CN105840542B - 冷却风扇状态检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冷却风扇状态检测装置及其检测方法。所述检测装置连接冷却风扇的电源及继电器，且包括；获取模块，用于获取继电器被关闭之前和关闭之后的电源的电性能参数；及判断模块，用于将所述电性能参数与预设值进行比较，判断冷却风扇是否处于停滞。本发明通过检测继电器关闭前后的电源电流或电源电压的变化情况，来判断冷却风扇是否处于异常(如堵塞)，在熔断器和保险丝质量较差或选型不对的情况下，能迅速发现风扇的停滞异常，及时发现险情，避免了汽车火灾的危险，大大降低了安全隐患。

Description

冷却风扇状态检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及汽车电子领域，尤其涉及一种冷却风扇状态检测装置及其检测方法。

背景技术

大部分汽车都是利用冷却风扇来促进空气流经散热器，而现有的冷却风扇通常具备多种转速，目的是为了降低工作时的噪音，转速越快会导致噪音越大，所以在没有高转速要求的情况下冷却风扇通常都以较低转速运行。实践中，这类具备多种转速的冷却风扇都会连接一个串联电阻，当冷却风扇处于低转速的情况下，串联电阻将会分担大部分的电流，造成了电能浪费，并且风扇连续低转速运行会导致串联电阻严重发热，而且，当冷却风扇的电机停止工作(或堵塞)时，系统中的电流会急剧增大，这样会造成多方面的影响，例如，会直接导致电阻和导线的温度急剧升高，进而促使热熔断器断开，甚至系统中的保险丝也会因此而烧断，这些都是系统出于自我保护而做出的响应。

然而，现实中依然存在引发安全事故的可能，在有些情况下，因设计或选材的原因，当冷却风扇电机停止或堵塞工作后，电流急剧增大而产生的巨大热量，并没有促使系统中的熔断器和保险丝及时断开，由此导致某些易燃易熔的材料在高温下熔化或燃烧，这类事件大多发生在保险丝控制不佳或选型不当的情况。可见，若能及时监测冷却风扇电机的状态，就能及时了解电机是否处于停止或堵塞状态，一旦发现电机堵塞，便可采取相应的应对措施，这样必能大大降低安全隐患的发生。

发明内容

本发明的目的在于解决上述部分或全部技术问题，提供一种冷却风扇状态检测装置及其检测方法。

为实现上述目的，本发明采用一种冷却风扇状态检测装置，其连接冷却风扇的电源及继电器，该检测装置包括；

获取模块，用于获取继电器关闭前后的电源的电性能参数；及

判断模块，用于将所述电性能参数的差值与预设值进行比较，判断冷却风扇是否处于停滞。

进一步地，该检测装置还包括：通知模块，用于发送冷却风扇停滞的信息。

进一步地，所述检测装置还包括：时间模块，用于调节所述获取模块获取电性能参数的时间。

进一步地，所述获取模块与所述电源连接，所述电性能参数为电源电压。

进一步地，所述判断模块与获取模块连接，用于将所述电源电压的差值与预设值比较，当差值达到所述预设值时，判断冷却风扇处于停滞。

进一步地，所述获取模块通过电流传感器与所述电源连接，所述电性能参数为电源电流。

进一步地，所述判断模块与获取模块连接，用于将所述电源电流的差值与预设值比较，当差值小于预设值时，判断所述冷却风扇处于停滞。

本发明还公开一种冷却风扇状态检测方法，包括：

获取冷却风扇继电器关闭前、后的电源电性能参数；及

将所述电性能参数的差值与预设值进行比较，判断冷却风扇是否处于停滞。

进一步地，所述电源电性能参数是指电源电压。

进一步地，“将所述电性能参数的差值与预设值进行比较，判断冷却风扇是否处于停滞”包括：将所述电源电压的差值与预设值比较，若差值达到预设值时，则判断所述冷却风扇处于停滞。

