(57)【要約】【課題】  加速時のエンジン応答性を良くすることにより、加速性能が向上する過給式エンジンの吸気装置を提供すること。【解決手段】  吸気通路に過給機３６とスロットルバルブが設けられた滑走艇１０に、スロットルバルブの上流側と過給機３６の上流側とを連通するブローオフ通路４３、ブローオフ通路４３を開閉するブローオフバルブ４２、スロットルセンサ４７を設けた。そして、スロットルバルブの下流側の圧力に基づいてブローオフバルブ４２を開閉するとともに、スロットルセンサ４７の検出値が変化率設定値α0を超えたときにブローオフバルブ４２を閉じるようにした。また、スロットルバルブの上流側とブローオフバルブ４２とを連通するホース４５と、スロットルバルブの下流側とブローオフバルブ４２とを連通するホース４６と、ホース４５，４６を切り替えるソレノイドバルブ４４を設けた。【選択図】  図１０
2006037730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに空気を取り込むための吸気通路と、
前記吸気通路に設けられ前記エンジンに供給される空気を圧縮する過給機と、
前記吸気通路における前記過給機よりも下流側部分に設けられ前記エンジンに供給される空気の量を調節するスロットルバルブと、
前記吸気通路における前記スロットルバルブの上流側部分と前記過給機の上流側部分とを連通するブローオフ通路と、
前記ブローオフ通路を開閉するブローオフバルブと、
前記スロットルバルブの開度の変化率を検出するスロットル変化率検出装置と、
前記吸気通路における前記スロットルバルブの下流側部分の圧力に基づいて前記ブローオフバルブの作動を制御するとともに、前記スロットルバルブが開くときの前記スロットル変化率検出装置の検出値が所定の変化率設定値を超えたときに前記ブローオフバルブを作動させて前記ブローオフ通路を閉じるブローオフバルブ制御装置と
を備えたことを特徴とする過給式エンジンの吸気装置。
【請求項２】
前記ブローオフバルブ制御装置が、
前記吸気通路における前記スロットルバルブの上流側部分と前記ブローオフバルブとを連通する第１圧力導入通路と、
前記第１圧力導入通路を開閉する第１制御バルブと、
前記吸気通路における前記スロットルバルブの下流側部分と前記ブローオフバルブとを連通する第２圧力導入通路と、
前記第２圧力導入通路を開閉する第２制御バルブと、
前記第１および第２制御バルブの開閉を制御する制御部とを備え、
前記第１および第２圧力導入通路からの圧力により前記ブローオフバルブを作動させるとともに、
前記制御部の制御により、前記スロットル変化率検出装置の検出値が前記変化率設定値を超えたときに前記第１制御バルブを開いて前記第２制御バルブを閉じ、前記スロットル変化率検出装置の検出値が前記変化率設定値以下になったときに前記第１制御バルブを閉じて前記第２制御バルブを開く請求項１に記載の過給式エンジンの吸気装置。
【請求項３】
前記過給式エンジンの吸気装置が滑走艇に設けられているとともに、前記滑走艇が滑走状態にあるか否かを判定する滑走状態判定手段を備え、
前記滑走状態判定手段による判定が滑走状態でないときに、前記スロットル変化率検出装置の検出値が所定の変化率設定値を超えると、前記ブローオフバルブ制御装置が前記ブローオフバルブを作動させて前記ブローオフ通路を閉じるようにした請求項１または２に記載の過給式エンジンの吸気装置。
【請求項４】
前記滑走状態判定手段を前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出装置で構成し、
前記スロットル変化率検出装置の検出値が前記変化率設定値よりも大きく、かつ前記エンジン回転速度検出装置の検出値が所定の速度設定値より小さいときに、滑走状態でないと判定する請求項３に記載の過給式エンジンの吸気装置。
【請求項５】
前記ブローオフバルブ制御装置が前記吸気通路における前記スロットルバルブの下流側部分の圧力を検出する圧力検出装置を備え、
前記スロットル変化率検出装置の検出値が前記変化率設定値を超えて、前記ブローオフバルブ制御装置が前記ブローオフバルブを作動させて前記ブローオフ通路を閉じているときに、前記圧力検出装置の検出値が所定の圧力設定値よりも小さくなったときに、前記ブローオフバルブ制御装置が前記スロットル変化率検出装置の検出値に基づいて前記ブローオフバルブを作動させて前記ブローオフ通路を閉じる制御を解除する請求項１ないし４のうちのいずれか一つに記載の過給式エンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気通路に設けられた過給機で空気を圧縮してエンジンに供給する過給式エンジンの吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンに空気を供給するための吸気通路に過給機を設け、この過給機で空気を圧縮してエンジンに供給する過給式エンジンの吸気装置が小型船舶や自動車等の車両で用いられている。このような過給式エンジンの吸気装置の中に、ブローオフバルブを備えたブローオフ通路を吸気通路に設けて吸気通路内の一部の圧力が過剰に上昇することを防止したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この過給式エンジンの吸気装置では、吸気通路におけるエンジンと過給機との間にスロットルバルブを設置するとともに、吸気通路におけるスロットルバルブの上流側部分と過給機の上流側部分とをブローオフ通路で接続している。そして、ブローオフ通路にブローオフバルブを設置して、吸気通路におけるスロットルバルブよりも上流側部分の圧力が下流側部分の圧力よりも所定値以上大きくなったときに、ブローオフバルブが開くようにしている。これによって、吸気通路におけるスロットルバルブの上流側部分の空気、すなわちスロットルバルブと過給機との間の空気がブローオフ通路を介して過給機の上流側部分に戻され、急減速時に発生する過剰圧力によって過給機のコンプレッサが破損することを防止している。
