JP2014037183A - Control device for outboard motor - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to an outboard motor control apparatus, and more particularly to an outboard motor control apparatus including a transmission.
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し、内燃機関の出力を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、船体の加速度を検出し、検出された加速度に基づいて変速機の変速段(変速比)を1速から2速に変速するように構成される。
In recent years, in outboard motors, a technology has been proposed in which a transmission is inserted into a power transmission shaft that transmits power from an internal combustion engine mounted on the propeller to shift the output of the internal combustion engine and transmit it to the propeller. (For example, refer to Patent Document 1). The technique described in
ところで、船体の加速度は、船体の仕様(オフショア艇、バスボート艇など)によって異なるため、特許文献1記載の技術の如く、船体ごとに加速度を検出し、検出された加速度に基づいて変速を行うことにより、船体に応じた変速タイミングで変速を行うことができる。
By the way, since the acceleration of the hull differs depending on the specifications of the hull (offshore boat, bus boat, etc.), as in the technique described in
しかしながら、加速終了時に変速段を1速から2速に変速すると、変速機によるトルクの増幅が行われなくなるため、プロペラに伝達されるトルクが減少して操船者に減速感を与えることがあった。 However, if the gear position is changed from the first speed to the second speed at the end of acceleration, torque transmission by the transmission will not be performed, and the torque transmitted to the propeller may decrease, giving a feeling of deceleration to the operator. .
そこで、2速に変速する前にトリムアップを開始してトリム角を調整し、船舶の速度を上昇させることで減速感を軽減させることが考えられるが、トリムアップ時の単位時間当たりの変化量、即ち、トリムアップのスピードは一般に開始から停止に至るまで一定とされ、船舶が最高速に到達する直前においても開始時と同じスピードでトリムアップが行われるため、船体にピッチング(縦揺れ)が発生することがあった。 Therefore, it may be possible to reduce the feeling of deceleration by starting trim-up and adjusting the trim angle before shifting to the second speed to increase the speed of the ship, but the amount of change per unit time during trim-up In other words, the trim-up speed is generally constant from the start to the stop, and since the trim-up is performed at the same speed as the start just before the ship reaches the maximum speed, the hull is pitched (pitch). It sometimes occurred.
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、船体の仕様の如何に関わらず、加速終了時の変速の際に生じる減速感を軽減させると共に、トリムアップによるピッチングの発生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。 Accordingly, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to provide a transmission, to reduce the feeling of deceleration generated at the time of shifting at the end of acceleration, regardless of the specifications of the hull, and to generate pitching due to trim-up. It is an object of the present invention to provide an outboard motor control apparatus that prevents the above-described problem.
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と、船体に対するトリム角をトリムアップ/ダウンによって調整可能なトリム角調整機構とを備え、前記船体に取り付け可能な船外機の制御装置において、前記2速が選択されているとき、前記内燃機関に対して操船者から加速が指示されたか否か判定する加速指示判定手段と、前記船体の航行加速度を検出する航行加速度検出手段と、前記検出された航行加速度の所定時間当たりの変化量を示す航行加速度変化量を算出する航行加速度変化量算出手段と、前記内燃機関に対して操船者から加速が指示されたと判定されるとき、前記変速機を動作させて前記2速から前記1速に変速させる1速変速手段と、前記1速変速手段によって前記1速に変速された後、前記算出された航行加速度変化量が負値から正値に反転したとき、前記トリム角調整機構を動作させて前記トリムアップを開始させるトリムアップ開始手段と、前記トリムアップ開始手段によって前記トリムアップが開始された後、前記算出された航行加速度変化量に応じて前記トリムアップのスピードを変更するトリムスピード変更手段と、前記トリムスピード変更手段によって前記トリムアップのスピードが変更された後、所定の時点で前記変速機を動作させて前記1速から前記2速に変速させる2速変速手段とを備える如く構成した。
In order to solve the above-described problem, in
請求項2に係る船外機の制御装置にあっては、前記トリムスピード変更手段は、前記トリムアップ開始手段によって前記トリムアップが開始された後、前記算出された航行加速度変化量が正値から負値に反転したとき、前記トリムアップのスピードを変更する如く構成した。
In the outboard motor control apparatus according to
請求項3に係る船外機の制御装置にあっては、前記トリムスピード変更手段は、前記算出された航行加速度変化量が増加するにつれて前記トリムアップのスピードを減少させる如く構成した。 In the outboard motor control apparatus according to claim 3, the trim speed changing means is configured to decrease the trim-up speed as the calculated navigation acceleration change amount increases.
請求項4に係る船外機の制御装置にあっては、前記所定の時点は、前記検出された航行加速度が所定値以下になったときである如く構成した。 The outboard motor control apparatus according to claim 4 is configured such that the predetermined time point is when the detected navigation acceleration becomes a predetermined value or less.
請求項5に係る船外機の制御装置にあっては、前記1速変速手段によって前記1速に変速された後、前記トリムアップ開始手段によって前記トリムアップが開始されるまでの間に検出された航行加速度のうちの最大値を検出する航行加速度最大値検出手段を備えると共に、前記所定値は、前記最大値に基づいて決定される如く構成した。
In the outboard motor control apparatus according to
請求項6に係る船外機の制御装置にあっては、前記所定値は、前記最大値の1/4である如く構成した。 In the outboard motor control apparatus according to claim 6, the predetermined value is configured to be 1/4 of the maximum value.
請求項1に係る船外機の制御装置にあっては、2速が選択されているとき、内燃機関に対して操船者から加速が指示されたと判定されるとき、変速機を動作させて2速から1速に変速させ、変速後、検出された航行加速度の所定時間当たりの変化量を示す航行加速度変化量が負値から正値に反転したとき、トリム角調整機構を動作させてトリムアップを開始させ、トリムアップが開始された後、算出された航行加速度変化量に応じてトリムアップのスピードを変更すると共に、トリムアップのスピードが変更された後、所定の時点で変速機を動作させて1速から2速に変速させるように構成したので、船体の仕様の如何に関わらず、航行状態に応じた適切なタイミングでトリムアップを開始することができ、加速終了後に1速から2速に変速してプロペラに伝達されるトルクが減少する場合であっても、船舶の速度はトリムアップさせることで上昇させられているため、減速感を軽減させることができる。また、航行加速度変化量に応じてトリムアップのスピードを変更するようにしたので、トリムアップによるピッチングの発生も防止することができる。
In the outboard motor control apparatus according to
請求項2に係る船外機の制御装置にあっては、トリムアップが開始された後、算出された航行加速度変化量が正値から負値に反転したとき、トリムアップのスピードを変更するように構成したので、上記した効果に加え、トリムアップのスピードを航行状態に応じて適切なタイミングで変更することができるため、トリムアップによるピッチングの発生を一層効果的に防止することができる。
In the outboard motor control apparatus according to
請求項3に係る船外機の制御装置にあっては、算出された航行加速度変化量が増加するにつれてトリムアップのスピードを減少させるように構成したので、上記した効果に加え、トリムアップのスピードを航行状態に応じて決定することができるため、トリムアップによるピッチングの発生を一層効果的に防止することができる。 The outboard motor control apparatus according to claim 3 is configured to decrease the trim-up speed as the calculated navigation acceleration change amount increases, so in addition to the above-described effects, the trim-up speed can be reduced. Therefore, the occurrence of pitching due to trim-up can be more effectively prevented.
請求項4に係る船外機の制御装置にあっては、所定の時点は、検出された航行加速度が所定値以下になったときであるように構成したので、上記した効果に加え、船体の仕様や航行状態に応じて最適なタイミングで変速を行うことができる。 In the outboard motor control apparatus according to claim 4, since the predetermined time point is configured to be when the detected navigation acceleration is equal to or lower than the predetermined value, in addition to the above-described effects, Shifting can be performed at an optimal timing according to the specifications and navigational conditions.
請求項5に係る船外機の制御装置にあっては、1速に変速された後、トリムアップが開始されるまでの間に検出された航行加速度のうちの最大値を検出すると共に、所定値は、最大値に基づいて決定されるように構成したので、請求項4で述べた効果に加え、船体の仕様や航行状態に応じて一層最適なタイミングで変速を行うことができる。
In the outboard motor control apparatus according to
請求項6に係る船外機の制御装置にあっては、所定値は、最大値の1/4であるように構成したので、請求項5で述べた効果に加え、船体の仕様や航行状態に応じて一層最適なタイミングで変速を行うことができる。
In the outboard motor control apparatus according to claim 6, since the predetermined value is configured to be 1/4 of the maximum value, in addition to the effect described in
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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment for carrying out an outboard motor control apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
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。 FIG. 1 is a schematic view showing an outboard motor control apparatus according to an embodiment of the present invention including a hull.
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、スターンブラケット14およびチルティングシャフト16を介して船体12の後尾(船尾)12aに装着される。
In FIG. 1,
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18を備える。エンジンカバー18の内部空間である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)20が配置される。ECU20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。
The
また、船外機10は、エンジンからの動力をプロペラ22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、エンジン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22に伝達する変速機24と、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。トリム角調整機構。以下「トリムユニット」という)26を備える。尚、変速機24およびトリムユニット26はECU20によって制御される。
The
船体12の操縦席28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30が配置される。ステアリングホイール30のシャフト(図示せず)には操舵角センサ32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30の操舵角に応じた信号を出力する。
In the vicinity of the
また、操縦席28付近には、操船者によって操作自在なシフト・スロットルレバー34が設けられる。シフト・スロットルレバー34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)切り換え指示)と、エンジン回転数の調節指示(スロットル開度指示)を入力する。
In the vicinity of the
シフト・スロットルレバー34の付近には、レバー位置センサ36が取り付けられ、操船者によるシフト・スロットルレバー34の操作位置(操作角。以下「操作量」ともいう)LVR、正確にはシフト・スロットルレバー34の回転軸の回転角に応じた信号を出力する。
A
船体12の適宜位置には、GPS(Global Positioning System)信号を受信するGPS受信装置38が配置される。GPS受信装置38は、GPS信号から得られる船舶1の位置情報を示す信号を出力する。尚、操舵角センサ32、レバー位置センサ36およびGPS受信装置38の出力はECU20に入力される。
A
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。 2 is a partially sectional enlarged side view of the outboard motor shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged side view of the outboard motor.
