JP7026484B2 - 上陸可否判定装置及び水陸両用車 - Google Patents

Description

本開示は、水陸両用車の上陸可否判定装置、水陸両用車の上陸可否判定方法、及び上陸可否判定装置を備える水陸両用車に関する。

水上および陸上における移動が可能な水陸両用車は、主に履帯のみを駆動させて陸上を走行させる状態である陸上走行モード、主に推進器のみを駆動させて水上を航行させる状態である水上航行モード、及び履帯と推進器との両方を駆動させて水上から陸上に上陸させる状態である上陸モードのいずれかの運転モードに基づいて、エンジンを運転させることが知られている。

特許文献１には、水陸両用車において、上陸モードに基づいてエンジンを運転させる際に、エンジンに要求されるトルクが大きく変動しても、エンジンのトルク応答遅れを発生させないための技術について開示されている。

特開２０１５－２１４９１９号公報

ところで、上陸モードに基づいてエンジンを運転させると、履帯と推進器との両方を駆動させるため、他のモードと比較してエンジンにかかる負荷が大きくなる。このため、エンジンから排出される排気の排気温度が高くなり、この排気によってエンジン不具合（過給機の損傷、排気管やシリンダヘッドの熱変形に起因するガス漏れ、及びシリンダヘッドの疲労寿命の低下など）を発生させてしまう虞がある。また、上述した不具合が発生しないように、排気温度を下げてエンジンを運転させると、水陸両用車が水上から陸地に上陸するための十分なトルクが出力されず、水陸両用車が水上から陸地に上陸できない虞がある。

本発明の少なくとも幾つかの実施形態は上述の虞に鑑みなされたものであり、水陸両用車が水上から陸地に上陸する際において、排気の排気温度が高温となり過ぎることによるエンジン不具合の発生防止を考慮した水陸両用車の上陸可否判定を行なうことができる水陸両用車の上陸可否判定装置、水陸両用車の上陸可否判定方法、及びこの上陸可否判定装置を備える水陸両用車を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る水陸両用車の上陸可否判定装置は、水陸両用車が水上から陸地に上陸する際におけるエンジンに噴射される燃料の最大噴射量であって、前記エンジンから排出される排気の排気温度が予め定められている設定温度未満となる最大噴射量である決定最大噴射量を算出する決定最大噴射量算出部と、前記エンジンに前記決定最大噴射量の前記燃料を噴射した場合において、前記水陸両用車が水上から陸地に上陸可能な最大上陸角度を算出する最大上陸角度算出部と、を備える。

上記（１）の構成によれば、決定最大噴射量算出部は、水陸両用車が水上から陸地に上陸する際におけるエンジンに噴射される燃料の最大噴射量であって、エンジンから排出される排気の排気温度が予め定められている設定温度未満となる最大噴射量である決定最大噴射量を算出する。最大上陸角度算出部は、エンジンに決定最大噴射量の燃料を噴射した場合において、水陸両用車が水上から陸地に上陸可能な最大上陸角度を算出する。このため、水陸両用車が水上から最大上陸角度以下となる陸地に上陸するようにすれば、排気の排気温度が高温となり過ぎることによるエンジン不具合が発生するのを防止することができる。また、例えば、最大上陸角度を表示するなどして報知すれば、この報知された最大上陸角度に基づいて乗員が上陸可能か否かを水陸両用車両が陸地に接地する前など、実際に上陸を開始する前に判定することができる。よって、上陸を開始したものの上陸が失敗するような事態を防止することができ、確実に上陸ができるように図ることができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の構成において、前記水陸両用車が上陸する上陸実角度を取得する実角度取得手段と、前記実角度取得手段が取得した前記上陸実角度と前記最大上陸角度算出部が算出した前記最大上陸角度との比較に基づいて、前記水陸両用車が上陸可能であるかどうかを判定する判定部と、をさらに備える。

上記（２）の構成によれば、判定部は、実角度取得手段が取得した上陸実角度と最大上陸角度算出部が算出した最大上陸角度との比較に基づいて、水陸両用車が上陸可能であるかどうかを判定する。このため、例えば、水陸両用車に乗っている乗員が目視によって上陸実角度を推定し、この目視によって推定された上陸実角度と最大上陸角度とを比較する場合に比べて、エンジン不具合の発生防止を考慮した水陸両用車の上陸可否判定を高い精度で行なうことができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載の構成において、前記最大上陸角度算出部は、前記水陸両用車に積載されている積載物の重量に基づく補正を実行して前記最大上陸角度を算出する。

最大上陸角度は、水陸両用車に積載されている積載物の重量に応じて変化する。例えば、最大上陸角度は積載物の重量が大きくなると小さくなる。上記（３）の構成によれば、最大上陸角度算出部は、積載物の重量に基づく補正を実行して最大上陸角度を算出することで、積載物の重量に基づく補正を実行しないで最大上陸角度を算出する場合と比較して、より精度の高い最大上陸角度を算出することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）から（３）の何れか１つに記載の構成において、前記決定最大噴射量算出部は、前記エンジンのエンジン回転数と、前記エンジンに導入される吸気の圧力損失、前記水陸両用車の外気温、及び前記水陸両用車の外気圧のうち少なくとも１つとに基づいて、前記決定最大噴射量を算出する。

上記（４）の構成によれば、決定最大噴射量算出部は、エンジン回転数と、圧力損失、外気温、及び外気圧のうち少なくとも１つとに基づいて、決定最大噴射量を算出する。これによって、圧力損失、外気温、及び外気圧といったエンジン運転条件に応じた決定最大噴射量を算出することができる。例えば、決定最大噴射量算出部は、外気温が２５度である場合の決定最大噴射量や、外気温が４０度である場合の決定最大噴射量を算出することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）に記載の構成において、前記決定最大噴射量算出部は、前記エンジンに導入される吸気の標準的な圧力損失、前記水陸両用車の標準的な外気温、及び前記水陸両用車の標準的な外気圧のうち少なくとも１つを含む標準条件における標準最大噴射量を、前記エンジンのエンジン回転数に基づいて算出する標準最大噴射量算出部と、前記標準最大噴射量および前記エンジン回転数に基づいて最大トルクを算出する最大トルク算出部と、前記最大トルク、及び前記圧力損失、前記外気温、及び前記外気圧のうち少なくとも１つに基づいて推定排気温度を推定する排気温度推定部と、前記推定排気温度が前記設定温度未満であるかどうかを判定する排気温度判定部と、前記推定排気温度が前記設定温度未満である場合には前記標準最大噴射量を前記決定最大噴射量をとして決定し、前記推定排気温度が前記設定温度以上である場合には前記標準最大噴射量を補正した補正後の前記標準最大噴射量を前記決定最大噴射量として決定する最大噴射量決定部と、を含む。

標準条件は、標準的なものとして任意に規定したエンジン運転中のエンジン運転条件であって、標準的な圧力損失、標準的な外気温、又は標準的な外気圧のうち少なくとも１つを含む。これらの標準的な圧力損失、標準的な外気温、又は標準的な外気圧は、標準的なものとして任意に規定した外気温、外気圧、吸気の圧力損失の値または範囲である。

上記（５）の構成によれば、エンジン回転数に基づいて算出可能な標準条件における標準最大噴射量と、エンジン回転数とに基づいて最大トルクを算出し、この最大トルクと、圧力損失、外気温、又は外気圧のうち少なくとも１つとに基づいて推定排気温度を推定する。推定排気温度が設定温度未満の場合には、標準最大噴射量を決定最大噴射量として決定する。一方で、最大噴射量決定部は、推定排気温度が設定温度以上の場合には、標準最大噴射量を補正した補正後の標準最大噴射量を決定最大噴射量として決定する。これによって、水陸両用車が水上から陸地に上陸する際におけるエンジンに噴射される燃料の最大噴射量であって、排気温度が設定温度未満となる最大噴射量である決定最大噴射量を算出することができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（５）に記載の構成において、前記最大噴射量決定部は、前記圧力損失によって決定される圧力損失補正係数、前記外気温によって決定される外気温補正係数、及び前記外気圧によって決定される外気圧補正係数のうち少なくとも１つを含む補正係数を算出する補正係数算出部と、前記標準最大噴射量と前記補正係数とに基づいて、前記補正後の前記標準最大噴射量を算出する標準最大噴射量補正部と、を有する。

