JP2004360651A - 水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】スロットルオフの減速時にも、適切な推進力を得て、舵がきくようにする。
【解決手段】高速航走状態から比較的大きな減速度での減速状態に移行したら、その移行時のフィルタリングエンジン回転速度を航走速度として用い、当該移行時の航走速度及び操舵トルクセンサで検出される操舵トルクに応じて、３次元マップからエンジントルク、即ち自艇の推進力の目標値を設定して、その目標値が達成されるようにアクチュエータを駆動する。航走速度が十分に小さくなったり、スロットルが再び開けられたら、制御を終了する。
【選択図】 図５
【解決手段】高速航走状態から比較的大きな減速度での減速状態に移行したら、その移行時のフィルタリングエンジン回転速度を航走速度として用い、当該移行時の航走速度及び操舵トルクセンサで検出される操舵トルクに応じて、３次元マップからエンジントルク、即ち自艇の推進力の目標値を設定して、その目標値が達成されるようにアクチュエータを駆動する。航走速度が十分に小さくなったり、スロットルが再び開けられたら、制御を終了する。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジェット推進機をエンジンで駆動し、そのジェット推進機で加圧及び加速された水を噴射ノズルから噴射し、その反動で推進する水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような水ジェット推進艇では、例えば操艇者がスロットルレバーを解放することなどにより推進力がなくなると、舵がききにくくなるという問題がある。これに対して、例えばスロットルレバーが解放されたときのスロットルバルブのアイドル状態までの戻り時間を長くして或る程度推進力を残存させようとするものがある（例えば特許文献１）。また、例えば操舵用のハンドルが、どちらかの方向に、所定値以上回転されたら、ジェット推進機の出力を増大するものがある（例えば特許文献２）。また、例えばスロットルレバーが戻され且つ操舵用のハンドルが操作されているときには、ジェット推進機駆動用のエンジン出力を残存して推進力を残存させようとするものがある（例えば特許文献３）。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第６３９０８６２号
【特許文献２】
米国特許第６１５９０５９号
【特許文献３】
米国特許第６３３６８３３号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記特許文献１に記載される水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置では、スロットルバルブのアイドル状態までの戻り時間を長くして或る程度推進力を残存させようとするものであるため、操舵していないときでもエンジン回転の低下が遅くなり、停止距離が長じてしまうという問題がある。また、前記特許文献２に記載される水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置では、操舵用のハンドルが所定値以上回転されたら、ジェット推進機の出力を増大させるものであるため、例えば加速する意思がないのに加速してしまうなど、操艇者が自然な操艇感を得にくいという問題がある。また、前記特許文献３に記載される水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置では、スロットルレバーが戻され且つ操舵用のハンドルが操作されているときにはエンジン出力を残存して推進力を残存させようとするものであるため、例えば減速しにくいなど、操艇者が自然な操艇感を得にくいという問題がある。
本発明は前記諸問題を解決すべく開発されたものであり、自然な操艇感を得ることが可能な水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記諸問題を解決するため、本発明のうち請求項１に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、図１の概略構成図に示すように、ジェット推進機をエンジンで駆動し、そのジェット推進機で加圧及び加速された水を噴射ノズルから噴射し、その反動で推進する水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置において、操艇者による操舵力を検出する操舵力検出手段と、自艇の航走速度を検出する航走速度検出手段と、自艇が所定の減速状態にあることを判断する減速状態判断手段と、前記減速状態判断手段で自艇が所定の減速状態にあることが判断されたとき、前記操舵力検出手段で検出された操舵力及び航走速度検出手段で検出された航走速度に基づいて減速時のエンジンの出力を制御する減速時エンジン出力制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のうち請求項２に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１の発明において、前記減速時エンジン出力制御手段は、前記操舵力検出手段で検出された操舵力が大きいとき、減速時のエンジンの出力を大きく制御することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項３に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１又は２の発明において、前記減速時エンジン出力制御手段は、前記航走速度検出手段で検出された航走速度が所定値以上であるとき、減速時のエンジンの出力を大きく制御することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のうち請求項４に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至３の何れかの発明において、操艇者によるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、前記減速状態判断手段は、前記スロットル開度検出手段で検出されたスロットル開度が所定値以下のときに自艇が所定の減速状態にあると判断することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のうち請求項５に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至４の何れかの発明において、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段を備え、前記航走速度検出手段は、前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度に基づいて自艇の航走速度を検出することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項６に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至５の何れかの発明において、エンジンの吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段を備え、前記減速状態判断手段は、前記吸気圧力検出手段で検出された吸気圧力の変化量の絶対値が所定値以上であるか、又は当該吸気圧力が所定値以下であるときに自艇が所定の減速状態にあると判断することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のうち請求項７に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項３又は６の発明において、エンジンの吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段を備え、前記減速状態判断手段は、前記吸気圧力検出手段で検出された吸気圧力の変化量の絶対値が所定値以上であるか、又は当該吸気圧力が所定値以下であるときに自艇が所定の減速状態にあると判断することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明のうち請求項８に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至７の何れかの発明において、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段を備え、前記減速時エンジン出力制御手段は、前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度が所定値以下になったときに前記減速時エンジン出力制御を終了することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のうち請求項９に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至８の何れかの発明において、操艇者によるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、前記減速時エンジン出力制御手段は、前記スロットル開度検出手段で検出されたスロットル開度が所定値以上になったときに前記減速時エンジン出力制御を終了することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のうち請求項１０に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至９の何れかの発明において、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段を備え、前記減速時エンジン出力制御手段は、前記減速状態判断手段で自艇の所定減速状態が検出されてから所定時間後の前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度が所定値以上であるときに前記減速時エンジン出力制御を終了することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明のうち請求項１１に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至１０の何れかの発明において、自艇が所定の高速航走状態であることを判断する高速航走状態判断手段を備え、前記減速状態判断手段は、前記高速航走状態判断手段で自艇が所定の高速航走状態であると判断された後に、前記所定の減速状態に移行したと判断することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明のうち請求項１２に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１１の発明において、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、操艇者によるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段とを備え、前記高速航走状態判断手段は、前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度が所定値以上の状態で所定時間以上継続し且つ前記スロットル開度検出手段で検出されたスロットル開度が所定値以上の状態で所定時間以上継続したときに自艇は所定の高速航走状態であると判断することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明のうち請求項１３に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１１又は１２の発明において、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段を備え、前記高速航走状態判断手段は、前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度が所定値以下となったときの当該エンジン回転速度変化率の絶対値が所定値より小さくなったときに、前記所定の減速状態に移行することなく、前記所定の高速航走状態が終了したと判断することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明のうち請求項１４に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１１乃至１３の何れかの発明において、操艇者によるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、前記高速航走状態判断手段は、前記スロットル開度検出手段で検出されたスロットル開度の所定時間内の変化量の絶対値が所定値以上であるときに、前記所定の高速航走状態に到達しなかったと判断することを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明のうち請求項１５に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至１４の何れかの発明において、前記減速時エンジン出力制御手段は、スロットルバルブに併設されたバイパス路の開度を調整して前記減速時エンジン出力を制御することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項１６に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至１４の何れかの発明において、前記減速時エンジン出力制御手段は、操艇者のスロットル操作に応じて開閉するスロットルバルブの開度を調整して前記減速時エンジン出力を制御することを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明のうち請求項１７に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至１４の何れかの発明において、前記減速時エンジン出力制御手段は、操艇者のスロットル操作とは個別に開閉操作可能なスロットルバルブの開度を調整して前記減速時エンジン出力を制御することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項１８に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至１７の何れかの発明において、前記操舵力検出手段は、操舵ハンドルが所定操舵角以上操舵されている状態で当該操舵ハンドルに付与された操舵力を検出するロードセルで構成されることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図２は、本発明のエンジン出力制御装置を適用した水ジェット推進艇の一例を示す概略構成図である。本実施形態の水ジェット推進艇の艇体１００は、下部のハル部材１０１と上部のデッキ部材１０２とから構成され、デッキ部材１０２上に跨座式シート１０３が設けられている。このシート１０３の前方に設けられているのが操舵用のハンドル１０４である。
【００２１】
艇体内には、駆動源であるエンジン１が配設され、当該エンジン１の出力軸１０５にはジェット推進機１０６のインペラが１０７接続されている。従って、エンジン１でジェット推進機１０６のインペラ１０７が回転駆動されると、艇底の水吸引口１０８から水が吸引され、ジェット推進機１０６内で加圧・加速された水はノズル１０９から後方に噴射され、その反動で自艇が前進する。また、前記ハンドル１０４を操舵すると、前記ノズル１０９の後方のディフレクタと呼ばれる舵取り装置が揺動して、自艇を左右に旋回することができる。つまり、ハンドル１０４を操舵すると噴射される水の向きが変わり、これにより自艇を旋回させることができるようになっている。なお、自艇を後進させる場合には、リバースレバー１２０を操作して、前記ノズル１０９後方のリバースゲート１２１を昇降し、前記ノズル１０９から噴射される水の向きを自艇前方に変換することにより可能となる。なお、図中の符号１１２は、前記リバースレバー１２０操作により自艇が後進していることを検出するリバーススイッチである。
【００２２】
図３には、前記ハンドル１０４の構成を示す。ハンドル１０４は、操舵軸１１３の回りに回転可能であり、ハンドル１０４を左右に操舵することができる。また、このハンドル１０４の右グリップの近傍には、操艇者の加減速意思に合わせて操作されるスロットルレバー１１０が設けられている。このスロットルレバー１１０は、解放時、図示のようにグリップから離れており、加速する場合には、操艇者がグリップ側に近づけるようにしてスロットルレバー１１０を握り込む。つまり、スロットルレバー１１０を戻すということは、スロットルレバー１１０を解放することである。また、前記操舵軸１１３には、ハンドル１０４への操舵力、具体的には操舵トルクを検出するための操舵トルクセンサ１１１が設けられている。この操舵トルクセンサ１１１は、前記ハンドル１０４が所定操舵角以上操舵されている状態で、当該ハンドル１０４に係る操舵トルクを検出するロードセルからなる。また、前記スロットルレバー１１０には、操艇者による当該スロットルレバー１１０の操作量、即ちスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１１４が設けられている。
【００２３】
図４には、本実施形態の水ジェット推進艇のエンジン及びその制御装置の概略を示す。本実施形態のエンジン１は、比較的小排気量の４ストロークエンジンであり、シリンダボディ２、クランクシャフト３、ピストン４、燃焼室５、吸気管６、吸気バルブ７、排気管８、排気バルブ９、点火プラグ１０、点火コイル１１を備えている。また、吸気管６内には、前記スロットルレバー１１０の開度に応じて開閉されるスロットルバルブ１２が設けられ、このスロットルバルブ１２の下流側の吸気管６に、燃料噴射装置としてのインジェクタ１３が設けられている。このインジェクタ１３は、燃料タンク１９内に配設されているフィルタ１８、燃料ポンプ１７、圧力制御バルブ１６に接続されている。
【００２４】
また、前記吸気管６のスロットルバルブ１２部分には、当該スロットルバルブ１２をバイパスするバイパス路６ａが設けられ、このバイパス路６ａに当該バイパス路の開度を調整するバイパスバルブ１４（減速時エンジン出力制御手段）が設けられている。このバイパスバルブ１４は、所謂アイドルバルブのように、スロットルバルブ１２の開度とは個別にエンジン１側への吸気流量を調整してエンジンの出力、この場合はエンジントルクを制御するものである。なお、バイパス路６ａの開度、つまりエンジントルクは、例えば電磁デューティバルブのように、バイパスバルブ１４を駆動するためのアクチュエータ２３への電流値、或いはデューティ比を制御することにより制御可能とした。
【００２５】
前記エンジン１の運転状態並びに前記バイパスバルブ１４のアクチュエータ２３の駆動状態は、エンジンコントロールユニット１５によって制御され、当該エンジンコントロールユニット１５は、マイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成される。そして、このエンジンコントロールユニット１５の制御入力、つまりエンジン１の運転状態を検出する手段として、クランクシャフト３の回転角度、つまり位相を検出したり、当該クランクシャフト３自身の回転速度を検出したりするためのクランク角度センサ２０（エンジン回転速度検出手段）、シリンダボディ２の温度又は冷却水温度、即ちエンジン本体の温度を検出する冷却水温度センサ２１、排気管８内の空燃比を検出する排気空燃比センサ２２、吸気管６内の吸気圧力を検出するための吸気圧力センサ２４、吸気管６内の温度、即ち吸気温度を検出する吸気温度センサ２５が設けられている。また、前記操舵用ハンドル１０４に設けられた操舵トルクセンサ１１１（操舵力検出手段）の出力信号やスロットルレバー１１０に設けられたスロットル開度センサ１１４（スロットル開度センサ）の出力信号もエンジントルク制御に用いられる。そして、前記エンジンコントロールユニット１５は、これらのセンサの検出信号を入力し、前記燃料ポンプ１７、圧力制御バルブ１６、インジェクタ１３、点火コイル１１、アクチュエータ２３に制御信号を出力する。
