船外機の制御装置
【課題】変速機を備えると共に、１速への変速が指示されているときに内燃機関が長時間継続して高回転となるのを防止し、よって変速ギヤへの負荷を軽減して変速機の耐久性を向上させるようにした船外機の制御装置を提供する。
【解決手段】変速機を備える船外機の制御装置において、操船者の操作に応じて変速指示を出力する変速指示出力手段から１速への変速指示が出力されているとき、内燃機関のスロットルバルブが全開開度付近にあると判定されると共に（Ｓ１０２）、内燃機関が所定の運転状態にあると判定されるとき（Ｓ１１２）、１速から２速に変速させる（Ｓ１１４）。
【解決手段】変速機を備える船外機の制御装置において、操船者の操作に応じて変速指示を出力する変速指示出力手段から１速への変速指示が出力されているとき、内燃機関のスロットルバルブが全開開度付近にあると判定されると共に（Ｓ１０２）、内燃機関が所定の運転状態にあると判定されるとき（Ｓ１１２）、１速から２速に変速させる（Ｓ１１４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
近年、船外機において、搭載される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変速機を介挿し、内燃機関の出力を変速してプロペラに伝達す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記載の技術においては、変速機の変速段（変速比）を操船者の変速指示に応じて１速または２速に変速できるように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９０６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の如く構成された特許文献１記載の技術にあっては、操船者から１速への変速指示がなされているときに内燃機関が比較的高回転となり、その状態が長時間継続されると、変速ギヤへの負荷が過大となって変速機の耐久性が低下するなどの不具合が発生することがあった。
【０００５】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、変速機を備えると共に、１速への変速が指示されているときに内燃機関が長時間継続して高回転となるのを防止し、よって変速ギヤへの負荷を軽減して変速機の耐久性を向上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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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を備える船外機の制御装置において、操船者の操作に応じて変速指示を出力する変速指示出力手段と、前記変速指示出力手段から出力される前記変速指示に応じて前記変速機の動作を制御し、前記１速または前記２速に変速させる変速制御手段と、前記変速指示出力手段から前記１速への変速指示が出力されているとき、前記内燃機関のスロットルバルブが全開開度付近にあるか否か判定するスロットル全開開度判定手段と、前記スロットルバルブが全開開度付近にあると判定されるとき、前記内燃機関が所定の運転状態にあるか否か判定する運転状態判定手段とを備えると共に、前記変速制御手段は、前記内燃機関が前記所定の運転状態にあると判定されるとき、前記１速から前記２速に変速させる如く構成した。
【０００７】
請求項２に係る船外機の制御装置にあっては、前記運転状態判定手段は、前記内燃機関の負荷の変化量を検出する負荷変化量検出手段と、前記内燃機関の機関回転数の変化量を検出する機関回転数変化量検出手段とを備えると共に、前記検出された負荷の変化量が所定値以下の場合または前記検出された機関回転数の変化量が既定値以上の場合、前記内燃機関が前記所定の運転状態にあると判定する如く構成した。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る船外機の制御装置にあっては、変速機を備え、操船者の操作に応じて変速指示を出力する変速指示出力手段から１速への変速指示が出力されているときに内燃機関のスロットルバルブが全開開度付近にあると判定されると共に、内燃機関が所定の運転状態にあると判定されるとき、１速から２速に変速させるように構成、即ち、１速から２速に強制的に変速させて機関回転数を減少させるように構成したので、例えば所定の運転状態を、内燃機関が高回転領域にあって変速機の変速ギヤへの負荷が過大となるおそれがあり、変速機を１速から２速に変速させるべき運転状態に設定することも可能となり、内燃機関がそのような状態のときに１速から２速に強制的に変速させることで、内燃機関が長時間継続して高回転となるのを防止でき、よって変速ギヤへの負荷を軽減できると共に、変速機の耐久性を向上させることができる。
【０００９】
請求項２に係る船外機の制御装置にあっては、内燃機関の負荷の変化量を検出すると共に、内燃機関の機関回転数の変化量を検出し、検出された負荷の変化量が所定値以下の場合または前記検出された機関回転数の変化量が既定値以上の場合、内燃機関が所定の運転状態にあると判定するように構成したので、上記した効果に加え、内燃機関が長時間継続して高回転で運転されて変速機を１速から２速に変速させるべき状態にあることを正確に判定でき、そのような状態のときに１速から２速に変速させることで、機関回転数は減少し、よって変速ギヤへの負荷を確実に軽減でき、変速機の耐久性をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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２】図１に示す船外機の部分断面拡大側面図である。
【図３】図１に示す船外機の拡大側面図である。
【図４】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５】図１に示すリモートコントロールボックスとシフト・スロットルレバーを船体の後方から見たときの拡大側面図である。
【図６】図１に示す電子制御ユニットの変速制御動作を示すフロー・チャートである。
【図７】図６フロー・チャートの変速許可判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。
【図８】図６フロー・チャートのシフト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９】図６フロー・チャートのシフトダウン判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。
【図１０】図６から図９フロー・チャートの処理を説明するタイム・チャートである。
【図１１】この発明の第２実施例に係る船外機の制御装置の電子制御ユニットの変速制御動作のうち、変速許可判定処理を示す、図７と同様なサブ・ルーチン・フロー・チャートである。
【図１２】図１１フロー・チャートの処理などを説明する、図１０と同様なタイム・チャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【実施例１】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
スイベルケース１４の付近には、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と、船外機１０の船体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（アクチュエータ）２４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２６、マウントフレーム２８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。
【００１５】
パワーチルトトリムユニット２４はチルト角調整用の油圧シリンダ２４ａとトリム角調整用の油圧シリンダ２４ｂを一体的に備え、油圧シリンダ２４ａ，２４ｂを伸縮させることで、スイベルケース１４がチルティングシャフト１６を回転軸として回転させられ、船外機１０はチルトアップ／ダウンあるいはトリムアップ／ダウンさせられる。尚、油圧シリンダ２４ａ，２４ｂは、船外機１０に配置された図示しない油圧回路に接続されて作動油の供給を受けて伸縮させられる。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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からの動力をプロペラ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４６を備える。
【００２０】
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（フォワード位置）、後進位置（リバース位置）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。
【００２１】
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。
【００２２】