上記（６）の構成によれば、推定排気温度が設定温度以上となるような場合には、推定排気温度が設定温度未満となるように標準最大噴射量の値を補正することが可能な補正係数を、圧力損失、外気温、及び外気圧のうち少なくとも１つに基づいて算出する。このような補正係数で標準最大噴射量を補正することにより、上陸時に生じる実際の排気温度が設定温度未満となるような最大噴射量（決定最大噴射量）を容易に算出することができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）に記載の構成において、前記補正係数算出部は、前記圧力損失補正係数、前記外気温補正係数、及び前記外気圧補正係数の少なくとも２つのうち最も小さい最小補正係数を算出し、前記標準最大噴射量補正部は、前記標準最大噴射量と前記最小補正係数とに基づいて前記補正後の標準最大噴射量を算出する。

上記（７）の構成によれば、少なくとも２つ以上の補正係数を算出した場合には、最も小さい補正係数である最小補正係数と標準最大噴射量とに基づいて補正後の標準最大噴射量を算出する。つまり、標準最大噴射量補正部は、排気温度が最も低くなる補正後の標準最大噴射量を算出する。よって、排気の排気温度が高温となり過ぎることにより生じるエンジン不具合をより確実に防止することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（６）又は（７）に記載の構成において、前記最大噴射量決定部は、前記エンジン回転数に応じて、前記補正係数を補正する補正係数補正部を、さらに含み、
前記補正係数補正部が補正した補正後の補正係数で、前記標準最大噴射量を補正する。

上記（８）の構成によれば、エンジン回転数に応じて補正係数を補正する。このように、エンジン回転数に応じた補正係数を用いることで、排気の排気温度が高温となり過ぎることにより生じるエンジン不具合をさらに確実に防止することができる。

（９）幾つかの実施形態では、水陸両用車は、上記（１）から（８）のいずれか１つに記載の水陸両用車の上陸可否判定装置と、前記水陸両用車の上陸可否判定装置が算出する前記水陸両用車が水上から陸地に上陸する際におけるエンジンに噴射される燃料の最大噴射量であって、前記エンジンから排出される排気の排気温度が予め定められている設定温度未満となる最大噴射量である決定最大噴射量で前記エンジンを制御するエンジン制御装置と、を備える。

上記（９）の構成によれば、水陸両用車が水上から陸地に上陸する際において、エンジン制御装置が決定最大噴射量でエンジンを制御することで、排気の排気温度が高温となり過ぎることによるエンジン不具合の発生を防止することができる。

（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る水陸両用車の上陸可否判定方法は、水陸両用車が水上から陸地に上陸する際におけるエンジンに噴射される燃料の最大噴射量であって、前記エンジンから排出される排気の排気温度が予め定められている設定温度未満となる最大噴射量である決定最大噴射量を算出する決定最大噴射量算出ステップと、前記エンジンに前記決定最大噴射量の前記燃料を噴射した場合において、前記水陸両用車が水上から陸地に上陸可能な最大上陸角度を算出する最大上陸角度算出ステップと、を備える。

上記（１０）の方法によれば、水陸両用車が水上から最大上陸角度以下となる陸地に上陸するようにすれば、排気の排気温度が高温となり過ぎることによるエンジン不具合が発生するのを防止することができる。また、例えば、最大上陸角度を表示するなどして報知すれば、この報知された最大上陸角度に基づいて乗員が上陸可能か否かを水陸両用車両が陸地に接地する前など、実際に上陸を開始する前に判定することができる。よって、上陸を開始したものの上陸が失敗するような事態を防止することができ、確実に上陸ができるように図ることができる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）に記載の方法において、前記水陸両用車が上陸する上陸実角度を取得する上陸実角度取得ステップと、前記上陸実角度取得ステップが取得した前記上陸実角度と前記最大上陸角度算出ステップが算出した前記最大上陸角度との比較に基づいて、前記水陸両用車が上陸可能であるかどうかを判定する判定ステップと、をさらに備える。

上記（１１）の方法によれば、判定ステップは、上陸実角度取得ステップが取得した上陸実角度と最大上陸角度算出ステップが算出した最大上陸角度との比較に基づいて、水陸両用車が上陸可能であるかどうかを判定する。このため、例えば乗員が目視によって水陸両用車の上陸可否を判定する場合と比較して、正確に判定をすることができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、水陸両用車が水上から陸地に上陸する際において、排気の排気温度が高温となり過ぎることによるエンジン不具合の発生防止を考慮した水陸両用車の上陸可否判定を行なうことができる水陸両用車の上陸可否判定装置、水陸両用車の上陸可否判定方法、及びこの上陸可否判定装置を備える水陸両用車を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る上陸可否判定装置を適用する水陸両用車が水上航行、陸上走行、及び陸地に上陸する様子を示す図である。 本発明の一実施形態に係る上陸可否判定装置が上陸可否判定を行なう陸地を示した図である。 本発明の一実施形態に係る上陸可否判定装置の構成を概略的に示す概略構成図である。 決定最大噴射量マップの一例を示す図である。 標準最大噴射量マップの一例を示す図である。 最大上陸角度マップの一例を示す図である。 最大トルクマップの一例を示す図である。 推定排気温度マップの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る最大噴射量決定部の補正係数算出部及び標準最大噴射量補正部を説明するためのブロック図である。 本発明の一実施形態に係る最大噴射量決定部の補正係数算出部、標準最大噴射量補正部、及び補正係数補正部を説明するためのブロック図である。 本発明の一実施形態に係る水陸両用車のエンジン制御装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置の上陸時エンジン制御決定部を説明するためのブロック図である。 本発明の一実施形態に係る水陸両用車の上陸可否判定方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る水陸両用車の上陸可否判定方法のフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係る上陸可否判定装置を適用する水陸両用車が水上航行、陸上走行、及び陸地に上陸する様子を示す図である。図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る上陸可否判定装置が上陸可否判定を行なう陸地を示した図である。

本発明の一実施形態に係る水陸両用車の上陸可否判定装置は、水上を航行したり、陸地を走行したり、あるいは水上から陸地に上陸したりすることが可能な車両である水陸両用車１００に適用され、この水陸両用車１００が水上から陸地に上陸する際において、この水陸両用車１００が上陸することができるかどうかを判定するための装置である。水陸両用車１００は、例えば、図１Ａに示すように、エンジン５０、推進器１０１及び履帯１０２を備えている。このような水陸両用車１００は、主に推進器１０１を駆動させる水上航行モード、主に履帯１０２を駆動させる陸上走行モード、及び主に推進器１０１と履帯１０２との両方を駆動させる上陸モードの何れかの運転モードに基づいてエンジン５０を運転させるように構成されている。

水陸両用車１００は、例えば、水陸両用車１００に乗っている乗員がボタンを押下することで、又は水陸両用車１００と陸地との間の距離が所定の距離以下になったことをセンサなど検知することで、エンジン５０の運転が上陸モードに切り換えられるように構成されている。尚、エンジン５０の運転を上陸モードに切り換える方法は、上記以外の方法であってもよい。

図２は本発明の一実施形態に係る上陸可否判定装置の構成を概略的に示す概略構成図である。図３Ａは決定最大噴射量マップの一例を示す図である。図４は最大上陸角度マップの一例を示す図である。図５は最大トルクマップの一例を示す図である。図６は推定排気温度マップの一例を示す図である。図７は本発明の一実施形態に係る最大噴射量決定部の補正係数算出部及び標準最大噴射量補正部の構成を示すブロック図である。図８は本発明の一実施形態に係る最大噴射量決定部の補正係数算出部、標準最大噴射量補正部、及び補正係数補正部の構成を示すブロック図である。

上陸可否判定装置１は、図２に示すように、決定最大噴射量算出部２と最大上陸角度算出部３とを備えており、例えば、上述したような方法でエンジン５０の運転が上陸モードに切り換えられると、水陸両用車１００の上陸可否判定を開始する。図２に示した実施形態では、上陸可否判定装置１は、予め設定された幾つかの設定値、マップ及びテーブルなどを記憶するための記憶部４をさらに備えている。

また、上陸可否判定装置１は、エンジン５０の状態を知るために、幾つかの計測結果を取得可能に構成されている。例えば、エンジン５０のエンジン回転数Ｎｅ、エンジン５０から排出される排気の排気温度Ｔ、及びエンジン５０に導入される吸気の圧力損失ΔＰなどを取得可能に構成されている。また、上陸可否判定装置１は、エンジン５０を運転させる環境を知るために、幾つかの計測結果を取得可能に構成されている。例えば、水陸両用車１００に積載される積載物の重量Ｗ、水陸両用車１００の外気温Ｔａ、及び水陸両用車１００の外気圧Ｐａなどを取得可能に構成されている。尚、本開示では、エンジン５０の状態、及びエンジン５０を運転させる環境を併せたものをエンジン運転条件と記載する。

