(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転力を発生させる動力源と、
前記動力源の回転力により駆動されるプロペラを有し、推進力を発生させる船舶用の推進部と、
前記動力源と前記推進部との間に配置され、第１のシフトポジションと、前記動力源の回転力を前記第１のシフトポジションとは逆の回転方向の回転力として前記推進部に伝達する第２のシフトポジションと、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と、
前記シフトポジション切り替え機構を駆動するシフトポジション切り替え機構用アクチュエータと、
前記シフトポジション切り替え機構用アクチュエータを制御する制御部と、
シフトポジション切り替え用のコントロールレバーと、
前記コントロールレバーの位置を検出するシフトポジション検出部と、
を備え、
前記制御部は、ニュートラルから前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記コントロールレバーの位置が前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの他方に応じた位置となったことが検出されても、所定の期間が経過するまで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前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの他方となるように前記シフトポジション切換機構用アクチュエータを駆動させず、前記所定の期間が経過した後に、前記所定の期間が経過したときのコントロールレバーの位置に応じたシフトポジションとなるように前記シフトポジション切換機構用アクチュエータを駆動させる船舶用推進システム。
【請求項２】
請求項１に記載された船舶用推進システムにおいて、
前記制御部は、前記第１のシフトポジションからニュートラルを経由して前記第２のシフトポジションへのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでは、前記第１のシフトポジションへのシフトチェンジを禁止する船舶用推進システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載された船舶用推進システムにおいて、
前記シフトポジション切り替え機構は、前記第１のシフトポジションと前記第２のシフトポジションと、前記動力源の回転力を前記推進部に伝達させないニュートラルとを切り替え、
前記制御部は、ニュートラルから前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記コントロールレバーの位置が前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの他方に応じた位置となったことを前記シフトポジション検出部が検出した際に、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ニュートラルとなるように前記シフトポジション切換機構用アクチュエータを駆動させ、前記所定の期間が経過するまでの間、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をニュートラルに保持させる船舶用推進システム。
【請求項４】
請求項３に記載された船舶用推進システムにおいて、
前記制御部は、ニュートラルから前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでの間において、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ニュートラルであるときは、前記動力源の出力を増大させない船舶用推進システム。
【請求項５】
請求項４に記載された船舶用推進システムにおいて、
前記制御部は、前記所定の期間が経過した後に、前記動力源の回転速度を高くする際に、前記動力源の回転速度を漸増させる船舶用推進システム。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一項に記載された船舶用推進システムにおいて、
前記シフトポジション切り替え機構は、前記動力源と前記推進部との間の接続状態を変化させ、切断されることによってシフトポジションをニュートラルにするクラッチを有し、
前記制御部は、ニュートラルから前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記コントロールレバーの位置が前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの他方に応じた位置となったことを前記シフトポジション検出部が検出した場合において、前記所定の期間経過後に前記クラッチを接続させる際に、前記クラッチが接続されるまで前記クラッチの接続力を漸増させる船舶用推進システム。
【請求項７】
回転力を発生させる動力源と、
前記動力源の回転力により駆動されるプロペラを有し、推進力を発生させる船舶用の推進部と、
前記動力源と前記推進部との間に配置され、第１のシフトポジションと、前記動力源の回転力を前記第１のシフトポジションとは逆の回転方向の回転力として前記推進部に伝達する第２のシフトポジションと、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と、
前記シフトポジション切り替え機構を駆動するシフトポジション切り替え機構用アクチュエータと、
前記シフトポジション切り替え機構用アクチュエータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、ニュートラルから前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでは、前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの他方へのシフトチェンジを禁止し、
シフトポジション切り替え用のコントロールレバーと、
前記コントロールレバーの位置を検出し、前記コントロールレバーの位置に応じたシフトポジションを前記シフトポジション切り替え機構に選択させる信号を前記制御部に対して出力し、前記制御部に、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前記コントロールレバーの位置に応じたシフトポジションとなるように前記シフトポジション切り替え機構用アクチュエータを駆動させるシフトポジション検出部と、
をさらに備え、
前記制御部は、ニュートラルから前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記シフトポジション検出部から前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの他方を選択させる信号が出力されても、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を前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの他方にさせず、
前記シフトポジション切り替え機構は、前記第１のシフトポジションと前記第２のシフトポジションと、前記動力源の回転力を前記推進部に伝達させないニュートラルとを切り替え、
前記制御部は、ニュートラルから前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記シフトポジション検出部から前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの他方を選択させる信号が出力された際に、前記シフトポジション切り替え機構用アクチュエータに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をニュートラルにさせると共に、前記所定の期間が経過するまでの間、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をニュートラルに保持させ、
前記制御部は、ニュートラルから前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記シフトポジション検出部から前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの他方を選択させる信号が出力された場合、前記所定の期間経過後において、前記所定の期間経過後に前記シフトポジション検出部から出力された信号に応じたシフトポジションを前記シフトポジション切り替え機構に選択させ、
前記動力源と前記推進部との間に配置され、前記動力源と前記推進部との間の変速比を低速変速比と高速変速比との間で切り替える変速比切り替え機構と、
前記変速比切り替え機構を駆動する変速比切り替え機構用アクチュエータと、
を備え、
前記制御部は、ニュートラルから前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記シフトポジション検出部から前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの他方を選択させる信号が出力された場合、前記所定期間の経過後に、前記変速比切り替え機構用アクチュエータに前記変速比切り替え機構の変速比を低速変速比にさせる船舶用推進システム。
【請求項８】
請求項７に記載された船舶用推進システムにおいて、
前記制御部は、ニュートラルから前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記シフトポジション検出部から前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの他方を選択させる信号が出力された場合、前記所定の期間経過後のシフトポジションの切り替えが完了するまでの期間にわたって、前記変速比切り替え機構用アクチュエータに前記変速比切り替え機構の変速比を低速変速比に保持させる船舶用推進システム。
【請求項９】
回転力を発生させる動力源と、
前記動力源の回転力により駆動されるプロペラを有し、推進力を発生させる船舶用の推進部と、
前記動力源と前記推進部との間に配置され、第１のシフトポジションと、前記動力源の回転力を前記第１のシフトポジションとは逆の回転方向の回転力として前記推進部に伝達する第２のシフトポジションと、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と、
前記シフトポジション切り替え機構を駆動するシフトポジション切り替え機構用アクチュエータと、
シフトポジション切り替え用のコントロールレバーと、
前記コントロールレバーの位置を検出するシフトポジション検出部と、
を備えた船舶用推進システムの制御装置であって、
ニュートラルから前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記コントロールレバーの位置が前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの他方に応じた位置となったことが検出されても、所定の期間が経過するまで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前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの他方となるように前記シフトポジション切換機構用アクチュエータを駆動させず、前記所定の期間が経過した後に、前記所定の期間が経過したときのコントロールレバーの位置に応じたシフトポジションとなるように前記シフトポジション切換機構用アクチュエータを駆動させる船舶用推進システムの制御装置。
【請求項１０】
回転力を発生させる動力源と、
前記動力源の回転力により駆動されるプロペラを有し、推進力を発生させる船舶用の推進部と、
前記動力源と前記推進部との間に配置され、第１のシフトポジションと、前記動力源の回転力を前記第１のシフトポジションとは逆の回転方向の回転力として前記推進部に伝達する第２のシフトポジションと、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と、
