一种碰撞信号处理电路、检测装置和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆控制技术领域，尤其是涉及一种碰撞信号处理电路、一种碰撞信号检测装置和一种车辆。


背景技术：

2.在车辆发生碰撞时，车辆的动力系统应当及时做出相应的保护措施，以避免车辆动力系统遭受进一步损害或发生更加严重的车辆事故。因此，通常车辆需要在在车辆发生碰撞时控制电机进行断电保护或执行其他保护措施，比如，控制车辆发动机断开电机控制器和驱动电源之间的电路以进行断电保护。然而，车辆发生碰撞时的信号传输容易受到干扰，干扰信号可能会致使车辆误触发碰撞保护措施。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供一种碰撞信号处理电路和一种车辆，以解决或部分地解决相关技术中车辆容易误触发碰撞保护的问题。
4.本实用新型实施例提供了一种碰撞信号处理电路，所述碰撞信号处理电路的输入端与整车控制器的碰撞信号输出端连接，所述碰撞信号处理电路的输出端与电机控制器的碰撞信号输入端连接；
5.所述整车控制器，用于向所述电机控制器实时发送车辆的碰撞信号；
6.所述碰撞信号处理电路，用于将至少一个输入信号转换为对应数量的电平信号，并将符合预设幅值阈值条件的目标电平信号进行与预设幅值阈值范围相对应的转换处理后，传输到所述电机控制器；其中，所述输入信号至少包括所述碰撞信号；
7.所述电机控制器，用于在转换后的目标电平信号符合预设保护阈值条件时，对电机进行断电保护。
8.可选的，所述碰撞信号处理电路包括：选通电路、与所述选通电路的输出端连接的比较电路，以及与所述比较电路的输出端连接的传输电路；
9.其中，所述选通电路，用于将包括所述碰撞信号的频率和占空比不同的输入信号转换为不同幅值的电平信号，并输入到所述比较电路；
10.所述比较电路，用于从所述电平信号中，并对符合预设幅值阈值条件的目标电平信号，进行与预设幅值阈值范围相对应的转换处理，并输入到所述传输电路；
11.所述传输电路，用于对比较电路输出的电平信号进行高低电平转换，并将转换后的电平信号输入到所述电机控制器。
12.可选的，所述选通电路包括第一电容；其中，所述第一电容的一端连接所述整车控制器的碰撞信号输出端和隔直电容，所述第一电容的另一端连接两个整流二极管，其中一个整流二极管串联两个分压电阻，其中一个分压电阻连接并联的滤波电容和另一个分压电阻，以及，所述另一个分压电阻的一端接地，另一端作为所述选通电路的输出端；
13.其中，所述整流二极管，用于对所述输入信号进行整流处理，使所述输入信号在预
设幅值范围钳位中。
14.可选的，所述比较电路包括：连接所述选通电路的输出端的两个比较器；其中，每个比较器连接一个滤波电阻和一个滤波电容，每个滤波电阻连接两个分压电阻；
15.其中，所述两个比较器的输出端作为所述比较电路的输出端；
16.其中，所述两个比较器，用于将所述选通电路输入的信号的幅值与两路分压值进行比较，以确定所述碰撞信号的频率范围和占空比范围，并对符合预设幅值阈值条件的目标电平信号，进行与预设幅值阈值范围相对应的转换处理后传输到所述电机控制器。
17.可选的，所述传输电路包括：连接一个比较器的输出端的分压电阻及与所述分压电阻串联的三极管，连接另一个比较器的输出端的另一个三极管，以及，与两个三级管连接的两个上拉电阻和一个下拉电阻；其中，所述两个三极管各自连接所述传输电路的两个输出端的其中一个；
18.其中，所述两个三极管，用于对所述比较电路输出的两路目标电平信号进行高低电平转换。
19.可选的，所述预设幅值范围钳位是0～12v。
20.可选的，在满足第一预设条件的情况下，所述碰撞信号处理电路发送高电平碰撞信号到所述电机控制器；
21.在满足第二预设条件的情况下，所述碰撞信号处理电路发送低电平碰撞信号到所述电机控制器；
22.其中，所述第一预设条件是所述选通电路输入的信号的频率大于第一预设频率阈值且所述信号的幅值大于所述两路分压值，或者，在所述碰撞信号选通电路输入的信号的频率小于所述第二预设频率阈值且所述信号值的幅值小于所述两路分压值；
