JP5193120B2 - 船外機の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は船外機の制御装置に関し、より詳しくはトルクコンバータを備えた船外機の制御装置に関する。

近年、船外機において、トルクコンバータを内燃機関とドライブシャフトの間に介挿し、内燃機関の出力トルクを増幅させてドライブシャフトに伝達させることで、加速性能などを向上させ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）。尚、特許文献１記載の技術において、トルクコンバータはロックアップクラッチを有する。

特開２００７−３１５４９８号公報

特許文献１記載の技術のようなトルクコンバータを備える船外機にあっては、加速が終了すると、ロックアップクラッチをオン（係合）させてトルクコンバータの滑りに起因する伝達ロスを防止するように構成される。しかしながら、ロックアップクラッチがオンされると、トルクコンバータによるトルクの増幅が行われなくなるため、ドライブシャフトに伝達されるトルクは減少し、操船者に減速感を与えるという不都合が生じていた。

そこで、ロックアップクラッチがオンされる前に、トリムアップを開始してトリム角を所定角度に調整するように構成し、船体の推力を増加させて船速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。しかしながら、上記の如くトリム角を所定角度に調整するように構成すると、所定角度を船体の大きさなどに応じて事前に設定しておく必要があって煩瑣であると共に、設定された所定角度が船体に対して最適な値でなかった場合、船体に縦揺れ（ピッチング）などの不具合が生じる恐れがあった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、トルクコンバータを備え、加速終了後に生じる減速感をトリムアップによって軽減させると共に、トリムアップ後のトリム角を最適な値に容易に設定できるようにした船外機の制御装置を提供することにある。

上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、内燃機関とプロペラを接続するドライブシャフトと、前記内燃機関と前記ドライブシャフトの間に介挿されるトルクコンバータと、船体に対するトリム角をトリムアップ／ダウン方向に調整可能なトリム角調整機構とを備える船外機の制御装置において、前記トルクコンバータの入力回転数と出力回転数を検出し、前記検出された入力回転数と出力回転数から前記トルクコンバータの速度比を算出する速度比算出手段と、前記船体の上下方向の振動を検出し、前記検出された振動が許容範囲内にあるか否か判定する振動判定手段と、前記算出された速度比が所定値以上のとき、前記トリム角調整機構を作動させて前記トリムアップを開始すると共に、前記検出された振動が前記許容範囲内にないと判定されるとき、前記トリムアップを停止するトリム角調整機構作動手段とを備える如く構成した。

請求項２に係る船外機の制御装置にあっては、前記トリム角調整機構作動手段は、前記検出された振動が前記許容範囲内にないと判定されて前記トリムアップを停止したときのトリム角を記憶しておき、前記トリムアップを次に開始した後、現在のトリム角が前記記憶されたトリム角付近に到達するとき、前記トリムアップを停止する如く構成した。

請求項３に係る船外機の制御装置にあっては、前記振動判定手段は、前記船体に配置される加速度センサの出力に基づいて前記振動を検出する如く構成した。

請求項１に係る船外機の制御装置にあっては、トルクコンバータの入力回転数と出力回転数からトルクコンバータの速度比を算出し、算出された速度比が所定値以上のとき、トリム角調整機構を作動させてトリムアップを開始するように構成したので、例えば所定値を加速が終了してロックアップクラッチがオンされる直前の状態に相当する値に設定することも可能となり、よってロックアップクラッチがオンされる前にトリムアップして船体の速度を上昇させることができる。それにより、加速終了後にクラッチがオンされてドライブシャフトに伝達されるトルクが減少するときであっても、船体の速度はトリムアップによって上昇させられているため、操船者に減速感を与え難い、換言すれば、減速感を軽減させることができる。

また、船体の上下方向の振動を検出し、検出された振動が許容範囲内にあるか否か判定すると共に、検出された振動が許容範囲内にないと判定されるとき、トリムアップを停止するように構成、換言すれば、船体の上下方向の振動に基づいて船体に縦揺れが生じているか否か判定すると共に、振動が許容範囲内になく船体に縦揺れが生じていると判定されるとき、トリムアップを停止するように構成したので、船体に縦揺れが生じた直後にトリムアップを停止でき、それによってトリムアップ後のトリム角を船体に対して最適な値に容易に設定できると共に、船体の縦揺れを最小限に抑制することができる。

請求項２に係る船外機の制御装置にあっては、検出された振動が許容範囲内にないと判定されてトリムアップを停止したときのトリム角を記憶しておき、トリムアップを次に開始した後、現在のトリム角が記憶されたトリム角付近に到達するとき、トリムアップを停止するように構成、即ち、トリムアップを停止させるべきトリム角を記憶して学習制御するように構成したので、上記した効果に加え、次にトリムアップを開始した後のトリム角をより一層最適な値に設定できると共に、船体の縦揺れを生じ難くすることができる。

請求項３に係る船外機の制御装置にあっては、船体に配置される加速度センサの出力に基づいて振動を検出するように構成したので、上記した効果に加え、船体に生じる縦揺れをより正確に検出（検知）することができる。

