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、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、エンジンの負荷およびエンジンの回転数に基づいて変速機構部の変速を制御するための信号を出力する制御部と、プロペラが回転するのに伴って発生するキャビテーションを検出するキャビテーション検出部とを備え、制御部は、キャビテーション検出部によりキャビテーションが検出された際に、変速機構部に対して高速の減速比に変速する信号を出力する制御を行うように構成されている。
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操船者が所望する性能に近づけることができる。
また、プロペラが回転するのに伴って発生するキャビテーションを検出するキャビテーション検出部を設けることによって、キャビテーション検出部によりキャビテーションが発生したことを容易に検知することができる。なお、キャビテーションとは、液中(水中)においてプロペラが回転するのに伴ってプロペラ近傍に発生した泡が大量に発生することにより、プロペラによる推進力が小さくなったり、小さくなる予兆が生じたりする現象のことである。
また、制御部を、キャビテーション検出部によりキャビテーションが検出された際に、変速機構部に対して高速の減速比に変速する信号を出力する制御を行うように構成することによって、キャビテーションが発生することにより負荷の大きさに対応するエンジンの回転数よりもエンジンの回転数が上昇した場合に、変速機構部を高速の減速比に変速することができる。この場合、プロペラが受ける水の抵抗が同じ状態のままでエンジンのトルクが低下するので、エンジンおよびプロペラの回転数を低下させることができる。その結果、キャビテーションが収束する方向に向かうので、プロペラによる推進力が低下するのを抑制することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
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7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7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。
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。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および共通LANケーブル8によって、舶用推進システムが構成されている。
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、図2に示すように、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4参照)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。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。なお、スロットル開度は、本発明の「エンジンの負荷」の一例であり、本発明のエンジン負荷とは、図示しないスロットル弁の開度、すなわち、スロットル開度の他、吸気通路の圧力なども含む。
エンジン回転センサ35は、エンジン31のクランク軸301(図4参照)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、スロットル開度信号をECU34および後述する制御部52に伝達する機能を有する。
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。
また、コントロールレバー部5には、後述する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)の生成などを行う制御部52とが内蔵されている。なお、制御部52は、本発明の「キャビテーション検出部」の一例である。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、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。
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、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およびスロットル開度信号を、共通LANケーブル8を介して受信可能に構成されている。
ここで、本実施形態では、制御部52は、操船者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に記憶されたスロット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。なお、変速制御マップについては、後に詳細に説明する。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、ECU34に送信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が前方(図3の矢印FWD方向)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(図3の矢印FWD方向とは反対方向)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。
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。
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。
