柴油机中水温传感器故障的诊断方法及诊断装置与流程

本发明属于柴油机技术领域，尤其是涉及一种柴油机中水温传感器故障的诊断方法及诊断装置。

背景技术：

随着单体泵柴油机控制系统的复杂度日益增大，柴油机控制系统必须具备柴油机故障和控制系统故障的诊断功能。控制系统通过安装在柴油机机体上的传感器对其运行过程中的状态进行实时监控。水温传感器通常用来监控柴油机运行过程中冷却液的温度，冷却液温度间接反映当前柴油机是否运行良好。控制系统对该传感器的检测通常为短路和断路检测，不能完全覆盖传感器异常时的状态，当控制系统对水温传感器的故障诊断失误时，容易采取错误的控制使柴油机功率降低甚至停机。因此，为使柴油机运行稳定，控制系统能够准确判断柴油机冷却液温度的状态，需要采取一种新的故障诊断方法对水温传感器进行实时监控。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种柴油机中水温传感器故障的诊断方法，以提供一种能够全面、准确的判断当前柴油机冷却液温度的状态、不易误判、并在水温出现异常时，能够及时采取措施保证柴油机正常运行的水温传感器故障的诊断方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种柴油机中水温传感器故障的诊断方法，包括步骤一：故障诊断模块根据当前水温传感器信号滤波前的电压值，判断其是否超出设定的上限和下限，并诊断当前水温传感器的故障状态；

步骤二：当诊断结果为完全故障时，则通过显示模块对故障进行显示；若诊断结果为正常时，则进行步骤三；

步骤三：故障诊断模块根据当前柴油机的运行状态、当前滤波后的水温信号和机油温度信号，再次判断当前水温信号是否合理；

步骤四：若诊断的水温信号为完全故障，则通过显示模块对故障进行显示；若诊断的水温信号合理，则进行步骤五；

步骤五：故障诊断模块根据当前柴油机的运行状态、当前滤波后的水温信号和当前的柴油机运行温度动态，再次判断当前水温的状态是否正常，并通过显示模块进行显示。

相对于现有技术，本发明所述的柴油机中水温传感器故障的诊断方法具有以下优势：

(1)本发明所述的柴油机中水温传感器故障的诊断方法，在水温传感器断路、短路检测的基础上，通过水温与机油温度信号相互校验和水温动态校验的方法对水温进一步检测，使水温传感器故障诊断更加全面、准确。

本发明创造的另一目的在于提出一种柴油机中水温传感器故障的诊断装置，以提供一种全面、准确判断当前柴油机冷却液温度的状态；并在水温异常时，能够保证柴油机正常运行的水温传感器故障的诊断装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种柴油机中水温传感器故障的诊断装置，包括AD采集模块、水温监控模块和显示模块，所述水温监控模块包括水温电压检测单元、水温与机油温度信号相互校验单元、水温动态检测单元和DFC故障诊断单元，所述AD采集模块用来采集水温传感器和机油温度传感器的信号，并发送给所述水温电压检测单元、所述水温与机油温度信号相互校验单元和所述水温动态检测单元，

所述水温电压检测单元将检测到的信号分别发送给所述DFC故障诊断单元和所述水温与机油温度信号互相校验单元，所述水温与机油温度信号相互校验单元将校验信号分别传递给所述DFC故障诊断单元和所述水温动态检测单元，所述水温动态检测单元将动态校验信号发送给所述DFC故障诊断单元，所述DFC故障诊断单元将诊断信息传递给所述显示模块。

进一步的，所述AD采集模块的型号为ADAM-4015。

进一步的，所述显示模块的外部设有指示灯。

所述柴油机中水温传感器故障的诊断方法与上述柴油机中水温传感器故障的诊断装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的水温传感器故障诊断装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的水温传感器故障诊断装置的工作流程图；

图3为本发明实施例所述的水温合理性检测功能验证图；

图4为本发明实施例所述的水温动态检测的功能验证图。

附图标记说明：

10-AD采集模块；20-水温监控模块；21-水温电压检测单元；22-水温与机油温度信号相互校验单元；23-水温动态检测单元；24-DFC故障诊断单元；30-显示模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

柴油机中水温传感器故障的诊断方法，包括步骤一：故障诊断模块根据当前水温传感器信号滤波前的电压值，判断其是否超出设定的上限和下限，并诊断当前水温传感器的故障状态；

步骤二：当诊断结果为完全故障时，则通过显示模块对故障进行显示；若诊断结果为正常时，则进行步骤三；

步骤三：故障诊断模块根据当前柴油机的运行状态、当前滤波后的水温信号和机油温度信号，再次判断当前水温信号是否合理；

步骤四：若诊断的水温信号为完全故障，则通过显示模块对故障进行显示；若诊断的水温信号合理，则进行步骤五；

步骤五：故障诊断模块根据当前柴油机的运行状态、当前滤波后的水温信号和当前的柴油机运行温度动态，再次判断当前水温的状态是否正常，并通过显示模块进行显示。

柴油机中水温传感器故障的诊断装置，如图1和图2所示，包括AD采集模块10、水温监控模块20和显示模块30，所述水温监控模块20包括水温电压检测单元21、水温与机油温度信号相互校验单元22、水温动态检测单元23和DFC故障诊断单元24，

所述AD采集模块10用来采集水温传感器和机油温度传感器的信号，并发送给所述水温电压检测单元21、所述水温与机油温度信号相互校验单元22和所述水温动态检测单元23，

所述水温电压检测单元21将检测到的信号分别发送给所述DFC故障诊断单元24和所述水温与机油温度信号互相校验单元22，所述水温与机油温度信号相互校验单元22将校验信号分别传递给所述DFC故障诊断单元24和所述水温动态检测单元23，所述水温动态检测单元23将动态校验信号发送给所述DFC故障诊断单元24，所述DFC故障诊断单元24对检测结果进行确认，所述DFC故障诊断单元24将诊断信息传递给所述显示模块30，对水温传感器的故障状态进行实时显示。

