專利名稱：車用電源內阻監測預警方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明為有關一種車用電源內阻監測預警方法及其裝置，尤指一種利用對待測電源如車用電源的內阻與一外掛負載在設定的間隔時間內藉瞬間大電流進行常效性的取樣并與預設的預警值比對，進而透過顯示裝置預為警示待測電源現況的待測電源監測預警方法及其裝置。
背景技術：
目前被廣泛作為交通工具的各型車輛，在啟動的初，均需仰賴常態配置在車內的電源構件如車用電池提供足夠的啟動電能，用以啟動馬達的運轉來發動車輛。然該常配置于車內的電源，基本上均有其使用的壽命，當然正常的使用壽命還可能視環境溫度、充電條件、充電時間及負載的放電等各種不同的外部因素而定，因而使現有車用電池的正常使用壽命與實際使用壽命產生非可預期性，換言的，對于駕駛甚至是專業的維修而言，也都無法對車用電池的性能狀況實時進行了解，必需到保養廠配合特殊的檢測設備，方能略知一二，而該等檢測設備也不可能被經常的攜帶在車上隨時作檢測使用，所以往往需到車輛的啟動操作不順利，甚至于已到達無法順利啟動的地步時，才能具體的知道車用電池的電能已然不足或已至壽終就寢的期，此情對經常用車而言，無異是一顆不定時炸彈，因為車輛隨時都有可能在一次熄火后就因電能不足而無法再發動，且車輛熄火的現實所在位置可能在任何的位置，如果不巧，熄火的地點適在偏遠的處，又逢暴風雨天候不佳的情況時，不僅救援姍姍來遲，且有影響用車當日的其它計畫或商談，甚或有礙車內人員生命安全。
因此若能在車上與車用電源間配置一個長效性的車用電源監測裝置，將可有效的改善前述的問題。然如果車用電源經常的在被測試，電池的電能值將很快的被耗盡，當然也喪失了測試的意義，甚至縮短了電池使用的壽命，故如何能在短時間內利用大電流來取得電壓值的取樣值，又不會無謂地消耗電池的電能下而達到長效性監測一節，實為一極需研創的課題。
發明人曾對上述問題提出過一“車用電源的監測方法與裝置”，如申請第01134553.5號專利案，該專利案的發明主要在利用對待測電源如車用電池的二端電壓值來進行取樣與預警值的比對，本發明則是在發明人所發明的前述專利案的專利申請案架構下，再作進一步的研發而獲致。
發明內容
本發明的主要目的在于提供一種車用電源內阻監測預警方法，由一與待測電源相串聯的已知電阻值的外掛負載在設定的時間內，藉功率晶體進行極短時間的瞬間大電流的電壓取樣作業，再經運算處理求得該待測電源的內阻值，并與所預設的待測電源的內阻預警值進行比對，迅速判斷車用電源是否正常，以達到提供實時監測車用電源的供電性能的狀況。
本發明另一目的在于提供一種車用電源內阻監測預警方法，將一已知極小電阻值的外掛負載串聯在車用電源上，藉功率晶體對車用電源進行N次極短時間瞬間大電流的電壓取樣作業，以達到極為精確且省電的目的。
為達成本發明上述目的及功效，其所采取的具體技術手段包括一微中央處理單元(MCU)，是控制整個裝置電路的運作，在設定的間隔時間內適時對待測電源，如車用電源的電壓值進行瞬間取樣，對待測電源內阻值進行運算并與默認值進行比對；一該外掛負載，為一經事先設定電阻值的負載，與待測電源為串聯關系的配置，以的作為計算待測電源內電阻r值的一重要參數；一電壓取樣電路，在待測電源進行瞬間大電流偵測時，用以取得車用電源兩端的端電壓取樣值；一瞬間電流控制電路，是為一功率晶體電路與車用電源兩端并聯配置，受前述微中央處理單元(MCU)的控制，作為開關功能的控制組件并控制瞬間負載電流的大小，以取得電壓取樣值；一顯示單元，是將前述微中央處理單元(MCU)的比對結果顯示出來，以為預警。
該外掛負載是為一電阻組件與放大器的組合。
該外掛負載是為一負載組件。
該負載組件為功率晶體的本質電阻。
該負載組件為所偵測兩點間導線本身的電阻值。
