(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンの駆動により回転されるプロペラと、
前進時および後進時に前記エンジンの駆動力を少なくとも低速の減速比と高速の減速比とに変速した状態で前記プロペラに伝達可能な変速機構部と、
少なくとも後進時において前記変速機構部の減速比を低速の減速比に変速するためにユーザが操作可能な操作部と、
前記変速機構部の減速比を変速するように制御する制御部とを備え、
前記操作部は、前進時においても前記変速機構部の減速比を低速の減速比に変速するためにユーザが操作可能に構成され、
前記制御部は、前記エンジンの回転数が所定の第１閾値よりも大きい場合には、高速の減速比から低速の減速比への変速を実行しないように構成されている、舶用推進システム。
【請求項２】
前記第１閾値は、前記エンジンのスロットル開度が大きくなるのに従って小さくなるように設定されている、請求項１に記載の舶用推進システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記エンジンの回転数が所定の第２閾値よりも小さい場合には、低速の減速比から高速の減速比への変速を実行しないように構成されている、請求項１に記載の舶用推進システム。
【請求項４】
前記第２閾値は、前記エンジンのスロットル開度が大きくなるのに従って大きくなるように設定されている、請求項３に記載の舶用推進システム。
【請求項５】
前記制御部は、減速比の変速を実行しない変速禁止範囲が前記エンジンの回転数と前記エンジンのスロットル開度とを用いて表された第１変速制御マップに基づいて、減速比の変速の実行の可否を判断するための閾値を判断するように構成されている、請求項１に記載の舶用推進システム。
【請求項６】
前記第１変速制御マップは、低速の減速比から高速の減速比に変速するのを禁止するシフトアップ禁止領域と、高速の減速比から低速の減速比に減速するのを禁止するシフトダウン禁止領域とを含み、
ユーザが減速比を変速するように前記操作部を操作した場合に、前記エンジンの回転数と前記エンジンのスロットル開度とが前記シフトアップ禁止領域または前記シフトダウン禁止領域に入っている場合には、前記制御部は、減速比の変速を実行しないように構成されている、請求項５に記載の舶用推進システム。
【請求項７】
前記操作部により高速の減速比に変速する場合に、高速の減速比に変速することに起因して前記エンジンの回転数が低下した際の変速前のエンジンの回転数に対する変速後のエンジンの回転数の低下率が所定の第３閾値よりも大きい場合には、前記制御部は、減速比を高速から低速に再変速するように構成されている、請求項１に記載の舶用推進システム。
【請求項８】
前記第３閾値は、前記エンジンの回転数が大きくなるのに従って、前記エンジンの回転数の低下率が大きくなるように設定されている、請求項７に記載の舶用推進システム。
【請求項９】
前記制御部は、前記エンジンの回転数の低下率と前記エンジンの回転数とを用いて再変速を行う基準が表された第２変速制御マップに基づいて、減速比を再変速するように前記変速機構部を制御するように構成されている、請求項８に記載の舶用推進システム。
【請求項１０】
前記エンジンの駆動を制御する際にユーザにより操作されるコントロールレバー部と、
減速比をユーザが選択することが可能なマニュアルモードに対応する第１位置と、前記コントロールレバーの操作に基づいて前記制御部が減速比を選択するオートマチックモードに対応する第２位置とに切り替えることが可能なモード切換レバーとをさらに備える、請求項１に記載の舶用推進システム。
【請求項１１】
ユーザにより前記モード切換レバーの位置が切り替えられた場合に、前記制御部は、前記コントロールレバーの開度が所定の第４閾値以下で、かつ、前記エンジンの回転数が所定の第５閾値以下である場合に、モードの切り替えを実行するように構成されている、請求項１０に記載の舶用推進システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、舶用推進システムに関し、特に、エンジンを備えた舶用推進システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンを備えた舶用の推進機（舶用推進システム）が知られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１には、エンジンと、エンジンの駆動力を所定の固定的な減速比によりプロペラに伝達する動力伝達機構とを備えた舶用の推進機が開示されている。この舶用の推進機は、エンジンの駆動力を動力伝達機構を介して直接的にプロペラに伝達するように構成されており、エンジンの回転数が上昇するのに比例してプロペラの回転数が上昇するように構成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２６３２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示された舶用の推進機（舶用推進システム）では、最高速度を大きくするように動力伝達機構の減速比を構成した場合には、低速度における加速度性能を向上させることが困難になるという不都合がある。反対に、低速度における加速度性能を向上させるように動力伝達機構の減速比を構成した場合には、最高速度を大きくするのが困難になるという不都合がある。つまり、上記特許文献１に開示された舶用の推進機では、加速度と最高速度との両方の性能をユーザが所望する性能に近づけるのが困難であるという問題点がある。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、加速度と最高速度との両方の性能をユーザが所望する性能に近づけることが可能な舶用推進システムを提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による舶用推進システムは、エンジンと、エンジンの駆動により回転されるプロペラと、前進時および後進時にエンジンの駆動力を少なくとも低速の減速比と高速の減速比とに変速した状態でプロペラに伝達可能な変速機構部と、少なくとも後進時において変速機構部の減速比を低速の減速比に変速するためにユーザが操作可能な操作部と、変速機構部の減速比を変速するように制御する制御部とを備え、操作部は、前進時においても変速機構部の減速比を低速の減速比に変速するためにユーザが操作可能に構成され、制御部は、エンジンの回転数が所定の第１閾値よりも大きい場合には、高速の減速比から低速の減速比への変速を実行しないように構成されている。
【０００７】
この一の局面による舶用推進システムでは、上記のように、エンジンにより発生される駆動力を少なくとも低速の減速比と高速の減速比とに変速された状態でプロペラに伝達可能な変速機構部を設ける。このように、変速機構部を、低速の減速比に変速した状態でエンジンにより発生される駆動力をプロペラに伝達可能に構成することによって、低速度における加速度性能を向上させることができる。また、変速機構部を、高速の減速比に変速した状態でエンジンにより発生される駆動力をプロペラに伝達可能に構成することによって、最高速度を大きくすることができる。その結果、加速度と最高速度との両方の性能をユーザが所望する性能に近づけることができる。また、ユーザが操作部を操作することにより、後進時において変速機構部の減速比を低速の減速比に任意に変速することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態による舶用推進システムが搭載された船舶を示した斜視図である。図２は、本発明の一実施形態による舶用推進システムの構成を示すブロック図である。図３〜図９は、図１に示した一実施形態による舶用推進システムの構成を詳細に説明するための図である。図中、ＦＷＤは、船舶の前進方向を示しており、ＢＷＤは、船舶の後進方向を示している。まず、図１〜図９を参照して、本実施形態による船舶１および船舶１に搭載された舶用推進システムの構成について説明する。
【００１０】
本実施形態による船舶１には、図１に示すように、水面に浮かべられる船体２と、船体２の後部に取り付けられた船体２を推進するための２機の船外機３と、船体２を操舵するための操舵部４と、操舵部４の近傍に配置され、前後方向に回動可能なレバー部５ａを含むコントロールレバー部５と、コントロールレバー部５の近傍に配置された表示部６とが設けられている。また、船外機３と、コントロールレバー部５と、表示部６とは、図２に示すように、それぞれ、共通ＬＡＮケーブル７および共通ＬＡＮケーブル８により接続されている。また、本実施形態では、減速比をユーザが選択することが可能なマニュアルモードと、レバー部５ａの操作に基づいて自動的に減速比が選択されるオートマチックモードとを切り替えるためのモード切替レバー９が設けられている。モード切替レバー９は、マニュアルモードに対応するＭＴ位置とオートマチックモードに対応するＡＴ位置とに回動可能に構成されている。ユーザは、モード切替レバー９をＭＴ位置またはＡＴ位置に回動させることにより、モードを選択することが可能である。なお、船外機３、操舵部４、コントロールレバー部５、表示部６、共通ＬＡＮケーブル７、共通ＬＡＮケーブル８およびモード切替レバー９によって、舶用推進システムが構成されている。
