(57)【要約】【課題】エンジン回転数指令手段で急減速操作を行っても、エンジン回転数の急減を防止することができるエンジン回転数制御装置を提供する。【解決手段】エンジン回転数指令手段４１と、実エンジン回転数検知手段４２と、エンジン回転数の減速要否判定手段６３と、減速要求時の燃料噴射量補正手段６３・６４と、目標エンジン回転数Ｎｓｅｔと実エンジン回転数Ｎｅとの偏差に基づく燃料噴射量演算手段６１と、を有するエンジン回転数制御装置２０において、前記燃料噴射量補正手段６２・６３は、減速要求時に、目標エンジン回転数Ｎｓｅｔが所定の減速率で減速するように、エンジン回転数と燃料噴射量との相関特性に基づいて燃料噴射量を算出するように構成した。【選択図】図２
2010096092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転数指令手段と、実エンジン回転数検知手段と、エンジン回転数の減速要否判定手段と、減速要求時の燃料噴射量補正手段と、目標エンジン回転数及び実エンジン回転数に基づく燃料噴射量演算手段と、を有するエンジン回転数制御装置において、
前記燃料噴射量補正手段は、
減速要求時に、エンジン回転数が所定の減速率で減速するように、エンジン回転数と燃料噴射量との相関特性に基づいて燃料噴射量を算出するように構成したことを特徴とするエンジン回転数制御装置。
【請求項２】
エンジン回転数指令手段と、実エンジン回転数検知手段と、エンジン回転数の減速要否判定手段と、減速要求時の燃料噴射量補正手段と、目標エンジン回転数及び実エンジン回転数に基づく燃料噴射量演算手段と、を有するエンジン回転数制御装置において、
前記燃料噴射量補正手段は、
減速要求時に、エンジン回転数が減速率を減速開始から終了に掛けて経時的に増加させて減速するようにエンジン回転数と燃料噴射量との相関特性に基づいて燃料噴射量を算出するように構成したことを特徴とするエンジン回転数制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のエンジン回転数制御装置において、減速要求判定後に実エンジン回転数と目標エンジン回転数との差が所定値以下となった場合は、減速要求判定を解除して目標エンジン回転数及び実エンジン回転数に基づく燃料噴射量演算手段による燃料噴射量制御に復帰するように構成したことを特徴とするエンジン回転数制御装置。
【請求項４】
請求項１または２記載のエンジン回転数制御装置において、減速要求判定後に減速要求時の燃料噴射量補正手段で算出された燃料噴射量と、目標エンジン回転数及び実エンジン回転数に基づく燃料噴射量演算手段で算出された燃料噴射量との差が所定値以下となった場合は、減速要求判定を解除して目標エンジン回転数と実エンジン回転数に基づく燃料噴射量演算手段による燃料噴射量制御に復帰するように構成したことを特徴とするエンジン回転数制御装置。
【請求項５】
エンジン回転数指令手段と、実エンジン回転数検知手段と、エンジン回転数の減速要否判定手段と、減速要求時の燃料噴射量補正手段と、目標エンジン回転数及び実エンジン回転数に基づく燃料噴射量演算手段と、を有するエンジン回転数制御装置において、
減速要求時の燃料噴射量補正手段が、エンジン回転数が所定の減速率で減速するように、エンジン回転数と燃料噴射量との相関特性に基づいて燃料噴射量を算出するか、または、目標エンジン回転数が減速率を減速開始から終了に掛けて経時的に増加させて減速するように、エンジン回転数と燃料噴射量との相関特性に基づいて燃料噴射量を算出するか、を設定する選択手段を設けたことを特徴とするエンジン回転数制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン回転数制御装置の技術に関し、特に、減速時のアクセル操作に対するエンジン回転数の急減速を防止するためのエンジン回転数制御装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン回転数指令手段をアクセルで構成し、減速時のアクセル操作に対するエンジン回転数の急減速を防止するために減速前と減速目標との中間目標を一時的に設定して、中間目標回転数に減速した後、目標回転数に減速する構成が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３３７１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、急減速を行った場合に減速前のエンジン回転数と減速目標となるエンジン回転数との中間点を中間目標とすると、中間目標と減速前のエンジン回転数との差が大きくなり依然としてエンジン回転数が急減する場合がある。