該瞬間電流控制電路含有一功率晶體。
該瞬間電流控制電路含有二個或二個以上并聯組立關系的功率晶體。
該負載的電阻R值是設定在25uΩ～1000mΩ范圍。
該外掛負載R的設定值是可與放大器做選擇性組合。
該待測電源的內阻預警值r的設定值為0.001Ω~1.5Ω。
該瞬間大電流為1A-500A。
該瞬間取樣時間小于0.01秒。
該裝置進一步包括-穩壓電路，以提供整個裝置電路工作所需求穩定的工作電壓。
該外掛負載是為分流器單元。
本發明為達成上述目的及功效，其所采取的進一步具體技術手段包括(1)外掛負載R設定步驟為易于求得待測電源內阻值，步驟開始前應先根據待測電源的種別及待測電源內阻值的大小設定外掛負載R的電阻值，以便藉下述瞬間取樣步驟所產生的瞬間大電流求得正確待測電源內阻值；(2)待測電源內阻預警值r設定步驟根據待測電源的種別設定標準電源內阻預警值r，其設定值可依實際需要設定為單一值或多段設定值，以為監測待測電源內阻值進行下述數值比對步驟時，可提供預警反應的參考值，加以比對；(3)瞬間取樣步驟由功率晶體的瞬間極短時間開關控制外掛負載R的啟閉，以在待測電源端提供瞬間大電流，由系統進行N次取樣測定待測電源端電壓值，并予儲存，進而求得電壓曲線；(4)數值計算步驟將前述步驟所測得的取樣電壓值，配合已知的外掛負載電阻值求得待測電源端負載電流，進而求得待測電源的內電阻值；(5)數值比對步驟系統對前步驟計算求得的待測電源內電阻值與所預設內阻預警值r進行比對，若比對已達默認值即進行預警顯示；(6)結果顯示步驟對于比對結果必要為預警顯示，透過顯示單元來顯示；藉由前述的步驟，在間隔的設定時間計時并在計時完成則進行下一周期的前述步驟，藉此得長效的、隨時的監測待測電源的電能狀態。
該待測電源的內阻預警值r的設定為一定值的設定。
該待測電源的內阻預警值r的設定值為0.001Ω~1.5Ω。
該外掛負載R的設定值為25uΩ-1000mΩ，。
該外掛負載R的設定值可與放大器做選擇性的組合。
該外掛負載R為連接至車用電源所偵測兩點間導線本身的電阻值。
該外掛負載R為功率晶體本身的電阻值。
該瞬間大電流為1A-500A。
該瞬間取樣時間為小于0.01秒。
本發明為達成上述目的及功效，其所采取的進一步具體技術手段又包括(11)系統開始，系統硬件中斷向量地址，為軟件程序的起始點；(12)系統初始化，系統緩存器及輸出入腳的初始化，以設定緩存器的初始值、打開中斷向量及定時器，并定義每一根輸出入腳的狀態及初始值；(13)系統設定外掛負載的電阻R值；(14)系統設定車用電源內阻預警值；(15)系統進行待測電源的空載電壓的取樣偵測，瞬間取樣的偵測時間，例如在0.01秒以下的極短電壓取樣時間為設定的時間，在未啟動功率晶體提供瞬間大電流期間前，對待測電源二端電壓在空載狀態下的電壓Vol取樣K1次的電壓差取樣值進行測定，其中，K1≥1；以及對負載二端于空載狀態下的電壓Vo2在取樣L1次的電壓差取樣值，其中，L1≥1，經計算求其平均值后并予儲存。
(15a)啟動外掛負載，并啟動功率晶體提供瞬間大電流；(15b)系統進行待測電源的負載電壓的取樣偵測，瞬間取樣的偵測時間在極短瞬間，例如在0.01秒以下的極短電壓取樣時間為設定的時間，在啟動功率晶體提供瞬間大電流期間時，對待測電源的二端電壓在負載狀態下的電壓Vil取樣K2次的電壓差取樣值進行測定，其中，K2≥1；以及對負載狀態下外掛負載二端的電壓Vi2在取樣L2次的電壓差取樣值，其中，L2≥1，經計算求其平均值后并予儲存；(15c)關閉負載，也關閉功率晶體以停止提供瞬間的大電流；
