專利名稱：船用發(fā)動機(jī)的控制方法及其控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備調(diào)速裝置的船用發(fā)動機(jī)的控制方法以及它所使用的控制裝置。
背景技術(shù)：
船用發(fā)動機(jī)中，為了其轉(zhuǎn)速被調(diào)整為由操控者設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，設(shè)置對燃料噴射量等燃料控制參數(shù)進(jìn)行控制的調(diào)速裝置(調(diào)速器)。作為該調(diào)速器，例如專利文獻(xiàn)1公開的那樣，有將船用發(fā)動機(jī)的實(shí)際的轉(zhuǎn)速和設(shè)定轉(zhuǎn)速比較演算，根據(jù)該比較演算結(jié)果，調(diào)整船用發(fā)動機(jī)所具備的燃料泵的齒條位置的調(diào)速器、像專利文獻(xiàn)2公開的那樣，與主發(fā)動機(jī)的實(shí)際的轉(zhuǎn)速和設(shè)定轉(zhuǎn)速的偏差相應(yīng)地調(diào)整主發(fā)動機(jī)的燃料供給量的調(diào)速器。專利文獻(xiàn)1 日本特開平7-279738號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平8-200131號公報(bào)根據(jù)上述的專利文獻(xiàn)1、2的技術(shù)，根據(jù)比較演算的結(jié)果，逐次進(jìn)行燃料泵的齒條位置的調(diào)整，與實(shí)際的轉(zhuǎn)速和設(shè)定轉(zhuǎn)速的偏差相應(yīng)地逐次進(jìn)行燃料供給量的調(diào)整。雖然若逐次進(jìn)行齒條位置的調(diào)整、燃料供給量的調(diào)整，則船用發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速總是被控制為一定，但存在燃料被白白消耗的可能性。另一方面，在中止了逐次控制的情況下，雖然船用發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速變動，但能夠抑制燃料的消耗量。因此，期望將轉(zhuǎn)速恰當(dāng)?shù)厍袚Q為一定地進(jìn)行逐次控制的狀態(tài)和停止逐次控制的狀態(tài)。另外，也可以替代逐次控制，進(jìn)行使控制所使用的參數(shù)的變化的速度降低，使燃料的供給量的變動少的控制。但是，在這種情況下，實(shí)際的轉(zhuǎn)速很難與操控者設(shè)定的轉(zhuǎn)速一致，駕船困難。本發(fā)明的目的在于，提供一種維持駕船性，且能夠有效地切換為禁止向燃料供給構(gòu)件的輸出值的變更或使燃料的供給量的變動小的模式，提高燃料效率的船用發(fā)動機(jī)的控制方法及其控制裝置。

發(fā)明內(nèi)容
基于本發(fā)明的船用發(fā)動機(jī)的控制方法的一個(gè)方式中，具備根據(jù)由操控者設(shè)定的設(shè)定轉(zhuǎn)速和作為船用發(fā)動機(jī)的實(shí)際的轉(zhuǎn)速的實(shí)際轉(zhuǎn)速的差變更向燃料供給構(gòu)件的輸出值的通常模式和禁止輸出值的變更，或與通常模式相比使每個(gè)單位時(shí)間的變更幅度減小的燃料節(jié)省模式。作為燃料供給構(gòu)件，在為機(jī)械控制的情況下，可以使用控制燃料泵的執(zhí)行器，在為電子控制的情況下，可以使用電磁閥。在規(guī)定的條件下從上述燃料節(jié)省模式向上述通常模式切換。在用于該方法的控制裝置的一個(gè)方式中，設(shè)有算出在通常模式和燃料節(jié)省模式下向燃料供給構(gòu)件的輸出值的演算構(gòu)件。再有，設(shè)有監(jiān)視設(shè)定轉(zhuǎn)速或?qū)嶋H轉(zhuǎn)速的變動的監(jiān)視構(gòu)件。監(jiān)視構(gòu)件在設(shè)定轉(zhuǎn)速或?qū)嶋H轉(zhuǎn)速超過了規(guī)定范圍時(shí)，產(chǎn)生解除指令，演算構(gòu)件接收解除指令，被切換為通常模式。因?yàn)橄襁@樣切換通常模式和燃料節(jié)省模式，所以，能夠在通常模式下維持駕船性，在燃料節(jié)省模式下提高燃料效率。在上述方式的控制方法中，可以使上述規(guī)定的條件例如為在上述實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到了為相對于海洋狀況、外力干擾安全運(yùn)行而設(shè)定的轉(zhuǎn)速范圍外時(shí)。在上述方式的控制裝置中， 監(jiān)視構(gòu)件在實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到了為確保駕船性而設(shè)定的轉(zhuǎn)速以下時(shí)，能夠產(chǎn)生解除指令。因?yàn)槿粝袼鼈冞@樣構(gòu)成，則例如在由于外力干擾的變化，存在難以安全運(yùn)行的可能性的情況下，被切換為通常模式，所以，駕船性提高。