前記シフトポジション切り替え機構を駆動するシフトポジション切り替え機構用アクチュエータと、
シフトポジション切り替え用のコントロールレバーと、
前記コントロールレバーの位置を検出するシフトポジション検出部と、
を備えた船舶用推進システムの制御方法であって、
ニュートラルから前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでに前記コントロールレバーの位置が前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの他方に応じた位置となったことが検出されても、所定の期間が経過するまで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前記第１のシフトポジション及び前記第２のシフトポジションのうちの他方となるように前記シフトポジション切換機構用アクチュエータを駆動させず、前記所定の期間が経過した後に、前記所定の期間が経過したときのコントロールレバーの位置に応じたシフトポジションとなるように前記シフトポジション切換機構用アクチュエータを駆動させる船舶用推進システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶用推進システム、その制御装置及び制御方法に関する。詳細には、本発明は、電子制御式のシフト機構を備えた船舶用推進システム、その制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載のように、船外機のシフト機構を電動アクチュエータで駆動することでシフトポジションを切り替える技術が提案されている。特許文献１に記載のシフト機構では、電動アクチュエータでドッグクラッチを断続させることでフォワード、リバース及びニュートラルの間でシフトチェンジが行われる。
【特許文献１】特開２００６−２６４３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、船舶では、シフト操作によって船舶の加減速及び停止が行われる。このため、船舶では、シフト操作が比較的頻繁に行われる。場合によっては、連続的にシフトチェンジが行われることもある。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された電子制御式のシフト機構の場合、操船者がコントロールレバーを操作してから実際にシフトチェンジが完了するまでにタイムラグが存在する。このため、シフトチェンジするためのコントロールレバーの操作が連続的に行われると、実際のシフトチェンジがコントロールレバーの操作に追随しないおそれがある。実際のシフトチェンジがコントロールレバーの操作に追随しないと、船舶の操縦に違和感を覚える場合もある。
【０００５】
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、電子制御式のシフト機構を備えた船船舶用推進システムにおいて、操縦性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る船舶用推進システムは、動力源と、船舶用の推進部と、シフトポジション切り替え機構と、シフトポジション切り替え機構用アクチュエータと、制御部とを備えている。動力源は、回転力を発生させる。推進部は、動力源の回転力により駆動されるプロペラを有する。推進部は、推進力を発生させる。シフトポジション切り替え機構は、動力源と推進部との間に配置されている。シフトポジション切り替え機構は、第１のシフトポジションと、動力源の回転力を第１のシフトポジションとは逆の回転方向の回転力として推進部に伝達する第２のシフトポジションと、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用アクチュエータは、シフトポジション切り替え機構を駆動する。制御部は、シフトポジション切り替え機構用アクチュエータを制御する。制御部は、ニュートラルから第１のシフトポジション及び第２のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでは、第１のシフトポジション及び第２のシフトポジションのうちの他方へのシフトチェンジを禁止する。
【０００７】
本発明に係る船舶用推進システムの制御装置は、動力源と、推進部と、シフトポジション切り替え機構と、シフトポジション切り替え機構用アクチュエータとを備えた船舶用推進システムの制御装置に関する。動力源は、回転力を発生させる。推進部は、動力源の回転力により駆動されるプロペラを有する。推進部は、推進力を発生させる。シフトポジション切り替え機構は、動力源と推進部との間に配置されている。シフトポジション切り替え機構は、第１のシフトポジションと、動力源の回転力を第１のシフトポジションとは逆の回転方向の回転力として推進部に伝達する第２のシフトポジションと、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用アクチュエータは、シフトポジション切り替え機構を駆動する。
【０００８】
本発明に係る船舶用推進システムの制御装置は、ニュートラルから第１のシフトポジション及び第２のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでは、第１のシフトポジション及び第２のシフトポジションのうちの他方へのシフトチェンジを禁止する。
【０００９】
本発明に係る船舶用推進システムの制御方法は、動力源と、推進部と、シフトポジション切り替え機構と、シフトポジション切り替え機構用アクチュエータとを備えた船舶用推進システムの制御方法に関する。動力源は、回転力を発生させる。推進部は、動力源の回転力により駆動されるプロペラを有する。推進部は、推進力を発生させる。シフトポジション切り替え機構は、動力源と推進部との間に配置されている。シフトポジション切り替え機構は、第１のシフトポジションと、動力源の回転力を第１のシフトポジションとは逆の回転方向の回転力として推進部に伝達する第２のシフトポジションと、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用アクチュエータは、シフトポジション切り替え機構を駆動する。
【００１０】
本発明に係る船舶用推進システムの制御方法は、ニュートラルから第１のシフトポジション及び第２のシフトポジションのうちの一方へのシフトチェンジ後、所定の期間が経過するまでは、第１のシフトポジション及び第２のシフトポジションのうちの他方へのシフトチェンジを禁止する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電子制御式のシフト機構を備えた船船舶用推進システムにおいて、操縦性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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に示す船外機２０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。本発明に係る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。
【００１３】
《第１の実施形態》
図１は、第１の実施形態に係る船舶１の船尾１１部分を側面視した際の部分断面図である。図１に示すように、船舶１は、船体１０と、船舶用推進システムとしての船外機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。
【００１４】
（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。
【００１５】
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、図示しないスクリューによって船体１０に固定されている。
【００１６】
スイベルブラケット２５は、旋回軸２６を介して、マウントブラケット２４によって支持されている。スイベルブラケット２５は、旋回軸２６の中心軸回りに上下方向に揺動可能である。スイベルブラケット２５には、船外機本体２１が所謂ラバーマウントされている。
【００１７】
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。
【００１８】
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の大部分は、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。
【００１９】
図１及び図２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。
【００２０】
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。
【００２１】
エンジン３０は、図５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は、回転力を発生させる。図１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。
【００２２】
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。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。
【００２３】
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２に示すように、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。
【００２４】
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大きい変速比をいう。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小さい変速比をいう。
【００２５】
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。
【００２６】
減速機構３７は、シフト機構３４に接続されている。減速機構３７は、シフト機構３４からの回転力を、減速して推進部３３側に伝達する。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、減速ギア対を有するものであってもよい。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
図１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し、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。
【００３０】
（シフト機構３４の詳細構造）
次に、主として図３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。但し、図３に示すシフト機構３４は、単なる構成例である。本発明において、シフト機構は、図３に示すシフト機構３４に限定されない。なお、図３は、シフト機構３４を模式化して表している。このため、図３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。
【００３１】
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相互に固定されている。
【００３２】
＜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、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。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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
変速比切り替え用油圧式クラッチ５３は、油圧式のピストン５３ａ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５３ｂとを備えている。ピストン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、ピストン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。
