CN113623045A - 一种发动机保护模块、发动机控制系统及发动机控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机保护模块、发动机控制系统及发动机控制方法，涉及农用机械发动机控制技术领域。本发明的一种发动机保护模块，其特征在于：包括电源接口、熄火电磁阀接口和通信接口；电源接口连接蓄电池，通信接口与仪表盘连接，通信接口读取发动机机油压力数据。当发动机出现机油压力低时，发动机机油压力开关给出报警信号给仪表盘，由仪表盘发送指令给发动机保护模块，发动机保护模块对控制发动机熄火电磁阀对发动机熄火。本发明实现模块化设计，可以直接安装在现有的发动机上，结构简单，既节约改造成本，又保证了良好的安全性。

Description

一种发动机保护模块、发动机控制系统及发动机控制方法

技术领域

本发明主要涉及农用机械发动机控制技术领域，主要涉及一种发动机保护模块、发动机控制系统及发动机控制方法。

背景技术

用户在使用机具过程中，因操作不当或作业工况不良等问题，可能会导致发动机机油缺失。发动机设置机油压力报警开关，仪表能检测机油压力开关信号对用户进行声光提醒，提醒用户及时检查车辆、补加机油。

比如中国专利(申请号：CN201320418522.4，申请日2013年7月15日)，公开了一种机油压力低报警开关，应用于汽车润滑系统，当汽车润滑系统的机油压力降低到允许限度时，机油压力低报警开关动作发出信号，让驾驶员及时发现问题并采取相应措施，来保证行车及车辆本身安全。

又如中国专利(申请号：CN201610431228.5，申请日2016年6月15日)，公开了一种车辆机油压力报警系统，当机油压力开关总成的输出端和报警单元的输入端之间的连接线脱落或断线故障发生时，报警器会进行报警。

以上专利都存在这样的问题，即当用户未能及时发现柴油发动机机油报警故障或没有及时处理故障，则有可能导致发动机出现活塞抱瓦故障，从而导致发动机出现重大故障或导致发动机报废。尤其是在农用机械的操作领域，由于工况复杂、噪音较大，且驾驶员需要关注许多其他情况，很可能存在大意忽略的情况，如此可能导致更大的故障。

为此，本领域技术人员致力于研究一种能够在当发动机出现机油压力低报警时强制熄火的模块。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中柴油发动机在机油压力低时仅仅存在报警输出，没有对应的处理方案的不足，提供一种发动机保护模块，在机油压力低时，强制熄火，避免损伤。同时提供一种发动机控制系统，能够检测低机油压力和对发动机实现熄火保护。同时提供一种发动机控制方法，有效保护发动机，防止发动机损伤造成损失。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种发动机保护模块，其特征在于：包括电源接口、熄火电磁阀接口和通信接口；

电源接口包括两个端子，电源接口连接蓄电池，蓄电池为直流电池，电源接口包括两个输入端口；蓄电池的正极与电源接口的一个输入端口连接；蓄电池的负极与电源接口的另一个输入端口连接；蓄电池的正极或蓄电池的负极与电源接口可断开式连接；

熄火电磁阀接口包括两个端子，熄火电磁阀接口的两个端子分别为正级输出端子和负极输出端子，正极输出端子与熄火电磁阀吸合继电器连接，负极输出端子与发动机熄火电磁阀的保持线圈连接；

通信接口与仪表盘连接，通信接口读取发动机机油压力数据。

当发动机出现机油压力低时，发动机机油压力开关给出报警信号给仪表盘，由仪表盘发送指令给发动机保护模块，发动机保护模块对控制发动机熄火电磁阀对发动机熄火。

作为本发明更进一步的改进，通信接口为CAN通信接口。CAN通信具有高性能和可靠性的优点。

作为本发明更进一步的改进，还包括转速传感接口，转速传感接口连接发动机转速传感器。当发动机出现机油压力低时，发动机机油压力开关给出报警信号给仪表盘，由仪表盘发送指令给发动机保护模块，指示机油压力低，发动机保护模块综合仪表盘的报警指令以及发动机转速传感器的发动机转速状态进行判断，防止发生发动机无法启动。

作为本发明更进一步的改进，发动机机油压力低于阈值，且发动机转速高于300RPM且发动机运行时间超过3分钟，发动机保护模块给发动机熄火电磁阀断电。当发动机的发动机转速高于300RPM，且持续运转已经超过3分钟，则判断发动机在运转中，且发动机处于机油低状态，则发动机保护模块断开发动机熄火电磁阀的电源输出，发动机熄火。

