CN102162392A

CN102162392A - 用于诊断风扇的方法和装置

Info

Publication number: CN102162392A
Application number: CN2011100397154A
Authority: CN
Inventors: P.维尔奇
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2031-02-17
Also published as: US8853986B2; DE102010002078A1; US20110199036A1; CN102162392B

Abstract

本发明涉及一种用于诊断风扇的方法和装置。特别是用于诊断内燃机（1）的冷却循环中的风扇（20）的方法，其中，得出驱动风扇（20）的电流（34）。用一种规定的触发信号（30）触发风扇（20），并且根据在这期间得出的电流（34）来判断风扇（20）是否有故障。

Description

用于诊断风扇的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于诊断风扇的方法。用于诊断风扇的装置也是本发明的主题。此外，计算机程序、电存储介质以及控制和调节装置也是本发明的主题。

背景技术

在美国为了满足OBDII法规的要求汽车的所有对排气重要的部件都必须经过控制或者调节内燃机的装置即所谓的控制器的诊断。

当将马达风扇用于诊断汽车的对排气重要的部件时也要对马达风扇进行诊断。现有技术已公开了一些用于诊断风扇的方法。在许多方案中借助温度传感器判断风扇的冷却能力。另一些方法是利用转速传感器，以监控风扇的转动运动。

这些附加的传感器要求在汽车的电缆束中设置附加的导线。此外，为了满足OBDII法规的要求也必须对这些附加的传感器本身进行诊断。

发明内容

在根据本发明的方法中用规定的触发信号对风扇进行触发，并且根据所得出的电流诊断风扇是否有故障，根据本发明的方法具有下述优点，即可无附加传感器地对风扇进行诊断。

在一个有利的方案中用一个最大可能的触发信号触发风扇。这种做法的优点是，根据本发明的方法特别可靠。

当从得出的电流中推导出来的数值不低于一个可规定的电流数值时则，诊断风扇有故障。这种做法的特别好处是能特别可靠地识别运行困难的风扇。

当从得出的电流中推导出来的数值直到一个可规定的时刻都不低于一个可规定的电流数值时，则诊断风扇有故障，这样在一个规定的时刻以后可结束根据本发明的方法，因此本方法特别可靠。

若将所得出的电流本身用作从得出的电流中推导出来的数值，则根据本发明的方法特别简单。当得出的电流的平整值(Glättung)用作从得出的电流中推导出来的数值时，则根据本发明的方法特别可靠地对付有噪声的(verrauschte)信号。

当根据所得出的电流的波动性诊断故障时则这种做法具有特别的优点，即可识别出风扇的转子有损伤。

当波动性超过一个可规定的波动性数值时诊断出一个故障，这样用于诊断故障的方法可特别简单地实现。故障被诊断，当波动性在一个可规定的时间间隔内超过一个可规定的波动性数值时，则在一个规定的时刻之后可结束这个诊断方法。因此这个诊断方法是特别可靠的。

在根据本发明的方法中诊断一种故障，当波动性超过可规定的波动性数值时则，之前所检测的电流信号低于一个可规定的第二电流数值，则可借助特别简单的装置可靠地设计波动性的计算。当用检测到的电流信号的振幅描述波动性时，则得出波动性特别简单。

附图说明

下面参考附图对本发明的一些实施形式进行更加详细的说明。

图1：具有风扇的冷却循环的简图。

图2：风扇运行困难时的诊断方法简图。

图3：风扇的转子有损伤时的诊断方法简图。

图4：诊断方法的示意流程图。

具体实施方式

图1示出内燃机1、第一冷却剂导管3、第二冷却剂导管5和一个恒温器7。第一冷却剂导管3和第一连接点2、第二连接点6一起组成用于冷却内燃机1的第一冷却剂回路。第二冷却剂导管5和第一连接点2、第二连接点6、冷却器18和恒温器7一起形成第二冷却剂回路。这个第一冷却剂回路或第二冷却剂回路装有冷却剂，例如水。恒温器7在第一冷却剂回路和第二冷却剂回路之间转换。在低温时恒温器7是关闭的，并且冷却剂流过第一冷却剂回路和内燃机1。在高温时恒温器7被打开，并且冷却剂流过第二冷却剂回路5和内燃机1。

在图1中也示出了风扇20、电压源22、开关装置24、用于检测电流的装置26和诊断装置28。电压源22、风扇20、开关装置24和用于检测电流的装置26为电串联。诊断装置28将触发信号30传输到开关装置24。例如触发信号具有信号数值“接通”和“断开”。但是也可以设想这样的触发信号30，这样的触发信号允许在“接通”和“断开”之间有其它的中间数值。当触发信号30具有数值“接通”时，风扇开始旋转运动32。当触发信号30具有数值“断开”时，则风扇20停止。当风扇20作旋转运动32时，它消耗电流，用电流检测装置26检测该电流。

