフト位置が前進位置に制御されると、船体２は、ほとんど位置を変えることなく、より小さな回転半径で回転中心７０まわりに左回頭することになる（動作例Ｂ８）。また、船外機１１のシフト位置が後進位置に制御されれば、船体２は、ほとんど位置を変えることなく、より小さな回転半径で回転中心７０まわりに右回頭することになる（動作例Ｂ６）。
【００９６】
転舵角θが第３転舵角グループＲ（０＜θ≦θＲmax）に属するとき、船外機１１は、その作用線７１が船体２の回転中心７０よりも左に向けられた姿勢となる（動作例Ｂ２，Ｂ５，Ｂ７，Ｂ９）。したがって、船外機１１のシフト位置が前進位置に制御されれば、船体２は前進右旋回（前進しながら右まわり回頭）することになる（動作例Ｂ９）。また、船外機１１のシフト位置が後進位置に制御されれば、船体２は後進右旋回（後進しながら左まわり回頭して、右後方へ進行）することになる（動作例Ｂ９）。とくに、θ＝θＲmaxのとき、船外機１１のシフト位置が前進位置に制御されると、船体２は、ほとんど位置を変えることなく、より小さな回転半径で回転中心７０まわりに右回頭することになる（動作例Ｂ５）。また、船外機１１のシフト位置が後進位置に制御されれば、船体２は、ほとんど位置を変えることなく、より小さな回転半径で回転中心７０まわりに左回頭することになる（動作例Ｂ７）。
【００９７】
ジョイスティックユニット１０のレバー７およびノブ８がそれぞれの中立位置にあるとき（動作例Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）、転舵ユニット１２の転舵角θは、第１転舵角グループＮ、第２転舵角グループＬおよび第３転舵角グループＲのいずれかに属する値となる。換言すれば、レバー７およびノブ８がそれぞれの中立位置にあるときは、任意の転舵角が許容される。船体ＥＣＵ２０は、レバー７およびノブ８がそれぞれの中立位置となる直前における船外機１１の姿勢を保持するように、転舵ユニット１２の目標転舵角を設定する。さらに、船体ＥＣＵ２０は、船外機１１の目標シフト位置をニュートラル位置に設定する。ジョイスティック操船モードにおける転舵角θの初期値は、θ＝θＮである。したがって、ジョイスティック操船モードに切り換えられた直後における転舵角グループは、第１転舵角グループＮである。船体ＥＣＵ２０は、現在の転舵角グループを表す情報をそのメモリ２０Ｍに書き込むようにプログラムされている。
【００９８】
ジョイスティックユニット１０のレバー７が前進範囲または後進範囲に傾倒されており、ノブ８がその中立位置にあるときは（動作例Ｂ４）、船体ＥＣＵ２０は、転舵ユニット１２の目標転舵角を零に設定する。これにより、転舵ユニット１２の転舵角は、θ＝θＮに導かれる。また、船体ＥＣＵ２０は、レバー７の前後方向傾倒量に応じて、船外機１１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。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、レバー７が前進範囲に傾倒されていれば目標シフト位置を前進位置とし、レバー７が後進範囲に傾倒されていれば目標シフト位置を後進位置に設定する。船体ＥＣＵ２０は、さらに、中立位置からの傾倒量に応じて、目標エンジン回転速度を設定する。
【００９９】
ジョイスティックユニット１０のレバー７が中立位置（少なくとも前後方向に関する中立位置）にあって、ノブ８がその中立位置から左右に回動されているときの動作は、動作例Ｂ５〜Ｂ８に示すとおりである。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、θ＝θＬmaxまたはθ＝θＲmaxとなるように、転舵ユニット１２の目標転舵角を設定する。いずれの転舵角が選択されるかは、その直前に選択されている転舵角グループによる。すなわち、直前の転舵角グループが第２転舵角グループＬであれば、θ＝θＬmaxとされ、直前の転舵角グループが第３転舵角グループＲであれば、θ＝θＲmaxとされる。これにより、転舵角変化量が最小限に抑制される。直前の転舵角グループが第１転舵角グループＮのときには、転舵角θは、左最大転舵角θＬmaxおよび右最大転舵角θＲmaxのいずれに制御されてもよい。いずれを選択するかは、予め定めておけばよい。
【０１００】
ジョイスティックユニット１０のレバー７が前進範囲または後進範囲にあり、かつ、ノブ８が中立位置から左右に回動されているときの動作は、動作例Ｂ９，Ｂ１０に示すとおりである。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、転舵角θが第２転舵角グループＬまたは第３転舵角グループＲとなるように、転舵ユニット１２の目標転舵角を設定する。レバー７が前進範囲にあれば、船体ＥＣＵ２０は、目標シフト位置を前進位置とし、レバー７が後進範囲にあれば、船体ＥＣＵ２０は、目標シフト位置を後進位置とする。
【０１０１】
より具体的に説明すると、レバー７が前進範囲にあり、ノブ８が中立位置から左方向に回動されているときは（動作例Ｂ１０）、転舵角θが第２舵角グループＬに制御される。その結果、船外機１１は、船体２を前進左旋回させるように推進力を発生する。また、レバー７が後進範囲にあり、ノブ８が中立位置から左方向に回動されているときにも（動作例Ｂ１０）、同様に、転舵角θが第２舵角グループＬに制御される。その結果、船外機１１は、船体２を後進左旋回（後進しながら右まわりに回頭して左後方へ進行）する。これらの場合、転舵角θは、ノブ８の中立位置からの回動量に応じて、θＬmax≦θ＜０の範囲で可変設定される。
【０１０２】
一方、レバー７が前進範囲にあり、ノブ８が中立位置から右方向に回動されているときは（動作例Ｂ９）、転舵角θが第３舵角グループＲに制御される。その結果、船外機１１は、船体２を前進右旋回させるように推進力を発生する。また、レバー７が後進範囲にあり、ノブ８が中立位置から右方向に回動されているときにも（動作例Ｂ９）、同様に、転舵角θが第３舵角グループＲに制御される。その結果、船外機１１は、船体２を後進右旋回（後進しながら左まわりに回頭して右後方へ進行）する。これらの場合、転舵角θは、ノブ８の中立位置からの回動量に応じて、０≦θ≦θＲmaxの範囲で可変設定される。
【０１０３】
図１０は、ジョイスティック操船モードにおいて船体ＥＣＵ２０が実行する処理の一部を示すフローチャートであり、主として転舵ユニット１２の目標転舵角を設定するための処理が示されている。船体ＥＣＵ２０は、ジョイスティックユニット１０の出力を取り込み、前後方向の入力の有無を判断する（ステップＳ１１）。レバー７が斜め方向に傾倒されている場合には、その前後方向成分の有無が判断される。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、前進範囲または後進範囲までレバー７が傾倒されているときに、前後方向の入力があると判断するようにプログラムされている。
【０１０４】
前後方向の入力があるときには、船体ＥＣＵ２０は、さらに、ノブ８の回動操作入力の有無を判断する（ステップＳ１２）。この判断は、第１の実施形態の場合と同様に行われてもよい（図５のステップＳ２参照）。
船体ＥＣＵ２０は、ノブ８の回動操作入力があると判断すると（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、図９において説明した動作例Ｂ９，Ｂ１０に従って制御動作を実行する。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、動作例Ｂ９，Ｂ１０のような船体挙動を達成するように、転舵ユニット１２のための目標転舵角、ならびに船外機１１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設定する。具体的には、ノブ８の回動操作量および回動操作方向に応じた目標転舵角が設定される（ステップＳ１３）。これにより、船体２を前進または後進させながら、ノブ８の回動操作量に応じた回頭速度で右または左に旋回させることができる。船体ＥＣＵ２０は、さらに、目標転舵角が、第１転舵角グループＮ、第２転舵角グループＬおよび第３転舵角グループＲのいずれに属するかを判断する（ステップＳ１４）。そして、その判断に従い、当該転舵角グループを表す転舵角グループ情報をメモリ２０Ｍに書き込む（ステップＳ１５）。さらに、船体ＥＣＵ２０は、設定された目標転舵角をメモリ２０Ｍに書き込む（ステップＳ１６）。そして、船体ＥＣＵ２０は、設定された目標転舵角を、船内ＬＡＮ２５を介して転舵ＥＣＵ１４に与える（ステップＳ１７）。これにより、転舵ユニット１２の転舵角が前記設定された目標転舵角に制御される。
