一种轮动信号检测电路及其车辆的制作方法

1.本技术涉及电动车技术领域，尤其涉及一种电动车测速报警装置。


背景技术：

2.随着经济的发展，私家车的拥有量也在不断增多，这也就导致了城市道路的拥挤，车辆出行变得困难起来。而电动车以其体积小，灵活，很少受道路拥挤影响的优点成为了每个家庭短距离出行不可替代的交通工具。庞大的电动车拥有量不可避免的会造成电动车与行人或其它车辆发生碰撞，由于超速而导致的交通事故也频频发生。进一步的，由于电动车体积小，因此，每个城市都会发生偷窃电动车的违法行为，基于上述情况，电动车的测速功能以及报警功能显得尤为重要。
3.然而目前对于电动车的测速以及报警功能实现过程中，往往是由控制器实现车辆在行驶中的测速功能，由报警器实现车辆在锁车状态下的轮动报警功能，由于锁车状态和行驶过程中的轮动信号特征不同，因此需要不同的信号处理系统进行处理，这也就导致了功能单一，成本增加的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的目的提供一种轮动信号检测电路及其车辆，能够同时检测车辆在行驶过程中以及锁车状态下的轮动信号，能够同时实现车辆在行驶过程中的测速功能以及锁车状态下的报警功能，降低电动车生产的成本。
5.为解决上述技术问题，本技术提供的第一个技术方案为：提供一种轮动信号检测电路，所述轮动信号检测电路，包括：
6.电平转换电路，接入轮动信号，用于对所述轮动信号进行电平转换，以将所述轮动信号转换成标准电信号，所述轮动信号包括车辆行驶中的轮动信号及所述车辆锁车状态下的轮动信号；
7.比较电路，与所述电平转换电路连接，用于将所述标准电信号转化成方波信号；
8.检测电路，与所述比较电路连接，用于基于所述方波信号检测所述车辆在行驶中的车速及在锁车状态下的移动情况。
9.其中，所述的轮动信号检测电路，还包括：
10.分压电路，接入所述轮动信号，并与所述电平转换电路连接，用于将所述轮动信号进行分压，以降低所述轮动信号的电压值，以使所述电平转换电路对电压值降低后的轮动信号进行电平转换。
11.其中，所述的轮动信号检测电路，进一步包括：
12.滤波电路，接入所述轮动信号，并与所述电平转换电路连接，用于对所述轮动信号进行滤波整形处理，以使所述电平转换电路对滤波整形处理后的轮动信号进行电平转换。
13.其中，所述电平转换电路包括：二极管，其阴极接入所述轮动信号，其阳极与所述比较电路连接；
14.第一电阻，其第一端接入标准电压，其第二端与所述二极管的阳极连接。
15.其中，所述比较电路包括：
16.比较器，其反向输入端与所述二极管的阳极连接，其输出端与所述检测电路连接；
17.第二电阻，其第一端接入参考电压，其第二端与所述比较器的正向输入端连接；
18.第三电阻，其第一端与所述比较器的正向输入端连接，其第二端与所述比较器的输出端连接。
19.其中，所述分压电路包括：
20.第四电阻，其第一端接入所述轮动信号，其第二端与所述电平转换电路连接；
21.第五电阻，其第一端与所述第四电阻的第二端连接，其第二端接地。
22.其中，所述滤波电路包括：
23.电容，其第一端与所述第四电阻的第二端连接，其第二端接地。
24.其中，所述检测电路基于所述方波信号的周期检测所述车辆在行驶中的车速；
25.所述检测电路基于所述方波信号的电压值大于阈值，确定所述车辆在锁车状态下移动。
26.为解决上述技术问题，本技术提供的第二个技术方案为：提供一种车辆，所述车辆包括如上述任一项所述的轮动信号检测电路。
27.其中，所述车辆，进一步包括：报警电路，与所述轮动信号检测电路连接，用于在所述轮动信号检测电路检测所述车辆在锁车状态下移动时，产生报警信号。
28.本技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术提供一种轮动信号检测电路，利用电平转换电路对轮动信号进行电平转换，以获得标准信号，能够将车辆在锁车状态和行驶过程中的不同轮动信号进行标准化处理，使得处理后的轮动信号能够采用同一检测电路进行检测；进一步地，利用比较电路将标准信号转化成方波信号，能够提高信号的抗干扰性能，提高检测电路的检测精度。因此，本技术能够采用同一轮动信号检测电路针对车辆在锁车状态和行驶过程中的不同轮动信号进行处理，也即能够同时检测车辆在行驶过程中以及锁车状态下的轮动信号，实现车辆在行驶过程中的测速功能以及锁车状态下的报警功能，降低电动车生产的成本。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