決定最大噴射量算出部２は、決定最大噴射量Ｑｍａｘを算出する。決定最大噴射量Ｑｍａｘは、水陸両用車１００が水上から陸地に上陸する際におけるエンジン５０に噴射される燃料の最大噴射量であって、例えば、エンジン５０の運転が上陸モードに切り換えられてから他の運転モード（例えば、陸上走行モード）に切り換えられるまでにおいて、一度の噴射で噴射される燃料の最大噴射量である。

また、決定最大噴射量算出部２は、水陸両用車１００が水上から陸地に上陸する際におけるエンジン回転数Ｎｅに応じた決定最大噴射量Ｑｍａｘを算出する。図２に示した実施形態では、記憶部４は予め設定されたマップである決定最大噴射量マップＭａｐ１Ａを記憶している。決定最大噴射量マップＭａｐ１Ａは、図３Ａに示すように、エンジン回転数Ｎｅと決定最大噴射量Ｑｍａｘとの関係を示すマップである。そして、決定最大噴射量算出部２は、この決定最大噴射量マップＭａｐ１Ａを参照して、エンジン回転数Ｎｅに応じた決定最大噴射量Ｑｍａｘを算出する。

また、幾つかの実施形態では、決定最大噴射量算出部２は、図３Ａに示すように、水陸両用車１００が水上から陸地に上陸する際における、予め想定されるエンジン回転数Ｎｅである上陸想定回転数Ｎｅａに応じた決定最大噴射量Ｑｍａｘ’を算出する。上陸想定回転数Ｎｅａは予め設定される値（例えば、２０００ｒｐｍ）であり、図２に示した実施形態では、記憶部４に予め記憶されている。尚、上陸想定回転数Ｎｅａは、第１上陸想定回転数（例えば、２０００ｒｐｍ）及び第２上陸想定回転数（例えば、１８００ｒｐｍ）のように、記憶部４に複数記憶されていてもよい。

また、決定最大噴射量算出部２は、エンジン５０から排出される排気の排気温度Ｔが予め定められている設定温度Ｔｃ未満となる燃料の最大噴射量である決定最大噴射量Ｑｍａｘを算出するように構成される。設定温度Ｔｃは、エンジン不具合（過給機の損傷、排気管やシリンダヘッドの熱変形に起因するガス漏れ、及びシリンダヘッドの疲労寿命の低下など）を発生させる排気の排気温度Ｔよりも低くなるように予め定められている温度である。図２に示した実施形態では、設定温度Ｔｃは記憶部４に予め記憶されている。

最大上陸角度算出部３は、最大上陸角度θを算出する。最大上陸角度θは、エンジン５０に決定最大噴射量Ｑｍａｘの燃料を噴射した場合において、水陸両用車１００が水上から陸地に上陸可能な角度である。最大上陸角度θは、図１Ｂを参照して後述する上陸実角度θｒと比較可能な角度であって、例えば、０度＜θ＜９０度の範囲となるように算出される。

図２に示した実施形態では、記憶部４は、予め設定されたマップである最大上陸角度マップＭａｐ２を記憶している。最大上陸角度マップＭａｐ２は、図４に示すように、決定最大噴射量Ｑｍａｘ及びエンジン回転数Ｎｅに最大上陸角度θが関連付けられたマップである。図示した実施形態では、最大上陸角度θ＝θ１を実線で、最大上陸角度θ＝θ２を点線で、最大上陸角度θ＝θ３を一点鎖線で、最大上陸角度θ＝θ４を２点鎖線で示しており、各最大上陸角度の大小関係はθ４＜θ３＜θ２＜θ１である。また、同一のエンジン回転数Ｎｅでは、決定最大噴射量Ｑｍａｘが大きくなるほど、最大上陸角度θは大きくなる。そして、最大上陸角度算出部３は、記憶部４に記憶されているこの最大上陸角度マップＭａｐ２を参照して、決定最大噴射量Ｑｍａｘにおける最大上陸角度θを算出する。

このような本発明の一実施形態に係る上陸可否判定装置１の構成によれば、決定最大噴射量算出部２は、水陸両用車１００が水上から陸地に上陸する際におけるエンジン５０に噴射される燃料の最大噴射量であって、エンジン５０から排出される排気の排気温度Ｔが予め定められている設定温度Ｔｃ未満となる最大噴射量である決定最大噴射量Ｑｍａｘを算出する。最大上陸角度算出部３は、エンジン５０に決定最大噴射量Ｑｍａｘの燃料を噴射した場合において、水陸両用車１００が水上から陸地に上陸可能な最大上陸角度θを算出する。

このため、水陸両用車１００が水上から最大上陸角度θ以下となる陸地に上陸するようにすれば、排気の排気温度Ｔが高温となり過ぎることによるエンジン不具合が発生するのを防止することができる。

また、例えば、図２に示す報知装置１０７が最大上陸角度θを表示するなどして報知すれば、この報知された最大上陸角度θに基づいて乗員が上陸可能か否かを水陸両用車１００が陸地に接地する前など、実際に上陸を開始する前に判定することができる。よって、上陸を開始したものの上陸が失敗するような事態を防止することができ、確実に上陸ができるように図ることができる。

幾つかの実施形態では、図２に示すように、上陸可否判定装置１は、実角度取得手段５と、判定部６と、をさらに備える。

実角度取得手段５は、水陸両用車１００が上陸する上陸実角度θｒを取得する手段であって、例えば、図１Ｂに示すようにカメラ５Ａ（５）を用いて陸地の所定箇所を撮像し、撮像画像から上陸実角度θｒを計測する。上陸実角度θｒは、図１Ｂに示すように、陸地の所定箇所における水面に対する地面の角度である。尚、上陸実角度θｒは、エンジン５０の運転モードに関係なく取得されてもよい。

実角度取得手段５は、カメラ５Ａを用いる以外の方法であってもよい。例えば、水面からの高さごとに水陸両用車１００から陸地までの距離を測定するための赤外線などのようなレーザを用いる方法であってもよい、この場合、測定された距離に基づいて上陸実角度θｒを推定する。または、陸地の所定箇所における上陸実角度θｒを含む地理情報やＧＰＳを用いる方法であってもよい、この場合、例えば、記憶部４に記憶されている地理情報から上陸実角度θｒを取得する。

判定部６は、実角度取得手段５が取得した上陸実角度θｒと最大上陸角度算出部３が算出した最大上陸角度θとの比較に基づいて、水陸両用車１００が陸地の所定箇所から上陸可能であるかどうかを判定する。判定部６は、例えば、上陸実角度θｒ＜最大上陸角度θである場合には、水陸両用車１００が陸地の所定箇所から上陸可能であると判定し、上陸実角度θｒ≧最大上陸角度θである場合には、水陸両用車１００が上陸不可能であると判定する。

尚、幾つかの実施形態では、図２に示すように、判定部６が判定した結果を乗員に知らせるための装置である報知装置１０７が設けられる。報知装置１０７は、判定結果をモニタに表示することで乗員に視覚的に判定結果を知らせる装置であってもよいし、「上陸可能」というような判定音を鳴らすことで乗員に聴覚的に判定結果を知らせる装置であってもよい。

このような構成によれば、判定部６は、実角度取得手段５が取得した上陸実角度θｒと最大上陸角度算出部３が算出した最大上陸角度θとの比較に基づいて、水陸両用車１００が陸地の所定箇所から上陸可能であるかどうかを判定する。このため、例えば、水陸両用車１００に乗っている乗員が目視によって上陸実角度θｒを推定し、この目視によって推定された上陸実角度θｒと最大上陸角度θとを比較する場合に比べて、エンジン不具合の発生防止を考慮した水陸両用車の上陸可否判定を高い精度で行なうことができる。

幾つかの実施形態では、最大上陸角度算出部３は、水陸両用車１００に積載されている積載物の重量Ｗに基づく補正を実行して最大上陸角度θを算出する。

図２に示した実施形態では、最大上陸角度算出部３は積載物の重量Ｗを重量センサ１０３から取得している。この重量センサ１０３は、水陸両用車１００に設けられ、水陸両用車１００に積載されている積載物の重量Ｗを取得するための装置である。幾つかの実施形態では、最大上陸角度算出部３は、重量センサ１０３以外の装置によって取得された重量情報に基づいて積載物の重量Ｗを推定してもよい。