另外，在能夠安全運(yùn)行時(shí)，能夠通過燃料節(jié)省模式抑制燃料消耗。在上述方式的控制方法中，可以使上述規(guī)定的條件為上述實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到了在遠(yuǎn)洋使用的轉(zhuǎn)速以下時(shí)。在上述方式的控制裝置中，可以是監(jiān)視構(gòu)件在實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到了在遠(yuǎn)洋使用的轉(zhuǎn)速以下時(shí)，產(chǎn)生解除指令。因?yàn)槿粝袼鼈冞@樣構(gòu)成，例如在實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到在遠(yuǎn)洋使用的轉(zhuǎn)速以下，存在難以安全運(yùn)行的可能性的情況下，從能夠抑制燃料消耗的燃料節(jié)省模式被切換為通常模式，所以，駕船性提高。在上述方式的控制方法中，還能夠使上述規(guī)定的條件為上述實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到了為防止過旋轉(zhuǎn)而設(shè)定的轉(zhuǎn)速以上時(shí)。在上述方式的控制裝置中，也可以是監(jiān)視構(gòu)件在上述實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到了為防止過旋轉(zhuǎn)而設(shè)定的轉(zhuǎn)速以上時(shí)，生成解除指令。因?yàn)槿粝袼鼈冞@樣構(gòu)成，則在存在實(shí)際轉(zhuǎn)速成為過旋轉(zhuǎn)的可能性的情況下，從燃料節(jié)省模式被切換到通常模式，所以，能夠防止實(shí)際轉(zhuǎn)速成為過旋轉(zhuǎn)。在上述方式的控制方法中，可以使上述規(guī)定的條件為上述設(shè)定轉(zhuǎn)速被上述操控者變更了時(shí)。在上述方式的控制裝置中，可以是監(jiān)視構(gòu)件在上述設(shè)定轉(zhuǎn)速被上述操控者變更了時(shí)，生成解除指令。因?yàn)槿粝袼鼈冞@樣構(gòu)成，則在操控者變更了設(shè)定轉(zhuǎn)速的情況下，被切換為通常模式，所以，能夠以與設(shè)定轉(zhuǎn)速相應(yīng)的實(shí)際轉(zhuǎn)速使船用發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)。此后，若切換為燃料節(jié)省模式，繼續(xù)船的航行，則能夠改善燃料消耗效率。再有，可以是在上述設(shè)定轉(zhuǎn)速的變更量為微調(diào)整的范圍時(shí)，維持上述燃料節(jié)省模式，而且，還可以是監(jiān)視構(gòu)件維持燃料節(jié)省模式。作為微調(diào)整，例如為2rpm/秒以下的設(shè)定轉(zhuǎn)速。因?yàn)槿粝襁@樣構(gòu)成，則在設(shè)定轉(zhuǎn)速為微調(diào)整的范圍的情況下，燃料節(jié)省模式得以維持，所以，能夠提高燃料消耗效率。另外，在上述方式的控制方法中，可以是在上述通常模式下的上述設(shè)定轉(zhuǎn)速和上述實(shí)際轉(zhuǎn)速的差在第一范圍時(shí)，被切換為上述燃料節(jié)省模式，在上述燃料節(jié)省模式下的上述設(shè)定轉(zhuǎn)速和上述實(shí)際轉(zhuǎn)速的差比第二范圍大時(shí)，被切換為上述通常模式。在這種情況下， 第二范圍比第一范圍大。同樣，在上述方式的控制裝置中，可以是監(jiān)視構(gòu)件在上述通常模式下的上述設(shè)定轉(zhuǎn)速和上述實(shí)際轉(zhuǎn)速的差在第一范圍時(shí)，停止解除信號，在上述燃料節(jié)省模式下的上述設(shè)定轉(zhuǎn)速和上述實(shí)際轉(zhuǎn)速的差比第二范圍大時(shí)，生成解除信號。在這種情況下， 也是第二范圍比第一范圍大。因?yàn)槿粝袼鼈冞@樣構(gòu)成，則第二范圍比第一范圍大，所以，難以從燃料節(jié)省模式被切換為通常模式，因此，在燃料節(jié)省模式下航行的時(shí)間長，能夠提高燃料消耗效率。另外，在上述方式的控制方法中，可以在從上述通常模式被切換為上述燃料節(jié)省模式時(shí)，將上述輸出值變更為平均值?；蛘?，在上述方式的控制裝置中，設(shè)置算出向燃料供給構(gòu)件的輸出值的平均值的平均值算出構(gòu)件，設(shè)置在從通常模式被切換為燃料節(jié)省模式時(shí)，將上述輸出值切換為來自平均值算出構(gòu)件的規(guī)定時(shí)間的平均值的切換構(gòu)件。因?yàn)槿粝袼鼈冞@樣構(gòu)成，則在燃料節(jié)省模式下，能夠使船用發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速的變化少，所以，能夠降低向通常模式的切換，能夠改善燃料消耗效率。