23.所述第二预设条件是所述选通电路输入的信号的频率不大于所述第一预设频率阈值且不小于所述第二预设频率阈值，且所述信号值的幅值介于所述两路分压值之间，以及，所述信号值的占空比位于预设占空比阈值范围内。
24.本实用新型实施例还提供了一种碰撞信号检测装置，包括：整车控制器和电机控制器，以及，如上述任一实施例所述的碰撞信号处理电路。
25.可选的，所述电机控制器用于在所述碰撞信号处理电路发送高电平碰撞信号的情况下，对车辆的电机进行断电保护。
26.本实用新型实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括整车控制器和电机控制器，其中，所述整车控制器和电机控制器之间设置如上述任一实施例所述的碰撞信号处理电路。
27.本实用新型实施例包括以下优点：
28.本实用新型实施例提供的一种碰撞信号处理电路、一种碰撞信号检测装置和一种车辆，通过串接整车控制器和电机控制器的碰撞信号处理电路，对整车控制器输出的碰撞信号进行电平转换，并基于幅值阈值条件处理信号，通过进一步转换抵消或部分抵消干扰信号的影响，同时令转换后得到的信号符合电机控制器的检测需求，使电机控制器精准检测车辆是否发生碰撞，提高了车辆碰撞检测的准确性。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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。
30.图1是本实用新型实施例提供的一种碰撞信号处理电路的位置结构示意图；
31.图2是本实用新型实施例提供的一种碰撞信号处理电路的连接结构示意图；
32.图3是本实用新型实施例提供的一种碰撞信号处理电路的内部结构示意图；
33.图4是本实用新型实施例提供的一种碰撞信号检测装置的结构框图。
34.附图标记：
35.碰撞信号检测装置-10；整车控制器-100；碰撞信号处理电路-200；选通电路-210；比较电路-220；传输电路-230；电机控制器-300。
具体实施方式
36.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，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，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。
37.下面结合说明书附图对本实用新型实施例进行说明。
38.参照图1，图1是本实用新型实施例提供的一种碰撞信号处理电路200的位置结构示意图。如图1所示，所述碰撞信号处理电路200的输入端与整车控制器100的碰撞信号输出端连接，所述碰撞信号处理电路200的输出端与电机控制器300的碰撞信号输入端连接。
39.所述整车控制器100，用于向所述电机控制器300实时发送车辆的碰撞信号。
40.具体的，碰撞信号可以是高低电平信号或者占空比信号。当整车发生碰撞后，整车控制器100可以向电机控制器300发送设定范围内的频率和占空比的碰撞信号。
41.所述碰撞信号处理电路200，用于将至少一个输入信号转换为对应数量的电平信号，并将符合预设幅值阈值条件的目标电平信号转换处理后传输到所述电机控制器300；其中，所述输入信号至少包括所述碰撞信号。
42.其中，由于碰撞信号处理电路200在进行信号传输的过程中往往可能接收或出现一些干扰信号或者其他信号，因此，输入信号并不等同于碰撞信号，而是包括碰撞信号。
43.所述电机控制器300，用于在转换后的目标电平信号符合预设保护阈值条件时，对电机进行断电保护。
44.其中，电机控制器300能够对整车控制器100发送的碰撞信号进行实时检测并处理，可以在用于还原碰撞信号的转换后的目标电平信号表征车辆发生碰撞的情况下，对电机进行断电保护。具体的，预设保护阈值条件可以是碰撞信号为高电平或者高占空比的情况。
