JP5148250B2 - シフト動作制御装置 - Google Patents
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Description
また、例えば、特許文献1には、シフトイン時に発生する衝撃を軽減するために、エンジンがアイドリング状態でシフトがニュートラル位置にある状態から、シフトがニュートラル位置から外れることを検知したら、エンジン回転速度を低下させる方法が開示されている。
そこで、本発明の目的は、エンジン出力の安定性を確保しつつ、シフトイン時の衝撃を軽減することが可能なシフト動作制御装置を提供することである。
これにより、トルクの極端な低下を抑制しつつ、エンジン回転速度を低下させることができ、エンストの発生を抑制しつつ、シフトイン時の衝撃を軽減することができる。
これにより、シフトイン時にエンジンの出力を低下させた場合においても、エンジンの燃焼状態の過度な劣化を抑制することができ、シフトイン後のエンジンの出力を安定させることができる。
これにより、シフトインが行われる時にエンジン出力低下制御を実行してから実際のエンジンの出力の低下に遅れが発生する場合においても、エンジンの出力が確実に低下してから、ドッグクラッチをギアに噛み込ませることができ、シフトイン時の衝撃を効果的に軽減することができる。
これにより、船外機の動力の伝達が前進から後進に直ぐに切り換えられたようなエンジンに多大な負荷がかかる場合において、エンジン回転を更に低下させることを防止することが可能となり、エンスト、エンジン破損、エンジンの逆回転による水入りなどを防止しつつ、シフトイン時の衝撃を軽減することができる。
これにより、実船速を検出する船速センサが船舶に搭載されていない場合においても、船速が所定値以下の場合にのみエンジンの出力を低下させることができ、エンストやエンジン破損を防止しつつ、シフトイン時の衝撃を軽減することができる。
これにより、多機掛け時に各船外機のエンジンの回転数差が大きい場合においても、船速が高い状態を良好に検知することができ、多機掛け時においても、船速が所定値以下の場合にのみエンジンの出力を低下させることができる。
本発明の第1実施形態に係るシフト動作制御装置が適用される船舶の概略構成を示す側面図である。
図1において、船舶11の後方にはブラケット21を介して船外機20が装着され、船舶11の船底には、船舶11の実船速を検出する船速センサ28が設けられている。ここで、船外機20には、クランク軸が垂直方向を向くように配置されたエンジン22が搭載され、エンジン22のクランクシャフトは、ドライブシャフト24、歯車機構25およびプロペラシャフト26を順次介してプロペラ27に動力が伝えられるようにドライブシャフト24に接続されている。また、エンジン22には、エンジン22の電子制御を行うECU(エンジンコントロールユニット)23が搭載されるとともに、船舶11の運転席には、シフト機構の操作指令を出力するリモコン装置12が装備され、リモコン装置12とECU23とは通信ケーブル13を介して接続されている。
また、エンジン22としては、例えば、水冷4サイクルV型8気筒エンジンを用いることができるが、V型6気筒エンジンや直列多気筒エンジンなどのその他のエンジンを用いるようにしてもよい。
図2において、船外機20には、アッパーカウリング31、ロアーカウリング32、アッパーケーシング33およびロアーケーシング34が上から下に順次設けられている。そして、アッパーカウリング31およびロアーカウリング32にはエンジン22が収容され、アッパーケーシング33には、エンジン22から延びる排気管41および排気管41から排出された排気ガスをロアーケーシング34内に導く排気通路42が収容され、ロアーケーシング34には歯車機構25およびプロペラシャフト26が収容されるとともに、ロアーケーシング34の後方にはプロペラ27が装着されている。
また、エンジン22には、エンジン22の電子制御を行うECU23の他、エンジン22の回転数を検知する回転数センサ45、エンジン22の吸気圧を検知する吸気圧センサ46およびECU23から指示される点火タイミングに従ってエンジン22の点火を行う点火装置47が設けられている。
