JP6005541B2 - Outboard motor control device - Google Patents
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Description
この発明は船外機の制御装置に関し、より詳しくは変速機を備えた船外機の制御装置に関する。 The present invention relates to an outboard motor control apparatus, and more particularly to an outboard motor control apparatus including a transmission.
従来より、変速機を備えた船外機の制御装置において、転舵によってプロペラ周辺に生じるキャビテーション(空洞現象)を抑制して船体がスムーズに旋回でき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)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an outboard motor control device equipped with a transmission, a technique has been proposed in which the hull can turn smoothly by suppressing cavitation (cavity phenomenon) generated around the propeller by turning (for example, a patent) Reference 1).
特許文献1記載の技術は船外機の船体に対する転舵角が所定角度以上になったとき、即ち、比較的大きな転舵が生じたとき、シフトダウンするように変速機の動作を制御するものである。
The technology described in
特許文献1記載の技術は転舵角が所定角度以上になったとき、変速機をシフトダウンすることによってキャビテーションの発生を抑制するようにしているが、エンジンや変速機の運転状態あるいはプロペラの仕様などによって転舵時におけるキャビテーションの発生度合いは異なるため、状況によっては転舵が比較的大きい場合であってもキャビテーションがあまり発生しない場合もあり得る。このため、転舵が大きいからといって一律にシフトダウンすることが必ずしも最適であるとは限らない。
The technology described in
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、転舵が比較的大きい場合に、プロペラのスリップ率に基づいて変速機の変速段を選択することにより、キャビテーションを効果的に抑制してスムーズに旋回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。 Accordingly, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and, when the steering is relatively large, by selecting the gear stage of the transmission based on the slip ratio of the propeller, effectively suppressing cavitation and smoothing. It is an object of the present invention to provide an outboard motor control apparatus that can turn.
上記した課題を解決するために、請求項1に係る船外機の制御装置にあっては、船体に取り付け可能であると共に、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、少なくとも1速、2速を含む選択可能な複数の変速段を有し、前記内燃機関の出力を前記複数の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を備える船外機の制御装置において、前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、前記船外機の前記船体に対する転舵角を検出する転舵角検出手段と、前記船体の理論速度と実速度とに基づいて前記プロペラのスリップ率を検出するスリップ率検出手段と、前記検出された転舵角が所定角度未満のとき、少なくとも前記検出された機関回転数に基づいて前記複数の変速段のうちのいずれかの変速段を選択する一方、前記検出された転舵角が前記所定角度以上のとき、前記検出されたスリップ率に基づいて前記複数の変速段のうちのいずれかの変速段を選択するように前記変速機の動作を制御する変速機制御手段とを備える如く構成した。
In order to solve the above-described problem, the outboard motor control apparatus according to
請求項2に係る船外機の制御装置にあっては、前記変速機制御手段は、前記検出された転舵角が前記所定角度以上で、かつ前記検出された機関回転数が所定回転数以上のとき、前記検出されたスリップ率に基づいて前記複数の変速段のうちのいずれかの変速段を選択するように前記変速機の動作を制御する如く構成した。 In the outboard motor control apparatus according to claim 2, the transmission control means is configured such that the detected turning angle is not less than the predetermined angle and the detected engine speed is not less than a predetermined speed. At this time, the operation of the transmission is controlled so as to select one of the plurality of shift speeds based on the detected slip ratio.
請求項3に係る船外機の制御装置にあっては、前記変速機制御手段は、前記検出されたスリップ率が所定スリップ率以上のとき、前記複数の変速段のうちの1速を選択するように前記変速機の動作を制御する如く構成した。 In the outboard motor control apparatus according to claim 3, the transmission control means selects the first speed of the plurality of shift stages when the detected slip ratio is equal to or greater than a predetermined slip ratio. In this way, the operation of the transmission is controlled.
請求項4に係る船外機の制御装置にあっては、前記変速機制御手段は、前記検出された転舵角が前記所定角度以上になってから前記所定角度未満になったとき、前記複数の変速段のうちの2速以上の変速段を選択するように前記変速機の動作を制御する如く構成した。 In the outboard motor control apparatus according to claim 4, the transmission control means is configured to perform the plurality of operations when the detected turning angle is less than the predetermined angle after the detected turning angle is greater than or equal to the predetermined angle. The operation of the transmission is controlled so as to select a shift speed of two or more speeds.
請求項5に係る船外機の制御装置にあっては、前記船体に対するトリム角をトリムアップ/ダウンによって調整可能なトリム角調整機構と、前記検出された転舵角が前記所定角度以上のとき、前記トリム角が初期角度となるように前記トリム角調整機構の動作を制御するトリム角制御手段とを備える如く構成した。 In the outboard motor control apparatus according to claim 5, when the trim angle adjustment mechanism capable of adjusting the trim angle with respect to the hull by trimming up / down and the detected turning angle is equal to or greater than the predetermined angle. And trim angle control means for controlling the operation of the trim angle adjusting mechanism so that the trim angle becomes the initial angle.
請求項6に係る船外機の制御装置にあっては、前記トリム角制御手段は、前記検出された転舵角が前記所定角度以上になってから前記所定角度未満になったとき、前記トリム角が既定角度となるように前記トリム角調整機構の動作を制御する如く構成した。 The outboard motor control device according to claim 6, wherein the trim angle control means is configured to control the trim when the detected turning angle becomes equal to or larger than the predetermined angle and becomes less than the predetermined angle. The operation of the trim angle adjusting mechanism is controlled so that the angle becomes a predetermined angle.
請求項7に係る船外機の制御装置にあっては、前記船外機を少なくとも2基備える如く構成した。 The outboard motor control apparatus according to claim 7 is configured to include at least two outboard motors.
請求項1に係る船外機の制御装置にあっては、内燃機関の機関回転数と、船外機の船体に対する転舵角と、船体の理論速度と実速度とに基づいたプロペラのスリップ率とを検出し、検出された転舵角が所定角度未満のとき、少なくとも検出された機関回転数に基づいて複数の変速段のうちのいずれかの変速段を選択する一方、検出された転舵角が所定角度以上のとき、検出されたスリップ率に基づいて複数の変速段のうちのいずれかの変速段を選択するように変速機の動作を制御する如く構成したので、キャビテーションを効果的に抑制することができ、よってスムーズに旋回できるようになる。
In the outboard motor control apparatus according to
請求項2に係る船外機の制御装置にあっては、検出された転舵角が所定角度以上で、かつ検出された機関回転数が所定回転数以上のとき、検出されたスリップ率に基づいて複数の変速段のうちのいずれかの変速段を選択するように変速機の動作を制御する如く構成したので、上記した効果に加え、最高速付近で比較的大きな転舵(大転舵)をする場合であってもキャビテーションを効果的に抑制することができ、よってスムーズに旋回できるようになる。 In the outboard motor control device according to claim 2, when the detected turning angle is equal to or greater than a predetermined angle and the detected engine speed is equal to or greater than the predetermined speed, the control is based on the detected slip ratio. In addition to the above-described effects, relatively large turning (large turning) is performed in addition to the above-described effects. Even in the case of performing cavitation, the cavitation can be effectively suppressed, and thus the vehicle can turn smoothly.
請求項3に係る船外機の制御装置にあっては、検出されたスリップ率が所定スリップ率以上のとき、複数の変速段のうちの1速を選択するように変速機の動作を制御する如く構成したので、上記した効果に加え、キャビテーションを一層効果的に抑制することができ、よってスムーズに旋回できるようになる。 In the outboard motor control apparatus according to claim 3, when the detected slip ratio is equal to or higher than a predetermined slip ratio, the operation of the transmission is controlled so as to select the first speed among the plurality of shift speeds. In this way, in addition to the above-described effects, cavitation can be more effectively suppressed, and thus the vehicle can turn smoothly.
請求項4に係る船外機の制御装置にあっては、検出された転舵角が所定角度以上になってから所定角度未満になったとき、複数の変速段のうちの2速以上の変速段を選択するように変速機の動作を制御する如く構成したので、上記した効果に加え、転舵が終了した後は通常航行にスムーズに移行することができる。 In the outboard motor control apparatus according to claim 4, when the detected turning angle becomes equal to or greater than a predetermined angle and then less than the predetermined angle, a shift of two or more speeds among a plurality of shift stages is performed. Since the operation of the transmission is controlled so as to select the gear, in addition to the above-described effects, it is possible to smoothly shift to normal navigation after the completion of the steering.
