专利名称：信号转换器以及使用该信号转换器的汽车制动报警系统的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车技术领域，涉及用于对制动液位和制动系统是否正常进行报警的汽车制动报警系统，尤其涉及一种信号转换器以及使用该信号转换器的汽车制动报警系统。
背景技术：
在汽车技术中，汽车的一些关键参数需要通过汽车车厢内的仪器仪表来显示其一些参数以及状态。其中，汽车的制动液位和制动系统是否正常是非常重要的状态，因此，通常需要通过汽车制动报警系统来显示出来。当制动液位不正常时，汽车肯定是刹不住车的， 这时必须通过制动报警系统来报警；进一步，当制动系统不正常时，例如ABS (防止抱死制动)的制动系统不正常时，也需要通过报警系统来报警。然而，由于汽车需要监测或显示的参数或状态较多，为尽量节省仪表接口，用于对制动液位和制动系统是否正常进行报警的汽车制动报警系统的报警信号只能通过一个报警信号显示装置进行报警。图1所示为现有技术的汽车制动报警系统的结构示意图。如图1所示，汽车制动报警系统100包括制动液壶总成装置(图中未示出)以及一个报警信号显示装置140，其中制动液壶总成装置都带有一个用于反映制动液位状态的制动液位传感器120，表示制动系统是否正常的信号通过网关防盗模块(GIM) 110输出至制动液壶总成装置的制动液位传感器 120，制动液位传感器120的输出信号控制报警信号显示装置140是否进行报警。如图1所示，这种制动液壶总成装置中的制动液位传感器120包括开关Si、S2以及电阻R1，电阻Rl 与S2串联，同一支路上的电阻Rl与S2与Sl并联，在该实例中，电阻Rl为50千欧。S2与 Sl的开关状态根据制动液位决定，当制动液位高于预先设定的点位时(制动液位正常时)， Sl闭合、S2断开，否则，Sl断开、S2闭合。汽车制动报警系统100的具体工作原理如下当制动液位正常时(即液位高于预先设定的点位时)，Sl闭合、S2断开，此时，报警信号显示装置140是否报警由GIM的输出信号决定；当GIM的输出信号为表示制动系统正常的低电平信号时，制动液位传感器120同样输出低电平信号，报警信号显示装置140所控制报警灯不报警；当GIM的输出信号为表示制动系统不正常的高电平信号时，制动液位传感器120同样输出高电平信号，报警信号显示装置140所控制报警灯报警。当制动液位不正常时(即液位低于预先设定的点位时)，Sl断开、S2闭合，此时，报警信号显示装置140是否报警与GIM的输出信号无关(因为在制动液位不正常时肯定是需要报警的)；具体原理为，当GIM的输出信号为表示制动系统正常的低电平信号时，报警信号显示装置140的12V电源依次通过R8、R1、S2接于GIM的输出端，其中R2为1. 5千欧，其远小于Rl的阻值(例如Rl为50千欧)，因此，根据分压原理，报警信号显示装置140的输入端的电压为11. 65伏特(V)左右，所以其为高电平，报警信号显示装置140所控制报警灯报警；当GIM的输出信号为表示制动系统不正常的高电平信号时，报警信号显示装置140的输入端的电压更加接近12V，制动液位传感器120输出高电平信号，报警信号显示装置140所控制报警灯报警。以上现有的汽车制动报警系统能够正确对制动液位和制动系统进行报警。但是， 由于制动液壶总成装置是一个整体难以分开的装置，现有技术所采用带如图1所示制动液位传感器120的制动液壶总成装置相对比较昂贵，因此需要考虑降低成本并不考虑更换现有的报警信号显示装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，为降低成本而采用成本相对较低的制动液壶总成装置时，并使现有的汽车组合仪表中的报警信号显示装置能正确反映所述制动系统和制动液位是否正常。