(15d)取樣偵測次數的判定，若尚未完成N次取樣偵測的系統設定值時，則再次回到流程(15)，執行下一次的取樣偵測，直到已完成N次取樣偵測的系統設定值時，即繼續執行流程(16)；(16)系統由流程(15)～流程(15d)的取樣周期所取得的電壓取樣值，經關系式計算取得待測電源的內電阻值r；(17)數值比對，將流程(16)的計算待測電源的內電阻值r結果與流程(14)時所設定的待測電源的內電阻預警值相比對；(18)顯示單元的控制，將流程(17)的數值比對結果已達預警值時，即執行預警顯示；(19)待測計時，當定時器開始計數待測間隔的時間，且執行下一流程(20)；(20)取樣偵測的周期判定，若定時器所計數的待測間隔時間尚未達到系統設定的T2值時，則再次回到流程(19)，繼續計時，直到已達系統設定的T2值時，即再次回到流程(15)，執行下一周期的取樣偵測。
前述這個運作架構流程的運算與控制中，流程(15)至流程(15d)為電壓值取樣測定的一周期。
該系統運算架構流程的流程(4)的系統設定預警值，是在設定待測電源內電阻值預警的比對參考值。
該待測電源的內阻預警值r的設定為一定值的設定。
該瞬間取樣時間為小于0.01秒。
圖1是本發明的方法的步驟流程方塊圖；圖2是本發明的方法的系統運算架構的流程圖；圖3是本發明的裝置的第一較佳實施例的邏輯架構電路；圖4是本發明的裝置的第二較佳例的邏輯架構電路；圖5是本發明的裝置的第三較佳實施例的邏輯架構電路；圖6是本發明的裝置的第四較佳實施例的邏輯架構電路；圖7是本發明的電壓值取樣時間與波形的電壓曲線圖；
圖8是車用電源的電壓放電曲線圖；圖9是車用電源結構示意圖。
具體實施例方式
本發明的車用電源內阻監測預警方法，其在對車用電源待測電源的電池內阻值監控操作下以提供對待測電源的電能良窳與預警的參考值比對。前述待測電源的內電阻值的取得是透過一車用電源內阻監測預警裝置，在瞬間大電流的進行下測得待測電源的二端電壓取樣值，由此電壓與已知的外掛負載電阻求得電池負載電流，求得待測電源的內電阻值，即可用以設定的待測電源內阻預警值計進行比對，并在預警必要時進行預警運作。前述這些數值的求取、運算以及比對、顯示等在一運算處理器中進行。
參考圖1，其中顯示本發明的車用電源內阻監測預警方法的系統運作，在具體實施例中是包括以下的步驟(1)負載電阻R設定步驟，此為系統運作的第一主要步驟，首先根據待測電源的種別、型號、制造廠家及待測電源內阻值的大小先將單一待測電源的外掛負載電阻R先行設定為25uΩ-1000mΩ，同時設定待測電源內阻的預警參考值。
(2)待測電源內阻預警值r設定步驟，為系統運作的第二主要步驟，該電源的內阻預警值的設定，是根據待測電源的種別、型號、制造廠家設定單一待測電源的內阻預警值r，一般而言被設定在正常值0.001Ω~1.5Ω之間，于放電終了之間的一個定值，該值也可以是一個區間值；當然更可以是排列的多個數值，俾吾人可依不同需求來提供不同的預警值顯示，如圖8所示；(3)瞬間取樣步驟，此為系統運作的第三主要步驟，利用功率芯片的開關控制進行瞬間大電流的電壓取樣測試，同時在待測電源的二端電壓取樣測得一序列電壓值并予儲存進而將一序列電壓值予以連接成線段而求得電壓曲線該，其中，每一瞬間電壓取樣時間為0.01秒以下，瞬間大電流為1A-500A；(4)數值計算步驟，此為系統運作的第四主要步驟，將前述步驟所測得的取樣電壓值，配合已知的外掛負載電阻值求得電池負載電流，進而求得待測電源的內電阻值的計算運作；(5)數值比對步驟，此為系統運作的第五主要步驟，對前述所計算求得的待測電源的內電阻值，用以與前述系統所預設的內阻預警值r進行比對是否在應為預警的范圍或數值內，如果是，則表示待測電源的電性能已不良或車內充電設備或馬達已有異常而達到要發出警示的情形；最后，(6)為結果顯示步驟，此為系統運作的第六暨最后的主要步驟，對于比對結果必要為預警顯示，透過顯示裝置來顯示。
