JP5119772B2 - 船外機のシフト制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動アクチュエータを駆動してシフトポジション（フォワードポジション、ニュートラルポジション、リバースポジション）の切換を行う船外機のシフト制御装置に関する。

船体に設置されたリモートコントロールボックス（以下、リモコンボックスと称する）の操作レバーからの情報をもとに電動アクチュエータを駆動して、シフトポジションの切換を行う船外機のシフト制御装置では、シフトポジション（フォワードポジション、ニュートラルポジション、リバースポジション）毎に予め目標位置を設定しておき、シフト機構のドッグクラッチをその目標位置に到達するように電動アクチュエータを駆動する。この目標位置へのドッグクラッチの移動は、シフト機構に設置されたシフトポジションセンサの出力値、つまり当該シフトポジションセンサが間接的に検出するドッグクラッチの位置検出値に基づいて行われる。

シフトポジションの目標位置は、通常、ドッグクラッチと前進ギア、後進ギアが最適な噛み合い量となるように決定され、固定値として設定される。しかしながら、ドッグクラッチの位置を間接的に検出するシフトポジションセンサがエンジン近くにあり、実際のドッグクラッチがギアケース内にあるため、これらのシフトポジションセンサとドッグクラッチとの間に介在するリンクなど多数の部材の公差、製造・組付けばらつき、経年変化、シフトポジションセンサのばらつきなどによって、シフトポジションセンサが検出したドッグクラッチの位置（つまり、シフトポジションセンサの出力値であるドッグクラッチの位置検出値）が、シフトポジションの目標位置に到達している場合であっても、実際のドッグクラッチは前進ギア、後進ギアと最適に噛み合わされていない不具合が生ずることがある。

上述の不具合に対処するため、例えば特許文献１では、ドッグクラッチがニュートラルポジションにあることを検出するニュートラルスイッチのＯＮ信号を基準として、フォワードポジション、リバースポジションのそれぞれの目標位置を決定するものが提案されている。
特開２００６−３２１２６２号公報

ところが、特許文献１に記載の発明では、ニュートラルスイッチ自身の製造ばらつきや組付けばらつき、ニュートラルスイッチの経年変化などが発生した場合には、ドッグクラッチを前進ギア、後進ギアに対し常に最適な噛み合い量に保つことは困難であった。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、シフト機構の製造ばらつきや経年劣化等の影響を受けることなく、前進ギア及び後進ギアとドッグクラッチとの噛み合い量を常に最適に保持することができる船外機のシフト制御装置を提供することにある。

本発明は、電動アクチュエータの駆動によりシフト機構を動作させてシフトポジションの切換を実行する船外機のシフト制御装置において、前記電動アクチュエータを制御するコントロールユニットは、エンジン運転状態からメインスイッチのＯＦＦ信号を検出しエンジンが停止状態となったことを条件として、前記電動アクチュエータを駆動させて前記シフト機構を動作させ、このシフト機構が前進側要素及び後進側要素とそれぞれ突き当たる位置を検出し、これらの検出値を基準値として記憶する突き当て位置検出制御を実行し、この突き当て位置検出制御により記憶された基準値に基づいてシフトポジションの目標位置を決定することを特徴とするものである。

本発明によれば、突き当て位置検出制御により検出され記憶された基準値としての検出値が、シフト機構の製造ばらつきや経年劣化等を加味したものであるため、この検出値を基準値としてシフトポジションの目標位置を決定することで、シフト機構の製造ばらつきや経年劣化等の影響を受けることなく、前進ギア及び後進ギアとドッグクラッチとの噛み合い量を常に最適に保持することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。

図１は、本発明に係る船外機のシフト制御装置における一実施の形態が適用された船外機等を、一部を破断して示す側断面図である。図２は、図１のシフト機構の駆動部を示す側面図である。図５は、図１のシフト機構のドッグクラッチを含む領域を示す側断面図である。

図１に示す船外機１０はエンジンホルダ１２を備え、このエンジンホルダ１２にエンジン１１が搭載される。エンジンホルダ１２の下部にオイルパンブロック１３、ドライブシャフトハウジング１４及びギアケース１５が順次組み付けられている。図中符号１６は、エンジン１１及びエンジンホルダ１２を覆うエンジンカバーである。

船外機１０は、スイベルブラケット１７により水平方向に回動自在に支持され、このスイベルブラケット１７がスイベルシャフト１８を介してクランプブラケット１９に対し鉛直方向に回動自在に支持され、クランプブラケット１９が船体の船尾部２０に固定される。これにより、船外機１０は、船体に対し、水平方向及び鉛直方向に旋回可能に取り付けられる。

エンジン１１は、そのクランクシャフト（不図示）を鉛直方向に向けて縦置きに設置される。このエンジン１１におけるクランクシャフトの回転力は、エンジンホルダ１２、オイルパンブロック１３、ドライブシャフトハウジング１４及びギアケース１５内を鉛直方向に延在するドライブシャフト２１に伝達される。このドライブシャフト２１の下端部には、図５に示すように駆動用ベベルギア２２が固定される。この駆動用ベベルギア２２は、ギアケース１５内で水平方向に配置されたプロペラシャフト２３に回転自在に遊嵌された前進ギア２４及び後進ギア２５に常時噛み合う。

また、プロペラシャフト２３には、一端部にプロペラ２６が固定されると共に、ドッグクラッチ２７が回転一体、且つ軸方向にスライド可能に嵌合される。このドッグクラッチ２７が前進ギア２４または後進ギア２５に噛み合うことで、ドライブシャフト２１及び駆動用ベベルギア２２を介して前進ギア２４及び後進ギア２５に伝達されたエンジン１１のクランクシャフトの回転力は、ドッグクラッチ２７を介してプロペラシャフト２３へ伝達され、プロペラ２６が正転または逆転する。これにより、船体は前進（フォワード）側または後進（リバース）側の推進力を得る。

