JP2015034500A - 船舶推進機用エンジンシステムおよびそれを備えた船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】異常発生を確実に判定して吸気量の制限を開始することができる船舶推進機用エンジンシステムを提供する。【解決手段】船外機推進機の駆動力を発生するエンジンは、電動スロットル装置４０と、点火プラグ３８とを有する。船舶推進機用エンジンシステムは、点火プラグ３８の点火時期を制御する点火時期制御ユニット７１と、エンジンにおけるノッキングを検出するノックセンサ５６と、ノッキングが検出されると点火時期制御ユニット７１により点火プラグ３８の点火時期を単位遅角量だけ遅角させるノック遅角制御ユニット７２と、所定時間内の間隔でノッキングが検出される状態が継続すると、異常が発生していると判定する異常判定ユニット７３と、異常判定に基づいて電動スロットル装置４０を制御し、エンジンの吸気量を制限する吸気量制限ユニット７４とを含む。【選択図】図３

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のためのエンジンシステムおよびそれを備えた船舶に関する。

特許文献１は、船外機用４サイクルエンジンのノッキング回避制御システムを開示している。このシステムは、エンジンにノッキングが発生したことを検出するノッキング検出手段を含む。ノッキング検出手段がノッキングを検出すると、そのノッキングを低レベル側へ収束させるように点火時期が遅角される。さらに、ノッキングが所定の低レベルに収束すると、その収束レベルを維持するように吸入空気が減量される。点火時期の遅角によってノッキングを短時間で収束させ、その後に吸気量を減量することによって、燃費の悪化を回避しながらノッキングを抑制できる。

特開２００４−１６２６５６号公報

エンジンに異常が生じているためにノッキングが発生するときには、点火時期の遅角によってノッキングレベルを低レベルに収束させることができない場合がある。たとえば、指定燃料に比較してオクタン価の低い燃料が使用されている場合である。このような場合には、特許文献１の先行技術では、遅角制御によってノッキングレベルを低レベルに収束させることができず、吸気量の減量によるノッキング抑制制御へと移行させることができないおそれがある。したがって、特許文献１の先行技術では、エンジンに異常が発生しているときに、吸気量制限によるノッキング抑制制御を行えないおそれがある。

とりわけ、船舶推進機の駆動源として使用されるエンジンは、最大出力点で運転されることが多いので、標準の点火時期は、ＭＢＴ（Minimum advance for Best Torque）に対して遅角側に設定され、最大出力時のノッキング抑制が図られる場合が多い。そのため、遅角制御幅が少ないので、エンジンに異常が生じているときに、ノッキングを充分に抑制できないリスクが一層高まる。

そこで、この発明の目的は、異常発生を確実に判定して吸気量の制限を開始することができる船舶推進機用エンジンシステムおよびそれを備えた船舶を提供することである。

この発明の一実施形態は、シリンダに吸入される吸気量を調節する吸気量調節手段と、前記シリンダ内の混合気に点火する点火プラグとを有し、船舶の推進力を発生するための船舶推進機の駆動力を発生するエンジンを有する船舶推進機用エンジンシステムを提供する。この船舶推進機用エンジンシステムは、前記点火プラグの点火時期を制御する点火時期制御手段と、前記エンジンにおけるノッキングを検出するノック検出手段と、前記ノック検出手段がノッキングを検出すると、前記点火時期制御手段により前記点火プラグの点火時期を単位遅角量だけ遅角させるノック遅角制御手段と、前記ノック検出手段が所定時間内の間隔でノッキングを検出する状態が継続すると、その継続状態に基づいて、異常が発生していると判定する異常判定手段と、前記異常判定手段による異常判定に基づいて、前記吸気量調節手段を制御することによって、前記エンジンの吸気量を制限する吸気量制限手段とを含む。

この構成によれば、ノッキングが検出されると、点火プラグの点火時期が単位遅角量ずつ遅角（retard）され、これによって、ノッキングが抑制される。一方、ノッキングの発生頻度が高く、所定時間内の間隔でノッキングが検出される状態が継続すると、その継続状態に基づいて、異常が発生していると判定される。この異常判定に基づいて、吸気量調節手段が制御されることにより、エンジンの吸気量が制限される。それによって、エンジン出力が制限されるので、ノッキングを抑制することができる。こうして、所定時間内の間隔でのノッキング検出の継続状態に基づいて異常発生を判定しているので、たとえ遅角制御によってノッキングレベルを低いレベルに収束させることができない場合でも、異常発生を確実に判定できる。したがって、異常発生時には、吸気量制限によるノッキング抑制制御を確実に開始することができる。これによって、ノッキングに起因するエンジンへのダメージを軽減できる。

異常の具体例は、点火時期の遅角によってはノッキングを充分に抑制できない異常である。異常のさらに具体的な例としては、指定燃料に比較してオクタン価の低い燃料が使用されている場合を挙げることができる。
この発明の一実施形態では、前記吸気量制限手段は、前記異常判定手段による異常判定に基づいて前記エンジンの吸気量の制限を開始すると、前記エンジンが停止されるまで、前記エンジンの吸気量の制限を継続する。

この構成によれば、異常判定に基づいて吸気量制限が開始されると、その吸気量制限がエンジン停止まで継続される。換言すれば、吸気量制限は、エンジン停止によって解除される。したがって、吸気量制限によってノッキングの頻度が低くなっても、吸気量制限が解除されることがない。特許文献１の先行技術では、吸気量制限がされてノッキングが生じなくなると、吸気量制限が解除される。したがって、エンジンに異常が生じているときには、遅角制御によってノッキングレベルを低レベルに収束させて吸気量制限を開始することができたとしても、ノッキングが生じなくなると、吸気量制限が解除されてしまう。そのため、異常が生じているにもかかわらず、通常の運転状態に戻り、再度、ノッキングが頻発する状態に至る。この繰り返しは、エンジンにダメージを与えるうえに、エンジン出力の頻繁な変化のために、航走フィーリングを損なう。そこで、この発明の一実施形態では、異常判定に基づく吸気量制限を開始したときに、その吸気量制限をエンジン停止まで継続する構成が採られる。これにより、エンジンへのダメージを軽減でき、かつ異常発生時の航走フィーリングを向上できる。

この発明の一実施形態では、通常点火時期が、ＭＢＴ（Minimum advance for Best Torque）に対して遅角側に設定されている。
船舶推進機の駆動源として使用されるエンジンは、最大出力点で運転されることが多い。そこで、通常点火時期をＭＢＴに対して遅角側に設定することにより、遅角制御を要することなく、ノッキングを抑制しながら、エンジンを運転することができる。その一方で、遅角制御幅が少ないので、エンジンに異常が生じているときには、遅角制御によるノッキング抑制が不十分になるおそれがある。そこで、異常判定に基づいて吸気量制限を開始することとすれば、異常発生時には、吸気量制限によるノッキング抑制制御に切り換えることができる。それによって、通常時および異常時のいずれにおいても、ノッキングを確実に抑制して、エンジンへのダメージを軽減できる。

この発明の一実施形態では、前記吸気量制限手段は、前記異常判定手段が異常判定をするまでは、前記ノック検出手段がノッキングを検出しても、吸気量制限を行わない。
この構成によれば、異常判定がされるまでは、吸気量制限が行われない。そのため、異常判定がされるまでは、専ら遅角制御によって、ノッキングが抑制される。これにより、異常が生じていない限りにおいて、吸気量制限に伴うエンジン出力の変動が繰り返し生じることがないので、航走フィーリングを大きく損なうことなくノッキングを抑制できる。

この発明の一実施形態では、前記異常判定手段は、前記ノック検出手段がノッキングを検出するたびに増加し、前記ノック検出手段が前記所定時間に亘ってノッキングを検出しないと初期化される積算値を求める積算値演算手段と、前記積算値演算手段が演算した積算値と所定の積算値閾値とを比較する積算値比較手段とを含み、前記積算値が前記積算値閾値を超えると、異常が発生していると判定する。

