專利名稱：機動車智能儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及車輛用儀表，特別是一種機動車用智能儀表。
目前，國內(nèi)汽車、摩托車通常所使用的機械儀表，大多采用指針顯示車速、里程、油量、水溫、油壓、充電電流，在劇烈振動、各種溫度、潮濕環(huán)境狀態(tài)下，性能不可靠、不穩(wěn)定，存在使用壽命短、指示狹窄、技術(shù)落后、制作工藝繁雜等缺陷，特別是車速里程所用軟軸，在機械剪切力作用下極易損壞，倒車還退里程，未起到應(yīng)有的作用。為克服這些缺陷，出現(xiàn)了電子式的車輛儀表，但仍然存在許多的缺陷。如專利號為ZL93239300.4的全電子汽車儀表就存在著不耐振動、因使用了電池、數(shù)據(jù)易丟失、無法實現(xiàn)防盜，顯示呆板、自動化程度低、沒有人機對話功能，顯示方式不能最大限度地解除駕駛員疲勞，報警范圍太窄，記憶存儲單一，不能自我診斷和電路自動檢測，夜間行駛會車時不能自動切換遠(yuǎn)近光等不足。
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種采用微電腦控制的電子技術(shù)，使功能更完善、自動化程度更高、性能更穩(wěn)定的機動車智能儀表。
本實用新型機動車智能儀表是采用以下的技術(shù)方案清楚完整地實施完成的即一種機動車智能儀表，包括接收并處理來自于車速、電壓、水溫、汽油量、機油量、剎車油量、夜間會車遠(yuǎn)近光、夜間后面來車信息的傳感器信號的電路及其顯示儀表盤，其特征在于，電路包括輸入電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、含單片機及存儲器的中央處理單元電路、電流放大電路、整形電路、驅(qū)動顯示電路、報警電路、電源電路、會車驅(qū)動繼電器電路和執(zhí)行電路；來自傳感器的信號經(jīng)輸入電路進(jìn)行濾波、抗干擾處理和電平轉(zhuǎn)換后輸入A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閱纹瑱C能識別的數(shù)字信號，經(jīng)單片機運算處理，送電流放大電路放大，以動態(tài)掃描方式驅(qū)動顯示器件發(fā)光并分別顯示各自狀態(tài)；其中傳感器接收的夜間會車提示信號經(jīng)單片機處理后送驅(qū)動電路執(zhí)行遠(yuǎn)近光切換；車速和發(fā)動機轉(zhuǎn)速是采取采用霍爾元件或光電元件制成的傳感器，將機械轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電脈沖信號，經(jīng)整形電路處理后送單片機運算處理，驅(qū)動顯示電路和報警電路；采用人機對話或防盜密碼按鍵與單片機連接，對其識別、運算處理后，控制執(zhí)行停車的驅(qū)動電路，或改變儀表的顯示方式。
本實用新型機動車智能儀表與現(xiàn)有技術(shù)相比具有微電腦先進(jìn)技術(shù)，能識別機動車所需要顯示的一切參量、信息，并進(jìn)行自動處理，實現(xiàn)全自動人機對話，特別具有按實際需要逐項顯示，自動顯示或全面顯示，極限自動聲、光報警，夜間會車自動切換遠(yuǎn)近光，后方來車自動提示，電路故障檢測指示，密碼防盜，自動斷電停車拒盜，發(fā)送被盜報警信息，不用電池確保數(shù)據(jù)不丟失及儀表自我診斷的優(yōu)點，對機動車的維護(hù)，安全都有積極效果。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的上述結(jié)構(gòu)進(jìn)一步敘述

圖1是本實用新型電路原理方框示意圖；圖2是本實用新型儀表盤的示意圖；圖3是本實用新型的輸入濾波電路圖；圖4是本實用新型的A/D轉(zhuǎn)換電路圖；圖5是本實用新型的中央處理單元電路圖；圖6是本實用新型的驅(qū)動、顯示電路圖；圖7是本實用新型的整形電路圖；圖8是本實用新型的工作電源電路圖；圖9是本實用新型的防盜報警執(zhí)行電路圖；圖10是本實用新型的會車驅(qū)動繼電器電路圖；圖11是本實用新型人機對話按鍵電路圖；圖12是本實用新型的蜂鳴報警電路圖；圖13、14是本實用新型車速或發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
