專利名稱：一種起動機空轉的檢測方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及電控柴油機的控制領域，尤其涉及一種起動機空轉的檢測方法及裝置。
背景技術：
電控柴油機正常起動時，起動機的小齒輪跟電控柴油機的齒圈進行嚙合，由起動機驅動電控柴油機實現電控柴油機的正常起動。但是，在電控柴油機的起動過程中，可能發生起動機空轉的故障。起動機空轉是指起動機供電后，如果電控柴油機的齒圈跟起動機的小齒輪間隙過大或者起動機存在故障，導致起動機的小齒輪無法彈出或者彈出的長度不足，無法跟柴油機的齒圈進行嚙合帶動柴油機運轉，此時只有起動機的小齒輪自己運轉。現有技術中對電控柴油機起動過程的監測僅限于對電器元件出現的故障進行判斷，目前還沒有對起動機空轉這一故障進行檢測的技術公開。
發明內容
有鑒于此，本發明要解決的技術問題是，提供一種起動機空轉的檢測方法及裝置，能夠實現對電控柴油機中起動機空轉這一故障的檢測。為此，本發明實施例采用如下技術方案一種起動機空轉的檢測方法，包括檢測電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號；并且，檢測蓄電池的最低電壓；并且，檢測電控柴油機的轉速；判斷電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號均處于上電狀態，且，所述最低電壓大于第一電壓閾值且小于第二電壓閾值，且電控柴油機的轉速為O時,確定起動機處于空轉狀態；所述第一電壓閾值小于第二電壓閾值。還包括判斷起動機的上電信號和點火信號均處于上電狀態，且，所述最低電壓大于第三電壓閾值且小于第四電壓閾值，且電控柴油機的轉速不小于預設轉速時，確定起動機未處于空轉狀態，電控柴油機正常起動；所述第三電壓閾值小于第四電壓閾值，且第四電壓閾值小于第一電壓閾值。一種起動機空轉的檢測裝置，包括 第一檢測單元，用于檢測電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號；第二檢測單元，用于檢測蓄電池的最低電壓；第三檢測單元，用于檢測電控柴油機的轉速；狀態確定單元，用于判斷電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號均處于上電狀態，且，所述最低電壓大于第一電壓閾值且小于第二電壓閾值，且電控柴油機的轉速為O時，確定起動機處于空轉狀態；所述第一電壓閾值小于第二電壓閾值。
所述狀態確定單元還用于判斷起動機的上電信號和點火信號均處于上電狀態，且，所述最低電壓大于第三電壓閾值且小于第四電壓閾值，且電控柴油機的轉速不小于預設轉速時，確定起動機未處于空轉狀態，電控柴油機正常起動；所述第三電壓閾值小于第四電壓閾值，且第四電壓閾值小于第一電壓閾值。所述狀態確定單元包括第一比較器的第一輸入端接收鑰匙上電信號，第二輸入端接收上電狀態對應的信號；第一比較器用于比較鑰匙上電信號與所述上電狀態對應的信號是否相同，將比較結果通過輸出端輸出至第一與門的第一輸入端和第二與門的第一輸入端；第二比較器的第一輸入端接收點火信號，第二輸入端接收上電狀態對應的信號；第二比較器用于比較點火信號與所述上電狀態對應的信號是否相同，將比較結果通過輸出端輸出至第一與門的第二輸入端和第二與門的第二輸入端；第三比較器的第一輸入端接收蓄電池的最低電壓，第二輸入端接收第一電壓閾值，第三比較器用于比較所述最低電壓是否大于所述第一電壓閾值，將比較結果通過輸出端輸出至第一與門的第三輸入端；第四比較器的第一輸入端接收蓄電池的最低電壓，第二輸入端接收第二電壓閾值，第四比較器用于比較所述最低電壓是否小于所述第二電壓閾值，將比較結果通過輸出端輸出至第一與門的第四輸入端；第五比較器