前述本發明的車用電源內阻監測預警方法的系統運作，是長效性的配置在車內且在設定的取樣間隔時間內對待測電源進行取樣監測，用以隨時的來監測待測電源如車用電源的電能的良窳并直接的反應該監測結果作出預警的顯示。
再請參考圖2所揭示的內容，是為本發明的車用電源內阻監測預警方法的系統運算架構的流程圖。該系統運算架構，其具體的運算與控制包括流程11，是為系統開始，系統硬件中斷向量地址，為軟件程序的起始點；流程12，是為系統初始化，系統緩存器及輸出入腳的初始化，以設定緩存器的初始值、打開中斷向量及定時器，并定義每一根輸出入腳的狀態及初始值；流程13，是為系統設定外掛負載的電阻R值；根據待測電源的種別、型號、制造廠家及待測電源內阻值的大小將單一待測電源的外掛負載電阻R先行設定為25uΩ-1000mΩ，同時設定待測電源的內阻的設定值預警參考值。
流程14，是為設定車用電源內電阻預警值；是用以設定單一待測電源的內電阻值的預設參考值；該內電阻值的預警值是根據待測電源的種別、型號、制造廠家設定標準電源內阻預警值r，該電源內阻預警值r通常被設定在正常值0.001Ω~1.5Ω之間，于放電終了之間的任一個預設參考值(如圖8所示，)；這個默認值在具體實施例中是可以為一定值；也可以是一個區間值；當然更可以是一序列的多個數預設參考值，可依所需求的預警效果進行相對關系的預警顯示；流程15，是為空載電壓的取樣偵測，瞬間取樣的偵測時間，在極短瞬間的極短單一電壓取樣時間為設定的時間，在未啟動功率晶體提供瞬間大電流期間前，請參閱圖7所示，對待測電源二端電壓在空載狀態下的電壓Vol取樣K1次的電壓差取樣值進行測定，其中，K1≥1；以及對負載二端于空載狀態下的電壓Vo2在取樣L1次的電壓差取樣值，其中，L1≥1，經計算求其平均值后并予儲存。
流程15a，是在啟動外掛負載R并啟動功率晶體提供瞬間大電流；流程15b，是為負載電壓的取樣偵測，請參閱圖7所示，瞬間取樣的偵測時間在極短瞬間電壓取樣時間為設定的時間，在啟動功率晶體提供瞬間大電流期間時，對待測電源的二端電壓在負載狀態下的電壓Vi1取樣K2次的電壓差取樣值進行測定，其中，K2≥1；以及對負載狀態下外掛負載二端的電壓Vi2在取樣L2次的電壓差取樣值，其中，L2≥1，經計算求其平均值后并予儲存，其中，瞬間大電流為1A-500A，而瞬間取樣的極短瞬間為0.01秒以下。
流程15c，將被啟動的外掛負載R關閉，也關閉功率晶體以停止瞬間提供的大電流；流程15d，是為從流程15-15d取樣周期偵測次數的判定，若尚未完成N次取樣偵測的系統設定值時，則再次回到流程15，執行下一次的取樣偵測，直到已完成N次取樣偵測的系統設定值時，即繼續執行流程16；流程16，系統由流程15的取樣周期所取得的電壓取樣值，可由待測電源與外掛負載R的串聯組立關系，如圖9所示，所取得的計算電池內電阻值r的平均值的關系式I=Vi2-Vo2R=ΔViR]]>進行換算求出待測電源負載電流值I，再由關系式r=Vo1-Vi1I=ΔVoI]]>換算取得待測電源的內電阻值r；流程17，是為數值比對，將流程16的計算待測電源的內電阻值r結果與流程14時所設定的預警值相比對；流程18，是為控制顯示單元，并將流程17的結果已達預警值，即執行預警顯示；流程19，是為待測計時，定時器開始計數待測間隔的時間，且執行下一流程20；流程20，是為取樣偵測的周期判定，若定時器所計數的待測間隔時間尚未達到系統設定的T2值時，則再次回到流程19，繼續計時，直到已達系統設定的T2值時，即再次回到流程15，執行下一周期的取樣偵測。
在前述的運作架構流程的運算與控制中，流程15至流程15d為電壓值取樣測定的一周期。至予本發明在前述運作架構流程中關于電壓值取樣的時間與波形，如圖7所示，其中Vo曲線為待測電源7二端電壓，如圖3、4所示裝置，所測出在空載與負載狀態經瞬間大電流進行下的電壓變化曲線。Vi則為外掛負載R二端(如圖3、4所示裝置)所測得在空載與負載狀態經瞬間大電流進行下的電壓變化曲線。在圖7的曲線圖中，Vo1及Vo2是在前述流程15中所取得的電壓曲線。Vi1及Vi2是在前述流程15b中所取得的電壓曲線。