船外機10は、図2に示すように、スイベルケース48、スターンブラケット14およびチルティングシャフト16を介して船体12の後尾12aに取り付けられる。
As shown in FIG. 2, the
スイベルケース48とスターンブラケット14の付近には、トリムユニット26が配置される。
A
トリムユニット26は、チルト角調整用の油圧シリンダ、トリム角調整用の油圧シリンダおよびこれらの油圧シリンダに油圧回路を介して接続されるチルト/トリム角調整用の電動モータ(いずれも図示せず)を一体的に備える。トリムユニット26は、ECU20からのチルトアップ/ダウン信号あるいはトリムアップ/ダウン信号に基づいてトリムユニット26の電動モータが駆動され、それによってチルト角調整用またはトリム角調整用の油圧シリンダに作動油が供給されてこれら油圧シリンダを伸縮させる。これにより、スイベルケース48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。
The
トリムユニット26の電動モータはデューティ比駆動(PWM制御)され、トリムアップなどを行うときの単位時間当たりのトリム角の変化量、即ち、トリムアップのスピードは段階的または連続的に可変とされる。
The electric motor of the
船外機10の上部には、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は水面上に位置し、エンジンカバー18によって覆われる。
An
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を開閉駆動するスロットル用電動モータ(アクチュエータ)58が一体的に取り付けられる。
A
スロットル用電動モータ58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58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の吸気量が調量されてエンジン回転数(機関回転数)が調節される。
The output shaft of the
船外機10は、鉛直軸回りに回転自在に支持されると共に、上端がエンジン50のクランクシャフトに接続されるメインシャフト(動力伝達軸)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22が取り付けられるプロペラシャフト(動力伝達軸)62と、メインシャフト60とプロペラシャフト62の間に介挿されると共に、前進用に1速、2速からなる変速段と後進用の変速段(リバース)を有する変速機(自動変速機)24とを備える。従って、エンジン50からの動力は、メインシャフト60、変速機24、プロペラシャフト62を介してプロペラ22に伝達可能とされる。
The
尚、プロペラシャフト62は、トリムユニット26の初期状態(トリム角θが初期角度(0°)の状態)においては、その軸線62aが船舶1の進行方向に対して略平行となるように配置される。
The
変速機24の後方位置(船体12の進行方向に対して後方(図2において変速機24の左側))には、変速機24を制御する複数の油圧バルブを備えたバルブユニット64が配置される。
A
メインシャフト60およびバルブユニット64などは、ケース66に収容されると共に、ケース66の下部は作動油を受けるオイルパン66aを構成する。
The
図4は変速機24の油圧回路を模式的に示す油圧回路図である。
FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram schematically showing a hydraulic circuit of the
図2および図4に示す如く、変速機24は、メインシャフト(インプットシャフト)60と、メインシャフト60に複数の変速ギヤを介して接続されるカウンタシャフト(アウトプットシャフト)68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。また、メインシャフト60およびカウンタシャフト68はそれぞれ2対のベアリング70a,70bによってケース66に保持される。
2 and 4, in the
変速機24について具体的に説明すると、カウンタシャフト68は、その先端(図2において下方側端部)においてピニオンギヤ72aとベベルギヤ72bを介してプロペラシャフト62が接続(連結)されると共に、メインシャフト60には、図面上からメイン2速ギヤ74、メイン1速ギヤ76、メインドグクラッチC1およびメイン後進ギヤ78が支持され、カウンタシャフト68には、図面上から2速用油圧クラッチC2、メイン2速ギヤ74に噛合するカウンタ2速ギヤ80、メイン1速ギヤ76に噛合するカウンタ1速ギヤ82、カウンタドグクラッチCRおよびメイン後進ギヤ78に噛合するカウンタ後進ギヤ84が支持される。
The
メイン1速ギヤ76は、メインシャフト60に相対回転自在に支持され、カウンタ1速ギヤ82は、メイン1速ギヤ76に噛合し、カウンタシャフト68に相対回転不能に支持される。また、メイン2速ギヤ74は、メインシャフト60に相対回転不能に支持され、カウンタ2速ギヤ80は、メイン2速ギヤ74に噛合し、カウンタシャフト68に相対回転自在に支持される。
The main
メインドグクラッチC1は、メインシャフト60に相対回転不能かつ軸方向移動可能に支持されると共に、一方の軸方向(図4において上方。以下同じ)に所定距離移動するとメイン1速ギヤ76に結合し、メイン1速ギヤ76をメインシャフト60に締結(固定)する。2速用油圧クラッチC2は、カウンタシャフト68を介してエンジン50によって駆動される油圧ポンプ86からの油圧が供給されるとき、カウンタ2速ギヤ80をカウンタシャフト68に締結する。
The main dog clutch C1 is supported by the
メイン後進ギヤ78は、メインシャフト60に相対回転不能に支持され、カウンタ後進ギヤ84は、メイン後進ギヤ78に噛合し、カウンタシャフト68に相対回転自在に支持される。
The
カウンタドグクラッチCRは、カウンタシャフト68に相対回転不能かつ軸方向移動可能に支持されると共に、他方の軸方向(図4において下方。以下同じ)に所定距離移動するとカウンタ後進ギヤ84に結合し、カウンタ後進ギヤ84をカウンタシャフト68に締結する。
The counter dog clutch CR is supported on the
尚、カウンタ1速ギヤ82には、メイン1速ギヤ76がメインシャフト60に締結されている状態において、メインシャフト60の回転数が所定回転数以上になると、カウンタシャフト68とカウンタ1速ギヤ82との締結を解除するワンウェイクラッチ82aが内蔵される。従って、メインシャフト60の低回転時は、メイン1速ギヤ76とカウンタ1速ギヤ82がエンジン50からの動力をプロペラ22に伝達するが、メインシャフト60の回転数が上昇し、当該回転数が所定回転数以上になると、ワンウェイクラッチ82aが切れてカウンタシャフト68とカウンタ1速ギヤ82との締結が解除される。
The counter first-
図4に示すように、メインドグクラッチC1は、シフトフォーク90cを介して1速用シフトアクチュエータ90に接続される。1速用シフトアクチュエータ90は、伸縮するアクチュエータであり、伸長するとき、メインドグクラッチC1をメインシャフト60の一方の軸方向に移動させ、収縮するとき、メインドグクラッチC1をメインシャフト60の他方の軸方向に移動させる。
As shown in FIG. 4, the main dog clutch C1 is connected to the first
即ち、1速用シフトアクチュエータ90は一方の油室90a(伸長側油室)に油圧が供給されることで伸長し(図4において上方に移動し)、これに伴ってシフトフォーク90cおよびメインドグクラッチC1を上方に移動させる。そして、メインドグクラッチC1が所定距離移動するとメインドグクラッチC1をメイン1速ギヤ76に結合させる。
That is, the first-
また、1速用シフトアクチュエータ90は他方の油室(収縮側油室)90bに油圧が供給されることで収縮し(図4において下方に移動し)、メインドグクラッチC1を下方に移動させ、メインドグクラッチC1はいずれのギヤとも結合されずに中立位置に維持される。
Further, the first
メインドグクラッチC1がメイン1速ギヤ76に結合すると、メイン1速ギヤ76はメインドグクラッチC1を介してメインシャフト60に締結されるため、メイン1速ギヤ76はメインシャフト60と共に回転する。
When the main dog clutch C1 is coupled to the main
メインドグクラッチC1がメイン1速ギヤ76に結合されたか否かは前進側シフトスイッチからの信号によって判断することができる。図5は前進側シフトスイッチを説明するための船外機の部分断面拡大側面図である。
Whether or not the main dog clutch C1 is connected to the main
前進側シフトスイッチ92は、1速用シフトアクチュエータ90の上方(図5において上方)、具体的には、図示の如く、1速用シフトアクチュエータ90のシフトフォーク90cに取り付けられ(より具体的には、シフトフォーク90cの、1速用シフトアクチュエータ90を挟んでメインシャフト60とは反対側の端部付近に取り付けられ)、メインシャフト60と平行に配置された棒状の操作軸90dの先端側に取り付けられる。
The forward-
前進側シフトスイッチ92は、その下方側に設けられ、外部から力が加わると(図示の配置では下方から力が加わると)、その力を内部に伝達するヘッド部92aと、ヘッド部92aから伝達された力を電気信号に変換して外部に出力するコネクタ部(図示せず)を備える。
The
ヘッド部92aは操作軸90dの先端部と対向する位置に離間して配置され、1速用シフトアクチュエータ90が所定距離伸長すると、操作軸90dの先端部がヘッド部92aに接触するように構成される。
The
具体的には、1速用シフトアクチュエータ90が伸長し、シフトフォーク90cを介して取り付けられたメインドグクラッチC1がメイン1速ギヤ76に結合すると、操作軸90dの先端部がヘッド部92aに接触するように構成される。
Specifically, when the first-
操作軸90dの先端部がヘッド部92aに接触すると、前進側シフトスイッチ92から接触を検知した旨の信号(オン信号)が外部に出力される。従って、前進側シフトスイッチ92から出力される信号をモニタすることでメインドグクラッチC1がメイン1速ギヤ76に結合したか否かを判断することができる。
When the tip of the
図4の説明に戻ると、カウンタドグクラッチCRは、シフトフォーク94cを介して後進用シフトアクチュエータ94に接続される。後進用シフトアクチュエータ94も1速用シフトアクチュエータ90と同様、伸縮するアクチュエータであり、伸長するとき、カウンタドグクラッチCRをカウンタシャフト68の一方の軸方向に移動させ、収縮するとき、カウンタドグクラッチCRをカウンタシャフト68の他方の軸方向に移動させる。即ち、後進用シフトアクチュエータ94は一方の油室94a(伸長側油室)に油圧が供給されることで伸長し、他方の油室94b(収縮側油室)に油圧が供給されることで収縮する。
Returning to the description of FIG. 4, the counter dog clutch CR is connected to the
後進用シフトアクチュエータ94は収縮することでシフトフォーク94cおよびカウンタドグクラッチCRを下方に移動させ、カウンタドグクラッチCRは所定距離移動させられることでカウンタ後進ギヤ84に結合される。カウンタドグクラッチCRがカウンタ後進ギヤ84に結合すると、カウンタ後進ギヤ84はカウンタドグクラッチCRを介してカウンタシャフト68に締結されるため、カウンタシャフト68と共に回転する。