45.通过本实用新型实施例，能够在现有的车辆的整车控制器100和电机控制器300之间添加碰撞信号处理电路200，替换原有的信号线路，碰撞信号处理电路200综合比较信号的频率和占空比，滤除干扰信号，增强电路抗干扰能力，能够有效提高车辆的电机控制器
300检测碰撞的准确性和车辆安全驾驶系统的鲁棒性。
46.参照图2，图2是本实用新型实施例提供的一种碰撞信号处理电路200的连接结构示意图。如图2所示，在可选的一种实施方式中，本实用新型还提供了一种碰撞信号处理电路200，所述碰撞信号处理电路200包括：选通电路210、与所述选通电路210的输出端连接的比较电路220，以及与所述比较电路220的输出端连接的传输电路230。
47.其中，为了便于传输和比较，各个电路的输出端可以不止一条线路。比如，选通电路210和比较电路220可以是两路输出。
48.其中，所述选通电路210，用于将包括所述碰撞信号的频率和占空比不同的输入信号转换为不同幅值的电平信号，并输入到所述比较电路220。
49.其中，选通电路210可以包括滤波电容，使用滤波电容进行滤波处理，则还可以进一步通过对滤波电容的参数更改，实现碰撞信号处理电路200对碰撞信号响应时间的设定。
50.所述比较电路220，用于从所述电平信号中，并对符合预设幅值阈值条件的目标电平信号，进行与预设幅值阈值范围相对应的转换处理，并输入到所述传输电路230。
51.其中，比较电路220可以包括比较器，比较器可以对电平信号进行比较处理，基于电平信号的频率和占空比这两个参数的综合判断，发送转换后的目标电平信号到电机控制器300。目标电平信号可以是高电平信号或者低电平信号。目标电平信号还可以是高占空比信号或者低占空比信号。
52.所述传输电路230，用于对比较电路220输出的电平信号进行高低电平转换，并将转换后的电平信号输入到所述电机控制器300。
53.其中，传输电路230通过进一步对比较电路220输出的电平信号进行高低电平的转换，以及，传输电路230可以对输入的电平信号进行电位上拉或下拉的处理，可以使碰撞信号处理电路200适应原有的整车控制器100和电机控制器300之间信号处理的逻辑，使电机控制器300接收的电平信号的幅值在需求的范围内，比如，使电机控制器300仍然是在高占空比或者高电平的情况下执行碰撞保护措施。
54.通过本实用新型实施例，以选通电路210进行滤波并进行电平信号的整流和转换，以比较电路220针对不同的信号情况进行转换处理输出相应的电平信号，以传输电路230进行电平信号的进一步优化，使碰撞信号能够以抗干扰的状态传输到电机控制器300，且避免或减少整车控制器100和电机控制器300的软硬件修改，提高了车辆的电机控制器300检测碰撞的准确性。其中，碰撞信号处理电路200电路设计灵活，安全可靠，保证准确检测碰撞信号的同时，增加系统的鲁棒性。
55.参照图3，图3是本实用新型实施例提供的一种碰撞信号处理电路200的内部结构示意图。如图3所示，在一种可选的实施方式中，本实用新型还提供了一种选通电路210，所述选通电路210包括第一电容c1；其中，所述第一电容的一端连接所述整车控制器100的碰撞信号输出端和隔直电容c3，所述第一电容的另一端连接两个整流二极管，其中一个整流二极管d1串联两个分压电阻，其中一个分压电阻r5连接并联的滤波电容c4和另一个分压电阻r9，以及，所述另一个分压电阻r9的一端接地，另一端作为所述选通电路210的输出端。其中，滤波电容和隔直电容的另一端可以接地。
56.其中，所述整流二极管，可以用于对所述输入信号进行整流处理，使所述输入信号在预设幅值范围钳位中。
57.其中，图3中crash端口为碰撞信号处理电路200的输入端，crash-pfg端口为碰撞信号处理电路200的输出端。
58.其中，在一种可选的实施方式中，所述预设幅值范围钳位是0～12v。
59.参照图3，具体的，整流二极管可以包括第一整流二极管d1和第二整流二极管d2；选通电路210的输入端连接并联的所述第一电容和所述隔直电容；所述隔直电容的另一端接地；所述第一电容的另一端连接并联的第一整流二极管的正极和第二整流二极管的负极；第二整流二极管的正极接地。
