CN102472198A - 往复式发动机转速算出装置以及往复式发动机控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种往复式发动机转速算出装置，其中，随曲柄一次旋转生成多个信号，并且基于多个信号而算出往复式发动机的实际转速。其中设有变动成分消除机构，该变动成分消除机构在算出实际转速时，对应于曲柄相位角、转速、以及燃料喷射量，消除包含在多个信号中的往复式发动机的爆发变动成分。

Description

往复式发动机转速算出装置以及往复式发动机控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于检测往复式发动机的发动机转速的装置。

背景技术

发动机转速一般基于与曲柄轴的旋转同步生成的脉冲信号而被检测出。在以数千RPM以上的高转速运转的往复式发动机中，即使从曲柄轴每旋转一次所检测出的脉冲信号来求出发动机转速，也由于取样间隔相对于控制应答非常短，因此，应答性不会产生问题。另一方面，在以数百RPM以下的低转速运转的往复式发动机中，由于在随旋转一次的1脉冲的取样中控制应答产生延迟，因此，在曲柄轴一次旋转中产生多个脉冲，需要基于此算出发动机转速。

但是，由于往复式发动机将活塞的往复运动变换为曲柄轴的旋转运动，因此，与曲柄轴的旋转有关的惯性矩以转速的大致两倍的周期进行变动。并且，由于活塞的往复运动包括压缩和爆发行程，因此，也存在对应于该周期的变动。为此，当在曲柄轴一次旋转中生成多个脉冲信号，并基于此算出转速时，所算出的转速中包含这些周期性的脉动。为此，在设定目标转速，并对曲柄轴的实际转速进行反馈控制的情况下，受到上述脉动的影响而输出不需要的指令，燃料供应不稳定，控制性和操作性变坏。对于这样的问题，提出了以发动机的爆发周期对转速进行取样而进行反馈的构成的方案(专利文献1)。

专利文献1：日本特公平3-24581号公报

发明内容

(发明要解决的问题)

但是，如专利文献1，当以往复式发动机的脉动周期对转速进行取样并进行反馈时，对于急剧的负载变动的应答性恶化，存在不能实现控制性能这样的问题。并且，虽然也考虑了使用移动平均来算出转速而将上述脉动消除的方法，但是仍然发生应答延迟的问题。

本发明的目的在于以高精度算出消除了往复式发动机所产生的脉动影响的转速。

(解决技术问题的技术方案)

本发明的往复式发动机转速算出装置为一种随曲柄一次旋转生成多个信号，并且基于多个信号而算出往复式发动机的实际转速的转速算出装置，其特征在于，包括变动成分消除机构，该变动成分消除机构在算出实际转速时，对应于曲柄相位角、转速、以及燃料喷射量，消除包含在多个信号中的往复式发动机的爆发变动成分。

所述多个信号在每个一定曲柄角度被生成，通过对基于多个信号所算出的角速度进行对应于曲柄相位角的补正系数的运算，从而消除爆发变动成分。并且，变动成分消除机构优选从所算出的所述转速中进一步对应于曲柄相位角而消除爆发变动成分。补正系数被设定为除了爆发变动成分以外，还消除惯性变动成分的值。从相位角、转速、燃料喷射量推算角速度，补正系数基于推算的角速度而求出。此时，补正系数优选为将推算的角速度以其平均值为1的方式进行标准化的标准化推算角速度的倒数。并且，用于角速度的推算的转速例如使用基于多个信号所算出的角速度的移动平均值、或者利用一次延迟滤波器的值的任一个而求出。

并且，本发明的转速算出装置为一种随曲柄一次旋转生成多个信号，并且基于多个信号而算出往复式发动机的实际转速的转速算出装置，其特征在于，包括变动成分消除机构，该变动成分消除机构在算出实际转速时，对应于曲柄相位角，消除包含在多个信号中的往复式发动机的惯性变动成分。

并且，也可以构成为当曲柄的一次旋转花费的时间是一定时，所述多个信号也可以对应于惯性变动而以一定的时间间隔生成。此时，所述多个信号通过利用传感器来检测沿着与曲柄一体旋转的旋转体的周向而设置的多个被检测部，从而生成，被检测部以对应于惯性变动的不等间隔的齿距配列，使得当曲柄的一次旋转花费的时间一定时，多个信号以一定的时间间隔生成。

