JP2012183930A - 船外機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原動機の駆動力を適切なタイミングで低下させてシフトレバー操作時の操船者の操作荷重を低減させるようにした船外機の制御装置を提供する。
【解決手段】シフトポジションをインギヤ位置とニュートラル位置との間で切り替えるシフトシャフトを備えた船外機において、シフトシャフトの回動角度がニュートラル位置を示す作動範囲内にあるときに出力を生じるニュートラルスイッチと、シフトシャフトの回動角度を示す出力電圧を生じるシフトセンサを備えると共に、シフトシャフトの回動角度が作動範囲内にあるときにシフトセンサに生じる出力電圧の上下限値α１，β１で規定される基準電圧範囲と上限値α１のプラス側と下限値β１のマイナス側に規定される追加電圧範囲とで所定の電圧範囲を設定し、シフトセンサの出力電圧が所定の電圧範囲内にあり、かつニュートラルスイッチが出力を生じないとき、原動機の駆動力を低下させる。
【選択図】図８

Description

この発明は船外機の制御装置に関し、詳しくは船外機に搭載された原動機の駆動力を制御してシフトレバー操作時の操船者の操作荷重を低減させるようにした装置に関する。

従来、船外機の制御装置において、操船者によるシフトレバーの操作に応じてクラッチを変位させることで、シフトポジションが前後進ギヤに係合させられて原動機の駆動力をプロペラに伝達するインギヤ位置と、前記係合が解除されて駆動力の伝達を遮断するニュートラル位置との間で切り替え自在とした技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

また、特許文献１記載の技術にあっては、シフトレバーに接触スイッチを設けると共に、シフトレバーがインギヤ位置からニュートラル位置に向けて操作されて所定の操作位置に到達したことがスイッチによって検出されるとき、エンジン（原動機）の点火カットを行って駆動力の低下制御を開始することで、クラッチと前後進ギヤの係合（インギヤ）を解除し易くし、シフトレバー操作時の操船者の操作荷重を低減させるように構成される。

特開平３−７９４９６号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術の如く構成した場合、スイッチをシフトレバーに精度良く取り付けてスイッチの作動点を適正に設定するのが難しく、結果として駆動力の低下制御が適切なタイミングで開始されない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、原動機の駆動力を適切なタイミングで低下させてシフトレバー操作時の操船者の操作荷重を低減させ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、操船者の操作に応じて回動してシフトポジションを前後進ギヤに係合させて原動機の駆動力をプロペラに伝達するインギヤ位置と前記駆動力の伝達を遮断するニュートラル位置との間で切り替えるシフトシャフトを備えた船外機において、前記シフトシャフトの回動角度がニュートラル位置を示す作動範囲内にあるときに出力を生じるニュートラルスイッチと、前記シフトシャフトの回動角度を示す出力電圧を生じるシフトセンサと、前記シフトシャフトの回動角度が前記作動範囲内にあるときに前記シフトセンサに生じる出力電圧の上限値と下限値で規定される基準電圧範囲と前記上限値のプラス側と前記下限値のマイナス側に規定される追加電圧範囲とで所定の電圧範囲を設定する電圧範囲設定手段と、前記シフトセンサの出力電圧が前記設定された所定の電圧範囲内にあり、かつ前記ニュートラルスイッチが出力を生じないとき、前記原動機の駆動力を低下させる駆動力低下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、前記原動機が内燃機関からなると共に、前記駆動力低下手段は、前記内燃機関の点火カットと点火時期の遅角と燃料噴射量の低減のうちの少なくともいずれかを介して前記原動機の駆動力を低下させる如く構成した。

請求項３に係る船外機の制御装置にあっては、前記原動機に対して操船者によって減速が指示されたか否か判定する減速指示判定手段と、前記減速が指示されたと判定されるとき、前記駆動力低下手段による駆動力の低下を禁止する駆動力低下禁止手段と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、ニュートラルスイッチとシフトセンサを備えると共に、シフトシャフトの回動角度が作動範囲内にあるときにシフトセンサに生じる出力電圧の上限値と下限値で規定される基準電圧範囲と上限値のプラス側と下限値のマイナス側に規定される追加電圧範囲とで所定の電圧範囲を設定し、シフトセンサの出力電圧が所定の電圧範囲内にあり、かつニュートラルスイッチが出力を生じないとき、原動機の駆動力を低下させるように構成したので、原動機の駆動力を適切なタイミングで低下させてシフトレバー操作時の操船者の操作荷重を低減させることができる。

即ち、シフトポジションがインギヤ位置からニュートラル位置に切り替えられるタイミングを、シフトセンサの出力電圧とニュートラルスイッチの出力に基づいて正確に検出することが可能となり、その検出された適切なタイミングで原動機の駆動力の低下制御を開始させることで、前後進ギヤの係合（インギヤ）を解除し易くなり、よってシフトレバー操作時の操船者の操作荷重を低減させることができる。

また、駆動力を低下させるか否か判断するための所定の電圧範囲を、シフトシャフトの回動角度が作動範囲内にあるときにシフトセンサに生じる出力電圧の上下限値で規定される基準電圧範囲などから設定するように構成、換言すれば、出力電圧の上限値と下限値をシフトシャフトの回動角度に基づいて学習し、学習した値から所定の電圧範囲を設定するように構成したので、シフトセンサの取り付け誤差などを考慮することなく、所定の電圧範囲を正確に設定でき、よって原動機の駆動力をより適切なタイミングで低下させることができる。

請求項２に係る船外機の制御装置にあっては、原動機が内燃機関からなると共に、駆動力低下手段は、内燃機関の点火カットと点火時期の遅角と燃料噴射量の低減のうちの少なくともいずれかを介して原動機の駆動力を低下させるように構成したので、上記した効果に加え、原動機の駆動力を確実に低下できると共に、シフトレバー操作時の操船者の操作荷重を効率良く低減させることができる。

