车辆、速度采集器及其自检装置和自检方法与流程

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种速度采集器的自检装置、一种速度采集器、一种具有该速度采集器的车辆和一种速度采集器的自检方法。

背景技术：

在相关技术中，车辆通过霍尔传感器来采样速度值，并且通常采用双路输入，即两个霍尔传感器输入对比来取得安全数据，当两个输入有差异时，选择合理的速度做为输入信号，选择的依据是，如果在预设时间段内速度值的变化超过预设阈值，则判断速度采集发生异常。

但是，相关技术存在的缺点是，只能检测到在一个转速周期内变化量较大的速度值变化，如果采样的速度值持续、缓慢变化，则系统无法检测到速度采集的偏差错误，即系统无法判断速度采集发生异常，例如，车辆以恒定的速度行驶，采样的速度值以较小的变化值缓慢的偏离正常速度，最终可能导致车辆的实际行驶速度很快，而采样到的速度值显示为零，从而出现错误，可靠性较差，准确性较低，甚至会造成危险。

因此，相关技术需要进行改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种速度采集器的自检装置，该装置能够准确、可靠地检测速度采集器是否异常。

本发明的第二个目的在于提出一种速度采集器。本发明的第三个目的在于提出一种车辆。本发明的第四个目的在于提出一种速度采集器的自检方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种速度采集器的自检装置，所述速度采集器具有至少一个采集通路，每个采集通路具有对应的供电端和接地端，所述自检装置包括：检测模块，所述检测模块与所述每个采集通路的接地端相连，所述检测模块用于检测每个采集通路的接地端的电压或电流以生成对应的检测信号；控制芯片，所述控制芯片与所述检测模块相连，所述控制芯片用于根据对应的检测信号判断对应的采集通路是否出现异常。

根据本发明实施例提出的速度采集器的自检装置，通过检测模块检测每个采集通路的接地端的电压或电流以生成对应的检测信号，控制芯片根据对应的检测信号判断对应的采集通路是否出现异常，从而能够实时监测速度采集器的输出情况，并准确、可靠地检测速度采集器是否异常，例如持续缓慢的速度异常变化以及跳跃式的速度异常变化，提升车辆的安全性能。

根据本发明的一个实施例，所述控制芯片进一步用于，获取对应的检测信号的信号参数，并在所述信号参数满足零状态条件时，判断对应的采集通路出现异常。

根据本发明的一个实施例，所述信号参数包括幅值和/或频率，其中，所述控制芯片在所述幅值和/或频率为零时判断满足所述零状态条件。

根据本发明的一个实施例，所述检测模块包括：至少一个采集单元，所述至少一个采集单元与所述至少一个采集通路的接地端相连，每个采集单元用于采集对应的采集通路的接地端的模拟电信号；模数转换单元，所述模数转换单元与所述至少一个采集单元和所述控制芯片相连，所述模数转换单元用于对每个采集通路的接地端的模拟电信号进行模数转换以生成数字电信号，并将所述数字电信号输出给所述控制芯片。

根据本发明的一个实施例，所述速度采集器的自检装置还包括：隔离单元，所述隔离单元连接在所述检测模块与所述控制芯片之间。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的一种速度采集器，包括所述的速度采集器的自检装置。

根据本发明实施例提出的速度采集器，通过上述速度采集器的自检装置，能够实时监测速度采集器的输出情况，并准确、可靠地检测速度采集器是否异常，例如持续缓慢的速度异常变化以及跳跃式的速度异常变化，提升车辆的安全性能。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出的一种车辆，包括所述的速度采集器。

根据本发明实施例提出的车辆，通过上述速度采集器，能够实时监测速度采集器的输出情况，并准确、可靠地检测速度采集器是否异常，例如持续缓慢的速度异常变化以及跳跃式的速度异常变化，提升车辆的安全性能。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种速度采集器的自检方法，所述速度采集器具有至少一个采集通路，每个采集通路具有对应的供电端和接地端，所述自检方法包括以下步骤：检测每个采集通路的接地端的电压或电流以生成对应的检测信号；根据对应的检测信号判断对应的采集通路是否出现异常。