的第一輸入端接收電控柴油機的轉速，第二輸入端接收轉速0，第五比較器用于比較所述電控柴油機的轉速是否大于0，將比較結果通過輸出端輸出至第一與門的第五輸入端；第一與門用于當各個輸入端接收到的比較結果均為是時，輸出起動機處于空轉狀態對應的信號；第六比較器的第一輸入端接收蓄電池的最低電壓，第二輸入端接收第三電壓閾值，第六比較器用于比較所述最低電壓是否大于所述第三電壓閾值，將比較結果通過輸出端輸出至第二與門的第三輸入端；第七比較器的第一輸入端接收蓄電池的最低電壓，第二輸入端接收第四電壓閾值，第七比較器用于比較所述最低電壓是否小于所述第四電壓閾值，將比較結果通過輸出端輸出至第二與門的第四輸入端；第八比較器的第一輸入端接收電控柴油機的轉速，第二輸入端接收預設轉速，第八比較器用于比較所述電控柴油機的轉速是否大于所述預設轉速，將比較結果通過輸出端輸出至第二與門的第五輸入端；第二與門用于當各個輸入端接收到的比較結果均為是時，輸出起動機未處于空轉狀態，電控柴油機正常起動對應的信號。對于上述技術方案的技術效果分析如下檢測電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號；并且，檢測蓄電池的最低電壓；并且，檢測電控柴油機的轉速；判斷電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號均處于上電狀態，且，所述最低電壓大于第一電壓閾值且小于第二電壓閾值，且電控柴油機的轉速為O時,確 定起動機處于空轉狀態；所述第一電壓閾值小于第二電壓閾值；從而實現了對于起動機空轉的故障檢測。
為了更清楚地說 明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為發電系統結構圖；圖2為本發明電控柴油機正常起動時系統中蓄電池電壓的波形示意圖；圖3為本發明起動機空轉時系統中蓄電池電壓波形示意圖；圖4為本發明起動機空轉的檢測方法第一實施例示意圖；圖5為本發明起動機空轉的檢測方法第二實施例示意圖；圖6為本發明起動機空轉的檢測裝置示意圖；圖7為本發明狀態確定單元的實現結構示意圖。
具體實施例方式為了更好的說明本申請實施例的起動機空轉的檢測方法及裝置，首先對本申請中的所述電控柴油機進行說明。所述電控柴油機是相對于傳統的機械泵柴油機來說的，兩者的主要組成基本相同，主要包括發動機機體、缸蓋、進排氣系統、增壓器系統、燃油噴射系統、潤滑系統、冷卻系統、起動系統等。兩者的差別主要在于燃油系統，對傳統機械泵柴油機來說，燃油系統中的噴油泵、噴油器都是機械式的，噴油壓力和噴油提前角都是固定、不可變的，對起動過程也不能實現監控。而電控柴油機通過電控單元(ECU)，獲取進氣溫度/壓力信號、油門踏板信號、發動機轉速信號、水溫信號、機油壓力/溫度信號、蓄電池電壓信號等輸入信息，然后電控單元(ECU)控制電控噴油器什么時候開始噴柴油、噴多少柴油(即噴油壓力和噴油提前角都是可變的)，確定柴油機的運行工況，而且，對起動過程也能進行監控。電控柴油機當前主要是高壓共軌系統的柴油機。電控柴油機起動并最終帶動電動機發電的系統一般如圖I所示，其中，蓄電池110為起動機120供電；起動機120上電后，通過小齒輪與電控柴油機130的齒圈的嚙合，帶動電控柴油機130轉動；電控柴油機130起動成功后，起動機120的小齒輪與電控柴油機130的齒圈分離，電控柴油機130開始帶動發電機140轉動，發電機140生成的電能為蓄電池110充電，并可能向其他設備供電。圖2為電控柴油機正常起動時系統中蓄電池電壓的波形示意圖。如圖2中實線所示，當電控柴油機正常起動時，從蓄電池的角度來說，起動機的小齒輪跟電控柴油機的齒圈剛嚙合時，為了讓電控柴油機從靜止狀態變為轉動狀態，即從靜摩擦轉為動摩擦瞬間，起動機需要最大的功率，相應的，蓄電池需要為起動機提供最大的電流來保證起動機能夠發出足夠的功率以帶動電控柴油機轉動，這時，蓄電池的電壓有一個比較顯著的降低。之后，隨著電控柴油機轉速的上升并維持一定的轉速轉赫^，此時蓄電池的電壓維持在低于蓄電池額定電壓U下的一個持續穩定有規律波動的數值范圍內。電控柴油機起動成功后，起動機的小齒輪與電控柴油機的齒圈分離，電控柴油機帶動發電機給蓄電池充電，蓄電池的電壓上升到一個高于蓄電池額定電壓U的數值。
