(57)【要約】【課題】ニュートラルからのシフト操作時におけるエンジンストール対策において対応遅れが生じないようにする。【解決手段】制御装置１００の制御部１０２は、ニュートラルスイッチ４のＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて、ニュートラルからのシフト操作が検出されたとき、モータジェネレータ２に駆動信号を出力する。これにより、モータジェネレータ２が駆動して、エンジン１のクランクシャフト１ａにアシスト力を付与して、エンジン回転数が低下するのを防ぐことができる。制御部１０２は、回転数センサ５で検出されるエンジン回転数に基づいて、エンジン回転数を所定の回転数に維持するようにモータジェネレータ２によるアシストを制御する。また、制御部１０２は、モータジェネレータ２によるアシストを開始した後、一定時間だけアシストを継続する。【選択図】図１
2018090055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンが搭載された船外機を制御する船外機の制御装置であって、
ニュートラルからのシフト操作が検出されたとき、前記エンジンに設けられた回転電機によるアシストを開始する制御手段を備えたことを特徴とする船外機の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、エンジン回転数を所定の回転数に維持するように前記回転電機によるアシストを制御することを特徴とする請求項１に記載の船外機の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記回転電機によるアシストを開始した後、一定時間だけ前記回転電機によるアシストを継続することを特徴とする請求項１又は２に記載の船外機の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記回転電機によるアシストを開始した後、エンジン回転数が所定の上昇状態となった場合、前記回転電機によるアシストを停止することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の船外機の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、船速が所定の速度以上のときに、前記回転電機によるアシストを行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の船外機の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、ニュートラルから後進へのシフト操作が検出されたとき、前記回転電機によるアシストを開始することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の船外機の制御装置。
【請求項７】
ニュートラルであるか否かを検出するニュートラルスイッチにより、ニュートラルからのシフト操作を検出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の船外機の制御装置。
【請求項８】
ニュートラルでインターロックを掛ける構造とし、当該インターロックの解除操作を検出することにより、ニュートラルからのシフト操作を検出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の船外機の制御装置。
【請求項９】
ニュートラル、前進、後進のいずれであるかを検出するシフトポジションセンサにより、ニュートラルからのシフト操作を検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の船外機の制御装置。
【請求項１０】
前記回転電機は、前記エンジンのクランクシャフトに連結するモータジェネレータであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の船外機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンが搭載された船外機を制御する船外機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船外機を搭載した船舶において、例えば前進している状態からの着岸時にブレーキをかけるために、操作レバーを前進（フォワード）から中立（ニュートラル）を経て後進（リバース）に切り替えることにより、進行方向と逆の方向の推力を発生させることがある。この場合に、船舶が惰性で前進を続けている状態で、フォワードからニュートラルを経てリバースに切り替えてプロペラを逆転させようとすると、エンジンに負荷がかかり、エンジンの低回転時の出力トルクが小さいときには、エンジンストールが発生するおそれがある（図７を参照）。