根据本发明实施例提出的速度采集器的自检方法，通过检测每个采集通路的接地端的电压或电流以生成对应的检测信号，并根据对应的检测信号判断对应的采集通路是否出现异常，能够实时监测速度采集器的输出情况，并准确、可靠地检测速度采集器是否异常，例如持续缓慢的速度异常变化以及跳跃式的速度异常变化，提升车辆的安全性能。

根据本发明的一个实施例，所述根据对应的检测信号判断对应的采集通路是否出现异常包括：获取对应的检测信号的信号参数；判断所述信号参数是否满足零状态条件；如果满足所述零状态条件，则判断对应的采集通路出现异常。

根据本发明的一个实施例，所述信号参数包括幅值和/或频率，其中，当所述幅值和/或频率为零时判断满足所述零状态条件。

附图说明

图1是根据本发明实施例的速度采集器的自检装置的方框示意图；

图2是根据本发明一个实施例的速度采集器的自检装置的方框示意图；

图3a是根据本发明一个具体实施例的速度采集器的模拟电信号的波形示意图；

图3b是根据本发明另一个具体实施例的速度采集器的模拟电信号的波形示意图；

图4是根据本发明一个具体实施例的速度采集器的自检装置的电路原理图；

图5是根据本发明一个具体实施例的速度采集器的自检装置的方框示意图；

图6是根据本发明实施例的速度采集器的方框示意图；

图7是根据本发明实施例的车辆的方框示意图；以及

图8是根据本发明实施例的速度采集器的自检方法的流程图。

附图标记：

速度采集器100和速度采集器的自检装置200；

检测模块10、控制芯片20和隔离单元30；

比较电路40和第二隔离单元50；

采集单元101和模数转换单元102；车辆300。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来描述本发明实施例的车辆、速度采集器及其自检装置和自检方法。

图1是根据本发明实施例的速度采集器的自检装置的方框示意图。如图1所示，速度采集器100具有至少一个采集通路，每个采集通路具有对应的供电端和接地端，例如，第一采集通路具有第一供电端vcc1和第一接地端gnd1，第二采集通路具有第二供电端vcc2和第二接地端gnd2。

如图1所示，本发明实施例的速度采集器的自检装置200包括：检测模块10和控制芯片20。

其中，检测模块10分别与每个采集通路的接地端相连，检测模块10用于检测每个采集通路的接地端的电压或电流以生成对应的检测信号；控制芯片20与检测模块10相连，控制芯片20用于根据对应的检测信号判断对应的采集通路是否出现异常。

具体来说，在进行速度采集时，速度采集器100的每个采集通路的接地端输出独立的模拟电信号，检测模块10与每个采集通路的接地端相连，例如可将检测模块10的采样电阻串联在采集通路的供电回路中以检测采集通路的工作电流，当采集通路的接地端输出模拟电信号时，检测模块10检测每个采集通路的接地端的电压或电流以生成相应的检测信号。控制芯片20在接收到检测信号之后，根据接收到的检测信号判断对应的采集通路是否出现异常，如果控制芯片20接收到的检测信号满足预设条件，则判断采集通路出现异常，控制芯片20控制备用速度采集系统启动，以进行速度采集；如果控制芯片20接收到的检测信号不满足预设条件，则判断采集通路未出现异常，控制芯片20根据相应的采集通路输出的速度检测信号获取当前的速度值。

在本发明的一个实施例中，速度采集器100的每个采集通路包括速度传感器例如霍尔传感器，以通过霍尔传感器进行速度采集，每个采集通路具有独立的供电端和接地端，每个采集通路的供电端与独立的外接电源相连以为相应的霍尔传感器供电。

如图2所示，以任意一个采集通路为例，在该采集通路未出现异常时，速度传感器(例如霍尔传感器)检测一个转速周期内的速度值，并输出速度检测信号至比较电路40，其中，速度检测信号为模拟电信号，比较电路40接收速度检测信号，并将模拟电信号转化为数字信号，并通过第二隔离单元50输出至控制芯片20，这样，控制芯片20可通过速度采集器100完成速度采集。

