专利名称：机动车智能仪表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车辆用仪表，特别是一种机动车用智能仪表。
目前，国内汽车、摩托车通常所使用的机械仪表，大多采用指针显示车速、里程、油量、水温、油压、充电电流，在剧烈振动、各种温度、潮湿环境状态下，性能不可靠、不稳定，存在使用寿命短、指示狭窄、技术落后、制作工艺繁杂等缺陷，特别是车速里程所用软轴，在机械剪切力作用下极易损坏，倒车还退里程，未起到应有的作用。为克服这些缺陷，出现了电子式的车辆仪表，但仍然存在许多的缺陷。如专利号为ZL93239300.4的全电子汽车仪表就存在着不耐振动、因使用了电池、数据易丢失、无法实现防盗，显示呆板、自动化程度低、没有人机对话功能，显示方式不能最大限度地解除驾驶员疲劳，报警范围太窄，记忆存储单一，不能自我诊断和电路自动检测，夜间行驶会车时不能自动切换远近光等不足。
本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种采用微电脑控制的电子技术，使功能更完善、自动化程度更高、性能更稳定的机动车智能仪表。
本实用新型机动车智能仪表是采用以下的技术方案清楚完整地实施完成的即一种机动车智能仪表，包括接收并处理来自于车速、电压、水温、汽油量、机油量、刹车油量、夜间会车远近光、夜间后面来车信息的传感器信号的电路及其显示仪表盘，其特征在于，电路包括输入电路、A/D转换电路、含单片机及存储器的中央处理单元电路、电流放大电路、整形电路、驱动显示电路、报警电路、电源电路、会车驱动继电器电路和执行电路；来自传感器的信号经输入电路进行滤波、抗干扰处理和电平转换后输入A/D转换变为单片机能识别的数字信号，经单片机运算处理，送电流放大电路放大，以动态扫描方式驱动显示器件发光并分别显示各自状态；其中传感器接收的夜间会车提示信号经单片机处理后送驱动电路执行远近光切换；车速和发动机转速是采取采用霍尔元件或光电元件制成的传感器，将机械转速转换成电脉冲信号，经整形电路处理后送单片机运算处理，驱动显示电路和报警电路；采用人机对话或防盗密码按键与单片机连接，对其识别、运算处理后，控制执行停车的驱动电路，或改变仪表的显示方式。
本实用新型机动车智能仪表与现有技术相比具有微电脑先进技术，能识别机动车所需要显示的一切参量、信息，并进行自动处理，实现全自动人机对话，特别具有按实际需要逐项显示，自动显示或全面显示，极限自动声、光报警，夜间会车自动切换远近光，后方来车自动提示，电路故障检测指示，密码防盗，自动断电停车拒盗，发送被盗报警信息，不用电池确保数据不丢失及仪表自我诊断的优点，对机动车的维护，安全都有积极效果。
以下结合附图对本实用新型的上述结构进一步叙述
图1是本实用新型电路原理方框示意图；图2是本实用新型仪表盘的示意图；图3是本实用新型的输入滤波电路图；图4是本实用新型的A/D转换电路图；图5是本实用新型的中央处理单元电路图；图6是本实用新型的驱动、显示电路图；图7是本实用新型的整形电路图；图8是本实用新型的工作电源电路图；图9是本实用新型的防盗报警执行电路图；图10是本实用新型的会车驱动继电器电路图；图11是本实用新型人机对话按键电路图；图12是本实用新型的蜂鸣报警电路图；图13、14是本实用新型车速或发动机转速传感器的结构示意图。
参见附图1，图中的机动车智能仪表，包括接收并处理来自于车速、电压、水温、汽油量、机油量、刹车油量、夜间会车远近光、夜间后面来车信息的传感器信号的电路及其显示仪表盘，其特征在于，电路包括输入电路3、A/D转换电路4、含单片机及存储器的中央处理单元电路5、整形电路7、显示驱动电路6、报警电路12、电源电路8、会车驱动继电器电路10和执行电路9；来自传感器的信号经输入电路3进行滤波、抗干扰处理和电平转换后输入A/D转换电路4转换为单片机能识别的数字信号，经单片机运算处理，送显示驱动电路6中的电流放大电路放大，以动态扫描方式驱动显示器件发光并分别显示各自状态；其中传感器接收的夜间会车提示信号经单片机处理后送驱动电路10执行远近光切换；车速和发动机转速是采用霍尔元件或光电元件制成的传感器11，将机械转速转换成电脉冲信号，经整形电路7处理后送单片机运算处理，驱动显示电路6和报警电路12；采用人机对话或防盗密码按键AN与单片机连接，由其识别、运算处理后，控制执行停车的执行电路9，或改变仪表的显示方式。
