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技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种轮速传感器的监测装置及具有其的车辆。

背景技术

车辆的轮速传感器是车辆上的重要部件，轮速传感器可以为车辆的ABS(Anti-lock  Braking System，防抱死制动系统)提供实时的轮速信号，以便ABS能够在车辆制动时根 据各个车轮的转速情况及时调整车轮的制动扭矩，避免车轮因制动发生抱死，导致整车侧 滑，甩尾等安全事故的发生。由于轮速传感器的功能是否正常影响着行车安全，所以为了 安全行车，轮速传感器的在车监测是非常必要的。

相关技术中，例如一种汽车轮速传感器故障监测方法的专利，实现了对轮速传感器的 监测。然而，相关技术中的监测方法易将车轮因素、传感器气隙因素等外界因素导致的传 感器信号问题与传感器自身故障相混淆，将其识别为传感器自身故障，不能有效区分故障 现象是外界因素导致，还是轮速传感器自身故障导致，无法进行在车的准确监测。

发明内容

本申请是基于发明人对以下问题认识和发现作出的：

车辆电子系统都对其涉及的部件状况进行必要的监测，对于车辆的轮速传感器而言， 目前还未能实现对其功能是否正常进行在车监测，而车辆的ABS的故障监测也只是对其自 身系统和车轮运行状况的监测。但随着大数据在车辆在线质量方面的实现，车辆运行过程 中的故障数据需要被及时传输给特定的终端设备，以便车辆服务单位对故障车辆进行及时 准确的服务。因此，车辆的在车监测系统需要能够对其所涉及的部件进行准确监测，尤其 是车辆的轮速传感器的在车监测是非常必要的，也是车辆的ABS故障监测报警准确性的急 切需要，更是车辆在线质量的需求。然而相关技术中汽车轮速传感器故障监测方法不能很 好地实现在车的准确监测，并且无法很好地有效区分故障现象是外界因素导致，还是轮速 传感器自身故障导致。

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种能对轮速传感器故障进行在车监测，同时可以 有效判断故障类型的轮速传感器的监测装置。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种轮速传感器的监测装置，包括：传 感器信号输入接口、传感器信号输出接口和故障监测信号输出接口，所述至少一个传感器 信号输入接口与轮速传感器相连；控制电路，用于监测轮速传感器，其中，所述控制电路 包括：模拟开关电路，所述模拟开关电路的一端与所述传感器信号输入接口相连，所述模 拟开关电路的另一端与所述传感器信号输出接口相连；A/D电路，所述A/D电路的一端与 所述模拟开关电路相连，用于将所述轮速传感器在接收到测试信号之后生成的监测信号转 换为数字信号；以及控制器，所述控制器分别与所述A/D电路的另一端、所述模拟开关电 路与所述故障监测信号输出接口相连，用于通过所述模拟开关电路向所述轮速传感器发出 所述测试信号，并且根据所述数字信号判断故障类型并通过所述故障监测信号输出接口输 出。

根据本发明实施例提出的轮速传感器的监测装置，通过控制电路监测轮速传感器，其 中，控制器首先通过模拟开关电路向轮速传感器发出测试信号，其次A/D电路将轮速传感 器在接受到测试信号之后生成的监测信号转换为数字信号，最后控制器根据数字信号判断 故障类型并通过故障监测输出接口输出，从而对轮速传感器故障进行在车监测，同时可以 有效区分该故障是轮速传感器自身的电路问题，还是车轮因素或轮速传感器气隙因素导致 的传感器信号问题，保证行车安全。

另外，根据本发明上述实施例的轮速传感器的监测装置还可以具有如下附加的技术特 征：

在本发明的一个实施例中，所述模拟开关电路包括：第一端和第二端，所述第一端和 第二端分别与所述传感器信号输入接口相连；第三端和第四端，所述第三端和第四端与所 述传感器信号输出接口相连；第五端和第六端，所述第五端与所述控制器相连，所述第六 端与所述A/D电路相连；第一选择开关，所述第一选择开关的一端与所述第一端相连，所 述第一选择开关的另一端根据所述控制器的控制与所述第三端或所述第五端相连；以及第 二选择开关，所述第二选择开关的一端与所述第二端相连，所述第二选择开关的另一端根 据所述控制器的控制与所述第四端或第六端相连。

进一步地，在本发明的一个实施例中，当监测所述轮速传感器时，所述控制器还用于 控制所述第一选择开关的另一端与所述第五端相连，所述第二选择开关的另一端与所述第 六端相连。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述控制电路还包括：非门逻辑电路，所述非 门逻辑电路的一端与所述控制器相连，所述非门逻辑电路的另一端与所述模拟开关电路相 连。