そして、最大上陸角度算出部３は、上述したように最大上陸角度マップＭａｐ２を参照して、決定最大噴射量Ｑｍａｘにおける最大上陸角度θを算出し、この算出した最大上陸角度θに、例えば積載物の重量Ｗに対応する係数を乗算することで、積載物の重量Ｗに基づく補正を実行する。

最大上陸角度θは、水陸両用車１００に積載されている積載物の重量Ｗに応じて変化する。例えば、最大上陸角度θは積載物の重量Ｗが大きくなると小さくなる。このため、このような構成によれば、最大上陸角度算出部３は、積載物の重量Ｗに基づく補正を実行して最大上陸角度θを算出することで、積載物の重量Ｗに基づく補正を実行しないで最大上陸角度θを算出する場合と比較して、より精度の高い最大上陸角度θを算出することができる。

幾つかの実施形態では、最大上陸角度算出部３は、水陸両用車１００の重心の位置に基づく補正を実行して最大上陸角度θを算出する。最大上陸角度θは、水陸両用車１００の重心の位置に応じて変化する。例えば、水陸両用車１００の重心が水陸両用車１００の後方に位置すれば、水陸両用車１００の重心が水陸両用車１００の前方に位置する場合と比較して、最大上陸角度θは小さくなる。このため、このような構成によれば、最大上陸角度算出部３は、水陸両用車１００の重心の位置に基づく補正を実行することで、より精度の高い最大上陸角度θを算出することができる。

幾つかの実施形態では、決定最大噴射量算出部２は、エンジン５０のエンジン回転数Ｎｅと、エンジン５０に導入される吸気の圧力損失ΔＰ、水陸両用車１００の外気温Ｔａ、及び水陸両用車１００の外気圧Ｐａのうち少なくとも１つとに基づいて、決定最大噴射量Ｑｍａｘを算出する。

図２に示した実施形態では、決定最大噴射量算出部２は圧力損失ΔＰを圧力センサ１０４から取得している。圧力センサ１０４は、水陸両用車１００に設けられ、エンジン５０に導入される吸気の圧力損失ΔＰを取得するための装置である。圧力センサ１０４は、例えば、エンジン５０に導入された吸気がエアフィルタ１２８（図９参照）を通過することによる圧力損失ΔＰをエアフィルタ１２８の上流側の吸気圧力と下流側の吸気圧力との差から算出する装置や、吸気がインタークーラ１２９（図９参照）を通過することによる圧力損失ΔＰをインタークーラ１２９の上流側の吸気圧力と下流側の吸気圧力との差から算出する装置である。また、圧力損失ΔＰの代わりに、吸気マニホールド１３１（図９参照）内の吸気圧力が取得されてもよい。

図２に示した実施形態では、決定最大噴射量算出部２は外気温Ｔａを外気温センサ１０５から取得している。外気温センサ１０５は、水陸両用車１００に設けられ、水陸両用車１００の外気温Ｔａを取得するための装置である。また、決定最大噴射量算出部２は外気圧Ｐａを外気圧センサ１０６から取得している。外気圧センサ１０６は、水陸両用車１００に設けられ、水陸両用車１００の外気圧Ｐａを取得するための装置である。

図３Ａを参照して上述したように、決定最大噴射量マップＭａｐ１Ａはエンジン回転数Ｎｅと決定最大噴射量Ｑｍａｘとの関係を示すマップである。また、この決定最大噴射量マップＭａｐ１Ａは、圧力損失ΔＰ、外気温Ｔａ、及び外気圧Ｐａのうち少なくとも１つと関連付けられているマップである。そして、決定最大噴射量算出部２は、決定最大噴射量マップＭａｐ１Ａを参照して、エンジン回転数Ｎｅに応じた決定最大噴射量Ｑｍａｘを算出する。

ここで、圧力損失ΔＰ、外気温Ｔａ、及び外気圧Ｐａのうち少なくとも１つと関連付けるとは、後述する標準最大噴射量Ｑｍａｘ１及び、後述する補正係数Ｋ（圧力損失補正係数Ｋｐ、外気圧補正係数Ｋｐａ、外気温補正係数Ｋｔａ）に基づいて（図７参照）、決定最大噴射量Ｑｍａｘを算出することである。尚、後述するステップ１２で、エンジン運転条件は標準条件を満たさない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）には、標準最大噴射量算出ステップＳ１３、最大トルク算出ステップＳ１４、ステップＳ１５、補正標準最大噴射量算出ステップＳ１６を実行しないで、標準最大噴射量Ｑｍａｘ１に、例えば補正係数Ｋ＝１を乗算して、決定最大噴射量Ｑｍａｘ１を算出する。

このような構成によれば、決定最大噴射量算出部２は、エンジン回転数Ｎｅと、圧力損失ΔＰ、外気温Ｔａ、及び外気圧Ｐａのうち少なくとも１つとに基づいて、決定最大噴射量Ｑｍａｘを算出する。これによって、圧力損失ΔＰ、外気温Ｔａ、及び外気圧Ｐａといったエンジン運転条件に応じた決定最大噴射量Ｑｍａｘを算出することができる。例えば、決定最大噴射量算出部２は、外気温が２５度である場合の決定最大噴射量や、外気温が４０度である場合の決定最大噴射量を算出することができる。

幾つかの実施形態では、図２に示すように、決定最大噴射量算出部２は、標準最大噴射量算出部７と、最大トルク算出部８と、排気温度推定部９と、排気温度判定部１０と、最大噴射量決定部１１と、を含む。

標準最大噴射量算出部７は、エンジン５０に導入される吸気の標準的な圧力損失ΔＰ、水陸両用車１００の標準的な外気温Ｔａ、及び水陸両用車１００の標準的な外気圧Ｐａのうち少なくとも１つを含む標準条件における標準最大噴射量Ｑｍａｘ１を、エンジン５０のエンジン回転数Ｎｅに基づいて算出する。

ここで標準条件は、標準的なものとして任意に規定したエンジン運転中のエンジン運転条件であって、標準的な圧力損失ΔＰ、標準的な外気温Ｔａ、又は標準的な外気圧Ｐａのうち少なくとも１つを含む。これらの標準的な圧力損失ΔＰ、標準的な外気温Ｔａ、又は標準的な外気圧Ｐａは、標準的なものとして任意に規定した外気温、外気圧、吸気の圧力損失の値または範囲である。例えば、標準的な圧力損失ΔＰは、エアフィルタ１２８やインタークーラ１２９に付着している埃や粉塵、異物などが非常に少ない場合、又は付着していない場合に、吸気がエアフィルタ１２８やインタークーラ１２９を通過するときの吸気の圧力損失である。標準的な外気温Ｔａは、例えば、２０度以上３０度未満の範囲にある外気温である。標準的な外気圧Ｐａは、例えば大気圧（１気圧）である。

図２に示した実施形態では、記憶部４は予め設定されたマップである標準最大噴射量マップＭａｐ１Ｂを記憶している。標準最大噴射量マップＭａｐ１Ｂは、図３Ｂに示すように、標準状態における、エンジン回転数Ｎｅと標準最大噴射量Ｑｍａｘ１との関係を示すマップである。また、標準最大噴射量Ｑｍａｘ１は、標準条件における、エンジン５０に噴射される燃料の最大噴射量である。標準最大噴射量算出部７はこの標準最大噴射量マップＭａｐ１Ｂを参照して、標準条件における、エンジン回転数Ｎｅに応じた標準最大噴射量Ｑｍａｘ１を算出する。

