船舶推進装置の制御装置、及び船舶
【課題】内燃機関の内部に水が侵入してしまう事態を確実に防止し、内燃機関の製造コストの高騰の抑止とメンテナンスの簡易化を実現する。
【解決手段】 船外機のエンジンにおいて、クランクシャフト６６の回転角を検知する第一の回転角検知手段８０と、排気用カムシャフト６４の回転角を検知する第二の回転角検知手段９０とを設ける。エンジン側ＥＣＵ４２には、第一の回転角検知手段８０の検知した回転角及び第二の回転角検知手段９０の検知した回転角に基づいてクランクシャフト６６の逆転の有無を判定する逆転判定部４２１と、逆転判定部４２１がクランクシャフト６６の逆転を検知したときにシフト用歯車機構を強制的にニュートラル状態に移行させるギヤ機構操作部４２２とを設ける。
【解決手段】 船外機のエンジンにおいて、クランクシャフト６６の回転角を検知する第一の回転角検知手段８０と、排気用カムシャフト６４の回転角を検知する第二の回転角検知手段９０とを設ける。エンジン側ＥＣＵ４２には、第一の回転角検知手段８０の検知した回転角及び第二の回転角検知手段９０の検知した回転角に基づいてクランクシャフト６６の逆転の有無を判定する逆転判定部４２１と、逆転判定部４２１がクランクシャフト６６の逆転を検知したときにシフト用歯車機構を強制的にニュートラル状態に移行させるギヤ機構操作部４２２とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶推進装置、及びこれらを操作するハンドル装置やリモコン装置等を電気的に接続させた船舶推進装置の制御装置、及び船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶に設けられ、プロペラ等を回転させることで船体に推進力を付与する船舶推進装置は、クランクシャフトが逆方向に回転してしまうと、吸排気の方向が逆になり、航行時に水中に延出した排気管から逆流した水が「内燃機関」としてのエンジンのシリンダ内に侵入してしまう事態が生ずる。そのため、エンジンの内部への侵入を防止すべく、クランクシャフトの逆転を検知するための船舶用航行状態制御装置が必要になる。
【０００３】
従来からこの種の船舶用航行状態制御装置においては、特許文献１、及び特許文献２に記載されたようなものがある。即ち、特許文献１には、ピストンの進退方向の運動を回転方向の運動に変換するクランクを備えたクランクシャフトが設けられた内燃機関（船舶用内燃機関）を有し、内燃機関の駆動によって船体に推進力を付与する船舶推進装置を制御する、船舶推進装置の制御装置において、内燃機関の気筒を判別する気筒判別手段、所定クランク角度ごとに所定個数のクランク角度信号を発生するクランク角度信号発生手段、クランク角度信号発生手段が発生するクランク角度信号をカウントするカウンタ、前記気筒判別手段によって気筒が判別されたとき、カウンタのカウント値が所定個数の倍数であるか否か判断するカウント値倍数判断手段、およびカウント値倍数判断手段によってカウント値が所定個数の倍数ではないと判断されたとき、内燃機関が逆転したと判断して前記内燃機関を停止、より具体的には点火および燃料噴射を停止する機関停止手段を備えた船舶推進装置の制御装置（逆転防止装置）が記載されている。
【０００４】
また、引用文献２には、ピストンの進退方向の運動を回転方向の運動に変換するクランクを備えたクランクシャフトと、新気を吸気通路、クランク室、掃気通路を経て燃焼室に供給し、燃焼室より上流部に燃料噴射のためのインジェクタと、燃焼室に点火プラグとを配置し、パルサー信号に基づき運転状態に応じた点火時期で点火するとともに、燃料を噴射する内燃機関（２サイクル燃料噴射式内燃機関）を有し、内燃機関の駆動によって船体に推進力を付与する船舶推進装置を制御する、船舶推進装置の制御装置において、エンジンの逆転検知手段を配置し、逆転が検知された時、点火を停止する一方、燃料噴射は継続するようにした船舶推進装置の制御装置が記載されている。
【０００５】
これらにおいては、クランクシャフトの逆転が検知されたとき、エンジンの燃焼を停止させることでエンジンの内部への水の侵入の防止を図っている。
【特許文献１】特開２００３−１２０３９７号公報
【特許文献２】特開平９−７９１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記引用文献１及び２に記載の発明においては、例えば船舶のギヤがフォワードからリバースに切り替わったとき（あるいはリバースからフォワードに切り替わったとき）にプロペラからの反力が急に大きくなり、この反力がクランクシャフトの回転トルクよりも大きくなってクランクシャフトが逆回転する場合がある。このような場合、エンジンの燃焼が停止した後もプロペラが慣性力によりリバース方向（あるいはフォワード方向）に回転を続け、この慣性力がエンジンに伝達されることになる。このため、引用文献１及び２に記載の発明においては、この慣性力によるエンジンの駆動によってエンジンの内部に水が侵入してしまう事態が生ずるという問題がある。
【０００７】
一方、引用文献１及び２に記載の発明においては、クランクシャフトの逆転を検知するための複雑な機構や多くのセンサ類が必要であり、そのため内燃機関の製造コストが高くなり、メンテナンスに要する労力が過大になるという問題がある。更に、上述したようなエンジンの内部に水が浸入する事態を防止するための特別の動作を行わせる場合には、かかる動作を行わせるための特別の機構が必要となり、内燃機関の製造やメンテナンスに要する労力が過大になるという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、ギヤの状態の如何に関わらず内燃機関の内部に水が侵入してしまう事態を確実に防止し、内燃機関の製造コストの高騰の抑止とメンテナンスの簡易化を実現できる船舶推進装置の制御装置、及び船舶を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ピストンの進退方向の運動を回転方向の運動に変換するクランクシャフトが設けられた内燃機関を有し、該内燃機関の駆動によって船体に推進力を付与する船舶推進装置を制御する、船舶推進装置の制御装置において、前記内燃機関の駆動時における前記クランクシャフトの逆転を検知する逆転検知手段と、該逆転検知手段において前記クランクシャフトの逆転が検知された際に、前記船舶推進装置に設けられたギヤ機構を強制的にニュートラル状態に移行させるギヤ機構操作手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記逆転検知手段は、前記クランクシャフトの回転角を検知する第一の回転角検知手段と、前記内燃機関に設けられて前記クランクシャフトに連動して駆動されるカムシャフトの回転角を検知する第二の回転角検知手段と、前記第一の回転角検知手段の検知した回転角及び前記第二の回転角検知手段の検知した回転角に基づいて前記クランクシャフトの逆転の有無を判定する逆転判定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記第一の回転角検知手段は、前記クランクシャフトの特定回転角位置に設けられた第一のマーキング部と前記クランクシャフトの周囲の特定位置に設けられて該特定位置における前記第一のマーキング部の通過の如何を検知する第一の通過検知手段とを備え、前記第二の回転角検知手段は、前記カムシャフトの特定回転角位置に設けられた第二のマーキング部と前記カムシャフトの周囲の特定位置に設けられて該特定位置における前記マーキング部の通過の如何を検知する第二の通過検知手段とを備え、前記逆転判定手段は前記カムシャフトが正転しているときと異なるタイミングにおいて前記第一のマーキング部及び前記第二のマーキング部が検知された場合に前記クランクシャフトが逆転したものと判定する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加え、前記第一のマーキング部又は前記第二のマーキング部のうち少なくとも何れか一方は、前記クランクシャフト又は前記カムシャフトの周囲の特定回転角位置に突設された突起部、又は所定間隔で突設された複数の前記突起部を特定回転角位置において欠落させた欠落部であり、前記第一の通過検知手段又は前記第二の通過検知手段のうち少なくとも一方は、前記突起部の突設位置に近接して設けられた磁気センサであることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加え、前記逆転検知手段において前記クランクシャフトの逆転が検知された際に、前記内燃機関の燃焼室に燃料を供給するインジェクタの駆動、及び、前記燃焼室において前記インジェクタから噴射される燃料に点火するイグニッションコイルの駆動を停止させる駆動停止手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の構成に加え、前記内燃機関の回転数が所定以上のときに前記ギヤ機構操作手段における処理を回避させる処理回避手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、船舶であって、請求項１乃至６の何れか一つに記載の船舶推進装置の制御装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の駆動時におけるクランクシャフトの逆転を検知する逆転検知手段と、逆転検知手段においてクランクシャフトの逆転が検知された際に、船舶推進装置に設けられたギヤ機構を強制的にニュートラル状態に移行させるギヤ機構操作手段とを備えたことにより、内燃機関の駆動時にクランクシャフトの逆転が発生した場合にこの逆転を検知して、ギヤ機構をクランクシャフトの逆転が発生しないニュートラル状態に移行させることができる。また、ギヤ機構操作手段は、内燃機関の通常動作時にギヤ機構がとり得る状態のひとつであるニュートラル状態に移行させるものであるため、ギヤ機構等に特別な動作を行わせる必要がなく、特段複雑な構成にする必要がない。従って、ギヤの状態の如何に関わらず内燃機関の内部に水が侵入してしまう事態を確実に防止し、内燃機関の製造コストの高騰の抑止とメンテナンスの簡易化を実現できる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、逆転検知手段において、クランクシャフトの回転角を検知する第一の回転角検知手段と、内燃機関に設けられてクランクシャフトに連動して駆動されるカムシャフトの回転角を検知する第二の回転角検知手段とを検知手段としたことにより、少ない個数の検知手段によって構成することができる。また、第一の回転角検知手段の検知した回転角及び第二の回転角検知手段の検知した回転角に基づいてクランクシャフトの逆転の有無を判定する逆転判定手段を備えたことにより、クランクシャフトの回転角とカムシャフトの回転角の相対的な関係に基づいてクランクシャフトの逆転を確実に検知できる。これにより、ギヤの状態の如何に関わらず内燃機関の内部に水が侵入してしまう事態を一層確実に防止し、内燃機関の製造コストの高騰の一層の抑止とメンテナンスの一層の簡易化を実現できる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、第一の回転角検知手段は、クランクシャフトの特定回転角位置に設けられた第一のマーキング部とクランクシャフトの周囲の特定位置に設けられて特定位置における第一のマーキング部の通過の如何を検知する第一の通過検知手段とを備え、第二の回転角検知手段は、カムシャフトの特定回転角位置に設けられた第二のマーキング部とカムシャフトの周囲の特定位置に設けられて特定位置におけるマーキング部の通過の如何を検知する第二の通過検知手段とを備え、逆転判定手段はカムシャフトが正転しているときと異なるタイミングにおいて第一のマーキング部及び第二のマーキング部が検知された場合にクランクシャフトが逆転したものと判定することにより、クランクシャフト及びカムシャフトに設けられた特定回転角位置の位置関係及び特定回転角位置の通過状態によってクランクシャフトの逆転の如何を検知できる。