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JP2008267145A - 4-stroke diesel engine control device and cam pulse signal generation method - Google Patents

4-stroke diesel engine control device and cam pulse signal generation method Download PDF

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JP2008267145A
JP2008267145A JP2007106880A JP2007106880A JP2008267145A JP 2008267145 A JP2008267145 A JP 2008267145A JP 2007106880 A JP2007106880 A JP 2007106880A JP 2007106880 A JP2007106880 A JP 2007106880A JP 2008267145 A JP2008267145 A JP 2008267145A
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JP
Japan
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pulse signal
rotation
rotation sensor
controller
crankshaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007106880A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Okada
博之 岡田
Makoto Deguchi
誠 出口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HANSHIN DIESEL WORKS Ltd
Nabtesco Corp
Japan Ship Machinery and Equipment Association JSMEA
Original Assignee
HANSHIN DIESEL WORKS Ltd
Nabtesco Corp
Japan Ship Machinery and Equipment Association JSMEA
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Filing date
Publication date
Application filed by HANSHIN DIESEL WORKS Ltd, Nabtesco Corp, Japan Ship Machinery and Equipment Association JSMEA filed Critical HANSHIN DIESEL WORKS Ltd
Priority to JP2007106880A priority Critical patent/JP2008267145A/en
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Abstract

【課題】 カムを使用せずに、クランク軸の回転に伴って発生するパルス信号のみでディーゼル機関を制御する。
【解決手段】 クランク軸8が所定回転角度回転するごとに1つのパルス信号を回転検出センサ40aが出力する。クランク軸8が1回転するごとに、1つのパルス信号を1回転検出センサ42aが出力する。センサ40a、40bがシリンダコントローラ14に接続されている。コントローラは、機関の始動後に最初にセンサ42aのパルス信号が入力されたときに、センサ40aのパルス信号のカウントをリセットし、次のセンサ42aのパルス信号が入力されたときには、センサ40aのパルス信号のカウントを継続し、次にセンサ42aのパルス信号が入力されたときには、センサ40aのパルス信号のカウントをリセットする。コントローラ14は、センサ40aのパルス信号を、クランク軸8の2回転分にわたりカウントし、センサ40aのパルス信号に基づき、燃料噴射弁10、吸気弁26、排気弁24を制御する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To control a diesel engine only by a pulse signal generated with rotation of a crankshaft without using a cam.
A rotation detection sensor 40a outputs one pulse signal each time a crankshaft 8 rotates by a predetermined rotation angle. Each time the crankshaft 8 makes one rotation, one rotation detection sensor 42a outputs one pulse signal. Sensors 40 a and 40 b are connected to the cylinder controller 14. The controller resets the count of the pulse signal of the sensor 40a when the pulse signal of the sensor 42a is input for the first time after the engine is started, and when the pulse signal of the next sensor 42a is input, the controller When the pulse signal of the sensor 42a is input next, the count of the pulse signal of the sensor 40a is reset. The controller 14 counts the pulse signal of the sensor 40a over two revolutions of the crankshaft 8, and controls the fuel injection valve 10, the intake valve 26, and the exhaust valve 24 based on the pulse signal of the sensor 40a.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、4ストロークディーゼル機関の制御に関し、特に燃料噴射弁、吸気弁及び排気弁を制御するために、クランク軸の回転に伴って発生させるカムパルス信号の発生に関する。   The present invention relates to control of a four-stroke diesel engine, and more particularly to generation of a cam pulse signal generated with rotation of a crankshaft in order to control a fuel injection valve, an intake valve, and an exhaust valve.

一般に、4ストロークディーゼル機関では、特許文献1の図2に示されているように、吸気弁及び排気弁を駆動するためのカムが、ディーゼル機関のクランク軸が2回転するごとに1回転するように駆動される。このカムを使用せずに、電磁弁や油圧シリンダで吸気弁や排気弁を駆動する技術が特許文献1の図19に示されている。   Generally, in a 4-stroke diesel engine, as shown in FIG. 2 of Patent Document 1, a cam for driving an intake valve and an exhaust valve is rotated once every two crankshafts of the diesel engine. Driven by. A technique for driving an intake valve and an exhaust valve with an electromagnetic valve or a hydraulic cylinder without using this cam is shown in FIG.

特開平8−170551号公報JP-A-8-170551

特許文献1の技術によれば、吸気弁、排気弁を駆動するカムを省略することができる。しかし、4ストロークディーゼル機関では、圧縮、爆発、排気、吸気の行程が、クランク軸が2回転する間に行われるので、カムが回転していることを表すカムパルス信号が存在しないと、圧縮か排気のどちらの行程か、或いは爆発か吸気のどちらの行程が行われているのか判断できない。   According to the technique of Patent Document 1, cams for driving the intake valve and the exhaust valve can be omitted. However, in a 4-stroke diesel engine, the strokes of compression, explosion, exhaust, and intake are performed while the crankshaft rotates twice. It is not possible to determine which of the strokes or the stroke of explosion or intake.

本発明は、クランク軸の回転に伴って発生するパルス信号のみで制御することができる4ストロークディーゼル機関の制御装置、クランク軸の回転に伴って発生するパルス信号に基づいて仮想のカムパルス信号を発生するカムパルス信号発生方法を提供することを目的とする。   The present invention relates to a control device for a four-stroke diesel engine that can be controlled only by a pulse signal generated with the rotation of the crankshaft, and generates a virtual cam pulse signal based on the pulse signal generated with the rotation of the crankshaft. An object of the present invention is to provide a cam pulse signal generation method.

