专利名称：监控引擎性能和电池状态的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测机动车辆的引擎性能和电池状态的关键功能的设备。
背景技术：
为检测机动车辆的电池状态所设计的电子电路在本领域内是熟知的。为检测机动车辆的其它部件如轮胎状态所设计的电子电路在本领域内也是熟知的，正如在PCT/DEO/04827中所发现的。
目前，适用于检测机动车辆引擎性能的发明使用微处理器和板上计算机。这类讨论的实例可见EP 1 270 914 A2。然而，这些太复杂，也太昂贵，且经常在制造时就要嵌入在机动车辆中，而没有设计成可以在购买机动车辆之后再安装的板上方式。
众多熟知的检测设备都可以在机动车辆购买之后安装在机动车辆上。然而，这些已知的检测设备的缺陷是这些设备必须分别安装在机动车辆上，以便于驾车人可以对机动车辆的执行情况有很好的了解。但是，在繁忙的道路条件下，在运动的车辆中从众多的检测设备中读取所显示的信息是不合适的。
因此，就希望能有一个发明，它能够提供一种连接着机动车辆的电池和引擎中的几个关键功能的集成车载监视器和显示单元的设备。这类集成的车载监视器和显示单元应该容易安装在机动车辆上。因此，集成的车载监视器和显示单元应该为驾车人提供有关机动车辆关键功能的适当性能的快速易辨的视觉状态，并且如果出现任何异常状态，该关键功能就出了毛病，记住，驾驶员正在驾驶时，他必须注意道路条件以及周围的车辆。较佳的是，车载监视器和显示器单元也应该能够提供声响警示，特别是在繁忙道路的条件下可向驾车人发出警报。这种发明在为驾车人员提供有用的电池和引擎关键功能的性能的大量信息时也必须是低成本和高效的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有集成的集中监视机动车辆中的电池和引擎性能的多个关键功能的性能的低成本设备。
本发明的另一目的是提供一种具有单点电流检测各个功能以识别与机动车辆功能有关的正常和异常工作状态并且还提供灯光显示和音乐报警反馈部件的低成本设备。
本发明的另一目的是提供一种便于安装在机动车辆上的低成本设备。
为了实现本发明的上述目的和其它目的及其特性，提供了一种以电子电路方式来检测电池状态或者引擎性能的检测部件，以便于检测该状态的工作。各个电路都需要连接至所需检测的电池或引擎部件的单独的输入和输出电流。各个检测部件都能够检测出在输出电流中的变化，并且基于该变化产生输出信号。该设备还包括显示部件和报警部件，用于根据各个功能的状态提供多种视觉和声响输出信号对于业内熟练的技术人士来说，将从以下结合附图的本发明具体实施方法的详细讨论清晰地意识到本发明的上述目的和其它目的、性能和优点。
附图的简要描述更好地理解本发明，及其优点和和通过本发明的所达到的目的，现在必须参考附图。附示说明了本发明的一例或多例实施例，并且和本文描述一起解释本发明的工作和原理。
图1是根据本发明的设备的电路图。
图2是用于检测电池状态的部件的电路图，这是本发明设备中的所需检测的第一功能。
图3是用于检测电池充电状态的部件的电路图，这是本发明设备中的所需检测的第二功能。
图4是用于检测电池过充电状态的部件的电路图，这是本发明设备中的所需检测的第三功能。
图5是用于检测引擎温度的部件的电路图，这是本发明设备中的所需检测的第四功能。
图6是用于检测启动器/螺线管状态的部件的电路图，这是本发明设备中的所需检测的第五功能。
图7是用于检测火花塞的部件的电路图，这是本发明设备中的所需检测的第六功能。
图8是用于提示驾车人调正同步齿型带的部件的电路图，这是本发明设备中的所需检测的第七功能。
图9是根据本发明的一种车载监视器和显示单元的示意图。
图10是根据本发明的一种车载监视器和显示单元的示意图，其中，同步齿型带变化的显示时采用数字式显示器。
实现本发明的最佳模式为了能够说明本发明，本文所讨论的设备是指一种集成的车载监视器和显示单元，它包括多个部件，且各个部件能够检测引擎性能或者电池状态的独特功能。多个监视电池和引擎的关键功能的部件分别与引擎或电池的关键功能相连接，并且还与车载监视器和显示设备相连接。这种设备可以很容易由驾车人或在修车厂安装在机动车辆上。
现在将详细描述用于检测引擎性能和电池状态的特定功能的各个部件的工作。