また、クランクシャフト及びカムシャフトの特定回転角位置はこの特定回転角位置に設けたマーキング部によって検知できるので、特定回転角位置を検知するための構成を簡易な構成として形成できる。これにより、ギヤの状態の如何に関わらず内燃機関の内部に水が侵入してしまう事態を一層確実に防止し、内燃機関の製造コストの高騰の一層の抑止とメンテナンスの一層の簡易化を実現できる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、第一のマーキング部又は第二のマーキング部のうち少なくとも何れか一方は、クランクシャフト又はカムシャフトの周囲の特定回転角位置に突設された突起部、又は所定間隔で突設された複数の突起部を特定回転角位置において欠落させた欠落部であることにより、特定回転角を示すマーキング部を簡易な構成として形成できる。また、第一の通過検知手段又は第二の通過検知手段のうち少なくとも一方は、突起部の突設位置に近接して設けられた磁気センサであることにより、通過検知手段を簡易な構成として形成できる。これにより、ギヤの状態の如何に関わらず内燃機関の内部に水が侵入してしまう事態を一層確実に防止し、内燃機関の製造コストの高騰の一層の抑止とメンテナンスの一層の簡易化を実現できる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、逆転検知手段においてクランクシャフトの逆転が検知された際に、内燃機関の燃焼室に燃料を供給するインジェクタの駆動、及び、燃焼室においてインジェクタから噴射される燃料に点火するイグニッションコイルの駆動を停止させる駆動停止手段を備えたことにより、クランクシャフトの逆転を助長させる要因である、クランクシャフトの逆転時における燃焼室での燃焼が生じる要因を遮断し、ギヤの状態の如何に関わらず内燃機関の内部に水が侵入してしまう事態を一層確実に防止できる。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、内燃機関の回転数が所定以上のときにギヤ機構操作手段における処理を回避させる処理回避手段を備えたことにより、通常航行時等、エンジンが低速で回転している時以外の場合に誤検知が起こってギヤ機構が強制的にニュートラル状態に移行させられてしまい、クランクシャフトの逆転が起きていないのにギヤ機構がニュートラル位置に移行し航行トラブルが生じてしまう事態を防止できる。これにより、ギヤの状態の如何に関わらず内燃機関の内部に水が侵入してしまう事態を確実に防止しつつ、航行の安全を図ることができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、上記効果を有する船舶用航行状態制御装置が搭載された船舶を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１乃至図９には、この発明の実施の形態を示す。
【００２５】
まず構成を説明すると、この実施の形態の船舶は、図１に示すように、船体１０の船尾に「船舶推進装置」としての船外機１１が取り付けられ、この船外機１１は船体１０の操船席に配置されたリモコン操作手段１３，キースイッチ装置１４及びハンドル装置１５等により制御されるようになっている。
【００２６】
船外機１１は、図１に示すように、「内燃機関」としてのエンジン１６が上部に配置され、このエンジン１６の出力がドライブシャフト１７、シフト装置１８及びプロペラシャフト２０を介してプロペラ１９を回転させるように構成されている。
【００２７】
この実施の形態におけるエンジン１６は、図２に示す通り、可変バルブタイミング機構を有する４サイクルエンジンであるが、シリンダの数や配置はどのようなものであってもよい。なお、以下一のシリンダ及び一のピストンの構成について説明するが、当該エンジン１６に設けられたシリンダ及びピストンは全て当該一のシリンダ及び一のピストンと同様の構成をとるものである。
【００２８】
エンジン１６には、シリンダブロック５１の上側にシリンダヘッド５２がヘッドボルト５３により取り付けられている。そのシリンダブロック５１には、シリンダ室５４が形成され、このシリンダ室５４内にピストン５５が上下方向に進退自在に配設されている。このピストン５５にはコンロッド５５ａの一端部が連結されており、このコンロッド５５ａの他端部は、図２に示す、ピストン５５の進退方向の運動を回転方向の運動に変換するクランク（図示せず）を備えたクランクシャフト６６に接続されている。クランクシャフト６６には、図１に示すドライブシャフト１７に動力を伝達する、歯車等の動力伝達機構（図示せず）が設けられている。
【００２９】
また、シリンダヘッド５２には、吸気ポート５６及び排気ポート５７が形成され、これら各ポート５６，５７の、燃焼室５８に臨む開口５６ａ，５７ａが吸気バルブ５９及び排気バルブ６０により開閉されるようになっている。吸気ポート５６には燃焼室５８に供給するための燃料を噴射するインジェクタ６１が設けられている。燃焼室５８には、燃料に点火するイグニッションコイル６５（図６参照。図２、図３には図示せず。）が設けられている。
【００３０】
これら各バルブ５９，６０は、コイルスプリング６２ａ，６２ｂにより、開口５６ａ，５７ａを閉じる方向に付勢され、吸気用カムシャフト６３及び排気用カムシャフト６４により、開閉駆動されるようになっている。
【００３１】
これら吸気用・排気用カムシャフト６３，６４とクランクシャフト６６との端部にそれぞれ吸気用・排気用カムプーリ６８，６９及びクランクプーリ７０が設けられ、これら各プーリ６８，６９，７０及び３つの中間プーリ７１，７２，７３の間にカムベルト７５が掛け渡されることにより、このカムベルト７５を介してクランクシャフト６６の駆動力が吸気用・排気用カムシャフト６３，６４に伝達されるようになっている。
【００３２】
クランクシャフト６６、排気用カムシャフト６４及びそれらの周辺には、エンジン１６の駆動時におけるクランクシャフト６６の逆転を検知する逆転検知手段を形成する、第一の回転角検知手段８０及び第二の回転角検知手段９０が設けられている。
【００３３】
クランクシャフト６６及びその近傍には第一の回転角検知手段８０が設けられている。具体的には、図６にイメージを示す通り、この第一の回転角検知手段８０は、クランクシャフト６６の周囲の特定位置に突設された複数の「第一のマーキング部」としての突起部８１１，８１２，・・・８１３４と、欠落部８２と、これら突起部８１１，８１２，・・・８１３４及び欠落部８２に近接して設けられた「第一の通過検知手段」としての磁気センサ８３とから成る。突起部８１１，８１２，・・・８１３４はクランクシャフト６６の「特定回転角位置」である中心部から１０°ごとの位置（つまり０°，１０°，２０°，・・・，３２０°，３３０°の位置）に均等間隔に突設されている。欠落部８２は、図６にイメージを示す通り、突起部８１１，８１２，・・・８１３４が全て１０°ごとの間隔に全て均等に突設されたとしたら突起部８１３５，８１３６が突設される位置（つまり「特定回転角位置」である３４０°，３５０°の位置）に、これら突起部８１３５，８１３６が欠落した状態に形成されている。
【００３４】
また、排気用カムシャフト６４及びその近傍には、第二の回転角検知手段９０が設けられている。具体的には、図６にイメージを示す通り、この第二の回転角検知手段９０は、排気用カムシャフト６４の周囲の特定位置に突設された複数の「第二のマーキング部」としての突起部９１１，９１２，・・・９１６と、欠落部９２と、これら突起部９１１，９１２，・・・９１６及び欠落部９２に近接して設けられた「第二の通過検知手段」としての磁気センサ９３とから成る。突起部９１１，９１２，・・・９１６は排気用カムシャフト６４の「特定回転角位置」である中心部から３０°ごとの位置（つまり０°，３０°，６０°，・・・１５０°の位置）に均等間隔に突設されている。欠落部９２は、図６にイメージを示す通り、突起部９１１，９１２，・・・９１６が全て３０°ごとの間隔に全て均等に突設されたとしたら突起部９１７，９１８，・・・９１１２が突設される位置（つまり１８０°，２１０°，２４０°，２７０°，３００°，３３０°の位置）において、これら突起部９１７，９１８，・・・９１１２が欠落した状態に形成されている。
【００３５】
なお、吸気用カムシャフト６３及びその近傍にも、「第二の回転角検知手段」と同様の回転角検知手段が設けられていてもよい。
【００３６】
船外機１１の下部には、図１に示す通り、ケーシング２３内に略水平に配設されたプロペラシャフト２０にプロペラ１９が取り付けられている。図４、図５に示す通り、このプロペラシャフト２０は、前・後推進切換機能を果す「ギヤ機構」としてのシフト用歯車機構２４を介して上下方向に設けられたドライブシャフト１７に連結されている。このシフト用歯車機構２４は、プロペラシャフト２０に回転可能に装着された前進用歯車２５と後進用歯車２６を備えている。これら歯車２５，２６は、上方から見て右回転駆動されるドライブシャフト１７に固定されたピニオン２７に噛合して、互いに逆方向に回転される。
【００３７】
ここでは、前進用歯車２５は船の前進方向（図４で左方向）の後側に配置され、後進用歯車２６は前進方向の前側に配置されている。
【００３８】
プロペラシャフト２０は筒状に形成され、内側が燃焼室５８で燃焼した排気ガスの導通路を形成しており、図１に示す通り、先端部が開口して排気口２０ｄを形成している。
【００３９】
図４、図５に示す通り、プロペラシャフト２０の外面には、前進用歯車２５及び後進用歯車２６の間においてスリーブ状のドッグクラッチ２８がスプライン結合され、このドッグクラッチ２８はプロペラシャフト２０の軸方向に摺動可能となっている。このドッグクラッチ２８には、軸方向の両側に突出する爪２８ａがそれぞれ形成されている。また、前進用歯車２５及び後進用歯車２６には、前記爪２８ａに対向する爪２５ａ，２６ａがそれぞれ形成され、これら爪２５ａ，２６ａ、２８ａの噛合によりクラッチが形成されている。
【００４０】
また、プロペラシャフト２０の前端部側には、軸方向に沿う前端が開口された挿入孔２０ａが形成され、この挿入孔２０ａには、シフトスリーブ２９が軸方向にスライド自在に挿入されている。プロペラシャフト２０の挿入孔２０ａの側壁には、軸方向に長い長孔２０ｂが形成されている。
【００４１】
そして、前記シフトスリーブ２９及びドッグクラッチ２８には、直径方向に沿う貫通孔２９ｂ，２８ｂが形成されており、ピン３０がドッグクラッチ２８の貫通孔２８ｂ、プロペラシャフト２０の長孔２０ｂ及びシフトスリーブ２９の貫通孔２９ｂに挿入されている。
【００４２】
前記シフトスリーブ２９が移動することにより、ピン３０は長孔２０ｂの範囲内で軸方向へ移動され、このピン３０を介してプロペラシャフト２０軸方向に沿って、ドッグクラッチ２８が移動されるようになっている。
【００４３】
また、前記シフトスリーブ２９には、プロペラシャフト２０の凹部２０ｃに係脱するディテントボール３１がシフトスリーブ２９外周面から出没自在に設けられ、このディテントボール３１は、スプリング３２及び押圧部材３３により突出方向に付勢されている。
【００４４】
さらに、前記シフトスリーブ２９の前端部２９ａには、図４に示すように、スライド自在に設けられたシフター３４が連結されており、このシフター３４には、上下方向に沿う係合溝３４ａが形成されている。
【００４５】
そして、シフト切換装置２１のシフトシャフト３５の下端において、その回動中心軸に対してクランク状に偏心した個所に設けられた駆動ピン３５ａが、シフター３４の係合溝３４ａに挿入されている。このシフトシャフト３５の回動で駆動ピン３５ａが偏心して回転することにより、シフター３４がスライドして、ドッグクラッチ２８はスライドされる。
【００４６】