本发明的往复式发动机控制装置的特征在于，包括上述转速算出装置的任一个。

本发明的船舶的特征在于，包括上述往复式发动机控制装置。

本发明的往复式发动机的转速算出方法为一种随曲柄一次旋转生成多个信号，并且基于多个信号而算出往复式发动机的实际转速的转速算出方法，其特征在于，在算出实际转速时，对应于曲柄相位角、转速、以及燃料喷射量，而消除包含在所述多个信号中的往复式发动机的爆发变动成分。

(发明的效果)

根据本发明，能够以高精度算出消除往复式发动机所产生的脉动影响的转速。

附图说明

图1是作为本发明的一实施方式的低速往复式发动机的控制框图。

图2是以7汽缸发动机中的曲柄轴的角速度变动的时间序列变化示出的曲线图，横轴对应于时间，纵轴对应于标准化角速度。

图3是在曲柄相位角360°中示出包含起因于7汽缸2冲程发动机中的惯性变动以及爆发变动的脉动的标准化角速度的变化、及其倒数的变化的曲线图。

图4是示出将补正系数f(θ)以上述正弦波进行近似时的一例的曲线图。

图5是示出使用以现有的方法算出的转速(虚线)、以及补正系数f(θ)算出的转速(实线)的时间性的变化的曲线图。

图6是示出为了消除惯性变动、爆发变动的脉动而使用本实施方式的补正系数f(θ)的情况、以及使用移动平均的情况的应答性不同的曲线图。

图7是示出在1汽缸2冲程发动机中将曲柄一次旋转5等分并在各区间将补正系数以n次式进行近似时、以及未进行补正情况的转速的曲线图。

图8是示出作为第二实施方式的低速往复式发动机的控制系统的构成的框图。

符号说明

10 控制系统

11 往复式发动机

12 曲柄轴

13 曲柄

14 连杆

15 滑块

16 活塞棒

17 活塞

18 燃料喷嘴

19 燃烧室

20 缸筒(ライナ)

21 排气阀

22 排气口

23 换气口

24、33 飞轮

25、34 齿部

26 曲柄角度传感器

27、32 控制装置

28、35 转速计算部

29 操作量计算部

30 燃料泵

31 储存部

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是示出作为本发明的一实施方式的低速往复式发动机的控制系统的构成的框图。并且，在图1中，仅示出1个汽缸，但是一般为多个汽缸(例如10个汽缸以下)，对于汽缸数以及常用转速的详细情况在后面叙述。

控制系统10调整向往复式发动机11的燃料供应量，控制其速度，并且进行PID控制，以便维持所设定的目标转速。往复式发动机11为现有已知的柴油发动机，曲柄轴12经由曲柄13、连杆14、滑块15、活塞棒16而连接于活塞17，活塞17通过从燃料喷嘴18供应至燃烧室19内的燃料的爆发，从而在缸筒20内进行往复运动，并且对曲柄轴12提供旋转力。并且，燃烧气体在排气阀21打开时从排气口22排出，并从换气口23供应新空气。

在曲柄轴12上设有飞轮24，在飞轮24的周缘部上设有以规定齿距形成齿的齿部25。并且，在接近齿部25的位置上配置有曲柄角度传感器26。曲柄角度传感器26具有非接触式开关或编码器等，例如，每通过齿部25的一个齿就产生脉冲信号。并且，齿部25、曲柄角度传感器26也可以具有用于检测旋转中的基准位置的机构。例如，当使用非接触式开关时，可以考虑将一个齿的宽度设置成比其他齿的宽度大。此外，当使用编码器时，例如，也可以与齿部25分别，在飞轮24的周缘部设置一个突起，并设置检测该突起的机构。

在曲柄角度传感器26生成的脉冲信号被输入至设置于控制装置27的转速计算部28。在转速计算部28中，从所输入的脉冲信号算出曲柄轴12的角速度和相位角，进而，利用后述的方法算出曲柄轴12的转速，而向操作量计算部29输出。在操作量计算部29中，基于所输入的转速而算出燃料泵30的操作量(燃料供应量)，燃料泵30根据操作量来驱动泵而供应至燃料喷嘴18，并且在规定的时刻向燃烧室19喷射燃料。