【００１１】
２機の船外機３は、図１に示すように、それぞれ、船体２の幅方向（矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向）の中心に対して対称に配置されている。また、船外機３はケース部３００に覆われている。このケース部３００は樹脂により形成されており、船外機３の内部を水などから保護する機能を有する。また、船外機３は、エンジン３１と、エンジン３１の駆動力を船舶１の推力に変換する２つのプロペラ３２ａおよび３２ｂ（図６参照）と、エンジン３１により発生される駆動力を低速の減速比（約１．３３：約１．００）と高速の減速比（約１．０：約１．０）とに変速した状態でプロペラ３２ａおよび３２ｂに伝達可能な変速機構部３３と、エンジン３１および変速機構部３３を電気的に制御するためのＥＣＵ（エンジン電子制御器）３４とを含んでいる。なお、ＥＣＵ３４は、本発明の「制御部」の一例である。また、ＥＣＵ３４には、エンジン３１の回転数を検出するエンジン回転センサ３５が接続されているとともに、後述するアクセル開度信号に基づいてエンジン３１のスロットル（図示せず）のスロットル開度を制御する電子スロットル３６が接続されている。エンジン回転センサ３５は、エンジン３１のクランク軸３０１（図６参照）近傍に配置されており、クランク軸３０１の回転数を検出するとともに、検出されたクランク軸３０１の回転数をＥＣＵ３４に伝達する機能を有する。なお、本実施形態のクランク軸３０１の回転数は、本発明の「エンジンの回転数」の一例である。また、電子スロットル３６は、ＥＣＵ３４からのアクセル開度信号に基づいてエンジン３１のスロットル（図示せず）のスロットル開度を制御するのみならず、スロットル開度をＥＣＵ３４および後述する制御部５２に伝達する機能を有する。
【００１２】
ここで、本実施形態では、ＥＣＵ３４は、後述するコントロールレバー部５の制御部５２により送信された変速ギヤ切替信号とシフト位置信号とに基づいて電磁油圧制御バルブ駆動信号を生成する機能を有する。また、ＥＣＵ３４には電磁油圧制御バルブ３７が接続されており、ＥＣＵ３４は電磁油圧制御バルブ３７に電磁油圧制御バルブ駆動信号を送信する制御を行うように構成されている。そして、この電磁油圧制御バルブ駆動信号に基づいて電磁油圧制御バルブ３７が駆動されることにより、変速機構部３３が制御される。なお、変速機構部３３の構造および動作については、後に詳細に説明する。
【００１３】
また、本実施形態では、図４に示すように、コントロールレバー部５のレバー部５ａには、マニュアルモードにおいてユーザが減速比を選択するためのギヤ切換スイッチ５ｂが設けられている。ギヤ切換スイッチ５ｂは、ユーザが操作することにより、低速の減速比に対応するシフトダウン位置（押し込み位置）Ｓ１と高速の減速比に対応するシフトアップ位置（突出位置）Ｓ２とに切り替えることが可能に構成されている。なお、ギヤ切換スイッチ５ｂは、本発明の「操作部」の一例である。また、コントロールレバー部５には、後述する変速禁止制御マップ、再変速制御マップおよび変速制御マップが記憶された記憶部５１と、ＥＣＵ３４に送信する信号（変速ギヤ切替信号、シフト位置信号、アクセル開度信号、モード信号）の生成などを行う制御部５２とが内蔵されている。また、コントロールレバー部５には、さらに、レバー部５ａのシフト位置を検出するシフトポジションセンサ５３と、レバー部５ａが操作されることにより開閉されるレバー開度（アクセル開度）を検知するアクセルポジションセンサ５４とが内蔵されている。シフトポジションセンサ５３は、レバー部５ａが中立の位置に位置している場合、中立の位置よりも前方に位置している場合および中立の位置よりも後方に位置している場合のいずれのシフト位置であるかを検出するために設けられている。また、記憶部５１と制御部５２とは互いに接続されており、制御部５２は記憶部５１に記憶されている変速制御マップなどを読み出し可能に構成されている。また、制御部５２は、シフトポジションセンサ５３およびアクセルポジションセンサ５４の両方と接続されている。これにより、制御部５２は、シフトポジションセンサ５３により検出された検出信号（シフト位置信号）およびアクセルポジションセンサ５４により検知されたアクセル開度信号を取得することが可能である。また、制御部５２は、ギヤ切換スイッチ５ｂおよびモード切替レバー９と接続されている。制御部５２は、ギヤ切換スイッチ５ｂと接続されることによって、マニュアルモードにおいて、ユーザにより選択されたギヤに対応する選択ギヤ信号を取得することが可能である。また、制御部５２は、モード切替レバー９と接続されることによって、ユーザにより選択されたモード（マニュアルモードまたはオートマチックモード）に対応するモード選択信号を取得することが可能である。
【００１４】
また、制御部５２は、共通ＬＡＮケーブル７と共通ＬＡＮケーブル８との両方にそれぞれ接続されている。これら共通ＬＡＮケーブル７および８は、それぞれ、ＥＣＵ３４に接続されており、制御部５２により生成された信号をＥＣＵ３４に伝達するとともに、ＥＣＵ３４により生成された信号を制御部５２に伝達する機能を有する。つまり、共通ＬＡＮケーブル７および８は、それぞれ、制御部５２とＥＣＵ３４との間を通信可能に構成されている。また、共通ＬＡＮケーブル８は、共通ＬＡＮケーブル７とは電気的に別個独立に設けられている。
【００１５】
具体的には、制御部５２は、シフトポジションセンサ５３により検出されたレバー部５ａのシフト位置信号を共通ＬＡＮケーブル７を介して表示部６とＥＣＵ３４とに伝達するように構成されている。なお、制御部５２は、シフト位置信号を、共通ＬＡＮケーブル８を介さずに共通ＬＡＮケーブル７を介してのみ伝達するように構成されている。また、制御部５２は、モード切替レバー９から取得したモード選択信号をモード信号として表示部６に伝達するように構成されている。また、制御部５２は、アクセルポジションセンサ５４により検知されたアクセル開度信号を、共通ＬＡＮケーブル７を介さずに共通ＬＡＮケーブル８のみを介してＥＣＵ３４に伝達するように構成されている。また、制御部５２は、ＥＣＵ３４から送信されるエンジン回転信号を、共通ＬＡＮケーブル８を介して受信可能に構成されている。
【００１６】
また、本実施形態では、制御部５２は、オートマチックモードにおいて、ユーザによるコントロールレバー部５の操作に基づいて変速機構部３３の減速比を変速するように電気的に制御する機能を有する。具体的には、制御部５２は、記憶部５１に記憶されたアクセル開度とエンジン回転数とにより規定される変速制御マップに基づいて、変速機構部３３を低速または高速の減速比に変速するように制御する変速ギヤ切替信号を生成する機能を有する。また、制御部５２は、マニュアルモードにおいて、ギヤ切換スイッチ５ｂの位置に基づいて、変速機構部３３を低速または高速の減速比に変速するように制御する変速ギヤ切替信号を生成する機能を有する。そして、制御部５２は、生成した変速ギヤ切替信号を共通ＬＡＮケーブル７および８を介して、表示部６およびＥＣＵ３４に送信するように構成されている。
【００１７】
また、コントロールレバー部５のレバー部５ａが前方（矢印ＦＷＤ方向）（図３参照）に回動された場合に、変速機構部３３は、船体２が前進可能なように制御されるように構成されている。また、コントロールレバー部５のレバー部５ａのように、レバー部５ａが前後方向に回動されていない場合に（図３の実線参照）、変速機構部３３は、船体２を前進および後進のいずれにも推進させないニュートラル（中立）状態に制御されるように構成されている。また、コントロールレバー部５のレバー部５ａが後方（矢印ＦＷＤ方向とは反対方向）（図３参照）に回動された場合に、変速機構部３３は、船体２が後進可能なように制御されるように構成されている。
【００１８】
また、コントロールレバー部５のレバー部５ａが図３のＦＷＤ１まで回動された際に、エンジン３１の図示しないスロットルが全閉状態（アイドリング状態）でシフトイン（ニュートラル状態の解除）するように構成されている。また、コントロールレバー部５のレバー部５ａが図３のＦＷＤ２まで回動された際に、エンジン３１の図示しないスロットルが全開状態になるように構成されている。
【００１９】
また、コントロールレバー部５のレバー部５ａが矢印ＦＷＤ方向に回動された場合と同様に、レバー部５ａが矢印ＦＷＤ方向とは反対方向である図３のＢＷＤ１まで回動された場合には、エンジン３１の図示しないスロットルが全閉状態（アイドリング状態）でシフトイン（ニュートラル状態の解除）するように構成されている。また、コントロールレバー部５のレバー部５ａが図３のＢＷＤ２まで回動された際に、エンジン３１の図示しないスロットルが全開状態になるように構成されている。
【００２０】
