JP2023131896A - 操船支援装置および船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】船体の横移動を円滑にする。【解決手段】コントローラ４０は、船体２を横移動させる指示を受けたことに応じて推進機（エンジン３Ｌ，３Ｒ、船舶推進機４Ｌ，４Ｒ）を制御することで、船体２に横方向への推力を与える横移動モードを実行する。コントローラ４０は、少なくとも横移動モードの開始時に、船体２を回頭させるための推力を発生させるように上記推進機を制御する。【選択図】図６

Description

本発明は、操船支援装置および船舶に関する。

従来、離岸または接岸等のために船体を横方向に移動させる横移動が行われる。特許文献１には、指示に応じて、２つの推進機を制御して船体に横方向の推力を作用させる技術が開示されている。しかし、船体が静止した状態から横移動を開始する際には、船体への水の抵抗や船体の慣性モーメントによる大きな負荷がかかり効率がよくない。従って、船体の動き出しが遅く、岸等の所望位置まで到達する所要時間がかかる点で、横移動が円滑でない場合がある。

一方、特許文献２には、操船者が２つの操作レバーを操作することで、横移動をはじめとする種々の挙動を直感的操作で実現可能にする技術が開示されている。

特開２０２５－２００００４号公報 特許５３５１７８５号公報

しかしながら、特許文献２では、円滑な横移動を実現するためにはレバー操作方法を習得する必要がある。操作技能の習得度合いにかかわらず、常に円滑な横移動を実現する観点からは改善の余地があった。

本発明は、船体の横移動を円滑にすることを目的とする。

この発明の一態様による操船支援装置は、船体を横移動させる指示を受けたことに応じて少なくとも２つの推進機を制御することで、前記船体に横方向への推力を与える横移動モードを実行する制御部を有し、前記制御部は、少なくとも前記横移動モードの開始時に、前記船体を回頭させるための推力を発生させるように前記推進機を制御する。

この構成によれば、少なくとも横移動モードの開始時に、船体を回頭させるための推力を発生させるように、少なくとも２つの推進機が制御される。例えば、船体を回頭させるための推力により動き出しが早まり、船体の横移動が円滑になる。

本発明によれば、船体の横移動を円滑にすることができる。

船舶の平面図である。 船舶の側面図である。 第１船舶推進機の構成を示す模式的側面図である。 操船支援システムを含む船舶の制御系のブロック図である。 横移行モードで船体に作用する推力を示す模式図である。 横移動モード時の船体の挙動を示す遷移図である。 横移動モード処理を示すフローチャートである。 横移動モードの開始後にステアリング操作が受け付けられた場合の合力ＦＳの変化を示す模式図である。 横移動モードの開始後にステアリング操作が受け付けられた場合の合力ＦＳの変化を示す模式図である。 横移動モードの開始時に作用させる推力の変形例を示す模式図である。 横移動モードの開始時と真横推力発生モード時との間に作用させる推力の変形例を示す模式図である。 横移動モードの開始時と真横推力発生モード時との間に作用させる推力の変形例を示す模式図である。 横移動モードの開始時と真横推力発生モード時との間に作用させる推力の変形例を示す模式図である。 横移動モードの開始時と真横推力発生モード時との間に作用させる推力の変形例を示す模式図である。 他の船舶の斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る操船支援装置が適用される船舶の平面図である。図１では、船舶１の内部の構成の一部が示されている。図２は、船舶１の側面図である。船舶１は、一例としてジェット推進艇であり、ジェットボートまたはスポーツボートと呼ばれるタイプの船である。

船舶１は、船体２と、エンジン３Ｌ，３Ｒと、船舶推進機４Ｌ，４Ｒとを含む。船体２は、デッキ１１とハル１２とを含む。ハル１２は、デッキ１１の下方に配置されている。デッキ１１には、操船席１３が配置されている。また、操船席１３には、ステアリング装置１４とリモコンユニット１５とが配置されている。

船舶１は、第１エンジン３Ｌと第２エンジン３Ｒとを含んでいる。船舶１は、第１船舶推進機４Ｌと第２船舶推進機４Ｒとを含んでいる。ただし、エンジンの数は２つに限らず、３つ以上であってもよい。船舶推進機の数は２つに限らず、３つ以上であってもよい。

第１エンジン３Ｌおよび第２エンジン３Ｒは船体２に収容される。第１エンジン３Ｌの出力軸は第１船舶推進機４Ｌに接続されている。第２エンジン３Ｒの出力軸は第２船舶推進機４Ｒに接続されている。第１船舶推進機４Ｌは、第１エンジン３Ｌによって駆動され、船体２を移動させる推進力を発生させる。第２船舶推進機４Ｒは、第２エンジン３Ｒによって駆動され、船体２を移動させる推進力を発生させる。第１船舶推進機４Ｌと第２船舶推進機４Ｒとは左右に並んで配置されている。

図３は、第１船舶推進機４Ｌの構成を示す模式的側面図である。図３においては第１船舶推進機４Ｌの一部が断面で示されている。第１船舶推進機４Ｌは、船体２のまわりの水を吸い込んで噴射するジェット推進機である。