本発明の一態様の制御装置では、4ストロークディーゼル機関のクランク軸が所定回転角度、例えばクランク軸の1回転する際の角度よりも小さい角度回転するごとに、1つのパルス信号を第1回転センサが出力する。前記クランク軸が1回転するごとに、第2回転センサが1つのパルス信号を出力する。第1及び第2回転センサがコントローラに接続され、コントローラは、4ストロークディーゼル機関の燃料噴射タイミングと、吸気弁開閉タイミングと、排気弁開閉タイミングとを、算出する。このコントローラに燃料噴射手段と、吸気弁開閉手段と、排気弁開閉手段とが、接続されている。ディーゼル機関の始動時に始動手段が、前記クランク軸を回転させる。コントローラは、始動時に第2回転センサのパルス信号が入力されたときに、第1回転センサのパルス信号のカウントをリセットする。コントローラは、次に第2回転センサのパルス信号が入力されたときには、第1回転センサのパルス信号のカウントを継続し、次に第2回転センサのパルス信号が入力されたときには、第1回転センサのパルス信号のカウントをリセットする。即ち、クランク軸が2回転する間、第1回転センサのパルス信号をカウントする。コントローラは、第1回転センサのパルス信号、例えばそのパルス信号のカウント値に基づき、前記燃料噴射手段、前記吸気弁開閉手段及び前記排気弁開閉手段を制御する。   In the control device according to one aspect of the present invention, each time the crankshaft of the four-stroke diesel engine rotates by a predetermined rotation angle, for example, an angle smaller than the angle at which the crankshaft rotates once, one pulse signal is sent to the first rotation sensor. Is output. Each time the crankshaft makes one revolution, the second rotation sensor outputs one pulse signal. First and second rotation sensors are connected to the controller, and the controller calculates a fuel injection timing, an intake valve opening / closing timing, and an exhaust valve opening / closing timing of the 4-stroke diesel engine. Fuel injection means, intake valve opening / closing means, and exhaust valve opening / closing means are connected to the controller. The starting means rotates the crankshaft when starting the diesel engine. The controller resets the count of the pulse signal of the first rotation sensor when the pulse signal of the second rotation sensor is input at the start. The controller continues counting the pulse signal of the first rotation sensor when the pulse signal of the second rotation sensor is input next, and the first rotation sensor when the pulse signal of the second rotation sensor is input next. Reset the pulse signal count. That is, the pulse signal of the first rotation sensor is counted while the crankshaft rotates twice. The controller controls the fuel injection means, the intake valve opening / closing means, and the exhaust valve opening / closing means based on a pulse signal of the first rotation sensor, for example, a count value of the pulse signal.

このように構成された制御装置では、クランク軸が2回転する間、即ち、4ストロークディーゼル機関の圧縮、爆発、排気及び吸気の行程が開始されたときから、終了するまで第1回転センサのパルス信号をカウントしているので、カムを使用しなくても、クランク軸の回転状態を知ることができ、これに基づいて燃料噴射手段、前記吸気弁開閉手段及び前記排気弁開閉手段を制御することができる。また、クランク軸に連結された給油装置の駆動源や吸気弁、排気弁の駆動源などのポンプの回転軸をクランク軸の1/2回転で1回転するように作動させ、このポンプの回転軸からカムパルス信号を出力するようなカムパルス信号発生機構を省略することもできる。   In the control device configured as described above, the pulse of the first rotation sensor is performed during two revolutions of the crankshaft, that is, from the start of the compression, explosion, exhaust and intake strokes of the four-stroke diesel engine until the end. Since the signal is counted, the rotation state of the crankshaft can be known without using a cam, and the fuel injection means, the intake valve opening / closing means and the exhaust valve opening / closing means are controlled based on this. Can do. In addition, a pump rotation shaft such as a drive source of an oil supply device connected to the crankshaft, a drive source of an intake valve, or an exhaust valve is operated so as to rotate once by a half rotation of the crankshaft. The cam pulse signal generating mechanism for outputting the cam pulse signal from the above can be omitted.

コントローラは、始動時に第2回転センサのパルス信号が入力されたときに、仮想カムパルス信号を第1の状態、例えばレベルをHレベルとし、次に第2回転センサのパルス信号が入力される前に、例えば仮想カムパルス信号が第1の状態になったときからクランク軸が1/2回転したときに、前記仮想カムパルス信号を第2の状態、例えばLレベルとし、その後は、第1回転センサがクランク軸の1回転を検出するごとに、例えば第1回転センサのパルス信号のカウント値がクランク軸の1回転に相当する値になるごとに、仮想カムパルス信号の状態を第1及び第2の状態のうち現在の状態と異なる状態に、例えば現在の状態がHレベルであるならLレベルに、現在の状態がLレベルであるならHレベルに変化させることができる。コントローラは、仮想カムパルス信号が、第2の状態のとき、第2回転センサのパルス信号が入力されても、第1回転センサのパルス信号のカウントを継続する。   When the pulse signal of the second rotation sensor is input at the start, the controller sets the virtual cam pulse signal to the first state, for example, the level is H level, and then the pulse signal of the second rotation sensor is input next. For example, when the crankshaft rotates 1/2 times from when the virtual cam pulse signal is in the first state, the virtual cam pulse signal is set to the second state, for example, L level. Each time one rotation of the shaft is detected, for example, every time the count value of the pulse signal of the first rotation sensor becomes a value corresponding to one rotation of the crankshaft, the state of the virtual cam pulse signal is changed between the first and second states. Of these, it can be changed to a state different from the current state, for example, to the L level if the current state is the H level, and to the H level if the current state is the L level. When the virtual cam pulse signal is in the second state, the controller continues counting the pulse signal of the first rotation sensor even if the pulse signal of the second rotation sensor is input.