图1是本发明中用于检测引擎性能和电池状态的所有部件的整体电路图。
图2是检测电池状态部件的电路图，这是本发明设备中的所需检测的第一功能。
检测电池状态的部件使用了一个电压比较器，这是一个非常灵敏和精确的部件，用于检测电流的变化。电压比较器IC7的引脚2和3分别是反相端和同相端。未稳压的+12V输入与引脚2相连，以及稳压的+7V电压与引脚3相连。电阻器R19用来调节阈值点，假定IC7的引脚6的输出0V时，阈值是+10V DC(引擎启动)。
一旦输入电压V1略微下降到参考电压Vref之下(也就是说，DC输入低于10V)，输出电压迅速变成为正的电源电压。其结果是，IC8a的输出引脚6为0V，使得车载监视器和显示单元的LED1(绿灯)不启动。IC8b的输出引脚8为+7V，于是激活车载监视器和显示单元的LED2红灯，引起LED2红灯闪烁，并同时激活Q1、IC3(定时器)和IC5(音乐IC)，诸如优美音调的音乐警报可用于提醒驾车人。于是，为车内的驾车人提供了视觉和声响报警，以警示驾车人已经检测到了一种异常状态。驾车人可随后发现红灯LED2的闪烁以及音乐的输出表示电池正处在低电压状态和需要被替换。
同样，对于任何大于参考电压VREF的数值V1来说，电压饱和在负电源电压处，IC7的引脚6的输出为0V且IC8a的引脚6的输出为+7V，于是，激活车载监视器和显示单元的LED1绿灯。车载监测器和显示单元的LED1绿灯表示车辆电池处于正常状态和LED2红灯没有启动。
图3是用于检测电池充电状态部件的电路图，这是本发明设备中的所需检测的第二功能。
同样，该电路使用了一个电压比较器IC13，用于检测电池充电过程中的电流变化。电阻R35用于将IC13引脚6的输出调节为0V。输入电压设定在直流14V上(即，充电电压)。未稳压输入电源直流+12V(即，没有充电状态)施加至IC13的引脚2上(反相端)且稳压的+7V施加在IC13的引脚3(同相端)上。当V4电压变得略低于参考电压VREF(也就是直流输入低于直流电压14V)，则输出迅速变成正电压供应，且IC14a的引脚6的输出变到0V，因此不启动车载监测器和显示单元的LED(绿灯)而激活车载监测器和显示单元的LED8红灯(闪烁)。因此，LED7绿灯信号消失且LED8红灯信号出现。同时，Q1，ICC3和IC5(音乐IC)被激活且音乐警报以一种优美的音调响起来提醒驾车人。因此，当没有充电状态发生的时候，可以看见可视的红灯LED8闪烁和可以听见声响(音乐IC)警报。这些报警表示车辆电池没有充电或处在欠充电的状态。同样，当因为V4的数值大于参考电压VREF电压使得负电压饱和时，IC13的引脚6的输出为0V。所以，IC14a的引脚6为直流电压+7V，使得LED7绿灯激活且车载监测器和显示单元的绿灯点亮。这些表示电池充电系统处于正常状态且IC14b引脚8的输出处于0V。LED8红灯因此未被启动且车载监测器和显示单元没有红灯闪烁。
图4是用于检测电池过充电状态的部件的电路图，这是本发明设备中的所需检测的第三功能。
同样，检测电池过充电状态的部件包括了一个电压比较器IC11，用于检测电池中的电流变化。参考电压Vref施加至IC11的引脚2，稳压的+7直流电压施加至IC11的引脚2，未稳压的+12V直流电压施加至IC11的引脚3。电阻R30在IC11的引脚6的输出为直流15V处予以调节至阈值点为0伏直流。假定引脚3的电压略低于参考电压，则IC11的引脚6的输出为负电压。之后，负电压激活车载监测器和显示单元的LED5绿灯。绿灯亮显示充电电压略低于预设的直流+15V且不启动车载监测器和显示单元的LED6红灯。一旦充电电压变成略高于直流+15V，IC11的引脚6的输出就变成正电压。随着IC12a的输出变成负的而不启动LED5绿灯，以及IC12b的引脚8输出为正电压。于是，车载监测器和显示单元的LED6红灯被激活并闪烁。Q1、IC3和IC5音乐IC同时被激活，音乐警报以一种优美的音调响起来提醒驾车人。因此，以闪烁的红灯(红灯LED6)的视觉警报和以音乐形式的声响警报发送给驾车人。红灯闪烁和音乐显示了交流发电机处于过充电状态。
图5是用于检测引擎温度的部件的电路图，这是本发明设备中的所需检测的第四功能。
