專利名稱：用于高壓絕緣損失的預(yù)測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于預(yù)測(cè)車輛內(nèi)部的高壓電路絕緣未來損
失的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在具有汽油/電力混合式發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛中，車輛可以由汽油 內(nèi)燃才幾或電動(dòng)才幾交替地驅(qū)動(dòng)以優(yōu)化燃沖十效率，從而減少車輛排;改。當(dāng)一 個(gè)動(dòng)力源比另 一個(gè)更適合于具體的車輛運(yùn)行條件時(shí)，混合動(dòng)力車輛通過 在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間的交替而獲得了比較高的燃料效率或燃料 經(jīng)濟(jì)性。例如，眾所周知，在恒定或相對(duì)不變的車輛速度期間(如，當(dāng) 以穩(wěn)定速度巡航時(shí))，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)比電動(dòng)機(jī)更有效，而當(dāng)車輛所需動(dòng)力 變化劇烈時(shí)(如，在車輛的啟動(dòng)或停止期間)，使用電動(dòng)機(jī)通常比汽油 發(fā)動(dòng)一幾更合適。混合動(dòng)力車輛和 一些電動(dòng)及燃料電池車輛所需的車載電壓 范圍可以從標(biāo)準(zhǔn)12伏(V)電源到超過600V。例如，低壓(12V)電力 系統(tǒng)一般向標(biāo)準(zhǔn)車輛附件(如，立體音響系統(tǒng)、時(shí)鐘、前燈、刮水片和 /或喇叭)供電，而需要高壓(〉60V)直流(DC)電路將電池或電池組 充電到滿足向車輛的主動(dòng)輪供電的水平。為了提供和安全控制上述車載 電壓選項(xiàng)的大范圍，給混合動(dòng)力車輛配置合適的電路、電線及其他電器 部件，如電壓變換器及變頻器、專門制造的高壓電池、控制器和各種傳 感器。高壓車輛電路被從車輛底盤和低壓電路兩者中隔離出來。

發(fā)明內(nèi)容
因此，提供了一種用于預(yù)測(cè)混合動(dòng)力、電動(dòng)或燃料電池車輛 內(nèi)部的高壓電路絕緣未來損失的方法，該方法包括當(dāng)獨(dú)立事件發(fā)生時(shí)記 錄獲得的車輛底盤和高壓總線之間的等效電阻的一系列離散的測(cè)量 值，根據(jù) 一 系列測(cè)量值來執(zhí)行數(shù)據(jù)擬合分析以檢測(cè)在數(shù)據(jù)方面的趨勢(shì)， 并且然后使用數(shù)據(jù)擬合結(jié)杲來估計(jì)或預(yù)測(cè)在等效電阻達(dá)到一閾值前獨(dú) 立事件保持的數(shù)量。在本發(fā)明的另一方面，所述獨(dú)立事件是起源于插入鑰匙或點(diǎn) 火循環(huán)的插入鑰匙次序，并且一系列測(cè)量值被記錄到包括環(huán)形緩沖器的
存儲(chǔ)裝置中。在本發(fā)明的另一方面，如果保持的獨(dú)立事件的閾值數(shù)量達(dá)到 預(yù)定的最小值，則向車輛使用者/駕駛者傳送一警告或指示。在本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于預(yù)測(cè)混合動(dòng)力、電動(dòng) 或燃料電池車輛內(nèi)部的高壓電路絕緣損失的裝置，所述裝置包括控制 器、高壓總線、高壓總線元件和可操作的報(bào)告裝置，該控制器具有存儲(chǔ) 器和用于預(yù)測(cè)即將發(fā)生的高壓絕緣故障的算法，該報(bào)告裝置用于報(bào)告絕 緣故障，其中構(gòu)造該控制器以當(dāng)預(yù)定的獨(dú)立事件發(fā)生時(shí)啟動(dòng)該算法，記 錄在底盤和總線之間獲取的一系列電阻測(cè)定值，并預(yù)測(cè)在電阻到達(dá)預(yù)定 閾值前保持的獨(dú)立事件的數(shù)量。當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，從用于執(zhí)行本發(fā)明最佳方式的以下詳細(xì)說明 中可以顯而易見地得到本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)及其他特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是圖示本發(fā)明控制裝置的方框圖；和
