柴油機中水溫傳感器故障的診斷方法及診斷裝置與流程
2023-05-29 18:08:11 1
本發明屬於柴油機技術領域，尤其是涉及一種柴油機中水溫傳感器故障的診斷方法及診斷裝置。
背景技術：
隨著單體泵柴油機控制系統的複雜度日益增大，柴油機控制系統必須具備柴油機故障和控制系統故障的診斷功能。控制系統通過安裝在柴油機機體上的傳感器對其運行過程中的狀態進行實時監控。水溫傳感器通常用來監控柴油機運行過程中冷卻液的溫度，冷卻液溫度間接反映當前柴油機是否運行良好。控制系統對該傳感器的檢測通常為短路和斷路檢測，不能完全覆蓋傳感器異常時的狀態，當控制系統對水溫傳感器的故障診斷失誤時，容易採取錯誤的控制使柴油機功率降低甚至停機。因此，為使柴油機運行穩定，控制系統能夠準確判斷柴油機冷卻液溫度的狀態，需要採取一種新的故障診斷方法對水溫傳感器進行實時監控。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明旨在提出一種柴油機中水溫傳感器故障的診斷方法，以提供一種能夠全面、準確的判斷當前柴油機冷卻液溫度的狀態、不易誤判、並在水溫出現異常時，能夠及時採取措施保證柴油機正常運行的水溫傳感器故障的診斷方法。
為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：
一種柴油機中水溫傳感器故障的診斷方法，包括步驟一：故障診斷模塊根據當前水溫傳感器信號濾波前的電壓值，判斷其是否超出設定的上限和下限，並診斷當前水溫傳感器的故障狀態；
步驟二：當診斷結果為完全故障時，則通過顯示模塊對故障進行顯示；若診斷結果為正常時，則進行步驟三；
步驟三：故障診斷模塊根據當前柴油機的運行狀態、當前濾波後的水溫信號和機油溫度信號，再次判斷當前水溫信號是否合理；
步驟四：若診斷的水溫信號為完全故障，則通過顯示模塊對故障進行顯示；若診斷的水溫信號合理，則進行步驟五；
步驟五：故障診斷模塊根據當前柴油機的運行狀態、當前濾波後的水溫信號和當前的柴油機運行溫度動態，再次判斷當前水溫的狀態是否正常，並通過顯示模塊進行顯示。
相對於現有技術，本發明所述的柴油機中水溫傳感器故障的診斷方法具有以下優勢：
(1)本發明所述的柴油機中水溫傳感器故障的診斷方法，在水溫傳感器斷路、短路檢測的基礎上，通過水溫與機油溫度信號相互校驗和水溫動態校驗的方法對水溫進一步檢測，使水溫傳感器故障診斷更加全面、準確。
本發明創造的另一目的在於提出一種柴油機中水溫傳感器故障的診斷裝置，以提供一種全面、準確判斷當前柴油機冷卻液溫度的狀態；並在水溫異常時，能夠保證柴油機正常運行的水溫傳感器故障的診斷裝置。
為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：
一種柴油機中水溫傳感器故障的診斷裝置，包括AD採集模塊、水溫監控模塊和顯示模塊，所述水溫監控模塊包括水溫電壓檢測單元、水溫與機油溫度信號相互校驗單元、水溫動態檢測單元和DFC故障診斷單元，所述AD採集模塊用來採集水溫傳感器和機油溫度傳感器的信號，並發送給所述水溫電壓檢測單元、所述水溫與機油溫度信號相互校驗單元和所述水溫動態檢測單元，
所述水溫電壓檢測單元將檢測到的信號分別發送給所述DFC故障診斷單元和所述水溫與機油溫度信號互相校驗單元，所述水溫與機油溫度信號相互校驗單元將校驗信號分別傳遞給所述DFC故障診斷單元和所述水溫動態檢測單元，所述水溫動態檢測單元將動態校驗信號發送給所述DFC故障診斷單元，所述DFC故障診斷單元將診斷信息傳遞給所述顯示模塊。
進一步的，所述AD採集模塊的型號為ADAM-4015。
進一步的，所述顯示模塊的外部設有指示燈。
所述柴油機中水溫傳感器故障的診斷方法與上述柴油機中水溫傳感器故障的診斷裝置相對於現有技術所具有的優勢相同，在此不再贅述。
附圖說明
構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