【特許文献１】特開平１０−８９０７９号公報
【発明の開示】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の過給式エンジンの吸気装置では、スロットルバルブを一気に開いて加速する場合、その操作のときはまだスロットルバルブの下流側部分は負圧になっているが、上流側部分は正圧になっているため、ブローオフバルブは開いた状態になっている。加速時には、多量の空気をエンジンに供給することが必要であるが、前述した過給式エンジンの吸気装置では、過給された空気の一部がブローオフバルブから過給機の上流側に漏れていくため、空気量が少なくなって加速性能が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、前述した問題を解決するためになされたもので、その目的は、加速時のエンジン応答性を良くすることにより、加速性能が向上する過給式エンジンの吸気装置を提供することである。
【０００６】
前述した目的を達成するため、本発明に係る過給式エンジンの吸気装置の構成上の特徴は、エンジンに空気を取り込むための吸気通路と、吸気通路に設けられエンジンに供給される空気を圧縮する過給機と、吸気通路における過給機よりも下流側部分に設けられエンジンに供給される空気の量を調節するスロットルバルブと、吸気通路におけるスロットルバルブの上流側部分と過給機の上流側部分とを連通するブローオフ通路と、ブローオフ通路を開閉するブローオフバルブと、スロットルバルブの開度の変化率を検出するスロットル変化率検出装置と、吸気通路におけるスロットルバルブの下流側部分の圧力に基づいてブローオフバルブの作動を制御するとともに、スロットルバルブが開くときのスロットル変化率検出装置の検出値が所定の変化率設定値を超えたときにブローオフバルブを作動させてブローオフ通路を閉じるブローオフバルブ制御装置とを備えたことにある。
【０００７】
このように構成した本発明に過給式エンジンの吸気装置では、通常時には、ブローオフバルブは、ブローオフバルブ制御装置の制御により、吸気通路におけるスロットルバルブの下流側部分の圧力に基づいて作動する。すなわち、吸気通路におけるスロットルバルブの下流側部分の圧力が上流側部分の圧力に比べて所定値以下になった場合には、ブローオフバルブを開ける制御が行われ、それ以外のときには、ブローオフバルブを閉じる制御が行われる。
【０００８】
そして、発進時や急加速するときに、運転者がスロットル操作子を急操作してスロットルバルブの開度の変化率が所定の変化率設定値を超えたことをスロットル変化率検出装置が検出すると、ブローオフバルブ制御装置は、強制的にブローオフバルブを閉じてしまう。これによって、吸気通路を流れる空気は、ブローオフ通路に進むことなく、殆どがエンジンに供給されるようになり、エンジンの応答性が良くなる。これによって加速性能が向上する。
【０００９】
また、本発明に係る過給式エンジンの吸気装置の他の構成上の特徴は、ブローオフバルブ制御装置が、吸気通路におけるスロットルバルブの上流側部分とブローオフバルブとを連通する第１圧力導入通路と、第１圧力導入通路を開閉する第１制御バルブと、吸気通路におけるスロットルバルブの下流側部分とブローオフバルブとを連通する第２圧力導入通路と、第２圧力導入通路を開閉する第２制御バルブと、第１および第２制御バルブの開閉を制御する制御部とを備え、第１および第２圧力導入通路からの圧力によりブローオフバルブを作動させるとともに、制御部の制御により、スロットル変化率検出装置の検出値が変化率設定値を超えたときに第１制御バルブを開いて第２制御バルブを閉じ、スロットル変化率検出装置の検出値が変化率設定値以下になったときに第１制御バルブを閉じて第２制御バルブを開くことにある。
【００１０】
この過給式エンジンの吸気装置では、第１および第２圧力導入通路からの圧力によってブローオフバルブを作動させるため、ブローオフバルブを作動させるための装置を別途設ける必要がなくなる。これによって、過給式エンジンの吸気装置の小型化、低コスト化が図れる。また、第１圧力導入通路は、ブローオフバルブに吸気通路におけるスロットルバルブの上流側部分の圧力を伝達し、第２圧力導入通路は、ブローオフバルブに吸気通路におけるスロットルバルブの下流側部分の圧力を伝達する。そして、吸気通路におけるスロットルバルブの上流側部分の圧力は、ブローオフバルブが開いてアイドリング状態になったときに負圧になり、それ以外のときには、過給機から送られる空気によって正圧になる。また、吸気通路におけるスロットルバルブの下流側部分の圧力は、スロットルバルブの開閉状態によって正圧になったり負圧になったりする。
【００１１】
したがって、ブローオフバルブに、閉じる方向に所定の力が加わるような機構を設けることにより、第１制御バルブを開いて第２制御バルブを閉じたときにブローオフバルブは閉じる。また、第１制御バルブを閉じて第２制御バルブを開いたときには、開ける方向に所定の力以上の力が加わったときにブローオフバルブが開くようになる。これによって、第１制御バルブを開いて第２制御バルブを閉じたときにブローオフバルブを閉じた状態に維持でき、第１制御バルブを閉じて第２制御バルブを開いたときには、吸気通路におけるスロットルバルブの上流側部分と下流側部分との圧力差に応じてブローオフバルブを開閉できる。また、第１制御バルブと、第２制御バルブとは、三方切替バルブを用いることにより１個のバルブで済む。
【００１２】
