CN111443216B - 一种车辆轮速检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆轮速检测电路，包括二阶RC滤波电路，差分放大电路、一阶RC滤波电路、正向电压比较电路和故障诊断电路。相比传统的检测电路，本发明通过对传感器信号的过滤和整流，只保留交流信号部分，系统抗干扰能力更强，对齿圈间隙的准确性要求更低，系统的检测范围更宽，有效检测车速范围在0～300km/h。更进一步的，本方案具备对外供电能力，并提供了故障检测电路，能够对常见的短路或断路故障进行诊断和识别。
Description
技术领域
本发明涉及汽车信号检测领域，具体涉及一种车辆轮速检测电路。
背景技术
车辆轮速是重要的车辆状态信息，可以实现对车辆速度较为精确的估算，轮速信息也是车身电子稳定系统、车辆高级辅助驾驶系统等车辆智能化功能的重要基础信息。对于轮速信息的测量，需要将非固定频率的交流模拟信号转变为利于车辆控制器识别的数字信号。传统的轮速检测电路存在检测信号频率范围相对较窄、抗干扰能力差等问题，同时会受到齿圈间隙等误差的影响，导致轮速测量信号精度不高，进而影响对车辆状态的识别。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种高精度的车辆轮速检测电路。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种车辆轮速检测电路，其特征是，包括二阶RC滤波电路，差分放大电路、一阶RC滤波电路、正向电压比较电路和故障诊断电路，
二阶RC滤波电路的输入端与信号输入端相连，二阶RC滤波电路的输出端与差分放大电路的输入端相连，二阶RC滤波电路的“－”输出端与故障诊断电路相连，差分放大电路的输出端与一阶RC滤波电路的输入端相连，一阶RC滤波电路的“+”输出端与正向电压比较电路的“+”输入端相连，正向电压比较电路的输出端与信号输出端相连。
更加优选的，所述的二阶RC滤波电路包括第一电阻、第一电容、第二电阻和第二电容，
其中第一电阻与第一电容构成第一阶滤波，第二电阻与第二电容构成第二阶滤波，第一电阻与第二电阻相同，第一电容小于第二电容，第二阶滤波的阻断频率高于第一阶。
更加优选的，所述的一种车辆轮速检测电路还包括第三电阻与第三电容，交流信号流经第一电阻、第二电阻、第三电阻和第三电容，构成交流回路，其中第三电容远大于第二电容。
更加优选的，所述的一种车辆轮速检测电路还包括第一电源，第四电阻和第五电阻，第五电阻接地，第一电源电流依次流经第四电阻、外部负载和第五电阻，形成对外供电电路。
更加优选的，所述的一种车辆轮速检测电路还包括第六电阻，第一电源电流依次流经第四电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第六电阻和第五电阻，构成防误检测电路，其中，第三电阻输入端和第六电阻输出端分别接差分放大电路的“+”、“－”输入端，第六电阻远大于防误检测电路的其他电阻。
更加优选的，所述的差分放大电路包括第一运算放大器和第七电阻，第一运算放大器的输出类型为开漏输出，其输出端通过第八电阻接第二电源，差分放大电路输出信号为接近方波的信号，方波的高电平与第二电源电压相同，方波的低电平为0V。
更加优选的，所述的一阶RC滤波电路包括第九电阻和第四电容，第四电容接地，一阶RC滤波电路的输出端通过第十电阻接正向电压比较电路的“+”输入端。
更加优选的，所述的一种车辆轮速检测电路还包括第三电源、第十一电阻和第十二电阻和第五电容，第十二电阻接地，第三电源电流依次流经第十一电阻和第十二电阻，第十一电阻的输出端接正向电压比较电路的“－”输入。
更加优选的，所述的正向电压比较电路包括第二运算放大器和第十三电阻，第二运算放大器“+”电源端接第四电源，“－”电源端接地，输出端通过第十四电阻接第五电源，正向电压比较电路的输出信号为方波信号，方波的高电平与第五电源电压相同，方波的低电平为0V。
更加优选的，所述的故障诊断电路包括第十五电阻、第十六电阻和第六电容，当轮速传感器产生断路或短路故障时，故障诊断电路的输出电压将发生明显变化，辨识电路故障。
附图说明
图1为一种车辆轮速检测电路示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种车辆轮速检测电路进行详细说明。
图1为一种车辆轮速检测电路示意图，考虑到本实施例中使用的轮速传感器的内阻约为2kΩ，推荐的各电气元件的取值如下表所示。
