CN112564848A - 一种干扰信号滤除装置、汽车及其干扰信号滤除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种干扰信号滤除装置、汽车及其干扰信号滤除方法，该装置包括：第一滤除单元和第二滤除单元；其中，所述第一滤除单元，被配置为对输入的控制信号中的电磁干扰信号进行滤除，得到第一控制信号；所述控制信号，为待滤除干扰信号的控制信号；所述控制信号，包括：汽车的整车控制器的唤醒信号；所述第二滤除单元，被配置为对所述第一控制信号中的强电干扰信号进行滤除，得到第二控制信号，作为对所述控制信号滤除干扰信号后的有效控制信号。该方案，通过对汽车的电控单元的控制信号中的电磁干扰进行滤除，以提升电控单元的控制可靠性。

Description

一种干扰信号滤除装置、汽车及其干扰信号滤除方法
技术领域
本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种干扰信号滤除装置、汽车及其干扰信号滤除方法，尤其涉及一种自动滤除干扰信号的车载唤醒电路、汽车及其干扰信号滤除方法。
背景技术
随着科学技术的快速发展，新能源汽车逐渐进入人们的生活中。新能源汽车的电控单元(如整车控制器(VCU))，由各种电子元器件组成，各种电子元器件在工作时会产生很多电磁干扰，严重时会导致电控单元控制的电路误动作，具有重大安全隐患。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种干扰信号滤除装置、汽车及其干扰信号滤除方法，以解决汽车的电控单元的控制信号中由于存在电磁干扰，会影响电控单元的控制可靠性的问题，达到通过对汽车的电控单元的控制信号中的电磁干扰进行滤除，以提升电控单元的控制可靠性的效果。
本发明提供一种干扰信号滤除装置，包括：第一滤除单元和第二滤除单元；其中，所述第一滤除单元，被配置为对输入的控制信号中的电磁干扰信号进行滤除，得到第一控制信号；所述控制信号，为待滤除干扰信号的控制信号；所述控制信号，包括：汽车的整车控制器的唤醒信号；所述第二滤除单元，被配置为对所述第一控制信号中的强电干扰信号进行滤除，得到第二控制信号，作为对所述控制信号滤除干扰信号后的有效控制信号。
在一些实施方式中，所述第一滤除单元，包括：比较单元、延时单元和逻辑处理单元；其中，所述第一滤除单元，对输入的控制信号中的电磁干扰信号进行滤除，得到第一控制信号，包括：所述比较单元，被配置为将所述控制信号的电压与设定的基准电压进行比较，以在所述控制信号的电压大于所述基准电压的情况下，输出第一滤除信号；所述延时单元，被配置为对所述控制信号的电压进行延时，输出第二滤除信号；所述逻辑处理单元，被配置为对所述第一滤除信号和所述第二滤除信号进行逻辑处理，输出第一控制信号。
在一些实施方式中，所述比较单元，包括：第一采样模块、比较器和第一开关管；其中，所述第一采样模块，采样所述控制信号的电压后，得到采样电压；所述采样电压，输入至所述比较器的同相输入端；所述比较器的反相输入端，能够输入所述基准电压；所述比较器的输出端，在所述控制信号的电压大于所述基准电压的情况下，输出开通信号至所述第一开关管的控制端，所述第一开关管的输出端在所述第一开关管基于所述开关通信开通的情况下输出第一滤除信号。
在一些实施方式中，所述第一采样模块，包括：第一分压模块和第二分压模块；其中，所述第一分压模块和所述第二分压模块串联设置，所述第一分压模块和所述第二分压模块的公共端连接至所述比较器的同相输入端。
在一些实施方式中，所述比较单元，还包括：基准电压模块和第一保护模块；其中，所述基准电压经所述基准电压模块后输入至所述比较器的反相输入端；所述第一保护模块，设置在所述第一开关管的输出端。
在一些实施方式中，所述延时单元，包括：充电模块、调节模块和第二开关管；其中，所述控制信号的电压，向所述充电模块充电；所述调节模块，能够调节所述充电模块的充电时间；在所述充电模块的充电电压达到所述第二开关管的开通电压的情况下，所述第二开关管开通并输出第二滤除信号。
在一些实施方式中，所述充电模块，包括：电阻模块和电容模块；所述调节模块，包括：稳压二极管；其中，所述控制信号的电压，经所述电阻模块向所述电容模块充电；所述电阻模块和所述电容模块的公共端连接至所述稳压二极管的阴极，所述稳压二极管的阳极连接至所述第二开关管的控制端。
在一些实施方式中，所述延时单元，还包括：放电模块、第二保护模块和第三保护模块；其中，所述放电模块，与所述电阻模块并联，以对所述电容模块充电得到的电量进行放电；所述第二保护模块，设置在所述稳压二极管的阳极；所述第三保护模块，设置在所述第二开关管的输出端。
