CN109421908A

CN109421908A - 小型喷气艇

Info

Publication number: CN109421908A
Application number: CN201810678742.8A
Authority: CN
Inventors: 松田义基; 新城外志夫
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2019-03-05
Anticipated expiration: 2038-06-27
Also published as: US10040518B1; CN109421908B

Abstract

本发明的目的在于提供能以简单的构成及控制实施前进、后退及怠速各状态的控制的小型喷气艇，其具备：船体；搭载于所述船体的原动机；由所述原动机驱动而将水向后方喷射的水喷射泵；驾驶员所把持的手把；驾驶员操作件，所述驾驶员操作件是设置于所述手把的驾驶员操作件，且能够移动至进行前进指令的加速位置、进行后退指令的减速位置、和介设于所述加速位置和所述减速位置之间的移动路径的途中并进行怠速指令的中立位置；和根据所述驾驶员操作件的操作控制所述原动机的控制装置。

Description

小型喷气艇

技术领域

本发明涉及由搭载于船体的原动机驱动的水喷射泵使水向后方喷射，且驾驶员把持手把而操纵的小型喷气艇。

背景技术

小型喷气艇（PWC，personal watercraft）常用于休闲、运动或营救。一般的小型喷气艇中，在由外壳及甲板形成的船体的内部空间搭载有发动机，通过由发动机驱动的水喷射泵将从设置于外壳的底面的吸水口吸入的水加压及加速而向后方喷射，从而推进船体。

又，小型喷气艇具备可在前进位置和后退位置之间转动的倒转斗（倒转门）。倒转斗位于前进位置时，从水喷射泵喷射的水流向后方而船体前进，倒转斗位于后退位置时，该水的流动方向变为向前，船体后退或以减小的前进速度前进。日本特开2014-24534号公报公开的小型喷气艇中，根据在把手的右柄设置的右操作杆的操作量和在把手的左柄设置的左操作杆的操作量来控制倒转斗的移动。

上述构成的小型喷气艇中，需要一对操作杆分为手把的右侧和左侧，并且对于每个操作杆还需要检测操作杆的操作位置的位置传感器。又，基于右操作杆的操作量和左操作杆的操作量这两个输入进行前进、后退及怠速（idling）各状态的控制，因此还存在控制变复杂的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供能以简单的构成及控制实施前进、后退及怠速各状态的控制的小型喷气艇。

本发明的一形态的小型喷气艇具备：船体；搭载于所述船体的原动机；由所述原动机驱动而将水向后方喷射的水喷射泵；驾驶员所把持的手把；驾驶员操作件，所述驾驶员操作件是设置于所述手把的驾驶员操作件，且能够移动至进行前进指令的加速位置、进行后退指令的减速位置、和介设于所述加速位置和所述减速位置之间的移动路径的途中并进行怠速指令的中立位置；和根据所述驾驶员操作件的操作控制所述原动机的控制装置。

根据上述构成，驾驶员操作件中，进行怠速指令的中立位置介设于进行前进指令的加速位置和进行后退指令的减速位置之间的移动路径的途中，因此从加速位置至减速位置操作驾驶员操作件的过程中原动机成为怠速状态。因此，基于该驾驶员操作件的操作进行前进、后退及怠速各状态的控制即可，能够将构成及控制简单化。

附图说明

图1是实施形态的小型喷气艇的局部剖视侧视图。

图2是图1所示的小型喷气艇的控制系统的框图。

图3是图1所示的小型喷气艇的驾驶员操作件及其附近的俯视图。

图4是说明图3所示的驾驶员操作件的施力机构的图。

图5是说明图2所示的小型喷气艇的控制动作的流程图。

图6是说明图2所示的小型喷气艇的控制动作的时序图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施形态。

图1是实施形态的小型喷气艇1的局部剖视侧视图。如图1所示，小型喷气艇1具备由外壳3和覆盖该外壳3的上部的甲板4构成的船体2。小型喷气艇1是驾驶员跨坐的座部5设于船体2上的就座型，也可以是站乘型。在甲板4的后部形成有驾驶员搁脚的甲板地板4a。在船体2的内部空间容纳有作为原动机的发动机E。

