TWI409385B - A reciprocating engine swivel number calculating device and a reciprocating engine control device - Google Patents

Description

往復式引擎回轉數計算裝置及往復式引擎控制裝置

本發明係關於一種用於檢測往復式引擎之發動機回轉數的裝置。

一般而言，係依據與曲軸之回轉同步生成的脈衝信號來檢測引擎回轉數。以數千RPM以上之高回轉數運轉的往復式引擎，即使從曲軸每一次回轉而檢測之脈衝信號求出引擎回轉數，因為抽樣間隔對控制反應而言非常短，所以在反應性上不致發生問題。另外，以數百RPM以下之低回轉數運轉的往復式引擎，因為在一次回轉中，1個脈衝之抽樣於控制反應上發生滯後，所以在曲軸1次回轉中發生數個脈衝，基於此，需要計算引擎回轉數。

但是，因為往復式引擎係將活塞之往復運動轉換成曲軸之回轉運動，所以曲柄回轉有關之慣性力矩係以概略兩倍回轉數之周期變動。此外，因為活塞之往復運動包含壓縮、爆炸行程，所以也存在對應於該周期之變動。因而，在曲軸1次回轉中生成數個脈衝信號，據此計算回轉數時，算出之回轉數中包含此等之周期性脈動。因而設定目標回轉數而反饋控制曲軸之實際回轉數時，因受到上述脈動之影響而輸出不需要之指令，導致燃料供給不穩定，且控制性及操作性惡化。針對此種問題，曾提出一種以引擎之爆炸周期抽樣保持回轉數而反饋的結構(專利文獻1)。

【先前技術文獻】 【專利文獻】

【專利文獻1】日本特公平3-24581號公報

但是如專利文獻1所述，以往復式引擎之脈動周期抽樣保持回轉數而反饋時，存在反應性對急遽之負載變動惡化，無法實現控制性能的問題。此外，雖然亦考慮使用移動平均計算回轉數，以除去上述脈動之方法，但是仍然發生反應滯後之問題。本發明之目的為精確計算除去往復式引擎之脈動影響的回轉數。

本發明之往復式引擎的回轉數計算裝置，係在曲柄1次回轉中生成數個信號，依據數個信號計算往復式引擎之實際回轉數，其特徵為具備變動成分除去手段，其係在計算實際回轉數時，對應於曲柄相位角、回轉數及燃料噴射量，除去數個信號中包含之往復式引擎的爆炸變動成分。

上述數個信號係從每個一定曲柄角生成，在依據此等數個信號而計算之角速度中，藉由運算對應於曲柄相位角之修正係數而除去爆炸變動成分。此外，變動成分除去手段宜從計算之前述回轉數進一步對應於曲柄相位角而除去爆炸變動成分。修正係數設定成除了爆炸變動成分之外，亦除去慣性變動成分之值。從相位角、回轉數及燃料噴射量估計角速度，修正係數係依據該估計之角速度而求出。此時，修正係數宜以其平均值成為1之方式規範估計之角速度的規格化估計角速度之倒數。此外，用於估計角速度之回轉數，例如使用依據數個信號而計算之角速度的移動平均值，或是實施一階滯後過濾之值的任何一個而求出。

此外，本發明之回轉數計算裝置，係在曲柄1次回轉中生成數個信號，依據數個信號計算往復式引擎之實際回轉數，其特徵為具備變動成分除去手段，其係在計算實際回轉數時，對應於曲柄相位角而除去數個信號中包含之往復式引擎的慣性變動成分。

此外，曲柄1次回轉花費之時間一定時，亦可構成上述數個信號對應於慣性變動而以一定之時間間隔生成。此時上述數個信號係藉由感測器檢測沿著與曲柄一體回轉之回轉體的周方向所設之數個被檢測部而生成。曲柄之1次回轉花費的時間一定時，係以一定之時間間隔生成此等數個信號之方式，以對應於慣性變動之不等間隔的間距排列被檢測部。

本發明之往復式引擎控制裝置的特徵，為具備上述回轉數計算裝置之任何一個。

本發明之船舶的特徵，為具備上述往復式引擎控制裝置。

此外，本發明之往復式引擎的回轉數計算方法，係在曲柄1次回轉中生成數個信號，依據此等數個信號算出往復式引擎之實際回轉數，其特徵為計算實際回轉數時，對應於曲柄相位角、回轉數及燃料噴射量，除去上述數個信號中包含之往復式引擎的爆炸變動成分。

