JP2010096091A - Engine speed control device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a technology of an engine speed control device, and more particularly to a technology of an engine speed control device for preventing a sudden deceleration of the engine speed with respect to an accelerator operation during deceleration.
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)。
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。 However, if the intermediate point between the engine speed before deceleration and the engine speed that is the deceleration target is set as the intermediate target when sudden deceleration is performed, the difference between the intermediate target and the engine speed before deceleration still increases and the engine still remains. The rotational speed may decrease rapidly.
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。 In view of the above problems, the present invention provides an engine speed control device that can prevent a sudden decrease in the engine speed even when the engine speed command means performs a rapid deceleration operation.
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。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
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、減速要求時の目標エンジン回転数補正手段と、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、前記目標エンジン回転数補正手段は、減速要求時に、減速率を所定値に保つことによって、目標エンジン回転数がエンジン回転数指令手段による指令エンジン回転数に漸減するように構成したものである。 That is, in claim 1, the engine speed command means, the actual engine speed detection means, the engine speed reduction necessity determination means, the target engine speed correction means at the time of deceleration request, and the target engine speed And a fuel injection amount calculation means based on the actual engine speed, wherein the target engine speed correction means keeps the deceleration rate at a predetermined value at the time of a deceleration request so that the target engine speed Is configured to gradually decrease to the command engine speed by the engine speed command means.
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、減速要求時の目標エンジン回転数補正手段と、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、前記目標エンジン回転数補正手段は、減速要求時に、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、目標エンジン回転数がエンジン回転数指令手段による指令エンジン回転数に減少するように構成したものである。 According to a second aspect of the present invention, the engine speed command means, the actual engine speed detection means, the engine speed reduction necessity determination means, the target engine speed correction means upon request for deceleration, the target engine speed and actual speed In the engine speed control device having the fuel injection amount calculation means based on the engine speed, the target engine speed correction means increases the deceleration rate over time from the start to the end of deceleration when requesting deceleration. The target engine speed is reduced to the command engine speed by the engine speed command means.
請求項3においては、減速要求判定後にエンジン回転数指令手段からの指令エンジン回転数が変化して、指令エンジン回転数と減速要求判定時の指令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補正手段の演算を中止して指令エンジン回転数を目標エンジン回転数にそのまま設定することを特徴とエンジン回転数制御装置ものである。 According to the third aspect of the present invention, the command engine speed from the engine speed command means changes after the deceleration request determination, and the difference between the command engine speed and the command engine speed at the time of the deceleration request determination becomes equal to or less than a predetermined value. In this case, the engine speed control apparatus is characterized in that the deceleration request determination is canceled, the calculation of the target engine speed correction means is stopped, and the command engine speed is set as the target engine speed as it is.
請求項4においては、減速要求判定後に補正目標エンジン回転数と指令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補正手段の演算を中止して指令エンジン回転数を目標エンジン回転数にそのまま設定することを特徴とエンジン回転数制御装置ものである。 According to a fourth aspect of the present invention, when the difference between the corrected target engine speed and the command engine speed is equal to or smaller than a predetermined value after the deceleration request determination, the deceleration request determination is canceled and the calculation of the target engine speed correction means is stopped. Then, the engine speed control device is characterized in that the command engine speed is set as the target engine speed as it is.
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、減速要求時の目標エンジン回転数補正手段と、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、減速要求時の目標エンジン回転数補正手段が減速率を所定値に保つ構成か、減速開始から終了に掛けて経時的に増加させる構成かを設定する選択手段を設けたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, the engine speed command means, the actual engine speed detection means, the engine speed reduction necessity determination means, the target engine speed correction means upon request for deceleration, the target engine speed and the actual engine speed In the engine speed control device having a fuel injection amount calculation means based on the engine speed, the target engine speed correction means at the time of the deceleration request is configured to keep the deceleration rate at a predetermined value, or from the start to the end of the deceleration. Selection means for setting whether the configuration is to be increased is provided.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
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、減速率を所定値に保つことができるので、エンジン回転数の急減を防止できる。 According to the first aspect of the present invention, even if the operator performs a rapid deceleration operation with the engine speed command means, the deceleration rate can be maintained at a predetermined value, so that a sudden decrease in the engine speed can be prevented.
