一种新能源电源控制器的故障检测方法及系统与流程

1.本发明属于电动自行车控制系统技术领域，尤其涉及一种新能源电源控制器的故障检测方法及系统。


背景技术：

2.电动自行车是指以蓄电池作为辅助能源在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的交通工具。
3.在当前的电动自行车中，通常不具有故障检测技术，因此，在电动自行车出现故障时，用户难以直接发现，只能在电动自行车无法行驶或者行驶异常时才能发现问题。
4.现有技术中，电动自行车无法自主进行故障检测，容易导致故障逐步扩大，给用户带来更大的损失。


技术实现要素：

5.本发明实施例的目的在于提供一种新能源电源控制器的故障检测方法，旨在解决现有技术中，电动自行车无法自主进行故障检测，容易导致故障逐步扩大，给用户带来更大的损失的问题。
6.本发明实施例是这样实现的，一种新能源电源控制器的故障检测方法，所述方法包括：
7.获取历史行车数据，基于历史行车数据构建标准行车参数数据库；
8.获取实时电门值以及实时速度参数，根据实时电门值以及实时速度参数判定是否需要进行故障检测，所述实时速度参数至少包括加速度数值和速度数值；
9.采集实时行车数据，基于实时行车数据查询标准行车参数数据库，得到标准参数值；
10.根据实时电门值、实时速度参数以及标准参数值判定是否存在故障，存在故障时进行警报，发出提示信息。
11.优选的，所述获取实时电门值以及实时速度参数，根据实时电门值以及实时速度参数判定是否需要进行故障检测的步骤，具体包括：
12.获取实时电门值和实时速度参数，生成电门值曲线以及速度参数曲线，所述速度参数曲线包括速度曲线和加速度曲线；
13.按照预设的提取梯度从电门值曲线中提取电门值点集，并查询对应时刻的速度和加速度；
14.判定在同一电门值以及速度下对应的加速度是否处于预设范围内，若超过预设范围，则判定进行故障检测。
15.优选的，所述采集实时行车数据，基于实时行车数据查询标准行车参数数据库，得到标准参数值的步骤，具体包括：
16.采集实时行车数据，提取得到载重数据、道路坡度数据、电池电量数据和刹车数
据，构建实时行车数据向量；
17.根据实时行车数据查询标准行车参数数据库，调取实时行车数据对应的标准行车数据；
18.根据调取得到的标准行车数据构建标准行车数据向量，得到标准参数值。
19.优选的，所述根据实时电门值、实时速度参数以及标准参数值判定是否存在故障，存在故障时进行警报，发出提示信息的步骤，具体包括：
20.根据实时电门值判定对应的实时速度参数是否超过标准参数值，若超过，则判定存在故障；
21.计算实时行车数据向量和标准行车数据向量的余弦相似性，判定是否存在故障；
22.在存在故障时，发出提示信息，并进行警报。
23.优选的，所述提示信息为语音提示或者闪灯提示。
24.优选的，出现故障时，为车辆设置限速值。
25.本发明实施例的另一目的在于提供一种新能源电源控制器的故障检测系统，所述系统包括：
26.数据库构建模块，用于获取历史行车数据，基于历史行车数据构建标准行车参数数据库；
27.故障检测模块，用于获取实时电门值以及实时速度参数，根据实时电门值以及实时速度参数判定是否需要进行故障检测，所述实时速度参数至少包括加速度数值和速度数值；
28.数据采集模块，用于采集实时行车数据，基于实时行车数据查询标准行车参数数据库，得到标准参数值；
29.故障判定模块，用于根据实时电门值、实时速度参数以及标准参数值判定是否存在故障，存在故障时进行警报，发出提示信息。
30.优选的，所述故障检测模块包括：
31.曲线生成单元，用于获取实时电门值和实时速度参数，生成电门值曲线以及速度参数曲线，所述速度参数曲线包括速度曲线和加速度曲线；
32.数据提取单元，用于按照预设的提取梯度从电门值曲线中提取电门值点集，并查询对应时刻的速度和加速度；
33.异常判定单元，用于判定在同一电门值以及速度下对应的加速度是否处于预设范围内，若超过预设范围，则判定进行故障检测。
34.优选的，所述数据采集模块包括：
35.第一向量生成单元，用于采集实时行车数据，提取得到载重数据、道路坡度数据、电池电量数据和刹车数据，构建实时行车数据向量；