この構成によれば、積算値演算手段が求める積算値は、所定時間以内の間隔でノッキングが検出されると増加し、前回のノッキング検出からの経過時間が当該所定時間を超えると初期化される。異常が発生しているときには、所定時間以内の間隔でノッキングが繰り返し検出され、積算値は単調に増加して、所定の積算閾値に達する。これにより、異常発生の判定がなされる。こうして、異常発生を確実に判定することができ、その判定に基づいて、吸気量制限を開始することができる。

積算値の増加は、ノッキングが検出されるたびに所定の単位量ずつ増加させてもよい。この単位量は、前記単位遅角量であってもよいし、単位遅角量とは異なる一定量であってもよい。
この発明の一実施形態では、前記積算値演算手段が、前記ノック遅角制御手段による遅角量であるノック遅角量が所定の遅角量閾値を超えていることを条件に前記積算値を増加させる。

この構成によれば、ノック遅角量が所定の遅角量閾値を超えていることを条件に、積算値が増加させられる。これにより、遅角量閾値を超える遅角制御を行っているにもかかわらずノッキングが頻発する状態を検出できる。それによって、一層確実な異常判定が可能になる。
この発明の一実施形態では、前記積算値演算手段が、前記単位遅角量ずつ前記積算値を増加させる。この構成によれば、積算値の増加が単位遅角量ずつであるので、積算値は、遅角量に直接的に関連する値となり、異常発生の可能性に関する端的な指標となる。したがって、積算値を用いる異常判定を一層確実に行うことができる。

この発明の一実施形態では、前記異常判定手段が、前記ノック遅角制御手段による遅角量であるノック遅角量が、ノック遅角量上限値に達していることを条件に、異常が発生していると判定する。この構成によれば、ノック遅角量がノック遅角量上限値に達していて、遅角制御が限界に達している場合に、異常判定が行われる。これにより、異常判定を一層確実に行うことができ、異常判定に基づく吸気量制限制御への移行を適切に行える。

この発明の一実施形態では、前記ノック遅角制御手段は、前記ノック検出手段の出力を所定の検出周期で周期的に調べ、各検出周期において、前記ノック検出手段がノッキングを検出すると前記単位遅角量だけ点火時期を遅角させる一方で、前記ノック検出手段がノッキングを検出しないと単位進角量だけ前記点火時期を進角させる。
この構成によれば、検出周期ごとにノック検出手段の出力がモニタされ、ノッキングが発生していれば単位遅角量だけ点火時期が遅角され、ノッキングが発生していなければ、単位進角量だけ点火時期が進角される。これによって、適切な点火時期に制御される。異常発生時には、点火時期を単位遅角量ずつ繰り返し遅角してもノッキングが発生するので、このような場合には、異常発生の判定がなされ、吸気量制限によるノッキング抑制制御に切り換わる。

この発明の一実施形態は、船体と、前記船体に取り付けられた船舶推進機と、前記船舶推進機に備えられた前記エンジンを含む、前述のような特徴を有する船舶推進機用エンジンシステムとを含む、船舶を提供する。この構成によれば、異常発生を確実に判定して吸気量の制限を開始することができる船舶推進機用エンジンシステムを備えた船舶を提供できる。

図１は、この発明の船舶の一実施形態に係る水ジェット推進艇の構成を説明するための側面図である。 図２は、エンジンに関連する構成を説明するための概略構成図である。 図３は、エンジンの制御に関連する電気的構成を説明するためのブロック図である。 図４は、エンジンのノッキングを抑制するための制御内容を説明するためのフローチャートである。 図５は、動作例を説明するためのタイムチャートであり、指定種類の燃料が用いられており、異常判定がされない場合の動作を示す。 図６は、別の動作例を説明するためのタイムチャートであり、指定種類の燃料よりもオクタン価の低い燃料が用いられていて、異常判定がされる場合の動作を示す。 図７は、吸気量制限制御の具体例を説明するための図であり、アクセル開度に対するスロットル開度の変化が示されている。 図８は、吸気量制限制御の他の具体例を説明するための図であり、アクセル開度に対するスロットル開度の変化が示されている。 この発明の他の実施形態を説明するためのフローチャートである。 図１０は、この発明のさらに他の実施形態に係る船舶の形態を説明するための斜視図である。

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、この発明の船舶の一実施形態に係る水ジェット推進艇の構成を説明するための側面図である。水ジェット推進艇１は、船体２と、エンジン３と、ジェット推進機（ウォータージェットポンプ）４とを備えている。船体２は、デッキ２ａおよびハル２ｂを含み、デッキ２ａの中央部から後方に延びる上面に、乗員が跨がって着座するためのシート５が備えられている。シート５の前方には、水ジェット推進艇１を操舵するための操舵装置６が配置されている。エンジン３は、内燃機関であり、船体２の内部に形成されたエンジンルームに収容されて、船体２に搭載されている。ジェット推進機４は、エンジン３の駆動力によって駆動され、周囲の水を吸い込んで噴射することにより、船体２に推進力を与える。

エンジン３のクランクシャフト７は、船体２の前後方向に沿って配置されている。クランクシャフト７の後端部には、カップリング部材８によって、ジェット推進機４のドライブシャフト１１が連結されている。ドライブシャフト１１は、船体２の前後方向に沿って配置されている。ジェット推進機４は、ドライブシャフト１１およびインペラ１２を含む。インペラ１２は、ドライブシャフト１１の後部に取り付けられている。インペラ１２は、ドライブシャフト１１に固定されており、ドライブシャフト１１とともに回転する。

船体２の下部には、水通路部１３が形成されている。水通路部１３は、船底２ｃに形成された水流入部１４と、後方に向けて開口した水排出部（ノズル）１５との間に水流路を形成している。水通路部１３内にインペラ１２が配置されている。インペラ１２が回転することにより、水流入部１４から船体２の周囲の水が汲み上げられて、水通路部１３に流れ込む。流れ込んだ水は、インペラ１２の回転によって、水排出部１５へと送られ、水排出部１５から後方に向けて噴射される。水排出部１５は、ハル２ｂの後部に形成されたポンプ室１６に配置されている。

水排出部１５には、水の噴射方向を左右方向に変換させるためのデフレクタ１７が取り付けられている。デフレクタ１７は、水排出部１５に対して左右方向に回動可能に取り付けられた管状部材である。デフレクタ１７は、操舵装置６の操作に応じて左右に回動し、それによって、水排出部１５から噴射される水の方向を変換する。これにより、噴射された水の反作用力によって船体２に与えられる推進力の方向が船体２に対して左右に変動するので、水ジェット推進艇１を操舵することができる。

操舵装置６は、左右に回動操作が可能な操作部材を含む。操作部材は、この実施形態では、船体２の左右に延びたハンドルバー６１である。このハンドルバー６１を回動させると、その回動操作力が、機械的にデフレクタ１７に伝達される。より具体的には、ハンドルバー６１の操作力は、ボーデンケーブル等によってデフレクタ１７に伝達されてもよい。むろん、ハンドルバー６１の回動角を検出する操舵角センサを設け、その操舵角センサの出力信号に応じて制御される電動または油圧アクチュエータによってデフレクタ１７が左右に回動させられてもよい。

水排出部１５には、さらに、上下方向に回動するように、リバースバケット１８が取り付けられている。リバースバケット１８は、デフレクタ１７を後方から覆う後進位置と、デフレクタ１７の後方開放するように上方に退避した前進位置（図１に示す位置）との間で上下方向に回動可能である。リバースバケット１８が前進位置にあるとき、デフレクタ１７から噴射される水流は、デフレクタ１７の方向に応じた後方へと噴射される。リバースバケット１８が後進位置にあるとき、デフレクタ１７から噴射される水流は、リバースバケット１８によって前下方へと反転される。これにより、船体２を後進させる推進力が発生する。