參見附圖1，圖中的機動車智能儀表，包括接收并處理來自于車速、電壓、水溫、汽油量、機油量、剎車油量、夜間會車遠(yuǎn)近光、夜間后面來車信息的傳感器信號的電路及其顯示儀表盤，其特征在于，電路包括輸入電路3、A/D轉(zhuǎn)換電路4、含單片機及存儲器的中央處理單元電路5、整形電路7、顯示驅(qū)動電路6、報警電路12、電源電路8、會車驅(qū)動繼電器電路10和執(zhí)行電路9；來自傳感器的信號經(jīng)輸入電路3進(jìn)行濾波、抗干擾處理和電平轉(zhuǎn)換后輸入A/D轉(zhuǎn)換電路4轉(zhuǎn)換為單片機能識別的數(shù)字信號，經(jīng)單片機運算處理，送顯示驅(qū)動電路6中的電流放大電路放大，以動態(tài)掃描方式驅(qū)動顯示器件發(fā)光并分別顯示各自狀態(tài)；其中傳感器接收的夜間會車提示信號經(jīng)單片機處理后送驅(qū)動電路10執(zhí)行遠(yuǎn)近光切換；車速和發(fā)動機轉(zhuǎn)速是采用霍爾元件或光電元件制成的傳感器11，將機械轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電脈沖信號，經(jīng)整形電路7處理后送單片機運算處理，驅(qū)動顯示電路6和報警電路12；采用人機對話或防盜密碼按鍵AN與單片機連接，由其識別、運算處理后，控制執(zhí)行停車的執(zhí)行電路9，或改變儀表的顯示方式。
參見附圖2，在如圖所示的儀表盤中，其中13為防盜報警狀態(tài)指示，14為機油壓力指示，15為剎車油量指示，16為電路故障指示，17為速度模擬顯示，18為小里程顯示，19為總里程顯示，20為水溫顯示，21為電瓶電壓顯示，22為汽油量指示，23為人機對話按鍵AN，24為自動調(diào)光窗，25為發(fā)動機轉(zhuǎn)速顯示，26為夜間小燈指示，27為遠(yuǎn)近指示，28為左、右轉(zhuǎn)彎燈指示，29為倒車燈指示，30為剎車燈指示，31夜間后面來車提示。
參見附圖3，輸入濾波電路3的每個輸入端與其相應(yīng)的傳感器連接，其中電瓶+12V電壓經(jīng)R36和R37分壓，產(chǎn)生與輸入電壓成正比的電壓，經(jīng)R81、C4組成的濾波電路濾波經(jīng)101輸出端送至A/D轉(zhuǎn)換電路處理變?yōu)閿?shù)字信號，由單片機讀取，經(jīng)運算處理送至電流放大驅(qū)動顯示，如果達(dá)到報警限量，單片機將運算處理后的信號送報警電路12的輸入端57執(zhí)行報警；水溫、汽油量、機油量、剎車油量的信號分別由98～95輸入，進(jìn)行濾波、抗干擾處理和電平轉(zhuǎn)換后分別由102～105端接A/D轉(zhuǎn)換電路；自動調(diào)光信號通過光敏電阻R41的阻值隨環(huán)境光線的強弱變化而變化，經(jīng)R39分壓后經(jīng)R80與C13組成的濾波電路濾波后由100端送A/D處理變?yōu)閿?shù)字信號由單片機讀取，經(jīng)運算處理后送入驅(qū)動顯示電路6，控制所有發(fā)光器件電流，從而達(dá)到自動調(diào)光目的；夜間會車自動切換遠(yuǎn)近光信號通過光敏電阻R88感應(yīng)后獲得，由106端輸出，經(jīng)A/D變換后的信號再輸入單片機處理后送至驅(qū)動繼電器電路10的輸入端44驅(qū)動繼電器，實現(xiàn)遠(yuǎn)近光自動切換；夜間車后來車提示信號由光敏電阻R91感應(yīng)獲得，經(jīng)A/D變換后的信號再輸入單片機處理后驅(qū)動顯示電路6電流放大電路后驅(qū)動顯示。
參見圖4，該A/D轉(zhuǎn)換電路4采用ADC0809集成芯片U1，其輸入端與輸入電路的輸出端連接，以逐次比較方式將輸入電路3的八路單端模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號供單片機讀取。
