船舶推進装置
【課題】定点に正確に保持可能な船舶推進装置を提供する。
【解決手段】船舶推進装置は、動力源３０と、プロペラ４１と、シフトポジション切換機構３６と、制御装置９１と、保持スイッチ９４とを備えている。プロペラ４１は、動力源３０によって駆動され、推進力を発生させる。シフトポジション切換機構３６は、動力源３０側に接続される入力軸と、プロペラ側に接続される出力軸と、入力軸と出力軸との接続状態を変化させるクラッチ６１，６２とを有する。シフトポジション切換機構３６では、クラッチ６１，６２が断続によってフォワード、ニュートラル及びリバースの間でシフトポジションが切り替えられる。制御装置９１は、クラッチ６１，６２の接続力を調節する。保持スイッチは、制御装置９１に接続されている。制御装置９１は、操船者によって保持スイッチがオンの場合に、所定の位置に船体が保持されるようにクラッチ６１，６２の接続力を制御する。
【解決手段】船舶推進装置は、動力源３０と、プロペラ４１と、シフトポジション切換機構３６と、制御装置９１と、保持スイッチ９４とを備えている。プロペラ４１は、動力源３０によって駆動され、推進力を発生させる。シフトポジション切換機構３６は、動力源３０側に接続される入力軸と、プロペラ側に接続される出力軸と、入力軸と出力軸との接続状態を変化させるクラッチ６１，６２とを有する。シフトポジション切換機構３６では、クラッチ６１，６２が断続によってフォワード、ニュートラル及びリバースの間でシフトポジションが切り替えられる。制御装置９１は、クラッチ６１，６２の接続力を調節する。保持スイッチは、制御装置９１に接続されている。制御装置９１は、操船者によって保持スイッチがオンの場合に、所定の位置に船体が保持されるようにクラッチ６１，６２の接続力を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は船舶推進装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、船舶の定点保持制御システムとして自動定点保持システム（ＤＰＳ）が開示されている。具体的に、ＤＰＳとは、ＧＰＳ（global positioning system）からの位置信号と位置指令値との偏差に基づいてアクチュエータが駆動されるシステムである。
【特許文献１】特許第３４９９２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の定点保持制御方法では、船舶を定点に正確に保持することが困難である。
【０００４】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、定点に正確に保持可能な船舶推進装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る船舶推進装置は、動力源と、プロペラと、出力軸と、シフトポジション切り替え機構と、制御装置と、保持スイッチとを備えている。プロペラは、動力源によって駆動される。プロペラは、推進力を発生させる。シフトポジション切り替え機構は、入力軸と、出力軸と、クラッチとを有する。入力軸は、動力源側に接続されている。出力軸は、プロペラ側に接続されている。クラッチは、入力軸と出力軸との接続状態を変化させる。シフトポジション切り替え機構では、クラッチが断続されることによってフォワード、ニュートラル及びリバースの間でシフトポジションが切り替えられる。制御装置は、クラッチの接続力を調節する。保持スイッチは、制御装置に接続されている。制御装置は、操船者によって保持スイッチがオンされた場合に、所定の位置に船体が保持されるようにクラッチの接続力を制御する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、定点に正確に保持可能な船舶推進装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について、図１に示す船舶１、図２１に示す船舶２、及び図３４に示す船舶３を例に挙げて説明する。但し、以下の実施形態は、本発明を実施した好ましい形態の単なる例示である。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【０００８】
また、本発明に係る船舶は、以下の実施形態とは異なり、船外機以外の船舶用推進システムを有するものであってもよい。本発明において、船舶用推進システムは、例えば、所謂船内機や、所謂スタンドライブであってもよい。スタンドライブは、船内外機ともいう。なお、「スタンドライブ」とは、少なくとも動力源が船体上に載置される船舶用推進システムをいう。「スタンドライブ」には、推進部以外のものが船体上に載置されているものも含まれる。
【０００９】
《第１の実施形態》
図１及び図２に示すように、船舶１は、船体１０と、ひとつの船外機２０とを備えている。船外機２０は、船体１０の船尾１１に取り付けられている。
【００１０】
（船外機２０の概略構成）
船外機２０は、船外機本体２１と、チルト・トリム機構２２と、ブラケット２３とを備えている。
【００１１】
ブラケット２３は、マウントブラケット２４とスイベルブラケット２５とを備えている。マウントブラケット２４は、船体１０に固定されている。スイベルブラケット２５は、マウントブラケット２４に対して、旋回軸２６を中心として揺動可能である。
【００１２】
チルト・トリム機構２２は、船外機本体２１をチルト操作及びトリム操作するためのものである。具体的には、スイベルブラケット２５をマウントブラケット２４に対して揺動操作するためのものである。
【００１３】
船外機本体２１は、ケーシング２７と、カウリング２８と、推進力発生装置２９とを備えている。推進力発生装置２９は、後述する推進部３３の一部を除いて、ケーシング２７とカウリング２８との内部に配置されている。
【００１４】
図２及び図３に示すように、推進力発生装置２９は、エンジン３０と、動力伝達機構３２と、推進部３３とを備えている。
【００１５】
なお、本実施形態では、船外機２０が動力源としてエンジン３０を有する例について説明する。但し、動力源は、回転力を発生させることができるものである限り、特に限定されない。例えば、動力源は、電動モーターであってもよい。
【００１６】
エンジン３０は、図６に示すスロットルボディ８７を有する燃料噴射式のエンジンである。エンジン３０では、スロットル開度を調節することで、エンジン回転速度及びエンジン出力が調節される。エンジン３０は、回転力を発生させる。図２に示すように、エンジン３０は、クランクシャフト３１を備えている。エンジン３０は、発生した回転力を、クランクシャフト３１を通じて出力する。
【００１７】
動力伝達機構３２は、エンジン３０と推進部３３との間に配置されている。動力伝達機構３２は、エンジン３０において発生した回転力を推進部３３に伝達する。図３に示すように、動力伝達機構３２は、シフト機構３４と、減速機構３７と、連動機構３８とを備えている。
【００１８】
図２に示すように、シフト機構３４は、エンジン３０のクランクシャフト３１に接続されている。図３にも示すように、シフト機構３４は、変速比切り替え機構３５と、シフトポジション切り替え機構３６とを備えている。
【００１９】
変速比切り替え機構３５は、エンジン３０と推進部３３との間の変速比を高速変速比（ＨＩＧＨ）と低速変速比（ＬＯＷ）との間で切り替える。ここで、「高速変速比」とは、出力側回転速度の入力側回転速度に対する比が比較的小さい変速比をいう。一方、「低速変速比」とは、出力側回転速度の入力側回転速度に対する比が比較的大きい変速比をいう。
【００２０】
シフトポジション切り替え機構３６は、シフトポジションをフォワード、リバース及びニュートラルとの間で切り替える。
【００２１】
減速機構３７は、シフト機構３４と推進部３３との間に配置されている。減速機構３７は、シフト機構３４からの回転力を、回転速度を減速して推進部３３側に伝達する。なお、減速機構３７の構造は、特に限定されない。減速機構３７は、例えば、遊星歯車機構を有するものであってもよい。また、減速機構３７は、例えば、減速ギア対を有するものであってもよい。
【００２２】
連動機構３８は、減速機構３７と推進部３３との間に配置されている。連動機構３８は、図示しないベベルギア組を備えている。連動機構３８は、減速機構３７からの回転力を、方向を変えて推進部３３に伝達させる。
【００２３】
推進部３３は、プロペラ軸４０と、プロペラ４１とを備えている。プロペラ軸４０は、連動機構３８からの回転力をプロペラ４１に伝達する。推進部３３は、エンジン３０において発生した回転力を推進力に変換する。
【００２４】
図２に示すように、プロペラ４１は、第１のプロペラ４１ａと第２のプロペラ４１ｂとの２つのプロペラを含んでいる。第１のプロペラ４１ａの螺旋方向と、第２のプロペラ４１ｂの螺旋方向とは相互に逆方向である。動力伝達機構３２から出力される回転力が正転方向であるとき、第１のプロペラ４１ａと第２のプロペラ４１ｂとは互いに逆方向に回転し、前進方向の推進力が発生する。よって、シフトポジションがフォワードとなる。一方、動力伝達機構３２から出力される回転力が逆転方向であるとき、第１のプロペラ４１ａと第２のプロペラ４１ｂとのそれぞれは、前進時とは逆方向に回転する。これによって、後進方向の推進力が発生する。よって、シフトポジションがリバースとなる。
【００２５】
なお、プロペラ４１は、単一のプロペラまたは３つ以上のプロペラにより構成されていてもよい。
【００２６】
（シフト機構３４の詳細構造）
次に、主として図４を参照しながら、本実施形態におけるシフト機構３４の構造について詳細に説明する。なお、図４は、シフト機構３４を模式化して表している。このため、図４に示すシフト機構３４の構造は、実際のシフト機構３４の構造と厳密には一致しない。
【００２７】
シフト機構３４は、シフトケース４５を備えている。シフトケース４５は、外観視略円柱状である。シフトケース４５は、第１のケース４５ａと、第２のケース４５ｂと、第３のケース４５ｃと、第４のケース４５ｄとを備えている。第１のケース４５ａと、第２のケース４５ｂと、第３のケース４５ｃと、第４のケース４５ｄとは、ボルトなどによって一体に固定されている。
【００２８】
＜変速比切り替え機構３５＞
変速比切り替え機構３５は、入力軸としての第１の動力伝達軸５０と、出力軸としての第２の動力伝達軸５１と、変速ギア群としての遊星歯車機構５２と、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３とを備えている。
【００２９】
遊星歯車機構５２は、第１の動力伝達軸５０の回転を、低速変速比（ＬＯＷ）または高速変速比（ＨＩＧＨ）で第２の動力伝達軸５１に伝達する。遊星歯車機構５２の変速比は、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３の断続により切り替えられる。
【００３０】
第１の動力伝達軸５０と第２の動力伝達軸５１とは、同軸上に配置されている。第１の動力伝達軸５０は、第１のケース４５ａによって回転可能に支持されている。第２の動力伝達軸５１は、第２のケース４５ｂと第３のケース４５ｃとによって回転可能に支持されている。第１の動力伝達軸５０は、クランクシャフト３１に接続されている。また、第１の動力伝達軸５０は、遊星歯車機構５２に接続されている。
【００３１】
遊星歯車機構５２は、サンギア５４と、リングギア５５と、キャリア５６と、複数のプラネタリギア５７とを備えている。リングギア５５は、略円筒状に形成されている。リングギア５５の内周面に、プラネタリギア５７と噛合する歯が形成されている。リングギア５５は、第１の動力伝達軸５０に接続されている。リングギア５５は、第１の動力伝達軸５０と共に回転する。
【００３２】
サンギア５４は、リングギア５５の内部に配置されている。サンギア５４とリングギア５５とは同軸で回転する。サンギア５４は、ワンウェイクラッチ５８を介して、第２のケース４５ｂに取り付けられている。ワンウェイクラッチ５８は、正転方向の回転を許容する一方、逆転方向の回転を規制する。このため。サンギア５４は、正転可能である一方、逆転不能である。
【００３３】
サンギア５４とリングギア５５との間には、複数のプラネタリギア５７が配置されている。各プラネタリギア５７は、サンギア５４とリングギア５５との両方と噛合している。各プラネタリギア５７は、キャリア５６によって回転可能に支持されている。このため、複数のプラネタリギア５７は、各々が回転しながら、第１の動力伝達軸５０の軸心回りを相互に同速度で旋回する。
【００３４】
なお、本明細書において、「回転」とは、部材が、その部材内に位置する軸を中心として回ることをいう。一方、「旋回」とは、部材が、その部材の外に位置する軸を中心として回ることをいう。
【００３５】
キャリア５６は、第２の動力伝達軸５１に接続されている。キャリア５６は、第２の動力伝達軸５１と共に回転する。
【００３６】
キャリア５６とサンギア５４との間には、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が配置されている。本実施形態では、この変速比切り替え用油圧式クラッチ５３は、湿式多板式クラッチである。但し、本発明において、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３は、湿式多板式クラッチに限定されない。変速比切り替え用油圧式クラッチ５３は、乾式多板式クラッチであってもよく、所謂ドッグクラッチであってもよい。
【００３７】
なお、本明細書において「多板式クラッチ」とは、相互に回転可能な第１の部材及び第２の部材と、第１の部材と共に回転する１または複数の第１のプレートと、第２の部材と共に回転する１または複数の第２のプレートとを備え、第１のプレートと第２のプレートとが圧接されることによって第１の部材と第２の部材との回転が規制されるクラッチをいう。本明細書において「クラッチ」は、回転力が入力される入力軸と、回転力が出力される出力軸との間に配置され、前記入力軸と前記出力軸との間を断続させるものに限定されない。
【００３８】
変速比切り替え用油圧式クラッチ５３は、油圧式のシリンダ５３ａと、クラッチプレート及びフリクションプレートを含むプレート群５３ｂとを備えている。油圧式シリンダ５３ａが駆動されることで、プレート群５３ｂが圧接状態となる。このため、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が接続状態となる。一方、油圧式シリンダ５３ａが非駆動状態のときは、プレート群５３ｂが非圧接状態となる。このため、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が切断状態となる。
【００３９】
変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が接続状態となると、サンギア５４とキャリア５６とが相互に固定された状態となる。このため、プラネタリギア５７の旋回に伴って、サンギア５４とキャリア５６とが一体に回転する。
【００４０】
＜シフトポジション切り替え機構３６＞
シフトポジション切り替え機構３６は、フォワードと、リバースと、ニュートラルとを切り替える。シフトポジション切り替え機構３６は、入力軸としての第２の動力伝達軸５１と、出力軸としての第３の動力伝達軸５９と、回転方向切り替え機構としての遊星歯車機構６０と、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２とを備えている。
【００４１】
第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２とは、入力軸としての第２の動力伝達軸５１と、出力軸としての第３の動力伝達軸５９との間を断続する。具体的には、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２とが断続されることによって、第２の動力伝達軸５１と第３の動力伝達軸５９との間の接続状態が変化する。言い換えれば、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２とは、第２の動力伝達軸５１と第３の動力伝達軸５９との間の接続状態を変化させるためのものである。具体的には、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２との接続力が調整されることによって、第２の動力伝達軸５１の回転速度に対する第３の動力伝達軸５９の回転速度が調節される。より具体的には、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２との接続力が調整されることによって、第２の動力伝達軸５１の回転方向に対する第３の動力伝達軸５９の回転方向、及び第２の動力伝達軸５１の回転速度の絶対値に対する第３の動力伝達軸５９の回転速度の絶対値の比が調節される。
【００４２】
遊星歯車機構５２は、第２の動力伝達軸５１の回転方向に対する第３の動力伝達軸５９の回転方向を切り替える。具体的には、遊星歯車機構５２は、第２の動力伝達軸５１の回転力を、正転方向または逆転方向の回転力として第３の動力伝達軸５９に伝達する。遊星歯車機構５２が伝達する回転力の回転方向は、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２との断続によって切り替えられる。
【００４３】
第３の動力伝達軸５９は、第３のケース４５ｃと第４のケース４５ｄとにより回転可能に支持されている。第２の動力伝達軸５１と、第３の動力伝達軸５９とは同軸上に配置されている。本実施形態では、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２は湿式多板式クラッチである。但し、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２は、それぞれドッグクラッチであってもよい。
【００４４】
なお、第２の動力伝達軸５１は、変速比切り替え機構３５とシフトポジション切り替え機構３６とが共有する部材である。
【００４５】
遊星歯車機構６０は、サンギア６３と、リングギア６４と、複数のプラネタリギア６５と、キャリア６６とを備えている。
【００４６】
キャリア６６は、第２の動力伝達軸５１に接続されている。キャリア６６は、第２の動力伝達軸５１と共に回転する。このため、第２の動力伝達軸５１の回転に伴って、キャリア６６が回転すると共に、複数のプラネタリギア６５が相互に同じ速度で旋回する。
【００４７】
複数のプラネタリギア６５は、リングギア６４と、サンギア６３とに噛合している。リングギア６４と第３のケース４５ｃとの間には、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が配置されている。第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１は、油圧式のシリンダ６１ａと、クラッチプレートとフリクションプレートとを含むプレート群６１ｂとを備えている。この油圧式のシリンダ６１ａが駆動されることで、プレート群６１ｂが圧接状態となる。このため、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が接続状態となる。その結果、リングギア６４が第３のケース４５ｃに対して固定され、回転不能となる。一方、油圧式のシリンダ６１ａが非駆動状態のときは、プレート群６１ｂが非圧接状態となる。このため、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が非接続状態となる。その結果、リングギア６４が第３のケース４５ｃに対して非固定状態となり、回転可能となる。
【００４８】
キャリア６６とサンギア６３との間には、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２が配置されている。第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２は、油圧式のシリンダ６２ａと、クラッチプレート及びフリクションプレートを含むプレート群６２ｂとを備えている。この油圧式のシリンダ６２ａが駆動されることで、プレート群６２ｂが圧接状態となる。このため、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２が接続状態となる。その結果、キャリア６６とサンギア６３とが一体に回転する。一方、油圧式のシリンダ６２ａが非駆動状態のときは、プレート群６２ｂが非圧接状態となる。このため、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２が非接続状態となる。その結果、リングギア６４とサンギア６３とが相互に回転可能となる。
【００４９】
なお、遊星歯車機構６０の減速比は、１：１に限定されない。遊星歯車機構６０は、１：１とは異なる減速比を有するものであってもよい。また、遊星歯車機構６０が正転方向の回転として回転力を伝達する場合と、逆転方向の回転として回転力を伝達させる場合とで、遊星歯車機構６０の減速比は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００５０】
本実施形態では、遊星歯車機構６０が１：１とは異なる減速比を有し、且つ遊星歯車機構６０が正転方向の回転として回転力を伝達する場合と、逆転方向の回転として回転力を伝達させる場合とで減速比が異なる場合について説明する。
【００５１】
具体的に、本実施形態では、第１の動力伝達軸５０の回転速度と、第３の動力伝達軸５９の回転速度との比は、以下のようになっている。
高速フォワード ： １：１、減速比１
高速リバース ： １：１．０８、減速比０．９３
低速フォワード ： １：０．７７、減速比１．３
低速リバース ： １：０．８３、減速比１．２１
【００５２】
図３に示すように、シフト機構３４は、制御装置９１によって制御される。具体的には、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３と、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２との断続が制御装置９１によって制御される。
【００５３】
制御装置９１は、アクチュエータ７０と、制御部としてのelectronic control unit（ＥＣＵ）８６とを備えている。アクチュエータ７０は、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３と、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２とを断続させる。ＥＣＵ８６は、アクチュエータ７０を制御する。
【００５４】
具体的には、図６に示すように、油圧式シリンダ５３ａ、６１ａ、６２ａは、アクチュエータ７０によって駆動される。アクチュエータ７０は、オイルポンプ７１と、オイル経路７５と、変速比切り替え用電磁バルブ７２と、後進シフト接続用電磁バルブ７３と、前進シフト接続用電磁バルブ７４とを備えている。
【００５５】