前記シフトシャフト３５が一方向に回動させられることでドッグクラッチ２８が一方向にスライドされ、又、シフトシャフト３５が他方向に回動させられることでドッグクラッチ２８が他方向にスライドされる。
【００４７】
このシフトシャフト３５は、上方向に延長され、図５に示すように、前記シフトシャフト３５の上端部３５ｂにレバー３６が固定されている。このレバー３６の先端部にレバーシフトロッド３７の一端部が回動自在に連結され、このレバーシフトロッド３７の他端部が、シフトレール３８にスライド自在に設けられたスライダー３９に回動自在に連結されている。このスライダー３９が前記シフトアクチュエータ２２によって所定の方向にスライドされることにより、レバーシフトロッド３７及びレバー３６を介してシフトシャフト３５が所定の方向に回動される。
【００４８】
シフトアクチュエータ２２は、駆動源としてのＤＣモータであるシフトモータ４７や減速機構等を有し、スライダー３９を所定の方向に駆動させるように構成されている。
【００４９】
シフトアクチュエータ２２には、図６に示すように、シフトポジションセンサ４０が設けられ、このシフトポジションセンサ４０により、シフト位置（前進位置、中立位置、後進位置）が検出されてその検出情報（信号）がエンジン側ＥＣＵ４１（Electronic Control Unit、電子制御装置）に入力されるようになっている。
【００５０】
また、図１に示す通り、エンジン側ＥＣＵ４１は、リモコン操作手段１３に設けられた電子制御ユニットとしてのリモコン側ＥＣＵ４４、及び、ハンドル装置１５に設けられた電子制御ユニットとしてのハンドル側ＥＣＵ４６と信号線としてのハーネス１２ａ，１２ｂによって接続されている。これにより、操船席側におけるリモコンシフトレバー４５の操作情報やハンドル４８の操作情報をハーネス１２ａ，１２ｂを介したネットワーク通信によってエンジン側ＥＣＵ４１に送信し、エンジン側ＥＣＵ４１に、それらの操作情報に基づいて船外機１１の操舵やエンジン１６の駆動状態の制御を行わせるようになっている。
【００５１】
図６の機能ブロック図に示す通り、エンジン側ＥＣＵ４１はＣＰＵ（Central Processing Unit）４２、通信トランシーバ回路１０１、センサインターフェース回路１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、インジェクタドライバ回路１０３、イグニッションコイルドライバ回路１０４、シフトアクチュエータドライバ回路１０５を有する。ＣＰＵ４２は図示せぬＲＯＭ（Read Only Memory）等に記憶された各種プログラム等の演算処理を行い、エンジン側ＥＣＵ４１における処理全体を制御する。通信トランシーバ回路１０１はリモコン側ＥＣＵ４４との通信に必要な各種処理を行う。センサインターフェース回路１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは各クランクシャフト６６及び各排気用カムシャフト６４毎に設けられた磁気センサ８３，９３、シフトポジションセンサ４０から送信された信号をＣＰＵ４２に供給するために必要な各種処理を行う。インジェクタドライバ回路１０３、イグニッションコイルドライバ回路１０４、シフトアクチュエータドライバ回路１０５は、ＣＰＵ４２における処理結果に基づいて、各クランクシャフト６６及び各排気用カムシャフト６４毎に設けられたインジェクタ６１及びイグニッションコイル６５、ならびにシフトアクチュエータ２２を駆動させるために必要な各種処理を行う。
【００５２】
エンジン側ＥＣＵ４１のＣＰＵ４２には、記憶装置４９に記憶されたプログラムの演算処理の結果等によって、逆転検知手段を形成する機能手段が形成される。具体的には、「逆転判定手段」としての逆転判定部４２１、「ギヤ機構操作手段」としてのギヤ機構操作部４２２、「駆動停止手段」としての駆動停止部４２３、「処理回避手段」としての処理回避部４２４が機能手段として形成される。逆転判定部４２１は、磁気センサ８３の検知したクランクシャフト６６の回転角及び磁気センサ９３の検知した排気用カムシャフト６４の回転角に基づくクランクシャフト６６の逆転の有無の判定、及び、エンジン１６の回転数の検知を行う（詳しくは後述する。）。ギヤ機構操作部４２２はクランクシャフト６６の逆転が検知された際に、シフト用歯車機構２４を強制的にニュートラル状態に移行させる。駆動停止部４２３は、クランクシャフト６６の逆転が検知された際に、インジェクタ６１の駆動、及び、イグニッションコイル６５の駆動を停止させる。処理回避部４２４は、エンジン１６の回転数が所定以上のときにはギヤ機構操作部４２２における処理を回避させる。
【００５３】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
【００５４】
図７は、この実施の形態に係る制御の基本手順を示すフローチャート図である。同図に示す通り、エンジン１６が始動し（ステップＳ１１）、駆動を開始するとクランクシャフト６６、吸気用カムシャフト６３、及び排気用カムシャフト６４が駆動する。これに伴い、磁気センサ８３は突起部８１１，８１２，・・・８１３４の通過を検知し、磁気センサ９３は突起部９１１，９１２，・・・９１６の通過を検知する。磁気センサ８３、９３は突起部８１１，８１２，・・・８１３４、突起部９１１，９１２，・・・９１６の通過に伴い検知信号を生成し、この検知信号をエンジン側ＥＣＵ４１のＣＰＵ４２に送信する。
【００５５】
一の磁気センサ８３、及び一の磁気センサ９３において生成された検知信号は、図９の（ｂ）のタイムチャートに示すようになる。同図に示す通り、磁気センサ８３，９３の位置を突起部８１１，８１２，・・・８１３４、及び突起部９１１，９１２，・・・９１６が通過したときは磁界が強くなるので、信号には周期的な起伏が形成される。一方、磁気センサ８３，９３の位置を欠落部８２，９２が通過したときには、信号に起伏は形成されず、同じ信号強度が持続する。
【００５６】
そして、クランクシャフト６６が回転を続ければ、磁気センサ８３の検知した信号は突起部８１１，８１２，・・・８１３４の通過により周期的な起伏が形成された第一ブロック２０１と欠落部８２の通過により平坦な信号が持続する第二ブロック２０２とが交互に表れて、クランクシャフト６６の回転数と回転角とを検知できる。一方、排気用カムシャフト６４が回転を続ければ、磁気センサ９３の検知した信号は突起部９１１，９１２，・・・９１６の通過により周期的な起伏が形成された第三ブロック２０３と欠落部８２の通過により平坦な信号が持続する第四ブロック２０４とが交互に表れ、排気用カムシャフト６４の回転数と回転角とを検知できる。
【００５７】
そして、クランクシャフト６６と排気用カムシャフト６４とは連動し同期して回転しているので、正転していれば（即ち正常な回転方向に回転していれば）一〜数個の第一ブロック２０１と一〜数個の第三ブロック２０３とは連動して同じタイミングで出現する。図９の（ｂ）のタイムチャートを例にとると、二つの第一ブロック２０１で形成されたクランクシャフト６６の特定回転角範囲２０５の信号が出現するタイミングに第三ブロック２０３の６つの信号隆起が出現している。クランクシャフト６６が正転していれば、第三ブロック２０３の信号隆起はその後も全て特定回転角範囲２０５の信号が出現するタイミングにおいて出現することになる。
【００５８】
一方、クランクシャフト６６の回転が逆転した場合（即ち正常な回転方向と反対方向に回転した場合）には、第三ブロック２０３の信号隆起の出現タイミングは正転時とは異なるものになるため、クランクシャフト６６の特定回転角範囲２０５の信号が出現するタイミングにおいて第三ブロック２０３の信号は正しく出現しない。
【００５９】
本実施形態においては、この性質を用いてクランクシャフト６６の逆転の有無を判定する。
【００６０】
また、第二ブロック２０２の出現間隔や第四ブロックの２０４の出現間隔を確認することにより、エンジン１６の回転数を検知することも可能になる。逆転判定部４２１においては、このような検知方法によってエンジン１６の回転数の検知も行う。
【００６１】
具体的には、逆転判定部４２１は、エンジン１６の回転数の検知を行い、エンジン１６の回転数が所定回転、ここでは２，０００ｒｐｍ以下になった場合（ステップＳ１２の“Ｙｅｓ”）、クランクシャフト６６の逆転の有無の判定をエンジン１６の気筒ごとに判定する。
【００６２】
エンジン１６の特定の気筒（「第一気筒」とする。）についてクランクシャフト６６の逆転の有無の判定を開始した逆転判定部４２１は、逆転する磁気センサ８３，９３からそれぞれ出力された信号を取得して、双方の信号を比較し、磁気センサ８３から入力された特定回転角範囲２０５の信号が出現するタイミングに磁気センサ９３から入力された第三ブロック２０３の信号隆起が出現するか否かを確認する。そして、特定回転角範囲２０５の信号出現時に第三ブロック２０３の信号隆起が確認できなかった場合（ステップＳ１３１の“Ｎｏ”）には、逆転判定部４２１は逆転判定のカウントを行う（ステップＳ１４１）。一方、磁気センサ８３から入力された特定回転角範囲２０５の信号が出現するタイミングに磁気センサ９３から入力された第三ブロック２０３の信号隆起が確認できた場合（ステップＳ１３１の“Ｙｅｓ”）には、逆転判定のカウントは行わない。
【００６３】
なお、当該エンジン１６は複数の気筒数を有し、図９の（ａ）のタイムチャートに示す通り、各気筒の燃焼サイクルは異なっているため、各気筒が同様の構成を有する場合、気筒毎の確認のタイミングは相違することになる。そのため、第一気筒の判定が完了すると、以後、逆転判定部４２１は、第二気筒、第三気筒、・・・と、磁気センサ８３から入力された特定回転角範囲２０５の信号が出現するタイミングに磁気センサ９３から入力された第三ブロック２０３の信号隆起が出現するか否かの確認を気筒の本数分であるＮ回（Ｎ＞１、８気筒のエンジン１６であればN＝８）行う。そして、特定回転角範囲２０５の信号が出現するタイミングに第三ブロック２０３の信号隆起が確認できなかった場合（ステップＳ１３２，Ｓ１３３，・・・Ｓ１３ｎの“Ｎｏ”）には、逆転判定部４２１は上記と同様に逆転判定のカウントを行う（ステップＳ１４２，Ｓ１４３，・・・Ｓ１４ｎ）。そして、全ての気筒について上記の確認を一巡して行ったときに逆転判定のカウント数が気筒の本数分であるＮ回になった場合（ステップＳ１５の“Ｙｅｓ”）、逆転判定部４２１はクランクシャフト６６が逆転したものと判定する（ステップＳ１６）。
【００６４】
図８は、逆転判定部４２１においてクランクシャフト６６が逆転したものと判定された場合の具体的手順を示すフローチャートである。同図に示す通り、この場合、駆動停止部４２３がイグニッションコイル６５への通電を停止させて燃料への点火を停止させ（ステップＳ１６１）、また、インジェクタ６１への通電を停止させて燃料の噴射を停止させる（ステップＳ１６２）。また、ギヤ機構操作部４２２はシフト用歯車機構２４を強制的にニュートラル状態に移行させる（ステップＳ１６３）。即ち、ギヤ機構操作部４２２はシフトアクチュエータ２２を駆動させ、スライダー３９をスライドさせてドッグクラッチ２８をスライドさせ、シフト用歯車機構２４を強制的にニュートラル位置に移行させる。
【００６５】
一方、全ての気筒について上記の確認を一巡して行ったときに逆転判定のカウント数が所定回数であるＮ回にならなかった場合（ステップＳ１５の“Ｎｏ”）、逆転判定部４２１は逆転判定のカウントを１つインクリメントさせ（ステップＳ１７）、ステップＳ１１以降の処理を繰り返す。
【００６６】
そして、ステップＳ１６１〜Ｓ１６３の処理が全て終了した場合（ステップＳ１６）、又はエンジン１６の回転数が所定回転（２，０００ｒｐｍ）以下になった場合（ステップＳ１２の“Ｎｏ”）、逆転判定部４２１は処理を終了させる。このとき、処理回避部４２４はギヤ機構操作部４２２における処理を回避させて、シフト用歯車機構２４がニュートラル位置に移行する事態の発生を防止する（ステップＳ１８）。