【００２６】
前記エンジンコントロールユニット１５では、エンジン１の運転状態を制御するための種々の演算処理が行われるが、その中には、前記バイパスバルブ１４によるバイパス路６ａのバイパス開度制御もある。図５には、バイパス開度制御ロジックの概要を示す。このバイパス開度制御ロジックでは、制御の段階を４つの段階（フェーズ）に分けて考える。但し、後述するように駆動状態（駆動フェーズ）と準備状態（準備フェーズ）とは、自艇が高速航走状態に至った段階で実質的に等価になるので、段階を３つにしても差し支えない。
【００２７】
このバイパス開度制御ロジックでは、エンジンは回転しているものの自艇は航走しようとしていない初期状態（初期フェーズ）、バイパスバルブが所定位置まで駆動している駆動状態（駆動フェーズ）、自艇が所定の高速航走状態にあり、減速状態を検出するまで待機している準備状態（準備フェーズ）、自艇が所定の減速状態にあって、その推進力を制御するためにエンジンの出力（具体的にはエンジントルク）を制御するオフスロットル舵取り制御状態（オフスロットル舵取り制御フェーズ）の４つの段階に分ける。このうち、初期状態ではバイパス路の開度を全閉とし、駆動状態ではバイパス路の開度を全閉状態からダッシュポット待機位置まで駆動し、準備状態ではバイパス路の開度をダッシュポット待機位置に維持する。そして、オフスロットル舵取り制御状態で、後述する制御マップに従って、自艇の航走速度、具体的にはエンジン回転速度と操舵ハンドルの操舵力、具体的には操舵トルクとに応じてエンジン出力、ここではエンジントルクを制御すべく、バイパス開度を制御する。なお、図６には、前記図５の制御ロジックを本発明に対応させた概略構成図を示す。
【００２８】
ちなみに、水ジェット推進艇では、自艇の正確な航走速度を検出しにくい。その一方で、水ジェット推進艇には、一般的に変速機がない。従って、エンジン回転速度に対し、所定の無駄時間や応答遅れを考慮すると、自艇の航走速度を推定することができる。本実施形態では、制御ロジック中、下記１式で表される所謂指数平滑移動平均エンジン回転速度Ｎｅ（ｎ） を自艇の航走速度として用いる（航走速度検出手段）。これにより、或る程度正確な自艇の航走速度を検出することが可能となる。
【００２９】
【数１】
【００３０】
前記初期状態から駆動状態に移行する条件は、前記リバースレバーが操作されていない状態、即ち前記リバーススイッチがオフの状態で、つまり前進走行可能状態で、前記指数平滑移動平均エンジン回転速度（＝航走速度）が駆動状態移行用所定エンジン回転速度以上の状態で駆動状態移行用所定エンジン回転速度維持時間以上経過し且つスロットル開度が駆動状態移行用所定スロットル開度以上の状態で駆動状態移行用所定スロットル開度維持時間以上経過したときとする。つまり、スロットルが或る程度以上開かれて、自艇が或る程度以上の速度で航走している状態が或る程度継続したら、初期状態から駆動状態に移行するものとする。逆に、前記駆動状態から初期状態に移行する条件は、初期状態移行用所定スロットル開度判定時間内に、スロットル開度の閉じ側への変化量の絶対値が初期状態移行用所定スロットル開度変化量以上になったときとする。つまり、駆動状態に移行する以前に、スロットル開度が大きく閉じられたら、駆動状態から初期状態に移行するものとする。
【００３１】
前記駆動状態から準備状態へは、前述のようにスロットル開度が或る程度以上開かれて、自艇が或る程度以上の速度で航走している状態が或る程度以上継続すると、必然的に自艇は高速航走状態になるので、そうなった時点で自動的に準備状態に移行する。ちなみに、この準備状態からは初期状態に移行可能とし、その条件は、前記指数平滑移動平均エンジン回転速度（＝航走速度）がオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下となったときのエンジン回転速度変化率の絶対値が初期状態移行用所定エンジン回転速度変化率（＝オフスロットル制御開使用所定エンジン回転速度変化率）より小さいときとする。つまり、前記高速航走状態から、航走速度が所定値以下になったときの航走速度の変化率の絶対値が所定値より小さい、即ちゆっくり減速しているときに準備状態から初期状態に移行するものとする。
【００３２】
前記準備状態からオフスロットル舵取り制御状態への移行条件は、前記指数平滑移動平均エンジン回転速度（＝航走速度）がオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下となったときのエンジン回転速度変化率の絶対値がオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上であるか、又はスロットル開度がオフスロットル舵取り制御開始用所定スロットル開度以下であるか、又は吸気圧力変化量の絶対値がオフスロットル舵取り制御開始用所定吸気圧力変化量以上であるか、吸気圧力がオフスロットル舵取り制御開始用所定吸気圧力以下であるときとする。つまり、高速航走状態から、航走速度が所定値以下になったときの航走速度の変化率の絶対値が所定値以下である、即ち速やかに減速しているか、或いはスロットル開度が閉じられたか、或いは吸気圧力が大きく変化したか、或いは吸気圧力が負圧に転じたときに準備状態からオフスロットル舵取り制御状態に移行するものとする。
【００３３】
前記オフスロットル舵取り制御状態からは前記初期状態に移行可能であり、その移行条件は、前記指数平滑移動平均エンジン回転速度（＝航走速度）が初期状態移行用所定エンジン回転速度以下であるか、又はスロットル開度がオフスロットル舵取り制御終了用所定スロットル開度以上であるか、又はオフスロットル舵取り制御移行所定時間後のエンジン回転速度がオフスロットル舵取り制御終了用エンジン回転速度以上であるときとする。つまり、航走速度が殆ど停止状態になるか、或いはスロットル開度が再び開かれたときには、オフスロットル舵取り制御状態から初期状態に移行する。なお、オフスロットル舵取り制御移行所定時間後のエンジン回転速度がオフスロットル舵取り制御終了用エンジン回転速度以上であるときとは、所謂スロットルオフの状態で、自艇を陸揚げした結果、エンジン負荷が小さくなってエンジン回転速度が上昇したときを想定しており、そのような場合にも前記オフスロットル舵取り制御を終了する。
【００３４】
次に、前記バイパス開度制御ロジックを達成するために前記エンジンコントロールユニット１５内で行われる演算処理について図７〜図１０のフローチャートを用いて説明する。この演算処理では、まずステップＳ１で、前記リバーススイッチ１１２がオフの状態であるか否かを判定し、当該リバーススイッチ１１２がオフの状態である場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合にはメインプログラムに復帰する。
【００３５】
前記ステップＳ２では、前記スロットル開度センサ１１４で検出されたスロットル開度が前記駆動状態移行用所定スロットル開度以上であるか否かを判定し、当該スロットル開度が駆動状態移行用所定スロットル開度以上である場合にはステップＳ３に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１に移行する。
前記ステップＳ３では、前記ステップＳ２でスロットル開度が駆動状態移行用所定スロットル開度以上になったと判定されてから前記駆動状態移行用所定スロットル開度維持時間が経過したか否かを判定し、当該駆動状態移行用所定スロットル開度維持時間が経過した場合にはステップＳ４に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１に移行する。
【００３６】
前記ステップＳ４では、前記航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記駆動状態移行用所定エンジン回転速度以上であるか否かを判定し、当該指数平滑移動平均エンジン回転速度が駆動状態移行用所定エンジン回転速度以上である場合にはステップＳ５に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１に移行する。
【００３７】
前記ステップＳ５では、前記ステップＳ４で指数平滑移動平均エンジン回転速度が駆動状態移行用所定エンジン回転速度以上になったと判定されてから前記駆動状態移行用所定エンジン回転速度維持時間が経過したか否かを判定し、当該駆動状態移行用所定エンジン回転速度維持時間が経過した場合にはステップＳ６に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１に移行する。
【００３８】
前記ステップＳ６では、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータである前記バイパスバルブ１４をバイパス路の開度をダッシュポット待機状態になるように駆動してからステップＳ７に移行する。なお、ダッシュポット待機状態とは、後述するように、スロットルを閉じたときのエンジン回転速度の減少にダンパをかける前の状態を示す。
【００３９】
前記ステップＳ７では、前記初期状態移行用所定スロットル開度判定時間内に前記スロットル開度センサ１１４で検出されたスロットル開度の変化量（閉じ側）の絶対値が前記初期状態移行用所定スロットル開度変化量以上になったか否かを判定し、当該初期状態移行用所定スロットル開度判定時間内にスロットル開度変化量の絶対値が初期状態移行用所定スロットル開度変化量以上になった場合には前記ステップＳ１に移行し、そうでない場合にはステップＳ８に移行する。
【００４０】
前記ステップＳ８では、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータである前記バイパスバルブ１４が駆動状態所定位置、即ち前記バイパス路ダッシュポット待機状態にあるか否かを判定し、当該バイパスバルブ１４がバイパス路ダッシュポット待機状態にある場合にはステップＳ９に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ６に移行する。
【００４１】
前記ステップＳ９では、自艇が高速航走状態にあると判定してからステップＳ１０に移行する。
前記ステップＳ１０では、前記駆動状態基準位置、即ちバイパス路ダッシュポット待機状態でエンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータであるバイパスバルブ１４を保持してからステップＳ１１に移行する。
【００４２】
前記ステップＳ１１では、前記吸気圧力センサ２４で検出された吸気圧力が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定吸気圧力以下であるか否かを判定し、当該吸気圧力がオフスロットル舵取り制御開始用所定吸気圧力以下である場合にはステップＳ１２に移行し、そうでない場合にはステップＳ１３に移行する。ちなみに、この判定は、前述したように、吸気圧力が負圧であるか否かを判定して、自艇が比較的急速な減速状態にあることを検出するためのものである。従って、この判定は、大気圧に対する相対圧力ではなく、絶対圧力に基づいて行う。
【００４３】
前記ステップＳ１３では、前記吸気圧力センサ２４で検出された吸気圧力の所定時間前との変化量の絶対値が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定吸気圧力変化量以上であるか否かを判定し、当該吸気圧力変化量の絶対値がオフスロットル舵取り制御開始用所定吸気圧力変化量以上である場合には前記ステップＳ１２に移行し、そうでない場合にはステップＳ１４に移行する。ちなみに、この判定は、前述したように、吸気圧力が急速に負圧側に変化しているか否かを判定して、自艇が比較的急速な減速状態にあることを検出するためのものである。
【００４４】
前記ステップＳ１４では、航走速度に等しい前記指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下であるか否かを判定し、当該指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下である場合にはステップＳ１５に移行し、そうでない場合にはステップＳ１６に移行する。
【００４５】
前記ステップＳ１５では、所定時間前とのエンジン回転速度の変化率の絶対値が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上であるか否かを判定し、当該エンジン回転速度変化率の絶対値がオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上である場合には前記ステップＳ１２に移行し、そうでない場合にはメインプログラムに復帰する。なお、前記ステップＳ１４で指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下であると判定され、且つステップＳ１５でエンジン回転速度変化率の絶対値がオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上でない、つまりオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率より小さいと判定された場合は、前記準備状態から初期状態への移行条件が満足されているので、初期状態に移行するものと考えればよい。
【００４６】
前記ステップＳ１６では、前記スロットル開度センサ１１４で検出されたスロットル開度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定スロットル開度以下であるか否かを判定し、当該スロットル開度がオフスロットル舵取り制御開始用所定スロットル開度以下である場合には前記ステップＳ１２に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ９に移行する。
前記ステップＳ１２では、自艇が所定の減速状態にであると判定してからステップＳ１７に移行する。
前記ステップＳ１７では、減速状態開始時、つまりオフスロットル舵取り制御フェーズ移行時のエンジン回転速度を更新記憶してからステップＳ１８に移行する。
【００４７】
前記ステップＳ１８では、予め設定された所定の駆動速度でエンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータである前記バイパスバルブ１４を駆動してからステップＳ１９に移行する。この所定のアクチュエータ駆動速度とは、前述したように、前記減速状態が、高速航走状態から比較的大きな減速度で減速している状態であり、エンジン回転速度が急速に減少して推進力が急速に低減すると舵がききにくくなるため、エンジン回転速度の減少にダンパをかける、つまりエンジン回転速度がゆっくり減少するように、バイパス路６ａをゆっくり閉じるべく、バイパスバルブ１４の駆動速度を制御することを意味している。従って、本実施形態ではアクチュエータの駆動速度を一定としたが、自艇の航走状態に応じて可変としてもよく、例えばスロットル開度の所定時間前との変化量や航走速度、即ち前記指数平滑移動平均エンジン回転速度に応じて、アクチュエータの駆動速度を可変設定するようにしてもよい。
【００４８】
前記ステップＳ１９では、前記操舵トルクセンサ１１１で検出された操舵トルク（操舵力）の移動平均値を算出してからステップＳ２０に移行する。
前記ステップＳ２０では、前記ステップ１９で算出された操舵トルク（操舵力）と前記ステップＳ１７で更新記憶された制御フェーズ移行時の指数平滑移動平均エンジン回転速度（航走速度）とに基づき、例えば図１１の制御マップにしたがってエンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータの目標値、具体的にはバイパス開度の目標値を設定してからステップＳ２１に移行する。この制御マップは、制御フェーズ、つまり前記減速状態移行時の指数平滑移動平均エンジン速度、即ち航走速度が所定値以上でバイパス開度の目標値、即ちエンジントルクであり、自艇の推進力が大きくなるように設定されている。また、操舵トルク（操舵力）が大きいほど、バイパス開度の目標値、即ちエンジントルクであり、自艇の推進力が大きくなるように設定されている。従って、操舵トルク（操舵力）に対応した舵の効きが得られると共に、一旦、十分に減速した自艇が再加速してしまうような違和感を抑制防止することができる。
【００４９】
前記ステップＳ２１では、制御カウンタＣＮＴが“０”のリセット状態であるか否かを判定し、制御カウンタＣＮＴがリセット状態である場合にはステップＳ２２に移行し、そうでない場合にはステップＳ２４に移行する。
前記ステップＳ２２では、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータである前記バイパスバルブ１４の現在値が前記ステップＳ２０で設定した目標値に到達していないか否かを判定し、バイパスバルブ１４の現在値が目標値に到達していない場合にはステップＳ２３に移行し、そうでない場合にはステップＳ２６に移行する。
【００５０】
前記ステップＳ２３では、前記制御カウンタＣＮＴを“１”のセット状態としてから前記ステップＳ２４に移行する。
前記ステップＳ２４では、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータである前記バイパスバルブ１４を目標値に向けて駆動してからステップＳ２５に移行する。
【００５１】
前記ステップＳ２５では、前記スロットル開度センサ１１４で検出されたスロットル開度が前記オフスロットル舵取り制御終了用所定スロットル開度以上であるか否かを判定し、当該スロットル開度がオフスロットル舵取り制御終了用所定スロットル開度以上である場合にはステップＳ２７に移行し、そうでない場合にはステップＳ２８に移行する。
【００５２】
前記ステップＳ２８では、航走速度に等しい前記なまし指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記初期状態移行用所定エンジン回転速度以下であるか否かを判定し、当該指数平滑移動平均エンジン回転速度が初期状態移行用所定エンジン回転速度以下である場合には前記ステップＳ２７に移行し、そうでない場合にはステップＳ２９に移行する。
【００５３】
前記ステップＳ２９では、前記オフスロットル舵取り制御移行所定時間後のエンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御終了用所定エンジン回転速度以上であるか否かを判定し、当該オフスロットル舵取り制御移行所定時間後のエンジン回転速度がオフスロットル舵取り制御終了用所定エンジン回転速度以上である場合には前記ステップ２７に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１９に移行する。
【００５４】
前記ステップＳ２７では、前記制御カウンタＣＮＴを“０”のリセット状態としてからメインプログラムに復帰する。
また、前記ステップＳ２６では、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータであるバイパスバルブ１４が前記初期状態位置、即ちバイパス路全閉状態であるか否かを判定し、当該バイパスバルブ１４がバイパス路全閉位置である場合には前記ステップＳ１９に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１８に移行する。
【００５５】
この演算処理によれば、高速航走状態から比較的減速度の大きい所定の減速状態では、操舵トルク、つまり操舵力及び指数平滑移動平均エンジン回転速度、つまり航走速度に基づいてエンジンの出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を制御するようにしたため、操舵力に対する舵の効きと航走速度との両立を図ることができ、これにより自然な操艇感が得られる。
【００５６】
また、操舵力が大きいときにエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を大きくするようにしたため、操舵力に対応した舵の効きを得ることができる。また、航走速度が所定値以上であるときにエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を大きくするようにしたため、十分に減速した後に、自艇が加速してしまうような違和感を抑制防止することができる。
