JP2010242612A - 水ジェット推進艇 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンをスムーズに再始動することが可能な水ジェット推進艇を提供する。
【解決手段】この水ジェット推進艇１は、排気ポート５２ｂを開閉可能に設けられ、燃焼室５ａから排出される排出ガスの流量を調整する排気バルブ５８と、燃焼室５ａに流入される空気の流量を調整する吸気バルブ５７とを含み、船体２に搭載されているエンジン５と、吸気ポート５２ａに燃料を噴射するインジェクタ８５と、排気ポート５２ｂから排出される排出ガスが流通する排気管８７とを備える。また、水ジェット推進艇１は、エンジン５の始動を行う際に、所定の期間（約３秒間）インジェクタ８５から燃料が噴射されない状態で排気ポート５２ｂよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気管８７側に送り出すように構成されている。
【選択図】図６

Description

この発明は、水ジェット推進艇に関し、特に、燃焼ガスを排出する排気経路を有する水ジェット推進艇に関する。

従来、燃焼ガスを排出する排気経路を有する水ジェット推進艇が知られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１には、燃料が燃焼される燃焼室と、燃焼室から排出される排出ガスの流量を調整する排気バルブと、燃焼室に流入される空気の流量を調整する吸気バルブとを含むエンジンを備える小型滑走艇（水ジェット推進艇）が開示されている。また、エンジンの燃焼室から排出ガスを外部に排出する排気経路が設けられている。上記特許文献１の小型滑走艇は、吸気バルブおよび排気バルブが開閉するタイミングを変えることが可能なように構成されており、航行時に、吸気バルブおよび排気バルブの両バルブが開かれるバルブのオーバーラップ期間が設けられている。

特開平１１−２０８５９１号公報

しかしながら、上記特許文献１の小型滑走艇（水ジェット推進艇）では、エンジンの駆動が停止する際に、吸気バルブおよび排気バルブの両バルブが開かれるバルブのオーバーラップ期間でエンジンが停止すると、吸気側から排気側（排気経路）までが連通した状態となり、吸気側から排気側（排気経路）に掛けて一本の流路が形成される。この場合において小型滑走艇が浮かべられている水面に波が発生した場合などに、水により排気経路が塞がれ、さらに水によって排気経路内に残留している排出ガスが燃焼室および吸気側に押し込まれる現象が発生することがある。このため、エンジンを再始動する際に燃料が点火し難くなるという不都合がある。その結果、エンジンをスムーズに再始動できない場合があるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、エンジンをスムーズに再始動することが可能な水ジェット推進艇を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

この発明の一の局面による水ジェット推進艇は、船体と、燃料が燃焼される燃焼室と、燃焼室により燃料が燃焼された後の排出ガスを排出する排気ポートと、排気ポートを開閉可能に設けられ、燃焼室から排出される排出ガスの流量を調整する排気バルブと、燃焼室と接続され、空気および燃料が流入される吸気ポートと、吸気ポートを開閉可能に設けられ、燃焼室に流入される空気の流量を調整する吸気バルブとを含み、船体に搭載されているエンジンと、吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射装置と、排気ポートと接続され、排気ポートから排出される排出ガスが流通する排気経路とを備え、エンジンの始動を行う際に、所定の期間燃料噴射装置から燃料が噴射されない状態で排気ポートよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気経路側に送り出すように構成されている。

この一の局面による水ジェット推進艇では、上記のように、エンジンの始動を行う際に、所定の期間燃料噴射装置から燃料が噴射されない状態で排気ポートよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気経路側に送り出すように構成することによって、燃焼室内に排出ガスが残留するのを抑制することができるので、所定の期間経過後に、燃料噴射装置から噴射された燃料を確実に点火させることできる。その結果、エンジンをスムーズに再始動することができる。

上記一の局面による水ジェット推進艇において、好ましくは、エンジンは、エンジンの駆動時に回転されるクランクシャフトと、クランクシャフトの回転に伴って燃焼室の下方で移動するピストンとをさらに含み、エンジンの始動を行う際に、排気ポートよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気経路側に送り出すために、所定の期間燃料噴射装置から燃料を噴射させない状態でピストンを移動させる駆動制御を行う制御部をさらに備える。このように構成すれば、ピストンが燃焼室の上側に向かって移動される際に、燃焼室内に滞留している排出ガスを燃焼室の外部に流出させることができる。

上記所定の期間ピストンを移動させる駆動制御を行う制御部を備える水ジェット推進艇において、好ましくは、エンジンは、始動時にクランクシャフトを回転させる始動モータをさらに含み、制御部は、エンジンの始動を行う際に、ピストンを移動させることにより少なくとも燃焼室に滞留している排出ガスを排気経路側に送り出すために、所定の期間燃料噴射装置から燃料を噴射させない状態で始動モータを駆動させることにより、クランクシャフトを回転させる駆動制御を行うように構成されている。このように構成すれば、始動モータにより、容易に、クランクシャフトを回転させることができるので、クランクシャフトが回転されることにより、容易に、ピストンを移動させることができる。

