一種車速信號(hào)與ecu之間的接口電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的名稱為一種車速信號(hào)與ECU之間的接口電路，屬于汽車電子控制【技術(shù)領(lǐng)域】。它主要是解決車速信號(hào)不能被ECU識(shí)別或準(zhǔn)確識(shí)別問題。其主要特征是：8.6V電源、5V電源、車速信號(hào)輸入電路、濾波電路、開關(guān)電路和車速信號(hào)輸出電路；5V電源分別與車速信號(hào)輸入電路、濾波電路以及車速信號(hào)輸出電路5V電源輸入端連接；8.6V電源與開關(guān)電路和車速信號(hào)輸出電路8.6V電源輸入端連接；車速信號(hào)輸入電路輸出端與濾波電路輸入端連接，濾波電路輸出端與開關(guān)電路輸入端連接，開關(guān)電路輸出端與車速信號(hào)輸出電路輸入端連接。本實(shí)用新型具有采用雙電源供電、信號(hào)分級(jí)處理的特點(diǎn)，主要用于調(diào)理汽車車速傳感器的車速信號(hào)。
【專利說明】—種車速信號(hào)與ECU之間的接口電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于汽車電子控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種車速信號(hào)與ECU對(duì)接的電路。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)整車工況判斷的正確性及相關(guān)信號(hào)處理的準(zhǔn)確性和精確性要求越來越高。汽車底盤電子控制系統(tǒng)作為整車核心電子系統(tǒng)，它與整車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性能和安全性密切相關(guān)。車速傳感器作為整車底盤部分的傳感系統(tǒng)之一，其輸出信號(hào)為ECU、儀表等電控單元進(jìn)行整車工況的分析、判斷和聲光報(bào)警提供直接的實(shí)時(shí)依據(jù)，故對(duì)車速傳感器信號(hào)的提取和處理尤為重要。
[0003]本發(fā)明具體所處的技術(shù)背景為:某整車廠計(jì)劃采用我司儀表在已匹配濰柴發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上兼容匹配朝柴發(fā)動(dòng)機(jī)，由于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)匹配了不同的ECU，從電氣角度來講，就是要實(shí)現(xiàn)同一款車速信號(hào)與ECU接口電路能匹配兩款不同的ECU。另外，由于整車可能會(huì)采用不同廠家的車速傳感器，不同的車速傳感器輸出的車速信號(hào)的幅值、頻率可能會(huì)一樣，這就要求該接口電路具有較好的兼容性，即該接口電路能匹配不同廠家的車速傳感器。同時(shí)由于整車上電子產(chǎn)品種類較多，相互之間的存在一定的電磁干擾，而車速傳感器工作環(huán)境苛刻，故該接口電路要實(shí)現(xiàn)對(duì)車速信號(hào)的準(zhǔn)確處理，還需具備良好的抗干擾性。
[0004]鑒于上述情況，一種具有兼容性和抗干擾性的接口電路設(shè)計(jì)方案的完成，在整個(gè)系統(tǒng)中起一個(gè)過渡作用，最終為ECU服務(wù)。車速信號(hào)與ECU接口電路的匹配設(shè)計(jì)是將車速傳感器輸出的車速信號(hào)處理后輸出給ECU，ECU進(jìn)行處理和分析后，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前工況做出相應(yīng)判斷，并將判斷結(jié)果以聲音或光的形式在儀表上體現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的報(bào)警功能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)上述背景問題而設(shè)計(jì)一種匹配方案-車速信號(hào)與ECU接口電路。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:一種車速信號(hào)與ECU之間的接口電路，其特征在于:包括8.6V電源、5V電源、車速信號(hào)輸入電路、濾波電路、開關(guān)電路和車速信號(hào)輸出電路；其中，5V電源分別與車速信號(hào)輸入電路、濾波電路以及車速信號(hào)輸出電路的5V電源連接；
