JP2023068836A - 船舶推進システムおよび船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】推進機の駆動に伴う環境負荷を極力低減しながら、主推進機および補助推進機が設けられた船体の定点保持を実現することが可能な船舶推進システムおよび船舶を提供する。【解決手段】この船舶推進システム１０２は、左右方向に回動して推力の向きを変更可能に構成され、船体１０１の船尾１０１ｂに取り付けられる主推進機１と、推力を発生させる補助プロペラ２０を駆動させる電気モータ２３を含み、左右方向に回動して推力の向きを変更可能に構成され、主推進機１よりも最大出力Ｐ２０が小さいとともに、船尾１０１ｂに取り付けられる補助推進機２と、主推進機１と補助推進機２とを連携させることにより、船体１０１の船首１０１ａの方位Ｔ１を目標方位Ｔ２に維持するとともに、船体１０１の位置Ａ１を目標ポイントＡ２に維持する定点保持の制御を行う制御部６とを、備える。【選択図】図１

Description

この発明は、船舶推進システムおよび船舶に関する。

従来、船体の船尾に取り付けられる主推進機と船体の船尾に取り付けられるとともに補助推進機とを備える船舶推進システムが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、船体の船尾に取り付けられる主推進機と、船体の船尾に取り付けられる補助推進機と、船体をユーザが指定した目標地点に維持する制御を行う制御装置とを備える自動復帰航行装置が開示されている。上記の制御装置は、主推進機および補助推進機を停止させた状態で、船体から目標地点までの距離が所定距離を超えた場合、補助推進機のみを駆動させて船体を目標地点に移動させる（復帰させる）ように構成されている。なお、制御装置は、船体が目標地点に復帰した場合、補助推進機を再び停止させる。船体を目標地点に復帰させる制御では、主推進機および補助推進機の両方が駆動するのではなく、補助推進機のみが駆動する。

特開２０００－３４４１９３号公報

ここで、上記特許文献１には明記されていないが、従来より、船首の方位をユーザが指定した目標方位に維持するとともに、船体の位置をユーザが指定した目標ポイントに維持する定点保持（ステイポイント）の制御が知られている。このような定点保持の制御に上記特許文献１に記載の船体を目標地点に復帰させる制御を適用した場合には、主推進機および補助推進機の両方を駆動させるのではなく、補助推進機のみを駆動させる制御が行われると考えられる。しかしながら、この場合には、補助推進機だけでは、通常定点保持に必要な船首の方位を維持しながら船体を移動させることが困難であると考えられる。なお、近年、船舶の分野では、ＳＤＧｓ（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｏａｌｓ）の観点から船舶の推進機の駆動に伴う二酸化炭素の排出量を低減することなどの環境負荷を低減することが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、推進機の駆動に伴う環境負荷を極力低減しながら、主推進機および補助推進機が設けられた船体の定点保持を実現することが可能な船舶推進システムおよび船舶を提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明の第１の局面による船舶推進システムは、左右方向に回動して推力の向きを変更可能に構成され、船体の船尾に取り付けられる主推進機と、推力を発生させる補助推進部を駆動させる電気モータを含み、左右方向に回動して推力の向きを変更可能に構成され、主推進機よりも最大出力が小さいとともに、船尾に取り付けられる補助推進機と、主推進機と補助推進機とを連携させることにより、船体の船首の方位を目標方位に維持するとともに、船体の位置を目標ポイントに維持する定点保持の制御を行う制御部とを、備える。

この第１の局面による船舶推進システムでは、上記のように、主推進機と、補助推進機とを連携させることにより、船体の船首の方位を目標方位に維持するとともに、船体の位置を目標ポイントに維持する定点保持（ステイポイント）の制御を行う制御部を設ける。これによって、定点保持の制御において、補助推進機だけを駆動させる場合と異なり、主推進機と補助推進機とを連携させて、船体の回頭および移動を柔軟に行って、船体の船首の方位を目標方位に維持するとともに、船体の位置を目標ポイントに維持することができる。また、補助推進機を、推力を発生させる補助推進部を駆動させる電気モータを含むように構成する。これによって、主推進機を駆動する場合で、かつ、補助推進機をエンジン式の推進機とした場合と比較して、補助推進機からの二酸化炭素の排出量を低減することができる。以上により、補助推進機の駆動に伴う環境負荷を極力低減しながら、主推進機および補助推進機が設けられた船体の定点保持を実現することができる。

上記第１の局面による船舶推進システムにおいて、好ましくは、主推進機は、船体の左右方向の中心線上に配置され、補助推進機は、船体の左右方向の一方に偏って配置されている。このように構成すれば、主推進機が船体の左右方向の中心線上に配置されるとともに、補助推進機が船体の左右方向の一方に偏って配置された船舶において、主推進機と補助推進機とを連携させることにより、船体の回頭および移動を柔軟に行うことができるので、定点保持の制御において主推進機および補助推進機の推力の向きおよび大きさを調整することができる。

上記第１の局面による船舶推進システムにおいて、好ましくは、補助推進機は、主推進機よりも、推力の向きを変更するための左右方向の回動可能角度範囲が大きくなるように構成され、制御部は、定点保持の制御において、補助推進機を駆動させることにより、船体を回頭させるように構成されている。このように構成すれば、主推進機よりも推力の向きを変更するための左右方向の回動可能角度範囲が大きい電気モータ駆動（電動）の補助推進機により、船体の位置の変化が小さくなるように回頭する（その場回頭する）ことができる。

上記第１の局面による船舶推進システムにおいて、好ましくは、主推進機は、推力を発生させる主推進部を駆動させるように構成され、出力域の最大値および最小値がともに電気モータよりも大きいエンジンを含み、制御部は、主推進機と補助推進機とを連携させて船体を移動させる間において、エンジンの出力域の上限値を電気モータの出力域の最大値に合わせることによりエンジンの出力域を制限するとともに、主推進機と補助推進機とを連携させて船体を移動させる間において、電気モータの出力域の下限値をエンジンの出力域の最小値に合わせることにより電気モータの出力域を制限するように構成されている。このように構成すれば、エンジンの出力域および電気モータの出力域が同等になるように調整されるので、主推進機と補助推進機とを連携させる際に、エンジンの出力および電気モータの出力のバランスが崩れるのを防ぐことができる。

上記第１の局面による船舶推進システムにおいて、好ましくは、制御部は、定点保持の制御において船首の方位を目標方位で維持するために船体を回頭させる際に、主推進機の推力を発生させる主推進部を停止させた状態で、補助推進機の推力を発生させる補助推進部を駆動させることにより、船体を回頭させるように構成されている。このように構成すれば、電動式の補助推進機のみにより船体を回頭させることができるので、静かに船体を回頭させることができる。また、回頭時において電気モータ駆動（電動）の補助推進機のみから推力が発生されるので、これによっても、回頭時における環境負荷を低減することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、船体の位置を保持しながら、船体をその場で船体の重心回りに回頭させるように構成されている。このように構成すれば、船体の位置を変えることなくその場で回頭を実現することができるので、定点保持の制御における目標ポイントを維持する精度を向上させることができる。