また、本発明に係る過給式エンジンの吸気装置のさらに他の構成上の特徴は、過給式エンジンの吸気装置が滑走艇に設けられているとともに、滑走艇が滑走状態にあるか否かを判定する滑走状態判定手段を備え、滑走状態判定手段による判定が滑走状態でないときに、スロットル変化率検出装置の検出値が所定の変化率設定値を超えると、ブローオフバルブ制御装置がブローオフバルブを作動させてブローオフ通路を閉じるようにしたことにある。
【００１３】
ここで、滑走状態とは、走行速度が所定速度を超えて、滑走艇が水面から所定の抵抗を受けながら水上を浮上して走行する状態をいう。例えば、滑走艇が走行する際に、水面から受ける船体抵抗の値とエンジン回転数とは略比例関係にあるが、滑走艇の走行速度が徐々に速くなって非滑走域から滑走域に移行する直前に、船体抵抗が一旦上昇したのちに下降する部分が生じる。この船体抵抗の下降が終了して上昇に切り換る点を滑走状態の始点とする。これによると、走行開始時等、滑走艇が滑走状態でないときに、エンジンの出力を可及的速やかに増大させることができるため、滑走艇の走行状態を素早く非滑走状態から滑走状態に移行させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る過給式エンジンの吸気装置のさらに他の構成上の特徴は、滑走状態判定手段をエンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出装置で構成し、スロットル変化率検出装置の検出値が変化率設定値よりも大きく、かつエンジン回転速度検出装置の検出値が所定の速度設定値より小さいときに滑走状態でないと判定することにある。これによると、滑走艇が滑走状態であるか否かを安価で簡単な装置を用いて正確に判定することができる。
【００１５】
また、本発明に係る過給式エンジンの吸気装置のさらに他の構成上の特徴は、ブローオフバルブ制御装置が吸気通路におけるスロットルバルブの下流側部分の圧力を検出する圧力検出装置を備え、スロットル変化率検出装置の検出値が変化率設定値を超えてブローオフバルブ制御装置がブローオフバルブを作動させてブローオフ通路を閉じているときに、圧力検出装置の検出値が所定の圧力設定値よりも小さくなったときに、ブローオフバルブ制御装置がスロットル変化率検出装置の検出値に基づいてブローオフバルブを作動させてブローオフ通路を閉じる制御を解除することにある。
【００１６】
圧力検出装置が検出する吸気通路におけるスロットルバルブの下流側部分の圧力が所定値よりも小さくなる場合には、吸気通路におけるスロットルバルブの上流側部分の圧力が大きくなって、過給機のコンプレッサ等に過剰の圧力がかかる虞がある。このため、そのような場合に、圧力検出装置の検出値が所定の圧力設定値よりも小さくなったときに、スロットル変化率検出装置の検出値に基づいてブローオフバルブを強制的に閉じる制御を解除することで、圧力検出装置の検出値に基づいたブローオフバルブの開閉制御が行われ、過給機のコンプレッサ等に過剰な圧力がかかることが防止される。これによって過給機が保護される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る過給式エンジンの吸気装置を図面を用いて説明する。図１および図２は、本実施形態に係る吸気装置３０を備えた滑走艇１０を示している。この滑走艇１０では、船体１１がデッキ１１ａとハル１１ｂとで構成されており、船体１１の上部における中央よりもやや前側部分に操舵ハンドル１２が設けられ、船体１１の上部における中央部にシート１３が設けられている。そして、船体１１の内部は、船体１１内の前部から中央部にかけて形成されたエンジンルーム１４と、船体１１内の後部に形成されたポンプルーム１５とで構成されている。
【００１８】
エンジンルーム１４には、エンジン２０、吸気装置３０および排気装置５０などが設置され、ポンプルーム１５には推進機６０などが設置されている。そして、エンジンルーム１４内における前部側と後部側には、それぞれ外部の空気をエンジンルーム１４内に導くための空気ダクト１６ａ，１６ｂが設けられている。これらの空気ダクト１６ａ，１６ｂは、船体１１の上部からエンジンルーム１４の底部まで上下に延びるように形成され、デッキ１１ａに設けた防水構造（図示せず）を介して船外の空気を上端部から吸い込み、下端部からエンジンルーム１４内に導く構成をとっている。
【００１９】
そして、エンジンルーム１４の前部側に燃料を収容するための燃料タンク１７が設置され、船体１１内の底部中央にエンジン２０が設置されている。エンジン２０は水冷式の４サイクル４気筒エンジンからなっており、図３に示すように、クランク軸２１が収容されたクランクケース２２の上部にシリンダーボディ２３を形成してエンジン本体の外郭部が構成されている。このエンジン２０は上部のシリンダーボディ２３側を船体１１の右舷側に向って傾けた状態で設置されている。
【００２０】
シリンダーボディ２３内には、コンロッド２４を介してクランク軸２１に連結されたピストン２５が斜めに傾いた方向に上下移動可能な状態で収容されており、このピストン２５の上下運動がクランク軸２１に伝達されてクランク軸２１の回転運動になる。また、エンジン２０の上部に形成された各気筒２６は、吸気弁２７と排気弁２８とを備えている。この吸気弁２７と排気弁２８とは、タイミングベルト（図示せず）を介してクランク軸２１に連結された吸気カム軸２７ａと排気カム軸２８ａとの回転によってそれぞれ駆動される。
【００２１】
