(57)【要約】【課題】電子式のリモコン装置及びシフトカットスイッチを不要としたシフトカット制御方法を採用することにより、シフトカット性能がシフトカットスイッチの品質に依存しない信頼性の高いものとし、内燃機関にシフトカットスイッチを取り付けるための空間を必要としない小型のシフトカット制御装置を提供する。    【解決手段】  操作レバー５の操作位置を検出するレバー位置検出器１８からの操作位置信号が操作レバー５が中立位置であることを示し、かつ、シフト位置を検出するシフト位置検出器１９からのシフト位置信号がシフトが中立位置にないことを示す場合に、内燃機関９の失火制御を開始する点火制御装置（点火制御手段）１７を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力を受けて駆動されるプロペラシャフトの回転を中立、正転或いは逆転のいずれかに切り替えるシフト装置と、前記内燃機関の運転状態を制御する内燃機関電子制御装置と、目標とする運転状態を実現するための制御信号を前記内燃機関電子制御装置に送信することのできる操作レバーを有するリモコン装置とを備えた船舶用推進機において、
前記操作レバーの操作位置を検出するレバー位置検出器からの操作位置信号が前記操作レバーが中立位置であることを示し、かつ、シフト位置を検出するシフト位置検出器からのシフト位置信号がシフトが中立位置にないことを示す場合に、前記内燃機関の失火制御を開始する点火制御手段を備えたことを特徴とする船舶用推進機のシフトカット制御装置。
【請求項２】
前記点火制御手段によるシフトカット制御が行われている状態において、前記操作レバーの操作位置を検出するレバー位置検出器からの操作位置信号が前記操作レバーが中立位置にないことを示す場合に、前記内燃機関の失火制御を終了する点火制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の船舶用推進機のシフトカット制御装置。
【請求項３】
前記点火制御手段によるシフトカット制御が行われている状態において、前記シフト位置を検出するシフト位置検出器からのシフト位置信号が一定時間以上シフトが中立位置にあることを示す場合に、前記内燃機関の失火制御を終了する点火制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の船舶用推進機のシフトカット制御装置。
【請求項４】
前記シフト位置検出器を複数設け、前記点火制御手段と前記シフト位置検出器との回路を多重に設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の船舶用推進機のシフトカット制御装置。  
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載のシフトカット制御装置を備えていることを特徴とする船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、失火による気筒休止制御を行う内燃機関において、動力伝達の遮断（以下、シフトカットという。）を容易に行うためのシフトカット制御装置に関し、より詳しくは、船舶用推進機のシフトカット制御装置及びそのシフトカット制御装置を備えた船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶に取り付けられている船外機においては、操作レバーを前進（正転）から中立或いは後進（逆転）から中立にし、ドッグクラッチの作用により内燃機関とプロペラ間の動力伝達を遮断するようにしている。しかし、急減速時のようにスロットル開度を小さくしても内燃機関が高回転の場合にシフトカットができないことがあり、これに対処するために、シフトカットができない場合に一部の気筒の運転を停止してトルクを低下させるようにするシフトカット制御が行われている。
【０００３】
従来のシフトカット制御装置としては、たとえば、図６及び図７に示したように、シフト力の伝達経路にシフトカットスイッチを設置して、このシフトカットスイッチが一定レベルを越えたシフト力が発生したことを検出した場合に、内燃機関を失火させることで内燃機関の回転力を低下させるものがある（特許文献１を参照のこと）。
【０００４】
