CN104300980A - 电动汽车及其运行信号的采样方法和ad转换系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电动汽车运行信号的采样方法，包括以下步骤：对电动汽车的用于采样运行信号的采样系统进行校验，以获取采样系统的采样数学模型；采样系统获取电动汽车的模拟运行信号，并根据采样数学模型对模拟运行信号进行校正；将校正后的模拟运行信号转换为数字运行信号。根据本发明的电动汽车运行信号的采样方法，可以降低电动汽车AD采样电路的系统误差，提高电动汽车运行信号的采样精度，可以更加精确地对电动汽车进行控制，提高电动汽车的可靠性。本发明同时公开一种电动汽车的AD转换系统，以及一种具有该AD转换系统的电动汽车。

Description

电动汽车及其运行信号的采样方法和AD转换系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的运行信号的采样方法，和一种电动汽车的AD转换系统，及具有该AD转换系统的电动汽车。

背景技术

电动汽车在运行过程中，需要采集电动汽车的母线电压、相线电流、油门刹车等模拟信号进行处理，采集到的数据精度直接影响到控制芯片的控制精度和判断，但是，电动汽车的ADC（Analog-to-Digital Converter,模拟/数字转换）采样系统存在系统误差，甚至有时会造成控制芯片的误判，例如，如果采集的母线电压数值高于实际电压值，可能提前触发电路保护电路例如引起过压保护或过温保护的误动作，因而影响汽车的正常运行。目前，对于影响汽车的模拟信号的采样精度的因素中主要有三点，1、传感器的精度；2、模拟通道处理的精度；3、控制芯片ECU（Electronic Control Unit，数字控制单元）本身的AD（Analog-to-Digital，模拟/数字）采样精度。其中，对于前两点的解决办法是：1、更换高精度的传感器；2、对于模拟通道中使用高精度例如精度为1%的电阻电容等器件。而对于控制芯片ECU的采样精度最高可以达到5%，已经没有改善的余地。可见，现有技术中，改善的主要是外围的通道精确度，甚至可以做到千分之一的精确率，但是，如果考虑控制芯片ECU本身的5%的采样精度(即线性失真)后，整个系统的精确率就会降低，而控制芯片ECU本身的采样精度取决于其构造的半导体材料及其加工工艺，是不可控制的，因而容易触发误动作，造成车辆的异常停止，降低电动汽车的使用性能。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种电动汽车运行信号的采样方法，该采样方法可以提高电动汽车运行信号的采样精度，防止触发误动作，从而保证车辆的控制更加准确，提高电动汽车的可靠性。

本发明的另一个目的在于提出一种电动汽车的AD转换系统。

本发明的再一个目的在于提出一种电动汽车，该电动汽车包括上述的AD转换系统。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出一种电动汽车运行信号的采样方法，包括以下步骤：对电动汽车的用于采样运行信号的采样系统进行校验，以获取所述采样系统的采样数学模型；所述采样系统获取所述电动汽车的模拟运行信号，并根据所述采样数学模型对所述模拟运行信号进行校正；以及将校正后的所述模拟运行信号转换为数字运行信号。

根据本发明实施例的电动汽车运行信号的采样方法，通过对电动汽车的采样系统进行校验获得采样系统的采样数学模型，进而根据采样数学模型对采样系统获取的模拟运行信号进行校正，只需提高电源精度即可有效提高运行信号的采样精度，且不受温度的影响，可以降低电动汽车运行信号采样的系统误差，提高采样精度，使得车辆的控制更加精确，提高车辆的可靠性。

为达到上述目的，本发明的第二方面实施例提出一种电动汽车的AD转换系统，该AD转换系统包括：采样系统，所述采样系统用于获取所述电动汽车的模拟运行信号；校验模块，所述校验模块与所述采样系统连接，所述校验模块用于对所述采样系统进行校验，以获取所述采样系统的采样数学模型；计算模块，所述计算模块分别于所述采样系统和所述校验模块连接，所述计算模块根据所述采样数学模型对所述模拟运行信号进行校正；以及转换模块，所述转换模块与所述计算模块连接，所述转换模块将校正后的所述模拟运行信号转换为数字运行信号。