各気筒２６の吸気弁２７に連通する吸気口は本発明の吸気通路としての吸気多岐管３１等で構成される吸気装置３０に接続され、排気弁２８に連通する排気口は、排気多岐管５１等で構成される排気装置５０に接続されている。吸気弁２７は、吸気のときに開いて吸気口を介して吸気装置３０から供給される空気と、後述する燃料供給装置から供給される燃料との混合気を各気筒２６内に送り、排気のときに閉じる。排気弁２８は、排気のときに開いて排気口を介して各気筒２６から吐出される燃焼ガスを排気装置５０に送り出し、吸気のときに閉じる。
【００２２】
図４ないし図６は、エンジン２０に接続された吸気装置３０と排気装置５０との構成およびその配置を示している。吸気装置３０は、それぞれ管体からなる吸気多岐管３１、サージタンク３２、空気ダクト３３、空気通路３３ａおよび空気通路３３ｂで構成される吸気通路を備えている。そして、サージタンク３２と空気ダクト３３との間にスロットルボディ３４が設置され、空気ダクト３３と空気通路３３ａとの間にインタークーラー３５が設置され、空気通路３３ａと空気通路３３ｂとの間に過給機３６が設置されている。また、空気通路３３ｂの上流端には吸気ボックス３７が設置されている。なお、吸気装置３０および排気装置５０のように、気体や液体が一方から他方に流れる装置等においては、供給する側を上流側とし供給される側を下流側として説明する。
【００２３】
吸気ボックス３７は、エンジン２０と燃料タンク１７との間におけるやや燃料タンク１７に近い部分に、エンジン２０と所定間隔を保って配置されている。この吸気ボックス３７の上面には、湾曲した吸引ダクト３７ａが、開口を前方に向けて設けられ、吸気ボックス３７の内部には、図７に示したように、エアーフィルター３７ｂが設けられている。この吸気ボックス３７は、空気ダクト１６ａ，１６ｂを介して船内のエンジンルーム１４に取り込んだ空気を吸引ダクト３７ａから吸引し、その空気を、エアーフィルター３７ｂを通過させて異物を除去したのちに、空気通路３３ｂを介して、過給機３６に送る。
【００２４】
過給機３６は、エンジン２０の前端側における船体１１の底部中央よりもやや右舷側部分にエンジン２０に接近して設置されている。また、過給機３６は、図８に示したように、空気通路３３ｂに連結されて吸気ボックス３７から送られる空気を取り込む吸気口３６ａと、空気通路３３ａに連結されて吸気口３６ａから取り込んだ空気をインタークーラー３５側に送る吐出口３６ｂとを有するケーシング部３６ｃを備えている。そして、ケーシング部３６ｃの内部には、回転軸３８ａと、回転軸３８ａの前端部に連結されて回転軸３８ａとともに回転可能になった羽根部３８ｂとを備えた回転部３８が取り付けられている。この回転部３８は、羽根部３８ｂを、吸気口３６ａ内に位置させた状態でケーシング部３６ｃ内に取り付けられている。
【００２５】
また、回転軸３８ａの後端部には、歯車３８ｃが取り付けられている。そして、クランク軸２１の前端部には、歯車３８ｃに噛み合って、クランク軸２１の回転力を回転部３８に伝達できるフライホイール２９が取り付けられている。このため、エンジン２０の作動によって、クランク軸２１が回転すると、その回転力は、フライホイール２９、歯車３８ｃを介して回転部３８に伝達され羽根部３８ｂが回転する。この羽根部３８ｂの回転によって、空気通路３３ｂから吸気口３６ａに送られる空気は圧縮されて、吐出口３６ｂから空気通路３３ａに吐出される。この過給機３６による圧縮の際に、空気は加熱される。
【００２６】
インタークーラー３５は、エンジン２０の前端側における船体１１の底部中央よりもやや左舷側部分に過給機３６と並んで設置されている。そして、空気通路３３ａを介して過給機３６から送られてくる圧縮空気を通過させ、その圧縮空気が、内部を通過する間に冷却する。この冷却によって、圧縮空気の密度が大きくなり、密度が大きくなった圧縮空気は、空気ダクト３３を通過してスロットルボディ３４に送られる。空気ダクト３３は、インタークーラー３５の上面から略垂直に上方に延びたのちに、屈曲して後方に向って延びスロットルボディ３４に接続されている。
【００２７】
スロットルボディ３４は、エンジン２０の左舷側側面の前部における上部側部分に配置されており、水平回転軸と、水平回転軸に取り付けられて水平回転軸とともに回転可能になった円板状のスロットルバルブ（図示せず）とを備えている。そして、水平回転軸の回転によってスロットルバルブがスロットルボディ３４内の空気通路を開閉することにより、各気筒２６内に供給される空気の流量が調節される。
【００２８】
サージタンク３２は、樹脂またはアルミニウム合金からなる管状体で構成されており、スロットルボディ３４の後端部に接続され、エンジン２０の左舷側側面の上部側部分に沿って設置されている。また、サージタンク３２の側部からは、前後方向に一定間隔を保って、４個の吸気多岐管３１が右舷側に向って延びており、各吸気多岐管３１は、サージタンク３２に接続された上流端から斜め下方に延びてその下流端が気筒２６の吸気口にそれぞれ接続されている。サージタンク３２は、インタークーラー３５側から送られてくる圧縮空気に吸気脈動が生じることを防止し、圧縮空気を均一な状態にして吸気多岐管３１に送る。
【００２９】
また、エンジン２０には、燃料供給装置を介して燃料タンク１７から燃料が供給される。この燃料供給装置は、燃料ポンプ（図示せず）や燃料噴射装置３９等で構成されており、燃料ポンプの作動によって燃料タンク１７から取り出される燃料は、燃料噴射装置３９によって霧状にされて気筒２６内に噴射される。この際、燃料は吸気ボックス３７から過給機３６等を介して供給される圧縮空気と吸気多岐管３１で混合され混合気となって気筒２６内に送られる。また、エンジン２０は点火装置を備えており、この点火装置の点火によって混合気は爆発する。この爆発によって、ピストン２５が上下に移動しその移動によってクランク軸２１が回転する。
【００３０】