圖1為本發明實施例所述的水溫傳感器故障診斷裝置的結構示意圖；
圖2為本發明實施例所述的水溫傳感器故障診斷裝置的工作流程圖；
圖3為本發明實施例所述的水溫合理性檢測功能驗證圖；
圖4為本發明實施例所述的水溫動態檢測的功能驗證圖。
附圖標記說明：
10-AD採集模塊；20-水溫監控模塊；21-水溫電壓檢測單元；22-水溫與機油溫度信號相互校驗單元；23-水溫動態檢測單元；24-DFC故障診斷單元；30-顯示模塊。
具體實施方式
需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」等僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」等的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。
柴油機中水溫傳感器故障的診斷方法，包括步驟一：故障診斷模塊根據當前水溫傳感器信號濾波前的電壓值，判斷其是否超出設定的上限和下限，並診斷當前水溫傳感器的故障狀態；
步驟二：當診斷結果為完全故障時，則通過顯示模塊對故障進行顯示；若診斷結果為正常時，則進行步驟三；
步驟三：故障診斷模塊根據當前柴油機的運行狀態、當前濾波後的水溫信號和機油溫度信號，再次判斷當前水溫信號是否合理；
步驟四：若診斷的水溫信號為完全故障，則通過顯示模塊對故障進行顯示；若診斷的水溫信號合理，則進行步驟五；
步驟五：故障診斷模塊根據當前柴油機的運行狀態、當前濾波後的水溫信號和當前的柴油機運行溫度動態，再次判斷當前水溫的狀態是否正常，並通過顯示模塊進行顯示。
柴油機中水溫傳感器故障的診斷裝置，如圖1和圖2所示，包括AD採集模塊10、水溫監控模塊20和顯示模塊30，所述水溫監控模塊20包括水溫電壓檢測單元21、水溫與機油溫度信號相互校驗單元22、水溫動態檢測單元23和DFC故障診斷單元24，
所述AD採集模塊10用來採集水溫傳感器和機油溫度傳感器的信號，並發送給所述水溫電壓檢測單元21、所述水溫與機油溫度信號相互校驗單元22和所述水溫動態檢測單元23，
所述水溫電壓檢測單元21將檢測到的信號分別發送給所述DFC故障診斷單元24和所述水溫與機油溫度信號互相校驗單元22，所述水溫與機油溫度信號相互校驗單元22將校驗信號分別傳遞給所述DFC故障診斷單元24和所述水溫動態檢測單元23，所述水溫動態檢測單元23將動態校驗信號發送給所述DFC故障診斷單元24，所述DFC故障診斷單元24對檢測結果進行確認，所述DFC故障診斷單元24將診斷信息傳遞給所述顯示模塊30，對水溫傳感器的故障狀態進行實時顯示。
所述AD採集模塊10的型號為ADAM-4015。
所述顯示模塊30的外部設有指示燈，當診斷的水溫傳感器出現故障時，故障指示燈亮，否則，故障指示燈滅，方便工作人員及時發現並採取相關措施。
水溫電壓檢測單元21的工作過程為：
如果當前水溫電壓值大於設定的水溫電壓的高限，則當前水溫電壓值狀態為超上限；如果當前水溫電壓值低於設定的水溫電壓的低限，則當前水溫電壓值狀態為低下限；如果當前水溫電壓值在設定的水溫電壓的低限和高限之間，則當前水溫電壓值的狀態為正常。
水溫與機油溫度信號相互校驗單元22的工作過程為：
柴油機起動成功後，柴油機正常運行的時間計數器開始計數，當時間計數器累加到設定值1，如果水溫電壓值正常，該功能模塊使能；
此時，如果機油溫度大於預先設定的機油溫度1，水溫與機油溫度信號互相校驗計數器開始計數，當水溫與機油溫度信號互相校驗計數器累加到設定值2時，如果當前水溫大於預先設定的機油溫度2，則當前水溫合理性檢測狀態的結果為合理。
水溫動態檢測單元23的工作過程為：
柴油機起動成功後，柴油機正常運行的時間計數器開始計數，當時間計數器累加到水溫度動態檢測設定值，且當前的柴油機轉速大於設定轉速、當前單體泵噴射油量大於設定油量時，熱機過程計數器開始計數，當時間計數器達到設定值後，熱機過程計數器計算當前水溫和起動時的柴油機溫度差值，在當前水溫合理性檢測狀態結果為合理的情況下，如果當前水溫大於設定的水溫1或者當前水溫和起動時的柴油機溫度差值大於設定的水溫2，則當前水溫動態檢測狀態的結果為正常。