請求項5に係る船外機の制御装置にあっては、検出された転舵角が所定角度以上のとき、トリム角が初期角度となるように船体に対するトリム角をトリムアップ/ダウンによって調整可能なトリム角調整機構の動作を制御する如く構成したので、上記した効果に加え、一層スムーズに旋回できるようになる。 In the outboard motor control apparatus according to claim 5, when the detected turning angle is equal to or larger than a predetermined angle, the trim angle with respect to the hull can be adjusted by trimming up / down so that the trim angle becomes the initial angle. Since the operation of the trim angle adjusting mechanism is controlled, it is possible to turn more smoothly in addition to the effects described above.
請求項6に係る船外機の制御装置にあっては、検出された転舵角が所定角度以上になってから所定角度未満になったとき、トリム角が既定角度となるようにトリム角調整機構の動作を制御する如く構成したので、上記した効果に加え、転舵が終了した後は通常航行にスムーズに移行することができる。 In the outboard motor control device according to claim 6, trim angle adjustment is performed so that the trim angle becomes a predetermined angle when the detected turning angle becomes equal to or greater than a predetermined angle and then less than a predetermined angle. Since it is configured to control the operation of the mechanism, in addition to the above-described effects, it is possible to smoothly shift to normal navigation after the completion of steering.
請求項7に係る船外機の制御装置にあっては、船外機を少なくとも2基備える如く構成したので、それぞれの船外機のプロペラのスリップ率に基づいてそれぞれの船外機の変速機を制御することができるため、キャビテーションをより一層効果的に抑制することができ、よってスムーズに旋回できるようになる。 The outboard motor control apparatus according to claim 7 is configured so as to include at least two outboard motors, and therefore the transmission of each outboard motor based on the slip ratio of the propeller of each outboard motor. Therefore, the cavitation can be more effectively suppressed, so that the vehicle can turn smoothly.
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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment for carrying out an outboard motor control apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1はこの発明の実施例に係る船外機を船体も含めて全体的に示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic view showing an outboard motor according to an embodiment of the present invention as a whole including a hull.
図1において符号1は2基の船外機10が船体(艇体)12に搭載されてなる、いわゆる2基掛けの船舶を示す。以下、進行方向左側(左舷側)の船外機を「第1船外機」といい、符号10Aで示し、進行方向右側(右舷側)の船外機を「第2船外機」といい、符号10Bで示す。尚、第1船外機10Aと第2船外機10Bは同一構成の船外機であるため、以下、船外機について説明する場合には特に明記する場合を除き、第1船外機10Aについてのみ説明する。
In FIG. 1,
船外機10(10A)はスターンブラケット14およびチルティングシャフト16を介して船体12の後尾(船尾)12aに装着される。
The outboard motor 10 (10A) is mounted on the rear (stern) 12a of the
船外機10は内燃機関(以下「エンジン」という(図1で見えず))と、エンジンを被覆するエンジンカバー18を備える。エンジンカバー18の内部空間であるエンジンルームには、エンジンの他に、電子制御ユニット(Electronic Control Unit。以下「ECU」という)20が配置される。ECU20はCPU,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の動作を制御する。
The
船外機10はエンジンからの動力をプロペラ22に伝達する動力伝達軸に介挿され、少なくとも1速、2速からなる変速段を有し、エンジンの出力を変速段のうちの選択された変速段で変速してプロペラ22に伝達する変速機24と、船体12に対するチルト角またはトリム角をチルトアップ/ダウンまたはトリムアップ/ダウンによって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。以下「トリムユニット」という)26を備える。変速機24およびトリムユニット26はECU20によって制御される。
The
船体12の操縦席28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30が配置される。ステアリングホイール30のシャフト(図示せず)には操舵角センサ32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30の操舵角に応じた信号を出力する。
A
また、操縦席28付近には操船者によって操作自在なシフト・スロットルレバー34が設けられる。シフト・スロットルレバー34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(フォワード(前進)/リバース(後進)/ニュートラル(中立)切り換え指示)と、エンジン回転数の調節指示(スロットル開度指示)を入力する。
A shift /
シフト・スロットルレバー34の付近にはレバー位置センサ36が取り付けられ、操船者によるシフト・スロットルレバー34の操作位置(操作角)に応じた信号を出力する。
A
船体12の適宜位置にはGPS(Global Positioning System)信号を受信するGPS受信装置38が配置される。GPS受信装置38はGPS信号から得られる船舶1の位置情報を示す信号を出力する。
A
船外機10には船体12に対する船外機10の転舵角θを検出する転舵角センサ(ラダーセンサ)40が取り付けられる。尚、操舵角センサ32、レバー位置センサ36、GPS受信装置38および転舵角センサ40の出力はECU20に入力される。
A turning angle sensor (ladder sensor) 40 that detects the turning angle θ of the
図2は船外機10の部分断面拡大側面図、図3は船外機10の拡大側面図である。
FIG. 2 is a partially sectional enlarged side view of the
図2に示すように、スイベルケース48とスターンブラケット14の付近にはトリムユニット26が配置される。トリムユニット26はチルト角およびトリム角調整用の油圧シリンダと、これら油圧シリンダに油圧回路を介して接続されるチルト/トリム角調整用の電動モータ(いずれも図示せず)とを一体的に備える。トリムユニット26はECU20からのチルトアップ/ダウン信号またはトリムアップ/ダウン信号に基づき電動モータを介してチルト角またはトリム角調整用の油圧シリンダを伸縮させる。これにより、スイベルケース48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/ダウンまたはトリムアップ/ダウンさせられる。
As shown in FIG. 2, the
船外機10の上部にはエンジン50が搭載される。エンジン50は火花点火式の水冷ガソリンエンジンであり、排気量2200ccを備える。エンジン50は水面上に位置し、エンジンカバー18によって覆われる。
An
エンジン50の吸気管52にはスロットルボディ54が接続される。スロットルボディ54は内部にスロットルバルブ56を備えると共に、スロットルバルブ56を開閉駆動するスロットル用電動モータ58が取り付けられる。スロットル用電動モータ58を動作させることでスロットルバルブ56が開閉され、エンジン50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。
A
船外機10は鉛直軸回りに回転自在に支持され、上端がエンジン50のクランクシャフトに接続されるメインシャフト(動力伝達軸)60と、水平軸回りに回転自在に支持され、その一端にプロペラ22が取り付けられるプロペラシャフト(動力伝達軸)62と、メインシャフト60とプロペラシャフト62の間に介挿され、前進用に1速、2速からなる変速段と後進用の変速段(リバース)を有する変速機24とを備える。
The
プロペラシャフト62はトリムユニット26の初期状態(トリム角θが初期角度(0度)の状態)においてはその軸線62aが船舶1の進行方向に対してほぼ平行となるように配置される。
The
変速機24の後方位置(船体12の進行方向に対して後方)には変速機24を制御する複数の油圧バルブを備えたバルブユニット64が配置される。
A
メインシャフト60およびバルブユニット64などはケース66に収容されると共に、ケース66の下部は作動油を受けるオイルパン66aを構成する。
The
図4は変速機24の油圧回路を模式的に示す油圧回路図である。
FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram schematically showing a hydraulic circuit of the
