CN116661773A - 一种传感器故障的检测方法和装置 - Google Patents
一种传感器故障的检测方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116661773A CN116661773A CN202310639660.3A CN202310639660A CN116661773A CN 116661773 A CN116661773 A CN 116661773A CN 202310639660 A CN202310639660 A CN 202310639660A CN 116661773 A CN116661773 A CN 116661773A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fault detection
- fault
- sensor
- target
- subroutines
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 200
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 53
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 33
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 16
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 6
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 claims description 3
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 28
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 238000009960 carding Methods 0.000 description 2
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005312 nonlinear dynamic Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F8/00—Arrangements for software engineering
- G06F8/30—Creation or generation of source code
- G06F8/36—Software reuse
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本发明公开了一种传感器故障的检测方法和装置，所述检测方法通过获取燃料电池系统上传感器的故障检测程序，由于故障检测程序包括用于实现故障检测流程中各个功能的多个子程序，为了对传感器实施故障检测时应用存在高度重复的子程序，可以在故障检测程序中筛选出按传感器故障检测流程依次执行的多个目标子程序，将多个目标子程序封装为故障检测模块，在预设检测模型中运行故障检测模块，使在对燃料电池系统的传感器进行故障检测时具有较好的通用性，无需再单独选取子程序以及设定各子程序的运行次序，便于开发燃料电池系统上传感器的故障检测程序时进行整体重复利用，降低了出错几率，进而提高了燃料电池系统中传感器故障检测的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及传感器故障检测的技术领域，尤其涉及一种传感器故障的检测方法和装置。
背景技术
氢燃料电池系统包括氢气子系统、空气子系统、热管理子系统、功率管理子系统、状态管理子系统、故障管理子系统等，是一个具有多参数、强耦合的非线性动态系统。拥有一个健壮、鲁棒性强的故障管理子系统，以避免燃料电池因故障所导致的燃料电池系统出现问题甚至崩溃，产生不可预估的损失和灾难，是非常重要的。燃料电池系统中的氢气子系统、空气子系统、热管理子系统、功率管理子系统中都安装各种传感器，如流量传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、氢浓度传感器，这些传感器为燃料电池系统实时提供流量、压力、温度、湿度、氢浓度信息，燃料电池控制器(或称FCCU)通过实时获取这些传感器输出的数据信息进行相应的计算或判断，为燃料电池系统执行指定动作提供保证。但是由于传感器的类型和数量较多，每个传感器单独建立故障检测存在易出错，且纠错困难的问题。
因此，如何提高燃料电池系统中传感器故障检测的准确性，是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的一种传感器故障的检测方法和装置，提高了燃料电池系统中传感器故障检测的准确性。
