本发明一般涉及内燃机，例如狄塞尔发动机，更详细讲，涉及到检测内燃机燃料问题的方法和装置。 已转让给本申请的同一受让人的美国专利第4，960，088号公开了一种用于狄塞尔发动机的低燃料关断系统，这种发动机利用了一个辅助油箱，当燃料水平降低到一预定点以下时，在辅助油箱中的一个水平检测器提供一个信号，有关的电气控制器利用该信号关断该发动机，这时保留在燃料供给回路中的燃料源足能使发动机起动而无需初始补充燃料。
尽管前述专利的低燃料关断系统的作用不错，但它仍然需要外加的机械部件、管道以及对有关的电气控制器的修改。从本发明的一个目的来讲，期望能够检测燃料问题，不管源自何故，例如：燃料不足、过滤器堵塞、燃料线狭缩、燃料系统中有充气、燃料胶凝以及这类的事件，全都不需任何附加机械部件，不需改变燃料系统中的管线，并且也不需改变硬线电气控制，而能检测出燃料问题。
主要地，本发明包括检测内燃机方面的燃料问题（包括低燃料）的方法和装置，例如，在运输致冷部件内连接到驱动一个致冷剂压缩机的发动机中的燃料问题。在一个较佳实施例中，利用一台计算机，譬如一个微处理机，该微处理机具有从发动机速度传感器来的输入，例如与该发动机飞轮连着的一个RPM（转速）传感器。该发动机速度传感器通常出现在一台微处理机控制的运输致冷部件，由它向该微处理机供给发动机速度反馈。在起动该发动机时微处理机利用该发动机速度信息来确定是否发动机正在合适地起动。
本发明包括检测内燃机燃料问题的一些新方法和装置，包括在空气进入到燃料喷射系统之前检测低燃料，具有在发动机已被起动之后利用发动机速度传感器输出地新方法。本新方法包括以下步骤：监视发动机速度、检测预定的发动机速度的波动、对所述预定的波动计数、在检测到一预定关系之后对预定时间间隔计时，当该计数在预定时间间隔内未达到一预定值时重置该计数和该计时，并在该预定时间间隔到时之前该计数达到该预定值时关断该发动机。
在本发明的一个较佳实施例中，监视该发动机速度的步骤是以规则的间隔时间快速地重复的，例如每秒钟一次。预定的发动机速度波动由下述各步骤来确定：标记在每个监视间隔期间发动机速度是高于还是低于预定速度，存储每个标记供下一个监视时间间隔使用，将当前标记与所储存的前一监视时间间隔标记进行比较，仅对那些找出所存储的标记指示该发动机速度高于一预定速度，而当前的标记指示发动机速度低于一预定速度的那些比较结果进行计数，作为预定的波动。
开始对一预定时间间隔计时的预定相互关系最好是检测一预定波动的步骤，在该步骤中计数递增到1，然后进行到检测一比较结果的步骤，该比较结果不被计作预定波动。
用于检测内燃机燃料问题的新装置包括：监视装置，用于监视该发动机的速度;检测器装置，用于响应所述监视装置来检测预定的发动机速度波动;计数器装置，用于响应所述检测器装置以对所述预定的波动计数;计时器装置，用于在检测一预定的相互关系后对预定的时间间隔计时，所述预定相互关系包括由所述检测器装置对预定发动机速度波动的检测;重置装置，用于在预定时间间隔内计数未能达到一预定值时重置该计数器装置和该时间器装置;以及发动机关断装置，用于在预定时间间隔到达前该计数达到该预定值时关断所述发动机。
在一个较佳实施例中，该监视装置在间隔很近的规则的时间间隔期间，例如每秒一次地重复监视该发动机速度。该速度波动检测器装置包括：用于在每个监视间隔时间中标记该发动机速度是高于还是低于预定速度的装置;存储装置，用于存储每个标记供下一次监视时间间隔使用;以及，比较装置，用于将当前标记与存储的前一个监视时间间隔的标记进行比较。该计数器装置仅对由比较装置作出的比较中那些找出所存储的标记指示发动机速度已高于一预定速度，而当前的标记指示该发动机速度是低于一预定速度的比较结果进行计数，作为一预定的波动。