さて、このような船外機１０は、図１に示すように、シフト用電動アクチュエータ（シフト用電動モータ）２８の駆動によりシフト機構２９を動作させて、シフトポジション（フォワードポジション、ニュートラルポジション、リバースポジション）の切換を実行するシフト制御装置３０を備える。このシフト制御装置３０は、リモコンボックス３１、ボートコントロールユニット３２、エンジンコントロールユニット３３及びシフト機構２９を有してなる。シフト機構２９は、駆動部３４、リンク機構部３５、クラッチロッド３６、シフトロッド３７、シフトスライダ３８、ドッグクラッチ２７、前進ギア２４及び後進ギア２５を備えてなる。

リモコンボックス３１は、船体の操縦席付近に設置され、シフトポジションを切り換えるシフト操作用、及びエンジン１１におけるスロットルバルブの開度を調整するスロットル操作用の操作レバー３９を備える。この操作レバー３９の操作範囲は、ニュートラル（Ｎ）位置を中心にフォワード（Ｆ）位置からリバース（Ｒ）位置までのシフト範囲ａと、このシフト範囲ａの外側のスロットル範囲ｂに区分される。リモコンボックス３１には、操作レバー３９の位置情報を検出するレバーポジションセンサ４０が設置されている。

レバーポジションセンサ４０が検出した操作レバー３９の位置情報は、船側の情報を一括管理するボートコントロールユニット３２へ送信される。このボートコントロールユニット３２は、操作レバー３９がシフト範囲ａにあるときにシフト駆動指令信号Ｃを、操作レバー３９がスロットル範囲ｂにあるときにスロットル駆動指令信号Ｄをエンジンコントロールユニット３３へ送信する。このエンジンコントロールユニット３３は、船外機１０におけるエンジンカバー１６内に設置される。そして、エンジンコントロールユニット３３は、シフト駆動指令信号Ｃによりシフト用電動アクチュエータ２８へ駆動指令信号Ａ１を出力し、スロットル駆動指令信号Ｄによりスロットル用駆動アクチュエータ（スロットル用電動モータ）４１へ駆動指令信号Ｂ１を出力する。

スロットル用電動アクチュエータ４１は、減速機構４２を介してエンジン１１の吸気系のスロットルバルブ４３の開度を調整するものである。エンジンコントロールユニット３３は、スロットルバルブ４３の開度を検出する図示しないセンサからの開度信号Ｂ２を受信することで、スロットルバルブ４３の開度をフィードバック制御し、エンジン１１の回転数を調整する。

シフト機構２９の駆動部３４は、シフト用電動アクチュエータ２８のほかに、このシフト用電動アクチュエータ２８に連結された減速機構４４を備え、この減速機構４４がリンク機構部３５を介してクラッチロッド３６に連結される。リンク機構部３５は、図２〜図４に示すように、減速機構４４に結合されたクラッチアーム４５と、エンジンホルダ１２、及びこのエンジンホルダ１２に支持されたクラッチホルダ４６に回転自在に配置されたクラッチシャフト４７と、このクラッチシャフト４７の一端側に固定されたクラッチレバー４８と、クラッチアーム４５とクラッチレバー４８とを回転自在に連結するクラッチレバーリンク４９とを有する。更に、このリンク機構部３５は、クラッチシャフト４７の下端に回転一体に結合されたクラッチシャフトアーム５０と、クラッチロッド３６に回転一体に結合されたクラッチシャフトレバー５１（図４）と、クラッチシャフトアーム５０とクラッチシャフトレバー５１とを回転自在に連結するクラッチシャフトリンク５２とを有する。

図１に示すように、クラッチロッド３６の下端にシフトロッド３７が回転一体に結合され、このシフトロッド３７の下端に、図５に示すシフトヨーク５３が回転一体に結合される。図１及び図２に示すシフト機構２９の駆動力は、減速機構４４、上記リンク機構部３５のクラッチアーム４５、クラッチレバーリンク４９、クラッチレバー４８、クラッチシャフト４７、クラッチシャフトアーム５０、クラッチシャフトリンク５２及びクラッチシャフトレバー５１を介し、更にクラッチロッド３６を介してシフトロッド３７を回動させ、図５に示すシフトヨーク５３を回動させる。このシフトヨーク５３はシフトスライダ３８に嵌合されて、シフトヨーク５３の回動がシフトスライダ３８の軸方向（即ちプロペラシャフト２３の軸方向）の往復運動に変換される。このシフトスライダ３８は、プロペラシャフト２３にディテント機構５４を有して内装されたコネクタピン５５を介して、ドッグクラッチ２７のピン５６に連結される。コネクタピン５５は、シフトスライダ３８に軸回りに回転自在に嵌合されている。

このドッグクラッチ２７は、図７に示すように円筒形状に形成され、内側にスプライン６０が形成され、軸心に直交する位置に、ピン５６が挿通されるピン穴６１が穿設されている。そして、このドッグクラッチ２７の両端側に噛合爪５７Ｒ、５７Ｌが複数、それぞれ等間隔に形成されている。このドッグクラッチ２７は、図５及び図８に示すように、ピン５６がプロペラシャフト２３の長孔６２内を挿通した状態で、プロペラシャフト２３の外周にスプライン６０を用いて、軸方向に移動可能にスプライン結合される。