本发明实施例提供了以下方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种传感器故障的检测方法，所述方法包括：
获取燃料电池系统上传感器的故障检测程序，其中，所述故障检测程序包括用于实现故障检测流程中各个功能的多个子程序；
在所述故障检测程序中筛选出多个目标子程序，其中，所述多个目标子程序为按所述传感器的故障检测流程依次执行的多个子程序；
将所述多个目标子程序封装为故障检测模块；
在预设检测模型中运行所述故障检测模块，以对所述燃料电池系统的传感器进行故障检测。
在一种可选的实施例中，所述故障检测程序为多个相同检测项传感器的故障检测程序；所述在所述故障检测程序中筛选出多个目标子程序，包括：
将多个所述故障检测程序中相同且连续的程序段确定为目标程序段；
将所述目标程序段中的多个子程序确定为所述多个目标子程序。
在一种可选的实施例中，所述将所述目标程序段中的多个子程序确定为所述多个目标子程序，包括：
将所述目标程序段中的标定子程序确定为第一目标子程序，其中，所述标定子程序用于将所述传感器的原始输出信号转换为数字信号；
将所述目标程序段中的检测子程序确定为第二目标子程序，其中，所述检测子程序用于确定所述数字信号是否存在故障；
将所述目标程序段中的使能子程序确定为第三目标子程序，其中，所述使能子程序用于在所述数字信号小于正常信号范围时输出第一使能信号，在所述数字信号大于所述正常信号范围时输出第二使能信号；
将所述目标程序段中的确定子程序确定为第四目标子程序，其中，所述确定子程序用于基于所述第一使能信号或所述第二使能信号确定对应的故障等级。
在一种可选的实施例中，所述将所述多个目标子程序封装为故障检测模块，包括：
创建加载文件夹，并配置所述加载文件夹为所述预设检测模型的封装路径；
在所述加载文件夹中创建封装文件，并将所述多个目标子程序存储至所述加载文件夹；
在所述预设检测模型中运行所述封装文件，以将所述多个目标子程序封装为所述故障检测模块，并加载至所述预设检测模型的封装模块库中。
在一种可选的实施例中，所述在预设检测模型中运行所述故障检测模块，包括：
获取待进行故障检测的传感器的原始输出信号，以及配置所述预设检测模型的数据字典；
所述故障检测模块基于所述数据字典的多个诊断变量值对所述原始输出信号进行处理，以确定所述传感器的故障等级，其中，所述多个诊断变量值至少包括用于定义确定所述原始输出信号对应故障等级的参照阈值。
在一种可选的实施例中，所述故障检测模块基于所述数据字典的多个诊断变量值对所述原始输出信号进行处理之前，所述方法包括：
根据预设的状态封装模块确定所述原始输出信号是否存在故障；
若是，则根据所述数据字典中配置的故障掩码对所述原始输出信号进行处理，并输出至所述故障检测模块。
在一种可选的实施例中，所述故障检测模块基于所述数据字典的多个诊断变量值对所述原始输出信号进行确认处理之后，所述方法还包括：
确定表征所述原始输出信号存在故障的持续时间是否大于所述数据字典的时间阈值；
若是，则输出所述传感器的对应故障等级。
第二方面，本发明实施例还提供了一种传感器故障的检测装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取燃料电池系统上传感器的故障检测程序，其中，所述故障检测程序包括用于实现故障检测流程中各个功能的多个子程序；
筛选模块，用于在所述故障检测程序中筛选出多个目标子程序，其中，所述多个目标子程序为按所述传感器的故障检测流程依次执行的多个子程序；
封装模块，用于将所述多个目标子程序封装为故障检测模块；
运行检测模块，用于在预设检测模型中运行所述故障检测模块，以对所述燃料电池系统的传感器进行故障检测。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行第一方面中任一项所述方法的步骤。
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，该程序被处理器执行时实现第一方面中任一项所述方法的步骤。
本发明的一种传感器故障的检测方法和装置与现有技术相比，具有以下优点：
本发明的检测方法通过获取燃料电池系统上传感器的故障检测程序，由于故障检测程序包括用于实现故障检测流程中各个功能的多个子程序，为了对传感器实施故障检测时应用存在高度重复的子程序，可以在故障检测程序中筛选出按传感器故障检测流程依次执行的多个目标子程序，将多个目标子程序封装为故障检测模块，在预设检测模型中运行故障检测模块，使在对燃料电池系统的传感器进行故障检测时具有较好的通用性，无需再单独选取子程序以及设定各子程序的运行次序，便于开发燃料电池系统上传感器的故障检测程序时进行整体重复利用，降低了出错几率，进而提高了燃料电池系统中传感器故障检测的准确性；同时节约了传感器故障检测开发过程中的时间成本和人力成本。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种传感器故障的检测方法的流程图；
图2-1为本发明实施例提供的有效性判断子模块封装前的示意图；
