JP5283422B2 - 船舶用推進システム、その制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係る船舶1の船尾11部分を側面視した際の部分断面図である。図1に示すように、船舶1は、船体10と、船舶用推進システムとしての船外機20とを備えている。船外機20は、船体10の船尾11に取り付けられている。
船外機20は、船外機本体21と、チルト・トリム機構22と、ブラケット23とを備えている。
次に、主として図3を参照しながら、本実施形態におけるシフト機構34の構造について詳細に説明する。但し、図3に示すシフト機構34は、単なる構成例である。本発明において、シフト機構は、図3に示すシフト機構34に限定されない。なお、図3は、シフト機構34を模式化して表している。このため、図3に示すシフト機構34の構造は、実際のシフト機構34の構造と厳密には一致しない。
変速比切り替え機構35は、入力軸としての第1の動力伝達軸50と、出力軸としての第2の動力伝達軸51と、遊星歯車機構52と、変速比切り替え用油圧式クラッチ53とを備えている。第1の動力伝達軸50と第2の動力伝達軸51とは、同軸上に配置されている。第1の動力伝達軸50は、第1のケース45aによって回転可能に支持されている。第2の動力伝達軸51は、第2のケース45bと第3のケース45cとによって回転可能に支持されている。第1の動力伝達軸50は、クランクシャフト31に接続されている。また、第1の動力伝達軸50は、遊星歯車機構52に接続されている。
シフトポジション切り替え機構36は、第2の動力伝達軸51と、第3の動力伝達軸59と、遊星歯車機構60と、第1のシフト切り替え用油圧式クラッチ61と、第2のシフト切り替え用油圧式クラッチ62とを備えている。第3の動力伝達軸59は、第3のケース45cと第4のケース45dとにより回転可能に支持されている。第2の動力伝達軸51と、第3の動力伝達軸59とは同軸上に配置されている。本実施形態では、油圧式クラッチ61,62は湿式多板式クラッチである。なお、第2の動力伝達軸51は、変速比切り替え機構35とシフトポジション切り替え機構36とが共有する部材である。
次に、シフト機構34の変速動作について、主として図3と図6を参照しつつ詳細に説明する。図6は、油圧式クラッチ53,61,62の接続状態と、シフト機構34のシフトポジションとを表す表である。シフト機構34では、第1〜第3の油圧式クラッチ53,61,62の断続によって、シフトポジションが切り替えられる。
低速変速比と高速変速比との切り替えは変速比切り替え機構35において行われる。具体的には、変速比切り替え用油圧式クラッチ53の操作によって低速変速比と高速変速比とが切り替えられる。詳細には、変速比切り替え用油圧式クラッチ53が切断状態にある場合に「低速変速比」となる。一方、変速比切り替え用油圧式クラッチ53が接続状態である場合に「高速変速比」となる。
フォワード、リバース及びニュートラルの切り替えは、シフトポジション切り替え機構36において行われる。具体的には、第1のシフト切り替え用油圧式クラッチ61と第2のシフト切り替え用油圧式クラッチ62との操作によってフォワード、リバース及びニュートラルの切り替えが行われる。
次に主として図5を参照しながら船舶1の制御ブロックについて説明する。
次に、船舶1の制御について説明する。
船舶1の操船者によりコントロールレバー83が操作されると、アクセル開度センサ84とシフトポジションセンサ85とによってコントロールレバー83の状況に応じたアクセル開度とシフトポジションとが検出される。検出されたアクセル開度とシフトポジションとは、LAN80に送信される。制御装置86は、LAN80を介して出力されたアクセル開度信号とシフトポジション信号とを受信する。制御装置86は、アクセル開度信号に応じてスロットルボディ87を制御する。制御装置86は、これによってエンジン30の出力制御を行う。
(1)シフトイン禁止期間
本実施形態では、図5に示す制御装置86によって、フォワード及びリバースの一方から他方へのシフトチェンジ後、所定のシフトイン禁止期間が経過するまでは、再びフォワード及びリバースの一方へのシフトチェンジが禁止される。本実施形態では、シフトイン禁止期間においては、フォワード、リバース間のシフトチェンジは禁止される。但し、フォワードまたはリバースからニュートラルへのシフトチェンジは必ずしも禁止されない。具体的には、シフトイン禁止期間において、シフトポジションセンサ85から逆側のシフトポジションを選択させる信号が出力された際に、制御装置86は、その逆側のシフトポジションにはさせず、現在のシフトポジションを維持させるか、ニュートラルにシフトチェンジさせる。ニュートラルにシフトチェンジさせた場合に、シフトイン禁止期間が経過するまで、ニュートラルを維持させてもよいし、例えば、ニュートラルから元のシフトポジションへの復帰を許可するようにしてもよい。以下、本実施形態では、ニュートラルが維持される場合を例に挙げて説明する。
本実施形態では、シフトイン禁止期間経過後に、ニュートラルからフォワードまたはリバースに接続されるときに、第1のシフト切り替え用油圧式クラッチ61または第2のシフト切り替え用油圧式クラッチ62の接続力が漸増される。これにより、第1のシフト切り替え用油圧式クラッチ61または第2のシフト切り替え用油圧式クラッチ62がゆっくりと接続される。
