JP5398679B2 - 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、より詳しくは船外機に搭載された内燃機関の発電機の発電量を制御する制御装置に関する。

船外機の発電機は内燃機関で駆動されて発電し、その発電量は内燃機関の機関回転数に応じて増減するように構成される。そのため、例えばアイドル回転時や船体を低速で航行させるトローリング時など機関回転数が比較的低いとき、発電機に接続される電気負荷（例えば照明器具など）の使用状況によっては発電量が不足することがある。

そこで、機関回転数を上昇させて発電機の発電量を増加させることが考えられる。また、下記の特許文献１に記載されるように、太陽電池パネルなどの新たな発電源を追加して発電量を増加させるようにした技術も提案されている。

特開２０１０−１６７９０２号公報（段落００４１、図１，８など）

しかしながら、上記のように機関回転数を上昇させて発電量を増加させた場合、低速での航行が望まれているにも拘らず船速が上昇してしまうという不都合が生じていた。また、特許文献１記載の技術の如く、発電源を追加するように構成した場合、装置の大型化を招くという不具合があった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、船速を変化させることなく、また装置の大型化を招くことなく、発電機の発電量を増加させ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、前記内燃機関で駆動されて発電する発電機と、前記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を備える船外機の制御装置において、前記発電機の発電量の増加が要求されているか否か判定する発電量増加要求判定手段と、前記２速が選択されていると共に、前記発電量の増加が要求されていると判定されるとき、前記２速から前記１速に変速するように前記変速機の動作を制御する変速制御手段と、前記変速制御手段によって前記１速に変速されたとき、変速される前の前記プロペラの回転数を維持するように前記内燃機関の動作を制御するプロペラ回転数制御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、操船者によって前記内燃機関の加速が指示されたか否か判定する加速指示判定手段と、前記加速が指示されたと判定されるとき、前記変速制御手段による前記変速機の制御を停止する変速制御停止手段とを備える如く構成した。

請求項３に係る船外機の制御装置にあっては、前記内燃機関のスロットル開度の変化量を検出するスロットル開度変化量検出手段を備えると共に、前記加速指示判定手段は、前記検出されたスロットル開度の変化量が所定値以上のとき、前記加速が指示されたと判定する如く構成した。

請求項４に係る船外機の制御装置にあっては、操船者に手動操作自在に設けられるスイッチを備えると共に、前記発電量増加要求判定手段は、前記スイッチが操作されるとき、前記発電量の増加が要求されていると判定する如く構成した。

請求項５に係る船外機の制御装置にあっては、前記発電機の発電電流を検出する発電電流検出手段を備えると共に、前記発電量増加要求判定手段は、前記検出された発電電流が規定値以上のとき、前記発電量の増加が要求されていると判定する如く構成した。

請求項１に係る船外機の制御装置にあっては、内燃機関で駆動されて発電する発電機と変速機とを備えると共に、発電機の発電量の増加が要求されているか否か判定し、変速機において２速が選択されていると共に、発電量の増加が要求されていると判定されるとき、２速から１速に変速するように変速機の動作を制御し、１速に変速されたとき、変速される前のプロペラの回転数を維持するように内燃機関の動作を制御するように構成、即ち、２速から１速に変速することで機関回転数を上昇させて発電量を増加させつつ、変速前のプロペラ回転数を維持するように構成したので、発電機の発電量の増加が要求されているとき、船速を変化させることなく（上昇させることなく）、発電量を増加させることができる。また、新たな発電源などの設置も不要であるため、装置の大型化を招くこともない。

請求項２に係る船外機の制御装置にあっては、操船者によって内燃機関の加速が指示されたか否か判定し、加速が指示されたと判定されるとき、詳しくは加速が指示されて機関回転数が上昇し、結果として発電量が増加するような状態のとき、変速制御手段による変速機の制御を停止するように構成したので、発電量の増加要求に基づいた変速機の動作の制御を不要なとき停止（中止）できる、逆に言えば、必要な時期に限って行うことができる。

請求項３に係る船外機の制御装置にあっては、内燃機関のスロットル開度の変化量を検出し、検出されたスロットル開度の変化量が所定値以上のとき、内燃機関の加速が指示されたと判定するように構成したので、請求項２で述べた効果に加え、前記加速の指示がなされたことを正確に判定することができる。

請求項４に係る船外機の制御装置にあっては、操船者に手動操作自在に設けられるスイッチを備えると共に、スイッチが操作されるとき、発電量の増加が要求されていると判定するように構成したので、上記した効果に加え、簡易な構成でありながら、発電量の増加が要求されていることを正確に判定することができる。

請求項５に係る船外機の制御装置にあっては、発電機の発電電流を検出し、検出された発電電流が規定値以上のとき、発電量の増加が要求されていると判定するように構成したので、請求項１から３で述べた効果に加え、例えば電気負荷が多く使用されて発電電流が増加するときに発電量の増加が要求されていると判定することも可能となり、その判定された適切なタイミングで２速から１速に変速して発電機の発電量を増加させることができる。