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、コントロールレバー部5の制御部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。つまり、表示部6は、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。
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4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。
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。
上部変速部310は、図5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。
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5および図6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5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。
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。
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。
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。
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6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5参照)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。
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5参照)がワンウェイクラッチ314(図5参照)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。
また、図5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。
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5および図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。
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。
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。
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5および図7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。
また、図5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。
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。
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。
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7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。
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5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。
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。
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5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。
また、図4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。
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。
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。
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。
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。
図8は、本発明の一実施形態による舶用推進システムの記憶部に記憶されている変速制御マップを示した図である。次に、図2、図3および図8を参照して、本発明の一実施形態による舶用推進システムの変速制御マップについて説明する。
本実施形態による変速制御マップは、図8に示すように、エンジン31の回転数と、図示しないエンジン31のスロットルのスロットル開度との関係により表わされている。この変速制御マップの縦軸には、エンジン31の回転数が示されているとともに、横軸には、エンジン31のスロットル開度が示されている。なお、変速制御マップは、本発明の「キャビテーション検出部」の一例である。
また、変速制御マップは、低速の減速比を規定する低速領域R1と、高速の減速比を規定する高速領域R2と、低速領域R1と高速領域R2との境界に設けられる不感帯領域R3とを含んでいる。なお、低速領域R1、高速領域R2および不感帯領域R3は、それぞれ、本発明の「第1領域」、「第2領域」および「第3領域」の一例である。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。