最大トルク算出部８は、標準最大噴射量Ｑｍａｘ１に基づいて最大トルクＮを算出する。図２に示した実施形態では、記憶部４は、予め設定されたマップである最大トルクマップＭａｐ３を記憶している。最大トルクマップＭａｐ３は、図５に示すように、標準最大噴射量Ｑｍａｘ１及びエンジン回転数Ｎｅに最大トルクＮが関連付けられたマップである。図示した実施形態では、エンジン回転数Ｎｅ＝Ｎｅ１を実線で、エンジン回転数Ｎｅ＝Ｎｅ２を点線で、エンジン回転数Ｎｅ＝Ｎｅ３を一点鎖線で、エンジン回転数Ｎｅ＝Ｎｅ４を２点鎖線で示しており、各エンジン回転数の大小関係はＮｅ１＜Ｎｅ２＜Ｎｅ３＜Ｎｅ４である。また、同一のエンジン回転数Ｎｅでは、標準最大噴射量Ｑｍａｘ１が大きくなるほど最大トルクＮは大きくなる。また、ポイントＰのように、エンジン回転数Ｎｅに対する標準最大噴射量Ｑｍａｘ１の上限値が定められている。そして、最大トルク算出部８は、記憶部４に記憶されているこの最大トルクマップＭａｐ３を参照して、エンジン回転数Ｎｅにおける、標準最大噴射量Ｑｍａｘ１に対する最大トルクＮ（例えば、エンジン回転数Ｎｅ＝Ｎｅ１におけるポイントＰの最大トルクＮ）を算出する。

排気温度推定部９は、最大トルクＮと、圧力損失ΔＰ、外気温Ｔａ、及び外気圧Ｐａのうち少なくとも１つとに基づいて推定排気温度Ｔｂを推定する。図２に示した実施形態では、記憶部４は、予め設定されたマップである推定排気温度マップＭａｐ４を記憶している。図６に示した実施形態では、推定排気温度マップＭａｐ４は最大トルクＮと圧力損失ΔＰとに推定排気温度Ｔｂが関連付けられたマップである。

ここで、図６を参照して圧力損失ΔＰが関連付けられている場合を例にして説明する。図示した実施形態では、標準条件（例えば、ΔＰ＝０）における最大トルクＮと推定排気温度Ｔｂとの関係を実線で、圧力損失ΔＰ＝ΔＰ１のエンジン運転条件における最大トルクＮと推定排気温度Ｔｂとの関係を点線で、圧力損失ΔＰ＝ΔＰ２（ΔＰ１＜ΔＰ２）のエンジン運転条件における最大トルクＮと推定排気温度Ｔｂとの関係を一点鎖線で示している。また、この推定排気温度マップＭａｐ４では、最大トルクＮが大きくなるほど、推定排気温度Ｔｂは高くなる。また、この推定排気温度マップＭａｐ４では、同一の最大トルクＮ１において、標準状態における推定排気温度Ｔｂ１（ポイントＰ１）＜圧力損失ΔＰ１のエンジン運転条件における推定排気温度Ｔｂ２（ポイントＰ２）＜圧力損失ΔＰ２のエンジン運転条件における推定排気温度Ｔｂ３（ポイントＰ３）である。排気温度推定部９は、記憶部４に記憶されているこの推定排気温度マップＭａｐ４を参照して、最大トルクＮ及び圧力損失ΔＰに基づいて推定排気温度Ｔｂを推定している。

排気温度判定部１０は、推定排気温度Ｔｂが設定温度Ｔｃ未満であるかどうかを判定する。上述したように設定温度Ｔｃは、記憶部４に記憶されている。排気温度判定部１０は、図６に示した実施形態では、推定排気温度Ｔｂと設定温度Ｔｃとを比較して、推定排気温度Ｔｂが設定温度Ｔｃ未満であるかどうかを判定する。図示した実施形態では、最大トルクＮ１において、標準状態における推定排気温度Ｔｂ１、及び圧力損失ΔＰ１のエンジン運転条件における推定排気温度Ｔｂ２は設定温度Ｔｃ未満であり、圧力損失ΔＰ２のエンジン運転条件における推定排気温度Ｔｂは設定温度Ｔｃ以上である。

最大噴射量決定部１１は、推定排気温度Ｔｂが設定温度Ｔｃ未満である場合には標準最大噴射量Ｑｍａｘ１を決定最大噴射量Ｑｍａｘとして決定する。一方で、最大噴射量決定部１１は、推定排気温度Ｔｂが設定温度Ｔｃ以上である場合には標準最大噴射量Ｑｍａｘ１を補正した補正後の標準最大噴射量Ｑｍａｘ２を決定最大噴射量Ｑｍａｘとして決定する。

圧力損失ΔＰ２のエンジン運転条件における推定排気温度Ｔｂは設定温度Ｔｃ以上であると（図６参照）、補正後の標準最大噴射量Ｑｍａｘ２が、後述する図７の圧力損失補正係数マップＭａｐ５ａを参照して算出される（圧力損失ΔＰ２の場合の圧力損失補正係数Ｋｐを標準最大噴射量Ｑｍａｘ１に乗算する）。そして、この補正後の標準最大噴射量Ｑｍａｘ２に対応する最大トルクＮ２は、例えば図６のポイントＰ４に示すように、推定排気温度Ｔｂが設定温度Ｔｃ未満となるトルクである。つまり補正後の標準最大噴射量Ｑｍａｘ２は、排気温度Ｔが設定温度Ｔｃ未満となる燃料の最大噴射量である。

このような構成によれば、エンジン回転数Ｎｅに基づいて算出可能な標準条件における標準最大噴射量Ｑｍａｘ１と、エンジン回転数Ｎｅとに基づいて最大トルクＮを算出し、この最大トルクＮと、圧力損失ΔＰ、外気温Ｔａ、又は外気圧Ｐａのうち少なくとも１つとに基づいて推定排気温度Ｔｂを推定する。推定排気温度Ｔｂが設定温度Ｔｃ未満の場合には、標準最大噴射量Ｑｍａｘ１を決定最大噴射量Ｑｍａｘとして決定する。一方で、最大噴射量決定部１１は、推定排気温度Ｔｂが設定温度Ｔｃ以上の場合には、標準最大噴射量Ｑｍａｘ１を補正した補正後の標準最大噴射量Ｑｍａｘ２を決定最大噴射量Ｑｍａｘとして決定する。これによって、水陸両用車１００が水上から陸地に上陸する際におけるエンジン５０に噴射される燃料の最大噴射量であって、排気温度Ｔが設定温度Ｔｃ未満となる最大噴射量である決定最大噴射量Ｑｍａｘを算出することができる。

幾つかの実施形態では、図２、図７及び図８に示すように、最大噴射量決定部１１は、補正係数算出部１２と、標準最大噴射量補正部１３とを有する。

補正係数算出部１２は、図７及び図８に示すように、圧力損失ΔＰによって決定される圧力損失補正係数Ｋｐ、外気温Ｔａによって決定される外気温補正係数Ｋｔａ、及び外気圧Ｐａによって決定される外気圧補正係数Ｋｐａのうち少なくとも１つを含む補正係数Ｋを算出する。図２に示した実施形態では、記憶部４は、予め設定されたマップである圧力損失補正係数マップＭａｐ５ａ、外気温補正係数マップＭａｐ５ｂ、外気圧補正係数マップＭａｐ５ｃを記憶している。

図７及び図８に示すように、圧力損失補正係数マップＭａｐ５ａは、圧力損失ΔＰと圧力損失補正係数Ｋｐとの関係を示すマップである。圧力損失補正係数Ｋｐは、圧力損失ΔＰ＜所定圧力損失ΔＰ’においては一定であり、圧力損失ΔＰ≧所定圧力損失ΔＰ’においては圧力損失ΔＰが大きくなるにつれて小さくなっている。尚、圧力損失ΔＰ＜所定圧力損失ΔＰ’における圧力損失補正係数Ｋｐは、例えば１であり、標準的な圧力損失の場合には圧力損失補正係数Ｋｐ＝１となる。

図７及び図８に示すように、外気温補正係数マップＭａｐ５ｂは、外気温Ｔａと外気温補正係数Ｋｔａとの関係を示すマップである。外気温補正係数Ｋｔａは、外気温Ｔａ＜所定外気温Ｔａ’においては一定であり、外気温Ｔａ≧所定外気温Ｔａ’においては、外気温Ｔａが大きくなるにつれて小さくなっている。尚、外気温Ｔａ＜所定外気温Ｔａ’における外気温補正係数Ｋｔａは、例えば１であり、標準的な外気温の場合には外気温補正係数Ｋｔａ＝１となる。

図７及び図８に示すように、外気圧補正係数マップＭａｐ５ｃは、外気圧Ｐａと外気圧補正係数Ｋｐａとの関係を示すマップである。外気圧補正係数Ｋｐａは、外気圧Ｐａ＜所定外気圧Ｐａ’においては外気圧Ｐａが大きくなるにつれて大きくなり、外気圧Ｐａ≧所定外気圧Ｐａ’においては一定である。尚、外気温Ｐａ＞所定外気温Ｐａ’における外気温補正係数Ｋｔａは、例えば１であり、標準的な外気温の場合には外気温補正係数Ｋｐａ＝１となる。