进一步地，“获取冷却风扇继电器关闭前、后的电源电性能参数”包括：通过电流传感器获取继电器被关闭之前和被关闭之后的电源电流。

进一步地，“将所述电性能参数的差值与预设值进行比较，判断冷却风扇是否处于停滞”包括：将电源电流的差值与预设值比较，若差值小于预设值，则判断所述冷却风扇处于停滞。

进一步地，该检测方法还包括：当判断冷却风扇停滞时，发送冷却风扇停滞的信息。

与现有技术相比，本发明通过检测继电器关闭前、后的电源电流或电源电压的变化情况，来判断冷却风扇是否处于异常(如堵塞)，在熔断器和保险丝质量较差或选型不对的情况下，能迅速发现风扇的停滞异常，及时发现险情，避免了汽车火灾的危险，大大降低了安全隐患。

附图说明

图1本发明冷却风扇状态检测装置的连接示意图。

图2本发明冷却风扇状态检测装置在一种实施例中的控制器的连接示意图。

图3本发明冷却风扇状态检测装置在另一种实施例中的控制器的连接示意图。

图4本发明冷却风扇状态检测方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种冷却风扇状态检测装置及其检测方法，用于检测冷却风扇的运行状态，以便及时发现冷却风扇是否处于停滞状态，并将检测到的异常及时告知使用者，由此来降低因风扇停滞(如被堵塞)而带来的安全隐患。

在本发明的较佳实施例中，提供一种冷却风扇状态检测装置，如图1所示，其包括冷却风扇、与冷却风扇连接的调速电阻、连接冷却风扇的继电器、与继电器连接的电源、以及连接并控制所述继电器的控制器(如ECU，Electronic Control Unit)。所述调速电阻与所述冷却风扇串联，用于帮助冷却风扇实现不同的转速，所述继电器连接于所述电源和冷却风扇之间，用于帮助冷却风扇获取电源中的电力。所述控制器分别与所述继电器和电源连接，用于控制继电器的开启和关闭，同时，还可用于检测所述电源电压。

值得一提的是，本发明所述的控制器通过控制继电器的开启和关闭来接通或断开所述冷却风扇的供电，如图2所示，在一种实施例中，所述控制器包括：

获取模块，用于获取继电器被关闭之前和关闭之后的电源电压；

判断模块，用于比较关闭前后的电源电压的差值，判断冷却风扇是否处于停滞；

执行模块，用于在判断冷却风扇停滞后关闭所述继电器；及

通知模块，用于发送冷却风扇停滞的信息。

其中，所述获取模块与所述电源连接，以在继电器被关闭之前获取电源电压(设为V1，例如在继电器被关闭之前1秒时间内获取的电压)，由于继电器关闭后的一段非常短的时间T1内(比如100ms)，所述电源电压将会出现急剧下降，在此之后，由所述获取模块在一段时间T2内继续检测所述电源电压(设为V2)，这段时间可根据需要通过一时间模块进行设定，在一种实施例中，所述时间优选1-3秒，所述时间模块设于所述控制器内。

所述判断模块与所述获取模块连接，用于比较继电器关闭前后的电源电压的差值(即V1-V2)，看两者的差值是否达到了预设值，若是，则判断所述冷却风扇处于停滞(停止或堵塞)，反之，则判断所述冷却风扇未发生停滞。具体来说，参图4所示，若继电器关闭后的电源电压V2在一定时间T2内又迅速回升至规定电压等级，该规定电压等级可接近或等于继电器关闭前的电源电压V1，使得V1和V2的差值大大降低或为零，此时，则说明冷却风扇处于正常工作，并未停滞；相反，若继电器关闭后的电源电压V2在一定时间T2内并未回升至规定电压等级，而是依旧维持在低电压(如图4中下侧的V2线)，使得V1和V2的差值达到预设值，则可说明所述冷却风扇出现了停滞。

所述执行模块与所述判断模块相连接，并根据判断模块的判断结果控制所述继电器，具体来说，当判断模块判断冷却风扇处于停滞，则关闭所述继电器，反之，则保持继电器开启状态。

所述通知模块与所述判断模块连接，并根据判断模块的判断结果及时向外发送冷却风扇停滞的信息，以警告相关人员引起注意，具体来说，当判断模块判断冷却风扇处于停滞，则通知模块将向外发送警告信息，以提醒驾驶员，其中，所述警告信息可以包含声音和图形，例如，通过车用总线显示在驾驶舱内的行车电脑仪表盘上，当然，也可以利用无线网络(如蓝牙、Zigbee及3G/4G等)将警告信息发送至远程端(如手机、平板电脑等)，增加了车辆使用人员及时获取信息的途径。

