JP2016159681A

JP2016159681A - 船外機の制御装置

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Publication number: JP2016159681A
Application number: JP2015037815A
Authority: JP
Inventors: 直樹廣島; Naoki Hiroshima; 宙山本; Chu Yamamoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2016-09-05
Anticipated expiration: 2035-02-27
Also published as: JP6058047B2

Abstract

【課題】可変ピッチプロペラを有する船外機の制御装置において、急加速が指令されたときの加速性能を向上させる。
【解決手段】スロットルレバー６７の操作による急加速指令を検出する急加速検出手段５０３を備え、スロットル制御手段５０１は、急加速検出手段５０３により急加速指令が検出されると、スロットルレバー６７の操作量に拘らずスロットル開度を所定開度まで増大させ、ピッチ制御手段５０２は、急加速検出手段５０３により急加速指令が検出されると、スロットルレバー６７の操作量に拘らずピッチ角を最小ピッチ角に制御し、その後、所定回転数までのエンジン回転数の増加が検出されると、スロットルレバー６７の操作量に拘らずピッチ角を最小ピッチ角から所定ピッチ角まで増大させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、プロペラのピッチ角を調整可能な可変ピッチプロペラを有する船外機の制御装置に関する。

この種の制御装置として、従来、エンジン速度を高アイドルに維持しながらプロペラのピッチ（ピッチ角）を調整する操縦モードと、エンジン速度とプロペラのピッチとを調整しながらボート速度を維持するクルーズモードとに、動作モードを切替可能に構成された装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特表２００７−５０９７９２号公報

ところで、船外機には、一般に、スロットルレバーの操作によって急加速が指令されたときの良好な加速性が要求される。しかしながら、上記特許文献１記載の装置は、加速性能の向上を意図してピッチ角制御を行うものではない。

本発明の一態様は、船体に搭載されるとともに内燃機関で駆動されるプロペラのピッチ角を調整可能な可変ピッチプロペラを有する船外機の制御装置であり、スロットルレバーの操作量に応じて内燃機関のスロットル開度を制御するスロットル制御手段と、スロットルレバーの操作量に応じてピッチ角を制御するピッチ制御手段と、スロットルレバーの操作による急加速指令を検出する急加速検出手段と、内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、を備え、スロットル制御手段は、急加速検出手段により急加速指令が検出されると、スロットルレバーの操作量に拘らずスロットル開度を所定開度まで増大させ、ピッチ制御手段は、急加速検出手段により急加速指令が検出されると、スロットルレバーの操作量に拘らずピッチ角を内燃機関に作用する負荷が最小となる最小ピッチ角に制御し、その後、回転数検出手段により所定回転数までの回転数の増加が検出されると、スロットルレバーの操作量に拘らずピッチ角を最小ピッチ角から所定ピッチ角まで増大させる。

本発明によれば、急加速指令が検出されると、スロットル開度を所定開度まで増大させる一方、ピッチ角を最小ピッチ角に制御し、その後、所定回転数までのエンジン回転数の増加が検出されると、スロットルレバーの操作量に拘らずピッチ角を所定ピッチ角まで増大させるので、負荷の増大によるエンジン回転数の増加率の低下が抑えられ、加速性能を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る船外機の部分断面図。図１の要部拡大図。ピッチ角を調整可能な羽根の回動範囲を示す図。ピッチ角の変更機構を説明する油圧回路図。本発明の実施形態に係る船外機の制御装置の構成を示すブロック図。図５のスロットルレバーの操作範囲を示す図。スロットルレバーの操作量に対するスロットル指示値およびピッチ指示値を示す図。時間経過に伴うスロットルレバーの操作量の変化の一例を示す図。図５のＥＣＵで実行される処理の一例を示すフローチャート。本発明の実施形態に係る船外機の制御装置による動作の一例を示す図。本発明の実施形態に係る船外機の制御装置による動作の他の例を示す図。

