CN112034273A - 一种高压互锁故障检测方法、装置及汽车 - Google Patents

一种高压互锁故障检测方法、装置及汽车 Download PDF

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CN112034273A CN201910409219.XA CN201910409219A CN112034273A CN 112034273 A CN112034273 A CN 112034273A CN 201910409219 A CN201910409219 A CN 201910409219A CN 112034273 A CN112034273 A CN 112034273A
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李玮
刘超
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Abstract

本发明公开了一种高压互锁故障检测方法、装置及汽车，方法包括通过高压互锁故障检测电路的第一端口获取第一电压信号，通过第二端口获取第二电压信号；将第一电压信号滤波得到第一滤波信号，将第二电压信号滤波得到第二滤波信号；根据第一滤波信号计算第一波动参数，根据第二滤波信号计算第二波动参数；根据第一波动参数确定第一故障判断阈值，根据第二波动参数确定第二故障判断阈值；根据第一故障判断阈值对第一端口进行高压互锁故障检测判断，根据第二故障判断阈值对第二端口进行高压互锁故障检测判断；若第一端口发生高压互锁故障和/或第二端口发生高压互锁故障，判断车辆发生高压互锁故障。本发明解决了电磁干扰所导致的故障误报问题。

Description

一种高压互锁故障检测方法、装置及汽车
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种高压互锁故障检测方法、装置及汽车。
背景技术
随着纯电动汽车的迅速普及与发展，民众对车辆动力性能的要求越来越高，如更好的加速性能、更高的最高速度等，但与传统燃油车不同，纯电动汽车行驶过程中所有的能量来源于高压动力电池，因此众多零部件采用高压电池供电。
在民众对车辆动力性能要求的促使下，纯电动汽车高压动力电池输出电压呈现出逐步升高的趋势，目前主流纯电动汽车动力电池的输出电压已经达到近500V。与交流电不同，高压直流电更具有危险性，当发生同样的触电事故时高压直流电对人身具有更大的伤害。车辆在设计之初考虑了绝缘问题，防范正常状态下触电事故的发生，但在一些非常规状态下会有绝缘失效情况的发生，如事故引起的高压线束破损、维修人员违规插拔高压插件，高压接插件松脱等，此时由于内部高压环境与外界环境相连通，失去绝缘隔离，因此使车辆及车上人员暴露在危险的高压环境中。针对高压暴露风险，我国纯电动汽车国家标准以及地方标准中均要求针对高压互锁(暴露)故障进行检测，考虑到纯电动汽车内部具有大量的高低压零部件，其内部电磁干扰情况非常复杂，在一些极端及异常状态下，如零部件故障、零部件异常工作状态、零部件屏蔽层老化破损等，用于检测高压互锁故障的信号会受到干扰，从而增大故障的误报几率。
对于高压互锁故障，由于其存在直接影响车上人员人身生命安全的风险，因此需要针对该故障采取严苛的处理方式，例如在纯电动汽车的一地方标准中规定，当车辆发生高压互锁故障需要对车辆执行强制下电处理，以保证车上人员的安全，但此种严苛的高压互锁故障处理方式，会导致由于电磁干扰这种非真实因素所造成的故障误报问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高压互锁故障检测方法、装置及汽车，解决了在电磁干扰这种非真实故障因素所导致的高压互锁故障检测的误报问题。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
依据本发明的第一方面，本发明实施例提供了一种高压互锁故障检测方法，所述方法包括：
通过高压互锁故障检测电路的第一端口获取第一电压信号，通过高压互锁故障检测电路的第二端口获取第二电压信号；
将所述第一电压信号进行滤波处理得到第一滤波信号，将所述第二电压信号进行滤波处理得到第二滤波信号；
根据所述第一滤波信号计算第一波动参数，根据所述第二滤波信号计算第二波动参数；
根据所述第一波动参数确定第一故障判断阈值，根据所述第二波动参数确定第二故障判断阈值；
根据所述第一故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第一端口进行高压互锁故障检测判断，根据所述第二故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第二端口进行高压互锁故障检测判断；
若所述第一端口发生高压互锁故障，和/或，所述第二端口发生高压互锁故障，则判断车辆发生高压互锁故障。
可选地，所述将所述第一电压信号进行滤波处理得到第一滤波信号的步骤，包括：将所述第一电压信号进行二阶低通滤波处理得到第一中间信号；将所述第一中间信号进行卡尔曼滤波得到第一滤波信号。
可选地，所述将所述第二电压信号进行滤波处理得到第二滤波信号的步骤，包括：将所述第二电压信号进行二阶低通滤波处理得到第二中间信号；将所述第二中间信号进行卡尔曼滤波处理得到第二滤波信号。
可选地，所述根据所述第一滤波信号计算第一波动参数的步骤，包括：
通过公式
Figure BDA0002062283270000021
计算第一波动参数；
其中，KLock-0表示第一波动参数，Uk0(n)表示第一滤波信号，n表示第n个控制周期，
Figure BDA0002062283270000031
表示前k个控制周期的第一滤波信号的平均值。
