JP2015534922A - 操舵性の向上 - Google Patents

Abstract

本発明は、図１に関連して、かつ特に船舶の推進がジェット駆動装置によってもたらされる場合に、しかしそのような場合に限らず、船舶、水陸両用車、または他のそのような車両用の操舵性向上のためのシステム、方法、および装置を提供する。【選択図】 図１

Description

本発明は、限定的ではないが、特に船舶の推進がジェット駆動装置によってもたらされる場合に、船舶、水陸両用車、または他のそのような車両用の操舵性向上のためのシステム、方法、および装置に関する。

ジェット駆動船舶推進システムは当該技術分野で周知であり、典型的には原動機とジェット駆動装置の組合せを含む。原動機は、ジェット駆動装置のダクト（コンジット）に配設された羽根車を回転させる駆動軸を介して駆動をもたらす。ダクトは、第１近位端に、羽根車の上流に水を導き入れるために一般的に船舶または水陸両用車の船体の底面に配置される入口を含み、第２遠位端に、水をジェットとして排出するために一般的に羽根車の下流に出口ノズルとして配置される出口を含む。ノズルは一般的に断面積がダクトの断面積と比較したときに、より小さいので、回転する羽根車の作用によりダクトに加圧かつ加速された水流をもたらす。推進力はこうして、出口ノズルを介して排出される水の噴射によってもたらされる推力に対する反力によってもたらされる。操舵を行うために水没したラダーが使用される船舶の場合とは異なり、ジェット駆動装置では、出口ノズルの下流（後部）に、かつそれに対し近接位置合わせ状態に操舵ノズルを設けることが常套であり、該操舵ノズルは、操舵の制御下で左または右に旋回し、それに従って出口ノズルから出る水の噴射を方向付けるように、略垂直軸線を中心に旋回可能である。こうして、船舶または水陸両用車の操舵は、操舵される通り操舵ノズルから出るジェットの推力に対する反力の結果として達成される。

船舶または水陸両用車に動力を与えかつそれを操舵するためにジェット駆動装置によって発生する推力および操舵は、手動操作スロットル制御装置（モース（morse）スロットル、アイドル状態に付勢されたツイストグリップ、アイドル状態に付勢された回動レバー、または他の適切な装置）および操舵装置（舵輪、ハンドルバー、舵柄、または他の適切な装置）の使用によって運転者または乗り手によって制御される。したがって、ジェット駆動船舶推進システムの公知の限界は、手動操作スロットルがローまたはアイドルに設定されているとき、または解放されてアイドル状態に付勢されたときに、操舵装置を介する操舵要求に関係なく、ジェット駆動装置によって発生する推力が低い、または無いので、操舵機能が低減される（または完全に喪失される）ことである。これは、手動操作スロットル制御が運転者または乗り手によって再び加えられない限り、船舶または水陸両用車の運転者または乗り手に対し、船舶または水陸両用車の操縦性および制御が低下する状況をもたらすことがあり得る。特に、これは、高速で移動しているときに、手動操作スロットルから手を放してアイドル状態に戻した場合に、問題を生じることがあり得る。典型的には、エンジン速度の低下によりジェット駆動装置によって発生する推力が落ちるので、船舶または水陸両用車を効果的に操舵することがもはや不可能になる。そのような現象は、オフスロットルまたはオフパワー操舵喪失として知られている。いくつかの先行技術の装置およびシステムは、特にオフスロットルまたはオフパワー操舵喪失の現象に取り組むために開発されてきた。さらに、低速時に、入港または浜乗上げ操作を試みるときに、有用な操舵可能な推力の欠如もまた一部の運転者または乗り手によって問題と認識されており、したがっていくつかの先行技術の装置およびシステムは、入港および／または浜乗上げのような低速操縦のための操舵可能な推力の補助を提供するように開発されてきた。しかし、他の運転者および乗り手は、低速（および／または高速）時の操舵可能な推力補助が、直感的に予想外のときにかつ／または望まないときに操舵可能な推力を提供するので、それを全くの障害と見るようになってきた。

オフスロットルまたはオフパワー操舵喪失の現象に対処するために提案された様々な先行技術の装置およびシステムでは、急速オフスロットル事象および閾操舵入力が検知され、往々にして船舶の速度も考慮される。これらの入力に基づいて、先行技術の装置およびシステムは、運転者または乗り手の手動スロットル制御装置の使用とは関係無く、ジェット駆動装置が操縦可能な推力を発生するようにスロットルの再適用を達成するか、或いは制御システムが、運転者または乗り手の手動スロットル制御装置の使用／不使用とは関係なく、スロットルの通常の減速率を低下させ、したがってジェット駆動装置を介して得られる操舵推力の喪失を遅らせるように、細長い減速プロファイルを作動させるかのいずれかである。

したがって、これらの公知の先行技術の装置およびシステムの問題は、装置またはシステムが急速オフスロットル事象を検知すること（これは必要な前触れでありセンサ入力である）と、その後にオフスロットルまたはオフパワー操舵の必要性を決定することとの間に遅れが存在することである。典型的には、装置またはシステムが作動または実行する前に、閾操舵入力も検知されることが要求される。その後に続くことはスロットルの再適用、または操舵推力の喪失を予め定められた時間だけ遅らせるように、減速プロファイルが作動または実行されることである。その結果生じる影響は、船舶または水陸両用車の異常で不安定な特性をもたらすおそれがあり、すなわちシステムは、特に低速の入港／浜乗上げ支援システムに望ましくない推力をもたらすおそれがある。この結果、該当する船舶の運転者および乗り手は、オフスロットルもしくはオフパワー操舵装置ならびに／または低速入港／浜乗上げ装置およびシステムのスイッチを完全に切っておくか、或いは装置を取り外している。

以上に鑑みて、先行技術の装置およびシステムの性能を改良する、より簡素化された装置およびシステムの必要性が依然として存在する。本発明は、直感的応答により船舶および水陸両用車に操舵性の向上をもたらす、高アイドルエンジン速度のシステムの根本的に異なる提案を提示することによって、これに対処しようとするものである。オフ状態にあり、特定の条件が検知され／満たされたときにオンすなわち作動させなければならない（かつ急速オフスロットル事象を検知することを要求される）公知の先行技術の装置およびシステムとは異なり、本発明は必要なときにデフォルトでオン状態であるが、特定の条件が検知され／満たされたときにオフにすることができる。この根本的な相違は、直感的応答により、必要なときに、船舶および水陸両用車に向上した操舵性をもたらす。