以下、図１〜図１１を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る制御装置が適用される船外機の部分断面図である。図１に示すように、船外機１０は、スターンブラケット１１とチルティングシャフト１２とを有し、これらを介して船体１の後尾、すなわち船尾１ａに取り付けられる。船外機１０は、上部に配置されたエンジン１５を有する。エンジン１５は、例えば排気量が２２００ｃｃ程度の火花点火式水冷ガソリンエンジンである。エンジン１５は水面上に位置し、エンジンカバー１６によって覆われる。なお、本実施形態に係る船外機１０は、プレジャーボート等の小型の船舶に適用することができる。

エンジン１５の吸気管１７にはスロットルボディ１８が接続される。スロットルボディ１８の内部にはスロットルバルブ１９が設けられる。スロットルボディ１８には電動モータ２０が取り付けられ、電動モータ２０の駆動によりスロットルバルブ１９が開閉駆動され、エンジン１５への吸入空気量が調整される。スロットルバルブ１９で調整された空気は、インテークマニホールドを通ってインテークバルブ付近でインジェクタから噴射された燃料と混合されて混合気となる。混合気はエンジン１５の各気筒の燃焼室に流入して点火、燃焼させられる。

エンジン１５の下方には、鉛直軸回りに回転可能にドライブシャフト２１が配置される。ドライブシャフト２１は、図示しないエンジン１５のクランクシャフトに接続され、エンジン１５の動力がドライブシャフト２１に伝達される。ドライブシャフト２１の下方には、水平軸回りに回転可能に中空のプロペラシャフト２２が配置される。ドライブシャフト２１はシフト機構１４を介してプロペラシャフト２２に接続される。プロペラシャフト２２の後端部には、複数枚の羽根２３が周方向等間隔に取り付けられる。

シフト機構１４はクラッチを含み、シフト位置を前進位置、後進位置および中立位置に切替可能に構成される。シフト位置が前進位置および後進位置に切り替わるとクラッチが接続され、エンジン１５の動力がプロペラシャフト２２に伝達される。これによりプロペラシャフト２２と一体にプロペラ２３が回転し、船外機１０が船体１に対して前進方向（矢印Ａ方向）または後進方向（矢印Ｂ方向）へ推進力を発生する。一方、シフト位置が中立位置に切り替わるとクラッチが切断され、エンジン１５からプロペラシャフト２２への動力伝達が断たれる。

図２は、図１の船外機１０の要部拡大図である。図２に示すように、プロペラシャフト２２の内部には、プロペラシャフト内を軸方向（前後方向）に移動可能に変節軸２４が配置される。変節軸２４の前端部には油圧シリンダ２５が設けられ、変節軸２４は油圧シリンダ２５のピストンロッドを構成する。具体的には、変節軸２４の前端部の周囲に油室（図４参照）が形成され、油室内に、変節軸２４の前端部に設けられたピストン２５ａが配置される。ピストン２５ａに面する油室は油路２６に連通し、油圧ポンプ２７を介して油圧タンク２８から油路２６に圧油が供給される。油路２６から油圧シリンダ２５（ピストン２５ａに面する油室）への圧油の流れを、方向切替弁（図３）を介して制御することで、変節軸２４を前進および後進させることができる。

変節軸２４の後端部には、変節軸２４の前後方向の直進運動を羽根２３の回転（自転）運動に変換する変換機構２９が設けられ、変換機構２９を介して羽根２３の向き、すなわち船の進行方向に対する羽根２３の角度（ピッチ角）を変更できる。変換機構２９は、例えば変節軸２４の後端部周面から径方向に凸部を突設し、この凸部を羽根２３の基端部に形成された溝に係合することにより構成できる。

変節軸２４が前進するとピッチ角が増大し、変節軸２４が後進するとピッチ角が減少する。ピッチ角を増減させることで、羽根２３が１回転する間の船体１の進む距離を変更することができる。ピッチ角は、プラスの範囲からマイナスの範囲へと変更可能である。ピッチ角がプラスのときは船外機１０が船体１の前進方向に推進力を発生し、ピッチ角がマイナスのときは後進方向に推進力を発生する。