参见附图2，在如图所示的仪表盘中，其中13为防盗报警状态指示，14为机油压力指示，15为刹车油量指示，16为电路故障指示，17为速度模拟显示，18为小里程显示，19为总里程显示，20为水温显示，21为电瓶电压显示，22为汽油量指示，23为人机对话按键AN，24为自动调光窗，25为发动机转速显示，26为夜间小灯指示，27为远近指示，28为左、右转弯灯指示，29为倒车灯指示，30为刹车灯指示，31夜间后面来车提示。
参见附图3，输入滤波电路3的每个输入端与其相应的传感器连接，其中电瓶+12V电压经R36和R37分压，产生与输入电压成正比的电压，经R81、C4组成的滤波电路滤波经101输出端送至A/D转换电路处理变为数字信号，由单片机读取，经运算处理送至电流放大驱动显示，如果达到报警限量，单片机将运算处理后的信号送报警电路12的输入端57执行报警；水温、汽油量、机油量、刹车油量的信号分别由98～95输入，进行滤波、抗干扰处理和电平转换后分别由102～105端接A/D转换电路；自动调光信号通过光敏电阻R41的阻值随环境光线的强弱变化而变化，经R39分压后经R80与C13组成的滤波电路滤波后由100端送A/D处理变为数字信号由单片机读取，经运算处理后送入驱动显示电路6，控制所有发光器件电流，从而达到自动调光目的；夜间会车自动切换远近光信号通过光敏电阻R88感应后获得，由106端输出，经A/D变换后的信号再输入单片机处理后送至驱动继电器电路10的输入端44驱动继电器，实现远近光自动切换；夜间车后来车提示信号由光敏电阻R91感应获得，经A/D变换后的信号再输入单片机处理后驱动显示电路6电流放大电路后驱动显示。
参见图4，该A/D转换电路4采用ADC0809集成芯片U1，其输入端与输入电路的输出端连接，以逐次比较方式将输入电路3的八路单端模拟量转换为数字信号供单片机读取。
参见图5，本实用新型的中央处理单元电路由51系列单片机U2和2只74HC164串/并转换器件及CPU监视电路(看门狗)MAX706及串行E2PROM93C46存储器组成，其输入端分别接收按键AN送来的信号、单稳态触发电路送来的信号、读取A/D的数据、处理数据，将需要存储的数据储存，并将信号分别输送到驱动显示电路6、报警电路12、驱动电路10和执行电路9分别进行显示、报警、远近光的自动切换和防盗停车。图中的93C46是串行E2PROM、用来储存适时小里程、总里程、防盗密码、它具有在线改写数据的功能，无论有无电源，数据不丢失。
参见图6，驱动显示电路将单片机送来的信号放大驱动LED发光，所有显示可由LED完成，如图所示的驱动显示电路为电流放大电流，其数量由参加显示的LED数量而决定。
参见图7，由两个触发器U3和U4构成的单稳触发整形电路7将传感器11送来的车速频率脉冲和发动机转速信号进行整形，分别经R55和R56、R93和R94，送图5单片机进行脉冲计数，运算后得出小里程和总里程并储存，车速信号，送驱动显示电路6显示，发动机转速信号只送驱动显示电路6显示，不存储。
参见图8，工作电源电路8将机动车+12V电瓶电压进行滤波，稳压后供给仪表使用。
参见图9，防盗报警执行电路包括驱动管T9、与T9输出端连接的开关继电器J1，其中继电器的吸合开关串接在汽车的电源回路中；当输入端49输入信号后，J1吸合通过46端断掉车上电源，实现停车拒盗，同时接通47端接通车上喇叭电源发出被盗报警鸣叫，同时通过48端送出数码信息，供数码接收器报警。