图2-2为本发明实施例提供的有效性判断子模块封装后的示意图；
图3-1为本发明实施例提供的滤波子模块封装前的示意图；
图3-2为本发明实施例提供的滤波子模块封装后的示意图；
图4为本发明实施例提供的传感器故障建模的流程图；
图5-1为本发明实施例提供的故障检测模块的信号流示意图；
图5-2为本发明实施例提供的故障检测方法的信号流示意图；
图6为本发明实施例提供的一种传感器故障的检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。
为保证燃料电池系统的正常运行，在燃料电池系统的氢气子系统、空气子系统和热管理子系统上均安装了各种传感器，具体包括：电堆入口空气温度传感器、冷却液入口压力传感器、冷却液入口温度传感器、冷却液出口温度传感器、空气进口流量传感器、气进口压力传感器、空气进口压力传感器、电堆出口空气温度传感器、电堆入口氢气压力传感器、电堆出口氢气压力传感器、电堆出口氢气温度传感器、机舱温度传感器、氢气中压压力传感器、中冷器出口空气温度传感器、中冷器出口空气压力传感器、净化阀温度传感器、冷却液出口压力传感器、空压机出口温度传感器、Sprt出口压力传感器、空气流量计传感器、风扇出口温度传感器、PTC(Positive Temperature Coefficient，温度系数)进口温度传感器、PTC出口温度传感器。燃料电池系统的控制器利用实时获取传感器的数据信息进行相关计算，控制执行器执行相应动作。传感器为燃料电池系统的安全稳定运行提供了重要保证，因而需要实时检测各传感器是否处于无故障运行状态。现有的处理方式是对每个传感器建立对应的故障检测模型，经故障检测模型检测传感器是否存在运行故障，由于传感器数量较多，实施过程中易出现建模错误，导致故障检测的准确性存在不足，下面将具体阐述如何通过本发明实施例的检测方法提高传感器故障检测的准确性。
请参阅图1，图1为一种传感器故障的检测方法的流程图，所述方法包括：
S11、获取燃料电池系统上传感器的故障检测程序，其中，所述故障检测程序包括用于实现故障检测流程中各个功能的多个子程序。
具体的，故障检测程序可以为多个子程序的集合，每个子程序用于实现故障检测流程中的一个对应功能，例如将传感器输出的模拟量转换为数字量的子程序，确定传感器输出信号是否存在故障的子程序等。需要说明的是，子程序可以以程序代码的形式表征，也可以是封装的子模块进行表征。在燃料电池系统的应用层，可以各个子程序可以封装为图标形式的子模块，将图标拖拽至对应页面即可实现子模块的应用，获取故障检测程序后进入步骤S12。
S12、在所述故障检测程序中筛选出多个目标子程序，其中，所述多个目标子程序为按所述传感器的故障检测流程依次执行的多个子程序。
具体的，通过多个目标子程序可以实施传感器的故障检测流程，故障检测流程可以基于传感器的输出信号处理流程进行编排，例如编排的故障检测流程包括传感器线性拟合、传感器故障诊断与编码、故障播报。线性拟合是将传感器的原始输出信号转换为数字信号，以作为控制系统的输入，其中线性拟合的线性表可以经传感器手册，并根据电路学计算公式得到。传感器故障诊断与编码是指对数字信号进行超限诊断，以使得燃料电池能够持续可靠运行，当传感器的输出信号发生超限时，燃料电池系统需要采取报警或停机措施，以避免可能的风险引起燃料电池系统发生不可逆的损坏；当确定输出信号达到设定阈值时产生检测超限标志，并采取相应地系统保护动作，例如冷却液的温度传感器检测到故障时，将对应的冷却液流量调节至预设范围，并减少燃料电池的输出功率，以减小温度不能采集引起的燃料电池系统损坏；还可以在产生阈值超限标志后，通过状态机对超限持续时间进行计数，当故障持续时间达到设定时间时，置位传感器的故障标志。故障播报是将传感器的故障码、故障等级以及故障总数传递给FCCU。此外，在故障检测流程中还可以包括故障屏蔽和故障复位，故障屏蔽可以对不需要进行诊断的传感器故障进行屏蔽，避免故障的误诊断；故障复位是针对故障发生后的故障触发标志在特定条件下可以进行手动复位清零操作。
在实际应用时，由于不同检测项传感器的故障检测程序存在差异，例如温度传感器和压力传感器的故障检测程序存在一定区别，若无差别进行筛选，可能导致筛选结果的应用范围存在不足。基于此，在一种具体的实施方式中，故障检测程序为多个相同检测项传感器的故障检测程序；在故障检测程序中筛选出多个目标子程序，包括：
将多个故障检测程序中相同且连续的程序段确定为目标程序段；将目标程序段中的多个子程序确定为多个目标子程序。
具体的，筛选目标子程序时，可以基于燃料电池系统上各传感器的检测项进行类别划分，例如将各温度传感器划分为第一类别，压力传感器划分为第二类别等，每个类别有多个故障检测程序，选取的多个故障检测程序为相同检测项传感器的故障检测程序，可以保障应用时具有较好的适用性。目标程序段表征了多个故障检测程序中具有共用属性的程序，将其多个子程序确定为多个目标子程序，可以保障目标子程序具有通用属性。