従来、例えばトローリング時のエンジン回転数を高く設定したり、フライホイールの慣性モーメントを増やしたりする対策が採られている。しかしながら、着岸時等はできるだけ低速とすることが求められるので、トローリング時のエンジン回転数は低い方が望ましい。また、船外機重量はできるだけ軽くすることが求まれるので、フライホイールの慣性モーメントも小さい方が望ましい。
【０００３】
ニュートラルからのシフト操作時におけるエンジンストール対策として、例えば特許文献１には、エンジンの瞬時回転速度の低下からエンジンをアシストする必要があるか否かを判定し、エンジンをアシストする必要があると判定されたときにモータジェネレータからエンジンに駆動力を与えるようにモータジェネレータを駆動する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−４４７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１にあるように、エンジン回転数が所定の回転数よりも低下することを検出してからモータジェネレータによるアシストを開始する場合、対応が遅れ、過度なエンジン回転数の低下を起こして瞬間的なエンジンストールを招くおそれがある。また、エンジン回転数が所定の回転数よりも低下した状態からエンジン回転数を上げることになるために、モータジェネレータに大電力が必要となり、これを確保するために例えばバッテリの大型化が必要となる。
【０００６】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、ニュートラルからのシフト操作時におけるエンジンストール対策において対応遅れが生じないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の船外機の制御装置は、エンジンが搭載された船外機を制御する船外機の制御装置であって、ニュートラルからのシフト操作が検出されたとき、前記エンジンに設けられた回転電機によるアシストを開始する制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ニュートラルからのシフト操作時におけるエンジンストール対策において対応遅れが生じないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施例に係る船外機の制御装置及びその周辺の構成を示す図である。
【図２】第１の実施例に係る制御装置によるアシスト制御の例を示すタイムチャートである。
【図３】第１の実施例に係る制御装置によるアシスト制御の例を示すタイムチャートである。
【図４】第１の実施例に係る制御装置によるアシスト制御の処理例を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施例に係る船外機の制御装置及びその周辺の構成を示す図である。
【図６】第２の実施例に係る制御装置によるアシスト制御の例を示すタイムチャートである。
【図７】ニュートラルからのシフト操作時に発生するエンジンストールを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る船外機の制御装置は、エンジンが搭載された船外機を制御する船外機の制御装置であって、ニュートラルからのシフト操作が検出されたとき、前記エンジンに設けられた回転電機によるアシストを開始する制御手段を備える。このようにした船外機の制御装置では、操船者のシフト操作の意図を逸早く検知して、回転電機によるアシストを開始することができるので、エンジン回転数が所定の回転数よりも低下することを検出してからアシストを開始するのに比べて、ニュートラルからのシフト操作時におけるエンジンストール対策において対応遅れが生じることがない。
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例について説明する。
［第１の実施例］
図１に、第１の実施例に係る船外機の制御装置１００及びその周辺の構成を示す。
内燃機関であるエンジン１は、船外機のエンジンホルダに搭載され、クランクシャフト１ａが鉛直方向に向くように縦置きに設置される。クランクシャフト１ａの回転力は、鉛直方向に延在するドライブシャフト８から前後方向に延在するプロペラシャフト９に伝達され、プロペラ１０が回転する。ドライブシャフト８とプロペラシャフト９との間には、シフト機構１１が配設される。シフト機構１１は、ここでは具体的な図示は省略するが、ドッグクラッチが前進ギア又は後進ギアに噛み合うことで、プロペラ１０が正転又は逆転し、船体は前進（フォワード）又は後進（リバース）の推進力を得る。
