JP2010007498A - 船舶推進機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン制御装置のコンピュータシステムがリセットしてもエンジンを始動することが可能な船舶推進機制御装置を提供する。
【解決手段】船体５２側のバッテリ３２の電力を用い、船外機１に配設されたエンジン制御装置１１がスタータモータ３１を駆動してエンジンを始動する場合に、船体５２の大きな船舶で、バッテリ３２からの電力供給ケーブル６１が長く、そのため、スタータモータ３１の駆動時に供給電圧が低下してエンジン制御装置１１のコンピュータシステム１２がリセットすると、当該エンジン制御装置１１に配設されたスタート用アナログ回路１６がスタータモータ３１を予め設定された所定時間駆動することによりエンジンが始動する。
【選択図】図３

Description

本発明は、船舶推進機制御装置に関するものであり、特にコンピュータシステムを用いたエンジン制御装置を船外機に搭載し、船体側のバッテリ電力を用いて、当該エンジン制御装置でスタータモータを駆動してエンジンを始動する場合に好適なものである。

船外機は、一般に船尾に配設され、操縦席は、船体の前方に設けられる。船外機のエンジンの始動は、操縦席に設けられたスイッチングパネルなどのリモート操作によって行われる。船体が大きい場合、操縦席と船外機とが大きく離れているため、操縦者はエンジンの回転音を聞き取ることができず、エンジンが始動しているにもかかわらず、スタータモータを駆動し続ける恐れがある。そこで、下記特許文献１では、マイクロコンピュータのようなコンピュータシステムを用いたエンジン制御装置を船外機に搭載している場合、そのエンジン制御装置によってスタータモータを駆動制御し、もってエンジン始動を行うことが開示されている。この先行技術によれば、コンピュータシステムがエンジンの始動を監視しているので、エンジンが始動しているにもかかわらず、スタータモータが駆動され続けるのを回避することができる。
特開平６−２１３１１２号公報

しかしながら、エンジン制御装置に搭載されるマイクロコンピュータのようなコンピュータシステムは、供給電圧が所定値以下になるとリセットする。リセットとは、コンピュータシステムが、自己の機能を保持するために、出力を停止することであり、供給電圧が所定値以上に復帰すると、リセットが解除され、コンピュータシステムも復帰する。一方、船外機は、一般に、独自のバッテリを備えていないので、スタータモータを始め、エンジン制御装置のコンピュータシステムも、船体側のバッテリの電力で作動する。船体が大きくなると、バッテリと船外機を連結するケーブルの長さが長くなるので、例えば単位長当たりの抵抗値が小さなケーブルを用いても、ケーブルの抵抗による電圧降下は回避できない。特に、大きな船舶ではエンジンも大きく、その慣性も大きいので、スタータモータの駆動には大きな電力が必要となり、バッテリからの供給電圧がコンピュータシステムのリセット電圧を下回る可能性がある。そして、このように供給電圧がコンピュータシステムのリセット電圧を下回ると当該コンピュータシステムがリセットしてしまい、スタータモータの駆動も停止して、エンジンが始動しない。
本発明は前記諸問題を解決すべく開発されたものであり、コンピュータシステムがリセットしてもエンジンを始動することが可能な船舶推進機制御装置を提供することを目的とするものである。

上記諸問題を解決するため、本発明の船舶推進機制御装置は、船体側のバッテリ電力を用い、コンピュータシステムがスタータモータを駆動してエンジン始動を行う船舶推進機制御装置において、前記コンピュータシステムのリセット時にリセット状態を検出するリセット状態検出装置と、前記リセット状態を検出すると前記スタータモータを予め設定された所定時間駆動してエンジン始動を行うアナログ回路とからなることを特徴とするものである。

この船舶推進機制御装置では、コンピュータシステムがリセットすると、そのリセット状態が検出され、リセット状態が検出されるとアナログ回路がスタータモータを予め設定された所定時間駆動してエンジンが始動されるので、船体の大きな船舶で、バッテリからの電力供給ケーブルが長く、そのため、スタータモータ駆動時に供給電圧が低下してコンピュータシステムがリセットするような場合にあっても、確実にエンジンを始動することができる。

また、本発明の船舶推進機制御装置は、前記アナログ回路は、所定時間を計時するタイマを備え、前記コンピュータシステムが非リセット状態からリセット状態に移行した時点から前記スタータモータの駆動信号を出力すると共に前記タイマをスタートし、前記所定時間経過後、タイマがスタータモータの駆動信号の出力を停止することを特徴とするものである。

