JP2011246060A - 船外機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速機を備えると共に、後進時において船舶の推力が低下するのを防止するようにした船外機の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関からの動力をプロペラに伝達する動力伝達軸に介挿されると共に、少なくとも１速、２速からなる変速段を有し、内燃機関の出力を変速段のうちの選択された変速段で変速してプロペラに伝達する変速機を備える船外機の制御装置において、変速機が後進位置にあるか否か判断し（Ｓ１４）、変速機で２速が選択されていると共に、変速機が後進位置にあると判断されるとき、２速から１速に変速するように変速機の動作を制御する（Ｓ６８）。
【選択図】図５

Description

この発明は船外機の制御装置に関し、より詳しくは変速機を備えた船外機の制御装置に関する。

近年、船外機において、搭載される内燃機関からの動力をプロペラに伝達する動力伝達軸に変速機を介挿すると共に、機関回転数とスロットルレバーの操作量に基づいて変速機の変速段（変速比）を１速、２速のうちから選択し、内燃機関の出力を選択された変速段で変速してプロペラに伝達するようにした技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１記載の技術にあっては、船外機が取り付けられる船舶が後進するときも１速、２速に変速可能に構成される。

特開２００９−１９０６７２号公報（段落００５５，００５６、図１２など）

ところで、船外機のプロペラは、船舶を前進させる方向に回転するときに推力を最も効率良く出力できるような形状に設計される。そのため、プロペラが後進方向に回転する場合（特に、変速機が２速に変速されてプロペラが高速回転する場合）、効率が悪化して船舶の推力が低下するという不具合が生じていた。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、変速機を備えると共に、後進時において船舶の推力が低下するのを防止するようにした船外機の制御装置を提供することにある。

上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、内燃機関からの動力をプロペラに伝達する動力伝達軸に介挿されると共に、少なくとも１速、２速からなる変速段を有し、前記内燃機関の出力を前記変速段のうちの選択された変速段で変速して前記プロペラに伝達する変速機を備える船外機の制御装置において、前記変速機が後進位置にあるか否か判断する後進位置判断手段と、前記２速が選択されていると共に、前記変速機が後進位置にあると判断されるとき、前記２速から前記１速に変速するように前記変速機の動作を制御する変速制御手段とを備える如く構成した。

請求項２に係る船外機の制御装置にあっては、前記変速機が後進位置にあると判断されるとき、前記内燃機関の機関回転数を所定回転数以下に制御する機関回転数制御手段を備える如く構成した。

請求項１に係る船外機の制御装置にあっては、変速機が後進位置にあるか否か判断し、２速が選択されていると共に、変速機が後進位置にあると判断されるとき、２速から１速に変速するように変速機の動作を制御するように構成したので、後進時のプロペラの回転数を減少させてプロペラを効率良く（換言すれば、プロペラの効率を悪化させることなく）回転させることができ、よって船舶の推力が低下するのを防止することができる。さらに、推力の低下を防止することで、船舶を後進させて停止させるときの船舶の操作性（操船性）を向上させることもできる。

請求項２に係る船外機の制御装置にあっては、変速機が後進位置にあると判断されるとき、内燃機関の機関回転数を所定回転数以下に制御するように構成したので、上記した効果に加え、例えば所定回転数を内燃機関が高速回転とならないような値（具体的には中速回転を示す値）に設定して機関回転数をそれ以下に抑制することが可能となり、よって後進時のプロペラの回転数を効果的に減少できると共に、船舶の推力が低下するのを確実に防止することができる。

この発明の実施例に係る船外機の制御装置を船体も含めて全体的に示す概略図である。 図１に示す船外機の部分断面拡大側面図である。 図１に示す船外機の拡大側面図である。 図２に示す変速機構の油圧回路を模式的に示す油圧回路図である。 図１に示す電子制御ユニットの変速制御動作などを示すフロー・チャートである。 図５フロー・チャートの処理を説明するタイム・チャートである。

以下、添付図面に即してこの発明に係る船外機の制御装置を実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の実施例に係る船外機の制御装置を船体も含めて全体的に示す概略図、図２は図１に示す船外機の部分断面拡大側面図、図３は船外機の拡大側面図である。

図１から図３において、符号１は船外機１０が船体（艇体）１２に搭載されてなる船舶を示す。船外機１０は、図２に良く示すように、スイベルケース１４、チルティングシャフト１６およびスターンブラケット１８を介して船体１２の後尾（船尾）１２ａに取り付けられる。

