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带船用减速逆转机的发动机的在全速倒车时的燃料喷射控制方法

摘要

具有利用该汽缸的燃烧循环以前的汽缸来识别曲轴的旋转量的旋转识别构件。在针对6汽缸中的某一个汽缸不能供给来自喷射器的燃料时,在该汽缸的燃烧循环以前,变更基于旋转识别构件的对象汽缸的汽缸数,以便识别在该汽缸的燃烧循环以前,燃烧循环连续的6个所有的汽缸的每一个的曲轴的旋转量,同时进行控制,使隔着该不能被供给燃料的汽缸,在位于燃烧循环的前后两侧的汽缸间的燃烧循环的间隔均一,并停止对燃烧循环的间隔与不能被供给燃料的汽缸一致的汽缸供给燃料的喷射器的燃料供给。

著录项

  • 公开/公告号CN101307730A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2008-11-19

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 洋马株式会社;

    申请/专利号CN200810098967.2

  • 申请日2005-06-24

  • 分类号

  • 代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所;

  • 代理人何腾云

  • 地址 日本大阪府

  • 入库时间 2023-12-17 21:06:40

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-06-07

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):F02D41/10 授权公告日:20110727 终止日期:20180624 申请日:20050624

    专利权的终止

  • 2011-07-27

    授权

    授权

  • 2009-01-14

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2008-11-19

    公开

    公开

说明书

本申请为申请人“洋马株式会社”递交的申请日为2005年6月24日、申请号为“200580009607.5”、发明名称为“多汽缸发动机的燃料控制方法、发动机的燃料喷射量控制方法以及使用它的发动机运转状态判别方法、多个发动机的推进装置、带船用减速逆转机的发动机的在全速倒车时的燃料喷射控制方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明就概念上而言,有关发动机的控制,涉及针对多个汽缸单独控制来自燃料喷射阀的燃料的供给量的多汽缸发动机的燃料控制方法、控制从燃料喷射阀喷射的燃料的喷射量的发动机(特别是带增压器的发动机)的燃料喷射量控制方法以及使用它的发动机运转状态判别方法、相对于多个发动机,推进轴被分别单独连接的多个发动机的推进装置、带有使前进航行时的船舶迅速停船的船用减速逆转机的发动机的在全速倒车(クラツシユアスタ一ン)时的燃料喷射控制方法。

背景技术

一般,在柴油发动机等的多汽缸发动机中,从谋求进一步提高运转性的观点出发,设置了根据发动机的运转状态,电气地进行燃料的喷射控制(即,燃料喷射量控制和喷射时期控制)的电子燃料喷射装置(例如,参照专利文献1)。

在这样的电子燃料喷射装置中,针对发动机的各汽缸,进行单独控制来自燃料喷射阀的燃料的供给量。

另外,在该电子燃料喷射装置中,以往,增压补偿器已被公知(例如,参照专利文献2),该增压补偿器根据吸入发动机的空气量,限制来自燃料喷射阀的燃料喷射量,降低从发动机排出的黑烟。

上述的电子燃料喷射装置,例如也被使用在搭载于船舶等的发动机中。另外,以往,在搭载于船舶等的多个发动机中,已被公知的是,在轴端具有螺旋桨的推进轴分别单独与该各发动机连接,通过单一的调节器杆进行调整,使各发动机的推进轴的旋转量同步(例如,参照专利文献3)。

另外,在船舶中,一般是在使航行中的船舶迅速停船时,进行将离合器从前进转换到后退的被称作全速倒车的操作。在实施这样的全速倒车时,若施加到发动机的负荷过大,则存在发动机停止的可能性。这是因为在将离合器从前进转换到后退时,发动机的实际转数降低。因此,在防止发动机停止的基础上,在实行全速倒车时,以每个发动机的实际转数的大小,设定发动机停止界限的发动机转数,在低于该发动机转数时,使离合器处于中立(空档),减轻施加给发动机的负担,据此,等待发动机实际转数的恢复,在恢复到某种程度后,进行将离合器转换到后退。

但是,在这样的方法中,由于在发动机的实际转数上升到某种程度后,必需将离合器转换到后退,因此,到停船要花费相当多的时间。

因此,以往,在前进航行时使船舶停止时,若将离合器从前进转换到后退,实施全速倒车,则根据发动机的实际转数的大小进行控制,达到发动机不会停止的离合器油压,能够不会使发动机停止地使航行中的船舶迅速停船(例如,参照专利文献4)。

专利文献1:特公平4-59458号公报

专利文献2:特开2001-227382号公报

专利文献3:特开2001-128388号公报

专利文献4:特开2001-71995号公报

然而,在上述的专利文献1所示那样的以往的具有电子燃料喷射装置的多汽缸发动机中,如图21所示,在不能供给针对6汽缸中的某个汽缸(在图21中为第4汽缸)的来自燃料喷射阀的燃料时,在确保发动机的输出的基础上,进行使来自位于第4汽缸的燃烧循环的后侧的第2汽缸的燃料喷射阀的燃料的供给量增量的控制。

但是,由于仅使来自第2汽缸的燃料喷射阀的燃料的供给量增量的部分,要进行使来自位于该燃烧循环的后侧的第6汽缸的燃料喷射阀的燃料的供给量减少的控制,因此,进行根据来自第6汽缸的燃料喷射阀的燃料的供给量的减少,而使来自位于该第6汽缸的燃烧循环的后侧的第3汽缸的燃料喷射阀的燃料的供给量增量,再有,根据来自第3汽缸的燃料喷射阀的燃料的供给量的增加,而使来自位于该第3汽缸的燃烧循环的后侧的第5汽缸的燃料喷射阀的燃料的供给量减量。这是因为通过来自针对各汽缸的燃料喷射阀的燃料的供给,来识别该汽缸的燃烧循环前的例如2个汽缸,从而决定曲轴的旋转量。

因此,来自各汽缸的燃料喷射阀的燃料的供给量交互增减,产生不一致,发动机的振动非常大。

另外,在上述的专利文献2所示那样的以往的增压补偿器中,吸入发动机的空气量由吸入空气量传感器或吸气压力传感器(辅助压力传感器)检测,在发动机处于过渡状态,例如处于加速状态时,根据由上述传感器检测的检测值,限制来自燃料喷射阀的燃料喷射量,抑制炭黑的排出,并得到良好的加速状态。

在该情况下,若传感器故障,则不能恰当地限制来自燃料喷射阀的燃料喷射量,在发动机为过渡状态时,燃料喷射量一直增量,从发动机排出大量的黑烟。

而且,若设置传感器,则不能避免成本的提高,在商品战略上也成为不利的因素。

从该观点出发,存在不依赖于传感器,就能够抑制来自发动机的黑烟的排出,并希望能得到良好的加速状态的要求。

另外,如上述的专利文献3所示,在以往的搭载于船舶等的多个发动机中,若多个发动机中的至少一个发动机由于因燃料喷射阀的燃料喷射故障等而使输出降低,则该输出降低的发动机的推进轴的旋转量减少,与剩余的其他的正常的发动机的推进轴的旋转量之间产生旋转差。在该情况下,在上述以往的装置中,因为是通过单一的调节器杆进行调整,使各发动机的推进轴的旋转量同步,所以不能谋求多个发动机的同步。

另外,如上述的专利文献4所示,在以往的船舶中,因为在实施全速倒车时,根据发动机的实际转数的大小进行控制,达到发动机不会停止的离合器油压,所以在船速快,施加到发动机的负荷大的情况下,需要根据船速,变更离合器油压的升压图形,不能提升离合器油压,直至船速下降,对发动机的负荷减小。因此,在船速下降到某种程度之前的期间,必需保持某种规定的离合器油压,使航行中的船舶停船,需要时间。

然而,在作为船舶的发动机所适用的柴油发动机中,要进行检测增压空气的压力(辅助压),调整燃料喷射量的由增压补偿器进行的控制,若进行在实施全速倒车时,将离合器从前进转换成后退,则特别是在低的发动机旋转时,辅助降低,由增压补偿器进行的对发动机的燃料喷射量受到抑制。在该情况下,若不能象上述以往那样提升离合器油压,直至船速下降,对发动机的负荷减小,则随着实施全速倒车时的发动机的实际转数的降低,燃料喷射量受到抑制,表现出强烈的发动机停止倾向,需要采用一些对策。

从上述来看,本发明就是鉴于相关的问题点而成,其目的在于,提供一种针对多个汽缸中的某一个汽缸在不能供给来自燃料喷射阀的燃料时,能够积极地降低发动机的振动的多汽缸发动机的燃料控制方法。

另外,本发明就是鉴于相关的问题点而成,其目的在于,提供一种不依赖传感器,就能抑制来自发动机的黑烟的排出,并能得到良好的加速状态的发动机的燃料喷射量控制方法以及使用它的发动机运转状态判别方法。

另外,本发明就是鉴于相关的问题点而成,其目的在于,提供一种即使多个发动机中的至少一个发动机输出降低,也能够通过单一的调节器杆,谋求与剩余的其他的发动机同步的多个发动机的推进装置。