リバースバケット１８は、操舵装置６に備えられた前後進選択操作部６４（図２参照）を操作することによって、前進位置または後進位置に配置できる。たとえば、前後進選択操作部６４の操作に応答して制御される電動または油圧アクチュエータによって、リバースバケット１８が作動させられてもよい。また、前後進選択操作部６４の操作がボーデンケーブル等によって機械的にリバースバケット１８に伝達される構成としてもよい。

図２は、エンジン３に関連する構成、すなわち船舶推進機用エンジンシステムの構成を説明するための概略構成図である。エンジン３は、シリンダ２１と、シリンダ２１内を往復するピストン２２と、クランクシャフト２３と、ピストン２２とクランクシャフト２３とを結合するコンロッド２４と、シリンダ２１の頭部に結合されたシリンダヘッド２５と、クランクシャフト２３を収容するクランクケース２６とを含む。

シリンダヘッド２５とピストン２２との間に燃焼室２７が形成されている。この燃焼室２７に連通するように、シリンダヘッド２５を通る吸気通路３１と、同じくシリンダヘッド２５を通る排気通路３２とが形成されている。シリンダヘッド２５には、吸気通路３１に連通し、燃焼室２７に臨む吸気ポート３３が形成されている。この吸気ポート３３を開閉するように、吸気弁３５が配置され、シリンダヘッド２５に保持されている。シリンダヘッド２５には、さらに、排気通路３２に連通し、燃焼室２７に臨む排気ポート３４が形成されている。この排気ポート３４を開閉するように、排気弁３６が配置され、シリンダヘッド２５に保持されている。吸気弁３５および排気弁３６は、クランクシャフト２３の回転と連動する動弁装置３７によって駆動される。動弁装置３７は、たとえば、吸気弁３５および排気弁３６をそれぞれ作動させる一対のカムシャフト３７ａ，３７ｂを含む。シリンダヘッド２５には、さらに、点火プラグ３８が取り付けられている。点火プラグ３８は、燃焼室２７に臨む位置に点火部３８ａを有している。点火プラグ３８は、点火コイル３９からのエネルギー供給を受けて、点火部３８ａにおいて火花放電を生じさせる。それによって、燃焼室２７内の混合気が点火される。

吸気通路３１の途中部には、エンジン３の吸気量を調節するためのスロットルバルブ４１が配置されている。スロットルバルブ４１は、たとえば、円板状の弁体４１ａと、この弁体４１ａにその直径方向に沿って結合された回転軸４１ｂとを含むバタフライバルブであってもよい。スロットルバルブ４１には、電動モータ等の電動スロットルアクチュエータ４２が結合されている。すなわち、この実施形態では、スロットルバルブ４１および電動スロットルアクチュエータ４２は、吸気量調節手段としての電動スロットル装置４０を構成している。スロットルバルブ４１の開度は、スロットル開度センサ４３によって検出される。スロットル開度センサ４３は、回転軸４１ｂの回転角を検出するセンサであってもよいし、電動スロットルアクチュエータ４２の作動子（たとえばモータ軸）の変位を検出するセンサであってもよい。また、スロットル開度センサ４３を設ける代わりに、電動スロットルアクチュエータ４２を制御するエンジンコントローラ７０が、電動スロットルアクチュエータ４２の制御信号に基づいて、内部演算処理によって、スロットル開度を求める構成としてもよい。

スロットルバルブ４１と吸気ポート３３との間の吸気通路３１には、インジェクタ（燃料噴射装置）４５が配置されている。インジェクタ４５には、燃料タンク４６から燃料が供給される。燃料タンク４６内には、フィルタ４７と、燃料ポンプ４８と、圧力制御バルブ４９とが配置されている。燃料タンク４６内の燃料は、燃料ポンプ４８によって汲み出され、燃料配管５０を介してインジェクタ４５へと供給される。フィルタ４７は、燃料を濾過して、燃料配管５０への異物の進入を防ぐ。圧力制御バルブ４９は、燃料ポンプ４８の駆動により生じる脈動を吸収して、インジェクタ４５への燃料供給圧力を一定範囲に保つ。インジェクタ４５は、吸気ポート３３に向けて燃料を噴射するように配置されている。噴射された燃料は、吸気通路３１を通って流入する空気とともに燃焼室２７へと流れ込んで気化し、空気と燃料との混合気を形成する。この混合気が、点火プラグ３８での火花放電によって爆発的に燃焼する。

吸気通路３１内の空気圧（吸気圧力）は、吸気圧センサ５１によって検出される。吸気圧センサ５１は、スロットルバルブ４１と吸気ポート３３との間における吸気通路３１内の空気圧を検出する。吸気通路３１内の空気の温度（吸気温度）は、吸気温度センサ５２によって検出される、吸気温度センサ５２は、スロットルバルブ４１と吸気ポート３３との間における吸気通路３１内の空気の温度を検出する。

排気通路３２には、排気空燃比センサ５３が配置されている。排気空燃比センサ５３は、排気通路３２内の酸素濃度に応答する酸素センサであってもよい。
さらに、シリンダ２１には、エンジン３の温度（機温）を検出するエンジン温度センサ５４が設けられている。エンジン３が水冷式エンジンの場合には、エンジン温度センサ５４は、冷却水の温度を検出する水温センサであってもよい。

また、クランクケース２６には、クランクシャフト２３の回転角を検出するためのクランク角センサ５５が配置されている。クランク角センサ５５は、クランクシャフト２３が一定角度回転するたびにパルス信号を生成する。このパルス信号を計数することによって、クランクシャフト２３の回転角を検出できる。また、パルス信号間の間隔を計測することによって、クランクシャフト２３の回転速度を検出できる。クランクシャフト２３の回転速度は、エンジン３の回転速度である。

シリンダヘッド２５の近傍には、エンジン３におけるノッキングの発生を検出するノックセンサ５６が取り付けられている。ノックセンサ５６は、ノッキングの発生に伴う衝撃（振動）を検出できる位置に配置されればよい。したがって、ノックセンサ５６は、たとえば、シリンダヘッド２５に取り付けられてもよいし、排気通路３２に取り付けられてもよいし、クランクケース２６に取り付けられてもよい。

操舵装置６は、この実施形態では、左右に延びたハンドルバー６１と、ハンドルバー６１の左右に取り付けられた一対のグリップ６２，６３を有している。一方のグリップ６２（この実施形態では右側のグリップ）の前方に、アクセル操作子としてのアクセルレバー６５が配置されている。アクセルレバー６５は、前後方向に揺動可能に構成されており、図示しない弾性部材の働きによって、最前方の全閉位置に保持されている。その状態から、操船者は、アクセルレバー６５を手前側（後方）に引いてグリップ６２に近づけることにより、エンジン３の出力（より具体的にはエンジン回転速度）を上げるための加速操作を行うことができる。アクセルレバー６５の操作量は、アクセル操作量センサ６６によって検出される。ハンドルバー６１の他方のグリップ６３（この実施形態では左側のグリップ）の近傍には、リバースバケット１８（図１参照）の位置を変更するための前後進選択操作部６４が設けられている。

エンジン３を制御するために、エンジンコントローラ（ＥＣＵ：電子コントロールユニット）７０が備えられている。
エンジン３は、４サイクルガソリンエンジンである。すなわち、エンジン３は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程を繰り返し実行する。
吸気行程では、ピストン２２がクランクシャフト２３に向かって移動し、吸気弁３５が開かれ、排気弁３６が閉じられて、燃焼室２７内に空気が導入される。それとともに、所定のタイミングでインジェクタ４５が燃料を噴射する。それによって、燃焼室２７内が燃料と空気との混合気で満たされる。

