JP6343271B2 - 船舶推進機 - Google Patents

Description

この発明は、エンジン（内燃機関）を駆動源とする船舶推進機に関する。

船舶推進機の一つの例は船外機である。船外機は、たとえば、エンジンと、プロペラと、エンジンの駆動力をプロペラに伝達する駆動力伝達機構とを含む。駆動力伝達機構は、エンジンの回転力のプロペラへの伝達を切り替えるシフト機構を含む。シフト機構は、船外機のシフト位置を切り替える。シフト位置は、エンジンの回転をプロペラの前進方向回転（正転）に変換する「前進」と、エンジンの回転をプロペラの後進方向回転（逆転）に変換する「後進」と、エンジンの回転をプロペラに伝達しない「ニュートラル」とを含む。このようなシフト機構を備えることで、エンジンの回転が常に一方に回転しているにも関わらず、プロペラおよびプロペラシャフトの回転方向を正転方向と逆転方向とに切り替えることができる。

船外機を搭載した船舶が高速に前進航走している状態で、操船者がシフト位置を前進から後進に切り替えると、エンジンからプロペラシャフトに伝達される駆動力が逆転方向の回転であるにも関わらず、船舶に作用する慣性により発生する水流によってプロペラが正転方向に回転させられる。このような操作方法は、船舶の安定性およびエンジン保護の観点から本来推奨されるものではないが、仮にこのような操作が行われると、エンジンのクランク軸を逆転させようとする回転力がプロペラから入力されてしまう。このプロペラからの逆入力による回転力がエンジンの駆動力を上回ると、クランク軸が逆転する。とくに、水中に排気口を有する船外機においては、クランク軸の逆転によって、排気口から水が吸い上げられ、エンジン内に進入するおそれがある。

そこで、エンジンの逆転を検出し、ユーザに報知したり、エンジンを停止したり、シフト位置を強制的にニュートラルにして動力伝達経路を遮断したりすることが提案されている。
たとえば、特許文献１の先行技術では、クランク軸の回転に応じて出力されるパルスに基づいてエンジンの逆転を検出し、エンジンの逆転が検出されると点火および燃料噴射を停止している。また、特許文献２の先行技術では、クランク軸およびカム軸の回転に応じて出力されるパルスに基づいてクランク軸の逆転を検出し、逆転が検出されるとシフト位置が強制的にニュートラルに移行させられる。

一方、特許文献３の先行技術では、クランク軸の回転によって駆動されるオイルポンプまたは冷却水ポンプの圧力変化を監視して逆転を検出している。たとえば、最小油圧Ｐminを設定し、シフト切替時に最小油圧Ｐminを下回った場合には、オイルポンプによるオイル供給がされていないと判断できるため、それに基づいて、ポンプ駆動軸と連動するクランク軸が逆転方向へ回転していると判断している。

特開２００３−１２０３９７号公報 特開２００８−２７４９７０号公報 特開２０１２−７６５８号公報

特許文献１，２の先行技術では、所定期間におけるパルス信号の出力パターンを検出するため、通常のエンジン停止操作時であっても、圧縮上死点の直前でピストンが押し戻され、その結果、エンジンの逆転が検出されるおそれがある。また、燃料切れや障害物がプロペラに当たった場合など、操船者の操作によらないエンジンストールの際にも同様の逆転が検出されるおそれがある。さらには、センサ信号へのノイズの混入、センサ信号線の配線不良、バッテリ電圧の変動なども、逆転誤検知の原因となる。したがって、特許文献１，２の先行技術では、プロペラからの逆入力によるエンジンの逆転を必ずしも正確に検出できるとは限らない。

一方、オイルや冷却水の圧力を監視する特許文献３の先行技術は、ポンプの製造公差や温度による粘度変動の影響を受けるため、しきい値の設定が困難であり、必ずしも精度の高い検出が可能であるとは限らない。
そこで、この発明の一実施形態は、プロペラからの逆入力に起因するエンジンの逆転を高精度で検出できる船舶推進機を提供する。

この発明の一実施形態は、クランク軸を正転方向に回転させるエンジンと、前記クランク軸の回転速度を検出する回転速度検出ユニットと、プロペラに結合されたプロペラ軸と、前記クランク軸の回転を前記プロペラ軸に伝達するシフトイン状態と、前記クランク軸と前記プロペラ軸との間での回転の伝達が遮断されるニュートラル状態とに切り替わるように構成されたシフト切替ユニットと、前記シフト切替ユニットが、前記シフトイン状態および前記ニュートラル状態のうちのいずれの状態であるかを検出するシフト状態検出ユニットと、前記エンジンの燃焼室に空気を供給する吸気通路と、前記エンジンに接続された排気入口と、水中に配置される排気出口とを有し、前記エンジンの排気を前記排気出口から水中に排出する排気通路と、前記吸気通路に設けられ、前記燃焼室に供給される空気量を調整するスロットルバルブと、前記スロットルバルブと前記燃焼室の間の前記吸気通路内の吸気圧を検出する吸気圧センサと、前記回転速度検出ユニット、前記シフト状態検出ユニットおよび前記吸気圧センサの検出値が入力され、前記クランク軸が前記正転方向に回転している状態で前記シフト切替ユニットが前記ニュートラル状態から前記シフトイン状態に切り替わった後に、前記クランク軸の回転に応じて出力されるパルスに基づいて前記クランク軸が前記正転方向とは反対の方向に逆転していると判定されているという第１条件が成立すると、前記スロットルバルブを閉じるとともに前記エンジンの失火制御を実行し、前記失火制御を実行した後に、前記スロットルバルブを閉じた状態で前記吸気圧センサによって検出される吸気圧が大気圧以上の第１の値よりも大きいという第２条件が成立した場合に、前記プロペラ軸から入力される外力によって前記クランク軸が前記正転方向とは反対の方向に逆転している逆転連れ回り状態であると判定し、電源遮断後も記憶情報が保持される第１メモリに逆転情報を記録するようにプログラムされた制御ユニットとを含む、船舶推進機を提供する。

この構成によれば、クランク軸が前記正転方向に回転している状態で前記シフト切替ユニットがニュートラル状態からシフトイン状態に切り替わった後に、クランク軸の回転に応じて出力されるパルスに基づいてクランク軸が前記正転方向とは反対の方向に逆転していると判定されているという第１条件が成立すると、スロットルバルブが閉じられるとともにエンジンの失火制御が実行される。そして、前記失火制御を実行した後に、スロットルバルブを閉じた状態で吸気圧センサによって検出される吸気圧が大気圧以上の第１の値よりも大きいという第２条件が成立すると、プロペラ軸からの逆入力によるクランク軸の逆転連れ回りが生じていると判定され、逆転情報が第１メモリに記録される。
通常の運転では、吸気通路から空気を吸入して排気通路へと排気するので、スロットルバルブと燃焼室との間の吸気通路内の気圧（吸気圧）は、大気圧よりも低い。一方、クランク軸が逆転すると、エンジン内の空気の流れが逆転し、排気側から吸気して吸気側から排気する動作となる。このとき、吸気圧センサが検出する吸気圧は大気圧よりも高くなる。

したがって、上記のような動作によって、シフト切替に起因するプロペラ軸からの逆入力によるクランク軸の逆転を確実に検出して、逆転情報を記録できる。
また、この発明では、クランク軸に応じて出力されるパルスに基づく条件（第１条件）が付加されていることにより、プロペラ軸からの逆入力によるエンジンの逆転を一層高精度に検出できる。
また、この発明では、前記クランク軸の回転に応じて出力されるパルスに基づいて前記クランク軸が逆転していると判定されると、前記エンジンの失火制御が実行されるので、クランク軸の逆転状態でのエンジンの運転継続を回避できる。そして、失火制御を実行した後に第２条件の成否を判定しているので、より正確な逆転判定を行うことができる。
この発明の一実施形態では、前記制御ユニットは、当該制御ユニットが起動されたときの大気圧測定値を前記大気圧として第２メモリに記録するようにプログラムされている。この構成により、大気圧の変動の影響を排除できるので、プロペラ軸からの逆入力によるクランク軸の逆転を、吸気圧の監視を通じて、正確に検出できる。

この発明の一実施形態では、前記制御ユニットは、当該制御ユニットが起動されたときの前記吸気圧センサの検出値を前記大気圧として第２メモリに記録するようにプログラムされている。これにより、吸気圧センサを利用して大気圧の変動の影響を排除した正確な逆転検出が可能となる。
この発明の一実施形態では、前記第１の値が、大気圧に１ｋＰａ以上の値を加えた値に設定されている。この構成により、吸気圧に基づく判断の閾値が大気圧よりも十分に大きく設定されているので、プロペラからの逆入力によるエンジンの逆転をより正確に検出できる。