そして、補正係数算出部１２は、圧力損失補正係数マップＭａｐ５ａを参照して取得する圧力損失補正係数Ｋｐ、外気温補正係数マップＭａｐ５ｂを参照して取得する外気温補正係数Ｋｔａ、及び外気圧補正係数マップＭａｐ５ｃを参照して取得する外気圧補正係数Ｋｐａのうち少なくとも１つを含む補正係数Ｋを算出する。尚、補正係数Ｋは、例えば、圧力損失補正係数Ｋｐ、外気温補正係数Ｋｔａ、及び外気圧補正係数Ｋｐａのうちのいずれかの値であってもよいし、圧力損失補正係数Ｋｐ、外気温補正係数Ｋｔａ、及び外気圧補正係数Ｋｐａの３つを用いて算出される値であってもよい。

標準最大噴射量補正部１３は、図７及び図８に示すように、標準最大噴射量Ｑｍａｘ１と補正係数Ｋとに基づいて、補正後の標準最大噴射量Ｑｍａｘ２を算出する。図７に示した実施形態では、標準最大噴射量補正部１３は標準最大噴射量Ｑｍａｘ１に補正係数Ｋを乗算することで、補正後の標準最大噴射量Ｑｍａｘ２を算出している。

このような構成によれば、推定排気温度Ｔｂが設定温度Ｔｃ以上となるような場合には、推定排気温度Ｔｂが設定温度Ｔｃ未満となるように標準最大噴射量Ｑｍａｘ１の値を補正することが可能な補正係数Ｋを、圧力損失ΔＰ、外気温Ｔａ、及び外気圧Ｐａのうち少なくとも１つに基づいて算出する。このような補正係数Ｋで標準最大噴射量Ｑｍａｘ１を補正することにより、上陸時に生じる実際の排気温度Ｔが設定温度Ｔｃ未満となるような最大噴射量（決定最大噴射量Ｑｍａｘ）を容易に算出することができる。

幾つかの実施形態では、図７及び図８に示すように、補正係数算出部１２は、圧力損失補正係数Ｋｐ、外気温補正係数Ｋｔａ、及び外気圧補正係数Ｋｐａの少なくとも２つのうち最も小さい最小補正係数Ｋｍｉｎ（Ｋ）を算出する。そして、標準最大噴射量補正部１３は、標準最大噴射量Ｑｍａｘ１と最小補正係数Ｋｍｉｎとに基づいて補正後の標準最大噴射量Ｑｍａｘ２を算出する。図７に示した実施形態では、標準最大噴射量補正部１３は標準最大噴射量Ｑｍａｘ１に最小補正係数Ｋｍｉｎを乗算することで、補正後の標準最大噴射量Ｑｍａｘ２を算出している。

このような構成によれば、少なくとも２つ以上の補正係数Ｋを算出した場合には、最も小さい補正係数Ｋである最小補正係数Ｋｍｉｎと標準最大噴射量Ｑｍａｘ１とに基づいて補正後の標準最大噴射量Ｑｍａｘ２を算出する。つまり、標準最大噴射量補正部１３は、排気温度Ｔが最も低くなる補正後の標準最大噴射量Ｑｍａｘ２を算出する。よって、排気の排気温度Ｔが高温となり過ぎることにより生じるエンジン不具合をより確実に防止することができる。

幾つかの実施形態では、図２及び図８に示すように、最大噴射量決定部１１は補正係数補正部１４をさらに含む。この補正係数補正部１４は、図８に示すように、エンジン回転数Ｎｅに応じて補正係数Ｋを補正する。そして、補正係数補正部１４が補正した補正後の補正係数Ｋ’で、標準最大噴射量Ｑｍａｘ１を補正する。

図２に示した実施形態では、記憶部４は、予め設定されたマップである補正量マップＭａｐ６を記憶している。補正量マップＭａｐ６は、図８に示すように、エンジン回転数Ｎｅと補正量Ｌとの関係を示すマップである。補正量Ｌはエンジン回転数Ｎｅに応じて定められる値である。補正係数補正部１４は、補正係数Ｋに、補正量マップＭａｐ６を参照することで算出される補正量Ｌを乗算することで補正係数Ｋを補正し、エンジン回転数Ｎｅに応じた補正後の補正係数Ｋ’を算出する。そして、標準最大噴射量Ｑｍａｘ１に補正後の補正係数Ｋ’を乗算して、補正後の標準最大噴射量Ｑｍａｘ２を算出している。

このような構成によれば、エンジン回転数Ｎｅに応じて補正係数Ｋを補正する。このように、エンジン回転数Ｎｅに応じた補正係数Ｋ’を用いることで、排気の排気温度Ｔが高温となり過ぎることにより生じるエンジン不具合をさらに確実に防止することができる。
また、最大噴射量決定部１１は補正後の標準最大噴射量Ｑｍａｘ２が必要以上に小さく補正されてしまうことを防止し、エンジン５０の応答性低下を抑制することができる。

図９は、本発明の一実施形態に係る水陸両用車のエンジン制御装置の概略構成図である。

幾つかの実施形態では、図９に示すように、水陸両用車１００は、上述した上陸可否判定装置１と、エンジン制御装置１１０とを備える。エンジン制御装置１１０は、エンジン５０の電子的な制御を行なうための装置であって、例えば、ＥＣＵである。

図９に示した実施形態では、エンジン５０は１２の気筒（燃焼室１２０）を有していて、例えば、ディーゼルエンジンである。気筒の各々には燃料噴射装置１２１が備えられている。これら燃料噴射装置１２１から噴射される燃料を燃焼することで各燃焼室１２０から排出される排気は、排気マニホールド１２２で合流した後、排気通路１２３に設けられたタービン１２４を駆動させる。そして、タービン１２４の駆動によって、吸気通路１２７に設けられたコンプレッサ１２５を駆動させる。これらタービン１２４及びコンプレッサ１２５によってターボチャージャ１２６が構成されている。図示した実施形態では、エンジン５０は複数のターボチャージャ１２６（低圧段ターボチャージャ１２６Ａ、及び高圧段ターボチャージャ１２６Ｂ）を備える、いわゆる多段過給システムを適用しており、エンジン５０に導入される吸気を過給する過給段数を調整するためのバルブ１３０が、吸気通路１２７及び排気通路１２３に設けられている。

吸気通路１２７に取りこまれた吸気は、エアフィルタ１２８を通過した後、コンプレッサ１２５によって圧縮、昇圧及び昇温される。そして、昇温された吸気はコンプレッサ１２５の下流側に配置されたインタークーラ１２９によって冷却され、吸気マニホールド１３１を介して各燃焼室１２０に供給される。図示した実施形態では、低圧段ターボチャージャ１２６Ａで過給した吸気を、高圧段ターボチャージャ１２６Ｂに供給する前に冷却するための装置である中間冷却器１３２が吸気通路１２７に設けられている。

尚、本開示における「吸気通路１２７」とは、吸気が燃焼室１２０に供給されるまでに流れる通路を指し、「吸気通路１２７」には吸気マニホールド１３１が含まれる。同様に、本開示における「排気通路１２３」とは、燃焼室１２０から排出された排気がエンジン５０の外部に排出されるまでに流れる通路を指し、「排気通路１２３」には排気マニホールド１２２が含まれる。

エンジン制御装置１１０は上陸可否判定装置１が算出する決定最大噴射量Ｑｍａｘでエンジン５０を制御する。

エンジン制御装置１１０は、図９に示すように、噴射タイミング制御部１１２、燃料圧制御部１１４、及びバルブ制御部１１６の少なくとも１つを有する。噴射タイミング制御部１１２は、上陸可否判定装置１によって算出された決定最大噴射量Ｑｍａｘに基づいて、エンジン５０の燃焼室１２０に燃料を噴射する燃料噴射タイミングを変更するように制御する燃料噴射タイミング変更制御を実行可能に構成されている。燃料圧制御部１１４は、上陸可否判定装置１によって算出された決定最大噴射量Ｑｍａｘに基づいて、エンジン５０に噴射する燃料を蓄圧する燃料噴射装置１２１内（コモンレール）の圧力を増減するように制御する燃料圧増減制御を実行可能に構成されている。バルブ制御部１１６は、上陸可否判定装置１によって算出された決定最大噴射量Ｑｍａｘに基づいて、エンジンに導入される吸気を過給する過給段数を増減するように制御する過給段数増減制御を実行可能に構成されている。