圧縮行程では、ピストン２２がシリンダヘッド２５に向かって移動し、吸気弁３５および排気弁３６が閉じられ、燃焼室２７内の混合気が圧縮される。この圧縮行程の末期に設定された点火タイミングで、点火プラグ３８が燃焼室２７内で火花放電を引き起こし、混合気に着火する。
膨張行程では、吸気弁３５および排気弁３６が閉じられた状態で、着火された混合気が燃焼して爆発的に膨張し、それによって、ピストン２２がクランクシャフト２３に向かって変位させられる。このピストン２２の変位がコンロッド２４によってクランクシャフト２３の回転運動に変換され、クランクシャフト２３を回転させる動力が生み出される。

排気行程では、ピストン２２がシリンダヘッド２５に向かって移動し、吸気弁３５を閉じた状態で、排気弁３６が開かれる。それによって、燃焼後の燃焼室２７内に残る排気が、排気通路３２へと押し出される。
図３は、エンジン３の制御に関連する電気的構成を説明するためのブロック図である。エンジンコントローラ７０には、センサ類４３，５１−５６，６６の検出信号が入力されている。これらのセンサ類４３，５１−５６，６６の出力に基づいて、エンジンコントローラ７０は、アクチュエータ類、すなわち、電動スロットルアクチュエータ４２、点火コイル３９、インジェクタ４５、燃料ポンプ４８および圧力制御バルブ４９の動作を制御する。より具体的には、エンジンコントローラ７０は、点火コイル３９の作動タイミングを変化させることによって点火時期を可変制御する点火時期制御を実行する。また、エンジンコントローラ７０は、アクセル操作量センサ６６の出力信号に応じて電動スロットルアクチュエータ４２を制御することにより、エンジン３の出力を制御する。さらに、エンジンコントローラ７０は、必要に応じて、電動スロットルアクチュエータ４２を制御することによって、スロットル開度の最大値を通常よりも小さな値に制限して、吸気量を制限するための吸気量制限制御を実行する。さらに、エンジンコントローラ７０は、アクセル操作量センサ６６の出力信号やエンジン３の運転状態（エンジン回転速度や負荷）に応じて燃料噴射量を可変設定する燃料噴射量制御を実行する。

エンジンコントローラ７０には、バッテリ８０からの電力が給電線８１を介して供給されている。アクチュエータ類３９，４２，４５，４８，４９には、給電線８１から分岐した分岐給電線８２を介して電力が供給されている。ただし、図３では、分岐給電線８２と電動スロットルアクチュエータ４２との接続のみを示す。分岐給電線８２の途中には、エンジンコントローラ７０によって開閉されるリレー８３が介装されている。分岐給電線８２の分岐部とエンジンコントローラ７０との間の給電線８１に、イグニッションキースイッチ８５が介装されている。したがって、イグニッションキースイッチ８５が導通されることによって、エンジンコントローラ７０は、その制御動作を開始する。

エンジンコントローラ７０は、ＣＰＵ７７、ＲＡＭ７８およびＲＯＭ７９を含み、コンピュータとしての形態を有している。エンジンコントローラ７０は、ＲＯＭ７９に格納されたプログラムがＣＰＵ７７によって実行されることにより、複数の機能処理部としての機能を実現する。ＲＡＭ７８は、ＣＰＵ７７が演算処理を実行するときの一時記憶メモリとして使用される。前記複数の機能処理部は、点火時期制御ユニット７１、ノック遅角制御ユニット７２、異常判定ユニット７３、吸気量制限ユニット７４などを含む。

点火時期制御ユニット７１は、点火コイル３９への通電／遮断タイミングを制御することによって、点火プラグ３８の点火時期を制御する。ノック遅角制御ユニット７２は、ノックセンサ５６の出力に応じて点火時期を遅角または進角するための指令を点火時期制御ユニット７１に与える。異常判定ユニット７３は、ノックセンサ５６が短時間にノッキングを繰り返し検出する状態が継続すると、異常が発生していると判定する。吸気量制限ユニット７４は、異常判定ユニット７３が異常発生の判定を行うと、スロットルアクチュエータ４２を制御してスロットル開度の最大値を全開よりも小さい制限開度に制限し、それによって、最大吸気量を制限する。

図４は、エンジン３のノッキングを抑制するための制御内容を説明するためのフローチャートである。エンジンコントローラ７０は、予め定める制御周期（たとえば１秒）ごとに、ノックセンサ５６の出力信号をモニタする（ステップＳ１，Ｓ２）。ノックセンサ５６がエンジン３のノッキングを検出していれば（ステップＳ２：ＹＥＳ）、エンジンコントローラ７０は、ノック遅角量が上限値（たとえば３度）に達しているかどうかを判断する（ステップＳ３。ノック遅角制御ユニット７２の機能）。

ノック遅角量とは、ノッキング検出に起因する遅角量である。遅角量とは、通常の点火時期に対して遅延される点火タイミングの遅延量を表す。通常の点火時期は、クランクシャフト２３のクランク角（通常点火クランク角）によって定義される。通常の点火時期に対して遅延される点火タイミングの遅延量は、その通常点火クランク角からのクランクシャフト２３の角変位量によって表される。遅角量は、この角変位量に相当する。すなわち、点火プラグ３８は、通常点火クランク角に遅角量を加算したクランク角で火花放電を引き起こすように、エンジンコントローラ７０（点火時期制御ユニット７１）によって制御される。遅角量は、ノッキング抑制の目的で設定されるほか、エンジン３の出力を制限する目的で設定される場合もある。ノック遅角量は、ノッキング抑制の目的で設定される遅角量である。過度な遅角量は、エンジン３の失火や燃費の悪化等の不具合を引き起こすので、ノック遅角量に対する上限値が定められている。

ノック遅角量が上限値に達していなければ（ステップＳ３：ＮＯ）、エンジンコントローラ７０は、ノック遅角量を単位遅角量（たとえば０．３度）だけ増加させる（ステップＳ４。ノック遅角制御ユニット７２の機能）。ノック遅角量が上限値に達していれば（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ノック遅角量はその上限値に保持される。
エンジンコントローラ７０は、ノック遅角量と予め定める遅角量閾値（たとえば２度）とを比較する（ステップＳ５。異常判定ユニット７３の機能）。遅角量閾値は、エンジン３に異常が発生している可能性を判断するために予め定められる閾値である。遅角量閾値は、単位遅角量よりも大きく、遅角量の上限値よりも小さく定められることが好ましい。ノック遅角量が遅角量閾値よりも大きいときは（ステップＳ５：ＹＥＳ）、エンジンコントローラ７０は、ノック遅角量の積算時間を制限するために予め定めた積算制限時間（たとえば１５秒）をタイマにプリセットして、その計時を開始させる（ステップＳ６。異常判定ユニット７３、積算値演算手段としての機能）。そして、エンジンコントローラ７０は、ノック遅角量の積算値を積算する（ステップＳ７。異常判定ユニット７３、積算値演算手段としての機能）。具体的には、従前の積算値に対して単位遅角量を加算する。ノック遅角量が遅角量閾値以下であれば（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ６，Ｓ７の処理が省かれる。すなわち、タイマのプリセットがされることなく、その計時動作が継続され、ノック遅角量の積算値も従前の値に保持される。

次いで、エンジンコントローラ７０は、タイマが積算制限時間の計時を完了したかどうかを判断する（ステップＳ８。異常判定ユニット７３、積算値演算手段としての機能）。タイマが積算制限時間の計時を完了していれば（ステップＳ８：ＹＥＳ）、ノック遅角量の積算値を零に初期化して（ステップＳ９。異常判定ユニット７３、積算値演算手段としての機能）、ステップＳ１３に進む。