并且，在操作量算出部29中算出的操作量也向转速计算部28发送。即，在转速计算部28中，基于角速度、相位角、转速、操作量(燃料供应量)、以及对应于这些值而记录于储存部31的数据，而实施本实施方式中的转速算出处理(详细情况在后面叙述)。并且，在图1的实例中，作为燃料供应量而将操作量反馈至转速计算部28，但是为了反馈更加正确的燃料供应量，也可以形成在燃料泵30等中设置传感器来实测燃料供应量，并反馈实测的燃料供应量的构成。

接着，对本实施方式中有必要进行转速算出处理的条件(汽缸数和转速)进行概述。

如背景技术中的说明，往复式发动机11的曲柄轴12的旋转中的角速度变动起因于活塞17等的往复运动中的惯性矩的变动(以下称为惯性变动)、以及起因于燃烧循环中的压缩(减速)、爆发(加速)行程中的汽缸内压力的变动(以下称为爆发变动)。其中，惯性变动产生的影响比爆发变动产生的影响小，因此，在以下对基于爆发变动的条件进行说明。

当关注一个汽缸时，在2冲程发动机中，爆发变动在一次旋转(360°)中产生具有一个极大值的变动，在4冲程发动机中，爆发变动在两次旋转(720°)中产生具有一次极大值的变动。因此，在n个汽缸的2冲程发动机中，每360/n(度)产生变动，在4冲程发动机中，每720/n(度)产生变动。

一般来说，一个汽缸中的爆发变动引起的角速度变化主要在上死点前后的规定角度范围(角速度变动区域)产生。该角速度变动区域的角宽度Φ根据曲柄轴的偏置和连杆的大端/小端的轴间距离、以及压缩比而变化，但是一般来说，为上死点前后60°的约120°。当汽缸数增加时，爆发前后的汽缸间的角速度变动区域重合，各汽缸中的变动被抵消且被抑制。当将与该角速度变动区域Φ的重合程度逆相关的爆发变动的影响度设为α时，影响度α能够表示为用角速度变动区域角度Φ除汽缸间的爆发时刻的偏移角(2冲程：360/n，4冲程：720/n)。即，在2冲程发动机中α＝360/n/Φ，在4冲程发动机中α＝720/n/Φ。

在经验上，多汽缸化产生的爆发变动成分的抑制在α＜0.33中较高，本实施方式中的转速算出处理是不需要的。但是，在α≥0.33中，爆发变动成分的影响在角速度中出现，本实施方式的转速算出处理成为有效的。特别是在α≥0.35中，本实施方式的转速算出处理是有效的。

例如，当Φ＝120°时，在2冲程发动机中，在9汽缸以下为α≥0.33，在4冲程发动机中，在18汽缸以下为α≥0.33，本实施方式的转速算出处理是有效的。

并且，在数字控制中，计测中的取样间隔Ts必须充分小于A/D变换的间隔Ta(这里D/A变换的间隔也同样设定)，一般来说必须是Ta＞5·Ts，优选是Ta＞10·Ts。此外，A/D(D/A)变换的间隔Ta与作为被控制量的转速的应答延迟和作为操作量的燃料喷射量(燃料供应量)的应答延迟具有密切的关系，间隔Ta相对于这些延迟必须是充分短的时间间隔。当将被控制量以及操作量的延迟以一次延迟的时间常数Td、Tm代表时，必须是Td＞10·Ta且Tm＞Ta，优选是Td＞50·Ta且Tm＞5·Ta。

因此，在数字控制中，取样间隔Ts必须满足Td＞50·Ts且Tm＞5·Ts，优选是满足Td＞500·Ts且Tm＞50·Ts。

并且，在取样间隔(脉冲间隔)Ts与被控制量(角速度)的变动周期一致的情况下或者在其以上的情况下，具有与使用滤波器相同的效果，变动在被控制量的计测结果中不出现。这里，在n汽缸2冲程发动机中，爆发的间隔为每360/n(度)，在4冲程发动机中，爆发的间隔为每720/n度。并且，当转速为R(rpm)时，由于曲柄轴进行每秒360·R/60(度)旋转，因此，爆发产生的角速度的变动周期在2冲程发动机中为60/n/R(秒)，在4冲程发动机中为120/n/R(秒)。