30.图1是本技术一实施例的轮动信号检测电路的结构示意图；
31.图2是本技术一实施例的车辆在行驶状态下轮动信号示意图；
32.图3是本技术一实施例的车辆在锁车状态时的轮动信号示意图；
33.图4是图1实施例轮动信号检测电路的电路结构示意图；
34.图5是本技术一实施例的轮动信号检测电路的结构示意图；
35.图6是图5实施例轮动信号检测电路的电路结构示意图；
36.图7是本技术一实施例的轮动信号检测电路的结构示意图；
37.图8是图7实施例轮动信号检测电路的电路结构示意图；
38.图9是图2车辆在行驶状态下轮动信号经过分压电路和滤波电路处理后的轮动信号的示意图；
39.图10是图9经过分压电路和滤波电路处理后的轮动信号经过电平转换电路后的标准电信号的示意图；
40.图11是车辆在行驶状态下标准电信号经过比较电路后的方波信号的示意图；
41.图12是车辆在锁车状态下轮动信号经过轮动信号检测电路的波形变化图；
42.图13是本技术车辆一实施例的结构示意图。
具体实施方式
43.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
44.本技术的核心是提供一种轮动信号检测电路及其车辆，能够同时检测车辆在行驶过程中以及锁车状态下的轮动信号，实现车辆在行驶过程中的测速功能以及锁车状态下的报警功能，降低电动车生产的成本。
45.下面结合附图和实施例对本技术进行详细的说明。
46.本技术首先提出一种轮动信号检测电路，如图1所示，图1是本技术一实施例的轮动信号检测电路的结构示意图。本技术提供的轮动信号检测电路包括电平转换电路100，其中，电平转换电路100接入轮动信号，用于对轮动信号进行电平转换，以将轮动信号转换成标准电信号；比较电路200，与电平转换电路100连接，用于将标准电信号转化成方波信号；检测电路300，与比较电路200连接，用于基于方波信号检测车辆在行驶中的车速及在锁车状态下的移动情况。
47.需要说明的是，上述轮动信号包括车辆在行驶中的轮动信号及车辆在锁车状态下的轮动信号。
48.具体请参阅2，图2是本技术一实施例的车辆在行驶状态下轮动信号示意图，车辆在行驶状态下的轮动信号是由霍尔传感器产生的周期性脉冲群，其特点为单个脉冲的脉冲周期固定，脉冲占空比随行驶速度增加而增加，且脉冲群开始和结束时的脉冲占空比最小，中间脉冲的占空比最大；脉冲群周期随行驶速度增加而减小，脉冲幅度为48v。
49.具体请参阅3，图3是本技术一实施例的车辆在锁车状态时的轮动信号示意图，车辆在锁车状态时的轮动信号是由电动机转动时反向发电产生的信号，其特点为车轮转动一圈会产生25个幅度变化的电压信号，轮子转动越快，电压幅值越高，每个电压之间的周期越小。
50.针对上述提到的车辆在锁车状态和行驶过程中的不同轮动信号，尽管车辆的不同状态下轮动信号的，但是仍然可以找到一些共性，那就是电压变化，因此可以由此涉及能够兼容两种轮动信号的处理系统，能够同时实现两种信号的检测，减低成本。
51.由上述分析可知，车辆在锁车状态和行驶过程中会产生不同的轮动信号，两种轮动信号的幅度，本实施例可以采用电平转换电路100对轮动信号进行电平转换，以将两种轮
动信号转换为标准电信号，即将两种轮动信号的幅值统一，以便于后续通过同一电路进行信号检测。
52.本实施例利用电平转换电路100对轮动信号进行电平转换，以获得标准信号，能够将车辆在锁车状态和行驶过程中的不同轮动信号进行标准化处理，使得处理后的轮动信号能够采用同一检测电路300进行检测；进一步地，利用比较电路200将标准信号转化成方波信号，能够提高信号的抗干扰性能，提高检测电路300的检测精度。因此，本实施例能够采用同一轮动信号检测电路针对车辆在锁车状态和行驶过程中的不同轮动信号进行处理，也即能够同时检测车辆在行驶过程中以及锁车状态下的轮动信号，实现车辆在行驶过程中的测速功能以及锁车状态下的报警功能，降低电动车生产的成本。