作为本发明更进一步的改进，还包括机油压力报警预留接口，机油压力报警预留接口直接连接发动机机油压力开关或压力传感器。不需要经过仪表盘中转，提升可靠性。

作为本发明更进一步的改进，仪表盘设有报警显示灯；和/或，报警器。

本发明的一种发动机控制系统，包括发动机保护模块，还包括蓄电池、点火钥匙开关、发动机、发动机起动机、发动机熄火电磁阀、仪表盘、发动机机油压力开关和熄火电磁阀吸合继电器；

蓄电池的负极通过导线直接接入发动机保护模块，蓄电池的正极通过点火钥匙开关与发动机保护模块可断开式连接；

发动机起动机和发动机熄火电磁阀均设置在发动机上，发动机起动机控制发动机点火，发动机熄火电磁阀控制发动机的油路供应；

发动机机油压力开关用以检测发动机内机油的压力，判断发动机是否处于低机油状态；

仪表盘接收发动机机油压力开关的信号，将机油低的状态进行可视化显示；

熄火电磁阀吸合继电器用于控制发动机上的发动机熄火电磁阀通断电。

当发动机出现机油压力低时，发动机机油压力开关给出报警信号给仪表盘，由仪表盘发送指令给发动机保护模块，发动机保护模块对控制发动机熄火电磁阀对发动机熄火。

作为本发明更进一步的改进，还包括发动机转速传感器，发动机转速传感器检测发动机处于停机状态时，发动机保护模块不工作。防止发生发动机无法启动的情况。

作为本发明更进一步的改进，发动机机油压力开关通过发动机保护模块的机油压力报警预留接口直接接入发动机保护模块。不需要经过仪表盘中转，提升可靠性。

作为本发明更进一步的改进，仪表盘设有报警显示灯；和/或，报警器。

本发明的一种发动机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：点火钥匙开关置于ACC档位，控制回路通电；发动机保护模块在上电瞬间给熄火电磁阀吸合继电器输出正电，另外控制一路常电给发动机熄火电磁阀保持线圈；发动机熄火电磁阀吸合线圈通电，拉动阀杆吸合，打开发动机燃油油路；

S2：点火钥匙开关置于START档，发动机起动机通电起动，驱动发动机着火起动，点火钥匙开关复位至ACC档；

S3：发动机机油压力开关检测机油压力；

S4：发动机出现机油压力低时，发动机机油压力开关给出报警信号，发动机保护模块判断发动机处于机油低状态，发动机保护模块断开发动机熄火电磁阀的电源输出，发动机熄火。

作为本发明更进一步的改进，在S4步骤中，发动机保护模块还需要读取发动机转速数据，判断发动机在运转中，随后才会断开发动机熄火电磁阀的电源输出。

作为本发明更进一步的改进，判断发动机运转的指标为：发动机转速高于300RPM，且持续运转已经超过3分钟。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种发动机保护模块，其特征在于：包括电源接口、熄火电磁阀接口和通信接口；电源接口连接蓄电池，通信接口与仪表盘连接，通信接口读取发动机机油压力数据。当发动机出现机油压力低时，发动机保护模块对控制发动机熄火电磁阀对发动机熄火。本发明实现模块化设计，可以直接安装在现有的发动机上，结构简单，既节约改造成本，又保证了良好的安全性。

(2)本发明的一种发动机控制系统，包括发动机保护模块，还包括蓄电池、点火钥匙开关、发动机、发动机起动机、发动机熄火电磁阀、仪表盘、发动机机油压力开关和熄火电磁阀吸合继电器；发动机机油压力开关用以检测发动机内机油的压力，判断发动机是否处于低机油状态；仪表盘接收发动机机油压力开关的信号，将机油低的状态进行可视化显示；熄火电磁阀吸合继电器用于控制发动机上的发动机熄火电磁阀通断电。当发动机出现机油压力低时，发动机机油压力开关给出报警信号给仪表盘，由仪表盘发送指令给发动机保护模块，发动机保护模块对控制发动机熄火电磁阀对发动机熄火。防止发动机出现重大故障或导致发动机报废。