【００５７】
また、スロットル開度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定スロットル開度以下のときに自艇が所定の減速状態にあると検出するようにしたため、スロットルレバーを戻したときの減速時のエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を適切に制御することが可能となる。
また、エンジン回転速度をなまして、つまり移動平均演算を行って自艇の航走速度を検出するようにしたため、正確な航走速度を得にくい水ジェット推進艇において、エンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力制御に適切な航走速度を得ることが可能となる。
【００５８】
また、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下となったときの当該エンジン回転速度変化率の絶対値が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上であるときに自艇が所定の減速状態にあると検出するようにしたため、指数平滑移動平均エンジン回転速度の変化率、つまり航走速度の減速度（減少量）が大きいときを適切な減速状態として検出することが可能となる。
【００５９】
また、吸気圧力の変化量の絶対値が所定値以上であるか、又は当該吸気圧力が所定値以下であるときに自艇が所定の減速状態にあると検出する構成としたため、特に本実施形態のような４ストロークエンジンにおいてエンジン回転速度、つまり航走速度の減速度（減少量）が大きいときを適切な減速状態として検出することが可能となる。
【００６０】
また、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記初期状態移行用所定エンジン回転速度以下になったときに減速時のエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力制御を終了するようにしたため、十分に減速した自艇が再加速するなどの違和感を抑制防止し、減速時推進力制御を適切に終了することが可能となる。
【００６１】
また、スロットル開度が前記オフスロットル舵取り制御終了用所定スロットル開度以上になったときに減速時のエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力制御を終了するようにしたため、速やかに自艇を再加速させることを可能として、減速時推進力制御を適切に終了することが可能となる。
また、減速状態に移行してから前記オフスロットル舵取り制御移行所定時間後のエンジン回転速度が前期オフスロットル舵取り制御終了用エンジン回転速度以上であるときに減速時のエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力制御を終了するようにしたため、自艇が陸揚げされてエンジン回転速度が大きくなったときに減速時推進力制御が適切に終了することが可能となる。
【００６２】
また、自艇が所定の高速航走状態であることが検出された後に、所定の減速状態に移行したことを検出するようにしたため、高速航走状態からのスロットルレバー戻し時のような場合に、適切な減速時推進力出力制御を可能とする。
また、航走速度に等しいなましエンジン回転速度が前記駆動状態移行用所定エンジン回転速度以上の状態で前記駆動状態移行用所定エンジン回転速度維持時間以上継続し且つスロットル開度が前記駆動状態移行用所定スロットル開度以上の状態で前記駆動状態移行用所定スロットル開度維持時間以上継続したときに自艇は所定の高速航走状態であると検出するようにしたため、自艇の高速航走状態を適切に検出することが可能となる。
【００６３】
また、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下となったときの当該エンジン回転速度変化率の絶対値が前記初期状態移行用所定エンジン回転速度変化率より小さくなったときには、比較的急速な減速状態に移行することなく、高速航走状態が終了したと検出するようにしたため、不要な減速時エンジン出力制御を回避することが可能となる。
【００６４】
また、スロットル開度の閉じ側への変化量の絶対値が前記初期状態移行用所定スロットル開度判定時間内に前記初期状態移行用所定スロットル開度変化量以上になったときに、高速航走状態に到達しなかったと検出するようにしたため、不要な減速時エンジン出力制御を回避することが可能となる。
また、スロットルバルブに併設されたバイパス路の開度を調整して減速時エンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を制御する構成としたため、減速時エンジン出力制御を実用化し易い。
【００６５】
図１２は、前記図７〜図１０のオフスロットル舵取り制御ロジックによる操舵トルク入力時のエンジン回転速度の経時変化を示したものである。この制御ロジックにより、高速航走状態からの比較的急速な減速状態が検出されると、前記図１１の制御マップにより、操舵トルクに応じたバイパス開度の目標値、即ちエンジントルクであり、自艇の推進力が設定されるので、操舵トルク増大時には、それに遅れてエンジン回転速度が増大する。また、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度は直ぐに前記初期状態移行用所定エンジン回転速度を下回るわけではないので、前記操舵トルクに応じたエンジントルク、即ち自艇の推進力制御が継続される。やがて、全般的にエンジン回転速度が低下し、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記初期状態移行用所定エンジン回転速度以下になると、前記オフスロットル舵取り制御が終了される。この制御開始から終了までの時間をエンジン回転速度のなまし方、つまり前記フィルタ定数の設定によって設定することができ、このチューニングによってより自然な操艇感を得ることが可能となる。
【００６６】
次に、本発明の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置の第２実施形態について説明する。本実施形態の水ジェット推進艇の概略構成は前記第１実施形態の図２のものと同様である。また、本実施形態の水ジェット推進艇の操舵用ハンドルの概略構成は前記第１実施形態の図３のものと同様である。
【００６７】
本実施形態では、推進力の駆動源であるエンジンが、前記第１実施形態の４サイクルエンジンから２ストロークエンジンに変更されている。図１３に本実施形態の２ストロークエンジンの概略構成並びにその制御装置の概略を示す。本実施形態のエンジン１は、比較的小排気量の２ストロークエンジンであり、シリンダボディ２０２、クランクシャフト２０３、ピストン２０４、燃焼室２０５、吸気管２０６、排気管２０８、点火プラグ２１０、点火コイル２１１を備えている。また、前記吸気管２０６には、燃料供給装置としてのキャブレータ２１３が設けられ、このキャブレータ２１３内に、前記スロットルレバー２１０の開度に応じて開閉されるスロットルバルブ２１２が設けられている。なお、前記キャブレータ２１３内には、図示されない燃料タンク内から燃料であるガソリンが供給される。
【００６８】
本実施形態では、前記スロットルバルブ２１２を、アクチュエータであるステップモータ２１４で直接駆動してスロットル開度を調整し、これによりエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を制御する。具体的には、前記第１実施形態と同様に、高速航走状態からの急速な減速状態で、スロットルレバー１１０の戻し操作に伴って閉じようとするスロットルバルブ２１２の開度を開き方向に抑制し、エンジン出力、正確にはエンジントルクを制御することで、自艇の推進力を制御する。つまり、ステップモータ２１４をスロットル全閉の状態にしておけば当該スロットルバルブ２１２は、前記スロットルレバー１１０の操作状態に応じた開度となり、そこからスロットル開方向にステップモータ２１４を調整すれば、前記スロットルレバー１１０が戻し状態であっても、スロットルバルブ２１２はステップモータの回転角度に応じた開度になる。なお、スロットルバルブ２１２の開度、つまりエンジントルクは、制御アクチュエータであるステップモータ２１４の回転角度、つまりステップ数を制御することにより制御可能とした。
【００６９】
本実施形態のエンジンコントロールユニット２１５も、前記第１実施形態のそれと同様に、マイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成される。そして、このエンジンコントロールユニット２１５の制御入力、つまりエンジン１の運転状態を検出する手段として、クランクシャフト２０３の回転角度、つまり位相を検出したり、当該クランクシャフト２０３自身の回転速度を検出したりするためのクランク角度センサ２２０（エンジン回転速度検出手段）、シリンダボディ２０２の温度又は冷却水温度、即ちエンジン本体の温度を検出する冷却水温度センサ２２１、排気管２０８内の空燃比を検出する排気空燃比センサ２２２、吸気管２０６内の温度、即ち吸気温度を検出する吸気温度センサ２２５が設けられている。また、前記操舵用ハンドル１０４に設けられた操舵トルクセンサ１１１（操舵力検出手段）の出力信号やスロットルレバー１１０に設けられたスロットル開度センサ１１４（スロットル開度センサ）の出力信号もエンジントルク制御に用いられる。そして、前記エンジンコントロールユニット２１５は、これらのセンサの検出信号を入力し、前記点火コイル２１１やステップモータ２１４に制御信号を出力する。
【００７０】
前記エンジンコントロールユニット２１５内で行われるオフスロットル舵取り制御のロジックの概要は、前記第１実施形態の図５のものに代えて、図１４のように構成される。この制御ロジックでも、制御の段階を、エンジンは回転しているものの自艇は航走しようとしていない初期状態（初期フェーズ）、前記ステップモータが所定位置まで駆動している駆動状態（駆動フェーズ）、自艇が所定の高速航走状態にある準備状態（準備フェーズ）、自艇が所定の減速状態にあって、その推進力を制御するためにエンジンの出力（具体的にはエンジントルク）を制御するオフスロットル舵取り制御状態（オフスロットル舵取り制御フェーズ）の４つの段階に分ける。なお、前記駆動状態と準備状態とは、前記第１実施形態と同様に実質的に同じ状態であるので、段階を３つに分けてもよい。
【００７１】
このうち、初期状態ではステップモータ２１４をスロットル全閉状態とし、駆動状態ではステップモータ２１４をスロットル開度全閉状態からダッシュポット待機位置まで駆動し、準備状態ではステップモータ２１４を当該ダッシュポット待機位置に維持する。そして、オフスロットル舵取り制御状態で、後述する制御マップに従って、自艇の航走速度、具体的にはエンジン回転速度と操舵ハンドルの操舵力、具体的には操舵トルクとに応じてエンジン出力、ここではエンジントルクを制御すべく、スロットル開度を制御する。なお、この実施形態でも、自艇の航走速度として、前記１式で求められる指数平滑移動平均エンジン回転速度を用いる。
【００７２】
前記図１４の制御ロジックの概要は、前記第１実施形態の図５の制御ロジックに類似しているが、前記準備状態からオフスロットル舵取り制御状態への移行条件が異なる。具体的には、本実施形態のエンジン１が２ストロークエンジンであるために吸気圧力の変動が小さく、特に負圧が発生しにくいことから、準備状態からオフスロットル舵取り制御状態への移行条件として、前記指数平滑移動平均エンジン回転速度（＝航走速度）がオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下となったときのエンジン回転速度変化率の絶対値がオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上であるか、又はスロットル開度がオフスロットル舵取り制御開始用所定スロットル開度以下であるときとする。つまり、高速航走状態から、航走速度が所定値以下になったときの航走速度の変化率の絶対値が所定値以上である、即ち速やかに減速しているか、或いはスロットル開度が閉じられたときに準備状態からオフスロットル舵取り制御状態に移行するものとする。
【００７３】
次に、前記図１４の制御ロジックを達成するために前記エンジンコントロールユニット２１５内で行われる演算処理について図１５、図１６のフローチャートを用いて説明する。このうち、エンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を制御するアクチュエータが前記第１実施形態のバイパスバルブ１４のアクチュエータ２３からステップモータ２１４に変更された点を除き、前記初期状態から駆動状態を経て準備状態に移行する演算処理は、前記第１実施形態の図７の演算処理と、準備状態から初期状態に移行する演算処理は、前記第１実施形態の図８の演算処理と実質的に同じである。
【００７４】
そして、この演算処理では、前記第１実施形態と同様に、前記準備状態に相当するステップＳ９で自艇が高速航走状態にあると判定してからステップＳ１０’に移行する。
前記ステップＳ１０’では、前記駆動状態基準位置、即ちダッシュポット待機状態に相当する状態に、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータであるステップモータ２１４を保持してからステップＳ１１’に移行する。
【００７５】
前記ステップＳ１１’では、前記スロットル開度センサ１１４で検出されたスロットル開度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定スロットル開度以下であるか否かを判定し、当該スロットル開度がオフスロットル舵取り制御開始用所定スロットル開度以下である場合にはステップＳ１２’に移行し、そうでない場合にはステップＳ１３’に移行する。
【００７６】
前記ステップＳ１３’では、航走速度に等しい前記指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下であるか否かを判定し、当該指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下である場合にはステップＳ１４’に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ９’に移行する。
【００７７】
前記ステップＳ１４’では、前記第１実施形態と同様に、所定時間前とのエンジン回転速度の変化率の絶対値が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上であるか否かを判定し、当該エンジン回転速度変化率の絶対値がオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上である場合には前記ステップＳ１２’に移行し、そうでない場合にはメインプログラムに復帰する。なお、この判定も、前記第１実施形態と同様に、準備状態から初期状態に移行するものと考えればよい。
【００７８】
前記ステップＳ１２’では、前記第１実施形態と同様に、自艇が所定の減速状態にであると判定してからステップＳ１５’に移行する。
前記ステップＳ１５’では、前記第１実施形態と同様に、減速状態開始時、つまりオフスロットル舵取り制御フェーズ移行時のエンジン回転速度を更新記憶してからステップＳ１６’に移行する。
【００７９】
前記ステップＳ１６’では、前記第１実施形態と同様に、予め設定された所定の駆動速度でエンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータである前記ステップモータ２１４を駆動してからステップＳ１７’に移行する。本実施形態でも、前記第１実施形態と同様に、高速航走状態から比較的大きな減速度で減速している減速状態において、舵の効きを確保するため、エンジン回転速度の減少にダンパをかける、つまりエンジン回転速度がゆっくり減少するように、スロットルバルブ２１２がゆっくり閉じるように、ステップモータ２１４の駆動速度を制御する。また、アクチュエータ駆動速度を自艇の航走状態に応じて可変としてもよく、例えばスロットル開度の所定時間前との変化量や航走速度、即ち前記指数平滑移動平均エンジン回転速度に応じて、アクチュエータの駆動速度を可変設定するようにしてもよい。
【００８０】
前記ステップＳ１７’では、前記第１実施形態と同様に、前記操舵トルクセンサ１１１で検出された操舵トルク（操舵力）の移動平均値を算出してからステップＳ１８’に移行する。
前記ステップＳ１８’では、前記ステップ１７’で算出された操舵トルク（操舵力）と前記ステップＳ１５’で更新記憶された制御フェーズ移行時の指数平滑移動平均エンジン回転速度（航走速度）とに基づき、例えば前記図１１の制御マップにしたがってエンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータの目標値、具体的にはスロットル開度の目標値を設定してからステップＳ１９’に移行する。従って、本実施形態でも、操舵トルク（操舵力）に対応した舵の効きが得られると共に、一旦、十分に減速した自艇が再加速してしまうような違和感を抑制防止することができる。
【００８１】
前記ステップＳ１９’では、前記スロットル開度センサ１１４で検出されたスロットル開度が前記オフスロットル舵取り制御終了用所定スロットル開度以上であるか否かを判定し、当該スロットル開度がオフスロットル舵取り制御終了用所定スロットル開度以上である場合にはステップＳ２０’に移行し、そうでない場合にはステップＳ２１’に移行する。
【００８２】
前記ステップＳ２１’では、航走速度に等しい前記指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記初期状態移行用所定エンジン回転速度以下であるか否かを判定し、当該指数平滑移動平均エンジン回転速度が初期状態移行用所定エンジン回転速度以下である場合には前記ステップＳ２０’に移行し、そうでない場合にはステップＳ２２’に移行する。
【００８３】
前記ステップＳ２２’では、前記オフスロットル舵取り制御移行所定時間後のエンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御終了用所定エンジン回転速度以上であるか否かを判定し、当該オフスロットル舵取り制御移行所定時間後のエンジン回転速度がオフスロットル舵取り制御終了用所定エンジン回転速度以上である場合には前記ステップ２０’に移行し、そうでない場合にはステップＳ２３’に移行する。
【００８４】
前記ステップＳ２０’では、前記第１実施形態と同様に、前記制御カウンタＣＮＴを“０”のリセット状態としてからメインプログラムに復帰する。
前記ステップＳ２３’では、制御カウンタＣＮＴが“１”のセット状態であるか否かを判定し、制御カウンタＣＮＴがセット状態である場合には前記ステップＳ１７’に移行し、そうでない場合にはステップＳ２４’に移行する。
【００８５】
前記ステップＳ２４’では、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータである前記ステップモータ２１４の現在値が、前記ステップＳ１８’で設定したスロットル開度の目標値に相当する目標値に到達していないか否かを判定し、ステップモータ２１４の現在値が目標値に到達していない場合にはステップＳ２５’に移行し、そうでない場合にはステップＳ２６’に移行する。
【００８６】
前記ステップＳ２５’では、前記第１実施形態と同様に、前記制御カウンタＣＮＴを“１”のセット状態としてから前記ステップＳ２７’に移行する。
前記ステップＳ２７’では、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータである前記ステップモータ２１４を目標値に向けて駆動してから前記ステップＳ１９’に移行する。
【００８７】
また、前記ステップＳ２６’では、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータであるステップモータ２１４が前記初期状態位置、即ちスロットル開度全閉状態であるか否かを判定し、当該ステップモータ２１４がスロットル開度全閉状態である場合には前記ステップＳ１７’に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１６’に移行する。