【００６７】
なお、上記手順において、エンジン１６の回転数の判定手順（ステップＳ１２）は特定回転角範囲２０５の信号出現時に第三ブロック２０３の信号隆起の確認手順（ステップＳ１３１，Ｓ１３２，・・・Ｓ１３ｎ）の前に行ったが、これに代えて、このエンジン１６の回転数の判定手順を、逆転判定のカウント数が気筒の本数分であるＮ回になった場合（ステップＳ１５の“Ｙｅｓ”）の後に行うことも可能である。
【００６８】
以上、この実施の形態においては、エンジン１６の駆動時におけるクランクシャフト６６の逆転を検知する逆転検知手段と、逆転検知手段においてクランクシャフト６６の逆転が検知された際に、船外機１１に設けられたシフト用歯車機構２４を強制的にニュートラル状態に移行させるギヤ機構操作部４２２とを備えたことにより、エンジン１６の駆動時にクランクシャフト６６の逆転が発生した場合にこの逆転を検知して、シフト用歯車機構２４をクランクシャフト６６の逆転が発生しないニュートラル状態に移行させることができる。また、ギヤ機構操作部４２２は、エンジン１６の通常動作時にシフト用歯車機構２４がとり得る状態のひとつであるニュートラル状態に移行させるものであるため、シフト用歯車機構２４等に特別な動作を行わせる必要がなく、特段複雑な構成にする必要がない。従って、ギヤの状態の如何に関わらず排気口２０ｄからエンジン１６の内部に水が侵入してしまう事態を確実に防止し、エンジン１６の製造コストの高騰の抑止とメンテナンスの簡易化を実現できる。
【００６９】
この実施の形態においては、逆転検知手段において、クランクシャフト６６の回転角を検知する第一の回転角検知手段８０と、エンジン１６に設けられてクランクシャフト６６に連動して駆動される排気用カムシャフト６４の回転角を検知する第二の回転角検知手段９０とを検知手段としたことにより、少ない個数の検知手段によって構成することができる。また、第一の回転角検知手段８０の検知した回転角及び第二の回転角検知手段９０の検知した回転角に基づいてクランクシャフト６６の逆転の有無を判定する逆転判定部４２１を備えたことにより、クランクシャフト６６の回転角と排気用カムシャフト６４の回転角の相対的な関係に基づいてクランクシャフト６６の逆転を確実に検知できる。
【００７０】
この実施の形態においては、第一の回転角検知手段８０は、クランクシャフト６６の特定回転角位置に設けられた「第一のマーキング部」としての突起部８１１，８１２，・・・８１３４と、クランクシャフト６６の周囲の特定位置に設けられて特定位置における突起部８１１，８１２，・・・８１３４の通過の如何を検知する「第一の通過検知手段」としての磁気センサ８３とを備え、第二の回転角検知手段９０は、排気用カムシャフト６４の特定回転角位置に設けられた「第二のマーキング部」としての突起部９１１，９１２，・・・９１６と排気用カムシャフト６４の周囲の特定位置に設けられて特定位置におけるマーキング部の通過の如何を検知する「第二の通過検知手段」としての磁気センサ９３とを備え、逆転判定部４２１は排気用カムシャフト６４が正転しているときと異なるタイミングにおいて「第一のマーキング部」としての突起部８１１，８１２，・・・８１３４及び「第二のマーキング部」としての突起部９１１，９１２，・・・９１６が検知された場合にクランクシャフト６６が逆転したものと判定することにより、クランクシャフト６６及び排気用カムシャフト６４に設けられた特定回転角位置の位置関係及び特定回転角位置の通過状態によってクランクシャフト６６の逆転の如何を検知できる。また、クランクシャフト６６及び排気用カムシャフト６４の特定回転角位置はこの特定回転角位置に設けたクランクシャフト６６の突起部８１１，８１２，・・・８１３４及び排気用カムシャフト６４の突起部９１１，９１２，・・・９１６によって検知できるので、特定回転角位置を検知するための構成を簡易な構成として形成できる。
【００７１】
この実施の形態においては、「第一のマーキング部」はクランクシャフト６６の周囲の特定回転角位置に突設された複数の突起部８１１，８１２，・・・８１３４であり、「第二のマーキング部」は排気用カムシャフト６４の周囲の特定回転角位置に突設された突起部９１１，９１２，・・・９１６であることにより、特定回転角位置を示すマーキング部を簡易な構成として形成できる。また、「第一の通過検知手段」及び「第二の通過検知手段」は、突起部８１１，８１２，・・・８１３４、及び突起部９１１，９１２，・・・９１６の突設位置に近接して設けられた磁気センサ８３，９３であることにより、通過検知手段を簡易な構成として形成できる。
【００７２】
この実施の形態においては、クランクシャフト６６の逆転が検知された際に、インジェクタ６１の駆動、及び、イグニッションコイル６５の駆動を停止させる駆動停止部４２３を備えたことにより、クランクシャフト６６の逆転を助長させる要因である、クランクシャフト６６の逆転時における燃焼室５８での燃焼が生じる要因を遮断できる。
【００７３】
この実施の形態においては、エンジン１６の回転数が所定以上のときにギヤ機構操作部４２２における処理を停止させる処理回避部４２４を備えたことにより、通常航行時等、エンジン１６が低速で回転している時以外の場合に誤検知が起こってシフト用歯車機構２４が強制的にニュートラル状態に移行させられてしまい、クランクシャフト６６の逆転が起きていないのにシフト用歯車機構２４がニュートラル位置に移行し航行トラブルが生じてしまう事態を防止できる。
【００７４】
なお、上記実施の形態では、「第一のマーキング部」はクランクシャフト６６の周囲の特定回転角位置に突設された複数の突起部８１１，８１２，・・・８１３４として形成され、「第二のマーキング部」は排気用カムシャフト６４の周囲の特定回転角位置に突設された突起部９１１，９１２，・・・９１６として形成されたものとしたが、「第一のマーキング部」をクランクシャフト６６の欠落部８２として形成してもよいし、「第二のマーキング部」を排気用カムシャフト６４の欠落部９２として形成してもよい。
【００７５】
上記実施の形態では、処理回避部４２４は、エンジン１６の回転数が所定以上のときにはギヤ機構操作部４２２における、シフト用歯車機構２４を強制的にニュートラル状態に移行させる処理を回避させるものとしたが、これに代えて、処理回避部４２４が磁気センサ８３，９３によるセンシング処理自体を中止させる処理を行うものとすることや、処理回避部４２４が磁気センサ８３，９３による処理の結果に基づくステップＳ１３１〜ステップＳ１６の処理を中止させる処理を行うものとしてもよい。
【００７６】
上記実施の形態では、「船舶推進装置」について船外機１１を適用したが、これに限らず、船内外機でも良いことは勿論である。また、上記実施の形態は例示であり、本発明が上記実施の形態のみに限定されることを意味するものではないことは、いうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】この発明の実施の形態に係る船舶の側面図である。
【図２】同実施の形態に係る船外機のシフト装置を示す要部の断面図である。
【図３】同上船外機のシフトアクチュエータ等を示す要部の平面図である。
【図４】同上船外機に設けられたエンジンにおけるカムシャフト、クランクシャフト等の配置関係を示す図である。
【図５】同上船外機に設けられたエンジンの断面図である。
【図６】同実施の形態に係る船舶推進装置の制御装置の主要部分を示す機能ブロック図である。
【図７】同実施の形態に係る船舶推進装置の制御装置の制御の基本手順を示すフローチャートである。
【図８】同実施の形態に係る船舶推進装置の逆転判定部においてクランクシャフトが逆転したものと判定された場合の具体的手順を示すフローチャートである。
【図９】同実施の形態に係る（ａ）気筒毎の燃焼サイクルを示すタイムチャート、（ｂ）磁気センサが検知する信号を模式的に示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
10 船体
11 船外機（船舶推進装置）
24 シフト用歯車機構（ギヤ機構）
55 ピストン
64 排気用カムシャフト（カムシャフト）
66 クランクシャフト
16 エンジン（内燃機関）
80 第一の回転角検知手段
811,812,・・・8134 突起部（第一のマーキング部）
82 欠落部
83 磁気センサ（第一の通過検知手段）
90 第二の回転角検知手段
911,912,・・・916 突起部（第二のマーキング部）
92 欠落部
93 磁気センサ（第二の通過検知手段）
421 逆転判定部（逆転判定手段）
422 ギヤ機構操作部（ギヤ機構操作手段）
423 駆動停止部（駆動停止手段）
424 処理回避部（処理停止手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶推進装置、及びこれらを操作するハンドル装置やリモコン装置等を電気的に接続させた船舶推進装置の制御装置、及び船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶に設けられ、プロペラ等を回転させることで船体に推進力を付与する船舶推進装置は、クランクシャフトが逆方向に回転してしまうと、吸排気の方向が逆になり、航行時に水中に延出した排気管から逆流した水が「内燃機関」としてのエンジンのシリンダ内に侵入してしまう事態が生ずる。そのため、エンジンの内部への侵入を防止すべく、クランクシャフトの逆転を検知するための船舶用航行状態制御装置が必要になる。
【０００３】
従来からこの種の船舶用航行状態制御装置においては、特許文献１、及び特許文献２に記載されたようなものがある。即ち、特許文献１には、ピストンの進退方向の運動を回転方向の運動に変換するクランクを備えたクランクシャフトが設けられた内燃機関（船舶用内燃機関）を有し、内燃機関の駆動によって船体に推進力を付与する船舶推進装置を制御する、船舶推進装置の制御装置において、内燃機関の気筒を判別する気筒判別手段、所定クランク角度ごとに所定個数のクランク角度信号を発生するクランク角度信号発生手段、クランク角度信号発生手段が発生するクランク角度信号をカウントするカウンタ、前記気筒判別手段によって気筒が判別されたとき、カウンタのカウント値が所定個数の倍数であるか否か判断するカウント値倍数判断手段、およびカウント値倍数判断手段によってカウント値が所定個数の倍数ではないと判断されたとき、内燃機関が逆転したと判断して前記内燃機関を停止、より具体的には点火および燃料噴射を停止する機関停止手段を備えた船舶推進装置の制御装置（逆転防止装置）が記載されている。
【０００４】
また、引用文献２には、ピストンの進退方向の運動を回転方向の運動に変換するクランクを備えたクランクシャフトと、新気を吸気通路、クランク室、掃気通路を経て燃焼室に供給し、燃焼室より上流部に燃料噴射のためのインジェクタと、燃焼室に点火プラグとを配置し、パルサー信号に基づき運転状態に応じた点火時期で点火するとともに、燃料を噴射する内燃機関（２サイクル燃料噴射式内燃機関）を有し、内燃機関の駆動によって船体に推進力を付与する船舶推進装置を制御する、船舶推進装置の制御装置において、エンジンの逆転検知手段を配置し、逆転が検知された時、点火を停止する一方、燃料噴射は継続するようにした船舶推進装置の制御装置が記載されている。
【０００５】
これらにおいては、クランクシャフトの逆転が検知されたとき、エンジンの燃焼を停止させることでエンジンの内部への水の侵入の防止を図っている。
【特許文献１】特開２００３−１２０３９７号公報