可选地，所述根据所述第二滤波信号计算第二波动参数的步骤，包括：
通过公式
Figure BDA0002062283270000032
计算第二波动参数；
其中，KLock-1表示第二波动参数，Uk1(n)表示第二滤波信号，n表示第n个控制周期，
Figure BDA0002062283270000033
表示前k个控制周期的第二滤波信号的平均值。
可选地，所述根据所述第一波动参数确定第一故障判断阈值的步骤，包括：根据第一波动参数，确定第一值和第二值；根据所述第一值和所述第二值，计算第一故障判断阈值，所述第一故障判断阈值包括：第一故障电压阈值和第一故障持续时间阈值。
可选地，所述根据所述第二波动参数确定第二故障判断阈值的步骤，包括：根据第二波动参数，确定第三值和第四值；根据所述第三值和所述第四值，计算第二故障判断阈值，所述第二故障判断阈值包括：第二故障电压阈值和第二故障持续时间阈值。
可选地，所述根据所述第一值和所述第二值，计算第一故障判断阈值的步骤，包括：
通过公式
Figure BDA0002062283270000034
计算第一故障电压阈值；
通过公式
Figure BDA0002062283270000035
计算第一故障持续时间阈值；
其中，ΔV0表示第一故障电压阈值，T0表示第一故障持续时间阈值，Kmin-0表示第一值，Kmax-0表示第二值，所述第二值大于所述第一值，A为第一预设值，B为第二预设值，C为第三预设值，D为第四预设值，E为第五预设值，F为第六预设值。
可选地，所述根据所述第三值和所述第四值，计算第二故障判断阈值的步骤，包括：
通过公式
Figure BDA0002062283270000041
计算第二故障电压阈值；
通过公式
Figure BDA0002062283270000042
计算第二故障持续时间阈值；
其中，ΔV1表示第二故障电压阈值，T1表示第二故障持续时间阈值，Kmin-1表示第三值，Kmax-1表示第四值，所述第四值大于所述第三值，a为第七预设值，b为第八预设值，c为第九预设值，d为第十预设值，e为第十一预设值，f为第十二预设值。
可选地，所述根据所述第一故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第一端口进行高压互锁故障检测判断的步骤，包括：
判断所述第一滤波信号是否在M1±ΔV0的范围内，并判断所述第一滤波信号的持续时间，其中M1为第一预设固定电压值；
若所述第一滤波信号不在M1±ΔV0的范围内，并且所述第一滤波信号的持续时间为所述第一故障持续时间阈值T0，则判断所述高压互锁故障检测电路的第一端口发生高压互锁故障；否则，则判断所述高压互锁故障检测电路的第一端口未发生高压互锁故障。
可选地，所述根据所述第二故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第二端口进行高压互锁故障检测判断的步骤，包括：
判断所述第二滤波信号是否在M2±ΔV1的范围内，并判断所述第二滤波信号的持续时间，其中M2为第二预设固定电压值；
若所述第二滤波信号不在M2±ΔV1的范围内，并且所述第二滤波信号的持续时间为所述第二故障持续时间阈值T1，则判断所述高压互锁故障检测电路的第二端口发生高压互锁故障；否则，则判断所述高压互锁故障检测电路的第二端口未发生高压互锁故障。
依据本发明的第二个方面，提供了一种高压互锁故障检测装置，包括：
获取模块，用于通过高压互锁故障检测电路的第一端口获取第一电压信号，通过高压互锁故障检测电路的第二端口获取第二电压信号；
第一处理模块，用于将所述第一电压信号进行滤波处理得到第一滤波信号，将所述第二电压信号进行滤波处理得到第二滤波信号；
计算模块，用于根据所述第一滤波信号计算第一波动参数，根据所述第二滤波信号计算第二波动参数；
第二处理模块，用于根据所述第一波动参数确定第一故障判断阈值，根据所述第二波动参数确定第二故障判断阈值；
第一判断模块，用于根据所述第一故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第一端口进行高压互锁故障检测判断，根据所述第二故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第二端口进行高压互锁故障检测判断；
第二判断模块，用于若所述第一端口发生高压互锁故障，和/或，所述第二端口发生高压互锁故障，则判断车辆发生高压互锁故障。
依据本发明的第三个方面，提供了一种汽车，其特征在于，所述汽车包括处理器，存储器，存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的高压互锁故障检测方法的步骤。
依据本发明的第四个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的高压互锁故障检测方法的步骤。
本发明的实施例的有益效果是：
上述方案中，通过利用一种现有的纯电动汽车高压互锁故障检测电路，提供了一种高压互锁故障检测方法，应用于电磁干扰条件下的高压互锁故障检测。在该方法中首先根据高压互锁接插件在车辆实际运行工况中所经受的振动状态，通过高压互锁故障检测电路的第一端口和第二端口中分别采集的第一电压信号和第二电压信号，进行通滤波处理，保留其有效信号部分，并保证所获得信号的可信度；第三步，定义了高压互锁信号的波动参数概念，利用该波动参数，表征电磁干扰对高压互锁信号的影响程度；通过在规定时间段内计算得到的两路高压互锁信号的波动参数，利用波动参数调节判断高压互锁故障的电压阈值及故障持续时间，正是通过这种故障电压阈值的自适应调节，来避免由于纯电动汽车环境中的非预期电磁干扰而导致高压互锁故障的误报问题，所述方法具有思路清晰、检测机理明确、所需计算量少等特点，因此非常易于工程实现；另外该方法不涉及到对系统硬件的更改，同时不会增加系统成本，因此具有良好的推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示本发明实施例的高压互锁故障检测方法的流程图；