上記所定の期間ピストンを移動させる駆動制御を行う制御部を備える水ジェット推進艇において、好ましくは、吸気バルブが吸気ポートを閉じているか否かを検出するとともに、排気バルブが排気ポートを閉じているか否かを検出する検出部をさらに備え、制御部は、エンジンの始動を行う前に、吸気バルブおよび排気バルブの両方がそれぞれ吸気ポートおよび排気ポートを開く位置で停止していると検出部により検出された場合に、エンジンの始動を行う際に、所定の期間燃料噴射装置から燃料を噴射させない状態で排気ポートよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気経路側に送り出す制御を行うように構成されている。このように構成すれば、吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方が吸気ポートおよび排気ポートの少なくとも一方を閉じている場合には、排気経路から排出ガスが逆流せずに排気ポートよりも吸気側に排出ガスが殆ど滞留していないので、エンジンの始動を行う際に、排気ポートよりも吸気側の空気などを排気経路側に送り出す余分な動作を行う必要がない。

上記所定の期間ピストンを移動させる駆動制御を行う制御部を備える水ジェット推進艇において、好ましくは、エンジンは、吸気ポートを開く位置および閉じる位置に吸気バルブを移動させる第１アクチュエータと、排気ポートを開く位置および閉じる位置に排気バルブを移動させる第２アクチュエータとをさらに含み、制御部は、エンジンの始動を行う際に、排気ポートよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気経路側に送り出すために、所定の期間吸気ポートおよび排気ポートを所定のタイミングで開くように第１アクチュエータおよび第２アクチュエータの駆動制御を行うように構成されている。このように構成すれば、第１アクチュエータおよび第２アクチュエータにより、クランクシャフトの回転タイミングに係わらず吸気バルブおよび排気バルブを移動させることができるので、排気ポートよりも吸気側に滞留している排出ガスを効率的に排気経路側に送り出すことができる。

上記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを有するエンジンを備える水ジェット推進艇において、好ましくは、第１アクチュエータおよび第２アクチュエータは、それぞれ、第１電磁弁および第２電磁弁を含む。このように構成すれば、第１電磁弁および第２電磁弁により、吸気バルブおよび排気バルブをそれぞれ素早く移動させることができる。

この場合において、好ましくは、吸気バルブが吸気ポートを閉じているか否かを検出するとともに、排気バルブが排気ポートを閉じているか否かを検出する検出部をさらに備え、制御部は、エンジンの始動を行う前に、吸気バルブおよび排気バルブの両方がそれぞれ吸気ポートおよび排気ポートを開く位置で停止していると検出部により検出された場合に、エンジンの始動を行う際に、排気ポートよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気経路側に送り出すために、吸気ポートおよび排気ポートが所定のタイミングで開くように第１電磁弁または第２電磁弁を駆動制御するように構成されている。このように構成すれば、吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方が吸気ポートおよび排気ポートの少なくとも一方を閉じている場合には、排気経路から排出ガスが逆流せずに排気ポートよりも吸気側に排出ガスが殆ど滞留していないので、エンジンの始動を行う際に、排気ポートよりも吸気側の空気などを排気経路側に送り出す余分な動作を行う必要がない。

上記所定の期間ピストンを移動させる駆動制御を行う制御部を備える水ジェット推進艇において、好ましくは、制御部は、所定の期間経過後に、燃料噴射装置から吸気ポートに向かって燃料を噴射させることにより、エンジンを駆動させるように制御を行うように構成されている。このように構成すれば、排気ポートよりも吸気側に排出ガスが殆ど滞留していない状態で燃料を点火することができるので、エンジンをスムーズに始動することができる。

上記所定の期間ピストンを移動させる駆動制御を行う制御部を備える水ジェット推進艇において、好ましくは、所定の期間は、クランクシャフトを所定の時間駆動させる期間またはクランクシャフトを所定の回数回転させる期間を含む。このように構成すれば、確実に排気ポートよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気経路側に送り出すことができる。

上記一の局面による水ジェット推進艇において、好ましくは、エンジンの駆動が停止される際に、排気経路から吸気ポートに至る経路の少なくとも一箇所を遮断するように構成されている。このように構成すれば、水により排気経路が塞がれるとともに排気経路内にわずかに残留している排出ガスが燃焼室および吸気側に押し込まれる場合にも、排気経路から吸気ポートに至る経路の少なくとも一箇所が遮断されているため、排気経路に滞留している排出ガスが吸気側に流動されるのを抑制することができる。これにより、吸気側に排出ガスが流入するのを抑制することができるので、エンジンを再始動する際に燃料が点火し難くなるのを抑制することできる。その結果、エンジンをよりスムーズに再始動することができる。

本発明の第１実施形態による水ジェット推進艇の全体構成を示す側面図である。 図１に示した第１実施形態による水ジェット推進艇のエンジンの構成を説明するための断面図である。 図１に示した第１実施形態による水ジェット推進艇のエンジン近傍の構成を説明するためのブロック図である。 図１に示した第１実施形態による水ジェット推進艇のポンプ室近傍の構造を説明するための断面図である。 図１に示した第１実施形態による水ジェット推進艇のエンジンが駆動を停止する際におけるＥＣＵの処理を説明するためのフローチャートである。 図１に示した第１実施形態による水ジェット推進艇のエンジンを始動させる際のＥＣＵの処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態による水ジェット推進艇のエンジン近傍の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の第２実施形態による水ジェット推進艇のエンジンが駆動を停止する際におけるＥＣＵの処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態による水ジェット推進艇のエンジンを始動させる際のＥＣＵの処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
まず、図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態による水ジェット推進艇１の構造を説明する。

