CN102317640A - 发动机控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有ECU43的发动机控制装置40，该ECU43是控制发动机10的控制单元，其中，将离合器部20传递动力的状态下的最小动力W设定为第一设定值，将离合器部20不传递动力的状态下的最大动力W设定为第二设定值，在离合器部20传递动力的状态且动力W在第二设定值以下的状态持续了规定时间以上的情况下，或者在离合器部20不传递动力的状态且动力W在第一设定值以上的状态持续了规定时间以上的情况下，判断为离合器位置检测传感器41异常。

Description

发动机控制装置
技术领域
本发明涉及搭载于发动机的发动机控制装置的技术。详细地涉及离合器位置检测传感器出现故障时也可以实现发动机控制的发动机控制装置。
背景技术
一般地，通过发动机的动力进行驱动的船用主机(船舶的机体)等中，在发动机与螺旋桨之间设有离合发动机的动力传递的离合器，通过操作离合器，从而可以根据驾驶状态适当地传递发动机的动力。另外，已知如下发动机控制装置，该发动机控制装置中设有检测离合器的位置的离合器位置检测传感器，根据离合器的状态进行发动机控制。但是，由船用主机等的振动引起离合器位置检测传感器出现误工作、或出现故障的情况下，存在发动机控制变得不稳定的问题。
所以，设置了如下离合器的发动机控制装置的技术是公知的：设置多个离合器位置检测传感器，通过由各离合器位置检测传感器的组合检测离合器的位置，从而降低离合器位置检测传感器误工作的可能性，即使一个传感器出现故障，也可以通过其他的传感器检测离合器的位置。
但是，即使由离合器位置检测传感器的故障引起的误工作或者对发动机控制的影响是降低了，但是多个离合器位置检测传感器出现故障的情况下，存在发动机控制变得不稳定的问题。
专利文献1：日本特公平6-89792号公报
发明内容
本发明是鉴于上述课题而作成的，其目的在于提供即使离合器位置检测传感器产生异常也可以进行适当的发动机控制的发动机控制装置。
在技术方案1中，一种发动机控制装置，具有：离合器部，切换到将发动机的动力作为一个方向的转矩进行传递的第一位置、将所述发动机的动力作为另一个方向的转矩进行传递的第二位置、以及不传递所述发动机的动力的第三位置；离合器位置检测单元，检测所述离合器部的离合器切换位置；以及控制单元，根据由所述离合器位置检测单元检测出的所述离合器部的切换位置和由所述电子调节器的操作量计算出的所述发动机的输出控制所述发动机；其中，所述控制单元将所述离合器部的切换位置在第一位置或者第二位置时的最小动力设定为第一设定值，将所述离合器部的切换位置在第三位置时的最大动力设定为第二设定值，在所述离合器部的切换位置在第一位置或者第二位置、且所述动力在第二设定值以下的状态持续了规定时间以上的情况下，判断为所述离合器位置检测单元异常，在所述离合器部的切换位置在第三位置、且所述动力在第一设定值以上的状态持续了规定时间以上的情况下，判断为所述离合器位置检测单元异常，在所述离合器部的切换位置在第一位置且第二位置的状态持续了规定时间以上的情况下，判断为所述离合器位置检测单元异常。
在技术方案2中，所述控制单元在判断为所述离合器位置检测单元异常、且所述动力在第二设定值以下的状态持续了规定时间以上的情况下，降低所述发动机的控制增益，在判断为所述离合器位置检测单元异常、且所述动力在第一设定值以上的状态持续了规定时间以上的情况下，提高所述发动机的控制增益。
在技术方案3中，所述控制单元在判断为所述离合器位置检测单元异常、且所述动力在第二设定值以下的状态持续了规定时间以上的情况下，使所述发动机的输出操作无效，在判断为所述离合器位置检测单元异常、且所述动力在第一设定值以上的状态持续了规定时间以上的情况下，使所述发动机的输出操作有效。
作为本发明的效果可以起到以下的效果。
由于如技术方案1那样构成，所以可以根据由离合器位置检测单元检测出的离合器部的切换位置和由电子调节器的操作量等计算出的动力判断出发动机的动力是否被传递。由此，即使离合器位置检测单元产生异常也可以进行适当的发动机控制。