図3は、本発明の一実施形態に係るシフト動作制御方法の流れを示す図、図4は、本発明の一実施形態に係るシフト動作制御方法の動作タイミングを示す図、図5は、本発明の一実施形態に係るシフト動作制御方法を示すフローチャートである。
図3において、図1のリモコンレバー52がニュートラル位置Nから倒されると(図4の時刻t1)、レバーポジションセンサ53は、リモコンレバー52の位置に応じたLPS電圧を出力する。そして、レバーポジションセンサ53から出力されたLPS電圧は、LPS入力インターフェースを介してLPSデータに変換された後、ECU54に入力され、ECU54にて目標値演算が行われることで、リモコンレバー52がニュートラル位置Nから目標シフト位置F0または目標シフト位置R0に達したかどうかが判定され(図4(a)、図4(b))、目標シフト位置を示す信号が図2のECU23に入力される(図4の時刻t2)。なお、リモコンレバー52がニュートラル位置Nから目標シフト位置F0または目標シフト位置R0に達するまでの時間Tは、通常は数百msec程度である。
そして、目標シフト位置を示す信号がECU23に入力されると、シフトイン操作判定手段61は、目標シフト位置を示す信号に基づいてシフトイン操作を判定する(図5のステップS1)。また、船速センサ28にて検出された実船速がECU23に入力されると、船速判定手段62は、リモコンレバー52が操作された時の船速を判定する。なお、船速センサ28が船舶11に搭載されていない場合、船速判定手段62は、回転数センサ45にて検出されたエンジン22の回転数および吸気圧センサ46にて検出されたエンジン22の吸気圧に基づいて、船速を予測するようにしてもよい。
そして、シフトイン指令手段64は、エンジン22の点火タイミングが遅角されると共に、ドッグクラッチ25dを前進用ベベルギア25bまたは後進用ベベルギア25cに噛み込ませるようにシフトアクチュエータ44にシフトイン指令を出力する(図4の時刻t2、図5のステップS4)。
一方、図5のステップS2において、船速判定手段62にて判定された船速が所定値を越える場合、シフトイン指令手段64は、エンジン22の点火タイミングが遅角されることなく、ドッグクラッチ25dを前進用ベベルギア25bまたは後進用ベベルギア25cに噛み込ませるようにシフトアクチュエータ44にシフトイン指令を出力する(図5のステップS7)。
そして、リモコンレバー52がFノッチまたはRノッチの位置に達した後に、前進用ベベルギア25bまたは後進用ベベルギア25cにドッグクラッチ25dを完全に噛み込ませ、点火タイミング制御手段63による遅角制御を終了させることができる。
図6において、船舶111の後方には複数の船外機20a、20bが装着され、船外機20a、20bには、船外機20a、20bにそれぞれ搭載されたエンジンの電子制御を行うECU23a、23bがそれぞれ設けられるとともに、船外機20a、20bの後方にはプロペラ27a、27bがそれぞれ設けられている。また、船舶111の運転席には、船外機20a、20bに対応したリモコン装置12a、12bが装備され、リモコン装置12a、12bとECU23a、23bとは通信ケーブル13a、13bをそれぞれ介して接続されている。
そして、ECU23a、23bには、リモコンレバー52a、52bの操作に応じた信号に基づいてシフトイン操作をそれぞれ判定するシフトイン操作判定手段61a、61b、リモコンレバー52a、52bが操作された時の船速をそれぞれ判定する船速判定手段62a、62b、シフトイン操作判定手段61a、61bによるシフトイン操作の判定結果に基づいて、エンジンの点火タイミングをそれぞれ遅角させる点火タイミング制御手段63a、63b、エンジンの点火タイミングが遅角された状態でドッグクラッチを前進用ベベルギアまたは後進用ベベルギアに噛み込ませるようにシフトアクチュエータにそれぞれ指令するシフトイン指令手段64a、64b、船舶111に搭載された船外機20a、20b間で船速予測値をそれぞれ送受信する船速通信手段65a、65bがそれぞれ設けられている。