上記第１の局面による船舶推進システムにおいて、好ましくは、制御部は、定点保持の制御において船体の位置を目標ポイントで維持するために船体を移動させる際に、主推進機の推力を発生させる主推進部と補助推進機の推力を発生させる補助推進部とを同時に駆動させることにより、船首の方位を維持しながら船体を横方向または斜め方向に移動させるとともに、補助推進部を停止させた状態で、主推進部を駆動させることにより、船体を前後方向に移動させるように構成されている。このように構成すれば、主推進部と補助推進部とを同時に駆動（連携）させることにより船首の方位を維持しながら船体を横方向または斜め方向に移動することを実現できるとともに、主推進部のみを駆動させることにより船体を前後方向に移動することを実現することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、主推進部の出力ベクトルおよび補助推進部の出力ベクトルの交点を、船体の重心と目標ポイントとを通る直線上に配置するとともに、船体の移動方向を示す主推進部の出力ベクトルおよび補助推進部の出力ベクトルの合力の向きを、重心から目標ポイントを向く方向に設定することにより、船首の方位を維持しながら船体を横方向または斜め方向に移動させるように構成されている。このように構成すれば、船体の左右方向の中心線に対して、主推進機および補助推進機がバランスよく配置されていない場合でも、船首の方位を維持しながら船体を横方向または斜め方向に移動させることが可能となる。

上記主推進部と補助推進部とを同時に駆動させて船首の方位を維持しながら船体を横方向または斜め方向に移動させる構成において、好ましくは、制御部は、船首の方位を維持しながら船体を横方向または斜め方向に移動させる際に、前後方向において、主推進部の出力ベクトルの向きと、補助推進部の出力ベクトルの向きとを互いに逆向きにするように構成されている。このように構成すれば、主推進部の出力ベクトルの向きと、補助推進部の出力ベクトルの向きとを互いに逆向きにすることにより、容易に、船首の方位を維持しながら船体を横方向または斜め方向に移動させることができる。

上記第１の局面による船舶推進システムにおいて、好ましくは、制御部は、定点保持の制御において、船首の方位を目標方位で維持するために船体を回頭させる制御と、船体の位置を目標ポイントで維持するために船体を移動させる制御とを異なるタイミングで行うように構成されている。このように構成すれば、船首の方位を目標方位で維持するための回頭と、船体の位置を目標ポイントで維持するための移動とを切り分けることにより、回頭時に船体の位置が変化することを抑制することができるとともに、移動時に船首の方位が変化することを抑制することができる。

上記第１の局面による船舶推進システムにおいて、好ましくは、主推進機は、推力を発生させる主プロペラを駆動させるエンジンを含み、船体の左右方向の中心線上に配置されたエンジン式船外機であり、補助推進機は、電気モータにより補助推進部としての補助プロペラを駆動させるように構成され、船体の左右方向の一方に偏って配置された電動式船外機である。このように構成すれば、電動式船外機の駆動に伴う環境負荷を低減することができるとともに、エンジン式船外機および電動式船外機が設けられた船体の定点保持を実現することができる。

この発明の第２の局面による船舶推進システムは、左右方向に回動して推力の向きを変更可能に構成され、船体の船尾に取り付けられる主推進機と、左右方向に回動して推力の向きを変更可能に構成され、主推進機よりも最大出力が小さいとともに、船尾に取り付けられる補助推進機と、主推進機と補助推進機とを連携させることにより、船体の船首の方位を目標方位に維持するとともに、船体の位置を目標ポイントに維持する定点保持の制御を行う制御部とを、備える。

この第２の局面による船舶推進システムでは、上記のように、主推進機と、補助推進機とを連携させることにより、船体の船首の方位を目標方位に維持するとともに、船体の位置を目標ポイントに維持する定点保持（ステイポイント）の制御を行う制御部を設ける。これによって、定点保持の制御において、補助推進機だけを駆動させる場合と異なり、主推進機と補助推進機とを連携させて、船体の回頭および移動を柔軟に行って、船体の船首の方位を目標方位に維持するとともに、船体の位置を目標ポイントに維持することができる。その結果、主推進機および補助推進機が設けられた船体の定点保持を実現することができる。

この発明の第３の局面による船舶は、船体と、船体に設けられる船舶推進システムとを備え、船舶推進システムは、左右方向に回動して推力の向きを変更可能に構成され、船体の船尾に取り付けられる主推進機と、推力を発生させる補助推進部を駆動させる電気モータを有し、左右方向に回動して推力の向きを変更可能に構成され、主推進機よりも最大出力が小さいとともに、船尾に取り付けられる補助推進機と、主推進機と補助推進機とを連携させることにより、船体の船首の方位を目標方位に維持するとともに、船体の位置を目標ポイントに維持する定点保持の制御を行う制御部とを、含む。

この第３の局面による船舶では、上記のように、主推進機と、補助推進機とを連携させることにより、船体の船首の方位を目標方位に維持するとともに、船体の位置を目標ポイントに維持する定点保持（ステイポイント）の制御を行う制御部を設ける。これによって、定点保持の制御において、補助推進機だけを駆動させる場合と異なり、主推進機と補助推進機とを連携させて、船体の回頭および移動を柔軟に行って、船体の船首の方位を目標方位に維持するとともに、船体の位置を目標ポイントに維持することができる。また、補助推進機を、推力を発生させる補助推進部を駆動させる電気モータを含むように構成する。これによって、主推進機を駆動する場合で、かつ、補助推進機をエンジン式の推進機とした場合と比較して、補助推進機からの二酸化炭素の排出量を低減することができる。以上により、補助推進機の駆動に伴う環境負荷を極力低減しながら、主推進機および補助推進機が設けられた船体の定点保持を実現することができる。

上記第３の局面による船舶において、好ましくは、主推進機は、船体の左右方向の中心線上に配置され、補助推進機は、船体の左右方向の一方に偏って配置されている。このように構成すれば、主推進機が船体の左右方向の中心線上に配置されるとともに、補助推進機が船体の左右方向の一方に偏って配置された船舶において、主推進機と補助推進機とを連携させることにより、船体の回頭および移動を柔軟に行うことができるので、定点保持の制御において主推進機および補助推進機の推力の向きおよび大きさを調整することができる。

上記第３の局面による船舶において、好ましくは、補助推進機は、主推進機よりも、推力の向きを変更するための左右方向の回動可能角度範囲が大きくなるように構成され、制御部は、定点保持の制御において、補助推進機を駆動させることにより、船体を回頭させるように構成されている。このように構成すれば、主推進機よりも推力の向きを変更するための左右方向の回動可能角度範囲が大きい電気モータ駆動（電動）の補助推進機により、船体の位置の変化が小さくなるように回頭する（その場回頭する）ことができる。

上記第３の局面による船舶において、好ましくは、主推進機は、推力を発生させる主推進部を駆動させるように構成され、出力域の最大値および最小値がともに電気モータよりも大きいエンジンを有し、制御部は、主推進機と補助推進機とを連携させて船体を移動させる間において、エンジンの出力域の上限値を電気モータの出力域の最大値に合わせることによりエンジンの出力域を制限するとともに、主推進機と補助推進機とを連携させて船体を移動させる間において、電気モータの出力域の下限値をエンジンの出力域の最小値に合わせることにより電気モータの出力域を制限するように構成されている。このように構成すれば、エンジンの出力域および電気モータの出力域が同等になるように調整されるので、主推進機と補助推進機とを連携させる際に、エンジンの出力および電気モータの出力のバランスが崩れるのを防ぐことができる。

上記第３の局面による船舶において、好ましくは、制御部は、定点保持の制御において船首の方位を目標方位で維持するために船体を回頭させる際に、主推進機の推力を発生させる主推進部を停止させた状態で、補助推進機の推力を発生させる補助推進部を駆動させることにより、船体を回頭させるように構成されている。このように構成すれば、電動式の補助推進機のみにより船体を回頭させることができるので、静かに船体を回頭させることができる。また、回頭時において電気モータ駆動（電動）の補助推進機のみから推力が発生されるので、これによっても、回頭時における環境負荷を低減することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、船体の位置を保持しながら、船体をその場で船体の重心回りに回頭させるように構成されている。このように構成すれば、船体の位置を変えることなくその場で回頭を実現することができるので、定点保持の制御における目標ポイントを維持する精度を向上させることができる。

