CN112431783A - 一种双速风扇异常诊断系统及其诊断方法 - Google Patents

一种双速风扇异常诊断系统及其诊断方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双速风扇异常诊断系统，其特征在于，包括供电模块、MCU单片机、诊断模块、报警模块和风扇电机，所述供电模块用于保持MCU单片机、诊断模块、报警模块和风扇电机的电源，所述MCU单片机、诊断模块、报警模块和风扇电机之间电性连接；所述报警模块上设有一个声光报警器，所述声光报警器与MCU单片机电性连接；所述MCU单片机录入风扇正常信息。本发明解决了目前汽车冷却风扇低速运转时，无法对控制低速运转的继电器是否有粘连或开关接触不良导致无输出的情况进行检测的问题。

Description

一种双速风扇异常诊断系统及其诊断方法
技术领域
本发明涉及汽车风扇诊断技术领域，具体为一种双速风扇异常诊断系统及其诊断方法。
背景技术
现在通用的汽车冷却风扇是单电机单绕组风扇，为了节约燃油消耗同时满足不同工况对散热风量的要求，通常在冷却风扇的输入端增加一个限流电阻从而实现冷却风扇高速和低速两种运行速度。相关电路原理为低速继电器的线圈电源接点火电，线圈控制 接ECU单片机C处控制端子，开关输入接点火电，开关输出接低速风扇输入端；高速继电器的线圈电源接点火电，线圈控制接ECU单片机D处控制端子，开关输入接点火电，开关输出接高速风扇输入端；这样 ECU单片机只要分别控制低速继电器或高速继电器线圈端接地，即可使风扇低速运转或高速运转，相应只要上电ECU 单片机即同时对继电器1 和继电器 2 线圈电路的连接性进行诊断。
这种控制及诊断策略无法适应使用双绕组并联电机冷却风扇，对于双绕组并联电机冷却风扇来说，不管是低速继电器线圈端接地还是高速继电器线圈端接地，风扇都是低速运转，同时无法对低速继电器是否有粘连或开关接触不良导致无输出的情况进行检测。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种双速风扇异常诊断系统，解决了目前汽车冷却风扇低速运转时，无法对控制低速运转的继电器是否有粘连或开关接触不良导致无输出的情况进行检测的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种双速风扇异常诊断系统，其特征在于，包括供电模块、MCU 单片机、诊断模块、报警模块和风扇电机，所述供电模块用于保持MCU 单片机、诊断模块、报警模块和风扇电机的电源，所述MCU 单片机、诊断模块、报警模块和风扇电机之间电性连接；所述报警模块上设有一个声光报警器，所述声光报警器与MCU 单片机电性连接；所述MCU 单片机内录入风扇正常信息。
优先的，所述诊断模块内连接有第一继电器、第二继电器和第三继电器，所述第一继电器控制风扇电机低速运转，所述第二继电器和第三继电器控制风扇电机高速运转，所述第一继电器与MCU 单片机之间设有电压采集点A，所述第二继电器和第三继电器与MCU单片机之间设有电压采集点B。
优先的，所述风扇正常信息为当MCU 单片机控制线圈不通电时，所述电压采集点A和电压采集点B数值处于12V到14V之间；当MCU 单片机控制线圈通电时，所述电压采集点A和电压采集点B数值同时处于0.1V到0.4V之间，其它情况则判定为风扇异常；所述报警模块在判定风扇异常情况下启动声光报警器。
优先的，所述MCU 单片机内包括电压采集模块，所述电压采集模块分别实时采集电压采集点A和电压采集点B的电压值。
优先的，该双速风扇异常诊断包括第一继电器的线圈和开关异常诊断以及第二继电器和第三继电器的线圈异常诊断。
一种双速风扇异常诊断方法：
诊断的步骤如下：