図６及び図７に示したものは機械式のリモコン装置を採用している例であり、内燃機関５０の周りに固定された固定ブラケット５１に設けられている軸受部５２に、ガイドレール５３を有する可動ブラケット５４が揺動自在に支持されている。ガイドレール５３には転動ローラ５５が転動自在に組み込まれており、転動ローラ５５の中心部にはピン５６が挿通され、ピン５６の一端にはリモコンケーブル５７の接続端がピン結合され、ピン５６の他端には連結レバー５８の一端がピン結合されている。連結レバー５８の他端は、プロペラの中立、正転、逆転のいずれかに切り替えるためのドグクラッチ（図示せず）を操作するためのシフトロッド５９に連結されているレバー６０の自由端にピン結合されている。
【０００５】
固定ブラケット５１には可動ブラケット５４の図６における時計方向回転を停止させる第１ストッパ６１を備え、かつ、支軸６２の周りの固定ブラケット５１と可動ブラケット５４との間にねじりバネ６３を介装し、このねじりバネ６３により可動ブラケット５４を常時第１ストッパ６１へ押し付ける方向の力が付与されている。
【０００６】
固定ブラケット５１にはシフトカットスイッチ６４を備えており、可動ブラケット５４は、第１ストッパ６１との衝合位置からねじりバネ６３の弾発力に抗して図６の反時計方向に回転される状態にあって、シフトカットスイッチ６４の接点をＯＮにする押圧部６５を備えている。また、固定ブラケット５１には、可動ブラケット５４の押圧部６５がシフトカットスイッチ６４をＯＮさせた後に可動ブラケット５４の反時計方向回転を停止させる第２ストッパ６６を備えている。
【０００７】
従来のシフトカット制御装置は以上のような構成をしているため、リモコン装置の操作レバーを回動させてリモコンケーブル５７に加えられるシフト力により、転動ローラ５５がガイドレール部５３に沿って移動することで、転動ローラ５５にピン結合されている連結レバー５８が連動する。このため、連結レバー５８にピン結合されたレバー６０が揺動し、シフトロッド５９が回動することでドククラッチがシフトされる。他方、転動ローラ５５がガイドレール部５３に沿って移動することで、正転位置から中立位置へのシフト力ｆＦ又は逆転位置から中立位置へのシフト力ｆＲが、ねじりバネ６３に予め設定した一定レベル（正転又は逆転から中立へ戻すのに必要なシフト力レベル）の弾発力を加えると、可動ブラケット５４は反時計方向へ回転することとなり、押圧部６５がシフトカットスイッチ６４をＯＮにする。そして、このシフトカットスイッチ６４のＯＮ信号は内燃機関５０の点火制御回路へ転送され、ＯＮ信号を受信した点火制御回路は、シフトカットスイッチ６４が一定レベルを越えるシフト力ｆＦ又はｆＲの発生を検出したものと判断し、内燃機関５０を失火し内燃機関５０の回転力を低下させることで、シフトカットが容易に行えるようにしている。
【特許文献１】特開平２−２１６３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述したような従来の機械式のリモコン装置を使用している場合に採用していたシフトカット制御装置にあっては、シフトカットの開始条件を検出するために、操作レバーを回動させることによってリモコンケーブル５７に伝達されるシフト力を機械的に読み取るシフトカットスイッチ６４を使用しているので、シフトカットスイッチ６４の品質如何によりシフトカット制御の良否が決定される他、内燃機関５０にシフトカットスイッチ６４を取り付けるための空間を設けなければならなかった。
【０００９】
そこで、この発明は、以上のような従来のシフトカット制御装置の問題点を解消すべく、電子式のリモコン装置及びシフトカットスイッチを不要とするシフトカット制御方法を採用することにより、シフトカット性能がシフトカットスイッチの品質に依存しない信頼性の高いものとし、内燃機関にシフトカットスイッチを取り付けるための空間を必要としない小型のシフトカット制御装置とそのシフトカット制御装置を備えた船舶を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上のような課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、内燃機関の出力を受けて駆動されるプロペラシャフトの回転を中立、正転或いは逆転のいずれかに切り替えるシフト装置と、前記内燃機関の運転状態を制御