図2および図4に示すように、変速機24はメインシャフト60と、メインシャフト60に複数の変速ギヤを介して接続されるカウンタシャフト68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。メインシャフト60およびカウンタシャフト68はそれぞれ2対のベアリング70a,70bによってケース66に保持される。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
変速機24について具体的に説明すると、カウンタシャフト68には先端(図2において下方側端部)にピニオンギヤ72aとベベルギヤ72bを介してプロペラシャフト62が接続(連結)される。また、メインシャフト60には図面上からメイン2速ギヤ74、メイン1速ギヤ76、メインドグクラッチC1およびメイン後進ギヤ78が支持され、カウンタシャフト68には2速用油圧クラッチC2、カウンタ2速ギヤ80、カウンタ1速ギヤ82、カウンタドグクラッチCRおよびカウンタ後進ギヤ84が支持される。
The
メイン1速ギヤ76はメインシャフト60に相対回転自在に支持され、カウンタ1速ギヤ82はメイン1速ギヤ76に噛合し、カウンタシャフト68に相対回転不能に支持される。また、メイン2速ギヤ74はメインシャフト60に相対回転不能に支持され、カウンタ2速ギヤ80はメイン2速ギヤ74に噛合し、カウンタシャフト68に相対回転自在に支持される。
The main
メインドグクラッチC1はメインシャフト60に相対回転不能かつ軸方向移動可能に支持されると共に、一方の軸方向(図4において上方。以下同じ)に所定距離移動するとメイン1速ギヤ76に結合し、メイン1速ギヤ76をメインシャフト60に締結(固定)する。2速用油圧クラッチC2はエンジン50によって駆動される油圧ポンプ86からの油圧が供給されるとき、カウンタ2速ギヤ80をカウンタシャフト68に締結する。
The main dog clutch C1 is supported by the
メイン後進ギヤ78はメインシャフト60に相対回転不能に支持され、カウンタ後進ギヤ84はメイン後進ギヤ78に噛合し、カウンタシャフト68に相対回転自在に支持される。
The
カウンタドグクラッチCRはカウンタシャフト68に相対回転不能かつ軸方向移動可能に支持されると共に、他方の軸方向(図4において下方。以下同じ)に所定距離移動するとカウンタ後進ギヤ84に結合し、カウンタ後進ギヤ84をカウンタシャフト68に締結する。
The counter dog clutch CR is supported by the
カウンタ1速ギヤ82には自身の回転数が所定回転数以上になると、カウンタシャフト68とカウンタ1速ギヤ82との締結を解除するワンウェイクラッチ82aが内蔵される。従って、低回転時はエンジン50からの動力はメイン1速ギヤ76とカウンタ1速ギヤ82を介してプロペラ22に伝達されるが、回転数が上昇し、当該回転数が所定回転数以上になると、ワンウェイクラッチ82aが切れてエンジン50からの動力はメイン1速ギヤ76やカウンタ1速ギヤ82を介してはプロペラ22に伝達されなくなる。
The counter first-
図4に示すように、メインドグクラッチC1はシフトフォーク90cを介して1速用シフトアクチュエータ90に接続される。1速用シフトアクチュエータ90は伸縮するアクチュエータであり、伸長するとき、メインドグクラッチC1をメインシャフト60の一方の軸方向に移動させ、収縮するとき、メインドグクラッチC1をメインシャフト60の他方の軸方向に移動させる。具体的には1速用シフトアクチュエータ90は一方の油室90aに油圧が供給されることで伸長し、他方の油室90bに油圧が供給されることで収縮する。
As shown in FIG. 4, the main dog clutch C1 is connected to the first
カウンタドグクラッチCRはシフトフォーク94cを介して後進用シフトアクチュエータ94に接続される。後進用シフトアクチュエータ94も1速用シフトアクチュエータ90と同様、伸縮するアクチュエータであり、伸長するとき、カウンタドグクラッチCRをカウンタシャフト68の一方の軸方向に移動させ、収縮するとき、カウンタドグクラッチCRをカウンタシャフト68の他方の軸方向に移動させる。具体的には後進用シフトアクチュエータ94は一方の油室94aに油圧が供給されることで伸長し、他方の油室94bに油圧が供給されることで収縮する。
The counter dog clutch CR is connected to the
尚、変速機24の付近には1速用シフトアクチュエータ90が所定距離伸長し、メインドグクラッチC1がメイン1速ギヤ76に結合されたことを検知する前進側シフトスイッチと、後進用シフトアクチュエータ94が所定距離収縮し、カウンタドグクラッチCRがカウンタ後進ギヤ84に結合されたことを検知する後進側シフトスイッチが設けられる(いずれも図示せず)。
A forward shift switch for detecting that the first
メイン1速ギヤ76をメインドグクラッチC1でメインシャフト60に締結すると、エンジン50の出力はメインシャフト60、メイン1速ギヤ76、カウンタ1速ギヤ82、カウンタシャフト68を介してプロペラ22に伝えられ、1速が確立する。
When the main
また、メインドグクラッチC1がメイン1速ギヤ76に結合されている状態(このときカウンタドグクラッチCRはいずれのギヤとの結合されずに中立位置)で、カウンタ2速ギヤ80を2速用油圧クラッチC2でカウンタシャフト68に締結すると、エンジン50の出力はメインシャフト60、メイン2速ギヤ74、カウンタ2速ギヤ80、カウンタシャフト68を介してプロペラ22に伝えられ、2速が確立する。
Further, in a state where the main dog clutch C1 is coupled to the main first speed gear 76 (at this time, the counter dog clutch CR is not coupled to any gear and is in a neutral position), the counter
カウンタ後進ギヤ84をカウンタドグクラッチCRでカウンタシャフト68に締結すると、エンジン50の出力はメインシャフト60、メイン後進ギヤ78、カウンタ後進ギヤ84、カウンタシャフト68を介してプロペラ22に伝えられ、リバースが確立する。
When the
また、1速用シフトアクチュエータ90が収縮する一方、後進用シフトアクチュエータ94が伸長し、メインドグクラッチC1とカウンタドグクラッチCRが共に中立位置にあるとき(このとき2速用油圧クラッチC2はオフ(カウンタ2速ギヤ80と非係合))、メインシャフト60とカウンタシャフト68は結合されずにニュートラルとなる。
Further, when the first
このように、メインドグクラッチC1,2速用油圧クラッチC2およびカウンタドグクラッチCRによるギヤとシャフトの結合は油圧ポンプ86からメインドグクラッチC1,2速用油圧クラッチC2およびカウンタドグクラッチCRに供給される油圧を制御することで行われる。
Thus, the coupling between the gear and the shaft by the main dog clutch C1, the second speed hydraulic clutch C2 and the counter dog clutch CR controls the hydraulic pressure supplied from the
この点について詳説すると、油圧ポンプ86がエンジン50により駆動されるとき、オイルパン66aの作動油は油圧ポンプ86によって汲み上げられ、油路100a、ストレーナ102を通って吐出口86aから吐出される。吐出口86aから吐出された作動油は油路100b,100dを介して第1、第2切換バルブ104a,104bに供給され、油路100c,100eを介して第1、第2電磁ソレノイドバルブ106a,106bに供給される。
More specifically, when the
第1切換バルブ104aは油圧ポンプ86と1速用シフトアクチュエータ90を接続する油路100b,100f,100gに介挿されると共に、油路100fを介して1速用シフトアクチュエータ90の油室90aに接続され,油路100gを介して1速用シフトアクチュエータ90の油室90bに接続される。
The
第2切換バルブ104bは油圧ポンプ86,2速用油圧クラッチC2および後進用シフトアクチュエータ94を接続する油路100b,100d,100h,100i,100m,100nに介挿されると共に、油路100hを介して後進用シフトアクチュエータ94の油室94aに、油路100i,100mを介して後進用シフトアクチュエータ94の油室94bに、油路100i,100nを介して2速用油圧クラッチC2に接続される。
The
第1、第2切換バルブ104a,104bの内部には移動自在なスプールが収容され、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。他端側には第1、第2電磁ソレノイドバルブ106a,106bが油路100j,100kを介して接続される。
A movable spool is accommodated in the first and
従って、第1電磁ソレノイドバルブ106aがオン(通電)されると、内部のスプールが変位させられて油路100cと100jが連通し、油圧ポンプ86から供給される油圧は第1切換バルブ104a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104aのスプールは一端側に変位させられ、油路100bの作動油が油路100fに送出されて1速用シフトアクチュエータ90の油室90aに供給される。
Therefore, when the first
一方、第1電磁ソレノイドバルブ106aがオフ(通電が停止)されるときは内部のスプールは変位しないため、油路100cと100jは連通せず、油路100cからの油圧は第1切換バルブ104aのスプールの他端側には出力されない。よって、第1切換バルブ104aのスプールはスプリングによって他端側に付勢されたままである。このため、油路100bの作動油は油路100gを通って1速用シフトアクチュエータ90の油室90bに供給される。
On the other hand, when the first
また、第2電磁ソレノイドバルブ106bがオンされて内部のスプールが変位させられると、油路100eと100kが連通して第2切換バルブ104bのスプールが一端側に変位させられるため、油路100dの作動油は油路100iを介して第3切換バルブ104cに供給される。
When the second
一方、第2電磁ソレノイドバルブ106bがオフされるときは内部のスプールが変位しないため、油路100eからの油圧は第1切換バルブ104bのスプールの他端側には出力されず、第1切換バルブ104bのスプールはスプリングによって他端側に付勢されたままである。従って、油路100dの作動油は油路100hを通って後進用シフトアクチュエータ94の油室94aに供給される。
On the other hand, since the internal spool does not displace when the second