DFC故障診斷單元24的工作過程為：
分為故障確認過程和故障恢復過程兩個部分；故障確認時，如果當前水溫電壓超出上限，則水溫電壓高上限狀態計數器累積一次，在下一個循環如果當前水溫電壓仍然超出上限，計數器繼續累加，直到達到設定值，此時，當水溫電壓為超上限故障；
如果當前水溫電壓低於下限，則水溫電壓低下限狀態計數器累積一次，在下一個循環如果當前水溫電壓仍然低於下限，計數器繼續累加，直到達到設定值，此時，水溫電壓為低下限故障；
如果當前水溫合理性檢測狀態結果為不合理，則水溫合理性檢測狀態計數器累積一次，在下一個循環如果當前水溫合理性檢測狀態仍然為不合理，計數器繼續累加，直到達到設定值，此時，水溫合理性檢測狀態結果為不合理；
如果當前水溫動態檢測狀態為異常，則水溫動態檢測狀態計數器累積一次，在下一個循環如果當前水溫動態檢測狀態仍然為異常，計數器繼續累加，直到達到設定值，此時，水溫動態檢測狀態結果為異常。故障恢復的處理過程與故障確認過程類似。
柴油機中水溫傳感器故障的診斷裝置的工作流程為：
程序開始後，
步驟S11：計算當前水溫傳感器信號的電壓，並設定上限值和下限值；
步驟S12：水溫電壓檢測單元21通過設定的水溫電壓的閾值判斷當前水溫電壓的狀態，並傳遞給DFC故障診斷單元24確定當前水溫電壓的故障狀態；
步驟S13：根據當前水溫電壓故障狀態，在水溫電壓確認為完全故障之前，DFC故障診斷單元24重新計算當前水溫的電壓；
步驟S14：如果當水溫電壓完全故障，DFC故障診斷單元24則不進行後續判斷，直接執行步驟S41，此時水溫傳感器的故障為水溫傳感器線路斷開或者短路，根據故障指示燈顯示的閃碼可以進一步確定水溫傳感器的狀態；如果水溫電壓完全正常，繼續執行步驟S21；
步驟S21：水溫電壓檢測單元21根據水溫電壓與水溫特性計算當前濾波後的水溫值；
步驟S22：如果機油溫度電壓值正常並且柴油機運行時間達到設定值，則執行步驟S23；如果未達到設定值，直接執行步驟S41，此時說明水溫傳感器合理性校驗的條件不滿足，待程序在下一個循環繼續進行檢測；
步驟S23：水溫與機油溫度信號相互校驗單元22比較當前濾波後的水溫值是否達到設定值，將比較結果傳遞給步驟S24；
步驟S24：利用DFC故障診斷單元24確定水溫與機油溫度合理性校驗結果；否則，執行步驟S25；
步驟S25：如果當前水溫合理性檢測結果為完全故障，則不進行後續判斷，直接執行步驟S41，此時水溫傳感器的故障為水溫合理性檢測異常；如果水溫信號合理性檢測正常，繼續執行步驟S31；
步驟S31：如果水溫達到動態檢測設定值，並且動態檢測的時間達到設定值，繼續執行步驟S32；否則直接執行步驟S41，此時說明水溫傳感器合理性校驗的條件不滿足，待程序在下一個循環繼續進行檢測；
步驟S32：水溫動態檢測單元23對水溫與動態檢測的設定值比較，將比較結果傳遞給步驟S34；
步驟S34：通過DFC故障診斷單元24判斷當前水溫是否通過動態檢測，之後執行步驟S41；如果水溫動態檢測未通過，此時水溫傳感器的故障為水溫動態檢測異常，在完成本次循環的水溫傳感器故障診斷過程後，進入下一個循環的水溫傳感器故障診斷檢測；
步驟S41：顯示模塊30對水溫故障顯示；
水溫故障診斷結束。
實驗數據：
(1)如圖3所示，柴油機運行10s後，合理性校驗計數器計時30s後，在機油溫度大於80℃且水溫小於60℃時,水溫合理性檢測狀態值達到767，表示水溫合理性檢測的結果為當前水溫不合理。
(2)如圖4所示，柴油機運行300s後，水溫與柴油機起動時的溫度相差只有2℃，此時，水溫動態檢測的狀態值達到767，表示水溫動態檢測的結果為當前水溫異常。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。