CN104564383A - 电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置 - Google Patents

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张文
陈利飞
潘昊
安利强
梁叶娟
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Abstract

本发明公开了一种电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置。该怠速挂倒挡防熄火装置包括：船用前进档位信号终端及船用后退档位信号终端，分别用于采集船只操作人员在挂挡手柄动作后齿轮箱实际挂挡前的瞬间信号；压力信号转换单元，其输入端分别与船用前进档位信号终端和船用后退档位信号终端连接，用于转换所述船用前进档位信号终端和船用后退档位信号终端采集的挂档信号；ECU空调怠速信号针脚及高电平电压信号终端；以及延时继电器开关。该怠速挂倒挡防熄火装置保证发动机怠速挂挡倒船瞬间能承受更大扭矩的动力输出，从而实现船只怠速挂倒挡防熄火的目的。

Description

电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置
技术领域
本发明涉及船用发动机领域，特别涉及一种电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置。
背景技术
由于船只本身无类似车用刹车系统的停船装置，其停车依靠不断变换的前进和后退挂挡倒船操作执行，在进出港口、停船靠岸、紧急停船等工况，均依靠变换挂倒船挡位(船只前行挂后退挡，后退挂前行档)实现。根据用户使用习惯和齿轮箱要求，在挂倒挡应用中要求使用低转速(怠速)工况操作，因为各型船只匹配、船只运行工况的不同和船只动力系统惯性的作用，在怠速工况下突挂倒挡需要克服很大的瞬间阻力，有可能超过发动机本身的怠速带载能力，从而导致发动机被压熄火，无法及时停船而引起事故的出现。在实际运用中，用户在挂挡同时会通过增加油门开度，提升转速以防止发动机熄火，但不同用户的操作习惯和熟练程度影响，经常出现挂挡和油门操作协调不好而导致发动机熄火停不了船的事故。
现有船只怠速倒船具有以下缺点：首先，需要人为掌控油门和档位的协调操作，容易出现误操作或操作不合理而导致撞船事故出现；其次，需要发动机具备很大的低转速带载能力，为达到这个目的，一般要求匹配更大缸径的发动机，形成船只匹配上的不经济；再次，由于怠速挂挡倒船时螺旋桨给了发动机很大的阻力，为了减少阻力，要求船只匹配较小的螺旋桨推进系统，从而降低了船只整车运行的经济性。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单合理的电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置，该电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置通过对发动机怠速挂挡运行时的目标转速策略进行优化设计，借助电控系统怠速提升原理，在船只怠速挂挡时提升当前目标怠速，提升发动机扭矩带载能力，在船只倒档操作完成正常运行后，恢复目标怠速，保证发动机怠速挂挡倒船瞬间能承受更大扭矩的动力输出，从而实现船只怠速挂倒挡防熄火的目的。
为实现上述目的，本发明提供了电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置，包括：船用前进档位信号终端及船用后退档位信号终端，分别用于采集船只操作人员在挂挡手柄动作后齿轮箱实际挂挡前的瞬间信号；压力信号转换单元，其输入端分别与船用前进档位信号终端和船用后退档位信号终端连接，用于转换所述船用前进档位信号终端和船用后退档位信号终端采集的挂档信号；ECU空调怠速信号针脚及高电平电压信号终端；以及延时继电器开关，其输入回路与所述压力信号转换单元的输出端连接，该延时继电器开关的输出回路分别与所述高电平电压信号终端和ECU空调怠速信号针脚连接，用于对所述高电平电压信号终端的高电平信号进行时间控制。
优选地，上述技术方案中，船用前进档位信号终端和船用后退档位信号终端分别为液压传感器、液压开关或触点开关。
优选地，上述技术方案中，高电平电压信号终端的高电平电压信号为24V高电平信号。
优选地，上述技术方案中，高电平电压信号终端的高电平电压信号由发动机ECU提供或由外部24V电源正极提供。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置通过对发动机怠速挂挡运行时的目标转速策略进行优化设计，借助电控系统怠速提升原理，在船只怠速挂挡时提升当前目标怠速，提升发动机扭矩带载能力，在船只倒档操作完成正常运行后，恢复目标怠速，保证发动机怠速挂挡倒船瞬间能承受更大扭矩的动力输出，从而实现船只怠速挂倒挡防熄火的目的。
附图说明
图1是本发明的电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置的结构示意图。