由于如技术方案2那样构成，所以可以根据由离合器位置检测单元检测出的离合器部的切换位置和由电子调节器的操作量等计算出的动力变更发动机的控制增益。由此，即使离合器位置检测单元产生异常也可以进行适当的发动机控制。
由于如技术方案3那样构成，所以可以根据由离合器位置检测单元检测出的离合器部的切换位置和由电子调节器的操作量等计算出的动力使发动机的操作无效。由此，即使离合器位置检测单元产生异常也可以进行适当的发动机控制。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的发动机控制装置的概略图。
图2是表示本发明的发动机控制装置的控制顺序的流程图。
图3是表示本发明的发动机控制装置的控制顺序的流程图。
图4是表示本发明的发动机控制装置的控制顺序的流程图。
符号说明
10发动机
11电子调节器
20离合器部
41离合器位置检测传感器
42动力检测传感器
43ECU
W动力
P切换位置
P1第一位置
P2第二位置
P3第三位置
具体实施方式
下面，利用图1对本发明的发动机控制装置的第一实施方式的发动机控制装置40进行说明。
首先，对本发明的一个实施方式的船舶1的概略结构进行说明。
船舶1通过发动机10的动力使螺旋桨30等工作，从而在水上行进。船舶1由发动机10、离合器部20、螺旋桨30、以及发动机控制装置40等构成。
发动机10通过燃料的燃烧产生动力W。发动机10在具有未图示的燃烧燃料的燃烧室等的发动机10上具有调整向所述燃烧室供给的燃料的供给量的电子调节器11。发动机10将通过燃料的燃烧产生的动力作为动力W输出。
离合器部20离合动力W的传递和切换转矩的方向。离合器部20设置在发动机10与螺旋桨30之间，将发动机10的动力W传递至螺旋桨30。离合器部20构成为可通过离合器操作工具21切换到将发动机10产生的动力W作为一个方向的转矩进行传递的第一位置P1、将发动机10的动力W作为另一个方向的转矩进行传递的第二位置P2、以及不传递发动机10的动力W的第三位置P3。
螺旋桨30产生船舶的推进力。螺旋桨30连接于离合器部20，通过经由离合器部20传递的发动机10的动力W进行驱动。
具体而言，螺旋桨30在发动机10的动力W通过离合器部20作为一个方向的转矩传递时使船舶1前进，作为另一个方向的转矩传递时使船舶1后退。
发动机控制装置40进行发动机10的输出控制。发动机控制装置40通过根据发动机10的动力W、离合器部20的离合器切换位置P进行控制增益G的切换、或者判断经由加速器42输入的发动机10的输出命令的可否，来适当地进行发动机10的输出控制。
下面利用图1对发动机控制装置40的结构进行说明。
发动机控制装置40如图1所示，由离合器位置检测单元(以下称为“离合器检测传感器”)41、加速器42(转速设定单元)、控制单元(以下称为“ECU”)43等构成。
离合器位置检测传感器41检测离合器部20的离合器切换位置P。离合器位置检测传感器41配置于离合器部20，并将检测出的离合器部20的离合器切换位置P传送给ECU43。
加速器42输入关于发动机10的动力W的指令。加速器42设置在未图示的驾驶座位等，将由操纵船者输入的关于发动机10的动力W的输出指令传送给ECU43。
ECU43根据从离合器位置检测传感器41和加速器42输入的值进行包括电子调节器11等的发动机10的控制。ECU43具体而言可以是CPU、ROM、RAM、HDD等通过总线连接的结构，或者也可以是由一个芯片的LSI等构成的结构。ECU43中存储有用于控制包括电子调节器11等的发动机10的动作的各种程序和数据。ECU43根据所述程序等由电子调节器11的操作量等计算出发动机的动力W，根据离合器部20的离合器切换位置P进行将发动机10的控制增益G变更为Low或者High的控制等。另外，ECU43中，将离合器部20的离合器切换位置P在第一位置P1或者第二位置P2时的动力W的最小值设定为第一设定值，将离合器部20的离合器切换位置P在第三位置P3的动力W的最大值设定为第二设定值。
ECU43连接于电子调节器11，可以通过控制电子调节器11的动作来计算出发动机10的动力W，并控制发动机10的动作。