在实际应用时，由于传感器的故障检测需要经其输出的模拟量信号确定出对应的故障等级，若目标子程序确定不完整，将导致无法完成故障检测。基于此，在一种具体的实施方式中，将目标程序段中的多个子程序确定为多个目标子程序，包括：
将目标程序段中的标定子程序确定为第一目标子程序，其中，标定子程序用于将传感器的原始输出信号转换为数字信号，原始输出信号为模拟量信号，转换为数字信号后便于量化处理。将目标程序段中的检测子程序确定为第二目标子程序，其中，检测子程序用于确定数字信号是否存在故障，可以在检测子程序中设定对应的故障阈值，若数字信号表征的量化值大于该阈值，说明存在数字信号存在故障；反之，则不存在故障。将目标程序段中的使能子程序确定为第三目标子程序，其中，使能子程序用于在数字信号小于正常信号范围时输出第一使能信号，在数字信号大于正常信号范围时输出第二使能信号；将目标程序段中的确定子程序确定为第四目标子程序，其中，确定子程序用于基于第一使能信号或第二使能信号确定对应的故障等级。
具体的，以燃料电池系统空气入口的温度传感器为例，多个目标子程序包括标定子程序、检测子程序、使能子程序和确定子程序，标定子程序用于传感器状态判断、故障确认判断和故障有效性判断，标定子程序可以包括状态判断子模块、故障确认子模块和有效性判断子模块，状态判断子模块用于确定存在输出信号时，将原始输出信号转为数字信号，故障确认子模块可以基于预设阈值确定数字信号是否存在故障，有效性判断子模块用于确定数字信号表征存在故障的持续时间是否大于设定的时间阈值，大于时说明信号有效，确定信号有效时将数字信号输出至检测子程序，检测子程序通过故障高低阈值判断，确定数字信号是否存在故障，存在故障时输出至使能子程序，使能子程序具有两个故障使能判断，对于每个通道的故障诊断使能，每个故障有一个可标定的16bit掩码，某一位被点亮，代表该位对应的燃电系统状态机状态下故障诊断被使能。确定子程序用于基于第一使能信号或第二使能信号计算两种不同状态下的故障等级，同时还可以计算出经过一阶惯性滤波得到的数字信号的有效值。
需要说明的是，目标子程序可以是经封装后的子模块，也可以是程序代码，请参阅图2-1和2-2，以有效性判断子模块为例，该子模块的输入端口包括用于输入数字信号的第一端口OORH，以及用于输入时间阈值的第二端口OORL，在其内部进行与运算，存在表征故障的数字信号且持续时间大于时间阈值，则确定数字信号有效。同理，请参阅图3-1和3-2，为准确获得燃料电池系统的空气入口温度，可以将温度传感器输入的原始输出信号进行一阶惯性滤波处理，封装后设定对应的滤波系数Filter index，将待滤波信号经端口input输入，即可获得滤波处理后的信号，待滤波信号可以是原始输出信号，也可以是数字信号。获得多个目标子程序后进入步骤S13。
S13、将所述多个目标子程序封装为故障检测模块。
具体的，对于多个目标子程序的封装，可以基于成熟的软件工具实施，例如在Matlab中可以使用Simulink提供的mask/create mask功能进行模块的封装操作，多个目标子程序封装为故障检测模块后，可以基于应用需求直接进行调用。经Simulink封装时包括：
创建加载文件夹，并配置加载文件夹为预设检测模型的封装路径，该文件路径设置为Simulink加载调入路径；在加载文件夹中创建封装文件，封装文件可以是m文件，m文件用于封装的mdl文件的加载，Simulink浏览中显示的传感器自定义模块库文件夹定义，指定Simulink浏览器的浏览指令，启用自定义库函数调用命令，以及自定义模块库在Simulink浏览器中的排序设置。将多个目标子程序存储至加载文件夹；在预设检测模型中运行封装文件，以将多个目标子程序封装为故障检测模块，并加载至预设检测模型的封装模块库中。在Simulink中通过运行m文件，可以完成自定义模块库的创建，以将多个目标子程序封装为故障检测模块，并加载至模块库中，由其统一管理，应用时遵循Simulink其它通用模块规则，将多个目标子程序封装为故障检测模块后进入步骤S14。
S14、在预设检测模型中运行所述故障检测模块，以对所述燃料电池系统的传感器进行故障检测。
具体的，预设检测模型可以是能够调用故障检测模块对传感器进行故障检测的模型，故障检测包括原始输出信号采集、信号线性拟合、信号检测、故障使能判断、故障等级分类判断和故障播报六部分。原始输出信号采集是获取传感器输出的模拟量信号；信号线性拟合是将原始输出信号转化为数字信号，可以参考该传感器相关手册的拟合线性表进行计算实现，信号检测是对数字信号进行高低压阈值判断，获得该信号高低状态值，例如正常信号范围的电压为1-4V，当前数字信号表征的电压值为0.8V，说明当前数字信号低于正常信号范围，可以确定当前数字信号为低压状态；若当前数字信号表征的电压值为4.8V，说明当前数字信号高于正常信号范围，可以确定当前数字信号为高压状态。故障使能时，基于信号检测输出对应的使能信号，使能信号与故障等级存在对应的预设关系，进而可以确定出当前检测周期的故障等级。故障等级可以设定为四级，一级为最高等级故障，需要立即停止燃料电池系统运行，切断氢气和空气供应。二级为严重等级故障，需要控制燃料电池系统先卸载负荷后停止运行，与正常停机过程相似。三级为一般等级故障，可以燃料电池系统维持运行，但输出功率或输出电流受到预设比例的限制。四级为警告，控制燃料电池系统维持正常运行但有报警代码产生。故障播报是故障代码循环播报当前发生的最高等级的故障代码，最终上传至整车VCU(Vehicle control unit，整车控制器)。