电流检测装置26将检测到的电流信号34继续传输到诊断装置28。在根据本发明的方法中现在诊断装置28用一个规定的触发信号30来触发开关装置24，并且分析检测到的电流信号34。根据得出的电流信号34诊断有故障的马达风扇。

图2用图说明运行困难的风扇的诊断方法。图2a在横坐标上示出了时间t，在纵坐标上示出了从得出的电流34中推导出的数值，其用附图标记IAKT表示。在实施例中这个推导出来的数值IAKT是一个众所周知地有噪声的得出的电流34的平整值，例如是滑顺的平均值。然而，当所求得的电流34的噪音足够小时，为的是能可靠地实施下述说明的方法，则也可以设想，推导出来的数值IAKT就是电流数值本身。

附图标记40表示无故障的风扇的得出的电流的曲线。用附图标记42、44表示运行困难的风扇的两条曲线。也示出可规定的电流数值50，该电流数值直到可规定的时刻52时必须不低于得出的电流IAKT的平整值，这样，诊断装置28就诊断马达风扇没有故障。但是当不是到可规定的时刻不超过可规定的电流数值50时，诊断装置28判定有故障。

有利地根据风扇20的特性如此地选择可规定的电流数值50，即无故障的风扇20的得出的电流IAKT的平整值的曲线可靠地低于可规定的电流数值50。此外，有利地根据风扇20的特性如此地选择可规定的电流数值50，即有故障的风扇20的得出的电流IAKT的平整值的曲线肯定不，或者肯定不是直到可规定的时刻52不低于可规定的电流数值。

根据风扇20的特性和风扇20的样本差异如此有利地选择可规定的时刻52，即它和选择可规定的电流数值50相组合地引起虽然存在样本差异但仍然尽可能可靠地区分有故障的风扇20和无故障的风扇20。

图2b示出触发信号30的时间曲线。在横坐标上示出时间t，在纵坐标上示出触发信号30。在所示的实施例中触发信号30的数值在诊断方法开始时由最小可能的数值，例如0，跃升到最大可能的数值。但是通常也可以使触发信号从第一数值跃升到第二数值。然后必须如此地选择第一数值，即风扇20不作旋转运动，或者停止。然后必须如此地选择第二数值，即风扇20作旋转运动32。若触发信号30是数字的，则该信号例如从“断开”（aus）跃升到“ein”（接通）。紧接着在本实施例中这个触发信号对于诊断方法的曲线保持不变。

当触发信号跳到“接通”后，流过风扇电动机的得出的电流相当于最大的起动电流。随着旋转运动32的转速的增加在最大转速时这个起动电流过渡(einschwingt)到最小值。在图2a中所示出的得出的电流34的时间曲线40、42、44示出了这种特征特性。

与无故障的风扇相对应的曲线40，从图中可看到在可规定的时刻52降到低于可规定的电流数值50。因此诊断装置28诊断风扇无故障。与运行困难的风扇相对应的电流曲线44没有下降到可规定的电流数值50。因此诊断装置28诊断这个运行困难的有故障的发动机。也是与运行困难的风扇42相对应的电流曲线42虽然已降到可规定的电流数值50以下，但是它不是到可规定的时刻52。因此，诊断装置28判定这个运行困难的发电动风扇有故障。

图3是用图说明马达风扇的转子受损伤时的诊断方法。当风扇运行顺畅时根据在图2a中说明的诊断方法是无故障，但是转子受损严重，这样它的冷却能力下降很大，这样，由于风扇20的不稳定的旋转运动32这个得出的电流的波动性提高了。在实施例中得出的电流的波动性是通过得出的电流的振幅表示的。在图3a中示出了无故障风扇和转子受损的风扇的检测信号34的时间曲线。在横坐标上示出时间t，在纵坐标上示出了得出的电流34的用附图标记IAKT表示的平整值。无故障的风扇的电流曲线用附图标记60表示。转子受损的风扇的电流曲线用附图标记62表示。图3b和图2b相应，并且示出触发信号30和时间t的关系的时间曲线。所示出的电流曲线60和62首先类似于在图2a中图示的电流曲线40、42和44具有下降的特性，并且示出在某段时间之后它具有绕一个比较恒定的数值的振荡特性。这个振荡特性例如在一个可规定的时间段70期间，或者在得出的电流的数值低于一个第二个可规定的电流数值72之后可由诊断装置28分析。

通常如此有利地选择第二可规定的电流数值72或可规定的时间段70，即当风扇20无故障，并且触发信号具有根据本发明描述的曲线时能可靠地得出在可规定的时间间隔70中，或者从第二可规定的电流数值72起得出的电流的波动性。

