CN104603631B - 用于验证电流传感器结果的可信性的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于通过在电路(22)中连接的电流传感器(2)验证电流(20)的测量结果的可信性的方法，所述方法包括：执行电路(22)的电路状态的预定的改变(34)；通过电流传感器(2)检测由于电路状态的改变(34)导致的电流(20)的改变(62)；以及通过比较电路状态的改变(34)和电流(20)的改变(62)来验证测量结果的可信性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于通过电构件引导车辆电池和可连接在车辆电池上的电网络组件之间的电流的电路，以及一种具有电路的车辆。
背景技术
为了在机动车中执行从电源输出至电负载的电流的测量，可以在电源和电负载之间串联一电流传感器。例如由DE 10 2011 078 548 A1已知了这种电流传感器。
发明内容
本发明的目的是，改进已知的电流测量方法。
该目的通过独立权利要求的特征实现。从属权利要求的主题是优选的改进方案。
根据本发明的一方面，用于验证在电路中连接的电流传感器的电流的测量结果的可信性的方法包括如下步骤：
-执行电路的电路状态的预定的改变；
-检测由于电路状态的改变导致的电流的改变；以及
-通过比较电路状态的改变和电流的改变来验证电流传感器测量结果的可信性。
所述方法基于这样的考虑：电流传感器应该电串联在电源和电负载之间，以便引导所有待通过电流运输的电负荷通过电流传感器。基于这种考虑，所述方法的基本认识在于：电流传感器位于其中的电路中的故障，或者电流传感器本身的故障，例如寄生的短路会导致，部分电流以及进而部分电负荷被引导经过电流传感器旁边且不能由电流传感器检测，这导致利用电流传感器的错误测量。为了避免这种错误测量，借助于所述方法建议了，使电路过渡至一种状态，在该状态中电流是已知的或者至少可由所述状态推导出。因此，可以确保电路中电流传感器的无故障运行。
在一改进方案中，所述方法还包括步骤：把已知的电负载接通至电路用于执行电路的电路状态的预定的改变。如果例如该电路是车辆中的车载电网的一部分，或者在车辆中作为车载电网运行，则该已知的电负载例如以加热器、空调等形式存在。该改进方案基于这样的考虑：不必检测电流本身，而是仅检测其改变，该改变是接通已知的电负载造成的。
在所述方法的另一个改进方案中，电流传感器具有至少两个并联的分路，其中为了执行电路的电路状态的预定的改变，由电路电去除一分路。该改进方案基于这样的考虑：电流传感器也能通过单个并联的分路(所述分路的值例如必须通过制造已知)监控其无故障的运行，因为当分路切断时，电流必须以本领域技术人员已知的方式改变为另一个分路，这可以相应地证实。
在所述方法的额外的改进方案中，在接通电负载之前，电路处于至少准稳定状态。准稳定状态应该如下地理解为一种状态，在该状态中电路的状态在预定的时界(Zeitschranke)内仅在预定的范围内变化。在稳定状态中，电路的状态将完全不改变。通过这种方式可以确保，电路状态的预定的改变不与不已知的电路状态的改变叠加，由此电流将以不已知的方式改变，且因此不能利用电流传感器验证测量结果的可信性。
在所述方法的另一个改进方案中，已知的电负载的已知的电流消耗取决于电路和/或电负载的运行条件。该改进方案基于这样的考虑：已知的电负载的电阻影响了待测量的电流。然而，该电阻取决于具有电路的运行条件。因此，在所述方法中该运行条件的考虑改善了对测量结果的可信性的验证。
在优选的改进方案中，运行条件包括已知的电负载上的运行电压和/或已知的电负载和/或电路的运行温度。该改进方案基于这样的考虑：不是所有的运行条件都以相同的方式影响电路的电阻。因此，为了不使对已知的电流消耗不必要地复杂化，运行条件仅应该影响已知的电流消耗，该运行条件明显地改变了电流消耗，也就是说，在确定的可预定的公差值之外。
在备选的改进方案中，所述方法包括以下步骤：
-执行电路的电路状态的第二预定的改变；
-检测由于电路状态的第二改变导致的电流的第二改变；以及
-比较电路状态的改变和电流的改变。
所述方法的该改进方案基于这样的考虑：电路状态本身的第一预定的改变可能是错误的，因为例如为了改变电路状态，在电路上设置了故障负载。随后可能错误地或者积极地或者消极地取消车辆结果的可信性的验证。为了阻止这种情况，借助于所述方法的改进方案建议了，直接地或间接地利用另一个事先已知的电路状态的改变验证通过电路状态的第一预定的改变得到的测量结果的可信性。