図３に示すように、第１船舶推進機４Ｌは、第１インペラシャフト２１Ｌと、第１インペラ２２Ｌと、第１インペラハウジング２３Ｌと、第１ノズル２４Ｌと、第１デフレクタ２５Ｌと、第１リバースバケット２６Ｌとを含む。第１インペラシャフト２１Ｌは、前後方向に延びるように配置されている。第１インペラシャフト２１Ｌの前部は、カップリング２８Ｌを介してエンジン３Ｌの出力軸に接続されている。第１インペラシャフト２１Ｌの後部は、第１インペラハウジング２３Ｌ内に配置されている。第１インペラハウジング２３Ｌは、水吸引部２７Ｌの後方に配置されている。第１ノズル２４Ｌは、第１インペラハウジング２３Ｌの後方に配置されている。

第１インペラ２２Ｌは、第１インペラシャフト２１Ｌの後部に取り付けられている。第１インペラ２２Ｌは、第１インペラハウジング２３Ｌ内に配置されている。第１インペラ２２Ｌは、第１インペラシャフト２１Ｌとともに回転して、水吸引部２７Ｌから水を吸引する。第１インペラ２２Ｌは、吸引した水を第１ノズル２４Ｌから後方に噴射させる。

第１デフレクタ２５Ｌは、第１ノズル２４Ｌの後方に配置されている。第１リバースバケット２６Ｌは、第１デフレクタ２５Ｌの後方に配置されている。第１デフレクタ２５Ｌは、第１ノズル２４Ｌからの水の噴射方向を左右方向に転換するように構成されている。すなわち、第１デフレクタ２５Ｌの向きが左右方向に変更されることにより、船舶１の進行方向が左右に変更される。

第１リバースバケット２６Ｌは、前進位置と後進位置と中立位置とに切換可能に設けられている。第１リバースバケット２６Ｌが前進位置にある状態では、第１リバースバケット２６Ｌが第１デフレクタ２５Ｌを覆わないので、噴流の向きは後方となる。これにより船舶１が前進する。第１リバースバケット２６Ｌが後進位置にある状態では、第１リバースバケット２６Ｌが第１デフレクタ２５Ｌを覆うので、噴流の向きは前方に転換される。これにより船舶１が後進する。

ここで、第１リバースバケット２６Ｌの中立位置は、前進位置と後進位置との間の位置である。第１リバースバケット２６Ｌは、中立位置において、第１デフレクタ２５Ｌの一部を覆うので、噴流の向きは船体２の左方または右方へ変更される。従って、第１リバースバケット２６Ｌは、中立位置において、船体２を前進させる推進力を低減させる。これにより、船体２が減速されるか、あるいは船体２が停止位置に保持される。なお、図示を省略するが、第２船舶推進機４Ｒは、第１船舶推進機４Ｌと同様に構成される。

次に、船舶１の制御系について説明する。図４は、本実施の形態における操船支援システムを含む船舶１の制御系のブロック図である。

操船支援システムは、操船支援装置としてのコントローラ４０（制御部）を含む。コントローラ４０は、ＣＰＵなどの演算装置と、ＲＡＭ，ＲＯＭなどの記憶装置とを含んでおり（図示せず）、船舶１を制御するようにプログラムされている。

船舶１は、第１ステアリングアクチュエータ３２Ｌと第１シフトアクチュエータ３４Ｌとを含んでいる。コントローラ４０は、第１エンジン３Ｌ、第１ステアリングアクチュエータ３２Ｌ、及び第１シフトアクチュエータ３４Ｌと通信可能に接続されている。

第１ステアリングアクチュエータ３２Ｌは、第１船舶推進機４Ｌの第１デフレクタ２５Ｌに接続されている。第１ステアリングアクチュエータ３２Ｌは、第１デフレクタ２５Ｌの舵角を変更する。第１ステアリングアクチュエータ３２Ｌは、例えば電動モータである。あるいは、第１ステアリングアクチュエータ３２Ｌは、油圧シリンダ等の他のアクチュエータであってもよい。

第１シフトアクチュエータ３４Ｌは、第１船舶推進機４Ｌの第１リバースバケット２６Ｌに接続されている。第１シフトアクチュエータ３４Ｌは、第１リバースバケット２６Ｌの位置を前進位置と後進位置と中立位置とに切り換える。第１シフトアクチュエータ３４Ｌは、例えば電動モータである。あるいは、第１シフトアクチュエータ３４Ｌは、油圧シリンダ等の他のアクチュエータであってもよい。

船舶１は、第２ステアリングアクチュエータ３２Ｒと第２シフトアクチュエータ３４Ｒとを含んでいる。第２ステアリングアクチュエータ３２Ｒは、第２船舶推進機４Ｒの第２デフレクタ２５Ｒに接続されている。第２シフトアクチュエータ３４Ｒは、第２船舶推進機４Ｒの第２リバースバケット２６Ｒに接続されている。これらの構成は、第２船舶推進機４Ｒを制御するための装置であり、上述した第１ステアリングアクチュエータ３２Ｌ及び第１シフトアクチュエータ３４Ｌと同様の構成である。コントローラ４０は、第２ステアリングアクチュエータ３２Ｒ、及び第２シフトアクチュエータ３４Ｒと通信可能に接続されている。

