CN104963798A - 一种柴油发动机启动保护控制系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种柴油发动机启动保护控制系统及其方法，系统包括点火开关(1)、启动继电器(2)、启动马达(3)、发动机转速传感器(4)、发动机水温传感器(5)、控制器(6)、预热塞(7)、预热继电器(8)、先导切断电磁阀(9)、安全杆(10)、仪表(11)和蓄电池，启动继电器分别与点火开关、控制器相连。方法是控制器通过采集点火开关启动信号、发动机水温信号、发动机转速信号及安全杆状态信号，实现发动机启动保护的控制。本发明能对蓄电池和启动马达进行保护，避免了发动机低温直接启动、长时间启动、连续启动等不利操作对启动马达和蓄电池的损害，延长了它们的使用寿命。

Description

一种柴油发动机启动保护控制系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种发动机启动保护系统和方法，具体是一种柴油发动机启动保护控制系统及其方法，属于发动机启动保护技术领域。

背景技术

挖掘机作为一种常用的工程机械，已被广泛应用于土方施工，城市建设，农田水利建设等场合。结合挖掘机的工作环境和目的，现有挖掘机基本上都采用柴油发动机作为其动力部件。目前，柴油发动机启动的方法大都比较简单，客户操作多，很难严格按照操作规程进行操作，如长时间启动、连续启动或启动间隔较短、低温直接启动等，将会严重影响蓄电池和启动马达的使用，甚至损坏，缩短了它们的使用寿命。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种柴油发动机启动保护控制系统及其方法，能对蓄电池和启动马达进行保护，可以避免启动发动机时对蓄电池和启动马达的损坏，延长它们的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用的一种柴油发动机启动保护控制系统，包括点火开关、启动继电器、启动马达、发动机转速传感器、发动机水温传感器、控制器、预热塞、预热继电器、先导切断电磁阀、安全杆、仪表和蓄电池，所述蓄电池用于提供电源，并分别与启动马达的B端子、启动继电器、点火开关、安全杆、仪表、预热继电器连接；所述启动马达的S端子与启动继电器连接，所述启动继电器分别与点火开关、控制器相连；所述点火开关与控制器连接；所述控制器分别与仪表、安全杆、先导切断电磁阀、预热继电器、发动机转速传感器、发动机水温传感器连接；所述安全杆与先导切断电磁阀连接，所述预热塞与预热继电器连接；所述点火开关有断开OFF、导通ON、启动STARTER三种状态，控制器通过采集点火开关启动信号、发动机水温信号、发动机转速信号及安全杆状态信号，实现发动机启动保护的控制。

所述控制器通过采集点火开关的启动时间，限定启动继电器的闭合时间，防止长时间启动对启动马达和蓄电池的损害。

在启动未成功、连续启动的情况下，控制器通过采集点火开关两次连续启动时间间隔，作出是否允许启动的判断，防止连续启动对启动马达和蓄电池的损害。

在启动发动机之前，控制器通过发动机水温传感器采集发动机水温，实现自动预热功能，防止直接低温启动发动机。

一种柴油发动机启动保护控制方法，该启动保护的控制方法为：

1)当点火开关打到“ON”状态下，控制器采集发动机水温，如果发动机水温属于预设提醒水温时，控制器向仪表发送预热提示信息，提醒驾驶员等待预热完成后再启动发动机，并且切断启动继电器线圈，不允许启动发动机，同时驱动预热继电器闭合一段时间，预热塞得电，进行预热，预热完成后，控制器驱动继电器线圈导通；同时启动前，控制器还采集安全杆的状态，如果安全杆放下，控制器切断启动继电器线圈，不允许启动发动机，并控制器向仪表发送抬杆警示信息，提醒驾驶员抬起安全杆再启动发动机；

2)当点火开关首次打到“STARTER”状态，并满足启动条件时，控制器记录此次启动时间，暂且记作t1，并驱动启动继电器线圈导通，启动马达得电，当采集到发动机转速达到预设转速时，切断启动继电器线圈，切断启动马达回路，完成启动过程；当距离t1间隔达到预设时间时，控制器采集到点火开关仍在“STARTER”状态，无论发动机转速是否达到预设转速，控制器均切断启动继电器线圈，并向仪表发送警示信息，提醒驾驶员不要长时间启动发动机，等待一段时间后再启动发动机；

3)如果启动未成功，当点火再次打到“STARTER”状态时，控制器比较与上次打到STARTER状态t1的时间间隔，如果小于再次启动时间时，控制器切断启动继电器线圈，不允许启动发动机，以保护启动马达和蓄电池；同时向仪表发送警示信息，提醒驾驶员不要连续启动发动机，等待一段时间后再启动发动机；如果大于再次启动时间时，控制器驱动启动继电器线圈导通，允许再次启动发动机。上述预设提醒水温、预设转速、预设时间和再次启动时间均根据发动机的具体情况而定。