オイルポンプ７１は、オイル経路７５によって油圧式シリンダ５３ａ、６１ａ、６２ａに接続されている。変速比切り替え用電磁バルブ７２は、オイルポンプ７１と油圧式シリンダ５３ａとの間に配置されている。この変速比切り替え用電磁バルブ７２によって油圧式シリンダ５３ａの油圧が調節される。後進シフト接続用電磁バルブ７３は、オイルポンプ７１と油圧式シリンダ６１ａとの間に配置されている。後進シフト接続用電磁バルブ７３によって油圧式シリンダ６１ａの油圧が調節される。前進シフト接続用電磁バルブ７４は、オイルポンプ７１と油圧式シリンダ６２ａとの間に配置されている。前進シフト接続用電磁バルブ７４によって油圧式シリンダ６２ａの油圧が調節される。
【００５６】
変速比切り替え用電磁バルブ７２と、後進シフト接続用電磁バルブ７３と、前進シフト接続用電磁バルブ７４とのそれぞれは、オイル経路７５の経路面積を徐変可能である。このため、変速比切り替え用電磁バルブ７２と、後進シフト接続用電磁バルブ７３と、前進シフト接続用電磁バルブ７４とを用いることによって、油圧式シリンダ５３ａ、６１ａ、６２ａの押圧力を徐変させることができる。従って、油圧式クラッチ５３，６１，６２の接続力の徐変が可能となっている。よって、図７に示すように、第２の動力伝達軸５１の回転速度に対する第３の動力伝達軸５９の比を調節することができる。その結果、入力軸としての第２の動力伝達軸５１の回転速度に対する出力軸としての第３の動力伝達軸５９の回転速度の比を実質的に連続的に調節することができる。
【００５７】
本実施形態では、変速比切り替え用電磁バルブ７２と、後進シフト接続用電磁バルブ７３と、前進シフト接続用電磁バルブ７４とのそれぞれは、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御されるソレノイドバルブにより構成されている。但し、変速比切り替え用電磁バルブ７２と、後進シフト接続用電磁バルブ７３と、前進シフト接続用電磁バルブ７４とのそれぞれは、ＰＷＭ制御されるソレノイドバルブ以外のバルブにより構成されていてもよい。例えば、変速比切り替え用電磁バルブ７２と、後進シフト接続用電磁バルブ７３と、前進シフト接続用電磁バルブ７４とのそれぞれは、オン−オフ制御されるソレノイドバルブによって構成されていてもよい。
【００５８】
（シフト機構３４の変速動作）
次に、シフト機構３４の変速動作について、主として図４と図７を参照しつつ詳細に説明する。図７は、油圧式クラッチ５３，６１，６２の接続状態と、シフト機構３４のシフトポジションとを表す表である。シフト機構３４では、第１〜第３の油圧式クラッチ５３，６１，６２の断続によって、シフトポジションが切り替えられる。
【００５９】
＜低速変速比と高速変速比との切り替え＞
低速変速比と高速変速比との切り替えは変速比切り替え機構３５において行われる。具体的には、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３の操作によって低速変速比と高速変速比とが切り替えられる。詳細には、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が切断状態にある場合に、変速比切り替え機構３５の変速比が「低速変速比」となる。一方、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が接続状態である場合に、変速比切り替え機構３５の変速比が「高速変速比」となる。
【００６０】
図４に示すように、リングギア５５は第１の動力伝達軸５０に接続されている。このため、第１の動力伝達軸５０の回転に伴って、リングギア５５が正転方向に回転する。ここで、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が切断状態にある場合、キャリア５６とサンギア５４とは相互に回転可能となっている。よって、プラネタリギア５７が回転すると共に旋回する。その結果、サンギア５４が逆転方向に回転しようとする。
【００６１】
しかしながら、図７に示すように、ワンウェイクラッチ５８は、サンギア５４の逆転方向回転を阻止する。このため、サンギア５４はワンウェイクラッチ５８によって固定される。その結果、リングギア５５の回転に伴ってサンギア５４とリングギア５５との間でプラネタリギア５７が旋回することで、キャリア５６と共に第２の動力伝達軸５１が回転する。この場合、プラネタリギア５７は旋回すると共に回転するため、第１の動力伝達軸５０の回転は、減速されて第２の動力伝達軸５１に伝達される。従って、変速比切り替え機構３５の変速比が「低速変速比」となる。
【００６２】
一方、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が接続状態にある場合、プラネタリギア５７とサンギア５４とが一体に回転する。よって、プラネタリギア５７の回転が禁止される。従って、プラネタリギア５７とキャリア５６とサンギア５４とがリングギア５５の回転に伴ってリングギア５５と同じ回転速度で正転方向に回転する。ここで、図７に示すように、ワンウェイクラッチ５８は、サンギア５４の正転を許容する。その結果、第１の動力伝達軸５０と第２の動力伝達軸５１とが実質的に同じ回転速度で正転方向に回転する。言い換えれば、第２の動力伝達軸５１に第１の動力伝達軸５０の回転力が同じ回転速度且つ同じ回転方向で伝達される。従って、変速比切り替え機構３５の変速比が「高速変速比」となる。
【００６３】
＜フォワード、リバース及びニュートラルの切り替え＞
フォワード、リバース及びニュートラルの切り替えは、シフトポジション切り替え機構３６において行われる。具体的には、図４に示す第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２との操作によってフォワード、リバース及びニュートラルの切り替えが行われる。
【００６４】
図７に示すように、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が切断状態である一方、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２が接続状態である場合に、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが「フォワード」となる。図４に示す第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が切断状態である場合、リングギア６４は、シフトケース４５に対して回転可能である。第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２は接続状態にある場合、キャリア６６とサンギア６３及び第３の動力伝達軸５９とは一体に回転する。このため、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が接続状態である一方、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２は接続状態にある場合、第２の動力伝達軸５１とキャリア６６とサンギア６３と第３の動力伝達軸５９とが一体に正転方向に回転する。従って、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが「フォワード」となる。
【００６５】
図７に示すように、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が接続状態である一方、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２が切断状態である場合に、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが「リバース」となる。図４に示す第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が接続状態である一方、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２は切断状態にある場合、リングギア６４はシフトケース４５によって回転規制される。一方、サンギア６３は、キャリア６６に対して回転可能となる。従って、第２の動力伝達軸５１が正転方向に回転するにともなって、プラネタリギア６５が回転しながら旋回する。その結果、サンギア６３と第３の動力伝達軸５９とが逆転方向に回転する。従って、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが「リバース」となる。
【００６６】
また、図７に示すように、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２との両方が切断状態である場合に、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが「ニュートラル」となる。図４に示す第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２との両方が切断状態にある場合、遊星歯車機構６０は空転状態となる。このため、第２の動力伝達軸５１の回転は第３の動力伝達軸５９へと伝達されない。従って、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが「ニュートラル」となる。
【００６７】
以上説明したように、低速変速比と高速変速比との間の切り替え及びシフトポジションの切り替えが行われる。従って、図７に示すように、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３及び第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が切断状態にある一方、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２が接続状態にある場合に、シフト機構３４のシフトポジションが「低速フォワード」となる。
【００６８】
変速比切り替え用油圧式クラッチ５３と第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２とが接続状態である一方、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が切断状態である場合に、シフト機構３４のシフトポジションが「高速フォワード」となる。
【００６９】
第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１及び第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２との両方が切断状態の場合に、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３の接続状態に関わらず、シフト機構３４のシフトポジションが「ニュートラル」となる。
【００７０】
変速比切り替え用油圧式クラッチ５３と第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２とが切断状態にある一方、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が接続状態にある場合に、シフト機構３４のシフトポジションが「低速リバース」となる。
【００７１】
また、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３と第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１とが接続状態にある一方、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２が切断状態にある場合に、シフト機構３４のシフトポジションが「高速リバース」となる。
【００７２】
（船舶１の制御ブロック）
次に主として図６を参照しながら船舶１の制御ブロックについて説明する。
【００７３】
まず、図６を参照して、船外機２０の制御ブロックについて説明する。船外機２０には、制御部としてのＥＣＵ８６が配置されている。ＥＣＵ８６は、図３に描画された制御装置９１の一部を構成している。このＥＣＵ８６によって、船外機２０の各機構が制御される。
【００７４】
ＥＣＵ８６は、演算部としてのＣＰＵ（central processing unit）８６ａとメモリ８６ｂとを備えている。メモリ８６ｂには、後述するマップなどの各種設定などが記憶されている。メモリ８６ｂは、ＣＰＵ８６ａに接続されている。ＣＰＵ８６ａは、各種演算を行う際に、メモリ８６ｂに格納された必要な情報を読み出す。また、ＣＰＵ８６ａは、必要に応じて、演算結果をメモリ８６ｂに出力し、メモリ８６ｂに演算結果などを記憶させる。
【００７５】
ＥＣＵ８６には、エンジン３０のスロットルボディ８７が接続されている。スロットルボディ８７は、このＥＣＵ８６によって制御される。これにより、エンジン３０のスロットル開度が制御される。具体的には、コントロールレバー８３の操作量と、感度切り替え信号とに基づいてエンジン３０のスロットル開度が制御される。その結果、エンジン３０の出力が制御される。
【００７６】
また、ＥＣＵ８６には、エンジン回転速度センサ８８が接続されている。エンジン回転速度センサ８８は、図２に示すエンジン３０のクランクシャフト３１の回転速度を検出する。エンジン回転速度センサ８８は、検出したエンジン回転速度をＥＣＵ８６に出力する。
【００７７】
ＥＣＵ８６には、船速センサ９７が接続されている。船速センサ９７は、船舶１の推進速度を検出する。船速センサ９７は、検出した船舶１の推進速度をＥＣＵ８６に対して出力する。
【００７８】
なお、本実施形態では、船速センサ９７をＧＰＳ９３とは別に設ける例について説明する。但し、本発明はこれに限定されない、ＧＰＳ９３に船速センサの機能を兼ね備えさせてもよい。
【００７９】
図３に示す動力伝達機構３２の第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２よりもプロペラ４１側には、プロペラ回転速度センサ９０が配置されている。プロペラ回転速度センサ９０は、直接または間接的にプロペラ４１の回転速度を検出する。プロペラ回転速度センサ９０は、検出した回転速度をＥＣＵ８６に対して出力する。なお、プロペラ回転速度センサ９０は、具体的には、プロペラ４１の回転速度、プロペラ軸４０の回転速度、第３の動力伝達軸５９の回転速度を検出するものであってもよい。
【００８０】
また、ＥＣＵ８６には、変速比切り替え用電磁バルブ７２と、前進シフト接続用電磁バルブ７４と、後進シフト接続用電磁バルブ７３とが接続されている。変速比切り替え用電磁バルブ７２と、前進シフト接続用電磁バルブ７４と、後進シフト接続用電磁バルブ７３との開閉及び開度調整は、このＥＣＵ８６によって制御される。
【００８１】
図６に示すように、船舶１は、local area network (ＬＡＮ)８０を備えている。ＬＡＮ８０は、船体１０に巡らされている。船舶１では、このＬＡＮ８０を介して装置間の信号の送受信が行われている。
【００８２】
ＬＡＮ８０には、船外機２０のＥＣＵ８６、コントローラー８２及び表示装置８１などが接続されている。コントローラー８２は、船舶用推進システムとしての上記船外機２０と共に、船舶推進装置４を構成している。表示装置８１は、ＥＣＵ８６から出力された情報や、後述するコントローラー８２から出力された情報を表示させる。具体的には、表示装置８１は、船舶１の現在のスピード、シフトポジションなどを表示させる。
【００８３】
コントローラー８２は、コントロールレバー８３と、アクセル開度センサ８４と、シフトポジションセンサ８５と、検出部としてのglobal positioning system（ＧＰＳ）９３と、入力部９２とを備えている。
【００８４】
ＧＰＳ９３は、船舶１の位置を随時検出することによって、船舶１の位置、移動などを検出する。なお、「船舶の移動」には、船舶の推進速度、移動距離、移動方向などが含まれる。以下、ＧＰＳ９３によって検出される情報を「ＧＰＳ情報」として説明する。ＧＰＳ９３は、取得したＧＰＳ情報を、ＬＡＮ８０を介してＥＣＵ８６や表示装置８１に対して送信する。
【００８５】
ＧＰＳ９３には、入力部９２が接続されている。入力部９２には、操船者によって各種情報が入力される。
【００８６】
コントロールレバー８３は、操作部８３ａと、減速スイッチ９５と、減速スイッチポジションセンサ９６と、保持スイッチ９４とを備えている。
【００８７】
操作部８３ａには、船舶１の操船者の操作によってシフトポジションやアクセル開度が入力される。具体的には、図８に示すように、操船者が操作部８３ａを操作すると、操作部８３ａの位置に応じたアクセル開度及びシフトポジションが、アクセル開度センサ８４とシフトポジションセンサ８５とのそれぞれによって検出される。アクセル開度センサ８４とシフトポジションセンサ８５とのそれぞれは、ＬＡＮ８０に接続されている。アクセル開度センサ８４とシフトポジションセンサ８５とは、それぞれアクセル開度信号とシフトポジション信号とをＬＡＮ８０に対して送信する。ＥＣＵ８６は、アクセル開度センサ８４とシフトポジションセンサ８５とから出力されたアクセル開度信号やシフトポジション信号を、ＬＡＮ８０を介して受信する。
【００８８】
具体的には、コントロールレバー８３の操作部８３ａが図８において「Ｎ」で示された中立位置に位置するときに、シフトポジションセンサ８５は、ニュートラルに対応したシフトポジション信号を出力する。操作部８３ａが図８において「Ｆ」で示された前進領域に位置するときに、シフトポジションセンサ８５は、フォワードに対応したシフトポジション信号を出力する。操作部８３ａが図８において「Ｒ」で示された後進領域に位置するときに、シフトポジションセンサ８５は、リバースに対応したシフトポジション信号を出力する。
【００８９】
アクセル開度センサ８４は、操作部８３ａの操作量を検出する。具体的には、アクセル開度センサ８４は、操作部８３ａが中央位置からどれだけ操作されたかを表す操作角度θを検出する。操作部８３ａは、その操作角度θをアクセル開度信号として出力する。
【００９０】
図８及び図９に示すように、減速スイッチ９５は、操作部８３ａの略水平方向に延びる握手部８３ｂの下部に配置されている。減速スイッチ９５は、船舶１を減速させるためのスイッチである。減速スイッチポジションセンサ９６は、図９に示す減速スイッチ９５の操作量Ｌを検出する。減速スイッチポジションセンサ９６は、減速スイッチ９５の操作量Ｌに応じた電圧の減速信号を、ＬＡＮ８０を介してＥＣＵ８６に対して送信する。具体的には、図１０に示すように、減速スイッチポジションセンサ９６は、減速スイッチ９５の操作量Ｌが大きくなるほど高い電圧の減速信号を、ＬＡＮ８０を介してＥＣＵ８６に対して送信する。なお、減速スイッチ９５には、所謂遊び領域が設けられている。具体的には、図１０に示すように、減速スイッチ９５の操作量Ｌが所定の操作量Ｌ１に達するまで、減速スイッチポジションセンサ９６は、減速スイッチ９５の操作を検出せず、減速信号を送信しない。
【００９１】
ＥＣＵ８６は、減速スイッチ９５が操船者によって操作された場合は、減速スイッチポジションセンサ９６からの減速信号に基づいてスロットル開度を制御する。具体的には、図１１に示すような、減速信号の電圧とスロットル開度低下率とを規定するマップがメモリ８６ｂに記憶されている。ＣＰＵ８６ａは、このマップに基づいて、スロットル開度を低下させる。詳細には、ＣＰＵ８６ａは、減速スイッチ９５の操作量Ｌが大きくなり、減速スイッチポジションセンサ９６からの減速信号の電圧が大きくなるにともなって、スロットル開度を大きく低下させる。これにより、船舶１の推進力が低下する。その結果、船舶１の推進速度が徐々に低下する。
【００９２】
図８及び図９に示すように、保持スイッチ９４は、握手部８３ｂの側部に配置されている。保持スイッチ９４は、船舶１の移動を抑制するためのスイッチである。
【００９３】
操船者によって保持スイッチ９４が操作されると、保持スイッチ９４から定点保持信号がＬＡＮ８０を介してＥＣＵ８６に送信される。ＥＣＵ８６は、定点保持信号を受信した場合、後の詳述する定点保持制御を実施する。
【００９４】
（船舶１の制御）
次に、船舶１の制御について説明する。
【００９５】
＜船舶１の基本的制御＞
船舶１の操船者によりコントロールレバー８３が操作されると、アクセル開度センサ８４とシフトポジションセンサ８５とによってコントロールレバー８３の操作状況に応じたアクセル開度とシフトポジションとが検出される。検出されたアクセル開度とシフトポジションとは、ＬＡＮ８０に送信される。ＥＣＵ８６は、ＬＡＮ８０を介して出力されたアクセル開度信号とシフトポジション信号とを受信する。ＥＣＵ８６は、アクセル開度信号と図１１に示すマップとから得られるアクセル開度に基づいてスロットルボディ８７及びシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２を制御する。ＥＣＵ８６は、これによってプロペラ回転速度の制御を行う。
【００９６】
また、ＥＣＵ８６は、シフトポジション信号に応じてシフト機構３４を制御する。具体的には、「低速フォワード」のシフトポジション信号を受信した場合は、変速比切り替え用電磁バルブ７２を駆動させて変速比切り替え用油圧式クラッチ５３を切断すると共に、支部と接続用電磁バルブ７３，７４を駆動させて第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１を切断させる一方、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２を接続させる。これにより、シフトポジションが「低速フォワード」に切り替えられる。
【００９７】
＜船舶１の具体的制御＞
（１）定点保持制御
本実施形態では、ＥＣＵ８６は、操船者によって保持スイッチ９４がオンされた場合に、所定の位置に船体１０が保持されるようにシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を制御する。本実施形態では、この制御を「定点保持制御」という。具体的に、本実施形態では、ＥＣＵ８６は、操船者によって保持スイッチ９４がオンされたときの船体１０の位置に船体１０が保持されるようにシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を制御する。
【００９８】
以下、図１２〜図１４を参照しながら、本実施形態における定点保持制御についてさらに詳細に説明する。
【００９９】
図１２に示すように、まずステップＳ１において、ＥＣＵ８６によって、保持スイッチ９４がオン状態にあるか否かが判断される。ステップＳ１において、保持スイッチ９４がオフ状態にあると判断された場合には、再びステップＳ１に戻る。
【０１００】
一方、ステップＳ１において、保持スイッチ９４がオン状態にあると判断された場合には、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、ＥＣＵ８６によって、船速の積分が開始される。具体的には、ステップＳ２において、ＥＣＵ８６は、船速センサ４７から船舶１の推進速度である船速を取得する。ＥＣＵ８６は、取得した船速を時間で積分することによって、船速積分値を算出する。なお、図１３に示すように、船舶１の推進方向が前進方向である場合は、船速積分値はプラスとして算出される。それに対して、船舶１の推進方向が後進方向である場合は、船速積分値はマイナスの値として算出される。
【０１０１】