53.在一应用场景中，本实施例的检测电路300可以是具有信号检测功能的微控制单元(microcontroller unit，mcu)，mcu的接口电平可以为1.8v，因此电平转换电路100可以将上述轮动信号的电压(幅值)转换为1.8v，能够防止电压过高损坏mcu。
54.具体的，当车辆在行驶状态下时，检测电路300能够通过车辆在行驶状态下的轮动信号对应的方波信号的周期来计算车辆的行驶速度，方波信号的周期越短，车辆的行驶速度越快；当车辆在锁车状态下时，检测电路300只需检测车辆在锁车状态下的轮动信号在车轮转动一圈时产生的25个电压信号中高电平的数量(或者电压信号的幅值大于电压阈值的数量)大于阈值即可；若该数量大于阈值，也即表示车辆产生移动，此时，车辆产生报警信号。
55.需要说明的是，本技术对于阈值不做限定，例如可以设置为5，也可以设置为10，只要能够显示车辆产生移动即可。
56.在上述实施例的基础上，如图4所示，图4是图1实施例轮动信号检测电路的电路结构示意图。电平转换电路100可以包括二极管d1和第一电阻r1，其中，二极管d1的阴极接入轮动信号，二极管d1的阳极与比较电路200连接；第一电阻r1的第一端接入标准电压，第一电阻r1的第二端与二极管d1的阳极连接。由于二极管d1具有单向导电的特性，也即只允许电流由单一方向通过(顺向偏压)，反向时阻断(逆向偏压)，因此，电平转换电路100设置有二极管d1和第一电阻r1，能够将不同幅度的轮动信号转换成标准电信号(幅值为1.8v的信号)。
57.需要说明的是，本技术对于上述二极管d1的类型不做限定，例如可以是平面型二极管、合金扩散型二极管、外延型二极管、肖特基二极管等，本技术以肖特基二极管为例进行说明。
58.肖特基二极管是具有肖特基特性的“金属半导体结”的二极管。其正向起始电压较低。其金属层除钨材料外，还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓，多为n型半导体。这种器件是由多数载流子导电的，所以，其反向饱和电流较以少数载流子导电的pn结大得多。由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微，所以其频率响仅为rc时间常数限制，因而，它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率可达100ghz。并且，mis(金属－绝缘体－半导体)肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管。
59.在上述实施例的基础上，如图4所示，比较电路200可以包括比较器u1、第二电阻r2以及第三电阻r3。其中，比较器u1的反向输入端与二极管d1的阳极连接，比较器u1的输出端与检测电路300连接；第二电阻r2的第一端接入参考电压v
ref
，第二电阻r2的第二端与比较
器u1的正向输入端连接；第三电阻r3的第一端与比较器u1的正向输入端连接，第三电阻r3的第二端与比较器u1的输出端连接。
60.具体的，当标准电信号增加或减小时，由于比较器u1具有两个不相等的阈值，因此，经过比较器u1输出的电压信号具有“滞回”曲线的形状，也即，经过比较器u1后，上述经电压转换电路产生的标准电信号能够转化成标准的方波信号，能够提高信号抗干扰性能，便于后续检测电路300检测。
61.需要说明的是，本技术对于比较器u1的类型不做限定，例如可以是过零电压比较器、电压比较器、滞回比较器等，优选的，本技术以滞回比较器为例进行说明。
62.进一步的，滞回比较器的高阈值电压(vh)和低阈值电压(v
l
)可调，具体公式如下：
[0063][0064][0065]
其中，v
cc
为供电电压；v
ref
为参考电压，vh为比较器u1的正向输入端电压，v
l
为比较器u1的反向输入端电压。
[0066]
优选的，设置v
cc
为1.8v。
[0067]