另外,本发明就是鉴于相关的问题点而成,其目的在于,提供一种能够避免在实施全速倒车时,由于增压补偿器或加强(なまし)处理的控制造成的发动机停止,并且能够使船舶迅速停船的带船用减速逆转机的发动机的在全速倒车时的燃料喷射控制方法。

发明内容

为了实现上述目的,在本发明中,作为一种相对于多个汽缸,单独控制来自燃料喷射阀的燃料的供给量的多汽缸发动机的燃料控制方法,具有对通过针对汽缸的来自燃料喷射阀的燃料的供给而旋转的曲轴的旋转量,利用该汽缸的燃烧循环以前的汽缸来识别的旋转识别构件。这样,在针对多个汽缸中的某一个汽缸不能供给来自燃料喷射阀的燃料时,在该汽缸的燃烧循环以前,变更基于上述旋转识别构件的对象汽缸的汽缸数,以便识别燃烧循环连续的至少每4个汽缸的曲轴的旋转量,同时进行控制,使隔着该不能被供给燃料的汽缸,在位于燃烧循环的前后两侧的汽缸间的燃烧循环的间隔均一,并停止对燃烧循环的间隔与不能被供给燃料的汽缸一致的汽缸供给燃料的燃料喷射阀的燃料供给。

根据该特定事项,因为在针对多个汽缸中的某一个汽缸不能供给来自燃料喷射阀的燃料时,在不能被供给燃料的汽缸的燃烧循环以前,将基于旋转识别构件的对象汽缸的汽缸数,变更为燃烧循环连续的至少4个汽缸,识别每个各汽缸的曲轴的旋转量,停止对燃烧循环的间隔与该不能被供给燃料的汽缸一致的汽缸供给燃料的燃料喷射阀的燃料供给,使隔着没有被供给燃料的汽缸,位于燃烧循环的前后两侧的汽缸间的燃烧循环的间隔均一,所以在不能被供给燃料的汽缸的燃烧循环以前,识别燃烧循环连续的至少每4个汽缸的曲轴的旋转量,决定燃料的供给量,在此基础上,在来自燃料喷射阀的没有被供给燃料的汽缸之间的燃烧循环的间隔为均一。据此,能够积极地减低由于没有从燃料喷射阀进行燃料供给的汽缸而产生的发动机的振动。

另外,在上述方法中,也可以在针对多个汽缸中的某一个汽缸不能供给来自燃料喷射阀的燃料时,根据发动机的振动,变更发动机的可运转区域。在该情况下,能够抑制没有从燃料喷射阀进行燃料供给的汽缸和从燃料喷射阀进行燃料供给的汽缸在燃烧循环之间的不一致,在并非强行的发动机的可运转区域,能有效地降低发动机的振动。

这样,在上述方法中,也可以在针对多个汽缸中的燃烧循环连续的多个汽缸不能供给来自燃料喷射阀的燃料时,进行控制,进行针对剩余的所有汽缸的来自燃料喷射阀的燃料供给。在该情况下,通过针对剩余的所有汽缸进行的燃料供给,能够确保发动机的可运转区域。

再有,在上述方法中,也可以根据增压补偿器产生的辅助压,调整针对各汽缸供给燃料的来自燃料喷射阀的燃料喷射量,在针对多个汽缸中的某一个汽缸不能供给来自燃料喷射阀的燃料时,进行控制,解除由增压补偿器进行的燃料喷射量调整。在该情况下,即使由于没有从燃料喷射阀进行燃料供给的汽缸,而使辅助压降低,通过解除由增压补偿器进行的与辅助压相应的燃料喷射量调整,也不存在随着发动机输出降低而抑制燃料喷射量的情况。据此,在针对多个汽缸中的某一个汽缸不能供给来自燃料喷射阀的燃料时,不会由于由增压补偿器进行的燃料喷射量调整,而限制发动机的输出,能够扩大发动机的可运转区域。

另外,为了实现上述目的,在本发明中,作为一种控制由燃料喷射阀喷射的燃料的喷射量的发动机的燃料喷射量控制方法,判定发动机的过渡状态,在判定为发动机进入到过渡状态时,或是进行在一定时期限制来自燃料喷射阀的燃料的最大喷射量的控制,或是进行转换燃料喷射量调整图谱的控制,限制来自燃料喷射阀的燃料的最大喷射量,或是进行变更相对于过渡时间的燃料喷射量的加强常数的控制,限制来自燃料喷射阀的燃料的最大喷射量。

另外,在上述方法中,也可以在稳定运转状态下,在作为固定值的状态量的变化量,即,节气门开度或轨道压力·喷射量的设定值的变化量超过了某个界限值的情况下,判定发动机的运转状态为过渡状态。

根据这些特定事项,因为在判定为发动机进入到过渡状态时,或是进行在一定时期限制来自燃料喷射阀的燃料的最大喷射量的控制,或是进行转换燃料喷射量调整图谱的控制,限制来自燃料喷射阀的燃料的最大喷射量,或是进行变更相对于过渡时间的燃料喷射量的加强常数的控制,限制来自燃料喷射阀的燃料的最大喷射量,所以即使是在或是传感器故障,或是没有设置传感器而未搭载,在发动机进入到加速状态(过渡状态)时,也恰当地限制了来自燃料喷射阀的燃料的最大喷射量,在发动机处于加速状态时,没有不必要地增量燃料的最大喷射量,有效地抑制了来自发动机的黑烟的排出。而且,不需要通过传感器限制来自燃料喷射阀的燃料的最大喷射量,不需要传感器本身,不会由于传感器造成成本提高,在商品战略上非常有利。

据此,不依赖检测吸入空气量的传感器,就能够有效地抑制了来自发动机的黑烟的排出,并能得到良好的加速状态。

另外,为了实现上述目的,在本发明中,作为多个发动机的推进装置,设置有推进轴、单一的调节器杆、控制构件,该推进轴在分别与多个发动机单独连接的轴端具有螺旋桨;该单一的调节器杆使上述各发动机的推进轴的旋转量同步进行调整;该控制构件进行控制,在上述各发动机中的至少一个发动机输出降低时,相对于该输出降低了的发动机的推进轴的旋转量,使剩余的其他的发动机的推进轴的旋转量降低到同步的旋转量。

根据该特定事项,因为在发动机中的至少一个发动机输出降低时,进行控制,使剩余的其他的发动机的推进轴的旋转量降低到与该输出降低了的发动机的推进轴的旋转量同步的旋转量,所以即使各发动机中的至少一个发动机因为燃料喷射阀造成的燃料喷射故障等,输出降低,推进轴的旋转量减少,在其与剩余的其他的正常的发动机的推进轴的旋转量之间也不会产生旋转差,能够通过单一的调节器杆,谋求多个发动机的同步。

再有,在上述构成中,也可以在输出降低的发动机的输出进一步降低,不能得到推进力时,解除针对该发动机的推进轴的旋转量而使剩余的其他的发动机的推进轴的旋转量同步的控制,通过调节器杆,仅对剩余的其他的发动机的推进轴的旋转量进行调整。在该情况下,当然能够避免由于输出降低而不能得到推进力的发动机和正常的发动机的无意义的同步,进行确保在输出没有大幅降低的状态下的剩余的其他的正常的发动机进行的输出,能保持多个发动机的性能。

另外,为了实现上述目的,在本发明中,作为一种带船用减速逆转机的发动机的在全速倒车时的燃料喷射控制方法,在使前进航行时的船舶停船时,判定为将离合器从前进转换为后退,实施了全速倒车,并且发动机的实际转数减少,且发动机的实际转数低于目标转数,或是在燃料喷射量由于由增压补偿器进行的与辅助压相应的燃料喷射量调整而达到限制量时,进行由下述方法中的至少的一种或多种组合所进行的避免发动机停止的控制,即,由增压补偿器进行的与辅助压相应的燃料喷射量调整的解除、和使由增压补偿器进行的与辅助压相应的燃料喷射量增量那样的燃料喷射量调整图谱的变更、以及以增加控制响应速度为目的的加强处理时常数的变更。

根据该特定事项,因为在实施全速倒车时,在发动机的实际转数减少,低于目标转数时,或是在由于增压补偿器,燃料喷射量达到限制量时,进行由下述方法中的至少的一种或多种组合所进行的避免发动机停止的控制,即,由增压补偿器进行的燃料喷射量调整的解除、和由增压补偿器进行的向燃料喷射量的增量侧的燃料喷射量调整图谱的变更、以及以增加控制响应速度为目的的加强处理时常数的变更,所以即使是在实施全速倒车时,将离合器从前进转换成后退,对发动机施加负荷,实际转数下降,只要通过增压补偿器进行的与辅助压相应的燃料喷射量的调整的解除来进行避免发动机停止的控制,就不存在随着实施全速倒车时的发动机的实际转数的降低而抑制燃料喷射量的情况。另外,即使是在实施全速倒车时,将离合器从前进转换成后退,对发动机施加负荷,实际转数下降,只要通过增压补偿器进行的与辅助压相应的使燃料喷射量增量那样的燃料喷射量调整图谱的变更来进行避免发动机停止的控制,在实施全速倒车时,即使发动机的实际转数降低,燃料喷射量也不会被抑制,而是被增量。再有,即使是在实施全速倒车时,将离合器从前进转换成后退,对发动机施加负荷,实际转数下降,只要通过以增加控制响应速度为目的的加强处理时常数的变更进行避免发动机停止的控制,就能够减小在实施全速倒车时的发动机的实际转数的下降量,也能够抑制对燃料喷射量的抑制程度。据此,通过上述避免发动机停止的控制中的一种或多种组合所进行的避免发动机停止的控制,可在实施全速倒车时,能够避免由于增压补偿器的控制造成的发动机停止,并且能够迅速地使船舶停船。

