(57)【要約】      （修正有）【課題】船速を変化させることなく、また装置の大型化を招くことなく、発電機の発電量を増加させるようにした船外機の制御装置を提供する。【解決手段】原動機と、原動機に接続される発電機とを備えた船外機において、原動機と発電機の間に介挿され、原動機の出力を増速自在な増速手段（遊星歯車機構、油圧クラッチ）と、発電機に接続される第１バッテリ（メインバッテリ）と、発電機に接続可能な第２バッテリ（サブバッテリ）とを備えると共に、第２バッテリの残容量を検出し、検出された第２バッテリの残容量が所定値以下のとき、発電機を第２バッテリに接続して発電機で発電された電力を第２バッテリへ供給すると共に、原動機の出力が増速するように増速手段の動作を制御し、よって発電機の発電量を増加させる（Ｓ１０４，Ｓ１１０）。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、前記原動機に接続される発電機とを備えた船外機において、前記原動機と前記発電機の間に介挿され、前記原動機の出力を増速自在な増速手段と、前記発電機に接続される第１バッテリと、前記発電機に接続可能な第２バッテリと、前記第２バッテリの残容量を検出する第２バッテリ残容量検出手段と、前記検出された第２バッテリの残容量が所定値以下のとき、前記発電機を前記第２バッテリに接続して前記発電機で発電された電力を前記第２バッテリへ供給すると共に、前記原動機の出力が増速するように前記増速手段の動作を制御し、よって前記発電機の発電量を増加させる発電量増加手段とを備えることを特徴とする船外機の制御装置。
【請求項２】
前記船外機が船体に複数基装着されると共に、前記第１バッテリの出力電圧を検出する第１バッテリ出力電圧検出手段を備え、前記発電量増加手段は、前記検出された第２バッテリの残容量が前記所定値以下のとき、前記複数基の船外機の中で出力電圧が最も高い第１バッテリに接続される発電機を前記第２バッテリに接続することを特徴とする請求項１記載の船外機の制御装置。
【請求項３】
前記増速手段は、遊星歯車機構とクラッチから構成されることを特徴とする請求項１または２記載の船外機の制御装置。
【請求項４】
前記遊星歯車機構は、キャリアとサンギヤとリングギヤのいずれかからそれぞれ構成される第１、第２、第３要素を有すると共に、前記第１要素が前記原動機に、前記第２要素が前記クラッチを介して原動機ブロックに、前記第３要素が前記発電機に連結されるように構成されることを特徴とする請求項３記載の船外機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は船外機の制御装置に関し、より詳しくは原動機で駆動される発電機を備えた船外機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、原動機（例えば内燃機関）に接続される発電機と、発電機に接続される第１バッテリ（メインバッテリ）と第２バッテリ（サブバッテリ）を備えると共に、第１バッテリから船外機のスロットル用電動モータなど各種アクチュエータへ電力を供給する一方、第２バッテリから船体側の電気負荷（例えば照明器具など）へ電力を供給するようにした船外機が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上記した電気負荷が増加して第２バッテリの残容量が減少した場合、バッテリを発電機で充電する必要がある。その充電を行う際、例えばアイドル回転時や船体を低速で航行させるトローリング時など原動機の回転数が比較的低いと、発電機の発電量が不足することがある。
【０００４】
そこで、原動機の回転数を上昇させて発電機の発電量を増加させることが考えられる。また、下記の特許文献２に記載されるように、太陽電池パネルなどの新たな発電源を追加して発電量を増加させるようにした技術も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−６７３５３号公報（段落００３５，００３６、図４など）
【特許文献１】特開２０１０−１６７９０２号公報（段落００４１、図１，８など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように回転数を上昇させて発電量を増加させた場合、低速での航行が望まれているにも関わらず船速が上昇してしまうという不都合が生じていた。また、特許文献２記載の技術の如く、発電源を追加するように構成した場合、装置の大型化を招くという不具合があった。
【０００７】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、船速を変化させることなく、また装置の大型化を招くことなく、発電機の発電量を増加させるようにした船外機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、原動機と、前記原動機に接続される発電機とを備えた船外機において、前記原動機と前記発電機の間に介挿され、前記原動機の出力を増速自在な増速手段と、前記発電機に接続される第１バッテリと、前記発電機に接続可能な第２バッテリと、前記第２バッテリの残容量を検出する第２バッテリ残容量検出手段と、前記検出された第２バッテリの残容量が所定値以下のとき、前記発電機を前記第２バッテリに接続して前記発電機で発電された電力を前記第２バッテリへ供給すると共に、前記原動機の出力が増速するように前記増速手段の動作を制御し、よって前記発電機の発電量を増加させる発電量増加手段とを備える如く構成した。
【０００９】
