(57)【要約】【課題】メインバッテリおよびアクセサリバッテリを適切に充電する。【解決手段】メインバッテリ１２ａ，１２ｂは、船外機１のエンジン２を運転するための電力を供給する。アクセサリバッテリ１３は、エンジン２以外の機器のための電力を供給する。充電制御装置１８ａ，１８ｂは、発電機１１ａ，１１ｂを短絡するサイリスタ１７ａ，１７ｂと、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂと、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂとを含む。メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂは、メインバッテリ１２ａ，１２ｂの電圧が第１上限値を超えるとサイリスタを導通させる制御を第１制御周期で実行する。アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂは、アクセサリバッテリ１３の電圧が第２上限値を超えるとサイリスタ１７ａ，１７ｂを導通させる制御を、前記第１制御周期よりも長い第２制御周期で実行する。【選択図】図３
2010063350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶に搭載された複数のバッテリへの充電を制御する充電制御装置であって、
前記複数のバッテリが、推進機のエンジンを運転するための電力を供給するメインバッテリと、前記船舶に搭載され前記エンジン以外の機器のための電力を供給するアクセサリバッテリとを含み、前記メインバッテリおよびアクセサリバッテリが、前記エンジンに取り付けられた発電機に並列に接続されており、
前記充電制御装置が、
前記発電機を短絡するスイッチング素子と、
前記メインバッテリの電圧が第１上限値を超えると前記スイッチング素子を駆動して前記発電機を短絡する第１制御を第１制御周期で実行する第１制御ユニットと、
前記アクセサリバッテリの電圧が第２上限値を超えると前記スイッチング素子を駆動して前記発電機を短絡する第２制御を、前記第１制御周期よりも長い第２制御周期で実行する第２制御ユニットとを含む、船舶のバッテリ充電制御装置。
【請求項２】
前記第２上限値が、前記第１上限値より高く設定されている、請求項１に記載の船舶のバッテリ充電制御装置。
【請求項３】
前記第２制御ユニットは、平均化処理された前記アクセサリバッテリ電圧が前記第２上限値を超えると、前記スイッチング素子を駆動して前記発電機を短絡する、請求項１または２に記載の船舶のバッテリ充電制御装置。
【請求項４】
前記メインバッテリの電圧が前記第１上限値よりも低い下限値未満のときに、前記第２制御ユニットによる第２制御を無効化する無効化ユニットをさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の船舶のバッテリ充電制御装置。
【請求項５】
前記船舶が複数の推進機を備え、前記メインバッテリは、当該複数の推進機の夫々に対応するように複数個備えられており、夫々のメインバッテリは対応する推進機のエンジンに取り付けられている発電機で充電し、複数の推進機の夫々のエンジンに取り付けられている複数の前記発電機で１つの前記アクセサリバッテリを充電する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の船舶のバッテリ充電制御装置。
【請求項６】
前記複数の推進機の各々に対応して、前記第１制御ユニット、前記第２制御ユニットおよび前記スイッチング素子が備えられている、請求項５に記載の船舶のバッテリ充電制御装置。
【請求項７】
前記複数の推進機にそれぞれ備えられた複数の前記第２制御ユニットは、互いに情報を交換して、前記スイッチング素子の駆動タイミングを調整する、請求項６に記載の船舶のバッテリ充電制御装置。
【請求項８】
船舶に搭載された複数のバッテリへの充電を制御する充電制御装置であって、
前記複数のバッテリが、推進機のエンジンを運転するための電力を供給するメインバッテリと、前記船舶に搭載され前記エンジン以外の機器のための電力を供給するアクセサリバッテリとを含み、前記メインバッテリおよびアクセサリバッテリが、前記エンジンに取り付けられた発電機に並列に接続されており、
前記充電制御装置が、
前記発電機を短絡するスイッチング素子と、
前記メインバッテリの電圧が第１上限値を超えると充電停止信号を出力し、前記メインバッテリの電圧が前記第１上限値以下のときには充電停止信号を停止する第１制御を第１制御周期で実行するメインバッテリ充電制御ユニットと、
前記アクセサリバッテリの電圧が前記第１上限値よりも高い第２上限値を超えると充電停止信号を出力し、前記アクセサリバッテリの電圧が前記第２上限値以下のときには充電停止信号を停止する第２制御を、前記第１制御周期よりも長い第２制御周期で実行するアクセサリバッテリ充電制御ユニットと、
前記充電停止信号に応答して前記スイッチング素子を駆動し、前記発電機を短絡して前記メインバッテリおよびアクセサリバッテリへの充電を停止する素子制御ユニットと
を含む、船舶のバッテリ充電制御装置。
【請求項９】
前記メインバッテリの電圧が前記第１上限値よりも低い下限値未満のときに、前記アクセサリバッテリ充電制御ユニットによる第２制御を無効化し、前記スイッチング素子を開状態として、前記メインバッテリおよびアクセサリバッテリへの充電を行わせる無効化ユニットをさらに含む、請求項８に記載の船舶のバッテリ充電制御装置。
【請求項１０】
船舶に搭載された複数のバッテリへの充電を制御する充電制御装置であって、
前記複数のバッテリが、推進機のエンジンを運転するための電力を供給するメインバッテリと、前記船舶に搭載され前記エンジン以外の機器のための電力を供給するアクセサリバッテリとを含み、前記メインバッテリおよびアクセサリバッテリが、前記エンジンに取り付けられた発電機に並列に接続されており、
前記充電制御装置が、
前記発電機と前記メインバッテリとの間の充電経路を開閉する第１スイッチング素子と、
前記発電機と前記アクセサリバッテリとの間の充電経路を開閉する第２スイッチング素子と、
前記メインバッテリの電圧に応じて前記第１スイッチング素子を制御する第１制御ユニットと、
前記アクセサリバッテリの電圧に応じて前記第２スイッチング素子を制御する第２制御ユニットとを含む、船舶のバッテリ充電制御装置。
【請求項１１】
前記第１制御ユニットは、前記メインバッテリの電圧が第１上限値を超えると前記第１スイッチング素子を開き、前記メインバッテリの電圧が前記第１上限値以下のときは前記第１スイッチング素子を閉じる第１制御を第１制御周期で実行し、
前記第２制御ユニットは、前記アクセサリバッテリの電圧が第２上限値を超えると前記第２スイッチング素子を開き、前記アクセサリバッテリの電圧が上記第２上限値以下のときは前記第２スイッチング素子を閉じる第２制御を第２制御周期で実行する、請求項１０に記載の船舶のバッテリ充電制御装置。
【請求項１２】
前記船舶が複数の推進機を備え、前記メインバッテリは、当該複数の推進機の夫々に対応するように複数個備えられており、夫々のメインバッテリは対応する推進機のエンジンに取り付けられている発電機で充電し、複数の推進機の夫々のエンジンに取り付けられている複数の前記発電機で１つの前記アクセサリバッテリを充電する、請求項１０または１１に記載の船舶のバッテリ充電制御装置。
【請求項１３】
前記複数の推進機の各々に対応して、前記第１制御ユニット、前記第２制御ユニット、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子が備えられている、請求項１２に記載の船舶のバッテリ充電制御装置。
【請求項１４】
前記複数の推進機にそれぞれ備えられた複数の前記第２制御ユニットは、互いに情報を交換して、前記第２スイッチング素子の駆動タイミングを調整する、請求項１３に記載の船舶のバッテリ充電制御装置。
【請求項１５】
船体と、
前記船体に設けられ、エンジンと、前記エンジンに取り付けられた発電機とを有する推進機と、
前記船体に搭載され、前記発電機に接続され、前記推進機のエンジンを運転するための電力を供給するメインバッテリと、
前記船体に搭載され、前記メインバッテリと並列に前記発電機に接続され、前記エンジン以外の機器のための電力を供給するアクセサリバッテリと、
前記メインバッテリおよび前記アクセサリバッテリへの充電を制御する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のバッテリ充電制御装置と
を含む、船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、推進機のエンジンに取付けられた発電機で船舶のバッテリを充電するバッテリ充電制御装置に関する。より具体的には、この発明は、推進機のエンジンの運転に使用されるメインバッテリと、エンジン以外の機器への電力供給のために使用されるアクセサリバッテリとを充電するバッテリ充電装置に関する。さらに、この発明は、このようなバッテリ充電装置を備えた船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶に備えられる推進機の一例は、船外機である。船外機は、エンジンと、エンジンからの駆動力が伝達されるプロペラと、エンジンに取り付けられた発電機とを備えている。エンジンの運転のために必要な電力は、船体に搭載されるメインバッテリから船外機へと供給される。このメインバッテリは、前記発電機に接続されている。エンジンを運転しているときは、発電機が発生する電力により、メインバッテリが充電される。