圖3為起動機空轉時系統中蓄電池電壓波形示意圖。如圖3中實線所示，當起動機空轉時，當起動機上電后小齒輪從靜止狀態轉變為轉動狀態，由于起動機未驅動電控柴油機運轉，因此，蓄電池的電壓有一定程度的下降，但下降的幅度與圖2中正常驅動電控柴油機的情況相比相對較小；之后，小齒輪以某一恒定轉速進行空轉，此時的蓄電池又會升到低于蓄電池額定電壓U的某一電壓值為起動機提供動力，等起動機停止供電后，蓄電池電壓又回到額定電壓值。基于以上蓄電池在起動機未空轉和空轉下電壓波形的區別，本申請提供一種起動機空轉的檢測方法，能夠實現對電控柴油機中起動機空轉這一故障的檢測。為了使本技術領域的人員更好地理解本發明實施例中的技術方案，并使本發明實施例的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明實施例中技術方案作進一步詳細的說明。圖4為本申請實施例起動機空轉的檢測方法第一實施例，如圖4所示，該方法包括步驟401 :檢測電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號；并且，檢測蓄電池的最低電壓；并且，檢測電控柴油機的轉速；步驟402 :判斷電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號均處于上電狀態，且，所述最低電壓大于第一電壓閾值且小于第二電壓閾值，且電控柴油機的轉速為O時,確定起動機處于空轉狀態；所述第一電壓閾值小于第二電壓閾值。圖4所示的方法中，通過對鑰匙上電信號和點火信號、蓄電池最低電壓、電控柴油機的轉速的判斷，實現了對于起動機空轉狀態的檢測。圖5為本申請實施例起動機空轉的檢測方法第一實施例，如圖5所示，該方法包括步驟501 :檢測電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號；并且，檢測蓄電池的最低電壓；并且，檢測電控柴油機的轉速；步驟502 :判斷電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號均處于上電狀態，且，所述最低電壓大于第一電壓閾值且小于第二電壓閾值，且電控柴油機的轉速為O時,確定起動機處于空轉狀態；所述第一電壓閾值小于第二電壓閾值。如圖3所示，第一電壓閾值Uk_Min_c和第二電壓閾值Uk_Max_c與圖3中蓄電池電壓最小值U_Min2以及蓄電池的額定電壓有關，一般的，第一電壓閾值Uk_Min_cS該小于等于圖3中蓄電池電壓的最小值U_Min2，第二電壓閾值Uk_Max_c大于圖3中蓄電池電壓的最小值U_Min2，小于等于蓄電池的額定電壓。步驟503 :判斷起動機的上電信號和點火信號均處于上電狀態，且，所述最低電壓大于第三電壓閾值且小于第四電壓閾值，且電控柴油機的轉速不小于預設轉速時，確定起動機未處于空轉狀態，電控柴油機正常起動；所述第三電壓閾值小于第四電壓閾值，且第四電壓閾值小于第一電壓閾值。如圖2所示，所述第三電壓閾值Ulow_Min_c和第四電壓閾值Ulow_Max_c與圖2中蓄電池電壓的最小值以及蓄電池電壓在所述維持階段的數值范圍相關。