JP2013107551A

JP2013107551A - 船外機の制御装置

Info

Publication number: JP2013107551A
Application number: JP2011255443A
Authority: JP
Inventors: Koji Kuriyagawa; 浩二厨川; Norikazu Shimizu; 則和清水; Hikari Ikeda; 光池田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2013-06-06
Anticipated expiration: 2031-11-22
Also published as: JP5766102B2

Abstract

【課題】ギヤ機構の磨耗粉の量に応じて内燃機関の動作を適切に制御してギヤ機構を保護すると共に、磨耗粉によるギヤ機構の損傷など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】内燃機関の駆動力をプロペラに伝達するギヤ機構を備えた船外機の制御装置において、ギヤ機構の磨耗粉の量を検出すると共に（Ｓ１０）、検出された磨耗粉の量に応じ、内燃機関の出力を抑制する機関出力抑制動作と内燃機関の上限回転数を前記上限回転数より低い第２上限回転数に変更する上限回転数変更動作とのうちの少なくともいずれかを実行する（Ｓ１８，Ｓ２０）。
【選択図】図７

Description

この発明は船外機の制御装置に関し、より詳しくはギヤ機構の磨耗粉に応じて内燃機関の動作を制御するようにした船外機の制御装置に関する。

従来より、内燃機関の駆動力をギヤ機構を介してプロペラに伝達するようにした船外機は広く知られている。ギヤ機構は、上記した駆動力を伝達する際、ギヤ同士が擦りあわされるため、磨耗して磨耗粉（具体的には金属粉など）が生じることがある。

この磨耗粉の量を検出する技術としては、下記の特許文献１記載のものが知られている。特許文献１記載の技術にあっては、ギヤ機構を収容するギヤケースにオイル（潤滑油）を循環させる分岐通路を接続すると共に、その分岐通路を流れるオイルの透過度に基づいて磨耗粉の量を検出するように構成される。

特開平６−３３７３０号公報

ところで、磨耗粉がギヤ機構に異物として噛み込まれると、ギヤ機構が損傷するなどの不具合が発生する恐れがある。そのため、例えば磨耗粉の量が増加したときには、ギヤ機構を保護するように内燃機関の動作を制御して、前記した不具合の発生を防止するのが望ましい。しかしながら、特許文献１に記載の技術は、その点に関して何ら開示するものではなかった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、ギヤ機構の磨耗粉の量に応じて内燃機関の動作を適切に制御してギヤ機構を保護すると共に、磨耗粉によるギヤ機構の損傷など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、内燃機関の駆動力をプロペラに伝達するギヤ機構を備えた船外機の制御装置において、前記ギヤ機構の磨耗粉の量を検出する磨耗粉量検出手段と、前記検出された磨耗粉の量に応じ、前記内燃機関の出力を抑制する機関出力抑制動作と前記内燃機関の上限回転数を前記上限回転数より低い第２上限回転数に変更する上限回転数変更動作とのうちの少なくともいずれかを実行する動作実行手段とを備える如く構成した。

尚、この明細書において、「磨耗粉」はギヤ機構の磨耗によって生じる磨耗粉（例えば金属粉など）の他に、ギヤ機構を構成する部品のクラック片（切子）なども含む意味で用いる。

請求項２に係る船外機の制御装置にあっては、前記動作実行手段は、操船者のスロットル開度指示を所定の比または所定の差で減少させることで前記内燃機関の出力を抑制する如く構成した。

請求項３に係る船外機の制御装置にあっては、前記ギヤ機構を収容するギヤケースと、前記ギヤケースに穿設されたドレン孔に閉塞自在に取り付けられると共に、磁性体からなるドレンボルトと、前記ドレンボルトの前記ギヤケースの内部に露出される部位に設けられると共に、導電体と絶縁体と前記導電体に局部的に接触する抵抗体とが重力方向に積層されてなる積層部と、前記導電体に電圧を印加して前記導電体から前記ドレンボルトに通電される通電電流値を検出する電流値検出手段とを備えると共に、前記磨耗粉量検出手段は、前記検出された通電電流値に基づいて前記ドレンボルトに堆積された前記ギヤ機構の磨耗粉の量を検出する如く構成した。

請求項４に係る船外機の制御装置にあっては、前記電流値検出手段は、前記導電体に所定の電圧を印加して前記通電電流値を検出すると共に、前記磨耗粉量検出手段は、前記検出された通電電流値が第１所定値以上のとき、前記検出された磨耗粉の量が第１許容範囲を超えたと判定する一方、前記検出された通電電流値が前記第１所定値より大きい値に設定される第２所定値以上のとき、前記検出された磨耗粉の量が第２許容範囲を超えたと判定する如く構成した。

請求項５に係る船外機の制御装置にあっては、前記動作実行手段は、前記磨耗粉量検出手段によって前記検出された磨耗粉の量が前記第１許容範囲を超えたと判定されるとき、操船者への報知動作を実行すると共に、前記検出された磨耗粉の量が前記第２許容範囲を超えたと判定されるとき、前記機関出力抑制動作と前記上限回転数変更動作とのうちの少なくともいずれかを実行する如く構成した。