また、前進ギア２４または後進ギア２５は、ドライブシャフト２１の駆動用ベベルギア２２に噛み合う歯６３が外周側に形成されると共に、図６に示すように、内周側に複数の噛合爪５８または５９が形成される。図６には、前進ギア２４または後進ギア２５の歯６３は省略されている。

従って、図５に示すように、シフトスライダ３８の軸方向の移動によってドッグクラッチ２７が軸方向に移動し、このドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒが前進ギア２４の噛合爪５８に噛み合うフォワードポジション、またはドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｌが後進ギア２５の噛合爪５９に噛み合うリバースポジション、またはドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒ及び５７Ｌが前進ギア２４の噛合爪５８及び後進ギア２５の噛合爪５９に噛み合わないニュートラルポジションのいずれかに、シフトポジションが切り換えられる。フォワードポジションへの切換によりプロペラ２６が正転して船体が前進し、リバースポジションへの切換によりプロペラ２６が逆転して船体が後進し、ニュートラルポジションへの切換により、プロペラ２６への回転力の伝達が遮断されて船体が停止する。

図２に示すように、シフト機構２９におけるリンク機構部３５のクラッチシャフト４７には、その一端にシフトポジションセンサ６４が回転一体に結合されている。このシフトポジションセンサ６４は、クラッチシャフト４７の回転量を検知することで、ドッグクラッチ２７の位置を間接的に検出する。なお、シフトポジションセンサ６４は、シフト機構２９のその他の場所に設けることもできる。

図１に示すエンジンコントロールユニット３３は、ボートコントロールユニット３２からのシフト駆動指令信号Ｃを受信することで、シフト用電動アクチュエータ２８へ駆動指令信号Ａ１を出力する。更にこのエンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションセンサ６４からの出力値であるドッグクラッチ２７の位置検出信号Ａ２を受信することで、ドッグクラッチ２７の位置をフィードバック制御し、このドッグクラッチ２７の検出位置がシフトポジションの目標位置に到達するまでシフト用電動アクチュエータ２８を駆動して、シフトポジションの切換を実行する。ここで、シフトポジションの目標位置、特にフォワードポジションとリバースポジションの目標位置は、図５に示すドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒが前進ギア２４の噛合爪５８に、またはドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｌが後進ギア２５の噛合爪５９に、それぞれ最適な噛み合い量で噛み合うように設定されている。

ところが、図１に示すシフトポジションセンサ６４とドッグクラッチ２７との間に介在するリンク機構部３５、クラッチロッド３６、シフトロッド３７、シフトスライダ３８等の公差や製造・組付けばらつき、シフトポジションセンサ６４のばらつきなどの影響で、シフトポジションセンサ６４によるドッグクラッチ２７の位置検出値が、フォワードポジションまたはリバースポジションのそれぞれの目標位置に到達している場合であっても、実際のドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒ、５７Ｌが前進ギア２４の噛合爪５８、後進ギア２５の噛合爪５９にそれぞれ最適に噛み合っていない不具合が生ずることがある。

例えば、シフト機構２９のクラッチシャフトアーム５０（図２）とクラッチシャフト４７との連結部が摩耗した場合、クラッチシャフト４７に連結されたシフトポジションセンサ６４の出力値がシフトポジションの目標位置に到達したとしても、クラッチシャフトアーム５０側に連結されたシフトロッド３７（図１）は、摩耗相当分必要回転量が得られず、このシフトロッド３７により操作されるドッグクラッチ２７が、前進ギア２４、後進ギア２５に対し噛み合い不良や浅掛け状態となってしまうことがある。

そこで、船外機１０のシフト制御装置３０は、後述の突き当て位置検出制御を実行して、フォワードポジション及びリバースポジションの目標位置を変更して決定し、フォワードポジションにおいてドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒ（図５）と前進ギア２４の噛合爪５８とが最適な噛み合い量で噛み合い、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｌと後進ギア２５の噛合爪５９とが最適な噛み合い量で噛み合うようにそれぞれ調整する。

つまり、図１に示すエンジンコントロールユニット３３は、シフト用電動アクチュエータ２８を駆動してシフト機構２９のドッグクラッチ２７を移動させ、このドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒが前進側要素としての前進ギア２４の噛合爪５８に突き当たる位置（図８参照）、及びドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｌが後進側要素としての後進ギア２５の噛合爪５９に突き当たる位置をそれぞれ検出し、この検出値を基準値として記憶する突き当て位置検出制御を実行する。更に、このエンジンコントロールユニット３３は、突き当て位置検出制御により記憶された基準値に基づいてシフトポジション、特にフォワードポジションとリバースポジションの目標位置を決定する。このエンジンコントロールユニット３３は、突き当て位置検出制御の動作中、警告灯やブザーなどの第１告知手段（図１２のＳ６参照）によりその旨を告知する。

エンジンコントロールユニット３３は、上記突き当て位置検出制御に際し、図９に示すように、エンジン１１の運転中にあってはメインスイッチのＯＦＦ信号を検出し、エンジン１１が停止状態となったことを、内蔵のエンスト（エンジンストップ）判定タイマがエンスト判定時間Ｔ１の経過をカウントダウンすることで確認し、これを条件としてシフト用電動アクチュエータ２８を駆動し、目標のシフトポジションとすべくドッグクラッチ２７を移動させる。また、エンジンコントロールユニット３３は、エンジン１１の停止状態にあってはメインスイッチをＯＮ状態とし、エンジン１１が停止状態にあることを上述の如くエンスト判定タイマを用いて確認し、これを条件としてシフト用電動アクチュエータ２８を駆動し、目標のシフトポジションとすべくドッグクラッチ２７を移動させる。