この発明の実施例に係る船外機の制御装置を船体も含めて全体的に示す概略図である。 図１に示す船外機の部分断面拡大側面図である。 図１に示す船外機の拡大側面図である。 図２に示すトルクコンバータ付近を拡大して示す拡大断面図である。 図２に示すトルクコンバータや油圧ポンプなどを模式的に示す油圧回路図である。 図１に示す電子制御ユニットの制御を示すフロー・チャートである。 図６のロックアップクラッチ動作実行判定処理のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図６のトリムアップ実行判定処理のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図６フロー・チャートの処理を説明するタイム・チャートである。 図６フロー・チャートの処理を説明する説明図である。

以下、添付図面に即してこの発明に係る船外機の制御装置を実施するための形態について説明する。

図１は、この発明の実施例に係る船外機の制御装置を船体も含めて全体的に示す概略図である。また、図２は図１に示す船外機の部分断面拡大側面図であり、図３は船外機の拡大側面図である。

図１から図３において、符号１０は船外機を示す。船外機１０は、図示の如く、船体（艇体）１２の船尾（後尾）１２ａに取り付けられる（固定される）。

船外機１０は、図２に示すように、スイベルケース１４、チルティングシャフト１６およびスターンブラケット１８を介して船体１２に取り付けられる。また、船外機１０はマウントフレーム２０とシャフト部２２を備え、シャフト部２２がスイベルケース１４の内部に鉛直軸回りに回転自在に収容されることで、船外機１０は船体１２に対して鉛直軸回りに回転自在とされる。マウントフレーム２０は、その上端と下端が船外機１０の本体を構成するフレーム（図示せず）に固定される。

スイベルケース１４の付近には、シャフト部２２を駆動する操舵用電動モータ２４と、船外機１０の船体１２に対するチルト角およびトリム角をチルトアップ／ダウン方向およびトリムアップ／ダウン方向に調整可能なパワーチルトトリムユニット（トリム角調整機構）２６が配置される。操舵用電動モータ２４の回転出力は減速ギヤ機構２８、マウントフレーム２０を介してシャフト部２２に伝達され、よって船外機１０はシャフト部２２を操舵軸として左右に（鉛直軸回りに）操舵される。

パワーチルトトリムユニット２６はチルト角調整用の油圧シリンダ２６ａとトリム角調整用の油圧シリンダ２６ｂを一体的に備え、油圧シリンダ２６ａ，２６ｂを伸縮させることで、スイベルケース１４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。尚、油圧シリンダ２６ａ，２６ｂは、船外機１０に配置された図示しない油圧回路に接続されて作動油の供給を受けて伸縮させられる。

船外機１０の上部には、内燃機関（以下「エンジン」という）３０が搭載される。エンジン３０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３０は水面上に位置し、エンジンカバー３２によって覆われる。

エンジン３０の吸気管３４には、スロットルボディ３６が接続される。スロットルボディ３６はその内部にスロットル弁３８を備えると共に、スロットル弁３８を開閉駆動するスロットル用電動モータ４０が一体的に取り付けられる。

スロットル用電動モータ４０の出力軸は減速ギヤ機構（図示せず）を介してスロットル弁３８に接続され、スロットル用電動モータ４０を動作させることでスロットル弁３８が開閉され、エンジン３０の吸気量が調量されてエンジン回転数が調節される。

船外機１０は、鉛直軸と平行に配置されて回転自在に支持されるドライブシャフト（バーチカルシャフト）４２と、エンジン３０とドライブシャフト４２の間に介挿されるトルクコンバータ４４と、ドライブシャフト４２に取り付けられると共に、エンジン３０の潤滑部、パワーチルトトリムユニット２６およびトルクコンバータ４４などに作動油（オイル）を圧送する油圧ポンプ４６と、その作動油を貯留するリザーバ５０とを備える。

ドライブシャフト４２の上端にはエンジン３０のクランクシャフト５２がトルクコンバータ４４を介して接続される一方、下端にはシフト機構５４を介して水平軸回りに回転自在に支持されたプロペラシャフト５６が接続される。プロペラシャフト５６は、パワーチルトトリムユニット２６の初期状態（トリム角が初期角度の状態）において、その軸線５６ａが船体１２の進行方向に対して略平行となるように配置される。プロペラシャフト５６の一端にはプロペラ６０が取り付けられる。このように、ドライブシャフト４２はエンジン３０とプロペラ６０を接続する。

図４は、図２に示すトルクコンバータ４４付近を拡大して示す拡大断面図である。

図４に示す如く、トルクコンバータ４４は、クランクシャフト５２にドライブプレート６２を介して接続されるポンプ・インペラ４４ａと、ポンプ・インペラ４４ａに対向配置されて作動油が給排されると共に、ドライブシャフト４２に接続されるタービン・ランナ４４ｂと、ポンプ・インペラ４４ａとタービン・ランナ４４ｂの間に配置されるステータ４４ｃと、ロックアップクラッチ４４ｄなどからなる。

図５は、トルクコンバータ４４や油圧ポンプ４６などを模式的に示す油圧回路図である。

図５を参照しつつトルクコンバータ４４や油圧ポンプ４６などについて説明すると、油圧ポンプ４６はエンジン３０によって駆動され、リザーバ５０の作動油を汲み上げて第１の油路６４ａに圧送する。第１の油路６４ａに圧送された作動油は、エンジン３０の潤滑部やパワーチルトトリムユニット２６（図５で省略）などに供給された後、第２の油路６４ｂを介してリザーバ５０へ還流される。

