CN107271898B - 一种发电机的故障诊断处理方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发电机的故障诊断处理方法与系统，所述方法包括：判断是否监测到所述故障报警信号；若是，则分别在冷机状态或热机状态下，获取与所述发电机连接的所述外接电瓶的电瓶电压，其中所述热机状态为所述发电机在预设温度下静置预设时间后的状态；判断对应的所述电瓶电压是否大于所述电压调节器的调节保护电压，若是，则确定所述电瓶电压高于所述调节保护电压为所述故障报警信号的引发因素。本发明提出的发电机的故障诊断处理方法与系统可以对汽车发电机报出的故障进行实时诊断，提高了用户的实际使用体验，提升了汽车的整体安全性能。

Description

一种发电机的故障诊断处理方法与系统

技术领域

本发明涉及电器设备故障诊断技术领域，特别涉及一种发电机的故障诊断处理方法与系统。

背景技术

众所周知的，汽车发电机是汽车的主要电源，其功用是在发电机正常运转时(怠速以上)，向所有用电设备(起动机除外)供电，同时向蓄电池充电，是汽车中一个非常重要的电器设备，为汽车的正常运转提供了保障。

汽车用发电机可分为直流发电机以及交流发电机，由于交流发电机在许多方面由于直流发电机，目前直流发电机已被淘汰。对交流发电机而言，按照总体结构可以分为以下几类：(1)普通交流发电机，又称为“硅整流发电机”，也即使用时需要配装电压调节器的发电机；(2)整体式交流发电机(发电机和调节器制成一个整体的发电机)；(3)带泵交流发电机(带泵交流发电机安装的泵是真空泵不是真空助力泵，真空助力泵是安装在汽车制动系统上的)；(4)无刷交流发电机；(5)永磁交流发电机(磁极为永磁铁制成的发电机)。

在发电机的实际应用中，车辆有时会报出“发电机对电源短路”故障，而用户往往不知造成报该故障是由何种因素引发的，且没有对应的故障检测系统对故障进行诊断进而确定故障的引发因素，给用户的实际应用带来一定的困惑，降低了实际应用体验，且不利于实际安全行车。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提出一种在实际应用中可以对汽车发电机的故障进行实时诊断并进行对应处理的方法与系统，以提高用户的实际使用体验，提升汽车的整体安全性能。

本发明提出一种发电机的故障诊断处理方法，用于在一汽车上诊断所述发电机故障的引发因素，所述发电机与一外接电瓶相连并为其供电，在所述发电机内设有一电压调节器，所述发电机还与一电子控制单元连接，所述电子控制单元用于接收所述发电机的负载反馈信息并确认是否报出一发电机对电源短路的故障报警信号，其中，所述方法包括：

判断是否监测到所述发电机对电源短路的故障报警信号；

若是，则分别在冷机状态或热机状态下，获取与所述发电机连接的所述外接电瓶的电瓶电压，其中所述热机状态为所述发电机在预设温度下静置预设时间后的状态；

判断对应的所述电瓶电压是否大于所述电压调节器的调节保护电压，若是，则确定所述电瓶电压高于所述调节保护电压为所述发电机对电源短路的故障报警信号的引发因素。

本发明提出的发电机的故障诊断处理方法，当监测到一故障报警信号之后，分别在发电机处于冷机状态或热机状态下，获取对应的与其连接的外接电瓶的电瓶电压，然后判断电瓶电压是否大于调节保护电压，若是，则此时可以确定电瓶电压高于调节保护电压即为引发故障报警的因素。本发明实现了对汽车发电机故障的实时诊断，提高了用户的实际使用体验，提升了汽车的整体安全性能。

