CN109563783A - 通用发动机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即便在作业机的运转管理部发生了故障的情况下也能够继续进行作业机的运转的通用发动机的控制装置。通用发动机(11)的控制装置具备：发动机控制部(14A)，其基于来自管理除雪机(1)的运转状态的作业机ECU(21)的指令，来进行通用发动机(11)的控制；通信接口(13)，其用于与外部设备进行通信；管理程序取得部(14B)，其从外部设备经由通信接口(13)取得用于使作业机ECU(21)进行运转状态的管理的管理程序(P2)，并将其存储于ROM；以及运转管理代替执行部(14C)，其在检测出作业机ECU(21)的故障的情况下，按照该管理程序(P2)而代替作业机ECU(21)进行除雪机(1)的运转状态的管理。

Description

通用发动机的控制装置
技术领域
本发明涉及通用发动机的控制装置。
背景技术
在发电机、泵、舷外机、农作业机、土木用作业机、搬运车或除雪机等以通用发动机为动力的作业机中，设置有进行通用发动机的控制的发动机ECU(Electronic ControlUnit)和总括控制作业机整体而进行作业机的运转管理的作业机ECU。并且，通过上述两个ECU协同配合来使作业机进行动作。
在专利文献1中记载有一种作业机，其在成为了不能从作业机ECU对发动机ECU进行发动机的目标旋转速度的指示的异常状态的情况下，发动机ECU进行以预先决定的固定的旋转速度使发动机旋转的控制，由此即便在成为了异常状态的情况下，也防止成为不能进行作业的情况。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2008-82283号公报
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的作业机中，作为异常状态而仅设想到不能从作业机ECU对发动机ECU进行发动机的目标旋转速度的指示的状态。因此，在作业机ECU自身因故障等而停止动作的情况下，不能进行作业机的操作，作业者必须中断作业。
发明内容
本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供一种即便在作业机的运转管理部发生了故障的情况下也能够继续进行作业机的运转的通用发动机的控制装置。
用于解决课题的方案
上述目的通过以下的(1)～(4)来实现。
(1)一种通用发动机的控制装置，该通用发动机能够作为作业机(例如后述的实施方式中的除雪机1)的动力源使用，其中，所述通用发动机的控制装置具备：发动机控制部(例如后述的实施方式中的发动机控制部14A)，其构成为能够与运转管理部(例如后述的实施方式中的作业机ECU21)进行通信，且基于来自所述运转管理部的指令来进行所述通用发动机的控制，所述运转管理部包含于以所述通用发动机为动力源的作业机且管理该作业机的运转状态；通信接口(例如后述的实施方式中的通信I/F13)，其用于与外部设备(例如后述的实施方式中的电子设备30)进行通信；管理程序取得部(例如后述的实施方式中的管理程序取得部14B)，其从所述外部设备经由所述通信接口取得用于使所述运转管理部进行所述运转状态的管理的管理程序，并将该管理程序存储于存储介质；以及运转管理代替执行部(例如后述的实施方式中的运转管理代替执行部14C)，其在检测出所述运转管理部的故障的情况下，按照存储于所述存储介质的所述管理程序来代替所述运转管理部进行所述作业机的运转状态的管理。
(2)在(1)所记载的通用发动机的控制装置的基础上，所述通用发动机的控制装置还具备实际成效数据存储部(例如后述的实施方式中的实际成效数据存储部14D)，该实际成效数据存储部在所述作业机运转的状态下将表示由所述运转管理部管理的管理实际成效的实际成效数据存储于存储介质，所述运转管理代替执行部在由所述管理程序取得部进行的所述管理程序的存储未实施的状态下检测出所述运转管理部的故障且不能与所述外部设备进行通信的情况下，基于由所述实际成效数据存储部存储的所述实际成效数据来进行所述作业机的运转状态的管理。