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。 According to the second aspect of the present invention, even if the operator performs a rapid deceleration operation with the engine speed command means, the deceleration rate can be suppressed in the early stage of deceleration, so that a sudden decrease in the engine speed at the start of deceleration can be prevented.
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場合は、エンジン回転数の急減防止制御を解除できるのでエンジン操作性が向上する。 According to the third aspect of the present invention, the engine speed reduction prevention control can be canceled when the operator performs an operation for stopping the rapid deceleration by the engine speed command means even during the control for preventing the engine speed from suddenly decreasing. Operability is improved.
請求項4においては、エンジン回転数の急減防止制御が完了した場合は、通常のエンジン回転数制御に戻すことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the engine speed sudden decrease prevention control is completed, the normal engine speed control can be restored.
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。 According to the fifth aspect of the present invention, the operator can arbitrarily select the deceleration rate characteristic, and even if the engine speed command means performs a rapid deceleration operation, it is possible to prevent a sudden decrease in the engine speed.
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は同じくダッシュポッド制御の推移を示すグラフ図である。
Next, embodiments of the invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing signal transmission of dash pod control, and FIG. 3 is a graph showing transition of dash pod control. FIG. 4 is a graph showing the transition of the dash pod control.
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。
The
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。
The
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。
The
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する制御(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64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。
The engine
The ECU 40 includes an
The
The
The
The
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、急減速判定部61、減速パターン生成部62、比較切替部63、及び噴射量演算部64としての機能を備えている。
The signal transmission of the dash pod control will be described with reference to FIG. The
急減速判定部61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機能を有する。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。
The rapid
減速パターン生成部62及び比較切替部63は減速要求時の目標エンジン回転数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62は、前記急減速判定フラグがONとなった場合に、減速開始時回転数N1から所定の減速パターンを用いて補正目標エンジン回転数Nset´を算出する機能を有する。ここで、減速開始時回転数N1とは、前回演算サイクルでの最終目標エンジン回転数Nsetfである。また、現在演算サイクルでの指令エンジン回転数Nsetとすることも可能である。前記減速開始時回転数N1を基点とし、後述する比較切替部63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エンジン回転数Nset´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。
The deceleration
比較切替部63は、前記減速パターン生成部62において算出された補正目標エンジン回転数Nset´と指令エンジン回転数Nsetを入力し、急減速判定フラグのON/OFFに基づいて、最終目標エンジン回転数Nsetfとして、補正目標エンジン回転数Nset´又は指令エンジン回転数Nsetを選択する機能を有する。より具体的には、比較切替部63は、急減速判定フラグがONの場合には、最終目標エンジン回転数Nsetfとして補正目標エンジン回転数Nset´を選択し、急減速判定フラグOFFの場合には、最終目標エンジン回転数Nsetfとして指令エンジン回転数Nsetを選択する。
The
噴射量演算部64は、最終目標エンジン回転数Nsetf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64は、最終目標エンジン回転数Nsetf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となるように最終目標噴射量Qfinalを算出する機能を有する。
The injection
図3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、下段が最終目標エンジン回転数Nsetfとして選択された補正目標エンジン回転数Nset´又は指令エンジン回転数Nsetについて表されている。 An embodiment of the dash pod control will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the horizontal axis represents the time axis (t), and the vertical axis represents the corrected target engine speed Nset ′ selected as the command engine speed Nset and the lower stage as the final target engine speed Nsetf. The command engine speed Nset is shown.