根据本发明实施例的电动汽车的AD转换系统，通过计算模块对采样系统进行校验获得采样系统的采样数学模型，进而计算模块根据采集数学模型对模拟运行信号进行校正，只需提高电源精度即可有效提高电动汽车运行信号的采样精度，且不受温度的影响，可以降低电动汽车运行信号采样的系统误差，提高采样精度，使得车辆的控制更加精确，提高车辆的可靠性。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出一种电动汽车，该电动汽车包括上述第二方面实施例的电动汽车的AD转换系统。

根据本发明实施例的电动汽车，通过上述实施例的AD转换系统，可以降低AD采样电路的系统误差，提高采样精度，电动汽车的控制更加精确，电动汽车的可靠性更高。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的电动汽车运行信号的采样方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的电动汽车的AD转换系统的示意图；以及

图3为根据本发明实施例的电动汽车的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面参照附图描述根据本发明实施例的电动汽车运行信号的采样方法，以及电动汽车的AD采样系统和具有该AD采样系统的电动汽车。

如图1所述，本发明实施例的电动汽车运行信号的采样方法包括以下步骤：

S101，对电动汽车的用于采样运行信号的采样系统进行校验，以获取采样系统的采样数学模型。

其中，电动汽车的运行信号可以包括模拟运行信号例如电动汽车的母线电压、相线电流、油门刹车等，采样系统采集的模拟运行信号具有一定的误差，可以通过标定的方法消除电动汽车的采样系统的通道误差和控制芯片ECU自身的线性失真，在本发明的一个实施例中，采样系统的采样数学模型的形式可以为：

y=ax+b    （1）

其中，y为校正后的模拟运行信号，x为采样系统获取的电动汽车的模拟运行信号，a、b为校验参数。对电动汽车的用于采样运行信号的采样系统进行校验可以认为是获得采样数学模型中的校验参数a和b的过程。在本发明的一个实施例中，可以通过采集两组数据获得采样参数a和b。校验的过程可以包括：采集电动汽车的模拟运行信号的实际值，根据采样数学模型和模拟运行信号的实际值及对应的采样系统获取的电动汽车的模拟运行信号计算获得采样数学模型中的校验参数，并将获得的常数值进行保存。具体地，可以通过万用电表直接检测电动汽车的模拟运行信号例如母线电压、相线电流或者油门刹车等的模拟信号，而采样系统获取的对应的电动汽车的模拟运行信号可以通过控制芯片ECU直接读取获得，例如，采集的第一组数据中，由万用电表检测的电动汽车的母线电压为y1=95V，由ECU直接读取的对应的电动汽车的母线电压为x1=100V；另外，采集的第二组数据中，由万用电表检测的电动汽车的母线电压为y2=900V，由ECU直接读取的对应的电动汽车的母线电压为x2=1000V。将两组数据分别代入上述采样数学模型的公式（1）中，则可以获得采样参数a=805/900，b=50/9，从而获得了采样数学模式的公式形式，即：

y=805/900x+50/9    （2）

并将获得的a和b存储于控制芯片ECU中。

S102，采样系统获取电动汽车的模拟运行信号，并根据采样数学模型对模拟运行信号进行校正。

在由步骤S101确定采样数学模型的形式之后，就可以根据采样数学模型对模拟运行信号进行校正，从而可以降低采样系统中控制芯片ECU的采集误差，提高系统的采样精度。具体地，例如，当采样系统采集的数据例如控制芯片ECU读取获得的电动汽车的母线电压为x=500V，调取步骤S101中存储的校验参数a和b，将x代入公式（2）中，从而可以对控制芯片ECU读取获得的模拟运行信号例如母线电压值进行校正，例如当x=500V时，校正后的母线电压值即相当于直接检测的电动汽车的母线电压值为y=452.8V，如此，采样系统采样的电动汽车的模拟运行信号的误差就会不大于1%。在对采样的模拟运行信号进行校正后进入步骤S103。

