專利名稱：車輛電池診斷方法及其報(bào)警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛電池電力狀態(tài)的診斷方法及應(yīng)用該方法工作的診斷 報(bào)警器，具體是指一種利用車輛電池電力變化、效能判斷進(jìn)而為駕駛者提供 車輛電池使用信息，提高車輛使用安全性的裝置及方法。
背景技術(shù)：
一般車輛尤其是使用電池啟動(dòng)引擎的車輛，在啟動(dòng)時(shí)，需要依靠放電能 力足夠的電池以提供足夠的電壓與電流(電力)啟動(dòng)引擎使車輛啟動(dòng)行駛， 而各種車輛電池均是以化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力。當(dāng)車輛電池長(zhǎng)時(shí)間使用后性能將 逐漸衰退或損壞，導(dǎo)致電力儲(chǔ)存與供電能力下降，尤其在冬季低溫地區(qū)，由 于電池衰退而對(duì)電池電力無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)估，可能發(fā)生車輛無(wú)法啟動(dòng)使人受困于 雪地等危急狀況。
因此對(duì)于車輛電池電力效能的監(jiān)控技術(shù)、行程預(yù)估技術(shù)等備受重視，如日
本專利JP2006-115623、美國(guó)專利US2007/0001680、 US2006/0185917等，這 些專利中或使用電池充電狀態(tài)SoC(state of charging)或內(nèi)阻(internal resistance)或殘電量(residual c鄰acity)估計(jì)法來(lái)監(jiān)控電池狀態(tài)；又如中 國(guó)專利CN00135541. 4中采用電池異常模式法對(duì)電池狀態(tài)加以診斷。但對(duì)于帶 有發(fā)電機(jī)的能夠?qū)﹄姵仉S時(shí)充電的車輛，使用Soc、內(nèi)阻或殘電量等估測(cè)法估 測(cè)電池情況較為困難。其主要原因?yàn)楫?dāng)車輛正常啟動(dòng)后，發(fā)電機(jī)將產(chǎn)生持 續(xù)的電力(如發(fā)電機(jī)供電電壓為15. IV、 80A)，供給車輛內(nèi)電器使用及供給車 輛電池充電，但如果車內(nèi)電器耗能大，而車行駛時(shí)間短不足以對(duì)車輛電池充 電，車輛電池電力將逐漸損耗，甚至無(wú)法啟動(dòng)停駛的車輛或產(chǎn)生電池快速的 衰敗；或因車輛電池壽命將屆，蓄電能力不足；此情形$以冬季低溫地區(qū)更 顯著，其原因除上述情形外，還有因溫度較低使電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)速率降低， 電力更為不足，因此常造成雪地拋錨的危險(xiǎn)狀況。
對(duì)于車輛電池狀態(tài)的監(jiān)控或告警，現(xiàn)有技術(shù)中還有使用漣波電壓(ripple voltage)以估側(cè)電池狀態(tài)的，如日本專利JP2000-098008;用回歸法估測(cè)內(nèi)阻 并報(bào)警的，如美國(guó)專利7，026，787;用最低啟動(dòng)電能及溫度補(bǔ)償為臨界點(diǎn)報(bào)警 的，如WIPO專利TO/1997/001103;用偵測(cè)車輛啟動(dòng)狀態(tài)配合車輛電力回路電 壓電流為電力管理的，如臺(tái)灣專利TWM288997、 TWI288516;記錄電壓曲線與最低電壓值以產(chǎn)生預(yù)警狀態(tài)的預(yù)警方法與裝置如臺(tái)灣專利TW579342;利用電 池電壓增減變化以產(chǎn)生預(yù)警作用的，如中國(guó)專利CN87207136.0;或僅利用電 壓的極限值判斷電池是否過(guò)度放電的而報(bào)警的，如中國(guó)專利CN88214204.6、 CN90101327. 7等。
當(dāng)車輛內(nèi)使用電器固定或單純時(shí)，對(duì)于電力耗損的模式較容易判斷，使用 電壓的極限值或變化狀態(tài)來(lái)判斷電池狀態(tài)比較容易，但當(dāng)各種電器耗電變化 配合不同用電瞬間，其電壓降落幅度產(chǎn)生不確定變化，其電壓可能瞬時(shí)觸及 設(shè)定的電壓極限值，甚至加上溫度變化造成電池電力不足的假像，就可能產(chǎn) 生誤報(bào)警，造成使用者困擾；若使用繁雜的內(nèi)阻推算、Soc或殘電量估計(jì)，除 精確度無(wú)法提高外，還需使用中大型的處理器(CPU)，裝置成本高難以普及， 也是現(xiàn)存技術(shù)的缺點(diǎn)之一。
若不考慮溫度使電池效能降低及電池衰敗的因素，對(duì)于正常電池而言， 當(dāng)車輛未啟動(dòng)時(shí)，車輛電池電壓與其儲(chǔ)存的電量應(yīng)呈正比，因此使用電壓限 值方式對(duì)電池狀態(tài)進(jìn)行判斷是可行的。但實(shí)際上，電池效能是隨其使用時(shí)長(zhǎng) 與溫度降低而呈非線性下降的。當(dāng)車輛啟動(dòng)后，若發(fā)電機(jī)正常，車輛供電回 路所呈現(xiàn)的電壓為高限值(如15. IV)，但會(huì)受空調(diào)啟閉、大燈啟閉、方向燈閃 爍、外接計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)與鼠標(biāo)耗電等，產(chǎn)生各種不同的電壓降落或瞬間電壓 降落或噪聲，使用電壓數(shù)值與默認(rèn)值對(duì)比，將產(chǎn)生誤判，而由此判斷車輛電 池狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警或估測(cè)車輛電池的效能，也將有其限制。
例如一個(gè)正常12VDC車輛電池在車輛用電各階段的電壓與時(shí)間會(huì)有不同 的電壓狀況，但對(duì)于不同廠牌的車輛，其規(guī)格數(shù)值不同；若以超賽SUV汽車 為例在車輛未啟動(dòng)階段，回路電壓13. IV為電池本身的電壓；在車輛啟動(dòng) 階段，當(dāng)車輛啟動(dòng)開(kāi)關(guān)被引發(fā)(ignited)后，此時(shí)車輛電池輸出大量電量使引 擎點(diǎn)火，電壓會(huì)快速降落為11.5V，當(dāng)引擎點(diǎn)火后將帶動(dòng)車輛內(nèi)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)， 此時(shí)車輛內(nèi)發(fā)電機(jī)瞬間啟動(dòng)，峰值電壓可達(dá)到15. 5V;在車輛啟動(dòng)后怠速階段， 發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，發(fā)電機(jī)發(fā)出電壓降至14. 6V，并供給車輛內(nèi)各種電器使用， 隨電器使用的開(kāi)關(guān)或耗電情形，由發(fā)電機(jī)發(fā)出的電力供應(yīng)之，并同時(shí)對(duì)電池 充電；在車輛啟動(dòng)后引擎高速運(yùn)轉(zhuǎn)階段，在此階段發(fā)電機(jī)被快速驅(qū)動(dòng)，發(fā)電 機(jī)發(fā)出電壓可升至15. 2V，仍隨電器使用的開(kāi)關(guān)或耗電情形繼續(xù)供給車輛內(nèi)各 種電器使用；若車輛啟動(dòng)后發(fā)電機(jī)故障，不再供應(yīng)電力，此時(shí)電壓快速降落 至12.55V;若發(fā)電機(jī)不再供給電力，車輛內(nèi)各種電器的耗電由電池供應(yīng)，電 池電量隨用電狀況電壓下降至9. IV，無(wú)法再提供任何電力，此為電池過(guò)度放
9電，車輛則會(huì)因電力耗盡而無(wú)法行駛?；?，當(dāng)車輛運(yùn)行發(fā)電機(jī)正常對(duì)電池充
電，但當(dāng)車輛停俥后，引擎關(guān)閉發(fā)電機(jī)不再供電，此時(shí)電池電壓為13. IV,但 車輛內(nèi)電器繼續(xù)使用電力，車輛內(nèi)各種電器的耗電由電池供應(yīng)，電池電量隨 用電狀況電壓下降至9. IV，無(wú)法再提供任何電力，此為電池過(guò)度放電，車輛 則會(huì)因電力耗盡而再啟動(dòng)。
圖15及圖16為低溫下的車輛電壓的變化情形，其中圖15為12VDC鉛酸 電池在不同溫度時(shí)所呈現(xiàn)的電壓，電壓較高的曲線為滿電量的電池、電壓較 低的曲線為電量不足的電池；圖16為24VDC鉛酸電池在不同溫度時(shí)所呈現(xiàn)的 電壓，電壓較高的曲線為滿電量的電池、電壓較低的曲線為電量不足的電池。
由上面兩圖可以看出在雪地(低溫)時(shí)，電池效率降低，電池可供有效 電量遠(yuǎn)低于常溫，車輛更易拋錨，人員可能于雪地受凍，形成雪地安全問(wèn)題; 相反，在高溫地區(qū)，由于電池效率高，相同電量下電壓表現(xiàn)異常高，使用者 可能錯(cuò)估可用電量而耗盡電池電量。如中國(guó)專利CN88214204.6中設(shè)定為冬季 及夏季的不同模式，以電壓比較而產(chǎn)生報(bào)警，但其未考慮車輛是否啟動(dòng)而僅 區(qū)分為冬季或夏季在判斷上仍有不足。美國(guó)專利US 2007/0145950將車輛電
池供電狀態(tài)區(qū)分成車輛停止或車輛正常啟動(dòng)等不同模式，并使用電壓、電流 的偵測(cè)配合噪聲模式以產(chǎn)生電池的電力管理，但此技術(shù)未考慮溫度影響，在 預(yù)先提出警告使駕駛?cè)俗⒁獾哪康纳?，仍有其限制?