基于本发明实施例的故障就检测方法，可以建立传感器的故障检测模型，基于故障检测模型对待检测传感器进行故障检测，请参阅图4，故障建模流程包括：传感器故障建模内容整理、传感器重用模块封装梳理、传感器重用模块封装及模块库自定义、传感器故障建模实现四部分，建模内容整理是基于故障检测需求确定原始输出信号的处理流程，包括线性拟合、故障诊断与编码、以及故障播报；重用模块封装梳理是确定需要封装的传感器重用模块，即目标子程序；重用模块封装是将封装的模块自定义模块库，纳入Simulink的统一管理；故障建模实现是通过传感器自定义模块库完成传感器故障建模，便于后期调用实施传感器的故障检测。
由于燃料电池系统的规格和应用场景存在一定差异，若封装后直接运行检测，可能不能适用对应的故障检测要求。基于此，在一种具体的实施方式中，在预设检测模型中运行故障检测模块，包括：
获取待进行故障检测的传感器的原始输出信号，以及配置预设检测模型的数据字典；故障检测模块(或称故障诊断封装模块)基于数据字典的多个诊断变量值对原始输出信号进行处理，以确定传感器的故障等级，其中，多个诊断变量值至少包括用于定义确定原始输出信号对应故障等级的参照阈值。
具体的，仍以温度传感器为待进行故障检测的传感器为例，可以通过FCCU集成说明文件中的AD变量接口定义，获取指定传感器FCCU接插件编号对应的该传感器的变量名，将其赋值给电堆入口空气温度AD采样值AD_AirStkinTemp，当该变量上传至FCCU的应用层时，根据应用层建模的变量编码规则，可将其自由转换为符合命名规则的变量名HIMvE_Sen_AirStkinTemp，应用层即可使用该变量HIMvE_Sen_AirStkinTemp，以此即可获取原始输出信号。数据字典中可以定义处理原始输出信号的多个参照阈值，请参阅图5-1，原始输出信号是以预设周期进行采集的，配置的诊断变量值包括空气入口温度的低故障阈值Air_tStkInLo_C、空气入口温度的高故障阈值Air_tStkInHi_C和滤波系数HIMcE_Fa_AirStkinTempFlt，原始输出信号转换为数字信号的数值为物理初始值Air_tStkInRaw，物理初始值没有超限的情况下，传感器物理检测值通过滤波模块后输出，以准确得出空气入口温度。滤波系数HIMcE_Fa_AirStkinTempFlt设置为“0”时滤波作用最强，滤波系数设置为“1”时不实施滤波，可以根据实际应用需求选取合适的滤波系数输入。物理初始值处于低故障阈值和高故障阈值之间时，说明温度传感器无故障；物理初始值小于设定的低故障阈值时作为空气入口温度低状态输出至低状态封装模块，经该封装模块确认出对应的低故障等级；同理，物理初始值大于高故障阈值时作为空气入口温度高状态输出至高状态封装模块，经该封装模块确认出对应的高故障等级。在高状态封装模块中配置有空气入口温度的高故障确认阈值(或称确认步长)和高故障消除阈值(或称消除步长)，两个阈值均可以表征为设定时间，若物理初始值的保持时间大于高故障确认阈值，则确定温度传感器存在故障，并输出对应的高故障等级，若在高故障消除阈值内物理初始值消除，则重新计算物理初始值的保持时间；还可以通过限值保护故障复位使能设定故障复位的使能触发条件。同理，低状态封装模块也可以基于上述逻辑进行控制，在此不再具体赘述。
在一种具体的实施方式中，故障检测模块基于数据字典的多个诊断变量值对原始输出信号进行处理之前，方法包括：
根据预设的状态封装模块确定原始输出信号是否存在故障；若是，则根据数据字典中配置的故障掩码对原始输出信号进行处理，并输出至故障检测模块；反之，若确定原始输出信号不存在故障，则不对原始输出信号进行处理。
具体的，请参阅图5-2，状态封装模块同样可以通过软件工具进行封装，在该模块内配置空气进口温度AD采样值的上限阈值HIMcE_Raw_AirStkinTOOR和空气进口温度AD采样值的下限阈值HIMcE_Raw_AirStkinTOORL，原始输出信号处于上限阈值以上，或下限阈值以下时，说明存在故障，则转为数字信号与预设的故障掩码进行与运算，并输出至故障检测模块。需要说明的是，故障掩码可以基于传感器的使用说明确定，以提高信号处理的精度。
在实际应用时，由于燃料电池系统用于输出电能，各类传感器均经低压直流供电，干扰因素可能出现信号跳变，引起故障检测错误。基于此，在一种具体的实施方式中，故障检测模块基于数据字典的多个诊断变量值对原始输出信号进行确认处理之后，方法还包括：
确定表征原始输出信号存在故障的持续时间是否大于数据字典的时间阈值；若是，则输出传感器的对应故障等级；反之，若持续时间不大于时间阈值，则不输出传感器的对应故障等级。
