带数据交互功能的硅油风扇测试方法与流程

本发明涉及商用车发动机冷却系统中的硅油风扇，尤其是涉及一种带数据交互功能的硅油风扇测试方法。

背景技术：

目前商用车平台上，发动机散热主要通过硅油风扇完成，其工作原理：通过硅油粘滞力传递发动机扭矩，带动风扇扇叶旋转从而给发动机散热器及空调冷凝器散热，按照工作方式划分为电/温控硅油风扇。

电控硅油风扇中螺线管为电控部件：整车ecu给螺线管输入pwm信号，螺线管产生变化的磁场，吸合或打开风扇内的控制阀杆，从而调整风扇工作腔内硅油量，最终调节风扇转速；螺线管内霍尔传感器可依据风扇转动时磁场强度的变化，输出0/1高低电平给整车ecu；ecu按照内部算法得出风扇转速，并作为反馈信号，调整输入pwm电压的占空比，从而形成闭环控制。

相较于温控风扇，电控风扇控制精确，响应快，油耗低，排放少，逐渐被广大商用车厂青睐；售后市场上，需要专门的排查软件和电脑进行风扇运行的控制，同时需要整车厂、风扇厂和ecu厂等共同分析，耗时周期长，涉及人员多；因为整车厂经常修改ecu控制参数，测试标准也需要相应更新，导致排查软件也需要更新，而排查软件的更新需要完成大量和电脑相匹配的程序设计工作；因不同的整车厂对于测试的标准也不尽相同，需要大量不同的排查软件，引起了售后人员需要掌握大量的排查软件使用技巧，软件购买成本也较高；现有的测试软件不具备数据上传功能，数据存在测试设备上，经常因为来不及导出，导致数据溢出而丢失；现有排查软件没有自检功能，如果在使用过程中发现出现故障，只有停止测试，并发回原厂进行检修，时间成本较高。

技术实现要素：

为解决以上问题，本发明提供一种带数据交互功能的硅油风扇测试方法，能够实时读取风扇转速，便于排查人员测试风扇功能，直观快捷，可极大简化排查过程；同时和远程服务器进行数据交互，下载最新测试参数以及回传保存测试结果，避免测试结果丢失。

本发明采用的技术方案是：一种带数据交互功能的硅油风扇测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)标准导入：服务器将新测试标准导入到mcu芯片中并覆盖原测试标准；

(2)风扇识别：扫描风扇标识码，将风扇标识码存储入mcu芯片中；

(3)测试风扇性能：首先进行电阻测试，mcu芯片发送测试电流到风扇，并依据测试电桥模块的输出值，计算出风扇的电阻值；然后mcu芯片确认电阻值是否符合导入的新测试标准中的合格区间：若符合，mcu芯片将激活pwm驱动模块，此时发射pwm信号，然后进行传感器输出电压测试或风扇实际转速测试；若不符合，mcu芯片将暂时禁用pwm驱动模块，无法发射pwm信号，mcu芯片判定风扇电阻不合格，mcu芯片将电阻值和判定结果进行存储并显示；

(4)上传数据：电阻测试、传感器输出电压和风扇实际转速的测试结果均会结合之前扫码的结果，一起上传服务器，实现测试结果与风扇标识一一对应；测试结果均保存在mcu芯片中，测试完毕后会上传服务器；数据交互上，服务器会发送测试结果应答包到设备，同时调用设备中的测试结果包，以完成数据上传。

作为优选，步骤(1)中，数据交互上，服务器发送设备参数回传包指令，以调用设备当前参数包，若设备当前参数包和设定设备参数包中参数一致，则mcu芯片中原测试标准不被覆盖；若不一致，mcu芯片将通过申请设备参数包将设定设备参数包中参数调用，并覆盖掉原测试标准，完成新测试标准的更新。

作为优选，步骤(2)中，通过扫码模块统一将不同码制的编码进行转换，统一并最终转换为数字，存储入mcu芯片中。

作为优选，步骤(2)中，若无法识别风扇标识码，通过人工记录。

作为优选，步骤(3)中，测试过程包括手动测试模式和自动测试模式，开机后默认为自动测试模式，若硅油风扇法兰轴没有与整车发动机连接时，进入手动测试模式；若硅油风扇法兰轴与整车发动机连接在一起，进入自动测试模式。