在一些实施方式中，所述逻辑处理单元，包括：与门。
在一些实施方式中，所述第二滤除单元，包括：第二采样模块和光耦模块；其中，所述第二采样模块，采样所述第一控制信号后，经所述光耦模块隔离处理，输出所述第二控制信号。
在一些实施方式中，所述第二采样模块，包括：第三分压模块和第四分压模块；所述第三分压模块和所述第四分压模块串联设置，所述第三分压模块和所述第四分压模块的公共端连接至所述光耦模块的输入端。
在一些实施方式中，所述第二滤除单元，还包括：第四保护模块；所述第四保护模块，设置在所述光耦模块的输出端。
与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种汽车，包括：以上所述的干扰信号滤除装置。
与上述汽车相匹配，本发明再一方面提供一种汽车的干扰信号滤除方法，包括：通过第一滤除单元，对输入的控制信号中的电磁干扰信号进行滤除，得到第一控制信号；所述控制信号，为待滤除干扰信号的控制信号；所述控制信号，包括：汽车的整车控制器的唤醒信号；通过第二滤除单元，对所述第一控制信号中的强电干扰信号进行滤除，得到第二控制信号，作为对所述控制信号滤除干扰信号后的有效控制信号。
在一些实施方式中，通过第一滤除单元，对输入的控制信号中的电磁干扰信号进行滤除，得到第一控制信号，包括：通过比较单元，将所述控制信号的电压与设定的基准电压进行比较，以在所述控制信号的电压大于所述基准电压的情况下，输出第一滤除信号；通过延时单元，对所述控制信号的电压进行延时，输出第二滤除信号；通过逻辑处理单元，对所述第一滤除信号和所述第二滤除信号进行逻辑处理，输出第一控制信号。
在一些实施方式中，通过第二滤除单元，对所述第一控制信号中的强电干扰信号进行滤除，得到第二控制信号，包括：通过光耦模块，对所述第一控制信号进行隔离处理，输出所述第二控制信号。
由此，本发明的方案，通过滤除汽车的电控单元的控制信号中夹杂的电磁干扰，再对滤除电磁干扰后的控制信号进行延时和逻辑处理，得到准确的控制信号，通过对汽车的电控单元的控制信号中的电磁干扰进行滤除，以提升电控单元的控制可靠性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的干扰信号滤除装置的一实施例的结构示意图；
图2为自动滤除干扰信号的唤醒电路的一实施例的结构示意图；
图3为本发明的干扰信号滤除方法的一实施例的流程示意图；
图4为本发明的方法中对输入的控制信号中的电磁干扰信号进行滤除的一实施例的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种干扰信号滤除装置。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该干扰信号滤除装置可以包括：第一滤除单元和第二滤除单元。第一滤除单元如电磁干扰滤除单元，第二滤除单元如强电干扰滤除单元。
其中，所述第一滤除单元，被配置为对输入的控制信号中的电磁干扰信号进行滤除，得到第一控制信号。所述控制信号，为待滤除干扰信号的控制信号。所述控制信号，包括：汽车的整车控制器的唤醒信号。汽车的整车控制器(VCU)具有多路唤醒信号，如充电唤醒信号、打火唤醒信号、光伏充电唤醒信号等，唤醒信号质量的好坏将决定整车控制器(VCU)能否可靠工作，保证整车的电气安全。
所述第二滤除单元，被配置为对所述第一控制信号中的强电干扰信号进行滤除，得到第二控制信号，作为对所述控制信号滤除干扰信号后的有效控制信号。
由此，通过滤除控制信号中夹杂的电磁干扰信号，可确保只有有效的控制信号方可被控制芯片如MCU识别；同时，通过滤除控制信号中夹杂的强电干扰信号，能够更好地保证控制芯片如MCU不被控制信号所控制设备的强电信号干扰。其中，在控制信号为汽车的电控单元如整车控制器(VCU)的唤醒信号时，通过滤除唤醒信号中夹杂的干扰信号，经过滤波后进行逻辑与的操作，可确保只有有效的唤醒信号方可被MCU识别；同时，通过滤除唤醒信号中夹杂的强电干扰信号，更好地保证MCU不被整车强电信号干扰，提高汽车的电控单元的控制可靠性。
在一些实施方式中，所述第一滤除单元，包括：比较单元、延时单元和逻辑处理单元。比较单元如比较电路，延时单元如延时电路，逻辑处理单元如逻辑处理电路，逻辑处理电路包括与门。
其中，所述第一滤除单元，对输入的控制信号中的电磁干扰信号进行滤除，得到第一控制信号，包括：
