一种用于汽车防抱死控制器中的轮速处理及诊断电路的制作方法

本实用新型属于汽车制动控制技术领域，具体涉及一种汽车防抱死控制器中的轮速处理及诊断电路。

背景技术：

传统的汽车防抱死控制器中的轮速信号处理电路是将信号经滤波电路、限幅电路和整形电路后转化为方波信号。由于这种处理电路的最小识别转速高，抗干扰能力差，所以处理小幅度大干扰信号的性能差，没有诊断功能，无法实时诊断传感器状态。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种汽车防抱死控制器中的轮速处理及诊断电路，其能够实时诊断传感器状态，且抗干扰能力强，识别电压可调。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种汽车防抱死控制器中的轮速处理及诊断电路，包括轮速处理电路、轮速传感器和微处理器；

所述轮速处理电路由滤波电路、限幅电路、偏置电路、放大电路、整形电路和诊断电路构成；

所述轮速传感器与防抱死控制器连接，防抱死系统中的轮速传感器信号与轮速处理电路中滤波电路相连，轮速处理电路将轮速传感器输出的差分电压信号经过滤波电路滤除和衰减干扰信号后经过限幅电路、偏置电路、放大电路和整形电路后与微处理器相连，将轮速传感器输出的正弦波信号转化为方波信号，供微处理器采集处理；轮速传感器信号同时与诊断电路相连，经诊断电路后进入到微处理器中。

所述限幅电路用于对轮速信号进行限幅处理，将轮速信号幅值处理到各电子元器件能够正常工作和微处理器接口电平的要求。

所述偏置电路将整个放大电路的输入信号偏置到一个设定的电压上。

所述放大电路将输入的轮速信号放大。

所述整形电将输入的正弦波整形为方波，并与微处理相连，供微处理器采集。

所述诊断电路将输入的两路轮速信号经过偏置电路到一个特定的电压值，然后经过微处理的AD通道采集相应的电压值，实现对电源短路、对地短路、开路、传感器相间短路和传感器间隙过大的诊断。

所述滤波电路为由R3、C3和R8、C5组成的一阶RC无源低通滤波电路。

所述限幅电路为D1、D2和D3、D4组成的双向限幅电路。

所述放大电路由R2、R4、R9和R11构成，R2，R4与运算放大器U1的3脚，R9，R11与U1的4脚相连，同时R11的另一端与U1的1脚相连。

所述偏置电路为由R1和R12组成的分压电路。

所述整形电路由R6、U1、R10、R5、R7、C6和R10构成，R6与U1的5脚相连，R10与U1的6脚相连，R5与U1的5脚和7脚相连形成反馈，R7上拉到VCC并与U1的7脚相连，C6一端接地，另一端与U1的6脚相连，R10和C6构成移相电路，R6和R5构成反馈电路。

所述诊断电路为由R13、R16、R14、C7、R15和C8组成的一阶低通滤波电路，处理后的信号输入到微处理器的AD端口，经过微处理的AD端口采集电压，可以进行传感器对电源短路、对地短路、开路、相间短路和传感器间隙过大的故障判断。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型用于汽车防抱死控制器中的轮速处理及诊断电路可以提高处理低转速信号的能力，达到识别电压为峰峰值60mV，增强信号抗干扰性能消除共模干扰，检测传感器的开路、短路和间隙过大的故障状态，实时对传感器进行诊断，满足诊断要求。

附图说明

图1是本实用新型电路实施例的电路原理框图；

图2是图1中滤波电路图；

图3是图1中限幅电路图；

图4是图1中偏置和放大电路图；

图5是图1中整形电路图；

图6是图1中诊断电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

在图1-6是本实用新型的最佳实施例，图2-6中：U1为运算放大器，C1-C8为电容，D1-D4为二极管，R1-R16为电阻。

下一步结合附图1-6对用于汽车防抱死控制器中的轮速处理及诊断电路做进一步的详细说明：

如图1所示，一种用于汽车防抱死控制器中的轮速处理及诊断电路，包括轮速处理电路、轮速传感器和微处理器；所述轮速处理电路主要包括滤波电路模块、限幅电路模块、偏置电路模块、放大电路模块、整形电路模块和诊断电路模块；所述轮速传感器与防抱死控制器连接，防抱死系统中的轮速传感器信号与轮速处理电路中滤波电路模块相连，轮速处理电路将轮速传感器输出的差分电压信号经过滤波电路模块滤除和衰减干扰信号后经过限幅电路模块、偏置电路模块、放大电路模块和整形电路模块后与微处理器相连，将轮速传感器输出的正弦波信号转化为方波信号，供微处理器采集处理；轮速传感器信号同时与诊断电路相连，经诊断电路后进入到微处理器中，判断每个车轮的状态。