この発明の一実施形態は、クランク軸を正転方向に回転させるエンジンと、前記クランク軸の回転速度を検出する回転速度検出ユニットと、プロペラに結合されたプロペラ軸と、前記クランク軸の回転を前記プロペラ軸に伝達するシフトイン状態と、前記クランク軸と前記プロペラ軸との間での回転の伝達が遮断されるニュートラル状態とに切り替わるように構成されたシフト切替ユニットと、前記シフト切替ユニットが、前記シフトイン状態および前記ニュートラル状態のうちのいずれの状態であるかを検出するシフト状態検出ユニットと、前記エンジンの燃焼室に空気を供給する吸気通路と、前記エンジンに接続された排気入口と、水中に配置される排気出口とを有し、前記エンジンの排気を前記排気出口から水中に排出する排気通路と、前記吸気通路に設けられ、前記燃焼室に供給される空気量を調整するスロットルバルブと、前記スロットルバルブと前記燃焼室の間の前記吸気通路内の吸気圧を検出する吸気圧センサと、前記回転速度検出ユニット、前記シフト状態検出ユニットおよび前記吸気圧センサの検出値が入力され、前記クランク軸が前記正転方向に回転している状態で前記シフト切替ユニットが前記ニュートラル状態から前記シフトイン状態に切り替わった後に、前記クランク軸の回転に応じて出力されるパルスに基づいて前記クランク軸が前記正転方向とは反対の方向に逆転していると判定されているという第１条件が成立すると、前記スロットルバルブを閉じるとともに前記エンジンの失火制御を実行し、前記失火制御を実行した後に、前記スロットルバルブを閉じた状態で前記吸気圧センサによって検出される吸気圧が大気圧以上の第１の値よりも大きいという第２条件、および前記回転速度検出ユニットが検出する回転速度が第２の値よりも大きい状態が所定時間以上継続しているという第３条件の成否を判定し、前記第２条件または前記第３条件が成立した場合に、前記プロペラ軸から入力される外力によって前記クランク軸が前記正転方向とは反対の方向に逆転している逆転連れ回り状態であると判定し、電源遮断後も記憶情報が保持される第１メモリに逆転情報を記録するようにプログラムされた制御ユニットとを含む、船舶推進機を提供する。

この構成によれば、クランク軸の回転に応じたパルスに基づく逆転判定（第１条件の成立）を前提とし、この逆転判定が成立しているときに、第２条件または第３条件の成立により、クランク軸の逆転連れ回り状態を判定して逆転情報が記録される。すなわち、第２条件が成立する場合だけでなく、クランク軸の回転速度が第２の値よりも大きい状態が所定時間以上継続する場合にも、クランク軸の逆転連れ回り状態が生じていると判定される。したがって、通常のエンジン停止時のように瞬間的な逆転が生じるに過ぎない場合には、逆転情報の記録は行われない。これにより、プロペラ軸からの逆入力に起因するエンジンの逆転連れ回りを一層正確に検出して記録できる。

この発明の一実施形態では、前記第２の値が、前記エンジンのアイドル回転速度よりも小さく（好ましくはアイドル回転速度の１／２以下）、前記エンジンのストール回転速度よりも大きい。この構成により、第３条件に基づくエンジンの逆転をより正確に検出できる。

この発明の一実施形態では、前記制御ユニットは、前記第１条件が成立すると、前記シフト切替ユニットを前記ニュートラル状態に切り替えるようにプログラムされている。この構成により、クランク軸の逆転が生じると、シフト状態がニュートラル状態に自動的に切り替えられるので、プロペラからの逆入力の経路を遮断できる。それにより、逆転によるエンジンの損傷を回避できる。

図１は、この発明の一実施形態に係る船舶推進機としての船外機を備えた船舶の構成を説明するための図解的な平面図である 図２は、シフト操作およびアクセル操作のためのリモートコントローラの側面図である。 図３は、船外機の側面図である。 図４は、前記船外機に備えられたエンジンの概略図である。 図５は、船舶の電気的構成を説明するためのブロック図である。 図６Ａは、エンジンの逆転判定および逆転情報の記録に関連する処理例を説明するためのフローチャートである（吸気圧閾値の設定、吸気圧に基づく逆転連れ回り判定）。 図６Ｂは、エンジンの逆転判定および逆転情報の記録に関連する処理例を説明するためのフローチャートである（クランク軸回転パルス等に基づく逆転判定）。 図６Ｃは、エンジンの逆転判定および逆転情報の記録に関連する処理例を説明するためのフローチャートである（エンジン回転速度に基づく逆転連れ回り判定）。 図６Ｄは、エンジンの逆転判定および逆転情報の記録に関連する処理例を説明するためのフローチャートである（総合判定および記録）。 図７は、エンジンの逆転連れ回りが生じるときの動作の一例を説明するためのタイムチャートである。 図８は、エンジンの逆転連れ回りが生じずにエンジンが停止するときの動作例を説明するためのタイムチャートである。 図９は、この発明の他の実施形態に係る船舶の電気的構成を説明するためのブロック図である。 図１０は、エンジンの逆転判定および逆転情報の記録に関連する処理を説明するためのフローチャートである。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る船舶推進機を備えた船舶の構成を説明するための図解的な平面図である。船舶１は、船舶推進機の一例である船外機２と、船体３とを含む。船外機２は、船体３の後部に取り付けられている。船外機２は、船体３を推進させる推進力を発生する。船外機２は、プロペラ４を回転させるエンジン５と、船外機２を制御するエンジンＥＣＵ６（電子制御ユニット）とを含む。船外機２に関連して、船外機２を左右に転舵させるためのステアリング装置１１が備えられている。また、船体３は、操舵部材としてのステアリングホイール７と、リモートコントローラ８とを含む。ステアリングホイール７が操作されると、それに応じてステアリング装置１１が船外機２を左右に転舵し、それにより船舶１が操舵される。船舶１の速度は、リモートコントローラ８に備えられた操作レバー８１が操作されることにより調整される。さらに、船舶１の前進および後進は、操作レバー８１が操作されることにより切り替えられる。

ステアリングホイール７に加えられた操作力は、ステアリング操作ケーブル９を介して、ステアリング装置１１に機械的に伝達される。その操作力によってステアリング装置１１が作動することにより、船外機２が船体３に対して左右方向に回動（転舵）し、それに応じて、船体３に与えられる推進力の方向が左右に変化する。リモートコントローラ８は、シフト操作ケーブル１０Ａおよびスロットル操作ケーブル１０Ｂによって、船外機２に機械的に結合されている。操船者が操作レバー８１を操作すると、その操作力がシフト操作ケーブル１０Ａおよびスロットル操作ケーブル１０Ｂによって船外機２に伝えられる。シフト操作ケーブル１０Ａによって伝達される操作力により、船外機２のシフト位置が変化する。すなわち、操作レバー８１の操作によって、船外機２の推進力の方向を前進方向と後進方向とに切り替えることができ、さらにエンジン５の動力がプロペラ４に伝達されないニュートラル状態とすることができる。一方、船外機２内では、スロットル操作ケーブル１０Ｂの変位が検出され、その検出結果に応じて、エンジンＥＣＵ６がエンジン５のスロットルバルブ４８（図４参照）の開度を制御する。それにより、操作レバー８１の操作に応答する電子制御によってスロットル開度が変化し、それに応じて、エンジン５の出力が変動する。

図２は、リモートコントローラ８の側面図である。図２に示すように、リモートコントローラ８の操作レバー８１は、その下端部を中心に前後に回動可能である。操作レバー８１は、操船者によって、概ね垂直な中立位置Ｎを中心に前後に傾けられる。中立位置Ｎは、たとえば、操作レバー８１が概ね垂直な位置である。操作レバー８１が中立位置Ｎから前進シフトイン位置Ｆinまで前に傾けられると、船外機２のシフト位置がニュートラルから前進に変化し、それに応じて、船外機２は、船体３を前進させる前進方向への推進力を発生する。また、操作レバー８１が中立位置Ｎから後進シフトイン位置Ｒinまで後ろに傾けられると、船外機２のシフト位置がニュートラルから後進に変化し、それに応じて、船外機２は、船体３を後進させる後進方向への推進力を発生する。前進シフトイン位置Ｆinと後進シフトイン位置Ｒinとの間の領域は、船外機２のシフト位置がニュートラルとなって、船外機２からの推進力の発生が停止される中立領域Ｔｎである。

また、操作レバー８１が前進シフトイン位置Ｆinから前進全開位置Ｆfullの方にさらに前に傾けられると、操作レバー８１の傾き量に応じてエンジン５のスロットル開度が増大し、前進方向への推進力が増加する。同様に、操作レバー８１が後進シフトイン位置Ｒinから後進全開位置Ｒfullの方にさらに後ろに傾けられると、エンジン５のスロットル開度が増大し、操作レバー８１の傾き量に応じて後進方向への推進力が増加する。すなわち、前進シフトイン位置Ｆinから前進全開位置Ｆfullまでの領域は、前進出力調整領域Ｔｆである。また、後進シフトイン位置Ｒinから後進全開位置Ｒfullまでの領域は、後進出力調整領域Ｔｒである。

