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、内燃機関の機関回転数ＮＥが所定時間継続して所定回転数（第１の所定回転数）ＮＥ１以上か否か判定すると共に（Ｓ１０２，Ｓ１０８）、内燃機関の機関回転数ＮＥが所定時間継続して所定回転数ＮＥ１以上と判定される場合、１速から２速に変速させる（Ｓ１１０）。
【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、内燃機関の機関回転数ＮＥが所定時間継続して所定回転数（第１の所定回転数）ＮＥ１以上か否か判定すると共に（Ｓ１０２，Ｓ１０８）、内燃機関の機関回転数ＮＥが所定時間継続して所定回転数ＮＥ１以上と判定される場合、１速から２速に変速させる（Ｓ１１０）。
【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、前記内燃機関の機関回転数が所定時間継続して所定回転数以上か否か判定する機関回転数判定手段とを備えると共に、前記変速制御手段は、前記内燃機関の機関回転数が前記所定時間継続して前記所定回転数以上と判定される場合、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、前記変速制御手段は、前記機関回転数が第２の所定回転数以上のとき、前記１速への変速を禁止する如く構成した。
【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、内燃機関の機関回転数が所定時間継続して所定回転数以上か否か判定すると共に、機関回転数が所定時間継続して所定回転数以上と判定される場合、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、例えば所定回転数を、変速機の変速ギヤへの負荷が過大となるおそれのある比較的高い値に設定することも可能となり、機関回転数が所定時間継続してそのような回転数以上のときに１速から２速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、機関回転数が第２の所定回転数以上のとき、１速への変速を禁止するように構成したので、上記した構成に加え、例えば第２の所定回転数を、１速へ変速した場合に内燃機関の機関回転数が上昇して過回転になると共に、変速ギヤへの負荷が過大となるおそれのある比較的高い値に設定することも可能となり、それによって内燃機関が高回転のときに２速から１速への変速指示が出力される場合であっても変速が行われないため、変速ギヤへの負荷が過大になることはなく、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。
【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】
【００１２】
図１はこの発明の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、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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、エンジン回転数ＮＥが第１の所定回転数（所定回転数）ＮＥ１以上か否か判断する。この第１の所定回転数ＮＥ１は、変速段が１速でエンジン３０がその値で回転させられる場合に過大な負荷が変速機４６の変速ギヤ（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）に作用するおそれのある、比較的高い値（例えば６０００ｒｐｍ）に設定される。
【００５３】
Ｓ１０２で否定されるときは、変速機４６が変速指示に応じて１速から２速に変速された場合であっても変速ギヤへの負荷は過大とならないため、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。
【００５４】
他方、Ｓ１０２で肯定されるときはＳ１０６に進み、エンジン３０が所定回転数ＮＥ１以上の高回転領域で運転される時間を計測するタイマ（アップカウンタ）をスタートさせる。尚、次回以降のプログラムループにおいてＳ１０２で肯定されてＳ１０６に進む場合、タイマは既にスタート済みであることから、タイマの値を更新して時間計測を継続する。
【００５５】
次いでＳ１０８に進み、タイマの値が所定時間（例えば５ｓｅｃ）以上となったか否か判定、即ち、エンジン回転数ＮＥが所定時間継続して所定回転数ＮＥ１以上か否か判定する。
【００５６】
Ｓ１０８の処理を最初に実行するときはＳ１０６でタイマをスタートさせた直後であるため、通例否定されてそのままプログラムを終了する。一方、Ｓ１０８で肯定されるときはＳ１１０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。そしてＳ１１２に進み、タイマをリセットする。
【００５７】
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Ｓ１１４に進み、エンジン回転数ＮＥが第２の所定回転数ＮＥ２以上か否か判断する。第２の所定回転数ＮＥ２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（オーバーレブ）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。尚、第２の所定回転数ＮＥ２は第１の所定回転数ＮＥ１より低い値とされる。
【００５８】