図１に示すように、水ジェット推進艇１は、デッキ２ａとハル２ｂとにより構成された船体２の上部にシート３が配置されている。シート３の前方には、船体２を操舵するためのステアリング装置４が配置されている。また、船体２の内部に形成されるエンジンルームには、エンジン５が搭載されている。

エンジン５は、図２に示すように、シリンダボディ５１と、シリンダヘッド５２と、シリンダヘッドカバー５３と、後述するクランクシャフト６６を収納するクランクケース５４とを含んでいる。シリンダボディ５１には、４つのピストン５５が摺動可能に配置されている。また、４つのピストン５５には、それぞれ、コンロッド５６の一方端部が回動可能に取り付けられている。また、シリンダヘッド５２は、シリンダボディ５１の一方の開口を塞ぐように配置されている。そして、シリンダボディ５１、シリンダヘッド５２および各ピストン５５に囲まれたそれぞれの領域には、エンジン５の燃焼室５ａが設けられている。

また、シリンダヘッド５２には、図３に示すように、燃焼室５ａと接続され、空気および燃料が流入される吸気ポート５２ａと、燃焼室５ａにより燃料が燃焼された後の排出ガスを排出する排気ポート５２ｂとが設けられている。そして、吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂには、それぞれ、吸気バルブ５７および排気バルブ５８が配置されている。吸気バルブ５７は、吸気ポート５２ａを開閉可能に設けられ、燃焼室５ａに流入される空気の流量を調整する機能を有するとともに、排気バルブ５８は、排気ポート５２ｂを開閉可能に設けられ、燃焼室５ａから排出される排出ガスの流量を調整する機能を有する。具体的には、シリンダヘッド５２には、吸気バルブ５７を所定のタイミングで移動させるカム５９およびカム５９を回転させるカムシャフト６０と、排気バルブ５８を所定のタイミングで移動させるカム６１およびカム６１を回転させるカムシャフト６２とが配置されている。

また、図２に示すように、カムシャフト６０およびカムシャフト６２（図３参照）の一方側には、それぞれ、スプロケット６３および図示しないスプロケットが取り付けられており、スプロケット６３および図示しないスプロケットには、カムチェーン６４が噛合されている。

また、カムチェーン６４は、後述するクランクシャフト６６のスプロケット６８に噛合されており、クランクシャフト６６が回転されるのに伴って駆動されるように構成されている。そして、カムシャフト６０および６２（図３参照）は、それぞれ、後述するクランクシャフト６６が回転されることにより回転されるように構成されており、クランクシャフト６６は、吸気バルブ５７および排気バルブ５８（図３参照）をそれぞれ移動させる駆動源となる。また、シリンダヘッド５２には、４つのピストン５５に対応するように４つの点火プラグ６５が設けられている。この点火プラグ６５の先端部６５ａは、シリンダボディ５１、シリンダヘッド５２およびピストン５５に囲まれた燃焼室５ａに向かって突出するように配置されている。また、シリンダヘッドカバー５３は、カムシャフト６０および６２（図３参照）を覆うようにシリンダヘッド５２に取り付けられている。

また、クランクケース５４には、クランクシャフト６６が前後方向に延びるように配置されている。また、クランクシャフト６６には、上記したコンロッド５６の他方端部が回転可能に取り付けられており、クランクシャフト６６は、ピストン５５が上下に摺動されるのに伴って回転されるように構成されている。また、クランクシャフト６６の後部は、クランクケース５４の後方に突出するように配置されており、補機室６７の内部に収納されている。また、クランクシャフト６６の前側（矢印ＦＷＤ方向側）部分には、スプロケット６８が設けられており、スプロケット６８には、上記したカムチェーン６４が噛合されている。これにより、クランクシャフト６６が回転されるのに伴って、カムシャフト６０および６２をそれぞれ回転させることが可能となる。

また、図３に示すように、エンジン５の始動時に燃焼室５ａに滞留している排出ガスを排気ポート５２ｂに送り出すために、カム５９および６１は、それぞれ、ピストン５５が下方に移動される際に、吸気バルブ５７が開かれるとともに排気バルブ５８が閉じられるタイミングを有するように構成されている。また、カム５９および６１は、さらに、それぞれ、ピストン５５が上方に移動される際に、吸気バルブ５７が閉じられるとともに排気バルブ５８が開かれるタイミングを有するように構成されている。

また、補機室６７には、図２に示すように、発電装置６９が設けられている。発電装置６９は、クランクシャフト６６の後部に取り付けられたロータユニット７０と、補機室６７の後部を構成するカバー部材７１に取り付けられたステータユニット７２とにより主に構成されている。また、発電装置６９は、クランクシャフト６６の回転に伴ってロータユニット７０が回転されることにより、発電可能に構成されている。また、クランクシャフト６６の発電装置６９が配置されている部分の前方には、ワンウェイクラッチ７３を介してギヤ部材７４が取り付けられている。ギヤ部材７４は、中間ギヤ７５を介してセルモータ７６のギヤ７６ａと接続されている。なお、セルモータ７６は、本発明の「始動モータ」の一例である。セルモータ７６は、始動時に、中間ギヤ７５、ギヤ部材７４およびワンウェイクラッチ７３を介してクランクシャフト６６を回転させる機能を有する。