図３は、船外機２の側面図である。船外機２は、船外機本体１２と、取付機構１３とを含む。船外機本体１２は、取付機構１３によって船体３の後部に取り付けられている。取付機構１３は、スイベルブラケット１４と、クランプブラケット１５と、ステアリング軸１６と、チルト軸１７とを含む。ステアリング軸１６は、上下に延びるように配置されている。チルト軸１７は、左右に延びるように水平に配置されている。スイベルブラケット１４は、ステアリング軸１６を介して船外機本体１２に連結されている。また、クランプブラケット１５は、チルト軸１７を介してスイベルブラケット１４に連結されている。クランプブラケット１５は、船体３の後部に固定されている。

船外機本体１２は、取付機構１３によって、概ね垂直な姿勢で船体３に取り付けられている。船外機本体１２およびスイベルブラケット１４は、クランプブラケット１５に対して、チルト軸１７まわりに上下に回動可能である。船外機本体１２がチルト軸１７まわりに回動されることにより、船外機本体１２が、船体３およびクランプブラケット１５に対して傾けられる。また、船外機本体１２は、スイベルブラケット１４およびクランプブラケット１５に対して、ステアリング軸１６とともに左右に回動可能である。操船者がステアリングホイール７を操作すると、その操作力がステアリング操作ケーブル９によってステアリング装置１１に伝達されて、ステアリング装置１１が作動する。このステアリング装置１１の駆動力がレバー１６Ａを介してステアリング軸１６に伝達される。それにより、ステアリング軸１６とともに船外機本体１２が左右に回動する。これにより、船舶１が操舵される。

また、船外機本体１２は、ドライブ軸１８と、プロペラ軸１９と、前後進切替機構２０とを含む。また、船外機本体１２は、エンジンカバー２１と、ケーシング２２とを含む。エンジン５は、エンジンカバー２１内に収容されている。ドライブ軸１８は、エンジンカバー２１およびケーシング２２内で上下に延びている。プロペラ軸１９は、ケーシング２２の下部内で前後に延びている。ドライブ軸１８の上端部は、エンジン５のクランク軸２３に連結されている。また、ドライブ軸１８の下端部は、前後進切替機構２０によってプロペラ軸１９の前端部に連結されている。プロペラ軸１９の後端部は、ケーシング２２から後方に突出している。プロペラ４は、プロペラ軸１９の後端部に連結されている。プロペラ４は、プロペラ軸１９とともに回転する。

エンジン５は、たとえばガソリンなどの燃料を燃焼させて動力を発生する内燃機関である。エンジン５は、クランク軸２３と、複数（たとえば４つ）のシリンダ２４と、カム軸３９Ａ，３９Ｂと、クランク軸回転センサ２５と、カム軸回転センサ４２とを含む。エンジン５は、クランク軸２３が上下に延びるように配置されている。ドライブ軸１８の上端部は、クランク軸２３の下端部に連結されている。クランク軸２３は、鉛直軸線まわりに回転可能である。クランク軸２３は、各シリンダ２４での燃焼によって一方の回転方向Ｄ１に回転駆動される。クランク軸２３の回転（エンジン５の回転）は、クランク軸回転センサ２５によって検出される。クランク軸回転センサ２５の出力信号（パルス信号）は、エンジンＥＣＵ６に入力される。エンジンＥＣＵ６は、クランク軸回転センサ２５が出力するパルス信号に基づいて、クランク軸２３の回転角を検出し、かつエンジン回転速度を演算する。

スロットル操作ケーブル１０Ｂは、エンジンカバー２１内に導入されている。エンジンカバー２１内には、スロットル操作ケーブル１０Ｂの変位を検出するアクセル位置センサ８０が備えられている。アクセル位置センサ８０は、スロットル操作ケーブル１０Ｂの変位を検出することにより、操作レバー８１（図２参照）の操作量（アクセル操作量）を検出する。アクセル位置センサ８０の出力信号は、エンジンＥＣＵ６に入力される。

前後進切替機構２０は、シフト切替ユニットの一例である。前後進切替機構２０は、駆動ギヤ２６と、前進ギヤ２７と、後進ギヤ２８と、ドッグクラッチ２９と、シフト機構３０とを含む。駆動ギヤ２６、前進ギヤ２７、および後進ギヤ２８は、たとえば、筒状の傘歯車である。駆動ギヤ２６は、ドライブ軸１８の下端部に連結されている。前進ギヤ２７および後進ギヤ２８は、駆動ギヤ２６に噛み合わされている。前進ギヤ２７および後進ギヤ２８は、互いの歯部が前後に間隔を空けて向かい合うように配置されている。前進ギヤ２７および後進ギヤ２８は、それぞれ、プロペラ軸１９の前端部を取り囲んでいる。駆動ギヤ２６の回転が前進ギヤ２７および後進ギヤ２８に伝達されると、前進ギヤ２７および後進ギヤ２８は、互いに反対方向に回転する。

ドッグクラッチ２９は、前進ギヤ２７および後進ギヤ２８の間に配置されている。ドッグクラッチ２９は、たとえば、筒状である。ドッグクラッチ２９は、プロペラ軸１９の前端部を取り囲んでいる。ドッグクラッチ２９は、たとえばスプラインによって、プロペラ軸１９の前端部に連結されている。したがって、ドッグクラッチ２９は、プロペラ軸１９の前端部とともに回転する。また、ドッグクラッチ２９は、プロペラ軸１９の前端部に対して軸方向に移動可能である。ドッグクラッチ２９は、シフト機構３０によってプロペラ軸１９の軸方向に移動される。

シフト機構３０は、たとえば、上下に延びるシフトロッド３１と、ニュートラルスイッチ３３とを含む。シフトロッド３１は、シフト操作ケーブル１０Ａに結合されており、このシフト操作ケーブル１０Ａから入力される操作力によってその軸線まわりに回動する。ドッグクラッチ２９は、シフトロッド３１が回動されることにより、プロペラ軸１９の軸方向に移動される。ドッグクラッチ２９は、前進位置、後進位置、およびニュートラル位置のいずれかの位置に配置される。ニュートラルスイッチ３３は、ドッグクラッチ２９の位置がニュートラル位置か否かを検出する。ニュートラルスイッチ３３の検出値は、エンジンＥＣＵ６に入力される。ニュートラルスイッチ３３は、シフト状態検出ユニットの一例である。

前進位置は、ドッグクラッチ２９が前進ギヤ２７に噛み合う位置であり、後進位置は、ドッグクラッチ２９が後進ギヤ２８に噛み合う位置である。また、ニュートラル位置は、ドッグクラッチ２９がいずれのギヤ（前進ギヤ２７および後進ギヤ２８）にも噛み合わない位置である。ニュートラル位置は、前進位置および後進位置の間の位置である。ドッグクラッチ２９が前進位置に配置されている状態では、ドライブ軸１８の回転が、前進ギヤ２７を介してプロペラ軸１９に伝達される。すなわち、船外機２のシフト位置は「前進」である。また、ドッグクラッチ２９が後進位置に配置されている状態では、ドライブ軸１８の回転が、後進ギヤ２８を介してプロペラ軸１９に伝達される。すなわち、船外機２のシフト位置は「後進」である。また、ドッグクラッチ２９がニュートラル位置に配置されている状態では、ドライブ軸１８の回転がプロペラ軸１９に伝達されない。すなわち、船外機２のシフト位置は「ニュートラル」である。したがって、ニュートラルスイッチ３３は、船外機２のシフト位置がニュートラルか否かを検出する。

ドライブ軸１８の回転が、前進ギヤ２７を介してプロペラ軸１９に伝達されると、プロペラ４が前進回転方向に回転する。これにより、前進方向への推進力が発生する。また、ドライブ軸１８の回転が、後進ギヤ２８を介してプロペラ軸１９に伝達されると、プロペラ４が、前進回転方向とは反対の後進回転方向に回転する。これにより、後進方向への推進力が発生する。したがって、ドッグクラッチ２９の位置が切り替えられることにより、プロペラ４の回転方向が切り替えられる。プロペラ４の回転方向は、リモートコントローラ８の操作レバー８１が操作されることにより切り替わる。

船外機本体１２は、船外機本体１２の内部に設けられた排気通路３４を含む。排気通路３４は、エンジン５に接続された排気入口と、プロペラ４に接続された排気出口とを含む。船舶１が水に浮かべられている状態では、排気通路３４の出口は、水中に位置している。したがって、船舶１が水に浮かべられている状態では、排気通路３４の出口を通過した水が、排気通路３４の下流部に進入している。たとえばエンジン５が高速回転しているときには、排気通路３４内の水が、エンジン５から排出された排気の圧力によって押されて、排気と共に排気通路３４の出口から排出される。これにより、エンジン５で生成された排気が水中に排出される。

図４は、エンジン５の概略図である。エンジン５は、各シリンダ２４内に配置されたピストン３５と、ピストン３５をクランク軸２３に連結するコネクティングロッド３６と、吸気ポート３７および排気ポート３８とを含む。吸気ポート３７および排気ポート３８は、シリンダヘッド４３に形成されている。クランク軸２３が回転駆動されると、クランク軸２３の回転が吸気カム軸３９Ａおよび排気カム軸３９Ｂに伝達される。そして、カム軸３９Ａ，３９Ｂの回転によって、吸気バルブ４０および排気バルブ４１がそれぞれ駆動され、吸気ポート３７および排気ポート３８がそれぞれ吸気バルブ４０および排気バルブ４１によって所定のタイミングで開閉される。