【００１２】
モータジェネレータ２は、電動機及び発電機として動作可能な回転電機であり、エンジン１のクランクシャフト１ａに直結する。モータジェネレータ２をスタータモータとして動作させることによりエンジン１を始動させることができる。
【００１３】
リモコンボックス３は、船体の操縦席付近に設置され、シフトポジションを切り替えるシフト操作用、及びエンジン１におけるスロットルバルブの開度を調整するスロットル操作用の操作レバー３１を備える。この操作レバー３１の操作範囲は、ニュートラル（Ｎ）位置を中心にフォワード（Ｆ）位置からリバース（Ｒ）位置までのシフト範囲ａと、このシフト範囲ａの外側のスロットル範囲ｂとに区分される。
【００１４】
ニュートラルスイッチ４は、例えば船外機の適所に設置され、シフトポジションがニュートラルであるか否かを検出する。ニュートラルスイッチ４は、シフトポジションがニュートラルであるときにＯＮ信号を出力する。
【００１５】
回転数センサ５は、エンジン回転数を検出する。また、船速センサ６は、船速を検出する。なお、船速センサ６を設けるとしたが、例えば回転数センサ５を用いて、エンジン回転数をなますことで船速を推測する形態としてもよい。なまし方としては、「前回までのなまし回転数×定数Ａ＋今回検出したエンジン回転数×（１−定数Ａ）」といった式を適用する等がある。
【００１６】
制御装置１００は、各部からの信号を入力する入力部１０１と、制御部１０２と、モータジェネレータ２の駆動信号等を出力する出力部１０３とを備える。制御部１０２は、ニュートラルからのシフト操作が検出されたとき、本実施例ではニュートラルスイッチ４がＯＮからＯＦＦになったとき、出力部１０３からモータジェネレータ２に駆動信号を出力して、モータジェネレータ２によるアシストを開始する。
このようにした制御装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータ装置により構成される。なお、制御装置１００の機能は、１台のコンピュータ装置により実現されてもよいし、複数台のコンピュータ装置が協働して実現されるようにしてもよい。
【００１７】
図２に、制御装置１００によるアシスト制御の例のタイムチャートを示す。図２は、シフトポジションの状態、ニュートラルスイッチ４の出力、モータジェネレータ２の駆動状態、及びエンジン回転数の経時変化の例を示す。
図２に示すように、シフトポジションをフォワードからニュートラルを経てリバースに切り替えるとき、ニュートラルスイッチ４がＯＦＦからＯＮに変化し、その後ＯＮからＯＦＦに変化する。
ここで、ニュートラルスイッチ４でＯＮ／ＯＦＦが検出されるタイミングと、シフトポジションが実際にフォワード／ニュートラル／リバースに切り替わるタイミングとには差が生じる。すなわち、ニュートラルスイッチ４はニュートラルであるか否かを検出するのに対して、シフト機構１１においてフォワード或いはリバースに完全に切り替わるのは、ドッグクラッチが前進ギア又は後進ギアに完全に噛み合ったときとなる。そのため、例えばニュートラルスイッチ４がＯＮからＯＦＦに変化してから（タイミングｔ1）、ドッグクラッチが前進ギア又は後進ギアに完全に噛み合ってリバース或いはフォワードに完全に切り替わるまで（タイミングｔ2）にタイミング差が生じる。
【００１８】
制御装置１００の制御部１０２は、ニュートラルからのシフト操作が検出されたとき、本実施例ではニュートラルスイッチ４がＯＮからＯＦＦになったとき（タイミングｔ1）、モータジェネレータ２に駆動信号を出力する。これにより、モータジェネレータ２が電動機として駆動して、エンジン１のクランクシャフト１ａにアシスト力を付与して、エンジン回転数が低下するのを防ぐことができる。
この場合に、制御部１０２は、回転数センサ５で検出されるエンジン回転数に基づいて、エンジン回転数を所定の回転数に維持するようにモータジェネレータ２によるアシストを制御する。
また、制御部１０２は、モータジェネレータ２によるアシストを開始した後、一定時間だけアシストを継続する（タイミングｔ3）。
【００１９】
なお、ニュートラルスイッチ４は、ニュートラルであるか否かを検出するだけであり、ニュートラルからフォワードに切り替わるのか、リバースに切り替わるのかまでは検出できない。図２では、ニュートラルからリバースに切り替えるときを示すが、ニュートラルからフォワードに切り替えるときにも、モータジェネレータ２によるアシストが開始される。
【００２０】