为解决以上技术问题，按照本发明的一方面，提供一种信号转换器包括第二输入端和第一输入端，其第二输入端与制动液位传感器的输入端连接，其第一输入端与制动液位传感器的输出端连接；所述信号转换器用于将所述制动液位传感器的输出信号转换成反映所述制动系统和制动液位是否正常的、报警信号显示装置能够识别的信号；其中，所述制动液位传感器的输入端输入表示制动系统是否正常的信号；所述制动液位传感器的输入端和输出端之间并联设置有第一开关和第二开关，所述第一开关的支路上设置与所述第一开关串联的第一电阻；所述制动液位传感器的反映制动系统是否正常的信号，所述第一开关和第二开关的状态组合用于表示制动液位是否正常。作为较佳实施例，所述第一开关闭合、所述第二开关断开的状态组合用于表示制动液位正常，所述第二开关闭合、所述第一开关断开的状态组合用于表示制动液位不正常。所述信号转换器在制动液位不正常时，其输出信号均为所述报警信号显示装置能够识别的需要报警的信号；所述信号转换器在制动液位正常、并在制动系统存在故障时，其输出信号为所述报警信号显示装置能够识别的需要报警的信号；所述信号转换器在制动液位正常、并在制动系统不存在故障时，其输出信号为所述报警信号显示装置能够识别的不需要报警的信号。作为具体实例，所述信号转换器包括比较器、异或非门和第二输入端以及第一输入端，所述第二输入端连接所述制动液位传感器的输入端，所述第一输入端连接所述制动液位传感器的输出端；所述信号转换器还包括第二电阻以及分压电路，所述第二电阻的第一端输入恒定电压源，所述第二电阻的第二端直接连接于第一输入端，所述比较器的同相端连接于所述第二电阻的第二端；通过所述分压电路输入第一电压值至所述比较器的反相端，选定所述第二电阻的阻值以使所述第二电阻和所述第一电阻形成串联分压电路时、所述比较器输出高电平；所述比较器的输出信号通过所述异或非门与所述信号转换器的第二输入端的信号作异或非处理后输出至所述报警信号显示装置。所述恒定电压源为所述分压电路提供电压，所述分压电路包括两个阻值相同的第四电阻和第五电阻，所述第四电阻和第五电阻串接于所述恒定电压源和接地端之间，所述第一电压值等于所述恒定电压源的电压值的二分之一。较佳地，所述比较器的同相端通过用于匹配所述比较器内阻的第三电阻连接于所述第二电阻的第二端。所述第二电阻的阻值小于所述制动液位传感器的第一电阻的阻值。较佳地，所述信号转换器还包括用于滤去外部电磁干扰信号的第一电容和第二电容，所述第一电容串接于所述第二电阻的第二端与接地端之间，所述第二电容串接于所述放大器的反相端与接地端之间。按照本发明的又一方面，本发明提供一种汽车制动报警系统，用于对制动液位和制动系统是否正常进行报警，其包括带制动液位传感器的制动液壶总成装置；报警信号显示装置；以及信号转换器，用于将所述制动液位传感器的输出信号转换成反映所述制动系统和制动液位是否正常的、所述报警信号显示装置能够识别的信号；其中，所述制动液位传感器的输入端和输出端之间并联设置有第一开关和第二开关，所述第一开关的支路上设置与所述第一开关串联的第一电阻；所述制动液位传感器的输入端输入反映制动系统是否正常的信号，所述第一开关和第二开关的状态组合用于表示制动液位是否正常。根据发明提供的汽车制动报警系统，其中，所述第一开关闭合、所述第二开关断开的状态组合用于表示制动液位正常，所述第二开关闭合、所述第一开关断开的状态组合用于表示制动液位不正常。所述信号转换器在制动液位不正常时，其输出信号均为所述报警信号显示装置能够识别的需要报警的信号；所述信号转换器在制动液位正常、并在制动系统存在故障时，其输出信号为所述报警信号显示装置能够识别的需要报警的信号；所述信号转换器在制动液位正常、并在制动系统不存在故障时，其输出信号为所述报警信号显示装置能够识别的不需要报警的信号。作为较佳技术方案，所述信号转换器包括比较器、异或非门、第二输入端和第一输入端，所述第二输入端连接所述制动液位传感器的输入端，所述第一输入端连接所述制动液位传感器的输出端；所述信号转换器还包括第二电阻以及分压电路，所述第二电阻的第一端输入恒定电压源，所述第二电阻的第二端直接连接于第一输入端，所述比较器的同相端连接于所述第二电阻的第二端；通过所述分压电路输入第一电压值至所述比较器的反相端，选定所述第二电阻的阻值以使所述第二电阻和所述第一电阻形成串联分压电路时、所述比较器输出高电平；所述比较器的输出信号通过所述异或非门与所述信号转换器的第二输入端的信号作异或非处理后输出至所述报警信号显示装置。