由圖7所揭示的電壓曲線圖中，可進一步的了解前述運作架構下由各個曲線區段的變化流程的取樣情形，其中，Vo為車用電源的電壓曲線，而Vi則為外掛負載R兩端的電壓曲線，該P1曲線在Vo電壓曲線(以下簡稱P1曲線)中，是為本發明車用電源內阻監測預警裝置的功率晶體Q1關閉(off)時，待測電源的空載電壓Vol曲線段，即Vol被取樣K1次的曲線段圖；同理，在相對取樣時間點上，外掛負載R的空載兩端電壓Vo2曲線段，即Vo2被取樣L1次的曲線段圖。
P2曲線，是為功率晶體Q1啟開(on)的瞬間。
P3曲線，是為功率晶體Q1啟開(on)的瞬間，待測電源二端電壓的最低點，以及外掛負載R二端電壓上升至最高點。
P4曲線，是為功率晶體Q1啟開(on)后待測電源電壓及負載R二端電壓趨于穩定狀態的曲線。
P5曲線，是為功率晶體Q2，如圖4所示的Q2再次啟丌(on)的瞬間。
P6曲線，是為功率晶體Q2再次啟丌(on)，待測電源的端電壓下降至最低點及外掛負載的端電壓上升至最高點。
P7曲線，是為功率晶體Q1與Q2全啟開(on)后，電壓趨于穩定狀態的曲線。
P8曲線，是為功率晶體Q2關閉(off)的瞬間。
P9曲線，是為功率晶體Q2關閉(off)后待測電源電壓及負載R二端電壓趨于穩定狀態的曲線。
P10曲線，是為功率晶體Q1關閉(off)的瞬間。
P11曲線，是為功率晶體Q1與Q2全關閉(off)后電壓趨于穩定狀態的曲線。此時P11曲線與P1曲線的電壓值是相等的。
圖3是揭示本發明車用電源內阻監測預警裝置的邏輯架構電路圖。
請參照圖3所示，是根據本發明車用電源內阻監測預警裝置的一較佳實施例，在邏輯架構上這個監測預警裝置60主要包含一微中央處理單元(MCU)62、一穩壓電路61、一外掛負載63、一電壓取樣電路64、一瞬間電流控制電路65及一顯示單元66組成。其中該微中央處理單元(MCU)62，是控制整個裝置電路的運作，在設定的間隔時間內適時的送出訊號進行對待測電源7，如車用電源的電壓值進行取樣，并對待測電源內阻值r進行運算并與預設的預警值進行比對；該穩壓電路61，可在需要時做選擇性地提供整個裝置電路工作所需求穩定的工作電壓，即該微中央處理單元(MCU)62如采用固定電壓的電池工作時，該穩壓電路61便可自圖3中省略不用，故該穩壓電路61在本發明車用電源內阻監測預警裝置的實施例中可做選擇性地搭配使用；該單一待測電源的外掛負載63，為一經事先設定電阻值的負載，在本發明一具體的實施例中，該單一待測電源的外掛負載63是為一電阻組件，且該單一待測電源的負載的電阻R值是設定在25uΩ～1000mΩ范圍，并與待測電源為串聯關系的配置，以的作為計算待測電源內電阻r值的一重要參考值；此間應予特別聲明，乃在本發明一具體的實施例中，該外掛負載63實質上為一極低電阻值，始能于對待測電源7進行取樣偵測時，在極短瞬間，例如在0.01秒以下的極短電壓取樣時間產生所需1A-500A的大電流，此間應予特別說明，乃該外掛負載63可為一種錳銅標準電阻器或其它合金標準電阻器、或功率晶體Q的本質內電阻值、或甚至于可為，如圖3所示的導線63E-63F之間或A/D間導線63A-63B，63C-63D之間導線本身的電阻值亦屬可行，謹此說明。
該電壓取樣電路64，用以取得待測電源7在瞬間大電流進行時的二電壓端的電壓取樣值；此間應予特別聲明，乃在本發明一具體的實施例中，該電壓取樣電路64實質上為兩個取樣電路端子64A-64A爾，由圖可知，端子64A-64A是自MCU 62的A/D端腳直接并聯至待測電源7的正負端點上，以取得較為正確的電壓取樣值。