图2表示本发明实施例提供的高压互锁故障检测电路图；
图3表示本发明实施例的高压互锁故障检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种高压互锁故障检测方法，包括：
步骤11：通过高压互锁故障检测电路的第一端口获取第一电压信号，通过高压互锁故障检测电路的第二端口获取第二电压信号。
该实施例中，所述高压互锁故障检测电路为现有的高压互锁故障检测硬件电路，如图2所示，为高压互锁故障检测电路的电路图，参照图2详细介绍高压互锁故障的检测机理，如下：
Lock_0和Lock_1两个端口与车辆的高压接插件相连接。当如图2中的开关电路3处于打开状态时，代表高压接插件处于断开状态；当如图2中的开关电路3处于闭合导通状态时，代表高压接插件为牢固插合状态。
当高压接插件处于断开状态时，检测点1与检测点2为短路状态，Lock_0端口被阻值为R0的电阻上拉至电源电压Vcc，该实施例中预设电源电压Vcc为5V，该Lock_0端口的电压信号经过电阻R2与电容C0组成的RC滤波电路后，进入到整车控制器内部的A/D采集端IN0，其中，所述A/D采集端IN0是上述实施例所述的高压互锁故障检测电路的第一端口。同样原理，当高压接插件处于断开状态时，Lock_1端口被阻值为R1的电阻下拉至电源地端GND，所述Lock_1端口的电压信号经过电阻R3与电容C1组成的RC滤波电路后进入到电机控制器内部的A/D采集端IN1，其中，所述采集端IN1是上述实施例所述的高压互锁故障检测电路的第二端口。值得说明的是，在本实施例中，电阻R0和R1阻值相同，电容C0和C1相同。
如此可知，在高压接插件断开的状态下，A/D采集端IN0处的电压应被上拉到Vcc电源电压，A/D采集端IN1处的电压被下拉到电源地，即0V(忽略干扰、电源精度误差下的理想状况)。当高压接插件处于牢固插合的状态时，A/D采集端IN0与A/D采集端IN1处的电压应为Vcc电源电压的50％，即2.5V(忽略干扰、电源精度误差下的理想状况)。
基于以上原理，整车控制器通过判断第一端口(A/D采集端IN0端口)获取的第一电压信号以及第二端口(A/D采集端IN1端口)获取的第二电压信号，即可实现高压互锁故障的检测。
步骤12：将所述第一电压信号进行滤波处理得到第一滤波信号，将所述第二电压信号进行滤波处理得到第二滤波信号。
该实施例中，针对在步骤11中通过图2所示高压互锁故障检测电路得到的第一电压信号和第二电压信号，进行滤波处理，从而将信号采集过程中掺入的高频干扰信号进行滤除，并通过滤波提高第一电压信号和第二电压信号的可信度。本发明采用滤波方式能够有效的将此频段的有效信号予以保留，进而使由于高压接插件或线路虚接所引起的真实故障能够被有效的检测出。
步骤13：根据所述第一滤波信号计算第一波动参数，根据所述第二滤波信号计算第二波动参数。
该实施例中，值得一提的是，本发明针对高压互锁故障的检测，定义了高压互锁信号的波动参数概念，利用所述波动参数，来表征电磁干扰对高压互锁信号的影响程度。具体应用中，分别针对步骤12中滤波得到的第一滤波信号和第二滤波信号，分别计算第一滤波信号的第一波动参数以及第二滤波信号的第二波动参数。利用所述波动参数，表征高压互锁信号波动程度的这一特点，其中，所述第一波动参数的值越大则表明，步骤11中所述采集的第一电压信号的电磁干扰越强烈，同理，所述第二波动参数的值越大则表明，步骤11中所述采集的第二电压信号的电磁干扰越强烈。根据所述第一波动参数和所述第二波动参数，进一步的来确定后续的高压互锁故障判断阈值。
步骤14：根据所述第一波动参数确定第一故障判断阈值，根据所述第二波动参数确定第二故障判断阈值。
该实施例中，根据步骤13中计算得到的第一波动参数KLock-0和第二波动参数KLock-1，分别对应计算第一故障判断阈值和第二故障判断阈值。所述第一故障判断阈值和第二故障判断阈值的计算，为高压互锁故障的检测判断做好铺垫。
步骤15：根据所述第一故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第一端口进行高压互锁故障检测判断，根据所述第二故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第二端口进行高压互锁故障检测判断。
该实施例中，通过第一故障判断阈值和第二故障判断阈值，分别对第一端口(A/D采集端IN0端口)和第二端口(A/D采集端IN1端口)进行高压互锁故障检测。
步骤16：若所述第一端口发生高压互锁故障，和/或，所述第二端口发生高压互锁故障，则判断车辆发生高压互锁故障。
该实施例中，若所述第一端口(A/D采集端IN0端口)发生高压互锁故障，或者所述第二端口(A/D采集端IN1端口)发生互锁故障，或者所述第一端口(A/D采集端IN0端口)和第二端口(A/D采集端IN1端口)同时发生高压互锁故障，则可判断车辆发生了高压互锁故障，两个端口的同时检测和判断，提高的故障检测准确性。
在本发明的一个优选实施例中，具体的，步骤12中，所述将所述第一电压信号进行滤波处理得到第一滤波信号的步骤，包括：将所述第一电压信号进行二阶低通滤波处理得到第一中间信号；将所述第一中间信号进行卡尔曼滤波得到第一滤波信号。
所述将所述第二电压信号进行滤波处理得到第二滤波信号的步骤，包括：将所述第二电压信号进行二阶低通滤波处理得到第二中间信号；将所述第二中间信号进行卡尔曼滤波处理得到第二滤波信号。