(3)在(1)或(2)所记载的通用发动机的控制装置的基础上，所述运转管理代替执行部在按照所述管理程序进行所述运转状态的管理的情况下，代替所述运转管理部仅进行所述运转状态的管理项目中的一部分项目的管理。
(4)在(1)或(2)所记载的通用发动机的控制装置的基础上，所述运转管理代替执行部在按照所述管理程序进行所述运转状态的管理的情况下，在所述控制装置的处理负荷为阈值以上时，与所述处理负荷小于所述阈值时相比，减小所述运转状态的管理项目中的代替所述运转管理部进行的所述管理项目的数量。
发明效果
根据(1)，即便在运转管理部发生了故障的情况下，也由运转管理代替执行部继续进行运转状态的管理，因此能够由作业机继续作业。
根据(2)，即便在运转管理部发生故障且不能取得管理程序的状态下，也基于实际成效数据而继续进行运转状态的管理，因此作业机的动作能够继续。
根据(3)，能够减轻控制装置的处理负荷而防止控制装置的性能降低。
根据(4)，与控制装置的处理负荷对应来控制管理项目的数量，因此能够防止控制装置的性能降低。
附图说明
图1是表示作为作业机的一例的除雪机1的简要结构的框图。
图2是图1所示的除雪机1中的发动机ECU14的功能框图。
图3是用于说明图1所示的除雪机1的动作的流程图。
图4是表示图2所示的发动机ECU14的功能框的变形例的图。
图5是用于说明包括图4所示的发动机ECU14的除雪机1的动作的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
图1是表示作为作业机的一例的除雪机1的简要结构的框图。
除雪机1具备发动机装置10和主体部20。
发动机装置10具备通用发动机11、通信接口(I/F)13及发动机ECU14。
通用发动机11例如由以汽油为燃料的空冷两循环或四循环的单气缸发动机等构成。
通信I/F13是用于与能够连接于便携电话网络的智能手机等电子设备30进行通信的接口，或者是用于与便携电话网络直接连接的接口等。
发动机ECU14由具备处理器、ROM(Read Only Memory)及RAM(Random AccsessMemory)等的微型计算机构成，通过由通用发动机11的动力充电的省略图示的蓄电池的电力来进行动作。
在内置于发动机ECU14的ROM中预先存储有控制程序P1，该控制程序P1用于进行通用发动机11的控制和使用了通信I/F13的通信控制。
发动机ECU14基于控制程序P1并按照来自主体部20的作业机ECU21的指令来进行通用发动机11的控制，或者进行经由通信I/F13的与外部设备的通信控制。
由通信I/F13和发动机ECU14构成通用发动机11的控制装置。
主体部20具备作业机ECU21、行驶装置22、集雪装置23、抛雪装置24、显示装置25及操作装置26。
行驶装置22包括车轮或履带等旋转体、与该旋转体连结的驱动轴、与驱动轴连接的传动装置、用于将通用发动机11的动力向传动装置传递的行驶离合器、用于辅助行驶离合器的操作的辅助用马达、以及用于驱动传动装置的传动装置用马达。
集雪装置23包括由螺旋状的旋转刃构成的螺旋钻、收容螺旋钻的螺旋钻壳体、驱动螺旋钻壳体的螺旋钻壳体用马达、用于将通用发动机11的动力向螺旋钻传递的螺旋钻离合器、以及驱动螺旋钻离合器的螺旋钻离合器用马达。
抛雪装置24包括喷射器(shooter)、用于变更喷射器的朝向的喷射器用马达、将由螺旋钻刮取的雪从喷射器向外部吹走的鼓风机、用于将通用发动机11的动力向鼓风机所包含的叶轮传递的鼓风机离合器、以及驱动鼓风机离合器的鼓风机离合器用马达。
显示装置25是用于通知表示除雪机1的各种状态的信息的装置。显示装置25中包括在产生故障的情况下点亮的故障通知灯、在蓄电池的充电系统产生了异常时点亮的充电警告灯、在发动机油量变得少时点亮的油警告灯、以及在蓄电池的电压降低了时点亮或闪烁的蓄电池警告灯等。