また、CPU86aは、ニュートラルからフォワードまたはリバースへのシフトポジション切り替え時にクラッチの接続力を漸増させる際に、トルクセンサ89によって検出されるエンジン30とプロペラ41との間のトルクに応じて、クラッチの接続力を低下させる。
上記第1の実施形態において説明した例では、図8に示すように、変速比切り替え機構35の変速比に関わらず、シフトイン禁止期間経過後すぐに、シフトイン禁止期間経過後のシフトポジションの位置に応じたシフトポジションにシフトチェンジされる例について説明した。但し、本発明はこの制御に限定されない。本発明において、シフトイン禁止期間内にフォワードまたはリバースへのシフトチェンジが禁止される限り、シフトイン禁止期間経過後の制御は特に限定されない。
図22は、第5の変形例における船舶の制御ブロック図である。図22に示すように、シフトイン禁止期間にコントロールレバー83の操作を不能にするロック機構99を設けてもよい。ロック機構99は、コントロールレバー83の操作不能にすることができるものである限りにおいて、特に限定されない。例えば、図23に示すように、ロック機構99は、ソレノイド機構99aを備えていてもよい。
上記実施形態では、シフトイン禁止期間にかかわらず、コントロールレバー83によって入力されるアクセル開度に基づいてエンジン30のスロットル開度が制御される例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。
上記第1の実施形態では、フォワード及びリバースの一方から他方へのシフトチェンジ後、所定のシフトイン禁止期間が経過するまでは、再びフォワード及びリバースの一方へのシフトチェンジが禁止される例について説明した。すなわち、フォワード及びリバースの一方からニュートラルを経由して他方へのシフトチェンジされたときにシフトイン禁止期間が開始される例について説明した。
上記実施形態では、変速比切り替え機構35を制御するためのマップと、シフトポジション切り替え機構36を制御するためのマップとを船外機20に搭載されたECU86内のメモリ86bに記憶させている。また、電磁バルブ72,73,74を制御するための制御信号を船外機20に搭載されたECU86内のCPU86aから出力させている。
30 エンジン(動力源)
33 推進部
35 変速比切り替え機構
36 シフトポジション切り替え機構
41 プロペラ
61 第1のシフト切り替え用油圧式クラッチ
62 第2のシフト切り替え用油圧式クラッチ
70 アクチュエータ
83 コントロールレバー
85 シフトポジションセンサ(シフトポジション検出部)
86 制御装置(制御部)
99 ロック機構
Claims (10)
- 回転力を発生させる動力源と、
前記動力源の回転力により駆動されるプロペラを有し、推進力を発生させる船舶用の推進部と、
前記動力源と前記推進部との間に配置され、第1のシフトポジションと、前記動力源の回転力を前記第1のシフトポジションとは逆の回転方向の回転力として前記推進部に伝達する第2のシフトポジションと、ニュートラルとを切り替えるシフトポジション切り替え機構と、
前記シフトポジション切り替え機構を駆動するシフトポジション切り替え機構用アクチュエータと、
前記シフトポジション切り替え機構用アクチュエータを制御する制御部と、
シフトポジション切り替え用のコントロールレバーと、
前記コントロールレバーの位置を検出するシフトポジション検出部と、
を備え、
前記制御部は、ニュートラルから前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記コントロールレバーの位置が前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの他方に応じた位置となったことが検出されても、所定の期間が経過するまでは前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションが前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの他方となるように前記シフトポジション切換機構用アクチュエータを駆動させず、前記所定の期間が経過した後に、前記所定の期間が経過したときのコントロールレバーの位置に応じたシフトポジションとなるように前記シフトポジション切換機構用アクチュエータを駆動させる船舶用推進システム。 - 請求項1に記載された船舶用推進システムにおいて、
前記制御部は、前記第1のシフトポジションからニュートラルを経由して前記第2のシフトポジションへのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでは、前記第1のシフトポジションへのシフトチェンジを禁止する船舶用推進システム。 - 請求項1または2に記載された船舶用推進システムにおいて、
前記シフトポジション切り替え機構は、前記第1のシフトポジションと前記第2のシフトポジションと、前記動力源の回転力を前記推進部に伝達させないニュートラルとを切り替え、