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)﹄姵仉娏π苓M(jìn) 行可靠、準(zhǔn)確診斷的報(bào)警器，并全面考慮車輛電池在各種靜態(tài)與動(dòng)態(tài)條件下 的工作情況，提供一種對(duì)車輛電池能夠全面、精確、有效診斷的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的基本技術(shù)方案為提供一種車輛電池報(bào) 警器，其與車輛電池直接連接并與車輛啟動(dòng)系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)串行連接，包括一
中央處理器及與中央處理器連接的用于偵測(cè)車輛電池兩端電壓與環(huán)路電流的 電壓電流偵測(cè)電路、用于對(duì)報(bào)警器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的數(shù)據(jù)輸入裝置、用于顯示 判斷結(jié)果或數(shù)值的顯示裝置、聲音報(bào)警裝置、用于控制車輛電池供電回路通 斷的繼電器；所述中央處理器接收輸入裝置輸入的車輛啟動(dòng)特性、車輛電池 特性及電壓電流偵測(cè)電路輸出的電壓與電流數(shù)值，并對(duì)各數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷 后輸出至少二種頻率信號(hào)控制聲音報(bào)警裝置、顯示裝置、繼電器執(zhí)行相應(yīng)動(dòng) 作。所述電池報(bào)警器直接連接于車輛引擎發(fā)動(dòng)機(jī)電池上，與車輛啟動(dòng)系統(tǒng)及 發(fā)電機(jī)串行連接。另一種基本的技術(shù)方案為提供一種車輛電池報(bào)警器，其與車輛電池直接 連接并與車輛啟動(dòng)系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)串行連接，具體包括一中央處理器及與中央 處理器連接的用于偵測(cè)車輛電池兩端電壓與環(huán)路電流的電壓電流偵測(cè)電路、 用于偵測(cè)車輛電池溫度的溫度感應(yīng)電路、用于產(chǎn)生溫度補(bǔ)償電壓的電壓補(bǔ)償 電路、用于對(duì)報(bào)警器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的數(shù)據(jù)輸入裝置、用于顯示判斷結(jié)果或數(shù) 值的顯示裝置、聲音報(bào)警裝置和用于控制車輛電池供電回路通斷的繼電器； 所述電壓補(bǔ)償電路還與電壓電流偵測(cè)電路連接；所述中央處理器同時(shí)接收數(shù) 據(jù)輸入裝置輸入的車輛啟動(dòng)特性和電池特性、電壓電流偵測(cè)電路輸出的電壓 與電流數(shù)值、溫度感應(yīng)電路輸出的車輛電池溫度和電壓補(bǔ)償電路輸出的溫度 補(bǔ)償電壓，并對(duì)各數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷后輸出至少二種頻率信號(hào)控制聲音報(bào)警 裝置、顯示裝置、繼電器執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。
優(yōu)選的，在上述兩基本方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步包括連接于電池與電壓電流 偵測(cè)電路之間的保護(hù)電路。該保護(hù)電路可防止因電池短路或電流、電壓過(guò)大 或連接錯(cuò)誤而損壞所述報(bào)警器內(nèi)部電路及電氣組件。
本發(fā)明同時(shí)提供基于所述電池報(bào)警器用于對(duì)電池狀態(tài)進(jìn)行全面診斷的方 法，對(duì)應(yīng)于第一種基本的技術(shù)方案，包括下列步驟
(1) 測(cè)量車輛電池回路的電壓(V(t))與電流(A(t));
(2) 選自以下(a) (h)項(xiàng)中的一種或任意幾種的組合，中央處理器發(fā)
出對(duì)應(yīng)訊息
(a)在偵測(cè)時(shí)間區(qū)間At內(nèi)，當(dāng)滿足下列條件時(shí)，發(fā)出第一種訊息 S(At)^Smin ;且 A(t) ^AEL;且； V(t) 〉VEL
否則發(fā)出第二種訊息；
(b) 當(dāng)下列條件滿足時(shí)，發(fā)出第三種訊息，
Vav 〉■
(c) 當(dāng)下列條件滿足時(shí)，發(fā)出第四種訊息， Vav 〈VEL
(d) 當(dāng)下列條件滿足時(shí)，發(fā)出第五種訊息， (S(At)^Smin ;且A(t) ^AEL;且； V(t) 〉VEL;)且； V(t) 〈VRLH
(e) 當(dāng)下列條件滿足時(shí)，發(fā)出第六種訊息， (S(At)^Smin ;且
A(t) ^AEL;且； V(t) 〉VEL;)且； V(t) 〈VRLL
(f) 當(dāng)下列條件滿足時(shí)，發(fā)出第七種訊息， (S(At)^Smin ;且
A(t) ^AEL;且；
V(t) 〉VEL;)條件不存在時(shí)；且；
V(t) 〈VSLH
(g) 當(dāng)下列條件滿足時(shí)，發(fā)出第八種訊息， (S(At)^Smin ;且
A(t) ^AEL;且； V(t) 〉VEL;)條件不存在時(shí);且； V(t) 〈VSLL (h)當(dāng)下列條件滿足時(shí)，發(fā)出第九種訊息， (S(At)^Smin ;且 A(t) ^AEL;且；
V(t) 〉VEL;條件不存在時(shí)；且； V(t) 〈VSLL;且延時(shí)預(yù)定時(shí)間滿足后；
其中，S(At)為At時(shí)間區(qū)間的電壓變動(dòng)斜率，S( A t) = (V(tQ+A t) -V (t。) ) / A t ， tQ為計(jì)算電壓變動(dòng)斜率的起始時(shí)間；
其中，vw =1 -丄Er(")
t2-tl為設(shè)定的n個(gè)連續(xù)取樣的時(shí)間區(qū)間；VEL、 VEH為車輛發(fā)電機(jī)正常200910037413.6
供電時(shí)電壓范圍的下限值與上限值;AEL為車輛正常啟動(dòng)時(shí)的最小電流值;VHH 為電池輸出端的安全警告的上限電壓；VRLH為車輛正常運(yùn)行時(shí)回路電壓安全 警告的上限值；VSLH為車輛靜止時(shí)回路電壓安全警告的上限值；VSLL為車輛 靜止時(shí)回路電壓安全警告的下限值；Smin為車輛正常啟動(dòng)時(shí)回路電壓上升斜 率的最小值。
對(duì)應(yīng)于第二種基本的技術(shù)方案，采用以下步驟的診斷方法 (1)測(cè)量車輛電池回路電壓(V' (t))與電流(A(t))及溫度(T(t))，通過(guò)
下列方程式計(jì)算出溫度補(bǔ)償后的車輛電池電壓(V(t)):
V(t) = + 、
△r1
其中，AT = T(t)-T。， T。為溫度補(bǔ)償函數(shù)矩陣參數(shù)值的基準(zhǔn)溫度；
(2)選自以下(a) (h)項(xiàng)中的一種或任意幾種的組合，中央處理器 發(fā)出對(duì)應(yīng)訊息
(a) 在偵測(cè)時(shí)間區(qū)間At，當(dāng)滿足下列條件時(shí)，發(fā)出第一種訊息 S(At)^Smin ;且
A(t) ^AEL;且； V(t) 〉VEL
否則發(fā)出第二種訊息；
(b) 當(dāng)下列條件滿足時(shí)，發(fā)出第三種訊息 Vav >■
(c) 當(dāng)下列條件滿足時(shí)，發(fā)出第四種訊息 Vav 〈VEL
(d)當(dāng)下列條件滿足時(shí)，發(fā)出第五種訊息 (S(At)^Smin ;且 A(t) ^AEL;且； V(t) >VEL;)且； V(t) <VRLH
13(e) 當(dāng)下列條件滿足時(shí)，發(fā)出第六種訊息 (S(At)^Smin ;且
A(t) ^AEL;且； V(t) 〉VEL;)且； V(t) 〈VRLL
(f) 當(dāng)下列條件滿足時(shí)，發(fā)出第七種訊息 (S(At)^Smin ;且
A(t) ^AEL;且；
V(t) 〉VEL;)條件不存在時(shí);且；
V(t) 〈VSLH
(g) 當(dāng)下列條件滿足時(shí)，發(fā)出第八種訊息(S(At)^Smin ;且 A(t) ^AEL;且；
V(t) 〉VEL;)條件不存在時(shí);且；
V(t) 〈VSLL
(h) 當(dāng)下列條件滿足時(shí)，發(fā)出第九種訊息 (S(At)^Smin ;且
A(t) MEL;且；
V(t) 〉VEL;)條件不存在時(shí);且；
V(t) 〈VSLL;且延時(shí)預(yù)定時(shí)間滿足后；
其中，S(At)為At時(shí)間區(qū)間之電壓變動(dòng)斜率，
S ( △ t) = (V (t。+ A t) -V (to) ) / A t ， t0為計(jì)算電壓變動(dòng)斜率的啟始時(shí)間;
L = 7^7^. A =丄X r(")
其中， (~ A " i
t2-tl為設(shè)定的n個(gè)連續(xù)取樣的時(shí)間區(qū)間；
上述VEL、 VEH為基準(zhǔn)溫度T。時(shí)車輛發(fā)電機(jī)的正常供電電壓下限值與上 限值；AEL為基準(zhǔn)溫度T。時(shí)車輛正常啟動(dòng)的最小電流值；VHH為基準(zhǔn)溫度T。 時(shí)電^輸出電壓安全警告上限值；VRLH為基準(zhǔn)溫度T。時(shí)車輛正常運(yùn)行時(shí)回路 電壓安全警告之低電壓；VSLH為基準(zhǔn)溫度L車輛停止時(shí)安全警告之回路低電
14壓；VSLL為基準(zhǔn)溫度T。車輛停止時(shí)安全警告之過(guò)低電壓；Smin為正常啟動(dòng)時(shí) 電壓上升斜率最小值；(k,、 k2、 k3)為溫度補(bǔ)償函數(shù)矩陣參數(shù)值。
本發(fā)明所述方法與裝置能夠?qū)崟r(shí)診斷車輛電池狀態(tài)并做出精確判斷，對(duì) 于各種可能的情形發(fā)出警告，使車輛使用者能及早處理，可大幅降低因車輛 電池問(wèn)題而產(chǎn)生的拋錨或雪地安全問(wèn)題，大大提升了車輛使用安全性。


圖l為一般車輛電池與啟動(dòng)系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)系統(tǒng)連接示意圖；圖2為所述車 輛電池診斷方法實(shí)施例一流程示意圖；圖3為所述車輛電池診斷方法實(shí)施例二 流程示意圖；圖4為所述車輛電池報(bào)警器實(shí)施例一組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為所 述車輛電池報(bào)警器實(shí)施例二組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為所述車輛電池報(bào)警器實(shí)施 例三組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為所述車輛電池報(bào)警器實(shí)施例四組成結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為所述車輛電池報(bào)警器實(shí)施例五組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為所述車輛電池報(bào) 警器中保護(hù)電路實(shí)施例原理示意圖；圖10為所述車輛電池報(bào)警器實(shí)施例一整 體外觀圖；圖ll為所述車輛電池報(bào)警器實(shí)施例整體外觀圖二；圖12為所述車 輛電池報(bào)警器實(shí)施例整體外觀圖三；圖13為所述車輛電池報(bào)警器實(shí)施例整體 外觀圖四；圖14為所述車輛電池報(bào)警器實(shí)施例整體外觀圖五；圖15為12VDC 鉛酸電池在不同溫度時(shí)所呈現(xiàn)的電壓變化示意圖；圖16為24VDC鉛 酸電池在不同溫度時(shí)所呈現(xiàn)的電壓變化示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，下面結(jié)合本發(fā)明較佳實(shí)施例并配合附 圖，將本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及具體工作方法詳述如后。