第１の油路６４ａには第１の油路６４ａと油圧ポンプ４６の吸入口とを接続する第３の油路６４ｃが設けられ、その途中にはエンジン３０に供給される作動油の圧力が規定圧力以上のとき開弁する一方、規定圧力未満のときに閉弁するリリーフ弁６６が介挿される。

第１の油路６４ａにおいて油圧ポンプ４６の吐出口と第３の油路６４ｃの分岐点との間には、トルクコンバータ４４に供給される作動油を流通させる第４の油路６４ｄが接続される。また、第３の油路６４ｃにおいてリリーフ弁６６の下流側には、トルクコンバータ４４から油圧ポンプ４６へ戻る作動油を流通させる第５の油路６４ｅが接続される。第４、第５の油路６４ｄ，６４ｅには、ロックアップクラッチ４４ｄの動作を制御するロックアップ制御弁７０が設けられる。

ロックアップ制御弁７０は電磁弁からなり、その出力は一方ではトルクコンバータ４４のロックアップクラッチ４４ｄのピストン室４４ｄ１に接続されると共に、他方ではその背面側の室４４ｄ２に接続される。従って、ロックアップ制御弁７０が励磁・消磁されるときに油路を切替え、それによってロックアップクラッチ４４ｄのオン（係合）・オフ（解放）が制御される。

具体的には、ロックアップクラッチ４４ｄにあっては、ロックアップ制御弁７０が励磁されて作動油がピストン室４４ｄ１に供給される一方、背面側の室４４ｄ２から排出されると、オン（係合）される。また、ロックアップ制御弁７０が消磁されると（図５に示す状態。初期状態）、作動油は背面側の室４４ｄ２に供給されると共に、ピストン室４４ｄ１から排出され、ロックアップクラッチ４４ｄがオフ（解放）される。尚、上記したトルクコンバータ４４の詳細は、特許文献１に開示されているので、これ以上の説明を省略する。

図２の説明に戻ると、シフト機構５４は、ドライブシャフト４２に接続されて回転させられる前進ベベルギヤ５４ａと後進ベベルギヤ５４ｂ、プロペラシャフト５６を前進ベベルギヤ５４ａと後進ベベルギヤ５４ｂのいずれかに係合自在とするクラッチ５４ｃなどからなる。

エンジンカバー３２の内部にはシフト機構５４を駆動するシフト用電動モータ７２が配置され、その出力軸は、減速ギヤ機構（図示せず）を介してシフト機構５４のシフトロッド５４ｄの上端に接続自在とされる。シフト用電動モータ７２を駆動することにより、シフトロッド５４ｄとシフトスライダ５４ｅが適宜に変位させられ、それによってクラッチ５４ｃを動作させてシフトポジションがフォワード、リバースおよびニュートラルの間で切り替えられる。

シフトポジションがフォワードあるいはリバースのとき、ドライブシャフト４２の回転はシフト機構５４を介してプロペラシャフト５６に伝達され、よってプロペラ６０は回転させられ、船体１２を前進あるいは後進させる方向の推力を生じる。尚、船外機１０はエンジン３０に取り付けられたバッテリなどの電源（図示せず）を備え、それから各電動モータ２４，４０，７２などに動作電源が供給される。

図３に示す如く、スロットル弁３８の付近にはスロットル開度センサ７４が配置され、スロットル弁３８の開度ＴＨ（以下「スロットル開度」という）を示す出力を生じる。シフトロッド５４ｄの付近には、シフト位置センサ８０が配置されてシフトポジション（ニュートラル、フォワードおよびリバース）に応じた信号を示す出力すると共に、ニュートラルスイッチ８２も配置されてシフトポジションがニュートラルであるときにオン信号を、フォワードあるいはリバースであるときにオフ信号を出力する。

エンジン３０のクランクシャフト５２の付近にはクランク角センサ８４が取り付けられ、所定のクランク角度ごとにパルス信号を出力する。また、ドライブシャフト４２の付近にはドライブシャフト回転数センサ８６が取り付けられ、ドライブシャフト４２の回転数に応じた信号を出力する。

スイベルケース１８の付近にはトリム角センサ（回転角センサ）８８が配置され、船外機１０のトリム角θｔｒｍ（具体的には、船体１２に対する船外機１０のピッチ軸回りの回転角）に応じた出力を生じる。

上記した各センサやスイッチの出力は、船外機１０に搭載された電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）９０に入力される。ＥＣＵ９０はＣＰＵや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のエンジンカバー３２の内部に配置（搭載）される。

図１に示す如く、船体１２の操縦席９２の付近には、図示しない操船者によって回転操作自在なステアリングホイール９４が配置される。ステアリングホイール９４のシャフト（図示せず）には操舵角センサ９６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９４の操舵角に応じた信号を出力する。

操縦席９２付近にはリモートコントロールボックス１００が配置され、そこには操船者の操作自在に配置されるシフト・スロットルレバー１０２が設けられる。シフト・スロットルレバー１０２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とエンジン回転数の調節指示を入力する。リモートコントロールボックス１００の内部にはレバー位置センサ１０４が取り付けられ、操船者によって操作されたシフト・スロットルレバー１０２の位置に応じた信号を出力する。

