JP5046736B2

JP5046736B2 - ジェット推進艇

Info

Publication number: JP5046736B2
Application number: JP2007124399A
Authority: JP
Inventors: 厚典尾崎; 悟渡部
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2007-05-09
Filing date: 2007-05-09
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2027-05-09
Also published as: JP2008280881A; US7744433B2; US20080280512A1

Description

本発明は、エンジンによる動力で水を噴射して推進力を発生させるジェット推進艇に関するものである。

いわゆるジェット推進艇（Personal Water Craft：PWC）は、近年レジャー用、スポーツ用あるいはレスキュー用としてよく利用されている。一般的なジェット推進艇は、ハル及びデッキにより囲まれた艇内空間のエンジンルームにエンジンが配置され、ハルの底面に設けられた吸水口から吸い込んだ水を、該エンジンにより駆動されるウォータジェットポンプで加圧・加速して後方へ噴射することにより船体を推進させている。

このようなジェット推進艇では、運転者は着岸時などにおいてスロットルレバーを微妙に操作し、旋回のための推力を調節しながらハンドルを操舵することとなる。そこで、特許文献１に開示されたジェット推進艇では、リターンスプリングにより閉方向に付勢されたスロットルバルブの閉じ位置を規制するアクチュエータを設けている。これによれば、走行中にスロットルレバーが完全に閉操作されても、スロットルバルブの閉動作がアイドリング回転数の直前でアクチュエータにより規制され、所定時間中はエンジン回転数がアイドリング回転数より少し高い状態で維持される。よって、エンジン回転数がアイドリング回転数に戻るまでの時間が遅らされて、舵が効く時間が長く確保されることとなる。
米国特許第６，７０９，３０２号

しかしながら、特許文献１に開示されたジェット推進艇では、スロットルレバーが閉操作されると、スロットルバルブはアクチュエータにより規制される位置まではリターンスプリングによる付勢力で勢いよく閉動作した後、アクチュエータによりその閉動作が急に規制されることとなる。そうすると、運転者のフィーリングとしては、スロットルレバーを閉操作しただけであるにもかかわらず、減速開始後しばらくして若干の加速動作が存在するように感じられることとなる。

そこで、本発明は、運転フィーリングを損なうことなく減速時に舵効き時間を長く確保することを目的としている。

本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係るジェット推進艇は、推力源となるエンジンと、前記エンジンの回転数を変更可能な回転数変更部と、運転者がエンジン回転数を増減操作するための入力部と、減速開始時に舵効き制御を実施するか否かの判定を行う判定部と、前記判定部からの情報に基づいて前記回転数変更部を制御するエンジン制御部とを備え、前記回転数変更部は、前記エンジンへ吸気を導く吸気通路と、前記入力部の操作量に応じて前記吸気通路を流れる吸気の流量を調整するスロットル弁と、前記吸気通路に前記スロットル弁を迂回するように連通するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパス弁と、前記バイパス弁を駆動するバイパス弁駆動装置とを有し、前記判定部は、減速開始直前の船速若しくは減速開始直前の所定期間における平均エンジン回転数の少なくとも一方に基づいて、推進力を生むジェット水流の速度が船速に対し低くなるような所定の船速状態であることを判定し、少なくともこの船速状態のときに舵効き制御を実施すると判定する構成であり、前記エンジン制御部は、前記判定部により舵効き制御を実施する判定がなされた場合に、この判定の直後に前記バイパス弁駆動装置により前記バイパス弁の開度を増加させる弁開度制御を実施し、前記判定部は、前記入力部の操作状態を検出可能な入力検出部と、ジェット推進艇の走行出力として前記船速若しくは平均エンジン回転数の少なくとも一方を検出可能な走行出力検出部とを有しており、前記入力部が第１閾値以上の変化率で第２閾値未満の位置まで減速方向に操作されたことが前記入力検出部により検出され、かつ、前記走行出力検出部により第３閾値以上の船速若しくは平均エンジン回転数が検出されたときを第１検出時とし、前記入力部が前記第１閾値以上の変化率で前記第２閾値未満の位置まで減速方向に操作されたことが前記入力検出部により検出され、かつ、前記走行出力検出部により前記第３閾値未満の船速若しくは平均エンジン回転数が検出されたときを第２検出時とし、前記判定部は、前記第２検出時に舵効き制御を実施しない判定を行い、前記第１検出時に舵効き制御を実施する判定を行う構成であることを特徴とする。

前記構成によれば、運転者が入力部を減速操作してスロットル弁がアイドリング開度まで閉じられても、推進力を生むジェット水流の速度が船速に対し低くなるような所定の船速状態で舵効き制御を実施する判定がなされれば、バイパス弁は閉じられずにその開度が増加され、これによりエンジン回転数の減少率を小さくして舵の効きを良くすることができる。しかも、こうして舵の効きを良くするためのバイパス弁の開制御が、減速開始時の判定直後から実施されるので、減速開始後しばらく時間をあけてから運転者が若干の加速感を感じることも防ぐことができる。したがって、運転フィーリングを損なうことなく減速時の舵効き時間を長く確保することが可能となる。