【０００４】
そこで、本発明はかかる課題に鑑み、エンジン回転数指令手段で急減速操作を行っても、エンジン回転数の急減を防止することができるエンジン回転数制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１においては、エンジン回転数指令手段と、実エンジン回転数検知手段と、エンジン回転数の減速要否判定手段と、減速要求時の燃料噴射量補正手段と、目標エンジン回転数及び実エンジン回転数に基づく燃料噴射量演算手段と、を有するエンジン回転数制御装置において、前記燃料噴射量補正手段は、減速要求時に、エンジン回転数が所定の減速率で減速するように、エンジン回転数と燃料噴射量との相関特性に基づいて燃料噴射量を算出するように構成したものである。
【０００７】
請求項２においては、エンジン回転数指令手段と、実エンジン回転数検知手段と、エンジン回転数の減速要否判定手段と、減速要求時の燃料噴射量補正手段と、目標エンジン回転数及び実エンジン回転数に基づく燃料噴射量演算手段と、を有するエンジン回転数制御装置において、前記燃料噴射量補正手段は、減速要求時に、エンジン回転数が減速率を減速開始から終了に掛けて経時的に増加させて減速するようにエンジン回転数と燃料噴射量との相関特性に基づいて燃料噴射量を算出するように構成したものである。
【０００８】
請求項３においては、減速要求判定後に実エンジン回転数と目標エンジン回転数との差が所定値以下となった場合は、減速要求判定を解除して目標エンジン回転数及び実エンジン回転数に基づく燃料噴射量演算手段による燃料噴射量制御に復帰するように構成したものである。
【０００９】
請求項４においては、減速要求判定後に減速要求時の燃料噴射量補正手段で算出された燃料噴射量と、目標エンジン回転数及び実エンジン回転数に基づく燃料噴射量演算手段で算出された燃料噴射量との差が所定値以下となった場合は、減速要求判定を解除して目標エンジン回転数と実エンジン回転数に基づく燃料噴射量演算手段による燃料噴射量制御に復帰するように構成したものである。
【００１０】
請求項５においては、エンジン回転数指令手段と、実エンジン回転数検知手段と、エンジン回転数の減速要否判定手段と、減速要求時の燃料噴射量補正手段と、目標エンジン回転数及び実エンジン回転数に基づく燃料噴射量演算手段と、を有するエンジン回転数制御装置において、減速要求時の燃料噴射量補正手段が、エンジン回転数が所定の減速率で減速するように、エンジン回転数と燃料噴射量との相関特性に基づいて燃料噴射量を算出するか、または、目標エンジン回転数が減速率を減速開始から終了に掛けて経時的に増加させて減速するように、エンジン回転数と燃料噴射量との相関特性に基づいて燃料噴射量を算出するか、を設定する選択手段を設けたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
請求項１においては、操作者がエンジン回転数指令手段で急減速操作を行っても、エンジン回転数が所定の減速率で減速するように、エンジン回転数と燃料噴射量との相関特性に基づいて燃料噴射量を算出するので、エンジン回転数の急減を防止できる。
【００１３】
請求項２においては、操作者がエンジン回転数指令手段で急減速操作を行っても、減速初期において減速率を抑制できるので、減速開始時のエンジン回転数の急減を防止できる。
【００１４】
請求項３においては、エンジン回転数の急減を防止する制御中でも、操作者がエンジン回転数指令手段で急減速を中止する操作を行ったことや急減速防止制御の完了したことを実エンジン回転数に基づいて判定して通常のエンジン回転数制御に戻すことができる。
【００１５】
請求項４においては、エンジン回転数の急減を防止する制御中でも、操作者がエンジン回転数指令手段で急減速を中止する操作を行ったことや急減速防止制御の完了したことを燃料噴射量の算出結果に基づいて判定して通常のエンジン回転数制御に戻すことができる。
【００１６】