所述发电机的故障诊断处理方法，所述负载反馈信息为所述发电机的当前占空比，其中，所述电子控制单元确认报出所述发电机对电源短路的故障报警信号的步骤包括：

接收所述发电机发出的所述当前占空比，判断所述当前占空比是否在预设占空比范围内；

若否，则对应进行一次占空比异常报数并进行累计以得到一当前异常报数值；

若所述当前异常报数值与预设报数值相等时，则所述电子控制单元确认报出所述发电机对电源短路的故障报警信号。

所述的发电机的故障诊断处理方法，其中，在所述确认所述电瓶电压高于所述调节保护电压为所述发电机对电源短路的故障报警信号的引发因素的步骤之后，所述方法还包括：

将所述发电机的故障诊断的开启时间由所述电子控制单元通电时开始诊断切换为所述汽车处于怠速状态下开始诊断。

所述的发电机的故障诊断处理方法，其中，所述方法还包括：

若未监测到所述发电机对电源短路的故障报警信号，且所述发电机分别处于所述冷机状态或所述热机状态，则确定温度不是所述发电机对电源短路的故障报警信号的引发因素。

所述的发电机的故障诊断处理方法，其中，所述调节保护电压为12.8V，所述预设温度为135℃，所述预设时间为2h，所述预设占空比范围为25-32％，所述预设报数值为50。

本发明还提出一种发电机的故障诊断处理系统，用于在一汽车上诊断所述发电机故障的引发因素，所述发电机与一外接电瓶相连并为其供电，在所述发电机内设有一电压调节器，所述发电机还与一电子控制单元连接，所述电子控制单元用于接收所述发电机的负载反馈信息并确认是否报出一发电机对电源短路的故障报警信号，其中，所述系统包括：

信号监测模块，用于判断是否监测到所述发电机对电源短路的故障报警信号；

数据获取模块，用于若监测到所述发电机对电源短路的故障报警信号，则分别在冷机状态或热机状态下，获取与所述发电机连接的所述外接电瓶的电瓶电压，其中所述热机状态为所述发电机在预设温度下静置预设时间后的状态；

故障诊断模块，用于判断对应的所述电瓶电压是否大于所述电压调节器的调节保护电压，若是，则确定所述电瓶电压高于所述调节保护电压为所述发电机对电源短路的故障报警信号的引发因素。

所述发电机的故障诊断处理系统，所述负载反馈信息为所述发电机的当前占空比，其中，所述系统还包括一确认报警模块，所述确认报警模块包括：

接收判断单元，用于接收所述发电机发出的所述当前占空比，判断所述当前占空比是否在预设占空比范围内；

计数单元，用于若所述当前占空比不在所述预设占空比范围内，则对应进行一次占空比异常报数并进行累计以得到一当前异常报数值；

确认报出单元，用于若所述当前异常报数值与预设报数值相等时，则所述电子控制单元确认报出所述发电机对电源短路的故障报警信号。

所述发电机的故障诊断处理系统，其中，所述系统还包括一诊断设置模块，所述诊断设置模块与所述故障诊断模块连接，所述诊断设置模块用于将所述发电机的故障诊断的开启时间由所述电子控制单元通电时开始诊断切换为所述汽车处于怠速状态下开始诊断。

所述发电机的故障诊断处理系统，其中，所述故障诊断模块还用于若未监测到所述发电机对电源短路的故障报警信号，且所述发电机分别处于所述冷机状态或所述热机状态，则确定温度不是所述发电机对电源短路的故障报警信号的引发因素。

所述发电机的故障诊断处理系统，其中，所述调节保护电压为12.8V，所述预设温度为135℃，所述预设时间为2h，所述预设占空比范围为25-32％，所述预设报数值为50。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明第一实施例中发电机的故障诊断处理方法的原理框图；

图2为本发明第一实施例中发电机的故障诊断处理系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，对于本发明第一实施例中的发电机的故障诊断处理方法，用于在一汽车上诊断所述发电机故障的引发因素，所述发电机与一外接电瓶(在本实施例中，该外接电瓶为一模拟电瓶，该模拟电瓶在实际测试诊断过程中可以根据实验需要而调节对应的电瓶电压)相连并为其供电并进行存储，所述外接电瓶对应一电瓶电压，在所述发电机内设有一电压调节器，所述电压调节器对应一调节保护电压，所述发电机还与一电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)连接，所述电子控制单元用于接收所述发电机的负载反馈信息并确认是否报出一发电机对电源短路的故障报警信号，其中，所述方法包括：