採用本發明時，可精確計算除去往復式引擎之脈動影響的回轉數。

以下，就本發明之實施形態，參照附圖作說明。

第一圖係顯示本發明第一種實施形態之低速往復式引擎的控制系統之結構的區塊圖。另外，第一圖中僅顯示一個汽缸，不過通常係多汽缸(例如十汽缸以下)，就汽缸數及常用回轉數的詳細內容將於後述。

控制系統10係調整對往復式引擎11之燃料供給量，並控制其速度，以維持所設定之目標回轉數的方式進行PID控制。往復式引擎11係先前習知之柴油引擎，且曲軸12經由曲柄13、連桿14、十字頭15及活塞棒16而連結於活塞17，活塞17藉由從燃料噴射噴嘴18供給於燃燒室19內之燃料的爆炸，在套筒20內往復運動，而將回轉力賦予曲軸12。另外，燃燒氣體於排氣閥門21打開時，從排氣口22排出，並從換氣口23供給新的空氣。

曲軸12上設置飛輪24，在飛輪24之周緣部設置以指定間距形成齒之齒部25。此外，在接近齒部25之位置配置曲柄角感測器26。曲柄角感測器26具備無觸點開關或編碼器等，例如在齒部25之每1個齒通過時產生脈衝信號。另外，齒部25及曲柄角感測器26亦可具備用於檢測回轉中之基準位置的機構。例如使用無觸點開關時，考慮將1個齒之寬度設定成比其他齒大。此外，使用編碼器時，亦可除齒部25之外，還在飛輪24之周緣部設置1個突起，並設置檢測該突起之機構。

曲柄角感測器26所生成之脈衝信號輸入至設於控制裝置27之回轉數計算部28。回轉數計算部28從輸入之脈衝信號計算曲軸12之角速度與相位角，進一步以後述之方法計算曲軸12之回轉數，並向操作量計算部29輸出。操作量計算部29依據輸入之回轉數計算燃料泵30之操作量(燃料供給量)，燃料泵30按照操作量驅動泵，而供給至燃料噴射噴嘴18，並以指定之時序向燃燒室19噴射燃料。

此外，操作量計算部29計算之操作量亦向回轉數計算部28傳送。亦即，回轉數計算部28係依據角速度、相位角、回轉數、操作量(燃料供給量)以及對應於此等之值而記錄於記憶部31的資料，執行本實施形態中之回轉數計算處理(詳細於後述)。另外，第一圖之例係將操作量作為燃料供給量而反饋至回轉數計算部28，不過，為了反饋更正確之燃料供給量，亦可構成在燃料泵30等中設感測器，實測燃料供給量，而反饋實測之燃料供給量。

其次，就本實施形態中需要實施回轉數計算處理之條件(汽缸數及回轉數)概略說明。

往復式引擎11之曲軸12回轉時的角速度變動，如先前技術項之說明，係因活塞17等在往復運動時慣性力矩之變動(以下稱為慣性變動)者，及因在燃燒循環中之壓縮(減速)、爆炸(加速)行程汽缸內壓力之變動(以下稱為爆炸變動)者。由於其中之慣性變動的影響比爆炸變動者小，因此以下就依據爆炸變動之條件做說明。

注意1個汽缸時，二行程引擎之爆炸變動在1次回轉(360°)產生具有1個極大值之變動，四行程引擎之爆炸變動在2次回轉(720°)產生具有1次極大值之變動。因此，n汽缸之二行程引擎於每360/n(度)變動，四行程引擎於每720/n(度)變動。

通常1個汽缸中之爆炸變動產生之角速度變化，主要在上止點前後之指定角度範圍(角速度變動區域)產生。該角速度變動區域之角度寬Φ藉由曲柄軸之偏位與連桿之大端、小端的軸間距離及壓縮比等而變化，不過，通常是上止點前後60°之約120°。汽缸數增加時，爆炸在前後汽缸間之角速度變動區域重疊，各汽缸中之變動被消除而抑制。將與該角速度變動區域Φ之重疊程度反比關係之爆炸變動的影響度設為α時，影響度α可表示為汽缸間之爆炸時序的偏移角(二行程：360/n，四行程：720/n)除以角速度變動區域角度Φ之值。亦即，在二行程引擎中成為α=360/n/Φ，四行程引擎中成為α=720/n/Φ。