する内燃機関電子制御装置と、目標とする運転状態を実現するための制御信号を前記内燃機関電子制御装置に送信することのできる操作レバーを有するリモコン装置とを備えた船舶用推進機において、前記操作レバーの操作位置を検出するレバー位置検出器からの操作位置信号が前記操作レバーが中立位置であることを示し、かつ、シフト位置を検出するシフト位置検出器からのシフト位置信号がシフトが中立位置にないことを示す場合に、前記内燃機関の失火制御を開始する点火制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成に加えて、前記点火制御手段によるシフトカット制御が行われている状態において、前記操作レバーの操作位置を検出するレバー位置検出器からの操作位置信号が前記操作レバーが中立位置にないことを示す場合に、前記内燃機関の失火制御を終了する点火制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１の構成に加えて、前記点火制御手段によるシフトカット制御が行われている状態において、前記シフト位置を検出するシフト位置検出器からのシフト位置信号が一定時間以上シフトが中立位置にあることを示す場合に、前記内燃機関の失火制御を終了する点火制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の構成に加えて、前記シフト位置検出器を複数設け、前記点火制御手段と前記シフト位置検出器との回路を多重に設けたことを特徴と
【００１４】
請求項５に記載の発明に係る船舶は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の船舶用推進機のシフトカット制御装置を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
以上のような構成により、請求項１に記載の発明は、内燃機関の出力を受けて駆動されるプロペラシャフトの回転を中立、正転或いは逆転のいずれかに切り替えるシフト装置と、内燃機関の運転状態を制御する内燃機関電子制御装置と、目標とする運転状態を実現するための制御信号を内燃機関電子制御装置に送信することのできる操作レバーを有するリモコン装置とを備えた船舶用推進機において、操作位置信号が操作レバーが中立位置であることを示し、かつ、シフト位置信号がシフトが中立位置にないことを示す場合に、内燃機関の失火制御を開始する点火制御手段を備えているので、シフトカット制御を行うために機械的な動作を伴うシフトカットスイッチを不要としているため、シフトカット性能がシフトカットスイッチの品質に依存されることがない。そのため、信頼性が高くて小型のシフトカット制御装置が得られる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、操作位置信号が操作レバーが中立位置にないことを示す場合に、内燃機関の失火制御を終了する点火制御手段を備えているので、シフトカット制御装置のシステム自体を一旦終了させることなくシフトカット制御を終了することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、シフト位置信号が一定時間以上シフトが中立位置にあることを示す場合に、内燃機関の失火制御を終了する点火制御手段を備えているので、請求項１の効果に加えて、長尺のシフトロッドのねじれ変形等により、実際にはシフトが抜けていない状況であるにもかかわらず、シフト位置センサがシフトが中立位置にあることを示している場合であっても、シフトカット制御を継続することができるため、容易にシフトを抜くことができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、シフト位置検出器を複数設け、点火制御手段とシフト位置検出器との回路を多重に設けているので、請求項１乃至３のいずれか一つの効果に加えて、信頼性がより向上する。
【００１９】
請求項５に記載の船舶に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載のシフトカット制御装置を備えているので、シフトカット制御を行うために機械的な動作を伴うシフトカットスイッチを不要としているため、シフトカット性能がシフトカットスイッチの品質に依存されることがないので、信頼性の高いシフトカット制御が実行されると共に、内燃機関の周りにシフトカットスイッチを取り付ける空間を設ける必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