また、表示部６は、船舶１の航行速度を示す速度表示部６１と、コントロールレバー部５のレバー部５ａが位置しているシフト位置を示すシフト位置表示部６２と、変速機構部３３が接続されているギヤを示すギヤ表示部６３と、ユーザにより選択されたモード（マニュアルモード（ＭＴ）またはオートマチックモード（ＡＴ））を示すモード表示部６４とを含んでいる。速度表示部６１に表示される船舶１の航行速度は、エンジン回転センサ３５およびエンジン３１の吸気状態などに基づいてＥＣＵ３４により算出される。そして、算出された船舶１の航行速度のデータは、共通ＬＡＮケーブル７および８を介して表示部６に伝達されるように構成されている。また、シフト位置表示部６２に表示されるシフト位置は、コントロールレバー部５の制御部５２より送信されるシフト位置信号に基づいて表示されるように構成されている。また、ギヤ表示部６３に表示される変速機構部３３が接続されているギヤは、制御部５２より送信される変速ギヤ切替信号に基づいて表示されるように構成されている。また、モード表示部６４に表示されるモードは、制御部５２より送信されるモード信号に基づいて表示されるように構成されている。つまり、表示部６は、ユーザ（操船者）に対して船舶１の航行状況を把握させる機能を有する。
【００２１】
次に、エンジン３１および変速機構部３３の構造について説明する。図６に示すように、エンジン３１には軸線Ｌ１を中心に回転するクランク軸３０１が設けられている。エンジン３１は、このクランク軸３０１が回転されることにより駆動力が発生されるように構成されている。また、クランク軸３０１には変速機構部３３の上部伝達軸３１１の上側部分が接続されている。この上部伝達軸３１１は、軸線Ｌ１上に配置されているとともに、クランク軸３０１が回転するのに伴って軸線Ｌ１を中心に回転するように構成されている。
【００２２】
変速機構部３３は、エンジン３１の駆動力が入力される上記した上部伝達軸３１１を含み、船舶１を高速航行および低速航行のいずれか一方で航行可能に変速される上部変速部３１０と、船舶１が前進航行および後進航行のいずれか一方で航行可能に変速する下部変速部３３０とにより構成されている。つまり、変速機構部３３は、エンジン３１により発生される駆動力を、前進航行において低速の減速比（１．３３：１）と高速の減速比（１：１）とに変速された状態でプロペラ３２ａおよび３２ｂに伝達可能に構成されているとともに、後進航行において低速の減速比と高速の減速比とに変速された状態でプロペラ３２ａおよび３２ｂに伝達可能に構成されている。
【００２３】
上部変速部３１０は、図７に示すように、上記した上部伝達軸３１１と、上部伝達軸３１１の駆動力を減速可能な遊星歯車部３１２と、遊星歯車部３１２の回転を制御するクラッチ部３１３およびワンウェイクラッチ３１４と、上部伝達軸３１１の駆動力が遊星歯車部３１２を介して伝達される中間軸３１５と、複数の部材により上部変速部３１０の外形部を構成する上部ケース部３１６とを含んでいる。そして、クラッチ部３１３が接続状態である場合に、中間軸３１５は上部伝達軸３１１の回転数と比べて実質的に減速されることなく回転するように構成されている。その一方、クラッチ部３１３が切断状態である場合には、遊星歯車部３１２が回転されるので、中間軸３１５は上部伝達軸３１１の回転数よりも減速された回転数で回転されるように構成されている。
【００２４】
具体的には、上部伝達軸３１１の下側部分にはリングギヤ３１７が設けられている。また、中間軸３１５の上部にはフランジ部材３１８がスプライン嵌合されている。このフランジ部材３１８はリングギヤ３１７の内側（軸線Ｌ１側）に配置されており、フランジ部材３１８のフランジ部３１８ａには、図７および図８に示すように、４つの軸部材３１９が固定されている。これら４つの軸部材３１９には、それぞれ、４つのプラネタリアギヤ３２０が回転可能に取り付けられており、これら４つのプラネタリアギヤ３２０は、それぞれ、リングギヤ３１７に噛合されている。また、４つのプラネタリアギヤ３２０は、それぞれ、軸線Ｌ１を中心に回転可能なサンギヤ３２１に噛合されている。このサンギヤ３２１は、図７に示すように、ワンウェイクラッチ３１４により支持されている。また、ワンウェイクラッチ３１４は、上部ケース部３１６に取り付けられているとともに、Ａ方向のみに回転可能に構成されている。これにより、サンギヤ３２１は一方向（Ａ方向）のみに回転されるように構成されている。
【００２５】
また、クラッチ部３１３は湿式多板クラッチにより構成されている。クラッチ部３１３は、ワンウェイクラッチ３１４にＡ方向のみに回転可能に支持されている外ケース部３１３ａと、外ケース部３１３ａの内周部分に互いに所定の間隔を隔てて配置された複数のクラッチプレート３１３ｂと、少なくとも一部が外ケース部３１３ａの内側に配置された内ケース部３１３ｃと、内ケース部３１３ｃに取り付けられ、複数のクラッチプレート３１３ｂのそれぞれの間の空間に配置された複数のクラッチプレート３１３ｄとにより主に構成されている。そして、クラッチ部３１３は、外ケース部３１３ａのクラッチプレート３１３ｂと、内ケース部３１３ｃのクラッチプレート３１３ｄとが互いに接触している場合に、外ケース部３１３ａと内ケース部３１３ｃとが一体的に回転する接続状態になるように構成されている。その一方、クラッチ部３１３は、外ケース部３１３ａのクラッチプレート３１３ｂと、内ケース部３１３ｃのクラッチプレート３１３ｄとが互いに離間している場合に、外ケース部３１３ａと内ケース部３１３ｃとが一体的に回転しない切断状態になるように構成されている。
【００２６】
具体的には、外ケース部３１３ａには外ケース部３１３ａの内周面に対して摺動可能なピストン部３１３ｅが配置されている。このピストン部３１３ｅは、外ケース部３１３ａの内周面に対して摺動された際に、外ケース部３１３ａの複数のクラッチプレート３１３ｂをそれぞれピストン部３１３ｅの摺動方向に移動するように構成されている。また、外ケース部３１３ａには圧縮コイルばね３１３ｆが配置されている。この圧縮コイルばね３１３ｆは、外ケース部３１３ａのクラッチプレート３１３ｂと内ケース部３１３ｃのクラッチプレート３１３ｄとが離間する方向にピストン部３１３ｅを付勢するように配置されている。また、ピストン部３１３ｅは、上述した電磁油圧制御バルブ３７により上部ケース部３１６のオイル通路３１６ａを流通するオイルの圧力が上昇された際に、圧縮コイルばね３１３ｆの反力に抗して外ケース部３１３ａの内周面に対して摺動するように構成されている。これにより、上部ケース部３１６のオイル通路３１６ａを流通するオイルの圧力を上昇および降下させることにより、外ケース部３１３ａのクラッチプレート３１３ｂと、内ケース部３１３ｃのクラッチプレート３１３ｄとを接触および離間させることが可能となるので、クラッチ部３１３を接続および切断することが可能となる。
【００２７】
また、内ケース部３１３ｃの上側部分には４つの軸部材３１９の下端部が取り付けられている。つまり、内ケース部３１３ｃは、４つの軸部材３１９の各上部が取り付けられているフランジ部材３１８と４つの軸部材３１９を介して接続されている。これにより、内ケース部３１３ｃとフランジ部材３１８および軸部材３１９とを、軸線Ｌ１を中心に同時に回転させることが可能である。
【００２８】
上記のように遊星歯車部３１２およびクラッチ部３１３を構成することによって、クラッチ部３１３が切断されている場合、上部伝達軸３１１がＡ方向に回転するのに伴ってリングギヤ３１７がＡ方向に回転される。この際、サンギヤ３２１はＡ方向とは反対のＢ方向に回転されないので、各プラネタリアギヤ３２０は、図８に示すように、軸部材３１９を中心にＡ１方向に回転されながら軸部材３１９と共に軸線Ｌ１を中心にＡ２方向に移動される。これにより、フランジ部材３１８（図７参照）は、軸部材３１９がＡ２方向に移動されるのに伴って、軸線Ｌ１を中心にＡ方向に回転される。その結果、フランジ部材３１８にスプライン嵌合されている中間軸３１５を、上部伝達軸３１１の回転数よりも減速された状態で、軸線Ｌ１を中心にＡ方向に回転させることが可能となる。
【００２９】
また、上記のように遊星歯車部３１２およびクラッチ部３１３を構成することによって、クラッチ部３１３が接続されている場合、上部伝達軸３１１がＡ方向に回転するのに伴ってリングギヤ３１７がＡ方向に回転される。この際、サンギヤ３２１はＡ方向とは反対のＢ方向に回転されないので、各プラネタリアギヤ３２０は、軸部材３１９を中心にＡ１方向に回転されながら軸部材３１９と共に軸線Ｌ１を中心にＡ２方向に移動される。このとき、クラッチ部３１３が接続されているため、クラッチ部３１３の外ケース部３１３ａ（図７参照）がワンウェイクラッチ３１４（図７参照）と共にＡ方向に回転される。これにより、サンギヤ３２１が軸線Ｌ１を中心にＡ方向に回転されるため、プラネタリアギヤ３２０が軸部材３１９を中心に実質的に回転されずに、軸部材３１９は、軸線Ｌ１を中心にＡ方向に移動される。これにより、フランジ部材３１８は、プラネタリアギヤ３２０により実質的に減速されることなく上部伝達軸３１１と略同じ回転数で回転される。その結果、上部伝達軸３１１と略同じ回転数で、中間軸３１５を軸線Ｌ１を中心にＡ方向に回転させることが可能となる。
【００３０】