この発明の第１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に示す変速機構の油圧回路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変速制御動作などを示すフロー・チャートである。 図５に示す変速段判定処理のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図５に示す３速時減速変速判定処理のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図５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。 この発明の第２実施例に係る船外機の制御装置における電子制御ユニットの変速制御動作などを示す、図５と同様なフロー・チャートである。

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はこの発明の第１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、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。

図１から図３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２に良く示すように、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の後尾（船尾）１２ａに取り付けられる。

スイベルケース１４の上部には、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シャフト部２０を駆動する転舵用電動モータ（アクチュエータ）２２が配置される。転舵用電動モータ２２の回転出力は減速ギヤ機構２４、マウントフレーム２６を介してシャフト部２０に伝達され、よって船外機１０はシャフト部２０を転舵軸として左右に（鉛直軸回りに）転舵される。

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バルブ３８を備えると共に、スロットルバルブ３８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）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バルブ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バルブ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（機関回転数）が調節される。

船外機１０は、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４２が取り付けられ、エンジン３０の動力をプロペラ４２に伝達するプロペラシャフト（動力伝達軸）４４と、エンジン３０とプロペラシャフト４４の間に介挿されると共に、１速、２速、３速からなる複数の変速段を有する変速機（自動変速機）４６を備える。

変速機４６は、複数の変速段を切換自在な変速機構５０と、シフト位置を前進位置、後進位置およびニュートラル位置に切換自在なシフト機構５２からなる。

図４は変速機構５０の油圧回路を模式的に示す油圧回路図である。

図２および図４に示す如く、変速機構５０は、エンジン３０のクランクシャフト（図において見えず）に接続されるインプットシャフト５４と、インプットシャフト５４にギヤを介して接続されるカウンタシャフト５６と、カウンタシャフト５６に複数のギヤを介して接続されるアウトプットシャフト５８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。

カウンタシャフト５６には、後述する変速用の油圧クラッチや潤滑部に作動油（潤滑油。オイル）を圧送する油圧ポンプ（ギヤポンプ。図２，４にのみ示す）６０が接続される。シャフト５４，５６，５８や油圧ポンプ６０などは、ケース（図２にのみ示す）６２に収容される。ケース６２の下部は作動油を受けるオイルパン６２ａを構成する。

上記の如く構成された変速機構５０においては、シャフト上に相対回転自在に配置されたギヤを変速クラッチでシャフト上に固定することで複数の変速段、詳しくは１速、２速、３速のうちのいずれかの変速段が選択（確立）され、エンジン３０の出力は選択された変速段で変速され、シフト機構５２、プロペラシャフト４４を介してプロペラ４２に伝達される。尚、各変速段の変速比は１速が最も大きく、２速、３速となるにつれて小さくなるように設定される。

変速機構５０について具体的に説明すると、図４に良く示すように、インプットシャフト５４には、インプットプライマリギヤ６４が支持される。カウンタシャフト５６には、インプットプライマリギヤ６４に噛合するカウンタプライマリギヤ６６、カウンタ１速ギヤ６８、カウンタ２速ギヤ７０、カウンタ３速ギヤ７２が支持される。

また、アウトプットシャフト５８には、カウンタ１速ギヤ６８に噛合するアウトプット１速ギヤ７４、カウンタ２速ギヤ７０と噛合するアウトプット２速ギヤ７６、カウンタ３速ギヤ７２に噛合するアウトプット３速ギヤ７８が支持される。

上記において、アウトプットシャフト５８に相対回転自在に支持されたアウトプット１速ギヤ７４を１速用クラッチＣ１でアウトプットシャフト５８に結合すると、１速（ギヤ。変速段）が確立する。尚、１速用クラッチＣ１は、ワンウェイクラッチからなり、後述する２速または３速用油圧クラッチＣ２，Ｃ３に油圧が供給されて２速または３速が確立し、アウトプットシャフト５８の回転数がアウトプット１速ギヤ７４のそれより大きくなるとき、アウトプット１速ギヤ７４を空転させるように構成される。

カウンタシャフト５６に相対回転自在に支持されたカウンタ２速ギヤ７０を２速用油圧クラッチＣ２でカウンタシャフト５６に結合すると、２速（ギヤ。変速段）が確立する。また、カウンタシャフト５６に相対回転自在に支持されたカウンタ３速ギヤ７２を３速用油圧クラッチＣ３でカウンタシャフト５６に結合すると、３速（ギヤ。変速段）が確立する。尚、油圧クラッチＣ２，Ｃ３は、油圧が供給されるとき各ギヤ７０，７２をカウンタシャフト５６に結合する一方、油圧が供給されないとき各ギヤ７０，７２を空転させる。

このように、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３によるギヤとシャフトの結合は、油圧ポンプ６０から油圧クラッチＣ２，Ｃ３に供給される油圧を制御することで行われる。

