CN103901250A - 车载蓄电池电压检测及处理方法 - Google Patents

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本发明涉及电变量变化率的测量方法领域，具体为一种车载蓄电池电压检测及处理方法。一种车载蓄电池电压检测及处理方法，包括滤波、判断和处理，其特征是：滤波时，电机控制器(31)对车载蓄电池(11)的输出电压实施连续采样；判断时，一次判断在单位时间Δt内完成；处理时，采用镜像标志位处理方法。本发明的有益效果是：结构简单，抗干扰性强，响应迅速，安全可靠。

Description

车载蓄电池电压检测及处理方法
技术领域
本发明涉及电变量变化率的测量方法领域，具体为一种车载蓄电池电压检测及处理方法。
背景技术
整车系统中车载蓄电池为整车控制器以及电机控制器等供电，同时，车载蓄电池的输出电压也受实时检测，在某些场合，车载蓄电池较易出现电压故障（如12V欠压故障），整车系统必须对检测到的电压故障执行响应动作。但是，车载蓄电池在车辆行驶的过程中受到外部干扰较大，使得输出电压的波形发生畸变，这有可能导致电压检测系统误报电压故障。目前车载蓄电池的电压检测多是采用硬件和软件相结合的滤波方式，这种方式难以兼顾滤波效果和响应速度，增加滤波效果会牺牲动态响应，造成对整车动作响应延时，可能危及车辆及人身安全；降低滤波效果则难以过滤干扰信号，使得整车在响应干扰方面做出错误动作。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、抗干扰性强、响应迅速、安全可靠的电压检测方法，本发明公开了一种车载蓄电池电压检测及处理方法。
本发明通过如下技术方案达到发明目的：
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，包括滤波、判断和处理，将车载蓄电池的正极和负极分别连接至直流-直流转换器的两个低压输入端，直流-直流转换器的两个高压输出端分别连接至高压电池的正极和负极，电机控制器通过信号线连接车载蓄电池的正极和负极，驱动控制器通过信号线分别连接高压电池的正极和负极以及电机的三相电输入端，电机控制器和驱动控制器都通过信号线连接，电机控制器通过通信总线连接整机控制器，其特征是：滤波时，电机控制器对车载蓄电池的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值                                                
Figure 17635DEST_PATH_IMAGE001
，N取[5,100]区间内的正整数，一次采样完成后随即继续下一次采样；判断时，一次判断在单位时间Δt内完成，设车载蓄电池当前的输出电压标准值为V0，在Δt内共进行了k次采样，将k次采样获得的
Figure 540889DEST_PATH_IMAGE001
逐个和V0比较，若比较结果
Figure 735241DEST_PATH_IMAGE001
不符合V0的次数不小于k的80%时，则电机控制器对本次Δt内所做的采样判定为故障，置故障标志位为1，并将故障信息传递至整机控制器，若比较结果
Figure 106179DEST_PATH_IMAGE001
不符合V0的次数小于k的80%时，则电机控制器对本次Δt内所做的采样判定为正常，置故障标志位为0，判断完成后，故障标志位和计数器都清零，随后重新实施滤波；采样周期为电机控制器外部模/数转换的采样周期，判断周期为电机控制器的时间调度时间；
处理时，采用镜像标志位处理方法，电机控制器对接收的故障信息实施镜像处理，复制出面向不同对象的标志位，在两个维度分别处理故障信息，对于电机控制器的标准故障信息实施直接处理，以加强对事故发生之时的立即响应；对镜像故障信息延时传递至整车控制器，各个不同的镜像故障信息传递时遵循“先进先出（即First In First Out）”原则，由于整车控制器和电机控制器之间的通信周期多为毫秒级，而电机控制器的动作响应为微秒级，因此延时上报不会影响故障的及时处理，同时又能保准故障上报的准确性。
所述的车载蓄电池电压检测及处理方法，其特征是：通信总线选用控制器局域网络总线。
本发明通过对车载蓄电池输出电压（即弱电系统电压）实施优化的检测及处理方法，避免了延时故障上报以及个别外部不稳定因素造成的错报；本发明实现了准确检测故障以及快速响应故障的功能，并且满足整车对车载蓄电池输出电压的检测要求，能有效的降低故障的错报及延时。此外，通过分离电机控制器和整车控制器对故障字的响应时间，降低了整车对故障的响应时间。使整个系统对错误的故障有效的屏蔽以及对真实的故障的及时响应。
本发明的有益效果是：结构简单，抗干扰性强，响应迅速，安全可靠。
附图说明
图1是本发明的连接示意图；
图2是本发明中滤波和判断的流程图；
图3是本发明中处理的流程图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，设备连接如图1所示，将车载蓄电池11的正极和负极分别连接至直流-直流转换器2的两个低压输入端，直流-直流转换器2的两个高压输出端分别连接至高压电池12的正极和负极，电机控制器31通过信号线连接车载蓄电池11的正极和负极，驱动控制器32通过信号线分别连接高压电池12的正极和负极以及电机4的三相电输入端，电机控制器31和驱动控制器32都通过信号线连接，电机控制器31通过通信总线5连接整机控制器33。
本实施例中，车载蓄电池11的电动势为12V，通信总线5选用控制器局域网络（即Controller Area Network，简称CAN）总线。
具体步骤包括滤波、判断和处理，如下所述：
滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值，N取[5,100]区间内的正整数，本实施例取6，一次采样完成后随即继续下一次采样。
判断时，一次判断在单位时间Δt内完成，设车载蓄电池11当前的输出电压标准值为V0，在Δt内共进行了k次采样，将k次采样获得的
Figure 66231DEST_PATH_IMAGE001
逐个和V0比较，若比较结果
Figure 126591DEST_PATH_IMAGE001
不符合V0的次数不小于k的80%时，则电机控制器31对本次Δt内所做的采样判定为故障，置故障标志位为1，并将故障信息传递至整机控制器33，若比较结果
Figure 476669DEST_PATH_IMAGE001
不符合V0的次数小于k的80%时，则电机控制器31对本次Δt内所做的采样判定为正常，置故障标志位为0，判断完成后，故障标志位和计数器都清零，随后重新实施滤波，采样周期为电机控制器31外部模/数转换的采样周期，判断周期为电机控制器31的时间调度时间，本实施例判断周期为100μs。
滤波和判断的流程图如图2所示。
处理时，采用镜像标志位处理方法，电机控制器31对接收的故障信息实施镜像处理，复制出面向不同对象的标志位，在两个维度分别处理故障信息，对于电机控制器31的标准故障信息实施直接处理，以加强对事故发生之时的立即响应；对镜像故障信息延时传递至整车控制器33，各个不同的镜像故障信息传递时遵循“先进先出（即First In First Out）”原则，由于整车控制器33和电机控制器31之间的通信周期多为毫秒级，而电机控制器31的动作响应为微秒级，因此延时上报不会影响故障的及时处理，同时又能保准故障上报的准确性。
镜像标志处理是针对不同对象（如本实施例一个是整车控制器33，一个是电机控制器31）的分别处理。例如，电机控制器31有故障，第一时间会处理故障，但是整车控制器33需要对故障信息了解，此时就需要对电机控制器31的镜像上传，这样既不耽误处理故障，也进行了故障的上传。
处理的流程图如图3所示。
实施例2
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值，N取5。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例3
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 111230DEST_PATH_IMAGE001
，N取10。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例4
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值，N取15。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例5
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 250972DEST_PATH_IMAGE001
，N取20。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例6
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 870172DEST_PATH_IMAGE001
，N取25。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例7
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 543730DEST_PATH_IMAGE001
，N取30。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例8
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 8210DEST_PATH_IMAGE001
，N取35。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例9
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 67301DEST_PATH_IMAGE001
，N取40。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例10
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 857403DEST_PATH_IMAGE001
，N取45。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例11
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 18257DEST_PATH_IMAGE001
，N取50。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例12
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值，N取55。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例13
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 465605DEST_PATH_IMAGE001
，N取60。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例14
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 98711DEST_PATH_IMAGE001
，N取65。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例15
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 605916DEST_PATH_IMAGE001
，N取70。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例16
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 536832DEST_PATH_IMAGE001
，N取75。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例17
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 711461DEST_PATH_IMAGE001
，N取80。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例18
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 453152DEST_PATH_IMAGE001
，N取85。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例19
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 713232DEST_PATH_IMAGE001
，N取90。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例20
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 247506DEST_PATH_IMAGE001
，N取95。其他结构和步骤都和实施例1同。
实施例21
一种车载蓄电池电压检测及处理方法，具体步骤包括滤波、判断和处理，滤波时，电机控制器31对车载蓄电池11的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值
Figure 152008DEST_PATH_IMAGE001
，N取100。其他结构和步骤都和实施例1同。

