[發(fā)明專利]發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速算出裝置以及調(diào)速器控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080030586.6
• 申請(qǐng)日: 2010-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102472194A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田中一郎;島田一孝;山本秀則;光藤亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三井造船株式會(huì)社;三井造船系統(tǒng)技研株式會(huì)社
• 主分類號(hào): F02D45/00
• 分類號(hào): F02D45/00
• 代理公司: 北京戈程知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽(yáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制，特別涉及用于算出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速算出裝置。

背景技術(shù)

在例如船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制中，通過(guò)配置于旋轉(zhuǎn)裝置附近的傳感器，而檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，并以設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速無(wú)差異的方式控制燃料噴射量。但是，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸出中，由于包含有起因于燃燒過(guò)程中的爆燃的脈動(dòng)，因此，在監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)速器控制中，可能會(huì)進(jìn)行基于該脈動(dòng)的不需要的調(diào)整。在這種情況下，燃料噴射量變成不穩(wěn)定，控制性、操作性變差。此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)采用凸輪式燃料噴射系統(tǒng)的情況下，由于不需要的調(diào)整，因此，從調(diào)速器致動(dòng)器到燃料泵的機(jī)構(gòu)的磨損加快。對(duì)于這樣的問(wèn)題，已知有通過(guò)在脈動(dòng)周期中采樣保持被檢測(cè)出的實(shí)際轉(zhuǎn)速并進(jìn)行反饋，從而從調(diào)速器控制除去發(fā)動(dòng)機(jī)的脈動(dòng)的影響的方法(專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1：日本特公平3-24581號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

(發(fā)明要解決的課題)

另一方面，現(xiàn)在，在例如大型船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)中，對(duì)改善耗油量的要求正在高漲，要求考慮波浪中的螺旋槳負(fù)載變動(dòng)(例如短于10秒周期的周期變動(dòng))等的調(diào)速器控制。但是，如專利文獻(xiàn)1所示，當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)的脈動(dòng)周期中采樣保持轉(zhuǎn)速并進(jìn)行反饋時(shí)，難以追隨由于波浪引起的負(fù)載變動(dòng)。

本發(fā)明的目的在于維持由于負(fù)載變動(dòng)引起的轉(zhuǎn)速變動(dòng)，并且以簡(jiǎn)單的構(gòu)成算出除去發(fā)動(dòng)機(jī)的脈動(dòng)影響的轉(zhuǎn)速。

(用于解決課題的方法)

本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速算出裝置的特征在于包括：脈沖檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該脈沖檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的1循環(huán)的旋轉(zhuǎn)而檢測(cè)出多個(gè)脈沖信號(hào)；以及轉(zhuǎn)速算出機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn)速算出機(jī)構(gòu)從脈沖信號(hào)算出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；并且，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速作為以內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的脈動(dòng)周期為單位的移動(dòng)平均而被算出。

轉(zhuǎn)速算出機(jī)構(gòu)通過(guò)以對(duì)應(yīng)于脈動(dòng)周期的規(guī)定的數(shù)將鄰接的脈沖間的時(shí)間間隔T_i連續(xù)累計(jì)，從而求出脈動(dòng)周期。

在將1循環(huán)的旋轉(zhuǎn)中檢測(cè)出的脈沖信號(hào)數(shù)N設(shè)為內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸數(shù)Z時(shí)，規(guī)定的數(shù)對(duì)應(yīng)于N/Z。在將N/Z的整數(shù)部設(shè)為Q時(shí)，脈動(dòng)周期采用Q個(gè)或者Q+1個(gè)的時(shí)間間隔T_i的累計(jì)而被算出。

在將N/Z的小數(shù)部設(shè)為D時(shí)，在時(shí)間間隔T_i的累計(jì)中進(jìn)行對(duì)應(yīng)于所述小數(shù)部D的修正而算出脈動(dòng)周期。對(duì)應(yīng)于小數(shù)部D的修正值采用被累計(jì)的時(shí)間間隔T_i中最過(guò)去的時(shí)間間隔而被算出。修正采用被累計(jì)的時(shí)間間隔T_i中進(jìn)一步最新的時(shí)間間隔而被算出。

本發(fā)明的調(diào)速器控制系統(tǒng)的特征在于，采用上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速算出裝置。

并且，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速算出方法的特征在于，對(duì)應(yīng)于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的1循環(huán)的旋轉(zhuǎn)而檢測(cè)出多個(gè)脈沖信號(hào)，從脈沖信號(hào)算出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并且，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速作為以內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的脈動(dòng)周期為單位的移動(dòng)平均而被算出。

此外，本發(fā)明的船舶的特征在于包括：船體、搭載于船體的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、以及算出內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速算出裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速算出裝置包括：脈沖檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該脈沖檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的1循環(huán)的旋轉(zhuǎn)而檢測(cè)出多個(gè)脈沖信號(hào)；以及轉(zhuǎn)速算出機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn)速算出機(jī)構(gòu)從脈沖信號(hào)算出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。并且，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速作為以內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的脈動(dòng)周期為單位的移動(dòng)平均而被算出。

(發(fā)明的效果)

根據(jù)本發(fā)明，能夠維持由于負(fù)載變動(dòng)所引起的轉(zhuǎn)速變動(dòng)，并且能夠以簡(jiǎn)單的構(gòu)成算出除去發(fā)動(dòng)機(jī)的脈動(dòng)影響的轉(zhuǎn)速。

附圖說(shuō)明

圖1為表示作為本發(fā)明一實(shí)施方式的船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制系統(tǒng)的整體構(gòu)成的框圖。

圖2為表示各汽缸的活塞位置、爆燃時(shí)刻與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(角速度)的變動(dòng)以及脈沖信號(hào)的關(guān)系的曲線圖。

圖3為模式化表示將N＝46、Z＝6時(shí)的(1)式的內(nèi)容的模式圖。

符號(hào)說(shuō)明

10調(diào)速器控制系統(tǒng)

11內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(主機(jī))

12轉(zhuǎn)速設(shè)定部

13PID控制部

14燃料泵

15主軸

16旋轉(zhuǎn)裝置

17螺旋槳

18脈沖信號(hào)發(fā)生裝置(非接觸開(kāi)關(guān))

19轉(zhuǎn)速運(yùn)算部。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

圖1為表示作為本發(fā)明一實(shí)施方式的船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制系統(tǒng)的整體構(gòu)成的框圖。