在上述方式的控制方法中，可以在上述燃料節(jié)省模式時(shí)，規(guī)定向燃料供給構(gòu)件的輸出值的節(jié)省模式上限。或者，在上述方式的控制裝置中，也可以是演算構(gòu)件在燃料節(jié)省模式使燃料供給構(gòu)件的輸出值的變更與通常模式相比，減小了變更幅度的情況下，規(guī)定向燃料供給構(gòu)件的輸出值的節(jié)省模式上限值，在被算出的輸出值超過了節(jié)省模式上限值時(shí)，輸出該節(jié)省模式上限值。若像它們這樣構(gòu)成，則在燃料節(jié)省模式下，雖然在暴風(fēng)雨時(shí)實(shí)際轉(zhuǎn)速的變動變大， 但是因?yàn)閷⑸舷拊O(shè)定在向燃料供給構(gòu)件的輸出值，所以，不存在燃料的供給量的變化過大的情況，能夠防止過旋轉(zhuǎn)。另外，還能夠防止實(shí)際轉(zhuǎn)速的變動變大。在上述方式的控制方法中，可以是向燃料供給構(gòu)件的輸出值的算出使用比例積分微分控制。在這種情況下，在上述燃料節(jié)省模式時(shí)，用上述比例積分微分控制中的比例控制所使用的比例增益常數(shù)乘以比例用放大率，用上述比例積分微分控制中的積分控制所使用的積分時(shí)間乘以積分用放大率，用上述比例積分微分控制中的微分控制所使用的微分時(shí)間乘以微分用放大率，據(jù)此，禁止向燃料供給構(gòu)件的輸出值的變更或與上述通常模式相比，使每個(gè)單位時(shí)間的上述輸出值的每個(gè)單位時(shí)間的變更幅度減小。再有，使各放大率可設(shè)定?；蛘?，在上述方式的控制裝置中，可以是演算構(gòu)件具備比例積分微分控制構(gòu)件。在這種情況下，在上述燃料節(jié)省模式時(shí)，用上述比例積分微分控制構(gòu)件中的比例控制所使用的比例增益常數(shù)乘以比例用放大率，用上述比例積分微分控制構(gòu)件的積分控制所使用的積分時(shí)間乘以積分用放大率，用上述比例積分微分控制構(gòu)件的微分控制所使用的微分時(shí)間乘以微分用放大率，據(jù)此，禁止向燃料供給構(gòu)件的輸出值的變更，或與上述通常模式相比，使每個(gè)單位時(shí)間的上述輸出值的每個(gè)單位時(shí)間的變更幅度減小。再有，使各放大率可設(shè)定。若在燃料節(jié)省模式下欲變更比例增益常數(shù)、積分時(shí)間、微分時(shí)間，則需要首先掌握通常模式下的它們的值，一面與這些被掌握的值相比較，一面新設(shè)定比例增益常數(shù)、積分時(shí)間、微分時(shí)間，處理麻煩。與此相對，若相對于比例增益常數(shù)、積分時(shí)間、微分時(shí)間，乘以放大率，則不需要一個(gè)一個(gè)地掌握通常模式下的比例增益常數(shù)、積分時(shí)間、微分時(shí)間，能夠輕易進(jìn)行設(shè)定。


圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式的船用發(fā)動機(jī)的控制裝置的框圖。圖2是表示圖1所示的控制器發(fā)揮的功能的框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一實(shí)施方式的船用發(fā)動機(jī)的控制裝置如圖2所示，是控制船用發(fā)動機(jī)， 例如船用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)2的部件。船用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)2例如為多汽缸的柴油引擎，雖未圖示出， 各汽缸分別具備燃料噴射閥和燃料供給構(gòu)件、例如燃料噴射泵。燃料噴射閥在從燃料噴射泵供給的燃料的壓力在規(guī)定壓力以上時(shí)，將被供給的燃料向?qū)?yīng)的汽缸供給。各燃料噴射泵將以來自后述的控制裝置，例如控制器4的輸出值為基礎(chǔ)的量的燃料向?qū)?yīng)的燃料噴射閥供給。船用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)2除具備燃料噴射閥、燃料噴射泵的船用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)以外，還可以是通過電磁閥控制向各汽缸進(jìn)行燃料供給的船用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，例如做成共軌式、增壓缸式的燃料噴射系統(tǒng)的船用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。此外，也可以做成在各汽缸具備燃料供給構(gòu)件，例如作為燃料噴射閥的噴油頭的船用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。噴油頭是通過對設(shè)置在其內(nèi)部的電磁鐵進(jìn)行勵(lì)磁或消磁，使閥芯移動，控制向?qū)?yīng)的汽缸內(nèi)進(jìn)行燃料噴射的部件，分別根據(jù)控制器4的輸出值被控制?？