このように構成すると、例えばクランク軸が1回転するごとに、第1の状態から第2の状態に、或いは第2の状態から第1の状態に、仮想カムパルス信号の状態を変化させることができるので、仮想カムパルス信号の状態を見ることによって、圧縮・排気、爆発・吸気のいずれの行程であるかを把握することができる。しかも、第1及び第2回転センサのパルス信号が、数発検出されない事態が生じても、圧縮・排気または爆発・吸気のタイミングが入れ替わることがない。   With this configuration, for example, every time the crankshaft makes one rotation, the state of the virtual cam pulse signal can be changed from the first state to the second state or from the second state to the first state. Therefore, by checking the state of the virtual cam pulse signal, it is possible to grasp whether the stroke is compression / exhaust or explosion / intake. In addition, even if the pulse signals of the first and second rotation sensors are not detected several times, the timing of compression / exhaust or explosion / intake does not change.

本発明の一態様のカムパルス信号の生成方法は、4ストロークディーゼル機関のクランク軸が所定回転角度回転するごとに、1つのパルス信号を出力する第1回転センサのパルス信号と共に、機関の制御に使用されるカムパルス信号を生成する。クランク軸の1回転ごとに第2回転センサが出力するパルス信号が、前記ディーゼル機関の始動後初めて発生されたときに、カムパルス信号を第1の状態、例えばそのレベルをHレベルとし、次に第2回転センサがパルス信号を出力する前に、例えばクランク軸が1/2回転したときに、カムパルス信号を第2の状態、例えばそのレベルをL状態とし、その後は、第1回転センサが前記クランク軸の1回転を検出するごとに、前記カムパルス信号の状態を、第1及び第2の状態のうち現在の状態と異なる状態に変化させる。例えば現在の状態がLレベルであるならHレベルに、現在の状態がHレベルであるならLレベルに、変化させる。   The cam pulse signal generation method according to one aspect of the present invention is used for engine control together with the pulse signal of the first rotation sensor that outputs one pulse signal each time the crankshaft of a four-stroke diesel engine rotates by a predetermined rotation angle. A cam pulse signal is generated. When the pulse signal output from the second rotation sensor for each rotation of the crankshaft is generated for the first time after the diesel engine is started, the cam pulse signal is set to a first state, for example, its level is set to H level, and then Before the two-rotation sensor outputs a pulse signal, for example, when the crankshaft makes a half rotation, the cam pulse signal is set to the second state, for example, its level is set to the L state. Each time one rotation of the shaft is detected, the state of the cam pulse signal is changed to a state different from the current state among the first and second states. For example, if the current state is L level, it is changed to H level, and if the current state is H level, it is changed to L level.

以上のように、本発明によれば、カムを使用しなくても、クランク軸の回転に伴って発生するパルス信号のみで4ストロークディーゼル機関を制御することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to control a four-stroke diesel engine only with a pulse signal generated with the rotation of the crankshaft without using a cam.

本発明の1実施形態の制御装置が実施される4ストロークディーゼル機関は、図1に示すように、シリンダ2を有している。図1では、1台のシリンダ2のみを示しているが、実際には、複数のシリンダ2が設けられている。シリンダ2内には、ピストン4が設けられ、このピストン4はコンロッド6を介してクランク軸8に結合されている。   A four-stroke diesel engine in which the control device of one embodiment of the present invention is implemented has a cylinder 2 as shown in FIG. In FIG. 1, only one cylinder 2 is shown, but actually, a plurality of cylinders 2 are provided. A piston 4 is provided in the cylinder 2, and the piston 4 is coupled to a crankshaft 8 via a connecting rod 6.

シリンダ2におけるピストン4を挟んでコンロッド6と反対側の部屋9内には、燃料噴射手段、例えば燃料噴射弁10が設けられている。この燃料噴射弁10には燃料ポンプ12から燃料が供給され、この燃料ポンプ12の制御は、コントローラ、例えばシリンダコントローラ14からの指示に従ってサーボ弁16が行う。   Fuel injection means, for example, a fuel injection valve 10 is provided in a chamber 9 on the opposite side of the connecting rod 6 across the piston 4 in the cylinder 2. The fuel injection valve 10 is supplied with fuel from a fuel pump 12, and the fuel pump 12 is controlled by a servo valve 16 in accordance with an instruction from a controller, for example, a cylinder controller 14.

この部屋9内には、始動手段、例えば始動弁18が設けられている。この始動弁18は、シリンダコントローラ14からの指示に従って電磁弁20が制御し、始動時に始動空気を部屋9内に供給する。   In this chamber 9, starting means, for example, a starting valve 18 is provided. The start valve 18 is controlled by the electromagnetic valve 20 in accordance with an instruction from the cylinder controller 14, and supplies start air into the room 9 at the start.