ECU43连接于离合器位置检测传感器41，可以获取输入至离合器位置检测传感器41的离合器部20的离合器切换位置P。
ECU43连接于加速器42，可以获取输入至加速器42的关于发动机10的动力W的输出指令。
下面，对本发明的第一实施方式的船舶1的基于发动机控制装置40的控制方式进行说明。
发动机控制装置40在通常的驾驶状态下根据离合器位置检测传感器41检测出的离合器部20的离合器切换位置P判断船舶1的驾驶状态，进行发动机10的控制增益G的变更以及发动机10的动力W中的输出设定的控制。这时，在离合器位置检测传感器41中产生异常时，根据离合器部20的离合器切换位置P和由电子调节器11的操作量等计算出的动力W的值进行离合器位置检测传感器41的异常判断，并且进行发动机10的控制增益G的变更以及发动机10的输出设定的控制。另外，控制增益是指进行反馈控制时的比例增益或者微分增益或者积分增益。
在下面，利用图2、图3和图4，具体地说明基于ECU43的控制方式。
如图2所示，如果离合器操作工具21被操作，则ECU43将控制阶段转移到步骤S110。
在步骤S110中，ECU43从离合器位置检测传感器41获取离合器部20的离合器切换位置P之后，将控制阶段转移到步骤S120。
在步骤S120中，ECU43判断获取的离合器部20的离合器切换位置P是否在第一位置P1或者第二位置P2。具体地，将第一位置P1设为正旋转，将第二位置P2设为反旋转。
其结果，在离合器部20的离合器切换位置P在第一位置P1或者第二位置P2的情况下，将控制阶段转移到S130。
另外，在离合器部20的离合器切换位置P不在第一位置P1或者第二位置P2的情况下，将控制阶段转移到S320(参照图3)。
在步骤S130中，ECU43根据电子调节器11的操作量等计算出动力W后，将控制阶段转移到步骤S140。
在步骤S140中，ECU43判断计算出的动力W的值是否在第二设定值以下。
其结果，在动力W的值在第二设定值以下的情况下，将控制阶段转移到步骤S150。
另外，在动力W的值不是第二设定值以下的情况下，将控制阶段转移到步骤S240。
在步骤S150中，ECU43判断计算出的动力W的值在第二设定值以下的状态是否持续了规定时间。
其结果，在动力W的值在第二设定值以下的状态持续了规定时间的情况下，将控制阶段转移到步骤S160。
另外，在动力W的值在第二设定值以下的状态没有持续规定时间的情况下，将控制阶段转移到步骤S130。
在步骤S160中，ECU43在判断为离合器位置检测传感器41异常之后，将控制阶段转移到步骤S170。
在步骤S170中，ECU43在判断为离合器部20的离合器切换位置P在第三位置P3之后，将控制阶段转移到步骤S180。
在步骤S180中，ECU43将发动机10的控制增益G变更为Low之后，将控制阶段转移到步骤S190。通过将控制增益G变更为Low来变为稳定的控制状态。
在步骤S190中，ECU43在使基于加速器42的发动机10的输出操作无效化之后，将控制阶段转移到步骤S110。
在步骤S240中，ECU43判断计算出的动力W的值在第一设定值以上的状态是否持续了规定时间。
其结果，在动力W的值在第一设定值以上的状态持续了规定时间的情况下，将控制阶段转移到步骤S250。
另外，在动力W的值在第一设定值以上的状态没有持续规定时间的情况下，将控制阶段转移到步骤S130。
在步骤S250中，ECU43在判断为离合器位置检测传感器41正常之后，将控制阶段转移到步骤S260。
在步骤S260中，ECU43继续发动机10的控制，将控制阶段转移到步骤S110。
如图3所示，在步骤S320中，ECU43判断获取的离合器部20的离合器切换位置P是否在第一位置P1且第二位置P2。
其结果，在离合器部20的离合器切换位置P在第一位置P1且第二位置P2的情况下，将控制阶段转移到步骤S330。
另外，在离合器部20的离合器切换位置P不在第一位置P1且第二位置P2的情况下，将控制阶段转移到步骤S520(参照图4)。
在步骤S330中，ECU43在判断为离合器位置检测传感器41异常之后，将控制阶段转移到步骤S340。
在步骤S340中，ECU43根据电子调节器11的操作量等计算出动力W的值之后，将控制阶段转移到步骤S350。