タイマが積算制限時間の計時を完了していなければ（ステップＳ８：ＮＯ）、エンジンコントローラ７０は、ノック遅角量の積算値が予め定める積算値閾値を超えているかどうかを判断する（ステップＳ１０。異常判定ユニット７３、積算値比較手段としての機能）。この判断が肯定されると、エンジンコントローラ７０は、エンジン３に異常が発生したと判定する（ステップＳ１１。異常判定ユニット７３の機能）。ノック遅角量の積算値が積算値閾値を超えていなければ（ステップＳ１０：ＮＯ）、ステップＳ１３に進む。

エンジン３の異常とは、遅角制御によってはノッキングを抑制できない異常であり、具体的には、指定種類の燃料よりもオクタン価の低い燃料が用いられたためにノッキングが繰り返し生じる場合が該当する。異常発生の判定がされると（ステップＳ１０：ＹＥＳ、ステップＳ１１）、エンジンコントローラ７０は、電動スロットルアクチュエータ４２を制御して、スロットル開度最大値をスロットル開度上限値（全開）よりも小さな制限開度に制限する、吸気量制限制御を実行する（ステップＳ１２。吸気量制限ユニット７４）。スロットル開度上限値とは、スロットルバルブ４１の構造上の最も大きなスロットル開度（全開）である。これに対して、スロットル開度最大値は、エンジンコントローラ７０による制御によって、それを超えるスロットル開度を設定しないこととされる限界値である。吸気量制限制御を実行していないとき、スロットル開度最大値はスロットル開度上限値（全開）に一致する。吸気量制限制御を実行しているとき、スロットル開度最大値はスロットル開度上限値よりも小さな制限開度となる。制限開度は、一定の値（たとえばスロットル開度上限値の２０％程度）であってもよいし、エンジン３の運転状態に応じて変動する値であってもよい。

吸気量制限制御を開始すると、エンジンコントローラ７０は、エンジン３が停止したかどうかを判断する（ステップＳ１３）。エンジン３の停止は、たとえば、クランク角センサ５５の出力信号に基づいて判断されてもよい。エンジン３の運転が継続されていれば（ステップＳ１３：ＮＯ）、吸気量制限制御を継続して、当該制御周期の処理を終了する。
エンジン３が停止されると（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、エンジンコントローラ７０は、吸気量制限制御を解除する（ステップＳ１４）。すなわち、スロットル開度最大値が、通常の値であるスロットル開度上限値に戻される。この処理は、吸気量制限制御を実行していなければ、実質的には省かれることになる。

ステップＳ２において、ノックセンサ５６がエンジン３のノッキングを検出していなければ（ステップＳ２：ＮＯ）、エンジンコントローラ７０は、ノック遅角量が０かどうか、すなわち、通常点火タイミングかどうかを判断する（ステップＳ１５）。ノック遅角量が０でなければ（ステップＳ１５：ＮＯ）、エンジンコントローラ７０は、点火クランク角を単位進角量（たとえば０．２度）だけ進角して（ステップＳ１６。ノック遅角制御ユニット７２の機能）、すなわち、通常点火クランク角に近づけて、ステップＳ１３に進む。ノック遅角量が０であれば（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ステップＳ１６の処理を省いて、ステップＳ１３に進む。

このような処理が行われることにより、ノック遅角量が遅角量閾値を超えている状態で、積算制限時間以内の短時間間隔でノッキングが繰り返し検出されると、タイマが繰り返しプリセットされる。そのため、ノック遅角量の積算値が積算値閾値に達し、異常発生の判定がなされ、それに応じて吸気量制限制御が実行されることになる。ノッキングが短時間間隔で繰り返し生じなければ、タイマが積算制限時間を計測し終えて、積算値が初期化されるので、異常判定がなされることはない。異常発生の判定がなされて吸気量制限制御が開始されると、この吸気量制限制御は、エンジン３が停止するまで継続される。吸気量制限制御によって、エンジン３の出力が制限されるので、ノッキングが発生しにくくなる。したがって、吸気量制限制御が開始されると、ノック遅角量が減少して、通常点火時期へと復帰する。こうして、遅角制御によるノッキング抑制から、吸気量制限によるノッキング抑制へと切り換わる。

なお、吸気量制限制御を開始した後は、ステップＳ５〜Ｓ１２の処理は省いてもよい。
図５は、動作例を説明するためのタイムチャートであり、指定種類（指定オクタン価）の燃料が用いられており、異常判定がされない場合の動作を示す。図５(a)はノックセンサ５６の出力の時間変化を示し、図５(b)はノックセンサ５６の出力を用いて生成されたノック検出信号を示し、図５(c)はノック遅角量の時間変化を示し、図５(d)はタイマの計時時間の時間変化を表し、図５(e)はノック遅角量の積算値の時間変化を示し、図５(f)は異常判定信号を表し、図５(g)はスロットル開度の時間変化を表す。

エンジンコントローラ７０は、ノックセンサ５６の出力に含まれるノイズ成分に応じて変動する閾値信号を生成する。エンジンコントローラ７０は、制御周期毎に、ノックセンサ５６の出力信号（図５(a)）とその閾値信号とを比較する。ノックセンサ５６の出力信号の振幅が閾値信号よりも大きいと、エンジンコントローラ７０は、パルス状のノック検出信号（図５(b)）を生成する。このノック検出信号に応答して、エンジンコントローラ７０は、ノック遅角量を単位遅角量だけ増加させる（たとえば、時刻ｔ１）。ノックセンサ５６の出力信号の振幅が閾値信号以下であれば、ノック検出信号が生成されない。この場合、エンジンコントローラ７０は、ノック遅角量を単位進角量だけ減少させる（たとえば、時刻ｔ２）。

ノック検出信号が生成されて単位遅角量だけノック遅角量が増加したとき、ノック遅角量が遅角量閾値を超えていると、タイマに積算制限時間がプリセットされ、その計時が開始される（たとえば、時刻ｔ３）。このタイマの計時が終了する前に次のノック検出信号が生成され、そのときのノック遅角量が遅角量閾値を超えていれば、タイマには積算制限時間が再度プリセットされ、タイマの計時がその積算制限時間を初期値として再度開始される（たとえば、時刻ｔ４）。

ノック遅角量の積算値は、ノック検出信号が生成され、かつノック遅角量が前記遅角量閾値を超えていると、単位遅角量だけ加算される（時刻ｔ３，ｔ４，ｔ５）。ノック遅角量の積算値は、タイマの計時が終了すると初期値「０」に初期化される（時刻ｔ６）。
スロットル開度を全開にして急加速操作が行われたときなどには、一時的にノッキングが発生し、それに応じてノック検出信号が生成される。しかし、指定種類の燃料が使用されていれば、遅角制御によってノッキングが速やかに抑制され、やがてノッキングが生じなくなる。それにより、ノック遅角量が単位進角量だけ減少していって零に収束し、通常の点火時期となる。また、ノック検出信号が生成されなくなることによって、タイマが積算制限時間を計時し終えるので、ノック遅角量の積算値が零に初期化される。したがって、異常判定は行われず、吸気量制限制御も行われない。

図６は、別の動作例を説明するためのタイムチャートであり、指定種類（指定オクタン価）よりもオクタン価の低い燃料が用いられていて、異常判定がされる場合の動作を示す。具体的には、ハイオクガソリンが指定されたエンジンにレギュラーガソリンや粗悪燃料が供給される場合が該当する。図５と同様に、図６(a)はノックセンサ５６の出力信号の時間変化を示し、図６(b)はノックセンサ５６の出力を用いて生成されたノック検出信号を示し、図６(c)はノック遅角量の時間変化を示し、図６(d)はタイマの計時時間の時間変化を示し、図６(e)はノック遅角量の積算値の時間変化を示し、図６(f)は異常判定信号を示し、図６(g)はスロットル開度の時間変化を示す。