【特許文献２】特開平９−７９１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記引用文献１及び２に記載の発明においては、例えば船舶のギヤがフォワードからリバースに切り替わったとき（あるいはリバースからフォワードに切り替わったとき）にプロペラからの反力が急に大きくなり、この反力がクランクシャフトの回転トルクよりも大きくなってクランクシャフトが逆回転する場合がある。このような場合、エンジンの燃焼が停止した後もプロペラが慣性力によりリバース方向（あるいはフォワード方向）に回転を続け、この慣性力がエンジンに伝達されることになる。このため、引用文献１及び２に記載の発明においては、この慣性力によるエンジンの駆動によってエンジンの内部に水が侵入してしまう事態が生ずるという問題がある。
【０００７】
一方、引用文献１及び２に記載の発明においては、クランクシャフトの逆転を検知するための複雑な機構や多くのセンサ類が必要であり、そのため内燃機関の製造コストが高くなり、メンテナンスに要する労力が過大になるという問題がある。更に、上述したようなエンジンの内部に水が浸入する事態を防止するための特別の動作を行わせる場合には、かかる動作を行わせるための特別の機構が必要となり、内燃機関の製造やメンテナンスに要する労力が過大になるという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、ギヤの状態の如何に関わらず内燃機関の内部に水が侵入してしまう事態を確実に防止し、内燃機関の製造コストの高騰の抑止とメンテナンスの簡易化を実現できる船舶推進装置の制御装置、及び船舶を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ピストンの進退方向の運動を回転方向の運動に変換するクランクシャフトが設けられた内燃機関を有し、該内燃機関の駆動によって船体に推進力を付与する船舶推進装置を制御する、船舶推進装置の制御装置において、前記内燃機関の駆動時における前記クランクシャフトの逆転を検知する逆転検知手段と、該逆転検知手段において前記クランクシャフトの逆転が検知された際に、前記船舶推進装置に設けられたギヤ機構を強制的にニュートラル状態に移行させるギヤ機構操作手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記逆転検知手段は、前記クランクシャフトの回転角を検知する第一の回転角検知手段と、前記内燃機関に設けられて前記クランクシャフトに連動して駆動されるカムシャフトの回転角を検知する第二の回転角検知手段と、前記第一の回転角検知手段の検知した回転角及び前記第二の回転角検知手段の検知した回転角に基づいて前記クランクシャフトの逆転の有無を判定する逆転判定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記第一の回転角検知手段は、前記クランクシャフトの特定回転角位置に設けられた第一のマーキング部と前記クランクシャフトの周囲の特定位置に設けられて該特定位置における前記第一のマーキング部の通過の如何を検知する第一の通過検知手段とを備え、前記第二の回転角検知手段は、前記カムシャフトの特定回転角位置に設けられた第二のマーキング部と前記カムシャフトの周囲の特定位置に設けられて該特定位置における前記マーキング部の通過の如何を検知する第二の通過検知手段とを備え、前記逆転判定手段は前記カムシャフトが正転しているときと異なるタイミングにおいて前記第一のマーキング部及び前記第二のマーキング部が検知された場合に前記クランクシャフトが逆転したものと判定する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加え、前記第一のマーキング部又は前記第二のマーキング部のうち少なくとも何れか一方は、前記クランクシャフト又は前記カムシャフトの周囲の特定回転角位置に突設された突起部、又は所定間隔で突設された複数の前記突起部を特定回転角位置において欠落させた欠落部であり、前記第一の通過検知手段又は前記第二の通過検知手段のうち少なくとも一方は、前記突起部の突設位置に近接して設けられた磁気センサであることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加え、前記逆転検知手段において前記クランクシャフトの逆転が検知された際に、前記内燃機関の燃焼室に燃料を供給するインジェクタの駆動、及び、前記燃焼室において前記インジェクタから噴射される燃料に点火するイグニッションコイルの駆動を停止させる駆動停止手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の構成に加え、前記内燃機関の回転数が所定以上のときに前記ギヤ機構操作手段における処理を回避させる処理回避手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、船舶であって、請求項１乃至６の何れか一つに記載の船舶推進装置の制御装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の駆動時におけるクランクシャフトの逆転を検知する逆転検知手段と、逆転検知手段においてクランクシャフトの逆転が検知された際に、船舶推進装置に設けられたギヤ機構を強制的にニュートラル状態に移行させるギヤ機構操作手段とを備えたことにより、内燃機関の駆動時にクランクシャフトの逆転が発生した場合にこの逆転を検知して、ギヤ機構をクランクシャフトの逆転が発生しないニュートラル状態に移行させることができる。また、ギヤ機構操作手段は、内燃機関の通常動作時にギヤ機構がとり得る状態のひとつであるニュートラル状態に移行させるものであるため、ギヤ機構等に特別な動作を行わせる必要がなく、特段複雑な構成にする必要がない。従って、ギヤの状態の如何に関わらず内燃機関の内部に水が侵入してしまう事態を確実に防止し、内燃機関の製造コストの高騰の抑止とメンテナンスの簡易化を実現できる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、逆転検知手段において、クランクシャフトの回転角を検知する第一の回転角検知手段と、内燃機関に設けられてクランクシャフトに連動して駆動されるカムシャフトの回転角を検知する第二の回転角検知手段とを検知手段としたことにより、少ない個数の検知手段によって構成することができる。また、第一の回転角検知手段の検知した回転角及び第二の回転角検知手段の検知した回転角に基づいてクランクシャフトの逆転の有無を判定する逆転判定手段を備えたことにより、クランクシャフトの回転角とカムシャフトの回転角の相対的な関係に基づいてクランクシャフトの逆転を確実に検知できる。これにより、ギヤの状態の如何に関わらず内燃機関の内部に水が侵入してしまう事態を一層確実に防止し、内燃機関の製造コストの高騰の一層の抑止とメンテナンスの一層の簡易化を実現できる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、第一の回転角検知手段は、クランクシャフトの特定回転角位置に設けられた第一のマーキング部とクランクシャフトの周囲の特定位置に設けられて特定位置における第一のマーキング部の通過の如何を検知する第一の通過検知手段とを備え、第二の回転角検知手段は、カムシャフトの特定回転角位置に設けられた第二のマーキング部とカムシャフトの周囲の特定位置に設けられて特定位置におけるマーキング部の通過の如何を検知する第二の通過検知手段とを備え、逆転判定手段はカムシャフトが正転しているときと異なるタイミングにおいて第一のマーキング部及び第二のマーキング部が検知された場合にクランクシャフトが逆転したものと判定することにより、クランクシャフト及びカムシャフトに設けられた特定回転角位置の位置関係及び特定回転角位置の通過状態によってクランクシャフトの逆転の如何を検知できる。また、クランクシャフト及びカムシャフトの特定回転角位置はこの特定回転角位置に設けたマーキング部によって検知できるので、特定回転角位置を検知するための構成を簡易な構成として形成できる。これにより、ギヤの状態の如何に関わらず内燃機関の内部に水が侵入してしまう事態を一層確実に防止し、内燃機関の製造コストの高騰の一層の抑止とメンテナンスの一層の簡易化を実現できる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、第一のマーキング部又は第二のマーキング部のうち少なくとも何れか一方は、クランクシャフト又はカムシャフトの周囲の特定回転角位置に突設された突起部、又は所定間隔で突設された複数の突起部を特定回転角位置において欠落させた欠落部であることにより、特定回転角を示すマーキング部を簡易な構成として形成できる。また、第一の通過検知手段又は第二の通過検知手段のうち少なくとも一方は、突起部の突設位置に近接して設けられた磁気センサであることにより、通過検知手段を簡易な構成として形成できる。これにより、ギヤの状態の如何に関わらず内燃機関の内部に水が侵入してしまう事態を一層確実に防止し、内燃機関の製造コストの高騰の一層の抑止とメンテナンスの一層の簡易化を実現できる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、逆転検知手段においてクランクシャフトの逆転が検知された際に、内燃機関の燃焼室に燃料を供給するインジェクタの駆動、及び、燃焼室においてインジェクタから噴射される燃料に点火するイグニッションコイルの駆動を停止させる駆動停止手段を備えたことにより、クランクシャフトの逆転を助長させる要因である、クランクシャフトの逆転時における燃焼室での燃焼が生じる要因を遮断し、ギヤの状態の如何に関わらず内燃機関の内部に水が侵入してしまう事態を一層確実に防止できる。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、内燃機関の回転数が所定以上のときにギヤ機構操作手段における処理を回避させる処理回避手段を備えたことにより、通常航行時等、エンジンが低速で回転している時以外の場合に誤検知が起こってギヤ機構が強制的にニュートラル状態に移行させられてしまい、クランクシャフトの逆転が起きていないのにギヤ機構がニュートラル位置に移行し航行トラブルが生じてしまう事態を防止できる。これにより、ギヤの状態の如何に関わらず内燃機関の内部に水が侵入してしまう事態を確実に防止しつつ、航行の安全を図ることができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、上記効果を有する船舶用航行状態制御装置が搭載された船舶を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１乃至図９には、この発明の実施の形態を示す。
【００２５】
まず構成を説明すると、この実施の形態の船舶は、図１に示すように、船体１０の船尾に「船舶推進装置」としての船外機１１が取り付けられ、この船外機１１は船体１０の操船席に配置されたリモコン操作手段１３，キースイッチ装置１４及びハンドル装置１５等により制御されるようになっている。
【００２６】
船外機１１は、図１に示すように、「内燃機関」としてのエンジン１６が上部に配置され、このエンジン１６の出力がドライブシャフト１７、シフト装置１８及びプロペラシャフト２０を介してプロペラ１９を回転させるように構成されている。
【００２７】
この実施の形態におけるエンジン１６は、図２に示す通り、可変バルブタイミング機構を有する４サイクルエンジンであるが、シリンダの数や配置はどのようなものであってもよい。なお、以下一のシリンダ及び一のピストンの構成について説明するが、当該エンジン１６に設けられたシリンダ及びピストンは全て当該一のシリンダ及び一のピストンと同様の構成をとるものである。
【００２８】
エンジン１６には、シリンダブロック５１の上側にシリンダヘッド５２がヘッドボルト５３により取り付けられている。そのシリンダブロック５１には、シリンダ室５４が形成され、このシリンダ室５４内にピストン５５が上下方向に進退自在に配設されている。このピストン５５にはコンロッド５５ａの一端部が連結されており、このコンロッド５５ａの他端部は、図２に示す、ピストン５５の進退方向の運動を回転方向の運動に変換するクランク（図示せず）を備えたクランクシャフト６６に接続されている。クランクシャフト６６には、図１に示すドライブシャフト１７に動力を伝達する、歯車等の動力伝達機構（図示せず）が設けられている。
