CN108490294A - 一种重型汽车发电机故障检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种重型汽车发电机故障检测装置及方法，其中检测装置包括单片机系统、显示屏和车载终端设备；其中，所述显示屏通过SPI接口连接单片机系统；单片机系统包括处理器、存储器、A/D模块、定时器ECT模块、SPI接口、CAN接口，通过CAN接口连接车载终端设备并与整车CAN网络相连，通过A/D模块连接3组接线端，所述3组接线端分别与发电机B+端电压、B+端电流和L端相连，通过ECT模块与W端相连；车载终端设备包括GPS模块、GPRS模块以及CAN接口。所述检测方法包括3个步骤，步骤1外部线路检测，步骤2发电机检测，步骤3信息输出。本发明通过不同工况下的多路数据采集并与标准数据对比，综合得出准确的故障信息，有效降低误判比例，具有积极的技术意义。

Description

一种重型汽车发电机故障检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种重型汽车发电机故障检测装置及方法，属于汽车检测维修技术领域。

背景技术

在现在的汽车中，由于电子设备的广泛应用，发电机在汽车的运转过程中是必不可少的；因此在发电机出现故障时，需要尽快完成维修。而由于发电机的结构特征，使得故障点的判断更多需要依靠检测。传统的汽车发电机故障检测领域，没有专用的检测装置；在车辆出现发电机不发电故障时，通常由服务人员使用万用表或示波器等工具，测量几处电压值再依靠经验判断得出故障结论，很容易造成误判问题，影响维修效率。在实务中，发电机本身无故障，但因误判拆件返厂的情况占有较高比例。

而重型汽车工况多变、运行环境复杂、发电机的安装空间又十分紧凑，在使用万用表或示波器等传统检测工具时存在操作受限等问题；而且重型汽车整车成本及运行成本均较高，维修效率低会导致较大的停运损失，误判导致额外增加的发电机运输费用损失也很大，对整车企业售后成本和质量信誉的负面影响也较大。

因此，设计一种新的重型汽车发电机故障检测装置及相应的检测方法，提高发电机故障判断的效率和准确度，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中重型汽车发电机故障检测装置存在的诊断效率低、误判较多的问题，本发明提供一种重型汽车发电机故障检测装置及方法，利用单片机系统进行故障的自动判断，有效解决故障判断的效率和准确率问题。

本发明采用下述技术方案：

一种重型汽车发电机故障检测装置，其特征在于，包括：单片机系统、显示屏和车载终端设备；

其中，所述显示屏通过SPI接口连接单片机系统；

单片机系统包括处理器、存储器、A/D模块、定时器ECT模块、SPI接口、CAN接口，通过所述CAN接口连接车载终端设备并与整车CAN网络相连，通过A/D模块连接3组与发电机连接的接线端；所述3组接线端中，1组分别连接B+端电压采集点、B+端电流采集点，1组与发电机L端相连，1组通过ECT模块与W端相连；

车载终端设备包括GPS模块、GPRS模块以及CAN接口，其中所述CAN接口与GPS模块分别信号连接于GPRS模块。

优选的，所述单片机系统型号为16位Freescale MC9S12XEP100；所述单片机的A/D模块分别连接发电机B+端、L端用于采集B+电压、B+电流和L端电压，所述单片机定时器ECT模块连接发电机W端用于采集发电机转速；所述单片机的存储器中存储有发电机正常B+端输出电压、B+端输出电流、L端励磁电压、W端转速值。

一种应用上述重型汽车发电机故障检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1 外部线路检测：

在车辆静态工况下，将所述检测装置连接于发电机的B+端、L端和W端，采集发电机L端实际电压Ul′并与存储的标准电压U1比较；

如Ul′< Ul，则判定外部线路存在故障，转入步骤3；

如Ul′≥Ul，则判定外部线路完好，转入步骤2；

步骤2 发电机自身检测：

在车辆动态工况下，采集B+端实际电压Ub′和实际电流Ib′、 W端实际转速数据Nw′，并与存储的标准值Ub、Ib、Nw比较；

如Ub′＜ Ub或Ib＜Ib′或 Nw′＜Nw，则判定发电机存在故障；否则，则判定发电机为正常；

转入步骤3；

步骤3 信息输出：

单片机系统将测量数据和判定结果发送至所述显示屏和车载终端设备；

显示屏通过SPI接口接收并显示测量数据与判定结果；

车载终端设备的GPRS模块将接收到的数据与GPS信息转为通讯信号输出；

检测完毕。

本发明具有以下的优点：

本发明通过不同工况下的多路数据采集并与标准数据对比，综合得出准确的故障信息，有效降低误判问题，解决了现有技术的不足之处。

附图说明

图1 是本发明中检测装置的实施例结构示意图；

图2 是本发明中检测装置数据采集示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1至图2所示，本实施例为一种重型汽车发电机故障检测装置，包括单片机系统、显示屏和车载终端设备。

单片机系统包括处理器、存储器、A/D模块、定时器ECT模块、SPI接口、CAN接口，通过所述CAN接口连接车载终端设备并与整车CAN网络相连，通过A/D模块连接3组接线端，如图2所示，所述3组接线端中，1组分别连接B+端电压采集点、B+端电流采集点，1组与发电机L端电压采集点相连，1组通过ECT模块与W端转速采集点相连；所述各采集点通常为接线柱形式，以裸线头缠绕或金属线夹接线即可。