进一步地，在本发明的一个实施例中，上述装置还包括：故障监测信号驱动电路，所 述故障监测信号驱动电路的一端与所述控制器相连，所述驱动电路的另一端与所述故障监 测信号输出接口相连。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述故障监测信号驱动电路包括：电阻，所述 电阻的一端与所述控制器相连；晶体开关管，所述晶体开关管的基极与所述电阻的另一端 相连，所述晶体开关管的集电极与所述故障监测信号输出接口相连。

进一步地，在本发明的一个实施例中，上述装置还包括：电源电路，用于提供电源， 其中，所述电源电路包括：过流保护模块，所述过流保护模块的一端与ACC电源相连； DC/DC电源模块，所述DC/DC电源模块与所述过流保护模块的另一端相连。

本发明另一方面实施例提出了一种车辆，其包括上述轮速传感器的监测装置。该车辆 通过控制电路监测轮速传感器，其中，控制器首先通过模拟开关电路向轮速传感器发出测 试信号，其次A/D电路将轮速传感器在接受到测试信号之后生成的监测信号转换为数字信 号，最后控制器根据数字信号判断故障类型并通过故障监测输出接口输出，从而对轮速传 感器故障进行在车监测，同时可以有效区分该故障是轮速传感器自身的电路问题，还是车 轮因素或轮速传感器气隙因素导致的传感器信号问题，保证行车安全。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明 显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显 和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的轮速传感器的监测装置的结构示意图；

图2为根据本发明一个具体实施例的轮速传感器的监测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同 或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描 述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而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。由此，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更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术 语应做广义理解，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间接相连，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，可以根据具体情况理解上述术语在 本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以 包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之 间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在 第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二 特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特 征水平高度小于第二特征。

下面在描述根据本发明实施例提出的轮速传感器的监测装置之前，先来简单描述一下 相关技术中的汽车轮速传感器故障监测方法。

在相关技术中，汽车轮速传感器故障监测方法包括以下步骤：第一步，分析所有传感 器的输入转速，选取其中最大的轮速Vmax，当Vmax大于门限值Vth1时监测开始，该门 限值Vth1为汽车启动后正常运行的最小车速值；第二步，各个传感器的输入转速与门限值 Vth2比较，该门限值Vth2小于门限值Vth1，当传感器的输入转速小于门限值Vth2时该传 感器可能有故障并记录传感器在汽车上的位置STAT，以及疑似故障传感器的个数N，再将 各个传感器重新输入的转速与门限值Vth2比较，前后监测所得的记录相同就表明被记录的 传感器处于故障状态，并开始记录故障状态持续的时间T；第三步，利用故障状态持续时 间T、故障传感器个数N、故障传感器位置STAT与传感器发生故障时应有的时间Tx和相 对应位置关系的故障传感器个数Nx比较，实现故障确认，再将该故障信息输入存储器， 监测结束。

由此可知，相关技术中的监测方法易将车轮因素、传感器气隙因素等外界因素导致的 传感器信号问题与传感器自身故障相混淆，将其识别为传感器自身故障，不能有效区分故 障现象是外界因素导致，还是轮速传感器自身故障导致，无法进行在车的准确监测。

本发明正是基于上述问题，而提出了一种轮速传感器的监测装置及具有其的车辆。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的轮速传感器的监测装置及具有其的车 辆。首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的轮速传感器的监测装置。参照图1 所示，该监测装置100包括：传感器信号输入接口1、传感器信号输出接口2、故障监 测信号输出接口3和控制电路4。控制电路4包括：模拟开关电路41、A/D电路42与 控制器43。

其中，至少一个传感器信号输入接口即传感器信号输入接口1与轮速传感器5相连。 控制电路4用于监测轮速传感器5。进一步地，模拟开关电路41的一端与传感器信号输入 接口1相连，模拟开关电路41的另一端与传感器信号输出接口2相连。A/D电路42的一 端与模拟开关电路41相连，A/D电路42用于将轮速传感器5在接收到测试信号之后生成 的监测信号转换为数字信号。控制器43分别与A/D电路42的另一端、模拟开关电路41 与故障监测信号输出接口3相连，控制器43用于通过模拟开关电路41向轮速传感器5发 出测试信号，并且根据数字信号判断故障类型并通过故障监测信号输出接口3输出。

优选地，在本发明的一个实施例中，控制器43可以为CPU(Central Processing Unit， 中央处理电路)。CPU是大规模的集成电路，其主要包括运算器和控制器两大部件。