なお、コントローラ４０は、単一の装置であってもよいし、互いに別体の複数のコントロールユニットによって構成されてもよい。コントローラ４０は、ステアリング装置１４及びリモコンユニット１５と通信可能に接続されている。なお、コントローラ４０がリモコンユニット１５のセンサで検出された電圧を信号として取得してもよい。

リモコンユニット１５は、エンジン３Ｌ，３Ｒの出力の調整、及び前後進の切換のために操作される。リモコンユニット１５は、第１スロットルレバー１５Ｌと第２スロットルレバー１５Ｒとを含む。第１スロットルレバー１５Ｌと第２スロットルレバー１５Ｒとは、それぞれゼロ操作位置から前進方向と後進方向とに操作可能である。

リモコンユニット１５は、第１，第２スロットルレバー１５Ｌ，１５Ｒの操作量及び操作方向を示す信号を出力する。通常操船モード（後述）において、コントローラ４０は、第１スロットルレバー１５Ｌの操作量に応じて、第１エンジン３Ｌの回転速度を制御する。コントローラ４０は、第２スロットルレバー１５Ｒの操作量に応じて、第２エンジン３Ｒの回転速度を制御する。コントローラ４０は、第１スロットルレバー１５Ｌの操作方向に応じて、第１シフトアクチュエータ３４Ｌを制御する。コントローラ４０は、第２スロットルレバー１５Ｒの操作方向に応じて、第２シフトアクチュエータ３４Ｒを制御する。これにより、船舶１の前後進が切り換えられる。

船舶１は、表示部３９および設定操作部３８を含む。表示部３９はディスプレイを備え、コントローラ４０からの指示に基づき各種情報を表示する。設定操作部３８は、操船に関する操作をするための操作子のほか、各種設定を行うための設定操作子、各種指示を入力するための入力操作子を含む（いずれも図示せず）。設定操作部３８で入力された信号はコントローラ４０に供給される。

ステアリング装置１４は、回転操作されるホイール部のほか、左横移動スイッチ５３、右横移動スイッチ５４およびその他のスイッチ５５を備える。これらは操船者によって操作され、操作信号がコントローラ４０に供給される。

また、船体２には、各種センサ５６が設けられている。各種センサ５６による検出信号はコントローラ４０に供給される。各種センサ５６は、方位センサ、船速センサ、距離センサ、位置センサなどを含む。方位センサは、船体２の方位を検出する。船速センサは、船体２の航行速度を検出する。距離センサは、例えば光学的に、船体２と目標物（桟橋等）との相対的な距離を検出する。位置センサは、ＧＰＳ受信機等を含み、船体２の現在位置を検出する。各センサの構成は例示したものに限定されない。

ここで、各種の操船モードについて説明する。操船モードには、大別して「通常操船モード」と「横移動モード」とが含まれる。横移動モードには、左横移動モードと右横移動モードとがある。左横移動スイッチ５３が押下されると左横移動モードが実行され、右横移動スイッチ５４が押下されると右横移動モードが実行される。

通常操船モードでは、コントローラ４０は、ステアリング装置１４のホイール部の回転操作に応じて、船体２のバウ方向を制御する。ステアリング装置１４は、ホイール部の操作位置を示す操作信号をコントローラ４０に出力する。コントローラ４０は、ホイール部の操作に応じてステアリングアクチュエータ３２Ｌ，３２Ｒを制御する。これにより、船体２のバウ方向が左右に変更される。また、通常操船モードでは、コントローラ４０は、リモコンユニット１５の操作に応じてエンジン３Ｌ，３Ｒおよび船舶推進機４Ｌ，４Ｒを制御する。

横移動モードは、船体２を横方向へ平行移動させる推力を発生させるモードである。左横移動モード、右横移動モードはそれぞれ、船体２を左方、右方へ横移動させるようにエンジン３Ｌ，３Ｒおよび船舶推進機４Ｌ，４Ｒを制御するモードである。

ここで、平行移動は、船体２が重心Ｇ（図１）を中心にヨー方向に回転することなく水平方向に移動することを意味する。例えば、回頭を伴わない横移動モードでは、船体２の重心Ｇが左方または右方に移動する。

図５は、横移行モードで船体２に作用する推力を示す模式図である。船体２の形状は模式的に示してある。便宜上、船体２が回頭するときの回転中心位置は重心Ｇと一致するとする。なお、重心Ｇは、船体２の抵抗重心であってもよい。また、第１船舶推進機４Ｌと第２船舶推進機４Ｒとは、前後方向における船体２の中心線に対して左右対称位置に配置されているとする。船体２の重心Ｇを通り前後方向に平行な線を中央線ＣＬとする。

