CN104863726A - 一种发动机的安全保护系统及安全保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机的安全保护系统及安全保护方法，该安全保护方法具体为：当发动机进行停车操作时，检测发动机油门状态信号，然后根据上述发动机油门状态信号判断发动机油门是否处于怠速油门状态，以发动机油门处于怠速油门状态为条件闭合停车操作回路；当操作人员按下停车开关对车辆进行停车时，只有发动机油门处于怠速油门状态时，才进行停车，这样可以避免发动机粗暴停车，起到保护发动机的作用，也可以起到间接提醒操作人员发动机油门此时没有处于怠速状态，即此时油门没有降到底，避免了发动机处于高速状态下停车，可以提高发动机的使用寿命。同时，发动机处于油门怠速状态下停车，也可以增加发动机再次启动时的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及发动机控制技术领域，特别涉及一种发动机的保护装置及保护方法。
背景技术
众所周知，发动机转速高低与油门开度大小成正比，油门开度越大，则发动机的转速越高；油门开度越小，则发动机的转速越低。油门的开度是通过油门控制机构控制。
现有技术中发动机的油门控制机构主要由两种方式，一种为机械式，所谓机械式就是发动机的油门通过由人力操作的拉杆进行调节，另一种是通过伺服机构控制油门拉杆，伺服机构可以通过电力或液压驱动控制拉动油门拉杆，从而使油门处于不同状态。根据行车工况的不同，选择合适油门状态，从而使车辆处于不同车速。
另外，现有技术中发动机的停车方式也主要由两种方式，一种为通过停车电磁阀实现的，另一种为手动停车；目前前一种应用比较广泛。
当前，车辆的油门控制机构和停车机构是彼此完全独立的两种机构，操作人员一般不考虑油门状态而进行停车，这样往往导致以下现象：
发动机如果处于高速停车往往会出现粗暴停车的现象，并且当发动机再次启动时，发动机转速可能会瞬间升到很高的数值，不利于发动机的工作可靠性以及车辆的操作安全性，危机使用者的人身安全。
因此，如何改善发动机控制系统，使其工作可靠性比较高以及车辆的操作安全性比较高，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的为提供一种发动机安全保护方法及控制系统，通过该方法控制发动机可保证发动机平稳停车以及安全启动，保障人员的人身安全。
为解决上述技术问题，本发明提供一种发动机的安全保护方法，该方法具体为：当发动机进行停车操作时，检测发动机油门状态信号，然后根据上述发动机油门状态信号判断发动机油门是否处于怠速油门状态，以发动机油门处于怠速油门状态为条件闭合停车操作回路。
优选地，还设置有用于紧急停车的急停开关，在检测发动机油门状态信号的同时，还同时检测所述急停开关的状态信号，当判断所述急停开关置于停车工作位置时，发送停车控制指令于停车手柄，所述停车手柄根据所述停车控制指令直接进行停车动作，同时油门伺服机构将油门拉杆拉回怠速油门位置。
优选地，所述发动机油门状态信号为油门拉杆的位置信号，或控制油门拉杆动作的油门伺服机构电路中电阻值，当所述电阻值位于预定范围时，所述发动机油门处于怠速油门状态。
优选地，发动机停车后再次启动前，先将主供电电路断开，然后再连通。
优选地，还进一步检测发动机出水温度或/和机油温度，当所述出水温度大于预设极限值时，增大油门伺服机构电路中的电阻值，以减小发动机油门开度。
本发明还提供了一种发动机的安全保护系统，包括以下部件：
第一检测部件，用于检测发动机油门状态信号；
控制器，当发动机进行停车操作时，根据上述发动机油门状态信号判断发动机油门是否处于怠速油门状态，并以发动机油门状态处于怠速油门状态为条件闭合停车操作回路。
优选地，还设置有用于紧急停车的急停开关，还包括第二检测部件，用于检测所述急停开关的状态信号；
所述控制器还进一步进行如下判断：
