(57)【要約】      （修正有）【課題】最高速度制限制御の実行を精度よく判定することができる船舶を提供する。【解決手段】エンジン回転速度センサ４６は、エンジン回転速度を検出する。判定部１２は、船体が移動していることを示す所定の実行条件が満たされているか否かを判定する。フィルタ処理部１１は、エンジン回転速度センサによって検出されたエンジン回転速度をフィルタ処理することによってフィルタ処理エンジン回転速度を取得する。制御部１３は、所定の実行条件が満たされており、且つ、フィルタ処理エンジン回転速度が所定の回転速度閾値より大きいときに、船舶の最高速度を制限する最高速度制限制御を実行する。【選択図】図２
2013199212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体と、
前記船体を推進させる推進装置と、
前記推進装置を駆動するエンジンと、
エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、
前記船体が移動していることを示す所定の実行条件が満たされているか否かを判定する判定部と、
前記エンジン回転速度センサによって検出されたエンジン回転速度をフィルタ処理することによってフィルタ処理エンジン回転速度を取得するフィルタ処理部と、
前記所定の実行条件が満たされており、且つ、前記フィルタ処理エンジン回転速度が所定の回転速度閾値より大きいときに、船舶の最高速度を制限する最高速度制限制御を実行する制御部と、
を備える船舶。
【請求項２】
前記船舶の船速を検出する船速センサをさらに備え、
前記所定の実行条件は、前記船速センサによって検出された船速が所定の船速閾値より大きいことを含む、
請求項１に記載の船舶。
【請求項３】
前記船速閾値は０である、
請求項２に記載の船舶。
【請求項４】
前記所定の実行条件は、前記エンジンが始動してから現在までに、前記船速センサによって検出された船速が前記所定の船速閾値を少なくとも１回越えたことを含む、
請求項２に記載の船舶。
【請求項５】
前記船速センサは、水流から船速を検出する、
請求項２に記載の船舶。
【請求項６】
前記船速センサは、パドルホイール式のセンサである、
請求項５に記載の船舶。
【請求項７】
前記船速センサは、船舶の位置情報を検出するＧＮＳＳ受信機を含み、
前記船速センサは、前記ＧＮＳＳ受信機が検出した前記船舶の位置情報から船速を検出する、
請求項２に記載の船舶。
【請求項８】
前記最高速度制限制御は、前記エンジン回転速度を減少させる処理を含む、
請求項１に記載の船舶。
【請求項９】
前記エンジンは、スロットルバルブと、前記スロットルバルブの開度を変更するスロットルアクチュエータとを含み、
前記最高速度制限制御は、前記スロットルアクチュエータを制御することにより、前記スロットルバルブの開度を減少させる処理を含む、
請求項１に記載の船舶。
【請求項１０】
収納位置と作動位置との間で移動可能であり、前記作動位置において航走中に水からの抵抗を受ける抵抗装置をさらに備え、
前記最高速度制限制御は、前記抵抗装置を前記収納位置から前記作動位置に移動させる処理を含む、
請求項１に記載の船舶。
【請求項１１】
前記フィルタ処理部は、移動平均フィルタにより前記フィルタ処理エンジン回転速度を取得する、
請求項１に記載の船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶には、最高速度を制限する最高速度制限制御を実行するものがある。例えば、特許文献１に開示されている船舶は、船速を検出する船速センサと、ＥＣＵとを有している。船速センサは、エンジン回転速度を検出する。船速センサが検出した船速が所定の最高速度より大きくなると、ＥＣＵは、スロットルバルブの開度が小さくなるようにスロットルバルブアクチュエータを制御する。これにより、最高速度が制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７３１５７７９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、船速センサによる検出値に基づいて最高速度制限制御の実行が判定される場合、最高速度制限制御は、船速センサの精度の影響を受ける。例えば、特許文献１では、船速センサとして、ピトー管やパドルホイール式のセンサが例示されている。ピトー管やパドルホイール式のセンサは、水流によって船速を検出するため、水流の当たる角度に応じて、船速の検出精度に違いが生じる可能性がある。この場合、最高速度制限制御の実行を精度よく判定することは容易ではない。