また、図７に示すように、下部変速部３３０は上部変速部３１０の下方に設けられている。下部変速部３３０は、中間軸３１５に接続された中間伝達軸３３１と、中間伝達軸３３１の駆動力を減速可能な遊星歯車部３３２と、遊星歯車部３３２の回転を制御する前後切替クラッチ部３３３および前後切替クラッチ部３３４と、中間伝達軸３３１の駆動力が遊星歯車部３３２を介して伝達される下部伝達軸３３５と、下部変速部３３０の外形部を構成する下部ケース部３３６とを含んでいる。そして、下部変速部３３０は、前後切替クラッチ部３３３が接続状態で、かつ、前後切替クラッチ部３３４が切断状態である場合に、下部伝達軸３３５が中間軸３１５（上部伝達軸３１１）の回転方向（Ａ方向）とは反対方向（Ｂ方向）に回転するように構成されている。この場合、下部変速部３３０は、船舶１を後進させることが可能なように、プロペラ３２ｂを回転させずにプロペラ３２ａのみを回転させるように構成されている。その一方、下部変速部３３０は、前後切替クラッチ部３３３が切断状態で、かつ、前後切替クラッチ部３３４が接続状態である場合には、下部伝達軸３３５が中間軸３１５（上部伝達軸３１１）の回転方向（Ａ方向）と同じ方向に回転するように構成されている。この場合、下部変速部３３０は、船舶１を前進させることが可能なようにプロペラ３２ａを船舶１を後進させる場合とは反対方向に回転させるように構成されているとともに、プロペラ３２ｂをプロペラ３２ａとは反対方向に回転させるように構成されている。なお、下部変速部３３０は、前後切替クラッチ部３３３および３３４の両方が接続状態になることがないように構成されている。また、下部変速部３３０は、前後切替クラッチ部３３３および３３４の両方が切断状態である場合に、中間軸３１５（上部伝達軸３１１）の回転が下部伝達軸３３５に伝達されない（ニュートラル状態になる）ように構成されている。
【００３１】
具体的には、中間伝達軸３３１は、中間軸３１５と共に回転するように構成されており、中間伝達軸３３１の下部には、フランジ部３３７が設けられている。このフランジ部３３７には、図７および図９に示すように、３つの内側軸部材３３８および３つの外側軸部材３３９が固定されている。これら３つの内側軸部材３３８には、それぞれ、３つの内側プラネタリアギヤ３４０が回転可能に取り付けられており、これら３つの内側プラネタリアギヤ３４０は、それぞれ、後述するサンギヤ３４３に噛合されている。また、３つの外側軸部材３３９には、それぞれ、３つの外側プラネタリアギヤ３４１が回転可能に取り付けられている。これら３つの外側プラネタリアギヤ３４１は、それぞれ、内側プラネタリアギヤ３４０に噛合されているとともに、後述するリングギヤ３４２に噛合されている。
【００３２】
また、前後切替クラッチ部３３３は下部ケース部３３６の内部の上部に設けられている。この前後切替クラッチ部３３３は湿式多板クラッチにより構成されており、その一部が下部ケース部３３６の凹部３３６ａにより構成されている。また、前後切替クラッチ部３３３は、凹部３３６ａの内周部分に互いに所定の間隔を隔てて配置された複数のクラッチプレート３３３ａと、少なくとも一部が凹部３３６ａの内側に配置された内ケース部３３３ｂと、内ケース部３３３ｂに取り付けられ、複数のクラッチプレート３３３ａのそれぞれの間の空間に配置された複数のクラッチプレート３３３ｃとにより主に構成されている。また、前後切替クラッチ部３３３は、凹部３３６ａのクラッチプレート３３３ａと、内ケース部３３３ｂのクラッチプレート３３３ｃとが互いに接触している場合に、内ケース部３３３ｂの回転が下部ケース部３３６により規制されるように構成されている。その一方、前後切替クラッチ部３３３は、凹部３３６ａのクラッチプレート３３３ａと、内ケース部３３３ｂのクラッチプレート３３３ｃとが互いに離間している場合に、内ケース部３３３ｂが下部ケース部３３６に対して自由に回転されるように構成されている。
【００３３】
具体的には、下部ケース部３３６の凹部３３６ａには凹部３３６ａの内周面に対して摺動可能なピストン部３３３ｄが配置されている。このピストン部３３３ｄは、凹部３３６ａの内周面に対して摺動された際に、凹部３３６ａのクラッチプレート３３３ａをピストン部３３３ｄの摺動方向に移動するように構成されている。また、下部ケース部３３６の凹部３３６ａには圧縮コイルばね３３３ｅが配置されている。この圧縮コイルばね３３３ｅは、ピストン部３３３ｄを凹部３３６ａのクラッチプレート３３３ａと内ケース部３３３ｂのクラッチプレート３３３ｃとが離間する方向に付勢するように配置されている。また、ピストン部３３３ｄは、上述した電磁油圧制御バルブ３７により下部ケース部３３６のオイル通路３３６ｂを流通するオイルの圧力が上昇された際に、圧縮コイルばね３３３ｅの反力に抗して凹部３３６ａの内周面に対して摺動するように構成されている。これにより、下部ケース部３３６のオイル通路３３６ｂを流通するオイルの圧力を上昇および降下させることにより、前後切替クラッチ部３３３を接続および切断することが可能となる。
【００３４】
また、前後切替クラッチ部３３３の内ケース部３３３ｂには環状のリングギヤ３４２が取り付けられている。このリングギヤ３４２は、図７および図９に示すように、３つの外側プラネタリアギヤ３４１に噛合されている。
【００３５】
また、図７に示すように、前後切替クラッチ部３３４は、下部ケース部３３６の内部の下部に設けられているとともに湿式多板クラッチにより構成されている。また、前後切替クラッチ部３３４は、外ケース部３３４ａと、外ケース部３３４ａの内周部分に互いに所定の間隔を隔てて配置された複数のクラッチプレート３３４ｂと、少なくとも一部が外ケース部３３４ａの内側に配置された内ケース部３３４ｃと、内ケース部３３４ｃに取り付けられ、複数のクラッチプレート３３４ｂのそれぞれの間の空間に配置された複数のクラッチプレート３３４ｄとにより主に構成されている。そして、前後切替クラッチ部３３４は、外ケース部３３４ａのクラッチプレート３３４ｂと、内ケース部３３４ｃのクラッチプレート３３４ｄとが互いに接触している場合に、内ケース部３３４ｃと外ケース部３３４ａとが軸線Ｌ１を中心に一体的に回転されるように構成されている。その一方、前後切替クラッチ部３３４は、外ケース部３３４ａのクラッチプレート３３４ｂと、内ケース部３３４ｃのクラッチプレート３３４ｄとが互いに離間している場合に、内ケース部３３４ｃが外ケース部３３４ａに対して自由に回転されるように構成されている。
【００３６】
具体的には、外ケース部３３４ａには外ケース部３３４ａの内周面に対して摺動可能なピストン部３３４ｅが配置されている。このピストン部３３４ｅは、外ケース部３３４ａの内周面に対して摺動された際に、外ケース部３３４ａの複数のクラッチプレート３３４ｂをピストン部３３４ｅの摺動方向に移動するように構成されている。また、外ケース部３３４ａの内部には圧縮コイルばね３３４ｆが配置されている。この圧縮コイルばね３３４ｆは、ピストン部３３４ｅを外ケース部３３４ａのクラッチプレート３３４ｂと内ケース部３３４ｃのクラッチプレート３３４ｄとが離間する方向に付勢するように配置されている。また、ピストン部３３４ｅは、上述した電磁油圧制御バルブ３７により下部ケース部３３６のオイル通路３３６ｃを流通するオイルの圧力が上昇された際に、圧縮コイルばね３３４ｆの反力に抗して外ケース部３３４ａの内周面に対して摺動するように構成されている。これにより、下部ケース部３３６のオイル通路３３６ｃを流通するオイルの圧力を上昇および降下させることにより、前後切替クラッチ部３３４を接続および切断することが可能となる。
【００３７】
また、前後切替クラッチ部３３４の内ケース部３３４ｃには３つの内側軸部材３３８および３つの外側軸部材３３９が固定されている。つまり、内ケース部３３４ｃは、３つの内側軸部材３３８および３つの外側軸部材３３９によりフランジ部３３７と接続されており、フランジ部３３７と共に軸線Ｌ１を中心に回転するように構成されている。また、前後切替クラッチ部３３４の外ケース部３３４ａは、下部伝達軸３３５に取り付けられており、下部伝達軸３３５と共に軸線Ｌ１を中心に回転するように構成されている。
【００３８】
また、下部伝達軸３３５の上部にはサンギヤ３４３が一体的に形成されている。図９に示すように、このサンギヤ３４３は上記したように内側プラネタリアギヤ３４０と噛合されており、内側プラネタリアギヤ３４０はリングギヤ３４２に噛合されている外側プラネタリアギヤ３４１に噛合されている。そして、サンギヤ３４３は、前後切替クラッチ部３３３が接続されることによりリングギヤ３４２が回転しない場合に、中間伝達軸３３１が軸線Ｌ１を中心にＡ方向に回転されるのに伴ってフランジ部３３７がＡ方向に回転された際に、内側プラネタリアギヤ３４０および外側プラネタリアギヤ３４１を介して軸線Ｌ１を中心にＢ方向に回転されるように構成されている。
【００３９】
