專利名稱：新能源汽車專用儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新能源汽車領(lǐng)域，更確切的說，涉及一種專用于新能源汽車的數(shù)字儀表。
背景技術(shù)：
隨著石油能源緊缺愈演愈烈，以及環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，可替代石油且更節(jié)能環(huán)保的新能源的開發(fā)利用越來越被各國政府所重視，新能源汽車也應(yīng)運(yùn)而生。新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來源(或使用常規(guī)的車用燃料、 采用新型車載動(dòng)力裝置)，綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車(包括太陽能汽車)、燃料電池電動(dòng)汽車、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車、其他新能源(如高效儲(chǔ)能器、二甲醚)汽車等。目前市場上在售的新能源汽車主要有電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車。隨著國家工信部制定的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃(2011 - 2020年)》中對(duì)新能源汽車的大力支持，其發(fā)展速度越來越快。因新能源汽車動(dòng)力源的特殊性，傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車儀表已無法滿足要求，所以對(duì)新能源汽車專用儀表進(jìn)行技術(shù)革新也勢(shì)在必行。國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2009年6月17日公開了一種汽車組合儀表，申請(qǐng)?zhí)枮?200820190268. 6。它包括儀表外殼、線路板、刻度盤支架、刻度盤、儀表指針、儀表面板、表面玻璃、接插件、液晶；儀表內(nèi)部含有車速表、里程表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、冷卻液溫度表、油量表、 機(jī)油壓力表、兩塊制動(dòng)氣壓表、車輛電壓表和報(bào)警指示燈；車速表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、冷卻液溫度表、油量表、兩塊制動(dòng)氣壓表分別設(shè)有步進(jìn)電機(jī)；里程表、機(jī)油壓力表、電壓表共同采用一塊液晶顯示；機(jī)油壓力表和電壓表采用光柱顯示。此方案為典型的內(nèi)燃機(jī)汽車用儀表，無法顯示新能源汽車的動(dòng)力電機(jī)、動(dòng)力電機(jī)控制器、動(dòng)力蓄電池等重要部件的工作狀態(tài)和故障 fn息ο目前市場上也逐漸出現(xiàn)了可用于新能源汽車的儀表，但局限于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車用儀表定向思維，只是在其基礎(chǔ)上做少量修改，仍然無法全面的顯示信息量龐大而復(fù)雜的新能源汽車工作狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明旨在提供一種功能完善、可以全面顯示新能源汽車工作狀態(tài)信息的數(shù)字儀表。具有集成車載微電腦(行車電腦)、動(dòng)力電池管理系統(tǒng)、 整車子系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及故障預(yù)警系統(tǒng)、倒車后視及泊車測(cè)距等功能，具備對(duì)動(dòng)力電池、動(dòng)力電機(jī)、動(dòng)力電機(jī)控制器、車身控制器BCM的具體工作狀態(tài)和參數(shù)及整車詳細(xì)故障情況進(jìn)行探測(cè)、管理、顯示并供用戶查詢、設(shè)置功能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案
新能源汽車的數(shù)字儀表，包括儀表殼體和內(nèi)部電路，其特征在于，所述儀表殼體由底座、表面玻璃罩蓋、面板、組合開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)和TFT真彩色圖形液晶顯示屏組成；所述顯示屏底部設(shè)有內(nèi)部電路板，內(nèi)部電路板連接有對(duì)外接口，對(duì)外接口穿過底座與車身其它部件或上位機(jī)等連接通訊；