操作装置26包括用于操作行驶装置22所包含的行驶离合器的行驶离合器杆、用于操作行驶装置22所包含的传动装置的前进后退速度调节杆、用于调节集雪装置23的螺旋钻壳体的姿态的螺旋钻调节杆、用于调节抛雪装置24的喷射器的朝向的抛雪方向调节杆、用于操作集雪装置23所包含的螺旋钻离合器用马达及抛雪装置24所包含的鼓风机离合器用马达的除雪离合器按钮、用于调节通用发动机11的转速的发动机旋转调节杆、以及用于进行除雪模式的切换的模式切换按钮。
作业机ECU21由具备处理器、ROM及RAM等的微型计算机构成，通过由通用发动机11的动力充电的蓄电池的电力来进行动作。
在内置于作业机ECU21的ROM中预先存储有用于进行除雪机1的运转状态的管理的管理程序P2。
通用发动机11、发动机ECU14、通信I/F13、作业机ECU21、行驶装置22、集雪装置23、抛雪装置24、显示装置25及操作装置26与共用的总线40连接而能够进行单向或双向的通信。
执行管理程序P2的作业机ECU21的处理器基于从操作装置26输出的指示信号等，分别控制发动机ECU14、行驶装置22、集雪装置23、抛雪装置24及显示装置25，来进行除雪机1的运转状态的管理。作业机ECU21的处理器作为运转管理部而发挥功能。
以下，例举执行了管理程序P2的作业机ECU21对运转状态进行管理的管理项目的例子。
(行驶管理)
当表示行驶开始指示的信号从行驶离合器杆输出时，作业机ECU21驱动辅助用马达来使行驶离合器与传动装置连接。当表示行驶停止的信号从行驶离合器杆输出时，作业机ECU21驱动辅助用马达来使行驶离合器从传动装置分离。
(传动装置管理)
当指示行驶方向(前进或后退)及行驶速度的信号从前进后退速度调节杆输出时，作业机ECU21驱动传动装置用马达，以成为与指示对应的状态的方式对传动装置进行控制。
(除雪管理)
当指示除雪开始的信号从除雪离合器按钮输出时，作业机ECU21驱动螺旋钻离合器用马达和鼓风机离合器用马达来将螺旋钻和鼓风机控制为工作状态。当指示除雪停止的信号从除雪离合器按钮输出时，作业机ECU21驱动螺旋钻离合器用马达和鼓风机离合器用马达来将螺旋钻和鼓风机控制为停止状态。
(抛雪方向管理)
当指示喷射器的朝向的信号从抛雪方向调节杆输出时，作业机ECU21驱动喷射器用马达来变更喷射器的朝向。
(螺旋钻姿态管理)
当指示螺旋钻壳体的姿态的信号从螺旋钻调节杆输出时，作业机ECU21驱动螺旋钻壳体用马达来变更螺旋钻壳体的朝向。
(转速管理)
当指示通用发动机11的转速的信号从发动机旋转调节杆输出时，作业机ECU21对发动机ECU14发出使通用发动机11以指示的转速进行动作的指令。发动机ECU14当接受到该指令时，以使发动机转速成为指示的转速的方式控制通用发动机11。
(除雪模式管理)
当作为运转模式而指示自动模式的设定的信号从模式切换按钮输出时，作业机ECU21根据除雪作业的负荷来控制通过行驶装置22使除雪机1行驶的行驶速度，且以成为与运转状况对应的发动机转速的方式向发动机ECU14发出指令。
当作为运转模式而指示手动模式的设定的信号从模式切换按钮输出时，作业机ECU21以使发动机转速成为从发动机旋转调节杆输入的转速的方式向发动机ECU14发出指令，且以使除雪机1的行驶速度成为从前进后退速度调节杆输入的目标速度的方式控制行驶装置22。
(显示管理)
作业机ECU21基于从发动机ECU14通知的发动机油的剩余量信息来进行油警告灯的点亮控制，或者基于蓄电池的状态来进行充电警告灯或蓄电池警告灯的点亮控制，或者在除雪机1的硬件产生了故障的情况下进行使故障通知灯点亮的控制。
图2是图1所示的除雪机1中的发动机ECU14的功能框图。
发动机ECU14的处理器通过执行控制程序P1而作为发动机控制部14A、管理程序取得部14B及运转管理代替执行部14C发挥功能。
发动机控制部14A按照来自作业机ECU21的指令来进行通用发动机11的转速的控制。
管理程序取得部14B从外部设备经由通信I/F13取得与内置于作业机ECU21的ROM所保存的管理程序P2相同的程序，并将该程序向内置于发动机ECU14的作为存储介质的ROM存储。
例如，当除雪机1的所有者向自身所持的智能手机等电子设备30安装用于除雪机1的管理的应用程序时，在该安装的时刻将管理程序P2存储于电子设备30。
电子设备30通过该应用程序的功能而从发动机装置10接受管理程序P2的发送指示时，将存储于内部的管理程序P2向发动机装置10发送。
运转管理代替执行部14C在检测出作业机ECU21的故障的情况下，按照存储于发动机ECU14的ROM中的管理程序P2，代替作业机ECU21进行除雪机1的运转状态的管理。
运转管理代替执行部14C例如对作业机ECU21定期地发送用于动作确认的信号，在从作业机ECU21没有对该信号响应的情况下，检测出作业机ECU21发生了故障。
图3是用于说明图1所示的除雪机1的动作的流程图。
当发动机ECU14及作业机ECU21起动时，作业机ECU21基于管理程序P2来开始除雪机1的运转状态的管理(步骤S1)。
当运转状态的管理开始时，由发动机ECU14的运转管理代替执行部14C定期地判定作业机ECU21的故障的有无(步骤S2)，在未检测出作业机ECU21的故障的情况下(步骤S2：否)，继续进行作业机ECU21对运转状态的管理。
另一方面，在检测出作业机ECU21的故障的情况下(步骤S2：是)，由发动机ECU14的管理程序取得部14B从电子设备30取得管理程序P2，并将该管理程序P2存储于发动机ECU14的ROM(步骤S3)。
然后，发动机ECU14的运转管理代替执行部14C执行在步骤S3中取得的管理程序P2，从而开始除雪机1的运转状态的管理的代替执行(步骤S4)。
具体而言，运转管理代替执行部14C取得从操作装置26输出的信号，并根据该信号来执行上述的行驶管理、传动装置管理、除雪管理、抛雪方向管理、螺旋钻姿态管理、转速管理、除雪模式管理及显示管理。
如以上那样，根据图1所示的搭载于除雪机1的发动机装置10，即便在作业机ECU21发生了故障的情况下，也由发动机ECU14代替执行作业机ECU21进行的运转状态的管理，因此除雪机1的使用者能够继续进行除雪作业。
需要说明的是，管理程序取得部14B从电子设备30取得管理程序P2的时机不限定于检测出作业机ECU21的故障的时机。例如，也可以在发动机ECU14起动了的时机、或者作业机ECU21正执行运转状态的管理的期间的任意的时机进行管理程序P2的取得。
另外，运转管理代替执行部14C也可以不代替执行作业机ECU21进行的运转状态的管理项目的全部，而仅代替执行全部的管理项目中的一部分的管理项目。
例如，在图3的步骤S4中，运转管理代替执行部14C代替执行除雪机1的移动所需的管理项目(具体而言，行驶管理及传动装置管理)和显示管理的一部分(具体而言，使故障通知灯点亮的控制)。这样，即便作业机ECU21发生了故障，也至少能够使除雪机1移动。因此，能够使除雪机1从作业现场移动而顺利地进行除雪机1的修理委托，能够提高便利性。
另外，运转管理代替执行部14C也可以与发动机ECU14的处理器的处理负荷对应地控制代替执行的管理项目的数量。发动机ECU14的处理器的处理负荷例如根据内置于发动机ECU14的RAM的使用率来求出。
例如，运转管理代替执行部14C对发动机ECU14的处理器的处理负荷设定阈值TH1、比阈值TH1大的阈值TH2、以及比阈值TH2大的阈值TH3这三个阈值。
并且，运转管理代替执行部14C在发动机ECU14的处理器的处理负荷小于阈值TH1的情况下，代替执行作业机ECU21进行的管理项目的全部。
另外，运转管理代替执行部14C在发动机ECU14的处理器的处理负荷为阈值TH1以上且小于阈值TH2的情况下，代替执行作业机ECU21进行的管理项目中的高级的除雪作业所需的管理项目(具体而言，行驶管理、传动装置管理、除雪管理、抛雪方向管理、螺旋钻姿态管理及转速管理)和显示管理的一部分(具体而言，使故障通知灯点亮的控制)。
另外，运转管理代替执行部14C在发动机ECU14的处理器的处理负荷为阈值TH2以上且小于阈值TH3的情况下，代替执行作业机ECU21进行的管理项目中的除雪作业所需最低限度的管理项目(具体而言，行驶管理、传动装置管理、除雪管理及螺旋钻姿态管理)和显示管理的一部分(具体而言，使故障通知灯点亮的控制)。
