CN102635477A - 一种起动机空转的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起动机空转的检测方法及装置，该方法包括：检测电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号；并且，检测蓄电池的最低电压；并且，检测电控柴油机的转速；判断电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号均处于上电状态，且，所述最低电压大于第一电压阈值且小于第二电压阈值，且电控柴油机的转速为0时，确定起动机处于空转状态；所述第一电压阈值小于第二电压阈值。本申请能够实现对电控柴油机中起动机空转这一故障的检测。

Description

一种起动机空转的检测方法及装置

技术领域

本发明涉及电控柴油机的控制领域，尤其涉及一种起动机空转的检测方法及装置。

背景技术

电控柴油机正常起动时，起动机的小齿轮跟电控柴油机的齿圈进行啮合，由起动机驱动电控柴油机实现电控柴油机的正常起动。

但是，在电控柴油机的起动过程中，可能发生起动机空转的故障。起动机空转是指：起动机供电后，如果电控柴油机的齿圈跟起动机的小齿轮间隙过大或者起动机存在故障，导致起动机的小齿轮无法弹出或者弹出的长度不足，无法跟柴油机的齿圈进行啮合带动柴油机运转，此时只有起动机的小齿轮自己运转。

现有技术中对电控柴油机起动过程的监测仅限于对电器元件出现的故障进行判断，目前还没有对起动机空转这一故障进行检测的技术公开。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，提供一种起动机空转的检测方法及装置，能够实现对电控柴油机中起动机空转这一故障的检测。

为此，本发明实施例采用如下技术方案：

一种起动机空转的检测方法，包括：

检测电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号；并且，检测蓄电池的最低电压；并且，检测电控柴油机的转速；

判断电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号均处于上电状态，且，所述最低电压大于第一电压阈值且小于第二电压阈值，且电控柴油机的转速为0时，确定起动机处于空转状态；所述第一电压阈值小于第二电压阈值。

还包括：

判断起动机的上电信号和点火信号均处于上电状态，且，所述最低电压大于第三电压阈值且小于第四电压阈值，且电控柴油机的转速不小于预设转速时，确定起动机未处于空转状态，电控柴油机正常起动；

所述第三电压阈值小于第四电压阈值，且第四电压阈值小于第一电压阈值。

一种起动机空转的检测装置，包括：

第一检测单元，用于检测电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号；

第二检测单元，用于检测蓄电池的最低电压；

第三检测单元，用于检测电控柴油机的转速；

状态确定单元，用于判断电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号均处于上电状态，且，所述最低电压大于第一电压阈值且小于第二电压阈值，且电控柴油机的转速为0时，确定起动机处于空转状态；所述第一电压阈值小于第二电压阈值。

所述状态确定单元还用于：判断起动机的上电信号和点火信号均处于上电状态，且，所述最低电压大于第三电压阈值且小于第四电压阈值，且电控柴油机的转速不小于预设转速时，确定起动机未处于空转状态，电控柴油机正常起动；所述第三电压阈值小于第四电压阈值，且第四电压阈值小于第一电压阈值。

所述状态确定单元包括：

第一比较器的第一输入端接收钥匙上电信号，第二输入端接收上电状态对应的信号；第一比较器用于比较钥匙上电信号与所述上电状态对应的信号是否相同，将比较结果通过输出端输出至第一与门的第一输入端和第二与门的第一输入端；

第二比较器的第一输入端接收点火信号，第二输入端接收上电状态对应的信号；第二比较器用于比较点火信号与所述上电状态对应的信号是否相同，将比较结果通过输出端输出至第一与门的第二输入端和第二与门的第二输入端；

第三比较器的第一输入端接收蓄电池的最低电压，第二输入端接收第一电压阈值，第三比较器用于比较所述最低电压是否大于所述第一电压阈值，将比较结果通过输出端输出至第一与门的第三输入端；

第四比较器的第一输入端接收蓄电池的最低电压，第二输入端接收第二电压阈值，第四比较器用于比较所述最低电压是否小于所述第二电压阈值，将比较结果通过输出端输出至第一与门的第四输入端；

第五比较器的第一输入端接收电控柴油机的转速，第二输入端接收转速0，第五比较器用于比较所述电控柴油机的转速是否大于0，将比较结果通过输出端输出至第一与门的第五输入端；