図3に示す第一減速パターンP1は、補正目標エンジン回転数Nset´の減速率を所定率に保ちながら、減速開始時回転数N1から最終到達エンジン回転数N2に向かって移行させる減速パターンである。 The first deceleration pattern P1 shown in FIG. 3 is a deceleration pattern that shifts from the deceleration start speed N1 toward the final engine speed N2 while maintaining the deceleration rate of the corrected target engine speed Nset ′ at a predetermined rate. .
ここで、減速開始時回転数N1は急減速判定フラグがONとなり減速が開始されたときのエンジン回転数をいい、具体的には急減速判定フラグがONとなった演算サイクルの一つ前の演算サイクルでの最終目標エンジン回転数Nsetfである。また、前記減速開始時回転数N1は急減速判定フラグがONとなった演算サイクルの指令エンジン回転数Nsetとすることもできる。また、最終到達エンジン回転数N2とはアクセル41の操作が終了したしたときの指令エンジン回転数Nset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。
Here, the engine speed N1 at the start of deceleration refers to the engine speed when the rapid deceleration determination flag is turned on and deceleration is started. Specifically, the rotational speed N1 is one before the calculation cycle immediately before the sudden deceleration determination flag is turned on. This is the final target engine speed Nsetf in the calculation cycle. The engine speed N1 at the start of deceleration can be set to the command engine speed Nset of the calculation cycle in which the rapid deceleration determination flag is turned on. The final engine speed N2 is the command engine speed Nset when the operation of the
The first deceleration pattern P1 is stored in advance in the
言い換えれば急減速判定フラグのONが成立したとき、減速開始時回転数N1から最終到達エンジン回転数N2まで所定の減速率によって減速する補正目標エンジン回転数Nset´が算出される。 In other words, when the sudden deceleration determination flag is turned ON, a corrected target engine speed Nset ′ that reduces the speed by a predetermined deceleration rate from the speed N1 at the start of deceleration to the final engine speed N2 is calculated.
このようにして、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。また、エンジン回転数の急減速を防止することが可能となる。
In this way, when the engine is decelerated due to an abrupt accelerator operation, the engine speed is decelerated at a predetermined rate, so that it is possible to give a gentle feeling of deceleration to the operator when an abnormality of the
図4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4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。また、減速開始時回転数N1及び最終到達エンジン回転数N2は図3に示す実施例と同様に定義するものとする。 Another embodiment of the dash pod control will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the horizontal axis and the vertical axis are the same as those in FIG. Further, the deceleration starting rotation speed N1 and the final reached engine rotation speed N2 are defined similarly to the embodiment shown in FIG.
図4に示す第二減速パターンP2は、補正目標エンジン回転数Nset´の減速率を経時的に増加させて、減速開始時回転数N1から最終到達エンジン回転数N2に向かって移行させ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。
The second deceleration pattern P2 shown in FIG. 4 is a deceleration pattern in which the deceleration rate of the corrected target engine speed Nset ′ is increased with time to shift from the speed N1 when starting deceleration toward the final engine speed N2. is there. The second deceleration pattern P2 is stored in advance in the
言い換えれば、実施例において、急減速判定フラグのONが送信されたとき、減速開始時回転数N1から最終到達エンジン回転数N2まで経時的に増加する減速率によって減速する補正目標エンジン回転数Nset´が算出される。このように構成することにより、図4に示すように、ダッシュポッド制御開始直後では、補正目標エンジン回転数Nset´は緩やかに減速し、経時的に減速率が増加することでダッシュポッド制御完了直前では、補正目標エンジン回転数Nset´は比較的急激に減速することとなる。 In other words, in the embodiment, when the sudden deceleration determination flag ON is transmitted, the corrected target engine speed Nset ′ that decelerates with a deceleration rate that increases with time from the deceleration start rotation speed N1 to the final engine speed N2. Is calculated. By configuring in this way, as shown in FIG. 4, immediately after the start of the dash pod control, the corrected target engine speed Nset ′ is slowly decelerated, and the deceleration rate increases with time. Then, the corrected target engine speed Nset ′ is decelerated relatively rapidly.