また、第１実施形態では、補機室６７のロータユニット７０の側方には、クランク角センサー７７が設けられている。このクランク角センサー７７は、ロータユニット７０の回転を検出する機能を有する。つまり、クランク角センサー７７は、クランクシャフト６６の回転位置を検知するために設けられている。なお、クランク角センサー７７は、本発明の「検出部」の一例である。このクランク角センサー７７により、クランクシャフト６６、カムチェーン６４、カムシャフト６０およびカム５９を介して吸気バルブ５７が吸気ポート５２ａを閉じているか否かを取得することが可能となるとともに、クランクシャフト６６、カムチェーン６４、カムシャフト６２（図３参照）およびカム６１（図３参照）を介して排気バルブ５８（図３参照）が排気ポート５２ｂ（図３参照）を閉じているか否かを取得することが可能となる。

また、クランクシャフト６６の後端部には、図１および図２に示すように、カップリング部材７８が取り付けられている。このカップリング部材７８は、図１に示すように、ドライブシャフト７９をクランクシャフト６６に連結する機能を有する。また、ドライブシャフト７９の後部には、インペラ８０が取り付けられており、インペラ８０は、ドライブシャフト７９が回転するのに伴って、回転されるように構成されている。また、インペラ８０は、船体２の下部に形成された水通路部２ｃに配置されている。水通路部２ｃは、インペラ８０により船底２ｄの水流入部２ｅから水を汲上可能に形成されているとともに、船体２後部の水排出部２ｆから水を噴射する機能を有する。この水排出部２ｆは、ハル２ｂの後部に設けられたポンプ室２ｇに設けられている。ポンプ室２ｇは、水排出部２ｆの両側方に設けられた一対の側面部２ｈ（図４参照）と、水排出部２ｆの前方の前面部２ｉと、水排出部２ｆの上方の上面部２ｊと、水排出部２ｆの下方の下面部２ｋとの５つの面に囲まれている。また、水排出部２ｆには、水の噴射方向を左右に変換させるように制御するデフレクタ８１が取り付けられている。また、水排出部２ｆには、後進時に、水排出部２ｆから噴射される水の方向を矢印ＦＷＤ方向側に反転させるリバースバケット８２が取り付けられている。

また、第１実施形態では、図３に示すように、エンジン５の吸気ポート５２ａには、吸気管８３が接続されている。吸気管８３は、エンジン５の吸気ポート５２ａに空気および燃料を流入させる通路である。また、吸気管８３には、吸気ポート５２ａに流入させる空気の流量を調整するスロットルバルブ８４が設けられている。また、吸気管８３のスロットルバルブ８４の下流側には、吸気ポート５２ａに向かって燃料を噴射するインジェクタ８５が設けられている。また、インジェクタ８５は、燃料タンク８６と接続されている。このインジェクタ８５から噴射される燃料は、燃料タンク８６に貯留されている。

また、第１実施形態では、エンジン５の排気ポート５２ｂには、排気管８７が接続されている。なお、排気管８７は、本発明の「排気経路」の一例である。排気管８７は、エンジン５の排気ポート５２ｂから排出される排出ガスが流通する通路である。排気管８７には、燃焼室５ａで発生した排出ガス中の成分の一部を二酸化炭素および水などに分解する触媒ユニット８８が設けられている。また、排気管８７の排出側には、排気管８７に水が流入するのを防止するウォーターロック８９が接続されている。ウォーターロック８９には、排出配管９０が接続されている。排出配管９０は、図１および図４に示すように、ポンプ室２ｇと接続されており、排出ガスをポンプ室２ｇに排出可能に配置されている。

また、図１に示すように、エンジン５の後方のバルクヘッド２ｌには、エンジン５の駆動を制御するＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）９１が設けられている。なお、ＥＣＵ９１は、本発明の「制御部」の一例である。ＥＣＵ９１は、図３に示すように、エンジン５の点火プラグ６５、セルモータ７６およびクランク角センサー７７と、スロットルバルブ８４と、インジェクタ８５と、燃料タンク８６に設けられる燃料ポンプとに主に接続されている。ＥＣＵ９１は、エンジン５のみならず、エンジン５以外の機器の制御をも行うように構成されている。

具体的には、第１実施形態では、ＥＣＵ９１は、クランク角センサー７７の検出結果に基づいて、吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂの少なくとも一方が閉じられた位置で吸気バルブ５７および排気バルブ５８の少なくとも一方が停止しているか否かを検知する機能を有する。そして、ＥＣＵ９１は、エンジン５の始動を行う際に、吸気バルブ５７および排気バルブ５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止していると判断した場合に、所定の期間インジェクタ８５から燃料を噴射させない状態でセルモータ７６を駆動させるように構成されている。これにより、クランクシャフト６６が回転されるのに伴ってピストン５５および吸気バルブ５７および排気バルブ５８を移動させることが可能となるので、予め排気ポート５２ｂよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気管８７側に送り出すことが可能となる。また、ＥＣＵ９１は、エンジン５の駆動（クランクシャフト６６の回転）が停止された際に、吸気バルブ５７および排気バルブ５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止していると判断した場合に、吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂの少なくとも一方を閉じる位置に吸気バルブ５７および排気バルブ５８が移動するまでセルモータ７６を駆動させるように構成されている。これにより、エンジン５の駆動が停止される際に、排気管８７から吸気ポート５２ａに至る経路の少なくとも一箇所を遮断することが可能となる。