所述內(nèi)部電路包括中央處理器，其按照CAN總線通訊協(xié)議與車輛其它部件(包括電子控制單元ECU、動(dòng)力電機(jī)控制器、充電機(jī)控制系統(tǒng)、能量控制系統(tǒng)等)實(shí)時(shí)通訊，通過信號(hào)采集模塊以及車輛上各種傳感器(包括霍爾傳感器、溫度傳感器等)、采樣單元(包括電壓采集模塊、電流采集模塊、絕緣電阻采集模塊等)獲取車輛動(dòng)力電池、動(dòng)力電機(jī)、動(dòng)力電機(jī)控制器、車身控制器BCM等其它部件運(yùn)行狀態(tài)信息以及故障信息，中央處理器得到這些信息后進(jìn)行綜合處理并調(diào)取預(yù)存于閃速存儲(chǔ)器、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的各種顯示模塊信息及圖形，然后通過視頻主控處理器和視頻解碼器電路驅(qū)動(dòng)TFT真彩色圖形液晶顯示屏顯示出來；
視頻主控處理器和視頻解碼器電路，設(shè)于中央處理器和TFT真彩色圖形液晶顯示屏之間，用于對(duì)前級(jí)中央處理器輸出的顯示信息進(jìn)行綜合處理，并驅(qū)動(dòng)后級(jí)TFT真彩色圖形液晶顯示屏將這些信息顯示出來；
組合開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)電路，與中央處理器直接相連，由兩枚組合開關(guān)配合操作，實(shí)現(xiàn)時(shí)間調(diào)節(jié)、小里程歸零、各界面之間切換、選擇及設(shè)置等功能，其中左旋鈕順/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為向前/向后翻頁功能、中鍵按下為選擇或確定功能；右旋鈕順/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為向下/向上翻行功能、中鍵按下為取消或返回功能；
信號(hào)采集電路，介于中央處理器和對(duì)外接口之間，通過對(duì)外接口與車輛上各種傳感器、 采樣單元等車身其他部件進(jìn)行通訊，以采集動(dòng)力電池、動(dòng)力電機(jī)、動(dòng)力電機(jī)控制器、車身控制器BCM等其它部件運(yùn)行狀態(tài)信息以及故障信息，并將所采集的信息傳送至中央處理器；
同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器電路，與中央處理器相連，用于臨時(shí)存儲(chǔ)中央處理器輸出的需暫存的信息，并供中央處理器隨時(shí)調(diào)取；
倒車后視和泊車測(cè)距控制電路，介于中央處理器和對(duì)外接口之間，通過對(duì)外接口與倒車后視攝像頭及超聲波傳感器通訊，并對(duì)所獲取的后視圖像信息及與障礙物距離信息進(jìn)行綜合處理然后傳送至中央處理器；
電源電路，為所述功能模塊電路提供電源，并抑制傳導(dǎo)干擾以確保電磁兼容性。采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果
1、本發(fā)明功能全面、完善，集成了車載微電腦(行車電腦)、動(dòng)力電池管理系統(tǒng)、整車子系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及故障預(yù)警系統(tǒng)、倒車后視及泊車測(cè)距等功能，具備對(duì)動(dòng)力電池、動(dòng)力電機(jī)、 動(dòng)力電機(jī)控制器、車身控制器BCM的具體工作狀態(tài)和參數(shù)及整車詳細(xì)故障情況進(jìn)行探測(cè)、 管理、顯示并供用戶查詢、設(shè)置功能。2、采用純數(shù)字化7寸TFT高清真彩色圖形液晶顯示屏(800 X 480，65000色)，具有可同時(shí)顯示較多信息，且顯示內(nèi)容清晰明了、色彩搭配合理、人機(jī)界面友好的優(yōu)點(diǎn)，非常適合顯示信息量龐大、復(fù)雜、顯示突發(fā)狀態(tài)較多的新能源汽車。同時(shí)，與傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)等機(jī)械儀表相比大大提高了顯示精度、可靠性等。3、采用多界面設(shè)計(jì)，所顯示的信息量更多、更簡潔清晰，且界面設(shè)計(jì)豐富、美觀，人機(jī)界面友好，非常利于用戶使用。4、操作方式簡單、方便，采用雙組合開關(guān)設(shè)計(jì)，除具有順/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)功能外，還具有中鍵長按和短按功能，兩枚組合開關(guān)配合操作可對(duì)新能源汽車專用儀表進(jìn)行時(shí)間調(diào)節(jié)、小里程歸零、各界面之間切換、選擇及設(shè)置等。避免了外接鍵盤等復(fù)雜的操作方式、也避免采用玻璃觸摸屏導(dǎo)致的抗振性差、可靠性低、易積灰、易臟污等缺點(diǎn)。5、采用了優(yōu)異的電路設(shè)計(jì)，在保證良好電磁兼容性的前提下，降低了儀表運(yùn)行功率消耗。