また、変速制御マップの不感帯領域R3は、頻繁な変速の切り替えを防止するために設けられている。つまり、ユーザがコントロールレバー部5のレバー部5a(図3参照)を操作することにより変化するエンジン31のスロットル開度とECU34から送信されるエンジン31(図3参照)の回転数との軌跡が不感帯領域R3に位置する場合には、減速比が変速されない。この不感帯領域R3は、低速の減速比を規定する低速領域R1側に設けられたシフトダウン基準線Dと、高速の減速比を規定する高速領域R2側に設けられたシフトアップ基準線Uとの間に帯状に設けられている。また、不感帯領域R3は、スロットル開度が大きくなるのに従って、シフトダウン基準線Dのエンジン31の回転数と、シフトアップ基準線Uのエンジン31の回転数との差が大きくなるように構成されている。なお、シフトダウン基準線Dは、本発明の「第1基準線」の一例であり、シフトアップ基準線Uは、本発明の「第2基準線」の一例である。
ここで、本実施形態では、制御部52は、変速制御マップにおけるエンジン31のスロットル開度およびECU34(図2参照)から送信されるエンジン31の回転数の軌跡に基づいて、プロペラ32aおよび32b(図3参照)が回転するのに伴って発生するキャビテーションを検出可能に構成されている。すなわち、本実施形態では、制御部52と変速制御マップとにより、本発明の「キャビテーション検出部」が構成されている。なお、キャビテーションとは、液中(水中)においてプロペラ32aおよび32bが回転するのに伴ってプロペラ32aおよび32b近傍に発生した泡が大量に発生することにより、船舶1の推進力が小さくなったり、小さくなる予兆が生じたりする現象のことである。
図9および図10は、本発明の一実施形態による舶用推進システムのエンジン回転数と時間との関係を示したタイミングチャートである。次に、図2、図3、図5および図8〜図10を参照して、本実施形態による変速制御マップを用いた変速動作の処理について説明する。
本実施形態では、制御部52は、図8に示すように、エンジン31の回転数とエンジン31のスロットル開度とを用いて変速機構部33の減速比を変速する基準が表わされた変速制御マップ(図8参照)に基づいて、変速機構部33の減速比の変速を制御する。具体的には、制御部52は、変速制御マップ上におけるユーザの操作に基づくエンジン31のスロットル開度(スロットル開度信号)とECU34から送信されるエンジン31の回転数(エンジン回転信号)との軌跡P1およびP2に応じて、異なる変速制御を行う。
まず、図8の軌跡P1に示すように、ユーザがコントロールレバー部5のレバー部5aをゆっくりと操作することにより、スロットル開度がゆっくりと全開位置(図3のFWD2)まで開かれた場合の変速機構部33の変速動作について説明する。この場合、ユーザには、船体2をゆっくりと加速を行いたいという意図があると考えられる。
この場合、まず、図8に示すスロットル開度が全閉開度の状態に至るまでの動作としては、図9に示すように、時間t1のニュートラル(中立)の状態からコントロールレバー部5のレバー部5aが、ユーザの操作により全閉位置(図3のFWD1)まで回動されて全閉開度(時間t2)の状態になる。なお、この際、変速機構部33は、一時的(時間t2〜時間t3)に低速の減速比に変速される。この場合、制御部52は、図2に示すように、変速機構部33を低速の減速比に変速させるための変速ギヤ切替信号をECU34に送信する。そして、変速ギヤ切替信号を受信したECU34は、下部変速部330の前後切替クラッチ部334(図5参照)のみが接続されるように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。これにより、電磁油圧制御バルブ37によりオイル通路336c(図5参照)のオイルの圧力が上昇されるのに伴って、クラッチプレート334b(図5参照)とクラッチプレート334d(図5参照)とが接触するようにピストン部334e(図5参照)が摺動されるので、前後切替クラッチ部334(図5参照)が接続状態になる。その結果、変速機構部33は、船舶1が低速の減速比により前進を行うことが可能なように変速される。
そして、図9に示すように、時間t3の時点において、変速機構部33は、高速の減速比に変速される。具体的には、制御部52は、図2に示すように、変速機構部33を高速の減速比に変速させるための変速ギヤ切替信号をECU34に送信する。そして、変速ギヤ切替信号を受信したECU34は、上部変速部310のクラッチ部313(図5参照)と下部変速部330の前後切替クラッチ部334(図5参照)との両方が接続されるように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。これにより、電磁油圧制御バルブ37によりオイル通路316a(図5参照)のオイルの圧力が上昇されるのに伴って、クラッチプレート313b(図5参照)とクラッチプレート313d(図5参照)とが接触するようにピストン部313e(図5参照)が摺動されるので、クラッチ部313(図5参照)が接続状態になる。なお、この時、前後切替クラッチ部334は、接続状態であるので、前後切替クラッチ部334の接続状態が維持されるように制御されている。その結果、変速機構部33は、船舶1が高速の減速比により前進を行うことが可能なように変速される。
その後、時間t3から時間t4にかけて、レバー部5aが、ユーザの操作により、全閉位置から全開位置(図3のFWD2)までゆっくりと回動される。すなわち、スロットル開度が全閉位置(図3のFWD1)から全開位置(図3のFWD2)までゆっくりと回動される。この際、図8に示すように、エンジン31のスロットル開度とエンジン31の回転数とは、変速制御マップ上の軌跡P1のように変更される。この軌跡P1は、高速領域R2のみを移動するため、変速機構部33は、高速の減速比の状態のままで、減速比が変速されない。これにより、船舶1は、エンジン31の回転数が大きくなるのを抑制しながら、前進加速することが可能となる。この場合、船舶1は、ゆっくり加速を行いたいというユーザの意図に沿った加速が行われる。