图2是本发明的电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置的功能运行效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1所示，根据本发明具体实施方式的电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置的具体包括：压力信号转换单元1、船用前进档位信号终端2、船用后退档位信号终端3、延时继电器开关4和发动机ECU6，以及ECU空调怠速信号针脚7和高电平电压信号终端8。其中，船用前进档位信号终端2和船用后退档位信号终端3分别与该压力信号转换单元1的输入端连接，延时继电器开关4的输入回路与该压力信号转换单元1的输出端连接，延时继电器开关4的输出回路分别与高电平电压信号终端8和ECU空调怠速信号针脚7连接。该电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置借用电控系统原有的空调怠速提升功能，通过船用前进档位信号终端2和船用后退档位信号终端3获取船只操作人员在挂挡手柄动作后，齿轮箱实际挂挡前的瞬间信号，再压力信号转换单元1将齿轮箱反馈的不同类型的挂档信号经过转换处理后，以标准形式提供给延时继电器开关4，转换为高电平信号输入ECU空调怠速信号针脚，提升发动机目标怠速，从而提升发动机瞬间怠速带载能力。该电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置能够灵活运用现有电控策略升级，挖掘电控潜力。
船用前进档位信号终端2和船用后退档位信号终端3用于采集船只操作人员在挂挡手柄动作后，齿轮箱实际挂挡前的瞬间信号。船用前进档位信号终端2和船用后退档位信号终端3能够适用于不同的信号类型，可以根据实际成本、齿轮箱结构等因素选择液压传感器、液压开关或触点开关等类型元器件。该方案根据船只实际使用特点，在前进时刹车采用挂后退档方式，在后退时刹车采用前进挡方式，所以在一个齿轮箱上挂前进挡和挂后退挡均需要安装挂挡信号终端(船用前进档位信号终端2和船用后退档位信号终端3)，激活本方案功能。
压力信号转换单元1用于将齿轮箱反馈的不同类型的挂档信号转换成标准形式提供给延时继电器开关4，用户可以根据实际因素选择恰当的信号源方式。例如：当挂挡信号为压力信号时，通过转换单元转换为规范信号提供给继电器延时开关。
如图2所示，ECU空调怠速信号针脚7接收到高电平电压信号终端8的高电平电压信号后，发动机ECU6能够提升发动机目标怠速，从而提升发动机瞬间怠速带载能力。例如发动机正常怠速650rpm，空调怠速提升200rpm，在得到高电平电压信号终端后，实际发动机目标怠速为850rpm(650rpm+200rpm)，发动机无需额外提升油门开度，大大提升了怠速带载能力。高电平电压信号终端8的高电平电压信号为24V高电平信号，可ECU提供，也可外部24V电源正极提供。该电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置灵敏度高，在船只挂挡操作后、齿轮箱实际挂挡前的瞬间激活该功能，自动控制整个过程，无需采用原始的人为加油门操作，避免误操作和操作不协调导致的事故发生。该方案同时也适用于电控系统原有借用信号触发方式的转速、油门或油量三种方式的提升功能方案，如液温怠速提升功能、电压怠速提升功能、预支油量提升功能等。
延时继电器开关4的输入回路与该压力信号转换单元1的输出端连接，延时继电器开关4的输出回路分别与高电平电压信号终端8和ECU空调怠速信号针脚7连接，能够对高电平电压信号终端8的高电平信号进行时间控制，仅在船只操作人员挂挡瞬间接通信号并维持2～3s(可调整)，这样既可以克服船只挂倒档时的瞬间阻力，又可以很快恢复到船只发动机的正常使用怠速，船只不会因为怠速过高导致船速过快而引起的事故。例如发动机正常怠速650rpm，空调怠速提升200rpm，在得到24V高电平电压信号终端后，实际发动机目标怠速为850rpm，但在维持2s后，延时继电器开关自动断开24V高电平信号输入ECU，发动机目标怠速恢复到正常怠速650rpm。该方案能够仅在船只挂挡瞬间启用该功能，当挂挡环节完成或退空挡后，电控系统自动恢复原始状态运行，无任何影响。一旦需要退出发动机功能激活状态，系统自动恢复正常，和原始运行状态无任何区别。
综上，该电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置通过对发动机怠速挂挡运行时的目标转速策略进行优化设计，借助电控系统怠速提升原理，在船只怠速挂挡时提升当前目标怠速，提升发动机扭矩带载能力，在船只倒档操作完成正常运行后，恢复目标怠速，保证发动机怠速挂挡倒船瞬间能承受更大扭矩的动力输出，从而实现船只怠速挂倒挡防熄火的目的。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (4)

1.一种电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置，其特征在于，包括：
船用前进档位信号终端及船用后退档位信号终端，分别用于采集船只操作人员在挂挡手柄动作后齿轮箱实际挂挡前的瞬间信号；
压力信号转换单元，其输入端分别与船用前进档位信号终端和船用后退档位信号终端连接，用于转换所述船用前进档位信号终端和船用后退档位信号终端采集的挂档信号；
ECU空调怠速信号针脚及高电平电压信号终端；以及
延时继电器开关，其输入回路与所述压力信号转换单元的输出端连接，该延时继电器开关的输出回路分别与所述高电平电压信号终端和ECU空调怠速信号针脚连接，用于对所述高电平电压信号终端的高电平信号进行时间控制。
2.根据权利要求1所述的电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置，其特征在于，所述船用前进档位信号终端和船用后退档位信号终端分别为液压传感器、液压开关或触点开关。
3.根据权利要求1所述的电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置，其特征在于，所述高电平电压信号终端的高电平电压信号为24V高电平信号。
4.根据权利要求3所述的电控船用发动机的怠速挂倒挡防熄火装置，其特征在于，所述高电平电压信号终端的高电平电压信号由发动机ECU提供或由外部24V电源正极提供。
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