一般的，第三電壓閾值Ulow_Min_c小于等于圖2中蓄電池電壓的最小值,第四電壓閾值Ulow_Max_c大于圖2中蓄電池電壓的最小值U_Minl，且小于蓄電池額定電壓。優選地，所述第四電壓閾值、Ulow_MaX_c可以 小于等于蓄電池電壓在所述維持階段的數值范圍中的最小值。所述預設轉速的數值與蓄電池的功率、柴油機所用的起動機功率、以及柴油機的摩擦扭矩有關。當蓄電池功率和起動機功率確定的情況下，柴油機的摩擦扭矩越大，所述預設轉速越低，反之所述預設轉速越高。本申請中主要關注起動機處于空轉狀態以及柴油機處于正常啟動狀態，對于除了步驟502和步驟503之外的其他判斷結果，例如起動機的上電信號和點火信號均未處于上電狀態時，則表明起動機未上電工作，那么顯然不用判斷起動機是否處于空轉狀態；同樣的，其他判斷結果也并不在本申請需要考慮的范圍內，這里不贅述。圖4和圖5所示的方法可以應用于電控柴油機的電控單元(ECU)中。與上述方法相對應的，本申請實施例還提供一種起動機空轉的檢測裝置，如圖6包括第一檢測單元610，用于檢測電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號；第二檢測單元620，用于檢測蓄電池的最低電壓；第三檢測單元630，用于檢測電控柴油機的轉速；狀態確定單元640，用于判斷電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號均處于上電狀態，且，所述最低電壓大于第一電壓閾值且小于第二電壓閾值，且電控柴油機的轉速為O時，確定起動機處于空轉狀態；所述第一電壓閾值小于第二電壓閾值。其中，所述狀態確定單元640還可以用于判斷起動機的上電信號和點火信號均處于上電狀態，且，所述最低電壓大于第三電壓閾值且小于第四電壓閾值，且電控柴油機的轉速不小于預設轉速時，確定起動機未處于空轉狀態，電控柴油機正常起動；所述第三電壓閾值小于第四電壓閾值，且第四電壓閾值小于第一電壓閾值。優選地，如圖7所示，所述狀態確定單元可以通過以下結構實現第一比較器Al的第一輸入端接收鑰匙上電信號T15,第二輸入端接收上電狀態對應的信號(如圖中所示的信號I);第一比較器Al用于比較鑰匙上電信號T15與所述上電狀態對應的信號是否相同，將比較結果通過輸出端輸出至第一與門ANDl的第一輸入端和第二與門AND2的第一輸入端；第二比較器A2的第一輸入端接收點火信號T50,第二輸入端接收上電狀態對應的信號；第二比較器A2用于比較點火信號T50與所述上電狀態對應的信號是否相同，將比較結果通過輸出端輸出至第一與門ANDl的第二輸入端和第二與門AND2的第二輸入端；第三比較器A3的第一輸入端接收蓄電池的最低電壓Batter_V,第二輸入端接收第一電壓閾值Uk_Min_c，第三比較器A3用于比較所述最低電壓Batter_V是否大于所述第一電壓閾值Uk_Min_c,將比較結果通過輸出端輸出至第一與門ANDl的第三輸入端；第四比較器A4的第一輸入端接收蓄電池的最低電壓Batter_V，第二輸入端接收第二電壓閾值Uk_Max_c，第四比較器用于比較所述最低電壓是否小于所述第二電壓閾值Uk_Max_c,將比較結果通過輸出端輸出至第一與門ANDl的第四輸入端；第五比較器A5的第一輸入端接收電控柴油機的轉速Eng_speed,第二輸入端接收轉速0，第五比較器A5用于比較所述電控柴油機的轉速Eng_speed是否大于0，將比較結果通過輸出端輸出至第一與門ANDl的第五輸入端；第一與門ANDl用于當各個輸入端接收到的比較結果均為是時，輸出起動機處于空轉狀態對應的信號；例如，當通過信號I表示判斷結果是，通過信號O表示判斷結果否時，第一與門ANDl輸出的起動機處于空轉狀態對應的信號即為信號I。