所述预设提醒水温为低于10℃，所述预设转速为500RPM，预设时间为5s，再次启动时间为20s。

与现有技术相比，本发明利用发动机转速传感器和发动机水温传感器检测发动机的转速和水温，并将检测到的信息传送给控制器，当点火开关处于导通状态时，控制器根据发动机水温信号判断是否启动发动机或是否驱动预热继电器闭合使预热塞得电进行加热；并根据采集到的安全杆状态，做出是否启动发动机或是否向仪表发送抬杆警示信息，提醒驾驶员抬起安全杆再启动发动机。当点火开关首次处于启动状态，且满足启动条件时，发动机得到启动，控制器根据发动机的转速信号做出是否切断启动继电器，完成启动。在启动未成功、连续启动的情况下，控制器通过采集点火开关两次连续启动时间间隔作出是否允许启动的判断，防止连续启动对启动马达和蓄电池的损害。控制器通过采集点火开关的启动时间，限定启动马达继电器闭合时间，防止长时间启动对启动马达和蓄电池的损害。最终实现了对蓄电池和启动马达的保护，避免了发动机低温直接启动、长时间启动、连续启动等不利操作对启动马达和蓄电池的损害，延长了它们的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的原理示意图。

图中：1、点火开关，2、启动继电器，3、启动马达，4、发动机转速传感器，5、发动机水温传感器，6、控制器，7、预热塞，8、预热继电器，9、先导切断电磁阀，10、安全杆，11、仪表。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种柴油发动机启动保护控制系统，包括点火开关1、启动继电器2、启动马达3、用于采集发动机转速的发动机转速传感器4、用于采集发动机水温的发动机水温传感器5、控制器6、预热塞7、预热继电器8、先导切断电磁阀9、安全杆10、仪表11和蓄电池，所述蓄电池用于提供电源，并分别与启动马达3的B端子、启动继电器2、点火开关1、安全杆10、仪表11、预热继电器8连接；所述启动马达3的S端子与启动继电器2连接，所述启动继电器2分别与点火开关1、控制器6相连；所述点火开关1与控制器6连接；所述控制器6分别与仪表11、安全杆10、先导切断电磁阀9、预热继电器8、发动机转速传感器4、发动机水温传感器5连接；所述安全杆10与先导切断电磁阀9连接，所述预热塞7与预热继电器8连接；所述点火开关1有断开OFF、导通ON、启动STARTER三种状态；控制器6通过采集点火开关启动信号、发动机水温信号、发动机转速信号及安全杆状态信号，实现发动机启动保护的控制。

所述控制器6通过采集点火开关的启动时间，限定启动继电器2的闭合时间，防止长时间启动对启动马达和蓄电池的损害。

在启动未成功、连续启动的情况下，控制器6通过采集点火开关两次连续启动时间间隔，作出是否允许启动的判断，防止连续启动对启动马达和蓄电池的损害。

在启动发动机之前，控制器6通过发动机水温传感器5采集发动机水温，实现自动预热功能，防止直接低温启动发动机。

一种柴油发动机启动保护控制方法，当所述预设提醒水温为低于10℃，所述预设转速为500RPM，预设时间为5s，再次启动时间为20s时，其启动保护的控制方法为：

1)当点火开关1打到“ON”状态下，控制器6采集发动机水温，如果发动机水温低于10℃，控制器6向仪表11发送预热提示信息，提醒驾驶员等待预热完成后再启动发动机，并且切断启动继电器2线圈，不允许启动发动机，同时驱动预热继电器8闭合15s，预热塞7得电，进行预热，预热完成后，控制器6驱动继电器2线圈导通；同时启动前，控制器6还采集安全杆10的状态，如果安全杆10放下，控制器6切断启动继电器2线圈，不允许启动发动机，并向仪表11发送抬杆警示信息，提醒驾驶员抬起安全杆再启动发动机；

2)当点火开关1首次打到“STARTER”状态，并满足上述启动条件时，控制器6记录此次启动时间，暂且记作t1，并驱动启动继电器2线圈导通，启动马达3得电；当采集到发动机转速高于500RPM，切断启动继电器2线圈，切断启动马达3回路，完成启动过程；当距离t1间隔5s时，控制器6采集到点火开关1仍在“STARTER”状态，无论发动机转速是否高于500RPM，控制器6均切断启动继电器2线圈，并向仪表11发送警示信息，提醒驾驶员不要长时间启动发动机，等待15s后再启动发动机；

3)如果启动未成功，当点火开关1再次打到“STARTER”状态时，控制器6比较与上次打到STARTER状态t1的时间间隔，如果小于20s，控制器6切断启动继电器2线圈，不允许启动发动机，以保护启动马达3和蓄电池，同时向仪,11发送警示信息，提醒驾驶员不要连续启动发动机，等待15s后再启动发动机；如果大于20s，控制器6驱动启动继电器2线圈导通，允许再次启动发动机。