図３は、羽根２３の回動範囲を示す単一の羽根２３の側面図である。図３には、プロペラシャフト２２の長手方向に沿った中心軸線Ｌ１に対し、羽根２３の向きを表す軸線Ｌ２が直交するピッチ角０°の中立状態（実線）、羽根２３が中立状態からプラス側に最大ピッチ角θ１（例えば＋３０°）だけ回動した状態（破線）およびマイナス側に最大ピッチ角θ２（例えば−３０°）だけ回動した状態（破線）を示す。羽根２３が中立状態にあるとき、推進力は０となる。ピッチ角が最大ピッチ角θ１になると、羽根が１回転する間の前方への推進量が最大となり、ピッチ角が最大ピッチ角θ２になると後方への推進量が最大となる。

図４は、ピッチ角の変更機構を説明する油圧回路図である。油圧ポンプ２７はエンジン１５の動力によって駆動される。油圧ポンプ２７から吐出された圧油は、リリーフ弁３１により調圧され、方向切替弁（電磁切替弁）３２へ導かれる。方向切替弁３２は、ソレノイド３２ａに制御信号が出力されると中立位置から位置ａに切り替わる。これにより油圧ポンプ２７からの圧油がパイロットチェック弁３３を介して油圧シリンダ２５の油室２５１に供給され、油圧シリンダ２５が伸長する。その結果、変節軸２４が後進し、羽根２３のピッチ角が減少する。

一方、方向切替弁３２は、ソレノイド３２ｂに制御信号が出力されると中立位置から位置ｂに切り替わる。これにより油圧ポンプ２７からの圧油がパイロットチェック弁３３を介して油圧シリンダ２５の油室２５２に供給され、油圧シリンダ２５が縮退する。その結果、変節軸２４が前進し、羽根２３のピッチ角が増大する。

ピッチ角は、シリンダロッド（変節軸２４）の移動量に応じた信号を出力する位置センサ３４により検出される。方向切替弁３２の位置ａまたは位置ｂへの切り替えによりピッチ角が目標ピッチ角（例えば図７のピッチ指示値θａ）に達すると、ソレノイド３２ａ，３２ｂへの制御信号の出力が停止される。これにより方向切替弁３２が中立位置に切り替わり、油圧シリンダ２５への圧油の供給が停止する。なお、油圧ポンプ２７と方向切替弁３２との間の油圧（ライン油圧）および方向切替弁３２と油圧シリンダ２５との間の油圧（シリンダ油圧）はそれぞれ油圧センサ３５，３６により検出される。

油圧ポンプ２７から吐出された圧油は、減圧弁３７および方向切替弁３８を介して油圧シリンダ３９にも供給される。油圧シリンダ３９は、クラッチ切替用の油圧シリンダである。方向切替弁（電磁切替弁）３８は、ソレノイド３８ａ，３８ｂに出力される制御信号に応じて切り替えられる。方向切替弁３８の切り替えにより油圧シリンダ３９への圧油の流れが制御され、シフト機構１４のクラッチが接続または切断される。

図５は、本発明の実施形態に係る船外機の制御装置の構成を示すブロック図である。図５に示すように、船外機１０には電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ）５０が搭載される。ＥＣＵ５０は、船体１の操縦席近傍に搭載された電子制御ユニット（以下、リモコンＥＣＵ）６０にデジタル通信ライン６５を介して相互通信可能に接続される。ＥＣＵ５０およびリモコンＥＣＵ６０は、それぞれＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成されるマイクロコンピュータである。

リモコンＥＣＵ６０には、デジタル通信ライン６５を介してタッチパネル６６が接続される。タッチパネル６６は操縦席に設けられ、操船者はタッチパネル６６を介してリモコンＥＣＵ６０に各種指令を入力することができる。操縦席には、さらに操船者が操作可能なスロットルレバー６７とステアリングホイール（不図示）とが設けられる。スロットルレバー６７は、中立位置から前方（矢印Ｆ方向）および後方（矢印Ｒ方向）へ揺動操作可能である。

図６は、スロットルレバー６７の操作範囲を示す図である。図６に示すように、スロットルレバー６７の操作範囲は、中立領域ΔＮを中心にして、船体１の前進走行を指令する前進領域ΔＦと後進走行を指令する後進領域ΔＲとに分けられる。したがって、スロットルレバー６７の前後方向の揺動操作により、船体１の前進および後進指令、ならびにエンジン１５に対する加速および減速指令を含むエンジン回転数指令が入力される。スロットルレバー６７の操作は、レバー操作量に応じた信号を出力するレバー角度センサ６８により検出される。