カム軸回転センサ４２は、図４の例では、排気カム軸３９Ｂの回転を検出している。ただし、カム軸回転センサ４２は、吸気カム軸３９Ａの回転を検出してもよい。また、吸気カム軸３９Ａの回転を検出するカム軸回転センサと、排気カム軸３９Ｂの回転を検出するカム軸回転センサとの両方を設けてもよい。
カム軸回転センサ４２の出力信号（パルス信号）は、エンジンＥＣＵ６に入力される。エンジンＥＣＵ６は、カム軸回転センサ４２が出力するパルス信号に基づいて、カム軸３９Ａ，３９Ｂの回転を検出する。さらに、エンジンＥＣＵ６は、クランク軸回転センサ２５が出力するパルス信号と、カム軸回転センサ４２が出力するパルス信号とに基づいて、クランク軸２３の逆転（エンジン５の逆転）の有無を判定する。

エンジン５は、シリンダヘッド４３に取り付けられた点火プラグ４４と、点火プラグ４４に接続された点火コイル４５とを含む。また、エンジン５は、各シリンダ２４の吸気ポート３７に接続された吸気管４６と、吸気ポート３７に設けられた燃料噴射装置４７と、吸気管４６に設けられたスロットルバルブ４８と、スロットルバルブ４８を駆動するスロットルアクチュエータ５５とを含む。吸気ポート３７および吸気管４６によって形成される吸気通路５０には、スロットルバルブ４８と吸気ポート３７との間に、吸気圧センサ５１が配置されている。吸気圧センサ５１は、スロットルバルブ４８と吸気ポート３７との間の吸気通路５０における気圧（吸気圧）を検出する。吸気圧センサ５１の出力信号は、エンジンＥＣＵ６に入力される。スロットルアクチュエータ５５は、エンジンＥＣＵ６によって制御され、スロットルバルブ４８を駆動してスロットル開度を変化させる。

エンジンＥＣＵ６は、点火コイル４５によって高電圧を発生させる。これにより、高電圧が点火プラグ４４に印加され、点火プラグ４４は、ピストン３５とシリンダ２４とシリンダヘッド４３とで区画された燃焼室４９内で火花放電する。そのため、燃料と空気の混合気が燃焼室４９内で燃焼する。混合気は、吸気管４６から吸気ポート３７を通って燃焼室４９内に供給される。エンジンＥＣＵ６は、アクセル位置センサ８０の出力信号に応じてスロットルアクチュエータ５５を制御する。したがって、スロットルバルブ４８の開度は、リモートコントローラ８の操作レバー８１の操作によって変動する。それにより、シリンダ２４への混合気の供給流量が調整され、エンジン５の出力が調整される。スロットルバルブ４８の開度は、スロットル開度センサ５２によって検出される。スロットル開度センサ５２の出力信号はエンジンＥＣＵ６に入力される。エンジンＥＣＵ６は、吸入空気量と燃料噴射装置４７から噴射される燃料の噴射量とを制御することにより、空燃比を調整する。

図５は、船舶１の電気的構成を説明するためのブロック図であり、主としてエンジンＥＣＵ６の構成が表されている。エンジンＥＣＵ６は、制御ユニットの一例である。エンジンＥＣＵ６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０、ＲＯＭ（Read Only Memory）等のプログラムメモリ６１、ＲＡＭ(Random Access Memory)を含むワークメモリ６２、およびデータメモリ６３を含む。エンジンＥＣＵ６は、さらに、センサインターフェース（Ｉ／Ｆ）回路６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｅ，６５ｆ、インジェクタドライバ回路６６、点火コイルドライバ回路６７、およびスロットルアクチュエータドライバ回路６９を含む。

ＣＰＵ６０はプログラムメモリ６１に記憶された各種プログラム等に従う演算処理を行い、エンジンＥＣＵ６における処理全体を制御する。ＣＰＵ６０は、演算処理の際に、ワークメモリ６２の記憶領域を利用する。データメモリ６３には、たとえば、ＣＰＵ６０が実行する自己診断処理の結果が書き込まれる。データメモリ６３は、エンジンＥＣＵ６の電源が遮断された後も記憶情報が保持されるメモリデバイス（たとえば不揮発性メモリ）で構成されることが好ましい。データメモリ６３は第１メモリの一例であり、ワークメモリ６２は第２メモリの一例である。

センサインターフェース回路６５ａ〜６５ｆは、クランク軸回転センサ２５、カム軸回転センサ４２、吸気圧センサ５１、スロットル開度センサ５２、ニュートラルスイッチ３３、およびアクセル位置センサ８０からそれぞれ送信された信号をＣＰＵ６０に供給するために必要な処理を行う。インジェクタドライバ回路６６、点火コイルドライバ回路６７、およびスロットルアクチュエータドライバ回路６９は、ＣＰＵ６０における処理結果に基づいて、燃料噴射装置４７、点火コイル４５、およびスロットルアクチュエータ５５を駆動させるために必要な各種処理を行う。

ＣＰＵ６０は、プログラムメモリ６１に記憶されたプログラムを実行することによって、複数の機能処理ユニットとして機能する。具体的には、ＣＰＵ６０は、エンジン５の逆転の有無を判定する逆転判定ユニット７１、エンジン５の逆転が生じたときにエンジン５を失火させて停止させる失火制御ユニット７２、データメモリ６３に逆転情報を記録する逆転記録ユニット７３、クランク軸回転センサ２５の出力に基づいてエンジン回転速度を演算するエンジン回転速度演算ユニット７４などとして機能する。クランク軸回転センサ２５およびエンジン回転速度演算ユニット７４は、回転速度検出ユニットの一例である。

図６Ａ〜図６Ｄは、エンジン５の逆転の判定および逆転情報の記録に関連するＣＰＵ６０の処理例を説明するためのフローチャートである。
図６Ａに示すように、エンジンＥＣＵ６の電源が投入されると、ＣＰＵ６０は、吸気圧センサ５１が検出している吸気圧を取得して、その吸気圧を大気圧としてワークメモリ６２に書き込んで記憶させる（ステップＳ１）。また、ＣＰＵ６０は、その大気圧に対して所定値（好ましくは１ｋＰａ以上。たとえば１０ｋＰａ）を加算した値を吸気圧閾値として求め、ワークメモリ６２に書き込んで記憶させる（ステップＳ２）。

ＣＰＵ６０は、さらに、エンジンＥＣＵ６に電源が投入されている期間中、所定の周期で、吸気圧に基づく逆転連れ回り判定を繰り返し実行する。具体的には、ＣＰＵ６０は、吸気圧センサ５１が検出する吸気圧と吸気圧閾値とを比較する（ステップＳ３）。吸気圧が吸気圧閾値を超えていれば（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６０は、クランク軸２３がプロペラ４からの逆入力によってプロペラ４とともに逆転方向に連れ回されていると判定して、吸気圧に基づく逆転連れ回り判定値を「１」とする（ステップＳ４）。

エンジン５の通常の運転時には、吸気ポート３７からシリンダ２４内の燃焼室４９に空気が流入し、燃焼した後の排気が排気ポート３８から排出される。このとき、吸気圧センサ５１が検出する吸気通路５０内の空気圧は、大気圧よりも低い負圧となる。一方、クランク軸２３がプロペラ４に連れ回されて逆転しているときには、空気の流れ方向が反対になり、排気ポート３８から燃焼室４９へと空気が流れ込んで吸気ポート３７へと排気される。そのため、吸気圧センサ５１が検出する吸気通路５０内の空気圧は、大気圧よりも高い正圧となる。

そこで、この実施形態では、吸気圧センサ５１が検出する吸気圧が、大気圧よりも所定値だけ高い吸気圧閾値を超えると、ＣＰＵ６０は、プロペラ４によってクランク軸２３が連れ回されていると判定する。吸気圧閾値を設定するために大気圧に加算される「所定値」（図６ＡのステップＳ２参照）は、逆転連れ回りが生じているときの吸気圧センサ５１の出力が当該吸気圧閾値を上回るように、予め定めておけばよい。この「所定値」は、具体的には１ｋＰａ以上、たとえば１０ｋＰａに設定されてもよい。この所定値を零とし、吸気圧閾値を大気圧と同じ値に設定してもよい。ただし、この場合には、誤検出を防止するため、吸気圧閾値を超えている時間が所定時間以上であることなどの条件を追加することが好ましい。