当判断所述急停开关置于停车工作位置时，发送停车控制指令于停车手柄，所述停车手柄根据所述停车控制指令直接进行停车动作，同时伺服机构将油门拉杆拉回怠速油门位置。
优选地，还包括第三检测部件，用于检测发动机出水温度，所述控制器还进行如下判断：当所述出水温度大于极限值时，发出减小发动机油门的控制指令。
优选地，油门伺服机构的主供电电路上还设置有电磁复位开关，用于发动机停车后再次启动前，先将主供电电路断开，然后再接通，该电磁复位开关常态为接通状态。
优选地，所述发动机油门状态信号为油门拉杆的位置信号，或控制油门拉杆动作的油门伺服机构电路中电阻值，当所述电阻值位于预定范围时，所述发动机油门处于怠速油门状态。
当操作人员按下停车开关对车辆进行停车时，若此时发动机油门处于非怠速油门状态时，停车开关失效，停车电路/油路处于断开状态，也就是说，在发动机油门处于非怠速油门状态，即使操作人员按下停车开关，停车机构也不会进行停车动作，停车失效。这样进一步避免了发动机粗暴停车，起到保护发动机的作用，也可以起到间接提醒操作人员发动机油门此时没有处于怠速状态，即此时油门没有降到底，避免了发动机处于高速状态下停车，可以提高发动机的使用寿命。同时，发动机处于油门怠速状态下停车，也可以增加发动机再次启动时的安全性。
另外，本文通过检测部件检测发动机油门是否处于怠速状态，大大增加了判断准确性，进一步提高系统的安全性。
本发明所提供的发动机的安全保护方法是以上述发动机的安全保护系统为实施基础的，故该发动机的安全保护方法也具备发动机的安全保护系统的上述有益效果。
附图说明
图1为本发明一种实施例中发动机的安全保护方法的流程图；
图2为本发明一种实施例中发动机的安全保护系统的框图；
图3为一种具体实施例中发动机的安全保护系统的电路图。
具体实施方式
本发明的核心为提供一种发动机安全保护方法及控制系统，通过该方法控制发动机可增加发动机工作可靠性以及车辆操作安全性，保障人员的人身安全。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合发动机的安全保护方法、系统、附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1为本发明一种实施例中发动机的安全保护方法的流程图；图2为本发明一种实施例中发动机的安全保护系统的框图。
本发明提供了发动机安全保护系统，主要用于发动机停车、启动时的安全控制，该系统包括第一检测部件和控制器，第一检测部件用于检测发动机油门状态信号；行车工况不同，发动机油门开度也不同，本文发动机油门状态反应发动机油门的开度。发动机的油门是通过油门伺服机构驱动油门拉杆动作实现其开度调节的，油门伺服机构可以为电力驱动控制，也可以为液压驱动控制，具体结构可以参考现有技术，在此不做详述。
由以上描述可以看出，发动机油门状态信号可以为油门拉杆的位置信号，通过油门拉杆的位置信号确定油门位置，进而判断发动机油门状态。油门拉杆是通过油门伺服机构驱动的，故可以通过检测油门伺服机构的输出行程确定油门拉杆位置，也可以通过检测开关直接检测油门拉杆的具体位置，例如在机架上设置接触或非接触传感器实现油门拉杆位置的确定，本文给出了一种具体的检测方式，下文中有详细描述。
本发明还提供了一种控制器，当发动机进行停车操作时，根据上述发动机油门状态信号判断发动机油门是否处于怠速油门状态，并以发动机油门状态处于怠速油门状态为条件闭合停车操作回路。本发明的发动机停车时的发动机的安全保护方法具体为：S1、检测发动机油门状态信号；S2、根据上述发动机油门状态信号判断发动机油门是否处于怠速油门状态，以发动机油门处于怠速油门状态为条件发出停车控制指令。也就是说，当操作人员按下停车开关的同时，只有控制器判断发动机油门处于怠速油门状态，才会进行闭合停车操作回路进行停车操作，否则发动机不会停车。