上記第３の局面による船舶において、好ましくは、制御部は、定点保持の制御において船体の位置を目標ポイントで維持するために船体を移動させる際に、主推進機の推力を発生させる主推進部と補助推進機の推力を発生させる補助推進部とを同時に駆動させることにより、船首の方位を維持しながら船体を横方向または斜め方向に移動させるとともに、補助推進部を停止させた状態で、主推進部を駆動させることにより、船体を前後方向に移動させるように構成されている。このように構成すれば、主推進部と補助推進部とを同時に駆動（連携）させることにより船首の方位を維持しながら船体を横方向または斜め方向に移動することを実現できるとともに、主推進部のみを駆動させることにより船体を前後方向に移動することを実現することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、主推進部の出力ベクトルおよび補助推進部の出力ベクトルの交点を、船体の重心と目標ポイントとを通る直線上に配置するとともに、船体の移動方向を示す主推進部の出力ベクトルおよび補助推進部の出力ベクトルの合力の向きを、重心から目標ポイントを向く方向に設定することにより、船首の方位を維持しながら船体を横方向または斜め方向に移動させるように構成されている。このように構成すれば、船体の左右方向の中心線に対して、主推進機および補助推進機がバランスよく配置されていない場合でも、船首の方位を維持しながら船体を横方向または斜め方向に移動させることが可能となる。

本発明によれば、上記のように、推進機の駆動に伴う環境負荷を極力低減しながら、主推進機および補助推進機が設けられた船体の定点保持を実現することができる。

実施形態による船舶推進システムおよび船体を備える船舶を示した模式図である。 実施形態による船舶推進システムの主推進機を示した側面図である。 実施形態による船舶推進システムの補助推進機を示した側面図である。 実施形態による船舶推進システムおよび船体を備える船舶のブロック図である。 実施形態による主推進機のエンジンの出力域、および、補助推進機の電気モータの出力域について説明するための図である。 実施形態による船舶推進システムのジョイスティックを示した図である。 実施形態による船舶推進システムの表示装置の定点保持の制御の際の表示例を示した図である。 実施形態による船舶推進システムの制御部による船体の回頭の制御について説明するための図である。 実施形態による船舶推進システムの制御部による船体の横移動および斜め移動の制御について説明するための図である。 実施形態による船体の横移動および斜め移動の際の主プロペラの出力ベクトルの向きと、補助プロペラの出力ベクトルの向きとの関係について説明するための図である。 実施形態による船舶推進システムの制御部が実行する定点保持の制御処理のフローチャートである。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

（船舶の構成）
図１～図１１を参照して、一実施形態による船舶推進システム１０２を備えた船舶１００の構成について説明する。

なお、図中のＦＷＤは、船舶１００の前後方向のうちの前進方向を示しており、ＢＷＤは、船舶１００の後進方向を示している。図中のＲは、船舶１００の左右方向（前後方向と直交する方向）の右舷（スターボード）方向を示している。図中のＬは、船舶１００の左右方向の左舷（ポートサイド）方向を示している。

図１に示すように、船舶１００は、船体１０１と、船体１０１に設けられる船舶推進システム１０２とを備えている。船体１０１は、たとえば、ユーザが魚釣りを行うための釣り用船舶、または、ユーザが漁を行うための漁船などの船体であってもよいし、客船などの比較的大型の船体であってもよい。

（船舶推進システムの構成）
船舶推進システム１０２は、主推進機１と、補助推進機２と、ジョイスティック３と、航行に関する情報などを表示する表示装置４と、方位センサ５ａと、位置センサ５ｂと、制御部６とを備えている。ジョイスティック３、表示装置４、方位センサ５ａ、位置センサ５ｂおよび制御部６は、船体１０１に搭載されている。

船舶推進システム１０２（制御部６）は、主推進機１と補助推進機２とを連携させることにより、船体１０１の船首１０１ａの方位Ｔ１（ＦＷＤ）を目標方位Ｔ２（図７参照）に維持するとともに、船体１０１の位置Ａ１を目標ポイントＡ２（図７参照）に維持する定点保持（ステイポイント）の制御を行うように構成されている。定点保持の制御では、ユーザが操船を行うことなく、ユーザが指定した船体１０１の方位である目標方位Ｔ２、および、ユーザが指定した船体１０１の位置である目標ポイントＡ２が自動で維持される。定点保持の制御の詳細については後述する。

なお、上記の「連携」とは、定点保持（ステイポイント）の制御において、主推進機１と補助推進機２とを自動で同時に駆動させて、主推進機１と補助推進機２との互いの舵角（向き）および互いの出力を調整することである。

（船舶推進システムの「主推進機」の構成）
図２および図４に示す主推進機１は、船体１０１の船尾１０１ｂ（トランサム）に１つのみ取り付けられている。主推進機１は、推力を発生させる主プロペラ１０を駆動させるエンジン１２を含むエンジン式船外機である。主推進機１は、船体１０１の左右方向の中心線α上に配置されている。主推進機１は、左右方向に回動して主プロペラ１０の推力の向きを変更可能に構成されている。主プロペラ１０は、特許請求の範囲の「主推進部」の一例である。

主推進機１は、主推進機本体１ａと、主推進機本体１ａに設けられる転舵機構１ｂとを備えている。主推進機本体１ａは、転舵機構１ｂを介して船体１０１の船尾１０１ｂに取り付けられている。

主推進機本体１ａは、主プロペラ１０と、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１１と、エンジン１２と、カウル１３と、シフトアクチュエータ１４と、ドライブシャフト１５と、ギア部１６と、プロペラシャフト１７と、ＳＣＵ（ステアリングコントロールユニット）１８とを備えている。

ＥＣＵ１１は、たとえば、制御回路として構成されており、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含んでいる。ＥＣＵ１１は、制御部６の指令に基づいて、エンジン１２の駆動を制御するように構成されている。

エンジン１２は、主プロペラ１０の駆動源である。エンジン１２は、主推進機１の上部に設けられており、ガソリンや軽油などの爆発燃焼により駆動される内燃機関により構成されている。エンジン１２は、カウル１３により覆われている。一例ではあるが、エンジン１２の最大出力Ｐ１０（図５参照）は、約２００馬力である。

シフトアクチュエータ１４は、ギア部１６の噛み合いを切り換えることにより、主推進機１のシフト状態を前進状態（シフトＦ）、後進状態（シフトＲ）および中立状態（シフトＮ）のうちいずれかに切り換えるように構成されている。主推進機１のシフト状態が前進状態である場合には、主プロペラ１０からＦＷＤ側に向かって推力が発生し、シフト状態が後進状態である場合には、主プロペラ１０からＢＷＤ側に向かって推力が発生し、シフト状態が中立状態である場合には、主プロペラ１０から推力が発生しない。

なお、シフト状態が切り換えられる際、主推進機１は、ギア部１６の噛み合い状態が変わるため、ギア部１６においてシフトショックが発生する。すなわち、シフト状態が切り換えられる際、主推進機１のギア部１６から比較的大きな音および振動が発生する。

ドライブシャフト１５は、エンジン１２の動力を伝達可能にエンジン１２のクランクシャフト（図示せず）に連結されている。ドライブシャフト１５は、主プロペラ１０が水中に配置された状態で、エンジン１２の直下に延びている。

ギア部１６は、ドライブシャフト１５の回転力をプロペラシャフト１７に伝達するように構成されている。プロペラシャフト１７は、後端に主プロペラ１０が取り付けられている。主プロペラ１０は、水中で回転することにより、プロペラシャフト１７の軸方向に推力を発生させるように構成されている。主プロペラ１０は、シフト状態によって切り換えられる回転方向に応じて、推力の向きを前後で切り換えて船体１０１を前進または後進させるように構成されている。