【００８８】
この演算処理によれば、高速航走状態から比較的減速度の大きい所定の減速状態では、操舵トルク、つまり操舵力及び指数平滑移動平均エンジン回転速度、つまり航走速度に基づいてエンジンの出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を制御するようにしたため、操舵力に対する舵の効きと航走速度との両立を図ることができ、これにより自然な操艇感が得られる。
【００８９】
また、操舵力が大きいときにエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を大きくするようにしたため、操舵力に対応した舵の効きを得ることができる。また、航走速度が所定値以上であるときにエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を大きくするようにしたため、十分に減速した後に、自艇が加速してしまうような違和感を抑制防止することができる。
【００９０】
また、スロットル開度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定スロットル開度以下のときに自艇が所定の減速状態にあると検出するようにしたため、スロットルレバーを戻したときの減速時のエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を適切に制御することが可能となる。
また、エンジン回転速度をなまして、つまり移動平均演算を行って自艇の航走速度を検出するようにしたため、正確な航走速度を得にくい水ジェット推進艇において、エンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力制御に適切な航走速度を得ることが可能となる。
【００９１】
また、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下となったときの当該エンジン回転速度変化率の絶対値が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上であるときに自艇が所定の減速状態にあると検出するようにしたため、指数平滑移動平均エンジン回転速度の変化率、つまり航走速度の減速度（減少量）が大きいときを適切な減速状態として検出することが可能となる。
【００９２】
また、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記初期状態移行用所定エンジン回転速度以下になったときに減速時のエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力制御を終了するようにしたため、十分に減速した自艇が再加速するなどの違和感を抑制防止し、減速時推進力制御を適切に終了することが可能となる。
【００９３】
また、スロットル開度が前記オフスロットル舵取り制御終了用所定スロットル開度以上になったときに減速時のエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力制御を終了するようにしたため、速やかに自艇を再加速させることを可能として、減速時推進力制御を適切に終了することが可能となる。
また、減速状態に移行してから前記オフスロットル舵取り制御移行所定時間後のエンジン回転速度が前期オフスロットル舵取り制御終了用エンジン回転速度以上であるときに減速時のエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力制御を終了するようにしたため、自艇が陸揚げされてエンジン回転速度が大きくなったときに減速時推進力制御が適切に終了することが可能となる。
【００９４】
また、自艇が所定の高速航走状態であることが検出された後に、所定の減速状態に移行したことを検出するようにしたため、高速航走状態からのスロットルレバー戻し時のような場合に、適切な減速時推進力出力制御を可能とする。
また、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記駆動状態移行用所定エンジン回転速度以上の状態で前記駆動状態移行用所定エンジン回転速度維持時間以上継続し且つスロットル開度が前記駆動状態移行用所定スロットル開度以上の状態で前記駆動状態移行用所定スロットル開度維持時間以上継続したときに自艇は所定の高速航走状態であると判断するようにしたため、自艇の高速航走状態を適切に検出することが可能となる。
【００９５】
また、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下となったときの当該エンジン回転速度変化率の絶対値が前記初期状態移行用所定エンジン回転速度変化率より小さくなったときには、比較的急速な減速状態に移行することなく、高速航走状態が終了したと検出するようにしたため、不要な減速時エンジン出力制御を回避することが可能となる。
【００９６】
また、スロットル開度の閉じ側変化量の絶対値が前記初期状態移行用所定スロットル開度判定時間内に前記初期状態移行用所定スロットル開度変化量以上になったときに、高速航走状態に到達しなかったと検出するようにしたため、不要な減速時エンジン出力制御を回避することが可能となる。
また、操艇者のスロットル操作に応じて開閉するスロットルバルブの開度を調整して減速時エンジン出力を制御するようにしたため、減速時エンジン出力制御を実用化し易い。
【００９７】
次に、本発明の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置の第３実施形態について図１７を用いて説明する。本実施形態の水ジェット推進艇の概略構成は前記第１実施形態の図２のものと同様であり、また操舵用ハンドルの概略構成も前記第１実施形態の図３のものと同様である。本実施形態では、前記第１実施形態のバイパス路やバイパスバルブを削除し、スロットルバルブ１２をステップモータ２６で駆動する、所謂電子制御スロットルバルブとした。この電子制御スロットルバルブは、所謂スロットルバイワイヤと呼ばれる構成であり、スロットルレバーとスロットルバルブとを機械的に連結せず、例えばスロットルレバーの操作量に応じて、ステップモータ２６を駆動することにより、スロットルバルブ１２の開度を調整するものである。逆に言えば、スロットルバルブ１２の開度は、スロットルレバー１１０の操作量と個別に制御可能である。
【００９８】
本実施形態では、この電子制御スロットルバルブを駆動するステップモータ２６を、エンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を制御するためのアクチュエータとして用い、前記第１実施形態の図７〜図１０の演算処理を行うことにより、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態のようにエンジントルク、つまり自艇の推進力を制御するための電子制御スロットルバルブの開度をオフスロットル舵取り制御時に制御するようにすれば、予め搭載されている電子制御スロットルバルブでオフスロットル舵取り制御を行うことができ、減速状態における舵取り制御を実施化し易い。
【００９９】
但し、前記初期状態、駆動状態、準備状態では、夫々、スロットルレバー１１０の操作状態に応じて電子制御スロットルバルブのステップモータを駆動する必要があるのはいうまでもない。
なお、前記各実施形態では、エンジントルク、つまり自艇の推進力を制御するために、例えばバイパス開度やスロットル開度を調整するようにしたが、これ以外にも、種々の制御量を設定することができる。その位置例としては、例えば点火時期や燃料噴射量、或いは燃料噴射時期等を挙げることができる。
また、エンジンコントロールユニットは、マイクロコンピュータに代えて各種の演算回路で代用することも可能である。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、自艇が所定の減速状態にあることが判断されたとき、検出された操舵力及び航走速度に基づいて減速時のエンジンの出力を制御する構成としたため、航走速度と操舵力の大きさとに応じた減速時のエンジン出力、即ち推進力を得て、操舵力に対する舵の効きと航走速度との両立を図ることができ、これにより自然な操艇感が得られる。
【０１０１】
また、本発明のうち請求項２に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出された操舵力が大きいとき、減速時のエンジンの出力を大きく制御する構成としたため、操舵力に対応した舵の効きを得ることができる。
また、本発明のうち請求項３に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出された航走速度が所定値以上であるとき、減速時のエンジンの出力を大きく制御する構成としたため、十分に減速した後に、自艇が加速してしまうような違和感を抑制防止することができる。
【０１０２】
また、本発明のうち請求項４に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出されたスロットル開度が所定値以下のときに自艇が所定の減速状態にあると判断する構成としたため、スロットルレバーを戻したときの減速時のエンジン出力、即ち推進力を適切に制御することが可能となる。
また、本発明のうち請求項５に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出されたエンジン回転速度に基づいて自艇の航走速度を検出する構成としたため、正確な航走速度を得にくい水ジェット推進艇において、エンジン出力制御に適切な航走速度を得ることが可能となる。
【０１０３】
また、本発明のうち請求項６に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出されたエンジン回転速度が所定値以下となったときの当該エンジン回転速度変化率の絶対値が所定値以上であるときに自艇が所定の減速状態にあると判断する構成としたため、エンジン回転速度、つまり航走速度の減少量が大きいときを適切な減速状態として検出することが可能となる。
【０１０４】
また、本発明のうち請求項７に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出された吸気圧力の変化量の絶対値が所定値以上であるか、又は当該吸気圧力が所定値以下であるときに自艇が所定の減速状態にあると判断する構成としたため、特に４ストロークエンジンにおいてエンジン回転速度、つまり航走速度の減少量が大きいときを適切な減速状態として検出することが可能となる。
【０１０５】
また、本発明のうち請求項８に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出されたエンジン回転速度が所定値以下になったときに減速時エンジン出力制御を終了する構成としたため、十分に減速した自艇が再加速したような違和感を抑制防止し、減速時エンジン出力制御を適切に終了することが可能となる。
【０１０６】
また、本発明のうち請求項９に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出されたスロットル開度が所定値以上になったときに減速時エンジン出力制御を終了する構成としたため、減速時エンジン出力制御を適切に終了させると共に、速やかに自艇を再加速させることを可能とする。
また、本発明のうち請求項１０に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、自艇の所定減速状態が検出されてから所定時間後のエンジン回転速度が所定値以上であるときに前記減速時エンジン出力制御を終了する構成としたため、自艇が陸揚げされてエンジン回転速度が大きくなったときに減速時エンジン出力制御が適切に終了することが可能となる。
【０１０７】
また、本発明のうち請求項１１に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、自艇が所定の高速航走状態であると判断された後に、所定の減速状態に移行したことを判断する構成としたため、高速航走状態からのスロットルレバー戻し時のような場合に、適切な減速時エンジン出力制御を可能とする。
また、本発明のうち請求項１２に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出されたエンジン回転速度が所定値以上の状態で所定時間以上継続し且つ前記スロットル開度検出手段で検出されたスロットル開度が所定値以上の状態で所定時間以上継続したときに自艇は所定の高速航走状態であると判断する構成としたため、自艇の高速航走状態を適切に検出することが可能となる。
【０１０８】
また、本発明のうち請求項１３に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出されたエンジン回転速度が所定値以下となったときの当該エンジン回転速度変化率の絶対値が所定値より小さくなったときに、所定の減速状態に移行することなく、所定の高速航走状態が終了したと判断する構成としたため、不要な減速時エンジン出力制御を回避することが可能となる。
【０１０９】
また、本発明のうち請求項１４に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出されたスロットル開度の所定時間内の変化量の絶対値が所定値以上になったときに、所定の高速航走状態に到達しなかったと判断する構成としたため、不要な減速時エンジン出力制御を回避することが可能となる。
また、本発明のうち請求項１５に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、スロットルバルブに併設されたバイパス路の開度を調整して減速時エンジン出力を制御する構成としたため、減速時エンジン出力制御を実用化し易い。
【０１１０】
また、本発明のうち請求項１６に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、操艇者のスロットル操作に応じて開閉するスロットルバルブの開度を調整して減速時エンジン出力を制御する構成としたため、減速時エンジン出力制御を実用化し易い。
また、本発明のうち請求項１７に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、操艇者のスロットル操作とは個別に開閉操作可能なスロットルバルブの開度を調整して減速時エンジン出力を制御する構成としたため、減速時エンジン出力制御を実用化し易い。
また、本発明のうち請求項１８に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、ロードセルにより、操舵ハンドルが所定操舵角以上操舵されている状態で当該操舵ハンドルに付与された操舵力を検出する構成としたため、操舵力を検出し易い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置の概略構成図である。
【図２】水ジェット推進艇の一例を示す概略構成図である。
【図３】図２の水ジェット推進艇の操舵用ハンドルの概略構成図である。
【図４】図２の水ジェット推進艇の第１実施形態を示すエンジン及びその制御装置の概略構成図である。
【図５】図４のエンジンコントロールユニットで行われる減速時エンジン出力制御のロジックを示す説明図である。
【図６】図５のロジックの概略説明図である。
【図７】図５の制御ロジックを達成するための演算処理を示すフローチャートである。
【図８】図５の制御ロジックを達成するための演算処理を示すフローチャートである。
【図９】図５の制御ロジックを達成するための演算処理を示すフローチャートである。
【図１０】図５の制御ロジックを達成するための演算処理を示すフローチャートである。
【図１１】減速時エンジン出力制御に用いられる制御マップである。
【図１２】減速時エンジン出力制御の作用の説明図である。
【図１３】図２の水ジェット推進艇の第２実施形態を示すエンジン及びその制御装置の概略構成図である。
【図１４】図１３のエンジンコントロールユニットで行われる減速時エンジン出力制御のロジックを示す説明図である。
【図１５】図１４の制御ロジックを達成するための演算処理を示すフローチャートである。
【図１６】図１４の制御ロジックを達成するための演算処理を示すフローチャートである。
【図１７】図２の水ジェット推進艇の第３実施形態を示すエンジン及びその制御装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１はエンジン
１２はスロットルバルブ
１４はバイパスバルブ
１５はエンジンコントロールユニット
２３はアクチュエータ
２６はステップモータ
１０４はハンドル
１０７はインペラ
１１０はスロットルレバー
１１１は操舵トルクセンサ
１１２はリバーススイッチ
２１２はスロットルバルブ
２１４はステップモータ
２１５はエンジンコントロールユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジェット推進機をエンジンで駆動し、そのジェット推進機で加圧及び加速された水を噴射ノズルから噴射し、その反動で推進する水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような水ジェット推進艇では、例えば操艇者がスロットルレバーを解放することなどにより推進力がなくなると、舵がききにくくなるという問題がある。これに対して、例えばスロットルレバーが解放されたときのスロットルバルブのアイドル状態までの戻り時間を長くして或る程度推進力を残存させようとするものがある（例えば特許文献１）。また、例えば操舵用のハンドルが、どちらかの方向に、所定値以上回転されたら、ジェット推進機の出力を増大するものがある（例えば特許文献２）。また、例えばスロットルレバーが戻され且つ操舵用のハンドルが操作されているときには、ジェット推進機駆動用のエンジン出力を残存して推進力を残存させようとするものがある（例えば特許文献３）。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第６３９０８６２号
【特許文献２】
米国特許第６１５９０５９号
【特許文献３】
米国特許第６３３６８３３号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記特許文献１に記載される水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置では、スロットルバルブのアイドル状態までの戻り時間を長くして或る程度推進力を残存させようとするものであるため、操舵していないときでもエンジン回転の低下が遅くなり、停止距離が長じてしまうという問題がある。また、前記特許文献２に記載される水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置では、操舵用のハンドルが所定値以上回転されたら、ジェット推進機の出力を増大させるものであるため、例えば加速する意思がないのに加速してしまうなど、操艇者が自然な操艇感を得にくいという問題がある。また、前記特許文献３に記載される水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置では、スロットルレバーが戻され且つ操舵用のハンドルが操作されているときにはエンジン出力を残存して推進力を残存させようとするものであるため、例えば減速しにくいなど、操艇者が自然な操艇感を得にくいという問題がある。