請求項５においては、減速率特性を操作者が任意に選択することができ、エンジン回転数指令手段で急減速操作を行っても、エンジン回転数の急減を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例に係るエンジンの構成を示す構成図、図２は同じくダッシュポッド制御の信号伝達を示すブロック線図、図３は同じくダッシュポッド制御の推移を示すグラフ図である。図４は同じくエンジン回転数と燃料噴射量の相関関係を示すグラフ図、図５は同じくダッシュポッド制御の推移を示すグラフ図、図６は同じくダッシュポッド制御の推移を示すグラフ図である。
【００１８】
図１を用いて、本発明の実施形態であるエンジン１００について説明する。エンジン１００は、船舶に搭載され、舶用エンジンとして推進ユニット１１０を駆動するエンジンである。また、エンジン１００は、エンジン本体１０と、エンジン回転数制御装置２０と、を備えている。
【００１９】
エンジン本体１０は、直噴式４気筒ディーゼルエンジンである。エンジン本体１０の出力軸１１は、推進ユニット１１０に接続されている。また、エンジン本体１０の出力軸１１には、フライホイール１２が設けられている。推進ユニット１１０は、出力軸１１の駆動によって図示せぬ伝達機構を介してプロペラ１１１を駆動するユニットである。
【００２０】
エンジン本体１０は、燃料噴射ポンプ２１と、インジェクタ２２・２２・２２・２２と、を備えている。燃料は、燃料噴射ポンプ２１によって圧送されてインジェクタ２２・２２・２２・２２によって各シリンダー内に噴射される。また、燃料噴射ポンプ２１は、電子ガバナ機構から構成され、ラックアクチュエータ４３を備えている。
【００２１】
エンジン回転数制御装置２０は、急激なアクセル操作による減速があった場合に、安全のために目標エンジン回転数を漸減させる制御（以下、ダッシュポッド制御）を実施する装置である。エンジン回転数制御装置２０は、Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ（以下、ＥＣＵ）４０と、アクセル４１と、エンジン回転数センサー４２と、ラックアクチュエータ４３と、選択手段としてのディップスイッチ４５とを接続して構成されている。
ＥＣＵ４０は、演算装置５０と、記憶装置５１とを備えている。
アクセル４１は、船舶の操舵席に設けられている。また、アクセル４１は、エンジン回転数指令手段として、ＥＣＵ４０に対して指令エンジン回転数Ｎｓｅｔを指令する機能を有する。
エンジン回転数センサー４２は、フライホイール１２近傍に設けられている。また、エンジン回転数センサー４２は、実エンジン回転数検知手段として、実エンジン回転数Ｎｅを検出し、ＥＣＵ４０に送信する機能を有する。
ラックアクチュエータ４３は、後述する噴射量演算部６１により算出される最終目標噴射量Ｑｆｉｎａｌに基づいて、燃料噴射量を調整する装置である。
ディップスイッチ４５は、選択手段として、エンジン１００の諸機能についての選択又は設定を行う機能を有する。
【００２２】
図２を用いて、ダッシュポッド制御の信号伝達について説明する。演算装置５０は、噴射量演算部６１、急減速判定部６２、減速パターン生成部６３、及び比較切替部６４としての機能を備えている。
【００２３】
噴射量演算部６１は、目標エンジン回転数と実エンジン回転数Ｎｅとの偏差に基づく燃料噴射量演算手段としての機能を有する。より具体的には、噴射量演算部６１は、目標エンジン回転数としての指令エンジン回転数Ｎｓｅｔと、エンジン回転数センサー４２によって送信される実エンジン回転数Ｎｅと、の偏差が０となるように目標噴射量Ｑｇｏｖを算出する機能を有する。
【００２４】
急減速判定部６２は、エンジン回転数の減速要否判定手段としての機能を有する。より具体的には前記噴射量演算部６１からの目標噴射量Ｑｇｏｖの減少率から急激な減少がなされたか否かを判定する機能を有する。すなわち目標噴射量Ｑｇｏｖの微少時間での変化量である減少率{Ｑｇｏｖ（ｋ−１）−Ｑｇｏｖ（ｋ）}／Δｔが閾値を越えたとき、急減速判定フラグを成立させてＯＮにするものである。
【００２５】
また、アクセル４１からの指令エンジン回転数の減速率から急激な減少がなされたか否かを判定する構成としても良い。すなわち指令エンジン回転数Ｎｓｅｔの微少時間での変化量である減速率{Ｎｓｅｔ（ｋ−１）−Ｎｓｅｔ（ｋ）}／Δｔが閾値を越えたとき、急減速判定フラグを成立させてＯＮにするものである。
