CN112462315A - 一种电流传感器诊断方法、装置、车辆和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电流传感器诊断方法、装置、车辆和存储介质，其中，该方法包括：在整车高压上电时获取预充电高压电路中的电池电压与电容电压的电压差；通过所述电压差和所述预充电高压电路中的预充电阻阻值确定检测电流值；通过电流传感器采集的采样电流值与所述检测电流值对比以确定所述电流传感器状态。本发明实施例，通过预充电高压电路的电压差值和预充电阻阻值确定出检测电流传感器的检测电流值，实现了电流传感器的电流值有效性诊断，提高了车辆中电流传感器电流采集的准确性，可增强车辆行驶安全。
Description
技术领域
本发明实施例涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种电流传感器的诊断方法、装置、车辆和存储介质。
背景技术
随着新能源车辆的发展，车辆中使用越来越多的设备使用到电流，因此检测电流的电流传感器成为保障车辆安全的重要因素。电流传感器按照采样原理可以划分为霍尔式电流传感器和分流器式传感器，其中，霍尔式电流传感器利用霍尔原理通过电流感应出的电压值进行采样，分流式传感器通过已知阻值的电阻而产生的压差进行采样。
目前对电流传感器进行诊断的方法一般为飘零故障检测、对地短路故障检测和对电源短路故障，例如，当高压回路断开时，此时实际电流为0A，若电流传感器采集的电流值与0A相比超过一定阈值，则认为电流传感器发生零飘故障；当电流传感器返回的电压值恒定为0V，则认为电流传感器发生对地短路故障；当电流传感器返回的电压值恒定为输出电压，则认为电流传感器发生对电源短路故障。然而现有诊断方法很难对电流传感器本身输出数值的有效性进行诊断。
发明内容
本发明提供一种电流传感器的诊断方法、装置、车辆和存储介质，以实现电流传感器的故障诊断，提高车辆内电路传感器数值的有效性，可提高车辆使用安全。
第一方面，本发明实施例提供了一种电流传感器诊断方法，该方法包括：
在整车高压上电时获取预充电高压电路中的电池电压与电容电压的电压差；
通过所述电压差和所述预充电高压电路中的预充电阻阻值确定检测电流值；
通过电流传感器采集的采样电流值与所述检测电流值对比以确定所述电流传感器状态。
第二方面，本发明实施例提供了一种装置，该装置包括：
电压差模块，用于在整车高压上电时获取预充电高压电路中的电池电压与电容电压的电压差；
电流确定模块，用于通过所述电压差和所述预充电高压电路中的预充电阻阻值确定检测电流值；
诊断执行模块，用于通过电流传感器采集的采样电流值与所述检测电流值对比以确定所述电流传感器状态。
第三方面，本发明实施例提供了一种车辆，该车辆包括：
一个或多个控制器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个控制器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例任一所述的电流传感器诊断方法；
预充电高压电路，包括至少一个预充电阻、电池和电容，用于限制整车上电电流，防止损坏车辆电路。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被控制器执行时实现如本发明实施例中任一所述的电流传感器诊断方法。
本发明实施例，通过在整车高压上电时获取到预充电高压电路的电池电压和电容电压之间的电压差，通过电压差和预充电阻阻值确定检测电流值，将检测电流值与电流传感器采集的采集电流值进行对比以诊断电流传感器的电流值是否正确，提高了电流传感器数值的有效性，可提高车辆使用安全。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种电流传感器诊断方法的流程图；
图2是本发明实施例一提供的一种预充电高压电路的结构示意图；
图3是本发明实施例二提供的一种电流传感器诊断方法的流程图；
图4是本发明实施例二提供的一种车辆行驶过程能量流转示意图；
图5是本发明实施例二提供的一种车辆充电过程能量流转示意图；
图6是本发明实施例三提供的一种电流传感器诊断方法的结构示意图；
图7是本发明实施例四提供的一种车辆的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构，此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种电流传感器诊断方法的流程图，本发明实施例可以适用于诊断车辆中电流传感器的情况，该方法可以由电流传感器诊断装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方法来实现，参见图1，该方法具体包括如下步骤：