まず、この発明の実施の形態の構成について説明する。
【００２２】
図１は、この発明の実施の形態に係るシフトカット制御装置のギヤシフトの駆動操作系統の構成図である。図２は同実施の形態に係るシフトカット制御装置の機能ブロック図である。
【００２３】
船外機１は、ブラケット２及びクランプブラケット３を介して船体４に取り付けられている。操作レバー５が設けられているリモコン装置６は操縦席の近傍に配置されており、リモコン装置６のリモコン側電子制御装置７がネットワークケーブル８を介して船外機１の内燃機関９に設けられている内燃機関側電子制御装置１０と電気的に接続されている。
【００２４】
船外機１に取り付けられている内燃機関側電子制御装置１０には、船外機１の内燃機関９の運転状態を決定するスロットルアクチュエータ１１の動作を制御するスロットル制御装置１２と、内燃機関９からの駆動力を船外機１に設けられているプロペラ１３の正転、中立、逆転に切り替えるためのシフトの入り切りをするシフトアクチュエータ１４の動作を制御するシフト制御装置１５と、点火プラグ１６の点火タイミングを制御する点火制御装置（点火制御手段）１７とを有している。
【００２５】
他方、リモコン装置６にはギヤシフト兼スロットル操作用の操作レバー５が回動自在に取り付けられている。また、リモコン装置６には操作レバー５の回動位置を検出することのできるレバー位置検出器１８が設けられており、その操作状態（操作位置）は逐次、レバー位置検出器１８で検出され、その検出値に対応するレバー位置信号がリモコン側電子制御装置７を介して、船外機１の内燃機関９に設けられている内燃機関側電子制御装置１０に送られようになっている。
【００２６】
内燃機関側電子制御装置１０のシフト制御装置１５では、操作レバー５の操作状態（操作位置）に従ったシフトアクチュエータ１４の動作を制御するシフト制御信号を発信することができようになっている。シフトアクチュエータ１４の動きはシフト位置検出器１９によって常時読み取られており、その結果として、正転、中立、逆転といったシフト位置を表すシフト位置信号とがシフト制御装置１５にフィードバックされようになっている。また、同様のフィードバック制御を実現するために、スロットル制御装置１２にはスロットルアクチュエータ１１の動作状態を検出するスロットル位置検出器２０が接続されており、点火制御装置１７には点火プラグ１６の動作状態を検出する点火タイミング検出器２１が接続されている。
【００２７】
なお、シフト位置検出器１９を複数設け、点火制御装置１７とシフト位置検出器１９との回路を多重に設けるようにすれば、いずれかのシフト位置検出器１９や点火制御装置１７とシフト位置検出器１９との回路に問題が生じたとしても、シフトカット制御が正常に実行されるといった、より信頼性の高いものとするとができる。
【００２８】
図３は、船外機における動力伝達機構の要部を示した部分断面図である。
【００２９】
内燃機関９のクランクシャフト（図示せず）は、その軸線が鉛直方向に向くように配置されており、その先端にはドライブシャフト２２が連結され、ドライブシャフト２２の下端にはピニオン２３が固定されている。一方、プロペラ１３に接続されているプロペラシャフト２４はドライブシャフト２２と直交する向きに配置されている。また、このプロペラシャフト２４には正転ギヤ２５及び逆転ギヤ２６が回動自在に設けられており、これらの正転ギヤ２５及び逆転ギヤ２６は各々ピニオン２３と噛合して互いに逆方向に回転するように構成されている。また、正転ギヤ２５と逆転ギヤ２６との間には軸方向に摺動可能なドッククラッチ２７が設けられており、このドッククラッチ２７は正転ギヤ２５又は逆転ギヤ２６のいずれか一方と選択的に噛合できるように構成されている。
【００３０】
なお、図３ではドッククラッチ２７が正転ギヤ２５及び逆転ギヤ２６のどちらとも噛み合っていない中立状態を示している。ドッククラッチ２７は、プロペラシャフト２４を構成する前方軸２４ｂ及び後方軸２４ａのうちの前方軸２４ｂにスプライン結合しており、前後方向に対しては摺動可能にかつ回転方向に対しては前方軸２４ｂと一体化されている。
