專利名稱：發(fā)動機(jī)起動器預(yù)測維護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)起動器預(yù)測維護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已為人們所知的是發(fā)動機(jī)起動器會周期性失靈。運(yùn)輸制冷單元中的發(fā)動機(jī)起動器失靈可導(dǎo)致運(yùn)輸拖車的故障停機(jī)時(shí)間并導(dǎo)致運(yùn)輸拖車中的貨物損失。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種用于發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)。所述發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)包括能夠接合發(fā)動機(jī)并以起動速度旋轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)起動器。所述系統(tǒng)還包括與發(fā)動機(jī)起動器電氣連通的電池、能夠測量發(fā)動機(jī)起動器的起動速度的起動速度傳感器、能夠測量電池電壓的電壓傳感器以及能夠測量環(huán)境空氣溫度的溫度傳感器。所述系統(tǒng)的附加部件是與發(fā)動機(jī)起動器、起動速度傳感器、電壓傳感器以及溫度傳感器電氣連通的控制器， 其中控制器被編程為具有基于電池電壓和環(huán)境空氣溫度預(yù)測的發(fā)動機(jī)起動速度值?？刂破鲗y量的發(fā)動機(jī)起動器的起動速度與用于測量的電池電壓和測量的環(huán)境空氣溫度的預(yù)測起動速度值進(jìn)行比較。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種操作發(fā)動機(jī)起動器的方法。所述方法包括 將發(fā)動機(jī)與發(fā)動機(jī)起動器接合，使發(fā)動機(jī)起動器以起動速度旋轉(zhuǎn)，測量發(fā)動機(jī)起動器的起動速度，測量與發(fā)動機(jī)起動器電氣連通的電池的電壓以及測量環(huán)境空氣溫度。所述方法還包括將測量的起動速度與被編程的、用于測量的電池電壓和環(huán)境空氣溫度的預(yù)測起動速度值比較。在又一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種運(yùn)輸制冷系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)、包括由所述發(fā)動機(jī)驅(qū)動的壓縮機(jī)的制冷系統(tǒng)、可與發(fā)動機(jī)接合并且能夠以起動速度旋轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)起動器、與發(fā)動機(jī)起動器電氣連通的電池、能夠測量發(fā)動機(jī)起動器的起動速度的起動速度傳感器、能夠測量電池電壓的電壓傳感器以及能夠測量環(huán)境空氣溫度的溫度傳感器。所述系統(tǒng)還包括與發(fā)動機(jī)起動器、起動速度傳感器、電壓傳感器以及溫度傳感器電氣連通的控制器。所述控制器被編程為具有基于電池電壓和環(huán)境空氣溫度預(yù)測的發(fā)動機(jī)起動速度值?？刂破鲗y量的發(fā)動機(jī)起動器的起動速度與用于測量的電池電壓和測量的環(huán)境空氣溫度的預(yù)測起動速度值比較。本發(fā)明的其他方面將通過對具體實(shí)施方式
以及附圖的考慮而變得清楚。


圖1是包括運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的車輛的立體圖； 圖2是發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)的示意圖3是示出了發(fā)動機(jī)起動速度VS.電壓VS.溫度的假設(shè)示例的圖表。
具體實(shí)施例方式在詳細(xì)解釋本發(fā)明的任何實(shí)施方式之前，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用并不局限于下面描述中闡述的或下面附圖中示出的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和部件布置。本發(fā)明能夠采用其他實(shí)施方式，并且能夠以各種方式實(shí)施或執(zhí)行。圖1是包括運(yùn)輸制冷系統(tǒng)12的車輛10的立體圖。車輛10包括牽引車14和拖車 16。貨物放置在拖車16中以便運(yùn)輸。運(yùn)輸制冷系統(tǒng)12聯(lián)接到拖車16的前面并且用來將拖車16的內(nèi)部保持在一定溫度。另外參閱圖2，運(yùn)輸制冷系統(tǒng)12包括柴油發(fā)動機(jī)18、發(fā)動機(jī)起動器20、電池22以及制冷系統(tǒng)M，所述制冷系統(tǒng)M包括壓縮機(jī)(未示出)、冷凝器(未示出)、蒸發(fā)器(未示出)以及一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇(未示出)。在圖示的實(shí)施方式中，發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)沈示出為拖車16上的運(yùn)輸制冷系統(tǒng)12的一部分，但是其也可以用于其他貨運(yùn)系統(tǒng)-例如軌道車輛、船運(yùn)用集裝箱、卡車等。另外，發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)26可與不限于運(yùn)輸制冷應(yīng)用的任何內(nèi)燃發(fā)動機(jī)一起使用。圖2是發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)沈的示意圖。發(fā)動機(jī)起動器20電氣聯(lián)接至電池22。起動速度傳感器觀聯(lián)接至發(fā)動機(jī)起動器20并且能夠測量所述發(fā)動機(jī)起動器20的起動速度。 電壓監(jiān)測器30電氣聯(lián)接至電池22并且能夠測量電池22的電壓。溫度傳感器32能夠測量環(huán)境空氣溫度。溫度傳感器32不必聯(lián)接至發(fā)動機(jī)起動器20?？刂破?4與發(fā)動機(jī)起動器 20、起動速度傳感器28、電壓監(jiān)測器30以及溫度傳感器32連通?？刂破?4被編程為具有基于電池電壓和環(huán)境空氣溫度預(yù)測的發(fā)動機(jī)18的起動速度值。圖3是示出了發(fā)動機(jī)18的起動速度VS.電壓的假設(shè)示例的圖表。圖表的X軸是電池電壓，而圖表的Y軸是發(fā)動機(jī)18以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)為單位的起動速度。在圖表上繪出了多條線，每條線都對應(yīng)一個(gè)環(huán)境空氣溫度。圖表通過繪制實(shí)際測試期間捕獲的數(shù)據(jù)而制成。在測試期間公知的良好發(fā)動機(jī)18和公知的良好發(fā)動機(jī)起動器20被用于測試。發(fā)動機(jī)18的起動速度可根據(jù)所使用的發(fā)動機(jī)18的模型和發(fā)動機(jī)起動器20的模型而改變。圖 3所示的圖表是用于具有OEM Hitatchi、TK零件號碼45-2177的Yanmar2. 1升TK486V發(fā)動機(jī)18的假設(shè)圖。測試數(shù)據(jù)假定使用15W-40的礦物油(非合成)、燃料電磁閥斷開的冷起動循環(huán)、在華氏溫度0度下標(biāo)定為750CCA的電池22、以及1/0規(guī)格電池電纜。發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)沈的操作過程如下。在行程開始之前的程序期間，發(fā)動機(jī)起動器20從控制器34接收信號以啟動發(fā)動機(jī)18。在發(fā)動機(jī)18開始起動之前，控制器34與電壓監(jiān)測器30以及溫度傳感器32連通，從而接收電池22的當(dāng)前電壓和當(dāng)前環(huán)境空氣溫度。 然后發(fā)動機(jī)起動器20在不供應(yīng)燃料至發(fā)動機(jī)18的情況下將發(fā)動機(jī)18冷起動，直至接收到命令發(fā)動機(jī)起動器20停止起動的信號。當(dāng)發(fā)動機(jī)18起動時(shí)，起動速度傳感器觀測量發(fā)動機(jī)起動器20的起動速度。然后控制器34與起動速度傳感器觀連通以接收起動速度。接下來，控制器34將實(shí)際起動速度與用于測量的電池22電壓和環(huán)境空氣溫度的預(yù)測起動速度進(jìn)行比較。如果實(shí)際起動速度小于預(yù)測起動速度，那么控制器34隨后發(fā)送信號以觸發(fā)警報(bào)器36。在備選實(shí)施方式中，當(dāng)發(fā)動機(jī)起動器20起動時(shí)，起動速度傳感器觀測量電池22 的電壓?？刂破?4還被編程為具有給定環(huán)境空氣溫度下和發(fā)動機(jī)起動器20起動時(shí)測量的電池22電壓下的預(yù)測起動速度。警報(bào)器36可以是聽覺警報(bào)器、視覺警報(bào)器以及與行程開始之前的診斷結(jié)果一同顯示的警報(bào)編碼中的一種或多種。警報(bào)器36可顯示在拖車16、牽引車14、計(jì)算機(jī)(未示出)以及診斷機(jī)(未示出)中的一個(gè)或多個(gè)上。在一個(gè)實(shí)施方式中，觸發(fā)警報(bào)器36的信號被無線發(fā)送。在另一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)測量的起動速度小于預(yù)測起動速度值與靈敏度因數(shù)的乘積時(shí)，控制器34觸發(fā)警報(bào)器36。靈敏度因數(shù)是0與1之間的值。靈敏度因數(shù)可由發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)26的制造商設(shè)置。在備選實(shí)施方式中，靈敏度因數(shù)可由操作者調(diào)節(jié)。根據(jù)操作者的需要，靈敏度因數(shù)允許發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)沈更敏感或更遲鈍。在另一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)測量的起動速度等于或大于預(yù)測起動速度值與靈敏度因數(shù)的乘積時(shí)，控制器34發(fā)送信號以指示發(fā)動機(jī)起動器20適當(dāng)操作。在備選實(shí)施方式中，起動速度傳感器觀聯(lián)接至發(fā)動機(jī)18。起動速度傳感器觀測量發(fā)動機(jī)18的速度，將發(fā)動機(jī)18的速度傳送至控制器34，并且所述控制器34從發(fā)動機(jī)18 的速度推導(dǎo)出發(fā)動機(jī)起動器20的起動速度。在又一個(gè)實(shí)施方式中，起動速度傳感器觀是發(fā)動機(jī)控制模塊(ECM)(未示出)的一部分，并且控制器34與ECM連通以得到發(fā)動機(jī)起動器 20的起動速度。發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)沈的備選實(shí)施方式包括統(tǒng)計(jì)起動循環(huán)的數(shù)量。將計(jì)數(shù)器(未示出)連接至發(fā)動機(jī)起動器20并且統(tǒng)計(jì)發(fā)生的每個(gè)起動循環(huán)。然后計(jì)數(shù)器將已發(fā)生的起動循環(huán)的數(shù)量傳送至控制器34?？刂破?4被編程為具有起動循環(huán)的使用壽命次數(shù)并且當(dāng)由計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)的起動循環(huán)數(shù)量等于或大于起動循環(huán)的使用壽命次數(shù)時(shí)，控制器34被編程為觸發(fā)警報(bào)器36。當(dāng)發(fā)動機(jī)起動器被更換時(shí)，計(jì)數(shù)器能夠通過機(jī)械方式重置。在另一個(gè)實(shí)施方式中，統(tǒng)計(jì)起動循環(huán)的計(jì)數(shù)器和方法與在此描述的其他方法和器件組合使用。在又一個(gè)實(shí)施方式中，發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)沈包括聯(lián)接至發(fā)動機(jī)起動器外殼的熱控開關(guān)(未示出)。在發(fā)動機(jī)起動器20的制造期間，熱控開關(guān)可聯(lián)接至發(fā)動機(jī)起動器外殼或可在后來將其添加到外殼的外部。如果發(fā)動機(jī)起動器外殼的溫度高于設(shè)定溫度，那么熱控開關(guān)被設(shè)定為觸發(fā)警報(bào)器36。在備選實(shí)施方式中，如果發(fā)動機(jī)起動器外殼的溫度高于設(shè)定溫度，那么熱控開關(guān)發(fā)送信號至控制器34。例如，如果熱控開關(guān)被設(shè)定為在250華氏度時(shí)觸發(fā)警報(bào)器36，那么如果發(fā)動機(jī)起動器外殼的溫度等于或高于250華氏度所述警報(bào)器36將會被觸發(fā)。如果發(fā)動機(jī)起動器外殼的溫度低于250華氏度，將不會觸發(fā)警報(bào)器36。在另一個(gè)實(shí)施方式中，熱控開關(guān)以及關(guān)聯(lián)的警報(bào)器36與在此描述的其他方法和器件組合使用。警報(bào)器36設(shè)置為在行程開始之前的檢測期間向操作者和/或維護(hù)人員發(fā)出警報(bào) 發(fā)動機(jī)起動器20沒有按照所預(yù)測的進(jìn)行操作并且應(yīng)當(dāng)被評估是否需要維修或更換。在運(yùn)輸期間，期望在發(fā)動機(jī)起動器20失靈之前將其更換，因?yàn)樵谶\(yùn)輸期間發(fā)動機(jī)起動器20失靈可導(dǎo)致貨物損失，所述貨物損失是由于運(yùn)輸制冷系統(tǒng)12不能工作并且不能使貨物保持在設(shè)定溫度。另外，在尋找和安裝要換上的發(fā)動機(jī)起動器20時(shí)，失靈的發(fā)動機(jī)起動器20可導(dǎo)致牽引車14和拖車16的故障停機(jī)時(shí)間。因此，期望在發(fā)動機(jī)起動器20失靈之前將其更換以這些避免額外的成本。本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)將在所附權(quán)利要求書中闡述。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)，所述發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)包括 能夠接合所述發(fā)動機(jī)并以起動速度旋轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)起動器；與所述發(fā)動機(jī)起動器電氣連通的電池； 能夠測量所述發(fā)動機(jī)起動器的起動速度的起動速度傳感器； 能夠測量所述電池的電壓的電壓傳感器； 能夠測量環(huán)境空氣溫度的溫度傳感器；以及與所述發(fā)動機(jī)起動器、所述起動速度傳感器、所述電壓傳感器以及所述溫度傳感器電氣連通的控制器，其中所述控制器被編程為具有基于電池電壓和環(huán)境空氣溫度預(yù)測的發(fā)動機(jī)起動速度值，其中所述控制器將測量的所述發(fā)動機(jī)起動器的起動速度與用于測量的電池電壓和測量的環(huán)境空氣溫度的預(yù)測起動速度值進(jìn)行比較。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)，其中當(dāng)測量的起動速度小于預(yù)測起動速度值時(shí)，所述控制器觸發(fā)警報(bào)器。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)，其中當(dāng)測量的起動速度小于預(yù)測起動速度值與靈敏度因數(shù)的乘積時(shí)，所述控制器觸發(fā)警報(bào)器。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)，其中當(dāng)測量的起動速度為等于或大于預(yù)測起動速度值與靈敏度因數(shù)的乘積中的至少一種時(shí)，所述控制器發(fā)送信號以指示所述起動器適當(dāng)操作。
5.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)，其中操作者能夠改變所述靈敏度因數(shù)。
6.一種操作發(fā)動機(jī)起動器的方法，所述方法包括 使發(fā)動機(jī)與發(fā)動機(jī)起動器接合；使所述發(fā)動機(jī)起動器以起動速度旋轉(zhuǎn)； 測量所述發(fā)動機(jī)起動器的起動速度； 測量與所述發(fā)動機(jī)起動器電氣連通的電池的電壓； 測量環(huán)境空氣溫度；以及將測量的起動速度與被編程的、用于測量的電池電壓和環(huán)境空氣溫度的預(yù)測起動速度值進(jìn)行比較。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括當(dāng)測量的起動速度小于預(yù)測起動速度值時(shí)觸發(fā)警報(bào)器以警告使用者。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括當(dāng)測量的起動速度小于預(yù)測起動速度值與靈敏度因數(shù)的乘積時(shí)觸發(fā)警報(bào)器。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括當(dāng)測量的起動速度為等于或大于預(yù)測起動速度值與靈敏度因數(shù)的乘積中的至少一種時(shí)指示所述起動器適當(dāng)操作。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括改變所述靈敏度因數(shù)。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括在警報(bào)之后并且在所述發(fā)動機(jī)起動器失靈之前， 用新的發(fā)動機(jī)起動器更換所述發(fā)動機(jī)起動器。
12.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括將基于電池電壓和環(huán)境空氣溫度的預(yù)測發(fā)動機(jī)起動速度值編程到所述控制器內(nèi)。
13.如權(quán)利要求6所述的方法，其中旋轉(zhuǎn)所述發(fā)動機(jī)包括在行程開始之前程序的冷起動循環(huán)期間旋轉(zhuǎn)所述發(fā)動機(jī)。
14.一種運(yùn)輸制冷系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)；制冷系統(tǒng)，所述制冷系統(tǒng)包括由所述發(fā)動機(jī)驅(qū)動的壓縮機(jī)；發(fā)動機(jī)起動器，所述發(fā)動機(jī)起動器可與所述發(fā)動機(jī)接合并且能夠以起動速度旋轉(zhuǎn)；與所述發(fā)動機(jī)起動器電氣連通的電池；起動速度傳感器，所述起動速度傳感器能夠測量所述發(fā)動機(jī)起動器的起動速度；電壓傳感器，所述電壓傳感器能夠測量所述電池的電壓；溫度傳感器，所述溫度傳感器能夠測量環(huán)境空氣溫度；以及控制器，所述控制器與所述發(fā)動機(jī)起動器、所述起動速度傳感器、所述電壓傳感器以及所述溫度傳感器電氣連通，其中所述控制器被編程為具有基于電池電壓和環(huán)境空氣溫度預(yù)測的發(fā)動機(jī)起動速度值，其中所述控制器將測量的所述發(fā)動機(jī)起動器的起動速度與用于測量的電池電壓和測量的環(huán)境空氣溫度的預(yù)測起動速度值進(jìn)行比較。
15.如權(quán)利要求14所述的運(yùn)輸制冷系統(tǒng)，其中當(dāng)測量的起動速度小于預(yù)測起動速度值時(shí)，所述控制器觸發(fā)警報(bào)器。
16.如權(quán)利要求14所述的運(yùn)輸制冷系統(tǒng)，其中當(dāng)測量的起動速度小于預(yù)測起動速度值與靈敏度因數(shù)的乘積時(shí)，所述控制器觸發(fā)警報(bào)器。
17.如權(quán)利要求16所述的運(yùn)輸制冷系統(tǒng)，其中當(dāng)測量的起動速度為等于或大于預(yù)測起動速度值與靈敏度因數(shù)的乘積中的至少一種時(shí)，所述控制器發(fā)送信號以指示所述起動器適當(dāng)操作。
18.如權(quán)利要求16所述的運(yùn)輸制冷系統(tǒng)，其中操作者能夠改變所述靈敏度因數(shù)。
19.如權(quán)利要求14所述的運(yùn)輸制冷系統(tǒng)，其中所述控制器控制所述制冷系統(tǒng)的操作。
20.如權(quán)利要求14所述的運(yùn)輸制冷系統(tǒng)，其中所述制冷系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)供應(yīng)至拖車、船運(yùn)用集裝箱以及可運(yùn)輸貨物空間中的一種的空氣。
全文摘要
一種預(yù)測起動器何時(shí)將要失靈的發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)。所述發(fā)動機(jī)起動器系統(tǒng)監(jiān)測發(fā)動機(jī)起動器起動速度、電池電壓和環(huán)境空氣溫度。起動速度、電池電壓以及環(huán)境空氣溫度被傳送至控制器，控制器將用于測量的電池電壓和空氣溫度的起動速度與用于測量的電池電壓和空氣溫度的預(yù)測起動速度進(jìn)行比較。如果起動速度小于預(yù)測起動速度，那么發(fā)送信號至警報(bào)器。
文檔編號F02N11/08GK102338013SQ20111020174
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者L. 普賴斯 D., R. 特魯肯布羅德 G., T. 納爾遜 R. 申請人:熱之王公司