この船舶推進機制御装置では、アナログ回路により、コンピュータシステムが非リセット状態からリセット状態に移行した時点からスタータモータの駆動信号を出力すると共にタイマをスタートし、所定時間経過後、タイマがスタータモータの駆動信号の出力を停止するので、万が一、コンピュータシステムがリセットし続けた場合でも、スタータモータを駆動し続けることがない。

また、本発明の船舶推進機制御装置は、前記コンピュータシステムが非リセット状態であるあるときには、当該コンピュータシステムがスタータモータを駆動してエンジン始動を行うことを特徴とするものである。
この船舶推進機制御装置では、供給電圧が低下して、一旦、コンピュータシステムがリセットしてもアナログ回路によりスタータモータが駆動されるので、供給電圧が復帰し、復帰後はコンピュータシステムがスタータモータを駆動して、エンジンを確実に始動させることができる。

また、本発明の船舶推進機制御装置は、前記スタータモータの駆動回路が短絡して当該スタータモータに電流が流れ続けたときに当該スタータモータの駆動回路を遮断する遮断スイッチを介装したことを特徴とするものである。
この船舶推進機制御装置では、スタータモータの駆動回路が短絡しても、遮断スイッチによりスタータモータの駆動回路が遮断されるので、スタータモータに電流が流れ続けるのを回避することができる。

而して、船体側のバッテリ電力を用い、コンピュータシステムがスタータモータを駆動してエンジン始動を行う場合に、コンピュータシステムがリセットすると、そのリセット状態が検出され、リセット状態が検出されるとアナログ回路がスタータモータを予め設定された所定時間駆動することによりエンジンが始動されるので、船体の大きな船舶で、バッテリからの電力供給ケーブルが長く、そのため、スタータモータ駆動時に供給電圧が低下してコンピュータシステムがリセットするような場合にあっても、確実にエンジンを始動することができる。

以下、本発明の船舶推進機制御装置の一実施形態について、図面を引用しながら説明する。
図１は、本実施形態の船舶推進機制御装置を装着した船舶の概略構成図である。この船舶は、オープンデッキタイプの船体５２の船尾に船外機１を搭載し、前部にステアリングホイール５４、シート５５、リモコンレバー５６、メインスイッチ及びスタートスイッチを有するスイッチパネル５７、メータパネル５８等を配設した操縦席を備えている。船外機１内には、後述するカウル内に配設されたエンジンを制御するエンジン制御装置が内装されている。また、スイッチパネル５７内には、船外機１を遠隔操作するためのリモートコントロール（以下、リモコンとも記す）制御装置が内装されており、エンジン制御装置とケーブルで接続されている。また、操縦席の下方の船体５２の側壁に相当する垂直面又はほぼ垂直面には、所謂トランスポンダ（発信器或いは中継器）からの認証コードを受信するイモビライザ受信装置１０が取付けられており、ケーブルでスイッチパネル５７のリモコン制御装置に接続されている。

船外機１は、図２に示すように、上方から、カウル３、アッパケース４、ロアケース５の順に組立てられ、図示しないクランプによって、船体５２に対し、上下方向及び横方向に揺動可能に取付けられている。カウル３は、トップカウル３Ｕとロアカウル３Ｌの組合せからなり、内部にエンジン２を内装している。
また、ロアケース５内には、プロペラ６の回転軸であるプロペラシャフト６ａが水平方向に挿通されており、カウル３内からロアケース５内まで延設されたドライブシャフト８０の下端は、ベベルギヤで構成される駆動ギヤ８５、前進ギヤ８６Ｆ、後進ギヤ８６Ｒとドグクラッチ８７によるシフト変換機構８３を介してプロペラシャフト６ａに連結されている。そして、ドライブシャフト８０と平行に上下方向に配設されたシフトロッド８４を、図示しない電子制御装置によって制御される電動モータを含む電動回転機構ＥＳＭで回転させることにより、シフト変換機構８３が作動して、ニュートラルか、前進か、後進かの何れかに随時変換した状態で、ドライブシャフト８０からプロペラシャフト６ａに回転力が伝達される。

即ち、シフト変換機構８３は、ドライブシャフト８０の下端に固定した駆動ギヤ８５に、プロペラシャフト６ａ上に回転自在に配置した前進ギヤ８６Ｆと後進ギヤ８６Ｒとを夫々噛合させ、プロペラシャフト６ａに対して摺動可能で回転不能に配設したドグクラッチ８７を、前進ギヤ８６Ｆと後進ギヤ８６Ｒとの間に配置して、シフトロッド８４の回転（シフトロッド下端のカム面の回転）に連動させてドグクラッチ８７をプロペラシャフト６ａ上で摺動させるようにしたものである。

