多通道电磁阀电流采集方法和系统

1.本发明涉及电磁阀控制技术领域，尤其是涉及一种多通道电磁阀电流采集方法和系统。


背景技术：

2.电磁阀是汽车变速器液压控制系统中的关键零部件。电磁阀通过改变控制电流的大小来推动阀芯位移，从而改变控制压力，阀芯位移或推力与电流正相关。所以，精准采集电磁阀的控制电流值，对分析控制压力的变化具有重要作用。电磁阀是一个电感性负载，通过pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)控制技术进行控制。
3.现有针对多通道电磁阀的电流采样技术，需要破坏原有变速箱和电磁阀的内部结构，在电磁阀内部设置电压或者电阻测量电路，这样容易发生故障，可靠性低，并且成本高，操作难度大。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多通道电磁阀电流采集方法和系统，以缓解现有技术中存在的可靠性低、成本高和操作难度大的技术问题。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种多通道电磁阀电流采集方法，包括：基于对目标pwm信号的幅值监测，确定所述目标pwm信号的采样占空比；所述目标pwm信号为控制目标多通道电磁阀的脉冲信号；采集所述目标多通道电磁阀的所在环境的采样温度值；基于所述采样温度值和预设对应关系表，确定目标函数关系；所述目标函数关系为所述目标pwm信号的电流值与占空比之间的函数关系；所述目标函数关系包括跟温度相关的目标参数；所述预设对应关系表为所述采样温度值与所述目标参数之间的对应关系表；基于所述采样占空比和所述目标函数关系，确定所述多通道电磁阀的采样电流值。
6.进一步地，基于对目标pwm信号的幅值监测，确定所述目标pwm信号的采样占空比，包括：监测所述目标多通道电磁阀的负极pwm信号的幅值，从出现上升沿开始到出现下降沿结束所经过的时间间隔为第一时间间隔；将所述第一时间间隔与所述目标pwm信号的周期的比值作为所述采样占空比。
7.进一步地，所述目标函数关系为一次函数关系；所述目标参数包括斜率和截距；所述预设对应关系表为所述采样温度值与斜率和截距的对应关系表；所述方法还包括：通过温变实验的方法确定所述目标函数关系和所述预设对应关系表。
8.进一步地，在确定所述多通道电磁阀的采样电流值之后，还包括：基于所述目标pwm信号的颤振周期，对所述采样电流值进行滤波，得到滤波平均电流值；对所述滤波平均电流值进行误差修正，得到修正电流值。
9.进一步地，基于所述目标pwm信号的颤振周期，对所述采样电流值进行滤波，得到滤波平均电流值，包括：分别计算在当前时刻之前的n个颤振周期中、每个颤振周内的采样电流值的最大值和最小值，得到n个最大电流值和n个最小电流值；n为预设正整数；分别计
算所述n个最大电流值的平均值和所述n个最小电流值的平均值，得到第一平均电流值和第二平均电流值；将所述第一平均电流值与所述第二平均电流值的平均值，作为所述滤波平均电流值。
10.进一步地，对所述滤波平均电流值进行误差修正，得到修正电流值，包括：确定所述多通道电磁阀中、处于最大电流工作状态的电磁阀的滤波平均电流值，为最大滤波电流值；将预设理论电流值与所述最大滤波电流值的比值，确定为误差修正系数；基于所述误差修正系数对所述滤波平均电流值进行误差修正，得到所述修正电流值。
11.第二方面，本发明实施例还提供了一种多通道电磁阀电流采集系统，包括：监测模块，采集模块，第一确定模块和第二确定模块；其中，所述监测模块，用于基于对目标pwm信号的幅值监测，确定所述目标pwm信号的采样占空比；所述目标pwm信号为控制目标多通道电磁阀的脉冲信号；所述采集模块，用于采集所述目标多通道电磁阀的所在环境的采样温度值；所述第一确定模块，用于基于所述采样温度值和预设对应关系表，确定目标函数关系；所述目标函数关系为所述目标pwm信号的电流值与占空比之间的函数关系；所述目标函数关系包括跟温度相关的目标参数；所述预设对应关系表为所述采样温度值与所述目标参数之间的对应关系表；所述第二确定模块，用于基于所述采样占空比和所述目标函数关系，确定所述多通道电磁阀的采样电流值。