ステップＳ２に続いて、ステップＳ３が行われる。ステップＳ３では、ＥＣＵ８６によって、船速積分値が０であるか否かが判断される。ステップＳ３において、船速積分値が０であると判断された場合は、ステップＳ１に戻る。
【０１０２】
一方、ステップＳ３において、船速積分値が０でないと判断された場合は、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、ＥＣＵ８６によって、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が算出される。具体的には、ＥＣＵ８６のＣＰＵ８６ａは、メモリ８６ｂに記憶された図１４に示すマップを読み出す。ここで、図１４に示すマップは、船速積分値と、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力との関係を定めたものである。ＣＰＵ８６ａは、この図１４に示すマップに対して算出された船速積分値を当てはめることによってシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を算出する。
【０１０３】
次に、ステップＳ５が行われる。ステップＳ５では、ＥＣＵ８６は、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が、ステップＳ４において算出されたシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力となるようにシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を変更する。
【０１０４】
なお、本実施形態では、ステップＳ５において、ＥＣＵ８６は、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を増大させる際に、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を目標とする接続力にまで漸増させる。但し、ステップＳ５において、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を増大させる際に、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を目標とする接続力にまで一気に増大させてもよい。
【０１０５】
ステップＳ５が終了すると、再びステップＳ１に戻る。このため、保持スイッチ９４がオン状態にある場合は、ステップＳ２〜ステップＳ５が繰り返し行われる。
【０１０６】
なお、この定点保持制御が行われている期間にわたって、ＥＣＵ８６によって、スロットル開度は、略一定に保持される。具体的には、定点保持制御が行われている期間にわたって、スロットル開度は、アイドル時のスロットル開度と実質的に同じ開度に保持される。
【０１０７】
以下、図１５に例示するタイムチャートを参照しつつ、本実施形態における定点保持制御について具体的に説明する。
【０１０８】
図１５に示す例では、時間ｔ１０において、保持スイッチ９４がオンされている。図１５に示す例では、時間ｔ１１になるまでは船速は発生していない。時間ｔ１１〜において、波などの影響によって、後進方向の船速が発生している。このため、時間ｔ１１からマイナスの船速積分値が算出されている。そして、船速が０となる時間ｔ１２まで、マイナスの船速積分値が大きくなっている。ここで、船速積分値は、船舶１の移動距離に対応する。すなわち、船速積分値がマイナス側に大きくなるということは、船体１０がその分後進方向に移動したことを意味する。
【０１０９】
図１５（ｃ）に示すように、時間ｔ１１〜時間ｔ１２において、船速積分値がマイナス側に大きくなっている。このため、時間ｔ１１〜時間ｔ１２において、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が高められる。これにより、プロペラ４１において、前進方向の推進力が発生する。その結果、時間ｔ１２において、図１５（ｂ）に示すように、船速は０となる。そして、時間ｔ１２以降は、前進方向の船速が発生している。このため、図１５（ｃ）に示すように、時間ｔ１２〜時間ｔ１３の間において、船速積分値が０に近づいていく。すなわち、船体１０が時間ｔ１０における船体１０の位置である定点に向かって推進している。
【０１１０】
なお、時間ｔ１２〜時間ｔ１３の間では、図１５（ｃ）に示すように、船速積分値が０に近づいていく。このため、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力は徐々に弱くなる。
【０１１１】
図１５に示すタイムチャートでは、時間ｔ１３において船速積分値が０となる。そして、時間ｔ１３〜時間ｔ１４の間において、船速及び船速積分値が０となる。このため、時間ｔ１３〜時間ｔ１４の間は、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１及び第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２の両方が切断された状態となる。
【０１１２】
図１５に示す例では、時間ｔ１４において、今度は前進方向の船速が発生している。このため、時間ｔ１４から船体１０は前進方向に移動し始める。その結果、図１５（ｃ）に示すように、プラスの船速積分値が算出される。従って、時間ｔ１４からにおいては第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１の接続力が高められる。これによって、時間ｔ１５からの時間において後進方向の船速が発生し、船舶１の位置が定点に向かう。
【０１１３】
なお、図１５に示す例では、保持スイッチ９４がオンされている状態では、スロットル開度は略一定に保持される。具体的には、保持スイッチ９４がオンされている状態では、スロットル開度は、アイドル時のスロットル開度と実質的に同じ開度に保持される。
【０１１４】
（２）減速制御
次に、本実施形態において、減速スイッチ９５が操船者によって操作されたときに行われる減速制御について、図１６〜図２０を参照しながら詳細に説明する。
【０１１５】
図１６に示すように、まずステップＳ１０において、ＥＣＵ８６によって、減速スイッチ９５がオンされているか否かが判断される。すなわち、ステップＳ１０において、減速スイッチポジションセンサ９６の検出電圧が図１０に示す電圧Ｖ１以上であるか否かが判断される。ステップＳ１０において、減速スイッチがオフ状態にあると判断された場合は、ステップＳ１１に進む。
【０１１６】
ステップＳ１１では、ＥＣＵ８６によって、減速スイッチ９５が操作されていないときの通常のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の制御が行われる。
【０１１７】
一方、ステップＳ１０において、減速スイッチ９５がオン状態にあると判断された場合は、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、ＥＣＵ８６によって減速制御が行われる。ステップＳ２０が終了すると、再びステップＳ１０に戻る。
【０１１８】
次に、ステップＳ２０において行われる減速制御について、図１７を主として参照しながら詳細に説明する。
【０１１９】
本実施形態における減速制御では、まずステップＳ２１において、ＥＣＵ８６によって船舶１の推進方向が確認される。
【０１２０】
次にステップＳ２２が行われる。ステップＳ２２では、ＥＣＵ８６によって、船速センサ９７の出力に基づいて、船速が閾値以上であるか否かが判断される。ここで、ステップＳ２２における閾値は、船舶１の特性などに応じて適宜設定することができる。ステップＳ２２における閾値は、例えば０．５〜１．５ｋｍ／ｈ程度に設定することができる。
【０１２１】
ステップＳ２２において、船速が閾値以上と判断された場合は、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、ＥＣＵ８６によってその内に詳述する船速保持制御が行われる。
【０１２２】
一方、ステップＳ２２において、船速が閾値以上であると判断された場合は、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、ＥＣＵ８６は、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションと、船舶１の推進方向とが同じ側、またはシフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがニュートラルであるか否かが判断される。ステップＳ２３において、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションと、船舶１の推進方向とが逆側であると判断された場合は、ステップＳ２４を行わず、ステップＳ２５に進む。すなわち、ステップＳ２３からステップＳ２５に進む場合は、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがフォワードである一方、船舶１の推進方向が後進方向である場合及びシフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがリバースである一方、船舶１の推進方向が前進方向である場合である。
【０１２３】
一方、ステップＳ２３において、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションと船舶１の推進方向とが同じ側であるか、またはシフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがニュートラルである場合は、ステップＳ２４に進む。すなわち、ステップＳ２３からステップＳ２４に進む場合とは、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがフォワードであるとともに、船舶１の推進方向が前進方向である場合、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがリバースであるとともに船舶１の推進方向が後進方向である場合、及びシフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがニュートラルである場合である。
【０１２４】
ステップＳ２４では、ＥＣＵ８６によって、シフトチェンジが行われる。具体的には、ステップＳ２４では、ＥＣＵ８６によって、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが、船舶１の推進方向と逆側となるようにシフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが切り換えられる。すなわち、ステップＳ２４においては、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが、船舶１の推進方向が前進方向である場合はリバースとされる。一方、船舶１の推進方向が前進方向である場合は、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションはリバースとされる。ステップＳ２４に続いて、ステップＳ２５が行われる。
【０１２５】
ステップＳ２５では、ＥＣＵ８６によって、目標スロットル開度が算出される。具体的には、ＥＣＵ８６のＣＰＵ８６ａは、メモリ８６ｂに記憶された図１１に示すマップを読み出す。ＣＰＵ８６ａは、この図１１に示すマップに対して減速スイッチポジションセンサ９６から出力される減速信号の電圧を適用することによって、目標スロットル開度を算出する。
【０１２６】
続いて、ステップＳ２６が行われる。ステップＳ２６では、ＥＣＵ８６によって、スロットル開度の上限値が設定される。具体的には、ステップＳ２６では、ＥＣＵ８６のＣＰＵ８６ａは、メモリ８６ｂに記憶された図１８に示すマップを読み出す。ここで、図１８に示すマップは、推進速度と、スロットル開度の上限値と定めたマップである。ＣＰＵ８６ａは、この図１８に示すマップに船速センサ９７から出力された船舶１の推進速度を当てはめることによって、スロットル開度上限値を算出する。
【０１２７】
ステップＳ２６に続いて、ステップＳ２７が行われる。ステップＳ２７では、ＥＣＵ８６によって、ステップＳ２５で算出されたスロットル開度とステップＳ２６で算出されたスロットル開度上限値とに基づいて、スロットル開度の調整が行われる。具体的には、ＣＰＵ８６ａは、ステップＳ２５において算出された目標スロットル開度が、ステップＳ２６で算出されたスロットル開度上限値を下回っている場合は、スロットル開度をステップＳ２５で算出された目標スロットル開度に調整する。一方、ＣＰＵ８６ａは、ステップＳ２５において算出された目標スロットル開度が、ステップＳ２６において算出されたスロットル開度上限値を上回っている場合は、スロットル開度をステップＳ２６において算出されたスロットル開度上限値に調整する。
【０１２８】
ステップＳ２７が終了すると、図１７及び図１６に示すように、ステップＳ１０に戻る。すなわち、減速スイッチ９５がオン状態である期間に渡って、継続制御が折り返し行われる。
【０１２９】
次に、図１７に示すステップＳ３０において行われる船速保持制御の具体的内容について、図１９及び図２０を参照しながら詳細に説明する。
【０１３０】
図１９に示すように、船速保持制御では、まずステップＳ３１において、ＥＣＵ８６によって、現在のスロットル開度が保持される。
【０１３１】
次に、ステップＳ３２が行われる。ステップＳ３２では、ＥＣＵ８６によって、船速センサ９７から出力される船速信号に基づいて、船速が閾値以下であるか否かが判断される。ステップＳ３２において、船速が閾値以下であると判断された場合は、ステップＳ３３〜ステップＳ３６が行われず、ステップＳ３７に進む。
【０１３２】
一方、ステップＳ３２において、船速が閾値より大きいと判断された場合は、ステップＳ３３に進む。
【０１３３】
なお、ステップＳ３２における閾値は、船舶１の特性などに応じて適宜設定することができる。ステップＳ３２における閾値は、例えば０．５〜１．５ｋｍ／ｈ程度に設定することができる。
【０１３４】
ステップＳ３３では、ＥＣＵ８６によって、船速センサ９７から出力される船速に基づいて、船舶１の推進方向が確認される。
【０１３５】
次に、ステップＳ３４が行われる。ステップＳ３４では、ＥＣＵ８６によって、船舶１の推進方向が判断される。ステップＳ３４において、船舶１の推進方向が前進方向であると判断された場合は、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では、ＣＰＵ８６ａによって、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１の接続力が算出される。一方、ステップＳ３４において、推進方向が後進方向であると判断された場合は、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、ＥＣＵ８６によって、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が算出される。
【０１３６】
具体的に、本実施形態では、ステップＳ３５及びステップＳ３６におけるシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力は以下のようにして算出される。すなわち、ＣＰＵ８６ａは、プロペラ回転速度センサ９０から出力される現在のプロペラ回転速度に（−１）を乗じて得られる。（−プロペラ回転速度）にゲインを乗ずる。ここで、ゲインの種類は特に限定されない。
【０１３７】
ＣＰＵ８６ａは、算出された（ゲイン）×（−プロペラ回転速度）を、メモリ８６ｂに記憶された図２０に示すマップに当てはめることによって、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を算出する。
【０１３８】
ステップＳ３５及びステップＳ３６に続いて、ステップＳ３７が行われる。ステップＳ３７では、ＥＣＵ８６において、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が調節される。
【０１３９】
例えば特許文献１には、ＧＰＳからの位置信号と位置指令値との偏差に基づいてアクチュエータが駆動される定点保持制御システムが開示されている。特許文献１には、アクチュエータは、スラスタや舵や推進機の駆動手段であると記載されている。すなわち、特許文献１に開示された定点保持制御システムでは、位置信号と位置指令値との偏差に基づいてエンジンの出力が調節される。
【０１４０】
しかしながら、特許文献１に開示された船舶定点保持制御システムのように、エンジンの出力のみを制御したのでは、船舶に微小な推進力を発生させることが困難である。従って、船舶を定点に正確に保持することが困難である。
【０１４１】
それに対して、本実施形態では、制御装置としてのＥＣＵ８６は、操船者によって保持スイッチ９４がオンされた場合に、第１及び第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を調節する。このため、例えばエンジン３０の出力を調整する場合と比較して、船外機２０において発生する推進力をより細かに微調整することができる。従って、本実施形態によれば、船舶１を定点に正確に保持することが可能となる。
【０１４２】
なお、本実施形態における定点保持制御では、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力のみが調整される例について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。本発明において、定点保持制御は、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続部を調整するとともに、エンジン３０の出力を調整するものであってもよい。
【０１４３】
本実施形態では、保持スイッチ９４がオンされているときの船体１０の位置が定点とされる。このため、操船者は、停船を臨む位置において保持スイッチ９４を操作することによって、容易に船舶１を所望の定点に保持することができる。
【０１４４】
本実施形態では、図１２に示すステップＳ５において、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が目標とする接続力となるまで漸増される。このため、船舶１に発生する推進力の急激な変化を抑制することができる。
【０１４５】
本実施形態において、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の種類は特に限定されない。但し、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２は、多板式クラッチであることが好ましい。これによれば、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力の微調整が容易となるからである。
【０１４６】
本実施形態では、図１４に示すように、船舶１の移動距離と相関する船速積分値に応じてシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が調整される。具体的には、船舶１の移動距離が大きくなり、船速積分値が大きくなるにつれてシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が大きくされる。このため、船舶１が定点から大きく離れた場合には、船舶１により大きな推進力が加わることとなる。従って、船舶１をより迅速に定点に戻すことが可能となる。
【０１４７】
また、船舶１の移動距離が小さい場合は、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が小さくされる。このため、船舶１に発生する推進力をより小さくすることができる。従って、船舶１を定点により正確に保持することが可能となる。
【０１４８】
《第２の実施形態》
上記第１の実施形態では、船舶用推進システムとしての船外機２０を１機のみ有する船舶１を例に挙げて本発明を実施した好ましい形態の一例について説明した。但し、本発明において、船舶は、複数の船舶用推進システムを有するものであってもよい。本実施形態では、図２１に示す２機の船外機２０ａ，２０ｂを有する船舶２について説明する。
【０１４９】
なお、以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に同じ機能を有する部材を同じ符号で参照し、説明を省略する。また、図２〜図５、図７〜図１１及び図１６〜図２０は、上記第１の実施形態と共通に参照する。
【０１５０】
図２１に示すように、第２の実施形態に係る船舶２は、２つの船外機２０ａ，２０ｂを備えている。船外機２０ａ，２０ｂは、船尾１１に相互に並列に取り付けられている。図２２に示すように、船外機２０ａ，２０ｂは、ＬＡＮ８０によってコントローラー８２に接続されている。船外機２０ａ，２０ｂは、コントローラー８２によって制御される。
【０１５１】
次に、図２３〜図３２を参照しながら本実施形態における定点保持制御の具体的内容について説明する。
【０１５２】
本実施形態では、図２３に示すように、まずステップＳ４０が行われる。ステップＳ４０では、ＥＣＵ８６によって、保持スイッチ９４から出力される信号に基づいて、保持スイッチ９４がオンされているか否かが判断される。ステップＳ４０において、保持スイッチ９４がオフ状態にあると判断された場合は、再びステップＳ４０が行われる。
【０１５３】
一方、ステップＳ４０において、保持スイッチ９４がオン状態にあると判断された場合は、ステップＳ４１に進む。ステップＳ４１では、ＥＣＵ８６によって、位置偏差ベクトルが算出される。具体的には、図２４に示すように、ＥＣＵ８６は、目標位置である定点と、ＧＰＳ９３によって検知される現在の位置とに基づいて、位置偏差ベクトルを算出する。図２５に位置偏差ベクトルＶを示す。なお、図２５におけるＰは定点を表わす。図２５に示すように、位置偏差ベクトルＶには、現在位置と定点Ｐとの間の距離ｌと、角度θとが情報として含まれる。角度θが、定点Ｐが船舶２の現在の位置に対して右側にある場合はプラスの値となる。一方、定点Ｐが船舶２の現在の位置に対して左側にある場合はマイナスの値となる。
【０１５４】
図２３に示すように、ステップＳ４１に続いてステップＳ４２が行われる。ステップＳ４２では、ＥＣＵ８６によって、図２５に示す距離ｌが０であるか否かが判断される。ステップＳ４２において、距離ｌが０であると判断された場合は、ステップＳ４０に戻る。
【０１５５】
一方、ステップＳ４２において、距離ｌが０ではないと判断された場合は、ステップＳ４３に進む。
【０１５６】
ステップＳ４３では、ＥＣＵ８６のＣＰＵ８６ａによって、クラッチ接続力オフセット量が算出される。ここで、クラッチ接続力オフセット量とは、右側船外機２０ａのシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力と、左側船外機２０ｂのシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力とのオフセット量である。具体的に、ステップＳ４３では、ＣＰＵ８６ａは、メモリ８６ｂに記憶された図２６に示すマップを読み出す。図２６に示すマップは、角度θとクラッチ接続力オフセット量との関係を規定するマップである。ＣＰＵ８６ａは、この図２６に示すマップに角度θを当てはめることによって、クラッチ接続力オフセット量を算出する。