第3切換バルブ104cは第2切換バルブ104bと後進用シフトアクチュエータ94または2速用油圧クラッチC2を接続する油路100i,100m,100nに介挿されると共に、油路100mを介して後進用シフトアクチュエータ94の油室94bに接続され、油路100nを介して2速用油圧クラッチC2に接続される。
The
第3切換バルブ104cの内部にも移動自在なスプールが収容され、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と共に、他端側には油路100lが接続される。従って、第1電磁ソレノイドバルブ106aがオンされて、第1切換バルブ104aのスプールが一端側に変位させられ、油路100bの作動油が油路100fに送出されると、この作動油の一部が油路100lを介して第3切換バルブ104cの他端側に出力される。これにより、第3切換バルブ104cのスプールは一端側に変位させられ、油路100iの作動油は油路100nを介して2速用油圧クラッチC2に供給されて2速用油圧クラッチC2がオン(カウンタ2速ギヤ80と係合)する。
A movable spool is also accommodated in the
一方、第1電磁ソレノイドバルブ106aがオフされるときは第1切換バルブ104aのスプールは変位せずにスプリングによって他端側に付勢されたままであるため、第3切換バルブ104cの他端側には油路100lからの作動油が作用せず、第3切換バルブ104cのスプールはスプリングによって他端側に付勢されたままである。よって、油路100iからの作動油は油路100mを通って後進用シフトアクチュエータ94の油室94bに供給される。
On the other hand, when the first
以上のように、第1電磁ソレノイドバルブ106aがオンされ、第2電磁ソレノイドバルブ106bがオフされるときは1速用シフトアクチュエータ90の油室90aに油圧が供給される一方、2速用油圧クラッチC2には油圧が供給されないため、メイン1速ギヤ76とメインシャフト60がメインドグクラッチC1で締結されて1速が確立する。尚、このとき後進用シフトアクチュエータ94は油室94aに油圧が供給されて伸長するため、カウンタドグクラッチCRはカウンタ後進ギヤ84には結合されずに中立位置となる。
As described above, when the first
また、第1、第2電磁ソレノイドバルブ106a,106bが共にオンされるときは1速用シフトアクチュエータ90の油室90aと2速用油圧クラッチC2に油圧が供給されるため、メイン1速ギヤ76とメインシャフト60がメインドグクラッチC1で締結されると共に、カウンタ2速ギヤ80とカウンタシャフト68が2速用油圧クラッチC2で締結されて2速が確立する。
When both the first and second
さらに、第1電磁ソレノイドバルブ106aがオフ、第2電磁ソレノイドバルブ106bがオンされるときは1速用シフトアクチュエータ90の油室90bに油圧が供給され、後進用シフトアクチュエータ94の油室94bに油圧が供給されると共に、2速用油圧クラッチC2には油圧が供給されないため、カウンタ後進ギヤ84とカウンタシャフト68がカウンタドグクラッチCRで締結されてリバースが確立する。
Further, when the first
第1電磁ソレノイドバルブ106a、第2電磁ソレノイドバルブ106bが共にオフされるときは1速用シフトアクチュエータ90の油室90bと後進用シフトアクチュエータ94の油室94aに油圧が供給されるため、メインドグクラッチC1とカウンタドグクラッチCRが共に中立位置になると共に、2速用油圧クラッチC2にも油圧が供給されないため、メインシャフト60とカウンタシャフト68は結合されずにニュートラルとなる。
When both the first
尚、油圧ポンプ86からの作動油(潤滑油)は油路100b,100o、レギュレータバルブ108、リリーフバルブ110を介して潤滑部(例えばメインシャフト60、カウンタシャフト68など)にも供給される。
The hydraulic oil (lubricating oil) from the
また、第1切換バルブ104a、第1電磁ソレノイドバルブ106aおよび第3切換バルブ104cをバイパスする油路100pにはエマージェンシーバルブ112が配置される。エマージェンシーバルブ112はシステムの動作に万が一不具合が生じたときなどに手動で動かして変速できるようにするための手動バルブである。
Further, an
図3に示すように、スロットルバルブ56の付近にはスロットル開度センサ120が配置され、スロットルバルブ56の開度THを示す信号を出力する。また、エンジン50のクランクシャフトの付近にはクランク角センサ122が配置され、所定のクランク角度ごとにパルス信号を出力する。さらに、チルティングシャフト16の付近にはトリム角センサ124が配置され、船外機10のトリム角θに応じた信号を出力する。
As shown in FIG. 3, a
尚、ECU20と各センサやGPS受信装置38とは例えば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(例えばNMEA2000。具体的にはCAN(Controller Area Network))で通信自在に接続される。
The
ECU20は変速機24の変速制御とトリムユニット26でトリム角θを調整するトリム角制御を行う。また、ECU20はレバー位置センサ36の出力に基づいてスロットル用電動モータ58の動作を制御し、スロットルバルブ56を開閉させてスロットル開度THを調整するスロットル開度制御も行う。
The
さらに、ECU20は入力されたセンサ出力に基づいてエンジン50の燃料噴射量と点火時期を決定し、インジェクタ130を介して決定された噴射量の燃料を供給すると共に、点火装置132を介して決定された点火時期に従って噴射された燃料と吸気の混合気を点火する。
Further, the
このように、この実施例に係る船外機10の制御装置は操作系(ステアリングホイール30やシフト・スロットルレバー34)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。
Thus, the control device for the
図5はECU20の変速制御動作とトリム角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ECU20によって所定の周期(例えば100msec)ごとに実行される。
FIG. 5 is a flowchart showing the shift control operation and trim angle control operation of the
以下説明すると、先ずS(ステップ)10においてフォワード時、変速機24の変速段を1速、2速のいずれにすべきかを判定する変速段判定処理を行う。
Explaining below, first, at S (step) 10, at the time of forward, a gear position determination process is performed to determine whether the gear position of the
図6は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。同図に示すように、S100では前進側シフトスイッチと後進側シフトスイッチの出力値に基づいてメインドグクラッチC1がメイン1速ギヤ76に結合されて1速が確立した状態か否か判断する。
FIG. 6 is a sub-routine flowchart showing the shift speed determination process. As shown in the figure, in S100, it is determined based on the output values of the forward shift switch and the reverse shift switch whether the main dog clutch C1 is coupled to the main
S100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S102に進んで転舵角センサ40の出力値に基づき船外機10の船体12に対する転舵角αを検出する。
When the result in S100 is negative, the subsequent processing is skipped. When the result is affirmative, the process proceeds to S102, and the turning angle α of the
次いでS104に進み、検出された転舵角αが所定角度α1(例えば15度)以上か否か判断する。最初のプログラムループでは通例否定されてS106に進み、スロットル開度THをスロットル開度センサ120の出力値から検出すると共に、S108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DTHを算出する。
Next, in S104, it is determined whether or not the detected turning angle α is equal to or greater than a predetermined angle α1 (for example, 15 degrees). In the first program loop, the result is normally denied and the process proceeds to S106, where the throttle opening TH is detected from the output value of the
次いでS110に進み、変化量DTHが負値に設定された既定値DTH1(例えば−0.5deg)未満か否か、換言すると、エンジン50に対して操船者から減速が指示されて船舶1を減速させる運転状態にあるか否か判断する。
Next, in S110, whether or not the change amount DTH is less than a predetermined value DTH1 (for example, −0.5 deg) set to a negative value, in other words, the
S110で否定されるときはS112に進み、2速変速フラグのビットが0か否か判断する。このフラグのビットは後述するように、加速終了後に1速から2速に変速されるときに1にセットされる。 When the result in S110 is negative, the program proceeds to S112, in which it is determined whether or not the bit of the second speed shift flag is 0. As will be described later, this flag bit is set to 1 when shifting from the first speed to the second speed after the end of acceleration.