圖1是本發(fā)明的一種主界面總體示意圖，圖中包括底座(1)、表面玻璃罩蓋(2)、組合開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)(3 )、面板(4 )、TFT液晶顯示屏(5 )；
圖2是本發(fā)明的一種動(dòng)力電池詳細(xì)情況界面示意圖； 圖3是本發(fā)明的一種新能源汽車綜合信息界面示意圖； 圖4是本發(fā)明的一種動(dòng)力電池充電界面示意圖； 圖5是本發(fā)明的一種倒車界面示意圖6是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖，其實(shí)際功能模塊彼此聯(lián)系緊密，沒有明確的界線； 圖7是本發(fā)明的主要電路框圖； 圖8是圖7中的Power電源電路圖一； 圖9是圖7中的hput電源電路圖二 ；
圖10是圖7中的MCU & TFT FLAT PANEL CONTROLLER顯示控制器輸入信號(hào)圖； 圖11是圖7中的MCU中央處理器連接圖； 圖12是圖7中的DDR控制器與同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器連接圖； 圖13是圖7中的TFT PANEL液晶顯示屏連接圖； 圖14是圖7中的Flash閃速存儲(chǔ)器連接圖。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。如圖1 圖5所示，一種新能源汽車的數(shù)字儀表，包括殼體，所述的殼體包括底座 (1)、表面玻璃罩蓋(2)和面板(4)，所述的面板位于底座和表面玻璃罩蓋之間，面板下方有電路板和7寸TFT高清真彩色圖形液晶顯示屏(5)，電路板正面與組合開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)(3)連接，組合開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)穿過面板和表面玻璃罩蓋以方便用戶直接操作，電路板背面連接有對(duì)外接口，對(duì)外接口穿過底座與車身其它部件或上位機(jī)等連接通訊。參見圖6，電路板包括電源電路、中央處理器、視頻主控處理器和視頻解碼器電路、 組合開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)電路、信號(hào)采集電路、閃速存儲(chǔ)器電路、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器電路、倒車后視和泊車測(cè)距控制電路、對(duì)外接口電路。各電路模塊彼此聯(lián)系緊密，并無明確的界線，但從電氣原理上分解視頻主控處理器和視頻解碼器電路，設(shè)于中央處理器和TFT真彩色圖形液晶顯示屏之間，用于對(duì)前級(jí)中央處理器輸出的顯示信息進(jìn)行綜合處理，并驅(qū)動(dòng)后級(jí)TFT 真彩色圖形液晶顯示屏將這些信息顯示出來；組合開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)電路，與中央處理器直接相連，由兩枚組合開關(guān)配合操作，可實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表進(jìn)行選擇、設(shè)置、界面切換等；閃速存儲(chǔ)器電路，與中央處理器直接相連，用于存儲(chǔ)儀表各顯示界面中的顯示模塊圖形及圖標(biāo)信息等，并供中央處理器讀取；同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器電路，與中央處理器直接相連，用于臨時(shí)存儲(chǔ)中央處理器輸出的需暫存的信息，并供中央處理器隨時(shí)調(diào)??；信號(hào)采集電路，介于中央處理器和對(duì)外接口之間，通過對(duì)外接口與車輛上各種傳感器、采樣單元等車身其他部件進(jìn)行通訊，以采集動(dòng)力電池、動(dòng)力電機(jī)、動(dòng)力電機(jī)控制器、車身控制器BCM等其它部件運(yùn)行狀態(tài)信息以及故障信息，并將所采集的信息傳送至中央處理器；倒車后視和泊車測(cè)距控制電路，介于中央處理器和對(duì)外接口之間，通過對(duì)外接口與倒車后視攝像頭及超聲波傳感器通訊，并對(duì)所獲取的后視圖像信息及與障礙物距離信息進(jìn)行綜合處理然后傳送至中央處理器；電源電路， 介于對(duì)外接口和各功能模塊電路之間，通過對(duì)外接口從外部獲取電源，并進(jìn)行多級(jí)處理輸出幅值不等的多種電壓從而為以上各功能模塊電路提供電源，同時(shí)抑制傳導(dǎo)干擾以確保電磁兼容性。