操縦席９２付近であって船体１２の重心位置には、船体１２に作用する加速度を検出する加速度センサ１０６が配置される。加速度センサ１０６は、船体１２の上下方向（重力軸方向）などに作用する加速度を示す出力を生じる。

操縦席９２付近にはさらに、操船者に手動操作自在に設けられると共に、船外機１０のチルト角およびトリム角の調整指示を入力するパワーチルトトリムスイッチ（スイッチ）１１０が配置され、操船者によって入力された船外機１０のチルトアップ／ダウンおよびトリムアップ／ダウンの指示に応じた信号を出力する。これら操舵角センサ９６、レバー位置センサ１０４、加速度センサ１０６およびパワーチルトトリムスイッチ１１０の出力もＥＣＵ９０に入力される。

ＥＣＵ９０は、上記したセンサやスイッチの出力に基づいて各電動モータの動作を制御すると共に、トルクコンバータ４４のロックアップクラッチ４４ｄのオン・オフを制御し、さらにパワーチルトトリムユニット２６を作動させてトリム角を調整する。

図６は、図１に示すＥＣＵ９０の制御を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、ＥＣＵ９０によって所定の周期（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。

以下説明すると、先ずＳ１０において、ロックアップクラッチ４４ｄの動作を実行すべきか否かの判定処理（具体的には、ロックアップクラッチ４４ｄのオン・オフの制御）を行う。

図７は、そのロックアップクラッチ動作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。同図を参照して説明すると、先ずＳ１００において、シフトポジションがニュートラルか否か判断する。この判断は、ニュートラルスイッチ８２からオン信号が出力されているか否か検出することで行う。Ｓ１００で否定されるとき、即ち、インギヤのときはＳ１０２に進み、スロットル開度ＴＨをスロットル開度センサ７４の出力から検出（算出）し、Ｓ１０４に進んで検出されたスロットル開度ＴＨの所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）当たりの変化量（変動量）ＤＴＨを算出する。

次いでＳ１０６に進み、スロットル弁３８が閉弁方向に駆動されているか否か（即ち、船体１２を減速させる状態（以下「減速状態」という）にあるか否か）判断する。この判断は、スロットル開度ＴＨの変化量ＤＴＨが０ｄｅｇ未満か否か判定することで行われる。即ち、変化量ＤＴＨが負値の場合、スロットル弁３８が閉弁方向に駆動されている（減速状態にある）と判断する一方、０または正値の場合はスロットル弁３８が停止あるいは開弁方向に駆動されている（即ち、船体１２を定速で走行させる状態あるいは加速させる状態にある）と判断する。

Ｓ１０６で否定されるときはＳ１０８に進み、トルクコンバータ４４の加速済み判定フラグ（後述。以下「トルコン加速済み判定フラグ」という）のビットが０か否か判断する。トルコン加速済み判定フラグは初期値が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、トルクコンバータ４４の増幅判定フラグ（以下「トルコン増幅判定フラグ」という）のビットが０か否か判断する。

このトルコン増幅判定フラグのビットは、後述する如く、トルクコンバータ４４においてエンジン３０の出力トルクを増幅させてドライブシャフト４２に伝達させる状態（即ち、船外機１０がトルクコンバータ４４でトルクを増幅させる領域（トルクの増幅領域）にあって船体１２を加速させる状態）のとき、１にセットされる一方、エンジン３０の出力トルクを増幅させないとき（即ち、船外機１０がトルクの増幅領域外にあるとき）、０にリセットされる。

トルコン増幅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Ｓ１１０の判断は通例肯定されてＳ１１２に進み、スロットル弁３８が開弁方向に駆動されているか否か（即ち、船体１２を加速させる状態（以下「加速状態」という）にあるか否か）判断する。具体的には、上記で算出されたスロットル開度ＴＨの変化量ＤＴＨとスロットル用所定値（しきい値）ＤＴＨrefとを比較し、変化量ＤＴＨがスロットル用所定値ＤＴＨref以上のとき、スロットル弁３８が開弁方向に駆動されている（加速状態にある）と判断する。従って、スロットル用所定値ＤＴＨrefは、加速状態にあると判断できる値、例えば０．５ｄｅｇに設定される。

Ｓ１１２で否定されるとき、即ち、減速・加速のいずれの状態でもなく、船体１２を一定速度で走行させる状態と判断されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはＳ１１４に進み、トルクコンバータ４４をロックアップオフモードで制御する。ロックアップオフモードでは、ロックアップ制御弁７０を消磁し、トルクコンバータ４４のロックアップクラッチ４４ｄをオフする。これにより、エンジン３０の出力トルクはトルクコンバータ４４によって増幅させられてドライブシャフト４２に伝達され、加速性能が向上する。

次いでＳ１１６に進み、トルコン増幅判定フラグのビットを１にセットし、Ｓ１１８に進んでトリムアップ許可フラグ（初期値０）のビットを１にセットする。従って、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弁３８が開弁方向に駆動されて船体１２を加速させる状態にあって、後述する如く速度比ｅ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、０にリセットされることは船体１２を加速させる状態になく、トリムアップの必要がないことを意味する。