參見圖5，本實用新型的中央處理單元電路由51系列單片機U2和2只74HC164串/并轉(zhuǎn)換器件及CPU監(jiān)視電路(看門狗)MAX706及串行E2PROM93C46存儲器組成，其輸入端分別接收按鍵AN送來的信號、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路送來的信號、讀取A/D的數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，將需要存儲的數(shù)據(jù)儲存，并將信號分別輸送到驅(qū)動顯示電路6、報警電路12、驅(qū)動電路10和執(zhí)行電路9分別進(jìn)行顯示、報警、遠(yuǎn)近光的自動切換和防盜停車。圖中的93C46是串行E2PROM、用來儲存適時小里程、總里程、防盜密碼、它具有在線改寫數(shù)據(jù)的功能，無論有無電源，數(shù)據(jù)不丟失。
參見圖6，驅(qū)動顯示電路將單片機送來的信號放大驅(qū)動LED發(fā)光，所有顯示可由LED完成，如圖所示的驅(qū)動顯示電路為電流放大電流，其數(shù)量由參加顯示的LED數(shù)量而決定。
參見圖7，由兩個觸發(fā)器U3和U4構(gòu)成的單穩(wěn)觸發(fā)整形電路7將傳感器11送來的車速頻率脈沖和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行整形，分別經(jīng)R55和R56、R93和R94，送圖5單片機進(jìn)行脈沖計數(shù)，運算后得出小里程和總里程并儲存，車速信號，送驅(qū)動顯示電路6顯示，發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號只送驅(qū)動顯示電路6顯示，不存儲。
參見圖8，工作電源電路8將機動車+12V電瓶電壓進(jìn)行濾波，穩(wěn)壓后供給儀表使用。
參見圖9，防盜報警執(zhí)行電路包括驅(qū)動管T9、與T9輸出端連接的開關(guān)繼電器J1，其中繼電器的吸合開關(guān)串接在汽車的電源回路中；當(dāng)輸入端49輸入信號后，J1吸合通過46端斷掉車上電源，實現(xiàn)停車拒盜，同時接通47端接通車上喇叭電源發(fā)出被盜報警鳴叫，同時通過48端送出數(shù)碼信息，供數(shù)碼接收器報警。
參見圖10，會車驅(qū)動繼電器電路10與防盜報警執(zhí)行電路一樣，驅(qū)動管T10、由T10輸出端控制的開關(guān)繼電器J2，其中繼電器的吸合開關(guān)串接在汽車的遠(yuǎn)光和近光燈電源的回路中；當(dāng)輸入端44收到信號后，J2吸合，通過42端將汽車上遠(yuǎn)光電源切換至近光電源43端，從而達(dá)到自動切換遠(yuǎn)近光。
參見圖11，按鍵AN電路完成密碼輸入和顯示方式選擇，小里程清零均由按鍵AN輸入。
參見圖12，在蜂鳴報警電路中，當(dāng)57端收到信號后，發(fā)出″嘀″聲報警信號。
參見圖13、14，該車速及發(fā)動機傳感器11由磁鋼或帶透光孔的轉(zhuǎn)盤，霍爾元件CH或光電元件CG構(gòu)成，車速和發(fā)動機轉(zhuǎn)速經(jīng)霍爾元件CH或光電元件CG上的輸出端80、81、82或83、84、85傳遞至整形電路7。其中任何一種均可取代軟軸。該傳感器安裝在機動車變速箱、輪彀上，將轉(zhuǎn)速變換成頻率脈沖信號送至整形電流處理。
現(xiàn)將本實用新型機動車智能儀表工作步驟、顯示狀態(tài)描述于下參見圖2，用鑰匙開啟通電儀表自檢，由紅、橙、綠色燈光依次顯示一次后轉(zhuǎn)成紅色并不斷閃爍、同時發(fā)出″嘀、嘀、嘀″音響，示意等待輸送密碼。機油壓力指示14，剎車油量指示15和電路故障指示16停止自檢，其顯示消失。其它顯示部位繼續(xù)周而復(fù)始自檢。密碼由按鍵AN輸入。密碼由三位數(shù)字組成，每位數(shù)以3秒時間內(nèi)按鍵次數(shù)確定。防盜報警狀態(tài)指示13的三種顯示顏色紅、橙、綠，紅代表防盜報警未解除，要輸密碼機動車才能正常行駛；橙色代表解除防盜報警一次，斷電后要重新輸密碼，才能行駛，如未斷電，勿需再輸密碼機動車也能行駛；綠色代表長久解除防盜報警，相當(dāng)于取消防盜功能。