請求項２に係る船外機の制御装置にあっては、前記船外機が船体に複数基装着されると共に、前記第１バッテリの出力電圧を検出する第１バッテリ出力電圧検出手段を備え、前記発電量増加手段は、前記検出された第２バッテリの残容量が前記所定値以下のとき、前記複数基の船外機の中で出力電圧が最も高い第１バッテリに接続される発電機を前記第２バッテリに接続する如く構成した。
【００１０】
請求項３に係る船外機の制御装置にあっては、前記増速手段は、遊星歯車機構とクラッチから構成されるようにした。
【００１１】
請求項４に係る船外機の制御装置にあっては、前記遊星歯車機構は、キャリアとサンギヤとリングギヤのいずれかからそれぞれ構成される第１、第２、第３要素を有すると共に、前記第１要素が前記原動機に、前記第２要素が前記クラッチを介して原動機ブロックに、前記第３要素が前記発電機に連結されるように構成した。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る船外機の制御装置にあっては、原動機に接続される発電機と、原動機の出力を増速自在な増速手段と、発電機に接続される第１バッテリと、発電機に接続可能な第２バッテリとを備えると共に、第２バッテリの残容量を検出し、検出された第２バッテリの残容量が所定値以下のとき、発電機を第２バッテリに接続して発電機で発電された電力を第２バッテリへ供給すると共に、原動機の出力が増速するように増速手段の動作を制御し、よって発電機の発電量を増加させるように構成、即ち、原動機の回転数を維持しつつ発電機に伝達される原動機の出力のみを増速手段によって増速することで、発電機の発電量を増加させるように構成したので、発電機に第２バッテリが接続されて発電量が不足する恐れがあるときであっても、船速を変化させることなく（上昇させることなく）、発電量を増加できると共に、第２バッテリを効率良く充電することが可能となる。また、新たな発電源などの設置も不要であるため、装置の大型化を招くこともない。
【００１３】
請求項２に係る船外機の制御装置にあっては、船外機が船体に複数基装着されると共に、第１バッテリの出力電圧を検出し、発電量増加手段は、検出された第２バッテリの残容量が所定値以下のとき、複数基の船外機の中で出力電圧が最も高い第１バッテリに接続される発電機を第２バッテリに接続するように構成、換言すれば、複数基の船外機に搭載された発電機のうち、出力電圧が最も高い第１バッテリに接続され、発電量に比較的余裕のある発電機を第２バッテリに接続するように構成したので、上記した効果に加え、発電機で発電された電力をより一層効率良く第２バッテリへ供給して充電することができる。
【００１４】
請求項３に係る船外機の制御装置にあっては、増速手段は、遊星歯車機構とクラッチから構成されるようにしたので、上記した効果に加え、簡易な構成でありながら、原動機の出力を増速させることができる。
【００１５】
請求項４に係る船外機の制御装置にあっては、遊星歯車機構は、キャリアとサンギヤとリングギヤのいずれかからそれぞれ構成される第１、第２、第３要素を有すると共に、第１要素が原動機に、第２要素がクラッチを介して原動機ブロックに、第３要素が発電機に連結されるように構成したので、請求項３で述べた効果に加え、第２要素（例えばサンギヤ）と原動機ブロックとをクラッチによって固定することが可能となるため、より簡易な構成で、原動機の出力を確実に増速させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施例に係る船外機の制御装置を示すブロック図である。
【図２】図１に示す船外機の部分断面側面図である。
【図３】図２などに示す内燃機関の概略図である。
【図４】図１に示す発電機の駆動回転数に対する発電量の特性を示すグラフである。
【図５】図１に示す第１、第２船外機の発電機とメインバッテリ、およびサブバッテリなどの接続関係を示す説明図である。
【図６】図２に示す遊星歯車機構付近を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図７】図２に示す内燃機関と遊星歯車機構と発電機を示すスケルトン図である。
【図８】図１に示す船体側ＥＣＵによるスイッチの切り替え制御動作を示すフロー・チャートである。
【図９】図１に示す第１船外機ＥＣＵによる発電機の発電量を制御する動作を示すフロー・チャートである。
【図１０】図１に示す第２船外機ＥＣＵによる発電機の発電量を制御する動作を示す、図９と同様なフロー・チャートである。
【図１１】図８フロー・チャートで使用される、サブバッテリの出力電圧に対する残容量の特性を示すグラフである。
【図１２】図８から図１０のフロー・チャートでの処理の一部を説明するタイム・チャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面に即してこの発明に係る船外機の制御装置を実施するための形態について説明する。
【実施例】
【００１８】
図１はこの発明の実施例に係る船外機の制御装置を示すブロック図である。
【００１９】
図１において、符号１は船外機１０が船体（艇体）１２に搭載されてなる船舶を示す。船外機１０は、船体１２の後尾（船尾）１２ａに複数基、具体的には２基装着される。即ち、船体１２には船外機が多基掛け（２基掛け）される。以下、左舷側（進行方向前方に向かって左側）の船外機を「第１船外機」といい、符号１０Ａで示す一方、右舷側（同右側）の船外機を「第２船外機」といい、符号１０Ｂで示す。
【００２０】
船体１２の操縦席の付近には、操船者（図示せず）によって回転操作自在なステアリングホイール１４が配置される。ステアリングホイール１４のシャフト１４ａには操舵角センサ１６が取り付けられ、操船者によって入力されたステアリングホイール１４の操舵角に応じた信号を出力する。
【００２１】
