专利名称：车辆的减速强度和减速度值的实时显示系统的制作方法
技术领域：
本发明属于测量和显示车辆减速強度的装置。
背景技术：
车辆高速行驶时，若突然松开加速踏板，由于车辆受到风阻、滚动摩擦阻力影响， 导致车辆产生减速度。目前市场上的车辆制动灯系统几乎都是唯一地通过制动开关直接控制。当踩下制动踏板时接通制动灯开关，制动灯点亮；当松开制动踏板时，制动灯熄灭。驾驶员的脚从加速踏板离开换位踩到制动踏板所需的时间愈长，制动灯警示时间愈迟。该系统只能在制动时定性地表示车辆的状态，不能判断前车是否为紧急制动，还是松开加速踏板而致使车辆减速，尤其是对于高速行车或晚间行车，随后车辆不能明确判断前车驾驶员是制动或是惯性行车的意图。
发明内容
本发明的目的是基于减速度传感器及单片机提供ー种车辆减速度的显示系统，使得驾驶员松开加速踏板时该显示系统立即采集当前减速度，并点亮減速强度显示尾灯和安装在车内仪表板上的減速度数码管，以提前警示随后车辆和告知本车驾驶员减速度状況。本发明目的由以下方式实现
包括信号采集系统及信号显示系统，其特征是
(I)信号采集系统包括MC68HC908GP32控制芯片U3，SCA610系列的差动变压式减速度传感器U2，以及电阻式加速踏板调理电路，其中
差动变压式减速度传感器U2安装在车辆内，且平行于车辆前进方向位置，其电压输出端与控制芯片U3的端PTB7连接；
电阻式加速踏板调理电路是将电阻式加速踏板的感应电压通过耦合电路JP4与滑动变阻器R19的滑动端3连接，滑动变阻器R19分压输出的电压作为时基电路U5的输入端信号，时基电路U4的输出信号经反相器U6B与控制芯片U3的输入端PTAO连接。(2)信号显示系统包括显示当前的减速度強度的LED尾灯和显示当前减速度值的七段数码管，其中
控制器U3的输出端PTC与LED尾灯连接；
控制器U3的端ロ PTB(rPTB6作为控制芯片U3的输出端与安装在车内仪表板上的七段
数码管连接。(3)控制芯片U3复位开关为SI，通过手动复位控制系统的减速度强度显示灯和数码管减速度值回零，为重新采集和显示当前减速度传感器的信号做好准备。所述的车辆的制动开关的直流电压信号通过耦合电路JP3与电阻分压网络 R9^R18的滑动变阻器R20的固定端连接，并以滑动变阻器R20滑动端作为时基电路U4输入信号，时基电路U4的输出信号经反相器U6A与控制芯片U3的输入端PTAl连接。所述的安装在车内仪表板上的七段数码管显示的减速度值的单位为m/s2 ；LED尾灯为5个LED阵列，5个LED阵列分别依次对应有f 5个并联的LED尾灯，控制芯片U3的输出端PTOTPTC4通过电流驱动电路分别与5个LED阵列连接；
数码管显示的减速度值和尾灯亮灯的数目如下表所示
减速度值0I23456789>9LED点亮行数0I223344555数码管显示值0I23456789A
所述的安装在车内仪表板内的减速度显示数码管的电源连接控制开关S2。与通常的制动灯相比，本发明具有的突出技术效果是
I、本发明在驾驶员松开加速踏板时控制器便会立即采集当前减速度，并点亮减速度强度显示尾灯，减速度尾灯提前0. f 1.0秒点亮能起到提前警示随后车辆的作用，尤其在高速行车或夜间行车时有优势。2、安装于仪表板内的减速度值数码管单位为m/s2 (米/秒2)，能实时显示本车当前的减速度值，不但便于驾驶员明确车辆的减速度状況，也便于在维修时对车辆制动系统进行检測。3、通过试验证实电路系统对汽车外部干扰很敏感，易造成数据的误传递。与其它控制芯片比较，MC68HC908GP32的晶振频率较低(32. 768KHZ)，可以大为降低晶振辐射功率对实时显示系统的干扰，提高系统可靠性。并与其它控制芯片外置AD以及并行转串行芯片实时数据传递比较，该控制芯片内置AD，減少了误差，并提高了电路的实时响应性能。本发明采用SCA610系列的加速度传感器，该传感器不仅可以感应加速度的变化量A a,而且能感应匀减速度_a。其它(如SD系列)的传感器则只能感应加速度的变化量 A a,无法感应汽车的制动减速过程中的匀减速度_a，导致制动强度尾灯会在汽车进行匀減速的过程中熄灭，不能更好的发挥警示作用。4、本发明根据汽车的实际工作条件进行设计和制作，并且在金杯海狮面包车上完成了实车试验。以下结合附图对本发明做进ー步说明。