第六比較器A6的第一輸入端接收蓄電池的最低電壓Batter_V,第二輸入端接收第三電壓閾值Ulow_Min_c,第六比較器A6用于比較所述最低電壓Batter_V是否大于所述第三電壓閾值Ulow_Min_c,將比較結果通過輸出端輸出至第二與門AND2的第三輸入端；第七比較器A7的第一輸入端接收蓄電池的最低電壓Batter_V,第二輸入端接收第四電壓閾值Ulow_Max_c,第七比較器A7用于比較所述最低電壓Batter_V是否小于所述第四電壓閾值Ulow_Max_c,將比較結果通過輸出端輸出至第二與門AND2的第四輸入端；第八比較器A8的第一輸入端接收電控柴油機的轉速Eng_speed,第二輸入端接收 預設轉速Nt，第八比較器AS用于比較所述電控柴油機的轉速Eng_speed是否大于所述預設轉速Nt,將比較結果通過輸出端輸出至第二與門AND2的第五輸入端；第二與門AND2用于當各個輸入端接收到的比較結果均為是時，輸出起動機未處于空轉狀態，電控柴油機正常起動對應的信號。例如，當通過信號I表示判斷結果是，通過信號O表示判斷結果否時，第一與門ANDl輸出的起動機處于空轉狀態對應的信號即為信號
Io其中，第四電壓閾值Ulow_Max_c、第三電壓閾值Ulow_Min_c、第二電壓閾值Uk_Max_c和第一電壓閾值Uk_Min_c的數值可以根據電控柴油機所用的蓄電池電壓，也就是電控系統需要的電壓來確定，就商用車電控柴油機來說，所述蓄電池電壓一般為24伏，對乘用車電控柴油機來說，所述蓄電池電壓一般為12伏。以24伏為例，第四電壓閾值Ulow_Max_C、第三電壓閾值Ulow_Min_c、第二電壓閾值Uk_Max_c和第一電壓閾值Uk_Min_c的數值可以通過試驗的方法進行判斷和確定，如Ulow_Max_c = 11. 8V、Ulow_Min_c = 9. 8V、Uk_Max_c = 22. 5V 和 Uk_Min_c = 23. 5V。圖6所示的裝置中，通過各個檢測單元對鑰匙上電信號和點火信號、蓄電池最低電壓、電控柴油機的轉速進行檢測，進而對上述信息進行判斷，實現了對于起動機空轉狀態的檢測。本領域普通技術人員可以理解，實現上述實施例的方法的過程可以通過程序指令相關的硬件來完成，所述的程序可以存儲于可讀取存儲介質中，該程序在執行時執行上述方法中的對應步驟。所述的存儲介質可以如R0M/RAM、磁碟、光盤等。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種起動機空轉的檢測方法，其特征在于，包括 檢測電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號；并且，檢測蓄電池的最低電壓；并且，檢測電控柴油機的轉速； 判斷電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號均處于上電狀態，且，所述最低電壓大于第一電壓閾值且小于第二電壓閾值，且電控柴油機的轉速為O時,確定起動機處于空轉狀態；所述第一電壓閾值小于第二電壓閾值。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，還包括 判斷起動機的上電信號和點火信號均處于上電狀態，且，所述最低電壓大于第三電壓閾值且小于第四電壓閾值，且電控柴油機的轉速不小于預設轉速時，確定起動機未處于空轉狀態，電控柴油機正常起動； 所述第三電壓閾值小于第四電壓閾值，且第四電壓閾值小于第一電壓閾值。