詳説すると、油圧ポンプ６０がエンジン３０により駆動されるとき、オイルパン６２ａの作動油は油路８０ａ、ストレーナ８２を介して汲み上げられて吐出口６０ａから油路８０ｂを介して第１切換バルブ８４ａに、油路８０ｃ，８０ｄを介して第１、第２電磁ソレノイドバルブ（リニアソレノイドバルブ）８６ａ，８６ｂに送られる。

第１切換バルブ８４ａには、油路８０ｅを介して第２切換バルブ８４ｂが接続される。第１、第２切換バルブ８４ａ，８４ｂの内部には移動自在なスプールがそれぞれ収容され、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、前記した第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂが油路８０ｆ，８０ｇを介して接続される。

従って、第１電磁ソレノイドバルブ８６ａ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、油圧ポンプ６０から油路８０ｃを介して供給される油圧は第１切換バルブ８４ａのスプールの他端側に出力される。これにより、第１切換バルブ８４ａのスプールは一端側に変位させられ、よって油路８０ｂの作動油が油路８０ｅに送出される。

第２電磁ソレノイドバルブ８６ｂも、第１電磁ソレノイドバルブ８６ａ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６０から油路８０ｄを介して供給される油圧は第２切換バルブ８４ｂの他端側に出力される。これにより、第２切換バルブ８４ｂはスプールが一端側に変位させられ、よって油路８０ｅの作動油は油路８０ｈを介して２速用油圧クラッチＣ２に供給される。一方、第２電磁ソレノイドバルブ８６ｂが通電されず（オフされ）、第２切換バルブ８４ｂの他端側に油圧が出力されないときは油路８０ｅの作動油は油路８０ｉを介して３速用油圧クラッチＣ３に供給される。

即ち、第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂが共にオフされるときは油圧クラッチＣ２，Ｃ３のいずれにも油圧が供給されないため、アウトプット１速ギヤ７４とアウトプットシャフト５８が１速用クラッチＣ１で結合されて１速が確立する。

また、第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂが共にオンされるときは２速用油圧クラッチＣ２に油圧が供給されるため、カウンタ２速ギヤ７０とカウンタシャフト５６が結合されて２速が確立する。さらに、第１電磁ソレノイドバルブ８６ａがオン、第２電磁ソレノイドバルブ８６ｂがオフされるときは３速用油圧クラッチＣ３に油圧が供給されるため、カウンタ３速ギヤ７２とカウンタシャフト５６が結合されて３速が確立する。このように、第１、第２切換バルブ８４ａ，８４ｂのオン・オフを制御することで、変速機４６の変速段が選択される（変速制御が行われる）。

尚、油圧ポンプ６０からの作動油（潤滑油）は、油路８０ｂ，８０ｊ、レギュレータバルブ８８やリリーフバルブ９０を介して潤滑部（例えばシャフト５４，５６，５８など）にも供給される。また、第１、第２切換バルブ８４ａ，８４ｂと第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂにはそれぞれ、圧抜き用の油路８０ｋが適宜に接続される。

図２の説明に戻ると、シフト機構５２は、変速機構５０のアウトプットシャフト５８に接続されると共に、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）５２ａと、シャフト５２ａに接続されて回転させられる前進ベベルギヤ５２ｂと後進ベベルギヤ５２ｃと、プロペラシャフト４４を前進ベベルギヤ５２ｂと後進ベベルギヤ５２ｃのいずれかに係合自在とするクラッチ５２ｄなどからなる。

エンジンカバー３２の内部にはシフト機構５２を駆動するシフト用電動モータ（アクチュエータ）９２が配置され、その出力軸は、減速ギヤ機構９４を介してシフトロッド５２ｅの上端に接続自在とされる。従って、シフト用電動モータ９２を駆動することにより、シフトロッド５２ｅとシフトスライダ５２ｆが適宜に変位させられ、それによってクラッチ５２ｄを動作させてシフト位置が前進位置、後進位置およびニュートラル位置の間で切り換えられる。

シフト位置が前進位置あるいは後進位置のとき、変速機構５０のアウトプットシャフト５８の回転はシフト機構５２を介してプロペラシャフト４４に伝達され、よってプロペラ４２は回転させられ、船体１２を前進または後進させる方向の推力（推進力）を生じる。

また、図３に示す如く、エンジン３０には発電機（ＡＣＧ（交流発電機））９６が接続される。発電機９６はエンジン３０で駆動されて発電し、その発電量はエンジン３０の回転数に比例する、即ち、エンジン回転数が増加するにつれて発電量も増加する。発電機９６で生じた交流電流は整流された後、バッテリ（図示せず）に供給されてバッテリを充電する。そして、バッテリから各電動モータ２２，４０，９２、および船体１２に設置された電気負荷（例えば照明器具、ＧＰＳ（Global Positioning System）や魚群探知機など）９８などに動作電源が供給される。