该实施例中，首先采用二阶低通滤波，对步骤11中，通过图2所示高压互锁故障检测电路中采集得到的第一电压信号和第二电压信号，分别进行滤波处理，得到第一中间信号和第二中间信号，从而将采集第一电压信号和第二电压信号的过程中掺入的高频干扰信号进行滤除。详细二阶低通滤波处理过程如下：
定义图2中的第一端口(A/D采集端IN0端口)和第二端口(A/D采集端IN1端口)，这两个采集端得到的原始高压互锁信号分别为第一电压信号Uad0与第二电压信号Uad1。下面以第一电压信号Uad0信号为例，对其进行二阶低通滤波处理。
二阶低通滤波的具体实现方式为：
ULow-0(n)＝fad(n)-fad(n-2)，
其中，ULow-0(n)表示经低通滤波后的第一端口(A/D采集端IN0端口)的高压互锁信号，即第一电压信号；
fad为中间变量，fad(n)＝Uad0(n)Ka-Kbfad(n-1)-Kcfad(n-2)；其中，Uad0(n)表示本控制周期采集的第一端口(IN0端口)的第一电压信号；Ka、Kb与Kc表示滤波系数，这三个系数用于调节低通滤波截止频率等参数。
图2中的第二端口(A/D采集端IN1端口)所采集的第二电压信号的二阶低通滤波处理方式与上述第一端口(A/D采集端IN0端口)的滤波处理完全相同，包括式中所涵盖的Ka、Kb、Kc滤波系数，因此本实施例不再重复介绍实现过程，在这里定义ULow-1(n)表示经低通滤波后的第二端口(A/D采集端IN1端口)的高压互锁信号，即第二电压信号。
本实施例所提供的高压互锁故障检测方法目的为避免由于电磁干扰所引起的故障误报，但同时不能够忽略由于高压接插件虚接问题所引起的真实故障，由于高压接插件虚接或线路虚接所引起的信号波动属于低频扰动，其与车辆的振动频率有关，但总体来书仍属于低频范畴，为此本发明采用低通滤波方式能够有效的将此频段的有效信号予以保留，进而使由于高压接插件或线路虚接所引起的真实故障能够被有效的检测出。
进一步地，考虑到由于图2所示的高压互锁故障检测电路中的基准电压Vcc、电容、电阻等元器件精度的影响，会导致采集到的第一电压信号和第二电压信号与真实值之间存在一定的误差，为保证所获得的高压互锁信号真实性，本发明引入卡尔曼滤波，卡尔曼滤波(Kalman filtering)是一种利用线性系统状态方程，通过系统输入输出观测数据，对系统状态进行最优估计的算法。通过建立系统的状态方程，对经过二阶低通滤波得到的第一中间信号和第二中间信号，分别再次进行卡尔曼滤波，以减小误差，提高信号的准确性。
下面以第一端口(A/D采集端IN0端口)中，经二阶低通滤波处理后得到的第一中间信号ULow-0(n)为例，介绍将第一中间信号进行卡尔曼滤波的步骤，具体如下：
针对经二阶低通滤波得到的第一中间信号ULow-0建立系统的状态方程：
Uk0(n)＝Uk0(n-1)+W(n-1)；
针对经二阶低通滤波得到的第一中间信号ULow-0建立系统的观测方程：
ULow-0(n)＝Uk0(n)+V(n)；
在状态方程中，Uk0(n)为经卡尔曼滤波处理后得到的第一滤波信号；W表示过程噪声，其方差为Q。
在观测方程中，ULow-0(n)表示通过二阶低通滤波得到的IN0端口的第一中间信号；V表示该估算方法的观测噪声，其方差为R。另外式中的n表示第n个控制周期。
针对该系统，卡尔曼滤波是利用第n-1个控制周期的，通过经二阶低通滤波得到的第一中间信号，预测第n个控制周期实际的高压互锁电压信号。
定义该系统的预计偏差为P(n|n-1)，其表达式为：
P(n|n-1)＝P(n-1)+Q；
其中P(n-1)表示第-1个控制周期的偏差，根据该预计偏差公式，可以得到卡尔曼增益K，其表达式为：
K＝P(n|n-1)/[P(n|n-1)+R]；
根据卡尔曼增益表达式，可以得到关于第一中间信号的卡尔曼滤波表达式：
Uk0(n)＝ULow-0(n-1)+K[ULow-0(n)-ULow-0(n-1)]；
所述卡尔曼滤波表达式中，Uk0(n)表示第一中间信号经卡尔曼滤波处理后得到的第一滤波信号。
在完成所述卡尔曼滤波表达式的计算后需要更新P，即计算本控制周期的偏差P(n)，其表达式为：
P(n)＝(1-K)P(n|n-1)；
计算本控制周期的偏差P(n)计算完成后，则可以按照预计偏差公式P(n|n-1)＝P(n-1)+Q、卡尔曼增益公式K＝P(n|n-1)/[P(n|n-1)+R]、卡尔曼滤波表达式Uk0(n)＝ULow-0(n-1)+K[ULow-0(n)-ULow-0(n-1)]的形式开展下一周期的卡尔曼滤波，本发明正是利用卡尔曼滤波这种迭代的方式通过不断迭代修正，来提高高压互锁采集电压信号的可信度。
同样，第二端口(A/D采集端IN1端口)的，经二阶低通滤波处理后得到的第二中间信号ULow-1(n)的卡尔曼滤波处理方式与A/D采集端IN0端口中的第一中间信号ULow-0(n)的卡尔曼滤波处理完全相同，因此本发明不再重复介绍实现过程，在这里定义Uk1(n)为经卡尔曼滤波后的第二滤波信号。
在本发明的一个优选实施例中，步骤13中，所述根据所述第一滤波信号计算第一波动参数的步骤，包括：
通过公式
Figure BDA0002062283270000111
计算第一波动参数；
其中，KLock-0表示第一波动参数，Uk0(n)表示第一滤波信号，n表示第n个控制周期，
Figure BDA0002062283270000112
表示前k个控制周期的第一滤波信号的平均值。
该实施例中，KLock-0表示第一滤波参数，其中，步骤11中所述的通过第一端口(A/D采集端IN0端口)采集到的第一电压信号进行滤波处理后，可得到第一滤波信号Uk0(n)，通过第一滤波信号Uk0(n)，计算得到第一波动参数KLock-0。其中，所述第一波动参数KLock-0是利用k个控制周期的采集数据计算得到的，式中
Figure BDA0002062283270000113