また、吸気装置３０は、前述した各装置の外に、図７に示したブローオフバルブ制御装置４０を備えている。このブローオフバルブ制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびタイマ等を含む本発明に係る制御部としてのＥＣＵ（電気制御装置）４１、ブローオフバルブ４２、ブローオフ通路４３等からなっている。ブローオフバルブ４２は、図９に示したように、インタークーラー３５に取り付けられて、インタークーラー３５における空気ダクト３３側部分に連通している。そして、このブローオフバルブ４２と空気通路３３ｂとがブローオフ通路４３によって接続されている。
【００３１】
また、ブローオフバルブ４２は、ブローオフバルブ４２におけるブローオフ通路４３側開口を閉塞して空気ダクト３３とブローオフ通路４３とを遮断する弁体４２ａと、弁体４２ａをブローオフ通路４３の開口部側に付勢するばね体４２ｂとを備えている。そして、例えば、スロットルバルブを閉じる等して、空気ダクト３３内および空気通路３３ａ内の圧力が大きくなって、その圧力が所定値を超えたときに、弁体４２ａが、ばね体４２ｂの付勢力に抗して移動し、ブローオフバルブ４２が開く。これによって、空気ダクト３３とブローオフ通路４３とが連通して、空気ダクト３３内の空気は、ブローオフ通路４３から空気通路３３ｂに流れさらに過給機３６側に流れて行く。
【００３２】
このため、空気通路３３ａ側の圧力が過剰に大きなって、過給機３６の羽根部３８ｂが破損してしまうといったことが防止される。また、ブローオフバルブ４２には、三方切替電磁弁からなるソレノイドバルブ４４が接続通路４５ａを介して接続されている。そして、このソレノイドバルブ４４と空気ダクト３３との間が本発明に係る第１圧力導入通路としてのホース４５で接続され、ソレノイドバルブ４４とサージタンク３２との間が本発明に係る第２圧力導入通路としてのホース４６で接続されている。接続通路４５ａは、本発明に係る第１圧力導入通路と第２圧力導入通路との双方の一部を構成し、ソレノイドバルブ４４は、本発明に係る第１制御バルブと第２制御バルブとの双方を構成する。
【００３３】
また、ソレノイドバルブ４４は、配線４４ａを介してＥＣＵ４１に接続されており、ＥＣＵ４１の制御によって作動して、ブローオフバルブ４２とホース４５を連通させてホース４６側を遮断させたり、ブローオフバルブ４２とホース４６を連通させてホース４５側を遮断させたりする。この際に、ホース４５，４６から受ける圧力に応じて、ブローオフバルブ４２は開閉する。
【００３４】
また、スロットルボディ３４には、スロットルバルブの開度の変化率を検出する本発明に係るスロットル変化率検出装置としてのスロットルセンサ４７が設けられ、サージタンク３２には、サージタンク３２内の圧力を検出するための本発明に係る圧力検出装置としての圧力センサ４８が設けられている。そして、フライホイール２９の近傍には、フライホイール２９の回転速度を検出するための本発明に係るエンジン回転速度検出装置としてのパルサー４９が設けられている。
【００３５】
スロットルセンサ４７は配線４７ａを介してＥＣＵ４１に接続され、検出信号をＥＣＵ４１に送信し、圧力センサ４８は配線４８ａを介してＥＣＵ４１に接続され、検出信号をＥＣＵ４１に送信する。パルサー４９は配線４９ａを介してＥＣＵ４１に接続され、検出信号をＥＣＵ４１に送信する。そして、ＥＣＵ４１は、これらの検出値に基づいて、ソレノイドバルブ４４の切り替えやスロットルバルブを駆動させるためのモータの作動等を制御する。
【００３６】
排気装置５０は、各気筒２６の排気口にそれぞれ接続された排気多岐管５１、各排気多岐管５１の下流端に接続された複数の管からなる排気管５２、排気管５２の下流端に接続されたウォーターロック５３等で構成されている。排気多岐管５１は、図３および図４に示すように、気筒２６の排気口に接続された上流端から斜め下方に向って延び、その下流端が排気管５２に接続されている。排気管５２は、エンジン２０の右舷側側面の下部側部分に沿って前方に延びたのちに、屈曲してエンジン２０の前端部および左舷側側面に沿って後方に延びている。
【００３７】
すなわち、この排気管５２は、各排気多岐管５１の下流端に接続された第１マフラー５２ａと、第１マフラー５２ａの下流端に接続されたリングジョイント５２ｂと、リングジョイント５２ｂの下流端に接続された第２マフラー５２ｃと、第２マフラー５２ｃの下流端に接続された排気ホース５２ｄとからなる集合排気通路で構成されている。第１マフラー５２ａは、エンジン２０の右舷側側面の下部側部分に沿って配置されており、後端部（上流端）は閉塞され、前端部は、エンジン２０の前端部に対応する位置に達している。
【００３８】
そして、第１マフラー５２ａの下流端は、進行方向を略９０度変更するように屈曲して形成されたリングジョイント５２ｂの上流端に接続されている。このリングジョイント５２ｂは、エンジン２０の角部に沿って曲がりながら斜め上方に延びてその下流端は、図６に示すようにエンジン２０の前面略中央部に達している。また、第２マフラー５２ｃは、ジョイント５４ａを介してリングジョイント５２ｂの下流端に接続されておりエンジン２０の前面に沿って延びたのちに、エンジン２０の左舷側側面における上下方向の略中央部に沿って後方に延びている。
【００３９】
すなわち、リングジョイント５２ｂと第２マフラー５２ｃとにおけるエンジン２０の前部側に位置する部分は、過給機３６およびインタークーラー３５の上面を覆うようにして、延びている。また、第２マフラー５２ｃはサージタンク３２の下方に位置している。そして、第２マフラー５２ｃの下流端は、ジョイント５４ｂを介して排気ホース５２ｄの上流端に接続され、排気ホース５２ｄの下流端はウォーターロック５３に接続されている。
【００４０】