本発明は前記諸問題を解決すべく開発されたものであり、自然な操艇感を得ることが可能な水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記諸問題を解決するため、本発明のうち請求項１に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、図１の概略構成図に示すように、ジェット推進機をエンジンで駆動し、そのジェット推進機で加圧及び加速された水を噴射ノズルから噴射し、その反動で推進する水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置において、操艇者による操舵力を検出する操舵力検出手段と、自艇の航走速度を検出する航走速度検出手段と、自艇が所定の減速状態にあることを判断する減速状態判断手段と、前記減速状態判断手段で自艇が所定の減速状態にあることが判断されたとき、前記操舵力検出手段で検出された操舵力及び航走速度検出手段で検出された航走速度に基づいて減速時のエンジンの出力を制御する減速時エンジン出力制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のうち請求項２に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１の発明において、前記減速時エンジン出力制御手段は、前記操舵力検出手段で検出された操舵力が大きいとき、減速時のエンジンの出力を大きく制御することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項３に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１又は２の発明において、前記減速時エンジン出力制御手段は、前記航走速度検出手段で検出された航走速度が所定値以上であるとき、減速時のエンジンの出力を大きく制御することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のうち請求項４に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至３の何れかの発明において、操艇者によるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、前記減速状態判断手段は、前記スロットル開度検出手段で検出されたスロットル開度が所定値以下のときに自艇が所定の減速状態にあると判断することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のうち請求項５に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至４の何れかの発明において、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段を備え、前記航走速度検出手段は、前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度に基づいて自艇の航走速度を検出することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項６に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至５の何れかの発明において、エンジンの吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段を備え、前記減速状態判断手段は、前記吸気圧力検出手段で検出された吸気圧力の変化量の絶対値が所定値以上であるか、又は当該吸気圧力が所定値以下であるときに自艇が所定の減速状態にあると判断することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のうち請求項７に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項３又は６の発明において、エンジンの吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段を備え、前記減速状態判断手段は、前記吸気圧力検出手段で検出された吸気圧力の変化量の絶対値が所定値以上であるか、又は当該吸気圧力が所定値以下であるときに自艇が所定の減速状態にあると判断することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明のうち請求項８に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至７の何れかの発明において、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段を備え、前記減速時エンジン出力制御手段は、前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度が所定値以下になったときに前記減速時エンジン出力制御を終了することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のうち請求項９に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至８の何れかの発明において、操艇者によるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、前記減速時エンジン出力制御手段は、前記スロットル開度検出手段で検出されたスロットル開度が所定値以上になったときに前記減速時エンジン出力制御を終了することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のうち請求項１０に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至９の何れかの発明において、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段を備え、前記減速時エンジン出力制御手段は、前記減速状態判断手段で自艇の所定減速状態が検出されてから所定時間後の前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度が所定値以上であるときに前記減速時エンジン出力制御を終了することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明のうち請求項１１に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至１０の何れかの発明において、自艇が所定の高速航走状態であることを判断する高速航走状態判断手段を備え、前記減速状態判断手段は、前記高速航走状態判断手段で自艇が所定の高速航走状態であると判断された後に、前記所定の減速状態に移行したと判断することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明のうち請求項１２に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１１の発明において、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、操艇者によるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段とを備え、前記高速航走状態判断手段は、前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度が所定値以上の状態で所定時間以上継続し且つ前記スロットル開度検出手段で検出されたスロットル開度が所定値以上の状態で所定時間以上継続したときに自艇は所定の高速航走状態であると判断することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明のうち請求項１３に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１１又は１２の発明において、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段を備え、前記高速航走状態判断手段は、前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度が所定値以下となったときの当該エンジン回転速度変化率の絶対値が所定値より小さくなったときに、前記所定の減速状態に移行することなく、前記所定の高速航走状態が終了したと判断することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明のうち請求項１４に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１１乃至１３の何れかの発明において、操艇者によるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、前記高速航走状態判断手段は、前記スロットル開度検出手段で検出されたスロットル開度の所定時間内の変化量の絶対値が所定値以上であるときに、前記所定の高速航走状態に到達しなかったと判断することを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明のうち請求項１５に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至１４の何れかの発明において、前記減速時エンジン出力制御手段は、スロットルバルブに併設されたバイパス路の開度を調整して前記減速時エンジン出力を制御することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項１６に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至１４の何れかの発明において、前記減速時エンジン出力制御手段は、操艇者のスロットル操作に応じて開閉するスロットルバルブの開度を調整して前記減速時エンジン出力を制御することを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明のうち請求項１７に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至１４の何れかの発明において、前記減速時エンジン出力制御手段は、操艇者のスロットル操作とは個別に開閉操作可能なスロットルバルブの開度を調整して前記減速時エンジン出力を制御することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項１８に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置は、前記請求項１乃至１７の何れかの発明において、前記操舵力検出手段は、操舵ハンドルが所定操舵角以上操舵されている状態で当該操舵ハンドルに付与された操舵力を検出するロードセルで構成されることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図２は、本発明のエンジン出力制御装置を適用した水ジェット推進艇の一例を示す概略構成図である。本実施形態の水ジェット推進艇の艇体１００は、下部のハル部材１０１と上部のデッキ部材１０２とから構成され、デッキ部材１０２上に跨座式シート１０３が設けられている。このシート１０３の前方に設けられているのが操舵用のハンドル１０４である。
【００２１】
艇体内には、駆動源であるエンジン１が配設され、当該エンジン１の出力軸１０５にはジェット推進機１０６のインペラが１０７接続されている。従って、エンジン１でジェット推進機１０６のインペラ１０７が回転駆動されると、艇底の水吸引口１０８から水が吸引され、ジェット推進機１０６内で加圧・加速された水はノズル１０９から後方に噴射され、その反動で自艇が前進する。また、前記ハンドル１０４を操舵すると、前記ノズル１０９の後方のディフレクタと呼ばれる舵取り装置が揺動して、自艇を左右に旋回することができる。つまり、ハンドル１０４を操舵すると噴射される水の向きが変わり、これにより自艇を旋回させることができるようになっている。なお、自艇を後進させる場合には、リバースレバー１２０を操作して、前記ノズル１０９後方のリバースゲート１２１を昇降し、前記ノズル１０９から噴射される水の向きを自艇前方に変換することにより可能となる。なお、図中の符号１１２は、前記リバースレバー１２０操作により自艇が後進していることを検出するリバーススイッチである。
【００２２】
図３には、前記ハンドル１０４の構成を示す。ハンドル１０４は、操舵軸１１３の回りに回転可能であり、ハンドル１０４を左右に操舵することができる。また、このハンドル１０４の右グリップの近傍には、操艇者の加減速意思に合わせて操作されるスロットルレバー１１０が設けられている。このスロットルレバー１１０は、解放時、図示のようにグリップから離れており、加速する場合には、操艇者がグリップ側に近づけるようにしてスロットルレバー１１０を握り込む。つまり、スロットルレバー１１０を戻すということは、スロットルレバー１１０を解放することである。また、前記操舵軸１１３には、ハンドル１０４への操舵力、具体的には操舵トルクを検出するための操舵トルクセンサ１１１が設けられている。この操舵トルクセンサ１１１は、前記ハンドル１０４が所定操舵角以上操舵されている状態で、当該ハンドル１０４に係る操舵トルクを検出するロードセルからなる。また、前記スロットルレバー１１０には、操艇者による当該スロットルレバー１１０の操作量、即ちスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１１４が設けられている。
【００２３】
図４には、本実施形態の水ジェット推進艇のエンジン及びその制御装置の概略を示す。本実施形態のエンジン１は、比較的小排気量の４ストロークエンジンであり、シリンダボディ２、クランクシャフト３、ピストン４、燃焼室５、吸気管６、吸気バルブ７、排気管８、排気バルブ９、点火プラグ１０、点火コイル１１を備えている。また、吸気管６内には、前記スロットルレバー１１０の開度に応じて開閉されるスロットルバルブ１２が設けられ、このスロットルバルブ１２の下流側の吸気管６に、燃料噴射装置としてのインジェクタ１３が設けられている。このインジェクタ１３は、燃料タンク１９内に配設されているフィルタ１８、燃料ポンプ１７、圧力制御バルブ１６に接続されている。
【００２４】
また、前記吸気管６のスロットルバルブ１２部分には、当該スロットルバルブ１２をバイパスするバイパス路６ａが設けられ、このバイパス路６ａに当該バイパス路の開度を調整するバイパスバルブ１４（減速時エンジン出力制御手段）が設けられている。このバイパスバルブ１４は、所謂アイドルバルブのように、スロットルバルブ１２の開度とは個別にエンジン１側への吸気流量を調整してエンジンの出力、この場合はエンジントルクを制御するものである。なお、バイパス路６ａの開度、つまりエンジントルクは、例えば電磁デューティバルブのように、バイパスバルブ１４を駆動するためのアクチュエータ２３への電流値、或いはデューティ比を制御することにより制御可能とした。
【００２５】
前記エンジン１の運転状態並びに前記バイパスバルブ１４のアクチュエータ２３の駆動状態は、エンジンコントロールユニット１５によって制御され、当該エンジンコントロールユニット１５は、マイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成される。そして、このエンジンコントロールユニット１５の制御入力、つまりエンジン１の運転状態を検出する手段として、クランクシャフト３の回転角度、つまり位相を検出したり、当該クランクシャフト３自身の回転速度を検出したりするためのクランク角度センサ２０（エンジン回転速度検出手段）、シリンダボディ２の温度又は冷却水温度、即ちエンジン本体の温度を検出する冷却水温度センサ２１、排気管８内の空燃比を検出する排気空燃比センサ２２、吸気管６内の吸気圧力を検出するための吸気圧力センサ２４、吸気管６内の温度、即ち吸気温度を検出する吸気温度センサ２５が設けられている。また、前記操舵用ハンドル１０４に設けられた操舵トルクセンサ１１１（操舵力検出手段）の出力信号やスロットルレバー１１０に設けられたスロットル開度センサ１１４（スロットル開度センサ）の出力信号もエンジントルク制御に用いられる。そして、前記エンジンコントロールユニット１５は、これらのセンサの検出信号を入力し、前記燃料ポンプ１７、圧力制御バルブ１６、インジェクタ１３、点火コイル１１、アクチュエータ２３に制御信号を出力する。
【００２６】
前記エンジンコントロールユニット１５では、エンジン１の運転状態を制御するための種々の演算処理が行われるが、その中には、前記バイパスバルブ１４によるバイパス路６ａのバイパス開度制御もある。図５には、バイパス開度制御ロジックの概要を示す。このバイパス開度制御ロジックでは、制御の段階を４つの段階（フェーズ）に分けて考える。但し、後述するように駆動状態（駆動フェーズ）と準備状態（準備フェーズ）とは、自艇が高速航走状態に至った段階で実質的に等価になるので、段階を３つにしても差し支えない。
【００２７】
このバイパス開度制御ロジックでは、エンジンは回転しているものの自艇は航走しようとしていない初期状態（初期フェーズ）、バイパスバルブが所定位置まで駆動している駆動状態（駆動フェーズ）、自艇が所定の高速航走状態にあり、減速状態を検出するまで待機している準備状態（準備フェーズ）、自艇が所定の減速状態にあって、その推進力を制御するためにエンジンの出力（具体的にはエンジントルク）を制御するオフスロットル舵取り制御状態（オフスロットル舵取り制御フェーズ）の４つの段階に分ける。このうち、初期状態ではバイパス路の開度を全閉とし、駆動状態ではバイパス路の開度を全閉状態からダッシュポット待機位置まで駆動し、準備状態ではバイパス路の開度をダッシュポット待機位置に維持する。そして、オフスロットル舵取り制御状態で、後述する制御マップに従って、自艇の航走速度、具体的にはエンジン回転速度と操舵ハンドルの操舵力、具体的には操舵トルクとに応じてエンジン出力、ここではエンジントルクを制御すべく、バイパス開度を制御する。なお、図６には、前記図５の制御ロジックを本発明に対応させた概略構成図を示す。
【００２８】
ちなみに、水ジェット推進艇では、自艇の正確な航走速度を検出しにくい。その一方で、水ジェット推進艇には、一般的に変速機がない。従って、エンジン回転速度に対し、所定の無駄時間や応答遅れを考慮すると、自艇の航走速度を推定することができる。本実施形態では、制御ロジック中、下記１式で表される所謂指数平滑移動平均エンジン回転速度Ｎｅ（ｎ） を自艇の航走速度として用いる（航走速度検出手段）。これにより、或る程度正確な自艇の航走速度を検出することが可能となる。
【００２９】
【数１】
前記初期状態から駆動状態に移行する条件は、前記リバースレバーが操作されていない状態、即ち前記リバーススイッチがオフの状態で、つまり前進走行可能状態で、前記指数平滑移動平均エンジン回転速度（＝航走速度）が駆動状態移行用所定エンジン回転速度以上の状態で駆動状態移行用所定エンジン回転速度維持時間以上経過し且つスロットル開度が駆動状態移行用所定スロットル開度以上の状態で駆動状態移行用所定スロットル開度維持時間以上経過したときとする。つまり、スロットルが或る程度以上開かれて、自艇が或る程度以上の速度で航走している状態が或る程度継続したら、初期状態から駆動状態に移行するものとする。逆に、前記駆動状態から初期状態に移行する条件は、初期状態移行用所定スロットル開度判定時間内に、スロットル開度の閉じ側への変化量の絶対値が初期状態移行用所定スロットル開度変化量以上になったときとする。つまり、駆動状態に移行する以前に、スロットル開度が大きく閉じられたら、駆動状態から初期状態に移行するものとする。
【００３１】
前記駆動状態から準備状態へは、前述のようにスロットル開度が或る程度以上開かれて、自艇が或る程度以上の速度で航走している状態が或る程度以上継続すると、必然的に自艇は高速航走状態になるので、そうなった時点で自動的に準備状態に移行する。ちなみに、この準備状態からは初期状態に移行可能とし、その条件は、前記指数平滑移動平均エンジン回転速度（＝航走速度）がオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下となったときのエンジン回転速度変化率の絶対値が初期状態移行用所定エンジン回転速度変化率（＝オフスロットル制御開使用所定エンジン回転速度変化率）より小さいときとする。つまり、前記高速航走状態から、航走速度が所定値以下になったときの航走速度の変化率の絶対値が所定値より小さい、即ちゆっくり減速しているときに準備状態から初期状態に移行するものとする。
【００３２】