經驗上，藉由多汽缸化以抑制爆炸變動成分，在α＜0.33時較高，不需要本實施形態之回轉數計算處理。但是α≧0.33時，角速度上出現爆炸變動成分之影響，則本實施形態之回轉數計算處理有效。特別是在α≧0.35時，本實施形態之回轉數計算處理有效。

例如Φ=120°時，二行程引擎是9個汽缸以下為α≧0.33，四行程引擎是18個汽缸以下為α≧0.33，本實施形態之回轉數計算處理有效。

此外，數位控制時，計測中之抽樣間隔Ts需要比A/D轉換之間隔Ta(此時，D/A轉換之間隔亦相同)充分小，通常須為Ta＞5‧Ts，並應為Ta＞10‧Ts。再者，A/D(D/A)轉換之間隔Ta與被控制量之回轉數的反應滯後及操作量之燃料噴射量(燃料供給量)的反應滯後關係密切，間隔Ta對此等滯後需要為充分短之時間間隔。將被控制量及操作量之滯後以一階滯後之時間常數Td、Tm代表時，須為Td＞10‧Ta且Tm＞Ta，並應為Td＞50‧Ta且Tm＞5‧Ta。

因此，數位控制時，抽樣間隔Ts須滿足Td＞50‧Ts且Tm＞5‧Ts，且應滿足Td＞500‧Ts且Tm＞50‧Ts。

此外，抽樣間隔(脈衝間隔)Ts與被控制量(角速度)之變動周期一致的情況，或比其大情況下，具有與實施過濾者同樣之效果，在被控制量之計測結果中不出現變動。此時，n汽缸二行程引擎中爆炸之間隔係每360/n(度)，四行程引擎中係每720/n度。此外，回轉數為R(rpm)時，由於曲軸每秒進行360‧R/60(度)回轉，因此爆炸造成角速度之變動周期，在二行程引擎中為60/n/R(秒)，四行程引擎中為120/n/R(秒)。

亦即，二行程引擎中，以數位控制求出之抽樣間隔Ts之值為60/n/R(秒)以下時，本實施形態之回轉數計算處理有效，四行程引擎在120/n/R(秒)以下時有效。亦即，成為本實施形態之回轉數計算處理的適用對象之往復式引擎的常用回轉數R，在二行程引擎中為60/n/Ts(rpm)以下，四行程引擎中為120/n/Ts(rpm)以下。

例如在二行程六汽缸引擎中，於Td=10秒，Tm=1秒時，數位控制係約束為Ts＜1/5，並應為Ts＜1/50，此時，Ts≒1/5時，R約為50rpm以下，Ts≒1/50時則為500rpm以下。

其次，參照第二圖至第七圖，就本實施形態之回轉數計算處理的具體例做說明。第二圖係顯示七汽缸引擎中曲軸在某個一定回轉數下之角速度變動的時間序列變化之圖，且橫軸對應於時間，縱軸對應於規格化之角速度。另外，角速度係以其平均值為1之方式規格化。

如第二圖所示，即使引擎回轉數一定，且角速度之平均值一定，角速度仍會受到慣性變動、爆炸變動之影響而以一定之周期變動。過去，因為引擎回轉數係角速度乘以指定之係數而求出，所以如第二圖所示，角速度因慣性變動及爆炸變動之影響而脈動時，原本應一定之引擎回轉數被算出為以與角速度變動相同周期而變動者。

通常，因慣性變動及爆炸變動造成之角速度ω的變動，由汽缸數決定時，基本上僅取決於曲柄之相位角θ、回轉數N及燃料供給量Q。因此，從曲柄之相位角θ、回轉數N、燃料供給量Q估計包含因慣性變動及爆炸變動造成之變動的角速度，並從實測該變動成分之角速度ω將其消除時，可從角速度ω求出概略除去慣性變動及爆炸變動造成之脈動的回轉數。另外，此時估計角速度時使用之回轉數N，例如使用實測之角速度ω的移動平均或進行一階滯後過濾之平滑化的值，或是前一個處理求出之回轉數之值。此外，燃料供給量Q例如使用最後之燃料供給量的值。