S101，判断是否监测到所述故障报警信号。具体的，本发明的系统中设有一信号监测模块，该信号监测模块主要用于监测是否接收到对应的所述发电机对电源短路的故障报警信号。若确认监测到所述发电机对电源短路的故障报警信号，则开始进行对应的故障诊断。

S102，若是，则分别在冷机状态或热机状态下，获取与所述发电机连接的所述外接电瓶的电瓶电压，其中所述热机状态为所述发电机在预设温度下静置预设时间后的状态。

具体的，所述冷机状态指的是所述发电机在停止运转之后的相当一段时间内，发动机冷却液的温度与周边环境的温度相等，而所述热机状态指的是所述发电机中的发动机冷却液的温度远大于周围环境值(一般tco≥85℃)。

在此需要指出的是，对本发明而言，本发明还提出了一种判断温度是否为引发上述报故障的因素的判断方法，具体为：若未监测到所述发电机对电源短路的故障报警信号，且所述发电机分别处于所述冷机状态或所述热机状态，则确定温度不是所述发电机对电源短路的故障报警信号的引发因素。

在本实施例中，为了验证温度是否为引起发电机报“发电机对电源短路”故障的因素，设置了一组对比实验，也即比较所述发电机在冷机状态与热机状态下是否监测到对应的所述发电机对电源短路的故障报警信号。在本实施例中，为了模拟发电机的热机状态，采取的方案是将处于冷机状态的发电机单体在135℃的环境下放置2h后，此时即可认为此时的所述发电机处于热机状态。除此之外还需指出的是，对于冷机状态下的所述发电机而言，所选择的所述发电机需是正常状态下的未产生故障报警的发电机，在进行热机状态下的实验时所选用的也是该同一发电机，仅将发电机冷却液的温度设置为不一样，该实验设置是基于控制变量法，使得该组实验具有可比性。在对应设置好所述发电机对应的状态之后，分别监测与该发电机相连的所述电子控制单元ECU是否有报出所述发电机对电源短路的故障报警信号。

可以理解的，对上述设置的对比实验而言，两组相同的所述发电机仅冷热机状态不同，因此若在所述冷机状态以及所述热机状态下均未监测到所述电子控制单元报出的所述发电机对电源短路的故障报警信号，则可以确认温度不是所述发电机对电源短路的故障报警信号的引发因素。也即在其它因素均正常的情况下，单发电机冷却液的温度较高不会引发“发电机对电源短路”故障的报警。在本实施例中，通过实验测试得到：在所述冷机状态以及所述热机状态下均未监测到所述电子控制单元ECU报出的所述发电机对电源短路的故障报警信号，因此可以确认温度不是所述发电机对电源短路的故障报警信号的引发因素。

进一步的，对所述“发电机对电源短路”故障报警而言，可以理解的，若所述发电机确实对电源短路，则此时的发电机的负载很低。但引起所述发电机报该故障的因素并不仅仅只包括发电机实际对电源短路，也有可能此时所述发电机与所述电源之间不存在供电关系，从而导致所述发电机的负载也很低。

如上所述，在确认了温度不是引起报该故障的原因之后，此时怀疑是由于外接电瓶的电瓶电压影响了所述发电机中的所述电压调节器的C端电压而使得该外接电瓶进入保护模式导致ECU报警。例如，当所述外接电瓶的电瓶电压高于所述发电机中的所述电压调节器对应的所述调节保护电压时，此时所述电压调节器识别出所述外接电瓶的电瓶电压为一高电平，立即启动自身过电压保护措施，强行使得所述发电机不工作，此时的ECU会监测到故障并报出所述“发电机对电源短路”故障，但此时的实际情况并不是所述发电机对电源短路，而仅仅是出于自身保护措施引发的故障报警，因此报出所述“发电机对电源短路”的故障在某些时候也有误报的可能。