刂破?具備演算構(gòu)件，例如微處理器以及存儲構(gòu)件，例如R0M、RAM。從轉(zhuǎn)速檢測器6向控制器4供給表示作為船用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)2的實(shí)際的轉(zhuǎn)速的實(shí)際轉(zhuǎn)速的實(shí)際轉(zhuǎn)速信號。另外，還從操控裝置8向控制器4供給表示船用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)2的設(shè)定轉(zhuǎn)速的設(shè)定轉(zhuǎn)速信號。在該實(shí)施方式中，控制器4如圖2所示，作為算出設(shè)定轉(zhuǎn)速信號和實(shí)際轉(zhuǎn)速信號的偏差的加法構(gòu)件，例如加法器10發(fā)揮功能，還作為被供給了該偏差的PID控制構(gòu)件，例如 PID控制器12發(fā)揮功能。即，PID控制器12用被供給的偏差乘以比例增益常數(shù)，進(jìn)行比例控制，將被供給的偏差積分，用它乘以積分時(shí)間的倒數(shù)，進(jìn)行積分控制，將被供給的偏差微分， 用它乘以微分時(shí)間，進(jìn)行微分控制，將通過這些比例控制、積分控制以及微分控制得到的各值相加，將相加后的值作為輸出值輸出。另外，以在PID控制器12設(shè)置限制器14，在被算出的輸出值超過了被限制器14設(shè)定的限制器上限值的情況下，輸出限制器上限值的方式構(gòu)成。PID控制器12以在通常模式和燃料節(jié)省模式中的被選擇的模式下進(jìn)行動作的方式被構(gòu)成。在通常模式下，以即使在設(shè)定轉(zhuǎn)速信號變化了的情況下，也不產(chǎn)生誤差，另外，使實(shí)際轉(zhuǎn)速信號迅速與設(shè)定回?cái)?shù)信號一致的方式設(shè)定比例增益常數(shù)、積分時(shí)間以及微分時(shí)間。在燃料節(jié)省模式下，與通常模式相比積分控制的工作強(qiáng)度變強(qiáng)，以微分控制基本不工作的方式設(shè)定積分時(shí)間以及微分時(shí)間。另外，以比例控制的工作的強(qiáng)度比通常模式的比例控制小的方式設(shè)定比例增益常數(shù)。通過以這樣的方式設(shè)定，與通常模式相比，PID控制器12的輸出值的每個(gè)單位時(shí)間的變動幅度減小。燃料節(jié)省模式下的比例增益常數(shù)、積分時(shí)間以及微分時(shí)間的設(shè)定并非變更它們本身，而是通過用初期值、例如通常模式的比例增益常數(shù)、積分時(shí)間以及微分時(shí)間分別乘以比例增益常數(shù)用放大率、積分時(shí)間用放大率以及微分時(shí)間用放大率來進(jìn)行。因此，因?yàn)榧词共徽莆胀ǔＤＪ较碌谋壤鲆娉?shù)、積分時(shí)間以及微分時(shí)間本身，只要考慮是通常模式下的比例增益常數(shù)的幾倍、是該積分時(shí)間的幾倍、是該微分時(shí)間的幾倍即可，所以，能夠輕易地設(shè)定。另外，比例增益常數(shù)用放大率、積分時(shí)間用放大率以及微分時(shí)間用放大率也可以分別由操控者任意地設(shè)定。針對燃料節(jié)省模式和通常模式之間的切換將在后面闡述?？刂破?還作為將PID控制器12的輸出平均化的，例如低通濾波器那樣的濾波器 16發(fā)揮功能?？刂破?還作為選擇該濾波器16的輸出和PID控制器12的輸出中的一方， 向船用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)2內(nèi)的燃料噴射泵或噴油頭供給的切換構(gòu)件，例如切換開關(guān)18發(fā)揮功能。切換開關(guān)18在通常模式直接將PID控制器12的輸出向燃料噴射泵或噴油頭供給，但在像后述那樣，通過由控制器4構(gòu)成的切換控制部19例如從通常模式被切換到燃料節(jié)省模式時(shí)，在規(guī)定期間或控制程序的一個(gè)循環(huán)期間將濾波器16的輸出向燃料噴射泵或噴油頭供給。為了決定上述通常模式和燃料節(jié)省模式之間的切換，控制器4還作為監(jiān)視構(gòu)件， 例如五個(gè)檢測部發(fā)揮功能。作為五個(gè)檢測部，設(shè)置實(shí)際轉(zhuǎn)速超速檢測部20、實(shí)際轉(zhuǎn)速水平檢測部22、設(shè)定轉(zhuǎn)速水平檢測部M、設(shè)定轉(zhuǎn)速變化量檢測部沈、轉(zhuǎn)速變動量檢測部28。實(shí)際轉(zhuǎn)速超速水平檢測部20輸入實(shí)際轉(zhuǎn)速信號，判定它是否在預(yù)定的超速水平以上，若實(shí)際轉(zhuǎn)速信號在超速水平以上，則輸出向通常模式切換的OFF信號，若實(shí)際轉(zhuǎn)速信號不到超速水平，則輸出向燃料節(jié)省模式切換的ON信號。