圖1為一般車輛電池與啟動(dòng)系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的連接示意圖，車輛電池 10的負(fù)極通過(guò)車體連接于地、正極經(jīng)過(guò)保險(xiǎn)絲組910連接點(diǎn)火開(kāi)關(guān)914，連 接于防啟動(dòng)系統(tǒng)電路9161及啟動(dòng)系統(tǒng)電路9162,再連接于起動(dòng)機(jī)917;另一 路電路由保險(xiǎn)絲組910連接點(diǎn)火開(kāi)關(guān)915，再連接至前點(diǎn)火線圈組920、火星 塞921、前點(diǎn)火線圈組922、火星塞923;發(fā)電機(jī)918發(fā)出交流電經(jīng)由電壓調(diào) 節(jié)器919，連接至車輛電池IO。當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)914被閉合至ST時(shí)，車輛電池IO 提供電力使啟動(dòng)系統(tǒng)913的起動(dòng)機(jī)917的馬達(dá)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)918開(kāi) 始發(fā)電；當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)915被閉合至Gl時(shí)，車輛電池10提供電力使火星塞921、 火星塞923點(diǎn)火，使引擎開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。若車輛啟動(dòng)系統(tǒng)913故障，車輛啟動(dòng)失 敗，車輛就無(wú)法行進(jìn)；若發(fā)電機(jī)918故障(效能低落)或電壓調(diào)節(jié)器919故障(效能低落)，將無(wú)法提供電力給全車系統(tǒng)或無(wú)法對(duì)車輛電池10充電，將 造成車輛電池10過(guò)度損耗，使車輛無(wú)法行進(jìn)或造成車輛無(wú)法再啟動(dòng)。
本發(fā)明所述車輛電池報(bào)警器連接于車輛電池10與啟動(dòng)系統(tǒng)913、發(fā)電機(jī) 918之間。
所述車輛電池診斷裝置的具體實(shí)施方式
以實(shí)施例一至實(shí)施例四來(lái)說(shuō)明，
其中實(shí)施例一、二、三應(yīng)用于12VDC的電力系統(tǒng)車輛電池上，實(shí)施例四應(yīng)用
于24VDC的電力系統(tǒng)車輛電池上。
實(shí)施例一、二、三中所述車輛發(fā)電機(jī)電壓及電池特性為車輛發(fā)電機(jī)的
正常供電電壓范圍VEL二14.5V、 VEH=15.6V;車輛正常啟動(dòng)時(shí)的最小電流值
AEL=45A;電池輸出端的安全警告電壓上限VHH=16.6V;車輛正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)安全
警告電池電壓下限值VRLH=12.5V;輸入的車輛停止時(shí)安全警告的電池電壓上
限VSLH=11.5V、下限VSLL=10.8V;輸入的正常啟動(dòng)時(shí)電壓上升斜率最小值
Smin^.05V/sec;溫度補(bǔ)償系數(shù)^ & 5'0xl(T3 l'50xl(T5 —9'10xlQ^。
實(shí)施例四所述的車輛發(fā)電機(jī)電壓及電池特性在基準(zhǔn)溫度(25°C)時(shí)車 輛發(fā)電機(jī)的正常供電電壓范圍VEL39.0V、 VEH=31.2V;車輛正常啟動(dòng)時(shí)的最 小電流值A(chǔ)E1^60A;電池輸出端的安全警告的電壓上限Vffl^33.5V;車輛正常 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電池電壓安全警告下限VRLH=25. 0V;輸入車輛停止時(shí)安全警告的電池 電壓上限VSLH=22. 0V及下限VSLL=20. 6V;正常啟動(dòng)時(shí)電壓上升斜率最小值 Smin=0. 15V/sec;溫度補(bǔ)償系數(shù) [it, 、 A:3]=[-4.96xl(T5 4.50xl0-5 - 1.81xl0-5]。
<第一方法實(shí)施例〉
對(duì)于一個(gè)使用12V電池供電點(diǎn)火的汽車，判斷車輛電池狀態(tài)采用如下方 法(但對(duì)于使用者不同需求，可選擇下列步驟的一種或幾種的組合進(jìn)行判斷):
SI:以間隔取樣時(shí)間0. 1 sec，偵測(cè)在任一取樣時(shí)間t的電壓V(t)、電 流A(t)數(shù)值；
S2:判斷車輛是否正常啟動(dòng)在偵測(cè)時(shí)間區(qū)間At(At=10sec)， At的
選擇可依據(jù)不同車輛而預(yù)先設(shè)定，例如啟動(dòng)系統(tǒng)工作速度較緩慢的如 Volkswagen汽車，則可選擇At=10sec，如果啟動(dòng)系統(tǒng)工作速度較快的如三
16菱汽車，則可選擇At=5seC。在偵測(cè)時(shí)間區(qū)間At,電壓與電流若同時(shí)滿足 式(l)、式(2)、式(3)則發(fā)出第一種訊息，以表示車輛正常啟動(dòng)，否則發(fā)出第 二種訊息，以表示車輛啟動(dòng)系統(tǒng)未啟動(dòng)；
S(A t) ^Smin ; 且在At時(shí)間內(nèi)；
A(t) ^AEL;且； V(t) 〉VEL (3)
其中，S(At)為At時(shí)間區(qū)間的電壓變動(dòng)斜率，S(At) = (V(t。+A t)-V(t。))/At， t。為計(jì)算電壓變動(dòng)斜率的起始時(shí)間；本實(shí)施例為滿足試式(2) 為觸發(fā)時(shí)間，開(kāi)始計(jì)算At時(shí)間內(nèi)的電壓斜率；
S3:判斷車輛發(fā)電機(jī)是否正常在S2步驟后，以間隔取樣時(shí)間(本實(shí)施 例為O. lsec)，對(duì)電壓取樣；
S31:若滿足式(4)，則發(fā)出第三種訊息，以報(bào)警發(fā)電機(jī)電壓異常過(guò) 高，車輛使用者為避免電器燒毀，可盡速關(guān)閉各種電器，并盡速修理發(fā)電機(jī) 系統(tǒng)；
<formula>formula see original document page 17</formula> (4)
S32:若滿足式(5)，則發(fā)出第四種訊息，以報(bào)警發(fā)電機(jī)電壓異常過(guò)
低，車輛使用者為避免電器故障，可盡速關(guān)閉各種電器，并盡速修理發(fā)電機(jī)
系統(tǒng)；<formula>formula see original document page 17</formula>
其中， "2
t2-tl為設(shè)定的n個(gè)連續(xù)取樣的時(shí)間區(qū)間，本實(shí)施例為觸發(fā)式(5)后，連續(xù)計(jì) 算100個(gè)取樣數(shù)據(jù)計(jì)算其平均值；
S4:當(dāng)滿足式(1)且式(2)且式(3)時(shí)車輛正常啟動(dòng)后，以間隔取樣時(shí)間 (本實(shí)施例為O.lsec)，對(duì)電壓取樣，判斷車輛運(yùn)行中電壓是否正常； S41:若在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)，若滿足式(6)則發(fā)出第五種訊息，以報(bào) 警運(yùn)行中電池電壓過(guò)低，此情形常為發(fā)電機(jī)918效能過(guò)低或發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié) 器919發(fā)生故障；
<formula>formula see original document page 17</formula>(6)本實(shí)施例為滿足式(6)后為觸發(fā)時(shí)間，在連續(xù)取樣30個(gè)取樣數(shù)據(jù)，均滿 足式(6)則發(fā)出信號(hào)，若其中有不滿足式(6)則重新計(jì)算連續(xù)取樣時(shí)間； S42:若在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)，若滿足式(7)則發(fā)出第第六種訊息，以 報(bào)警運(yùn)行中電池即將耗盡，此情形常為發(fā)電機(jī)918效能過(guò)低或發(fā)電機(jī)電壓調(diào) 節(jié)器919發(fā)生故障致發(fā)出的電壓過(guò)低，無(wú)法對(duì)電池充電，車輛電池10因電力 無(wú)法補(bǔ)充而即將耗盡；
V(t) 〈VRLL (7)
本實(shí)施例為滿足式(6)后為觸發(fā)時(shí)間，在連續(xù)取樣30個(gè)取樣數(shù)據(jù)，均滿 足式(6)則發(fā)出信號(hào)，若其中有不滿足式(6)則重新計(jì)算連續(xù)取樣時(shí)間；
S5:若不滿足S2條件時(shí)，以間隔取樣時(shí)間，對(duì)電壓取樣，判斷車輛停止 電壓是否正常；
S51:若在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)，滿足式(8)則發(fā)出第七種訊息， 以報(bào)警停止電池電壓過(guò)低，此情形為因?yàn)檐囕v停俥，發(fā)電機(jī)918不再供電， 車輛內(nèi)電力由車輛電池10供應(yīng)，車輛電池10電力耗損至低電壓； V(t) 〈VSLH (8)
本實(shí)施例為滿足式(6)后為觸發(fā)時(shí)間，在連續(xù)取樣30個(gè)取樣數(shù)據(jù)，均滿 足式(6)則發(fā)出信號(hào)，若其中有不滿足式(6)則重新計(jì)算連續(xù)取樣時(shí)間； S52:若在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)，滿足式(9)則發(fā)出第八種訊息以報(bào)警停 止電池即將耗盡，此情形為因?yàn)檐囕v停俥，發(fā)電機(jī)918不再供電，車輛內(nèi)電 力由車輛電池IO供應(yīng)，車輛電池10電力耗損至極限電壓； V(t) 〈VSLL (9)
本實(shí)施例為滿足式(6)后為觸發(fā)時(shí)間，在連續(xù)取樣30個(gè)取樣i據(jù)，均滿 足式(6)則發(fā)出信號(hào)，若其中有不滿足式(6)則重新計(jì)算連續(xù)取樣時(shí)間；