上記のように遊星歯車部３３２、前後切替クラッチ部３３３および３３４を構成することによって、前後切替クラッチ部３３３が接続されている場合、内ケース部３３３ｂに取り付けられているリングギヤ３４２は下部ケース部３３６に対して固定される。なお、この時、前後切替クラッチ部３３４は上記したように切断されているので、前後切替クラッチ部３３４の外ケース部３３４ａと内ケース部３３４ｃとは別々に回転可能な状態である。この場合、中間伝達軸３３１が軸線Ｌ１を中心にＡ方向に回転されるのに伴ってフランジ部３３７が軸線Ｌ１を中心にＡ方向に回転された際に、３つの内側軸部材３３８および３つの外側軸部材３３９は、それぞれ、軸線Ｌ１を中心にＡ方向に移動される。この際、外側軸部材３３９に取り付けられている外側プラネタリアギヤ３４１は外側軸部材３３９を中心にＢ１方向に回転される。また、外側プラネタリアギヤ３４１の回転に伴って、内側プラネタリアギヤ３４０は内側軸部材３３８を中心にＡ３方向に回転される。これにより、サンギヤ３４３は、軸線Ｌ１を中心にＢ方向に回転される。その結果、下部伝達軸３３５は、図７に示すように、内ケース部３３４ｃが軸線Ｌ１を中心にＡ方向に回転するのに係わらず、外ケース部３３４ａと共に軸線Ｌ１を中心にＢ方向に回転される。これにより、前後切替クラッチ部３３３が接続状態で、かつ、前後切替クラッチ部３３４が切断状態である場合に、下部伝達軸３３５を中間軸３１５（上部伝達軸３１１）の回転方向（Ａ方向）とは反対方向（Ｂ方向）に回転させることが可能となる。
【００４０】
また、上記のように遊星歯車部３３２、前後切替クラッチ部３３３および３３４を構成することによって、前後切替クラッチ部３３３が切断されている場合、内ケース部３３３ｂに取り付けられているリングギヤ３４２は下部ケース部３３６に対して自由に回転することが可能である。なお、この時、前後切替クラッチ部３３４は、上記したように接続および切断のいずれの状態も取り得るように構成されている。
【００４１】
次に、前後切替クラッチ部３３４が接続されている場合について説明する。中間伝達軸３３１が軸線Ｌ１を中心にＡ方向に回転されるのに伴ってフランジ部３３７がＡ方向に回転された場合、図９に示すように、３つの内側軸部材３３８および３つの外側軸部材３３９はそれぞれ軸線Ｌ１を中心にＡ方向に回転される。この際、外側プラネタリアギヤ３４１に噛合されているリングギヤ３４２は自由に回転されるので、内側プラネタリアギヤ３４０および外側プラネタリアギヤ３４１は空転される。つまり、サンギヤ３４３には中間伝達軸３３１の駆動力が伝達されない。その一方、前後切替クラッチ部３３４が接続されているので、図７に示すように、３つの内側軸部材３３８および３つの外側軸部材３３９と共に軸線Ｌ１を中心にＡ方向に回転可能な内ケース部３３４ｃが軸線Ｌ１を中心にＡ方向に回転されるのに伴って、外ケース部３３４ａは軸線Ｌ１を中心にＡ方向に回転される。これにより、下部伝達軸３３５は外ケース部３３４ａと共に軸線Ｌ１を中心にＡ方向に回転される。その結果、前後切替クラッチ部３３３が切断状態で、かつ、前後切替クラッチ部３３４が接続状態である場合に、下部伝達軸３３５を中間軸３１５（上部伝達軸３１１）の回転方向（Ａ方向）と同じ方向に回転させることが可能となる。
【００４２】
また、図６に示すように、変速機構部３３の下方には減速装置３４４が設けられている。この減速装置３４４には変速機構部３３の下部伝達軸３３５が入力されている。減速装置３４４は下部伝達軸３３５により入力された駆動力を減速する機能を有する。また、減速装置３４４の下方にはドライブ軸３４５が設けられている。このドライブ軸３４５は下部伝達軸３３５と同方向に回転されるように構成されており、ドライブ軸３４５の下部にはベベルギヤ３４５ａが設けられている。
【００４３】
また、ドライブ軸３４５のベベルギヤ３４５ａには内側出力軸部３４６のベベルギヤ３４６ａと外側出力軸部３４７のベベルギヤ３４７ａとが噛合されている。内側出力軸部３４６は後方（矢印ＢＷＤ方向）に延びるように配置されており、内側出力軸部３４６の矢印ＢＷＤ方向側には上記したプロペラ３２ｂが取り付けられている。また、内側出力軸部３４６と同様に、外側出力軸部３４７も矢印ＢＷＤ方向に延びるように配置されており、外側出力軸部３４７の矢印ＢＷＤ方向側には上記したプロペラ３２ａが取り付けられている。また、外側出力軸部３４７は中空状に形成されており、外側出力軸部３４７の中空部分には内側出力軸部３４６が挿入されている。そして、内側出力軸部３４６および外側出力軸部３４７は、それぞれ、別個独立に回転可能に構成されている。
【００４４】
また、ベベルギヤ３４６ａはベベルギヤ３４５ａの矢印ＦＷＤ方向側に噛合されており、ベベルギヤ３４７ａはベベルギヤ３４５ａの矢印ＢＷＤ方向側に噛合されている。これにより、ベベルギヤ３４６ａが回転した際に、内側出力軸部３４６および外側出力軸部３４７は、互いに、異なる方向に回転される。
【００４５】
具体的には、ドライブ軸３４５がＡ方向に回転した場合に、ベベルギヤ３４６ａは、Ａ４方向に回転されるように構成されている。また、ベベルギヤ３４６ａがＡ４方向に回転するのに伴って、プロペラ３２ｂは内側出力軸部３４６を介してＡ４方向に回転される。また、ドライブ軸３４５がＡ方向に回転した場合に、ベベルギヤ３４７ａはＢ２方向に回転されるように構成されており、ベベルギヤ３４７ａがＢ２方向に回転するのに伴って、外側出力軸部３４７を介してプロペラ３２ａはＢ２方向に回転される。そして、船舶１は、プロペラ３２ａがＢ２方向に回転されるとともにプロペラ３２ｂがＡ４方向（Ｂ２方向と反対方向）に回転されることによって、矢印ＦＷＤ方向（前進方向）に航行される。
【００４６】
また、ドライブ軸３４５がＢ方向に回転した場合に、ベベルギヤ３４６ａはＢ２方向に回転されるように構成されており、ベベルギヤ３４６ａがＢ２方向に回転するのに伴って、内側出力軸部３４６を介してプロペラ３２ｂはＢ２方向に回転される。また、ドライブ軸３４５がＢ方向に回転した場合に、ベベルギヤ３４７ａはＡ４方向に回転されるように構成されている。この時、外側出力軸部３４７はＡ４方向に回転されないように構成されており、プロペラ３２ａはＡ４方向およびＢ２方向のいずれの方向にも回転されない。つまり、プロペラ３２ｂのみがＡ４方向に回転される。そして、船舶１は、プロペラ３２ｂがＢ２方向に回転されることによって、矢印ＢＷＤ方向（後進方向）に航行される。
【００４７】
図１０は、本発明の一実施形態による舶用推進システムのマニュアルモードにおける変速禁止制御マップを示す図である。図１１は、本発明の一実施形態による舶用推進システムのマニュアルモードにおける再変速制御マップを示す図である。次に、図４、図１０および図１１を参照して、マニュアルモードにおける変速制御について詳細に説明する。
【００４８】
マニュアルモードにおいては、ユーザがギヤ切換スイッチ５ｂを操作することにより基本的には任意に変速することが可能である。しかしながら、エンジンの状態によっては、ユーザの操作通りに変速した場合にエンジンに悪影響を及ぼす場合がある。このため、本実施形態では、エンジンの状態によっては、ユーザがギヤ切換スイッチ５ｂを操作した場合にも変速を実行しないように構成されている。具体的には、制御部５２は、エンジン回転数が所定の閾値よりも高い場合にはシフトダウンを実行しないように構成されている。また、制御部５２は、エンジン回転数が所定の閾値よりも小さい場合にはシフトアップを実行しないように構成されている。本実施形態では、上記のような制御を行うために、変速禁止制御マップを用いている。なお、変速禁止制御マップは、本発明の「第１変速制御マップ」の一例である。
【００４９】
図１０に示すように、本実施形態による変速禁止制御マップは、エンジン３１の回転数（エンジン回転数）と、スロットル開度との関係により表わされている。この変速禁止制御マップの縦軸にはエンジン回転数が示されているとともに、横軸にはスロットル開度が示されている。また、変速禁止制御マップは、高速から低速への変速を禁止するシフトダウン禁止領域Ｒ１と、低速から高速への変速を禁止するシフトアップ禁止領域Ｒ２と、シフトダウン禁止領域Ｒ１とシフトアップ禁止領域Ｒ２との間に設けられ、ユーザの指示（ギヤ切換スイッチ５ｂの操作）通りに変速を実行する変速実行領域Ｒ３とを含んでいる。シフトダウン禁止領域Ｒ１はエンジン回転数の大きい領域であり、シフトアップ禁止領域はエンジン回転数の小さい領域である。シフトダウン禁止領域Ｒ１、シフトアップ禁止領域Ｒ２および変速実行領域Ｒ３は、シフトダウン禁止基準線Ｄと、シフトアップ禁止基準線Ｕとにより規定されている。シフトダウン禁止基準線Ｄは、スロットル開度が所定値以下の範囲においては限界回転数ＮＬを通るとともに、スロットル開度が所定値以上の範囲においてはスロットル開度が大きくなるのに伴ってエンジン回転数が小さくなるような線である。なお、限界回転数ＮＬとは、シフトダウンした場合にエンジン３１の許容回転数を越える恐れがある回転数である。シフトアップ禁止基準線Ｕは、スロットル開度が比較的小さい領域においては、スロットル開度が大きくなるのに従ってエンジン回転数が徐々に小さくなるような線である。具体的には、スロットル開度が大きくなるのに従ってエンジン回転数がアイドル回転数ＮＩよりも大きい値からアイドル回転数ＮＩよりも小さい値に徐々に小さくなっていき、最低値ＮＭを示すように設定されている。また、シフトアップ禁止基準線Ｕは、スロットル開度が比較的大きい領域においては、スロットル開度が大きくなるのに従ってエンジン回転数が徐々に大きくなるような線である。具体的には、エンジン回転数が最低値ＮＭを示してからスロットル開度が大きくなるのに従って徐々に増加してアイドル回転数ＮＩよりも大きくなるように設定されている。シフトアップおよびシフトダウンの可否を判断するための閾値は、シフトダウン禁止基準線Ｄおよびシフトアップ禁止基準線Ｕとスロットル開度とに基づいて制御部５２により判断される。また、本実施形態によるシフトダウン用変速制御マップは、前進および後進動作に共通に用いられる。