更に、部屋9内には、吸気弁24と排気弁26とが設けられている。吸気弁24は、吸気弁開閉手段、例えばサーボ弁28によって開閉され、排気弁26は、排気弁開閉手段、例えばサーボ弁30によって開閉される。サーボ弁28、30は、シリンダコントローラ14によって制御される。   Further, an intake valve 24 and an exhaust valve 26 are provided in the room 9. The intake valve 24 is opened / closed by an intake valve opening / closing means, for example, a servo valve 28, and the exhaust valve 26 is opened / closed by an exhaust valve opening / closing means, for example, a servo valve 30. The servo valves 28 and 30 are controlled by the cylinder controller 14.

部屋9には注油弁30、32も設けられ、これらは、シリンダコントローラ14によって制御される電磁弁34、36によって制御され、ピストン4のピストンリング間に注油するものである。   Lubricating valves 30 and 32 are also provided in the chamber 9, and these are controlled by electromagnetic valves 34 and 36 controlled by the cylinder controller 14, and lubricate between the piston rings of the piston 4.

各サーボ弁16、28、30、電磁弁20、34、36は、シリンダコントローラ14によって制御される。この制御を行うために、シリンダコントローラ14には、クランク軸8に取り付けられたフライホイール38の所定角度ごとの回転を検出する複数の第1回転センサ、例えば回転検出用近接スイッチ40a乃至40cのパルス信号と、フライホイール38の1回転を検出する複数の第2回転センサ、例えば1回転検出用近接スイッチ42a、42bからの検出信号とが供給されている。   The servo valves 16, 28, 30 and the electromagnetic valves 20, 34, 36 are controlled by the cylinder controller 14. In order to perform this control, the cylinder controller 14 includes a plurality of first rotation sensors that detect rotations of the flywheel 38 attached to the crankshaft 8 at predetermined angles, for example, pulses of rotation detection proximity switches 40a to 40c. A signal and a plurality of second rotation sensors for detecting one rotation of the flywheel 38, for example, detection signals from one rotation detection proximity switches 42a and 42b are supplied.

回転検出用近接スイッチ40a乃至40cは、フライホイール38に所定角度ごとに設けられた歯を検出してパルス信号を発生する。回転検出用近接スイッチ40a、40b、40cが発生するパルス信号は、位相が予め定めた量だけ異なるように、配置されている。位相を異ならせてあることによって、回転検出用近接スイッチ40a、40b、40cのパルス信号のうち2つのパルス信号の位相差に基づいて回転方向を検出することができる。実際には、2つの回転検出用近接スイッチによって回転方向と回転角度とを検出できるのに、3つの回転検出用近接スイッチ40a乃至40cを設けているので、近接スイッチ40a乃至40cのいずれかが故障したり、断線が生じても、対応することができる。   The rotation detection proximity switches 40a to 40c detect teeth provided at predetermined angles on the flywheel 38 and generate pulse signals. The pulse signals generated by the rotation detection proximity switches 40a, 40b, and 40c are arranged so that the phases differ by a predetermined amount. By making the phases different, the rotation direction can be detected based on the phase difference between two pulse signals among the pulse signals of the rotation detection proximity switches 40a, 40b, and 40c. Actually, although the rotation direction and the rotation angle can be detected by the two rotation detection proximity switches, since the three rotation detection proximity switches 40a to 40c are provided, any one of the proximity switches 40a to 40c fails. Or even if a disconnection occurs.

また、1回転検出用近接スイッチ42a、42bは、フライホイール38に設けられた1つのドグを検出してパルス信号を発生する。ドグは、例えばピストン4が上死点に到達したときに、1回転検出用近接スイッチ42a、42bによって検出されるように配置されている。1回転検出用近接スイッチ42a、42bは、これらが発生するパルス信号の位相が異なるように配置されている。これによって、いずれかの1回転検出用近接スイッチ42a、42bで故障または断線が生じたことを検出することができる。また、1回転検出用近接スイッチ42aが発生するパルス信号が、回転検出用近接スイッチ40aが連続して発生する2つのパルス信号の間に発生するように、かつ1回転検出用近接スイッチ42bが発生するパルス信号が、回転検出用近接スイッチ40bが連続して発生する2つのパルス信号の間に発生するように、ドグは設けられている。   The one-rotation detection proximity switches 42a and 42b detect one dog provided on the flywheel 38 and generate a pulse signal. The dog is arranged so as to be detected by the one-turn detection proximity switches 42a and 42b, for example, when the piston 4 reaches the top dead center. The one-rotation detection proximity switches 42a and 42b are arranged so that the phases of the pulse signals generated by these switches are different. As a result, it is possible to detect that one of the one-rotation detection proximity switches 42a and 42b has failed or disconnected. Further, the one-rotation detection proximity switch 42b is generated so that the pulse signal generated by the one-rotation detection proximity switch 42a is generated between two pulse signals generated successively by the rotation-detection proximity switch 40a. The dog is provided so that the pulse signal to be generated is generated between two pulse signals generated successively by the rotation detection proximity switch 40b.

