CN109521289A

CN109521289A - 建立电子装置的电流校准模型及校准电子装置的输出电流

Info

Publication number: CN109521289A
Application number: CN201710854233.1A
Authority: CN
Inventors: 孟亮; 王玮
Original assignee: Continental Automotive Asia Pacific Beijing Co Ltd
Current assignee: Continental Automotive Asia Pacific Beijing Co Ltd
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2019-03-26

Abstract

本发明的实施例提供了用于建立电子装置的电流校准模型的方法和装置，以及用于校准电子装置的输出电流的方法和装置。在用于校准电子装置的输出电流的方法中，获取电子装置的温度。接着，基于温度和电子装置的目标输出电流，使用预先建立的电流校准模型，产生用于电子装置的输入信号。然后，将输入信号提供给电子装置，以校准电子装置的输出电流。

Description

建立电子装置的电流校准模型及校准电子装置的输出电流

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别涉及用于建立电子装置的电流校准模型的方法和装置，以及用于校准电子装置的输出电流的方法和装置。

背景技术

车辆中的一些部件(例如，电磁阀)需要由电流信号来驱动。因此，通常在车辆中设置能够提供电流信号的电子装置，例如电磁阀驱动电路。在图1示例性示出的电磁阀驱动电路100中，可以通过向电磁阀驱动芯片110提供输入信号Y来配置电磁阀驱动芯片110中相应的寄存器，从而从其第一端口111输出脉冲信号。脉冲信号输入到晶体管TR1的栅极，从而控制晶体管TR1的导通和截止的频率。在晶体管TR1导通的情况下，电源电压V1施加到电阻器R1的一端。电阻器R1的另一端耦接到电磁阀驱动电路100的输出端口a。在输出端口a和输出端口b之间耦接例如电磁阀的外部负载200。这样，流过电阻器R1的电流被供应给电磁阀200。通过读取第二端口112和第三端口113的电压，能够计算出电阻器R1两端的电压。基于电阻器R1的电阻值和电阻器R1两端的电压，能够计算出流过电阻器R1的电流，从而计算出供应给电磁阀的输出电流。

然而，在实际使用中发现供应给电磁阀的输出电流与电磁阀期望接收到的目标电流相比还存在较大的误差。因此例如，可以通过电磁阀驱动芯片耦接的比例-积分-微分控制器来改变输入信号Y的大小以调节脉冲信号的占空比，从而调节流过电阻器R1的电流。但是比例-积分-微分控制器只能定性地调节输入信号Y的大小(即，在输出电流大于目标电流的情况下调小输入信号Y，在输出电流小于目标电流的情况下调大输入信号Y)，所以供应给电磁阀的输出电流与目标电流值相比还不够精确。

发明内容

本文中描述的实施例提供了一种建立电子装置的电流校准模型的方法和装置，以及一种用于校准电子装置的输出电流的方法和装置。用于校准电子装置的输出电流的方法和装置能够提高电子装置的输出电流的精度。

根据本发明的第一方面，提供了一种建立电子装置的电流校准模型的方法。在该方法中，确定所述电子装置的与第一目标输出电流对应的第一输入信号和与第二目标输出电流对应的第二输入信号。基于所述第一输入信号和所述第二输入信号，测量所述电子装置在第一温度下的第一输出电流和第二输出电流以及在第二温度下的第三输出电流和第四输出电流。计算在所述第一温度下的输入信号相对输出电流的第一变化率和第一偏移。计算在所述第二温度下的输入信号相对输出电流的第二变化率和第二偏移。基于所述第一温度、所述第二温度、所述第一变化率和所述第二变化率，计算输入信号的变化率相对温度的第三变化率和第三偏移。基于所述第一温度、所述第二温度、所述第一偏移和所述第二偏移，计算输入信号的偏移相对温度的第四变化率和第四偏移。使用所述第三变化率和第三偏移，建立作为温度的函数的梯度模型。使用第四变化率和第四偏移，建立作为温度的函数的偏移模型。然后，基于所述梯度模型和所述偏移模型，建立将输入信号表示为目标输出电流和温度的函数的电流校准模型。