【００５０】
本実施形態では、変速禁止制御マップ上において、船舶１のエンジン回転数とスロットル開度とがシフトダウン禁止領域Ｒ１またはシフトアップ禁止領域Ｒ２に入っている場合には、制御部５２およびＥＣＵ３４は、変速を実行しないように構成されている。すなわち、ユーザがギヤ切換スイッチ５ｂを押し込んでシフトダウン位置Ｓ１（図４参照）に位置させることにより高速から低速への変速を指示した場合に、変速を指示した時のエンジン回転数とスロットル開度とがシフトダウン禁止領域Ｒ１に入っている場合にはシフトダウンが実行されない。また、ユーザがギヤ切換スイッチ５ｂをシフトダウン位置Ｓ１よりも突出させてシフトアップ位置Ｓ２（図４参照）に位置させることにより低速から高速への変速を指示した場合に、変速を指示した時のエンジン回転数とスロットル開度とがシフトアップ禁止領域Ｒ２に入っている場合にはシフトアップが実行されない。このように変速が実行されなかった場合には、エンジン回転数とスロットル開度とが変速実行領域Ｒ３に入った後に変速が実行される。
【００５１】
また、本実施形態では、マニュアルモードにおいてシフトアップが行われた場合に、シフトアップ後のエンジン回転数がシフトアップ前のエンジン回転数よりも大幅に小さくなった場合には、シフトダウンするように構成されている。本実施形態では、上記のような制御を行うために、再変速制御マップを用いている。なお、再変速制御マップは、本発明の「第２変速制御マップ」の一例である。
【００５２】
図１１に示すように、本実施形態による再変速制御マップは、エンジン３１の回転数（エンジン回転数）と、シフトアップ前のエンジン回転数に対するシフトアップ後のエンジン回転数の低下率との関係により表わされている。この再変速制御マップの縦軸にはエンジン回転数の低下率が示されているとともに、横軸にはシフトアップ前のエンジン回転数が示されている。また、再変速制御マップは、一度シフトアップした後に再度シフトダウンするシフトアップ解除領域Ｒ４と、シフトアップ後に再度のシフトダウンをしないシフトアップ許容領域Ｒ５とを含んでいる。シフトアップ解除領域Ｒ４とシフトアップ許容領域Ｒ５との境界線Ｔは、エンジン回転数が大きくなるのに従ってエンジン回転数の低下率が大きくなるような線である。再度シフトダウンを実行するか否かを判断するための閾値（エンジン回転数の低下率）は、境界線Ｔとエンジン回転数とに基づいて制御部５２により判断される。また、本実施形態による再変速制御マップは、前進および後進動作に共通に用いられる。
【００５３】
図１２は、本発明の一実施形態による舶用推進システムのオートマチックモード時の変速制御マップを示すマップ図である。次に、図１２を参照して、オートマチックモード時の変速制御マップおよびそれを用いた変速制御について詳細に説明する。
【００５４】
オートマチックモード時においては、ギヤ切換スイッチ５ｂは無効になるとともに、ユーザのレバー部５ａの操作（アクセル操作）に伴って自動的に変速が行われる。制御部５２は、図１２に示す変速制御マップに基づいて変速を実行するタイミングを判断している。
【００５５】
図１２に示すように、オートマチックモード時の変速制御マップは、エンジン３１の回転数（エンジン回転数）とアクセル開度との関係により表わされている。この変速制御マップの縦軸にはエンジン回転数が示されているとともに、横軸にはアクセル開度が示されている。また、変速制御マップは、低速の減速比を規定するシフトダウン領域Ｒ６と、高速の減速比を規定するシフトアップ領域Ｒ７と、シフトダウン領域Ｒ６とシフトアップ領域Ｒ７との間に設けられる不感帯領域Ｒ８とを含んでいる。また、本実施形態による変速制御マップは、前進および後進動作に共通に用いられる。
【００５６】
オートマチックモード時では、変速制御マップ上において、船舶１のエンジン回転数とアクセル開度とが描く軌跡Ｐがシフトアップ領域Ｒ７から不感帯領域Ｒ８を介してシフトダウン領域Ｒ６に入った場合（図１２に示すＰ１）に、制御部５２およびＥＣＵ３４は、シフトダウンする（高速の減速比から低速の減速比に変速する）ように変速機構部３３を制御するように構成されている。また、エンジン回転数とアクセル開度とが描く軌跡Ｐがシフトダウン領域Ｒ６から不感帯領域Ｒ８を介してシフトアップ領域Ｒ７に入った場合（図１２に示すＰ２）に、制御部５２およびＥＣＵ３４は、シフトアップする（低速の減速比から高速の減速比に変速する）ように変速機構部３３を制御するように構成されている。また、不感帯領域Ｒ８は、頻繁な減速比の切り替えを防止するために設けられており、軌跡がシフトアップ領域Ｒ７から不感帯領域Ｒ８またはシフトダウン領域Ｒ６から不感帯領域Ｒ８に入っただけでは変速は行われないように構成されている。
【００５７】
また、本実施形態では、ユーザがモード切替レバー９を操作することにより、マニュアルモードとオートマチックモードとを切り替えることが可能である。ここで、エンジン負荷が大きい場合にモードを切り替えた場合には、船舶１の急加速または急減速を招く場合があることから、エンジン負荷が大きい場合にはモードの切り替えを実行しないように構成されている。図１３は、本発明の一実施形態による舶用推進システムのモード切替処理を説明するためのフローチャートである。次に、図１３を参照して、舶用推進システムのモード切替処理を説明する。なお、このフローチャートに示す一連の処理は、約１００ｍｓｅｃ毎に常時行われており、マニュアルモードおよびオートマチックモードのいずれかが常に成立している。
【００５８】
まず、ユーザがモードを切り替えるためにモード切替レバー９を操作する。マニュアルモードにする場合には、モード切替レバー９をマニュアルモードに対応したＭＴ位置に位置させる。オートマチックモードにする場合には、モード切換レバー９をオートマチックモードに対応したＡＴ位置に位置させる。これにより、マニュアルモードまたはオートマチックモードに対応したモード選択信号がモード切替レバー９から制御部５２に送信される。この時、図１３のステップＳ１において、モード切替レバー９がＭＴ位置に位置するか否かが制御部５２により判断される。具体的には、モード切換スイッチ９から受信したモード選択信号に基づいてモード切替レバー９の位置を判断する。
【００５９】
モード切替レバー９がＭＴ位置に位置する場合には、ステップＳ２において、マニュアルモードが成立しているか否かが制御部５２により判断される。マニュアルモードが成立している場合には、モードの切換を実行することなくモード切替処理が終了する。
【００６０】
また、マニュアルモードが成立していない場合（オートマチックモードが成立している場合）には、モード切替レバー９がＭＴ位置に位置しているが、制御部５２においてオートマチックモードが成立している場合であるので、オートマチックモードからマニュアルモードへの切換を実行する。ここで、ステップＳ３において、レバー部５ａの位置が中立の位置（ニュートラル）に位置するか否かが判断される。ニュートラルである場合には、アクセル開度（レバー部５ａの開度）はゼロであるとともにエンジン回転数はアイドリング回転数であるので、エンジン負荷が大きくないことからステップＳ６においてマニュアルモードを成立させてモード切替処理が終了する。
【００６１】
また、ニュートラルでない場合には、レバー部５ａが前方または後方に回動されているとともに、アクセルが開いている（エンジン負荷がアイドリング時よりも高くなっている）ので、モード切替の可否をエンジン負荷の大小により判断する。すなわち、ステップＳ４において、アクセル開度（レバー部５ａの開度）が所定の閾値Ｘ以下であるか否かが制御部５２により判断される。アクセル開度（レバー部５ａの開度）が閾値Ｘ以下である場合には、ステップＳ５において、エンジン回転数が所定の閾値Ｙ以下であるか否かが判断さされる。アクセル開度およびエンジン回転数がそれぞれ閾値Ｘ以下および閾値Ｙ以下である場合には、エンジン負荷が大きくないと判断して、ステップＳ６においてマニュアルモードを成立させてモード切替処理が終了する。
【００６２】
また、アクセル開度が閾値Ｘよりも大きい場合、または、エンジン回転数が閾値Ｙよりも大きい場合には、エンジン負荷が大きいと判断して、モードの切換を実行することなくモード切替処理が終了する。
【００６３】
また、ステップＳ１において、モード切替レバー９がオートマチックモードに対応したＡＴ位置に位置する場合には、ステップＳ７において、オートマチックモードが成立しているか否かが判断される。オートマチックモードが成立している場合には、モードの切換を実行することなくモード切替処理が終了する。また、マニュアルモードが成立している場合には、モード切替レバー９はオートマチックモードに対応するＡＴ位置に位置しているがオートマチックモードが制御部５２において成立していない状態であるので、オートマチックモードへの切替の可否をエンジン負荷の大小により判断する。
【００６４】
すなわち、ステップＳ８において、レバー部５ａの位置が中立の位置（ニュートラル）に位置するか否かが判断される。ニュートラルである場合には、アクセル開度（レバー部５ａの開度）はゼロであるとともにエンジン回転数はアイドリング回転数であるので、エンジン負荷が大きくないことからステップＳ１１においてオートマチックモードを成立させてモード切替処理が終了する。