操縦席の付近にはさらに、リモートコントロールボックス２０が配置され、そこには操船者によって操作自在な複数本（２本）のシフトレバー（シフト・スロットルレバー）２２が設けられる。以下、進行方向前方に向かって左側に配置された、第１船外機用のシフトレバーを「第１シフトレバー２２Ａ」といい、同右側に配置された、第２船外機用のシフトレバーを「第２シフトレバー２２Ｂ」という。
【００２２】
第１、第２シフトレバー２２Ａ，２２Ｂは共に、初期位置から前後方向に揺動操作自在とされ、操船者からの第１、第２船外機１０Ａ，１０Ｂに対するシフトチェンジ指示（フォワード（前進）／リバース（後進）／ニュートラル（中立）切り替え指示）と、エンジン回転数の調節指示を入力する。第１、第２シフトレバー２２Ａ，２２Ｂの付近には、第１、第２レバー位置センサ２４Ａ，２４Ｂが設置され、各シフトレバー２２Ａ，２２Ｂの位置に応じた信号を出力する。
【００２３】
操舵角センサ１６とレバー位置センサ２４Ａ，２４Ｂの出力は、船体１２の適宜位置に配置された電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）２６に入力される。ＥＣＵ２６はＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭなどを備えたマイクロ・コンピュータからなる。以下、このＥＣＵを「船体側ＥＣＵ２６」という。
【００２４】
図２は図１に示す第１船外機１０Ａの部分断面側面図である。尚、第１船外機１０Ａと第２船外機１０Ｂは略同一構成であるので、図面および以下の説明では、船外機を特に区別する場合を除いて添え字（Ａ，Ｂ）の付加を省略する。
【００２５】
船外機１０は、図２に示す如く、スイベルケース３０、チルティングシャフト３２およびスターンブラケット３４を介して船体１２に取り付けられる。
【００２６】
スイベルケース３０の上部には、スイベルケース３０の内部に鉛直軸回りに回転自在に収容されるスイベルシャフト３６を駆動する転舵用電動モータ（アクチュエータ）４０が配置される。転舵用電動モータ４０の回転出力は減速ギヤ機構４２、マウントフレーム４４を介してスイベルシャフト３６に伝達され、よって船外機１０はスイベルシャフト３６を転舵軸として左右に（鉛直軸回りに）転舵される。
【００２７】
船外機１０の上部には、内燃機関（原動機。以下「エンジン」という）４６が搭載される。エンジン４６は火花点火式の水冷ガソリンエンジンで、排気量２２００ｃｃを備える。エンジン４６は水面上に位置し、エンジンカバー４８によって覆われる。
【００２８】
エンジン４６の吸気管５０には、スロットルボディ５２が接続される。スロットルボディ５２はその内部にスロットルバルブ５４を備えると共に、スロットルバルブ５４を開閉するスロットル用電動モータ（アクチュエータ）５６が一体的に取り付けられる。
【００２９】
スロットル用電動モータ５６の出力軸は減速ギヤ機構（図示せず）を介してスロットルバルブ５４に接続され、スロットル用電動モータ５６を動作させることでスロットルバルブ５４が開閉され、エンジン４６の吸気量が調整される。
【００３０】
図３は図２などに示すエンジン４６の概略図である。
【００３１】
図３を参照しつつエンジン４６の説明を続けると、吸気管５０には、スロットルバルブ５４の上流側と下流側とを連通してスロットルバルブ５４をバイパスするバイパス通路（２次空気通路）６０が接続される。バイパス通路６０の途中には、エンジン４６がアイドル状態などにあるときの吸入空気量を調整するための２次空気量調整バルブ６２が設けられる。２次空気量調整バルブ６２には、２次空気量調整用電動モータ（アクチュエータ）６４が図示しない減速ギヤ機構を介して接続され、電動モータ６４を動作させることで２次空気量調整バルブ６２が開閉されてバイパス通路６０の空気量が調整される。
【００３２】
吸気管５０においてスロットルバルブ５４の下流側の吸気ポート付近にはインジェクタ６６が配置され、スロットルバルブ５４および２次空気量調整バルブ６２で調整された吸入空気にガソリン燃料を噴射する。噴射された燃料は吸入空気と混合して混合気を形成し、混合気は、吸気バルブ６８が開弁されるとき、燃焼室７０に流入する。
【００３３】
燃焼室７０に流入した混合気は、点火プラグ（図示せず）で点火されて燃焼し、ピストン７２を図３において下方に駆動してクランクシャフト７４を回転させる。燃焼によって生じた排ガスは、排気バルブ７６が開弁されるとき、排気管７８を流れてエンジン４６の外部に排出される。
【００３４】
図２の説明に戻ると、船外機１０は、鉛直軸と平行に配置されて回転自在に支持されるドライブシャフト（出力軸）８０を備える。ドライブシャフト８０の上端にはエンジン４６のクランクシャフト７４（図２で見えず）が接続される一方、下端にはシフト機構８２を介して水平軸回りに回転自在に支持されたプロペラシャフト８４が接続される。プロペラシャフト８４の一端にはプロペラ８６が取り付けられる。このようにシフト機構８２は、エンジン４６の出力軸であるドライブシャフト８０とプロペラ８６の間に介挿される。
【００３５】
シフト機構８２は、ドライブシャフト８０に接続されて回転させられる前進ベベルギヤ８２ａと後進ベベルギヤ８２ｂ、プロペラシャフト８４を前進ベベルギヤ８２ａと後進ベベルギヤ８２ｂのいずれかに係合自在とするクラッチ８２ｃなどからなる。
【００３６】
エンジンカバー４８の内部には、シフト機構８２を動作させてシフトチェンジを行うシフト用電動モータ（アクチュエータ）９０が配置される。電動モータ９０の出力軸は、減速ギヤ機構９２を介してシフト機構８２のシフトロッド８２ｄの上端に接続される。従って、シフト用電動モータ９０を駆動することにより、シフトロッド８２ｄとシフトスライダ８２ｅが適宜に変位させられ、それによってクラッチ８２ｃを動作させてシフトポジションがフォワード、リバースおよびニュートラルの間で切り替え自在とされる。
