JP2014004938A - 船外機の制御装置、船外機の制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】コストを上昇させることなくキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を検出してエンジン出力を制御することで、スムーズな運転を行うことを目的とする。
【解決手段】エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を有する船外機の制御装置であって、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数およびエンジン回転数変化率情報に基づいてキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を判定する空転判定手段と、前記空転判定手段によりキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を判定した場合にエンジンの出力を低減させる出力制御手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、船外機の制御装置、船外機の制御方法およびプログラムに関するものである。特に、キャビテーションやベンチレーションなどにより生じるプロペラの空転を検出する場合に用いられて好適である。

船外機を搭載した船舶では所定の運転状況によって、キャビテーションやベンチレーション（以下、キャビテーションなどという）が発生することがある。キャビテーションなどが発生すると、その程度に応じて船外機のプロペラが空転状態、いわゆるプロペラが水を捉えられない状態になる。この状態では、船外機の推力が低下し、船舶の速度が上昇しなかったり、逆に速度が低下したりしてしまう。

図１０Ａおよび図１０Ｂは、それぞれ船舶が停止している状態から船外機を駆動させて加速させたときのエンジン回転数および船舶の速度の変化を示す図である。
図１０Ａはキャビテーションなどが発生しなかった場合の変化を示す図であり、船外機を急加速させた状態を示している。図１０Ａに示すように、エンジン回転数は約４０００ｒｐｍまで急上昇した後、約６０００ｒｐｍまで徐々に上昇している。また、速度は約７０ｋｍ／ｈまで徐々に上昇する。ここで、エンジン回転数が約４０００ｒｐｍまで急上昇するのは、使用しているプロペラが約４０００ｒｐｍ域を超えてトルクバンドになるように設計されているためであり、約４０００ｒｐｍまではプロペラが水を捉えることができない状態のためである。

一方、図１０Ｂはキャビテーションなどが発生した場合の変化を示す図であり、船外機を加速させ船舶を旋回させた状態を示している。船舶を旋回させることで、キャビテーションなどが発生しやすい状態になる。エンジン回転数は、図１０Ａと同様にプロペラが水を捉えることができない約４０００ｒｐｍまで急上昇する。その後、エンジン回転数は、徐々に上昇するが、キャビテーションなどによりプロペラの空転が発生したために約６０００ｒｐｍまで急上昇している。また、速度は、キャビテーションなどが発生したときの約２０ｋｍ／ｈから上昇しない。

図１０Ｂに示すようにキャビテーションなどによりプロペラの空転が発生した場合、通常、操船者はスロットルレバーを操作して、プロペラが空転しないエンジン出力まで戻す操作が必要となる。しかしながら、操船者は、このようなスロットルレバーの操作を煩わしいと感じたり、ステアリング操作に専念できなかったりするという問題がある。
一方、特許文献１には、キャビテーションなどを防止することができる航走制御装置が開示されている。特許文献１の航走制御装置は、船舶の速度、加速度、エンジン回転数、トリム角度、ピッチ角度、使用者の手動入力のうち少なくとも速度の情報と、ステアリング角度、ローリング角度のうち少なくとも一方からなる入力情報とに基づいて、キャビテーションなどを防止できるようにエンジン回転数を決定する。

特許第４１５７３７７号公報

上述した特許文献１の航走制御装置では、正確な船舶の速度や加速度などを測定することを前提としている。しかしながら、船舶の場合、潮流や波の影響があり、正確な船舶の速度、いわゆる対水速度を測定するのは容易ではない。また、ＧＰＳなどにより対地速度を測定することができるものの、例えば船舶が小さな半径で旋回する場合の速度を計測するのは困難である。更に、特許文献１の航走制御装置では、ステアリング角度やローリング角度を検出するための検出器を備えなければならず船外機のコストが上昇してしまうという問題が生じる。

本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、船外機のコストを上昇させることなくキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を検出してエンジン出力を制御することで、操船者がスムーズな操船を行うことができるようにすることを目的とする。

