发动机控制装置及发动机的制造方法

文档序号:11141708
发动机控制装置及发动机的制造方法
本发明主要涉及一种发动机控制装置,其沿既定的旋转调节特性进行发动机的控制。

背景技术:
以往,已知一种作为发动机控制装置的电子自动调速机构。电子自动调速机构是一控制装置,该控制装置对发动机的燃料喷射量进行电子控制,进而以目标转速稳定地控制发动机转速。无差控制(isochronouscontrol)及下垂控制(droopcontrol),作为此种电子自动调速机构的燃料喷射量的控制手段,已为业界所周知。无差控制是一种当负载施加于发动机上而造成转速下降时,使转速按所下降的量恢复而修正为原转速,从而维持恒定的转速的控制。下垂控制是一种当负载施加于发动机时,根据此负载的大小边使发动机转速下降边增加燃料喷射量的控制。专利文献1揭示一种发动机控制装置,其进行使无差控制与下垂控制组合的伪无差控制。专利文献1进行的控制,是一种在无差控制中,从既定发动机功率(齿条位置)以上起伴随功率的增加则使发动机转速以一定比例下降而进行修正的控制。在专利文献1中,称此伪无差控制为虚拟下垂控制。专利文献1的发动机控制装置,其被构成为在发动机的功率增加至既定功率以上的情况时,伴随发动机功率从该既定功率开始增加,则使转速下降而修正功率。具体地说,发动机的动力输出时的转速修正量,可根据相对于发动机的最大功率的既定比例(虚拟下垂负载裕度RLvd)、和发动机的最大功率下的发动机转速的下降值(虚拟下垂下降转速Nvd)算出。所述虚拟下垂负载裕度RLvd及虚拟下垂下降转速Nvd,预先被按每个目标转速设定,且存储在存储器(存储部)内。专利文献2揭示这种发动机控制装置。本专利文献2的发动机控制装置,其具备:电子燃料喷射装置,其控制燃料的喷射量;输入手段,其指示发动机的基准目标转速;负载运算手段,其运算被发动机驱动的液压泵的负载扭矩;和控制手段,其利用与预先设定的发动机转速及发动机负载扭矩相应的调节特性,根据以所述输入手段指示的基准目标转速及以所述负载运算手段运算的负载扭矩,运算燃料喷射指令值,进而控制所述电子喷射装置。所述控制手段,将所述调节特性设定作为与发动机转速的高速区、中速区、怠速区的各区对应的复数个特性,且根据以所述输入手段指示的基准目标转速选择这些特性中的1个特性,然后根据选出的特性和以所述负载运算手段运算的负载扭矩,运算所述燃料喷射指令。由此,专利文献2被构成为能相对于输入的基准目标转速,利用与发动机负载扭矩相对应的调节特性来控制电子燃料喷射装置,且不管发动机负载扭矩的大小及发动机转速区如何,皆能适宜地控制发动机旋转。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2009-36179号公报专利文献2:日本专利第4127771号公报

技术实现要素:
发明所要解决的技术问题近年来,发动机愈来愈趋于通用,尤其是柴油发动机,由于通用性高,因而作为一种类的发动机已被大量应用在船舶、建筑机械、农业机具等用途或负载特性不同的各种各样的机械上。针对此多种多样的应用,由于专利文献1揭示的虚拟下垂控制(基准下垂控制)下的转速的修正量,是通过以一定比例乘于从既定发动机功率增加的功率增加量而求得,因而下垂线变为向右下方倾斜的直线状。由此,在某些用途中可能会感到力量不足,反过来,在某些用途中负载响应性又有可能过快,因而在这方面仍有改善的空间。另一方面,专利文献2中,相对于输入的基准目标转速,选择适宜的调节特性,且根据利用所选出的调节特性而运算的负载扭矩,控制电子燃料喷射装置。并且,作为调节特性,提出了一种斜率根据发动机负载扭矩的大小不同而不同且伴随发动机负载扭矩增大而斜率增大的、整体观察时为折线状的技术方案。