进一步的，手动测试模式下，首先操作人员手动旋转螺线管，引起传感器输出电压进行变化，然后芯片将通过电压采集模块，测出实际的输出电压，最后mcu芯片将测试结果与新测试标准中的设定值对比，从而判定传感器输出电压是否合格。

进一步的，自动测试模式下，首先操作人员需要保持踩油门以持续输入发动机转速，然后如果风扇的电阻值是合格的，mcu芯片将激活pwm驱动模块，此时操作人员依据屏幕指示，点击按键以发送不同占空比的pwm信号，以实现风扇的全啮合及怠速运行，同时mcu芯片通过电压采集模块，测出传感器的输出电压，并依据内部算法计算出风扇转速，mcu芯片将风扇转速测试值与新测试标准中设定值对比，从而判定风扇的转速是否合格。

本发明取得的有益效果是：可方便快捷的测试风扇中螺线管线圈的电阻值和霍尔传感器性能，主要具有以下优点：

1、本发明可由测试人员单独操作，远程分析人员分析测试结果，实现了跨地域合作，以及网络化传递信息，大大提高了测试效率，降低了人员和时间成本，同时使用统一的测试软件和设备，进行风扇的控制和测试，大大降低了成本。

2、服务器中的测试标准，可经由专门的维护人员维护、更新，并通过本发明的实时更新功能，保证测试人员使用的为新测试标准，不会产生标准过期或者不适用情况，更好的满足快节奏的测试需求。

3、不同发动机厂商对于风扇功能的需求(例如：啮合或者分离功能)均有所不同，因此需要依据不同的发动机系统来设定不同的测试标准，这点可在服务器中，对于不同系统制定不同测试标准；同时测试人员也可以选用相对应标准，进行风扇检测，因而本发明适用于大多数主流发动机平台。

4、本发明的“先扫码后上传”的功能，实现了测试数据与风扇标识的一一对应，既可防止测试人员疏漏测试结果，也可以防止测试结果的丢失，大大提高了数据的安全性。

5、本发明具有自动和手动两种检测模式，自动模式对应于故障车辆现场分析，手动模式对应于4s维护点或旧件库房内分析，适用面广，使用方便灵活，节约了检测和判定时间，方便了终端车主。

6、本发明具备开机自检功能，具有较强的故障诊断能力，当本发明发生故障时，可保证故障在第一时间内，被测试人员发现，及时更换新的测试设备。

附图说明

图1为本发明所采用的测试设备结构示意图；

图2为本发明的测试流程示意图；

图3为测试设备的内部功能模块；

图4为数据包类型及调用关系；

图5为无长度数据包；

图6为有长度数据包；

附图标记：4.1、扫描标识；4.2、手动测试模式；4.3、自动测试模式；4.4、电阻测试；4.5、测传感器输出电压；4.6、发动机转速；4.7、风扇转速；4.8、上传数据；4.9、新测试标准；4.10、输入pwm信号；

5.1、电源模块；2、无线模块；5.3、mcu芯片；5.4、扫码模块；5.5、电压采集模块；5.6、电桥测试模块；5.7、pwm驱动模块；

6.1、传输标识包；6.2、设定设备参数包；6.3、设备参数回传包；6.4、测试结果应答包；6.5、设备当前参数包；6.6、申请设备参数包；6.7、测试结果包。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1-6所示，本发明的一种带数据交互功能的硅油风扇测试方法，通过测试设备(如图1所示)与服务器来完成风扇性能测试，如图3所示，测试设备内部内置电源模块5.1、无线模块5.2、mcu芯片5.3、扫码模块5.4、电压采集模块5.5、电桥测试模块5.6和pwm驱动模块5.7。

本发明的一种带数据交互功能的硅油风扇测试方法，包括如下步骤：

(1)标准导入：如图2所示，测试设备开机后会自动导入新测试标准4.9，硬件上通过无线模块5.2将新测试标准4.9导入到mcu芯片5.3中并覆盖原测试标准；如图4所示数据交互上，服务器发送设备参数回传包指令6.3，以调用设备当前参数包6.5，若6.5和设定设备参数包6.2中参数一致，则芯片5.3中标准不被覆盖，若不一致，5.3将通过申请设备参数包6.6将设定设备参数包6.2中参数调用，并覆盖掉原来的参数标准(原测试标准)，完成新测试标准的更新；