步骤一，先将线路连接好，供电模块控制风扇低速运转的第一继电器的线圈接通电源，线圈控制端接电压采集点A处控制端子，第一继电器的开关输入接点火电，第一继电器的开关输出接低速风扇输入端；将控制风扇高速运转的第二继电器和第三继电器的线圈并联接到第一继电器的开关输出端上，第二继电器和第三继电器的线圈控制端并联后接电压采集点B处控制端子，第二继电器开关输入接点火电，第二继电器的开关输出端接高速风扇输入，第三继电器开关输入端接高速风扇输出，第三继电器的开关输出端接地；
步骤二，当供电模块上电检测到电压采集点A处电压在12V-14V之间，且当MCU 单片机控制第一继电器线圈接地时，电压采集点A处电压在0.4V-0.1V之间，则判断第一继电器线圈正常，其他情况则判断第一继电器线圈异常。
当电压采集点A处未控制第一继电器线圈接地，风扇低速运转且声光报警器报警，则判断第一继电器的开关黏连；
当电压采集点A处控制端子接地，当风扇低速运转且声光报警器未报警，则判定第一继电器的线圈和开关均正常；
当风扇未运转声光报警器报警，则判定第一继电器的开关处于不能吸合的异常情况；
步骤三，电压采集点A处控制端子和电压采集点B控制端子同时接地，当风扇高速运转且声光报警器未报警，则判定第一继电器的线圈和开关、第二继电器的线圈、以及第三继电器的线圈均正常；当风扇可低速运转但不能高速运转时且光报警器未报警，则判定第二继电器的线圈和/或第三继电器的开关处于异常情况；当风扇可低速运转但不能高速运转时且光报警器报警，则判定第二继电器的线圈和/或第三继电器的线圈处于异常情况。
本发明通过可以实现对双绕组电机冷却风扇进行控制增加了对低速风扇工作可靠性的诊断功能，在低速风扇不能正常工作时及时通过仪表盘上的声光报警器提醒用户；由于风扇电路中没有了限流电阻，减少了阻流电阻的发热损失，提升了燃油经济性；电机中包含两组线圈绕组，即使其中一组线圈损坏，另外一组线圈还可以保证风扇能够低速运转，避免了单绕组线圈电机损坏风扇不工作导致发动机不能散热的情况，从而增加冷却系统工作的可靠性。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为现有技术原理图；
图中：1、供电模块，2、MCU 单片机，3、诊断模块，31、第一继电器，32、第二继电器，33、第三继电器，4、报警模块，41、声光报警器，5、风扇电机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示的一种双速风扇异常诊断系统，其特征在于，包括供电模块1、MCU 单片机2、诊断模块3、报警模块4和风扇电机5，所述供电模块1用于保持MCU 单片机2、诊断模块3、报警模块4和风扇电机5的电源，所述MCU 单片机2、诊断模块3、报警模块4和风扇电机5之间电性连接；所述报警模块4上设有一个声光报警器41，所述声光报警器41与MCU 单片机2电性连接；所述MCU 单片机2内录入风扇正常信息。
所述诊断模块3内连接有第一继电器31、第二继电器32和第三继电器33，所述第一继电器31控制风扇电机5低速运转，所述第二继电器32和第三继电器33控制风扇电机5高速运转，所述第一继电器31与MCU 单片机2之间设有电压采集点A，所述第二继电器32和第三继电器33与MCU 单片机2之间设有电压采集点B。所述风扇正常信息为当MCU 单片机2控制线圈不通电时，所述电压采集点A和电压采集点B数值处于12V到14V之间；当MCU 单片机2控制线圈通电时，所述电压采集点A和电压采集点B数值同时处于0.1V到0.4V之间，其它情况则判定为风扇异常；所述报警模块4在判定风扇异常情况下启动声光报警器41。所述MCU 单片机2内包括电压采集模块，所述电压采集模块分别实时采集电压采集点A和电压采集点B的电压值。该双速风扇异常诊断包括第一继电器31的线圈和开关异常诊断以及第二继电器32和第三继电器33的线圈异常诊断。