図５に示すように、船体１の速度はＧＰＳセンサ６９により検出される。リモコンＥＣＵ６０には、タッチパネル６６とレバー角度センサ６８とＧＰＳセンサ６９とからの信号が入力され、これらの信号は、デジタル通信ライン６５を介してリモコンＥＣＵ６０からＥＣＵ５０に送信される。

ＥＣＵ５０には、リモコンＥＣＵ６０から送信された信号に加え、船外機１０に設けられた各種センサからの信号が入力される。すなわち、エンジン１５に取り込まれる吸入空気の圧力（吸入空気圧）を検出する吸気圧センサ５１と、スロットルバルブ１９の開度を検出するスロットル開度センサ５２と、エンジン１５の回転数を検出する回転パルスセンサ５３と、プロペラシャフト２２の羽根２３のピッチ角を検出する位置センサ３４と、シフト位置が中立位置であるか否かを検出する中立スイッチ５４と、油圧シリンダ２５へ供給される圧油の温度を検出する油温センサ５５と、油圧センサ３５，３６とからの信号が入力される。

ＥＣＵ５０は、機能的構成として、スロットル制御部５０１と、ピッチ制御部５０２と、急加速検出部５０３とを有する。スロットル制御部５０１は、スロットルレバー６７の操作量に応じてスロットル用電動モータ２０に制御信号を出力してスロットルバルブ開度を制御する。ピッチ制御部５０２は、スロットルレバー６７の操作量に応じてピッチ角調整用のソレノイド３２ａ，３２ｂ（図４）に制御信号を出力してピッチ角を制御するとともに、シフト切替用のソレノイド３８ａ，３８ｂ（図４）に制御信号を出力してシフト位置を切り替える。急加速検出部５０３は、スロットルレバー６７の操作による急加速指令を検出する。

図７は、スロットルレバー６７の操作量Ｓに対するスロットル開度Ｔの指示値（スロットル指示値Ｔａ）およびピッチ角θの指示値（ピッチ指示値θａ）の関係を示す図である。各指示値Ｔａ，θａは、特性ｆＴ，ｆθによって表される。なお、図７の縦軸は、各指示値Ｔａ，θａの最大値に対する割合（％）であり、最小が０、最大が１００である。後進領域ΔＲにおけるピッチ指示値θａはマイナスであるが、図７では、符号を反転してプラスの値で示す。

特性ｆＴ，ｆθに示すように、スロットルレバー６７が中立領域ΔＮに操作された状態では、スロットル指示値Ｔａおよびピッチ指示値θａはともに０である。スロットルレバー６７が前進領域ΔＦに操作されると、操作量Ｓに応じてスロットル指示値Ｔａおよびピッチ指示値θａがそれぞれ増加する。スロットルレバー６７が後進領域ΔＲに操作されたときも、操作量Ｓに応じてスロットル指示値Ｔａおよびピッチ指示値θａがそれぞれ増加する。

図７の特性ｆＴ，ｆθは、予めＥＣＵ５０のメモリ（記憶部）に記憶される。スロットル制御部５０１は、記憶された特性ｆＴに従い、レバー操作量Ｓに応じたスロットル指示値Ｔａにスロットル開度Ｔを制御する。例えばスロットル指示値Ｔａが０のとき、スロットルバルブ１９を閉じ、スロットル指示値が１００のとき、スロットルバルブ１９を全開にする。ピッチ制御部５０２は、記憶された特性ｆθに従い、レバー操作量Ｓに応じたピッチ指示値θａにピッチ角θを制御する。例えばピッチ指示値θａが０のとき、ピッチ角θを０°にし、ピッチ指示値θａが１００のとき、ピッチ角θを最大にする。前進領域ΔＦにおける特性ｆＴ，ｆθは、例えば燃料消費マップを参照し、燃料消費量が最小となるように設定される。

ところで、船体速度が十分でない状態（例えば船体１が停止状態）で、スロットルレバー６７により前進側の急加速が指令されたときに、燃費優先の特性ｆＴ，ｆθに従ってスロットル開度Ｔとピッチ角θとを制御すると、エンジン１５に作用する負荷が大きくなる。このため、エンジン回転数がスムーズに上昇することができず、加速性が悪い。そこで、本実施形態では、急加速検出部５０３により急加速指令が検出された際に、通常制御とは異なる加速制御を行い、船体１の加速性を向上させる。