36.数据查询单元，用于根据实时行车数据查询标准行车参数数据库，调取实时行车数据对应的标准行车数据；
37.第二向量生成单元，用于根据调取得到的标准行车数据构建标准行车数据向量，得到标准参数值。
38.优选的，所述故障判定模块包括：
39.第一判定单元，用于根据实时电门值判定对应的实时速度参数是否超过标准参数
值，若超过，则判定存在故障；
40.第二判定单元，用于计算实时行车数据向量和标准行车数据向量的余弦相似性，判定是否存在故障；
41.故障警示单元，用于在存在故障时，发出提示信息，并进行警报。
42.本发明实施例提供的一种新能源电源控制器的故障检测方法，通过对实时电门值进行采集，并获取对应的速度与加速度，从而初步判定车辆是否存在异常，存在异常时，进一步获取更多的行车数据，进行进一步判定，以实现故障识别的目的，避免了故障导致损失增加的问题。
附图说明
43.图1为本发明实施例提供的一种新能源电源控制器的故障检测方法的流程图；
44.图2为本发明实施例提供的获取实时电门值以及实时速度参数，根据实时电门值以及实时速度参数判定是否需要进行故障检测的步骤的流程图；
45.图3为本发明实施例提供的采集实时行车数据，基于实时行车数据查询标准行车参数数据库，得到标准参数值的步骤的流程图；
46.图4为本发明实施例提供的根据实时电门值、实时速度参数以及标准参数值判定是否存在故障，存在故障时进行警报，发出提示信息的步骤的流程图；
47.图5为本发明实施例提供的一种新能源电源控制器的故障检测系统的架构图；
48.图6为本发明实施例提供的一种故障检测模块的架构图；
49.图7为本发明实施例提供的一种数据采集模块的架构图；
50.图8为本发明实施例提供的一种故障判定模块的架构图。
具体实施方式
51.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
52.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。
53.如图1所示，为本发明实施例提供的一种新能源电源控制器的故障检测方法的流程图，所述方法包括：
54.s100，获取历史行车数据，基于历史行车数据构建标准行车参数数据库。
55.在本步骤中，获取历史行车数据，所述历史行车数据包括车辆的速度、加速度、载重、道路坡度、电门值、电池电量以及刹车力度等，上述历史行车数据来源于不存在故障的车辆，根据上述海量历史行车数据，确定不同车车况下电门值对应的加速度参数，据此构建标准行车参数数据库。
56.s200，获取实时电门值以及实时速度参数，根据实时电门值以及实时速度参数判定是否需要进行故障检测，所述实时速度参数至少包括加速度数值和速度数值。
57.在本步骤中，获取实时电门值以及实时速度参数，在实时行车过程中，对实时电门值和实时速度参数进行实时记录，以得到电门值曲线和实时速度曲线，实时速度包括实时加速度和实时速度，那么也就可以得到相应的速度曲线和加速度曲线，在电门值曲线、速度曲线和加速度曲线中，其横坐标均为时间，因此在同一横坐标下，得到的电门值、速度值以及加速度值是具有匹配关系的，按照预设的电门梯度提取对应的电门值、速度值和加速度值，具体的，确定在预设时间长度内电门值的最大变化量p，以10％为梯度进行电门值提取，预设时间长度内，最低电门值为q，那么则提取q+10％p*n，其中n为提取的次数，若提取十次，则n为0-10之间的整数，包括0和10，进而得到对应的加速度数值和速度数值，在不同的速度情况下，相同的电门值对应的加速度也不同，因此以速度和电门值为自变量，确定加速度是否在预设范围内，若超出预设范围，则判定需要进行故障检测，预设范围根据速度和电门值确定，其存储于标准行车参数数据库中。
58.s300，采集实时行车数据，基于实时行车数据查询标准行车参数数据库，得到标准参数值。
59.在本步骤中，采集实时行车数据，实时行车数据同样也包括车辆的速度、加速度、载重、道路坡度、电门值、电池电量以及刹车力度等，具体的，若在历史行车数据中将环境温度等条件纳入考虑，则此时的实时行车数据也包含上述参数，根据实时行车数据确定当前条件下，不同的电门值对应的加速度参数的数值，即为标准参数值，具体的，在标准行车参数数据库中，可以以不同的条件参数作为一个参数向量，从而对参数向量进行存储，如(速度，加速度，载重，道路坡度，电门值，电池电量，刹车力度)，其中的速度、加速度等具体数值均为一个独立的元素，其共同构成一个独立的参数向量。