图I为本发明分为9个部分的电路原理图。图中，Partl为减速度强度显示尾灯阵列；Part2为减速度值显示数码管；Part3为制动开关信号调理电路；Part4为加速踏板信号调理电路；Part5有减速度传感器U2 ；Part6为控制器U3 ；Part7为程序下载模块；Part8 为驱动电路；Part9为5V直流电源模块。图2为本发明的程序流程图。图中，E⑶为控制器U3。以下结合附图做进ー步说明。以下实施例包括但不限制本发明保护范围。
具体实施例方式实施例I :
如图I，包括信号采集系统及信号显示系统，
(I)信号采集系统包括MC68HC908GP32控制芯片U3，SCA610系列的差动变压式减速度传感器U2，以及电阻式加速踏板调理电路Part4，其中
差动变压式减速度传感器U2安装在车辆内、震动较小且平行于车辆前进方向位置，其电压输出端与控制芯片U3的端PTB7连接，控制芯片U3通过其内部的AD模块将输入的电压信号转换成与减速度值对应的数字信号。
如图1，电阻式加速踏板信号调理电路Part4，将电阻式加速踏板感应电压从其传感器引出，通过耦合电路JP4与滑动变阻器R19的滑动端3连接，滑动变阻器R19分压输出的电压作为NE555P时基电路U5的输入端TRIG触发信号，时基电路U4的输出信号OUT为0 5V数字电压，接反相器U6B输入端3，经反相器U6B输出端4与控制芯片U3的输入端PTAO 连接。(2)信号显示系统包括显示当前的减速度強度的LED尾灯和显示当前减速度值的七段数码管，其中
控制芯片U3的输出端PTC与LED尾灯连接；
控制芯片U3的端ロ PTB(rPTB6作为控制芯片U3的输出端与安装在车内仪表板上的七段数码管连接。安装在车内仪表板内的减速度显示数码管的电源连接控制开关S2。控制芯片U3复位开关为SI，通过手动复位控制系统的减速度强度显示灯和数码管减速度值回零，为重新采集和显示当前减速度传感器的信号做好准备。如图2，当驾驶员的脚离开加速踏板时，加速踏板松开信号进入控制芯片U3，使控制芯片U3开启，并启动采集减速度传感器Part5信号，减速度信号从减速度传感器Part5 端Vqut输出，连接控制芯片U3，经计算后，经驱动电路PartS控制减速度强度显示尾灯Part I 和减速度值显示数码管Part2。在驾驶员未踩到制动踏板之前，实时显示减速度強度，从而警示随后车辆。实施例2
如图I中Part3，当驾驶员的脚踩到制动踏板吋，从车辆的制动开关引出的直流电压信号通过耦合电路JP3与电阻分压网络R9118的滑动变阻器R20的固定端I连接，并以滑动变阻器R20滑动端3作为时基电路U4输入信号，将调节后的电压通过R20滑动端3送入时基电路U4端TRIG，作为时基电路U4中RS触发器的输入信号，将制动开关模拟电压调节为 0 5V数字电压，时基电路U4的输出端3与反相器U6A输入端I连接，经反相器U6A输出端2与控制芯片U3的输入端PTAl连接，以输入端PTAl信号作为系统的减速度强度显示灯和数码管减速度值复位信号，刷新显示数据，为重新采集和显示当前减速度传感器的信号做好准备。本实施例其余内容与实施例I相同。实施例3