シリンダコントローラ14は、通常時には、回転検出用近接スイッチ40a、40bの信号と1回転検出用近接スイッチ42aの信号とを用いて、シリンダ2の4ストロークの行程を区分可能な仮想カムパルス信号を出力するし、かつクランク軸8の回転方向を検出する。   The cylinder controller 14 normally outputs a virtual cam pulse signal that can distinguish the stroke of the four strokes of the cylinder 2 using the signals of the rotation detection proximity switches 40a and 40b and the signal of the one rotation detection proximity switch 42a. And the direction of rotation of the crankshaft 8 is detected.

回転方向は、例えば回転検出用近接スイッチ40a、40bのパルス信号によってシリンダコントローラ14が判定する。例えば図2(a)に示す回転検出用近接スイッチ40aのパルス信号がHレベルのときに、同図(b)に示す回転検出用近接スイッチ40bのパルス信号がHレベルに立ち上がった場合、シリンダコントローラ14は正転と判定し、同図(e)に示すように、方向信号をHレベルとする。また、回転検出用近接スイッチ40bのパルス信号がHレベルのときに、回転検出用近接スイッチ40aのパルス信号がHレベルに立ち上がった場合、シリンダコントローラは逆転と判定し、方向信号をLレベルとする。   The rotation direction is determined by the cylinder controller 14 based on, for example, pulse signals from the rotation detection proximity switches 40a and 40b. For example, when the pulse signal of the rotation detection proximity switch 40a shown in FIG. 2 (a) is at the H level and the pulse signal of the rotation detection proximity switch 40b shown in FIG. 2 (b) rises to the H level, the cylinder controller 14 is determined to be normal rotation, and the direction signal is set to the H level as shown in FIG. If the pulse signal of the rotation detection proximity switch 40a rises to H level when the pulse signal of the rotation detection proximity switch 40b is H level, the cylinder controller determines that the rotation is reverse and sets the direction signal to L level. .

シリンダコントローラ14は、回転検出用近接スイッチ40aのパルス信号をカウントするカウンタを備えている。このカウンタは、シリンダ2が作動を開始後、初めて1回転検出用近接スイッチ42aがパルス信号を発生したときにリセットされる。このカウンタは、回転検出用近接スイッチ40aのパルス信号のアップエッジとダウンエッジとでカウントを行い、正転の場合にはカウント値を増加させ、逆転の場合にはカウント値を減少させる。シリンダコントローラ14は、カウンタの他に仮想カムパルス信号発生回路を有し、この仮想カムパルス信号発生回路は、ピストン2が作動開始時に、出力レベルを図2(d)の左側に示すように第1の状態、例えばHレベルとする。カウンタのカウント値は、仮想カム信号発生回路に供給されている。仮想カムパルス信号発生回路には、2つの基準値が設定されている。第1の基準値は、例えば1回転検出用近接スイッチ40aのパルス信号が発生してからフライホイール38が1/2正回転したときのカウント値に対応する値である。仮想カムパルス発生回路は、カウンタのカウント値と第1の基準値とを比較しており、カウント値が第1の基準値になったとき、図2(c)の時刻t1で示すように仮想カムパルス信号を、第2の状態、例えばLレベルに変化させる。第2の基準値は、1回転検出用近接スイッチ40aのパルス信号が発生してからフライホイール38が3/2正回転したときのカウント値に対応する値であり、同図(c)の時刻t2に示すようにカウンタのカウント値が第2の基準値になったとき、仮想カムパルス信号を、LレベルからHレベルに変化させる。また、この仮想カムパルス信号がHレベルであって、かつ1回転検出用近接スイッチ42aのパルス信号がHレベルとなったとき、即ちクランク軸が2正回転したとき、カウンタがリセットされる。以下、同様な動作が繰り返される。   The cylinder controller 14 includes a counter that counts the pulse signal of the rotation detection proximity switch 40a. This counter is reset when the proximity switch 42a for one rotation detection generates a pulse signal for the first time after the cylinder 2 starts operation. This counter counts at the up and down edges of the pulse signal of the rotation detection proximity switch 40a, and increases the count value in the case of normal rotation and decreases the count value in the case of reverse rotation. The cylinder controller 14 has a virtual cam pulse signal generation circuit in addition to the counter. The virtual cam pulse signal generation circuit has a first output level as shown on the left side of FIG. State, for example, H level. The count value of the counter is supplied to the virtual cam signal generation circuit. Two reference values are set in the virtual cam pulse signal generation circuit. The first reference value is, for example, a value corresponding to the count value when the flywheel 38 rotates 1/2 forward after the generation of the pulse signal of the one-rotation detection proximity switch 40a. The virtual cam pulse generation circuit compares the count value of the counter with the first reference value, and when the count value reaches the first reference value, as shown at time t1 in FIG. The signal is changed to a second state, for example, L level. The second reference value is a value corresponding to the count value when the flywheel 38 rotates 3/2 forward after the generation of the pulse signal of the one-rotation detection proximity switch 40a, and the time of FIG. When the count value of the counter reaches the second reference value as indicated by t2, the virtual cam pulse signal is changed from the L level to the H level. The counter is reset when the virtual cam pulse signal is at the H level and the pulse signal of the one-rotation detection proximity switch 42a is at the H level, that is, when the crankshaft rotates twice forward. Thereafter, the same operation is repeated.