第１態様では、本発明は、
少なくとも第１および第２アイドル速度により動作可能な原動機と、
原動機に接続されているときに推力を発生するように動作可能な船舶推進装置と、
船舶または水陸両用車が決められた走行速度以上で動作しているか否かを検知／決定するためのセンサ／決定手段と、
を備えた船舶または水陸両用車であって、
原動機の第２アイドル速度は第１アイドル速度より高く、
船舶推進装置は、原動機によって第２アイドル速度以上の速度で動作するときに、操舵可能な推力を発生し、
船舶または水陸両用車が決められた走行速度以上で動作していることを、センサ／決定手段が検知／決定したときに、原動機は第２アイドル速度で動作する、船舶または水陸両用車を提供する。

第２態様では、本発明は、船舶または水陸両用車の操舵性の向上をもたらすための方法であって、
船舶または水陸両用車は、
第２アイドル速度が第１アイドル速度より高く、少なくとも第１および第２アイドル速度により動作可能である原動機と、
原動機に接続されているときに推力を発生するように動作可能な船舶推進装置と、
船舶または水陸両用車が決められた走行速度以上で動作しているか否かを検知／決定するためのセンサ／決定手段と、
を備え、
船舶推進装置が、原動機によって第２アイドル速度以上の速度で動作するときに、操舵可能な推力を発生するステップと、
船舶または水陸両用車が決められた走行速度以上で動作していることを、センサ／決定手段が検知／決定したときに、原動機が第２アイドル速度で動作するステップと、を含む方法を提供する。

第３態様では、本発明は、排水モードおよび滑走モードで動作可能な船舶または水陸両用車であって、
少なくとも第１および第２アイドル速度で動作可能な原動機と、
原動機に接続されているときに推力を発生するように動作可能な船舶推進装置と、
船舶または水陸両用車が滑走モードであるか、それとも排水モードであるかを検知するための滑走センサと、
を備え、
原動機の第２アイドル速度は第１アイドル速度より高く、
船舶推進装置は、原動機によって第２アイドル速度以上の速度で動作するときに、操舵可能な推力を発生し、
船舶または水陸両用車が滑走モードであることを滑走センサが検知したときに、原動機は第２アイドル速度で動作する、船舶または水陸両用車を提供する。

第４態様では、本発明は、船舶または水陸両用車の高速操舵性の向上をもたらすための方法であって、
船舶または水陸両用車は、
第２アイドル速度が第１アイドル速度より高く、少なくとも第１および第２アイドル速度により動作可能である原動機と、
原動機に接続されているときに推力を発生するように動作可能な船舶推進装置と、
船舶または水陸両用車が滑走モードであるか、それとも排水モードであるかを検知するための滑走センサと、
を備え、
船舶推進装置が、原動機によって第２アイドル速度以上の速度で動作するときに、操舵可能な推力を発生するステップと、
船舶または水陸両用車が滑走モードであることを滑走センサが検知したときに、原動機が第２アイドル速度で動作するステップと、を含む方法を提供する。

以下で本発明の好適な実施形態を、単なる実施例として、添付の図面に関連して説明する。

本発明に係る操舵性向上の第１の好適な実施形態の略フロー図である。 本発明に係る操舵性向上のさらなる好適な実施形態の略フロー図である。 本発明に係る操舵性向上のさらに別の好適な実施形態の略フロー図である。

本発明に係る操舵性の向上のためのシステム、方法、および装置は、船舶または水陸両用車が船舶モード時に所与の走行速度以上で運転されるときに、高アイドル（「第２アイドル」ともいう）エンジン速度をもたらし、この所与の走行速度は設定可能またはプログラム可能であり（かつ使用中一定または動的であり）、「決められた走行速度」をもたらす。高アイドルエンジン速度が決められた走行速度以上で作動すると、たとえ乗り手または運転者が偶発的にまたは意図的に手動操作スロットルから手を離した場合でも、エンジン速度は、操舵可能な推力がジェット駆動装置を介して得られなくなる速度より（少なくとも特定の時間にわたって）低下することができないので、エンジンは常にジェット駆動装置を介して操舵可能な推力を提供する。船舶または水陸両用車が船舶モード時に決められた走行速度以上で走行しているとき、例えば水上を高速で走行しているとき、および特定の実施形態では、操舵が要求または命じられたときに、向上した操舵が有効かつ利用可能になる。しかし、高アイドルエンジン速度は、運転者または乗り手によって、或いは制御システムによって、オフに切り替えることができる。例えば、運転者または乗り手が手動オーバライドボタンまたはスイッチを使用して、いったん作動した高アイドルエンジン速度をオフに切り替えることができ、かつ／または制御システムにより、高アイドルエンジン速度が作動する持続時間を制限することができる。さらに、船舶または水陸両用車が船舶モード時に決められた走行速度より低速になったときに、例えば滑走を止めるときに、高アイドルエンジン速度を解除することができる。