急加速検出部５０３は、以下のようにして急加速指令を検出する。図８は、時間経過に伴うスロットルレバー６７の操作量Ｓの変化の一例を示す図である。図中、ｆ１１（実線）は急加速指令時の特性、ｆ１２（点線）は、急加速でない通常の加速指令時の特性である。図８に示すように、スロットルレバー６７は時点ｔ１で中立位置から前進側に加速操作され、急加速指令時の特性ｆ１１は、通常の加速指令時の特性ｆ１２よりも単位時間当たりのレバー操作量Ｓの増加の割合（特性の傾き）が大きい。

この点を考慮し、本実施形態では、予めレバー操作量Ｓの増加の割合について閾値αを設定する。そして、急加速検出部５０３は、レバー角度センサ６８により検出されたレバー操作量Ｓの単位時間あたりの増加の割合（ΔＳ／Δｔ）が閾値αを越えたか否かを判定し、閾値αを越えた時点（時点ｔ３）で急加速指令を検出する。急加速指令が検出されると、ＥＣＵ５０は加速制御を行う。

図９は、ＥＣＵ５０で実行される加速制御時の処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、急加速検出部５０３により急加速指令が検出されると開始される。

まず、ステップＳ１で、ピッチ制御部５０２での処理により、ピッチ角制御用の方向切替弁３２のソレノイド３２ａ，３２ｂに制御信号を出力し、ピッチ角θをエンジン１５に作用する負荷が最小となる最小ピッチ角θｍｉｎ、すなわち０°に制御する。次に、ステップＳ２で、スロットル制御部５０１での処理により、電動モータ２０に制御信号を出力し、スロットル開度Ｔを最大スロットル開度Ｔｍａｘ（全開）に制御する。

次に、ステップＳ３で、回転パルスセンサ５３からの信号を読み込み、現在のエンジン回転数Ｎが予め定めた目標回転数Ｎａ以上か否かを判定する。目標回転数Ｎａは、エンジン出力が十分に高まった状態の回転数、例えば最高回転数Ｎｍａｘに設定される。ステップＳ３が否定されるとステップＳ１に戻り、肯定されるとステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、ピッチ制御部５０２での処理によりソレノイド３２ａ，３２ｂに制御信号を出力し、ピッチ角θを徐々に大きくする。すなわち、単位時間当たり所定の増加割合でピッチ角θを大きくする。次に、ステップＳ５で、位置センサ３４からの信号を読み込み、ピッチ角θが最大ピッチ角θ１に達したか否かを判定する。ステップＳ５が肯定されるとステップＳ６に進み、否定されるとステップＳ４に戻る。

ステップＳ６では、加速制御を終了し、通常制御に移行する。以降、スロットル制御部５０１は、図７の特性ｆＴに従い、スロットルレバー６７の操作量Ｓに応じてスロットル開度Ｔを制御する。ピッチ制御部５０２は、図７の特性ｆθに従い、スロットルレバー６７の操作量Ｓに応じてピッチ角θを制御する。

本実施形態に係る船外機の制御装置による動作をより具体的に説明する。図１０は、スロットル開度Ｔ、エンジン回転数Ｎ、ピッチ角θ、および船体速度ｖの時間経過に伴う変化の一例を示すタイムチャートである。なお、図１０には、ピッチ角θが固定された場合のエンジン回転数Ｎと船体速度ｖの変化を比較例として併せて示す（特性Ａ５，Ａ６）。図１０の例では、初期状態にスロットルレバー６７が中立位置に操作される。したがって、スロットル指示値Ｔａおよびピッチ指示値θａはともに０であり（図７参照）、特性Ａ１に示すように初期状態のスロットル開度Ｔは０（％）、特性Ａ２に示すようにエンジン回転数Ｎはアイドル回転数Ｎｉ（例えば６００〜７００ｒｐｍ）、特性Ａ３に示すようにピッチ角θは０°、特性Ａ４に示すように船体速度ｖは０（ｋｍ/ｈ）である。