【００３７】
シフト機構８２がフォワードポジションあるいはリバースポジションのとき、ドライブシャフト８０の回転はシフト機構８２を介してプロペラシャフト８４に伝達され、よってプロペラ８６は回転させられ、船体１２を前進あるいは後進させる方向の推力（推進力）を生じる。一方、シフト機構８２がニュートラルポジションにあるとき、プロペラシャフト８４は前進ベベルギヤ８２ａと後進ベベルギヤ８２ｂのいずれとも係合させられず、よってドライブシャフト８０からプロペラシャフト８４への回転出力の伝達は遮断される。
【００３８】
また、船外機１０は、図１に示す如く、エンジン４６に接続されると共に、エンジン４６で駆動されて発電する発電機９４と、発電機９４に接続され、発電された電力を蓄電するメインバッテリ（第１バッテリ）９６と、エンジン４６と発電機９４の間に介挿され、エンジン４６の出力を増速自在な遊星歯車機構９８とを備える。
【００３９】
図示は省略するが、発電機９４は、フィールドコイルが巻回されたロータと、ステータコイルが巻回されたステータとを有する交流発電機（ＡＣＧ）からなる。発電機９４は、フィールドコイルに電流が流されると、ロータが磁化されてＮ極とＳ極が形成されると共に、そのロータをエンジン４６の出力によって回転させることで、ステータコイルに電流が生じる（発電する）。
【００４０】
また、発電機９４にあっては、フィールドコイルに流れる電流（以下「フィールドコイル電流」という）を制御することによって発電量が調整可能とされる。具体的には、フィールドコイル電流が増加すると、それによってロータの磁界が強まるため、ステータコイルで生じる電流が増えて発電量を増加させることができる。
【００４１】
さらに、発電機９４の発電量は、図４にその特性を示す如く、駆動回転数に比例する、即ち、駆動回転数が増加するにつれて発電量も増加する。具体的には、発電機９４の発電量は、駆動回転数の増加に伴って徐々に増加し、回転数が例えば２０００ｒｐｍに到達したときに略最大値となる。
【００４２】
図１に示すように、船体１２には、発電機９４に接続可能なサブバッテリ（第２バッテリ）１００が配置される。
【００４３】
図５は、第１、第２船外機１０Ａ，１０Ｂの発電機９４Ａ，９４Ｂとメインバッテリ９６Ａ，９６Ｂ、およびサブバッテリ１００などの接続関係を示す説明図である。
【００４４】
図示の如く、発電機９４Ａは、ダイオード１０２Ａを介してメインバッテリ９６Ａに接続されると共に、メインバッテリ９６Ａには第１船外機１０Ａの電気負荷１０４Ａ（具体的には、各電動モータ４０，５６，６４，９０や後述する船外機ＥＣＵ）が接続される。
【００４５】
発電機９４Ａとメインバッテリ９６Ａを接続する通電路は、ダイオード１０２Ａの前段にある分岐点１０６Ａで分岐される。発電機９４Ａは、その分岐点１０６Ａからダイオード１１０Ａ、スイッチ１１２Ａを介してサブバッテリ１００に接続される。サブバッテリ１００には、船体１２に設置された種々の電気負荷１１４（例えば照明器具、ＧＰＳ（Global Positioning System）や魚群探知機など）が図示しないコネクタを介して接続自在とされると共に、船体側ＥＣＵ２６も接続される。
【００４６】
スイッチ１１２Ａは、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）からなり、ＦＥＴのゲート端子は船体側ＥＣＵ２６に、ドレイン端子はダイオード１１０Ａに、ソース端子はサブバッテリ１００に接続される。従って、スイッチ１１２Ａは、船体側ＥＣＵ２６によって電圧がゲート端子に印加されると、オンされる一方、印加されないときにオフされる。
【００４７】
図から分かるように、発電機９４Ｂについても、メインバッテリ９６Ｂとサブバッテリ１００との接続関係は、発電機９４Ａのそれと同様である。即ち、発電機９４Ｂは、ダイオード１０２Ｂを介してメインバッテリ９６Ｂに接続されると共に、分岐点１０６Ｂからダイオード１１０Ｂ、スイッチ１１２Ｂを介してサブバッテリ１００に接続される。
【００４８】
これにより、発電機９４Ａ，９４Ｂはそれぞれメインバッテリ９６Ａ，９６Ｂに常時接続される一方、サブバッテリ１００には、対応するスイッチ１１２Ａ，１１２Ｂがオンされるときのみ接続されることとなる。
【００４９】
上記の如く構成することで、発電機９４Ａで生じた交流電流はダイオード１０２Ａで整流された後、メインバッテリ９６Ａに供給されてバッテリ９６Ａを充電すると共に、スイッチ１１２Ａがオンされるとき、ダイオード１１０Ａで整流されつつサブバッテリ１００に供給されてバッテリ１００を充電する。
【００５０】
同様に、発電機９４Ｂで生じた交流電流はダイオード１０２Ｂで整流された後、メインバッテリ９６Ｂに供給されると共に、スイッチ１１２Ｂがオンされるとき、ダイオード１１０Ｂで整流された後、サブバッテリ１００に供給されて各バッテリを充電する。
【００５１】
図６は図２に示す遊星歯車機構９８付近を拡大して示す部分拡大断面図、図７はエンジン４６と遊星歯車機構９８と発電機９４を示すスケルトン図である。
【００５２】
遊星歯車機構９８は、複数個（具体的には４個）のプラネタリギヤＰに連結されたキャリアＣと、サンギヤＳと、リングギヤＲからそれぞれ構成される第１、第２、第３要素を有する。キャリアＣを第１要素、サンギヤＳを第２要素、リングギヤＲを第３要素とするとき、キャリアＣはエンジン４６のクランクシャフト７４に、サンギヤＳは油圧クラッチ（クラッチ。増速手段）１１６を介してエンジンブロック（原動機ブロック）４６ａに、リングギヤＲはプーリ１０４を介して発電機９４に連結される。
【００５３】