当操作人员按下停车开关对车辆进行停车时，若此时发动机油门处于非怠速油门状态时，停车开关失效，停车电路/油路处于断开状态，也就是说，在发动机油门处于非怠速油门状态，即使操作人员按下停车开关，停车机构也不会进行停车动作，停车失效。这样进一步避免了发动机粗暴停车，起到保护发动机的作用，也可以起到间接提醒操作人员发动机油门此时没有处于怠速状态，即此时油门没有降到底，避免了发动机处于高速状态下停车，可以提高发动机的使用寿命。同时，发动机处于油门怠速状态下停车，也可以增加发动机再次启动时的安全性。
另外，本文通过检测部件检测发动机油门是否处于怠速状态，大大增加了判断准确性，进一步提高系统的安全性。
本发明所提供的发动机的安全保护方法是以上述发动机的安全保护系统为实施基础的，故该发动机的安全保护方法也具备发动机的安全保护系统的上述有益效果。
对于需要紧急停车的情况，为了增加车辆行驶的安全性，本发明中的安全保护系统还进一步设置有用于紧急停车的急停开关，还包括第二检测部件，用于检测急停开关的状态信号。
控制器还进一步进行如下判断：当判断急停开关置于停车工作位置时，发送停车控制指令于停车手柄，停车手柄根据停车控制指令直接进行停车动作，同时伺服机构将油门拉杆拉回怠速油门位置。
这样，当发生紧急情况需要急停时，按下急停开关，控制器可以根据急停开关传递来的信号闭合停车操作回路，停车机构推动停车手柄进行发动机停车，增加系统的安全可靠性；并且使发动机油门置于怠速油门状态，增加停车后再次启动的安全性。
在一种具体的实施例中，油门拉杆的位置信号通过设置于机架上的行程开关检测，例如在油门怠速位置设置行程开关，在油门伺服机构的拉动下，油门拉杆碰撞至行程开关，行程开关被触发。该检测方式简单易行，且精确性比较高。
结合一种具体设置的电路进行描述，图3为一种具体实施例中发动机的安全保护系统的电路图；电路接在24v或12v直流电源上，当发动机启动后在怠速稳定运行时，油门拉杆会使行程开关Sba闭合，同时继电器KMa得电，其常开触点KMa1会自动闭合。当发动机停车前需要降低油门至怠速油门位置，如果油门没有回位，行程开关Sba不会闭合，继电器KMa不会得电，即使按下停车开关Sbs，因触点KMa1没有闭合，发动机也不会停车。当然还可以在电路中设置指示灯L，当油门回位时指示灯L亮，以提示操作者。
当发动机发生紧急情况需要急停时，按下急停开关Sbp，继电器KMc得电，其常开触点KMb1会自动闭合，常闭触点KMb2会自动断开。KMb1闭合后能够防止出水温度波动使得继电器KMb间歇性得失电；KMb2断开后电位器RP2阻值串联到电路中，使得电路中电流减小，油门伺服机构的输出行程减小，从而减小油门的位置，为处理紧急事故赢得时间。
在另一种具体实施方式中，油门伺服机构的输出行程一般是通过油门伺服机构电路中的可调电阻值确定的，当电路中的电阻值处于预定范围内时，则对应油门伺服机构的输出行程为零，也就是说，此时油门拉杆处于怠速油门状态位置。故，也可以通过检测控制油门拉杆动作的油门伺服机构电路中电阻值，当所述电阻值位于预定范围时，所述发动机油门处于怠速油门状态。
以图3为例，该系统中通过可调电阻RP1控制油门伺服机构的输出行程，从而控制发动机的油门位置，其中设定可调电阻RP1高于90％的阻值时，油门伺服机构的输出行程为0(即油门处于怠速位置)，可调电阻RP1低于5％的阻值时，油门伺服机构的输出行程最大(即油门处于最大油门位置)。
进一步地，上述各实施例中的安全保护系统还可以包括第三检测部件，用于检测发动机出水温度，所述控制器还进行如下判断：当所述出水温度大于极限值时，发出减小发动机油门的控制指令。发动机油门的减小可以通过增加控制油门伺服机构电路中的电阻实现，电阻值的增加有多种方式，可以调节原可调电阻，也可以增加电阻数量。
以图3为例，系统中增加电位器RP2实现出水温度的调节。如果出水温度大于极限值时，温控开关Sbb闭合，继电器KMb得电，其常开触点KMb1会自动闭合，常闭触点KMb2会自动断开。KMb1闭合后能够防止出水温度波动使得继电器KMb间歇性得失电；KMb2断开后电位器RP2阻值串联到电路中，使得电路中的电流减小，油门伺服机构的输出行程减小，从而减小油门的位置，为处理紧急事故赢得时间。
