CN101603444B

CN101603444B - 一种电控柴油发动机的保护方法及系统

Info

Publication number: CN101603444B
Application number: CN2009101514266A
Authority: CN
Inventors: 周嵩云; 李璐
Original assignee: Sany Heavy Industry Co Ltd
Current assignee: Hunan Sany Port Equipment Co Ltd; Sany Marine Heavy Industry Co Ltd
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2029-07-17
Also published as: CN101603444A

Abstract

本发明提供一种电控柴油发动机的保护方法及系统。所述方法包括：监测发动机的运行状态；将监测到的发动机的运行状态以报文形式发送至车辆控制器；车辆控制器通过分析所述报文判断发动机发生严重故障时，发送控制指令至发动机，禁止发动机起动。本发明提供的电控柴油发动机的保护方法及系统，通过监测发动机是否发生严重故障，当发动机发生严重故障时，发送控制指令至发动机，禁止发动机起动。这样可以避免发动机在故障后，并且故障未排除的情况下连续重启，造成发动机的损坏。

Description

一种电控柴油发动机的保护方法及系统

技术领域

本发明涉及柴油机控制技术领域，特别涉及一种电控柴油发动机的保护方法及系统。

背景技术

目前，电控柴油发动机的电子控制技术主要是对柴油机动力性和燃料使用经济性的提升上。例如：高的喷射压力、独立的喷射压力控制、改善柴油机燃油经济性、最小油量控制能力、快速断油能力和降低驱动扭矩冲击载荷等方面。

采用电子控制技术的电控柴油发动机能够实现对柴油机性能的检测和故障的诊断。例如，当发动机发生水温高、水位低或机油压力低等故障时，发动机电子控制单元会检测到这些故障，当故障持续一定时间后(30秒)，发动机会自动停机。但是，经过一次停机，发动机电子控制单元检测到的故障信息已经被清除。发动机仍然能够起动。因此，当发动机因机油压力低故障停机的情况下，操作者没有排除故障，在一次停机之后会在短时间内多次起动发动机，这样就会导致发动机被烧坏。

综上所述，当发动机出现机油压力低或无油时，发动机可以在短时间内连续起动多次，这样容易造成发动机烧坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电控柴油发动机的保护方法及系统，能够解决发动机在机油压力低或无油状态下短时间内连续起动的问题。

本发明实施例提供一种电控柴油发动机的保护方法，包括：

监测发动机的运行状态；

将监测到的发动机的运行状态以报文形式发送至车辆控制器；

车辆控制器通过分析所述报文判断发动机发生严重故障时，发送控制指令至发动机，禁止发动机起动。

优选地，所述将监测到的发动机的运行状态以报文形式发送至车辆控制器，具体为：通过CAN总线将监测到的发动机的运行状态以报文形式发送至车辆控制器。

优选地，所述车辆控制器通过分析所述报文判断发动机发生严重故障之前还包括：所述车辆控制器通过报文中定义的故障代码或状态信息判断发动机的故障类型。

优选地，还包括，当判断发动机存在严重故障时，车辆控制器记录该严重故障。

优选地，所述车辆控制器记录该严重故障之后，还包括判断发动机的严重故障是否解除，当发动机的严重故障解除后，发送解除指令至发动机，允许发动机起动。

本发明实施例还提供一种电控柴油发动机的保护系统，包括：监测单元、发送单元、判断单元和禁止单元；

所述监测单元，用于监测发动机的运行状态；

所述发送单元，用于将所述监测单元监测的发动机的运行状态以报文形式发送至所述判断单元；

所述判断单元，用于通过分析所述发送单元发送的所述报文判断发动机发生严重故障时，发送控制指令至所述禁止单元；

所述禁止单元，用于禁止发动机起动。

优选地，还包括CAN通信单元，连接于所述发送单元和所述判断单元之间，所述发送单元通过所述CAN通信单元将发动机的运行状态以报文形式发送至所述判断单元。

优选地，所述判断单元还用于通过报文中定义的故障代码或状态信息判断发动机的故障类型。

优选地，还包括故障记录单元；

当所述判断单元判断发动机存在严重故障时，所述故障记录单元，用于记录该严重故障。

优选地，还包括故障解除单元，用于当判断单元判断发动机的严重故障解除后，发送解除指令至发动机，允许发动机起动。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的电控柴油发动机的保护方法及系统，通过监测发动机是否发生严重故障，当发动机发生严重故障时，发送控制指令至发动机，禁止发动机起动。这样可以避免发动机在故障后，并且故障未排除的情况下连续重启，造成发动机的损坏。