Ｓ１１６でトルコン増幅判定フラグのビットが１にセットされると、次回以降のプログラム実行時はＳ１１０で否定されてＳ１２０に進む。このように、トルコン増幅判定フラグのビットが１にセットされる、即ち、船外機１０においてエンジン３０の出力トルクをトルクコンバータ４４で増幅させて船体１２を加速させる状態にあるときは、Ｓ１１０で否定されてＳ１２０以降の処理を実行する。

Ｓ１２０では、トルクコンバータ４４の入力回転数ＮＩＮと出力回転数ＮＯＵＴを検出（算出）する。トルクコンバータ４４の入力側はエンジン３０のクランクシャフト５２に接続されるため、入力回転数ＮＩＮは、エンジン回転数と同一であり、よってクランク角センサ８４の出力パルスをカウントすることで検出（算出）する。出力回転数ＮＯＵＴはドライブシャフト回転数センサ８６の出力から検出（算出）する。

次いでＳ１２２に進み、入力回転数ＮＩＮと出力回転数ＮＯＵＴからトルクコンバータ４４の速度比ｅを算出する。ここで速度比ｅとは、次式に示す如く、トルクコンバータ４４の出力回転数ＮＯＵＴを入力回転数ＮＩＮで除した値である。
速度比ｅ＝（出力回転数ＮＯＵＴ）／（入力回転数ＮＩＮ）

次いでＳ１２４に進み、トルクコンバータ４４においてトルクの増幅領域が終了したか否か（詳しくは、トルクの増幅領域（加速領域）が飽和して加速が終了したか否か）判断する。具体的には、算出された速度比ｅを規定値ｅrefａと比較し、速度比ｅが規定値ｅrefａ以上のとき、トルクの増幅領域が終了したと判断する。従って、規定値ｅrefａは、トルクコンバータ４４においてトルクの増幅領域が終了したか否か判定できるような値、例えば０．７に設定される。

Ｓ１２４で肯定されるときはＳ１２６に進み、入力回転数ＮＩＮの変化量ＤＮＩＮ（換言すれば、エンジン回転数の変化量（変動量））を算出する。変化量ＤＮＩＮは、前回のプログラムループで検出された入力回転数ＮＩＮから今回検出されたそれを減算して求める。

次いでＳ１２８に進み、加速終了後、船体１２の速度（船速）が最高速付近で安定しているか否か判断する。これは、算出された入力回転数ＮＩＮの変化量ＤＮＩＮの絶対値を既定値（しきい値）ＤＮＩＮrefと比較し、変化量ＤＮＩＮの絶対値が既定値ＤＮＩＮref以下のとき、船速が最高速付近で安定していると判断することで行う。従って、既定値ＤＮＩＮrefは、加速終了後に船速が最高速付近となって運転状態が安定している、別言すれば、変化量ＤＮＩＮが比較的少ない状態であると判定できるような値、例えば５００ｒｐｍに設定される。

Ｓ１２８で肯定されるときはＳ１３０に進み、トルクコンバータ４４をロックアップオンモードで制御する。ロックアップオンモードでは、ロックアップ制御弁７０を励磁し、ロックアップクラッチ４４ｄをオンする。これにより、エンジン３０のクランクシャフト５２とドライブシャフト４２が直結されるため、トルクコンバータ４４において滑りが生じず、結果として船速が（エンジン性能上の）最高速度に到達し、速度性が向上する。

Ｓ１３０の処理後、Ｓ１３２に進んでトルコン増幅判定フラグのビットを０にリセットし、次いでＳ１３４に進み、上記したトルコン加速済み判定フラグのビットを１にセットする。

以上から分かるように、トルコン加速済み判定フラグは、トルクコンバータ４４によるトルクの増幅を利用した加速が終了してロックアップクラッチ４４ｄがオンされた状態のとき、１にセットされる一方、それ以外のときは、後述するように０にリセットされるフラグである。

尚、Ｓ１２４およびＳ１２８で否定されるときはトルクコンバータ４４によるトルクの増幅領域が終了（飽和）していない、あるいは船体１２の速度が最高速付近で安定していないと判断されるため、Ｓ１３０からＳ１３４の処理などをスキップしてプログラムを終了する。

Ｓ１３４でトルコン加速済み判定フラグのビットが１にセットされると、次回以降のプログラム実行時においてはＳ１０８で否定されてＳ１３６に進み、船体１２の上下方向の振動を検出する。具体的にＳ１３６の処理は、加速度センサ１０６の出力に基づいて船体１２の上下方向に作用する振動加速度Ｇを検出（算出）することで行う。

次いでＳ１３８に進み、船体１２に縦揺れ（ピッチング）が発生しているか否か判定する。具体的には、検出された船体の振動が許容範囲内にあるか否か、詳しくは振動加速度Ｇの絶対値が許容範囲内にあるか否か判定する。従って、許容範囲は、船体１２の上下方向の振動が比較的少なく、船体１２に縦揺れが生じていないと判定できるような範囲、例えば０〜０．２Ｇの範囲に設定される。

