[發(fā)明專利]一種AD信號或開關(guān)信號的處理及其診斷電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410107102.3
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103913668A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐西清;徐文俊;曾星星;楊桓
• 申請（專利權(quán)）人: 東風(fēng)商用車有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02
• 代理公司: 武漢荊楚聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42215
• 代理人: 王健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種AD信號或開關(guān)信號的處理及其診斷電路，尤其是對上拉電阻或下拉電阻信號處理電路中信號輸入端的信號輸入線路開路與短路故障自動檢測分析的診斷電路，屬于低壓電路故障診斷的技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

圖1、圖2是目前電路設(shè)計者采用的AD信號處理電路設(shè)計方案，設(shè)計者根據(jù)輸入信號類型的不同而選擇相應(yīng)的AD信號處理電路。通常情況下，若傳感器輸出的是電阻型信號，則選擇圖1所示的上拉電阻AD信號處理電路；若傳感器輸出的是電壓型信號，則選擇圖2所示的下拉電阻AD信號處理電路。上述兩種AD信號處理電路應(yīng)用于商用車控制系統(tǒng)中，雖然該電路簡單經(jīng)濟，但商用車工作環(huán)境惡劣，信號輸入端接插件長期暴露在空氣中致使外殼部分逐漸老化破損、金屬連接接點腐蝕，造成連接點與連接點之間的短路，或連接導(dǎo)線因磨損而斷開形成開路。這些情況容易導(dǎo)致AD信號輸入端的信號輸入線路開路或短路到電源。

本發(fā)明均以單片機ECU的工作電壓VCC=5V，參考電壓上限值VRH=5V、下限值VRL=0V為例。在傳感器工作正常，電路連接完好時，ECU對傳感器的采樣值會介于0-5V之間，故障的發(fā)生才會導(dǎo)致采樣值為0V和5V，目前的AD信號處理電路并不能快速對故障原因做出判斷，需要人為測量分析。

以下是針對上拉電阻和下拉電阻這兩種不同AD信號處理電路存在的弊端做出具體分析。

如圖1所示上拉電阻AD信號處理電路：

故障一：傳感器連接線路異常導(dǎo)致上拉信號輸入端A的信號輸入線路開路，由于信號處理電路中上拉電阻R1接通至VCC的原因，對于ECU而言，此時為滿量程輸入，此時AD采樣值為5V；

故障二：上拉信號輸入端A的信號輸入線路短路到外界24V供電電源，此時上拉信號輸入端A的電壓為24V，由于ECU內(nèi)部鉗位二極管的原因，ECU的AD口引腳電壓在5.3V-5.6V范圍內(nèi)(視二極管正向壓降而定)，超出參考電壓值5V，此時AD采樣值同樣為5V。

對于圖1所示的AD信號處理電路，在傳感器本身工作正常時，不能直接區(qū)分上述兩種導(dǎo)致AD采樣值為5V的故障。

如圖2所示下拉電阻AD信號處理電路：

故障一：傳感器連接線路異常導(dǎo)致下拉信號輸入端C的信號輸入線路開路，由于信號處理電路中下拉電阻R6接通至地GND，因此AD采樣的值為0V；

故障二：下拉信號輸入端C的信號輸入線路短路到地，且電阻R6也接通至地GND，因此AD采樣的值同樣是0V。

對于圖2所示的AD信號處理電路，在傳感器本身工作正常，有電壓輸出時，不能直接區(qū)分上述兩種導(dǎo)致AD采樣值為0的故障。

對于常用向單片機輸入信號的具有上拉電阻或下拉電阻的開關(guān)信號處理電路也存在上述的問題。

?中國專利公開號：CN102866319A，公開日：2013年01月09日，發(fā)明名稱為：“基于單片機AD轉(zhuǎn)換器的故障診斷電路”，包括單片機和電阻網(wǎng)絡(luò)，該電阻網(wǎng)絡(luò)由若干路分支電阻網(wǎng)絡(luò)組成，每路分支電阻網(wǎng)絡(luò)都設(shè)置有分壓電阻和偏置電阻，該偏置電阻的一端都接地，另一端都與單片機的AD?轉(zhuǎn)換器一個輸入端連接；電阻網(wǎng)絡(luò)中若干路分支電阻網(wǎng)絡(luò)輸入端分別輸入不同的故障信號，若干路分支電阻網(wǎng)絡(luò)輸出端都與單片機的AD?轉(zhuǎn)換器一個輸入端連接；由于各分壓電阻的阻值都不相同，因此當(dāng)故障信號不同時輸出的電壓數(shù)值也不相同，從而根據(jù)單片機內(nèi)部程序設(shè)定即可識別出是那一路或幾路檢測出故障，從而能夠利用一個AD?轉(zhuǎn)換器的端口實現(xiàn)實時監(jiān)控多個故障信號，實現(xiàn)AD?轉(zhuǎn)換器的充分利用，節(jié)約單片機I/O?端口。

該技術(shù)方案利用AD轉(zhuǎn)換器對多個分支電阻網(wǎng)絡(luò)所對應(yīng)的多臺設(shè)備的故障進行識別和檢測，利用一個AD?轉(zhuǎn)換器的端口實現(xiàn)實時監(jiān)控多個故障信號，由于無需擴展端口，因此節(jié)省成本。但如果該技術(shù)方案中的AD?轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)前述圖1和圖2中所述的信號輸入端的信號輸入線路開路或短路到電源的故障時，該技術(shù)方案也不能快速地對故障原因做出判斷，仍需要人為測量分析。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有AD信號或開關(guān)信號的處理電路不能對診斷信號輸入端的信號輸入線路開路與短路的故障做出判斷的缺陷和不足，提供一種AD信號或開關(guān)信號的處理及其診斷電路。它能夠診斷和識別AD信號或開關(guān)信號的信號輸入端的信號輸入線路開路與短路的故障，能夠方便快捷的對電路中信號輸入端的信號輸入線路開路或短路到地的故障進行識別和判斷，以降低故障識別難度、方便故障的排除和修理，以減少勞動成本。