在本发明的实施例中，所述电流校准模型包括在所述电子装置的温度高于所述第一温度的情况下使用的第一电流校准模型，所述第一电流校准模型被表示为：

Y＝G(T)×I+O(T)，

其中，Y表示所述输入信号，I表示所述目标输出电流，T表示所述温度，G(·)表示所述梯度模型，O(·)表示所述偏移模型。

在本发明的实施例中，所述电流校准模型包括在所述电子装置的温度低于所述第一温度的情况下使用的第二电流校准模型，所述第二电流校准模型被表示为：

Y＝G(T1)×I+O(T1)+0.25×(T-T1)×G(T1)×SF，

其中，Y表示所述输入信号，I表示所述目标输出电流，T表示所述温度，T1表示所述第一温度，G(·)表示所述梯度模型，O(·)表示所述偏移模型，SF表示比例因子，其基于所述第一输入信号、所述第一输出电流和所述第一变化率而计算。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于校准电子装置的输出电流的方法。在该方法中，获取所述电子装置的温度。接着，基于所述温度和所述电子装置的目标输出电流，使用预先建立的电流校准模型，产生用于所述电子装置的输入信号。然后，将所述输入信号提供给所述电子装置，以校准所述电子装置的输出电流。在这里，所述电流校准模型使用根据上述实施例所述的建立电子装置的电流校准模型的方法建立。

在本发明的实施例中，所述电流校准模型包括第一电流校准模型和第二电流校准模型。在所述方法中，在所述温度高于所述第一温度的情况下，使用所述第一电流校准模型来产生用于所述电子装置的输入信号，以及在所述温度低于所述第一温度的情况下，使用所述第二电流校准模型来产生用于所述电子装置的输入信号。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于建立电子装置的电流校准模型的装置。该装置包括至少一个处理器以及存储有计算机程序的至少一个存储器。当所述计算机程序由所述至少一个处理器执行时使得所述装置：确定所述电子装置的与第一目标输出电流对应的第一输入信号和与第二目标输出电流对应的第二输入信号；基于所述第一输入信号和所述第二输入信号，测量所述电子装置在第一温度下的第一输出电流和第二输出电流以及在第二温度下的第三输出电流和第四输出电流；计算在所述第一温度下的输入信号相对输出电流的第一变化率和第一偏移；计算在所述第二温度下的输入信号相对输出电流的第二变化率和第二偏移；基于所述第一温度、所述第二温度、所述第一变化率和所述第二变化率，计算输入信号的变化率相对温度的第三变化率和第三偏移；基于所述第一温度、所述第二温度、所述第一偏移和所述第二偏移，计算输入信号的偏移相对温度的第四变化率和第四偏移；使用所述第三变化率和第三偏移，建立作为温度的函数的梯度模型；使用第四变化率和第四偏移，建立作为温度的函数的偏移模型；以及基于所述梯度模型和所述偏移模型，建立将输入信号表示为目标输出电流和温度的函数的电流校准模型。

根据本发明的第四方面，提供了一种用于校准电子装置的输出电流的装置。该装置包括至少一个处理器以及存储有计算机程序的至少一个存储器。当所述计算机程序由所述至少一个处理器执行时使得所述装置：获取所述电子装置的温度；基于所述温度和所述电子装置的目标输出电流，使用预先建立的所述电流校准模型，产生用于所述电子装置的输入信号；以及将所述输入信号提供给所述电子装置，以校准所述电子装置的输出电流。在这里，所述电流校准模型通过根据上述实施例所述的建立电子装置的电流校准模型的装置来建立。

采用本发明实施例的建立电子装置的电流校准模型的方法，能够基于电子装置的温度来建立电流校准模型，以便将该电流校准模型用于校准电子装置的输出电流。采用本发明实施例的校准电子装置的输出电流的方法，能够提高电子装置在不同温度下的输出电流的精度，从而更稳定地驱动需要精确的工作电流的部件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图进行简要说明，应当知道，以下描述的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制，其中：