吸気圧センサ５１が検出する吸気圧が吸気圧閾値以下の場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、ＣＰＵ６０は、逆転連れ回りは生じていないと判定して、吸気圧に基づく逆転連れ回り判定値を「０」とする（ステップＳ５）。
なお、ＣＰＵ６０は、エンジンＥＣＵ６に電源が投入されている期間中、所定の周期でエンジン回転速度の演算を常時行い、かつ所定の周期で吸気圧センサ５１の出力信号を取得して吸気圧を常時監視する。ＣＰＵ６０は、クランク軸回転センサ２５が出力する複数のパルス間の間隔を計測して適切な演算（たとえば平均値演算）を実行することにより、エンジン回転速度を演算する。これは、ＣＰＵ６０のエンジン回転速度演算ユニット７４としての機能である。さらに、ＣＰＵ６０は、エンジンＥＣＵ６に電源が投入されている期間中、所定の周期でニュートラルスイッチ３３の出力を監視して、前後進切替機構２０がニュートラルから前進または後進にシフトインされたかどうかを常時監視する。

一方、図６Ｂに示すように、ＣＰＵ６０は、クランク軸回転センサ２５およびカム軸回転センサ４２がそれぞれ出力するクランク軸回転パルス信号およびカム軸回転パルス信号に基づいて、クランク軸２３の逆転の有無を判定する（ステップＳ６）。さらに、ＣＰＵ６０は、その判定結果に応じて、逆転検知フラグをセット状態「１」（ステップＳ７）またはリセット状態「０」（ステップＳ８）とする。これは、ＣＰＵ６０の逆転判定ユニット７１としての機能である。

たとえば、クランク軸回転センサ２５は、クランク軸２３が所定角回転するごとにパルス信号を発生し、かつクランク軸２３の基準回転角において基準信号を発生するように構成されている。そこで、ＣＰＵ６０は、クランク軸回転センサ２５の出力信号に基づいて、基準回転角から所定数のパルス信号が出力される回転角範囲を「判定回転角範囲」として特定する。一方、ＣＰＵ６０は、その特定された判定回転角範囲でカム軸回転センサ４２が出力するパルスの出現パターンを監視する。このパルス出現パターンは、クランク軸２３が正転しているときと逆転しているときとで異なる。したがって、ＣＰＵ６０は、判定回転角範囲におけるカム軸回転センサ４２のパルス出現パターンに基づいて、クランク軸２３の逆転が生じているかどうかを判定できる。この判定には、たとえば、特許文献２に開示されている技術が適用されてもよい。

ＣＰＵ６０は、逆転検知フラグがセットされなければ（ステップＳ８）、以下の処理を実行せず、ステップＳ６からの処理を繰り返す。逆転検知フラグがセットされると（ステップＳ７）、ＣＰＵ６０は、失火制御を実行する（ステップＳ９）。失火制御とは、エンジン５を停止させるための制御であり、具体的には、点火カット制御、噴射カット制御などである。点火カット制御とは、点火プラグ４４の点火を停止させる制御であり、具体的には、点火コイル４５への電力供給が停止される。燃料噴射制御とは、燃料噴射装置４７による燃料噴射を停止させる制御である。ＣＰＵ６０は、点火カット制御および噴射カット制御のうちのいずれか一方のみを実行してもよいし、その両方を実行してもよい。ＣＰＵ６０は、点火カット制御および／または噴射カット制御と併せて、スロットルバルブ４８を全閉に制御するようにスロットルアクチュエータ５５を駆動する。この機能は、ＣＰＵ６０の失火制御ユニット７２としての機能である。

ＣＰＵ６０は、エンジンＥＣＵ６に電源が投入されている期間中、所定の周期で図６Ｂの処理を繰り返し実行する。
ＣＰＵ６０は、さらに、図６Ｃに示すように、エンジンＥＣＵ６に電源が投入されている期間中、所定の周期で、エンジン回転速度に基づく逆転連れ回り判定を繰り返し実行する。ＣＰＵ６０は、逆転検知フラグがセットされているかどうかを判断する（ステップＳ１０）。逆転検知フラグがセットされていなければ（ステップＳ１０：ＮＯ）、以下の処理は省かれる。逆転検知フラグがセットされていると（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６０は、ニュートラルからのシフトインが検知されてから所定の判定時間（たとえば１秒）以内に逆転検知フラグがオンしたか（「１」にセットされたか）どうかを判断する（ステップＳ１１）。この判断が否定であれば、以下の処理は省かれる。

シフトインの検知から所定の判定時間以内に逆転検知フラグがオンしていた場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６０は、エンジン回転速度が所定のエンジン回転速度閾値を超えているかどうかを判断する（ステップＳ１２）。エンジン回転速度がエンジン回転速度閾値を超えているときには（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６０は、その状態が所定の継続判定時間（たとえば１秒）に渡って継続しているかどうかを判断する（ステップＳ１３）。この判断が否定であれば、ステップＳ１２に戻る。所定の継続判定時間にわたってエンジン回転速度がエンジン回転速度閾値を超えている状態が継続すると（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６０は、逆転連れ回りが生じていると判定して、エンジン回転速度に基づく逆転連れ回り判定値を「１」とする（ステップＳ１４）。

ニュートラルからのシフトインが検知されて速やかに逆転検知フラグがオンになる場合には、クランク軸２３の逆転が生じたと考えられる。その後、エンジン回転速度がエンジン回転速度閾値を超える状態が継続判定時間にわたって継続するとすれば、失火制御を行ったにもかかわらずエンジン５の逆転が継続したことになるから、プロペラ４からの逆入力による連れ回りが生じたと考えられる。そこで、このような場合には、ＣＰＵ６０は、プロペラ４によってクランク軸２３が連れ回されていると判定する。

エンジン回転速度閾値は、エンジン５のアイドル回転速度よりも小さく（好ましくはアイドル回転速度の１／２以下）、エンジン５のストール回転速度よりも大きい値に設定される。たとえば、エンジン回転速度閾値は、２００ｒｐｍ程度に設定されてもよい。「ストール回転速度」は、エンジンＥＣＵ６がエンジンストールと判定する回転速度（たとえば５０ｒｐｍ）である。

エンジン回転速度がエンジン回転速度閾値以下の場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、ＣＰＵ６０は、逆転連れ回りは生じていないと判定して、エンジン回転速度に基づく逆転連れ回り判定値を「０」とする（ステップＳ１５）。
ＣＰＵ６０は、さらに、図６Ｄに示すように、エンジンＥＣＵ６に電源が投入されている期間中、所定の周期で、吸気圧およびエンジン回転速度に基づく逆転連れ回り判定に基づく総合判定を実行する。具体的には、ＣＰＵ６０は、次の判断を実行する。これらの判断は、同時並行処理で実行される。これらの判断を順次実行してもよいけれども、その場合の実行順にとくに制限はない。

ステップＳ２０：逆転検知フラグがセットされているか。
ステップＳ２１：シフトイン状態か（ニュートラルスイッチ３３がニュートラルを検出していないか）。
ステップＳ２２：吸気圧およびエンジン回転速度に基づく逆転連れ回り判定値の少なくとも一方が「１」であるか。

ステップＳ２０〜Ｓ２２の判断が全て肯定であれば、ＣＰＵ６０は、逆転連れ回りが生じたと判断して、「総合判定値」を「１」とする（ステップＳ２３）。総合判定値が「１」になると、ＣＰＵ６０は、逆転情報をデータメモリ６３に記録する（ステップＳ２４）。これは、ＣＰＵ６０の逆転記録ユニット７３としての機能である。ただし、この逆転情報の記録は、総合判定値が「１」になった後の任意のタイミングで行えばよい。すなわち、総合判定値が「１」になった直後に逆転情報を記録してもよいし、エンジンＥＣＵ６の電源が遮断されるときの終了処理に逆転情報の記録を含ませてもよい。

ステップＳ２０〜Ｓ２２のいずれかの判断が否定であれば、ＣＰＵ６０は、逆転連れ回りが生じていないと判断して、「総合判定値」を「０」とする（ステップＳ２５）。
データメモリ６３に記録された情報は、ボートビルダ等の保守作業員が保有する専用ツールによって読み出すことができるため、ユーザの使用状況をより高精度で確認することができる。

なお、ステップＳ２０〜Ｓ２２の条件に加えて、「メインスイッチがオン状態であること」、および／または「キルスイッチがオフ状態であること」を、総合判定値を「１」とするための必要条件としてもよい。
図７は、動作の一例を説明するためのタイムチャートである。図７(a)は船舶１の前進速度を示し、図７(b)はニュートラルスイッチ３３の状態を示し、図７(c)は逆転検知フラグを示し、図７(d)は吸気圧を示し、図７(e)は吸気圧に基づく逆転連れ回り判定値を示し、図７(f)はエンジン回転速度を示し、図７(g)はエンジン回転速度に基づく逆転連れ回り判定値を示す。図７(h)は、吸気圧およびエンジン回転速度にそれぞれ基づく逆転連れ回り判定値に基づく総合判定値を示す。

リモートコントローラ８のレバー８１がたとえば前進全開位置Ｆfullにあって、船舶１が高速に航走している状態で、操船者が操作レバー８１を操作して後進シフトイン位置Ｒinまたはそれよりも後進側に傾けた場合を考える。この操作に応じて、船外機２のシフト位置は、前進からニュートラルを経て後進へと切り替えられる。それに応じて、ニュートラルスイッチ３３が、時刻ｔ１からの微小期間だけオン状態となって、すぐにオフ状態となる。これにより、ＣＰＵ６０は、シフトインを検出することになる。