12.进一步地，还包括：滤波模块和修正模块；其中，所述滤波模块，用于基于所述目标pwm信号的颤振周期，对所述采样电流值进行滤波，得到滤波平均电流值；所述修正模块，用于对所述滤波平均电流值进行误差修正，得到修正电流值。
13.第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在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第一方面所述的方法的步骤。
14.第四方面，本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行上述第一方面所述方法。
15.本发明实施例提供了一种多通道电磁阀电流采集方法和系统，通过测量电磁阀的pwm信号的占空比，然后利用电磁阀在不同温度下的占空电流关系，确定多通道电磁阀的采样电流值。本发明实施例提供的方案原理简单、成本低、安装简便且不破坏变速箱原有结构，缓解了现有技术中存在的可靠性低、成本高和操作难度大的技术问题。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
17.图1为本发明实施例提供的一种多通道电磁阀电流采集方法的流程图；
18.图2为本发明实施例提供的一种pwm信号的示意图；
19.图3为本发明实施例提供的一种监测装置连接示意图；
20.图4为本发明实施例提供的一种误差修正方法的流程图；
21.图5为本发明实施例提供的一种多通道电磁阀电流采集系统的示意图；
22.图6为本发明实施例提供的另一种多通道电磁阀电流采集系统的示意图。
具体实施方式
23.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例一：
25.图1为根据本发明实施例提供的一种多通道电磁阀电流采集方法的流程图。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
26.步骤s102，基于对目标pwm信号的幅值监测，确定目标pwm信号的采样占空比；目标pwm信号为控制目标多通道电磁阀的脉冲信号。
27.具体的，监测目标多通道电磁阀的负极pwm信号的幅值，从出现上升沿开始到出现下降沿结束所经过的时间间隔为第一时间间隔；将第一时间间隔与目标pwm信号的周期的比值作为采样占空比。
28.步骤s104，采集目标多通道电磁阀的所在环境的采样温度值。
29.可选地，在本发明实施例中，将采集到的电磁阀润滑油的温度信号，作为当前电磁阀的采样温度值。
30.步骤s106，基于采样温度值和预设对应关系表，确定目标函数关系；目标函数关系为目标pwm信号的电流值与占空比之间的函数关系；目标函数关系包括跟温度相关的目标参数；预设对应关系表为采样温度值与目标参数之间的对应关系表。
31.可选地，在本发明实施例中，目标函数关系为一次函数关系；目标参数包括斜率和截距；预设对应关系表为采样温度值与斜率和截距的对应关系表；方法还包括：通过温变实验的方法确定目标函数关系和预设对应关系表。
32.步骤s108，基于采样占空比和目标函数关系，确定多通道电磁阀的采样电流值。
33.本发明实施例提供了一种多通道电磁阀电流采集方法，通过测量电磁阀的pwm信号的占空比，然后利用电磁阀在不同温度下的占空电流关系，确定多通道电磁阀的采样电流值。本发明实施例提供的方案原理简单、成本低、安装简便且不破坏变速箱原有结构，缓解了现有技术中存在的可靠性低、成本高和操作难度大的技术问题。