ここで、制御部１０２は、モータジェネレータ２によるアシストを開始した後、エンジン回転数が所定の上昇状態となった場合、一定時間経過する前であっても、モータジェネレータ２によるアシストを停止する。
図２では、フォワードからニュートラルを経てリバースに切り替える状況を示したが、例えば図３に示すように、フォワードからニュートラルを経て再度フォワードに戻すような状況もありうる。この場合も、制御装置１００の制御部１０２は、ニュートラルスイッチ４がＯＮからＯＦＦになったとき（タイミングｔ1）、モータジェネレータ２によるアシストを開始する。一方で、エンジン回転数の低下は、ニュートラルを挟んで異なるシフトポジションに切り替える（例えばフォワードからニュートラルを経てリバースに切り替える）ときに比較的大きくなるが、ニュートラルを挟んで同じシフトポジションに戻す（例えばフォワードからニュートラルを経て再度フォワードに戻す）ときにはほとんど発生しない。そのため、フォワードからニュートラルを経て再度フォワードに戻すような状況では、モータジェネレータ２によるアシストを行うと、逆にエンジン回転数が急上昇する可能性がある。
そこで、制御部１０２は、モータジェネレータ２によるアシストを開始した後、エンジン回転数が所定の上昇状態となった場合、アシストは不要であるとして、モータジェネレータ２によるアシストを停止する（タイミングｔ4）。所定の上昇状態としては、例えばエンジン回転数の上昇変化率が所定の閾値を超える状態等、予め定めておけばよい。
【００２１】
また、ニュートラルスイッチ４がＯＮからＯＦＦになったとき（タイミングｔ1）、そのときの船速が所定の速度以上であることを条件として、モータジェネレータ２によるアシストを開始するようにしてもよい。ニュートラルからのシフト操作時におけるエンジン回転数の低下は、そのときの船速が高速であるほど大きくなることから、船速が所定の速度以上であることを条件とするものである。
【００２２】
以下では、図４を参照して、制御装置１００によるアシスト制御の処理例を説明する。
ステップＳ４０１で、制御部１０２は、入力部１０１で入力するニュートラルスイッチ４のＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて、ニュートラルからのシフト操作が検出されたか、すなわちニュートラルスイッチ４がＯＮからＯＦＦになったか否かを判定する。ニュートラルからのシフト操作が検出された場合、ステップＳ４０２に処理を進め、ニュートラルからのシフト操作が検出されなかった場合、本処理を抜ける。
【００２３】
ステップＳ４０２で、制御部１０２は、入力部１０１で入力する船速或いはエンジン回転数の信号に基づいて、船速が所定の速度以上であるか否かを判定する。船速が所定の速度以上である場合、ステップＳ４０３に処理を進め、船速が所定の速度以上でない場合、本処理を抜ける。
【００２４】
ステップＳ４０３で、制御部１０２は、モータジェネレータ２に駆動信号を出力して、モータジェネレータ２によるアシストを開始する。
【００２５】
ステップＳ４０４で、制御部１０２は、入力部１０１で入力するエンジン回転数の信号に基づいて、エンジン回転数の上昇変化率が所定の閾値以下であるか否かを判定する。エンジン回転数の上昇変化率が所定の閾値以下である場合、ステップＳ４０５に処理を進め、エンジン回転数の上昇変化率が所定の閾値を超えた場合、ステップＳ４０６に処理を進める。
【００２６】
ステップＳ４０５で、制御部１０２は、モータジェネレータ２によるアシストを開始してから一定時間経過するまでアシストを継続し、一定時間経過後、ステップＳ４０６に処理を進める。
【００２７】
ステップＳ４０６で、制御部１０２は、モータジェネレータ２によるアシストを停止する。
【００２８】
以上のように、ニュートラルからのシフト操作が検出されたと操船者のシフト操作の意図を逸早く検知して、モータジェネレータ２によるアシストを開始することができるので、エンジン回転数が所定の回転数よりも低下することを検出してからアシストを開始するのに比べて、ニュートラルからのシフト操作時におけるエンジンストール対策において対応遅れが生じることがない。
また、ドッグクラッチが前進ギア又は後進ギアに噛み合うタイミングｔ2よりも前にアシストを開始することにより、エンジン回転数がほぼ低下することのない状態でアシストを開始することができる。したがって、エンジンストールを確実に防ぐとともに、モータジェネレータ２で消費する電力を抑えることができる。
【００２９】
［第２の実施例］
図５に、第２の実施例に係る船外機の制御装置１００及びその周辺の構成を示す。以下では、第１の実施例との相違点を中心に説明し、第１の実施例との共通点の説明は省略する。