发动机E的输出轴6（曲轴）向船体2的后方延伸。输出轴6的输出端部通过连接构件7与传动轴8连接。在外壳3的后部左右方向的中央位置配置有水喷射泵P，在水喷射泵P的泵轴9上连接有传动轴8。即，泵轴9与输出轴6的旋转联动地旋转。泵轴9上安装有叶轮10，在该叶轮10的后方配置有整流叶片11。在叶轮10的外周以覆盖叶轮10的形式设置有筒状的泵壳体12。

吸水口13在船体2的底部开口。该吸水口13和泵壳体12之间由吸水通路14连通。在泵壳体12上连接有设置于船体2的后部的泵喷嘴15。该泵喷嘴15向后方缩径，喷射口在其后端开口。转向喷嘴16以可左右揺动的状态连接于泵喷嘴15的喷射口。

小型喷气艇1通过由发动机E驱动的水喷射泵P的叶轮10的旋转力，将从外壳3的底部的吸水口13吸入的水加压·加速。该水流被整流叶片11整流，从泵喷嘴15的喷射口通过转向喷嘴16向后方强势吐出。即，小型喷气艇1因从水喷射泵P通过转向喷嘴喷射的水的反作用力而获得推进力。

在甲板地板4a的前侧设有驾驶员把持的操舵用的手把19。在手把19的右侧的柄20上设有后述驾驶员操作件21（参照图3）。手把19通过转向缆绳（未图示）与转向喷嘴16连接。转向喷嘴16与手把19向左右的倾动操作联动地左右揺动。

在转向喷嘴16的附近设有碗状的倒转斗17。倒转斗17可绕在左右方向上延伸的转动轴转动，被倒转斗致动器22（例如马达）驱动而转动。倒转斗17在以使转向喷嘴16的喷射口整体向后方开放的形式向转向喷嘴16的上侧移动的前进位置、和以从后方覆盖转向喷嘴16的喷射口整体的形式向下侧移动的后退位置之间转动。图1所记载的倒转斗17位于从后方观察使转向喷嘴16的喷射口开放的前进位置。位于前进位置的倒转斗17使从转向喷嘴16喷射的水流向后方通过而使船体2前进。倒转斗17转动至从后方覆盖转向喷嘴16的喷射口的后退位置时，从转向喷嘴16喷射的水流转为朝向前方而使船体2后退。

在倒转斗17的前进位置和后退位置之间的移动路径的途中，设定有中立位置。倒转斗17在中立位置时，从后方覆盖转向喷嘴16的喷射口的上侧部分且使转向喷嘴16的喷射口的下侧部分向后方开放。在倒转斗17位于中立位置的状态下，从转向喷嘴16喷射的水流的一部分因倒转斗17而转为朝向下方，从转向喷嘴16喷射的水流的其它部分向后方通过倒转斗17的下侧。即，在倒转斗17位于中立位置的状态下，从转向喷嘴16喷射的水流既难以有助于船体2的前进，又难以有助于船体2的后退，而以使船体2保持静止状态的形式起作用。

船体2上搭载有控制倒转斗致动器22的倒转斗控制器23。船体2上搭载有控制发动机E并且向倒转斗控制器23发送控制信号的控制装置24。倒转斗控制器23及控制装置24各自具有处理器、易失性存储器、非易失性存储器及I/O接口等，处理器基于保存于非易失性存储器的程序根据通过I/O接口输入的信号在易失性存储器上进行运算处理，并通过I/O接口输出控制信号。另外，倒转斗控制器23也可以与控制装置24一体。

图2是图1所示的小型喷气艇1的控制系统的框图。如图2所示，在控制装置24的输入侧，连接有位置传感器31、船速传感器32、发动机转速传感器33及操舵传感器34。位置传感器31设于手把19，检测驾驶员操作件21的操作位置TH（操作量）。船速传感器32检测船体2的行驶速度V。船速传感器32例如可以从发动机转速的最近的一定期间的累计量推定船速，也可以从GPS传感器检测出的本船位置的位移算出船速，还可以是由转速传感器检测出因船体2周围的水流而旋转的水轮的转速从而算出船速的水流速传感器。

发动机转速传感器33是检测发动机E的输出轴6的转速R的传感器。操舵传感器34检测手把19的操舵角θ。操舵传感器34只要至少能判别手把19的操舵角θ是否为阈值θ_a以上即可，例如也可以是操舵角θ为阈值θ_a以上则输出ON信号（打开信号）、操舵角θ小于阈值θ_a则停止ON信号的开关。