【０１５７】
次に、ステップＳ４４が行われる。ステップＳ４４では、ＥＣＵ８６のＣＰＵ８６ａによって、各船外機２０ａ，２０ｂにおけるシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が算出される。このステップＳ４４において算出されるシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力は、右側船外機２０ａと左側船外機２０ｂとに共通の値である。具体的には、図２４に示すように、ＣＰＵ８６ａは、距離ｌにゲイン（Ｋ）を乗じる。さらに、ＣＰＵ８６ａは、θの絶対値が９０°以下である場合は、（Ｌ×Ｋ）に対して（＋１）を乗じる。一方、角度θの絶対値が９０°よりも大きい場合は、（Ｌ×Ｋ）に対して（−１）を乗じる。これにより得られた値（Ｌ×Ｋ）または（−Ｌ×Ｋ）に基づいて、各船外機２０ａ，２０ｂにおけるシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を算出する。そして、ステップＳ４４において算出されたシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力と、ステップＳ４３において算出されたクラッチ接続力オフセット量とを加算することによって、右側船外機２０ａのシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力と、左側船外機２０ｂのシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力とを算出する。
【０１５８】
次に、ステップＳ４５が行われる。ステップＳ４５では、ＣＰＵ８６ａによって、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が、算出された各船外機２０ａ、２０ｂのシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力となるように調節される。
【０１５９】
なお、算出されたシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が１００％を越える場合は、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力は１００％に設定される。また、算出されたシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力がマイナスの値になる場合は、逆側のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が増大される。例えば、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１の接続力が−２０％と算出された場合は、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が２０％に調整される。
【０１６０】
ステップＳ４５が終了すると、ステップＳ４０に戻る。従って、保持スイッチ９４がオン状態である期間に渡って、ステップＳ４１〜ステップＳ４５が繰り返し行われる。
【０１６１】
図２３に示す定点保持制御によって右側船外機２０ａ及び左側船外機２０ｂにおいて発生する推進力は、図２７〜図３１に示すようになる。具体的には、図２７及び図２８に示すように、定点Ｐが現在の船舶２の位置に対して右斜め前にある場合は、左側船外機２０ｂの前進推進力が右側船外機２０ａの前進推進力よりも大きく調整される。
【０１６２】
図２７及び図２９に示すように、定点Ｐが船舶２の現在の位置に対して右斜め後ろにある場合は、左側船外機２０ｂの後進推進力が、右側船外機２０ａの後進推進力よりも大きく調整される。
【０１６３】
図２７及び図３０に示すように、定点Ｐが船舶２の現在の位置に対して左斜め前にある場合は、右側船外機２０ａの前進推進力が左側船外機２０ｂの前進推進力よりも大きく調整される。
【０１６４】
図２７及び図３１に示すように、定点Ｐが船舶２の現在の位置に対して左斜め後ろにある場合は、右側船外機２０ａの後進推進力が左側船外機２０ｂの後進推進力よりも大きく調整される。
【０１６５】
なお、上述のように、図２３に示すステップＳ４１〜ステップＳ４５は、保持スイッチ９４がオン状態にある期間に渡って繰り返し行われる。このため、例えば図３２に示すように、船舶２が定点Ｐに到達するまでに船外機２０ａ，２０ｂの推進力が、通常は複数回変更されることとなる。例えば、図３２において船舶２がＡに示す位置にあるときに、図２３に示すステップＳ４１〜ステップＳ４５が一端行われ、船外機２０ａ，２０ｂの推進力が算出される。そして、船舶２の位置が図３２に示すＰの位置に達したときに、再びステップＳ４１〜ステップＳ４５が行われ、船外機２０ａ，２０ｂの推進力が再度算出される。そして、船舶２の位置が図３２にＣで示す位置に達し、船舶２が定点Ｐに戻る。
【０１６６】
以下、図３３に例示するタイムチャートに基づいて、本実施形態における定点保持制御についてさらに具体的に説明する。
【０１６７】
図３３に示す例では、時間ｔ２１において、保持スイッチ９４がオンされている。
【０１６８】
図３３に示す例では、時間ｔ２１〜時間ｔ２２の間において、船舶２は、定点Ｐから左斜め後方に移動している。このため、時間ｔ２２〜において、船外機２０ａ，２０ｂのそれぞれにおいて、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が高められている。これによって、船舶２に前進側の推進力が発生している。ただし、左側船外機２０ｂの第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力の方が右側船外機２０ａの第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力よりも大きくされている。このため、時間ｔ２２〜においては、左側船外機２０ｂの前側推進力の方が、右側船外機２０ａの前側推進力よりも大きくなる。従って、船舶２が定点Ｐの方向である右斜め前に移動する。
【０１６９】
また、図３３に示す例では、時間ｔ２３〜時間ｔ２４において、船舶２は、定点Ｐから前側に移動している。このため、時間ｔ２４〜において、右側船外機２０ａの第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１の接続力が高められるとともに、左側船外機２０ｂの第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１の接続力が高められている。時間ｔ２４〜においては、右側船外機２０ａと、左側船外機２０ｂとにおいて、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１の接続力は相互に略同一とされている。従って、時間ｔ２４〜においては、船舶２は定点Ｐの方向である真後ろ方向に推進する。
【０１７０】
本実施形態のように、船舶に多数の船外機を配置することによって、船体長手方向及び幅方向の両方向において、船舶を定点に正確に保持することが可能となる。
【０１７１】
≪第１の変形例≫
上記第２の実施形態では、船舶が船外機を２機有する場合について説明した。ただし、船舶は３機以上の船舶用推進システムを有していてもよい。
【０１７２】
例えば図３４に示すように、船舶３は右側船外機２０ａ及び左側船外機２０ｂに加えて第３の船外機２０ｃを有する場合は、定点保持制御において、ＥＣＵ８６において、第３の船外機２０ｃのシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２を切断状態に保持させてもよい。すなわち、第３の船外機２０ｃのシフトポジションをニュートラルとしてもよい。
【０１７３】
≪第２の変形例≫
上記第１の実施形態では、保持スイッチ９４と減速スイッチ９５とが別個に設けられている例について説明した。しかしながら、本発明はこの構成に限定されない。
【０１７４】
例えば、減速スイッチ９５に保持スイッチ９４の機能を兼ねさせてもよい。その場合において、例えば図３５に示すように、ステップＳ２２において、船速が閾値未満となった場合に自動的にステップＳ３０の定点保持制御が行われるようにしてもよい。例えば、ステップＳ２２において船速が実質的に０となったときにステップＳ３０の定点保持制御が自動的に行われるようにしてもよい。
【０１７５】
≪第３の変形例≫
上記第１の実施形態では、保持スイッチ９４がオンされたときの船舶２の位置が定点とされる例について説明した。ただし、本発明はこれに限定されない。例えば、操船者が入力部９２に対して定点を入力するようにしてもよい。すなわち、入力部９２において入力された定点に船舶２が保持されるようにしてもよい。
【０１７６】
《その他の変形例》
上記実施形態では、シフトポジション切り替え機構３６がひとつの遊星歯車機構６０と２つのシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２とによって構成されている例について説明した。但し、本発明において、シフトポジション切り替え機構の構成はこれに限定されない。例えば、連動機構部分に配置された前進／後進切り替え機構と、前進／後進切り替え機構とエンジン３０との間を断続するクラッチとによってシフトポジション切り替え機構を構成してもよい。
【０１７７】
上記実施形態では、変速比切り替え機構３５を制御するためのマップと、シフトポジション切り替え機構３６を制御するためのマップとを船外機２０に搭載されたＥＣＵ８６内のメモリ８６ｂに記憶させている。また、電磁バルブ７２，７３，７４を制御するための制御信号を船外機２０に搭載されたＥＣＵ８６内のＣＰＵ８６ａから出力させている。
【０１７８】
但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、船体１０に搭載したコントローラー８２に、記憶部としてのメモリと、演算部としてのＣＰＵとを、メモリ８６ｂ及びＣＰＵ８６ａと共に、またはメモリ８６ｂ及びＣＰＵ８６ａに替えて設けてもよい。この場合、コントローラー８２に設けられたメモリに変速比切り替え機構３５を制御するためのマップと、シフトポジション切り替え機構３６を制御するためのマップとを記憶させてもよい。また、コントローラー８２に設けられたＣＰＵから電磁バルブ７２，７３，７４を制御するための制御信号を出力させてもよい。
【０１７９】
上記実施形態では、ＥＣＵ８６がエンジン３０と電磁バルブ７２，７３，７４との両方の制御を行う例について説明した。但し、本発明は、これに限定されない。例えば、エンジンを制御するＥＣＵと、電磁バルブを制御するＥＣＵとを別個に設けてもよい。
【０１８０】
上記実施形態では、コントローラー８２が所謂「電子制御式コントローラー」である例について説明した。ここで、「電子制御式コントローラー」とは、コントロールレバー８３の操作量を電気信号に変換すると共に、その電気信号をＬＡＮ８０に出力するコントローラーをいう。
【０１８１】
但し、本発明において、コントローラー８２は電子制御式コントローラーでなくてもよい。コントローラー８２は、例えば所謂機械式コントローラーであってもよい。ここで、「機械式コントローラー」とは、コントロールレバーと、コントロールレバーに接続されたワイヤを備え、コントロールレバーの操作量及び操作方向をワイヤの操作量及び操作方向という物理量として船外機に伝達するコントローラーをいう。
【０１８２】
上記実施形態では、シフト機構３４が変速比切り替え機構３５を有する例について説明した。但し、シフト機構３４は、変速比切り替え機構３５を有さないものであってもよい。例えば、シフト機構３４は、シフトポジション切り替え機構３６のみを有するものであってもよい。
【０１８３】
なお、本明細書において、クラッチの接続力とは、クラッチの接続状態を表す値である。すなわち、例えば、「変速比切り替え用油圧式クラッチ５３の接続力が１００％である」とは、プレート群５３ｂが完全な圧接状態となるように油圧式シリンダ５３ａが駆動され、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が完全に接続された状態を意味する。一方、例えば、「変速比切り替え用油圧式クラッチ５３の接続力が０％である」とは、油圧式シリンダ５３ａが非駆動状態となることによって、プレート群５３ｂのプレート同士が離間して非圧接状態になり、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が完全に切断された状態を意味する。また、例えば、「変速比切り替え用油圧式クラッチ５３の接続力が８０％である」とは、プレート群５３ｂが圧接状態となるように変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が駆動され、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が完全に接続された状態に対して、入力軸としての第１の動力伝達軸５０から出力軸としての第２の動力伝達軸５１へ伝達される駆動トルクまたは、第２の動力伝達軸５１の回転速度が８０％となる状態で接続された、所謂半クラッチ状態であることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】第１の実施形態に係る船舶を斜め後方から視たときの図である。
【図２】第１の実施形態に係る船舶の船尾部分を側面視した際の部分断面図である。
【図３】第１の実施形態における推進力発生装置の構成を表す模式的構成図である。
【図４】第１の実施形態におけるシフト機構の模式的断面図である。
【図５】第１の実施形態におけるオイル回路図である。
【図６】第１の実施形態における船舶の制御ブロック図である。
【図７】第１〜第３の油圧式クラッチの接続状態と、シフト機構のシフトポジションとを表す表である。
【図８】コントロールレバーの概略側面図である。
【図９】図８におけるＩＸ矢視図である。
【図１０】減速スイッチの操作量と減速スイッチポジションセンサの検出電圧との関係を示すグラフである。
【図１１】減速信号の電圧とスロットル開度の低下率を表すグラフである。
【図１２】第１の実施形態における船舶の定点保持制御を表すフローチャートである。
【図１３】船速積分値を表すグラフである。横軸が時間で縦軸が船速である。
【図１４】船速積分値とシフトポジション切り替え用油圧式クラッチの接続力との関係を規定したマップである。
【図１５】第１の実施形態における船舶の定点保持制御の一例を表すタイムチャートである。
【図１６】第１の実施形態における減速制御を表すフローチャートである。
【図１７】第１の実施形態における減速制御を表すフローチャートである。
【図１８】推進速度とスロットル開度との関係を規定したマップである。
【図１９】第１の実施形態における船速保持制御を表すフローチャートである。
【図２０】（ゲイン）×（−プロペラ回転速度）と、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチの接続力とを規定したマップである。
【図２１】第２の実施形態に係る船舶を斜め後方から視たときの図である。
【図２２】第２の実施形態における船舶の制御ブロック図である。
【図２３】第２の実施形態における船舶の定点保持制御を表すフローチャートである。
【図２４】第２の実施形態における船舶の定点保持制御を表すブロック線図である。
【図２５】位置偏差ベクトルを説明するための概念図である。
【図２６】角度θと、クラッチ接続力オフセット量との関係を規定したマップである。
【図２７】船舶の位置に対する定点の方向と、右側船外機及び左側船外機との推進力との関係を表したマップである。
【図２８】船舶が定点に対して左斜め後方に位置するときの右側船外機と左側船外機との推進力を表す模式図である。
【図２９】船舶が定点に対して左斜め前方に位置するときの右側船外機と左側船外機との推進力を表す模式図である。
【図３０】船舶が定点に対して右斜め後方に位置するときの右側船外機と左側船外機との推進力を表す模式図である。
【図３１】船舶が定点に対して右斜め前方に位置するときの右側船外機と左側船外機との推進力を表す模式図である。
【図３２】第２の実施形態における船舶の定点保持制御の態様を表す概念図である。
【図３３】第２の実施形態における船舶の定点保持制御の一例を表すタイムチャートである。
【図３４】第１の変形例に係る船舶を斜め後方から視たときの図である。
【図３５】第１の変形例における船舶の定点保持制御を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１８５】
１ 船舶
２ 船舶
３ 船舶
４ 船舶推進装置
１０ 船体
２０ 船外機（船舶用推進システム）
２０ａ 右側船外機（第１の船舶用推進システム）
２０ｂ 左側船外機（第２の船舶用推進システム）
２０ｃ 第３の船外機（第３の船舶用推進システム）
３０ エンジン（動力源）
３６ シフトポジション切り替え機構
４１ プロペラ
５１ 第２の動力伝達軸（シフトポジション切り替え機構の入力軸）
５９ 第３の動力伝達軸（シフトポジション切り替え機構の出力軸）
６１ 第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ（（第１の）クラッチ）
６２ 第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ（（第２の）クラッチ）
７０ アクチュエータ
７１ オイルポンプ
７３ 後進シフトポジション切り替え用電磁バルブ（バルブ）
７４ 前進シフトポジション切り替え用電磁バルブ（バルブ）
７５ オイル経路
８６ ＥＣＵ（制御部）
９１ 制御装置
９２ 入力部（保持位置入力部）
９３ ＧＰＳ（位置検出部）
９４ 保持スイッチ
９５ 減速スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は船舶推進装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、船舶の定点保持制御システムとして自動定点保持システム（ＤＰＳ）が開示されている。具体的に、ＤＰＳとは、ＧＰＳ（global positioning system）からの位置信号と位置指令値との偏差に基づいてアクチュエータが駆動されるシステムである。
【特許文献１】特許第３４９９２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の定点保持制御方法では、船舶を定点に正確に保持することが困難である。
【０００４】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、定点に正確に保持可能な船舶推進装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る船舶推進装置は、動力源と、プロペラと、出力軸と、シフトポジション切り替え機構と、制御装置と、保持スイッチとを備えている。プロペラは、動力源によって駆動される。プロペラは、推進力を発生させる。シフトポジション切り替え機構は、入力軸と、出力軸と、クラッチとを有する。入力軸は、動力源側に接続されている。出力軸は、プロペラ側に接続されている。クラッチは、入力軸と出力軸との接続状態を変化させる。シフトポジション切り替え機構では、クラッチが断続されることによってフォワード、ニュートラル及びリバースの間でシフトポジションが切り替えられる。制御装置は、クラッチの接続力を調節する。保持スイッチは、制御装置に接続されている。制御装置は、操船者によって保持スイッチがオンされた場合に、所定の位置に船体が保持されるようにクラッチの接続力を制御する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、定点に正確に保持可能な船舶推進装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について、図１に示す船舶１、図２１に示す船舶２、及び図３４に示す船舶３を例に挙げて説明する。但し、以下の実施形態は、本発明を実施した好ましい形態の単なる例示である。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【０００８】
また、本発明に係る船舶は、以下の実施形態とは異なり、船外機以外の船舶用推進システムを有するものであってもよい。本発明において、船舶用推進システムは、例えば、所謂船内機や、所謂スタンドライブであってもよい。スタンドライブは、船内外機ともいう。なお、「スタンドライブ」とは、少なくとも動力源が船体上に載置される船舶用推進システムをいう。「スタンドライブ」には、推進部以外のものが船体上に載置されているものも含まれる。
【０００９】
《第１の実施形態》
図１及び図２に示すように、船舶１は、船体１０と、ひとつの船外機２０とを備えている。船外機２０は、船体１０の船尾１１に取り付けられている。
【００１０】
（船外機２０の概略構成）
船外機２０は、船外機本体２１と、チルト・トリム機構２２と、ブラケット２３とを備えている。
【００１１】
ブラケット２３は、マウントブラケット２４とスイベルブラケット２５とを備えている。マウントブラケット２４は、船体１０に固定されている。スイベルブラケット２５は、マウントブラケット２４に対して、旋回軸２６を中心として揺動可能である。
【００１２】
チルト・トリム機構２２は、船外機本体２１をチルト操作及びトリム操作するためのものである。具体的には、スイベルブラケット２５をマウントブラケット２４に対して揺動操作するためのものである。
【００１３】
船外機本体２１は、ケーシング２７と、カウリング２８と、推進力発生装置２９とを備えている。推進力発生装置２９は、後述する推進部３３の一部を除いて、ケーシング２７とカウリング２８との内部に配置されている。
【００１４】
図２及び図３に示すように、推進力発生装置２９は、エンジン３０と、動力伝達機構３２と、推進部３３とを備えている。
【００１５】
なお、本実施形態では、船外機２０が動力源としてエンジン３０を有する例について説明する。但し、動力源は、回転力を発生させることができるものである限り、特に限定されない。例えば、動力源は、電動モーターであってもよい。
【００１６】
エンジン３０は、図６に示すスロットルボディ８７を有する燃料噴射式のエンジンである。エンジン３０では、スロットル開度を調節することで、エンジン回転速度及びエンジン出力が調節される。エンジン３０は、回転力を発生させる。図２に示すように、エンジン３０は、クランクシャフト３１を備えている。エンジン３０は、発生した回転力を、クランクシャフト３１を通じて出力する。
【００１７】
動力伝達機構３２は、エンジン３０と推進部３３との間に配置されている。動力伝達機構３２は、エンジン３０において発生した回転力を推進部３３に伝達する。図３に示すように、動力伝達機構３２は、シフト機構３４と、減速機構３７と、連動機構３８とを備えている。
【００１８】
図２に示すように、シフト機構３４は、エンジン３０のクランクシャフト３１に接続されている。図３にも示すように、シフト機構３４は、変速比切り替え機構３５と、シフトポジション切り替え機構３６とを備えている。
【００１９】
変速比切り替え機構３５は、エンジン３０と推進部３３との間の変速比を高速変速比（ＨＩＧＨ）と低速変速比（ＬＯＷ）との間で切り替える。ここで、「高速変速比」とは、出力側回転速度の入力側回転速度に対する比が比較的小さい変速比をいう。一方、「低速変速比」とは、出力側回転速度の入力側回転速度に対する比が比較的大きい変速比をいう。
【００２０】
シフトポジション切り替え機構３６は、シフトポジションをフォワード、リバース及びニュートラルとの間で切り替える。
【００２１】
減速機構３７は、シフト機構３４と推進部３３との間に配置されている。減速機構３７は、シフト機構３４からの回転力を、回転速度を減速して推進部３３側に伝達する。なお、減速機構３７の構造は、特に限定されない。減速機構３７は、例えば、遊星歯車機構を有するものであってもよい。また、減速機構３７は、例えば、減速ギア対を有するものであってもよい。
【００２２】
連動機構３８は、減速機構３７と推進部３３との間に配置されている。連動機構３８は、図示しないベベルギア組を備えている。連動機構３８は、減速機構３７からの回転力を、方向を変えて推進部３３に伝達させる。
【００２３】
推進部３３は、プロペラ軸４０と、プロペラ４１とを備えている。プロペラ軸４０は、連動機構３８からの回転力をプロペラ４１に伝達する。推進部３３は、エンジン３０において発生した回転力を推進力に変換する。
【００２４】
図２に示すように、プロペラ４１は、第１のプロペラ４１ａと第２のプロペラ４１ｂとの２つのプロペラを含んでいる。第１のプロペラ４１ａの螺旋方向と、第２のプロペラ４１ｂの螺旋方向とは相互に逆方向である。動力伝達機構３２から出力される回転力が正転方向であるとき、第１のプロペラ４１ａと第２のプロペラ４１ｂとは互いに逆方向に回転し、前進方向の推進力が発生する。よって、シフトポジションがフォワードとなる。一方、動力伝達機構３２から出力される回転力が逆転方向であるとき、第１のプロペラ４１ａと第２のプロペラ４１ｂとのそれぞれは、前進時とは逆方向に回転する。これによって、後進方向の推進力が発生する。よって、シフトポジションがリバースとなる。
【００２５】
なお、プロペラ４１は、単一のプロペラまたは３つ以上のプロペラにより構成されていてもよい。
【００２６】
（シフト機構３４の詳細構造）
次に、主として図４を参照しながら、本実施形態におけるシフト機構３４の構造について詳細に説明する。なお、図４は、シフト機構３４を模式化して表している。このため、図４に示すシフト機構３４の構造は、実際のシフト機構３４の構造と厳密には一致しない。
【００２７】
シフト機構３４は、シフトケース４５を備えている。シフトケース４５は、外観視略円柱状である。シフトケース４５は、第１のケース４５ａと、第２のケース４５ｂと、第３のケース４５ｃと、第４のケース４５ｄとを備えている。第１のケース４５ａと、第２のケース４５ｂと、第３のケース４５ｃと、第４のケース４５ｄとは、ボルトなどによって一体に固定されている。
【００２８】
＜変速比切り替え機構３５＞
変速比切り替え機構３５は、入力軸としての第１の動力伝達軸５０と、出力軸としての第２の動力伝達軸５１と、変速ギア群としての遊星歯車機構５２と、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３とを備えている。
【００２９】
遊星歯車機構５２は、第１の動力伝達軸５０の回転を、低速変速比（ＬＯＷ）または高速変速比（ＨＩＧＨ）で第２の動力伝達軸５１に伝達する。遊星歯車機構５２の変速比は、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３の断続により切り替えられる。
【００３０】
第１の動力伝達軸５０と第２の動力伝達軸５１とは、同軸上に配置されている。第１の動力伝達軸５０は、第１のケース４５ａによって回転可能に支持されている。第２の動力伝達軸５１は、第２のケース４５ｂと第３のケース４５ｃとによって回転可能に支持されている。第１の動力伝達軸５０は、クランクシャフト３１に接続されている。また、第１の動力伝達軸５０は、遊星歯車機構５２に接続されている。
【００３１】
遊星歯車機構５２は、サンギア５４と、リングギア５５と、キャリア５６と、複数のプラネタリギア５７とを備えている。リングギア５５は、略円筒状に形成されている。リングギア５５の内周面に、プラネタリギア５７と噛合する歯が形成されている。リングギア５５は、第１の動力伝達軸５０に接続されている。リングギア５５は、第１の動力伝達軸５０と共に回転する。
【００３２】
サンギア５４は、リングギア５５の内部に配置されている。サンギア５４とリングギア５５とは同軸で回転する。サンギア５４は、ワンウェイクラッチ５８を介して、第２のケース４５ｂに取り付けられている。ワンウェイクラッチ５８は、正転方向の回転を許容する一方、逆転方向の回転を規制する。このため。サンギア５４は、正転可能である一方、逆転不能である。
【００３３】
サンギア５４とリングギア５５との間には、複数のプラネタリギア５７が配置されている。各プラネタリギア５７は、サンギア５４とリングギア５５との両方と噛合している。各プラネタリギア５７は、キャリア５６によって回転可能に支持されている。このため、複数のプラネタリギア５７は、各々が回転しながら、第１の動力伝達軸５０の軸心回りを相互に同速度で旋回する。
【００３４】
なお、本明細書において、「回転」とは、部材が、その部材内に位置する軸を中心として回ることをいう。一方、「旋回」とは、部材が、その部材の外に位置する軸を中心として回ることをいう。
【００３５】
キャリア５６は、第２の動力伝達軸５１に接続されている。キャリア５６は、第２の動力伝達軸５１と共に回転する。
【００３６】
キャリア５６とサンギア５４との間には、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が配置されている。本実施形態では、この変速比切り替え用油圧式クラッチ５３は、湿式多板式クラッチである。但し、本発明において、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３は、湿式多板式クラッチに限定されない。変速比切り替え用油圧式クラッチ５３は、乾式多板式クラッチであってもよく、所謂ドッグクラッチであってもよい。
【００３７】
なお、本明細書において「多板式クラッチ」とは、相互に回転可能な第１の部材及び第２の部材と、第１の部材と共に回転する１または複数の第１のプレートと、第２の部材と共に回転する１または複数の第２のプレートとを備え、第１のプレートと第２のプレートとが圧接されることによって第１の部材と第２の部材との回転が規制されるクラッチをいう。本明細書において「クラッチ」は、回転力が入力される入力軸と、回転力が出力される出力軸との間に配置され、前記入力軸と前記出力軸との間を断続させるものに限定されない。
【００３８】
変速比切り替え用油圧式クラッチ５３は、油圧式のシリンダ５３ａと、クラッチプレート及びフリクションプレートを含むプレート群５３ｂとを備えている。油圧式シリンダ５３ａが駆動されることで、プレート群５３ｂが圧接状態となる。このため、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が接続状態となる。一方、油圧式シリンダ５３ａが非駆動状態のときは、プレート群５３ｂが非圧接状態となる。このため、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が切断状態となる。
【００３９】
変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が接続状態となると、サンギア５４とキャリア５６とが相互に固定された状態となる。このため、プラネタリギア５７の旋回に伴って、サンギア５４とキャリア５６とが一体に回転する。
【００４０】
＜シフトポジション切り替え機構３６＞
シフトポジション切り替え機構３６は、フォワードと、リバースと、ニュートラルとを切り替える。シフトポジション切り替え機構３６は、入力軸としての第２の動力伝達軸５１と、出力軸としての第３の動力伝達軸５９と、回転方向切り替え機構としての遊星歯車機構６０と、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２とを備えている。
【００４１】
第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２とは、入力軸としての第２の動力伝達軸５１と、出力軸としての第３の動力伝達軸５９との間を断続する。具体的には、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２とが断続されることによって、第２の動力伝達軸５１と第３の動力伝達軸５９との間の接続状態が変化する。言い換えれば、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２とは、第２の動力伝達軸５１と第３の動力伝達軸５９との間の接続状態を変化させるためのものである。具体的には、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２との接続力が調整されることによって、第２の動力伝達軸５１の回転速度に対する第３の動力伝達軸５９の回転速度が調節される。より具体的には、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２との接続力が調整されることによって、第２の動力伝達軸５１の回転方向に対する第３の動力伝達軸５９の回転方向、及び第２の動力伝達軸５１の回転速度の絶対値に対する第３の動力伝達軸５９の回転速度の絶対値の比が調節される。
【００４２】
遊星歯車機構５２は、第２の動力伝達軸５１の回転方向に対する第３の動力伝達軸５９の回転方向を切り替える。具体的には、遊星歯車機構５２は、第２の動力伝達軸５１の回転力を、正転方向または逆転方向の回転力として第３の動力伝達軸５９に伝達する。遊星歯車機構５２が伝達する回転力の回転方向は、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２との断続によって切り替えられる。
【００４３】
第３の動力伝達軸５９は、第３のケース４５ｃと第４のケース４５ｄとにより回転可能に支持されている。第２の動力伝達軸５１と、第３の動力伝達軸５９とは同軸上に配置されている。本実施形態では、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２は湿式多板式クラッチである。但し、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２は、それぞれドッグクラッチであってもよい。
【００４４】
なお、第２の動力伝達軸５１は、変速比切り替え機構３５とシフトポジション切り替え機構３６とが共有する部材である。
【００４５】
遊星歯車機構６０は、サンギア６３と、リングギア６４と、複数のプラネタリギア６５と、キャリア６６とを備えている。
【００４６】
キャリア６６は、第２の動力伝達軸５１に接続されている。キャリア６６は、第２の動力伝達軸５１と共に回転する。このため、第２の動力伝達軸５１の回転に伴って、キャリア６６が回転すると共に、複数のプラネタリギア６５が相互に同じ速度で旋回する。
【００４７】
複数のプラネタリギア６５は、リングギア６４と、サンギア６３とに噛合している。リングギア６４と第３のケース４５ｃとの間には、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が配置されている。第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１は、油圧式のシリンダ６１ａと、クラッチプレートとフリクションプレートとを含むプレート群６１ｂとを備えている。この油圧式のシリンダ６１ａが駆動されることで、プレート群６１ｂが圧接状態となる。このため、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が接続状態となる。その結果、リングギア６４が第３のケース４５ｃに対して固定され、回転不能となる。一方、油圧式のシリンダ６１ａが非駆動状態のときは、プレート群６１ｂが非圧接状態となる。このため、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が非接続状態となる。その結果、リングギア６４が第３のケース４５ｃに対して非固定状態となり、回転可能となる。
【００４８】
キャリア６６とサンギア６３との間には、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２が配置されている。第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２は、油圧式のシリンダ６２ａと、クラッチプレート及びフリクションプレートを含むプレート群６２ｂとを備えている。この油圧式のシリンダ６２ａが駆動されることで、プレート群６２ｂが圧接状態となる。このため、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２が接続状態となる。その結果、キャリア６６とサンギア６３とが一体に回転する。一方、油圧式のシリンダ６２ａが非駆動状態のときは、プレート群６２ｂが非圧接状態となる。このため、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２が非接続状態となる。その結果、リングギア６４とサンギア６３とが相互に回転可能となる。
【００４９】
なお、遊星歯車機構６０の減速比は、１：１に限定されない。遊星歯車機構６０は、１：１とは異なる減速比を有するものであってもよい。また、遊星歯車機構６０が正転方向の回転として回転力を伝達する場合と、逆転方向の回転として回転力を伝達させる場合とで、遊星歯車機構６０の減速比は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００５０】
本実施形態では、遊星歯車機構６０が１：１とは異なる減速比を有し、且つ遊星歯車機構６０が正転方向の回転として回転力を伝達する場合と、逆転方向の回転として回転力を伝達させる場合とで減速比が異なる場合について説明する。
【００５１】
具体的に、本実施形態では、第１の動力伝達軸５０の回転速度と、第３の動力伝達軸５９の回転速度との比は、以下のようになっている。
高速フォワード ： １：１、減速比１
高速リバース ： １：１．０８、減速比０．９３
低速フォワード ： １：０．７７、減速比１．３
低速リバース ： １：０．８３、減速比１．２１
【００５２】
図３に示すように、シフト機構３４は、制御装置９１によって制御される。具体的には、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３と、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２との断続が制御装置９１によって制御される。
【００５３】
制御装置９１は、アクチュエータ７０と、制御部としてのelectronic control unit（ＥＣＵ）８６とを備えている。アクチュエータ７０は、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３と、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２とを断続させる。ＥＣＵ８６は、アクチュエータ７０を制御する。
【００５４】
具体的には、図６に示すように、油圧式シリンダ５３ａ、６１ａ、６２ａは、アクチュエータ７０によって駆動される。アクチュエータ７０は、オイルポンプ７１と、オイル経路７５と、変速比切り替え用電磁バルブ７２と、後進シフト接続用電磁バルブ７３と、前進シフト接続用電磁バルブ７４とを備えている。
【００５５】
オイルポンプ７１は、オイル経路７５によって油圧式シリンダ５３ａ、６１ａ、６２ａに接続されている。変速比切り替え用電磁バルブ７２は、オイルポンプ７１と油圧式シリンダ５３ａとの間に配置されている。この変速比切り替え用電磁バルブ７２によって油圧式シリンダ５３ａの油圧が調節される。後進シフト接続用電磁バルブ７３は、オイルポンプ７１と油圧式シリンダ６１ａとの間に配置されている。後進シフト接続用電磁バルブ７３によって油圧式シリンダ６１ａの油圧が調節される。前進シフト接続用電磁バルブ７４は、オイルポンプ７１と油圧式シリンダ６２ａとの間に配置されている。前進シフト接続用電磁バルブ７４によって油圧式シリンダ６２ａの油圧が調節される。
【００５６】
変速比切り替え用電磁バルブ７２と、後進シフト接続用電磁バルブ７３と、前進シフト接続用電磁バルブ７４とのそれぞれは、オイル経路７５の経路面積を徐変可能である。このため、変速比切り替え用電磁バルブ７２と、後進シフト接続用電磁バルブ７３と、前進シフト接続用電磁バルブ７４とを用いることによって、油圧式シリンダ５３ａ、６１ａ、６２ａの押圧力を徐変させることができる。従って、油圧式クラッチ５３，６１，６２の接続力の徐変が可能となっている。よって、図７に示すように、第２の動力伝達軸５１の回転速度に対する第３の動力伝達軸５９の比を調節することができる。その結果、入力軸としての第２の動力伝達軸５１の回転速度に対する出力軸としての第３の動力伝達軸５９の回転速度の比を実質的に連続的に調節することができる。
【００５７】
本実施形態では、変速比切り替え用電磁バルブ７２と、後進シフト接続用電磁バルブ７３と、前進シフト接続用電磁バルブ７４とのそれぞれは、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御されるソレノイドバルブにより構成されている。但し、変速比切り替え用電磁バルブ７２と、後進シフト接続用電磁バルブ７３と、前進シフト接続用電磁バルブ７４とのそれぞれは、ＰＷＭ制御されるソレノイドバルブ以外のバルブにより構成されていてもよい。例えば、変速比切り替え用電磁バルブ７２と、後進シフト接続用電磁バルブ７３と、前進シフト接続用電磁バルブ７４とのそれぞれは、オン−オフ制御されるソレノイドバルブによって構成されていてもよい。
【００５８】
（シフト機構３４の変速動作）
次に、シフト機構３４の変速動作について、主として図４と図７を参照しつつ詳細に説明する。図７は、油圧式クラッチ５３，６１，６２の接続状態と、シフト機構３４のシフトポジションとを表す表である。シフト機構３４では、第１〜第３の油圧式クラッチ５３，６１，６２の断続によって、シフトポジションが切り替えられる。
【００５９】
＜低速変速比と高速変速比との切り替え＞
低速変速比と高速変速比との切り替えは変速比切り替え機構３５において行われる。具体的には、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３の操作によって低速変速比と高速変速比とが切り替えられる。詳細には、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が切断状態にある場合に、変速比切り替え機構３５の変速比が「低速変速比」となる。一方、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が接続状態である場合に、変速比切り替え機構３５の変速比が「高速変速比」となる。
【００６０】
図４に示すように、リングギア５５は第１の動力伝達軸５０に接続されている。このため、第１の動力伝達軸５０の回転に伴って、リングギア５５が正転方向に回転する。ここで、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が切断状態にある場合、キャリア５６とサンギア５４とは相互に回転可能となっている。よって、プラネタリギア５７が回転すると共に旋回する。その結果、サンギア５４が逆転方向に回転しようとする。
【００６１】
しかしながら、図７に示すように、ワンウェイクラッチ５８は、サンギア５４の逆転方向回転を阻止する。このため、サンギア５４はワンウェイクラッチ５８によって固定される。その結果、リングギア５５の回転に伴ってサンギア５４とリングギア５５との間でプラネタリギア５７が旋回することで、キャリア５６と共に第２の動力伝達軸５１が回転する。この場合、プラネタリギア５７は旋回すると共に回転するため、第１の動力伝達軸５０の回転は、減速されて第２の動力伝達軸５１に伝達される。従って、変速比切り替え機構３５の変速比が「低速変速比」となる。
【００６２】
一方、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が接続状態にある場合、プラネタリギア５７とサンギア５４とが一体に回転する。よって、プラネタリギア５７の回転が禁止される。従って、プラネタリギア５７とキャリア５６とサンギア５４とがリングギア５５の回転に伴ってリングギア５５と同じ回転速度で正転方向に回転する。ここで、図７に示すように、ワンウェイクラッチ５８は、サンギア５４の正転を許容する。その結果、第１の動力伝達軸５０と第２の動力伝達軸５１とが実質的に同じ回転速度で正転方向に回転する。言い換えれば、第２の動力伝達軸５１に第１の動力伝達軸５０の回転力が同じ回転速度且つ同じ回転方向で伝達される。従って、変速比切り替え機構３５の変速比が「高速変速比」となる。
【００６３】
＜フォワード、リバース及びニュートラルの切り替え＞
フォワード、リバース及びニュートラルの切り替えは、シフトポジション切り替え機構３６において行われる。具体的には、図４に示す第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２との操作によってフォワード、リバース及びニュートラルの切り替えが行われる。
【００６４】
図７に示すように、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が切断状態である一方、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２が接続状態である場合に、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが「フォワード」となる。図４に示す第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が切断状態である場合、リングギア６４は、シフトケース４５に対して回転可能である。第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２は接続状態にある場合、キャリア６６とサンギア６３及び第３の動力伝達軸５９とは一体に回転する。このため、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が接続状態である一方、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２は接続状態にある場合、第２の動力伝達軸５１とキャリア６６とサンギア６３と第３の動力伝達軸５９とが一体に正転方向に回転する。従って、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが「フォワード」となる。
【００６５】
図７に示すように、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が接続状態である一方、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２が切断状態である場合に、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが「リバース」となる。図４に示す第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が接続状態である一方、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２は切断状態にある場合、リングギア６４はシフトケース４５によって回転規制される。一方、サンギア６３は、キャリア６６に対して回転可能となる。従って、第２の動力伝達軸５１が正転方向に回転するにともなって、プラネタリギア６５が回転しながら旋回する。その結果、サンギア６３と第３の動力伝達軸５９とが逆転方向に回転する。従って、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが「リバース」となる。
【００６６】
また、図７に示すように、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２との両方が切断状態である場合に、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが「ニュートラル」となる。図４に示す第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１と第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２との両方が切断状態にある場合、遊星歯車機構６０は空転状態となる。このため、第２の動力伝達軸５１の回転は第３の動力伝達軸５９へと伝達されない。従って、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが「ニュートラル」となる。
【００６７】
以上説明したように、低速変速比と高速変速比との間の切り替え及びシフトポジションの切り替えが行われる。従って、図７に示すように、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３及び第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が切断状態にある一方、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２が接続状態にある場合に、シフト機構３４のシフトポジションが「低速フォワード」となる。
【００６８】
変速比切り替え用油圧式クラッチ５３と第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２とが接続状態である一方、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が切断状態である場合に、シフト機構３４のシフトポジションが「高速フォワード」となる。
【００６９】
第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１及び第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２との両方が切断状態の場合に、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３の接続状態に関わらず、シフト機構３４のシフトポジションが「ニュートラル」となる。
【００７０】
変速比切り替え用油圧式クラッチ５３と第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２とが切断状態にある一方、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１が接続状態にある場合に、シフト機構３４のシフトポジションが「低速リバース」となる。
【００７１】
また、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３と第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１とが接続状態にある一方、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２が切断状態にある場合に、シフト機構３４のシフトポジションが「高速リバース」となる。
【００７２】
（船舶１の制御ブロック）
次に主として図６を参照しながら船舶１の制御ブロックについて説明する。
【００７３】
まず、図６を参照して、船外機２０の制御ブロックについて説明する。船外機２０には、制御部としてのＥＣＵ８６が配置されている。ＥＣＵ８６は、図３に描画された制御装置９１の一部を構成している。このＥＣＵ８６によって、船外機２０の各機構が制御される。
【００７４】
ＥＣＵ８６は、演算部としてのＣＰＵ（central processing unit）８６ａとメモリ８６ｂとを備えている。メモリ８６ｂには、後述するマップなどの各種設定などが記憶されている。メモリ８６ｂは、ＣＰＵ８６ａに接続されている。ＣＰＵ８６ａは、各種演算を行う際に、メモリ８６ｂに格納された必要な情報を読み出す。また、ＣＰＵ８６ａは、必要に応じて、演算結果をメモリ８６ｂに出力し、メモリ８６ｂに演算結果などを記憶させる。
【００７５】
ＥＣＵ８６には、エンジン３０のスロットルボディ８７が接続されている。スロットルボディ８７は、このＥＣＵ８６によって制御される。これにより、エンジン３０のスロットル開度が制御される。具体的には、コントロールレバー８３の操作量と、感度切り替え信号とに基づいてエンジン３０のスロットル開度が制御される。その結果、エンジン３０の出力が制御される。
【００７６】
また、ＥＣＵ８６には、エンジン回転速度センサ８８が接続されている。エンジン回転速度センサ８８は、図２に示すエンジン３０のクランクシャフト３１の回転速度を検出する。エンジン回転速度センサ８８は、検出したエンジン回転速度をＥＣＵ８６に出力する。
【００７７】
ＥＣＵ８６には、船速センサ９７が接続されている。船速センサ９７は、船舶１の推進速度を検出する。船速センサ９７は、検出した船舶１の推進速度をＥＣＵ８６に対して出力する。
【００７８】
なお、本実施形態では、船速センサ９７をＧＰＳ９３とは別に設ける例について説明する。但し、本発明はこれに限定されない、ＧＰＳ９３に船速センサの機能を兼ね備えさせてもよい。
【００７９】
図３に示す動力伝達機構３２の第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２よりもプロペラ４１側には、プロペラ回転速度センサ９０が配置されている。プロペラ回転速度センサ９０は、直接または間接的にプロペラ４１の回転速度を検出する。プロペラ回転速度センサ９０は、検出した回転速度をＥＣＵ８６に対して出力する。なお、プロペラ回転速度センサ９０は、具体的には、プロペラ４１の回転速度、プロペラ軸４０の回転速度、第３の動力伝達軸５９の回転速度を検出するものであってもよい。
【００８０】
また、ＥＣＵ８６には、変速比切り替え用電磁バルブ７２と、前進シフト接続用電磁バルブ７４と、後進シフト接続用電磁バルブ７３とが接続されている。変速比切り替え用電磁バルブ７２と、前進シフト接続用電磁バルブ７４と、後進シフト接続用電磁バルブ７３との開閉及び開度調整は、このＥＣＵ８６によって制御される。
【００８１】
図６に示すように、船舶１は、local area network (ＬＡＮ)８０を備えている。ＬＡＮ８０は、船体１０に巡らされている。船舶１では、このＬＡＮ８０を介して装置間の信号の送受信が行われている。
【００８２】
ＬＡＮ８０には、船外機２０のＥＣＵ８６、コントローラー８２及び表示装置８１などが接続されている。コントローラー８２は、船舶用推進システムとしての上記船外機２０と共に、船舶推進装置４を構成している。表示装置８１は、ＥＣＵ８６から出力された情報や、後述するコントローラー８２から出力された情報を表示させる。具体的には、表示装置８１は、船舶１の現在のスピード、シフトポジションなどを表示させる。
【００８３】
コントローラー８２は、コントロールレバー８３と、アクセル開度センサ８４と、シフトポジションセンサ８５と、検出部としてのglobal positioning system（ＧＰＳ）９３と、入力部９２とを備えている。
【００８４】
ＧＰＳ９３は、船舶１の位置を随時検出することによって、船舶１の位置、移動などを検出する。なお、「船舶の移動」には、船舶の推進速度、移動距離、移動方向などが含まれる。以下、ＧＰＳ９３によって検出される情報を「ＧＰＳ情報」として説明する。ＧＰＳ９３は、取得したＧＰＳ情報を、ＬＡＮ８０を介してＥＣＵ８６や表示装置８１に対して送信する。
【００８５】
ＧＰＳ９３には、入力部９２が接続されている。入力部９２には、操船者によって各種情報が入力される。
【００８６】
コントロールレバー８３は、操作部８３ａと、減速スイッチ９５と、減速スイッチポジションセンサ９６と、保持スイッチ９４とを備えている。
【００８７】
操作部８３ａには、船舶１の操船者の操作によってシフトポジションやアクセル開度が入力される。具体的には、図８に示すように、操船者が操作部８３ａを操作すると、操作部８３ａの位置に応じたアクセル開度及びシフトポジションが、アクセル開度センサ８４とシフトポジションセンサ８５とのそれぞれによって検出される。アクセル開度センサ８４とシフトポジションセンサ８５とのそれぞれは、ＬＡＮ８０に接続されている。アクセル開度センサ８４とシフトポジションセンサ８５とは、それぞれアクセル開度信号とシフトポジション信号とをＬＡＮ８０に対して送信する。ＥＣＵ８６は、アクセル開度センサ８４とシフトポジションセンサ８５とから出力されたアクセル開度信号やシフトポジション信号を、ＬＡＮ８０を介して受信する。
【００８８】
具体的には、コントロールレバー８３の操作部８３ａが図８において「Ｎ」で示された中立位置に位置するときに、シフトポジションセンサ８５は、ニュートラルに対応したシフトポジション信号を出力する。操作部８３ａが図８において「Ｆ」で示された前進領域に位置するときに、シフトポジションセンサ８５は、フォワードに対応したシフトポジション信号を出力する。操作部８３ａが図８において「Ｒ」で示された後進領域に位置するときに、シフトポジションセンサ８５は、リバースに対応したシフトポジション信号を出力する。
【００８９】
アクセル開度センサ８４は、操作部８３ａの操作量を検出する。具体的には、アクセル開度センサ８４は、操作部８３ａが中央位置からどれだけ操作されたかを表す操作角度θを検出する。操作部８３ａは、その操作角度θをアクセル開度信号として出力する。
【００９０】
図８及び図９に示すように、減速スイッチ９５は、操作部８３ａの略水平方向に延びる握手部８３ｂの下部に配置されている。減速スイッチ９５は、船舶１を減速させるためのスイッチである。減速スイッチポジションセンサ９６は、図９に示す減速スイッチ９５の操作量Ｌを検出する。減速スイッチポジションセンサ９６は、減速スイッチ９５の操作量Ｌに応じた電圧の減速信号を、ＬＡＮ８０を介してＥＣＵ８６に対して送信する。具体的には、図１０に示すように、減速スイッチポジションセンサ９６は、減速スイッチ９５の操作量Ｌが大きくなるほど高い電圧の減速信号を、ＬＡＮ８０を介してＥＣＵ８６に対して送信する。なお、減速スイッチ９５には、所謂遊び領域が設けられている。具体的には、図１０に示すように、減速スイッチ９５の操作量Ｌが所定の操作量Ｌ１に達するまで、減速スイッチポジションセンサ９６は、減速スイッチ９５の操作を検出せず、減速信号を送信しない。
【００９１】
ＥＣＵ８６は、減速スイッチ９５が操船者によって操作された場合は、減速スイッチポジションセンサ９６からの減速信号に基づいてスロットル開度を制御する。具体的には、図１１に示すような、減速信号の電圧とスロットル開度低下率とを規定するマップがメモリ８６ｂに記憶されている。ＣＰＵ８６ａは、このマップに基づいて、スロットル開度を低下させる。詳細には、ＣＰＵ８６ａは、減速スイッチ９５の操作量Ｌが大きくなり、減速スイッチポジションセンサ９６からの減速信号の電圧が大きくなるにともなって、スロットル開度を大きく低下させる。これにより、船舶１の推進力が低下する。その結果、船舶１の推進速度が徐々に低下する。
【００９２】
図８及び図９に示すように、保持スイッチ９４は、握手部８３ｂの側部に配置されている。保持スイッチ９４は、船舶１の移動を抑制するためのスイッチである。
【００９３】
操船者によって保持スイッチ９４が操作されると、保持スイッチ９４から定点保持信号がＬＡＮ８０を介してＥＣＵ８６に送信される。ＥＣＵ８６は、定点保持信号を受信した場合、後の詳述する定点保持制御を実施する。
【００９４】
（船舶１の制御）
次に、船舶１の制御について説明する。
【００９５】
＜船舶１の基本的制御＞
船舶１の操船者によりコントロールレバー８３が操作されると、アクセル開度センサ８４とシフトポジションセンサ８５とによってコントロールレバー８３の操作状況に応じたアクセル開度とシフトポジションとが検出される。検出されたアクセル開度とシフトポジションとは、ＬＡＮ８０に送信される。ＥＣＵ８６は、ＬＡＮ８０を介して出力されたアクセル開度信号とシフトポジション信号とを受信する。ＥＣＵ８６は、アクセル開度信号と図１１に示すマップとから得られるアクセル開度に基づいてスロットルボディ８７及びシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２を制御する。ＥＣＵ８６は、これによってプロペラ回転速度の制御を行う。
【００９６】
また、ＥＣＵ８６は、シフトポジション信号に応じてシフト機構３４を制御する。具体的には、「低速フォワード」のシフトポジション信号を受信した場合は、変速比切り替え用電磁バルブ７２を駆動させて変速比切り替え用油圧式クラッチ５３を切断すると共に、支部と接続用電磁バルブ７３，７４を駆動させて第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１を切断させる一方、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２を接続させる。これにより、シフトポジションが「低速フォワード」に切り替えられる。
【００９７】
＜船舶１の具体的制御＞
（１）定点保持制御
本実施形態では、ＥＣＵ８６は、操船者によって保持スイッチ９４がオンされた場合に、所定の位置に船体１０が保持されるようにシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を制御する。本実施形態では、この制御を「定点保持制御」という。具体的に、本実施形態では、ＥＣＵ８６は、操船者によって保持スイッチ９４がオンされたときの船体１０の位置に船体１０が保持されるようにシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を制御する。
【００９８】
以下、図１２〜図１４を参照しながら、本実施形態における定点保持制御についてさらに詳細に説明する。
【００９９】
図１２に示すように、まずステップＳ１において、ＥＣＵ８６によって、保持スイッチ９４がオン状態にあるか否かが判断される。ステップＳ１において、保持スイッチ９４がオフ状態にあると判断された場合には、再びステップＳ１に戻る。
【０１００】
一方、ステップＳ１において、保持スイッチ９４がオン状態にあると判断された場合には、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、ＥＣＵ８６によって、船速の積分が開始される。具体的には、ステップＳ２において、ＥＣＵ８６は、船速センサ４７から船舶１の推進速度である船速を取得する。ＥＣＵ８６は、取得した船速を時間で積分することによって、船速積分値を算出する。なお、図１３に示すように、船舶１の推進方向が前進方向である場合は、船速積分値はプラスとして算出される。それに対して、船舶１の推進方向が後進方向である場合は、船速積分値はマイナスの値として算出される。
【０１０１】
ステップＳ２に続いて、ステップＳ３が行われる。ステップＳ３では、ＥＣＵ８６によって、船速積分値が０であるか否かが判断される。ステップＳ３において、船速積分値が０であると判断された場合は、ステップＳ１に戻る。
【０１０２】
一方、ステップＳ３において、船速積分値が０でないと判断された場合は、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、ＥＣＵ８６によって、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が算出される。具体的には、ＥＣＵ８６のＣＰＵ８６ａは、メモリ８６ｂに記憶された図１４に示すマップを読み出す。ここで、図１４に示すマップは、船速積分値と、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力との関係を定めたものである。ＣＰＵ８６ａは、この図１４に示すマップに対して算出された船速積分値を当てはめることによってシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を算出する。
【０１０３】
次に、ステップＳ５が行われる。ステップＳ５では、ＥＣＵ８６は、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が、ステップＳ４において算出されたシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力となるようにシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を変更する。
【０１０４】
なお、本実施形態では、ステップＳ５において、ＥＣＵ８６は、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を増大させる際に、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を目標とする接続力にまで漸増させる。但し、ステップＳ５において、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を増大させる際に、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を目標とする接続力にまで一気に増大させてもよい。
【０１０５】
ステップＳ５が終了すると、再びステップＳ１に戻る。このため、保持スイッチ９４がオン状態にある場合は、ステップＳ２〜ステップＳ５が繰り返し行われる。
【０１０６】
なお、この定点保持制御が行われている期間にわたって、ＥＣＵ８６によって、スロットル開度は、略一定に保持される。具体的には、定点保持制御が行われている期間にわたって、スロットル開度は、アイドル時のスロットル開度と実質的に同じ開度に保持される。
【０１０７】
以下、図１５に例示するタイムチャートを参照しつつ、本実施形態における定点保持制御について具体的に説明する。
【０１０８】
図１５に示す例では、時間ｔ１０において、保持スイッチ９４がオンされている。図１５に示す例では、時間ｔ１１になるまでは船速は発生していない。時間ｔ１１〜において、波などの影響によって、後進方向の船速が発生している。このため、時間ｔ１１からマイナスの船速積分値が算出されている。そして、船速が０となる時間ｔ１２まで、マイナスの船速積分値が大きくなっている。ここで、船速積分値は、船舶１の移動距離に対応する。すなわち、船速積分値がマイナス側に大きくなるということは、船体１０がその分後進方向に移動したことを意味する。
【０１０９】
図１５（ｃ）に示すように、時間ｔ１１〜時間ｔ１２において、船速積分値がマイナス側に大きくなっている。このため、時間ｔ１１〜時間ｔ１２において、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が高められる。これにより、プロペラ４１において、前進方向の推進力が発生する。その結果、時間ｔ１２において、図１５（ｂ）に示すように、船速は０となる。そして、時間ｔ１２以降は、前進方向の船速が発生している。このため、図１５（ｃ）に示すように、時間ｔ１２〜時間ｔ１３の間において、船速積分値が０に近づいていく。すなわち、船体１０が時間ｔ１０における船体１０の位置である定点に向かって推進している。
【０１１０】
なお、時間ｔ１２〜時間ｔ１３の間では、図１５（ｃ）に示すように、船速積分値が０に近づいていく。このため、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力は徐々に弱くなる。
【０１１１】
図１５に示すタイムチャートでは、時間ｔ１３において船速積分値が０となる。そして、時間ｔ１３〜時間ｔ１４の間において、船速及び船速積分値が０となる。このため、時間ｔ１３〜時間ｔ１４の間は、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１及び第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２の両方が切断された状態となる。
【０１１２】
図１５に示す例では、時間ｔ１４において、今度は前進方向の船速が発生している。このため、時間ｔ１４から船体１０は前進方向に移動し始める。その結果、図１５（ｃ）に示すように、プラスの船速積分値が算出される。従って、時間ｔ１４からにおいては第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１の接続力が高められる。これによって、時間ｔ１５からの時間において後進方向の船速が発生し、船舶１の位置が定点に向かう。
【０１１３】
なお、図１５に示す例では、保持スイッチ９４がオンされている状態では、スロットル開度は略一定に保持される。具体的には、保持スイッチ９４がオンされている状態では、スロットル開度は、アイドル時のスロットル開度と実質的に同じ開度に保持される。
【０１１４】
（２）減速制御
次に、本実施形態において、減速スイッチ９５が操船者によって操作されたときに行われる減速制御について、図１６〜図２０を参照しながら詳細に説明する。
【０１１５】
図１６に示すように、まずステップＳ１０において、ＥＣＵ８６によって、減速スイッチ９５がオンされているか否かが判断される。すなわち、ステップＳ１０において、減速スイッチポジションセンサ９６の検出電圧が図１０に示す電圧Ｖ１以上であるか否かが判断される。ステップＳ１０において、減速スイッチがオフ状態にあると判断された場合は、ステップＳ１１に進む。
【０１１６】
ステップＳ１１では、ＥＣＵ８６によって、減速スイッチ９５が操作されていないときの通常のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の制御が行われる。
【０１１７】