本発明に係る船外機の制御装置は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を有する船外機の制御装置であって、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数およびエンジン回転数変化率情報に基づいてキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を判定する空転判定手段と、前記空転判定手段によりキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を判定した場合にエンジンの出力を低減させる出力制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明に係る船外機の制御方法は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を有する船外機の制御方法であって、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数およびエンジン回転数変化率情報に基づいてキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を判定する空転判定ステップと、前記空転判定ステップによりキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を判定した場合にエンジンの出力を低減させる出力制御ステップと、を有することを特徴とする。
本発明に係るプログラムは、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を有する船外機を制御するためのプログラムであって、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数およびエンジン回転数変化率情報に基づいてキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を判定する空転判定ステップと、前記空転判定ステップによりキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を判定した場合にエンジンの出力を低減させる出力制御ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、船外機のコストを上昇させることなくキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を検出してエンジン出力を制御することで、操船者はスムーズな操船を行うことができる。

船舶を斜め後方から見た斜視図である。 船舶に取り付けられる船外機の左側面図である。 船外機の内部構成を示すブロック図である。 加速初期のプロペラの空転のみが発生しキャビテーションなどによるプロペラの空転が発生しなかった場合のエンジン回転数、エンジン回転数の変化率、スロットル開度および吸気圧力の変化を示す図である。 図４Ａの拡大図である。 加速初期のプロペラの空転とキャビテーションなどによるプロペラの空転とが発生した場合のエンジン回転数、エンジン回転数の変化率、スロットル開度および吸気圧力の変化を示す図である。 図５Ａの拡大図である。 制御装置のエンジンの出力制御の処理を示すフローチャートである。 エンジンの出力制御をしたときのエンジン回転数とスロットルバルブのスロットル開度の変化を示す図である。 加速初期のプロペラの空転のみ発生しキャビテーションなどによるプロペラの空転が発生しなかった場合のエンジン回転数変化率、エンジン回転数変化率の変化量およびスロットル開度を、エンジン回転数毎に換算して示す図である。 加速初期のプロペラの空転とキャビテーションなどによるプロペラの空転とが発生した場合のエンジン回転数変化率、エンジン回転数変化率の変化量およびスロットル開度をエンジン回転数毎に換算して示す図である。 キャビテーションなどが発生しなかった場合のエンジン回転数および船速の変化を示す図である。 キャビテーションなどが発生した場合のエンジン回転数および船速の変化を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１は、船舶を斜め後方から見た斜視図である。また、図２は、船体に取り付けられる船外機の左側面図である。図１および図２に示すように、船舶１の船体２後部に位置するトランサム２ａに船外機１０がブラケット装置３を介して装着される。
船体２の前側には操舵室４が形成されている。操舵室４には、前方にステアリングハンドル５が配置され、例えば側方にはリモートコントロールレバー６を備えたリモートコントロールボックス７が配置される。ここでは、リモートコントロールレバー６は、スロットルレバーとシフトレバーとを兼ねたレバーである。すなわち、本実施形態のリモートコントロールレバー６は、ニュートラル位置から前側の所定の角度領域α１が前進方向のシフト域であり、所定の角度領域α１から前側の所定の角度領域α２が前進方向のスロットル域である。また、ニュートラル位置から後側の所定の角度領域β１が後進方向のシフト域であり、所定の角度領域β１から後側の所定の角度領域β２がスロットル域である。

図２に示すように、船外機１０は全体がカバー１１によって覆われることで、形状が整えられて構成されている。このカバー１１の内部には、船外機の内燃機関としてのエンジン１２が収容されている。また、船外機１０の下方には、エンジン１２を動力とし船体２を推進させるためのプロペラ１３が配設されている。なお、本実施形態のエンジン１２は、水冷４サイクルＶ型６気筒エンジンであり、図示しないクランクシャフトを略垂直に配置したバーティカル（縦）型のエンジンである。

次に、船外機１０の主要な内部構成について図３に示すブロック図を参照して説明する。船外機１０全体は、制御装置２０によって制御されている。制御装置２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ＥＥＰＲＯＭ２４、入力回路２５、出力回路２６、点火装置２７および電源回路２８を含んで構成されている。

ＣＰＵ２１は、いわゆるコンピュータであって、ＲＯＭ２２に格納されたプログラムを実行して、各種検出器などから出力される信号に基づいて、インジェクタ４０を介して燃料の噴射量、噴射タイミングを制御したり、スロットルバルブアクチュエータ４１を介して供給する空気量を制御したりする。ＲＯＭ２２は、不揮発性メモリであって、ＣＰＵ２１が実行するプログラムやＣＰＵ２１が各機器を制御するための閾値などを格納している。ＲＡＭ２３は、揮発性メモリであって、ＣＰＵ２１が各機器を制御するときに算出した情報などを一時的に記憶する。ＥＥＰＲＯＭ２４は、書き換え可能な記憶部としての不揮発性メモリであって、ＣＰＵ２１が各機器を制御する場合の情報などを記憶する。