开始一预定时间间隔计时的预定相互关系，除了由检测装置检测一预定的波动外，最好包括由比较装置进行的一个后续比较，该比较不被计作为预定波动。
阅读结合附图所作的下述详细说明，可使本发明更加明了，这些附图只作为举例说明。
图1为可以利用本发明方法的一个致冷系统的部分方框和部分接线图;
图2A和2B可以组合成基于图1方框形式所示的电气控制而建立的微处理机的电气接线图;
图3为用于阐明本发明所述技术的一个方框图;
图4为用于检查内燃机燃料系统的程序流程图，它表示了本发明的方法;
图5为图解地说明在图3流程图中所提出的一个复置条件;
图6为图解地说明图3流程图中所提出的发动机关断条件。
现参照附图，特别参照图1。这里示出一个运输的致冷部件20，它能利用本发明的方法。致冷部件20可被安装在一个容器上、卡车上或拖车上，例如安装在它们的壁22上。致冷部件20有一个密闭的液态致冷剂回路24，该回路包括一个由原动机装置28驱动的致冷剂压缩机26，原动机装置28包括一个内燃机30，并且它可选择地包括一台备用电动机32。发动机30和电动机32通过一个合适的离合器或耦连器34耦合到压缩机26上，当电动机32投入运行时它将发动机30解除耦合。一个选择器35选择两个原动机之一并提供输出信号标明该选择。
压缩机26的排放口通过一个排放伺服阀38和一个热气管40连接到一个三通阀36的入口。三通阀36的作用为选择加热和冷却循环，如果期望的话它可由两个分开的阀组成。三通阀36具有一个第一输出口42，它被选用作开始冷却循环，第一输出口42被连接到一冷凝器盘管44的入口一侧。三通阀36还具有一个第二输出口46，它被选用作开始加热循环，下面将阐述。
当三通阀36选择冷却循环输出口42时，它将压缩机26连接到第一致冷剂回路48上，该回路上除了有冷凝器44外，还包括有单向冷凝器逆止阀CV1、一个接受器50、一条输液管52、一个致冷剂驱动器54、一个热交换器56、一个膨胀阀58、一个致冷剂分配器60、一个蒸发器盘管62、一个选择可控制虹吸管线调节阀64、通过热交换器56的另一通路、一个积蓄器66、一条虹吸管线68以及通过一个虹吸管线伺服阀70返回到压缩机26的负压口。利用控制调节阀64提供的常规压缩机节流阀的功能可保护运行原动机的过负荷，如美国专利4，977，751所讲述的，该申请已转让给本申请的同一受让人;或者是，用一个常规的压缩机节流阀按所期望的情况配置在虹吸管线68上，膨胀阀58由测温包71和一个补偿管线73来控制。
当三通阀36选择加热循环输出口46时，它将压缩机26连接到第二致冷剂回路72。该第二致冷剂回路72将冷凝器44和膨胀阀58旁路，通过热气管74和除霜盘加热器76将压缩机26的热气输出接到致冷剂分配器60。一个热气旁路电磁阀77可有选择地配置在热气管74上。一条旁路或增压管78将热气管74通过旁路和逆止阀80连接到接受器50，迫使从接受器50来的致冷剂在加热和除霜循环期间流到激活致冷剂回路。
一根导管或管线82通过一个正常闭合的导向电磁阀PS将三通阀36接到压缩机26的低压侧。当电磁阀PS失激励并因此闭合时，三通阀18被弹簧偏压到选择冷却循环输出口42。当蒸发器62要求除霜，并处于正常状态下的负荷需要加热以维持置位点时，导向电磁阀PS被激励允许压缩机26的低压侧操作三通阀36选择加热循环输出口46。
一个冷凝器风扇或吹风机（未示出）使得周围空气84吹过冷凝器盘管44，因此加热的空气86被排放到大气中。一个蒸发器风扇或吹风机（未示出）抽压空气88，称为“回流空气”，它从欲被调节的空气的服务空间经过蒸发器盘管62，从而造成冷却的或加热的空气92（称为“排放空气”）返回到空间90。在一台蒸发器除霜循环期间，蒸发器风扇或吹风机不工作，并且可以操作一个除霜空气阻尼器关断排放到被调节空间90的空气通路。