逆転の場合も同様に行われる。即ちシリンダ2の運転開始時に仮想カムパルス信号はHレベルとなり、方向信号はLレベルとなる。そして、カウンタは運転開始時から最初に発生した1回転検出用センサ42aのパルス信号によってリセットされ、回転検出用センサ40aがパルス信号を発生するごとに減算カウントを行い、そのカウント値が1/2逆回転したときのカウント値に相当する第3の基準値(この値は第2の基準値よりも1だけ小さい)に一致すると、仮想カム信号がLレベルに変化し、減算カウント値が3/2逆回転のカウント値に相当する第4の基準値(この値は第1の基準値よりも1だけ小さい)に一致すると、仮想カムパルス信号がHレベルに変化する。仮想カムパルス信号がHレベルの状態で、1回転検出用近接スイッチ42aがパルス信号を発生すると、カウンタはリセットされる。   The reverse operation is performed in the same manner. That is, when the operation of the cylinder 2 is started, the virtual cam pulse signal becomes H level and the direction signal becomes L level. The counter is reset by a pulse signal of the one-rotation detection sensor 42a that is first generated from the start of operation, and performs a subtraction count every time the rotation detection sensor 40a generates a pulse signal. When the value coincides with a third reference value (this value is smaller by 1 than the second reference value) corresponding to the count value at the time of reverse rotation, the virtual cam signal changes to L level, and the subtraction count value becomes 3 / When it coincides with a fourth reference value (this value is 1 smaller than the first reference value) corresponding to the count value of 2 reverse rotation, the virtual cam pulse signal changes to the H level. When the one-rotation detection proximity switch 42a generates a pulse signal while the virtual cam pulse signal is at the H level, the counter is reset.

正転及び逆転いずれの場合でも、仮想カムパルス信号がHレベルである状態で1回転検出用近接スイッチ40aのパルス信号が発生してから、仮想カムパルス信号がLレベルになるまでが、例えば吸気行程であり、仮想カムパルス信号がLレベルになってから1回転検出用近接スイッチ40aのパルス信号が発生するまでが例えば圧縮行程であり、この1回転検出用近接スイッチ40aのパルス信号が発生してから仮想カムパルス信号がHレベルになるまでが例えば爆発行程であり、この仮想カムパルス信号がHレベルになってから1回転検出用近接スイッチ40aのパルス信号が発生するまでが、例えば排気行程である。   In either case of forward rotation or reverse rotation, the period from when the pulse signal of the one-rotation detection proximity switch 40a is generated while the virtual cam pulse signal is at the H level until the virtual cam pulse signal becomes the L level, for example, in the intake stroke There is, for example, a compression stroke from when the virtual cam pulse signal becomes L level until the pulse signal of the one-rotation detection proximity switch 40a is generated, and the virtual signal is generated after the pulse signal of the one-rotation detection proximity switch 40a is generated. Until the cam pulse signal becomes H level, for example, is an explosion stroke, and from when the virtual cam pulse signal becomes H level until the pulse signal of the proximity switch for one rotation detection 40a is generated, for example, is an exhaust stroke.

この各行程に応じてカウンタのカウント値が変化しており、仮想カムパルス信号及びカウンタのカウント値を元に、各サーボ弁16、18、30、電磁弁20、34、36の制御が行われる。   The count value of the counter changes according to each stroke, and the servo valves 16, 18, 30, and the electromagnetic valves 20, 34, 36 are controlled based on the virtual cam pulse signal and the count value of the counter.

シリンダ2が1/2正回転した後に、逆回転した場合の回転検出用近接スイッチ40aのパルス信号を図3(a)に、同回転検出用近接スイッチ40bのパルス信号を図3(b)に、同1回転検出用近接スイッチ42aのパルス信号を同図(c)に、同仮想カムパルス信号を同図(d)に、同方向信号を同図(e)に示す。   FIG. 3 (a) shows the pulse signal of the rotation detection proximity switch 40a when the cylinder 2 rotates in the reverse direction after 1/2 forward rotation, and FIG. 3 (b) shows the pulse signal of the rotation detection proximity switch 40b. The pulse signal of the proximity switch 42a for detecting one rotation is shown in FIG. 5C, the virtual cam pulse signal is shown in FIG. 4D, and the same direction signal is shown in FIG.

シリンダが1/2正回転し、仮想カムパルス信号がLレベルになるまでは、上述したのと同様に動作する。そして、t3でシリンダが逆回転したことにより、同図(a)、(b)からシリンダコントローラは逆転を判定し、同図(e)に示すように方向信号をLレベルとする。同時にカウンタでは減算カウントが行われる。減算カウントが開始されるときのカウント値は、逆回転の3/2回転時の基準値である第4の基準値よりも1だけ大きい値であるので、減算カウントが行われると、カウント値は直ちに第4の基準値に等しくなり、仮想カムパルス信号は同図(d)に示すようにHレベルとなる。そして、この状態において、1回転検出用近接スイッチ42aが同図(c)に示すパルス信号を発生し、これによってカウンタがリセットされる。但し、仮想カムパルス信号はHレベルを維持したままである。そして、カウンタのカウント値が第3の基準値に等しくなると、仮想カムパルス信号がLレベルとなる。以下、同様に動作する。   The cylinder operates in the same manner as described above until the cylinder rotates 1/2 forward and the virtual cam pulse signal becomes L level. Then, when the cylinder rotates in reverse at t3, the cylinder controller determines reverse rotation from FIGS. 10A and 10B, and sets the direction signal to the L level as shown in FIG. At the same time, the counter performs a subtraction count. Since the count value when the subtraction count is started is a value that is 1 larger than the fourth reference value, which is the reference value at the time of 3/2 reverse rotation, when the subtraction count is performed, the count value is Immediately, it becomes equal to the fourth reference value, and the virtual cam pulse signal becomes H level as shown in FIG. In this state, the one-rotation detection proximity switch 42a generates the pulse signal shown in FIG. 5C, thereby resetting the counter. However, the virtual cam pulse signal remains at the H level. When the count value of the counter becomes equal to the third reference value, the virtual cam pulse signal becomes L level. Hereinafter, the same operation is performed.