步骤110、在整车高压上电时获取预充电高压电路中的电池电压与电容电压的电压差。
在本发明实施例中，整车可以是包括有电流传感器的车辆，当车辆工作时设置在整车内部的电流传感器可以采集电流，整车可以设置有预充电高压电路，图2是本发明实施例一提供的一种预充电高压电路的结构示意图，参见图2，预充高压电路中可以包括预充继电器、预充电阻、主正继电器、主负继电器、电池和电容组成，其中，主负继电器和预充继电器闭合后，电池、预充电阻和电容可以组成一阶RC电路。
具体的，在整车高压上电时，预充电压电路中的主负继电器和预充继电器闭合，可以测取预充电高压电路中电池处的电压值作为电池电压以及电容处电压值作为电容电压，可以通过测量到的电池电压和电容电压的差值作为电压差。
步骤120、通过所述电压差和所述预充电高压电路中的预充电阻阻值确定检测电流值。
其中，预充电阻阻值可以是预充电高压电路中预充电阻的阻值，该阻值为固定数值可以在提前获取。
在本发明实施例中，预充电高压电路中的电容电压和电池电压的电压差可以与预充电阻阻值存在关联关系，该关联关系可以表示预充电高压电路闭合瞬时的电流值I0＝△U/R,其中，I0可以为瞬时电流值，△U可以为电压差，R可以为预充电阻阻值，可以将电压差和预充电阻阻值代入关联关系获取到瞬时电流值，可以将该瞬时电流值作为检测电流值，可以理解的是，由于在预充电高压电路中的关联关系为物理关系，获取到的检测电流值可以真实反映处预充电高压电路中的电流，可以用于诊断电流传感器数值的有效性。
步骤130、通过电流传感器采集的采样电流值与所述检测电流值对比以确定所述电流传感器状态。
其中，采样电流值可以是整车中电流传感器采集到的电流值。
具体的，可以在预充电高压电流闭合后获取电流传感器采集的采样电流值，可以将采样电流值与检测电流值进行对比，若采样电流值与检测电流值不相同，可以确定电流传感器处于故障状态，对应的采样电流值无效，若采样电流值与检测电流值相同，可以确定电流传感器处于正常状态，对应的采样电流值有效。
本发明实施例，通过在整车高压上电过程中获取预充电高压电路中电池电压和电容电压的电压差，基于预充电阻阻值以及上述电压差确定预充电高压电路中的检测电流值，比较电流传感器的采集电流值和检测电流值确定出电流传感器状态，实现了电流传感器数值有效性诊断，提高了电流传感器诊断的全面性，可减少车辆使用的安全隐患。
实施例二
图3是本发明实施例二提供的一种电流传感器诊断方法的流程图，本发明实施例是在上述发明实施例基础上的具体化，参见图3，本发明实施例提供的方法具体包括如下步骤：
步骤210、在整车高压上电的过程中，控制预充电高压电路中的目标继电器闭合以构成一阶电阻-电容电路。
其中，目标继电器可以是控制预充电高压电路闭合的控制装置，目标继电器可以包括一个或者多个继电器，例如可以包括预充电高压电路中的预充继电器和主负继电器等。一阶电阻-电容电路可以是由一个电阻和一个电容串联起来的电路，一阶电阻-电容中可以包括一个预充电阻和一个电容。
在本发明实施例中，控制整车高压上电时，可以通过整车中的控制器控制预充电高压电路闭合，此时整车电路中的电池、电容、预充电阻、和电容等装置可以构成一个典型的一阶电阻-电容电路，该一阶电阻-电容电路中可以存在电容电压Uc＝Ub*(1-e-τt)，存在电池电流Ib＝I0*e-τt，其中，时间常数τ＝1/RC，I0可以为闭合瞬间t0时刻的电流值，存在I0＝△U/R。△U为电池电压Ub与电容电压Uc的差值。
步骤220、分别测取一阶电阻-电容电路中的电池电压和电容电压，并确定电池电压和电容电压的电压差。
在本发明实施例中，可以测取一阶电阻-电容电路中电池两侧的电压值作为电池电压以及电容两侧的电压值作为电容电压，可以将电池电压和电容电压差值作为电压差。
步骤230、通过电压差和预充电高压电路中的预充电阻阻值确定检测电流值。
步骤240、将电流传感器在目标继电器闭合预设时间内采集到的电流最大值作为采样电流值。
具体的，由于继电器存在30ms左右的动作时间，以及电流传感器的采样存在延时，可以在目标继电器闭合一段时间内采集到的电流值中的最大值作为采样电流值，可以降低电流传感器的采集误差对电流传感器数值有效性诊断的影响。
步骤250、将采样电流值与检测电流值进行对比以确定电流差值。
具体的，可以将采样电流值与检测电流值做差运算，可以将运算结果作为电池差值。
步骤260、若电流差值大于诊断电流阈值，则确定电流传感器为故障状态，否则，确定电流传感器状态为正常状态。