在本实施例中有利地第二可规定的电流数值72或可规定的时间段是如此选择的，即当风扇20无故障，并且触发信号30具有根据本发明描述的时间曲线时能可靠地将所得出的电流信号的振幅作为可规定的时间间隔70内，或者从第二可规定的电流数值72起的所得出的电流的最大值和最小值的差得出。

下面，在本实施例中用图说明在可规定的时间段70内分析得出的电流曲线的平整值的振幅。所得出的电流曲线60的振幅IDIAGAMP—在本实施例中它被定义为电流曲线60的最大值IDIAGMAX和电流曲线60的最小值IDIAGMIN之间的差—在本实施例中表示得出的电流曲线的平整值的波动性的特性。附图标记80表示这种波动性。附图标记82表示得出的电流曲线62的平整值的一个类似规定的第二波动性。如图所示，这个第二波动性82—它相应于有缺陷的转子—明显地大于相应于无故障的风扇的波动性80。图中也示出了一个可规定的波动性数值84。当得出的电流数值的平整值的波动性小于这个可规定的波动性数值84时，诊断装置28判定这个风扇无故障。当这个波动性大于这个可规定的波动性数值84时，诊断装置28判定这个转子有损伤的风扇为有故障。在本实施例中在示出的无故障的风扇中其波动性80小于可规定的波动性数值84，这即诊断无故障的风扇。在图中示出的转子有故障的风扇中的第二波动性82比可规定的波动性数值84要大，因此这诊断带有有缺陷的转子的风扇。

有利地如此地选择可规定的波动性数值84，即在考虑风扇20的同类元件的参数差异的情况下无故障风扇的波动性80小于可规定的波动性数值84；并且有故障的风扇的第二波动性82大于可规定的波浪性数值84。

有利地这样一些实施形式，在这样一些实施形式中用于识别运行困难的风扇20的诊断方法和用于识别转子有损伤的风扇20的诊断方法结合起来使用。

图4示出了示范性地执行这种根据本发明的诊断方法的运行图。

步骤200和202检查，是否诊断方法已起动，步骤204包含初始化，并且在步骤206中接通触发信号30。步骤208检查，是否诊断方法已结束，在步骤220中读出检测的电流34，在步骤222、224和226中检查，是否电流曲线60的平整值数值在可规定的时刻52之前低于可规定的电流数值50，并且在步骤225、228、230、232和234中得出电流曲线60的平整值的最大值IDIAGMAX和最小值IDIAGMIN。步骤210、214和218检查诊断出什么样的故障，紧接着在步骤212、216和220中实施相应的措施。

步骤200表示诊断方法的开始。紧接着是步骤202。在步骤202中例如审查是否达到低速的运行状态或者汽车停止状态，这样就应估计到有轻微的行车风。若情况是这样，则用步骤204继续进行。若情况不是这样，则返回到步骤200。

在步骤204中从诊断装置28的存储器中读出一些变量。在本实施例中这些变量是N-IMAX，它表示一个电流数值（例如10安培），这个数值肯定不被所得出的电流34或者它的平整值IAKT所超过，N-IMIN，它表示一个电流数值（例如0安培），这个数值肯定不高于所得出的电流34，或者它的平整值IAKT，可规定的电流数值50，可规定的时刻52以及可规定的时间段70。代替可规定的时间段70地也可读出第二可规定的电流数值72。将变量N-IDIAGMAX放置到数值N-IMIN上，将变量N-IDIAGMIN放置到数值N-IMAX上，并且将变量L-IF放置到数值FALSE上。紧接着的是步骤206。

在步骤206中将由诊断装置28传输到开关装置24的触发信号30从数值“断开”放置到数值“接通”上。紧接着是步骤208。在步骤208中检查，是否满足了诊断方法的中断条件。这个中断条件例如可通过下述措施产生，即实际的时刻位于可规定的时间段70结束之后，实际的时刻位于可规定的时刻52之后或者例如实际的诊断方法的持续时间大于最大的诊断持续时间。当这个中断条件得到满足时就分支到步骤210。当这个中断条件未满足时继续分支到步骤220。

在步骤220中将变量N-IAKT放置到实际得出的电流信号34的平整值数值上。紧接着是步骤222。在步骤222中检查实际的时刻t是否位于可规定的时刻52的前面。若是，则进入步骤224。若不是，则执行步骤225。

在步骤224中检查，变量N-IAKT的数值是否小于可规定的电流数值50的数值。若情况是这样，则分支到步骤226。若情况不是这样，则进入步骤225。

在步骤226中将变量L-IF放置到数值TRUE上。紧接着是步骤225。

在步骤225中检查，实际的时刻t是否位于可规定的时间段70的内部。代替地可检查，变量N-IAKT的数值是否小于第二可规定的电流数值72。若情况是这样，接着是步骤228。若情况不是这样，则回复到步骤208。