次に、図8の軌跡P2に示すように、ユーザがコントロールレバー部5のレバー部5aをスロットル開度の全閉位置(図3のFWD1)と全開位置(図3のFWD2)との間の位置までゆっくりと回動した後、スロットル開度の全閉位置と全開位置との間の位置から全開位置側に急峻に回動した場合の変速機構部33の変速動作について説明する。この場合、ユーザには、船体2をゆっくり加速させた後、急加速させたいという意図があると考えられる。
この場合、まず、図8に示すスロットル開度の全閉開度の状態に至るまでの動作としては、図10に示すように、時間t1aのニュートラル(中立)の状態からコントロールレバー部5のレバー部5aが、ユーザの操作によりスロットル開度の全閉位置(図3のFWD1)まで回動されて全閉開度(時間t2a)の状態になる。なお、この際、変速機構部33は、一時的(時間t2a〜時間t3a)に低速の減速比に変速される。その結果、変速機構部33は、船舶1が低速の減速比により前進を行うことが可能なように変速される。なお、この場合における詳細な説明は、図9に示した軌跡P1に対応するタイミングチャートの場合と同様なので、省略する。
そして、時間t3aの時点において、変速機構部33は、高速の減速比に変速される。これにより、変速機構部33は、船舶1が高速の減速比により前進を行うことが可能なように変速される。なお、この場合における詳細な説明は、図9に示した軌跡P1に対応するタイミングチャートの場合と同様なので、省略する。
その後、時間t3aから時間t4aにかけて、ユーザの操作により、レバー部5aの位置がスロットル開度の全閉位置と全開位置との間でゆっくりとFWD2方向(図3参照)に回動される。この際、図8に示すように、エンジン31のスロットル開度とエンジン31の回転数とは、変速制御マップ上の軌跡P2に沿って変更される。この軌跡P2は、時間t3aから時間t5aにかけて、高速領域R2のみを移動するため、変速機構部33は、高速の減速比の状態のままで、減速比が変速されない。したがって、この状態では、船体2は、ゆっくりと加速される。
そして、図10に示すように、時間t4aから時間t6aにかけて、ユーザの操作により、レバー部5aの位置がスロットル開度の全閉位置と全開位置との間に位置する状態から全開位置(図3のFWD2)に向かって急峻に回動される。この場合、時間t5aにおいて、図8に示すように、軌跡P2は、高速領域R2から不感帯領域R3を横切るとともに、シフトダウン基準線Dを跨ぐ。これにより、変速機構部33は、高速の減速比から低速の減速比に変速される。その結果、変速機構部33は、船舶1が低速の減速比により前進を行うことが可能なように変速され、船舶1を急峻に加速させることが可能となる。
ここで、本実施形態では、図8および図10に示すように、スロットル開度が時間t6aから時間t7aにかけて、エンジン31の回転数が急激に上昇する場合がある。この場合、図8に示すように、時間t7aにおいて、エンジン31の回転数が上昇され、軌跡P2は、低速領域R1から不感帯領域R3を横切るとともに、シフトアップ基準線Uを跨ぐ。これにより、変速機構部33は、低速の減速比から高速の減速比に変速される。その結果、変速機構部33は、船舶1が高速の減速比により前進を行うことが可能なように変速される。なお、この場合における詳細な説明は、図9に示した軌跡P1に対応するタイミングチャートの場合と同様なので、省略する。
上記時間t6aから時間t7aの間においてエンジン31の回転数が急激に上昇した現象は、プロペラ32aおよび32bが回転するのに伴って発生するキャビテーションにより引き起こされた現象と考えられ、制御部52は、上記現象をキャビテーションにより引き起こされる現象であることを認定するように構成されている。すなわち、制御部52は、上記のように変速機構部33が低速の減速比の状態である場合においてキャビテーションを検出した際に、変速機構部33が高速の減速比に変速するようにECU34に変速ギヤ切替信号を送信するように構成されている。
図11は、本発明の一実施形態による舶用推進システムの制御部により補正された変速制御マップを示した図である。次に、制御部52が上記現象がキャビテーションにより引き起こされた現象であると認定する際の処理について説明する。
本実施形態では、制御部52は、エンジン31の回転数が所定の上昇割合以上の割合で上昇している状態が所定期間(t7a〜t6a)にわたって継続している場合に、キャビテーションが発生したと認定するように構成されている。具体的には、制御部52は、図10に示すように、エンジン31の回転数が所定期間の起点t6aから終点t7aにかけて回転数n1から回転数n2以上に上昇した場合に、キャビテーションが発生したと認定するように構成されている。たとえば、本実施形態の場合、制御部52は、エンジン31の回転数が約1秒以内に約3000回転/分から5000回転/分に上昇した場合に、キャビテーションが発生したと認定するように構成されている。ただし、船体2の重量が本実施形態と異なる重量である場合、および、プロペラ32aおよび32bの大きさが本実施形態と異なる大きさである場合には、所定時間および所定の回転数に上記の値とは異なる値が適用される。
また、本実施形態では、制御部52は、エンジン31の回転数を時間により微分するように構成されている。この計算は、一定時間(約10msec〜約100msec)毎に実行され、上記所定期間(t6a〜t7a)の間に複数回実行される。これにより、上記所定期間(t6a〜t7a)の間におけるエンジン31の回転数の傾き(微分値)を複数算出することが可能となる。そして、制御部52は、上記所定期間の起点t6aから終点t7aにわたって所定の値を超える微分値を複数回算出した場合に、キャビテーションが発生したと認定するように構成されている。なお、この起点(t6a)は、所定の値を超えた複数の微分値のうち最初に所定の値を超えた微分値を算出した点に基づいて、制御部52により認定される。このように所定期間にわたって所定の値を超える微分値を複数回算出したことは、エンジン31の回転数が所定の上昇割合以上の割合で上昇している状態が所定期間にわたって継続して発生していることを意味する。そして、制御部52は、このような場合に、キャビテーションが発生したと認定するように構成されている。