另外，以一階滯後過濾實施平滑化時之時間常數，宜設定成比曲柄回轉數之反應的時間常數(數十秒)充分短之值(例如為曲柄回轉數之反應時間常數的10%以下)。但是，一階滯後過濾之時間常數亦可單純地設定成2秒程度之時間常數。

若將回轉數N、燃料供給量Q中之角速度的估計值設為Ω(θ;N,Q)，其平均值設為Ω_m (=2πN)，相位θ中之實測角速度ω(θ)時，在回轉數一定之條件下，相位θ中，顯示ω(θ)之值的角速度之平均值ω_m (θ)表示為ω_m (θ)=ω(θ)‧Ω_m (N)/Ω(θ;N,Q)(因ω:ω_m =Ω:Ω_m )。因此，求出f(θ)=Ω_m (N)/Ω(θ;N,Q)時，對實測之角速度ω(θ)求出概略除去脈動成分之有效回轉數Ne(θ)(以下稱為有效回轉數)為Ne(θ)=ω_m (θ)/(2π)=ω(θ)‧f(θ)/(2π)[rad/秒]。

第三圖係涵蓋曲柄相位角360°部分顯示七汽缸二行程引擎中包含慣性變動及爆炸變動造成之脈動的對某個回轉數N、燃料供給量Q估計之規格化的角速度Ω(θ)/Ωm變化及其倒數f(θ)變化圖。另外，橫軸係將某個汽缸之TDC做為中心(0)，以TDC-BDC間之相位角(180°)成為1之方式規格化。另外，第三圖係以實線表示規格化角速度Ω(θ)/Ωm，並以虛線表示其倒數，本實施形態中係表示引擎回轉數計算時之修正係數f(θ)。

七汽缸二行程引擎係在曲柄進行1個回轉中，有7個周期性之角速度變動，且修正係數(倒數)係以與角速度相反之相位變化。第三圖之例中，修正係數以接近正弦波之形式變化。

第三圖之例中，以正弦波近似修正係數(倒數)f(θ)時，曲柄之相位角θ中的修正係數之值f(θ)，由以下公式表示。

f(θ)～A‧sin(B‧θ+C)+D

其中，B係由汽缸數及二行程或四行程決定之係數，第三圖之例係B=7。振幅A及相位差C依據模擬或實驗而決定，振幅A主要取決於燃料供給量(操作量)Q與回轉數N。振幅A例如由預先求出之函數g(Q)、h(N)之乘積的A=g(Q)‧h(N)而求出。此外，對各Q、N之值的查找表亦可記憶於記憶部31(第一圖)等中。相位差C亦取決於燃料供給量(操作量)Q與回轉數N，不過相位差C之變動量微小，且可以與振幅A概略相同之方法求出。此外，偏位量D對應於平均值Ωm，為D=1。

另外，因為振幅A與相位差C之間的相關性低，所以可從藉由模擬或實驗所求出之修正係數f(θ)的波形而輕易決定。

第四圖係顯示以上述正弦波近似修正係數f(θ)時之一例的圖，而橫軸及縱軸與第三圖相同。第四圖係以實線表示修正係數f(θ)，並以虛線表示以正弦波近似之值。如圖示，七汽缸引擎中，修正係數f(θ)以正弦波極精確地近似。

第五圖係顯示從第一圖之規格化角速度，不使用本實施形態之修正係數f(θ)，而以先前之方法計算之回轉數(虛線)及使用第四圖所示之本實施形態的近似式的修正係數f(θ)計算之回轉數(實線)的時間性變化圖。亦即，虛線之回轉數(先前方法之回轉數)，若將相位角θ中檢測之角速度設為ω(θ)[rad/秒]時，係藉由60×ω(θ)/(2π)[rpm]來計算。另外，本實施形態計算之有效回轉數Ne係計算60×ω(θ)×f(θ)/(2π)[rpm]。