2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では通例肯定されてS114に進み、クランク角センサ122の出力パルスをカウントしてエンジン回転数NEを検出する。
Since the initial value of the 2nd speed shift flag is set to 0, the first program loop is normally affirmed and the process proceeds to S114, and the output number of the
次いでS116に進み、検出されたエンジン回転数NEが第1所定回転数NE1以上か否か判断する。第1所定回転数NE1については後述する。 Next, in S116, it is determined whether or not the detected engine speed NE is equal to or higher than the first predetermined speed NE1. The first predetermined rotation speed NE1 will be described later.
エンジン始動直後のプログラムループでは通例エンジン回転数NEは第1所定回転数NE1未満であるため、S116の判断は否定されてS118に進み、加速中フラグのビットが0か否か判断する。加速中フラグのビットも初期値が0とされるため、最初のプログラムループでは肯定されてS120に進む。尚、加速中フラグについては後述する。 In the program loop immediately after engine startup, the engine speed NE is typically less than the first predetermined speed NE1, so the determination in S116 is negative and the process proceeds to S118, where it is determined whether or not the bit of the acceleration flag is 0. Since the initial value of the bit of the accelerating flag is also set to 0, the first program loop is affirmed and the process proceeds to S120. The acceleration flag will be described later.
S120ではシフト・スロットルレバー34の操作位置LVRをレバー位置センサ36の出力値から検出すると共に、S122ではシフト・スロットルレバー34の操作位置LVRのスロットルバルブ56を開弁させる方向への所定時間(例えば500msec)当たりの変化量DLVRを算出する。
In S120, the operation position LVR of the shift /
次いでS124に進み、変化量DLVRが既定値DLVR1以上か否か、換言すれば、エンジン50に対して操船者によって加速(正確には急加速)が指示されて船舶1を加速させる運転状態にあるか否か判定する。従って、既定値DLVR1はエンジン50に対して加速の指示がなされたと判定できるような値、例えば0.5degに設定される。
Next, the routine proceeds to S124, where whether or not the change amount DLVR is equal to or greater than the predetermined value DLVR1, in other words, the
S124で否定されるときはS126に進み、第1、第2電磁ソレノイドバルブ106a,106b(図で「第1SOL」、「第2SOL」と示す)を共にオンして2速を選択すると共に、S128に進んで加速中フラグのビットを0にリセットする。
When the result in S124 is negative, the program proceeds to S126 where both the first and second
一方、S124で肯定、即ち、エンジン50に対して加速が指示されたときはS130に進み、プロペラ22の回転状態を示すスリップ率(滑り率)εを検出(算出)し、S132に進んでスリップ率εの所定時間(例えば500msec)当たりの変化量Dεを算出する。スリップ率εは船舶1の理論速度Vaと実速度Vに基づいて算出し、具体的には下記の式(1)を用いて算出する。
スリップ率ε=(理論速度Va(km/h)−実速度V(km/h))/理論速度Va(km/h) ・・・式(1)
On the other hand, if the determination in S124 is affirmative, that is, if acceleration is instructed to the
Slip rate ε = (theoretical speed Va (km / h) −actual speed V (km / h)) / theoretical speed Va (km / h) (1)
式(1)で航行速度VはGPS受信装置38の出力値(位置情報)から算出する。また、理論速度Vaは下記の式(2)に示すように、エンジン50や変速機24の運転状態、プロペラ22の仕様に基づいて算出する。
理論速度Va(km/h)=(エンジン回転数NE(rpm)×プロペラピッチ(インチ)×60×2.54×10-5)/(変速段の変速比) ・・・式(2)
In equation (1), the navigation speed V is calculated from the output value (position information) of the
Theoretical speed Va (km / h) = (engine speed NE (rpm) × propeller pitch (inch) × 60 × 2.54 × 10 −5 ) / (speed ratio of gear stage) (2)
式(2)でプロペラピッチはプロペラ22が1回転するときに船舶1が進むことのできる理論上の距離を示す値であり、変速段の変速比は変速機24において現在選択されている変速段の変速比であって、例えば2速のときの変速比は1.9となる。また、60なる数値は1分間当たりのエンジン回転数NEを1時間当たりの値に換算するためのものであり、2.54×10-5なる数値はプロペラピッチをインチからキロメートルに換算するためのものである。
In equation (2), the propeller pitch is a value indicating a theoretical distance that the
次いでS134に進み、プロペラ22のスリップ率εの上昇を抑制するようにエンジン50のスロットル開度THを制御(図で「TH補正制御」と示す)する。
Next, in S134, the throttle opening TH of the
次いでS136に進み、スリップ率εが第1所定スリップ率ε1以下で、かつ変化量Dεが所定スリップ率変化量Dε1以下か否か判断する。第1所定スリップ率ε1はスリップ率εがそれ以下のときにグリップ力が比較的強いと判断できるような低い値、例えば0.3に設定される。また、所定スリップ率変化量Dε1は具体的には0とされる。即ち、S136はスリップ率εが減少する方向に変化し、グリップ力が比較的強い状態になったか否かを判断する処理である。 Next, in S136, it is determined whether or not the slip ratio ε is equal to or less than the first predetermined slip ratio ε1 and the change amount Dε is equal to or less than the predetermined slip ratio change amount Dε1. The first predetermined slip ratio ε1 is set to a low value, for example, 0.3, so that it can be determined that the grip force is relatively strong when the slip ratio ε is less than that. Further, the predetermined slip ratio change amount Dε1 is specifically set to zero. That is, S136 is a process for determining whether or not the slip ratio ε has changed in the decreasing direction and the grip force has become relatively strong.
S136で肯定されるときはS138に進み、第1電磁ソレノイドバルブ106aをオン、第2電磁ソレノイドバルブ106bをオフして変速段を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50の出力トルクは1速にシフトダウンさせられた変速機24によって増幅させられてプロペラ22に伝達され、加速性が向上する。
When the result in S136 is affirmative, the routine proceeds to S138, where the first
次いでS140に進み、転舵制御中フラグのビットを0にリセットする。転舵制御中フラグのビットは後述する転舵制御が実行されたときに1にセットされる。 Next, in S140, the bit of the steering control flag is reset to 0. The bit of the steering control in progress flag is set to 1 when the steering control described later is executed.
次いでS142に進み、加速中フラグのビットを1にセットすると共に、S144に進み、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。加速中フラグはエンジン50に対して加速が指示されたと判断された後に変速段が2速から1速に変速されたときに1にセットされる。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ループではS118で否定されてS120からS136までの処理をスキップする。また、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トリムアップの実行が許可されることを意味し、0にリセットされることは例えばエンジン50に対して減速が指示されるなど、トリムアップの必要がないことを意味する。
Next, in S142, the bit of the acceleration flag is set to 1, and in S144, the bit of the trim-up permission flag (initial value 0) is set to 1. The in-acceleration flag is set to 1 when it is determined that acceleration is instructed to the
また、S136で否定、即ち、スリップ率εが第1所定スリップ率ε1を上回り、かつスリップ率の変化量Dεが所定スリップ率変化量Dε1を上回るときはS146に進み、スリップ率εが第1所定スリップ率ε1より高く設定された第2所定スリップ率ε2以上か否か判断する。第2所定スリップ率ε2はスリップ率εがそれ以上のときにプロペラ22のグリップ力が弱いと判断できるような値に設定され、例えば0.5とされる。即ち、S146はS134でスロットル開度THを補正したにも関わらず、スリップ率εが上昇してプロペラ22のグリップ力が弱くなったか否かを判断する処理である。
In S136, that is, when the slip ratio ε exceeds the first predetermined slip ratio ε1 and the slip ratio change amount Dε exceeds the predetermined slip ratio change amount Dε1, the process proceeds to S146, where the slip ratio ε is the first predetermined slip ratio ε1. It is determined whether or not it is equal to or higher than a second predetermined slip ratio ε2 set higher than the slip ratio ε1. The second predetermined slip ratio ε2 is set to such a value that it can be determined that the gripping force of the
S146で肯定されるときはS148に進み、点火時期遅角フラグ(初期値0)のビットを1にセットする。このフラグのビットが1にセットされるときは図示しないプログラムにおいてエンジン50の点火時期を遅角する制御を行う。具体的にはエンジン回転数NEなどに基づいて算出された点火時期を所定の遅角量(例えば5度)だけ遅角し、エンジン50の出力を低下させる。
When the result in S146 is affirmative, the program proceeds to S148, where the bit of the ignition timing retard flag (initial value 0) is set to 1. When the bit of this flag is set to 1, control for retarding the ignition timing of the
エンジン50の出力を低下させると、その後プロペラ22のグリップ力は瞬時的に増加し、スリップ率εが減少して第2所定スリップ率ε2未満となる。そのときはS146で否定されてS150に進み、点火時期遅角フラグのビットを0にリセットし、エンジン50の点火時期を遅角する制御を中止し、通常の点火時期制御を実行する。
When the output of the
ところで、S138で変速段を1速に変速するとエンジン回転数NEは上昇し、S116の第1所定回転数NE1に到達する。よって、次回以降のプログラムループではS116で肯定されてS152の処理に進む。尚、S116は加速が終了(加速領域が飽和)に近づいたか否かを判断するための処理であるため、第1所定回転数NE1は比較的高い値(例えば5000rpm)に設定される。 By the way, when the gear position is changed to the first speed in S138, the engine speed NE increases and reaches the first predetermined speed NE1 in S116. Therefore, in the program loop after the next time, the determination in S116 is affirmative and the process proceeds to S152. Note that since S116 is a process for determining whether or not the acceleration has ended (the acceleration region is saturated), the first predetermined rotational speed NE1 is set to a relatively high value (for example, 5000 rpm).