60.s400，根据实时电门值、实时速度参数以及标准参数值判定是否存在故障，存在故障时进行警报，发出提示信息。
61.在本步骤中，根据实时电门值、实时速度参数以及标准参数值判定是否存在故障，具体的，根据实时电门值、实时速度参数以及标准参数值进行一次故障判定，若实时电门值对应的实时速度参数无法与标准参数值相匹配，那么则视为故障，并且以实时行车数据构建对应的实时行车数据向量，将其与标准行车参数数据库中的参数向量进行比较，从而判定是否存在匹配项，若不存在匹配项，则视为存在故障，进行警报，并发出提示信息，所述提示信息为语音提示或者闪灯提示；出现故障时，为车辆设置限速值，限制车辆高速行驶，如限制车辆只能以15公里每小时行驶。
62.如图2所示，作为本发明的一个优选实施例，所述获取实时电门值以及实时速度参数，根据实时电门值以及实时速度参数判定是否需要进行故障检测的步骤，具体包括：
63.s201，获取实时电门值和实时速度参数，生成电门值曲线以及速度参数曲线，所述速度参数曲线包括速度曲线和加速度曲线。
64.在本步骤中，获取实时电门值和实时速度参数，实时电门值为实时采集得到的，实时速度参数也是在采集电门值时同步采集得到的速度数值和加速度数值，加速度数值可以通过三轴加速度传感器测量得到，速度值则通过轮速传感器检测得到，按照时间顺序进行记录，构建二维坐标系，即可得到对应的曲线，具体的，可将电门值曲线以及速度参数曲线绘制在同一坐标系中，以便于进行数据的提取。
65.s202，按照预设的提取梯度从电门值曲线中提取电门值点集，并查询对应时刻的
速度和加速度。
66.在本步骤中，按照预设的提取梯度从电门值曲线中提取电门值点集，具体的，根据设置的提取确定电门值的最大变化量以及在此期间内的电门最小值，从而确定多个电门值点集，电门值点集中包含多个数值不同的电门值，并查询对应时刻的速度和加速度。
67.s203，判定在同一电门值以及速度下对应的加速度是否处于预设范围内，若超过预设范围，则判定进行故障检测。
68.在本步骤中，判定在同一电门值以及速度下对应的加速度是否处于预设范围内，首先查询标准行车参数数据库，以确定在当前速度下，该电门值对应的加速度的范围，该范围即为预设范围，若超过预设范围，则判定进行故障检测，相反的，不超过预设范围，即不需要进行故障检测。
69.如图3所示，作为本发明的一个优选实施例，所述采集实时行车数据，基于实时行车数据查询标准行车参数数据库，得到标准参数值的步骤，具体包括：
70.s301，采集实时行车数据，提取得到载重数据、道路坡度数据、电池电量数据和刹车数据，构建实时行车数据向量。
71.在本步骤中，采集实时行车数据，实时行车数据除了最开始采集得到的电门值、速度和加速度，需要进一步对车辆的状态进行分析，具体的，则需要采集车辆的载重、道路坡度、电门值、电池电量和刹车力度等，从而以一个独立的数据项为一个元素，构建实时行车数据向量。
72.s302，根据实时行车数据查询标准行车参数数据库，调取实时行车数据对应的标准行车数据。
73.在本步骤中，根据实时行车数据查询标准行车参数数据库，具体的，根据当前的电门值、速度和加速度提取标准行车参数数据库中记录的对应的环境条件参数，即为标准行车数据。
74.s303，根据调取得到的标准行车数据构建标准行车数据向量，得到标准参数值。
75.在本步骤中，根据调取得到的标准行车数据构建标准行车数据向量，同样的，以每一个数据项为一个元素，以构建标准行车数据向量，于此同时，也确定在当前速度和电门值的情况下，对应的加速度的最大范围，即标准参数值。
76.如图4所示，作为本发明的一个优选实施例，所述根据实时电门值、实时速度参数以及标准参数值判定是否存在故障，存在故障时进行警报，发出提示信息的步骤，具体包括：
77.s401，根据实时电门值判定对应的实时速度参数是否超过标准参数值，若超过，则判定存在故障。
78.在本步骤中，根据实时电门值判定对应的实时速度参数是否超过标准参数值，当其超过标准参数值时，说明其超过了最大限值，此时直接判定车辆存在故障。