当然，还可以以发动机的机油温度为条件，进行判断是否减小发动机油门，当发动机的机油温度大于预设极限值时，则减小发动机油门。也可以同时以发动机出水温度和机油温度两者为条件，综合判断是否减小发动机油门。
当然，图3仅是给出了一种具体的实施本文技术方案的电路图，能实现本文技术方案的电路图并不局限于图3所示方式，例如图3中的继电器可以分别使用电磁开关代替，在此不做一一列举。
为了提高发动机停车后启动时的安全性，油门伺服机构的主供电电路上还设置有电磁复位开关，用于发动机停车后再次启动前，先将主供电电路断开，然后再接通，该电磁复位开关常态为接通状态。这样，将电路中的各部件置于初始状态。即上述各实施例中油门伺服机构拉动油门拉杆回位至油门怠速位置，各继电器处于常开或常闭状态。
以上对本发明所提供的一种发动机安全保护方法及控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种发动机的安全保护方法，其特征在于，该方法具体为：当发动机进行停车操作时，检测发动机油门状态信号，然后根据上述发动机油门状态信号判断发动机油门是否处于怠速油门状态，以发动机油门处于怠速油门状态为条件闭合停车操作回路。
2.如权利要求1所述的安全保护方法，其特征在于，还设置有用于紧急停车的急停开关，在检测发动机油门状态信号的同时，还同时检测所述急停开关的状态信号，当判断所述急停开关置于停车工作位置时，发送停车控制指令于停车手柄，所述停车手柄根据所述停车控制指令直接进行停车动作，同时油门伺服机构将油门拉杆拉回怠速油门位置。
3.如权利要求2所述的安全保护方法，其特征在于，所述发动机油门状态信号为油门拉杆的位置信号，或控制油门拉杆动作的油门伺服机构电路中电阻值，当所述电阻值位于预定范围时，所述发动机油门处于怠速油门状态。
4.如权利要求1至3任一项所述的安全保护方法，其特征在于，发动机停车后再次启动前，先将主供电电路断开，然后再连通。
5.如权利要求1至3任一项所述的安全保护方法，其特征在于，还进一步检测发动机出水温度或/和机油温度，当所述出水温度或/和机油温度大于预设极限值时，增大油门伺服机构电路中的电阻值，以减小发动机油门开度。
6.一种发动机的安全保护系统，其特征在于，包括以下部件：
第一检测部件，用于检测发动机油门状态信号；
控制器，当发动机进行停车操作时，根据上述发动机油门状态信号判断发动机油门是否处于怠速油门状态，并以发动机油门状态处于怠速油门状态为条件闭合停车操作回路。
7.如权利要求6所述的安全保护系统，其特征在于，还设置有用于紧急停车的急停开关，还包括第二检测部件，用于检测所述急停开关的状态信号；
所述控制器还进一步进行如下判断：
当判断所述急停开关置于停车工作位置时，发送停车控制指令于停车手柄，所述停车手柄根据所述停车控制指令直接进行停车动作，同时伺服机构将油门拉杆拉回怠速油门位置。
8.如权利要求7所述的安全保护系统，其特征在于，还包括第三检测部件，用于检测发动机出水温度或/和机油温度，所述控制器还进行如下判断：当所述出水温度或/和机油温度大于极限值时，发出减小发动机油门的控制指令。
9.如权利要求6至8任一项所述的安全保护系统，其特征在于，油门伺服机构的主供电电路上还设置有电磁复位开关，用于发动机停车后再次启动前，先将主供电电路断开，然后再接通，该电磁复位开关常态为接通状态。
10.如权利要求6至8任一项所述的安全保护系统，其特征在于，所述发动机油门状态信号为油门拉杆的位置信号，或控制油门拉杆动作的油门伺服机构电路中电阻值，当所述电阻值位于预定范围时，所述发动机油门处于怠速油门状态。
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