そして、入力部が第１閾値以上の変化率で第２閾値未満の位置まで減速方向に操作されたことが入力検出部により検出されると、運転者が急な減速操作をしたと判断することができる。その際、減速開始時の船速若しくは減速開始前の所定期間における平均エンジン回転数が第３閾値以上（第１検出時）であると、ジェット推進艇の走行速度が速く、推進力を生む噴流の速度が船体の走行速度よりも遅くなりうるので、噴流の速度が遅くならないように舵効き制御を行う必要がある。そこで、船速又は平均エンジン回転数が第３閾値以上である状態における減速時には、その減速操作直後からエンジン回転数の減少率を、第３閾値未満である状態における減速時よりも小さくするように回転数変更部が制御される。そして、エンジン回転数の減少率を小さくする制御は、減速操作直後から実施されるので、減速開始後しばらく時間をあけてから運転者が若干の加速感を感じることも防ぐことができる。したがって、運転フィーリングを損なうことなく減速時の舵効き時間を長く確保することが可能となる。

具体的には、前記エンジン制御部は、前記舵効き制御を実施する判定の直後から０．３秒間におけるエンジン回転数の平均減少率を、前記舵効き制御を実施しない判定の直後から０．３秒間におけるエンジン回転数の平均減少率よりも小さくなるように前記回転数変更部を制御する構成であってもよい。

あるいは、前記エンジン制御部は、前記舵効き制御を実施する判定の直後からエンジン回転数が３０００ｒｐｍ以下になるまでの期間のエンジン回転数の平均減少率を、前記舵効き制御を実施しない判定の直後から０．３秒間におけるエンジン回転数の平均減少率よりも小さくなるように前記回転数変更部を制御する構成であってもよい。

前記各構成によれば、運転者が入力部を減速方向に操作した直後の減速が従来より急激でなくなるので、エンジン回転数の減少率の変動を極力抑えながらもアイドリング回転数に戻るまでの舵効き時間を長く確保することが可能となる。

前記エンジン制御部は、前記舵効き制御を開始する判定時からエンジン回転数がアイドリング回転数よりも大きい第４閾値まで減少したことが前記走行出力検出部により検出されると、エンジン回転数の減少率を前記舵効き制御を実施する判定の直後よりも更に小さく維持する区間を設けるように前記回転数変更部を制御する構成であってもよい。

前記構成によれば、アイドリング回転数に戻る前にエンジン回転数を維持する区間が設けられているので、アイドリング回転数に戻るまでの舵効き時間を効果的に長く確保することが可能となる。

前記エンジン制御部は、前記維持区間の経過直後のエンジン回転数の減少率が、前記舵効き制御を実施しない判定の直後におけるエンジン回転数の減少率よりも小さくなるように前記回転数変更部を制御する構成であってもよい。

前記構成によれば、運転者による減速操作からアイドリング回転数に戻るまでの舵効き時間をさらに長く確保することが可能となる。また、維持区間後もスムーズに減速がなされるので、運転者に対して減速が二段階に分けて存在するように伝わることも防止することができる。

前記回転数変更部は、前記エンジンの混合気への点火を行う点火装置をさらに有し、前記エンジン制御部は、前記舵効き制御を実施する判定の直後に前記点火装置の点火時期の進角値を増加させる点火時期制御を実施する構成であり、前記エンジン制御部は、前記点火時期制御の終了後に遅れて前記弁開度制御を終了させる構成であってもよい。

前記構成によれば、舵の効くエンジン回転数を維持するために弁開度制御と点火時期制御の両方が実施されているが、点火時期制御が終了した後もしばらく弁開度制御を続けることで、エンジン回転数がスムーズにアイドリング回転数に収束し、アイドリング回転数を下回ってしまうことを好適に防止することができる。

前記構成によれば、減速開始時に舵効き制御を実施する判定がなされた場合に、通常は減少するバイパス弁の開度を増加又は維持させることで、エンジン回転数の減少率を小さく抑えることができる。そして、この制御は、減速操作直後から実施されるので、減速開始後しばらく時間をあけてから運転者が若干の加速感を感じることも防ぐことができる。したがって、運転フィーリングを損なうことなく減速時の舵効き時間を長く確保することが可能となる。