【００４１】
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。
【００４２】
＜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、第２の動力伝達軸５１と、第３の動力伝達軸５９と、遊星歯車機構６０と、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１と、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２とを備えている。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、油圧式クラッチ６１，６２は湿式多板式クラッチである。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。
【００４３】
シフトポジション切り替え機構３６は、後に詳述するように、第２のシフトポジションとしてのフォワードと、第１のシフトポジションとしてのリバースと、ニュートラルとを切り替える。フォワードでは、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１が切断される一方、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２が接続されている。フォワードでは、エンジン３０において発生した回転力が正転方向の回転力としてシフトポジション切り替え機構３６から出力される。リバースでは、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１が接続される一方、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２が切断されている。リバースでは、エンジン３０において発生した回転力が逆転方向の回転力としてシフトポジション切り替え機構３６から出力される。ニュートラルでは、第２及び第３の油圧式クラッチ６１，６２の両方が切断されている。ニュートラルでは、エンジン３０において発生した回転力は、シフトポジション切り替え機構３６から出力されない。つまり、エンジン３０において発生した回転力は、推進部３３に伝達されない。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１は、油圧式のピストン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。この油圧式のピストン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、油圧式のピストン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。
【００４７】
キャリア６６とサンギア６３との間には、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２が配置されている。第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２は、油圧式のピストン６２ａ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６２ｂとを備えている。この油圧式のピストン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、油圧式のピストン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。
【００４８】
図４に示すように、油圧式ピストン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、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。オイルポンプ７１は、オイル経路７５によって油圧式ピストン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と油圧式ピストン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によって油圧式ピストン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と油圧式ピストン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によって油圧式ピストン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と油圧式ピストン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によって油圧式ピストン６２ａの油圧が調節される。
【００４９】
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、油圧式ピストン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の接続力を徐変させることができる。
【００５０】
具体的に、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。
【００５１】
なお、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ピストン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、油圧式ピストン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。
【００５２】
（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３と図６を参照しつつ詳細に説明する。図６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。
【００５３】
＜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「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「高速変速比」となる。
【００５４】
図３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。
【００５５】
しかしながら、図６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、変速比が「低速変速比」となる。
【００５６】
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６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、減速比が「高速変速比」となる。
【００５７】
＜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、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１と第２のシフト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。
【００５８】
第１のシフト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のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２が接続状態である場合に「フォワード」となる。第１のシフト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、シフトポジションが「フォワード」となる。
【００５９】
第１のシフト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のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２が切断状態である場合に「リバース」となる。第１のシフト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、シフトポジションが「リバース」になる。
【００６０】
また、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１と第２のシフト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「ニュートラル」となる。第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１と第２のシフト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、シフトポジションが「ニュートラル」となる。
【００６１】
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６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、シフトポジションが「低速フォワード」となる。変速比切り替え用油圧式クラッチ５３と第２のシフト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、シフトポジションが「高速フォワード」となる。第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１及び第２のシフト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、シフトポジションが「ニュートラル」となる。変速比切り替え用油圧式クラッチ５３と第２のシフト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、シフトポジションは「低速リバース」となる。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、シフトポジションは「高速リバース」となる。
【００６２】
（船舶１の制御ブロック）
次に主として図５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。
【００６３】
まず、図５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、制御装置８６が配置されている。この制御装置８６は、船外機２０の各機構を制御する。制御装置８６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に記憶させる。
【００６４】
なお、ＣＰＵ８６ａの配置場所は、船外機２０内に限定されない。例えば、コントローラー８２内にＣＰＵ８６ａを配置してもよい。また、エンジン３０の出力を制御するためのＣＰＵと、シフト機構３４を制御するためのＣＰＵとを別個に配置してもよい。この場合に、エンジン３０の出力を制御するためのＣＰＵを船外機２０内に配置する一方、シフト機構３４を制御するためのＣＰＵをコントローラー８２内に配置してもよい。
【００６５】
制御装置８６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、制御装置８６によって制御される。これにより、エンジン３０の回転速度が制御される。その結果、エンジン３０の出力が制御される。
【００６６】
また、制御装置８６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１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制御装置８６に出力する。
【００６７】
エンジン３０とプロペラ４１との間には、トルクセンサ８９が設けられている。トルクセンサ８９は、エンジン３０とプロペラ４１との間で発生するトルクを検出する。トルクセンサ８９は、検出したトルクを制御装置８６に対して出力する。