このようなシフト変換機構８３により、電動回転機構ＥＳＭでシフトロッド８４をその軸回りに回転させることでドグクラッチ８７を移動させて、前進ギヤ８６Ｆと後進ギヤ８６Ｒの何れかに噛合させるか、或いは、その中間部で何れとも噛合させないようにすることで、ドライブシャフト８０の回転を前進ギヤ８６Ｆか後進ギヤ８６Ｒの何れかを介してプロペラシャフト６ａに伝達させるか、或いは、ドライブシャフト８０の回転をプロペラシャフト６ａに伝達させないニュートラル状態となるようにしている。

船外機１には、図示しないバッテリスイッチ及びバッテリケーブルを介して、船体５２側のバッテリが接続され、バッテリからの電力が船外機１の電装部品及びエンジン制御装置に供給される。また、船外機１と船体５２側とは、リモコンケーブル及びスロットル・シフトケーブルによって接続されている。本実施形態では、船外機１のエンジン制御装置は、船外機１側に搭載されており、このエンジン制御装置とスイッチパネル５７内のリモコン制御装置とをリモコンケーブルで接続する。前述したように、スイッチパネル５７内のリモコン制御装置とイモビライザ受信装置１０とは接続されているので、エンジン制御装置にイモビライザ受信装置１０の認証コード認証結果を送信することで、コード認証後の仕様をエンジン制御装置によって種々に設定することができる。本実施形態では、イモビライザ受信装置１０によって認証コードが認証された場合に船外機１のエンジン２の始動を許可するものとし、認証コード認証後にスイッチパネル５７によってエンジン始動指令が出力された場合に限ってエンジン２を始動する。コード認証後の仕様は、これに限定されるものではなく、例えば前記バッテリスイッチの投入を可能としたり、前記シフト変換機構のシフトロックを解除したりするようにしてもよい。

図３には、前述した本実施形態のエンジン制御装置（図ではエンジンＥＣＵ）１１及びリモコン制御装置２１（図ではリモコンＥＣＵ）及びスタータモータ３１やバッテリ３２などの接続状態の詳細を示す。図中の符号Ｉ／Ｆは、全ての機器間での必要な変換を行うインタフェースである。また、図中の符号ＳＰＳは、前述したシフト変換機構８３による実際のシフト状態を検出するシフトポジションセンサであり、この場合は、実際のシフト状態がニュートラルであることを検出してエンジン制御装置１１に出力するものである。エンジン制御装置１１及びリモコン制御装置２１は、エクステンションハーネスと呼ばれる個別のケーブル６１で接続されている。従って、このケーブル６１の図示右方が船外機１、図示左方が船体５２側ということになる。

エンジン制御装置１１及びリモコン制御装置２１は、共にマイクロコンピュータなどのコンピュータシステム１２、２２を搭載している。両者のコンピュータシステム１２、２２同士は、ケーブル６１中の４本の信号線６２で直接的に接続され、必要な情報の授受を行う。コンピュータシステム１２、２２は、何れも直流５Ｖで作動するので、エンジン制御装置１１及びリモコン制御装置２２は、何れもバッテリ３２からの直流電圧を直流５Ｖに変換する５Ｖ電源回路１３、２３を備えている。なお、コンピュータシステム１２、２２は、何れも、例えば供給電圧が６Ｖ程度になると、出力を停止する、所謂リセット状態となり、リセット状態の間、ハイレベルのリセット信号ＲＳＴが出力される。

図中の符号３３は、システムの主電源となるメインスイッチ、符号３４は、スタータモータ３１によってエンジン２を始動するためのスタートスイッチであり、スイッチパネル５７上の図示しないスイッチによって同期して開閉される。また、図中の符号３５は、一般にエンジンストップスイッチと呼ばれるストップスイッチであり、同じくスイッチパネル５７に設けられている。このストップスイッチ（エンジンストップスイッチ）３５を閉じると、エンジン２が強制的に停止する。また、図中の符号３６は、レバーポジションセンサであり、リモコンレバーの状態を検出する。

従って、エンジンストップスイッチ３５が開状態にあるときに、シフト位置がニュートラルでレバーポジションセンサ３６がニュートラル位置のとき、その状態でメインスイッチ３３及びスタートスイッチ３４が閉じられると、リモコン制御装置２２の電源スイッチング素子２４が作動して５Ｖ電源回路２３により直流５Ｖ電圧が発生すると共に、リモコン制御装置２２からＷａｋｅＵｐ信号が出力され、これによりエンジン制御装置１１の電源スイッチング素子１４が作動してメインリレー３７が閉じ、エンジン制御装置１１の５Ｖ電源回路１３により直流５Ｖ電圧が発生する。