根据本发明的一个具体实施例，控制芯片20可为fpga(fieldprogrammablegatearray，现场可编程门阵列)。

根据本发明的一个实施例，控制芯片20进一步用于，获取对应的检测信号的信号参数，并在信号参数满足零状态条件时，判断对应的采集通路出现异常。

根据本发明的一个实施例，信号参数包括幅值和/或频率，其中，控制芯片20在幅值和/或频率为零时判断满足零状态条件。

具体来说，如图3a和3b所示，在速度检测器100的工作过程中，每个采集通路的接地端输出独立的模拟电信号vout，在一个转速周期内，检测模块10采集到的模拟电信号vout为连续且偏离“0”的波动信号例如正弦波信号，检测模块10对采集到的模拟电信号vout进行处理以生成相应的检测信号。控制芯片20根据接收到的检测信号获取信号参数例如幅值和/或频率，并判断信号参数例如幅值和/或频率是否满足预设条件例如零状态条件，如果幅值和/或频率为零，则说明信号参数满足零状态条件，此时，检测模块10检测到的模拟电信号vout为图3a所示的恒定的“0”信号，控制芯片20接收到的检测信号保持低电平，控制芯片20可判断采集通路的工作电流异常，从而判断速度检测器100的采集通路出现异常；如果幅值和/或频率不为零，则说明信号参数不满足零状态条件，此时，检测模块10检测到的模拟电信号vout为图3b所示的偏离“0”的波动信号，控制芯片20接收到的检测信号发生变化，控制芯片20可判断采集通路的工作电流正常，从而判断速度检测器100的采集通路未出现异常。

需要说明的是，当检测模块10检测到的模拟电信号vout的变化超出预设范围例如异常增大时，控制芯片20可判断采集通路的工作电流异常，从而判断速度检测器100的采集通路出现异常。

在本发明的一个实施例中，控制芯片20可根据检测信号的变化趋势的完整性来判断速度采集是否准确，如果检测信号的变化趋势不完整，控制芯片20则判断速度采集不准确，并控制备用速度采集系统启动，以进行速度采集；如果检测信号的变化趋势完整，控制芯片20则判断速度采集准确，并根据相应采集通路输出的速度检测信号获取当前的速度值。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，检测模块10包括：至少一个采集单元101和模数转换单元102，其中，至少一个采集单元101与至少一个采集通路的接地端gnd相连，每个采集单元101用于采集对应的采集通路的接地端gnd的模拟电信号；模数转换单元102与至少一个采集单元101和控制芯片20相连，模数转换单元102用于对每个采集通路的接地端gnd的模拟电信号进行模数转换以生成数字电信号，并将数字电信号输出给控制芯片20。

具体来说，在进行速度采集时，速度采集器100的每个采集通路的接地端输出独立的模拟电信号，以第一采集通路为例，采集单元101采集第一采集通路的第一接地端gnd1的电压或电流，在正常情况下，第一接地端gnd1的电压或电流信号为连续且偏离“0”的波动信号。模数转换单元102接收到采集单元101采集的模拟电信号，并将该模拟信号转换为相应的数字信号。例如，如果模拟电信号大于0，则模数转换单元102输出高电平；如果模拟电信号小于等于0，则模数转换单元102输出低电平。这样，控制芯片20根据接收到的数字信号判断速度检测器100的采集通路是否出现异常。

如果控制芯片20接收到的数字信号始终为低电平，则数字信号的幅值和/或频率为零，信号参数满足零状态条件，此时，采集单元101采集到的模拟电信号始终为0，控制芯片20判断采集通路的工作电流异常，从而判断采集通路出现异常，控制芯片20控制备用速度采集系统启动，以进行速度采集；如果控制芯片20接收到的数字信号为变化的高、低电平，则数字信号的幅值和/或频率不为零，信号参数不满足零状态条件，此时，采集单元101采集到的模拟电信号发生波动，控制芯片20判断采集通路的工作电流正常，从而判断采集通路未出现异常，控制芯片20根据相应的采集通路输出的速度检测信号获取当前的速度值。