图1是一种能够基于输入信号而输出电流的电子装置的示意性框图；

图2是根据本发明实施例的用于建立电子装置的电流校准模型的方法的示意性流程图；

图3是根据本发明实施例的用于校准电子装置的输出电流的方法的示意性流程图；

图4是根据本发明实施例的用于建立电子装置的电流校准模型的装置的示意性框图。

具体实施方式

为了使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，也都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，否则在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明主题所属的领域的技术人员所通常理解的相同含义。进一步将理解的是，诸如在通常使用的词典中定义的那些的术语应解释为具有与说明书上下文和相关技术中它们的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的形式来解释，除非在此另外明确定义。如在此所使用的，将两个或更多部分“连接”或“耦接”到一起的陈述应指该部分直接结合到一起或通过一个或多个中间部件结合。诸如“第一”和“第二”的术语仅用于将一个模块/部件与另一个模块/部件区分开。

除非上下文中另外明确地指出，否则在本文和所附权利要求中所使用的词语的单数形式包括复数，反之亦然。因而，当提及单数时，通常包括相应术语的复数。相似地，措辞“包含”和“包括”将解释为包含在内而不是独占性地。同样地，术语“包括”和“或”应当解释为包括在内的，除非本文中明确禁止这样的解释。在本文中使用术语“示例”之处，特别是当其位于一组术语之后时，所述“示例”仅仅是示例性的和阐述性的，且不应当被认为是独占性的或广泛性的。

本申请的发明人发现供应给电磁阀的输出电流会受到例如电磁阀驱动电路的电子装置的温度的影响，从而造成输出电流的精度达不到预定的标准。因此，本发明的实施例提供了一种用于建立电子装置的电流校准模型的方法和装置，以及一种用于校准电子装置的输出电流的方法和装置。

图2示出根据本发明实施例的用于建立电子装置的电流校准模型的方法的流程图。下面详细描述图2所示的用于建立电子装置的电流校准模型的方法。在这里，电子装置可以例如是如图1所示的电磁阀驱动电路100。

如图2所示，在步骤S202，确定电子装置的与第一目标输出电流对应的第一输入信号和与第二目标输出电流对应的第二输入信号。

第一目标输出电流例如是电子装置的目标输出电流的最大值I_target_high(例如为1100mA)。第一输入信号Y_high是在电子装置的目标输出电流为第一目标输出电流I_target_high的情况下理论上需要向电子装置提供的输入信号。在一个示例中，第一输入信号Y_high可以通过式(1)计算得出。

Y_high＝I_target_high×L/I_max (1)

在式(1)中，L表示输入信号Y的取值范围中的最大值。L例如可以为4095。I_max表示电子装置可以输出的电流的最大值。将第一目标输出电流I_target_high代入式(1)则可计算出第一输入信号Y_high。

第二目标输出电流例如是电子装置的目标输出电流的最小值I_target_low(例如为220mA)。第二输入信号Y_low是在电子装置的目标输出电流为第二目标输出电流I_target_low的情况下理论上需要向电子装置提供的输入信号。在一个示例中，第二输入信号Y_low可以通过式(2)计算得出。

Y_low＝I_target_low×L/I_max (2)

与式(1)相同地，在式(2)中，L表示输入信号Y的取值范围中的最大值。I_max表示电子装置可以输出的电流的最大值。将第二目标输出电流I_target_low代入式(2)则可计算出第二输入信号Y_low。

在步骤S204，基于第一输入信号Y_high和第二输入信号Y_low，测量电子装置在第一温度下的第一输出电流和第二输出电流以及在第二温度下的第三输出电流和第四输出电流。