また、レバーポジションセンサ３６がニュートラル位置のとき、スタートスイッチ３４の出力がリモコン制御装置２２に入力され、リモコンレバー位置がニュートラル状態にあることがリモコン制御装置２２のコンピュータシステム２２に入力される。リモコン制御装置２２のコンピュータシステム２２は、リモコンレバー位置がニュートラル状態にあることを通信線６２を介してエンジン制御装置１１のコンピュータシステム１２に送信する。エンジン制御装置１１のコンピュータシステム１２は、シフトスイッチのニュートラル状態とシフトポジションセンサＳＰＳのニュートラル状態とが整合するときに限って、スタート用スイッチング素子１５に駆動信号を出力する。駆動信号を入力したスタート用スイッチング素子１５によって、メインリレー３７の下流側に接続されているスタータリレー３９が閉じ、スタータモータ３１に電流が流れて駆動し、エンジン２が始動する。

以上が、スタータモータ３１の正規な駆動、即ちエンジン始動のフローである。本実施形態では、エンジン制御装置１１のコンピュータシステム１２のリセット対策として、スタート用スイッチング素子１５のベースと当該コンピュータシステム１２との間にスタート用アナログ回路１６を介装している。このスタート用アナログ回路１６は、例えば図４に示すように、ＲＳ型フリップフロップ回路４１と、タイマ４２などを用いた周知のタイマスイッチ回路で構成される。具体的には、フリップフロップ回路４１の出力端Ｑをスタート用スイッチング素子１５のベースに接続すると共に、フリップフロップ回路４１のセット端Ｓをコンピュータシステム１２のリセット信号出力端に接続し、両者の間にリレー４３を介装する。リレー４３の切り替え側出力端には反転器４４を介装して、フリップフロップ回路４１のセット端Ｓに接続する。一方、フリップフロップ回路４１のリセット端Ｒにはタイマ４２を介装し、タイマ４２の入力端をコンピュータシステム１２のリセット信号出力端に接続する。タイマ４２の出力端には、リレー４３のコイルを接続する。なお、このスタート用アナログ回路１６の構成は一例であり、この回路構成に限定されるものではない。

タイマ４２は、リセット信号の立上がりでスタートし、予め設定された所定時間後にハイレベルの信号が出力する。このリセット信号の立上がりで、コンピュータシステム１２が非リセット状態からリセット状態に移行したことが検出される。従って、コンピュータシステム１２がリセット状態となってリセット信号がハイレベルになると、フリップフロップ回路４１のセット端にハイレベルのリセット信号が入力され、フリップフロップ回路４１の出力端Ｑに接続されているスタート用スイッチング素子１５によって、メインリレー３７の下流側に接続されているスタータリレー３９が閉じ、スタータモータ３１に電流が流れて駆動される。この状態が予め設定された所定時間継続されて、例えばエンジン２が始動すると、タイマ４２の出力端、即ちフリップフロップ回路４１のリセット端Ｒがハイレベルとなると共に、リレー４３が切り替わってフリップフロップ回路４１のセット端Ｓがローレベルとなる。従って、フリップフロップ回路４１の出力端Ｑはローレベルとなり、スタータモータ３１の駆動が停止する。

図５には、エンジン始動時、所謂クランキング時の供給電圧の経時変化を示す。同図のリセット電圧が、コンピュータシステム１２のリセット電圧である。船体５２が大きくなると、船体５２側のバッテリ３２を船外機１に接続するケーブル６１の取り回し長が長くなり、単位長当たりの抵抗値の小さなケーブル６１を用いても、その電圧降下は回避できない。そのため、船外機１側、即ちコンピュータシステム１２への供給電圧がリセット電圧を下回り、コンピュータシステム１２がリセット状態となる可能性がある。しかしながら、本実施形態では、コンピュータシステム１２がリセット状態となっても、スタート用アナログ回路１６によってクランキングが継続され、当該スタート用アナログ回路１６によってエンジン２が始動されるか、或いは供給電圧の復帰に伴って復帰したコンピュータシステム１２によってエンジン２が始動される。

