一种可调参考阈值的磁电转速处理系统的制作方法

本发明涉及电机控制器技术领域，具体而言，涉及一种可调参考阈值的磁电转速处理系统。

背景技术：

电机控制器是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路，汽车电机控制器作为控制电机驱动整车行驶的控制单元，属于汽车的核心零部件，在汽车中起到了十分重要的作用。在汽车电机控制器中，传感器芯片将采集到的转速信号处理后输送至主单片机，单片机将接收到的信号进行处理，再根据处理后的信号控制转速。由于传感器芯片在处理转速信号时需要根据传感器的阈值进行对比，以确定是否输出信号至主单片机，因此，传感器芯片的阈值设定非常重要。在现有技术中，传感器的上限阈值、下限阈值均为固定值，若想调节阈值的大小，则只能更改硬件电路中相对应的分压电阻，更改十分不便。但是，在实际应用过程中，当转速过低时，如果传感器所设定的固定阈值过高，则容易出现丢齿的现象；相对应的，当转速过高时，如果传感器所设定的固定阈值过低，则容易出现多齿的现象。

技术实现要素：

本说明书提供一种可调参考阈值的磁电转速处理系统，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。

根据本说明书实施例，提供了一种可调参考阈值的磁电转速处理系统，所述磁电转速处理系统包括传感器信号输入模块、传感器处理模块、上限阈值设定模块、下限阈值调节模块、传感器信号输出模块、单片机模块；

所述传感器信号输入模块与所述传感器处理模块连接，用于将输入的转速信号滤波后传输至所述传感器处理模块；所述上限阈值设定模块与所述传感器处理模块连接，用于设置传感器的上限阈值并发送至所述传感器处理模块；所述下限阈值调节模块与所述传感器处理模块连接，用于调节所述传感器的下限阈值并发送至所述传感器处理模块；所述传感器处理模块与所述传感器信号输出模块连接，用于根据滤波后的所述转速信号与所述上限阈值、下限阈值的对比结果输出传感器信号，并将所述传感器信号发送至所述传感器信号输出模块；所述传感器信号输出模块与所述单片机模块连接，用于将所述传感器信号滤波后传输至所述单片机模块。

可选的，所述传感器处理模块包括传感器芯片u1；所述传感器芯片u1的int_thrs管脚和gnd管脚接地；所述传感器芯片u1的vcc管脚和zero_en管脚分别与电源vcc连接。

进一步可选的，所述传感器信号输入模块包括传感器信号输入电路；所述传感器信号输入电路包括电阻r1、电阻r2、电容c1；所述电阻r1的一端为所述传感器的差分输入信号i_f_crankpos，所述电阻r1的另一端与所述传感器芯片u1的in+管脚连接；所述电阻r2的一端为所述传感器的差分输入信号i_f_crankneg，所述电阻r2的另一端与所述传感器芯片u1的in-管脚连接；所述电容c1的两端分别与所述电阻r1连接所述传感器芯片u1的in+管脚的一端、所述电阻r2连接所述传感器芯片u1的in-管脚的一端连接。

进一步可选的，所述上限阈值设定模块包括上限阈值设定电路；所述上限阈值设定电路包括电阻r3、电容c2、电容c3、电阻r4；所述电阻r3的一端接地，所述电阻r3的另一端与所述传感器芯片u1的bias管脚连接；所述电容c2、电容c3分别与所述电阻r3并联；所述电阻r4的一端与所述电源vcc连接，所述电阻r4的另一端与所述传感器芯片u1的bias管脚连接。

进一步可选的，所述下限阈值调节模块包括阈值设置电路；所述阈值设置电路包括电阻r5、电阻r6、电容c4、电容c5、电阻r7；所述电阻r5的两端分别与所述传感器芯片u1的ext管脚、电阻r6的一端连接；所述电容c4的一端与所述电阻r5连接所述传感器芯片u1的ext管脚的一端连接，所述电容c4的另一端接地；所述电阻r6的另一端为脉冲宽度调制信号pwm0；所述电容c5的一端与所述电阻r6连接所述电阻r5的一端连接，所述电容c5的另一端接地；所述电阻r7的一端接地，所述电阻r7的另一端为所述脉冲宽度调制信号pwm0。