また、排気管５２におけるジョイント５４ａと第２マフラー５２ｃとの接続部近傍の内部には、図７に示したように、排出される燃焼ガス中の酸素ガスを検出するための酸素検出センサ５５と、燃焼ガスを浄化するためのキャタリスト５６とが取り付けられている。キャタリスト５６は、ハニカム状に形成された基材の表面を白金などでコーティングした触媒を備えており、通過する排気ガスを浄化する。その際に、酸素検出センサ５５が検出する酸素の量が所定量以下で、キャタリスト５６による燃焼ガスの再燃焼が行えない場合には、ＥＣＵ４１により燃料の供給量を減少させて酸素が余るようにする等の制御が行われる。
【００４１】
ウォーターロック５３は、大径の円筒状タンクで構成されており、その後部上面からは、排気ガス管５７が後方に向って延びている。この排気ガス管５７の上流端部は、ウォーターロック５３の上面に連通しており、下流側が図１および図２に示すように、一旦上方に延びたのちに下方後部に延びている。そして、排気ガス管５７の下流端部は、推進機６０を船体１１の本体側と隔離するためのケーシング６１に開口して、船体１１の後端部から外部に通じている。
【００４２】
また、エンジン２０の後部からはクランク軸２１にカップリング６２を介して連結されたポンプ駆動軸６３が後方のポンプルーム１５内に延びている。このポンプ駆動軸６３は、船体１１の船尾に設けられたジェットポンプ６４の内部に設けられたインペラー（図示せず）に連結され、エンジン２０の駆動によるクランク軸２１の回転力をインペラーに伝達してインペラーを回転させる。
【００４３】
ジェットポンプ６４を備えた推進機６０は、船体１１の後端部における船体１１の幅方向の中央部に設置されている。また、この推進機６０は、船体１１の底部に開口する水導入口６５と船尾に開口する水噴射口６６とを備えており、水導入口６５から導入される海水をジェットポンプ６４の駆動により水噴射口６６から噴射させることにより船体１１に推進力を生じさせる。この推進機６０は、ケーシング６１によって、船体１１の本体側と隔離された状態で船体１１の船尾における底部に取り付けられており、ポンプ駆動軸６３は、ケーシング６１を貫通することによって、エンジン２０から推進機６０のジェットポンプ６４に延びている。
【００４４】
そして、ジェットポンプ６４の後端部には、操舵ハンドル１２の操作に応じて、後部側を左右に移動させることにより、滑走艇１０の進行方向を左右に変更させるステアリングノズル６７が取り付けられている。また、滑走艇１０は、前述した各装置の外に、各種の電気機器を収容した電装ボックス、スタートスイッチおよび各種のセンサなど滑走艇１０を安全走行させるために必要な各種の装置も備えている。
【００４５】
つぎに、以上のように構成された滑走艇１０を走行させるときの操作およびＥＣＵ４１が行う制御について説明する。まず、運転者がシート１３を跨いで座り、スタートスイッチをオンに操作することにより、滑走艇１０は走行可能な状態になる。そして、操舵ハンドル１２を操舵するとともに、操舵ハンドル１２のグリップに設けられたスロットル操作子（図示せず）を操作することにより滑走艇１０は各操作に応じた所定の方向に所定の速度で走行を開始する。
【００４６】
また、前記スタートスイッチのオン操作と同時に、図１０に示したフローチャートのプログラムの実行が開始され、その後プログラムの実行が所定時間ごとに繰り返し行われる。このプログラムは、予め作成されＥＣＵ４１が備えるＲＯＭに記憶されているもので、このプログラムの実行により、スロットルセンサ４７が検出するスロットルバルブの開度（スロットル開度）の変化率が所定の変化率設定値を超えたときにブローオフバルブ４２を閉じるスロットル応答制御が実行される。
【００４７】
まず、プログラムは、ステップ１００において開始され、ＥＣＵ４１が備えるＣＰＵは、ステップ１０２において、ソレノイドバルブ４４がホース４６側に切り替えられているか否か、すなわちブローオフバルブ４２がホース４６に連通した状態であるか否かの判定を行う。この場合、滑走艇１０は停止した状態から走行を開始するときであるため、後述する説明のように、ソレノイドバルブ４４はホース４６側に切り替わった状態になっている。したがって、ステップ１０２においては、「ＹＥＳ」と判定し、プログラムはステップ１０４に進む。
【００４８】
ステップ１０４では、スロットルセンサ４７が検出したスロットル開度の変化率αが変化率設定値α0よりも大きいか否かの判定を行う。変化率設定値α0は予め設定されてＲＡＭに記憶されている値であり、例えば、滑走艇１０を加速させるために運転者がやや速い速度でスロットル操作子を操作したときのスロットル開度の変化率を変化率設定値α0として設定しておく。ここで、運転者がスロットル操作子を、まだ操作していないか、ゆっくりとした操作をしただけでスロットル開度の変化率αが変化率設定値α0よりも小さければ、「ＮＯ」と判定する。そして、プログラムは、ステップ１１８に進み、一旦終了する。
【００４９】
そして、プログラムは、再度ステップ１００で開始され、ステップ１０２での処理を行ったのちに、ステップ１０４に進む。この間ソレノイドバルブ４４は、ホース４６側に切り替えられた状態を維持し、吸気装置３０は、その状態に応じて作動する。そして、滑走艇１０はスロットル操作子の操作に応じた速度で走行する。また、運転者によるスロットル操作子の操作によりスロットル開度の変化率αが変化率設定値α0よりも大きくなって、ステップ１０４において「ＹＥＳ」と判定すると、プログラムは、ステップ１０６に進む。
【００５０】