次に、図３および図５を参照して、エンジン５の駆動の停止時に、吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂの少なくとも一方が閉じられた位置で吸気バルブ５７および排気バルブ５８の少なくとも一方を停止させるＥＣＵ９１の制御フローについて説明する。

まず、図５に示すように、ユーザによりエンジン５（図３参照）の図示しないエンジンストップスイッチが操作され、ステップＳ１に進む。そして、ステップＳ１において、吸気バルブ５７および排気バルブ５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止している（バルブがオーバーラップしている）か否かが判断される。具体的には、クランク角センサー７７により検出されたクランクシャフト６６の位置に基づいて、ＥＣＵ９１により、吸気バルブ５７および排気バルブ５８の両方の移動変位量が算出される。そして、算出された移動変位量に基づいて、吸気バルブ５７および排気バルブ５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止しているか否かが判断される。

そして、ステップＳ１において、吸気バルブ５７および排気バルブ５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止していると判断された場合には、ステップＳ２に進み、ＥＣＵ９１により、セルモータ７６が所定の駆動量分駆動され、ステップＳ１に戻る。つまり、ＥＣＵ９１は、セルモータ７６を所定の駆動量分駆動した後に吸気バルブ５７および排気バルブ５８の両方がまだ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止していると判断した場合には、セルモータ７６を再度駆動させる。

また、ステップＳ１において、吸気バルブ５７および排気バルブ５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止していないと判断された場合には、ＥＣＵ９１の駆動が終了され、動作は終了される。なお、エンジン５（クランクシャフト６６）の停止後も、上記したステップＳ１およびＳ２の制御処理を行うために、ＥＣＵ９１は、所定時間は停止せずに動作を継続している。

次に、図３および図６を参照して、エンジン５の始動時に、排気ポート５２ｂよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気管８７側に送り出す際のＥＣＵ９１の制御フローについて説明する。

まず、図６に示すように、ユーザによりエンジン５（図３参照）の図示しないエンジンスタートスイッチが操作され、ステップＳ５に進む。そして、ステップＳ５において、吸気バルブ５７および排気バルブ５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止している（バルブがオーバーラップしている）か否かが判断される。具体的には、クランク角センサー７７により検出されたクランクシャフト６６の位置に基づいて、ＥＣＵ９１により、吸気バルブ５７および排気バルブ５８の両方の移動変位量が算出される。そして、算出された移動変位量に基づいて、吸気バルブ５７および排気バルブ５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止しているか否かが判断される。なお、第１実施形態では、上記エンジン５の駆動の停止時に吸気バルブ５７および排気バルブ５８の少なくとも一方が吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂの少なくとも一方を閉じるように制御される。しかしながら、外部から付与される物理的な力などにより、クランクシャフト６６が回転され、吸気バルブ５７および排気バルブ５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止される場合があると考えられるため、ステップＳ５を行う。

そして、ステップＳ５において、吸気バルブ５７および排気バルブ５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止していないと判断された場合には、後述するステップＳ８に進む。また、ステップＳ５において、吸気バルブ５７および排気バルブ５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止していると判断された場合には、ステップＳ６に進む。そして、第１実施形態では、ステップＳ６において、ＥＣＵ９１により、インジェクタ８５から燃料が噴射されないように制御が行われるとともにセルモータ７６が駆動され、ピストン５５が上下方向に移動される。

その後、第１実施形態では、ステップＳ７において、ＥＣＵ９１により、セルモータ７６が所定の期間（３秒間）駆動されたか否かが判断される。なお、セルモータ７６が３秒間駆動された場合には、クランクシャフト６６は、約５回程度回転される。そして、ステップＳ７において、セルモータ７６が所定の期間（３秒間）駆動されるまで、この判断が繰り返される。また、ステップＳ７において、ＥＣＵ９１により、セルモータ７６が所定の期間（３秒間）駆動されたと判断された場合には、ステップＳ８に進み、インジェクタ８５から燃料が噴射されるように制御が行われる。つまり、エンジン５の駆動制御が行われ、排気ポート５２ｂよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気管８７側に送り出す際のＥＣＵ９１の制御が終了される。

第１実施形態では、上記のように、エンジン５の始動を行う際に、所定の期間（約３秒間）インジェクタ８５から燃料が噴射されない状態で排気ポート５２ｂよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気管８７側に送り出すように構成することによって、燃焼室５ａ内に排出ガスが残留するのを抑制することができるので、所定の期間経過後に、インジェクタ８５から噴射された燃料を確実に点火させることできる。その結果、エンジン５をスムーズに再始動することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、ＥＣＵ９１を、エンジン５の始動を行う際に、ピストン５５を移動させることにより少なくとも燃焼室５ａに滞留している排出ガスを排気管８７側に送り出すために、所定の期間（３秒間）インジェクタ８５から燃料を噴射させない状態でセルモータ７６を駆動させることにより、クランクシャフト６６を回転させる駆動制御を行うように構成することによって、セルモータ７６により、容易に、クランクシャフト６６を回転させることができるので、クランクシャフト６６が回転されることにより、容易に、ピストン５５を移動させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、エンジン５の駆動が停止される際に、排気管８７から吸気ポート５２ａに至る経路の少なくとも一箇所を遮断するように構成することによって、水により排気管８７および排出配管９０が塞がれるとともに排気管８７内にわずかに残留している排出ガスが燃焼室５ａおよび吸気側に押し込まれる場合にも、吸気バルブ５７および排気バルブ５８により、排気管８７から吸気ポート５２ａに至る経路の少なくとも一箇所が遮断されているため、排気管８７に滞留している排出ガスが吸気側に流動されるのを抑制することができる。これにより、吸気側に排出ガスが流入するのを抑制することができるので、エンジン５を再始動する際に燃料が点火し難くなるのを抑制することできる。その結果、エンジン５をよりスムーズに再始動することができる。