另外,在上述方法中,也可以在上述避免发动机停止的控制的基础上,还进行使燃料喷射压增压的喷射压增压控制。在该情况下,能够通过燃料喷射压的增压,有效地抑制随着避免发动机停止的控制而产生的燃料喷射量的增量而增加的烟尘(黑烟)的产生。

这样,在上述方法中,也可以在上述喷射压增压控制的基础上,还进行使燃料喷射时期滞后的喷射时期滞后控制。在该情况下,可以通过燃料喷射时期的延迟,有效地抑制随着由喷射压增压控制而产生的燃料喷射压增压而增大的燃烧噪音。

再有,在上述方法中,也可以在被判定为全速倒车被解除时,解除判定为实施全速倒车时的控制,恢复到实施全速倒车前的通常的控制。在该情况下,实施全速倒车时的避免发动机停止的控制、喷射压增压控制以及喷射时期延迟控制回到实施全速倒车前的通常的控制,可以在判定全速倒车被解除时,象原来那样降低实施全速倒车时由避免发动机停止的控制而产生的燃料喷射量的增量而增加的烟尘(黑烟),以及随着喷射压增压控制而产生的燃料喷射压的增压而增大的燃烧噪音等。

发明效果

根据有关本发明的多汽缸发动机的燃料控制方法,在针对多个汽缸中的某一个汽缸不能供给来自燃料喷射阀的燃料时,能够积极地降低发动机的振动。

主要是,在针对某一个汽缸不能供给来自燃料喷射阀的燃料时,在不能被供给燃料的汽缸的燃烧循环以前,将基于旋转识别构件的对象汽缸的汽缸数变更为燃烧循环连续的至少4个汽缸,识别各汽缸的每一个曲轴的旋转量,停止对燃烧循环的间隔与该不能被供给燃料的汽缸一致的汽缸供给燃料的燃料喷射阀的燃料供给,使在位于不能被供给燃料的汽缸的燃烧循环前后两侧的汽缸间的燃烧循环的间隔均一,据此,在不能被供给燃料的汽缸的燃烧循环以前,识别燃烧循环连续的至少4个汽缸的每一个曲轴的旋转量,决定燃料的供给量,在此基础上,能够使在没有从燃料喷射阀进行燃料供给的汽缸之间的燃烧循环的间隔均一,积极地降低发动机的振动。

另外,根据有关本发明的发动机的燃料喷射量控制方法以及使用它的发动机运转状态判别方法,能够不必依赖传感器(例如辅助压力传感器),而限制在发动机的过渡状态下的燃料的最大喷射量,能够抑制来自发动机的黑烟的排出,并能得到良好的加速状态。

主要是,在判定发动机为进入到过渡状态时,或是进行在一定时期限制来自燃料喷射阀的燃料的最大喷射量的控制,或是进行转换燃料喷射量调整图谱的控制,限制来自燃料喷射阀的燃料的最大喷射量,或是进行变更相对于过渡时间的燃料喷射量的加强常数的控制,限制来自燃料喷射阀的燃料的最大喷射量,据此,在检测吸入空气量的传感器故障时,或未搭载传感器时,恰当地限制来自燃料喷射阀的燃料的最大喷射量,能够不依赖检测吸入空气量的传感器,就能抑制来自发动机的黑烟的排出,并能够得到良好的加速状态。

另外,根据有关本发明的多个发动机的推进装置,即使是多个发动机中的至少一个发动机输出降低,也可以通过单一的调节器杆,谋求与剩余的其他的发动机的同步。

主要是,在发动机中的至少一个发动机输出降低时,进行控制,使剩余的其他的发动机的推进轴的旋转量降低到与该输出降低了的发动机的推进轴的旋转量同步的旋转量,据此,在其与正常的发动机的推进轴的旋转量之间不会产生旋转差,能够通过单一的调节器杆,谋求多个发动机的同步。

另外,根据有关本发明的带船用减速逆转机的发动机的在全速倒车时的燃料喷射控制方法,能够避免在实施全速倒车时,由于增压补偿器或加强处理的控制造成的发动机停止,并且能够使船舶迅速停船。

主要是,在实施全速倒车时,在发动机的实际转数减少,低于目标转数时,或是在通过增压补偿器,燃料喷射量达到限制量时,进行由下述方法中的至少的一种或多种组合所进行的避免发动机停止的控制,即,由增压补偿器进行的燃料喷射量调整的解除、和由增压补偿器进行的向燃料喷射量的增量侧的燃料喷射量调整图谱的变更、以及以增加控制响应速度为目的的加强处理时常数的变更,据此,即使是在实施全速倒车时,将离合器从前进转换成后退,对发动机施加负荷,实际转数下降,通过避免发动机停止的控制中的一种或多种组合所进行的避免发动机停止的控制,可在实施全速倒车时,能够避免由于增压补偿器的控制造成的发动机停止,并且能够迅速地使船舶停船。

附图说明

图1是表示有关本发明的实施方式的应用在船用6汽缸发动机中的共轨式燃料喷射系统的整体构成的概略构成图。

图2是表示在通常状态下的燃烧循环的各汽缸的燃料喷射量的特性图。

图3是表示针对某个汽缸,在来自喷射器的燃料不能喷射供给的状态下的燃烧循环的各汽缸的燃料喷射量的特性图。

图4是表示在停止了针对燃料循环的间隔与燃料不能喷射供给的第4汽缸一致的第6汽缸以及第5汽缸喷射供给燃料的喷射器的燃料喷射的状态下的燃烧循环的各汽缸的燃料喷射量的特性图。

图5是表示在通常状态以及停止了针对各汽缸的喷射器的燃料喷射的状态下的针对发动机的转数的燃料喷射量特性的特性图。

图6是表示在通常状态以及停止了针对各汽缸的喷射器的燃料喷射的状态下的针对发动机的转数的发动机扭矩的特性的特性图。

图7是在有关本发明的实施例2的带增压器的发动机的燃料喷射量控制方法中所应用的蓄压式燃料喷射装置的概略构成图。

图8是同样的用于决定燃料喷射量的控制框图。

图9是同样的分别单独表示相对于发动机的加速时间的辅助压、燃料喷射量、发动机转数的特性的特性图。

图10是表示在有关本发明的实施例3的带增压器的发动机的燃料喷射量控制方法中所应用的相对于发动机转数的燃料的最大喷射量的特性的特性图。

图11是表示将在有关本发明的实施例4的带增压器的发动机的燃料喷射量控制方法中所应用的在增压补偿器功能有效期间的相对于发动机加速时间的燃料喷射量,通过大的加强常数进行过处理的状态的特性图。

图12是具有有关本发明的实施方式的多个发动机的推进装置的小型船舶的外观立体图。

图13是表示推进装置的构成的图。

图14是表示相对于调节器杆角度的各发动机的目标转数的特性的特性图。

图15是有关本发明的实施方式的船用减速逆转机的油回路图。

图16是船用减速逆转机的概略构成图。

图17是表示使由前进航行时的船舶停船时的控制器所进行的控制的流程的流程图。

图18是表示相对于加强时常数的柴油发动机的旋转下降量的特性的特性图。

图19(a)是表示相对于燃料喷射压力的烟尘的量以及燃烧噪音的特性的特性图。图19(b)是表示相对于燃料喷射时期的燃烧噪音的特性的特性图。

图20是表示有关变形例的针对燃料的最大喷射量的柴油发动机的旋转下降量的特性的特性图。

图21是表示在有关以往例的针对发动机的某个汽缸,来自喷射器的燃料不能喷射供给的状态下的燃烧循环的各汽缸的燃料喷射量的特性图。

符号说明

11    6汽缸柴油发动机(多汽缸发动机)

111   曲轴

1100  旋转识别构件

12    喷射器(燃料喷射阀)

21        喷射器(燃料喷射阀)

221       辅助压力传感器(传感器)

32        左侧发动机(发动机)

33        右侧发动机(发动机)

34c、35c  推进轴

36        左侧螺旋桨

37        右侧螺旋桨

316       调节器杆

314       控制器(控制构件)

411       前进离合器

412       后退离合器

413       前进后退转换阀(离合器)