Ｓ１１４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、Ｓ１１６に進み、変速許可フラグのビットを１にセットする一方、Ｓ１１４で肯定されるときはＳ１１８に進んで変速許可フラグのビットを０にリセットする。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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）。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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（１速への変速）が禁止される）。
【００６７】
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。
【００６８】
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、エンジン回転数ＮＥ、変速機４６の実際の変速段、タイマの値、変速許可フラグのビットを示す。
【００６９】
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、かつエンジン回転数ＮＥが第２の所定回転数ＮＥ２以下とする。従って、変速許可フラグのビットはＳ１１６の処理で１にセットされている。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）。
【００７０】
その後、レバー１２２の操作によってエンジン回転数ＮＥが徐々に上昇し、時刻ｔ２において第１の所定回転数ＮＥ１に到達してエンジン３０が高回転領域に入ると、タイマをスタートさせる（Ｓ１０６）。そして時刻ｔ３においてタイマの値が所定時間以上になると、詳しくは、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、エンジン回転数ＮＥが第１の所定回転数ＮＥ１以上の状態が所定時間以上継続すると（Ｓ１０８）、変速機４６を強制的に１速から２速へ変速させる（Ｓ１１０）。これにより、エンジン回転数ＮＥは減少する。
【００７１】
また、時刻ｔ４に示す如く、変速機４６の変速段が２速で、かつエンジン回転数ＮＥが第２の所定回転数ＮＥ２以上の場合、変速許可フラグのビットは０にリセットされる（Ｓ１１８）。エンジン３０がそのような運転状態のときは、時刻ｔ５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場合であっても、１速への変速は行われない（Ｓ３００で否定）。即ち、エンジン回転数ＮＥが第２の所定回転数ＮＥ２以上のとき、１速への変速は禁止される。
【００７２】
以上の如く、この発明の実施例にあっては、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の機関回転数（エンジン回転数）ＮＥが所定時間継続して所定回転数（第１の所定回転数）ＮＥ１以上か否か判定する機関回転数判定手段と（ＥＣＵ１１０。Ｓ１２，Ｓ１０２，Ｓ１０８）を備えると共に、前記変速制御手段は、前記内燃機関３０の機関回転数ＮＥが前記所定時間継続して前記所定回転数ＮＥ１以上と判定される場合、前記１速から前記２速に変速させる如く構成した（Ｓ１２，Ｓ１１０）。
【００７３】
このように、エンジン３０のエンジン回転数ＮＥが所定時間継続して第１の所定回転数ＮＥ１以上と判定される場合、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、例えば第１の所定回転数ＮＥ１を、変速機４６の変速ギヤへの負荷が過大となるおそれのある比較的高い値に設定することも可能となり、エンジン回転数ＮＥが所定時間継続してそのような回転数以上のときに１速から２速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（例えばエンジン３０が過回転となってエンジン回転数変動が生じるのを回避でき）、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。
【００７４】
また、前記変速制御手段は、前記機関回転数ＮＥが第２の所定回転数ＮＥ２以上のとき、前記１速への変速を禁止する如く構成したので（Ｓ１２，Ｓ１６，Ｓ１１４，Ｓ１１８，Ｓ３００）、例えば第２の所定回転数ＮＥ２を、１速へ変速した場合にエンジン回転数ＮＥが上昇して過回転になると共に、変速ギヤへの負荷が過大となるおそれのある比較的高い値に設定することも可能となり、それによってエンジン３０が高回転のときに２速から１速への変速指示が出力される場合であっても変速が行われないため、変速ギヤへの負荷が過大になることはなく、変速機４６の耐久性をより一層向上させることができる。
【００７５】
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。
【００７６】
また、第１、第２の所定回転数ＮＥ１，ＮＥ２や所定時間、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】
【００７７】
１０ 船外機、３０ エンジン（内燃機関）、４２ プロペラ、４４ プロペラシャフト（動力伝達軸）、４６ 変速機、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、前記内燃機関の機関回転数が所定時間継続して所定回転数以上か否か判定する機関回転数判定手段とを備えると共に、前記変速制御手段は、前記内燃機関の機関回転数が前記所定時間継続して前記所定回転数以上と判定される場合、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、前記変速制御手段は、前記機関回転数が第２の所定回転数以上のとき、前記１速への変速を禁止する如く構成した。