在控制装置24的输出侧，连接有节气门致动器41、燃料注射器42、火花塞43及倒转斗控制器23。节气门致动器41驱动用于调节与发动机E的进气道连通的节流装置的节气门开度的节气门。燃料注射器42对发动机E的进气进行燃料喷射。火花塞43将发动机E的燃烧室的混合气点火。即，通过控制节气门致动器41、燃料注射器42及火花塞43，可以控制发动机E的输出。

图3是图1所示的小型喷气艇1的驾驶员操作件21及其附近的俯视图。图4是说明图3所示的驾驶员操作件21的施力机构55的图。如图3及4所示，驾驶员操作件21具备：被检测部51、第一操作部52及第二操作部53。被检测部51以旋转支轴54为中心转动，设于手把19的位置传感器31检测被检测部51的位置（角度）。第一操作部52和第二操作部53设于互不相同的位置。第一操作部52与被检测部51连接，被驾驶员的手指操作从而使被检测部51向加速位置侧运动。第二操作部53与被检测部51连接，被驾驶员的其它手指操作从而使被检测部51向减速位置侧运动。即，检测第一操作部52的运动的位置传感器和检测第二操作部53的运动的位置传感器相同。

具体而言，驾驶员操作件21的被检测部51设于手把19的柄20的内侧（左右方向中央侧）。第一操作部52从被检测部51向柄20的轴线L的前方突出。即，第一操作部52是由驾驶员的右手的食指进行拉动操作的第一杆部。第二操作部53从被检测部51向柄20的轴线L的后方突出。即，第二操作部53是由驾驶员的右手的拇指进行按压操作的第二杆部。第一操作部52及第二操作部53通过被检测部51互为一体。第一操作部52或第二操作部53中的任一方被操作而运动时，与其运动联动地，第一操作部52或第二操作部53中的任另一方也运动。

驾驶员操作件21可移动至进行前进指令的加速位置（第一操作部52的拉动操作）、进行后退指令的减速位置（第二操作部53的按压操作）、和介设于加速位置和减速位置之间的移动路径的途中并进行怠速指令的中立位置。驾驶员操作件21被施力机构55向中立位置TH_n施力。本实施形态中，施力机构55具有扭转弹簧56。扭转弹簧56的一端部卡定于驾驶员操作件21，扭转弹簧56的另一端部卡定于在手把19上固定的基座57，扭转弹簧56为自然长的状态下驾驶员操作件21为中立位置TH_n。对第一操作部52进行拉动操作时扭转弹簧56被压缩，对第二操作部53进行按压操作时扭转弹簧56伸长。另外，关于驾驶员操作件21的操作位置TH（开度），若将最大减速位置设为0%、最大加速位置设为100%，则中立位置TH_n可设定为小于50%的位置，例如设定为20%以上且小于40%的位置。

图5是说明图2所示的小型喷气艇1的控制动作的流程图。图6是说明图2所示的小型喷气艇1的控制动作的时序图。以下，根据图5及6的流程适当参照图2等进行说明。控制装置24判定位置传感器31检测出的操作位置TH是否比中立位置TH_n大（即，是否已将第一操作部52向加速位置进行拉动操作）（步骤S1）。若判定为操作位置TH比中立位置TH_n大（步骤S1：是），则控制装置24通过倒转斗控制器23驱动倒转斗致动器22，使倒转斗17向前进位置移动（步骤S2：时刻t₀）。

接着，控制装置24与倒转斗控制器23通信并判定倒转斗17是否在移动中（步骤S3）。若判定为倒转斗17不在移动中（步骤S3：否），则控制装置24根据距离驾驶员操作件21的中立位置TH_n的操作量执行增加发动机输出的通常控制。具体而言，通常控制中，以与驾驶员操作件21的当前位置和中立位置之差的绝对值（|TH-TH_n|）成比例地增加发动机E的输出的形式，控制节气门致动器41、燃料注射器42及火花塞43。若判定为倒转斗17在移动中（步骤S3：是），则控制装置24执行与通常控制相比限制发动机输出的限制控制（步骤S5）。限制控制中，可以降低发动机转速的上限，也可以用将通常控制的输出指令值以规定比例减小而得的输出指令值控制发动机E。不管在通常控制还是限制控制中，若判定为操作位置TH比中立位置TH_n大，则发动机E的输出变成比怠速输出大。