第１の実施例では、ニュートラルスイッチ４により、ニュートラルからのシフト操作を検出する例を説明したが、シフトポジションセンサ７を用いてもよい。シフトポジションセンサ７は、船外機の適所に設置され、例えばシフト機構１１のドッグクラッチの位置を検出することにより、シフトポジションがニュートラルであるか、フォワードであるか、リバースであるかを検出する。シフトポジションセンサ７は、ドッグクラッチの位置に応じたリニアに変化する信号を出力する。
【００３０】
図６に、制御装置１００による制御のタイムチャートの例を示す。図６は、シフトポジションの状態、シフトポジションセンサ７の出力、モータジェネレータ２の駆動状態、及びエンジン回転数の経時変化の例を示す。
図６では、図２と同様、フォワードからニュートラルを経てリバースに切り替える状況を示す。
制御装置１００の制御部１０２は、ニュートラルからのシフト操作が検出されたとき、本実施形態ではシフトポジションセンサ７がニュートラルからリバースに切り替わる信号を出力したとき（タイミングｔ1）、モータジェネレータ２に駆動信号を出力する。これにより、モータジェネレータ２が駆動して、エンジン１のクランクシャフト１ａにアシスト力を付与して、エンジン回転数が低下するのを防ぐことができる。シフトポジションセンサ７では、ドッグクラッチの位置に応じたリニアに変化する信号が出力されるので、どのタイミングでアシストを開始するか適宜な閾値を予め設定しておけばよい。
【００３１】
シフトポジションセンサ７では、ニュートラルスイッチ４のようにシフトポジションがニュートラルであるか否かだけでなく、ニュートラルからフォワードに切り替わるのか、リバースに切り替わるのかまで検出することができる。エンジン回転数の低下は、ニュートラルからリバースへの切り替え時の方が発生しやすいので、例えばニュートラルからリバースへのシフト操作が検出されたときだけ、モータジェネレータ２によるアシストを開始するようにしてもよい。
【００３２】
また、既述したように、エンジン回転数の低下は、ニュートラルを挟んで異なるシフトポジションに切り替えるときに比較的大きくなるが、ニュートラルを挟んで同じシフトポジションに戻すときにはほとんど発生しない。そこで、ニュートラルになる前のシフトポジションを記憶するようにしておき、ニュートラルからのシフト操作が、記憶したシフトポジションと異なる位置への操作であればアシストを実行し、同じ位置への操作であればアシストを実行しないようにしてもよい。
【００３３】
以上、本発明を種々の実施例と共に説明したが、これらの実施例にのみ限定されるものではなく、発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば実施例では、ニュートラルスイッチ４やシフトポジションセンサ７が船外機に設置されると説明したが、例えばリモコンボックス３において操作レバー３１がニュートラル位置にあるか否かを検出したり、操作レバー３１の操作方向を検出したりするような形態としてもよい。
【００３４】
また、実施例では、ニュートラルからのシフト操作をニュートラルスイッチ４やシフトポジションセンサ７で検出するようにしたが、これに限定されるものではない。例えばニュートラル位置で操作レバー３１にインターロックを掛ける構造とすることがある。この場合、インターロックの解除操作（例えば操作レバー３１に設けられたインターロックの解除ボタンの押下）を行うことで、操作レバー３１をフォワード位置又はリバース位置に動かすことが可能になる。そこで、インターロックの解除操作が検出されたとき、ニュートラルからのシフト操作が検出されたとして、モータジェネレータ２によるアシストを開始するようにしてもよい。
【００３５】
なお、制御装置１００は、エンジン１を制御するＥＣＵ（Engine Control Unit）に組み込まれるかたちで構成されてもよいし、その一部又は全てがＥＣＵとは別に構成されてもよい。
また、本発明は、本発明の船外機の制御機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１：エンジン
２：モータジェネレータ
３：リモコンボックス
４：ニュートラルスイッチ
５：回転数センサ
６：船速センサ
７：シフトポジションセンサ
１００：制御装置
１０１：入力部
１０２：制御部
１０３：出力部
【図１】
2018090055.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018090055.tif 000008
【図７】
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