如实施例I，控制芯片U3分别接收电阻式加速踏板调理电路Part4输出信号、减速度传感器U2输出信号；或如实施例2控制芯片U3分别接收电阻式加速踏板调理电路Part4输出信号、减速度传感器U2输出信号，以及制动开关信号调理电路Part3的输出信号。控制芯片U3通过其内部的AD模块将输入的减速度传感器U2电压信号转换成与减速度值对应的数字信号，由控制器的PTC端控制减速度强度显示LED尾灯Partl，并且由控制器的PTB端控制减速度強度值数码管Part2。安装在车内仪表板上的七段数码管显示的减速度值的单位为m/s2，减速度值如下表所示。例如，数字显示2，则表示2 m/s2彡当前减速度值彡3 m/s2。LED尾灯为5个LED阵列，LED灯为红色；5个LED阵列分别依次对应有I飞个并联的LED尾灯，控制芯片U3的输出端PTOTPTC4通过电流驱动电路分别与5个LED阵列连接；数码管显示的减速度值和尾灯亮灯的数目如下表所示
权利要求
1.车辆的减速强度和减速度值的实时显示系统，包括信号采集系统及信号显示系统， 其特征是(1)信号采集系统包括MC68HC908GP32控制芯片(U3)，SCA610系列的差动变压式减速度传感器(U2)，以及电阻式加速踏板调理电路，其中差动变压式减速度传感器(U2)安装在车辆内，且平行于车辆前进方向位置，其电压输出端与控制芯片(U3)的端PTB7连接；电阻式加速踏板调理电路是将电阻式加速踏板感应电压通过耦合电路(JP4 )与滑动变阻器(R19)的滑动端3连接，滑动变阻器(R19)分压输出的电压作为时基电路(U5)的输入端信号，时基电路(U4)的输出信号经反相器(U6B)与控制芯片(U3)的输入端PTAO连接；(2)信号显示系统包括显示当前的减速度強度的LED尾灯和显示当前减速度值的七段数码管，其中控制器(U3)的输出端PTC通过驱动电路(Part8)与LED尾灯连接；控制器(U3)的端ロ PTB(rPTB6作为控制芯片(U3)的输出端与安装在车内仪表板上的七段数码管连接；(3)控制芯片(U3)复位开关为SI，通过手动复位控制系统的减速度强度显示灯和数码管减速度值回零，为重新采集和显示当前减速度传感器的信号做好准备。
2.根据权利要求I所述的显示系统，其特征是车辆的制动开关的直流电压信号通过耦合电路(JP3)与电阻分压网络(R9广(R18)的滑动变阻器(R20)的固定端连接，并以滑动变阻器(R20)滑动端作为时基电路(U4)输入信号，时基电路(U4)的输出信号经反相器(U6A) 与控制芯片(U3)的输入端PTAl连接，以控制减速度強度的LED尾灯和减速度值七段数码管复位。
3.根据权利要求I或2所述的显示系统，其特征是安装在车内仪表板上的七段数码管显示的减速度值的单位为m/s2 ；LED尾灯为5个LED阵列，5个LED阵列分别依次对应有f 5 个并联的LED尾灯，控制芯片(U3)的输出端PTOTPTC4通过电流驱动电路分别与5个LED 阵列连接；数码管显示的减速度值和尾灯亮灯的数目如下表所示
4.根据权利要求I或2所述的显示系统，其特征是安装在车内仪表板内的减速度显示数码管的电源连接控制开关S2。
5.根据权利要求3所述的显示系统，其特征是安装在车内仪表板内的减速度显示数码管的电源连接控制开关S2。
全文摘要
车辆的减速强度和减速度值的实时显示系统，属于测量和显示车辆减速强度的装置。本发明信号采集系统包括控制芯片，差动变压式减速度传感器，以及电阻式加速踏板调理电路；信号显示系统包括显示当前的减速度强度的LED尾灯阵列和显示当前减速度值的数码管，控制芯片复位开关为S1。进一步是利用车辆的制动开关电压信号使控制芯片复位。本发明可实时采集当前减速度，点亮尾灯和数码管，警示随后车辆和驾驶员了解车辆减速度状况，在高速行车或夜间行车时有优势。
文档编号B60Q1/54GK102602332SQ20121008607
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月28日 优先权日2012年3月28日
发明者唐送, 赵龙庆 申请人:西南林业大学