由上述结构可见，本发明利用发动机转速传感器和发动机水温传感器检测发动机的转速和水温，并将检测到的信息传送给控制器，当点火开关处于导通状态时，控制器根据发动机水温信号判断是否启动发动机或是否驱动预热继电器闭合使预热塞得电进行加热；并根据采集到的安全杆状态，做出是否启动发动机或是否向仪表发送抬杆警示信息，提醒驾驶员抬起安全杆再启动发动机。当点火开关首次处于启动状态，且满足启动条件时，发动机得到启动，控制器根据发动机的转速信号做出是否切断启动继电器，完成启动。在启动未成功、连续启动的情况下，控制器通过采集点火开关两次连续启动时间间隔作出是否允许启动的判断，防止连续启动对启动马达和蓄电池的损害。控制器通过采集点火开关的启动时间，限定启动马达继电器闭合时间，防止长时间启动对启动马达和蓄电池的损害。最终实现了对蓄电池和启动马达的保护，避免了发动机低温直接启动、长时间启动、连续启动等不利操作对启动马达和蓄电池的损害，延长了它们的使用寿命。

Claims (6)

1.一种柴油发动机启动保护控制系统，其特征在于，包括点火开关(1)、启动继电器(2)、启动马达(3)、发动机转速传感器(4)、发动机水温传感器(5)、控制器(6)、预热塞(7)、预热继电器(8)、先导切断电磁阀(9)、安全杆(10)、仪表(11)和蓄电池，所述蓄电池用于提供电源，并分别与启动马达(3)的B端子、启动继电器(2)、点火开关(1)、安全杆(10)、仪表(11)、预热继电器(8)连接；所述启动马达(3)的S端子与启动继电器(2)连接，所述启动继电器(2)分别与点火开关(1)、控制器(6)相连；所述点火开关(1)与控制器(6)连接；所述控制器(6)分别与仪表(11)、安全杆(10)、先导切断电磁阀(9)、预热继电器(8)、发动机转速传感器(4)、发动机水温传感器(5)连接；所述安全杆(10)与先导切断电磁阀(9)连接，所述预热塞(7)与预热继电器(8)连接；所述点火开关(1)有断开OFF、导通ON、启动STARTER三种状态，控制器(6)通过采集点火开关启动信号、发动机水温信号、发动机转速信号及安全杆状态信号，实现发动机启动保护的控制。

2.根据权利要求1所述的一种柴油发动机启动保护控制系统，其特征在于，所述控制器(6)通过采集点火开关的启动时间，限定启动继电器(2)的闭合时间，防止长时间启动对启动马达和蓄电池的损害。

3.根据权利要求1所述的一种柴油发动机启动保护控制系统，其特征在于，在启动未成功、连续启动的情况下，控制器(6)通过采集点火开关两次连续启动时间间隔，作出是否允许启动的判断，防止连续启动对启动马达和蓄电池的损害。

4.根据权利要求1所述的一种柴油发动机启动保护控制系统，其特征在于，在启动发动机之前，控制器(6)通过发动机水温传感器(5)采集发动机水温，实现自动预热功能，防止直接低温启动发动机。

5.一种柴油发动机启动保护控制方法，其特征在于，启动保护的控制方法为：

1)当点火开关打到“ON”状态下，控制器采集发动机水温，如果发动机水温属于预设提醒水温时，控制器向仪表发送预热提示信息，提醒驾驶员等待预热完成后再启动发动机，并且切断启动继电器线圈，不允许启动发动机，同时驱动预热继电器闭合一段时间，预热塞得电，进行预热，预热完成后，控制器驱动继电器线圈导通；同时启动前，控制器还采集安全杆的状态，如果安全杆放下，控制器切断启动继电器线圈，不允许启动发动机，并控制器向仪表发送抬杆警示信息，提醒驾驶员抬起安全杆再启动发动机；

2)当点火开关首次打到“STARTER”状态，并满足启动条件时，控制器记录此次启动时间，暂且记作t1，并驱动启动继电器线圈导通，启动马达得电，当采集到发动机转速达到预设转速时，切断启动继电器线圈，切断启动马达回路，完成启动过程；当距离t1间隔达到预设时间时，控制器采集到点火开关仍在“STARTER”状态，无论发动机转速是否达到预设转速，控制器均切断启动继电器线圈，并向仪表发送警示信息，提醒驾驶员不要长时间启动发动机，等待一段时间后再启动发动机；

3)如果启动未成功，当点火再次打到“STARTER”状态时，控制器比较与上次打到STARTER状态t1的时间间隔，如果小于再次启动时间时，控制器切断启动继电器线圈，不允许启动发动机，以保护启动马达和蓄电池；同时向仪表发送警示信息，提醒驾驶员不要连续启动发动机，等待一段时间后再启动发动机；如果大于再次启动时间时，控制器驱动启动继电器线圈导通，允许再次启动发动机。

6.根据权利要求5所述的一种柴油发动机启动保护控制方法，其特征在于，所述预设提醒水温为低于10℃，所述预设转速为500RPM，预设时间为5s，再次启动时间为20s。