运输致冷部件20通过微处理机基本电气控制装置94来控制，它包括有一个微处理机96和电气控制器98。电气控制器98包括有一些继电器和类似装置，它将参照图2A和2B进行解释。微处理机96接受从适当的传感器来的输入信号，例如从配置在一合适的回流空气通路102中的回流空气温度传感器100、从配置在一合适的排气通路106中的排气温度传感器104、从配置到敏感于蒸发器盘管62的温度的一盘管温度传感器108、从配置在致冷剂回路48的高压侧上的致冷剂压力传感器（HPCO）110，以及示于图2B中的各不同发动机传感器，诸如油位传感器112、油压传感器114、发动机冷却剂温度传感器116、以及发动机速度传感器118来的信号。一个计时器119可以累计部件20的运行时间并为运行之目的向微处理机96提供信号RUNT。微处理机96也可以在一个软件计时器中计算运算时间，来代替硬件计时器。
在其它事件中，微处理机96控制调节阀64、热气电磁阀77，以及一个节流或高速电磁阀120。由微处理机96操作的其它功能示于图2A和2B并在下面描述。
图2A和2B的组合提供了微处理机基本电气控制器94的详细接线图，它包括微处理机96和控制器98。众所周知，微处理机96包括一个只读存储器（ROM）122，用于存储下面将描述的各程序;以及一个随机存取存储器（RAM），用于软件计时器、标识位、输入信号、输出信号以及这些操作程序产生的其它数值。微处理机96还包括一个显示器125，用于显示故障编码、闪光报警、稳定报警、系统状态指示灯以及类似装置，参考号127是一个警报指示灯，它能够开关闪烁，作为一个闪烁报警信号，也可以持续稳定地点亮，作为一个稳定的警报信号。显示器125还包括多个按钮129，由运行人员向微处理机提供输入信号，包括编码信号，它只能使那些可以使用该编码的操作人员控制微处理机执行一定任务。显示器125附加有一个显示部分131，它以预定的编码组合产生点亮数码和/或字母以在发生某些故障时情况时加以指明。
电气控制器98包括电池126，它的一侧通过DC分流器130、一个切换开关132、及保护复置开关SSW的常闭触头134连接到第一导体128上;电池126的另一侧接到导体136而被接地。控制器98还包括：一个由原动机28驱动的交流发电机138;一个起动器马达140，用于转动发动机30，它由具有相连的常开触头143的一个起动器电磁线圈42、一个点火开关44和一个有相连的常开触头147的起动继电器146来控制;以及热线点火塞电阻器（GP）148，用于预热发动机30，它由一个预热开关150和一个具有常开触头153的预热继电器152来控制。
控制器98还包括一个三位开关154，它具有两排三端子触键，每排包括有一个中央端子、和上、下端子，参见图2A。开关154在如图所示的上位时它将中央端子接到上部端子上，把部件20置于微处理机96的控制之下。该上部位置从导体128提供电压给导体155。开关154在中间位置时，该中央端子既不接于上部端子，也不接于下部端子，这是在不使用微处理机96及在调节空间90的负荷是冻结状态时选择的。这个开关位置将造成部件20连续运行于低速冷却模式。当不使用微处理机96且调节空间的负荷是新鲜的时候则选择开关154的下部位置。开关154的这个位置将使得部件20连续地运行在前面提到的盘管温度开关108的控制之下循环于加热和冷却循环之间，盘管温度开关108在一个预定盘管温度，例如35°F时，被预置到闭合以激励导向电磁线圈PS并开始一个加热循环，而在一预定较高温度，例如38°F时，开关108被打开，使导向电磁线圈PS去激励，并开始冷却循环。