一种双速风扇异常诊断方法：
诊断的步骤如下：
步骤一，先将线路连接好，供电模块1控制风扇低速运转的第一继电器31的线圈接通电源，线圈控制端接电压采集点A处控制端子，第一继电器31的开关输入接点火电，第一继电器31的开关输出接低速风扇输入端；将控制风扇高速运转的第二继电器32和第三继电器33的线圈并联接到第一继电器31的开关输出端上，第二继电器32和第三继电器33的线圈控制端并联后接电压采集点B处控制端子，第二继电器32开关输入接点火电，第二继电器32的开关输出端接高速风扇输入，第三继电器33开关输入端接高速风扇输出，第三继电器33的开关输出端接地；
步骤二，当供电模块1上电检测到电压采集点A处电压在12V-14V之间，且当MCU 单片机2控制第一继电器31线圈接地时，电压采集点A处电压在0.4V-0.1V之间，则判断第一继电器31线圈正常，其他情况则判断第一继电器31线圈异常。
当电压采集点A处未控制第一继电器31线圈接地，风扇低速运转且声光报警器41报警，则判断第一继电器31的开关黏连；
当电压采集点A处控制端子接地，当风扇低速运转且声光报警器41未报警，则判定第一继电器31的线圈和开关均正常；
当风扇未运转声光报警器41报警，则判定第一继电器31的开关处于不能吸合的异常情况；
步骤三，电压采集点A处控制端子和电压采集点B控制端子同时接地，当风扇高速运转且声光报警器41未报警，则判定第一继电器31的线圈和开关、第二继电器32的线圈、以及第三继电器33的线圈均正常；当风扇可低速运转但不能高速运转时且光报警器41未报警，则判定第二继电器32的线圈和/或第三继电器33的开关处于异常情况；当风扇可低速运转但不能高速运转时且光报警器41报警，则判定第二继电器32的线圈和/或第三继电器33的线圈处于异常情况。
本发明通过供电模块1上电后即可对第一继电器31的线圈是否工作正常进行诊断，同时通过监控第二继电器32和第三继电器33的线圈端是否电输入到MCU 单片机2中，从而完成对第一继电器31的开关是否粘连的诊断。等到第一继电器31吸合风扇低速运转后，再通过对第二继电器32和第三继电器33是否有电输入到MCU 单片机2的诊断，不仅可以完成对第二继电器32和第三继电器33的线圈工作情况进行诊断还可以对第一继电器31的开关工作情况进行诊断（是否存在线圈通电后开关不吸合的故障），提高了诊断的可靠性。供电模块1提供的电源经过主继电器后进入第一继电器31的线圈，控制第一继电器31的接通和切断。电源直接接到第一继电器31的开关输入端和控制高速第二继电器32的开关输入端，当需要散热风扇低速工作时MCU 单片机2上的电压采集点A接地，第一继电器31动触点吸合，电源通过第一继电器31触点给散热器风扇电机低速线圈供电，散热风扇低速运转。第一继电器31吸合后，除了给散热器风扇电机低速线圈供电外，同时给散热器高速风扇第二继电器32线圈和第三继电器33线圈供电，当需要散热风扇高速工作时，MCU 单片机2除了控制电压采集点A处脚接地外，同时控制电压采集点B处脚接地，高速风扇正极控制第二继电器32和负极控制第三继电器33同时吸合，散热器风扇电机两组线圈同时工作，散热风扇高速运转。
上述实施方式是对本发明的说明，不是对本发明的限定，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种双速风扇异常诊断系统，其特征在于，包括供电模块（1）、MCU 单片机（2）、诊断模块（3）、报警模块（4）和风扇电机（5），所述供电模块（1）用于保持MCU 单片机（2）、诊断模块（3）、报警模块（4）和风扇电机（5）的电源，所述MCU 单片机（2）、诊断模块（3）、报警模块（4）和风扇电机（5）之间电性连接；所述报警模块（4）上设有一个声光报警器（41），所述声光报警器（41）与MCU 单片机（2）电性连接；所述MCU 单片机（2）内录入风扇正常信息。