在点228检查，变量N-IAKT的数值是否小于变量N-IMAX的数值。若情况是这样，则分支到步骤230。若情况不是这样，则进入步骤232。

在步骤230将变量N-IDIAGMIN放置到变量N-IAKT的数值上。接下来的是步骤232。

在步骤232中检查，变量N-IAKT的数值是否大于变量N-IMIN的数值。若情况是这样，则紧接着的是步骤234。若情况不是这样，则返回到步骤208。

在步骤234中将变量N-IDIAGMAX的数值放置到变量N-IAKT的数值上。紧接着返回到步骤208中。

在步骤210中检查变量L-IF的数值是否为值FALSE。若情况是这样，则接着是步骤212。若情况不是这样，则紧接着是步骤214。

现在在步骤212中诊断，马达风扇的转子运行困难，也就是有缺陷。紧接着在控制器的故障寄存器中记录一个故障标记，或者给驾驶员输出一个可见的或者声音的报警。

在步骤214中检查，两个变量N-IDIAGMAX和N-IDIAGMIN的差的绝对值是否大于可规定的波动性数值84。若情况是这样，则接下来是步骤216。若情况不是这样，则接下来的是步骤218。

现在在步骤216中诊断出，风扇的转子受损，也就是有缺陷。紧接着例如记录到控制器的故障寄存器中，或者给驾驶人员发出声学的或者可见的报警。

在步骤218中检查，是否在步骤210和步骤214中检查的结果分别为“否”。若情况是这样，则分支到步骤220。若情况不是这样，则在控制器中记录下来，曾执行过该诊断方法；并且诊断风扇有故障，并且分支到步骤200。

在步骤220中诊断马达风扇没有故障。紧接着在控制器中记录下来，曾执行过该诊断方法并且诊断风扇没有故障。紧接着分支到步骤200。

Claims

1.用于诊断特别是内燃机（1）的冷却循环中的风扇（20）的方法，其中，得出驱动风扇（20）的电流（34），其特征在于，用规定的触发信号（30）触发风扇（20），并且根据在此得出的电流（34）来诊断风扇（20）是否有故障。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，规定的触发信号（30）相应于风扇（20）的最大触发信号。

3.按照前述权利要求的任一项所述的方法，其特征在于，规定的触发信号（30）是恒定的。

4.按照前述权利要求的任一项所述的方法，其特征在于，当从得出的电流（34）中推导出来的数值（IAKT）不低于可规定的电流值（50）时，则诊断第一故障。

5.按照权利要求1至3的任一项所述的方法，其特征在于，当从得出的电流（34）中推导出来的数值（IAKT）直到可规定的时刻（52）不低于可规定的电流值（50）时则诊断第一故障。

6.按照权利要求4或5所述的方法，其特征在于，从得出的电流（34）中推导出来的数值（IAKT）是得出的电流（34）本身。

7.按照权利要求4或5所述的方法，其特征在于，从得出的电流（34）中推导出来的数值（IAKT）是得出的电流（34）的数值的平整值。

8.按照前述权利要求的任一项所述的方法，其特征在于，根据从得出的电流（34）中推导出来的数值（IAKT）的波动性（80）诊断第二故障。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，当波动性（80）超过可规定的波动性数值（84）时诊断第二故障。

10.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，当波动性（80）在可规定的时间间隔（70）内超过可规定的波动性数值（84）时诊断第二故障。

11.按照权利要求9或10的任一项所述的方法，其特征在于，在所检测的电流信号（34）低于第二可规定的电流数值（72）以后波动性（80）超过可规定的波动性数值（84）时，则诊断第二故障。

12.按照权利要求8至11的任一项所述的方法，其特征在于，通过从得出的电流（34）中推导出来的数值（IAKT）的振幅（IDIAGAMP）描述波动性（80）。

13.计算机程序，其特征在于，为了在按照前述权利要求的任一项的方法中的应用而编制计算机程序。

14.用于诊断特别是在内燃机（1）的冷却循环中的风扇（20）的装置，具有用于得出驱动风扇（20）的电流（34）的装置，其特征在于，设置用于用规定的触发信号（30）触发风扇（20）的装置（24）；并且设置诊断装置（28），它可根据得出的电流（34）诊断风扇（20）是否有故障。

15.特别是用于内燃机（1）的冷却循环的风扇的诊断装置（28）的电存储单元，其特征在于，在其上编制用于使用按照权利要求1至12的任一项所述的方法的计算机程序。

16.特别是用于内燃机（1）的冷却循环的风扇（20）的诊断装置（28），其特征在于，将该装置被编程用于使用按照权利要求1至12的任一项所述的方法。