具体的，可以封装有效性判断模块对故障的有效性进行判断，请继续参阅图5-2，在产生阈值超限标志后，通过状态机对故障持续时间进行计数，当故障持续时间达到设定时间时，置位传感器故障标志；每个通道的故障诊断使能判断方法：每个故障有一个可标定的16bit掩码，某一位被点亮，代表该位对应的FCState_st状态下故障诊断被使能。时间阈值可以根据实际需求经数据字典定义，能够对故障的有效性进行准确判定即可。需要说明的是，通过预设掩码与数字信号进行与运算还可以实现故障屏蔽，故障屏蔽的功能是可以对不需要进行诊断的传感器故障进行屏蔽，避免故障的误诊断；故障复位的功能是针对故障发生后的故障触发标志在特定条件下可以进行手动复位清零操作。
基于与检测方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种传感器故障的检测装置，请参阅图6，所述装置包括：
获取模块601，用于获取燃料电池系统上传感器的故障检测程序，其中，所述故障检测程序包括用于实现故障检测流程中各个功能的多个子程序；
筛选模块602，用于在所述故障检测程序中筛选出多个目标子程序，其中，所述多个目标子程序为按所述传感器的故障检测流程依次执行的多个子程序；
封装模块603，用于将所述多个目标子程序封装为故障检测模块；
运行检测模块604，用于在预设检测模型中运行所述故障检测模块，以对所述燃料电池系统的传感器进行故障检测。
在一种可选的实施例中，所述故障检测程序为多个相同检测项传感器的故障检测程序；所述筛选模块，包括：
第一确定子模块，用于将多个所述故障检测程序中相同且连续的程序段确定为目标程序段；
第二确定子模块，用于将所述目标程序段中的多个子程序确定为所述多个目标子程序。
在一种可选的实施例中，所述第二确定子模块，包括：
第一确定单元，用于将所述目标程序段中的标定子程序确定为第一目标子程序，其中，所述标定子程序用于将所述传感器的原始输出信号转换为数字信号；
第二确定单元，用于将所述目标程序段中的检测子程序确定为第二目标子程序，其中，所述检测子程序用于确定所述数字信号是否存在故障；
第三确定单元，用于将所述目标程序段中的使能子程序确定为第三目标子程序，其中，所述使能子程序用于在所述数字信号小于正常信号范围时输出第一使能信号，在所述数字信号大于所述正常信号范围时输出第二使能信号；
第四确定单元，用于将所述目标程序段中的确定子程序确定为第四目标子程序，其中，所述确定子程序用于基于所述第一使能信号或所述第二使能信号确定对应的故障等级。
在一种可选的实施例中，所述封装模块，包括：
创建配置子模块，用于创建加载文件夹，并配置所述加载文件夹为所述预设检测模型的封装路径；
创建存储子模块，用于在所述加载文件夹中创建封装文件，并将所述多个目标子程序存储至所述加载文件夹；
运行子模块，用于在所述预设检测模型中运行所述封装文件，以将所述多个目标子程序封装为所述故障检测模块，并加载至所述预设检测模型的封装模块库中。
在一种可选的实施例中，所述运行检测模块，包括：
获取子模块，用于获取待进行故障检测的传感器的原始输出信号，以及配置所述预设检测模型的数据字典；
输出确定子模块，用于所述故障检测模块基于所述数据字典的多个诊断变量值对所述原始输出信号进行处理，以确定所述传感器的故障等级，其中，所述多个诊断变量值至少包括用于定义确定所述原始输出信号对应故障等级的参照阈值。
在一种可选的实施例中，所述运行检测模块还包括：
第一确定子模块，用于根据预设的状态封装模块确定所述原始输出信号是否存在故障；
处理输出子模块，用于在确定所述原始输出信号存在故障时，则根据所述数据字典中配置的故障掩码对所述原始输出信号进行处理，并输出至所述故障检测模块。
在一种可选的实施例中，所述运行检测模块还包括：
第二确定子模块，用于确定表征所述原始输出信号存在故障的持续时间是否大于所述数据字典的时间阈值；
输出子模块，用于在确定表征所述原始输出信号存在故障的持续时间大于所述数据字典的时间阈值时，则输出所述传感器的对应故障等级。
基于与检测方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行检测方法中任一项所述方法的步骤。
基于与检测方法同样的发明构思，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，该程序被处理器执行时实现检测方法中任一项所述方法的步骤。
本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