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に変速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に複数の変速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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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）。
【００３６】
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。
【００３７】
図２の説明に戻ると、シフト機構５２は、変速機構５０のシャフト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。
【００３８】
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を介してシフト機構５２のシフトロッド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。
【００３９】
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を前進あるいは後進させる方向の推力（推進力）を生じる。尚、船外機１０はエンジン３０に取り付けられたバッテリなどの電源（図示せず）を備え、それから各電動モータ２２，４０，９２などに動作電源が供給される。
【００４０】
図３に示す如く、スロットルバルブ３８の付近にはスロットル開度センサ９６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。また、吸気管３４においてスロットルバルブ３８の下流側には、絶対圧センサ９８が配置され、吸気管内圧力（エンジン負荷）Ｐｂに比例する出力を生じる。
【００４１】
シフトロッド５２ｅの付近にはニュートラルスイッチ１００が配置され、変速機４６のシフト位置がニュートラル位置のときにオン信号を、前進位置あるいは後進位置のときにオフ信号を出力する。エンジン３０のクランクシャフトの付近にはクランク角センサ１０２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。
【００４２】
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。ＥＣＵ１１０は、センサ群の出力のうち、クランク角センサ１０２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）する。
【００４３】
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。
【００４４】
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回転数の調節指示を入力する。リモートコントロールボックス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。
【００４５】
図５は、図１に示すリモートコントロールボックス１２０とレバー１２２を船体１２の後方から見たときの拡大側面図である。
【００４６】
図５に示す如く、リモートコントロールボックス１２０の操船者によって操作自在な位置には切換スイッチ１２６が配置される。切換スイッチ１２６は、手動変速モード（マニュアルモード）ポジション（図５で「ＭＴ」と示す）と、自動変速モード（オートマチックモード）ポジション（図で「ＡＴ」と示す）の２つのポジションの間で切り換え（選択）自在とされると共に、選択されたモードを示す信号を出力する。尚、手動変速モードが選択されるときは、後述する如く、操船者からの変速指示に応じて変速機４６の変速制御が行われる一方、自動変速モードが選択されるときはエンジン回転数ＮＥやレバー１２２の位置などに基づいて変速制御が行われる。
【００４７】
また、レバー１２２は操船者によって把持自在な把持部１２２ａを備え、その把持部１２２ａには、パワーチルトトリムスイッチ１３０とシフトスイッチ（変速指示出力手段）１３２が設置される。即ち、各スイッチ１３０，１３２は操船者に手動操作自在に設けられる。
【００４８】
パワーチルトトリムスイッチ１３０は、具体的にはアップスイッチ（図５に「ＵＰ」と示す）とダウンスイッチ（図に「ＤＮ」と示す）を備えるプッシュスイッチからなり、操船者によってアップスイッチが押圧されたときにチルトアップあるいはトリムアップの指示を示す信号を、ダウンスイッチが押圧されたときにチルトダウンあるいはトリムダウンの指示を示す信号を出力する。
【００４９】
同様に、シフトスイッチ１３２もアップスイッチ（図５に「ＵＰ」と示す）とダウンスイッチ（図に「ＤＮ」と示す）を備えるプッシュスイッチからなる。スイッチ１３２は、操船者によってアップスイッチが押圧されたときにシフトアップ指示（変速指示）を示す信号を出力する一方、ダウンスイッチが押圧されたときにシフトダウン指示（変速指示）を示す信号を出力する。このように、スイッチ１３２は、操船者の操作に応じて変速指示を出力する。これら各センサ１１６，１２４およびスイッチ１２６，１３０，１３２の出力もＥＣＵ１１０に入力される。
【００５０】
ＥＣＵ１１０は、入力されたセンサ出力などに基づいて各電動モータ２２，４０，９２やパワーチルトトリムユニット２４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。
【００５１】
図６は、ＥＣＵ１１０の変速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、以下に説明する変速制御においては、理解の便宜のため、１速と２速の間の変速を例にとるが、２速と３速または１速と３速の変速にも適用可能である。
【００５２】
図６に示すように、先ずＳ１０において切換スイッチ１２６の出力に基づき、操船者によって手動変速モードが選択されているか否か判断する。Ｓ１０で肯定されるときはＳ１２に進み、シフトスイッチ１３２から出力される変速指示に応じて行われる変速を許可すべきか否かの判定処理を行う。
【００５３】
図７は、その変速許可判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。同図に示す如く、Ｓ１００において現在の変速機４６の変速段を判定すると共に、１速と判定されるときはＳ１０２に進み、スロットル開度センサ９６の出力に基づき、スロットルバルブ３８が全開開度付近にあるか否か判定、具体的にはスロットル開度ＴＨが９０ｄｅｇ付近か否か判定する。
【００５４】
Ｓ１０２で否定されるときは、エンジン３０の運転状態は、変速機４６の変速段が変速指示に応じて１速から２速に変速された場合に過大な負荷が変速ギヤ（インプットプライマリギヤ６４やカウンタプライマリギヤ６６など）に作用してしまうような状態ではないため、Ｓ１０４に進んでマニュアル変速許可フラグ（以下、「変速許可フラグ」という）のビットを１にセットする。この変速許可フラグのビットは、シフトスイッチ１３２から出力される変速指示に応じて行われる変速が許可されるとき１にセットされる一方、変速が許可されない、換言すれば、変速が禁止されるとき０にリセットされる。
【００５５】
他方、Ｓ１０２で肯定されるときはＳ１０６に進み、エンジン回転数ＮＥを所定回転数で一定に維持（保持）するように、スロットル開度ＴＨや燃料噴射量などを制御する。この所定回転数は、エンジン３０が過回転になる値より低い値（例えば６０００ｒｐｍ）とされる。これにより、エンジン３０が過回転（オーバーレブ）となるのを防止することができる。
【００５６】
次いでＳ１０８に進み、エンジン回転数ＮＥが所定範囲内にあるか否か判断する。この所定範囲は、前記した所定回転数の近傍に設定され、例えば５７５０ｒｐｍから６２５０ｒｐｍまでの範囲とされる。即ち、Ｓ１０８は、エンジン３０が高回転領域に入ったか否か判断する処理、詳しくは、変速段が１速である場合に過大な負荷が変速機４６の変速ギヤに作用するおそれのある回転領域に入ったか否か判断する処理である。
【００５７】
Ｓ１０８で否定されるときは前述したＳ１０４に進む一方、肯定されるときはＳ１１０に進み、絶対圧センサ９８の出力に基づき、吸気管内圧力Ｐｂの所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）当たりの変化量（換言すれば、エンジン３０の負荷の変化量。変動量）ΔＰｂを検出（算出）する。
【００５８】
次いでＳ１１２に進み、エンジン３０が所定の運転状態か否か判定、具体的には、検出された吸気管内圧力の変化量ΔＰｂの絶対値が所定値Ｐｂ１以下か否か判定する。この所定の運転状態とは、エンジン３０が高回転領域にあって変速機４６の変速ギヤへの負荷が過大となり、変速機４６を１速から２速に変速させるべき運転状態を意味する。
【００５９】
ここで、Ｓ１１２の処理について詳説する。変速機４６の変速段が１速にあってエンジン３０が長時間継続して高回転領域にある場合は、変速機４６に過大な負荷が作用するため、強制的に２速へ変速させることが望ましい。しかしながら、例えば航行中に比較的大きな波を乗り越える際は、変速機４６を１速のままとして、エンジン３０の出力トルクを変速機４６（正確には、変速機構５０）によって増幅させてプロペラ４２に伝達させて走行する方が、船体姿勢を容易にバランス良く保つことができる。