S103，将校正后的模拟运行信号转换为数字运行信号。

在通过步骤S102对采样系统采集的电动汽车的模拟运行信号进行校正后，可以降低采样误差，将校正后的模拟运行信号转换为数字运行信号，从而可以使得对车辆的控制更加精确。

综上所述，根据本发明实施例的电动汽车运行信号的采样方法，通过对电动汽车的采样系统进行校验获得采样系统的采样数学模型，进而根据采样数学模型对采样系统获取的模拟运行信号进行校正，只需提高电源精度即可有效提高运行信号的采样精度，且不受温度的影响，可以降低电动汽车运行信号采样的系统误差，提高采样精度，使得车辆的控制更加精确，提高车辆的可靠性。

下面参照附图描述根据本发明实施例的电动汽车的AD转换系统。

如图2所示，本发明实施例的电动汽车的AD转换系统包括采样系统201、计算模块202和转换模块203。其中，采样系统201用于获取电动汽车的模拟运行信号。计算模块202与采样系统201连接，计算模块202用于对采样系统201进行校验，以获取采样系统201的采样数学模型，并根据采样数学模型对模拟运行信号进行校正。转换模块203与计算模块202连接，转换模块203将校正后的模拟运行信号转换为数字运行信号。

采样系统201获取的电动汽车的模拟运行信号例如电动汽车的母线电压、相线电流或者油门刹车等存在一定的误差，可以通过计算模块202对采样系统201进行校验获得采样系统201的采样数学模型，在本发明的一个实施例中，采样系统201的采样数学模型的形式可以为：

y=ax+b    （1）

其中，y为校正后的模拟运行信号，x为采样系统201获取的电动汽车的模拟运行信号，a和b为校验参数。计算模块202对采样系统201进行校验可以认为是获得采样数学模型中的校验参数a和b的过程。

在本发明的一个实施例中，上述AD转换系统还可以包括采样模块204，采样模块204与计算模块202相连，采样模块204用于采集电动汽车的模拟运行信号的实际值。然后，通过计算模块202根据采样数学模型和模拟运行信号的实际值及对应的采样系统201获取的电动汽车的模拟运行信号计算获得采样数学模型中的校验参数，并将获得的校验参数进行保存。并在计算模块202对采样系统201采集的电动汽车的模拟运行信号进行校正时，调取保存的该校验参数以根据采样数学模型进行校正。

具体地，可以分别通过采样系统201和采样模块204采集两组数据获得采样参数a和b。具体过程可以包括：可以通过采样模块204例如万用电表直接检测电动汽车的模拟运行信号例如母线电压、相线电流或者油门刹车等的模拟信号，而采样系统201获取的对应的电动汽车的模拟运行信号可以通过控制芯片ECU直接读取获得，例如，采集的第一组数据中，由万用电表检测的电动汽车的母线电压为y1=95V，由ECU直接读取的对应的电动汽车的母线电压为x1=100V；另外，采集的第二组数据中，由万用电表检测的电动汽车的母线电压为y2=900V，由ECU直接读取的对应的电动汽车的母线电压为x2=1000V。计算模块202将两组数据分别代入上述采样数学模型的公式（1）中，则可以获得采样参数a=805/900，b=50/9，从而获得了采样数学模式的公式形式，即：

y=805/900x+50/9    （2）

并将获得的a和b存储于控制芯片ECU中。

在计算模块202获得采样数学模型的形式之后，就可以根据采样数学模型对模拟运行信号进行校正，从而可以降低采样系统201中控制芯片ECU的采集误差，提高系统的采样精度。具体地，例如，当采样系统201采集的数据例如控制芯片ECU读取获得的电动汽车的母线电压为x=500V，计算模块202调取存储的校验参数a和b，并通过公式（2）进行计算，从而可以对控制芯片ECU读取获得的模拟运行信号例如母线电压值进行校正，例如当x=500V时，经计算模块202校正后的母线电压值即相当于直接检测的电动汽车的母线电压值为y=452.8V，如此，采样系统201采样的电动汽车的模拟运行信号的误差就会不大于1%。