圖2是描述用于提供混合動(dòng)力、電動(dòng)或燃料電池車輛的電壓 絕緣損失預(yù)測(cè)的方法或算法的流程圖。
具體實(shí)施例方式參見附圖，其中遍及幾個(gè)附圖，相同的附圖標(biāo)記表示相同的 部件，圖l圖示了供混合動(dòng)力、電動(dòng)或燃料電池車輛使用的高壓絕緣預(yù) 測(cè)控制系統(tǒng)IO的方框圖?？刂葡到y(tǒng)10被合并或安裝到車輛底盤20上， 并且包括構(gòu)造來啟動(dòng)和傳送電氣插入鑰匙的信號(hào)14到積分控制模塊或 控制器16的插入鑰匙指示器12中。由插入鑰匙指示器12產(chǎn)生的插入 鑰匙信號(hào)14相應(yīng)于車輛插入鑰匙開關(guān)或點(diǎn)火的狀態(tài)或狀況，并且是本 領(lǐng)域已知的類型。例如，普通的0/1 二進(jìn)制信號(hào)發(fā)生器具有狀態(tài)1時(shí)指 示"點(diǎn)火開關(guān)打開"的狀態(tài)和狀態(tài)O指示"點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉"的狀態(tài)。每 個(gè)插入鑰匙的周期，插入鑰匙信號(hào)14被傳遞或傳送到控制器16以啟動(dòng) 算法100 (參見圖2) —次，算法IOO被裝入控制器16內(nèi)部或被編程輸 入控制器16中?？刂破?6裝備有各種電路元件，配置所述元件用于讀取或 測(cè)量，并且然后記錄或儲(chǔ)存所獲得的車輛底盤20和高壓總線18之間的 一系列等效電阻(Re)的測(cè)量但。由于使用時(shí)間和高壓總線元件24的物 理損壞和/或腐蝕，在混合動(dòng)力車輛的使用期限中，re值可能改變或變 化，所述腐蝕通常是在正常運(yùn)行期間的受潮、加熱、鹽蝕和/或其他外部 或環(huán)境的應(yīng)力作用。高壓總線18被電氣地連接到高壓總線元件24上， 配置所述元件24用于輔助動(dòng)力(例如，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī))和車輛各種高 壓元件之間電力傳輸?shù)目刂?。高壓總線元件24可以包括上述電氣裝置， 如直流到交流的變換器、輔助動(dòng)力模塊和直流到直流的逆變器。另夕卜， 控制器16被電氣地連接到預(yù)測(cè)報(bào)告裝置26 (PRD)上。預(yù)測(cè)報(bào)告裝置 26 (PRD)通過車輛使用者或駕駛者可操作地傳遞可檢測(cè)的或可接收的 預(yù)測(cè)故障模擬信號(hào)30。故障模擬信號(hào)30的傳遞可以采取以下形式(例 如)，點(diǎn)亮車輛儀表板上的"車輛檢查"照明器或燈或啟動(dòng)電子信息、 電子郵件、信件或其他電子的或紙基的文本以給使用者/駕駛者發(fā)出故障 模式的警報(bào)?，F(xiàn)在參見圖2,圖示了用于在混合動(dòng)力、電動(dòng)或燃料電池車 輛內(nèi)部產(chǎn)生高壓絕緣預(yù)測(cè)信號(hào)的方法100 (此處還可以稱為算法100)。 優(yōu)選的是，算法IOO是裝入或容納在控制器16 (參見圖1)內(nèi)部的計(jì)算 機(jī)程序或源代碼，當(dāng)各連續(xù)的和離散的獨(dú)立事件發(fā)生時(shí)(優(yōu)選車輛的插 鑰匙次序或插鑰匙周期)，算法100被啟動(dòng)和執(zhí)行。