発電機９６には電流センサ（発電電流検出手段）１００が接続され、発電機９６の発電電流を示す信号を出力する。また、スロットルバルブ３８の付近にはスロットル開度センサ（スロットル開度変化量検出手段）１０２が配置され、スロットルバルブ３８の開度（スロットル開度）ＴＨを示す出力を生じる。

エンジン３０のクランクシャフトの付近にはクランク角センサ１０４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、プロペラシャフト４４の付近には、電磁ピックアップからなるプロペラ回転数センサ１０６が取り付けられ、プロペラ４２の回転数ＮＰに応じた信号を出力する。

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）１１０に入力される。ＥＣＵ１１０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の内部に配置される。

図１に示す如く、船体１２の操縦席１１２の付近には、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１１４が配置される。ステアリングホイール１１４のシャフト（図示せず）には操舵角センサ１１６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１１４の操舵角に応じた信号を出力する。

操縦席１１２付近にはリモートコントロールボックス１２０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（以下、単に「レバー」という）１２２が設けられる。レバー１２２は、初期位置から前後方向に揺動操作自在とされ、操船者からの前進／後進指示と、エンジン３０の加速／減速指示を含むエンジン回転数ＮＥの調節指示を入力する。リモートコントロールボックス１２０の内部にはレバー位置センサ１２４が取り付けられ、レバー１２２の位置に応じた信号を出力する。

操縦席１１２の付近にはメータ１２６が取り付けられ、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で送信される電流センサ１００の信号などに基づき、現在の発電機９６の発電量を表示する。

さらに、操縦席１１２の付近には、発電量増加スイッチ（スイッチ）１３０と燃費低減スイッチ１３２とが操船者に手動操作自在に設けられる。

発電量増加スイッチ１３０は、例えば操船者が電気負荷９８を多く使用したい場合、即ち、発電機９６の発電量の増加を要求する場合に操作され（押され）、操作されるとき発電量増加要求を示す信号（オン信号）を出力する。また、燃費低減スイッチ１３２は、操船者が燃費を重視して走行することを所望する際に操作され、操作されるとき燃費低減要求を示す信号（オン信号）を出力する。これら各センサ１１６，１２４およびスイッチ１３０，１３２の出力もＥＣＵ１１０に入力される。

ＥＣＵ１１０は、入力されたセンサ出力に基づいて各電動モータ２２，４０，９２の動作を制御すると共に、変速機４６の変速制御を行う。このように、この実施例に係る船外機の制御装置は、操作系（ステアリングホイール１１４やレバー１２２）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。

図５は、ＥＣＵ１１０の変速制御動作とエンジン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、ＥＣＵ１１０によって所定の周期（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。尚、詳しくは後述するが、エンジン３０が始動した後の通常運転時、変速機４６では２速が選択されているものとする。

以下説明すると、先ずＳ１０において、発電量増加スイッチ１３０がオン信号を出力しているか否か、即ち、操作者によって発電機９６の発電量の増加が要求されているか否か判定する。Ｓ１０で肯定されるときはＳ１２に進み、プロペラ回転数センサ１０６の出力からプロペラ４２の回転数ＮＰを検出（算出）する。

次いでＳ１４に進み、第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂ（図で「第１ＳＯＬ」「第２ＳＯＬ」と示す）を共にオフして変速機４６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、例えば６５０ｒｐｍであったエンジン３０の回転数ＮＥが７５０ｒｐｍ程度まで上昇し、それに伴って発電機９６の発電量も増加する。

次いでＳ１６に進み、変速される前（即ち、２速時）のプロペラ４２の回転数ＮＰを維持するようにエンジン３０の動作を制御する。具体的には、エンジン３０のスロットル用電動モータ４０を介してスロットル開度ＴＨを調整し、エンジン回転数ＮＥを増減させることで、変速される前のプロペラ回転数ＮＰを維持する、換言すれば、変速前と後のプロペラ回転数ＮＰを同一または略同一となるようにする。これにより、発電機９６にあっては増加後の発電量（発電出力）で一定に保たれると共に、船速は変速前と後で変わることはない。

次いでＳ１８に進み、スロットル開度ＴＨをスロットル開度センサ１０２の出力から検出（算出）し、Ｓ２０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（検出）する。

次いでＳ２２に進み、操船者によってエンジン３０の加速（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３０が船舶１を加速（正確には急加速）させる運転状態にあるか否か判定する。この判定は、具体的にはスロットルバルブ３８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。

詳しくは、Ｓ２０で検出されたスロットル開度の変化量ＤＴＨと加速判定用の所定値ＤＴＨａとを比較し、変化量ＤＴＨが所定値ＤＴＨａ以上のとき、スロットルバルブ３８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定する。従って、所定値ＤＴＨａは加速の指示がなされたと判定できるような値（正値）、例えば０．５ｄｅｇに設定される。

Ｓ２２で否定されるときはＳ２４に進み、発電機９６の発電量（出力）が発熱などに起因して低下したか否か判定する。具体的には、発電量の所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）当たりの変化量を監視すると共に、変化量が負値になった場合、発電機９６の発電量が低下したと判定する。

