发动机转速算出装置以及调速器控制系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种发动机转速算出装置以及调速器控制系统。作为发动机转速算出装置，设有：脉冲检测机构，该脉冲检测机构对应于内燃发动机的1循环的旋转而检测出多个脉冲信号；以及转速算出机构，该转速算出机构从脉冲信号算出发动机转速。并且，发动机转速作为以内燃发动机的脉动周期为单位的移动平均而被算出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及内燃发动机的调速器控制，特别涉及用于算出发动机转速的转速算出直O
技术介绍
在例如船舶用发动机的调速器控制中，通过配置于旋转装置附近的传感器，而检测出发动机的实际转速，并以设定的目标转速与实际转速无差异的方式控制燃料喷射量。 但是，在内燃发动机的旋转输出中，由于包含有起因于燃烧过程中的爆燃的脉动，因此，在监测发动机转速的调速器控制中，可能会进行基于该脉动的不需要的调整。在这种情况下， 燃料喷射量变成不稳定，控制性、操作性变差。此外，在发动机采用凸轮式燃料喷射系统的情况下，由于不需要的调整，因此，从调速器致动器到燃料泵的机构的磨损加快。对于这样的问题，已知有通过在脉动周期中采样保持被检测出的实际转速并进行反馈，从而从调速器控制除去发动机的脉动的影响的方法(专利文献1)。专利文献1 日本特公平314581号公报
技术实现思路
(专利技术要解决的课题)另一方面，现在，在例如大型船舶用发动机中，对改善耗油量的要求正在高涨，要求考虑波浪中的螺旋桨负载变动(例如短于10秒周期的周期变动)等的调速器控制。但是，如专利文献1所示，当在发动机的脉动周期中采样保持转速并进行反馈时，难以追随由于波浪引起的负载变动。本专利技术的目的在于维持由于负载变动引起的转速变动，并且以简单的构成算出除去发动机的脉动影响的转速。(用于解决课题的方法)本专利技术的发动机转速算出装置的特征在于包括脉冲检测机构，该脉冲检测机构对应于内燃发动机的1循环的旋转而检测出多个脉冲信号；以及转速算出机构，该转速算出机构从脉冲信号算出发动机转速；并且，发动机转速作为以内燃发动机的脉动周期为单位的移动平均而被算出。转速算出机构通过以对应于脉动周期的规定的数将邻接的脉冲间的时间间隔Ti 连续累计，从而求出脉动周期。在将1循环的旋转中检测出的脉冲信号数N设为内燃发动机的汽缸数Z时，规定的数对应于N/Z。在将N/Z的整数部设为Q时，脉动周期采用Q个或者Q+1个的时间间隔Ti 的累计而被算出。在将N/Z的小数部设为D时，在时间间隔Ti的累计中进行对应于所述小数部D的修正而算出脉动周期。对应于小数部D的修正值采用被累计的时间间隔Ti中最过去的时间间隔而被算出。修正采用被累计的时间间隔Ti中进一步最新的时间间隔而被算出。本专利技术的调速器控制系统的特征在于，采用上述发动机转速算出装置。并且，本专利技术的发动机转速算出方法的特征在于，对应于内燃发动机的1循环的旋转而检测出多个脉冲信号，从脉冲信号算出发动机转速，并且，发动机转速作为以内燃发动机的脉动周期为单位的移动平均而被算出。此外，本专利技术的船舶的特征在于包括船体、搭载于船体的内燃发动机、以及算出内燃发动机的发动机转速的发动机转速算出装置，发动机转速算出装置包括脉冲检测机构，该脉冲检测机构对应于内燃发动机的1循环的旋转而检测出多个脉冲信号；以及转速算出机构，该转速算出机构从脉冲信号算出发动机转速。并且，发动机转速作为以内燃发动机的脉动周期为单位的移动平均而被算出。(专利技术的效果)根据本专利技术，能够维持由于负载变动所引起的转速变动，并且能够以简单的构成算出除去发动机的脉动影响的转速。附图说明图1为表示作为本专利技术一实施方式的船舶用发动机的调速器控制系统的整体构成的框图。图2为表示各汽缸的活塞位置、爆燃时刻与发动机转速(角速度)的变动以及脉冲信号的关系的曲线图。图3为模式化表示将N = 46、Z = 6时的(1)式的内容的模式图。符号说明10调速器控制系统11内燃发动机(主机)12转速设定部13PID 控制部14燃料泵15 主轴16旋转装置17螺旋桨18脉冲信号发生装置(非接触开关)19转速运算部。具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1为表示作为本专利技术一实施方式的船舶用发动机的调速器控制系统的整体构成的框图。调速器控制系统进行作为主机的内燃发动机11的调速，通过将所设定的发动机转速输入而调整向内燃发动机U的各汽缸的燃料喷射，并将实测的发动机转速进行反馈， 从而维持发动机转速为设定值。