この突き当て位置検出制御にあっては、エンジンコントロールユニット３３はシフト用電動アクチュエータ２８を駆動させて、シフトポジションをフォワードポジション（Ｆ）、ニュートラルポジション（Ｎ）、リバースポジション（Ｒ）、ニュートラルポジション（Ｎ）に順次切り換える。これらの各シフトポジションにおいて、ドッグクラッチ２７の位置はシフトポジションセンサ６４を用いて間接的に検出される。

シフト用電動アクチュエータ２８の駆動に伴いドッグクラッチ２７が移動すると、シフトポジションセンサ６４の出力値（ドッグクラッチ２７の位置検出値）は徐々に変化するが、例えばシフトポジションがフォワードポジションの場合、図８に示すように、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒが前進ギア２４の噛合爪５８に突き当たると、シフトポジションセンサ６４の出力値は一定となり、シフト用電動アクチュエータ２８の負荷が増大して当該アクチュエータ２８が停止状態となる。

エンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションセンサ６４の出力値（ドッグクラッチ２７の位置検出値）が、所定時間としての突き当て判定時間Ｔ２において一定位置であることを、内蔵の停止判定タイマが突き当て判定時間Ｔ２の経過をカウントダウンすることで確認する（第１の確認）。また、エンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションセンサ６４の出力値が突き当て判定時間Ｔ２において一定値となった状態が、シフトポジションをフォワードポジションとすべくシフト用電動アクチュエータ２８を駆動させたときから、予め設定された判定時間である判定タイマ設定時間Ｔ３内に生じたものであることを確認する（第２の確認）。更にエンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションセンサ６４の出力値であるドッグクラッチ２７の位置検出値Ｘｆが、図１０に示す許容上限値Ｙｆと許容下限値Ｚｆにより規定される許容範囲Ｓｆ内の値であることを確認する（第３の確認）。

エンジンコントロールユニット３３は、上述の第１、第２及び第３の確認を全て実行したときに、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒが前進ギア２４の噛合爪５８に突き当たったものと判定し、そのときのシフトポジションセンサ６４の出力値（ドッグクラッチ２７の位置検出値）をフォワード側基準値として記憶し、図９に示すフォワード検出値記憶フラグをＯＮとする。

エンジンコントロールユニット３３は、フォワード検出値記憶フラグをＯＮとした後に、シフトポジションをニュートラルポジション（Ｎ）に設定すべくシフト用電動アクチュエータ２８を駆動して、ドッグクラッチ２７を移動させる。エンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションセンサ６４の出力値がニュートラルポジションの目標位置に到達して一定値となってから、所定のニュートラル判定時間Ｔ４が経過したことを、内蔵の停止判定タイマをカウントダウンすることによって確認する。

この確認後、エンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションをリバースポジション（Ｒ）に設定すべくシフト用電動アクチュエータ２８を駆動して、ドッグクラッチ２７を移動させる。このシフト用電動アクチュエータ２８の駆動中にシフトポジションセンサ６４の出力値（ドッグクラッチ２７の位置検出値）は徐々に変化するが、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｌが後進ギア２５の噛合爪５９に突き当たると、シフトポジションセンサ６４の出力値は一定値となり、シフト用電動アクチュエータ２８の負荷が増大して、当該アクチュエータ２８が停止状態となる。

エンジンコントロールユニット３３は、フォワード時と同様にして、シフトポジションセンサ６４の出力値が突き当て判定時間Ｔ２において一定値であることを、内蔵の停止判定タイマが突き当て判定時間Ｔ２の経過をカウントダウンすることで確認する（第１の確認）。また、エンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションセンサ６４の出力値が突き当て判定時間Ｔ２において一定値となった状態が、シフトポジションセンサをリバースポジションとすべくシフト用電動アクチュエータ２８を駆動させたときから、判定タイマ設定時間Ｔ３内に生じたものであることを確認する（第２の確認）。更にエンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションセンサ６４の出力値であるドッグクラッチ２７の位置検出値Ｘｒが、図１０に示す許容上限値Ｙｒと許容下限値Ｚｒによって規定される許容範囲Ｓｒ内の値であることを確認する（第３の確認）。

エンジンコントロールユニット３３は、上述の第１、第２及び第３の確認を全て実行したときに、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｌが後進ギア２５の噛合爪５９に突き当たったものと判定し、そのときのシフトポジションセンサ６４の出力値（ドッグクラッチ２７の位置検出値）をリバース側基準値として記憶し、図９に示すリバース検出値記憶フラグをＯＮとする。

このリバース検出値記憶フラグをＯＮとした後、エンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションをニュートラルポジション（Ｎ）に設定すべくシフト用電動アクチュエータ２８を駆動して、ドッグクラッチ２７を移動させる。エンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションセンサ６４の出力値がニュートラルポジションの目標位置に到達して一定値となってからニュートラル判定時間Ｔ４が経過したことを、停止判定タイマを用いて前述と同様に確認し、突き当て位置検出制御を完了する。

ここで、シフトポジションセンサ６４の出力値が一定値となる時間が突き当て判定時間Ｔ２以下である場合には、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒが前進ギア２４の噛合爪５８以外に、またはドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｌが後進ギア２５の噛合爪５９以外にそれぞれ突き当たったものと考えられる。また、シフトポジションセンサ６４の出力値であるドッグクラッチ２７の位置検出値Ｘｆが許容上限値Ｙｆ以上となった場合には、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒと前進ギア２４の噛合爪５８が噛み合ってしまったと考えられる。また、同様に、ドッグクラッチ２７の位置検出値Ｘｒが許容上限値Ｙｒ以上となった場合には、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｌと後進ギア２５の噛合爪５９とが噛み合ってしまったと考えられる。