最初に図１を参照すると、船舶、水陸両用車、および他のそのような車両で使用するための本発明に係る操舵性向上の第１の好適な実施形態の動作モードを示す略フロー図を見ることができる。この第１の好適な実施形態では、原動機（図示せず）は、毎分約１３００回転（ｒｐｍ）の「通常」アイドル（「第１」アイドルともいう）速度、約４１００ｒｐｍの「高」アイドル（「第２」アイドルともいう）速度を有する従来の火花点火燃焼エンジンであり、フルスロットル時に約８０００ｒｐｍで動作することができる。エンジンを１３００ｒｐｍから８０００ｒｐｍの範囲で動作させるように、スロットルは乗り手または運転者が手動で制御することができる。システムは、単なる例として以下で説明するように、特定の条件が満たされるならば、スロットルが高アイドル速度より低下することができないように、乗り手または運転者とは関係なく、高アイドル速度に設定することができる。フロー図は、シーケンスの第１ステップ１００の「ループの開始」を示す。次に、ステップ１２０の「船舶モードか？」で、システムは、適切なセンサを用いて検知することによって、かつ／または他の適切な決定（例えばモード選択）によって、船舶または水陸両用車が船舶モードであるか否かを決定する。船舶または水陸両用車が船舶モードでないと決定された場合、ステップ１２５「通常アイドル速度１３００ｒｐｍ」に示されるように、１３００ｒｐｍの通常アイドル速度が作動し、システムはシーケンスのステップ１００の「ループの開始」に戻る。代替的に、船舶または水陸両用車は船舶モードであることが決定された場合、システムは、次のステップ１３０「車両は滑走しているか（または決められた速度以上であるか）？」に移動する。ここで、システムは、適切なセンサ（例えば走行速度センサ）を使用して検知することによって、かつ／または他の適切な決定によって、船舶または水陸両用車が決められた走行速度以上であるか否かを決定する。この第１実施形態では、決められた走行速度は、船舶または水陸両用車が滑走しているときの速度である（しかし、上述の通り、決められた走行速度は、滑走速度より低いか或いは高い任意の速度に設定することができる）。好ましくは、使用されるセンサは水存在センサであり、滑走中は実質的に乾き、排水状態のときは実質的に濡れるように、船舶または水陸両用車に配置される。船舶または水陸両用車が滑走していない（水存在センサが濡れている）ことが決定された場合、ステップ１３５「通常アイドル速度１３００ｒｐｍ」に示されるように、１３００ｒｐｍの通常アイドル速度が作動し、システムはシーケンスのステップ１００の「ループの開始」に戻る。代替的に、船舶または水陸両用車が滑走している（水存在センサが実質的に乾いている）ことが決定された場合、ステップ１５０「高アイドル速度４１００ｒｐｍ作動」に示されるように、４１００ｒｐｍの高アイドル速度が作動し、システムはシーケンスのステップ１００の「ループの開始」に戻る。船舶モードで滑走しているとき（または決められた走行速度以上のとき）に４１００ｒｐｍの高アイドル速度が作動すると、たとえ乗り手または運転者が偶発的にまたは意図的に手動操作スロットルから手を離した場合でも、エンジン速度は、操舵可能な推力がジェット駆動装置を介して得られなくなる速度より低下することができないので、エンジンはこの状態でジェット駆動装置を介して常に操舵可能な推力を提供する。要するに、システムは船舶モード時には常にデフォルトで「オン」の状態であり、走行速度が決められた走行速度より低下すると、「オフ」に切り替わる。

水センサは任意の適切な形を取ることができるが、この第１の好適な実施形態では、屈折測定に基づいて電気出力信号を提供する光センサである。次いで水センサからの電気出力信号は、例えば濡れ状態から乾状態におよびその逆に移動するときに、飛沫および過渡の影響を考慮するために処理される。例えば、水センサは、それが所定の秒数Ｗを超えて濡れている場合、ＷＥＴ出力を決定することができ、Ｗはプログラム可能である。代替的に、または加えて、ＥＷＭＡ係数を使用することができる。決められた走行速度が船舶または水陸両用車が滑走する速度より低く設定された場合、水センサからの電気出力信号は、測定される決められた走行速度を考慮に入れるために様々に処理することができる。代替的に、または加えて、他の適切なセンサを使用することが有利な場合がある。例えば外輪速度センサは、外輪を回転させるように働く外輪の羽根を通過する水流量を測定することによって、走行速度を検出するために使用することができる。代替的に、または加えて、全地球測位システム（ＧＰＳ）または圧力検知システム（例えばピトー管、船体圧力センサ、またはジェット駆動圧力センサ等）を使用することができる。

エンジンの速度は、当業界における常法通り、吸気弁、典型的にはバタフライ弁の開弁制御によってもたらされる。吸気弁が開くことにより、空気を取り込み、エンジンの１つ以上のシリンダで燃焼するために燃料と混合させることが可能になる。吸気弁の開度は燃焼のために取り込まれる空気の量を制御し、それが次に、結果的に得られるエンジンの速度（ｒｐｍ）を制御する。単数または複数の吸気弁は、どちらも単数または複数の吸気弁に機械的に結合されている手動操作スロットル制御装置および／またはソレノイドアクチュエータによって作動する。第１の好適な実施形態では、手動操作スロットル制御装置は、ハンドルバーに取り付けられて閉位置に付勢された手動操作レバーの形を取り、それはプルケーブルを介してエンジンスロットルに機械的に結合される。スロットルを開き、こうしてエンジン速度を高めることは、乗り手または運転者がレバーをその付勢に抗して動かし、ケーブルを引くことによってもたらされる。次に、ケーブルの引きがスロットルを開いて吸気弁を開き、それによってより多くの空気が燃焼のために取り込まれる。こうしてエンジンの速度は、ソレノイドアクチュエータの位置に応じたレバーの作動度に依存する（下記参照）。付勢作用は、運転者がレバーを緩めるか解放したときに、レバー、ケーブルおよびスロットルを、再びソレノイドアクチュエータの位置に応じて、閉位置に戻し、最終的にアイドル（適宜、通常アイドルまたは高アイドル）に戻すように働く。加えて、ソレノイドアクチュエータが設けられ、これもまたエンジンスロットルに機械的に結合される（かつ手動操作スロットル制御装置とは無関係に動作する）。ソレノイドのストロークは、スロットルを所望の位置まで開くのに充分である。電子制御ユニット（ＥＣＵ）はソレノイドにコマンド信号を提供し、ソレノイドは命令されたときに、スロットルを所望の位置で開いた状態に維持する。この第１の好適な実施形態では、所望の位置（全ストローク）は４１００ｒｐｍの高アイドル速度に等しい。その結果、ソレノイドアクチュエータは命令されたときに４１００ｒｐｍの高アイドル速度を提供し、それより上では手動操作スロットル制御装置が通常通り機能することができるが、それより下では、ソレノイドアクチュエータが優先する（および手動操作スロットル制御装置が付勢作用により通常アイドル速度に戻ったとき）。代替的に、命令されないときに、ソレノイドアクチュエータは後退し（零ストローク）、１３００ｒｐｍの通常の低アイドル速度に影響せず、それより上では、手動操作スロットル制御装置が通常通り機能することができる。