スロットル開度を全開にして水ジェット推進艇１を航走させると、ノッキングが繰り返し生じ、短時間間隔でノック検出信号が繰り返し生成される。そのため、ノック遅角量が遅角量閾値を上回ってタイマが計時を開始したのち、このタイマが積算制限時間を計時し終えるよりも早く、次のノック検出信号が生成され、ノック遅角量が遅角量閾値よりも大きい状態が継続する（時刻ｔ１１〜ｔ１２）。それに伴って、ノック遅角量が単位遅角量ずつ増加していき、ついには、遅角量上限値に達する（時刻ｔ１３）。

タイマが積算制限時間の計時を終了しないので、ノック遅角量の積算値が初期化されず、そのため、その積算値は、ついには積算値閾値に達する（時刻ｔ１２）。これにより、エンジンコントローラ７０は、異常判定信号を生成し、スロットル開度を制限して、吸気量制限制御を開始する（時刻ｔ１２）。したがって、操船者がアクセルレバー６５（図２参照）を全開位置に保持しても、スロットル開度は全開にならず、所定の制限開度に保持される。

スロットル開度が制限開度に保持されることによって、ノッキングが抑制されることになる。それにより、ノック検出信号が生成されなくなるので、ノック遅角量が徐々に零に近づいていく。また、タイマは積算制限時間の計時を終え、それによって、ノック遅角量の積算値が零に初期化される（時刻ｔ１４）。
異常判定は、エンジン３が停止されるまでは解除されず、かつ、吸気量の制限も、エンジン３が停止するまで継続される。エンジン３を停止することによって異常判定が解除され、吸気量の制限も解除される（時刻ｔ１５）。しかし、次にエンジン３が運転されるときにも、燃料を指定種類の燃料に交換しないかぎり、同様の動作によって、異常判定および吸気量の制限がなされることになる。

以上のように、この実施形態によれば、ノッキングが検出されると、点火プラグ３８の点火時期が単位遅角量ずつ遅角され、それによって、ノッキングが抑制される。一方、ノッキングの発生頻度が高く、タイマによって計時される積算制限時間内の間隔でノッキングが検出される状態が継続すると、その継続状態に基づいて、異常が発生していると判定される。この異常判定に基づいて、スロットルバルブ４１の最大開度が制限開度に制限され、エンジン３の吸気量が制限される。それによって、エンジン出力が制限されるので、ノッキングを抑制することができる。こうして、積算制限時間内の間隔でのノッキング検出の継続状態に基づいて異常発生を判定しているので、たとえ遅角制御によってノッキングレベルを低いレベルに収束させることができない場合でも、異常発生を確実に判定できる。したがって、異常発生時には、吸気量制限によるノッキング抑制制御を確実に開始することができる。これによって、ノッキングに起因するエンジン３へのダメージを軽減できる。

また、この実施形態では、異常判定に基づいて吸気量制限が開始されると、その吸気量制限がエンジン停止まで継続される。換言すれば、吸気量制限は、エンジン停止によって解除される。したがって、吸気量制限によってノッキングの頻度が低くなっても、吸気量制限が解除されることがない。
特許文献１の先行技術では、吸気量制限がされてノッキングが生じなくなると、吸気量制限が解除される。したがって、エンジンに異常が生じているときには、遅角制御によってノッキングレベルを低レベルに収束させて吸気量制限を開始することができたとしても、ノッキングが生じなくなると、吸気量制限が解除されてしまう。そのため、異常が生じているにもかかわらず、通常の運転状態に戻り、再度、ノッキングが頻発する状態に至る。この繰り返しは、エンジンにダメージを与えるうえに、エンジン出力の頻繁な変化のために、航走フィーリングを損なう。

そこで、この実施形態では、異常判定に基づく吸気量制限を開始したときに、その吸気量制限をエンジン停止まで継続する構成としている。これにより、エンジン３へのダメージを軽減でき、かつ異常発生時の航走フィーリングを向上できる。
また、この実施形態では、点火プラグ３８の通常点火時期が、ＭＢＴ（Minimum advance for Best Torque）に対して遅角側に設定されている。ジェット推進機４の駆動源としてのエンジン３は、水ジェット推進艇１を航走させる期間の大部分において最大出力点で運転される。そこで、通常点火時期をＭＢＴに対して遅角側に設定することにより、遅角制御を要することなく、ノッキングを抑制しながら、エンジン３を運転することができる。その一方で、遅角制御幅が少ないので、エンジン３に異常が生じているとき（たとえば、指定外燃料を用いているとき）には、遅角制御によるノッキング抑制が不十分になるおそれがある。この実施形態では、異常判定に基づいて吸気量制限が開始されるので、異常発生時には、吸気量制限によるノッキング抑制制御に切り換えることができる。それによって、通常時はもちろんのこと、異常発生時であっても、ノッキングを確実に抑制して、エンジン３へのダメージを軽減できる。

また、この実施形態では、異常判定がされるまでは、吸気量制限が行われない。そのため、異常判定がされるまでは、専ら遅角制御によって、ノッキングが抑制される。これにより、異常が生じていない限りにおいて、吸気量制限に伴うエンジン出力の変動が繰り返し生じることがないので、航走フィーリングを大きく損なうことなくノッキングを抑制できる。

また、この実施形態では、異常判定のために用いられるノッキング遅角量の積算値は、積算制限時間以内の間隔でノッキングが検出されると増加し、前回のノッキング検出からの経過時間が当該積算制限時間を超えると初期化される。異常が発生しているときには、積算制限時間以内の間隔でノッキングが繰り返し検出され、積算値は単調に増加して、積算閾値に達する。これにより、異常発生の判定がなされる。こうして、異常発生を確実に判定することができ、その判定に基づいて、吸気量制限を開始することができる。

また、この実施形態では、ノック遅角量が所定の遅角量閾値を超えていることを条件に、ノック遅角量の積算値が増加させられる。これにより、遅角量閾値を超える遅角制御を行っているにもかかわらずノッキングが頻発する状態を検出できる。それによって、一層確実な異常判定が可能になる。
また、この実施形態では、ノック遅角量の積算値の増加が単位遅角量ずつである。そのため、積算値は、ノック遅角量に直接的に関連する値となり、異常発生の可能性に関する端的な指標となる。したがって、積算値を用いる異常判定を一層確実に行うことができる。

さらに、この実施形態では、制御周期（検出周期）ごとにノックセンサ５６の出力がモニタされ、ノッキングが発生していれば単位遅角量だけ点火時期が遅角され、ノッキングが発生していなければ、単位進角量だけ点火時期が進角される。これによって、エンジン３の状態に応じた適切な点火時期が設定される。異常発生時には、点火時期を単位遅角量ずつ繰り返し遅角してもノッキングが発生するので、このような場合には、異常発生の判定がなされ、吸気量制限によるノッキング抑制制御に切り換わる。

図７は、吸気量制限制御の具体例を説明するための図であり、アクセル開度に対するスロットル開度の変化が示されている。アクセル開度とは、アクセル操作量センサ６６によって検出されるアクセルレバー６５の操作量である。アクセルレバー６５は、全閉位置から全開位置まで操作することができる。吸気量制限がされていないとき、図７に実線で示すように、エンジンコントローラ７０は、アクセル開度に応じて、スロットル開度を全閉から全開まで変化させる。図７の例では、アクセル開度の増加に対して、スロットル開度が全閉から全開まで単調に（より具体的にはリニアに）増加している。吸気量制限制御においては、図７に二点鎖線で示すように、全開よりも小さな制限開度がスロットル開度の最大値となるようにスロットル開度が制限される。すなわち、アクセル開度が比較的小さな小開度区間ではアクセル開度に応じてスロットル開度が単調に（より具体的にはリニアに）増加する。これに対して、所定のアクセル開度閾値を超える大開度区間では、アクセル開度によらずにスロットル開度が一定の制限開度に保たれる。