79.s402，计算实时行车数据向量和标准行车数据向量的余弦相似性，判定是否存在故障。
80.s403，在存在故障时，发出提示信息，并进行警报。
81.在本步骤中，计算实时行车数据向量和标准行车数据向量的余弦相似性，在经过检索之后，得到的标准行车数据向量的数量较多，由于向量存在方向性，直接计算实时行车
数据向量和标准行车数据向量之间的夹角，将计算得到的夹角值与阈值进行比较，若超过阈值，则判定存在故障，发出提示信息，并进行警报。
82.如图5所示，为本发明实施例提供的一种新能源电源控制器的故障检测系统，所述系统包括：
83.数据库构建模块100，用于获取历史行车数据，基于历史行车数据构建标准行车参数数据库。
84.在本系统中，数据库构建模块100获取历史行车数据，所述历史行车数据包括车辆的速度、加速度、载重、道路坡度、电门值、电池电量以及刹车力度等，上述历史行车数据来源于不存在故障的车辆，根据上述海量历史行车数据，确定不同车车况下电门值对应的加速度参数，据此构建标准行车参数数据库。
85.故障检测模块200，用于获取实时电门值以及实时速度参数，根据实时电门值以及实时速度参数判定是否需要进行故障检测，所述实时速度参数至少包括加速度数值和速度数值。
86.在本系统中，故障检测模块200获取实时电门值以及实时速度参数，在实时行车过程中，对实时电门值和实时速度参数进行实时记录，以得到电门值曲线和实时速度曲线，实时速度包括实时加速度和实时速度，那么也就可以得到相应的速度曲线和加速度曲线，在电门值曲线、速度曲线和加速度曲线中，其横坐标均为时间，因此在同一横坐标下，得到的电门值、速度值以及加速度值是具有匹配关系的，按照预设的电门梯度提取对应的电门值、速度值和加速度值，具体的，确定在预设时间长度内电门值的最大变化量p，以10％为梯度进行电门值提取，预设时间长度内，最低电门值为q，那么则提取q+10％p*n，其中n为提取的次数，若提取十次，则n为0-10之间的整数，包括0和10，进而得到对应的加速度数值和速度数值，在不同的速度情况下，相同的电门值对应的加速度也不同，因此以速度和电门值为自变量，确定加速度是否在预设范围内，若超出预设范围，则判定需要进行故障检测，预设范围根据速度和电门值确定，其存储于标准行车参数数据库中。
87.数据采集模块300，用于采集实时行车数据，基于实时行车数据查询标准行车参数数据库，得到标准参数值。
88.在本系统中，数据采集模块300采集实时行车数据，实时行车数据同样也包括车辆的速度、加速度、载重、道路坡度、电门值、电池电量以及刹车力度等，具体的，若在历史行车数据中将环境温度等条件纳入考虑，则此时的实时行车数据也包含上述参数，根据实时行车数据确定当前条件下，不同的电门值对应的加速度参数的数值，即为标准参数值，具体的，在标准行车参数数据库中，可以以不同的条件参数作为一个参数向量，从而对参数向量进行存储，如(速度，加速度，载重，道路坡度，电门值，电池电量，刹车力度)，其中的速度、加速度等具体数值均为一个独立的元素，其共同构成一个独立的参数向量。
89.故障判定模块400，用于根据实时电门值、实时速度参数以及标准参数值判定是否存在故障，存在故障时进行警报，发出提示信息。
90.在本系统中，故障判定模块400根据实时电门值、实时速度参数以及标准参数值判定是否存在故障，具体的，根据实时电门值、实时速度参数以及标准参数值进行一次故障判定，若实时电门值对应的实时速度参数无法与标准参数值相匹配，那么则视为故障，并且以实时行车数据构建对应的实时行车数据向量，将其与标准行车参数数据库中的参数向量进
行比较，从而判定是否存在匹配项，若不存在匹配项，则视为存在故障，进行警报，并发出提示信息，所述提示信息为语音提示或者闪灯提示；出现故障时，为车辆设置限速值，限制车辆高速行驶，如限制车辆只能以15公里每小时行驶。
91.如图6所示，作为本发明的一个优选实施例，所述故障检测模块200包括：
92.曲线生成单元201，用于获取实时电门值和实时速度参数，生成电门值曲线以及速度参数曲线，所述速度参数曲线包括速度曲线和加速度曲线。
