发动机控制装置的制作方法

文档序号:11141693
发动机控制装置的制造方法

本发明涉及一种对船舶中装备的发动机的转速进行操作的发动机控制装置。



背景技术:

以往,在船舶中设置有,用于对所装备的发动机的转速进行操作的主操作部。主操作部与进行发动机的控制的发动机控制部(ECU)相连接。船操纵者通过对该主操作部进行操作,能够改变发动机的转速。

另外,在船舶中,除了主操作部之外,还设置有备用操作部。备用操作部用于在主操作部发生异常的情况下代替其对发动机的转速进行操作。专利文献1公开了一种设置有这样的两种操作部的发动机转速控制装置。

在专利文献1的发动机转速控制装置中,发动机控制部被构成为,能够检测出与遥控手柄(主操作部)之间发生了断路的情况。发动机转速控制装置在检测出该断路的情况下若满足其他的规定条件,则进行控制,以使能通过副节流旋钮(备用操作部)来操作发动机的转速。

但是,专利文献1中只公开了,从用主操作部能对船舶进行操作的状态(主船操纵状态)向用备用操作部能对船舶进行操作的状态(备用船操纵状态)切换的控制,而对其反方向,即从备用船操纵状态向主船操纵状态切换的控制没有任何记载。因此,从备用船操纵状态向主船操纵状态切换时有可能会发生问题。例如,有可能出现在离合器保持传动状态的情况下从备用船操纵状态向主船操纵状态切换的情况。另外,在主操作部的异常未消除的状态下从备用船操纵状态向主船操纵状态切换的情况下,可认为发生问题的可能性更高。

专利文献1:日本特开2004-137998号公报



技术实现要素:

鉴于上述情况,本发明的主要目的在于,提供一种能切实防止从备用船操纵状态向主船操纵状态切换时发生问题的发动机控制装置。

本发明要解决的技术问题如上所述,以下,对用于解决该技术问题的技术方案及其效果进行说明。

基于本发明的观点,提供具有以下结构的发动机控制装置。即,该发动机控制装置具备:主操作部、备用操作部、切换操作部、及控制部。所述主操作部能够进行改变船上装备的推进用的所述发动机的转速的操作。所述备用操作部能够代替所述主操作部进行改变所述发动机的转速的操作。所述切换操作部能够进行主船操纵状态与备用船操纵状态间的状态切换操作,其中,所述主船操纵状态为,通过操作所述主操作部能够改变所述发动机的转速的状态;所述备用船操纵状态为,通过操作所述备用操作部能够改变所述发动机的转速的状态。所述控制部在操作所述切换操作部从所述备用船操纵状态切换成所述主船操纵状态的情况下,使所述发动机停止。

这样,由于控制部使发动机暂时停止,所以能切实防止从主船操纵状态向备用船操纵状态切换时发生问题。例如,能够防止离合器保持传动状态而船操纵状态被切换的情况发生。

较佳为,所述发动机控制装置中,在操作所述切换操作部从所述备用船操纵状态切换成所述主船操纵状态的情况下,所述控制部使所述发动机停止,并且至少将所述控制部的电源切断。

即,能从备用船操纵状态向主船操纵状态切换的情况一般认为是,异常被消除而主船操纵部侧与控制部侧能够正常进行通信的情况。因而,通过至少将控制部的电源切断后再起动,能够防止发生电气上或程序上的问题。

较佳为,在所述发动机控制装置中,采用以下结构。即,所述控制部使所述发动机停止后,在该发动机起动后,若判定为所述主操作部正常,则成为所述主船操纵状态;若所述控制部判定为所述主操作部不正常,则成为所述备用船操纵状态。

由此,能够根据主操作部的状态来自动决定是为主船操纵状态还是为备用船操纵状态。因此,即使在主操作部的异常尚未消除的状况下从备用船操纵状态切换到了主船操纵状态的情况下,也能够自动返回到备用船操纵状态。