以上の説明から明らかなように、本発明のジェット推進艇は、減速操作直後からエンジン回転数の減少率を小さくするように制御されているので、スムーズな減速感を運転者に伝えながらも減速時の舵効き時間を長く確保することが可能となる。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１はジェット推進艇１を左側方から見た一部破断側面図である。図１に示すように、ジェット推進艇１は、運転者がシート６に跨って乗る騎乗型のジェット推進艇であり、その船体２はハル３と該ハル３の上部を覆うデッキ４とから構成されている。デッキ４の後部は幅方向の中央部５が上方に突出しており、この突出部５の上面にシート６が設置されている。突出部５の幅方向の両側の部分は、運転者が足を載せるために低く且つ略平坦にされたデッキフロア７となっている。

シート６の下方におけるハル３及びデッキ４により囲まれた空間はエンジンＥが搭載されるエンジンルーム１０となっている。エンジンＥのクランク軸１２は船体２の前後方向に向けて配置されている。また、クランク軸１２には、クランク角センサであるエンジン回転数センサ５２（図４）が設けられており、このエンジン回転数センサ５２からの情報をＥＣＵ５０（図４）で演算することにより、クランク軸１２の回転角度を検出してエンジン回転数を検出可能となっている。換言すれば、エンジン回転数センサ５２とＥＣＵ５０とでエンジン回転数を検出可能な走行出力検出部が構成されている。

クランク軸１２の出力端部はカップリング部材１３を介してプロペラ軸１４に接続されている。このプロペラ軸１４は船体２の後部に配置されたウォータージェットポンプＰのポンプ軸１５に接続されている。即ち、クランク軸１２の回転に連動してポンプ軸１５が回転する。ポンプ軸１５にはインペラ１６が取り付けられており、このインペラ１６の後方には静翼１７が配置されている。インペラ１６の外周には該インペラ１６を覆うようにして筒状のポンプケーシング１８が設けられている。

船体２の底部には吸水口１９が開口している。この吸水口１９とポンプケーシング１８との間は吸水通路２０により連通されている。ポンプケーシング１８にはさらに船体２の後部に設けられたポンプノズル２１が接続されている。このポンプノズル２１は後方に向けて縮径しており、その後端には噴射口２２が開口している。ポンプノズル２１の噴射口２２には、ステアリングノズル２３が左右揺動可能な状態で後方に向けて接続されている。

ジェット推進艇１は、エンジンＥにより駆動されたウォータージェットポンプＰのインペラ１６の旋回力で、ハル３の底部の吸水口１９から吸入した水を加圧・加速する。この水流が静翼１７にて整流され、ポンプノズル２１の噴射口２２からステアリングノズル２３を通して後方へ勢い良く吐出される。即ち、ジェット推進艇１はステアリングノズル２３から吐き出された水の反動によってその推進力を得る。ステアリングノズル２３の上後方には、ボウル形状の後進用ディフレクタ２５が、水平配置された揺動軸２４を中心として下方へ揺動可能に設けられている。

シート６の前方には操舵用のハンドル１１が設けられており、ハンドル１１の右側のグリップには運転者の右手による握り加減で揺動させる入力部となるスロットルレバー（図示せず）が設けられている。ハンドル１１は、ステアリングケーブル（図示せず）によりステアリングノズル２３と接続されている。このハンドル１１を左右に傾動操作させるのに連動して、ステアリングノズル２３が左右に揺動される。即ち、ウォータージェットポンプＰが水を後方に噴射させて推進力を発生させている間にハンドル１１を操作することにより、ステアリングノズル２３を通して外部へ吐き出される水の方向を左右に変えることができ、ジェット推進艇１の進行方向を変えることができる。

図２は図１に示すジェット推進艇１に搭載されるスロットル装置３０の側面図である。図３は図１に示すジェット推進艇１に搭載されるスロットル装置３０の断面図である。図２及び図３に示すように、スロットル装置３０（回転数変更部）は、内部に吸気通路を形成する吸気筒部３７を有するメインスロットルボディ３１と、アイドルコントロールボディ３２とを備えている。メインスロットルボディ３１の吸気筒部３７の上流開口（図３中右側）は、エアボックス（図示せず）に接続され、下流開口（図３中左側）はエンジンＥ（図１）の吸気マニホールド（図示せず）に接続される。吸気筒部３７にはスロットル軸３３が回転可能に挿通配置されており、そのスロットル軸３３に支持された円盤状のスロットル弁３４が吸気筒部３７内の吸気通路３５に配置されている。

スロットル軸３３は、スロットルワイヤ（図示せず）等を介してスロットルレバーの揺動に連動回転し、運転者によるスロットルレバーの手動操作に応じてスロットル弁３４が開閉される。スロットル軸３３にはリターンスプリング（図示せず）が取り付けられており、手動操作による動力が伝達されないときにはスロットル軸３３がバルブ閉方向に戻される構成となっている。さらに、スロットル軸３３にはスロットルポジションセンサ５１（図４）が接続されており、このスロットルポジションセンサ５１からの情報をＥＣＵ５０（図４）で演算することにより、スロットル軸３３と一体的に回転するスロットル弁３４の回転角度を検出可能となっている。換言すれば、スロットルポジションセンサ５１とＥＣＵ５０とでスロットルレバーの操作位置が検出可能な入力検出部が構成されている。なお、吸気に対して燃料を噴射するためのインジェクタ（図示せず）は前記吸気マニホールドに取り付けられている。