（第２実施形態）
次に、図７を参照して、本発明の第２実施形態による水ジェット推進艇のエンジンの構成について詳細に説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、吸気バルブ１５７および排気バルブ１５８を、それぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く方向および閉じる方向に移動させる吸気電磁弁１９２および排気電磁弁１９３を設けた例について説明する。

第２実施形態では、図１５に示すように、シリンダヘッド５２には、吸気バルブ１５７を所定のタイミングで移動させる吸気電磁弁１９２が配置されている。なお、吸気電磁弁１９２は、本発明の「第１アクチュエータ」および「第１電磁弁」の一例である。吸気電磁弁１９２は、吸気ポート５２ａを開く位置および閉じる位置に吸気バルブ１５７を移動させる機能を有する。また、シリンダヘッド５２には、排気バルブ１５８を所定のタイミングで移動させる排気電磁弁１９３が配置されている。なお、排気電磁弁１９３は、本発明の「第２アクチュエータ」および「第２電磁弁」の一例である。排気電磁弁１９３は、排気ポート５２ｂを開く位置および閉じる位置に排気バルブ１５８を移動させる機能を有する。

また、第２実施形態では、吸気電磁弁１９２および排気電磁弁１９３は、それぞれ、ＥＣＵ１９１と接続されており、ＥＣＵ１９１により駆動制御されるように構成されている。つまり、吸気電磁弁１９２および排気電磁弁１９３は、互いに独立して駆動可能に構成されている。そして、ＥＣＵ１９１は、エンジン１０５の駆動が停止される際に、吸気ポート５２ａが閉じられるように吸気電磁弁１９２を制御可能に構成されている。なお、ＥＣＵ１９１は、本発明の「制御部」および「検出部」の一例である。

また、第２実施形態では、ＥＣＵ１９１は、吸気電磁弁１９２の駆動状況を検知することによって、吸気ポート５２ａが吸気バルブ１５７により閉じられているか否かを判断するように構成されているとともに、排気電磁弁１９３の駆動状況を検知することによって、排気ポート５２ｂが排気バルブ１５８により閉じられているか否かを判断するように構成されている。

また、ＥＣＵ１９１は、エンジン１０５の始動を行う際に、所定の期間（３秒間）インジェクタ８５から燃料を噴射させない状態でセルモータ７６を駆動させることにより、ピストン５５を上下方向に移動させるように構成されている。また、エンジン１０５の始動時に燃焼室５ａに滞留している排出ガスを排気ポート５２ｂに送り出すために、ＥＣＵ１９１は、ピストン５５が下方に移動される際に、吸気バルブ１５７を開くとともに排気バルブ１５８を閉じる制御を行うように構成されている。また、ＥＣＵ１９１は、さらに、ピストン５５が上方に移動される際に、吸気バルブ１５７を閉じるとともに排気バルブ１５８を開く制御を行うように構成されている。これにより、クランクシャフト６６が回転されるのに伴ってピストン５５を移動させるとともに、ＥＣＵ１９１により吸気バルブ１５７および排気バルブ１５８を移動させることが可能となるので、予め排気ポート５２ｂよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気管８７側に送り出すことが可能となる。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

次に、図７および図８を参照して、エンジン１０５の駆動の停止時に、吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂの少なくとも一方が閉じられた位置で吸気バルブ１５７および排気バルブ１５８の少なくとも一方を停止させるＥＣＵ１９１の制御フローについて説明する。

まず、図８に示すように、ユーザによりエンジン１０５（図７参照）の図示しないエンジンストップスイッチが操作され、ステップＳ１１に進む。そして、ステップＳ１１において、吸気バルブ１５７および排気バルブ１５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止している（バルブがオーバーラップしている）か否かが判断される。具体的には、吸気電磁弁１９２および排気電磁弁１９３の駆動状況に基づいて、ＥＣＵ１９１は、吸気バルブ１５７および排気バルブ１５８の位置を判断する。

そして、ステップＳ１１において、吸気バルブ１５７および排気バルブ１５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止していると判断された場合には、ステップＳ１２に進み、吸気電磁弁１９２が駆動され、吸気ポート５２ａが吸気バルブ１５７によって閉じられる。その後、エンジン１０５に遅れてＥＣＵ１９１の駆動が終了され、動作は終了される。

また、ステップＳ１１において、吸気バルブ１５７および排気バルブ１５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止していないと判断された場合には、吸気電磁弁１９２および排気電磁弁１９３のいずれも駆動されることなく、エンジン１０５に遅れてＥＣＵ１９１の駆動が終了され、動作は終了される。

次に、図７および図９を参照して、エンジン１０５の始動時に、排気ポート５２ｂよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気管８７側に送り出す際のＥＣＵ１９１の制御フローについて説明する。