S53:在S52后，延時(shí)預(yù)定時(shí)間后，本實(shí)施例為30sec，輸出第九種信號(hào)給 繼電器293，以切離車輛電池10繼續(xù)對(duì)車輛的供電，以保留電力供下次啟動(dòng) 所需，以避免車輛無(wú)法再啟動(dòng)。
上述實(shí)施例，解決了現(xiàn)有技術(shù)中僅使用電壓數(shù)值或僅使用電壓降落再升 起為判斷條件的方法而易產(chǎn)生誤判斷的問(wèn)題。本發(fā)明中使用電壓變化斜率判 斷車輛是否正常啟動(dòng)，并可對(duì)車輛發(fā)電機(jī)是否正常、回路電壓是否正常、車 輛運(yùn)行中電池是否耗盡、車輛停止中電池是否耗盡等狀況提出警告。
<第二方法實(shí)施例>
本實(shí)施例為應(yīng)用于使用24V電池供電系統(tǒng)的卡車，為帶有溫度補(bǔ)償?shù)呐?br> 18斷車輛電池狀態(tài)的方法(根據(jù)使用者的不同需求，可選擇下列步驟的一種或 幾種的組合，此判斷方法可應(yīng)用于低溫或高溫地區(qū))
SS1:以間隔取樣時(shí)間O. 1 sec，偵測(cè)在任一取樣時(shí)間t的電壓V' (t)、 電流A(t)數(shù)值及溫度T(t)數(shù)值；依據(jù)式(IO)，計(jì)算溫度補(bǔ)償后的電壓V(t);
<formula>formula see original document page 19</formula>
其中，T。為溫度補(bǔ)償函數(shù)矩陣參數(shù)值的基準(zhǔn)溫度，本實(shí)施例為25'C基準(zhǔn)
溫度時(shí)，溫度補(bǔ)償函數(shù)矩陣參數(shù)為
^ & A3]二[-496xl(T5 4'50xl(T5 —l'81xl(T5]，例如—5。c時(shí)，溫度補(bǔ)償前的偵 測(cè)得到的電壓V' (t)=19.8V，補(bǔ)償后的電壓為20.33V，更為接近真實(shí)的電池
SS2:判斷車輛是否正常啟動(dòng)在偵測(cè)時(shí)間區(qū)間At(At二10sec)， At的 選擇可依據(jù)車輛廠牌而預(yù)先設(shè)定，例如啟動(dòng)系統(tǒng)較緩慢者如Volkswagen汽車， 則可為At=10sec，例如啟動(dòng)系統(tǒng)較快者如三菱汽車，則可為At=5sec。在 偵測(cè)時(shí)間區(qū)間At，電壓與電流若滿足式(1)且式(2)且式(3)則發(fā)出第一種訊 息，以報(bào)警車輛正常啟動(dòng)，否則發(fā)出第二種訊息，以報(bào)警車輛啟動(dòng)系統(tǒng)未啟 動(dòng)；
S(At) ^Smin ; (1) 且在At時(shí)間內(nèi)；
A(t) ^AEL;且； (2) V(t) 〉VEL (3) 其中，S(At)為At時(shí)間區(qū)間的電壓變動(dòng)斜率，S(At) = (V(t。+At)-V(t。))/ A t， t。為計(jì)算電壓變動(dòng)斜率的起始時(shí)間；本實(shí)施例為滿足試式(2)為觸發(fā)時(shí)間， 開(kāi)始計(jì)算At時(shí)間內(nèi)的電壓斜率；
SS3:判斷車輛發(fā)電機(jī)是否正常在S2步驟后，以間隔取樣時(shí)間(本實(shí)施例為 0. lsec)，對(duì)電壓取樣；
SS31:若滿足式(4)，則發(fā)出第三種訊息，以報(bào)警發(fā)電機(jī)電壓異常過(guò)高，車輛 使用者為避免電器燒毀，可盡速關(guān)閉各種電器，并盡速修理發(fā)電機(jī)系統(tǒng)；
Vav >■SS32:若滿足式(5)，則發(fā)出第四種訊息，以報(bào)警發(fā)電機(jī)電壓異常過(guò)低，車輛 使用者為避免電器故障，可盡速關(guān)閉各種電器，并盡速修理發(fā)電機(jī)系統(tǒng)； Vav 〈VEL (5)
VOT = T7"^J2 ，. & =丄 其中， —Jl " i
t2-tl為設(shè)定的n個(gè)連續(xù)取樣的時(shí)間區(qū)間，本實(shí)施例為觸發(fā)式(5)后，連續(xù)計(jì) 算100個(gè)取樣數(shù)據(jù)計(jì)算其平均值；
SS4:當(dāng)滿足式(1)且式(2)且式(3)時(shí)車輛正常啟動(dòng)后，以間隔取樣時(shí)間(本 實(shí)施例為0.1sec)，對(duì)電壓取樣，判斷車輛運(yùn)行中電壓是否正常；
SS41:若在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)，若滿足式(6)則發(fā)出第五種訊息，以報(bào) 警運(yùn)行中電池電壓過(guò)低，此情形常為發(fā)電機(jī)918效能過(guò)低或發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié) 器919發(fā)生故障；
V(t) 〈VRLH (6) 本實(shí)施例為滿足式(6)后為觸發(fā)時(shí)間，在連續(xù)取樣30個(gè)取樣數(shù)據(jù)，均滿足式 (6)則發(fā)出信號(hào)，若其中有不滿足式(6)則重新計(jì)算連續(xù)取樣時(shí)間； SS42:若在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)，若滿足式(7)則發(fā)出第第六種訊息，以 報(bào)警運(yùn)行中電池即將耗盡，此情形常為發(fā)電機(jī)918效能過(guò)低或發(fā)電機(jī)電壓調(diào) 節(jié)器919發(fā)生故障致發(fā)出的電壓過(guò)低，無(wú)法對(duì)電池充電，車輛電池10因電力 無(wú)法補(bǔ)充而即將耗盡；
V(t) 〈VRLL (7) 本實(shí)施例為滿足式(6)后為觸發(fā)時(shí)間，在連續(xù)取樣30個(gè)取樣數(shù)據(jù)，均滿足式 (6)則發(fā)出信號(hào)，若其中有不滿足式(6)則重新計(jì)算連續(xù)取樣時(shí)間； SS5:若不滿足S2條件時(shí)，以間隔取樣時(shí)間，對(duì)電壓取樣，判斷車輛停止電 壓是否正常；
SS51:若在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)，滿足式(8)則發(fā)出第七種訊息，以報(bào)警 停止電池電壓過(guò)低，此情形為因?yàn)檐囕v停俥，發(fā)電機(jī)918不再供電，車輛內(nèi) 電力由車輛電池10供應(yīng)，車輛電池10電力耗損至低電壓；，
V(t) 〈VSLH (8) 本實(shí)施例為滿足式(6)后為觸發(fā)時(shí)間，在連續(xù)取樣30個(gè)取樣數(shù)據(jù)，均滿足式 (6)則發(fā)出信號(hào)，若其中有不滿足式(6)則重新計(jì)算連續(xù)取樣時(shí)間； SS52:若在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)，滿足式(9)則發(fā)出第第八種訊息以報(bào)警 停止電池即將耗盡，此情形為因?yàn)檐囕v停俥，發(fā)電機(jī)918不再供電，車輛內(nèi)電力由車輛電池10供應(yīng)，車輛電池10電力耗損至極限電壓；
V(t) 〈VSLL (9) 本實(shí)施例為滿足式(6)后為觸發(fā)時(shí)間，在連續(xù)取樣30個(gè)取樣數(shù)據(jù)，均滿足式 (6)則發(fā)出信號(hào)，若其中有不滿足式(6)則重新計(jì)算連續(xù)取樣時(shí)間；
SS53:在SS52后，延時(shí)預(yù)定時(shí)間后，本實(shí)施例為30sec，輸出第九種信號(hào) 給繼電器293，以切離車輛電池10繼續(xù)對(duì)車輛的供電，以保留電力供下次啟 動(dòng)所需，以避免車輛無(wú)法再啟動(dòng)。
本實(shí)施例可對(duì)電池的環(huán)境溫度補(bǔ)償，以適用于低溫或高溫地區(qū)，判斷車 輛是否正常啟動(dòng)，并可對(duì)車輛發(fā)電機(jī)是否正常、回路電壓是否正常、車輛運(yùn) 行中電池是否耗盡、車輛停止中電池是否耗盡等狀況提出警告。
<第一裝置實(shí)施例〉
如圖3，為本發(fā)明所述車輛電池報(bào)警器20的實(shí)施例一，其是直接連接于具 有引擎發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的車輛電池10上，車輛電池10包括車輛主電池11及車輛備 用電池12。所述報(bào)警器20包括 一中央處理器23及與中央處理器23連接的用 于偵測(cè)車輛電池兩端電壓與環(huán)路電流的電壓電流偵測(cè)電路21、用于對(duì)報(bào)警器 進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的DIP選擇器253、用于顯示判斷結(jié)果或數(shù)值的發(fā)光二極管顯示 器271、用于發(fā)出判斷結(jié)果的蜂鳴器271和停車時(shí)用于控制車輛電池是否繼續(xù) 供電的繼電器293。
所述中央處理器23可接收電壓電流偵測(cè)電路21輸出的電壓與電流數(shù)值； 依據(jù)車輛電池10特性，對(duì)各報(bào)警狀況條件進(jìn)行分析判斷，而輸出至少二種頻 率信號(hào)給蜂鳴器281、輸出判斷結(jié)果或數(shù)值給發(fā)光二極管顯示器271;
所述DIP選擇器251有六個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，可藉由撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的組合設(shè)定車輛 電池10特性和各報(bào)警狀況條件，該六個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)分別設(shè)定車輛發(fā)電機(jī)的正 常供電電壓范圍下限值VEL、車輛正常啟動(dòng)時(shí)的最小電流值A(chǔ)EL、電池輸出端 的安全警告的電壓上限值VHH、車輛正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)安全警告的電壓下限值VRLH、 車輛停止時(shí)過(guò)低電壓VSLL;正常啟動(dòng)時(shí)電壓上升斜率最小值Smin。中央處理 器23可藉由此設(shè)定的狀態(tài)，對(duì)比電壓電流偵測(cè)電路21輸出的電壓與電流數(shù) 值，而產(chǎn)生判斷結(jié)果并輸出信號(hào)控制執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。
所述報(bào)警功能在于判斷車輛是否正常啟動(dòng)，并可對(duì)車輛發(fā)電機(jī)是否正 常、回路電壓是否正常、車輛運(yùn)行中電池是否耗盡、車輛停止電池是否耗盡 等狀況，并對(duì)判斷結(jié)果輸出信號(hào)于蜂鳴器281發(fā)出至少二種報(bào)警聲音、輸出 判斷結(jié)果或/且電壓電流數(shù)值給發(fā)光二極管顯示器271。