シフト位置が後進のとき、エンジン５からドライブ軸１８を介してプロペラ軸１９に入力される駆動トルクは、プロペラ軸１９を後進回転させようとする。一方、船体３は慣性によって高速に前進しているので、その間、プロペラ４は周囲の水流からの逆入力トルクによって、前進回転方向に回転させられる。水流による逆入力トルクがエンジン５からの駆動トルクよりも大きいとき、プロペラ軸１９は前進回転方向に回転する。したがって、ドライブ軸１８およびクランク軸２３は、プロペラ軸１９の回転に連れ回されて、逆回転することになる。より詳細には、エンジン回転速度（クランク軸２３の回転速度）は、シフト位置が後進となると急減し、その後、クランク軸２３の逆回転が始まると、増加に転じる。

クランク軸２３の逆回転が始まると、クランク軸回転センサ２５が出力するパルスパターンに対するカム軸回転センサ４２が出力するパルスパターンの関係が通常回転時と異なる関係となる。これがＣＰＵ６０によって検知され、クランク軸２３の逆転が始まった後の時刻ｔ２において、逆転検知フラグが「１」にセットされる。
逆転検知フラグが「１」にセットされることによって、ＣＰＵ６０は失火制御を実行する。しかし、船体３の前進速度が速いときには、クランク軸２３の逆回転が継続する。

吸気圧センサ５１が検出する吸気圧は、クランク軸２３が正常方向に回転しているときには、大気圧よりも低い値である。しかし、クランク軸２３が逆回転すると、排気ポート３８から燃焼室４９へと空気が吸い込まれ、燃焼室４９から吸気ポート３７へとその空気が排出されるので、吸気通路５０内の気圧（吸気圧）が増加する。そして、クランク軸２３の逆回転が継続することにより、吸気圧は、大気圧に達し、ついには吸気圧閾値を超える。この吸気圧閾値を超える時刻ｔ３に、吸気圧に基づく逆転連れ回り判定値（図７(e)）が通常値「０」から「１」に変化する。

一方、ニュートラルスイッチが「１」（ニュートラル状態）から「０」（シフトイン状態）に変化した後の所定の判定時間（たとえば１秒）以内に逆転検知フラグがオン状態「１」となると、エンジン回転速度に基づく逆転連れ回り判定が行われる。船体３の前進速度が速く、クランク軸２３の回転速度がエンジン回転速度閾値を超えた状態が所定の継続判定時間（たとえば１秒）に渡って継続すると、時刻ｔ４に、エンジン回転速度に基づく逆転連れ回り判定値（図７(g)）が通常値「０」から「１」に変化する。エンジン回転速度に基づく逆転連れ回り判定値は、エンジン回転速度がエンジン回転速度閾値以下になると、時刻ｔ５に、「１」から「０」に変化する。逆転検知フラグは、たとえば、エンジンＥＣＵ６がエンジンストールと判定した後、所定の時間（たとえば０．５秒）の経過を待って、「０」にリセットされる。

ＣＰＵ６０は、吸気圧に基づく逆転連れ回り判定値（図７(e)）およびエンジン回転速度に基づく逆転連れ回り判定値（図７(g)）の論理和をとって、逆転連れ回り総合判定値（図７(h)）を生成する。この逆転連れ回り総合判定値は、逆転検知フラグが「１」から「０」になる時刻ｔ６に、「０」にリセットされる。ＣＰＵ６０は、逆転連れ回り総合判定値が「１」になると、逆転情報をデータメモリ６３に書き込む。ただし、前述のとおり、逆転情報の書き込みは、逆転連れ回り総合判定値が「１」になった直後である必要はない。

図８は、後進にシフトインする操作に伴ってエンジン５が停止し、水流に伴うエンジン５の逆転連れ回りが生じない場合の動作例を示す。図７の場合と同じく、図８(a)は船舶１の前進速度を示し、図８(b)はニュートラルスイッチ３３の状態を示し、図８(c)は逆転検知フラグを示し、図８(d)は吸気圧を示し、図８(e)は吸気圧に基づく逆転連れ回り判定値を示し、図８(f)はエンジン回転速度を示し、図８(g)はエンジン回転速度に基づく逆転連れ回り判定値を示す。図８(h)は、吸気圧およびエンジン回転速度にそれぞれ基づく逆転連れ回り判定値に基づく総合判定値を示す。

船外機２のシフト位置が前進であって、船舶１が前進している状態で、操船者が操作レバー８１を操作して後進シフトイン位置Ｒinまたはそれよりも後進側に傾けると、ニュートラルスイッチ３３が、時刻ｔ１１からの微小期間だけオン状態となって、すぐにオフ状態となる。これにより、ＣＰＵ６０は、シフトインを検出する。
船体３は慣性によって前進しているので、その間、プロペラ４は周囲の水流からの逆入力トルクによって、前進回転方向への逆入力トルクを受ける。この逆入力トルクは、エンジン５からの駆動トルクとは反対方向であるので、エンジン回転速度（クランク軸２３の回転速度）は、シフト位置が後進となると急減する。

図８の例では、プロペラ４からの逆入力トルクによってエンジン５が停止している。エンジン５が停止する際、クランク軸２３の回転に対する抵抗は、圧縮上死点の直前で最大となる。そのため、クランク軸２３は、圧縮上死点の直前まで回転し、シリンダ２４内で圧縮された空気からの抵抗を受けて微小回転角だけ押し戻されて逆転した後に停止する場合がある。これにより、クランク軸回転センサ２５およびカム軸回転センサ４２が出力するパルスのパターンに基づいてＣＰＵ６０がクランク軸２３の逆転を検知し、それに応じて、時刻ｔ１２に、逆転検知フラグが「１」にセットされる。

エンジン回転速度の低下に伴って吸気圧は大気圧まで増加するが、クランク軸２３の回転が停止するので、吸気圧が大気圧を超えて吸気圧閾値に達することはない。エンジン回転速度は、クランク軸回転センサ２５が出力する複数のパルス間の間隔に基づいて演算されるので、クランク軸２３の微小角の逆転に直ちには追従しない。そのため、エンジン回転速度は、速やかに減少して零に至るが、クランク軸２３の逆転が持続しない限り、増加に転じることはない。

したがって、クランク軸２３の瞬間的な逆転によって逆転検知フラグが「１」にセットされるけれども、吸気圧に基づく逆転連れ回り判定は否定され、エンジン回転速度に基づく逆転連れ回り判定も否定される。よって、逆転連れ回り総合判定値が「１」にならないので、逆転情報はデータメモリ６３に書き込まれない。
キルスイッチ等の操作による通常のエンジン停止の際にも、圧縮上死点の直前でピストン３５が押し戻されることにより、クランク軸２３は微小時間だけ逆転する場合がある。この場合にも、逆転検知フラグがオンすることになるけれども、吸気圧およびエンジン回転速度に基づく逆転連れ回り判定はいずれも否定となる。したがって、通常のエンジン停止の際の逆転がデータメモリ６３に記録されることはない。

その他、燃料切れや障害物がプロペラに当たった場合など、操船者の操作によらないエンジンストールの際も同様であり、逆転検知フラグが「１」にセットされるとしても、逆転情報がデータメモリ６３に記録されることはない。さらには、センサ信号へのノイズの混入、センサ信号線の配線不良、バッテリ電圧の変動などに起因して逆転検知フラグが「１」にセットされたとしても、同様に、逆転情報がデータメモリ６３に書き込まれることはない。

このように、この実施形態では、シフト状態がニュートラルからシフトイン状態に切り替わった後の吸気圧が吸気圧閾値よりも大きいという条件（第２条件）を含む逆転記録条件が成立するかどうかが判断される。逆転記録条件とは、逆転連れ回りが生じていると判定して逆転情報をデータメモリ６３に記録するための条件である。逆転記録条件が成立すると、プロペラ軸１９からの逆入力によるクランク軸２３の逆転が生じていると判定され、逆転情報がデータメモリ６３に記録される。

通常の運転では、吸気通路５０から空気を吸入して排気通路３４へと排気するので、スロットルバルブ４８と燃焼室４９との間の吸気通路５０内の気圧（吸気圧）は、大気圧よりも低い。一方、クランク軸２３が逆転すると、エンジン５内の空気の流れが逆転し、排気側から吸気して吸気側から排気する動作となる。このとき、吸気圧センサ５１が検出する吸気圧は大気圧よりも高くなり、吸気圧閾値に達する。したがって、上記のような動作によって、シフト切替に起因するプロペラ軸１９からの逆入力によるクランク軸２３の逆転を確実に検出して、逆転情報をデータメモリ６３に記憶できる。

また、この実施形態では、エンジンＥＣＵ６に電源が投入されてＣＰＵ６０が起動されたときに吸気圧センサ５１によって大気圧（起動時の吸気圧）を測定して、それを吸気圧閾値を設定するための大気圧としてワークメモリ６２に記憶している。したがって、大気圧の変動の影響を排除できるので、プロペラ軸１９からの逆入力によるクランク軸２３の逆転を、吸気圧の監視を通じて、正確に検出できる。また、大気圧測定のために専用のセンサを備える必要がなく、既存の吸気圧センサ５１を大気圧測定のために兼用しているので、構造が複雑になることがない。