一方、ステップＳ１０において、減速スイッチ９５がオン状態にあると判断された場合は、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、ＥＣＵ８６によって減速制御が行われる。ステップＳ２０が終了すると、再びステップＳ１０に戻る。
【０１１８】
次に、ステップＳ２０において行われる減速制御について、図１７を主として参照しながら詳細に説明する。
【０１１９】
本実施形態における減速制御では、まずステップＳ２１において、ＥＣＵ８６によって船舶１の推進方向が確認される。
【０１２０】
次にステップＳ２２が行われる。ステップＳ２２では、ＥＣＵ８６によって、船速センサ９７の出力に基づいて、船速が閾値以上であるか否かが判断される。ここで、ステップＳ２２における閾値は、船舶１の特性などに応じて適宜設定することができる。ステップＳ２２における閾値は、例えば０．５〜１．５ｋｍ／ｈ程度に設定することができる。
【０１２１】
ステップＳ２２において、船速が閾値以上と判断された場合は、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、ＥＣＵ８６によってその内に詳述する船速保持制御が行われる。
【０１２２】
一方、ステップＳ２２において、船速が閾値以上であると判断された場合は、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、ＥＣＵ８６は、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションと、船舶１の推進方向とが同じ側、またはシフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがニュートラルであるか否かが判断される。ステップＳ２３において、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションと、船舶１の推進方向とが逆側であると判断された場合は、ステップＳ２４を行わず、ステップＳ２５に進む。すなわち、ステップＳ２３からステップＳ２５に進む場合は、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがフォワードである一方、船舶１の推進方向が後進方向である場合及びシフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがリバースである一方、船舶１の推進方向が前進方向である場合である。
【０１２３】
一方、ステップＳ２３において、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションと船舶１の推進方向とが同じ側であるか、またはシフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがニュートラルである場合は、ステップＳ２４に進む。すなわち、ステップＳ２３からステップＳ２４に進む場合とは、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがフォワードであるとともに、船舶１の推進方向が前進方向である場合、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがリバースであるとともに船舶１の推進方向が後進方向である場合、及びシフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがニュートラルである場合である。
【０１２４】
ステップＳ２４では、ＥＣＵ８６によって、シフトチェンジが行われる。具体的には、ステップＳ２４では、ＥＣＵ８６によって、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが、船舶１の推進方向と逆側となるようにシフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが切り換えられる。すなわち、ステップＳ２４においては、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションが、船舶１の推進方向が前進方向である場合はリバースとされる。一方、船舶１の推進方向が前進方向である場合は、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションはリバースとされる。ステップＳ２４に続いて、ステップＳ２５が行われる。
【０１２５】
ステップＳ２５では、ＥＣＵ８６によって、目標スロットル開度が算出される。具体的には、ＥＣＵ８６のＣＰＵ８６ａは、メモリ８６ｂに記憶された図１１に示すマップを読み出す。ＣＰＵ８６ａは、この図１１に示すマップに対して減速スイッチポジションセンサ９６から出力される減速信号の電圧を適用することによって、目標スロットル開度を算出する。
【０１２６】
続いて、ステップＳ２６が行われる。ステップＳ２６では、ＥＣＵ８６によって、スロットル開度の上限値が設定される。具体的には、ステップＳ２６では、ＥＣＵ８６のＣＰＵ８６ａは、メモリ８６ｂに記憶された図１８に示すマップを読み出す。ここで、図１８に示すマップは、推進速度と、スロットル開度の上限値と定めたマップである。ＣＰＵ８６ａは、この図１８に示すマップに船速センサ９７から出力された船舶１の推進速度を当てはめることによって、スロットル開度上限値を算出する。
【０１２７】
ステップＳ２６に続いて、ステップＳ２７が行われる。ステップＳ２７では、ＥＣＵ８６によって、ステップＳ２５で算出されたスロットル開度とステップＳ２６で算出されたスロットル開度上限値とに基づいて、スロットル開度の調整が行われる。具体的には、ＣＰＵ８６ａは、ステップＳ２５において算出された目標スロットル開度が、ステップＳ２６で算出されたスロットル開度上限値を下回っている場合は、スロットル開度をステップＳ２５で算出された目標スロットル開度に調整する。一方、ＣＰＵ８６ａは、ステップＳ２５において算出された目標スロットル開度が、ステップＳ２６において算出されたスロットル開度上限値を上回っている場合は、スロットル開度をステップＳ２６において算出されたスロットル開度上限値に調整する。
【０１２８】
ステップＳ２７が終了すると、図１７及び図１６に示すように、ステップＳ１０に戻る。すなわち、減速スイッチ９５がオン状態である期間に渡って、継続制御が折り返し行われる。
【０１２９】
次に、図１７に示すステップＳ３０において行われる船速保持制御の具体的内容について、図１９及び図２０を参照しながら詳細に説明する。
【０１３０】
図１９に示すように、船速保持制御では、まずステップＳ３１において、ＥＣＵ８６によって、現在のスロットル開度が保持される。
【０１３１】
次に、ステップＳ３２が行われる。ステップＳ３２では、ＥＣＵ８６によって、船速センサ９７から出力される船速信号に基づいて、船速が閾値以下であるか否かが判断される。ステップＳ３２において、船速が閾値以下であると判断された場合は、ステップＳ３３〜ステップＳ３６が行われず、ステップＳ３７に進む。
【０１３２】
一方、ステップＳ３２において、船速が閾値より大きいと判断された場合は、ステップＳ３３に進む。
【０１３３】
なお、ステップＳ３２における閾値は、船舶１の特性などに応じて適宜設定することができる。ステップＳ３２における閾値は、例えば０．５〜１．５ｋｍ／ｈ程度に設定することができる。
【０１３４】
ステップＳ３３では、ＥＣＵ８６によって、船速センサ９７から出力される船速に基づいて、船舶１の推進方向が確認される。
【０１３５】
次に、ステップＳ３４が行われる。ステップＳ３４では、ＥＣＵ８６によって、船舶１の推進方向が判断される。ステップＳ３４において、船舶１の推進方向が前進方向であると判断された場合は、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では、ＣＰＵ８６ａによって、第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１の接続力が算出される。一方、ステップＳ３４において、推進方向が後進方向であると判断された場合は、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、ＥＣＵ８６によって、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が算出される。
【０１３６】
具体的に、本実施形態では、ステップＳ３５及びステップＳ３６におけるシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力は以下のようにして算出される。すなわち、ＣＰＵ８６ａは、プロペラ回転速度センサ９０から出力される現在のプロペラ回転速度に（−１）を乗じて得られる。（−プロペラ回転速度）にゲインを乗ずる。ここで、ゲインの種類は特に限定されない。
【０１３７】
ＣＰＵ８６ａは、算出された（ゲイン）×（−プロペラ回転速度）を、メモリ８６ｂに記憶された図２０に示すマップに当てはめることによって、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を算出する。
【０１３８】
ステップＳ３５及びステップＳ３６に続いて、ステップＳ３７が行われる。ステップＳ３７では、ＥＣＵ８６において、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が調節される。
【０１３９】
例えば特許文献１には、ＧＰＳからの位置信号と位置指令値との偏差に基づいてアクチュエータが駆動される定点保持制御システムが開示されている。特許文献１には、アクチュエータは、スラスタや舵や推進機の駆動手段であると記載されている。すなわち、特許文献１に開示された定点保持制御システムでは、位置信号と位置指令値との偏差に基づいてエンジンの出力が調節される。
【０１４０】
しかしながら、特許文献１に開示された船舶定点保持制御システムのように、エンジンの出力のみを制御したのでは、船舶に微小な推進力を発生させることが困難である。従って、船舶を定点に正確に保持することが困難である。
【０１４１】
それに対して、本実施形態では、制御装置としてのＥＣＵ８６は、操船者によって保持スイッチ９４がオンされた場合に、第１及び第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を調節する。このため、例えばエンジン３０の出力を調整する場合と比較して、船外機２０において発生する推進力をより細かに微調整することができる。従って、本実施形態によれば、船舶１を定点に正確に保持することが可能となる。
【０１４２】
なお、本実施形態における定点保持制御では、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力のみが調整される例について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。本発明において、定点保持制御は、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続部を調整するとともに、エンジン３０の出力を調整するものであってもよい。
【０１４３】
本実施形態では、保持スイッチ９４がオンされているときの船体１０の位置が定点とされる。このため、操船者は、停船を臨む位置において保持スイッチ９４を操作することによって、容易に船舶１を所望の定点に保持することができる。
【０１４４】
本実施形態では、図１２に示すステップＳ５において、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が目標とする接続力となるまで漸増される。このため、船舶１に発生する推進力の急激な変化を抑制することができる。
【０１４５】
本実施形態において、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の種類は特に限定されない。但し、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２は、多板式クラッチであることが好ましい。これによれば、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力の微調整が容易となるからである。
【０１４６】
本実施形態では、図１４に示すように、船舶１の移動距離と相関する船速積分値に応じてシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が調整される。具体的には、船舶１の移動距離が大きくなり、船速積分値が大きくなるにつれてシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が大きくされる。このため、船舶１が定点から大きく離れた場合には、船舶１により大きな推進力が加わることとなる。従って、船舶１をより迅速に定点に戻すことが可能となる。
【０１４７】
また、船舶１の移動距離が小さい場合は、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が小さくされる。このため、船舶１に発生する推進力をより小さくすることができる。従って、船舶１を定点により正確に保持することが可能となる。
【０１４８】
《第２の実施形態》
上記第１の実施形態では、船舶用推進システムとしての船外機２０を１機のみ有する船舶１を例に挙げて本発明を実施した好ましい形態の一例について説明した。但し、本発明において、船舶は、複数の船舶用推進システムを有するものであってもよい。本実施形態では、図２１に示す２機の船外機２０ａ，２０ｂを有する船舶２について説明する。
【０１４９】
なお、以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に同じ機能を有する部材を同じ符号で参照し、説明を省略する。また、図２〜図５、図７〜図１１及び図１６〜図２０は、上記第１の実施形態と共通に参照する。
【０１５０】
図２１に示すように、第２の実施形態に係る船舶２は、２つの船外機２０ａ，２０ｂを備えている。船外機２０ａ，２０ｂは、船尾１１に相互に並列に取り付けられている。図２２に示すように、船外機２０ａ，２０ｂは、ＬＡＮ８０によってコントローラー８２に接続されている。船外機２０ａ，２０ｂは、コントローラー８２によって制御される。
【０１５１】
次に、図２３〜図３２を参照しながら本実施形態における定点保持制御の具体的内容について説明する。
【０１５２】
本実施形態では、図２３に示すように、まずステップＳ４０が行われる。ステップＳ４０では、ＥＣＵ８６によって、保持スイッチ９４から出力される信号に基づいて、保持スイッチ９４がオンされているか否かが判断される。ステップＳ４０において、保持スイッチ９４がオフ状態にあると判断された場合は、再びステップＳ４０が行われる。
【０１５３】
一方、ステップＳ４０において、保持スイッチ９４がオン状態にあると判断された場合は、ステップＳ４１に進む。ステップＳ４１では、ＥＣＵ８６によって、位置偏差ベクトルが算出される。具体的には、図２４に示すように、ＥＣＵ８６は、目標位置である定点と、ＧＰＳ９３によって検知される現在の位置とに基づいて、位置偏差ベクトルを算出する。図２５に位置偏差ベクトルＶを示す。なお、図２５におけるＰは定点を表わす。図２５に示すように、位置偏差ベクトルＶには、現在位置と定点Ｐとの間の距離ｌと、角度θとが情報として含まれる。角度θが、定点Ｐが船舶２の現在の位置に対して右側にある場合はプラスの値となる。一方、定点Ｐが船舶２の現在の位置に対して左側にある場合はマイナスの値となる。
【０１５４】
図２３に示すように、ステップＳ４１に続いてステップＳ４２が行われる。ステップＳ４２では、ＥＣＵ８６によって、図２５に示す距離ｌが０であるか否かが判断される。ステップＳ４２において、距離ｌが０であると判断された場合は、ステップＳ４０に戻る。
【０１５５】
一方、ステップＳ４２において、距離ｌが０ではないと判断された場合は、ステップＳ４３に進む。
【０１５６】
ステップＳ４３では、ＥＣＵ８６のＣＰＵ８６ａによって、クラッチ接続力オフセット量が算出される。ここで、クラッチ接続力オフセット量とは、右側船外機２０ａのシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力と、左側船外機２０ｂのシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力とのオフセット量である。具体的に、ステップＳ４３では、ＣＰＵ８６ａは、メモリ８６ｂに記憶された図２６に示すマップを読み出す。図２６に示すマップは、角度θとクラッチ接続力オフセット量との関係を規定するマップである。ＣＰＵ８６ａは、この図２６に示すマップに角度θを当てはめることによって、クラッチ接続力オフセット量を算出する。
【０１５７】
次に、ステップＳ４４が行われる。ステップＳ４４では、ＥＣＵ８６のＣＰＵ８６ａによって、各船外機２０ａ，２０ｂにおけるシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が算出される。このステップＳ４４において算出されるシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力は、右側船外機２０ａと左側船外機２０ｂとに共通の値である。具体的には、図２４に示すように、ＣＰＵ８６ａは、距離ｌにゲイン（Ｋ）を乗じる。さらに、ＣＰＵ８６ａは、θの絶対値が９０°以下である場合は、（Ｌ×Ｋ）に対して（＋１）を乗じる。一方、角度θの絶対値が９０°よりも大きい場合は、（Ｌ×Ｋ）に対して（−１）を乗じる。これにより得られた値（Ｌ×Ｋ）または（−Ｌ×Ｋ）に基づいて、各船外機２０ａ，２０ｂにおけるシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力を算出する。そして、ステップＳ４４において算出されたシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力と、ステップＳ４３において算出されたクラッチ接続力オフセット量とを加算することによって、右側船外機２０ａのシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力と、左側船外機２０ｂのシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力とを算出する。
【０１５８】
次に、ステップＳ４５が行われる。ステップＳ４５では、ＣＰＵ８６ａによって、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が、算出された各船外機２０ａ、２０ｂのシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力となるように調節される。
【０１５９】
なお、算出されたシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が１００％を越える場合は、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力は１００％に設定される。また、算出されたシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力がマイナスの値になる場合は、逆側のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力が増大される。例えば、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１の接続力が−２０％と算出された場合は、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が２０％に調整される。
【０１６０】
ステップＳ４５が終了すると、ステップＳ４０に戻る。従って、保持スイッチ９４がオン状態である期間に渡って、ステップＳ４１〜ステップＳ４５が繰り返し行われる。
【０１６１】
図２３に示す定点保持制御によって右側船外機２０ａ及び左側船外機２０ｂにおいて発生する推進力は、図２７〜図３１に示すようになる。具体的には、図２７及び図２８に示すように、定点Ｐが現在の船舶２の位置に対して右斜め前にある場合は、左側船外機２０ｂの前進推進力が右側船外機２０ａの前進推進力よりも大きく調整される。
【０１６２】
図２７及び図２９に示すように、定点Ｐが船舶２の現在の位置に対して右斜め後ろにある場合は、左側船外機２０ｂの後進推進力が、右側船外機２０ａの後進推進力よりも大きく調整される。
【０１６３】
図２７及び図３０に示すように、定点Ｐが船舶２の現在の位置に対して左斜め前にある場合は、右側船外機２０ａの前進推進力が左側船外機２０ｂの前進推進力よりも大きく調整される。
【０１６４】
図２７及び図３１に示すように、定点Ｐが船舶２の現在の位置に対して左斜め後ろにある場合は、右側船外機２０ａの後進推進力が左側船外機２０ｂの後進推進力よりも大きく調整される。
【０１６５】
なお、上述のように、図２３に示すステップＳ４１〜ステップＳ４５は、保持スイッチ９４がオン状態にある期間に渡って繰り返し行われる。このため、例えば図３２に示すように、船舶２が定点Ｐに到達するまでに船外機２０ａ，２０ｂの推進力が、通常は複数回変更されることとなる。例えば、図３２において船舶２がＡに示す位置にあるときに、図２３に示すステップＳ４１〜ステップＳ４５が一端行われ、船外機２０ａ，２０ｂの推進力が算出される。そして、船舶２の位置が図３２に示すＰの位置に達したときに、再びステップＳ４１〜ステップＳ４５が行われ、船外機２０ａ，２０ｂの推進力が再度算出される。そして、船舶２の位置が図３２にＣで示す位置に達し、船舶２が定点Ｐに戻る。
【０１６６】
以下、図３３に例示するタイムチャートに基づいて、本実施形態における定点保持制御についてさらに具体的に説明する。
【０１６７】
図３３に示す例では、時間ｔ２１において、保持スイッチ９４がオンされている。
【０１６８】
図３３に示す例では、時間ｔ２１〜時間ｔ２２の間において、船舶２は、定点Ｐから左斜め後方に移動している。このため、時間ｔ２２〜において、船外機２０ａ，２０ｂのそれぞれにおいて、第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が高められている。これによって、船舶２に前進側の推進力が発生している。ただし、左側船外機２０ｂの第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力の方が右側船外機２０ａの第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力よりも大きくされている。このため、時間ｔ２２〜においては、左側船外機２０ｂの前側推進力の方が、右側船外機２０ａの前側推進力よりも大きくなる。従って、船舶２が定点Ｐの方向である右斜め前に移動する。
【０１６９】
また、図３３に示す例では、時間ｔ２３〜時間ｔ２４において、船舶２は、定点Ｐから前側に移動している。このため、時間ｔ２４〜において、右側船外機２０ａの第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１の接続力が高められるとともに、左側船外機２０ｂの第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１の接続力が高められている。時間ｔ２４〜においては、右側船外機２０ａと、左側船外機２０ｂとにおいて、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１の接続力は相互に略同一とされている。従って、時間ｔ２４〜においては、船舶２は定点Ｐの方向である真後ろ方向に推進する。