入力回路２５は、図３に示すように船外機１０内外の各種検出器等から信号が入力される。具体的には、カム軸信号検出器３０は、エンジン１２の図示しないカムシャフトの信号（カム角信号）を出力する。クランク角信号検出器（回転数検出器）３１は、エンジン回転数検出手段の一例であって、エンジン１２の回転数信号を出力する。
スロットル開度検出器３２は、スロットバルブのスロットル開度に応じた実際のスロットル開度の信号を出力する。
吸気圧力検出器３３は、吸気管に配置され、吸気管内における吸気圧の信号を出力する。大気圧力検出器３４は大気圧の信号を出力する。また、吸気温度検出器３５、エンジン温度検出器３６（冷却水温度検出器）および排気通路温度検出器３７は、それぞれ吸気の温度、エンジン１２の温度（冷却水温度）および排気通路の温度の信号を出力する。

レバーポジション検出器３８は、レバーポジション検出手段の一例であって、リモートコントロールレバー６の位置の信号を出力する。なお、レバーポジション検出器３８は、リモートコントロールレバー６の位置の信号を図示しない船体制御モジュール（ＢＣＭ）を経由して制御装置２０に出力してもよい。
イグニッションスイッチ３９は、操船者によりオンとオフとが選択できるように構成され、オンされることにより各機器に電力が供給され、オフされることにより各機器への電力が遮断される。

出力回路２６は、インジェクタ４０、スロットルバルブアクチュエータ４１およびイグニッションコイル４２を制御するための信号を送信する。
制御装置２０に入力された各機器からの信号はＣＰＵ２１で適宜演算処理され、その演算結果が出力回路２６を介して船外機１０内外の各機器に出力される。具体的には、ＣＰＵ２１は、エンジン１２の運転状態に応じて最適な燃料の噴射タイミングおよび噴射量になるようにインジェクタ４０を制御する。また、ＣＰＵ２１は、エンジンの運転状態およびレバーポジション検出器３８に応じて最適なスロットル開度になるようにスロットルバルブアクチュエータ４１を制御する。更に、ＣＰＵ２１は、エンジン１２の運転状態に応じて点火装置２７を介してイグニッションコイル４２の点火時期を制御する。

次に、本実施形態の制御装置２０によるキャビテーションなどによるプロペラの空転の検出方法について説明する。上述した図１０Ｂで説明したように、キャビテーションなどによるプロペラの空転が発生した場合にはエンジン回転数が急上昇する。したがって、エンジン回転数の急上昇の発生を判定することでキャビテーションなどによるプロペラの空転をある程度検出することができる。しかしながら、図１０Ａおよび図１０Ｂで説明したように、プロペラが水を捉えることができない状態である加速初期でも、プロペラはある程度空転してエンジン回転数の急上昇が発生する。この加速初期によるプロペラの空転は、プロペラの特性によるものであり、キャビテーションなどによるプロペラの空転とは性質が異なる。具体的には、加速初期によるプロペラの空転はトルクバンド域に移行するまでに必然的に発生するものである。
したがって、例えば、エンジン回転数の急上昇を検出したときに一律にエンジンの出力制御をしてしまうと、キャビテーションなどによるプロペラの空転時では有効であるが、加速初期によるプロペラの空転時では加速力が低下してしまう。

そこで、本実施形態では、キャビテーションなどによるエンジン回転数の急上昇であるか、加速初期（キャビテーションなどによる要因以外）によるエンジン回転数の急上昇であるかを判定し、キャビテーションなどによるエンジン回転数の急上昇を検出した場合にエンジンの出力制御をすることで、操船者によるスムーズな操船を支援するものとする。

次に、キャビテーションなどによるプロペラの空転と、加速初期によるプロペラの空転とを判定する方法について、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂを参照して説明する。
図４Ａおよび図５Ａは、それぞれ船舶が停止している状態から船外機を駆動させて加速させたときのエンジン回転数、エンジン回転数変化率、スロットル開度および吸気圧力を時間毎に示した図である。