また、この実施形態では、吸気圧閾値は、大気圧に１ｋＰａ以上の所定値（たとえば１０ｋＰａ）加えた値に設定されている。したがって、吸気圧閾値が大気圧よりも十分に大きいので、プロペラ４からの逆入力によるエンジン５の逆転連れ回りをより正確に検出できる。
さらに、この実施形態では、クランク軸２３の回転に応じてクランク軸回転センサ２５およびカム軸回転センサ４２が出力するパルスに基づく逆転判定結果を表す逆転検知フラグがセットされているという条件（第１条件）が、逆転記録条件に含まれている。すなわち、逆転検知フラグがセットされており、かつ吸気圧が吸気圧閾値を超えていることが、逆転連れ回りが発生していると判定して逆転情報をデータメモリ６３に記録するための逆転記録条件とされている。それにより、プロペラ軸１９からの逆入力によるエンジン５の逆転連れ回りを一層高精度に検出してデータメモリ６３に逆転情報を記録できるので、データメモリ６３に信頼性の高い逆転情報を記録できる。

また、この実施形態では、エンジン回転速度がエンジン回転速度閾値を超えている状態が所定時間以上継続しているという条件（第３条件）が、逆転記録条件に含まれている。そして、この第３条件と、吸気圧が吸気圧閾値を超えているという第２条件とのうちの少なくとも一方が成立すると、逆転連れ回りが生じていると判定されて、逆転情報がデータメモリ６３に書き込まれる。したがって、通常のエンジン停止時のように瞬間的な逆転が生じるに過ぎない場合には、逆転情報の記録は行われない。これにより、クランク軸２３からの逆入力に起因するエンジン５の逆転連れ回りの発生を正確に検出してデータメモリ６３に記録できる。

そして、この実施形態では、クランク軸２３の回転に応じてクランク軸回転センサ２５およびカム軸回転センサ４２が出力するパルスに基づいて逆転検知フラグがセットされているという条件（第１条件）の成立を前提として、第２条件および第３条件についての判定が行われる。それにより、一層正確にエンジン５の逆転連れ回りを検出して、データメモリ６３に逆転情報を記録できる。

しかも、この実施形態では、ニュートラルからのシフトインが検知されてから所定の判定時間（たとえば１秒）以内に逆転検知フラグがオンしたことを、エンジン回転速度に基づく逆転連れ回り判定のための前提条件としている。それにより、高速前進航走状態からの後進側へのシフトインに起因する逆転連れ回り判定をより正確に行える。
エンジン回転速度閾値は、エンジン５のアイドル回転速度よりも小さく（好ましくはアイドル回転速度の１／２以下）、エンジン５のストール回転速度よりも大きい。したがって、エンジン回転速度に基づくエンジン５の逆転連れ回りの判定をより正確に実行できる。

また、この実施形態では、クランク軸２３の回転に応じてクランク軸回転センサ２５およびカム軸回転センサ４２が出力するパルスに基づいて逆転検知フラグがセットされると、エンジン５の失火制御が実行されてエンジン５が停止させられる。これにより、クランク軸２３が逆転状態でエンジン５の運転が継続されることを回避できる。したがって、エンジン５の逆転を速やかに解消して、エンジン５を保護することができる。

そして、この実施形態では、逆転検知フラグがセットされ、したがって失火制御が実行された後に、前記第２条件および前記第３条件のうちの少なくとも一方が成立すると、逆転記録条件が成立となり、逆転情報がデータメモリ６３に記録される。したがって、失火制御を実行した後に逆転記録条件の成否が判定されるので、より正確な逆転連れ回り判定を行うことができ、正確な逆転情報をデータメモリ６３に記録できる。

図９は、この発明の他の実施形態に係る船舶の電気的構成を説明するためのブロック図である。図８において、前述の図５に示した各部の対応部分には同一参照符号を付す。
この実施形態では、リモートコントローラ８と船外機２との間の接続が、操作ケーブルによる機械的な接続でなく、電気的な接続に置き換えられている。より具体的には、リモートコントローラ８に対応するリモコンＥＣＵ８Ａが備えられており、リモコンＥＣＵ８Ａは通信線９０を介してエンジンＥＣＵ６に備えられた通信回路６４に接続されている。通信線９０は船舶１内のＣＡＮ(Controller Area Network)を構成するケーブルで構成されていてもよい。リモートコントローラ８には、操作レバー８１の操作位置を検出する操作位置センサ８２が備えられている。操作位置センサ８２の出力信号は、リモコンＥＣＵ８Ａに入力されている。操作位置センサ８２の出力信号に基づいて、リモコンＥＣＵ８Ａは、エンジン５の出力を調整するためのアクセル指令信号と、前後進切替機構２０のシフト位置を指令するためのシフト指令信号とを出力する。

一方、船外機２は、シフトロッド３１を回動させて前後進切替機構２０のシフト位置を変更するためのシフトアクチュエータ５６を備えている。
エンジンＥＣＵ６は、シフトアクチュエータ５６に電力を供給するシフトアクチュエータドライバ回路７０を備えている。
エンジンＥＣＵ６は、リモコンＥＣＵ８Ａからのアクセル指令信号に応じてスロットルアクチュエータ５５を作動させることによって、エンジンの５出力（より具体的にはスロットル開度）を調整する。したがって、操船者は、操作レバー８１の操作によって、エンジン５の出力を調整できる。また、エンジンＥＣＵ６は、リモコンＥＣＵ８Ａからのシフト指令信号に応じてシフトアクチュエータ５６を作動させることによって、船外機２のシフト位置を変化させる。したがって、操船者は、操作レバー８１の操作によって、船外機２の推進力の方向を前進方向と後進方向とに切り替えることができ、さらにエンジン５の動力がプロペラ４に伝達されないニュートラル状態とすることができる。

図２を再び参照して、たとえば、操作レバー８１が中立位置Ｎから前進シフトイン位置Ｆinに移動されると、船外機２のシフト位置をニュートラルから前進に切り替えるシフト指令信号がリモコンＥＣＵ８ＡからエンジンＥＣＵ６に入力される。これにより、船外機２のシフト位置がエンジンＥＣＵ６によって前進に切り替えられ、船体３が前方に推進される。さらに、操作レバー８１が前進シフトイン位置Ｆinから前進全開位置Ｆfullの方に傾けられると、エンジン５の出力を増加させるアクセル指令信号がリモコンＥＣＵ８ＡからＥＣＵ６に入力され、エンジン５のスロットル開度が増加させられて、船舶１の航走が加速される。同様に、操作レバー８１が中立位置Ｎから後進シフトイン位置Ｒinに移動されると、船外機２のシフト位置をニュートラルから後進に切り替えるシフト指令信号がリモコンＥＣＵ８ＡからエンジンＥＣＵ６に入力される。これにより、船外機２のシフト位置がエンジンＥＣＵ６によって後進に切り替えられ、船体３が後方に推進される。さらに、操作レバー８１が後進シフトイン位置Ｒinから後進全開位置Ｒfullの方に傾けられると、エンジン５の出力を増加させるアクセル指令信号がリモコンＥＣＵ８ＡからＥＣＵ６に入力され、エンジン５のスロットル開度が増加させられて、船舶１の後方への航走が加速される。

図１０は、エンジンＥＣＵ６が実行する処理を説明するためのフローチャートである。図１０において、図６Ｂに示されたステップと同様の処理が行われるステップは同一参照符号で示す。エンジンＥＣＵ６は、前述の第１の実施形態に関連して説明した図６Ａ、図６Ｃ〜図６Ｅの処理を実行し、かつ前述の図６Ｂの処理の代わりに、図１０の処理を実行する。

この実施形態では、逆転検知フラグがセットされると（ステップＳ７）、エンジンＥＣＵ６は、シフトアクチュエータ５６を制御して、前後進切替機構２０のシフト位置を強制的にニュートラルに制御する（ステップＳ３０）。これにより、プロペラ４とエンジン５との間の動力伝達経路が遮断されるので、プロペラ４からの逆入力が長時間に渡ってエンジン５に入力されることを回避できる。したがって、エンジン５の損傷を確実に回避できる。なお、ステップＳ９の失火制御の開始とステップＳ３０のニュートラルへのシフトの開始とは、いずれが先に開始されてもよく、同時に開始されてもよい。

シフトアクチュエータ５６を駆動してニュートラルへのシフトを開始しても、前後進切替機構２０におけるギヤの噛み合いのために、すぐにニュートラルへのシフトが達成されるわけではない。したがって、逆転の検知から実際にニュートラルへのシフトが生じるまでの期間に、逆転連れ回りが生じる場合がある。このような逆転連れ回りが、吸気圧およびエンジン回転速度に基づいて精度良く検出され、それに応じて精度の高い逆転情報が記録される。