8.6V電源與開關(guān)電路和車速信號(hào)輸出電路的8.6V電源連接；車速信號(hào)輸入電路輸入端與車速傳感器輸出端連接，車速信號(hào)輸入電路輸出端與濾波電路輸入端連接，濾波電路輸出端與開關(guān)電路輸入端連接，開關(guān)電路輸出端與車速信號(hào)輸出電路輸入端連接；車速信號(hào)輸出電路輸出端與ECU連接。該信號(hào)處理模塊以車速傳感器信號(hào)為輸入信號(hào)，采用了雙電源供電、信號(hào)分級(jí)處理的設(shè)計(jì)方案，并使用了以晶體管為核心的電子器件。開關(guān)電路供電電源之所以采用8.6V而未采用5V，是為了保證車速信號(hào)輸出電路信號(hào)幅值達(dá)到預(yù)定設(shè)計(jì)要求，但同時(shí)為了減小或消除電源波動(dòng)帶來信號(hào)偏差，增強(qiáng)接口電路的可靠性，本接口電路的5V電源是通過8.6V電源降壓獲得。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的車速信號(hào)輸入電路由第一電阻、二極管構(gòu)成，二極管與車速傳感器輸出端連接，之所以保留此部分電路，而未直接將車速信號(hào)輸入，主要是考慮到儀表匹配不同廠家的車速傳感器，但不同廠家的車速傳感器內(nèi)部信號(hào)處理方式不盡相同，有的車速傳感器輸出的車速信號(hào)需要上拉后提取。而此部分電路就是作為上拉電路預(yù)留，針對(duì)匹配不同廠家的車速傳感器，對(duì)此部分電子元器件的焊接做適當(dāng)取舍，即可保證該接口的電路的兼容性。所述的濾波電路由第二電阻、第三電阻、第二電容、第三電容構(gòu)成，第二電阻與第二電容組成第一級(jí)電阻電容濾波網(wǎng)絡(luò)電路，第三電阻與第三電容組成第二級(jí)電阻電容濾波網(wǎng)絡(luò)電路，設(shè)計(jì)目的在于濾除電路中的雜波等干擾信號(hào)，從而保證信號(hào)處理的準(zhǔn)確性。需要說明的是，濾波網(wǎng)絡(luò)里器件參數(shù)的選取必須考慮輸入的車速信號(hào)頻率范圍，根據(jù)車速信號(hào)的頻率范圍選取器件參數(shù)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后將參數(shù)固化。所述的開關(guān)電路由第六電阻、三極管、第一電容和第四電阻構(gòu)成，第四電阻連接在三極管基極與發(fā)射極之間，第一電容連接在三極管基極與集電極之間，第六電阻連接在三極管集電極與電源之間，它是本設(shè)計(jì)的核心，設(shè)計(jì)目的是將車速信號(hào)通過開關(guān)電路轉(zhuǎn)換成符合預(yù)定要求的頻率信號(hào)，從而保證ECU采樣的精確性。所述的車速信號(hào)輸出電路由第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第四電容、第五電容構(gòu)成，其中車速信號(hào)輸入電路的輸出信號(hào)先經(jīng)過第七電阻和第四電容組成的第一級(jí)濾波網(wǎng)絡(luò)濾波，再經(jīng)過第八電阻、第九電阻、第十電阻與5V電源串聯(lián)構(gòu)成的分壓電路調(diào)理，同時(shí)通過第九電阻和第五電容組成的第二級(jí)濾波網(wǎng)絡(luò)濾波后輸出。該設(shè)計(jì)的目的是將開關(guān)電路輸出的頻率信號(hào)經(jīng)過調(diào)理，使其幅值達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)要求后輸出給ECU。故對(duì)此部分電路的設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵，尤其是器件型號(hào)和參數(shù)的選取至關(guān)重要。
[0008]本實(shí)用新型主要有如下特點(diǎn):一、采用前瞻性設(shè)計(jì)思想，對(duì)車速信號(hào)輸入電路的部分元器件采用不同焊接方法可匹配不同的車速傳感器，保證了接口電路的兼容性；二、對(duì)車速信號(hào)采用先濾波后處理的模式，保證了車速信號(hào)無失真；三、車速信號(hào)輸出電路信號(hào)調(diào)理準(zhǔn)確，保證了 ECU采樣的正確性。從后期的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)和路試情況來看，該接口電路能很好的匹配濰柴發(fā)動(dòng)機(jī)ECU和朝柴發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，實(shí)現(xiàn)了儀表對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的準(zhǔn)確報(bào)警。本實(shí)用新型主要用于調(diào)理汽車車速傳感器的車速信號(hào)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型接口電路的原理框架圖。
[0010]圖2是本實(shí)用新型接口電路的車速信號(hào)輸入電路方案圖。
[0011]圖3是本實(shí)用新型接口電路的濾波電路方案圖。
[0012]圖4是本實(shí)用新型接口電路的開關(guān)電路方案圖。