在本发明另一种实施例中，所述冷却风扇电机状态检测装置还包括与所述控制器连接的电流传感器，如图3所示，所述电流传感器与所述电源连接，用于感测电源的电流，并将电流传送给所述控制器内。

在本实施例中，所述控制器内的获取模块与所述获取模块连接，用于获取来自电流传感器的电流，由此，使得所述获取模块可获取继电器被关闭之前的电源电流，当然，所述继电器在关闭之后的一段时间内(可由时间模块设定)，所述获取模块依然可以通过所述电流传感器继续获取电源电流；而控制器内的判断模块则用于将继电器关闭前的电源电流与继电器关闭后的电源电流进行比较，根据其两者的差值判断所述冷却风扇是否处于停滞，当判断冷却风扇处于停滞后，所述执行模块将关闭继电器，同时，所述通知模块将冷却风扇的状态信息向外发送至车辆使用者，方便使用者及时获悉冷却风扇的异常情况。

其中，所述“将继电器关闭前的电源电流与继电器关闭后的电源电流进行比较，根据其两者的差值判断所述冷却风扇是否处于停滞”，是指：将继电器关闭前的电源电流减去继电器关闭后的电源电流，得到两者的差值并将其与预设值比较，若该差值小于预设值，则说明继电器关闭之后的电源电流出现了大幅增加且已接近甚至达到继电器关闭前的电源电流，此时，可判断冷却风扇处于停滞；若该差值大于预设值，则说明继电器关闭之后的电源电流并未出现大幅上升，维持在低电流值，其与继电器关闭前电源电流的差值较大，此时，可判断冷却风扇处于正常并未停滞。

在一种实施例中，所述电源电流都具有一个可调量Q，即电源电流I在面对不同大小和不同类型风扇电机时所允许增加的电流量(设继电器关闭前的电源电流为I1、关闭后的电源电流为I2)，也就是说，在继电器关闭后，所述电源电流I2增加的幅度在可调量范围内的话，属于正常情况，说明冷却风扇正常运行，此时所述预设值可设为：I1-(I2+Q)，所述差值大于预设值；若所述电源电流I2增加的幅度超过可调量范围的话，则属于异常，说明冷却风扇停滞，此时所述差值小于所述预设值，继电器关闭前后的电源电流差值。举例来说，将所述可调量Q设为8A时，若所述电源电流I在继电器关闭之后增加量为20A，远超过可调量范围，使得其与继电器关闭前的电源电流的差值大大降低而小于预设值，则说明此时冷却风扇处于停滞中。

如图4所示，本发明还提供一种冷却风扇状态检测方法，其包括如下步骤：

步骤一：获取继电器被关闭前、后的电源电性能参数；

步骤二：将所述电源电性能参数的差值与预设值进行比较，判断冷却风扇是否处于停滞。

通过步骤一和步骤二即可检测出冷却风扇的状态异常，当然，为了实现更佳的检测效果，降低安全隐患，本发明所述检测方法在步骤二之后还可包括：

步骤三：若判断冷却风扇处于停滞中，则发送冷却风扇停滞的信息。

在一种实施例中，所述电性能参数为电源电压，所述步骤一中，所述“获取继电器被关闭前后的电源电性能参数”是指：获取继电器被关闭之前和关闭之后的电源电压。所述步骤二中，所述“将所述电源电性能参数的差值与预设值进行比较，判断冷却风扇是否处于停滞”是指：将继电器关闭前后的电源电压差值与预设值比较，若差值大于预设值(说明继电器关闭后的电源电压仍然维持低电压，其与继电器关闭前的电源电压差距较大)，则判断所述冷却风扇处于停滞，若差值小于预设值(说明继电器关闭之后的电源电压已经回升并接近或等于关闭前的电源电压)，则判断冷却风扇处于正常并未停滞。