第一与门用于当各个输入端接收到的比较结果均为是时，输出起动机处于空转状态对应的信号；

第六比较器的第一输入端接收蓄电池的最低电压，第二输入端接收第三电压阈值，第六比较器用于比较所述最低电压是否大于所述第三电压阈值，将比较结果通过输出端输出至第二与门的第三输入端；

第七比较器的第一输入端接收蓄电池的最低电压，第二输入端接收第四电压阈值，第七比较器用于比较所述最低电压是否小于所述第四电压阈值，将比较结果通过输出端输出至第二与门的第四输入端；

第八比较器的第一输入端接收电控柴油机的转速，第二输入端接收预设转速，第八比较器用于比较所述电控柴油机的转速是否大于所述预设转速，将比较结果通过输出端输出至第二与门的第五输入端；

第二与门用于当各个输入端接收到的比较结果均为是时，输出起动机未处于空转状态，电控柴油机正常起动对应的信号。

对于上述技术方案的技术效果分析如下：

检测电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号；并且，检测蓄电池的最低电压；并且，检测电控柴油机的转速；判断电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号均处于上电状态，且，所述最低电压大于第一电压阈值且小于第二电压阈值，且电控柴油机的转速为0时，确定起动机处于空转状态；所述第一电压阈值小于第二电压阈值；从而实现了对于起动机空转的故障检测。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为发电系统结构图；

图2为本发明电控柴油机正常起动时系统中蓄电池电压的波形示意图；

图3为本发明起动机空转时系统中蓄电池电压波形示意图；

图4为本发明起动机空转的检测方法第一实施例示意图；

图5为本发明起动机空转的检测方法第二实施例示意图；

图6为本发明起动机空转的检测装置示意图；

图7为本发明状态确定单元的实现结构示意图。

具体实施方式

为了更好的说明本申请实施例的起动机空转的检测方法及装置，首先对本申请中的所述电控柴油机进行说明。

所述电控柴油机是相对于传统的机械泵柴油机来说的，两者的主要组成基本相同，主要包括：发动机机体、缸盖、进排气系统、增压器系统、燃油喷射系统、润滑系统、冷却系统、起动系统等。两者的差别主要在于燃油系统，对传统机械泵柴油机来说，燃油系统中的喷油泵、喷油器都是机械式的，喷油压力和喷油提前角都是固定、不可变的，对起动过程也不能实现监控。而电控柴油机通过电控单元(ECU)，获取进气温度/压力信号、油门踏板信号、发动机转速信号、水温信号、机油压力/温度信号、蓄电池电压信号等输入信息，然后电控单元(ECU)控制电控喷油器什么时候开始喷柴油、喷多少柴油(即喷油压力和喷油提前角都是可变的)，确定柴油机的运行工况，而且，对起动过程也能进行监控。电控柴油机当前主要是高压共轨系统的柴油机。

电控柴油机起动并最终带动电动机发电的系统一般如图1所示，其中，蓄电池110为起动机120供电；起动机120上电后，通过小齿轮与电控柴油机130的齿圈的啮合，带动电控柴油机130转动；电控柴油机130起动成功后，起动机120的小齿轮与电控柴油机130的齿圈分离，电控柴油机130开始带动发电机140转动，发电机140生成的电能为蓄电池110充电，并可能向其他设备供电。

图2为电控柴油机正常起动时系统中蓄电池电压的波形示意图。如图2中实线所示，当电控柴油机正常起动时，从蓄电池的角度来说，起动机的小齿轮跟电控柴油机的齿圈刚啮合时，为了让电控柴油机从静止状态变为转动状态，即从静摩擦转为动摩擦瞬间，起动机需要最大的功率，相应的，蓄电池需要为起动机提供最大的电流来保证起动机能够发出足够的功率以带动电控柴油机转动，这时，蓄电池的电压有一个比较显著的降低。