所述比较单元，被配置为将所述控制信号的电压与设定的基准电压进行比较，以在所述控制信号的电压大于所述基准电压的情况下，输出第一滤除信号，即，通过比较单元如比较电路，于滤除所述控制信号的电压如唤醒信号的电压中幅值不满足基准电压要求的电磁干扰信号。
在一些实施方式中，所述比较单元，包括：第一采样模块、比较器(如比较器A1)和第一开关管(如三极管Q1)。
其中，所述第一采样模块，采样所述控制信号的电压后，得到采样电压。所述采样电压，输入至所述比较器的同相输入端。所述比较器的反相输入端，能够输入所述基准电压。所述比较器的输出端，在所述控制信号的电压大于所述基准电压的情况下，输出开通信号至所述第一开关管的控制端(如三极管Q1的基极)，所述第一开关管的输出端(如三极管Q1的发射极)在所述第一开关管基于所述开关通信开通的情况下输出第一滤除信号。第一滤除信号，可以是电压(如第一电压V1)由低电平突变为高电平的电压突变信号。
在一些实施方式中，所述第一采样模块，包括：第一分压模块(如电阻R1)和第二分压模块(如电阻R2)。
其中，所述第一分压模块和所述第二分压模块串联设置，所述第一分压模块和所述第二分压模块的公共端连接至所述比较器的同相输入端。
在一些实施方式中，所述比较单元，还包括：基准电压模块(如电阻R3)和第一保护模块(如电阻R4)。
其中，所述基准电压模块连接在所述比较器的反相输入端，所述基准电压经所述基准电压模块后输入至所述比较器的反相输入端。所述第一保护模块，设置在所述第一开关管的输出端。
参见图2所示的例子，原始控制信号的电压(如VCU的唤醒信号的电压Vin)，经电阻R1后得到采样电压VB，采样电压输入比较器A1的同相输入端。电阻R2连接在比较器A1的同相输入端与地之间。电阻R3连接在比较器A1的反相输入端与地之间。比较器A1的电源端接直流电源VCC，比较器A1的接地端接地，比较器A1的输出端连接至三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接至直流电源VCC，三极管Q1的发射极输出第一电压V1至逻辑处理电路的第一输入端，三极管Q1的发射极还经电阻R4后接地。
唤醒信号的电压Vin，经分压电阻R1和R2后，与比较器A1的同相端相连。唤醒信号的电压Vin经分压电阻R1和R2后得到的采样电压VB，将与基准电压VF进行比较。若采样电压VB＞基准电压VF，比较器A1输出高电压，进而驱动三极管Q1导通，第一电压V1由低电平突变为高电平；若采样电压VB≤基准电压VF，比较器A1输出低电压，驱动三极管Q1截止，第一电压V1保持低电平不变。
由此，通过将唤醒信号与基准电压比较，来滤除唤醒信号中幅值低于基准电压的干扰信号，确保只有真正的唤醒信号可通过比较电路，有利于保证唤醒信号的真实性。
所述延时单元，被配置为对所述控制信号的电压进行延时，输出第二滤除信号，以通过延时单元如延时电路滤除除所述控制信号的电压如唤醒信号的电压中持续时间不满足设定时间的电磁干扰信号。
在一些实施方式中，所述延时单元，包括：充电模块、调节模块和第二开关管(如三极管Q2)。
其中，所述控制信号的电压，向所述充电模块充电。所述调节模块，能够调节所述充电模块的充电时间。在所述充电模块的充电电压达到所述第二开关管的开通电压的情况下，所述第二开关管开通并输出第二滤除信号。第二滤除信号，可以是电压(如第二电压V2)由低电平突变为高电平的电压突变信号。
在一些实施方式中，所述充电模块，包括：电阻模块(如电阻R5)和电容模块(如电容C1)。所述调节模块，包括：稳压二极管(如稳压二极管D2)。
其中，所述控制信号的电压，经所述电阻模块向所述电容模块充电。所述电阻模块和所述电容模块串联设置，所述电阻模块和所述电容模块的公共端连接至所述稳压二极管的阴极，所述稳压二极管的阳极连接至所述第二开关管的控制端(如三极管Q2的基极)。
在一些实施方式中，所述延时单元，还包括：放电模块(如二极管D1)、第二保护模块(如电阻R6)和第三保护模块(如电阻R7)。
其中，所述放电模块，与所述电阻模块并联，以对所述电容模块充电得到的电量进行放电。所述第二保护模块，设置在所述稳压二极管的阳极。所述第三保护模块，设置在所述第二开关管的输出端(如三极管Q2的发射极)。
具体地，参见图2所示的例子，原始控制信号的电压(如VCU的唤醒信号的电压Vin)，经电阻R5和电容C1后接地，二极管D1与电阻R5并联，二极管D1的阳极连接至电阻R5与电容C1的公共端。电阻R5与电容C1的公共端，连接至稳压二极管D2的阴极。稳压二极管D2的阳极，将电阻R6后接地。稳压二极管D2的阳极，还连接至三极管Q2的基极。三极管Q2的集电极接直流电源VCC，三极管Q2的发射极经电阻R7后接地。三极管Q2的发射极，还输出第二电压V2至逻辑处理电路的第二输入端。