なお、回転検出用近接スイッチ40aが故障または断線すると、図示しない故障検出回路からの指示によって、回転検出用近接スイッチ40bのパルス信号をシリンダコントローラ14は使用して制御を継続する。この際に、カウンタへのパルス信号の供給が停止する期間が生じ、カウンタのカウント値の変化が遅れて、仮想カムパルス信号の発生タイミングがずれるが、1回転検出用近接スイッチ42aの出力に基づいてカウンタがリセットされるときに、このずれは解消される。   When the rotation detection proximity switch 40a fails or is disconnected, the cylinder controller 14 uses the pulse signal of the rotation detection proximity switch 40b according to an instruction from a failure detection circuit (not shown) to continue the control. At this time, there is a period in which the supply of the pulse signal to the counter is stopped, the change in the count value of the counter is delayed, and the generation timing of the virtual cam pulse signal is shifted, but based on the output of the one-turn detection proximity switch 42a This deviation is eliminated when the counter is reset.

また、1回転検出用近接スイッチ42aが故障または断線すると、故障検出回路からの指示によって、1回転検出用近接スイッチ42bのパルス信号をシリンダコントローラ14が使用して制御を継続する。この際、本来、カウンタがリセットされるべきときに、リセットされず、カウンタのカウント値が予め定めた値と異なった値になることがある。例えば正常な正転時であれば、カウンタのカウント値が240になった後でリセットされて、カウント値が0になるべきところが、1回転検出用近接スイッチ42aの故障または断線によって241、242、243・・・と増加することがある。この場合、リセットされるべきカウント値よりも予め定めた値だけ大きい値のカウント値になったとき、シリンダコントローラ14は、カウンタのカウント値を予め定めた値とする。例えば予め定めた値を4とすると、カウンタのカウント値が244になると、カウンタのカウント値を4に設定する。これによって、仮想カムパルス信号の発生に影響はない。逆転の場合に、カウンタがリセットされるべきカウント値よりも予め定めた値だけ小さくなったとき、カウンタのカウント値を予め定めた値に設定する。   When the one-rotation detection proximity switch 42a fails or is disconnected, the cylinder controller 14 uses the pulse signal of the one-rotation detection proximity switch 42b according to an instruction from the failure detection circuit to continue the control. At this time, when the counter should be reset, the count value of the counter may be different from a predetermined value. For example, during normal forward rotation, the counter is reset after the count value reaches 240, and the count value should become 0 because of the failure or disconnection of the one-rotation detection proximity switch 42a. 243... In this case, when the count value becomes a value that is larger than the count value to be reset by a predetermined value, the cylinder controller 14 sets the count value of the counter to a predetermined value. For example, if the predetermined value is 4, when the count value of the counter reaches 244, the count value of the counter is set to 4. This has no effect on the generation of the virtual cam pulse signal. In the case of reverse rotation, when the counter becomes smaller than the count value to be reset by a predetermined value, the count value of the counter is set to a predetermined value.

上記の実施形態では、クランク軸の所定角度の回転の検出及び1回転の検出に近接スイッチを使用したが、これに限ったものではなく、例えば光電スイッチを使用することもできる。   In the above embodiment, the proximity switch is used for detection of rotation of the crankshaft at a predetermined angle and detection of one rotation. However, the present invention is not limited to this, and for example, a photoelectric switch can also be used.

本発明の1実施形態の4ストロークディーゼル機関の制御装置のブロック図である。1 is a block diagram of a control device for a 4-stroke diesel engine according to an embodiment of the present invention. FIG. ディーゼル機関が正転している場合の図1の制御装置の各部の波形図である。It is a wave form diagram of each part of the control apparatus of FIG. 1 when the diesel engine is rotating forward. ディーゼル機関が途中で正転から逆転した場合の図1の制御装置の各部の波形図である。It is a wave form diagram of each part of the control apparatus of Drawing 1 when a diesel engine reverses from normal rotation on the way.