E         柴油发动机、发动机

具体实施方式

下面,根据附图,说明用于实施本发明的最佳的方式。

实施例1

图1表示在有关本发明的实施例1的多汽缸柴油发动机中使用的共轨式燃料喷射系统的整体构成。

该共轨式燃料喷射系统具有多个(在本例中为六个)喷射器12,…、供给泵13、共轨15、电子控制单元110,该喷射器12,…作为搭载在船用的6汽缸柴油发动机11(下称发动机)的各汽缸的每一个上的燃料喷射阀;该供给泵13被发动机11旋转驱动;该共轨15形成有对由该供给泵13排出的高压燃料蓄压的蓄压室;该电子控制单元110电子控制各汽缸的喷射器12以及供给泵13。

各汽缸的喷射器12是与高压管(未图示出)连接,并将在共轨15蓄压的高压燃料向发动机11的各汽缸的燃烧室内喷射供给的燃料喷射嘴,该高压管被连结在从共轨15分支的多个分支管(高压配管路径)116的下游端。从这些喷射器12向发动机11进行的燃料的喷射是通过对设置在喷射器12内的燃料通路的途中的喷射控制用电磁阀(未图示出)进行通电以及停止通电(ON/OFF)来电子控制。即,在各汽缸的喷射器12的喷射控制用电磁阀开阀期间,被共轨15蓄压的高压燃料被喷射供给到发动机11的各汽缸的燃烧室内。

供给泵13具有公知的进给泵(未图示出)、柱塞(未图示出)、加压室(未图示出),该进给泵通过泵驱动轴112随着发动机11的曲轴111的旋转而旋转来汲取燃料箱19内的燃料;该柱塞被泵驱动轴112驱动;该加压室通过该柱塞的往复运动对燃料加压。于是,供给泵13是对由进给泵汲出的燃料加压,并从排出口向共轨15排出高压燃料的高压供给泵。在通到该进给泵13的加压室的燃料流路的入口侧,安装着通过开闭该燃料流路来变更从供给泵13向共轨15的燃料的排出量的入口调量阀14。

入口调量阀14是借助未图示出的泵驱动回路,通过来自电子控制单元110的控制信号(泵驱动信号)被电子控制,来调整被吸入到供给泵13的加压室内的燃料的吸入量的吸入量调整用电磁阀(泵吸入阀),从而变更与从各喷射器12向发动机11喷射供给的喷射压力(燃料压力)相当的共轨15内的压力(下称共轨压)。该入口调量阀14是若停止通电,则阀状态为全开状态的常开型的泵流量控制阀(电磁阀)。

对共轨15需要连续地蓄压到与喷射压力相当的高压力,因此,借助燃料配管(高压配管路径)113,与排出高压燃料的供给泵13的排出口连接。另外,来自喷射器12的泄漏燃料以及来自供给泵13的泄漏燃料经过泄漏配管(低压通路)114返回到燃料箱19。另外,在对从共轨15向燃料箱19的燃料进行减压的减压配管(低压通路)115上,安装着压力限制器16,该压力限制器16用于释放压力,使共轨压不会超过界限蓄压压力(界限设定压)。

压力限制器16是在高压配管路径内的燃料压,即,实际共轨压超过界限设定压时开阀,用于将燃料压抑制在界限设定压以下的压力安全阀。该压力限制器16具有阀体(阀主体)、开闭形成在该阀体上的阀孔的球阀(阀芯)、与该球阀一体地动作的活塞、向球阀以及活塞落在阀座侧(闭阀方向)以规定的弹压力进行弹压的弹簧等。这样,通过球阀的座径和弹簧的设定负载,决定压力限制器16的开阀压。

电子控制单元110具有公知的构造的微电脑,该微电脑由含有进行控制处理、演算处理的CPU、储存各种程序以及数据的ROM、RAM、输入回路、输出回路、电源回路、喷射器驱动回路以及泵驱动回路等的功能而构成。这样,其构成为,来自各种传感器的传感器信号在通过A/D转换器进行A/D转换后,被输入到微电脑。

另外,电子控制单元110具有喷射量·喷射时期决定构件、喷射脉冲宽度决定构件、喷射器驱动构件,该喷射量·喷射时期决定构件决定与发动机11的运转条件相应的最合适的目标喷射时期(喷射开始时期)、从各汽缸的喷射器12向发动机11喷射的燃料的目标喷射量(喷射期间);该喷射脉冲宽度决定构件演算与发动机11的运转条件以及目标喷射量相应的喷射脉冲时间(喷射脉冲宽度)的喷射器喷射脉冲;该喷射器驱动构件借助喷射器驱动回路,向各喷射器12的喷射控制用电磁阀施加喷射器喷射脉冲。即,电子控制单元110其构成为,根据由旋转速度传感器121检测到的发动机旋转速度(下面称为发动机转数)以及由油门开度传感器122检测到的油门开度等的发动机运转信息,算出目标喷射量,与从发动机11的运转条件以及目标喷射量算出的喷射脉冲宽度相应,向各汽缸的喷射器12的喷射控制用电磁阀施加喷射器喷射脉冲。据此,发动机11进行运转。

这样,电子控制单元110也是演算相当于与发动机11的运转条件相应的最合适的燃料喷射压力的目标共轨压,借助泵驱动回路,驱动供给泵13的入口调量阀14的排出量控制构件。即,电子控制单元110其构成为,由旋转速度传感器121检测到的发动机转数以及由油门开度传感器122检测到的油门开度等的发动机运转信息,进而加上由冷却水温传感器123检测到的发动机冷却水温的修正,算出目标共轨压,为了达到该目标共轨压,而向供给泵13的入口调量阀14输出控制信号。

另外,在电子控制单元110上,通过曲轴旋转量传感器124,输入按照第1汽缸、第4汽缸、第2汽缸、第6汽缸、第3汽缸、第5汽缸的顺序反复的在燃烧循环的各汽缸的每一个的曲轴111的旋转量。这样,电子控制单元110具有旋转识别构件1100,该旋转识别构件1100如图2所示,例如,通过该汽缸(从喷射器12喷射供给燃料的第5汽缸)的燃烧循环以前的2个以上的汽缸(在图2中是第6汽缸以及第3汽缸),来识别通过来自针对第5汽缸的喷射器12的燃料的喷射供给而旋转的曲轴111的旋转量。该旋转识别构件1100如图3所示,在针对6汽缸中的某一个汽缸(在图中为第4汽缸)不能喷射供给来自喷射器12的燃料时,将对象汽缸的汽缸数从2汽缸变更为6汽缸,以便在该汽缸(第4汽缸)的燃烧循环以前识别燃烧循环连续的6个汽缸的所有的曲轴的旋转量。在该情况下,在针对6汽缸中的某一个汽缸不能喷射供给来自喷射器12的燃料时的检测,是通过设置在共轨15内的燃料压力检测传感器125进行,通过该燃料压力检测传感器125,不受针对任意的汽缸从喷射器12进行燃料喷射供给的影响,利用没有产生因喷射供给而造成的共轨压的降低的情况来进行检测。

这样,电子控制单元110在针对6汽缸中的某一个汽缸(在图3中为第4汽缸)不能喷射供给来自喷射器12的燃料时,如图4所示,进行控制,使隔着该不能被喷射供给燃料的第4汽缸,在位于燃烧循环的前后两侧的第1汽缸和第2汽缸之间的燃烧循环的间隔(跳过1汽缸的间隔)均一,停止针对燃烧循环的间隔与不能被喷射供给燃料的第4汽缸一致的第6汽缸以及第5汽缸喷射供给燃料的喷射器12的燃料喷射。此时,由旋转识别构件1100所识别的对象汽缸的汽缸数被变更为4汽缸,以便在由喷射器12喷射供给燃料的汽缸的燃烧循环以前,识别燃烧循环连续的4个汽缸(也包括没有被喷射供给燃料的汽缸)的曲轴111的旋转量。另外,针对3个汽缸的来自喷射器12的燃料喷射量与从喷射器12向全部6个汽缸进行燃料喷射的情况相比,大约增加一倍,谋求了维持发动机的输出。

另外,电子控制单元110在针对6汽缸中的某一个汽缸(在图3中为第4汽缸)不能喷射供给来自喷射器12的燃料时,根据发动机11的振动,变更发动机11的可运转区域。在该情况下,如图5所示,根据由发动机11的振动预先决定的、相对于转数的针对各汽缸的喷射器12的燃料喷射量的两个特性(在图中由单点划线和双点划线表示的特性)来进行选择。另外,在图5中实线所示的特性是表示针对所有的汽缸的来自喷射器12的燃料喷射没有阻碍地进行的通常的情况。另外,各个特性如图6所示,从相对于发动机转数的发动机扭矩的特性也能看出。

在此基础上,电子控制单元110在来自针对多个汽缸中的燃烧循环连续的2个以上的汽缸的喷射器12的燃料不能喷射供给时,进行控制,针对剩余的全部汽缸,进行来自喷射器12的燃料的喷射供给。例如,在来自针对燃烧循环连续的第1汽缸和第4汽缸两个汽缸的喷射器12不能喷射供给燃料时,进行控制,针对剩余的第2汽缸、第6汽缸、第3汽缸以及第5汽缸的所有的汽缸,进行来自喷射器12的燃料的喷射供给。