在本发明实施例中，可以将电流差值与诊断电流阈值进行比较，当运算结果大于电流阈值时，可以认为采样电流值与检测电流值不相等，电流传感器处于故障状态；当运算结果小于或等于诊断电流阈值时，可以认为采样电流值与检测电流值相等，电流传感器处于正常状态，其中，诊断电流阈值可以是一个接近零的极小数值，可以基于整车电路的电流大小情况设定。
步骤270、通过采样电流值对应的电池功率诊断电流传感器状态。
其中，电池功率可以是电池的输出功率，电流功率可以通过采样电流值确定。
在本发明实施例中，可以通过采样电流值和电池电压确定出电池对应的电池功率，可以判断电流传感器确定出的电池功率是否符合整车功率，若电池功率符合整车功率的要求，则进一步判断电流传感器为正常状态，若电池功率不符合整车功率要求，则进一步判断电流传感器为故障状态。
本发明实施例，通过在整车高压上电过程中，控制预充电高压电路构成一阶电阻-电容电路，分别测取电池和电容两端的电压并确定电压差，通过电压差和预充电阻阻值确定检测电流值，在目标继电器闭合预设时间内采集到的电流最大值作为采样电流值，确定检测电流值与采样电流值的电流差值，当电流差值大于诊断电流阈值时，电流传感器为故障状态采样电流值无效，否则，电流传感器为正常状态电流值有效，并进一步通过采样电流值确定电池功率以确定电流传感器是否处于故障状态，实现了电流传感器的数值有效性诊断，提高了电流传感器可靠性，可减少整车使用的安全隐患。
进一步的，在上述发明实施例的基础上，所述通过所述采样电流值对应的电池功率诊断所述电流传感器状态，包括：
将采样电流值与电池电压之积作为电池功率；确定整车处于行驶状态时，获取电机功率和整车负载功率；若电池功率不等于电池功率和整车负载功率之和时，确定电路传感器故障。
在本发明实施例中，可以将采样电流值与电池电压之积作为电池功率，其中，电池电压可以预先测取。由于整车在不同状态下整车功率可以不同，可以先对整车状态进行判断，当整车处于行驶状态时，电池输出的电池功率可以是整车的最大功率，可以获取到电机功率和整车负载功率，若电机功率和整车故障功率之和不等于电池功率，则确定电流传感器采集到的采样电流值无效，该电流传感器故障。可以理解的是，电机功率可以是驱动整车行驶的功率，整车负载功率可以是整车中空调、装饰灯、音响灯用电等负载的总功率。
在一个示例性的实施方式中，图4是本发明实施例二提供的一种车辆行驶过程能量流转示意图，参见图4，当车辆启动后，整车中存在电池功率＝电机功率+其他负载功率之和。可以获取到电机功率、其他负载功率之和，以及电池电流It和电池电压Ut，若检测到|It*Ut-(电机功率+其他负载功率)|＞P1，可以判定电流传感器故障，其中，P1可以是趋近于零的一个数值。
进一步的，在上述发明实施例的基础上，所述通过所述采样电流值对应的电池功率诊断所述电流传感器状态，包括：
将采样电流值与电池电压之积作为电池功率；确定整车处于充电状态时，获取充电机功率和整车负载功率；若充电机功率不等于电池功率和整车负载功率之和时，确定电路传感器故障。
在本发明实施例中，可以将采样电流值与电池电压之积作为电池功率，其中，电池电压可以预先测取。由于整车在不同状态下整车功率可以不同，可以先对整车状态进行判断，当整车处于充电状态时，充电机功率可以是电池功率和整车负载功率之和，可以通过采样电流值和电池电压之积确定出电池功率，若电池功率和整车负载功率之和不等于充电机功率，则可以确定电流传感器故障。
在一个示例性的实施方式中，图5是本发明实施例二提供的一种车辆充电过程能量流转示意图，参见图5，当车辆充电时，存在公式：充电机功率＝电池功率+其他负载功率之和。获取充电机功率、其他负载功率之和，电池电流It、电池电压Ut，若检测到|It*Ut-(充电机功率-其他负载功率)|＞P2，可以判定电流传感器故障，其中，P2可以是趋近于零的一个数值。可以理解的是，可以综合考虑车辆行驶状态和车辆充电过程，对电流传感器进行检测，例如，在整车行驶状态时，初步确定电流传感器故障时，可以记录触发条件1，并将该记录保存在非易失性存储器中，若N次上电循环后不再发生，则清除历史记录。相应的，在整车充电状态时，初步确定电流传感器故障时，可以记录触发条件2，并将该记录保存在非易失性存储器中，若N次上电循环后不再发生，则清除历史记录，在同时存储了触发条件1和触发条件2时可以做出最终确定电流传感器故障。
进一步的，在上述发明实施例的基础上，所述电机功率、充电机功率和整车负载功率中至少一种通过车载总线通信获取。
在本发明实施例中，电机功率、充电机功率和整车负载功率可以通过车载总线通信获取。
实施例三