【００６８】
トルクセンサ８９の配置位置は、エンジン３０とプロペラ４１との間であれば特に限定されない。トルクセンサ８９は、例えば、クランクシャフト３１、第１〜第３の動力伝達軸５０，５１，５９、プロペラ軸４０などに対して配置してもよい。トルクセンサ８９は、例えば、磁歪センサなどにより構成することができる。
【００６９】
推進部３３には、プロペラ回転速度センサ９０が設けられている。プロペラ回転速度センサ９０は、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制御装置８６に対して出力する。なお、プロペラ４１の回転速度とプロペラ軸４０の回転速度とは相互に実質的に同じである。従って、プロペラ回転速度センサ９０は、プロペラ軸４０の回転速度を検出するものであってもよい。
【００７０】
また、制御装置８６には、上記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。上記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、制御装置８６によって制御される。
【００７１】
図５に示すように、船舶１は、船体１０に巡らされたＬＡＮ(local area network)８０を備えている。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。
【００７２】
ＬＡＮ８０には、船外機２０の制御装置８６、コントローラー８２及び表示装置８１が接続されている。制御装置８６は、検出されたエンジン回転速度、プロペラ回転速度などを出力する。表示装置８１は、制御装置８６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。
【００７３】
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、シフトポジション検出部としてのシフトポジションセンサ８５とを備えている。コントロールレバー８３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、操船者がコントロールレバー８３を操作すると、コントロールレバー８３の状態に応じたアクセル開度及びシフトポジションが、それぞれ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とシフトポジションとをＬＡＮ８０に送信する。
【００７４】
なお、コントロールレバー８３は、電子式及び機械式のどちらであってもよい。ここで、電子式のコントロールレバーとは、コントロールレバーの操作量がセンサによって検出され、検出されたコントロールレバーの操作量を電気信号として制御装置８６に送信するものをいう。一方、機械式のコントロールレバーは、コントロールレバーが操作されることによって移動するワイヤがコントロールレバーに接続されており、ワイヤの移動量及び移動方向が船外機２０の内部または外部において検出され、検出されたワイヤの移動量及び移動方向が制御装置８６に送信するものをいう。
【００７５】
制御装置８６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。
【００７６】
（船舶１の制御）
次に、船舶１の制御について説明する。
【００７７】
＜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。制御装置８６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。制御装置８６は、アクセル開度信号に応じてスロットルボディ８７を制御する。制御装置８６は、これによってエンジン３０の出力制御を行う。
【００７８】
また、制御装置８６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。
【００７９】
＜船舶１の具体的制御＞
（１）シフトイン禁止期間
本実施形態では、図５に示す制御装置８６によって、フォワード及びリバースの一方から他方へのシフトチェンジ後、所定のシフトイン禁止期間が経過するまでは、再びフォワード及びリバースの一方へのシフトチェンジが禁止される。本実施形態では、シフトイン禁止期間においては、フォワード、リバース間のシフトチェンジは禁止される。但し、フォワードまたはリバースからニュートラルへのシフトチェンジは必ずしも禁止されない。具体的には、シフトイン禁止期間において、シフトポジションセンサ８５から逆側のシフトポジションを選択させる信号が出力された際に、制御装置８６は、その逆側のシフトポジションにはさせず、現在のシフトポジションを維持させるか、ニュートラルにシフトチェンジさせる。ニュートラルにシフトチェンジさせた場合に、シフトイン禁止期間が経過するまで、ニュートラルを維持させてもよいし、例えば、ニュートラルから元のシフトポジションへの復帰を許可するようにしてもよい。以下、本実施形態では、ニュートラルが維持される場合を例に挙げて説明する。
【００８０】
なお、シフトイン禁止期間は、あらかじめ定められた期間である。シフトイン禁止期間は、図５に示すメモリ８６ｂに記憶されている。シフトイン禁止期間は、船舶１や船外機２０の特性などに応じて適宜決定することができる。シフトイン禁止期間は、例えば、０．１〜１０秒程度、好ましくは、０．２〜１秒程度、より好ましくは０．５秒程度に設定することができる。
【００８１】
シフトイン禁止期間は、フォワード及びリバースの一方から他方へシフトチェンジされた場合を含め、ニュートラルからフォワードまたはリバースにシフトチェンジされたときに開始される。
【００８２】
以下、図７を参照しながら、より詳細に説明する。図７は、フォワード、リバース及びニュートラルのいずれかのシフトポジションのときに、操船者によって、コントロールレバー８３がフォワードまたはリバースに対応する位置に操作された場合の制御を表すフローチャートである。
【００８３】
図７に示すように、まず、ステップＳ１において、ＣＰＵ８６ａによって、シフトポジションセンサ８５からの出力に基づいて、コントロールレバー８３の位置が中立領域にあるか否かが判断される。ステップＳ１において、コントロールレバー８３の位置が、中立領域にあると判断される場合は、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、ＣＰＵ８６ａは、アクチュエータ７０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をニュートラルにさせる。
【００８４】
一方、ステップ１において、コントロールレバー８３の位置が中立領域にないと判断された場合は、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、ＣＰＵ８６ａによって、シフトポジションセンサ８５からの出力に基づいて、コントロールレバー８３の位置が前進領域にあるか否かが判断される。ステップＳ３において、コントロールレバー８３の位置が前進領域にあると判断された場合は、ステップＳ４に進む。
【００８５】
ステップＳ４では、ＣＰＵ８６ａ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フォワードであるか否かが判断される。すなわち、ステップＳ４では、ＣＰＵ８６ａによって、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２が接続されているか否かが判断される。ステップＳ４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がフォワードであると判断された場合は、制御が終了される。
【００８６】
一方、ステップＳ４において、シフトポジション切り替え機構３６がフォワードであると判断された場合には、ステップＳ５に進む。
【００８７】
ステップＳ５では、ＣＰＵ８６ａによって、シフトイン禁止期間が経過しているか否かが判断される。ステップＳ５において、シフトイン禁止期間が経過していないと判断された場合には、ステップＳ１に戻る。すなわち、シフトイン禁止期間中であれば、ステップＳ５からステップＳ１に戻る。
【００８８】
一方、ステップＳ５において、シフトイン禁止期間が経過していると判断された場合は、ステップＳ６に進む。
【００８９】
ステップＳ６では、ＣＰＵ８６ａは、アクチュエータ７０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をフォワードにさせる。
【００９０】
ステップＳ６に続いて、ステップＳ７が行われる。ステップＳ７では、ＣＰＵ８６ａによって、シフトイン禁止期間が開始される。
【００９１】
上述のステップＳ３において、コントロールレバー８３の位置が前進領域にないと判断された場合は、ステップＳ８に進む。すなわち、ステップＳ３において、コントロールレバー８３の位置が後進領域にあると判断された場合は、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、ＣＰＵ８６ａによって、シフトポジションセンサ８５からの終了に基づいて、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがリバースであるか否かが判断される。すなわち、ステップＳ８では、ＣＰＵ８６ａによって、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１が接続されているか否かが判断される。ステップＳ８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がリバースであると判断された場合には、制御が終了される。
【００９２】
一方、ステップＳ８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が、リバースではないと判断された場合は、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、ＣＰＵ８６ａによって、シフトイン禁止期間が経過しているか否かが判断される。ステップＳ９において、シフトイン禁止期間が経過していないと判断された場合は、ステップＳ１に戻る。すなわち、シフトイン禁止期間中であると判断された場合は、ステップＳ１に戻る。
【００９３】
一方、ステップＳ９において、シフトイン禁止期間が経過していると判断された場合は、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、ＣＰＵ８６ａは、アクチュエータ７０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をリバースにさせる。
【００９４】
ステップＳ１０に続いて、ステップＳ７が行われる。ステップＳ７では、ＣＰＵ８６ａによって、シフトイン禁止期間が開始される。
【００９５】
このシフトイン禁止期間が終了するまでにコントロールレバー８３がフォワードまたはリバースに対応する位置まで操作された場合は、ステップＳ５またはステップＳ９において、シフトイン禁止期間が経過していないものと判断される。従って、シフトイン禁止期間が経過するまでは、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、フォワードまたはリバースにならないようになっている。
【００９６】
図８に示す具体例を挙げてさらに詳細に説明する。例えば、図８に示すケースでは、時間ｔ０において、コントロールレバー８３がフォワードからリバースへと切り替えられる。すると、時間ｔ１において、図７に示すステップＳ１によって、コントロールレバー８３の位置がニュートラルに対応する位置にあると判断される。このため、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２が切断される。これにより、一旦シフトポジションがニュートラルとなる。その後、コントロールレバー８３の位置がニュートラルに対応する領域を出てリバースに対応する領域に達した時間ｔ２に、図７に示すステップＳ３によってコントロールレバー８３の位置が前進領域にあると判断される。このため、ステップＳ８に進む。ここで、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１は接続状態にないため、ステップＳ８からステップＳ９に進む。また、シフトイン禁止期間中ではないため、ステップＳ９からステップＳ１０に進む。そして、ステップＳ１０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がリバースとされる。その後、図７に示すステップＳ７によって、時間ｔ２からシフトイン禁止期間が開始される。