通过获取燃料电池系统上传感器的故障检测程序，由于故障检测程序包括用于实现故障检测流程中各个功能的多个子程序，为了对传感器实施故障检测时应用存在高度重复的子程序，可以在故障检测程序中筛选出按传感器故障检测流程依次执行的多个目标子程序，将多个目标子程序封装为故障检测模块，在预设检测模型中运行故障检测模块，使在对燃料电池系统的传感器进行故障检测时具有较好的通用性，无需再单独选取子程序以及设定各子程序的运行次序，便于开发燃料电池系统上传感器的故障检测程序时进行整体重复利用，降低了出错几率，进而提高了燃料电池系统中传感器故障检测的准确性；同时节约了传感器故障检测开发过程中的时间成本和人力成本。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(模块、系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种传感器故障的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取燃料电池系统上传感器的故障检测程序，其中，所述故障检测程序包括用于实现故障检测流程中各个功能的多个子程序；
在所述故障检测程序中筛选出多个目标子程序，其中，所述多个目标子程序为按所述传感器的故障检测流程依次执行的多个子程序；
将所述多个目标子程序封装为故障检测模块；
在预设检测模型中运行所述故障检测模块，以对所述燃料电池系统的传感器进行故障检测。
2.根据权利要求1所述的传感器故障的检测方法，其特征在于，所述故障检测程序为多个相同检测项传感器的故障检测程序；所述在所述故障检测程序中筛选出多个目标子程序，包括：
将多个所述故障检测程序中相同且连续的程序段确定为目标程序段；
将所述目标程序段中的多个子程序确定为所述多个目标子程序。
3.根据权利要求2所述的传感器故障的检测方法，其特征在于，所述将所述目标程序段中的多个子程序确定为所述多个目标子程序，包括：
将所述目标程序段中的标定子程序确定为第一目标子程序，其中，所述标定子程序用于将所述传感器的原始输出信号转换为数字信号；
将所述目标程序段中的检测子程序确定为第二目标子程序，其中，所述检测子程序用于确定所述数字信号是否存在故障；
将所述目标程序段中的使能子程序确定为第三目标子程序，其中，所述使能子程序用于在所述数字信号小于正常信号范围时输出第一使能信号，在所述数字信号大于所述正常信号范围时输出第二使能信号；
将所述目标程序段中的确定子程序确定为第四目标子程序，其中，所述确定子程序用于基于所述第一使能信号或所述第二使能信号确定对应的故障等级。
4.根据权利要求1所述的传感器故障的检测方法，其特征在于，所述将所述多个目标子程序封装为故障检测模块，包括：
创建加载文件夹，并配置所述加载文件夹为所述预设检测模型的封装路径；
在所述加载文件夹中创建封装文件，并将所述多个目标子程序存储至所述加载文件夹；
在所述预设检测模型中运行所述封装文件，以将所述多个目标子程序封装为所述故障检测模块，并加载至所述预设检测模型的封装模块库中。
5.根据权利要求1所述的传感器故障的检测方法，其特征在于，所述在预设检测模型中运行所述故障检测模块，包括：
获取待进行故障检测的传感器的原始输出信号，以及配置所述预设检测模型的数据字典；
所述故障检测模块基于所述数据字典的多个诊断变量值对所述原始输出信号进行处理，以确定所述传感器的故障等级，其中，所述多个诊断变量值至少包括用于定义确定所述原始输出信号对应故障等级的参照阈值。
6.根据权利要求5所述的传感器故障的检测方法，其特征在于，所述故障检测模块基于所述数据字典的多个诊断变量值对所述原始输出信号进行处理之前，所述方法包括：
根据预设的状态封装模块确定所述原始输出信号是否存在故障；
若是，则根据所述数据字典中配置的故障掩码对所述原始输出信号进行处理，并输出至所述故障检测模块。
7.根据权利要求5所述的传感器故障的检测方法，其特征在于，所述故障检测模块基于所述数据字典的多个诊断变量值对所述原始输出信号进行确认处理之后，所述方法还包括：
确定表征所述原始输出信号存在故障的持续时间是否大于所述数据字典的时间阈值；
若是，则输出所述传感器的对应故障等级。
8.一种传感器故障的检测装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取燃料电池系统上传感器的故障检测程序，其中，所述故障检测程序包括用于实现故障检测流程中各个功能的多个子程序；
筛选模块，用于在所述故障检测程序中筛选出多个目标子程序，其中，所述多个目标子程序为按所述传感器的故障检测流程依次执行的多个子程序；
封装模块，用于将所述多个目标子程序封装为故障检测模块；
运行检测模块，用于在预设检测模型中运行所述故障检测模块，以对所述燃料电池系统的传感器进行故障检测。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
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，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310639660.3A CN116661773A (zh) | 2023-05-29 | 2023-05-29 | 一种传感器故障的检测方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310639660.3A CN116661773A (zh) | 2023-05-29 | 2023-05-29 | 一种传感器故障的检测方法和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116661773A true CN116661773A (zh) | 2023-08-29 |