以上、この発明の２つの実施形態について説明したけれども、この発明は、さらに他の形態で実施することも可能である。
たとえば、前述の実施形態では、吸気圧に基づく逆転連れ回り判定（ステップＳ３。第２条件）およびエンジン回転速度に基づく逆転連れ回り判定（ステップＳ１２，Ｓ１３。第３条件）の両方が実行されているけれども、これらのうちの一方を省いてもよい。また、前述の実施形態では、クランク軸２３およびカム軸３９Ａ，３９Ｂの回転に伴ってクランク軸回転センサ２５およびカム軸回転センサ４２から出力されるパルス信号に基づく逆転判定（ステップＳ６。第１条件）が行われているが、この判定が省かれてもよい。

また、前述の実施形態では、シフト状態検出ユニットとしてニュートラルスイッチ３３が設けられているが、前進、後進およびニュートラルを区別して検出するシフト位置センサを代わりに用いてもよい。
さらに、前述の第１の実施形態において、第２の実施形態のようなシフトアクチュエータ５６を備えてもよい。

また、前述の実施形態では、吸気圧センサ５１によって大気圧を測定しているが、大気圧の測定のためのセンサを吸気圧センサ５１とは別に設けてもよい。吸気圧センサ５１を大気圧の検出のために兼用する場合には、図６ＡのステップＳ１，Ｓ２の処理はエンジン５が始動される前に行う必要がある。一方、吸気圧センサ５１とは別のセンサで大気圧を測定する場合には、大気圧の測定（ステップＳ１）および吸気圧閾値（ステップＳ２）の設定は、任意のタイミングで行うことができ、エンジン５の始動後にそれらを実行してもよい。

さらに、前述の実施形態では、エンジンＥＣＵ６に電源が投入されたときに大気圧を測定して、その大気圧に基づいて吸気圧閾値を設定している。しかし、大気圧の測定を省いて、一定の吸気圧閾値を適用してもよい。
また、前述の実施形態では、操作レバー８１の位置をアクセル位置センサ８０または操作位置センサ８２で検出し、エンジンＥＣＵ６によってスロットル開度を電子的に制御する電子スロットルが採用されている。しかし、この発明は、操作レバー８１の操作をスロットル操作ケーブルによって機械的にスロットルバルブ４８に伝達するメカニカルスロットルを備えた構成に適用されてもよい。

さらに、前述の図４には、燃料噴射装置４７が吸気ポート３７に燃料を噴射するポート噴射式のエンジンを示したが、この発明は、シリンダ２４内に燃料を直接噴射する直噴式のエンジンにも適用できる。
また、前述の実施形態では、船外機を例にとって説明したが、船内機、船内外機などの他の形態の船舶推進機に対してこの発明が適用されてもよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ ：船舶
２ ：船外機
３ ：船体
４ ：プロペラ
５ ：エンジン
６ ：エンジンＥＣＵ
７ ：ステアリングホイール
８ ：リモートコントローラ
１１ ：ステアリング装置
１８ ：ドライブ軸
１９ ：プロペラ軸
２０ ：前後進切替機構
２３ ：クランク軸
２４ ：シリンダ
２５ ：クランク軸回転センサ
３３ ：ニュートラルスイッチ
３４ ：排気通路
３５ ：ピストン
３７ ：吸気ポート
３８ ：排気ポート
３９Ａ ：吸気カム軸
３９Ｂ ：排気カム軸
４０ ：吸気バルブ
４１ ：排気バルブ
４２ ：カム軸回転センサ
４３ ：シリンダヘッド
４４ ：点火プラグ
４５ ：点火コイル
４７ ：燃料噴射装置
４８ ：スロットルバルブ
４９ ：燃焼室
５０ ：吸気通路
５１ ：吸気圧センサ
５２ ：スロットル開度センサ
６０ ：ＣＰＵ
６３ ：データメモリ
７１ ：逆転判定ユニット
７２ ：失火制御ユニット
７３ ：逆転記録ユニット
７４ ：エンジン回転速度演算ユニット
８０ ：アクセル位置センサ
８１ ：操作レバー
８２ ：操作位置センサ

Claims (7)

1. クランク軸を正転方向に回転させるエンジンと、
   前記クランク軸の回転速度を検出する回転速度検出ユニットと、
   プロペラに結合されたプロペラ軸と、
   前記クランク軸の回転を前記プロペラ軸に伝達するシフトイン状態と、前記クランク軸と前記プロペラ軸との間での回転の伝達が遮断されるニュートラル状態とに切り替わるように構成されたシフト切替ユニットと、
   前記シフト切替ユニットが、前記シフトイン状態および前記ニュートラル状態のうちのいずれの状態であるかを検出するシフト状態検出ユニットと、
   前記エンジンの燃焼室に空気を供給する吸気通路と、
   前記エンジンに接続された排気入口と、水中に配置される排気出口とを有し、前記エンジンの排気を前記排気出口から水中に排出する排気通路と、
   前記吸気通路に設けられ、前記燃焼室に供給される空気量を調整するスロットルバルブと、
   前記スロットルバルブと前記燃焼室の間の前記吸気通路内の吸気圧を検出する吸気圧センサと、
   前記回転速度検出ユニット、前記シフト状態検出ユニットおよび前記吸気圧センサの検出値が入力され、前記クランク軸が前記正転方向に回転している状態で前記シフト切替ユニットが前記ニュートラル状態から前記シフトイン状態に切り替わった後に、前記クランク軸の回転に応じて出力されるパルスに基づいて前記クランク軸が前記正転方向とは反対の方向に逆転していると判定されているという第１条件が成立すると、前記スロットルバルブを閉じるとともに前記エンジンの失火制御を実行し、前記失火制御を実行した後に、前記スロットルバルブを閉じた状態で前記吸気圧センサによって検出される吸気圧が大気圧以上の第１の値よりも大きいという第２条件が成立した場合に、前記プロペラ軸から入力される外力によって前記クランク軸が前記正転方向とは反対の方向に逆転している逆転連れ回り状態であると判定し、電源遮断後も記憶情報が保持される第１メモリに逆転情報を記録するようにプログラムされた制御ユニットと
   を含む、船舶推進機。
2. 前記制御ユニットは、当該制御ユニットが起動されたときの大気圧測定値を前記大気圧として第２メモリに記録するようにプログラムされている、請求項１に記載の船舶推進機。
3. 前記制御ユニットは、当該制御ユニットが起動されたときの前記吸気圧センサの検出値を前記大気圧として第２メモリに記録するようにプログラムされている、請求項１に記載の船舶推進機。
4. 前記第１の値が、大気圧に１ｋＰａ以上の値を加えた値に設定されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の船舶推進機。
5. クランク軸を正転方向に回転させるエンジンと、
   前記クランク軸の回転速度を検出する回転速度検出ユニットと、
   プロペラに結合されたプロペラ軸と、
   前記クランク軸の回転を前記プロペラ軸に伝達するシフトイン状態と、前記クランク軸と前記プロペラ軸との間での回転の伝達が遮断されるニュートラル状態とに切り替わるように構成されたシフト切替ユニットと、
   前記シフト切替ユニットが、前記シフトイン状態および前記ニュートラル状態のうちのいずれの状態であるかを検出するシフト状態検出ユニットと、
   前記エンジンの燃焼室に空気を供給する吸気通路と、
   前記エンジンに接続された排気入口と、水中に配置される排気出口とを有し、前記エンジンの排気を前記排気出口から水中に排出する排気通路と、
   前記吸気通路に設けられ、前記燃焼室に供給される空気量を調整するスロットルバルブと、
   前記スロットルバルブと前記燃焼室の間の前記吸気通路内の吸気圧を検出する吸気圧センサと、
   前記回転速度検出ユニット、前記シフト状態検出ユニットおよび前記吸気圧センサの検出値が入力され、前記クランク軸が前記正転方向に回転している状態で前記シフト切替ユニットが前記ニュートラル状態から前記シフトイン状態に切り替わった後に、前記クランク軸の回転に応じて出力されるパルスに基づいて前記クランク軸が前記正転方向とは反対の方向に逆転していると判定されているという第１条件が成立すると、前記スロットルバルブを閉じるとともに前記エンジンの失火制御を実行し、前記失火制御を実行した後に、前記スロットルバルブを閉じた状態で前記吸気圧センサによって検出される吸気圧が大気圧以上の第１の値よりも大きいという第２条件、および前記回転速度検出ユニットが検出する回転速度が第２の値よりも大きい状態が所定時間以上継続しているという第３条件の成否を判定し、前記第２条件または前記第３条件が成立した場合に、前記プロペラ軸から入力される外力によって前記クランク軸が前記正転方向とは反対の方向に逆転している逆転連れ回り状態であると判定し、電源遮断後も記憶情報が保持される第１メモリに逆転情報を記録するようにプログラムされた制御ユニットと
   を含む、船舶推進機。
6. 前記第２の値が、前記エンジンのアイドル回転速度よりも小さく、前記エンジンのストール回転速度よりも大きい、請求項５に記載の船舶推進機。
7. 前記制御ユニットは、前記第１条件が成立すると、前記シフト切替ユニットを前記ニュートラル状態に切り替えるようにプログラムされている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の船舶推進機。

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