(2)风扇识别：硬件上通过摄像头扫风扇标识码，通过扫码模块5.4统一将不同码制的编码进行转换，统一并最终转换为数字，存储入mcu芯片5.3中；

(3)测试风扇性能：测试过程包括手动测试模式4.2和自动测试模式4.3，开机后默认为自动测试模式，可通过测试设备上的“自动”按键进行模式切换，手动测试模式4.2适用于风扇已从发动机上被拆卸下，操作人员需逐步手动操作，以完成对风扇电阻和传感器输出电压的测试，是一种静态测试方法；而自动测试模式4.3适用于风扇仍然在发动机系统中，测试不同的发动机转速时，风扇的实时转速，是一种动态测试方法；

手动测试模式4.2和自动测试模式4.3均包括测试风扇电阻4.4的过程：操作人员点击测试设备上的“测试”按键，mcu芯片5.3通过电源模块5.1发送测试电流到风扇，并依据测试电桥模块5.6的输出值，计算出风扇的电阻值；然后mcu芯片5.3确认电阻值是否符合导入的新测试标准4.9中的合格区间：若符合，mcu芯片5.3将激活pwm驱动模块5.7，此时发射pwm信号，若不符合，mcu芯片5.3将暂时禁用pwm驱动模块5.7，无法发射pwm信号，mcu芯片5.3判定风扇电阻不合格；最终mcu芯片5.3将电阻值和判定结果进行存储，并在led屏上显示。

手动测试模式4.2包括测试传感器输出电压4.5的过程，首先操作人员手动旋转螺线管，引起传感器输出电压进行变化，然后mcu芯片5.3将通过电压采集模块5.5，测出实际的输出电压4.5，最后mcu芯片5.3将测试结果与新测试标准4.9中的设定值对比，从而判定传感器输出电压是否合格，判定结果将存储入mcu芯片5.3中，并在led屏上显示；

自动测试模式4.3包含测试风扇实际转速4.7的过程，该过程将测试风扇全啮合及怠速转速，未来如有其他转速需求，可修改mcu芯片5.3中的程序。首先操作人员需要保持踩油门以持续输入发动机转速4.6，然后如果风扇的电阻值是合格的，mcu芯片5.3将激活pwm驱动模块5.7，此时操作人员依据屏幕指示，点击按键以发送不同占空比的pwm信号4.10，以实现风扇的全啮合及怠速运行，同时mcu芯片5.3通过电压采集模块5.5，测出传感器的输出电压4.5，并依据内部算法计算出风扇转速4.7，mcu芯片5.3将风扇实际转速4.7的测试值与新测试标准4.9中设定值对比，从而判定风扇的转速是否合格，判定结果以及测试结果将存储入mcu芯片5.3中，并在led屏上显示；

(4)上传数据4.8：测试设备具备结果上传功能，其中电阻测试4.4，传感器输出电压4.5以及风扇实际转速4.7的测试结果均会结合之前扫描标识4.1的结果，一起上传服务器，实现测试结果和与风扇标识一一对应；硬件上测试结果均保存在mcu芯片5.3中，测试完毕后会通过无线模块5.2上传服务器；数据交互上，服务器会发送测试结果应答包6.4到设备，同时调用设备中的测试结果包，已完成数据上传。

测试设备开机后默认自动测试模式4.3，并导入最新测试标准4.9，先按“扫描”键，进行风扇标识扫描4.1，扫描结果按预设格式显示在屏幕上，若5秒内无法识别标识码，则扫描结束；然后将测试设备与风扇的螺线管连接，按下“测试”键，先检测线圈电阻(电阻测试4.4)，并在屏幕上显示电阻值，若超出测试标准中的范围，则判定螺线管故障；如符合范围，则进入霍尔传感器性能测试(测传感器输出电压4.5)，测试人员将沿法兰轴方向为旋转轴，手动旋转螺线管，屏幕上将显示传感器输出电压的变化，若不符合标准范围，则判定螺线管故障，测试结束后，若扫描标识码成功，则按屏幕显示上传测试结果，若无法识别，测试结果就无法上传，需要人工记录测试结果。