【０１０５】
ノブ８の回動操作入力がないと判断されると（ステップＳ１２：ＮＯ）、船体ＥＣＵ２０は、目標転舵角を中立値θＮに設定する（ステップＳ１８）。さらに、船体ＥＣＵ２０は、第１舵角グループＮを表す情報をメモリ２０Ｍに書き込む（ステップＳ１４，Ｓ１５）。その後は、ステップＳ１６からの処理が行われる。これにより、転舵ユニット１２の転舵角θは、θ＝θＮ（＝０）へと導かれる。この状態で、船外機１１の推進力（エンジン回転速度）が制御されることによって、船体２が前方または後方に移動する。
【０１０６】
レバー７が前後方向に操作されていないと判断されると（ステップＳ１１：ＮＯ）、船体ＥＣＵ２０は、さらに、ノブ８の回動操作入力の有無を判断する（ステップＳ２０）。この判断は、ステップＳ１２における判断と同様である。
船体ＥＣＵ２０は、ノブ８の回動操作入力があると判断すると（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、メモリ２０Ｍを参照して、現在の転舵角グループが第１転舵角グループＮ（中立範囲）かどうかを判断する（ステップＳ２１）。現在の転舵角グループが第１転舵角グループＮであれば（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、ノブ８の回頭方向に応じて、目標転舵角を左最大転舵角θＬmaxまたは右最大転舵角θＲmaxに設定する（ステップＳ２２）。具体的には、ノブ８が中立位置から左へ回動されたときは、目標転舵角が左最大転舵角θＬmaxに設定される。また、ノブ８が中立位置から右へ回動されたときは、目標転舵角が右最大転舵角θＲmaxに設定される。この場合、船体ＥＣＵ２０は、目標シフト位置を前進位置に設定する。この後、船体ＥＣＵ２０は、ステップＳ１４からの処理を実行する。
【０１０７】
ステップＳ２１において、現在の転舵角グループが第１転舵角グループＮ（中立範囲）でないと判断されると、船体ＥＣＵ２０は、当該転舵角グループを保持するように、目標転舵角を設定する（ステップＳ２６）。つまり、転舵角グループは変更されない。
すなわち、現在の転舵角グループが第２転舵角グループＬであるときは、船体ＥＣＵ２０は、目標転舵角を左最大転舵角θＬmaxに設定する。この場合、船体ＥＣＵ２０は、ノブ８の中立位置からの回動方向に応じて、船外機１１の目標シフト位置を前進位置または後進位置に設定する。具体的には、ノブ８が中立位置から左方向に回動されているときは、船体ＥＣＵ２０は、目標シフト位置を前進位置に設定する。これにより、船体２には左まわりのモーメントが与えられる。また、ノブ８が中立位置から右方向に回動されているときは、船体ＥＣＵ２０は、目標シフト位置を後進位置に設定する。これにより、船体２には右まわり方向のモーメントが与えられる。
【０１０８】
一方、現在の転舵角グループが第３転舵角グループＲであるときは、船体ＥＣＵ２０は、目標転舵角を右最大転舵角θＲmaxに設定する。この場合、船体ＥＣＵ２０は、ノブ８の中立位置からの回動方向に応じて、船外機１１の目標シフト位置を前進位置または後進位置に設定する。具体的には、ノブ８が中立位置から左方向に回動されているときは、船体ＥＣＵ２０は、目標シフト位置を後進位置に設定する。これにより、船体２には左まわりのモーメントが与えられる。また、ノブ８が中立位置から右方向に回動されているときは、船体ＥＣＵ２０は、目標シフト位置を前進位置に設定する。これにより、船体２には右まわり方向のモーメントが与えられる。
【０１０９】
ノブ８の回動操作入力がないと判断されると（ステップＳ２０：ＮＯ）、船体ＥＣＵ２０は、前回の制御サイクルで設定されて記憶された目標転舵角（ステップＳ１６）をそのまま保持する（ステップＳ２４）。むろん、転舵角グループは変更されない。つまり、レバー７が少なくとも前後方向に関して中立位置にあり、ノブ８も中立位置（不感帯範囲）にあるときには、転舵ユニット１２の転舵角が変化されない。このとき、船体ＥＣＵ２０は、目標シフト位置をニュートラル位置とし、目標エンジン回転速度をアイドル回転速度とする。これにより、船体２は、船外機１１からの推進力を受けない停止状態となる。
【０１１０】
つまり、この実施形態では、船外機１１から推進力を発生すべきでないとき、すなわち、目標シフト位置をニュートラル位置とすべきときには、目標転舵角が従前の値に保持されることになる。また、この実施形態では、レバー７からの前後方向入力がないときには、前制御サイクルにおける転舵角グループが保持される。これにより、転舵アクチュエータ５３の作動機会および作動量が最小限度となる。その結果、転舵アクチュエータ５３の作動に要するエネルギー消費を少なくすることができる。
【０１１１】
第３の実施形態
図１１は、この発明の第３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１１において、図８に示された各部と同等の部分は同一参照符号で示す。この実施形態では、図８に示された構成に加えて、方位保持ボタン８０が操作台６に備えられており、さらに、方位センサ１８の出力信号が船体ＥＣＵ２０に入力されている。方位センサ１８は、船体２の向き（方位）を検出するセンサであり、たとえば、ジャイロセンサを含んでいてもよい。
【０１１２】
方位保持ボタン８０が操作されると、船体ＥＣＵ２０は、船体２の方位を保持する制御動作を実行するようにプログラムされている。方位センサ１８は、船体２の方位を検出するように構成されている。船体２の方位とは、船体中心線５に沿って、船尾から船首に向かう方向をいう。船体２の方位保持は、たとえば、船体２の方位を保持しつつ潮流とともに船体２を移動させながら釣りを行う場合（流し釣り）、船体２の方位を保持しつつ低速で船体２を航走させる場合（トローリング）などの際に望まれる船体挙動である。
【０１１３】
図１２は、方位保持ボタン８０の操作に応答して船体ＥＣＵ２０が実行する処理の内容を説明するためのフローチャートである。方位保持ボタン８０が操作されると、船体ＥＣＵ２０は、そのときに方位センサ１８が検出している方位を目標方位に設定する（ステップＳ３１）。たとえば、船体ＥＣＵ２０は、当該設定時の目標方位値を基準値（たとえば零）に設定し、その後の方位センサ１８の出力を基準値からの相対方位値として用いるようにプログラムされていてもよい。
【０１１４】
さらに、船体ＥＣＵ２０は、方位センサ１８が検出している方位（船体２の現在の方位）と、目標方位とを比較する（ステップＳ３２）。たとえば、船体ＥＣＵ２０は、現在方位値と目標方位値との偏差（方位偏差＝現在方位値−目標方位値）の大きさが所定値以上かどうかを判断する。
方位偏差の大きさが所定値以上であるときは、船体ＥＣＵ２０は、転舵ユニット１２の転舵角が中立範囲内の値かどうかを判断する（ステップＳ３３）。中立範囲とは、中立値のみを含む範囲であってもよいし、中立値を含む所定の微小転舵角範囲であってもよい。転舵ユニット１２の転舵角が中立範囲内の値であるときは、船体ＥＣＵ２０は、転舵ユニット１２の目標転舵角を零以外の所定値に設定する（ステップＳ３４）。この所定値は、船体２の方位が目標方位よりも右を向いているときには負の値とされ、船体２の方位が目標方位よりも左を向いているときには正の値とされてもよい。転舵角が中立範囲内の値でなければ（ステップＳ３３：ＮＯ）、船体ＥＣＵ２０は、目標転舵角を現在値に保持する（ステップＳ３５）。こうして目標転舵角が定まると、船体ＥＣＵ２０は、目標転舵角の符号（方向）と、方位偏差の符号（方向）とに基づいて、船外機１１の目標シフト位置を設定する（ステップＳ３６）。
【０１１５】