超速水平被設(shè)定為能夠判定船用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)2過旋轉(zhuǎn)的水平。因此，在燃料節(jié)省模式下，在船用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)2過旋轉(zhuǎn)的情況下，能夠向通常模式切換，在通常模式下，在船用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)2未過旋轉(zhuǎn)的情況下，能夠向燃料節(jié)省模式切換。實(shí)際轉(zhuǎn)速水平檢測部22輸入實(shí)際轉(zhuǎn)速信號，判定它是否在適航滿轉(zhuǎn)速以上，若實(shí)際轉(zhuǎn)速信號在適航滿轉(zhuǎn)速以上，則輸出OFF信號，若實(shí)際轉(zhuǎn)速信號不到適航滿轉(zhuǎn)速(t e 7 ^回転數(shù))，則輸出ON信號。適航滿轉(zhuǎn)速是表示在遠(yuǎn)洋使用船用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)2的情況下的轉(zhuǎn)速。因此，在燃料節(jié)省模式下，在實(shí)際轉(zhuǎn)速信號在適航滿轉(zhuǎn)速以上的情況下，能夠向通常模式切換。另外，在通常模式下，若實(shí)際轉(zhuǎn)速信號不到適航滿轉(zhuǎn)速，則能夠向燃料節(jié)省模式切換。適航滿轉(zhuǎn)速是根據(jù)船舶的形狀、大小等預(yù)先算出的遠(yuǎn)洋航行時(shí)的轉(zhuǎn)速。此外，在海灣內(nèi)航行時(shí)，也考慮海洋狀況、外力干擾等，預(yù)先算出能夠安全地航行的轉(zhuǎn)速，在海灣內(nèi)航行時(shí)，若實(shí)際轉(zhuǎn)速在該被算出的轉(zhuǎn)速以上，則實(shí)際轉(zhuǎn)速水平檢測部22輸出OFF信號，若實(shí)際轉(zhuǎn)速信號不到上述被算出的轉(zhuǎn)速，則輸出ON信號。設(shè)定轉(zhuǎn)速水平檢測部M輸入設(shè)定轉(zhuǎn)速信號，判定它是否在適航滿轉(zhuǎn)速以上，在為適航滿轉(zhuǎn)速以上的情況下，輸出OFF信號，在不到適航滿轉(zhuǎn)速的情況下，輸出ON信號。因此， 在燃料節(jié)省模式下，在設(shè)定轉(zhuǎn)速信號在適航滿轉(zhuǎn)速以上的情況下，能夠向通常模式切換。另外，在通常模式下，在設(shè)定轉(zhuǎn)速信號不到適航滿轉(zhuǎn)速的情況下，能夠向燃料節(jié)省模式切換。設(shè)定轉(zhuǎn)速變化量檢測部沈輸入設(shè)定轉(zhuǎn)速信號，算出該單位時(shí)間，例如每一秒的變化率，判定該變化率是否在預(yù)定的值，例如2rpm/秒以上，在為2rpm/秒以上的情況下，輸出 OFF信號，在不到2rpm/秒的情況下，輸出ON信號。該預(yù)定的值被設(shè)定為可看做設(shè)定轉(zhuǎn)速的變化量在微調(diào)整的范圍的值。因此，在燃料節(jié)省模式下，在設(shè)定轉(zhuǎn)速的變化量在微調(diào)整的范圍外的情況下，能夠向通常模式切換，在通常模式下，在設(shè)定轉(zhuǎn)速的變化量在微調(diào)整的范圍內(nèi)的情況下，能夠向燃料節(jié)省模式切換。來自加法器10的偏差信號(設(shè)定轉(zhuǎn)速信號和實(shí)際轉(zhuǎn)速信號的偏差信號)被輸入轉(zhuǎn)速變動量檢測部觀。該偏差信號表示實(shí)際轉(zhuǎn)速相對于設(shè)定轉(zhuǎn)速的變動量，在該變動量在預(yù)定的第一范圍，例如士 3rpm范圍內(nèi)的情況下，輸出ON信號，在該變動量在預(yù)定的第二范圍，例如+5rpm以上或-5rpm以下的情況下，輸出OFF信號。因此，在燃料節(jié)省模式下，在作為設(shè)定轉(zhuǎn)速信號和實(shí)際轉(zhuǎn)速信號的偏差信號的轉(zhuǎn)速變動量增加了 5rpm以上的情況下，或減少了到-5rpm以下的情況下，能夠向通常模式切換。另外，在通常模式下，在轉(zhuǎn)速變動量在士3rpm的范圍內(nèi)變動的情況下，能夠向燃料節(jié)省模式切換。
這些各檢測部20、22、對、26、觀的輸出信號向由控制器4構(gòu)成的邏輯門，例如與門 30供給。與門30在各檢測部20、24J6、28的輸出信號均為ON信號的情況下，產(chǎn)生輸出。 該輸出向由控制器4構(gòu)成的計(jì)時(shí)器32供給。該計(jì)時(shí)器32在與門30的輸出持續(xù)了整個(gè)預(yù)定的時(shí)間時(shí)，產(chǎn)生輸出。因此，即使僅僅在短時(shí)間所有的檢測部20、22、24、26、觀輸出ON信號，計(jì)時(shí)器32也不產(chǎn)生輸出，在所有的檢測部20、22、M、26J8在整個(gè)預(yù)定的時(shí)間產(chǎn)生了 ON 信號時(shí)，計(jì)時(shí)器32產(chǎn)生輸出。