【００３１】
また、ドッククラッチ２７はクロスピン２８を介してプロペラシャフト２４の軸方向に摺動可能なスライダ２９と連結されており、スライダ２９の前端頭部はシフター３０に回転自在に連結されている。このシフター３０は、シフトロッド３１の下端部に設けたカム３２にカム係合されており、シフトロッド３１を、その軸周りに回転させてカム３２を回転させると、それに応じてシフター３０が前Ｆ又は後Ｒに移動するように構成されている。このようにシフター３０が前後に摺動すると、ドッククラッチ２７が正転ギヤ２５又は逆転ギヤ２６のいずれか一方に噛合し、ピニオン２３の回転が正転方向又は逆転方向の回転力として前方軸２４ｂに伝達され、前方軸２４ｂと一体化された後方軸２４ａを回転させる。
【００３２】
図４は、この発明の実施の形態に係る船舶のシフトアクチュエータ等を示す平面図である。
【００３３】
シフトロッド３１は、図４に示したように、上下方向に延長され、その上端部３３にレバー３４が固定され、このレバー３４の先端部にレバーシフトアーム３５の一端部が回動自在に連結され、このレバーシフトアーム３５の他端部が、シフトレール３６にスライド自在に設けられたスライダー３７に回動自在に連結されている。このスライダー３７がシフトアクチュエータ１４にて所定の方向にスライドされることにより、レバーシフトアーム３５及びレバー３４を介してシフトロッド３１が所定の方向に回動されるようになっている。
【００３４】
このシフトアクチュエータ１４は、駆動源としてのＤＣモータであるシフトモータ３８や減速機構等を有し、スライダー３７を所定の方向に駆動させるように構成されている。
【００３５】
次に、図５の状態遷移図に従って、この発明の実施の形態に係るシフトカット制御装置の動作について説明する。
【００３６】
この発明の実施の形態に係るシフトカット制御装置は、内燃機関９のシフト位置がどこにあるかをシフト位置検出器１９が検出して、その結果を内燃機関側電子制御装置１０を介してリモコン側電子制御装置７に送信する。
【００３７】
他方、操作レバー５の操作位置がどこにあるかをレバー位置検出器１８が検出して、その結果をリモコン側電子制御装置１９に送信する。つまり、リモコン側電子制御装置１９には、シフト位置の情報と、操作レバー５の操作位置の情報とが入力されることになり、これらの情報に基づいてリモコン側電子制御装置１９に備えられている演算装置（図示せず）が演算処理を行う。その演算結果に従って内燃機関９に対してどのような失火制御するかの情報が点火制御装置１７へ送信される。
【００３８】
具体的には、図５に示したように、シフトカット制御装置のメインスイッチをＯＮにするとスタートＵＰ状態Ｊ１から、シフトカット制御をしない通常状態Ｊ２となる。その後、通常状態Ｊ２において、操作レバー５の操作位置を検出するレバー位置検出器１８からの操作位置信号が操作レバー５が中立位置であることを示し、かつ、シフト位置を検出するシフト位置検出器１９からのシフト位置信号がシフトが中立位置にないことを示す場合に、内燃機関９の失火制御を開始する信号を点火制御装置１７へ送信し、点火制御装置１７ではその段階の内燃機関９の回転数に応じた所定の失火条件（失火する気筒の数を決める条件）に従って点火プラグ１６の点火を止めるシフトカット制御状態Ｊ３に入ることになる。
【００３９】
シフトカット制御状態Ｊ３にある場合は、操作レバー５の操作位置を検出するレバー位置検出器１８からの操作位置信号が操作レバー５が中立位置にないことを示す場合に、内燃機関９の失火制御を終了する信号を点火制御装置１７へ送信してシフトカット制御状態Ｊ３を解除し、通常状態Ｊ２へ戻るようになっている。  
【００４０】
また、シフトカット制御状態Ｊ３にある場合は、シフト位置を検出するシフト位置検出器１９からのシフト位置信号がシフトが中立位置にあることを一定時間以上検出した場合、又はシフト位置信号がシフトが中立位置にあることを示す場合に、内燃機関９の失火制御を終了する信号を点火制御装置１７へ送信してシフトカット制御状態Ｊ３を解除し、通常状態Ｊ２へ戻るようになっている。
【００４１】