唤醒信号的电压Vin经电阻R5给电容C1充电，通过控制充电时间来滤除持续时间低于充电时间t的干扰信号，保证只有有效的唤醒信号可以正常通过。充电时间t即延时时间可由公式(1)计算，其中：
Figure BDA0002799930570000071
其中，电阻R5和电容C1形成RC滤波电路，公式(1)中的R为RC滤波电路中的电阻，公式(1)中的C为RC滤波电路中的电容。Vin为输入唤醒信号电压，V0为电容C1的充电初始时刻的电压(即滤波电容C1的初始电压值)，Vt为电容C1的在充电时间t时刻的电压(即t时刻时滤波电容C1上的电压值)。二极管D1，用于释放电容C1的电量。稳压管D2，用于调节延时时间。当电容C1的电压达到能够驱动三极管Q2导通时的电压时，三极管Q2导通，第二电压V2由低电平突变为高电平。
由此，通过延时电路来滤除持续时间低于延时时间的干扰信号，可根据实际需求来配置延时电路，从而获得精确的唤醒信号。
所述逻辑处理单元，被配置为对所述第一滤除信号和所述第二滤除信号进行逻辑处理，输出第一控制信号。
由此，通过在控制信号为汽车的电控单元如整车控制器(VCU)的唤醒信号时，采取了在唤醒信号到MCU之间加入比较电路和延时电路，解决了唤醒信号易受外界电磁干扰的影响，因而取得了整车MCU可避免检测到非正常唤醒信号，确保整车控制器(VCU)可靠动作。
在一些实施方式中，所述逻辑处理单元，包括：与门。
具体地，与门的第一输入端，能够输入第一电压V1。与门的第二输入端，能够输入第二电压V2。与门的输出端连接至隔离电路。
由此，通过滤除唤醒信号中夹杂的电磁干扰，后对经比较电路及延时电路输出的信号进行逻辑与的操作，进一步确保整车控制器(VCU)仅能识别到正确的唤醒信号，总体上解决了相关方案中存在的整车控制器因电磁干扰而误动作问题，有效滤除唤醒信号中夹杂干扰信号。
在一些实施方式中，所述第二滤除单元(如隔离电路)，包括：第二采样模块和光耦模块(如光耦模块3)。
其中，所述第二采样模块，采样所述第一控制信号后，经所述光耦模块隔离处理，输出所述第二控制信号。
具体地，隔离电路用于隔离电源管理芯片(如MCU)与唤醒信号，防止唤醒信号电压过高烧坏电源管理芯片。
在一些实施方式中，所述第二采样模块，包括：第三分压模块(如电阻R8)和第四分压模块(如电阻R9)。所述第三分压模块和所述第四分压模块串联设置，所述第三分压模块和所述第四分压模块的公共端连接至所述光耦模块的输入端(如光耦模块O3中二极管侧的阳极)。
在一些实施方式中，所述第二滤除单元，还包括：第四保护模块(如电阻R10)。所述第四保护模块，设置在所述光耦模块的输出端(如光耦模块O3中晶体管侧的集电极)。
具体地，参见图2所示的例子，逻辑处理电路的输出端，经电阻R8和电阻R9后接地，电阻R8与电阻R9的公共端连接至光耦模块Q3中二极管侧的阳极，光耦模块Q3中二极管侧的阴极接地。光耦模块Q3中晶体管侧的集电极经电阻R10后接直流电源VCC，光耦模块Q3中晶体管侧的发射极接地，光耦模块Q3中晶体管侧的集电极输出最终控制信号的电压(如有效的唤醒信号的电压Vout)。第一电压V1与第二电压V2经与门输出高电平驱动光耦模块Q3导通，光耦模块Q3输出的最终控制信号的电压(如有效的唤醒信号的电压Vout)由高电平突变为低电平。汽车的电源管理芯片(如MCU)识别Vout信号后开始工作，VCU由唤醒状态变为正常工作状态。
由此，通过设定整车控制器(VCU)所需唤醒信号的电平值以及脉冲持续时间，只有正常的唤醒信号才能被唤醒电路识别，干扰信号将有效滤除，可有效防止唤醒电路误动作。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过滤除汽车的电控单元的控制信号中夹杂的电磁干扰，再对滤除电磁干扰后的控制信号进行延时和逻辑处理，得到准确的控制信号，通过对汽车的电控单元的控制信号中的电磁干扰进行滤除，以提升电控单元的控制可靠性。
根据本发明的实施例，还提供了对应于干扰信号滤除装置的一种汽车。该汽车可以包括：以上所述的干扰信号滤除装置。
如何消除干扰源，提高电控单元控制的电路的工作可靠性，已成为重点研究对象。由于车载电控单元的数量较多，会大量消耗车辆的供电单元的电芯能量，长时间不使用车辆时，电芯会由于电控单元耗电太多而无法正常启动车辆。
低功耗是车辆的供电单元节省能量最直接有效的方法，通过相应的唤醒模式，将车载电控单元唤醒，能使车辆正常工作，从而节省车辆的供电单元的耗电量，能够提高电芯寿命。