スイベルケース１４の付近には、スイベルケース１４の内部に鉛直軸回りに回転自在に収容されるシャフト部２０を駆動する転舵用電動モータ（アクチュエータ）２２と、船外機１０の船体１２に対するチルト角またはトリム角をチルトアップ／ダウンまたはトリムアップ／ダウンによって調整可能なパワーチルトトリムユニット（アクチュエータ）２４が配置される。転舵用電動モータ２２の回転出力は減速ギヤ機構２６、マウントフレーム２８を介してシャフト部２０に伝達され、よって船外機１０はシャフト部２０を転舵軸として左右に（鉛直軸回りに）転舵される。

パワーチルトトリムユニット２４はチルト角調整用の油圧シリンダ２４ａとトリム角調整用の油圧シリンダ２４ｂを一体的に備え、油圧シリンダ２４ａ，２４ｂを伸縮させることで、スイベルケース１４がチルティングシャフト１６を回転軸として回転させられ、船外機１０はチルトアップ／ダウンあるいはトリムアップ／ダウンさせられる。尚、油圧シリンダ２４ａ，２４ｂは、船外機１０に配置された図示しない油圧回路に接続されて作動油の供給を受けて伸縮させられる。

船外機１０の上部には、内燃機関（以下「エンジン」という）３０が搭載される。エンジン３０は火花点火式の水冷ガソリンエンジンで、排気量２２００ｃｃを備える。エンジン３０は水面上に位置し、エンジンカバー３２によって覆われる。

エンジン３０の吸気管３４には、スロットルボディ３６が接続される。スロットルボディ３６はその内部にスロットルバルブ３８を備えると共に、スロットルバルブ３８を開閉駆動するスロットル用電動モータ（アクチュエータ。機関回転数制御手段）４０が一体的に取り付けられる。

スロットル用電動モータ４０の出力軸は減速ギヤ機構（図示せず）を介してスロットルバルブ３８に接続され、スロットル用電動モータ４０を動作させることでスロットルバルブ３８が開閉され、エンジン３０の吸気量が調量されてエンジン回転数（機関回転数）が調節される。

船外機１０は、水平軸回りに回転自在に支持されると共に、その一端にプロペラ４２が取り付けられ、エンジン３０からの動力をプロペラ４２に伝達するプロペラシャフト（動力伝達軸）４４と、エンジン３０とプロペラシャフト４４の間に介挿されると共に、１速、２速、３速からなる複数の変速段を有する変速機（自動変速機）４６を備える。

プロペラ４２は、船舶１を前進させる方向に回転するとき、推力を最も効率良く出力できるような形状（例えばブレードの形状やピッチなど）に設計される。変速機４６は、複数の変速段を切換自在な変速機構５０と、シフト位置を前進位置（フォワード位置）、後進位置（リバース位置）およびニュートラル位置に切換自在なシフト機構５２からなる。

図４は変速機構５０の油圧回路を模式的に示す油圧回路図である。

図２および図４に示す如く、変速機構５０は、エンジン３０のクランクシャフト（図において見えず）に接続されるインプットシャフト５４と、インプットシャフト５４にギヤを介して接続されるカウンタシャフト５６と、カウンタシャフト５６に複数のギヤを介して接続されるアウトプットシャフト５８とが平行に配置された平行軸式の有段式の変速機構からなる。

カウンタシャフト５６には、後述する変速用の油圧クラッチや潤滑部に作動油（潤滑油。オイル）を圧送する油圧ポンプ（ギヤポンプ。図２，４にのみ示す）６０が接続される。シャフト５４，５６，５８や油圧ポンプ６０などは、ケース（図２にのみ示す）６２に収容される。ケース６２の下部は作動油を受けるオイルパン６２ａを構成する。

上記の如く構成された変速機構５０においては、シャフト上に相対回転自在に配置されたギヤを変速クラッチでシャフト上に固定することで複数の変速段、詳しくは１速、２速、３速のうちのいずれかの変速段が選択（確立）され、エンジン３０の出力は選択された変速段で変速され、シフト機構５２、プロペラシャフト４４を介してプロペラ４２に伝達される。尚、各変速段の変速比は１速が最も大きく、２速、３速となるにつれて小さくなるように設定される。