接着，若判定为操作位置TH不比中立位置TH_n大（即，第一操作部52的拉动操作被解除）（步骤S1：否），则控制装置24判定操作位置TH是否比中立位置TH_n小，即、是否已对第二操作部53进行按压操作（步骤S6）。若判定为操作位置TH不比中立位置TH_n小，即、操作位置TH与中立位置TH_n相等（步骤S6：否），则控制装置24判定操舵角θ是否超过阈值θ_a（步骤S10），若判定为操舵角θ未超过阈值θ_a（步骤S10：否），则控制装置24通过倒转斗控制器23驱动倒转斗致动器22，使倒转斗17向中立位置移动，并将发动机转速R向怠速转速R_id控制（步骤S11：时刻t₁）。

接着，若判定为操作位置TH比中立位置TH_n小（即，已对第二操作部53进行按压操作）（步骤S6：是），则控制装置24判定规定的减速条件是否成立（步骤S7）。该减速条件包括：船速传感器32检测出的行驶速度V小于阈值V_a的条件、以及发动机转速传感器33检测出的发动机转速R小于阈值R_a的条件。即，减速条件成立时，能够在倒转斗17从水流受到的阻力并不过大的状态下使倒转斗17移动。另外，阈值V_a比零大，阈值R_a比怠速转速R_id大。

若判定为减速条件不成立（步骤S7：否），则控制装置24将倒转斗17维持为中立位置（步骤S8：时刻t₂）。若判定为减速条件成立（步骤S7：是），则控制装置24通过倒转斗控制器23驱动倒转斗致动器22，使倒转斗17向后退位置移动（步骤S9：时刻t₃）。而且，后退中也与前进同样地执行前述步骤S3～S5。另外，判定为操作位置TH比中立位置TH_n小时（步骤S6：是），发动机转速R小于阈值R_a的条件成立且行驶速度V小于阈值V_a的条件不成立的情况下，控制装置24以如下形式进行控制：将发动机转速R维持为小于阈值R_a直至行驶速度V小于阈值V_a的条件成立。

接着，若判定为操作位置TH与中立位置TH_n相等（步骤S1及S6：否），且判定为操舵角θ超过阈值θ_a（步骤S10：是），则控制装置24通过倒转斗控制器2驱动倒转斗致动器22，使倒转斗17向前进位置移动（步骤S13），控制节气门致动器41、燃料注射器42及火花塞43以将发动机E控制为比怠速转速R_id大的规定转速（步骤S14：时刻t₅）。

根据以上说明的构成，驾驶员操作件21中，进行怠速指令的中立位置TH_n介设于进行前进指令的加速位置和进行后退指令的减速位置之间的移动路径的途中，因此将驾驶员操作件21从加速位置至减速位置进行操作的过程中发动机E成为怠速状态。因此，基于该驾驶员操作件21的操作进行前进、后退及怠速各状态的控制即可，能将构成及控制简单化。

又，将驾驶员操作件21从加速位置至减速位置进行操作的过程中发动机E成为怠速状态，因此倒转斗17从加速位置经过中立位置TH_n向减速位置移动时从水喷射泵P喷射的水的喷射力必然降低。因此，无需复杂的控制便可防止因强的喷射水流而倒转斗17不能移动的事态、因强的喷射水流而倒转斗17破损的事态等。

又，驾驶员操作件21处于中立位置TH_n时从水喷射泵P喷射的水的喷射力降低而使倒转斗17容易移动，同时处于加速位置或减速位置时能适当地产生前进力或后退力。

又，驾驶员操作件21被操作至减速位置且行驶速度V为规定的阈值V_a以上的情况下倒转斗17移动至中立位置。因此，船体2的行驶速度V为阈值V_a以上而船体2周围的水可以高速地碰撞倒转斗17时，即使驾驶员操作件21被操作至减速位置倒转斗17也不移动至后退位置。因此，能够防止船体2周围的水对移动中的倒转斗17施加高负荷。

又，若判定为倒转斗17在移动中，则执行与通常控制相比限制发动机E的输出的限制控制，因此能够防止在刚开始将驾驶员操作件21从中立位置TH_n向加速位置/减速位置操作后强的喷射水流碰撞移动中的倒转斗17。

又，驾驶员操作件21分别具有使由位置传感器31进行位置检测的被检测部51向加速位置侧运动的第一操作部52和使被检测部51向减速位置侧运动的第二操作部53，因此能够防止驾驶员将加速操作和减速操作混同。