图6是本发明实施例三提供的一种电流传感器诊断方法的结构示意图，，可执行本发明任意实施例所提供的电流传感器诊断方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。该装置可以由软件和/或硬件实现，具体包括：电压差模块310、电流确定模块320和诊断执行模块330。
电压差模块310，用于在整车高压上电时获取预充电高压电路中的电池电压与电容电压的电压差。
电流确定模块320，用于通过所述电压差和所述预充电高压电路中的预充电阻阻值确定检测电流值。
诊断执行模块330，用于通过电流传感器采集的采样电流值与所述检测电流值对比以确定所述电流传感器状态。
本发明实施例，通过电压差模块在整车高压上电时获取到预充电高压电路的电池电压和电容电压之间的电压差，电流确定模块按照电压差和预充电阻阻值确定检测电流值，诊断执行模块将检测电流值与电流传感器采集的采集电流值进行对比以诊断电流传感器的电流值是否正确，提高了电流传感器数值的有效性，可提高车辆使用安全。
进一步的，在上述发明实施例的基础上，所述电压差模块310包括：
电路控制单元，用于在所述整车高压上电的过程中，控制所述预充电高压电路中的目标继电器闭合以构成一阶电阻-电容电路。
电压差单元，用于分别测取所述一阶电阻-电容电路中的电池电压和电容电压，并确定所述电池电压和所述电容电压的电压差。
进一步的，在上述发明实施例的基础上，所述诊断执行模块330包括：
电流采样单元，用于将所述电流传感器在所述目标继电器闭合预设时间内采集到的电流最大值作为所述采样电流值。
差值确定单元，用于将所述采样电流值与所述检测电流值进行对比以确定电流差值。
状态确定单元，用于若所述电流差值大于诊断电流阈值，则确定所述电流传感器为故障状态，否则，确定所述电流传感器状态为正常状态。
进一步的，在上述发明实施例的基础上，还包括：
冗余诊断单元，用于通过所述采样电流值对应的电池功率诊断所述电流传感器状态。
进一步的，在上述发明实施例的基础上，所述冗余诊断单元包括：行驶诊断子单元，用于将所述采样电流值与所述电池电压之积作为电池功率；确定所述整车处于行驶状态时，获取电机功率和整车负载功率；若所述电池功率不等于所述电机功率和所述整车负载功率之和时，确定所述电流传感器故障。
进一步的，在上述发明实施例的基础上，所述冗余诊断单元还包括：将所述采样电流值与所述电池电压之积作为电池功率；确定所述整车处于充电状态时，获取充电机功率和整车负载功率；若所述充电机功率不等于所述电池功率和所述整车负载功率之和时，确定所述电流传感器故障。
进一步的，在上述发明实施例的基础上，所述电机功率、充电机功率和整车负载功率中至少一种通过车载总线通信获取。
实施例四
图7是本发明实施例四提供的一种车辆的结构示意图，如图7所示，该车辆包括处理器70、存储器71、输入装置72和输出装置73；车辆中处理器70的数量可以是一个或多个，图7中以一个处理器70为例；车辆中的处理器70、存储器71、输入装置72和输出装置73可以通过总线或其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。
存储器71作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的电流传感器诊断方法对应的程序指令/模块(例如，电流传感器诊断装置中的电压差模块310、电流确定模块320和诊断执行模块330)。处理器70通过运行存储在存储器71中的软件程序、指令以及模块，从而执行车辆的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的电流传感器诊断方法。
存储器71可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器71可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器71可进一步包括相对于处理器70远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车辆。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置72可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与车辆的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置73可包括显示屏等显示设备。
预充电高压电路74，包括至少一个预充电阻741、电池742和电容743，用于限制整车上电电流，防止损坏车辆电路。
实施例五
本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种电流传感器诊断方法，该方法包括：