如图2所示，传感器差分信号经过端口ESD保护电容C2、C4进入到R3、C3和R8、C5组成的一阶RC无源低通滤波电路，滤除和衰减干扰信号，其截止频率可通过调整R、C的值来改变，以满足不同的轮速传感器的对于干扰信号要求。

如图3所示，信号进入D1、D2和D3、D4组成的双向限幅电路。由于在高速时,轮速信号的电压幅值较大，为保证输入信号满足各电子元器件的工作电压要求和微处理器的接口电平的要求，对轮速信号进行限幅处理，起到保护轮速信号处理电路的作用。

如图4所示，R2，R4与运算放大器U1的3脚，R9，R11与U1的4脚相连，同时R11的另一端与U1的1脚相连，组成反馈放大。R1和R12组成分压电路，将放大电路的输入信号偏置到特定的电压上，降低运算放大器的失调电压和失调电流。输入的轮速信号经过U1运算放大器后，将差分输入电压放大，提高低轮速信号电压处理能力，保证在轮速较低时，仍能够处理传感器信号，降低轮速处理电路的最小识别电压。R2，R4，R9，R11组成放大电路的放大参数，可通过调整不同的阻值来调整不同的放大倍数以匹配轮速信号。经过放大电路后，轮速信号被转化为单端输出的正弦波信号。

如图5所示，R6与U1的5脚相连，R10与U1的6脚相连，R5与U1的5脚和7脚相连形成正反馈，R7上拉到5V VCC并与U1的7脚相连，C6一端接地，另一端与U1的6脚相连。电阻R10和电容C6构成移相电路，电阻R6和电阻R5构成反馈电路。输入信号IG经过移相电路移相后，到达U1的反相输入端，其电压值滞后于同相输入端的电压。IG信号和U1输出Wss信号经过反馈电路后，到达U1的同相输入端，经过正反馈后，其电压值为IG的增强信号。V+和V-同时加载于U1的两端进行电压比较，若两个信号的电压差与前一时刻相反，电压比较器就会翻转，故能检测出任意基值(直流分量)和峰值的电压变化。调节C6的取值可以调整电路的频率响应特性。

电路静态时，Wss是高电平，V+因正反馈和分压电路分压，其值高于IG，U1的反向输入端V-经过充电电压值到达Wss其值低于同相输入端V+，电压维持状态不变。当输入信号IG的电压值逐渐变低后，同相输入端的电压V+仍然是IG和Wss的分压值，高于IG，反相输入端的电压V-随着C6的放电也逐渐变低，电压比较器的反相输入端V-的电压会在放电时高于同相输入端V+，电压比较器输出Wss输出低电平，此时电压比较器的同相输入端V+为输入IG和输出Wss的分压值，V+低于输入电源IG，反相输入端V-大于同相输入端V+，电压比较器输出Wss输出维持低电平。电容C6的充电过程与上述相反。

如图6所示，R13上拉到电源VCC，R16下拉到地，R14、C7和R15、C8组成一阶低通滤波电路，处理后的信号输入到微处理器的AD端口。经过微处理的AD端口采集电压，可以进行传感器对电源短路、对地短路、开路、相间短路和传感器间隙过大等5种故障判断。

当轮速传感器正常时，IG+_DIAG和IG-_DIAG的电压值为R13，传感器内阻和R16的分压值，诊断逻辑为：

(1)轮速传感器对电源短路时，VIG+_DIAG＝VIG-_DIAG>正常电压值

(2)轮速传感器对地短路时，VIG+_DIAG＝VIG-_DIAG<正常电压值

(3)轮速传感器开路时，VIG+_DIAG>正常电压值，VIG-_DIAG<正常电压值

(4)轮速传感器相间短路时，VIG+_DIAG<正常电压值，VIG-_DIAG>正常电压值

(5)轮速传感器间隙过大(间隙太大，传感器的输出电压太小，但是微处理器可以采集到轮速信号)，间隙大小影响传感器的输出信号电压幅值，因此通过微处理器来采集轮速信号的幅值，与正常信号的幅值比较，来判断间隙是否异常。

本实用新型在设计轮速信号处理电路时，增加了偏置电路、放大电路和诊断电路，在诊断电路中通过微处理器来实时监控传感器状态可适时诊断传感器的对电源短路、对地短路、开路、传感器间隙过大和传感器相间短路5种故障状态；偏置和放大输入信号改善低转速信号处理,通过改变放大倍数和反馈系统，可使最低识别电压为传感器信号峰峰值60mV；传感器信号差分输入处理，消除信号共模干扰提高抗干扰性能；经过上述处理使该处理电路具备轮速识别阈值低，抗干扰能力强和传感器故障诊断的优点。