S152ではGPS受信装置38の出力値に基づき、航行速度Vの所定時間当たりの変化量を示す航行加速度a(m/s2)を検出する。
In S152, based on the output value of the
次いでS154に進み、検出された航行加速度aが所定値a1以下か否か、即ち、1速でのトルク増幅を利用した加速が終了したか否か判断し、否定されるときは処理を終了する一方、肯定されるときはS156に進み、プロペラ22のスリップ率εをS130と同様に式(1)(2)を用いて検出する。
Next, in S154, it is determined whether or not the detected navigation acceleration a is equal to or less than a predetermined value a1, that is, whether or not acceleration using torque amplification at the first speed has ended. On the other hand, when the result is affirmative, the routine proceeds to S156, where the slip ratio ε of the
次いでS158に進み、検出されたスリップ率εが第3所定スリップ率ε3以下か否か判断する。第3所定スリップ率ε3はスリップ率εがそれ以下のときにグリップ力が比較的強いと判断できるような低い値、例えば0.3に設定される。従って、S158はプロペラ22のグリップ力が比較的強い状態にあるか否か判断する処理である。
Next, in S158, it is determined whether or not the detected slip ratio ε is equal to or smaller than a third predetermined slip ratio ε3. The third predetermined slip ratio ε3 is set to a low value, for example, 0.3, so that it can be determined that the grip force is relatively strong when the slip ratio ε is less than that. Accordingly, S158 is processing for determining whether or not the gripping force of the
S158で否定されるときは処理を終了する一方、肯定されるときはS160に進み、第1、第2電磁ソレノイドバルブ106a,106bを共にオンして変速段を1速から2速に変速(シフトアップ)すると共に、S162に進んで2速変速フラグのビットを1にセットする。また、S164に進んで転舵制御中フラグのビットを0にリセットする。
When the result in S158 is negative, the process ends. When the result is affirmative, the process proceeds to S160, and both the first and second
S162において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ループではS112で否定されてS166に進む。S166では転舵制御中フラグのビットが0か否か判断し、肯定されるときはS160に進む一方、否定されるときはS168に進んでトリムアップ許可フラグのビットを1にセットする。 If the bit of the 2nd speed shift flag is set to 1 in S162, the program loop after the next time is denied in S112 and proceeds to S166. In S166, it is determined whether or not the bit of the steering control flag is 0. When the result is affirmative, the process proceeds to S160. When the result is negative, the process proceeds to S168 and the bit of the trim-up permission flag is set to 1.
また、S110で肯定、即ち、スロットル開度THの変化量DTHが既定値DTH1未満、換言すると、エンジン50に対して操船者から減速が指示されているときはS170に進み、第1、第2電磁ソレノイドバルブ106a,106bを共にオンして変速段を2速に変速する。その後、S172,S174,S176に進んで2速変速フラグ、加速中フラグおよび転舵制御中フラグのビットを0にリセットすると共に、S178に進んでイニシャルトリムフラグ(初期値0)のビットを1にセットする。
In S110, that is, when the change amount DTH of the throttle opening TH is less than the predetermined value DTH1, in other words, when the engineer instructs the
イニシャルトリムフラグのビットが1にセットされることは後述するトリムダウンの実行が許可されていることを意味し、0にリセットされることはトリムダウンの必要がないことを意味する。 When the bit of the initial trim flag is set to 1, it means that execution of trim down described later is permitted, and when it is reset to 0, it means that trim down is not necessary.
また、S104で肯定、即ち、検出された転舵角αが所定角度α1以上と判断されるときはS180に進み、転舵制御を実行する。 Further, when the result in S104 is affirmative, that is, when the detected turning angle α is determined to be equal to or larger than the predetermined angle α1, the process proceeds to S180, and the turning control is executed.
図7は転舵制御動作を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。同図に示すように、S200において転舵制御中フラグのビットが0か否か判断し、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に進み、エンジン回転数NEを検出する。 FIG. 7 is a sub-routine flow chart showing the steering control operation. As shown in the figure, in S200, it is determined whether or not the bit of the steering control flag is 0. When the result is negative, the subsequent processing is skipped, while when the result is affirmative, the process proceeds to S202, and the engine speed NE is determined. Is detected.
次いでS204に進み、エンジン回転数NEが第2所定回転数NE2(例えば800rpm)以下か否か判断し、肯定されるとき、即ち、エンジン回転数NEがアイドル回転数またはそれに近い回転数であるときは定点旋回を実行すべくS206以降の処理に進む。 Next, the routine proceeds to S204, where it is determined whether or not the engine speed NE is equal to or lower than a second predetermined speed NE2 (for example, 800 rpm), and when the determination is affirmative, that is, when the engine speed NE is at an idle speed or a speed close thereto. Advances to the processing from S206 to execute fixed-point turning.
S206では制御の対象となる船外機が旋回方向内側の船外機か否か、換言すると、第1船外機10Aと第2船外機10Bのうち、どちらの船外機が旋回方向内側の船外機であるかを転舵角αにより判断する。具体的には転舵角αを検出し、検出された転舵角αが反時計方向(時計回り)に転舵したと判断されるときは進行方向左側の第1船外機10Aを旋回方向内側の船外機として定め、進行方向右側の第2船外機10Bを旋回方向外側の船外機として定める。
In S206, whether or not the outboard motor to be controlled is an outboard motor on the inner side in the turning direction, in other words, which outboard motor of the first
一方、転舵角αが時計方向(反時計回り)に転舵したと判断されるときは進行方向右側の第2船外機10Bを旋回方向内側の船外機として定め、進行方向左側の第1船外機10Aを旋回方向外側の船外機として定める。
On the other hand, when it is determined that the turning angle α is turned clockwise (counterclockwise), the second
S206で肯定、即ち、制御の対象となる船外機が旋回方向内側の船外機であると判断されるときはS208に進み、旋回方向内側の船外機について定点旋回制御を実行し、S206で否定、即ち、制御の対象となる船外機が旋回方向外側の船外機であると判断されるときはS210に進み、旋回方向外側の船外機について定点旋回制御を実行する。 If it is affirmative in S206, that is, if it is determined that the outboard motor to be controlled is an outboard motor inside the turning direction, the process proceeds to S208, and fixed point turning control is executed for the outboard motor inside the turning direction. If NO, that is, if it is determined that the outboard motor to be controlled is an outboard motor on the outer side in the turning direction, the process proceeds to S210, and fixed point turning control is executed for the outboard motor on the outer side in the turning direction.
