專利名稱：一種汽車組合儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車的電子領(lǐng)域，尤其是涉及一種汽車組合儀表。
背景技術(shù)：
隨著汽車制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，其在我國制造業(yè)界的龍頭地位越來越明顯。車載 組合儀表是被安置在駕駛員和方向盤前，主要是向駕駛員集中提供行進(jìn)中的車輛的行駛狀 況。車輛的行駛狀況在此表述為一系列參數(shù)。這其中一些參數(shù)須以表針的形式實(shí)時(shí)的指示 給駕駛員，另外的一些參數(shù)須以數(shù)字形式實(shí)時(shí)的顯示給駕駛員。車載組合儀表由車速傳感器(安裝在車輪上變速箱蝸輪組件的蝸桿上，有光電耦 合式和磁電式)、微機(jī)處理系統(tǒng)和顯示器組成。由傳感器傳來的光電脈沖或磁電脈沖信號(hào)， 經(jīng)儀表內(nèi)部的微機(jī)處理后，可在顯示屏上顯示車速。里程表則根據(jù)車速以及累計(jì)運(yùn)行時(shí)間， 由微機(jī)處理計(jì)算并顯示里程。由于各種車型還是同種車型其車速驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)數(shù)都會(huì)有所不同，而驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)數(shù)的不 同決定了速比的不同，目前普通數(shù)字儀表都只有單一固定速比，缺乏一定的通用性，從而現(xiàn) 有的配套普通儀表為了解決速比匹配問題，都專門配套一個(gè)速比調(diào)節(jié)控制器，然此控制器 不僅僅是增加了成本，同時(shí)所輸出的脈沖頻率精度不高等缺陷。中國實(shí)用新型93223925.0 (
公開日為1994年6月8日)提供一種車速里程表可 調(diào)速比處理器，其采用光電傳感器代替了軟軸傳動(dòng)，處理器電路采用電子元件，處理器設(shè)有 一組開關(guān)或電位器，使儀表的速比可以靈活調(diào)整，適應(yīng)絕大多數(shù)底盤參數(shù)，可與多種顯示裝 置連接，且不必改動(dòng)處理器電路?，F(xiàn)有的儀表大多是與底盤配套使用的，儀表的速比與底盤的軟軸速比是一致的。 固定底盤配套使用的單一固定速比，一旦用于改裝車，則就沒法使用。當(dāng)前很多處理方法都 是采用一個(gè)獨(dú)立的速比調(diào)節(jié)控制器來調(diào)節(jié)脈寬信號(hào)調(diào)制，讓此調(diào)節(jié)控制器不當(dāng)存在增加成 本問題，同時(shí)還存在輸出波形精度低的問題。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型旨在解決的根本技術(shù)問題在于提供一種速比任意可調(diào)的汽車組合儀 表，以此來改進(jìn)現(xiàn)有普通數(shù)字儀表缺陷，同時(shí)也取消了獨(dú)立的速比控制器。針對(duì)以上根本技術(shù)問題，本實(shí)用新型相應(yīng)的解決技術(shù)方案是一種速比可調(diào)的汽車組合儀表，包括微處理器、儀表步進(jìn)電機(jī)控制模塊、脈寬信號(hào) 采集模塊、顯示模塊、信號(hào)指示燈控制模塊和A/D轉(zhuǎn)換控制模塊，車速傳感器的輸出端接脈 寬信號(hào)采集整形電路后接微處理器，其特征在于微處理器還設(shè)有速比調(diào)節(jié)模塊，速比調(diào)節(jié) 模塊包括輸入裝置、存儲(chǔ)裝置和顯示裝置，輸入裝置通過按鍵、或撥碼開關(guān)或觸摸鍵輸入信 息，存儲(chǔ)裝置用以存儲(chǔ)程序和用于控制不同主機(jī)廠的不用機(jī)種的速比值，顯示模塊、輸入裝 置的輸出接微處理器的輸入接口。進(jìn)一步，顯示模塊為靜態(tài)數(shù)碼管或段式液晶屏和點(diǎn)陣式屏液晶屏。[0011]考慮儀表的簡潔，微處理器包括一按鍵切換模塊，用于根據(jù)按鍵的操作確定其功 能?？梢栽谠陲@示裝置顯示操作界面后，選擇速比調(diào)節(jié)功能，并執(zhí)行各按鍵功能的切換。本實(shí)用新型微處理器包括速比自較驗(yàn)?zāi)K，用以采集車速頻率確定速比值。儀表 通過上校驗(yàn)臺(tái)通電，不斷采集車速頻率，駕駛員不斷的踩油門車速不斷的增加，當(dāng)?shù)揭粋€(gè)預(yù) 定的車速時(shí)候，按鍵捕捉一個(gè)固定的頻率數(shù)值，由微處理器芯片計(jì)算速比。