附图说明

图1是本发明PDU的格式示意图；

图2是本发明电控柴油发动机的保护方法第一实施例流程图；

图3是本发明电控柴油发动机的保护方法第二实施例流程图；

图4是本发明电控柴油发动机的保护系统第一实施例结构图；

图5是本发明电控柴油发动机的保护系统第二实施例结构图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更好地理解和实施本发明，下面首先介绍一下广泛应用于车辆的J1939通信协议。

J1939协议是用来支持分布在车辆各个不同位置的电控单元之间实现实时闭环控制功能的高速通信标准，其数据传输速率为250KB/S，其通信、物理层和数据链路层以CAN2.0B为基础。采用协议数据单元(PDU，Protocol Data Unit)传送信息，每个PDU相当于CAN协议中的一个帧。

J1939在通讯中是负责数据传输的传输协议，其功能分为数据的拆分打包重组和连接管理两部分。PDU由29位标识符和0-8个字节的数据所组成。J1939利用29位标识符(CAN扩展帧)提供一种完整的网络定义。

如图1所示，为PDU的格式示意图。J1939对29位ID进行了详细的定义，P为决定报文优先级的前3位；R是保留位；DP是数据页位；PF是PDU的格式位；PS是PDU的细节位；SA为源地址位；Date Field为数据字段。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

参见图2，该图为本发明电控柴油发动机的保护方法第一实施例流程图。

S201：监测发动机的运行状态。

S202：将监测到的发动机的运行状态信息以报文形式发送至车辆控制器。

发动机的运行状态包括发动机的转速、车速、水温、机油温度、机油液位、里程信息、燃油经济性等等。上述运行状态可以由发动机定期发送至车辆控制器，其他运行状态例如：“发动机工作小时数”、“故障数量”等信息可以由相应的节点请求发送，发动机接收到请求信息后，再响应发送。

发送的每一份报文都有一个ID与之对应，控制器通过不同的ID来判别发送报文的内容。

下面以发送发动机的机油油位和油压的报文为例，详细说明发动机报文的含义。

报文名称：Engine Fluid Level/Pressure(发动机油位/油压)。

ID：18FE EF 00；

数据长度：8；

更新率：500ms；

字节定义：

字节1：未定义；

字节2：未定义；

字节3：机油油位，0.4％/Bit；

字节4：机油压力，4kPa/Bit；

字节5、6和7：不可用；

字节8：冷却水位，0.4％/Bit。

根据需要，读取这一帧数据中的字节3和字节4，当发送的字节3、字节4的数据分别是1111101(二进制)和11001(二进制)时，根据以上的数据字节定义以及二进制的换算，可知发动机的机油油位为50％；机油压力为100KPa。

这样，可以通过发动机定义的传送数据类型和实时传送的发动机数据来判定发动机的工作状态。

S203：车辆控制器通过分析所述报文判断发动机发生严重故障时，发送控制指令至发动机，禁止发动机起动。

首先，车辆控制器可以通过报文中的故障代码或状态信息判断故障类型；然后，查找该故障类型对应的故障极限值，判断报文中的当前故障值是否超过对应的故障极限值，当超过该故障极限时，判断发动机发生该类型的严重故障。

车辆控制器接收发动机发送的含有故障代码或状态信息的报文。例如故障代码表明当前故障是机油压力低故障。继续判断机油压力是否超过故障极限值，当机油压力低于50KPa时，即判定为“机油压力低”。本实施例设定机油压力低的故障极限值是50KPa。需要说明的是，机油压力低的故障极限值可以根据具体车辆的型号来设定不同的数值。