ＳＣＵ１８は、たとえば、制御回路として構成されており、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含んでいる。ＳＣＵ１８は、制御部６の指令に基づいて、転舵機構１ｂの駆動を制御するように構成されている。

転舵機構１ｂは、上下方向に延びるステアリングシャフト１９を回動中心軸として、主推進機本体１ａを左右方向に回動させるように構成されている。すなわち、転舵機構１ｂは、主推進機本体１ａの左右方向の向きを変えるための機構である。主推進機本体１ａの左右方向の向きが変わると、主推進機本体１ａの向きに合わせて主プロペラ１０の推力の向きも変わる。

一例ではあるが、主推進機１の推力の向きを変更するための左右方向の回動可能角度範囲θ１（図１参照）は、約６０度（片側３０度）である。また、一例ではあるが、転舵機構１ｂは、ステアリングシャフト１９に回転力を付与する油圧シリンダー（図示せず）や、油圧シリンダーを駆動させるために油を圧送する電動ポンプ（図示せず）などにより構成されている。

（船舶推進システムの「補助推進機」の構成）
図３および図４に示す補助推進機２は、船体１０１の船尾１０１ｂ（トランサム）に１つのみ取り付けられている。補助推進機２は、推力を発生させる補助プロペラ２０を駆動させる電気モータ２３を含む電動式船外機である。補助推進機２は、船体１０１の左右方向の一方に偏って配置されている。詳細には、補助推進機２は、船体１０１の左右方向の中心線α（図１参照）の左方に配置されている。補助推進機２は、左右方向に回動して補助プロペラ２０の推力の向きを変更可能に構成されている。補助プロペラ２０は、特許請求の範囲の「補助推進部」の一例である。

補助推進機２は、補助プロペラ２０と、ダクト２１と、ＭＣＵ（モーターコントロールユニット）２２と、電気モータ２３と、カウル２４と、ＳＣＵ（ステアリングコントロールユニット）２５と、転舵機構２６とを備えている。

ダクト２１は、補助プロペラ２０が水中に配置された状態で補助推進機２の下部に設けられている。ダクト２１は、円筒形状を有しており、内周側で補助プロペラ２０を回転可能に支持している。図３では、補助プロペラ２０の回転の中心位置を中心軸線βにより示している。すなわち、補助プロペラ２０は、中心軸線βに沿った方向に推力を発生させるように構成されている。

ＭＣＵ２２は、たとえば、制御回路として構成されており、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含んでいる。ＭＣＵ２２は、制御部６の指令に基づいて、電気モータ２３の駆動を制御するように構成されている。

電気モータ２３は、補助プロペラ２０の駆動源である。電気モータ２３は、船体１０１などに搭載されたバッテリ（図示せず）の電力により駆動するように構成されている。補助推進機２の電気モータ２３の最大出力Ｐ２０は、主推進機１のエンジン１２の最大出力Ｐ１０よりも小さい。一例ではあるが、電気モータ２３の最大出力Ｐ２０（図５参照）は、約２０馬力である。

電気モータ２３は、ダクト２１に一体的に設けられる固定子２３ａと、補助プロペラ２０に一体的に設けられる回転子２３ｂとを含んでいる。

カウル２４は、電気配線などが露出することがないように補助推進機２の上部を覆っている。なお、カウル２４は、左右方向における推力の向きを変更する際に、補助プロペラ２０のように左右方向に回動することはない。すなわち、補助推進機２は、転舵機構１ｂを除く主推進機本体１ａの全体を左右方向に回動させる主推進機１とは異なり、転舵機構２６を除く補助推進機２（補助推進機本体）の全体を左右方向に回動させるのではなく、補助推進機２の下方側の一部（ダクト２１および補助プロペラ２０など）のみを回動させるように構成されている。

したがって、補助推進機２は、主推進機１のエンジン１２のような比較的大きな構成を左右方向に回動させる必要がないため、推力の向きを変更するための左右方向の回動可能角度範囲θ２（図１参照）が比較的大きい。一例ではあるが、補助推進機２の推力の向きを変更するための左右方向の回動可能角度範囲θ２は、約１４０度（片側７０度）である。

補助プロペラ２０は、水中で回転することにより推力を発生させるように構成されている。補助プロペラ２０は、駆動源が電気モータ２３であるため、主推進機１のようなシフトショックを発生させることなく、自在に正転、逆転（前後方向の推力の向き）および停止を切り換えることが可能に構成されている。

ＳＣＵ２５は、たとえば、制御回路として構成されており、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含んでいる。ＳＣＵ２５は、制御部６の指令に基づいて、転舵機構２６の駆動を制御するように構成されている。

転舵機構２６は、補助推進機２に内蔵されている。転舵機構２６は、上下方向に延びるステアリングシャフト２７を回動中心軸として、ダクト２１を左右方向に回動させるように構成されている。ダクト２１の左右方向の向きが変わると、ダクト２１に支持される補助プロペラ２０の推力の向きも変わる。

一例ではあるが、転舵機構２６は、ステアリングシャフト２７に回転力を付与する減速ギアユニット（図示せず）や、減速ギアユニットを駆動させるための電気モータ（図示せず）などにより構成されている。

（エンジンおよび電気モータの出力域）
図５を参照して、主推進機１のエンジン１２の出力域Ｐ１、および、補助推進機２の電気モータ２３の出力域Ｐ２について説明する。

主プロペラ１０を駆動させるエンジン１２は、出力域Ｐ１の最大値および最小値がともに補助プロペラ２０を駆動させる電気モータ２３よりも大きい。詳細には、エンジン１２の出力域Ｐ１の最大値（最大出力Ｐ１０）は、電気モータ２３の出力域Ｐ２の最大値（最大出力Ｐ２０）よりも大きい。また、エンジン１２の出力域Ｐ１の最小値（最小出力Ｐ１１）は、電気モータ２３の出力域Ｐ２の最小値（最小出力Ｐ２１）よりも大きい。

なお、エンジン１２は、定点保持（ステイポイント）の制御において主推進機１と補助推進機２とを連携させる際に、エンジン１２の出力域Ｐ１の上限値が制限される。また、電気モータ２３は、定点保持の制御において主推進機１と補助推進機２とを連携させる際に、電気モータ２３の出力域Ｐ２の下限値が制限される。詳細については後述する。

（船舶推進システムの「ジョイスティック」の構成）
図６に示すジョイスティック３は、操船を行うための操作部である。ジョイスティック３は、本体部３ａと、本体部３ａから上方に延びる柱状のスティック部３ｂとを備えている。スティック部３ｂは、操船時にユーザにより把持される部分である。

本体部３ａは、ジョイスティックボタン３０と、自動操船モードを開始するための３つのボタンであるステイポイントボタン３１ａ、フィッシュポイントボタン３１ｂおよびドリフトボタン３１ｃと、推力調整操作ボタン３２とを含んでいる。

ジョイスティックボタン３０は、ジョイスティックモードの開始操作および終了操作を受け付けるボタンである。すなわち、ジョイスティックボタン３０は、通常状態と、ジョイスティック３を用いて操船を行う状態（ジョイスティックモード）とを切り換えるためのボタンである。通常状態とは、シフト状態の切り換えおよびエンジン回転数の調整などを行うリモコンレバー（図示せず）と、ステアリングを操作するステアリングホイール（図示せず）とを用いて操船を行う状態である。