對(duì)外接口包括與車身其它部件之間連接通信的電源接口、控制信號(hào)接口、故障信號(hào)接口、CAN總線通訊接口、以及與上位機(jī)之間通過RS232轉(zhuǎn)USB通訊的USB2. 0接口等。組合開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)由兩枚組合開關(guān)配合操作，實(shí)現(xiàn)時(shí)間調(diào)節(jié)、小里程歸零、各界面之間切換、 選擇及設(shè)置等功能，其中左旋鈕順/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為向前/向后翻頁功能、中鍵按下為選擇或確定功能；右旋鈕順/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為向下/向上翻行功能、中鍵按下為取消或返回功能。中央處理器按照CAN總線通訊協(xié)議與車輛其它部件(包括電子控制單元ECU、動(dòng)力電機(jī)控制器、充電機(jī)控制系統(tǒng)、能量控制系統(tǒng)等)實(shí)時(shí)通訊，通過信號(hào)采集模塊以及車輛上各種傳感器(包括霍爾傳感器、溫度傳感器等)、采樣單元(包括電壓采集模塊、電流采集模塊、絕緣電阻采集模塊等)獲取車輛動(dòng)力電池、動(dòng)力電機(jī)、動(dòng)力電機(jī)控制器、車身控制器BCM 等其它部件運(yùn)行狀態(tài)信息以及故障信息，中央處理器得到這些信息后進(jìn)行綜合處理并調(diào)取預(yù)存于閃速存儲(chǔ)器、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的各種顯示模塊信息及圖形，然后通過視頻主控處理器和視頻解碼器電路驅(qū)動(dòng)TFT液晶顯示屏顯示出來。具備電機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、總里程、分里程、動(dòng)力蓄電池電壓和電流、電池組剩余電量S0C、電池組健康指數(shù)S0H、剩余電量預(yù)計(jì)可行駛里程數(shù)、動(dòng)力電機(jī)電壓和功率、動(dòng)力電機(jī)控制器溫度、車外溫度、檔位、時(shí)間、燈光等狀態(tài)指示(運(yùn)行準(zhǔn)備就緒、示寬燈、近光燈、遠(yuǎn)光燈、危險(xiǎn)報(bào)警燈、左轉(zhuǎn)向燈、右轉(zhuǎn)向燈、前霧燈、 后霧燈、充電、充電連接等)、故障報(bào)警或指示(安全氣囊故障報(bào)警、ABS故障報(bào)警、車門未關(guān)報(bào)警、安全帶未系報(bào)警、EPS電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障、動(dòng)力蓄電池切斷或液面高度不良、電機(jī)及控制器過熱、動(dòng)力電路熔斷盒入口、高壓警告/電擊危險(xiǎn)提示、制動(dòng)液位不良報(bào)警、系統(tǒng)故障、 危險(xiǎn)報(bào)警、充電指示、充電連接指示、駐車制動(dòng)指示等)等功能。中央處理器通過倒車后視和泊車測(cè)距控制電路與倒車后視攝像頭及超聲波傳感器通訊，獲取后視圖像信息及與障礙物距離信息并進(jìn)行綜合處理，然后通過視頻主控處理器和視頻解碼器電路驅(qū)動(dòng)TFT液晶顯示屏顯示出來。參見圖7至圖14，是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種具體電路。
權(quán)利要求
1.新能源汽車的數(shù)字儀表，包括儀表殼體和內(nèi)部電路，其特征在于，所述儀表殼體由底座、表面玻璃罩蓋、面板、組合開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)和TFT真彩色圖形液晶顯示屏組成；所述顯示屏底部設(shè)有內(nèi)部電路板，內(nèi)部電路板連接有對(duì)外接口，對(duì)外接口穿過底座與車身其它部件或上位機(jī)等連接通訊；所述內(nèi)部電路包括中央處理器，其按照CAN總線通訊協(xié)議與車輛其它部件實(shí)時(shí)通訊， 