(3)本发明的一种发动机控制方法，在发动机启动后，发动机出现机油压力低时，发动机机油压力开关给出报警信号，发动机保护模块判断发动机处于机油低状态，发动机保护模块断开发动机熄火电磁阀的电源输出，发动机熄火。能够防止发动机出现重大故障或导致发动机报废。

附图说明

图1为现有柴油发动机控制图；

图2为本发明的柴油发动机控制图；

图3为本发明的发电机控制方法流程图。

示意图中的标号说明：

1、蓄电池；2、点火钥匙开关；3、发动机；4、发动机起动机；5、发动机熄火电磁阀；5-1、保持线圈；5-2、吸合线圈；6、仪表盘；7、发动机机油压力开关；8、熄火电磁阀吸合继电器；9、发动机转速传感器；

10、发动机保护模块；10-1、电源接口；10-2、熄火电磁阀接口；10-3、CAN通信接口；10-4、转速传感接口；10-5、机油压力报警预留接口。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

请参见图1，图1表示传统柴油发动机控制原理图。蓄电池1提供电源，当点火钥匙开关2置于ACC档位时，控制回路通电；仪表盘6点亮；熄火电磁阀定时器11在上电瞬间给熄火电磁阀吸合继电器8输出正电持续～0.5秒，另外控制一路常电给发动机熄火电磁阀5的保持线圈；熄火电磁阀吸合继电器8触头吸合，给发动机熄火电磁阀5的吸合线圈5-2通电；发动机熄火电磁阀5吸合线圈通电～0.5秒，拉动阀杆吸合，打开发动机燃油油路。当点火钥匙开关2置于START档时，发动机起动机4通电起动，驱动发动机3着火起动，点火钥匙开关2复位至ACC档。

请参见图1，当发动机3需要熄火时，点火钥匙开关2置于OFF档；熄火电磁阀定时器11失电，则发动机熄火电磁阀5的保持线圈5-1失电，发动机熄火电磁阀5的阀杆伸出，闭塞发动机燃油油路；发动机3得不到燃油供应，则熄火。

在这个控制原理图中，当发动机机油压力低时，发动机机油压力开关7仅提供机油压力低报警给仪表盘6，由仪表盘6进行报警指示。

实施例1

请参见图2，本实施例的一种发动机保护模块10，包括电源接口10-1、熄火电磁阀接口10-2和CAN通信接口10-3。电源接口10-1包括两个端子，电源接口10-1连接蓄电池1，蓄电池1为直流电池，蓄电池1的正极通过点火钥匙开关2与电源接口10-1的一个输入端口可断开式连接，蓄电池1的负极与电源接口10-1的另一个输入端口连接，蓄电池1为发动机保护模块10供电。熄火电磁阀接口10-2包括两个端子，熄火电磁阀接口10-2的两个端子分别为正级输出端子和负极输出端子，正极输出端子与熄火电磁阀吸合继电器8连接，负极输出端子与发动机熄火电磁阀5的保持线圈5-1连接。当发动机3出现机油压力低时，发动机机油压力开关7给出报警信号给仪表盘6，由仪表盘6发送指令给发动机保护模块10，指示机油压力低，发动机保护模块10断开发动机熄火电磁阀5的电源输出，发动机3熄火。

CAN总线的功能是通讯。CAN通信接口10-3通过CAN总线与仪表盘6连接，CAN是Controller Area Network的缩写，是ISO国际标准化的串行通信协议。在汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低功耗、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986年CAN通信协议被开发出来。此后，CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化，在欧洲已是汽车网络的标准协议。CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

其工作过程为，当点火钥匙开关2置于ACC档位时，发动机保护模块10的熄火电磁阀接口10-2的正极输出端子给熄火电磁阀吸合继电器8输出正电持续～0.5秒，发动机保护模块10的熄火电磁阀接口10-2的负极输出端子常电输出给发动机熄火电磁阀5的保持线圈5-1。熄火电磁阀吸合继电器8的触头吸合，给发动机熄火电磁阀5的吸合线圈5-2通电；发动机熄火电磁阀5吸合线圈通电～0.5秒后，拉动阀杆吸合，由此打开发动机燃油油路。熄火时，点火钥匙开关2置于OFF档；发动机保护模块10失电，则发动机熄火电磁阀5保持线圈失电，发动机熄火电磁阀5的阀杆伸出，闭塞发动机燃油油路；发动机3得不到燃油供应，则熄火。