再有,针对各汽缸喷射供给燃料的喷射器12,根据基于增压补偿器的辅助压,其燃料喷射量被调整。这样,电子控制单元110在针对6汽缸中的某一个汽缸不能喷射供给来自喷射器12的燃料时,进行控制,解除基于增压补偿器的燃料喷射量调整。

因此,在上述实施方式中,在针对6汽缸中的某一个汽缸(例如第4汽缸)不能喷射供给来自喷射器12的燃料时,将基于旋转识别构件1100的对象汽缸的汽缸数,在不能被喷射供给燃料的第4汽缸的燃烧循环以前,变更为燃烧循环连续的6个全部的汽缸,识别各汽缸每一个的曲轴111的旋转量,针对燃烧循环的间隔与该不能被喷射供给燃料的第4汽缸一致的第6汽缸以及第5汽缸,停止喷射供给燃料的喷射器12的燃料喷射,使隔着没有被喷射供给燃料的汽缸,在位于燃烧循环的前后两侧的汽缸之间的燃烧循环的间隔均一,因此,在燃料不能被喷射供给的汽缸的燃烧循环以前,识别燃烧循环连续的6个所有的每一个汽缸的曲轴111的旋转量,决定燃料的喷射量,在此基础上,还使在没有从喷射器12喷射供给燃料的汽缸之间的燃烧循环的间隔均一。据此,能够积极地降低由于没有从喷射器12喷射供给燃料的汽缸所产生的发动机11的振动。

另外,因为在针对6汽缸中的某一个汽缸不能喷射供给来自喷射器12的燃料时,根据由发动机11的振动预先决定的、相对于转数的针对各汽缸的喷射器12的燃料喷射量的两个特性(在图5中,由单点划线和双点划线表示的特性),来变更发动机11的可运转区域,所以能够抑制在没有从喷射器12喷射供给燃料的汽缸和从喷射器12喷射供给燃料的汽缸的燃烧循环之间的不一致,能够在并非强行的发动机11的可运转区域,有效地降低发动机11的振动。

然后,因为在来自针对6汽缸中的燃烧循环连续的2个以上的汽缸的喷射器12不能喷射供给燃料时,进行控制,针对剩余的所有的汽缸进行来自喷射器12的燃料喷射供给,所以通过针对剩余的所有的汽缸的燃料的喷射供给,能够确保发动机11的可运转区域。

再有,因为在针对6汽缸中的某一个汽缸不能喷射供给来自喷射器12的燃料时,进行控制,解除基于增压补偿器产生的与辅助压相应的燃料喷射量调整,所以即使因没有从喷射器12喷射供给燃料的汽缸导致辅助压降低,通过基于增压补偿器的与辅助压相应的燃料喷射量调整的解除,不会有随着发动机11的输出降低而抑制燃料喷射量的情况。据此,在针对6汽缸中的某一个汽缸不能喷射供给来自喷射器12的燃料时,不会由于基于增压补偿器的燃料喷射量调整而限制发动机11的输出,能够扩大发动机11的可运转区域。

另外,本发明并非仅限于上述实施方式,也包含其他种种的变形例。例如,在上述实施方式中,作为多汽缸发动机,使用了6汽缸发动机,但只要是4汽缸以上的偶数汽缸发动机,无论是否船用,都能够应用到所有的发动机中。

实施例2

接着,根据附图,说明本发明的实施例2。

在本实施例2中,对将本发明应用在带增压器的6汽缸船舶用柴油发动机中的情况进行说明。

-燃料喷射装置的构成说明-

首先,对有关本实施例2的应用在发动机中的燃料喷射装置的整体构成进行说明。图7是表示在带增压器的6汽缸船舶用柴油发动机(表示在图8中)中所具有的蓄压式燃料喷射装置。

该蓄压式燃料喷射装置具有与带增压器的柴油发动机(下面简称发动机)的各汽缸对应地安装的多个燃料喷射阀(下称喷射器)21,21,…、蓄压比较高的压力(共轨内压:例如100MPa)的高压燃料的共轨22、将从燃料箱24经由低压泵(进给泵)26吸入的燃料加压至高压,并向共轨22内排出的高压泵28、电子控制上述喷射器21,21,…以及高压泵28的控制器(ECU)212。

上述高压泵28例如是所谓的柱塞式的供给用燃料供给泵,该泵由发动机E驱动,根据运转状态等,将燃料升压到预定的高压,通过燃料供给配管29,向共轨22供给。例如,该高压泵28借助齿轮(在本发明中称为动力传递构件),可传递动力地连接在发动机E的曲轴上。另外,作为该动力传递构件的其他的构成,也可以或是在高压泵28的驱动轴以及发动机E的曲轴上分别设置皮带轮,将皮带架设在该皮带轮上,能够传递动力,或是在各轴上设置链轮,将链条架设在该链轮上,能够传递动力。

各喷射器21,21,…安装在与共轨22分别连通的燃料配管的下游端。来自该喷射器21的燃料的喷射例如通过对一体地组装到该喷射器的未图示出的喷射控制用电磁阀进行通电以及停止通电(ON/OFF)来控制。即,喷射器21在该喷射控制用电磁阀开阀期间,将由共轨22供给的高压燃料向发动机E的燃烧室喷射。

另外,上述控制器212被输入发动机转数或发动机负荷等的各种发动机信息,向上述喷射控制用电磁阀输出控制信号,以便得到根据这些信号所判断的最佳的燃料喷射时期以及燃料喷射量。同时,控制器212对高压泵28输出控制信号,以便相应于发动机转数或发动机负荷,使燃料喷射压力达到最佳值。再有,在共轨22上安装着用于检测共轨内压的压力传感器213,对从高压泵28向共轨22排出的燃料排出量进行控制,以便该压力传感器213的信号相应于发动机转数或发动机负荷,达到预先设定的最佳值。

向各喷射器21的燃料供给动作是从共轨22开始通过构成燃料流路的一部分的分支管23进行的。即,从燃料箱24经由过滤器25,由低压泵26取出并被加压到规定的吸入压力的燃料通过燃料管27被输送到高压泵28。然后,供给到该高压泵28的燃料在被升压到规定压力的状态下,被储存在共轨22,从共轨22向各喷射器21,21,…供给。喷射器21对应发动机E的型式(汽缸数,在本方式中为6汽缸)设置着多个,通过控制器212的控制,在最佳的喷射时期,以最佳的燃料喷射量,将由共轨22供给的燃料喷射到对应的燃烧室内。因为从喷射器21喷射的燃料的喷射压与储存在共轨22的燃料的压力大致相等,所以要控制燃料喷射压,就要控制共轨22内的压力。

另外,从分支管23供给到喷射器21的燃料中的没有消耗到对燃烧室的喷射中的燃料和共轨内压过度上升情况下的剩余燃料通过返回管211返回到燃料箱24。

汽缸号以及曲轴角度的信息被输入到作为电子控制单元的上述控制器212中。该控制器212根据发动机运转状态,将预先设定的目标燃料喷射条件(例如,目标燃料喷射时期、目标燃料喷射量、目标共轨内压)作为函数来存储,以便发动机输出达到与运转状态相适应的最佳输出,并且对应表示由各种传感器所检测到的当前的发动机运转状态的信号,通过演算,求出目标燃料喷射条件(即,喷射器21的燃料喷射时刻以及喷射量),对喷射器21的动作和共轨内燃料压力进行控制,以该条件进行燃料喷射。

图8表示用于决定燃料喷射量的控制器212的控制框构成图。如该图8所示,燃料喷射量的算出是指令转数算出构件212A接收用户所操作的调节器220的开度信号,该指令转数算出构件212A算出与调节器的开度相应的[指令转数]。然后,喷射量演算构件212B演算燃料喷射量,使发动机转数成为该指令转数。在发动机E的喷射器21中,以通过该演算求得的燃料喷射量进行燃料喷射动作,在该状态下,转数算出构件212C算出实际的发动机转数,对该实际的发动机转数和上述指令转数进行比较,修正(反馈控制)燃料喷射量,使该实际的发动机转数接近指令转数。

然后,如图7所示,在控制器212上设置判定发动机E的加速状态的加速状态判定构件212D。该加速状态判定构件212D在输入到控制器212的调节器开度的变化量超过预先设定的规定值时,判定为加速状态。

另外,具有检测向发动机E供给的来自增压器的增压空气的压力(辅助压)的辅助压力传感器221,来自该辅助压力传感器221的信号被输入到控制器212。这样,控制器212具有对应由辅助压力传感器221检测到的辅助压,调整来自喷射器21的燃料喷射量的增压补偿器所产生的功能。具体地说,控制器212在通过加速状态判定构件212D判定发动机E进入到加速状态时,即,发动机E进入到过渡状态中的加速状态时,即使发动机E的转数降低,辅助压仍未上升,通过增压补偿器所产生的功能,也能抑制向发动机E的燃料的最大喷射量,抑制黑烟的排出。在该情况下,基于增压补偿器的与辅助压相应的燃料喷射量调整功能,在从发动机E进入加速状态开始到经过规定时间(例如数10秒)之前的期间进行,作为增压补偿器功能有效期间(表示在图9中)被确定。