再进一步可选的，所述电阻r5的阻值为20k，电阻r6的阻值为10k，电阻r7的阻值为100k。

进一步可选的，所述传感器信号输出模块包括传感器信号输出电路；所述传感器信号输出电路包括电阻r8、电阻r9、电容c6；所述电阻r8的一端与所述电源vcc连接，所述电阻r8的另一端与所述传感器芯片u1的cout管脚连接；所述电阻r9的一端与所述传感器芯片u1的cout管脚连接，所述电阻r9的另一端为传感器输出信号ioc0；所述电容c6的一端接地，所述电容c6的另一端为所述传感器输出信号ioc0。

进一步可选的，所述传感器芯片u1的型号为max9924aub+。

再进一步可选的，所述电容c2为有极性电容；所述电容c3、电容c4、电容c5、电容c6均为无极性电容。

由上述内容可知，本发明实施例提供的一种可调参考阈值的磁电转速处理系统，包括传感器信号输入模块、传感器处理模块、上限阈值设定模块、下限阈值调节模块、传感器信号输出模块、单片机模块，传感器信号输入模块用于将输入的转速信号滤波后传输至传感器处理模块；上限阈值设定模块用于设置传感器的上限阈值并发送至传感器处理模块；下限阈值调节模块用于调节传感器的下限阈值并发送至传感器处理模块；传感器处理模块用于根据滤波后的转速信号与上限阈值、下限阈值的对比结果输出传感器信号，并将传感器信号发送至传感器信号输出模块；传感器信号输出模块用于将传感器信号滤波后传输至单片机模块。

应用本发明实施例，在不改动硬件电路的前提下，可直接通过单片机调节传感器芯片的阈值，以应对不同的转速。当转速过低时，通过单片机将传感器芯片的阈值适当降低，以避免丢齿现象的发生；而当转速过高时，则通过单片机将传感器芯片的阈值适当调高，以避免多齿现象的发生，使用更方便。采用本可调参考阈值的磁电转速处理系统，提高了车速传感器硬件电路设计上的兼容性以及系统灵活性，应用范围更广，适应性更强，且利用脉冲宽度调制信号pwm调节传感器芯片的阈值，提高了传感器芯片的阈值精度。

本说明书实施例的创新点包括：

1、在不改动硬件电路的前提下，可直接通过单片机调节传感器芯片的阈值，以应对不同的转速。当转速过低时，通过单片机将传感器芯片的阈值适当降低，以避免丢齿现象的发生；而当转速过高时，则通过单片机将传感器芯片的阈值适当调高，以避免多齿现象的发生，使用更方便。

2、采用本可调参考阈值的磁电转速处理系统，提高了车速传感器硬件电路设计上的兼容性以及系统灵活性，应用范围更广，适应性更强。

3、利用脉冲宽度调制信号pwm调节传感器芯片的阈值，提高了传感器芯片的阈值精度，调控更精准。

4、本发明通过电路的整体结构简单、安全地实现了电机控制功能。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。

图1为本说明书实施例提供的可调参考阈值的磁电转速处理系统的结构框图；

图2为本说明书实施例提供的可调参考阈值的磁电转速处理系统的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本说明书实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本说明书实施例公开了一种可调参考阈值的磁电转速处理系统。以下分别进行详细说明。

图1是示出了根据本说明书实施例提供的一种可调参考阈值的磁电转速处理系统。该磁电转速处理系统包括传感器信号输入模块1、传感器处理模块2、上限阈值设定模块3、下限阈值调节模块4、传感器信号输出模块5、单片机模块6。