93.在本模块中，曲线生成单元201获取实时电门值和实时速度参数，实时电门值为实时采集得到的，实时速度参数也是在采集电门值时同步采集得到的速度数值和加速度数值，加速度数值可以通过三轴加速度传感器测量得到，速度值则通过轮速传感器检测得到，按照时间顺序进行记录，构建二维坐标系，即可得到对应的曲线，具体的，可将电门值曲线以及速度参数曲线绘制在同一坐标系中，以便于进行数据的提取。
94.数据提取单元202，用于按照预设的提取梯度从电门值曲线中提取电门值点集，并查询对应时刻的速度和加速度。
95.在本模块中，数据提取单元202按照预设的提取梯度从电门值曲线中提取电门值点集，具体的，根据设置的提取确定电门值的最大变化量以及在此期间内的电门最小值，从而确定多个电门值点集，电门值点集中包含多个数值不同的电门值，并查询对应时刻的速度和加速度。
96.异常判定单元203，用于判定在同一电门值以及速度下对应的加速度是否处于预设范围内，若超过预设范围，则判定进行故障检测。
97.在本模块中，异常判定单元203判定在同一电门值以及速度下对应的加速度是否处于预设范围内，首先查询标准行车参数数据库，以确定在当前速度下，该电门值对应的加速度的范围，该范围即为预设范围，若超过预设范围，则判定进行故障检测，相反的，不超过预设范围，即不需要进行故障检测。
98.如图7所示，作为本发明的一个优选实施例，所述数据采集模块300包括：
99.第一向量生成单元301，用于采集实时行车数据，提取得到载重数据、道路坡度数据、电池电量数据和刹车数据，构建实时行车数据向量。
100.在本模块中，第一向量生成单元301采集实时行车数据，实时行车数据除了最开始采集得到的电门值、速度和加速度，需要进一步对车辆的状态进行分析，具体的，则需要采集车辆的载重、道路坡度、电门值、电池电量和刹车力度等，从而以一个独立的数据项为一个元素，构建实时行车数据向量。
101.数据查询单元302，用于根据实时行车数据查询标准行车参数数据库，调取实时行车数据对应的标准行车数据。
102.在本模块中，数据查询单元302根据实时行车数据查询标准行车参数数据库，具体的，根据当前的电门值、速度和加速度提取标准行车参数数据库中记录的对应的环境条件参数，即为标准行车数据。
103.第二向量生成单元303，用于根据调取得到的标准行车数据构建标准行车数据向量，得到标准参数值。
104.在本模块中，第二向量生成单元303根据调取得到的标准行车数据构建标准行车数据向量，同样的，以每一个数据项为一个元素，以构建标准行车数据向量，于此同时，也确
定在当前速度和电门值的情况下，对应的加速度的最大范围，即标准参数值。
105.如图8所示，作为本发明的一个优选实施例，所述故障判定模块400包括：
106.第一判定单元401，用于根据实时电门值判定对应的实时速度参数是否超过标准参数值，若超过，则判定存在故障。
107.在本模块中，第一判定单元401根据实时电门值判定对应的实时速度参数是否超过标准参数值，当其超过标准参数值时，说明其超过了最大限值，此时直接判定车辆存在故障。
108.第二判定单元402，用于计算实时行车数据向量和标准行车数据向量的余弦相似性，判定是否存在故障。
109.故障警示单元403，用于在存在故障时，发出提示信息，并进行警报。
110.在本模块中，计算实时行车数据向量和标准行车数据向量的余弦相似性，在经过检索之后，得到的标准行车数据向量的数量较多，由于向量存在方向性，直接计算实时行车数据向量和标准行车数据向量之间的夹角，将计算得到的夹角值与阈值进行比较，若超过阈值，则判定存在故障，发出提示信息，并进行警报。
111.应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
112.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
113.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
114.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
115.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精
神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。