油圧クラッチ１１６は例えば湿式多板クラッチからなると共に、図示しない油圧供給機構の電磁バルブ（リニアソレノイドバルブ）が接続され、そのオン（励磁）／オフ（非励磁）によって動作が制御される。具体的には、油圧クラッチ１１６は、電磁バルブがオンされて油圧を供給されるとき、サンギヤＳをエンジンブロック４６ａに固定する一方、オフされるとき油圧は供給されず、サンギヤＳの固定が解除される。
【００５４】
また、遊星歯車機構９８は、サンギヤＳを固定したときにおける、出力回転数（発電機９４の駆動回転数）を入力回転数（エンジン回転数）で除して得られる速度比が１．０より大きい値、具体的には１．５となるように設定される。より具体的には、例えばサンギヤＳの歯数Ｚｓを３２、リングギヤＲの歯数Ｚｒを６４とすることで、速度比が１．５となるように設定される。
【００５５】
上記の如く構成することで、サンギヤＳが固定されるとき、エンジン４６の出力はキャリアＣに入力され、プラネタリギヤＰを介してリングギヤＲから発電機９４に増速されて伝達される。
【００５６】
図１の説明に戻ると、メインバッテリ９６には、電圧センサ（第１バッテリ出力電圧検出手段）１２０と電流センサ１２２が接続され、バッテリ出力電圧Ｖ１（Ｖ２）と電流Ｉ１（Ｉ２）を示す信号を出力する。同様に、サブバッテリ１００にもバッテリ出力電圧Ｖ３と電流Ｉ３を示す信号を出力する電圧センサ（第２バッテリ残容量検出手段）１２４と電流センサ（第２バッテリ残容量検出手段）１２６が接続される。
【００５７】
スロットルバルブ５４の付近にはスロットル開度センサ１３０が配置され、スロットル開度を示す出力を生じると共に、２次空気量調整バルブ６２の付近にも開度センサ１３２が配置され、２次空気量調整バルブ６２の開度を示す信号を出力する。
【００５８】
エンジン４６のクランクシャフト７４の付近にはクランク角センサ１３４が取り付けられ、所定のクランク角度ごとにパルス信号を出力する。さらに、スイベルシャフト３６の付近は転舵角センサ１３６が配置され、スイベルシャフト３６の回転角、即ち、船外機１０の転舵角を示す出力を生じる。
【００５９】
上記した電圧センサ１２４と電流センサ１２６の出力は、船体側ＥＣＵ２６に入力されると共に、それ以外の各センサの出力は、同じ船外機に搭載された船外機ＥＣＵ１４０に入力される。以下、第１船外機１０ＡのＥＣＵを「第１船外機ＥＣＵ１４０Ａ」といい、第２船外機１０Ｂのそれを「第２船外機ＥＣＵ１４０Ｂ」という。尚、第１、第２船外機ＥＣＵ１４０Ａ，１４０Ｂは、船体側ＥＣＵ２６と同様、ＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭなどを備えたマイクロ・コンピュータからなる。
【００６０】
第１、第２船外機ＥＣＵ１４０Ａ，１４０Ｂと船体側ＥＣＵ２６は、例えばＮＭＥＡ（National Marine Electronics Association。米国船舶用電子機器協会）で規格された通信方式（具体的にはＣＡＮ（Controller Area Network））によって通信自在に接続される。第１、第２船外機ＥＣＵ１４０Ａ，１４０Ｂは船体側ＥＣＵ２６からステアリングホイール１４の操舵角、後述する電磁バルブ１（２）オンフラグなどの情報を取得する一方、船体側ＥＣＵ２６は第１、第２船外機ＥＣＵ１４０Ａ，１４０Ｂからメインバッテリ９６Ａ，９６Ｂの出力電圧・電流の情報などを取得する。
【００６１】
第１船外機ＥＣＵ１４０Ａは、入力された（正確には取得した）操舵角センサ１６の出力に基づいて転舵用電動モータ４０Ａの動作を制御し、第１船外機１０Ａの転舵を行う。また、第１船外機ＥＣＵ１４０Ａは、入力された第１レバー位置センサ２４Ａの出力などに基づいてスロットル用電動モータ５６Ａや２次空気量調整用電動モータ６４Ａの動作を制御し、スロットルバルブ５４や２次空気量調整バルブ６２を開閉させて吸入空気量を調整すると共に、シフト用電動モータ９０Ａの動作を制御してシフト機構８２を駆動させ、シフトチェンジを行う。
【００６２】
また、第１船外機ＥＣＵ１４０Ａは、電圧センサ１２０Ａから出力されるバッテリ９６Ａの電圧に基づいて発電機９４Ａのフィールドコイル電流をデューティ比制御（ＰＷＭ制御）し、発電量を調整する。
【００６３】
詳しくは、例えばメインバッテリ９６Ａのバッテリ電圧が低下した場合、デューティ比を増加（即ち、フィールドコイル電流を増加）させて発電量を増やす（具体的には、デューティ比１００％のときは常時フィールドコイルに電流が流れる）。一方、バッテリ電圧が上昇した場合はデューティ比を減少（即ち、フィールドコイル電流を減少）させて発電量を減らすようにする。このように、デューティ比は、バッテリ９６Ａに接続される電気負荷１０４Ａの多寡に応じて変更されるため、換言すれば発電機９４Ａの発電量に対して要求される要求値に相当するといえる。
【００６４】
第２船外機ＥＣＵ１４０Ｂの動作については、第１船外機ＥＣＵ１４０Ａのそれと同様であるため、説明を省略する。このように、第１船外機１０Ａは第１船外機ＥＣＵ１４０Ａによって、第２船外機１０Ｂは第２船外機ＥＣＵ１４０Ｂによってその動作が個別に制御される。
【００６５】
このように、この実施例に係る船外機の制御装置は、操作系（ステアリングホイール１４やシフトレバー２２）と船外機１０の機械的な接続が断たれたＤＢＷ（Drive By Wire）方式の制御装置である。
【００６６】
図８は船体側ＥＣＵ２６によるスイッチ１１２Ａ，１１２Ｂの切り替え制御動作を、図９は第１船外機ＥＣＵ１４０Ａによる発電機９４Ａの発電量を制御する動作を、図１０は第２船外機ＥＣＵ１４０Ｂによる発電機９４Ｂの発電量を制御する動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、船体側ＥＣＵ２６、第１、第２船外機ＥＣＵ１４０Ａ，１４０Ｂによって所定の周期（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに並行して実行される。