この図７に示した動作例では、吸気量制限制御を実行しているときでも、小開度区間内では、通常時と同様な操作でエンジン３の出力を調節できる。
図８は、吸気量制限制御の他の具体例を説明するための図であり、図７と同様に、アクセル開度に対するスロットル開度の変化が示されている。この具体例では、アクセル開度に対するスロットル開度の変化率（傾き）が、通常時と吸気量制限時とで異なっており、吸気量制限時の方が小さくなっている。図８に実線で示す通常時の特性（第１の特性）は、図７の場合と同様である。吸気量制限時には、図８に二点鎖線で示す第２の特性に従って、アクセル開度の全閉から全開までの変化に対して、スロットル開度が全閉から制限開度まで単調に（この例ではリニアに）変化するようになっている。したがって、第２の特性の場合、アクセル開度に対するスロットル開度の変化率は、第１の特性（通常時の特性）よりも小さい。

この図８に示した動作例では、アクセルレバー６５の全操作範囲に対してスロットル開度が変化し、アクセルレバー６５の全操作範囲を用いてエンジン３の出力を調節できる。
図９は、この発明の他の実施形態を説明するためのフローチャートである。この実施形態の説明では、前述の図１〜図３、図５〜図８を再び参照する。また、図９において、前述の図４に示した各ステップと同様の処理が実行されるステップには、同一参照符号を付して、説明を省略する。

この実施形態では、ノック遅角量の積算値が積算値閾値を超えており（ステップＳ１０）、かつノック遅角量が上限値であること（ステップＳ２０）を条件に、異常発生の判定（ステップＳ１１）が行われる。これにより、遅角制御によるノッキング抑制が限界に達したことを確認したうえで、異常判定を行って、吸気量制限（ステップＳ１２）を開始できる。

このように、この実施形態によれば、ノック遅角量が上限値に達していて、遅角制御が限界に達している場合に、異常判定が行われる。これにより、異常判定を一層確実に行うことができ、異常判定に基づく吸気量制限制御への移行を適切に行える。
図１０は、この発明のさらに他の実施形態に係る船舶の形態を説明するための斜視図である。この船舶は、船舶推進機として船外機１０１を備える船外機艇である。船体１００の船尾に、２基の船外機１０１が備えられている。各船外機１０１は、エンジンを内蔵し、このエンジンによって回転駆動されるスクリュー１０２を備えている。船外機１０１は、船体１００に対して左右に回動可能に備えられている。船体１００の前方には、操船席１０５が備えられている。操船席１０５には、操舵のためのステアリングホイール１０６と、２基の船外機１０１の出力をそれぞれ調節するための２つのレバー１０７（アクセル操作子）とが備えられている。

ステアリングホイール１０６を左右に回動することにより、図示しない転舵機構の働きによって、２基の船外機１０１が連動して船体１００に対して左右に回動する。それによって、船体１００の進行方向を左右に変更できる。また、操船者がレバー１０７を前方に傾倒させると、エンジンの回転がスクリュー１０２に伝達される。このときのスクリュー１０２の回転方向は、船体１００に対して前進方向の推進力を与える前進回転方向である。レバー１０７をさらに前方に倒していくと、その操作量に応じて、エンジンのスロットル開度が大きくなり、エンジンの出力（具体的にはエンジン回転速度）が大きくなる。レバー１０７を後方に傾倒させると、やはり、エンジンの回転がスクリュー１０２に伝達される。ただし、このときのスクリュー１０２の回転方向は、船体１００に対して後進方向の推進力を与える後進回転方向である。レバー１０７をさらに後方に倒していくと、その操作量に応じて、エンジンのスロットル開度が大きくなり、エンジンの出力（具体的にはエンジン回転速度）が大きくなる。

船外機１０１のエンジンの制御、より具体的にはノッキング抑制のための制御に対して、前述の実施形態の構成を適用することができる。
以上、この発明の実施形態について説明してきたが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、ジェット推進機が一つだけ備えられた水ジェット推進艇および船外機が２基備えられた船外機艇について説明したが、任意の数の船舶推進機が一つの船舶に備えられてもよい。つまり、２個以上のジェット推進機が備えられてもよいし、１基または３基以上の船外機が備えられてもよい。

また、船舶推進機の例として、ジェット推進機および船外機について説明したが、この発明は、船内外機（スターンドライブ。インボードモータ・アウトボードドライブ）、船内機（インボードモータ）などの他の形態の船舶推進機を備える船舶にも同様に適用することができる。
また、前述の実施形態では、吸気量調節手段としてスロットルバルブを備えた電動スロットル装置４０が用いられた構成を示したが、ほかにも、吸気弁の開閉タイミングやリフト量を変更できる可変バルブ機構を吸気量調節手段として用いて吸気量を制限することもできる。

また、前述の実施形態では、ノッキングが検出され、かつノック遅角量が遅角量閾値を超えていることを条件に、ノック遅角量を積算しているが、ノック遅角量が遅角量閾値を超えていることは、ノック遅角量積算の条件から省いてもよい。
さらに、前述の実施形態では、ノック遅角量の積算値を用いて異常発生の有無を判定しているが、ノック遅角量を積算する代わりに、ノッキングが検出され、かつノック遅角量が遅角量閾値を超えた回数を計数してもよい。そして、この計数が閾値を超えた場合に、異常が発生したと判定してもよい。前述の場合と同様に、ノック遅角量が遅角量閾値を超えていることは、前記回数の計数条件から省いても良い。

また、前述の実施形態では、ノック遅角量の積算値は、単位遅角量ずつ増加するようにしているが、積算条件（図４のステップＳ５）が成立したときのノック遅角量を従前の積算値に加算するようにしてもよい。
また、異常発生を判定するための異常判定手段は、所定時間（たとえば前記積算制限時間）以内の間隔でノッキングが検出されている期間（前記タイマの計時が続いている期間）内においてノック遅角量の積分値を求める遅角量積分手段と、この遅角量積分手段による積分値と所定の積分値閾値とを比較する積分値比較手段とを含み、前記積分値が前記積分値閾値を超えると、異常が発生していると判定する構成とすることもできる。

さらに、前述の実施形態では、単位遅角量が一定値である例を示したが、たとえば、エンジンの運転状態等に応じて単位遅角量を可変設定してもよい。
また、前述の実施形態では、ノッキングが繰り返し生じる場合の例として、指定種類の燃料よりも低オクタン価の燃料を用いた場合について説明したが、エンジンに関連する不適切な改造が行われている場合等にも同様に、遅角制御によってはノッキングを充分に抑制できない異常状態となり得る。

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。
この明細書および添付図面の記載から抽出される他の特徴を以下に記す。
Ａ１．シリンダに吸入される吸気量を調節する吸気量調節手段を有し、船舶の推進力を発生するための船舶推進機の駆動力を発生するエンジンと、
前記エンジンの出力を調節するために操作者によって操作されるアクセル操作子と、
前記アクセル操作子の操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
前記アクセル操作子の操作量に対する吸気量の特性を可変設定する吸気量特性設定手段（エンジンコントローラ７０の機能。図７および図８参照）と、
前記吸気量特性設定手段によって設定された特性に基づいて、前記アクセル操作量検出手段の出力信号に応じて前記吸気量調節手段を制御する吸気量制御手段（エンジンコントローラ７０の機能）とを含む、船舶推進機用エンジンシステム。

この構成によれば、吸気量特性設定手段によって、アクセル操作子の操作量に対する吸気量の特性（以下「吸気量特性」という。）が可変設定される。そこで、たとえば、エンジンの状態に応じて適切な吸気量特性を設定することにより、適切なエンジン運転状態を実現でき、エンジンの保護を図ることができるとともに、船舶の航走フィーリングを向上できる。前述の実施形態の場合のように、異常判定に応じて吸気量特性を変更してもよいし、操作者の手動操作に応じて吸気量特性が変更される構成としてもよい。