【０００３】
一方、船舶には、各種計器類、魚群探知機、ＧＰＳ受信機、その他の電装品が備えられる場合がある。さらに、比較的大型の船舶では、キャビン内に電気レンジ、電子レンジ、電気冷蔵庫、電気冷凍庫その他の電気機器が備えられる場合もある。これらの機器への電力供給のために、メインバッテリとは別のアクセサリバッテリが船体に搭載される場合がある。メインバッテリの電力はエンジンの運転のために用いられ、アクセサリバッテリの電力はそれ以外の機器への電力供給のために用いられる。
【０００４】
特許文献１には、メインバッテリおよびアクセサリバッテリを、船外機のエンジンに備えられている発電機で共通に充電する充電装置が開示されている。この充電装置では、発電機に対して、メインバッテリ及びアクセサリバッテリが並列に接続されている。また、バッテリ間の電流の行き来がないように、整流回路を利用したバッテリアイソレータが備えられている。この充電装置は、メインバッテリの電圧またはアクセサリバッテリの電圧が予め定めたレギュレート電圧に達したときに、メインバッテリおよびアクセサリバッテリへの充電を停止する制御回路を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２７６４２８号公報
【特許文献２】特開２００２−１２７９９０号公報
【特許文献３】特開２００７−１１０８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
エンジンの運転のための電力を供給するメインバッテリは、船舶の運航に伴って、放電および充電を繰り返す。したがって、メインバッテリに蓄積された電力は、確実に消費される。これに対して、アクセサリバッテリの放電量は、船舶に備えられた機器の使われ方に大きく依存する。場合によっては、アクセサリバッテリに蓄積された電力がほとんど消費されず、自然放電分の電力が発電機からの充電によって補われるだけの状態となり得る。
【０００７】
このような状況では、前述の先行技術の構成においては、メインバッテリが過放電状態となるおそれがある。すなわち、アクセサリバッテリの電圧がレギュレート電圧に達すると、アクセサリバッテリだけでなくメインバッテリへの充電も停止する。そのため、図９に示すように、アクセサリバッテリ電圧が高いままとなり、メインバッテリの電圧は放電によって低下していく。こうして、過放電状態に陥るおそれがある。
【０００８】
この問題は、複数の推進機を備えた船舶では、より顕著になる。この場合、複数の推進機にそれぞれ対応した複数のメインバッテリが備えられる。アクセサリバッテリは１つで足りる。アクセサリバッテリは、複数の推進機にそれぞれ備えられた複数の発電機に接続される。充電装置は各推進機に備えられるから、複数の充電装置によってアクセサリバッテリが充電されることになる。ところが、複数の充電装置に備えられる制御回路の制御電圧（レギュレート電圧）には、部品の製造公差によるばらつきがある。そのため、レギュレート電圧の比較的低い制御回路が備えられた推進機では、メインバッテリへの充電が不充分になるおそれがある。
【０００９】
たとえば、第１推進機に対応した第１制御回路のレギュレート電圧が１５Ｖであり、第２推進機に対応した第２制御回路のレギュレート電圧が１４Ｖである場合を想定する。このような状況は、具体的には、第１制御回路がバッテリ電圧を実際よりも低めに読み込み、第２制御回路がバッテリ電圧を適正に読み込む場合に生じ得る。より具体的には、実際のバッテリ電圧が１５Ｖのときに、第１制御回路のバッテリ電圧読込値は１４Ｖとなる。したがって、結果として、第１制御回路のレギュレート電圧は１５Ｖとなる。この場合、アクセサリバッテリは、第１推進機の発電機によって１５Ｖまで充電される。アクセサリバッテリの電圧が１５Ｖに維持されると、第２制御回路の働きによって、第２推進機の充電装置は充電動作を停止する。そのため、第２推進機に対応したメインバッテリが充電されなくなる。
【００１０】
アクセサリバッテリの影響を受けなくするために、アクセサリバッテリの電圧検知をなくしてしまうことが考えられる。こうすれば、メインバッテリの電圧に基づいて充電をレギュレートできるから、メインバッテリを確実に充電できる。しかし、アクセサリバッテリの容量や充電収支によっては、アクセサリバッテリのバッテリ電圧が上がりすぎてしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の問題を克服するために、本発明の一実施形態は、船舶に搭載された複数のバッテリへの充電を制御する充電制御装置を提供する。前記複数のバッテリは、推進機のエンジンを運転するための電力を供給するメインバッテリと、前記船舶に搭載され前記エンジン以外の機器のための電力を供給するアクセサリバッテリとを含み、前記メインバッテリおよびアクセサリバッテリが、前記エンジンに取り付けられた発電機に並列に接続されている。前記充電制御装置は、前記発電機を短絡するスイッチング素子と、前記メインバッテリの電圧が第１上限値を超えると前記スイッチング素子を駆動して前記発電機を短絡する第１制御を第１制御周期で実行する第１制御ユニットと、前記アクセサリバッテリの電圧が第２上限値を超えると前記スイッチング素子を駆動して前記発電機を短絡する第２制御を、前記第１制御周期よりも長い第２制御周期で実行する第２制御ユニットとを含む。
【００１２】
このバッテリ充電制御装置では、第１制御ユニットは、メインバッテリの電圧が第１上限値を越えたときにスイッチング素子を駆動して発電機を短絡する第１制御を第１制御周期で実行する。また、第２制御ユニットは、第１制御周期より長い第２制御周期で、アクセサリバッテリの電圧が第２上限値を越えたときにスイッチング素子を駆動して発電機を短絡する第２制御を実行する。発電機がスイッチング素子によって短絡されることにより、メインバッテリおよびアクセサリバッテリへの充電が停止（レギュレート）される。
【００１３】
第２制御周期が比較的長いので、第２制御ユニットによるレギュレート中に、アクセサリバッテリ電圧の低下を促すことができる。これにより、アクセサリバッテリ電圧が第２上限値以下になれば、第２制御ユニットによるレギュレートが解かれる。その結果、アクセサリバッテリ電圧が高いことに起因してレギュレートが継続することを抑制できる。これにより、メインバッテリの充電機会を増加することができるので、メインバッテリの電圧低下を抑制または防止できる。
【００１４】
前記第２制御周期は、充電中（スイッチング素子オフ中）にアクセサリバッテリ電圧が第２上限値を超えていることが検出された時点、および充電停止中（スイッチング素子オン中）にアクセサリバッテリ電圧が第２上限値以下であることが検出された時点からそれぞれ計時されてもよい。また、前記第２制御周期は、アクセサリバッテリ電圧に基づいてスイッチング素子のオン／オフを決定した時点から計時されてもよい。この場合、一定時間ごとに、アクセサリバッテリ電圧に基づいてスイッチング素子のオン／オフが決定されることになる。
【００１５】
また、１つの実施形態において、前記第２上限値は、第１上限値より高く設定されている。これにより、アクセサリバッテリの電圧上昇に起因するレギュレートがかかりにくくなる。したがって、メインバッテリの充電機会を増やすことができるから、メインバッテリの過放電（電圧の下がりすぎ）を防止することができる。
また、１つの実施形態において、前記第２制御ユニットは、平均化処理された前記アクセサリバッテリ電圧が前記第２上限値を超えると、前記スイッチング素子を駆動して前記発電機を短絡する。これにより、アクセサリバッテリ電圧の短時間の変動に伴うスイッチング素子の駆動、即ち発電機の短絡を抑制または防止できる。これにより、メインバッテリへの充電を安定して行うことができるから、その過放電（電圧の下がりすぎ）を防止することができる。
【００１６】
さらに、１つの実施形態においては、前記メインバッテリの電圧が前記第１上限値よりも低い下限値未満のときに、前記第２制御ユニットによる第２制御を無効化する無効化ユニットをさらに含む。この構成により、メインバッテリの電圧が下がりすぎた場合に、第２制御ユニットによるレギュレートを無効にできる。これにより、メインバッテリを確実に充電できる。
【００１７】
この発明の他の実施形態は、前記発電機と前記メインバッテリとの間の充電経路を開閉する第１スイッチング素子と、前記発電機と前記アクセサリバッテリとの間の充電経路を開閉する第２スイッチング素子と、前記メインバッテリの電圧に応じて前記第１スイッチング素子を制御する第１制御ユニットと、前記アクセサリバッテリの電圧に応じて前記第２スイッチング素子を制御する第２制御ユニットとを含む、船舶のバッテリ充電制御装置を提供する。
【００１８】
この船舶のバッテリ充電制御装置では、メインバッテリの電圧に応じて、第１スイッチング素子によって、当該メインバッテリを発電機に接続できる。また、アクセサリバッテリの電圧に応じて、第２スイッチング素子によって、当該アクセサリバッテリを発電機に接続できる。この構成により、大型のスイッチを用いることなく、限りある発電電力を、状況に応じて、必要な側に必要なだけ分配することが可能となる。加えて、各バッテリの電圧を適切に制御することができる。