The
一方、後進用シフトアクチュエータ94が伸長すると、カウンタドグクラッチCRは上方に移動させられ、カウンタドグクラッチCRはいずれのギヤとも結合されない中立位置に維持される。
On the other hand, when the
尚、カウンタドグクラッチCRがカウンタ後進ギヤ84に結合されたか否かについても、上記したメインドグクラッチC1とメイン1速ギヤ76の結合を検知する場合と同様、後進側シフトスイッチからの信号によって判断することができる。図6は後進側シフトスイッチを説明するための船外機の部分断面拡大側面図である。また、図7は前進側シフトスイッチと後進側シフトスイッチを説明するための船外機の部分断面拡大上面図である。
Whether or not the counter dog clutch CR is connected to the
後進側シフトスイッチ96は、後進用シフトアクチュエータ94の上方(図6において上方)、具体的には、図6や図7に示す如く、後進用シフトアクチュエータ94のシフトフォーク94cに取り付けられ(より具体的には、シフトフォーク94cの、後進用シフトアクチュエータ94を挟んでカウンタシャフト68とは反対側の端部付近に取り付けられ)、カウンタシャフト68と平行に配置された棒状の操作軸94dの先端側に取り付けられる。
The
後進側シフトスイッチ96は、その下方側に設けられ、外部からの力が加わると、それを内部に伝達するヘッド部96aと、ヘッド部96aから伝達された力を電気信号に変換して外部に出力するコネクタ部(図示せず)を備える。
The
ところで、前進側シフトスイッチ92のヘッド部92aは上記の通り、操作軸90dの先端部と対向する位置に離間して配置され、1速用シフトアクチュエータ90が所定距離伸長すると、操作軸90dの先端部がヘッド部92aに接触するように構成されていたが、後進側シフトスイッチ96のヘッド部96aはこれとは逆で、操作軸94dの先端部と対向する位置に、当該先端部と接触するように配置され、後進用シフトアクチュエータ94が所定距離収縮すると、操作軸94dの先端部がヘッド部96aから離間するように構成される。
By the way, as described above, the
従って、後進用シフトアクチュエータ94が収縮し、シフトフォーク94cを介して取り付けられたカウンタドグクラッチCRがカウンタ後進ギヤ84に結合すると、操作軸94dの先端部がヘッド部96aから離間し、後進側シフトスイッチ96から離間を検知した旨の信号(オフ信号)が外部に出力される。即ち、オン信号を出力し続けていた後進側シフトスイッチ96は操作軸94dの先端部がヘッド部96aから離間したことを検知すると、オフ信号を出力する。よって、後進側シフトスイッチ96から出力される信号をモニタすることでカウンタドグクラッチCRがカウンタ後進ギヤ84に結合したか否かを判断することができる。
Therefore, when the
図4の説明に戻ると、メインシャフト60に相対回転自在に支持されたメイン1速ギヤ76をメインドグクラッチC1でメインシャフト60に締結すると、エンジン50の出力はメインシャフト60、メイン1速ギヤ76、カウンタ1速ギヤ82、カウンタシャフト68を介してプロペラ22に伝えられ、1速(ギヤ。変速段)が確立する。
Returning to the description of FIG. 4, when the main
また、メインドグクラッチC1がメイン1速ギヤ76に結合されている状態(このときカウンタドグクラッチCRは中立位置)で、カウンタシャフト68に相対回転自在に支持されたカウンタ2速ギヤ80を2速用油圧クラッチC2でカウンタシャフト68に締結すると、エンジン50の出力はメインシャフト60、メインシャフト60に相対回転不能に支持されたメイン2速ギヤ74、カウンタ2速ギヤ80、カウンタシャフト68を介してプロペラ22に伝えられ、2速(ギヤ。変速段)が確立する。
In the state where the main dog clutch C1 is coupled to the main first speed gear 76 (the counter dog clutch CR is in the neutral position at this time), the counter
即ち、2速が確立するためには、メインドグクラッチC1がメイン1速ギヤ76に結合されて1速が確立された状態で、2速用油圧クラッチC2を介してカウンタ2速ギヤ80をカウンタシャフト68に締結する。そして、カウンタ1速ギヤ82には、上記の通り、メインシャフト60の回転数が所定回転数以上になると、カウンタシャフト68とカウンタ1速ギヤ82との締結を解除するワンウェイクラッチ82aが内蔵されているため、メインシャフト60の低回転時は、メイン1速ギヤ76とカウンタ1速ギヤ82がエンジン50からの動力をプロペラ22に伝達するが、メインシャフト60の回転数が上昇して所定回転数以上になると、ワンウェイクラッチ82aがカウンタシャフト68とカウンタ1速ギヤ82との締結を解除し、カウンタ1速ギヤ82はカウンタシャフト68に対して空転する一方、メイン2速ギヤ74およびカウンタ2速ギヤ80がエンジン50からの動力をプロペラ22に伝達する。
That is, in order to establish the second speed, the main dog clutch C1 is coupled to the main
カウンタシャフト68に相対回転自在に支持されたカウンタ後進ギヤ84をカウンタドグクラッチCRでカウンタシャフト68に締結すると、エンジン50の出力はメインシャフト60、メインシャフト60に相対回転不能に支持されたメイン後進ギヤ78、カウンタ後進ギヤ84、カウンタシャフト68を介してプロペラ22に伝えられ、リバース(ギヤ。変速段)が確立する。
When the
また、1速用シフトアクチュエータ90が収縮する一方、後進用シフトアクチュエータ94が伸長し、メインドグクラッチC1およびカウンタドグクラッチCRが共に中立位置にあるとき(このとき2速用油圧クラッチC2はオフ(カウンタ2速ギヤ80と非係合))、メインシャフト60とカウンタシャフト68は結合されずに、ニュートラルが確立する。
When the first
このように、メインドグクラッチC1,2速用油圧クラッチC2およびカウンタドグクラッチCRによるギヤとシャフトの結合は、油圧ポンプ86からメインドグクラッチC1,2速用油圧クラッチC2およびカウンタドグクラッチCRに供給される油圧を制御することで行われる。
In this way, the gear and shaft are coupled by the main dog clutch C1, the second speed hydraulic clutch C2 and the counter dog clutch CR. The hydraulic pressure supplied from the
この点について詳説すると、油圧ポンプ86がエンジン50により駆動されるとき、オイルパン66aの作動油は油路100a、ストレーナ102を介して汲み上げられて吐出口86aから吐出される。吐出口86aから吐出された作動油は油路100b,100dを介して第1、第2の切換バルブ104a,104bに供給され、油路100c,100eを介して第1、第2の電磁ソレノイドバルブ(リニアソレノイドバルブ)106a,106bに供給される。
More specifically, when the
第1の切換バルブ104aは、油圧ポンプ86と1速用シフトアクチュエータ90を接続する油路100b,100f,100gに介挿されると共に、油路100fを介して1速用シフトアクチュエータ90の油室90aに接続され,油路100gを介して1速用シフトアクチュエータ90の油室90bに接続される。
The
第2の切換バルブ104bは、油圧ポンプ86と2速用油圧クラッチC2および後進用シフトアクチュエータ94を接続する油路100b,100d,100h,100i等に介挿されると共に、油路100hを介して後進用シフトアクチュエータ94の油室94aに、油路100i,100mを介して後進用シフトアクチュエータ94の油室94bに、さらに、油路100i,100nを介して2速用油圧クラッチC2に接続される。
The
第1、第2の切換バルブ104a,104bの内部には移動自在なスプールが収容され、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、第1、第2の電磁ソレノイドバルブ106a,106bが油路100j,100kを介して接続される。
A movable spool is accommodated in the first and
従って、第1の電磁ソレノイドバルブ106a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て油路100cと100jとが連通し、油圧ポンプ86から油路100cを介して供給される油圧は油路100jを通って第1の切換バルブ104aのスプールの他端側に出力される。
Accordingly, when the first
これにより、第1の切換バルブ104aのスプールは一端側に変位させられ、油路100bの作動油が油路100fに送出されて1速用シフトアクチュエータ90の油室90aに供給される。1速用シフトアクチュエータ90の油室90aに作動油が供給されると、1速用シフトアクチュエータ90は伸長し、シフトフォーク90cを介してメインドグクラッチC1を上方に移動させる。
As a result, the spool of the
一方、第1の電磁ソレノイドバルブ106aが非通電(オフ)のときは、内部のスプールが変位しないため、油路100cと100jは連通せず、油路100cからの油圧は第1の切換バルブ104aのスプールの他端側には出力されない。よって、第1の切換バルブ104aのスプールはスプリングによって他端側に付勢されたままである。このため、油路100bの作動油は油路100gを通って1速用シフトアクチュエータ90の油室90bに供給されて1速用シフトアクチュエータ90は収縮し、メインドグクラッチC1は中立位置となる。
On the other hand, when the first
第2の電磁ソレノイドバルブ106bも、第1の電磁ソレノイドバルブ106a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86から油路100eを介して供給される油圧は油路100kを通って第2の切換バルブ104bの他端側に出力される。これにより、第2の切換バルブ104bのスプールが一端側に変位させられ、油路100dの作動油は油路100iを介して第3の切換バルブ104cに供給される。
Similarly to the first
一方、第2の電磁ソレノイドバルブ106bが非通電(オフ)のときは、内部のスプールが変位しないため、油路100eからの油圧は第1の切換バルブ104bのスプールの他端側には出力されず、第1の切換バルブ104bのスプールはスプリングによって他端側に付勢されたままである。従って、油路100dの作動油は油路100hを通って後進用シフトアクチュエータ94の油室94aに供給されて後進用シフトアクチュエータ94は伸長し、カウンタドグクラッチCRは中立位置となる。
On the other hand, when the second
第3の切換バルブ104cは、第2の切換バルブ104bと後進用シフトアクチュエータ94または2速用油圧クラッチC2を接続する油路100i,100m,100nに介挿されると共に、油路100mを介して後進用シフトアクチュエータ94の油室94bに接続され、油路100nを介して2速用油圧クラッチC2に接続される。
The