21本實(shí)施例中所述電池診斷報(bào)警器對(duì)電池狀態(tài)的診斷方法與結(jié)果如下 (1)中央處理器23對(duì)比電壓電流偵測(cè)電路21輸出電流與電壓數(shù)值與設(shè) 定值，在適當(dāng)時(shí)間區(qū)間At:5秒，判斷車輛啟動(dòng)系統(tǒng)913是否有啟動(dòng)，如果 若滿足式(1)且式(2)且式(3)的正常啟動(dòng)，中央處理器23則發(fā)出第一頻率的 信號(hào)給蜂鳴器281，使發(fā)出第一頻率的聲音，中央處理器23更進(jìn)一步發(fā)出信 號(hào)給發(fā)光二極管顯示器271顯示第一種組合的亮燈，以顯示車輛啟動(dòng)系統(tǒng)正 常啟動(dòng)。如果發(fā)電機(jī)918沒(méi)有正常,動(dòng)，中央處理器23則發(fā)出第二頻率的信 號(hào)給蜂鳴器281，使發(fā)出第二頻率的聲音，中央處理器23更進(jìn)一步發(fā)出信號(hào) 給發(fā)光二極管顯示器271顯示第二種組合的亮燈，以報(bào)警車輛啟動(dòng)系統(tǒng)未啟 動(dòng)。
(2) 中央處理器23對(duì)比電壓電流偵測(cè)電路21輸出電壓電流數(shù)值與設(shè)定 值，判斷車輛發(fā)電機(jī)918輸出的電壓是否正常，如果滿足式(4)，中央處理器 23則發(fā)出第三頻率的信號(hào)給蜂鳴器281，使發(fā)出第四頻率的聲音；中央處理 器23更進(jìn)一步發(fā)出信號(hào)給發(fā)光二極管顯示器271顯示第四種組合的亮燈，以 報(bào)警發(fā)電機(jī)電壓異常過(guò)高。
(3) 當(dāng)車輛正常運(yùn)行后，中央處理器23對(duì)比電壓電流偵測(cè)電路21輸出 電壓數(shù)值與設(shè)定值，判斷車輛運(yùn)行中電壓是否正常，如果滿足式(6)，中央處 理器23則發(fā)出第五頻率的信號(hào)給蜂鳴器281，使發(fā)出第五頻率的聲音；中央 處理器23更進(jìn)一步發(fā)出信號(hào)給發(fā)光二極管顯示器271顯示第五種組合的亮 燈，以報(bào)警運(yùn)行中電池電壓過(guò)低。
(4) 當(dāng)車輛停止后(不滿足式(1)且式(2)且式(3))，中央處理器23對(duì)比 電壓電流偵測(cè)電路21輸出電壓數(shù)值，判斷車輛運(yùn)行中電壓是否正常，如果滿 足式(9),中央處理器23則發(fā)出第八頻率的信號(hào)給蜂鳴器281，使發(fā)出第八頻 率的聲音；中央處理器23更進(jìn)一步發(fā)出信號(hào)給發(fā)光二極管顯示器271顯示第 八種組合的亮燈，以報(bào)警車輛停俥后車輛電池電壓耗盡；在預(yù)設(shè)的時(shí)間(本實(shí) 施例為30秒)后，中央處理器23輸出信號(hào)給繼電器293，切離車輛電池10繼 續(xù)對(duì)車輛的供電，以保留電力供下次啟動(dòng)所需。
<第二裝置實(shí)施例〉
如圖4，為本發(fā)明的車輛電池報(bào)警器20的實(shí)施例二，車輛電池報(bào)警器20包 括 一中央處理器23及與中央處理器23連接的用于偵測(cè)車輛電池兩端電壓與 環(huán)路電流的電壓電流偵測(cè)電路21、用于對(duì)報(bào)警器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的DIP選擇器 253、用于顯示判斷結(jié)果或數(shù)值的屏幕顯示器272、用于發(fā)出判斷結(jié)果的語(yǔ)音
22警告器281和停車時(shí)用于控制車輛電池是否繼續(xù)供電的繼電器293，還包括連 接于電壓電流偵測(cè)電路21前端的保護(hù)電路29，保護(hù)電路29，另一端連接電池 正極。
所述保護(hù)電路29包括短路保護(hù)電路291與反極性保護(hù)電路292兩部分， 如圖7。其中，短路保護(hù)電路291用于保護(hù)所述報(bào)警器內(nèi)部電路及電氣組件免 受電池短路、電流或電壓過(guò)大造成損壞；其中，反極性保護(hù)電路292用于保 護(hù)車輛電池報(bào)警器內(nèi)部電路及電氣組件免受因連接車輛電池時(shí)發(fā)生電極反 向，而造成損壞。
所述報(bào)警功能可判斷車輛是否正常啟動(dòng)，并可對(duì)車輛發(fā)電機(jī)是否正常、 回路電壓是否正常、車輛運(yùn)行中電池是否耗盡、車輛停止電池是否耗盡等狀 況，并通過(guò)語(yǔ)音警告器282發(fā)出設(shè)定的語(yǔ)音、在屏幕顯示器272顯示判斷結(jié) 果和電池當(dāng)前電壓電流數(shù)值。
本實(shí)施例中所述電池診斷報(bào)警器對(duì)電池狀態(tài)的診斷方法與結(jié)果如下 (1)中央處理器23采樣電壓電流偵測(cè)電路21輸出的電流與電壓數(shù)值與 設(shè)定值，在適當(dāng)時(shí)間區(qū)間At-5秒，判斷車輛啟動(dòng)系統(tǒng)913是否有啟動(dòng)，如 果同時(shí)滿足式(l)、式(2)、式(3)則判斷為正常啟動(dòng)，中央處理器23發(fā)出信 號(hào)給語(yǔ)音警告器282，使發(fā)出例如車輛啟動(dòng)系統(tǒng)正常啟動(dòng)的語(yǔ)音，中央處理器 23更進(jìn)一步發(fā)出信號(hào)給屏幕顯示器272顯示例如車輛啟動(dòng)系統(tǒng)正常啟動(dòng)圖樣 和/或字樣(稱為圖字樣)及顯示電池當(dāng)前電壓/電流的數(shù)值。如果發(fā)電機(jī)918 沒(méi)有正常啟動(dòng)，中央處理器23則發(fā)出信號(hào)給語(yǔ)音警告器282，使發(fā)出例如車 輛啟動(dòng)系統(tǒng)未啟動(dòng)的語(yǔ)音，中央處理器23更進(jìn)一步發(fā)出信號(hào)給屏幕顯示器272 顯示例如啟動(dòng)系統(tǒng)未啟動(dòng)圖字樣及顯示電壓/電流的數(shù)值。
(2) 中央處理器23采樣電壓電流偵測(cè)電路21輸出的電壓電流數(shù)值與設(shè) 定值，判斷車輛發(fā)電機(jī)918輸出的電壓是否正常，如果滿足式(4)，則發(fā)出信 號(hào)給語(yǔ)音警告器282，使發(fā)出例如電壓異常過(guò)高請(qǐng)盡快關(guān)閉電器用品的語(yǔ)音， 同時(shí)發(fā)出信號(hào)給屏幕顯示器272顯示例如電壓異常過(guò)高請(qǐng)盡快關(guān)閉電器用品 圖字樣及顯示電壓/電流的數(shù)值，以提醒車輛使用者。
(3) 當(dāng)車輛正常運(yùn)行后，中央處理器23對(duì)比電壓電流偵測(cè)電路21輸出 電壓數(shù)值與設(shè)定值，判斷車輛運(yùn)行中電壓是否正常，如果滿足式(6)，中央處 理器23則發(fā)出信號(hào)給語(yǔ)音警告器282，使發(fā)出例如運(yùn)行中電池電壓過(guò)低請(qǐng)盡 速檢查電路系統(tǒng)的語(yǔ)音，中央處理器23更進(jìn)一步發(fā)出信號(hào)給屏幕顯示器272 顯示例如電池電壓過(guò)低請(qǐng)盡速檢査電路系統(tǒng)圖字樣及顯示電壓/電流的數(shù)值，以提醒車輛使用者運(yùn)行中電池電壓過(guò)低的判斷結(jié)果。
(4)當(dāng)車輛停俥后(不滿足式(1)且式(2)且式(3))，中央處理器23對(duì)比 電壓電流偵測(cè)電路21輸出電壓數(shù)值，判斷車輛運(yùn)行中電壓是否正常，如果滿 足式(9)，中央處理器23則發(fā)出信號(hào)給語(yǔ)音警告器282，使發(fā)出例如電池電壓 即將耗盡在30秒后切斷供電的語(yǔ)音，中央處理器23更進(jìn)一步發(fā)出信號(hào)給屏 幕顯示器272顯示例如電池電壓即將耗盡在30秒后切斷供電圖字樣及顯示電 壓/電流的數(shù)值，以報(bào)警車輛停俥后車輛電池電壓耗盡；在預(yù)設(shè)的時(shí)間(本實(shí) 施例為30秒)后，中央處理器23輸出信號(hào)給繼電器293，切離車輛電池10繼 續(xù)對(duì)車輛的供電，以保留電力供下次啟動(dòng)所需。
<第三裝置實(shí)施例>車輛電池報(bào)警器
如圖5，為本發(fā)明的車輛電池報(bào)警器20的實(shí)施例三，該實(shí)施例中車輛電 池報(bào)警器20的組成結(jié)構(gòu)與上一實(shí)施例相似，不同之處在于其采用的數(shù)據(jù)輸入 裝置25的類型。
實(shí)施例中數(shù)據(jù)輸入裝置25采用輸入接口 251及I/O連接器252。 PDA數(shù)據(jù) 輸入器930具有與I/O連接器252相同格式的連接器，當(dāng)PDA數(shù)據(jù)輸入器930 與I/O連接器252連接后，可將PDA數(shù)據(jù)輸入器930儲(chǔ)存該廠牌車輛電池10 特性、各報(bào)警狀況條件的數(shù)據(jù)經(jīng)由輸入接口 251傳輸給中央處理器23，本實(shí) 施例使用IEEE1394為輸入接口 251及I/O連接器252傳輸下列數(shù)據(jù)車輛發(fā) 電機(jī)的正常供電電壓范圍低限值VEL、車輛正常啟動(dòng)時(shí)的最小電流值A(chǔ)EL、電 池輸出端的安全警告的回路過(guò)高電壓VHH、車輛正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)安全警告的回路低 電壓VRLH、車輛停止時(shí)過(guò)低電壓VSLL;正常啟動(dòng)時(shí)電壓上升斜率最小值Smin。 本實(shí)施例是使用PDA數(shù)據(jù)輸入器930為數(shù)據(jù)輸入源，但不以此限，可使用具 有IEEE1394的輸入接口 251及I/O連接器252的手提式計(jì)算機(jī)。本實(shí)施例的 電池狀態(tài)診斷方法類似于上一實(shí)施例，在此不再贅述。 <第四裝置實(shí)施例〉車輛電池報(bào)警器
如圖6，為本發(fā)明的車輛電池報(bào)警器20的實(shí)施例四，其是直接連接于具 有引擎發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的車輛電池10上，車輛電池10進(jìn)一步包含車輛主電池11 及車輛備用電池12，該車輛電池報(bào)警器20與引擎發(fā)電機(jī)918及啟動(dòng)系統(tǒng)913 為并聯(lián)連接。報(bào)警器20具體包括中央處理器23及電壓電流偵測(cè)電路21、 溫度感應(yīng)電路22、電壓補(bǔ)償電路24、數(shù)據(jù)輸入裝置25、聲音報(bào)警裝置28、 顯示器裝置27、保護(hù)電路29和繼電器293。
所述中央處理器23可接收電壓電流偵測(cè)電路21輸出的電壓與電流數(shù)值、電壓補(bǔ)償電路24輸出的補(bǔ)償后的電壓數(shù)值；依據(jù)車輛電池10特性，對(duì)各報(bào) 警狀況條件進(jìn)行分析判斷，而輸出信號(hào)給聲音報(bào)警裝置28、輸出判斷結(jié)果或 數(shù)值給顯示器裝置27。
所述聲音報(bào)警裝置28進(jìn)一步包含蜂鳴器281與語(yǔ)音警告器282，蜂鳴器 281可依據(jù)中央處理器23判斷結(jié)果而輸出的信號(hào)發(fā)出不同頻率的聲音，以警 告車輛使用者，語(yǔ)音警告器282可以依據(jù)中央處理器23判斷結(jié)果而輸出的信 號(hào)發(fā)出語(yǔ)音，以警告車輛使用者；顯示器裝置27進(jìn)一步包含發(fā)光二極管顯示 器271、屏幕顯示器272及EL燈顯示器273，發(fā)光二極管顯示器271以不同 的燈號(hào)組成以顯示判斷結(jié)果，屏幕顯示器272可以顯示判斷結(jié)果的圖字樣及/ 或電壓、電流、溫度的數(shù)值，EL燈顯示器273則以預(yù)設(shè)的EL區(qū)域顏色以顯示 判斷結(jié)果。