具体地，可以将电子装置放置于恒温箱中或者温度恒定的实验室内，以使得电子装置的温度为第一温度T1(例如为25摄氏度)。在电子装置的温度为第一温度T1的情况下，向电子装置输入第一输入信号Y_high，通过例如外接的电流表测量电子装置输出的第一输出电流I_high_T1。然后，向电子装置输入第二输入信号Y_low，通过例如外接的电流表测量电子装置输出的第二输出电流I_low_T1。接着，可以将恒温箱或者温度恒定的实验室中的温度调节为第二温度T2(例如为85摄氏度)，以使得电子装置的温度为第二温度T2。在电子装置的温度为第二温度T2的情况下，向电子装置输入第一输入信号Y_high，通过例如外接的电流表测量电子装置输出的第三输出电流I_high_T2。然后，向电子装置输入第二输入信号Y_low，通过例外外接的电流表测量电子装置输出的第四输出电流I_low_T2。

在步骤S206，计算在第一温度下的输入信号相对输出电流的第一变化率和第一偏移。

在一个示例中，可以通过式(3)来计算第一变化率G_T1，通过式(4)来计算第一偏移O_T1。

G_T1＝(Y_high-Y_low)/(I_high_T1-I_low_T1) (3)

O_T1＝Y_low-G_T1×I_low_T1 (4)

在步骤S208，计算在第二温度下的输入信号相对输出电流的第二变化率和第二偏移。

在一个示例中，可以通过式(5)来计算第二变化率G_T2，通过式(6)来计算第二偏移O_T2。

G_T2＝(Y_high-Y_low)/(I_high_T2-I_low_T2) (5)

O_T2＝Y_low-G_T2×I_low_T2 (6)

在步骤S210，基于第一温度、第二温度、第一变化率和第二变化率，计算输入信号的变化率相对温度的第三变化率和第三偏移。

在一个示例中，可以通过式(7)来计算第三变化率g_G，通过式(8)来计算第三偏移o_G。

g_G＝(G_T2-G_T1)/(T2-T1) (7)

o_G＝G_T1-g_G×T1 (8)

在步骤S212，基于第一温度、第二温度、第一偏移和第二偏移，计算输入信号的偏移相对温度的第四变化率和第四偏移。

在一个示例中，可以通过式(9)来计算第四变化率g_O，通过式(10)来计算第四偏移o_O。

g_O＝(O_T2-O_T1)/(T2-T1) (9)

o_O＝O_T1-g_O×T1 (10)

在步骤S214，使用第三变化率和第三偏移，建立作为温度的函数的梯度模型。

在一个示例中，可以通过式(11)来建立梯度模型G(·)。

G(T)＝g_G×T+o_G (11)

在式(11)中，T表示电子装置的温度。

在步骤S216，使用第四变化率和第四偏移，建立作为温度的函数的偏移模型。

在一个示例中，可以通过式(12)来建立偏移模型O(·)。

O(T)＝g_O×T+o_O (12)

在式(12)中，T表示电子装置的温度。

在步骤S218，基于梯度模型和偏移模型，建立将输入信号表示为目标输出电流和温度的函数的电流校准模型。

在本发明的实施例中，电流校准模型可以包括在电子装置的温度高于第一温度T1的情况下使用的第一电流校准模型和在电子装置的温度低于第一温度T1的情况下使用的第二电流校准模型。在一个示例中，第一电流校准模型被表示为：

Y＝G(T)×I+O(T) (13)

在式(13)中，Y表示输入信号，I表示目标输出电流，T表示电子装置的温度，G(·)表示梯度模型，O(·)表示偏移模型。

在一个示例中，第二电流校准模型被表示为：

Y＝G(T1)×I+O(T1)+0.25×(T-T1)×G(T1)×SF (14)

在式(14)中，Y表示输入信号，I表示目标输出电流，T表示电子装置的温度，T1表示第一温度，G(·)表示梯度模型，O(·)表示偏移模型，SF表示比例因子，其例如可以基于第一输入信号Y_high、第一输出电流I_high_T1和第一变化率G_T1而计算。在一个示例中，可以通过式(15)来计算比例因子SF。