本发明为了确认所述外接电瓶的电瓶电压(过高或过低)是否为引发所述发电机报出所述“发电机对电源短路”故障的原因，在本实施例中，在监测到报出所述发电机对电源短路的故障报警信号之后，分别在所述发电机处于所述冷机状态以及所述热机状态下，获取与所述发电机连接的所述外接电瓶对应的所述电瓶电压，然后根据所获取的电瓶电压进行后续判断处理。

S103，判断对应的所述电瓶电压是否大于所述电压调节器的调节保护电压，若是，则确定所述电瓶电压高于所述调节保护电压为所述发电机对电源短路的故障报警信号的引发因素。

如上所述，在获取了对应的所述电瓶电压后，判断对应的所述电瓶电压是否大于所述电压调节器的调节保护电压，若是，则确定所述电瓶电压高于所述调节保护电压为所述发电机对电源短路的故障报警信号的引发因素。

在此还需要进一步说明的是，对所述负载反馈信息而言，所述负载反馈信息为所述发电机的当前占空比。其中，所述电子控制单元确认报出所述发电机对电源短路的故障报警信号是需要满足一定的条件后最终确认后才进行故障报警信号的报出。具体为：首先接收所述发电机报出的所述当前占空比，然后判断所述当前占空比是否在预设占空比范围内；若否，则对应进行一次占空比异常报数并进行累计以得到一当前异常报数值；若所述当前异常报数值与预设报数值相等时，则所述电子控制单元确认报出所述发电机对电源短路的故障报警信号。

例如，所述电子控制单元ECU接收的所述发电机报出的所述当前占空比为2％，由于此时的当前占空比(2％)不在预设占空比范围25-32％内，则对应进行一次占空比异常报数，若下次报出的所述当前占空比仍不在所述预设占空比范围内，则继续进行占空比异常报数累计得到一当前异常报数值，若该当前异常报数值与预设报数值(例如为50)相等时，则所述电子控制单元ECU确认报出所述发电机对电源短路的故障报警信号。设置该累计计数的程序主要是为了减少对应故障的误报率，最大程度上提高故障报告的准确度。

具体的，在本实施例中，整个实验过程对应的方法以及结果分析如下表所示：

如上表所示，在冷机状态下，将所述外接电瓶对应的所述电瓶电压设置为高于12.8V(在本实施例中为12.9V)时，报出“发电机对电源短路”故障，而低于12.8V时未报出“发电机对电源短路”故障；在热机状态下，将所述外接电瓶对应的所述电瓶电压设置为高于12.8V(在本实施例中同样为12.9V)时，报出“发电机对电源短路”故障，而低于12.8V时未报出“发电机对电源短路”故障。由此可以推断出：当所述外接电瓶的电瓶电压高于所述发电机中的所述电压调节器对应的所述调节保护电压时，此时所述电压调节器识别出所述外接电瓶的电瓶电压为一高电平，立即启动自身过电压保护措施，强行使得所述发电机不工作(此时拉低FR端的占空比信号，一般的被拉低的占空比小于5％)，此时的ECU会监测到故障，然后诊断逻辑计数器会进行占空比异常的累计计数，当累计计数到达预设次数(例如为50)时，则对应报出所述“发电机对电源短路”故障。

如上所述，在经过实验验证了所述外接电瓶的电瓶电压为引发报出所述“发电机对电源短路”故障的原因后，可以理解的，虽然ECU报出来的为所述“发电机对电源短路”的故障，但实际上所述发电机并未对电源短路，而只是为了避免外接电瓶继续充电进入了自我保护状态而引发的故障报警，因此此时的故障报告为误报。