ステップ１０６においては、パルサー４９が検出した時間（秒）当たりのエンジン回転数（エンジン回転速度）Ｎが速度設定値Ｎ0よりも小さいか否かの判定を行う。この場合の速度設定値Ｎ0は、図１１に示したように、滑走艇１０の走行状態が滑走域と非滑走域との境界にあるときのエンジン回転数に基づいて設定されたものである。すなわち、図１１に曲線ａで示したように、エンジン回転数と滑走艇１０が水面から受ける船体抵抗の値とは略比例関係にあるが、滑走艇１０の走行速度が徐々に速くなって非滑走域から滑走域に移行する直前に、船体抵抗が一旦上昇したのちに下降する部分が生じる。この船体抵抗の下降が終了して上昇に切り換る点を速度設定値Ｎ0として設定している。
【００５１】
滑走艇１０の走行状態が非滑走域にあって、ステップ１０６において「ＮＯ」と判定すれば、プログラムはステップ１１８に進んで一旦終了する。そして、ソレノイドバルブ４４は、ホース４６側に切り替えられた状態を維持し、吸気装置３０は、その状態に応じて作動する。その間、滑走艇１０は、非滑走状態で低速走行する。また、再度、ステップ１００からプログラムの実行が開始され、前述したステップ１０２，１０４での処理が繰り返される。そして、滑走艇１０の走行状態が滑走域になって、ステップ１０６において「ＹＥＳ」と判定すると、プログラムは、ステップ１０８に進む。
【００５２】
ステップ１０８では、ソレノイドバルブ４４をホース４５側に切り替える処理が行われる。ここでは、スロットルセンサ４７およびパルサー４９から検出信号を受信したＥＣＵ４１が、その検出信号に基づいてソレノイドバルブ４４を切り替える。これによって、ブローオフバルブ４２は、ホース４６から遮断されてホース４５に連通する。この場合、ホース４５の一端は空気ダクト３３と連通し、ホース４５の他端は、ソレノイドバルブ４４および接続通路４５ａを介してブローオフバルブ４２と連通した状態になるためブローオフバルブ４２の両端部に係る圧力は同じ大きさになる。このため、ばね体４２ｂの弾性によって弁体４２ａがブローオフ通路４３の開口部側に付勢されブローオフバルブ４２は閉じた状態になる。
【００５３】
これによって、過給機３６やインタークーラー３５等を介して送られてくる圧縮空気は、ブローオフバルブ４２からブローオフ通路４３に漏れることなく、空気ダクト３３やサージタンク３２等を通過してエンジン２０に効率よく供給される。この結果、エンジン２０の回転数は速やかに上昇していき、滑走艇１０は素早く加速していく。そして、プログラムは、ステップ１１０に進み、ソレノイドバルブ４４がホース４５側に切り替わっていることをＲＡＭに記憶する。ついで、プログラムはステップ１１８に進んで一旦終了する。
【００５４】
再度、ステップ１００からプログラムは開始され、ステップ１０２において、ソレノイドバルブ４４がホース４６側に切り替えられているか否かの判定が行われる。この場合、前回のプログラム実行の際に、ステップ１０８での処理によって、ソレノイドバルブ４４はホース４５側に切り替えられ、ステップ１１０での処理によってその切り替え状態が記憶されている。したがって、ステップ１０２においては、「ＮＯ」と判定し、プログラムはステップ１１２に進む。
【００５５】
ステップ１１２では、圧力センサ４８が検出したサージタンク３２内の圧力Ｐが圧力設定値Ｐ0よりも小さいか否かの判定を行う。圧力設定値Ｐ0は予め設定されてＲＡＭに記憶されている値であり、例えば、運転者が滑走艇１０を減速させるための操作を行い、スロットルバルブが閉じる方向に回転したときの吸気通路におけるスロットルバルブの上流側部分と下流側部分との圧力差に基づいて設定される。すなわち、滑走艇１０が急減速して、吸気通路におけるスロットルバルブの上流側部分の圧力が過剰に上昇すると、過給機３６に破損が生じる虞が生じるため、ブローオフバルブ４２を開けて圧縮空気をブローオフ通路４３に逃がす必要が生じる。
【００５６】
このため、ブローオフバルブ４２を開ける必要が生じる状態をサージタンク３２内の圧力から求め、その圧力を圧力設定値Ｐ0として設定している。ここで、滑走艇１０が加速しながら滑走している状態か、一定速度で滑走している状態にあって、圧力センサ４８が検出したサージタンク３２内の圧力Ｐが圧力設定値Ｐ0よりも大きければ、「ＮＯ」と判定して、プログラムは、ステップ１１８に進み、一旦終了する。
【００５７】
そして、プログラムは、再度ステップ１００から開始され、ステップ１０２での処理を行ったのちに、ステップ１１２に進む。この間ソレノイドバルブ４４は、ホース４５側に切り替えられた状態を維持し、吸気装置３０は、その状態に応じて作動する。滑走艇１０は加速しながらまたは一定速度で滑走する。また、運転者の操作により、スロットルバルブが閉じる方向に回転し、サージタンク３２内の圧力Ｐが圧力設定値Ｐ0よりも小さくなると、ステップ１１２において「ＹＥＳ」と判定して、プログラムはステップ１１４に進む。
【００５８】
ステップ１１４では、ソレノイドバルブ４４をホース４６側に切り替える処理が行われる。これによって、ブローオフバルブ４２は、ホース４５から遮断されてホース４６に連通する。この場合、ホース４６の一端はソレノイドバルブ４４およびブローオフバルブ４２を介して空気ダクト３３と連通し、ホース４６の他端は、サージタンク３２と連通する。これによって、吸気通路におけるスロットルバルブよりも上流側部分の圧力が、サージタンク３２内の圧力とばね体４２ｂの弾性力との合計値よりも大きくなったときにブローオフバルブ４２が開くようになる。
【００５９】
このため、滑走艇１０が略一定速度で滑走しているときには、ブローオフバルブ４２が閉じ、滑走艇１０が減速しながら滑走しているときには、ブローオフバルブ４２が開く。これによって滑走艇１０は、過給機３６等に破損を生じさせることなく、滑走状態を続けることができる。そして、プログラムは、ステップ１１６に進み、ソレノイドバルブ４４がホース４６側に切り替わっていることをＲＡＭに記憶する。ついで、プログラムはステップ１１８に進んで一旦終了する。