しかし、代替的実施形態では、原動機の速度はいずれかの適切な制御手段によって制御またはスロットリングすることができることは理解されるであろう。例えば燃焼エンジンが使用される場合、スロットリングは、空気および／もしくは燃料の取込み／噴射、燃焼のタイミングの制御によって、またはいずれかの他の適切な制御（ＥＣＵ制御を含む）装置によって達成することができる。代替的に、電気もしくは油圧モータまたはハイブリッドが使用される場合、電流もしくは油圧流体の供給、または他の動力手段を制御することができ、或いはいずれかの他の適切な制御（ＥＣＵ制御を含む）装置を使用することができる。

次に図２を参照すると、船舶、水陸両用車、および他のそのような車両で使用するための本発明に係る操舵性向上のさらなる好適な実施形態の動作モードを示す略フロー図を見ることができる。このさらなる好適な実施形態では、追加入力、乗り手または運転者が低アイドル速度を積極的に選択してシステムをオフにするための手動オーバライドボタンの導入を除いては、システムは第１の好適な実施形態に関連して上述したように機能する（かつ装置は上述した通りである）。したがって、前と同様に、フロー図はシーケンスの第１ステップ２００の「ループの開始」を示す。次に、ステップ２２０の「船舶モードか？」で、システムは再び、適切なセンサを用いて検知することによって、かつ／または他の適切な決定（例えばモード選択）によって、船舶または水陸両用車が船舶モードであるか否かを決定する。船舶または水陸両用車が船舶モードでないと決定された場合、ステップ２２５「通常アイドル速度１３００ｒｐｍ」に示されるように、１３００ｒｐｍの通常アイドル速度が作動し、システムはシーケンスのステップ２００の「ループの開始」に戻る。代替的に、船舶または水陸両用車は船舶モードであることが決定された場合、システムは、次のステップ２３０「車両は滑走しているか（または決められた速度以上であるか）？」に移動する。ここで、システムは、適切なセンサ（例えば走行速度センサ）を使用して検知することによって、かつ／または他の適切な決定によって、船舶または水陸両用車が滑走しているか否かを決定する。再び、決められた走行速度は、船舶または水陸両用車が滑走しているときの速度であるが、上述の通り、決められた走行速度は滑走速度より低い（または高い）任意の走行速度に設定することができる。好ましくは、使用されるセンサは水存在センサであり、滑走時にはそれが実質的に乾き、排水状態のときは実質的に濡れるように、船舶または水陸両用車に配置される。船舶または水陸両用車が滑走していない（水存在センサが濡れている）ことが決定された場合、ステップ２３５「通常アイドル速度１３００ｒｐｍ」に示されるように、１３００ｒｐｍの通常アイドル速度が作動し、システムはシーケンスのステップ２００の「ループの開始」に戻る。代替的に、船舶または水陸両用車が滑走している（水存在センサが実質的に乾いている）ことが決定された場合、システムは次のステップ２４０「乗り手は高アイドルをオーバライドしたか？」に移動する。ここで、システムは、適切なセンサを使用して検知することによって、船舶または水陸両用車が滑走している間にオーバライドボタンまたはスイッチが操作されたか否かを決定する。好ましくは、使用されるセンサは突起ボタンまたはスイッチであり、乗り手または運転者がそれに容易にアクセスできるように、船舶または水陸両用車に配置される。高アイドル速度を乗り手または運転者が希望しない（決められた走行速度以上のときにボタンまたはスイッチが起動した）ことが決定された場合、ステップ２４５「通常アイドル速度１３００ｒｐｍ」に示されるように、１３００ｒｐｍの通常アイドル速度が作動し、システムはシーケンスのステップ２００の「ループの開始」に戻る。代替的に、低アイドル速度を乗り手または運転者が希望しない（決められた走行速度以上のときにボタンまたはスイッチが起動されない）ことが決定された場合、ステップ２５０「高アイドル速度４１００ｒｐｍ作動」に示されるように、４１００ｒｐｍの高アイドル速度が作動し、システムはシーケンスのステップ２００の「ループの開始」に戻る。船舶モードで滑走しているときに（または決められた走行速度以上のときに）、４１００ｒｐｍの高アイドル速度が作動し、オーバライドされなければ、たとえ乗り手または運転者が偶発的にまたは意図的に手動操作スロットルから手を離した場合でも、エンジン速度は、操舵可能な推力がジェット駆動装置を介して得られなくなる速度より低下することができないので、エンジンはこの状態でジェット駆動装置を介して常に操舵可能な推力を提供する。要するに、システムは船舶モード時にデフォルトで「オン」の状態であり、走行速度が決められた走行速度より低下し、かつ／または乗り手もしくは運転者がボタンまたはスイッチを用いてオフにすると、「オフ」に切り替わる。