参见图10，会车驱动继电器电路10与防盗报警执行电路一样，驱动管T10、由T10输出端控制的开关继电器J2，其中继电器的吸合开关串接在汽车的远光和近光灯电源的回路中；当输入端44收到信号后，J2吸合，通过42端将汽车上远光电源切换至近光电源43端，从而达到自动切换远近光。
参见图11，按键AN电路完成密码输入和显示方式选择，小里程清零均由按键AN输入。
参见图12，在蜂鸣报警电路中，当57端收到信号后，发出″嘀″声报警信号。
参见图13、14，该车速及发动机传感器11由磁钢或带透光孔的转盘，霍尔元件CH或光电元件CG构成，车速和发动机转速经霍尔元件CH或光电元件CG上的输出端80、81、82或83、84、85传递至整形电路7。其中任何一种均可取代软轴。该传感器安装在机动车变速箱、轮彀上，将转速变换成频率脉冲信号送至整形电流处理。
现将本实用新型机动车智能仪表工作步骤、显示状态描述于下参见图2，用钥匙开启通电仪表自检，由红、橙、绿色灯光依次显示一次后转成红色并不断闪烁、同时发出″嘀、嘀、嘀″音响，示意等待输送密码。机油压力指示14，刹车油量指示15和电路故障指示16停止自检，其显示消失。其它显示部位继续周而复始自检。密码由按键AN输入。密码由三位数字组成，每位数以3秒时间内按键次数确定。防盗报警状态指示13的三种显示颜色红、橙、绿，红代表防盗报警未解除，要输密码机动车才能正常行驶；橙色代表解除防盗报警一次，断电后要重新输密码，才能行驶，如未断电，勿需再输密码机动车也能行驶；绿色代表长久解除防盗报警，相当于取消防盗功能。
在红灯闪烁时，输入密码第一个数如″8″即按八下AN键，发出″嘀″声便可输入第二个数如″8″即按八下AN键，发出″嘀″声便可输入第三个数如″8″即按八下AN键，发出″嘀″声隔三秒″嘀、嘀″声响，示意输密完成，防盗报警状态指示13由红色变橙色，显示器件停检，显示全部数据，可以起步行驶。如需长久解除防盗报警，在上述操作完成后，重复输入第三个数如″8″即按八下AN键，当发出″嘀、嘀″声响，示意输密完成，由红色变绿色，显示器件停检，仪表显示各种数据；启动后机油压力指示14由红色变绿色，预热后20显示橙色并有″嘀、嘀″声响，示意水温适当，可以起步行驶。当车行驶5公尺各显示除指示13、14、15、16、17外，其他均自动消失，(行车途中如汽油、水温、电压等超限量，均会自动报警、自动显示)表面清晰、明了。
选择显示方式的操作按AN键一次，设置小里程并清零，再按AN键一次，取消小里程设置和显示，按键可逆。按AN键二次，调出水温显示，再按二次，消失显示，按键可逆。按AN键三次，调出电压显示，再按三次消失显示，按键可逆。按AN键四次，调出汽油量显示，再按四次，消失显示，按键可逆。按AN键五次，全面显示，再按五次，消失显示，按键可逆。按键六次，恢复防盗报警功能，指示13由绿色变橙色，此时按键不可逆。(各种显示消失时、内部仍在工作)当车速低于100km/h时，显示100刻度内为绿色，无声；当车速高于100kg/h时，显示从100刻度起为红色，″嘀、嘀、嘀″声响五次，每间隔30秒钟重复；当车速超过110km/h时显示从100刻度起为红色，″嘀、嘀、嘀″声响五次，间隔10秒重复。当水温超过95℃时显示转红色，″嘀、嘀、嘀″响二次。当电压低于或等于10V时，显示显红色，″嘀、嘀、嘀″声响二次。当汽油量还可维持行驶30km时，显红色，″嘀、嘀、嘀″声响二次，十分钟后″嘀、嘀、嘀″声响连续五次。指示14、15、16、31发出报警时，红灯闪烁，″嘀、嘀、嘀″声响连续二次。
当指示13显红色闪动时强行起步(即错输或不输密码)机动车行驶五公尺就自动断电停驶，喇叭长鸣，发出报警信息，断电后只可再重新起步一次行驶五公尺，当输入正确密码又恢复正常行驶。
本实用新型机动车智能仪表应用微电脑技术，使仪表的结构、显示、使用更趋合理，简捷、寿命更长，解决了以往难以解决的难题，并增添了全新内容，能够充分满足驾驶员的需要。