2.根据权利要求1所述的一种双速风扇异常诊断系统，其特征在于，所述诊断模块（3）内连接有第一继电器（31）、第二继电器（32）和第三继电器（33），所述第一继电器（31）控制风扇电机（5）低速运转，所述第二继电器（32）和第三继电器（33）控制风扇电机（5）高速运转，所述第一继电器（31）与MCU 单片机（2）之间设有电压采集点A，所述第二继电器（32）和第三继电器（33）与MCU 单片机（2）之间设有电压采集点B。
3.根据权利要求2所述的一种双速风扇异常诊断系统，其特征在于，所述风扇正常信息为当MCU 单片机（2）控制线圈不通电时，所述电压采集点A和电压采集点B数值处于12V到14V之间；当MCU 单片机（2）控制线圈通电时，所述电压采集点A和电压采集点B数值同时处于0.1V到0.4V之间，其它情况则判定为风扇异常；所述报警模块（4）在判定风扇异常情况下启动声光报警器（41）。
4.根据权利要求3所述的一种双速风扇异常诊断系统，其特征在于，所述MCU 单片机（2）内包括电压采集模块，所述电压采集模块分别实时采集电压采集点A和电压采集点B的电压值。
5.根据权利要求3所述的一种双速风扇异常诊断系统，其特征在于，该双速风扇异常诊断包括第一继电器（31）的线圈和开关异常诊断以及第二继电器（32）和第三继电器（33）的线圈异常诊断。
6.一种如权利要求1-5所述的一种双速风扇异常诊断方法，其特征在于，具体步骤如下：
诊断的步骤如下：
步骤一，先将线路连接好，供电模块（1）控制风扇低速运转的第一继电器（31）的线圈接通电源，线圈控制端接电压采集点A处控制端子，第一继电器（31）的开关输入接点火电，第一继电器（31）的开关输出接低速风扇输入端；将控制风扇高速运转的第二继电器（32）和第三继电器（33）的线圈并联接到第一继电器（31）的开关输出端上，第二继电器（32）和第三继电器（33）的线圈控制端并联后接电压采集点B处控制端子，第二继电器（32）开关输入接点火电，第二继电器（32）的开关输出端接高速风扇输入，第三继电器（33）开关输入端接高速风扇输出，第三继电器（33）的开关输出端接地；
步骤二，当供电模块（1）上电检测到电压采集点A处电压在12V-14V之间，且当MCU 单片机（2）控制第一继电器（31）线圈接地时，电压采集点A处电压在0.4V-0.1V之间，则判断第一继电器（31）线圈正常，其他情况则判断第一继电器（31）线圈异常，
当电压采集点A处未控制第一继电器（31）线圈接地，风扇低速运转且声光报警器（41）报警，则判断第一继电器（31）的开关黏连；
当电压采集点A处控制端子接地，当风扇低速运转且声光报警器（41）未报警，则判定第一继电器（31）的线圈和开关均正常；
当风扇未运转声光报警器（41）报警，则判定第一继电器（31）的开关处于不能吸合的异常情况；
步骤三，电压采集点A处控制端子和电压采集点B控制端子同时接地，当风扇高速运转且声光报警器（41）未报警，则判定第一继电器（31）的线圈和开关、第二继电器（32）的线圈、以及第三继电器（33）的线圈均正常；当风扇可低速运转但不能高速运转时且光报警器（41）未报警，则判定第二继电器（32）的线圈和/或第三继电器（33）的开关处于异常情况；当风扇可低速运转但不能高速运转时且光报警器（41）报警，则判定第二继电器（32）的线圈和/或第三继电器（33）的线圈处于异常情况。
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