然后,如图9所示,控制器212即使由于上述辅助压力传感器221的故障,不能进行与辅助压相应的基于增压补偿器的燃料喷射量调整功能,也在通过加速状态判定构件212D判定为发动机E进入到加速状态时,进行控制,在经过一定期间,即,在增压补偿器功能有效期间之前的期间,将来自喷射器21的燃料的最大喷射量限制为不足规定值Q。

因此,在上述实施例2中,因为控制器212具有在通过加速状态判定构件212D判定为发动机E进入到加速状态时,在经过一定期间(增压补偿器功能有效期间)之前的期间,将来自喷射器21的燃料的最大喷射量限制为不足规定值Q的功能,所以即使辅助压力传感器221故障,与辅助压相应的基于增压补偿器的燃料喷射量调整功能不能发挥作用,也能在发动机E进入到加速状态时,恰当地限制来自喷射器21的燃料的最大喷射量,在发动机E为加速状态时,使燃料的最大喷射量不超过规定值Q,有效地抑制来自发动机E的黑烟的排出。而且,没有必要通过辅助压力传感器221来限制来自喷射器21的燃料的最大喷射量,也可以不需要辅助压力传感器221本身,不存在由辅助压力传感器221造成的成本上升,在商品战略上非常有利。

据此,能够不依赖辅助压力传感器221,一面有效地抑制来自发动机E的黑烟的排出,一面能得到良好的加速状态。

实施例3

接着,根据图10,说明本发明的实施例3。

在该实施例3中,变更了判定发动机的加速状态的加速状态判定构件的构成。另外,除加速状态判定构件外,其他的构成与上述实施例2的情况相同,对于相同的部分标注相同的符号,省略其详细的说明。

即,在本实施例3中,在控制器212上设置判定发动机E的加速状态的加速状态判定构件,该加速状态判定构件在输入到控制器212的发动机E的实际转数的变化量超过了预先设定的规定值时,判定为是加速状态。这样,如图10所示,控制器212即使由于上述辅助压力传感器211的故障,与辅助压相应的基于增压补偿器的喷射燃料调整功能没有起作用,也能在通过加速状态判定构件212D判定为发动机E进入到加速状态时,在发动机E进入到加速状态期间,即,进入到加速状态的发动机转数达到规定转数N之前的期间(增压补偿器功能有效期间),进行将燃料喷射量调整图谱从稳定时特性(图10所示的粗波浪线)转换成加速时特性(图10所示的粗实线)的控制,以便将来自喷射器21的燃料的最大喷射量限制为不足规定值Q。另外,图10所示的细实线分别单独表示辅助压力传感器221正常时,根据由辅助压力传感器221检测到的辅助压,将针对发动机转数的燃料喷射量的特性转换成六阶段的增压补偿器图谱的特性。

因此,在上述实施例3中,因为控制器212具有在由加速状态判定构件判定为发动机E进入到加速状态时,通过将燃料喷射量调整图谱从稳定时特性(图10所示的粗波浪线)转换成加速时特性(图10所示的粗实线),而将来自喷射器21的燃料的最大喷射量限制为不足规定值Q的功能,因此,即使辅助压力传感器221的故障,遵循与辅助压相应的基于增压补偿器的增压补偿器图谱的特性的燃料喷射量调整功能没有起作用,也能在发动机E进入到加速状态时,适当地限制来自喷射器21的燃料的最大喷射量,在发动机E处于加速状态时,使燃料的最大喷射量不超过规定值Q,有效地抑制来自发动机E的黑烟的排出。而且,使不需要通过辅助压力传感器221限制来自喷射器21的燃料的最大喷射量,不需要辅助压力传感器221本身成为可能,不存在因辅助压力传感器221所造成的成本上升,在商品战略上非常有利。

据此,能够不依赖于辅助压力传感器221,一面有效地抑制来自发动机E的黑烟的排出,一面能得到良好的加速状态。

实施例4

接着,根据图11,说明本发明的实施例4。

在该实施例4中,变更了判定发动机的加速状态的加速状态判定构件的构成。另外,除加速状态判定构件外,其他的构成与上述实施例2的情况相同,对于相同的部分标注相同的符号,省略其详细的说明。

即,在本实施例4中,在控制器212上设置判定发动机E的加速状态的加速状态判定构件212D,通过该加速状态判定构件212D,在输入到控制器212的调节器开度的变化量超过了预先设定的规定值时,判定为是加速状态。这样,如图11所示,控制器212在即使由于上述辅助压力传感器221的故障,与辅助压相应的基于增压补偿器的喷射燃料调整功能没有起作用,也能在通过加速状态判定构件212D判定为发动机E进入到加速状态时,在发动机E进入到加速状态期间,即,进入到加速状态的发动机转数达到规定转数之前的期间(增压补偿器功能有效期间),对针对发动机E的加速时间的燃料喷射量的加强常数进行较大地变更的控制,使之从基于通过一般的一阶延迟过滤器的一阶延迟加强常数的处理(图11所示的波浪线),相对于与由辅助压力传感器221检测到的辅助压相应的特性(图11所示的单点划线),成为基于通过过滤器的大的加强常数的处理(图11所示的实线),以便限制来自喷射器21的燃料的最大喷射量。

因此,在上述实施例4中,因为控制器212具有在通过加速状态判定构件212D判定为发动机E进入到加速状态时,在经过一定期间(增压补偿器功能有效期间)前的期间,通过对针对发动机E的加速时间的燃料喷射量的加强常数进行较大地变更,使之相对于与由辅助压力传感器221检测到的辅助压相应的特性(图11所示的单点划线),成为基于通过过滤器的大的加强常数的处理(图11所示的实线),从而将来自喷射器21的燃料的最大喷射量限制为不足规定值Q的功能,所以即使辅助压力传感器221的故障,遵循与辅助压相应的基于增压补偿器的增压补偿器图谱的特性的燃料喷射量调整功能没有起作用,也能在发动机E进入到加速状态时,适当地限制来自喷射器21的燃料的最大喷射量,在发动机E处于加速状态时,使燃料的最大喷射量不超过规定值Q,有效地抑制了来自发动机E的黑烟的排出。而且,使不需要通过辅助压力传感器221限制来自喷射器21的燃料的最大喷射量,不需要辅助压力传感器221本身成为可能,不存在因辅助压力传感器221造成的成本上升,在商品战略上非常有利。

据此,能够不依赖于辅助压力传感器221,一面有效地抑制来自发动机E的黑烟的排出,一面能得到良好的加速状态。

另外,本发明并非仅限于上述各实施例,也包含其他种种的变形例。例如,在上述各实施例中,虽然在所装备的辅助压力传感器221故障的情况下,若通过加速状态判定构件判定发动机E进入到加速状态,则进行将来自喷射器21的燃料的最大喷射量在经过一定期间(增压补偿器功能有效期间)前的期间限制为不足规定值Q的控制,但是,也可以应用在最初就没有搭载辅助压力传感器的情况,在该情况下,不存在因辅助压力传感器所造成的成本上升,在商品战略上更加有利。

另外,在上述各实施例中,虽然或是在调节器开度的变化量超过预先设定的规定值时,通过加速状态判定构件212D判定为是加速状态,或是在发动机E的实际转数的变化量超过预先设定的规定值时,通过加速状态判定构件判定为是加速状态,但是,当然也可以是根据来自喷射器的燃料的总喷射量的变化量、发动机的目标转数的变化量、发动机的目标转数和实际转数的偏差、共轨内的压力变化量、或者共轨内压力的图谱值和实测值的偏差等,判断为发动机进入到加速状态的加速状态判定构件。

再有,在上述各实施例中,对将本发明应用在带增压器的6汽缸船用柴油发动机的情况进行了说明,但是,也可以应用在4汽缸船用柴油发动机等各种形式的发动机中。另外,也不限于船用发动机,也可以应用到车辆用等在其他用途中使用的发动机中。

实施例5

接着,根据附图,说明本发明的实施例5。

图12是具有有关本发明的实施例5的多个发动机的推进装置的小型船舶的外观立体图,图13是表示推进装置的构成的图,如图12所示,在小型船舶31上装备着两台左侧以及右侧发动机32、33。

在图13中,推进装置A具有左侧以及右侧发动机32、33,和分别被构成为航行驱动器的左侧以及右侧动力传递装置34、35,在该两动力传递装置34、35的推进轴34c、35c上,分别单独连接着左侧以及右侧螺旋桨36、37。来自上述左侧发动机32的驱动力一面由左侧动力传递装置34减速,一面被传递到左侧螺旋桨36,其结果为,左侧螺旋桨36旋转驱动。另一方面,来自上述右侧发动机33的驱动力一面由右侧动力传递装置35减速,一面被传递到右侧螺旋桨37,其结果为,右侧螺旋桨37旋转驱动。另外,在推进装置A中,在左侧以及右侧发动机32、33和左侧以及右侧动力传递装置34、35之间,安装着发电机或者具有发电机特性的左侧以及右侧发电用机器38、39。这样,通过左侧以及右侧发动机32、33驱动左侧以及右侧发电用机器38、39而发电的电力或是作为后述的左侧以及右侧电动机310、311的驱动用来使用,或是作为船内电力进行供给。