請求項３に係る船外機の制御装置にあっては、原動機に対して操船者によって減速が指示されたか否か判定すると共に、減速が指示されたと判定されるとき、駆動力低下手段による駆動力の低下を禁止するように構成したので、上記した効果に加え、例えば原動機が内燃機関からなる場合、排気管からの水吸い込みによるウォーターハンマー現象を防止することができる。

即ち、例えばシフトポジションが前進ギヤに係合させられるフォワード位置にあるとき、シフトレバーがリバース側に急操作される、換言すれば、原動機に対して減速（具体的には急減速）が指示されることがあるが、そのときに駆動力を低下させると、前進ギヤの係合（インギヤ）が解除され易い状態となるため、シフトポジションがフォワード位置からリバース位置まで一気にシフトチェンジされてしまう。その場合、プロペラがフォワード方向に回転したまま後進ギヤに係合させられることがあり、それによって原動機（具体的には内燃機関）が逆回転して排気管から水を吸い込んでしまい、ウォーターハンマー現象が生じて原動機に損傷を与える恐れがある。しかしながら、上記の如く駆動力の低下を禁止することで、前進ギヤの係合が解除され難くなるため、リバース位置へのシフトチェンジタイミングを遅らせることができ、よって前記したウォーターハンマー現象が発生するのを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に示す第２のシフトシャフト付近を上方から見たときの平面図である。 図２に示す第２のシフトシャフトなどを取り出して示す拡大側面図である。 図５に示す第２のシフトシャフトなどの拡大平面図である。 図４に示すニュートラルスイッチがオン信号を出力する作動範囲（オン範囲）などを説明するための説明図である。 図２に示す第２のシフトシャフトの回動角度に対するシフトセンサの出力電圧特性を示すグラフである。 図１に示す電子制御ユニットのエンジン制御動作を示すフロー・チャートである。 図９に示すシフト回動位置判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図９に示すシフト荷重低減制御判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図１１フロー・チャートの処理で使用されるマップを示す説明図である。 図９から図１１のフロー・チャートでの処理の一部を説明するタイム・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、船体１２の後尾（船尾）１２ａに取り付けられる。

図１に示すように、船体１２の操縦席１４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１６が配置される。ステアリングホイール１６のシャフト（図示せず）には操舵角センサ１８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１６の操舵角に応じた信号を出力する。

操縦席１４付近にはリモートコントロールボックス２０が配置され、そこには操船者によって操作自在なシフトレバー（シフト・スロットルレバー）２２が設けられる。シフトレバー２２は、初期位置から前後方向に揺動操作自在とされ、操船者からのシフトチェンジ指示（フォワード（前進）／リバース（後進）／ニュートラル（中立）切り替え指示）と、エンジンに対する加速／減速指示を含むエンジン回転数の調節指示を入力する。リモートコントロールボックス２０の内部にはレバー位置センサ２４が取り付けられ、シフトレバー２２の位置に応じた信号を出力する。

操舵角センサ１８とレバー位置センサ２４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）２６に入力される。ＥＣＵ２６はＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭなどを備えたマイクロ・コンピュータからなる。

船外機１０は、図２に良く示す如く、スイベルケース３０、チルティングシャフト３２およびスターンブラケット３４を介して船体１２に装着される。

スイベルケース３０の上部には、スイベルケース３０の内部に鉛直軸回りに回転自在に収容されるスイベルシャフト３６を駆動する転舵用電動モータ（アクチュエータ。図３にのみ示す）４０が配置される。転舵用電動モータ４０の回転出力は減速ギヤ機構（図示せず）、マウントフレーム４２を介してスイベルシャフト３６に伝達され、よって船外機１０はスイベルシャフト３６を転舵軸として左右に（鉛直軸回りに）転舵される。

船外機１０の上部には、複数の気筒（正確には６気筒）を有する内燃機関（原動機。以下「エンジン」という）４４が搭載される。エンジン４４は火花点火式のＶ型多気筒（６気筒）ガソリンエンジンで、排気量３５００ｃｃを備える。エンジン４４は水面上に位置し、エンジンカバー４６によって覆われる。

エンジン４４の吸気管５０には、スロットルボディ５２が接続される。スロットルボディ５２はその内部にスロットルバルブ５４を備えると共に、スロットルバルブ５４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）５６が一体的に取り付けられる。

スロットル用電動モータ５６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５４に接続され、スロットル用電動モータ５６を動作させることでスロットルバルブ５４が開閉され、エンジン４４の吸気量が調量されてエンジン回転数が調節される。尚、船外機１０はエンジン４４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４０，５６などに動作電源が供給される。

船外機１０は、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６０と、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６２が取り付けられるプロペラシャフト６４とを備える。尚、ドライブシャフト６０とプロペラシャフト６４の付近は、図２に矢印で示すように、エンジン４４の排気管６６から放出された排気が通過し、その排気はプロペラ６２の後方の水中へと排出される。

ドライブシャフト６０の上端にはエンジン４４のクランクシャフト（図示せず）が接続される一方、下端にはピニオンギヤ６８が設けられる。プロペラシャフト６４には、前進ギヤ（前進ベベルギヤ）７０と後進ギヤ（後進ベベルギヤ）７２が回転自在に設けられる。前進ギヤ７０と後進ギヤ７２は、上記したピニオンギヤ６８と係合（噛合）され、相反する方向に回転させられる。また、前進ギヤ７０と後進ギヤ７２の間には、プロペラシャフト６４と一体に回転するクラッチ７４が配置される。

クラッチ７４は、シフトレバー２２の操作に応じて変位させられ、例えば前進ギヤ７０に係合させられるとき、ドライブシャフト６０の回転がピニオンギヤ６８と前進ギヤ７０を介してプロペラシャフト６４に伝達され、プロペラ６２が回転して船体１２を前進させる方向の推力（推進力）を生じる。これにより、フォワード位置が確立される。