所述恒定电压源为所述分压电路提供电压，所述分压电路包括两个阻值相同的第四电阻和第五电阻，所述第四电阻和第五电阻串接于所述恒定电压源和接地端之间，所述第一电压值等于所述恒定电压源的电压值的二分之一。其中，表示制动系统是否正常的信号通过网关防盗模块输出。较佳地，所述比较器的同相端通过用于匹配所述比较器内阻的第三电阻连接于所述第二电阻的第二端。所述第二电阻的阻值小于所述制动液位传感器的第一电阻的阻值。较佳地，所述信号转换器还包括用于滤去外部电磁干扰信号的第一电容和第二电容，所述第一电容串接于所述第二电阻的第二端与接地端之间，所述第二电容串接于所述放大器的反相端与接地端之间。本发明的技术效果是，通过应用本发明的信号转换器后，可以易于实现对现有汽车制动报警系统进行改造，从而可以应用低成本的带制动液位传感器的制动液壶总成装置，在正确对所述制动系统和制动液位进行报警的同时，可以大大降低汽车制动报警系统的成本。
图1是现有技术的汽车制动报警系统的结构示意图；图2是按照本发明提供的汽车制动报警系统的模块结构示意图；图3是图2所示汽车制动报警系统中的制动液位传感器的结构示意图；图4是按照本发明所提供的信号转换器的电路结构实施例示意图；图5是图2所示汽车制动系统200的具体电路结构示意图。
具体实施例方式下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解，但并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。在汽车的制动系统中，制动液壶总成装置所包括的制动液位传感器是与其连为一体的，因此，在更换制动液位总成装置时，必然会更换制动液位传感器。而各种制动液壶总成装置的结构差异也体现在制动液位传感器中，有时制动液壶总成装置的制动液位传感器的结构是互不相同的，因此，在对制动液壶总成装置进行的替换时，由于其制动液位传感器的结构的变化，可能会使相应的报警信号显示装置不能够正确反映制动系统和制动液位是否正常。在该发明的汽车制动报警系统中，使用带有如图3所示带制动液位传感器的制动液壶总成装置，这种制动液壶总成装置成本相对交低(其中比背景技术的制动液壶总成装置每个低100元左右)。图2所示为按照本发明提供的汽车制动报警系统的模块结构示意图。如图2所示， 为使汽车制动报警系统在更换制动液壶总成装置后，相比于图1所示的汽车制动报警系统 100增加了信号转换器230，因此，该实施例的汽车制动报警系统200包括带制动液位传感器220的制动液壶总成装置(图中未示出)、报警信号显示装置240以及信号转换器230。 在该实施例中，表示制动系统是否正常的信号通过网关防盗模块(GIM) 210输出至制动液位传感器220，制动液位传感器220除了能反映制动液位的信息外，还能接收关于制动系统的信号(从GIM 210接收)，因此，制动液位传感器220的输出信号综合反映了制动液位和制动系统两者是否正常的信号；信号转换器230可根据制动液位传感器的输出信号，将其转换成能够正确反映制动系统和制动液位是否正常的信号，并且该信号能被报警信号显示装置240所识别，从而在制动系统和/或制动液位不正常时，报警信号显示装置240相应地进行报警，以对驾驶员做出警示。图3所示为图2所示汽车制动报警系统中的制动液位传感器220的结构示意图。 如图3所示，同样包括两个开关S1、S2以及电阻R1，只是在该制动液位传感器220中，开关Sl与S2并联连接，并且电阻Rl处在开关Sl的支路上，因此其也与开关S2并联。电阻Rl 的阻值具体地为2. 5千欧左右。开关Sl和开关S2的状态组合用于表示制动液位是否正常。