请参见图2，优选的，发动机保护模块10还包括转速传感接口10-4，转速传感接口10-4连接发动机转速传感器9。当发动机3出现机油压力低时，发动机机油压力开关7给出报警信号给仪表盘6，由仪表盘6发送指令给发动机保护模块10，指示机油压力低，发动机保护模块10综合仪表盘6的报警指令以及发动机转速传感器9的发动机转速状态进行判断，当发动机3的发动机转速高于300RPM，且持续运转已经超过3分钟，则判断发动机在运转中，且发动机处于机油低状态，则发动机保护模块10断开发动机熄火电磁阀5的电源输出，发动机3熄火。

请参见图2，优选的，发动机保护模块10还包括机油压力报警预留接口10-5。机油压力报警预留接口10-5连接发动机机油压力开关7，无需通过仪表接入中转。

实施例2

请参见图2，本实施例的一种发动机控制系统，包括实施例1中的发动机保护模块10，还包括蓄电池1、点火钥匙开关2、发动机3、发动机起动机4、发动机熄火电磁阀5、仪表盘6、发动机机油压力开关7和熄火电磁阀吸合继电器8。蓄电池1提供电源。蓄电池1的负极通过导线直接接入发动机保护模块10，蓄电池的正极通过点火钥匙开关2与发动机保护模块10可断开式连接。发动机起动机4和发动机熄火电磁阀5均设置在发动机3上，发动机起动机4控制发动机3点火，发动机熄火电磁阀5控制发动机3的油路供应。发动机机油压力开关7用以检测发动机3内机油的压力，判断发动机3是否处于低机油状态。仪表盘6接收发动机机油压力开关7的信号，将机油低的状态进行可视化显示，用于提醒操作者。熄火电磁阀吸合继电器8用于控制发动机3上的发动机熄火电磁阀5是否通电。

当点火钥匙开关2置于ACC档位时，控制回路通电；仪表盘6点亮；发动机保护模块10在上电瞬间给熄火电磁阀吸合继电器8输出正电持续～0.5秒，另外控制一路常电给发动机熄火电磁阀5的保持线圈5-1；熄火电磁阀吸合继电器8触头吸合，给发动机熄火电磁阀5的吸合线圈5-2通电；发动机熄火电磁阀5吸合线圈通电～0.5秒，拉动阀杆吸合，打开发动机燃油油路。当点火钥匙开关2置于START档时，发动机起动机4通电起动，驱动发动机3着火起动，点火钥匙开关2复位至ACC档。

请参见图2，当发动机3需要熄火时，点火钥匙开关2置于OFF档；发动机保护模块10失电，则发动机熄火电磁阀5保持线圈失电，发动机熄火电磁阀5的阀杆伸出，闭塞发动机燃油油路；发动机3得不到燃油供应，则熄火。

请参见图2，还包括发动机转速传感器9，发动机转速传感器9判断发动机3的状态要在工作状态，因为发动机3在未工作时，发动机机油压力开关7的压力是处于低的状态，如果不加转速控制，则发动机保护模块10判断为故障，发动机3将无法起动。

请参见图2，发动机机油压力开关7通过发动机保护模块10的机油压力报警预留接口直接接入发动机保护模块10，而无需通过仪表接入中转。

实施例3

请参见图3，本发明的一种发动机控制方法，包括如下步骤

S1：点火钥匙开关置于ACC档位，控制回路通电；发动机保护模块在上电瞬间给熄火电磁阀吸合继电器输出正电，另外控制一路常电给发动机熄火电磁阀保持线圈；发动机熄火电磁阀吸合线圈通电，拉动阀杆吸合，打开发动机燃油油路；

S2：点火钥匙开关置于START档，发动机起动机通电起动，驱动发动机着火起动，点火钥匙开关复位至ACC档；

S3：发动机机油压力开关检测机油压力；

S4：发动机出现机油压力低时，发动机机油压力开关给出报警信号，发动机保护模块判断发动机处于机油低状态，发动机保护模块断开发动机熄火电磁阀的电源输出，发动机熄火。

优选的，在S4步骤中，发动机保护模块还需要读取发动机转速数据，判断发动机在运转中，随后才会断开发动机熄火电磁阀的电源输出。目的主要是判断发动机的状态要在工作状态，因为发动机在未工作时，发动机机油压力开关的压力是处于低的状态，不加转速控制，则发动机保护模块判断为故障，发动机将无法起动。