表示前k个控制周期，所述第一端口(A/D采集端IN0端口)的第一滤波信号的平均值，根据该式可以看出，在规定时间段内(k个控制周期)，KLock-0值越大则表明第一电压信号的波动越剧烈，即可以认为此时的电磁干扰越强烈。
在本发明的一个优选实施例中，具体的，在步骤13中，所述根据所述第二滤波信号计算第二波动参数的步骤，包括：
通过公式
Figure BDA0002062283270000121
计算第二波动参数；
其中，KLock-1表示第二波动参数，Uk1(n)表示第二滤波信号，n表示第n个控制周期，
Figure BDA0002062283270000122
表示前k个控制周期的第二滤波信号的平均值。
该实施例中，所述根据所述第二滤波信号计算第二波动参数的计算方法和原理同根据所述第一滤波信号计算第一波动参数的步骤一致，未避免重复，这里不再赘述。
在本发明的一个优选实施例中，具体的，在步骤14中，根据所述第一波动参数确定第一故障判断阈值的步骤，包括：根据第一波动参数，确定第一值和第二值；根据所述第一值和所述第二值，计算第一故障判断阈值，所述第一故障判断阈值包括：第一故障电压阈值和第一故障持续时间阈值。
具体的，所述根据所述第一值和所述第二值，计算第一故障判断阈值的步骤，包括：
通过公式
Figure BDA0002062283270000123
计算第一故障电压阈值；
通过公式
Figure BDA0002062283270000124
计算第一故障持续时间阈值；
其中，ΔV0表示第一故障电压阈值，T0表示第一故障持续时间阈值，Kmin-0表示第一值，Kmax-0表示第二值，所述第二值大于所述第一值，KLock-0表示第一波动参数，A为第一预设值，B为第二预设值，C为第三预设值，D为第四预设值，E为第五预设值，F为第六预设值。
该实施例中，首先对步骤13中计算得到的第一波动参数KLock-0进行限制，将其限制在区间[Kmin-0，Kmax-0]中，其中Kmax-0>Kmin-0>0，上述所Kmin-0对应第一波动参数的第一值，Kmax-0对应波动参数的第二值。经过限制后，第一端口(A/D采集端IN0端口)的第一电压信号的第一波动参数KLock-0不会低于Kmin-0同时也不会高于Kmax-0。该实施例中，优选的，第一预设值A等于0.5，第二预设值B等于2，第三预设值C等于1.5，第四预设值D等于0.5，第五预设值E等于2.5，第六预设值F等于2。
本实施例中，第一故障电压阈值的详细计算公式如下：
Figure BDA0002062283270000131
第一故障持续时间阈值的计算公式如下：
Figure BDA0002062283270000132
根据公式可以看出，伴随着KLock-0在区间[Kmin-0，Kmax-0]内的变化，故障电压阈值ΔV0将在0.5V至2V范围内线性变化，故障持续时间阈值T0将在0.5s至2.5s区间内线性变化，以上故障判断阈值将用于高压互锁故障检测电路的第一端口的最终的高压互锁故障判断。
在本发明的一个优选实施例中，具体的，在步骤14中，根据所述第二波动参数确定第二故障判断阈值的步骤，包括：根据第二波动参数，确定第三值和第四值；根据所述第三值和所述第四值，计算第二故障判断阈值，所述第二故障判断阈值包括：第二故障电压阈值和第二故障持续时间阈值。
具体的，所述根据所述第三值和所述第四值，计算第二故障判断阈值的步骤，包括：
通过公式
Figure BDA0002062283270000133
计算第二故障电压阈值；
通过公式
Figure BDA0002062283270000134
计算第二故障持续时间阈值；
其中，ΔV1表示第一故障判断阈值，T1表示第一故障持续时间阈值，Kmin-1表示第三值，Kmax-1表示第四值，所述第四值大于所述第三值，KLock-1表示第二波动参数，a为第七预设值，b为第八预设值，c为第九预设值，d为第十预设值，e为第十一预设值，f为第十二预设值。
该实施例中，首先对步骤13中计算得到的第二波动参数KLock-1进行限制，将其限制在区间[Kmin-1，Kmax-1]中，其中Kmax-1>Kmin-1>0，上述所Kmin-1对应第二波动参数的第三值，Kmax-1对应第二波动参数的第四值。经过限制后，第二端口(A/D采集端IN1端口)的第二电压信号的第二波动参数KLock-0不会低于Kmin-1同时也不会高于Kmax-1。该实施例中，优选的，第七预设值a等于0.5，第八预设值b等于2，第九预设值c等于1.5，第十预设值d等于0.5，第十一预设值e等于2.5，第十二预设值f等于2。
本实施例中，第二故障判断阈值的详细计算公式如下：
Figure BDA0002062283270000141
第二故障持续时间阈值的计算公式如下：
Figure BDA0002062283270000142
根据公式可以看出，伴随着KLock-1在区间[Kmin-1，Kmax-1]内的变化，故障电压阈值ΔV1将在0.5V至2V范围内线性变化，故障持续时间阈值T1将在0.5s至2.5s区间内线性变化，以上故障判断阈值将用于最终的高压互锁故障检测电路的第二端口的高压互锁故障判断。
在本发明的一个优选实施例中，具体的，在步骤15中，所述根据所述第一故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第一端口进行高压互锁故障检测判断的步骤，包括：
判断所述第一滤波信号是否在M1±ΔV0的范围内，并判断所述第一滤波信号的持续时间，其中M1为第一预设固定电压值；
若所述第一滤波信号不在M1±ΔV0的范围内，并且所述第一滤波信号的持续时间为所述第一故障持续时间阈值T0，则判断所述高压互锁故障检测电路的第一端口发生高压互锁故障；否则，则判断所述高压互锁故障检测电路的第一端口未发生高压互锁故障。