該計(jì)時(shí)器32的輸出向設(shè)置在圖1所示的顯示器34上的燃料節(jié)省模式準(zhǔn)備完成顯示部36供給，它點(diǎn)亮，燃料節(jié)省模式已準(zhǔn)備完成。計(jì)時(shí)器32的輸出向由控制器4構(gòu)成的邏輯門，例如與門38供給。在設(shè)置在操控裝置8上的燃料節(jié)省模式選擇按鈕40被關(guān)閉了時(shí)生成的燃料節(jié)省模式選擇信號也向該與門38供給。與門38僅在計(jì)時(shí)器34供給輸出，且從燃料節(jié)省模式選擇按鈕40供給燃料節(jié)省模式選擇信號時(shí)，產(chǎn)生輸出。因此，即使計(jì)時(shí)器32產(chǎn)生輸出，即，即使所有的檢測部20、22、 對、26、觀在整個(gè)預(yù)定的時(shí)間產(chǎn)生ON信號，只要在燃料節(jié)省模式選擇信號未被供給，與門38 就不產(chǎn)生輸出。與門38的輸出向PID控制器12供給。PID控制器12通過接收與門38的輸出的供給，從通常模式被切換為燃料節(jié)省模式，在燃料節(jié)省模式下，進(jìn)行PID控制。同時(shí)，與門38 的輸出向設(shè)置在顯示器34上的燃料節(jié)省模式顯示器42供給，表示已進(jìn)入燃料節(jié)省模式。反之，在與門38的輸出未供給到PID控制器12時(shí)，PID控制器12從燃料節(jié)省模式向通常模式切換。另外，與門38的輸出向切換控制部19供給，切換控制部19以將濾波器16的輸出向燃料噴射泵或噴油頭供給的方式，對切換開關(guān)18進(jìn)行切換。通過從通常模式被切換到燃料節(jié)省模式，PID控制器12的輸出值產(chǎn)生變動。另外，在切換的初期由于由濾波器16緩和了的PID控制器12的輸出向燃料噴射泵或噴油頭供給，所以，能夠抑制切換時(shí)的變動。在經(jīng)過規(guī)定期間后，切換開關(guān)18被切換，PID控制器12的輸出原樣向燃料噴射泵或噴油頭供 這樣，在通常模式下，若所有的檢測部20、22、M、26、觀在整個(gè)一定時(shí)間輸出ON信號，則PID控制器12被切換為燃料節(jié)省模式，PID控制器12在燃料節(jié)省模式下輸出對燃料噴射泵或噴油頭進(jìn)行控制的輸出值。但是，在該燃料節(jié)省模式下，若檢測部20、22、M、26J8 的任意一個(gè)輸出OFF信號，則PID控制器12被切換為通常模式，在通常模式下，PID控制器 12輸出對燃料噴射泵或噴油頭進(jìn)行控制的輸出值。因此，在實(shí)際轉(zhuǎn)速增加到超速水平以上的情況下、實(shí)際轉(zhuǎn)速增加到適航滿轉(zhuǎn)速以上的情況下、設(shè)定轉(zhuǎn)速增加2rpm以上的情況下、設(shè)定轉(zhuǎn)速增加到適航滿轉(zhuǎn)速以上的情況下、或轉(zhuǎn)速的變動量變化了士5rpm以上的情況下，因?yàn)榧词怪链藶橹乖谌剂瞎?jié)省模式下進(jìn)行控制，控制向通常模式切換，所以，不會對安全航行造成影響，駕船性提高。另外，在燃料節(jié)省模式期間，燃料的消耗量得到抑制。另外，在被切換到燃料節(jié)省模式的規(guī)定期間，因?yàn)镻ID控制器12的輸出被濾波器 16平均化并被輸出，所以，不存在向燃料噴射泵或噴油頭供給的輸出值急劇大幅變動的情況。其結(jié)果為，船用發(fā)動機(jī)2的轉(zhuǎn)速的變動量不會大幅變動，能夠防止向燃料節(jié)省模式切換后，馬上再次向通常模式切換。另外，因?yàn)樵赑ID控制器12設(shè)置了限制器14，所以，不存在其輸出值比限制器上限值大的情況，不存在燃料的變化量異常大的情況，能夠防止過旋轉(zhuǎn)。在燃料節(jié)省模式下，因?yàn)閳?zhí)行器、噴油頭的操作量極少，所以，存在在被切換到燃料節(jié)省模式后，轉(zhuǎn)速變動比通常模式大的可能性。為此，設(shè)置該限制器14。另外，該限制器14可以為比通常模式下的PID 控制器12的輸出上限低5至10%的值。在上述實(shí)施方式中，雖然設(shè)置了五個(gè)檢測部20、22、對、26、觀，但也可以根據(jù)狀況， 使用這些五個(gè)檢測部中的所希望的單數(shù)或復(fù)數(shù)的檢測部。在使用單數(shù)的檢測部30的情況下，不需要與門30。另外，雖然設(shè)置燃料節(jié)省模式選擇按鈕40，將燃料節(jié)省模式選擇信號供給到與門38，但也可以除去燃料節(jié)省模式選擇按鈕40、與門38，將計(jì)時(shí)器32的輸出直接向 PID控制器12、切換控制部19、燃料節(jié)省模式顯示部42供給。另外，也可以根據(jù)狀況，將計(jì)時(shí)器32、濾波器46、切換開關(guān)18、切換控制部19除去。另外，雖然在上述實(shí)施方式中，PID控制器12在燃料節(jié)省模式下將比例增益常數(shù)、 積分時(shí)間、微分時(shí)間設(shè)定成與通常模式不同的值，持續(xù)PID控制，但是，也可以以停止PID控制器12的PID控制，將控制即將停止前的PID控制器12的輸出值原樣輸出的方式構(gòu)成燃料節(jié)省模式。
