专利名称：船用发动机的燃料喷射控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及船用发动机的燃料喷射控制装置。
背景技术：
以往，作为船用发动机的燃料喷射控制装置，例如有在日本专利第3483743号中公开的装置。该日本专利的技术是涉及大型低速2循环柴油发动机的电子控制装置的。该日本专利中的大型低速2循环柴油发动机，例如是转速为lOOrpm，全长为10至20m的发动机。在该日本专利中的电子控制装置中，与柴油发动机的各气缸对应地，与各气缸分开地设置了接口。各接口控制了在对应的气缸上设置的排气阀、流向对应的气缸的润滑油和向对应的气缸的燃料供给。各接口具备CPU那样的运算装置。
发明内容
发明所要解决的课题如果将上述日本专利所示的电子控制装置用于例如转速为400rpm，全长为3至5m 那样的小型低速4循环柴油发动机，则与接口内的CPU的运算处理的迟延、其它的要素的迟延等相伴，存在产生燃料的喷射时间的偏移或者不能够形成所希望的燃料喷射图案这样的问题。本发明的目的在于提供能够使燃料喷射的精度提高的船用发动机的燃料喷射控制装置。为了解决课题的手段在本发明的一实施方式的船用发动机的燃料喷射控制装置中，具备配置在船用发动机的多个气缸的每个上，调整向对应的上述气缸内喷射的燃料的量的多个阀；分别控制这些阀的多个阀控制部；向上述阀控制部送出指令的发动机控制单元；与上述发动机控制单元连接，将指令转速向上述发动机控制单元送出的操纵装置；与上述发动机控制单元连接，检测上述发动机的转速，向上述发动机控制单元送出的旋转传感器，各上述阀控制部配置在上述每个阀上，与配置的阀一体地组装。在这样构成的船用发动机的燃料喷射控制装置中，由于阀控制部专门控制对应的阀，所以阀控制部的负担轻。而且由于阀和阀控制部一体地形成，所以阀控制不受其它的设备的控制影响。其结果，不会产生喷射时间的偏移，另外能够形成所希望的喷射图案，能够使燃料喷射的精度提高。上述阀控制部可以做成具备运算处理部和放大器部的结构。在此情况下，上述运算处理部仅控制对应的阀。这样，由于阀控制部的控制对象仅是特定的阀，所以能够将阀控制部构成为能够与阀一起一体地安装在船用发动机的主体部上的小型的结构。而且，由于阀控制部专门用于燃料喷射，所以在进行燃料喷射用的运算处理时，不会向燃料喷射用的运算处理施加其它的控制设备的控制用的嵌入，能够加快燃料喷射用的运算处理，可靠地使燃料喷射图案成为所希望的波形。
上述阀可以做成伺服阀。在此情况下，从上述发动机控制单元向上述阀控制部发送喷射时机信号。上述阀控制部基于上述喷射时机信号生成上述阀的控制波形。发动机控制单元，由于自身不生成阀的控制波形，只是将喷射时机信号发送给阀控制部，所以不需要将发动机控制单元做成高速处理用的单元，能够使发动机控制单元廉价且小型化。进而，上述阀控制部具备喷射波形图案的多个模式，能够根据来自操纵者的指令切换模式。因此，能够没有迟滞地生成例如NOx降低的喷射图案、燃料费提高用的图案等多个图案之中所希望的图案。
图1是实施了本发明的一实施方式的燃料喷射控制装置的发动机的方块图。图2是图1的燃料喷射控制装置的侧视图。图3是图1的燃料喷射控制装置的详细的方块图。图4是表示由图1的燃料喷射控制装置产生的燃料喷射图案的一例的图。图5是表示由图1的燃料喷射控制装置产生的燃料喷射图案的另一例的图。
具体实施例方式为了实施发明的优选方式本发明的一实施方式的船用发动机的燃料喷射控制装置，如图1所示，用于小型的低速4循环柴油发动机2。柴油发动机2具有多个气缸4 (在图1中，由于图错综复杂仅表示了一个)。在各气缸4的内部可滑动地设置了活塞6。各气缸4内由活塞6区划成2 个室。活塞6经设置在一个室侧的连杆8与飞轮10结合。在另一个室的上部设置了吸气阀12和排气阀14。这些吸气阀12和排气阀14由设置在气缸4的外部的凸轮装置16开闭。S卩，吸气阀12和排气阀14被进行凸轮驱动，未被进行电子控制。另外，虽未图示，但对各气缸4的润滑油的供给也被进行凸轮驱动，未被进行电子控制。在各气缸4中，在另一个室内，也设置了燃料喷射阀18。与各燃喷射阀18对应地设置了阀，例如燃料喷射用伺服阀20。各燃料喷射用伺服阀20，如图2所示，具备了主阀 20a、先导阀20b、行程传感器20c。行程传感器20c是检测主阀20a的行程的传感器。