方位偏差の符号は、たとえば、現在方位が目標方位よりも右まわり（時計回り）方向に偏倚した方位であるときに正、左まわり（反時計回り）方向に偏倚した方位であるときに負となる。また、目標転舵角が正のとき、船外機１１の推進力の作用線７１は、回転中心の左側を通る。そこで、船外機１１のシフト位置を前進位置とすれば船体２に右まわり方向のモーメントを与えることができ、船外機１１のシフト位置を後進位置とすれば船体２に左まわり方向のモーメントを与えることができる。一方、目標転舵角が負のとき、船外機１１の推進力の作用線７１は、回転中心の右側を通る。そこで、船外機１１のシフト位置を前進位置とすれば船体２に左まわり方向のモーメントを与えることができ、船外機１１のシフト位置を後進位置とすれば船体２に右まわり方向のモーメントを与えることができる。
【０１１６】
したがって、方位偏差の符号が正のとき、目標転舵角が正であれば目標シフト位置が後進位置に設定され、目標転舵角が負であれば目標シフト位置が前進位置に設定される。方位偏差の符号が負のとき、目標転舵角が正であれば目標シフト位置が前進位置に設定され、目標転舵角が負であれば目標シフト位置が後進位置に設定される。
船体ＥＣＵ２０は、さらに、方位偏差の大きさ（絶対値）に応じて、目標エンジン回転速度（目標推進力）を設定する（ステップＳ３７）。すなわち、方位偏差が大きいほど目標エンジン回転速度が大きく設定される。
【０１１７】
こうして設定された目標転舵角は船内ＬＡＮ２５を介して転舵ＥＣＵ１４に与えられ、目標シフト位置および目標エンジン回転速度は船内ＬＡＮ２５を介して船外機ＥＣＵ１３に与えられる（ステップＳ３８）。
船体ＥＣＵ２０は、また、方位保持ボタン８０による方位保持指令が解除されたかどうかを判断する（ステップＳ３９）。方位保持指令が解除されていないときは、ステップＳ３２からの処理が繰り返される。方位保持指令が解除されると、方位保持制御を終了する。たとえば、船体ＥＣＵ２０は、方位保持ボタン８０の２回目の操作入力を、方位保持解除指令と解釈するようにプログラムされていてもよい。また、船体ＥＣＵ２０は、方位保持制御中にジョイスティックユニット１０からの入力があったときに、これを方位保持解除指令と解釈するようにプログラムされていてもよい。
【０１１８】
ステップＳ３２において、方位偏差の大きさが所定値未満のときは、目標シフト位置がニュートラル位置に設定され（ステップＳ４０）、目標エンジン回転速度はアイドル回転速度に設定され（ステップＳ４１）、目標転舵角は現在値に保持される（ステップＳ４２）。その後、ステップＳ３８からの処理が行われる。
このように、この実施形態によれば、転舵角が中立範囲の値でないときは、目標転舵角を変更することなく、船外機１１の推進力の方向および大きさの制御によって、船体２の方位が保持される。これにより、転舵アクチュエータ５３の作動機会および作動時間を少なくすることができるので、省エネルギーに貢献できる。
【０１１９】
なお、ステップＳ３３における判断は、転舵ユニット１２の転舵角を用いる代わりに、そのときの目標転舵角を用いて行ってもよい。
第４の実施形態
図１３は、この発明の第４の実施形態に係る船舶に備えられた船体ＥＣＵ２０による処理の一例を示すフローチャートである。第４の実施形態の説明では、前述の図１１を再度、参照する。ただし、この実施形態では、方位保持ボタン８０は、必ずしも備えられている必要はない。
【０１２０】
この実施形態では、ジョイスティック操船モードにおいて、船体２の後進（船体中心線５に沿って後方へ進行）が指示されると、船体ＥＣＵ２０は、船体２の方位を保持するように、転舵ユニット１２および船外機１１を制御する。すなわち、船体２の後進が指示されると、船体ＥＣＵ２０は、そのときに方位センサ１８が検出している方位を目標方位に設定する（ステップＳ５１）。さらに、船体ＥＣＵ２０は、方位センサ１８が検出している方位（船体２の現在の方位）と、目標方位とを比較する（ステップＳ５２）。たとえば、船体ＥＣＵ２０は、現在方位値と目標方位値との偏差（方位偏差＝現在方位値−目標方位値）の大きさが所定値以上かどうかを判断する。
【０１２１】
方位偏差の大きさが所定値以上であるときは、船体ＥＣＵ２０は、その方位偏差の符号（方向）および大きさに対応した回頭モーメントが船体２に与えられるように、目標転舵角を設定する（ステップＳ５３）。後進指示が入力されているので、目標シフト位置は後進位置とされる（ステップＳ５４）。したがって、方位偏差の符号が正であれば、船体２に左まわりの回頭モーメントを与えるために、目標転舵角は正の値とされる。逆に、方位偏差の符号が負であれば、船体２に右まわりの回頭モーメントを与えるために、目標転舵角は負の値とされる。目標転舵角の大きさ（絶対値）は、方位偏差の大きさに応じて設定される。船体ＥＣＵ２０は、レバー７の後方への傾倒量に応じた目標エンジン回転速度（目標推進力）を設定する（ステップＳ５５）。
【０１２２】
船体ＥＣＵ２０は、前記設定した目標転舵角を、船内ＬＡＮ２５を介して転舵ＥＣＵ１４に与える（ステップＳ５６）。また、目標シフト位置（後進位置）および目標エンジン回転速度を船内ＬＡＮ２５を介して船外機ＥＣＵ１３に与える（ステップＳ５６）。
船体ＥＣＵ２０は、また、ジョイスティックユニット１０の出力を監視し、後進指示がが解除されたかどうかを判断する（ステップＳ５７）。後進指示が解除されていないときは、ステップＳ５２からの処理が繰り返される。後進指示が解除されると、方位保持制御を終了する。
【０１２３】
ステップＳ５２において、方位偏差の大きさが所定値未満のときは、目標転舵角は現在値に保持される（ステップＳ５８）。その後、ステップＳ５４からの処理が行われる。
このように、この実施形態によれば、ジョイスティックユニット１０によって後進指示が与えられると、船体ＥＣＵ２０は、船体２の方位を保持するために転舵角を制御する。これにより、船体２を真っ直ぐに後進させることができる。
【０１２４】
プロペラ４０の回転によるジャイロ効果によって、船外機１１は、プロペラ４０が発生する推進力に直交する方向の横力を船体２に与える。この横力の影響は、とくに、船体２の後進時に顕著に現れる。そのため、船体２を真っ直ぐに後退させる操船は意外に難しい。具体的には、転舵角を零としても船体２を真っ直ぐ後退させることはできず、横力に抗するように転舵角を零以外の値とする必要がある。そこで、この実施形態では、船体２を後進させるときに、方位保持制御が行われる。これにより、後進時の操船が容易になる。
【０１２５】
第５の実施形態
図１４は、この発明の第５の実施形態に係る船舶の構成を示す概念図である。図１４に置いて、図１に示された各部と同等の部分は、同一参照符号で示す。第５の実施形態では、第１の実施形態において備えられている構成に加えて、定点保持ボタン８１、位置検出装置１７および方位センサ１８が備えられている。定点保持ボタン８１は、操作台６に備えられており、船体２の位置を一定の位置に保持するときに、操船者によって操作されるように構成されている。位置検出装置１７は、船舶１の現在位置信号を生成するものであり、たとえば、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。定点保持ボタン８１、位置検出装置１７および方位センサ１８の出力は、船体ＥＣＵ２０に与えられるようになっている。
【０１２６】
図１５は、定点保持ボタン８１の操作に応答して船体ＥＣＵ２０が実行する制御処理の内容を説明するためのフローチャートである。定点保持ボタン８１が操作されると、船体ＥＣＵ２０は、そのときに位置検出装置１７が検出している位置を目標位置に設定し（ステップＳ６１、そのときに方位センサ１８が検出している方位を目標方位に設定する（ステップＳ６２）。
【０１２７】
さらに、船体ＥＣＵ２０は、位置検出装置１７が検出している位置と目標位置とを比較する（ステップＳ６３）。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、現在位置と目標位置との距離が所定値以上かどうかを判断する。現在位置と目標位置との距離が所定値以上のときは、船体ＥＣＵ２０は、船体２を目標位置に向けて平行移動させるように、転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒおよび船外機１１Ｌ，１１Ｒを制御する（ステップＳ６４）。このときの、具体的な制御内容は、第１の実施形態における図４の動作例Ａ７，Ａ８に対応する制御内容と同様である。現在位置と目標位置との距離が前記所定値未満のときは、このような位置補正制御は省かれる。