また、本実施形態では、制御部52は、上記のようにキャビテーションが発生したと認定された際のエンジン31の回転数とエンジン31のスロットル開度とを用いて、記憶部51に記憶されている変速制御マップを補正するように構成されている。この補正は、制御部52により認定されたキャビテーション発生の起点(t6a)に基づいて変速制御マップのシフトダウン基準線Dとシフトアップ基準線Uとを変更することにより変速機構部32の減速比を制御する補正である。
具体的には、本実施形態では、図11に示すように、制御部52は、シフトダウン基準線Dをキャビテーション発生の起点(t6a)を含む線D1に変更する補正を行うように構成されている。この補正された線D1は、シフトダウン基準線Dの起点(t6a)よりもスロットル開度が小さい側から起点(t6a)に向かって湾曲する線D1aと、シフトダウン基準線Dの起点(t6a)よりもスロットル開度が大きい側から起点(t6a)に向かって湾曲する線D1bとを含んでいる。そして、線D1aと線D1bとは、起点(t6a)において互いに接続されている。
また、本実施形態では、制御部52は、シフトダウン基準線Dに上記の補正を行う際に、シフトアップ基準線Uを補正されたシフトダウン基準線Dと実質的に同様な形状の線U1に変更する補正を行うように構成されている。つまり、この補正された線U1は、エンジン31の回転数が小さい方向に突出する形状を有している。
本実施形態では、上記のように、エンジン31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32aおよび32bに伝達可能な変速機構部33を設ける。このように、変速機構部33を、低速の減速比に変速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、変速機構部33を、高速の減速比に変速された状態でエンジン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、制御部52を、プロペラ32aおよび32bが回転するのに伴って発生するキャビテーションを検出するように構成することによって、制御部52によりキャビテーションが発生したことを容易に検知することができる。
また、制御部52を、キャビテーションを検出した際に、変速機構部33が高速の減速比に変速するように変速制御マップの軌跡に基づいてECU34に変速ギヤ切替信号を送信するように構成することによって、キャビテーションが発生することによりスロットル開度の大きさに対応するエンジン31の回転数よりもエンジン31の回転数が上昇した場合に、変速機構部33を高速の減速比に変速することができる。この場合、プロペラ32aおよび32bが受ける水の抵抗が同じ状態のままでエンジン31のトルクが低下するので、エンジン31およびプロペラ32aおよび32bの回転数を低下させることができる。その結果、キャビテーションが収束する方向に向かうので、プロペラ32aおよび32bによる推進力が低下するのを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部52を、エンジン31の回転数が所定の上昇割合以上の割合で上昇している状態が所定期間(起点t6aから終点t7a)にわたって継続している場合に、キャビテーションが発生したと認定するように構成することによって、プロペラ32aおよび32bが水面よりも上方に移動された場合にエンジン31の回転数が一時的(瞬間的)に上昇した場合などと区別することができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部52を、エンジン31の回転数を時間により微分するように構成することによって、エンジン31の回転数の微分値を算出することができる。また、所定の値を超える微分値を上記所定期間の起点t6aから終点t7aの間に複数回算出した場合にキャビテーションが発生したと認定することによって、容易に、キャビテーションが発生したか否かを認識することができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部52を、エンジン31の回転数とスロットル開度とを用いて変速機構部33の減速比を変速する基準が表わされた変速制御マップに基づいて、変速機構部33の減速比の変速を制御するように構成することによって、ユーザにより操作されるエンジン31のスロットル開度の大きさに対してエンジン31の回転数が小さい時、エンジン31の回転数を上昇させるために変速機構部33の減速比を低速の減速比に変速するように制御することができる。すなわち、ユーザが急加速することを意図してレバー部5aのレバー開度を急激に大きくすることによりスロットル開度を急激に大きくした場合に、加速度性能を向上させるために変速機構部33の減速比を低速の減速比に変速することにより、プロペラ32aおよび32bの回転数を迅速に大きくすることができる。また、ユーザがゆっくりと加速することを意図して、レバー部5aのレバー開度をゆっくりと大きくすることによりスロットル開度をゆっくりと大きくした場合には、プロペラ32aおよび32bの回転数をゆっくりと大きくするために、変速機構部33の減速比を高速の減速比に変速するように制御することができる。これにより、エンジン31の回転数が大きくなるのを抑制することができるので、エンジン31により燃料が消費されるのを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部52を、変速制御マップ上におけるエンジン31のスロットル開度およびエンジン31の回転数の軌跡P2が、変速制御マップの高速領域R2から不感帯領域R3を介して低速領域R1に入った場合に、低速の減速比に変速する制御を行うように構成している。これにより、変速機構部33が高速の減速比のままの場合と比べて、エンジン31の回転数を再上昇させることができるので、船舶1の加速度が低下するのを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部52を、変速制御マップ上におけるエンジン31のスロットル開度およびエンジン31の回転数の軌跡P2が、変速制御マップの低速領域R1から不感帯領域R3を介して高速領域R2に入った場合に、高速の減速比に変速する制御を行うように構成している。これにより、変速機構部33が低速の減速比のままの場合と比べて、船舶1の最高速度を向上させることができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部52を、キャビテーション発生の起点(t6a)に基づいて変速制御マップを補正するとともに、補正された変速制御マップに基づいて変速機構部33の減速比の変速を制御するように構成することによって、キャビテーション発生の起点(t6a)近傍で変速機構部33を変速可能な変速制御マップを得ることができる。