在此燃料喷射用伺服阀20上，一体地设置了阀控制部22。各阀控制部22是电子性地控制燃料喷射时机、燃料喷射量的控制部。在发动机2 开始启动，成为规定转速以上时，从发动机控制单元M接受指令，例如燃料喷射指令信号， 各阀控制部22控制对应的气缸4的燃料喷射用伺服阀20来进行燃料喷射控制。向发动机控制单元M供给对来自操纵装置26a及^b的发动机2的转速进行指令的操纵信号、来自设置在凸轮装置16上的凸轮检测用接近开关观的检测信号、来自设置在飞轮10上的旋转检测用接近开关30的检测信号及来自TDC(上死点)检测用接近开关 32的检测信号。发动机控制单元M，基于旋转检测用接近开关30的检测信号及凸轮检测用接近开关观的检测信号，决定发动机2的曲轴的角度及发动机2的转速，并基于它们，在对每个气缸4设定的喷射时机将喷射时机信号例如燃料喷射指令信号供给到对应的阀控制部22。这样，发动机控制单元M，专门用于燃料喷射的控制，与吸气阀12、排气阀14的开闭控制、润滑油的控制无关。因此，在发动机控制单元对进行的处理中，由于没有与吸气阀 12、排气阀14的开闭控制及润滑油的控制有关的结构，所以发动机控制单元M的负担小。 因此，在发动机控制单元M上能够使用处理能力小的结构，能够将发动机控制单元M小型化。如图3所示，阀控制部22，具有运算处理部，例如CPU 34，还具有伺服放大器部36。 阀控制部22从发动机控制单元M接受燃料喷射指令信号，基于它生成控制燃料喷射用伺服阀20的开闭状态的喷射波形信号，将该喷射波形信号供给到伺服放大器部36。伺服放大器部36，控制燃料喷射用伺服阀20的开闭状态，即主阀20a的行程位置，以便来自燃料喷射用伺服阀20的行程传感器20c的行程检测信号与燃料喷射波形信号一致。由于使用伺服阀20，所以能正确地控制燃料喷射量。在阀控制部22内的存储机构例如存储器38内，预先存储了与不同的多个燃料喷射波形信号对应的不同的多个燃料喷射波形图案。基于来自发动机控制单元M的燃料喷射图案选择指令信号选择它们之中的一个。燃料喷射图案选择指令信号是发动机控制单元 M基于来自操纵装置26a 的操纵信号产生的。作为燃料喷射波形图案，例如，有两段喷射波形图案、凸轮式波形图案、预喷射波形图案、后喷射波形图案及长筒靴型喷射波形图案。将两段喷射波形图案表示在图4(a)中。在两段喷射波形图案中，主阀20a与图 4(b)所示的燃料喷射指令的上升联动地从待机位置移动到燃料喷射可能区域内的第1位置，并照原样维持第1位置，在中途临时地移动到燃料喷射可能区域内的比第1位置小的第 2位置，并照原样维持第2位置，然后再移动到第1位置，维持第1位置，与燃料喷射指令的下降相应地返回到待机位置。将凸轮式波形图案表示在图5(a)中。在凸轮式波形图案中，主阀20a与图5(b) 所示的燃料喷射指令的上升联动地从待机位置移动到燃料喷射可能区域内的第1位置，并维持第1位置，然后与燃料喷射指令的下降相应地返回到待机位置。这些燃料喷射波形图案，也可以如上述那样由操纵装置^a、26b选择。另外，也可以预先对每个发动机2的不同的负荷分配不同的燃料喷射波形图案而存储在存储器38内， 与发动机2的负荷相应地从发动机控制单元M将表示负荷的信号供给到CPU34，基于对应的燃料喷射波形图案生成燃料喷射波形信号。另外，表示此发动机的负荷的信号，如图1所示，经设置在发动机控制单元M和各阀控制部22之间的通信网络传送。除此以外，燃料喷射用伺服阀20的异常也经通信网络传送给发动机控制单元M。根据上述的专利文献1的技术，设置在气缸上的各接口全部进行与气缸关联的各种控制，例如除了燃料喷射控制以外，还有吸气阀、排气阀的关闭控制、润滑油的控制等。因此，接口成为具备运算处理部、燃料喷射控制用的驱动部、吸气阀及排气阀的驱动部、润滑油控制用的驱动部的相当大型的结构，例如是50 X 50 X 20cm左右的大小。与此相对，此实施方式的阀控制部22，由于是仅进行燃料喷射控制的结构，所以在与伺服阀20a —起使用的伺服放大器部36上仅设置了 CPU34和存储器38。因此，阀控制部22是将伺服放大器部 36稍微增大的程度的大小，例如是30 X IOX IOcm左右的大小。这样由于阀控制部22是小型的阀控制部，所以能够一体地安装在燃料喷射用伺服阀20上。