請求項６に係る船外機の制御装置にあっては、前記導電体は金属体からなる如く構成した。

請求項１に係る船外機の制御装置にあっては、ギヤ機構の磨耗粉の量を検出すると共に、検出された磨耗粉の量に応じ、内燃機関の出力を抑制する機関出力抑制動作と内燃機関の上限回転数を前記上限回転数より低い第２上限回転数に変更する上限回転数変更動作とのうちの少なくともいずれかを実行するように構成したので、ギヤ機構の磨耗粉の量に応じて内燃機関の動作を適切に制御でき、よってギヤ機構への負担を軽減して保護できると共に、磨耗粉によるギヤ機構の損傷などの発生を未然に防止することができる。また、操船者は、航行中であっても磨耗粉の量（換言すればギヤ機構の磨耗状態）を把握することが可能となる。

請求項２に係る船外機の制御装置にあっては、動作実行手段は、操船者のスロットル開度指示を所定の比または所定の差で減少させることで内燃機関の出力を抑制するように構成したので、上記した効果に加え、内燃機関の出力を確実かつ容易に抑制することができる。

請求項３に係る船外機の制御装置にあっては、ギヤ機構を収容するギヤケースに穿設されたドレン孔に閉塞自在に取り付けられると共に、磁性体からなるドレンボルトと、ドレンボルトのギヤケースの内部に露出される部位に設けられると共に、導電体と絶縁体と前記導電体に局部的に接触する抵抗体とが重力方向に積層されてなる積層部とを備え、導電体に電圧を印加して導電体からドレンボルトに通電される通電電流値を検出すると共に、検出された通電電流値に基づいてドレンボルトに堆積されたギヤ機構の磨耗粉の量を検出するように構成したので、簡易な構成でギヤ機構の磨耗粉の量を検出することができる。

即ち、ドレンボルトが磁性体からなるように構成したので、ギヤ機構の摩擦によって生じた磨耗粉はドレンボルトに引き寄せられて吸着されると共に、ドレンボルトの積層部付近に徐々に堆積されることとなる。積層部の導電体に電圧を印加した状態で、磨耗粉が堆積されないときは電流は導電体からドレンボルトに流れず、磨耗粉が抵抗体の位置まで堆積されると、電流は導電体から抵抗体、磨耗粉を介してドレンボルトに流れるようになる。さらに、磨耗粉が抵抗体の重力方向において上方に配置される絶縁体を越えて導電体の位置まで堆積されると、電流は導電体から磨耗粉を介してドレンボルトに流れる、換言すれば、抵抗体には流れないようになってドレンボルトに通電される通電電流値が変化する。

このように、導電体からドレンボルトに通電される通電電流値がドレンボルトに堆積された磨耗粉の量に応じて変化するように構成し、それを利用することで、簡易な構成でありながら磨耗粉の量を検出することができる。

請求項４に係る船外機の制御装置にあっては、電流値検出手段は、導電体に所定の電圧を印加して通電電流値を検出すると共に、磨耗粉量検出手段は、検出された通電電流値が第１所定値以上のとき、検出された磨耗粉の量が第１許容範囲を超えたと判定するように構成したので、請求項３で述べた効果に加え、ギヤ機構の磨耗粉の量が第１許容範囲を超えたこと、具体的には、磨耗粉の量が増加して前記したギヤ機構の損傷などの不具合が発生する恐れがあり、オイルの交換などの船外機のメンテナンス作業を行うべき状態であることを、導電体からドレンボルトに通電される通電電流値を用いて容易に判定することができる。

また、磨耗粉量検出手段は、検出された通電電流値が第１所定値より大きい値に設定される第２所定値以上のとき、検出された磨耗粉の量が第２許容範囲を超えたと判定するように構成したので、ギヤ機構の磨耗粉の量が第２許容範囲を超えたこと、具体的には、磨耗粉の量がさらに増加し、例えば前記した機関出力抑制動作や上限回転数変更動作を実行してギヤ機構を保護すべき状態であることを、通電電流値を用いて容易に判定することができる。

請求項５に係る船外機の制御装置にあっては、動作実行手段は、磨耗粉量検出手段によって磨耗粉の量が第１許容範囲を超えたと判定されるとき、操船者への報知動作を実行するように構成したので、請求項４で述べた効果に加え、磨耗粉の量が第１許容範囲を超えたことを操船者に確実に認識させることが可能となる。

また、動作実行手段は、磨耗粉の量が第２許容範囲を超えたと判定されるとき、機関出力抑制動作と上限回転数変更動作とのうちの少なくともいずれかを実行するように構成したので、ギヤ機構の磨耗粉の量に応じて内燃機関の動作をより一層適切に制御でき、よってギヤ機構への負担を確実に軽減して保護できると共に、磨耗粉によるギヤ機構の損傷などの発生を確実に防止することができる。

請求項６に係る船外機の制御装置にあっては、導電体は金属体からなるように構成したので、上記した効果に加え、より一層簡易な構成でギヤ機構の磨耗粉の量を検出することができる。

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に示すギヤケース付近を拡大して示す部分断面拡大側面図である。図４などに示すドレンボルトを拡大して示す拡大断面図である。図５の破線Ａで囲まれた部位をさらに拡大して示す拡大断面図である。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７に示す磨耗粉量検出処理のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。図７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７，８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である。

図１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、図示の如く、船体１２の後尾（船尾）１２ａに装着される。