この状態から時点ｔ１で、スロットルレバー６７が最大に急加速操作されると、急加速検出部５０３が急加速指令を検出し、ＥＣＵ５０が加速制御を開始する。この場合、まず、エンジン１５に作用する負荷を低減するため、特性Ａ３に示すようにピッチ角が０°に制御され（ステップＳ１）、さらに特性Ａ１に示すように、スロットル開度Ｔが最大スロットル開度Ｔｍａｘ（１００％）に制御される（ステップＳ２）。このようにプロペラ２３の回転による負荷を最小とした状態で、スロットル開度Ｔを一気に最大値まで増大することで、特性Ａ２に示すようにエンジン回転数Ｎがアイドル回転数Ｎｉから急激に上昇する。

時点ｔ２で、エンジン回転数Ｎが目標回転数Ｎａ、すなわち最高回転数Ｎｍａｘ（例えば６０００ｒｐｍ）に達すると、ＥＣＵ５０はピッチ角を０°から徐々に増大させる（ステップＳ４）。これによりプロペラ２３が推進力を発生し、特性Ａ４に示すように船体速度ｖが徐々に増加する。エンジン回転数Ｎを目標回転数Ｎａまで上昇させた後にピッチ角θを増大させるので、ピッチ角θの変化に対する船体速度ｖの応答性がよく、船体１の加速性能を向上させることができる。

これに対し、急加速指令時にピッチ角が固定されたままであると、プロペラ２３の回転による負荷が急激に大きくなるため、特性Ａ５（点線）に示すようにエンジン回転数Ｎの増加の割合が小さい。このため、特性Ａ６（点線）に示すように船体速度ｖの増加の割合も小さく、良好な加速性能を得ることができない。

加速制御の開始後、時点ｔ３で、ピッチ角θが最大ピッチ角θ１に達すると（特性ｆ３）、ＥＣＵ５０は加速制御を終了し、通常制御に移行する（ステップＳ６）。図１０の例では、急加速指令時にスロットルレバー６７が最大に操作されているので、スロットル開度Ｔは最大スロットル開度Ｔｍａｘに、ピッチ角θは最大ピッチ角θ１に維持され、船体１が最大速度で走行する。

図１１は、スロットルレバー６７を中立位置から最大操作量よりも小さい所定量Ｓａ（図７参照）まで急加速操作した場合のタイムチャートであり、スロットル開度Ｔ、エンジン回転数Ｎ、ピッチ角θおよび船体速度ｖの特性をそれぞれＢ１〜Ｂ４で表す。図１１の加速制御区間においては、スロットル開度Ｔ、エンジン回転数Ｎ、ピッチ角θおよび船体速度ｖがそれぞれ図１０と同様に変化する。したがって、エンジン回転数Ｎの増加の割合（特性Ｂ２）は、ピッチ角θを固定したまま加速させた場合（特性Ｂ５）よりも大きく、船体速度ｖの増加の割合（特性Ｂ４）もピッチ角θを固定したまま加速させた場合（特性Ｂ６）よりも大きい。

図１１の時点ｔ３で通常制御が開始されると（ステップＳ６）、スロットル開度Ｔはスロットルレバー６７の操作量Ｓに応じたスロットル指示値Ｔａ１に制御され、ピッチ角θはスロットルレバー６７の操作量Ｓに応じたピッチ指示値θａ１に制御される。このとき、エンジン回転数Ｎは所定回転数Ｎａよりも低い値（例えば４０００ｒｐｍ）となる。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）船体１に搭載されるとともにエンジン１５（内燃機関の一例）で駆動されるプロペラのピッチ角θを調整可能な可変ピッチプロペラ（羽根２３）を有する船外機１の制御装置は、スロットルレバー６７の操作量Ｓに応じてエンジン１５のスロットル開度Ｔを制御するスロットル制御部５０１（スロットル制御手段の一例）と、スロットルレバー６７の操作量Ｓに応じてピッチ角θを制御するピッチ制御部５０２（ピッチ制御手段の一例）と、スロットルレバー６７の操作による急加速指令を検出する急加速検出部５０３（急加速検出手段の一例）と、エンジン１５の回転数Ｎを検出する回転パルスセンサ５３（回転数検出手段の一例）とを備え、スロットル制御部５０１は、急加速検出部５０３により急加速指令が検出されると、スロットルレバー６７の操作量Ｓに拘らずスロットル開度Ｔを所定開度Ｔｍａｘまで増大させ（ステップＳ２）、ピッチ制御部５０２は、急加速検出部５０３により急加速指令が検出されると、スロットルレバー６７の操作量Ｓに拘らずピッチ角θをエンジン１５に作用する負荷が最小となる最小ピッチ角θｍｉｎに制御し（ステップＳ１）、その後、回転パルスセンサ５３により所定回転数Ｎａまでの回転数Ｎの増加が検出されると、スロットルレバー６７の操作量Ｓに拘らずピッチ角θを最小ピッチ角θｍｉｎから所定ピッチ角θ１まで増大させる（ステップＳ５）。