一方、クラッチ７４が後進ギヤ７２に係合させられると、ドライブシャフト６０の回転がピニオンギヤ６８と後進ギヤ７２を介してプロペラシャフト６４に伝達され、プロペラ６２が前進時とは逆方向に回転して船体１２を後進させる方向の推力を生じる。これにより、リバース位置が確立される。また、クラッチ７４が前進ギヤ７０および後進ギヤ７２のいずれとも係合させられなければ、ドライブシャフト６０の回転のプロペラシャフト６４への伝達が遮断され、これによりニュートラル位置が確立される。

このクラッチ７４を変位させてシフトポジションを切り替え自在とした構成について具体的に説明すると、クラッチ７４は、鉛直方向と平行に回転自在に支持された第１のシフトシャフト７６の下端にシフトスライダ８０を介して接続される。第１のシフトシャフト７６の上端は、エンジンカバー４６の内部空間に位置させられると共に、その上端付近には、鉛直方向と平行に回転自在に支持された第２のシフトシャフト（シフトシャフト）８２が配置される。

第１のシフトシャフト７６の上端には第１のギヤ８４が取り付けられる一方、第２のシフトシャフト８２の下端には第２のギヤ８６が取り付けられると共に、第１のギヤ８４と第２のギヤ８６は噛合される。

図４は、図２に示す第２のシフトシャフト８２付近を上方から見たときの平面図である。尚、図４においては、理解の便宜上および図示の簡略化のため、第２のギヤ８６などを省略する。また、図４の紙面下方が船体１２側となるようにして示す。

図４に示す如く、第２のシフトシャフト８２の上端付近にはシフトアーム９０が固定して取り付けられる。また、船外機１０の適宜位置には、長孔９２ａが穿設されたシフトリンクブラケット９２が設置されると共に、長孔９２ａにはリンクピン９４が摺動自在に配置される。

リンクピン９４は、プッシュプルケーブル９６を介して前記した船体１２のシフトレバー２２に接続される。リンクピン９４はさらに、上面視略Ｌ字状を呈するリンク９８を介してシフトアーム９０の一端９０ａに回転自在に接続される。

このように構成することで、操船者によってシフトレバー２２が操作されると、プッシュプルケーブル９６が動作してリンクピン９４は長孔９２ａを摺動させられ、それに伴ってリンク９８が変位し、シフトアーム９０は第２のシフトシャフト８２を回動軸として回動させられる。

第２のシフトシャフト８２の回動は、図２に示す第２のギヤ８６、第１のギヤ８４を介して第１のシフトシャフト７６に伝達されて回動させると共に、第１のシフトシャフト７６の回動に応じてシフトスライダ８０およびクラッチ７４が適宜に変位させられ、それによって前述の如く、シフトポジションがフォワード位置、リバース位置、ニュートラル位置の間で切り替えられる。尚、図４においては、シフトポジションがニュートラル位置にあるときを実線で示すと共に、フォワード位置にあるときを一点鎖線、リバース位置にあるときを二点鎖線で示す。

このように、第２のシフトシャフト８２は、操船者の操作に応じて回動してシフトポジションを前後進ギヤ７０，７２に係合させてエンジン４４の駆動力（出力）をプロペラ６２に伝達するインギヤ位置（具体的には、フォワード位置およびリバース位置）と前記駆動力の伝達を遮断するニュートラル位置との間で切り替える。

第２のシフトシャフト８２の近傍にはニュートラルスイッチ（接触スイッチ）１００が固定されると共に、シフトシャフト８２の上端には、図２に示す如く、シフトセンサ１０２が設置される。尚、図４ではシフトセンサ１０２の図示を省略した。

図５は図２に示す第２のシフトシャフト８２、シフトアーム９０およびシフトセンサ１０２を取り出して示す拡大側面図、図６は図５に示す第２のシフトシャフト８２などの拡大平面図である。

図４から図６を参照しつつ説明すると、ニュートラルスイッチ１００は、前記したシフトアーム９０の回動に応じて作動点が設定されて出力（オン信号）を生じる。詳しくは、シフトアーム９０において一端９０ａのシフトシャフト８２を挟んで反対側の他端９０ｂは、上面視略円弧状を呈するカム形状とされる。シフトアーム９０の他端９０ｂに対向する位置には、プレート１０４（図４に示す）が配置される。

プレート１０４は、一端１０４ａが船外機１０の適宜位置に固定される一方、他端１０４ｂがニュートラルスイッチ１００に当接（接触）自在に位置される。また、プレート１０４の中央部においてシフトアーム９０の他端９０ｂと対向する面には、凸部（突起）１０４ｃが形成される。プレート１０４は薄板ばね（弾性材）からなり、凸部１０４ｃをシフトアーム９０の他端９０ｂ方向に押圧する。これにより、凸部１０４ｃは他端９０ｂと常に当接させられることとなる。

シフトアーム９０の他端９０ｂには、凸部１０４ｃを嵌合可能な形状を呈する凹部９０ｂ１が形成される。以下、他端９０ｂにおいて凹部９０ｂ１以外の残余の部位（略円弧状の部位）を「円弧部」といい、符号９０ｂ２で示す。

上記した凹部９０ｂ１は、図４に示す如く、第２のシフトシャフト８２の回動角度（回動位置）がニュートラル位置を示す範囲にあるとき（例えば図４に実線で示す状態のとき）、凸部１０４ｃが嵌合されるような位置に形成される。一方、第２のシフトシャフト８２の回動角度がニュートラル位置以外、具体的にはフォワード位置またはリバース位置を示す範囲にあるとき（例えば図４に一点鎖線または二点鎖線で示す状態のとき）、凸部１０４ｃが凹部９０ｂ１に嵌合されないように設計される、別言すれば、凸部１０４ｃと他端９０ｂの円弧部９０ｂ２が当接するように設計される。

これにより、操船者のシフトレバー操作に応じて第２のシフトシャフト８２が回動し、その回動角度がニュートラル位置を示す範囲にあるときは、プレート１０４の凸部１０４ｃが他端９０ｂの凹部９０ｂ１に嵌合するため、プレート１０４の他端１０４ｂが紙面下方に移動し、ニュートラルスイッチ１００に接触してオン信号を出力させる。