まず、図９に示すように、ユーザによりエンジン１０５（図７参照）の図示しないエンジンスタートスイッチが操作され、ステップＳ１５に進む。そして、ステップＳ１５において、吸気バルブ１５７および排気バルブ１５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止している（バルブがオーバーラップしている）か否かが判断される。なお、第２実施形態では、上記エンジン１０５の駆動の停止時に吸気バルブ１５７が吸気ポート５２ａを閉じるように制御される。しかしながら、外部から付与される物理的な力などにより、吸気バルブ１５７および排気バルブ１５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止される場合があると考えられるため、ステップＳ１５を行う。

そして、ステップＳ１５において、吸気バルブ１５７および排気バルブ１５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止していないと判断された場合には、後述するステップＳ１９に進む。また、ステップＳ１５において、吸気バルブ１５７および排気バルブ１５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止していると判断された場合には、ステップＳ１６に進む。そして、第２実施形態では、ステップＳ１６において、ＥＣＵ１９１により、インジェクタ８５から燃料が噴射されないように制御が行われるとともにセルモータ７６が駆動され、ピストン５５が上下方向に移動される。その後、ステップＳ１７において、ＥＣＵ１９１により吸気電磁弁１９２および排気電磁弁１９３がそれぞれ駆動され、吸気バルブ１５７および排気バルブ１５８がそれぞれ開方向に駆動され、ステップＳ１８に進む。

その後、第２実施形態では、ステップＳ１８において、ＥＣＵ１９１により、セルモータ７６が所定の期間（３秒間）駆動されたか否かが判断される。なお、セルモータ７６が３秒間駆動された場合には、クランクシャフト６６は、約５回程度回転される。そして、ステップＳ１８において、セルモータ７６が所定の期間（３秒間）駆動されるまで、この判断が繰り返される。また、ステップＳ１８において、ＥＣＵ１９１により、セルモータ７６が所定の期間（３秒間）駆動されたと判断された場合には、ステップＳ１９に進み、インジェクタ８５から燃料が噴射されるように制御が行われる。つまり、エンジン１０５の駆動制御が行われ、排気ポート５２ｂよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気管８７側に送り出す際のＥＣＵ１９１の制御が終了される。

第２実施形態では、上記のように、ＥＣＵ１９１を、エンジン１０５の始動を行う際に、所定の期間（３秒間）吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開くように吸気電磁弁１９２および排気電磁弁１９３の駆動制御を行うように構成することによって、吸気電磁弁１９２および排気電磁弁１９３により、クランクシャフト６６の回転タイミングに係わらずに吸気バルブ１５７および排気バルブ１５８を移動させることができるので、排気ポート５２ｂよりも吸気側に滞留している排出ガスを効率的に排気管８７側に送り出すことができる。

第２実施形態では、上記のように、ＥＣＵ１９１を、エンジン１０５の始動を行う前に、吸気バルブ１５７および排気バルブ１５８の両方がそれぞれ吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂを開く位置で停止していると検出した場合に、エンジン１０５の始動を行う際に、吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂの両方が開くように吸気電磁弁１９２または排気電磁弁１９３を駆動制御するように構成することによって、吸気バルブ１５７および排気バルブ１５８の少なくとも一方が吸気ポート５２ａおよび排気ポート５２ｂの少なくとも一方を閉じている場合には、排気管８７から排出ガスが逆流せずに排気ポート５２ｂよりも吸気側に排出ガスが殆ど滞留していないので、エンジン１０５の始動を行う際に、排気ポート５２ｂよりも吸気側の空気などを排気管８７側に送り出す余分な動作を行う必要がない。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、本発明を鞍乗型の水ジェット推進艇に適用した例について示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、プレジャーボートなど、鞍乗型の水ジェット推進艇以外の水ジェット推進艇に適用してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、ピストンを移動させることにより燃焼室に滞留している排出ガスを排気管側に送り出す例について示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、ファンなど、ピストンを移動させること以外の機構により燃焼室に滞留している排出ガスを排気管側に送り出すようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、エンジンの始動を行う際に、ＥＣＵにより吸気ポートおよび排気ポートの両方を開く位置で吸気バルブおよび排気バルブが停止していると判断された場合に、排気ポートよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気管側に送り出す例について示したが、本発明はこれに限らず、ＥＣＵにより吸気ポートおよび排気ポートの両方を開く位置で吸気バルブおよび排気バルブが停止しているか否かの判断を行わずに、排気ポートよりも吸気側に滞留している排出ガスを排気管側に送り出すようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、ＥＣＵを、エンジンの駆動の停止時に、吸気ポートおよび排気ポートの両方を開く位置で吸気バルブおよび排気バルブが停止していると判断した場合に、吸気ポートおよび排気ポートのいずれか一方を閉じるように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、エンジンの駆動の停止時に、吸気ポートおよび排気ポートのいずれか一方を閉じる動作を行わないように構成してもよい。

また、上記第２実施形態では、ＥＣＵを、エンジンの駆動の停止時に、吸気電磁弁を駆動することにより吸気ポートを閉じるように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、エンジンの駆動の停止時に、排気電磁弁を駆動することにより排気ポートを閉じるように構成してもよいし、吸気電磁弁および排気電磁弁の両方を駆動することにより吸気ポートおよび排気ポートの両方を閉じるように構成してもよい。