尚、旋回方向内側の船外機の定点旋回制御(S208)とは変速段をリバースにするように変速機24の動作を制御することをいい、旋回方向外側の船外機の定点旋回制御(S210)とは変速段を1速にするように変速機24の動作を制御することをいう。このように制御することで船体12のスムーズな定点旋回が可能となる。
The fixed-point turning control (S208) of the outboard motor on the inner side in the turning direction means that the operation of the
また、S204で否定、即ち、エンジン回転数NEが第2所定回転数NE2を超えるときはS212に進み、エンジン回転数NEが第3所定回転数NE3(所定回転数)を超えるか否か判断する。S212は船体12が最高速付近で転舵しているか否かを判断する処理であるため、第3所定回転数NE3は例えば5000rpmに設定される。
If NO in S204, that is, if the engine speed NE exceeds the second predetermined speed NE2, the process proceeds to S212, and it is determined whether the engine speed NE exceeds the third predetermined speed NE3 (predetermined speed). . Since S212 is processing for determining whether or not the
S212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S214に進み、プロペラ22のスリップ率εを検出する。
When the result in S212 is negative, the subsequent processing is skipped. When the result is affirmative, the process proceeds to S214, and the slip ratio ε of the
次いでS216に進み、検出されたスリップ率εが第4所定スリップ率ε4(所定スリップ率)以上か否か判断し、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S218に進み、第1電磁ソレノイドバルブ106aをオン、第2電磁ソレノイドバルブ106bをオフして変速段を1速に変速する。尚、第4所定スリップ率ε4は例えば第1所定スリップ率ε1と同様、グリップ力が比較的強いと判断できる値、例えば0.3に設定される。
Next, in S216, it is determined whether or not the detected slip ratio ε is equal to or greater than a fourth predetermined slip ratio ε4 (predetermined slip ratio). When the result is negative, the subsequent processing is skipped, while when the result is affirmative, the process proceeds to S218. The first
このように、S104およびS212からS218などの処理は転舵角αが所定角度α1(例えば15度)以上と判断され(S104)、エンジン回転数NEが第3所定回転数NE3(例えば5000rpm)を超えると判断されたとき(S212)、換言すると、最高速付近で比較的大きな転舵(大転舵)が検出されたとき、スリップ率εに基づいて変速段を選択するように変速機24の動作を制御するものである(S216,S218等)。
As described above, in the processes from S104 and S212 to S218, the turning angle α is determined to be equal to or greater than a predetermined angle α1 (for example, 15 degrees) (S104), and the engine speed NE is set to the third predetermined speed NE3 (for example, 5000 rpm). When it is determined that the transmission speed exceeds (S212), in other words, when a relatively large turning (large turning) is detected near the maximum speed, the
具体的には最高速付近で大転舵が検出された場合であって、スリップ率εが第4所定スリップ率ε4以上、即ち、グリップ力が弱くスリップが多いときは変速段を1速にしてスリップ率を低めるような制御を行い、スリップ率εが第4所定スリップ率ε4未満であり、グリップ力が強く(あるいはグリップ力が回復し)スリップが少ないときは変速段を2速(のまま)にするものである。 Specifically, when a large turning is detected near the maximum speed, when the slip ratio ε is equal to or greater than the fourth predetermined slip ratio ε4, that is, when the grip force is weak and the slip is large, the gear position is set to the first speed. Control is performed to reduce the slip ratio. When the slip ratio ε is less than the fourth predetermined slip ratio ε4 and the grip force is strong (or the grip force is recovered) and the slip is small, the gear position is set to the second speed (remains). It is to make.
尚、図7フロー・チャートに示す転舵制御は船外機ごとに行われる。従って、例えば本実施例のように2基の船外機10A,10Bを備えた船舶1の場合、それぞれの船外機10Aまたは10Bごとに転舵制御が行われる。具体的には船外機10Aまたは10Bごとにスリップ率εを検出し、それぞれのスリップ率εに基づいてそれぞれの変速段が選択される。
The steering control shown in the flowchart of FIG. 7 is performed for each outboard motor. Therefore, for example, in the case of the
次いでS220に進み、転舵制御中フラグのビットを1にセットして処理を終了する。 Next, in S220, the bit of the steering control in progress flag is set to 1, and the process is terminated.
図6フロー・チャートの説明に戻ると、次いでS182に進み、イニシャルトリムフラグのビットを1にセットして処理を終了する。 Returning to the description of the flow chart of FIG. 6, the process then proceeds to S182 where the bit of the initial trim flag is set to 1 and the process ends.
図5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トリムアップ判定処理を行う。
Returning to the description of the flow chart of FIG. 5, next, the process proceeds to S <b> 12, and a trim-up determination process is performed to determine whether or not to perform trim-up of the
図8はトリムアップ判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。同図に示すように、S300においてトリムアップ許可フラグのビットが1か否か判断し、否定されるときはトリムアップの必要がないことからS302に進んで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、肯定されるときはS304に進み、トリム角θが既定角度θ1(例えば10度)未満か否か判断する。 FIG. 8 is a sub-routine flowchart showing the trim-up determination process. As shown in the figure, it is determined in S300 whether or not the bit of the trim-up permission flag is 1, and if it is negative, there is no need for trim-up, so that the process proceeds to S302 to stop the trim-up. If the determination is affirmative, the process proceeds to S304, in which it is determined whether the trim angle θ is less than a predetermined angle θ1 (for example, 10 degrees).
S304で肯定されるときはS306に進み、トリムユニット26を動作させてトリムアップを実行、正確にはトリムアップを開始する一方、否定されるときはS302に進み、トリムアップを停止する。
When the result in S304 is affirmative, the program proceeds to S306, in which the
図5フロー・チャートの説明に戻ると、次いでS14に進み、船外機10のトリムダウンを実行してトリム角θをイニシャル化(初期化)、即ち、トリム角θを初期角度にすべきか否かのイニシャルトリム判定処理を行う。
Returning to the description of the flow chart of FIG. 5, next, the process proceeds to S14, where the trim down of the
図9はイニシャルトリム判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。同図に示すように、S400においてイニシャルトリムフラグのビットが1か否か判断し、否定されるときはトリムアップが行われていないため、以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはS402に進み、トリム角θが初期角度θ0(具体的には0度)か否か判断する。 FIG. 9 is a sub-routine flowchart showing the initial trim determination process. As shown in the figure, in S400, it is determined whether or not the bit of the initial trim flag is 1. When the result is negative, trimming is not performed, so the subsequent processing is skipped, while when the result is positive, S402. Then, it is determined whether or not the trim angle θ is the initial angle θ0 (specifically, 0 degree).
S402で否定されるときはS404に進み、トリムユニット26を動作させてトリムダウンを開始する。その後、トリム角θが初期角度θ0になった(戻った)ときはS402で肯定されてS406に進み、イニシャルトリムフラグのビットを0にリセットし、S408に進んでトリムダウンを停止して処理を終了する。
When the result in S402 is negative, the program proceeds to S404, where the
このように、転舵制御が実行されると(S180)、イニシャルトリムフラグのビットが1にセットされ(S182)、トリム角θが初期角度θ0(0度)にリセットされる(S400〜S408)。即ち、最高速付近で大転舵が検出されると、上記したように、スリップ率εに基づいて変速段が選択されると共に、トリム角θが初期角度θ0(0度)にリセットされる。一方、転舵角αが所定角度α1未満となると、トリム角θを既定角度θ1に戻す処理、即ち、トリム角θを転舵前の角度までトリムアップする(戻す)処理が実行される(S300〜S306)。 Thus, when the turning control is executed (S180), the bit of the initial trim flag is set to 1 (S182), and the trim angle θ is reset to the initial angle θ0 (0 degree) (S400 to S408). . That is, when large turning is detected near the maximum speed, as described above, the gear position is selected based on the slip ratio ε, and the trim angle θ is reset to the initial angle θ0 (0 degree). On the other hand, when the turning angle α is less than the predetermined angle α1, a process of returning the trim angle θ to the predetermined angle θ1, that is, a process of trimming up (returning) the trim angle θ to the angle before the turning is executed (S300). To S306).