34.本发明实施例通过专用开发板将pwm波形转化为占空比信号。图2为根据本发明实施例提供的一种pwm信号的示意图。如图2所示，监测电磁阀负极pwm信号的幅值，当监测到上升沿时，开始计时，当监测到下降沿时，记录时间t1，已知pwm信号周期为t2，当前时刻的占空比即为t1/t2，专用开发板将pwm波形转化为占空比数据以can信号但不限于can信号的方式采集到计算机上，设备连接方式如图3所示，其中，图3为根据本发明实施例提供的一种监测装置连接示意图。
35.由于电磁阀电阻随温度变化较大，在相同电流下，占空比随温度变化，为获得准确的占空比——电流对应关系，需通过温变实验测试电磁阀在不同温度下的占空比——电流对应关系。
36.具体的，将电磁阀和温度传感器一同浸入润滑油中，放置于温变实验箱中，设置箱内温度从-30℃缓慢增加到80℃。在温度传感器显示润滑油温从-30℃随着环境温度上升到
80℃的过程中，通过单片机控制电磁阀占空比从5％增加到50％，记录电流值，最终得到多通道电磁阀在不同温度下的占空比——电流对应关系表。根据该表，本发明所用专用开发板采集处理所得占空比数据可转换为电流值。具体的，包括如下步骤：
37.第一步：计算每个温度tempi下电流ii随占空比pwmi的变化趋势，通过实验可知二者为一次函数关系(即上述目标函数关系)：ii＝ki×
pwmi bi；其中，ii表示电流，pwmi表示占空比，ki表示系数(即斜率)，bi表示截距，得到tempi—ki—bi对应关系表(即上述预设对应关系表)；
38.第二步：根据所采集的润滑油温度信号temp
atf
，作为当前多通道电磁阀的温度temp
x
(即采样温度值)，对上述表格进行一次插值但不限于一次插值方法，得到当前温度temp
x
下的系数k
x
和截距b
x
，计算采样电流值为：i
x
＝k
x
×
pwm
x
b
x
。其中，pwm
x
为采样占空比。
39.可选地，本发明实施例提供的多通道电磁阀电流采集方法，还包括对采样电流的滤波和修正。
40.其中，对采样电流的滤波包括：基于目标pwm信号的颤振周期，对采样电流值进行滤波，得到滤波平均电流值。
41.具体的，分别计算在当前时刻之前的n个颤振周期中、每个颤振周内的采样电流值的最大值和最小值，得到n个最大电流值和n个最小电流值；n为预设正整数；分别计算n个最大电流值的平均值和n个最小电流值的平均值，得到第一平均电流值和第二平均电流值；将第一平均电流值与第二平均电流值的平均值，作为滤波平均电流值。
42.在本发明实施例中，由于电磁阀控制包含颤振控制，采集到的采样电流值存在颤振周期freq_hz和颤振幅值ampl_ma，实际电流值以颤振周期和颤振幅值为基础规律波动，所采集的数据需进行滤波处理。
43.具体的，本发明实施例提出滤波方法如下：计算最近n个周期内的n个最大值的平均数和最小值的平均数和最小值的平均数再计算二者平均值i
avg
＝(i
max
i
min
)
÷
2，并将i
avg
作为滤波平均电流值。其中，本发明实施例中的周期数n为5但不限于5，周期过多，滤波值波动小但跟随性差，周期过少，滤波值波动较大但跟随性好。
44.本发明实施例提供的滤波方法在占空比变化速率较大时跟随性较差，针对此种情况，本发明提出一种解决方法：设定占空比变化速率的门限值thr
pwm
，当占空比变化速率不超过门限值thr
pwm
时，按照本发明实施例提供的滤波方法进行处理；当超过门限值thr
pwm
时，直接取当前周期的最大值i
max
和最小值i
min
的平均值i
avg
＝(i
max
i
min
)
÷
2。
45.最后，对滤波平均电流值进行误差修正，得到修正电流值。
46.具体的，确定多通道电磁阀中、处于最大电流工作状态的电磁阀的滤波平均电流值，为最大滤波电流值；将预设理论电流值与最大滤波电流值的比值，确定为误差修正系数；基于误差修正系数对滤波平均电流值进行误差修正，得到修正电流值。
47.在本发明实施例中，电磁阀实际温度和润滑油温度存在差异，因此，本发明实施例还提供了一种消除误差的方法，如图4所示，图4为根据本发明实施例提供的一种误差修正方法的流程图。首先，根据本发明实施例中所提供的方法计算得到当前电磁阀电流的滤波平均电流值i
avg
；然后，设定当前理论电流值i