60.其中，隔直电容用于滤除输入的直流信号，并输出交流的占空比信号。
61.其中，两个分压电阻用于调整所述交流信号的幅值大小。进一步的，还可以通过设定选通电阻的幅值，能够确定不同的频率和占空比的交流信号转换成的电平信号的幅值大小。
62.滤波电容，可以用于对输入的信号进行滤波处理，以及，还可以用于设定所述选通电路210对输入的信号的响应时间。
63.参照图3，在可选的一种实施方式中，本实用新型还提供了一种比较电路220，所述比较电路220包括：连接所述选通电路210的输出端的两个比较器；其中，每个比较器连接一个滤波电阻和一个滤波电容，每个滤波电阻连接两个分压电阻。
64.其中，所述两个比较器的输出端作为所述比较电路220的输出端。
65.其中，所述两个比较器，用于将所述选通电路210输入的信号的幅值与两路分压值进行比较，以确定所述碰撞信号的频率范围和占空比范围，并对符合预设幅值阈值条件的目标电平信号，进行与预设幅值阈值范围相对应的转换处理后传输到所述电机控制器300。
66.在可选的一种实施方式中，两个比较器包括：第一比较器u1和第二比较器u2。其中，第一比较器经由滤波电阻r3连接的分压电阻r2连接电源；第二比较器经由滤波电阻r8连接的分压电阻r11接地。分压电阻r2和分压电阻r11通过分压电阻r6串联。
67.在可选的一种实施方式中，第一比较器的电源正极接电源，第一比较器的电源负极接地；第二比较器的电源正极接电源，第二比较器的电源负极接地。
68.在可选的一种实施方式中，每个比较器的正极输入端连接并联的一组滤波电阻和滤波电容，组成信号滤波电路，同时对该比较器进行限流保护。其中，滤波电阻r8和滤波电容c5为一组，滤波电阻r3和滤波电容c2为一组。
69.在可选的一种实施方式中，两个比较器可以共用三个分压电阻，分压电阻用于将电源电压值分成大小不同的两路分压值。
70.其中，选通电路210的输出端可以连接所述第一比较器的负极输入端和第二比较器的负极输入端。
71.具体的，选通电路210中还可以设置电阻并联于每个比较器的正极输入端和该比较器的输出端之间，用以进行分压稳流。其中，电阻r7与第一比较器并联，电阻r10与第二比较器并联。
72.示例性的，分压电阻可以将电源分压成大小不同的两路分压值a1和a2，两路分压值a1和a2分别对应第一比较器和第二比较器。其中，电源电压可以与选通电路210的预设幅值范围钳位对应一致，比如为12v。再通过比较器分别将输入信号跟两路分压值值进行比较，从而确定碰撞信号的频率阈值范围f1～f2，占空比阈值范围d1～d2。则碰撞信号进入比
较电路220后，执行动作如下：
73.当碰撞信号的频率f＞f2时，碰撞信号幅值大于a1和a2，第一比较器输出低电平，第二比较器输出低电平，表征车辆发生碰撞；
74.当碰撞信号频率f＜f1时，碰撞信号幅值小于a1和a2，第一比较器输高电平，第二比较器输出高电平，表征车辆发生碰撞。
75.当碰撞信号频率f满足f1＜f＜f2，且占空比d同时满足d1＜d＜d2时，且碰撞信号幅值满足a1＜a＜a2，第一比较器输出高电平，第二比较器输出低电平，表征车辆未发生碰撞。
76.通过上述实施例，可有效避免干扰信号导致的误报故障，同时在整车异常时，可有效进行碰撞保护。
77.参照图3，在可选的一种实施方式中，本实用新型还提供了一种传输电路230，所述传输电路230包括：连接一个比较器的输出端的分压电阻及与所述分压电阻串联的三极管，连接另一个比较器的输出端的另一个三极管，以及，与两个三级管连接的两个上拉电阻和一个下拉电阻；其中，所述两个三极管各自连接所述传输电路230的两个输出端的其中一个。
78.其中，所述两个三极管，用于对所述比较电路220输出的两路目标电平信号进行高低电平转换。
79.具体的，每个比较器的输出端可以连接三极管的基极或者经由分压电阻连接三极管的基极；其中一个三极管q1的发射极可以连接传输电源，该三极管的集电极连接传输电路230的输出端，则另一个三极管q2的集电极连接电源，该三极管的发射极连接传输电路230的输出端。