较佳为,在所述发动机控制装置中,采用以下结构。即,船上装备的推进用的所述发动机至少有两台。所述控制部在判定为不能从所述主操作部对一台所述发动机进行正常操作的情况下,使该一台所述发动机的转速降低,并且,也使另一台所述发动机的转速降低。

这样,由于能够防止只是一台发动机的转速降低的情况发生,所以,例如能够使两个推进装置的输出一致。

附图说明

图1是表示船及其推进机构的概要侧视图。

图2是发动机的概要俯视图。

图3是示意性地表示进气及排气的流动的说明图。

图4是发动机及船操纵系统的功能方框图。

图5是表示发动机控制装置的状态变化及随之进行的处理的说明图。

图6是表示通知灯的点亮模式及各点亮模式所表示的内容的表格。

图7是具备两台发动机的变形例的功能方框图。

具体实施方式

下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示船及其推进机构的概要侧视图。

如图1所示,船1是具有纵帆的类型的帆船。在船1的船体2上竖立设置着桅杆3,该桅杆3上贴着帆。另外,在船1的船底4上形成有,用于使该船1的姿势稳定的中心板5。

另外,在船1上,作为推进机构,装备有发动机6和推进装置7。发动机6被配置在船体2的内部。发动机6是具有共轨式燃油喷射装置的柴油发动机。在发动机6的后端上连接着推进装置7。

推进装置7被配置在船底4的开口部4a的近旁。推进装置7由上部单元9及下部单元10构成。上部单元9被配置在船体2的内部,与发动机6连接。下部单元10具备螺旋桨11及省略图示的舵,该螺旋桨11及舵被配置为,从船底4的开口部4a伸出到水中。如此,本实施方式采用称为舷内舷外马达的设置方式。

基于该结构,通过用发动机6产生的动力来驱动螺旋桨11,能够使船1移动。

下面,参照图2及图3,对发动机6的结构进行简单说明。图2是发动机6的概要俯视图,图3是示意性地表示进气及排气的流动的说明图。

如图2所示,发动机6具备:吸入部20、增压器21、进气管22、中冷器24、及清水冷却器25。

吸入部20吸入外部的空气。在吸入部20的内部配置有空气滤清器,可将所吸入的空气中含有的尘埃等除去。增压器21如图3所示那样,具备涡轮机叶轮21a及压缩机叶轮21b。涡轮机叶轮21a被构成为,利用排气气体旋转。压缩机叶轮21b与涡轮机叶轮21a连结在同一轴21c上,随涡轮机叶轮21a旋转而旋转。这样,通过使压缩机叶轮21b旋转,能够将空气压缩而强制性地进行进气。

进气管22与吸入部20和增压器21、及中冷器24连接。在进气管22中流过的空气被中冷器24冷却。中冷器24通过使由吸入部20及增压器21吸入的空气与从船外取入的水(本实施方式是海水)进行热交换而进行冷却。中冷器24中,热交换中使用过的海水在清水冷却器25进一步与冷却水进行热交换之后被排出到船外。

被中冷器24冷却后的空气经由进气管22而被供给到图3所示的进气歧管27。该进气歧管27相应于气缸数来分配从进气管22供给的空气,以供给燃烧室。

如图2所示,在进气歧管27的近旁设置有公用给油管28。公用给油管28将由省略图示的燃油箱供给的燃油以高压储蓄,并供给到喷射器。燃烧室中,由进气歧管27供给的空气被压缩之后,燃油从喷射器喷射出。由此,便能在燃烧室中发生燃烧,使活塞上下运动。如此产生的动力通过曲轴等而被传递给推进装置7。

另外,在燃烧室产生的排气气体由排气歧管29汇集后,从增压器21的涡轮机叶轮21a通过后被排出。

下面,对发动机的电气上的结构及发动机控制装置进行说明。图4是发动机6及船操纵系统的功能方框图。

发动机控制部(ECU,控制部)30例如具备CPU、ROM、及RAM等。发动机控制部30的CPU将ROM中保存的程序读取到RAM中来执行各种控制。例如,发动机控制部30基于从各种各样的传感器得到的信息,来使发动机6所具备的控制对象部件(执行器等)动作,进行故障记录及报告。以下,对传感器及控制对象部件的一例进行简单说明。