所述數(shù)據(jù)輸入裝置25進(jìn)一步包含輸入接口 251及I/O連接器252; PDA 數(shù)據(jù)輸入器930具有與I/O連接器252相匹配的連接器，當(dāng)PDA數(shù)據(jù)輸入器 930與I/O連接器252連接后，可將PDA數(shù)據(jù)輸入器930儲(chǔ)存該廠牌車輛電池 IO特性、各報(bào)警狀況條件的數(shù)據(jù)經(jīng)由輸入接口251傳輸給中央處理器23，本 實(shí)施例使用IEEE1394為輸入接口 251及I/O連接器252。在本實(shí)施例中數(shù)據(jù) 輸入裝置25接收下列數(shù)據(jù)常溫下車輛發(fā)電機(jī)的正常供電電壓范圍VEL、 VEH; 車輛正常啟動(dòng)時(shí)的最小電流值A(chǔ)EL;常溫下電池輸出端的安全警告電壓限值 VHH;常溫下車輛正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)回路電壓的安全警告下限值VRLH;常溫下車輛停 止時(shí)回路電壓的安全警告上限VSLH及下限VSLL;常溫下正常啟動(dòng)時(shí)電壓上升 斜率最小值Smin;溫度補(bǔ)償函數(shù)矩陣參數(shù)值(h、 k2、 k3)。本實(shí)施例是采用 PDA數(shù)據(jù)輸入器930為數(shù)據(jù)輸入源，但不以此限，還可采用具有IEEE1394的 輸入接口 251及I/O連接器252的手提式計(jì)算機(jī)。中央處理器23可藉由輸入 的參數(shù)設(shè)定工作狀態(tài)。
所述報(bào)警功能即判斷車輛是否正常啟動(dòng)，并可對(duì)車輛發(fā)電機(jī)是否正常、 發(fā)電機(jī)發(fā)出電壓是否過(guò)低、回路電壓是否正常、車輛運(yùn)行中電池是否耗盡、 車輛停止電池是否電壓不足、車輛停止電池是否耗盡等狀況，并對(duì)判斷結(jié)果 輸出信號(hào)于聲音報(bào)警裝置28發(fā)出設(shè)定的聲音及語(yǔ)音、在顯示器裝置27顯示 判斷結(jié)果或/且電壓電流溫度數(shù)值。
本實(shí)施例的所述電池診斷報(bào)警器對(duì)電池狀態(tài)的診斷方法與結(jié)果如下 (1)在每次電壓電流偵測(cè)電路21輸出電壓數(shù)值時(shí)，中央處理器23依據(jù) 預(yù)先輸入的溫度補(bǔ)償函數(shù)矩陣參數(shù)值(h、 k2、 k3)，經(jīng)由電壓補(bǔ)償電路24，產(chǎn)
25生補(bǔ)償后的電壓數(shù)值。
(2) 在適當(dāng)時(shí)間區(qū)間(本實(shí)施例時(shí)間區(qū)間At二5秒)，中央處理器23對(duì)比 補(bǔ)償后的電壓數(shù)值、電流數(shù)值判斷車輛啟動(dòng)系統(tǒng)913是否啟動(dòng)，如果滿足式 (1)且式(2)且式(3)則判斷為正常啟動(dòng)，中央處理器23發(fā)出信號(hào)給聲音報(bào)警 裝置28及顯示器裝置27 (中央處理器23則發(fā)出第一頻率的信號(hào)給蜂鳴器281 ， 使發(fā)出第一頻率的聲音，同時(shí)發(fā)出信號(hào)給語(yǔ)音警告器282，使發(fā)出例如車輛啟 動(dòng)系統(tǒng)正常啟動(dòng)的語(yǔ)音；更進(jìn)一步，中央處理器23發(fā)出信號(hào)給屏幕顯示器272 顯示例如車輛啟動(dòng)系統(tǒng)正常啟動(dòng)圖或字樣及顯示電壓/電流/溫度等數(shù)值，同 時(shí)還發(fā)出信號(hào)給發(fā)光二極管顯示器271顯示第一種組合的亮燈，顯示車輛啟 動(dòng)系統(tǒng)正常啟動(dòng)，中央處理器23還發(fā)出信號(hào)給EL燈顯示器273顯示車輛啟 動(dòng)系統(tǒng)正常啟動(dòng)的區(qū)域)。如果發(fā)電機(jī)918沒(méi)有正常啟動(dòng)，中央處理器23則 發(fā)出信號(hào)給聲音報(bào)警裝置28及顯示器裝置27 (中央處理器23則發(fā)出第二頻率 的信號(hào)給蜂鳴器281，使其發(fā)出第二頻率的聲音，同時(shí)發(fā)出信號(hào)給語(yǔ)音報(bào)警器 282，使發(fā)出例如車輛啟動(dòng)系統(tǒng)未啟動(dòng)的語(yǔ)音；中央處理器23更進(jìn)一步發(fā)出 信號(hào)給發(fā)光二極管顯示器271顯示第二種組合的亮燈，中央處理器23發(fā)出信 號(hào)給屏幕顯示器272顯示例如啟動(dòng)系統(tǒng)未啟動(dòng)圖字樣及顯示電壓/電流/溫度 的數(shù)值，中央處理器23發(fā)出信號(hào)給EL燈顯示器273則顯示車輛啟動(dòng)系統(tǒng)未 啟動(dòng)的區(qū)域)。
(3) 判斷車輛正常啟動(dòng)后，在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)(本實(shí)施例設(shè)定為 10秒)，中央處理器23對(duì)比采樣補(bǔ)償后的電壓數(shù)值，判斷車輛發(fā)電機(jī)918輸 出的電壓是否正常，如果設(shè)定時(shí)間取樣連續(xù)滿足式(4)，中央處理器23則發(fā) 出信號(hào)給聲音報(bào)警裝置28及顯示器裝置27 (中央處理器23則發(fā)出第三頻率的 信號(hào)給蜂鳴器281，使發(fā)出第三頻率的聲音，同時(shí)發(fā)出信號(hào)給語(yǔ)音警告器282， 使發(fā)出例如發(fā)電機(jī)電壓異常過(guò)高的語(yǔ)音；中央處理器23更進(jìn)一步發(fā)出信號(hào)給 發(fā)光二極管顯示器271顯示第三種組合的亮燈，中央處理器23發(fā)出信號(hào)給屏 幕顯示器272顯示例如發(fā)電機(jī)電壓異常過(guò)高圖字樣及顯示電壓/電流/溫度的 數(shù)值，中央處理器23發(fā)出信號(hào)給EL燈顯示器273則顯示發(fā)電機(jī)電壓異常過(guò) 高的區(qū)域)，警告使用者發(fā)電機(jī)電壓異常過(guò)高。如果滿足式(5)，中央處理器 23則發(fā)出信號(hào)給聲音報(bào)警裝置28及顯示器裝置27(中央處理器23則發(fā)出第 四頻率的信號(hào)給蜂鳴器281，使發(fā)出第四頻率的聲音，中央處理器23發(fā)出信 號(hào)給語(yǔ)音警告器282，使發(fā)出例如發(fā)電機(jī)電壓異常過(guò)低的語(yǔ)音；中央處理器 23更進(jìn)一步發(fā)出信號(hào)給發(fā)光二極管顯示器271顯示第四種組合的亮燈，中央處理器23發(fā)出信號(hào)給屏幕顯示器272顯示例如發(fā)電機(jī)電壓異常過(guò)低圖字樣及 顯示電壓/電流/溫度的數(shù)值，中央處理器23發(fā)出信號(hào)給EL燈顯示器273則 顯示發(fā)電機(jī)電壓異常過(guò)低的區(qū)域)，以警告使用者發(fā)電機(jī)電壓異常過(guò)低。
(4)當(dāng)車輛正常運(yùn)行后，在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)(本實(shí)施例設(shè)定為10 秒)，中央處理器23對(duì)比取樣電壓電流值，判斷車輛運(yùn)行中電池電壓是否正 常，如果設(shè)定時(shí)間取樣連續(xù)滿足式(6)，中央處理器23則發(fā)出信號(hào)給聲音報(bào) 警裝置28及顯示器裝置27(中央處理器23則發(fā)出第五頻率的信號(hào)給蜂鳴器 281，使發(fā)出第五頻率的聲音，中央處理器23發(fā)出信號(hào)給語(yǔ)音警告器282，使 發(fā)出例如運(yùn)行中電池電壓過(guò)低的語(yǔ)音；中央處理器23更進(jìn)一步發(fā)出信號(hào)給發(fā) 光二極管顯示器271顯示第五種組合的亮燈，中央處理器23發(fā)出信號(hào)給屏幕 顯示器272顯示例如運(yùn)行中電池電壓過(guò)低圖字樣及顯示電壓/電流/溫度的數(shù) 值，中央處理器23發(fā)出信號(hào)給EL燈顯示器273則顯示運(yùn)行中電池電壓過(guò)低 的區(qū)域)，以警告使用者車輛運(yùn)行中電池電壓過(guò)低。如果設(shè)定時(shí)間取樣連續(xù)滿 足式(7)，中央處理器23則發(fā)出信號(hào)給聲音報(bào)警裝置28及顯示器裝置27 (中 央處理器23則發(fā)出第六頻率的信號(hào)給蜂鳴器281，使發(fā)出第六頻率的聲音， 中央處理器23發(fā)出信號(hào)給語(yǔ)音警告器282，使發(fā)出例如運(yùn)行中電池即將耗盡 的語(yǔ)音；中央處理器23更進(jìn)一步發(fā)出信號(hào)給發(fā)光二極管顯示器271顯示第六 種組合的亮燈，中央處理器23發(fā)出信號(hào)給屏幕顯示器272顯示例如運(yùn)行中電 池即將耗盡圖字樣及顯示電壓/電流/溫度的數(shù)值，中央處理器23發(fā)出信號(hào)給 EL燈顯示器273則顯示運(yùn)行中電池即將耗盡的區(qū)域)，以警告使用者電池即將 耗盡。若不滿足式(7)則表示電池正常，返回到初始時(shí)進(jìn)行新一輪的電壓、 電流及溫度采樣。
(6)當(dāng)車輛停止后(即采樣資料不滿足式(1)且式(2)且式(3))，中央處 理器23對(duì)比電壓電流偵測(cè)電路21輸出電壓數(shù)值，判斷車輛停止電壓是否正 常，如果滿足式(8)，中央處理器23則發(fā)出信號(hào)給聲音報(bào)警裝置28及顯示器 裝置27(中央處理器23則發(fā)出第七頻率的信號(hào)給蜂鳴器281，使發(fā)出第七頻 率的聲音，中央處理器23發(fā)出信號(hào)給語(yǔ)音警告器282，使發(fā)出例如行進(jìn)中電 池電壓過(guò)低的語(yǔ)音；中央處理器23更進(jìn)一步發(fā)出信號(hào)給發(fā)光二極管顯示器271 顯示第七種組合的亮燈，中央處理器23發(fā)出信號(hào)給屏幕顯示器272顯示例如 停止電池電壓過(guò)低圖字樣及顯示電壓/電流/溫度的數(shù)值，中央處理器23發(fā)出 信號(hào)給EL燈顯示器273則顯示停止電池電壓過(guò)低的區(qū)域)，以報(bào)警停止電池 電壓過(guò)低。
27(7)當(dāng)車輛停止后(不滿足式(1)且式(2)且式(3))，中央處理器23對(duì)比 電壓電流偵測(cè)電路21輸出電壓數(shù)值，判斷車輛停止電壓是否正常，如果滿足 式(8)，中央處理器23則發(fā)出信號(hào)給聲音報(bào)警裝置28及顯示器裝置27(中央 處理器23則發(fā)出第八頻率的信號(hào)給蜂鳴器281，使發(fā)出第八頻率的聲音，中 央處理器23發(fā)出信號(hào)給語(yǔ)音警告器282，使發(fā)出例如電池即將耗盡請(qǐng)停止使 用的語(yǔ)音；中央處理器23更進(jìn)一步發(fā)出信號(hào)給發(fā)光二極管顯示器271顯示第 八種組合的亮燈，中央處理器23發(fā)出信號(hào)給屏幕顯示器272顯示例如電池即 將耗盡的圖或字樣及顯示電池當(dāng)前電壓/電流/溫度的數(shù)值，中央處理器23發(fā) 出信號(hào)給EL燈顯示器273則顯示停止電池即將耗盡的區(qū)域)，警告使用者電 池即將耗盡應(yīng)立即停止使用。并在延時(shí)預(yù)定時(shí)間后(本實(shí)施例為30秒)，中央 處理器23發(fā)出信號(hào)給繼電器293切斷電池對(duì)車輛的供電回路，以保留足夠的 電力供下次啟動(dòng)所需。 <第五實(shí)施例〉車輛電池報(bào)警器