図５では、右横移動モードのときに作用する推力を示している。図５に示すように、右横移動モードにおいては、第１船舶推進機４Ｌの第１推力作用線４Ｌ－Ｐと第２船舶推進機４Ｒの第２推力作用線４Ｒ－Ｐとは、重心Ｇで交わる。この場合、第１船舶推進機４Ｌの第１推力ＦＬは右前方のベクトルであり、第２船舶推進機４Ｒの第２推力ＦＲは右後方のベクトルである。第１推力ＦＬと第２推力ＦＲとの合力が合力ＦＳとなる。合力ＦＳは右方向を向くベクトルとなる。従って、船体２に対しては、重心Ｇを作用点Ｆ０として、右方向の合力ＦＳが推力として作用する。従って、船体２に回転モーメントが作用しないため、船体２は回頭することなく右方向に平行横移動する。なお、左横移動モードの場合は、図５に示す例に対し、左右方向を反転させたものとして理解できる。なお、作用点Ｆ０は、鉛直方向から見て、合力ＦＳのベクトル方向と中央線ＣＬとの交点に該当する。

中央線ＣＬに対して第１推力作用線４Ｌ－Ｐおよび第２推力作用線４Ｒ－Ｐのそれぞれが成す角度、さらには、第１推力作用線４Ｌ－Ｐと第２推力作用線４Ｒ－Ｐとが成す角度によって、作用点Ｆ０は異なる。例えば、中央線ＣＬに対して第１推力作用線４Ｌ－Ｐおよび第２推力作用線４Ｒ－Ｐのそれぞれが成す角度が共通である場合、作用点Ｆ０は中央線ＣＬ上に位置する。この場合において、第１推力作用線４Ｌ－Ｐと第２推力作用線４Ｒ－Ｐとが後方で成す角度が大きいほど、作用点Ｆ０は後方に位置する。

第１推力ＦＬまたは第２推力ＦＲのいずれかの大きさまたは向きが変化すると、作用点Ｆ０の位置、合力ＦＳの大きさまたは向きが変化する。例えば、作用点Ｆ０を同じとした場合同士であっても、第１推力ＦＬまたは第２推力ＦＲのいずれかの大きさが変化すると、合力ＦＳのベクトル方向は斜め横方向または前後方向となる場合がある。

図６（ａ）～（ｄ）は、横移動モード時の船体２の挙動を示す遷移図である。図６（ａ）～（ｄ）では、横移動モードが開始されてから、船体２が桟橋等の岸１９に接近し、岸１９に対して横付け状態となるまでの合力ＦＳの変化と船体２の動きを示している。左横移動スイッチ５３または右横移動スイッチ５４の押下が、船体２を横移動させる指示に該当する。船体２を横移動させる指示は、船体２がほぼ静止した状態で受け付けられることが想定されるが、静止状態での受け付けに限定されるものではない。なお、図６（ａ）～（ｄ）では、右横移動モードの場合を示すが、左横移動モードの場合は、図６（ａ）～（ｄ）に対し、左右方向を反転させたものとして理解できる。

右横移動スイッチ５４が押下されると右横移動モードが開始される（図６（ａ））。コントローラ４０は、船体２の動き出しを早めるために、横移動モードの開始時に、船体２を回頭させるための推力を発生させるように船舶推進機４Ｌ、４Ｒを制御する。ここでは、一例として、コントローラ４０は、作用点Ｆ０の位置を重心Ｇの後方に設定し、且つ、合力ＦＳのベクトル方向を、船体２を基準として右方向（真横）とするよう船舶推進機４Ｌ、４Ｒを制御する。

ここで、真横方向は、上方から見て中央線ＣＬに直交する方向である。すなわち、真横方向の合力ＦＳのベクトル方向と中央線ＣＬとが、指示方向且つ後方で成す角度をθとしたとき、角度θは９０°である。

すると、まず、船体２は上方（鉛直方向）から見て反時計方向に回頭する。回頭と並行して、または回頭の開始直後に、船体２は右方向へも移動し始める。一般に、船体２が静止した状態から横移動を開始する際には、船体２への水の抵抗や船体２の慣性モーメントによる大きな負荷がかかるため、仮に作用点Ｆ０の位置を重心Ｇと一致させたとすると、船体２の動き出しが遅くなる。これに対し本実施の形態では、最初に船体２が回頭するので、その後の横方向への移動が円滑となる。

船体２が回頭した後、合力ＦＳの位置および方向が維持されると、船体２は回頭しつつ右方向へ移動していく（図６（ｂ））。そして、やがて、船体２は岸１９に当接する。船体２の初期姿勢にもよるが、船体２が反時計方向に回頭している分だけ、船体２の船首よりも船尾の方が先に岸１９に当接することが多くなる。なお、船体２の側部が岸１９に当接するのと比べて、船尾または船首が岸１９に当接した場合は、生じる摩擦力が大きいことで、船体２が流されにくくなる。