针对整车控制器(VCU)工作时会产生大量的干扰信号，从而误触发整车控制器(VCU)由低功耗进入正常工作状态，加速车辆的供电单元的电芯能量的损耗、且具有重大安全隐患的问题；或正常工作的整车控制器(VCU)由于干扰信号由正常工作状态进入休眠状态，造成车辆无法正常启动等问题。本发明的方案，提出一种电路简单、响应迅速、成本低、性能可靠的车载唤醒电路，该车载唤醒电路，能够有效滤除干扰信号，确保整车控制器(VCU)工作的可靠性。
该该车载唤醒电路，通过设定整车控制器(VCU)所需唤醒信号的电平值以及脉冲持续时间，只有正常的唤醒信号才能被唤醒电路识别，干扰信号将有效滤除，可有效防止唤醒电路误动作。从而，能够滤除非唤醒信号以外的所有干扰信号，可靠唤醒整车控制器(VCU)由低功耗模式进入正常工作模式，响应速度块、成本低，不需要软件逻辑。
具体地，本发明的方案，采取了在唤醒信号到MCU之间加入比较电路和延时电路，解决了唤醒信号易受外界电磁干扰的影响，因而取得了整车MCU可避免检测到非正常唤醒信号，确保整车控制器(VCU)可靠动作。
本发明的方案，先通过滤除唤醒信号中夹杂的电磁干扰，后对经比较电路及延时电路输出的信号进行逻辑与的操作，进一步确保整车控制器(VCU)仅能识别到正确的唤醒信号，总体上解决了相关方案中存在的整车控制器因电磁干扰而误动作问题，有效滤除唤醒信号中夹杂干扰信号。
其中，通过将唤醒信号与基准电压比较，来滤除唤醒信号中幅值低于基准电压的干扰信号，确保只有真正的唤醒信号可通过比较电路。
通过延时电路来滤除持续时间低于延时时间的干扰信号，可根据实际需求来配置延时电路，从而获得精确的唤醒信号。
下面结合图2所示的例子，对本发明的方案的具体实现过程进行示例性说明。
新能源汽车(如新能源大巴车)具有多个电控单元，长时间不使用车辆时，会导致车辆的供电单元中蓄电池馈电无法正常启动车辆。通过控制车辆的整车控制器(VCU)进入低功耗模式，来达到降低电控单元的耗电量，提高电芯寿命的目的。整车控制器(VCU)具有多路唤醒信号，如充电唤醒信号、打火唤醒信号、光伏充电唤醒信号等，唤醒信号质量的好坏将决定整车控制器(VCU)能否可靠工作，保证整车的电气安全。
自动滤除干扰信号的唤醒电路可以参见图2所示的例子。如图2所示，自动滤除干扰信号的唤醒电路，包括：比较电路、延时电路、逻辑处理电路和隔离电路。比较电路的输入端输入原始控制信号的电压(如VCU的唤醒信号的电压Vin)。比较电路基于原始控制信号的电压(如VCU的唤醒信号的电压Vin)，输出的第一电压V1，输入至逻辑处理电路的第一输入端。延时电路基于原始控制信号的电压(如VCU的唤醒信号的电压Vin)，输出的第二电压V2，输入至逻辑处理电路的第二输入端。逻辑处理电路的输出端连接至隔离电路，隔离电路输出经滤除干扰信号后的最终控制信号的电压(如有效的唤醒信号的电压Vout)。有效的唤醒信号的电压Vout，可以表示有效的唤醒信号的开关量。
其中，比较电路，包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，比较器A1和三极管Q1。原始控制信号的电压(如VCU的唤醒信号的电压Vin)，经电阻R1后得到采样电压VB，采样电压输入比较器A1的同相输入端。电阻R2连接在比较器A1的同相输入端与地之间。电阻R3连接在比较器A1的反相输入端与地之间。比较器A1的电源端接直流电源VCC，比较器A1的接地端接地，比较器A1的输出端连接至三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接至直流电源VCC，三极管Q1的发射极输出第一电压V1至逻辑处理电路的第一输入端，三极管Q1的发射极还经电阻R4后接地。
延时电路，包括：电阻R5、电阻R6和电阻R7，电容C1，二极管D1，稳压二极管D2，以及三极管Q2。原始控制信号的电压(如VCU的唤醒信号的电压Vin)，经电阻R5和电容C1后接地，二极管D1与电阻R5并联，二极管D1的阳极连接至电阻R5与电容C1的公共端。电阻R5与电容C1的公共端，连接至稳压二极管D2的阴极。稳压二极管D2的阳极，将电阻R6后接地。稳压二极管D2的阳极，还连接至三极管Q2的基极。三极管Q2的集电极接直流电源VCC，三极管Q2的发射极经电阻R7后接地。三极管Q2的发射极，还输出第二电压V2至逻辑处理电路的第二输入端。
逻辑处理电路，包括：与门。与门的第一输入端，能够输入第一电压V1。与门的第二输入端，能够输入第二电压V2。与门的输出端连接至隔离电路。