同样，检测引擎温度的部件包括一个由IC9所组成的电压比较器，其中，IC9的引脚2和3与直流+7V相连。相对于IC9的引脚6输出为直流0V时调节电阻R25至+95摄氏度时的阈值。将一个热敏电阻器安装在引擎部分的适当位置上。一旦引擎温度超过95摄氏度时，热敏电阻器的阻值就会减少，且IC9的引脚2的电压轻微下降到参考电压Vref之下。IC9的引脚6的输出变成为正电压且IC10a的输出引脚6变成为负电压，因此不启动车载监测器和显示单元的LED3(绿灯)。同时，IC10b的引脚8的输出变成为正电压，于是车载监测器和显示单元的LED4(红灯)闪烁。同时，Q1、IC3和IC5(音乐IC)被激活音乐警报以一种优美音乐的形式响起。因此，视觉(LED4红灯灯闪烁)和声响音乐警报都会提醒驾车人。同样，如果引擎温度保持在+95摄氏度之下，IC9的引脚2的电压略高于参考电压Vref。IC9的引脚6的输出为负电压且IC10a的引脚6的输出为正电压，使得车载监测器和显示单元的LED3绿灯保持发光状态。绿灯表示引擎的温度的状态是处于正常范围内。IC10b的引脚8的输出为0V，不启动车载监测器和显示单元的LED4(红灯)。
图6是用于检测启动器/螺线管状态的部件的电路图，这是本发明设备中的所需检测的第五功能。
检测启动器/螺线管状态的部件是一个与机动车辆的启动器/螺线管配件相连的电路。一旦启动机动车辆时，形成了与启动器/螺线管设备相连的电路，且只要启动引擎，则车载监视器和显示单元的LED9绿灯定会立刻点亮。这显示了螺线管连接成功。
图7是用于检测火花塞的部件的电路图，这是本发明设备中的所需检测的第六功能。
从每一个火花塞上获取一个耦合信号且各个信号都触发一个相对应于的单稳IC15、IC16、IC17、IC18(假定机动车辆的引擎有4个火花塞)。之后，该信号分别激活一个相应的LED11绿灯(相对应于火花塞1)、LED12绿灯(相对应于火花塞2)、LED13绿灯(相对应于火花塞3)、LED14绿灯(相对应于火花塞4)。单稳电路显示火花塞的实际性能。当火花塞正常工作时，LED绿灯11、LED绿灯12、LED绿灯13和LED绿灯14不断地闪烁。在机动车辆具有六个或十二个火花塞的情况下，可以提供相应数量的单稳电路。同样，当火花塞功能正常时，相应数量的LED绿灯将不断地闪烁。
当火花塞的功能不正常时，在监视器和显示单元中相对应的LED绿灯会熄灭。一旦没有LED绿灯亮的时候，驾驶员就会注意到车载显示显示单元所显示的LED绿灯之一熄灭了。
图8是用于提示驾驶员更换同步齿型带的部件的电路图，这是本发明设备中的所需检测的第七功能。
只要打开机动车辆DC电源的开关，直流+12V的电压就施加在IC1和IC2，大概经过15分钟之后，IC2的输出为正电压。这就会激活Q1和启动继电器RL1。其结果是，激活IC3、IC5(音乐IC)和IC6。这就使得监视器和显示单元的LED15红灯闪烁且IC5以音乐警报的形式响起声响报警。视觉和声响报警提醒驾驶员注意监视器和显示屏上的里程表显示，它表示同步齿型带下一次更换的距离(以公里计)。在同步齿型带变化提示的情况下，报警会持续大约5秒钟，并随后停止。
图9是本发明的监视器和显示单元的示意图。监视器和显示单元安装在驾驶室内，较佳的是安装在驾驶员一侧或者在驾驶员的前面。监视器和显示单元与多个电路相连，各个电路分别与车内的电池，交流电机，引擎，火花塞，启动器/螺线管相连。监视器和显示单元可以向驾车人提供引擎性能和电池状态几个关键功能的状态的综合观察。为了保证驾车人在行驶中保持他的注意力，监视器和显示单元不但发送一个红色闪烁的灯来显示主要功能出现故障，还在驾车人没有看到闪烁的红灯时发送一个音乐警报进一步提醒驾车人。
监视器和显示平板也可以一种数字形式来提供读数。图10是本发明具有数字形式的读数的监视器和显示单元的示意图。然而，该电路图必须作出改进使之适合于此。
当然，应该理解的是，以上所讨论的本发明形式构成了本发明的较佳实施例，上述的讨论并不试图说明本发明的所有可能的形式。还应该理解的是，所使用的文字仅仅只是说明的文字，而不是限制，并且在不背离本发明的精神和范围的条件下可作出各种变化，而本发明的精神和范围可根据下列权利要求来加以解释。