为了在实际应用中解决该误报的问题，在本实施例中，将所述发电机的故障诊断的开启时间由所述电子控制单元通电时开始诊断切换为所述汽车处于怠速状态下开始诊断。换言之，先前的故障诊断是当汽车钥匙打到key_on挡时便开始进行检测(也即此时所述电子控制单元ECU刚接通电源)，如上所述可知，此时引发报“发电机对电源短路”故障的原因有可能是因为外接电瓶电压过高导致发电机进行自我保护程序，对应的所述发电机此时的负载(占空比)很低，因此很容易引发故障误报。而当汽车处于怠速状态时，此时由于汽车上与所述发电机相连的电器设备也进入了工作状态，因此所述发电机的负载(占空比)一般均在正常占空比范围(25-32％)内，此时便不会引发故障误报，从而解决了实际的误报问题，满足了实际应用需求。

本发明提出的发电机的故障诊断处理方法，当监测到一故障报警信号之后，分别在发电机处于冷机状态或热机状态下，获取对应的与其连接的外接电瓶的电瓶电压，然后判断电瓶电压是否大于调节保护电压，若是，则此时可以确定电瓶电压高于调节保护电压即为引发故障报警的因素。本发明实现了对汽车发电机故障的实时诊断，提高了用户的实际使用体验，提升了汽车的整体安全性能。

请参阅图2，对于第二实施例中的发电机的故障的诊断处理系统，用于在一汽车上诊断所述发电机故障的引发因素，所述发电机与一外接电瓶相连并为其供电，在所述发电机内设有一电压调节器，所述发电机还与一电子控制单元连接，所述电子控制单元用于接收所述发电机的负载反馈信息并确认是否报出一故障报警信号，其中，所述系统包括依次连接的信号监测模块、数据获取模块以及故障诊断模块，其中所述信号监测模块用于判断是否监测到所述故障报警信号；所述数据获取模块用于若监测到所述故障报警信号，则分别在冷机状态或热机状态下，获取与所述发电机连接的所述外接电瓶的电瓶电压，其中所述热机状态为所述发电机在预设温度下静置预设时间后的状态；所述故障诊断模块用于判断对应的所述电瓶电压是否大于所述电压调节器的调节保护电压，若是，则确定所述电瓶电压高于所述调节保护电压为所述故障报警信号的引发因素。

除此之外，所述系统还包括一确认报警模块，对所述确认报警模块而言，所述确认报警模块包括依次连接的接收判断单元、计数单元以及确认报出单元，其中所述接收判断单元用于接收所述发电机报发出的所述当前占空比，判断所述当前占空比是否在预设占空比范围内；所述计数单元用于若所述当前占空比不在所述预设占空比范围内，则对应进行一次占空比异常报数并进行累计以得到一当前异常报数值；所述确认报出单元用于若所述当前异常报数值与预设报数值相等时，则所述电子控制单元确认报出所述故障报警信号。

对所述系统而言，所述系统还包括一诊断设置模块，所述诊断设置模块与所述故障诊断模块连接，所述诊断设置模块用于将所述发电机的故障诊断的开启时间由所述电子控制单元通电时开始诊断切换为所述汽车处于怠速状态下开始诊断。

所述发电机的故障诊断处理系统，其中，所述故障诊断模块还用于若未监测到所述故障报警信号，且所述发电机分别处于所述冷机状态或所述热机状态，则确定温度不是所述故障报警信号的引发因素。

所述发电机的故障诊断处理系统，其中，所述调节保护电压为12.8V，所述预设温度为135℃，所述预设时间为2h，所述预设占空比范围为25-32％，所述预设报数值为50。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成。所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，包括上述方法所述的步骤。所述的存储介质，包括：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种发电机的故障诊断处理方法，用于在一汽车上诊断所述发电机对电源短路故障的引发因素，所述发电机与一外接电瓶相连并为其供电，在所述发电机内设有一电压调节器，所述发电机还与一电子控制单元连接，所述电子控制单元用于接收所述发电机的负载反馈信息并确认是否报出一发电机对电源短路的故障报警信号，其特征在于，所述方法包括：