その後、後述する終了条件（所定条件）が成立するまで、合力ＦＳの位置（作用点Ｆ０の位置）および方向が維持される。そのまま船体２が着岸したならば、通常、船体２は徐々に岸１９に対して平行になっていく。そして、終了条件が成立すると、コントローラ４０は、真横推力発生モードへ移行する。真横推力発生モードは、横移動モードにおける最終的なモードであり、船体２が桟橋等の着岸場所に横付けで押し付けられた状態が維持されるように、エンジン３Ｌ，３Ｒおよび船舶推進機４Ｌ，４Ｒを制御するモードである。

真横推力発生モードでは、コントローラ４０は、船体２に対して、回頭力を与えることなく横方向（正確には真横方向）への推力を与える。言い換えると、コントローラ４０は、作用点Ｆ０の位置を重心Ｇと一致させ、且つ、合力ＦＳのベクトル方向を、船体２を基準として真横（図６（ｄ）では右方）に維持する。

なお、真横推力発生モードにおいて、合力ＦＳの大きさを、横移動モードの開始時と比べて小さくしてもよい。このようにすれば、いわゆる押し付けモードと同様の制御状態となる。あるいは、真横推力発生モードに遷移してから、一定の時間が経過してから、合力ＦＳの大きさを、横移動モードの開始時と比べて小さくしてもよい。

このように、コントローラ４０は、最初に船体２を回頭させるための推力を発生させ、その後に（終了条件が成立すると）、船体２に横方向（真横方向）の推力を与える。実質的には、コントローラ４０は、船体２を回頭させるための推力（合力ＦＳ）を発生させた後、船体２の回頭速度が小さくなるように制御する。

ここで、横移動モードの態様をベクトル視点で考察すると次のようになる。コントローラ４０は、横移動モードの開始時には、鉛直方向からみて、合力ＦＳの作用点Ｆ０を重心Ｇから前後方向にずらし、その後、作用点Ｆ０を重心Ｇに近づけるように制御する。その後、コントローラ４０は、作用点Ｆ０を重心Ｇと一致させ且つ、合力ＦＳのベクトルの向きを、指示に応じた真横方向にする。

図７は、横移動モード処理を示すフローチャートである。この処理は、コントローラ４０において、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに展開して実行することにより実現される。この処理は、通常操船モードにおいて左横移動スイッチ５３または右横移動スイッチ５４が押下操作されたことに応じて開始される。

ステップＳ１０１では、コントローラ４０は、横移動モードにおける横移動制御を開始する。すなわち、コントローラ４０は、船舶推進機４Ｌ、４Ｒを制御して、船体２を回頭させるための推力を発生させる（図６（ａ））。ステップＳ１０２では、コントローラ４０は、ステアリング操作（ステアリング装置１４のホイール部の回転操作）があったか否かを、ステアリング装置１４からの操作信号に基づいて判別する。そしてコントローラ４０は、ステアリング操作があった場合はステップＳ１０６に進み、ステアリング操作がない場合はステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、コントローラ４０は、終了条件が成立したか否かを判別する。ここで、一例として、終了条件は、横移動モードの開始から所定時間が経過したこと（条件Ａという）であるとする。つまりコントローラ４０は、横移動モードの開始から所定時間が経過すると、終了条件が成立したと判別する。所定時間は、例えば、通常の接岸開始から接岸までに要する時間と同等以上の長さに設定されている。

なお、終了条件はこれに限定されず、コントローラ４０は、終了条件が成立したか否かを、横移動モードの開始からの経過時間、横移動モードの開始からの船体２の方位の変化、船体２の速度、船体２から移動目標位置（例えば岸１９）までの距離、横移動モードの開始からの船体２の位置の変化、またはユーザ入力、の少なくとも１つに基づいて判定してもよい。具体的には、コントローラ４０は、条件Ａ～Ｆのうち少なくとも１つが成立したことで終了条件が成立したと判別してもよい。条件Ｂ～Ｆの例を以下に示す。

条件Ｂは、横移動モードの開始からの船体２の方位の変化が所定量を超えることであり、言い換えると、横移動モードの開始からの船体２の回頭角度の変化量が所定量を超えることである。これの成否は、各種センサ５６における方位センサの検出結果から判別される。条件Ｃは、指示方向（右または左）への船体２の速度成分が所定速度を超えることである。これの成否は、各種センサ５６における船速センサの検出結果（船体２の速度）から判別される。条件Ｄは、移動目標位置（例えば岸１９）までの距離が所定距離以内となることである。これの成否は、各種センサ５６における距離センサの検出結果から判別される。

条件Ｅは、横移動モードの開始からの船体２の位置の変化が所定値を超えることである。これの成否は、各種センサ５６における位置センサの検出結果から判別される。条件Ｆは、船体２に対し真横への推力を与える指示がユーザから入力されたことである。例えばユーザは、その他のスイッチ５５を操作することで、船体２に対して真横への推力を与える指示を入力することができる。コントローラ４０は、真横への推力を与える指示が入力されたか否かによって条件Ｆの成否を判別することができる。

条件Ａ、Ｄ、Ｅを採用した場合は、船体２が接岸すると予測される状況で押し付け状態へ移行させることができる。条件Ｂを採用した場合は、船体２が岸１９に対して傾きすぎない状況で押し付け状態へ移行させることができる。条件Ｃを採用した場合は、押し付け状態への移行を早めることができる。条件Ｆを採用した場合は、ユーザの所望するタイミングで押し付け状態へ移行させることができる。