另外，运转管理代替执行部14C在发动机ECU14的处理器的处理负荷为阈值TH3以上的情况下，代替执行作业机ECU21进行的管理项目中的除雪机1的移动所需的管理项目(具体而言，行驶管理及传动装置管理)和显示管理的一部分(具体而言，使故障通知灯点亮的控制)。
这样，运转管理代替执行部14C与发动机ECU14的处理器的处理负荷对应地变更应代替执行的管理项目的数量，由此能够防止发动机ECU14的性能降低，能够使除雪机1顺利地进行动作。
图4是表示图2所示的发动机ECU14的功能框的变形例的图。在图4中，对与图2相同的结构标注相同的符号。
图4所示的发动机ECU14通过处理器执行控制程序P1，从而作为发动机控制部14A、管理程序取得部14B、运转管理代替执行部14E及实际成效数据存储部14D发挥功能。
实际成效数据存储部14D从作业机ECU21取得表示作业机ECU21对运转状态的管理的实际成效的实际成效数据，并将其存储于发动机ECU14的ROM。
作业机ECU21在进行了作为除雪机1的移动所需的管理项目的行驶管理及传动装置管理的情况下，将对从行驶离合器杆输出的信号进行的控制内容和对从前进后退速度调节杆输出的信号进行的控制内容作为实际成效数据而向发动机ECU14发送。
运转管理代替执行部14E具有与图2所示的运转管理代替执行部14C相同的功能。但是，运转管理代替执行部14E在由管理程序取得部14B进行的管理程序P2向ROM的存储未实施的状态下检测出作业机ECU21的故障且不能进行经由通信I/F13的与外部设备通信的情况(不能进行按照管理程序P2的运转状态的管理的代替执行的情况)下，基于由实际成效数据存储部14D存储于ROM的实际成效数据，来代替执行除雪机1的运转状态的管理。
图5是用于说明包括图4所示的发动机ECU14的除雪机1的动作的流程图。
当发动机ECU14及作业机ECU21起动时，作业机ECU21基于管理程序P2来开始除雪机1的运转状态的管理(步骤S11)。
并且，当由作业机ECU21进行行驶管理及传动装置管理时，从作业机ECU21向发动机ECU14发送这些管理的实际成效数据，该实际成效数据由发动机ECU14的实际成效数据存储部14D存储于发动机ECU14的ROM(步骤S12)。
当由作业机ECU21开始运转状态的管理时，由发动机ECU14的运转管理代替执行部14E定期地判定作业机ECU21的故障的有无(步骤S13)。在未检测出作业机ECU21的故障的情况下(步骤S13：否)，继续进行作业机ECU21对运转状态的管理。
另一方面，在检测出作业机ECU21的故障的情况下(步骤S13：是)，由运转管理代替执行部14E判定是否为能够通过管理程序取得部14B取得管理程序P2的状态(步骤S14)。
在使用了通信I/F13的通信所需的电波强度弱而不能进行与外部设备的通信的情况、虽然电波强度强但在周边不存在电子设备30的情况、或者不能访问提供管理程序P2的服务器等情况下，判定为不能取得管理程序P2的状态。
在判定为能够进行与电子设备30的通信且能够取得管理程序P2的状态的情况下(步骤S14：是)，由管理程序取得部14B取得管理程序P2(步骤S15)。然后，运转管理代替执行部14E执行在步骤S15中取得的管理程序P2而开始除雪机1的运转状态的管理的代替执行(步骤S16)。
另一方面，在判定为不能取得管理程序P2的情况下(步骤S14：否)，运转管理代替执行部14E基于在步骤S12中存储于ROM的实际成效数据而开始除雪机1的行驶管理及传动装置管理的代替执行(步骤S17)。
例如，当从行驶离合器杆输出指示行驶开始的信号时，运转管理代替执行部14E参照实际成效数据来实施与该信号对应的控制(辅助用马达的驱动)。另外，例如，当从前进后退速度调节杆输出指示前进且高速的行驶的信号时，运转管理代替执行部14E参照实际成效数据来实施与该信号对应的控制(传动装置用马达的驱动)。