【０００５】
そこで、船速に代えてエンジン回転速度に基づいて、最高速度制限制御の実行を判定することが考えられる。エンジン回転速度は、船速と比べて精度よく且つ容易に検出することが可能である。しかし、エンジン回転速度は、必ずしも船速に対応しているとは限らず、エンジン回転速度は大きいが船舶が航走していない状況が発生し得る。例えば、船舶を陸上に揚げた状態でエンジンを運転する場合にも、エンジン回転速度が所定の回転速度閾値を越えたときに最高速度制限制御が実行されてしまう。
【０００６】
本発明の課題は、最高速度制限制御の実行を精度よく判定することができる船舶を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る船舶は、船体と、推進装置と、エンジンと、エンジン回転速度センサと、判定部と、フィルタ処理部と、制御部とを備える。推進装置は、船体を推進させる。エンジンは、推進装置を駆動する。エンジン回転速度センサは、エンジン回転速度を検出する。判定部は、船体が移動していることを示す所定の実行条件が満たされているか否かを判定する。フィルタ処理部は、エンジン回転速度センサによって検出されたエンジン回転速度をフィルタ処理することによって、フィルタ処理エンジン回転速度を取得する。制御部は、所定の実行条件が満たされており、且つ、フィルタ処理エンジン回転速度が所定の回転速度閾値より大きいときに、船舶の最高速度を制限する最高速度制限制御を実行する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様に係る船舶では、所定の実行条件が満たされていることと、フィルタ処理エンジン回転速度が所定の回転速度閾値より大きいこととの両方が満たされているときに、制御部は最高速度制限制御を実行する。このため、エンジン回転速度は大きいが船舶が航走していない状況で最高速度制限制御が実行されることを回避することができる。これにより、最高速度制限制御の実行を精度よく判定することができる。
【０００９】
また、エンジン回転速度センサによって検出されたエンジン回転速度をそのまま用いるのではなく、フィルタ処理エンジン回転速度を用いる理由は次のとおりである。エンジン回転速度の変化は、船速の変化に即時に対応しているとは限らない。例えば速度が０である状態から船舶が急発進した場合には、エンジン回転速度は直ちに上昇するが、船速はそれより遅れて滑らかに上昇する。従って、エンジン回転速度センサによって検出されたエンジン回転速度をそのまま判定に用いると、船速が十分に上がっていないにもかかわらず最高速度制限制御が実行されることになり、船舶の急発進時の加速が鈍くなってしまう。そこで、エンジン回転速度をそのまま用いるのではなく、フィルタ処理エンジン回転速度を用いることにより、最高速度制限制御の実行を精度よく判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る船舶の概略構成を示す断面図。
【図２】船舶の制御系を示すブロック図。
【図３】最高速度制限制御の処理を示すフローチャート。
【図４】他の実施形態に係る船舶の制御系を示すブロック図。
【図５】他の実施形態に係る船舶の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る船舶について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る船舶１００の概略構成を示す断面図である。図２は、船舶１００の制御系を示すブロック図である。船舶１００は、いわゆるパーソナルウォータークラフト（ＰＷＣ）である。船舶１００は、図１に示すように、船体２と、エンジン３と、推進装置５と、を含む。船体２は、デッキ２ａとハル２ｂとを含む。船体２の内部には、エンジンルーム２ｃが設けられている。エンジンルーム２ｃは、エンジン３および燃料タンク６などを収納する。デッキ２ａにはシート７が取り付けられている。シート７は、エンジン３の上方に配置されている。シート７の前方には、船体２を操舵するためのステアリングハンドル８が配置されている。