次に図３を参照すると、船舶、水陸両用車、および他のそのような車両で使用するための本発明に係る操舵性向上のさらに別の好適な実施形態の動作モードを示す略フロー図を見ることができる。この好適な実施形態では、乗り手または運転者がシステムをオフに切り替えることによって低アイドル速度を積極的に選択するために、手動オーバライドボタンまたはスイッチを、システムをオフに切り替える代替的方法、すなわち操舵要求／非要求の決定に置き換えることを除いては、システムは、図２のさらなる好適な実施形態に関連して上述したように機能する（かつ装置は上述の通りである）。したがって、前と同様に、フロー図はシーケンスの第１ステップ３００に「ループの開始」を示す。次に、ステップ３２０の「船舶モードか？」で、システムは再び、適切なセンサを使用して検知することによって、かつ／または他の適切な決定（例えばモード選択）によって、船舶または水陸両用車が船舶モードであるか否かを決定する。船舶または水陸両用車が船舶モードではないことが決定された場合、ステップ３２５「通常アイドル速度１３００ｒｐｍ」に示されるように、１３００ｒｐｍの通常アイドル速度が作動し、システムはシーケンスのステップ３００の「ループの開始」に戻る。代替的に、船舶または水陸両用車が船舶モードであることが決定されると、システムは次のステップ３３０「車両は滑走しているか（または決められた速度以上であるか）？」に移動する。ここでシステムは、適切なセンサ（例えば走行速度センサ）を用いて検知することによって、かつ／または他の適切な決定によって、船舶または水陸両用車が滑走しているか否かを決定する。再び、決められた走行速度は船舶または水陸両用車が滑走しているときの速度であるが、上述の通り、決められた走行速度は、滑走速度より低い（または高い）任意の走行速度に設定することができる。好ましくは、使用されるセンサは水存在センサであり、滑走時にはそれが実質的に乾き、かつ排水状態のときは実質的に濡れるように、船舶または水陸両用車に配置される。船舶または水陸両用車が滑走していない（水存在センサが濡れている）ことが決定された場合、ステップ３３５「通常アイドル速度１３００ｒｐｍ」に示されるように、１３００ｒｐｍの通常アイドル速度が作動し、システムはシーケンスのステップ３００の「ループの開始」に戻る。代替的に、船舶または水陸両用車が滑走している（水存在センサが実質的に乾いている）ことが決定された場合、システムは次のステップ３４０「乗り手は操舵を要求しているか」に移動する。ここでシステムは、適切なセンサを用いて検知することによって、船舶または水陸両用車が滑走しているときに、操舵ノズルまたはハンドルバーが「操舵希望」位置から実質的に「直進」位置に移動したかどうかを決定する。好ましくは、使用されるセンサは加減抵抗器であり、操舵度（ゼロから左手および右手方向両方のフルロックまで）に応じて可変電気出力を提供するように、船舶または水陸両用車に配置される。船舶または水陸両用車を操舵することが望まれていないことが決定された場合（加減抵抗器の出力信号）、ステップ３４５「通常アイドル速度１３００ｒｐｍ」に示されるように、１３００ｒｐｍの通常アイドル速度が作動し、システムはシーケンスのステップ３００の「ループの開始」に戻る。したがって、操舵が望まれない場合、乗り手または運転者は、操舵ノズルまたはハンドルバーを略「直進」位置に移動することによって、システムをオフにすることができる。代替的に、船舶または水陸両用車を操舵することが望まれていることが決定された場合（加減抵抗器出力信号）、ステップ３５０「高アイドル速度４１００ｒｐｍ作動」に示されるように、４１００ｒｐｍの高アイドル速度が作動し、システムはシーケンスのステップ３００の「ループの開始」に戻る。船舶モードで滑走しているとき（または決められた走行速度以上のとき）、かつ操舵が望まれるときに、４１００ｒｐｍの高アイドル速度が作動すると、たとえ乗り手または運転者が偶発的にまたは意図的に手動操作スロットルから手を離した場合でも、エンジン速度は、操舵可能な推力がジェット駆動装置を介して得られなくなる速度より低下することができないので、エンジンはこの状態で常にジェット駆動装置を介して操舵可能な推力を提供する。要するに、システムは船舶モード時にはデフォルトで「オン」の状態であり、走行速度が決められた走行速度より低下し、かつ／または乗り手または運転者が操舵直進を設定すると、「オフ」に切り替わる。

記載した好適な実施形態では、高アイドルエンジン速度は、必要なセンサ入力の決定に基づいて、ＥＣＵの制御下で提供される。しかし、記載した様々なセンサは、それらがＥＣＵが決定を下すために要求される必要な入力を検知かつ提供するように働くことを前提として、（補足および／または置換によって）任意の適切な形を取ることができることは理解されるであろう。例えば水センサは、船舶または水陸両用車が決められた走行速度以上で動作しているか否かを決定するのに使用するために、全地球測位システム（ＧＰＳ）の形を取ることができる。代替的に、ＧＰＳはバックアップとして追加的に設けることができる。さらに、これらの代わりに、またはこれらに加えて、船舶または水陸両用車が決められた走行速度以上で動作しているか否かを決定するために、ジェット駆動装置における圧力センサまたはセンサアレイを使用することができる。そのような場合、単数または複数の圧力センサは圧力閾値を検出するように較正し、それより高い圧力で、船舶または水陸両用車が決められた走行速度以上で動作している（例えば滑走している）か否かを決定できるように構成することができる。代替的に、または加えて、他の圧力検知システム（例えばピトー管、船体圧力センサ等）を使用して、船舶または水陸両用車が決められた走行速度以上で動作しているか否かを決定することができる。代替的に、または加えて、船舶または水陸両用車が決められた走行速度以上で動作しているか否かを決定するために、ジェット駆動装置を通過する水の体積流量を検知または測定することができる。代替的に、または加えて、外輪速度センサを使用して、外輪を回転させるように働く外輪の羽根を通過する水流量を測定することによって走行速度を検出し、かつしたがって船舶または水陸両用車が決められた走行速度以上で動作しているか否かを検出することができる。代替的に、または加えて、船舶または水陸両用車がその中／上を走行する水に対する船舶および／または水陸両用車の（横軸線を中心とする）ピッチを使用して走行速度を検出し（例えば基準面に対して、滑走時には（より）水平であり、排水時および／または静止時には船首が上がり／船尾が下がった姿勢で（より）傾斜している）、かつしたがって船舶または水陸両用車が決められた走行速度以上で動作しているか否かを検出することができる。実際には、特定の船舶または水陸両用車に実現されるシステムを最適化するために、使用されるセンサのいずれかの較正および信号処理技術の利用を有利に採用することができることは理解されるであろう。例えば、特定の操舵が望まれている或いは命令されているか否かを追加的に検知する図３の好適な実施形態では、これは、全舵角範囲が例えば−２５度から＋２５度である場合に、操舵ノズルまたはハンドルバーの舵角が直進位置（０度）からどちらかの方向に典型的には例えば５度、１０度、１５度、または２０度より大きい（調整可能／プログラム可能な）絶対操舵閾値を超えて回転したことを検知することを必要とする。しかし、回転されるときの操舵ノズルまたはハンドルバーの加速度を測定し、アルゴリズムまたはその変形を使用するなど、操舵の希望または命令を処理するための代替的方法が存在する。電気的干渉が使用するセンサまたは検知された信号の信頼性に対する脅威になるシナリオでは、電気的手段に加えて、またはその代わりに、機械的手段を使用することができる。同様に、希望する操舵入力または命令を検出するために、回転されたまたは回転する操舵ノズルによって起動または検知されるように、操舵ノズルの両側に近接して機械的スイッチまたは近接センサを配置することができる。操舵希望または命令を検知する代わりに、様々な他の可能性が存在する。例えば、乗り手または運転者は方向転換しようとするときに身体を傾ける傾向があり、搭載流体が移動し、こうして重心がずれるので、船舶または水陸両用車の（縦軸を中心とする）ロールを検知することができる。したがって、ロール角を（例えば傾斜計等を用いて）検知し、基準点からの重心の変化を（例えばジャイロスコープ、フロートセンサ等を用いて）検知し、流体タンク（例えば燃料タンク、冷却液タンク等）内の測定圧力差、または船体表面の横方向の測定圧力差（例えば船体表面のビームにわたって横方向に間隔をおいて配置された圧力センサ）を、（例えば圧力の増加／減少および左右の脚の間の圧力差を検知するために）乗り手または運転者の各足の下の圧力パッドを用いて検知することが可能である。代替的に、乗り手または運転者からの「方向転換」のような適切な音声コマンドを検知し、それに従って動作することができる。ハンドルバーまたは操舵輪からの古典的な操舵入力を検知しかつ処理する代わりに、操舵の希望または命令を検知しかつ処理するこれらの代替的方法のいずれか１つ以上を使用することができる。