所述AD采集模块10的型号为ADAM-4015。

所述显示模块30的外部设有指示灯，当诊断的水温传感器出现故障时，故障指示灯亮，否则，故障指示灯灭，方便工作人员及时发现并采取相关措施。

水温电压检测单元21的工作过程为：

如果当前水温电压值大于设定的水温电压的高限，则当前水温电压值状态为超上限；如果当前水温电压值低于设定的水温电压的低限，则当前水温电压值状态为低下限；如果当前水温电压值在设定的水温电压的低限和高限之间，则当前水温电压值的状态为正常。

水温与机油温度信号相互校验单元22的工作过程为：

柴油机起动成功后，柴油机正常运行的时间计数器开始计数，当时间计数器累加到设定值1，如果水温电压值正常，该功能模块使能；

此时，如果机油温度大于预先设定的机油温度1，水温与机油温度信号互相校验计数器开始计数，当水温与机油温度信号互相校验计数器累加到设定值2时，如果当前水温大于预先设定的机油温度2，则当前水温合理性检测状态的结果为合理。

水温动态检测单元23的工作过程为：

柴油机起动成功后，柴油机正常运行的时间计数器开始计数，当时间计数器累加到水温度动态检测设定值，且当前的柴油机转速大于设定转速、当前单体泵喷射油量大于设定油量时，热机过程计数器开始计数，当时间计数器达到设定值后，热机过程计数器计算当前水温和起动时的柴油机温度差值，在当前水温合理性检测状态结果为合理的情况下，如果当前水温大于设定的水温1或者当前水温和起动时的柴油机温度差值大于设定的水温2，则当前水温动态检测状态的结果为正常。

DFC故障诊断单元24的工作过程为：

分为故障确认过程和故障恢复过程两个部分；故障确认时，如果当前水温电压超出上限，则水温电压高上限状态计数器累积一次，在下一个循环如果当前水温电压仍然超出上限，计数器继续累加，直到达到设定值，此时，当水温电压为超上限故障；

如果当前水温电压低于下限，则水温电压低下限状态计数器累积一次，在下一个循环如果当前水温电压仍然低于下限，计数器继续累加，直到达到设定值，此时，水温电压为低下限故障；

如果当前水温合理性检测状态结果为不合理，则水温合理性检测状态计数器累积一次，在下一个循环如果当前水温合理性检测状态仍然为不合理，计数器继续累加，直到达到设定值，此时，水温合理性检测状态结果为不合理；

如果当前水温动态检测状态为异常，则水温动态检测状态计数器累积一次，在下一个循环如果当前水温动态检测状态仍然为异常，计数器继续累加，直到达到设定值，此时，水温动态检测状态结果为异常。故障恢复的处理过程与故障确认过程类似。

柴油机中水温传感器故障的诊断装置的工作流程为：

程序开始后，

步骤S11：计算当前水温传感器信号的电压，并设定上限值和下限值；

步骤S12：水温电压检测单元21通过设定的水温电压的阈值判断当前水温电压的状态，并传递给DFC故障诊断单元24确定当前水温电压的故障状态；

步骤S13：根据当前水温电压故障状态，在水温电压确认为完全故障之前，DFC故障诊断单元24重新计算当前水温的电压；

步骤S14：如果当水温电压完全故障，DFC故障诊断单元24则不进行后续判断，直接执行步骤S41，此时水温传感器的故障为水温传感器线路断开或者短路，根据故障指示灯显示的闪码可以进一步确定水温传感器的状态；如果水温电压完全正常，继续执行步骤S21；

步骤S21：水温电压检测单元21根据水温电压与水温特性计算当前滤波后的水温值；

步骤S22：如果机油温度电压值正常并且柴油机运行时间达到设定值，则执行步骤S23；如果未达到设定值，直接执行步骤S41，此时说明水温传感器合理性校验的条件不满足，待程序在下一个循环继续进行检测；

步骤S23：水温与机油温度信号相互校验单元22比较当前滤波后的水温值是否达到设定值，将比较结果传递给步骤S24；

步骤S24：利用DFC故障诊断单元24确定水温与机油温度合理性校验结果；否则，执行步骤S25；

步骤S25：如果当前水温合理性检测结果为完全故障，则不进行后续判断，直接执行步骤S41，此时水温传感器的故障为水温合理性检测异常；如果水温信号合理性检测正常，继续执行步骤S31；

步骤S31：如果水温达到动态检测设定值，并且动态检测的时间达到设定值，继续执行步骤S32；否则直接执行步骤S41，此时说明水温传感器合理性校验的条件不满足，待程序在下一个循环继续进行检测；

步骤S32：水温动态检测单元23对水温与动态检测的设定值比较，将比较结果传递给步骤S34；

步骤S34：通过DFC故障诊断单元24判断当前水温是否通过动态检测，之后执行步骤S41；如果水温动态检测未通过，此时水温传感器的故障为水温动态检测异常，在完成本次循环的水温传感器故障诊断过程后，进入下一个循环的水温传感器故障诊断检测；

步骤S41：显示模块30对水温故障显示；

水温故障诊断结束。

实验数据：

(1)如图3所示，柴油机运行10s后，合理性校验计数器计时30s后，在机油温度大于80℃且水温小于60℃时,水温合理性检测状态值达到767，表示水温合理性检测的结果为当前水温不合理。

(2)如图4所示，柴油机运行300s后，水温与柴油机起动时的温度相差只有2℃，此时，水温动态检测的状态值达到767，表示水温动态检测的结果为当前水温异常。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。