船外機１０は、内燃機関（原動機。以下「エンジン」という（図１で見えず））と、エンジンを被覆するエンジンカバー１４とを備える。エンジンカバー１４の内部空間（即ちエンジンルーム）には、エンジンの他に、電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）１６が配置される。ＥＣＵ１６はＣＰＵ，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の動作を制御する。

船体１２の操縦席２０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２２が配置される。ステアリングホイール２２のシャフト（図示せず）には操舵角センサ２４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２２の操舵角に応じた信号を出力する。

操縦席２０付近には、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）２６が設けられる。シフトレバー２６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／リバース／ニュートラル切り替え指示）と、エンジン回転数の調節指示（別言すれば、スロットル開度指示）を入力する。シフトレバー２６の付近にはレバー位置センサ２８が取り付けられ、シフトレバー２６の位置に応じた信号を出力する。各センサ２４，２８の出力はＥＣＵ１６に入力される。

また、操縦席２０のダッシュボードには、後述する如くギヤ機構の磨耗粉の量が第１許容範囲を超えたと判定されるとき、その旨を表示して操船者に報知するためのディスプレイ（モニタ画面（メータ））３０が配置される。

図２は図１に示す船外機の部分断面拡大側面図、図３は図１に示す船外機の拡大側面図である。

船外機１０は、図２に良く示すように、スイベルケース３２、チルティングシャフト３４およびスターンブラケット３６を介して船体１２に取り付けられる。

スイベルケース３２の付近には、スイベルケース３２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４０を駆動する転舵用電動モータ（アクチュエータ）４２が配置される。転舵用電動モータ４２の回転出力は減速ギヤ機構４４、マウントフレーム４６を介してスイベルシャフト４０に伝達され、よって船外機１０はスイベルシャフト４０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、前記したエンジン５０が搭載される。エンジン５０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５０は水面上に位置するように配置される。

エンジン５０の吸気管５２には、スロットルボディ５４が接続される。スロットルボディ５４はその内部にスロットルバルブ５６を備えると共に、スロットルバルブ５６を開閉するスロットル用電動モータ（アクチュエータ）６０が一体的に取り付けられる。

スロットル用電動モータ６０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５６に接続され、スロットル用電動モータ６０を動作させることでスロットルバルブ５６が開閉され、エンジン５０の吸気量が調整されてエンジン回転数が調節される。

エンジン５０を覆うエンジンカバー１４の重力方向において下方には、エクステンションケース６２が取り付けられ、エクステンションケース６２の下方には、さらにギヤケース６４が取り付けられる。

エクステンションケース６２とギヤケース６４の内部には、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６６が配置される。ドライブシャフト６６の上端にはエンジン５０のクランクシャフト（図示せず）が接続される一方、下端にはギヤ機構（シフト機構）７０を介して水平軸回りに回転自在に支持されたプロペラシャフト７２が接続される。

プロペラシャフト７２の一端にはプロペラ７４が取り付けられる。ギヤ機構７０は、ドライブシャフト６６の下端に設けられるピニオンギヤ７０ａ、ピニオンギヤ７０ａに係合（噛合）されて相反する方向に回転させられる前進ベベルギヤ７０ｂと後進ベベルギヤ７０ｃ、プロペラシャフト７２を前進ベベルギヤ７０ｂと後進ベベルギヤ７０ｃのいずれかに係合自在とするクラッチ７０ｄなどからなる。

エンジンカバー１４の内部には、ギヤ機構７０を動作させてシフトチェンジを行うシフト用電動モータ（アクチュエータ）７６が配置される。尚、船外機１０はエンジン５０に取り付けられたバッテリなどの電源（図示せず）を備え、それから電動モータ４２，６０，７６などに動作電源が供給される。

シフト用電動モータ７６の出力軸は、減速ギヤ機構７８を介してギヤ機構７０のシフトロッド７０ｅの上端に接続される。従って、シフト用電動モータ７６を駆動することにより、シフトロッド７０ｅとシフトスライダ７０ｆが適宜に変位させられ、それによってクラッチ７０ｄを動作させてシフトポジションがフォワード、リバースおよびニュートラルの間で切り替え自在とされる。

ギヤ機構７０がフォワードポジションあるいはリバースポジションのとき、ドライブシャフト６６の回転（換言すれば、エンジン５０の駆動力）はギヤ機構７０を介してプロペラシャフト７２に伝達され、よってプロペラ７４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。

このように、ギヤ機構７０はエンジン５０の駆動力をプロペラ７４に伝達すると共に、ギヤケース６４に収容される。

ギヤケース６４の内部空間には、ギヤ機構７０用のオイル（潤滑油）が貯留され（別言すれば、ギヤケース６４の内部はオイルで満たされ）、ギヤ機構７０の回転部分、例えばピニオンギヤ７０ａや前進ベベルギヤ７０ｂ、後進ベベルギヤ７０ｃなどを潤滑する。

図４は図２に示すギヤケース６４付近を拡大して示す部分断面拡大側面図である。

図４などに示す如く、ギヤケース６４は、前記したギヤ機構７０の大部分を収容すると共に、略円筒形状を呈する円筒部６４ａと、円筒部６４ａから連続するように形成されると共に、進行方向側の端部に近づくにつれて徐々に縮径する縮径部６４ｂとを備える。

ギヤケース６４の底部（正確には、ギヤケース６４の縮径部６４ｂの底部）には、オイル交換するときにオイルを排出するためのドレン孔８０が穿設される。ドレン孔８０には雌ネジが螺刻され、ドレンボルト８２が閉塞自在に取り付けられる。