Ｓ１３８で否定されるとき、即ち、振動が許容範囲内にあって船体１２に縦揺れが生じていないときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるとき（振動が許容範囲内になく縦揺れが発生しているとき）はＳ１４０に進み、船体１２に縦揺れが生じたと連続して判定されたか否か判断する。尚、この判断は、縦揺れが生じたとＳ１３８で判定されたときに図示しない別のプログラムでカウンタ（初期値０）を１つインクリメントし、そのカウント値が複数回（具体的には２回）に達したか否か確認することによって行われる。

Ｓ１４０の処理を最初に行うときはＳ１３８で肯定された直後であるため、否定されて以降の処理をスキップする。そして、次回のプログラムループにおいてＳ１３８で縦揺れが生じたと再度判定されると、Ｓ１４０で肯定されて縦揺れが確実に発生していると判断し、Ｓ１４２に進んでトリムアップ許可フラグのビットを０にリセットする。

次いでＳ１４４に進み、トリム角センサ８８の出力に基づいて現在のトリム角θｔｒｍを検出（算出）、換言すれば、縦揺れが発生した時点のトリム角θｔｒｍを検出して記憶し、Ｓ１４６に進んで記憶されたトリム角θｔｒｍから所定角度（例えば２ｄｅｇ）を減算した値を学習トリム角θｔｒｍ１（後述）として決定する。

次いでＳ１４８に進み、学習トリム判定フラグ（初期値０）のビットを１にセットする。即ち、学習トリム判定フラグが１にセットされることは船体１２に縦揺れが発生すると共に、学習トリム角θｔｒｍ１が決定されたことを意味する。

他方、Ｓ１０６で肯定されるとき、即ち、スロットル弁３８が閉弁方向に駆動されていると判断されるとき（減速状態にあるとき）はＳ１５０に進み、トルクコンバータ４４をロックアップオフモードで制御し、次いでＳ１５２に進んでトルコン増幅判定フラグのビットを１にセットする。その後、Ｓ１５４に進んでトルコン加速済み判定フラグのビットを０にリセットし、Ｓ１５６に進んでトリムアップ許可フラグのビットも０にリセットする。

また、Ｓ１００で肯定されるとき、即ち、シフトポジションがニュートラルのときはＳ１５８に進み、トルクコンバータ４４をロックアップオンモードで制御する。次いでＳ１６０に進み、トルコン増幅判定フラグのビットを０にリセットし、Ｓ１６２，Ｓ１６４に進んでトルコン加速済み判定フラグとトリムアップ許可フラグのビットも０にリセットする。

図６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を行う。

図８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８に示す如く、先ずＳ２００において学習トリム判定フラグのビットが０か否か判断する。このフラグは初期値が０であるため、Ｓ２００の処理を最初に実行するときは肯定されてＳ２０２に進み、トリムアップ許可フラグのビットが１か否か判断する。

Ｓ２０２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、Ｓ２０４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。一方、Ｓ２０２で肯定されるとき、換言すれば、スロットル弁３８が開弁方向に駆動されて船体１２を加速させる状態にあるときはＳ２０６に進み、トルクコンバータ４４においてトルクの増幅領域が終了する直前か否か（詳しくは、トルクの増幅領域（加速領域）が飽和して加速が終了する直前か否か）判断する。

具体的には、トルクコンバータ４４の速度比ｅを、前記した規定値ｅrefａより小さい値に設定される所定値ｅrefｂと比較し、速度比ｅが所定値ｅrefｂ以上のとき、トルクの増幅領域が終了する直前であると判断する。従って、所定値ｅrefｂは、トルクコンバータ４４においてトルクの増幅領域が終了する直前であると判断できるような値、例えば０．６に設定される。

Ｓ２０６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、前述したＳ２０４に進み、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。他方、Ｓ２０６で肯定されるときはＳ２０８に進み、パワーチルトトリムユニット２６を作動させてトリムアップを実行する、正確にはトリムアップを開始する。

このように構成することで、ロックアップクラッチ４４ｄがオンされる前に、パワーチルトトリムユニット２６を作動させてトリムアップを開始し、それによって船体１２の推力を増加させ、船速を上昇させることができる。

尚、Ｓ２０６においては、前記したパワーチルトトリムスイッチ１１０が操船者によって操作されてトリム角などの調整指示に応じた信号が入力されたか否かも同時に判断され、信号が入力されるときはトルクコンバータ４４の速度比ｅに拘わらず、入力された信号に応じてパワーチルトトリムユニット２６を作動させる。これにより、操船者はパワーチルトトリムスイッチ１１０を操作することでパワーチルトトリムユニット２６を作動させることができ、トリム角θｔｒｍの調整を常に行うことができる。

Ｓ２００で否定されるとき、即ち、船体１２に縦揺れが発生すると共に、学習トリム角θｔｒｍ１が決定されているときはＳ２１０に進んでトリム角θｔｒｍを検出し、Ｓ２１２に進み、検出されたトリム角θｔｒｍが学習トリム角θｔｒｍ１を超えているか否か判断する。

学習トリム角θｔｒｍ１は、Ｓ１４６で述べたように縦揺れが発生した時点のトリム角θｔｒｍから所定角度を減算した値であることから、Ｓ２１２の処理を最初に実行するときは当然に肯定されてＳ２１４に進み、トリムアップを停止する。以上の如く、船体１２の振動が許容範囲内になく、船体１２に縦揺れが発生したと判定されるとき、トリムアップを停止する。