作为传感器的例子,发动机6具备:电池电压传感器31、冷却水温度传感器32、燃油温度传感器33、发动机机油温度传感器34、发动机转速检测传感器35、给油管压力传感器36、进气压力传感器37、及排气压力传感器38。

电池电压传感器31检测电池的电压。电池电压传感器31不仅能在发动机6运行中检测电池的电压、而且也能在发动机6起动之前检测电池的电压。

冷却水温度传感器32被配置在冷却水箱或冷却水管的内部,检测冷却水的温度。冷却水温度高的情况下,存在清水冷却器25故障或发动机6过热的可能性。燃油温度传感器33被设置在燃油管或燃油泵等中,检测燃油的温度。燃油温度过高的情况下,存在密封部件等劣化的可能性。发动机机油温度传感器34是检测发动机机油的温度的传感器。发动机机油温度传感器34被配置在机油管或油底壳等中,检测发动机机油的温度。发动机机油温度高的情况下,无法恰当地发挥润滑功能。

发动机转速检测传感器35检测发动机6的转速(旋转速度)。另外,在本说明书中,将每规定时间内的发动机的转速(即旋转速度)仅记载为“发动机的转速”。给油管压力传感器36检测公用给油管28内的燃油的压力。公用给油管28的压力高的情况下,存在压力控制异常、不能恰当进行燃油喷射的可能性。进气压力传感器37被设置在进气歧管27等中,检测进气压力。排气压力传感器38被设置在排气歧管29等中,检测排气压力。进气压力及排气压力异常的情况下,存在进气或排气泄漏的可能性。

作为控制对象部件的例子,发动机6具备起动继电器41、和燃油喷射执行器42。

起动继电器41驱动起动马达使发动机6起动。另外,发动机控制部30接到发动机起动指示之后,根据电池电压传感器31的检测结果判定电池的电压是否在规定的阈值以上。如果电池的电压在规定的阈值以上,则发动机控制部30不进行起动继电器41的通电(其结果,发动机6不起动)。由此,即使在电压值不同的电池被错误地设置了的情况下,由于不会向起动马达提供较高的电压,所以能够防止起动马达的故障。

燃油喷射执行器42由用于使喷射器喷射出燃油的例如电磁阀构成。燃油喷射执行器42(电磁阀)根据发动机控制部30的指示而开闭,向燃烧室喷射燃油。通过控制燃油喷射执行器42,能够调节燃油的喷射量及喷射定时。基于该结构,能够实现输出的调节、排气气体的净化、及噪音的抑制等。

下面,对船操纵系统进行说明。本实施方式中,具备主船操纵系统50和备用船操纵系统60。主船操纵系统50用于在正常情况下对船1进行操纵。备用船操纵系统60用于在因断路等而导致主船操纵系统50功能失灵的情况下对船1进行操纵。另外,可以将发动机控制部30理解为发动机控制装置,但在以下的说明中,“发动机控制装置”(标记为70)是指,除了发动机控制部30之外,还包括主船操纵系统50及备用船操纵系统60的结构。

主船操纵系统50具备:船操纵系控制部51、主操作部52、操纵杆53、方向盘54、及显示装置55。

船操纵系控制部51与发动机控制部30一样,由CPU、ROM、及RAM等构成。船操纵系控制部51与发动机控制部30连接。船操纵系控制部51和发动机控制部30能够基于CAN(Controller Area Network,控制器区域网络)等的标准来相互进行通信。由此,发动机控制部30例如根据是否能与船操纵系控制部51进行正常通信,来判定是否能用主船操纵系统50来操纵船(是否异常)。

主操作部52具备手柄,该手柄的转动角度通过船操纵系控制部51而被输出到发动机控制部30。发动机控制部30根据主操作部52的手柄的转动角度,来调节燃油喷射执行器42等,以使发动机的转速变化。