前記制御部は、ニュートラルから前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記コントロールレバーの位置が前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの他方に応じた位置となったことを前記シフトポジション検出部が検出した際に、前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションがニュートラルとなるように前記シフトポジション切換機構用アクチュエータを駆動させ、前記所定の期間が経過するまでの間、前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションをニュートラルに保持させる船舶用推進システム。 - 請求項3に記載された船舶用推進システムにおいて、
前記制御部は、ニュートラルから前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでの間において、前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションがニュートラルであるときは、前記動力源の出力を増大させない船舶用推進システム。 - 請求項4に記載された船舶用推進システムにおいて、
前記制御部は、前記所定の期間が経過した後に、前記動力源の回転速度を高くする際に、前記動力源の回転速度を漸増させる船舶用推進システム。 - 請求項3〜5のいずれか一項に記載された船舶用推進システムにおいて、
前記シフトポジション切り替え機構は、前記動力源と前記推進部との間の接続状態を変化させ、切断されることによってシフトポジションをニュートラルにするクラッチを有し、
前記制御部は、ニュートラルから前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記コントロールレバーの位置が前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの他方に応じた位置となったことを前記シフトポジション検出部が検出した場合において、前記所定の期間経過後に前記クラッチを接続させる際に、前記クラッチが接続されるまで前記クラッチの接続力を漸増させる船舶用推進システム。 - 回転力を発生させる動力源と、
前記動力源の回転力により駆動されるプロペラを有し、推進力を発生させる船舶用の推進部と、
前記動力源と前記推進部との間に配置され、第1のシフトポジションと、前記動力源の回転力を前記第1のシフトポジションとは逆の回転方向の回転力として前記推進部に伝達する第2のシフトポジションと、ニュートラルとを切り替えるシフトポジション切り替え機構と、
前記シフトポジション切り替え機構を駆動するシフトポジション切り替え機構用アクチュエータと、
前記シフトポジション切り替え機構用アクチュエータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、ニュートラルから前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでは、前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの他方へのシフトチェンジを禁止し、
シフトポジション切り替え用のコントロールレバーと、
前記コントロールレバーの位置を検出し、前記コントロールレバーの位置に応じたシフトポジションを前記シフトポジション切り替え機構に選択させる信号を前記制御部に対して出力し、前記制御部に、前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションが前記コントロールレバーの位置に応じたシフトポジションとなるように前記シフトポジション切り替え機構用アクチュエータを駆動させるシフトポジション検出部と、
をさらに備え、
前記制御部は、ニュートラルから前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記シフトポジション検出部から前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの他方を選択させる信号が出力されても、前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションを前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの他方にさせず、
前記シフトポジション切り替え機構は、前記第1のシフトポジションと前記第2のシフトポジションと、前記動力源の回転力を前記推進部に伝達させないニュートラルとを切り替え、
前記制御部は、ニュートラルから前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記シフトポジション検出部から前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの他方を選択させる信号が出力された際に、前記シフトポジション切り替え機構用アクチュエータに前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションをニュートラルにさせると共に、前記所定の期間が経過するまでの間、前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションをニュートラルに保持させ、