【００６０】
そして、このまま滑走艇１０を減速させて停止させる場合には、ソレノイドバルブ４４はホース４６側に切り替わった状態を維持したままになる。また、滑走艇１０を、再度加速させる場合には、運転者によるスロットル操作子の操作により、前述したステップ１０２以下の処理が順次行われ、滑走艇１０は素早く加速状態での滑走を再度開始する。そして、滑走艇１０が停止するときには、サージタンク３２内の圧力が小さくなるため、ソレノイドバルブ４４はホース４６側に切り替わった状態になる。
【００６１】
このように、本実施形態による吸気装置３０では、ブローオフバルブ４２は、サージタンク３２の圧力に基づいて開閉するが、運転者によるスロットル操作子の加速操作によりスロットル開度の変化率が変化率設定値α0を超えたときには、強制的に閉じられてしまう。これによって、吸気通路を流れる空気は、ブローオフ通路４３に漏れることなく、殆どがエンジン２０に供給されるようになり、エンジン２０の応答性が良くなる。これによって、滑走艇１０の加速性能が向上する。
【００６２】
また、この吸気装置３０では、ホース４５，４６からの圧力によってブローオフバルブ４２が作動する構成を取っているため、ブローオフバルブ４２を作動させるための装置を別途設ける必要がなくなり、吸気装置３０の小型化、低コスト化が図れる。また、１個のソレノイドバルブ４４で、本発明に係る第１制御バルブと、第２制御バルブとを構成しているため制御バルブの小型化、低コスト化が図れる。さらに、パルサー４９が検出するエンジン回転数Ｎから、滑走艇１０が滑走状態であるか否かを判定するため、滑走艇１０が滑走状態であるか否かを安価で簡単な装置を用いて正確に判定することができる。
【００６３】
また、この吸気装置３０では、圧力センサ４８の検出値が圧力設定値Ｐ0よりも小さくなったときに、ソレノイドバルブ４４をホース４６側に切り替えるため、吸気通路におけるスロットルバルブの上流側部分の圧力が大きくなって、過給機３６等が破損することを防止できる。さらに、本実施形態に係る吸気装置３０では、ブローオフバルブ４２をインタークーラー３５に取り付けているため、ブローオフバルブ４２をインタークーラー３５に接続するための配管が不要になり、構造が単純化され安価になる。
【００６４】
また、本発明に係る過給式エンジンの吸気装置は、前述した実施形態に限らず適宜変更して実施することができる。例えば、前述した実施形態では、図１０のステップ１０４，１０６に示したように、スロットル開度の変化率αが変化率設定値α0よりも大きく、かつエンジン回転数Ｎが速度設定値Ｎ0よりも小さいときに、ソレノイドバルブ４４をホース４５側に切り替えるようにしているが、このステップ１０６を省略することもできる。これによると、スロットル開度の変化率αが変化率設定値α0よりも大きくなっただけで、ソレノイドバルブ４４をホース４５側に切り替えることができる。また、この場合の変化率設定値α0は、図１０に示したプログラムを実行する場合の変化率設定値α0と同じ値に設定してもよいし、異なる値に設定してもよい。
【００６５】
また、前述した実施形態では、三方切替電磁弁からなるソレノイドバルブ４４を用いているが、これに代えて、別体からなる第１制御バルブと、第２制御バルブとを用いてもよい。また、前述した実施形態では、吸気装置３０を滑走艇１０に設けているが、滑走艇１０に代えて、自動車や、自動二輪車等、過給式エンジンを備えた乗物に用いることができる。さらに、本発明に係る吸気装置を構成する各部分の配置や構造、材質等も本発明の技術的範囲内で適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態に係る吸気装置を備えた滑走艇を示す側面図である。
【図２】図１に示した滑走艇を示す平面図である。
【図３】図１の３−３断面図である。
【図４】エンジンに接続された吸気装置と排気装置とを示す平面図である。
【図５】図４の船体内部分を示す側面図である。
【図６】図５の正面図である。
【図７】エンジンに接続された吸気装置と排気装置とを示す概略構成図である。
【図８】エンジンと過給機の接続状態を示す断面図である。
【図９】ブローオフバルブの取り付け状態を示す一部切欠き断面図である。
【図１０】ＥＣＵが備えるＣＰＵが実行するプログラムを示すフローチャートである。
【図１１】エンジン回転数と船体抵抗との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
１０…滑走艇、２０…エンジン、３０…吸気装置、３１…吸気多岐管、３２…サージタンク、３３…空気ダクト、３３ａ，３３ｂ…空気通路、３４…スロットルボディ、３５…インタークーラー、３６…過給機、３７…吸気ボックス、４０…ブローオフバルブ制御装置、４２…ブローオフバルブ、４３…ブローオフ通路、４４…ソレノイドバルブ、４５，４６…ホース、４７…スロットルセンサ、４８…圧力センサ、４９…パルサー、Ｎ…エンジン回転数、Ｎ0…速度設定値、Ｐ…圧力、Ｐ0…圧力設定値、α…変化率、α0…変化率設定値。
【図１】
2006037730.tif 000003
【図２】
2006037730.tif 000004
【図３】
2006037730.tif 000005
【図４】
2006037730.tif 000006
【図５】
2006037730.tif 000007
【図６】
2006037730.tif 000008
【図７】
2006037730.tif 000009
【図８】
2006037730.tif 000010
【図９】
2006037730.tif 000011
【図１０】
2006037730.tif 000012
【図１１】
2006037730.tif 000013