【０１２８】
さらに、船体ＥＣＵ２０は、方位センサ１８が検出している方位（船体２の現在の方位）と、目標方位とを比較する（ステップＳ６５）。すなわち、船体ＥＣＵ２０は、現在方位値と目標方位値との偏差（方位偏差＝現在方位値−目標方位値）の大きさが所定値以上かどうかを判断する。方位偏差の大きさが所定値以上のときは、船体ＥＣＵ２０は、当該方位偏差を解消するように転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒおよび船外機１１Ｌ，１１Ｒを制御する（ステップＳ６６）。方位偏差が正のときは、船体２の現在方位が目標方位よりも左まわり方向にずれている。そこで、船体ＥＣＵ２０は、船体２をその場で左まわりに回頭させるように、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角を設定し、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒ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。方位偏差が負の時は、船体２の現在方位が目標方位よりも右回り方向にずれている。そこで、船体ＥＣＵ２０は、船体２をその場で右まわりに回頭させるように、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角を設定し、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒ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。このような回頭制御の詳細は、第１の実施形態における図４の動作例Ａ５に対応する制御内容と同様である。方位偏差が前記所定値未満のときは、このような方位補正制御は省かれる。
【０１２９】
船体ＥＣＵ２０は、また、定点保持ボタン８１による定点保持指令が解除されたかどうかを判断する（ステップＳ６７）。たとえば、船体ＥＣＵ２０は、定点保持ボタン８１の２回目の操作入力を、定点保持解除指令と解釈するようにプログラムされていてもよい。また、船体ＥＣＵ２０は、定点保持制御中にジョイスティックユニット１０からの入力があったときに、これを定点保持解除指令と解釈するようにプログラムされていてもよい。定点保持指令が解除されていないときは、ステップＳ６３からの処理が繰り返される。定点保持指令が解除されると、定点保持制御を終了する。
【０１３０】
このように、この実施形態によれば、定点保持ボタン８１を操作すれば、船舶１の位置を保持できる。したがって、潮流や風の影響で船舶１を一定位置に保持するための操船に熟練を要する状況であっても、定点保持ボタン８１を操作することによって、その目的を容易に達することができる。
たとえば、操船者は、釣りのポイントで船体２の位置を固定したいときや、いわゆるカイトフィッシングを行うときに、定点保持ボタン８１を操作する。この操作に応答して、船体ＥＣＵ２０は、船体２の位置および方位を保持するための制御を実行する。これにより、船舶１が自動的に定点に一定の方位で保持される。カイトフィッシングとは、船上で凧を飛ばし、凧糸から釣り糸を水中に垂らして行う釣りの方法である。通常は、カイトフィッシングを行うときに、船舶の移動を防ぐために、海中にシーアンカーと呼ばれるパラシュートが投入される。このようなシーアンカーを用いる代わりに、この実施形態における定点保持機能を用いることができる。よって、シーアンカーの投入やその回収の手間を省くことができる。
【０１３１】
なお、船体２の位置および方位を保持するために、第１の実施形態における図４の動作例Ａ９に従う動作を行わせてもよい。すなわち、目標位置までの距離と方位偏差とに応じて、目標転舵角、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とにより、船体２の平行移動とその回頭とを同時に生じさせてもよい。
第６の実施形態
図１６は、この発明の第６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において、図１に示された各部と同等の部分は、同一参照符号で示す。この実施形態の船舶は、第１の実施形態において備えられている構成に加えて、横移動キャリブレーションボタン８５、および回頭キャリブレーションボタン８６が操作台６に備えられている。これらのボタン８５，８６からの信号は、船体ＥＣＵ２０に入力されるようになっている。
【０１３２】
横移動キャリブレーションボタン８５は、ジョイスティック操船モードで船体２を左右に横移動（平行移動）させるときの船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力および転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角を較正するために、操船者によって操作される。船体２を平行移動させるときには、前述のとおり、船外機１１Ｌ，１１Ｒの作用線７１Ｌ，７１Ｒがいずれも回転中心７０を通る状態となるように左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角が設定される（図４の動作例Ａ７参照）。この状態で左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力を等しくすれば（すなわち、エンジン回転速度を等しくすれば）、船体２は中心線５に直交する横方向に平行移動するはずである。しかし、実際には、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力の差などに起因して、前方または後方への船体２の移動が生じる。このような船体２の前後移動を少なくするための推進力較正および転舵角較正が、横移動キャリブレーションである。
【０１３３】
前述のとおり、船体２を横移動させるとき、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの一方のシフト位置が前進位置に制御され、他方のシフト位置が後進位置に制御される。船外機１１Ｌ，１１Ｒおよび船体２の構造上、船体２を前進させる推進力（前進推進力）は、船体２を後進させる推進力（後進推進力）よりも、船体２の挙動に対する影響が大きい。すなわち、シフト位置が前進位置のときは、シフト位置が後進位置のときよりも、見かけ上の推進力が大きくなる。そこで、この実施形態では、左右への横移動のとき、後進推進力を発生する船外機は、ほぼ最大出力に制御される。そのため、後進出力を発生する船外機については推進力調整の余地が少ないので、横移動キャリブレーションに際しては前進推進力を発生する船外機の推進力が較正される。
【０１３４】
図１７は、横移動キャリブレーションの流れを説明するためのフローチャートである。横移動キャリブレーションボタン８５が操船者によって操作されると、船体ＥＣＵ２０は、横移動キャリブレーションのための制御を開始する。船体ＥＣＵ２０は、メモリ２０Ｍを参照して、横移動のための目標転舵角および目標推進力を読み出す（ステップＳ７１）。より具体的には、船体ＥＣＵ２０は、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの横移動用目標転舵角θＬｍ，θＲｍと、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒがそれぞれ発生すべき横移動用目標推進力ＦＬｍ，ＦＲｍを読み出す。これらの目標値は、左横移動および右横移動のそれぞれに対応して、メモリ２０Ｍに格納されている。つまり、左横移動および右横移動のためのジョイスティック入力にそれぞれ対応付けて、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角および左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標推進力がメモリ２０Ｍに格納されている。これがジョイスティックユニットの出力と目標値との関係特性の一例である。
【０１３５】