図３に示すように、アイドルコントロールボディ３２は、スロットル弁３４を迂回するように吸気通路３５に連通するバイパス通路３６を形成している。バイパス通路３６は、スロットル弁３４の配置箇所よりも上流において吸気通路３５に連通した流入口３６ａと、スロットル弁３４の配置箇所よりも下流において吸気通路３５に連通した流出口３６ｂとを有している。アイドルコントロールボディ３２は、バイパス通路３６の流路面積を増減させるバイパス弁４５を有している。このバイパス弁４５にはバイパス弁４５を進退駆動させるバイパス弁駆動装置５３が設けられている。

バイパス弁駆動装置５３は外筒となるステータ３８を備えており、ステータ３８の内周面には電機子コイル３９が取り付けられている。ステータ３８にはコネクタ収容部４３が設けられており、コネクタ収容部４３内には電機子コイル３９と電気的に接続された端子４２が突出している。また、ステータ３８の内部空間には円筒状のロータ４０が回転可能に配置されており、ロータ４０の外周面には電機子コイル３９と対向するように永久磁石４１が取り付けられている。ロータ４０の内周面の所要位置にはネジ谷部４０ａが刻設されている。

ロータ４０の内部空間には駆動軸４４が挿通されており、駆動軸４４のバイパス通路３６側の先端部にはバイパス弁４５がスプライン接続されている。駆動軸４４の外周面には、ロータ４０のネジ谷部４０ａに螺合するネジ山部４４ａが形成されている。また、ロータ４０にはベアリング４８を介してホルダ４６が外嵌されており、ホルダ４６はステータ３８と固定されて駆動軸４４及びバイパス弁４５をガイドしている。ホルダ４６にはスプリング４７の一端部が接続されており、スプリング４７の他端部がバイパス弁４５に接続されている。このようなバイパス弁駆動装置５３では、電機子コイル３９に所要の電流が流れてロータ４４が回転すると、ネジ谷部４０ａとネジ山部４４ａとが螺合しているために駆動軸４４が軸線方向に進退動作する。よって、駆動軸４４の先端部に取り付けられたバイパス弁４５がバイパス通路３６を閉塞／開放するように動作し、バイパス通路３６の流路面積を増減させるような制御が可能となる。

図４は図１に示すジェット推進艇１に搭載されたＥＣＵ等のブロック図である。図４に示すように、エンジン制御部と判定部とを兼ねるＥＣＵ５０には、前述したスロットル弁３４（図３）の開度を検出するスロットルポジションセンサ５１と、エンジンＥ（図１）のクランク軸１２（図１）の回転角度を検出してエンジン回転数を得るエンジン回転数センサ５２とが接続されている。また、ＥＣＵ５０には、前述したバイパス通路３６（図３）を開閉するバイパス弁４５（図３）を駆動させるバイパス弁駆動装置５３と、エンジンＥ（図１）において混合気への点火を行う点火装置５４とが接続されている。すなわち、ＥＣＵ５０は、スロットルポジションセンサ５１及びエンジン回転数センサ５２から受信する情報に基づいて、バイパス弁駆動装置５３及び点火装置５４を制御している。

図５は図１に示すジェット推進艇１の減速時の舵効き制御について説明するフローチャートである。図５に示すように、ＥＣＵ５０（図４）は、スロットルレバーがアイドリング位置に急に戻されることにより、スロットル弁開度変化率が第１閾値以上（例えば、(−)５deg／１０msec以上）の急減状態かどうかを判定する（ステップＳ１）。なお、本願明細書では、スロットル弁開度変化率の記載において、記号(−)はスロットル弁３４が閉方向に回転することを意味し、記号(＋)はスロットル弁３４が開方向に回転することを意味する。

スロットル弁開度変化率が第１閾値以上でない場合には、ステップＳ１に戻る。スロットル弁開度変化率が第１閾値以上である場合には、スロットルポジションセンサ５１で検出されたスロットル弁開度が第２閾値未満（例えば、１deg未満）で、推進力があまりない状態とする減速操作がなされたかどうかを判定する（ステップＳ２）。スロットル弁開度が第２閾値未満でない場合には、ステップＳ１に戻る。スロットル弁開度が第２閾値未満である場合には、ステップＳ２の時点での平均回転数Ｒが第３閾値以上（例えば、４３７５rpm以上）かどうかを判定する（ステップＳ３）。つまり、平均回転数Ｒが第３閾値以上であるとジェット推進艇１がある程度以上の速度で走行中であると推定され、推進力を生む噴流の速度が船体の走行速度よりも遅くなりうる。よって、それを防止するために平均回転数Ｒが第３閾値以上である場合に舵効き制御を実施する。