【００６０】
そこで、この実施例にあっては、船舶１が波を乗り越えるような運転状態にあることを、エンジン３０の負荷の変動に基づいて検知（推定）すると共に、そのような運転状態が検知されるときは操船者の意図によってなされた１速での航行を継続させるようにした。
【００６１】
具体的には、Ｓ１１２においては吸気管内圧力の変化量ΔＰｂの絶対値と所定値Ｐｂ１と比較し、変化量ΔＰｂの絶対値が所定値Ｐｂ１より大きいとき船舶１が波を乗り越えるような運転状態にあると判定する。即ち、スロットルバルブ３８が全開開度付近にあると共に、エンジン回転数ＮＥが所定範囲内にあってほとんど変化していないにも拘らず、吸気管内圧力（エンジン負荷）Ｐｂが大きく変動する場合は、波の影響を受けて変動したと推定する。従って、所定値Ｐｂ１は、波の影響でエンジン３０の負荷が変動したと判定できるような値、例えば１０ｋＰａに設定される。
【００６２】
Ｓ１１２で否定、即ち、エンジン３０の負荷の変動が比較的大きいときはＳ１０４に進み、変速機４６の変速段を１速としたままプログラムを終了する。一方、Ｓ１１２で肯定されるときはＳ１１４に進み、変速機４６の動作を制御して変速段を１速から２速に変速、具体的には、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）を共にオンして変速段を１速から２速に変速（シフトアップ）する。これにより、エンジン回転数ＮＥは減少し、変速ギヤに過大な負荷が作用しなくなる。
【００６３】
また、Ｓ１００において現在の変速段が２速と判定されるときはＳ１１６に進み、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１以上か否か判断する。所定回転数ＮＥ１は、エンジン３０がその値で回転させられているときに２速から１速に変速した場合、エンジン３０の回転数ＮＥが上昇して過回転になると共に、過大な負荷が変速機４６の変速ギヤに作用するおそれのある、比較的高い値（例えば４５００ｒｐｍ）に設定される。
【００６４】
Ｓ１１６で否定されるときは、変速機４６が変速指示に応じて２速から１速に変速された場合であっても過大な負荷は変速ギヤに作用しないため、Ｓ１１８に進み、変速許可フラグのビットを１にセットする一方、Ｓ１１６で肯定されるときはＳ１２０に進んで変速許可フラグのビットを０にリセットする。
【００６５】
図６フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１４に進み、シフトスイッチ１３２から出力されるシフトアップ指示に応じてシフトアップを実際に行うか否かの判定処理を行う。
【００６６】
図８は、そのシフト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８に示す如く、先ずＳ２００において変速許可フラグのビットが１か否か判断する。Ｓ２００で肯定されるときはＳ２０２に進んで現在の変速機４６の変速段を判定し、２速と判定されるときは以降の処理をスキップする一方、１速と判定されるときはＳ２０４に進む。
【００６７】
Ｓ２０４では、シフトスイッチ１３２からシフトアップ指示、具体的には１速から２速への変速指示が出力されているか否か判断する。Ｓ２０４で否定されるときはそのままプログラムを終了する一方、肯定されるときはＳ２０６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１速から２速に変速（シフトアップ）する。
【００６８】
他方、Ｓ２００で否定されるときは前述したＳ２０２からＳ２０６までの処理をスキップする。即ち、変速許可フラグのビットが０のときはシフトスイッチ１３２からシフトアップ指示が出力される場合であっても、シフトアップは行われない（シフトアップが禁止される）。
【００６９】
図６においては次いでＳ１６に進み、シフトスイッチ１３２から出力されるシフトダウン指示に応じてシフトダウンを実際に行うか否かの判定処理を行う。
【００７０】
図９は、そのシフトダウン判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。図示のように、先ずＳ３００において変速許可フラグのビットが１か否か判断する。Ｓ３００で肯定されるときはＳ３０２に進み、現在の変速機４６の変速段を判定する。Ｓ３０２において１速と判定されるときは以降の処理をスキップする一方、２速と判定されるときはＳ３０４に進み、シフトスイッチ１３２からシフトダウン指示、具体的には２速から１速への変速指示が出力されているか否か判断する。
【００７１】
Ｓ３０４で否定されるときはそのままプログラムを終了する。他方、Ｓ３０４で肯定されるときはＳ３０６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。
【００７２】
Ｓ３００で否定されるときはＳ３０２からＳ３０６までの処理をスキップする。即ち、変速許可フラグのビットが０のときはシフトスイッチ１３２からシフトダウン指示が出力される場合であっても、シフトダウンは行われない（シフトダウンが禁止される）。
【００７３】
また、図６フロー・チャートにあってはＳ１０で否定されるとき、即ち、自動変速モードが選択されているときはＳ１８に進み、自動変速制御を実行する。自動変速制御においては、エンジン回転数ＮＥやスロットル開度ＴＨ、レバー１２２の位置などに基づいて、ＲＯＭ内に格納されるマップを検索して変速段を決定し、その変速段が確立されるように変速機４６（正確には変速機構５０）の動作を制御するが、それらは本願の要旨と直接の関係を有しないので、これ以上の説明を省略する。
【００７４】
図１０は上記した処理の一部、具体的には手動変速モードにおける変速制御を説明するタイム・チャートである。図１０においては、上から順にシフトスイッチ１３２からの変速指示、スロットル開度ＴＨ、エンジン回転数ＮＥ、吸気管内圧力の変化量ΔＰｂおよび変速機４６の実際の変速段を示す。
【００７５】
図１０に示す如く、時刻ｔ０からｔ１においては変速機４６の変速段が２速で、かつスロットル開度ＴＨは全開開度付近にないものとする。そして時刻ｔ１においてシフトスイッチ１３２から１速への変速指示が出力されると（Ｓ３０４）、それに応じて変速機４６を２速から１速に変速させる（Ｓ３０６）。
【００７６】
その後、シフトスイッチ１３２から１速への変速指示が出力されているときにレバー１２２が操作されてスロットルバルブ３８が全開開度付近まで開弁されると共に（時刻ｔ２。Ｓ１０２）、時刻ｔ３においてエンジン回転数ＮＥが所定範囲に到達してエンジン３０が高回転領域に入る（Ｓ１０８）。
【００７７】
時刻ｔ３において、吸気管内圧力（エンジン負荷）の変化量ΔＰｂが所定値Ｐｂ１以下（エンジン３０が所定の運転状態にある）と判定される場合（Ｓ１１２）、変速機４６を強制的に１速から２速へ変速させる（Ｓ１１４）。これにより、エンジン回転数ＮＥは減少する。
【００７８】
一方、図１０に想像線で示す如く、時刻ｔ３において吸気管内圧力の変化量ΔＰｂが所定値Ｐｂ１より大きいと判定される場合、即ち、エンジン３０が所定の運転状態になく、船舶１が波を乗り越えるような状態にあると推定される場合は変速機４６の変速段を１速のままとする（Ｓ１１２，Ｓ１０４）。
【００７９】
以上の如く、第１実施例に係る船外機の制御装置にあっては、変速機４６を備え、操船者の操作に応じて変速指示（シフトアップ指示、シフトダウン指示）を出力するシフトスイッチ１３２から１速への変速指示が出力されているときにエンジン３０のスロットルバルブ３８が全開開度付近にあると判定されると共に、エンジン３０が所定の運転状態にあると判定されるとき、１速から２速に変速させるように構成、即ち、１速から２速に強制的に変速させてエンジン回転数ＮＥを減少させるように構成したので、例えば所定の運転状態を、エンジン３０が高回転領域にあって変速機４６の変速ギヤへの負荷が過大となるおそれがあり、変速機４６を１速から２速に変速させるべき運転状態に設定することも可能となり、エンジン３０がそのような状態のときに１速から２速に強制的に変速させることで、エンジン３０が長時間継続して高回転となるのを防止でき、よって変速ギヤへの負荷を軽減できると共に、変速機４６の耐久性を向上させることができる。
【００８０】
また、エンジン３０の負荷の変化量（吸気管内圧力の変化量）ΔＰｂを検出すると共に、検出された負荷の変化量ΔＰｂが所定値Ｐｂ１以下の場合、エンジン３０が所定の運転状態にあると判定するように構成したので、エンジン３０が長時間継続して高回転で運転されて変速機４６を１速から２速に変速させるべき状態にあることを正確に判定でき、そのような状態のときに１速から２速に変速させることで、エンジン回転数ＮＥは減少し、よって変速ギヤへの負荷を確実に軽減でき、変速機４６の耐久性をより一層向上させることができる。
【実施例２】
【００８１】
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。
【００８２】
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、スロットル用電動モータ４０でスロットルバルブ３８を開閉するＤＢＷ方式の装置を除去し、スロットルバルブ３８とレバー１２２をワイヤー（プッシュプルケーブル）で機械的に接続するようにした。即ち、レバー１２２が操作されることによってスロットルバルブ３８が直接開閉され、エンジン回転数ＮＥが調整されるようにした。第２実施例にあってはさらに、エンジン３０が所定の運転状態にあるか否かの判定を、エンジン３０の負荷の変化量ΔＰｂに代え、エンジン回転数ＮＥの変化量ΔＮＥに基づいて行うようにした。