进一步地，在本发明的一个实施例中，模拟开关电路41主要是完成信号链路中的信号 切换功能的集成电路，其采用晶体管的开关方式实现了对信号链路关断或者打开，由于其 功能类似于开关，而用模拟器件的特性实现，成为模拟开关。需要说明的是，本发明实施 例可以采用无触点的模拟开关电路作为轮速传感器信号输入和输出连接电路，也可以采用 继电器或者晶体开关管作为连接电路。

进一步地，在本发明的一个实施例中，A/D转换电路42为模数转换集成电路，实现将 模拟电压信号转换为数字信号的功能。

在本发明的一个实施例中，参照图2所示，模拟开关电路4包括：第一端IN1、第 二端IN2、第三端OUT1、第四端OUT2、第五端T1、第六端T2、第一选择开关K1和第 二选择开关K2。

其中，第一端IN1和第二端IN2分别与传感器信号输入接口1相连。第三端OUT1和 第四端OUT2与传感器信号输出接口2相连。第五端T1与控制器43相连，第六端T2与 A/D电路42相连。第一选择开关K1的一端与第一端相连IN1，第一选择开关K1的另一 端根据控制器43的控制与第三端OUT1或第五端T1相连。第二选择开关K2的一端与第 二端IN2相连，第二选择开关K2的另一端根据控制器43的控制与第四端OUT2或第六端 T2相连。

进一步地，在本发明的一个实施例中，参照图2所示，当监测轮速传感器5时，控制 器43还用于控制第一选择开关K1的另一端与第五端T1相连，第二选择开关K2的另一端 与第六端T2相连。

具体地，在本发明的一个实施例中，参照图2所示，传感器信号输入接口1是用来接 收轮速传感器5的信号，由于车辆常用的轮速传感器5为电磁感应式传感器，有两根信号 线输出，所以本发明实施例设计了两个信号输入接口，即传感器信号输入接口11和传感器 信号输入接口12，并且对于传感器信号输出接口2也包括两个接口，其中有两个与信号输 入接口11和信号输出接口12相对应的传感器信号输出接口21和传感器信号输出接口22。 需要说明的是，输出轮速传感器监测结果的故障监测信号输出接口3也可以认为是一个传 感器器信号输出接口。通常状态下传感器信号输入11号接口和传感器信号输入12号接口 通过模拟开关电路41分别与传感器信号输出接口21和传感器信号输出接口22相连接。

进一步地，在本发明的一个实施例中，参照图2所示，控制电路4还包括：非门逻辑 电路44。其中，非门逻辑电路44的一端与控制器43相连，非门逻辑电路44的另一端与 模拟开关电路41相连。进一步地，非门逻辑电路44是数字电路的一种，输入和输出的电 平值相反，输入若为高电平，输出则为低电平。本发明实施例在控制器43的控制下采用了 一个非门逻辑电路44产生一个开关量的电压监测信号即测试信号输出给轮速传感器5，同 时通过一个A/D转换电路42接受从轮速传感器5返回的监测信号即轮速传感器5在接收 到测试信号之后生成的监测信号，并将监测信号转换为数字信号发送给控制器43，控制器 43以此判断轮速传感器5及其轮速传感器线束6是否存在内部开路，对地短路或对电源短 路的故障。非门逻辑电路44在此仅仅起到信号电平的转化作用和驱动作用，所以不排除在 控制器43直接输出测试信号的方式。

进一步地，在本发明的一个实施例中，参照图2所示，监测装置100还包括：故障监 测信号驱动电路7。其中，故障监测信号驱动电路7的一端与控制电路4的控制器43相连， 驱动电路7的另一端与故障监测信号输出接口3相连。本发明实施例在故障监测结果的信 号输出通道上设计了故障监测信号驱动电路7，以此增强输出故障监测信号的带载能力。 需要说明的是，本发明实施例不排除采取其他形式的驱动电路，或不采用驱动电路，直接 采用带载能力较强的控制器43如CPU直接输出故障监测信号。

进一步地，在本发明的一个实施例中，参照图2所示，故障监测信号驱动电路7包括： 电阻R和晶体开关管T。其中，电阻R的一端与控制器43相连。晶体开关管T的基极与 电阻R的另一端相连，晶体开关管T的集电极与故障监测信号输出接口3相连。

进一步地，在本发明的一个实施例中，参照图2所示，监测装置100还包括：电源电 路8。电源电路8提供电源。其中，电源电路8包括：过流保护模块81和DC/DC电源模 块82。具体地，过流保护模块81优选采用自恢复保险丝。需要说明的是，电源电路8的 电源输入来自于车辆的辅助电源即ACC电源，也就是只有在车辆的ACC电源被接通供电 时，本发明实施例的监测装置100才能够得电工作。