Family
ID=87716715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310639660.3A Pending CN116661773A (zh) | 2023-05-29 | 2023-05-29 | 一种传感器故障的检测方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116661773A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112330124A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-02-05 | 广东核电合营有限公司 | 一种评估事故环境对仪表通道不确定度影响的方法及系统 |
-
2023
- 2023-05-29 CN CN202310639660.3A patent/CN116661773A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112330124A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-02-05 | 广东核电合营有限公司 | 一种评估事故环境对仪表通道不确定度影响的方法及系统 |
| CN112330124B (zh) * | 2020-10-28 | 2024-03-12 | 广东核电合营有限公司 | 一种评估事故环境对仪表通道不确定度影响的方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107271921B (zh) | 一种电流采集方法、装置、电池管理系统及电动汽车 | |
| CN104052730B (zh) | 用于工业控制系统的智能计算机物理入侵检测与防御系统和方法 | |
| CN112630682B (zh) | 传感器的故障检测方法、装置及设备 | |
| CN116661773A (zh) | 一种传感器故障的检测方法和装置 | |
| CN105760253A (zh) | 一种电子节气门芯片安全监控的软件实现方法 | |
| CN103713215A (zh) | X射线管运行状态检测系统及方法 | |
| CN102541713B (zh) | 用于监视装备有微处理器的设备的方法和设备 | |
| CN111927640B (zh) | 发动机故障检测方法、装置、设备及计算机可读存储介质 | |
| CN114398913A (zh) | 一种燃料装卸系统检测方法、装置、存储介质及电子设备 | |
| CN113654080B (zh) | 燃气锅炉中燃烧器的开关机状态确定方法和装置 | |
| US20200159980A1 (en) | Method for a computer-aided automated verification of requirements | |
| CN114429249A (zh) | 钢管束生产设备的寿命预测方法、系统、设备及存储介质 | |
| CN116147878B (zh) | 大型低温风洞安全联锁方法、装置及存储介质 | |
| KR102621393B1 (ko) | 변압기 진단 장치 | |
| CN110031208B (zh) | 中继阀故障诊断的方法及装置 | |
| CN108958220B (zh) | 一种流体机械测控系统的智能仪表组态软件及方法 | |
| CN106486175B (zh) | 核电厂排污水系统钠离子指标异常诊断装置及方法 | |
| CN103513621B (zh) | 一种核电厂数字化控制系统的工艺参数缺省值分析方法 | |
| CN114118720A (zh) | 一种核电厂循环水泵运行状态综合评价方法、装置及电子设备和存储介质 | |
| CN112580838A (zh) | 环保设备运维的管理方法、系统、计算机存储介质及终端 | |
| CN113448301A (zh) | 基于obd系统的故障诊断方法及系统 | |
| CN111581783B (zh) | 核电厂碘过滤器可用性等效评价方法、装置及终端设备 | |
| CN104181420A (zh) | 核电站atws系统的响应时间测试方法和系统 | |
| CN114776447B (zh) | 可变气门升程的故障诊断方法、装置、终端及存储介质 | |
| CN113960464B (zh) | 断路器故障分析方法及计算机可读存储介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |