一种电动汽车档位信号互锁的方法及装置与流程

本发明涉及电动汽车信号处理技术领域，特别涉及一种电动汽车档位信号互锁的方法及装置。

背景技术：

随着电动汽车行业的快速发展，电动汽车的控制器变得越来越重要，可靠性要求不断提高。驾驶员操作档位产生前进和后退信号，这两种信号作为控制器的输入信号，控制器根据两输入信号，发出控制指令决定汽车前行或者后退，因此控制器对于两信号的处理在电动汽车的稳定运行中起着极为关键的作用。

在汽车运行过程中，由于机械档位的抖动或者是电磁干扰的作用，电动汽车有可能发生前进和后退信号同时产生的情况，此时执行系统对档位指令无法识别，易导致意外情况发生，因此控制器需要对档位信号进行互锁处理，以应对异常情况。当前对档位信号互锁处理方式为：将前进和后退信号用硬件进行电平转换后直接送入处理器，处理器对两路信号用软件实现互锁，这种方法增加了软件的复杂性。

技术实现要素：

根据本发明实施例提供的方案解决的技术问题是在汽车运行过程中，由于机械档位的抖动或者是电磁干扰的作用，电动汽车有可能发生前进和后退信号同时产生的情况，易导致意外情况发生。

根据本发明实施例提供的一种电动汽车档位信号互锁的方法，包括：

通过对输入的前进电压信号和后退电压信号分别处理成前进数字电压信号和后退数字电压信号；

将所得到的前进数字电压信号和后退数字电压信号进行互锁处理成在同一时间使前进数字电压信号有效或者使后退数字电压信号有效；

在同一时间输出有效的前进数字电压信号或者后退数字电压信号。

优选地，所述通过对输入的前进电压信号和后退电压信号分别处理成前进数字电压信号和后退数字电压信号包括：

通过对输入的前进电压信号和后退电压信号分别进行分压处理，输出处于电压波动范围内的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号；

通过将所得到的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号分别进行电压比较处理，输出前进数字电压信号和后退数字电压信号。

优选地，所述通过将所得到的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号分别进行电压比较处理，输出前进数字电压信号和后退数字电压信号包括：

将所得到的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号分别与预置电压比较门限值进行电压比较；

若所述前进稳定电压信号大于预置电压比较门限值，则输出高电平前进数字电压信号，否则，输出低电平前进数字电压信号；

若所述后退稳定电压信号大于预置电压比较门限值，则输出高电平后退数字电压信号，否则，输出低电平后退数字电压信号。

优选地，所述通过将所得到的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号分别进行电压比较处理，输出前进数字电压信号和后退数字电压信号包括：

将所得到的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号分别与预置电压比较门限值进行电压比较；

若所述前进稳定电压信号小于预置电压比较门限值，则输出高电平前进数字电压信号，否则，输出低电平前进数字电压信号；

若所述后退稳定电压信号小于预置电压比较门限值，则输出高电平后退数字电压信号，否则，输出低电平后退数字电压信号。

优选地，所述将所得到的前进数字电压信号和后退数字电压信号进行互锁处理成在同一时间使前进数字电压信号有效或者使后退数字电压信号有效包括：

将所得到高电平前进数字电压信号和低电平后退数字电压信号进行互锁处理成在同一时间有效的前进数字电压信号；

将所得到低电平前进数字电压信号和高电平后退数字电压信号进行互锁处理成在同一时间有效的后退数字电压信号。

优选地，所述将所得到的前进数字电压信号和后退数字电压信号进行互锁处理成在同一时间使前进数字电压信号有效或者使后退数字电压信号有效包括：

将所得到高电平前进数字电压信号和低电平后退数字电压信号进行互锁处理成在同一时间有效的后退数字电压信号；

将所得到低电平前进数字电压信号和高电平后退数字电压信号进行互锁处理成在同一时间有效的前进数字电压信号。

根据本发明实施例提供的一种电动汽车档位信号互锁的装置，包括：

数字处理模块，用于通过对输入的前进电压信号和后退电压信号分别处理成前进数字电压信号和后退数字电压信号；

互锁处理模块，用于将所得到的前进数字电压信号和后退数字电压信号进行互锁处理成在同一时间使前进数字电压信号有效或者使后退数字电压信号有效；以及

输出模块，用于在同一时间输出有效的前进数字电压信号或者后退数字电压信号。

优选地，所述数字处理模块包括：

分压单元，用于通过对输入的前进电压信号和后退电压信号分别进行分压处理，输出处于电压波动范围内的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号；

电压比较单元，用于通过将所得到的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号分别进行电压比较处理，输出前进数字电压信号和后退数字电压信号。