更に、シフトポジションセンサ６４の出力値であるドッグクラッチ２７の位置検出値Ｘｆが許容下限値Ｚｆ以下となり、またドッグクラッチ２７の位置検出値Ｘｒが許容下限値Ｚｒ以下となった場合には、摩擦などの機械的要因によって、シフト用電動アクチュエータ２８が正常に動作しなかったものと考えられる。また、シフトポジションセンサ６４の出力値が突き当て判定時間Ｔ２において一定値となった状態が、判定タイマ設定時間Ｔ３内において実現できなかった場合には、シフト用電動アクチュエータ２８やシフト機構２９等に何らかの不具合が発生したものと考えられる。

従って、エンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションセンサ６４の出力値であるドッグクラッチ２７の位置検出値Ｘｆ、Ｘｒがそれぞれ許容範囲Ｓｆ、Ｓｒ外の値となったとき、または、判定タイマ設定時間Ｔ３内において、シフトポジションセンサ６４の出力値が突き当て判定時間Ｔ２の時間一定値とならなかったときには、このドッグクラッチ２７の位置検出値Ｘｆ、Ｘｒを基準値として記憶しない。この場合、エンジンコントロールユニット３３は、突き当て位置検出制御が失敗であることを、警告灯やブザーなどの第２告知手段（図１２のＳ１３参照）を用いて告知する。

尚、この第２告知手段は、前記第１告知手段とは異なったものとするのが好ましい。この第２告知手段による告知は、後述の部品交換などの後に特定のスイッチを操作して突き当て位置検出制御を実行した場合に、再実行を促すなど特に有効である。

また、上述の突き当て位置検出制御において、エンジン１１の停止を条件として制御を実行する理由は、ドライブシャフト２１の駆動により前進ギア２４及び後進ギア２５が回転している場合には、シフト用電動アクチュエータ２８の駆動によりドッグクラッチ２７を移動したときに、このドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒが前進ギア２４の噛合爪５８に、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｌが後進ギア２５の噛合爪５９にそれぞれ噛み合ってしまい、噛合爪５７Ｒと５８との突き当て、噛合爪５７Ｌと５９との突き当てによるそれぞれの突き当て位置検出制御が実行できなくなるからである。

更に、突き当て位置検出制御において、メインスイッチのＯＦＦ信号の検出を条件としたのは、メインスイッチのＯＦＦ操作はユーザーが船外機１０の運転を完全に止めたことを示す動作であり、操船に影響のないこの状態で突き当て位置検出制御を実行することで、ユーザーによる意図しない動作の介入を未然に防止するためである。突き当て位置検出制御中にユーザーが船外機１０の運転意思を示すメインスイッチのＯＮ操作を実行したときには、当該突き当て位置検出制御を直ちに中止し、シフトポジションをニュートラルポジションに設定する。

また、上述の突き当て位置検出制御を実行するためには、バッテリ電圧が規定値以内である条件と、エンジン１１の壁面温度が規定値以内である条件とを加えることが好ましい。バッテリ電圧が規定値以内であれば、シフト用電動アクチュエータ２８の駆動電圧が低くなって当該アクチュエータ２８の動作が不安定となる事態を回避でき、安定した突き当て位置検出制御を実現できるからである。また、エンジン１１の壁面温度が規定値以内であれば、ギアケース１５内の潤滑油の温度が適正温度となってその粘度が過大にならず、ドッグクラッチ２７の移動を安定して実現できるからである。

以上のような突き当て位置検出制御により検出され、フォワード側基準値として記憶されたシフトポジション６４の出力値、つまりドッグクラッチ２７の位置検出値Ｘｆに、図１０に示すように、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒと前進ギア２４の噛合爪５８との最適噛み合い量Ｌｆを加算して、フォワードポジションの目標位置Ｗｆを決定する。同様に、突き当て位置検出制御により検出され、リバース側基準値として記憶されたシフトポジション６４の出力値、つまりドッグクラッチ２７の位置検出値Ｘｒに、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｌと後進ギア２５の噛合爪５９との最適噛み合い量Ｌｒを加算して、リバースポジションの目標位置Ｗｒを決定する。

このような突き当て位置検出制御からシフトポジションの目標位置決定までの動作は、メインスイッチのＯＦＦ信号検出毎、船外機１０の所定の運転時間経過毎、部品交換等の後における特定スイッチの操作毎等にそれぞれ実施されるが、これらの時期に限定されるものではない。

［Ａ］メインスイッチのＯＦＦ信号検出毎に実行
最初に、メインスイッチのＯＦＦ操作毎に実行する突き当て位置検出制御からシフトポジションの目標位置決定までの動作を、図１１及び図１２のフローチャートを用いて説明する。メインスイッチのＯＦＦ信号検出毎に本動作を実施することで、シフトポジションの目標位置を、シフト機構２９等の経年変化などに確実に追従させることが可能となる。

エンジンコントロールユニット３３は、図１１に示すように、まずメインスイッチのＯＦＦ信号を検出したか否かを判定し（Ｓ１）、この信号を検出したときにエンジン１１が停止したか否かを判定し（Ｓ２）、エンジン１１が停止したときにバッテリ電圧が規定値以内にあるか否かを判定し（Ｓ３）、この規定値以内にあるときに、エンジン１１の壁面温度が規定値以内にあるか否かを判定し（Ｓ４）、この規定値以内にあるときに、突き当て位置検出制御を実行する（Ｓ５）。