應(yīng)用該儀表，先將控制不同主機(jī)廠的不用機(jī)種的速比值預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)，生 成代碼表庫；再根據(jù)輸入裝置的指令，在代碼表庫中尋找該機(jī)種的速比值；將該速比代碼 存儲(chǔ)，作為微處理器芯片當(dāng)前輸入的速比代碼。相比現(xiàn)有技術(shù)汽車組合儀，本實(shí)用新型克服目前普通數(shù)字儀表通用性的問題，車 速傳感器將車速采集信號(hào)輸入到儀表脈寬信號(hào)采集模塊脈沖波輸入到微處理器芯片，得到 一定的脈沖頻率，通過撥碼開關(guān)或按鍵確定速比并通過顯示裝置顯示速比，確定頻率與車 速的正確對(duì)應(yīng)關(guān)系。本實(shí)用新型增加儀表速比調(diào)節(jié)模塊功能，可以根據(jù)主機(jī)廠實(shí)際參數(shù)將 數(shù)據(jù)直接輸入，不需要對(duì)儀表其他硬件或者軟件再進(jìn)行修改，增加了儀表通用性能和便利 性。
圖1為本實(shí)用新型汽車儀表結(jié)構(gòu)簡圖；圖2為本實(shí)用新型汽車儀表控制原理圖圖；圖3為速比調(diào)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)圖；圖4為撥碼開關(guān)示意圖；圖5為撥碼開關(guān)的速比值代碼表；圖6為撥碼開關(guān)調(diào)節(jié)速比的流程圖；圖7為按鍵調(diào)節(jié)固定速比的流程圖；圖8為按鍵任意調(diào)節(jié)速比的流程圖；圖9為校驗(yàn)臺(tái)調(diào)節(jié)速比的流程圖。圖10為信號(hào)指示燈控制模塊電路示意圖；圖11為步進(jìn)電步進(jìn)電機(jī)控制模塊電路示意圖；圖12為步顯示模塊電路示意圖；圖13為步微處理器電路示意圖；圖14為步速比調(diào)節(jié)模塊功能電路示意圖；圖15為步脈寬信號(hào)(模擬量采集)采集模塊電路示意圖；圖16為步存儲(chǔ)模塊電路示意圖。附圖各零部件號(hào)描述附圖1 1為轉(zhuǎn)速表；2為車速表；3為油量表；4為第一氣壓表；5為水溫表；6為第二氣壓 表；7為第一按鍵(調(diào)節(jié)背光輸入按鍵)；8為液晶屏；9為第二按鍵(速比調(diào)節(jié)輸入裝置)10 為油量傳感器11為轉(zhuǎn)速傳感器12為車速傳感器13為第一氣壓傳感覺器14為第二氣壓傳 感器；15為校驗(yàn)臺(tái)架；16為水溫傳感器；17為車速信號(hào)輸入；18為三級(jí)管基級(jí)；19為車速 脈沖輸入；20為微處理器；21為撥碼開關(guān)；22為按鍵開關(guān)。
具體實(shí)施方式
以下通過實(shí)施例具體說明本實(shí)用新型技術(shù)方案。如圖1和圖2所示速比可調(diào)的汽車組合儀表，其外部結(jié)構(gòu)包括顯示部分、數(shù)個(gè)按鍵 和脈沖輸入接口，顯示部分為水溫表5、油量表3、車速表2、轉(zhuǎn)速表1、第一氣壓表4、第二氣 壓表6和液晶屏8。輸入裝置包括數(shù)個(gè)按鍵，如用于調(diào)節(jié)背光輸入按鍵的第一按鍵7和喲關(guān) 于速比調(diào)節(jié)的第二按鍵9。圖2為本實(shí)用新型原理結(jié)構(gòu)圖，其包括微處理器MCU、儀表步進(jìn)電機(jī)控制模塊、脈 寬信號(hào)采集模塊、信號(hào)指示燈控制模塊、各種傳感器和A/D轉(zhuǎn)換控制模塊，微處理器設(shè)有速 比調(diào)節(jié)模塊。微處理器該芯片是所有儀表的控制中心，包括數(shù)據(jù)的采集，計(jì)算以及驅(qū)動(dòng)控制。步進(jìn)電機(jī)控制模塊芯片MB90F927自帶內(nèi)部步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的 的走動(dòng)角度。脈寬信號(hào)采集模塊用于采集脈寬信號(hào)的頻率。信號(hào)指示燈控制模塊用于顯示控制各種指示燈。A/D轉(zhuǎn)換控制模塊用于采集各種模擬量信號(hào)，比如水溫，油量，電壓，氣壓，油壓寸寸。速比調(diào)節(jié)模塊包括輸入裝置、存儲(chǔ)裝置和顯示模塊。輸入裝置通過按鍵、或撥碼開關(guān)或觸摸鍵輸入信息，同時(shí)為確認(rèn)速比信息按鍵；存儲(chǔ)裝置，用以存儲(chǔ)程序和用于控制不同主機(jī)廠的不用機(jī)種的速比值；顯示模塊的液晶屏包括段式和點(diǎn)陣式屏。