第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2构成二阶RC滤波电路，实现对高频噪音信号的过滤，由于R1＝R2，C1<C2，第二阶滤波的阻断频率更高。为提供外部供电，设置第一电源E1、第四电阻R4和第五电阻R5，第一电源电流依次流经第四电阻、外部负载和第五电阻，形成对外部负载的供电。为了避免信号的误检测，设置第六电阻R6，第一电源E1的电流流经第四电阻R4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第六电阻R6和第五电阻R5，保证在无轮速信号的情况下，第一运算放大器U1的正输入端电压保持稍高于负输入端电压，信号输出不发生变化。
经过二阶RC滤波的信号经过第一运算放大器U1处理，输出为准方波的信号，方波的高电平与第二电源E2电压相同为12V，低电平为0V。准方波信号经过一阶RC滤波电路后，连接第二运算放大器的“+”输入端，第二运算放大器的“－”输入端输入电压保持为稳定的E3/(R11+R12)×R12，按照本实施例的取值，“－”输入端输入电压保持为1.65V。当“+”输入端的输入信号电压大于1.65V时，第二运算放大器输出为高电平，否则为低电平。
第二运算放大器的输出信号，通过第五电源和第十四电阻上拉，输出信号为适宜控制器检测的3.3V/0V方波信号。
针对于可能的故障问题，本电路设置故障检测电路，包括第十五电阻、第十六电阻，第十五电阻接地，第十六电阻接二阶RC滤波电路的“－”输出端。当轮速传感器正常工作时，故障检测电路的输出电压约为4V，当轮速传感器发生断路故障，故障检测电路的输出电压接近为0V，当轮速传感器发生短路故障，故障检测电路的输出电压变为低于4V的电压。车辆控制器根据故障检测电路的输出电压值和变化情况，即可对原件故障进行判断。
Claims (7)
1.一种车辆轮速检测电路，其特征是，包括二阶RC滤波电路，差分放大电路、一阶RC滤波电路、正向电压比较电路和故障诊断电路，
二阶RC滤波电路的输入端与信号输入端相连，二阶RC滤波电路的输出端与差分放大电路的输入端相连，二阶RC滤波电路的“－”输出端与故障诊断电路相连，差分放大电路的输出端与一阶RC滤波电路的输入端相连，一阶RC滤波电路的“+”输出端与正向电压比较电路的“+”输入端相连，正向电压比较电路的输出端与信号输出端相连；
所述的二阶RC滤波电路包括第一电阻、第一电容、第二电阻和第二电容，
其中第一电阻与第一电容构成第一阶滤波，第二电阻与第二电容构成第二阶滤波，第一电阻与第二电阻相同，第一电容小于第二电容，第二阶滤波的阻断频率高于第一阶；
所述的正向电压比较电路包括第二运算放大器和第十三电阻，第二运算放大器“+”电源端接第四电源，“－”电源端接地，输出端通过第十四电阻接第五电源，正向电压比较电路的输出信号为方波信号，方波的高电平与第五电源电压相同，方波的低电平为0V，所述的故障诊断电路包括第十五电阻、第十六电阻和第六电容，当轮速传感器产生断路或短路故障时，故障诊断电路的输出电压将发生明显变化，辨识电路故障。
2.根据权利要求1所述的一种车辆轮速检测电路，其特征是，还包括第三电阻与第三电容，交流信号流经第一电阻、第二电阻、第三电阻和第三电容，构成交流回路，其中第三电容远大于第二电容。
3.根据权利要求1所述的一种车辆轮速检测电路，其特征是，还包括第一电源，第四电阻和第五电阻，第五电阻接地，第一电源电流依次流经第四电阻、外部负载和第五电阻，形成对外供电电路。
4.根据权利要求1所述的一种车辆轮速检测电路，其特征是，还包括第六电阻，第一电源电流依次流经第四电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第六电阻和第五电阻，构成防误检测电路，其中，第三电阻输入端和第六电阻输出端分别接差分放大电路的“+”、“－”输入端，第六电阻远大于防误检测电路的其他电阻。
5.根据权利要求1所述的一种车辆轮速检测电路，其特征是，所述的差分放大电路包括第一运算放大器和第七电阻，第一运算放大器的输出类型为开漏输出，其输出端通过第八电阻接第二电源，差分放大电路输出信号为接近方波的信号，方波的高电平与第二电源电压相同，方波的低电平为0V。
6.根据权利要求1所述的一种车辆轮速检测电路，其特征是，所述的一阶RC滤波电路包括第九电阻和第四电容，第四电容接地，一阶RC滤波电路的输出端通过第十电阻接正向电压比较电路的“+”输入端。
7.根据权利要求1所述的一种车辆轮速检测电路，其特征是，还包括第三电源、第十一电阻和第十二电阻和第五电容，第十二电阻接地，第三电源电流依次流经第十一电阻和第十二电阻，第十一电阻的输出端接正向电压比较电路的“－”输入。
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