このドレン孔８０とドレンボルト８２は、ギヤケース６４においてギヤ機構７０の磨耗粉が最も吸着され易い（沈殿し易い）位置に配置される。具体的には、ギヤケース６４内のオイルはギヤ機構７０の動作によって攪拌されるが、ドレン孔８０とドレンボルト８２はギヤ機構７０から僅かに離間されて、その攪拌による影響が比較的少ない位置、換言すれば、オイルの流動が比較的少ない位置に配置される。

図５は図４などに示すドレンボルト８２を拡大して示す拡大断面図、図６は図５の破線Ａで囲まれた部位をさらに拡大して示す拡大断面図である。

図５に示す如く、ドレンボルト８２は、外周に雄ねじが螺刻されるねじ部８２ａと、ねじ部８２ａから連続して形成されると共に、径がねじ部８２ａのそれより大きい頭部８２ｂとからなる。ドレンボルト８２は、例えば鋼鉄など磁性を帯びることが可能な物質から製作される。

ドレンボルト８２は、ドレン孔８０に取り付けられるとき、ギヤケース６４の内部（即ち、オイルで満たされた室）に部分的に露出されるように設計、詳しくはねじ部８２ａの先端部分が露出するように設計される。尚、図５，６において、ドレンボルト８２の露出される部位を符号８２ａ１で示した。

ドレンボルト８２の露出部位８２ａ１の内部には、例えば永久磁石などの磁性材８４が設けられる。これによりドレンボルト８２は全体として磁性を帯びることとなる、即ち、ドレンボルト８２は磁性体からなるように構成される。

図６に良く示すように、ドレンボルト８２の露出部位８２ａ１には、導電体８６ａと、第１絶縁体（絶縁体）８６ｂと、導電体８６ａに局部的に接触する抵抗体８６ｃと、第２絶縁体８６ｄとが重力方向に積層されてなる積層部８６が設けられる。

導電体８６ａは、具体的に金属体からなるように構成される。また、導電体８６ａは、図５に良く示す如く、一部がドレンボルト８２の内部に配置されると共に、先端部分が露出部位８２ａ１から突出するように形成される。具体的には、導電体８６ａは、ギヤケース６４の内部に露出される露出部８６ａ１と、ドレンボルト８２の内部に配置される共に、中空に形成されて後述するハーネスを接続自在なハーネス接続部８６ａ２と、露出部８６ａ１とハーネス接続部８６ａ２を連結する連結部８６ａ３とを備える。

連結部８６ａ３の径は、露出部８６ａ１やハーネス接続部８６ａ２のそれに比して小さくなるように形成される。また、連結部８６ａ３の露出部８６ａ１側の端部は、露出部位８２ａ１から突出するように位置される一方、残余の部分はねじ部８２ａ（詳しくは、ねじ部８２ａの磁性材８４が設けられる部位）の内部に配置される。

ハーネス接続部８６ａ２には、想像線で示す如く、先端にギボシ端子が形成されたハーネス９０が接続される。ハーネス接続部８６ａ２と連結部８６ａ３の外周は、第３絶縁体９２によって被覆され、よって導電体８６ａのハーネス接続部８６ａ２や連結部８６ａ３とドレンボルト８２の内部は電気的に絶縁される。

抵抗体８６ｃは例えば抵抗ペーストから製作されると共に、その抵抗値は例えば１．２ｋΩに設定される。第１絶縁体８６ｂと抵抗体８６ｃと第２絶縁体８６ｄはそれぞれ、環状を呈するように形成されると共に、導電体８６ａの連結部８６ａ３のうち、露出部位８２ａ１から突出する部位に接触して覆うように配置される。また、導電体８６ａの露出部８６ａ１と第１絶縁体８６ｂと抵抗体８６ｃと第２絶縁体８６ｄは、相互に密着するように配設される。

これにより、積層部８６の側面の外周にあっては、重力方向において上から導電体８６ａ（露出部８６ａ１）、第１絶縁体８６ｂ、抵抗体８６ｃ、第２絶縁体８６ｄの順で配置されることとなる。

図４に示す如く、ギヤケース６４の前方（進行方向）側の適宜位置には、船速センサ用の水路（ピトー管）９４が設けられる。水路９４は図示しない船速センサに接続されると共に、船速センサは水路内の水圧に基づいて船速（船体１２の速度）を検出する。

導電体８６ａのハーネス接続部８６ａ２に接続されたハーネス９０は、ギヤケース６４の縮径部６４ｂの形状に沿うように配線された後、前述した水路９４に挿通される。ハーネス９０は水路９４を通過して、図２に示すように、ギヤケース６４からエクステンションケース６２を介してスターンブラケット３６に向けて延びる。ハーネス９０は、スターンブラケット３６の数箇所で適宜に固定された後、エンジンカバー１４内のＥＣＵ１６に接続される。

これにより、ギヤケース６４などの外形を設計変更することなく、ハーネス９０をドレンボルト８２からＥＣＵ１６まで配線できると共に、ハーネス９０が船外機１０の走行性能（具体的には、ギヤケース６４の流体抵抗）に影響を及ぼすこともない。