權(quán)利要求
1.一種船用發(fā)動機(jī)的控制方法，其特征在于，具備根據(jù)由操控者設(shè)定的設(shè)定轉(zhuǎn)速和作為船用發(fā)動機(jī)的實(shí)際的轉(zhuǎn)速的實(shí)際轉(zhuǎn)速的差變更向燃料供給構(gòu)件的輸出值的通常模式和禁止上述輸出值的變更，或與通常模式相比使每個(gè)單位時(shí)間的上述輸出值的變更幅度減小的燃料節(jié)省模式，在規(guī)定的條件下從上述燃料節(jié)省模式向上述通常模式切換。
2.如權(quán)利要求1所述的船用發(fā)動機(jī)的控制方法，其特征在于，上述規(guī)定的條件是上述實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到了為相對于海洋狀況、外力干擾安全運(yùn)行而設(shè)定的轉(zhuǎn)速范圍外時(shí)。
3.如權(quán)利要求1所述的船用發(fā)動機(jī)的控制方法，其特征在于，上述規(guī)定的條件是上述實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到了在遠(yuǎn)洋使用的轉(zhuǎn)速以下時(shí)。
4.如權(quán)利要求1所述的船用發(fā)動機(jī)的控制方法，其特征在于，上述規(guī)定的條件是上述實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到了為防止過旋轉(zhuǎn)而設(shè)定的轉(zhuǎn)速以上時(shí)。
5.如權(quán)利要求1所述的船用發(fā)動機(jī)的控制方法，其特征在于，上述規(guī)定的條件是上述設(shè)定轉(zhuǎn)速被上述操控者變更了時(shí)。
6.如權(quán)利要求5所述的船用發(fā)動機(jī)的控制方法，其特征在于，在上述設(shè)定轉(zhuǎn)速的變更量在微調(diào)整的范圍時(shí)，維持上述燃料節(jié)省模式。
7.如權(quán)利要求1所述的船用發(fā)動機(jī)的控制方法，其特征在于，在上述通常模式下的上述設(shè)定轉(zhuǎn)速和上述實(shí)際轉(zhuǎn)速的差在第一范圍時(shí)被切換為上述燃料節(jié)省模式，在上述燃料節(jié)省模式下的上述設(shè)定轉(zhuǎn)速和上述實(shí)際轉(zhuǎn)速的差比第二范圍大時(shí)，被切換為上述通常模式，第二范圍比第一范圍大。
8.如權(quán)利要求1所述的船用發(fā)動機(jī)的控制方法，其特征在于，在從上述通常模式被切換為上述燃料節(jié)省模式時(shí)，將上述輸出值變更為平均值。
9.如權(quán)利要求1所述的船用發(fā)動機(jī)的控制方法，其特征在于，在上述燃料節(jié)省模式時(shí)， 規(guī)定了上述輸出值的節(jié)省模式上限。
10.如權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的船用發(fā)動機(jī)的控制方法，其特征在于，上述輸出值的算出使用比例積分微分控制，在上述燃料節(jié)省模式時(shí)，用上述比例積分微分控制中的比例控制所使用的比例增益常數(shù)乘以比例用放大率，用上述比例積分微分控制中的積分控制所使用的積分時(shí)間乘以積分用放大率，用上述比例積分微分控制中的微分控制所使用的微分時(shí)間乘以微分用放大率，據(jù)此，禁止上述輸出值的變更或與上述通常模式相比，使每個(gè)單位時(shí)間的上述輸出值的每個(gè)單位時(shí)間的變更幅度減小，使得能夠設(shè)定各上述放大率。
11.一種船用發(fā)動機(jī)的控制裝置，是用于權(quán)利要求1所述的船用發(fā)動機(jī)的控制方法的控制裝置，所述船用發(fā)動機(jī)的控制裝置具備演算構(gòu)件，所述演算構(gòu)件被輸入設(shè)定轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速，具有根據(jù)上述設(shè)定轉(zhuǎn)速和上述實(shí)際轉(zhuǎn)速的差算出向上述船用發(fā)動機(jī)的燃料供給構(gòu)件的輸出值的通常模式，其特征在于，上述演算構(gòu)件具有禁止上述輸出值的變更或與上述通常模式相比，使每個(gè)單位時(shí)間的上述輸出值的變更幅度減小的燃料節(jié)省模式，以能夠切換為上述通常模式和上述燃料節(jié)省模式的方式被構(gòu)成，具備監(jiān)視上述設(shè)定轉(zhuǎn)速或上述實(shí)際轉(zhuǎn)速的變動的監(jiān)視構(gòu)件，在上述設(shè)定轉(zhuǎn)速或上述實(shí)際轉(zhuǎn)速超過規(guī)定范圍時(shí)，發(fā)出解除指令，上述演算構(gòu)件接收上述解除指令，被切換為上述通常模式。