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通过进行一体化，能够缩短燃料喷射用伺服阀20和阀控制部22的距离，也能够缩短两者之间特别是伺服放大器部36和燃料喷射用伺服阀20的配线。其结果，在此配线上几乎没有噪声等附着的情况，能够降低噪声对伺服阀20的控制的影响。在发动机控制单元 M和各阀控制部22的CPU34之间，由于进行数字信号传送，所以难以受到噪声的影响，但在燃料喷射用伺服阀20和伺服放大器部36之间，由于进行模拟信号传送，所以容易受到噪声的影响。因此，缩短伺服放大器部36和燃料喷射用伺服阀20的配线，在难以受到噪声的影响方面具有大的意义。另外，阀控制部22的CPU34，仅进行与燃料喷射量的控制有关的处理，不会进行与气缸4有关的其它的处理。因此，在燃料喷射的控制中，用于控制其它的设备例如吸气阀 12、排气阀14，或者进行润滑油供给的嵌入不会对CPU34施加。其结果，燃料喷射的控制不会因嵌入而中断，燃料喷射波形图案在途中不崩溃，能按所希望的燃料喷射波形图案进行燃料喷射的控制。如上所述，在此发动机2中，吸气阀12、排气阀14及润滑油供给由凸轮装置驱动， 仅将燃料喷射做成了电子控制。此结构适于低速4循环柴油发动机。这是因为，低速4循环柴油发动机，与大型的低速2循环柴油发动机相比，是一半左右的大小，如果将在专利文献1中公开的那样的接口在低速4循环柴油发动机上使用，则其设置空间不足，或者成本变高，如果是此吸气阀12、排气阀14及润滑油供给由凸轮装置驱动并仅将燃料喷射做成了电子控制的结构，则能够减小阀控制部22、发动机控制单元M的设置空间，也能够降低成本。在上述的实施方式中，作为阀使用了伺服阀20，但也可以使用伺服阀以外的阀。在上述的实施方式中，使用了凸轮检测用接近开关观、旋转检测用接近开关30、TDC检测用接近开关32，但代替它们也可以使用光学开关等其它的传感器。
权利要求
1.一种船用发动机的燃料喷射装置，其特征在于，具备配置在船用发动机的多个气缸的每个上，调整向对应的上述气缸内喷射的燃料的量的多个阀；分别控制这些阀的多个阀控制部；向上述阀控制部送出指令的发动机控制单元；与上述发动机控制单元连接，将指令转速向上述发动机控制单元送出的操纵装置；与上述发动机控制单元连接，检测上述发动机的转速，向上述发动机控制单元送出的旋转传感器，各上述阀控制部配置在上述每个阀上，与配置的阀一体地组装。
2.如权利要求1记载的船用发动机的燃料喷射装置，其特征在于，上述阀控制部具备运算处理部和放大器部，上述运算处理部仅控制对应的阀。
3.如权利要求1或2记载的船用发动机的燃料喷射装置，其特征在于，上述阀是伺服阀，从上述发动机控制单元向上述阀控制部发送喷射时机信号，上述阀控制部基于上述喷射时机信号生成上述阀的控制波形。
4.如权利要求1记载的船用发动机的燃料喷射装置，其特征在于，上述阀是伺服阀，从上述发动机控制单元向上述阀控制部发送喷射时机信号，上述阀控制部基于上述喷射时机信号生成上述阀的控制波形，上述阀控制部具备喷射波形图案的多个模式，根据来自操纵者的指令切换模式。
5.如权利要求1记载的船用发动机的燃料喷射装置，其特征在于，上述阀控制部具备运算处理部和放大器部，上述运算处理部仅控制对应的阀，上述阀是伺服阀，从上述发动机控制单元向上述阀控制部发送喷射时机信号，上述阀控制部基于上述喷射时机信号生成上述阀的控制波形，上述阀控制部具备喷射波形图案的多个模式，根据来自操纵者的指令切换模式。
全文摘要
一种船用发动机的燃料喷射装置，燃料喷射伺服阀(20)配置在船用发动机(2)的多个气缸(4)的每个上，调整向气缸(4)内喷射的燃料的量。阀控制部(22)分别控制伺服阀(20)。发动机控制单元(24)向阀控制部(22)送出指令。操纵装置(26a、26b)向发动机控制单元(24)送出指令转速。传感器(28、30、32)检测发动机(2)的转速，向发动机控制单元(24)送出。各阀控制部(22)配置在每个伺服阀(20)上，与配置的伺服阀(20)一体地组装。
文档编号F02D41/30GK102383958SQ20111025218
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月30日 优先权日2010年8月31日
发明者出口诚, 岩本浩 申请人:纳博特斯克株式会社