在插入鑰匙次序(即， 上文描述的關(guān)于插鑰匙的指示器12的點(diǎn)火打開/關(guān)閉狀態(tài)的改變)被用 作算法100內(nèi)部的優(yōu)選自變量時(shí)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員承認(rèn)其他事件可以 適合用作自變量在本發(fā)明的范圍內(nèi)，所述其他事件包括預(yù)定車輛里程表 的讀取裝置、實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)裝置或定時(shí)或其他裝置能夠按預(yù)定和優(yōu)選的有規(guī) 律的間隔來啟動(dòng)插鑰匙的次序。在算法100的步驟102中，該算法確定插鑰匙的次序或狀態(tài) 改變是否在插鑰匙的指示器12 (參見圖1)內(nèi)部已經(jīng)發(fā)生。由于預(yù)定的 插鑰匙次序啟動(dòng)事件(如，點(diǎn)火開關(guān)被關(guān)閉)的結(jié)果，執(zhí)行該步驟以確 保算法100經(jīng)過步驟102而繼續(xù)。如果在步驟102中，預(yù)定插鑰匙次序 沒有執(zhí)行完，則算法100重復(fù)步驟102。然而，如果在步驟102中，確 定預(yù)定插鑰匙的次序已經(jīng)執(zhí)行完，則算法100轉(zhuǎn)到步驟104。在步驟104中，算法100讀取或測(cè)量車輛底盤20和高壓總
線18之間的電流或瞬時(shí)等效電阻RE (參見圖1),并且然后將Re但儲(chǔ) 存到控制器16的存儲(chǔ)器內(nèi)部的存儲(chǔ)陣列中。所述存儲(chǔ)陣列優(yōu)選是一環(huán) 形緩沖器，該環(huán)形緩沖器具有由RE樣本的預(yù)定定數(shù)限定的容量，樣本 的優(yōu)選數(shù)大約為25到35。然而，許多樣本可以用來限定陣列的大小， 提供的挑選樣本大小足以滿足確定或檢測(cè)一系列所記錄的RE值中的趨 勢(shì)或類型。在步驟106中，算法100確定陣列或緩沖器是否被裝滿到最 大限度，即，陣列或緩沖器保持最大數(shù)量的RE值。如果確定存儲(chǔ)陣列 達(dá)到最大容量，則刪除、略去或重寫儲(chǔ)存在陣列中的舊的Re祥本，并 且將最新的RE值添加到陣列中。然而，如果當(dāng)最新的RE樣本值產(chǎn)生并 被記錄的時(shí)候陣列還未滿負(fù)荷，則最新的樣本只是簡單地被添加到陣列 中。在步驟108中，算法100將陣列的容量與保存在其中的樣本 數(shù)量進(jìn)行比較，并且確定陣列是否被裝滿。如果陣列內(nèi)部保存或記錄的
Re祥本的數(shù)量小于降列的容量，則算法轉(zhuǎn)到步驟no,其中"趨勢(shì)有效
數(shù)據(jù)"標(biāo)記被發(fā)送相當(dāng)于"關(guān)閉"或"不是，，的狀態(tài)，并且算法100從 步驟102開始運(yùn)行一遍。然而，如果陣列內(nèi)部的樣本數(shù)量等于陣列的容 量，則算法IOO轉(zhuǎn)到步驟112。在步驟112中，算法IOO根據(jù)保存在陣列中的一系列Re祥 本來執(zhí)行數(shù)值數(shù)據(jù)的適合程序。二階或二次最小二乘回歸法是優(yōu)選的數(shù) 據(jù)擬合程序，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員承認(rèn)其他數(shù)據(jù)擬合程序適用于本發(fā)
明。執(zhí)行該步驟作為對(duì)檢測(cè)或設(shè)計(jì)一系列RE樣本中的趨勢(shì)或類型的準(zhǔn)
備或預(yù)備步驟。 一旦完成數(shù)據(jù)擬合程序，算法IOO轉(zhuǎn)到步驟114。在步驟114中，算法IOO獲得步驟112的最小二次回歸分析 的趨勢(shì)結(jié)果，并且然后在絕緣電阻RE降低或小于預(yù)定限制或閾值REm,n 之前，根據(jù)該趨勢(shì)計(jì)算或確定保持的插入鑰匙周期數(shù)的估計(jì)數(shù)。該閾值 REmm值被編程輸入到控制器16 (參見圖1 )中，并且預(yù)測(cè)或估計(jì)的保持 插入鑰匙的周期數(shù)被舍位成整數(shù)，以下通過變量X來表示。在算法IOO 確定變量X之后，在步驟116中，重新向"趨勢(shì)有效數(shù)據(jù)"的標(biāo)記發(fā)送 "打開'，或"是，，。然后算法轉(zhuǎn)到步驟U8。