权利要求1.一种机动车智能仪表，包括接收并处理来自于车速、电压、水温、汽油量、机油量、刹车油量、夜间会车远近光、夜间后面来车信息的传感器信号的电路及其显示仪表盘，其特征在于，电路包括输入电路(3)、A/D转换电路(4)、含单片机及存储器的中央处理单元电路(5)、整形电路(7)、显示驱动电路(6)、报警电路(12)、电源电路(8)、会车驱动继电器电路(10)和执行电路(9)；来自传感器的信号经输入电路(3)进行滤波、抗干扰处理和电平转换后输入A/D转换电路(4)转换为单片机能识别的数字信号，经单片机运算处理，送显示驱动电路(6)中的电流放大电路放大，以动态扫描方式驱动显示器件发光并分别显示各自状态；其中传感器接收的夜间会车提示信号经单片机处理后送驱动电路(10)执行远近光切换；车速和发动机转速采用霍尔元件或光电元件制成的传感器(11)，将机械转速转换成电脉冲信号，经整形电路7处理后送单片机运算处理，驱动显示电路(6)和报警电路(12)；采用按键(AN)与单片机连接，由其输入密码或由其指示单片机控制执行停车的执行电路(9)，或改变仪表的显示方式。
2.根据权利要求1所述的机动车智能仪表，其特征在于仪表盘上具有防盗报警状态指示(13)，机油压力指示(14)，刹车油量指示(15)，电路故障指示(16)，速度模拟显示(17)，小里程显示(18)，总里程显示(19)，水温显示(20)，电瓶电压显示(21)，汽油量指示(22)，人机对话按键(AN)(23)，自动调光窗(24)，发动机转速显示(25)，夜间小灯指示(26)，大灯指示(27)，左、右转弯灯指示(28)，倒车灯指示(29)，刹车灯指示(30)，夜间后面来车提示(31)。
3.根据权利要求1所述的机动车智能仪表，其特征在于车速及发动机传感器(11)由磁钢或带透光孔的转盘，霍尔元件(CH)或光电元件(CG)构成，车速和发动机转速经霍尔元件(CH)或光电元件(CG)上的输出端(80、81、82)或(83、84、85)传递至整形电路(7)，传感器(11)安装在机动车变速箱、轮彀上，将转速变换成频率脉冲信号送至整形电路处理。
4.根据权利要求1所述的机动车智能仪表，其特征在于A/D转换电路(4)采用集成芯片U1，其输入端与输入电路的输出端连接，以逐次比较方式将输入电路(3)的八路单端模拟量转换为数字信号供单片机读取。
5.根据权利要求1所述的机动车智能仪表，其特征在于中央处理单元电路由单片机(U2)和两只串/并转换器件及CPU监视电路、串行E2PROM组成；其输入端分别接收按键(AN)送来的信号、单稳态触发电路送来的信号、读取A/D的数据、处理数据，将需要存储的数据储存，并将信号分别输送到驱动显示电路(6)、报警电路(12)、驱动电路(10)和执行电路(9)分别进行显示、报警、远近光的自动切换和防盗停车。
6.根据权利要求1所述的机动车智能仪表，其特征在于防盗报警执行电路包括驱动管(T9)、与(T9)输出端连接的开关继电器(J1)，其中继电器的吸合开关串接在汽车的电源回路中。
7.根据权利要求1所述的机动车智能仪表，其特征在于会车驱动继电器电路(10)与防盗报警执行电路一样，驱动管(T10)、由(T10)输出端控制的开关继电器(J2)，其中继电器的吸合开关串接在汽车的远光和近光灯电源的回路中。
专利摘要本实用新型机动车智能仪表由传感器、输入电路3、A/D转换电路4、含单片机及存储器的中央处理单元电路5、整形电路7、显示驱动电路6、报警电路12、电源电路8、驱动电路10、执行电路9及仪表显示盘构成。具有识别机动车所需要显示的一切参量、信息和自动处理能力、实现全自动人机对话,能按需要逐项显示、自动显示、全面显示,极限自动声、光报警，夜间会车远近光自动切换,后方来车提示,电路故障检测指示,密码防盗、自动断电拒盗停车、发送被盗报警信息。成本低,性能稳定可靠,显示清晰。
文档编号G01C23/00GK2407327SQ9924161
公开日2000年11月22日 申请日期1999年11月19日 优先权日1999年11月19日
发明者李容彬, 欧立元, 谢文学, 王德普 申请人:李容彬, 欧立元, 谢文学, 王德普