JP6080575B2 - 船舶の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は船舶の制御装置に関し、より詳しくは少なくとも３基の船外機を備えた船舶の制御装置に関する。

従来より、船外機を備えた船舶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）。

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。

特開２０１１−１８３９０３号公報

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。特に、例えば３基以上の船外機を備えた船舶の場合には各船外機の変速機を一律に制御するだけではスムーズな旋回を実現させるのは難しい。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、３基以上の船外機を備えた船舶であっても転舵時に生じる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舶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に係る船舶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それぞれ有し、左舷から第１、第２、第３船外機の順に並列に配置されてなる少なくとも３基の船外機を備えた船舶の制御装置において、前記第１船外機の内燃機関の機関回転数を検出する第１機関回転数検出手段と、前記第２船外機の内燃機関の機関回転数を検出する第２機関回転数検出手段と、前記第３船外機の内燃機関の機関回転数を検出する第３機関回転数検出手段と、前記第１、第２、第３船外機からなる少なくとも３基の船外機のうちのいずれかの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、前記第１機関回転数検出手段によって検出された機関回転数に基づいて算出された前記船体の理論速度と前記船体の実速度とから前記第１船外機のプロペラのスリップ率を検出する第１スリップ率検出手段と、前記第３機関回転数検出手段によって検出された機関回転数に基づいて算出された前記船体の理論速度と前記船体の実速度とから前記第３船外機のプロペラのスリップ率を検出する第２スリップ率検出手段と、前記第１スリップ率検出手段によって検出されたスリップ率と前記第２スリップ率検出手段によって検出されたスリップ率との差分を算出するスリップ率差分算出手段と、前記検出された転舵角が所定角度未満のときは少なくとも前記第２機関回転数検出手段によって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所定角度以上のときは前記算出された差分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第２船外機の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。

請求項２に係る船舶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、かつ前記第１、第２、第３機関回転数検出手段によって検出された機関回転数のうちの少なくともいずれかが所定回転数以上のとき、前記算出された差分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第２船外機の変速機の動作を制御する如く構成した。

請求項３に係る船舶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、かつ前記算出された差分が所定値以上のとき、前記複数の変速段のうちの１速を選択するように前記第２船外機の変速機の動作を制御する如く構成した。

請求項４に係る船舶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、かつ前記算出された差分が前記所定値以上になってから前記所定値未満になったとき、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第２船外機の変速機の動作を制御する如く構成した。

請求項５に係る船舶の制御装置にあっては、前記第１、第２、第３船外機の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。

請求項６に係る船舶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。

請求項１に係る船舶の制御装置にあっては、左舷から第１、第２、第３船外機の順に並列に配置されてなる少なくとも３基の船外機を備えた船舶の制御装置において、第１、第２、第３船外機からなる少なくとも３基の船外機のうちのいずれかの船外機の船体に対する転舵角を検出し、第１船外機の内燃機関の機関回転数に基づいて算出された船体の理論速度と船体の実速度とから検出された第１船外機のプロペラのスリップ率と、第３船外機の内燃機関の機関回転数に基づいて算出された船体の理論速度と船体の実速度とから検出された第３船外機のプロペラのスリップ率との差分を算出すると共に、検出された転舵角が所定角度未満のときは少なくとも第２船外機の内燃機関の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は算出された差分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第２船外機の変速機の動作を制御する如く構成したので、３基以上の船外機を備えた船舶であっても転舵時に生じる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。

請求項２に係る船舶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、かつ第１、第２、第３船外機の内燃機関の機関回転数のうちの少なくともいずれかが所定回転数以上のとき、算出された差分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第２船外機の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、３基以上の船外機を備えた船舶が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。

請求項３に係る船舶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、かつ算出された差分が所定値以上のとき、複数の変速段のうちの１速を選択するように第２船外機の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。

請求項４に係る船舶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、かつ算出された差分が所定値以上になってから所定値未満になったとき、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第２船外機の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。

請求項５に係る船舶の制御装置にあっては、第１、第２、第３船外機の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、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。

請求項６に係る船舶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。

この発明の実施例に係る船舶を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とトリム角制御動作を示すフロー・チャートである。 図５フロー・チャート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。 図６フロー・チャートの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。 図７フロー・チャートの左舷側または右舷側の船外機の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。 図５フロー・チャートの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。 図５フロー・チャートの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。 図５から図１０フロー・チャートの処理の一部を説明するタイム・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舶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舶を全体的に示す概略図である。

図１において符号１は３基の船外機１０が船体（艇体）１２に搭載されてなる、いわゆる３基掛けの船舶を示す。各船外機１０は左舷（進行方向左側）から第１船外機１０Ａ、第２船外機１０Ｂ、第３船外機１０Ｃの順に並列に配置される。尚、第１、第２、第３船外機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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はいずれのギヤとも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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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各船外機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃごとに所定の周期（例えば１００ｍｓｅｃ）で実行される。

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。

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（図６では第１船外機１０Ａの変速段判定処理を例に説明する）。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。

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。

次いでＳ１０４に進み、検出された転舵角αが所定角度αｔ（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。

次いでＳ１１０に進み、変化量ＤＴＨが負値に設定された既定値ＤＴＨｔ（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。

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。

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（第１船外機１０Ａのエンジン回転数ＮＥ１）を検出する。尚、制御対象が第２船外機１０Ｂの場合にはエンジン回転数ＮＥ２を、第３船外機１０Ｃの場合にはエンジン回転数ＮＥ３を検出する。

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ＮＥｔ１以上か否か判断する。第１所定回転数ＮＥｔ１については後述する。

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ＮＥｔ１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。

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。

次いでＳ１２４に進み、変化量ＤＬＶＲが既定値ＤＬＶＲｔ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ＤＬＶＲｔ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。

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。

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（第１船外機１０Ａのプロペラ２２のスリップ率ε１）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）

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）

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。

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。

次いでＳ１３６に進み、スリップ率εが第１所定スリップ率εｔ１以下で、かつ変化量Ｄεが所定スリップ率変化量Ｄεｔ１以下か否か判断する。第１所定スリップ率εｔ１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Ｄεｔ１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。

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。

次いでＳ１４０に進み、転舵制御中フラグ、１速変速フラグおよび２速協調可能フラグのビットをそれぞれ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。尚、１速変速フラグおよび２速協調可能フラグについては後述する。

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。

また、Ｓ１３６で否定、即ち、スリップ率εが第１所定スリップ率εｔ１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Ｄεｔ１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εｔ１より高く設定された第２所定スリップ率εｔ２以上か否か判断する。第２所定スリップ率εｔ２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。

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。

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εｔ２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。

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ＮＥｔ１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ＮＥｔ１は比較的高い値（例えば５０００ｒｐｍ）に設定される。

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。

次いでＳ１５４に進み、検出された航行加速度ａが所定値ａｔ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。

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εｔ３以下か否か判断する。第３所定スリップ率εｔ３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。

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、１速変速フラグおよび２速協調可能フラグのビットをそれぞれ０にリセットする。

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。

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ＤＴＨｔ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、転舵制御中フラグ、１速変速フラグおよび２速協調可能フラグのビットを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。

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。

また、Ｓ１０４で肯定、即ち、検出された転舵角αが所定角度αｔ以上と判断されるときはＳ１８０に進み、転舵制御を実行する。

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では現在のプログラムループで制御対象となっている船外機が最も左舷側に配置された第１船外機１０Ａか、最も右舷側に配置された第３船外機１０Ｃか、または第１船外機１０Ａと第３船外機１０Ｃの間に配置された第２船外機１０Ｂかを判断し、制御対象となっている船外機が第１船外機１０Ａまたは第３船外機１０Ｃの場合にはＳ２０２に進んで第１船外機１０Ａまたは第３船外機１０Ｃの転舵制御を実行する一方、制御対象となっている船外機が第２船外機１０Ｂの場合にはＳ２０４以降の処理に進んで第２船外機１０Ｂの転舵制御を実行する。

図８は第１船外機１０Ａと第３船外機１０Ｃの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、Ｓ３００において２速協調可能フラグのビットが０か否か判断する。２速協調可能フラグのビットは初期値が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Ｓ３０２に進み、転舵制御中フラグのビットが０か否か判断する。転舵制御中フラグのビットも初期値は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Ｓ３０４に進み、エンジン回転数ＮＥ（ＮＥ１または第３船外機１０Ｃのエンジン回転数ＮＥ３）を検出する。

次いでＳ３０６に進み、エンジン回転数ＮＥが第２所定回転数ＮＥｔ２（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のときは定点旋回を実行すべくＳ３０８以降の処理に進む。

Ｓ３０８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３船外機１０Ｃ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（反時計回り）に転舵したと判断されるときは左舷側（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、右舷側（進行方向右側）の第３船外機１０Ｃを旋回方向外側の船外機として定める。

一方、転舵角αが時計方向（時計回り）に転舵したと判断されるときは右舷側（進行方向右側）の第３船外機１０Ｃを旋回方向内側の船外機として定め、左舷側（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。

Ｓ３０８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Ｓ３１０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、Ｓ３０８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Ｓ３１２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。

尚、旋回方向内側の船外機の定点旋回制御（Ｓ３１０）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（Ｓ３１２）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。

また、Ｓ３０６で否定、即ち、エンジン回転数ＮＥが第２所定回転数ＮＥｔ２を超えるときはＳ３１４に進み、エンジン回転数ＮＥが第３所定回転数ＮＥｔ３（所定回転数）以上か否か判断する。Ｓ３１４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ＮＥｔ３は例えば５０００ｒｐｍに設定される。

Ｓ３１４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Ｓ３１６に進み、プロペラ２２のスリップ率ε（ε１または第３船外機１０Ｃのプロペラ２２のスリップ率ε３）を検出する。

次いでＳ３１８に進み、検出されたスリップ率εが第４所定スリップ率εｔ４（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Ｓ３２０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εｔ４は例えば第１所定スリップ率εｔ１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。

このように、Ｓ１０４およびＳ３１４からＳ３２０などの処理は、転舵角αが所定角度αｔ（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ＮＥｔ３（例えば５０００ｒｐｍ）を超えると判断されたとき（Ｓ３１４）、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、両端の船外機、即ち、第１船外機１０Ａと第３船外機１０Ｃの変速段をそれぞれのスリップ率ε１，ε３に基づいてそれぞれ選択するものである（Ｓ３１８，Ｓ３２０等）。

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εｔ４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εｔ４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。

次いでＳ３２２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。転舵制御中フラグのビットが１にセットされると、次回以降のプログラムループではＳ３０２で否定されてＳ３０４からＳ３２２までの処理をスキップする。尚、Ｓ３２４の処理については後述する。

図７フロー・チャートの説明に戻ると、Ｓ２００で否定、即ち、現在のプログラムループにおける制御対象が第２船外機１０ＢであるときはＳ２０４に進む。Ｓ２０４以降の処理は第２船外機１０Ｂの転舵制御を説明するものであるが、先ずＳ２０４では図８のＳ３１６で検出した第１船外機１０Ａのプロペラ２２のスリップ率ε１および第３船外機１０Ｃのプロペラ２２のスリップ率ε３を用いて、その差分（以下「スリップ率差」という）ｄを算出する。

スリップ率差ｄはスリップ率ε１からスリップ率ε３を減算（またはスリップ率ε３からスリップ率ε１を減算）した値の絶対値（｜ε１−ε３｜）として算出されるため、例えばスリップ率ε１が１０％（０．１）、スリップ率ε３が２０％（０．２）の場合には１０％（０．１）となる。

スリップ率ε１とスリップ率ε３はそれぞれ式（１）（２）を用いて検出されるが、スリップ率ε１は第１船外機１０Ａのエンジン回転数ＮＥ１に基づいて算出された船体１２の理論速度Ｖａと船体１２の実速度Ｖとから検出され、スリップ率ε３は第３船外機１０Ｃのエンジン回転数ＮＥ３に基づいて算出された船体１２の理論速度Ｖａと船体１２の実速度Ｖとから検出される。

尚、スリップ率差ｄは上記したように、図８のＳ３１４でエンジン回転数ＮＥが第３所定回転数ＮＥｔ３を超えたと判断された後にＳ３１６で検出されたスリップ率ε１，ε３に基づいて算出されるため、スリップ率差ｄが算出されるＳ２０４の時点では既にエンジン回転数ＮＥが第３所定回転数ＮＥｔ３を上回っている状態、即ち、最高速付近で大転舵が生じている状態になっている。

次いでＳ２０６に進み、１速変速フラグのビットが０か否か判断する。１速変速フラグのビットは初期値が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Ｓ２０８に進み、算出されたスリップ率差ｄが第１所定スリップ率差ｄｔ１以上か否か判断する。第１所定スリップ率差ｄｔ１については後述する。

Ｓ２０８で肯定されるときはＳ２１０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をオフして変速機２４の変速段を１速に変速すると共に、Ｓ２１２に進み、１速変速フラグのビットを１にセットする。従って、１速変速フラグのビットは算出されたスリップ率差ｄが第１所定スリップ率差ｄｔ１以上となって第２船外機１０Ｂの変速段が１速に変速されたときに１にセットされる。

尚、スリップ率差ｄが大きいということは、第１船外機１０Ａと第３船外機１０Ｃとの協調運転が行い難い状況になっていると考えられるため、所望の方向へ効率的な推進力を得ることができなくなる。そこで、スリップ率差ｄが大きいときは第２船外機１０Ｂの変速段を１速に変速することで第２船外機１０Ｂのエンジン５０の出力トルクを増幅させて推進力（加速性能）の向上を図るようにした。また、スリップ率差ｄが大きいと第２船外機１０Ｂの変速タイミングが遅れるため、例えば再加速時に加速性が悪化することもあるが、第２船外機１０Ｂの変速段を１速に変速することでこのような問題も解消される。以上から、上記した第１所定スリップ率差ｄｔ１は第１船外機１０Ａと第３船外機１０Ｃとの協調運転が行い難い状況になったり、再加速時に加速性が悪化すると考えられる値（例えば２０％（０．２））に設定される。

Ｓ２１２で１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Ｓ２０６で否定されてＳ２１４に進み、算出されたスリップ率差ｄが第２所定スリップ率差ｄｔ２未満か否か判断される。Ｓ２１４はスリップ率差ｄが小さくなったか否かを判断する処理であるため、第２所定スリップ率差ｄｔ２は例えば５％とされる。

Ｓ２１４で否定されるときは処理を終了、即ち、スリップ率差ｄが依然として大きいため、変速段を１速のままとする一方、肯定されるときはＳ２１６に進み、第１電磁ソレノイドバルブ１０６ａと第２電磁ソレノイドバルブ１０６ｂを共にオンして変速段を２速に変速、即ち、スリップ率差ｄが小さくなったので、変速段を２速に変速する。

次いでＳ２１８に進み、２速協調可能フラグのビットを１にセットする。従って、２速協調可能フラグのビットはスリップ率差ｄが第１所定スリップ率差ｄｔ１以上となって第２船外機１０Ｂの変速段が１速に変速された後、スリップ率差ｄが第２所定スリップ率差ｄｔ２以下、即ち、スリップ率差が小さくなり、変速段が２速に変速されたとき１にセットされるものである。

２速協調可能フラグのビットが１にセットされると、図８フロー・チャートのＳ３００で否定されてＳ３２４に進み、第１、第２船外機１０Ａ，１０Ｂの第１電磁ソレノイドバルブ１０６ａと第２電磁ソレノイドバルブ１０６ｂを共にオンして変速段を２速に変速する。即ち、スリップ率差ｄが小さくなると、すべての船外機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの変速段を２速（同一の変速段）に変速し、各船外機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの協調運転を行うことによってスムーズな旋回や航行を実現するようにしている。

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。

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。

図９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、Ｓ４００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Ｓ４０２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、肯定されるときはＳ４０４に進み、トリム角θが既定角度θｔ１（例えば１０度）未満か否か判断する。

Ｓ４０４で肯定されるときはＳ４０６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Ｓ４０２に進み、トリムアップを停止する。

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θｔ０にすべきか否かのイニシャルトリム判定処理を行う。

図１０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、Ｓ５００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Ｓ５０２に進み、トリム角θが初期角度θｔ０（具体的には０度）か否か判断する。

Ｓ５０２で否定されるときはＳ５０４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θｔ０になった（戻った）ときはＳ５０２で肯定されてＳ５０６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、Ｓ５０８に進んでトリムダウンを停止して処理を終了する。

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θｔ０（０度）にリセットされる（Ｓ５００〜Ｓ５０８）。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θｔ０にリセットされる。一方、転舵角αが所定角度αｔ未満になると、トリム角θを既定角度θｔ１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（Ｓ４００〜Ｓ４０６）。

図１１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３船外機１０Ａ，１０Ｃのエンジン回転数ＮＥ１，ＮＥ３が５０００ｒｐｍを超えるため（Ｓ３１４）、第１、第２、第３船外機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのトリムダウンを開始する（Ｓ１８２，Ｓ５００〜Ｓ５０８）。このトリムダウンはトリム角が初期角度θｔ０（０度）となるように制御される（Ｓ５０２）。

また、第１船外機１０Ａのプロペラ２２のプロペラ２２のスリップ率ε１が第４所定スリップ率（所定スリップ率）εｔ４（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（Ｓ３１８，Ｓ３２０）。尚、第３船外機１０Ｃのプロペラ２２のスリップ率ε３は第４所定スリップ率εｔ４未満のため、第３船外機１０Ｃ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。

次いで時刻ｔ２ではスリップ率差ｄが第１スリップ率差ｄｔ１（２０％）以上となったため（Ｓ２０８）、第２船外機１０Ｂの変速機２４の第２ソレノイドバルブ１０６ｂをオフにして（第１ソレノイドバルブ１０６ａはオンのまま）、変速段を１速に変速する（Ｓ２１０）。

時刻ｔ３では転舵角αが所定角度αｔ未満に戻る（Ｓ１０４）と共に、スリップ率差ｄも第２スリップ率差ｄｔ２（５％）未満になったため（Ｓ２１４）、第２船外機１０Ｂ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（Ｓ２１６）。また、第１、第２、第３船外機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのトリムアップを開始してトリム角θを転舵前の既定角度θｔ１（１０度）に戻すように制御する（Ｓ１６８，Ｓ４００〜Ｓ４０６）。

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をそれぞれ有し、左舷から第１、第２、第３船外機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの順に並列に配置されてなる少なくとも３基の船外機を備えた船舶１の制御装置において、前記第１船外機１０Ａの内燃機関の機関回転数ＮＥ１を検出する第１機関回転数検出手段（クランク角センサ１２２。ＥＣＵ２０。Ｓ３０４）と、前記第２船外機１０Ｂの内燃機関の機関回転数ＮＥ２を検出する第２機関回転数検出手段（クランク角センサ１２２。ＥＣＵ２０。Ｓ１１４）と、前記第３船外機１０Ｃの内燃機関の機関回転数ＮＥ３を検出する第３機関回転数検出手段（クランク角センサ１２２。ＥＣＵ２０。Ｓ３０４）と、前記第１、第２、第３船外機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃからなる少なくとも３基の船外機のうちのいずれかの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、前記第１機関回転数検出手段によって検出された機関回転数ＮＥ１に基づいて算出された前記船体の理論速度Ｖａと前記船体の実速度Ｖとから前記第１船外機のプロペラのスリップ率ε１を検出する第１スリップ率検出手段（ＥＣＵ２０。Ｓ３１６）と、前記第３機関回転数検出手段によって検出された機関回転数ＮＥ３に基づいて算出された前記船体の理論速度Ｖａと前記船体の実速度Ｖとから前記第３船外機のプロペラのスリップ率ε３を検出する第２スリップ率検出手段（ＥＣＵ２０。Ｓ３１６）と、前記第１スリップ率検出手段によって検出されたスリップ率ε１と前記第２スリップ率検出手段によって検出されたスリップ率ε３との差分（スリップ差率）ｄを算出するスリップ率差分算出手段（ＥＣＵ２０。Ｓ２０４）と、前記検出された転舵角αが所定角度αｔ未満のときは少なくとも前記第２機関回転数検出手段によって検出された機関回転数ＮＥ２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αが所定角度αｔ以上のときは前記算出された差分ｄ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第２船外機の変速機１０Ｂの動作を制御する変速機制御手段（ＥＣＵ２０。Ｓ１０４，Ｓ２０８，Ｓ２１０，Ｓ２１４，Ｓ２１６等）とを備える如く構成したので、３基以上の船外機を備えた船舶１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。尚、スリップ率差ｄが大きいということは、第１船外機１０Ａと第３船外機１０Ｃとの協調運転が行い難い状況になっていると考えられるため、所望の方向へ効率的な推進力を得ることができなくなる。しかし、スリップ率差ｄが大きいときに第２船外機１０Ｂの変速段を１速に変速することで第２船外機１０Ｂのエンジン５０の出力トルクが増幅されるため、所望の方向への必要な推進力（加速性能）を得ることができるようになる。また、スリップ率差ｄに基づいて変速が行われるので、第２船外機１０Ｂの変速タイミングが遅れて再加速時に加速性が悪化することもなくなる。

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αｔ以上で、かつ前記第１、第２、第３機関回転数検出手段によって検出された機関回転数ＮＥ１，ＮＥ２，ＮＥ３のうちの少なくともいずれかが所定回転数（第３所定回転数）ＮＥｔ３以上のとき、前記算出された差分ｄ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第２船外機１０Ｂの変速機の動作を制御する（ＥＣＵ２０。Ｓ１０４，Ｓ２０８，Ｓ２１０，Ｓ２１４，Ｓ２１６，Ｓ３１４）如く構成したので、３基以上の船外機を備えた船舶１が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。即ち、最高速付近で大転舵すると大きな遠心力がかかってスムーズな旋回が困難となるため、通常、大転舵時は減速しながら転舵するようにしているが、この発明では差分ｄに基づいて変速機２４の動作を制御するので減速しなくてもスムーズに旋回できるようになる。

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αｔ以上で、かつ前記算出された差分ｄが所定値（第１所定スリップ率差）ｄｔ１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第２船外機１０Ｂの変速機の動作を制御する（ＥＣＵ２０。Ｓ２０８，Ｓ２１０）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。

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αｔ以上で、かつ前記算出された差分ｄが前記所定値（第１所定スリップ率差）ｄｔ１以上になってから前記所定値（第２所定スリップ率差）ｄｔ２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第２船外機１０Ｂの変速機の動作を制御する（ＥＣＵ２０。Ｓ２１４，Ｓ２１６）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。

また、前記第１、第２、第３船外機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの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αｔ以上のとき、前記トリム角θが初期角度θｔ０（０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（ＥＣＵ２０。Ｓ１０４，Ｓ１８２，Ｓ５００〜Ｓ５０８）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。

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αｔ以上になってから前記所定角度αｔ未満になったとき、前記トリム角θが既定角度θｔ１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、Ｓ４００〜Ｓ４０６）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。

尚、実施例では、船外機を例に説明したが、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、実施例では、３基の船外機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを備えた船舶１を例に説明したが、４基以上の船外機を備えた船舶にも本発明は適用される。

また、実施例では、第１所定スリップ率差ｄｔ１と第２所定スリップ率差ｄｔ２を異なる値（それぞれ２０％と５％）で示したが、これに限定されるものではなく、第１所定スリップ率差ｄｔ１と第２所定スリップ率差ｄｔ２を同じ値にしても良い。

また、所定角度αｔ、既定値ＤＴＨｔ、既定値ＤＬＶＲｔ、第１所定回転数ＮＥｔ１、第２所定回転数ＮＥｔ２、第３所定回転数ＮＥｔ３、第１所定スリップ率εｔ１、第２所定スリップ率εｔ２、第３所定スリップ率εｔ３、第４所定スリップ率εｔ４、所定スリップ率変化量Ｄε１、第１所定スリップ率差ｄｔ１、第２所定スリップ率差ｄｔ２、初期角度θｔ０、既定角度θｔ１、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。

１ 船舶、１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ） 船外機（第１船外機、第２船外機、第３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）

Claims (6)

1. 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それぞれ有し、左舷から第１、第２、第３船外機の順に並列に配置されてなる少なくとも３基の船外機を備えた船舶の制御装置において、前記第１船外機の内燃機関の機関回転数を検出する第１機関回転数検出手段と、前記第２船外機の内燃機関の機関回転数を検出する第２機関回転数検出手段と、前記第３船外機の内燃機関の機関回転数を検出する第３機関回転数検出手段と、前記第１、第２、第３船外機からなる少なくとも３基の船外機のうちのいずれかの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、前記第１機関回転数検出手段によって検出された機関回転数に基づいて算出された前記船体の理論速度と前記船体の実速度とから前記第１船外機のプロペラのスリップ率を検出する第１スリップ率検出手段と、前記第３機関回転数検出手段によって検出された機関回転数に基づいて算出された前記船体の理論速度と前記船体の実速度とから前記第３船外機のプロペラのスリップ率を検出する第２スリップ率検出手段と、前記第１スリップ率検出手段によって検出されたスリップ率と前記第２スリップ率検出手段によって検出されたスリップ率との差分を算出するスリップ率差分算出手段と、前記検出された転舵角が所定角度未満のときは少なくとも前記第２機関回転数検出手段によって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所定角度以上のときは前記算出された差分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第２船外機の変速機の動作を制御する変速機制御手段とを備えることを特徴とする船舶の制御装置。
2. 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、かつ前記第１、第２、第３機関回転数検出手段によって検出された機関回転数のうちの少なくともいずれかが所定回転数以上のとき、前記算出された差分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第２船外機の変速機の動作を制御することを特徴とする請求項１記載の船舶の制御装置。
3. 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、かつ前記算出された差分が所定値以上のとき、前記複数の変速段のうちの１速を選択するように前記第２船外機の変速機の動作を制御することを特徴とする請求項１または２記載の船舶の制御装置。
4. 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、かつ前記算出された差分が前記所定値以上になってから前記所定値未満になったとき、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第２船外機の変速機の動作を制御することを特徴とする請求項３記載の船舶の制御装置。
5. 前記第１、第２、第３船外機の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ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の船舶の制御装置。
6. 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ことを特徴とする請求項５記載の船舶の制御装置。

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