发动机控制装置 技术领域 本发明涉及搭载于发动机的发动机控制装置的技术。 详细地涉及离合器位置检测 传感器出现故障时也可以实现发动机控制的发动机控制装置。
背景技术 一般地， 通过发动机的动力进行驱动的船用主机 ( 船舶的机体 ) 等中， 在发动机与 螺旋桨之间设有离合发动机的动力传递的离合器， 通过操作离合器， 从而可以根据驾驶状 态适当地传递发动机的动力。 另外， 已知如下发动机控制装置， 该发动机控制装置中设有检 测离合器的位置的离合器位置检测传感器， 根据离合器的状态进行发动机控制。 但是， 由船 用主机等的振动引起离合器位置检测传感器出现误工作、 或出现故障的情况下， 存在发动 机控制变得不稳定的问题。
所以， 设置了如下离合器的发动机控制装置的技术是公知的 ： 设置多个离合器位 置检测传感器， 通过由各离合器位置检测传感器的组合检测离合器的位置， 从而降低离合 器位置检测传感器误工作的可能性， 即使一个传感器出现故障， 也可以通过其他的传感器 检测离合器的位置。
但是， 即使由离合器位置检测传感器的故障引起的误工作或者对发动机控制的影 响是降低了， 但是多个离合器位置检测传感器出现故障的情况下， 存在发动机控制变得不 稳定的问题。
专利文献 1 ： 日本特公平 6-89792 号公报
发明内容 本发明是鉴于上述课题而作成的， 其目的在于提供即使离合器位置检测传感器产 生异常也可以进行适当的发动机控制的发动机控制装置。
在技术方案 1 中， 一种发动机控制装置， 具有 ： 离合器部， 切换到将发动机的动力 作为一个方向的转矩进行传递的第一位置、 将所述发动机的动力作为另一个方向的转矩进 行传递的第二位置、 以及不传递所述发动机的动力的第三位置 ； 离合器位置检测单元， 检 测所述离合器部的离合器切换位置 ； 以及控制单元， 根据由所述离合器位置检测单元检测 出的所述离合器部的切换位置和由所述电子调节器的操作量计算出的所述发动机的输出 控制所述发动机 ； 其中， 所述控制单元将所述离合器部的切换位置在第一位置或者第二位 置时的最小动力设定为第一设定值， 将所述离合器部的切换位置在第三位置时的最大动力 设定为第二设定值， 在所述离合器部的切换位置在第一位置或者第二位置、 且所述动力在 第二设定值以下的状态持续了规定时间以上的情况下， 判断为所述离合器位置检测单元异 常， 在所述离合器部的切换位置在第三位置、 且所述动力在第一设定值以上的状态持续了 规定时间以上的情况下， 判断为所述离合器位置检测单元异常， 在所述离合器部的切换位 置在第一位置且第二位置的状态持续了规定时间以上的情况下， 判断为所述离合器位置检 测单元异常。
在技术方案 2 中， 所述控制单元在判断为所述离合器位置检测单元异常、 且所述 动力在第二设定值以下的状态持续了规定时间以上的情况下， 降低所述发动机的控制增 益， 在判断为所述离合器位置检测单元异常、 且所述动力在第一设定值以上的状态持续了 规定时间以上的情况下， 提高所述发动机的控制增益。
在技术方案 3 中， 所述控制单元在判断为所述离合器位置检测单元异常、 且所述 动力在第二设定值以下的状态持续了规定时间以上的情况下， 使所述发动机的输出操作无 效， 在判断为所述离合器位置检测单元异常、 且所述动力在第一设定值以上的状态持续了 规定时间以上的情况下， 使所述发动机的输出操作有效。
作为本发明的效果可以起到以下的效果。
由于如技术方案 1 那样构成， 所以可以根据由离合器位置检测单元检测出的离合 器部的切换位置和由电子调节器的操作量等计算出的动力判断出发动机的动力是否被传 递。由此， 即使离合器位置检测单元产生异常也可以进行适当的发动机控制。
由于如技术方案 2 那样构成， 所以可以根据由离合器位置检测单元检测出的离合 器部的切换位置和由电子调节器的操作量等计算出的动力变更发动机的控制增益。由此， 即使离合器位置检测单元产生异常也可以进行适当的发动机控制。
由于如技术方案 3 那样构成， 所以可以根据由离合器位置检测单元检测出的离合 器部的切换位置和由电子调节器的操作量等计算出的动力使发动机的操作无效。由此， 即 使离合器位置检测单元产生异常也可以进行适当的发动机控制。附图说明