接着,对从左侧以及右侧发动机32、33到左侧以及右侧螺旋桨36、37的动力传递路径单独进行说明。

首先,对从左侧发动机32到左侧螺旋桨36的动力传递路径进行说明,左侧发动机32的曲轴32a和在大致水平方向配置的左侧动力传递装置34的输入轴34a连接。在左侧动力传递装置34内,输入轴34a借助离合器34d,通过第一锥齿轮部34e,与在大致垂直方向配置的传递轴34b的上端部连结,传递轴34b的下端部和推进轴34c通过第二锥齿轮部34f连结。

左侧动力传递装置34的推进轴34c的构成为,与左侧螺旋桨36的驱动轴36a连接,在推进轴34c的轴端具有左侧螺旋桨36。这样,左侧发动机32的驱动输出从曲轴32a被传递到左侧动力传递装置34的输入轴34a,然后,通过离合器34d、传递轴34b以及推进轴34c,被传递到左侧螺旋桨36的驱动轴36a。离合器34d转换输入轴34a与传递轴34b的连结·非连结,同时具有在将输入轴34a的旋转向传递轴34b传递时,转换其旋转方向的功能。

另外,在左侧动力传递装置34的上端部设置着左侧电动机310。该左侧电动机310的输出轴310a与传递轴34b连接。

上述左侧发电用机器38例如被构成为高频发电机,在该发电用机器38的输出部,依次连接着左侧继电器(电磁开闭器)321、左侧整流机器322、左侧DC/DC换流器323。另外,被左侧整流机器322整流·平滑化的来自左侧发电用机器38的电力,被逆变器324变换为交流,可以作为交流电力(AC电力)向船内供给。

另一方面,对从右侧发动机33到右侧螺旋桨37的动力传递路径进行说明,右侧发动机33的曲轴33a和在大致水平方向配置的右侧动力传递装置35的输入轴35a连接。在右侧动力传递装置35内,输入轴35a借助离合器35d,通过第一锥齿轮部35e,与在大致垂直方向配置的传递轴35b的上端部连结,传递轴35b的下端部和推进轴35c通过第二锥齿轮部35f连结。

右侧动力传递装置35的推进轴35c的构成为,与右侧螺旋桨37的驱动轴37a连接,在推进轴35c的轴端具有右侧螺旋桨37。这样,右侧发动机33的驱动输出从曲轴33a被传递到右侧动力传递装置35的输入轴35a,然后,通过离合器35d、传递轴35b以及推进轴35c,被传递到右侧螺旋桨37的驱动轴37a。离合器35d转换输入轴35a与传递轴35b的连结·非连结,同时具有在将输入轴35a的旋转向传递轴35b传递时,转换其旋转方向的功能。

另外,在右侧动力传递装置35的上端部设置着右侧电动机311。该右侧电动机311的输出轴311a与传递轴35b连接。

上述右侧发电用机器39例如被构成为高频发电机,在该发电用机器39的输出部,依次连接着右侧继电器(电磁开闭器)331、右侧整流机器332、右侧DC/DC换流器333。另外,被右侧整流机器332整流·平滑化的来自右侧发电用机器39的电力,被逆变器334变换为交流,可以作为交流电力(AC电力)向船内供给。

这样,上述左侧以及右侧DC/DC换流器323、333与蓄电池313连接,该蓄电池313借助作为控制构件的控制器314,与上述左侧以及右侧电动机310、311连接。在由上述左侧以及右侧发电用机器38、39发电的交流电力被左侧以及右侧整流机器322、332整流·平滑化,在被变换为直流后,通过左侧以及右侧DC/DC换流器323、333变压为规定的电压,对蓄电池313充电。驱动该左侧以及右侧发电用机器38、39进行的发电以及对蓄电池313的充电,主要是使用左侧以及右侧发动机32、33的输出的一部分进行的。另外,左侧以及右侧继电器321、331能够通过控制器314进行的开闭控制,对将左侧以及右侧发电用机器38、39的输出是否供给到船内,还是是否进行向蓄电池313的充电进行转换。

上述左侧以及右侧电动机310、311被充电到蓄电池313的电力驱动,该各电动机310、311的驱动由控制器314控制。

这样,作为本发明的特征部分,也如图12所示,在小型船舶31的座舱3115上,设置着单一的调节器杆316,该调节器杆316进行调整,使左侧以及右侧发动机32、33的输出,即,左侧以及右侧动力传递装置34、35的推进轴34c、35c的旋转量同步。该调节器杆316如图13所示,被构成为例如从P1位置到P2位置能操作杆角度,该被操作的杆角度的数据被输入到与该调节器杆316连接的控制器314。这样,在控制器314内,针对调节器杆316的杆角度的各发动机32、33的目标转数如图14所示,由图谱设定。

另外,上述控制器314在上述左侧以及右侧发动机中的一方的发动机,例如左侧的发动机32的输出降低(例如从2000rpm降低到1500rpm)时,进行相对于该输出降低的左侧发动机32的推进轴34c的旋转量,使剩余的另一方的右侧发动机33的推进轴35c的旋转量降低到同步的旋转量的控制。再有,上述控制器314在输出降低的上述左侧发动机32的输出或是进一步降低(例如从1500rpm降低到500rpm)或是停止,不能得到推进力时,进行变更控制,解除相对于该左侧发动机32的推进轴34c的旋转量,使剩余的右侧发动机33的推进轴35c的旋转量同步的控制,通过调节器杆316,仅调整剩余的右侧发动机33的推进轴35c的旋转量。

因此,在上述本发明的实施例5中,因为在左侧以及右侧发动机32、33中的一方的发动机,例如左侧发动机32输出降低时,进行使剩余的另一方的右侧发动机33的推进轴35c的旋转量降低到与该输出降低的左侧发动机32的推进轴34c的旋转量同步的旋转量的控制,所以即使各发动机32、33中的一方的左侧发动机32因为由燃料喷射阀造成的燃料喷射故障等而使输出降低,推进轴34c的旋转量减少,在与剩余的另一方的正常的右侧发动机33的推进轴35c的旋转量之间也不会产生旋转差,可以通过单一的调节器杆316,谋求左侧以及右侧发动机32、33的同步。

再有,因为在输出降低的一方的左侧发动机32的输出或是进一步降低或是停止,不能得到推进力时,解除相对于该左侧发动机32的推进轴34c的旋转量,使剩余的另一方的发动机33的推进轴35c的旋转量同步降低的控制,通过调节器杆316,仅调整剩余的另一方的右侧发动机33的推进轴35c的旋转量,所以当然能够避免由于输出降低或停止而不能得到推进力的左侧发动机32和正常的右侧发动机33的无意义的同步,能进行确保在不可否认输出大幅降低的状态下的剩余的另一方的正常的右侧发动机33的输出,能够保持左侧以及右侧发动机32、33的性能。

另外,本发明并非仅限于上述实施例5,也包含其他各种的变形例。例如,在上述实施例5中,对将两台左侧以及右侧发动机32、33装备在小型船舶31上的情况进行了阐述,当然也能够应用在装备了3台以上的发动机的船舶中。在该情况下,通过单一的调节器杆,同步调整3台以上的发动机的推进轴的旋转量,在各发动机中的至少一个发动机输出降低时,通过控制器,进行相对于该输出降低的发动机的推进轴的旋转量,使剩余的其他的发动机的推进轴的旋转量降低到同步的旋转量的控制。

另外,在上述实施例5中,左侧以及右侧动力传递装置34、35向各发动机32、33的下方较大地延出,构成为直接将螺旋桨36、37安装在各动力传递装置34、35上的航行驱动器,也可以构成为在各动力传递装置的后端部,安装着螺旋桨的螺旋桨轴的船用齿轮。

实施例6

接着,根据附图,说明本发明的实施例6。

图15是有关本发明的实施例6的船用减速逆转机的油回路图。

在图15中,并列设置着前进离合器411和后退离合器412,通过操作前进后退转换阀413,可以将液压油的供给目的地转换到前进离合器411、后退离合器412或中立的任意一个。

在液压活塞42内,交互地配置摩擦板4141和钢板4151,摩擦板4141与内侧齿轮414(小齿轮)相连,钢板4151与总是旋转的外侧齿轮415相连。通过用液压活塞42推压它们,外侧齿轮415和内侧齿轮414一体旋转,使与内侧齿轮414啮合的大齿轮416旋转,动力从大齿轮416借助输出轴417传递到螺旋桨418。通过增减该液压活塞42的推压力(离合器液压),可以使摩擦板4141和钢板4151打滑,即,可以半离合。该液压活塞42的离合器液压由图15中双点划线包围的电子旋转装置43控制。

借助低速阀431以及前进后退转换阀413,向电子旋转装置43供给液压油,推压前进离合器422或者后退离合器412的液压活塞42。被比例电磁阀432的液压和弹簧平衡并控制的压力被输入到低速阀431。