即，在2冲程发动机中，当利用数字控制所求出的取样间隔Ts的值在60/n/R(秒)以下时，本实施方式的转速算出处理是有效的，在4冲程发动机中，在120/n/R(秒)以下时是有效的。即，成为本实施方式的转速算出处理的适用对象的往复式发动机的常用转速R在2冲程发动机中在60/n/Ts(rpm)以下，在4冲程发动机中在120/n/Ts(rpm)以下。

例如，在2冲程6汽缸发动机中，当Td＝10秒、Tm＝1秒时，数字控制的制约为Ts＜1/5，优选是Ts＜1/50，这里，当

时，R为约50rpm以下，当

时，R为500rpm以下。

接着，参照图2至图7对本实施方式的转速算出处理的具体例进行说明。图2是示出7汽缸发动机中的曲柄轴在一定的转速情况下的角速度变动的时间序列变化的曲线图，横轴对应于时间，纵轴对应于标准化的角速度。并且，角速度的平均值被标准化为1。

如图2所示，即使发动机转速为一定并且角速度的平均值为一定，角速度也会受到惯性变动、爆发变动的影响而以一定的周期变动。现有技术中，由于发动机转速通过在角速度中乘以规定的系数而求出，因此，如图2所示，当角速度由于惯性变动、爆发变动的影响而进行脉动时，本来应该是一定的发动机转速以与角速度变动相同的周期进行变动的结果而被算出。

一般来说，如果决定了汽缸数，起因于惯性变动以及爆发变动的角速度ω的变动基本上仅依赖于曲柄的相位角θ、转速N、燃料供应量Q。因此，从曲柄的相位角θ、转速N、燃料供应量Q推算包含起因于惯性变动以及爆发变动的变动的角速度，而如果从实测的角速度ω消除该变动成分，就能够从角速度ω求出大致消除了惯性变动以及爆发变动所产生的脉动的转速。并且，这里，在推算角速度时使用的转速N中，例如使用实测的角速度ω的移动平均或利用一次延迟滤波器进行了平滑化的值、或者在前一个处理中所求出的转速的值。并且，在燃料供应量Q中，例如使用最后的燃料供应量的值。

并且，优选利用一次延迟滤波器进行平滑化时的时间常数被设定为充分小于曲柄转速的应答的时间常数(数十秒)的值(例如曲柄转速的应答时间常数的10％以下)。但是，一次延迟滤波器的时间常数也可以简单地设定为2秒左右的时间常数。

现在，当转速N、燃料供应量Q中的角速度的推算值为Ω(θ；N，Q)、其平均值为Ω_m(＝2πN)、并且相位θ中的实测角速度为ω(θ)时，在转速一定的条件下，相位θ中示出ω(θ)值的角速度的平均值ω_m(θ)表示为ω_m(θ)＝ω(θ)·Ω_m(N)/Ω(θ；N，Q)(依据ω∶ω_m＝Ω∶Ω_m)。因此，如果求出f(θ)＝Ω_m(N)/Ω(θ；N，Q)，就能对于实测的角速度ω(θ)求出脉动成分被大致消除的有效的转速Ne(θ)(以下称为有效转速)为Ne(θ)＝ω_m(θ)/(2π)＝ω(θ)·f(θ)/(2π)[rad/秒]。

图3是在曲柄相位角360°中示出包含起因于7汽缸2冲程发动机中的惯性变动以及爆发变动的脉动的、相对于某个转速N和燃料供应量Q推算的标准化角速度：Ω(θ)/Ω_m的变化、及其倒数f(θ)的变化的曲线图。并且，横轴以一个汽缸的TDC为中心(O)，而被标准化为TDC-BDC间的相位角(180°)为1。并且，在图3中，标准化角速度Ω(θ)/Ω_m用实线表示，作为其倒数，在本实施方式中，发动机转速算出时的补正系数f(θ)用虚线表示。