エンジンコントロールユニット３３は、上記ステップＳ１〜Ｓ４において、メインスイッチのＯＦＦ信号が検出されないとき、エンジン１１が停止していないとき、バッテリ電圧が規定値以内にないとき、エンジン１１の壁面温度が規定値以内にないときの各場合に、本動作を終了する。

ステップＳ５の突き当て位置検出制御は、図１２に示すステップＳ６〜Ｓ１７を実行することで実施する。

つまり、エンジンコントロールユニット３３は、まず第１告知手段を動作させて、突き当て位置検出制御の実行中をユーザーなどに告知する（Ｓ６）。次に、エンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションをフォワードポジションにすべくシフト用電動アクチュエータ２８を駆動し（Ｓ７）、ドッグクラッチ２７をフォワードポジションの目標位置へ向かって移動させる（Ｓ８）。

次に、エンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションセンサ６４の出力値が突き当て判定時間Ｔ２の時間一定値を保って、シフト用電動アクチュエータ２８がこの時間停止状態にあるか否かを、停止判定タイマ（Ｓ９）のカウントダウンが０になったか否かで判定し、更に、このシフト用電動アクチュエータ２８の回転停止が、判定タイマ設定時間Ｔ３内になされているか否かを判定する（Ｓ９）。これらの条件を満たしたときに、エンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションセンサ６４の出力値であるドッグクラッチ２７の位置検出値を読み取る（Ｓ１０）。

次に、エンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションセンサ６４の出力値であるドッグクラッチ２７の位置検出値Ｘｆが許容範囲Ｓｆ内にあるか否かを判定し（Ｓ１１）、この許容範囲Ｓｆ内にあるときに、その位置検出値をフォワード側基準値として記憶する（Ｓ１２）。この記憶後、エンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションをニュートラルポジションに切り換えるべく、シフト用電動アクチュエータ２８を駆動する（Ｓ１４）。

ステップＳ９において判定タイマ設定時間Ｔ３内にカウントダウンが０にならず、シフトポジションセンサ６４の出力値が、判定タイマ設定時間Ｔ３内において突き当て判定時間Ｔ２の時間一定値を保っていなかった場合、またはステップＳ１１においてシフトポジションセンサ６４の出力値であるドッグクラッチ２７の位置検出値が許容範囲Ｓｆ外にあるときには、フォワードポジション側の突き当て位置検出が失敗した旨を、第２告知手段を用いてユーザー等に告知する（Ｓ１３）。

エンジンコントロールユニット３３は、ステップＳ１４を実行してシフトポジションをニュートラルポジションに一旦設定した後、リバースポジションに設定すべくシフト用電動アクチュエータ２８を駆動する（Ｓ１５）。その後、エンジンコントロールユニット３３は、ステップＳ８〜Ｓ１３を実行する。

但しこの場合、エンジンコントロールユニット３３は、ステップＳ８において、ドッグクラッチ２７をリバースポジションの目標位置に向かって移動させ、ステップＳ１１において、シフトポジションセンサ６４の出力値であるドッグクラッチ２７の位置検出値Ｘｒが許容範囲Ｓｒ内にあるか否かを判定する。更にエンジンコントロールユニット３３は、ステップＳ１２において、シフトポジションセンサ６４の出力値であるドッグクラッチ２７の位置検出値Ｘｒが許容範囲Ｓｒ内にあるときに、この位置検出値Ｘｒをリバース側基準値として記憶する。

リバースポジション側での突き当て位置検出制御の終了後、エンジンコントロールユニット３３は、シフトポジションをニュートラルポジションに切り換え（Ｓ１６）、第１告知手段の動作を終了して（Ｓ１７）、突き当て位置検出制御（図１１のＳ５）を完了する。

エンジンコントロールユニット３３は、ステップＳ１２において検出したフォワード側とリバース側のそれぞれの位置検出値（基準値）に、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒと前進ギア２４の噛合爪５８との最適噛み合い量Ｌｆ、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｌと後進ギア２５の噛合爪５９との最適噛み合い量Ｌｒをそれぞれ加算して、フォワードポジションの目標位置Ｗｆ、リバースポジションの目標位置Ｗｒをそれぞれ決定する（Ｓ１８）。

［Ｂ］所定の運転時間の経過毎に実行
次に、所定の運転時間の経過毎に実行する突き当て位置検出制御からシフトポジションの目標位置決定までの動作を、図１３のフローチャートを用いて説明する。所定の運転時間経過毎に本動作を実行することで、シフトポジションの目標位置を、シフト機構２９等の摩耗の進行などに合わせて決定することが可能となる。

この場合、エンジンコントロールユニット３３は、メインスイッチのＯＦＦ信号検出（Ｓ２１）と、エンジン１１のストップ判定（Ｓ２２）とを、図１１のステップＳ１、Ｓ２と同様に実行する。ステップＳ２２においてエンジン１１が停止していると判定したときに、エンジンコントロールユニット３３は、船外機１０において所定の運転時間が経過したか否かを判定し（Ｓ２３）、所定の運転時間が経過していない場合には本動作を終了する。

ステップＳ２３で所定の運転時間が経過した場合に、エンジンコントロールユニット３３は、バッテリ電圧が規定値以内にあるか否かの判定、エンジン１１の壁面温度が規定値以内にあるか否かの判定を、図１１のステップＳ３、Ｓ４と同様に実行する（Ｓ２４、Ｓ２５）。その後エンジンコントロールユニット３３は、突き当て位置検出制御をステップＳ５（ステップＳ６〜Ｓ１７）と同様に実行し（Ｓ２６）、次にシフトポジションの目標位置の決定を、ステップＳ１８と同様に実行する（Ｓ２７）。