综上所述，在本发明的一个具体实施例中，参照图2所示，当本发明实施例的监测装 置100实现电路得电后，控制器43如CPU进行上电初始化，之后控制器43通过其IO1(输 入输出端口1)、IO2(输入输出端口2)、IO3(输入输出端口3)控制模拟开关电路41的A1(地 址端口1)、A2(地址端口2)和EN(使能端口)，从而使得模拟开关电路41内部的逻辑处 理(LOGIC)控制模拟开关电路41的第一端IN1和第二端IN2两个输入端口分别与第三端 OUT1和第四端OUT2两个输出端口的通路断开，同时分别与第五端T1和第六端T2两个 监测信号端口相连接，形成通路。当模拟开关电路41的第一端IN1和第二端IN2两个输入 端口分别与第五端T1和第六端T2两个监测信号端口相连接后，控制器42通过其IO4(输 入输出端口4)输出一个低电平信号(如：0V)给非门逻辑电路44，非门逻辑电路44输出 一个高电平U1(如：DC5V)，并通过模拟开关电路41将此高电平(如：DC5V)的电压信 号加载到轮速传感器5上，经轮速传感器5和轮速传感器线束6，再经模拟开关41将此高 电平(如：DC5V)返回到A/D转换电路42，经A/D转换电路42的处理将测到的不同的 模拟电压信号转换为不同的数字信号，并将对应的数字信号给控制器43进行处理。此时， 控制器43依据A/D转换电路42发送的数字信号进行轮速传感器5和轮速传感器线束6的 故障判定，若判定轮速传感器5或者轮速传感器线束6存在故障，则控制器43输出一个高 电平(如：DC5V)给故障监测信号驱动电路7，此时故障监测信号驱动电路7中的晶体开 关管T导通，与之相连接的故障监测信号输出接口3输出低电平(如：0V)，此输出低电 平(如：0V)便是轮速传感器5或者轮速传感器线束6自身发生故障的标识信号，可供ABS 或者其它电子部件所识别，并进行轮速传感器5和轮速传感器线束6自身发生故障的报警。

进一步地，对于控制器43判定轮速传感器5或轮速传感器线束6是否存在故障的过程 如下：若A/D转换电路42接收到从轮速传感器5返回的电压信号U2大于U1，则控制器 43依据A/D转换电路42发送的数字信号判定被测轮速传感器5或者轮速传感器线束6对 电源短路，轮速传感器5或者轮速传感器线束6自身故障；若A/D转换电路42接收到从 轮速传感器5返回的电压信号U2大小于U1，但大于某一特定电压值U0(U0可依据轮速 传感器的内阻进行估算)，则控制器43依据A/D转换电路42发送的数字信号判定轮速传 感器5或者轮速传感器线束6正常，此时若ABS或者其它电子部件识别到轮速信号存在故 障，则可判定此类故障为轮速传感器气隙或者轮速传感器信号失真导致；若A/D转换电路 42接收到从轮速传感器5返回的电压信号U2小于U0，或者接近于0V，则控制器43依据 A/D转换电路42发送的数字信号判定轮速传感器5或者轮速传感器线束6对地短路或者开 路，轮速传感器5或者轮速传感器线束6自身故障。

根据本发明实施例提出的轮速传感器的监测装置，通过控制电路监测轮速传感器，其 中，控制器首先通过模拟开关电路向轮速传感器发出测试信号，其次A/D电路将轮速传感 器在接受到测试信号之后生成的监测信号转换为数字信号，最后控制器根据数字信号判断 故障类型并通过故障监测输出接口输出，从而对轮速传感器故障进行在车监测，同时可以 有效区分该故障是轮速传感器自身的电路问题，还是车轮因素或轮速传感器气隙因素导致 的传感器信号问题，保证行车安全。

此外，本发明的实施例还提出了一种车辆，该车辆包括上述的轮速传感器的监测装置。 该车辆通过控制电路监测轮速传感器，其中，控制器首先通过模拟开关电路向轮速传感器 发出测试信号，其次A/D电路将轮速传感器在接受到测试信号之后生成的监测信号转换为 数字信号，最后控制器根据数字信号判断故障类型并通过故障监测输出接口输出，从而对 轮速传感器故障进行在车监测，同时可以有效区分该故障是轮速传感器自身的电路问题， 还是车轮因素或轮速传感器气隙因素导致的传感器信号问题，保证行车安全。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实 施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或 固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下 列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路 的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现 场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可 以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中， 该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各 个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既 可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以 软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读 取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包 含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定 指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的， 不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况 下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。