即，在转速设定部12中设定目标转速，并向PID (ProportionaHntegral-Differential，比例-积分-微分)控制部13输入。调速指令从PID控制部13向燃料泵14输出，燃料泵14将基于调速指令的喷射量的燃料供应至内燃发动机11的各汽缸。在内燃发动机11的主轴15上，安装有旋转装置16以及螺旋桨17，在旋转装置16的周缘部附近，配置有与其邻近的非接触开关和电磁拾波传感器(電磁C 7々τ· 7 力 > 寸)等脉冲发生装置18。脉冲发生装置18为随着旋转装置16的旋转而产生脉冲信号的装置，例如，检测出旋转装置16的齿尖部和槽部，而产生与发动机转速成比例的脉冲信号。来自脉冲发生装置 18的脉冲信号传送至转速运算部19，实施后述的转速算出处理，并算出现在的发动机转速作为实际转速。在转速运算部19中所算出的实际转速反馈到PID控制部13的输入侧，并将与目标转速的差输入PID控制部13。接着，参照图2，对起因于内燃发动机11的燃烧冲程而产生的发动机转速的脉动与脉冲信号的关系进行说明。另外，图2表示各汽缸的活塞位置、爆燃时刻与发动机转速的变动以及脉冲信号的关系。在图2中，作为内燃发动机11采用6汽缸、2冲程的柴油发动机的情况下的时刻作为一例被示出。图2 (a)至图2 (f)分别表示在1循环(曲柄轴1旋转)中汽缸#1至#6的活塞位置与爆燃的时刻，图2(g)表示此时的主轴15的转速变动，图2(h)表示此时在脉冲信号发生装置18中所产生的脉冲信号的序列。如图2所示，在6汽缸2冲程发动机中，在曲柄轴1旋转期间(1循环)，在各汽缸中顺次发生1次爆燃，共计6次爆燃。由于在各汽缸中发生爆燃的燃烧冲程中，转矩供给曲柄轴，因此，曲柄轴的角速度在各汽缸刚爆燃后的时刻暂时变快，在发生爆燃的周期中发生变动(脉动)。由此，旋转装置16 (参照图1)的旋转(角速度)也在1循环期间发生变动， 在脉冲发生装置18中产生的脉冲信号的脉冲宽度、脉冲间隔也根据爆燃间隔而产生稀密。 另外，脉冲间隔对应于旋转装置16的齿间距(恒定值)，并且对应于主轴(曲柄轴)的倾斜角度(★角度)的旋转。如上所述，被调速器控制反馈的主机的实际转速基于脉冲信号而算出，例如，通过测量检测出规定数的脉冲为止的时间而得到。此外，转速能够从邻接的两个脉冲的时间间隔算出，在该情况下，能够使周期短的变动反映到被算出的转速上。但是，当算出各脉冲的转速时，可能会受到旋转装置和传感器的精度、错误脉冲、噪声等的影响。此外，由于通常的脉冲信号在短于汽缸间的爆燃间隔的周期中发生，因此，当算出各脉冲的转速时，所算出的转速中包含由于发动机的爆燃引起的脉动。由于内燃发动机自身的脉动与发动机转速控制没有关系，而且并不是通过燃料喷射量的调整而控制的，因此，当在调速器控制中将包含发动机脉动的转速进行反馈时，如现有技术中所说明，进行不需要的燃料调整，对于燃料供应系统的机构来说，带来不令人满意的结果。因此，在将发动机转速输入的调速器控制中，期望从被反馈的主机的实际转速中除去发动机的脉动的影响。为了从转速中除去发动机的脉动，也考虑使用滤波器，但是，在使用滤波器的情况下，例如当改变主机转速的设定时，需要改变滤波器的设定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.07.06 JP 2009-1602821.一种发动机转速算出装置，其特征在于包括脉冲检测机构，该脉冲检测机构对应于内燃发动机的1循环的旋转而检测出多个脉冲信号；以及转速算出机构，该转速算出机构从所述脉冲信号算出发动机转速；并且，所述发动机转速作为以所述内燃发动机的脉动周期为单位的移动平均而被算出。2.根据权利要求1所述的发动机转速算出装置，其特征在于所述转速算出机构通过以对应于所述脉动周期的规定的数将邻接的脉冲间的时间间隔Ti连续累计，从而求出所述脉动周期。3.根据权利要求2所述的发动机转速算出装置，其特征在于在将所述1循环的旋转中检测出的脉冲信号数N设为所述内燃发动机的汽缸数Z时，所述规定的数对应于N/Z。4.根据权利要求3所述的发动机转速算出装置，其特征在于在将N/Z的整数部设为Q 时，所述脉动周期采用Q个或者Q+1个的时间间隔Ti的累计而被算出。5.根据权利要求4所述的发动机转速算出装置，其特征在于在将N/Z的小数部设为D 时，在所述时间间隔Ti的累计中进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中一郎，岛田一孝，山本秀则，光藤亮，
申请(专利权)人：三井造船株式会社，三井造船系统技研株式会社，
类型：发明
国别省市：