之后，随着电控柴油机转速的上升并维持一定的转速

，此时蓄电池的电压维持在低于蓄电池额定电压U下的一个持续稳定有规律波动的数值范围内。

电控柴油机起动成功后，起动机的小齿轮与电控柴油机的齿圈分离，电控柴油机带动发电机给蓄电池充电，蓄电池的电压上升到一个高于蓄电池额定电压U的数值。

图3为起动机空转时系统中蓄电池电压波形示意图。如图3中实线所示，当起动机空转时，当起动机上电后小齿轮从静止状态转变为转动状态，由于起动机未驱动电控柴油机运转，因此，蓄电池的电压有一定程度的下降，但下降的幅度与图2中正常驱动电控柴油机的情况相比相对较小；之后，小齿轮以某一恒定转速进行空转，此时的蓄电池又会升到低于蓄电池额定电压U的某一电压值为起动机提供动力，等起动机停止供电后，蓄电池电压又回到额定电压值。

基于以上蓄电池在起动机未空转和空转下电压波形的区别，本申请提供一种起动机空转的检测方法，能够实现对电控柴油机中起动机空转这一故障的检测。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。

图4为本申请实施例起动机空转的检测方法第一实施例，如图4所示，该方法包括：

步骤401：检测电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号；并且，检测蓄电池的最低电压；并且，检测电控柴油机的转速；

步骤402：判断电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号均处于上电状态，且，所述最低电压大于第一电压阈值且小于第二电压阈值，且电控柴油机的转速为0时，确定起动机处于空转状态；所述第一电压阈值小于第二电压阈值。

图4所示的方法中，通过对钥匙上电信号和点火信号、蓄电池最低电压、电控柴油机的转速的判断，实现了对于起动机空转状态的检测。

图5为本申请实施例起动机空转的检测方法第一实施例，如图5所示，该方法包括：

步骤501：检测电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号；并且，检测蓄电池的最低电压；并且，检测电控柴油机的转速；

步骤502：判断电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号均处于上电状态，且，所述最低电压大于第一电压阈值且小于第二电压阈值，且电控柴油机的转速为0时，确定起动机处于空转状态；所述第一电压阈值小于第二电压阈值。

如图3所示，第一电压阈值Uk_Min_c和第二电压阈值Uk_Max_c与图3中蓄电池电压最小值U_Min2以及蓄电池的额定电压有关，一般的，第一电压阈值Uk_Min_c应该小于等于图3中蓄电池电压的最小值U_Min2，第二电压阈值Uk_Max_c大于图3中蓄电池电压的最小值U_Min2，小于等于蓄电池的额定电压。

步骤503：判断起动机的上电信号和点火信号均处于上电状态，且，所述最低电压大于第三电压阈值且小于第四电压阈值，且电控柴油机的转速不小于预设转速时，确定起动机未处于空转状态，电控柴油机正常起动；所述第三电压阈值小于第四电压阈值，且第四电压阈值小于第一电压阈值。

如图2所示，所述第三电压阈值Ulow_Min_c和第四电压阈值Ulow_Max_c与图2中蓄电池电压的最小值以及蓄电池电压在所述维持阶段的数值范围相关。一般的，第三电压阈值Ulow_Min_c小于等于图2中蓄电池电压的最小值，第四电压阈值Ulow_Max_c大于图2中蓄电池电压的最小值U_Min1，且小于蓄电池额定电压。优选地，所述第四电压阈值Ulow_Max_c可以小于等于蓄电池电压在所述维持阶段的数值范围中的最小值。

所述预设转速的数值与蓄电池的功率、柴油机所用的起动机功率、以及柴油机的摩擦扭矩有关。当蓄电池功率和起动机功率确定的情况下，柴油机的摩擦扭矩越大，所述预设转速越低，反之所述预设转速越高。

本申请中主要关注起动机处于空转状态以及柴油机处于正常启动状态，对于除了步骤502和步骤503之外的其他判断结果，例如起动机的上电信号和点火信号均未处于上电状态时，则表明起动机未上电工作，那么显然不用判断起动机是否处于空转状态；同样的，其他判断结果也并不在本申请需要考虑的范围内，这里不赘述。

图4和图5所示的方法可以应用于电控柴油机的电控单元(ECU)中。

与上述方法相对应的，本申请实施例还提供一种起动机空转的检测装置，如图6包括：

第一检测单元610，用于检测电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号；

第二检测单元620，用于检测蓄电池的最低电压；

第三检测单元630，用于检测电控柴油机的转速；

状态确定单元640，用于判断电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号均处于上电状态，且，所述最低电压大于第一电压阈值且小于第二电压阈值，且电控柴油机的转速为0时，确定起动机处于空转状态；所述第一电压阈值小于第二电压阈值。