如附图2，当硅油风扇法兰轴与整车发动机连接在一起时，可将本发明连接到风扇的螺线管接插件上。对风扇标识码进行扫描后，进入自动测试模式4.3，首先测试线圈电阻(电阻测试4.4)，如超出标准中的范围，判断风扇为故障件，并禁止任何pwm信号输出，以防止测试人员误操作；如线圈电阻正常，测试人员需将发动机转速4.6，调整到设定转速，并发送相应的pwm信号4.10，进行自动测试。

当检测线圈电阻(电阻测试4.4)合格后，屏幕上才会显示“输出”字样，测试人员可输入pwm信号4.10，其中可通过“频率△”，“频率▽”来调整输出pwm信号的频率(按下“频率△”键，可提高发送pwm信号的频率，可调范围1hz～10hz，每次按键增加0.1hz，具有断电记忆功能；按下“频率▽”键，可减少发送pwm信号的频率)，并通过“pwm+”“pwm-”来改变占空比(按下“pwm+”键，可提高发送pwm信号的占空比，可调节范围0％～100％,每次按键增加5％,具有断电记忆功能；按下“pwm-”键，可减少发送pwm信号的占空比)，以模拟ecu输出pwm信号，来调整风扇的工作状态，再次按“测试”键，将停止输出pwm信号，并在屏幕上显示“停止”字样。

自动测试模式4.3是多阶段测试，每一阶段均需配合输入相应的pwm信号4.10，如任一阶段测试值不符合标准值，判断风扇故障，测试过程结束，如果均符合，则风扇功能正常，自动测试模式4.3也具备扫码上传功能。

如附图3，测试设备外接硅油风扇，在自动测试模式4.3下，可通过pwm驱动模块5.7给硅油风扇发送驱动电压，并结合发动机输入转速，使风扇工作在啮合或分离状态。测试电桥模块5.6可以间接检测风扇内部线圈电阻。电压采集模块5.5可采集手动测试模式4.2或者自动测试模式4.3下风扇的霍尔传感器输出电压4.5。扫码模块5.4结合摄像头可准确读取任一风扇的标识码，给风扇的测试结果加入“名字”。无线模块5.2负责和远程服务器交互，既可以读取服务器中的设定标准和参数，也可以上传测试结果，电源模块5.1负责给整个发明供电，便于在无电源地方进行测试工作，同时也可外接充电器，进行充电。

mcu芯片5.3对外负责存储无线模块5.2传递过来的设定参数和标准，并反馈风扇的测试结果给无线模块，发射驱动信号给驱动模块5.7，记录5.6和5.5的测试结果及5.4模块扫描出来的标识码；对内将测试结果与设定参数进行比较并判断风扇功能是否正常，同时负责维护本发明的各项功能的正常运行，是核心单元处理芯片。

测试设备通过tcp/ip协议与远程服务器进行通信，需要开放服务器的通讯地址和端口，服务器内需要定制相关软件与本发明进行对接，并建立数据库，用来存储测试标准中的设定值以及每一次的测试结果。

测试设备和服务器通讯过程中涉及到的数据包设定如下：

如附图5和附图6，数据包在格式上分有长度数据包和无长度数据包，前者为可传递具体信息的数据包，后者主要用来发送通讯指令，一般数据包可包含下列字段：初始字符，源地址，目的地址，数据包类型，异或和校验位，有长度数据包还额外包括：数据body长度，数据体内容。

如附图4，按照归属服务器端和设备端来划分数据包：分为服务器数据包和设备数据包。二者均有传输标识包6.1，此包相当于一个指示数据包，当服务器和本发明间传输通畅时，传输此包。

服务器数据包包括：设定参数包6.2，可设定测试标准中参数以及测试过程中参数，例如采样时间等过程参数。参数回传包6.3为无长度数据包，本发明接受到6.3后，会回传参数包6.5，服务器通过6.3，可判断本发明中是否为最新标准。测试结果应答包6.4为无长度数据包，本发明接受到后，会回传参数包6.7，用于上传测试结果。

设备数据包包括：设备当前参数包6.5为有长度数据包，用于存储设备当前测试标准以及过程中参数，可被6.3调用。申请设备参数包6.6为无长度数据包，用于调用服务器中设备参数6.2，相当于开机自动导入最新测试标准。测试结果包6.7为有长度数据包，用来记录测试结果，可被6.4调用，用于上传测试结果。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。