在步骤S350中，ECU43判断计算出的动力W的值是否在第二设定值以下。
其结果，在动力W的值在第二设定值以下的情况下，将控制阶段转移到步骤S360。
另外，在动力W的值不是第二设定值以下的情况下，将控制阶段转移到步骤S450。
在步骤S360中，ECU43判断计算出的动力W的值在第二设定值以下的状态是否持续了规定时间。
其结果，在动力W的值在第二设定值以下的状态持续了规定时间的情况下，将控制阶段转移到步骤S370。
另外，在动力W的值在第二设定值以下的状态没有持续规定时间的情况下，将控制阶段转移到步骤S340。
在步骤S370中，ECU43在判断为离合器部20的离合器切换位置P在第三位置P3之后，将控制阶段转移到步骤S380。
在步骤S380中，ECU43将发动机10的控制增益G变更为Low之后，将控制阶段转移到步骤S390。
在步骤S390中，ECU43使基于加速器42的发动机10的输出操作无效化之后，将控制阶段转移到步骤S110(参照图2)。
在步骤S450中，ECU43判断计算出的动力W的值在第一设定值以上的状态是否持续了规定时间。
其结果，在动力W的值在第一设定值以上的状态持续了规定时间的情况下，将控制阶段转移到步骤S460。
另外，在动力W的值在第一设定值以上的状态没有持续规定时间的情况下，将控制阶段转移到步骤S340。
在步骤S460中，ECU43在判断为离合器部20的离合器切换位置P在第一位置P1或者第二位置P2之后，将控制阶段转移到步骤S470。
在步骤S470中，ECU43将发动机10的控制增益G变更为High之后，将控制阶段转移到步骤S480。
在步骤S480中，ECU43使基于加速器42的发动机10的输出操作有效化之后，将控制阶段转移到步骤S110(参照图2)。
在步骤S520中，ECU43根据电子调节器11的操作量等计算出动力W的值之后，将控制阶段转移到步骤S530。
如图4所示，在步骤S530中，ECU43判断计算出的动力W的值是否在第二设定值以下。
其结果，在动力W的值在第二设定值以下的情况下，将控制阶段转移到步骤S540。
另外，在动力W的值不是第二设定值以下的情况下，将控制阶段转移到步骤S630。
在步骤S540中，ECU43判断计算出的动力W的值在第二设定值以下的状态是否持续了规定时间。
其结果，在动力W的值在第二设定值以下的状态持续了规定时间的情况下，将控制阶段转移到步骤S550。
另外，在动力W的值在第二设定值以下的状态没有持续规定时间的情况下，将控制阶段转移到步骤S520。
在步骤S550中，ECU43在判断为离合器位置检测传感器41正常之后，将控制阶段转移到步骤S560。
在步骤S560中，ECU43继续发动机10的控制，将控制阶段转移到步骤S110(参照图2)。
在步骤S630中，ECU43判断计算出的动力W的值在第一设定值以上的状态是否持续了规定时间。
其结果，在动力W的值在第一设定值以上的状态持续了规定时间的情况下，将控制阶段转移到步骤S640。
另外，在动力W的值在第一设定值以上的状态没有持续规定时间的情况下，将控制阶段转移到步骤S520。
在步骤S640中，ECU43在判断为离合器位置检测传感器41异常之后，将控制阶段转移到步骤S650。
在步骤S650中，ECU43在判断为离合器部20的离合器切换位置P在第一位置P1或者第二位置P2之后，将控制阶段转移到步骤S660。
在步骤S660中，ECU43将发动机10的控制增益G变更为High之后，将控制阶段转移到步骤S670。
在步骤S670中，ECU43使基于加速器42的发动机10的输出操作有效化之后，将控制阶段转移到步骤S110(参照图2)。