【００６５】
また、ニュートラルでない場合には、モード切替の可否をエンジン負荷の大小により判断する。すなわち、ステップＳ９において、アクセル開度（レバー部５ａの開度）が閾値Ｘ以下であるか否かが制御部５２により判断される。アクセル開度（レバー部５ａの開度）が閾値Ｘ以下である場合には、ステップＳ１０において、エンジン回転数が閾値Ｙ以下であるか否かが判断さされる。アクセル開度およびエンジン回転数がそれぞれ閾値Ｘ以下および閾値Ｙ以下である場合には、エンジン負荷が大きくないと判断して、ステップＳ１１においてオートマチックモードを成立させてモード切替処理が終了する。
【００６６】
また、アクセル開度が閾値Ｘよりも大きい場合、または、エンジン回転数が閾値Ｙよりも大きい場合には、エンジン負荷が大きいと判断して、オートマチックモードへの切換を実行することなくモード切替処理が終了する。本実施形態では、このようにしてモードの切換が実行される。
【００６７】
本実施形態では、上記のように、シフトダウンした状態でエンジン３１により発生される駆動力をプロペラ３２ａおよび３２ｂに伝達可能に構成することによって、低速度における加速度性能を向上させることができる。また、シフトアップした状態でエンジン３１により発生される駆動力をプロペラ３２ａおよび３２ｂに伝達可能に構成することによって、最高速度を大きくすることができる。その結果、加速度と最高速度との両方の性能をユーザが所望する性能に近づけることができる。また、マニュアルモード時においてユーザがギヤ切換スイッチ５ｂを操作することにより、前進時および後進時にユーザが任意にシフトダウンまたはシフトアップを行うことができる。
【００６８】
また、本実施形態では、上記のように、変速禁止制御マップとスロットル開度とに基づいてシフトダウンを禁止するエンジン回転数の閾値を判断するとともに、その閾値よりもエンジン回転数が高い場合には、シフトダウンを実行しないように制御する。これにより、エンジン回転数が高い状態でユーザがギヤ切換スイッチ５ｂをシフトダウン位置に位置させることによりシフトダウンを指示した場合に、シフトダウンが実行されるのを防止することができる。これにより、エンジン回転数が高い状態でシフトダウンが実行されることに起因してエンジン回転数がさらに上昇するのを防止することができるので、シフトダウン時にエンジンが過回転状態に陥るのを抑制することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、上記のように、シフトダウンを禁止するエンジン回転数の閾値を、エンジンのスロットル開度が大きくなるのに従って小さくなるように設定することによって、スロットル開度が大きくエンジンの出力が大きい場合にシフトダウンが実行されるのを防止することができる。これにより、エンジンの出力が大きいために変速ショックが大きくなる場合のシフトダウンが実行されるのを抑制することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、上記のように、変速禁止制御マップとスロットル開度とに基づいてシフトアップを禁止するエンジン回転数の閾値を判断するとともに、その閾値よりもエンジン回転数が小さい場合には、シフトアップを実行しないように制御する。これにより、エンジン回転数が小さい状態でユーザがギヤ切換スイッチ５ｂをシフトアップ位置に操作することによりシフトアップを指示した場合に、シフトアップが実行されるのを防止することができる。これにより、エンジン回転数が小さい状態でシフトアップされることに起因してエンジン回転数がさらに低下するのを防止することができるので、シフトアップ時にエンジンストール（いわゆるエンスト）が発生するのを抑制することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、上記のように、シフトアップを禁止するエンジン回転数の閾値を、スロットル開度が比較的大きい範囲において、エンジン３１のスロットル開度が大きくなるのに従って大きくなるように設定する。これにより、スロットル開度が大きく、かつ、エンジン回転数が小さい場合にシフトアップが実行されるのを防止することができる。スロットル開度が大きく、かつ、エンジン回転数が小さい状態は、トルクが必要な状態（たとえば、藻がプロペラ３２ａ、３２ｂに絡まった場合など）であるので、高速の減速比よりも低速の減速比のほうが望ましい。トルクが必要な状態においてシフトアップを禁止することによって、シフトアップすることに起因して、トルクが必要な状態においてトルクが小さくなるのを抑制することができる。
【００７２】
また、本実施形態では、上記のように、シフトアップする場合に、シフトアップ前のエンジン回転数に対するシフトアップ後のエンジン回転数の低下率が所定の閾値よりも大きい場合には、再度シフトダウンする。これにより、シフトアップ時にエンジン回転数が大幅に減少した場合に、シフトダウンすることによりエンジン回転数およびトルクを大きくすることができる。これにより、シフトアップ時にエンジンストールが発生するのを抑制することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、上記のように、エンジン回転数が大きくなるのに従って再変速するための閾値（エンジン回転数の低下率）を大きくするように設定することによって、エンジン回転数が大きい場合には、エンジン回転数が大きく低下した場合にも再変速（シフトアップ）しないようにすることができる。エンジン回転数が大きい場合にはエンジン回転数の低下率が大きくてもエンジンストールが発生しにくい。これにより、出来るだけユーザの意図通りにシフトアップしながら、エンジンストールが発生するのを抑制することができる。
【００７４】
また、本実施形態では、上記のように、マニュアルモードとオートマチックモードとを切り替えるためのモード切替レバー９を設けることによって、ユーザがマニュアルモードとオートマチックモードとを自由に切り替えることができる。
【００７５】
また、本実施形態では、上記のように、ユーザがモード切替レバー９を操作した場合に、アクセル開度（レバー部５ａの開度）が閾値Ｘ以下で、かつ、エンジン回転数が閾値Ｙ以下である場合にモードの切換を実行することによって、エンジン負荷が高い状態でモードの切換が実行されるのを抑制することができる。これにより、エンジン負荷が高い状態で誤ってユーザがモード切換レバー９を操作した際、ギヤ切換スイッチ５ｂの状態やコントロールレバー５のレバー部５ａの状態などによって急加速または急減速が生じるのを抑制することができる。
【００７６】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７７】
たとえば、上記実施形態では、舶用推進システムの一例としてエンジンおよびプロペラが船体の外側に配置された２機の船外機を備えた例を示したが、本発明はこれに限らず、エンジンが船体に固定されたスタンドライブ、エンジンおよびプロペラが船体に固定された船内機などを備えた他の舶用推進システムにも適用可能である。また、１機の船外機を備えた舶用推進システムにも適用可能である。
【００７８】
また、上記実施形態では、再変速制御マップの横軸をエンジン回転数にした例を示したが、本発明はこれに限らず、横軸をスロットル開度にしてもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、オートマチックモード時の変速制御マップ（図１２参照）の横軸をアクセル開度にした例を示したが、本発明はこれに限らず、横軸をスロットル開度、すなわち、エンジンの吸気経路に設けられたスロットル弁の開度にしてもよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、マニュアルモードとオートマチックモードとを切換可能に構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、マニュアルモードに固定されていてもよい。
【００８１】
また、上記実施形態では、マニュアルモードにおいてユーザが変速をするために操作する操作部としてギヤ切換スイッチ５ｂを設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、操作部がどのような形態であってもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、変速禁止制御マップのスロットル開度が小さい範囲において、シフトアップ禁止基準線Ｕをスロットル開度が大きくなるに従ってエンジン回転数が小さくなるように設定した例を示したが、本発明はこれに限らず、スロットル開度が小さい範囲においては一定値（最小値ＮＭ）となるように設定してもよい。また、シフトアップ禁止基準線Ｕの最小値ＮＭはアイドリング回転数ＮＩよりも大きく設定してもよい。
【００８３】
また、上記実施形態では、舶用推進システムの一例として２つのプロペラが設けられた船外機を備えた例について示したが、本発明はこれに限らず、１つ、または、３つ以上のプロペラが設けられた船外機などを備えた他の舶用推進システムにも適用可能である。