図６は図１に示すジェット推進艇１のエンジンＥの平均回転数Ｒの演算を説明するフローチャートである。図６に示すように、まずＥＣＵ５０の電源がＯＮされると、ＥＣＵ５０（図４）は、現時点から過去４秒間におけるエンジンＥの平均回転数Ｒを逐次算出する（ステップＳ１０）。次いで、運転者がスロットルレバーを短時間の間に開閉動作を繰り返すことによってジェット推進艇１の走行速度が低い場合には、舵効き制御を実施しなくても推進力を生む噴流の速度が船体の走行速度よりも遅くなりにくいため、次の条件(1)−(3)が全て成立するかどうかを判定する（ステップＳ１１）。

条件(1)：エンジン回転数＜４０００rpm
条件(2)：スロットル弁開度＞１．５deg
条件(3)：スロットル弁開度変化率＞ (＋)１deg／１０msec
つまり、条件(1)−(3)のうち１つでも満さないものがある場合には、そのままステップＳ１０に戻る。一方、条件(1)−(3)の全てを満たす場合には、図５のステップＳ３でステップＳ４の舵効き制御に移行しないようにＥＣＵ５０（図４）内で演算している平均回転数Ｒの値をゼロにリセットし（ステップＳ１２）、ステップＳ１０に戻る。この図６で示した平均回転数Ｒの算出は、ＥＣＵ５０の電源がＯＮされている間は常に実行されており、電源がＯＦＦされると同時に終了する。

再び図５のステップＳ３に戻ると、前記平均回転数ＲのステップＳ２の時点での値が第３閾値（例えば、４３７５rpm）未満である場合（第２検出時）には、推進力を生む噴流の速度が船体の走行速度よりも遅くなりにくいので、舵効き制御は実施せずにステップＳ１に戻る。一方、平均回転数Ｒが第３閾値（例えば、４３７５rpm）以上である場合（第１検出時）には、その直後から弁開度制御と点火時期制御とを同時に実施し、減速時の舵効き制御を実施する（ステップＳ４）。以下、ステップＳ４における弁開度制御と点火時期制御とについて個別に説明する。

図７は図１に示すジェット推進艇１の弁開度制御におけるバイパス弁開度に関するグラフである。なお、図７中、バイパス弁開度は、バイパス通路３６（図３）のバイパス弁４５（図３）による全閉状態を０％とし、全開状態を１００％として定義している。図７に示すように、弁開度制御が時刻ｔ_０から始まると、まずバイパス弁開度をα_１から０．８３%／１０msecの変化率で比例的に増加させる。そして、エンジン回転数が３０００rpm（第４閾値）まで下がったことが検知されたバイパス弁開度α_２の時点ｔ_１で、以後はエンジン回転数が３０００rpmに維持されるようにバイパス弁開度のフィードバック制御を実施する。次いで、この維持区間ｔ_２−ｔ_１（例えば、ｔ_２−ｔ_０＝８００msec）が経過すると、バイパス弁開度を０．８３%／３０msecの変化率で比例的に減少させる。

そして、エンジン回転数がアイドリング回転数（例えば、１３００rpm）よりも少し大きい値（例えば、１８００rpm）となった時点ｔ_３から、バイパス弁開度を徐々にアイドリング状態に収束させるテーリング制御を行い、アイドリング回転数に戻る少し前の時点ｔ_５で弁開度制御を終了し、アイドリングモードに移行する。この際、弁開度制御の終了時点ｔ_５は、後述する点火時期制御の終了時点ｔ_４よりも遅くなるように設定することで、エンジン回転数が適切なアイドリング回転数を下回ってしまうことを防止している。

図８は図１に示すジェット推進艇１の点火時期制御における点火時期に関するグラフである。なお、図８中の進角補正値が増加するのに伴ってエンジン回転数は増加する傾向にある。図８に示すように、点火時期制御が時刻ｔ_０から始まると、まず進角補正値を制御開始前の０°からθ_１（例えば、３０deg）まで増加させる。そして、舵効き時間ｔ_２（例えば、ｔ_２−ｔ_０＝８００msec）が経過すると、進角補正値を１deg／９０msecの変化量で比例的に減少させる。そして、進角補正値がゼロとなった時点ｔ_４で点火時期制御を終了させる。