該瞬間電流控制電路65，是受到前述微中央處理單元(MCU)62的控制，并在本發明一具體的實施例中該瞬間電流控制電路65是采用一功率晶體電路Q1與車用電源兩端并聯配置，除用以作為開關功能的控制組件外，尚可用以作為控制瞬間負載電流的大小，亦即在瞬間電壓取樣的測定運作時，提供待測電源7可調控的瞬間大電流，以取得電壓取樣值；該顯示單元66是將前述微中央處理單元(MCU)62的運作結果與所預設電池內阻值作比對，并將比對的結果由該顯示單元66顯示出來，以為預警。
本發明的車用電源內阻監測預警裝置60在與待測電源7如車用電源完成電的連結時，穩壓電路61可在需要時做選擇性地提供穩定工作電源讓整個電路以及微中央處理單元(MCU)62正常的開始運作，該微中央處理單元(MCU)62將依據前述本發明車用電源內阻監測預警方法的系統運算架構流程具體的進行各項運算與控制的流程運作，先經電壓取樣電路64測得待測電源7與外掛負載63在空載時的端電壓取樣值，經啟動負載后再以極短時間內由瞬間電流控制電路65的功率晶體Q1控制以提供瞬間大電流，再度的由電壓取樣電路64測得待測電源7與外掛負載63在負載時的端電壓取樣值。在待測的設定間隔時間內完成N次取樣偵測的系統設定值時，關閉負載并將所測得的取樣電壓值由微中央處理單元(MCU)62依據計算關系式計算出待測電源7的內電阻值r，同時進行與設定的預警值進行比對，續在有反應預警必要時透過顯示單元66進行預警顯示。
請參照圖4所示，為本發明車用電源內阻監測預警裝置60第二實施例的邏輯架構電路，在本發明車用電源內阻監測預警裝置60中，該瞬間電流控制電路65進一步是由二個并聯的功率晶體Q1、Q2配置，利用二個并聯的功率晶體Q1、Q2配置的順序啟動(on)與關閉(off)，得以在所獲得的電壓曲線中得到二個端電壓的下降最低點，如前述圖7所揭示電壓曲線的P3曲線及P6曲線所示然。
請參照圖5所示，為本發明車用電源內阻監測預警裝置60第三實施例的邏輯架構電路，在本實施例的車用電源內阻監測預警裝置60的電路架構，其架構大體上皆同于第二實施例，其中所不同的處在于該單一待測電源的外掛負載63的電阻值甚小時，可以進一步的選擇性地搭配一放大器A67配置與該微中央處理單元(MCU)62連結，俾取得所需的結果。
請參照圖6所示，為本發明的車用電源內阻監測預警裝置60第四實施例的邏輯架構電路，在本實施例的車用電源內阻監測預警裝置60的電路架構中，其架構大體上皆同于第二實施例，其中所不同的處在于，該外掛負載63是采用分流器單元(Shunt Unit S)作為外掛負載63S，在具體的實施例使用上該單一待測電源的分流器負載組件可以采用一種分流電路配置使用，而達到與上述實施例相同的功效。
本發明所提供的車用電源內阻監測預警方法及其裝置，于此處所揭露的實施例是用來解釋而非用來過度限制本發明的申請專利范圍，舉凡本發明所述的其它實施例與技術手段，均應視為本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種車用電源內阻監測預警方法，該監測預警方法的步驟包括(1)外掛負載電阻R設定步驟，首先根據待測電源的種別及待測電源內阻值的大小先將外掛負載電阻R先行設定，以便藉下述瞬間取樣步驟所產生的瞬間大電流值求得待測電源內阻值；(2)待測電源內阻預警值r設定步驟，根據待測電源的種別設定標準電源內阻預警值r，俾可在于監測待測電源內阻值進行下述數值比對步驟時，可提供預警反應的參考值，加以比對；(3)瞬間取樣步驟由功率晶體的瞬間極短時間開關控制外掛負載R的啟閉，以在待測電源端提供瞬間大電流，由系統進行N次取樣測定待測電源端電壓值，并予儲存，進而求得電壓曲線；(4)數值計算步驟將前述步驟所測得的取樣電壓值，配合已知的外掛負載電阻值求得待測電源端負載電流，進而求得待測電源的內電阻值；(5)數值比對步驟系統對前步驟計算求得的待測電源內電阻值與所預設內阻預警值r進行比對，若比對已達默認值即進行預警顯示；(6)結果顯示步驟對于比對結果必要為預警顯示，透過顯示單元來顯示；藉由前述的步驟，在間隔的設定時間計時并在計時完成則進行下一周期的前述步驟，藉此得長效的、隨時的監測待測電源的電能狀態。