トリムアップを停止した後、例えば操作者によるパワーチルトトリムスイッチ１１０の操作によって、船外機１０がトリムダウンさせられてトリム角θｔｒｍが初期角度（具体的には０ｄｅｇ）になった場合について説明すると、学習トリム判定フラグのビットは既に１にセットされているため、次回以降のプログラムループにおいては、Ｓ２００で否定されてＳ２１０，Ｓ２１２の処理を実行することとなる。

トリム角θｔｒｍが初期角度のときはＳ２１２の判断は否定され、Ｓ２０２〜Ｓ２０８に進み、前述したように、スロットル弁３８の駆動方向や速度比ｅに基づいてトリムアップを実行すべきか否か判定する。そして、トリムアップが開始された場合において、開始後にトリム角θｔｒｍが学習トリム角θｔｒｍ１に到達すると、Ｓ２１２で肯定されてトリムアップを停止する。

このように、船体１２に縦揺れが発生するとき、トリムアップを停止すると共に、学習トリム角θｔｒｍ１をＳ１４４で記憶されたトリム角付近の値となるように決定し、トリムアップを次に開始した後はトリム角θｔｒｍが決定された学習トリム角θｔｒｍ１に到達するとき、トリムアップを停止するようにした。

図９は上記した処理を説明するタイム・チャートであり、図１０は上記処理の説明図である。尚、図１０において符号ｙは船外機１０の前後方向を、符号ｚは上下方向を示し、符号Ｗは海水あるいは淡水を、符号Ｓはその水面を示す。前後方向ｙと上下方向ｚは、船外機１０における前後、上下を意味し、船外機１０のチルト角やトリム角によっては必ずしも重力方向あるいは水平方向とは一致しない。

以下、図９タイム・チャートについて図１０を参照しつつ説明すると、先ず時点ｔ１において操船者のシフト・スロットルレバー１０２の操作によってシフトポジションがニュートラルからインギヤとなり（Ｓ１００）、その後時点ｔ２においてスロットル弁３８が開弁方向に駆動されて加速状態にあると判断されると、ロックアップクラッチ４４ｄをオフする（Ｓ１１２，Ｓ１１４）。このとき、トリムアップ許可フラグのビットを１にセットする（Ｓ１１８）。

図１０にあっては、時点ｔ１のときは（ａ）に示す如く、船体１２と船外機１０は共に水平状態にあり、時点ｔ２以降の加速によって船速が上昇すると、船体１２は、図１０（ｂ）に示す如く、船首１２ｂが持ち上がる一方、船尾１２ａが沈み込む、いわゆるハンプ状態となる。同図から分かるように、このときのプロペラシャフト５６の軸線５６ａの方向は船体１２の進行方向に対して平行とならない。

その後も加速が継続され、トルクコンバータ４４の速度比ｅが所定値ｅrefｂ以上になると（時点ｔ３）、船外機１０のトリムアップを開始する（Ｓ２０６，Ｓ２０８）。

そして、時点ｔ４において振動加速度Ｇが許容範囲になく、具体的には０．２Ｇを超えて船体１２に縦揺れが発生したと判定されるとき、トリムアップを停止すると共に（Ｓ１３６〜Ｓ１４８，Ｓ２００，Ｓ２１０〜Ｓ２１４）、時点ｔ５において速度比ｅが規定値ｅrefａに到達すると、ロックアップクラッチ４４ｄをオンする（Ｓ１２４，Ｓ１３０）。尚、時点ｔ４のとき、トリムアップ許可フラグのビットを０にリセットする（Ｓ１４２）。

このトリムアップの停止がなされ、トリム角θｔｒｍが角度βになった状態を図１０（ｃ）に示す。同図から分かるように、船外機１０をトリムアップしてトリム角θｔｒｍを調整することで、プロペラシャフト５６の軸線５６ａの方向（換言すれば、船外機１０の推力の向き）は船体１２の進行方向と略平行とされ、船体１２の推力を増加できると共に、水面Ｓから受ける船体１２の抵抗を減少させることができ、よって船体１２の速度を上昇させることができる。

その後、操船者によってシフト・スロットルレバー１０２が操作され、時点ｔ６においてスロットル弁３８が閉弁方向に駆動されている（減速状態にある）と判断されるときはロックアップクラッチ４４ｄをオフする（Ｓ１０６，Ｓ１５０）。

尚、トリムアップを次に開始する場合は、前述したように、船体１２に縦揺れが発生した時点ｔ４のトリム角である角度βから所定角度を減算した値が学習トリム角θｔｒｍ１（図９に想像線で示す）に設定されるため、トリム角θｔｒｍが学習トリム角θｔｒｍ１に到達するとき、トリムアップを停止する。