第3の切換バルブ104cの内部にも移動自在なスプールが収容され、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と共に、他端側には、油路100lが接続される。従って、第1の電磁ソレノイドバルブ106aが通電(オン)されて、第1の切換バルブ104aのスプールが一端側に変位させられ、油路100bの作動油が油路100fに送出されると、この作動油の一部が油路100lを介して第3の切換バルブ104cの他端側に出力される。これにより、第3の切換バルブ104cのスプールは一端側に変位させられ、油路100iの作動油は油路100nを介して2速用油圧クラッチC2に供給されて2速用油圧クラッチC2がオン(カウンタ2速ギヤ80と係合)する。
A movable spool is also housed in the
一方、第1の電磁ソレノイドバルブ106aが非通電(オフ)のときは、第1の切換バルブ104aのスプールは変位せずにスプリングによって他端側に付勢されたままであるため、第3の切換バルブ104cの他端側には油路100lからの作動油が作用せず、第3の切換バルブ104cのスプールはスプリングによって他端側に付勢されたままである。よって、油路100iからの作動油は油路100mを通って後進用シフトアクチュエータ94の油室94bに供給されてカウンタドグクラッチCRを下方に移動させる。
On the other hand, when the first
以上のように、第1の電磁ソレノイドバルブ106aがオンされ、第2の電磁ソレノイドバルブ106bがオフされるときは1速用シフトアクチュエータ90の油室90aに油圧が供給される一方、2速用油圧クラッチC2には油圧が供給されないため、メイン1速ギヤ76とメインシャフト60がメインドグクラッチC1で締結されて1速が確立する。尚、このとき後進用シフトアクチュエータ94は油室94aに油圧が供給されて伸長するため、カウンタドグクラッチCRはカウンタ後進ギヤ84には結合されずに中立位置となる。
As described above, when the first
また、第1、第2の電磁ソレノイドバルブ106a,106bが共にオンされるときは1速用シフトアクチュエータ90の油室90aと2速用油圧クラッチC2に油圧が供給されるため、メイン1速ギヤ76とメインシャフト60がメインドグクラッチC1で締結されると共に、カウンタ2速ギヤ80とカウンタシャフト68が2速用油圧クラッチC2で締結されて2速が確立する。
When both the first and second
さらに、第1の電磁ソレノイドバルブ106aがオフ、第2の電磁ソレノイドバルブ106bがオンされるときは1速用シフトアクチュエータ90の油室90bに油圧が供給され、後進用シフトアクチュエータ94の油室94bに油圧が供給されると共に、2速用油圧クラッチC2には油圧が供給されないため、カウンタ後進ギヤ84とカウンタシャフト68がカウンタドグクラッチCRで締結されてリバースが確立する。
Further, when the first
第1の電磁ソレノイドバルブ106a、第2の電磁ソレノイドバルブ106bが共にオフされるときは1速用シフトアクチュエータ90の油室90bと後進用シフトアクチュエータ94の油室94aに油圧が供給されるため、メインドグクラッチC1とカウンタドグクラッチCRが共に中立位置になると共に、2速用油圧クラッチC2にも油圧が供給されないため、メインシャフト60とカウンタシャフト68とは結合されずにニュートラルとなる。
When both the first
このように、第1、第2の電磁ソレノイドバルブ106a,106bのオン・オフを制御することで、変速機24のフォワード、ニュートラル、リバース、さらにはフォワードの場合には変速段が選択される(変速制御が行われる)。
In this way, by controlling on / off of the first and second
尚、油圧ポンプ86からの作動油(潤滑油)は、油路100b,100o、レギュレータバルブ108、リリーフバルブ110を介して潤滑部(例えばメインシャフト60、カウンタシャフト68など)にも供給される。また、第1の切換バルブ104a、第1の電磁ソレノイドバルブ106aおよび第3の切換バルブ104cをバイパスする油路100pにはエマージェンシーバルブ112が配置される。エマージェンシーバルブ112は、システムの動作に万が一不具合が生じたときなどに手動で動かして変速できるようするための手動バルブである。
The hydraulic oil (lubricating oil) from the
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120が配置され、スロットルバルブ56の開度TH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122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、チルティングシャフト16の付近にはトリム角センサ124が配置され、船外機10のトリム角θに応じた出力を生じる。
As shown in FIG. 3, a
尚、ECU20と各センサやGPS受信装置38とは、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。
The
ECU20は、変速機24の変速制御とトリムユニット26でトリム角θを調整するトリム角制御を行う。また、ECU20は、レバー位置センサ36の出力に基づいてスロットル用電動モータ58の動作を制御し、スロットルバルブ56を開閉させてスロットル開度THを調整するスロットル開度制御も行う。
The
さらに、ECU20は、入力されたセンサ出力に基づいてエンジン50の燃料噴射量と点火時期を決定し、インジェクタ130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132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。
Further, the
このように、この実施例に係る船外機10の制御装置は、操作系(ステアリングホイール30やシフト・スロットルレバー34)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。
Thus, the control device for the
図8は、ECU20の変速制御動作とトリム角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、ECU20によって所定の周期(例えば100msec)ごとに実行される。
FIG. 8 is a flowchart showing the shift control operation and trim angle control operation of the
以下説明すると、先ずS(ステップ)10においてフォワード時、変速機24の変速段を1速、2速のいずれにすべきかを判定する変速段判定処理を行う。
Explaining below, first, at S (step) 10, at the time of forward, a gear position determination process is performed to determine whether the gear position of the
図9は、その変速段判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。同図に示す如く、S100においてスロットル開度THをスロットル開度センサ120の出力から検出(算出)し、S102に進んで検出されたスロットル開度THの規定時間(例えば500msec)当たりの変化量(変動量)DTHを検出(算出)する。
FIG. 9 is a sub-routine flowchart showing the shift speed determination process. As shown in the figure, the throttle opening TH is detected (calculated) from the output of the
次いでS104に進み、エンジン50に対して操船者から減速が指示されたか否か、換言すれば、エンジン50が船舶1を減速させる運転状態にあるか否か判断する。具体的には、スロットル開度THの変化量DTHが負値に設定された第1の既定値DTH1(例えば−0.5deg)未満の場合、スロットルバルブ56が閉弁方向に駆動されている、即ち、エンジン50に対して減速が指示されたと判断する。
Next, the process proceeds to S104, where it is determined whether or not deceleration is instructed by the operator to the
S104で否定されるときはS106に進み、クランク角センサ122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、S108に進んで加速後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は1にセットされ、それ以外のときは0にリセットされる。
When the result in S104 is negative, the program proceeds to S106, in which the output pulse of the
2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S108の判断は通例肯定されてS110に進み、エンジン回転数NEが第1の所定回転数NE1以上か否か判断する。この所定回転数NE1については後に説明する。 Since the initial value of the second speed shift flag is 0, the determination in S108 is generally affirmed in the first program loop, and the process proceeds to S110 to determine whether the engine speed NE is equal to or higher than the first predetermined speed NE1. The predetermined rotational speed NE1 will be described later.
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は第1の所定回転数NE1未満であるため、S110の判断は否定されてS112に進む。S112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S114に進む。 Usually, in the program loop immediately after the engine is started, the engine speed NE is less than the first predetermined speed NE1, so the determination in S110 is negative and the process proceeds to S112. In S112, it is determined whether or not the bit of the acceleration determination flag (described later, indicated as “acceleration flag” in the figure) is 0. Since the initial value of the determination flag during acceleration is also set to 0, the determination here is affirmed in the first program loop, and the process proceeds to S114.