在紅燈閃爍時，輸入密碼第一個數(shù)如″8″即按八下AN鍵，發(fā)出″嘀″聲便可輸入第二個數(shù)如″8″即按八下AN鍵，發(fā)出″嘀″聲便可輸入第三個數(shù)如″8″即按八下AN鍵，發(fā)出″嘀″聲隔三秒″嘀、嘀″聲響，示意輸密完成，防盜報警狀態(tài)指示13由紅色變橙色，顯示器件停檢，顯示全部數(shù)據(jù)，可以起步行駛。如需長久解除防盜報警，在上述操作完成后，重復(fù)輸入第三個數(shù)如″8″即按八下AN鍵，當(dāng)發(fā)出″嘀、嘀″聲響，示意輸密完成，由紅色變綠色，顯示器件停檢，儀表顯示各種數(shù)據(jù)；啟動后機油壓力指示14由紅色變綠色，預(yù)熱后20顯示橙色并有″嘀、嘀″聲響，示意水溫適當(dāng)，可以起步行駛。當(dāng)車行駛5公尺各顯示除指示13、14、15、16、17外，其他均自動消失，(行車途中如汽油、水溫、電壓等超限量，均會自動報警、自動顯示)表面清晰、明了。
選擇顯示方式的操作按AN鍵一次，設(shè)置小里程并清零，再按AN鍵一次，取消小里程設(shè)置和顯示，按鍵可逆。按AN鍵二次，調(diào)出水溫顯示，再按二次，消失顯示，按鍵可逆。按AN鍵三次，調(diào)出電壓顯示，再按三次消失顯示，按鍵可逆。按AN鍵四次，調(diào)出汽油量顯示，再按四次，消失顯示，按鍵可逆。按AN鍵五次，全面顯示，再按五次，消失顯示，按鍵可逆。按鍵六次，恢復(fù)防盜報警功能，指示13由綠色變橙色，此時按鍵不可逆。(各種顯示消失時、內(nèi)部仍在工作)當(dāng)車速低于100km/h時，顯示100刻度內(nèi)為綠色，無聲；當(dāng)車速高于100kg/h時，顯示從100刻度起為紅色，″嘀、嘀、嘀″聲響五次，每間隔30秒鐘重復(fù)；當(dāng)車速超過110km/h時顯示從100刻度起為紅色，″嘀、嘀、嘀″聲響五次，間隔10秒重復(fù)。當(dāng)水溫超過95℃時顯示轉(zhuǎn)紅色，″嘀、嘀、嘀″響二次。當(dāng)電壓低于或等于10V時，顯示顯紅色，″嘀、嘀、嘀″聲響二次。當(dāng)汽油量還可維持行駛30km時，顯紅色，″嘀、嘀、嘀″聲響二次，十分鐘后″嘀、嘀、嘀″聲響連續(xù)五次。指示14、15、16、31發(fā)出報警時，紅燈閃爍，″嘀、嘀、嘀″聲響連續(xù)二次。
當(dāng)指示13顯紅色閃動時強行起步(即錯輸或不輸密碼)機動車行駛五公尺就自動斷電停駛，喇叭長鳴，發(fā)出報警信息，斷電后只可再重新起步一次行駛五公尺，當(dāng)輸入正確密碼又恢復(fù)正常行駛。
本實用新型機動車智能儀表應(yīng)用微電腦技術(shù)，使儀表的結(jié)構(gòu)、顯示、使用更趨合理，簡捷、壽命更長，解決了以往難以解決的難題，并增添了全新內(nèi)容，能夠充分滿足駕駛員的需要。
權(quán)利要求1.一種機動車智能儀表，包括接收并處理來自于車速、電壓、水溫、汽油量、機油量、剎車油量、夜間會車遠(yuǎn)近光、夜間后面來車信息的傳感器信號的電路及其顯示儀表盤，其特征在于，電路包括輸入電路(3)、A/D轉(zhuǎn)換電路(4)、含單片機及存儲器的中央處理單元電路(5)、整形電路(7)、顯示驅(qū)動電路(6)、報警電路(12)、電源電路(8)、會車驅(qū)動繼電器電路(10)和執(zhí)行電路(9)；來自傳感器的信號經(jīng)輸入電路(3)進(jìn)行濾波、抗干擾處理和電平轉(zhuǎn)換后輸入A/D轉(zhuǎn)換電路(4)轉(zhuǎn)換為單片機能識別的數(shù)字信號，經(jīng)單片機運算處理，送顯示驅(qū)動電路(6)中的電流放大電路放大，以動態(tài)掃描方式驅(qū)動顯示器件發(fā)光并分別顯示各自狀態(tài)；其中傳感器接收的夜間會車提示信號經(jīng)單片機處理后送驅(qū)動電路(10)執(zhí)行遠(yuǎn)近光切換；車速和發(fā)動機轉(zhuǎn)速采用霍爾元件或光電元件制成的傳感器(11)，將機械轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電脈沖信號，經(jīng)整形電路7處理后送單片機運算處理，驅(qū)動顯示電路(6)和報警電路(12)；采用按鍵(AN)與單片機連接，由其輸入密碼或由其指示單片機控制執(zhí)行停車的執(zhí)行電路(9)，或改變儀表的顯示方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