【００８３】
図１１は第２実施例に係る船外機の制御装置のＥＣＵ１１０の変速許可判定処理を示す、図７と同様なサブ・ルーチン・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７と同一とし、説明を省略する。
【００８４】
以下説明すると、Ｓ１００からＳ１０４まで第１実施例と同様な処理を行い、Ｓ１０２で肯定されるときはＳ１０５ａに進んでエンジン３０が過回転となるのを防止するレブリミット制御を実行する。
【００８５】
即ち、この実施例に係る船外機の制御装置は、スロットルバルブ３８のＤＢＷ方式の装置を備えていないため、スロットルバルブ３８が全開開度付近にあるときはエンジン３０の過回転を防止するエンジン回転数制御が必要となる。具体的には、レブリミット制御においては、エンジン回転数ＮＥが最大回転数（レブリミット。例えば６０００ｒｐｍ）を超えたとき、燃料カットや点火カットなどが行われ、エンジン回転数ＮＥを最大回転数以下に低下させるようにする。
【００８６】
Ｓ１０５ｂに進み、エンジン回転数ＮＥの所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）当たりの変化量（変動量）ΔＮＥを検出（算出）する。次いでＳ１０５ｃに進み、エンジン３０が所定の運転状態か否か判定、具体的には、検出されたエンジン回転数の変化量ΔＮＥの絶対値が既定値ＮＥ１以上か否か判定する。
【００８７】
ここで、Ｓ１０５ｃの処理について詳説すると、前述したように、変速機４６の変速段が１速にあってエンジン３０が長時間継続して高回転領域にある場合、変速機４６に過大な負荷が作用するため、強制的に２速へ変速させることが望ましい。また、スロットルバルブ３８が全開開度付近にあってエンジン３０が高回転領域にあるときは、前記したレブリミット制御の燃料カットなどによってエンジン回転数ＮＥが比較的大きく変動（正確には一時的に大きく低下）することがある。
【００８８】
そこで、Ｓ１０５ｃの処理にあっては、エンジン回転数ＮＥが大きく変動するとき、エンジン３０が長時間継続して高回転領域にあると判定し、後述の処理において２速へ変速するようにした。従って、上記した既定値ＮＥ１は、レブリミット制御の燃料カットなどによってエンジン回転数ＮＥが変動したと判定できるような値とされ、例えば５００ｒｐｍに設定される。
【００８９】
Ｓ１０５ｃで否定されるときはＳ１０４に進む一方、肯定されるときはＳ１０５ｄに進み、変化量ΔＮＥが既定値ＮＥ１以上と判定された回数をカウントするカウンタＣＴ（初期値０）の値を１つインクリメントする。次いでＳ１０５ｅに進み、カウンタＣＴの値が所定回数ＣＴ１（例えば３）以上か否か判断する。
【００９０】
Ｓ１０５ｅに最初に進むときはカウンタＣＴの値が１であるため、ここでの判断は否定されてそのままプログラムを終了する。他方、Ｓ１０５ｅで肯定されるときはＳ１１４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段を１速から２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は減少し、変速ギヤに過大な負荷が作用しなくなる。次いでＳ１１５に進み、カウンタＣＴの値を０にリセットする。
【００９１】
図１２は上記した処理の一部、具体的には手動変速モードにおける変速制御を説明する、図１０と同様なタイム・チャートである。図１２においては、上から順にシフトスイッチ１３２からの変速指示、スロットル開度ＴＨ、エンジン回転数の変化量ΔＮＥ、カウンタＣＴの値および変速機４６の実際の変速段を示す。
【００９２】
図１２において、時刻ｔ０からｔ２までは第１実施例と同じであるため、説明を省略する。時刻ｔ２でスロットルバルブ３８が全開開度付近まで開弁されてエンジン３０が高回転領域に入った後、時刻ｔ５に示す如く、エンジン回転数の変化量ΔＮＥが既定値ＮＥ１以上（エンジン３０が所定の運転状態にある）と判定される場合（Ｓ１０５ｃ）、カウンタＣＴの値を１つインクリメントする（Ｓ１０５ｄ）。
【００９３】
時刻ｔ６で変化量ΔＮＥが既定値ＮＥ１以上と再度判定されるときはカウンタＣＴの値をさらに１つインクリメントし、その後時刻ｔ７においてカウンタＣＴの値が所定回数ＣＴ１に到達すると（Ｓ１０５ｅ）、変速機４６を強制的に１速から２速へ変速させる（Ｓ１１４）。これにより、エンジン回転数ＮＥは減少する。
【００９４】
このように、第２実施例にあっては、エンジン回転数ＮＥの変化量ΔＮＥを検出すると共に、検出されたエンジン回転数の変化量ΔＮＥが既定値ＮＥ１以上の場合、エンジン３０が所定の運転状態にあると判定するように構成したので、エンジン３０が長時間継続して高回転で運転されて変速機４６を１速から２速に変速させるべき状態にあることをより正確に判定でき、そのような状態のときに１速から２速に変速させることで、エンジン回転数ＮＥは減少し、よって変速ギヤへの負荷を確実に軽減でき、変速機４６の耐久性をより一層向上させることができる。
【００９５】
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。
【００９６】
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を備える船外機の制御装置において、操船者の操作に応じて変速指示（シフトアップ指示、シフトダウン指示）を出力する変速指示出力手段と（シフトスイッチ１３２）、前記変速指示出力手段から出力される前記変速指示に応じて前記変速機４６の動作を制御し、前記１速または前記２速に変速させる変速制御手段と（ＥＣＵ１１０。Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ２０４，Ｓ２０６，Ｓ３０４，Ｓ３０６）、前記変速指示出力手段から前記１速への変速指示が出力されているとき、前記内燃機関３０のスロットルバルブ３８が全開開度付近にあるか否か判定するスロットル全開開度判定手段と（ＥＣＵ１１０。Ｓ１２，Ｓ１０２）、前記スロットルバルブが全開開度付近にあると判定されるとき、前記内燃機関３０が所定の運転状態にあるか否か判定する運転状態判定手段と（ＥＣＵ１１０。Ｓ１２，Ｓ１１２，Ｓ１０５ｃ）を備えると共に、前記変速制御手段は、前記内燃機関３０が前記所定の運転状態にあると判定されるとき、前記１速から前記２速に変速させる如く構成した（Ｓ１２，Ｓ１１４）。
【００９７】
また、前記運転状態判定手段は、前記内燃機関３０の負荷（吸気管内圧力Ｐｂ）の変化量ΔＰｂを検出する負荷変化量検出手段と（絶対圧センサ９８。Ｓ１２，１１０）、前記内燃機関３０の機関回転数（エンジン回転数）ＮＥの変化量ΔＮＥを検出する機関回転数変化量検出手段と（クランク角センサ１０２。Ｓ１２，１１５ｂ）を備えると共に、前記検出された負荷の変化量ΔＰｂが所定値Ｐｂ１以下の場合または前記検出された機関回転数の変化量ΔＮＥが既定値ＮＥ１以上の場合、前記内燃機関３０が前記所定の運転状態にあると判定する如く構成した（Ｓ１２，Ｓ１１２，Ｓ１０５ｃ）。
【００９８】
尚、上記においては、船外機を例にとって説明したが、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。
【００９９】
また、所定値Ｐｂ１や既定値ＮＥ１、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。
【符号の説明】
【０１００】
１０ 船外機、３０ エンジン（内燃機関）、３８ スロットルバルブ、４２ プロペラ、４４ プロペラシャフト（動力伝達軸）、４６ 変速機、９８ 絶対圧センサ（負荷変化量検出手段）、１０２ クランク角センサ（機関回転数変化量検出手段）、１１０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、１３２ シフトスイッチ（変速指示出力手段）
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
近年、船外機において、搭載される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変速機を介挿し、内燃機関の出力を変速してプロペラに伝達す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記載の技術においては、変速機の変速段（変速比）を操船者の変速指示に応じて１速または２速に変速できるように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９０６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の如く構成された特許文献１記載の技術にあっては、操船者から１速への変速指示がなされているときに内燃機関が比較的高回転となり、その状態が長時間継続されると、変速ギヤへの負荷が過大となって変速機の耐久性が低下するなどの不具合が発生することがあった。
【０００５】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、変速機を備えると共に、１速への変速が指示されているときに内燃機関が長時間継続して高回転となるのを防止し、よって変速ギヤへの負荷を軽減して変速機の耐久性を向上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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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を備える船外機の制御装置において、操船者の操作に応じて変速指示を出力する変速指示出力手段と、前記変速指示出力手段から出力される前記変速指示に応じて前記変速機の動作を制御し、前記１速または前記２速に変速させる変速制御手段と、前記変速指示出力手段から前記１速への変速指示が出力されているとき、前記内燃機関のスロットルバルブが全開開度付近にあるか否か判定するスロットル全開開度判定手段と、前記スロットルバルブが全開開度付近にあると判定されるとき、前記内燃機関が所定の運転状態にあるか否か判定する運転状態判定手段とを備えると共に、前記変速制御手段は、前記内燃機関が前記所定の運転状態にあると判定されるとき、前記１速から前記２速に変速させる如く構成した。
【０００７】
請求項２に係る船外機の制御装置にあっては、前記運転状態判定手段は、前記内燃機関の負荷の変化量を検出する負荷変化量検出手段と、前記内燃機関の機関回転数の変化量を検出する機関回転数変化量検出手段とを備えると共に、前記検出された負荷の変化量が所定値以下の場合または前記検出された機関回転数の変化量が既定値以上の場合、前記内燃機関が前記所定の運転状態にあると判定する如く構成した。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る船外機の制御装置にあっては、変速機を備え、操船者の操作に応じて変速指示を出力する変速指示出力手段から１速への変速指示が出力されているときに内燃機関のスロットルバルブが全開開度付近にあると判定されると共に、内燃機関が所定の運転状態にあると判定されるとき、１速から２速に変速させるように構成、即ち、１速から２速に強制的に変速させて機関回転数を減少させるように構成したので、例えば所定の運転状態を、内燃機関が高回転領域にあって変速機の変速ギヤへの負荷が過大となるおそれがあり、変速機を１速から２速に変速させるべき運転状態に設定することも可能となり、内燃機関がそのような状態のときに１速から２速に強制的に変速させることで、内燃機関が長時間継続して高回転となるのを防止でき、よって変速ギヤへの負荷を軽減できると共に、変速機の耐久性を向上させることができる。
【０００９】
請求項２に係る船外機の制御装置にあっては、内燃機関の負荷の変化量を検出すると共に、内燃機関の機関回転数の変化量を検出し、検出された負荷の変化量が所定値以下の場合または前記検出された機関回転数の変化量が既定値以上の場合、内燃機関が所定の運転状態にあると判定するように構成したので、上記した効果に加え、内燃機関が長時間継続して高回転で運転されて変速機を１速から２速に変速させるべき状態にあることを正確に判定でき、そのような状態のときに１速から２速に変速させることで、機関回転数は減少し、よって変速ギヤへの負荷を確実に軽減でき、変速機の耐久性をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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２】図１に示す船外機の部分断面拡大側面図である。
【図３】図１に示す船外機の拡大側面図である。
【図４】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５】図１に示すリモートコントロールボックスとシフト・スロットルレバーを船体の後方から見たときの拡大側面図である。
【図６】図１に示す電子制御ユニットの変速制御動作を示すフロー・チャートである。
【図７】図６フロー・チャートの変速許可判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。
【図８】図６フロー・チャートのシフト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９】図６フロー・チャートのシフトダウン判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。
【図１０】図６から図９フロー・チャートの処理を説明するタイム・チャートである。
【図１１】この発明の第２実施例に係る船外機の制御装置の電子制御ユニットの変速制御動作のうち、変速許可判定処理を示す、図７と同様なサブ・ルーチン・フロー・チャートである。
【図１２】図１１フロー・チャートの処理などを説明する、図１０と同様なタイム・チャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【実施例１】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
スイベルケース１４の付近には、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と、船外機１０の船体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（アクチュエータ）２４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２６、マウントフレーム２８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。
【００１５】
パワーチルトトリムユニット２４はチルト角調整用の油圧シリンダ２４ａとトリム角調整用の油圧シリンダ２４ｂを一体的に備え、油圧シリンダ２４ａ，２４ｂを伸縮させることで、スイベルケース１４がチルティングシャフト１６を回転軸として回転させられ、船外機１０はチルトアップ／ダウンあるいはトリムアップ／ダウンさせられる。尚、油圧シリンダ２４ａ，２４ｂは、船外機１０に配置された図示しない油圧回路に接続されて作動油の供給を受けて伸縮させられる。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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からの動力をプロペラ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４６を備える。
【００２０】
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（フォワード位置）、後進位置（リバース位置）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。
【００２１】
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。
【００２２】
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に変速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に複数の変速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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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）。
【００３６】
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。
【００３７】
図２の説明に戻ると、シフト機構５２は、変速機構５０のシャフト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。
【００３８】
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を介してシフト機構５２のシフトロッド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。
【００３９】
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を前進あるいは後進させる方向の推力（推進力）を生じる。尚、船外機１０はエンジン３０に取り付けられたバッテリなどの電源（図示せず）を備え、それから各電動モータ２２，４０，９２などに動作電源が供給される。
【００４０】
図３に示す如く、スロットルバルブ３８の付近にはスロットル開度センサ９６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。また、吸気管３４においてスロットルバルブ３８の下流側には、絶対圧センサ９８が配置され、吸気管内圧力（エンジン負荷）Ｐｂに比例する出力を生じる。
【００４１】
シフトロッド５２ｅの付近にはニュートラルスイッチ１００が配置され、変速機４６のシフト位置がニュートラル位置のときにオン信号を、前進位置あるいは後進位置のときにオフ信号を出力する。エンジン３０のクランクシャフトの付近にはクランク角センサ１０２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。
【００４２】
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。ＥＣＵ１１０は、センサ群の出力のうち、クランク角センサ１０２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）する。
【００４３】
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。
【００４４】
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回転数の調節指示を入力する。リモートコントロールボックス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。
【００４５】
図５は、図１に示すリモートコントロールボックス１２０とレバー１２２を船体１２の後方から見たときの拡大側面図である。
【００４６】
図５に示す如く、リモートコントロールボックス１２０の操船者によって操作自在な位置には切換スイッチ１２６が配置される。切換スイッチ１２６は、手動変速モード（マニュアルモード）ポジション（図５で「ＭＴ」と示す）と、自動変速モード（オートマチックモード）ポジション（図で「ＡＴ」と示す）の２つのポジションの間で切り換え（選択）自在とされると共に、選択されたモードを示す信号を出力する。尚、手動変速モードが選択されるときは、後述する如く、操船者からの変速指示に応じて変速機４６の変速制御が行われる一方、自動変速モードが選択されるときはエンジン回転数ＮＥやレバー１２２の位置などに基づいて変速制御が行われる。
【００４７】
また、レバー１２２は操船者によって把持自在な把持部１２２ａを備え、その把持部１２２ａには、パワーチルトトリムスイッチ１３０とシフトスイッチ（変速指示出力手段）１３２が設置される。即ち、各スイッチ１３０，１３２は操船者に手動操作自在に設けられる。
【００４８】
パワーチルトトリムスイッチ１３０は、具体的にはアップスイッチ（図５に「ＵＰ」と示す）とダウンスイッチ（図に「ＤＮ」と示す）を備えるプッシュスイッチからなり、操船者によってアップスイッチが押圧されたときにチルトアップあるいはトリムアップの指示を示す信号を、ダウンスイッチが押圧されたときにチルトダウンあるいはトリムダウンの指示を示す信号を出力する。
【００４９】
同様に、シフトスイッチ１３２もアップスイッチ（図５に「ＵＰ」と示す）とダウンスイッチ（図に「ＤＮ」と示す）を備えるプッシュスイッチからなる。スイッチ１３２は、操船者によってアップスイッチが押圧されたときにシフトアップ指示（変速指示）を示す信号を出力する一方、ダウンスイッチが押圧されたときにシフトダウン指示（変速指示）を示す信号を出力する。このように、スイッチ１３２は、操船者の操作に応じて変速指示を出力する。これら各センサ１１６，１２４およびスイッチ１２６，１３０，１３２の出力もＥＣＵ１１０に入力される。
【００５０】
ＥＣＵ１１０は、入力されたセンサ出力などに基づいて各電動モータ２２，４０，９２やパワーチルトトリムユニット２４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。
【００５１】
図６は、ＥＣＵ１１０の変速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、以下に説明する変速制御においては、理解の便宜のため、１速と２速の間の変速を例にとるが、２速と３速または１速と３速の変速にも適用可能である。
【００５２】
図６に示すように、先ずＳ１０において切換スイッチ１２６の出力に基づき、操船者によって手動変速モードが選択されているか否か判断する。Ｓ１０で肯定されるときはＳ１２に進み、シフトスイッチ１３２から出力される変速指示に応じて行われる変速を許可すべきか否かの判定処理を行う。
【００５３】
図７は、その変速許可判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。同図に示す如く、Ｓ１００において現在の変速機４６の変速段を判定すると共に、１速と判定されるときはＳ１０２に進み、スロットル開度センサ９６の出力に基づき、スロットルバルブ３８が全開開度付近にあるか否か判定、具体的にはスロットル開度ＴＨが９０ｄｅｇ付近か否か判定する。
【００５４】
Ｓ１０２で否定されるときは、エンジン３０の運転状態は、変速機４６の変速段が変速指示に応じて１速から２速に変速された場合に過大な負荷が変速ギヤ（インプットプライマリギヤ６４やカウンタプライマリギヤ６６など）に作用してしまうような状態ではないため、Ｓ１０４に進んでマニュアル変速許可フラグ（以下、「変速許可フラグ」という）のビットを１にセットする。この変速許可フラグのビットは、シフトスイッチ１３２から出力される変速指示に応じて行われる変速が許可されるとき１にセットされる一方、変速が許可されない、換言すれば、変速が禁止されるとき０にリセットされる。
【００５５】
他方、Ｓ１０２で肯定されるときはＳ１０６に進み、エンジン回転数ＮＥを所定回転数で一定に維持（保持）するように、スロットル開度ＴＨや燃料噴射量などを制御する。この所定回転数は、エンジン３０が過回転になる値より低い値（例えば６０００ｒｐｍ）とされる。これにより、エンジン３０が過回転（オーバーレブ）となるのを防止することができる。
【００５６】
次いでＳ１０８に進み、エンジン回転数ＮＥが所定範囲内にあるか否か判断する。この所定範囲は、前記した所定回転数の近傍に設定され、例えば５７５０ｒｐｍから６２５０ｒｐｍまでの範囲とされる。即ち、Ｓ１０８は、エンジン３０が高回転領域に入ったか否か判断する処理、詳しくは、変速段が１速である場合に過大な負荷が変速機４６の変速ギヤに作用するおそれのある回転領域に入ったか否か判断する処理である。
【００５７】
Ｓ１０８で否定されるときは前述したＳ１０４に進む一方、肯定されるときはＳ１１０に進み、絶対圧センサ９８の出力に基づき、吸気管内圧力Ｐｂの所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）当たりの変化量（換言すれば、エンジン３０の負荷の変化量。変動量）ΔＰｂを検出（算出）する。
【００５８】
次いでＳ１１２に進み、エンジン３０が所定の運転状態か否か判定、具体的には、検出された吸気管内圧力の変化量ΔＰｂの絶対値が所定値Ｐｂ１以下か否か判定する。この所定の運転状態とは、エンジン３０が高回転領域にあって変速機４６の変速ギヤへの負荷が過大となり、変速機４６を１速から２速に変速させるべき運転状態を意味する。
【００５９】
ここで、Ｓ１１２の処理について詳説する。変速機４６の変速段が１速にあってエンジン３０が長時間継続して高回転領域にある場合は、変速機４６に過大な負荷が作用するため、強制的に２速へ変速させることが望ましい。しかしながら、例えば航行中に比較的大きな波を乗り越える際は、変速機４６を１速のままとして、エンジン３０の出力トルクを変速機４６（正確には、変速機構５０）によって増幅させてプロペラ４２に伝達させて走行する方が、船体姿勢を容易にバランス良く保つことができる。
【００６０】
そこで、この実施例にあっては、船舶１が波を乗り越えるような運転状態にあることを、エンジン３０の負荷の変動に基づいて検知（推定）すると共に、そのような運転状態が検知されるときは操船者の意図によってなされた１速での航行を継続させるようにした。
【００６１】
具体的には、Ｓ１１２においては吸気管内圧力の変化量ΔＰｂの絶対値と所定値Ｐｂ１と比較し、変化量ΔＰｂの絶対値が所定値Ｐｂ１より大きいとき船舶１が波を乗り越えるような運転状態にあると判定する。即ち、スロットルバルブ３８が全開開度付近にあると共に、エンジン回転数ＮＥが所定範囲内にあってほとんど変化していないにも拘らず、吸気管内圧力（エンジン負荷）Ｐｂが大きく変動する場合は、波の影響を受けて変動したと推定する。従って、所定値Ｐｂ１は、波の影響でエンジン３０の負荷が変動したと判定できるような値、例えば１０ｋＰａに設定される。
【００６２】
Ｓ１１２で否定、即ち、エンジン３０の負荷の変動が比較的大きいときはＳ１０４に進み、変速機４６の変速段を１速としたままプログラムを終了する。一方、Ｓ１１２で肯定されるときはＳ１１４に進み、変速機４６の動作を制御して変速段を１速から２速に変速、具体的には、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）を共にオンして変速段を１速から２速に変速（シフトアップ）する。これにより、エンジン回転数ＮＥは減少し、変速ギヤに過大な負荷が作用しなくなる。
【００６３】
また、Ｓ１００において現在の変速段が２速と判定されるときはＳ１１６に進み、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１以上か否か判断する。所定回転数ＮＥ１は、エンジン３０がその値で回転させられているときに２速から１速に変速した場合、エンジン３０の回転数ＮＥが上昇して過回転になると共に、過大な負荷が変速機４６の変速ギヤに作用するおそれのある、比較的高い値（例えば４５００ｒｐｍ）に設定される。
【００６４】
Ｓ１１６で否定されるときは、変速機４６が変速指示に応じて２速から１速に変速された場合であっても過大な負荷は変速ギヤに作用しないため、Ｓ１１８に進み、変速許可フラグのビットを１にセットする一方、Ｓ１１６で肯定されるときはＳ１２０に進んで変速許可フラグのビットを０にリセットする。
【００６５】
図６フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１４に進み、シフトスイッチ１３２から出力されるシフトアップ指示に応じてシフトアップを実際に行うか否かの判定処理を行う。
【００６６】
図８は、そのシフト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８に示す如く、先ずＳ２００において変速許可フラグのビットが１か否か判断する。Ｓ２００で肯定されるときはＳ２０２に進んで現在の変速機４６の変速段を判定し、２速と判定されるときは以降の処理をスキップする一方、１速と判定されるときはＳ２０４に進む。
【００６７】
Ｓ２０４では、シフトスイッチ１３２からシフトアップ指示、具体的には１速から２速への変速指示が出力されているか否か判断する。Ｓ２０４で否定されるときはそのままプログラムを終了する一方、肯定されるときはＳ２０６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１速から２速に変速（シフトアップ）する。
【００６８】
他方、Ｓ２００で否定されるときは前述したＳ２０２からＳ２０６までの処理をスキップする。即ち、変速許可フラグのビットが０のときはシフトスイッチ１３２からシフトアップ指示が出力される場合であっても、シフトアップは行われない（シフトアップが禁止される）。
【００６９】
図６においては次いでＳ１６に進み、シフトスイッチ１３２から出力されるシフトダウン指示に応じてシフトダウンを実際に行うか否かの判定処理を行う。
【００７０】
図９は、そのシフトダウン判定処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。図示のように、先ずＳ３００において変速許可フラグのビットが１か否か判断する。Ｓ３００で肯定されるときはＳ３０２に進み、現在の変速機４６の変速段を判定する。Ｓ３０２において１速と判定されるときは以降の処理をスキップする一方、２速と判定されるときはＳ３０４に進み、シフトスイッチ１３２からシフトダウン指示、具体的には２速から１速への変速指示が出力されているか否か判断する。
【００７１】
Ｓ３０４で否定されるときはそのままプログラムを終了する。他方、Ｓ３０４で肯定されるときはＳ３０６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。
【００７２】
Ｓ３００で否定されるときはＳ３０２からＳ３０６までの処理をスキップする。即ち、変速許可フラグのビットが０のときはシフトスイッチ１３２からシフトダウン指示が出力される場合であっても、シフトダウンは行われない（シフトダウンが禁止される）。
【００７３】
また、図６フロー・チャートにあってはＳ１０で否定されるとき、即ち、自動変速モードが選択されているときはＳ１８に進み、自動変速制御を実行する。自動変速制御においては、エンジン回転数ＮＥやスロットル開度ＴＨ、レバー１２２の位置などに基づいて、ＲＯＭ内に格納されるマップを検索して変速段を決定し、その変速段が確立されるように変速機４６（正確には変速機構５０）の動作を制御するが、それらは本願の要旨と直接の関係を有しないので、これ以上の説明を省略する。
【００７４】
図１０は上記した処理の一部、具体的には手動変速モードにおける変速制御を説明するタイム・チャートである。図１０においては、上から順にシフトスイッチ１３２からの変速指示、スロットル開度ＴＨ、エンジン回転数ＮＥ、吸気管内圧力の変化量ΔＰｂおよび変速機４６の実際の変速段を示す。
【００７５】
図１０に示す如く、時刻ｔ０からｔ１においては変速機４６の変速段が２速で、かつスロットル開度ＴＨは全開開度付近にないものとする。そして時刻ｔ１においてシフトスイッチ１３２から１速への変速指示が出力されると（Ｓ３０４）、それに応じて変速機４６を２速から１速に変速させる（Ｓ３０６）。
【００７６】
その後、シフトスイッチ１３２から１速への変速指示が出力されているときにレバー１２２が操作されてスロットルバルブ３８が全開開度付近まで開弁されると共に（時刻ｔ２。Ｓ１０２）、時刻ｔ３においてエンジン回転数ＮＥが所定範囲に到達してエンジン３０が高回転領域に入る（Ｓ１０８）。
【００７７】
時刻ｔ３において、吸気管内圧力（エンジン負荷）の変化量ΔＰｂが所定値Ｐｂ１以下（エンジン３０が所定の運転状態にある）と判定される場合（Ｓ１１２）、変速機４６を強制的に１速から２速へ変速させる（Ｓ１１４）。これにより、エンジン回転数ＮＥは減少する。
【００７８】
一方、図１０に想像線で示す如く、時刻ｔ３において吸気管内圧力の変化量ΔＰｂが所定値Ｐｂ１より大きいと判定される場合、即ち、エンジン３０が所定の運転状態になく、船舶１が波を乗り越えるような状態にあると推定される場合は変速機４６の変速段を１速のままとする（Ｓ１１２，Ｓ１０４）。
【００７９】
以上の如く、第１実施例に係る船外機の制御装置にあっては、変速機４６を備え、操船者の操作に応じて変速指示（シフトアップ指示、シフトダウン指示）を出力するシフトスイッチ１３２から１速への変速指示が出力されているときにエンジン３０のスロットルバルブ３８が全開開度付近にあると判定されると共に、エンジン３０が所定の運転状態にあると判定されるとき、１速から２速に変速させるように構成、即ち、１速から２速に強制的に変速させてエンジン回転数ＮＥを減少させるように構成したので、例えば所定の運転状態を、エンジン３０が高回転領域にあって変速機４６の変速ギヤへの負荷が過大となるおそれがあり、変速機４６を１速から２速に変速させるべき運転状態に設定することも可能となり、エンジン３０がそのような状態のときに１速から２速に強制的に変速させることで、エンジン３０が長時間継続して高回転となるのを防止でき、よって変速ギヤへの負荷を軽減できると共に、変速機４６の耐久性を向上させることができる。
【００８０】
また、エンジン３０の負荷の変化量（吸気管内圧力の変化量）ΔＰｂを検出すると共に、検出された負荷の変化量ΔＰｂが所定値Ｐｂ１以下の場合、エンジン３０が所定の運転状態にあると判定するように構成したので、エンジン３０が長時間継続して高回転で運転されて変速機４６を１速から２速に変速させるべき状態にあることを正確に判定でき、そのような状態のときに１速から２速に変速させることで、エンジン回転数ＮＥは減少し、よって変速ギヤへの負荷を確実に軽減でき、変速機４６の耐久性をより一層向上させることができる。
【実施例２】
【００８１】
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。
【００８２】
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、スロットル用電動モータ４０でスロットルバルブ３８を開閉するＤＢＷ方式の装置を除去し、スロットルバルブ３８とレバー１２２をワイヤー（プッシュプルケーブル）で機械的に接続するようにした。即ち、レバー１２２が操作されることによってスロットルバルブ３８が直接開閉され、エンジン回転数ＮＥが調整されるようにした。第２実施例にあってはさらに、エンジン３０が所定の運転状態にあるか否かの判定を、エンジン３０の負荷の変化量ΔＰｂに代え、エンジン回転数ＮＥの変化量ΔＮＥに基づいて行うようにした。
【００８３】
図１１は第２実施例に係る船外機の制御装置のＥＣＵ１１０の変速許可判定処理を示す、図７と同様なサブ・ルーチン・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７と同一とし、説明を省略する。
【００８４】
以下説明すると、Ｓ１００からＳ１０４まで第１実施例と同様な処理を行い、Ｓ１０２で肯定されるときはＳ１０５ａに進んでエンジン３０が過回転となるのを防止するレブリミット制御を実行する。
【００８５】
即ち、この実施例に係る船外機の制御装置は、スロットルバルブ３８のＤＢＷ方式の装置を備えていないため、スロットルバルブ３８が全開開度付近にあるときはエンジン３０の過回転を防止するエンジン回転数制御が必要となる。具体的には、レブリミット制御においては、エンジン回転数ＮＥが最大回転数（レブリミット。例えば６０００ｒｐｍ）を超えたとき、燃料カットや点火カットなどが行われ、エンジン回転数ＮＥを最大回転数以下に低下させるようにする。
【００８６】
Ｓ１０５ｂに進み、エンジン回転数ＮＥの所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）当たりの変化量（変動量）ΔＮＥを検出（算出）する。次いでＳ１０５ｃに進み、エンジン３０が所定の運転状態か否か判定、具体的には、検出されたエンジン回転数の変化量ΔＮＥの絶対値が既定値ＮＥ１以上か否か判定する。
【００８７】
ここで、Ｓ１０５ｃの処理について詳説すると、前述したように、変速機４６の変速段が１速にあってエンジン３０が長時間継続して高回転領域にある場合、変速機４６に過大な負荷が作用するため、強制的に２速へ変速させることが望ましい。また、スロットルバルブ３８が全開開度付近にあってエンジン３０が高回転領域にあるときは、前記したレブリミット制御の燃料カットなどによってエンジン回転数ＮＥが比較的大きく変動（正確には一時的に大きく低下）することがある。