然而,此专利文献2也与专利文献1同样,根据用途或负载特性的不同,会有功率不足、或对负载的变动反应过于灵敏的情形,因而期待能有因应对策。本发明鉴于以上的情况而完成,其目的在于能根据用途或负载特性,灵活地协调发动机的调节特性。解决课题所采用的技术方案及效果本发明打算解决的课题如上所述,下面对用于解决此课题的手段及其效果进行说明。根据本发明的观点,提供以下构成的发动机控制装置。即,此发动机控制装置进行以下的发动机控制:当负载为既定负载以下时,无论负载的变动如何皆恒定地维持发动机转速,当负载超过所述既定负载时,伴随负载的增加则使发动机转速下降而进行修正。此发动机控制装置,具备转速基准下降修正量取得部、修正量调整参数存储部、和转速下降修正量计算部。所述转速基准下降修正量取得部,根据从所述既定负载增加的负载增加量,取得以一定的比例增加的转速基准下降修正量。所述修正量调整参数存储部,存储根据负载而变化的修正量调整参数。所述转速下降修正量计算部,基于所述转速基准下降修正量和所述修正量调整参数,计算转速下降修正量即从所述负载以上起伴随负载的增加则使发动机转速下降而进行修正的量。即,专利文献1在只进行定义为虚拟下垂控制的控制时,因发动机的用途及负载特性的不同,会有功率不足、或功率的负载响应性过快的情形。因此,通过以所述控制为基准,且以修正量调整参数及转速下降修正量计算部调整发动机转速的修正量,从而能够根据用途或负载特性等灵活地协调发动机的调节特性。在所述发动机控制装置中,优选所述转速下降修正量计算部,根据所述修正量调整参数进行调整,使得从所述转速基准下降修正量变大或变小,进而计算所述转速下降修正量。由此,当假定在基准的发动机转速修正控制下感到力量不足时,能够抑制发动机转速的下降,相反,当假定在基准的发动机转速修正控制中负载响应性过快时,能够进行促进发动机转速下降的调整。因此,能容易在广泛的用途等中灵活地协调发动机的调节特性。在所述发动机控制装置中,优选所述转速下降修正量计算部,以基于所述修正量调整参数的比率乘于转速基准下降修正量,由此计算所述转速下降修正量。由此,由于修正量通过利用比率的计算而被调整,因而能以简单的计算,对应广泛的状况来调整转速下降修正量。在所述发动机控制装置中,优选以下的构成。即,所述修正量调整参数存储部,以表格的形式存储所述修正量调整参数。所述转速下降修正量计算部,被构成为通过在存储于所述表格的值之间进行插值计算,从而能够取得与负载相对应的所述修正量调整参数。由此,能够减小用于存储修正量调整参数的存储容量,并能适宜地求出与负载相对应的减法率。在所述发动机控制装置中,优选以下的构成。即,所述修正量调整参数存储部,存储多套的修正量调整参数。转速下降修正量计算部,根据在发动机运转前从多套的所述修正量调整参数中选择的1个修正量调整参数,计算所述转速下降修正量。由此,能够根据用途及负载特性等,容易且灵活地协调发动机的调节特性。根据本发明的其他观点,提供一种具备所述发动机控制装置的发动机。由此,能提供一种能够根据用途和负载特性,容易使调节特性适合的发动机。附图说明图1是本发明的一实施方式的发动机的俯视图;图2是示意性显示进气及排气的气流流动的说明图;图3是示意性显示用于朝燃烧室喷射燃料的构成的说明图;图4是有关发动机控制的框图;图5是显示基准下垂控制的调节特性的线图;图6是显示调整后的下垂控制的第一例中的调节特性的线图;图7是显示在第一例中被存储的修正量调整对应表的图;图8是显示调整后的下垂控制的第二例中的调节特性的线图;图9是显示在第二例中被存储的修正量调整对应表的图;图10是本实施方式的下垂控制的信号流程图;图11是显示调整下垂控制的其他例子的线图;图12是分别显示无差控制、下垂控制和基准下垂控制的扭矩线图;和图13是显示有关燃料异常的控制的流程图。