各類傳感器如車速傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、水溫傳感器、油量傳感器、第一氣壓表傳 感器和第二氣壓表傳感器，車速傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器通過脈寬信號(hào)采集電路連接微處理 器，水溫傳感器、燃油傳感器、第一氣壓表傳感器和第二氣壓表傳感器通過A/D轉(zhuǎn)換控制模 塊輸入到微處理器，微處理器根據(jù)輸入值驅(qū)動(dòng)各步進(jìn)電機(jī)控制模塊驅(qū)動(dòng)車速表、轉(zhuǎn)速表、第 一氣壓表、第二氣壓表、油量表和水溫表轉(zhuǎn)動(dòng)到相應(yīng)的角度以顯示。車速傳感器所發(fā)出的信號(hào)為方波或則正型波，而電壓幅值通常為8—24V居多。波 形的頻率和車速成一定的線性比，頻率越高車速度越大，反之就越低。儀表通過采集波形來 計(jì)算頻率，通過微處理器芯片得知車速，將正確的車速通過儀表顯示。因此儀表硬件所要執(zhí)行的功能是把幅值為8—24V的脈沖波轉(zhuǎn)化為幅值為5V的脈 沖波，可以通過微處理器芯片的輸入捕獲來采到最終的頻率。本實(shí)用新型儀表將用四種方式來實(shí)現(xiàn)，任意速比可調(diào)。第一種方式，可通過撥碼開關(guān)實(shí)現(xiàn)速比可調(diào)，這種方式適用于速比較少且速比較 固定的情況，第二種方式，使用按鍵來選擇固定幾個(gè)速比可調(diào)，適用于速比較少且比較固定的 情況。第三種方式，使用一按鍵來實(shí)現(xiàn)速比任意可調(diào)，使之方便快捷。適用于速比很多且 速比不夠十分明確的情況。第四種方式，通過校驗(yàn)臺(tái)架實(shí)現(xiàn)速比自動(dòng)可調(diào)。適用于速比很多且速比不知道是多少的情況。車速里程表定義汽車行駛1公里變速器儀表輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)，在電子儀表中可 理解為車速傳感器轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)，在計(jì)算時(shí)用1公里除以車輪的滾動(dòng)周長，即得到驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn) 數(shù)，下一步計(jì)算需要車速傳感器到驅(qū)動(dòng)軸的傳動(dòng)路線，一般縱置后驅(qū)車的車速接口在變速 器上，他的傳動(dòng)路線是驅(qū)動(dòng)軸到后橋主減速器到傳動(dòng)軸到變速器儀表傳動(dòng)副然后傳給車速 傳感器，這要求知道后橋主減速器傳動(dòng)比、變速器儀表傳動(dòng)副傳動(dòng)比，用驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)數(shù)乘以后 橋主減速器傳動(dòng)比，除以變速器儀表傳動(dòng)副傳動(dòng)比之后就是儀表速比。但轎車一般采用橫 置前驅(qū)方式，它的路線由驅(qū)動(dòng)軸直接傳給變速器儀表傳動(dòng)副然后傳給車速傳感器，只要用 用驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)數(shù)除以變速器儀表傳動(dòng)副傳動(dòng)比之后就是儀表速比。也有傳感器直接接在驅(qū)動(dòng) 軸的，儀表速比就是驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)數(shù)，速比再乘以傳感器每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)(有4、6、8等)即是每公里 的脈沖數(shù)K，里程表每接到K個(gè)脈沖便計(jì)1公里，K除以3600即是時(shí)速1公里的頻率，乘以 不同的時(shí)速便得到不同時(shí)速的頻率。通過以上解釋得知速比與車速的關(guān)系。知道速度比后就能得到一定車速。下面為 車速于頻率的計(jì)算公式Frequency=X^(/3600Frequency 時(shí)速1公里每小時(shí)的頻率。K:速比。X:傳感器每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)。