计算模块202对采样系统201采集的电动汽车的模拟运行信号进行校正后，可以降低采样误差，转换模块204将校正后的模拟运行信号转换为数字运行信号，从而可以使得车辆的控制更加精确。

综上所述，根据本发明实施例的电动汽车的AD转换系统，通过计算模块对采样系统进行校验获得采样系统的采样数学模型，进而计算模块根据采集数学模型对模拟运行信号进行校正，只需提高电源精度即可有效提高电动汽车运行信号的采样精度，且不受温度的影响，可以降低电动汽车运行信号采样的系统误差，提高采样精度，使得车辆的控制更加精确，提高车辆的可靠性。

下面参照附图描述根据本发明实施例的电动汽车。

如图3所示，本发明实施例的电动汽车301包括上述实施例的电动汽车的AD转换系统302。

根据本发明实施例的电动汽车，通过上述实施例的AD转换系统，可以降低AD采样电路的系统误差，提高采样精度，电动汽车的控制更加精确，电动汽车的可靠性更高。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，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，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种电动汽车运行信号的采样方法，其特征在于，包括以下步骤：

对电动汽车的用于采样运行信号的采样系统进行校验，以获取所述采样系统的采样数学模型；

所述采样系统获取所述电动汽车的模拟运行信号，并根据所述采样数学模型对所述模拟运行信号进行校正；以及

将校正后的所述模拟运行信号转换为数字运行信号。

2.如权利要求1所述的电动汽车运行信号的采样方法，其特征在于，所述采样数学模型为：

y=ax+b

其中，y为校正后的所述模拟运行信号，x为所述采样系统获取的所述电动汽车的模拟运行信号，a和b为校验参数。

3.如权利要求2所述的电动汽车运行信号的采样方法，其特征在于，还包括：

采集所述电动汽车的模拟运行信号的实际值；

根据所述采样数学模型和所述模拟运行信号的实际值及对应的所述采样系统获取的所述电动汽车的模拟运行信号计算获得所述采样数学模型中的所述校验参数，并将获得的所述校验参数进行保存。

4.一种电动汽车的AD转换系统，其特征在于，包括：

采样系统，所述采样系统用于获取所述电动汽车的模拟运行信号；

计算模块，所述计算模块与所述采样系统连接，所述计算模块用于对所述采样系统进行校验，以获取所述采样系统的采样数学模型，并根据所述采样数学模型对所述模拟运行信号进行校正；以及

转换模块，所述转换模块与所述计算模块连接，所述转换模块将校正后的所述模拟运行信号转换为数字运行信号。

5.如权利要求4所述的电动汽车的AD转换系统，其特征在于，所述采样数学模型为：

y=ax+b

其中，y为校正后的所述模拟运行信号，x为所述采样系统获取的所述电动汽车的模拟运行信号，a和b为校验参数。

6.如权利要求4所述的电动汽车的AD转换系统，其特征在于，还包括：

采样模块，所述采样模块与所述计算模块相连，所述采样模块用于采集所述电动汽车的模拟运行信号的实际值。

7.如权利要求6所述的电动汽车的AD转换系统，其特征在于，所述计算模块还用于根据所述采样数学模型和所述模拟运行信号的实际值及对应的所述采样系统获取的所述电动汽车的模拟运行信号计算获得所述采样数学模型中的所述校验参数，并将获得的所述校验参数进行保存。

8.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求4～7任一项所述的电动汽车的AD转换系统。