其中，所述状态确定单元640还可以用于：判断起动机的上电信号和点火信号均处于上电状态，且，所述最低电压大于第三电压阈值且小于第四电压阈值，且电控柴油机的转速不小于预设转速时，确定起动机未处于空转状态，电控柴油机正常起动；所述第三电压阈值小于第四电压阈值，且第四电压阈值小于第一电压阈值。

优选地，如图7所示，所述状态确定单元可以通过以下结构实现：

第一比较器A1的第一输入端接收钥匙上电信号T15，第二输入端接收上电状态对应的信号(如图中所示的信号1)；第一比较器A1用于比较钥匙上电信号T15与所述上电状态对应的信号是否相同，将比较结果通过输出端输出至第一与门AND1的第一输入端和第二与门AND2的第一输入端；

第二比较器A2的第一输入端接收点火信号T50，第二输入端接收上电状态对应的信号；第二比较器A2用于比较点火信号T50与所述上电状态对应的信号是否相同，将比较结果通过输出端输出至第一与门AND1的第二输入端和第二与门AND2的第二输入端；

第三比较器A3的第一输入端接收蓄电池的最低电压Batter_V，第二输入端接收第一电压阈值Uk_Min_c，第三比较器A3用于比较所述最低电压Batter_V是否大于所述第一电压阈值Uk_Min_c，将比较结果通过输出端输出至第一与门AND1的第三输入端；

第四比较器A4的第一输入端接收蓄电池的最低电压Batter_V，第二输入端接收第二电压阈值Uk_Max_c，第四比较器用于比较所述最低电压是否小于所述第二电压阈值Uk_Max_c，将比较结果通过输出端输出至第一与门AND1的第四输入端；

第五比较器A5的第一输入端接收电控柴油机的转速Eng_speed，第二输入端接收转速0，第五比较器A5用于比较所述电控柴油机的转速Eng_speed是否大于0，将比较结果通过输出端输出至第一与门AND1的第五输入端；

第一与门AND1用于当各个输入端接收到的比较结果均为是时，输出起动机处于空转状态对应的信号；例如，当通过信号1表示判断结果是，通过信号0表示判断结果否时，第一与门AND1输出的起动机处于空转状态对应的信号即为信号1。

第六比较器A6的第一输入端接收蓄电池的最低电压Batter_V，第二输入端接收第三电压阈值Ulow_Min_c，第六比较器A6用于比较所述最低电压Batter_V是否大于所述第三电压阈值Ulow_Min_c，将比较结果通过输出端输出至第二与门AND2的第三输入端；

第七比较器A7的第一输入端接收蓄电池的最低电压Batter_V，第二输入端接收第四电压阈值Ulow_Max_c，第七比较器A7用于比较所述最低电压Batter_V是否小于所述第四电压阈值Ulow_Max_c，将比较结果通过输出端输出至第二与门AND2的第四输入端；

第八比较器A8的第一输入端接收电控柴油机的转速Eng_speed，第二输入端接收预设转速Nt，第八比较器A8用于比较所述电控柴油机的转速Eng_speed是否大于所述预设转速Nt，将比较结果通过输出端输出至第二与门AND2的第五输入端；

第二与门AND2用于当各个输入端接收到的比较结果均为是时，输出起动机未处于空转状态，电控柴油机正常起动对应的信号。例如，当通过信号1表示判断结果是，通过信号0表示判断结果否时，第一与门AND1输出的起动机处于空转状态对应的信号即为信号1。

其中，第四电压阈值Ulow_Max_c、第三电压阈值Ulow_Min_c、第二电压阈值Uk_Max_c和第一电压阈值Uk_Min_c的数值可以根据电控柴油机所用的蓄电池电压，也就是电控系统需要的电压来确定，就商用车电控柴油机来说，所述蓄电池电压一般为24伏，对乘用车电控柴油机来说，所述蓄电池电压一般为12伏。以24伏为例，第四电压阈值Ulow_Max_c、第三电压阈值Ulow_Min_c、第二电压阈值Uk_Max_c和第一电压阈值Uk_Min_c的数值可以通过试验的方法进行判断和确定，如Ulow_Max_c＝11.8V、Ulow_Min_c＝9.8V、Uk_Max_c＝22.5V和Uk_Min_c＝23.5V。