bench
(即上述预设理论电流值)，根据工程经验，不同类型的电磁阀最大控制电流存在差异，理论电流值i
bench
可以设置为850ma但不限于850ma；本发明中各电磁阀始终最少有一个处于最大电流工作状态，取该最大电流值i
max
，计
算理论电流值i
bench
与最大电流值i
max
的比值r＝i
bench
÷imax
；最后用该比值作为修正系数乘以所有电流值i
avg
，即可得到修正电流值i
final
＝i
avg
×
r。
48.有以上描述可知，本发明实施例提供的一种多通道电磁阀电流采集装置，考虑了温度对多通道电磁阀的电阻的影响，利用pwm信号的占空比和电流的直接关系计算电磁阀的采样电流值，最后针对电磁阀的颤振控制周期对采样电流值进行滤波和修正，使得得到的最终电流值更加准确。
49.实施例二：
50.图5为根据本发明实施例提供的一种多通道电磁阀电流采集系统的示意图。如图5所示，该系统包括：监测模块10，采集模块20，第一确定模块30和第二确定模块40。
51.具体地，监测模块10，用于基于对目标pwm信号的幅值监测，确定目标pwm信号的采样占空比；目标pwm信号为控制目标多通道电磁阀的脉冲信号。
52.具体的，监测目标多通道电磁阀的负极pwm信号的幅值，从出现上升沿开始到出现下降沿结束所经过的时间间隔为第一时间间隔；将第一时间间隔与目标pwm信号的周期的比值作为采样占空比。
53.采集模块20，用于采集目标多通道电磁阀的所在环境的采样温度值。
54.第一确定模块30，用于基于采样温度值和预设对应关系表，确定目标函数关系；目标函数关系为目标pwm信号的电流值与占空比之间的函数关系；目标函数关系包括跟温度相关的目标参数；预设对应关系表为采样温度值与目标参数之间的对应关系表。
55.可选地，在本发明实施例中，目标函数关系为一次函数关系；目标参数包括斜率和截距；预设对应关系表为采样温度值与斜率和截距的对应关系表；方法还包括：通过温变实验的方法确定目标函数关系和预设对应关系表。
56.第二确定模块40，用于基于采样占空比和目标函数关系，确定多通道电磁阀的采样电流值。
57.本发明实施例提供了一种多通道电磁阀电流采集系统，通过测量电磁阀的pwm信号的占空比，然后利用电磁阀在不同温度下的占空电流关系，确定多通道电磁阀的采样电流值。本发明实施例提供的方案原理简单、成本低、安装简便且不破坏变速箱原有结构，缓解了现有技术中存在的可靠性低、成本高和操作难度大的技术问题。
58.可选地，图6为根据本发明实施例提供的另一种多通道电磁阀电流采集系统的示意图。如图6所示，该系统还包括：滤波模块50和修正模块60。
59.具体地，滤波模块50，用于基于目标pwm信号的颤振周期，对采样电流值进行滤波，得到滤波平均电流值。
60.可选地，滤波模块50，还用于分别计算在当前时刻之前的n个颤振周期中、每个颤振周内的采样电流值的最大值和最小值，得到n个最大电流值和n个最小电流值；n为预设正整数；分别计算n个最大电流值的平均值和n个最小电流值的平均值，得到第一平均电流值和第二平均电流值；将第一平均电流值与第二平均电流值的平均值，作为滤波平均电流值。
61.修正模块60，用于对滤波平均电流值进行误差修正，得到修正电流值。
62.可选地，修正模块60，还用于确定多通道电磁阀中、处于最大电流工作状态的电磁阀的滤波平均电流值，为最大滤波电流值；将预设理论电流值与最大滤波电流值的比值，确定为误差修正系数；基于误差修正系数对滤波平均电流值进行误差修正，得到修正电流值。
63.本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例一中的方法的步骤。
64.本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器执行上述实施例一中的方法。
65.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。