优选的，判断发动机运转的指标为：发动机转速高于300RPM，且持续运转已经超过3分钟。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种发动机保护模块，其特征在于：包括电源接口、熄火电磁阀接口和通信接口；

所述电源接口包括两个端子，所述电源接口连接蓄电池，所述蓄电池为直流电池，所述电源接口包括两个输入端口；所述蓄电池的正极与所述电源接口的一个输入端口连接；所述蓄电池的负极与所述电源接口的另一个输入端口连接；所述蓄电池的正极或蓄电池的负极与电源接口可断开式连接；

所述熄火电磁阀接口包括两个端子，熄火电磁阀接口的两个端子分别为正级输出端子和负极输出端子，所述正极输出端子与熄火电磁阀吸合继电器连接，所述负极输出端子与发动机熄火电磁阀的保持线圈连接；

所述通信接口与仪表盘连接，所述通信接口读取发动机机油压力数据。

2.根据权利要求1所述的发动机保护模块，其特征在于：所述通信接口为CAN通信接口。

3.根据权利要求1所述的发动机保护模块，其特征在于：还包括转速传感接口，所述转速传感接口连接发动机转速传感器。

4.根据权利要求4所述的发动机保护模块，其特征在于：发动机机油压力低于阈值，且发动机转速高于300RPM且发动机运行时间超过3分钟，所述发动机保护模块给所述发动机熄火电磁阀断电。

5.根据权利要求1所述的发动机保护模块，其特征在于：还包括机油压力报警预留接口，所述机油压力报警预留接口直接连接发动机机油压力开关或压力传感器。

6.根据权利要求1所述的发动机保护模块，其特征在于：所述仪表盘设有报警显示灯；和/或，报警器。

7.一种发动机控制系统，其特征在于：包括如权利要求1或2所述的发动机保护模块，还包括蓄电池、点火钥匙开关、发动机、发动机起动机、发动机熄火电磁阀、仪表盘、发动机机油压力开关和熄火电磁阀吸合继电器；

所述蓄电池的负极通过导线直接接入所述发动机保护模块，所述蓄电池的正极通过点火钥匙开关与发动机保护模块可断开式连接；

所述发动机起动机和所述发动机熄火电磁阀均设置在所述发动机上，所述发动机起动机控制发动机点火，所述发动机熄火电磁阀控制发动机的油路供应；

所述发动机机油压力开关用以检测发动机内机油的压力，判断发动机是否处于低机油状态；

所述仪表盘接收发动机机油压力开关的信号，将机油低的状态进行可视化显示；

所述熄火电磁阀吸合继电器用于控制发动机上的发动机熄火电磁阀通断电。

8.根据权利要求7所述的发动机控制系统，其特征在于：还包括发动机转速传感器，所述发动机转速传感器检测发动机处于停机状态时，所述发动机保护模块不工作。

9.根据权利要求7所述的发动机控制系统，其特征在于：所述发动机机油压力开关通过所述发动机保护模块的机油压力报警预留接口直接接入所述发动机保护模块。

10.根据权利要求8所述的发动机控制系统，其特征在于：所述仪表盘设有报警显示灯；和/或，报警器。

11.一种发动机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：点火钥匙开关置于ACC档位，控制回路通电；发动机保护模块在上电瞬间给熄火电磁阀吸合继电器输出正电，另外控制一路常电给发动机熄火电磁阀保持线圈；发动机熄火电磁阀吸合线圈通电，拉动阀杆吸合，打开发动机燃油油路；

S2：点火钥匙开关置于START档，发动机起动机通电起动，驱动发动机着火起动，点火钥匙开关复位至ACC档；

S3：发动机机油压力开关检测机油压力；

S4：发动机出现机油压力低时，发动机机油压力开关给出报警信号，发动机保护模块判断发动机处于机油低状态，发动机保护模块断开发动机熄火电磁阀的电源输出，发动机熄火。

12.根据权利要求11所述的发动机控制方法，其特征在于：

在S4步骤中，发动机保护模块还需要读取发动机转速数据，判断发动机在运转中，随后才会断开发动机熄火电磁阀的电源输出。

13.根据权利要求12所述的发动机控制方法，其特征在于：

判断发动机运转的指标为：发动机转速高于300RPM，且持续运转已经超过3分钟。

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