圖3中車速傳感器通過接入車速采集信號(hào)輸入端17通過電路處理到三極管輸入 端18，利用三級(jí)管導(dǎo)通和關(guān)閉的開關(guān)功能。實(shí)現(xiàn)5V的脈沖進(jìn)入微處理器20從而得到一定 的脈沖頻率。利用撥碼開關(guān)21或按鍵開關(guān)22來決定速比，并且可以通過液晶屏8顯示速 比，最終得以確認(rèn)頻率與車速的關(guān)系。以下將詳細(xì)說明應(yīng)用本實(shí)用新型方法的執(zhí)行過程。方案一利用撥碼開關(guān)實(shí)現(xiàn)速可調(diào)輸入裝置如圖4為撥碼開關(guān)。當(dāng)從左到右分別為執(zhí)行編碼的高到低位。當(dāng)撥碼開 關(guān)往上撥時(shí)為1，往下?lián)軙r(shí)候?yàn)?，而附圖5則為撥碼表所對(duì)應(yīng)的速比。詳細(xì)的執(zhí)行過程為附圖6所示包括如下幾個(gè)功能模塊步驟儀表通電運(yùn)行，輸入模塊判別撥碼表數(shù)值，從而通過查找速比存儲(chǔ)模塊也就是圖4 的撥碼表，找到相應(yīng)的速比，從而確認(rèn)好速比，通過車速計(jì)算公式相應(yīng)的算車速，最后通過 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)指針走到相應(yīng)的位置。Frequency=X*K/3600Frequency 時(shí)速1公里每小時(shí)的頻率。K:速比。X:傳感器每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)。車速度計(jì)算公式為Speed=F/ FrequencyF:捕捉的頻率種按鍵功能切換方法，應(yīng)用在電子裝置中，其特征在于，該方法包括以下步驟 令該電子裝置生成按鍵切換功能操作接口，供使用者設(shè)定是否激活特定按鍵切換功能的 選項(xiàng)；令該電子裝置儲(chǔ)存該按鍵切換功能操作接口所設(shè)定的選項(xiàng)內(nèi)容；令該電子裝置在 開機(jī)自我檢測(cè)的過程中讀取儲(chǔ)存的設(shè)定選項(xiàng)內(nèi)容、并將該內(nèi)容暫存至內(nèi)存單元中；以及 令該電子裝置在按鍵被使用的過程中檢測(cè)該按鍵是否是該設(shè)定有切換功能的特定按鍵， 若是該設(shè)定有切換功能的特定按鍵，則在該內(nèi)存單元所暫存的選項(xiàng)內(nèi)容是激活時(shí)，執(zhí)行該 特定按鍵功能的切換。輸入模式切換鍵[0069]方案二 利用按鍵開關(guān)實(shí)現(xiàn)固定幾個(gè)速比可調(diào)。輸入裝置是一個(gè)以上的按鍵?，F(xiàn)有組合儀表的按鍵原本是用于分里程切換以及總 分里程界面相互調(diào)節(jié)。而現(xiàn)在可以充分的利用這個(gè)按鍵來實(shí)現(xiàn)速比調(diào)節(jié)方法。執(zhí)行過程如附圖7:儀表上電運(yùn)行，按鍵切換模塊(1)識(shí)別信息顯示界面狀態(tài)，在速比界面狀態(tài)通過執(zhí) 行密碼功能模塊(2)進(jìn)入密碼輸入界面，輸入正確密碼過5S左右自動(dòng)跳到速比調(diào)節(jié)模塊功 能(3)實(shí)現(xiàn)速比的選擇，最終確認(rèn)好速比。通過車速計(jì)算公式相應(yīng)的算車速，最后通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)指針走到相應(yīng) 的位置。Frequency=X*K/3600Frequency 時(shí)速1公里每小時(shí)的頻率。K:速比。X:傳感器每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)。車速度計(jì)算公式為Speed=F/ FrequencyF:捕捉的頻率方案三利用按鍵開關(guān)實(shí)任意速比可調(diào)。執(zhí)行過程為附圖8儀表上電運(yùn)行程序，按鍵切換模塊(1)識(shí)別信息顯示界面狀態(tài)，在速比界面狀態(tài)通 過執(zhí)行密碼功能模塊(2)進(jìn)入密碼界面，輸入正確密碼過5S左右自動(dòng)跳到速比調(diào)節(jié)模塊功 能(3)執(zhí)行完調(diào)節(jié)模塊功能(3) 5秒內(nèi)不動(dòng)，則會(huì)自動(dòng)確認(rèn)好速比，之后存入存儲(chǔ)模塊(4) EEPR0M。儀表下次上電則并可從EEPROM里面方案四通過校驗(yàn)臺(tái)架實(shí)現(xiàn)速比自動(dòng)可調(diào)調(diào)用出上次設(shè)定好的速比。