変速機構５０について具体的に説明すると、図４に良く示すように、インプットシャフト５４には、インプットプライマリギヤ６４が支持される。カウンタシャフト５６には、インプットプライマリギヤ６４に噛合するカウンタプライマリギヤ６６、カウンタ１速ギヤ６８、カウンタ２速ギヤ７０、カウンタ３速ギヤ７２が支持される。

また、アウトプットシャフト５８には、カウンタ１速ギヤ６８に噛合するアウトプット１速ギヤ７４、カウンタ２速ギヤ７０と噛合するアウトプット２速ギヤ７６、カウンタ３速ギヤ７２に噛合するアウトプット３速ギヤ７８が支持される。

上記において、アウトプットシャフト５８に相対回転自在に支持されたアウトプット１速ギヤ７４を１速用クラッチＣ１でアウトプットシャフト５８に結合すると、１速（ギヤ。変速段）が確立する。尚、１速用クラッチＣ１は、ワンウェイクラッチからなり、後述する２速または３速用油圧クラッチＣ２，Ｃ３に油圧が供給されて２速または３速が確立し、アウトプットシャフト５８の回転数がアウトプット１速ギヤ７４のそれより大きくなるとき、アウトプット１速ギヤ７４を空転させるように構成される。

カウンタシャフト５６に相対回転自在に支持されたカウンタ２速ギヤ７０を２速用油圧クラッチＣ２でカウンタシャフト５６に結合すると、２速（ギヤ。変速段）が確立する。また、カウンタシャフト５６に相対回転自在に支持されたカウンタ３速ギヤ７２を３速用油圧クラッチＣ３でカウンタシャフト５６に結合すると、３速（ギヤ。変速段）が確立する。尚、油圧クラッチＣ２，Ｃ３は、油圧が供給されるとき各ギヤ７０，７２をカウンタシャフト５６に結合する一方、油圧が供給されないとき各ギヤ７０，７２を空転させる。

このように、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３によるギヤとシャフトの結合は、油圧ポンプ６０から油圧クラッチＣ２，Ｃ３に供給される油圧を制御することで行われる。

詳説すると、油圧ポンプ６０がエンジン３０により駆動されるとき、オイルパン６２ａの作動油は油路８０ａ、ストレーナ８２を介して汲み上げられて吐出口６０ａから油路８０ｂを介して第１切換バルブ８４ａに、油路８０ｃ，８０ｄを介して第１、第２電磁ソレノイドバルブ（リニアソレノイドバルブ）８６ａ，８６ｂに送られる。

第１切換バルブ８４ａには、油路８０ｅを介して第２切換バルブ８４ｂが接続される。第１、第２切換バルブ８４ａ，８４ｂの内部には移動自在なスプールがそれぞれ収容され、スプールは一端側（図で左端）でスプリングによって他端側に付勢される。その他端側には、前記した第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂが油路８０ｆ，８０ｇを介して接続される。

従って、第１電磁ソレノイドバルブ８６ａが通電（オン）されると、その内部に収容されたスプールが変位させられ、油圧ポンプ６０から油路８０ｃを介して供給される油圧は第１切換バルブ８４ａのスプールの他端側に出力される。これにより、第１切換バルブ８４ａのスプールは一端側に変位させられ、よって油路８０ｂの作動油が油路８０ｅに送出される。

第２電磁ソレノイドバルブ８６ｂも、第１電磁ソレノイドバルブ８６ａと同様、通電（オン）されるときにスプールが変位させられ、油圧ポンプ６０から油路８０ｄを介して供給される油圧は第２切換バルブ８４ｂの他端側に出力される。これにより、第２切換バルブ８４ｂはスプールが一端側に変位させられ、よって油路８０ｅの作動油は油路８０ｈを介して２速用油圧クラッチＣ２に供給される。一方、第２電磁ソレノイドバルブ８６ｂが通電されず（オフされ）、第２切換バルブ８４ｂの他端側に油圧が出力されないときは油路８０ｅの作動油は油路８０ｉを介して３速用油圧クラッチＣ３に供給される。

即ち、第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂが共にオフされるときは油圧クラッチＣ２，Ｃ３のいずれにも油圧が供給されないため、アウトプット１速ギヤ７４とアウトプットシャフト５８が１速用クラッチＣ１で結合されて１速が確立する。

また、第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂが共にオンされるときは２速用油圧クラッチＣ２に油圧が供給されるため、カウンタ２速ギヤ７０とカウンタシャフト５６が結合されて２速が確立する。さらに、第１電磁ソレノイドバルブ８６ａがオン、第２電磁ソレノイドバルブ８６ｂがオフされるときは３速用油圧クラッチＣ３に油圧が供給されるため、カウンタ３速ギヤ７２とカウンタシャフト５６が結合されて３速が確立する。このように、第１、第２切換バルブ８４ａ，８４ｂのオン・オフを制御することで、変速機４６の変速段が選択される（変速制御が行われる）。

尚、油圧ポンプ６０からの作動油（潤滑油）は、油路８０ｂ，８０ｊ、レギュレータバルブ８８やリリーフバルブ９０を介して潤滑部（例えばシャフト５４，５６，５８など）にも供給される。また、第１、第２切換バルブ８４ａ，８４ｂと第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂにはそれぞれ、圧抜き用の油路８０ｋが適宜に接続される。

図２の説明に戻ると、シフト機構５２は、変速機構５０のシャフト５８に接続されると共に、鉛直軸と平行に配置されて回転自在に支持されるドライブシャフト（バーチカルシャフト）５２ａと、シャフト５２ａに接続されて回転させられる前進ベベルギヤ５２ｂと後進ベベルギヤ５２ｃと、プロペラシャフト４４を前進ベベルギヤ５２ｂと後進ベベルギヤ５２ｃのいずれかに係合自在とするクラッチ５２ｄなどからなる。

エンジンカバー３２の内部にはシフト機構５２を駆動するシフト用電動モータ（アクチュエータ）９２が配置され、その出力軸は、減速ギヤ機構９４を介してシフト機構５２のシフトロッド５２ｅの上端に接続自在とされる。従って、シフト用電動モータ９２を駆動することにより、シフトロッド５２ｅとシフトスライダ５２ｆが適宜に変位させられ、それによってクラッチ５２ｄを動作させてシフト位置が前進位置、後進位置およびニュートラル位置の間で切り換えられる。

シフト位置が前進位置あるいは後進位置のとき、変速機構５０のシャフト５８の回転はシフト機構５２を介してプロペラシャフト４４に伝達され、よってプロペラ４２は回転させられ、船体１２を前進あるいは後進させる方向の推力（推進力）を生じる。尚、船外機１０はエンジン３０に取り付けられたバッテリなどの電源（図示せず）を備え、それから各電動モータ２２，４０，９２などに動作電源が供給される。

図３に示す如く、スロットルバルブ３８の付近にはスロットル開度センサ９６が配置され、スロットルバルブ３８の開度（スロットル開度）ＴＨを示す出力を生じる。また、シフト用電動モータ９２付近にはシフト位置センサ（後進位置判断手段）１００が配置され、変速機４６のシフト位置に応じた信号を出力する。エンジン３０のクランクシャフトの付近にはクランク角センサ１０２が取り付けられ、所定のクランク角度ごとにパルス信号を出力する。

上記した各センサやスイッチの出力は、船外機１０に搭載された電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）１１０に入力される。ＥＣＵ１１０はＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭなどを備えたマイクロ・コンピュータからなり、船外機１０のエンジンカバー３２の内部に配置される。

図１に示す如く、船体１２の操縦席１１２の付近には、操船者（図示せず）によって回転操作自在なステアリングホイール１１４が配置される。ステアリングホイール１１４のシャフト（図示せず）には操舵角センサ１１６が取り付けられ、操船者によって入力されたステアリングホイール１１４の操舵角に応じた信号を出力する。

操縦席１１２付近にはリモートコントロールボックス１２０が配置され、そこには操船者の操作自在に配置されるシフト・スロットルレバー（スロットルレバー。以下、単に「レバー」という）１２２が設けられる。レバー１２２は、初期位置から前後方向に揺動操作自在とされ、初期位置付近にあるときニュートラルレンジ、初期位置より前方に位置（傾倒）されるとき前進レンジ、初期位置より後方に位置されるとき後進レンジとなるように設定される。

上記の如く構成されたレバー１２２は、操船者からの前進／後進指示と、エンジン３０に対する加速／減速指示を含むエンジン回転数の調節指示（別言すれば、エンジン３０の目標エンジン回転数ＮＥｄ）とを入力する。尚、この目標エンジン回転数ＮＥｄは、レバー１２２の初期位置からの操作量に比例する。即ち、例えばレバー１２２の操作量が少ないとき、目標エンジン回転数ＮＥｄは比較的小さい値とされる一方、操作量が多くなるにつれて（換言すれば、レバー１２２が初期位置から離間するにつれて）大きい値とされる。また、リモートコントロールボックス１２０の内部にはレバー位置センサ１２４が取り付けられ、レバー１２２の位置に応じた信号を出力する。

さらに、操縦席１１２の付近には、エンジン３０の燃費（燃料消費量）を低減させる燃費低減指示を入力するスイッチ１３０が操船者に手動操作自在に設けられる。スイッチ１３０は、操船者が燃費を重視して走行することを所望する際に操作され（押され）、操作されるとき燃費低減指示を示す信号（オン信号）を出力する。これら各センサ１１６，１２４およびスイッチ１３０の出力もＥＣＵ１１０に入力される。

ＥＣＵ１１０は、入力されたセンサ出力に基づいて転舵用電動モータ２２の動作を制御すると共に、レバー位置センサ１２４の出力に応じてシフト用電動モータ９２の動作を制御して変速機４６のシフト位置を切り換える、詳しくは、レバー１２２が前進レンジにあるときは前進位置に、ニュートラルレンジにあるときはニュートラル位置に、後進レンジにあるときは後進位置となるようにシフト用電動モータ９２の動作を制御して変速機４６のシフト位置を切り換える。

また、ＥＣＵ１１０は、入力されたセンサ出力に基づき、後述する変速機４６の変速制御を行うと共に、パワーチルトトリムユニット２４の動作を制御する。さらに、クランク角センサ１０２の出力パルスをカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出（算出）し、検出されたエンジン回転数ＮＥおよびスロットル開度ＴＨに基づいてエンジン回転数ＮＥが目標エンジン回転数ＮＥｄ（詳しくは、レバー１２２の位置に応じて設定される目標エンジン回転数ＮＥｄ）に一致するようにスロットル用電動モータ４０の動作を制御する。

このように、この実施例に係る船外機の制御装置は、操作系（ステアリングホイール１１４やレバー１２２）と船外機１０の機械的な接続が断たれたＤＢＷ（Drive By Wire）方式の装置である。

図５は、ＥＣＵ１１０の変速制御動作とエンジン回転数制御動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、ＥＣＵ１１０によって所定の周期（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。

以下説明すると、先ずＳ１０においてスロットル開度センサ９６の出力からスロットル開度ＴＨを検出（算出）し、Ｓ１２に進んでクランク角センサ１０２の出力からエンジン回転数ＮＥを検出する。

次いでＳ１４に進み、変速機４６のシフト位置が後進位置またはニュートラル位置にあるか否か判断する。この判断は、シフト位置センサ１００の出力に基づいて行う。Ｓ１４で否定されるとき、即ち、変速機４６が前進位置にあるときはＳ１６に進み、スロットル開度ＴＨの所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）当たりの変化量（変動量）ＤＴＨを算出する。

次いでＳ１８に進み、操船者からエンジン３０に対して減速が指示されたか否か、換言すれば、エンジン３０が船舶１を減速させる運転状態にあるか否か判定する。この判定は、スロットルバルブ３８が閉弁方向に駆動されているか否か判断することで行う。具体的にはスロットル開度の変化量ＤＴＨが負値に設定された減速判定用の所定値ＤＴＨａ（例えば−０．５ｄｅｇ）未満の場合、スロットルバルブ３８が閉弁方向に駆動されている、即ち、減速が指示されたと判定する。

Ｓ１８で否定されるときはＳ２０に進み、加速終了後に３速に変速されたことを示す加速後３速変速済みフラグ（後述。以下「３速変速フラグ」という）のビットが０か否か判断する。３速変速フラグは初期値が０とされるため、最初のプログラムループにおいてＳ２０の判断は通例肯定されてＳ２２に進む。

Ｓ２２においてはエンジン回転数ＮＥの変化量（変動量）ＤＮＥを算出する。変化量ＤＮＥは、前回のプログラムループで検出されたエンジン回転数ＮＥから今回検出されたそれを減算して求める。

次いでＳ２４に進み、加速後２速変速済みフラグ（以下「２速変速フラグ」という）のビットが０か否か判断する。このフラグのビットは、後述する如く、加速終了後に１速から２速に変速されるとき１にセットされる一方、それ以外のとき０にリセットされる。

２速変速フラグも初期値が０とされるため、最初のプログラムループにおいてＳ２４の判断は通例肯定されてＳ２６に進み、エンジン回転数ＮＥが２速変速用の既定回転数ＮＥａ以上か否か判断する。この既定回転数ＮＥａについては後に説明する。

エンジン始動直後のプログラムループにおいては通例、エンジン回転数ＮＥは既定回転数ＮＥａ未満であるため、Ｓ２６の判断は否定されてＳ２８に進む。Ｓ２８では、加速中判定フラグ（後述。図で「加速中フラグ」と示す）のビットが０か否か判断する。加速中判定フラグも初期値が０とされるため、最初のプログラムループにおいてここでの判断は肯定されてＳ３０に進む。

Ｓ３０では、操船者からエンジン３０に対して加速（正確には急加速）が指示されたか否か、換言すれば、エンジン３０が船舶１を加速（正確には急加速）させる運転状態にあるか否か判定する。この判定は、具体的にはスロットルバルブ３８が開弁方向に急速に駆動されているか否か判断することで行う。

詳しくは、Ｓ１６で検出されたスロットル開度の変化量ＤＴＨと加速判定用の所定値ＤＴＨｂとを比較し、変化量ＤＴＨが所定値ＤＴＨｂ以上のとき、スロットルバルブ３８が開弁方向に急速に駆動されている、即ち、加速が指示されたと判定する。従って、所定値ＤＴＨｂは、減速判定用の所定値ＤＴＨａに比して大きい値（正値）で、加速の指示がなされたと判定できるような値、例えば０．５ｄｅｇに設定される。

Ｓ３０で否定、即ち、エンジン３０に対して加速または減速の指示がないときはＳ３２に進み、第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂ（図で「第１ＳＯＬ」「第２ＳＯＬ」と示す）を共にオンして変速機４６において２速の変速段を選択し、次いでＳ３４に進み、加速中判定フラグのビットを０にリセットする。

他方、Ｓ３０で肯定されるときはＳ３６に進み、第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂを共にオフして変速機４６の変速段を２速から１速に変速（シフトダウン）する。これにより、エンジン３０の出力トルクは１速にシフトダウンさせられた変速機４６（正確には、変速機構５０）によって増幅させられてプロペラシャフト４４を介してプロペラ４２に伝達され、よって加速性が上昇する。

次いでＳ３８に進み、加速中判定フラグのビットを１にセットする。即ち、このフラグは、スロットル開度の変化量ＤＴＨが加速判定用の所定値ＤＴＨｂ以上で、変速段が２速から１速に変速されるとき１にセットされる一方、それ以外のときは０にリセットされる。尚、このフラグのビットが１にセットされると、次回以降のプログラム実行時はＳ２８で否定されてＳ３０の処理をスキップする。

このように、変速機４６のシフト位置が前進位置にあってエンジン３０が始動させられてから加速が指示されるまでの通常運転時は、変速段を２速にするように構成したため、急加速以外での船外機１０の使い勝手を、変速機を備えない船外機と同等とすることができる。

変速機４６の変速段を１速に変速した後、エンジン回転数ＮＥが徐々に上昇し、そして１速でのトルク増幅を利用した加速が終了すると（加速領域が飽和すると）、エンジン回転数ＮＥは２速変速用の既定回転数ＮＥａになり（到達し）、よってＳ２６の判断で肯定されてＳ４０以降の処理に進む。従って、既定回転数ＮＥａは、比較的高い値に設定され、詳しくは１速での加速が終了したと判断できる値（例えば６０００ｒｐｍ）とされる。

Ｓ４０では、エンジン回転数ＮＥが安定しているか否か判断、換言すれば、エンジン３０が安定した運転状態であるか否か判断する。この判断は、エンジン回転数の変化量ＤＮＥの絶対値を第１の既定値ＤＮＥ１と比較することで行われ、変化量ＤＮＥの絶対値が第１の既定値ＤＮＥ１未満の場合にエンジン回転数ＮＥが安定していると判断する。従って、既定値ＤＮＥ１はエンジン回転数ＮＥが安定して、変化量ＤＮＥが比較的少ないと判定できるような値、例えば５００ｒｐｍに設定される。

Ｓ４０で否定されるときは１速のままプログラムを終了する一方、肯定されるときはＳ４２に進んで第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂを共にオンして変速機４６の変速段を１速から２速に変速（シフトアップ）する。これにより、ドライブシャフト５２ａおよびプロペラシャフト４４の回転数が上昇し、結果として船速が（エンジン性能上の）最高速度に到達し、速度性が向上する。

次いでＳ４４に進んで２速変速フラグのビットを１にセットし、Ｓ４６に進んで３速変速フラグのビットを０にリセットする。Ｓ４４で２速変速フラグのビットが１にセットされると、次回以降のプログラム実行時はＳ２４で否定されてＳ４８に進む。このように、Ｓ４８以降の処理は、２速変速フラグのビットが１にセットされるとき、換言すれば、１速での加速が終了した後に２速に変速される場合に実行される。

Ｓ４８では、スイッチ１３０がオン信号を出力しているか否か、即ち、操作者によってエンジン３０の燃費低減が指示されているか否か判断する。Ｓ４８で否定されるときは前述したＳ４２からＳ４６の処理に進む一方、肯定されるときはＳ５０に進み、エンジン回転数ＮＥが３速変速用の既定回転数ＮＥｂ以上か否か判断する。既定回転数ＮＥｂは、２速変速用の既定回転数ＮＥａに比して僅かに低い値であって、後述する如く３速に変速可能と判断できるような値、例えば５０００ｒｐｍに設定される。

Ｓ５０で肯定されるときはＳ５２に進み、Ｓ４０と同様、エンジン回転数ＮＥが安定しているか否か判断する。即ち、エンジン回転数の変化量ＤＮＥの絶対値を第２の既定値ＤＮＥ２と比較し、既定値ＤＮＥ２未満の場合にエンジン回転数ＮＥが安定していると判断する。従って、第２の既定値ＤＮＥ２は、変化量ＤＮＥが比較的少なくエンジン回転数ＮＥが安定していると判定できるような値、例えば５００ｒｐｍとされる。

Ｓ５２で否定、またはＳ５０で否定されるときはＳ４２に進む一方、Ｓ５２で肯定されるときはＳ５４に進み、第１電磁ソレノイドバルブ８６ａをオン、第２電磁ソレノイドバルブ８６ｂをオフして変速機４６の変速段を２速から３速に変速（シフトアップ）する。これにより、エンジン回転数ＮＥが低下するため、エンジン３０の燃料消費量を低減、換言すれば、燃費が向上する。

次いでＳ５６に進み、２速変速フラグのビットを０にリセットし、Ｓ５８に進んで３速変速フラグのビットを１にセットする。このように、３速変速フラグは、加速終了後に２速から３速に変速されるとき１にセットされる一方、それ以外のとき０にリセットされる。尚、３速変速フラグのビットが１にセットされた後のプログラム実行時は、Ｓ２０で否定されて、Ｓ５４からＳ５８の処理を実行して３速のままプログラムを終了する。

また、Ｓ１８で肯定されるとき、即ち、スロットル開度の変化量ＤＴＨが減速判定用の所定値ＤＴＨａ未満のときはＳ６０に進み、第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂを共にオンして変速機４６の変速段を２速に変速する。その後、Ｓ６２，Ｓ６４，Ｓ６６に進んで２速変速フラグ、３速変速フラグおよび加速中判定フラグのビットを全て０にリセットする。

レバー１２２が操船者によって後進レンジまたはニュートラルレンジとなるように操作され、変速機４６のシフト位置が後進位置またはニュートラル位置に切り換えられると、Ｓ１４で肯定されてＳ６８に進み、第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂをオフして変速機４６の変速段を２速から１速に変速する。これにより、変速機４６が後進位置にある場合、プロペラ４２の回転数は減少させられることとなる。

次いでＳ７０に進み、エンジン回転数ＮＥを所定回転数ＮＥｄ１以下に抑制するエンジン回転数抑制制御を実行する。エンジン回転数抑制制御では、具体的には目標エンジン回転数ＮＥｄの上限値を所定回転数ＮＥｄ１に制限することで、エンジン回転数ＮＥを抑制する。この所定回転数ＮＥｄ１は、エンジン３０が高速回転とならないような値（具体的には、高速回転に比して低い中速回転を示す値、例えば３５００ｒｐｍ）に設定される。

これにより、例えばレバー１２２の初期位置から後方に向けての操作量が多く、リモートコントロールボックス１２０の後端まで傾倒される場合であっても、エンジン回転数ＮＥは所定回転数ＮＥｄ１以下となるように制御される、正確には、スロットル用電動モータ４０の動作が制御されてスロットル開度ＴＨが調整されることとなる。このように、後進時においてエンジン回転数ＮＥは所定回転数ＮＥｄ１より大きくなることはない、即ち、エンジン３０が高速回転となることはない。

図６は上記した処理の一部を説明するタイム・チャートである。

図６に示すように、先ず時刻ｔ０からｔ１において変速機４６のシフト位置が前進位置であって、急加速以外の通常運転時にあるときは変速段を２速にする（Ｓ３２）。そして時刻ｔ１において、操船者のレバー１２２の操作によって変速機４６が前進位置から後進位置に切り換えられると（Ｓ１４で肯定）、変速機４６を２速から１速に変速する（Ｓ６８）。尚、変速機４６が後進位置にあるときのエンジン回転数ＮＥは所定回転数ＮＥｄ１以下に制御（抑制）される（Ｓ７０）。

以上の如く、この発明の実施例にあっては、内燃機関（エンジン）３０からの動力をプロペラ４２に伝達する動力伝達軸（プロペラシャフト）４４に介挿されると共に、少なくとも１速、２速からなる変速段を有し、前記内燃機関の出力を前記変速段のうちの選択された変速段で変速して前記プロペラに伝達する変速機４６を備える船外機の制御装置において、前記変速機が後進位置にあるか否か判断する後進位置判断手段と（シフト位置センサ１００、ＥＣＵ１１０。Ｓ１４）、前記２速が選択されていると共に、前記変速機４６が後進位置にあると判断されるとき、前記２速から前記１速に変速するように前記変速機４６の動作を制御する変速制御手段と（ＥＣＵ１１０。Ｓ６８）を備える如く構成した。

これにより、後進時のプロペラ４２の回転数を減少させてプロペラ４２を効率良く（換言すれば、プロペラ４２の効率を悪化させることなく）回転させることができ、よって船舶１の推力が低下するのを防止することができる。さらに、推力の低下を防止することで、船舶１を後進させて停止させるときの船舶１の操作性（操船性）を向上させることもできる。

また、前記変速機が後進位置にあると判断されるとき、前記内燃機関の機関回転数（エンジン回転数）ＮＥを所定回転数ＮＥｄ１以下に制御する機関回転数制御手段（スロットル用電動モータ４０、ＥＣＵ１１０。Ｓ７０）を備える如く構成したので、例えば所定回転数ＮＥｄ１をエンジン３０が高速回転とならないような値（具体的には中速回転を示す値、例えば３５００ｒｐｍ）に設定してエンジン回転数ＮＥをそれ以下に抑制することが可能となり、よって後進時のプロペラ４２の回転数を効果的に減少できると共に、船舶１の推力が低下するのを確実に防止することができる。

尚、上記においては、船外機を例にとって説明したが、変速機を備えた船内外機についても本発明を適用することができる。

また、エンジン回転数ＮＥを所定回転数ＮＥｄ１以下に制御するため、スロットル開度ＴＨを調整するようにしたが、それに限られるものではなく、例えば点火カットや燃料カットなどを行うように構成しても良い。

また、減速／加速判定用の所定値ＤＴＨａ，ＤＴＨｂ、所定回転数ＮＥｄ１やエンジン３０の排気量などを具体的な値で示したが、それらは例示であって限定されるものではない。

１０ 船外機、３０ エンジン（内燃機関）、４０ スロットル用電動モータ（機関回転数制御手段）、４２ プロペラ、４４ プロペラシャフト（動力伝達軸）、４６ 変速機、１００ シフト位置センサ（後進位置判断手段）、１１０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）

Claims (2)

1. 内燃機関からの動力をプロペラに伝達する動力伝達軸に介挿されると共に、少なくとも１速、２速からなる変速段を有し、前記内燃機関の出力を前記変速段のうちの選択された変速段で変速して前記プロペラに伝達する変速機を備える船外機の制御装置において、
   ａ．前記変速機が後進位置にあるか否か判断する後進位置判断手段と、
   ｂ．前記２速が選択されていると共に、前記変速機が後進位置にあると判断されるとき、前記２速から前記１速に変速するように前記変速機の動作を制御する変速制御手段と、
   を備えることを特徴とする船外機の制御装置。
2. ｃ．前記変速機が後進位置にあると判断されるとき、前記内燃機関の機関回転数を所定回転数以下に制御する機関回転数制御手段、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の船外機の制御装置。

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