操船者は、ジョイスティックユニット１０のレバー７を左または右に傾倒させて、船体２を横移動させる（ステップＳ７２）。これに応じて、船体ＥＣＵ２０は、レバー７の傾倒方向に応じて、前述の左横移動または右横移動のための目標転舵角および目標推進力を適用する（ステップＳ７３）。つまり、船体ＥＣＵ２０は、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵ＥＣＵ１４Ｌ，１４Ｒに、対応する目標転舵角を与える。また、船体ＥＣＵ２０は、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標推進力ＦＬｍ，ＦＲｍに対応する目標シフト位置および目標エンジン回転速度を演算し、それらを、船外機ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒに与える。
【０１３６】
船体２が前後方向に移動するならば、操船者は、レバー７を前後にも傾倒させて、当該前後方向移動を補正する。レバー７の前後傾倒操作に応じて（ステップＳ７４）、船体ＥＣＵ２０は、補正係数Ｋを演算する（ステップＳ７５）。さらに、船体ＥＣＵ２０は、その補正係数Ｋを、前進方向の推進力を発生している船外機の目標推進力Ｆｍ（＝ＦＬｍまたはＦＲｍ）に乗じて、当該目標推進力Ｆｍを補正する（ステップＳ７６）。この補正された目標推進力Ｆ（＝Ｋ・Ｆｍ）に対応する目標シフト位置および目標エンジン回転速度が、船体ＥＣＵ２０から、前進方向の推進力を発生している船外機に与えられる（ステップＳ７７）。これにより、船体２の前後方向移動が修正される。
【０１３７】
また、船体２が回頭するならば、操船者は、ノブ８を操作して、当該回頭を抑制する（ステップＳ７８）。ノブ８の回動操作に応じて、船体ＥＣＵ２０は、補正角度Δθを求める（ステップＳ７９）。さらに、船体ＥＣＵ２０は、その補正角度Δθで左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの横移動用目標転舵角θＬｍ，θＲｍを補正して、補正後の目標転舵角を求める（ステップＳ８０）。たとえば、補正後の目標転舵角θＬ，θＲは補正前の目標転舵角θＬｍ，θｍ０を用いると、θＬｍ−Δθ、θＲｍ＋Δθと表すことができる。この補正後の目標転舵角θＬ，θＲが、船体ＥＣＵ２０から、左右の転舵ＥＣＵ１４Ｌ，１４Ｒに与えられる（ステップＳ８１）。これらの目標転舵角θＬ０，θＲ０は、左右対称な角度をなしており、したがって、前記補正によって、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力の作用線７１Ｌ，７１Ｒは、船体中心線５上で前後に移動されることになる。こうして、作用線７１Ｌ，７１Ｒの交点が、船体２の実際の回転中心へと導かれ、それにより、船体２の回頭が抑制される。
【０１３８】
その後は、ステップＳ７４〜Ｓ８１の処理が所定時間（たとえば、３０秒）に渡って継続される（ステップＳ８２）。
前記所定時間が経過すると、船体ＥＣＵ２０は、当該時間中における補正係数Ｋの時間平均値ＫＡＶおよび補正角度Δθの時間平均値ΔθＡＶを求める（ステップＳ８３，Ｓ８４）。むろん、これらの時間平均値は、ステップＳ７４〜Ｓ８１の処理中に随時計算が開始されていてもよい。こうして求められた補正係数Ｋの時間平均値ＫＡＶが、船体ＥＣＵ２０によって、前進方向の推進力を発生していた船外機の従前の横移動用目標推進力Ｆｍに乗じられ、新たな目標推進力Ｆｍ（＝ＫＡＶ×従前のＦｍ）が求められる（ステップＳ８５）。同様に、補正角度Δθの時間平均値ΔθＡＶを用いて、船体ＥＣＵ２０は、従前の横移動用目標転舵角θＬｍ，θＲｍを補正し、横移動のための新たな目標転舵角θＬｍ（＝従前のθＬｍ＋ΔθＡＶ），θＲｍ（＝従前のθＲｍ＋ΔθＡＶ）を求める（ステップＳ８６）。船体ＥＣＵ２０は、新たな目標推進力Ｆｍ（ＦＬｍまたはＦＲｍ）および新たな目標転舵角をメモリ２０Ｍに書き込む（ステップＳ８７）。これにより、当該横移動（左横移動または右横移動）に対応した関係特性が更新される。
【０１３９】
図１８は、横移動キャリブレーションの実施例を示す。線９１は、ジョイスティックユニット１０のレバー７の前後方向傾倒操作に対応した補正係数Ｋの時間変化を示す。線９２は、補正係数Ｋの時間平均値ＫＡＶの時間変化を示す。キャリブレーションボタン８５を操作してから、たとえば、３０秒間における補正係数Ｋの時間平均値ＫＡＶが求められ、この時間平均値ＫＡＶで、前進推進力を発生する船外機の横移動用推進力が較正される。
【０１４０】
図１９Ａおよび図１９Ｂは、横移動キャリブレーションにおける左転舵ユニット１２Ｌの目標転舵角θＬの時間変化を示す。初期値となる横移動用目標転舵角θＬｍに対する目標転舵角θＬの偏差が補正角度Δθである。図１９Ａは、作用線７１Ｌ，７１Ｒの交点を回転中心７０よりも後方に移動した例を示し、図１９Ｂは作用線７１Ｌ，７１Ｒの交点を回転中心７０よりも前方に移動した例を示す。船舶１の積み荷や乗員の数等に応じて、実際の回転中心は変動し得るので、設計上の回転中心７０と現実の回転中心とは必ずしも一致しない。このような不一致の影響が、横移動キャリブレーションによって排除できる。
【０１４１】
一方、回頭キャリブレーションボタン８６は、ジョイスティック操船モードで船体２を左まわりまたは右まわりに回頭（その場回頭）させるときの船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力を較正するために、操船者によって操作されるように構成されている。船体２をその場で回頭させるときには、前述のとおり、船外機１１Ｌ，１１Ｒは、それらの作用線７１Ｌ，７１Ｒが船外機１１Ｌ，１１Ｒの後方で交わるＶ字形の姿勢に制御される（図４の動作例Ａ５）。この場合の左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵角絶対値を大きくすれば、大きな回頭モーメントを船体２に与えることができる。Ｖ字形姿勢に制御された左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒが発生する推進力を等しくすれば（すなわち、エンジン回転速度を等しくすれば）、船体２は回転中心７０まわりに回頭するはずである。しかし、実際には、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの推進力の差などに起因して、前後左右への船体２の移動が生じる。このような、船体２の移動を少なくするための推進力較正が回頭キャリブレーションである。
【０１４２】
前述のとおり、船体２をその場で回頭させるとき、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの一方のシフト位置が前進位置に制御され、他方のシフト位置が後進位置に制御される。前進推進力が後進推進力よりも船体挙動に大きく影響するのは前述のとおりである。そこで、この実施形態では、船体２をその場で回頭させるとき、後進推進力を発生する船外機は、ほぼ最大出力に制御される。そのため、後進出力を発生する船外機については、推進力調整の余地が少ないので、回頭キャリブレーションに際しては、前進推進力を発生する船外機の推進力が較正される。
【０１４３】
図２０は回頭キャリブレーションの流れを説明するためのフローチャートである。回頭キャリブレーションボタン８６が操船者によって操作されると、船体ＥＣＵ２０は、回頭キャリブレーションのための制御を開始する。船体ＥＣＵ２０は、メモリ２０Ｍを参照して、その場回頭のための目標転舵角θＬｍ，θＲｍおよび目標推進力ＦＬｍ，ＦＲｍを読み出す（ステップＳ９１）。これらの目標値は、一般的には、横移動用の目標値とは異なる。これらの目標値は、左まわり回頭および右まわり回頭のそれぞれに対応して、メモリ２０Ｍに格納されている。つまり、左まわり回頭および右まわり回頭のためのジョイスティック入力にそれぞれ対応付けて、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの目標転舵角および船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標推進力がメモリ２０Ｍに格納されている。これがジョイスティックユニットの出力と目標値との関係特性の一例である。