【００２６】
減速パターン生成部６３及び比較切替部６４は減速要求時の燃料噴射量補正手段としての機能を有する。前記減速パターン生成部６３は、前記急減速判定フラグがＯＮとなった場合に、減速開始時噴射量Ｑ１から所定の減速パターンを用いて補正目標噴射量Ｑｄｐを算出する機能を有する。ここで、減速開始時噴射量Ｑ１とは、前回演算サイクルでの最終目標噴射量Ｑｆｉｎａｌである。また、燃料噴射量が前記減速開始時噴射量Ｑ１であるときのエンジン回転数を減速開始時回転数Ｎ１とする。また、現在演算サイクルでの目標噴射量Ｑｇｏｖとすることも可能である。前記減速開始時噴射量Ｑ１を基点とし、後述する比較切替部６４によってダッシュポッド制御を解除するまでの間、所定の減速パターンで減速を行い補正目標噴射量Ｑｄｐを算出するものである。ここで減速パターンについては後述する。
【００２７】
比較切替部６４は、前記減速パターン生成部６３において算出された補正目標噴射量Ｑｄｐと目標噴射量Ｑｇｏｖを入力し、急減速判定フラグのＯＮ／ＯＦＦに基づいて、最終目標噴射量Ｑｆｉｎａｌとして、目標噴射量Ｑｇｏｖ又は補正目標噴射量Ｑｄｐを選択する機能を有する。より具体的には、比較切替部６４は、急減速判定フラグがＯＮの場合には、最終目標噴射量Ｑｆｉｎａｌとして補正目標噴射量Ｑｄｐを選択し、急減速判定フラグＯＦＦの場合には、最終目標噴射量Ｑｆｉｎａｌとして目標噴射量Ｑｇｏｖを選択する。
【実施例１】
【００２８】
図３及び図４を用いて、ダッシュポッド制御の実施例について説明する。図３において、横軸については、時間軸（ｔ）を表し、縦軸については、上段が指令エンジン回転数Ｎｓｅｔ、下段が最終目標噴射量Ｑｆｉｎａｌとして選択された補正目標噴射量Ｑｄｐ又は目標噴射量Ｑｇｏｖについて表されている。
【００２９】
図３に示す第一減速パターンＰ１は、エンジン回転数の減速率を所定率に保つように、エンジン回転数と燃料噴射量との相関特性に基づいて燃料噴射量を算出する減速パターンである。
ここで、図４にエンジン回転数と燃料噴射量との相関特性を示す。図４に示すようにエンジン回転数と燃料噴射量との間には相関関係があり、具体的には燃料噴射量はエンジン回転数の三乗に比例するものである。
このようなエンジン回転数と燃料噴射量との相関特性に基づいて、まず、第一減速パターンＰ１を用いてエンジン回転数の減速率を求め、その後、噴射量の減少率に換算して補正目標噴射量Ｑｄｐを算出するものである。
なお、第一減速パターンＰ１は、マップとして予めＥＣＵ４０の記憶装置５１に記憶されている。
【００３０】
このようにして、エンジン１００の異常検知時には、急激なアクセル操作による減速があった場合にエンジン回転数について、減速率を所定率として減速するため、エンジン１００の異常検知時に操作者にとって緩やかな減速感を与えることができる。
【実施例２】
【００３１】
図５を用いて、ダッシュポッド制御の別の実施例について説明する。図５において、横軸及び縦軸については、図３と同様であり説明を省略する。
【００３２】
第二減速パターンＰ２は、減速要求時に、減速前期では最終目標噴射量Ｑｆｉｎａｌはエンジン回転数と燃料噴射量との相関特性に沿うように、減速後期はアクセル４１の操作により定まる最終到達エンジン回転数Ｎ２に応じた最終到達燃料噴射量Ｑ２に向かって所定の割合で燃料噴射量を減量して算出する減速パターンである。なお、第二減速パターンＰ２は、マップとして予めＥＣＵ４０の記憶装置５１に記憶されている。
【００３３】
これにより、減速開始時のエンジン回転数の急減を防止しながらも、最終到達エンジン回転数Ｎ２への移行も比較的早期に実現できる。
【実施例３】
【００３４】
図６を用いて、ダッシュポッド制御の別の実施例について説明する。図６において、横軸及び縦軸については、図３と同様であり説明を省略する。
【００３５】
図６に示す第三減速パターンＰ３は、エンジン回転数が減速率を減速開始から終了に掛けて経時的に増加させて減速するように、エンジン回転数と燃料噴射量との相関特性に基づいて燃料噴射量を算出する減速パターンである。なお、第三減速パターンＰ３は、マップとして予めＥＣＵ４０の記憶装置５１に記憶されている。
【００３６】
ここで、図４にエンジン回転数と燃料噴射量との相関特性を示す。図４に示すようにエンジン回転数と燃料噴射量との間には相関関係があり、具体的には燃料噴射量はエンジン回転数の三乗に比例するものである。