图 1 是表示本发明第一实施方式的发动机控制装置的概略图。
图 2 是表示本发明的发动机控制装置的控制顺序的流程图。
图 3 是表示本发明的发动机控制装置的控制顺序的流程图。
图 4 是表示本发明的发动机控制装置的控制顺序的流程图。
符号说明
10 发动机
11 电子调节器
20 离合器部
41 离合器位置检测传感器
42 动力检测传感器
43ECU
W 动力
P 切换位置
P1 第一位置
P2 第二位置
P3 第三位置 具体实施方式
下面， 利用图 1 对本发明的发动机控制装置的第一实施方式的发动机控制装置 40进行说明。
首先， 对本发明的一个实施方式的船舶 1 的概略结构进行说明。
船舶 1 通过发动机 10 的动力使螺旋桨 30 等工作， 从而在水上行进。船舶 1 由发 动机 10、 离合器部 20、 螺旋桨 30、 以及发动机控制装置 40 等构成。
发动机 10 通过燃料的燃烧产生动力 W。发动机 10 在具有未图示的燃烧燃料的燃 烧室等的发动机 10 上具有调整向所述燃烧室供给的燃料的供给量的电子调节器 11。发动 机 10 将通过燃料的燃烧产生的动力作为动力 W 输出。
离合器部 20 离合动力 W 的传递和切换转矩的方向。离合器部 20 设置在发动机 10 与螺旋桨 30 之间， 将发动机 10 的动力 W 传递至螺旋桨 30。离合器部 20 构成为可通过离合 器操作工具 21 切换到将发动机 10 产生的动力 W 作为一个方向的转矩进行传递的第一位置 P1、 将发动机 10 的动力 W 作为另一个方向的转矩进行传递的第二位置 P2、 以及不传递发动 机 10 的动力 W 的第三位置 P3。
螺旋桨 30 产生船舶的推进力。螺旋桨 30 连接于离合器部 20， 通过经由离合器部 20 传递的发动机 10 的动力 W 进行驱动。
具体而言， 螺旋桨 30 在发动机 10 的动力 W 通过离合器部 20 作为一个方向的转矩 传递时使船舶 1 前进， 作为另一个方向的转矩传递时使船舶 1 后退。
发动机控制装置 40 进行发动机 10 的输出控制。发动机控制装置 40 通过根据发 动机 10 的动力 W、 离合器部 20 的离合器切换位置 P 进行控制增益 G 的切换、 或者判断经由 加速器 42 输入的发动机 10 的输出命令的可否， 来适当地进行发动机 10 的输出控制。
下面利用图 1 对发动机控制装置 40 的结构进行说明。
发动机控制装置 40 如图 1 所示， 由离合器位置检测单元 ( 以下称为 “离合器检测 传感器” )41、 加速器 42( 转速设定单元 )、 控制单元 ( 以下称为 “ECU” )43 等构成。
离合器位置检测传感器 41 检测离合器部 20 的离合器切换位置 P。离合器位置检 测传感器 41 配置于离合器部 20， 并将检测出的离合器部 20 的离合器切换位置 P 传送给 ECU43。
加速器 42 输入关于发动机 10 的动力 W 的指令。加速器 42 设置在未图示的驾驶 座位等， 将由操纵船者输入的关于发动机 10 的动力 W 的输出指令传送给 ECU43。
ECU43 根据从离合器位置检测传感器 41 和加速器 42 输入的值进行包括电子调节 器 11 等的发动机 10 的控制。ECU43 具体而言可以是 CPU、 ROM、 RAM、 HDD 等通过总线连接的 结构， 或者也可以是由一个芯片的 LSI 等构成的结构。 ECU43 中存储有用于控制包括电子调 节器 11 等的发动机 10 的动作的各种程序和数据。ECU43 根据所述程序等由电子调节器 11 的操作量等计算出发动机的动力 W， 根据离合器部 20 的离合器切换位置 P 进行将发动机 10 的控制增益 G 变更为 Low 或者 High 的控制等。另外， ECU43 中， 将离合器部 20 的离合器切 换位置 P 在第一位置 P1 或者第二位置 P2 时的动力 W 的最小值设定为第一设定值， 将离合 器部 20 的离合器切换位置 P 在第三位置 P3 的动力 W 的最大值设定为第二设定值。