又，第一操作部52配置于手把19的柄20的前方，第二操作部53配置于柄20的后方，因此能够用握住手把19的柄的手的食指操作第一操作部52，用该手的拇指操作第二操作部53，操作性变得良好。

根据上述说明，本领域技术人员明了本发明的较多的改良和其它实施形态。因此，上述说明仅应作为示例解释，是以向本领域技术人员教导执行本发明的形态的目的提供。在不脱离本发明的精神的情况下，可以实质变更其构造和/或功能的细节。例如，可以代替发动机E而使用电动马达作为原动机。也可以是第二操作部53为加速用且第一操作部52为减速用。

Claims

1.一种小型喷气艇，其特征在于，具备：

船体；

搭载于所述船体的原动机；

由所述原动机驱动而将水向后方喷射的水喷射泵；

驾驶员所把持的手把；

驾驶员操作件，所述驾驶员操作件是设置于所述手把的驾驶员操作件，且能够移动至进行前进指令的加速位置、进行后退指令的减速位置、和介设于所述加速位置和所述减速位置之间的移动路径的途中并进行怠速指令的中立位置；以及

根据所述驾驶员操作件的操作控制所述原动机的控制装置。

2.根据权利要求1所述的小型喷气艇，其特征在于，

还具备倒转斗，所述倒转斗能移动至为使所述船体前进而使从所述水喷射泵喷射的水向后方通过的前进位置、为使所述船体后退而使从所述水喷射泵喷射的水的流动转向至前方的后退位置、和位于所述前进位置和所述后退位置之间的中立位置，

所述倒转斗在所述驾驶员操作件被操作至所述加速位置时移动至所述前进位置，在所述驾驶员操作件被操作至所述减速位置时移动至所述后退位置，在所述驾驶员操作件被操作至所述中立位置时移动至所述中立位置。

3.根据权利要求2所述的小型喷气艇，其特征在于，

所述控制装置：

在所述驾驶员操作件被操作至所述中立位置时，以使所述原动机的输出成为怠速输出的形式控制所述原动机，

在所述驾驶员操作件被操作至所述加速位置及所述减速位置时，以使所述原动机的输出比所述怠速输出大的形式控制所述原动机。

4.根据权利要求2所述的小型喷气艇，其特征在于，

还具备：检测所述船体的行驶速度的船速传感器、和使所述倒转斗运动的致动器，

所述控制装置：

在所述驾驶员操作件被操作至所述减速位置且所述行驶速度为规定的阈值以上的情况下，控制所述致动器以使所述倒转斗移动至所述中立位置，

所述驾驶员操作件被操作至所述减速位置且所述行驶速度小于所述阈值的情况下，控制所述致动器以使所述倒转斗移动至所述后退位置。

5.根据权利要求2所述的小型喷气艇，其特征在于，

所述控制装置：

在判定为所述倒转斗不在移动中时，执行伴随所述驾驶员操作件的操作量的增加使所述原动机的输出增加的通常控制，

在判定为所述倒转斗在移动中时，执行与所述通常控制相比限制所述原动机的输出的限制控制。

6.根据权利要求1所述的小型喷气艇，其特征在于，

还具备检测所述驾驶员操作件的操作位置的位置传感器，

所述驾驶员操作件具有：由所述位置传感器进行位置检测的被检测部、使所述被检测部向所述加速位置侧运动的第一操作部、和使所述被检测部向所述减速位置侧运动的第二操作部。

7.根据权利要求6所述的小型喷气艇，其特征在于，

所述驾驶员操作件设置于所述手把的一方侧的柄，

以使操作所述第一操作部的所述驾驶员的手指与操作所述第二操作件的所述驾驶员的手指不同的形式，将所述第一操作部和所述第二操作部设置于互不相同的位置。

8.根据权利要求6所述的小型喷气艇，其特征在于，所述第一操作部和所述第二操作部相互形成为一体。

9.根据权利要求6所述的小型喷气艇，其特征在于，

所述驾驶员操作件设置于所述手把的一方侧的柄，

所述第一操作部或所述第二操作部的任一者向所述柄的轴线的前方突出，

所述第一操作部或所述第二操作部的任另一者向所述柄的所述轴线的后方突出。

10.根据权利要求1所述的小型喷气艇，其特征在于，所述驾驶员操作件被施力机构向所述中立位置施力。