本发明的有益效果监视器和显示单元与几个电路相连，各个电路单独连接着机动车辆的电池、交流电机、引擎、火花塞、启动器/螺线管，以便于向驾车人提供引擎和电池等几个关键功能状态的综合观察。为了保证驾车人在行驶中保持他的注意力，监视器和显示单元不但发送一个红色闪烁的灯来显示主要功能的哪一个出现故障，还在驾车人没有看到闪烁的红灯时发送一个音乐警报进一步提醒驾车人。
权利要求
1.一种用于监视机动车辆的电池状态和引擎性能的设备，包括用于检测电池状态的部件；用于检测电池充电状态的部件；用于检测电池过充状态的部件；用于检测启动器/螺线管状态的部件；用于检测火花塞状态的部件；用于检测引擎过热状态的部件；用于更换同步齿型带的提醒部件；和，监视器和显示单元；其特征在于，检测电池、电池充电、过充、启动器/螺线管、火花塞、过热的状态的部件和更换计时带的提醒部件分别连接着机动车辆的电池、引擎、启动器/螺线管和火花塞以及监视器和显示单元，从而当检测到各个功能的正常状态时，监视器和显示单元就显示出检测到正常状态，而当检测到异常状态时，监视器和显示单元就只显示与所述的异常状态有关的异常状态的检测。
2.如权利要求1所述的监视机动车辆电池状态的设备中的检测电池状态的部件，其特征在于，所述检测电池状态的部件具有包括连接着电池的电压比较器的电路、电阻器、LED2红灯和LED1绿灯。
3.如权利要求1所述的监视机动车辆电池状态的设备中的检测电池充电状态的部件，其特征在于，所述检测电池充电状态的部件具有包括连接着电池的电压比较器的电路、电阻器、LED8红灯和LED5绿灯。
4.如权利要求1所述的监视机动车辆电池状态的设备中的检测电池过充状态的部件，其特征在于，所述检测电池过充状态的部件具有包括连接着电池的电压比较器的电路、电阻器、LED6红灯和LED5绿灯。
5.如权利要求1所述的监视机动车辆引擎性能的设备中的检测启动器/螺线管状态的部件，其特征在于，所述检测启动器/螺线管状态的部件具有连接着机动车辆中的启动器/螺线管配件和LED9绿灯的电路。
6.如权利要求1所述的监视机动车辆引擎性能的设备中的检测火花塞状态的部件，其特征在于，所述检测火花塞状态的部件具有检测各个火花塞的耦合信号的电路，当火花塞正常工作时，各个耦合信号触发相对应的单稳电路且激活相对应的LED绿灯，而当火花塞不能正常工作时，所述检测火花塞状态的部件就不能检测到触发所述相对应单稳电路的耦合信号，且相对应的LED绿灯就不接通，从而显示所述火花塞不能正常工作。
7.如权利要求1所述的监视机动车辆引擎性能的设备中的检测引擎过热状态的部件，其特征在于，所述检测引擎过热状态的部件具有连接着电压比较器的电路、电阻器、调节至95摄氏度并设置在引擎部分适当位置上的热敏电阻器。
8.如权利要求1所述的监视机动车辆引擎性能的设备中的更换计时带的提醒部件，其特征在于，当打开机动车辆的直流电源时，警示部件就开启，提醒驾驶员注意在监视器和显示单元中的里程表显示，它显示了计时带下一次更换的距离。
9.如权利要求1所述的监视机动车辆电池状态和引擎性能的设备中的监视器和显示单元，其特征在于，所述监视器和显示单元具有包括连接着检测电池、电池充电、过充、起始器/螺线管、过热状态的所有部件以及更换同步齿型带时的提醒部件和机动车辆的监视器和显示单元的Q1、IC3和IC5音乐IC的电路，当状态正常时，监视器和显示单元中的各个部件的LED绿灯就显示，而当状态不正常时，监视器和显示单元中的LED绿灯就熄灭且针对这一状态LED红灯闪烁，同时音乐报警响起。
10.如权利要求1所述的监视机动车辆电池状态和引擎性能的设备，其特征在于，所述设备可以成套形式出售用于检测电池状态的部件；用于检测电池充电状态的部件；用于检测电池过充状态的部件；用于检测启动器/螺线管状态的部件；用于检测火花塞状态的部件；用于检测引擎过热状态的部件；用于更换同步齿型带的提醒部件；和，监视器和显示单元；以便于安装在机动车辆中。
全文摘要
一种具有集成的集中检测机动车辆的电池和引擎性能的多个关键功能状态的低成本设备。该低成本设备具有适用于各个功能的单点电流检测，以便于识别出与机动车辆功能有关的正常和异常工作状态，以及还提供考虑光显示和音乐报警的反馈部件。
文档编号F02D43/02GK1696633SQ20051007141
公开日2005年11月16日 申请日期2005年5月13日 优先权日2004年5月13日
发明者吴乾练 申请人:吴乾练