システムの追加較正をもたらすさらなる改善は、様々な機能に対し、または検知されるパラメータの検知に対し、プログラム可能なタイマ（または遅延）を使用することである。これ／これらは、記載した実施形態のいずれにも有利に使用することができる。例えば、特定のシナリオでは、船舶または水陸両用車が滑走を止め、速度を落として停止するまで、操舵可能な推力を提供するのに充分な決められた時間量だけ、例えば１秒ないし３秒間、高アイドル速度が作動することは有利であることが分かるであろう。代替的に、乗り手または運転者が手動操作可能なスロットルコントロールから手を放し、操舵動作を生じさせる場合に、特定のシナリオでは、船舶または水陸両用車が滑走を止め、速度を落として停止するまで、所望の操縦を行うのに充分な決められた時間量、例えば１秒ないし３秒間、高アイドル速度が作動することは有用であることが分かるであろう。同様に、滑走から排水モードへの移行、およびその逆の移行は数秒かかり（船舶または水陸両用車が方向転換をしている―抵抗がより大きく、速度がより早く低下する―か、それとも直進走行しているかによって異なる）、したがってこれも、乾いた水センサ（滑走）が水（排水）を検出するのにかかる時間の観点から有意味であると考えることができ、システムをどのように較正するかに関してこれを利用することができる。例えば、様々なアイドル速度は設定され、設定可能であり、プログラムされ、プログラム可能であり、かつ／または使用時に、該当する船舶または水陸両用車の特定の船舶特性（例えば形状、長さ、横幅、重量等）および／または動作中に検知されるパラメータ（速度、荷重等）に基づいて、ＥＣＵによって選択することができる。特に、特定の船舶または水陸両用車は滑走を他より素早く／遅く停止し、したがって水センサをより早く／遅く濡れさせることになり、したがって高アイドル速度が作動している時間に影響することを理解されたい。したがって、様々なアイドル速度および／または選択された高アイドル速度の動作時間は、特定の構成に応じて変更され、或いは変更することができ、かつ使用時に特定の要件に適合するように変更／最適化することができる。

原動機は火花点火内燃エンジンとして記載したが、ジェット駆動装置への駆動（動力）は、例えば、限定的ではないが、圧縮点火エンジン、電気モータ、油圧モータ、ハイブリッドエンジン、またはジェットエンジンのような、任意の組合せのいずれか１つ以上の適切な動力源によって提供することができることを理解されたい。また、低アイドルエンジン速度、高アイドルエンジン速度、および最大エンジン速度として上述した１３００ｒｐｍ、４１００ｒｐｍ、および８０００ｒｐｍの数字は単なる典型例であって、固定されたものではないことを理解されたい。実際には、使用される原動機およびジェット駆動装置の特定の構成に適合しかつそれを最適化するように、各々、一部、または全部を変更することができる。したがって、上述した全てのエンジン速度は単なる示唆にすぎない。

さらに、上記の説明では、船舶および水陸両用車について言及したが、これは、その範囲内に、全地形用および水陸両用の能力を持つ車両、水上バイク、ボート等を、それらに限らず、含むことを意図している。

操舵装置を介する操舵要求にかかわらず、手動操作スロットルがローまたはアイドルに設定されたとき、または解放されてアイドルに付勢されたときの船舶推進システムにおける操舵機能の低減（または完全な欠如）の公知の限界は、ジェット駆動装置に限定されない。それは、程度の差はあれ、プロペラ、ｚドライブ、船外モータ、および他の船舶推進システムにも該当する。しかし、これらの船舶推進システムでは、ある程度の操舵性をもたらすために、全ての速度で水中に付属物、典型的にはゴムまたはフィンが通常設けられる。それにもかかわらず、本発明は、これらの船舶推進システムが設けられた船舶または水陸両用車にも有利に使用することができる。

本発明に係る操舵性向上の様々な実施形態について上述したが、記載した（かつ／または添付の特許請求の範囲に記載する）特徴のいずれか１つ以上もしくは全部を単独で、または様々に組み合わせて、実施形態のいずれかに、またはさらなる実施形態に提供することができる。したがって、これらの特徴のいずれか１つ以上を、記載しかつ／または請求する特徴の組合せのいずれかから除去し、置換し、かつ／または追加することができる。誤解を避けるために記すと、どの実施形態の特徴のいずれも、新しい実施形態を形成する程度にまでも、いずれかの実施形態からのいずれかの他の特徴と組み合わせることができる。

したがって、本発明の好適な実施形態について上述し、図面に示したが、これらは単なる実施例であって、限定ではない。添付の特許請求の範囲に明記する本発明の領域、趣旨、および範囲内で多くの代替実施形態が可能であることを、当業者は理解されるであろう。

Claims (39)