［Ｃ］部品交換等の後における特定スイッチの操作毎に実行
次に、部品交換等の後に特定のスイッチを操作して実行する突き当て位置検出制御からシフトポジションの目標位置決定までの動作を、図１４のフローチャートを用いて説明する。特定スイッチの操作は、通常エンジン停止状態では使用されない、もしくは使用しても本来の機能を果たさない既存のスイッチ、例えばエマージェンシースイッチ等を１０秒間に５回ＯＮ、ＯＦＦする操作などである。この特定スイッチの操作により本動作を実行することで、部品交換等によりシフト機構２９に生じた公差や組付けばらつきなどを吸収して、シフトポジションの目標位置を適正化することが可能となる。

この場合、エンジンコントロールユニット３３は、メインスイッチのＯＮ信号検出（Ｓ３１）と、エンジン１１のストップ判定（Ｓ３２）とを、図１１のステップＳ１、Ｓ２と同様に実行する。ステップＳ３２においてエンジン１５が停止していると判定したときに、エンジンコントロールユニット３３は、特定のスイッチが操作されたか否かを判定する（Ｓ３３）。特定のスイッチが操作されていない場合には、エンジンコントロールユニット３３は本動作を終了する。

ステップＳ３３で特定のスイッチが操作された場合に、エンジンコントロールユニット３３は、バッテリ電圧が規定値以内にあるか否かの判定、エンジン１１の壁面温度が規定値以内にあるか否かの判定を、図１１のステップＳ３、Ｓ４と同様に実行する（Ｓ３４、Ｓ３５）。その後エンジンコントロールユニット３３は、突き当て位置検出制御をステップＳ５（ステップＳ６〜Ｓ１７）と同様に実行し（Ｓ３６）、次にシフトポジションの目標位置の決定を、ステップＳ１８と同様に実行する（Ｓ３７）。

以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果を奏する。

エンジンコントロールユニット３３は、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒが前進ギア２４の噛合爪５８に突き当たる位置、及びドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｌが後進ギア２５の噛合爪５９に突き当たる位置をそれぞれ検出し、これらの検出値を、それぞれフォワード側基準値、リバース側基準値として記憶する突き当て位置検出制御を実行する。そして、エンジンコントロールユニット３３は、フォワード側基準値に、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒと前進ギア２４の噛合爪５８との最適噛み合い量Ｌｆを加算して、フォワードポジションの目標位置Ｗｆを決定する。またエンジンコントロールユニット３３は、リバース側基準値に、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｌと後進ギア２５の噛合爪５９との最適噛み合い量Ｌｒを加算して、リバースポジションの目標位置Ｗｒを決定する。突き当て位置検出制御により検出され記憶されたフォワード側基準値、リバース側基準値としての両検出値は、シフト機構２９（特にリンク機構部３５からドッグクラッチ２７まで）の公差や製造・組付けばらつき、経年劣化等を加味したものである。従って、これらの基準値に基づきフォワードポジションの目標位置Ｗｆ、リバースポジションの目標位置Ｗｒを決定することで、シフト機構２９の公差や製造・組付けばらつき、経年劣化等の影響を受けることなく、前進ギア２４及び後進ギア２５とドッグクラッチ２７との噛み合い量を常に最適に保持することができる。

以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図４に示すように、エンジンホルダ１２の下面において回転部材としてのクラッチシャフトレバー５１の両側に、前進側突き当て用ボスとしてのフォワード側ボス６５と、後進側突き当て用ボスとしてのリバース側ボス６６とを設置し、これらのフォワード側ボス６５及びリバース側ボス６６を用いて突き当て位置検出制御を実行してもよい。

つまり、フォワード側ボス６５は、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒが前進ギア２４の噛合爪５８に最適噛み合い量Ｌｆで噛み合ったときにクラッチシャフトレバー５１に当接するように設定される。また、リバース側ボス６６は、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｌが後進ギア２５の噛合爪５９に最適噛み合い量Ｌｒで噛み合ったときにリバース側ボス６６に当接するように設置される。従って、クラッチシャフトレバー５１がフォワード側ボス６５に当接したときのシフトポジションセンサ６４の出力値をフォワード側基準値とし、この基準値をフォワードポジションの目標位置Ｗｆとして決定し、また、クラッチシャフトレバー５１がリバース側ボス６６に当接したときのシフトポジションセンサ６４の出力値をリバース側基準値とし、この基準値をリバースポジションの目標位置Ｗｒとして決定してもよい。

また、図８に示すように、ドッグクラッチ２７のピン５６は、当該ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒが前進ギア２４の噛合爪５８に最適噛み合い量Ｌｆで噛み合ったときに、プロペラシャフト２３の長孔６２を形成する、前進ギア２４側の一側面６７に当接する。また、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｌが後進ギア２５の噛合爪５９に最適噛み合い量Ｌｒで噛み合ったときに、プロペラシャフト２３の長孔６２を形成する、後進ギア２５側の他側面６８に当接する。従って、ドッグクラッチ２７のピン５６が一側面６７に当接したときのシフトポジションセンサ６４の出力値をフォワード側基準値とし、この基準値をフォワードポジションの目標位置Ｗｆとして決定し、また、ドッグクラッチ２７のピン５６が他側面６８に当接したときのシフトポジションセンサ６４の出力値をリバース側基準値とし、この基準値をリバースポジションの目標位置Ｗｒとして決定してもよい。