ECU43 连接于电子调节器 11， 可以通过控制电子调节器 11 的动作来计算出发动机 10 的动力 W， 并控制发动机 10 的动作。
ECU43 连接于离合器位置检测传感器 41， 可以获取输入至离合器位置检测传感器 41 的离合器部 20 的离合器切换位置 P。ECU43 连接于加速器 42， 可以获取输入至加速器 42 的关于发动机 10 的动力 W 的 输出指令。
下面， 对本发明的第一实施方式的船舶 1 的基于发动机控制装置 40 的控制方式进 行说明。
发动机控制装置 40 在通常的驾驶状态下根据离合器位置检测传感器 41 检测出的 离合器部 20 的离合器切换位置 P 判断船舶 1 的驾驶状态， 进行发动机 10 的控制增益 G 的 变更以及发动机 10 的动力 W 中的输出设定的控制。这时， 在离合器位置检测传感器 41 中 产生异常时， 根据离合器部 20 的离合器切换位置 P 和由电子调节器 11 的操作量等计算出 的动力 W 的值进行离合器位置检测传感器 41 的异常判断， 并且进行发动机 10 的控制增益 G 的变更以及发动机 10 的输出设定的控制。另外， 控制增益是指进行反馈控制时的比例增 益或者微分增益或者积分增益。
在下面， 利用图 2、 图 3 和图 4， 具体地说明基于 ECU43 的控制方式。
如图 2 所示， 如果离合器操作工具 21 被操作， 则 ECU43 将控制阶段转移到步骤 S110。
在步骤 S110 中， ECU43 从离合器位置检测传感器 41 获取离合器部 20 的离合器切 换位置 P 之后， 将控制阶段转移到步骤 S120。 在步骤 S120 中， ECU43 判断获取的离合器部 20 的离合器切换位置 P 是否在第一位 置 P1 或者第二位置 P2。具体地， 将第一位置 P1 设为正旋转， 将第二位置 P2 设为反旋转。
其结果， 在离合器部 20 的离合器切换位置 P 在第一位置 P1 或者第二位置 P2 的情 况下， 将控制阶段转移到 S130。
另外， 在离合器部 20 的离合器切换位置 P 不在第一位置 P1 或者第二位置 P2 的情 况下， 将控制阶段转移到 S320( 参照图 3)。
在步骤 S130 中， ECU43 根据电子调节器 11 的操作量等计算出动力 W 后， 将控制阶 段转移到步骤 S140。
在步骤 S140 中， ECU43 判断计算出的动力 W 的值是否在第二设定值以下。
其结果， 在动力 W 的值在第二设定值以下的情况下， 将控制阶段转移到步骤 S150。
另外， 在动力 W 的值不是第二设定值以下的情况下， 将控制阶段转移到步骤 S240。
在步骤 S150 中， ECU43 判断计算出的动力 W 的值在第二设定值以下的状态是否持 续了规定时间。
其结果， 在动力 W 的值在第二设定值以下的状态持续了规定时间的情况下， 将控 制阶段转移到步骤 S160。
另外， 在动力 W 的值在第二设定值以下的状态没有持续规定时间的情况下， 将控 制阶段转移到步骤 S130。
在步骤 S160 中， ECU43 在判断为离合器位置检测传感器 41 异常之后， 将控制阶段 转移到步骤 S170。
在步骤 S170 中， ECU43 在判断为离合器部 20 的离合器切换位置 P 在第三位置 P3 之后， 将控制阶段转移到步骤 S180。
在步骤 S180 中， ECU43 将发动机 10 的控制增益 G 变更为 Low 之后， 将控制阶段转 移到步骤 S190。通过将控制增益 G 变更为 Low 来变为稳定的控制状态。
在步骤 S190 中， ECU43 在使基于加速器 42 的发动机 10 的输出操作无效化之后， 将控制阶段转移到步骤 S110。
在步骤 S240 中， ECU43 判断计算出的动力 W 的值在第一设定值以上的状态是否持 续了规定时间。
其结果， 在动力 W 的值在第一设定值以上的状态持续了规定时间的情况下， 将控 制阶段转移到步骤 S250。
另外， 在动力 W 的值在第一设定值以上的状态没有持续规定时间的情况下， 将控 制阶段转移到步骤 S130。
在步骤 S250 中， ECU43 在判断为离合器位置检测传感器 41 正常之后， 将控制阶段 转移到步骤 S260。