1. 少なくとも第１および第２アイドル速度で動作可能な原動機と、
   前記原動機に接続されたときに推力を発生するように動作可能な船舶推進装置と、
   船舶または水陸両用車が決められた走行速度以上で動作しているか否かを検知／決定するためのセンサ／決定手段と、
   を備えた船舶または水陸両用車であって、
   前記原動機の前記第２アイドル速度は前記第１アイドル速度より高く、
   前記船舶推進装置は、前記原動機によって第２アイドル速度以上の速度で動作したときに、操舵可能な推力を発生し、
   前記船舶または水陸両用車が前記決められた走行速度以上で動作していることを前記センサ／決定手段が検知／決定したときに、前記原動機は前記第２アイドル速度で動作する、船舶または水陸両用車。
2. 前記原動機の速度およびしたがって前記船舶推進装置によって発生する推力を手動で量的に制御するために、前記船舶または水陸両用車の乗り手または運転者によって操作可能な手動操作推力制御装置
   をさらに備え、
   前記船舶または水陸両用車が前記決められた走行速度以上で動作していることを前記センサ／決定手段が検知／決定したときに、前記船舶推進装置が前記手動操作推力制御装置とは関係なく操舵可能な推力を提供するように、前記原動機は前記第２アイドル速度で動作する、請求項１に記載の船舶または水陸両用車。
3. 前記原動機は内燃エンジンを含む、請求項１または２に記載の船舶または水陸両用車。
4. 前記船舶推進装置は少なくとも１つのジェット駆動装置を含む、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
5. 前記センサ／決定手段は水センサ、全地球測位システム、外輪センサ、ピッチセンサ、体積流量センサ、および／または圧力センサのいずれか１つ以上を含む、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
6. 前記決められた走行速度は一定であるか変更可能であるかのいずれかであり、変更可能である場合、使用時に設定されるかプログラムされる、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
7. 前記決められた走行速度は前記船舶または水陸両用車の滑走速度である、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
8. 前記乗り手または運転者によって操作可能な手動オーバライドをさらに備え、前記船舶または水陸両用車が前記決められた走行速度以上で動作していることを前記センサ／決定手段が検出／決定し、かつ前記手動オーバライドがその後に前記乗り手または運転者によって操作されていない場合、前記原動機は前記第２アイドル速度で動作する、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
9. 前記乗り手または運転者によって操作可能な前記手動オーバライドはスイッチまたはボタンである、請求項８に記載の船舶または水陸両用車。
10. 前記乗り手または運転者によって操作可能な前記手動オーバライドは操舵装置であるか、或いは操舵装置をさらに含む、請求項８または９に記載の船舶または水陸両用車。
11. 操舵が望まれているか否かを検知するための操舵センサをさらに備え、前記船舶または水陸両用車が前記決められた走行速度以上で動作していることを前記センサ／決定手段が検知／決定し、かつ操舵が望まれているか命令されていることを前記操舵センサが検知したとき、前記原動機は前記第２アイドル速度で動作する、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
12. 前記船舶または水陸両用車が船舶モードで動作しているか否かを決定するための手段をさらに備え、前記船舶または水陸両用車が船舶モードであることが決定され、かつ前記船舶または水陸両用車が前記決められた走行速度以上で動作していることを前記センサ／決定手段が検知／決定したとき、前記原動機は第２アイドル速度で動作する、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
13. 前記船舶または水陸両用車が船舶モードであることが決定され、かつ前記船舶または水陸両用車が前記決められた走行速度以上で動作していることを前記センサ／決定手段が検知／決定したとき、前記原動機は少なくとも最小限の時間にわたり前記第２アイドル速度で動作する、請求項１２に記載の船舶または水陸両用車。
14. 前記船舶または水陸両用車が前記決められた走行速度以上で動作していることを前記センサ／決定手段が検知／決定したとき、前記原動機は少なくとも最小限の時間にわたり前記第２アイドル速度で作動する、請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
15. 前記原動機を前記第２アイドル速度で動作させる前記最小限の時間は可変期間である、請求項１３または１４に記載の船舶または水陸両用車。
16. 前記原動機は前記第２アイドル速度で動作しないときには前記第１アイドル速度で動作する、請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
17. 前記第２アイドル速度での前記原動機の動作は時間が限られており、その後前記原動機は前記第１アイドル速度で動作する、請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
18. 前記操舵センサは、操舵ノズルの動きを介して操舵が望まれている或いは命令されているか否かを決定する、請求項１１ないし１７のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
19. 前記操舵センサは、
    前記船舶または水陸両用車のロールを検知するか、
    前記船舶または水陸両用車の重心の変化を検知するか、
    前記船舶または水陸両用車の流体タンク内の圧力センサによって圧力差を測定するか、
    前記船舶または水陸両用車の船体表面にわたって横方向に設けられた圧力センサによって圧力差を測定するか、
    前記船舶または水陸両用車の乗り手または運転者の足または各足の下の圧力センサによって圧力差を測定するか、
    前記船舶または水陸両用車の乗り手または運転者の音声コマンドを検知するか、
    のいずれか１つ以上によって、操舵が望まれている或いは命令されているか否かを決定する、請求項１１ないし１８のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
20. 前記原動機の前記第１アイドル速度は０から３９９９ｒｐｍの範囲であり、前記原動機の前記第２アイドル速度は４０００から８０００ｒｐｍの範囲である、請求項１ないし１９のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
21. 前記原動機の前記第１アイドル速度は０から１４９９ｒｐｍの範囲であり、前記原動機の前記第２アイドル速度は１５００から８０００ｒｐｍの範囲である、請求項１ないし１９のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
22. 前記原動機の前記第１アイドル速度は０から１３００ｒｐｍの範囲であり、前記原動機の前記第２アイドル速度は１４００から８０００ｒｐｍの範囲である、請求項１ないし１９のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
23. 前記原動機の前記第１アイドル速度は略１３００ｒｐｍであり、前記原動機の前記第２アイドル速度は略４１００ｒｐｍである、請求項１ないし２２のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