S114ではエンジン50に対して操船者から加速(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50が船舶1を加速させる運転状態にあるか否か判断(判定)する。この判断は、具体的には、スロットルバルブ56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。
In S <b> 114, it is determined (determined) whether or not acceleration (to be exact, rapid acceleration) is instructed to the
詳しくはS102で検出されたスロットル開度の変化量DTHと第2の既定値(既定値)DTH2とを比較し、変化量DTHが第2の既定値DTH2以上のとき、スロットルバルブ56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断する。従って、第2の既定値DTH2は、第1の既定値DTH1に比して大きい値(正値)で、加速の指示がなされたと判断できるような値、例えば0.5degに設定される。
Specifically, the change amount DTH of the throttle opening detected in S102 is compared with a second predetermined value (default value) DTH2, and when the change amount DTH is equal to or larger than the second predetermined value DTH2, the
S114で否定、即ち、エンジン50に対して加速または減速の指示がないときはS116に進み、第1、第2の電磁ソレノイドバルブ106a,106b(図で「第1SOL」「第2SOL」と示す)を共にオンして変速機24において2速の変速段を選択し、次いでS118に進み、加速中判定フラグのビットを0にリセットする。
If NO in S114, that is, if the
他方、S114で肯定されるときはS120に進み、プロペラ22の回転状態を示すスリップ率(滑り率)εを検出(算出)し、S122に進んでスリップ率εの規定時間(例えば500msec)当たりの変化量(変動量)Dεを検出(算出)する。このスリップ率εは、船舶1の理論速度Vaと航行速度(実速度)Vに基づいて検出、具体的には、下記の式(1)を用いて算出する。
スリップ率ε=(理論速度Va(km/h)−航行速度V(km/h))/理論速度Va(km/h) ・・・式(1)
On the other hand, when the result in S114 is affirmative, the routine proceeds to S120, where a slip ratio (slip ratio) ε indicating the rotation state of the
Slip rate ε = (theoretical speed Va (km / h) −navigation speed V (km / h)) / theoretical speed Va (km / h) (1)
式(1)で航行速度VはGPS受信装置38の出力値(位置情報)から算出する。また、理論速度Vaは下記の式(2)に示すように、エンジン50や変速機24の運転状態、プロペラ22の仕様に基づいて算出する。
理論速度Va(km/h)=(エンジン回転数NE(rpm)×プロペラピッチ(インチ)×60×2.54×10−5)/(変速段の変速比) ・・・式(2)
In equation (1), the navigation speed V is calculated from the output value (position information) of the
Theoretical speed Va (km / h) = (engine speed NE (rpm) × propeller pitch (inch) × 60 × 2.54 × 10 −5 ) / (speed ratio of gear stage) (2)
式(2)でプロペラピッチはプロペラ22が1回転するときに進むことのできる理論上の距離を示す値であり、変速段の変速比は変速機24において現在選択されている変速段の変速比であって、例えば2速のときの変速比は1.9となる。また、60なる数値は1分間当たりのエンジン回転数NEを1時間当たりの値に換算するためのものであり、2.54×10−5なる数値はプロペラピッチをインチからキロメートルに換算するためのものである。
In equation (2), the propeller pitch is a value indicating the theoretical distance that the
次いでS124に進み、プロペラ22のスリップ率εの上昇を抑制するようにエンジン50のスロットル開度THを制御する。即ち、エンジン50に対して加速が指示されるとき、プロペラ22は回転数の上昇によって付近に発生する気泡を巻き込んで空回りし易く、スリップ率εが上昇してグリップ力が比較的弱い状態になることがある。そこで、S124ではスロットル開度THを適宜に補正してスリップ率εが上昇するのを抑えるようにした。
Next, in S124, the throttle opening TH of the
次いでS126に進み、スリップ率εが第1の所定スリップ率ε1以下で、かつスリップ率の変化量Dεが所定スリップ率変化量Dε1以下か否か判断する。所定スリップ率ε1は、スリップ率εがそれ以下のときにグリップ力が比較的強いと判断できるような比較的低い値、例えば0.3に設定される。また、所定スリップ率変化量Dε1は具体的には0とされ、よって、後段は変化量Dεが0または負値か否か判断している。即ち、S126は、プロペラ22においてスリップ率εが減少する方向に変化すると共に、グリップ力が比較的強い状態になったか否か判断する処理である。
Next, in S126, it is determined whether or not the slip rate ε is equal to or less than the first predetermined slip rate ε1 and the slip rate change amount Dε is equal to or less than the predetermined slip rate change amount Dε1. The predetermined slip ratio ε1 is set to a relatively low value, for example, 0.3 so that it can be determined that the grip force is relatively strong when the slip ratio ε is less than that. Further, the predetermined slip ratio change amount Dε1 is specifically set to 0. Therefore, the subsequent stage determines whether the change amount Dε is 0 or a negative value. That is, S126 is a process of determining whether or not the slip ratio ε of the
S126で肯定されるときはS128に進み、第1の電磁ソレノイドバルブ106aをオン、第2の電磁ソレノイドバルブ106bをオフして変速機24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50の出力トルクは1速にシフトダウンさせられた変速機24によって増幅させられてプロペラ22に伝達され、加速性が上昇する。
When the result in S126 is affirmative, the program proceeds to S128, in which the first
次いでS130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、エンジン50に対して加速が指示されたと判断された後に変速段が2速から1速に変速されるときに1にセットされ、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S112で否定されてS114からS126までの処理をスキップする。
Next, in S130, the bit of the acceleration determination flag is set to 1. That is, this flag is set to 1 when it is determined that the
このように、エンジン50が始動させられてから加速が指示されると共に、スリップ率εが上記した条件を満たすまでの通常運転時は、変速機24の変速段を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。
As described above, since the acceleration is instructed after the
次いでS132に進み、トリムアップ許可フラグ(初期値0)のビットを1にセットし、プログラムを終了する。即ち、トリムアップ許可フラグのビットが1にセットされることはスロットル開度の変化量DTHが第2の既定値DTH2以上で、変速機24の変速段が1速に変速され、後述する如くエンジン回転数NEや航行加速度aに応じて行われるトリムアップの実行が許可されていることを意味し、0にリセットされることは例えばエンジン50に対して減速が指示されるなど、トリムアップの必要がないことを意味する。
Next, in S132, the bit of the trim-up permission flag (initial value 0) is set to 1, and the program ends. In other words, setting the bit of the trim-up permission flag to 1 means that the change amount DTH of the throttle opening is equal to or greater than the second predetermined value DTH2, and the gear stage of the
他方、S126で否定されるときはS134に進み、スリップ率εが第1の所定スリップ率ε1より高く設定された第2の所定スリップ率ε2以上か否か判断する。この第2の所定スリップ率ε2は、スリップ率εがそれ以上のときにプロペラ22のグリップ力が比較的弱いと判断できるような値に設定され、例えば0.5とされる。即ち、S134は、S124でスロットル開度THを補正したにも関わらず、スリップ率εが上昇してプロペラ22のグリップ力が弱くなったか否か判断する処理である。
On the other hand, when the result in S126 is negative, the program proceeds to S134, in which it is determined whether or not the slip ratio ε is equal to or higher than a second predetermined slip ratio ε2 set higher than the first predetermined slip ratio ε1. The second predetermined slip ratio ε2 is set to a value such that when the slip ratio ε is greater than that, it can be determined that the gripping force of the
S134で肯定されるときはS136に進み、点火時期遅角フラグ(初期値0。図で「遅角フラグ」と示す)のビットを1にセットする。このフラグのビットが1にセットされるときは、図示しないプログラムにおいてエンジン50の点火時期を遅角する制御を行う。具体的には、エンジン回転数NEなどに基づいて算出された点火時期を所定の遅角量(例えば5度)だけ遅角し、エンジン50の出力を低下させる。
When the result in S134 is affirmative, the program proceeds to S136, in which the bit of the ignition timing retard flag (
エンジン50の出力を低下させると、その後プロペラ22のグリップ力は瞬時的に増加し、スリップ率εが減少して第2の所定スリップ率ε2未満となる。そのときはS134で否定されてS138に進み、点火時期遅角フラグのビットを0にリセットし、前述した遅角制御を中止し、通常の点火時期制御を実行する。
When the output of the
尚、S136においては、エンジン50の出力の低下を、点火時期に代え、エンジン50の燃料噴射量を介して行うようにしても良い。即ち、エンジン50に供給される燃料噴射量を減少させる制御、具体的には、エンジン回転数NEなどに基づいて算出された燃料噴射量を所定量だけ減少(減量)させる制御を行うことで、エンジン50の出力を低下させるように構成しても良い。また、そのように構成した場合、S138は、前述した燃料噴射量の減量制御を中止、あるいは減量制御を行わず、通常の燃料噴射制御を実行する処理となる。
In S136, the output of the
S128で変速機24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、1速でのトルク増幅を利用した加速が終了に近づくと(加速領域が飽和に近づくと)、エンジン回転数NEは第1の所定回転数NE1に到達し、よって、S110の判断で肯定されてS140以降の処理に進む。従って、第1の所定回転数NE1は、比較的高い値に設定され、詳しくは1速での加速が終了に近づいたと判断できる値(例えば5000rpm)とされる。
After the shift speed of the
S140ではGPS受信装置38の出力に基づき、航行速度Vの所定時間(単位時間)当たりの変化量(換言すれば、時間に対する航行速度Vの変化の割合)を示す航行加速度a(m/s2)を検出する。具体的には、GPS受信装置38の出力に基づいて航行速度Vを検出し、検出された航行速度Vを微分(dV/dt)することで、航行加速度aを検出(算出)する。
In S140, based on the output of the
次いでS142に進み、1速でのトルク増幅を利用した加速が終了したか否か判断する。具体的には、S140で検出された航行加速度aと第1の所定値a1とを比較し、航行加速度aが所定値a1以下のとき、加速が終了したと判断する。 Next, in S142, it is determined whether or not the acceleration using the torque amplification at the first speed is completed. Specifically, the navigation acceleration a detected in S140 is compared with the first predetermined value a1, and when the navigation acceleration a is equal to or less than the predetermined value a1, it is determined that the acceleration has ended.
ここで、第1の所定値a1は、航行加速度aの最大値a_maxの1/4の値に設定される。航行加速度aの最大値a_maxは、次のようにして求められる。 Here, the first predetermined value a1 is set to a value that is 1/4 of the maximum value a_max of the navigation acceleration a. The maximum value a_max of the navigation acceleration a is obtained as follows.
即ち、S128で変速機24の変速段を1速に変速すると、航行加速度aは上昇するが、後述する図14に示すように、航行加速度aはしばらく上昇した後、ある値をピークに減少に転じる。航行加速度aの最大値a_maxはこのときのピーク値を意味する。従って、航行加速度aの最大値a_maxの算出は、S128で変速機24の変速段を1速に変速した後、S140にて検出される航行加速度aをプログラムループごとにモニタし、より具体的には、前回検出された航行加速度a_oldと今回検出された航行加速度aをプログラムループごとにその都度比較し、航行加速度aが増加方向に変化している状態(a≧a_old)から減少方向に転じたとき(a<a_old)の切り換わり点を検出し、この切り換わり点を航行加速度aの最大値a_maxとして特定する。
That is, when the speed of the
別言すれば、航行加速度aの最大値a_maxは、変速機24の変速段が1速に変速された後、後述するトリムアップが開始されるまでの間に検出された航行加速度a(詳しくは図14に示す時刻t2からt3までの航行加速度aの状態を参照のこと)のうちの最大値ということになる。
In other words, the maximum value a_max of the navigation acceleration “a” is the navigation acceleration “a” (specifically, detected after the shift stage of the
また、第1の所定値a1である航行加速度aの最大値a_maxの1/4という値は、多くの実験や検証を重ねた結果定められた値であり、変速機24の変速段を1速から2速に変速するにあたって操船者に減速感などの違和感を極力与えないような変速タイミングとなるように定められた値である。
Moreover, the value of 1/4 of the maximum value a_max of the navigation acceleration a which is the first predetermined value a1 is a value determined as a result of many experiments and verifications, and the gear position of the
S142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S144に進み、プロペラ22のスリップ率εを、S120と同様に式(1)(2)を用いて検出(算出)する。
When the result in S142 is negative, the program is terminated with the first speed, while when the result is affirmative, the process proceeds to S144, and the slip ratio ε of the
次いでS146に進み、S144で検出されたスリップ率εが第3の所定スリップ率ε3以下か否か判断する。所定スリップ率ε3は、スリップ率εがそれ以下のときにグリップ力が比較的強いと判断できるような比較的低い値、例えば0.3に設定される。従って、S146は、プロペラ22のグリップ力が比較的強い状態にあるか否か判断する処理である。
Next, in S146, it is determined whether or not the slip rate ε detected in S144 is equal to or less than a third predetermined slip rate ε3. The predetermined slip ratio ε3 is set to a relatively low value, for example, 0.3 so that it can be determined that the grip force is relatively strong when the slip ratio ε is less than that. Therefore, S146 is a process for determining whether or not the gripping force of the
S146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S148に進み、第1、第2の電磁ソレノイドバルブ106a,106bを共にオンして変速機24の変速段を1速から2速に変速(シフトアップ)すると共に、S150に進んで2速変速フラグのビットを1にセットする。
When the result in S146 is negative, the program is terminated with the first speed, whereas when the result is affirmative, the process proceeds to S148, where both the first and second
S150において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S108で否定されて前述したS148,S150に進む。また、S104で肯定されるときはS152に進み、第1、第2の電磁ソレノイドバルブ106a,106bを共にオンして変速機24の変速段を2速に変速する。その後、S154,S156に進んで2速変速フラグと加速中判定フラグのビットを共に0にリセットする。
If the bit of the 2nd speed shift flag is set to 1 in S150, the next program execution will be denied in S108 and proceed to S148 and S150 described above. When the result in S104 is affirmative, the program proceeds to S152 where both the first and second
次いでS158に進み、トリムアップ許可フラグのビットを0にリセットし、S160に進んでトリムダウン許可フラグ(初期値0)のビットを1にセットする。即ち、このトリムダウン許可フラグのビットが1にセットされることはスロットル開度の変化量DTHが第1の既定値DTH1未満で、後述するトリムダウンの実行が許可されていることを意味し、0にリセットされることはトリムダウンの必要がないことを意味する。 Next, in S158, the bit of the trim-up permission flag is reset to 0, and in S160, the bit of the trim-down permission flag (initial value 0) is set to 1. That is, the fact that the trim down permission flag bit is set to 1 means that the change amount DTH of the throttle opening is less than the first predetermined value DTH1, and execution of trim down described later is permitted. Resetting to 0 means that there is no need for trim down.