传感器信号输入模块1与传感器处理模块2连接，用于将输入的转速信号滤波后传输至传感器处理模块2；上限阈值设定模块3与传感器处理模块2连接，用于设置传感器的上限阈值并发送至传感器处理模块2；下限阈值调节模块4与传感器处理模块2连接，用于调节传感器的下限阈值并发送至传感器处理模块2；传感器处理模块2与传感器信号输出模块5连接，用于根据滤波后的转速信号与上限阈值、下限阈值的对比结果输出传感器信号，并将传感器信号发送至传感器信号输出模块5；传感器信号输出模块5与单片机模块6连接，用于将传感器信号滤波后传输至单片机模块6。

在本发明实施例中，该磁电转速处理系统可以设置于汽车电机控制器中，在不改动硬件电路的前提下，通过单片机调节传感器芯片的阈值，以应对不同的转速，既可以避免转速过低时出现丢齿的现象发生，又可以避免转速过高时出现多齿的现象。

在一种实现方式中，如图2所示，传感器处理模块2包括传感器芯片u1，传感器芯片u1用于将滤波后的转速信号与其内存设置的阈值进行对比，若在阈值范围内，则输出传感器信号。其中，传感器芯片u1的int_thrs管脚和gnd管脚接地，gnd表示传感器芯片的模拟信号地；传感器芯片u1的vcc管脚和zero_en管脚分别与电源vcc连接，电源vcc表示模拟信号电源。在一个具体的实施例中，传感器芯片u1的型号为max9924aub+，电源vcc为5v，为传感器芯片u1供电。

传感器信号输入模块1包括传感器信号输入电路，传感器信号输入电路用于将转速信号进行滤波处理，该传感器信号输入电路包括电阻r1、电阻r2、电容c1，由电阻r1、电阻r2、电容c1组成滤波电路对转速信号进行滤波。具体的，电阻r1的一端为传感器的差分输入信号i_f_crankpos，电阻r1的另一端与传感器芯片u1的in+管脚连接；电阻r2的一端为传感器的差分输入信号i_f_crankneg，电阻r2的另一端与传感器芯片u1的in-管脚连接；电容c1的两端分别与电阻r1连接传感器芯片u1的in+管脚的一端、电阻r2连接传感器芯片u1的in-管脚的一端连接。其中，in+管脚、in-管脚为传感器芯片u1的输入端。本实施例中的转速信号为差分输入信号i_f_crankpos和i_f_crankneg，即传感器的输入信号，也可表述为差分转速信号，经由电阻r1、电阻r2、电容c1组成的滤波电路滤波后，输入至传感器芯片u1的in+管脚、in-管脚。

上限阈值设定模块3包括上限阈值设定电路，上限阈值设定电路用于设定传感器芯片u1的上限阈值，并由传感器芯片u1的bias管脚对传感器芯片u1的上限阈值进行设置，该上限阈值设定电路包括电阻r3、电容c2、电容c3、电阻r4。具体的，电阻r3的一端接地，电阻r3的另一端与传感器芯片u1的bias管脚连接；电容c2、电容c3分别与电阻r3并联；电阻r4的一端与电源vcc连接，电阻r4的另一端与传感器芯片u1的bias管脚连接，优选的，电容c2为有极性电容，电容c3为无极性电容。其中，上限阈值电压通过电阻r3、电阻r4分压电源vcc获得，设上限阈值电压为vbias，则

vbias＝vcc*[r3/(r4+r3)]

由上述关系式，可知上限阈值电压由电源vcc、电阻r3、电阻r4的值决定，通过改变电源vcc或电阻r3与电阻r3、电阻r4之和的比值，均可改变传感器芯片u1的上限阈值。