【０１４４】
操船者は、ジョイスティックユニット１０のノブ８を中立位置から左まわりまたは右まわりに回動して、船体２をその場回頭させる（ステップＳ９２）。これに応じて、船体ＥＣＵ２０は、ノブ８の回動操作方向に応じて、前述の左まわり回頭または右のための目標転舵角および目標推進力を適用する（ステップＳ９３）。つまり、船体ＥＣＵ２０は、左右の転舵ユニット１２Ｌ，１２Ｒの転舵ＥＣＵ１４Ｌ，１４Ｒに、対応する目標転舵角を与える。また、船体ＥＣＵ２０は、左右の船外機１１Ｌ，１１Ｒの目標推進力ＦＬ，ＦＲに対応する目標シフト位置および目標エンジン回転速度を演算し、それらを、船外機ＥＣＵ１３Ｌ，１３Ｒに与える。
【０１４５】
船体２が前後方向または左右方向に移動するならば、操船者は、レバー７を前後左右に傾倒させて、当該移動を補正する（ステップＳ９４）。レバー７の傾倒操作に応じて、船体ＥＣＵ２０は、補正係数Ｋを演算する（ステップＳ９５）。さらに、船体ＥＣＵ２０は、その補正係数Ｋを、Ｆｍ（＝ＦＬｍまたはＦＲｍ）に乗じて、当該目標推進力Ｆｍを補正する（ステップＳ９６）。この補正された目標推進力Ｆ（＝Ｋ・Ｆｍ）に対応する目標シフト位置および目標エンジン回転速度が、船体ＥＣＵ２０から、前進方向の推進力を発生している船外機に与えられる（ステップＳ９７）。これにより、船体２の移動が修正される。
【０１４６】
その後は、ステップＳ９４〜Ｓ９７の処理が所定時間（たとえば、１８０秒）に渡って継続される（ステップＳ９８）。
前記所定時間が経過すると、船体ＥＣＵ２０は、当該時間中における補正係数Ｋの時間平均値ＫＡＶを求める（ステップＳ９９）。この時間平均値ＫＡＶは、ステップＳ９４〜Ｓ９７の処理中に随時計算が開始されていてもよい。こうして求められた時間平均値ＫＡＶが、船体ＥＣＵ２０によって、前進方向の推進力を発生していた船外機の従前のその場回頭用目標推進力Ｆｍに乗じられ、新たな目標推進力Ｆｍ（＝ＫＡＶ×従前のＦｍ）が求められる（ステップＳ１０１）。船体ＥＣＵ２０は、新たな目標推進力Ｆｍをメモリ２０Ｍに書き込む（ステップＳ１０２）。これにより、当該回頭（左まわり回頭または右まわり回頭）に対応した関係特性が更新される。
【０１４７】
図２１は、回頭キャリブレーションの実施例を示す。具体的には、ジョイスティックユニット１０のレバー７の前後左右方向への傾倒操作に応答して変化する補正係数Ｋの時間平均値ＫＡＶの時間変化を示す。回頭キャリブレーションボタン８６が操作されてから、たとえば、１８０秒間における補正係数Ｋの時間平均値ＫＡＶが求められ、この時間平均値ＫＡＶを用いて、前進推進力を発生する船外機のその場回頭用推進力目標値が較正される。
【０１４８】
図２２Ａおよび図２２Ｂは、後方右まわり回頭操作を実際に行ったときの船体２の航跡例を示す。後方右まわり回頭とは、船体２を後方に進ませながら、船体２の位置変動を最小限にして実質的にその場で回頭することをいう。図２２Ａは回頭キャリブレーション前の航跡を示し、図２２Ｂは回頭キャリブレーション実行後の航跡を示す。回頭キャリブレーションによって、旋回半径が大幅に小さくなっていることが分かる。
【０１４９】
なお、この実施形態においては、キャリブレーションボタン８５，８６が操作されてから所定時間の中における補正係数等の平均値を求め、この平均値によって目標推進力や目標転舵角が較正されているけれども、別の較正方法を適用することもできる。たとえば、横移動キャリブレーションボタン８５の操作に応答して横移動キャリブレーションが開始された後に、再度、横移動キャリブレーションボタン８５が操作されたタイミングで適用されている補正係数等を用いて目標推進力および目標転舵角を較正してもよい。この場合、操船者は、船体２が意図通りの横移動をしているときに、横移動キャリブレーションボタン８５の２回目の操作を行えばよい。また、２回目に横移動キャリブレーションボタン８５が操作されたときに、その直前の所定時間（たとえば３０秒間）における補正係数等の平均値を用いて、目標推進力および目標転舵角を較正してもよい。回頭キャリブレーションにおいても同様に、回頭キャリブレーションボタン８６の操作に応答して回頭キャリブレーションが開始された後に、再度、回頭キャリブレーションボタン８６が操作されたタイミングで適用されている補正係数を用いて目標推進力を較正してもよい。この場合、操船者は、船体２が意図通りの回頭をしているときに、回頭キャリブレーションボタン８６の２回目の操作を行えばよい。また、２回目に回頭キャリブレーションボタン８６が操作されたときに、その直前の所定時間（たとえば３０秒間）における補正係数の平均値を用いて、目標推進力を較正してもよい。さらに、回頭キャリブレーションボタン８６が操作されてから、船体２が所定回数だけ回転（たとえば２回転）するまでの補正係数の平均値を用いて目標推進力を較正してもよい。
【０１５０】
その他の実施形態
この発明は、前述の実施形態以外の様々な形態で実施することができる。たとえば、前述の実施形態では、２機掛けの船外機艇および３機掛けの船外機艇について説明したけれども、この発明は、３機以上の船外機を備えた船舶にも適用することができる。たとえば、第１の実施形態を３機掛けの船外機艇に適用する場合には、ジョイスティック操船モードにおいて、中央の船外機については、転舵角を中立値とし、シフト位置をニュートラル位置とすればよい。そして、左右の船外機およびそれられに対応する転舵ユニットに関して、第１の実施形態と同様の制御を実行すればよい。
【０１５１】
また、前述の実施形態では、推進ユニットとして、船外機を例示したけれども、この発明は、船内外機、船内機等のその他の形態の推進ユニットを用いた船舶にも同様に適用することができる。
さらに、前述の実施形態では、ジョイスティックユニット１０に加えてステアリングホイール１５およびリモコンレバーユニット１６を備えた船舶を例示したけれども、この発明は、ジョイスティックユニット１０だけを備えた船舶にも適用することができる。
【０１５２】
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】
【０１５３】
１ 船舶
２ 船体
５ 船体中心線
７ レバー
８ ノブ（回動操作部）
１０ ジョイスティックユニット
１１Ｌ 左船外機（推進ユニット）
１１Ｒ 右船外機（推進ユニット）
１２Ｌ 左転舵ユニット
１２Ｒ 右転舵ユニット
１５ ステアリングホイール（ステアリングハンドル）
１６ リモコンレバーユニット
１７ 位置検出装置（位置検出ユニット）
１８ 方位センサ（方位検出ユニット）
１９ モード切換スイッチ（モード切換ユニット）
２０ 船体ＥＣＵ（制御ユニット）
２０Ｍ メモリ
５３ 転舵アクチュエータ
７０ 回転中心
７１Ｌ 作用線
７１Ｒ 作用線
８０ 方位保持ボタン（方位保持指示ユニット）
８１ 定点保持ボタン
８５ 横移動キャリブレーションボタン（キャリブレーション操作ユニット）
８６ 回頭キャリブレーションボタン（キャリブレーション操作ユニット）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進ユニットおよび転舵ユニットを制御する船舶用推進制御装置であって、
中立位置から傾倒可能なレバーを備え、船舶の進行方向および回頭を指示するために操船者によって操作されるように構成されたジョイスティックユニットと、
前記ジョイスティックユニットの出力信号に応じて前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御する制御ユニットとを含み、
前記制御ユニットは、前記推進ユニットの出力を停止するとき、前記転舵ユニットの転舵角を保持するように構成されている、船舶用推進制御装置。
【請求項２】
前記船舶用推進制御装置は、船舶の左右に配置される左推進ユニットおよび右推進ユニット、ならびに前記左推進ユニットおよび右推進ユニットにそれぞれ対応した左転舵ユニットおよび右転舵ユニットを制御するように構成されており、
前記制御ユニットは、前記左右の推進ユニットが発生する推進力の作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成するように前記左右の転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されており、