１ 水ジェット推進艇
２ 船体
５、１０５ エンジン
５ａ 燃焼室
５２ａ 吸気ポート
５２ｂ 排気ポート
５５ ピストン
５７、１５７ 吸気バルブ
５８、１５８ 排気バルブ
６６ クランクシャフト
７６ セルモータ（始動モータ）
７７ クランク角センサー（検出部）
８５ インジェクタ（燃料噴射装置）
８７ 排気管（排気経路）
９１ ＥＣＵ（制御部）
１９１ ＥＣＵ（制御部、検出部）
１９２ 吸気電磁弁（第２アクチュエータ、第２電磁弁）
１９３ 排気電磁弁（第１アクチュエータ、第１電磁弁）

Claims (10)

1. 船体と、
   燃料が燃焼される燃焼室と、前記燃焼室により燃料が燃焼された後の排出ガスを排出する排気ポートと、前記排気ポートを開閉可能に設けられ、前記燃焼室から排出される排出ガスの流量を調整する排気バルブと、前記燃焼室と接続され、空気および燃料が流入される吸気ポートと、前記吸気ポートを開閉可能に設けられ、前記燃焼室に流入される空気の流量を調整する吸気バルブとを含み、前記船体に搭載されているエンジンと、
   前記吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射装置と、
   前記排気ポートと接続され、前記排気ポートから排出される排出ガスが流通する排気経路とを備え、
   前記エンジンの始動を行う際に、所定の期間前記燃料噴射装置から燃料が噴射されない状態で前記排気ポートよりも吸気側に滞留している排出ガスを前記排気経路側に送り出すように構成されている、水ジェット推進艇。
2. 前記エンジンは、前記エンジンの駆動時に回転されるクランクシャフトと、前記クランクシャフトの回転に伴って前記燃焼室の下方で移動するピストンとをさらに含み、
   前記エンジンの始動を行う際に、前記排気ポートよりも吸気側に滞留している排出ガスを前記排気経路側に送り出すために、前記所定の期間前記燃料噴射装置から燃料を噴射させない状態で前記ピストンを移動させる駆動制御を行う制御部をさらに備える、請求項１に記載の水ジェット推進艇。
3. 前記エンジンは、始動時に前記クランクシャフトを回転させる始動モータをさらに含み、
   前記制御部は、前記エンジンの始動を行う際に、前記ピストンを移動させることにより少なくとも前記燃焼室に滞留している排出ガスを前記排気経路側に送り出すために、前記所定の期間前記燃料噴射装置から燃料を噴射させない状態で前記始動モータを駆動させることにより、前記クランクシャフトを回転させる駆動制御を行うように構成されている、請求項２に記載の水ジェット推進艇。
4. 前記吸気バルブが前記吸気ポートを閉じているか否かを検出するとともに、前記排気バルブが前記排気ポートを閉じているか否かを検出する検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記エンジンの始動を行う前に、前記吸気バルブおよび前記排気バルブの両方がそれぞれ前記吸気ポートおよび前記排気ポートを開く位置で停止していると前記検出部により検出された場合に、前記エンジンの始動を行う際に、前記所定の期間前記燃料噴射装置から燃料を噴射させない状態で前記排気ポートよりも吸気側に滞留している排出ガスを前記排気経路側に送り出す制御を行うように構成されている、請求項２または３に記載の水ジェット推進艇。
5. 前記エンジンは、前記吸気ポートを開く位置および閉じる位置に前記吸気バルブを移動させる第１アクチュエータと、前記排気ポートを開く位置および閉じる位置に前記排気バルブを移動させる第２アクチュエータとをさらに含み、
   前記制御部は、前記エンジンの始動を行う際に、前記排気ポートよりも吸気側に滞留している排出ガスを前記排気経路側に送り出すために、前記所定の期間前記吸気ポートおよび前記排気ポートを所定のタイミングで開くように前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの駆動制御を行うように構成されている、請求項２または３に記載の水ジェット推進艇。
6. 前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータは、それぞれ、第１電磁弁および第２電磁弁を含む、請求項５に記載の水ジェット推進艇。
7. 前記吸気バルブが前記吸気ポートを閉じているか否かを検出するとともに、前記排気バルブが前記排気ポートを閉じているか否かを検出する検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記エンジンの始動を行う前に、前記吸気バルブおよび前記排気バルブの両方がそれぞれ前記吸気ポートおよび前記排気ポートを開く位置で停止していると前記検出部により検出された場合に、前記エンジンの始動を行う際に、前記排気ポートよりも吸気側に滞留している排出ガスを前記排気経路側に送り出すために、前記吸気ポートおよび前記排気ポートが所定のタイミングで開くように前記第１電磁弁または前記第２電磁弁を駆動制御するように構成されている、請求項６に記載の水ジェット推進艇。
8. 前記制御部は、前記所定の期間経過後に、前記燃料噴射装置から前記吸気ポートに向かって燃料を噴射させることにより、前記エンジンを駆動させるように制御を行うように構成されている、請求項２〜７のいずれか１項に記載の水ジェット推進艇。
9. 前記所定の期間は、前記クランクシャフトを所定の時間駆動させる期間または前記クランクシャフトを所定の回数回転させる期間を含む、請求項２〜８のいずれか１項に記載の水ジェット推進艇。
10. 前記エンジンの駆動が停止される際に、前記排気経路から前記吸気ポートに至る経路の少なくとも一箇所を遮断するように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の水ジェット推進艇。

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