下限阈值调节模块4包括阈值设置电路，阈值设置电路利用单片机输出的脉冲宽度调制信号pwm0调节传感器芯片u1的下限阈值，该阈值设置电路包括电阻r5、电阻r6、电容c4、电容c5、电阻r7。具体的，电阻r5的两端分别与传感器芯片u1的ext管脚、电阻r6的一端连接；电容c4的一端与电阻r5连接传感器芯片u1的ext管脚的一端连接，电容c4的另一端接地；电阻r6的另一端为脉冲宽度调制信号pwm0；电容c5的一端与电阻r6连接电阻r5的一端连接，电容c5的另一端接地；电阻r7的一端接地，电阻r7的另一端为脉冲宽度调制信号pwm0，优选的，电容c4、电容c5均为无极性电容。其中，电阻r7为下拉电阻，电阻r5与电容c4和电阻r6与电容c5构成阈值设置电路中的两级滤波电路，ext管脚为传感器芯片u1的输入引脚，单片机所输出的脉冲宽度调制信号pwm0经处理后产生控制传感器芯片u1阈值的信号，控制传感器芯片u1阈值的信号输送至传感器芯片u1的ext管脚中，为传感器芯片u1设置下限阈值，通过改变下限阈值的大小调控传感器芯片u1的阈值范围。需要注意并理解的是，本说明书“上限阈值”、“下限阈值”中的“上”、“下”并不指代阈值大小，“下限阈值”可能小于“上限阈值”，也可能大于“上限阈值”。

在一个具体的实施例中，电阻r5的阻值为20k，电阻r6的阻值为10k，电阻r7的阻值为100k。

传感器信号输出模块5包括传感器信号输出电路，传感器信号输出电路用于输出传感器信号并发送至单片机模块6，以使得单片机模块6根据传感器信号控制转速，该传感器信号输出电路包括电阻r8、电阻r9、电容c6。具体的，电阻r8的一端与电源vcc连接，电阻r8的另一端与传感器芯片u1的cout管脚连接；电阻r9的一端与传感器芯片u1的cout管脚连接，电阻r9的另一端为传感器输出信号ioc0；电容c6的一端接地，电容c6的另一端为传感器输出信号ioc0，电容c6优选为无极性电容。其中，r8为上拉电阻，cout管脚为传感器芯片u1的输出引脚，cout管脚输出传感器信号，电阻r9、电容c6构成滤波电路对输出的传感器信号进行滤波，ioc0为传感器芯片u1的输出信号，直接输送至单片机。

输入的差分转速信号i_f_crankpos和i_f_crankneg的电压差值与传感器芯片u1的设定阈值进行对比，若在设定的阈值范围内，则传感器芯片u1输出高电平到单片机，再由单片机进行处理。

在本实施例中，设单片机输出的脉冲宽度调制信号pwm0的高电平为vpwm0，传感器芯片u1的下限阈值电压为vext，脉冲宽度调制信号pwm0的占空比为d，则

vext＝vpwm0*d

结合上述关系式，vext是由单片机提供的电压，确定为一个固定值，占空比d可由软件调节，从而传感器芯片u1的阈值可通过单片机进行调节。在不同的转速中，可以通过改变脉冲宽度调制信号pwm0的占空比d来调节传感器芯片u1的阈值。也就是说，通过调节传感器芯片u1的下限阈值改变传感器芯片u1的阈值范围，以满足不同的转速需求，当转速过低时，通过单片机将传感器芯片u1的阈值适当降低，以避免丢齿现象的发生；而当转速过高时，则通过单片机将传感器芯片u1的阈值适当调高，以避免多齿现象的发生，从而提高传感器芯片u1的适用性，使其具有更广的应用范围。

综上所述，本说明书公开一种可调参考阈值的磁电转速处理系统，在不改动硬件电路的前提下，可直接通过单片机调节传感器芯片的阈值，以应对不同的转速。当转速过低时，通过单片机将传感器芯片的阈值适当降低，以避免丢齿现象的发生；而当转速过高时，则通过单片机将传感器芯片的阈值适当调高，以避免多齿现象的发生，使用更方便。采用本可调参考阈值的磁电转速处理系统，提高了车速传感器硬件电路设计上的兼容性以及系统灵活性，应用范围更广，适应性更强，且利用脉冲宽度调制信号pwm调节传感器芯片的阈值，提高了传感器芯片的阈值精度。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。