在此，根据所述方法的特殊的改进方案，在电路的电路状态的第一预定的改变之后，替代地或者除了该第一预定的改变之外执行电路的电路状态的第二预定的改变。
根据本发明的另一个方面，给出了一种控制装置，所述控制装置设置用于执行所述方法之一。
在本发明的改进方案中，所述控制装置具有存储器和处理器。在此，所述方法以计算机程序的形式存储在存储器中且当计算机程序由存储器载入到处理器中时，处理器用于执行所述方法。
本发明还涉及一种具有程序编码部件的计算机程序，以便当计算机程序在计算机或所述装置之一上执行时，执行所述方法之一的所有步骤。
本发明还涉及一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括程序编码，该程序编码存储在计算机可读的数据载体上，且当程序编码在数据处理设备上执行时，该程序编码执行所述方法之一。
根据本发明另一个方面，车辆电池包括：
-用于把电流输出至电负载的电池极；
-连接在电池极上的电流传感器，用于检测电流，以及
-连接在电流传感器上的，用于验证电流传感器的测量结果可信性的所述控制装置之一。
附图说明
结合下面对实施例的描述能容易且明白地理解本发明的上述特性、特征和优点，以及实现它们的方式和方法，结合附图进一步描述所述实施例。其中：
图1示意性地示出两个导线段之间的电流传感器；
图2示意性地示出电路中的电流传感器；
图3示意性地示出电路中的备选电流传感器；
图4示意性地示出备选电路中的电流传感器；以及
图5示意性地示出具有电流传感器的测量结果的电流走向图。
具体实施方式
在附图中相同的技术元件具有相同的附图标记以及仅描述一次。
参考图1，其示意性地示出两个导线段4、6之间的电流传感器2。借助于电流传感器2应该检测电流7，该电流经由电流传感器2流经两个导线段4、6。
在该设计方案中，电流传感器2构造为无源的分路，分路以本领域技术人员已知的方式是具有预定的电阻值的简单电阻。然而，电流传感器2也可以构造为有源的分路，例如像DE 10 2011 078 548A1公开的那样，或者基于磁测量原理构造且在其结构上不受限制。
在一实施方案中，电流传感器2在冲击侧(脉冲侧)容纳在两个导线段4、6之间，其中在导线段4、6和电流传感器2之间的连接点处，电测量导线8、10电接触，所述电测量导线被引导至分析电路12。以本领域技术人员已知的方式在测量导线8、10之间存在测量电压14。由该测量电压14和设计为无源分路的电流传感器2的已知的电阻值能够以本领域技术人员已知的方式推断出待检测的电流7。
然而，例如如果电流传感器2被污物16桥接，则待检测的电流7的一部分不通过电流传感器2而是作为寄生电流18经过该污物16，由此借助于电流传感器2检测到的测量电流20偏差了该寄生电流18。因为这种污物或电流传感器本身处的另外的故障或包含该电流传感器2的电路处的另外的故障在其使用过程中才出现，则该污物或故障也应该在其使用中检测到。为此下面给出可能的解决方案。
参考图2，其示意性地示出电路22中的电流传感器2。
在该实施方案中，电流传感器2连接在构造为电池的电源24和电负载26之间，其中待检测的电流7被引导经过电池24的第一电池极28和电流传感器2处的两个导线段4中的一个。待检测的电流7随后被引导经过电负载26处两个导线段6中的另一个并从电负载经过回线30和第二电池极32返回至电池24中。
电流传感器2通过测量导线8、10与分析电路12连接，其中测量导线8、10可以传递通过电流传感器2的电压降14，然而也可以为了测量传递必要的信号，例如调节信号，借助于该调节信号可以在有源分路中使电压降14保持恒定。为此，为了其它信息参考DE 102011 078 548 A1。
在该实施方案中，分析电路12发出状态改变信号34，借助于该状态改变信号分析电路能改变电路22的电路状态。在此，电路状态可以是任意影响参量，该影响参量改变待检测的电流7。这种影响参量例如可以是电路22的布线或影响电路22的温度，所述影响参量改变待检测的电流7。
在该实施方案中，利用状态改变信号34如此改变电路22的状态，即按已知方式改变待检测的电流7。因此，在图1中示出的、流经电流传感器2的测量电流20也必须按已知方式改变。如果不是这种情况，则待检测的电流7的一部分流经电路22中的故障，例如污物18，作为寄生电流16，从而歪曲了测量电流20。因此，分析电路12可以借助于通过状态信号34改变电路状态来验证借助于电流传感器2检测到的测量电流20的可信性。