図９は図１に示すジェット推進艇１の減速時の舵効き制御におけるエンジン回転数に関するグラフである。図９中、実線は本発明の舵効き制御を実施した減速状態を表し、二点鎖線は舵効き制御を実施しない従来の減速状態を表し、一点鎖線は米国特許6,709,302及び米国特許6,231,410に開示された先行技術における減速状態を表し、破線は前述した第２検知時における減速状態を表している。すなわち、前述した弁開度制御（図７）及び点火時期制御（図８）による減速時の舵効き制御を実施すると、エンジン回転数は図９中の実線のような挙動を示す。

図９に示すように、本発明の第１検知時ｔ_０の直後であるｔ_０からｔ₁の間は、従来のエンジン回転数の減少勾配よりも緩やかな勾配でエンジン回転数が減少する。即ち、ｔ_０からｔ₁の間は、本発明のエンジン回転数の減少率は従来のエンジン回転数の減少率よりも小さい。更に換言すれば、例えば、ｔ_０から０．３秒間（ｔ_０の時点からｔ_０とｔ₁の間のある時点の間）のエンジン回転数の平均減少率は、第２検出時の場合よりも本発明の第１検出時の場合の方が小さくなっている。

この際、エンジン回転数の減少勾配が緩やかになりすぎないように、バイパス弁開度の増加勾配（図７）を決定しているので、運転者に適切な減速感が伝わることとなる。その後、舵が効く時間を長く続かせるためにｔ_１からｔ_２までは３０００rpm前後のエンジン回転数が保持される。そして、ｔ_２から後はエンジン回転数が徐々に低下してアイドリング回転数へと収束する。以上が減速時の舵効き制御（弁開度制御及び点火時期制御）の内容である。

再び図５を参照すると、ステップＳ４において前述した弁開度制御及び点火時期制御の実施中に、運転者により加速操作されたかどうかを判断すべく、次の条件(4)又は(5)が成立するかどうかを判定する（ステップＳ５）。

条件(4)：スロットル弁開度 ≧ １．５deg
条件(5)：スロットル弁開度変化率＞ (＋)１deg／１０msec
条件(4)又は(5)を満たす場合には、舵効き制御を実施しなくても推進力を生む噴流の速度が船体の走行速度よりも遅くなりにくいため、舵効き制御（弁開度制御及び点火時期制御）を強制終了させるようにステップＳ７へと進む。一方、条件(4)(5)の何れも満たさない場合には、ステップＳ６における瞬間のエンジン回転数が１８００rpm以下であるかどうかを判定することによって舵効き制御（弁開度制御及び点火時期制御）の通常の終了条件を判定する（ステップＳ６）。瞬間のエンジン回転数が１８００rpm以下でない場合には、ステップＳ４に戻って舵効き制御を続行する。一方、瞬間のエンジン回転数が１８００rpm以下である場合には、図８で示した点火時期に関する進角補正値をゼロにして点火時期制御を終了する（ステップＳ７）。そして、点火時期制御の終了に少し遅れて弁開度制御を終了し、舵効き制御を終了する（ステップＳ８）。

以上の構成によれば、運転者が走行状態からスロットルレバーをアイドリング状態にして減速しながらハンドル１１（図１）を回動操作して着岸させるような場合でも、ジェット推進艇１は適切な推進力を得ながら舵を効かすことができる。すなわち、走行状態からスロットルレバーがアイドリング状態にされても、エンジン回転数は緩やかに減少するように制御されているので、しばらくの間はポンプノズル２１（図１）の噴射口２２（図１）から直進・旋回に必要な水噴射がなされる。よって、ハンドル１１（図１）を操作してステアリングノズル２３（図１）を左右に揺動させてジェット推進艇１の進行方向を変えることができる。

また、高速走行中から減速しながら旋回する際には、その減速操作直後からエンジン回転数の減少率を低速走行中からの減速時よりも小さくするようにバイパス弁４５が制御されている。よって、高速走行状態からのスムーズな減速感を運転者に伝えながらも減速時の舵効き時間を長く確保することが可能となる。なお、前述したそれぞれの数値は一例であり、船体２やエンジンＥの仕様等に応じて最適な数値が選定される。また、前記実施形態では、弁開度制御が始まるとバイパス弁開度を増加させるが、バイパス弁開度を維持させるように制御してもよい。