隔离电路，包括：电阻R8、电阻R9和电阻R10，光耦模块Q3。逻辑处理电路的输出端，经电阻R8和电阻R9后接地，电阻R8与电阻R9的公共端连接至光耦模块Q3中二极管侧的阳极，光耦模块Q3中二极管侧的阴极接地。光耦模块Q3中晶体管侧的集电极经电阻R10后接直流电源VCC，光耦模块Q3中晶体管侧的发射极接地，光耦模块Q3中晶体管侧的集电极输出最终控制信号的电压(如有效的唤醒信号的电压Vout)。
图2所示的例子，在控制信号为整车控制器(VCU)的唤醒信号时，通过在唤醒信号的基础上增加比较电路和延时电路进行滤波，从而滤除唤醒信号中夹杂的干扰信号，经过滤波后进行逻辑与的操作，可确保只有有效的唤醒信号方可被MCU识别；同时，本发明的方案，还增加隔离电路，更好地保证MCU不被整车强电信号干扰。
在图2所示的例子中，在控制信号为整车控制器(VCU)的唤醒信号时，汽车的电源管理芯片，将通过识别唤醒信号，来控制VCU是否唤醒。在图2所示的例子中，VF为基准电压，只有大于该基准电压的唤醒信号才是有效信号；VCC为供电电压，可为3.3V或5V，根据实际需要设定。具体地，比较电路用于滤除幅值不满足要求的干扰信号，延时电路用于滤除持续时间不满足要求的干扰信号，隔离电路用于隔离电源管理芯片(如MCU)与唤醒信号，防止唤醒信号电压过高烧坏电源管理芯片。
唤醒信号的电压Vin，经分压电阻R1和R2后，与比较器A1的同相端相连。唤醒信号的电压Vin经分压电阻R1和R2后得到的采样电压VB，将与基准电压VF进行比较。若采样电压VB＞基准电压VF，比较器A1输出高电压，进而驱动三极管Q1导通，第一电压V1由低电平突变为高电平；若采样电压VB≤基准电压VF，比较器A1输出低电压，驱动三极管Q1截止，第一电压V1保持低电平不变。
唤醒信号的电压Vin经电阻R5给电容C1充电，通过控制充电时间来滤除持续时间低于充电时间t的干扰信号，保证只有有效的唤醒信号可以正常通过。充电时间t即延时时间可由公式(1)计算，其中：
Figure BDA0002799930570000121
其中，电阻R5和电容C1形成RC滤波电路，公式(1)中的R为RC滤波电路中的电阻，公式(1)中的C为RC滤波电路中的电容。Vin为输入唤醒信号电压，V0为电容C1的充电初始时刻的电压(即滤波电容C1的初始电压值)，Vt为电容C1的在充电时间t时刻的电压(即t时刻时滤波电容C1上的电压值)。
二极管D1，用于释放电容C1的电量。稳压管D2，用于调节延时时间。当电容C1的电压达到能够驱动三极管Q2导通时的电压时，三极管Q2导通，第二电压V2由低电平突变为高电平，第一电压V1与第二电压V2经与门输出高电平驱动光耦模块Q3导通，光耦模块Q3输出的最终控制信号的电压(如有效的唤醒信号的电压Vout)由高电平突变为低电平。汽车的电源管理芯片(如MCU)识别Vout信号后开始工作，VCU由唤醒状态变为正常工作状态。
下面以一个具体实例对本发明的方案进行示例性说明。
唤醒信号的电压Vin为12V，电阻R1的阻值为2K，电阻R1为1K，基准电压VF设置为3V，可知只有电压幅值大于9V的信号方可正常通过比较电路；
取电阻R5为10K，电容C1为100uF，稳压二极管D2的电压为7V，由公式(1)可知，第一电压V1为12V，电容C1的初始电压V0为0V，电容C1的t时电压Vt为7.7V，因为三极管Q2的导通电压为0.7V，稳压管D2的稳定电压为7V，因此只有电容C1的充电的电压大于7.7V方可驱动三极管Q2导通。可计算出延时时间为1S，因此只有持续时间大于1S的信号方可通过延时电路。
可见，只有幅值大于9V，持续时间大于1S的信号才可被电源管理芯片识别为正确的唤醒信号，经过滤波电路可滤除多种干扰信号，确保唤醒信号的质量，提供唤醒电路的可靠性。
由于本实施例的汽车所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过滤除汽车的电控单元的控制信号中夹杂的电磁干扰，再对滤除电磁干扰后的控制信号进行延时和逻辑处理，得到准确的控制信号，在控制信号为整车控制器(VCU)的唤醒信号时，能够有效滤除干扰信号，确保整车控制器(VCU)工作的可靠性。
根据本发明的实施例，还提供了对应于汽车的一种汽车的干扰信号滤除方法，如图3所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该汽车的干扰信号滤除方法可以包括：步骤S110和步骤S120。