3.—種起動機空轉的檢測裝置，其特征在于，包括 第一檢測單元，用于檢測電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號； 第二檢測單元，用于檢測蓄電池的最低電壓； 第三檢測單元，用于檢測電控柴油機的轉速； 狀態確定單元，用于判斷電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號均處于上電狀態，且，所述最低電壓大于第一電壓閾值且小于第二電壓閾值，且電控柴油機的轉速為O時,確定起動機處于空轉狀態；所述第一電壓閾值小于第二電壓閾值。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述狀態確定單元還用于判斷起動機的上電信號和點火信號均處于上電狀態，且，所述最低電壓大于第三電壓閾值且小于第四電壓閾值，且電控柴油機的轉速不小于預設轉速時，確定起動機未處于空轉狀態，電控柴油機正常起動；所述第三電壓閾值小于第四電壓閾值，且第四電壓閾值小于第一電壓閾值。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述狀態確定單元包括 第一比較器的第一輸入端接收鑰匙上電信號，第二輸入端接收上電狀態對應的信號；第一比較器用于比較鑰匙上電信號與所述上電狀態對應的信號是否相同，將比較結果通過輸出端輸出至第一與門的第一輸入端和第二與門的第一輸入端； 第二比較器的第一輸入端接收點火信號，第二輸入端接收上電狀態對應的信號；第二比較器用于比較點火信號與所述上電狀態對應的信號是否相同，將比較結果通過輸出端輸出至第一與門的第二輸入端和第二與門的第二輸入端； 第三比較器的第一輸入端接收蓄電池的最低電壓，第二輸入端接收第一電壓閾值，第三比較器用于比較所述最低電壓是否大于所述第一電壓閾值，將比較結果通過輸出端輸出至第一與門的第三輸入端； 第四比較器的第一輸入端接收蓄電池的最低電壓，第二輸入端接收第二電壓閾值，第四比較器用于比較所述最低電壓是否小于所述第二電壓閾值，將比較結果通過輸出端輸出至第一與門的第四輸入端； 第五比較器的第一輸入端接收電控柴油機的轉速，第二輸入端接收轉速O，第五比較器用于比較所述電控柴油機的轉速是否大于O，將比較結果通過輸出端輸出至第一與門的第五輸入端； 第一與門用于當各個輸入端接收到的比較結果均為是時，輸出起動機處于空轉狀態對應的信號； 第六比較器的第一輸入端接收蓄電池的最低電壓，第二輸入端接收第三電壓閾值，第六比較器用于比較所述最低電壓是否大于所述第三電壓閾值，將比較結果通過輸出端輸出至第二與門的第三輸入端； 第七比較器的第一輸入端接收蓄電池的最低電壓，第二輸入端接收第四電壓閾值，第七比較器用于比較所述最低電壓是否小于所述第四電壓閾值，將比較結果通過輸出端輸出至第二與門的第四輸入端； 第八比較器的第一輸入端接收電控柴油機的轉速，第二輸入端接收預設轉速，第八比較器用于比較所述電控柴油機的轉速是否大于所述預設轉速，將比較結果通過輸出端輸出至第二與門的第五輸入端； 第二與門用于當各個輸入端接收到的比較結果均為是時，輸出起動機未處于空轉狀態，電控柴油機正常起動對應的信號。
全文摘要
本發明公開了一種起動機空轉的檢測方法及裝置，該方法包括檢測電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號；并且，檢測蓄電池的最低電壓；并且，檢測電控柴油機的轉速；判斷電控柴油機的鑰匙上電信號和點火信號均處于上電狀態，且，所述最低電壓大于第一電壓閾值且小于第二電壓閾值，且電控柴油機的轉速為0時，確定起動機處于空轉狀態；所述第一電壓閾值小于第二電壓閾值。本申請能夠實現對電控柴油機中起動機空轉這一故障的檢測。
文檔編號F02N11/10GK102635477SQ20121011808
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月20日 優先權日2012年4月20日
發明者劉信奎, 劉煥東, 吳學強, 潘鳳文, 王德軍, 韓爾樑 申請人:濰柴動力股份有限公司