2.根據權利要求1所述的車用電源內阻監測預警方法，其特征在于，該待測電源的內阻預警值r的設定為一定值的設定。
3.根據權利要求1所述的車用電源內阻監測預警方法，其特征在于，該待測電源的內阻預警值r的設定值為0.001Ω~1.5Ω。
4.根據權利要求1所述的車用電源內阻監測預警方法，其特征在于，該外掛負載R的設定值為25uΩ-1000mΩ。
5.根據權利要求1所述的車用電源內阻監測預警方法，其特征在于，該外掛負載R的設定值可與放大器做選擇性的組合。
6.根據權里要求1所述的車用電源內阻監測預警方法，其特征在于，該外掛負載R為連接至車用電源所偵測兩點間導線本身的電阻值。
7.根據權利要求1所述的車用電源內阻監測預警方法，其特征在于，該外掛負載R為功率晶體本身的電阻值。
8.根據權利要求1所述的車用電源內阻監測預警方法，其特征在于，該瞬間大電流為1A-500A。
9.根據權利要求1所述的車用電源內阻監測預警方法，其特征在于，該瞬間取樣時間為小于0.01秒。
10.一種車用電源內阻監測預警方法，該系統流程包括(1)系統開始，系統硬件中斷向量地址，為軟件程序的起始點；(2)系統初始化，系統緩存器及輸出入腳的初始化，以設定緩存器的初始值、打開中斷向量及定時器，并定義每一根輸出入腳的狀態及初始值；(3)系統設定外掛負載的電阻R值；(4)系統設定車用電源內阻預警值；(5)系統進行空載電壓的取樣偵測，瞬間取樣的偵測時間為設定的時間，在未啟動功率晶體提供瞬間大電流期間前，對待測電源二端電壓空載狀態下的電壓Vo1取樣K1次的電壓差取樣值進行測定，其中，K1≥1；以及對負載二端在空載狀態下的電壓Vo2取樣L1次的電壓差取樣值進行測定，其中，L1≥1，經計算求其平均值后并予儲存。(6)啟動外掛負載，并啟動功率晶體提供瞬間大電流；(7)系統進行負載電壓的取樣偵測，瞬間取樣的偵測時間為設定的時間，在啟動功率晶體提供瞬間大電流期間時，對待測電源的二端電壓在負載狀態下的電壓Vi1取樣K2次的電壓差取樣值進行測定，其中，K2≥1；以及對負載狀態下外掛負載二端的電壓Vi2在取樣L2次的電壓差取樣值，其中，L2≥1，經計算求其平均值后并予儲存；(8)關閉負載，也關閉功率晶體以停止提供瞬間的大電流；(9)取樣偵測次數的判定，若尚未完成N次取樣偵測的系統設定值時，則再次回到流程(5)，執行下一次的取樣偵測，直到已完成N次取樣偵測的系統設定值時，即繼續執行流程(10)；(10)系統由流程(5)～流程(7)的取樣周期所取得的電壓取樣值，經關系式計算取得待測電源的內電阻值r；(11)數值比對，將流程(10)的計算待測電源的內電阻值r結果與流程(4)時所設定的待測電源的內電阻預警值相比對；(12)顯示單元的控制，如流程(11)的數值比對結果已達預警值時，即執行預警顯示；(13)待測計時，當定時器開始計數待測間隔的時間，且執行下一流程(14)；(14)取樣偵測的周期判定，若定時器所計數的待測間隔時間尚未達到系統設定的T2值時，則再次回到流程(13)，繼續計時，直到已達系統設定的T2值時，即再次回到流程(5)，執行下一周期的取樣偵測。前述這個運作架構流程的運算與控制中，流程(5)至流程(9)為電壓值取樣測定的一周期。
11.根據權利要求10所述的車用電源內阻監測預警方法，其特征在于，該系統運算架構流程的流程(4)的系統設定預警值，是在設定待測電源內電阻值預警的比對參考值。