前記準備状態からオフスロットル舵取り制御状態への移行条件は、前記指数平滑移動平均エンジン回転速度（＝航走速度）がオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下となったときのエンジン回転速度変化率の絶対値がオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上であるか、又はスロットル開度がオフスロットル舵取り制御開始用所定スロットル開度以下であるか、又は吸気圧力変化量の絶対値がオフスロットル舵取り制御開始用所定吸気圧力変化量以上であるか、吸気圧力がオフスロットル舵取り制御開始用所定吸気圧力以下であるときとする。つまり、高速航走状態から、航走速度が所定値以下になったときの航走速度の変化率の絶対値が所定値以下である、即ち速やかに減速しているか、或いはスロットル開度が閉じられたか、或いは吸気圧力が大きく変化したか、或いは吸気圧力が負圧に転じたときに準備状態からオフスロットル舵取り制御状態に移行するものとする。
【００３３】
前記オフスロットル舵取り制御状態からは前記初期状態に移行可能であり、その移行条件は、前記指数平滑移動平均エンジン回転速度（＝航走速度）が初期状態移行用所定エンジン回転速度以下であるか、又はスロットル開度がオフスロットル舵取り制御終了用所定スロットル開度以上であるか、又はオフスロットル舵取り制御移行所定時間後のエンジン回転速度がオフスロットル舵取り制御終了用エンジン回転速度以上であるときとする。つまり、航走速度が殆ど停止状態になるか、或いはスロットル開度が再び開かれたときには、オフスロットル舵取り制御状態から初期状態に移行する。なお、オフスロットル舵取り制御移行所定時間後のエンジン回転速度がオフスロットル舵取り制御終了用エンジン回転速度以上であるときとは、所謂スロットルオフの状態で、自艇を陸揚げした結果、エンジン負荷が小さくなってエンジン回転速度が上昇したときを想定しており、そのような場合にも前記オフスロットル舵取り制御を終了する。
【００３４】
次に、前記バイパス開度制御ロジックを達成するために前記エンジンコントロールユニット１５内で行われる演算処理について図７〜図１０のフローチャートを用いて説明する。この演算処理では、まずステップＳ１で、前記リバーススイッチ１１２がオフの状態であるか否かを判定し、当該リバーススイッチ１１２がオフの状態である場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合にはメインプログラムに復帰する。
【００３５】
前記ステップＳ２では、前記スロットル開度センサ１１４で検出されたスロットル開度が前記駆動状態移行用所定スロットル開度以上であるか否かを判定し、当該スロットル開度が駆動状態移行用所定スロットル開度以上である場合にはステップＳ３に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１に移行する。
前記ステップＳ３では、前記ステップＳ２でスロットル開度が駆動状態移行用所定スロットル開度以上になったと判定されてから前記駆動状態移行用所定スロットル開度維持時間が経過したか否かを判定し、当該駆動状態移行用所定スロットル開度維持時間が経過した場合にはステップＳ４に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１に移行する。
【００３６】
前記ステップＳ４では、前記航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記駆動状態移行用所定エンジン回転速度以上であるか否かを判定し、当該指数平滑移動平均エンジン回転速度が駆動状態移行用所定エンジン回転速度以上である場合にはステップＳ５に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１に移行する。
【００３７】
前記ステップＳ５では、前記ステップＳ４で指数平滑移動平均エンジン回転速度が駆動状態移行用所定エンジン回転速度以上になったと判定されてから前記駆動状態移行用所定エンジン回転速度維持時間が経過したか否かを判定し、当該駆動状態移行用所定エンジン回転速度維持時間が経過した場合にはステップＳ６に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１に移行する。
【００３８】
前記ステップＳ６では、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータである前記バイパスバルブ１４をバイパス路の開度をダッシュポット待機状態になるように駆動してからステップＳ７に移行する。なお、ダッシュポット待機状態とは、後述するように、スロットルを閉じたときのエンジン回転速度の減少にダンパをかける前の状態を示す。
【００３９】
前記ステップＳ７では、前記初期状態移行用所定スロットル開度判定時間内に前記スロットル開度センサ１１４で検出されたスロットル開度の変化量（閉じ側）の絶対値が前記初期状態移行用所定スロットル開度変化量以上になったか否かを判定し、当該初期状態移行用所定スロットル開度判定時間内にスロットル開度変化量の絶対値が初期状態移行用所定スロットル開度変化量以上になった場合には前記ステップＳ１に移行し、そうでない場合にはステップＳ８に移行する。
【００４０】
前記ステップＳ８では、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータである前記バイパスバルブ１４が駆動状態所定位置、即ち前記バイパス路ダッシュポット待機状態にあるか否かを判定し、当該バイパスバルブ１４がバイパス路ダッシュポット待機状態にある場合にはステップＳ９に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ６に移行する。
【００４１】
前記ステップＳ９では、自艇が高速航走状態にあると判定してからステップＳ１０に移行する。
前記ステップＳ１０では、前記駆動状態基準位置、即ちバイパス路ダッシュポット待機状態でエンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータであるバイパスバルブ１４を保持してからステップＳ１１に移行する。
【００４２】
前記ステップＳ１１では、前記吸気圧力センサ２４で検出された吸気圧力が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定吸気圧力以下であるか否かを判定し、当該吸気圧力がオフスロットル舵取り制御開始用所定吸気圧力以下である場合にはステップＳ１２に移行し、そうでない場合にはステップＳ１３に移行する。ちなみに、この判定は、前述したように、吸気圧力が負圧であるか否かを判定して、自艇が比較的急速な減速状態にあることを検出するためのものである。従って、この判定は、大気圧に対する相対圧力ではなく、絶対圧力に基づいて行う。
【００４３】
前記ステップＳ１３では、前記吸気圧力センサ２４で検出された吸気圧力の所定時間前との変化量の絶対値が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定吸気圧力変化量以上であるか否かを判定し、当該吸気圧力変化量の絶対値がオフスロットル舵取り制御開始用所定吸気圧力変化量以上である場合には前記ステップＳ１２に移行し、そうでない場合にはステップＳ１４に移行する。ちなみに、この判定は、前述したように、吸気圧力が急速に負圧側に変化しているか否かを判定して、自艇が比較的急速な減速状態にあることを検出するためのものである。
【００４４】
前記ステップＳ１４では、航走速度に等しい前記指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下であるか否かを判定し、当該指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下である場合にはステップＳ１５に移行し、そうでない場合にはステップＳ１６に移行する。
【００４５】
前記ステップＳ１５では、所定時間前とのエンジン回転速度の変化率の絶対値が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上であるか否かを判定し、当該エンジン回転速度変化率の絶対値がオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上である場合には前記ステップＳ１２に移行し、そうでない場合にはメインプログラムに復帰する。なお、前記ステップＳ１４で指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下であると判定され、且つステップＳ１５でエンジン回転速度変化率の絶対値がオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上でない、つまりオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率より小さいと判定された場合は、前記準備状態から初期状態への移行条件が満足されているので、初期状態に移行するものと考えればよい。
【００４６】
前記ステップＳ１６では、前記スロットル開度センサ１１４で検出されたスロットル開度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定スロットル開度以下であるか否かを判定し、当該スロットル開度がオフスロットル舵取り制御開始用所定スロットル開度以下である場合には前記ステップＳ１２に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ９に移行する。
前記ステップＳ１２では、自艇が所定の減速状態にであると判定してからステップＳ１７に移行する。
前記ステップＳ１７では、減速状態開始時、つまりオフスロットル舵取り制御フェーズ移行時のエンジン回転速度を更新記憶してからステップＳ１８に移行する。
【００４７】
前記ステップＳ１８では、予め設定された所定の駆動速度でエンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータである前記バイパスバルブ１４を駆動してからステップＳ１９に移行する。この所定のアクチュエータ駆動速度とは、前述したように、前記減速状態が、高速航走状態から比較的大きな減速度で減速している状態であり、エンジン回転速度が急速に減少して推進力が急速に低減すると舵がききにくくなるため、エンジン回転速度の減少にダンパをかける、つまりエンジン回転速度がゆっくり減少するように、バイパス路６ａをゆっくり閉じるべく、バイパスバルブ１４の駆動速度を制御することを意味している。従って、本実施形態ではアクチュエータの駆動速度を一定としたが、自艇の航走状態に応じて可変としてもよく、例えばスロットル開度の所定時間前との変化量や航走速度、即ち前記指数平滑移動平均エンジン回転速度に応じて、アクチュエータの駆動速度を可変設定するようにしてもよい。
【００４８】
前記ステップＳ１９では、前記操舵トルクセンサ１１１で検出された操舵トルク（操舵力）の移動平均値を算出してからステップＳ２０に移行する。
前記ステップＳ２０では、前記ステップ１９で算出された操舵トルク（操舵力）と前記ステップＳ１７で更新記憶された制御フェーズ移行時の指数平滑移動平均エンジン回転速度（航走速度）とに基づき、例えば図１１の制御マップにしたがってエンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータの目標値、具体的にはバイパス開度の目標値を設定してからステップＳ２１に移行する。この制御マップは、制御フェーズ、つまり前記減速状態移行時の指数平滑移動平均エンジン速度、即ち航走速度が所定値以上でバイパス開度の目標値、即ちエンジントルクであり、自艇の推進力が大きくなるように設定されている。また、操舵トルク（操舵力）が大きいほど、バイパス開度の目標値、即ちエンジントルクであり、自艇の推進力が大きくなるように設定されている。従って、操舵トルク（操舵力）に対応した舵の効きが得られると共に、一旦、十分に減速した自艇が再加速してしまうような違和感を抑制防止することができる。
【００４９】
前記ステップＳ２１では、制御カウンタＣＮＴが“０”のリセット状態であるか否かを判定し、制御カウンタＣＮＴがリセット状態である場合にはステップＳ２２に移行し、そうでない場合にはステップＳ２４に移行する。
前記ステップＳ２２では、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータである前記バイパスバルブ１４の現在値が前記ステップＳ２０で設定した目標値に到達していないか否かを判定し、バイパスバルブ１４の現在値が目標値に到達していない場合にはステップＳ２３に移行し、そうでない場合にはステップＳ２６に移行する。
【００５０】
前記ステップＳ２３では、前記制御カウンタＣＮＴを“１”のセット状態としてから前記ステップＳ２４に移行する。
前記ステップＳ２４では、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータである前記バイパスバルブ１４を目標値に向けて駆動してからステップＳ２５に移行する。
【００５１】
前記ステップＳ２５では、前記スロットル開度センサ１１４で検出されたスロットル開度が前記オフスロットル舵取り制御終了用所定スロットル開度以上であるか否かを判定し、当該スロットル開度がオフスロットル舵取り制御終了用所定スロットル開度以上である場合にはステップＳ２７に移行し、そうでない場合にはステップＳ２８に移行する。
【００５２】
前記ステップＳ２８では、航走速度に等しい前記なまし指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記初期状態移行用所定エンジン回転速度以下であるか否かを判定し、当該指数平滑移動平均エンジン回転速度が初期状態移行用所定エンジン回転速度以下である場合には前記ステップＳ２７に移行し、そうでない場合にはステップＳ２９に移行する。
【００５３】
前記ステップＳ２９では、前記オフスロットル舵取り制御移行所定時間後のエンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御終了用所定エンジン回転速度以上であるか否かを判定し、当該オフスロットル舵取り制御移行所定時間後のエンジン回転速度がオフスロットル舵取り制御終了用所定エンジン回転速度以上である場合には前記ステップ２７に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１９に移行する。
【００５４】
前記ステップＳ２７では、前記制御カウンタＣＮＴを“０”のリセット状態としてからメインプログラムに復帰する。
また、前記ステップＳ２６では、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータであるバイパスバルブ１４が前記初期状態位置、即ちバイパス路全閉状態であるか否かを判定し、当該バイパスバルブ１４がバイパス路全閉位置である場合には前記ステップＳ１９に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１８に移行する。
【００５５】
この演算処理によれば、高速航走状態から比較的減速度の大きい所定の減速状態では、操舵トルク、つまり操舵力及び指数平滑移動平均エンジン回転速度、つまり航走速度に基づいてエンジンの出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を制御するようにしたため、操舵力に対する舵の効きと航走速度との両立を図ることができ、これにより自然な操艇感が得られる。
【００５６】
また、操舵力が大きいときにエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を大きくするようにしたため、操舵力に対応した舵の効きを得ることができる。また、航走速度が所定値以上であるときにエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を大きくするようにしたため、十分に減速した後に、自艇が加速してしまうような違和感を抑制防止することができる。
【００５７】
また、スロットル開度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定スロットル開度以下のときに自艇が所定の減速状態にあると検出するようにしたため、スロットルレバーを戻したときの減速時のエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を適切に制御することが可能となる。
また、エンジン回転速度をなまして、つまり移動平均演算を行って自艇の航走速度を検出するようにしたため、正確な航走速度を得にくい水ジェット推進艇において、エンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力制御に適切な航走速度を得ることが可能となる。
【００５８】
また、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下となったときの当該エンジン回転速度変化率の絶対値が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上であるときに自艇が所定の減速状態にあると検出するようにしたため、指数平滑移動平均エンジン回転速度の変化率、つまり航走速度の減速度（減少量）が大きいときを適切な減速状態として検出することが可能となる。
【００５９】
また、吸気圧力の変化量の絶対値が所定値以上であるか、又は当該吸気圧力が所定値以下であるときに自艇が所定の減速状態にあると検出する構成としたため、特に本実施形態のような４ストロークエンジンにおいてエンジン回転速度、つまり航走速度の減速度（減少量）が大きいときを適切な減速状態として検出することが可能となる。
【００６０】
また、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記初期状態移行用所定エンジン回転速度以下になったときに減速時のエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力制御を終了するようにしたため、十分に減速した自艇が再加速するなどの違和感を抑制防止し、減速時推進力制御を適切に終了することが可能となる。
【００６１】
また、スロットル開度が前記オフスロットル舵取り制御終了用所定スロットル開度以上になったときに減速時のエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力制御を終了するようにしたため、速やかに自艇を再加速させることを可能として、減速時推進力制御を適切に終了することが可能となる。
また、減速状態に移行してから前記オフスロットル舵取り制御移行所定時間後のエンジン回転速度が前期オフスロットル舵取り制御終了用エンジン回転速度以上であるときに減速時のエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力制御を終了するようにしたため、自艇が陸揚げされてエンジン回転速度が大きくなったときに減速時推進力制御が適切に終了することが可能となる。
【００６２】
また、自艇が所定の高速航走状態であることが検出された後に、所定の減速状態に移行したことを検出するようにしたため、高速航走状態からのスロットルレバー戻し時のような場合に、適切な減速時推進力出力制御を可能とする。
また、航走速度に等しいなましエンジン回転速度が前記駆動状態移行用所定エンジン回転速度以上の状態で前記駆動状態移行用所定エンジン回転速度維持時間以上継続し且つスロットル開度が前記駆動状態移行用所定スロットル開度以上の状態で前記駆動状態移行用所定スロットル開度維持時間以上継続したときに自艇は所定の高速航走状態であると検出するようにしたため、自艇の高速航走状態を適切に検出することが可能となる。
【００６３】
また、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下となったときの当該エンジン回転速度変化率の絶対値が前記初期状態移行用所定エンジン回転速度変化率より小さくなったときには、比較的急速な減速状態に移行することなく、高速航走状態が終了したと検出するようにしたため、不要な減速時エンジン出力制御を回避することが可能となる。
【００６４】