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）３０とプロペラ６０を接続するドライブシャフト４２と、前記内燃機関と前記ドライブシャフトの間に介挿されるトルクコンバータ４４と、船体１２に対するトリム角θｔｒｍをトリムアップ／ダウン方向に調整可能なトリム角調整機構（パワーチルトトリムユニット）２６とを備える船外機の制御装置において、前記トルクコンバータ４４の入力回転数ＮＩＮと出力回転数ＮＯＵＴを検出し、前記検出された入力回転数ＮＩＮと出力回転数ＮＯＵＴから前記トルクコンバータ４４の速度比ｅを算出する速度比算出手段と（ＥＣＵ９０。Ｓ１０，Ｓ１２０，Ｓ１２２）、前記船体の上下方向の振動を検出し、前記検出された振動が許容範囲内にあるか否か判定する振動判定手段と（ＥＣＵ９０、加速度センサ１０６。Ｓ１０，Ｓ１３６〜Ｓ１４０）、前記算出された速度比ｅが所定値ｅrefｂ以上のとき、前記トリム角調整機構２６を作動させて前記トリムアップを開始すると共に、前記検出された振動が前記許容範囲内にないと判定されるとき、前記トリムアップを停止するトリム角調整機構作動手段（ＥＣＵ９０。Ｓ１２，Ｓ２００〜Ｓ２１４）とを備えるように構成した。

このように、トルクコンバータ４４の入力回転数ＮＩＮと出力回転数ＮＯＵＴからトルクコンバータ４４の速度比ｅを算出し、算出された速度比ｅが所定値ｅrefｂ以上のとき、パワーチルトトリムユニット２６を作動させてトリムアップを開始するように構成したので、例えば所定値ｅrefｂを加速が終了してロックアップクラッチ４４ｄがオンされる直前の状態に相当する値に設定することも可能となり、よってロックアップクラッチ４４ｄがオンされる前にトリムアップして船体１２の速度を上昇させることができる。それにより、加速終了後にクラッチ４４ｄがオンされてドライブシャフト４２に伝達されるトルクが減少するときであっても、船体１２の速度はトリムアップによって上昇させられているため、操船者に減速感を与え難い、換言すれば、減速感を軽減させることができる。

また、船体１２の上下方向の振動（振動加速度Ｇ）を検出し、検出された振動が許容範囲内にあるか否か判定すると共に、検出された振動が許容範囲内にないと判定されるとき、トリムアップを停止するように構成、換言すれば、船体１２の上下方向の振動に基づいて船体１２に縦揺れが生じているか否か判定すると共に、振動が許容範囲内になく船体１２に縦揺れが生じていると判定されるとき、トリムアップを停止するように構成したので、船体１２に縦揺れが生じた直後にトリムアップを停止でき、それによってトリムアップ後のトリム角を船体１２に対して最適な値に容易に設定できると共に、船体１２の縦揺れを最小限に抑制することができる。

また、前記トリム角調整機構作動手段は、前記検出された振動が前記許容範囲内にないと判定されて前記トリムアップを停止したときのトリム角（角度β）を記憶しておき、前記トリムアップを次に開始した後、現在のトリム角が前記記憶されたトリム角付近（学習トリム角θｔｒｍ１）に到達するとき、前記トリムアップを停止するように構成（Ｓ１０，Ｓ１２，Ｓ１４４，Ｓ１４６，Ｓ２００，Ｓ２１０〜Ｓ２１４）、即ち、トリムアップを停止させるべきトリム角を記憶して学習制御するように構成したので、次にトリムアップを開始した後のトリム角をより一層最適な値に設定できると共に、船体１２の縦揺れを生じ難くすることができる。

また、前記振動判定手段は、前記船体１２に配置される加速度センサ１０６の出力に基づいて前記振動を検出するように構成したので（Ｓ１３６）、船体１２に生じる縦揺れをより正確に検出（検知）することができる。

尚、上記において、規定値ｅrefａや所定値ｅrefｂ、船体の上下方向の振動の許容範囲、エンジン３０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。

１０ 船外機、１２ 船体、２６ パワーチルトトリムユニット（トリム角調整機構）、３０ エンジン（内燃機関）、４２ ドライブシャフト、４４ トルクコンバータ、６０ プロペラ、９０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、１０６ 加速度センサ

Claims (3)

1. 内燃機関とプロペラを接続するドライブシャフトと、前記内燃機関と前記ドライブシャフトの間に介挿されるトルクコンバータと、船体に対するトリム角をトリムアップ／ダウン方向に調整可能なトリム角調整機構とを備える船外機の制御装置において、
   ａ．前記トルクコンバータの入力回転数と出力回転数を検出し、前記検出された入力回転数と出力回転数から前記トルクコンバータの速度比を算出する速度比算出手段と、
   ｂ．前記船体の上下方向の振動を検出し、前記検出された振動が許容範囲内にあるか否か判定する振動判定手段と、
   ｃ．前記算出された速度比が所定値以上のとき、前記トリム角調整機構を作動させて前記トリムアップを開始すると共に、前記検出された振動が前記許容範囲内にないと判定されるとき、前記トリムアップを停止するトリム角調整機構作動手段と、
   を備えることを特徴とする船外機の制御装置。
2. 前記トリム角調整機構作動手段は、前記検出された振動が前記許容範囲内にないと判定されて前記トリムアップを停止したときのトリム角を記憶しておき、前記トリムアップを次に開始した後、現在のトリム角が前記記憶されたトリム角付近に到達するとき、前記トリムアップを停止することを特徴とする請求項１記載の船外機の制御装置。
3. 前記振動判定手段は、前記船体に配置される加速度センサの出力に基づいて前記振動を検出することを特徴とする請求項１または２記載の船外機の制御装置。

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