このようなエンジン回転数と燃料噴射量との相関特性に基づいて、まず、第三減速パターンＰ３を用いてエンジン回転数の減速率を求め、その後、噴射量の減少率に換算して補正目標噴射量Ｑｄｐを算出するものである。
【００３７】
このようにして、エンジン１００の異常検知時には、急激なアクセル操作による減速があった場合にエンジン回転数について減速率を経時的に増加させて減速するため、操作者にとって緩やかな減速感を与えることができる。
【００３８】
なお、ダッシュポッド制御中に操作者が、アクセル４１を操作して、最終到達エンジン回転数Ｎ２より大きいエンジン回転数に変更する状況が考えられる。また、ダッシュポッド制御が完了することにより目標エンジン回転数Ｎｓｅｔが最終到達エンジン回転数Ｎ２以下となる状況が考えられる。
【００３９】
そこで、ダッシュポッド制御中にアクセル４１が操作されて最終到達エンジン回転数Ｎ２が大きくなった結果、またはダッシュポッド制御が完了した結果、実エンジン回転数Ｎｅと目標エンジン回転数Ｎｓｅｔとの差が所定値以下となった場合は、急減速判定フラグをＯＦＦにして、ダッシュポッド制御を解除し、最終目標噴射量Ｑｆｉｎａｌを目標噴射量Ｑｇｏｖに戻すものとしている。
【００４０】
また、ダッシュポッド制御中にアクセル４１が操作されて最終到達エンジン回転数Ｎ２が大きくなった結果、またはダッシュポッド制御が完了した結果、補正目標噴射量Ｑｄｐと目標噴射量Ｑｇｏｖとの差が所定値以下となった場合は、急減速判定フラグをＯＦＦにして、ダッシュポッド制御を解除し、最終目標噴射量Ｑｆｉｎａｌを目標噴射量Ｑｇｏｖに戻すものとしている。
【００４１】
このようにして、ダッシュポッド制御における減速後も、アクセル４１操作を有効とできるため、船舶の操作性が向上する。
【実施例４】
【００４２】
さらに、ダッシュポッド制御の別実施例について説明する。別実施例における減速パターンは、第一減速パターンＰ１又は第三減速パターンＰ３のいずれかを選択できるものとする。選択にあたっては、前記ディップスイッチ４５によって、操作者が任意に選択できるものとしている。
【００４３】
このようにして、エンジン１００の異常検知時には、急激なアクセル操作による減速があった場合にエンジン１００の減速率特性を操作者が任意に選択することができるため、船舶の操作性が向上する。
【００４４】
なお、本発明に係るエンジン制御は舶用用途に限られるものではなく、アクセル４１で操作者が減速要求を行うエンジンにおいて有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施例に係るエンジンの構成を示す構成図。
【図２】同じくダッシュポッド制御の信号伝達を示すブロック線図。
【図３】同じくダッシュポッド制御の推移を示すグラフ図。
【図４】同じくエンジン回転数と燃料噴射量の相関関係を示すグラフ図。
【図５】同じくダッシュポッド制御の推移を示すグラフ図。
【図６】同じくダッシュポッド制御の推移を示すグラフ図。
【符号の説明】
【００４６】
１０          エンジン本体
２０          エンジン回転数制御装置
４０          ＥＣＵ
４１          アクセル
４２          エンジン回転数センサー
４５          ディップスイッチ
５０          演算装置
５１          記憶装置
６１          噴射量演算部
６２          急減速判定部
６３          減速パターン生成部
６４          比較切替部
１００        エンジン
Ｎｓｅｔ      指令エンジン回転数
Ｎｅ          実エンジン回転数
Ｑｇｏｖ      目標噴射量
Ｑｄｐ        補正目標噴射量
Ｑｆｉｎａｌ  最終目標噴射量
Ｐ１          第一減速パターン
Ｐ２          第二減速パターン
Ｐ３          第三減速パターン
【図１】
2010096092.tif 000003
【図２】
2010096092.tif 000004
【図３】
2010096092.tif 000005
【図４】
2010096092.tif 000006
【図５】
2010096092.tif 000007
【図６】
2010096092.tif 000008