【００９７】
図８に示す例では、時間ｔ３においてリバースから再びフォワードへコントロールレバー８３が操作されている。このため、図７に示すステップＳ１〜ステップＳ５が行われる。しかしながら、時間ｔ３は、シフトイン禁止期間ｔ２〜ｔ５内である。このため、図７に示すステップＳ５において、シフトイン禁止期間が経過していないものと判断される。従って、ステップＳ５からステップＳ１、ステップＳ２に進む。そして、ステップＳ２において、図８に示すように、リバースからニュートラルにシフトチェンジされる。
【００９８】
コントロールレバー８３の位置は、時間ｔ４以降、時間ｔ５までの間もフォワードに保持されている。しかしながら、図７に示すステップＳ５及びステップＳ９において、シフトイン禁止期間が経過していないと判断される。その結果、フォワードまたはリバースにシフトチェンジされない。従って、時間ｔ５になるまでシフトポジションがニュートラルに維持される。
【００９９】
図８に示す例では、シフトイン禁止期間ｔ２〜ｔ５が終了した後も、コントロールレバー８３の位置がフォワードに保持されている。時間ｔ５では、図７に示すステップＳ５において、シフトイン禁止期間が経過したと判断される。よって、ステップＳ６に進む。従って、図８に示すように、時間ｔ５において、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続が開始される。その結果、シフトポジションがニュートラルからフォワードとなる。それに続いて、図７に示すステップＳ７が行われる。よって、時間ｔ５からシフトイン禁止期間が再度開始される。
【０１００】
図８に示す例では、時間ｔ６〜ｔ７の間において、複数回にわたってフォワード、リバース間のコントロールレバー８３の操作が行われている。しかしながら、時間ｔ６〜ｔ７は、シフトイン禁止期間ｔ５〜ｔ８内である。従って、いずれのコントロールレバー８３操作の際においても、図７に示すステップＳ５及びステップＳ９においてシフトイン禁止期間が経過していないものと判断される。従って、ステップＳ６やステップＳ１０へは進まず、フォワードまたはリバースにシフトチェンジされない。その結果、時間ｔ６以降、シフトイン禁止期間が経過する時間ｔ８までニュートラルが維持される。
【０１０１】
図８に示す例では、時間ｔ８におけるコントロールレバー８３の位置がフォワードである。このため、時間ｔ８において、図７に示すステップＳ５からステップＳ６に進む。そして、ステップＳ６において、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続が開始され、シフトポジションがフォワードとなる。その後、図７に示すステップＳ７においてシフトイン禁止期間が再び開始される。具体的には、図８に示すように、時間ｔ８〜ｔ９がシフトイン禁止期間となる。
【０１０２】
図８に示す例では、時間ｔ１０においてコントロールレバー８３がフォワードからリバースの操作が開始されている。時間ｔ１２は、シフトイン禁止期間ｔ８〜ｔ９経過後である。このため、図７に示すステップＳ９においてシフトイン禁止期間が経過したものと判断される。従って、ステップＳ１０に進む。その結果、ｔ１２において第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１の接続が開始される。これにより、シフトポジションがリバースになる。
【０１０３】
（２）第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１及び第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力の漸増
本実施形態では、シフトイン禁止期間経過後に、ニュートラルからフォワードまたはリバースに接続されるときに、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１または第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が漸増される。これにより、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１または第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２がゆっくりと接続される。
【０１０４】
例えば、図８に示す例であれば、時間ｔ５、ｔ８において第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が漸増される。
【０１０５】
また、本実施形態では、上記シフトイン禁止期間経過後のシフトイン時に限定されず、エンジン回転速度などに応じて適宜第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１または第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が漸増される。
【０１０６】
具体的に、図８に示す例の時間ｔ５において、シフトポジションセンサ８５は、フォワードのシフトポジション信号を、ＬＡＮ８０を介して制御装置８６に送信する。
【０１０７】
ＣＰＵ８６ａは、まず、メモリ８６ｂに記憶された図９に示すマップを読み出す。図９に示すマップは、アクセル開度及びエンジン回転速度とクラッチの接続時間とを表すマップである。ＣＰＵ８６ａは、この図９に基づいて第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続時間を決定する。すなわち、エンジン回転速度とアクセル開度とに基づいて第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続時間を決定する。
【０１０８】
ここで、クラッチの「接続時間」とは、クラッチの接続が開始されてから、クラッチの接続が終了するまでに要する時間である。より具体的には、クラッチの「接続時間」とは、クラッチの接続が開始してから、出力軸が入力軸と同じ回転速度で回転するまでに要する時間である。なお、本実施形態において「クラッチの接続が開始される」とは、油圧シリンダの駆動が開始されることをいう。
【０１０９】
詳細には、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続時間は、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続開始直前のアクセル開度及びエンジン回転速度を図９に示すマップに当てはめることにより導出される。例えば、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続開始直前のアクセル開度及びエンジン回転速度を図９にプロットした結果、線９１と線９２との間にプロットされた場合は、接続時間がｔ０１と導出される。第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続開始直前のアクセル開度及びエンジン回転速度を図９にプロットした結果、線９２と線９３との間にプロットされた場合は、接続時間がｔ０２と導出される。第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続開始直前のアクセル開度及びエンジン回転速度を図９にプロットした結果、線９３よりも外側にプロットされた場合は、接続時間がｔ０３と導出される。但し、ｔ０１＜ｔ０２＜ｔ０３である。
【０１１０】
ＣＰＵ８６ａは、導出された接続時間で第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２が接続されるように前進シフト接続用電磁バルブ７４を制御する。具体的には、例えば、導出された接続時間がｔ０３の場合、図１０及び図１１に示すように、ＣＰＵ８６ａは、時間ｔ０３後に第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２が完全に接続状態となるように図３に示す油圧式ピストン６２ａの油圧を漸増させる。さらに具体的には、図１０に示すように、ＣＰＵ８６ａは、前進シフト接続用電磁バルブ７４に対して出力するＤｕｔｙ信号のデューティー比を、時間ｔ０３後に１００％となるように漸増させる。これにより、油圧式ピストン６２ａの油圧が漸増される。その結果、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が漸増される。なお、図１０に示す線９４は、前進シフト接続用電磁バルブ７４に対して出力されるＤｕｔｙ信号を表している。また、太線９５は、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の油圧を表している。
【０１１１】
それに対して、例えば、導出された接続時間がｔ０２の場合、図１１に示すように、時間ｔ０２後に第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２が完全に接続状態となるように図３に示す油圧式ピストン６２ａの油圧を漸増させる。例えば、導出された接続時間がｔ０１の場合、図１１に示すように、時間ｔ０１後に第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２が完全に接続状態となるように図３に示す油圧式ピストン６２ａの油圧を漸増させる。
【０１１２】
なお、図１０，図１１では、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１または第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続が開始されてから完了するまでの間にわたって接続力が漸増される例について説明した。より具体的には、クラッチの接続力の変化速度が徐々に小さくなるようにクラッチの接続力が徐変される例について説明した。但し、本発明はこれに限定されない。
【０１１３】
例えば、図１２に示すように、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１または第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続が開始されてから完了するまでの間にわたって接続力を単調増加させてもよい。
【０１１４】
図１３に示すように、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１または第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続が開始されてから完了するまでの間にわたって、クラッチの接続力の変化速度が徐々に大きくなるように接続力を増加させてもよい。
【０１１５】
また、図１４に示すように、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１または第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続が開始されてから完了するまでの期間の一部の期間ｔ３１〜ｔ３２においてのみ第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１または第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力を漸増させてもよい。言い換えれば、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１または第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続が開始されてから完了するまでの期間の一部の期間において接続力を急激に増大させてもよい。
【０１１６】