优选地，所述电压比较单元具体用于将所得到的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号分别与预置电压比较门限值进行电压比较，若所述前进稳定电压信号大于预置电压比较门限值，则输出高电平前进数字电压信号，否则，输出低电平前进数字电压信号，以及若所述后退稳定电压信号大于预置电压比较门限值，则输出高电平后退数字电压信号，否则，输出低电平后退数字电压信号。

优选地，所述电压比较单元具体用于将所得到的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号分别与预置电压比较门限值进行电压比较，若所述前进稳定电压信号小于预置电压比较门限值，则输出高电平前进数字电压信号，否则，输出低电平前进数字电压信号，以及若所述后退稳定电压信号小于预置电压比较门限值，则输出高电平后退数字电压信号，否则，输出低电平后退数字电压信号。

根据本发明实施例提供的方案，与现有技术相比，取得了一定的进步，实现了用硬件对档位信号互锁的效果，降低了软件的复杂性，提高了档位信号处理的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种电动汽车档位信号互锁的方法流程图；

图2是本发明实施例提供的一种电动汽车档位信号互锁的装置示意图；

图3是本发明实施例提供的信号互锁电路的原理示意图；

图4是本发明实施例提供的前进信号为高电平，后退信号为低电平时处理后的波形图；

图5是本发明实施例提供的后退信号为高电平，前进信号为低电平时处理后的波形图；

图6是本发明实施例提供的前进和后退信号均为高电平时处理后的波形图；

图7是本发明实施例提供的前进和后退信号均为低电平时处理后的波形图；

图8是本发明实施例提供的电动汽车档位信号互锁的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明实施例提供的一种电动汽车档位信号互锁的方法流程图，如图1所示，包括：

步骤s101：通过对输入的前进电压信号和后退电压信号分别处理成前进数字电压信号和后退数字电压信号；

步骤s102：将所得到的前进数字电压信号和后退数字电压信号进行互锁处理成在同一时间使前进数字电压信号有效或者使后退数字电压信号有效；

步骤s103：在同一时间输出有效的前进数字电压信号或者后退数字电压信号。

其中，所述通过对输入的前进电压信号和后退电压信号分别处理成前进数字电压信号和后退数字电压信号包括：通过对输入的前进电压信号和后退电压信号分别进行分压处理，输出处于电压波动范围内的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号；通过将所得到的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号分别进行电压比较处理，输出前进数字电压信号和后退数字电压信号。

具体地说，所述通过将所得到的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号分别进行电压比较处理，输出前进数字电压信号和后退数字电压信号包括：将所得到的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号分别与预置电压比较门限值进行电压比较；若所述前进稳定电压信号大于预置电压比较门限值，则输出高电平前进数字电压信号，否则，输出低电平前进数字电压信号；若所述后退稳定电压信号大于预置电压比较门限值，则输出高电平后退数字电压信号，否则，输出低电平后退数字电压信号。

具体地说，所述通过将所得到的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号分别进行电压比较处理，输出前进数字电压信号和后退数字电压信号包括：将所得到的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号分别与预置电压比较门限值进行电压比较；若所述前进稳定电压信号小于预置电压比较门限值，则输出高电平前进数字电压信号，否则，输出低电平前进数字电压信号；若所述后退稳定电压信号小于预置电压比较门限值，则输出高电平后退数字电压信号，否则，输出低电平后退数字电压信号。

其中，所述将所得到的前进数字电压信号和后退数字电压信号进行互锁处理成在同一时间使前进数字电压信号有效或者使后退数字电压信号有效包括：将所得到高电平前进数字电压信号和低电平后退数字电压信号进行互锁处理成在同一时间有效的前进数字电压信号；将所得到低电平前进数字电压信号和高电平后退数字电压信号进行互锁处理成在同一时间有效的后退数字电压信号。

其中，所述将所得到的前进数字电压信号和后退数字电压信号进行互锁处理成在同一时间使前进数字电压信号有效或者使后退数字电压信号有效包括：将所得到高电平前进数字电压信号和低电平后退数字电压信号进行互锁处理成在同一时间有效的后退数字电压信号；将所得到低电平前进数字电压信号和高电平后退数字电压信号进行互锁处理成在同一时间有效的前进数字电压信号。

图2是本发明实施例提供的一种电动汽车档位信号互锁的装置示意图，如图2所示，包括：数字处理模块201，用于通过对输入的前进电压信号和后退电压信号分别处理成前进数字电压信号和后退数字电压信号；互锁处理模块202，用于将所得到的前进数字电压信号和后退数字电压信号进行互锁处理成在同一时间使前进数字电压信号有效或者使后退数字电压信号有效；以及输出模块203，用于在同一时间输出有效的前进数字电压信号或者后退数字电压信号。