Claims (2)

1. 一种车载蓄电池电压检测及处理方法，包括滤波、判断和处理，将车载蓄电池(11)的正极和负极分别连接至直流-直流转换器(2)的两个低压输入端，直流-直流转换器(2)的两个高压输出端分别连接至高压电池(12)的正极和负极，电机控制器(31)通过信号线连接车载蓄电池(11)的正极和负极，驱动控制器(32)通过信号线分别连接高压电池(12)的正极和负极以及电机(4)的三相电输入端，电机控制器(31)和驱动控制器(32)都通过信号线连接，电机控制器(31)通过通信总线(5)连接整机控制器(33)，
其特征是：滤波时，电机控制器(31)对车载蓄电池(11)的输出电压实施连续采样，采样过程为：取N个电压值后并计算N个电压值的算术平均值                                               
Figure 2012105910540100001DEST_PATH_IMAGE002
，N取[5,100]区间内的正整数，一次采样完成后随即继续下一次采样；
判断时，一次判断在单位时间Δt内完成，设车载蓄电池(11)当前的输出电压标准值为V0，在Δt内共进行了k次采样，将k次采样获得的
Figure 105068DEST_PATH_IMAGE002
逐个和V0比较，若比较结果
Figure 491050DEST_PATH_IMAGE002
不符合V0的次数不小于k的80%时，则电机控制器(31)对本次Δt内所做的采样判定为故障，置故障标志位为1，并将故障信息传递至整机控制器，若比较结果
Figure 333104DEST_PATH_IMAGE002
不符合V0的次数小于k的80%时，则电机控制器(31)对本次Δt内所做的采样判定为正常，置故障标志位为0，判断完成后，故障标志位和计数器都清零，随后重新实施滤波；采样周期为电机控制器(31)外部模/数转换的采样周期，判断周期为电机控制器(31)的时间调度时间；
处理时，采用镜像标志位处理方法，电机控制器(31)对接收的故障信息实施镜像处理，复制出面向不同对象的标志位，在两个维度分别处理故障信息，对于电机控制器(31)的标准故障信息实施直接处理；对镜像故障信息延时传递至整车控制器(33)，各个不同的镜像故障信息传递时遵循“先进先出”原则。
2. 如权利要求1所述的车载蓄电池电压检测及处理方法，其特征是：通信总线(5)选用控制器局域网络总线。
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