SF＝((L-Y_high)/G_T1+I_high_T1)/L (15)

图3示出根据本发明实施例的用于校准电子装置的输出电流的方法的流程图。

如图3所示，在步骤S302，获取电子装置的温度。可以通过外接的温度传感器获取表示温度的模拟信号。再对该模拟信号进行数字化采样，从而获得表示电子装置的温度的数值。

在步骤S304，基于该温度和电子装置的目标输出电流，使用预先建立的电流校准模型，产生用于电子装置的输入信号。在这里，电流校准模型使用根据图2所示的实施例的建立电子装置的电流校准模型的方法建立。

在本发明的实施例中，电流校准模型可以包括第一电流校准模型和第二电流校准模型。在本实施例的一个示例中，第一电流校准模型是如式(13)所表示的模型。在温度T高于第一温度T1的情况下，可以使用第一电流校准模型来产生用于电子装置的输入信号。例如，将电子装置的温度T和目标输出电流I代入式(13)，从而计算出输入信号Y。第二电流校准模型是如式(14)所表示的模型。在温度T低于第一温度T1的情况下，可以使用第二电流校准模型来产生用于电子装置的输入信号。例如，将第一温度T1、目标输出电流I、电子装置的温度T和比例因子SF代入式(14)，从而计算出输入信号Y。

在步骤S306，将输入信号提供给电子装置，以校准电子装置的输出电流。由于在本步骤中的输入信号是通过考虑温度影响的电流校准模型产生的，因此其可以校准在不同的温度下的电子装置的输出电流。

图4示出根据本发明实施例的用于建立电子装置的电流校准模型的装置400的示意性框图。

装置400例如可以耦接到图1所示的电磁阀驱动电路100中的电磁阀驱动芯片110，用于向电磁阀驱动芯片110提供输入信号Y。

根据本发明实施例的用于建立电子装置的电流校准模型的装置400包括至少一个处理器410以及存储有计算机程序的至少一个存储器420。当计算机程序由至少一个处理器410执行时使得装置400：确定电子装置的与第一目标输出电流对应的第一输入信号和与第二目标输出电流对应的第二输入信号；基于第一输入信号和第二输入信号，测量电子装置在第一温度下的第一输出电流和第二输出电流以及在第二温度下的第三输出电流和第四输出电流；计算在第一温度下的输入信号相对输出电流的第一变化率和第一偏移；计算在第二温度下的输入信号相对输出电流的第二变化率和第二偏移；基于第一温度、第二温度、第一变化率和第二变化率，计算输入信号的变化率相对温度的第三变化率和第三偏移；基于第一温度、第二温度、第一偏移和第二偏移，计算输入信号的偏移相对温度的第四变化率和第四偏移；使用第三变化率和第三偏移，建立作为温度的函数的梯度模型；使用第四变化率和第四偏移，建立作为温度的函数的偏移模型；以及基于梯度模型和偏移模型，建立将输入信号表示为目标输出电流和温度的函数的电流校准模型。

此外，通过修改如图4所示的存储器420中存储的计算机程序，可以实现根据本发明实施例的用于校准电子装置的输出电流的装置。

根据本发明实施例的用于校准电子装置的输出电流的装置包括至少一个处理器以及存储有计算机程序的至少一个存储器。当计算机程序由至少一个处理器执行时使得装置：获取电子装置的温度；基于温度和电子装置的目标输出电流，使用预先建立的电流校准模型，产生用于电子装置的输入信号；以及将输入信号提供给电子装置，以校准电子装置的输出电流。在这里，电流校准模型通过根据图4所示实施例的建立电子装置的电流校准模型的装置来建立。

适应性的进一步的方面和范围从本文中提供的描述变得明显。应当理解，本申请的各个方面可以单独或者与一个或多个其它方面组合实施。还应当理解，本文中的描述和特定实施例旨在仅说明的目的并不旨在限制本申请的范围。