図8フロー・チャートの説明に戻ると、次いでS12に進み、船外機10のトリムアップを実行すべきか否かの判定処理(トリムアップ実行判定処理)を行う。
Returning to the description of the flow chart of FIG. 8, the process then proceeds to S12 to perform a determination process (trim-up execution determination process) as to whether or not trim-up of the
図10は、そのトリムアップ実行判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。図10に示す如く、先ずS200においてトリムアップ許可フラグのビットが1か否か判断する。S200で否定されるときはトリムアップの必要がないことから、S202に進み、トリムアップを停止、正確にはトリムアップを行わない。 FIG. 10 is a sub-routine flow chart showing the trim-up execution determination process. As shown in FIG. 10, first, in S200, it is determined whether or not the bit of the trim-up permission flag is 1. When the result in S200 is negative, there is no need for trim-up, so the process proceeds to S202, where the trim-up is stopped, and the trim-up is not performed accurately.
一方、S200で肯定されるとき、具体的には、スロットル開度の変化量DTHが第2の既定値DTH2以上で、変速機24の変速段を1速に変速している状態のときはS204に進み、トリム角θが所定角度(例えば10°)未満か否か判断する。
On the other hand, when the result in S200 is affirmative, specifically, when the amount of change DTH in the throttle opening is greater than or equal to the second predetermined value DTH2 and the gear position of the
S204の処理を最初に行うときは、トリム角θは初期角度(0°)であるため、通例肯定されてS206に進む。S206ではトリムユニット26による船外機10のトリムアップが実行中か否か判断する。初めてS206に進むとき、その判断は通例否定されてS208に進み、エンジン回転数NEが第2の所定回転数NE2以上か否か判断する。第2の所定回転数NE2は、第1の所定回転数NE1と同様、比較的高い値とされ、詳しくは1速での加速が終了に近づいたと判断できる値(例えば5000rpm)に設定される。
When the process of S204 is performed for the first time, since the trim angle θ is the initial angle (0 °), it is generally affirmed and the process proceeds to S206. In S206, it is determined whether trimming of the
S208で肯定されるときはS210に進み、検出された航行加速度aの所定時間当たりの変化量を示す航行加速度変化量(加加速度)Δa(m/s3)を算出する。具体的には、航行加速度aをさらに微分(da/dt)することで算出する。 When the result in S208 is affirmative, the program proceeds to S210, and a navigation acceleration change amount (jerk acceleration) Δa (m / s 3 ) indicating a change amount of the detected navigation acceleration a per predetermined time is calculated. Specifically, the navigation acceleration a is calculated by further differentiating (da / dt).
次いでS212に進み、前回算出された航行加速度変化量Δa_old、即ち、前回のプログラムループ中に算出された航行加速度変化量Δa_oldが負値(<0)か否か、換言すれば、航行加速度aが減少方向に変化していたか否か判断する。 Next, the process proceeds to S212, in which the navigation acceleration change amount Δa_old calculated last time, that is, the navigation acceleration change amount Δa_old calculated during the previous program loop is a negative value (<0), in other words, the navigation acceleration a is It is determined whether or not it has changed in a decreasing direction.
S212で肯定されるときはS214に進み、今回(のプログラムループで)算出された航行加速度変化量Δaが正値(≧0)か否か、換言すれば、航行加速度aが増加方向に変化したか否か判断する。 When the result in S212 is affirmative, the routine proceeds to S214, in which the navigation acceleration change amount Δa calculated this time (in the program loop) is a positive value (≧ 0), in other words, the navigation acceleration a has changed in the increasing direction. Determine whether or not.
S214で肯定、即ち、算出された航行加速度変化量Δaが負値から正値に反転した(切り換った)とき、S216に進み、トリムユニット26を動作させてトリムアップを実行、正確にはトリムアップを開始する。このように、加速が一旦終了してから再び上昇に転じたときに、トリムアップを開始することで、船速は上昇する。
When the result in S214 is affirmative, that is, when the calculated navigation acceleration change amount Δa is reversed (switched) from a negative value to a positive value, the process proceeds to S216, where the
尚、S208,S212,S214のいずれかで否定されるときはトリムアップを開始するタイミングではないため、S202に進んでトリムアップを実行することなくプログラムを終了する。 Note that when the result in S208, S212, or S214 is negative, it is not the timing to start trim-up, so the program proceeds to S202 and the program is terminated without executing trim-up.
また、S216でトリムアップが開始されると、次回以降のプログラムループにおいてS206の判断は肯定されることとなり、S208からS214までの処理をスキップする。そして、トリムアップが開始された後、トリム角θが所定角度に到達したときはS204で否定されてS202に進み、トリムアップを停止する。 When trimming up is started in S216, the determination in S206 is affirmed in the next and subsequent program loops, and the processing from S208 to S214 is skipped. Then, after the trim-up is started, when the trim angle θ reaches the predetermined angle, the result in S204 is negative and the process proceeds to S202, where the trim-up is stopped.
図8フロー・チャートの説明に戻ると、次いでS14に進み、船外機10のトリムアップのスピード(以下「トリムスピード」という)の可変制御を実行すべきか否かの判定処理(トリムスピード可変制御実行判定処理)を行う。
Returning to the description of the flow chart of FIG. 8, the process then proceeds to S14, where it is determined whether or not variable control of the trim-up speed (hereinafter referred to as "trim speed") of the
図11は、そのトリムスピード可変制御実行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、S300においてトリムアップ許可フラグのビットが1か否か判断する。S300で否定されるときはトリムスピード変更フラグのビットを0にリセットすると共に、トリムアップの必要がないことから、以降の処理をスキップして処理を終了する。尚、トリムスピード変更フラグのビットは、後述する如く、トリムスピードが変更されたときに1にセットされる。 FIG. 11 is a sub-routine flowchart showing the trim speed variable control execution determination process. As shown in FIG. 11, in S300, it is determined whether or not the bit of the trim-up permission flag is 1. When the result in S300 is NO, the bit of the trim speed change flag is reset to 0 and trimming up is not necessary, so that the subsequent processing is skipped and the processing ends. Note that the bit of the trim speed change flag is set to 1 when the trim speed is changed, as will be described later.
一方、S300で肯定されるときはS304に進み、トリムスピード変更フラグのビットが0か否か判断する。トリムスピード変更フラグは初期値が0とされると共に、トリムスピードが変更されるまでの間0とされるため、トリムスピードが変更されるまではS304の判断は肯定されてS306に進む。S306では前回算出された航行加速度変化量Δa_oldが正値(≧0)か否か、換言すれば、航行加速度aが増加方向に変化していたか否か判断する。 On the other hand, when the result in S300 is affirmative, the program proceeds to S304, in which it is determined whether the bit of the trim speed change flag is 0. Since the initial value of the trim speed change flag is 0 and is 0 until the trim speed is changed, the determination in S304 is affirmed and the process proceeds to S306 until the trim speed is changed. In S306, it is determined whether or not the previously calculated navigation acceleration change amount Δa_old is a positive value (≧ 0), in other words, whether or not the navigation acceleration a has changed in the increasing direction.
S306で肯定されるときはS308に進み、今回算出された航行加速度変化量Δaが負値(<0)か否か、換言すれば、航行加速度aが減少方向に変化したか否か判断する。 When the result in S306 is affirmative, the program proceeds to S308, in which it is determined whether or not the navigation acceleration change amount Δa calculated this time is a negative value (<0), in other words, whether or not the navigation acceleration a has changed in a decreasing direction.
S308で肯定、即ち、航行加速度変化量Δaが正値から負値に反転したと判断されるとき、S310に進み、航行加速度変化量Δaに対するトリムアップ信号のデューティ比を決定する。トリムアップ信号のデューティ比は、予め定められた航行加速度変化量Δaに対するトリムアップ信号のデューティ比の特性(テーブル値)を示すマップに基づいて決定される。 When the result in S308 is affirmative, that is, when it is determined that the navigation acceleration change amount Δa is inverted from the positive value to the negative value, the process proceeds to S310, and the duty ratio of the trim-up signal with respect to the navigation acceleration change amount Δa is determined. The duty ratio of the trim-up signal is determined based on a map indicating the characteristic (table value) of the trim ratio of the trim-up signal with respect to a predetermined navigation acceleration change amount Δa.