このように急加速指令の検出時にピッチ角θを最小ピッチ角θｍｉｎに制御するとともに、スロットル開度Ｔを所定開度（例えば最大開度Ｔｍａｘ）まで増大させることで、エンジン回転数Ｎを早期に所定回転数Ｎａまで上昇させることができる。したがって、その後、ピッチ角θを増大させると、それに伴い船体速度ｖが速やかに上昇し、船体１の加速性能を向上させることができる。

（２）ピッチ制御部５０２は、急加速検出部５０３により急加速指令が検出された後、回転パルスセンサ５３により所定回転数Ｎａまでの回転数Ｎの増加が検出されると、ピッチ角θを最小ピッチ角θｍｉｎから所定ピッチ角θ１まで徐々に増大させる（ステップＳ４）。このようにピッチ角θを徐々に増大させることで負荷の急激な上昇が抑えられるので、所定回転数Ｎａをエンジン最大回転数Ｎｍａｘよりも低く設定した場合であっても、船体１の良好な加速性が得られる。

（３）ピッチ制御部５０２によりピッチ角θが所定ピッチ角θ１まで増大させられると、スロットル制御部５０１は、スロットルレバー６７の操作量Ｓに応じてスロットル開度Ｔを制御するとともに、ピッチ制御部５０２は、スロットルレバー６７の操作量Ｓに応じてピッチ角θを制御する（ステップＳ６）。これにより加速制御終了後の通常制御において、例えば燃費性能を向上させるような最適なスロットル開度Ｔおよびピッチ角θに制御することができる。

（４）所定開度Ｔｍａｘを最大スロットル開度、所定ピッチ角θ１を最大ピッチ角とすると、加速性能を最大限に発揮することができ、船体速度ｖを短時間で目標速度まで上昇させることができる。

−変形例−
上記実施形態は、例えば以下のような変形が可能である。上記実施形態では、スロットルレバー６７の操作量Ｓに応じてスロットル制御部５０１が電動モータ２０に制御信号を出力することで、内燃機関としてのエンジン１５のスロットル開度Ｔを制御するようにしたが、スロットル制御手段の構成はこれに限らない。上記実施形態では、スロットルレバー１５の操作量Ｓに応じてピッチ制御部５０２が変節軸２４駆動用の方向切替弁３２のソレノイド３２ａ，３２ｂに制御信号を出力することで、ピッチ角θを制御するようにしたが、ピッチ制御手段の構成もこれに限らない。上記実施形態では、燃費性能を高めるようなスロットル指示値Ｔａとピッチ指示値θａの特性ｆＴ，ｆθを設定したが（図７）、通常制御時の特性はこれに限らない。例えば船体速度ｖを優先させるようなより高負荷の特性、離着岸時の作業性を優先させるようなより低負荷の特性であってもよい。通常制御時に、ピッチ角θを所定値に固定してもよい。

上記実施形態では、急加速検出部５０３が、レバー角度センサ６８により検出されたレバー操作量Ｓの単位時間当たりの増加の割合ΔＳ／Δｓ（図８）が閾値αを越えたか否かを判定し、閾値αを超えた場合にスロットルレバー６７の操作による急加速指令を検出したが、急加速権手段の構成はこれに限らない。例えば急加速指令スイッチ等を設け、スイッチが操作されたときに急加速指令を検出してもよい。上記実施形態では、クランク軸の回転に応じたパルス信号を出力する回転パルスセンサ５３を設け、ＥＣＵ５０が回転パルスセンサ５３からの信号を読み込んでエンジン回転数Ｎを検出するようにしたが、回転数検出手段の構成はこれに限らない。