在步骤S110处，通过第一滤除单元，对输入的控制信号中的电磁干扰信号进行滤除，得到第一控制信号。所述控制信号，为待滤除干扰信号的控制信号。所述控制信号，包括：汽车的整车控制器的唤醒信号。汽车的整车控制器(VCU)具有多路唤醒信号，如充电唤醒信号、打火唤醒信号、光伏充电唤醒信号等，唤醒信号质量的好坏将决定整车控制器(VCU)能否可靠工作，保证整车的电气安全。
在一些实施方式中，步骤S110中通过第一滤除单元，对输入的控制信号中的电磁干扰信号进行滤除，得到第一控制信号的具体过程，参见以下示例性说明。
下面结合图4所示本发明的方法中对输入的控制信号中的电磁干扰信号进行滤除的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S110中对输入的控制信号中的电磁干扰信号进行滤除的具体过程，包括：步骤S210至步骤S230。
步骤S210，通过比较单元，将所述控制信号的电压与设定的基准电压进行比较，以在所述控制信号的电压大于所述基准电压的情况下，输出第一滤除信号，即，通过比较单元如比较电路，于滤除所述控制信号的电压如唤醒信号的电压中幅值不满足基准电压要求的电磁干扰信号。
步骤S220，通过延时单元，对所述控制信号的电压进行延时，输出第二滤除信号，以通过延时单元如延时电路滤除除所述控制信号的电压如唤醒信号的电压中持续时间不满足设定时间的电磁干扰信号。
步骤S230，通过逻辑处理单元，对所述第一滤除信号和所述第二滤除信号进行逻辑处理，输出第一控制信号。
由此，通过在控制信号为汽车的电控单元如整车控制器(VCU)的唤醒信号时，采取了在唤醒信号到MCU之间加入比较电路和延时电路，解决了唤醒信号易受外界电磁干扰的影响，因而取得了整车MCU可避免检测到非正常唤醒信号，确保整车控制器(VCU)可靠动作。
在步骤S120处，通过第二滤除单元，对所述第一控制信号中的强电干扰信号进行滤除，得到第二控制信号，作为对所述控制信号滤除干扰信号后的有效控制信号。
由此，通过滤除控制信号中夹杂的电磁干扰信号，可确保只有有效的控制信号方可被控制芯片如MCU识别；同时，通过滤除控制信号中夹杂的强电干扰信号，能够更好地保证控制芯片如MCU不被控制信号所控制设备的强电信号干扰。其中，在控制信号为汽车的电控单元如整车控制器(VCU)的唤醒信号时，通过滤除唤醒信号中夹杂的干扰信号，经过滤波后进行逻辑与的操作，可确保只有有效的唤醒信号方可被MCU识别；同时，通过滤除唤醒信号中夹杂的强电干扰信号，更好地保证MCU不被整车强电信号干扰，提高汽车的电控单元的控制可靠性。
在一些实施方式中，步骤S120中通过第二滤除单元，对所述第一控制信号中的强电干扰信号进行滤除，得到第二控制信号，包括：通过光耦模块，对所述第一控制信号进行隔离处理，输出所述第二控制信号。
具体地，隔离电路用于隔离电源管理芯片(如MCU)与唤醒信号，防止唤醒信号电压过高烧坏电源管理芯片。
由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述汽车的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过滤除汽车的电控单元的控制信号中夹杂的电磁干扰，再对滤除电磁干扰后的控制信号进行延时和逻辑处理，得到准确的控制信号，在控制信号为整车控制器(VCU)的唤醒信号时，能够滤除非唤醒信号以外的所有干扰信号，可靠唤醒整车控制器(VCU)由低功耗模式进入正常工作模式，响应速度块、成本低，不需要软件逻辑。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (16)

1.一种干扰信号滤除装置，其特征在于，包括：第一滤除单元和第二滤除单元；其中，
所述第一滤除单元，被配置为对输入的控制信号中的电磁干扰信号进行滤除，得到第一控制信号；所述控制信号，为待滤除干扰信号的控制信号；所述控制信号，包括：汽车的整车控制器的唤醒信号；
所述第二滤除单元，被配置为对所述第一控制信号中的强电干扰信号进行滤除，得到第二控制信号，作为对所述控制信号滤除干扰信号后的有效控制信号。
2.根据权利要求1所述的干扰信号滤除装置，其特征在于，所述第一滤除单元，包括：比较单元、延时单元和逻辑处理单元；其中，
所述第一滤除单元，对输入的控制信号中的电磁干扰信号进行滤除，得到第一控制信号，包括：
所述比较单元，被配置为将所述控制信号的电压与设定的基准电压进行比较，以在所述控制信号的电压大于所述基准电压的情况下，输出第一滤除信号；
所述延时单元，被配置为对所述控制信号的电压进行延时，输出第二滤除信号；