【００２９】
また、シリンダヘッド５２には、吸気ポート５６及び排気ポート５７が形成され、これら各ポート５６，５７の、燃焼室５８に臨む開口５６ａ，５７ａが吸気バルブ５９及び排気バルブ６０により開閉されるようになっている。吸気ポート５６には燃焼室５８に供給するための燃料を噴射するインジェクタ６１が設けられている。燃焼室５８には、燃料に点火するイグニッションコイル６５（図６参照。図２、図３には図示せず。）が設けられている。
【００３０】
これら各バルブ５９，６０は、コイルスプリング６２ａ，６２ｂにより、開口５６ａ，５７ａを閉じる方向に付勢され、吸気用カムシャフト６３及び排気用カムシャフト６４により、開閉駆動されるようになっている。
【００３１】
これら吸気用・排気用カムシャフト６３，６４とクランクシャフト６６との端部にそれぞれ吸気用・排気用カムプーリ６８，６９及びクランクプーリ７０が設けられ、これら各プーリ６８，６９，７０及び３つの中間プーリ７１，７２，７３の間にカムベルト７５が掛け渡されることにより、このカムベルト７５を介してクランクシャフト６６の駆動力が吸気用・排気用カムシャフト６３，６４に伝達されるようになっている。
【００３２】
クランクシャフト６６、排気用カムシャフト６４及びそれらの周辺には、エンジン１６の駆動時におけるクランクシャフト６６の逆転を検知する逆転検知手段を形成する、第一の回転角検知手段８０及び第二の回転角検知手段９０が設けられている。
【００３３】
クランクシャフト６６及びその近傍には第一の回転角検知手段８０が設けられている。具体的には、図６にイメージを示す通り、この第一の回転角検知手段８０は、クランクシャフト６６の周囲の特定位置に突設された複数の「第一のマーキング部」としての突起部８１１，８１２，・・・８１３４と、欠落部８２と、これら突起部８１１，８１２，・・・８１３４及び欠落部８２に近接して設けられた「第一の通過検知手段」としての磁気センサ８３とから成る。突起部８１１，８１２，・・・８１３４はクランクシャフト６６の「特定回転角位置」である中心部から１０°ごとの位置（つまり０°，１０°，２０°，・・・，３２０°，３３０°の位置）に均等間隔に突設されている。欠落部８２は、図６にイメージを示す通り、突起部８１１，８１２，・・・８１３４が全て１０°ごとの間隔に全て均等に突設されたとしたら突起部８１３５，８１３６が突設される位置（つまり「特定回転角位置」である３４０°，３５０°の位置）に、これら突起部８１３５，８１３６が欠落した状態に形成されている。
【００３４】
また、排気用カムシャフト６４及びその近傍には、第二の回転角検知手段９０が設けられている。具体的には、図６にイメージを示す通り、この第二の回転角検知手段９０は、排気用カムシャフト６４の周囲の特定位置に突設された複数の「第二のマーキング部」としての突起部９１１，９１２，・・・９１６と、欠落部９２と、これら突起部９１１，９１２，・・・９１６及び欠落部９２に近接して設けられた「第二の通過検知手段」としての磁気センサ９３とから成る。突起部９１１，９１２，・・・９１６は排気用カムシャフト６４の「特定回転角位置」である中心部から３０°ごとの位置（つまり０°，３０°，６０°，・・・１５０°の位置）に均等間隔に突設されている。欠落部９２は、図６にイメージを示す通り、突起部９１１，９１２，・・・９１６が全て３０°ごとの間隔に全て均等に突設されたとしたら突起部９１７，９１８，・・・９１１２が突設される位置（つまり１８０°，２１０°，２４０°，２７０°，３００°，３３０°の位置）において、これら突起部９１７，９１８，・・・９１１２が欠落した状態に形成されている。
【００３５】
なお、吸気用カムシャフト６３及びその近傍にも、「第二の回転角検知手段」と同様の回転角検知手段が設けられていてもよい。
【００３６】
船外機１１の下部には、図１に示す通り、ケーシング２３内に略水平に配設されたプロペラシャフト２０にプロペラ１９が取り付けられている。図４、図５に示す通り、このプロペラシャフト２０は、前・後推進切換機能を果す「ギヤ機構」としてのシフト用歯車機構２４を介して上下方向に設けられたドライブシャフト１７に連結されている。このシフト用歯車機構２４は、プロペラシャフト２０に回転可能に装着された前進用歯車２５と後進用歯車２６を備えている。これら歯車２５，２６は、上方から見て右回転駆動されるドライブシャフト１７に固定されたピニオン２７に噛合して、互いに逆方向に回転される。
【００３７】
ここでは、前進用歯車２５は船の前進方向（図４で左方向）の後側に配置され、後進用歯車２６は前進方向の前側に配置されている。
【００３８】
プロペラシャフト２０は筒状に形成され、内側が燃焼室５８で燃焼した排気ガスの導通路を形成しており、図１に示す通り、先端部が開口して排気口２０ｄを形成している。
【００３９】
図４、図５に示す通り、プロペラシャフト２０の外面には、前進用歯車２５及び後進用歯車２６の間においてスリーブ状のドッグクラッチ２８がスプライン結合され、このドッグクラッチ２８はプロペラシャフト２０の軸方向に摺動可能となっている。このドッグクラッチ２８には、軸方向の両側に突出する爪２８ａがそれぞれ形成されている。また、前進用歯車２５及び後進用歯車２６には、前記爪２８ａに対向する爪２５ａ，２６ａがそれぞれ形成され、これら爪２５ａ，２６ａ、２８ａの噛合によりクラッチが形成されている。
【００４０】
また、プロペラシャフト２０の前端部側には、軸方向に沿う前端が開口された挿入孔２０ａが形成され、この挿入孔２０ａには、シフトスリーブ２９が軸方向にスライド自在に挿入されている。プロペラシャフト２０の挿入孔２０ａの側壁には、軸方向に長い長孔２０ｂが形成されている。
【００４１】
そして、前記シフトスリーブ２９及びドッグクラッチ２８には、直径方向に沿う貫通孔２９ｂ，２８ｂが形成されており、ピン３０がドッグクラッチ２８の貫通孔２８ｂ、プロペラシャフト２０の長孔２０ｂ及びシフトスリーブ２９の貫通孔２９ｂに挿入されている。
【００４２】
前記シフトスリーブ２９が移動することにより、ピン３０は長孔２０ｂの範囲内で軸方向へ移動され、このピン３０を介してプロペラシャフト２０軸方向に沿って、ドッグクラッチ２８が移動されるようになっている。
【００４３】
また、前記シフトスリーブ２９には、プロペラシャフト２０の凹部２０ｃに係脱するディテントボール３１がシフトスリーブ２９外周面から出没自在に設けられ、このディテントボール３１は、スプリング３２及び押圧部材３３により突出方向に付勢されている。
【００４４】
さらに、前記シフトスリーブ２９の前端部２９ａには、図４に示すように、スライド自在に設けられたシフター３４が連結されており、このシフター３４には、上下方向に沿う係合溝３４ａが形成されている。
【００４５】
そして、シフト切換装置２１のシフトシャフト３５の下端において、その回動中心軸に対してクランク状に偏心した個所に設けられた駆動ピン３５ａが、シフター３４の係合溝３４ａに挿入されている。このシフトシャフト３５の回動で駆動ピン３５ａが偏心して回転することにより、シフター３４がスライドして、ドッグクラッチ２８はスライドされる。
【００４６】
前記シフトシャフト３５が一方向に回動させられることでドッグクラッチ２８が一方向にスライドされ、又、シフトシャフト３５が他方向に回動させられることでドッグクラッチ２８が他方向にスライドされる。
【００４７】
このシフトシャフト３５は、上方向に延長され、図５に示すように、前記シフトシャフト３５の上端部３５ｂにレバー３６が固定されている。このレバー３６の先端部にレバーシフトロッド３７の一端部が回動自在に連結され、このレバーシフトロッド３７の他端部が、シフトレール３８にスライド自在に設けられたスライダー３９に回動自在に連結されている。このスライダー３９が前記シフトアクチュエータ２２によって所定の方向にスライドされることにより、レバーシフトロッド３７及びレバー３６を介してシフトシャフト３５が所定の方向に回動される。
【００４８】
シフトアクチュエータ２２は、駆動源としてのＤＣモータであるシフトモータ４７や減速機構等を有し、スライダー３９を所定の方向に駆動させるように構成されている。
【００４９】
シフトアクチュエータ２２には、図６に示すように、シフトポジションセンサ４０が設けられ、このシフトポジションセンサ４０により、シフト位置（前進位置、中立位置、後進位置）が検出されてその検出情報（信号）がエンジン側ＥＣＵ４１（Electronic Control Unit、電子制御装置）に入力されるようになっている。
【００５０】
また、図１に示す通り、エンジン側ＥＣＵ４１は、リモコン操作手段１３に設けられた電子制御ユニットとしてのリモコン側ＥＣＵ４４、及び、ハンドル装置１５に設けられた電子制御ユニットとしてのハンドル側ＥＣＵ４６と信号線としてのハーネス１２ａ，１２ｂによって接続されている。これにより、操船席側におけるリモコンシフトレバー４５の操作情報やハンドル４８の操作情報をハーネス１２ａ，１２ｂを介したネットワーク通信によってエンジン側ＥＣＵ４１に送信し、エンジン側ＥＣＵ４１に、それらの操作情報に基づいて船外機１１の操舵やエンジン１６の駆動状態の制御を行わせるようになっている。
【００５１】
図６の機能ブロック図に示す通り、エンジン側ＥＣＵ４１はＣＰＵ（Central Processing Unit）４２、通信トランシーバ回路１０１、センサインターフェース回路１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、インジェクタドライバ回路１０３、イグニッションコイルドライバ回路１０４、シフトアクチュエータドライバ回路１０５を有する。ＣＰＵ４２は図示せぬＲＯＭ（Read Only Memory）等に記憶された各種プログラム等の演算処理を行い、エンジン側ＥＣＵ４１における処理全体を制御する。通信トランシーバ回路１０１はリモコン側ＥＣＵ４４との通信に必要な各種処理を行う。センサインターフェース回路１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは各クランクシャフト６６及び各排気用カムシャフト６４毎に設けられた磁気センサ８３，９３、シフトポジションセンサ４０から送信された信号をＣＰＵ４２に供給するために必要な各種処理を行う。インジェクタドライバ回路１０３、イグニッションコイルドライバ回路１０４、シフトアクチュエータドライバ回路１０５は、ＣＰＵ４２における処理結果に基づいて、各クランクシャフト６６及び各排気用カムシャフト６４毎に設けられたインジェクタ６１及びイグニッションコイル６５、ならびにシフトアクチュエータ２２を駆動させるために必要な各種処理を行う。
【００５２】
エンジン側ＥＣＵ４１のＣＰＵ４２には、記憶装置４９に記憶されたプログラムの演算処理の結果等によって、逆転検知手段を形成する機能手段が形成される。具体的には、「逆転判定手段」としての逆転判定部４２１、「ギヤ機構操作手段」としてのギヤ機構操作部４２２、「駆動停止手段」としての駆動停止部４２３、「処理回避手段」としての処理回避部４２４が機能手段として形成される。逆転判定部４２１は、磁気センサ８３の検知したクランクシャフト６６の回転角及び磁気センサ９３の検知した排気用カムシャフト６４の回転角に基づくクランクシャフト６６の逆転の有無の判定、及び、エンジン１６の回転数の検知を行う（詳しくは後述する。）。ギヤ機構操作部４２２はクランクシャフト６６の逆転が検知された際に、シフト用歯車機構２４を強制的にニュートラル状態に移行させる。駆動停止部４２３は、クランクシャフト６６の逆転が検知された際に、インジェクタ６１の駆動、及び、イグニッションコイル６５の駆動を停止させる。処理回避部４２４は、エンジン１６の回転数が所定以上のときにはギヤ機構操作部４２２における処理を回避させる。