ステップＳ１０３で終了条件が成立しない場合は、コントローラ４０は、ステップＳ１０２に戻る。従って、横移動制御開始時に発生させた推力（船体２を回頭させるための推力）が維持される（図６（ｂ）、（ｃ））。ステップＳ１０３で終了条件が成立した場合は、コントローラ４０はステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、コントローラ４０は、真横推力発生モードへ移行する（図６（ｄ））。すなわちコントローラ４０は、作用点Ｆ０の位置を重心Ｇと一致させ、且つ、合力ＦＳのベクトル方向を、中央線ＣＬに直交する真横方向にすることで、回頭力を与えることなく真横方向への推力を与える。

ステップＳ１０５では、コントローラ４０は、横移動モードを終了させる指示があるまで待機する。従って、真横推力発生モードが継続される。この終了させる指示は、例えば、ユーザが設定操作部３８を操作することで入力することができる。そして、コントローラ４０は、横移動モードを終了させる指示があった場合は、図７に示す処理を終了する。

ステップＳ１０６では、コントローラ４０は、受け付けたステアリング操作に応じて推力補正を実施し、ステップＳ１０３に進む。この推力補正の例を図８、図９で説明する。

図８、図９は、横移動モードの開始後にステアリング操作が受け付けられた場合の合力ＦＳの変化を示す模式図である。これらの図では、船体２の姿勢変化は表現されていない。なお、以降、合力ＦＳのベクトルを示す矢印の長さは合力ＦＳの大きさに対応しており、矢印が長いほど合力ＦＳの大きさは大きいとする。

コントローラ４０は、船体２を回頭させるための推力を発生させた後、ステアリング操作を受け付けた場合は、ステアリング操作に応じて、船体２の回頭速度を補正する。なお、その結果として、回頭半径または回頭方向も補正されてもよい。

例えば、図８のケース８０に示すように、反時計方向へ回頭させるための合力ＦＳを発生させた後に、右方向（時計方向）に旋回するステアリング操作が受け付けられた場合を考える。この場合、コントローラ４０は、ケース８１に示すように、作用点Ｆ０の位置を重心Ｇに近づけるか、または、合力ＦＳの大きさを小さくする。これら双方を適用してもよい。あるいは、コントローラ４０は、ケース８２に示すように、作用点Ｆ０の位置を、重心Ｇに対して前後方向において逆の位置にする。その際、合力ＦＳの大きさは問わず、最初よりも小さくしてもよい。ケース８１、８２のようにすることで、船体２の反時計方向への回頭速度が遅くなる。

次に、図９のケース９０に示すように、時計方向へ反回頭させるための合力ＦＳを発生させた後に、左方向（反時計方向）に旋回するステアリング操作が受け付けられた場合を考える。この場合、コントローラ４０は、ケース９１に示すように、作用点Ｆ０の位置を重心Ｇから後方へ遠ざける。あるいは、コントローラ４０は、ケース９２に示すように、合力ＦＳの大きさを大きくする。なお、これら双方を適用してもよい。ケース９１、９２のようにすることで、船体２の反時計方向への回頭速度が速くなる。

なお、回頭速度を変化させるための推力のベクトル方向は、真横方向に限定されるものではない。従って、ステアリング操作が受け付けられる度に、それに応じて、作用点Ｆ０の位置、合力ＦＳの大きさ、合力ＦＳのベクトル方向の少なくとも１つを変更することで、回頭速度を変化させてもよい。なお、ステアリング操作に応じて推力補正を実施することは必須でない。従って、ステップＳ１０２、Ｓ１０６を廃止してもよい。

本実施の形態によれば、コントローラ４０は、船体２を横移動させる指示を受けたことに応じて推進機（エンジン３Ｌ，３Ｒ、船舶推進機４Ｌ，４Ｒ）を制御することで、船体２に横方向への推力を与える横移動モードを実行する。コントローラ４０は、少なくとも横移動モードの開始時に、船体２を回頭させるための推力を発生させるように上記推進機を制御する。これにより、船体２の動き出しを早めることができるので、横移動を円滑にすることができる。例えば、接岸のための横移動時には、操作技能の習得度合いに左右されることなく接岸を早めることができる。

また、コントローラ４０は、船体２を回頭させるための推力を発生させた後に、船体２に横方向の推力を与えるので、押し付け状態へ移行させることができる。特に、所定条件が成立したことに応じて、船体２に横方向の推力を与えるので、横移動を開始した後、適切なタイミングで押し付け状態へ移行させることができる。

なお、横移動モードの開始時において、船体２を回頭させるための推力は、例示したものに限定されない。また、横移動モードの開始時と、最終的な真横推力発生モード時との間に、横移動モードの開始時での推力と真横推力発生モード時の推力のいずれとも異なる推力（位置、大きさまたは向きの少なくともいずれかが異なる推力）を発生させてもよい。以下、図１０～図１４で、推力に関する変形例を説明する。