図12は、航行加速度変化量Δaに対するトリムアップ信号のデューティ比の特性(テーブル値)を示すグラフである。 FIG. 12 is a graph showing the characteristic (table value) of the duty ratio of the trim-up signal with respect to the navigation acceleration change amount Δa.
図12に示す如く、トリムアップ信号のデューティ比は、航行加速度変化量Δaにほぼ反比例するように設定される。具体的には、航行加速度変化量Δaが例えば0〜2m/s3のときは、ディーティ比は100%一定とされ、航行加速度変化量Δaが2〜5m/s3のときは、航行加速度変化量Δaが増加するにつれてデューティ比が100%から50%まで減少するように設定される。そして、航行加速度変化量Δaが5m/s3以上ではデューティ比は50%一定とされる。 As shown in FIG. 12, the duty ratio of the trim-up signal is set to be approximately inversely proportional to the navigation acceleration change amount Δa. Specifically, when the navigation acceleration change amount Δa is, for example, 0 to 2 m / s 3 , the duty ratio is constant 100%, and when the navigation acceleration change amount Δa is 2 to 5 m / s 3 , the navigation acceleration change. The duty ratio is set to decrease from 100% to 50% as the amount Δa increases. When the navigation acceleration change amount Δa is 5 m / s 3 or more, the duty ratio is fixed at 50%.
また、デューティ比を決定するための航行加速度変化量Δaは、次のようにして定められる。即ち、トリムアップが開始された後、航行加速度変化量Δaが負値に反転するまでの間、換言すれば、検出された航行加速度aが減少方向に変化するまでの間(後述する図11に示す時刻t3からt4の航行加速度aの状態を参照のこと)に検出された航行加速度aに基づいて算出された航行加速度変化量Δaのうちの最大値Δa_maxをデューティ比を決定するための航行加速度変化量Δaとして用いる。 The navigation acceleration change amount Δa for determining the duty ratio is determined as follows. That is, after the trim-up is started, until the navigation acceleration change amount Δa is reversed to a negative value, in other words, until the detected navigation acceleration a changes in a decreasing direction (see FIG. 11 described later). Navigation acceleration for determining the duty ratio of the maximum value Δa_max of the navigation acceleration change Δa calculated based on the navigation acceleration a detected at the time t3 to t4 shown). Used as a change amount Δa.
このように、トリムスピードを変更する直前における、トリムアップが開始されてから航行加速度変化量Δaが負値に反転するまでの間の航行加速度変化量Δaの最大値Δa_maxを用いてデューティ比を決定、即ち、トリムスピードを変更するようにしたので、トリムアップにより生じるピッチングを航行状態に即してより効果的に抑制することができるようになる。 As described above, the duty ratio is determined using the maximum value Δa_max of the navigation acceleration change amount Δa immediately before the trim speed is changed and before the navigation acceleration change amount Δa is reversed to a negative value after the trim-up is started. That is, since the trim speed is changed, the pitching caused by the trim-up can be more effectively suppressed according to the navigation state.
尚、図12に示す航行加速度変化量Δaに対するトリムアップ信号のデューティ比の特性(関係)は、航行加速度変化量Δaに対してトリムスピードをどのような値にすればトリムアップによるピッチングなどを効果的に抑制することができるかを多くの実験や検証を重ねた結果、導き出されたものである。 It should be noted that the characteristic (relationship) of the duty ratio of the trim-up signal with respect to the navigation acceleration change amount Δa shown in FIG. 12 is effective for trimming up pitching and the like if the trim speed is set to the navigation acceleration change amount Δa. As a result of many experiments and verifications of whether or not it can be suppressed.
次いでS312に進み、S310で決定されたトリムアップ信号のデューティ比に応じてトリムユニット26を動作させてトリムアップを実行する。
Next, in S312, the
これについてさらに詳しく説明すると、トリムスピードは電動モータの回転スピードを変えることで変化させることができるが、電動モータの出力波形はオン/オフのパルス状になっているため、実際にはこのオン/オフの幅(デューティ比)を制御することでトリムスピードを変化させることができる。具体的には、オンの幅が長いほどトリムスピードが速くなり、オンの幅が短いほどトリムスピードが遅くなるように設定される。従って、例えばデューティ比が100%の場合には常時オンの状態となり、トリムスピードが最大となる。 More specifically, the trim speed can be changed by changing the rotation speed of the electric motor. However, since the output waveform of the electric motor is an on / off pulse, this on / off is actually performed. The trim speed can be changed by controlling the OFF width (duty ratio). Specifically, the trim speed is set to be faster as the ON width is longer, and the trim speed is set to be slower as the ON width is shorter. Therefore, for example, when the duty ratio is 100%, the trimming speed is maximized and the trim speed is maximized.
従って、図12の例では航行加速度変化量Δaが比較的小さいとき(実施例では2m/s3以下)、トリムアップ信号のデューティ比は100%に設定されるため、電動モータの出力波形は常時オンとなり、トリム角の変化量、即ち、トリムスピードは最大となる。 Accordingly, in the example of FIG. 12, when the navigation acceleration change amount Δa is relatively small (2 m / s 3 or less in the embodiment), the duty ratio of the trim-up signal is set to 100%, so the output waveform of the electric motor is always constant. The trim angle change amount, that is, the trim speed is maximized.
その後、航行加速度変化量Δaが所定値(2m/s3)を上回ると、航行加速度変化量Δaの増加するにつれてトリムアップ信号のデューティ比も除々に減少し、電動モータのオン時間も短くなる。よって、トリムスピードは遅くなる。 Thereafter, when the navigation acceleration change amount Δa exceeds a predetermined value (2 m / s 3 ), the duty ratio of the trim-up signal gradually decreases as the navigation acceleration change amount Δa increases, and the on-time of the electric motor is also shortened. Therefore, the trim speed becomes slow.
このように、トリムアップを開始してから、算出された航行加速度変化量Δaが正値から負値に反転したとき(検出された航行加速度aが増加方向から減少方向に変化したとき)、トリムアップのスピードを変更することで、トリムアップによる船体のピッチングを効果的に防止することができるようになる。 As described above, when the calculated navigation acceleration change amount Δa is reversed from the positive value to the negative value after the trim-up is started (when the detected navigation acceleration a is changed from the increasing direction to the decreasing direction), the trim is performed. By changing the up speed, it is possible to effectively prevent the pitching of the hull due to trim-up.
次いでS314に進み、トリムスピードが変更されたことから、トリムスピード変更フラグのビットを1にセットする。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S304で否定されて、S306からS310までの処理をスキップする。 Next, in S314, the trim speed change flag bit is set to 1 because the trim speed has been changed. If the bit of this flag is set to 1, the next and subsequent program executions are denied in S304, and the processing from S306 to S310 is skipped.
また、S306,S308のいずれかで否定、即ち、トリムスピードがまだ変更されておらず(トリムスピード変更フラグ=0)、前回算出された航行加速度変化量Δa_oldが負値(<0)または前回算出された航行加速度Δa_oldと今回算出された航行加速度変化量Δaが共に正値(≧0)の場合には、航行加速度変化量Δaに関わらず、デューティ比100%のトリムアップ信号、即ち、トリムスピード最大でトリムアップが行われる。 Further, negative in any of S306 and S308, that is, the trim speed has not been changed yet (trim speed change flag = 0), and the previously calculated navigation acceleration change amount Δa_old is a negative value (<0) or previously calculated. When the calculated navigation acceleration Δa_old and the currently calculated navigation acceleration change amount Δa are both positive values (≧ 0), a trim-up signal with a duty ratio of 100%, that is, a trim speed, regardless of the navigation acceleration change amount Δa. Trim up is performed at the maximum.
図8フロー・チャートの説明に戻ると、次いでS16に進み、船外機10のトリムダウンを実行してトリム角θをイニシャル化(初期化)すべきか否かの判定処理(イニシャルトリムダウン実行判定処理)を行う。
Returning to the description of the flowchart of FIG. 8, the process then proceeds to S16, in which the trim down of the
図13は、そのイニシャルトリムダウン実行判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。図13に示す如く、S400においてトリムダウン許可フラグのビットが1か否か判断する。S400で否定されるときはトリムアップが行われていないため、以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはS402に進み、トリム角θが初期角度(具体的には0°)か否か判断する。 FIG. 13 is a sub-routine flowchart showing the initial trim down execution determination process. As shown in FIG. 13, it is determined in S400 whether or not the bit of the trim down permission flag is 1. When the result in S400 is negative, trimming is not performed, so the subsequent processing is skipped. On the other hand, when the result is affirmative, the process proceeds to S402, and whether or not the trim angle θ is the initial angle (specifically 0 °). to decide.
S402で否定されるときはS404に進み、トリムユニット26を動作させてトリムダウンを開始する。その後、トリム角θが初期角度になった(戻った)ときはS402で肯定されてS406に進み、トリムダウン許可フラグのビットを0にリセットし、S408に進んでトリムダウンを停止してプログラムを終了する。
When the result in S402 is negative, the program proceeds to S404, where the
図14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。 FIG. 14 is a time chart for explaining a part of the above processing.
図14に示す如く、先ず時刻t0からt1の通常運転時においては変速機24の変速段を2速に設定し(S116)、その後、時刻t1において操船者によるシフト・スロットルレバー34の操作によってスロットルバルブ56が開弁させられると、エンジン回転数NEと船体加速度aが上昇を開始する。
As shown in FIG. 14, first, during the normal operation from time t0 to t1, the gear position of the
次に、時刻t2においてシフト・スロットルレバー34の開度変化量ΔLVRが所定値(例えば0.5deg)に達すると、第2の電磁ソレノイドバルブ(第2SOL)をオフして変速機24の変速段を2速から1速に変速(シフトダウン)する(S128)。
Next, when the opening degree change amount ΔLVR of the shift /
その後、エンジン回転数NEの上昇に伴って航行加速度aも上昇し、航行加速度aが一旦ピーク(最大値a_max)に達した後、減少方向に転じる、換言すれば、航行加速度変化量Δaが正値から負値に反転するが、時刻t3において、エンジン回転数NEが所定回転数(6000rpm)で頭打ちになると共に、減少方向に向かっていた航行加速度aが再び増加方向に転じる、即ち、航行加速度変化量Δaが負値から正値に反転するとトリムアップを開始する(S210〜S216)。 Thereafter, as the engine speed NE increases, the navigation acceleration a also increases, and once the navigation acceleration a reaches the peak (maximum value a_max), it starts to decrease, in other words, the navigation acceleration change amount Δa is positive. The value is inverted from a negative value to a negative value. At time t3, the engine speed NE reaches a peak at a predetermined speed (6000 rpm), and the navigation acceleration a that has been decreasing is again increased, that is, the navigation acceleration. When the change amount Δa is inverted from a negative value to a positive value, trim-up is started (S210 to S216).