另外，角速度ω(θ)從曲柄角感測器26中配合齒之檢測而生成之脈衝信號的時間間隔與齒間距(角度)而計算，相位角從基準脈衝統計之脈衝數與齒間距而計算。此外，第五圖中，橫軸表示時間(秒)，縱軸表示從平均角速度求出之回轉數為1而規格化的回轉數。

從第五圖亦瞭解，使用修正係數f(θ)之回轉數計算方法，比不使用修正係數f(θ)之先前的方法，其回轉數的變動幅度明顯小，其值概略等於角速度之平均值中的回轉數。藉此，從回轉數概略除去慣性變動及爆炸變動造成之脈動。

此外，第六圖中顯示為了除去慣性變動、爆炸變動之脈動，而使用本實施形態之修正係數f(θ)時，與使用移動平均時之差異。第六圖係顯示回轉數從70rpm至66.5rpm，花費3.5秒降低時包含慣性變動、爆炸變動之脈動的角速度ω(t)、使用ω(t)之移動平均的回轉數、及使用本實施形態之修正係數f(θ)的有效回轉數Ne的時間變化圖，且橫軸表示時間，縱軸表示回轉數[rpm]。

第六圖中，以虛線S1表示ω(t)，使用ω(t)之移動平均而求出之回轉數以曲線S2表示。此外，藉由本實施形態計算之有效回轉數Ne以曲線S3表示。如第六圖所示，瞭解使用移動平均時，從求出之回轉數除去脈動成分者對角速度ω(t)之變化產生滯後。因此，將該回轉數用於反饋控制時，在調速控制上產生反應滯後。反之，使用修正係數f(θ)之本實施形態的有效回轉數Ne係除去脈動成分，並且迅速追隨角速度ω(t)之平均值的變化，而不產生滯後。

另外，七汽缸等汽缸數較大時，修正係數f(θ)可以正弦波近似，不過汽缸數少時，無法以正弦波近似。此種情況下，可考慮在指定之範圍區分相位角θ，每個區間I分別使用多項式等而近似角速度倒數之修正係數fi(θ)。

另外，第七圖中與第五圖同樣地顯示在一汽缸二行程引擎中，將曲柄1次回轉分割成5部分，在各區間以n次式近似修正係數時的結果。亦即，虛線係不進行修正時的回轉數之值，實線係進行修正時之回轉數。

如第七圖所示，使用修正係數時，計算之回轉數的變動大幅減低。另外，該情況下，近似式之各參數對應於相位角、回轉數及燃料供給量而記憶於記憶部31中，回轉數計算部28依據此等值選擇公式計算回轉數。

如以上所述，採用第一種實施形態之低速往復式引擎的控制系統時，依據曲柄1次回轉中產生之數個脈衝信號計算回轉數時，亦可從計算之回轉數除去慣性變動及爆炸變動造成之影響。藉此，即使在將回轉數維持在設定值，以低速運用之大型引擎中，仍可維持高度控制反應性，而實現穩定之回轉數控制。

另外，亦可取代使用修正係數之近似式，而改為每個相位角、回轉數、燃料供給量之值(指定區間)，將其修正係數之值作為查找表而預先記憶於記憶部31。此外，變動接近正弦波時，亦可求出與回轉數N、燃料供給量Q時之Ω(θ)-Ωm的近似式(正弦波)相反相位(餘弦波)之F(θ)，並藉由ω(θ)與F(θ)相加而抵銷角速度變動。此時係求出Ne=60×(ω(θ)+F(θ))/(2π)[rpm]。

此外，第一種實施形態係參照曲柄之相位角、回轉數及燃料供給量，從回轉數除去慣性變動及爆炸變動之影響。但是，不需要依據燃料供給量做修正時，亦即，爆炸變動之影響小時，亦可僅依據曲柄之相位角進行修正，來計算回轉數。此時，由於計算回轉數不需要燃料供給量，因此不將操作量(燃料供給量)從操作量計算部29反饋至回轉數計算部28。此外，相反地，慣性變動之影響比爆炸變動小時，亦可僅考慮爆炸變動而進行抵銷其之修正。