本实施例中单片机系统采用16位Freescale MC9S12XEP100，为飞思卡尔公司汽车级产品，内部集成有12位高精度A/D模块、增强型定时器ECT模块、串行通信总线SPI接口、CAN接口，其中A/D模块用于采集发电机的输出电压和电流值，利用ECT模块的输入捕捉功能采集发电机的W端频率转速信号。所述单片机系统的电源模块为TEL4473GV52，该电源模块可直接从车辆蓄电瓶取电，并向整个检测装置供电。

所述车载终端设备包括GPS模块、GPRS模块以及CAN接口，其中所述CAN接口与GPS模块分别信号连接于GPRS模块。本实施例中GPRS模块采用型号为HSAE HVT300。终端设备通过CAN接口连接单片机系统获取发电机的检测数据和故障信息，基于GPS模块获取车辆的位置信息，通过GPRS模块将收集到的发电机故障数据和车辆位置等信息发送至整车企业的服务器平台。这部分信号传输采用成熟技术、市场成套产品，不需要另行详细描述。

显示屏为带有SPI通信接口的彩色液晶屏，通过SPI接口获取单片机发出的发电机故障数据用于信息显示。

根据重型汽车发电机的产品特性，预先在单片机系统内部存储发电机正常工作时的标准数据为：B+端标准电压Ub、B+端标准电流Ib、L端标准电压Ul，W端标准转速数据Nw，本实施例中标准数据为Ub=27V、Ib=45A、U1=2V、Nw=2000r/min。单片机系统数据采集连接如图2所示，测量的B+端实际电压Ub′、B+端实际电流Ib′、L端实际电压Ul′，W端实际转速数据Nw′。单片机系统对标准数据与实际测量数据进行比较综合得出故障信息，并将测量数据和诊断信息分别通过SPI通信接口发送至显示屏用于检测数据和故障信息显示，通过CAN网络发至车载终端设备。

应用本实施例所述重型汽车发电机故障检测装置的检测方法包括如下步骤：

步骤1 外部线路检测：

当重型汽车出现发电机不发电故障时，维修人员将检测装置连接与发电机的B+端、L端和W端。维修人员在车辆静态工况下，即车辆上钥匙电但不起动发动机，使用该装置采集发电机励磁L端实际电压Ul′，如实际电压Ul′<标准电压Ul，则判定发电机的外部线路存在故障，转入步骤3；如Ul′≥Ul，则判定外部线路完好，转入步骤2；该方式可有效减少误判带来的损失；

步骤2 发电机检测：

在车辆动态工况下，即维修人员起动发动机，使用该装置采集实际电压Ub′、实际电流Ib′、实际电压Ul′，实际转速数据Nw′；单片机系统根据重型汽车发电机先他励后自励的工作特性进行判断，如Ub′＜ Ub或Ib＜Ib′或 Nw′＜Nw，则判定发电机存在故障；否则，则判定发电机为正常；

随后转至步骤3；

步骤3 信息输出：

单片机系统将测量数据和判定结果发送至所述显示屏和车载终端设备；

显示屏通过SPI接口接收并显示测量数据与判定结果；

车载终端设备的GPRS模块将从CAN接口接收到的数据与GPS信息转为通讯信号输出；

检测完毕。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明和局部放大呈现的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种重型汽车发电机故障检测装置，其特征在于，包括：单片机系统、显示屏和车载终端设备；

其中，所述显示屏通过SPI接口连接单片机系统；

单片机系统包括处理器、存储器、A/D模块、定时器ECT模块、SPI接口、CAN接口，通过所述CAN接口连接车载终端设备并与整车CAN网络相连，通过A/D模块连接3组与发电机相连的接线端；所述3组接线端中，1组分别连接B+端电压采集点、B+端电流采集点，1组与发电机L端相连，1组通过ECT模块与W端相连；

车载终端设备包括GPS模块、GPRS模块以及CAN接口，其中所述CAN接口与GPS模块分别信号连接于GPRS模块。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述单片机系统型号为16位Freescale MC9S12XEP100；所述A/D模块分别连接发电机B+端、L端用于采集B+电压、B+电流和L端电压，所述单片机定时器ECT模块连接发电机W端用于采集发电机转速；所述单片机的存储器中存储有发电机正常B+端输出电压、B+端输出电流、L端励磁电压、W端转速值。

3.一种应用权利要求1所述的检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1 外部线路检测：

在车辆静态工况下，将所述检测装置连接于发电机的B+端、L端和W端，采集发电机L端实际电压Ul′并与存储的标准电压U1比较；

如Ul′< Ul，则判定外部线路存在故障，转入步骤3；

如Ul′≥Ul，则判定外部线路完好，转入步骤2；

步骤2 发电机自身检测：

在车辆动态工况下，采集B+端实际电压Ub′和实际电流Ib′、 W端实际转速数据Nw′，并与存储的标准值Ub、Ib、Nw比较；

如Ub′＜ Ub或Ib＜Ib′或 Nw′＜Nw，则判定发电机存在故障；否则，则判定发电机为正常；

转入步骤3；

步骤3 信息输出：

单片机系统将测量数据和判定结果发送至所述显示屏和车载终端设备；

显示屏通过SPI接口接收并显示测量数据与判定结果；

车载终端设备的GPRS模块将接收到的数据与GPS信息转为通讯信号输出；

检测完毕。