如圖8，為本發(fā)明的車輛電池報(bào)警器20的實(shí)施例五，其是直接連接于具 有引擎發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的車輛電池10上，車輛電池10進(jìn)一步包含車輛主電池11 及車輛備用電池12，該車輛電池報(bào)警器20與引擎發(fā)電機(jī)918及啟動(dòng)系統(tǒng)913 為并聯(lián)連接。報(bào)警器20具體包括中央處理器23及電壓電流偵測(cè)電路21、 溫度感測(cè)電路22、電壓補(bǔ)償電路24、數(shù)據(jù)輸入裝置25、聲音報(bào)警裝置28、顯 示器裝置27、保護(hù)電路29和繼電器293。
所述電壓電流偵測(cè)電路21、電壓補(bǔ)償電路24、聲音報(bào)警裝置28、顯示器 裝置27，蜂鳴器281、語(yǔ)音警告器282、發(fā)光二極管顯示器271、屏幕顯示器 272及EL燈顯示器273，均同第四實(shí)施例，則不再贅述。
其中，所述數(shù)據(jù)輸入裝置25采用微控制器(MCU, Microcontroller Unit) 254所構(gòu)成，MCU 254可以藉由可儲(chǔ)存的內(nèi)存，預(yù)先輸入儲(chǔ)存下列數(shù)據(jù)常溫 下車輛發(fā)電機(jī)的正常供電電壓范圍VEL、 VEH;車輛正常啟動(dòng)時(shí)的最小電流 值A(chǔ)EL;常溫下電池輸出端的安全警告電壓限值VHH;常溫下車輛正常運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)回路電壓的安全警告下限值VRLH;常溫下車輛停止時(shí)回路電壓的安全警告 上限VSLH及下限VSLL;常溫下正常啟動(dòng)時(shí)電壓上升斜率最小值Smin;溫度 補(bǔ)償函數(shù)矩陣系數(shù)值(k卜k2、 k3)等。MCU254連接于中央處理器23，中央處 理器23可讀取MCU254儲(chǔ)存的資料，設(shè)定車輛啟動(dòng)特性和電池特性，以進(jìn)行 車輛電池10的診斷。
本實(shí)施例的所述電池診斷報(bào)警器對(duì)電池狀態(tài)的診斷方法與結(jié)果，同于第四實(shí)施例，亦不再贅述。
如圖10 14給出了五種車輛電池報(bào)警器的整體外觀示意圖，其中圖10、 11為所述電池報(bào)警器與車輛后照鏡結(jié)合形式的實(shí)例，圖12、 13為置于車輛儀 表板上立式的車輛電池報(bào)警器實(shí)例，圖14為安裝于車輛儀表板內(nèi)的車輛電池 報(bào)警器實(shí)例。圖IO、 11所示實(shí)例采用發(fā)光二極管顯示器271以顯示車輛電池 10的電量百分比，并使用屏幕顯示器272以顯示車輛電池10的電壓數(shù)值與報(bào) 警狀態(tài)，而語(yǔ)音警告器282與DIP選擇器253則未顯示；圖10、 11兩者區(qū)別 在于前面板上是否設(shè)置按鍵，圖10中按鍵可連接DIP選擇器253供為車輛啟 動(dòng)特性及電池特性設(shè)定使用。圖12、 13所示采用EL燈顯示器273以顯示車 輛電池10的電量百分比，并使用屏幕顯示器272以顯示車輛電池10的電壓 數(shù)值與報(bào)警狀態(tài)，而語(yǔ)音警告器282與連接輸入接口 251的I/O連接器 252(IEEE1894連接器)則未顯示。圖12所示采用發(fā)光二極管顯示器271以顯 示車輛電池10的電量百分比，并使用發(fā)光二極管顯示器271以發(fā)光二極管燈 的明暗組合成為數(shù)字，以顯示車輛電池10的電壓數(shù)值。
本發(fā)明中所述電池報(bào)警器的整體外觀可任意設(shè)計(jì)，包括但不局限于以上 所列舉出的。
另需說(shuō)明的是，上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明 構(gòu)思前提下，對(duì)本發(fā)明所做的任何微小變化及等同替換，均屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
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權(quán)利要求
1一種車輛電池診斷方法，包括以下步驟S0通過(guò)數(shù)據(jù)輸入裝置輸入基本數(shù)據(jù)包括車輛發(fā)電機(jī)的正常供電電壓范圍VEL、VEH，車輛正常啟動(dòng)時(shí)的最小電流值A(chǔ)EL，車輛正常運(yùn)行時(shí)電池輸出端安全警告電壓上限值VHH和下限值VRLH，車輛停止時(shí)電池輸出端安全警告電壓下限值VSLH和過(guò)低電壓值VSLL，車輛正常啟動(dòng)時(shí)電壓上升斜率最小值Smin；S1以間隔取樣時(shí)間，偵測(cè)在任一取樣時(shí)間t內(nèi)電池電壓V(t)、電流A(t)數(shù)值；S2判斷車輛是否正常啟動(dòng)在適當(dāng)偵測(cè)區(qū)間Δt時(shí)間內(nèi)，若同時(shí)滿足式(1)、式(2)、式(3)則發(fā)出第一種訊息表示車正常啟動(dòng)，否則發(fā)出第二種訊息表示車未啟動(dòng)；S(Δt)≥Smin (1)且在Δt時(shí)間內(nèi)，A(t)≥AEL (2)V(t)>VEL(3)其中，S(Δt)為區(qū)間Δt時(shí)間內(nèi)電壓變動(dòng)斜率，S(Δt)＝(V(t0+Δt)-V(t0))/Δt，t0為計(jì)算電壓變動(dòng)斜率的啟始時(shí)間；S3判斷車輛發(fā)電機(jī)是否正常在S2步驟后，以間隔取樣時(shí)間，對(duì)發(fā)電機(jī)電壓取樣；S31若滿足式(4)，則發(fā)出第三種訊息表示發(fā)電機(jī)電壓過(guò)高；Vav>VHH (4)S32若滿足式(5)，則發(fā)出第四種訊息表示發(fā)電機(jī)電壓過(guò)低；Vav<VEL (5)其中，t2-t1為設(shè)定的n個(gè)連續(xù)取樣的時(shí)間區(qū)間；S4若同時(shí)滿足式(1)、式(2)、式(3)車輛正常啟動(dòng)后，以間隔取樣時(shí)間對(duì)電池電壓取樣，判斷車輛運(yùn)行中電壓是否正常S41若在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)，滿足式(6)則發(fā)出第五種訊息表示車輛運(yùn)行中電池電壓過(guò)低；V(t)<VRLH (6)S42若在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)，若滿足式(7)則發(fā)出第第六種訊息表示運(yùn)行中電池即將耗盡；V(t)<VRLL (7)S5若不滿足S2條件車輛未正常啟動(dòng)時(shí)或車輛停止時(shí)，以間隔取樣時(shí)間，對(duì)電池電壓取樣，判斷車輛停止時(shí)電壓是否正常S51若在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)，滿足式(8)則發(fā)出第七種訊息表示停止時(shí)電池電壓過(guò)低；V(t)<VSLH (8)S52若在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)，滿足式(9)則發(fā)出第第八種訊息表示停止時(shí)電池耗盡；V(t)<VSLL (9)S53若判斷電池電壓耗盡后延時(shí)預(yù)定時(shí)間，輸出第九種信號(hào)切斷車輛電池的供電回路，保留電力供下次啟動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輛電池診斷方法，其特征在于，所述第一種訊息至第八種訊息包含不同頻率的信號(hào)以趨動(dòng)蜂鳴器產(chǎn)生不同頻率的聲音和/或包含不同語(yǔ)音趨動(dòng)信號(hào)以趨動(dòng)語(yǔ)音產(chǎn)生器產(chǎn)生不同的語(yǔ)音。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輛電池診斷方法，其特征在于，所述第一種訊息至第八種訊息，包含不同信號(hào)以趨動(dòng)發(fā)光二極管顯示器產(chǎn)生不同組合之燈號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛電池診斷方法，其特征在于，所述第一種訊息至第八種訊息，包含不同信號(hào)以趨動(dòng)屏幕顯示器產(chǎn)生不同訊息圖字樣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛電池診斷方法，其特征在于，所述第一種訊息至第八種訊息，包含不同信號(hào)以趨動(dòng)EL燈顯示器產(chǎn)生不同訊息區(qū)塊的燈號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛電池診斷方法，其特征在于，所述第一種訊息至第八種訊息，進(jìn)一步包含電壓數(shù)值、電流數(shù)值、溫度數(shù)值中任一種或其組合之顯示。
7. —種車輛電池診斷方法，包括以下步驟-SS0:輸入基準(zhǔn)溫度T。時(shí)的基本數(shù)據(jù)包括車輛發(fā)電機(jī)的正常供電電壓范圍VEL、 VEH,車輛正常啟動(dòng)時(shí)的最小電流值A(chǔ)EL，車輛正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電池輸出端安全警告電壓上限值VHH和下限值VRLH，車輛停止時(shí)電池輸出端安全警告低電壓值VSLH及過(guò)低電壓值VSLL，正常啟動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)電壓上升斜率最小值Smin，溫度補(bǔ)償函數(shù)矩陣參數(shù)值(k:、 k2、 k3);SS1:以間隔取樣時(shí)間，偵測(cè)在任一取樣時(shí)間t時(shí)電壓V' (t)、電流A(t)及溫度T(t)數(shù)值；依據(jù)式(IO)，計(jì)算溫度補(bǔ)償后的電壓V(t);AT = T(t)-TQ ，其中，T。為溫度補(bǔ)償函數(shù)矩陣參數(shù)值的基準(zhǔn)溫度；SS2:診斷車輛是否正常啟動(dòng):在適當(dāng)偵測(cè)時(shí)間區(qū)間A t內(nèi)，若同時(shí)滿足式(1)、式(2)、式(3)則發(fā)出第一種訊息表示車輛正常啟動(dòng)，否則發(fā)出第二種訊息表示車輛未啟動(dòng)；其中，S(At)為At時(shí)間區(qū)間內(nèi)電壓變動(dòng)斜率，S( At) = (V(t。+At) -V (t。) ) / A t ， t。為計(jì)算電壓變動(dòng)斜率的起始時(shí)間；SS3:診斷車輛發(fā)電機(jī)是否正常在SS2步驟后，以間隔取樣時(shí)間對(duì)電池電壓取樣；SS31:若滿足式(4)，則發(fā)出第三種訊息表示發(fā)電機(jī)電壓異常過(guò)高；Vav 〉■ (4)SS32:若滿足式(5),則發(fā)出第四種訊息表示發(fā)電機(jī)電壓異常過(guò)低；Vav 〈VEL (5)v(t) = r(,) + [t, 、 、]. ATS( At) ^Smin且在At時(shí)間內(nèi)，A(t) ^AELV(t) 〉VEL(1)(2)(3)其中，v",^yf嚇).