操纵杆53被构成为,能够向前后方向操作。对操纵杆53进行的操作被传递到船操纵系控制部51。船操纵系控制部51对发动机6或推进装置7发出与操作相对应的指示。

若将操纵杆53向前方操作,则船操纵系控制部51向推进装置7发出使螺旋桨11朝着让船1前进的方向旋转的指示。相反,若将操纵杆53向后方操作,则船操纵系控制部51向推进装置7发出使螺旋桨11朝着让船1后进的方向旋转的指示。另外,若使操纵杆53转动,则船操纵系控制部51向推进装置7发出让船1在原地转向的指示。

另外,在对操纵杆53进行操作期间,船操纵系控制部51将与操纵杆53的倾倒角度相对应的信号发送给发动机6的发动机控制部30。发动机控制部30相应于该倾倒角度来改变发动机转速。如此,不仅能通过船操纵系控制部51,而且还能通过操纵杆53来操作发动机转速。

另外,不用操纵杆53而用方向盘54也能对船1的行驶方向进行操纵。船操纵者使方向盘54向左方或右方旋转,则船操纵系控制部51将与方向盘54的旋转方向及旋转量相对应的信号发送给推进装置7。推进装置7根据该信号而使舵的角度改变。如此,船操纵者能够使船1的行驶方向改变。

显示装置55能够根据从发动机控制部30及船操纵系控制部51接收到的信号,来显示船1的船速、发动机转速、行驶距离、及故障信息等。

备用船操纵系统60具有备用操作面板61。在备用操作面板61上配置有,切换开关(切换操作部)62、备用操作部63、发动机开关64、及通知灯65。备用操作面板61利用与主船操纵系统50不同的系统的布线(模拟线路)来和发动机控制部30连接。由此,发动机控制部30例如能够根据是否能与备用操作面板61正常进行通信,来判定是否能够用备用船操纵系统60来进行船的操纵(是否异常)。

切换开关62是用于进行主船操纵状态与备用船操纵状态间的状态切换的开关,在此,主船操纵状态是指用主操作部52来改变发动机转速的状态,此情况下切换开关为“OFF”;备用船操纵状态是指用备用操作部63来改变发动机转速的状态,此情况下切换开关为“ON”。通过将切换开关62的上端朝纸面内侧推压,能实现从主船操纵状态向备用船操纵状态的切换。船操纵者通过在将安装在表面的滑动部62a向下侧滑动后的状态下推压切换开关62的上部,能实现从主船操纵状态向备用船操纵状态的切换。由于具备滑动部62a,能够防止误操作。

备用操作部63是圆柱状的传感器,被构成为能够旋转的拨盘式操作部(旋钮)。备用船操纵状态中,通过使备用操作部63旋转,来调节燃油喷射执行器42等,便能改变发动机的转速。发动机开关64是用于切换发动机的开动/停止的开关。通知灯65是由LED等构成的灯,根据操作状态等而改变点亮模式(后面将详细叙述)。

下面,参照图5及图6,对主船操纵系统50发生异常而向备用船操纵状态切换时的情形进行说明。图5是表示发动机控制装置70的状态的变化及随之进行的处理的说明图。图6是表示通知灯65的点亮模式及各点亮模式所表示的内容的表格。

以下,对因断路等而主船操纵系统50发生异常,通过操作切换开关62而切换到备用船操纵状态,然后使切换开关62返回到原位时的情况进行说明。

状态1的发动机控制装置70为主船操纵状态,主船操纵系统50正常。在这样的正常状态的情况下,通知灯65熄灭(参照图6)。其后,在因断路等而主船操纵系统50发生异常的情况下,或者,切换开关62为“ON”的情况下,开始进行从主船操纵状态向备用船操纵状态切换的处理。

具体而言,发动机控制部30使发动机转速逐渐降低(渐变处理,状态2)。在该渐变处理中,通知灯65缓慢地闪烁(例如以1Hz的频率交替亮灭)。在主船操纵系统50发生异常的情况下,发动机控制部30与显示装置55已被切断的可能性较高。因而,船操纵者通过确认该通知灯65,能够把握主船操纵系统50发生了异常的情况。其后,在发动机控制部30的目标发动机转速成为低怠速(预先设定的限制转速)以下的情况下,渐变处理结束(状态3)。在渐变处理结束了的情况下,通知灯65以通常程度(例如2.5Hz)闪烁。

渐变处理结束后,假设主船操纵系统50成为正常,则在主操作部52的手柄指着低怠速以下的情况下,发动机控制装置70返回状态1。相反,在渐变处理结束后的状态3下,若备用船操纵系统60为正常,切换开关62为“ON”,备用操作部63指着低怠速以下,则发动机控制装置70向备用船操纵状态转移(状态4)。

由于状态4为备用船操纵状态,所以,能够用备用操作面板61的备用操作部63来改变发动机转速。另外,在备用船操纵状态,且备用船操纵系统60为正常的情况下,通知灯65一直点亮。由此,船操纵者能够把握能用备用船操纵系统60正常地对船进行操纵的情况。

其后,主船操纵系统50的异常被消除或因船操纵者的失误等,切换开关62变成“OFF”时,主船操纵系统50使发动机6停止,并且,将发动机6、主船操纵系统50及备用船操纵系统60的电源关闭。另外,也可以只将上述中的一部(例如发动机6)的电源关闭。

此时,即便在电源关闭之后,发动机控制部30也一直在动作,直至处理完毕。此时,通知灯65非常慢(例如0.5Hz)地闪烁。由此,使用者能够把握发动机控制部30正处于结束处理中,因而能够防止发动机控制部30在动作中电源被关闭。另外,不仅在发动机控制部30的结束处理中,而且在电源接通而发动机控制部30进行起动处理中,通知灯65也非常慢地闪烁。

如此,从备用船操纵系统60向主船操纵系统50切换时使发动机6停止并将电源关闭,便能防止在船操纵状态切换中发生问题。

其后,按使用者的指示发动机起动的同时,电源接通。其后,发动机控制部30再次判定是否能与船操纵系控制部51通信。如果发动机控制部30判定为能与船操纵系控制部51通信(主船操纵系统50正常),则发动机控制装置70成为主船操纵状态(状态6)。相反,如果发动机控制部30判定为无法与船操纵系控制部51通信(主船操纵系统50异常),则发动机控制装置70成为备用船操纵状态(状态7)。

另外,在备用船操纵状态(状态4)下,如果检测出备用船操纵系统60的异常,则进行备用船操纵系统60的渐变处理。该渐变处理与主船操纵系统50的渐变处理相同,但是,也可以将此时的目标发动机转速设定得更低。另外,在这种主船操纵系统50和备用船操纵系统60的两方异常的情况下,通知灯65快速(例如5Hz)地闪烁。

如以上说明过那样,发动机控制装置70具备:主操作部52、备用操作部63、切换开关62、及发动机控制部30。主操作部52能够进行改变船1上装备的推进用发动机6的转速的操作。备用操作部63能够代替主操作部52进行改变发动机6的转速的操作。切换开关62能够进行主船操纵状态与备用船操纵状态间的状态切换操作,在此,主船操纵状态是通过操作主操作部52能改变发动机6的转速的状态;备用船操纵状态是通过操作备用操作部63能改变发动机6的转速的状态。发动机控制部30在操作切换开关62从备用船操纵状态切换到了主船操纵状态的情况下,使发动机6停止。

这样,由于发动机控制部30使发动机6暂时停止,所以能切实防止从主船操纵状态向备用船操纵状态切换时发生问题。例如,能够防止离合器保持传动状态的情况下船操纵状态被切换。

另外,本实施方式的发动机控制装置70中,在操作切换开关62从备用船操纵状态切换成主船操纵状态的情况下,发动机控制部30使发动机6停止,并且至少将发动机控制部30的电源切断。