【００８４】
また、上記実施形態では、船舶が後進する際のマップ（マニュアルモード時の変速禁止制御マップ、再変速制御マップおよびオートマチックモード時の変速制御マップ）を、船舶が前進する際のマップと同様の構成にした例について示したが、本発明はこれに限らず、前進専用のマップおよび後進専用のマップの２つのマップを設けるようにしてもよい。
【００８５】
また、上記実施形態では、制御部とＥＣＵとを共通ＬＡＮケーブルにより接続することにより通信可能に構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、制御部とＥＣＵとを無線通信により通信可能に構成してもよい。
【００８６】
また、上記実施形態では、シフト位置信号を、共通ＬＡＮケーブル７を介してのみ制御部からＥＣＵに伝達するとともに、アクセル開度信号を、共通ＬＡＮケーブル８を介してのみ制御部からＥＣＵに伝達するように制御した例について示したが、本発明はこれに限らず、シフト位置信号およびアクセル開度信号の両方の信号を同じ共通ＬＡＮケーブルにより制御部からＥＣＵに伝達するように制御してもよい。また、シフト位置信号を、共通ＬＡＮケーブル８を介してのみ制御部からＥＣＵに伝達するとともに、アクセル開度信号を、共通ＬＡＮケーブル７を介してのみ制御部からＥＣＵに伝達するように構成してもよい。
【００８７】
また、上記実施形態では、エンジンの回転数の一例としてクランク軸の回転数を用いたが、本発明はこれに限らず、たとえば、プロペラおよび出力軸など、エンジン内のクランク軸が回転するのに伴って回転するクランク軸以外の部材（軸）の回転数をエンジンの回転数として用いてもよい。
【００８８】
また、上記実施形態では、オートマチックモード時の変速制御マップの横軸をアクセル開度にした例を示したが、本発明はこれに限らず、スロットル開度（エンジンの吸気通路に設けられたスロットル弁の開度）にしてもよい。
【００８９】
また、上記実施形態では、２つの船外機を備えた例を示したが、本発明はこれに限らず、１つ、または、３つ以上の船外機を備えてもよい。また、船外機が複数ある場合には、全ての船外機で変速および変速の禁止のタイミングを合わせるように構成してもよい。この場合、１つの船外機をメイン機とし、メイン機の変速機構部が変速制御されると同時に他の船外機の変速制御を行うように構成してもよい。具体的には、下記のように変速制御を行ってもよい。すなわち、コントロールレバー部５の記憶部５２に記憶された変速制御マップおよび変速禁止制御マップに基づいて、制御部５２からメイン機のＥＣＵに対して「変速ギア切換信号」または「変速禁止信号」が出力される。メイン機のＥＣＵは、「変速ギア切換信号」または「変速禁止信号」に基づいて、自機の電磁油圧制御バルブ３７に対して「駆動信号」または「非駆動状態維持信号」を出力する。これにより、上部変速部３１０を低速に変速したり、変速の禁止を行う。また、メイン機のＥＣＵは、共通ＬＡＮを介して他機に搭載されたＥＣＵに対しても「駆動信号」または「非駆動状態維持信号」を出力する。他機のＥＣＵは、メイン機のＥＣＵから送られたこれらの信号に基づいて、自機の電磁油圧制御バルブ３７に対して「駆動信号」または「非駆動状態維持信号」を出力する。これにより、メイン機の上部変速部３１０とメイン機以外の上部変速部３１０とが同期して低速に変速されたり、変速禁止制御される。
【００９０】
また、複数の船外機のそれぞれのＥＣＵが自己の変速機構部のみならず、他の船外機の変速機構部にも変速制御信号を出すように構成するとともに、各変速機構部を、複数のＥＣＵからの変速制御信号のうち、最も早く送られてきた変速制御信号に基づいて変速するように構成してもよい。具体的には、下記のように変速制御を行ってもよい。すなわち、コントロールレバー部５の記憶部５２に記憶された変速制御マップおよび変速禁止制御マップに基づいて、制御部５２から全ての船外機のそれぞれのＥＣＵに対して「変速ギア切換信号」または「変速禁止信号」が出力される。各船外機のＥＣＵは、「変速ギア切換信号」または「変速禁止信号」に基づいて、自機の電磁油圧制御バルブ３７に対して「駆動信号」または「非駆動状態維持信号」を出力すると同時に、共通ＬＡＮを介して他機の電磁油圧制御バルブ３７に対しても「駆動信号」または「非駆動状態維持信号」を出力する。各船外機の電磁油圧制御バルブ３７は、最も早く送られてきた「駆動信号」または「非駆動状態維持信号」に基づいて駆動状態および非駆動状態が切り替えられる。これにより、複数の船外機のそれぞれの上部変速部３１０が同期して低速に変速されたり、変速禁止制御される。なお、この場合、エンジンを制御するＥＣＵ３４とは別のＥＣＵを船外機内に設けるとともに、このＥＣＵにマップを記憶させたり、制御信号を出力するようにしてもよい。
【００９１】
また、上記のように、全ての船外機で変速および変速の禁止のタイミングを合わせる場合には、コントロールレバー部５の制御部５２は、次のいずれかの条件を満たした場合に「変速ギヤ切換信号」または「変速禁止信号」を出力する。すなわち、複数の船外機のうちの少なくともいずれか一方の船外機の運転状態が、変速または変速禁止の条件を満たした場合、または、複数の船外機のうちの特定の船外機の運転状態が、変速または変速禁止の条件を満たした場合に「変速ギヤ切換信号」または「変速禁止信号」を出力する。
【００９２】
また、上記実施形態では、コントロールレバー部５に内蔵した記憶部５１に、変速制御マップおよび変速禁止制御マップが記憶されるとともに、変速機構部３３に対して減速比を変速するための制御信号は、コントロールレバー部５に内蔵された制御部５２から出力されるように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、船外機内に設けたＥＣＵ３４に変速制御マップおよび変速禁止制御マップを記憶させてもよい。また、この場合には、変速制御マップおよび変速禁止制御マップが記憶されたＥＣＵ３４から制御信号を出力するように構成してもよい。
【００９３】
また、上記実施形態では、前進、中立、後進の切り替えをＥＣＵ３４によって電気的に制御された下部変速部３３０によって行うようにした例を示したが、本発明はこれに限らず、前進、中立、後進の切り替えを、上記特許文献１に開示されたように、一対のベベルギヤとドッグクラッチとから構成される機械式の前後進切換機構によって行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の一実施形態による舶用推進システムが搭載された船舶を示した斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による舶用推進システムの構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示した船舶のコントロールレバー部の構成を説明するための側面図である。
【図４】図３に示したコントロールレバー部のレバー部を示す正面図である。
【図５】図１に示した船舶のモード切替レバーを示す側面図である。
【図６】図１に示した舶用推進システムの舶用推進システム本体の構成を説明するための断面図である。
【図７】図１に示した舶用推進システムの舶用推進システム本体の変速機構部の構成を説明するための断面図である。
【図８】図７の１００−１００線に沿った断面図である。
【図９】図７の２００−２００線に沿った断面図である。
【図１０】図１に示した舶用推進システムのマニュアルモード時における変速禁止制御マップを示す図である。
【図１１】図１に示した舶用推進システムのマニュアルモード時における再変速制御マップを示す図である。
【図１２】図１に示した舶用推進システムのオートマチックモード時における変速制御マップを示す図である。
【図１３】図１に示した舶用推進システムのモード切替処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００９５】
３  船外機
５  コントロールレバー部
５ａ  レバー部（コントロールレバー部）
５ｂ  ギヤ切換スイッチ（操作部）
６  表示部
９  モード切替レバー
３１  エンジン
３２ａ、３２ｂ  プロペラ
３３  変速機構部
３４  ＥＣＵ（制御部）
５２  制御部
Ｒ１  シフトダウン禁止領域
Ｒ２  シフトアップ禁止領域
【図１】
0005138411.tif 000002
【図２】
0005138411.tif 000003
【図３】
0005138411.tif 000004
【図４】
0005138411.tif 000005
【図５】
0005138411.tif 000006
【図６】
0005138411.tif 000007
【図７】
0005138411.tif 000008
【図８】
0005138411.tif 000009
【図９】
0005138411.tif 000010
【図１０】
0005138411.tif 000011
【図１１】
0005138411.tif 000012
【図１２】
0005138411.tif 000013
【図１３】
0005138411.tif 000014