该实施例中，M1等于2.5，当第一滤波信号不在2.5±ΔV0的范围内，且所述第一滤波信号的持续时间为所述第一故障持续时间阈值T0，则判断所述高压互锁故障检测电路的第一端口(A/D采集端IN0端口)发生高压互锁故障；否则，则判断所述高压互锁故障检测电路的第一端口(A/D采集端IN0端口)未发生高压互锁故障。
在本发明的一个优选实施例中，步骤15中，所述根据所述第二故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第二端口进行高压互锁故障检测判断的步骤，包括：
判断所述第二滤波信号是否在M2±ΔV1的范围内，并判断所述第二滤波信号的持续时间，其中M2为第二预设固定电压值；
若所述第二滤波信号不在M2±ΔV1的范围内，并且所述第二滤波信号的持续时间为所述第二故障持续时间阈值T1，则判断所述高压互锁故障检测电路的第二端口发生高压互锁故障；否则，则判断所述高压互锁故障检测电路的第二端口未发生高压互锁故障。
该实施例中，M2等于2.5，当第二滤波信号不在2.5±ΔV1的范围内，且所述第二滤波信号的持续时间为所述第二故障持续时间阈值T1，则判断所述高压互锁故障检测电路的第二端口(A/D采集端IN1端口)发生高压互锁故障；否则，则判断所述高压互锁故障检测电路的第二端口(A/D采集端IN1端口)未发生高压互锁故障。
值得指出的是，从上述实施例可以看出，随着电磁干扰的愈加强烈，高压互锁信号的电压判断范围M1±ΔV0和M2±ΔV1也相应的增大，即从2.5±0.5V增大到2.5±2V，同时故障的持续判断时间T0和T1也由0.5s调整到2.5s，本发明最终通过故障判断阈值根据电磁干扰状态进行自适应调节，从而最终实现避免强电磁干扰状态下车辆高压互锁故障的误报。
基于上述方法，本发明实施例还提供一种用以实现上述方法的装置。
请参加图3，其示出的是本发明实施例提供的一种高压互锁故障检测装置的结构示意图，本发明提供一种高压互锁故障检测装置300，该高压互锁故障检测装置300可以包括：
获取模块310，用于通过高压互锁故障检测电路的第一端口获取第一电压信号，通过高压互锁故障检测电路的第二端口获取第二电压信号；
第一处理模块320，用于将所述第一电压信号进行滤波处理得到第一滤波信号，将所述第二电压信号进行滤波处理得到第二滤波信号；
计算模块330，用于根据所述第一滤波信号计算第一波动参数，根据所述第二滤波信号计算第二波动参数；
第二处理模块340，用于根据所述第一波动参数确定第一故障判断阈值，根据所述第二波动参数确定第二故障判断阈值；
第一判断模块350，用于根据所述第一故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第一端口进行高压互锁故障检测判断，根据所述第二故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第二端口进行高压互锁故障检测判断；
第二判断模块360，用于若所述第一端口发生高压互锁故障，和/或，所述第二端口发生高压互锁故障，则判断车辆发生高压互锁故障。
其中，在本发明一个优选的实施例中，第一处理模块320可以包括：第一处理单元、第二处理单元，其中，
第一处理单元，用于所述将所述第一电压信号进行滤波处理得到第一滤波信号。
第二处理单元，用于将所述第一中间信号进行卡尔曼滤波得到第一滤波信号。
其中，在本发明一个优选的实施例中，第一处理模块320还可以包括：第三处理单元和第四处理单元。
第三处理单元，用于将所述第二电压信号进行二阶低通滤波得到第二中间信号。
第四处理单元，用于将所述第二中间信号进行卡尔曼滤波得到第二滤波信号。
其中，本发明实施例中，计算模块330可以包括：
第一计算子模块，用于通过公式
Figure BDA0002062283270000161
计算第一波动参数；
其中，KLock-0表示第一波动参数，Uk0(n)表示第一滤波信号，n表示第n个控制周期，
Figure BDA0002062283270000162
表示前k个控制周期的第一滤波信号的平均值。
本发明实施例中，计算模块330还可以包括：
第二计算子单元，用于通过公式
Figure BDA0002062283270000163
计算第二波动参数；
其中，KLock-1表示第二波动参数，Uk1(n)表示第二滤波信号，n表示第n个控制周期，
Figure BDA0002062283270000171
表示前k个控制周期的第二滤波信号的平均值。
其中，本发明实施例中，第二处理模块340可以包括：第一确定单元和第一计算单元。
第一确定单元，用于根据第一波动参数，确定第一值和第二值。
第一计算单元，用于根据所述第一值和所述第二值，计算第一故障判断阈值，所述第一故障判断阈值包括：第一故障电压阈值和第一故障持续时间阈值。
其中，所述第一计算单元，包括：
第一计算子单元，用于通过公式
Figure BDA0002062283270000172
计算第一故障电压阈值；通过公式
Figure BDA0002062283270000173
计算第一故障持续时间阈值；
其中，ΔV0表示第一故障电压阈值，T0表示第一故障持续时间阈值，Kmin-0表示第一值，Kmax-0表示第二值，所述第二值大于所述第一值，A为第一预设值，B为第二预设值，C为第三预设值，D为第四预设值，E为第五预设值，F为第六预设值。
进一步地，本发明一个优选的实施例中，第二处理模块340还可以包括：第二确定单元和第二计算单元。
第二确定单元，用于根据第二波动参数，确定第三值和第四值。
第二计算单元，用于根据所述第三值和所述第四值，计算第二故障判断阈值，所述第二故障判断阈值包括：第二故障电压阈值和第二故障持续时间阈值。
其中，所述第二计算单元，包括：
第二计算子单元，用于通过公式
Figure BDA0002062283270000174
计算第二故障电压阈值；通过公式