ステイポイントボタン３１ａは、ステイポイント（定点保持）の制御の開始操作および終了操作を受け付けるボタンである。ステイポイント（定点保持）の制御とは、船体１０１の船首１０１ａの方位Ｔ１を目標方位Ｔ２に維持するとともに、船体１０１の位置Ａ１を目標ポイントＡ２に維持する自動操船の制御である。

フィッシュポイントボタン３１ｂは、フィッシュポイントの制御の開始操作および終了操作を受け付けるボタンである。フィッシュポイントの制御とは、船体１０１を回頭することにより船体１０１の船尾１０１ｂ（または船首１０１ａ）を目標ポイントに向けるとともに、船体１０１を前後方向に移動させることにより船尾１０１ｂ（または船首１０１ａ）が目標ポイントに向けられた船体１０１を目標ポイントに維持する自動操船の制御である。なお、フィッシュポイントの制御では、船体１０１が横方向に移動することはない。

ドリフトボタン３１ｃは、ドリフトの制御の開始操作および終了操作を受け付けるボタンである。ドリフトの制御とは、船体１０１を回頭することにより船体１０１の船首１０１ａの方位を目標方位に維持しながら、風および水の流れを含む外力を受けて船体１０１を移動させる自動操船の制御である。

推力調整操作ボタン３２は、船舶１００（主推進機１および補助推進機２）の推力の大きさのレベルを調整する操作を受け付けるボタンである。推力調整操作ボタン３２は、推力の大きさのレベルを大きくするプラスボタン３２ａと、推力の大きさのレベルを小さくするマイナスボタン３２ｂとを有している。

船舶１００は、ジョイスティックモードにおいて、ユーザによるスティック部３ｂの傾倒操作に基づいて、船首１０１ａの方位Ｔ１を維持しながらスティック部３ｂの傾倒方向に移動する。この場合、移動前後の船首１０１ａの方位が平行になる。なお、船舶１００（制御部６）は、スティック部３ｂの傾倒方向と実際の船体１０１の移動方向とが一致するように、ボートビルダーなどにより予め所定のキャリブレーションが行われる。

また、船舶１００は、ジョイスティックモードにおいて、ユーザによるスティック部３ｂの捩り操作に基づいて、スティック部３ｂの捩り方向に回頭する。

また、船舶１００は、ジョイスティックモードにおいて、ユーザによるスティック部３ｂの傾倒操作と捩り操作とを同時に行う操作に基づいて、スティック部３ｂの傾倒方向および捩り方向に旋回する。「旋回」とは、船首１０１ａの方位Ｔ１をスティック部３ｂの捩り方向に徐々に変えながら、スティック部３ｂの傾倒方向に船体１０１を移動することを意味する。

なお、定点保持の制御では自動操船が行われるため、ユーザによりスティック部３ｂが操作されることはない。また、船舶１００は、定点保持の制御において、船首１０１ａの方位Ｔ１を維持しながらの移動、および、回頭のみを行い、旋回を行うことはない。

（船舶推進システムの「表示装置」の構成）
図７に示すように、表示装置４は、タッチパネル４ａを備えている。一例ではあるが、表示装置４は、ステイポイントボタン３１ａ（図６参照）が操作されてステイポイントの制御が開示された場合、船体１０１の簡易モデルＤおよび船体１０１の周辺の障害物Ｏなどを含む船体１０１の周辺マップＭを表示するように構成されている。

表示装置４は、ユーザによるタッチパネル４ａに対するタッチ操作に基づいて、目標方位Ｔ２および目標ポイントＡ２の設定を受け付けるように構成されている。なお、目標方位Ｔ２および目標ポイントＡ２の設定は、パネル操作部（図示せず）などの他の操作部を介して行われてもよい。表示装置４は、周辺マップＭに設定された目標方位Ｔ２および目標ポイントＡ２を表示するように構成されている。また、表示装置４は、周辺マップＭに船舶１００の現在の方位Ｔ１を表示するように構成されている。

（船舶推進システムの「方位センサ」の構成）
図１に示す方位センサ５ａは、船舶１００の船首１０１ａの向き（ＦＷＤ）である船舶１００の現在の方位Ｔ１を測定するように構成されている。方位センサ５ａは、定点保持の制御において、目標方位Ｔ２に対して船舶１００の現在の方位Ｔ１がずれているか否かを判断する際などに使用される。一例ではあるが、方位センサ５ａは、電子コンパスにより構成されている。

（船舶推進システムの「位置センサ」の構成）
位置センサ５ｂは、船体１０１の現在の位置Ａ１を測定するように構成されている。なお、船舶１００は、位置センサ５ｂにより測定される船体１０１の現在の位置Ａ１の時間変化に基づいて、船舶１００の現在の速度を取得することも可能である。一例ではあるが、位置センサ５ｂは、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）装置により構成されている。

（船舶推進システムの「制御部」の構成）
制御部６は、たとえば、制御回路として構成されており、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含んでいる。

制御部６は、主推進機１と補助推進機２とを連携させることにより、船体１０１の船首１０１ａの方位Ｔ１を目標方位Ｔ２に維持するとともに、船体１０１の位置Ａ１を目標ポイントＡ２に維持する定点保持（ステイポイント）の制御を行うように構成されている。

詳細には、制御部６は、定点保持の制御において、目標方位Ｔ２からの船体１０１の船首１０１ａの現在の方位Ｔ１のずれを回頭により修正する（方位のずれ量を回頭により０に近づける）ように構成されている。制御部６は、方位センサ５ａの測定値に基づいて、船首１０１ａの方位Ｔ１のずれ量を算出する。

また、制御部６は、定点保持の制御において、目標ポイントＡ２からの船体１０１の現在の位置Ａ１のずれを移動により修正する（位置のずれ量を移動により０に近づける）ように構成されている。制御部６は、位置センサ５ｂの測定値に基づいて、位置のずれ量を算出する。なお、定点保持の制御における「移動」は、船体１０１の船首１０１ａの方位Ｔ１を維持しながら船体１０１の位置Ａ１を変えることを意味する。

制御部６は、定点保持の制御において、船首１０１ａの方位Ｔ１を目標方位Ｔ２で維持するために船体１０１を回頭させる制御と、船体１０１の位置Ａ１を目標ポイントＡ２で維持するために船体１０１を移動させる制御とを異なるタイミングで行うように構成されている。

制御部６は、主推進機１と補助推進機２とを連携させて船体１０１を移動させる間において、エンジン１２の出力域Ｐ１の上限値を電気モータ２３の出力域Ｐ２の最大値（最大出力Ｐ２０）に合わせることによりエンジン１２の出力域Ｐ１を制限するように構成されている（図５参照）。また、制御部６は、主推進機１と補助推進機２とを連携させて船体１０１を移動させる間において、電気モータ２３の出力域Ｐ２の下限値をエンジン１２の出力域Ｐ１の最小値（最小出力Ｐ１１）に合わせることにより電気モータ２３の出力域Ｐ２を制限するように構成されている（図５参照）。

すなわち、制御部６は、主推進機１と補助推進機２とを連携させて船体１０１を移動させる間において、エンジン１２と電気モータ２３とに対して、出力の上限値および下限値が同じになる共通の出力域を設定するように構成されている（図５参照）。

（船体を回頭する制御に関する構成）
図８に示すように、制御部６は、定点保持の制御において船首１０１ａの方位Ｔ１を目標方位Ｔ２で維持するために船体１０１を回頭させる際に、主推進機１の推力を発生させる主プロペラ１０を停止させた状態で、補助推進機２の推力を発生させる補助プロペラ２０を駆動させることにより、船体１０１を回頭させるように構成されている。

この場合、制御部６は、定点保持の制御において、船体１０１の位置Ａ１を保持しながら、船体１０１をその場で船体１０１の重心回りに回頭させるように構成されている。なお、このようないわゆる「その場回頭」は、推力の向きを変更するための左右方向の回動可能角度範囲θ１（図１参照）が比較的小さな主推進機１（エンジン式船外機）では実現することはできない。