[0013]圖5是本實(shí)用新型接口電路的車速信號(hào)輸出電路方案圖。
[0014]圖6是本實(shí)用新型接口電路的車速信號(hào)輸出電路的計(jì)算模型。
[0015]圖7是本實(shí)用新型接口電路的車速信號(hào)輸出電路中三極管導(dǎo)通時(shí)的計(jì)算模型。
[0016]圖8是本實(shí)用新型接口電路的車速信號(hào)輸出電路中三極管截止時(shí)的計(jì)算模型。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。
[0018]接口電路的原理框架圖如圖1所示。車速信號(hào)由車速傳感器輸出給車速信號(hào)輸入電路1-3，調(diào)理后經(jīng)過濾波電路1-4進(jìn)行濾波，濾波后輸出給開關(guān)電路1-5，經(jīng)開關(guān)電路1-5處理后輸出給車速信號(hào)輸出電路1-6，再經(jīng)調(diào)理后輸出給整車E⑶。5V電源1-1分別與車速信號(hào)輸入電路1-3、濾波電路1-4以及車速信號(hào)輸出電路1-6的5V電源連接，8.6V電源1-2分別與開關(guān)電路1-5和車速信號(hào)輸出電路1-6的8.6V電源連接。
[0019]接口電路的車速信號(hào)輸入電路方案圖如圖2所示。5V電源1-1、第一電阻R1、二極管Dl與車速傳感器構(gòu)成閉合回路。此部分電路的兼容性設(shè)計(jì)思想體現(xiàn)在:一、若車速傳感器屬于集電極開路(OC)輸出，車速信號(hào)需通過圖2方法提取后輸出給濾波電路；二、若車速傳感器輸出的車速信號(hào)不需要上拉電路處理后提取，第一電阻Rl不焊接同時(shí)二極管Dl反向焊接。至于第一電阻Rl是否焊接、二極管Dl是否需要反極性焊接，根據(jù)整車廠提供的儀表設(shè)計(jì)輸入便可提前獲知。
[0020]接口電路的濾波電路方案圖如圖3所示。此部分電路由5V電源驅(qū)動(dòng)第二電阻R2、第二電容C2和第三電阻R3、第三電容C3兩個(gè)電阻電容濾波網(wǎng)絡(luò)電路構(gòu)成，其中第二電阻R2和第二電容C2組成第一級(jí)濾波網(wǎng)絡(luò)，第三電阻R3和第三電容C3組成第二級(jí)濾波網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)兩級(jí)濾波輸出至開關(guān)電路1-5。其中，第二電阻R2、第二電容C2、第三電阻R3、第三電容C3的規(guī)格型號(hào)和參數(shù)需根據(jù)車速信號(hào)的幅值和頻率適當(dāng)選取，以保證有效濾除雜波而車速信號(hào)不失真，同時(shí)需保證第二電阻R2、第二電容C2、第三電阻R3、第三電容C3元件自身工作正?？煽俊?br> [0021]接口電路的開關(guān)電路方案圖如圖4所示。由8.6V電源驅(qū)動(dòng)第六電阻R6、三極管Tl、第一電容Cl和第四電阻R4構(gòu)成。正常工作時(shí)，若V3為高電平，V4輸出低電平；若乂3為低電平，V4輸出高電平。結(jié)合圖2、圖3和圖4可知V3= (R2+R3)/ (R2+R3+R4) XVI，其中Vl為車速信號(hào)經(jīng)過二極管后的輸出。通過適當(dāng)選取第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4的規(guī)格型號(hào)和參數(shù)，即可控制三極管Tl的導(dǎo)通、截止，從而跟蹤輸出車速信號(hào)V4，分析可知V4與接口電路輸入的車速信號(hào)存在同頻反相關(guān)系。其中第一電容Cl的作用是加速三極管Tl導(dǎo)通和閉合。
[0022]接口電路的車速信號(hào)輸出電路方案圖如圖5所示。由5 V電源、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第四電容C4、第五電容C5構(gòu)成。其中車速信號(hào)輸入電路的輸出先經(jīng)過第七電阻R7和第四電容C4組成的第一級(jí)濾波網(wǎng)絡(luò)濾波，再經(jīng)過第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻RlO與5V電源串聯(lián)構(gòu)成的分壓電路調(diào)理，同時(shí)通過第九電阻R9和第五電容C5組成的第二級(jí)濾波網(wǎng)絡(luò)濾波后輸出。嚴(yán)格意義分析，要使輸出V6達(dá)到設(shè)計(jì)要求的電壓范圍，此部分電路應(yīng)結(jié)合接口電路的開關(guān)電路進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算模型如附圖6所示，該模型中，若三極管Tl導(dǎo)通，計(jì)算模型可簡(jiǎn)化為圖7，為方便計(jì)算，可將二極管D2短路處理，D2短路后，8.6V電源與第四電阻R6構(gòu)成閉合回路，V5=0V。