Figure BDA0002062283270000175
计算第二故障持续时间阈值；
其中，ΔV1表示第二故障电压阈值，T1表示第二故障持续时间阈值，Kmin-1表示第三值，Kmax-1表示第四值，所述第四值大于所述第三值，a为第七预设值，b为第八预设值，c为第九预设值，d为第十预设值，e为第十一预设值，f为第十二预设值。
另外，在本发明一个优选的实施例中，第一判断模块350包括：第一判断单元和第二判断单元。
第一判断单元，用于判断所述第一滤波信号是否在M1±ΔV0的范围内，并判断所述第一滤波信号的持续时间，其中M1为第一预设固定电压值；
第二判断单元，用于若所述第一滤波信号不在M1±ΔV0的范围内，并且所述第一滤波信号的持续时间为所述第一故障持续时间阈值T0，则判断所述高压互锁故障检测电路的第一端口发生高压互锁故障；否则，则判断所述高压互锁故障检测电路的第一端口未发生高压互锁故障。
在本发明一个优选的实施例中，第一判断模块350还包括：第三判断单元和第四判断单元。
第三判断单元，用于判断所述第二滤波信号是否在M2±ΔV1的范围内，并判断所述第二滤波信号的持续时间，其中M2为第二预设固定电压值；
第四判断单元，用于若所述第二滤波信号不在M2±ΔV1的范围内，并且所述第二滤波信号的持续时间为所述第二故障持续时间阈值T1，则判断所述高压互锁故障检测电路的第二端口发生高压互锁故障；否则，则判断所述高压互锁故障检测电路的第二端口未发生高压互锁故障。
此外，本发明实施例还提供了一种汽车，其特征在于，所述汽车包括处理器，存储器，存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的高压互锁故障检测方法的步骤。
与此同时，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的高压互锁故障检测方法的步骤。
在本发明中，针对一种现有的纯电动汽车高压互锁故障检测电路，提供了一种高压互锁故障检测方法，在该方法中本发明首先根据高压互锁接插件在车辆实际运行工况中所经受的振动状态，对高压互锁接插件两路A/D电压采集信号，对应上述实施例中的第一电压信号和第二电压信号，分别将采集到的第一电压信号和第二电压信号进行二阶低通滤波处理，将信号采集过程中的高频扰动进行过滤而同时其有效信号部分；之后本发明引入卡尔曼滤波器，通过卡尔曼滤波方式在考虑采集电路系统误差的前提下，对两路A/D电压采集信号进行二次滤波，也就是将第一电压信号和第二电压信号分别进行二次滤波，以保证所获得信号的可信度；第三步，本发明定义了高压互锁信号波动参数概念，利用该参数用来表征电磁干扰对高压互锁信号的影响程度；通过在规定时间段内计算得到的两路高压互锁信号的波动参数，即计算第一电压信号的第一波动参数和第二电压信号的第二波动参数，本发明针对现有的纯电动汽车中的高压互锁故障检测电路给出相应的故障检测方法，该方法利用高压互锁信号的波动参数，调节判断高压互锁故障的电压阈值及故障持续时间，正是通过这种故障电压阈值的自适应调节，来避免由于纯电动汽车环境中的非预期电磁干扰而导致高压互锁故障的误报问题。
本发明提供的高压互锁故障检测方法，应用于汽车，特别是电动汽车，解决了由于电磁干扰所导致的故障误报问题，并且该方法具有思路清晰、检测机理明确、所需计算量少等特点，因此非常易于工程实现；另外该方法不涉及到对系统硬件的更改，同时不会增加系统成本，因此具有良好的推广价值。
对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明所必需的。
需要说明的是，在发明实施例中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，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单元中，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单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.一种高压互锁故障检测方法，其特征在于，包括：
通过高压互锁故障检测电路的第一端口获取第一电压信号，通过高压互锁故障检测电路的第二端口获取第二电压信号；
将所述第一电压信号进行滤波处理得到第一滤波信号，将所述第二电压信号进行滤波处理得到第二滤波信号；
根据所述第一滤波信号计算第一波动参数，根据所述第二滤波信号计算第二波动参数；
根据所述第一波动参数确定第一故障判断阈值，根据所述第二波动参数确定第二故障判断阈值；
根据所述第一故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第一端口进行高压互锁故障检测判断，根据所述第二故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第二端口进行高压互锁故障检测判断；
若所述第一端口发生高压互锁故障，和/或，所述第二端口发生高压互锁故障，则判断车辆发生高压互锁故障。
2.根据权利要求1所述的高压互锁故障检测方法，其特征在于，将所述第一电压信号进行滤波处理得到第一滤波信号的步骤，包括：
将所述第一电压信号进行二阶低通滤波处理得到第一中间信号；
将所述第一中间信号进行卡尔曼滤波得到第一滤波信号。
3.根据权利要求1所述的高压互锁故障检测方法，其特征在于，将所述第二电压信号进行滤波处理得到第二滤波信号的步骤，包括：
将所述第二电压信号进行二阶低通滤波处理得到第二中间信号；
将所述第二中间信号进行卡尔曼滤波处理得到第二滤波信号。
4.根据权利要求1所述的高压互锁故障检测方法，其特征在于，根据所述第一滤波信号计算第一波动参数的步骤，包括：
通过公式