^^X")t2-tl為設(shè)定的n個(gè)連續(xù)取樣的時(shí)間區(qū)間；SS4:若同時(shí)滿足式(l)、式(2)、式(3)車輛正常啟動(dòng)后，以間隔取樣時(shí)間，對(duì)電池電壓取樣，診斷車輛運(yùn)行中電池電壓是否正常；SS41:若在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)，滿足式(6)則發(fā)出第五種訊息表示運(yùn)行中電池電壓過(guò)低；V(t) 〈VRLH (6)SS42:若在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)，若滿足式(7)則發(fā)出第第六種訊息表示運(yùn)行中電池即將耗盡；V(t) 〈VRLL (7)SS5:若不滿足S2條件時(shí)，以間隔取樣時(shí)間對(duì)電池電壓取樣，診斷車輛停止時(shí)電壓是否正常；SS51:若在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)，滿足式(8)則發(fā)出第七種訊息表示車輛停止電池電壓過(guò)低；V(t) 〈VSLH (8)SS52:若在一設(shè)定的連續(xù)取樣時(shí)間內(nèi)，滿足式(9)則發(fā)出第第八種訊息表示車輛停止電池耗盡；V(t) 〈VSLL (9)SS53:在判斷電池耗盡后，延時(shí)預(yù)定時(shí)間，輸出第九種信號(hào)切斷車輛電池供電回路，保留電力供下次啟動(dòng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛電池診斷方法，其特征在于，所述第一種訊息至第八種訊息包含不同頻率的信號(hào)以趨動(dòng)蜂鳴器產(chǎn)生不同頻率的聲音和/或包含不同語(yǔ)音趨動(dòng)信號(hào)以趨動(dòng)語(yǔ)音產(chǎn)生器產(chǎn)生不同的語(yǔ)音。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛電池報(bào)警器，其特征在于，所述第一種訊息至第八種訊息，包含不同信號(hào)以趨動(dòng)發(fā)光二極管顯示器產(chǎn)生不同組合之燈號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛電池診斷方法，其特征在于，所述第一種訊息至第八種訊息，包含不同信號(hào)以趨動(dòng)屏幕顯示器產(chǎn)生不同訊息圖/字樣。5
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛電池診斷方法，其特征在于，所述第一種訊息至第八種訊息，包含不同信號(hào)以趨動(dòng)EL燈顯示器產(chǎn)生不同訊息區(qū)塊的燈號(hào)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輛電池診斷方法，其特征在于，所述第一種訊息至第八種訊息，進(jìn)一步包含顯示電壓數(shù)值、電流數(shù)值、溫度數(shù)值中任一或其組合的信號(hào)。
13. —種車輛電池報(bào)警器，與車輛電池直接連接并與車輛啟動(dòng)系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)串行連接，其特征在于，包括一中央處理器及與中央處理器連接的用于偵測(cè)車輛電池兩端電壓與環(huán)路電流的電壓電流偵測(cè)電路、用于對(duì)報(bào)警器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的數(shù)據(jù)輸入裝置、用于顯示判斷結(jié)果或數(shù)值的顯示裝置、聲音報(bào)警裝置和用于控制車輛電池供電回路通斷的繼電器；所述中央處理器接收數(shù)據(jù)輸入裝置輸入的車輛啟動(dòng)特性、車輛電池特性及電壓電流偵測(cè)電路輸出的電壓與電流數(shù)值，并對(duì)各數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷后輸出至少二種頻率信號(hào)控制聲音報(bào)警裝置、顯示裝置和繼電器執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛電池報(bào)警器，其特征在于，進(jìn)一步包括連接于電池與電壓電流偵測(cè)電路之間對(duì)報(bào)警器內(nèi)部組件起保護(hù)作用的電池短路/反接保護(hù)電路。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛電池報(bào)警器，其特征在于，所述顯示裝置包括發(fā)光二極管顯示器、屏幕顯示器或EL燈顯示器中至少一種。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛電池報(bào)警器，其特征在于，所述聲音報(bào)警裝置包括蜂鳴器、語(yǔ)音警告器中至少一種。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛電池報(bào)警器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)輸入裝置采用DIP選擇器，藉由DIP選擇器所撥動(dòng)的開(kāi)關(guān)組合設(shè)定車輛啟動(dòng)特性和電池特性。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛電池報(bào)警器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)輸入裝置采用一輸入接口及一I/0連接器，藉由輸入接口與1/0連接器連接PDA數(shù)據(jù)輸入器，通過(guò)PDA數(shù)據(jù)輸入器所輸入的數(shù)值設(shè)定車輛啟動(dòng)特性和電池特性。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛電池報(bào)警器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)輸入裝置采用一微控制器MCU，藉由MCU所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)設(shè)定車輛啟動(dòng)特性和電池特性。
20. —種車輛電池報(bào)警器，與車輛電池直接連接并與車輛啟動(dòng)系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)串行連接，其特征在于，包括一中央處理器及與中央處理器連接的用于偵測(cè)車輛電池兩端電壓與環(huán)路電流的電壓電流偵測(cè)電路、用于偵測(cè)車輛電池溫度的溫度感應(yīng)電路、用于產(chǎn)生溫度補(bǔ)償電壓的電壓補(bǔ)償電路、用于對(duì)報(bào)警器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的數(shù)據(jù)輸入裝置、用于顯示判斷結(jié)果或數(shù)值的顯示裝置、聲音報(bào)警裝置和用于控制車輛電池供電回路通斷的繼電器；所述電壓補(bǔ)償電路還與電壓電流偵測(cè)電路連接；所述中央處理器同時(shí)接收數(shù)據(jù)輸入裝置輸入的車輛啟動(dòng)特性和電池特性、電壓電流偵測(cè)電路輸出的電壓與電流數(shù)值、溫度感應(yīng)電路輸出的車輛電池溫度和電壓補(bǔ)償電路輸出的溫度補(bǔ)償電壓，并對(duì)各數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷后輸出至少二種頻率信號(hào)控制聲音報(bào)警裝置、顯示裝置、繼電器執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的車輛電池報(bào)警器，其特征在于，進(jìn)一步包括連接于電池與電壓電流偵測(cè)電路之間對(duì)報(bào)警器內(nèi)部組件起保護(hù)作用的電池短路/反接保護(hù)電路。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的車輛電池報(bào)警器，其特征在于，所述顯示裝置包括發(fā)光二極管顯示器、屏幕顯示器或EL燈顯示器中至少一種。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的車輛電池報(bào)警器，其特征在于，所述聲音報(bào)警裝置包括蜂鳴器、語(yǔ)音警告器中至少一種。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的車輛電池報(bào)警器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)輸入裝置采用DIP選擇器，藉由DIP選擇器所撥動(dòng)的開(kāi)關(guān)組合設(shè)定車輛啟動(dòng)特性和電池特性。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的車輛電池報(bào)警器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)輸入裝置采用一輸入接口及一VO連接器，藉由輸入接口與I/0連接器連接PDA數(shù)據(jù)輸入器，通過(guò)PDA數(shù)據(jù)輸入器所輸入的數(shù)值設(shè)定車輛啟動(dòng)特性和電池特性。
26. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的車輛電池報(bào)警器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)輸入裝置采用一微控制器MCU，藉由MCU所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)設(shè)定車輛啟動(dòng)特性和電池特性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車輛電池電力狀態(tài)的診斷方法及依賴于該方法工作的報(bào)警器，所述方法及裝置主要應(yīng)用于依靠電池電力啟動(dòng)的具有引擎的車輛電池上。所述診斷方法包括判斷車輛正常啟動(dòng)、發(fā)電機(jī)正常供電、發(fā)電機(jī)停止、電池電力耗損等情況下車輛電池是否異常；所述診斷方法利用電池電壓、電流匹配及臨界限制，并以電池溫度為電壓補(bǔ)償。所述電池報(bào)警器包括電壓電流偵測(cè)電路、數(shù)據(jù)輸入裝置、異常判斷裝置(中央處理器)及聲音報(bào)警裝置、顯示裝置等。本發(fā)明所述方法與裝置能夠在車輛停止、車輛正常行駛時(shí)可自動(dòng)診斷電池效能，避免因電池故障造成車輛無(wú)法啟動(dòng)的困難，或因低溫時(shí)電池供電能力降低而造成車輛無(wú)法啟動(dòng)的危險(xiǎn)。
文檔編號(hào)G01R19/165GK101499676SQ20091003741
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者琪 向, 王錦樹(shù) 申請(qǐng)人:向 琪;王錦樹(shù)