【００１２】
エンジン３は、例えば、直列４気筒４ストロークエンジンである。エンジン３は、クランク軸３１を含む。クランク軸３１は、前後方向に延びるように配置されている。図２に示すように、エンジン３は、スタータモータ２１と、燃料噴射装置２２と、スロットルバルブ２３と、スロットルアクチュエータ２４と、点火装置２５とを含む。スタータモータ２１は、エンジン３を始動する。燃料噴射装置２２は、エンジン３の燃焼室に供給する燃料を噴射する。スロットルバルブ２３の開度が変更されることにより、燃焼室へ送られる混合気の量が調整される。スロットルバルブ２３は、エンジン３の複数の気筒に対して共通に備えられている。或いは、スロットルバルブ２３は、エンジン３の各気筒ごとに備えられてもよい。スロットルアクチュエータ２４は、スロットルバルブ２３の開度を変更する。点火装置２５は、燃焼室内の燃料に点火する。なお、図２では図示されていないが、燃料噴射装置２２と点火装置２５とは、エンジン３の各気筒ごとに備えられている。
【００１３】
推進装置５は、船体２を推進させる。推進装置５は、いわゆる水ジェット推進装置である。推進装置５は、エンジン３によって駆動され、船体２のまわりの水を吸い込んで噴射する。図１に示すように、推進装置５は、インペラシャフト５０と、インペラ５１と、インペラハウジング５２と、ノズル５３と、デフレクタ５４と、リバースバケット５５とを含む。インペラシャフト５０は、エンジンルーム２ｃから後方に延びるように配置されている。インペラシャフト５０の前部は、カップリング部３３を介してクランク軸３１に連結されている。インペラシャフト５０の後部は、船体２の水吸引部２ｅを通ってインペラハウジング５２内に導出されている。インペラハウジング５２は、水吸引部２ｅの後部に接続されている。ノズル５３は、インペラハウジング５２の後方に配置されている。
【００１４】
インペラ５１は、インペラシャフト５０の後部に取り付けられている。インペラ５１は、インペラハウジング５２の内部に配置されている。インペラ５１は、インペラシャフト５０とともに回転して、水吸引部２ｅから水を吸引する。インペラ５１は、吸引した水をノズル５３から後方に噴射させる。デフレクタ５４は、ノズル５３の後方に配置されている。デフレクタ５４は、ノズル５３からの水の噴射方向を左右方向に転換するように構成されている。リバースバケット５５は、デフレクタ５４の後方に配置されている。リバースバケット５５は、ノズル５３およびデフレクタ５４からの水の噴射方向を前方に転換可能に構成されている。
【００１５】
図２に示すように、船舶１００は、スタート操作部材４１、スロットル操作部材４２、シフト操作部材４３などの操作部材を含む。これらの操作部材は、オペレータによって操作される。スタート操作部材４１は、エンジン３を始動させるための操作部材である。スタート操作部材４１は、例えばスタートスイッチである。スロットル操作部材４２は、エンジン回転速度を増減させるための操作部材である。スロットル操作部材４２は、スロットルバルブ２３の開度を操作することによりエンジン回転速度を増減させる。スロットル操作部材４２は、例えばスロットルレバーである。シフト操作部材４３は、船舶１００の前進と後進とを切り換えるための操作部材である。シフト操作部材４３は、リバースバケット５５の位置を操作することで船舶１００の前進と後進とを切り換える。シフト操作部材４３は、例えばシフトレバーである。
【００１６】
図２に示すように、船舶１００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０を含む。ＥＣＵ１０は、エンジン３を制御する。すなわち、ＥＣＵ１０は、スタータモータ２１、燃料噴射装置２２、スロットルアクチュエータ２４、点火装置２５に指令信号を送ることによって、これらの装置を電気的に制御する。ＥＣＵ１０は、スタート操作部材４１が操作されると、スタータモータ２１を駆動する。これにより、エンジン３が始動する。ＥＣＵ１０は、燃料噴射装置２２を制御することによって、エンジン３の燃焼室に供給する燃料量を制御する。ＥＣＵ１０は、スロットル操作部材４２は、スロットルアクチュエータ２４を駆動することによって、スロットルバルブ２３の開度を制御する。