除了已经描述的各继电器以外，控制器98还包括一个关断继电器156、一个运行继电器158、一个热力继电器160、一个高速继电器162、一个除霜阻尼器继电器164和一个热气继电器166。关断继电器156通常是被激励的，并且它被去激励时关断部件20，是通过它相连的常闭触头组168完成的，该触头组168将保护开关SSW接地并使它打开其触头134。运行继电器158具有常闭和常开触头170和172，分别连接到一个模式选择器开关174，该开关具有一个连接到导体128的输入。选择器开关174或者选择连续运行模式，在该模式中原动机28连续地运行，或者选择循环起止模式，也称为“循环岗哨”〔Cycle Sentry〕，该模式中包括起动和停止原动机28。
运行继电器158的常闭触头连接到选择器开关174的“连续”位置，运行继电器158的常开触头172连接到选择器开关174的“循环”位置。触头170或触头172从导体128和选择器开关174给导体175提供电压。
热力继电器160具有一组常开触头176，用于控制导向电磁线圈PS。高速继电器162具有一组常开触头178，用于控制高速电磁线圈120。阻尼器继电器具有一组常闭触头180和一组常开触头182，连接成控制一个除霜阻尼器电磁线圈184。还提供有热气继电器166，用来当在热气管线74上提供热气电磁线圈188时，通过一组常开触头186控制热气电磁阀77。
控制器98还包括一个发动机冷却剂温度开关（高水温HWT）190，它在发动机冷却剂达到一预定蒸发温度时闭合;以及一个低油压开关（LOPS）192，只要发动机压力正常它就打开。开关190或192之一闭合时通过人工复置开关SSW关断部件20。
微处理机96通过导体194和196检测跨过直流分流器两端的电压，并能由此确定电池电流的幅度和极性。一个极性（被称为正的）指示该电池126正被交流发电机138充电，它还指示原动机28正在运行;另一极性，即负极性，指示电池正在放电。
微处理机96还有一个导体198，它检测低油压开关193的位置，导体200和202分别检测高致冷剂切除开关110的第一侧和第二侧的电压电平，导体204检测是否一个调节阀选择器跳线206已将导体204连接到系统接地136上，导体208检测是否除霜传感器开关210已经运行，预示需要除霜循环，以及导体211检测阻尼器电磁线圈184上的电压。
微处理机96具有多个输出导体，用于控制各种不同的功能，包括有导体212、214、216、218、220、222、224和226。分别用于控制各继电器的运行，即起动继电器146、预热继电器152、关断继电器156、阻尼器继电器164、高速继电器162、运行继电器158、热力继电器160以及热气继电器166。还设置有一个导体228用于控制调节阀64中的现行水平。
图3是提出本发明概念形式的方框图，利用方框阐明实施本发明所需的装置。除发动机30以外，本发明需要前面所述的RPM传感器或速度监视器118，它们也是在发动机30的起动期间为微处理机96所要求的;用于关断发动机30的装置，例如通过失激励运行继电器158，它依次使燃料电磁线圈FS失激励;速度波动检测器装置230;一个计时器232;一个计数器234;以及用于复置计时器232和计数器234的装置236。当发动机30开始在其燃料系统出现问题，包括：低燃料、燃料过滤器堵塞、燃料线狭缩、在燃料系统中有充气、燃料胶凝、以及类似问题时，发动机速度将开始波动，并且如果发动机能被快速的关断，则将有足够充分的燃料保留在燃料供给回路，以便在问题被解决之后无需初始进行料而再起动发动机30。速度波动检测器装置230检测预定的发动机速度波动，计数器234则对该预定的波动计数。一种预定的相互关系，包括计数至少一个预定的波动，起动该计时器232。如果计数器234上的计数在计时器232计时到一预定的周期时间之前达到一预定值时，它表示波动不是暂时或瞬间的，并且有实际问题存在于发动机30的燃料源中。发动机关断装置158响应于在预定的周期时间到达之前计数器234到达的预定计数，并且快速地关断发动机30。
如图3中点划线内所示，各方框230、232、234和236所执行的功能最好由一台计算机来完成，例如由图2B所示的微处理机96来完成，对于本发明的这个较佳实施例的详细描述，示于图4的一个程序240的流程图。
更详细讲，示于图4中的燃料系统检查程序240由微处理机96周期性地运行，例如每秒一次。程序240在242进入，以及步骤244确定是否发动机30已被选定为原动机，如果“是”，它确定是否该发动机正在运行。如果发动机30未被选定为原动机，或者如果发动机30被选定为原动机而未在运行之中，步骤246则执行软件计数器的复置功能，它执行计数器装置234的功能，一个软件计时器，它执行计时器232的功能，以及两个软件标志位RPMF和PRPMF。计时器和计数器被复置于0，并且标志位被置于指示“低”速度，例如置到逻辑0。标志位RPMF用于在现在运行的程序240期间标记和存储一个发动机速度状态，而标志位PRPMF用于标记和存储在上一次程序240运行期间发动机速度状态是什么。复置功能246则前进到该程序出口248。
当步骤244发现发动机已被选定为运行的原动机来驱动压缩机26时，以及它例如通过检查运行继电器158发现发动机30在运行时，则步骤244走到检查RPM传感器故障标志位状态的步骤250。RPM传感器故障标志位是通过用于起动发动机30的程序来控制的。当RPM传感器118在一个成功的发动机起动期间没有提供输入时，RPM传感器故障标志位被置为真。如果RPM传感器故障标志位为真，程序240在248退出。
当步骤250发现RPM传感器118在正确地工作时，步骤252确定是否该发动机RPM超过一个第一预定值，例如1050RPM。如果发动机RPM超过第一预定值，步骤254置标志位RPMF指示“高”速度，例如，利用置标志位RPMF到逻辑1来进行。如果步骤252发现该发动机速度等于或低于该预定值，则步骤256检查该发动机速度以确定是否它低于一个第二预定值，该值稍低于第一预定值，例如为1000RPM。如果发动机RPM低于第二预定值、步骤258置标志位RPMF指示“低”速度，例如利用置标志位RPMF到逻辑0。若发现该发动机RPM处于第一和第二数值之间，则导致不改变标志位RPMF，即它仍保留如程序240前次运行所置的值相同。
步骤254、258和步骤256的“否”分支全都进行到步骤260，步骤260与前面刚叙述的标志位设定步骤一起，执行图3中速度波动检测器装置230的功能，即检测发动机速度中的预定波动。步骤260通过确定是否标志位RPMF是低和标志位PRPMF是高而完成了由标志位设定步骤开始的速度波动功能。如果标志位PRPMF为高，且标志位RMPF为低，它说明在程序240的前次运行中发动机速度高于1050RPM，而在程序240正在执行的运行中发动机的速度低于1000。这就是本发明举例说明实施例中发动机速度“预定波动”的定义所在。
如果这是在发动机30起动后程序242的第一次运行，利用复置步骤246标志位PRPMF将为低，那么步骤260随着“否”分支到步骤262，它确定是否提供计数器装置234功能的软件计数器具有为1或更大的计数值，在第一次运行的程序240方面，该计数是0，并且步骤262前进到步骤264，它将标志位PRPMF置为标志位RPMF的数值，并且程序240从248处退出。