このような構成によれば、水陸両用車１００が水上から陸地に上陸する際において、エンジン制御装置１１０が決定最大噴射量Ｑｍａｘでエンジン５０を制御することで、排気の排気温度Ｔが高温となり過ぎることによるエンジン不具合の発生を防止することができる。

図１０は、本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置の上陸時エンジン制御決定部を説明するためのブロック図である。

また、エンジン制御装置１１０は、図９に示すように、上陸時エンジン制御決定部１１８をさらに備える。上陸時エンジン制御決定部１１８は、図１０に示すように、水陸両用車１００が陸地に上陸しているときの燃料の噴射量（上陸時噴射量Ｑｆ）に応じて、噴射タイミング制御部１１２、燃料圧制御部１１４、及びバルブ制御部１１６の少なくとも１つに対して指示を行なうように構成されている。

図１０に示した実施形態では、上陸時エンジン制御決定部１１８は、エンジン５０（エンジン５０の燃焼室１２０）に噴射している燃料の噴射量Ｑ、及び上陸可否判定装置１によって算出された決定最大噴射量Ｑｍａｘを取得する。図示した実施形態では、燃料の噴射量Ｑは、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｃｃに燃料の噴射量Ｑが関連付けられたマップである噴射量マップＭａｐ７を参照することで算出されている。尚、噴射量マップＭａｐ７は記憶部４に予め記憶されていてもよい。

そして、上陸時エンジン制御決定部１１８は、燃料の噴射量Ｑと決定最大噴射量Ｑｍａｘとを比較する。燃料の噴射量Ｑ＞決定最大噴射量Ｑｍａｘである場合には、決定最大噴射量Ｑｍａｘを上陸時噴射量Ｑｆとする。燃料の噴射量Ｑ≦決定最大噴射量Ｑｍａｘである場合には、燃料の噴射量Ｑを上陸時噴射量Ｑｆとし、燃料の噴射量Ｑが維持される。

上陸時エンジン制御決定部１１８は、過給段数マップＭａｐ８ａ、燃料圧マップＭａｐ８ｂ、及び噴射タイミングマップＭａｐ８ｃの少なくとも１つを備える。過給段数マップＭａｐ８ａは、エンジン回転数Ｎｅ及び上陸時噴射量Ｑｆに過給段数Ｃ１が関連付けられたマップである。燃料圧マップＭａｐ８ｂは、エンジン回転数Ｎｅ及び上陸時噴射量Ｑｆに燃料圧Ｃ２が関連付けられたマップである。噴射タイミングマップＭａｐ８ｃは、エンジン回転数Ｎｅ及び上陸時噴射量Ｑｆに噴射タイミングＣ３が関連付けられたマップである。

上陸時エンジン制御決定部１１８は、過給段数マップＭａｐ８ａを参照して過給段数Ｃ１を算出し、燃料圧マップＭａｐ８ｂを参照して燃料圧Ｃ２を算出し、噴射タイミングマップＭａｐ８ｃを参照して噴射タイミングＣ３を算出する。そして、上陸時エンジン制御決定部１１８は、噴射タイミング制御部１１２に対しては噴射タイミングＣ３となる燃料噴射タイミング変更制御を実行するように指示し、燃料圧制御部１１４に対しては燃料圧Ｃ２となるように燃料圧増減制御を実行するように指示し、バルブ制御部１１６に対しては過給段数Ｃ１となるように過給段数増減制御を実行するように指示する。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明の一実施形態に係る水陸両用車の上陸可否判定方法のフローチャートである。

本発明の一実施形態に係る水陸両用車の上陸可否判定方法は、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、決定最大噴射量算出ステップＳ１と、最大上陸角度算出ステップＳ２と、を備える。

決定最大噴射量算出ステップＳ１は、水陸両用車１００が水上から陸地に上陸する際におけるエンジンに噴射される燃料の最大噴射量であって、エンジン５０から排出される排気の排気温度Ｔが予め定められている設定温度Ｔｃ未満となる最大噴射量である決定最大噴射量Ｑｍａｘを算出する。最大上陸角度算出ステップＳ２は、エンジン５０に決定最大噴射量Ｑｍａｘの燃料を噴射した場合において、水陸両用車１００が水上から陸地に上陸可能な最大上陸角度θを算出する。

図１１Ａ及び図１１Ｂに示した実施形態では、水陸両用車の上陸可否判定方法は、上陸モード切替ステップＳ１０、エンジン運転条件取得ステップＳ１１、標準最大噴射量算出ステップＳ１３、最大トルク算出ステップＳ１４、及び補正標準最大噴射量算出ステップＳ１６をさらに備える。図１１Ａに示した実施形態では、上陸地変更ステップＳ１７Ａをさらに備える。図１１Ｂに示した実施形態では、清掃ステップＳ１７Ｂをさらに備える。

上陸モード切替ステップＳ１０は、エンジン５０の運転を上陸モードに切り換える。図示した実施形態では、後述する上陸実角度取得ステップＳ３によって、上陸実角度θｒが取得された後に実行されている。

エンジン運転条件取得ステップＳ１１は、エンジン５０の状態を知るために、エンジン５０のエンジン回転数Ｎｅ、エンジン５０から排出される排気の排気温度Ｔ、及びエンジン５０に導入される吸気の圧力損失ΔＰなどを取得する。また、エンジン５０を運転させる環境を知るために、水陸両用車１００に積載される積載物の重量Ｗ、水陸両用車１００の外気温Ｔａ、及び水陸両用車１００の外気圧Ｐａなどを取得する。図示した実施形態では、上陸モード切替ステップＳ１０が、エンジン５０の運転を上陸モードに切り換えた後に実行されている。

ステップＳ１２では、エンジン運転条件取得ステップＳ１１で取得したエンジン運転条件は標準条件を満たさないかどうかを確認している。標準条件を満たさない場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、決定最大噴射量算出ステップＳ１に進む。この場合、決定最大噴射量算出ステップＳ１は、標準条件における最大噴射量（標準最大噴射量Ｑｍａｘ１）を、決定最大噴射量Ｑｍａｘとして算出する。標準条件を満たす場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、次のステップである標準最大噴射量算出ステップＳ１３に進む。

標準最大噴射量算出ステップＳ１３は、標準最大噴射量Ｑｍａｘ１を算出する。最大トルク算出ステップＳ１４は、標準最大噴射量算出ステップＳ１３が算出した標準最大噴射量Ｑｍａｘ１に基づいて最大トルクＮを算出する。

ステップＳ１５では、最大トルク算出ステップＳ１４が算出した最大トルクＮ、及びエンジン運転条件取得ステップＳ１１で取得したエンジン運転条件（例えば、圧力損失ΔＰ、外気温Ｔａ、及び外気圧Ｐａ）に基づいて算出する推定排気温度Ｔｂと設定温度Ｔｃとを比較する。推定排気温度Ｔｂ＜設定温度Ｔｃである場合には（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、決定最大噴射量算出ステップＳ１に進む。推定排気温度Ｔｂ≧設定温度Ｔｃである場合には（ステップＳ１５：Ｎｏ）、次のステップである補正標準最大噴射量算出ステップＳ１６に進む。

補正標準最大噴射量算出ステップＳ１６は、補正後の標準最大噴射量Ｑｍａｘ２を算出する。上陸地変更ステップＳ１７Ａは、後述する判定ステップＳ４において、上陸実角度θｒ≧最大上陸角度θと判定された後に（判定ステップＳ４：Ｎｏ）、水陸両用車１００が上陸する陸地を変更する。清掃ステップＳ１７Ｂは、後述する判定ステップＳ４において、上陸実角度θｒ≧最大上陸角度θと判定された後に（判定ステップＳ４：Ｎｏ）、エンジン５０に導入される吸気の圧力損失ΔＰを低減するために、例えば、エアフィルタ１２８やインタークーラ１２９に付着している埃などを取り除く。

本発明の一実施形態に係る水陸両用車の上陸可否判定方法によれば、水陸両用車１００が水上から最大上陸角度θ以下となる陸地に上陸するようにすれば、排気の排気温度Ｔが高温となり過ぎることによるエンジン不具合が発生するのを防止することができる。また、例えば、最大上陸角度θを表示するなどして報知すれば、この報知された最大上陸角度θに基づいて乗員が上陸可能か否かを水陸両用車両１００が陸地に接地する前など、実際に上陸を開始する前に判定することができる。よって、上陸を開始したものの上陸が失敗するような事態を防止することができ、確実に上陸ができるように図ることができる。