なお、本実施形態では、舵効き制御として弁開度制御と点火時期制御との両方を実施しているが、弁開度制御又は点火時期制御のいずれか一方のみを実施するようにしてもよい。

（参考形態）
次に、本発明の参考形態について説明する。なお、以下の説明で第１実施形態と同様の構成には適宜同一符号を引用して説明を省略している。図１０は本発明の参考形態に係るジェット推進艇のスロットル装置の模式図である。図１０に示すように、スロットル装置６０は、バタフライ式のスロットルバルブ６２を開閉することでエンジンＥ（図１参照）への吸気量を調節する公知のスロットルボディ６１を備えている。なお、参考形態のスロットル装置６０は、第１実施形態のようなバイパス弁を備えていない。スロットルバルブ６２は回転可能なスロットル軸６３に固定されている。スロットル軸６３の一端部にはリターンスプリング６４が取り付けられており、スロットル軸６３に動力が伝達されていないときにはスロットルバルブ６２が閉じる方向に戻される構成となっている。スロットル軸６３の他端部には第１プーリー６５が固定されている。第１プーリー６５には、スロットルレバー６７（入力部）の揺動動作に連動するスロットルケーブル６６が接続されており、運転者によるスロットルレバー６７の操作で第１プーリー６５を介してスロットル軸６３が回転する。また、スロットル軸６３の所要箇所には第２プーリー６８が固定されている。第２プーリー６８には、アクチュエータ７０により進退動作されるサブケーブル６９が接続されており、アクチュエータ７０によりスロットル軸６３に開方向に作用する力を与えることが可能となっている。

図１１は図１０に示すスロットル装置の減速時の弁開度制御におけるスロットル弁開度に関するグラフある。図１１中、実線は第１検知時における舵効き制御を実施したスロットル弁開度を表し、二点鎖線は舵効き制御を実施しない従来のスロットル弁開度を表し、一点鎖線は米国特許6,709,302及び米国特許6,231,410に開示された先行技術におけるスロットル弁開度を表し、破線は前述した第２検知時におけるスロットル弁開度を表している。

図１１に示すように、第１検知時ｔ０の直後であるｔ０からｔ1の間は、アクチュエータ７０によりスロットル軸６３に開方向の力を付与し、従来のリターンスプリング６４によるスロットル弁開度の減少勾配よりも緩やかな勾配でスロットル弁開度を減少させる。即ち、ｔ０からｔ1の間は、本発明のスロットル弁開度の減少率は従来のスロットル弁開度の減少率よりも小さい。更に換言すれば、例えば、ｔ０から０．３秒間（ｔ０の時点からｔ０とｔ1の間のある時点の間）のスロットル弁開度の平均減少率は、第２検出時の場合よりも本発明の第１検出時の場合の方が小さくなっている。その後、舵が効く時間を長く続かせるためにｔ１からｔ２までは３０００rpm前後のエンジン回転数が維持されるように、ＥＣＵ５０によりアクチュエータ７０がフィードバック制御される。そしてｔ２から後は、スロットル弁開度が徐々に低下してアイドリング開度へと収束するようにＥＣＵ５０によりアクチュエータ７０が制御される。

以上の構成によれば、第１実施形態と同様に、運転者が走行状態からスロットルレバー６７をアイドリング状態にして減速しながらハンドル１１（図１）を回動操作して着岸させるような場合でも、ジェット推進艇１は適切な推進力を得ながら舵を効かすことができる。すなわち、走行状態からスロットルレバー６７がアイドリング状態にされても、エンジン回転数が緩やかに減少するように制御され、しばらくの間はポンプノズル２１（図１）の噴射口２２（図１）から直進・旋回に必要な水噴射がなされる。よって、ハンドル１１（図１）を操作してステアリングノズル２３（図１）を左右に揺動させてジェット推進艇１の進行方向を変えることができる。また、高速走行中からの減速時には、その減速操作直後からエンジン回転数の減少率を低速走行中からの減速時よりも小さくするように回転数変更部が制御される。よって、高速走行状態からのスムーズな減速感を運転者に伝えながらも減速時の舵効き時間を長く確保することが可能となる。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

なお、前述した実施形態では、走行出力検出部としてエンジン回転数センサを用いているが、船体の走行速度を検出する速度センサを用いてもよい。また、前述した実施形態では、入力検出部としてスロットルポジションセンサを用いているが、これに限定されず、エンジン回転数センサで検出されるエンジン回転数の増減値を参照してスロットル操作量を間接的に推定することでスロットルレバーの操作状態を検出するプログラムである入力検出部をＥＣＵに設けてもよい。さらに、本発明に係るジェット推進艇は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でその構成を変更、追加、又は削除することができる。

以上のように、本発明に係るジェット推進艇は、スムーズな減速感を運転者に伝えながらも減速時の舵効き時間を長く確保することができる優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できるジェット推進艇に適用すると有益である。

本発明の第１実施形態に係るジェット推進艇を左側方から見た一部破断側面図である。図１に示すジェット推進艇に搭載されるスロットル装置の側面図である。図１に示すジェット推進艇に搭載されるスロットル装置の断面図である。図１に示すジェット推進艇に搭載されたＥＣＵ等のブロック図である。図１に示すジェット推進艇の減速時の舵効き制御について説明するフローチャートである。図１に示すジェット推進艇のエンジンの平均回転数の演算を説明するフローチャートである。図１に示すジェット推進艇の弁開度制御におけるバイパス弁開度に関するグラフである。図１に示すジェット推進艇の点火時期制御における点火時期に関するグラフである。図１に示すジェット推進艇の減速時の舵効き制御におけるエンジン回転数に関するグラフである。本発明の参考形態に係るジェット推進艇のスロットル装置の模式図である。図１０に示すスロットル装置の減速時の弁開度制御におけるスロットル弁開度に関するグラフある。