【００５３】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
【００５４】
図７は、この実施の形態に係る制御の基本手順を示すフローチャート図である。同図に示す通り、エンジン１６が始動し（ステップＳ１１）、駆動を開始するとクランクシャフト６６、吸気用カムシャフト６３、及び排気用カムシャフト６４が駆動する。これに伴い、磁気センサ８３は突起部８１１，８１２，・・・８１３４の通過を検知し、磁気センサ９３は突起部９１１，９１２，・・・９１６の通過を検知する。磁気センサ８３、９３は突起部８１１，８１２，・・・８１３４、突起部９１１，９１２，・・・９１６の通過に伴い検知信号を生成し、この検知信号をエンジン側ＥＣＵ４１のＣＰＵ４２に送信する。
【００５５】
一の磁気センサ８３、及び一の磁気センサ９３において生成された検知信号は、図９の（ｂ）のタイムチャートに示すようになる。同図に示す通り、磁気センサ８３，９３の位置を突起部８１１，８１２，・・・８１３４、及び突起部９１１，９１２，・・・９１６が通過したときは磁界が強くなるので、信号には周期的な起伏が形成される。一方、磁気センサ８３，９３の位置を欠落部８２，９２が通過したときには、信号に起伏は形成されず、同じ信号強度が持続する。
【００５６】
そして、クランクシャフト６６が回転を続ければ、磁気センサ８３の検知した信号は突起部８１１，８１２，・・・８１３４の通過により周期的な起伏が形成された第一ブロック２０１と欠落部８２の通過により平坦な信号が持続する第二ブロック２０２とが交互に表れて、クランクシャフト６６の回転数と回転角とを検知できる。一方、排気用カムシャフト６４が回転を続ければ、磁気センサ９３の検知した信号は突起部９１１，９１２，・・・９１６の通過により周期的な起伏が形成された第三ブロック２０３と欠落部８２の通過により平坦な信号が持続する第四ブロック２０４とが交互に表れ、排気用カムシャフト６４の回転数と回転角とを検知できる。
【００５７】
そして、クランクシャフト６６と排気用カムシャフト６４とは連動し同期して回転しているので、正転していれば（即ち正常な回転方向に回転していれば）一〜数個の第一ブロック２０１と一〜数個の第三ブロック２０３とは連動して同じタイミングで出現する。図９の（ｂ）のタイムチャートを例にとると、二つの第一ブロック２０１で形成されたクランクシャフト６６の特定回転角範囲２０５の信号が出現するタイミングに第三ブロック２０３の６つの信号隆起が出現している。クランクシャフト６６が正転していれば、第三ブロック２０３の信号隆起はその後も全て特定回転角範囲２０５の信号が出現するタイミングにおいて出現することになる。
【００５８】
一方、クランクシャフト６６の回転が逆転した場合（即ち正常な回転方向と反対方向に回転した場合）には、第三ブロック２０３の信号隆起の出現タイミングは正転時とは異なるものになるため、クランクシャフト６６の特定回転角範囲２０５の信号が出現するタイミングにおいて第三ブロック２０３の信号は正しく出現しない。
【００５９】
本実施形態においては、この性質を用いてクランクシャフト６６の逆転の有無を判定する。
【００６０】
また、第二ブロック２０２の出現間隔や第四ブロックの２０４の出現間隔を確認することにより、エンジン１６の回転数を検知することも可能になる。逆転判定部４２１においては、このような検知方法によってエンジン１６の回転数の検知も行う。
【００６１】
具体的には、逆転判定部４２１は、エンジン１６の回転数の検知を行い、エンジン１６の回転数が所定回転、ここでは２，０００ｒｐｍ以下になった場合（ステップＳ１２の“Ｙｅｓ”）、クランクシャフト６６の逆転の有無の判定をエンジン１６の気筒ごとに判定する。
【００６２】
エンジン１６の特定の気筒（「第一気筒」とする。）についてクランクシャフト６６の逆転の有無の判定を開始した逆転判定部４２１は、逆転する磁気センサ８３，９３からそれぞれ出力された信号を取得して、双方の信号を比較し、磁気センサ８３から入力された特定回転角範囲２０５の信号が出現するタイミングに磁気センサ９３から入力された第三ブロック２０３の信号隆起が出現するか否かを確認する。そして、特定回転角範囲２０５の信号出現時に第三ブロック２０３の信号隆起が確認できなかった場合（ステップＳ１３１の“Ｎｏ”）には、逆転判定部４２１は逆転判定のカウントを行う（ステップＳ１４１）。一方、磁気センサ８３から入力された特定回転角範囲２０５の信号が出現するタイミングに磁気センサ９３から入力された第三ブロック２０３の信号隆起が確認できた場合（ステップＳ１３１の“Ｙｅｓ”）には、逆転判定のカウントは行わない。
【００６３】
なお、当該エンジン１６は複数の気筒数を有し、図９の（ａ）のタイムチャートに示す通り、各気筒の燃焼サイクルは異なっているため、各気筒が同様の構成を有する場合、気筒毎の確認のタイミングは相違することになる。そのため、第一気筒の判定が完了すると、以後、逆転判定部４２１は、第二気筒、第三気筒、・・・と、磁気センサ８３から入力された特定回転角範囲２０５の信号が出現するタイミングに磁気センサ９３から入力された第三ブロック２０３の信号隆起が出現するか否かの確認を気筒の本数分であるＮ回（Ｎ＞１、８気筒のエンジン１６であればN＝８）行う。そして、特定回転角範囲２０５の信号が出現するタイミングに第三ブロック２０３の信号隆起が確認できなかった場合（ステップＳ１３２，Ｓ１３３，・・・Ｓ１３ｎの“Ｎｏ”）には、逆転判定部４２１は上記と同様に逆転判定のカウントを行う（ステップＳ１４２，Ｓ１４３，・・・Ｓ１４ｎ）。そして、全ての気筒について上記の確認を一巡して行ったときに逆転判定のカウント数が気筒の本数分であるＮ回になった場合（ステップＳ１５の“Ｙｅｓ”）、逆転判定部４２１はクランクシャフト６６が逆転したものと判定する（ステップＳ１６）。
【００６４】
図８は、逆転判定部４２１においてクランクシャフト６６が逆転したものと判定された場合の具体的手順を示すフローチャートである。同図に示す通り、この場合、駆動停止部４２３がイグニッションコイル６５への通電を停止させて燃料への点火を停止させ（ステップＳ１６１）、また、インジェクタ６１への通電を停止させて燃料の噴射を停止させる（ステップＳ１６２）。また、ギヤ機構操作部４２２はシフト用歯車機構２４を強制的にニュートラル状態に移行させる（ステップＳ１６３）。即ち、ギヤ機構操作部４２２はシフトアクチュエータ２２を駆動させ、スライダー３９をスライドさせてドッグクラッチ２８をスライドさせ、シフト用歯車機構２４を強制的にニュートラル位置に移行させる。
【００６５】
一方、全ての気筒について上記の確認を一巡して行ったときに逆転判定のカウント数が所定回数であるＮ回にならなかった場合（ステップＳ１５の“Ｎｏ”）、逆転判定部４２１は逆転判定のカウントを１つインクリメントさせ（ステップＳ１７）、ステップＳ１１以降の処理を繰り返す。
【００６６】
そして、ステップＳ１６１〜Ｓ１６３の処理が全て終了した場合（ステップＳ１６）、又はエンジン１６の回転数が所定回転（２，０００ｒｐｍ）以下になった場合（ステップＳ１２の“Ｎｏ”）、逆転判定部４２１は処理を終了させる。このとき、処理回避部４２４はギヤ機構操作部４２２における処理を回避させて、シフト用歯車機構２４がニュートラル位置に移行する事態の発生を防止する（ステップＳ１８）。
【００６７】
なお、上記手順において、エンジン１６の回転数の判定手順（ステップＳ１２）は特定回転角範囲２０５の信号出現時に第三ブロック２０３の信号隆起の確認手順（ステップＳ１３１，Ｓ１３２，・・・Ｓ１３ｎ）の前に行ったが、これに代えて、このエンジン１６の回転数の判定手順を、逆転判定のカウント数が気筒の本数分であるＮ回になった場合（ステップＳ１５の“Ｙｅｓ”）の後に行うことも可能である。
【００６８】
以上、この実施の形態においては、エンジン１６の駆動時におけるクランクシャフト６６の逆転を検知する逆転検知手段と、逆転検知手段においてクランクシャフト６６の逆転が検知された際に、船外機１１に設けられたシフト用歯車機構２４を強制的にニュートラル状態に移行させるギヤ機構操作部４２２とを備えたことにより、エンジン１６の駆動時にクランクシャフト６６の逆転が発生した場合にこの逆転を検知して、シフト用歯車機構２４をクランクシャフト６６の逆転が発生しないニュートラル状態に移行させることができる。また、ギヤ機構操作部４２２は、エンジン１６の通常動作時にシフト用歯車機構２４がとり得る状態のひとつであるニュートラル状態に移行させるものであるため、シフト用歯車機構２４等に特別な動作を行わせる必要がなく、特段複雑な構成にする必要がない。従って、ギヤの状態の如何に関わらず排気口２０ｄからエンジン１６の内部に水が侵入してしまう事態を確実に防止し、エンジン１６の製造コストの高騰の抑止とメンテナンスの簡易化を実現できる。
【００６９】
この実施の形態においては、逆転検知手段において、クランクシャフト６６の回転角を検知する第一の回転角検知手段８０と、エンジン１６に設けられてクランクシャフト６６に連動して駆動される排気用カムシャフト６４の回転角を検知する第二の回転角検知手段９０とを検知手段としたことにより、少ない個数の検知手段によって構成することができる。また、第一の回転角検知手段８０の検知した回転角及び第二の回転角検知手段９０の検知した回転角に基づいてクランクシャフト６６の逆転の有無を判定する逆転判定部４２１を備えたことにより、クランクシャフト６６の回転角と排気用カムシャフト６４の回転角の相対的な関係に基づいてクランクシャフト６６の逆転を確実に検知できる。
【００７０】
この実施の形態においては、第一の回転角検知手段８０は、クランクシャフト６６の特定回転角位置に設けられた「第一のマーキング部」としての突起部８１１，８１２，・・・８１３４と、クランクシャフト６６の周囲の特定位置に設けられて特定位置における突起部８１１，８１２，・・・８１３４の通過の如何を検知する「第一の通過検知手段」としての磁気センサ８３とを備え、第二の回転角検知手段９０は、排気用カムシャフト６４の特定回転角位置に設けられた「第二のマーキング部」としての突起部９１１，９１２，・・・９１６と排気用カムシャフト６４の周囲の特定位置に設けられて特定位置におけるマーキング部の通過の如何を検知する「第二の通過検知手段」としての磁気センサ９３とを備え、逆転判定部４２１は排気用カムシャフト６４が正転しているときと異なるタイミングにおいて「第一のマーキング部」としての突起部８１１，８１２，・・・８１３４及び「第二のマーキング部」としての突起部９１１，９１２，・・・９１６が検知された場合にクランクシャフト６６が逆転したものと判定することにより、クランクシャフト６６及び排気用カムシャフト６４に設けられた特定回転角位置の位置関係及び特定回転角位置の通過状態によってクランクシャフト６６の逆転の如何を検知できる。また、クランクシャフト６６及び排気用カムシャフト６４の特定回転角位置はこの特定回転角位置に設けたクランクシャフト６６の突起部８１１，８１２，・・・８１３４及び排気用カムシャフト６４の突起部９１１，９１２，・・・９１６によって検知できるので、特定回転角位置を検知するための構成を簡易な構成として形成できる。
【００７１】
この実施の形態においては、「第一のマーキング部」はクランクシャフト６６の周囲の特定回転角位置に突設された複数の突起部８１１，８１２，・・・８１３４であり、「第二のマーキング部」は排気用カムシャフト６４の周囲の特定回転角位置に突設された突起部９１１，９１２，・・・９１６であることにより、特定回転角位置を示すマーキング部を簡易な構成として形成できる。また、「第一の通過検知手段」及び「第二の通過検知手段」は、突起部８１１，８１２，・・・８１３４、及び突起部９１１，９１２，・・・９１６の突設位置に近接して設けられた磁気センサ８３，９３であることにより、通過検知手段を簡易な構成として形成できる。