在7汽缸2冲程发动机中，在曲柄进行一次旋转期间，具有7个周期性的角速度变动，补正系数(倒数)以与角速度反相位进行变化。在图3的实例中，补正系数以接近正弦波的形状进行变化。

在图3的实例中，当将补正系数(倒数)f(θ)以正弦波进行近似时，曲柄的相位角θ中的补正系数的值f(θ)用下式表示。

f(θ)～A·sin(B·θ+C)+D

这里，B为由汽缸数以及2冲程或4冲程决定的系数，在图3的实例中，B＝7。振幅A以及相位差C基于模拟或实验而决定，振幅A主要依赖于燃料供应量(操作量)Q和转速N。振幅A例如作为预先求出的函数g(Q)、h(N)的乘积以A＝g(Q)·h(N)求出。并且，也可以储存于储存部31(图1)等中作为对于各Q、N的值的一览表。相位差C也依赖于燃料供应量(操作量)Q和转速N，但是相位差C的变动量微小，能够利用与振幅A大致相同的方法求出。并且，偏移量D对应于平均值Ω_m，为D＝1。

并且，由于振幅A和相位差C之间的相关性较低，因此，能够从利用模拟或实验所求出的补正系数f(θ)的波形容易地决定。

图4是示出将补正系数f(θ)以上述正弦波进行近似时的一例的曲线图，横轴、纵轴与图3的曲线图相同。在图4中，补正系数f(θ)用实线表示，以正弦波被近似的值用虚线表示。如图所示，在7汽缸发动机中，补正系数f(θ)以正弦波进行精度极其良好的近似。

图5是示出从图1的标准化角速度没有使用本实施方式的补正系数f(θ)，而是使用以现有的方法算出的转速(虚线)、以及利用图4中示出的本实施方式的近似式的补正系数f(θ)而算出的转速(实线)的时间性的变化的曲线图。即，虚线的转速(利用现有的方法的转速)在相位角θ中所检测的角速度为ω(θ)[rad/秒]时，由60×ω(θ)/(2π)[rpm]算出。另一方面，在本实施方式所算出的有效转速Ne作为60×ω(θ)×f(θ)/(2π)[rpm]算出。

并且，角速度为ω(θ)从曲柄角度传感器26中根据齿的检测而生成的脉冲信号的时间间隔和齿距(角度)而计算，相位角从由基准脉冲所计数的脉冲数和齿距而计算。并且，在图5中，横轴表示时间(秒)，纵轴表示由平均角速度求出的转速被标准化为1的转速。

如图5所明示，在使用补正系数f(θ)的转速算出方法中，与没有使用补正系数f(θ)的现有的方法相比，转速的变动幅度显著变小，其值大致等于角速度的平均值中的转速。由此，从转速中大致消除起因于惯性变动以及爆发变动的脉动。

并且，图6中示出了为了消除惯性变动、爆发变动的脉动而使用本实施方式的补正系数f(θ)的情况、以及使用移动平均的情况的不同。图6是示出转速从70rpm经过3.5秒降低到66.5rpm情况的包含惯性变动和爆发变动的脉动的角速度ω(t)、使用ω(t)的移动平均的转速、以及使用本实施方式的补正系数f(θ)的有效转速Ne随时间变化的曲线图，横轴表示时间，纵轴表示转速[rpm]。

在图6中，ω(t)用虚线S1表示，使用ω(t)的移动平均而求出的转速用曲线S2表示。并且，利用本实施方式算出的有效转速Ne用曲线S3表示，如图6所示，在使用移动平均的情况下，虽然从所求出的转速消除了脉动成分，但是对于角速度ω(t)的变化产生了延迟。因此，当将该转速使用于反馈控制时，在调速器控制中产生应答延迟。与此对比，可知利用使用补正系数f(θ)的本实施方式的有效转速Ne在消除脉动成分的同时，迅速追随角速度ω(t)的平均值的变化，并且不会产生延迟。

并且，当7汽缸等汽缸数大到某种程度时，补正系数f(θ)能够以正弦波进行近似，但是在汽缸数较少的情况下，不能够以正弦波进行近似。在这样的情况下，可以考虑将相位角θ在规定的范围内划分，并分别在每个区间I分别使用多项式等将作为角速度的倒数的补正系数fi(θ)进行近似。