さらに、図１５に示すように、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１または第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続が開始されてから完了するまでの期間の一部の期間ｔ４２〜ｔ４３において接続力を一定に保持してもよい。具体的には、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１または第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続が開始されてから完了するまでの期間の一部の期間ｔ４１〜ｔ４２において接続力を徐変させる。その後、期間ｔ４２〜ｔ４３において接続力を一定に保持する。そして、ｔ４３〜において接続力を急激に増大させてもよい。
【０１１７】
このように、シフト切り替え用のクラッチ６１，６２の接続力をどのように漸増させるかは、クラッチ６１，６２の特性や船外機２０及び船舶１の特性などに基づいて適宜決定することができる。
【０１１８】
（３）エンジン３０とプロペラ４１との間のトルクに基づく、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１及び第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力の低下
また、ＣＰＵ８６ａは、ニュートラルからフォワードまたはリバースへのシフトポジション切り替え時にクラッチの接続力を漸増させる際に、トルクセンサ８９によって検出されるエンジン３０とプロペラ４１との間のトルクに応じて、クラッチの接続力を低下させる。
【０１１９】
以下、ニュートラルからフォワードにシフトポジションが切り替えられる場合を例に挙げて具体的に説明する。メモリ８６ｂには、図１６に示すマップが記憶されている。図１６に示すマップは、エンジン３０とプロペラ４１との間のトルク及びエンジン３０の回転速度と、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力との関係を定めたマップである。以下、説明の便宜上、図１６に示すマップを「トルク−接続力マップ」という。
【０１２０】
第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続時において、トルクセンサ８９は、エンジン３０とプロペラ４１との間のトルクを所定期間毎に検出する。トルクセンサ８９は、検出したトルクを制御装置８６に対して出力する。
【０１２１】
制御装置８６のＣＰＵ８６ａは、トルク−接続力マップをメモリ８６ｂから読み出す。ＣＰＵ８６ａは、トルクセンサ８９からのトルクとエンジン回転速度センサ８８からのエンジン回転速度とトルク−接続力マップとから、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力を求める。ＣＰＵ８６ａは、求められた第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力と、現在の第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の実際の接続力とを比較する。ＣＰＵ８６ａは、求められた第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が現在の第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の実際の接続力よりも小さい場合は、アクチュエータ７０に第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力を低下させる。具体的には、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力を求められた第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力にまで低下させる。
【０１２２】
例えば、図１７に示すように、時間Ｔ１における第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が８０％である場合に、図１６に示すトルク−接続力マップの点Ａにプロットされたとする。この場合、求められる第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力は７０％となる。このため、求められる第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力は実際の第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力よりも小さいということになる。ここで、トルクセンサ８９によって検出されるトルクは、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が大きくなるほど小さくなる傾向にある。よって、図１６に規定されたエンジン３０とプロペラ４１との間のトルクよりも大きなトルクがエンジン３０とプロペラ４１との間に発生しているということになる。
【０１２３】
この場合、図１７に示すように、ＣＰＵ８６ａは、時間Ｔ１において、アクチュエータ７０に第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力を８０％から７０％にまで低下させる。その後、ＣＰＵ８６ａは、アクチュエータ７０に再度第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力を漸増させる。
【０１２４】
例えば、図１８に示すように、時間Ｔ２における第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が８０％である場合に、図１６に示すトルク−接続力マップの点Ｂにプロットされたとする。点Ｂは、図１６に示すようにクラッチ解放領域に位置している。従って、この場合は、図１８に示すように、ＣＰＵ８６ａは、時間Ｔ２において、アクチュエータ７０に第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力を８０％から０％にまで低下させる。言い換えれば、ＣＰＵ８６ａは、アクチュエータ７０に第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２を切断させる。その後、ＣＰＵ８６ａは、アクチュエータ７０に再度第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力を漸増させる。
【０１２５】
また、例えば、図１９に示すように、時間Ｔ３における第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が７０％である場合に、図１６に示すトルク−接続力マップの点Ｃにプロットされたとする。この場合、求められる第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力は８０％となる。このため、求められる第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力は実際の第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力よりも大きいということになる。よって、エンジン３０とプロペラ４１との間に発生しているトルクは、図１６に規定されたエンジン３０とプロペラ４１との間のトルクよりも小さいということになる。
【０１２６】
この場合は、図１９に示すように、ＣＰＵ８６ａは、時間Ｔ３において、アクチュエータ７０に第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力を７０％から８０％にまで上昇させる。このように、実際に発生しているトルクが規定のトルクよりも小さい場合は、クラッチの接続スピードが速められる場合もある。
【０１２７】
なお、エンジン回転速度とプロペラ回転速度とは相関している。このため、エンジン回転速度に替えてプロペラ回転速度センサ９０によって検出されるプロペラ回転速度に応じて第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１の接続時間を決定してもよい。
【０１２８】
例えば、シフトチェンジのコントロールレバー８３の操作に対する追随性を向上させるためには、シフトイン禁止期間を設けない方が好ましいようにも考えられる。しかしながら、コントロールレバー８３が操作されてからシフトチェンジが完了するまでにはある程度のタイムラグが存在する。このため、例えば、コントロールレバー８３の操作が連続的に行われると、実際のシフトチェンジがコントロールレバー８３の操作にかえって追随しにくくなる場合もある。例えば、フォワード、リバース間のシフトチェンジ操作が複数回にわたって比較的速い速度で連続的に行われた場合、複数回にわたって行われたコントロールレバー８３の操作分のシフトチェンジ動作がすべて完了するまでに比較的長い時間を要する。従って、最終的なコントロールレバー８３の位置に応じたシフトポジションになるまでに比較的長い時間を要する。
【０１２９】
それに対して、本実施形態では、シフトイン禁止期間が設けられている。このため、例えば、コントロールレバー８３の操作が連続的に行われても、シフトイン禁止期間内であればフォワードまたはリバースへのシフトチェンジが行われない。そして、シフトイン禁止期間が経過した後に、シフトチェンジが行われる。具体的には、シフトイン禁止期間が経過した後のコントロールレバー８３の位置に応じたシフトポジションにまでシフトチェンジされる。このため、コントロールレバー８３の操作が連続的に行われた場合において、最終的なコントロールレバー８３の位置に応じたシフトポジションになるまでの時間をより短縮することができる。船舶１の操縦性をより向上させることができる。
【０１３０】
具体的に、本実施形態では、シフトイン禁止期間中にコントロールレバー８３がフォワードまたはリバースに対応する位置に操作された場合は、その後、シフトイン禁止期間の間にわたってニュートラルに保持される。このため、フォワード、リバース間のシフトチェンジ操作が複数回にわたって連続的に行われた場合などにおいて、シフトポジション切り替え機構３６などにかかる負荷や振動・騒音などを低減することができる。
【０１３１】
なお、シフトイン禁止期間中にコントロールレバー８３がフォワードまたはリバースに対応する位置に操作された場合に、例えば、現在のシフトポジションを保持させるようにしてもよい。
【０１３２】
本実施形態では、シフトイン禁止期間経過後に、ニュートラルからフォワードまたはリバースに接続されるときに、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１または第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２の接続力が漸増される。これにより、第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１または第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２がゆっくりと接続される。従って、エンジン３０、動力伝達機構３２、推進部３３などにかかる負荷を低減することができる。
【０１３３】
また、本実施形態では、ＣＰＵ８６ａが、シフトイン禁止期間経過後に、ニュートラルからフォワードまたはリバースに接続されるときに、トルクセンサ８９によって検出されるエンジン３０とプロペラ４１との間のトルクに応じて、クラッチの接続力を低下させる。具体的には、エンジン３０とプロペラ４１との間で実際に発生しているトルクが規定のトルクよりも大きくなったときに、クラッチの接続力が低下される。
【０１３４】
エンジン３０とプロペラ４１との間で実際に発生しているトルクが規定のトルクよりも大きい場合、エンジン３０などに比較的大きな負荷がかかっている状態となる。そのときに、本実施形態にように、クラッチの接続力を低下させると、プロペラ４１で発生するトルクがエンジン３０に伝達される効率が低下する。従って、エンジン３０などに対する負荷を効果的に低減することができる。
【０１３５】
また、エンジン３０とプロペラ４１との間で実際に発生しているトルクが規定のトルクよりも小さい場合には、クラッチの接続力が高められる。このため、クラッチの接続にかかる時間が短縮される。その結果、シフトチェンジに要する時間が短縮される。