【００６７】
以下説明すると、図８に示す如く、先ずＳ（ステップ）１０において、第１船外機１０Ａのメインバッテリ９６Ａの情報（具体的には出力電圧Ｖ１の値など）を第１船外機ＥＣＵ１４０Ａから取得する（読み込む）。
【００６８】
次いでＳ１２に進み、同様に、第２船外機１０Ｂのメインバッテリ９６Ｂの出力電圧Ｖ２などの情報を第２船外機ＥＣＵ１４０Ｂから取得し、Ｓ１４に進んで電圧センサ１２４と電流センサ１２６の出力からサブバッテリ１００の出力電圧Ｖ３と電流Ｉ３を検出する。
【００６９】
Ｓ１６に進み、Ｓ１４で検出されたバッテリ出力電圧と電流に基づき、サブバッテリ１００の残容量ＳＯＣ（State of Charge）を検出（算出）する。具体的には、エンジン始動前にあっては、サブバッテリ１００の出力電圧Ｖ３から図１１に示すグラフを用いて算出する。詳しくは、サブバッテリ１００の出力電圧Ｖ３が例えば１４．５Ｖのときは残容量ＳＯＣが１００％であり、出力電圧Ｖ３が減少するにつれて残容量ＳＯＣも徐々に減少し、出力電圧Ｖ３が例えば１２．０Ｖのときは残容量ＳＯＣが２０％であると推定する。尚、図１１のバッテリ出力電圧に対する残容量ＳＯＣの特性は予め実験を通じて求められる。
【００７０】
エンジン始動後は、検出されたサブバッテリ１００の電流値Ｉ３の積分値を始動前の値から減算することで、残容量ＳＯＣを算出する。
【００７１】
次いでＳ１８に進み、サブバッテリ１００の残容量ＳＯＣが所定値以下か否か判断する。所定値は、残容量ＳＯＣがその値以下のとき、サブバッテリ１００を充電する必要があると判断できるような値、例えば７０％に設定される。
【００７２】
Ｓ１８で肯定されるとき、別言すれば、サブバッテリ１００を充電する必要があるときはＳ２０に進み、第１、第２船外機１０Ａ，１０Ｂのメインバッテリ９６Ａ，９６Ｂの出力電圧Ｖ１，Ｖ２同士を比較し、第１船外機１０Ａのメインバッテリ９６Ａの出力電圧Ｖ１が第２船外機１０Ｂのそれ（Ｖ２）より大きいか否か判断する。
【００７３】
Ｓ２０で肯定されるときはＳ２２に進んでスイッチ１１２Ａをオンすると共に、Ｓ２４に進み、スイッチ１１２Ｂをオフする。即ち、発電機９４Ａをスイッチ１１２Ａを介してサブバッテリ１００に接続する一方、発電機９４Ｂとサブバッテリ１００との接続を遮断する（接続しないようにする）。これにより、発電機９４Ａで生じた電力がサブバッテリ１００に供給されて充電される。
【００７４】
次いでＳ２６に進み、電磁バルブ１オンフラグのビットを１にセットする。このフラグは、第１船外機１０Ａの発電機９４Ａとサブバッテリ１００が接続され、後述する如く第１船外機１０Ａの電磁バルブをオンさせるべきとき１にセットされる一方、それ以外のとき０にリセットされる。
【００７５】
一方、Ｓ２０で否定されるときはＳ２８に進み、スイッチ１１２Ａをオフすると共に、Ｓ３０に進んでスイッチ１１２Ｂをオンする。即ち、発電機９４Ｂをスイッチ１１２Ｂを介してサブバッテリ１００に接続する一方、発電機９４Ａとサブバッテリ１００との接続を遮断する。これにより、発電機９４Ｂで生じた電力がサブバッテリ１００に供給されて充電される。
【００７６】
次いでＳ３２に進み、電磁バルブ２オンフラグのビットを１にセットする。電磁バルブ２オンフラグは、電磁バルブ１オンフラグと同様、第２船外機１０Ｂの発電機９４Ｂとサブバッテリ１００が接続され、後述する如く第２船外機１０Ｂの電磁バルブをオンさせるべきとき１にセットされる一方、それ以外のとき０にリセットされる。
【００７７】
このように、サブバッテリ１００の残容量ＳＯＣが所定値以下のとき、２基の船外機１０Ａ，１０Ｂの中で出力電圧が最も高いメインバッテリ９６に接続される発電機９４をサブバッテリ１００に接続する。
【００７８】
また、Ｓ１８で否定されるときはＳ３４，Ｓ３６に進んでスイッチ１１２Ａ，１１２Ｂを共にオフし、Ｓ３８，Ｓ４０進み、電磁バルブ１オンフラグと電磁バルブ２オンフラグのビットを共に０にリセットしてプログラムを終了する。
【００７９】
次いで図９について説明する。先ずＳ１００において、クランク角センサ１３４の出力パルスをカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出（算出）し、Ｓ１０２に進み、検出されたエンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥａを超えているか否か判断する。この所定回転数ＮＥａは、エンジン回転数ＮＥがその値を超えるとき、後述する処理によってエンジン４６の出力が増速されて発電機９４に伝達されると、発電機９４が過度に回転させられてしまう恐れがあると判断できるような値とされ、例えば２０００ｒｐｍに設定される。
【００８０】
次いでＳ１０４に進み、電磁バルブ１オンフラグのビットが１か否か判断する。Ｓ１０４で否定されるときはＳ１０６に進んで発電機９４の発電量に対する要求値を検出する。要求値は、前述した如く、フィールドコイル電流を制御するデューティ比で表されるため、ここでは発電機９４のデューティ比を検出する。
【００８１】
次いでＳ１０８に進み、発電機９４の発電量に対する要求値が比較的高い、換言すれば、高負荷か否か判断する。具体的には、検出された要求値（デューティ比）が既定値以上か否か判断し、既定値以上のとき、高負荷と判定（推定）する。従って、既定値は高負荷と判断できるような値、例えば８０％に設定される。
【００８２】