图15中表示将直接连结电磁阀433向直接连结方向转换的状态,若在该状态下,将前进后退转换阀413向前进位置或者后退位置转换,则由高离合器液压完全地推压液压活塞42,来自外侧齿轮415的动力完全地向内侧齿轮414传递,在该情况下,不会发生在前进离合器411或者后退离合器412的打滑。另外,若将直接连结电磁阀433向相反方向转换,则液压油通过比例电磁阀432被输入低速阀431,可通过该比例电磁阀432调节从低速阀431送出的液压。这样,通过控制比例电磁阀432,调节从低速阀431送出的液压,可以控制前进离合器411以及后退离合器412内的嵌入压。另外,图15中,441是油滤器,442是油泵,443是安全阀,444是离合器压调整阀。

如图16所示,柴油发动机E的驱动力借助由前进后退离合器411、412构成的离合器机构410传递到螺旋桨418。在该柴油发动机E上附设着检测发动机的实际转数的发动机转数传感器Ea,在离合器机构410上,附设检测该离合器机构410被转换到前进离合器411连接的状态、后退离合器412连接的状态、或者前进后退离合器411、412都没有连接的中立状态中的哪一个的离合器信号检测传感器410a,在螺旋桨418上附设着检测螺旋桨转数的螺旋桨转数传感器418a。

来自该发动机转数传感器Ea、离合器信号检测传感器410a、以及螺旋桨转数传感器418a的检测信号被输入到控制器45,来自该控制器45的输出被输入到比例电磁阀432而构成,该比例电磁阀432作为控制前进后退离合器411、412的嵌入压的执行器。

另外,控制器45进行基于检测向柴油发动机E供给的增压空气的压力(辅助压),调整燃料喷射量的增压补偿器的控制。该基于增压补偿器的对柴油发动机E的燃料喷射量,是对柴油发动机E施加负荷,实际转数下降,辅助压降低时受到抑制。

这样,作为本发明的特征部分,根据图17的流程图,说明在使前进航行时的船舶停船时的控制器45所进行的控制的流程。

在图17的流程的步骤ST1中,在使前进航行时的船舶停船时判断为正在实施将前进后退转换阀413从前进位置转换到后退位置,推压后退离合器412的液压活塞42的全速倒车,并且,判定为来自发动机转数传感器Ea的柴油发动机E的实际转数减少,且该柴油发动机E的实际转数比目标转数低时,通过步骤ST2,进行由基于增压补偿器的与辅助压相应的燃料喷射量调整的解除所进行的避免发动机停止的控制,避免与实施全速倒车时的柴油发动机E的实际转数的降低相伴的对燃料喷射量的抑制。

接着,在步骤ST3,如图18所示,变更针对加强时常数的柴油发动机E的实际转数下降量,以便防止与柴油发动机E的实际转数的下降量具有紧密联系的加强处理所造成的发动机停止,减小实施全速倒车时的柴油发动机E的实际转数的下降量,抑制对燃料喷射量的抑制程度。

然后,在步骤ST4,在上述两个避免发动机停止控制的基础上,进行使燃料喷射压增压的喷射压增压控制。具体地说,是转换在共轨内蓄压的喷射燃料的轨道压图谱,增压共轨内的喷射燃料的压力(燃料喷射压),以便针对柴油发动机E从喷射器(未图示出)供给。此时,如图19的(a)所示,能够通过燃料喷射压的增压,有效地抑制随着因避免发动机停止的控制所造成的燃料喷射量的增量而增加的烟尘(黑烟)的产生。

此后,在步骤ST5,在上述喷射压增压控制的基础上,进行使燃料喷射时期延迟的喷射时期延迟控制。具体地说,是转换燃料喷射时期图谱,延迟燃料喷射时期。此时,如图19的(b)所示,能够通过燃料喷射时期的延迟,有效地抑制随着因喷射压增压控制所造成的燃料喷射压的增压而增大的燃烧噪音。

然后,在步骤ST6,判定全速倒车是否仍在实施中,在全速倒车仍在实施中,为YES的情况下,返回到上述步骤ST2。另一方面,在上述步骤ST6的判定为全速倒车被解除为NO的情况下,在步骤ST7,解除判定为实施全速倒车时的控制,恢复到实施全速倒车前的通常的控制。即,使以实施全速倒车时的基于增压补偿器的与辅助压相应的燃料喷射量调整的解除、以及基于使柴油发动机E的实际转数的下降量减小的加强处理所造成的避免发动机停止控制、使燃料喷射压增压的喷射压增压控制、使燃料喷射时期延迟的喷射时期延迟控制恢复到实施全速倒车前的通常的控制。

象这样,在上述实施方式中,因为在实施全速倒车中,并且柴油发动机E的实际转数减少,且该实际转数比目标转数低时,进行以基于增压补偿器的燃料喷射量调整的解除、以及基于使柴油发动机E的实际转数下降量减小的加强处理的组合所造成的避免发动机停止的控制,所以即使在实施全速倒车时,将前进后退转换阀413从前进位置转换到后退位置,对柴油发动机E施加负荷,实际转数下降,若通过基于增压补偿器的与辅助压相应的燃料喷射量调整的解除来进行避免发动机停止控制,就不存在随着实施全速倒车时的柴油发动机E的实际转数的降低,燃料喷射量被抑制的情况。另外,若在基于该增压补偿器的解除的避免发动机停止控制的基础上,通过以柴油发动机E的控制反应速度增加为目的的加强处理时常数的变更来进行避免发动机停止控制,则减小实施全速倒车时的柴油发动机E的实际转数的下降量,也能抑制燃料喷射量的抑制程度。据此,通过上述两个避免发动机停止控制的组合,能够在实施全速倒车时,一面避免因增压补偿器的控制所造成的发动机停止,一面能够使船舶迅速停船。

另外,因为在上述避免发动机停止控制的基础上,进行使燃料喷射压增压的喷射压增压控制,所以通过转换在共轨内蓄压的喷射燃料的轨道压图谱,增压共轨内的喷射燃料的压力(燃料喷射压),以便针对柴油发动机E从喷射器供给,就能够有效地抑制随着因避免发动机停止控制所造成的燃料喷射量的增量而增加的烟尘(黑烟)的产生。

然后,因为在上述喷射压增压控制的基础上,进行使燃料喷射时期延迟的喷射时期延迟控制,所以能够通过燃料喷射时期的延迟,有效地抑制随着因喷射压增压控制所造成的燃料喷射压的增压而增大的燃烧噪音。

再有,因为在判定为全速倒车被解除时,解除判定为实施全速倒车时的控制,恢复到实施全速倒车前的通常的控制,所以能够在判定为全速倒车解除时,使实施全速倒车时的避免发动机停止的控制、喷射压增压控制以及喷射时期延迟控制恢复到实施全速倒车前的通常的控制,使因实施全速倒车时的避免发动机停止控制所造成的燃料喷射量的增量而增加的烟尘(黑烟),和随着因喷射压增压控制所造成的燃料喷射压的增压而增大的燃烧噪音等,降低到原来的状态。

另外,本发明并非仅限于上述实施例6,也包含其他各种的变形例。例如,在上述实施例6中,在实施全速倒车中,并且柴油发动机E的实际转数减少,且该实际转数比目标转数低时,进行将以基于增压补偿器的燃料喷射量调整的解除、以及以柴油发动机E的控制反应速度增加为目的的加强处理时常数的变更组合的避免发动机停止的控制,但是,也可以如图20所示,在上述两个避免发动机停止控制的基础上,或是进行变更针对燃料的最大喷射量的柴油发动机E的实际转数下降量,变更燃料喷射量调整图谱,使基于增压补偿器的与辅助压相应的燃料喷射量增量的避免发动机停止的控制,或是分别仅单独地进行各个避免发动机停止的控制。

另外,在上述实施例6中,虽然是在判定为将前进后退转换阀413从前进位置转换到后退位置,正在实施全速倒车中,并且判定为来自发动机转数传感器Ea的柴油发动机E的实际转数减少,且该柴油发动机E的实际转数比目标转数低时,进行避免发动机停止控制,但是,也可以在判定为使前进航行时的船舶停止时,将前进后退转换阀413从前进位置转换到后退位置,正在实施全速倒车中,并且柴油发动机的实际转数减少,且燃料喷射量由于基于增压补偿器的与辅助压相应的燃料喷射量调整,达到限制量时,进行避免发动机停止的控制。

另外,本发明不脱离其精神或者主要的特征,能够以其他的各种形式实施。因此,上述实施例只不过是所有的点上的单纯的举例,而不是限定性的解释。本发明的范围是权利要求所示的范围,对说明书正文没有任何限制。再有,属于权利要求的范围的均等范围的变形或变更都在本发明的范围内。

另外,该申请要求以在日本2004年7月12日申请的特愿2004-204353号、特愿2004-204357号、特愿2004-204358号、特愿2004-204359号为基础的优先权。由于在这里被提及,所以该全部的内容被纳入本申请。

产业上利用的可能性

上述的本发明并非仅限于船舶用,而是可以应用于所有的发动机,例如,也可以应用到用于车辆用等的其他用途的发动机中。

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