Ａ２．前記吸気量特性設定手段が、前記アクセル操作子の操作量に対する吸気量の変化率が異なる複数の特性を択一的に設定する、Ａ１項に記載の船舶推進機用エンジンシステム。
この構成によれば、吸気量特性設定手段によって設定され得る複数の吸気量特性は、アクセル操作子の操作量に対する吸気量の変化率が異なるので、たとえば、エンジンの状態に応じた適切な吸気量特性を設定することで、優れたエンジン出力調節特性を実現できる。

Ａ３．前記エンジンの異常に発生したことを判定する異常判定手段をさらに含み、
前記吸気量特性設定手段が、前記異常判定手段による異常判定に基づいて、前記アクセル操作子の操作量に対する吸気量の特性を変更する、Ａ１項またはＡ２項に記載の船舶推進機用エンジンシステム。
この構成によれば、異常判定がされると、吸気量特性が変更されるので、異常発生の有無に応じた適切な吸気量特性を設定できる。それによって、エンジンを適切な状態で運転することができるから、エンジンを保護しつつ、優れた航走フィーリングを実現できる。

Ａ４．前記エンジンに異常が発生したことを判定する異常判定手段をさらに含み、
前記吸気量特性設定手段が、前記異常判定手段による異常判定に基づいて、アクセル操作子の操作量に対する吸気量の変化率が第１の値である第１の特性から、当該変化率が前記第１の値よりも小さな第２の値である第２の特性に変更する、Ａ２項に記載の船舶推進機用エンジンシステム。

この構成によれば、エンジンに異常が発生すると、吸気量の変化率が小さな特性に変更される。すなわち、アクセル操作子の操作量が大きくても、吸気量の変化が小さくなる。これにより、吸気量の急変が抑制されるので、エンジンを保護でき、かつエンジン出力の急変を抑制して航走フィーリングを向上できる。
Ａ５．前記エンジンが、前記シリンダ内の混合気に点火する点火プラグをさらに含み、
前記点火プラグの点火時期を制御する点火時期制御手段と、
前記エンジンにおけるノッキング発生を検出するノック検出手段と、
前記ノック検出手段がノッキング発生を検出すると、前記点火時期制御手段により前記点火プラグの点火時期を遅角させるノック遅角制御手段とをさらに含み、
前記異常判定手段が、前記ノック遅角制御手段による点火時期の遅角によってはノッキングを抑制できない異常の発生を判定するものであり、
前記吸気量特性設定手段が、前記異常判定手段による異常判定に基づいて、最大吸気量が減少するように、前記アクセル操作子の操作量に対する吸気量の特性を変更する、Ａ３項またはＡ４項に記載の船舶推進機用エンジンシステム。

この構成によれば、点火時期の遅角によってはノッキングを抑制できない異常が生じると、最大吸気量を制限するように、吸気量特性が変更される。これによって、ノッキングを確実に抑制できるので、エンジンを保護できる。また、ノッキングを確実に抑制した状態でエンジンを運転できるので、航走フィーリングを向上できる。
Ａ６．船体と、
前記船体に取り付けられた船舶推進機と、
前記船舶推進機に備えられた前記エンジンを含む、Ａ１項〜Ａ５項のいずれか一項に記載の船舶推進機用エンジンシステムとを含む、船舶。

この構成により、航走フィーリングの向上された船舶を提供できる。

１ 水ジェット推進艇
２ 船体
３ エンジン
４ ジェット推進機
６ 操舵装置
２１ シリンダ
２２ ピストン
２３ クランクシャフト
２４ コンロッド
２５ シリンダヘッド
２６ クランクケース
２７ 燃焼室
３１ 吸気通路
３２ 排気通路
３３ 吸気ポート
３４ 排気ポート
３５ 吸気弁
３６ 排気弁
３７ 動弁装置
３８ 点火プラグ
３９ 点火コイル
４０ 電動スロットル装置
４１ スロットルバルブ
４２ 電動スロットルアクチュエータ
４３ スロットル開度センサ
４５ インジェクタ
５５ クランク角センサ
５６ ノックセンサ
６１ ハンドルバー
６５ アクセルレバー
６６ アクセル操作量センサ
７０ エンジンコントローラ
７１ 点火時期制御ユニット
７２ ノック遅角制御ユニット
７３ 異常判定ユニット
７４ 吸気量制限ユニット
１００ 船体
１０１ 船外機
１０２ スクリュー
１０５ 操船席
１０６ ステアリングホイール
１０７ レバー

Claims (10)

1. シリンダに吸入される吸気量を調節する吸気量調節手段と、前記シリンダ内の混合気に点火する点火プラグとを有し、船舶の推進力を発生するための船舶推進機の駆動力を発生するエンジンと、
   前記点火プラグの点火時期を制御する点火時期制御手段と、
   前記エンジンにおけるノッキングを検出するノック検出手段と、
   前記ノック検出手段がノッキングを検出すると、前記点火時期制御手段により前記点火プラグの点火時期を単位遅角量だけ遅角させるノック遅角制御手段と、
   前記ノック検出手段が所定時間内の間隔でノッキングを検出する状態が継続すると、その継続状態に基づいて、異常が発生していると判定する異常判定手段と、
   前記異常判定手段による異常判定に基づいて、前記吸気量調節手段を制御することによって、前記エンジンの吸気量を制限する吸気量制限手段とを含む、船舶推進機用エンジンシステム。
2. 前記吸気量制限手段は、前記異常判定手段による異常判定に基づいて前記エンジンの吸気量の制限を開始すると、前記エンジンが停止されるまで、前記エンジンの吸気量の制限を継続する、請求項１に記載の船舶推進機用エンジンシステム。
3. 通常点火時期が、ＭＢＴ（Minimum advance for Best Torque）に対して遅角側に設定されている、請求項１または２に記載の船舶推進機用エンジンシステム。
4. 前記吸気量制限手段は、前記異常判定手段が異常判定をするまでは、前記ノック検出手段がノッキングを検出しても、吸気量制限を行わない、請求項１〜３のいずれか一項に記載の船舶推進機用エンジンシステム。
5. 前記異常判定手段は、
   前記ノック検出手段がノッキングを検出するたびに増加し、前記ノック検出手段が前記所定時間に亘ってノッキングを検出しないと初期化される積算値を求める積算値演算手段と、
   前記積算値演算手段が演算した積算値と所定の積算値閾値とを比較する積算値比較手段とを含み、
   前記積算値が前記積算値閾値を超えると、異常が発生していると判定する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の船舶推進機用エンジンシステム。
6. 前記積算値演算手段が、前記ノック遅角制御手段による遅角量であるノック遅角量が所定の遅角量閾値を超えていることを条件に前記積算値を増加させる、請求項５に記載の船舶推進機用エンジンシステム。
7. 前記積算値演算手段が、前記単位遅角量ずつ前記積算値を増加させる、請求項５または６に記載の船舶推進機用エンジンシステム。
8. 前記異常判定手段が、前記ノック遅角制御手段による遅角量であるノック遅角量が、ノック遅角量上限値に達していることを条件に、異常が発生していると判定する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の船舶推進機用エンジンシステム。
9. 前記ノック遅角制御手段は、前記ノック検出手段の出力を所定の検出周期で周期的に調べ、各検出周期において、前記ノック検出手段がノッキングを検出すると前記単位遅角量だけ点火時期を遅角させる一方で、前記ノック検出手段がノッキングを検出しないと単位進角量だけ前記点火時期を進角させる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の船舶推進機用エンジンシステム。
10. 船体と、
    前記船体に取り付けられた船舶推進機と、
    前記船舶推進機に備えられた前記エンジンを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の船舶推進機用エンジンシステムとを含む、船舶。

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