在步驟118中，將變量X與預(yù)定插入鑰匙的周期極限Xmin 相比。如果確定X的值小于或等于Xm,n，則算法IOO轉(zhuǎn)到步驟120，其 中產(chǎn)生警告標(biāo)記并傳遞或傳送到預(yù)測(cè)報(bào)告裝置(PRD) 26中。然而， 如果X的值大于Xmm,則算法100繞過步驟120并直接轉(zhuǎn)到步驟122。在步驟122中，算法100將變量X的值(即，保持的插鑰匙 周期的設(shè)計(jì)數(shù))傳遞或傳送到預(yù)測(cè)報(bào)告裝置(PRD) 26 (參見圖1 )中。 不管在前面的步驟120中是否已經(jīng)產(chǎn)生警告標(biāo)記，預(yù)測(cè)報(bào)告裝置(PRD) 26記錄存儲(chǔ)陣列中的變量X。當(dāng)X小于或等于預(yù)定的顯示閾值Xd時(shí)， 預(yù)測(cè)報(bào)告裝置(PRD)26還優(yōu)選報(bào)告或顯示變量X的值。如此，車輛的 使用者或駕駛者不但接收現(xiàn)有的或即時(shí)的高壓絕緣故障的及時(shí)警告，而 且接收保持的獨(dú)立事件數(shù)量的估計(jì)值，直到絕緣阻抗值Rs超過預(yù)定的 電阻閾值REmin而不必要預(yù)警或警報(bào)時(shí)。在使用者或駕駛者要求使用儲(chǔ) 存的電阻值RE或先前顯示的變量X的事件中，這些數(shù)值優(yōu)選通過探測(cè) 或記錄控制器16的存儲(chǔ)器可輕易地檢測(cè)。當(dāng)已經(jīng)詳述過用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式時(shí)，本領(lǐng)域的技術(shù) 人員將認(rèn)識(shí)到用于實(shí)施本發(fā)明的各種替代的設(shè)計(jì)和實(shí)施方式都在權(quán)利 要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于預(yù)測(cè)混合動(dòng)力、電動(dòng)或燃料電池車輛中的高壓電路絕緣損失的方法，所述方法包括測(cè)量在所述車輛的底盤和高壓總線之間獲取的一系列等效電阻程度的讀數(shù)，其中當(dāng)離散的、預(yù)定的獨(dú)立事件的發(fā)生時(shí)，測(cè)量所述系列的各元素；根據(jù)所述系列來執(zhí)行數(shù)據(jù)擬合分析以檢測(cè)所述系列內(nèi)部的數(shù)值趨勢(shì)；和在所述電阻小于預(yù)定閾值的電阻之前，使用所述趨勢(shì)來確定保持獨(dú)立事件的估計(jì)數(shù)量。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述獨(dú)立事件是插鑰匙的次序。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述系列被記錄到一存儲(chǔ)裝置中。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述存儲(chǔ)裝置是一環(huán)形緩沖器， 該環(huán)形緩沖器具有大約25到35測(cè)量值的容量。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)擬合分析是二階最小二 乘回歸法。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，包括一記錄裝置，其中構(gòu)造所述記錄 裝置以當(dāng)所述保持的獨(dú)立事件的數(shù)量達(dá)到預(yù)定閾值時(shí)產(chǎn)生聲音或視覺 警報(bào)。