【００１９】
１つの実施形態において、前記第１制御ユニットは、前記メインバッテリの電圧が第１上限値を超えると前記第１スイッチング素子を開き、前記メインバッテリの電圧が前記第１上限値以下のときは前記第１スイッチング素子を閉じる第１制御を第１制御周期で実行する。また、前記第２制御ユニットは、前記アクセサリバッテリの電圧が第２上限値を超えると前記第２スイッチング素子を開き、前記アクセサリバッテリの電圧が上記第２上限値以下のときは前記第２スイッチング素子を閉じる第２制御を第２制御周期で実行する。
【００２０】
また、１つの実施形態において、前記船舶が複数の推進機を備え、前記メインバッテリは、当該複数の推進機の夫々に対応するように複数個備えられており、夫々のメインバッテリは対応する推進機のエンジンに取り付けられている発電機で充電し、複数の推進機の夫々のエンジンに取り付けられている複数の前記発電機で１つの前記アクセサリバッテリを充電するようになっている。
【００２１】
この場合に、前記複数の推進機の各々に対応して、前記第１制御ユニット、前記第２制御ユニットおよび前記スイッチング素子が備えられていることが好ましい。
複数の第１制御ユニットの制御電圧（第１上限値）は、当該制御ユニットを構成する部品の製造公差その他の要因によって、ばらついている場合がある。同様に、複数の第２制御ユニットの制御電圧（第２上限値）は、当該制御ユニットを構成する部品の製造公差その他の要因によって、ばらついている場合がある。このような場合には、制御電圧が比較的高い制御ユニットに対応する発電機によってアクセサリバッテリが充電されるから、アクセサリバッテリの電圧は比較的高くなる。
【００２２】
このような状況でも、第１制御ユニットの第１制御周期を第２制御ユニットの第２制御周期よりも長くしておくことで、個々のメインバッテリの充電機会を増やすことができる。また、メインバッテリおよびアクセサリバッテリに対して個別のスイッチング素子を設けて充電を制御することにより、メインバッテリに対する充電を確実に行うことができる。
【００２３】
また、１つの実施形態において、前記複数の推進機にそれぞれ備えられた複数の前記第２制御ユニットは、互いに情報を交換して、前記スイッチング素子の駆動タイミングを調整する。より具体的には、複数の第２制御ユニットは、例えばユニット間通信により、スイッチング素子の駆動タイミングを同期する。これにより、アクセサリバッテリの電圧の上昇を抑制することができる。
【００２４】
この発明の１つの実施形態は、船体と、前記船体に設けられ、エンジンと、前記エンジンに取り付けられた発電機とを有する推進機と、前記船体に搭載され、前記発電機に接続され、前記推進機のエンジンを運転するための電力を供給するメインバッテリと、前記船体に搭載され、前記メインバッテリと並列に前記発電機に接続され、前記エンジン以外の機器のための電力を供給するアクセサリバッテリと、前述のような特徴を有するバッテリ充電装置とを備えた船舶を提供する。
【００２５】
推進機は、船外機（アウトボードモータ）、船内外機（スターンドライブ。インボードモータ・アウトボードドライブ）、船内機（インボードモータ）、ウォータージェットドライブのいずれの形態であってもよい。船外機は、エンジン（内燃機関または電動モータ）および推進力発生部材（プロペラ）を含む推進ユニットを船外に有し、さらに、推進ユニット全体を船体に対して水平方向に回動させる操舵機構が付設されたものである。船内外機は、エンジンが船内に配置され、推進力発生部材および舵切り機構を含むドライブユニットが船外に配置されたものである。船内機は、エンジンおよびドライブユニットがいずれも船体に内蔵され、ドライブユニットからプロペラシャフトが船外に延び出た形態を有する。この場合、操舵機構は別途設けられる。ウォータージェットドライブは、船底から吸い込んだ水をポンプで加速し、船尾の噴射ノズルから噴射することで推進力を得るものである。この場合、操舵機構は、噴射ノズルと、この噴射ノズルを水平面に沿って回動させる機構とで構成される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る船舶を示す概略構成図である。
【図２】図１の船舶に取り付けられた船外機の外形図である。
【図３】図１の船舶に搭載されたバッテリ充電制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４Ａ】図３のメインバッテリ充電制御部で行われる処理を表すフローチャートである。
【図４Ｂ】図３のアクセサリバッテリ充電制御部で行われる処理を表すフローチャートである。
【図４Ｃ】図３のアクセサリバッテリ充電制御部で行われる処理を表すフローチャートである。
【図５Ａ】メインバッテリ充電制御部によるレギュレート制御の例を説明するための図である。
【図５Ｂ】アクセサリバッテリ充電制御部によるレギュレート制御の例を説明するための図である。
【図５Ｃ】アクセサリバッテリ充電制御部によるレギュレート制御の例を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る船舶のバッテリ充電制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る船舶のバッテリ充電制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】比較例に係るバッテリ充電制御装置を示すブロック図である。
【図９】アクセサリバッテリ電圧が高いときに生じるメインバッテリ電圧低下を説明するため図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態の一実施形態に係るバッテリ充電制御装置を搭載した船舶の概略構成図である。この船舶は、オープンデッキタイプの船体５２の船尾に船外機１を２基搭載し、前部に操船席を備えている。操船席には、ステアリングホイール５４、シート５５、リモコンレバー５６、スイッチパネル５７、およびメータパネル５８が配設されている。スイッチパネル５７は、メインスイッチ及びスタートスイッチを有する。
【００２８】
船外機１内には、エンジンカバー３内に配設されたエンジン（図１では図示省略）と、このエンジンを制御するエンジン制御装置（図１では図示省略）とが装備されている。また、図示は省略するが、スイッチパネル５７内には、船外機１を遠隔操作するためのリモコン制御装置が内装されており、エンジン制御装置とケーブルで接続されている。
船外機１は、図２に示すように、エンジンカバー３、アッパケース４、ロアケース５を備えている。この船外機１は、図示しないクランプによって、船体５２に対し、上下方向及び横方向に揺動可能に取付けられている。エンジンカバー３は、トップカバー３Ｕとロアカバー３Ｌの組合せからなり、内部にエンジン２（内燃機関）を収容している。
【００２９】
また、ロアケース５内には、プロペラ６の回転軸であるプロペラシャフト６ａが水平方向に挿通されている。エンジンカバー３内からロアケース５内まで延設されたドライブシャフト８０の下端は、シフト変換機構８３を介してプロペラシャフト６ａに連結されている。
シフト変換機構８３は、いずれもベベルギヤで構成される駆動ギヤ８５、前進ギヤ８６Ｆおよび後進ギヤ８６Ｒと、ドグクラッチ８７とを備えている。駆動ギヤ８５は、ドライブシャフト８０の下端に固定されている。この駆動ギヤ８５に、プロペラシャフト６ａ上に回転自在に配置した前進ギヤ８６Ｆと後進ギヤ８６Ｒとが夫々噛合している。プロペラシャフト６ａ上には、当該プロペラシャフト６ａに対して摺動可能で回転不能に、ドグクラッチ８７が配置されている。このドグクラッチ８７は、前進ギヤ８６Ｆと後進ギヤ８６Ｒとの間に配置されている。
【００３０】
一方、シフトロッド８４が、ドライブシャフト８０と平行に上下方向に沿って配設されている。このシフトロッド８４をシフトアクチュエータ８２によって回転させることにより、当該シフトロッド下端のカム面が回転し、これに連動して、ドグクラッチ８７がプロペラシャフト６ａ上で摺動する。これにより、ドグクラッチ８７は、ニュートラル位置、前進位置および後進位置のいずれかに配置される。
【００３１】
前進位置は、ドグクラッチ８７が前進ギヤ８６Ｆと噛合する位置である。したがって、プロペラシャフト６ａが前進回転し、プロペラ６は前進方向の推進力を発生する。後進位置は、ドグクラッチ８７が後進ギヤ８６Ｒと噛合する位置である。したがって、プロペラシャフト６ｂが後進回転し、プロペラ６は後進方向の推進力を発生する。ニュートラル位置は、前進位置と後進位置との中間位置であり、ドグクラッチ８７は前進ギヤ８６Ｆおよび後進ギヤ８６Ｒの何れとも噛合しない。したがって、プロペラ６にはドライブシャフト８０からの駆動力は伝達されない。
【００３２】
船体５２には、２つの船外機１の夫々のエンジン２の運転のために主として使用される２基のメインバッテリ１２ａ，１２ｂが搭載されている。さらに、船体５２には、エンジン２以外の機器のために主として使用される１基のアクセサリバッテリ１３が搭載されている。
船体５２には、燃料タンク３０が搭載されている。燃料タンク３０は配管３１を介して船外機１に燃料を供給する。船外機１は、燃料ポンプ３５を備えている。燃料ポンプ３５は、燃料タンク３０から燃料を汲み出して、エンジン２に付設された燃料噴射装置３６へと供給する。燃料ポンプ３５および燃料噴射装置３６は、メインバッテリ１２ａ，１２ｂからの電力供給を受けて作動する。