12.如權(quán)利要求11所述的船用發(fā)動機(jī)的控制裝置，其特征在于，上述監(jiān)視構(gòu)件在上述實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到了為確保駕船性而設(shè)定的轉(zhuǎn)速以下時(shí)，發(fā)出上述解除指令。
13.如權(quán)利要求11所述的船用發(fā)動機(jī)的控制裝置，其特征在于，上述監(jiān)視構(gòu)件在上述實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到了在遠(yuǎn)洋使用的轉(zhuǎn)速以下時(shí)，發(fā)出上述解除指令。
14.如權(quán)利要求11所述的船用發(fā)動機(jī)的控制裝置，其特征在于，上述監(jiān)視構(gòu)件在上述實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到了為防止過旋轉(zhuǎn)而設(shè)定的轉(zhuǎn)速以上時(shí)，發(fā)出上述解除指令。
15.如權(quán)利要求11所述的船用發(fā)動機(jī)的控制裝置，其特征在于，上述監(jiān)視構(gòu)件在上述設(shè)定轉(zhuǎn)速被操控者變更了時(shí)，發(fā)出上述解除指令。
16.如權(quán)利要求11所述的船用發(fā)動機(jī)的控制裝置，其特征在于，上述監(jiān)視構(gòu)件在上述設(shè)定轉(zhuǎn)速的變更量在微調(diào)整的范圍時(shí)，維持上述燃料節(jié)省模式。
17.如權(quán)利要求11所述的船用發(fā)動機(jī)的控制裝置，其特征在于，上述監(jiān)視構(gòu)件在上述通常模式下，在上述設(shè)定轉(zhuǎn)速和上述實(shí)際轉(zhuǎn)速的差在第一范圍內(nèi)時(shí)，停止上述解除指令，在上述燃料節(jié)省模式下，在上述設(shè)定轉(zhuǎn)速和上述實(shí)際轉(zhuǎn)速的差超過了第二范圍時(shí)，發(fā)出上述解除指令，第二范圍被設(shè)定得比第一范圍大。
18.如權(quán)利要求11所述的船用發(fā)動機(jī)的控制裝置，其特征在于，設(shè)置了算出上述輸出值的平均值的平均值演算構(gòu)件，設(shè)置了在從上述通常模式被切換為上述燃料節(jié)省模式時(shí)，將上述輸出值切換為上述平均值的切換構(gòu)件。
19.如權(quán)利要求11所述的船用發(fā)動機(jī)的控制裝置，其特征在于，上述演算構(gòu)件在上述燃料節(jié)省模式使上述輸出值的變更與上述通常模式相比，減小了變更幅度的情況下，規(guī)定上述輸出值的節(jié)省模式上限值，在被算出了的輸出值超過了上述節(jié)省模式上限值時(shí)，輸出上述節(jié)省模式上限值。
20.如權(quán)利要求11所述的船用發(fā)動機(jī)的控制裝置，其特征在于，上述演算構(gòu)件具有進(jìn)行比例積分微分控制的比例積分微分控制構(gòu)件，在上述燃料節(jié)省模式時(shí)，用上述比例積分微分控制中的比例控制所使用的比例增益常數(shù)乘以比例用放大率，用上述比例積分微分控制中的積分控制所使用的積分時(shí)間乘以積分用放大率，乘以上述比例積分微分控制中的微分控制所使用的微分用放大率，據(jù)此，禁止上述輸出值的變更或與上述通常模式相比，使每個(gè)單位時(shí)間的上述輸出值的每個(gè)單位時(shí)間的變更幅度減小，使得能夠設(shè)定各上述放大率。
全文摘要
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，有效地切換燃料節(jié)省模式和通常模式，提高燃料效率，且維持駕船性。本發(fā)明中，向控制器(4)輸入設(shè)定轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速，在通常模式下，PID控制器(12)根據(jù)設(shè)定轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速的差，算出向船用發(fā)動機(jī)(2)的燃料供給構(gòu)件的輸出值。PID控制器(12)也具有與通常模式相比使每個(gè)單位時(shí)間的輸出值的變更幅度減小的燃料節(jié)省模式。具備監(jiān)視設(shè)定轉(zhuǎn)速以及實(shí)際轉(zhuǎn)速的變動的檢測部(20、22、24、26、28)，在燃料節(jié)省模式下，在設(shè)定轉(zhuǎn)速或?qū)嶋H轉(zhuǎn)速超過了規(guī)定范圍時(shí)，通過這些檢測部的輸出，PID控制部(12)向通常模式切換。
文檔編號F02D41/14GK102449291SQ200980159618
公開日2012年5月9日 申請日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者志垣富雄, 梶山勝德, 高橋壽和 申請人:日本郵船株式會社, 株式會社Mti, 納博特斯克株式會社