同样，可以设定其他类型的严重故障判断条件，例如：如果发动机的水温高的故障极限值为103℃。当发动机水温大于103℃时，认为发动机发生严重故障。当严重故障判断条件满足并停机时，记录此故障。当发动机再起动时，要进行故障检测，若发动机上一次的停机原因是诸如“机油压力低、发动机水温高”等严重故障时，车辆控制器将发出指令禁止发动机再起动。

由于每一个故障对应一个特定的故障代码，所以不同故障对应的故障代码是肯定不同的。当监测到发动机的机油压力低时，将机油压力低对应的故障代码及故障值发送至车辆控制器。车辆控制器通过该故障代码中的机油压力的数值是否超过了故障极限值来判断发动机是否发生严重故障。车辆控制器中可以预先存储各个故障类型对应的故障极限值，将收到的报文中的故障值与预先存储的对应的故障极限值相比较，判断是否是严重故障。车辆控制器中可以存储一个或多个严重故障的故障极限值。

当车辆控制器判断发动机发生严重故障时，发送控制指令至发动机，禁止发动机起动。因为当发动机出现严重故障时，再起动容易损坏发动机，严重时甚至烧毁，因此在严重故障未解除的情况下，严禁人为重新起动发动机。

本发明提供的电控柴油发动机的保护方法，通过监测发动机是否发生严重故障，当发动机发生严重故障时，发送控制指令至发动机，禁止发动机起动。这样可以避免发动机在故障后，并且故障未排除的情况下连续重启，造成发动机的损坏。

参见图3，该图为本发明电控柴油发动机的保护方法第二实施例流程图。

S301：监测发动机的运行状态。

S302：通过CAN总线将监测到的发动机的运行状态信息以报文形式发送至车辆控制器。

S303：车辆控制器通过分析所述报文判断发动机发生严重故障时，发送控制指令至发动机，禁止发动机起动。

所述车辆控制器通过报文中定义的故障代码或状态信息判断发动机的故障类型。

S304：当判断发动机存在严重故障时，车辆控制器记录该严重故障。

S305：判断发动机的严重故障是否解除，当发动机的严重故障解除后，发送解除指令至发动机，允许发动机重新起动。

本实施例通过CAN总线进行发动机与车辆控制器之间的通信。该电控柴油发动机的保护方法可以应用在吊车上，例如应用在正面吊上。吊车的控制器通过CAN总线来采集电控柴油发动机的运行状态信息，并通过CAN总线发送控制信息来控制发动机的起动。

CAN总线网络由两根电线组成主干网，两端各加一个120欧姆的终端电阻。可以将各种符合CAN通信标准的组件添加到通信网络中，组件之间通过程序设定如同一个整体。正面吊的控制系统通过简单的CAN总线电路，将发动机控制器融入系统中。这样，正面吊控制器可以实时地获取发动机的各种信息，如发动机转速、水温、机油温度等信息。若出现故障，正面吊控制器也可以实时地读取发动机通过CAN总线发出的故障信息。每一个故障信息都有其特定的故障代码。当正面吊控制器读取的发动机停机故障是因为某些严重故障时，车辆控制器将记录这一故障，若在此故障未排除的情况下，又人为的起动发动机，正面吊控制器将通过CAN总线向发动机发送指令，禁止发动机再起动。