時刻t3において、トリムアップを開始して、航行加速度変化量Δaが正値となり、即ち、航行加速度aが増加方向に変化し、時刻t4において航行加速度変化量Δaが正値から負値に反転、即ち、航行加速度aが今度は増加方向から減少方向に転じると、トリムスピードを、上記したように、時刻t3から時刻t4までの間で検出された航行加速度aに基づいて算出された航行加速度変化量Δaのうちの最大値Δa_maxに応じて変化させる(S304〜S314)。 At time t3, trim-up is started, and the navigation acceleration change amount Δa becomes a positive value, that is, the navigation acceleration a changes in an increasing direction, and at time t4, the navigation acceleration change amount Δa is reversed from a positive value to a negative value. That is, when the navigation acceleration a changes from the increasing direction to the decreasing direction, the trim speed is changed based on the navigation acceleration a detected from the time t3 to the time t4 as described above. The amount Δa is changed according to the maximum value Δa_max (S304 to S314).
さらにその後、航行加速度変化量Δaが負値、即ち、航行加速度aが減少し続け、時刻t5において航行加速度aが第1の所定値a1、即ち、最大値a_maxの1/4の値になると、第2の電磁ソレノイドバルブ106bをオンして変速機24の変速段を1速から2速に変速する(S142,S148)。
Thereafter, when the navigation acceleration change amount Δa is a negative value, that is, the navigation acceleration a continues to decrease, and at time t5, the navigation acceleration a becomes a first predetermined value a1, that is, a value that is 1/4 of the maximum value a_max. The second
そしてその後、トリム角が所定角度(10°)に達したときにトリムアップは完了する(S202,S204)。 Thereafter, trimming is completed when the trim angle reaches a predetermined angle (10 °) (S202, S204).
尚、時刻t3からt5において、エンジン回転数NEはDBW制御によりオーバーレブ手前の回転数(例えば6000rpm)となるように制御される。 From time t3 to t5, the engine rotational speed NE is controlled to be the rotational speed before the overrev (for example, 6000 rpm) by DBW control.
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からの動力をプロペラ22に伝達する動力伝達軸(メインシャフト60、プロペラシャフト62)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50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24と、船体12に対するトリム角θをトリムアップ/ダウンによって調整可能なトリム角調整機構(トリムユニット)26とを備え、前記船体12に取り付け可能な船外機10の制御装置において、前記2速が選択されているとき、前記内燃機関50に対して操船者から加速が指示されたか否か判定する加速指示判定手段(ECU20。S10,S114)と、前記船体12の航行加速度aを検出する航行加速度検出手段(ECU20。S10,S140)と、前記検出された航行加速度aの所定時間当たりの変化量を示す航行加速度変化量Δaを算出する航行加速度変化量算出手段(ECU20。S12,S210)と、前記内燃機関50に対して操船者から加速が指示されたと判定されるとき、前記変速機24を動作させて前記2速から前記1速に変速させる1速変速手段(ECU20。S10,S114,S128)と、前記1速変速手段によって前記1速に変速された後、前記算出された航行加速度変化量Δaが負値から正値に反転したとき、前記トリム角調整機構26を動作させて前記トリムアップを開始させるトリムアップ開始手段(ECU20。S12,S210〜S216)と、前記トリムアップ開始手段によって前記トリムアップが開始された後、前記算出された航行加速度変化量Δaに応じて前記トリムアップのスピードを変更するトリムスピード変更手段(ECU20。S14,S300〜S314)と、前記トリムスピード変更手段によって前記トリムアップのスピードが変更された後、所定の時点で前記変速機24を動作させて前記1速から前記2速に変速させる2速変速手段(ECU20。S10,S140〜S148)とを備える如く構成した。
As described above, in the embodiment of the present invention, it is inserted into the power transmission shaft (
これにより、船体12の仕様の如何に関わらず、航行状態に応じた適切なタイミングで(具体的には、1速でのトルク増幅を利用した加速が終了に近づいているときに)トリムアップを開始することができ、加速終了後に1速から2速に変速してプロペラ22に伝達されるトルクが減少する場合であっても、船舶1の速度はトリムアップさせることで上昇させられているため、減速感を操船者に与え難くする、換言すれば、減速感を軽減させることができる。また、航行加速度変化量Δaに応じてトリムアップのスピード、より具体的には、トリムアップ信号のデューティ比を変更するようにしたので、トリムアップによるピッチングの発生も防止することができる。
As a result, trim-up can be performed at an appropriate timing according to the navigational condition (specifically, when acceleration using torque amplification at the first speed is approaching to end) regardless of the specifications of the
また、前記トリムアップ開始手段によって前記トリムアップが開始された後、前記算出された航行加速度変化量Δaが正値から負値に反転したとき、前記トリムアップのスピードを変更する如く構成したので(ECU20。S14,S300〜S314)、トリムアップのスピードを航行状態に応じて適切なタイミングで変更することができるため、トリムアップによるピッチングの発生を一層効果的に防止することができる。
Further, after the trim-up is started by the trim-up starting means, the trim-up speed is changed when the calculated navigation acceleration change amount Δa is reversed from a positive value to a negative value (
また、前記算出された航行加速度変化量Δaが増加するにつれて前記トリムアップのスピードを減少させるように構成したので(ECU20。S14,S310、図12)、トリムアップのスピードを航行状態に応じて決定することができるため、トリムアップによるピッチングの発生を一層効果的に防止することができる。 Further, since the trim-up speed is decreased as the calculated navigation acceleration change amount Δa increases (ECU20, S14, S310, FIG. 12), the trim-up speed is determined according to the navigation state. Therefore, the occurrence of pitching due to trim-up can be more effectively prevented.
また、前記所定の時点は、前記検出された航行加速度aが所定値以下になったときであるように構成したので(ECU20。S10,S142、S148)、船体12の仕様や航行状態に応じて最適なタイミングで変速を行うことができる。
In addition, since the predetermined time point is configured to be when the detected navigation acceleration a is equal to or less than a predetermined value (ECU20. S10, S142, S148), it corresponds to the specifications of the
また、前記1速変速手段によって前記1速に変速された後、前記トリムアップ開始手段によって前記トリムアップが開始されるまでの間に検出された航行加速度aのうちの最大値a_maxを検出する航行加速度最大値検出手段(ECU20。S10,S140)を備えると共に、前記所定値は、前記最大値a_maxに基づいて決定されるように構成したので(ECU20。S10,S142)、船体12の仕様や航行状態に応じて一層最適なタイミングで変速を行うことができる。
Further, the navigation detects the maximum value a_max of the navigation acceleration a detected after the first speed transmission means shifts to the first speed and before the trim up start means starts the trim up. Since the acceleration maximum value detection means (ECU20.S10, S140) is provided and the predetermined value is determined based on the maximum value a_max (ECU20.S10, S142), the specifications of the
また、前記所定値は、前記最大値a_maxの1/4であるように構成したので(ECU20。S10,S142)、船体12の仕様や航行状態に応じて一層最適なタイミングで変速を行うことができる。
Further, since the predetermined value is configured to be ¼ of the maximum value a_max (ECU20, S10, S142), it is possible to perform a shift at a more optimal timing according to the specifications of the
尚、上記において、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、S136においてエンジン50の出力を低下させるため、点火時期を遅角させる、あるいは燃料噴射量を減少させるようにしたが、それら両方を行うように構成しても良く、さらに例えば点火カットや燃料カットなどを行ってエンジン50の出力を低下させるように構成しても良い。
In the above description, the outboard motor has been described as an example. However, the present invention can also be applied to an outboard motor equipped with a transmission. In S136, in order to reduce the output of the
また、実施例では前進側シフトスイッチ92のヘッド部92aは操作軸90dの先端部と対向する位置に離間して配置され、1速用シフトアクチュエータ90が所定距離伸長すると、操作軸90dの先端部がヘッド部92aに接触するように構成する一方、後進側シフトスイッチ96のヘッド部96aは操作軸94dの先端部と接触するように配置され、後進用シフトアクチュエータ94が所定距離収縮すると、操作軸94dの先端部がヘッド部96aから離間するように構成したが、例えば1速用シフトアクチュエータ90が所定距離伸長すると、操作軸90dの先端部がヘッド部92aから離間するように構成したり、後進用シフトアクチュエータ94が所定距離収縮すると、操作軸94dの先端部がヘッド部96aと接触するように構成してもよく、即ち、初期状態において操作軸90d、94dの先端部をヘッド部92a,96aから離間させておくか、接触させておくかはいずれでもよく、必ずしも実施例の構成に限定されるものではない。
In the embodiment, the
また、第1、第2の所定値a1,a2、第1、第2の所定回転数NE1,NE2、第1、第2の既定値DTH1,DTH2、第1から第3の所定スリップ率ε1,ε2,ε3、所定スリップ率変化量Dε1やエンジン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。
The first and second predetermined values a1 and a2, the first and second predetermined rotational speeds NE1 and NE2, the first and second predetermined values DTH1 and DTH2, the first to third predetermined slip ratios ε1, and Although ε2, ε3, the predetermined slip ratio change amount Dε1, the exhaust amount of the
10 船外機、12 船体、20 ECU(電子制御ユニット)、22 プロペラ、24 変速機、26 トリムユニット(トリム角調整機構)、36 レバー位置センサ、38 GPS受信装置、50 エンジン(内燃機関)、60 メインシャフト(動力伝達軸)、62 プロペラシャフト(動力伝達軸) 10 outboard motor, 12 hull, 20 ECU (electronic control unit), 22 propeller, 24 transmission, 26 trim unit (trim angle adjustment mechanism), 36 lever position sensor, 38 GPS receiver, 50 engine (internal combustion engine), 60 main shaft (power transmission shaft), 62 propeller shaft (power transmission shaft)
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