即,能从备用船操纵状态向主船操纵状态切换的情况,一般认为是在异常被消除、主船操纵部方面能与控制部方面正常进行通信的情况下。因而,通过至少将发动机控制部30的电源切断后再起动,能够防止电气上或程序上的问题发生。

另外,本实施方式的发动机控制装置70中,发动机控制部30使发动机6停止后该发动机6起动之后,主船操纵系统50(主操作部52)被判定为正常的情况下,成为主船操纵状态;主船操纵系统50被发动机控制部30判定为不正常的情况下,成为备用船操纵状态。

由此,能够根据主船操纵系统50的状态来自动决定是成为主船操纵状态还是成为备用船操纵状态。因此,即便是在主操作部52的异常未被消除的状况下从备用船操纵状态切换到了主船操纵状态的情况下,也能够自动返回到备用船操纵状态。

下面,对上述实施方式的变形例进行说明。另外,在本变形例的说明中,对于与前述的实施方式相同或类似的构件,在附图中标以同样的标记,并有时省略说明。

上述实施方式中,对装备有一台发动机6的结构进行了说明,但发动机6的装备台数是任意的,本变形例采用装备有两台发动机6的结构。装备有两台发动机6的情况下,取代主操作部52而设置具有两根拉杆的加速杆(主操作部)56。加速杆56能够相应于一根拉杆的操作量来操作一台发动机6的转速,并相应于另一根拉杆的操作量来操作另一台发动机6的转速。

另外,本变形例中,采用每台发动机6均具有备用操作面板61的结构,但也可以在一个备用操作面板61上配置两台发动机6的备用操作部63等。各个发动机6基本上是相互独立地被控制。但是,只有一台发动机6与主船操纵系统50间发生断路的情况下,该一台发动机6通过渐变处理而转速减低,而另一台发动机6当然不进行渐变处理。因此,两台发动机的转速间的差距较大。

考虑到这一点,本变形例的发动机控制装置70(发动机控制部30)在检测出其他发动机6进行了渐变处理(或者发生了断路)的情况下,进行降低转速的控制。用于检测其他发动机6进行了渐变处理的结构可为任意结构,例如,通过使发动机6彼此利用省略图示的布线来进行通信,便能检测出进行了渐变处理的情况。另外,两台发动机6由一个发动机控制部进行控制的情况下,能够切实把握对方的发动机进行了渐变处理的情况。

由此,能够使船舶上装备的两台发动机6的转速一致。从而能够使左右的推进装置7的输出一致。

以上,对本发明的较佳的实施方式及变形例进行了说明,但上述结构例如可以进行以下变更。

以上说明中,主操作部52为拉杆型,备用操作部63为拨盘型,但各操作部的形状及操作方式为任意,可以进行适宜的变更。

也可以是,发动机控制部30所进行的处理的至少一部分由船操纵系控制部51进行。另外,以上说明中,船操纵系控制部51是配置在物理上离开发动机控制部30的位置上的另外的装置,但也可以采用一个装置。

发动机6也可被用于上述说明过的风帆驱动以外的推进机构。例如,也可以是,将直接安装有螺旋桨的动力传动装置配置在船体后方,从安装在船舶用发动机后方的动力传动轴将船舶用发动机的动力传递到动力传动装置的船尾驱动。另外,也可以是,在动力传动装置的后端侧向斜下方安装有螺旋桨轴的角向型、或在动力传动装置的后端侧水平地安装有螺旋桨轴的并排型。另外,船舶不限于帆船,也可以是汽船。

附图标记说明

1 船

6 发动机

7 推进装置

30 发动机控制部(控制部)

50 主船操纵系统

51 船操纵系控制部

52 主操作部

56 加速杆(主操作部)

60 备用船操纵系统

61 备用操作面板

62 切换开关(切换操作部)

63 备用操作部

70 发动机控制装置

再多了解一些
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