在另一种实施例中，所述步骤一中，所述“获取继电器被关闭前、后的电源电性能参数”是指：通过电流传感器获取继电器被关闭之前的电源电流和继电器被关闭之后的电源电流。所述步骤二中，“将所述电源电性能参数的差值与预设值进行比较，判断冷却风扇是否处于停滞”是指：将继电器关闭前后电源电流的差值与预设值比较，若差值小于预设值，则说明继电器关闭之后的电源电流出现了大幅增加且已接近甚至达到继电器关闭前的电源电流，此时，可判断冷却风扇处于停滞；若差值大于预设值，则说明继电器关闭之后的电源电流仍然维持在低电流值，其与继电器关闭前电源电流的差值较大，此时则判断所述冷却风扇正常并未停滞。

另外，所述步骤三中，“发送冷却风扇停滞的信息”，是指将冷却风扇停滞的信息发送至驾驶舱内或远程端，以告知驾驶人员或管理人员。

综上所述，本发明通过比较继电器关闭前后的电源电流或电源电压，根据两者的差值来掌握其变化情况，并判断冷却风扇是否处于异常(如堵塞)，如此，可很容易地检测出是否存在故障，尤其在熔断器和保险丝质量较差或选型不对的情况下，一旦冷却风扇发生堵塞停滞，将无法依靠熔断器和保险丝来保护系统，而此时，利用本发明的检测方案便能十分容易地发现风扇异常，在保险丝和熔断器无法发挥作用的情况下，依然能及时发现险情，而且本发明的检测过程所需的时间也比熔断器自燃的时间更短，能更快地得到检测结果，避免了汽车火灾的危险，大大降低了安全隐患。

以上所述，仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。

Claims (13)

1.一种冷却风扇状态检测装置，其连接冷却风扇的电源及继电器，其特征在于，该检测装置包括；

获取模块，用于获取继电器关闭前后的电源的电性能参数；及

判断模块，用于将所述电性能参数的差值与预设值进行比较，判断冷却风扇是否处于停滞。

2.如权利要求1所述的冷却风扇状态检测装置，其特征在于，该检测装置还包括：通知模块，用于发送冷却风扇停滞的信息。

3.如权利要求2所述的冷却风扇状态检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括：时间模块，用于调节所述获取模块获取电性能参数的时间。

4.如权利要求1至3任一项所述的冷却风扇状态检测装置，其特征在于，所述获取模块与所述电源连接，所述电性能参数为电源电压。

5.如权利要求4所述的冷却风扇状态检测装置，其特征在于，所述判断模块与获取模块连接，用于将所述电源电压的差值与预设值比较，当差值达到所述预设值时，判断冷却风扇处于停滞。

6.如权利要求1至3任一项所述的冷却风扇状态检测装置，其特征在于，所述获取模块通过电流传感器与所述电源连接，所述电性能参数为电源电流。

7.如权利要求6所述的冷却风扇状态检测装置，其特征在于，所述判断模块与获取模块连接，用于将所述电源电流的差值与预设值比较，当差值小于预设值时，判断所述冷却风扇处于停滞。

8.一种冷却风扇状态检测方法，其特征在于，包括：

获取冷却风扇继电器关闭前、后的电源电性能参数；及

将所述电性能参数的差值与预设值进行比较，判断冷却风扇是否处于停滞。

9.如权利要求8所述的冷却风扇状态检测方法，其特征在于，所述电源电性能参数是指电源电压。

10.如权利要求9所述的冷却风扇状态检测方法，其特征在于，“将所述电性能参数的差值与预设值进行比较，判断冷却风扇是否处于停滞”包括：

将所述电源电压的差值与预设值比较，若差值达到预设值时，则判断所述冷却风扇处于停滞。

11.如权利要求8所述的冷却风扇状态检测方法，其特征在于，“获取冷却风扇继电器关闭前、后的电源电性能参数”包括：通过电流传感器获取继电器被关闭之前和被关闭之后的电源电流。

12.如权利要求11所述的冷却风扇状态检测方法，其特征在于，“将所述电性能参数的差值与预设值进行比较，判断冷却风扇是否处于停滞”包括：

将电源电流的差值与预设值比较，若差值小于预设值，则判断所述冷却风扇处于停滞。

13.如权利要求8至12任一项所述的冷却风扇状态检测方法，其特征在于，该检测方法还包括：当判断冷却风扇停滞时，发送冷却风扇停滞的信息。