【００３３】
アクセサリバッテリ１３からの電力供給を受けて作動する機器としては、各種計器類、魚群探知機、ＧＰＳ受信機、その他の電気機器を例示することができる。さらに、比較的大型の船舶では、キャビン内に電気レンジ、電子レンジ、電気冷蔵庫、電気冷凍庫その他の電気機器が備えられる場合もある。これらの機器への電力供給のために、アクセサリバッテリ１３が用いられる。
【００３４】
船外機１には、バッテリスイッチ（図示せず）及びバッテリケーブル３８を介して、メインバッテリ１２ａ，１２ｂが接続されている。これらのメインバッテリ１２ａ，１２ｂからの電力が、船外機１の電装部品及びエンジン制御装置に供給される。また、船外機１と船体５２側とは、リモコンケーブル及びスロットル・シフトケーブル（いずれも図示せず）によって接続されている。本実施形態では、船外機１のエンジン制御装置は、船外機１に搭載されている。このエンジン制御装置とスイッチパネル５７内のリモコン制御装置とは、通信ケーブル５０（図１参照）で接続されている。
【００３５】
図３には、第１の実施形態に係るバッテリ充電制御装置のブロック図を示す。２基の船外機１の夫々のエンジン２には、それぞれ発電機１１ａ，１１ｂが取り付けられている。これらの発電機１１ａ，１１ｂは、エンジン２によって駆動され、電力を発生する。発電機１１ａ，１１ｂは、この実施形態では、何れも３相交流発電機である。それに応じて、メインバッテリ１２ａ，１２ｂは、夫々、交流電流を整流する正極側の整流子群１４ａ，１４ｂ及び負極側の整流子群１５ａ，１５ｂを介して、発電機１１ａ，１１ｂの夫々に独立して接続されている。また、アクセサリバッテリ１３は、同じく交流電流を整流する正極側の整流子群１６ａ，１６ｂ及び前記負極側の整流子群１５ａ，１５ｂを介して、２つの発電機１１ａ，１１ｂに共通に接続されている。即ち、発電機１１ａには、メインバッテリ１２ａ及びアクセサリバッテリ１３が並列に接続されている。また、発電機１１ｂには、メインバッテリ１２ｂおよびアクセサリバッテリ１３が並列に接続されている。
【００３６】
また、メインバッテリ１２ａ，１２ｂ及びアクセサリバッテリ１３と各発電機１１ａ，１１ｂとの間には、サイリスタ群１７ａ，１７ｂが介装されている。サイリスタ群１７ａ，１７ｂは、発電機１１ａ，１１ｂを短絡するためのスイッチング素子である。サイリスタ群１７ａは、発電機１１ａとメインバッテリ１２ａ及びアクセサリバッテリ１３の負極側との間に介装されている。サイリスタ群１７ａがオンされると、発電機１１ａの発電電力はサイリスタ群１７ａから前記負極側の整流子群１５ａを通って発電機１１ａに戻り、再びサイリスタ群１７ａ側に流れる。したがって、メインバッテリ１２ａ及びアクセサリバッテリ１３側には流れなくなるので、メインバッテリ１２ａ及びアクセサリバッテリ１３の充電が抑制される、即ちレギュレートされる。同様に、サイリスタ群１７ｂは、発電機１１ｂとメインバッテリ１２ｂ及びアクセサリバッテリ１３の負極側との間に介装されている。サイリスタ群１７ｂがオンされると、発電機１１ｂの発電電力はサイリスタ群１７ｂから前記負極側の整流子群１５ｂを通って発電機１１ｂに戻る。したがって、メインバッテリ１２ｂ及びアクセサリバッテリ１３側には流れなくなるので、メインバッテリ１２ｂ及びアクセサリバッテリ１３の充電が抑制される、即ちレギュレートされる。
【００３７】
発電機１１ａ，１１ｂによるメインバッテリ１２ａ，１２ｂ及びアクセサリバッテリ１３の充電は、発電機１１ａ，１１ｂにそれぞれ対応して設けられた２つの充電制御装置１８ａ，１８ｂによって制御される。各充電制御装置１８ａ，１８ｂは、タイミング調整部１９ａ，１９ｂと、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂと、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂと、ＯＲゲート２２ａ，２２ｂとを備えている。
【００３８】
タイミング調整部１９ａ，１９ｂは、それぞれ、サイリスタ群１７ａ，１７ｂをオン・オフ制御することにより、メインバッテリ１２ａ，１２ｂ及びアクセサリバッテリ１３の充電を抑制する。この制御は、レギュレート制御と呼ばれる。
メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂは、それぞれメインバッテリ１２ａ，１２ｂの充電状態を制御するために、必要時に充電停止信号を出力する。アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂは、アクセサリバッテリ１３の充電状態を制御するために、必要時に充電停止信号を出力する。
【００３９】
ＯＲゲート２２ａは、メインバッテリ充電制御部２０ａおよびアクセサリバッテリ充電制御部２１ａのうちの少なくとも一方が充電停止信号を出力すると、その充電停止信号をタイミング調整部１９ａに入力する。同様に、ＯＲゲート２２ｂは、メインバッテリ充電制御部２０ｂおよびアクセサリバッテリ充電制御部２１ｂのうちの少なくとも一方が充電停止信号を出力すると、その充電停止信号をタイミング調整部１９ｂに入力する。
【００４０】
タイミング調整部１９ａ，１９ｂは、ＯＲゲート２２ａ，２２ｂから充電停止信号が入力されると、これに応答してレギュレート制御を実行する。より具体的には、タイミング調整部１９ａ，１９ｂは、発電機１１ａ，１１ｂからの３相交流電流を検出し、夫々の電流値が０になるタイミングでサイリスタ群１７ａ，１７ｂの夫々をオンする。そして、タイミング調整部１９ａ，１９ｂは、充電停止信号が入力されている間、サイリスタ群１７ａ，１７ｂのオン状態を保持する。前記ＯＲゲート２２ａ，２２ｂおよびタイミング調整部１９ａ，１９ｂにより、サイリスタ群１７ａ，１７ｂを制御する素子制御ユニットが形成されている。
【００４１】
前記メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂ、ＯＲゲート２２ａ，２２ｂおよびタイミング調整部１９ａ，１９ｂにより、サイリスタ群１７ａ，１７ｂを制御する第１制御ユニットが形成されている。また、前記アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂ、ＯＲゲート２２ａ，２２ｂおよびタイミング調整部１９ａ，１９ｂにより、サイリスタ群１７ａ，１７ｂを制御する第２制御ユニットが形成されている。
【００４２】
メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂは、たとえば、アナログ回路で構成されている。この実施形態では、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂは、それぞれ比較器２０１ａ，２０１ｂを備えている。比較器２０１ａの一方の端子にはメインバッテリ１２ａの電圧（メインバッテリ電圧）が入力されており、その他方の端子には基準電圧Ｖrefが入力されている。同様に、比較器２０１ｂの一方の端子にはメインバッテリ１２ｂの電圧（メインバッテリ電圧）が入力されており、その他方の端子には基準電圧Ｖrefが入力されている。基準電圧Ｖrefは、所定のメインバッテリ許容電圧範囲の上限値（第１上限値）ＭＵＬ（たとえば、ＭＵＬ＝１４Ｖ）に等しく設定することが好ましい。
【００４３】
メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂは、数ｍ秒程度に設定された比較的短いメインバッテリ制御周期で、メインバッテリ１２ａ，１２ｂの電圧を検出してメインバッテリ１２ａ，１２ｂを充電するかレギュレートするかを決定する。そして、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂは、その決定に対応するレギュレート制御指令をタイミング調整部１９ａ，１９ｂに出力する。レギュレート制御指令は、充電許可信号または充電停止信号を含む。すなわち、比較器２０１ａ，２０１ｂは、メインバッテリ電圧を基準電圧Ｖrefと比較し、メインバッテリ電圧が基準電圧Ｖrefを超えていれば充電停止信号を出力し、メインバッテリ電圧が基準電圧Ｖref以下であれば、充電許可信号を出力する。たとえば、充電停止信号はハイレベル信号であり、充電許可信号はローレベル信号である。
【００４４】
アクセサリバッテリ充電制御部２１ａは、インタフェース２１１ａ，２１２ａと、これらのインタフェース２１１ａ，２１２ａに接続されたマイクロコンピュータ２１３ａとを有している。インタフェース２１１ａは、メインバッテリ１２ａの電圧値（メインバッテリ電圧）をサンプリング周期（たとえば１０ミリ秒）毎に取り込んでマイクロコンピュータ２１３ａに入力する。インタフェース２１２ａは、アクセサリバッテリ１３の電圧値（アクセサリバッテリ電圧）を前記サンプリング周期（たとえば１０ミリ秒）毎に取り込んでマイクロコンピュータ２１３ａに入力する。
【００４５】
同様に、アクセサリバッテリ充電制御部２１ｂは、インタフェース２１１ｂ，２１２ｂと、これらのインタフェース２１１ｂ，２１２ｂに接続されたマイクロコンピュータ２１３ｂとを有している。インタフェース２１１ｂは、メインバッテリ１２ｂの電圧値（メインバッテリ電圧）を所定のサンプリング周期（たとえば１０ミリ秒）毎に取り込んでマイクロコンピュータ２１３ｂに入力する。インタフェース２１２ｂは、アクセサリバッテリ１３の電圧値（アクセサリバッテリ電圧）を前記サンプリング周期（たとえば１０ミリ秒）毎に取り込んでマイクロコンピュータ２１３ｂに入力する。
【００４６】
アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂは、数秒（たとえば、１〜２秒）程度に設定された比較的長いアクセサリバッテリ制御周期で、レギュレート制御指令を出力する。より具体的には、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂは、メインバッテリ１２ａ，１２ｂおよびアクセサリバッテリ１３の電圧に基づいて、アクセサリバッテリ１３を充電するかレギュレートするかを決定する。そして、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂは、その決定に対応するレギュレート制御指令をタイミング調整部１９ａ，１９ｂに出力する。レギュレート制御指令は、充電許可信号または充電停止信号を含む。たとえば、充電停止信号はハイレベル信号であり、充電許可信号はローレベル信号である。
【００４７】
アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂは、平均化処理されたアクセサリバッテリ１３の電圧を用いて充電／レギュレート判断を行う。さらに、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂは、メインバッテリ１２ａ，１２ｂの電圧が前記メインバッテリ許容電圧範囲の下限値ＭＬＬ（＜ＭＵＬ。たとえばＭＬＬ＝１３．５Ｖ）以下になったら、アクセサリバッテリ制御周期を待たずに、強制的にメインバッテリ充電制御に移行する。
【００４８】
ＯＲゲート２２ａの働きにより、タイミング調整部１９ａは、充電制御部２０ａ，２１ａの少なくとも一方から充電停止信号が出力された場合に、サイリスタ群１７ａをオンしてレギュレート制御を行う。同様に、ＯＲゲート２２ｂの働きにより、タイミング調整部１９ｂは、充電制御部２０ｂ，２１ｂの少なくとも一方から充電停止信号が出力された場合に、サイリスタ群１７ｂをオンしてレギュレート制御を行う。
【００４９】
この充電制御装置では、アクセサリバッテリ１３が充電されるときには、その充電電力を供給している充電制御装置１８ａ，１８ｂに対応するメインバッテリ１２ａ，１２ｂも同時に充電される。換言すれば、いずれかのメインバッテリ１２ａ，１２ｂが充電されるとき、アクセサリバッテリ１３も同時に充電される。
タイミング調整部１９ａ，１９ｂおよびメインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂは、既存の充電制御装置（例えばレクチファイアレギュレータ）に内蔵されたＩＣなどのアナログ回路によって形成されてもよい。アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂの機能は、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂ（コンピュータシステムの一例）のプログラムによって実現される。
【００５０】
図４Ａは、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂの働きを表すフローチャートである。メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂはアナログ回路で形成されているので、図４Ａに示す制御がＩＣなどのハードウェアによって実行される。この制御は、前記数ｍ秒程度のメインバッテリ制御周期で繰り返し実行される。
まず、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂは、ステップＳ１で示すように、メインバッテリ電圧（対応するメインバッテリ１２ａ，１２ｂの電圧）を読込む。次いで、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂ（比較器２０１ａ，２０１ｂ）は、ステップＳ２に示すように、メインバッテリ電圧がメインバッテリ許容電圧の範囲内か否かを判定する。より具体的には、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂは、対応するメインバッテリ１２ａ，１２ｂの電圧がメインバッテリ許容電圧の上限値（第１上限値）ＭＵＬ（＝Ｖref。たとえば１４Ｖ）以下であるか否かを判定する。メインバッテリ電圧が上限値ＭＵＬ以下である場合には、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂは、ステップＳ３に示すように、充電許可信号（サイリスタオフ指令）を出力する。一方、メインバッテリ電圧が上限値ＭＵＬを越えている場合には、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂは、ステップＳ４に示すように、充電停止信号（サイリスタオン指令）を出力する。
【００５１】
図４Ｂおよび図４Ｃは、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂで行われる演算処理のプログラムを示すフローチャートである。図４Ｂは充電許可／充電停止のための処理を示し、図４Ｃはアクセサリバッテリ制御周期の計測処理を示す。これらの演算処理は、所定の充電制御周期（たとえば１０ミリ秒）毎に繰り返し実行される。この充電制御周期は、前記サンプリング周期と同程度の長さであってもよい。
【００５２】
マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、まず、メインバッテリ電圧およびアクセサリバッテリ電圧を読み込む（ステップＳ１１）。さらに、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、アクセサリバッテリ１３の電圧の平均値を求める（ステップＳ１２）。この平均値は、充電制御周期毎に読み込まれるアクセサリバッテリ電圧値の移動平均値であってもよいし、所定期間内の平均値であってもよい。また、前記平均値は、アクセサリバッテリ電圧に平均化フィルタ処理（たとえばローパスフィルタ処理）を施して得られる値であってもよい。
【００５３】
次に、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、メインバッテリ電圧がメインバッテリ許容電圧範囲の下限値ＭＬＬ（＜ＭＵＬ）未満かどうかを判断する（ステップＳ１３）。メインバッテリ電圧が下限値ＭＬＬ未満であるときは（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、充電許可信号（サイリスタオフ指令）を出力する（ステップＳ１７）。
【００５４】
メインバッテリ電圧が下限値ＭＵＬ以上であるときは（ステップＳ１３：ＮＯ）、次に、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、アクセサリバッテリ１３の電圧の平均値がアクセサリバッテリ許容電圧範囲内か否かを判断する（ステップＳ１４）。より具体的には、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、アクセサリバッテリ１３の電圧の平均値がアクセサリバッテリ許容電圧範囲の上限値ＡＵＬ（第２上限値。たとえば、ＡＵＬ＝１５Ｖ）以下かどうかを判断する。アクセサリバッテリ１３の電圧の平均値が当該第２上限値ＡＵＬ以下である場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、アクセサリバッテリ制御周期が経過したかどうかを判断する（ステップＳ１５）。アクセサリバッテリ制御周期の経過前であれば（ステップＳ１５：ＮＯ）、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、レギュレート制御指令（充電許可信号または充電停止信号）を従前の状態に維持して（ステップＳ１６）、メインプログラムへと復帰する。前記アクセサリバッテリ制御周期が経過していれば（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、充電許可信号（サイリスタオフ指令）を出力する（ステップＳ１７）。
【００５５】
一方、アクセサリバッテリ電圧が前記第２上限値ＡＵＬを超えていれば（ステップＳ１４：ＮＯ）、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、アクセサリバッテリ制御周期が経過したかどうかを判断する（ステップＳ１８）。アクセサリバッテリ制御周期の経過前であれば（ステップＳ１８：ＮＯ）、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、レギュレート制御指令（充電許可信号または充電停止信号）を従前の状態に維持して（ステップＳ１６）、メインプログラムへと復帰する。前記アクセサリバッテリ制御周期が経過していれば（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、充電停止信号（サイリスタオン指令）を出力する（ステップＳ１９）。
【００５６】
アクセサリバッテリ制御周期は、図４Ｃの処理に従って計測される。マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、充電中かどうか、すなわち、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂ自身が出力しているレギュレート制御指令が充電許可信号かどうかを判断する（ステップＳ２１）。
充電中であるとき（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、アクセサリバッテリ電圧の平均値（図４ＢのステップＳ１２での演算値）が、第２上限値ＡＵＬを超えているかどうかを判断する（ステップＳ２２）。充電中であって、かつ、アクセサリバッテリ電圧の平均値が第２上限値ＡＵＬを超えているときには、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、内部のタイマをリセットし、アクセサリバッテリ制御周期の計時を開始する（ステップＳ２３）。
【００５７】
一方、充電中でないとき、すなわち、レギュレート制御指令が充電停止信号であるときは（ステップＳ２１：ＮＯ）、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、アクセサリバッテリ電圧の平均値（図４ＢのステップＳ１２での演算値）が、第２上限値ＡＵＬ以下かどうかを判断する（ステップＳ２４）。充電停止中であって、かつ、アクセサリバッテリ電圧の平均値が第２上限値ＡＵＬ以下であるときには、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、内部のタイマをリセットし、アクセサリバッテリ制御周期の計時を開始する（ステップＳ２５）。
【００５８】
ステップＳ２３，Ｓ２５で計時されるアクセサリバッテリ制御周期は、等しくてもよいし、一方のアクセサリバッテリ制御周期が他方のアクセサリバッテリ制御周期よりも長くてもよい。いずれの場合も、アクセサリバッテリ制御周期は、メインバッテリ電圧に基づく充電制御周期よりもはるかに長く、たとえば１００倍以上に定められる。
このように、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、メインバッテリ電圧に基づく制御を前記充電制御周期（たとえば、１０ミリ秒）で行う一方で、アクセサリバッテリ電圧に基づく制御をアクセサリバッテリ制御周期（たとえば１〜２秒）で行う。メインバッテリ電圧が下限値ＭＬＬ未満のときは（ステップＳ１３）、アクセサリバッテリ電圧に基づく制御（ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ１９）は、無効化される。すなわち、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂによるステップＳ１３の処理は、無効化ユニットとしての機能に対応している。
【００５９】
なお、アクセサリバッテリ許容電圧範囲の上限値ＡＵＬ（たとえば１５Ｖ）は、前記メインバッテリ許容電圧範囲の上限値ＭＵＬ（たとえば１４Ｖ）よりも高く設定してある。
ステップＳ１７では、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、タイミング制御部１９ａ，１９ｂに対して、充電制御が行われるべく充電許可信号（サイリスタオフ指令）を出力してからメインプログラムに復帰する。
【００６０】
ステップＳ１９では、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂは、タイミング制御部１９ａ，１９ｂに対して、レギュレート制御が行われるべく充電停止信号（サイリスタオン指令）を出力してからメインプログラムに復帰する。
メインバッテリ１２ａ，１２ｂの電力は、船外機１のエンジン２の運転のために用いられる。具体的には、スタータモータ、点火プラグ、燃料噴射装置３６、燃料ポンプ３５、シフトアクチュエータ８２、その他エンジン２の運転のための電装品に対して、メインバッテリ１２ａ，１２ｂからの電力が供給される。したがって、船外機１を運転して船舶を航走させれば、メインバッテリ１２ａ，１２ｂの電力は消費される。メインバッテリ１２ａ，１２ｂの電圧があまり低いと、前記電装品の駆動に支障を来すおそれがあるので、メインバッテリ電圧を許容範囲内に保持することが重要である。とくに、燃料ポンプ３５および燃料噴射装置３６は、適切な電圧（たとえば１４Ｖ）で駆動しなければ、必要な吐出圧を得ることができない。
【００６１】
一方、アクセサリバッテリ１３の電力は、エンジン２の運転以外の用途に用いられる。具体的には、各種計器類、魚群探知機、ＧＰＳ受信器、電気レンジ、電子レンジ、電気冷蔵庫その他の機器に対して、アクセサリバッテリ１３からの電力が供給される。これらの機器は、使用者が任意に使用する機器であり、船舶の航走に必要不可欠な機器ではない。そのため、それらの消費電力は、使用者による機器の使い方に大きく依存する。したがって、アクセサリバッテリ１３の電力がほとんど消費されず、アクセサリバッテリ１３の電圧低下は、専ら自然放電による場合もある。このような場合には、アクセサリバッテリ１３の電圧が比較的高くなるから、充電がレギュレートされる。しかし、メインバッテリ１２ａ，１２ｂの電圧が低いときに充電をレギュレートするのは、適切ではない。
【００６２】
また、図３のようなバッテリ充電制御装置において、通常はメインバッテリ１２ａ，１２ｂやアクセサリバッテリ１３の充電目標電圧が異なることはない。しかしながら、部品の製造公差や使用環境によっては、バッテリ電圧の読込み誤差が発生することがある。たとえば、一方の充電制御装置１８ａが比較的低めにバッテリ電圧を読み込み、他方の充電制御装置１８ｂが適正にバッテリ電圧を読込む場合を想定する。この場合、たとえば、充電制御装置１８ａはメインバッテリ電圧を比較的高く（たとえば１５Ｖ）制御するように動作するのに対して、充電制御装置１８ｂはメインバッテリ電圧を比較的低く（たとえば１４Ｖ）制御するように動作する。この場合に、アクセサリバッテリ制御周期とメインバッテリ制御周期とが同じであると、充電制御装置１８ｂ側のメインバッテリ１２ｂの電圧が低下しすぎるおそれがある。
【００６３】
より具体的に説明すると、適正にバッテリ電圧を読み込む充電制御装置１８ｂは、低めにバッテリ電圧を読み込む充電制御装置１８ａよりも、充電を停止しやすくなる。この場合、主として、低めにバッテリ電圧が読込まれている充電制御装置１８ａによって、アクセサリバッテリ１３が充電されることになる。アクセサリバッテリ１３の充電制御の周期がメインバッテリ１２ａ，１２ｂの充電制御の周期と同じ（たとえば数ミリ秒）であると、アクセサリバッテリ１３の使用状況によっては、その電圧はほとんど低下しなくなる。そのため、バッテリ電圧が適正に読込まれている充電制御装置１８ｂは、充電をレギュレートし続ける。その結果、対応するメインバッテリ１２ｂへの充電がされなくなり、その電圧が低下してしまう。
【００６４】
そこで、この実施形態においては、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂによる充電制御（第１制御）が短い制御周期（数ミリ秒）で行われる一方、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂによる充電制御（第２制御）が長い制御周期（数秒）で行われる。これにより、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂが充電停止信号を出力しても、その後の数秒の間に、アクセサリバッテリ１３の電圧が低下すると、次のアクセサリバッテリ制御周期では、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂは、充電許可信号を出力する。これにより、レギュレートが解除され、メインバッテリ１２ａ，１２ｂおよびアクセサリバッテリ１３の充電が行われる。
【００６５】
また、本実施形態では、アクセサリバッテリ許容電圧範囲の上限値（第２上限値）ＡＵＬをメインバッテリ許容電圧範囲の上限値（第１上限値）ＭＵＬより高く設定してある。これにより、アクセサリバッテリ１３の電圧は、アクセサリバッテリ許容電圧範囲の上限値（第２上限値）ＡＵＬ以下に一層なりやすくなっている。これにより、メインバッテリ１２ａ，１２ｂの充電チャンスを増加でき、メインバッテリ１２ａ，１２ｂの電圧が下がりすぎるのを抑制できる。
【００６６】
さらにまた、この実施形態によれば、アクセサリバッテリ電圧が第２上限値ＡＵＬを超えている場合であっても、メインバッテリ電圧が下限値ＭＬＬ未満のときは、レギュレートが行われない。換言すれば、メインバッテリ電圧が下限値ＭＬＬ未満のときは、アクセサリバッテリ電圧に基づくレギュレート制御が無効化される。そして、アクセサリバッテリ制御周期を待たずに、メインバッテリ１２ａ，１２ｂおよびアクセサリバッテリ１３への充電が行われる（ステップＳ１３，Ｓ１７）。これにより、メインバッテリ１２ａ，１２ｂの電圧が下がりすぎるのを、より確実に防止できる。
【００６７】
なお、アクセサリバッテリ１３の電圧は、多少変動があっても大きな影響はない。これに接続される機器は、厳密に制御された電圧の供給を必要としないからである。また、アクセサリバッテリ１３の電圧変動は、エンジン２の運転に影響しないからである。