図３に示す如く、スロットルバルブ５６の付近にはスロットル開度センサ１００が配置され、スロットル開度を示す出力を生じる。エンジン５０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。また、ドレンボルト８２の付近には電流センサ（電流値検出手段）１０４が設けられ、導電体８６ａからドレンボルト８２に通電される通電電流値γを示す出力を生じる。

上記した各センサの出力はＥＣＵ１６に入力され、ＥＣＵ１６は入力された各センサ出力に基づいて船外機１０の動作を制御する。尚、ＥＣＵ１６と各センサとディスプレイ３０は、例えばＮＭＥＡ（National Marine Electronics Association。米国船舶用電子機器協会）で規格された通信方式（例えばＮＭＥＡ２０００。具体的にはＣＡＮ（Controller Area Network））で通信自在に接続される。

ＥＣＵ１６は具体的に、入力された操舵角センサ２４の出力に基づいて転舵用電動モータ４２の動作を制御し、船外機１０の転舵を行う。また、ＥＣＵ１６は、入力されたレバー位置センサ２８の出力に基づいてシフト用電動モータ７６の動作を制御してギヤ機構７０を駆動させ、シフトチェンジを行う。

さらに、ＥＣＵ１６は、導電体８６ａにハーネス９０を介して所定の電圧（例えば５Ｖ）を印加すると共に、そのときの電流センサ１０４の出力（通電電流値γ）に基づいてドレンボルト８２に堆積されたギヤ機構７０の磨耗粉の量を検出する。そして、検出された磨耗粉の量や入力されたレバー位置センサ２８の出力などに基づいてスロットル用電動モータ８６ｂの動作を制御し、スロットルバルブ５６を開閉させて吸入空気量を調整してエンジン回転数を制御するが、これについては後に詳説する。

上記した如く、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２２やシフトレバー２６）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７は、ＥＣＵ１６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、ＥＣＵ１６によって所定の周期（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。

図７フロー・チャートの説明に入る前に、先ず磨耗粉の量の検出について図６を参照しつつ以下に説明する。ギヤ機構７０は、エンジン５０の駆動力をプロペラ７４に伝達する際の回転動作によって、ギヤ同士が擦りあわされて磨耗し、磨耗粉（具体的には金属粉など。図６において符号１０６で示す）が生じることがある。この磨耗粉１０６はオイル内を浮遊した後、磁性体からなるドレンボルト８２に引き寄せられて吸着されると共に、ドレンボルト８２の積層部８６付近に徐々に堆積される。

導電体８６ａには前述したように所定の電圧が印加されるが、磨耗粉１０６がドレンボルト８２に堆積されないとき、あるいは破線で示す如く積層部８６の第２絶縁体８６ｄ部分に堆積する程度の比較的少量のときは、導電体８６ａからドレンボルト８２に電流は流れないため、電流センサ１０４の検出値、即ち通電電流値γは０ｍＡとなる。

その後、磨耗粉１０６がドレンボルト８２にさらに堆積し、一点鎖線で示す如く積層部８６の抵抗体８６ｃ部分に到達すると、一点鎖線の矢印で示すように導電体８６ａから抵抗体８６ｃ、磨耗粉１０６を介してドレンボルト８２に電流が流れる（導通される）。このときの通電電流値γは、比較的低い値、例えば１０ｍＡまたは１０ｍＡより僅かに大きい値となるように設定される。尚、ドレンボルト８２はギヤケース６４に取り付けられることで、接地（アース）されているものとする（ボディアース）。

そして、さらに磨耗粉１０６がドレンボルト８２に堆積し、二点鎖線で示す如く積層部８６の導電体８６ａの露出部８６ａ１部分にまで到達した場合、電流は、二点鎖線の矢印で示すように導電体８６ａから磨耗粉１０６を介してドレンボルト８２に流れる（換言すれば、抵抗体８６ｃを通らずに電流が流れる）。このときの通電電流値γは、磨耗粉１０６が抵抗体８６ｃまで堆積したときの電力値に比して高い値、例えば５０ｍＡまたは５０ｍＡより僅かに大きい値となるように設定される。

このように、この実施例にあっては、導電体８６ａからドレンボルト８２に通電される通電電流値γがドレンボルト８２の積層部８６に堆積された磨耗粉１０６の量に応じて変化するように構成した。

上記を前提に図７フロー・チャートを説明すると、先ずＳ（ステップ）１０において、ギヤ機構７０の磨耗粉の量の検出する処理を実行する。

図８はその磨耗粉量検出処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。

図８に示す如く、Ｓ１００において、電流センサ１０４の出力に基づき、導電体８６ａからドレンボルト８２に通電される通電電流値γを検出する。

次いでＳ１０２に進み、検出された通電電流値γに基づいてドレンボルト８２の積層部８６に堆積されたギヤ機構７０の磨耗粉の量を検出し、検出された磨耗粉の量が第１許容範囲を超えたか否か判定する。具体的には、検出された通電電流値γと第１所定値γ１とを比較し、通電電流値γが第１所定値γ１以上のとき、検出された磨耗粉の量が第１許容範囲を超えたと判定、換言すれば、磨耗粉の量が増加してギヤ機構７０に異物として噛み込まれてギヤ機構７０を損傷させるなどの不具合が発生する恐れがあり、オイルの交換やギヤ機構７０の点検などの船外機のメンテナンス作業を行うべき状態であると判定する。