図４Ａは加速初期のプロペラの空転のみが発生しキャビテーションなどによるプロペラの空転が発生しなかった場合の変化を示す図であり、船外機を急加速させた状態を示している。図４Ｂは、図４Ａの拡大図であり、エンジン回転数変化率の変化量を追加して示している。図４Ｂに示すように、時間Ｔ１でプロペラの空転が発生しエンジン回転数変化率が大きくなっている。
図５Ａは加速初期のプロペラの空転とキャビテーションなどによるプロペラの空転とが発生した場合の変化を示す図であり、船外機を加速させ船舶を旋回させた状態を示している。図５Ｂは、図５Ａの拡大図であり、エンジン回転数変化率の変化量を追加して示している。図５Ｂに示すように、時間Ｔ２でプロペラの空転が発生しエンジン回転数変化率が大きくなり、時間Ｔ３でエンジン回転数変化率が大きくなり、時間Ｔ４に亘ってキャビテーションなどによるプロペラの空転が発生している。

ここで、図４Ｂおよび図５Ｂに示すように、加速初期によるプロペラの空転でのエンジン回転数変化率の上昇（時間Ｔ１、Ｔ２）は、エンジン回転数が所定のエンジン回転数（ここでは、約４０００ｒｐｍ）以下で発生している。また、図５Ｂに示すように、キャビテーションなどによるエンジン回転数変化率の上昇（略時間Ｔ３）は、所定のエンジン回転数（ここでは、約４０００ｒｐｍ）よりも大きいときに発生している。

したがって、本実施形態では、ＣＰＵ２１は、エンジン回転数が所定のエンジン回転数（約４０００ｒｐｍ）よりも大きいエンジン回転数においてエンジン回転数変化率情報が所定の閾値よりも大きい場合にキャビテーションなどによるプロペラの空転が発生していると判定する。ここで、エンジン回転数変化率情報とは、エンジン回転数変化率またはエンジン回転数変化率の変化量の何れかの情報をいうものとする。本実施形態では、エンジン回転数が所定のエンジン回転数よりも大きい場合において、エンジン回転数変化率情報としてエンジン回転数変化率の変化量を用いてエンジン回転数変化率の変化量が所定の閾値（ここでは、約１０００ｒｐｍ／秒／秒）よりも大きい場合（図５Ｂに示す時間ｔ）に、キャビテーションなどによりプロペラの空転が発生していると判定する。ここで、エンジン回転数変化率情報としてエンジン回転数変化率の変化量を用いることで、より早期にキャビテーションなどによりプロペラの空転の発生を判定することができる。

このように、ＣＰＵ２１はエンジン回転数とエンジン回転数変化率情報（エンジン回転数変化率またはエンジン回転数変化率の変化量）に基づいて加速初期によるプロペラの空転であるかキャビテーションなどによるプロペラの空転であるかを判定することができる。したがって、船舶の速度や加速度を測定したり、ステアリング角度やローリング角度を検出するための検出器を備えたりする必要がなく、船外機のコストを上昇させることなく、キャビテーションなどによるプロペラの空転を判定することができる。

次に、制御装置２０が上述した判定方法を用いてキャビテーションなどによるプロペラの空転を判定し、エンジン１２の出力制御をする処理について図６に示すフローチャートを参照して説明する。図６に示すフローチャートは、ＣＰＵ２１がＲＯＭ２２に格納されたプログラムをＲＡＭ２３に展開して実行することで実現される。
ステップＳ１０では、ＣＰＵ２１は操船者によりイグニッションスイッチ３９をオンにする操作に応じて各機器に電力を供給すると共にエンジン１２を駆動することで、船外機１０の運転が開始される。

ステップＳ１１では、ＣＰＵ２１はクランク角信号検出器３１からの信号の出力に基づいてエンジン回転数Ｎを取得する。ＣＰＵ２１はエンジン回転数Ｎが所定のエンジン回転数Ａ（第１の閾値）よりも大きいか否かを判定する。上述した図５Ｂに示す例ではエンジン回転数Ｎが例えば４０００ｒｐｍよりも大きいか否かを判定する。所定のエンジン回転数Ａよりも大きい場合にはステップＳ１２に進み、所定のエンジン回転数Ａ以下の場合には所定のエンジン回転数Ａよりも大きくなるまで待機する。