其次參照第八圖，就第二種實施形態做說明。第二種實施形態係在不需要依據燃料供給量做修正時，亦即，係對應於低負載下常用運轉等爆炸變動之影響小者。如上述，此時可僅藉由依據曲柄之相位角的修正來計算回轉數。第二種實施形態並非每個一定曲柄角產生脈衝，而係在回轉數一定時，即使存在慣性變動等，仍以一定間隔產生脈衝之方式構成，控制部與先前同樣地係角速度乘以固定係數來計算回轉數。

第八圖係顯示第二種實施形態之低速往復式引擎的控制系統之結構的區塊圖，且與第一圖同樣地，僅顯示1個汽缸，不過通常為多汽缸(例如10個汽缸以下)。此外，就與第一種實施形態同樣之結構，使用相同參照符號，並省略其說明。

第一種實施形態係在設於飛輪24之周緣部的齒部25上，以指定間距形成齒，不過第二種實施形態之飛輪33的齒部34係以不等間隔形成齒。齒之間隔主要對應於慣性變動而設定，例如即使曲軸12(飛輪33)之角速度藉由慣性變動而變動，仍以曲柄角感測器26中產生之脈衝信號係以一定時間間隔生成之方式，對應於曲柄角而以不同之間距形成。

曲柄角感測器26所生成之脈衝信號對控制裝置32之回轉數計算部35輸入。回轉數計算部35從脈衝信號計算角速度，並藉由乘上固定係數而計算回轉數後，對操作量計算部29輸出。操作量計算部29依據所計算之回轉數計算燃料泵30之操作量，並對燃料泵30輸出。

如以上所述，第二種實施形態係控制裝置中不施加變更，而從回轉數除去慣性變動等不取決於燃料供給量之引擎固有的脈動。

另外，除去之對象不僅限於慣性變動，只要是唯一性對應於曲柄角之變動，亦可以第二種實施形態之方法除去。此外，本實施形態係配合除去齒之間距的變動周期而形成不等間隔，不過亦可例如在飛輪周緣部設置對應於此種間距之條碼狀的圖案(例如貼合描繪於密封上的圖案)，藉由感測器讀取該圖案，每個回轉數生成一定間隔之脈衝信號。此外，此等結構亦可設於編碼器內，而並非設於飛輪上。

此外，亦可構成慣性變動之影響以第二種實施形態之方法除去，就爆炸變動與第一種實施形態同樣地，依據曲柄相位、回轉數及燃料供給量做修正。

另外，本發明適合於船舶用引擎或在工廠等用作發動機或發電機的陸用引擎等，特別是用在柴油引擎等大型且低速運轉的往復式引擎中有效。此外，對於在汽缸數係10個汽缸以下，並宜為7~8個汽缸以下，常用回轉數係數百RPM以下，並宜為100RPM以下運用的往復式引擎中有效。

此外，反饋控制係以PID控制為例，不過控制方法不限於此，亦可適用於現代控制理論、適用控制、學習控制等。此外，第一種實施形態及第二種實施形態中說明之各結構，可在整合之範圍內做各種組合。