従って、前記した第１所定値γ１は、堆積されたギヤ機構７０の磨耗粉の量が第１許容範囲を超えた、より具体的には磨耗粉の量がドレンボルト８２の積層部８６の抵抗体８６ｃまで到達してメンテナンス作業を行うべき状態であると判定できるような値、例えば１０ｍＡに設定される。

Ｓ１０２で否定されるときはＳ１０４に進み、ギヤ保護制御フラグ（初期値０。後述）のビットを０にリセットする一方、肯定されるときはＳ１０６に進んで操船者への報知動作を実行する、具体的には検出された磨耗粉の量が第１許容範囲を超えたと判定されたことを、磨耗粉量警告としてディスプレイ３０に表示して操船者に報知し、メンテナンス作業を促す。

次いでＳ１０８に進み、検出された通電電流値γが第２許容範囲を超えたか否か判定する。具体的には、検出された通電電流値γと第２所定値γ２とを比較し、通電電流値γが第２所定値γ２以上のとき、検出された磨耗粉の量が第２許容範囲を超えたと判定、換言すれば、磨耗粉の量がさらに増加したため、ギヤ機構７０を保護するようにエンジン５０の動作を制御すべき状態であると判定する。

よって第２所定値γ２は、堆積されたギヤ機構７０の磨耗粉の量が第２許容範囲を超えた、具体的には磨耗粉の量がドレンボルト８２の積層部８６の導電体８６ａまで到達してギヤ機構７０を保護するエンジン制御を実行すべき状態であると判定できるような値、例えば５０ｍＡに設定される。

Ｓ１０８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Ｓ１１０に進み、ギヤ保護制御フラグのビットを１にセットする。即ち、このギヤ保護制御フラグのビットは、磨耗粉の量がドレンボルト８２の積層部８６の導電体８６ａまで到達するときに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。

図７の説明に戻ると、次いでＳ１２に進み、ギヤ保護制御フラグのビットが１か否か判断する。Ｓ１２で否定されるときはＳ１４に進み、通常用のスロットル開度制御マップを使用してスロットル開度を制御する、具体的には、操船者のスロットル開度指示とエンジン５０の実スロットル開度が一致するようにスロットルバルブ５６の動作を制御する。

次いでＳ１６に進み、エンジン５０の上限回転数（オーバーレブ）を通常用の上限回転数（第１上限回転数。例えば６５００ｒｐｍ）に設定する。即ち、Ｓ１４，Ｓ１６にあっては、通常のエンジン制御を行う、逆に言えば、後述するギヤ機構７０を保護するようなエンジン制御は行わない。

他方、Ｓ１２で肯定されるときはＳ１８に進み、ギヤ保護用のスロットル開度制御マップを使用して（ギヤ保護用のスロットル開度制御マップに切り替えて）スロットル開度を制御し、エンジン５０の出力を抑制する機関出力抑制動作を実行する。

図９は、上記した通常用のスロットル開度制御マップとギヤ保護用のスロットル開度制御マップを対比して示す説明図、詳しくはシフトレバー２６を介して入力された操船者のスロットル開度指示に対する実スロットル開度の特性を通常時とギヤ保護時とで対比して示す説明グラフである。尚、図９にあっては、通常用のスロットル開度制御マップを実線で、ギヤ保護用のスロットル開度制御マップを破線で示す。

図９に示すように、Ｓ１８の処理においては、スロットル開度指示を所定の比（例えば１／２）で減算することでエンジン５０の出力を抑制するようにした、換言すれば、スロットル開度の制御を鈍化させるようにした。これにより、例えばエンジン５０に対して急加速が指示されたとき、具体的には、シフトレバー２６が急速に操作されるとき（スロットル開度指示が急増するとき）であっても、スロットルバルブ５６は通常時に比して緩やかに開弁させられることとなり、よってエンジン５０の出力を抑制でき、ギヤ機構７０を保護することが可能となる（ギヤ機構７０に負担がかかることはない）。

尚、Ｓ１８において、操船者のスロットル開度指示を所定の比で減少させることでエンジン５０の出力を抑制するように構成したが、それに代えて、スロットル開度指示を所定の差（例えば１０ｄｅｇ）で減少させることでエンジン５０の出力を抑制するようにしても良い。

次いでＳ２０に進み、エンジン５０の上限回転数をＳ１６で設定した上限回転数より低い第２上限回転数（例えば４０００ｒｐｍ）に変更する上限回転数変更動作を実行する。これにより、エンジン５０の最高回転数が通常時に比して低い値に制限されるため、ギヤ機構７０への負担を軽減して保護することができる。

図１０は図７，８のフロー・チャートでの処理を説明するタイム・チャートである。尚、図１０においては、上から順に、エンジン５０の回転数、操船者のスロットル開度指示、エンジン５０の実スロットル開度、通電電流値γ、ディスプレイ３０の警告表示の有無、ギヤ保護制御フラグを示す。

図１０に示すように、時刻ｔ１において通電電流値γが第１所定値γ１以上で、ドレンボルト８２に堆積された磨耗粉の量が第１許容範囲を超えたと判定されると、ディスプレイ３０に磨耗粉量警告を表示して操船者に報知する（Ｓ１０２，Ｓ１０６）。