急加速指令が検出されると、スロットルレバー６７の操作量Ｓに拘らずスロットル開度Ｔを所定開度まで増大させるのであれば、スロットル制御手段の構成はいかなるものでもよい。この場合、所定開度は、最大スロットル開度Ｔｍａｘより小さくてもよい。急加速指令が検出されると、スロットルレバー６７の操作量Ｓに拘らずピッチ角θを最小ピッチ角θｍｉｎに制御し、その後、所定回転数Ｎａまでの回転数Ｎの増加が検出されると、スロットルレバー６７の操作量Ｓに拘らずピッチ角θを最小ピッチ角θｍｉｎから所定ピッチ角θ１まで増大させるのであれば、ピッチ制御手段の構成はいかなるものでもよい。この場合、所定ピッチ角θ１は最大ピッチ角より小さくてもよい。最小ピッチ角θｍｉｎは、内燃機関に作用する負荷が最小となるピッチ角であり、０°とは限らない。

上記実施形態では、急加速指令が検出された後、所定回転数Ｎａまでの回転数の増加が検出されると、ピッチ制御部５０２が最小ピッチ角θｍｉｎから所定ピッチ角θ１までピッチ角θを徐々に増大させるようにしたが、最小ピッチ角θｍｉｎから所定ピッチ角θ１まで一気に上昇させてもよい。エンジン回転数Ｎの大きさに応じてピッチ角θの上昇率を変更してもよい。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態および変形例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。すなわち、本発明の技術的思想の範囲内で考えられる他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能である。

１０船外機、１５エンジン、２０電動モータ、５０ＥＣＵ、３２ａ，３２ｂソレノイド、５３回転パルスセンサ、６７スロットルレバー、６８レバー角度センサ、５０１スロットル制御部、５０２ピッチ制御部、５０３回転数検出部、Ｔスロットル開度、θ ピッチ角

Claims

船体に搭載されるとともに内燃機関で駆動されるプロペラのピッチ角を調整可能な可変ピッチプロペラを有する船外機の制御装置において、
スロットルレバーの操作量に応じて前記内燃機関のスロットル開度を制御するスロットル制御手段と、
前記スロットルレバーの操作量に応じて前記ピッチ角を制御するピッチ制御手段と、
前記スロットルレバーの操作による急加速指令を検出する急加速検出手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、を備え、
前記スロットル制御手段は、前記急加速検出手段により急加速指令が検出されると、前記スロットルレバーの操作量に拘らず前記スロットル開度を所定開度まで増大させ、
前記ピッチ制御手段は、前記急加速検出手段により前記急加速指令が検出されると、前記スロットルレバーの操作量に拘らず前記ピッチ角を前記内燃機関に作用する負荷が最小となる最小ピッチ角に制御し、その後、前記回転数検出手段により所定回転数までの回転数の増加が検出されると、前記スロットルレバーの操作量に拘らず前記ピッチ角を前記最小ピッチ角から所定ピッチ角まで増大させることを特徴とする船外機の制御装置。
請求項１に記載の船外機の制御装置において、
前記ピッチ制御手段は、前記急加速検出手段により急加速指令が検出された後、前記回転数検出手段により前記所定回転数までの回転数の増加が検出されると、前記ピッチ角を前記最小ピッチ角から前記所定ピッチ角まで徐々に増大させることを特徴とする船外機の制御装置。
請求項１または２に記載の船外機の制御装置において、
前記ピッチ制御手段により前記ピッチ角が前記所定ピッチ角まで増大させられると、前記スロットル制御手段は、前記スロットルレバーの操作量に応じて前記スロットル開度を制御するとともに、前記ピッチ制御手段は、前記スロットルレバーの操作量に応じて前記ピッチ角を制御することを特徴とする船外機の制御装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の船外機の制御装置において、
前記所定開度は最大スロットル開度であり、前記所定ピッチ角は最大ピッチ角であることを特徴とする船外機の制御装置。