また、スロットル開度の閉じ側への変化量の絶対値が前記初期状態移行用所定スロットル開度判定時間内に前記初期状態移行用所定スロットル開度変化量以上になったときに、高速航走状態に到達しなかったと検出するようにしたため、不要な減速時エンジン出力制御を回避することが可能となる。
また、スロットルバルブに併設されたバイパス路の開度を調整して減速時エンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を制御する構成としたため、減速時エンジン出力制御を実用化し易い。
【００６５】
図１２は、前記図７〜図１０のオフスロットル舵取り制御ロジックによる操舵トルク入力時のエンジン回転速度の経時変化を示したものである。この制御ロジックにより、高速航走状態からの比較的急速な減速状態が検出されると、前記図１１の制御マップにより、操舵トルクに応じたバイパス開度の目標値、即ちエンジントルクであり、自艇の推進力が設定されるので、操舵トルク増大時には、それに遅れてエンジン回転速度が増大する。また、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度は直ぐに前記初期状態移行用所定エンジン回転速度を下回るわけではないので、前記操舵トルクに応じたエンジントルク、即ち自艇の推進力制御が継続される。やがて、全般的にエンジン回転速度が低下し、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記初期状態移行用所定エンジン回転速度以下になると、前記オフスロットル舵取り制御が終了される。この制御開始から終了までの時間をエンジン回転速度のなまし方、つまり前記フィルタ定数の設定によって設定することができ、このチューニングによってより自然な操艇感を得ることが可能となる。
【００６６】
次に、本発明の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置の第２実施形態について説明する。本実施形態の水ジェット推進艇の概略構成は前記第１実施形態の図２のものと同様である。また、本実施形態の水ジェット推進艇の操舵用ハンドルの概略構成は前記第１実施形態の図３のものと同様である。
【００６７】
本実施形態では、推進力の駆動源であるエンジンが、前記第１実施形態の４サイクルエンジンから２ストロークエンジンに変更されている。図１３に本実施形態の２ストロークエンジンの概略構成並びにその制御装置の概略を示す。本実施形態のエンジン１は、比較的小排気量の２ストロークエンジンであり、シリンダボディ２０２、クランクシャフト２０３、ピストン２０４、燃焼室２０５、吸気管２０６、排気管２０８、点火プラグ２１０、点火コイル２１１を備えている。また、前記吸気管２０６には、燃料供給装置としてのキャブレータ２１３が設けられ、このキャブレータ２１３内に、前記スロットルレバー２１０の開度に応じて開閉されるスロットルバルブ２１２が設けられている。なお、前記キャブレータ２１３内には、図示されない燃料タンク内から燃料であるガソリンが供給される。
【００６８】
本実施形態では、前記スロットルバルブ２１２を、アクチュエータであるステップモータ２１４で直接駆動してスロットル開度を調整し、これによりエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を制御する。具体的には、前記第１実施形態と同様に、高速航走状態からの急速な減速状態で、スロットルレバー１１０の戻し操作に伴って閉じようとするスロットルバルブ２１２の開度を開き方向に抑制し、エンジン出力、正確にはエンジントルクを制御することで、自艇の推進力を制御する。つまり、ステップモータ２１４をスロットル全閉の状態にしておけば当該スロットルバルブ２１２は、前記スロットルレバー１１０の操作状態に応じた開度となり、そこからスロットル開方向にステップモータ２１４を調整すれば、前記スロットルレバー１１０が戻し状態であっても、スロットルバルブ２１２はステップモータの回転角度に応じた開度になる。なお、スロットルバルブ２１２の開度、つまりエンジントルクは、制御アクチュエータであるステップモータ２１４の回転角度、つまりステップ数を制御することにより制御可能とした。
【００６９】
本実施形態のエンジンコントロールユニット２１５も、前記第１実施形態のそれと同様に、マイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成される。そして、このエンジンコントロールユニット２１５の制御入力、つまりエンジン１の運転状態を検出する手段として、クランクシャフト２０３の回転角度、つまり位相を検出したり、当該クランクシャフト２０３自身の回転速度を検出したりするためのクランク角度センサ２２０（エンジン回転速度検出手段）、シリンダボディ２０２の温度又は冷却水温度、即ちエンジン本体の温度を検出する冷却水温度センサ２２１、排気管２０８内の空燃比を検出する排気空燃比センサ２２２、吸気管２０６内の温度、即ち吸気温度を検出する吸気温度センサ２２５が設けられている。また、前記操舵用ハンドル１０４に設けられた操舵トルクセンサ１１１（操舵力検出手段）の出力信号やスロットルレバー１１０に設けられたスロットル開度センサ１１４（スロットル開度センサ）の出力信号もエンジントルク制御に用いられる。そして、前記エンジンコントロールユニット２１５は、これらのセンサの検出信号を入力し、前記点火コイル２１１やステップモータ２１４に制御信号を出力する。
【００７０】
前記エンジンコントロールユニット２１５内で行われるオフスロットル舵取り制御のロジックの概要は、前記第１実施形態の図５のものに代えて、図１４のように構成される。この制御ロジックでも、制御の段階を、エンジンは回転しているものの自艇は航走しようとしていない初期状態（初期フェーズ）、前記ステップモータが所定位置まで駆動している駆動状態（駆動フェーズ）、自艇が所定の高速航走状態にある準備状態（準備フェーズ）、自艇が所定の減速状態にあって、その推進力を制御するためにエンジンの出力（具体的にはエンジントルク）を制御するオフスロットル舵取り制御状態（オフスロットル舵取り制御フェーズ）の４つの段階に分ける。なお、前記駆動状態と準備状態とは、前記第１実施形態と同様に実質的に同じ状態であるので、段階を３つに分けてもよい。
【００７１】
このうち、初期状態ではステップモータ２１４をスロットル全閉状態とし、駆動状態ではステップモータ２１４をスロットル開度全閉状態からダッシュポット待機位置まで駆動し、準備状態ではステップモータ２１４を当該ダッシュポット待機位置に維持する。そして、オフスロットル舵取り制御状態で、後述する制御マップに従って、自艇の航走速度、具体的にはエンジン回転速度と操舵ハンドルの操舵力、具体的には操舵トルクとに応じてエンジン出力、ここではエンジントルクを制御すべく、スロットル開度を制御する。なお、この実施形態でも、自艇の航走速度として、前記１式で求められる指数平滑移動平均エンジン回転速度を用いる。
【００７２】
前記図１４の制御ロジックの概要は、前記第１実施形態の図５の制御ロジックに類似しているが、前記準備状態からオフスロットル舵取り制御状態への移行条件が異なる。具体的には、本実施形態のエンジン１が２ストロークエンジンであるために吸気圧力の変動が小さく、特に負圧が発生しにくいことから、準備状態からオフスロットル舵取り制御状態への移行条件として、前記指数平滑移動平均エンジン回転速度（＝航走速度）がオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下となったときのエンジン回転速度変化率の絶対値がオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上であるか、又はスロットル開度がオフスロットル舵取り制御開始用所定スロットル開度以下であるときとする。つまり、高速航走状態から、航走速度が所定値以下になったときの航走速度の変化率の絶対値が所定値以上である、即ち速やかに減速しているか、或いはスロットル開度が閉じられたときに準備状態からオフスロットル舵取り制御状態に移行するものとする。
【００７３】
次に、前記図１４の制御ロジックを達成するために前記エンジンコントロールユニット２１５内で行われる演算処理について図１５、図１６のフローチャートを用いて説明する。このうち、エンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を制御するアクチュエータが前記第１実施形態のバイパスバルブ１４のアクチュエータ２３からステップモータ２１４に変更された点を除き、前記初期状態から駆動状態を経て準備状態に移行する演算処理は、前記第１実施形態の図７の演算処理と、準備状態から初期状態に移行する演算処理は、前記第１実施形態の図８の演算処理と実質的に同じである。
【００７４】
そして、この演算処理では、前記第１実施形態と同様に、前記準備状態に相当するステップＳ９で自艇が高速航走状態にあると判定してからステップＳ１０’に移行する。
前記ステップＳ１０’では、前記駆動状態基準位置、即ちダッシュポット待機状態に相当する状態に、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータであるステップモータ２１４を保持してからステップＳ１１’に移行する。
【００７５】
前記ステップＳ１１’では、前記スロットル開度センサ１１４で検出されたスロットル開度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定スロットル開度以下であるか否かを判定し、当該スロットル開度がオフスロットル舵取り制御開始用所定スロットル開度以下である場合にはステップＳ１２’に移行し、そうでない場合にはステップＳ１３’に移行する。
【００７６】
前記ステップＳ１３’では、航走速度に等しい前記指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下であるか否かを判定し、当該指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下である場合にはステップＳ１４’に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ９’に移行する。
【００７７】
前記ステップＳ１４’では、前記第１実施形態と同様に、所定時間前とのエンジン回転速度の変化率の絶対値が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上であるか否かを判定し、当該エンジン回転速度変化率の絶対値がオフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上である場合には前記ステップＳ１２’に移行し、そうでない場合にはメインプログラムに復帰する。なお、この判定も、前記第１実施形態と同様に、準備状態から初期状態に移行するものと考えればよい。
【００７８】
前記ステップＳ１２’では、前記第１実施形態と同様に、自艇が所定の減速状態にであると判定してからステップＳ１５’に移行する。
前記ステップＳ１５’では、前記第１実施形態と同様に、減速状態開始時、つまりオフスロットル舵取り制御フェーズ移行時のエンジン回転速度を更新記憶してからステップＳ１６’に移行する。
【００７９】
前記ステップＳ１６’では、前記第１実施形態と同様に、予め設定された所定の駆動速度でエンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータである前記ステップモータ２１４を駆動してからステップＳ１７’に移行する。本実施形態でも、前記第１実施形態と同様に、高速航走状態から比較的大きな減速度で減速している減速状態において、舵の効きを確保するため、エンジン回転速度の減少にダンパをかける、つまりエンジン回転速度がゆっくり減少するように、スロットルバルブ２１２がゆっくり閉じるように、ステップモータ２１４の駆動速度を制御する。また、アクチュエータ駆動速度を自艇の航走状態に応じて可変としてもよく、例えばスロットル開度の所定時間前との変化量や航走速度、即ち前記指数平滑移動平均エンジン回転速度に応じて、アクチュエータの駆動速度を可変設定するようにしてもよい。
【００８０】
前記ステップＳ１７’では、前記第１実施形態と同様に、前記操舵トルクセンサ１１１で検出された操舵トルク（操舵力）の移動平均値を算出してからステップＳ１８’に移行する。
前記ステップＳ１８’では、前記ステップ１７’で算出された操舵トルク（操舵力）と前記ステップＳ１５’で更新記憶された制御フェーズ移行時の指数平滑移動平均エンジン回転速度（航走速度）とに基づき、例えば前記図１１の制御マップにしたがってエンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータの目標値、具体的にはスロットル開度の目標値を設定してからステップＳ１９’に移行する。従って、本実施形態でも、操舵トルク（操舵力）に対応した舵の効きが得られると共に、一旦、十分に減速した自艇が再加速してしまうような違和感を抑制防止することができる。
【００８１】
前記ステップＳ１９’では、前記スロットル開度センサ１１４で検出されたスロットル開度が前記オフスロットル舵取り制御終了用所定スロットル開度以上であるか否かを判定し、当該スロットル開度がオフスロットル舵取り制御終了用所定スロットル開度以上である場合にはステップＳ２０’に移行し、そうでない場合にはステップＳ２１’に移行する。
【００８２】
前記ステップＳ２１’では、航走速度に等しい前記指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記初期状態移行用所定エンジン回転速度以下であるか否かを判定し、当該指数平滑移動平均エンジン回転速度が初期状態移行用所定エンジン回転速度以下である場合には前記ステップＳ２０’に移行し、そうでない場合にはステップＳ２２’に移行する。
【００８３】
前記ステップＳ２２’では、前記オフスロットル舵取り制御移行所定時間後のエンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御終了用所定エンジン回転速度以上であるか否かを判定し、当該オフスロットル舵取り制御移行所定時間後のエンジン回転速度がオフスロットル舵取り制御終了用所定エンジン回転速度以上である場合には前記ステップ２０’に移行し、そうでない場合にはステップＳ２３’に移行する。
【００８４】
前記ステップＳ２０’では、前記第１実施形態と同様に、前記制御カウンタＣＮＴを“０”のリセット状態としてからメインプログラムに復帰する。
前記ステップＳ２３’では、制御カウンタＣＮＴが“１”のセット状態であるか否かを判定し、制御カウンタＣＮＴがセット状態である場合には前記ステップＳ１７’に移行し、そうでない場合にはステップＳ２４’に移行する。
【００８５】
前記ステップＳ２４’では、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータである前記ステップモータ２１４の現在値が、前記ステップＳ１８’で設定したスロットル開度の目標値に相当する目標値に到達していないか否かを判定し、ステップモータ２１４の現在値が目標値に到達していない場合にはステップＳ２５’に移行し、そうでない場合にはステップＳ２６’に移行する。
【００８６】
前記ステップＳ２５’では、前記第１実施形態と同様に、前記制御カウンタＣＮＴを“１”のセット状態としてから前記ステップＳ２７’に移行する。
前記ステップＳ２７’では、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータである前記ステップモータ２１４を目標値に向けて駆動してから前記ステップＳ１９’に移行する。
【００８７】
また、前記ステップＳ２６’では、エンジン出力、正確にはエンジントルク制御アクチュエータであるステップモータ２１４が前記初期状態位置、即ちスロットル開度全閉状態であるか否かを判定し、当該ステップモータ２１４がスロットル開度全閉状態である場合には前記ステップＳ１７’に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１６’に移行する。
【００８８】
この演算処理によれば、高速航走状態から比較的減速度の大きい所定の減速状態では、操舵トルク、つまり操舵力及び指数平滑移動平均エンジン回転速度、つまり航走速度に基づいてエンジンの出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を制御するようにしたため、操舵力に対する舵の効きと航走速度との両立を図ることができ、これにより自然な操艇感が得られる。
【００８９】
また、操舵力が大きいときにエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を大きくするようにしたため、操舵力に対応した舵の効きを得ることができる。また、航走速度が所定値以上であるときにエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を大きくするようにしたため、十分に減速した後に、自艇が加速してしまうような違和感を抑制防止することができる。
【００９０】
また、スロットル開度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定スロットル開度以下のときに自艇が所定の減速状態にあると検出するようにしたため、スロットルレバーを戻したときの減速時のエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を適切に制御することが可能となる。
また、エンジン回転速度をなまして、つまり移動平均演算を行って自艇の航走速度を検出するようにしたため、正確な航走速度を得にくい水ジェット推進艇において、エンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力制御に適切な航走速度を得ることが可能となる。
【００９１】
また、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下となったときの当該エンジン回転速度変化率の絶対値が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度変化率以上であるときに自艇が所定の減速状態にあると検出するようにしたため、指数平滑移動平均エンジン回転速度の変化率、つまり航走速度の減速度（減少量）が大きいときを適切な減速状態として検出することが可能となる。
【００９２】
また、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記初期状態移行用所定エンジン回転速度以下になったときに減速時のエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力制御を終了するようにしたため、十分に減速した自艇が再加速するなどの違和感を抑制防止し、減速時推進力制御を適切に終了することが可能となる。
【００９３】
また、スロットル開度が前記オフスロットル舵取り制御終了用所定スロットル開度以上になったときに減速時のエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力制御を終了するようにしたため、速やかに自艇を再加速させることを可能として、減速時推進力制御を適切に終了することが可能となる。
また、減速状態に移行してから前記オフスロットル舵取り制御移行所定時間後のエンジン回転速度が前期オフスロットル舵取り制御終了用エンジン回転速度以上であるときに減速時のエンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力制御を終了するようにしたため、自艇が陸揚げされてエンジン回転速度が大きくなったときに減速時推進力制御が適切に終了することが可能となる。
【００９４】
また、自艇が所定の高速航走状態であることが検出された後に、所定の減速状態に移行したことを検出するようにしたため、高速航走状態からのスロットルレバー戻し時のような場合に、適切な減速時推進力出力制御を可能とする。
また、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記駆動状態移行用所定エンジン回転速度以上の状態で前記駆動状態移行用所定エンジン回転速度維持時間以上継続し且つスロットル開度が前記駆動状態移行用所定スロットル開度以上の状態で前記駆動状態移行用所定スロットル開度維持時間以上継続したときに自艇は所定の高速航走状態であると判断するようにしたため、自艇の高速航走状態を適切に検出することが可能となる。