自動(dòng)速比調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)將應(yīng)有一個(gè)校驗(yàn)基準(zhǔn)點(diǎn)，占將定為40KM/H。執(zhí)行過程如圖9，儀表上校驗(yàn)臺(tái)通電(1)，按鍵切換模塊(2)識(shí)別信息顯示界面狀 態(tài)，在速比界面狀態(tài)通過執(zhí)行密碼功能模塊(3)進(jìn)入密碼界面，輸入正確密碼過5S左右自 動(dòng)跳到速比自較驗(yàn)?zāi)K(4)儀表開始不斷的采集車速頻率。駕駛員不斷的踩油門車速不斷 的增加。當(dāng)?shù)揭粋€(gè)預(yù)定的車速時(shí)，立馬按下儀表按鈕，此刻脈寬采集模塊(5)并能捕捉一個(gè) 固定的頻率數(shù)值。此時(shí)刻儀表并能夠算出速比。公式為速比K=F*3600/ (X*Y)。K:速比。X:傳感器每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)。F:捕捉的頻率。Y:校驗(yàn)前規(guī)定好的車速。確定速比后通過車速計(jì)算公式相應(yīng)的算車速，最后通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)指 針走到相應(yīng)的位置。Frequency=X*K/3600Frequency 時(shí)速1公里每小時(shí)的頻率。K:速比。X:傳感器每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)。車速度計(jì)算公式為Speed=F/ FrequencyF:捕捉的頻率綜上所述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員閱讀本實(shí)用新型文件后，根據(jù)本實(shí)用新型的技 術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思無需創(chuàng)造性腦力勞動(dòng)而作出其他各種相應(yīng)的變換方案，均屬于本實(shí)用新 型所保護(hù)的范圍。權(quán)利要求1.一種速比可調(diào)的汽車組合儀表，包括微處理器、儀表步進(jìn)電機(jī)控制模塊、脈寬信號(hào) 采集模塊、顯示模塊、信號(hào)指示燈控制模塊和A/D轉(zhuǎn)換控制模塊，車速傳感器的輸出端接脈 寬信號(hào)采集整形電路后接微處理器，其特征在于微處理器還設(shè)有速比調(diào)節(jié)模塊，速比調(diào)節(jié) 模塊包括輸入裝置、存儲(chǔ)裝置和顯示裝置，輸入裝置通過按鍵、或撥碼開關(guān)或觸摸鍵輸入信 息，存儲(chǔ)裝置用以存儲(chǔ)程序和用于控制不同主機(jī)廠的不用機(jī)種的速比值，顯示模塊、輸入裝 置的輸出接微處理器的輸入接口。
2.如權(quán)利要求1所述的速比可調(diào)的汽車組合儀表，其特征在于顯示模塊為靜態(tài)數(shù)碼管 或段式液晶屏和點(diǎn)陣式屏液晶屏。
3.如權(quán)利要求2所述的速比可調(diào)的汽車組合儀表，其特征在于微處理器包括一按鍵切 換模塊，用于根據(jù)按鍵的操作確定其功能。
4.如權(quán)利要求3所述的速比可調(diào)的汽車組合儀表，其特征在于微處理器包括速比自較 驗(yàn)?zāi)K，用以采集車速頻率確定速比值。
專利摘要一種速比可調(diào)的汽車組合儀表，屬于汽車儀表技術(shù)領(lǐng)域，包括微處理器芯片、儀表步進(jìn)電機(jī)控制模塊、脈寬信號(hào)采集模塊、顯示模塊、信號(hào)指示燈控制模塊和A/D轉(zhuǎn)換控制模塊，車速傳感器的輸出端接脈寬信號(hào)采集整形電路后接微處理器芯片。該速比調(diào)節(jié)模塊包括輸入裝置，存儲(chǔ)裝置，和顯示模塊。本實(shí)用新型增加儀表內(nèi)部的速比調(diào)節(jié)功能模塊，可以根據(jù)主機(jī)廠的參數(shù)調(diào)節(jié)儀表，不需要對(duì)硬件或軟件修改，增加了儀表通用性能，從而可取消外部的調(diào)節(jié)模塊。
文檔編號(hào)G01D7/02GK201828280SQ201020572849
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者徐興, 方火軍, 郭麗華 申請(qǐng)人:金華市金開電子技術(shù)有限公司