符号の説明Explanation of symbols

2 シリンダ
8 クランク軸
40a乃至40c 回転検出近接スイッチ(第1回転センサ)
42a、42b 1回転検出近接スイッチ(第2回転センサ)
14 シリンダコントローラ(コントローラ)
10 燃料噴射弁(燃料噴射手段)
24 排気弁
26 吸気弁
28 サーボ弁(排気弁開閉手段)
30 サーボ弁(吸気弁開閉手段)
2 cylinder 8 crankshaft 40a to 40c rotation detection proximity switch (first rotation sensor)
42a, 42b 1 rotation detection proximity switch (second rotation sensor)
14 Cylinder controller (controller)
10 Fuel injection valve (fuel injection means)
24 exhaust valve 26 intake valve 28 servo valve (exhaust valve opening / closing means)
30 Servo valve (Intake valve opening / closing means)

Claims (3)

クランク軸が所定回転角度回転するごとに1つのパルス信号を出力する第1回転センサと、
前記クランク軸が1回転するごとに、1つのパルス信号を出力する第2回転センサと、
第1及び第2回転センサが接続され、燃料噴射タイミングと、吸気弁開閉タイミングと、排気弁開閉タイミングとを、算出するコントローラと、
このコントローラに接続された燃料噴射手段と、
前記コントローラに接続された吸気弁開閉手段と、
前記コントローラに接続された排気弁開閉手段とを、
備えた4ストロークディーゼル機関の制御装置において、
前記コントローラは、始動後に最初の第2回転センサのパルス信号が入力されたときに、第1回転センサのパルス信号のカウントをリセットし、
前記コントローラは、次の第2回転センサのパルス信号が入力されたときには、第1回転センサのパルス信号のカウントを継続し、
前記コントローラは、次に第2回転センサのパルス信号が入力されたときには、第1回転センサのパルス信号のカウントをリセットし、
前記コントローラは、第1回転センサのパルス信号を、前記クランク軸の2回転分にわたりカウントし、第1回転センサのパルス信号に基づき、前記燃料噴射手段、前記吸気弁開閉手段及び前記排気弁開閉手段を制御する4ストロークディーゼル機関の制御装置。
A first rotation sensor that outputs one pulse signal each time the crankshaft rotates by a predetermined rotation angle;
A second rotation sensor that outputs one pulse signal each time the crankshaft makes one rotation;
A controller that is connected to the first and second rotation sensors and calculates fuel injection timing, intake valve opening / closing timing, and exhaust valve opening / closing timing;
Fuel injection means connected to the controller;
Intake valve opening and closing means connected to the controller;
Exhaust valve opening / closing means connected to the controller,
In the control device of the four-stroke diesel engine provided,
The controller resets the pulse signal count of the first rotation sensor when the first pulse signal of the second rotation sensor is input after starting,
The controller continues counting the pulse signal of the first rotation sensor when the next pulse signal of the second rotation sensor is input,
The controller resets the count of the pulse signal of the first rotation sensor when the pulse signal of the second rotation sensor is input next,
The controller counts the pulse signal of the first rotation sensor over two rotations of the crankshaft, and based on the pulse signal of the first rotation sensor, the fuel injection means, the intake valve opening / closing means, and the exhaust valve opening / closing means 4 stroke diesel engine control device.
請求項1に記載の4ストロークディーゼル機関の制御装置において、
前記コントローラは、始動時に第2回転センサのパルス信号が入力されたときに、仮想カムパルス信号を第1の状態とし、次に第2回転センサのパルス信号が入力される前に、前記仮想カムパルス信号を第2の状態とし、その後は、第1回転センサがクランク軸の1回転を検出するごとに、前記仮想カムパルス信号の状態を第1及び第2の状態のうち現在の状態と異なる状態に変化させ、
前記コントローラは、前記仮想カムパルス信号が、第2の状態のとき、第2回転センサのパルス信号が入力されても、第1回転センサのパルス信号のカウントを継続する
4ストロークディーゼル機関の制御装置。
The control device for a four-stroke diesel engine according to claim 1,
The controller sets the virtual cam pulse signal to the first state when the pulse signal of the second rotation sensor is input at the start, and then the virtual cam pulse signal before the pulse signal of the second rotation sensor is input next. Is changed to the second state, and thereafter, each time the first rotation sensor detects one rotation of the crankshaft, the state of the virtual cam pulse signal changes to a state different from the current state among the first and second states. Let
When the virtual cam pulse signal is in the second state, the controller continues to count the pulse signal of the first rotation sensor even if the pulse signal of the second rotation sensor is input.
クランク軸が所定回転角度回転するごとに1つのパルス信号を出力する第1回転センサのパルス信号と共に4ストロークディーゼル機関の制御に使用されるカムパルス信号を生成するカムパルス信号の生成方法において、
前記クランク軸の1回転ごとに第2回転センサが出力するパルス信号が、前記ディーゼル機関の始動時後初めて発生されたときに、前記カムパルス信号を第1の状態とし、次に第2回転センサがパルス信号を出力する前に、前記カムパルス信号を第2の状態とし、その後は、第1回転センサが前記クランク軸の1回転を検出するごとに、前記カムパルス信号の状態を、第1及び第2の状態のうち現在の状態と異なる状態に変化させる
カムパルス信号の生成方法。
In a cam pulse signal generation method for generating a cam pulse signal used for controlling a four-stroke diesel engine together with a pulse signal of a first rotation sensor that outputs one pulse signal each time the crankshaft rotates by a predetermined rotation angle,
When the pulse signal output from the second rotation sensor for each rotation of the crankshaft is generated for the first time after starting the diesel engine, the cam pulse signal is set to the first state, and then the second rotation sensor Before outputting the pulse signal, the cam pulse signal is set to the second state, and thereafter, every time the first rotation sensor detects one rotation of the crankshaft, the state of the cam pulse signal is changed to the first and second states. Of generating a cam pulse signal that changes the current state to a state different from the current state.
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