【０１３６】
なお、本実施形態において説明した船舶１の具体的制御は、全ての運転状態において常に実施される必要はない。船舶１の状況によって必要に応じて実施されればよい。具体的には、船舶１の推進速度が速く、かつエンジン３０への負荷が大きい状態において少なくとも実施されればよい。
【０１３７】
《第２の実施形態》
上記第１の実施形態において説明した例では、図８に示すように、変速比切り替え機構３５の変速比に関わらず、シフトイン禁止期間経過後すぐに、シフトイン禁止期間経過後のシフトポジションの位置に応じたシフトポジションにシフトチェンジされる例について説明した。但し、本発明はこの制御に限定されない。本発明において、シフトイン禁止期間内にフォワードまたはリバースへのシフトチェンジが禁止される限り、シフトイン禁止期間経過後の制御は特に限定されない。
【０１３８】
以下、本実施形態では、シフトイン禁止期間経過後の変速比切り替え機構３５の変速比によって、シフトイン禁止期間経過後の制御が異なる例について説明する。なお、以下の説明において、上記第１の実施形態と共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、詳細な説明を省略する。また、図１〜図６を上記第１の実施形態と共通に参照する。
【０１３９】
図２０は、第２の実施形態におけるシフトチェンジ制御を表わすフローチャートである。本実施形態では、まず、ステップＳ１１において、ＣＰＵ８６ａによって、シフトポジションセンサ８５からの出力に基づいて、コントロールレバー８３の位置が前進領域であるか否かが判断される。ステップＳ１１において、コントロールレバー８３の位置が前進領域あると判断された場合は、ステップＳ１２に進む。
【０１４０】
ステップＳ１２では、ＣＰＵ８６ａ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フォワードであるか否かが判断される。ステップＳ１２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がフォワードであると判断された場合は、制御が終了される。
【０１４１】
一方、ステップＳ１２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がフォワードではないと判断された場合は、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、ＣＰＵ８６ａによって、シフトイン禁止期間が経過しているか否かが判断される。ステップＳ１３において、シフトイン禁止期間が経過していないと判断された場合は、ステップＳ１１に戻る。すなわち、ステップＳ１３では、シフトイン禁止期間中であると判断された場合は、ステップＳ１１に戻る。
【０１４２】
一方、ステップＳ１３において、シフトイン禁止期間が経過していると判断された場合は、ステップＳ１４に進む。
【０１４３】
ステップＳ１４では、ＣＰＵ８６ａによって、変速比切り替え機構３５の変速比が低速変速比であるか否かが判断される。ステップＳ１４において、変速比切り替え機構３５の変速比が低速変速比であると判断された場合は、ステップＳ１５に進む。
【０１４４】
ステップＳ１５では、ＣＰＵ８６ａは、アクチュエータ７０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をフォワードにさせる。
【０１４５】
ステップＳ１５に続いてステップＳ１７が行われる。ステップＳ１７では、ＣＰＵ８６ａによって、シフトイン禁止期間が開始される。
【０１４６】
上記ステップＳ１４において、変速比切り替え機構３５の変速比が低速変速比ではないと判断された場合は、ステップＳ１６に進む。すなわち、ステップＳ１４において、変速比切り替え機構３５の変速比が高速変速比であるは判断された場合は、ステップＳ１６に進む。
【０１４７】
ステップＳ１６では、ＣＰＵ８６ａは、アクチュエータ７０に、変速比切り替え機構３５の変速比を低速変速比に切り替えさせる。
【０１４８】
ステップＳ１６に続いて、ステップＳ１７が行われる。ステップＳ１７では、ＣＰＵ８６ａによって、再びシフトイン禁止期間が開始される。
【０１４９】
上記ステップＳ１１において、コントロールレバー８３の位置が前進領域にないと判断された場合には、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、ＣＰＵ８６ａによって、シフトポジションセンサ８５からの出力に基づいて、コントロールレバー８３の位置が後進領域にあるか否かが判断される。
【０１５０】
ステップＳ１８において、コントロールレバー８３の位置が後進領域にないと判断された場合には、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、ＣＰＵ８６ａは、アクチュエータ７０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をニュートラルにさせる。
【０１５１】
一方、ステップＳ１８において、コントロールレバー８３の位置が後進領域にあると判断される場合は、ステップＳ２０に進む。
【０１５２】
ステップＳ２０では、ＣＰＵ８６ａによって、シフトポジションセンサ８５からの出力に基づいて、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがリバースであるか否かが判断される。ステップＳ２０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がリバースであると判断された場合は、制御が終了される。
【０１５３】
一方、ステップＳ２０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がリバースではないと判断された場合は、ステップＳ２１に進む。
【０１５４】
ステップＳ２１では、ＣＰＵ８６ａによって、シフトイン禁止期間が経過しているか否かが判断される。ステップＳ２１において、シフトイン禁止期間が経過していないと判断された場合は、ステップＳ２１に戻る。すなわち、ステップＳ２１において、シフトイン禁止期間にあると判断された場合は、ステップＳ１１に戻る。
【０１５５】
一方、ステップＳ２１において、シフトイン禁止期間が経過していると判断された場合は、ステップＳ２２に進む。
【０１５６】
ステップＳ２２では、ＣＰＵ８６ａによって、変速比切り替え機構３５の変速比が低速変速比であるか否かが判断される。ステップＳ２２において、変速比切り替え機構３５の変速比が低速変速比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、ＣＰＵ８６ａは、アクチュエータ７０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をリバースにさせる。
【０１５７】
ステップＳ２３に続いて、ステップＳ１７が行われる。ステップＳ１７では、ＣＰＵ８６ａによって、シフトイン禁止期間が開始される。
【０１５８】
一方、ステップＳ２２において、変速比切り替え機構３５の変速比が低速変速比ではないと判断された場合は、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、ＣＰＵ８６ａは、アクチュエータ７０に、変速比切り替え機構３５の変速比を低速変速比に切り替えさせる。
【０１５９】
ステップＳ１６に続いてステップＳ１７が行われる。ステップＳ１７には、ＣＰＵ８６ａによって、シフトイン禁止期間が開始される。
【０１６０】
このように、本実施形態では、変速比切り替え機構３５の変速比が高速変速比であるの状態で、シフトチェンジされることが規制されている。言い換えれば、シフトチェンジは変速比切り替え機構３５の変速比が低速変速比である状態において行われる。
【０１６１】
例えば、図２１に示す例では、時間ｔ５１においてコントロールレバー８３が低速フォワードから低速リバースに操作されている。このため、時間ｔ５２からシフトイン禁止期間が開始する。
【０１６２】
図２１に示す例では、シフトイン禁止期間ｔ５２〜ｔ５３の後の時間ｔ５４において、コントロールレバー８３が低速リバースから高速フォワードへと操作されている。このため、時間ｔ５５から再びシフトイン禁止期間が開始されている。
【０１６３】
また、シフトイン禁止期間ｔ５５〜ｔ５６の後の時間ｔ５７〜において、コントロールレバー８３が高速フォワードから高速リバースに操作されている。従って、時間ｔ５８において、第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６２が切断され、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にされている。その後、コントロールレバー８３の位置が後進領域となる時間ｔ５９において、シフトイン禁止期間が再度開始されている。
【０１６４】
図２１に示す例では、時間ｔ５９からシフトイン禁止期間が経過したｔ６０以降もコントロールレバー８３の位置が高速リバースに保持されている。このため、シフトイン禁止期間ｔ５９〜ｔ６０が経過した後に、シフトポジションがフォワードからリバースに切り替えられる。
【０１６５】
リバースへの切り替えが完了した時間ｔ６１から時間ｔ６２までの間、変速比切り替え機構３５の変速比が低速変速比に保持される。その後、時間ｔ６２において、変速比切り替え機構３５の変速比が高速変速比に切り替えられて、シフトポジションが高速リバースとなる。
【０１６６】
以上説明したように、本実施形態では、変速比切り替え機構３５の変速比が高速変速比であるの状態で、シフトチェンジされることが規制されている。言い換えれば、シフトチェンジは変速比切り替え機構３５の変速比が低速変速比である状態において行われる。このため、シフトチェンジ時においてエンジン３０にかかる負荷を小さくすることができる。また、少なくともシフトチェンジが完了するまで変速比切り替え機構３５の変速比が低速変速比に保持される。従って、シフトチェンジ時においてエンジン３０にかかる負荷をより小さくすることができる。
【０１６７】
なお、動力源としてのエンジンの回転速度の制御は、回転速度を検出して、回転速度をフィードバック制御することで行ってもよい。また、エンジンの回転速度を、スロットル開度や点火時期調整などによるエンジン出力の調整で、フィードフォワード制御してもよい。なお、この際は、エンジンの回転速度は、プロペラの負荷変動や動力伝達系の時間遅れなどの影響を受けるため、大きく変動することがある。この変動によって、シフトチェンジ時のエンジン３０の負荷を低減させることができる。
【０１６８】
《第５の変形例》
図２２は、第５の変形例における船舶の制御ブロック図である。図２２に示すように、シフトイン禁止期間にコントロールレバー８３の操作を不能にするロック機構９９を設けてもよい。ロック機構９９は、コントロールレバー８３の操作不能にすることができるものである限りにおいて、特に限定されない。例えば、図２３に示すように、ロック機構９９は、ソレノイド機構９９ａを備えていてもよい。
【０１６９】
具体的に、図２３に示す例では、ソレノイド機構９９ａは、ソレノイドコイル９９ｂと係合部材９９ｃとを備えている。制御装置８６によってソレノイド機構９９ａがオンされると、図２３に示すように、係合部材９９ｃがコントロールレバー８３に形成された係合孔８３ａに係合する。これにより、コントロールレバー８３の操作が規制される。
【０１７０】
《第６の変形例》
上記実施形態では、シフトイン禁止期間にかかわらず、コントロールレバー８３によって入力されるアクセル開度に基づいてエンジン３０のスロットル開度が制御される例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。
【０１７１】
例えば、シフトイン禁止期間において、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがニュートラルのときは、アクセル開度にかかわらず、スロットル開度を増大させないようにして、エンジン３０の出力を増大させないようにしてもよい。また、例えば、シフトイン禁止期間において、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがニュートラルのときは、アクセル開度にかかわらず、エンジン３０の回転速度がエンジン３０のアイドリング時の回転速度と実質的に同じ回転速度なるようにスロットル開度を制御するようにしてもよい。そうすることによって、シフトイン禁止期間において、シフトポジション切り替え機構３６のシフトポジションがニュートラルのときのエンジン回転速度の増大を抑制することができる。