Ｓ２４で否定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Ｓ２６に進み、Ｓ１４での変速直後の発電量となるようにエンジン３０の動作を制御する。具体的には、エンジン３０のスロットル開度ＴＨを開方向に調整してエンジン回転数ＮＥを上昇させ、発電機９６の発電量を増やすことで、低下した分の発電量を補うようにする。このようにして発電機９６の出力を安定化させる。

一方、Ｓ２２で肯定、即ち、エンジン３０の加速が指示されたと判定されるときは、エンジン回転数ＮＥが上昇して発電機９６の発電量が自ずと増加するような状態であるため、Ｓ２８に進み、発電量増加スイッチ１３０の操作の有無に拘らず、スイッチ１３０をオフした状態にすると共に、Ｓ３０に進み、発電量増加要求に基づいた変速機４６の制御（変速制御）を停止（中止）してプログラムを終了する。

Ｓ１０で否定、即ち、発電量増加要求がなされていないときはＳ３２に進み、変速機４６の１速から３速のうちいずれの変速段を選択すべきか判定する変速段判定処理を行う。

図６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。同図を参照して説明すると、Ｓ１００において、加速終了後に３速に変速されたことを示す加速後３速変速済みフラグ（後述。以下「３速変速フラグ」という）のビットが０か否か判断する。３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Ｓ１００の判断は通例肯定されてＳ１０２に進み、スロットル開度ＴＨを検出し、Ｓ１０４に進んでスロットル開度ＴＨの変化量ＤＴＨを算出する。

次いでＳ１０６に進み、操船者からエンジン３０の減速が指示されたか否か、換言すれば、エンジン３０が船舶１を減速させる運転状態にあるか否か判定する。この判定は、スロットルバルブ３８が閉弁方向に駆動されているか否か判断することで行い、具体的にはスロットル開度の変化量ＤＴＨが負値に設定された減速判定用の所定値ＤＴＨｂ（例えば−０．５ｄｅｇ）未満の場合、スロットルバルブ３８が閉弁方向に駆動されている、即ち、減速が指示されたと判定する。

Ｓ１０６で否定されるときはＳ１０８に進み、クランク角センサ１０４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、Ｓ１１０に進んでエンジン回転数ＮＥの変化量（変動量）ＤＮＥを算出する。変化量ＤＮＥは、前回のプログラムループで検出されたエンジン回転数ＮＥから今回検出されたそれを減算して求める。

次いでＳ１１２に進み、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１にセットされる一方、それ以外のとき０にリセットされる。

２速変速フラグも初期値が０とされるため、最初のプログラムループにおいてＳ１１２の判断は通例肯定されてＳ１１４に進み、エンジン回転数ＮＥが２速変速用の所定回転数ＮＥａ以上か否か判断する。この所定回転数ＮＥａについては後に説明する。

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は所定回転数ＮＥａ未満であるため、Ｓ１１４の判断は否定されてＳ１１６に進む。Ｓ１１６では、加速中判定フラグ（後述）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通例肯定されてＳ１１８に進む。

Ｓ１１８では、操船者からエンジン３０の加速が指示されたか否か判定、具体的には前述したＳ２２と同様、スロットル開度の変化量ＤＴＨが加速判定用の所定値ＤＴＨａ以上か否か判定する。

Ｓ１１８で否定、即ち、エンジン３０の加速または減速の指示がないときはＳ１２０に進み、第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂを共にオンして変速機４６において２速の変速段を選択し、次いでＳ１２２に進み、加速中判定フラグのビットを０にリセットする。

他方、Ｓ１１８で肯定されるときはＳ１２４に進み、第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂを共にオフして変速機４６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３０の出力トルクは１速にシフトダウンさせられた変速機４６（正確には、変速機構５０）によって増幅させられてプロペラシャフト４４を介してプロペラ４２に伝達され、よって加速性が上昇する。

次いでＳ１２６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、スロットル開度の変化量ＤＴＨが加速判定用の所定値ＤＴＨａ以上で、変速段が２速から１速に変速されるとき１にセットされる一方、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Ｓ１１６で否定されてＳ１１８の処理をスキップする。

このように、エンジン３０が始動させられてから加速が指示されるまでの通常運転時は、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。

変速機４６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、そして１速でのトルク増幅を利用した加速が終了すると（加速領域が飽和すると）、エンジン回転数ＮＥは２速変速用の所定回転数ＮＥａに到達し、よってＳ１１４の判断で肯定されてＳ１２８以降の処理に進む。従って、所定回転数ＮＥａは、比較的高い値に設定され、詳しくは１速での加速が終了したと判断できる値（例えば６０００ｒｐｍ）とされる。