図５Ａは、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂによるレギュレート制御を示す図であり、メインバッテリ電圧およびアクセサリバッテリ電圧の時間変化の一例を示す。アクセサリバッテリ１３に接続された機器が十分に電力を消費している状況では、アクセサリバッテリ１３の電圧上昇は抑えられる。この場合、アナログ回路で構成されたメインバッテリ充電制御部１２ａ，１２ｂによる数ミリ秒周期の制御により、メインバッテリ１２ａ，１２ｂおよびアクセサリバッテリ１３への充電が制御される。したがって、充電とそのレギュレートとが短い周期で切り換わり、メインバッテリ１２ａ，１２ｂおよびアクセサリバッテリ１３の電圧は、ほぼ１４Ｖ（第１上限値ＭＵＬ）に維持される。
【００６８】
図５Ｂは、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂによるレギュレート制御を示す図であり、メインバッテリ電圧およびアクセサリバッテリ電圧の時間変化の一例を示す。アクセサリバッテリ１３に接続された機器によって十分な電力が消費されていない状況では、アクセサリバッテリ１３の電圧は、第２上限値ＡＵＬに達する。この場合、マイクロコンピュータ２１３ａ，２１３ｂを含むアクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂによるアクセサリバッテリ制御周期（数秒）での制御により、メインバッテリ１２ａ，１２ｂおよびアクセサリバッテリ１３への充電が制御される。
【００６９】
アクセサリバッテリ制御周期が十分に長いので、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂによるレギュレートが行われると、その間に、アクセサリバッテリ１３の電圧が下がる。そして、アクセサリバッテリ１３の電圧が第２上限値ＡＵＬ未満となると、アクセサリバッテリ制御周期の経過の後に充電が許容されるので、アクセサリバッテリ１３およびメインバッテリ１２ａ，１２ｂの電圧が上昇することになる。メインバッテリ電圧が第１上限値ＭＵＬに達すれば、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂによるレギュレート制御が介入し、数ミリ秒の制御周期で、充電／レギュレートが繰り返されることになる。
【００７０】
アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂが充電許可信号を出力しているときに、アクセサリバッテリ電圧が第２上限値ＡＵＬを上回ると、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂは、アクセサリバッテリ制御周期の経過後に、充電停止信号を出力する。
図５Ｃは、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂによるレギュレート制御を示す図であり、メインバッテリ電圧およびアクセサリバッテリ電圧の時間変化の他の例を示す。アクセサリバッテリ１３は、複数の充電制御装置１８ａ，１８ｂによって充電される。たとえば、一方の充電制御装置１８ａは電圧の読み込みが低めであるのに対して、他方の充電制御装置１８ｂは電圧を適正に読み込む場合を想定する。この場合、前述のとおり、充電制御装置１８ｂは、充電制御装置１８ａよりも充電をレギュレートしやすくなる。その結果、充電制御装置１８ｂに対応したメインバッテリ１２ｂが充電され難くなる。このような状況でも、アクセサリバッテリ制御周期が長いので、メインバッテリ１２ｂの充電機会は或る程度確保されている。しかし、それでもなお、メインバッテリ１２ｂの電圧が徐々に低下し、下限値ＭＬＬを割り込む状況が発生し得る。
【００７１】
この場合には、この実施形態では、アクセサリバッテリ電圧に基づくレギュレート制御が無効となり、アクセサリバッテリ充電制御部２１ｂは、充電許可信号を生成する。これにより、メインバッテリ１２ｂが充電される。この充電によってメインバッテリ電圧が下限値ＭＬＬ以上となると、アクセサリバッテリ電圧が第２上限値ＡＵＬを超えている場合には、アクセサリバッテリ制御周期の経過後に、アクセサリバッテリ充電制御部２１ｂは、充電停止信号を生成することになる。こうして、充電（サイリスタオフ）と、そのレギュレート（サイリスタオン）とが繰り返される。この間、アクセサリバッテリ１３の電圧は、上限値ＡＵＬを超えて上昇するかもしれないけれども、このことは大きな問題とはならない。むしろ、メインバッテリ１２ｂの電圧確保を優先することによって、船外機１を確実に運転することができる。さらに、アクセサリバッテリ１３についても、アクセサリバッテリ制御周期でレギュレート制御を行うことによって、その電圧の上がりすぎを抑制できる。
【００７２】
一方、この実施形態においては、アクセサリバッテリ電圧の平均値を用いてレギュレート制御が行われる。これにより、アクセサリバッテリ電圧の短時間の変動に伴うサイリスタの駆動、即ちレギュレート制御を抑制または防止できる。その結果、メインバッテリの電圧の下がりすぎを防止することができる。
なお、図３に破線で示すように、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂは、通信ライン４０を介して互いにデータ通信を行うことができるようになっていてもよい。これにより、アクセサリバッテリ制御周期を同期させることができる。複数のアクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂのアクセサリバッテリ制御周期が同期していないと、何れかの充電制御装置が充電をレギュレートしていても、他の充電制御装置がアクセサリバッテリ１３への充電を行ってしまう場合が生じうる。これにより、アクセサリバッテリ１３の電圧が上がりすぎてしまう恐れがある。そこで、複数のアクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂにおけるアクセサリバッテリ制御周期を同期させることによって、アクセサリバッテリ電圧の上がりすぎを抑制することができる。
【００７３】
図８は、比較例に係るバッテリ充電制御装置を示す。理解を容易にするために、前記実施形態のバッテリ充電制御装置と同等の構成要件には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。この比較例のバッテリ充電制御装置のバッテリ制御部１０３ａ，１０３ｂは、夫々、整流子１０１ａ，１０１ｂを介してメインバッテリ１２ａ，１２ｂの電圧を検出し、整流子１０２ａ，１０２ｂを介してアクセサリバッテリ１３の電圧を検出する。バッテリ制御部１０３ａ，１０３ｂは、その検出された双方の電圧が許容電圧範囲内に納まるように、数ｍ秒程度の短い制御周期で充電・レギュレート制御を行う。
【００７４】
たとえば、一方のバッテリ制御部１０３ａは電圧の読み込みが低めであるのに対して、他方のバッテリ制御部１０３ｂは電圧を適正に読み込む場合を想定する。この場合、メインバッテリ電圧が低めに読み込まれているバッテリ充電制御装置１０３ａは、他方のバッテリ充電制御装置１０３ｂよりもアクセサリバッテリ１３を充電しやすくなる。しかも、バッテリ充電制御装置１０３ａは、バッテリ電圧を低めに読み込むため、アクセサリバッテリ１３の電圧は高めに制御されることになる。その結果、バッテリ電圧が適正に読込まれている側のバッテリ充電制御装置１０３ｂは、高めに制御されているアクセサリバッテリ電圧を読込んで、充電をレギュレートし続ける。これにより、図９に示すように、対応するメインバッテリ１２ｂの電圧が低下してしまう。
【００７５】
本実施形態により、このような問題を克服することができることは、前述のとおりである。
図６は、この発明の第２の実施形態に係る船舶の充電制御装置の構成を示すブロック図である。図６において、前述の図３の各部の対応部分には同一参照符号を付す。
船舶の構成は、図１に示す構成と同等である。ただし、この実施形態では、図２に示す構成の船外機１が１基だけ設けられている。それに応じて、発電機１１ａも１基、メインバッテリ１２ａも１つだけであり、充電制御装置１８ａも１つしか設けられていない。この構成においても、前記図４Ａの内容の制御をメインバッテリ制御部２０ａにおいて行い、前記図４Ｂおよび図４Ｃの内容の制御をアクセサリバッテリ制御部２１ａで行えばよい。これにより、メインバッテリ１２ａ及びアクセサリバッテリ１３の電圧を適正に制御することが可能となる。
【００７６】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る船舶のバッテリ充電制御装置の構成を示すブロック図である。船舶の構成は、前記図１に示す構成と同等である。当該船舶に搭載される２基の船外機１も、前記図２に示す構成と同等である。
本実施形態では、船体に搭載されているメインバッテリ１２ａ，１２ｂ及びアクセサリバッテリ１３の充電制御装置が、前記第１実施形態の図３のものから図７のものに変更されている。なお、この充電制御装置には、図３の充電制御装置と同等の構成部分も含まれている。そこで、同等の構成部分には同じ符号を付す。
【００７７】