機動車智能儀表，其特征在于儀表盤上具有防盜報警狀態(tài)指示(13)，機油壓力指示(14)，剎車油量指示(15)，電路故障指示(16)，速度模擬顯示(17)，小里程顯示(18)，總里程顯示(19)，水溫顯示(20)，電瓶電壓顯示(21)，汽油量指示(22)，人機對話按鍵(AN)(23)，自動調(diào)光窗(24)，發(fā)動機轉(zhuǎn)速顯示(25)，夜間小燈指示(26)，大燈指示(27)，左、右轉(zhuǎn)彎燈指示(28)，倒車燈指示(29)，剎車燈指示(30)，夜間后面來車提示(31)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機動車智能儀表，其特征在于車速及發(fā)動機傳感器(11)由磁鋼或帶透光孔的轉(zhuǎn)盤，霍爾元件(CH)或光電元件(CG)構(gòu)成，車速和發(fā)動機轉(zhuǎn)速經(jīng)霍爾元件(CH)或光電元件(CG)上的輸出端(80、81、82)或(83、84、85)傳遞至整形電路(7)，傳感器(11)安裝在機動車變速箱、輪彀上，將轉(zhuǎn)速變換成頻率脈沖信號送至整形電路處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機動車智能儀表，其特征在于A/D轉(zhuǎn)換電路(4)采用集成芯片U1，其輸入端與輸入電路的輸出端連接，以逐次比較方式將輸入電路(3)的八路單端模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號供單片機讀取。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機動車智能儀表，其特征在于中央處理單元電路由單片機(U2)和兩只串/并轉(zhuǎn)換器件及CPU監(jiān)視電路、串行E2PROM組成；其輸入端分別接收按鍵(AN)送來的信號、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路送來的信號、讀取A/D的數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，將需要存儲的數(shù)據(jù)儲存，并將信號分別輸送到驅(qū)動顯示電路(6)、報警電路(12)、驅(qū)動電路(10)和執(zhí)行電路(9)分別進(jìn)行顯示、報警、遠(yuǎn)近光的自動切換和防盜停車。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機動車智能儀表，其特征在于防盜報警執(zhí)行電路包括驅(qū)動管(T9)、與(T9)輸出端連接的開關(guān)繼電器(J1)，其中繼電器的吸合開關(guān)串接在汽車的電源回路中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機動車智能儀表，其特征在于會車驅(qū)動繼電器電路(10)與防盜報警執(zhí)行電路一樣，驅(qū)動管(T10)、由(T10)輸出端控制的開關(guān)繼電器(J2)，其中繼電器的吸合開關(guān)串接在汽車的遠(yuǎn)光和近光燈電源的回路中。
專利摘要本實用新型機動車智能儀表由傳感器、輸入電路3、A/D轉(zhuǎn)換電路4、含單片機及存儲器的中央處理單元電路5、整形電路7、顯示驅(qū)動電路6、報警電路12、電源電路8、驅(qū)動電路10、執(zhí)行電路9及儀表顯示盤構(gòu)成。具有識別機動車所需要顯示的一切參量、信息和自動處理能力、實現(xiàn)全自動人機對話,能按需要逐項顯示、自動顯示、全面顯示,極限自動聲、光報警，夜間會車遠(yuǎn)近光自動切換,后方來車提示,電路故障檢測指示,密碼防盜、自動斷電拒盜停車、發(fā)送被盜報警信息。成本低,性能穩(wěn)定可靠,顯示清晰。
文檔編號G01C23/00GK2407327SQ9924161
公開日2000年11月22日 申請日期1999年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月19日
發(fā)明者李容彬, 歐立元, 謝文學(xué), 王德普 申請人:李容彬, 歐立元, 謝文學(xué), 王德普