【００１７】
図２に示すように、船舶１００は、船速センサ４５、エンジン回転速度センサ４６、及び、図示しないその他のセンサを含む。船速センサ４５は、船舶１００の船速を検出する。船速センサ４５は、水流から船速を検出する。具体的には、船速センサ４５は、パドルホイール式のセンサである。船速センサ４５は、船速が０より大きいときに、検出信号を出力する。すなわち、船速が０のときは、検出信号を出力しない。エンジン回転速度センサ４６は、エンジン回転速度を検出する。その他のセンサは、例えば、外気温、水温、油温を検出するセンサを含む。ＥＣＵ１０は、これらのセンサからの検出信号を受信する。ＥＣＵ１０は、これらのセンサが検出した情報に基づいて、エンジン３を制御する。
【００１８】
ＥＣＵ１０は、船舶１００の最高速度を制限する最高速度制限制御を実行する。以下、最高速度制限制御について説明する。図２に示すように、ＥＣＵ１０は、フィルタ処理部１１と、判定部１２と、制御部１３とを含む。図３は、最高速度制限制御の処理を示すフローチャートである。
【００１９】
ステップＳ１では、エンジン回転速度センサ４６がエンジン回転速度を検出する。ステップＳ２では、フィルタ処理部１１がフィルタ処理エンジン回転速度を取得する。フィルタ処理部１１は、エンジン回転速度センサ４６によって検出されたエンジン回転速度をフィルタ処理することによって、フィルタ処理エンジン回転速度を取得する。フィルタ処理は、エンジン回転速度センサ４６が検出したエンジン回転速度を、船速に対する偏差が小さくなるように変換する処理である。例えば、フィルタ処理は、移動平均フィルタである。移動平均フィルタは公知の技術であり、例えば、日本国特許公開公報２００４−１００６８９号に開示されている。
【００２０】
ステップＳ３では、判定部１２は、船速センサ４５からの出力信号の有無を判定する。船速センサ４５からの出力信号が検出された場合には、ステップＳ４に進む。すなわち、船速が０より大きいときには、ステップＳ４に進む。
【００２１】
ステップＳ４では、判定部１２は、フィルタ処理エンジン回転速度（Ｎｆｅ）が所定の回転速度閾値（Ｎｔｈ）より大きいか否かを判定する。例えば、回転速度閾値（Ｎｔｈ）は、最高速度の制限値に対応したエンジン回転速度の値である。フィルタ処理エンジン回転速度（Ｎｆｅ）が所定の回転速度閾値（Ｎｔｈ）より大きいときには、ステップＳ５に進む。
【００２２】
ステップＳ５では、制御部１３は、最高速度制限制御を実行する。制御部１３は、最高速度制限制御において、エンジン回転速度を減少させる処理を実行する。具体的には、制御部１３は、最高速度制限制御は、スロットルアクチュエータ２４を制御することにより、スロットルバルブ２３の開度を減少させる処理を実行する。
【００２３】
ステップＳ３において、船速センサ４５からの出力信号が検出されない場合には、制御部１３は、最高速度制限制御を実行しない。ステップＳ４において、フィルタ処理エンジン回転速度（Ｎｆｅ）が所定の回転速度閾値（Ｎｔｈ）以下である場合には、制御部１３は、最高速度制限制御を実行しない。すなわち、制御部１３は、船速が０より大きく、且つ、フィルタ処理エンジン回転速度（Ｎｆｅ）が所定の回転速度閾値（Ｎｔｈ）より大きいときに、船舶１００の最高速度を制限する。
【００２４】
本実施形態に係る船舶１００では、船速が０より大きいことと、フィルタ処理エンジン回転速度が所定の回転速度閾値より大きいこととの両方が満たされているときに、制御部１３は最高速度制限制御を実行する。このため、エンジン回転速度は大きいが船舶１００が航走していない状況で最高速度制限制御が実行されることを回避することができる。これにより、最高速度制限制御の実行を精度よく判定することができる。
【００２５】
フィルタ処理エンジン回転速度を用いて、最高速度制限制御の実行を判定しているので、船速を精度よく検出することができなくても、最高速度制限制御の実行を精度よく判定することができる。このため、船速センサ４５として、上述したパドルホイール式のセンサのように安価なセンサを用いても、最高速度制限制御の実行を精度よく判定することができる。
【００２６】