所述逻辑处理单元，被配置为对所述第一滤除信号和所述第二滤除信号进行逻辑处理，输出第一控制信号。
3.根据权利要求2所述的干扰信号滤除装置，其特征在于，所述比较单元，包括：第一采样模块、比较器和第一开关管；其中，
所述第一采样模块，采样所述控制信号的电压后，得到采样电压；所述采样电压，输入至所述比较器的同相输入端；所述比较器的反相输入端，能够输入所述基准电压；所述比较器的输出端，在所述控制信号的电压大于所述基准电压的情况下，输出开通信号至所述第一开关管的控制端，所述第一开关管的输出端在所述第一开关管基于所述开关通信开通的情况下输出第一滤除信号。
4.根据权利要求3所述的干扰信号滤除装置，其特征在于，所述第一采样模块，包括：第一分压模块和第二分压模块；其中，
所述第一分压模块和所述第二分压模块串联设置，所述第一分压模块和所述第二分压模块的公共端连接至所述比较器的同相输入端。
5.根据权利要求3所述的干扰信号滤除装置，其特征在于，所述比较单元，还包括：基准电压模块和第一保护模块；其中，
所述基准电压经所述基准电压模块后输入至所述比较器的反相输入端；所述第一保护模块，设置在所述第一开关管的输出端。
6.根据权利要求2所述的干扰信号滤除装置，其特征在于，所述延时单元，包括：充电模块、调节模块和第二开关管；其中，
所述控制信号的电压，向所述充电模块充电；所述调节模块，能够调节所述充电模块的充电时间；在所述充电模块的充电电压达到所述第二开关管的开通电压的情况下，所述第二开关管开通并输出第二滤除信号。
7.根据权利要求6所述的干扰信号滤除装置，其特征在于，所述充电模块，包括：电阻模块和电容模块；所述调节模块，包括：稳压二极管；其中，
所述控制信号的电压，经所述电阻模块向所述电容模块充电；所述电阻模块和所述电容模块的公共端连接至所述稳压二极管的阴极，所述稳压二极管的阳极连接至所述第二开关管的控制端。
8.根据权利要求7所述的干扰信号滤除装置，其特征在于，所述延时单元，还包括：放电模块、第二保护模块和第三保护模块；其中，
所述放电模块，与所述电阻模块并联，以对所述电容模块充电得到的电量进行放电；所述第二保护模块，设置在所述稳压二极管的阳极；所述第三保护模块，设置在所述第二开关管的输出端。
9.根据权利要求2所述的干扰信号滤除装置，其特征在于，所述逻辑处理单元，包括：与门。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的干扰信号滤除装置，其特征在于，所述第二滤除单元，包括：第二采样模块和光耦模块；其中，
所述第二采样模块，采样所述第一控制信号后，经所述光耦模块隔离处理，输出所述第二控制信号。
11.根据权利要求10所述的干扰信号滤除装置，其特征在于，所述第二采样模块，包括：第三分压模块和第四分压模块；
所述第三分压模块和所述第四分压模块串联设置，所述第三分压模块和所述第四分压模块的公共端连接至所述光耦模块的输入端。
12.根据权利要求10所述的干扰信号滤除装置，其特征在于，所述第二滤除单元，还包括：第四保护模块；所述第四保护模块，设置在所述光耦模块的输出端。
13.一种汽车，其特征在于，包括：如权利要求1至12中任一项所述的干扰信号滤除装置。
14.一种如权利要求13所述的汽车的干扰信号滤除方法，其特征在于，包括：
通过第一滤除单元，对输入的控制信号中的电磁干扰信号进行滤除，得到第一控制信号；所述控制信号，为待滤除干扰信号的控制信号；所述控制信号，包括：汽车的整车控制器的唤醒信号；
通过第二滤除单元，对所述第一控制信号中的强电干扰信号进行滤除，得到第二控制信号，作为对所述控制信号滤除干扰信号后的有效控制信号。
15.根据权利要求14所述的汽车的干扰信号滤除方法，其特征在于，通过第一滤除单元，对输入的控制信号中的电磁干扰信号进行滤除，得到第一控制信号，包括：
通过比较单元，将所述控制信号的电压与设定的基准电压进行比较，以在所述控制信号的电压大于所述基准电压的情况下，输出第一滤除信号；
通过延时单元，对所述控制信号的电压进行延时，输出第二滤除信号；
通过逻辑处理单元，对所述第一滤除信号和所述第二滤除信号进行逻辑处理，输出第一控制信号。
16.根据权利要求14或15所述的汽车的干扰信号滤除方法，其特征在于，通过第二滤除单元，对所述第一控制信号中的强电干扰信号进行滤除，得到第二控制信号，包括：
通过光耦模块，对所述第一控制信号进行隔离处理，输出所述第二控制信号。
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