24. 前記原動機が前記第１アイドル速度または前記第２アイドル速度のどちらで動作するかを制御するように動作可能なアイドルアクチュエータをさらに備えた、請求項１ないし２３のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
25. 電子制御ユニットをさらに備え、前記電子制御ユニットは、前記原動機が前記第２アイドル速度または前記第１アイドル速度のどちらで動作するかを制御／決定する、請求項１ないし２４のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
26. 前記船舶または水陸両用車が前記決められた走行速度以上で動作していることを前記センサ／決定手段が検知／決定し、かつ操舵希望または命令が要求かつ／または検知されない場合、前記原動機は前記第２アイドル速度で動作する、請求項１ないし１０、１２ないし１７、または２０ないし２６のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
27. 前記船舶または水陸両用車が前記決められた走行速度以上で動作していることを前記センサ／決定手段が検知／決定し、かつ操舵入力が要求されずかつ／または検知されない場合、前記原動機は前記第２アイドル速度で動作する、請求項１ないし１０、１２ないし１７、または２０ないし２６のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
28. オフスロットルまたはオフパワー事象が発生しかつ／または検知されたか否かに関係なく、前記船舶または水陸両用車が前記決められた走行速度以上で動作していることを前記センサ／決定手段が検知／決定したとき、前記原動機は前記第２アイドル速度で動作する、請求項１ないし２７のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
29. 前記原動機の速度を手動で量的に制御するために前記船舶または水陸両用車の乗り手または運転者によって操作可能な手動操作推力制御装置の設定に関係なく、前記船舶または水陸両用車が前記決められた走行速度以上で動作していることを前記センサ／決定手段が検知／決定したとき、前記原動機は前記第２アイドル速度で動作する、請求項１ないし２８のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車。
30. 船舶または水陸両用車の操舵性の向上をもたらすための方法であって、
    前記船舶または水陸両用車は、
    第２アイドル速度が第１アイドル速度より高く、少なくとも第１および第２アイドル速度により動作可能である原動機と、
    前記原動機に接続されているときに推力を発生するように動作可能な船舶推進装置と、
    前記船舶または水陸両用車が決められた走行速度以上で動作しているか否かを検知／決定するためのセンサ／決定手段と、
    を備え、
    前記船舶推進装置が、前記原動機によって前記第２アイドル速度以上の速度で動作するときに、操舵可能な推力を発生するステップと、
    前記船舶または水陸両用車が前記決められた走行速度以上で動作していることを、前記センサ／決定手段が検知／決定したときに、前記原動機が前記第２アイドル速度で動作するステップと、を含む方法。
31. 前記船舶または水陸両用車がさらに、
    前記原動機の速度およびしたがって前記船舶推進装置によって発生する推力を手動で量的に制御するために、前記船舶または水陸両用車の乗り手または運転者によって操作可能な手動操作推力制御装置
    を備え、
    前記船舶または水陸両用車が前記決められた走行速度以上で動作することを前記センサ／決定手段が検知／決定したとき、前記船舶推進装置が、前記手動操作推力制御装置とは関係なく、操舵可能な推力を提供するように、前記原動機が前記第２アイドル速度で動作するステップ、をさらに含む、請求項３０に記載の船舶または水陸両用車のための操舵性向上をもたらすための方法。
32. 排水モードおよび滑走モードで動作可能な船舶または水陸両用車であって、
    少なくとも第１および第２アイドル速度で動作可能な原動機と、
    前記原動機に接続されたときに、推力を発生するように動作可能な船舶推進装置と、
    前記船舶または水陸両用車が滑走モードまたは排水モードのどちらであるかを検知するための滑走センサと、
    を備え、
    前記原動機の前記第２アイドル速度は前記第１アイドル速度より高く、
    前記船舶推進装置は、前記原動機によって第２アイドル速度以上の速度で動作したときに、操舵可能な推力を発生し、
    前記船舶または水陸両用車が滑走モードであることを滑走センサが検知したときに、前記原動機は前記第２アイドル速度で動作する、船舶または水陸両用車。
33. 前記原動機の速度およびしたがって前記船舶推進装置によって発生する推力を手動で量的に制御するために、前記船舶または水陸両用車の乗り手または運転者によって操作可能な手動操作推力制御装置
    をさらに備え、
    前記船舶または水陸両用車が滑走モードであることを前記滑走センサが検知したときに、前記船舶推進装置が前記手動操作推力制御装置とは関係なく操舵可能な推力を提供するために、前記原動機は前記第２アイドル速度で動作する、請求項３２に記載の船舶または水陸両用車。
34. 請求項１ないし２９または３２または３３のいずれか１つ以上に記載の特徴のいずれか１つ以上をさらに備えた、請求項３２または３３に記載の船舶または水陸両用車。
35. 船舶または水陸両用車の高速操舵性の向上をもたらすための方法であって、
    前記船舶または水陸両用車は、
    第２アイドル速度が第１アイドル速度より高く、少なくとも第１および第２アイドル速度により動作可能である原動機と、
    前記原動機に接続されているときに推力を発生するように動作可能な船舶推進装置と、
    前記船舶または水陸両用車が滑走モードまたは排水モードのどちらであるかを検知するための滑走センサと、
    を備え、
    前記船舶推進装置が、前記原動機によって前記第２アイドル速度以上の速度で動作するときに、操舵可能な推力を発生するステップと、
    前記船舶または水陸両用車が滑走モードであることを前記滑走センサが検知したときに、前記原動機が前記第２アイドル速度で動作するステップと、を含む方法。
36. 前記船舶または水陸両用車はさらに、
    前記原動機の速度およびしたがって前記船舶推進装置によって発生する推力を手動で量的に制御するために、前記船舶または水陸両用車の乗り手または運転者によって操作可能な手動操作推力制御装置、
    を備え、
    前記船舶または水陸両用車が滑走モードであることを前記滑走センサが検知したときに、前記船舶推進装置が前記手動操作推力制御装置とは関係なく操舵可能な推力を提供するために、前記原動機が前記第２アイドル速度で動作するステップ、をさらに含む、請求項３５に記載の船舶または水陸両用車の操舵性の向上をもたらすための方法。
37. 請求項１ないし２９、または３２または３３のいずれか一項に記載の特徴のいずれか１つ以上をさらに含む、請求項３０、３１、３５、または３６のいずれか一項に記載の船舶または水陸両用車の高速操舵性の向上をもたらすための方法。
38. 実質的に添付の図面に関連して明細書に記載されまたは図面に示された船舶または水陸両用車。
39. 実質的に添付の図面に関連して明細書に記載されまたは図面に示された船舶または水陸両用車の高速操舵性の向上をもたらすための方法。

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