他方、第２のシフトシャフト８２の回動角度がニュートラル位置以外を示す範囲にあるときは、凸部１０４ｃが円弧部９０ｂ２に当接するため、プレート１０４の他端１０４ｂは、図４に一点鎖線で示す如く、後退させられてニュートラルスイッチ１００に接触しなくなって出力（オン信号）を生じない、即ち、オフされることとなる。このように、シフトアーム９０はニュートラルスイッチ１００を作動させるためのカムとしても機能する。

図７は、ニュートラルスイッチ１００がオン信号を出力する作動範囲（オン範囲）などを説明するための説明図である。尚、図７にあっては、理解の便宜のため、第２のシフトシャフト８２に突起を設けて回動角度（回動位置）を模式的に示す（実際に突起があるわけではない）。

図７に示す如く、第２のシフトシャフト８２の回動角度においてニュートラル位置を示す範囲、換言すれば、ニュートラルスイッチ１００がオン信号を出力する範囲を「作動範囲」といい、具体的には約２５度とされる。このようにニュートラルスイッチ１００は、シフトシャフト８２の回動角度がニュートラル位置を示す作動範囲内にあるときに出力を生じる。尚、シフトシャフト８２は、作動範囲の両側に約３０度ずつ回動可能、具体的にはフォワード側に約３０度、リバース側に約３０度の合計約８５度の範囲で回動可能となるように設定される。

図５，６に良く示す如く、シフトセンサ１０２は、シフトアーム９０より鉛直方向において上方に位置させられると共に、第２のシフトシャフト８２の上端に直接取り付けられる。シフトセンサ１０２はポテンショメータなどの回動角センサからなり、第２のシフトシャフト８２の回動角度を示す出力電圧［Ｖ］を生じる。

シフトセンサ１０２によって検出する回動角度の範囲は、前述したシフトシャフト８２の回動可能な範囲（約８５度）の全てではなく、そのうちの一部分とされる。詳しくは図７に一点鎖線で示す如く、シフトセンサ１０２は、シフトシャフト８２の回動角度において作動範囲とその両側とを少なくとも含む範囲を検出可能とされる、具体的には、作動範囲（約２５度）に、作動範囲からフォワード側とリバース側にそれぞれ既定の角度範囲（例えば１０度）を加えた計約４５度の範囲の回動角度を検出できるように設定される。

図８は、第２のシフトシャフト８２の回動角度に対するシフトセンサ１０２の出力電圧特性を示すグラフである。図８においてシフトシャフト８２の回動角度は、シフトポジションがリバース位置からニュートラル位置を経てフォワード位置へ向かうにつれて増加するものとして示す。

図８に示す如く、シフトセンサ１０２は第２のシフトシャフト８２の回動角度に比例する出力電圧を生じ、シフトシャフト８２の回動角度１度当たりの出力電圧が０．１Ｖとなるように設計される。

図３に示すように、スロットルバルブ５４の付近にはスロットル開度センサ１１２が配置され、スロットル開度ＴＨ［度］を示す出力を生じる。エンジン４４のクランクシャフトの付近にはクランク角センサ１１４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。上記した各スイッチやセンサの出力は、ＥＣＵ２６に入力される。

ＥＣＵ２６は、入力されたセンサ出力に基づいて転舵用電動モータ４０の動作を制御し、船外機１０の転舵を行う。また、ＥＣＵ２６は、レバー位置センサ２４の出力などに基づいてスロットル用電動モータ５６の動作を制御し、スロットルバルブ５４を開閉させてスロットル開度ＴＨを調整する。

さらに、ＥＣＵ２６は、入力された各センサ出力およびスイッチ出力に基づいてエンジン４４の燃料噴射量と点火時期を決定し、インジェクタ１２０（図３に示す）を介して決定された噴射量の燃料を供給すると共に、点火装置１２２（図３に示す）を介して決定された点火時期に従って噴射された燃料と吸気の混合気を点火する。

このように、この実施例に係る船外機の制御装置は、シフトチェンジを除き、操作系（ステアリングホイール１６やシフトレバー２２）と船外機１０の機械的な接続が断たれたＤＢＷ（Drive By Wire）方式の制御装置である。

図９は、ＥＣＵ２６のエンジン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、ＥＣＵ２６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ＴＨをスロットル開度センサ１１２の出力から検出（算出）し、Ｓ１２に進んで検出されたスロットル開度ＴＨの所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）当たりの変化量ＤＴＨを算出する。

次いでＳ１４に進み、シフトポジションがフォワード位置にあるときにエンジン４４に対して操船者によって減速（正確には急減速）が指示されたか否か、換言すれば、エンジン４４が船舶１を減速（正確には急減速）させる運転状態にあるか否か判定する。

詳しくは、シフトレバー２２がフォワード位置にあることを示す出力がレバー位置センサ２４から入力されるとき、Ｓ１２で算出されたスロットル開度の変化量ＤＴＨと減速判定用の所定値ＤＴＨａとを比較すると共に、変化量ＤＴＨが所定値ＤＴＨａ以下のとき、スロットルバルブ５４が閉弁方向に急速に駆動されている、即ち、急減速が指示されたと判定する。従って、所定値ＤＴＨａは急減速の指示がなされたと判定できるような値（負値）、例えば−２０度に設定される。

Ｓ１４で否定されるときはＳ１６に進み、現在の第２のシフトシャフト８２の回動角度、換言すれば、今回のプログラムループにおけるシフトシャフト８２の回動位置（以下「シフト回動位置」ともいう）を判定するシフト回動位置判定処理を実行する。

図１０はその処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。同図に示すように、先ずＳ１００において所定の電圧範囲（後述）が既に設定されたか否か判定する。Ｓ１００の処理を最初に実行するときは通例否定されてＳ１０２に進み、ニュートラルスイッチ１００の出力とシフトセンサ１０２の出力電圧に基づいて所定の電圧範囲を設定する。