（船体を移動する制御に関する構成）
図９および図１０に示すように、制御部６は、定点保持の制御において船体１０１の位置Ａ１を目標ポイントＡ２で維持するために船体１０１を移動させる際に、補助プロペラ２０を停止させた状態で、主プロペラ１０を駆動させることにより、船体１０１を前後方向に移動させるように構成されている。

また、制御部６は、定点保持の制御において船体１０１の位置Ａ１を目標ポイントＡ２で維持するために船体１０１を移動させる際に、主推進機１の推力を発生させる主プロペラ１０と補助推進機２の推力を発生させる補助プロペラ２０とを同時に駆動させることにより、船首１０１ａの方位Ｔ１を維持しながら船体１０１を横方向または斜め方向に移動させるように構成されている。

この場合、制御部６は、主プロペラ１０の出力ベクトルＶ１および補助プロペラ２０の出力ベクトルＶ２の交点Ｉを、船体１０１の重心と目標ポイントＡ２とを通る直線ＳＬ上に配置するとともに、船体１０１の移動方向を示す主プロペラ１０の出力ベクトルＶ１および補助プロペラ２０の出力ベクトルＶ２の合力Ｖ３の向きＴ３を、重心から目標ポイントＡ２を向く方向に設定することにより、船首１０１ａの方位Ｔ１を維持しながら船体１０１を横方向または斜め方向に移動させるように構成されている。

また、制御部６は、船首１０１ａの方位Ｔ１を維持しながら船体１０１を横方向または斜め方向に移動させる際に、前後方向において、主プロペラ１０の出力ベクトルＶ１の向きと、補助プロペラ２０の出力ベクトルＶ２の向きとを互いに逆向きにするように構成されている。

（船舶推進システムの制御部による定点保持の制御処理）
次に、図１１を参照して、船舶推進システム１０２の制御部６による定点保持の制御処理について説明する。なお、図１１に示すフローチャートでは、目標方位Ｔ２からの船首１０１ａの現在の方位Ｔ１のずれ量が方位しきい値を超えるとともに、目標ポイントＡ２からの船体１０１の現在の位置Ａ１のずれ量が位置しきい値を超える状態から制御処理がスタートするものとする。要するに、以下では、船首１０１ａの方位Ｔ１が目標方位Ｔ２から比較的大きくずれるとともに、船体１０１の位置Ａ１が目標ポイントＡ２から比較的大きくずれている状態を修正するための制御処理について説明する。

ステップＳ１において、方位センサ５ａの測定値に基づいて、目標方位Ｔ２からの船首１０１ａの方位Ｔ１のずれ量を算出する。その後、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、主プロペラ１０を停止させた状態で、補助プロペラ２０を駆動させることにより、船体１０１を回頭させる。その後、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、船首１０１ａの方位Ｔ１のずれ量が、方位しきい値以下であるか否かが判断される。なお、船首１０１ａの方位Ｔ１のずれ量が方位しきい値以下の場合には、船首１０１ａの方位Ｔ１が目標方位Ｔ２に略一致することになる。ステップＳ３において、船首１０１ａの方位Ｔ１のずれ量が方位しきい値以下であるならば、ステップＳ４に進み、船首１０１ａの方位Ｔ１のずれ量が方位しきい値以下でなければ、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ４において、位置センサ５ｂの測定値に基づいて、目標ポイントＡ２からの船体１０１の位置Ａ１のずれ量を算出する。その後、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、船首１０１ａの方位Ｔ１を維持しながら目標ポイントＡ２に向けて船体１０１を移動させる。この際、前後方向に船体１０１を移動させる場合には、補助プロペラ２０を停止させた状態で、主プロペラ１０を駆動させることにより、船体１０１を移動させる。また、斜め方向または横方向に船体１０１を移動させる場合には、補助プロペラ２０および主プロペラ１０を同時に駆動させることにより、船体１０１を移動させる。その後、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６において、船体１０１の位置Ａ１のずれ量が、位置しきい値以下であるか否かが判断される。なお、船体１０１の位置Ａ１のずれ量が位置しきい値以下の場合には、船体１０１の位置Ａ１が目標ポイントＡ２に略一致することになる。ステップＳ６において、船体１０１の位置Ａ１のずれ量が位置しきい値以下であるならば、エンドに進み、船体１０１の位置Ａ１のずれ量が位置しきい値以下でなければ、ステップＳ４に戻る。

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、主推進機１と、補助推進機２とを連携させることにより、船体１０１の船首１０１ａの方位Ｔ１を目標方位Ｔ２に維持するとともに、船体１０１の位置Ａ１を目標ポイントＡ２に維持する定点保持（ステイポイント）の制御を行う制御部６を設ける。これによって、定点保持の制御において、補助推進機だけを駆動させる場合と異なり、主推進機１と補助推進機２とを連携させて、船体１０１の回頭および移動を柔軟に行って、船体１０１の船首１０１ａの方位Ｔ１を目標方位Ｔ２に維持するとともに、船体１０１の位置Ａ１を目標ポイントＡ２に維持することができる。また、補助推進機２を、推力を発生させる補助プロペラ２０を駆動させる電気モータ２３を含むように構成する。これによって、主推進機１を駆動する場合で、かつ、補助推進機２をエンジン式の推進機とした場合と比較して、補助推進機２からの二酸化炭素の排出量を低減することができる。以上により、補助推進機２の駆動に伴う環境負荷を極力低減しながら、主推進機１および補助推進機２が設けられた船体１０１の定点保持を実現することができる。

本実施形態では、上記のように、主推進機１は、船体１０１の左右方向の中心線α上に配置され、補助推進機２は、船体１０１の左右方向の一方に偏って配置されている。これによって、主推進機１が船体１０１の左右方向の中心線α上に配置されるとともに、補助推進機２が船体１０１の左右方向の一方に偏って配置された船舶１００において、主推進機１と補助推進機２とを連携させることにより、船体１０１の回頭および移動を柔軟に行うことができるので、定点保持の制御において主推進機１および補助推進機２の推力の向きおよび大きさを調整することができる。

本実施形態では、上記のように、補助推進機２は、主推進機１よりも、推力の向きを変更するための左右方向の回動可能角度範囲θ２が大きくなるように構成され、制御部６は、定点保持の制御において、補助推進機２を駆動させることにより、船体１０１を回頭させるように構成されている。これによって、主推進機１よりも推力の向きを変更するための左右方向の回動可能角度範囲θ２が大きい電気モータ駆動（電動）の補助推進機２により、船体１０１の位置Ａ１の変化が小さくなるように回頭する（その場回頭する）ことができる。

本実施形態では、上記のように、主推進機１は、推力を発生させる主プロペラ１０を駆動させるように構成され、出力域Ｐ１の最大値および最小値がともに電気モータ２３よりも大きいエンジン１２を含み、制御部６は、主推進機１と補助推進機２とを連携させて船体１０１を移動させる間において、エンジン１２の出力域Ｐ１の上限値を電気モータ２３の出力域Ｐ２の最大値に合わせることによりエンジン１２の出力域Ｐ１ を制限するとともに、主推進機１と補助推進機２とを連携させて船体１０１を移動させる間において、電気モータ２３の出力域Ｐ２の下限値をエンジン１２の出力域Ｐ１の最小値に合わせることにより電気モータ２３の出力域Ｐ２を制限するように構成されている。これによって、エンジン１２の出力域Ｐ１および電気モータ２３の出力域Ｐ２同等になるように調整されるので、主推進機１と補助推進機２とを連携させる際に、エンジン１２の出力および電気モータ２３の出力のバランスが崩れるのを防ぐことができる。