Figure FDA0002062283260000011
计算第一波动参数；
其中，KLock-0表示第一波动参数，Uk0(n)表示第一滤波信号，n表示第n个控制周期，
Figure FDA0002062283260000021
表示前k个控制周期的第一滤波信号的平均值。
5.根据权利要求1所述的高压互锁故障检测方法，其特征在于，所述根据所述第二滤波信号计算第二波动参数的步骤，包括：
通过公式
Figure FDA0002062283260000022
计算第二波动参数；
其中，KLock-1表示第二波动参数，Uk1(n)表示第二滤波信号，n表示第n个控制周期，
Figure FDA0002062283260000023
表示前k个控制周期的第二滤波信号的平均值。
6.根据权利要求1所述的高压互锁故障检测方法，其特征在于，所述根据所述第一波动参数确定第一故障判断阈值的步骤，包括：
根据第一波动参数，确定第一值和第二值；
根据所述第一值和所述第二值，计算第一故障判断阈值，所述第一故障判断阈值包括：第一故障电压阈值和第一故障持续时间阈值。
7.根据权利要求1所述的高压互锁故障检测方法，其特征在于，所述根据所述第二波动参数确定第二故障判断阈值的步骤，包括：
根据第二波动参数，确定第三值和第四值；
根据所述第三值和所述第四值，计算第二故障判断阈值，所述第二故障判断阈值包括：第二故障电压阈值和第二故障持续时间阈值。
8.根据权利要求6所述的高压互锁故障检测方法，其特征在于，所述根据所述第一值和所述第二值，计算第一故障判断阈值的步骤，包括：
通过公式
Figure FDA0002062283260000024
计算第一故障电压阈值；
通过公式
Figure FDA0002062283260000025
计算第一故障持续时间阈值；
其中，ΔV0表示第一故障电压阈值，T0表示第一故障持续时间阈值，Kmin-0表示第一值，Kmax-0表示第二值，所述第二值大于所述第一值，A为第一预设值，B为第二预设值，C为第三预设值，D为第四预设值，E为第五预设值，F为第六预设值。
9.根据权利要求7所述的高压互锁故障检测方法，其特征在于，所述根据所述第三值和所述第四值，计算第二故障判断阈值的步骤，包括：
通过公式
Figure FDA0002062283260000031
计算第二故障电压阈值；
通过公式
Figure FDA0002062283260000032
计算第二故障持续时间阈值；
其中，ΔV1表示第二故障电压阈值，T1表示第二故障持续时间阈值，Kmin-1表示第三值，Kmax-1表示第四值，所述第四值大于所述第三值，a为第七预设值，b为第八预设值，c为第九预设值，d为第十预设值，e为第十一预设值，f为第十二预设值。
10.根据权利要求8所述的高压互锁故障检测方法，其特征在于，所述根据所述第一故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第一端口进行高压互锁故障检测判断的步骤，包括：
判断所述第一滤波信号是否在M1±ΔV0的范围内，并判断所述第一滤波信号的持续时间，其中M1为第一预设固定电压值；
若所述第一滤波信号不在M1±ΔV0的范围内，并且所述第一滤波信号的持续时间为所述第一故障持续时间阈值T0，则判断所述高压互锁故障检测电路的第一端口发生高压互锁故障；否则，则判断所述高压互锁故障检测电路的第一端口未发生高压互锁故障。
11.根据权利要求9所述的高压互锁故障检测方法，其特征在于，所述根据所述第二故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第二端口进行高压互锁故障检测判断的步骤，包括：
判断所述第二滤波信号是否在M2±ΔV1的范围内，并判断所述第二滤波信号的持续时间，其中M2为第二预设固定电压值；
若所述第二滤波信号不在M2±ΔV1的范围内，并且所述第二滤波信号的持续时间为所述第二故障持续时间阈值T1，则判断所述高压互锁故障检测电路的第二端口发生高压互锁故障；否则，则判断所述高压互锁故障检测电路的第二端口未发生高压互锁故障。
12.一种高压互锁故障检测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于通过高压互锁故障检测电路的第一端口获取第一电压信号，通过高压互锁故障检测电路的第二端口获取第二电压信号；
第一处理模块，用于将所述第一电压信号进行滤波处理得到第一滤波信号，将所述第二电压信号进行滤波处理得到第二滤波信号；
计算模块，用于根据所述第一滤波信号计算第一波动参数，根据所述第二滤波信号计算第二波动参数；
第二处理模块，用于根据所述第一波动参数确定第一故障判断阈值，根据所述第二波动参数确定第二故障判断阈值；
第一判断模块，用于根据所述第一故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第一端口进行高压互锁故障检测判断，根据所述第二故障判断阈值对所述高压互锁故障检测电路的第二端口进行高压互锁故障检测判断；
第二判断模块，用于若所述第一端口发生高压互锁故障，和/或，所述第二端口发生高压互锁故障，则判断车辆发生高压互锁故障。
13.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括处理器，存储器，存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至11中任一项所述的高压互锁故障检测方法的步骤。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至11中任一项所述的高压互锁故障检测方法的步骤。
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