そして、点火タイミング制御手段63a、63bは、リモコンレバー52a、52bにてシフトインされたことがシフトイン操作判定手段61a、61bにてそれぞれ判定されると、各船速判定手段62a、62bにて判定された船速が所定値以下の場合、エンジンの点火タイミングが遅角するように点火タイミングを制御する。そして、各シフトイン指令手段64a、64bは、エンジンの点火タイミングが遅角されると共に、ドッグクラッチを前進用ベベルギアまたは後進用ベベルギアに噛み込ませるようにシフトアクチュエータにシフトイン指令をそれぞれ出力する。
なお、図6の実施形態では、2台の船外機20a、20bが船舶111に装着された場合を例にとって説明したが、3台以上の船外機が船舶111に装着された場合に適用するようにしてもよい。
12、12a、12b リモコン装置
13、13a、13b 通信ケーブル
20、20a、20b 船外機
21 ブラケット
22 エンジン
23、23a、23b、54、54a、54b ECU
24 ドライブシャフト
25 歯車機構
25a 駆動用ベベルギア
25b 前進用ベベルギア
25c 後進用ベベルギア
25d ドッグクラッチ
26 プロペラシャフト
27、27a、27b プロペラ
28 船速センサ
31 アッパーカウリング
32 ロアーカウリング
33 アッパーケーシング
34 ロアーケーシング
41 排気管
42 排気通路
43 シフトロッド
44 シフトアクチュエータ
45 回転数センサ
46 吸気圧センサ
47 点火装置
51 リモコン本体
52、52a、52b リモコンレバー
53 レバーポジションセンサ
61、61a、61b シフトイン操作判定手段
62、62a、62b 船速判定手段
63、63a、63b 点火タイミング制御手段
64、64a、64b シフトイン指令手段
65a、65b 船速通信手段
Claims (7)
- リモコンレバーのニュートラル位置、前進位置および後進位置に加え、リモコンレバーがニュートラル位置から所定角だけ前に倒れた前進時の目標シフト位置、および、リモコンレバーがニュートラル位置から所定角だけ後に倒れた後進時の目標シフト位置をそれぞれ検出して、それぞれの検出位置に応じた出力信号を出力するレバー位置検出装置と、
前記レバー位置検出装置の出力信号に基づいて、前記いずれかの目標シフト位置に応じた出力信号が取得されたときに、リモコンレバーのシフトイン操作であるとの判定をするシフトイン操作判定手段と、
前記シフトイン操作判定手段の判定結果に基づいて、シフトイン操作との判定がなされたときには、エンジンの出力を低下させる出力低下制御を実行するエンジン出力制御手段と、
前記出力低下制御の開始と共にドッグクラッチをギアに噛み込ませるようにシフトアクチュエータに指令するシフトイン指令手段とを備えることを特徴とするシフト動作制御装置。 - 前記エンジン出力制御手段は、エンジンの点火タイミングを遅角させる点火タイミング制御手段であることを特徴とする請求項1記載のシフト動作制御装置。
- 前記エンジン出力制御手段は、前記シフトアクチュエータによるシフトインが完了した場合、または前記リモコンレバーが所定位置に戻された場合、前記出力低下制御を終了することを特徴とする請求項1または2記載のシフト動作制御装置。
- 前記シフトイン指令手段は、前記エンジン出力制御手段にて出力低下制御を開始してから一定時間の経過後に、前記ドッグクラッチをギアに噛み込ませるようにシフトアクチュエータに指令することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載のシフト動作制御装置。
- 前記リモコンレバーが操作された時の船速を判定する船速判定手段をさらに備え、
前記エンジン出力制御手段は、前記船速判定手段にて判定された船速が所定値を超える場合、前記出力低下制御を禁止することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載のシフト動作制御装置。 - 前記船速判定手段は、エンジン回転数と吸気圧とから船速を予測することを特徴とする請求項5記載のシフト動作制御装置。
- 同一の船舶に搭載された複数の船外機間で前記船速予測値の情報を送受信する船速通信手段をさらに備え、
前記船速判定手段は、各船外機にて予測された船速予測値のうち最も高い船速予測値に基づいて、船速を判定することを特徴とする請求項6記載のシフト動作制御装置。
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