通過信號(hào)采集模塊以及車輛上各種傳感器、采樣單元獲取車輛動(dòng)力電池、電機(jī)、電機(jī)控制器、車身控制器BCM的運(yùn)行狀態(tài)信息以及故障信息，中央處理器得到這些信息后進(jìn)行綜合處理并調(diào)取預(yù)存于閃速存儲(chǔ)器、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的各種顯示模塊信息及圖形，然后通過視頻主控處理器和視頻解碼器電路驅(qū)動(dòng)TFT真彩色圖形液晶顯示屏顯示出來；視頻主控處理器和視頻解碼器電路，設(shè)于中央處理器和TFT真彩色圖形液晶顯示屏之間，用于對(duì)前級(jí)中央處理器輸出的顯示信息進(jìn)行綜合處理，并驅(qū)動(dòng)后級(jí)TFT真彩色圖形液晶顯示屏將這些信息顯示出來；組合開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)電路，與中央處理器相連，由兩枚組合開關(guān)配合操作，實(shí)現(xiàn)時(shí)間調(diào)節(jié)、小里程歸零、各界面之間切換、選擇及設(shè)置等功能，其中左旋鈕順/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為向前/ 向后翻頁功能、中鍵按下為選擇或確定功能；右旋鈕順/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為向下/向上翻行功能、中鍵按下為取消或返回功能；信號(hào)采集電路，與中央處理器相連，通過對(duì)外接口與車輛上各種傳感器、采樣單元等車身其他部件進(jìn)行通訊，以采集動(dòng)力電池、動(dòng)力電機(jī)、動(dòng)力電機(jī)控制器、車身控制器BCM等其它部件運(yùn)行狀態(tài)信息以及故障信息，并將所采集的信息傳送至中央處理器；同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器電路，與中央處理器相連，用于臨時(shí)存儲(chǔ)中央處理器輸出的需暫存的信息，并供中央處理器隨時(shí)調(diào)?。坏管嚭笠暫筒窜嚋y(cè)距控制電路，與中央處理器相連，通過對(duì)外接口與倒車后視攝像頭及超聲波傳感器通訊，并對(duì)所獲取的后視圖像信息及與障礙物距離信息進(jìn)行綜合處理； 以及電源電路，為所述功能模塊電路提供電源，并抑制傳導(dǎo)干擾以確保電磁兼容性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述新能源汽車的數(shù)字儀表，其特征在于，還包括閃速存儲(chǔ)器電路， 用于存儲(chǔ)數(shù)字儀表各顯示界面中的顯示模塊圖形及圖標(biāo)信息等，并供中央處理器讀取。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述新能源汽車的數(shù)字儀表，其特征在于，所述對(duì)外接口包括與車身其它部件之間連接通信的電源接口、控制信號(hào)接口、故障信號(hào)接口、CAN總線通訊接口、以及與上位機(jī)之間通過RS232轉(zhuǎn)USB通訊的USB2. 0接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述新能源汽車的數(shù)字儀表，其特征在于，所述的TFT真彩色圖形液晶顯示屏為7寸TFT高清真彩色圖形液晶顯示屏。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新能源汽車的數(shù)字儀表，包括儀表殼體和內(nèi)部電路，所述儀表殼體由底座、表面玻璃罩蓋、面板、組合開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)和TFT液晶顯示屏組成；所述內(nèi)部電路連接有對(duì)外接口，對(duì)外接口穿過底座與車身其它部件或上位機(jī)通訊。所述內(nèi)部電路的中央處理器，按CAN總線通訊協(xié)議與車輛其它部件通訊，通過信號(hào)采集模塊及車輛傳感器、采樣單元獲取車輛其它部件運(yùn)行狀態(tài)及故障信息然后由視頻主控處理器和解碼器電路驅(qū)動(dòng)顯示屏顯示出來。集成車載微電腦、電池管理系統(tǒng)、整車子系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及故障預(yù)警系統(tǒng)、倒車后視及泊車測(cè)距等功能，具備對(duì)電池、電機(jī)、電機(jī)控制器、車身控制器BCM等的工作狀態(tài)和參數(shù)及詳細(xì)故障進(jìn)行探測(cè)、管理、顯示并供用戶查詢、設(shè)置功能。
文檔編號(hào)B60K35/00GK102211524SQ20111012253
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者何林, 劉強(qiáng), 周余, 王鵬, 陳斌, 陶利 申請(qǐng)人:重慶力華科技有限責(zé)任公司