为此，下面要讨论两个例子。
参考图3，根据图3应该示出两个例子中的第一个。
在该实施方案中，电流传感器2通过两个并联的单个分路36、38构成，其中第二分路38可以通过能由状态改变信号34控制的开关40从并联电路去除。
在使用中，分析电路首先借助于共同的并联电路中两个单个分路36、38通过测量电流20检测了待检测的电流7并把测量电流20的值存储在例如未进一步示出的内部存储器中。随后它通过状态改变信号34由并联电路分开第二单个分路38并再次检测测量电流20的值。
在无故障的情况中，两个检测到的值此时以本领域技术人员已知的方式彼此相关。如果例如两个单个分路36、38的电阻值大小相等，则在切断第二单个分路38之后必须使测量电流20的值加倍。如果不是这种情况，则流动寄生电流18。
参考图4，其应该示出两个例子的第二个。
在第二例子中，未改变电流传感器2，而是改变了连接在电流传感器2上的电负载26。
为此，电负载26包括了三相电机42，该电机通过逆变器以本领域技术人员已知的方式被供给来自电池24的电能。在此，能够在每个相内除了已经存在的电流传感器2外还布置了单向电流传感器46，以便执行对本领域技术人员来说已知的测量任务，例如检测定子磁场。
此外，在该实施方案中，电加热器48与逆变器44并联，所述电加热器可以通过借助于状态改变信号34能切换的开关40从并联电路分开。
在使用中，分析装置12可以接通电加热器48，并测量通过电流传感器2的测量电流20的值增大了多少。该值必须与电加热器48的电流消耗匹配。如果不是这种情况，则待检测的电流7的一部分作为寄生电流18流过。
单相电流传感器46在此同样可以借助于本申请中提出的方法对其无故障的运行进行检查。
参考图5，其示出了在时间52上测量电流18的质量走向50，该测量电流被图4中示出的布置消耗。
当测量电流20已经稳定至稳定的第一值56时，电加热器48优选作为额外的电负载连接至起始时间点54。
在起始时间点54之后，当电加热器48与逆变器44并行地接通时，则测量电流20增大且稳定至稳定的第二值58，最早在时间点60可测得该第二值，在该时间点处该起振结束。这两个时间点之间的持续时间通常在数秒范围内。
当在电路22的符合规定的电路状态中，测量电流20的两个值58和56之间的差的量62对应于电加热器的电流消耗。
Claims (7)
1.一种用于通过在电路(22)中连接的电流传感器(2)验证电流(20)的测量结果的可信性的方法，所述电流传感器包括至少两个并联的分路(36、38)，所述方法包括：
-从电路中电去除一个分路以执行电路(22)的电路状态的第一预定的改变；
-通过电流传感器(2)检测由于电路状态的第一预定的改变导致的电流(20)的改变；以及
-通过将由于电路状态的第一预定的改变导致的电流的期望改变与电流(20)的改变进行比较来验证测量结果的可信性。
2.根据权利要求1所述的方法，其中电路状态的第一预定的改变导致的电流的期望改变与电流(20)的改变的比较的结果取决于电路(22)的运行条件。
3.根据权利要求2所述的方法，其中运行条件包括电路(22)的运行温度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：
-执行电路(22)的电路状态的第二预定的改变；
-检测由于电路状态的第二预定的改变导致的电流(20)的第二改变；以及
-比较电路状态的第二预定的改变和电流(20)的第二改变。
5.根据权利要求4所述的方法，其中在电路(22)的电路状态的第一预定的改变之后，执行电路(22)的电路状态的第二预定的改变。
6.一种控制装置(12)，所述控制装置设置成用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
7.一种车辆电池(24)，包括：
-用于把电流(7)输出至电负载(26)的电池极(28)；
-连接至电池极(28)的电流传感器(2)，所述电流传感器(2)用于检测电流(7)，以及
-连接至电流传感器(2)的并且用于验证电流传感器(2)的测量结果(20)可信性的根据权利要求6所述的控制装置(12)。
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