符号の説明

１ジェット推進艇
３０、６０スロットル装置（回転数変更部）
３４，６２スロットル弁
３５吸気通路
３６バイパス通路
４５バイパス弁
５０ＥＣＵ（エンジン制御部）
５１スロットルポジションセンサ
５２エンジン回転数センサ
５３バイパス弁駆動装置
６７スロットルレバー（入力部）
７０アクチュエータ
Ｅエンジン

Claims

推力源となるエンジンと、前記エンジンの回転数を変更可能な回転数変更部と、運転者がエンジン回転数を増減操作するための入力部と、減速開始時に舵効き制御を実施するか否かの判定を行う判定部と、前記判定部からの情報に基づいて前記回転数変更部を制御するエンジン制御部とを備え、
前記回転数変更部は、前記エンジンへ吸気を導く吸気通路と、前記入力部の操作量に応じて前記吸気通路を流れる吸気の流量を調整するスロットル弁と、前記吸気通路に前記スロットル弁を迂回するように連通するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパス弁と、前記バイパス弁を駆動するバイパス弁駆動装置とを有し、
前記判定部は、減速開始直前の船速若しくは減速開始直前の所定期間における平均エンジン回転数の少なくとも一方に基づいて、推進力を生むジェット水流の速度が船速に対し低くなるような所定の船速状態であることを判定し、少なくともこの船速状態のときに舵効き制御を実施すると判定する構成であり、
前記エンジン制御部は、前記判定部により舵効き制御を実施する判定がなされた場合に、この判定の直後に前記バイパス弁駆動装置により前記バイパス弁の開度を増加させる弁開度制御を実施し、
前記判定部は、前記入力部の操作状態を検出可能な入力検出部と、ジェット推進艇の走行出力として前記船速若しくは平均エンジン回転数の少なくとも一方を検出可能な走行出力検出部とを有しており、
前記入力部が第１閾値以上の変化率で第２閾値未満の位置まで減速方向に操作されたことが前記入力検出部により検出され、かつ、前記走行出力検出部により第３閾値以上の船速若しくは平均エンジン回転数が検出されたときを第１検出時とし、
前記入力部が前記第１閾値以上の変化率で前記第２閾値未満の位置まで減速方向に操作されたことが前記入力検出部により検出され、かつ、前記走行出力検出部により前記第３閾値未満の船速若しくは平均エンジン回転数が検出されたときを第２検出時とし、
前記判定部は、前記第２検出時に舵効き制御を実施しない判定を行い、前記第１検出時に舵効き制御を実施する判定を行う構成であることを特徴とするジェット推進艇。
前記エンジン制御部は、前記舵効き制御を実施する判定の直後から０．３秒間におけるエンジン回転数の平均減少率を、前記舵効き制御を実施しない判定の直後から０．３秒間におけるエンジン回転数の平均減少率よりも小さくなるように前記回転数変更部を制御する構成である請求項１に記載のジェット推進艇。
前記エンジン制御部は、前記舵効き制御を実施する判定の直後からエンジン回転数が３０００ｒｐｍ以下になるまでの期間のエンジン回転数の平均減少率を、前記舵効き制御を実施しない判定の直後から０．３秒間におけるエンジン回転数の平均減少率よりも小さくなるように前記回転数変更部を制御する構成である請求項１に記載のジェット推進艇。
前記エンジン制御部は、前記舵効き制御を開始する判定時からエンジン回転数がアイドリング回転数よりも大きい第４閾値まで減少したことが前記走行出力検出部により検出されると、エンジン回転数の減少率を前記舵効き制御を実施する判定の直後よりも更に小さく維持する区間を設けるように前記回転数変更部を制御する構成である請求項１乃至３のいずれかに記載のジェット推進艇。
前記エンジン制御部は、前記維持区間の経過直後のエンジン回転数の減少率が、前記舵効き制御を実施しない判定の直後におけるエンジン回転数の減少率よりも小さくなるように前記回転数変更部を制御する構成である請求項４に記載のジェット推進艇。
前記回転数変更部は、前記エンジンの混合気への点火を行う点火装置をさらに有し、前記エンジン制御部は、前記舵効き制御を実施する判定の直後に前記点火装置の点火時期の進角値を増加させる点火時期制御を実施する構成であり、
前記エンジン制御部は、前記点火時期制御の終了後に遅れて前記弁開度制御を終了させる構成である請求項１乃至５のいずれかに記載のジェット推進艇。