其中，所述数字处理模块201包括：分压单元，用于通过对输入的前进电压信号和后退电压信号分别进行分压处理，输出处于电压波动范围内的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号；电压比较单元，用于通过将所得到的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号分别进行电压比较处理，输出前进数字电压信号和后退数字电压信号。

具体地说，所述电压比较单元具体用于将所得到的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号分别与预置电压比较门限值进行电压比较，若所述前进稳定电压信号大于预置电压比较门限值，则输出高电平前进数字电压信号，否则，输出低电平前进数字电压信号，以及若所述后退稳定电压信号大于预置电压比较门限值，则输出高电平后退数字电压信号，否则，输出低电平后退数字电压信号。

具体地说，所述电压比较单元具体用于将所得到的前进稳定电压信号和后退稳定电压信号分别与预置电压比较门限值进行电压比较，若所述前进稳定电压信号小于预置电压比较门限值，则输出高电平前进数字电压信号，否则，输出低电平前进数字电压信号，以及若所述后退稳定电压信号小于预置电压比较门限值，则输出高电平后退数字电压信号，否则，输出低电平后退数字电压信号。

图3是本发明实施例提供的信号互锁电路的原理示意图，如图3所示，包括：

第一步，对输入电压信号进行电阻分压，将输入电压降低至控制器输入电压范围，同时电压输出端设置电压跟随器，rc滤波电路，实现稳定的电压信号输出。

第二步，对第一步输出的电压与设定的门限电压进行比较、判决，得到数字信号。

第三步，对第二步输出的数字信号进行逻辑信号处理，实现信号的互锁输出。

档位产生的前进信号与后退信号都属于电压输入信号，高电平的电压波动范围为：24v～32v，低电平的电压波动范围为：0v～10v。对于电动汽车来讲，任何时间前进信号和后退信号只能有一个生效，如图4和图5所示，但在实际使用中可能会出现前进信号和后退信号同时作用的情况，如图6和图7所示，因此需要对前进信号和后退信号进行互锁，使得任何时间只能有一个信号作用，在两者同时为有效的情况下，电动汽车应保持不动作，防止意外发生。

图8是本发明实施例提供的电动汽车档位信号互锁的电路图，如图8所示，将档位产生的前进和后退两路信号分别接入具体实施方式示意图8所示的对应位置，前级用电阻网络r1、r2、r4、r5先对输入的电压信号进行分压，使得输入电压达到0v～3.3v范围，然后对电压信号设置电压跟随器(由运放u6a和u6b构成两路跟随器)以及rc滤波电路(r3、c1、r6、c2构成两路rc滤波网络)，使得输出电压保持稳定；该级电路高电平信号电压达到2.4v～3.2v范围，低电平信号电压达到0v～1v范围。设置第二级的比较电压门限为1.5v，将前级输出的电压信号与门限电压进行比较(比较电路由u7a、u7b比较器实现)，若大于门限电压则输出高电平，小于门限电压则输出低电平。后级为逻辑处理电路，其中u1、u2为反相器，u3、u4为与门芯片，u5为双路四选一数据选择器芯片，将前面两级处理后的两信号经u1、u2、u3、u4进行逻辑预处理后输出作为选择器的地址输入信号，选择器的输出作为互锁后的前进信号和后退信号输出。工作过程分析如下：设前进信号为a，后退信号为b，u3输出信号为u4输出信号为当a1＝1，b1＝0时，输出y1(前进信号)为1c1，y2(后退信号)为2c1的值，当a1＝0，b1＝1时，输出y1(前进信号)为1c2，y2(后退信号)为2c2的值，当a1＝0，b1＝0时，输出y1(前进信号)为1c0，y2(后退信号)为2c0的值。

1c0，1c3，2c0，2c3值设置为0，满足前进信号和后退信号均不生效和均生效的时候，输出信号为低电平，电动汽车保持不动。1c1＝1，1c2＝0，2c1＝0，2c2＝1，满足前进信号和后退信号单独生效时汽车的正常前进、后退运行，实施例中各节点逻辑可参考图6、表1和表2。

测试该电路，对于输出的y1，y2两路信号接示波器进行输出信号波形观察。改变两路输入信号的电压幅值大小，对输出信号波形进行多次观察，验证结果同以上分析结果相符，装置工作正常。

表1：双路四选一数据选择器逻辑表

表2各信号点逻辑表

注：以上表中“*”表示数字高电平或者数字低电平；“1“表示数字高电平；“0”表示数字低电平；“h”表示输入原始电压为高；“l”表示输入原始电压为低。

根据本发明实施例提供的方案，利用门电路和数据选择器实现信号互锁的功能，对于输入信号的波动有着较强的抗干扰性，输出信号电压低，电流小。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。