附图标记说明1发动机30ECU(发动机控制装置)31控制部32存储部36基准下垂控制修正量计算部(转速基准下降修正量取得部)37修正量调整对应表存储部(修正量调整参数存储部)38调整后修正量计算部(修正量调整参数存储部)110基准下垂控制的下垂作业线110c调整后的下垂作业线111修正量调整对应表NBD转速基准下降修正量ND转速下降修正量具体实施方式下面,参照图式,对本发明的实施方式进行说明。本实施方式的发动机1,是一种具有共轨式的燃料喷射装置的柴油发动机,且作为船舶用的舷内发动机而构成。首先,简单地说明发动机1的构成。图1是本发明的一实施方式的发动机1的俯视图。图2是示意性显示进气及排气的气流流动的说明图。图3是示意性显示用于朝燃烧室喷射燃料的构成的说明图。如图1所示,发动机1具有吸入部10、增压机11、进气管12、中冷器14、淡水冷却器15、和进气歧管17。吸入部10吸入外部的空气。再者,在吸入部10内部配置有用于去除进气内含有的粉尘等的空气滤清器。如图2所示,增压机11具备涡轮叶轮11a和压气机叶轮11b。涡轮叶轮11a被构成为利用废气进行旋转。压气机叶轮11b,与涡轮叶轮11a同样被连接于轴11c,且伴随涡轮叶轮11a的旋转而旋转。由此,通过压气机叶轮11b旋转,能压缩空气进而强制进行吸气。进气管12连接吸入部10及增压机11与中冷器14。流经进气管12的空气,由中冷器14冷却。中冷器14利用与从船外取入的水(本实施方式中为海水)的热交换来冷却由吸入部10及增压机11吸入的空气。在中冷器14中被使用于热交换的海水,在以淡水冷却器15与冷却水进一步热交换后被排出船外。由中冷器14冷却的空气,经由进气管12被朝进气歧管17供给。该进气歧管17,根据发动机1的气缸数对从进气管12供给的空气进行分配,并供给于燃烧室。在燃烧室中,从进气歧管17供给的空气在被压缩后,喷射燃料。由此,在燃烧室产生燃烧,从而能使活塞上下运动。由此产生的动力,经由曲柄轴等被传递至既定的机器(推进用的螺杆等)。再者,燃烧室内产生的废气,由图2所示的排气歧管19汇聚后,通过增压机11的涡轮叶轮11a,然后被排出。接着,对在发动机1中进行燃料的供给及喷射的构成进行说明。如图3所示,发动机1具有燃料箱20、燃料过滤器21、燃料泵22、共轨23、和喷射器24。此外,发动机1具备ECU(发动机控制单元、发动机控制装置)30,该ECU30根据预先设定的程序及从后述的各种传感器获得的信息等进行发动机1的各部分的控制。燃料泵22吸入贮留在燃料箱20内的燃料。由燃料泵22吸入的燃料,通过燃料过滤器21,由此被去除灰尘及污秽。此外,燃料泵22朝共轨23供给吸入的燃料。共轨23以高压积蓄从燃料泵22供给的燃料,然后分配及供给于多个喷射器24。喷射器24被安装在发动机1具备的各气缸的上部。喷射器24具备用于朝燃烧室喷射燃料的燃料喷射阀门(后述的喷射器电磁阀)。喷射器电磁阀,以与ECU30的指示相对应的定时进行开闭,从而朝燃烧室喷射燃料。利用此构成,能实现功率的调整、废气的清洁化、和噪音的抑制等。其次,参照图4,说明ECU30对发动机1的功率进行的控制。图4是有关发动机控制的框图。ECU30具备控制部31、存储部32、燃料异常判断部33、和燃料状态输出部34。ECU30作为微机而构成,如图4所示,根据来自传感器组40的各种各样的传感器的信息,对致动器组50的各...
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