前記制御ユニットは、前記左右の推進ユニットの出力を停止するときに前記左右の転舵ユニットの転舵角を保持することにより、前記作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成する状態を保持するように構成されている、請求項１記載の船舶用推進制御装置。
【請求項３】
前記船舶用推進制御装置は、船舶の左右に配置される左推進ユニットおよび右推進ユニット、ならびに前記左推進ユニットおよび右推進ユニットにそれぞれ対応した左転舵ユニットおよび右転舵ユニットを制御するように構成されており、
前記レバーは、中立位置から前後左右に傾倒可能に構成されており、
前記制御ユニットは、前記左右の推進ユニットが発生する推進力の作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成するように前記左右の転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されており、
前記制御ユニットは、前記レバーの左右方向傾倒量が所定値以下となったときに、前記左右の転舵ユニットの転舵角を保持することにより、前記左右の推進ユニットの作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成する状態を保持するように構成されている、請求項１記載の船舶用推進制御装置。
【請求項４】
前記ジョイスティックユニットは、中立位置から回動操作可能に構成された回動操作部をさらに含み、
前記制御ユニットは、前記回動操作部の操作に応じて、船体に回頭モーメントを与えるように、前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されている、請求項１記載の船舶用推進制御装置。
【請求項５】
前記制御ユニットは、前記レバーの前後方向傾倒に応じて前記推進ユニットの出力を制御し、前記回動操作部の操作に応じて前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されており、
前記制御ユニットは、前記レバーおよび前記回動操作部がそれぞれの中立位置に戻されたときに、前記推進ユニットの出力を停止させ、さらに、前記転舵ユニットの転舵角を保持するように構成されている、請求項４記載の船舶用推進制御装置。
【請求項６】
前記制御ユニットは、前記転舵ユニットの転舵角を、中立値を含む中立範囲、中立範囲の一方側の第１範囲、および中立範囲の他方側の第２範囲のうちのいずれかの転舵角範囲に属する転舵角に制御するように構成されており、
前記制御ユニットは、さらに、前記レバーが中立位置にある状態で、前記回動操作部が中立位置から回動されたときは、転舵角範囲を変更することなく、前記回動操作部の操作に応じて前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されている、請求項５記載の船舶用推進制御装置。
【請求項７】
前記推進ユニットは、互いに正反対の第１方向と第２方向とに推進力の方向を切り換えることができるように構成されており、
前記制御ユニットは、前記レバーが中立位置にある場合において前記回動操作部が操作されたとき、前記転舵ユニットの転舵角が中立値を含む中立範囲に属しなければ、前記推進ユニットの推進力の方向を前記回動操作部の操作に応じて前記第１方向または第２方向に制御するように構成されている、請求項５または６記載の船舶用推進制御装置。
【請求項８】
前記制御ユニットの制御モードを、通常操船モードと、ジョイスティック操船モードとに切り換えるモード切換ユニットをさらに含み、
前記制御ユニットは、通常操船モードにおいては、船舶に備えられるリモコンレバーの操作に応じて前記推進ユニットの出力を制御し、前記船舶に備えられるステアリングハンドルの操作に応じて前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されており、
前記制御ユニットは、前記ジョイスティック操船モードにおいては、前記ジョイスティックユニットの操作に応じて前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御し、かつ、前記推進ユニットの出力を停止するときに、前記転舵ユニットの転舵角を保持するように構成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の船舶用推進制御装置。
【請求項９】
船体の方位を保持するために操船者によって操作される方位保持指示ユニットと、
船体の方位を検出する方位検出ユニットとをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記方位保持指示ユニットが操作されたときの船体の方位を保持するように、前記方位検出ユニットの出力に基づいて、前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されている、請求項１に記載の船舶用推進制御装置。
【請求項１０】
前記推進ユニットは、互いに正反対の第１方向と第２方向とに推進力の方向を切り換えることができるように構成されており、
前記制御ユニットは、前記転舵ユニットの転舵角が中立値を含む中立範囲に属しないときに、前記転舵角は変えずに、前記推進ユニットの推進力の方向および大きさを制御することにより、船体の方位を保持するように構成されている、請求項９の船舶用推進制御装置。
【請求項１１】
船体の方位を検出する方位検出ユニットをさらに含み、
前記制御ユニットは、所定の指示入力が与えられたときに、その入力時の船体の方位を保持するように、前記方位検出ユニットの出力に基づいて、前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されている、請求項１に記載の船舶用推進制御装置。
【請求項１２】
船体の位置および方位を保持するために操船者によって操作される定点保持指示ユニットと、
船体の位置を検出する位置検出ユニットと、
船体の方位を検出する方位検出ユニットとをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記定点保持指示ユニットが操作されたときの船体の位置および方位を保持するように、前記位置検出ユニットおよび方位検出ユニットの出力に基づいて、前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されている、請求項１に記載の船舶用推進制御装置。
【請求項１３】
所定の船体挙動に対応する推進力および転舵角を設定するためのキャリブレーション操作ユニットをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記キャリブレーション操作ユニットの操作に応答して、前記所定の船体挙動と推進力および転舵角とが対応するように、ジョイスティックの出力信号と推進力および転舵角との関係特性を更新するように構成されている、請求項１に記載の船舶用推進制御装置。
【請求項１４】
船体と、
船体に備えられた推進ユニットおよび転舵ユニットと、
前記推進ユニットおよび転舵ユニットを制御する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の船舶用推進制御装置とを含む、船舶。
【請求項１】
推進ユニットおよび転舵ユニットを制御する船舶用推進制御装置であって、
中立位置から傾倒可能なレバーを備え、船舶の進行方向および回頭を指示するために操船者によって操作されるように構成されたジョイスティックユニットと、
前記ジョイスティックユニットの出力信号に応じて前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御する制御ユニットとを含み、
前記制御ユニットは、前記推進ユニットの出力を停止するとき、前記転舵ユニットの転舵角を保持するように構成されている、船舶用推進制御装置。
【請求項２】
前記船舶用推進制御装置は、船舶の左右に配置される左推進ユニットおよび右推進ユニット、ならびに前記左推進ユニットおよび右推進ユニットにそれぞれ対応した左転舵ユニットおよび右転舵ユニットを制御するように構成されており、