Ｓ１２８では、エンジン回転数ＮＥが安定しているか否か判断、換言すれば、エンジン３０が安定した運転状態であるか否か判断する。ここでは、エンジン回転数の変化量ＤＮＥの絶対値が第１の既定値ＤＮＥ１未満の場合にエンジン回転数ＮＥが安定していると判断する。従って、既定値ＤＮＥ１は、エンジン回転数ＮＥが安定して、変化量ＤＮＥが比較的少ないと判定できるような値、例えば５００ｒｐｍに設定される。

Ｓ１２８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Ｓ１３０に進んで第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂを共にオンして変速機４６の変速段を１速から２速に変速（シフトアップ）する。これにより、ドライブシャフト５２ａおよびプロペラシャフト４４の回転数が上昇し、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。

次いでＳ１３２に進んで２速変速フラグのビットを１にセットし、Ｓ１３４に進んで３速変速フラグのビットを０にリセットする。Ｓ１３２で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Ｓ１１２で否定されてＳ１３６に進む。このように、Ｓ１３６以降の処理は、２速変速フラグのビットが１にセットされるとき、換言すれば、１速での加速が終了した後に２速に変速される場合に実行される。

Ｓ１３６では、燃費低減スイッチ１３２がオン信号を出力しているか否か、即ち、操作者によってエンジン３０の燃費低減が要求されているか否か判断する。Ｓ１３６で否定されるときは前述したＳ１３０からＳ１３４の処理に進む一方、肯定されるときはＳ１３８に進み、エンジン回転数ＮＥが３速変速用の所定回転数ＮＥｂ以上か否か判断する。所定回転数ＮＥｂは、２速変速用の所定回転数ＮＥａに比して僅かに低い値であって、後述する如く３速に変速可能と判断できるような値、例えば５０００ｒｐｍに設定される。

Ｓ１３８で肯定されるときはＳ１４０に進み、Ｓ１２８と同様、エンジン回転数ＮＥが安定しているか否か判断する。具体的には、エンジン回転数の変化量ＤＮＥの絶対値が第２の既定値ＤＮＥ２未満の場合にエンジン回転数ＮＥが安定していると判断する。従って、第２の既定値ＤＮＥ２は、変化量ＤＮＥが比較的少なくエンジン回転数ＮＥが安定していると判定できるような値、例えば５００ｒｐｍとされる。

Ｓ１４０で否定、またはＳ１３８で否定されるときはＳ１３０に進む一方、Ｓ１４０で肯定されるときはＳ１４２に進み、第１電磁ソレノイドバルブ８６ａをオン、第２電磁ソレノイドバルブ８６ｂをオフして変速機４６の変速段を２速から３速に変速（シフトアップ）する。これにより、エンジン回転数ＮＥが低下するため、エンジン３０の燃料消費量は低減、換言すれば、燃費が向上する。

次いでＳ１４４に進み、２速変速フラグのビットを０にリセットし、Ｓ１４６に進んで３速変速フラグのビットを１にセットする。このように、３速変速フラグは、加速終了後に２速から３速に変速されるとき１にセットされる一方、それ以外のとき０にリセットされるフラグである。尚、３速変速フラグのビットが１にセットされた後のプログラム実行時は、Ｓ１００で否定されて、Ｓ１４２からＳ１４６の処理を実行する。

また、Ｓ１０６で肯定されるときはＳ１４８に進み、第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂを共にオンして変速機４６の変速段を２速に変速する。その後、Ｓ１５０，Ｓ１５２，Ｓ１５４に進んで２速変速フラグ、３速変速フラグおよび加速中判定フラグのビットを全て０にリセットする。

図５フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ３４に進み、変速機４６で３速が選択されている場合において、２速へ減速（シフトダウン）すべき条件が成立しているか否か判定する３速時減速変速判定処理を行う。

図７は、その３速時減速変速判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。図７に示す如く、先ずＳ２００において３速変速フラグのビットが１か否か判断する。Ｓ２００で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはＳ２０２に進んでエンジン回転数ＮＥを検出する。

次いでＳ２０４に進み、エンジン回転数ＮＥが３速から２速への減速用の所定回転数ＮＥｃ未満に減少したか否か判断する。所定回転数ＮＥｃは、３速変速用の所定回転数ＮＥｂより低い値に設定され、３速から２速に変速すべきと判断できるような値（例えば３０００ｒｐｍ）とされる。

Ｓ２０４で否定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Ｓ２０６に進んで第１、第２電磁ソレノイドバルブ８６ａ，８６ｂを共にオンして変速段を３速から２速に変速する。Ｓ２０６の処理後はＳ２０８，Ｓ２１０，Ｓ２１２に進み、２速変速フラグ、３速変速フラグおよび加速中判定フラグのビットを全て０にリセットしてプログラムを終了する。

図８は図５フロー・チャートでの処理の一部を説明するタイム・チャートである。

図８に示すように、先ず時刻ｔ０からｔ１の通常運転時においては、変速機４６で２速が選択される。時刻ｔ１で操船者によって発電量増加スイッチ１３０が操作されて発電機９６の発電量の増加が要求されると（Ｓ１０で肯定）、変速機４６を２速から１速に変速する（Ｓ１４）。