Ｓ１０８で肯定されるときはＳ１１０に進んで第１船外機１０Ａの電磁バルブをオンして油圧クラッチ１１６に油圧を供給する。これにより、遊星歯車機構９８のサンギヤＳが固定され、それによってエンジン４６の回転数は維持されたまま、その出力は増速されて発電機９４に伝達されることとなり、よって発電機９４の発電量が増加する。
【００８３】
一方、Ｓ１０４で肯定されるときはＳ１０６，Ｓ１０８の処理をスキップしてＳ１１０に進み、同様に発電機９４の発電量を増加させる。このように、電磁バルブ１オンフラグのビットが１のとき、即ち、発電機９４Ａをサブバッテリ１００に接続して発電機９４Ａで発電された電力をサブバッテリ１００へ供給するとき、第１船外機１０Ａのエンジン４６の出力が増速するように遊星歯車機構９８と油圧クラッチ１１６の動作を制御し、よって発電機９４Ａの発電量を増加させる。
【００８４】
他方、Ｓ１０２で肯定されるときはＳ１１２に進み、増速手段の動作を停止、具体的には遊星歯車機構９８による増速を停止（中止）する、より具体的には、電磁バルブをオフして油圧クラッチ１１６への油圧の供給を停止する。これにより、油圧クラッチ１１６によるサンギヤＳの固定が解除されるため、エンジン４６の出力は増速されずにそのまま（１：１で）発電機９４Ａに伝達される。
【００８５】
また、Ｓ１０８で否定されるときは、発電機９４の発電量に対する要求値が低い、換言すれば、低負荷であるため、増速の必要がないと判断（推定）し、同様にＳ１１２に進んで遊星歯車機構９８による増速を停止（中止）する。
【００８６】
次いで図１０について説明する。尚、図１０フロー・チャートにおいて、図９フロー・チャートと同様の処理を行うステップは、同一ステップ番号を付す。
【００８７】
図示の如く、Ｓ１００の処理後、Ｓ１０２で否定されるときはＳ１０４ａに進む。Ｓ１０４ａでは、電磁バルブ２オンフラグのビットが１か否か判断する。Ｓ１０４ａで否定されるときは前述したＳ１０６，Ｓ１０８の処理に進む一方、肯定されるときはＳ１１０に進み、第２船外機１０Ｂの電磁バルブをオンして油圧クラッチ１１６に油圧を供給する。これにより、第２船外機１０Ｂの発電機９４Ｂの発電量が増加する。
【００８８】
このように、電磁バルブ２オンフラグのビットが１のとき、即ち、発電機９４Ｂをサブバッテリ１００に接続して発電機９４Ｂで発電された電力をサブバッテリ１００へ供給するとき、第２船外機１０Ｂのエンジン４６の出力が増速するように遊星歯車機構９８と油圧クラッチ１１６の動作を制御し、よって発電機９４Ｂの発電量を増加させる。
【００８９】
尚、その他の処理は、図９フロー・チャートと同様であるため、説明を省略する。
【００９０】
図１２は図８から図１０のフロー・チャートでの処理の一部を説明するタイム・チャートである。尚、図１２においては、上から順に、第１船外機１０Ａの発電機９４Ａの発電量に対する要求値（デューティ比）、電磁バルブのオン／オフ状態、スイッチ１１２Ａのオン／オフ状態、発電機９４Ａの駆動回転数、エンジン４６Ａのエンジン回転数、発電機９４Ａの発電量、サブバッテリ１００の残容量ＳＯＣを示す。
【００９１】
図１２に示すように、先ず時刻ｔ０からｔ１まではデューティ比が８０％未満の低負荷であり、エンジン回転数ＮＥと発電機９４Ａの駆動回転数は共に例えば７００ｒｐｍとする。時刻ｔ１においてサブバッテリ１００の残容量ＳＯＣが所定値以下になると、例えば第１船外機１０Ａのメインバッテリ９６Ａの出力電圧Ｖ１が第２船外機１０Ｂのそれ（Ｖ２）より大きいとした場合、スイッチ１１２Ａをオンし、発電機９４Ａをサブバッテリ１００に接続する（Ｓ１８〜Ｓ２２）。
【００９２】
そして、第１船外機１０Ａの電磁バルブをオンして油圧クラッチ１１６に油圧を供給する（Ｓ２６，Ｓ１０４，Ｓ１１０）。これにより、エンジン回転数ＮＥはそのままで発電機９４Ａの駆動回転数のみが増加、具体的には１．５倍に増加し、発電量も増加する。
【００９３】
サブバッテリ１００が充電され、時刻ｔ２で残容量ＳＯＣが所定値を超えると、スイッチ１１２Ａをオフして発電機９４Ａとサブバッテリ１００の接続を遮断すると共に（Ｓ１８）、第１船外機１０Ａの電磁バルブをオフして油圧クラッチ１１６への油圧の供給を停止し、増速を終了する（Ｓ１１２）。
【００９４】
次いで時刻ｔ３においてデューティ比が８０％になって発電機９４Ａの負荷が高いと判断されると（Ｓ１０８）、電磁バルブをオンして油圧クラッチ１１６に油圧を供給する（Ｓ１１０）。これにより、時刻ｔ１のときと同様、エンジン回転数ＮＥは維持されたままで発電機９４Ａの駆動回転数のみが増加し、発電量も増加する。
【００９５】
次いで例えばシフトレバー２２が操船者によって操作された場合（時刻ｔ４）、エンジン回転数ＮＥが上昇すると共に、それに伴って発電機９４Ａの駆動回転数も増加し、発電量も増加する。
【００９６】
時刻ｔ５でエンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥａ（２０００ｒｐｍ）を超えると（Ｓ１０２）、電磁バルブをオフして油圧クラッチ１１６への油圧の供給を停止し、増速を終了する（Ｓ１１２）。これにより、発電機９４Ａの駆動回転数は減少するが、エンジン回転数ＮＥおよび発電機９４Ａの駆動回転数は２０００ｒｐｍを超えるため、図４から分かるように発電量自体は最大値のまま変化しない（減少しない）。
【００９７】