このように、本実施形態の船舶推進機制御装置によれば、船体５２側のバッテリ３２の電力を用い、コンピュータシステム１２がスタータモータ３１を駆動してエンジン始動を行う場合に、コンピュータシステム１２がリセットすると、そのリセット状態を検出し、リセット状態が検出されるとスタート用アナログ回路１６がスタータモータ３１を予め設定された所定時間駆動することによりエンジン２が始動されるので、船体５２の大きな船舶で、バッテリ３２からの電力供給ケーブル６１が長く、そのため、スタータモータ３１の駆動時に供給電圧が低下してコンピュータシステム１２がリセットするような場合にあっても、確実にエンジン２を始動することができる。

また、スタート用アナログ回路１６により、コンピュータシステム１２が非リセット状態からリセット状態に移行した時点でスタータモータ３１の駆動信号を出力すると共にタイマ４２をスタートし、所定時間経過後、タイマ４２がスタータモータ３１の駆動信号の出力を停止するので、万が一、コンピュータシステム１２がリセットし続けた場合でも、スタータモータ３１を駆動し続けることがない。

また、コンピュータシステム１２が非リセット状態であるときには、スタート用アナログ回路１６ではなく、当該コンピュータシステム１２がスタータモータ３１を駆動してエンジン始動を行うこととした。このため、供給電圧が低下して、一旦、コンピュータシステム１２がリセットした場合でも、スタート用アナログ回路１６によりスタータモータ３１が駆動されるので、エンジン２の回転に伴って、即ちイナーシャの低減によって供給電圧が復帰し、復帰後はコンピュータシステム１２がスタータモータ３１を駆動して、エンジンを確実に始動させることができる。

また、本実施形態の船舶推進機制御装置では、前記スタートスイッチ３４の上流側及びスタータリレー３９の下流側に、例えば過電流で遮断する遮断スイッチ１７を介装している。この遮断スイッチ１７は、スタータモータ３１の駆動回路が短絡して当該スタータモータ３１に電流が流れ続けたときに当該スタータモータ３１の駆動回路を遮断するためのものであり、これによりスタータモータ３１に電流が流れ続けるのを回避して、当該スタータモータ３１を保護することができる。
なお、本発明の船舶推進機制御装置が適用される船外機は、前記実施形態に記載されるものに限定されない。また、同様に、本発明の船舶推進機制御装置が適用される船舶は、前記実施形態に記載されるものに限定されない。

本発明の船舶推進機制御装置を搭載した船舶の一実施形態を示す概略構成図である。 図１の船舶に用いられた船外機の外形図である。 図１の船舶に搭載されたエンジン制御回路及びリモコン制御回路のブロック図である。 図３のスタート用アナログ回路のブロック図である。 クランキング時の供給電圧の経時変化を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１は船外機、２はエンジン、３はカウル、４はアッパケース、５はロアケース、６はプロペラ、１０はイモビライザ受信装置、１１はエンジン制御装置、１２はコンピュータシステム、１３は５Ｖ電源回路、１４は電源スイッチング素子、１５はスタート用スイッチング素子、１６はスタート用アナログ回路、１７は遮断スイッチ、２１はリモコン制御装置、２２はコンピュータシステム、２３は５Ｖ電源回路、２４は電源スイッチング素子、３１はスタータモータ、３２はバッテリ、３３はメインスイッチ、３４はスタートスイッチ、３５はストップスイッチ、３６はレバーポジションセンサ、３７はメインリレー、３９はスタータリレー、４１はフリップフロップ回路、４２はタイマ、４３はリレー、４４は反転器

Claims (4)

1. 船体側のバッテリ電力を用い、コンピュータシステムがスタータモータを駆動してエンジン始動を行う船舶推進機制御装置において、前記コンピュータシステムのリセット時にリセット状態を検出するリセット状態検出装置と、前記リセット状態を検出すると前記スタータモータを予め設定された所定時間駆動してエンジン始動を行うアナログ回路とからなることを特徴とする船舶推進機制御装置。
2. 前記アナログ回路は、所定時間を計時するタイマを備え、前記コンピュータシステムが非リセット状態からリセット状態に移行した時点から前記スタータモータの駆動信号を出力すると共に前記タイマをスタートし、前記所定時間計時後、タイマがスタータモータの駆動信号の出力を停止することを特徴とする請求項１に記載の船舶推進機制御装置。
3. 前記コンピュータシステムが非リセット状態であるときには、当該コンピュータシステムがスタータモータを駆動してエンジン始動を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶推進機制御装置。
4. 前記スタータモータの駆動回路が短絡して当該スタータモータに電流が流れ続けたときに当該スタータモータの駆動回路を遮断する遮断スイッチを介装したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の船舶推進機制御装置。

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