80.其中，上拉电阻r1和上拉电阻r12可以将电位嵌位在高电平，并通过分压电阻r4对所在电路的三极管的门限电压进行分压，确保所在电路三极管导通；下拉电阻r13可以将电位嵌位在低电平，避免碰撞信号悬空。
81.示例性的，传输电源可以为5v，上拉电阻r12和上拉电阻r4可以将上拉至5v。
82.通过上述实施例，实现电平信号的进一步高低电平转换处理，使最终传输到电机控制器300的电平信号符合电机控制器300的处理要求，进而准确地判断是否执行碰撞保护。
83.进一步的，在可选的一种实施方式中，本实用新型提供的碰撞信号处理电路200可以执行如下步骤：
84.在满足第一预设条件的情况下，所述碰撞信号处理电路200发送高电平碰撞信号到所述电机控制器300；
85.在满足第二预设条件的情况下，所述碰撞信号处理电路200发送低电平碰撞信号到所述电机控制器300。
86.其中，所述第一预设条件是所述选通电路210输入的信号的频率大于第一预设频率阈值且所述信号的幅值大于所述两路分压值，或者，在所述碰撞信号选通电路210输入的信号的频率小于所述第二预设频率阈值且所述信号值的幅值小于所述两路分压值。
87.所述第二预设条件是所述选通电路210输入的信号的频率不大于所述第一预设频率阈值且不小于所述第二预设频率阈值，且所述信号值的幅值介于所述两路分压值之间，
以及，所述信号值的占空比位于预设占空比阈值范围内。
88.结合上述实施例和图2进行示例性的说明，当比较电路220发送的碰撞信号同为低电平时，三极管q1输出高电平，三极管q2输出低电平，电路发送高电平crash信号(碰撞信号)给电机控制器300，电机控制器300执行碰撞保护功能；
89.当比较电路220发送的碰撞信号同为高电平时，三极管q1输出低电平，三极管q2输出高电平，电路发送高电平crash信号给电机控制器300，电机控制器300执行碰撞保护功能；
90.当比较电路220的第一比较器发送的碰撞信号为高电平，第二比较器发送的碰撞信号为低电平时，三极管q1和q2同时输出低电平，电路发送低电平crash信号给电机控制器300，电机控制器300不执行碰撞保护功能。
91.具体的，电机控制器300中可以包括单片机，电机控制器300可以通过单片机对传输电路230发送的信号进行响应。
92.参照图4，图4是本实用新型实施例提供的一种碰撞信号检测装置10的结构框图。如图4所示，基于相同或相似的发明构思，本实用新型实施例还提供了一种碰撞信号检测装置10，包括：整车控制器100和电机控制器300，以及，如上述任一实施例所述的碰撞信号处理电路200。
93.在可选的一种实施方式中，本实用新型还提供了一种电机控制器300，所述电机控制器300用于在所述碰撞信号处理电路200发送高电平碰撞信号的情况下，对车辆的电机进行断电保护。
94.其中，电机控制器300控制执行碰撞保护措施的预设保护阈值条件，可以是根据整车控制器100输出的信号特性和碰撞信号处理电路200的处理特性预先设定的。
95.基于相同或相似的发明构思，本实用新型实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括整车控制器100和电机控制器300，其中，所述整车控制器100和电机控制器300之间设置如上述任一实施例所述的碰撞信号处理电路200。
96.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
97.还需要说明的是，在本文中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
98.以上对本技术所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术，本说明书
内容不应理解为对本技术的限制。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术，在具体实施方式及应用范围上均会有不同形式的改变之处，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围之中。