基于上述电控柴油发动机的保护方法，本发明还提供了电控柴油发动机的保护系统，下面结合具体实施例来详细说明其组成部分。

参见图4，该图为本发明电控柴油发动机的保护系统第一实施例结构图。

本实施例提供的电控柴油发动机的保护系统包括：监测单元401、发送单元402、判断单元403和禁止单元404。

所述监测单元401，用于监测发动机的运行状态。

发动机的运行状态包括发动机的转速、车速、水温、机油温度、机油液位、里程信息、燃油经济性等等。

所述发送单元402，用于将所述监测单元401监测的发动机的运行状态信息以报文形式发送至所述判断单元403。

所述判断单元403，用于通过分析所述发送单元402发送的所述报文判断发动机存在严重故障时，发送控制指令至所述禁止单元404。

例如当机油压力低于50KPa时，即判定为“机油压力低”。同样，可以设定其他的严重故障判断条件，例如：如果发动机的水温大于103℃时，认为发动机发生严重故障。

所述禁止单元404，用于禁止发动机起动。

当发动机再起动时，要进行故障检测，若发动机上一次的停机原因是诸如“机油压力低、发动机水温高”等严重故障时，车辆控制器将发出指令禁止发动机再起动。

本发明提供的电控柴油发动机的保护系统，通过监测发动机是否发生严重故障，当发动机发生严重故障时，发送控制指令至发动机，禁止发动机起动。这样可以避免发动机在故障后，并且故障未排除的情况下连续重启，造成发动机的损坏。

参见图5，该图为本发明电控柴油发动机的保护系统第二实施例结构图。

本实施例提供的电控柴油发动机的保护系统第二实施例与第一实施例的区别是增加了CAN通信单元501。

所述CAN通信单元501连接于所述发送单元402和所述判断单元403之间，所述发送单元402通过所述CAN通信单元501将发动机的运行状态信息以报文形式发送至所述判断单元403。

所述判断单元403通过报文中定义的故障代码或状态信息判断发动机发生的故障类型。

每一种故障对应一个特定的故障代码，通过解析故障代码可以判断发动机发生故障的类型。

本实施例提供的系统还包括与判断单元403连接的故障记录单元502。

当所述判断单元403判断发动机存在严重故障时，所述故障记录单元502，用于记录该严重故障。

所述系统还包括故障解除单元503。

当判断单元403判断发动机的严重故障解除后，所述故障解除单元503用于发送解除指令至发动机，允许发动机起动。

本实施例通过CAN通信单元进行发动机与车辆控制器之间的通信。该电控柴油发动机的保护系统可以应用在吊车上，例如应用在正面吊上。吊车的控制器通过CAN总线来采集电控柴油发动机的运行状态信息，并通过CAN总线发送控制信息来控制发动机的起动。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种电控柴油发动机的保护方法，其特征在于，包括：

监测发动机的运行状态；

通过CAN总线将监测到的发动机的运行状态以报文形式发送至车辆控制器；

2.根据权利要求1所述的电控柴油发动机的保护方法，其特征在于，所述车辆控制器通过分析所述报文判断发动机发生严重故障之前还包括：所述车辆控制器通过报文中定义的故障代码或状态信息判断发动机的故障类型。

3.根据权利要求1所述的电控柴油发动机的保护方法，其特征在于，还包括，当判断发动机存在严重故障时，车辆控制器记录该严重故障。

4.根据权利要求3所述的电控柴油发动机的保护方法，其特征在于，所述车辆控制器记录该严重故障之后，还包括判断发动机的严重故障是否解除，当发动机的严重故障解除后，发送解除指令至发动机，允许发动机起动。

5.一种电控柴油发动机的保护系统，其特征在于，包括：监测单元、发送单元、CAN通信单元、判断单元和禁止单元；

所述监测单元，用于监测发动机的运行状态；

所述CAN通信单元，连接于所述发送单元和所述判断单元之间；

所述发送单元，用于通过所述CAN通信单元将所述监测单元监测的发动机的运行状态以报文形式发送至所述判断单元；

所述禁止单元，用于禁止发动机起动。

6.根据权利要求5所述的电控柴油发动机的保护系统，其特征在于，所述判断单元还用于通过报文中定义的故障代码或状态信息判断发动机的故障类型。

7.根据权利要求5所述的电控柴油发动机的保护系统，其特征在于，还包括故障记录单元；

8.根据权利要求5所述的电控柴油发动机的保护系统，其特征在于，还包括故障解除单元，用于当判断单元判断发动机的严重故障解除后，发送解除指令至发动机，允许发动机起动。