并且，图7与图5同样示出了在1汽缸2冲程发动机中，将曲柄一次旋转5等分，并在各区间内将补正系数以n次式进行近似时的结果。即，虚线为未进行补正情况下的转速的值，实线为进行了补正情况下的转速。

如图7所示，当使用补正系数时，所算出的转速的变动大幅降低。并且，在该情况下，近似式的各参数对应于相位角、转速、燃料供应量而储存于储存部31，在转速计算部28中，基于这些值选择公式而算出转速。

如上所述，根据第一实施方式的低速往复式发动机的控制系统，在基于随曲柄一次旋转中产生的多个脉冲信号而算出转速的情况下，能够将惯性变动以及爆发变动产生的影响从所算出的转速中消除。由此，在将转速维持在设定值并且以低速运转的大型发动机中，能够一边维持较高的控制应答性，一边实现稳定的转速控制。

并且，取代使用补正系数的近似式，也可以对于每个相位角、转速、燃料供应量的值(规定区间)，将补正系数的值储存于储存部31作为一览表。并且，在变动近似于正弦波的情况下，通过求出与转速N、燃料供应量Q时的Ω(θ)-Ω_m的近似式(正弦波)反相位(余弦波)的F(θ)，并且将F(θ)加入ω(θ)中合计，能够将角速度变动抵消。在该情况下作为Ne＝60×(ω(θ)+F(θ))/(2π)[rpm]被求出。

并且，在第一实施方式中，参照曲柄的相位角、转速、燃料供应量，从转速中消除惯性变动以及爆发变动的影响。但是，当不需要基于燃料供应量的补正时，即当爆发变动的影响较小时，也可以仅基于曲柄的相位角进行补正并算出转速。在该情况下，由于在转速的算出中不需要燃料供应量，因此，操作量(燃料供应量)不会从操作量计算部29反馈至转速计算部28。相反，当惯性变动的影响与爆发变动相比为较小时，也可以仅考虑爆发变动并进行将其抵消的补正。

接着，参照图8对第二实施方式进行说明。第二实施方式与在不需要基于燃料供应量的补正时，即以低负载常用运转等爆发变动的影响较小时相对应。如上所述，在该情况下，能够通过仅基于曲柄的相位角的补正而算出转速。在第二实施方式中，不是在每个一定的曲柄角度产生脉冲，而是当转速一定时，即使存在惯性变动等，也会构成为在一定的间隔产生脉冲，并且在控制部中与现有技术相同在角速度中乘以固定系数而算出转速。

图8是示出作为第二实施方式的低速往复式发动机的控制系统的构成的框图，与图1相同，仅示出1汽缸，但是一般来说为多汽缸(例如10汽缸以下)。并且，对于与第一实施方式相同的构成使用相同的参考符号，并省略其说明。

在第一实施方式中，在设置于飞轮24的周缘部的齿部25上以规定齿距形成齿，但是第二实施方式的飞轮33的齿部34以不等的间隔形成齿。齿的间隔主要对应于惯性变动而设定，例如对应于曲柄角度以不同的齿距形成，使得即使曲柄轴12(飞轮33)的角速度由于惯性变动而变动，在曲柄角度传感器26中产生的脉冲信号也以一定的时间间隔生成。

在曲柄角度传感器26所生成的脉冲信号向控制装置32的转速计算部35输入。在转速计算部35中，从脉冲信号算出角速度，通过将固定系数乘以角速度而算出转速，并向操作量计算部29输出。在操作量计算部29中，基于所算出的转速来计算燃料泵30的操作量，并向燃料泵30输出。

如上所述，在第二实施方式中，惯性变动等、不依赖于燃料供应量的发动机固有的脉动在没有对控制装置施加变更的情况下从转速中被消除。

并且，作为消除对象的不仅限于惯性变动，如果为单一对应于曲柄角度的变动，也能够利用第二实施方式的方法消除。并且，在本实施方式中，使齿的齿距适应被消除的变动的周期而设为不等间隔，但是，例如也可以在飞轮周缘部设置对应于这样的齿距的条形码的图案(例如，将描绘的图案粘贴在贴条上)，通过利用传感器对其进行读取，对每个转速生成一定间隔的脉冲信号。另外，也可以将这些构成不设置于飞轮，而是设置在编码器内。