根据本发明的一个实施例，如图5所示，速度采集器的自检装置200还包括：隔离单元30，隔离单元30连接在检测模块10与控制芯片20之间。

具体来说，模数转换单元102对采集单元101采集到的模拟电信号进行模数转换以生成相应的数字信号，并将数字信号输出至隔离单元30，隔离单元30将数字信号输出至控制芯片20，以使控制芯片20根据数字信号判断每个采集通路是否出现异常。其中，隔离单元30用于对数据进行安全隔离。

需要说明的是，每一路采集通路的接地端输出的模拟信号对应一组数字信号，控制芯片20独立处理每一组数字信号，以分别判断相应的速度传感器是否出现异常，并可根据出现异常的速度传感器输出相应的警示信号。

综上，根据本发明实施例提出的速度采集器的自检装置，通过检测模块检测每个采集通路的接地端的电压或电流以生成对应的检测信号，控制芯片根据对应的检测信号判断对应的采集通路是否出现异常，从而能够实时监测速度采集器的输出情况，并准确、可靠地检测速度采集器是否异常，例如持续缓慢的速度异常变化以及跳跃式的速度异常变化，提升车辆的安全性能。

图6是根据本发明实施例的速度采集器的方框示意图。如图6所示，速度采集器100包括速度采集器的自检装置200。

综上，根据本发明实施例提出的速度采集器，通过上述速度采集器的自检装置，能够实时监测速度采集器的输出情况，并准确、可靠地检测速度采集器是否异常，例如持续缓慢的速度异常变化以及跳跃式的速度异常变化，提升车辆的安全性能。

图7是根据本发明实施例的车辆的方框示意图。如图7所示，该车辆300包括速度采集器100。

综上，根据本发明实施例提出的车辆，通过上述速度采集器，能够实时监测速度采集器的输出情况，并准确、可靠地检测速度采集器是否异常，例如持续缓慢的速度异常变化以及跳跃式的速度异常变化，提升车辆的安全性能。

图8是根据本发明实施例的速度采集器的自检方法的流程图。速度采集器具有至少一个采集通路，每个采集通路具有对应的供电端和接地端，例如，第一采集通路具有第一供电端和第一接地端，第二采集通路具有第二供电端和第二接地端。

如图8所示，本发明实施例的速度采集器的自检方法包括以下步骤：

s10：检测每个采集通路的接地端的电压或电流以生成对应的检测信号。

s20：根据对应的检测信号判断对应的采集通路是否出现异常。

具体来说，在进行速度采集时，速度采集器的每个采集通路的接地端输出独立的模拟电信号，速度采集器的检测模块与每个采集通路的接地端相连，例如可将检测模块的采样电阻串联在采集通路的供电回路中以检测采集通路的工作电流，当采集通路的接地端输出模拟电信号时，检测模块检测每个采集通路的接地端的电压或电流以生成相应的检测信号。在接收到检测信号之后，根据接收到的检测信号判断对应的采集通路是否出现异常，如果接收到的检测信号满足预设条件，则判断采集通路出现异常，并控制备用速度采集系统启动，以进行速度采集；如果接收到的检测信号不满足预设条件，则判断采集通路未出现异常，根据相应的采集通路输出的速度检测信号获取当前的速度值。

在本发明的一个实施例中，速度采集器的每个采集通路包括速度传感器例如霍尔传感器，以通过霍尔传感器进行速度采集，每个采集通路具有独立的供电端和接地端，每个采集通路的供电端与独立的外接电源相连以为相应的霍尔传感器供电。

以任意一个采集通路为例，在该采集通路未出现异常时，速度传感器(例如霍尔传感器)检测一个转速周期内的速度值，并输出速度检测信号至比较电路，其中，速度检测信号为模拟电信号，比较电路接收速度检测信号，并将模拟电信号转化为数字信号，并通过第二隔离单元输出至控制芯片，这样，可通过速度采集器完成速度采集。