在该实施例中，当制动液位低于某一预定部位时，制动液位不正常，此时开关Sl断开并且开关S2闭合；当制动液位高于某一预定部位时，制动液位正常，此时开关S2断开并且开关Sl闭合。需要说明的是，在其它实施例中，制动液位是否正常也可以通过开关Sl和开关 S2的其它状态组合来表示，例如，开关Sl断开并且开关S2闭合表示制动液位正常，开关S2 断开并且开关Sl闭合表示制动液位不正常。图4所示为按照本发明所提供的信号转换器的电路结构实施例示意图。在该实施例中，如图4所示，信号转换器230包括比较器233、异或非门234、第二输入端232、第一输入端231、电源端以及电阻R2、R3、R4和R5。其中第二输入端232也是制动液位传感器的输入端(两者输入的信号相同)，第一输入端231连接于制动液位传感器的输出端。比较器233的反相输入端2331通过分压电路输入一个固定的电压值VI。在该实施例中，该分压电路通过电阻R4和R5串联分压形成，电阻R4和R5串联连接于电压端和接地端之间，反相输入端2331电连接于电阻R4和R5之间；具体地，电阻R4和R5的阻值均取150千欧，电源端为12伏稳压电源；因此，反相输入端2331的电压值Vl等于6伏。电阻R2串联置于电源端和第一输入端231之间，在该实施例中，比较器233的同相输入端2332通过R3连接于电阻R2的一端(也是连接于第一输入端231的一端)，其中电阻R3用于匹配比较器231的内阻，例如其阻值可以为10千欧。在图3所示的制动液位传感器220中，当Sl闭合、S2断开时(制动液位正常)，R2和Rl串联设置于电源端和制动液位传感器的输入端之间，R2和Rl 将形成串联分压电路，同相输入端2332的电压值V2将主要由Rl和R2的阻值决定；由于在制动液位正常(Si闭合、S2断开)、并在制动系统不存在故障时(第二输入端232输入低电平)，此时不需要报警，因此，要求信号转换器230输出的信号(也即异或非门所输出的信号)是被报警信号显示装置识别为不需要报警的信号。在该实施例中，R2的阻值取1. 5千欧，其阻值小于Rl的阻值，因此，在电源端为12伏的情况下，同相输入端2332的电压值V2 大于6伏(约为7. 5V)，同相输入端2332的输入电压大于反相输入端2331的输入电压，因此比较器233输出高电平，异或非门输出低电平(异或非门234的一个输入端连接于第二输入端232、另一个输入端连接于异或非门的输出端)，报警信号显示装置240将不报警。图5所示为图2所示汽车制动系统200的具体电路结构示意图。如图5和图4 所示，图5中的信号转换器230还包括电容Cl和C2，其中，电容Cl串接置于第一输入端 231(In_l端)与接地端之间，电容C2串接于放大器的反相端2331与接地端之间，通过设置电容Cl和C2，可以滤去报警系统外部电磁干扰信号等。以下对图5所示的汽车制动系统的工作原理作具体说明。一、当制动液位正常时，Sl闭合、S2断开，根据制动系统是否正常分以下情况(1)制动系统有故障时，G_0UT = 1 In_2 = 1且In_l = 1 ；= >比较器同相输入为高电平；反相端输入为高电平的二分之一，约6V，则比较器233输出为1 ;= >信号转换器230的输出Out = 1，报警信号显示装置240收到高电平，报警(此时由GIM转发ABS制动系统故障信号，不含液位报警)。(2)制动系统正常时，G_0UT = 0 In_2 = 0 ；