本実施形態では、上記のように、制御部６は、定点保持の制御において船首１０１ａの方位Ｔ１を目標方位Ｔ２で維持するために船体１０１を回頭させる際に、主推進機１の推力を発生させる主プロペラ１０を停止させた状態で、補助推進機２の推力を発生させる補助プロペラ２０を駆動させることにより、船体１０１を回頭させるように構成されている。これによって、電動式の補助推進機２のみにより船体１０１を回頭させることができるので、静かに船体１０１を回頭させることができる。また、回頭時において電気モータ駆動（電動）の補助推進機２のみから推力が発生されるので、これによっても、回頭時における環境負荷を低減することができる。

本実施形態では、上記のように、制御部６は、船体１０１の位置Ａ１を保持しながら、船体１０１をその場で船体１０１の重心回りに回頭させるように構成されている。これによって、船体１０１の位置Ａ１を変えることなくその場で回頭を実現することができるので、定点保持の制御における目標ポイントＡ２を維持する精度を向上させることができる。

本実施形態では、上記のように、制御部６は、定点保持の制御において船体１０１の位置Ａ１を目標ポイントＡ２で維持するために船体１０１を移動させる際に、主推進機１の推力を発生させる主プロペラ１０と補助推進機２の推力を発生させる補助プロペラ２０とを同時に駆動させることにより、船首１０１ａの方位Ｔ１を維持しながら船体１０１を横方向または斜め方向に移動させるとともに、補助プロペラ２０を停止させた状態で、主プロペラ１０を駆動させることにより、船体１０１を前後方向に移動させるように構成されている。これによって、主プロペラ１０と補助プロペラ２０とを同時に駆動（連携）させることにより船首１０１ａの方位Ｔ１を維持しながら船体１０１を横方向または斜め方向に移動することを実現できるとともに、主プロペラ１０のみを駆動させることにより船体１０１を前後方向に移動することを実現することができる。

本実施形態では、上記のように、制御部６は、主プロペラ１０の出力ベクトルＶ１および補助プロペラ２０の出力ベクトルＶ２の交点Ｉを、船体１０１の重心と目標ポイントＡ２とを通る直線ＳＬ上に配置するとともに、船体１０１の移動方向を示す主プロペラ１０の出力ベクトルＶ１および補助プロペラ２０の出力ベクトルＶ２の合力Ｖ３の向きＴ３を、重心から目標ポイントＡ２を向く方向に設定することにより、船首１０１ａの方位Ｔ１を維持しながら船体１０１を横方向または斜め方向に移動させるように構成されている。これによって、船体１０１の左右方向の中心線αに対して、主推進機１および補助推進機２がバランスよく配置されていない場合でも、船首１０１ａの方位Ｔ１を維持しながら船体１０１を横方向または斜め方向に移動させることが可能となる。

本実施形態では、上記のように、制御部６は、船首１０１ａの方位Ｔ１を維持しながら船体１０１を横方向または斜め方向に移動させる際に、前後方向において、主プロペラ１０の出力ベクトルＶ１の向きと、補助プロペラ２０の出力ベクトルＶ２の向きとを互いに逆向きにするように構成されている。これによって、主プロペラ１０の出力ベクトルＶ１の向きと、補助プロペラ２０の出力ベクトルＶ２の向きとを互いに逆向きにすることにより、容易に、船首１０１ａの方位Ｔ１を維持しながら船体１０１を横方向または斜め方向に移動させることができる。

本実施形態では、上記のように、制御部６は、定点保持の制御において、船首１０１ａの方位Ｔ１を目標方位Ｔ２で維持するために船体１０１を回頭させる制御と、船体１０１の位置Ａ１を目標ポイントＡ２で維持するために船体１０１を移動させる制御とを異なるタイミングで行うように構成されている。これによって、船首１０１ａの方位Ｔ１を目標方位Ｔ２で維持するための回頭と、船体１０１の位置Ａ１を目標ポイントＡ２で維持するための移動とを切り分けることにより、回頭時に船体１０１の位置Ａ１が変化することを抑制することができるとともに、移動時に船首１０１ａの方位Ｔ１が変化することを抑制することができる。

本実施形態では、上記のように、主推進機１は、推力を発生させる主プロペラを駆動させるエンジン１２を含み、船体１０１の左右方向の中心線α上に配置されたエンジン式船外機であり、補助推進機２は、電気モータ２３により補助プロペラ２０を駆動させるように構成され、船体１０１の左右方向の一方に偏って配置された電動式船外機である。これによって、電動式船外機の駆動に伴う環境負荷を低減することができるとともに、エンジン式船外機および電動式船外機が設けられた船体１０１の定点保持を実現することができる。

［変形例］
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

上記実施形態では、説明の便宜上、制御部の処理動作を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

上記実施形態では、船舶推進システムが１つのみの主推進機を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、船舶推進システムが複数の主推進機を備えていてもよい。

上記実施形態では、船舶推進システムが１つのみの補助推進機を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、船舶推進システムが複数の補助推進機を備えていてもよい。

上記実施形態では、主推進機の主推進部を、主プロペラにより構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、主推進機の主推進部を、水を噴射することによって推力を発生させるジェットにより構成してもよい。

上記実施形態では、補助推進機の補助推進部を、補助プロペラにより構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、補助推進機の補助推進部を、水を噴射することによって推力を発生させるジェットにより構成してもよい。

上記実施形態では、主推進機を船体の左右方向の中心線上に配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、主推進機を船体の左右方向の中心線上からずれた位置に配置してもよい。

上記実施形態では、主推進機が主プロペラの駆動源としてエンジンを備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、主推進機が主プロペラの駆動源として電気モータを備えていてもよい。

上記実施形態では、主推進機および補助推進機を船外機により構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、主推進機および補助推進機を船内外機などにより構成してもよい。

１ 主推進機
２ 補助推進機
６ 制御部
１０ 主プロペラ（主推進部）
１２ エンジン
２０ 補助プロペラ（補助推進部）
２３ 電気モータ
１００ 船舶
１０１ 船体
１０１ａ 船首
１０１ｂ 船尾
１０２ 船舶推進システム
Ａ１ （船体の）位置
Ａ２ 目標ポイント
Ｔ１ （船首の）方位
Ｔ２ 目標方位
Ｔ３ （主プロペラの出力ベクトルと補助プロペラの出力ベクトルとの合力の）向き
Ｉ （主プロペラの出力ベクトルと補助プロペラの出力ベクトルとの）交点
Ｐ１ （エンジンの）出力域
Ｐ２ （電気モータの）出力域
Ｐ２０ （電気モータの）最大出力
ＳＬ （船体の重心と目標ポイントとを通る）直線
Ｖ１ （エンジンの）出力ベクトル
Ｖ２ （電気モータの）出力ベクトル
Ｖ３ （主プロペラの出力ベクトルと補助プロペラの出力ベクトルとの）合力
α （船体の左右方向の）中心線
θ２ （補助推進機の左右方向の）回動可能角度範囲

Claims (20)