【０１７０】
本実施形態のように、船舶に多数の船外機を配置することによって、船体長手方向及び幅方向の両方向において、船舶を定点に正確に保持することが可能となる。
【０１７１】
≪第１の変形例≫
上記第２の実施形態では、船舶が船外機を２機有する場合について説明した。ただし、船舶は３機以上の船舶用推進システムを有していてもよい。
【０１７２】
例えば図３４に示すように、船舶３は右側船外機２０ａ及び左側船外機２０ｂに加えて第３の船外機２０ｃを有する場合は、定点保持制御において、ＥＣＵ８６において、第３の船外機２０ｃのシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２を切断状態に保持させてもよい。すなわち、第３の船外機２０ｃのシフトポジションをニュートラルとしてもよい。
【０１７３】
≪第２の変形例≫
上記第１の実施形態では、保持スイッチ９４と減速スイッチ９５とが別個に設けられている例について説明した。しかしながら、本発明はこの構成に限定されない。
【０１７４】
例えば、減速スイッチ９５に保持スイッチ９４の機能を兼ねさせてもよい。その場合において、例えば図３５に示すように、ステップＳ２２において、船速が閾値未満となった場合に自動的にステップＳ３０の定点保持制御が行われるようにしてもよい。例えば、ステップＳ２２において船速が実質的に０となったときにステップＳ３０の定点保持制御が自動的に行われるようにしてもよい。
【０１７５】
≪第３の変形例≫
上記第１の実施形態では、保持スイッチ９４がオンされたときの船舶２の位置が定点とされる例について説明した。ただし、本発明はこれに限定されない。例えば、操船者が入力部９２に対して定点を入力するようにしてもよい。すなわち、入力部９２において入力された定点に船舶２が保持されるようにしてもよい。
【０１７６】
《その他の変形例》
上記実施形態では、シフトポジション切り替え機構３６がひとつの遊星歯車機構６０と２つのシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ６１，６２とによって構成されている例について説明した。但し、本発明において、シフトポジション切り替え機構の構成はこれに限定されない。例えば、連動機構部分に配置された前進／後進切り替え機構と、前進／後進切り替え機構とエンジン３０との間を断続するクラッチとによってシフトポジション切り替え機構を構成してもよい。
【０１７７】
上記実施形態では、変速比切り替え機構３５を制御するためのマップと、シフトポジション切り替え機構３６を制御するためのマップとを船外機２０に搭載されたＥＣＵ８６内のメモリ８６ｂに記憶させている。また、電磁バルブ７２，７３，７４を制御するための制御信号を船外機２０に搭載されたＥＣＵ８６内のＣＰＵ８６ａから出力させている。
【０１７８】
但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、船体１０に搭載したコントローラー８２に、記憶部としてのメモリと、演算部としてのＣＰＵとを、メモリ８６ｂ及びＣＰＵ８６ａと共に、またはメモリ８６ｂ及びＣＰＵ８６ａに替えて設けてもよい。この場合、コントローラー８２に設けられたメモリに変速比切り替え機構３５を制御するためのマップと、シフトポジション切り替え機構３６を制御するためのマップとを記憶させてもよい。また、コントローラー８２に設けられたＣＰＵから電磁バルブ７２，７３，７４を制御するための制御信号を出力させてもよい。
【０１７９】
上記実施形態では、ＥＣＵ８６がエンジン３０と電磁バルブ７２，７３，７４との両方の制御を行う例について説明した。但し、本発明は、これに限定されない。例えば、エンジンを制御するＥＣＵと、電磁バルブを制御するＥＣＵとを別個に設けてもよい。
【０１８０】
上記実施形態では、コントローラー８２が所謂「電子制御式コントローラー」である例について説明した。ここで、「電子制御式コントローラー」とは、コントロールレバー８３の操作量を電気信号に変換すると共に、その電気信号をＬＡＮ８０に出力するコントローラーをいう。
【０１８１】
但し、本発明において、コントローラー８２は電子制御式コントローラーでなくてもよい。コントローラー８２は、例えば所謂機械式コントローラーであってもよい。ここで、「機械式コントローラー」とは、コントロールレバーと、コントロールレバーに接続されたワイヤを備え、コントロールレバーの操作量及び操作方向をワイヤの操作量及び操作方向という物理量として船外機に伝達するコントローラーをいう。
【０１８２】
上記実施形態では、シフト機構３４が変速比切り替え機構３５を有する例について説明した。但し、シフト機構３４は、変速比切り替え機構３５を有さないものであってもよい。例えば、シフト機構３４は、シフトポジション切り替え機構３６のみを有するものであってもよい。
【０１８３】
なお、本明細書において、クラッチの接続力とは、クラッチの接続状態を表す値である。すなわち、例えば、「変速比切り替え用油圧式クラッチ５３の接続力が１００％である」とは、プレート群５３ｂが完全な圧接状態となるように油圧式シリンダ５３ａが駆動され、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が完全に接続された状態を意味する。一方、例えば、「変速比切り替え用油圧式クラッチ５３の接続力が０％である」とは、油圧式シリンダ５３ａが非駆動状態となることによって、プレート群５３ｂのプレート同士が離間して非圧接状態になり、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が完全に切断された状態を意味する。また、例えば、「変速比切り替え用油圧式クラッチ５３の接続力が８０％である」とは、プレート群５３ｂが圧接状態となるように変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が駆動され、変速比切り替え用油圧式クラッチ５３が完全に接続された状態に対して、入力軸としての第１の動力伝達軸５０から出力軸としての第２の動力伝達軸５１へ伝達される駆動トルクまたは、第２の動力伝達軸５１の回転速度が８０％となる状態で接続された、所謂半クラッチ状態であることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】第１の実施形態に係る船舶を斜め後方から視たときの図である。
【図２】第１の実施形態に係る船舶の船尾部分を側面視した際の部分断面図である。
【図３】第１の実施形態における推進力発生装置の構成を表す模式的構成図である。
【図４】第１の実施形態におけるシフト機構の模式的断面図である。
【図５】第１の実施形態におけるオイル回路図である。
【図６】第１の実施形態における船舶の制御ブロック図である。
【図７】第１〜第３の油圧式クラッチの接続状態と、シフト機構のシフトポジションとを表す表である。
【図８】コントロールレバーの概略側面図である。
【図９】図８におけるＩＸ矢視図である。
【図１０】減速スイッチの操作量と減速スイッチポジションセンサの検出電圧との関係を示すグラフである。
【図１１】減速信号の電圧とスロットル開度の低下率を表すグラフである。
【図１２】第１の実施形態における船舶の定点保持制御を表すフローチャートである。
【図１３】船速積分値を表すグラフである。横軸が時間で縦軸が船速である。
【図１４】船速積分値とシフトポジション切り替え用油圧式クラッチの接続力との関係を規定したマップである。
【図１５】第１の実施形態における船舶の定点保持制御の一例を表すタイムチャートである。
【図１６】第１の実施形態における減速制御を表すフローチャートである。
【図１７】第１の実施形態における減速制御を表すフローチャートである。
【図１８】推進速度とスロットル開度との関係を規定したマップである。
【図１９】第１の実施形態における船速保持制御を表すフローチャートである。
【図２０】（ゲイン）×（−プロペラ回転速度）と、シフトポジション切り替え用油圧式クラッチの接続力とを規定したマップである。
【図２１】第２の実施形態に係る船舶を斜め後方から視たときの図である。
【図２２】第２の実施形態における船舶の制御ブロック図である。
【図２３】第２の実施形態における船舶の定点保持制御を表すフローチャートである。
【図２４】第２の実施形態における船舶の定点保持制御を表すブロック線図である。
【図２５】位置偏差ベクトルを説明するための概念図である。
【図２６】角度θと、クラッチ接続力オフセット量との関係を規定したマップである。
【図２７】船舶の位置に対する定点の方向と、右側船外機及び左側船外機との推進力との関係を表したマップである。
【図２８】船舶が定点に対して左斜め後方に位置するときの右側船外機と左側船外機との推進力を表す模式図である。
【図２９】船舶が定点に対して左斜め前方に位置するときの右側船外機と左側船外機との推進力を表す模式図である。
【図３０】船舶が定点に対して右斜め後方に位置するときの右側船外機と左側船外機との推進力を表す模式図である。
【図３１】船舶が定点に対して右斜め前方に位置するときの右側船外機と左側船外機との推進力を表す模式図である。
【図３２】第２の実施形態における船舶の定点保持制御の態様を表す概念図である。
【図３３】第２の実施形態における船舶の定点保持制御の一例を表すタイムチャートである。
【図３４】第１の変形例に係る船舶を斜め後方から視たときの図である。
【図３５】第１の変形例における船舶の定点保持制御を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１８５】
１ 船舶
２ 船舶
３ 船舶
４ 船舶推進装置
１０ 船体
２０ 船外機（船舶用推進システム）
２０ａ 右側船外機（第１の船舶用推進システム）
２０ｂ 左側船外機（第２の船舶用推進システム）
２０ｃ 第３の船外機（第３の船舶用推進システム）
３０ エンジン（動力源）
３６ シフトポジション切り替え機構
４１ プロペラ
５１ 第２の動力伝達軸（シフトポジション切り替え機構の入力軸）
５９ 第３の動力伝達軸（シフトポジション切り替え機構の出力軸）
６１ 第１のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ（（第１の）クラッチ）
６２ 第２のシフトポジション切り替え用油圧式クラッチ（（第２の）クラッチ）
７０ アクチュエータ
７１ オイルポンプ
７３ 後進シフトポジション切り替え用電磁バルブ（バルブ）
７４ 前進シフトポジション切り替え用電磁バルブ（バルブ）
７５ オイル経路
８６ ＥＣＵ（制御部）
９１ 制御装置
９２ 入力部（保持位置入力部）
９３ ＧＰＳ（位置検出部）
９４ 保持スイッチ
９５ 減速スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源と、
前記動力源によって駆動され、推進力を発生させるプロペラと、
前記動力源側に接続される入力軸と、前記プロペラ側に接続される出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との接続状態を変化させるクラッチとを有し、前記クラッチが断続されることによってフォワード、ニュートラル及びリバースの間でシフトポジションが切り替えられるシフトポジション切り替え機構と、
前記クラッチの接続力を調節する制御装置と、
前記制御装置に接続された保持スイッチと、
を備え、
前記制御装置は、操船者によって前記保持スイッチがオンされた場合に、所定の位置に船体が保持されるように前記クラッチの接続力を制御する船舶推進装置。
【請求項２】
請求項１に記載された船舶推進装置において、
前記制御装置は、操船者によって前記保持スイッチがオンされた場合に、前記保持スイッチがオンされたときの前記船体の位置に前記船体が保持されるように前記クラッチの接続力を制御する船舶推進装置。
【請求項３】
請求項１に記載された船舶推進装置において、
前記前記船体の位置を検出し、前記制御装置に前記検出した船体の位置を出力する位置検出部と、
操船者によって保持位置が入力され、前記入力された保持位置を前記制御装置に出力する保持位置入力部と、
をさらに備え、
前記制御装置は、操船者によって前記保持スイッチがオンされた場合に、前記入力された保持位置に前記船体が保持されるように前記クラッチの接続力を制御する船舶推進装置。
【請求項４】
請求項１に記載された船舶推進装置において、
前記クラッチは、
前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションがリバースであるときに接続状態とされる一方、前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションがフォワードまたはニュートラルであるときに切断状態とされる第１のクラッチと、
前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションがフォワードであるときに接続状態とされる一方、前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションがリバースまたはニュートラルであるときに切断状態とされる第２のクラッチと、
を含み、
前記制御装置は、操船者によって前記保持スイッチがオンされているときにおいて、現在の前記船体の位置が前記所定の位置よりも前側に位置している際には前記第２のクラッチを切断状態にすると共に前記第１のクラッチの接続力を増大させる一方、現在の船体の位置が前記所定の位置よりも後側に位置している際には、前記第１のクラッチを切断状態にすると共に前記第２のクラッチの接続力を増大させる船舶推進装置。
【請求項５】
請求項４に記載された船舶推進装置において、
前記制御装置は、操船者によって前記保持スイッチがオンされているときにおいて、前記第１のクラッチまたは前記第２のクラッチの接続力を増大させる際に、前記第１のクラッチまたは前記第２のクラッチの接続力を漸増させる船舶推進装置。
【請求項６】
請求項４に記載された船舶推進装置において、
前記制御装置は、操船者によって前記保持スイッチがオンされているときにおいて、現在の前記船体の位置と前記所定の位置との間の距離に応じて前記第１のクラッチの接続力及び前記第２のクラッチの接続力を制御する船舶推進装置。
【請求項７】
請求項１に記載された船舶推進装置において、
前記動力源と、前記プロペラと、前記シフトポジション切り替え機構とを備えた第１の船舶用推進システムと、
前記動力源と、前記プロペラと、前記シフトポジション切り替え機構とを備え、前記第１の船舶用推進システムに対して前記船体の幅方向一方側に配置された第２の船舶用推進システムと、
を備え、
前記制御装置は、操船者によって前記保持スイッチがオンされた場合に、前記船体が前記所定の位置に対して、前記船体の幅方向一方側に位置するときは、前記第２の船舶用推進システムのクラッチの接続力を前記第１の船舶用推進システムのクラッチの接続力よりも大きくする船舶推進装置。
【請求項８】
請求項７に記載された船舶推進装置において、
前記動力源と、前記プロペラと、前記シフトポジション切り替え機構とを備え、前記船体の幅方向において前記第１の船舶用推進システムと前記第２の船舶用推進システムとの間に配置された少なくともひとつの第３の船舶用推進システムをさらに備え、
前記制御装置は、操船者によって前記保持スイッチがオン状態にあるときは、前記第３の船舶用推進システムのクラッチを切断状態に保持する船舶推進装置。
【請求項９】
請求項１に記載された船舶推進装置において、
前記制御装置に接続された減速スイッチをさらに備え、
前記制御装置は、前記減速スイッチが操船者によってオンされているときに、前記プロペラにおいて前記船体の現在の推進方向とは反対方向の推進力が発生するように、前記クラッチの接続力を制御すると共に、前記船体の推進速度が実質的にゼロとなったときに前記減速スイッチがオン状態のままである場合は、前記船体の推進速度が実質的にゼロとなった位置に船体が保持されるように前記クラッチの接続力を制御する船舶推進装置。
【請求項１０】
請求項１に記載された船舶推進装置において、
前記クラッチは、多板式クラッチである船舶推進装置。
【請求項１１】
請求項１に記載された船舶推進装置において、
前記制御装置は、
アクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御部と、
を備え、
前記アクチュエータは、
油圧を発生させ、前記油圧によって前記クラッチを断続させるオイルポンプと、
前記オイルポンプと前記クラッチとを接続するオイル経路と、
前記オイル経路に配置され、前記オイル経路の流路面積を徐変可能なバルブと、
を有する船舶推進装置。
【請求項１】
動力源と、
前記動力源によって駆動され、推進力を発生させるプロペラと、
前記動力源側に接続される入力軸と、前記プロペラ側に接続される出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との接続状態を変化させるクラッチとを有し、前記クラッチが断続されることによってフォワード、ニュートラル及びリバースの間でシフトポジションが切り替えられるシフトポジション切り替え機構と、
前記クラッチの接続力を調節する制御装置と、
前記制御装置に接続された保持スイッチと、
を備え、
前記制御装置は、操船者によって前記保持スイッチがオンされた場合に、所定の位置に船体が保持されるように前記クラッチの接続力を制御する船舶推進装置。
【請求項２】
請求項１に記載された船舶推進装置において、
前記制御装置は、操船者によって前記保持スイッチがオンされた場合に、前記保持スイッチがオンされたときの前記船体の位置に前記船体が保持されるように前記クラッチの接続力を制御する船舶推進装置。
【請求項３】
請求項１に記載された船舶推進装置において、
前記前記船体の位置を検出し、前記制御装置に前記検出した船体の位置を出力する位置検出部と、
操船者によって保持位置が入力され、前記入力された保持位置を前記制御装置に出力する保持位置入力部と、
をさらに備え、
前記制御装置は、操船者によって前記保持スイッチがオンされた場合に、前記入力された保持位置に前記船体が保持されるように前記クラッチの接続力を制御する船舶推進装置。
【請求項４】
請求項１に記載された船舶推進装置において、
前記クラッチは、
前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションがリバースであるときに接続状態とされる一方、前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションがフォワードまたはニュートラルであるときに切断状態とされる第１のクラッチと、
前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションがフォワードであるときに接続状態とされる一方、前記シフトポジション切り替え機構のシフトポジションがリバースまたはニュートラルであるときに切断状態とされる第２のクラッチと、
を含み、
前記制御装置は、操船者によって前記保持スイッチがオンされているときにおいて、現在の前記船体の位置が前記所定の位置よりも前側に位置している際には前記第２のクラッチを切断状態にすると共に前記第１のクラッチの接続力を増大させる一方、現在の船体の位置が前記所定の位置よりも後側に位置している際には、前記第１のクラッチを切断状態にすると共に前記第２のクラッチの接続力を増大させる船舶推進装置。
【請求項５】
請求項４に記載された船舶推進装置において、
前記制御装置は、操船者によって前記保持スイッチがオンされているときにおいて、前記第１のクラッチまたは前記第２のクラッチの接続力を増大させる際に、前記第１のクラッチまたは前記第２のクラッチの接続力を漸増させる船舶推進装置。
【請求項６】
請求項４に記載された船舶推進装置において、
前記制御装置は、操船者によって前記保持スイッチがオンされているときにおいて、現在の前記船体の位置と前記所定の位置との間の距離に応じて前記第１のクラッチの接続力及び前記第２のクラッチの接続力を制御する船舶推進装置。
【請求項７】
請求項１に記載された船舶推進装置において、
前記動力源と、前記プロペラと、前記シフトポジション切り替え機構とを備えた第１の船舶用推進システムと、
前記動力源と、前記プロペラと、前記シフトポジション切り替え機構とを備え、前記第１の船舶用推進システムに対して前記船体の幅方向一方側に配置された第２の船舶用推進システムと、
を備え、
前記制御装置は、操船者によって前記保持スイッチがオンされた場合に、前記船体が前記所定の位置に対して、前記船体の幅方向一方側に位置するときは、前記第２の船舶用推進システムのクラッチの接続力を前記第１の船舶用推進システムのクラッチの接続力よりも大きくする船舶推進装置。
【請求項８】
請求項７に記載された船舶推進装置において、
前記動力源と、前記プロペラと、前記シフトポジション切り替え機構とを備え、前記船体の幅方向において前記第１の船舶用推進システムと前記第２の船舶用推進システムとの間に配置された少なくともひとつの第３の船舶用推進システムをさらに備え、
前記制御装置は、操船者によって前記保持スイッチがオン状態にあるときは、前記第３の船舶用推進システムのクラッチを切断状態に保持する船舶推進装置。
【請求項９】
請求項１に記載された船舶推進装置において、
前記制御装置に接続された減速スイッチをさらに備え、
前記制御装置は、前記減速スイッチが操船者によってオンされているときに、前記プロペラにおいて前記船体の現在の推進方向とは反対方向の推進力が発生するように、前記クラッチの接続力を制御すると共に、前記船体の推進速度が実質的にゼロとなったときに前記減速スイッチがオン状態のままである場合は、前記船体の推進速度が実質的にゼロとなった位置に船体が保持されるように前記クラッチの接続力を制御する船舶推進装置。
【請求項１０】
請求項１に記載された船舶推進装置において、
前記クラッチは、多板式クラッチである船舶推進装置。
【請求項１１】
請求項１に記載された船舶推進装置において、
前記制御装置は、
アクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御部と、
を備え、
前記アクチュエータは、
油圧を発生させ、前記油圧によって前記クラッチを断続させるオイルポンプと、
前記オイルポンプと前記クラッチとを接続するオイル経路と、
前記オイル経路に配置され、前記オイル経路の流路面積を徐変可能なバルブと、
を有する船舶推進装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【公開番号】特開２００９−２４３５９０（Ｐ２００９−２４３５９０Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９０８８５（Ｐ２００８−９０８８５）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
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