幾つかの実施形態では、水陸両用車の上陸可否判定方法は、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、上陸実角度取得ステップＳ３と、判定ステップＳ４とを備える。実角度取得ステップＳ３は、水陸両用車１００が上陸する上陸実角度θｒを取得する。判定ステップＳ４は、実角度取得ステップＳ３が取得した上陸実角度θｒと最大上陸角度算出ステップＳ２が算出した最大上陸角度θとの比較に基づいて、水陸両用車１００が上陸可能であるかどうかを判定する。

このような方法によれば、判定ステップＳ４は、実角度取得ステップＳ３が取得した上陸実角度θｒと最大上陸角度算出ステップＳ２が算出した最大上陸角度θとの比較に基づいて、水陸両用車１００が上陸可能であるかどうかを判定する。このため、例えば乗員が目視によって水陸両用車の上陸可否を判定する場合と比較して、正確に判定をすることができる。

以上、本発明の一実施形態にかかる水陸両用車の上陸可否判定装置、上陸可否判定方法、及び水陸両用車について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。

１ 上陸可否判定装置
２ 決定最大噴射量算出部
３ 最大上陸角度算出部
４ 記憶部
５ 実角度取得手段
５Ａ カメラ
６ 判定部
７ 標準最大噴射量算出部
８ 最大トルク算出部
９ 排気温度推定部
１０ 排気温度判定部
１１ 最大噴射量決定部
１２ 補正係数算出部
１３ 標準最大噴射量補正部
１４ 補正係数補正部
５０ エンジン
１００ 水陸両用車
１０１ 推進器
１０２ 履帯
１０３ 重量センサ
１０４ 圧力センサ
１０５ 外気温センサ
１０６ 外気圧センサ
１０７ 報知装置
１１０ エンジン制御装置
１１２ 噴射タイミング制御部
１１４ 燃料圧御部
１１６ バルブ制御部
１１８ 上陸時エンジン制御決定部
１２０ 燃焼室
１２１ 燃料噴射装置
１２２ 排気マニホールド
１２３ 排気通路
１２４ タービン
１２５ コンプレッサ
１２６ ターボチャージャ
１２６Ａ 低圧段ターボチャージャ
１２６Ｂ 高圧段ターボチャージャ
１２７ 吸気通路
１２８ エアフィルタ
１２９ インタークーラ
１３０ バルブ
１３１ 吸気マニホールド
１３２ 中間冷却器
Ｋ 補正係数
Ｋｐ 圧力損失補正係数
Ｋｐａ 外気圧補正係数
Ｋｔａ 外気温補正係数
Ｌ 補正量
Ｍａｐ１Ａ 決定最大噴射量マップ
Ｍａｐ１Ｂ 標準最大噴射量マップ
Ｍａｐ２ 最大上陸角度マップ
Ｍａｐ３ 最大トルクマップ
Ｍａｐ４ 推定排気温度マップ
Ｍａｐ５ａ 圧力損失補正係数マップ
Ｍａｐ５ｂ 外気温補正係数マップ
Ｍａｐ５ｃ 外気圧補正係数マップ
Ｍａｐ６ 補正量マップ
Ｍａｐ７ 噴射量マップ
Ｍａｐ８ａ 過給段数マップ
Ｍａｐ８ｂ 燃料圧マップ
Ｍａｐ８ｃ 噴射タイミングマップ
Ｎ 最大トルク
Ｎｅ エンジン回転数
Ｎｅａ 上陸想定回転数
Ｑｍａｘ 決定最大噴射量
Ｑｍａｘ１ 標準最大噴射量
Ｑｍａｘ２ 補正後の標準最大噴射量
Ｓ１ 決定最大噴射量算出ステップ
Ｓ２ 最大上陸角度算出ステップ
Ｓ３ 実角度取得ステップ
Ｓ４ 判定ステップ
Ｓ１０ 上陸モード切替ステップ
Ｓ１１ エンジン運転条件取得ステップ
Ｓ１３ 標準最大噴射量算出ステップ
Ｓ１４ 最大トルク算出ステップ
Ｓ１６ 補正標準最大噴射量算出ステップ
Ｓ１７Ａ 上陸地変更ステップ
Ｓ１７Ｂ 清掃ステップ

Claims (6)

1. 水陸両用車が水上から陸地に上陸する際におけるエンジンに噴射される燃料の最大噴射量であって、前記エンジンから排出される排気の排気温度が予め定められている設定温度未満となる最大噴射量である決定最大噴射量を算出する決定最大噴射量算出部と、
   前記エンジンに前記決定最大噴射量の前記燃料を噴射した場合において、前記水陸両用車が水上から陸地に上陸可能な最大上陸角度を算出する最大上陸角度算出部と、を備え、
   前記水陸両用車が上陸する上陸実角度を取得する上陸実角度取得手段と、
   前記上陸実角度取得手段が取得した前記上陸実角度と前記最大上陸角度算出部が算出した前記最大上陸角度との比較に基づいて、前記水陸両用車が上陸可能であるかどうかを判定する判定部と、をさらに備え、
   前記決定最大噴射量算出部は、前記エンジンのエンジン回転数と、及び前記エンジンに導入される吸気の圧力損失、前記水陸両用車の外気温、及び前記水陸両用車の外気圧のうち少なくとも１つとに基づいて、前記決定最大噴射量を算出し、
   前記決定最大噴射量算出部は、
   前記エンジンに導入される吸気の標準的なものとして予め設定された設定圧力損失、前記水陸両用車の標準的なものとして予め設定された設定外気温、及び前記水陸両用車の標準的なものとして予め設定された設定外気圧のうち少なくとも１つを含む標準条件における標準最大噴射量を、前記エンジンのエンジン回転数に基づいて算出する標準最大噴射量算出部と、
   前記標準最大噴射量に基づいて最大トルクを算出する最大トルク算出部と、
   前記最大トルク、及び前記圧力損失、前記外気温、及び前記外気圧のうち少なくとも１つに基づいて推定排気温度を推定する排気温度推定部と、
   前記推定排気温度が前記設定温度未満であるかどうかを判定する排気温度判定部と、
   前記推定排気温度が前記設定温度未満である場合には前記標準最大噴射量を前記決定最大噴射量として決定し、前記推定排気温度が前記設定温度以上である場合には前記標準最大噴射量を補正した補正後の前記標準最大噴射量を前記決定最大噴射量として決定する最大噴射量決定部と、を含む、
   水陸両用車の上陸可否判定装置。
2. 前記最大上陸角度算出部は、前記水陸両用車に積載されている積載物の重量を考慮して前記最大上陸角度を算出する請求項１に記載の水陸両用車の上陸可否判定装置。
3. 前記最大噴射量決定部は、
   前記圧力損失によって決定される圧力損失補正係数、前記外気温によって決定される外気温補正係数、及び前記外気圧によって決定される外気圧補正係数のうち少なくとも１つを含む補正係数を算出する補正係数算出部と、
   前記標準最大噴射量と前記補正係数とに基づいて、前記補正後の前記標準最大噴射量を算出する標準最大噴射量補正部と、を有する請求項１又は２に記載の水陸両用車の上陸可否判定装置。
4. 前記補正係数算出部は、前記圧力損失補正係数、前記外気温補正係数、及び前記外気圧補正係数の少なくとも２つのうち最も小さい最小補正係数を算出し、
   前記標準最大噴射量補正部は、前記標準最大噴射量と前記最小補正係数とに基づいて前記補正後の標準最大噴射量を算出する請求項３に記載の水陸両用車の上陸可否判定装置。
5. 前記最大噴射量決定部は、前記エンジン回転数に応じて、前記補正係数を補正する補正係数補正部を、さらに含み、
   前記補正係数補正部が補正した補正後の補正係数で、前記標準最大噴射量を補正する請求項３又は４に記載の水陸両用車の上陸可否判定装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の水陸両用車の上陸可否判定装置と、
   前記水陸両用車の上陸可否判定装置が算出する前記水陸両用車が水上から陸地に上陸する際におけるエンジンに噴射される燃料の最大噴射量であって、前記エンジンから排出される排気の排気温度が予め定められている設定温度未満となる最大噴射量である決定最大噴射量で前記エンジンを制御するエンジン制御装置と、を備える水陸両用車。

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