需要说明的是，在从操作装置26输出了未包含于实际成效数据的信号的情况下，运转管理代替执行部14E不进行与该信号相对的控制。
如以上那样，根据图4所示的发动机ECU14，即便在不能取得管理程序P2的情况下，也能够对除雪机1的运转状态的管理中的行驶管理和传动装置管理进行代替执行。在使用除雪机1时，行驶管理和传动装置管理被以高的频率实施。因此，基于实际成效数据进行的行驶管理及传动装置管理能够没有问题地实施。由此，即便在作业机ECU21发生了故障的情况下，也至少能够使除雪机1移动。
需要说明的是，在图5的说明中，作为实际成效数据，仅将与行驶管理和传动装置管理相关的数据存储于发动机ECU14的ROM，但不限定于此。
例如，也可以将表示从除雪离合器按钮输出的信号和与该信号对应的螺旋钻离合器用马达及鼓风机离合器用马达的控制内容的实际成效数据存储于发动机ECU14的ROM。在该情况下，即便在作业机ECU21发生率故障的情况下，也至少能够进行除雪作业。
另外，对于作业机ECU21进行的管理项目的全部，可以将从操作装置26输出的信号与对应于该信号的控制内容建立对应关系的实际成效数据存储于发动机ECU14的ROM。通过这样，能够由运转管理代替执行部14E进行更多的运转状态的管理的代替执行，在作业机ECU21的故障时能够防止除雪机1的功能被限制。
本发明并不限定于前述的实施方式，能够适当进行变形、改良等。
例如，在以上的说明中，作为作业机以除雪机为例，但本发明的通用发动机的控制装置只要是以通用发动机为动力源且搭载有ECU的作业机，就能够适用。
符号说明：
1 除雪机
10 发动机装置
11 通用发动机
13 通信接口
14 发动机ECU
14A 发动机控制部
14B 管理程序取得部
14C、14E 运转管理代替执行部
14D 实际成效数据存储部
P1 控制程序
20 主体部
21 作业机ECU
22 行驶装置
23 集雪装置
24 抛雪装置
25 显示装置
26 操作装置
P2 管理程序
30 电子设备
40 总线

Claims (4)

1.一种通用发动机的控制装置，该通用发动机能够作为作业机的动力源使用，其中，
所述通用发动机的控制装置具备：
发动机控制部，其构成为能够与运转管理部进行通信，且基于来自所述运转管理部的指令来进行所述通用发动机的控制，所述运转管理部包含于以所述通用发动机为动力源的作业机且管理该作业机的运转状态；
通信接口，其用于与外部设备进行通信；
管理程序取得部，其从所述外部设备经由所述通信接口取得用于使所述运转管理部进行所述运转状态的管理的管理程序，并将该管理程序存储于存储介质；以及
运转管理代替执行部，其在检测出所述运转管理部的故障的情况下，按照存储于所述存储介质的所述管理程序来代替所述运转管理部进行所述作业机的运转状态的管理。
2.根据权利要求1所述的通用发动机的控制装置，其中，
所述通用发动机的控制装置还具备实际成效数据存储部，该实际成效数据存储部在所述作业机运转的状态下将表示由所述运转管理部管理的管理实际成效的实际成效数据存储于存储介质，
所述运转管理代替执行部在由所述管理程序取得部进行的所述管理程序的存储未实施的状态下检测出所述运转管理部的故障且不能与所述外部设备进行通信的情况下，基于由所述实际成效数据存储部存储的所述实际成效数据来进行所述作业机的运转状态的管理。
3.根据权利要求1或2所述的通用发动机的控制装置，其中，
所述运转管理代替执行部在按照所述管理程序进行所述运转状态的管理的情况下，代替所述运转管理部仅进行所述运转状态的管理项目中的一部分项目的管理。
4.根据权利要求1或2所述的通用发动机的控制装置，其中，
所述运转管理代替执行部在按照所述管理程序进行所述运转状态的管理的情况下，在所述控制装置的处理负荷为阈值以上时，与所述处理负荷小于所述阈值时相比，减小所述运转状态的管理项目中的代替所述运转管理部进行的所述管理项目的数量。
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