【０１７２】
また、その場合において、シフトイン禁止期間が経過した後に、アクセル開度に応じたスロットル開度となるまでスロットル開度を漸増させるようにしてもよい。そうすることによって、シフトイン禁止期間経過後におけるエンジン回転速度の急激な変化を抑制することができる。
【０１７３】
以下、図２４に示す具体例を挙げてさらに詳細に説明する。図２４に示す例では、時２４（ａ）に示すように、時間ｔ７１〜ｔ７３においてフォワードからリバースへとシフトチェンジ操作が行われている。このため、時間ｔ７２〜時間ｔ７８の間がシフトイン禁止期間となっている。
【０１７４】
図２４に示す例では、図２４（ａ）に示すように、時間ｔ７４〜ｔ７７において、再びリバースからフォワードへとシフトチェンジ操作が行われている。しかしながら、時間ｔ７４〜ｔ７７はシフトイン禁止期間ｔ７２〜ｔ７８中である。このため、図２４（ｂ）に示すように、時間ｔ７５〜ｔ７８の間、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、ニュートラルに保持される。
【０１７５】
図２４に示す例では、時間ｔ７４〜ｔ７７のコントロールレバー８３の操作によって、時間ｔ７６〜ｔ７８の間に図５に示すアクセル開度センサ８４によって検出されるアクセル開度が高くなる。しかしながら、本変形例では、図２４（ｆ），（ｇ）に示すように、シフトイン禁止期間かつシフトポジションがニュートラルに属する時間ｔ７６〜ｔ７８の間は、スロットル開度が低く保持され、エンジン３０の出力が増大されない。このため、時間ｔ７６〜ｔ７８におけるエンジン回転速度の増大が抑制される。
【０１７６】
図２４に示す例では、シフトイン禁止期間が経過する時間ｔ７８〜ｔ７９の間において、スロットル開度及びエンジン回転速度が、時間ｔ７８におけるアクセル開度にまで漸増される。このため、シフトイン禁止期間経過後のエンジン回転速度の急激な増大を抑制することができる。
【０１７７】
なお、図２４に示す例では、シフトイン禁止期間経過後、時間ｔ７８において、フォワードへのシフトチェンジと、エンジン回転速度の漸増とが同時に開始されている。但し、シフトチェンジのタイミングとエンジン回転速度の漸増のタイミングとは、特に限定されない。例えば、シフトチェンジが開始された後であってシフトチェンジが完了するまでの間にエンジン回転速度の漸増を開始させてもよい。また、シフトチェンジが完了すると同時に、またはシフトチェンジが完了した後にエンジン回転速度の漸増を開始させてもよい。
【０１７８】
また、エンジン回転速度の漸増に要する時間は、シフトチェンジに要する時間と同じであってもよいし、シフトチェンジに要する時間よりも短くてもよく、シフトチェンジに要する時間よりも長くてもよい。
【０１７９】
また、エンジン回転速度の漸増方法は特に限定されない。エンジン回転速度を一定の加速度で漸増させてもよい。エンジン回転速度を加速度が徐々に大きくなるように漸増させてもよい。エンジン回転速度を加速度が徐々に小さくなるように漸増させてもよい。
【０１８０】
《第３の実施形態》
上記第１の実施形態では、フォワード及びリバースの一方から他方へのシフトチェンジ後、所定のシフトイン禁止期間が経過するまでは、再びフォワード及びリバースの一方へのシフトチェンジが禁止される例について説明した。すなわち、フォワード及びリバースの一方からニュートラルを経由して他方へのシフトチェンジされたときにシフトイン禁止期間が開始される例について説明した。
【０１８１】
但し、本発明において、シフトイン禁止期間の開始条件は、フォワード及びリバースの一方からニュートラルを経由して他方へのシフトチェンジされることに限定されない。例えば、フォワード及びリバースの一方からニュートラルを経由して他方へのシフトチェンジされる場合を含め、ニュートラルからフォワードまたはリバースへとシフトチェンジされた場合に、シフトイン禁止期間が開始されるようにしてもよい。
【０１８２】
図２５に本実施形態におけるコントロールレバー８３の操作と、シフトポジションと、第１及び第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ６１，６２の接続力との経時変化を例示す。図２５に示す例では、時間ｔ８１〜時間ｔ８３において、操船者によって、コントロールレバー８３がフォワードからリバースへとシフトチェンジ操作されている。このため、第１の実施形態と同様に、時間ｔ８２からシフトイン禁止期間が開始している。
【０１８３】
図２５に示す例では、時間ｔ８４〜時間ｔ８６において、操船者によって、コントロールレバー８３がニュートラルからフォワードへとシフトチェンジ操作されている。ここで、本実施形態では、ニュートラルからフォワードまたはリバースへとシフトチェンジされた場合一般に、シフトイン禁止期間が開始される。このため、本実施形態においては、シフトポジションがニュートラルからフォワードへと変化する時間ｔ８５においてもシフトイン禁止期間が開始している。
【０１８４】
《その他の変形例》
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】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２】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３】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４】第１の実施形態におけるオイル回路図である。
【図５】船舶の制御ブロック図である。
【図６】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７】第１の実施形態におけるシフトチェンジ制御を表すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態におけるコントロールレバーの操作と、シフトポジションと、第１及び第２のシフト切り替え用油圧式クラッチの接続力との経時変化を例示するグラフである。（ａ）コントロールレバーの操作の経時変化を表すグラフである。（ｂ）シフトポジションの状態の経時変化を表すグラフである。（ｃ）第１のシフト切り替え用油圧式クラッチの接続力の経時変化を表すグラフである。（ｄ）第２のシフト切り替え用油圧式クラッチの接続力の経時変化を表すグラフである。
【図９】アクセル開度及びエンジン回転速度とクラッチの接続時間とを表すマップである。
【図１０】時間ｔ０３で第２の油圧式クラッチが接続される場合の進シフト接続用電磁バルブに出力されるＰＷＭ信号と油圧を表すグラフである。
【図１１】接続時間がｔ０１，ｔ０２，ｔ０３である場合の第２の油圧式クラッチの油圧の経時変化を表すグラフである。
【図１２】第１の変形例におけるニュートラルからフォワードまたはリバースへとシフトチェンジされる際のシフト接続用クラッチの接続力の経時変化を表すグラフである。
【図１３】第２の変形例におけるニュートラルからフォワードまたはリバースへとシフトチェンジされる際のシフト接続用クラッチの接続力の経時変化を表すグラフである。
【図１４】第３の変形例におけるニュートラルからフォワードまたはリバースへとシフトチェンジされる際のシフト接続用クラッチの接続力の経時変化を表すグラフである。
【図１５】第４の変形例におけるニュートラルからフォワードまたはリバースへとシフトチェンジされる際のシフト接続用クラッチの接続力の経時変化を表すグラフである。
【図１６】エンジン回転速度及びトルクとクラッチの接続力との関係を表すマップである。
【図１７】時間Ｔ１において、図１６から得られるクラッチの接続力が実際のクラッチの接続力よりも小さい場合のクラッチの接続力の変化を表すグラフである。
【図１８】時間Ｔ２において、図１６から得られるクラッチの接続力が実際のクラッチの接続力よりも小さい場合のクラッチの接続力の変化を表すグラフである。
【図１９】時間Ｔ３において、図１６から得られるクラッチの接続力が実際のクラッチの接続力よりも大きい場合のクラッチの接続力の変化を表すグラフである。
【図２０】第２の実施形態におけるシフトチェンジ制御を表すフローチャートである。
【図２１】第２の実施形態におけるコントロールレバーの操作と、シフトポジションと、第１及び第２のシフト切り替え用油圧式クラッチとの経時変化を例示するグラフである。（ａ）コントロールレバーの操作の経時変化を表すグラフである。（ｂ）シフトポジションの状態の経時変化を表すグラフである。（ｃ）変速比切り替え機構の変速比の状態の経時変化を表すグラフである。
【図２２】第５の変形例における船舶の制御ブロック図である。
【図２３】ロック機構の具体例を表す概略的模式図である。
【図２４】第６の変形例におけるコントロールレバーの操作と、シフトポジションと、第１及び第２のシフト切り替え用油圧式クラッチの接続力と、アクセル開度と、スロットル開度と、エンジン回転速度との経時変化を例示するグラフである。（ａ）コントロールレバーの操作の経時変化を表すグラフである。（ｂ）シフトポジションの状態の経時変化を表すグラフである。（ｃ）第１のシフト切り替え用油圧式クラッチの接続力の経時変化を表すグラフである。（ｄ）第２のシフト切り替え用油圧式クラッチの接続力の経時変化を表すグラフである。（ｅ）アクセル開度の経時変化を表すグラフである。（ｆ）スロットル開度の経時変化を表すグラフである。（ｇ）エンジン回転速度の経時変化を表すグラフである。
【図２５】第３の実施形態におけるコントロールレバーの操作と、シフトポジションと、第１及び第２のシフト切り替え用油圧式クラッチの接続力との経時変化を例示するグラフである。（ａ）コントロールレバーの操作の経時変化を表すグラフである。（ｂ）シフトポジションの状態の経時変化を表すグラフである。（ｃ）第１のシフト切り替え用油圧式クラッチの接続力の経時変化を表すグラフである。（ｄ）第２のシフト切り替え用油圧式クラッチの接続力の経時変化を表すグラフである。
【符号の説明】
【０１９１】
２０      船外機（船舶用推進システム）
３０      エンジン（動力源）
３３      推進部
３５      変速比切り替え機構
３６      シフトポジション切り替え機構
４１      プロペラ
６１      第１のシフト切り替え用油圧式クラッチ
６２      第２のシフト切り替え用油圧式クラッチ
７０      アクチュエータ
８３      コントロールレバー
８５      シフトポジションセンサ（シフトポジション検出部）
８６      制御装置（制御部）
９９      ロック機構
【図１】
0005283422.tif 000002
【図２】
0005283422.tif 000003
【図３】
0005283422.tif 000004
【図４】
0005283422.tif 000005
【図５】
0005283422.tif 000006
【図６】
0005283422.tif 000007
【図７】
0005283422.tif 000008
【図８】
0005283422.tif 000009
【図９】
0005283422.tif 000010
【図１０】
0005283422.tif 000011
【図１１】
0005283422.tif 000012
【図１２】
0005283422.tif 000013
【図１３】
0005283422.tif 000014
【図１４】
0005283422.tif 000015
【図１５】
0005283422.tif 000016
【図１６】
0005283422.tif 000017
【図１７】
0005283422.tif 000018
【図１８】
0005283422.tif 000019
【図１９】
0005283422.tif 000020
【図２０】
0005283422.tif 000021
【図２１】
0005283422.tif 000022
【図２２】
0005283422.tif 000023
【図２３】
0005283422.tif 000024
【図２４】
0005283422.tif 000025
【図２５】
0005283422.tif 000026