并且，惯性变动的影响利用第二实施方式的方法消除，并且对于爆发变动，也可以构成为与第一实施方式相同，基于曲柄相位、转速、燃料供应量进行补正。

并且，本发明适合于船舶用发动机或者在工厂等用作原动机或发动机的陆用发动机等，特别在柴油发动机等大型低速运转的往复式发动机中有用。并且，在汽缸数为10汽缸以下，优选为7-8汽缸以下，并且常用转速在数百RPM以下，优选在100RPM以下运转的往复式发动机中是有效的。

并且，作为反馈控制，将PID控制列为实例，但是控制方法不仅限于此，也可以适用于现代控制理论、适用控制、学习控制等。并且，在第一实施方式和第二实施方式中说明的各构成在整合的范围内能够进行各种组合。

Claims (13)

1.一种往复式发动机转速算出装置，随曲柄一次旋转生成多个信号，并且基于所述多个信号而算出往复式发动机的实际转速，所述往复式发动机转速算出装置的特征在于，包括变动成分消除机构，该变动成分消除机构在算出所述实际转速时，对应于曲柄相位角、转速、以及燃料喷射量，消除包含在所述多个信号中的所述往复式发动机的爆发变动成分。

2.根据权利要求1所述的往复式发动机转速算出装置，其特征在于，所述多个信号在每个一定曲柄角度被生成，通过在基于所述多个信号所算出的角速度中运算对应于所述曲柄相位角的补正系数，从而消除所述爆发变动成分。

3.根据权利要求2所述的往复式发动机转速算出装置，其特征在于，所述变动成分消除机构从所算出的所述转速中进一步对应于曲柄相位角而消除惯性变动成分。

4.根据权利要求3所述的往复式发动机转速算出装置，其特征在于，所述补正系数被设定为除了所述爆发变动成分以外，还消除所述惯性变动成分的值。

5.根据权利要求4所述的往复式发动机转速算出装置，其特征在于，从所述相位角、所述转速、所述燃料喷射量推算角速度，所述补正系数基于推算的所述角速度而求出。

6.根据权利要求5所述的往复式发动机转速算出装置，其特征在于，所述补正系数为将推算的所述角速度以其平均值为1的方式进行标准化的标准化推算角速度的倒数。

7.根据权利要求6所述的往复式发动机转速算出装置，其特征在于，用于所述角速度推算的转速使用基于所述多个信号所算出的角速度的移动平均值、或者利用一次延迟滤波器的值的任一个而求出。

8.一种往复式发动机转速算出装置，随曲柄一次旋转生成多个信号，并且基于所述多个信号而算出往复式发动机的实际转速，所述往复式发动机转速算出装置的特征在于，包括变动成分消除机构，该变动成分消除机构在算出所述实际转速时，对应于曲柄相位角，消除包含在所述多个信号中的所述往复式发动机的惯性变动成分。

9.根据权利要求8所述的往复式发动机转速算出装置，其特征在于，构成为当所述曲柄的一次旋转花费的时间是一定时，所述多个信号对应于所述惯性变动而以一定的时间间隔生成。

10.根据权利要求9所述的往复式发动机转速算出装置，其特征在于，所述多个信号通过利用传感器来检测沿着与所述曲柄一体旋转的旋转体的周向而设置的多个被检测部，从而生成，所述被检测部以对应于所述惯性变动的不等间隔的齿距配列，使得当所述曲柄的一次旋转花费的时间一定时，所述多个信号以一定的时间间隔生成。

11.一种往复式发动机控制装置，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的转速算出装置。

12.一种船舶，其特征在于，包括权利要求11所述的往复式发动机控制装置。

13.一种往复式发动机的转速算出方法，随曲柄一次旋转生成多个信号，并且基于所述多个信号而算出往复式发动机的实际转速，所述往复式发动机的转速算出方法的特征在于，在算出所述实际转速时，对应于曲柄相位角、转速、以及燃料喷射量，而消除包含在所述多个信号中的所述往复式发动机的爆发变动成分。

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