12.根據權利要求10所述的車用電源內阻監測預警方法，其特征在于，該待測電源的內阻預警值r的設定為一定值的設定。
13.根據權利要求10所述的車用電源內阻監測預警方法，其特征在于，該瞬間取樣時間為小于0.01秒。
14.一種車用電源內阻監測預警裝置，該監測預警裝置包括一微中央處理單元(MCU)，是控制整個裝置電路的運作，在設定的間隔時間內適時對待測電源，如車用電源的電壓值進行瞬間取樣，對待測電源內阻值進行運算并與默認值進行比對；一該外掛負載，為一經事先設定電阻值的負載，與待測電源為串聯關系的配置，以的作為計算待測電源內電阻r值的一重要參數；一電壓取樣電路，在待測電源進行瞬間大電流偵測時，用以取得車用電源兩端的端電壓取樣值；一瞬間電流控制電路，是為一功率晶體電路與車用電源兩端并聯配置，受前述微中央處理單元(MCU)的控制，作為開關功能的控制組件并控制瞬間負載電流的大小，以取得電壓取樣值；一顯示單元，是將前述微中央處理單元(MCU)的比對結果顯示出來，以為預警。
15.根據權利要求14所述的車用電源內阻監測預警裝置，其特征在于，該外掛負載是為一電阻組件與放大器的組合。
16.根據權利要求14所述的車用電源內阻監測預警裝置，其特征在于，該外掛負載是為一負載組件。
17.根據權利要求16所述的車用電源內阻監測預警裝置，其特征在于，該負載組件為功率晶體的本質電阻。
18.根據權利要求16所述的車用電源內阻監測預警裝置，其特征在于，該負載組件為所偵測兩點間導線本身的電阻值。
19.根據權利要求14所述的車用電源內阻監測預警裝置，其特征在于，該瞬間電流控制電路含有一功率晶體。
20.根據權利要求14所述的車用電源內阻監測預警裝置，其特征在于，該瞬間電流控制電路含有二個或二個以上并聯組立關系的功率晶體。
21.根據權利要求14所述的車用電源內阻監測預警裝置，其特征在于，該負載的電阻R值是設定在25uΩ～1000mΩ范圍。
22.根據權利要求14所述的車用電源內阻監測預警裝置，其特征在于，該外掛負載R的設定值是可與放大器做選擇性組合。
23.根據權利要求14所述的車用電源內阻監測預警裝置，其特征在于，該待測電源的內阻預警值r的設定值為0.001Ω~1.5Ω。
24.根據權利要求14所述的車用電源內阻監測預警裝置，其特征在于，該瞬間大電流為1A-500A。
25.根據權利要求14所述的車用電源內阻監測預警方法，其特征在于，該瞬間取樣時間小于0.01秒。
26.根據權利要求1所述的車用電源內阻監測預警裝置，其特征在于，該裝置進一步包括一穩壓電路，以提供整個裝置電路工作所需求穩定的工作電壓。
27.根據權利要求14所述的車用電源內阻監測預警裝置，其特征在于，該外掛負載是為分流器單元。
全文摘要
本發明是有關一種車用電源內阻監測預警方法及其裝置，該方法包含利用與待測電源直接并聯連結關系的監測預警裝置，藉一與待測電源為串聯關系的外掛負載電阻的設定值，在極短的設定取樣瞬間時間間隔內，藉功率晶體控制電路對待測電源進行極短時間的瞬間大電流測試，進而測得瞬間取樣電壓值并由監測預警裝置的運算求得待測電源的內阻值，用以與預設的待測電源內阻預警值進行比對，以判斷待測電源是否足以堪用；該監測比對運作是在設定之間隔時間內藉瞬間大電流進行常效性的取樣與比對，適時地反應比對結果并予實時預警顯示，使用車可隨時掌控車用電源的最佳狀況。該監測預警裝置包含一微中央處理單元(MCU)、一穩壓電路、一外掛負載、一電壓取樣電路、一瞬間電流控制電路及一顯示單元組成。
文檔編號G01M17/007GK1725025SQ200410070749
公開日2006年1月25日 申請日期2004年7月23日 優先權日2004年7月23日
發明者黃永昇 申請人:金百達科技有限公司