ステップＳ１２では、ＣＰＵ２１は算出したエンジン回転数Ｎから更にエンジン回転数変化率ΔＮを算出する。
ステップＳ１３では、ＣＰＵ２１は算出したエンジン回転数変化率ΔＮから更にエンジン回転数変化率の変化量ΔＮＴを算出する。
ステップＳ１４では、ＣＰＵ２１は算出したエンジン回転数変化率の変化量ΔＮＴが所定の変化量Ｂ（第２の閾値）よりも大きいか否かを判定する。この処理は、空転判定手段により処理の一例に対応する。上述した図５Ｂに示す例ではエンジン回転数変化率の変化量ΔＮＴが例えば１０００ｒｐｍ／秒／秒よりも大きいか否かを判定する。変化量Ｂ以下の場合にはＣＰＵ２１はキャビテーションなどによるプロペラの空転が発生していないと判定し、ステップＳ１１に戻り、再び所定のエンジン回転数Ａよりも大きいか否かを判定する。一方、変化量Ｂよりも大きい場合にはＣＰＵ２１はキャビテーションなどによるプロペラの空転が発生していると判定し、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、ＣＰＵ２１はエンジン１２の出力を制御する。この処理は、出力制御手段による処理の一例に対応する。本実施形態では、ＣＰＵ２１はスロットルバルブアクチュエータ４１を介してスロットルバルブのスロットル開度を閉じ方向に作動させることで、エンジン１２の出力を低下させる。ここでは、ＣＰＵ２１は、スロットル開度をキャビテーションなどによるプロペラの空転が発生していると判定したときのスロットル開度をＲＯＭ２２に格納された所定の絞り率（例えば８０％）になるように制御する。

図７は、エンジン回転数とスロットルバルブのスロットル開度の変化を示す図である。
図７に示すスロットル開度基本値ａ１に示す実線は、レバーポジション検出器３８により検出されたリモートコントロールレバー６（スロットルレバー）の位置に対応する、スロットルバルブのスロットル開度である。換言すると、スロットル開度基本値ａ１とは操船者が所望するスロットルバルブのスロットル開度である。また、エンジン回転数ｂ１に示す実線は、エンジン１２の出力制御をしない場合において、スロットル開度基本値ａ１に応じたエンジン回転数である。
一方、図７に示すスロットル開度制御値ａ２に示す破線は、ステップＳ１５によりスロットルバルブのスロットル開度を閉じ方向に作動させたときのスロットル開度、すなわち実際のスロットル開度である。また、エンジン回転数ｂ２に示す破線は、エンジン１２の出力制御をするためにスロットルバルブのスロット開度を閉じ方向へ作動させたときのエンジン回転数である。すなわち、エンジン回転数ｂ２は、スロットル開度制御値ａ２に応じたエンジン回転数である。

図７では、ＣＰＵ２１が時間ｔａでエンジン回転数変化率の変化量ΔＮＴが変化量Ｂよりも大きくなりキャビテーションなどによるプロペラの空転が発生していると判定し、スロットル開度制御値ａ２に示すように、実際のスロットルバルブのスロットル開度を閉じ方向に作動させている。したがって、図７に示すエンジン回転数ｂ２の破線のように、エンジン回転数を低下させることができエンジン１２の出力が低減する。このとき、操船者はスロットル開度基本値ａ１に示すようにスロットルレバーの操作をしていないために、スロットル開度基本値ａ１とスロットル開度制御値ａ２とが乖離している。すなわち、操船者はスロットルレバーを操作しなくともプロペラが空転しないようにエンジン出力が調整される。

ステップＳ１６では、ＣＰＵ２１は、エンジン回転数Ｎが所定のエンジン回転数Ｄ（第３の閾値）になったか否かを判定する。ここで、所定のエンジン回転数Ｄは、図７に示す判定回転数であり、時間ｔａによりキャビテーションなどによるプロペラの空転を判定したときのエンジン回転数（図７に示す検出時回転数）よりも既定値だけ小さいエンジン回転数である。すなわち、ＣＰＵ２１は、時間ｔａでのエンジン回転数から既定値だけ減算したエンジン回転数を所定のエンジン回転数Ｄとして、ＲＡＭ２３に記憶するものとする。既定値は、予めＲＯＭ２２に格納されているものとする。
エンジン回転数Ｎが所定のエンジン回転数Ｄになった場合にはステップＳ１７に進む。所定のエンジン回転数Ｄになっていない場合にはステップＳ１５に戻り、更にスロットルバルブのスロットル開度を閉じ方向に作動させることで、エンジン１２の出力を低減させる。