根据本发明的一个实施例，根据对应的检测信号判断对应的采集通路是否出现异常包括：获取对应的检测信号的信号参数；判断信号参数是否满足零状态条件；如果满足零状态条件，则判断对应的采集通路出现异常。

根据本发明的一个实施例，信号参数包括幅值和/或频率，其中，当幅值和/或频率为零时判断满足零状态条件。

具体来说，如图3a和3b所示，在速度检测器的工作过程中，每个采集通路的接地端输出独立的模拟电信号vout，在一个转速周期内，速度检测器的检测模块采集到的模拟电信号vout为连续且偏离“0”的波动信号例如正弦波信号，检测模块对采集到的模拟电信号vout进行处理以生成相应的检测信号。根据接收到的检测信号获取信号参数例如幅值和/或频率，并判断信号参数例如幅值和/或频率是否满足预设条件例如零状态条件，如果幅值和/或频率为零，则说明信号参数满足零状态条件，此时，检测模块检测到的模拟电信号vout为图3a所示的恒定的“0”信号，接收到的检测信号保持低电平，可判断采集通路的工作电流异常，从而判断速度检测器的采集通路出现异常；如果幅值和/或频率不为零，则说明信号参数不满足预设条件即零状态条件，此时，检测模块检测到的模拟电信号vout为图3b所示的偏离“0”的波动信号，接收到的检测信号发生变化，可判断采集通路的工作电流正常，从而判断速度检测器的采集通路未出现异常。

需要说明的是，当检测模块检测到的模拟电信号vout的变化超出预设范围例如异常增大时，可判断采集通路的工作电流出现异常，从而判断速度检测器的采集通路出现异常。

在本发明的一个实施例中，可根据检测信号的变化趋势的完整性来判断速度采集是否准确，如果检测信号的变化趋势不完整，则判断速度采集不准确，并控制备用速度采集系统启动，以进行速度采集；如果检测信号的变化趋势完整，则判断速度采集准确，并根据相应采集通路输出的速度检测信号获取当前的速度值。

更具体地，在进行速度采集时，速度采集器的每个采集通路的接地端输出独立的模拟电信号，以第一采集通路为例，速度采集器的采集单元采集第一采集通路的第一接地端的电压或电流，在正常情况下，第一接地端的电压或电流信号为连续且偏离“0”的波动信号。速度采集器的模数转换单元接收到采集单元采集的模拟电信号，并将该模拟信号转换为相应的数字信号。例如，如果模拟电信号大于0，则模数转换单元输出高电平；如果模拟电信号小于等于0，则模数转换单元输出低电平。这样，根据接收到的数字信号判断速度检测器的采集通路是否出现异常。

如果接收到的数字信号始终为低电平，则数字信号的幅值和/或频率为零，信号参数满足零状态条件，此时，速度采集器的采集单元采集到的模拟电信号始终为0，判断采集通路的工作电流异常，从而判断采集通路出现异常，并控制备用速度采集系统启动，以进行速度采集；如果接收到的数字信号为变化的高、低电平，则数字信号的幅值和/或频率不为零，信号参数不满足零状态条件，此时，速度采集器的采集单元采集到的模拟电信号发生波动，判断采集通路的工作电流正常，从而判断采集通路未出现异常，并根据相应的采集通路输出的速度检测信号获取当前的速度值。

需要说明的是，每一路采集通路的接地端输出的模拟信号对应一组数字信号，独立处理每一组数字信号，以分别判断相应的速度传感器是否出现异常，并可根据出现异常的速度传感器输出相应的警示信号。

综上，根据本发明实施例提出的速度采集器的自检方法，通过检测每个采集通路的接地端的电压或电流以生成对应的检测信号，并根据对应的检测信号判断对应的采集通路是否出现异常，能够实时监测速度采集器的输出情况，并准确、可靠地检测速度采集器是否异常，例如持续缓慢的速度异常变化以及跳跃式的速度异常变化，提升车辆的安全性能。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。