【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、内燃機関の機関回転数が所定時間継続して所定回転数以上か否か判定すると共に、機関回転数が所定時間継続して所定回転数以上と判定される場合、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、例えば所定回転数を、変速機の変速ギヤへの負荷が過大となるおそれのある比較的高い値に設定することも可能となり、機関回転数が所定時間継続してそのような回転数以上のときに１速から２速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、機関回転数が第２の所定回転数以上のとき、１速への変速を禁止するように構成したので、上記した構成に加え、例えば第２の所定回転数を、１速へ変速した場合に内燃機関の機関回転数が上昇して過回転になると共に、変速ギヤへの負荷が過大となるおそれのある比較的高い値に設定することも可能となり、それによって内燃機関が高回転のときに２速から１速への変速指示が出力される場合であっても変速が行われないため、変速ギヤへの負荷が過大になることはなく、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。
【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】
【００１２】
図１はこの発明の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、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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、エンジン回転数ＮＥが第１の所定回転数（所定回転数）ＮＥ１以上か否か判断する。この第１の所定回転数ＮＥ１は、変速段が１速でエンジン３０がその値で回転させられる場合に過大な負荷が変速機４６の変速ギヤ（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）に作用するおそれのある、比較的高い値（例えば６０００ｒｐｍ）に設定される。
【００５３】
Ｓ１０２で否定されるときは、変速機４６が変速指示に応じて１速から２速に変速された場合であっても変速ギヤへの負荷は過大とならないため、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。
【００５４】
他方、Ｓ１０２で肯定されるときはＳ１０６に進み、エンジン３０が所定回転数ＮＥ１以上の高回転領域で運転される時間を計測するタイマ（アップカウンタ）をスタートさせる。尚、次回以降のプログラムループにおいてＳ１０２で肯定されてＳ１０６に進む場合、タイマは既にスタート済みであることから、タイマの値を更新して時間計測を継続する。
【００５５】
次いでＳ１０８に進み、タイマの値が所定時間（例えば５ｓｅｃ）以上となったか否か判定、即ち、エンジン回転数ＮＥが所定時間継続して所定回転数ＮＥ１以上か否か判定する。
【００５６】
Ｓ１０８の処理を最初に実行するときはＳ１０６でタイマをスタートさせた直後であるため、通例否定されてそのままプログラムを終了する。一方、Ｓ１０８で肯定されるときはＳ１１０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。そしてＳ１１２に進み、タイマをリセットする。
【００５７】
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Ｓ１１４に進み、エンジン回転数ＮＥが第２の所定回転数ＮＥ２以上か否か判断する。第２の所定回転数ＮＥ２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（オーバーレブ）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。尚、第２の所定回転数ＮＥ２は第１の所定回転数ＮＥ１より低い値とされる。
【００５８】
Ｓ１１４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、Ｓ１１６に進み、変速許可フラグのビットを１にセットする一方、Ｓ１１４で肯定されるときはＳ１１８に進んで変速許可フラグのビットを０にリセットする。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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）。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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（１速への変速）が禁止される）。
【００６７】
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。
【００６８】
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、エンジン回転数ＮＥ、変速機４６の実際の変速段、タイマの値、変速許可フラグのビットを示す。
【００６９】
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、かつエンジン回転数ＮＥが第２の所定回転数ＮＥ２以下とする。従って、変速許可フラグのビットはＳ１１６の処理で１にセットされている。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）。
【００７０】
その後、レバー１２２の操作によってエンジン回転数ＮＥが徐々に上昇し、時刻ｔ２において第１の所定回転数ＮＥ１に到達してエンジン３０が高回転領域に入ると、タイマをスタートさせる（Ｓ１０６）。そして時刻ｔ３においてタイマの値が所定時間以上になると、詳しくは、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、エンジン回転数ＮＥが第１の所定回転数ＮＥ１以上の状態が所定時間以上継続すると（Ｓ１０８）、変速機４６を強制的に１速から２速へ変速させる（Ｓ１１０）。これにより、エンジン回転数ＮＥは減少する。
【００７１】
また、時刻ｔ４に示す如く、変速機４６の変速段が２速で、かつエンジン回転数ＮＥが第２の所定回転数ＮＥ２以上の場合、変速許可フラグのビットは０にリセットされる（Ｓ１１８）。エンジン３０がそのような運転状態のときは、時刻ｔ５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場合であっても、１速への変速は行われない（Ｓ３００で否定）。即ち、エンジン回転数ＮＥが第２の所定回転数ＮＥ２以上のとき、１速への変速は禁止される。
【００７２】
以上の如く、この発明の実施例にあっては、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の機関回転数（エンジン回転数）ＮＥが所定時間継続して所定回転数（第１の所定回転数）ＮＥ１以上か否か判定する機関回転数判定手段と（ＥＣＵ１１０。Ｓ１２，Ｓ１０２，Ｓ１０８）を備えると共に、前記変速制御手段は、前記内燃機関３０の機関回転数ＮＥが前記所定時間継続して前記所定回転数ＮＥ１以上と判定される場合、前記１速から前記２速に変速させる如く構成した（Ｓ１２，Ｓ１１０）。
【００７３】
このように、エンジン３０のエンジン回転数ＮＥが所定時間継続して第１の所定回転数ＮＥ１以上と判定される場合、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、例えば第１の所定回転数ＮＥ１を、変速機４６の変速ギヤへの負荷が過大となるおそれのある比較的高い値に設定することも可能となり、エンジン回転数ＮＥが所定時間継続してそのような回転数以上のときに１速から２速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（例えばエンジン３０が過回転となってエンジン回転数変動が生じるのを回避でき）、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。
【００７４】
また、前記変速制御手段は、前記機関回転数ＮＥが第２の所定回転数ＮＥ２以上のとき、前記１速への変速を禁止する如く構成したので（Ｓ１２，Ｓ１６，Ｓ１１４，Ｓ１１８，Ｓ３００）、例えば第２の所定回転数ＮＥ２を、１速へ変速した場合にエンジン回転数ＮＥが上昇して過回転になると共に、変速ギヤへの負荷が過大となるおそれのある比較的高い値に設定することも可能となり、それによってエンジン３０が高回転のときに２速から１速への変速指示が出力される場合であっても変速が行われないため、変速ギヤへの負荷が過大になることはなく、変速機４６の耐久性をより一層向上させることができる。
【００７５】
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。
【００７６】
また、第１、第２の所定回転数ＮＥ１，ＮＥ２や所定時間、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】
【００７７】
１０ 船外機、３０ エンジン（内燃機関）、４２ プロペラ、４４ プロペラシャフト（動力伝達軸）、４６ 変速機、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、前記内燃機関の機関回転数が所定時間継続して所定回転数以上か否か判定する機関回転数判定手段と、
を備えると共に、前記変速制御手段は、前記内燃機関の機関回転数が前記所定時間継続して前記所定回転数以上と判定される場合、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】
前記変速制御手段は、前記機関回転数が第２の所定回転数以上のとき、前記１速への変速を禁止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、前記内燃機関の機関回転数が所定時間継続して所定回転数以上か否か判定する機関回転数判定手段と、
を備えると共に、前記変速制御手段は、前記内燃機関の機関回転数が前記所定時間継続して前記所定回転数以上と判定される場合、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】
前記変速制御手段は、前記機関回転数が第２の所定回転数以上のとき、前記１速への変速を禁止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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２４７３８２（Ｐ２０１１−２４７３８２Ａ）
【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２０１０−１２３２８９（Ｐ２０１０−１２３２８９）
【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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