ステップＳ１７では、ＣＰＵ２１は、実際のスロットル開度をレバーポジション検出器３８により検出されたスロットル開度に一致させる。すなわち、ＣＰＵ２１は、スロットル開度制御値ａ２をスロットル開度基本値ａ１に一致させる。
図７では、時間ｔｂでエンジン回転数ｂ２が判定回転数（所定のエンジン回転数Ｄ）になってから、ＣＰＵ２１は徐々にスロットル開度制御値ａ２を上昇させてスロットル開度基本値ａ１に一致させている。

ステップＳ１８では、ＣＰＵ２１は操船者によりイグニッションスイッチ３９がオフにされたか否かを判定する。イグニッションスイッチ３９がオフされた場合にはエンジン１２の駆動を停止し、エンジンの出力制御の処理を終了する。一方、イグニッションスイッチ３９がオフされていない場合にはステップＳ１１に戻り、処理を継続する。

このように本実施形態によればエンジン回転数とエンジン回転変化率情報とに基づいてキャビテーションなどによるプロペラの空転を判定し、キャビテーションなどによるプロペラの空転を判定した場合にはエンジン１２の出力を低減させる。したがって、操船者はプロペラが空転しないようにエンジン出力を調整するような煩わしい操作を行う必要がなく、旋回などのステアリング操作に専念することができ、熟練者でなくても容易にスムーズな旋回、加速を行うことができる。
なお、上述した所定のエンジン回転数Ａおよび所定の変化量Ｂの値は、スロットル開度や吸気圧力毎にマップを用いて設定してもよい。すなわち、ＣＰＵ２１は、現在のスロットル開度および吸気圧力に基づいて、スロットル開度や吸気圧力毎のマップから所定のエンジン回転数Ａおよび所定の変化量Ｂを取得する。ＣＰＵ２１は、取得した所定のエンジン回転数Ａおよび所定の変化量Ｂに基づいて、キャビテーションなどによるプロペラの空転を判定してもよい。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。操船者に違和感を与えることなくエンジン出力を低減させる制御を行うには、ＣＰＵ２１はできるだけ早期にキャビテーションなどによるプロペラの空転を判定する必要がある。一方、上述したように加速初期のプロペラの空転とキャビテーションなどによるプロペラの空転とを判定しなければならない。
また、加速初期のプロペラの空転やキャビテーションなどによるプロペラの空転は、船舶の船底形状や重量、装着されるプロペラの形状やサイズ、旋回半径、速度等によってある程度変化する。したがって、第１の実施形態においてキャビテーションなどによるプロペラの空転を判定するためのエンジン回転数である、所定のエンジン回転数Ａはある程度、余裕を持たせることが好ましい。

そこで、本実施形態では、第１の実施形態よりも低いエンジン回転数であってもキャビテーションなどによるプロペラの空転を判定することができる判定方法について説明する。
図８は、図４Ａに示した、加速初期のプロペラの空転のみ発生しキャビテーションなどによるプロペラの空転が発生しなかった場合のエンジン回転数変化率、エンジン回転数変化率の変化量およびスロットル開度を、エンジン回転数毎に換算（プロット）して示した図である。
図９は、図５Ａに示した、加速初期のプロペラの空転とキャビテーションなどによるプロペラの空転とが発生した場合のエンジン回転数変化率、エンジン回転数変化率の変化量およびスロットル開度をエンジン回転数毎に換算（プロット）して示した図である。
ＣＰＵ２１は、図８および図９に示すように、エンジン回転数毎にエンジン回転数変化率、エンジン回転数変化率の変化量を算出する。

ここで、加速初期のプロペラの空転によるエンジン回転数変化率は、図８では約２７００ｒｐｍ、図９では約２３００ｒｐｍのエンジン回転数で減少するようになる。したがって、エンジン回転数変化率の変化量も、図８では約２７００ｒｐｍ、図９では２３００ｒｐｍのエンジン回転数で負の値あるいは０になる。一方、図９に示すように、キャビテーションなどによるプロペラの空転によるエンジン回転数変化率は、約３３００ｒｐｍ以上のエンジン回転数であっても大きくなる。

したがって、ＣＰＵ２１は、例えばエンジン回転数が２９００ｒｐｍよりも大きくかつエンジン回転数変化率の変化量が１０００ｒｐｍ／秒／秒よりも大きい場合（図９に示す時間ｔ）に、プロペラの空転の発生を判定することができる。したがって、所定のエンジン回転数（約４０００ｒｐｍ）よりも大きいエンジン回転数でキャビテーションなどによるプロペラの空転の発生を判定する第１の実施形態よりも、早期にプロペラの空転を判定することができる。なお、このように早期にプロペラの空転を判定することができるのは、時間毎よりもエンジン回転数毎にしたほうが、エンジン回転数変化率の変化量を細かく捉えることができるためである。