在一些实施例中，如图5所示，图5是本技术一实施例的轮动信号检测电路的结构示意图；本技术提供的轮动信号检测电路还可以进一步包括分压电路400。其中，分压电路400接入轮动信号，并与上述电平转换电路100连接，用于将轮动信号进行分压，以降低轮动信号的电压值，以使电平转换电路100对电压值降低后的轮动信号进行电平转换。
[0068]
具体的，如图6所示，图6是图5实施例轮动信号检测电路的电路结构示意图。上述分压电路400包括第四电阻r4以及第五电阻r5。其中，第四电阻r4的第一端接入轮动信号，第四电阻r4的第二端与电平转换电路100中二极管d1的阴极连接；第五电阻r5的第一端与第四电阻r4的第二端连接，第五电阻r5的第二端接地。
[0069]
上述分压电路400的设置能够在轮动信号输入之后，经过分压电阻减小电压，从而防止电压过大损坏轮动信号检测电路中后面的电路。
[0070]
在另一实施例中，如图7所示，图7是本技术一实施例的轮动信号检测电路的结构示意图。在上述实施例的基础上，本技术提供的轮动信号检测电路还可以进一步包括滤波电路500。其中，滤波电路500接入轮动信号，并与电平转换电路100中二极管d1的阴极连接，用于对轮动信号进行滤波整形处理，以使电平转换电路100对滤波整形处理后的轮动信号进行电平转换。通过设置滤波电路500，能够使车辆的轮动信号，也即脉冲群信号整形成连续变化的电压信号。
[0071]
优选的，如图8所示，图8是图7实施例轮动信号检测电路的电路结构示意图。上述滤波电路500包括电容c1，该电容c1的第一端与第四电阻r4的第二端连接，其第二端接地。由于电容c1在电源整流电路中，能够用来滤除交流成分，使输出的直流更平滑。因此，设置电容c1使电源直流输出平滑稳定，降低了交变脉动电流对轮动信号检测电路的影响，同时还可吸收轮动信号检测电路工作过程中产生的电流波动和经由交流电源串入的干扰，使得轮动信号检测电路的工作性能更加稳定。
[0072]
需要说明的是，在其他实施例中，轮动信号检测电路可不包括分压电路，也即滤波
电路500直接接入轮动信号，用于对轮动信号进行滤波整形处理。在本实施例中，只要轮动信号检测电路的前端耐压值足够即可。
[0073]
此外，本技术对电容c1的类型不做限定，例如可以是铝电解电容器、钽电解电容器、自愈式并联电容器等，只要具有滤波整形的作用即可。
[0074]
进一步的，如图7所示，在上述实施例的基础上，本技术提供的轮动信号检测电路中的检测电路300能够在检测车辆在行驶中的车速及在锁车状态下的移动情况。
[0075]
检测电路300能够基于上述方波信号的周期检测车辆在行驶过程中的车速；检测电路300能够基于上述方波信号的电压值大于阈值，进而确定车辆在锁车状态移动，具体请参阅上文，这里不赘述。
[0076]
综上所述，结合图7以及图8，本技术提出一种轮动信号检测电路，该轮动信号检测电路依次连接有分压电路400、滤波电路500、电平转换电路100、比较电路200以及检测电路300。其中，第四电阻r4的第一端接入轮动信号，第四电阻r4的第二端与电平转换电路100中二极管d1的阴极连接；第五电阻r5的第一端与第四电阻r4的第二端连接，第五电阻r5的第二端接地；电容c1的第一端与第四电阻r4的第二端连接，其第二端接地；二极管d1的阳极与比较器u1的反向输入端连接；第一电阻r1的第一端接入标准电压，第一电阻r1的第二端与二极管d1的阳极连接；第二电阻r2的第一端接入参考电压，第二电阻r2的第二端与比较器u1的正向输入端连接；第三电阻r3的第一端与比较器u1的正向输入端连接，第三电阻r3的第二端与比较器u1的输出端连；比较器u1的输出端与检测电路300连接。
[0077]
具体请参阅图9至图12，图9至图12为车辆在行驶过程中信号依次经过处理电路的波形变化过程，其中，图9是图2车辆在行驶状态下轮动信号经过分压电路和滤波电路处理后的轮动信号的示意图；图10是图9经过分压电路和滤波电路处理后的轮动信号经过电平转换电路后的标准电信号的示意图；图11是车辆在行驶状态下标准电信号经过比较电路后的方波信号的示意图；图12是车辆在锁车状态下轮动信号经过轮动信号检测电路的波形变化图。
[0078]
车辆在行驶过程中轮动信号经过电阻分压和电容滤波，位置
②