如上所述，一种发动机控制装置40，具备：离合器部20，切换到将发动机10的动力W作为一个方向的动力W进行传递的第一位置P1、将发动机10的动力W作为另一个方向的动力W进行传递的第二位置P2、不传递发动机10的动力W的第三位置P3；离合器位置检测传感器41，是检测离合器部20的离合器切换位置P的离合器位置检测单元；ECU43，是根据由离合器位置检测传感器41检测出的离合器部20的离合器切换位置P和由电子调节器11的操作量计算出的发动机10的动力W控制发动机10的控制单元，其中，ECU43将离合器部20的离合器切换位置P在第一位置P1或者第二位置P2时的最小动力W设定为第一设定值，将离合器部20的离合器切换位置P在第三位置P3时的最大动力W设定为第二设定值，在离合器部20的离合器切换位置P在第一位置P1或者第二位置P2、且动力W在第二设定值以下的状态持续了规定时间以上的情况下，判断为离合器位置检测传感器41异常，在离合器部20的离合器切换位置P在第三位置P3、且动力W在第一设定值以上的状态持续了规定时间以上的情况下，判断为离合器位置检测传感器41异常，在离合器部20的离合器切换位置P在第一位置P1且第二位置P2的状态持续了规定时间以上的情况下，判断为离合器位置检测传感器41异常。
通过这样的结构，可以根据离合器部20的离合器切换位置P和动力W来判断出发动机10的动力W是否被传递。由此，即使离合器位置检测传感器41产生异常也可以进行适当的发动机控制。
另外，发动机控制装置40在判断为离合器位置检测传感器41异常、且动力W在第二设定值以下的状态持续了规定时间以上的情况下，降低发动机10的控制增益G，在判断为离合器位置检测传感器41异常、且动力W在第一设定值以上的状态持续了规定时间以上的情况下，提高发动机10的控制增益G。
通过这样构成，可以根据离合器部20的切换位置P和动力W来变更发动机10的控制增益G。由此，即使离合器位置检测传感器41产生异常也可以进行适当的发动机控制。
另外，发动机控制装置40在判断为离合器位置检测传感器41异常、且动力W在第二设定值以下的状态持续了规定时间以上的情况下，使发动机10的输出操作无效，在判断为离合器位置检测传感器41异常、且动力W在第一设定值以上的状态持续了规定时间以上的情况下，使发动机10的输出操作有效。
通过这样构成，可以根据离合器部20的切换位置P和动力W来使发动机10的操作无效。由此，即使离合器位置检测传感器41产生异常也可以进行适当的发动机控制。
产业上的利用可能性
本发明作为搭载于发动机的发动机控制装置的技术，可以适用于各种发动机。

Claims (3)

1.一种发动机控制装置，其特征在于，具有：
离合器部，切换到将发动机的动力作为一个方向的转矩进行传递的第一位置、将所述发动机的动力作为另一个方向的转矩进行传递的第二位置、以及不传递所述发动机的动力的第三位置；
离合器位置检测单元，检测所述离合器部的离合器切换位置；以及
控制单元，根据由所述离合器位置检测单元检测出的所述离合器的切换位置和由所述电子调节器的操作量计算出的所述发动机的输出，控制所述发动机，
其中，
所述控制单元将所述离合器的切换位置在第一位置或者第二位置时的最小动力设定为第一设定值，
将所述离合器的切换位置在第三位置时的最大动力设定为第二设定值，
在所述离合器的切换位置在第一位置或者第二位置、且所述动力在第二设定值以下的状态持续了规定时间以上的情况下，判断为所述离合器位置检测单元异常，
在所述离合器的切换位置在第三位置、且所述动力在第一设定值以上的状态持续了规定时间以上的情况下，判断为所述离合器位置检测单元异常，
在所述离合器的切换位置在第一位置且第二位置的状态持续了规定时间以上的情况下，判断为所述离合器位置检测单元异常。
2.根据权利要求1所述的发动机控制装置，其特征在于，
所述控制单元在判断为所述离合器位置检测单元异常、且所述动力在第二设定值以下的状态持续了规定时间以上的情况下，降低所述发动机的控制增益，在判断为所述离合器位置检测单元异常、且所述动力在第一设定值以上的状态持续了规定时间以上的情况下，提高所述发动机的控制增益。
3.根据权利要求1或者2所述的发动机控制装置，其特征在于，
所述控制单元在判断为所述离合器位置检测单元异常、且所述动力在第二设定值以下的状态持续了规定时间以上的情况下，使所述发动机的输出操作无效，在判断为所述离合器位置检测单元异常、且所述动力在第一设定值以上的状态持续了规定时间以上的情况下，使所述发动机的输出操作有效。
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