以上、本発明を上述した実施形態により説明したが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば、上述した実施形態では、エンジン回転数とエンジン回転数変化率の変化量を用いてキャビテーションなどによるプロペラの空転を判定する場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、エンジン回転数とエンジン回転数変化率を用いてキャビテーションなどによるプロペラの空転を判定してもよい。

また、例えば、上述した第１の実施形態および第２の実施形態では、予め定められた所定のエンジン回転数よりも大きいときに、プロペラの空転を判定する処理を行う場合について説明した。しかしながら、この場合に限られず、ＣＰＵ２１は加速初期時のエンジン回転数を学習して、例えばＥＥＰＲＯＭ２４に記憶してもよい。そして、ＣＰＵ２１は、ＥＥＰＲＯＭ２４に記憶したエンジン回転数よりも大きいときに、プロペラの空転を判定する処理を行うことができる。この場合、ＣＰＵ２１は船外機が装着された船体などを考慮した所定のエンジン回転数を用いて、キャビテーションなどによるプロペラの空転を判定でき、より早期にプロペラの空転を判定することができる。

また、上述した第１の実施形態および第２の実施形態では、エンジンの出力を低減させるために実際のスロットルバルブのスロットル開度を閉じる方向に作動させる場合について説明した。しかしながら、この場合に限られず、ＣＰＵ２１は、燃料噴射量を制御したり、エンジン１２の点火時期を遅角したりすることでも、エンジンの出力を低減させることができる。

１：船舶 ２：船体 ６：リモートコントロールレバー（スロットルレバー） １０：船外機 １３：スクリュー ２０：制御装置 ２１：ＣＰＵ ２２：ＲＯＭ ２３：ＲＡＭ ２４：ＥＥＰＲＯＭ ２５：入力回路 ２６：出力回路 ３１：クランク角信号検出器 ３２：スロットル開度検出器 ３８：レバーポジション検出器 ４１：スロットルバルブアクチュエータ

Claims (8)

1. エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を有する船外機の制御装置であって、
   前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数およびエンジン回転数変化率情報に基づいてキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を判定する空転判定手段と、
   前記空転判定手段によりキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を判定した場合にエンジンの出力を低減させる出力制御手段と、を有することを特徴とする船外機の制御装置。
2. 前記空転判定手段は、エンジン回転数が第１の閾値よりも大きく、かつエンジン回転数変化率情報が第２の閾値よりも大きい場合に、キャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転が発生していると判定することを特徴とする請求項１に記載の船外機の制御装置。
3. 前記出力制御手段は、スロットルバルブのスロットル開度を閉じる方向に作動させることでエンジンの出力を低減させることを特徴とする請求項１または２に記載の船外機の制御装置。
4. 前記船外機は、操船者により操作されるスロットルレバーの位置を検出するレバーポジション検出手段を備え、
   前記出力制御手段は、エンジンの出力の低減によりエンジン回転数が第３の閾値になった場合に、実際のスロットル開度を前記レバーポジション検出手段により検出されたスロットルレバーの位置に対応するスロットル開度に一致させることを特徴とする請求項３に記載の船外機の制御装置。
5. 前記エンジン回転数変化率情報は、エンジン回転数変化率に基づいて算出されるエンジン回転数変化率の変化量であり、
   前記空転判定手段は、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数およびエンジン回転数変化率の変化量に基づいてキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を判定することを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の船外機の制御装置。
6. 前記エンジン回転数変化率の変化量は、エンジン回転数毎に応じて算出された値であることを特徴とする請求項５に記載の船外機の制御装置。
7. エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を有する船外機の制御方法であって、
   前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数およびエンジン回転数変化率情報に基づいてキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を判定する空転判定ステップと、
   前記空転判定ステップによりキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を判定した場合にエンジンの出力を低減させる出力制御ステップと、を有することを特徴とする船外機の制御方法。
8. エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を有する船外機を制御するためのプログラムであって、
   前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数およびエンジン回転数変化率情報に基づいてキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を判定する空転判定ステップと、
   前記空転判定ステップによりキャビテーションまたはベンチレーションによるプロペラの空転を判定した場合にエンジンの出力を低減させる出力制御ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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