このようにして、急激なアクセル操作による減速があった場合に補正目標エンジン回転数Nset´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。また、エンジン回転数の急減速を防止することが可能となる。 In this manner, when there is a deceleration due to an abrupt accelerator operation, the deceleration rate of the corrected target engine speed Nset ′ is increased over time, and the vehicle is decelerated over time, so that a gentle feeling of deceleration can be given to the operator. In addition, it is possible to prevent sudden deceleration of the engine speed.
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補正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。
It is possible to consider a situation in which the operator operates the
そこで、ダッシュポッド制御中にアクセル41が操作され、指令エンジン回転数Nsetが前回演算サイクルにおける最終目標エンジン回転数Nsetfより大きくなった場合は、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、最終目標エンジン回転数Nsetfを指令エンジン回転数Nsetに戻すものとしている。
Therefore, when the
また、ダッシュポッド制御が完了することにより補正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、最終目標エンジン回転数Nsetfを指令エンジン回転数Nsetに戻すものとしている。 When the corrected target engine speed Nset ′ becomes equal to or lower than the final engine speed N2 after completion of the dash pod control, the rapid deceleration determination flag is turned OFF, the dash pod control is canceled, and the final target engine The engine speed Nsetf is returned to the command engine engine speed Nset.
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。
In this way, since the
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又は第二減速パターンP2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。
Furthermore, another embodiment of the dash pod control will be described. As a deceleration pattern in another embodiment, either the first deceleration pattern P1 or the second deceleration pattern P2 can be selected. In the selection, the operator can arbitrarily select with the
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の補正目標エンジン回転数Nset´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。また、エンジン回転数の急減速を防止することが可能となる。
Thus, when the abnormality of the
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。
The engine control according to the present invention is not limited to marine applications, but can be effectively used in an engine in which an operator makes a deceleration request at the
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 急減速判定部
62 減速パターン生成部
63 比較切替部
64 噴射量演算部
100 エンジン
Nset 指令エンジン回転数
Nset´ 補正目標エンジン回転数
Nsetf 最終目標エンジン回転数
N1 減速開始時回転数
N2 最終到達エンジン回転数
P1 第一減速パターン
P2 第二減速パターン
10
41
Claims (5)
前記目標エンジン回転数補正手段は、
減速要求時に、減速率を所定値に保つことによって、目標エンジン回転数がエンジン回転数指令手段による指令エンジン回転数に漸減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。 Engine speed command means, actual engine speed detection means, engine speed reduction necessity determination means, target engine speed correction means upon deceleration request, fuel based on target engine speed and actual engine speed An engine speed control device having an injection amount calculation means;
The target engine speed correcting means is
An engine speed control device configured to reduce a target engine speed gradually to a command engine speed by an engine speed command means by maintaining a deceleration rate at a predetermined value when a deceleration request is made.
前記目標エンジン回転数補正手段は、
減速要求時に、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、目標エンジン回転数がエンジン回転数指令手段による指令エンジン回転数に減少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。 Engine speed command means, actual engine speed detection means, engine speed reduction necessity determination means, target engine speed correction means upon deceleration request, fuel based on target engine speed and actual engine speed An engine speed control device having an injection amount calculation means;
The target engine speed correcting means is
The engine speed is characterized in that when the deceleration request is made, the deceleration rate is increased over time from the start to the end of deceleration, and the target engine speed is reduced to the command engine speed by the engine speed command means. Number control device.
減速要求時の目標エンジン回転数補正手段が減速率を所定値に保つ構成か、減速開始から終了に掛けて経時的に増加させる構成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。
Engine speed command means, actual engine speed detection means, engine speed reduction necessity determination means, target engine speed correction means upon deceleration request, fuel based on target engine speed and actual engine speed An engine speed control device having an injection amount calculation means;
Engine rotation characterized in that a selection means is provided for setting whether the target engine speed correction means at the time of deceleration request keeps the deceleration rate at a predetermined value or a structure that increases over time from the start to the end of deceleration. Number control device.
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