判断是否监测到所述发电机对电源短路的故障报警信号；

若未监测到所述发电机对电源短路的故障报警信号，且所述发电机分别处于冷机状态或热机状态，则确定温度不是所述发电机对电源短路的故障引发因素；

若监测到所述发电机对电源短路的故障报警信号，则分别在所述冷机状态或所述热机状态下，获取与所述发电机连接的所述外接电瓶的电瓶电压，当判断到对应的所述电瓶电压大于所述电压调节器的调节保护电压，则确定所述电瓶电压高于所述调节保护电压为所述发电机对电源短路的故障引发因素，其中所述热机状态为所述发电机在预设温度下静置预设时间后的状态。

2.根据权利要求1所述的发电机的故障诊断处理方法，所述负载反馈信息为所述发电机的当前占空比，其特征在于，所述电子控制单元确认报出所述发电机对电源短路的故障报警信号的步骤包括：

接收所述发电机发出的所述当前占空比，判断所述当前占空比是否在预设占空比范围内；

若否，则对应进行一次占空比异常报数并进行累计以得到一当前异常报数值；

若所述当前异常报数值与预设报数值相等时，则所述电子控制单元确认报出所述发电机对电源短路的故障报警信号。

3.根据权利要求1所述的发电机的故障诊断处理方法，其特征在于，在所述确认所述电瓶电压高于所述调节保护电压为所述发电机对电源短路故障的报警信号的引发因素的步骤之后，所述方法还包括：

将所述发电机的故障诊断的开启时间由所述电子控制单元通电时开始诊断切换为所述汽车处于怠速状态下开始诊断。

4.根据权利要求2所述的发电机的故障诊断处理方法，其特征在于，所述调节保护电压为12.8V，所述预设温度为135℃，所述预设时间为2h，所述预设占空比范围为25-32％，所述预设报数值为50。

5.一种发电机的故障诊断处理系统，用于在一汽车上诊断所述发电机对电源短路故障的引发因素，所述发电机与一外接电瓶相连并为其供电，在所述发电机内设有一电压调节器，所述发电机还与一电子控制单元连接，所述电子控制单元用于接收所述发电机的负载反馈信息并确认是否报出一发电机对电源短路的故障报警信号，其特征在于，所述系统包括：

信号监测模块，用于判断是否监测到发电机对电源短路的故障报警信号；

数据获取模块，用于若监测到所述发电机对电源短路的故障报警信号，则分别在冷机状态或热机状态下，获取与所述发电机连接的所述外接电瓶的电瓶电压，其中所述热机状态为所述发电机在预设温度下静置预设时间后的状态；

故障诊断模块，用于若未监测到所述发电机对电源短路的故障报警信号，且所述发电机分别处于所述冷机状态或所述热机状态，则确定温度不是所述发电机对电源短路的故障引发因素；

所述故障诊断模块还用于：若监测到所述发电机对电源短路的故障报警信号，且当判断到对应的所述电瓶电压大于所述电压调节器的调节保护电压，则确定所述电瓶电压高于所述调节保护电压为所述发电机对电源短路的故障引发因素。

6.根据权利要求5所述的发电机的故障诊断处理系统，所述负载反馈信息为所述发电机的当前占空比，其特征在于，所述系统还包括一确认报警模块，所述确认报警模块包括：

接收判断单元，用于接收所述发电机发出的所述当前占空比，判断所述当前占空比是否在预设占空比范围内；

计数单元，用于若所述当前占空比不在所述预设占空比范围内，则对应进行一次占空比异常报数并进行累计以得到一当前异常报数值；

确认报出单元，用于若所述当前异常报数值与预设报数值相等时，则所述电子控制单元确认报出所述发电机对电源短路的故障报警信号。

7.根据权利要求5所述的发电机的故障诊断处理系统，其特征在于，所述系统还包括一诊断设置模块，所述诊断设置模块与所述故障诊断模块连接，所述诊断设置模块用于将所述发电机的故障诊断的开启时间由所述电子控制单元通电时开始诊断切换为所述汽车处于怠速状态下开始诊断。

8.根据权利要求6所述的发电机的故障诊断处理系统，其特征在于，所述调节保护电压为12.8V，所述预设温度为135℃，所述预设时间为2h，所述预设占空比范围为25-32％，所述预设报数值为50。

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