図１０（ａ）～（ｄ）は、横移動モードの開始時に作用させる推力の変形例を示す模式図である。いずれも、右方向への横移動の指示を受けた場合であるとする。

横移動モード開始時の合力ＦＳのベクトル方向は、必ずしも真横でなくてもよく、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、斜め（上方から見て中央線ＣＬと直交しない方向）であってもよい。このような合力ＦＳによっても、横移動モード開始当初には船体２を回頭させることができる。

また、横移動モード開始時の合力ＦＳは、左右方向の成分を有することは必須でない。例えば、図１０（ｃ）に示すように、重心Ｇを中心とする反時計方向の回転モーメントＭを船体２に生じさせるような推力であってもよい。従って、横移動モード開始時の船体２の回頭には、重心Ｇを中心とする船体２の回転も含まれる。

図６（ａ）～（ｄ）に示した例では、横移動モードの開始時に船体２を回頭させるための推力のベクトル方向は、船体２を横移動させる指示に応じた方向（図６（ａ）では右方）に設定された。これは、効率のよい動き出しと自然な制御を実現するために有利だからである。しかし、これに限らず、横移動モード開始時の合力ＦＳは、指示方向とは反対方向の成分を含んでもよい。例えば、右方向への横移動の指示を受けた場合においても、図１０（ｄ）に示すように、横移動モード開始時には左方向の成分を含む合力ＦＳを作用させて船体２を回頭させ、その後、指示に応じた右方向の成分を有する合力ＦＳを作用させてもよい。

図６、図１０で示した例では、横移動モードの開始時の船体２の回頭方向は、指示に応じた方向へ船尾が近づく方向に対応している。これは、船舶推進機から遠い船首を動かすよりも船舶推進機に近い船尾を動かす方が、船体２を動かし始める際のエネルギが少なくて済むからである。しかし、これに限定されず、横移動モードの開始時の船体２の回頭方向は、指示に応じた方向へ船首が近づく方向に対応していてもよい。そのようにする場合、例えば、図６（ａ）、図１０（ａ）、（ｂ）の例でいえば、合力ＦＳの作用点Ｆ０の位置を重心Ｇよりも前方に設定すればよい。図１０（ｃ）の例でいえば、回転モーメントＭを時計方向にすればよい。図１０（ｄ）の例でいえば、合力ＦＳの作用点Ｆ０の位置を重心Ｇよりも後方に設定すればよい。

図１１～図１４は、横移動モードの開始時と、真横推力発生モード時との間（以下、モード途中という）に作用させる推力の変形例を示す模式図である。いずれも、右方向への横移動の指示を受けた場合であるとする。横移動モードの開始時には図６（ａ）に示すような合力ＦＳが作用し、真横推力発生モード時には図６（ｄ）に示すような合力ＦＳが作用するとする。すなわち、図１１～図１４は、図６（ｂ）、（ｃ）の状況での合力ＦＳの変形例に該当する。

図１１～図１４で説明するように、船体２を回頭させるための推力を発生させた後、船体２に横方向の推力を与えるまでの間に、船体２に与える推力の方向または作用位置を変化させてもよい。これにより、モード途中で船体２の姿勢を整えることができる。

まず、図１１に示すように、モード途中において、合力ＦＳの作用点Ｆ０の位置を、徐々に重心Ｇに近づけていってもよい。これにより、船体２の回頭速度が徐々に小さくなる、その結果として、回答半径は徐々に大きくなる。

図１２に示すように、モード途中においてだけ、重心Ｇに対する前後方向における作用点Ｆ０の位置を逆にしてもよい。あるいは、図１３に示すように、モード途中において、重心Ｇに対する前後方向における作用点Ｆ０の位置を複数回に亘って（前後に）切り替えてもよい。

図１２、図１３の例では、船体２を回頭させるための推力を発生させた後、船体２に横方向の推力を与えるまでの間に、船体２に横方向の成分を含む推力を与えながら船体２の回頭方向も逆転させている。モード途中で船体２の回頭方向を逆転させることで、接岸時に横付け状態になりやすい。

図１４に示すように、モード途中において合力ＦＳのベクトル方向を変化させてもよい。この例では、モード途中においては、角度θが徐々に小さくなっている。船体２が回頭した状態であっても、船体２に対して岸１９などの目標位置へ向かう成分を合力ＦＳに多く持たせることで、目標位置への到着を早めることが期待できる。

なお、図１１～図１４の例は、横移動モード開始時の合力ＦＳが、図１０（ａ）～（ｄ）のいずれに示すものであった場合にも有用である。

なお、このほか、モード途中において合力ＦＳを変化させる態様は、作用位置、向き、大きさを徐々に変化させることに限らず、これらの少なくともいずれかを段階的に変化させてもよい。

なお、横移動モードの開始は、船体２が停止した状態で接岸する際に指示されることが想定されるが、それに限定されない。航行中でもよいし、接岸ではなく他の目標位置に横移動する際にも横移動モードが実行されてもよい。