以上对本发明的若干实施例进行了详细描述，但显然，本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明的实施例进行各种修改和变型。本发明的保护范围由所附的权利要求限定。

Claims

1.一种建立电子装置的电流校准模型的方法，包括：

确定所述电子装置的与第一目标输出电流对应的第一输入信号和与第二目标输出电流对应的第二输入信号；

基于所述第一输入信号和所述第二输入信号，测量所述电子装置在第一温度下的第一输出电流和第二输出电流以及在第二温度下的第三输出电流和第四输出电流；

计算在所述第一温度下的输入信号相对输出电流的第一变化率和第一偏移；

计算在所述第二温度下的输入信号相对输出电流的第二变化率和第二偏移；

基于所述第一温度、所述第二温度、所述第一变化率和所述第二变化率，计算输入信号的变化率相对温度的第三变化率和第三偏移；

基于所述第一温度、所述第二温度、所述第一偏移和所述第二偏移，计算输入信号的偏移相对温度的第四变化率和第四偏移；

使用所述第三变化率和第三偏移，建立作为温度的函数的梯度模型；

使用第四变化率和第四偏移，建立作为温度的函数的偏移模型；以及

基于所述梯度模型和所述偏移模型，建立将输入信号表示为目标输出电流和温度的函数的电流校准模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电流校准模型包括在所述电子装置的温度高于所述第一温度的情况下使用的第一电流校准模型，所述第一电流校准模型被表示为：

Y＝G(T)×I+O(T)，

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述电流校准模型包括在所述电子装置的温度低于所述第一温度的情况下使用的第二电流校准模型，所述第二电流校准模型被表示为：

Y＝G(T1)×I+O(T1)+0.25×(T-T1)×G(T1)×SF，

4.一种用于校准电子装置的输出电流的方法，包括：

获取所述电子装置的温度；

基于所述温度和所述电子装置的目标输出电流，使用预先建立的电流校准模型，产生用于所述电子装置的输入信号；以及

将所述输入信号提供给所述电子装置，以校准所述电子装置的输出电流；

其中，所述电流校准模型使用根据权利要求1-3中任一项所述的方法建立。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述电流校准模型包括第一电流校准模型和第二电流校准模型；

所述方法还包括：

在所述温度高于所述第一温度的情况下，使用所述第一电流校准模型来产生用于所述电子装置的输入信号；以及

在所述温度低于所述第一温度的情况下，使用所述第二电流校准模型来产生用于所述电子装置的输入信号。

6.一种用于建立电子装置的电流校准模型的装置，包括：

至少一个处理器；以及

存储有计算机程序的至少一个存储器；

其中，当所述计算机程序由所述至少一个处理器执行时使得所述装置：

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述电流校准模型包括在所述电子装置的温度高于所述第一温度的情况下使用的第一电流校准模型，所述第一电流校准模型被表示为：

Y＝G(T)×I+O(T)，

8.根据权利要求6或7所述的装置，其中，所述电流校准模型包括在所述电子装置的温度低于所述第一温度的情况下使用的第二电流校准模型，所述第二电流校准模型被表示为：

Y＝G(T1)×I+O(T1)+0.25×(T-T1)×G(T1)×SF，

9.一种用于校准电子装置的输出电流的装置，包括：

至少一个处理器；以及

存储有计算机程序的至少一个存储器；

获取所述电子装置的温度；

基于所述温度和所述电子装置的目标输出电流，使用预先建立的所述电流校准模型，产生用于所述电子装置的输入信号；以及

其中，所述电流校准模型通过根据权利要求6-8中任一项所述的装置来建立。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述电流校准模型包括第一电流校准模型和第二电流校准模型；

所述计算机程序在由所述至少一个处理器执行时还使得所述装置：

在所述温度高于所述第一温度的情况下，使用第一电流校准模型来产生用于所述电子装置的输入信号；以及

在所述温度低于所述第一温度的情况下，使用第二电流校准模型来产生用于所述电子装置的输入信号。