在步骤 S260 中， ECU43 继续发动机 10 的控制， 将控制阶段转移到步骤 S110。
如图 3 所示， 在步骤 S320 中， ECU43 判断获取的离合器部 20 的离合器切换位置 P 是否在第一位置 P1 且第二位置 P2。
其结果， 在离合器部 20 的离合器切换位置 P 在第一位置 P1 且第二位置 P2 的情况 下， 将控制阶段转移到步骤 S330。 另外， 在离合器部 20 的离合器切换位置 P 不在第一位置 P1 且第二位置 P2 的情况 下， 将控制阶段转移到步骤 S520( 参照图 4)。
在步骤 S330 中， ECU43 在判断为离合器位置检测传感器 41 异常之后， 将控制阶段 转移到步骤 S340。
在步骤 S340 中， ECU43 根据电子调节器 11 的操作量等计算出动力 W 的值之后， 将 控制阶段转移到步骤 S350。
在步骤 S350 中， ECU43 判断计算出的动力 W 的值是否在第二设定值以下。
其结果， 在动力 W 的值在第二设定值以下的情况下， 将控制阶段转移到步骤 S360。
另外， 在动力 W 的值不是第二设定值以下的情况下， 将控制阶段转移到步骤 S450。
在步骤 S360 中， ECU43 判断计算出的动力 W 的值在第二设定值以下的状态是否持 续了规定时间。
其结果， 在动力 W 的值在第二设定值以下的状态持续了规定时间的情况下， 将控 制阶段转移到步骤 S370。
另外， 在动力 W 的值在第二设定值以下的状态没有持续规定时间的情况下， 将控 制阶段转移到步骤 S340。
在步骤 S370 中， ECU43 在判断为离合器部 20 的离合器切换位置 P 在第三位置 P3 之后， 将控制阶段转移到步骤 S380。
在步骤 S380 中， ECU43 将发动机 10 的控制增益 G 变更为 Low 之后， 将控制阶段转 移到步骤 S390。
在步骤 S390 中， ECU43 使基于加速器 42 的发动机 10 的输出操作无效化之后， 将 控制阶段转移到步骤 S110( 参照图 2)。
在步骤 S450 中， ECU43 判断计算出的动力 W 的值在第一设定值以上的状态是否持 续了规定时间。
其结果， 在动力 W 的值在第一设定值以上的状态持续了规定时间的情况下， 将控
制阶段转移到步骤 S460。
另外， 在动力 W 的值在第一设定值以上的状态没有持续规定时间的情况下， 将控 制阶段转移到步骤 S340。
在步骤 S460 中， ECU43 在判断为离合器部 20 的离合器切换位置 P 在第一位置 P1 或者第二位置 P2 之后， 将控制阶段转移到步骤 S470。
在步骤 S470 中， ECU43 将发动机 10 的控制增益 G 变更为 High 之后， 将控制阶段 转移到步骤 S480。
在步骤 S480 中， ECU43 使基于加速器 42 的发动机 10 的输出操作有效化之后， 将 控制阶段转移到步骤 S110( 参照图 2)。
在步骤 S520 中， ECU43 根据电子调节器 11 的操作量等计算出动力 W 的值之后， 将 控制阶段转移到步骤 S530。
如图 4 所示， 在步骤 S530 中， ECU43 判断计算出的动力 W 的值是否在第二设定值 以下。
其结果， 在动力 W 的值在第二设定值以下的情况下， 将控制阶段转移到步骤 S540。
另外， 在动力 W 的值不是第二设定值以下的情况下， 将控制阶段转移到步骤 S630。 在步骤 S540 中， ECU43 判断计算出的动力 W 的值在第二设定值以下的状态是否持 续了规定时间。
其结果， 在动力 W 的值在第二设定值以下的状态持续了规定时间的情况下， 将控 制阶段转移到步骤 S550。
另外， 在动力 W 的值在第二设定值以下的状态没有持续规定时间的情况下， 将控 制阶段转移到步骤 S520。
在步骤 S550 中， ECU43 在判断为离合器位置检测传感器 41 正常之后， 将控制阶段 转移到步骤 S560。
在步骤 S560 中， ECU43 继续发动机 10 的控制， 将控制阶段转移到步骤 S110( 参照 图 2)。