5V電源與第六電阻R7、第七電阻R8、第八電阻R9、第九電阻R10，第四電容C4、第五電容C5構(gòu)成閉合回路，在該回路里，可計(jì)算得 V6= R7XR8/[ (R9 + R10) XR7+ R8X (R7+ R9+ R10)]。若三極管 Tl 截止，計(jì)算模型可簡(jiǎn)化為圖8，此模型中，假如只有8.6V電源單獨(dú)作用，V7= (R9 + R10)/ (R6+ R7+R9 + R1), V6= RlO/ (R6+ R7+ R9 + R10)。假如只有 5 V 電源單獨(dú)作用，V7= (R9 + R10)/ (R8+ R9 + R1), V6= RlO/ (R8+ R9 + R10)。實(shí)際中，由于是 8.6V 和 5 V 電源同時(shí)作用，要使三極管Tl導(dǎo)通和截止時(shí)V6輸出的電壓值滿足設(shè)計(jì)要求，合理選擇第六電阻R7、第七電阻R8、第八電阻R9、第九電阻R10、第四電容C4、第五電容C5的規(guī)格和參數(shù)是本電路方案的關(guān)鍵。另外，由于理論計(jì)算采用了近似處理方法，理論計(jì)算V6后必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以保證V6的電壓值始終在ECU采樣范圍內(nèi)，確保接口電路輸出的準(zhǔn)確性。
[0023]本實(shí)用新型接口電路的設(shè)計(jì)策略為:車速傳感器將車速信號(hào)輸出給該接口電路，該接口電路進(jìn)行濾波、限頻處理后輸出給ECU，ECU采集到該接口電路的輸出信號(hào)后，進(jìn)行二次處理，并將二次處理結(jié)果與系統(tǒng)標(biāo)定值比較，若比較結(jié)果異常，ECU給儀表發(fā)出指令，發(fā)動(dòng)機(jī)故障報(bào)警燈點(diǎn)亮，提醒司機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)故障。反之，發(fā)動(dòng)機(jī)故障報(bào)警燈不亮。
【權(quán)利要求】
1.一種車速信號(hào)與E⑶之間的接口電路，其特征在于:包括5V電源(1-1)、8.6V電源(1-2)、車速信號(hào)輸入電路(1-3)、濾波電路(1-4)、開關(guān)電路(1-5)和車速信號(hào)輸出電路(1-6);其中，5V電源(1-1)分別與車速信號(hào)輸入電路(1-3)、濾波電路(1-4)以及車速信號(hào)輸出電路(1-6)的5V電源連接；8.6V電源(1-2)分別與開關(guān)電路(1-5)和車速信號(hào)輸出電路(1-6)的8.6V電源連接；車速信號(hào)輸入電路(1-3)輸入端與車速傳感器輸出端連接，車速信號(hào)輸入電路(1-3 )輸出端與濾波電路(1-4 )輸入端連接，濾波電路(1-4 )輸出端與開關(guān)電路(1-5)輸入端連接，開關(guān)電路(1-5)輸出端與車速信號(hào)輸出電路(1-6)輸入端連接；車速信號(hào)輸出電路(1-6)輸出端與E⑶連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車速信號(hào)與ECU之間的接口電路，其特征在于:所述的車速信號(hào)輸入電路(1-3)由第一電阻(R1)、二極管(Dl)構(gòu)成,二極管(Dl)與車速傳感器輸出端連接；所述的濾波電路(1-4)由第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第二電容(C2)、第三電容(C3)構(gòu)成，第二電阻(R2)與第二電容(C2)組成第一級(jí)電阻電容濾波網(wǎng)絡(luò)電路，第三電阻(R3)與第三電容(C3)組成第二級(jí)電阻電容濾波網(wǎng)絡(luò)電路；所述的開關(guān)電路(1-5)由第六電阻(R6)、三極管(Tl)、第一電容(Cl)和第四電阻(R4)構(gòu)成，第四電阻(R4)連接在三極管(Tl)基極與發(fā)射極之間，第一電容(Cl)連接在三極管(Tl)基極與集電極之間，第六電阻(R6)連接在三極管(Tl)集電極與8.6V電源之間；所述的車速信號(hào)輸出電路(1-6)由第七電阻(R7)、第八電阻(R8)、第九電阻(R9)、第十電阻(R10)、第四電容(C4)、第五電容(C5)構(gòu)成，其中第七電阻R7和第四電容C4組成第一級(jí)濾波網(wǎng)絡(luò)濾波，第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻RlO與5V電源串聯(lián)構(gòu)成分壓電路，第九電阻R9和第五電容C5組成第二級(jí)濾波網(wǎng)絡(luò)。
【文檔編號(hào)】B60R16/02GK203996044SQ201420415010
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月27日
【發(fā)明者】譚小剛, 易飛, 劉浩, 耿向陽, 侯斐, 楊小兵 申請(qǐng)人:東風(fēng)汽車電子有限公司