【００７２】
この実施の形態においては、クランクシャフト６６の逆転が検知された際に、インジェクタ６１の駆動、及び、イグニッションコイル６５の駆動を停止させる駆動停止部４２３を備えたことにより、クランクシャフト６６の逆転を助長させる要因である、クランクシャフト６６の逆転時における燃焼室５８での燃焼が生じる要因を遮断できる。
【００７３】
この実施の形態においては、エンジン１６の回転数が所定以上のときにギヤ機構操作部４２２における処理を停止させる処理回避部４２４を備えたことにより、通常航行時等、エンジン１６が低速で回転している時以外の場合に誤検知が起こってシフト用歯車機構２４が強制的にニュートラル状態に移行させられてしまい、クランクシャフト６６の逆転が起きていないのにシフト用歯車機構２４がニュートラル位置に移行し航行トラブルが生じてしまう事態を防止できる。
【００７４】
なお、上記実施の形態では、「第一のマーキング部」はクランクシャフト６６の周囲の特定回転角位置に突設された複数の突起部８１１，８１２，・・・８１３４として形成され、「第二のマーキング部」は排気用カムシャフト６４の周囲の特定回転角位置に突設された突起部９１１，９１２，・・・９１６として形成されたものとしたが、「第一のマーキング部」をクランクシャフト６６の欠落部８２として形成してもよいし、「第二のマーキング部」を排気用カムシャフト６４の欠落部９２として形成してもよい。
【００７５】
上記実施の形態では、処理回避部４２４は、エンジン１６の回転数が所定以上のときにはギヤ機構操作部４２２における、シフト用歯車機構２４を強制的にニュートラル状態に移行させる処理を回避させるものとしたが、これに代えて、処理回避部４２４が磁気センサ８３，９３によるセンシング処理自体を中止させる処理を行うものとすることや、処理回避部４２４が磁気センサ８３，９３による処理の結果に基づくステップＳ１３１〜ステップＳ１６の処理を中止させる処理を行うものとしてもよい。
【００７６】
上記実施の形態では、「船舶推進装置」について船外機１１を適用したが、これに限らず、船内外機でも良いことは勿論である。また、上記実施の形態は例示であり、本発明が上記実施の形態のみに限定されることを意味するものではないことは、いうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】この発明の実施の形態に係る船舶の側面図である。
【図２】同実施の形態に係る船外機のシフト装置を示す要部の断面図である。
【図３】同上船外機のシフトアクチュエータ等を示す要部の平面図である。
【図４】同上船外機に設けられたエンジンにおけるカムシャフト、クランクシャフト等の配置関係を示す図である。
【図５】同上船外機に設けられたエンジンの断面図である。
【図６】同実施の形態に係る船舶推進装置の制御装置の主要部分を示す機能ブロック図である。
【図７】同実施の形態に係る船舶推進装置の制御装置の制御の基本手順を示すフローチャートである。
【図８】同実施の形態に係る船舶推進装置の逆転判定部においてクランクシャフトが逆転したものと判定された場合の具体的手順を示すフローチャートである。
【図９】同実施の形態に係る（ａ）気筒毎の燃焼サイクルを示すタイムチャート、（ｂ）磁気センサが検知する信号を模式的に示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
10 船体
11 船外機（船舶推進装置）
24 シフト用歯車機構（ギヤ機構）
55 ピストン
64 排気用カムシャフト（カムシャフト）
66 クランクシャフト
16 エンジン（内燃機関）
80 第一の回転角検知手段
811,812,・・・8134 突起部（第一のマーキング部）
82 欠落部
83 磁気センサ（第一の通過検知手段）
90 第二の回転角検知手段
911,912,・・・916 突起部（第二のマーキング部）
92 欠落部
93 磁気センサ（第二の通過検知手段）
421 逆転判定部（逆転判定手段）
422 ギヤ機構操作部（ギヤ機構操作手段）
423 駆動停止部（駆動停止手段）
424 処理回避部（処理停止手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンの進退方向の運動を回転方向の運動に変換するクランクシャフトが設けられた内燃機関を有し、該内燃機関の駆動によって船体に推進力を付与する船舶推進装置を制御する、船舶推進装置の制御装置において、
前記内燃機関の駆動時における前記クランクシャフトの逆転を検知する逆転検知手段と、
該逆転検知手段において前記クランクシャフトの逆転が検知された際に、前記船舶推進装置に設けられたギヤ機構を強制的にニュートラル状態に移行させるギヤ機構操作手段とを備えたことを特徴とする船舶推進装置の制御装置。
【請求項２】
前記逆転検知手段は、前記クランクシャフトの回転角を検知する第一の回転角検知手段と、前記内燃機関に設けられて前記クランクシャフトに連動して駆動されるカムシャフトの回転角を検知する第二の回転角検知手段と、前記第一の回転角検知手段の検知した回転角及び前記第二の回転角検知手段の検知した回転角に基づいて前記クランクシャフトの逆転の有無を判定する逆転判定手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の船舶推進装置の制御装置。
【請求項３】
前記第一の回転角検知手段は、前記クランクシャフトの特定回転角位置に設けられた第一のマーキング部と前記クランクシャフトの周囲の特定位置に設けられて該特定位置における前記第一のマーキング部の通過の如何を検知する第一の通過検知手段とを備え、
前記第二の回転角検知手段は、前記カムシャフトの特定回転角位置に設けられた第二のマーキング部と前記カムシャフトの周囲の特定位置に設けられて該特定位置における前記マーキング部の通過の如何を検知する第二の通過検知手段とを備え、
前記逆転判定手段は前記カムシャフトが正転しているときと異なるタイミングにおいて前記第一のマーキング部及び前記第二のマーキング部が検知された場合に前記クランクシャフトが逆転したものと判定することを特徴とする請求項２に記載の船舶推進装置の制御装置。
【請求項４】
前記第一のマーキング部又は前記第二のマーキング部のうち少なくとも何れか一方は、前記クランクシャフト又は前記カムシャフトの周囲の特定回転角位置に突設された突起部、又は所定間隔で突設された複数の前記突起部を特定回転角位置において欠落させた欠落部であり、
前記第一の通過検知手段又は前記第二の通過検知手段のうち少なくとも一方は、前記突起部の突設位置に近接して設けられた磁気センサであることを特徴とする請求項３に記載の船舶推進装置の制御装置。
【請求項５】
前記逆転検知手段において前記クランクシャフトの逆転が検知された際に、前記内燃機関の燃焼室に燃料を供給するインジェクタの駆動、及び、前記燃焼室において前記インジェクタから噴射される燃料に点火するイグニッションコイルの駆動を停止させる駆動停止手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の船舶推進装置の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関の回転数が所定以上のときに前記ギヤ機構操作手段における処理を回避させる処理回避手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の船舶推進装置の制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一つに記載の船舶推進装置の制御装置を備えたことを特徴とする船舶。
【請求項１】
ピストンの進退方向の運動を回転方向の運動に変換するクランクシャフトが設けられた内燃機関を有し、該内燃機関の駆動によって船体に推進力を付与する船舶推進装置を制御する、船舶推進装置の制御装置において、
前記内燃機関の駆動時における前記クランクシャフトの逆転を検知する逆転検知手段と、
該逆転検知手段において前記クランクシャフトの逆転が検知された際に、前記船舶推進装置に設けられたギヤ機構を強制的にニュートラル状態に移行させるギヤ機構操作手段とを備えたことを特徴とする船舶推進装置の制御装置。
【請求項２】
前記逆転検知手段は、前記クランクシャフトの回転角を検知する第一の回転角検知手段と、前記内燃機関に設けられて前記クランクシャフトに連動して駆動されるカムシャフトの回転角を検知する第二の回転角検知手段と、前記第一の回転角検知手段の検知した回転角及び前記第二の回転角検知手段の検知した回転角に基づいて前記クランクシャフトの逆転の有無を判定する逆転判定手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の船舶推進装置の制御装置。
【請求項３】
前記第一の回転角検知手段は、前記クランクシャフトの特定回転角位置に設けられた第一のマーキング部と前記クランクシャフトの周囲の特定位置に設けられて該特定位置における前記第一のマーキング部の通過の如何を検知する第一の通過検知手段とを備え、
前記第二の回転角検知手段は、前記カムシャフトの特定回転角位置に設けられた第二のマーキング部と前記カムシャフトの周囲の特定位置に設けられて該特定位置における前記マーキング部の通過の如何を検知する第二の通過検知手段とを備え、
前記逆転判定手段は前記カムシャフトが正転しているときと異なるタイミングにおいて前記第一のマーキング部及び前記第二のマーキング部が検知された場合に前記クランクシャフトが逆転したものと判定することを特徴とする請求項２に記載の船舶推進装置の制御装置。
【請求項４】
前記第一のマーキング部又は前記第二のマーキング部のうち少なくとも何れか一方は、前記クランクシャフト又は前記カムシャフトの周囲の特定回転角位置に突設された突起部、又は所定間隔で突設された複数の前記突起部を特定回転角位置において欠落させた欠落部であり、
前記第一の通過検知手段又は前記第二の通過検知手段のうち少なくとも一方は、前記突起部の突設位置に近接して設けられた磁気センサであることを特徴とする請求項３に記載の船舶推進装置の制御装置。
【請求項５】
前記逆転検知手段において前記クランクシャフトの逆転が検知された際に、前記内燃機関の燃焼室に燃料を供給するインジェクタの駆動、及び、前記燃焼室において前記インジェクタから噴射される燃料に点火するイグニッションコイルの駆動を停止させる駆動停止手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の船舶推進装置の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関の回転数が所定以上のときに前記ギヤ機構操作手段における処理を回避させる処理回避手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の船舶推進装置の制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一つに記載の船舶推進装置の制御装置を備えたことを特徴とする船舶。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２７４９７０（Ｐ２００８−２７４９７０Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１５６３８（Ｐ２００７−１１５６３８）
【出願日】平成１９年４月２５日（２００７．４．２５）
【出願人】（０００１７６２１３）ヤマハマリン株式会社 (256)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２５日（２００７．４．２５）
【出願人】（０００１７６２１３）ヤマハマリン株式会社 (256)
【Ｆターム（参考）】
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