在步骤 S630 中， ECU43 判断计算出的动力 W 的值在第一设定值以上的状态是否持 续了规定时间。
其结果， 在动力 W 的值在第一设定值以上的状态持续了规定时间的情况下， 将控 制阶段转移到步骤 S640。
另外， 在动力 W 的值在第一设定值以上的状态没有持续规定时间的情况下， 将控 制阶段转移到步骤 S520。
在步骤 S640 中， ECU43 在判断为离合器位置检测传感器 41 异常之后， 将控制阶段 转移到步骤 S650。
在步骤 S650 中， ECU43 在判断为离合器部 20 的离合器切换位置 P 在第一位置 P1 或者第二位置 P2 之后， 将控制阶段转移到步骤 S660。
在步骤 S660 中， ECU43 将发动机 10 的控制增益 G 变更为 High 之后， 将控制阶段 转移到步骤 S670。
在步骤 S670 中， ECU43 使基于加速器 42 的发动机 10 的输出操作有效化之后， 将 控制阶段转移到步骤 S110( 参照图 2)。
如上所述， 一种发动机控制装置 40， 具备 ： 离合器部 20， 切换到将发动机 10 的动力 W 作为一个方向的动力 W 进行传递的第一位置 P1、 将发动机 10 的动力 W 作为另一个方向的 动力 W 进行传递的第二位置 P2、 不传递发动机 10 的动力 W 的第三位置 P3 ； 离合器位置检测 传感器 41， 是检测离合器部 20 的离合器切换位置 P 的离合器位置检测单元 ； ECU43， 是根据 由离合器位置检测传感器 41 检测出的离合器部 20 的离合器切换位置 P 和由电子调节器 11 的操作量计算出的发动机 10 的动力 W 控制发动机 10 的控制单元， 其中， ECU43 将离合器部 20 的离合器切换位置 P 在第一位置 P1 或者第二位置 P2 时的最小动力 W 设定为第一设定 值， 将离合器部 20 的离合器切换位置 P 在第三位置 P3 时的最大动力 W 设定为第二设定值， 在离合器部 20 的离合器切换位置 P 在第一位置 P1 或者第二位置 P2、 且动力 W 在第二设定 值以下的状态持续了规定时间以上的情况下， 判断为离合器位置检测传感器 41 异常， 在离 合器部 20 的离合器切换位置 P 在第三位置 P3、 且动力 W 在第一设定值以上的状态持续了规 定时间以上的情况下， 判断为离合器位置检测传感器 41 异常， 在离合器部 20 的离合器切换 位置 P 在第一位置 P1 且第二位置 P2 的状态持续了规定时间以上的情况下， 判断为离合器 位置检测传感器 41 异常。
通过这样的结构， 可以根据离合器部 20 的离合器切换位置 P 和动力 W 来判断出发 动机 10 的动力 W 是否被传递。由此， 即使离合器位置检测传感器 41 产生异常也可以进行 适当的发动机控制。
另外， 发动机控制装置 40 在判断为离合器位置检测传感器 41 异常、 且动力 W 在第 二设定值以下的状态持续了规定时间以上的情况下， 降低发动机 10 的控制增益 G， 在判断 为离合器位置检测传感器 41 异常、 且动力 W 在第一设定值以上的状态持续了规定时间以上 的情况下， 提高发动机 10 的控制增益 G。
通过这样构成， 可以根据离合器部 20 的切换位置 P 和动力 W 来变更发动机 10 的 控制增益 G。 由此， 即使离合器位置检测传感器 41 产生异常也可以进行适当的发动机控制。
另外， 发动机控制装置 40 在判断为离合器位置检测传感器 41 异常、 且动力 W 在第 二设定值以下的状态持续了规定时间以上的情况下， 使发动机 10 的输出操作无效， 在判断 为离合器位置检测传感器 41 异常、 且动力 W 在第一设定值以上的状态持续了规定时间以上 的情况下， 使发动机 10 的输出操作有效。
通过这样构成， 可以根据离合器部 20 的切换位置 P 和动力 W 来使发动机 10 的操 作无效。由此， 即使离合器位置检测传感器 41 产生异常也可以进行适当的发动机控制。
产业上的利用可能性
本发明作为搭载于发动机的发动机控制装置的技术， 可以适用于各种发动机。