元件符號說明

10．．．控制系統

11．．．往復式引擎

12．．．曲軸

13．．．曲柄

14．．．連桿

15．．．十字頭

16．．．活塞棒

17．．．活塞

18．．．燃料噴射噴嘴

19．．．燃燒室

20．．．套筒

21．．．排氣閥門

22．．．排氣口

23．．．換氣口

24,33．．．飛輪

25,34．．．齒部

26．．．曲柄角感測器

27,32．．．控制裝置

28,35．．．回轉數計算部

29．．．操作量計算部

30．．．燃料泵

31．．．記憶部

第一圖係本發明一種實施形態之低速往復式引擎的控制區塊圖。

第二圖係顯示七汽缸引擎中曲軸之角速度變動的時間序列變化圖，且橫軸對應於時間，縱軸對應於規格化之角速度。

第三圖係涵蓋曲柄相位角360°部分顯示七汽缸二行程引擎中包含慣性變動及爆炸變動造成之脈動的規格化之角速度變化及其倒數變化圖。

第四圖係顯示以上述正弦波近似上述修正係數f(θ)時之一例的圖。

第五圖係顯示以先前之方法計算之回轉數(虛線)及使用修正係數f(θ)計算之回轉數(實線)的時間性變化圖。

第六圖係顯示為了除去慣性變動、爆炸變動之脈動，而使用本實施形態之修正係數f(θ)時，與使用移動平均時之反應性差異的圖。

第七圖係顯示在一汽缸二行程引擎中，將曲柄1次回轉分割成5部分，在各區間以n次式近似修正係數時，及不進行修正時之回轉數的圖。

第八圖係顯示第二種實施形態之低速往復式引擎的控制系統之結構的區塊圖。

10．．．控制系統

11．．．往復式引擎

12．．．曲軸

13．．．曲柄

14．．．連桿

15．．．十字頭

16．．．活塞棒

17．．．活塞

18．．．燃料噴射噴嘴

19．．．燃燒室

20．．．套筒

21．．．排氣閥門

22．．．排氣口

23．．．換氣口

24．．．飛輪

25．．．齒部

26．．．曲柄角感測器

27．．．控制裝置

28．．．回轉數計算部

29．．．操作量計算部

30．．．燃料泵

31．．．記憶部

Claims (13)

1. 一種往復式引擎之回轉數計算裝置，係在曲柄1次回轉中生成數個信號，依據前述數個信號計算往復式引擎之實際回轉數，其特徵為具備變動成分除去手段，其係在計算前述實際回轉數時，對應於曲柄相位角、回轉數及燃料噴射量，除去前述數個信號中包含之前述往復式引擎的爆炸變動成分。
2. 如申請專利範圍第1項之往復式引擎的回轉數計算裝置，其中前述數個信號係從每個一定曲柄角生成，在依據前述數個信號而計算之角速度中，藉由運算對應於前述曲柄相位角之修正係數而除去前述爆炸變動成分。
3. 如申請專利範圍第2項之往復式引擎的回轉數計算裝置，其中前述變動成分除去手段係從計算之前述回轉數進一步對應於曲柄相位角而除去慣性變動成分。
4. 如申請專利範圍第3項之往復式引擎的回轉數計算裝置，其中前述修正係數設定成除了前述爆炸變動成分之外，亦除去前述慣性變動成分之值。
5. 如申請專利範圍第4項之往復式引擎的回轉數計算裝置，其中從前述相位角、前述回轉數及前述燃料噴射量估計角速度，前述修正係數係依據估計之前述角速度而求出。
6. 如申請專利範圍第5項之往復式引擎的回轉數計算裝置，其中前述修正係數係以其平均值成為1之方式規範估計之前述角速度的規格化估計角速度之倒數。
7. 如申請專利範圍第6項之往復式引擎的回轉數計算裝置，其中用於估計前述角速度之回轉數，係使用依據前述數個信號而計算之角速度的移動平均值，或是實施一階滯後過濾之值的任何一個而求出。
8. 一種往復式引擎之回轉數計算裝置，係在曲柄1次回轉中生成數個信號，依據前述數個信號計算往復式引擎之實際回轉數，其特徵為具備變動成分除去手段，其係在計算前述實際回轉數時，對應於曲柄相位角而除去前述數個信號中包含之前述往復式引擎的慣性變動成分。
9. 如申請專利範圍第8項之往復式引擎的回轉數計算裝置，其中前述曲柄1次回轉花費之時間一定時，係構成前述數個信號對應於前述慣性變動而以一定之時間間隔生成。
10. 如申請專利範圍第9項之往復式引擎的回轉數計算裝置，其中前述數個信號係藉由感測器檢測沿著與前述曲柄一體回轉之回轉體的周方向所設之數個被檢測部而生成。前述曲柄之1次回轉花費的時間一定時，係以一定之時間間隔生成前述數個信號之方式，以對應於前述慣性變動之不等間隔的間距排列前述被檢測部。
11. 一種往復式引擎控制裝置，其特徵為具備前述申請專利範圍第1至10項中任何一項之回轉數計算裝置。
12. 一種船舶，其特徵為具備申請專利範圍第11項之往復式引擎控制裝置。
13. 一種往復式引擎之回轉數計算方法，係在曲柄1次回轉中生成數個信號，依據前述數個信號算出往復式引擎之實際回轉數，其特徵為計算前述實際回轉數時，對應於曲柄相位角、回轉數及燃料噴射量，除去前述數個信號中包含之前述往復式引擎的爆炸變動成分。