エンジン回転速度センサ４６によって検出されたエンジン回転速度をそのまま用いるのではなく、フィルタ処理エンジン回転速度を用いて最高速度制限制御の実行を判定している。フィルタ処理エンジン回転速度は、船速に対する偏差が小さくなるようにエンジン回転速度をフィルタ処理して得られる値である。このため、最高速度制限制御の実行を精度よく判定することができる。
【００２７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００２８】
上記の実施形態では、船舶としてＰＷＣが例示されているが、ジェットボートなどの他の船舶に本発明が適用されてもよい。なお、船舶以外にもスノーモービルなどの他の乗り物に対しても本発明が適用されてもよい。
【００２９】
上記の実施形態では、船速センサ４５として、パドルホイール式のセンサが例示されているが、ピトー管式のセンサであってもよい。或いは、パドルホイールやピトー管のように水流から船速を検出するセンサではなく、他の検出方法が用いられてもよい。例えば、図４に示すように、船舶１００は、船舶１００の位置情報を検出するＧＮＳＳ受信機４７を備えてもよい。また、ＥＣＵ１０は、船速演算部１４を含む。船速演算部１４は、ＧＮＳＳ受信機４７が検出した船舶１００の位置情報から船速を演算する。船速センサ４５は、ＧＮＳＳ受信機４７と船速演算部１４とを含む。
【００３０】
上記の実施形態では、スロットルバルブ２３の開度を減少させる処理によって、最高速度が制限されているが、他の方法によって最高速度が制限されてもよい。例えば、図５に示すように、船舶１００は抵抗装置２６を備えてもよい。抵抗装置２６は、例えばトリムタブである。抵抗装置２６は、収納位置と作動位置との間で移動可能に設けられる。抵抗装置２６は、ＥＣＵ１０によって制御されることにより、収納位置又は作動位置に設定される。抵抗装置２６は、作動位置において航走中に水からの抵抗を受ける。抵抗装置２６が収納位置に設定されているときには、抵抗装置２６が航走中に水からうける抵抗は最小となる。制御部１３は、最高速度制限制御において、抵抗装置２６を収納位置から作動位置に移動させる処理を実行する。これにより、最高速度が制限される。
【００３１】
船舶１００が移動していることを示す所定の実行条件として、船速センサ４５によって検出された船速が所定の船速閾値より大きいことであってもよい。上記の実施形態では、船速閾値は０である。しかし、船速閾値は、船舶が移動していることを示すことができる程度の値であればよい。すなわち、船速閾値は、外乱を考慮して、０より大きい値であってもよい。例えば、船速閾値は、０より大きく且つ３０ｋｍ／ｈ以下の値であってもよい。或いは、船速閾値は、０より大きく且つ１０ｋｍ／ｈ以下の値であってもよい。或いは、船速閾値は、０より大きく且つ５ｋｍ／ｈ以下の値であってもよい。或いは、船速閾値は、０より大きく且つ最高速度の制限値の５０％以下の値であってもよい。
【００３２】
所定の実行条件は、エンジンが始動してから現在までに、船速センサ４５によって検出された船速が所定の船速閾値を少なくとも１回越えたことであってもよい。例えば、所定の実行条件は、エンジン３が始動してから現在までに、船速センサ４５から出力信号がｎ回（ｎは１より大きい正数）以上検出されたことであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明によれば、最高速度制限制御の実行を精度よく判定することができる船舶を提供することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１００  船舶
２      船体
３      エンジン
５      推進装置
１１    フィルタ処理部
１２    判定部
１３    制御部
２３    スロットルバルブ
２４    スロットルアクチュエータ
２６    抵抗装置
４５    船速センサ
４６    エンジン回転速度センサ
４７    ＧＮＳＳ受信機
【図１】
2013199212.tif 000003
【図２】
2013199212.tif 000004
【図３】
2013199212.tif 000005
【図４】
2013199212.tif 000006
【図５】
2013199212.tif 000007