前記制御部は、ニュートラルから前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記シフトポジション検出部から前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの他方を選択させる信号が出力された場合、前記所定の期間経過後において、前記所定の期間経過後に前記シフトポジション検出部から出力された信号に応じたシフトポジションを前記シフトポジション切り替え機構に選択させ、
前記動力源と前記推進部との間に配置され、前記動力源と前記推進部との間の変速比を低速変速比と高速変速比との間で切り替える変速比切り替え機構と、
前記変速比切り替え機構を駆動する変速比切り替え機構用アクチュエータと、
を備え、
前記制御部は、ニュートラルから前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記シフトポジション検出部から前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの他方を選択させる信号が出力された場合、前記所定期間の経過後に、前記変速比切り替え機構用アクチュエータに前記変速比切り替え機構の変速比を低速変速比にさせる船舶用推進システム。 - 請求項7に記載された船舶用推進システムにおいて、
前記制御部は、ニュートラルから前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記シフトポジション検出部から前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの他方を選択させる信号が出力された場合、前記所定の期間経過後のシフトポジションの切り替えが完了するまでの期間にわたって、前記変速比切り替え機構用アクチュエータに前記変速比切り替え機構の変速比を低速変速比に保持させる船舶用推進システム。 - 回転力を発生させる動力源と、
前記動力源の回転力により駆動されるプロペラを有し、推進力を発生させる船舶用の推進部と、
前記動力源と前記推進部との間に配置され、第1のシフトポジションと、前記動力源の回転力を前記第1のシフトポジションとは逆の回転方向の回転力として前記推進部に伝達する第2のシフトポジションと、ニュートラルとを切り替えるシフトポジション切り替え機構と、
前記シフトポジション切り替え機構を駆動するシフトポジション切り替え機構用アクチュエータと、
シフトポジション切り替え用のコントロールレバーと、
前記コントロールレバーの位置を検出するシフトポジション検出部と、
を備えた船舶用推進システムの制御装置であって、
ニュートラルから前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記コントロールレバーの位置が前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの他方に応じた位置となったことが検出されても、所定の期間が経過するまでは前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションが前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの他方となるように前記シフトポジション切換機構用アクチュエータを駆動させず、前記所定の期間が経過した後に、前記所定の期間が経過したときのコントロールレバーの位置に応じたシフトポジションとなるように前記シフトポジション切換機構用アクチュエータを駆動させる船舶用推進システムの制御装置。 - 回転力を発生させる動力源と、
前記動力源の回転力により駆動されるプロペラを有し、推進力を発生させる船舶用の推進部と、
前記動力源と前記推進部との間に配置され、第1のシフトポジションと、前記動力源の回転力を前記第1のシフトポジションとは逆の回転方向の回転力として前記推進部に伝達する第2のシフトポジションと、ニュートラルとを切り替えるシフトポジション切り替え機構と、
前記シフトポジション切り替え機構を駆動するシフトポジション切り替え機構用アクチュエータと、
シフトポジション切り替え用のコントロールレバーと、
前記コントロールレバーの位置を検出するシフトポジション検出部と、
を備えた船舶用推進システムの制御方法であって、
ニュートラルから前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記コントロールレバーの位置が前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの他方に応じた位置となったことが検出されても、所定の期間が経過するまでは前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションが前記第1のシフトポジション及び前記第2のシフトポジションのうちの他方となるように前記シフトポジション切換機構用アクチュエータを駆動させず、前記所定の期間が経過した後に、前記所定の期間が経過したときのコントロールレバーの位置に応じたシフトポジションとなるように前記シフトポジション切換機構用アクチュエータを駆動させる船舶用推進システムの制御方法。
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