これにより、エンジン回転数ＮＥは時刻ｔ１からｔ２に亘って上昇し、それに伴って発電機９６の発電量（出力）も増加する。そして、エンジン回転数ＮＥが上昇し終えた時刻ｔ２以降にあっては、変速される前のプロペラ４２の回転数ＮＰを維持するようにエンジン３０の動作を制御、詳しくはエンジン回転数ＮＥを制御する（Ｓ１６。プロペラ回転数制御）。

その後、時刻ｔ３において発電機９６の発電量の低下が検知されると（Ｓ２４で肯定）、変速直後の発電機９６の発電量Ａとなるようにエンジン３０の動作を制御する（Ｓ２６）。具体的には、エンジン回転数ＮＥを上昇させて発電量を増やし、低下分を補うようにする。

以上の如く、この発明の第１実施例にあっては、エンジン３０で駆動されて発電する発電機９６と変速機４６とを備えると共に、発電機９６の発電量の増加が要求されているか否か判定し、変速機４６において２速が選択されていると共に、発電量の増加が要求されていると判定されるとき、２速から１速に変速するように変速機４６の動作を制御し、１速に変速されたとき、変速される前のプロペラの回転数ＮＰを維持するようにエンジン３０の動作を制御するように構成、即ち、２速から１速に変速することでエンジン回転数ＮＥを上昇させて発電量を増加させつつ、変速前のプロペラ回転数ＮＰを維持するように構成したので、発電機９６の発電量の増加が要求されているとき、船速を変化させることなく（上昇させることなく）、発電量を増加させることができる。また、新たな発電源などの設置も不要であるため、装置の大型化を招くこともない。

また、操船者によってエンジン３０の加速が指示されたか否か判定し、加速が指示されたと判定されるとき、詳しくは加速が指示されてエンジン回転数ＮＥが上昇し、結果として発電量が増加するような状態のとき、変速制御手段による変速機の制御を停止するように構成したので、発電量の増加要求に基づいた変速機４６の動作の制御を不要なとき停止（中止）できる、逆に言えば、必要な時期に限って行うことができる。

また、エンジン３０のスロットル開度ＴＨの変化量ＤＴＨを検出し、検出されたスロットル開度ＴＨの変化量ＤＴＨが所定値ＤＴＨａ以上のとき、エンジン３０の加速が指示されたと判定するように構成したので、前記加速の指示がなされたことを正確に判定することができる。

また、操船者に手動操作自在に設けられる発電量増加スイッチ１３０を備えると共に、スイッチ１３０が操作されるとき、発電量の増加が要求されていると判定するように構成したので、簡易な構成でありながら、発電量の増加が要求されていることを正確に判定することができる。

次いで、この発明の第２実施例に係る船外機の制御装置について説明する。

第１実施例との相違点に焦点をおいて説明すると、第２実施例にあっては、発電量増加スイッチ１３０を除去すると共に、発電機９６の発電量の増加が要求されているか否かの判断を、スイッチ１３０の出力に代え、発電機９６の発電電流に基づいて行うようにした。

図９は第２実施例に係る船外機の制御装置におけるＥＣＵ１１０の変速制御動作とエンジン動作制御を示す、図５と同様なフロー・チャートである。尚、同一の処理を行うステップの符号は図５と同一とする。

以下、図９フロー・チャートについて説明すると、先ずＳ１において発電機９６の発電電流を電流センサ１００の出力から検出（算出）し、Ｓ１０ａに進み、検出された発電電流が規定値以上か否か判定する。この規定値は、例えば電気負荷９８が多く使用されるなどして消費電流が増加、別言すれば、発電機９６の発電電流が増加し、現在のエンジン回転数ＮＥではそれ以上の消費電流を賄いきれない状態になりつつあると判断できるような値（現在のエンジン回転数ＮＥで発電可能な電流の上限値）に設定される。尚、規定値は現在のエンジン回転数ＮＥに応じて適宜に変更されるものとする。

Ｓ１０ａで否定されるときはＳ３２に進み、前述した変速段判定処理を行う一方、肯定されるときは、発電機９６の発電量を増加させる必要があるため、Ｓ１２，Ｓ１４の処理に進み、変速機４６の変速段を２速から１速に変速して発電量を増加させる。以上から分かるように、Ｓ１０ａの処理は、第１実施例のＳ１０と同様、発電機９６の発電量の増加が要求されているか否か判定する処理に相当する。

Ｓ１６以降は、第１実施例と同様であるが、第２実施例では発電量増加スイッチ１３０が除去されるため、第１実施例のＳ２８の処理は削除される。

このように、第２実施例にあっては、発電機９６の発電電流を検出し、検出された発電電流が規定値以上のとき、発電量の増加が要求されていると判定するように構成したので、例えば電気負荷９８が多く使用されて発電電流が増加するときに発電量の増加が要求されていると判定することも可能となり、その判定された適切なタイミングで２速から１速に変速して発電機９６の発電量を増加させることができる。