【００８８】
そこで、Ｓ１０５ｃの処理にあっては、エンジン回転数ＮＥが大きく変動するとき、エンジン３０が長時間継続して高回転領域にあると判定し、後述の処理において２速へ変速するようにした。従って、上記した既定値ＮＥ１は、レブリミット制御の燃料カットなどによってエンジン回転数ＮＥが変動したと判定できるような値とされ、例えば５００ｒｐｍに設定される。
【００８９】
Ｓ１０５ｃで否定されるときはＳ１０４に進む一方、肯定されるときはＳ１０５ｄに進み、変化量ΔＮＥが既定値ＮＥ１以上と判定された回数をカウントするカウンタＣＴ（初期値０）の値を１つインクリメントする。次いでＳ１０５ｅに進み、カウンタＣＴの値が所定回数ＣＴ１（例えば３）以上か否か判断する。
【００９０】
Ｓ１０５ｅに最初に進むときはカウンタＣＴの値が１であるため、ここでの判断は否定されてそのままプログラムを終了する。他方、Ｓ１０５ｅで肯定されるときはＳ１１４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段を１速から２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は減少し、変速ギヤに過大な負荷が作用しなくなる。次いでＳ１１５に進み、カウンタＣＴの値を０にリセットする。
【００９１】
図１２は上記した処理の一部、具体的には手動変速モードにおける変速制御を説明する、図１０と同様なタイム・チャートである。図１２においては、上から順にシフトスイッチ１３２からの変速指示、スロットル開度ＴＨ、エンジン回転数の変化量ΔＮＥ、カウンタＣＴの値および変速機４６の実際の変速段を示す。
【００９２】
図１２において、時刻ｔ０からｔ２までは第１実施例と同じであるため、説明を省略する。時刻ｔ２でスロットルバルブ３８が全開開度付近まで開弁されてエンジン３０が高回転領域に入った後、時刻ｔ５に示す如く、エンジン回転数の変化量ΔＮＥが既定値ＮＥ１以上（エンジン３０が所定の運転状態にある）と判定される場合（Ｓ１０５ｃ）、カウンタＣＴの値を１つインクリメントする（Ｓ１０５ｄ）。
【００９３】
時刻ｔ６で変化量ΔＮＥが既定値ＮＥ１以上と再度判定されるときはカウンタＣＴの値をさらに１つインクリメントし、その後時刻ｔ７においてカウンタＣＴの値が所定回数ＣＴ１に到達すると（Ｓ１０５ｅ）、変速機４６を強制的に１速から２速へ変速させる（Ｓ１１４）。これにより、エンジン回転数ＮＥは減少する。
【００９４】
このように、第２実施例にあっては、エンジン回転数ＮＥの変化量ΔＮＥを検出すると共に、検出されたエンジン回転数の変化量ΔＮＥが既定値ＮＥ１以上の場合、エンジン３０が所定の運転状態にあると判定するように構成したので、エンジン３０が長時間継続して高回転で運転されて変速機４６を１速から２速に変速させるべき状態にあることをより正確に判定でき、そのような状態のときに１速から２速に変速させることで、エンジン回転数ＮＥは減少し、よって変速ギヤへの負荷を確実に軽減でき、変速機４６の耐久性をより一層向上させることができる。
【００９５】
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。
【００９６】
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を備える船外機の制御装置において、操船者の操作に応じて変速指示（シフトアップ指示、シフトダウン指示）を出力する変速指示出力手段と（シフトスイッチ１３２）、前記変速指示出力手段から出力される前記変速指示に応じて前記変速機４６の動作を制御し、前記１速または前記２速に変速させる変速制御手段と（ＥＣＵ１１０。Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ２０４，Ｓ２０６，Ｓ３０４，Ｓ３０６）、前記変速指示出力手段から前記１速への変速指示が出力されているとき、前記内燃機関３０のスロットルバルブ３８が全開開度付近にあるか否か判定するスロットル全開開度判定手段と（ＥＣＵ１１０。Ｓ１２，Ｓ１０２）、前記スロットルバルブが全開開度付近にあると判定されるとき、前記内燃機関３０が所定の運転状態にあるか否か判定する運転状態判定手段と（ＥＣＵ１１０。Ｓ１２，Ｓ１１２，Ｓ１０５ｃ）を備えると共に、前記変速制御手段は、前記内燃機関３０が前記所定の運転状態にあると判定されるとき、前記１速から前記２速に変速させる如く構成した（Ｓ１２，Ｓ１１４）。
【００９７】
また、前記運転状態判定手段は、前記内燃機関３０の負荷（吸気管内圧力Ｐｂ）の変化量ΔＰｂを検出する負荷変化量検出手段と（絶対圧センサ９８。Ｓ１２，１１０）、前記内燃機関３０の機関回転数（エンジン回転数）ＮＥの変化量ΔＮＥを検出する機関回転数変化量検出手段と（クランク角センサ１０２。Ｓ１２，１１５ｂ）を備えると共に、前記検出された負荷の変化量ΔＰｂが所定値Ｐｂ１以下の場合または前記検出された機関回転数の変化量ΔＮＥが既定値ＮＥ１以上の場合、前記内燃機関３０が前記所定の運転状態にあると判定する如く構成した（Ｓ１２，Ｓ１１２，Ｓ１０５ｃ）。
【００９８】
尚、上記においては、船外機を例にとって説明したが、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。
【００９９】
また、所定値Ｐｂ１や既定値ＮＥ１、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。
【符号の説明】
【０１００】
１０ 船外機、３０ エンジン（内燃機関）、３８ スロットルバルブ、４２ プロペラ、４４ プロペラシャフト（動力伝達軸）、４６ 変速機、９８ 絶対圧センサ（負荷変化量検出手段）、１０２ クランク角センサ（機関回転数変化量検出手段）、１１０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、１３２ シフトスイッチ（変速指示出力手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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を備える船外機の制御装置において、
ａ．操船者の操作に応じて変速指示を出力する変速指示出力手段と、
ｂ．前記変速指示出力手段から出力される前記変速指示に応じて前記変速機の動作を制御し、前記１速または前記２速に変速させる変速制御手段と、
ｃ．前記変速指示出力手段から前記１速への変速指示が出力されているとき、前記内燃機関のスロットルバルブが全開開度付近にあるか否か判定するスロットル全開開度判定手段と、
ｄ．前記スロットルバルブが全開開度付近にあると判定されるとき、前記内燃機関が所定の運転状態にあるか否か判定する運転状態判定手段と、
を備えると共に、前記変速制御手段は、前記内燃機関が前記所定の運転状態にあると判定されるとき、前記１速から前記２速に変速させることを特徴とする船外機の制御装置。
【請求項２】
前記運転状態判定手段は、
ｅ．前記内燃機関の負荷の変化量を検出する負荷変化量検出手段と、
ｆ．前記内燃機関の機関回転数の変化量を検出する機関回転数変化量検出手段と、
を備えると共に、前記検出された負荷の変化量が所定値以下の場合または前記検出された機関回転数の変化量が既定値以上の場合、前記内燃機関が前記所定の運転状態にあると判定することを特徴とする請求項１記載の船外機の制御装置。
【請求項１】
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を備える船外機の制御装置において、
ａ．操船者の操作に応じて変速指示を出力する変速指示出力手段と、
ｂ．前記変速指示出力手段から出力される前記変速指示に応じて前記変速機の動作を制御し、前記１速または前記２速に変速させる変速制御手段と、
ｃ．前記変速指示出力手段から前記１速への変速指示が出力されているとき、前記内燃機関のスロットルバルブが全開開度付近にあるか否か判定するスロットル全開開度判定手段と、
ｄ．前記スロットルバルブが全開開度付近にあると判定されるとき、前記内燃機関が所定の運転状態にあるか否か判定する運転状態判定手段と、
を備えると共に、前記変速制御手段は、前記内燃機関が前記所定の運転状態にあると判定されるとき、前記１速から前記２速に変速させることを特徴とする船外機の制御装置。
【請求項２】
前記運転状態判定手段は、
ｅ．前記内燃機関の負荷の変化量を検出する負荷変化量検出手段と、
ｆ．前記内燃機関の機関回転数の変化量を検出する機関回転数変化量検出手段と、
を備えると共に、前記検出された負荷の変化量が所定値以下の場合または前記検出された機関回転数の変化量が既定値以上の場合、前記内燃機関が前記所定の運転状態にあると判定することを特徴とする請求項１記載の船外機の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２４６０６２（Ｐ２０１１−２４６０６２Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２３２９０（Ｐ２０１０−１２３２９０）
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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