在整车高压上电时获取预充电高压电路中的电池电压与电容电压的电压差；
通过所述电压差和所述预充电高压电路中的预充电阻阻值确定检测电流值；
通过电流传感器采集的采样电流值与所述检测电流值对比以确定所述电流传感器状态。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的电流传感器诊断方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，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的方法。
值得注意的是，上述电流传感器诊断装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种电流传感器诊断方法，其特征在于，所述方法包括：
在整车高压上电时获取预充电高压电路中的电池电压与电容电压的电压差；
通过所述电压差和所述预充电高压电路中的预充电阻阻值确定检测电流值；
通过电流传感器采集的采样电流值与所述检测电流值对比以确定所述电流传感器状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在整车高压上电时获取预充电高压电路中的电池电压与电容电压的电压差，包括：
在所述整车高压上电的过程中，控制所述预充电高压电路中的目标继电器闭合以构成一阶电阻-电容电路；
分别测取所述一阶电阻-电容电路中的电池电压和电容电压，并确定所述电池电压和所述电容电压的电压差。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过电流传感器采集的采样电流值与所述检测电流值对比以确定所述电流传感器状态，包括：
将所述电流传感器在所述目标继电器闭合预设时间内采集到的电流最大值作为所述采样电流值；
将所述采样电流值与所述检测电流值进行对比以确定电流差值；
若所述电流差值大于诊断电流阈值，则确定所述电流传感器为故障状态，否则，确定所述电流传感器状态为正常状态。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述采样电流值对应的电池功率诊断所述电流传感器状态。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过所述采样电流值对应的电池功率诊断所述电流传感器状态，包括：
将所述采样电流值与所述电池电压之积作为电池功率；
确定所述整车处于行驶状态时，获取电机功率和整车负载功率；
若所述电池功率不等于所述电机功率和所述整车负载功率之和时，确定所述电流传感器故障。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过所述采样电流值对应的电池功率诊断所述电流传感器状态，包括：
将所述采样电流值与所述电池电压之积作为电池功率；
确定所述整车处于充电状态时，获取充电机功率和整车负载功率；
若所述充电机功率不等于所述电池功率和所述整车负载功率之和时，确定所述电流传感器故障。
7.根据权利要求4-6中任一所述的方法，其特征在于，所述电机功率、充电机功率和整车负载功率中至少一种通过车载总线通信获取。
8.一种电流传感器诊断装置，其特征在于，所述装置包括：
电压差模块，用于在整车高压上电时获取预充电高压电路中的电池电压与电容电压的电压差；
电流确定模块，用于通过所述电压差和所述预充电高压电路中的预充电阻阻值确定检测电流值；
诊断执行模块，用于通过电流传感器采集的采样电流值与所述检测电流值对比以确定所述电流传感器状态。
9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：
一个或多个控制器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个控制器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的电流传感器诊断方法；
预充电高压电路，包括至少一个预充电阻、电池和电容，用于限制整车上电电流，防止损坏车辆电路。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被控制器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的电流传感器诊断方法。
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