尚、時刻ｔ０からｔ２までは通電電流値γが第２所定値γ２未満で、磨耗粉の量は第２許容範囲を超えていないと判定されるため、ギヤ保護制御フラグのビットは０とされ（Ｓ１０４）、よってエンジン５０は通常制御とされる。具体的には、通常用のスロットル開度制御マップを使用してスロットル開度を制御すると共に（Ｓ１４）、エンジン５０の上限回転数を通常用の上限回転数に設定する（Ｓ１６）。

時刻ｔ２において通電電流値γが第２所定値γ２以上で、磨耗粉の量が第２許容範囲を超えたと判定されると、ギヤ保護制御フラグのビットを１にセットし（Ｓ１１０）、ギヤ機構７０を保護するようにエンジン５０の動作を制御する。具体的には、ギヤ保護用のスロットル開度制御マップを使用してスロットル開度を制御すると共に（Ｓ１８）、エンジン５０の上限回転数を第２上限回転数に変更する（Ｓ２０）。

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）５０の駆動力をプロペラ７４に伝達するギヤ機構７０を備えた船外機の制御装置において、前記ギヤ機構の磨耗粉１０６の量を検出する磨耗粉量検出手段（ＥＣＵ１６。Ｓ１０）と、前記検出された磨耗粉の量に応じ、前記内燃機関の出力を抑制する機関出力抑制動作と前記内燃機関の上限回転数を前記上限回転数より低い第２上限回転数に変更する上限回転数変更動作とのうちの少なくともいずれかを実行する動作実行手段（ＥＣＵ１６。Ｓ１８，Ｓ２０）とを備える如く構成した。

これにより、ギヤ機構７０の磨耗粉の量に応じてエンジン５０の動作を適切に制御でき、よってギヤ機構７０への負担を軽減して保護できると共に、磨耗粉によるギヤ機構７０の損傷などの発生を未然に防止することができる。また、操船者は、航行中であっても磨耗粉の量（換言すればギヤ機構７０の磨耗状態）を把握することが可能となる。

また、前記動作実行手段は、操船者のスロットル開度指示を所定の比または所定の差で減少させることで前記内燃機関５０の出力を抑制する如く構成したので（Ｓ１８）、エンジン５０の出力を確実かつ容易に抑制することができる。

また、前記ギヤ機構７０を収容するギヤケース６４と、前記ギヤケースに穿設されたドレン孔８０に閉塞自在に取り付けられると共に、磁性体からなるドレンボルト８２と、前記ドレンボルトの前記ギヤケースの内部に露出される部位（露出部位）８２ａ１に設けられると共に、導電体８６ａと絶縁体（第１絶縁体）８６ｂと前記導電体に局部的に接触する抵抗体８６ｃとが重力方向に積層されてなる積層部８６と、前記導電体に電圧を印加して前記導電体から前記ドレンボルトに通電される通電電流値γを検出する電流値検出手段（ＥＣＵ１６、電流センサ１０４。Ｓ１００）とを備えると共に、前記磨耗粉量検出手段は、前記検出された通電電流値γに基づいて前記ドレンボルトに堆積された前記ギヤ機構の磨耗粉１０６の量を検出する如く構成したので（Ｓ１０２，Ｓ１０８）、簡易な構成でギヤ機構７０の磨耗粉１０６の量を検出することができる。

即ち、ドレンボルト８２が磁性体からなるように構成したので、ギヤ機構７０の摩擦によって生じた磨耗粉はドレンボルト８２に引き寄せられて吸着されると共に、ドレンボルト８２の積層部８６付近に徐々に堆積されることとなる。積層部８６の導電体８６ａに電圧を印加した状態で、磨耗粉が堆積されないときは電流は導電体８６ａからドレンボルト８２に流れず、磨耗粉１０６が抵抗体８６ｃの位置まで堆積されると、電流は導電体８６ａから抵抗体８６ｃ、磨耗粉１０６を介してドレンボルト８２に流れるようになる。さらに、磨耗粉１０６が抵抗体８６ｃの重力方向において上方に配置される第１絶縁体８６ｂを越えて導電体８６ａの位置まで堆積されると、電流は導電体８６ａから磨耗粉１０６を介してドレンボルト８２に流れる、換言すれば、抵抗体８６ｃには流れないようになってドレンボルト８２に通電される通電電流値γが変化する。

このように、導電体８６ａからドレンボルト８２に通電される通電電流値γがドレンボルト８２に堆積された磨耗粉１０６の量に応じて変化するように構成し、それを利用することで、簡易な構成でありながら磨耗粉１０６の量を検出することができる。

また、前記電流値検出手段は、前記導電体８６ａに所定の電圧（５Ｖ）を印加して前記通電電流値γを検出すると共に（Ｓ１００）、前記磨耗粉量検出手段は、前記検出された通電電流値γが第１所定値γ１以上のとき、前記検出された磨耗粉１０６の量が第１許容範囲を超えたと判定する一方（Ｓ１０２）、前記検出された通電電流値γが前記第１所定値より大きい値に設定される第２所定値γ２以上のとき、前記検出された磨耗粉１０６の量が第２許容範囲を超えたと判定する如く構成したので（Ｓ１０８）、ギヤ機構７０の磨耗粉１０６の量が第１許容範囲を超えたこと、具体的には、磨耗粉１０６の量が増加して前記したギヤ機構７０の損傷などの不具合が発生する恐れがあり、オイルの交換などの船外機１０のメンテナンス作業を行うべき状態であることを、導電体８６ａからドレンボルト８２に通電される通電電流値γを用いて容易に判定することができる。