なお、左横移動スイッチ５３、右横移動スイッチ５４とは別に、船体２を横付けで押し付ける押し付けモード専用の操作子をその他のスイッチ５５として設けてもよい。この場合、押し付けモード専用の操作子が操作された場合も、横移動モードが実行されるようにしてもよい。なお、左横移動スイッチ５３、右横移動スイッチ５４が操作された場合に実行される横移動モードと、押し付けモード専用の操作子が操作された場合に実行される横移動モードとで、合力ＦＳの大きさや作用位置などを異ならせてもよい。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

例えば、船体２に３つ以上の船舶推進機を設け、コントローラ４０は、３つ以上の推進機を制御して、横移動や斜め移動、回頭の制御を実現してもよい。なお、船舶推進機の一部または全部は電動モータであってもよい。

本発明が適用される船舶は、ジェット推進艇に限らず、他の種類の船舶であってもよい。例えば、図１５に示すように、船舶推進機４Ｌ，４Ｒとして船外機を含む船舶であってもよい。すなわち、船舶推進機４Ｌ，４Ｒは、ジェット推進機に限らず、船外機などの他の船舶推進機であってもよい。

２ 船体、 ３Ｌ，３Ｒ エンジン、 ４Ｌ，４Ｒ 船舶推進機、 ４０ コントローラ、 ＦＳ 合力、 Ｆ０ 作用点

Claims (17)

1. 船体を横移動させる指示を受けたことに応じて少なくとも２つの推進機を制御することで、前記船体に横方向への推力を与える横移動モードを実行する制御部を有し、
   前記制御部は、少なくとも前記横移動モードの開始時に、前記船体を回頭させるための推力を発生させるように前記推進機を制御する、操船支援装置。
2. 前記制御部は、前記船体を回頭させるための推力を発生させた後に、前記船体に横方向の推力を与える、請求項１に記載の操船支援装置。
3. 前記制御部は、前記船体を回頭させるための推力を発生させた後、所定条件が成立したことに応じて、前記船体に横方向の推力を与える、請求項２に記載の操船支援装置。
4. 前記制御部は、前記所定条件が成立したか否かを、前記横移動モードの開始からの経過時間、前記横移動モードの開始からの前記船体の方位の変化、前記船体の速度、前記船体から移動目標位置までの距離、前記横移動モードの開始からの前記船体の位置の変化、またはユーザ入力、の少なくとも１つに基づいて判定する、請求項３に記載の操船支援装置。
5. 前記制御部は、前記横移動モードの開始から所定時間が経過すると、前記所定条件が成立したと判定する、請求項３に記載の操船支援装置。
6. 前記制御部は、前記船体を回頭させるための推力を発生させた後、前記船体に横方向の推力を与えるまでの間に、前記船体に与える推力の方向、前記船体に与える推力の大きさ、または前記船体に与える推力の作用位置、の少なくとも１つを変化させる、請求項２乃至５のいずれか１項に記載の操船支援装置。
7. 前記制御部は、前記船体を回頭させるための推力を発生させた後、前記船体に横方向の推力を与えるまでの間に、前記船体の回頭方向を逆転させる、請求項２乃至５のいずれか１項に記載の操船支援装置。
8. 前記制御部は、前記船体を回頭させるための推力を発生させた後、前記船体に横方向の推力を与えるまでの間に、前記船体に横方向の成分を含む推力を与えながら前記船体の回頭方向も逆転させる、請求項２乃至５のいずれか１項に記載の操船支援装置。
9. 前記横移動モードの開始時の前記船体の回頭方向は、前記指示に応じた方向へ船尾が近づく方向に対応する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の操船支援装置。
10. 前記横移動モードの開始時に前記船体を回頭させるための推力のベクトル方向は、前記指示に応じた方向である、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の操船支援装置。
11. 前記制御部は、前記船体を回頭させるための推力を発生させた後、ステアリング操作を受け付けた場合は、前記ステアリング操作に応じて、前記船体の回頭速度を補正する、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の操船支援装置。
12. 前記横移動モードの開始時における前記船体の回頭には、前記船体の重心を中心とする回転も含まれる、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の操船支援装置。
13. 前記制御部は、前記横移動モードの開始時には、鉛直方向からみて、前記船体に与える推力のベクトルと、前記船体の重心を通り前後方向に平行な中央線と、の交点を前記重心からずらし、その後、前記交点を前記重心に近づけるように制御する、請求項１に記載の操船支援装置。
14. 前記制御部は、鉛直方向からみて、前記交点を前記重心からずらした後、前記交点を前記重心と一致させ且つ前記ベクトルの向きを前記指示に応じた横方向にする、請求項１３に記載の操船支援装置。
15. 前記重心は前記船体の抵抗重心である、請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の操船支援装置。
16. 前記制御部は、前記船体を回頭させるための推力を発生させた後、前記船体の回頭速度が徐々に小さくなるように制御する、請求項１に記載の操船支援装置。
17. 請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の操船支援装置と、
    前記少なくとも２つの推進機と、を備える、船舶。
    
    
    
    

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