图6所示的装置中，通过各个检测单元对钥匙上电信号和点火信号、蓄电池最低电压、电控柴油机的转速进行检测，进而对上述信息进行判断，实现了对于起动机空转状态的检测。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例的方法的过程可以通过程序指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于可读取存储介质中，该程序在执行时执行上述方法中的对应步骤。所述的存储介质可以如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种起动机空转的检测方法，其特征在于，包括：

检测电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号；并且，检测蓄电池的最低电压；并且，检测电控柴油机的转速；

判断电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号均处于上电状态，且，所述最低电压大于第一电压阈值且小于第二电压阈值，且电控柴油机的转速为0时，确定起动机处于空转状态；所述第一电压阈值小于第二电压阈值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

判断起动机的上电信号和点火信号均处于上电状态，且，所述最低电压大于第三电压阈值且小于第四电压阈值，且电控柴油机的转速不小于预设转速时，确定起动机未处于空转状态，电控柴油机正常起动；

所述第三电压阈值小于第四电压阈值，且第四电压阈值小于第一电压阈值。

3.一种起动机空转的检测装置，其特征在于，包括：

第一检测单元，用于检测电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号；

第二检测单元，用于检测蓄电池的最低电压；

第三检测单元，用于检测电控柴油机的转速；

状态确定单元，用于判断电控柴油机的钥匙上电信号和点火信号均处于上电状态，且，所述最低电压大于第一电压阈值且小于第二电压阈值，且电控柴油机的转速为0时，确定起动机处于空转状态；所述第一电压阈值小于第二电压阈值。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述状态确定单元还用于：判断起动机的上电信号和点火信号均处于上电状态，且，所述最低电压大于第三电压阈值且小于第四电压阈值，且电控柴油机的转速不小于预设转速时，确定起动机未处于空转状态，电控柴油机正常起动；所述第三电压阈值小于第四电压阈值，且第四电压阈值小于第一电压阈值。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述状态确定单元包括：

第一比较器的第一输入端接收钥匙上电信号，第二输入端接收上电状态对应的信号；第一比较器用于比较钥匙上电信号与所述上电状态对应的信号是否相同，将比较结果通过输出端输出至第一与门的第一输入端和第二与门的第一输入端；

第二比较器的第一输入端接收点火信号，第二输入端接收上电状态对应的信号；第二比较器用于比较点火信号与所述上电状态对应的信号是否相同，将比较结果通过输出端输出至第一与门的第二输入端和第二与门的第二输入端；

第三比较器的第一输入端接收蓄电池的最低电压，第二输入端接收第一电压阈值，第三比较器用于比较所述最低电压是否大于所述第一电压阈值，将比较结果通过输出端输出至第一与门的第三输入端；

第四比较器的第一输入端接收蓄电池的最低电压，第二输入端接收第二电压阈值，第四比较器用于比较所述最低电压是否小于所述第二电压阈值，将比较结果通过输出端输出至第一与门的第四输入端；

第五比较器的第一输入端接收电控柴油机的转速，第二输入端接收转速0，第五比较器用于比较所述电控柴油机的转速是否大于0，将比较结果通过输出端输出至第一与门的第五输入端；

第一与门用于当各个输入端接收到的比较结果均为是时，输出起动机处于空转状态对应的信号；

第六比较器的第一输入端接收蓄电池的最低电压，第二输入端接收第三电压阈值，第六比较器用于比较所述最低电压是否大于所述第三电压阈值，将比较结果通过输出端输出至第二与门的第三输入端；

第七比较器的第一输入端接收蓄电池的最低电压，第二输入端接收第四电压阈值，第七比较器用于比较所述最低电压是否小于所述第四电压阈值，将比较结果通过输出端输出至第二与门的第四输入端；

第八比较器的第一输入端接收电控柴油机的转速，第二输入端接收预设转速，第八比较器用于比较所述电控柴油机的转速是否大于所述预设转速，将比较结果通过输出端输出至第二与门的第五输入端；

第二与门用于当各个输入端接收到的比较结果均为是时，输出起动机未处于空转状态，电控柴油机正常起动对应的信号。

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