図10は上記した処理の一部を説明するタイム・チャートである。同図に示すように、時刻t1ではシフト・スロットルレバー34がフォワード位置(レバー位置センサ36の出力電圧がフォワード位置を示す値(例えば4.5V))にあり(S100)、転舵角センサ40により検出された転舵角αが15度以上(S104)、かつ第1、第2船外機10A,10Bのエンジン回転数NEが5000rpmを超えるため(S212)、第1、第2船外機10A,10Bのトリムダウンを開始する(S182,S400〜S408)。このトリムダウンはトリム角が初期角度θ0(0度)となるように制御される(S402)。
FIG. 10 is a time chart for explaining a part of the above processing. As shown in the figure, at time t1, the shift /
次いで時刻t2では第1船外機10Aのプロペラ22のスリップ率εが第4所定スリップ率(所定スリップ率)ε4(30%)以上となったため、第1船外機10Aの変速機24の第2ソレノイドバルブ106b(図で「第2SOL」と示す)をオフにして(第1ソレノイドバルブ106a(図で「第1SOL」と示す)はオンのまま)、変速段を1速に変速する(S216,S218)。尚、第2船外機10Bのプロペラ22のスリップ率εは第4所定スリップ率εt4未満のため、第2船外機10Bの変速機24の第1ソレノイドバルブ106aと第2ソレノイドバルブ106bはオン、即ち、変速段は2速のままである。
Next, at time t2, since the slip ratio ε of the
時刻t3では転舵角αが所定角度α1未満に戻ったため(S104)、第1船外機10Aの変速機24の第2ソレノイドバルブ106bをオンにして変速段を2速に変速する(S160)。また、第1、第2船外機10A,10Bのトリムアップを開始してトリム角θを転舵前の角度(既定角度θ1。例えば10度)に戻すように制御する(S168,S300〜S306)。
Since the turning angle α has returned to less than the predetermined angle α1 at time t3 (S104), the
以上の如く、この発明の実施例にあっては、船体12に取り付け可能であると共に、内燃機関(エンジン)50からの動力をプロペラ22に伝達する動力伝達軸(メインシャフト60、プロペラシャフト62、カウンタシャフト68)に介挿され、少なくとも1速、2速を含む選択可能な複数の変速段を有し、前記内燃機関の出力を前記複数の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24を備える船外機10(10A,10B)の制御装置において、前記内燃機関の機関回転数NEを検出する機関回転数検出手段(クランク角センサ122。ECU20。S202)と、前記船外機の前記船体に対する転舵角αを検出する転舵角検出手段(転舵角センサ40。ECU20。S102)と、前記船体の理論速度Vaと実速度Vとに基づいて前記プロペラのスリップ率εを検出するスリップ率検出手段(ECU20。S214)と、前記検出された転舵角αが所定角度α1未満のとき、少なくとも前記検出された機関回転数NEに基づいて前記複数の変速段のうちのいずれかの変速段を選択する一方(ECU20。S104,S138,S160等)、前記検出された転舵角αが前記所定角度α1以上のとき、前記検出されたスリップ率εに基づいて前記複数の変速段のうちのいずれかの変速段を選択するように前記変速機の動作を制御する変速機制御手段(ECU20。S104,S216,S218)とを備える如く構成、即ち、船体12が所定角度α1以上転舵したとき、スリップ率εに基づいて変速段を選択するようにしたので、スリップ率εの上昇を抑えることができ、キャビテーションを効果的に抑制することができる。このため、例えば大転舵が生じた場合であってもスムーズに方向転換や旋回することできるようになる。また、スムーズに方向転換や旋回を行うために、例えばスロットル開度などを微妙に調整する必要などもない。
As described above, in the embodiment of the present invention, the power transmission shaft (the
また、前記変速機制御手段は、前記検出された転舵角αが前記所定角度α1以上で、かつ前記検出された機関回転数NEが所定回転数(第3所定回転数)NE3以上のとき、前記検出されたスリップ率εに基づいて前記複数の変速段のうちのいずれかの変速段を選択するように前記変速機24の動作を制御する(ECU20。S104,S212,S216,S218)如く構成したので、最高速付近で大転舵する場合であってもキャビテーションを効果的に抑制することができ、よってスムーズに旋回できるようになる。
Further, the transmission control means, when the detected turning angle α is not less than the predetermined angle α1, and the detected engine speed NE is not less than a predetermined speed (third predetermined speed) NE3, Based on the detected slip ratio ε, the operation of the
また、前記変速機制御手段は、前記検出されたスリップ率εが所定スリップ率(第4所定スリップ率)ε4以上のとき、前記複数の変速段のうちの1速を選択するように前記変速機24の動作を制御する(ECU20。S216,S218)如く構成したので、キャビテーションを一層効果的に抑制することができ、よってスムーズに旋回できるようになる。
The transmission control means is configured to select the first speed of the plurality of shift stages when the detected slip ratio ε is equal to or greater than a predetermined slip ratio (fourth predetermined slip ratio) ε4. Since the operation of
また、前記変速機制御手段は、前記検出された転舵角αが前記所定角度α1以上になってから前記所定角度α1未満になったとき、前記複数の変速段のうちの2速以上の変速段を選択するように前記変速機24の動作を制御する(ECU20。S104,S126,S160,S170)如く構成したので、転舵が終了した後は通常航行にスムーズに移行することができる。
Further, the transmission control means is configured to change the speed of the second gear or more among the plurality of shift speeds when the detected turning angle α becomes less than the predetermined angle α1 after becoming the predetermined angle α1 or more. Since the operation of the
また、前記船体に対するトリム角θをトリムアップ/ダウンによって調整可能なトリム角調整機構(トリムユニット)26と、前記検出された転舵角αが前記所定角度α1以上のとき、前記トリム角θが初期角度(0度)となるように前記トリム角調整機構26の動作を制御するトリム角制御手段(ECU20。S104,S182,S400〜S408)とを備える如く構成したので、一層スムーズに旋回できるようになる。
Further, when the trim angle adjustment mechanism (trim unit) 26 capable of adjusting the trim angle θ with respect to the hull by trimming up / down, and when the detected turning angle α is equal to or greater than the predetermined angle α1, the trim angle θ is Since the trim angle control means (ECU20, S104, S182, S400 to S408) for controlling the operation of the trim
また、前記トリム角制御手段は、前記検出された転舵角αが前記所定角度α1以上になってから前記所定角度α1未満になったとき、前記トリム角θが既定角度θ1となるように前記トリム角調整機構26の動作を制御する(ECU20。S104,S168、S300〜S306)如く構成したので、転舵が終了した後は通常航行にスムーズに移行することができる。
Further, the trim angle control means is configured so that when the detected turning angle α becomes equal to or larger than the predetermined angle α1 and becomes less than the predetermined angle α1, the trim angle θ becomes the predetermined angle θ1. Since the operation of the trim
また、前記船外機を少なくとも2基(第1船外機10A、第2船外機10B)備える如く構成したので、それぞれの船外機10A,10Bのプロペラ22のスリップ率εに基づいてそれぞれの船外機10A,10Bの変速機24を制御することができるため、状況に応じたよりきめ細かい制御が可能となってキャビテーションをより一層効果的に抑制することができ、よってスムーズに旋回できるようになる。
Further, since the outboard motor is configured to include at least two outboard motors (the first
尚、実施例では2基の船外機10A,10Bを備えた船舶1を例に説明したが、船外機は1基でも良く、さらには3基以上の船外機を備えた船舶にも本発明は適用される。
In the embodiment, the
また、所定角度α1、既定値DTH1、既定値DLVR1、第1所定回転数NE1、第2所定回転数NE2、第3所定回転数NE3、第1所定スリップ率ε1、第2所定スリップ率ε2、第3所定スリップ率ε3、第4所定スリップ率ε4、所定スリップ率変化量Dε1、初期角度θ0、既定角度θ1、エンジン50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。
Further, a predetermined angle α1, a predetermined value DTH1, a predetermined value DLVR1, a first predetermined rotational speed NE1, a second predetermined rotational speed NE2, a third predetermined rotational speed NE3, a first predetermined slip ratio ε1, a second predetermined slip ratio ε2, 3 The predetermined slip ratio ε3, the fourth predetermined slip ratio ε4, the predetermined slip ratio change amount Dε1, the initial angle θ0, the predetermined angle θ1, the exhaust amount of the
10(10A,10B) 船外機、12 船体、20 ECU(電子制御ユニット)、22 プロペラ、24 変速機、26 トリムユニット(トリム角調整機構)、40 転舵角センサ(転舵角検出手段)、50 エンジン(内燃機関)、60 メインシャフト(動力伝達軸)、62 プロペラシャフト(動力伝達軸)、68 カウンタシャフト(動力伝達軸)、122 クランク角センサ(機関回転数検出手段)
10 (10A, 10B) Outboard motor, 12 hull, 20 ECU (electronic control unit), 22 propeller, 24 transmission, 26 trim unit (trim angle adjustment mechanism), 40 turning angle sensor (steering angle detection means) , 50 engine (internal combustion engine), 60 main shaft (power transmission shaft), 62 propeller shaft (power transmission shaft), 68 counter shaft (power transmission shaft), 122 crank angle sensor (engine speed detection means)
Claims (7)
The outboard motor control device according to any one of claims 1 to 6, comprising at least two outboard motors.
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