以上の如く、この発明の実施例にあっては、原動機（内燃機関。エンジン）４６と、前記原動機に接続される発電機９４とを備えた船外機１０（第１、第２船外機１０Ａ，１０Ｂ）において、前記原動機と前記発電機の間に介挿され、前記原動機の出力を増速自在な増速手段（遊星歯車機構９８、油圧クラッチ１１６）と、前記発電機に接続される第１バッテリ（メインバッテリ）９６と、前記発電機に接続可能な第２バッテリ（サブバッテリ）１００と、前記第２バッテリの残容量ＳＯＣを検出する第２バッテリ残容量検出手段（船体側ＥＣＵ２６、電圧センサ１２４、電流センサ１２６。Ｓ１６）と、前記検出された第２バッテリの残容量ＳＯＣが所定値以下のとき、前記発電機を前記第２バッテリに接続して前記発電機で発電された電力を前記第２バッテリへ供給すると共に、前記原動機の出力が増速するように前記増速手段の動作を制御し、よって前記発電機の発電量を増加させる発電量増加手段（船体側ＥＣＵ２６、第１、第２船外機ＥＣＵ１４０Ａ，１４０Ｂ。Ｓ１８〜Ｓ３２，Ｓ１０４，Ｓ１０４ａ，Ｓ１１０）とを備える如く構成した。
【００９８】
このように、エンジン４６の回転数ＮＥを維持しつつ発電機９４に伝達されるエンジン４６の出力のみを増速手段によって増速することで、発電機９４の発電量を増加させるように構成したので、発電機９４にサブバッテリ１００が接続されて発電量が不足する恐れがあるときであっても、船速を変化させることなく（上昇させることなく）、発電量を増加できると共に、サブバッテリ１００を効率良く充電することが可能となる。また、新たな発電源などの設置も不要であるため、装置の大型化を招くこともない。
【００９９】
また、前記船外機１０Ａ，１０Ｂが船体１２に複数基（２基）装着されると共に、前記第１バッテリ（メインバッテリ）９６Ａ，９６Ｂの出力電圧Ｖ１，Ｖ２を検出する第１バッテリ出力電圧検出手段（電圧センサ１２０）を備え、前記発電量増加手段は、前記検出された第２バッテリ（サブバッテリ）１００の残容量ＳＯＣが前記所定値以下のとき、前記複数基の船外機１０Ａ，１０Ｂの中で出力電圧が最も高い第１バッテリ９６に接続される発電機を前記第２バッテリ１００に接続する如く構成、換言すれば、複数基の船外機１０Ａ，１０Ｂに搭載された発電機９４Ａ，９４Ｂのうち、出力電圧が最も高い第１バッテリ９６に接続され、発電量に比較的余裕のある発電機を第２バッテリ１００に接続するように構成したので、発電機４６で発電された電力をより一層効率良く第２バッテリ１００へ供給して充電することができる。
【０１００】
また、前記増速手段は、遊星歯車機構９８とクラッチ（油圧クラッチ）１１６から構成されるようにしたので、簡易な構成でありながら、エンジン４６の出力を増速させることができる。
【０１０１】
また、前記遊星歯車機構９８は、キャリアＣとサンギヤＳとリングギヤＲのいずれかからそれぞれ構成される第１、第２、第３要素を有すると共に、前記第１要素が前記原動機（エンジン）４６に、前記第２要素が前記クラッチ１１６を介して原動機ブロック（エンジンブロック）４６ａに、前記第３要素が前記発電機９４に連結されるように構成したので、第２要素（例えばサンギヤＳ）とエンジンブロック４６ａとをクラッチ１１６によって固定することが可能となるため、より簡易な構成で、エンジン４６の出力を確実に増速させることができる。
【０１０２】
尚、上記においては、船外機を例にとって説明したが、原動機（エンジン）と発電機を備えた船内外機についても本発明を適用することができる。また、原動機としてエンジンを用いたが、それに限られるものではなく、モータ（電動機）あるいはエンジンとモータのハイブリッドであっても良い。
【０１０３】
また、遊星歯車機構９８の第１要素、第２要素、第３要素をキャリアＣとサンギヤＳとリングギヤＲとし、第１要素（キャリアＣ）をエンジン４６に、第２要素（サンギヤＳ）を油圧クラッチ１０２を介してエンジンブロック４６ａに、第３要素（リングギヤＲ）を発電機９４に連結するようにしたが、必ずしもそれに限られるものではなく、要は遊星歯車機構９８の各要素によってエンジン４６の出力を増速して発電機９４に伝達自在となるような構成であれば良い。その意味から、特許請求の範囲において「前記遊星歯車機構は、キャリアとサンギヤとリングギヤのいずれかからそれぞれ構成される第１、第２、第３要素を有する」と記載した。
【０１０４】
また、船外機を船体に２基固定するように構成したが、この発明は船外機が１基あるいは３基以上の場合にも適用可能である。また、所定値、既定値やエンジン４６の排気量などを具体的な値で示したが、それらは例示であって限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１０５】
１０Ａ  第１船外機（船外機）、１０Ｂ  第２船外機（船外機）、２６  船体側ＥＣＵ（電子制御ユニット）、４６  エンジン（内燃機関。原動機）、９４  発電機、９６  メインバッテリ（第１バッテリ）、９８  遊星歯車機構（増速手段）、１００  サブバッテリ（第２バッテリ）、１１６  油圧クラッチ（クラッチ。増速手段）、１２４  電圧センサ（第２バッテリ残容量検出手段）、１２６  電流センサ（第２バッテリ残容量検出手段）、１４０Ａ  第１船外機ＥＣＵ（電子制御ユニット）、１４０Ｂ  第２船外機ＥＣＵ（電子制御ユニット）、Ｃ  キャリア（第１要素）、Ｓ  サンギヤ（第２要素）、Ｒ  リングギヤ（第３要素）
【図１】
2012254691.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】
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【図７】
2012254691.tif 000009
【図８】
2012254691.tif 000010
【図９】
2012254691.tif 000011
【図１０】
2012254691.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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