只要是发动机30的燃料系统没有问题，在每次程序240的运行中步骤260将找出标志位RPMF和PRPMF都为高，并且程序240将沿着步骤262和264到达出口248。第一次程序240得出发动机30已滑落到或降到第二预定值以下，例如1000RPM以下，标志位RPMF将在步骤258中被置为低，而标志位PRPMF将从前次运算的程序240置为高，然后步骤260进到步骤266。步骤266使软件计数器递增，该软件计数器称为计数器234，因为它提供出在图3中计数器装置234的功能。
步骤266前进到步骤268，它检验计数器234上的计数，确定该计数是否已达到或已超过一预定的计数值，例如3。因为这是计数器234上的第一次计数，步骤268走到步骤270，就如同步骤264一样，将标志位PRPMF置到标志位RPMF的值，并且程序在248退出。
对于程序240的下一次运行，不管标志位RPMF被置于何值，标志位PRPMF现在是低，并且步骤260取“否”分支走到步骤262，则将发现计数器234具有为1的计数值。然后，步骤262走到步骤272，它确定是否软件计时器已被激活，该软件计时器被称为计时器232，因为它执行图3中计时器232的功能的缘故。若由于计时器232不在这点处激活，步骤272即进到步骤274，由它来起动计时器232。因此，计时器232被一“预定的关系”所起动，它包括：步骤260发现无预定的发动机波动，而步骤262发现计数器234上的计数值是不为0的值。
步骤274前进到步骤276更新计时器232，步骤278确定计时器232是否已达到一预定时间值，例如在例述的实施例中为30秒。在这点上，计时器232未曾达到30秒，于是程序240在置步骤270中的标志位PRPMF等于标志位RPMF之后退出。
如果第一次检测的预定的发动机速度波动（为步骤260所确定的）是一瞬态状态，标志位RPMF将在其后变为高，程序240将总是从步骤260、步骤262、272和276，直到计时器232达到30秒为止。然后步骤278进到步骤280，它是类似于步骤246的复置功能，清除并复置计时器232和计数器234，并且将标志位PRPMF和RPMF置为逻辑0，步骤246和280是图3方框形式中所示复置装置236。
如果步骤260检测出一个第二预定波动，而在计时器232的时间周期内未检测出第三个波动，则步骤280将执行此前所描述的复置功能。图5为图解地假设在发动机速度中的两个检测的波动，发动机速度用RPM标志在纵座标上，“时间”标在横座标，计时器232的起动标注在图5上，并且也示出了通过复置装置236的复置功能，因为，在预定时间周期消逝以前，未检测出发动机速度的第三个波动。
如果发动机速度上的第三波动在步骤260检测出，步骤268就走到步骤282，置位一项警报FSSD，指示“燃料系统关断”，随着一个合适的识别码而将此警报显示于图2B所示的显示器125上，显示器125上的一个报警指示灯也被点亮。微处理机96也通过导体222断开运行继电器158的接地途径，将运行继电器158失激励并使燃料电磁线圈FS失激励，关断发动机30，然后程序在248退出。图6是相似于图5所示的图解，但是为说明在预定时间周期到期之前检测出一个第三发动机速度波动，导致所述的发动机30被关断。
须知，各发动机速度的波动越是接近在一起，发动机30就越快地被关断，导致即使是由于低燃料而造成发动机速度波动的时候也储备了足够的燃料使发动机30再起动而不用初始进料。如果各波动分开得相对较远，则导致发动机30被关断恰在30秒时间周期到期之前发生，例如，它意味着发动机30在30秒时间周期内最长的时间接受燃料，在燃料系统问题被清除的时候，导致燃料系统具有足够的再起动燃料而不用起台添加燃料。因此，30秒时间周期不致对燃料系统为了再起动所保持的燃料发生不利影响，因为从第一次检测到发动机速度波动到关机的时间是反比于燃料系统问题的严重程度的。