尚、残余の構成および効果は第１実施例と同一であるので、説明を省略する。

以上の如く、この発明の第１および第２実施例にあっては、内燃機関（エンジン）３０と、前記内燃機関で駆動されて発電する発電機９６と、前記内燃機関からの動力をプロペラ４２に伝達する動力伝達軸（プロペラシャフト）４４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４６とを備える船外機の制御装置において、前記発電機９６の発電量の増加が要求されているか否か判定する発電量増加要求判定手段と（ＥＣＵ１１０。Ｓ１０，Ｓ１０ａ）、前記２速が選択されていると共に、前記発電量の増加が要求されていると判定されるとき、前記２速から前記１速に変速するように前記変速機４６の動作を制御する変速制御手段と（ＥＣＵ１１０。Ｓ１４）、前記変速制御手段によって前記１速に変速されたとき、変速される前の前記プロペラ４２の回転数ＮＰを維持するように前記内燃機関３０の動作を制御するプロペラ回転数制御手段と（ＥＣＵ１１０。Ｓ１６）を備える如く構成した。

また、操船者によって前記内燃機関３０の加速が指示されたか否か判定する加速指示判定手段と（ＥＣＵ１１０。Ｓ２２）、前記加速が指示されたと判定されるとき、前記変速制御手段による前記変速機４６の制御を停止する変速制御停止手段と（ＥＣＵ１１０。Ｓ３０）を備える如く構成した。

また、前記内燃機関３０のスロットル開度ＴＨの変化量ＤＴＨを検出するスロットル開度変化量検出手段（スロットル開度センサ１０２，ＥＣＵ１１０。Ｓ２０）を備えると共に、前記加速指示判定手段は、前記検出されたスロットル開度ＴＨの変化量ＤＴＨが所定値ＤＴＨａ以上のとき、前記加速が指示されたと判定する如く構成した（Ｓ２２）。

また、第１実施例にあっては、操船者に手動操作自在に設けられるスイッチ（発電量増加スイッチ）１３０を備えると共に、前記発電量増加要求判定手段は、前記スイッチ１３０が操作されるとき、前記発電量の増加が要求されていると判定する如く構成した（Ｓ１０）。

また、第２実施例にあっては、前記発電機９６の発電電流を検出する発電電流検出手段（電流センサ１００，ＥＣＵ１１０。Ｓ１）を備えると共に、前記発電量増加要求判定手段は、前記検出された発電電流が規定値以上のとき、前記発電量の増加が要求されていると判定する如く構成した（Ｓ１０ａ）。

尚、上記においては、船外機を例にとって説明したが、内燃機関の発電機と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、加速／減速判定用の所定値ＤＴＨａ，ＤＴＨｂや所定回転数ＮＥａ，ＮＥｂ，ＮＥｃ、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、３０ エンジン（内燃機関）、４２ プロペラ、４４ プロペラシャフト（動力伝達軸）、４６ 変速機、９６ 発電機、１００ 電流センサ（発電電流検出手段）、１０２ スロットル開度センサ（スロットル開度変化量検出手段）、１１０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、１３０ 発電量増加スイッチ（スイッチ）

Claims (5)

1. 内燃機関と、前記内燃機関で駆動されて発電する発電機と、前記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を備える船外機の制御装置において、
   ａ．前記発電機の発電量の増加が要求されているか否か判定する発電量増加要求判定手段と、
   ｂ．前記２速が選択されていると共に、前記発電量の増加が要求されていると判定されるとき、前記２速から前記１速に変速するように前記変速機の動作を制御する変速制御手段と、
   ｃ．前記変速制御手段によって前記１速に変速されたとき、変速される前の前記プロペラの回転数を維持するように前記内燃機関の動作を制御するプロペラ回転数制御手段と、
   を備えることを特徴とする船外機の制御装置。
2. ｄ．操船者によって前記内燃機関の加速が指示されたか否か判定する加速指示判定手段と、
   ｅ．前記加速が指示されたと判定されるとき、前記変速制御手段による前記変速機の制御を停止する変速制御停止手段と、
   を備え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. ｆ．前記内燃機関のスロットル開度の変化量を検出するスロットル開度変化量検出手段、
   を備えると共に、前記加速指示判定手段は、前記検出されたスロットル開度の変化量が所定値以上のとき、前記加速が指示されたと判定することを特徴とする請求項２記載の船外機の制御装置。
4. ｇ．操船者に手動操作自在に設けられるスイッチ、
   を備えると共に、前記発電量増加要求判定手段は、前記スイッチが操作されるとき、前記発電量の増加が要求されていると判定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の船外機の制御装置。
5. ｈ．前記発電機の発電電流を検出する発電電流検出手段、
   を備えると共に、前記発電量増加要求判定手段は、前記検出された発電電流が規定値以上のとき、前記発電量の増加が要求されていると判定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の船外機の制御装置。

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