7. —種用于預(yù)測(cè)混合動(dòng)力車輛內(nèi)部的高壓電路絕緣損失的方法，該 混合動(dòng)力車輛具有底盤和高壓總線，所述方法包括確定預(yù)定的獨(dú)立可變事件是否已經(jīng)出現(xiàn)；測(cè)量和記錄在所述底盤和所述高壓總線之間獲取的等效電阻數(shù)值；將所述數(shù)值儲(chǔ)存到 一存儲(chǔ)陣列中直到所述陣列達(dá)到 一預(yù)定的抽樣 總體；根據(jù)所述抽樣總體來執(zhí)行數(shù)據(jù)擬合分析以檢測(cè)在所述抽樣總體中 的趨勢(shì)；和使用所述趨勢(shì)來計(jì)算所述保持的獨(dú)立事件的數(shù)量，直到所述等效電 阻小于預(yù)定閾值。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述獨(dú)立事件是插鑰匙的次序。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述系列被記錄到一存儲(chǔ)裝置中。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述存儲(chǔ)裝置是一環(huán)形緩沖 器，該環(huán)形緩沖器具有大約25到35測(cè)量值的容量。
11. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)擬合分析是二階最小 二乘回歸法。
12. 如權(quán)利要求7所述的方法，包括一報(bào)告裝置，其中構(gòu)造所述裝 置以當(dāng)所述保持事件的數(shù)量達(dá)到預(yù)定閾值時(shí)傳遞一警報(bào)。
13. —種用于預(yù)測(cè)混合動(dòng)力車輛內(nèi)部的高壓電路絕緣損失的裝置， 該混合動(dòng)力車輛具有底盤和高壓總線，所述裝置包括一控制器，該控制器具有用于預(yù)測(cè)高壓絕緣故障的存儲(chǔ)器和控制算法；可操作地連接到所述高壓總線上的多個(gè)高壓總線元件；和 一可操作的報(bào)告裝置，該報(bào)告裝置用于報(bào)告所述預(yù)測(cè)的高壓絕緣故 障；其中構(gòu)造所述控制器以當(dāng)預(yù)定的獨(dú)立事件發(fā)生時(shí)啟動(dòng)所述算法，所 述算法包括將所述底盤和所述總線之間等效電阻的一 系列定期測(cè)量值 記錄到所述存儲(chǔ)器中，并且在所述電阻到達(dá)預(yù)定閾值前預(yù)測(cè)所述事件保 持的數(shù)量。
14. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述報(bào)告是從儀表板指示燈、 文本信息和聲頻信號(hào)的組合中選擇出來的。
15. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述存儲(chǔ)器是一環(huán)形緩沖器， 該環(huán)形緩沖器具有大約25到35測(cè)量值的容量。
16. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述預(yù)定獨(dú)立事件是插鑰匙的 次序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于預(yù)測(cè)混合動(dòng)力、電動(dòng)或燃料電池車輛內(nèi)部的高壓電路絕緣損失的方法。該方法包括記錄車輛底盤和高壓總線之間的等效電阻、檢測(cè)測(cè)量值中的趨勢(shì)和當(dāng)電阻下降時(shí)預(yù)測(cè)閾值。該方法還包括當(dāng)事件的預(yù)測(cè)保持?jǐn)?shù)量降到一預(yù)定數(shù)量和/或當(dāng)電阻降到閾值時(shí)向使用者或駕駛者發(fā)送警報(bào)或消息。另外，提供了用于預(yù)測(cè)高壓絕緣故障的一裝置，該裝置包括一控制器、一高壓總線及總線元件和一報(bào)告裝置，該控制器具有用于預(yù)測(cè)故障的算法，該報(bào)告裝置用于報(bào)告保持事件的故障和/或預(yù)定數(shù)量。構(gòu)造控制器以啟動(dòng)算法并記錄在車輛底盤和高壓總線之間獲取的一系列等效電阻測(cè)量值。
文檔編號(hào)G01R27/00GK101183126SQ20071018703
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日
發(fā)明者J·E·塔欽斯基, M·M·麥唐納 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司