Ｓ１０２の処理について図７および図８を参照しつつ説明すると、先ず第２のシフトシャフト８２の回動角度が作動範囲内にあるとき、換言すれば、ニュートラルスイッチ１００がオン信号を出力するときにシフトセンサ１０２に生じる出力電圧の上限値α１と下限値β１を学習（記憶）し、上限値α１と下限値β１とで所定の電圧範囲を設定するときの基準として利用される「基準電圧範囲」を規定する。

即ち、例えばニュートラル位置を示す作動範囲（２５度）が図８の回動角度において１０〜３５度の間の範囲であった場合、シフトセンサ１０２の出力電圧の上限値α１は３．５Ｖ、下限値β１は１．０Ｖである。この上下限値α１，β１を学習すると共に、上限値α１と下限値β１の間の範囲を基準電圧範囲と規定する。

次いで上限値α１のプラス側（正側。フォワード側）と下限値β１のマイナス側（負側。リバース側）にそれぞれ「追加電圧範囲」を規定する。詳しくは、上限値α１に既定電圧値（例えば０．５Ｖ）を加算した値を電圧値α２（４．０Ｖ）、下限値β１から既定電圧値（例えば０．５Ｖ）を減算した値を電圧値β２（０．５Ｖ）とし、上限値α１と電圧値α２の間、および下限値β１と電圧値β２の間の範囲を追加電圧範囲と規定する。

尚、追加電圧範囲を０．５Ｖとしたのは、シフトレバー操作時の操船者の操作荷重が高まるのが基準電圧範囲から０．５Ｖ付近までの間だからである。即ち、０．５Ｖをシフトシャフト８２の回動角度に換算すると約５度の角度範囲、図８では５〜１０度または３５〜４０度の角度範囲となり、通常、回動角度がこの角度範囲にあるとき操船者のレバー操作荷重が大きくなる。そのため、追加電圧範囲を０．５Ｖに設定することで、後述する如く、レバー操作荷重が高まる適切なタイミングでエンジン４４の駆動力を低下させてレバー操作荷重を確実に低減させることが可能となる。

次いで、上記した基準電圧範囲と追加電圧範囲とで「所定の電圧範囲」を設定する。従って、所定の電圧範囲は具体的に電圧値β２から電圧値α２までの間の電圧範囲となる。

図７には基準電圧範囲、追加電圧範囲および所定の電圧範囲に相当するシフトシャフト８２の回動角度の範囲を示す。図７から分かるように、所定の電圧範囲は、シフトセンサ１０２の出力電圧において第２のシフトシャフト８２の回動角度が作動範囲およびその近傍の範囲にあることを示す電圧範囲ともいえる。

図１０の説明を続けると、次いでＳ１０４に進み、前回のプログラム実行時に設定された今回シフト回動位置（後述）を前回シフト回動位置とすることにより、前回シフト回動位置を更新する。尚、Ｓ１０２で所定の電圧範囲が設定された後のプログラムループにおいてはＳ１００の判断は肯定されてＳ１０２の処理をスキップし、Ｓ１０４に進む。

次いでＳ１０６に進み、第２のシフトシャフト８２の回動位置をニュートラルスイッチ１００とシフトセンサ１０２の出力に基づいて判定する。具体的には、シフトセンサ１０２の出力電圧が所定の電圧範囲内にあると共に、ニュートラルスイッチ１００が出力（オン信号）を生じるとき、シフトシャフト８２の回動位置（即ち、図７のシフトシャフト８２の突起の回動位置（角度））は作動範囲にあってシフトポジションはニュートラル位置であると判定し、Ｓ１０８に進み、今回シフト回動位置を「ニュートラル」と設定する。

また、Ｓ１０６においてシフトセンサ１０２の出力電圧が所定の電圧範囲外であり、かつニュートラルスイッチ１００が出力を生じていないとき、即ち、オフされるとき、シフトシャフト８２の回動位置は所定の電圧範囲に相当する角度範囲よりも外側にあってシフトポジションはインギヤ位置であると判定し、Ｓ１１０に進んで今回シフト回動位置を「インギヤ」とする。

さらにシフトセンサ１０２の出力電圧が所定の電圧範囲内であり、かつニュートラルスイッチ１００が出力を生じないとき、シフトシャフト８２の回動位置は図７の追加電圧範囲に相当する角度範囲にあると判断し、Ｓ１１２に進んで今回シフト回動位置を「駆動力低下範囲」とする。ここで「駆動力低下範囲」と称したのは、後述する如く、シフトシャフト８２がこの角度範囲にあるときにエンジン４４の駆動力を低下させてシフトレバー操作時の操船者の操作荷重を低減させるシフト荷重低減制御を行うことがあるためである。

図９の説明に戻ると、次いでＳ１８に進み、そのシフト荷重低減制御を行うか否か判定するシフト荷重低減制御判定処理を実行する。

図１１は図９に示すシフト荷重低減制御判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。

図１１に示す如く、Ｓ２００においてニュートラルスイッチ１００の出力に基づき、現在のシフトポジションがニュートラル位置か否か判断する。Ｓ２００で否定されるときはＳ２０２に進み、シフト荷重低減制御終了フラグ（後述）のビットが０か否か判断する。

このフラグは初期値が０とされるため、最初のプログラムループにおいてＳ２０２の判断は通例肯定されてＳ２０４に進み、後述するシフト荷重低減制御開始フラグのビットが０か否か判断する。

シフト荷重低減制御開始フラグのビットも初期値が０に設定されるため、最初のプログラムループにおいてＳ２０４の判断は通例肯定されてＳ２０６に進む。Ｓ２０６では、前回シフト回動位置がインギヤか否か、換言すれば、前回プログラム実行時のシフトポジションがフォワード位置あるいはリバース位置であったか否か判定する。

Ｓ２０６で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはＳ２０８に進み、今回シフト回動位置が駆動力低下範囲か否か判断する。Ｓ２０８で否定されるときはそのままプログラムを終了する一方、肯定されるとき、即ち、シフトレバー２２が操船者によって操作されてシフト回動位置がインギヤから駆動力低下範囲に動作したとき（換言すれば、ニュートラルスイッチ１００とシフトセンサ１０２の出力に基づき、シフトポジションがインギヤ位置からニュートラル位置へ切り替えられるニュートラル操作が検出されるとき）はＳ２１０に進み、エンジン４４の駆動力を低下させてシフトレバー２２の操作荷重を低減させるシフト荷重低減制御（駆動力低下制御ともいう）を実行（開始）する。

Ｓ２１０の処理は具体的には、エンジン４４の点火カット、点火時期の遅角（例えば１０度の遅角化）、燃料噴射量の低減のうちの少なくともいずれかを行い、それを介してエンジン４４の駆動力を低下、より具体的にはエンジン回転数ＮＥを変動させつつ徐々に低下させるようにする。これにより、クラッチ７４と前後進ギヤ７０，７２の係合を解除し易くなり、よって操船者のシフトレバー２２の操作荷重が低減される。

尚、Ｓ２１０において点火カットおよび点火時期の遅角を行う場合は次回点火を予定していた気筒から実施し、燃料噴射量を低減する場合は次回噴射を予定していた気筒から行うようにする。

次いでＳ２１２に進み、シフト荷重低減制御を実行した回数、具体的には点火カットなどを行った回数をカウントし、Ｓ２１４に進んでシフト荷重低減制御開始フラグのビットを１にセットする。即ち、このフラグは、シフト荷重低減制御が開始されるとき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。

シフト荷重低減制御開始フラグのビットが１にセットされた後のプログラムループにあっては、Ｓ２０４で否定されてＳ２１６に進む。Ｓ２１６では、クランク角センサ１１４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、Ｓ２１８に進み、検出されたエンジン回転数ＮＥが、エンジン４４がストールするのを回避できる限界の値（エンスト限界回転数ＮＥａ）以下か否か判定する。このエンスト限界回転数ＮＥａは、例えばエンジン４４の通常制御時に始動モードから通常モードへの切り替え判定しきい値として用いられる回転数と同じ値、具体的には５００ｒｐｍに設定される。

Ｓ２１８で肯定されるときはＳ２２０に進み、シフト荷重低減制御回数のカウンタ値を０にリセットし、Ｓ２２２に進んでシフト荷重低減制御終了フラグのビットを１にセットする。

シフト荷重低減制御終了フラグのビットが１にセットされると、次回のプログラムループにあってはＳ２０２で否定されてＳ２２４に進み、シフト荷重低減制御を終了する。即ち、エンジン回転数ＮＥがエンスト限界回転数ＮＥａ以下のときにシフト荷重低減制御、具体的にはエンジン４４の点火カットなど駆動力を低下させる制御を継続すると、エンジン４４がストールする恐れがあるため、シフト回動位置にかかわらず、制御を中止するようにした。

他方、Ｓ２１８で否定されるときはＳ２２６に進み、シフト荷重低減制御の実行の途中でエンジン回転数ＮＥの変動幅（変化量）ＤＮＥを検出し、検出された変動幅ＤＮＥに基づいて複数の気筒のうちシフト荷重低減制御を実行する気筒の数を変更する。

具体的には、低減制御を最初に実行した気筒における点火１サイクルごとにエンジン回転数ＮＥの変動幅ＤＮＥ（１サイクル中の最大回転数と最小回転数の差）を検出（算出）し、検出された変動幅ＤＮＥから、図１２に示すマップを検索してシフト荷重低減制御を実行する気筒数を変更する。尚、気筒数の変更は次回の点火タイミングあるいは次回の燃料噴射タイミングのときに行う。

図１２から分かるように、気筒数はエンジン回転数ＮＥの変動幅ＤＮＥが増加するにつれて減少するように設定される。より詳しくは、変動幅ＤＮＥが２００ｒｐｍ未満であって比較的少ないときは、複数（６個）ある気筒のうち３気筒について点火カットなどのシフト荷重低減制御を行う。

尚、エンジン４４はＶ型６気筒タイプであるが、シフト荷重低減制御を行う３気筒については、Ｓ２１０で最初に低減制御を実行した気筒と同一バンクにある３気筒となるようにする。例えばＳ２１０で最初に右バンクにある気筒で低減制御が行われた場合、同じ右バンクの３気筒について低減制御を実施する一方、左バンクの３気筒は通常制御とする。さらには、例えば右バンクで点火時期を遅角してシフト荷重低減制御を行った場合、左バンクにおいては点火時期を進角化させるようにしても良い。

即ち、Ｖ型６気筒エンジンにおいて燃焼行程は、右バンクと左バンクとで交互に行われるため、シフト荷重低減制御を実施する３気筒を上記の如く選択することで、エンジン４４においては低減制御の実行のタイミングと不実行のタイミングが交互となり、それによってより急峻なエンジン回転数変動をタイムラグなく発生させることができ、シフトレバー操作時の操船者の操作荷重をより効果的に低減させることができる。

また、エンジン４４を直列６気筒タイプとした場合は、第１気筒から第６気筒まで順に並んだ６個の気筒を、第１気筒から第３気筒と第４気筒から第６気筒とにグループ分けすると共に、低減制御を行う３気筒が同じグループとなるようにする。即ち、Ｓ２１０で例えば最初に第１気筒で低減制御が行われたときは、第１気筒を含むグループの３気筒について低減制御を実施する一方、第４から第６気筒のグループは通常制御とする（同様に、第１から第３気筒のグループで点火時期を遅角化させた場合、第４から第６気筒のグループにおいては進角化させるようにしても良い）。これにより、直列６気筒エンジンであっても同様の効果を得ることができる。

図１２に示すように、エンジン回転数ＮＥの変動幅ＤＮＥが２００ｒｐｍ以上３００ｒｐｍ未満では２気筒、３００ｒｐｍ以上４００ｒｐｍ未満では１気筒についてシフト荷重低減制御を実施する。さらに、変動幅ＤＮＥが所定の変動幅（例えば４００ｒｐｍ）以上であって比較的大きいときは、シフト荷重低減制御の実行によってエンジン４４がストールする恐れがあるため気筒数を０にする、即ち、低減制御の実行を中止する。

次いでＳ２２８に進み、シフト荷重低減制御回数が所定回数（後述）以上か否か判断する。Ｓ２２８で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはＳ２３０に進み、シフト荷重低減制御回数のカウンタ値を０にリセットし、Ｓ２３２に進んでシフト荷重低減制御終了フラグのビットを１にセットする。これにより、次回のプログラムループにおいてＳ２０２で否定されてＳ２２４に進み、シフト荷重低減制御は終了させられることとなる。

このＳ２２８からＳ２３２は、シフト荷重低減制御が長時間に亘って行われるのを防止するための処理である。即ち、例えばシフトレバー２２がゆっくり操作される場合などシフトレバー２２の動きによっては第２のシフトシャフト８２の回動位置が比較的長い時間、駆動力低下範囲に止まることもあるが、その間点火カットなどの制御を継続すると、エンジン４４の運転（燃焼状態）が不安定、具体的にはエンジン回転数ＮＥが不安定になるなどの不具合が生じることがある。

そこで、この実施例に係る船外機の制御装置においては、上記制御によって操船者のシフトレバー２２の操作荷重が十分に低減されたと判断できる時点（具体的には、制御開始から約２秒経過した時点）で制御を終了（中止）するようにした。従って、前記した所定回数は、操船者のシフトレバー２２の操作荷重が十分に低減されたと判断できると共に、点火カットなどがそれ以上実行されると、エンジン４４の運転が不安定になる可能性のある値、例えば１０回とされる。

シフトレバー２２が操船者によって操作されてシフトポジションがニュートラル位置に完全に切り替えられると、Ｓ２００で肯定されてＳ２３４に進んでシフト荷重低減制御を終了すると共に、Ｓ２３６，Ｓ２３８に進み、シフト荷重低減制御開始フラグおよびシフト荷重低減制御終了フラグのビットを共に０にリセットしてプログラムを終了する。尚、シフトポジションがニュートラル位置にあるときは、図示しないプログラムにおいて、エンジン回転数ＮＥをアイドル回転数に維持するように、スロットル用電動モータ５６の動作が制御される。

図９の説明に戻ると、Ｓ１４で肯定されるときはＳ２０に進み、前述したシフト荷重低減制御の実行を禁止する、即ち、シフトポジションがフォワード位置にあるときにエンジン４４に対して操船者によって減速（正確には急減速）が指示されるときは前記制御を実施しない。

図１３は図９から図１１のフロー・チャートでの処理の一部を説明するタイム・チャートである。尚、図１３においては、シフト回動位置がフォワード（インギヤ）から駆動力低下範囲を経てニュートラルに動作する場合を例にとると共に、所定の電圧範囲は既に設定されているものとする。

図１３に示すように、先ず時刻ｔ０からｔ１においては、シフトセンサ１０２の出力電圧が所定の電圧範囲外（具体的には電圧値α２以上）で、かつニュートラルスイッチ１００が出力を生じていない（オフされている）ため、第２のシフトシャフト８２の回動位置はインギヤであると判定する（Ｓ１１０）。

シフトレバー２２がフォワードからニュートラルに向けて操作され、時刻ｔ１でシフト回動位置がインギヤから駆動力低下範囲に動作してシフトセンサ１０２の出力電圧が所定の電圧範囲内で、かつニュートラルスイッチ１００がオフされるとき、別言すれば、ニュートラル操作が検出されるとき、エンジン４４の駆動力を低下させるシフト荷重低減制御を開始する（Ｓ１１２，Ｓ２０６からＳ２１０）。そして、低減制御の実行の途中でエンジン回転数ＮＥの変動幅ＤＮＥに応じて低減制御を実行する気筒数を変更する（Ｓ２２６）。これにより、エンジン回転数ＮＥは変動しつつ徐々に低下し、よってクラッチ７４と前進ギヤ７０の係合を解除し易くなり、操船者のシフトレバー２２の操作荷重が低減する。

次いでシフトレバー２２がさらにニュートラルに向けて操作され、時刻ｔ２でシフト回動位置が駆動力低下範囲からニュートラルに動作してシフトセンサ１０２の出力電圧が所定の電圧範囲内であり、かつニュートラルスイッチ１００が出力（オン信号）を生じるとき、シフト荷重低減制御を終了する（Ｓ２００，Ｓ２３４）。

尚、図１３に想像線で示す如く、シフト荷重低減制御が開始された後の時刻ｔ１からｔ２の間において例えばエンジン回転数ＮＥの変動幅ＤＮＥが大きくなり、時刻ｔａで所定の変動幅以上となった場合、シフト荷重低減制御を中止する（Ｓ２２６）。

以上の如く、この発明の実施例にあっては、操船者の操作に応じて回動してシフトポジションを前後進ギヤ７０，７２に係合させて原動機（エンジン）４４の駆動力をプロペラ６２に伝達するインギヤ位置（フォワード位置およびリバース位置）と前記駆動力の伝達を遮断するニュートラル位置との間で切り替えるシフトシャフト（第２のシフトシャフト）８２を備えた船外機１０において、前記シフトシャフト８２の回動角度がニュートラル位置を示す作動範囲内にあるときに出力を生じるニュートラルスイッチ１００と、前記シフトシャフト８２の回動角度を示す出力電圧を生じるシフトセンサ１０２と、前記シフトシャフト８２の回動角度が前記作動範囲内にあるときに前記シフトセンサ１０２に生じる出力電圧の上限値α１と下限値β１で規定される基準電圧範囲と前記上限値α１のプラス側と前記下限値β１のマイナス側に規定される追加電圧範囲とで所定の電圧範囲を設定する電圧範囲設定手段と（ＥＣＵ２６。Ｓ１６，Ｓ１０２）、前記シフトセンサ１０２の出力電圧が前記設定された所定の電圧範囲内にあり、かつ前記ニュートラルスイッチ１００が出力を生じないとき、前記原動機４４の駆動力を低下させる駆動力低下手段（ＥＣＵ２６。Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ１０４からＳ１１２，Ｓ２０６からＳ２１０）とを備える如く構成した。

これにより、エンジン４４の駆動力を適切なタイミングで低下させてシフトレバー操作時の操船者の操作荷重を低減させることができる。即ち、シフトポジションがインギヤ位置からニュートラル位置に切り替えられるタイミングを、シフトセンサ１０２の出力電圧とニュートラルスイッチ１００の出力に基づいて正確に検出することが可能となり、その検出された適切なタイミングでエンジン４４の駆動力の低下制御を開始させることで、前後進ギヤ７０，７２の係合（インギヤ）を解除し易くなり、よってシフトレバー操作時の操船者の操作荷重を低減させることができる。

また、駆動力を低下させるか否か判断するための所定の電圧範囲を、シフトシャフト８２の回動角度が作動範囲内にあるときにシフトセンサに生じる出力電圧の上下限値α１，β１で規定される基準電圧範囲などから設定するように構成、換言すれば、出力電圧の上限値α１と下限値β１をシフトシャフト８２の回動角度に基づいて学習し、学習した値から所定の電圧範囲を設定するように構成したので、シフトセンサ１０２の取り付け誤差などを考慮することなく、所定の電圧範囲を正確に設定でき、よってエンジン４４の駆動力をより適切なタイミングで低下させることができる。

さらに、エンジン４４の駆動力を適切なタイミングで低下させることで、駆動力の低下制御が不要に行われることがなく、それによって例えばシフトポジションがニュートラル位置へ切り替わった後のエンジン回転数（アイドル回転数）を安定させることもできる。

また、前記原動機が内燃機関（エンジン）４４からなると共に、前記駆動力低下手段は、前記内燃機関（エンジン）４４の点火カットと点火時期の遅角と燃料噴射量の低減のうちの少なくともいずれかを介して前記原動機４４の駆動力を低下させる如く構成したので（Ｓ２１０）、原動機４４の駆動力を確実に低下できると共に、シフトレバー操作時の操船者の操作荷重を効率良く低減させることができる。

また、前記原動機（エンジン）４４に対して操船者によって減速が指示されたか否か判定する減速指示判定手段と（スロットル開度センサ１１２、ＥＣＵ２６。Ｓ１４）、前記減速が指示されたと判定されるとき、前記駆動力低下手段による駆動力の低下を禁止する駆動力低下禁止手段と（ＥＣＵ２６。Ｓ２０）を備える如く構成したので、例えば原動機が内燃機関（エンジン）４４からなる場合、排気管６６からの水吸い込みによるウォーターハンマー現象を防止することができる。

即ち、例えばシフトポジションが前進ギヤ７０に係合させられるフォワード位置にあるとき、シフトレバー２２がリバース側に急操作される、換言すれば、エンジン４４に対して減速（具体的には急減速）が指示されることがあるが、そのときに駆動力を低下させると、前進ギヤ７０の係合（インギヤ）が解除され易い状態となるため、シフトポジションがフォワード位置からリバース位置まで一気にシフトチェンジされてしまう。その場合、プロペラ６２がフォワード方向に回転したまま後進ギヤ７２に係合させられることがあり、それによって原動機（具体的にはエンジン）４４が逆回転して排気管６６から水を吸い込んでしまい、ウォーターハンマー現象が生じて原動機４４に損傷を与える恐れがある。しかしながら、上記の如く駆動力の低下を禁止することで、前進ギヤ７０の係合が解除され難くなるため、リバース位置へのシフトチェンジタイミングを遅らせることができ、よって前記したウォーターハンマー現象が発生するのを防止することができる。

尚、上記においては、原動機としてエンジンを例にとって説明したが、電動モータでも良く、さらにはエンジンと電動モータのハイブリッドであっても良い。

また、船外機を例にとって説明したが、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、基準電圧範囲、追加電圧範囲、所定の電圧範囲、エンジン回転数の変動幅ＤＮＥに応じて変更する気筒数、所定値ＤＴＨａやエンジン４４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、２６ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、４４ エンジン（内燃機関。原動機）、７０ 前進ギヤ、７２ 後進ギヤ、６２ プロペラ、６６ 排気管、８２ 第２のシフトシャフト（シフトシャフト）、１００ ニュートラルスイッチ、１０２ シフトセンサ、１１２ スロットル開度センサ（減速指示判定手段）

Claims (3)

1. 操船者の操作に応じて回動してシフトポジションを前後進ギヤに係合させて原動機の駆動力をプロペラに伝達するインギヤ位置と前記駆動力の伝達を遮断するニュートラル位置との間で切り替えるシフトシャフトを備えた船外機において、前記シフトシャフトの回動角度がニュートラル位置を示す作動範囲内にあるときに出力を生じるニュートラルスイッチと、前記シフトシャフトの回動角度を示す出力電圧を生じるシフトセンサと、前記シフトシャフトの回動角度が前記作動範囲内にあるときに前記シフトセンサに生じる出力電圧の上限値と下限値で規定される基準電圧範囲と前記上限値のプラス側と前記下限値のマイナス側に規定される追加電圧範囲とで所定の電圧範囲を設定する電圧範囲設定手段と、前記シフトセンサの出力電圧が前記設定された所定の電圧範囲内にあり、かつ前記ニュートラルスイッチが出力を生じないとき、前記原動機の駆動力を低下させる駆動力低下手段とを備えることを特徴とする船外機の制御装置。
2. 前記原動機が内燃機関からなると共に、前記駆動力低下手段は、前記内燃機関の点火カットと点火時期の遅角と燃料噴射量の低減のうちの少なくともいずれかを介して前記原動機の駆動力を低下させることを特徴とする請求項１記載の船外機の制御装置。
3. 前記原動機に対して操船者によって減速が指示されたか否か判定する減速指示判定手段と、前記減速が指示されたと判定されるとき、前記駆動力低下手段による駆動力の低下を禁止する駆動力低下禁止手段とを備えることを特徴とする請求項１または２記載の船外機の制御装置。

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