また、本実施形態では、上記のように、シフトダウン基準線Dをキャビテーション発生の起点(t6a)を含む線D1に変更する補正を行うように構成することによって、たとえば、エンジン31のスロットル開度およびエンジン31の回転数の軌跡が高速領域R2に存在している状態において軌跡がキャビテーション発生の起点(t6a)近傍に低下した場合にも、軌跡が低速領域R1に侵入するのを抑制することができる。これにより、キャビテーションが発生した起点(t6a)よりもエンジン31の回転数が小さい領域で変速機構部33を低速の減速比に変速することができる。その結果、キャビテーションが発生するのを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部52を、シフトアップ基準線Uを補正された線D1と実質的に同様な形状の線U1に変更する補正を行うように構成することによって、エンジン31のスロットル開度およびエンジン31の回転数の軌跡がキャビテーションが発生した起点(t6a)近傍を通過した際に、変速機構部33を変速することができる。これにより、キャビテーションが発生した後、直ちに、変速機構部33を変速することができる。
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。
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、上記実施形態では、本発明のキャビテーション検出部を、変速制御マップと制御部52とにより構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、キャビテーションの発生を検出するセンサなどによりキャビテーション検出部を構成してもよいし、変速制御マップを用いずに、制御部52のみによりキャビテーションの発生を検出するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、変速制御マップの補正を行う一例として、シフトダウン基準線をキャビテーション発生の起点を含む線に補正した例について示したが、本発明はこれに限らず、シフトアップ基準線をキャビテーション発生の起点を含む点に補正するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、変速制御マップの補正を行う一例として、シフトダウン基準線とシフトアップ基準線との両方の基準線を補正した例について示したが、本発明はこれに限らず、シフトダウン基準線とシフトアップ基準線とのいずれか一方の基準線のみを補正するようにしてもよい。
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。
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。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。
また、上記実施形態では、船舶が後進する際の変速制御マップを、船舶が前進する際の変速制御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、前進専用の変速制御マップおよび後進専用の変速制御マップの2つの変速制御マップを設けるようにしてもよい。
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。
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。
また、上記実施形態では、コントロールレバー部5のレバー部5aを操作することにより、電気的に(電子制御により)アクセル開度および変速機構部33の減速比などを制御するように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、レバー部5aにワイヤを接続するとともに、レバー部5aの開度をワイヤの操作量および操作方向として船外機3に機械的に伝達するように構成することにより、アクセル開度および変速機構部33の減速比を制御するようにしてもよい。なお、この場合、ワイヤの操作量および操作方向は、レバー部5aと船外機3内のECU34との間で電気信号に変換されるとともに、変換された電気信号は、ECU34に伝達される。また、この場合、変速制御マップは、船外機3内に設けられたECU34に記憶されるとともに、ECU34から変速制御部33を制御するための制御信号(たとえば電磁油圧制御バルブ駆動信号)が出力される。
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3内に設けたECU34に変速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。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、このECUに変速制御マップを記憶させたり、このECUから制御信号を出力するようにしてもよい。また、本変形例は、コントロールレバー部5のレバー部5aが上記のようにワイヤにより機械的にアクセル開度および変速機構部33の減速比などを制御する構成の場合にも、適用可能である。
また、上記実施形態では、前進、中立、後進の切り替えをECU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に開示された船外機のように、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。