本実施形態でも、発電機１１ａ，１１ｂとメインバッテリ１２ａ，１２ｂの負極側およびアクセサリバッテリ１３の負極側との間には共通の整流子１５ａ，１５ｂが介装されている。一方、発電機１１ａ，１１ｂとメインバッテリ１２ａ，１２ｂの正極側との間には、メインバッテリ用サイリスタ群２２ａ，２２ｂが介装されている。メインバッテリ用サイリスタ群２２ａ，２２ｂは、発電機１１ａ，１１ｂをメインバッテリ１２ａ，１２ｂに断続するための第１スイッチング素子である。また、発電機１１ａ，１１ｂとアクセサリバッテリ１３の正極側の間には、アクセサリバッテリ用サイリスタ群２３ａ，２３ｂが介装されている。アクセサリバッテリ用サイリスタ群２３ａ，２３ｂは、発電機１１ａ，１１ｂの発電電力をアクセサリバッテリ１３に断続するための第２スイッチング素子である。これら第１および第２スイッチング素子には、サイリスタに限らず、所謂オン／オフ制御できる他のパワースイッチングデバイス（例えばＩＧＢＴなど）を適用してもよい。
【００７８】
発電機１１ａに対応して設けられた充電制御装置１８ａのタイミング調整部１９ａは、メインバッテリ用サイリスタ群２２ａに対応した第１タイミング調整回路１９１ａと、アクセサリバッテリ用サイリスタ群２３ａに対応した第２タイミング調整回路１９２ａとを有している。同様に、発電機１１ｂに対応して設けられた充電制御装置１８ｂのタイミング調整部１９ｂは、メインバッテリ用サイリスタ群２２ｂに対応した第１タイミング調整回路１９１ｂと、アクセサリバッテリ用サイリスタ群２３ｂに対応した第２タイミング調整回路１９２ｂとを有している。第１タイミング調整回路１９１ａ，１９１ｂは、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂから充電許可信号が出力されたときに、メインバッテリ用サイリスタ群２２ａ，２２ｂをオンしてメインバッテリ１２ａ，１２ｂを充電する。また、第１タイミング調整回路１９１ａ，１９１ｂは、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂから充電停止信号が出力されたときに、メインバッテリ用サイリスタ群２２ａ，２２ｂをオフしてメインバッテリ１２ａ，１２ｂへの充電をレギュレートする。同様に、第２タイミング調整回路１９２ａ，１９２ｂは、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂから充電許可信号が出力されたときに、アクセサリバッテリ用サイリスタ群２３ａ，２３ｂをオンしてアクセサリバッテリ１３を充電する。また、第２タイミング調整回路１９２ａ，１９２ｂは、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂから充電停止信号が出力されたときに、アクセサリバッテリ用サイリスタ群２３ａ，２３ｂをオフしてアクセサリバッテリ１３への充電をレギュレートする。
【００７９】
メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂの構成は、前述の第１の実施形態の場合と同様である。すなわち、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂは、例えば数ｍ秒程度に設定されたメインバッテリ制御周期でメインバッテリ１２ａ，１２ｂの電圧を検出する。そして、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂは、メインバッテリ電圧がメインバッテリ許容電圧範囲の上限値ＭＵＬ以下であるときには、充電許可信号を出力し、さもなければ充電停止信号を出力する。これらの信号が、充電制御指令として、第１タイミング調整回路１９１ａ，１９１ｂに入力される。
【００８０】
一方、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂは、メインバッテリ電圧を監視していない点が、前述の第１の実施形態の場合と異なる。アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂは、例えば数ｍ秒程度に設定されたアクセサリバッテリ制御周期でアクセサリバッテリ１３の電圧を検出する。そして、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂは、アクセサリバッテリ電圧がアクセサリバッテリ許容電圧範囲の上限値ＡＵＬ以下であるときには、充電許可信号を出力し、さもなければ充電停止信号を出力する。これらの信号が、充電制御指令として、第２タイミング調整回路１９２ａ，１９２ｂに入力される。
【００８１】
この実施形態では、アクセサリバッテリ電圧の上限値ＡＵＬとメインバッテリ電圧の上限値ＭＵＬとは等しくてもよい。また、メインバッテリ制御周期とアクセサリバッテリ制御周期とは同程度であってもよい。したがって、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂは、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂと同様なアナログ回路で構成することもできる。ただし、アクセサリバッテリ１３の電圧は、燃料噴射等に係わるメインバッテリ１２ａ，１２ｂの電圧に比較すると、さほど厳密に制御する必要がない。したがって、アクセサリバッテリ制御周期は、前述の第１の実施形態の場合と同様に、メインバッテリ制御周期よりも長く設定してもよい。
【００８２】
このように本実施形態の船舶のバッテリ充電制御装置によれば、船外機１のエンジン２に取付けられた発電機１１ａ，１１ｂで、当該発電機１１ａ，１１ｂに並列に接続されているメインバッテリ（１２ａまたは１２ｂ）及びアクセサリバッテリ１３が充電される。メインバッテリ１２ａ，１２ｂの充電状態は、メインバッテリ充電制御部２０ａ，２０ｂによりメインバッテリ用サイリスタ群（第１スイッチング素子）２２ａ，２２ｂを駆動することによって制御される。一方、アクセサリバッテリ１３の充電状態は、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂによりアクセサリバッテリ用サイリスタ群（第２スイッチング素子）２３ａ，２３ｂを駆動することによって制御される。これにより、メインバッテリ１２ａ，１２ｂおよびアクセサリバッテリ１３の充電制御をそれぞれ適切に行うことができる。むろん、メインバッテリ１２ａ，１２ｂの電圧を適正範囲に制御することができる。また、メインバッテリ１２ａ，１２ｂとアクセサリバッテリ１３とでスイッチング素子を分けているので、大型のスイッチを用いることなく、限りある発電電力を、状況に応じて、必要な側に必要なだけ分配することが可能となる。
【００８３】
なお、図７に破線で示すように、第１実施形態の場合と同様に、アクセサリバッテリ充電制御部２１ａ，２１ｂは、通信ライン４０を介して互いにデータ通信を行うことができるようになっていてもよい。これにより、アクセサリバッテリ制御周期を同期させることができるから、アクセサリバッテリ電圧が高くなりすぎることを抑制できる。
なお、本発明の船舶のバッテリ充電制御装置が適用される船外機は、前記実施形態に記載されるものに限定されない。船外機の数も１基または２基である必要はなく、３基以上の船外機を備えた船舶にもこの発明を適用できる。また、船外機に限らず、他の形態の推進機が用いられる場合にも、この発明を同様に適用することができる。さらに、本発明の船舶のバッテリ充電制御装置が適用される船舶は、前記実施形態に記載されるものに限定されない。
【００８４】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１      船外機
２      エンジン
６      プロペラ
１１ａ，１１ｂ    発電機
１２ａ，１２ｂ    メインバッテリ
１３    アクセサリバッテリ
１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ    整流子群
１７ａ，１７ｂ    サイリスタ群
１８ａ，１８ｂ    充電制御装置
１９ａ，１９ｂ    タイミング調整部
２０ａ，２０ｂ    メインバッテリ充電制御部
２０１ａ，２０１ｂ  比較器
２１ａ，２１ｂ    アクセサリバッテリ充電制御部
２１３ａ，２１３ｂ    マイクロコンピュータ
２２ａ，２２ｂ    ＯＲゲート
３０    燃料タンク
３１    配管
３５    燃料ポンプ
３６    燃料噴射装置
３８    バッテリケーブル
４０    通信ライン
５２    船体
【図１】
2010063350.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
2010063350.tif 000006
【図４Ｂ】
2010063350.tif 000007
【図４Ｃ】
2010063350.tif 000008
【図５Ａ】
2010063350.tif 000009
【図５Ｂ】
2010063350.tif 000010
【図５Ｃ】
2010063350.tif 000011
【図６】
2010063350.tif 000012
【図７】
2010063350.tif 000013
【図８】
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【図９】
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