【００９５】
また、航走速度に等しい指数平滑移動平均エンジン回転速度が前記オフスロットル舵取り制御開始用所定エンジン回転速度以下となったときの当該エンジン回転速度変化率の絶対値が前記初期状態移行用所定エンジン回転速度変化率より小さくなったときには、比較的急速な減速状態に移行することなく、高速航走状態が終了したと検出するようにしたため、不要な減速時エンジン出力制御を回避することが可能となる。
【００９６】
また、スロットル開度の閉じ側変化量の絶対値が前記初期状態移行用所定スロットル開度判定時間内に前記初期状態移行用所定スロットル開度変化量以上になったときに、高速航走状態に到達しなかったと検出するようにしたため、不要な減速時エンジン出力制御を回避することが可能となる。
また、操艇者のスロットル操作に応じて開閉するスロットルバルブの開度を調整して減速時エンジン出力を制御するようにしたため、減速時エンジン出力制御を実用化し易い。
【００９７】
次に、本発明の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置の第３実施形態について図１７を用いて説明する。本実施形態の水ジェット推進艇の概略構成は前記第１実施形態の図２のものと同様であり、また操舵用ハンドルの概略構成も前記第１実施形態の図３のものと同様である。本実施形態では、前記第１実施形態のバイパス路やバイパスバルブを削除し、スロットルバルブ１２をステップモータ２６で駆動する、所謂電子制御スロットルバルブとした。この電子制御スロットルバルブは、所謂スロットルバイワイヤと呼ばれる構成であり、スロットルレバーとスロットルバルブとを機械的に連結せず、例えばスロットルレバーの操作量に応じて、ステップモータ２６を駆動することにより、スロットルバルブ１２の開度を調整するものである。逆に言えば、スロットルバルブ１２の開度は、スロットルレバー１１０の操作量と個別に制御可能である。
【００９８】
本実施形態では、この電子制御スロットルバルブを駆動するステップモータ２６を、エンジン出力、正確にはエンジントルクであり、自艇の推進力を制御するためのアクチュエータとして用い、前記第１実施形態の図７〜図１０の演算処理を行うことにより、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態のようにエンジントルク、つまり自艇の推進力を制御するための電子制御スロットルバルブの開度をオフスロットル舵取り制御時に制御するようにすれば、予め搭載されている電子制御スロットルバルブでオフスロットル舵取り制御を行うことができ、減速状態における舵取り制御を実施化し易い。
【００９９】
但し、前記初期状態、駆動状態、準備状態では、夫々、スロットルレバー１１０の操作状態に応じて電子制御スロットルバルブのステップモータを駆動する必要があるのはいうまでもない。
なお、前記各実施形態では、エンジントルク、つまり自艇の推進力を制御するために、例えばバイパス開度やスロットル開度を調整するようにしたが、これ以外にも、種々の制御量を設定することができる。その位置例としては、例えば点火時期や燃料噴射量、或いは燃料噴射時期等を挙げることができる。
また、エンジンコントロールユニットは、マイクロコンピュータに代えて各種の演算回路で代用することも可能である。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、自艇が所定の減速状態にあることが判断されたとき、検出された操舵力及び航走速度に基づいて減速時のエンジンの出力を制御する構成としたため、航走速度と操舵力の大きさとに応じた減速時のエンジン出力、即ち推進力を得て、操舵力に対する舵の効きと航走速度との両立を図ることができ、これにより自然な操艇感が得られる。
【０１０１】
また、本発明のうち請求項２に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出された操舵力が大きいとき、減速時のエンジンの出力を大きく制御する構成としたため、操舵力に対応した舵の効きを得ることができる。
また、本発明のうち請求項３に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出された航走速度が所定値以上であるとき、減速時のエンジンの出力を大きく制御する構成としたため、十分に減速した後に、自艇が加速してしまうような違和感を抑制防止することができる。
【０１０２】
また、本発明のうち請求項４に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出されたスロットル開度が所定値以下のときに自艇が所定の減速状態にあると判断する構成としたため、スロットルレバーを戻したときの減速時のエンジン出力、即ち推進力を適切に制御することが可能となる。
また、本発明のうち請求項５に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出されたエンジン回転速度に基づいて自艇の航走速度を検出する構成としたため、正確な航走速度を得にくい水ジェット推進艇において、エンジン出力制御に適切な航走速度を得ることが可能となる。
【０１０３】
また、本発明のうち請求項６に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出されたエンジン回転速度が所定値以下となったときの当該エンジン回転速度変化率の絶対値が所定値以上であるときに自艇が所定の減速状態にあると判断する構成としたため、エンジン回転速度、つまり航走速度の減少量が大きいときを適切な減速状態として検出することが可能となる。
【０１０４】
また、本発明のうち請求項７に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出された吸気圧力の変化量の絶対値が所定値以上であるか、又は当該吸気圧力が所定値以下であるときに自艇が所定の減速状態にあると判断する構成としたため、特に４ストロークエンジンにおいてエンジン回転速度、つまり航走速度の減少量が大きいときを適切な減速状態として検出することが可能となる。
【０１０５】
また、本発明のうち請求項８に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出されたエンジン回転速度が所定値以下になったときに減速時エンジン出力制御を終了する構成としたため、十分に減速した自艇が再加速したような違和感を抑制防止し、減速時エンジン出力制御を適切に終了することが可能となる。
【０１０６】
また、本発明のうち請求項９に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出されたスロットル開度が所定値以上になったときに減速時エンジン出力制御を終了する構成としたため、減速時エンジン出力制御を適切に終了させると共に、速やかに自艇を再加速させることを可能とする。
また、本発明のうち請求項１０に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、自艇の所定減速状態が検出されてから所定時間後のエンジン回転速度が所定値以上であるときに前記減速時エンジン出力制御を終了する構成としたため、自艇が陸揚げされてエンジン回転速度が大きくなったときに減速時エンジン出力制御が適切に終了することが可能となる。
【０１０７】
また、本発明のうち請求項１１に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、自艇が所定の高速航走状態であると判断された後に、所定の減速状態に移行したことを判断する構成としたため、高速航走状態からのスロットルレバー戻し時のような場合に、適切な減速時エンジン出力制御を可能とする。
また、本発明のうち請求項１２に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出されたエンジン回転速度が所定値以上の状態で所定時間以上継続し且つ前記スロットル開度検出手段で検出されたスロットル開度が所定値以上の状態で所定時間以上継続したときに自艇は所定の高速航走状態であると判断する構成としたため、自艇の高速航走状態を適切に検出することが可能となる。
【０１０８】
また、本発明のうち請求項１３に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出されたエンジン回転速度が所定値以下となったときの当該エンジン回転速度変化率の絶対値が所定値より小さくなったときに、所定の減速状態に移行することなく、所定の高速航走状態が終了したと判断する構成としたため、不要な減速時エンジン出力制御を回避することが可能となる。
【０１０９】
また、本発明のうち請求項１４に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、検出されたスロットル開度の所定時間内の変化量の絶対値が所定値以上になったときに、所定の高速航走状態に到達しなかったと判断する構成としたため、不要な減速時エンジン出力制御を回避することが可能となる。
また、本発明のうち請求項１５に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、スロットルバルブに併設されたバイパス路の開度を調整して減速時エンジン出力を制御する構成としたため、減速時エンジン出力制御を実用化し易い。
【０１１０】
また、本発明のうち請求項１６に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、操艇者のスロットル操作に応じて開閉するスロットルバルブの開度を調整して減速時エンジン出力を制御する構成としたため、減速時エンジン出力制御を実用化し易い。
また、本発明のうち請求項１７に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、操艇者のスロットル操作とは個別に開閉操作可能なスロットルバルブの開度を調整して減速時エンジン出力を制御する構成としたため、減速時エンジン出力制御を実用化し易い。
また、本発明のうち請求項１８に係る水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置によれば、ロードセルにより、操舵ハンドルが所定操舵角以上操舵されている状態で当該操舵ハンドルに付与された操舵力を検出する構成としたため、操舵力を検出し易い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置の概略構成図である。
【図２】水ジェット推進艇の一例を示す概略構成図である。
【図３】図２の水ジェット推進艇の操舵用ハンドルの概略構成図である。
【図４】図２の水ジェット推進艇の第１実施形態を示すエンジン及びその制御装置の概略構成図である。
【図５】図４のエンジンコントロールユニットで行われる減速時エンジン出力制御のロジックを示す説明図である。
【図６】図５のロジックの概略説明図である。
【図７】図５の制御ロジックを達成するための演算処理を示すフローチャートである。
【図８】図５の制御ロジックを達成するための演算処理を示すフローチャートである。
【図９】図５の制御ロジックを達成するための演算処理を示すフローチャートである。
【図１０】図５の制御ロジックを達成するための演算処理を示すフローチャートである。
【図１１】減速時エンジン出力制御に用いられる制御マップである。
【図１２】減速時エンジン出力制御の作用の説明図である。
【図１３】図２の水ジェット推進艇の第２実施形態を示すエンジン及びその制御装置の概略構成図である。
【図１４】図１３のエンジンコントロールユニットで行われる減速時エンジン出力制御のロジックを示す説明図である。
【図１５】図１４の制御ロジックを達成するための演算処理を示すフローチャートである。
【図１６】図１４の制御ロジックを達成するための演算処理を示すフローチャートである。
【図１７】図２の水ジェット推進艇の第３実施形態を示すエンジン及びその制御装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１はエンジン
１２はスロットルバルブ
１４はバイパスバルブ
１５はエンジンコントロールユニット
２３はアクチュエータ
２６はステップモータ
１０４はハンドル
１０７はインペラ
１１０はスロットルレバー
１１１は操舵トルクセンサ
１１２はリバーススイッチ
２１２はスロットルバルブ
２１４はステップモータ
２１５はエンジンコントロールユニット
Claims (18)
- ジェット推進機をエンジンで駆動し、そのジェット推進機で加圧及び加速された水を噴射ノズルから噴射し、その反動で推進する水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置において、操艇者による操舵力を検出する操舵力検出手段と、自艇の航走速度を検出する航走速度検出手段と、自艇が所定の減速状態にあることを判断する減速状態判断手段と、前記減速状態判断手段で自艇が所定の減速状態にあると判断されたとき、前記操舵力検出手段で検出された操舵力及び航走速度検出手段で検出された航走速度に基づいて減速時のエンジンの出力を制御する減速時エンジン出力制御手段とを備えたことを特徴とする水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- 前記減速時エンジン出力制御手段は、前記操舵力検出手段で検出された操舵力が大きいとき、減速時のエンジンの出力を大きく制御することを特徴とする請求項１に記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- 前記減速時エンジン出力制御手段は、前記航走速度検出手段で検出された航走速度が所定値以上であるとき、減速時のエンジンの出力を大きく制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- 操艇者によるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、前記減速状態判断手段は、前記スロットル開度検出手段で検出されたスロットル開度が所定値以下のときに自艇が所定の減速状態にあると判断することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段を備え、前記航走速度検出手段は、前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度に基づいて自艇の航走速度を検出することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段を備え、前記減速状態判断手段は、前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度が所定値以下となったときの当該エンジン回転速度変化率の絶対値が所定値以上であるときに自艇が所定の減速状態にあると判断することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- エンジンの吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段を備え、前記減速状態判断手段は、前記吸気圧力検出手段で検出された吸気圧力の変化量の絶対値が所定値以上であるか、又は当該吸気圧力が所定値以下であるときに自艇が所定の減速状態にあると判断することを特徴とする請求項３又は６に記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段を備え、前記減速時エンジン出力制御手段は、前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度が所定値以下になったときに前記減速時エンジン出力制御を終了することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- 操艇者によるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、前記減速時エンジン出力制御手段は、前記スロットル開度検出手段で検出されたスロットル開度が所定値以上になったときに前記減速時エンジン出力制御を終了することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段を備え、前記減速時エンジン出力制御手段は、前記減速状態判断手段で自艇の所定減速状態が検出されてから所定時間後の前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度が所定値以上であるときに前記減速時エンジン出力制御を終了することを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- 自艇が所定の高速航走状態であることを判断する高速航走状態判断手段を備え、前記減速状態判断手段は、前記高速航走状態判断手段で自艇が所定の高速航走状態であると判断された後に、前記所定の減速状態に移行したと判断することを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、操艇者によるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段とを備え、前記高速航走状態判断手段は、前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度が所定値以上の状態で所定時間以上継続し且つ前記スロットル開度検出手段で検出されたスロットル開度が所定値以上の状態で所定時間以上継続したときに自艇は所定の高速航走状態であると判断することを特徴とする請求項１１に記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段を備え、前記高速航走状態判断手段は、前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度が所定値以下となったときの当該エンジン回転速度変化率の絶対値が所定値より小さくなったときに、前記所定の減速状態に移行することなく、前記所定の高速航走状態が終了したと判断することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- 操艇者によるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、前記高速航走状態判断手段は、前記スロットル開度検出手段で検出されたスロットル開度の所定時間内の変化量の絶対値が所定値以上であるときに、前記所定の高速航走状態に到達しなかったと判断することを特徴とする請求項１１乃至１３の何れかに記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- 前記減速時エンジン出力制御手段は、スロットルバルブに併設されたバイパス路の開度を調整して前記減速時エンジン出力を制御することを特徴とする請求項１乃至１４の何れかに記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- 前記減速時エンジン出力制御手段は、操艇者のスロットル操作に応じて開閉するスロットルバルブの開度を調整して前記減速時エンジン出力を制御することを特徴とする請求項１乃至１４の何れかに記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- 前記減速時エンジン出力制御手段は、操艇者のスロットル操作とは個別に開閉操作可能なスロットルバルブの開度を調整して前記減速時エンジン出力を制御することを特徴とする請求項１乃至１４の何れかに記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
- 前記操舵力検出手段は、操舵ハンドルが所定操舵角以上操舵されている状態で当該操舵ハンドルに付与された操舵力を検出するロードセルで構成されることを特徴とする請求項１乃至１７の何れかに記載の水ジェット推進艇のエンジン出力制御装置。
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