なお、内燃機関９の失火制御により内燃機関９の運転を停止して内燃機関９の回転力を低下させることで、シフトカットが容易に行えるようにするシフトカット制御は、内燃機関９の回転数に応じて、失火させる気筒数を変えることによって行われる。具体的には、たとえば、６気筒内燃機関の場合には、内燃機関の回転数が８０００ｒｐｍ以上の場合に６気筒を失火し、１５００〜８０００ｒｐｍ未満の場合に５気筒を失火し、８５０〜１５００ｒｐｍ未満の場合に４気筒を失火し、７００〜８５０ｒｐｍ未満の場合に３気筒を失火し、６００〜７００ｒｐｍ未満の場合に２気筒を失火し、５００〜６００ｒｐｍ未満の場合に１気筒を失火し、５００ｒｐｍ未満の場合には失火しない、といった条件が採用される。
【００４２】
以上のような処理により、操作位置信号が操作レバー５が中立位置であることを示し、かつ、シフト位置信号がシフトが中立位置にないことを示す場合に、内燃機関９の失火制御を開始する点火制御装置１７を備えているので、シフトカット制御を行うために機械的な動作を伴うシフトカットスイッチを必要としない。そのため、シフトカット性能がシフトカットスイッチの品質に依存されることがないので、信頼性が高くて小型のシフトカット制御装置が得られる。
【００４３】
また、操作位置信号が操作レバー５が中立位置にないことを示す場合に、内燃機関９の失火制御を終了する点火制御装置１７を備えているので、シフトカット制御装置のシステムを一旦終了させることなくシフトカット制御を終了することができる。
【００４４】
また、シフト位置信号がシフトが中立位置にあることを一定時間以上検出した場合、又はシフト位置信号がシフトが中立位置にあることを示す場合に、内燃機関９の失火制御を終了する点火制御装置１７を備えているので、長尺のシフトロッド３１のねじれ変形等により、実際にはシフトが抜けていない状況であるにもかかわらず、シフト位置センサがシフトが中立位置にあることを示している場合であっても、シフトカット制御を継続することができる。これにより、容易にシフトを抜くことができる。
【００４５】
また、この発明の実施の形態に係るシフトカット制御装置を備えた船舶は、シフトカット制御を行うために機械的な動作を伴うシフトカットスイッチを不要としているため、シフトカット性能がシフトカットスイッチの品質に依存されることがないので、信頼性の高いシフトカット制御が実行されると共に、内燃機関９の周りにシフトカットスイッチを取り付ける空間を設ける必要がなくなる。
【００４６】
なお、この発明の実施の形態に係るシフトカット制御装置では、内燃機関９に設けた内燃機関側電子制御装置１０とリモコン装置６に設けたリモコン側電子制御装置１９とを連携させて目的とする制御を行う場合の例を示したが、この発明はこれに限定することなく、たとえば、内燃機関側電子制御装置１０にリモコン側電子制御装置１９の機能を組み込むことで、リモコン側電子制御装置１９を使用しない構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の実施の形態に係るシフトカット制御装置のギヤシフトの駆動操作系統の構成図である。
【図２】同実施の形態に係るシフトカット制御装置の機能ブロック図である。
【図３】同実施の形態に係る船外機における動力伝達機構の要部を示した部分断面図である。
【図４】同実施の形態に係る船舶のシフトアクチュエータ等を示す平面図である。
【図５】同実施の形態に係るシフトカット制御装置の状態遷移図である。
【図６】従来のリモコンケーブルとシフト装置との関係を示す平面図である。
【図７】図６の一部断面とした要部側面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  船外機
５  操作レバー
６  リモコン装置
７  リモコン側電子制御装置
９  内燃機関
１０  内燃機関側電子制御装置
１３  プロペラ
１４  シフトアクチュエータ
１５  シフト制御装置
１６  点火プラグ
１７  点火制御装置（点火制御手段）
１８  レバー位置検出器
１９  シフト位置検出器
【図１】
2007309262.tif 000003
【図２】
2007309262.tif 000004
【図３】
2007309262.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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