1. 左右方向に回動して推力の向きを変更可能に構成され、船体の船尾に取り付けられる主推進機と、
   推力を発生させる補助推進部を駆動させる電気モータを含み、左右方向に回動して推力の向きを変更可能に構成され、前記主推進機よりも最大出力が小さいとともに、前記船尾に取り付けられる補助推進機と、
   前記主推進機と前記補助推進機とを連携させることにより、前記船体の船首の方位を目標方位に維持するとともに、前記船体の位置を目標ポイントに維持する定点保持の制御を行う制御部とを、備える、船舶推進システム。
2. 前記主推進機は、前記船体の左右方向の中心線上に配置され、
   前記補助推進機は、前記船体の左右方向の一方に偏って配置されている、請求項１に記載の船舶推進システム。
3. 前記補助推進機は、前記主推進機よりも、推力の向きを変更するための左右方向の回動可能角度範囲が大きくなるように構成され、
   前記制御部は、前記定点保持の制御において、前記補助推進機を駆動させることにより、前記船体を回頭させるように構成されている、請求項１または２に記載の船舶推進システム。
4. 前記主推進機は、推力を発生させる主推進部を駆動させるように構成され、出力域の最大値および最小値がともに前記電気モータよりも大きいエンジンを含み、
   前記制御部は、
   前記主推進機と前記補助推進機とを連携させて前記船体を移動させる間において、前記エンジンの出力域の上限値を前記電気モータの出力域の最大値に合わせることにより前記エンジンの出力域を制限するとともに、
   前記主推進機と前記補助推進機とを連携させて前記船体を移動させる間において、前記電気モータの出力域の下限値を前記エンジンの出力域の最小値に合わせることにより前記電気モータの出力域を制限するように構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の船舶推進システム。
5. 前記制御部は、前記定点保持の制御において前記船首の方位を前記目標方位で維持するために前記船体を回頭させる際に、前記主推進機の推力を発生させる主推進部を停止させた状態で、前記補助推進機の推力を発生させる前記補助推進部を駆動させることにより、前記船体を回頭させるように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の船舶推進システム。
6. 前記制御部は、前記船体の位置を保持しながら、前記船体をその場で前記船体の重心回りに回頭させるように構成されている、請求項５に記載の船舶推進システム。
7. 前記制御部は、前記定点保持の制御において前記船体の位置を前記目標ポイントで維持するために前記船体を移動させる際に、
   前記主推進機の推力を発生させる主推進部と前記補助推進機の推力を発生させる前記補助推進部とを同時に駆動させることにより、前記船首の方位を維持しながら前記船体を横方向または斜め方向に移動させるとともに、
   前記補助推進部を停止させた状態で、前記主推進部を駆動させることにより、前記船体を前後方向に移動させるように構成されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の船舶推進システム。
8. 前記制御部は、前記主推進部の出力ベクトルおよび前記補助推進部の出力ベクトルの交点を、前記船体の重心と前記目標ポイントとを通る直線上に配置するとともに、前記船体の移動方向を示す前記主推進部の出力ベクトルおよび前記補助推進部の出力ベクトルの合力の向きを、前記重心から前記目標ポイントを向く方向に設定することにより、前記船首の方位を維持しながら前記船体を横方向または斜め方向に移動させるように構成されている、請求項７に記載の船舶推進システム。
9. 前記制御部は、前記船首の方位を維持しながら前記船体を横方向または斜め方向に移動させる際に、前後方向において、前記主推進部の出力ベクトルの向きと、前記補助推進部の出力ベクトルの向きとを互いに逆向きにするように構成されている、請求項７または８に記載の船舶推進システム。
10. 前記制御部は、前記定点保持の制御において、前記船首の方位を前記目標方位で維持するために前記船体を回頭させる制御と、前記船体の位置を前記目標ポイントで維持するために前記船体を移動させる制御とを異なるタイミングで行うように構成されている、請求項１～９のいずれか１項に記載の船舶推進システム。
11. 前記主推進機は、推力を発生させる主プロペラを駆動させるエンジンを含み、前記船体の左右方向の中心線上に配置されたエンジン式船外機であり、
    前記補助推進機は、前記電気モータにより前記補助推進部としての補助プロペラを駆動させるように構成され、前記船体の左右方向の一方に偏って配置された電動式船外機である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の船舶推進システム。
12. 左右方向に回動して推力の向きを変更可能に構成され、船体の船尾に取り付けられる主推進機と、
    左右方向に回動して推力の向きを変更可能に構成され、前記主推進機よりも最大出力が小さいとともに、前記船尾に取り付けられる補助推進機と、
    前記主推進機と前記補助推進機とを連携させることにより、前記船体の船首の方位を目標方位に維持するとともに、前記船体の位置を目標ポイントに維持する定点保持の制御を行う制御部とを、備える、船舶推進システム。
13. 船体と、
    前記船体に設けられる船舶推進システムとを備え、
    前記船舶推進システムは、
    左右方向に回動して推力の向きを変更可能に構成され、前記船体の船尾に取り付けられる主推進機と、
    推力を発生させる補助推進部を駆動させる電気モータを有し、左右方向に回動して推力の向きを変更可能に構成され、前記主推進機よりも最大出力が小さいとともに、前記船尾に取り付けられる補助推進機と、
    前記主推進機と前記補助推進機とを連携させることにより、前記船体の船首の方位を目標方位に維持するとともに、前記船体の位置を目標ポイントに維持する定点保持の制御を行う制御部とを、含む、船舶。
14. 前記主推進機は、前記船体の左右方向の中心線上に配置され、
    前記補助推進機は、前記船体の左右方向の一方に偏って配置されている、請求項１３に記載の船舶。
15. 前記補助推進機は、前記主推進機よりも、推力の向きを変更するための左右方向の回動可能角度範囲が大きくなるように構成され、
    前記制御部は、前記定点保持の制御において、前記補助推進機を駆動させることにより、前記船体を回頭させるように構成されている、請求項１３または１４に記載の船舶。
16. 前記主推進機は、推力を発生させる主推進部を駆動させるように構成され、出力域の最大値および最小値がともに前記電気モータよりも大きいエンジンを有し、
    前記制御部は、
    前記主推進機と前記補助推進機とを連携させて前記船体を移動させる間において、前記エンジンの出力域の上限値を前記電気モータの出力域の最大値に合わせることにより前記エンジンの出力域を制限するとともに、
    前記主推進機と前記補助推進機とを連携させて前記船体を移動させる間において、前記電気モータの出力域の下限値を前記エンジンの出力域の最小値に合わせることにより前記電気モータの出力域を制限するように構成されている、請求項１３～１５のいずれか１項に記載の船舶。
17. 前記制御部は、前記定点保持の制御において前記船首の方位を前記目標方位で維持するために前記船体を回頭させる際に、前記主推進機の推力を発生させる主推進部を停止させた状態で、前記補助推進機の推力を発生させる前記補助推進部を駆動させることにより、前記船体を回頭させるように構成されている、請求項１３～１６のいずれか１項に記載の船舶。
18. 前記制御部は、前記船体の位置を保持しながら、前記船体をその場で前記船体の重心回りに回頭させるように構成されている、請求項１７に記載の船舶。
19. 前記制御部は、前記定点保持の制御において前記船体の位置を前記目標ポイントで維持するために前記船体を移動させる際に、
    前記主推進機の推力を発生させる主推進部と前記補助推進機の推力を発生させる前記補助推進部とを同時に駆動させることにより、前記船首の方位を維持しながら前記船体を横方向または斜め方向に移動させるとともに、
    前記補助推進部を停止させた状態で、前記主推進部を駆動させることにより、前記船体を前後方向に移動させるように構成されている、請求項１３～１８のいずれか１項に記載の船舶。
20. 前記制御部は、前記主推進部の出力ベクトルおよび前記補助推進部の出力ベクトルの交点を、前記船体の重心と前記目標ポイントとを通る直線上に配置するとともに、前記船体の移動方向を示す前記主推進部の出力ベクトルおよび前記補助推進部の出力ベクトルの合力の向きを、前記重心から前記目標ポイントを向く方向に設定することにより、前記船首の方位を維持しながら前記船体を横方向または斜め方向に移動させるように構成されている、請求項１９に記載の船舶。
    

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