更に、本実施の形態の突き当て位置検出制御を実行する条件として、エンジン１１の停止などのほか、プロペラシャフト２３の回転が停止していることを加えてもよい。エンジン１１が停止していても船速がある場合には、突き当て位置検出制御を実施すると、ドッグクラッチ２７の噛合爪５７Ｒ、５７Ｌがそれぞれ前進ギア２４の噛合爪５８、後進ギア２５の噛合爪５９に噛み合って、船が走行するなどの不具合が生ずる恐れがある。そこで、船速をプロペラシャフト２３の回転に換算してエンジンコントロールユニット３３に取り込み、プロペラシャフト２３が回転している場合に突き当て位置検出制御を実行しないようにしてもよい。

本発明に係る船外機のシフト制御装置における一実施の形態が適用された船外機等を、一部を破断して示す側断面図。 図１のシフト機構の駆動部を示す側面図。 図２におけるシフト機構の駆動部を示す平面図。 図１のＩＶ矢視図。 図１のシフト機構のドッグクラッチを含む領域を示す側断面図 図５の前進ギアまたは後進ギアを示す斜視図 図５のドッグクラッチを示す斜視図。 図５のドッグクラッチ周辺を拡大し、ドッグクラッチと前進ギアの各噛合爪の突き当て状態を示す拡大断面図。 図１のエンジンコントロールユニット（ＥＣＭ）が実行する突き当て位置検出制御を示すタイムチャート。 図９の突き当て位置検出制御により検出された位置検出値とシフトポジションの目標位置との関係を示す説明図。 図９の突き当て位置検出制御をメインスイッチのＯＦＦ信号検出毎に実行する際の手順を示すフローチャート。 図９の突き当て位置検出制御の動作手順を示すフローチャート。 図９の突き当て位置検出制御を所定の運転時間経過毎に実行する際の手順を示すフローチャート。 図９の突き当て位置検出制御を、部品交換などの後に特定スイッチを操作して実施する際の手順を示すフローチャート。

符号の説明

１０ 船外機
１１ エンジン
２４ 前進ギア
２５ 後進ギア
２７ ドッグクラッチ
２８ シフト用電動アクチュエータ
２９ シフト機構
３０ シフト制御装置
３３ エンジンコントロールユニット
５１ クラッチシャフトレバー（回転部材）
５７Ｒ、５７Ｌ ドッグクラッチの噛合爪
５８ 前進ギアの噛合爪（前進側要素）
５９ 後進ギアの噛合爪（後進側要素）
６４ シフトポジションセンサ
６５ フォワード側ボス（前進側突き当て用ボス、前進側要素）
６６ リバース側ボス（後進側突き当て用ボス、後進側要素）
Ｔ２ 突き当て判定時間（所定時間）
Ｔ３ 判定タイマ設定時間（判定時間）
Ｓｆ、Ｓｒ 許容範囲
Ｗｆ フォワードポジションの目標位置
Ｗｒ リバースポジションの目標位置

Claims (8)

1. 電動アクチュエータの駆動によりシフト機構を動作させてシフトポジションの切換を実行する船外機のシフト制御装置において、
   前記電動アクチュエータを制御するコントロールユニットは、エンジン運転状態からメインスイッチのＯＦＦ信号を検出しエンジンが停止状態となったことを条件として、前記電動アクチュエータを駆動させて前記シフト機構を動作させ、このシフト機構が前進側要素及び後進側要素とそれぞれ突き当たる位置を検出し、これらの検出値を基準値として記憶する突き当て位置検出制御を実行し、
   この突き当て位置検出制御により記憶された基準値に基づいてシフトポジションの目標位置を決定することを特徴とする船外機のシフト制御装置。
2. 前記突き当て位置検出制御は、前進側要素としての前進ギア及び後進側要素としての後進ギアとシフト機構のドッグクラッチとの突き当たる位置を検出するものであることを特徴とする請求項１に記載の船外機のシフト制御装置。
3. 前記突き当て位置検出制御は、前進側要素としての前進側突き当て用ボス及び後進側要素としての後進側突き当て用ボスとシフト機構の回転部材との突き当たる位置を検出するものであることを特徴とする請求項１に記載の船外機のシフト制御装置。
4. 前記突き当て位置検出制御は、シフト機構の位置を検出するシフトポジションセンサからの信号を検出し、この検出値が所定時間一定となったときに、そのときの検出値を基準値として記憶することを特徴とする請求項１に記載の船外機のシフト制御装置。
5. 前記突き当て位置検出制御は、シフト機構の位置を検出するシフトポジションセンサからの検出値が予め設定された許容範囲内の値である場合に、その検出値を基準値として記憶することを特徴とする請求項１に記載の船外機のシフト制御装置。
6. 前記突き当て位置検出制御は、シフト機構の位置を検出するシフトポジションセンサからの検出値が予め設定された許容範囲外の値である場合、または予め設定された判定時間内に検出値が所定時間一定とならない場合には、これらの検出値を基準値として記憶しないことを特徴とする請求項４または５に記載の船外機のシフト制御装置。
7. 前記突き当て位置検出制御は、当該突き当て位置検出制御の実行中である旨を第１告知手段により告知することを特徴とする請求項１に記載の船外機のシフト制御装置。
8. 前記突き当て位置検出制御は、検出値を基準値として記憶しない場合に、当該突き当て位置検出制御が失敗である旨を第２告知手段により告知することを特徴とする請求項１に記載の船外機のシフト制御装置。

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