表示信号波形的峰值受分压电阻影响，信号上升时间由电路中第四电阻r4、电容c1决定，下降时间由第五电阻r5、电容c1决定，由于二极管d1的导通压降和第五电阻r5、第三电阻r3对参考电压1.8v的分压作用，低电平不能降到0v；位置
③
表示轮动信号经过电平转换时高电平被限制在了1.8v。
[0079]
需要说明的是图9和图10中位置
②
和
③
的波形为理想波形，实际由于rc滤波作用，波形会存在波动，其中，rc低通的截止频率越大，波动就越大。所以设置比较电路200，增加信号的抗干扰能力，保证位置
④
的波形是标准的方波。
[0080]
如图11所示，经比较电路200之后，位置
④
的信号波形变成了标准的方波信号，此时检测电路300可以通过方波信号的周期来计算车辆在行驶状态下的速度，方波信号的周期越短，车辆在行驶状态下的速度越快。
[0081]
进一步的，如图12所示，车辆在锁车状态下位置
②
信号幅值由于分压电阻变小，同时由于二极管d1的导通压降和第五电阻r5，第三电阻r3对参考电压1.8v的分压，低电平不能降到0v。在
②
到
③
的电平转换之后，信号中部分超过1.8v的信号被强制限制在了1.8v，
③
到
④
的过程与行驶状态时的波形变化一致，为避免重复，此处不加以赘述。
[0082]
本技术实施例还提供了一种车辆，如图13所示，包括轮动信号检测电路131，轮动
信号检测电路131为如图1至图12所示实施例提供的轮动信号检测电路。需要说明的是，车辆包括如图1至图12所示实施例提供的轮动信号检测电路的全部技术特征，且可实现如图1至图12所示实施例提供的轮动信号检测电路可实现的全部技术效果，为避免重复，在此不再赘述。
[0083]
可选地，本实施例的车辆还包括报警电路132，报警电路132与轮动信号检测电路131连接，用于在轮动信号检测电路检测车辆在锁车状态下移动时，产生报警信号。
[0084]
需要说明的是，本技术实施例中介绍的多种可选的实施方式，彼此可以相互结合实现，也可以单独实现，对此本技术实施例不作限定。
[0085]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”“下”“左”“右”等指示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技术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、以及特定的方位构造和操作因此，不能理解为对本技术的限制此外，“第一”“第二”仅由于描述目的，且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。因此，限定有“第一”“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0086]
在本技术的描述中需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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问接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0087]
上述实施例是参考附图来描述的其他不同的形式和实施例也是可行而不偏离本技术的原理，因此本技术不应被建构成为在此所提出实施例的限制。更确切地说，这些实施例被提供以使得本技术会是完善又完整，且会将本技术范围传达给本领域技术人员。在附图中,组件尺寸及相对尺寸也许基于清晰起见而被夸大。在此所使用的术语只是基于描述特定实施例目的，并无意成为限制用术语“包含”及/或“包括”在使用于本说明书时，表示所述特征、整数、构件及/或组件的存在但不排除一或更多其它特征整数、构件、组件及/或其族群的存在或增加。除非另有所示,陈述时，一值范围包含该范围的上下限及其间的任何子范围。
[0088]
以上所述的是本技术的优选实施方式应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本技术所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本技术的保护范围内。