また、通電電流値γが第２所定値γ２以上のとき、磨耗粉１０６の量が第２許容範囲を超えたと判定するように構成したので、ギヤ機構７０の磨耗粉１０６の量が第２許容範囲を超えたこと、具体的には、磨耗粉１０６の量がさらに増加し、例えば前記した機関出力抑制動作や上限回転数変更動作を実行してギヤ機構７０を保護すべき状態であることを、通電電流値γを用いて容易に判定することができる。

また、前記動作実行手段は、前記磨耗粉量検出手段によって前記検出された磨耗粉１０６の量が前記第１許容範囲を超えたと判定されるとき、操船者への報知動作を実行すると共に（Ｓ１０６）、前記検出された磨耗粉１０６の量が前記第２許容範囲を超えたと判定されるとき、前記機関出力抑制動作と前記上限回転数変更動作とのうちの少なくともいずれかを実行する如く構成したので（Ｓ１８，Ｓ２０）、磨耗粉１０６の量が第１許容範囲を超えたことを操船者に確実に認識させることが可能となる。

また、磨耗粉１０６の量が第２許容範囲を超えたと判定されるとき、機関出力抑制動作と上限回転数変更動作とのうちの少なくともいずれかを実行するように構成したので、ギヤ機構７０の磨耗粉１０６の量に応じてエンジン５０の動作をより一層適切に制御でき、よってギヤ機構７０への負担を確実に軽減して保護できると共に、磨耗粉によるギヤ機構の損傷などの発生を確実に防止することができる。

また、前記導電体８６ａは金属体からなる如く構成したので、より一層簡易な構成でギヤ機構７０の磨耗粉の量を検出することができる。

尚、上記においては、船外機を例にとって説明したが、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、第１、第２所定値γ１，γ２や所定の比（差）、導電体８６ａに印加される電圧値（所定の電圧）、抵抗体８６ｃの抵抗値、エンジン５０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。

また、ドレンボルト８２に堆積されたギヤ機構７０の磨耗粉の量が第１許容範囲を超えたと判定されるとき、その旨をディスプレイ３０に表示して操船者に報知するように構成したが、それに代えて、あるいはそれに加えてブザーやスピーカなどを設け、磨耗粉量警告を鳴動音や音声で報知するようにしても良い。

１０船外機、１６ＥＣＵ（電子制御ユニット）、３０ディスプレイ、５０エンジン（内燃機関）、６４ギヤケース、７０ギヤ機構、７４プロペラ、８０ドレン孔、８２ドレンボルト、８２ａ１（ドレンボルトの）露出部位、８６積層部、８６ａ導電体、８６ｂ第１絶縁体（絶縁体）、８６ｃ抵抗体、１０４電流センサ（電流値検出手段）、１０６磨耗粉

Claims

内燃機関の駆動力をプロペラに伝達するギヤ機構を備えた船外機の制御装置において、
ａ．前記ギヤ機構の磨耗粉の量を検出する磨耗粉量検出手段と、
ｂ．前記検出された磨耗粉の量に応じ、前記内燃機関の出力を抑制する機関出力抑制動作と前記内燃機関の上限回転数を前記上限回転数より低い第２上限回転数に変更する上限回転数変更動作とのうちの少なくともいずれかを実行する動作実行手段と、
を備えることを特徴とする船外機の制御装置。
前記動作実行手段は、操船者のスロットル開度指示を所定の比または所定の差で減少させることで前記内燃機関の出力を抑制することを特徴とする請求項１記載の船外機の制御装置。
ｃ．前記ギヤ機構を収容するギヤケースと、
ｄ．前記ギヤケースに穿設されたドレン孔に閉塞自在に取り付けられると共に、磁性体からなるドレンボルトと、
ｅ．前記ドレンボルトの前記ギヤケースの内部に露出される部位に設けられると共に、導電体と絶縁体と前記導電体に局部的に接触する抵抗体とが重力方向に積層されてなる積層部と、
ｆ．前記導電体に電圧を印加して前記導電体から前記ドレンボルトに通電される通電電流値を検出する電流値検出手段と、
を備えると共に、前記磨耗粉量検出手段は、前記検出された通電電流値に基づいて前記ドレンボルトに堆積された前記ギヤ機構の磨耗粉の量を検出す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。
前記電流値検出手段は、前記導電体に所定の電圧を印加して前記通電電流値を検出すると共に、前記磨耗粉量検出手段は、前記検出された通電電流値が第１所定値以上のとき、前記検出された磨耗粉の量が第１許容範囲を超えたと判定する一方、前記検出された通電電流値が前記第１所定値より大きい値に設定される第２所定値以上のとき、前記検出された磨耗粉の量が第２許容範囲を超えたと判定することを特徴とする請求項３記載の船外機の制御装置。
前記動作実行手段は、前記磨耗粉量検出手段によって前記検出された磨耗粉の量が前記第１許容範囲を超えたと判定されるとき、操船者への報知動作を実行すると共に、前記検出された磨耗粉の量が前記第２許容範囲を超えたと判定されるとき、前記機関出力抑制動作と前記上限回転数変更動作とのうちの少なくともいずれかを実行することを特徴とする請求項４記載の船外機の制御装置。
前記導電体は金属体からなることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の船外機の制御装置。