前記制御ユニットは、前記左右の推進ユニットが発生する推進力の作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成するように前記左右の転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されており、
前記制御ユニットは、前記左右の推進ユニットの出力を停止するときに前記左右の転舵ユニットの転舵角を保持することにより、前記作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成する状態を保持するように構成されている、請求項１記載の船舶用推進制御装置。
【請求項３】
前記船舶用推進制御装置は、船舶の左右に配置される左推進ユニットおよび右推進ユニット、ならびに前記左推進ユニットおよび右推進ユニットにそれぞれ対応した左転舵ユニットおよび右転舵ユニットを制御するように構成されており、
前記レバーは、中立位置から前後左右に傾倒可能に構成されており、
前記制御ユニットは、前記左右の推進ユニットが発生する推進力の作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成するように前記左右の転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されており、
前記制御ユニットは、前記レバーの左右方向傾倒量が所定値以下となったときに、前記左右の転舵ユニットの転舵角を保持することにより、前記左右の推進ユニットの作用線がＶ字形または倒立Ｖ字形を形成する状態を保持するように構成されている、請求項１記載の船舶用推進制御装置。
【請求項４】
前記ジョイスティックユニットは、中立位置から回動操作可能に構成された回動操作部をさらに含み、
前記制御ユニットは、前記回動操作部の操作に応じて、船体に回頭モーメントを与えるように、前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されている、請求項１記載の船舶用推進制御装置。
【請求項５】
前記制御ユニットは、前記レバーの前後方向傾倒に応じて前記推進ユニットの出力を制御し、前記回動操作部の操作に応じて前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されており、
前記制御ユニットは、前記レバーおよび前記回動操作部がそれぞれの中立位置に戻されたときに、前記推進ユニットの出力を停止させ、さらに、前記転舵ユニットの転舵角を保持するように構成されている、請求項４記載の船舶用推進制御装置。
【請求項６】
前記制御ユニットは、前記転舵ユニットの転舵角を、中立値を含む中立範囲、中立範囲の一方側の第１範囲、および中立範囲の他方側の第２範囲のうちのいずれかの転舵角範囲に属する転舵角に制御するように構成されており、
前記制御ユニットは、さらに、前記レバーが中立位置にある状態で、前記回動操作部が中立位置から回動されたときは、転舵角範囲を変更することなく、前記回動操作部の操作に応じて前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されている、請求項５記載の船舶用推進制御装置。
【請求項７】
前記推進ユニットは、互いに正反対の第１方向と第２方向とに推進力の方向を切り換えることができるように構成されており、
前記制御ユニットは、前記レバーが中立位置にある場合において前記回動操作部が操作されたとき、前記転舵ユニットの転舵角が中立値を含む中立範囲に属しなければ、前記推進ユニットの推進力の方向を前記回動操作部の操作に応じて前記第１方向または第２方向に制御するように構成されている、請求項５または６記載の船舶用推進制御装置。
【請求項８】
前記制御ユニットの制御モードを、通常操船モードと、ジョイスティック操船モードとに切り換えるモード切換ユニットをさらに含み、
前記制御ユニットは、通常操船モードにおいては、船舶に備えられるリモコンレバーの操作に応じて前記推進ユニットの出力を制御し、前記船舶に備えられるステアリングハンドルの操作に応じて前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されており、
前記制御ユニットは、前記ジョイスティック操船モードにおいては、前記ジョイスティックユニットの操作に応じて前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御し、かつ、前記推進ユニットの出力を停止するときに、前記転舵ユニットの転舵角を保持するように構成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の船舶用推進制御装置。
【請求項９】
船体の方位を保持するために操船者によって操作される方位保持指示ユニットと、
船体の方位を検出する方位検出ユニットとをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記方位保持指示ユニットが操作されたときの船体の方位を保持するように、前記方位検出ユニットの出力に基づいて、前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されている、請求項１に記載の船舶用推進制御装置。
【請求項１０】
前記推進ユニットは、互いに正反対の第１方向と第２方向とに推進力の方向を切り換えることができるように構成されており、
前記制御ユニットは、前記転舵ユニットの転舵角が中立値を含む中立範囲に属しないときに、前記転舵角は変えずに、前記推進ユニットの推進力の方向および大きさを制御することにより、船体の方位を保持するように構成されている、請求項９の船舶用推進制御装置。
【請求項１１】
船体の方位を検出する方位検出ユニットをさらに含み、
前記制御ユニットは、所定の指示入力が与えられたときに、その入力時の船体の方位を保持するように、前記方位検出ユニットの出力に基づいて、前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されている、請求項１に記載の船舶用推進制御装置。
【請求項１２】
船体の位置および方位を保持するために操船者によって操作される定点保持指示ユニットと、
船体の位置を検出する位置検出ユニットと、
船体の方位を検出する方位検出ユニットとをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記定点保持指示ユニットが操作されたときの船体の位置および方位を保持するように、前記位置検出ユニットおよび方位検出ユニットの出力に基づいて、前記推進ユニットの出力および前記転舵ユニットの転舵角を制御するように構成されている、請求項１に記載の船舶用推進制御装置。
【請求項１３】
所定の船体挙動に対応する推進力および転舵角を設定するためのキャリブレーション操作ユニットをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記キャリブレーション操作ユニットの操作に応答して、前記所定の船体挙動と推進力および転舵角とが対応するように、ジョイスティックの出力信号と推進力および転舵角との関係特性を更新するように構成されている、請求項１に記載の船舶用推進制御装置。
【請求項１４】
船体と、
船体に備えられた推進ユニットおよび転舵ユニットと、
前記推進ユニットおよび転舵ユニットを制御する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の船舶用推進制御装置とを含む、船舶。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１１−１４０２７２（Ｐ２０１１−１４０２７２Ａ）
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１７７（Ｐ２０１０−２１７７）
【出願日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
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