In_l等效于通过2. 电阻Rl接到地；= > 比较器同相端输入电压V2 = 12X(1.5/4)V，约7. 5V;反相端输入为高电平的二分之一，约6V，则比较器233输出为1 ;= >信号转换器230的输出Out = 0，报警信号显示装置240接收到低电平，不报警(此时表明制动系统和制动液位均正常)。二、当制动液位不正常时，Sl断开、S2闭合，根据制动系统是否正常分以下情况(1)制动系统有故障时，G_0UT = 1 In_2 = 1且In_l = 1 ；= >比较器同相端输入为高电平，反相端输入为高电平的二分之一，约6V，则比较器233输出为1 ;= >信号转换器230的输出Out = 1，报警信号显示装置240接收到高电平，报警(此时的报警信号包含GIM转发的ABS制动系统故障和制动液位过低)。(2)制动系统正常时，G_0UT = 0 In_2 = 0且In_l = 0 ；= >比较器的同相端输入为低电平，反相端输入为高电平的二分之一，约6V，则比较器233输出为0 ;= >信号转换器230的输出Out = 1，报警信号显示装置240接收到高电平，从而报警(此时的报警信号仅包括制动液位过低)。上述工作原理的描述的可以通过表1的真值表概括。表1汽车制动报警系统的真值表
权利要求
1.一种汽车制动报警系统，用于对制动液位和制动系统是否正常进行报警，其包括带制动液位传感器的制动液壶总成装置；报警信号显示装置；以及信号转换器，用于将所述制动液位传感器的输出信号转换成反映所述制动系统和制动液位是否正常的、所述报警信号显示装置能够识别的信号；其中，所述制动液位传感器的输入端和输出端之间并联设置有第一开关和第二开关， 所述第一开关的支路上设置与所述第一开关串联的第一电阻；所述制动液位传感器的输入端输入反映制动系统是否正常的信号，所述第一开关和第二开关的状态组合用于表示制动液位是否正常。
2.如权利要求1所述的汽车制动报警系统，其特征在于，所述第一开关闭合、所述第二开关断开的状态组合用于表示制动液位正常，所述第二开关闭合、所述第一开关断开的状态组合用于表示制动液位不正常。
3.如权利要求1或2所述的汽车制动报警系统，其特征在于，所述信号转换器在制动液位不正常时，其输出信号均为所述报警信号显示装置能够识别的需要报警的信号；所述信号转换器在制动液位正常、并在制动系统存在故障时，其输出信号为所述报警信号显示装置能够识别的需要报警的信号；所述信号转换器在制动液位正常、并在制动系统不存在故障时，其输出信号为所述报警信号显示装置能够识别的不需要报警的信号。
4.如权利要求3所述的汽车制动报警系统，其特征在于，所述信号转换器包括比较器、 异或非门、第二输入端和第一输入端，所述第二输入端连接所述制动液位传感器的输入端， 所述第一输入端连接所述制动液位传感器的输出端；所述信号转换器还包括第二电阻以及分压电路，所述第二电阻的第一端输入恒定电压源，所述第二电阻的第二端直接连接于第一输入端，所述比较器的同相端连接于所述第二电阻的第二端；通过所述分压电路输入第一电压值至所述比较器的反相端，选定所述第二电阻的阻值以使所述第二电阻和所述第一电阻形成串联分压电路时、所述比较器输出高电平；所述比较器的输出信号通过所述异或非门与所述信号转换器的第二输入端的信号作异或非处理后输出至所述报警信号显示装置。
5.如权利要求4所述的汽车制动报警系统，其特征在于，所述比较器的同相端通过用于匹配所述比较器内阻的第三电阻连接于所述第二电阻的第二端。
6.如权利要求4所述的汽车制动报警系统，其特征在于，所述第二电阻的阻值小于所述制动液位传感器的第一电阻的阻值。
7.如权利要求4所述的汽车制动报警系统，其特征在于，还包括用于滤去外部电磁干扰信号的第一电容和第二电容，所述第一电容串接于所述第二电阻的第二端与接地端之间，所述第二电容串接于所述放大器的反相端与接地端之间。
8.如权利要求4所述的汽车制动报警系统，其特征在于，所述恒定电压源为所述分压电路提供电压，所述分压电路包括两个阻值相同的第四电阻和第五电阻，所述第四电阻和第五电阻串接于所述恒定电压源和接地端之间，所述第一电压值等于所述恒定电压源的电压值的二分之一。
9.如权利要求1所述的汽车制动报警系统，其特征在于，表示制动系统是否正常的信号通过网关防盗模块输出。
10.一种信号转换器，包括第二输入端和第一输入端，其第二输入端与制动液位传感器的输入端连接，其第一输入端与制动液位传感器的输出端连接；其特征在于，所述信号转换器用于将所述制动液位传感器的输出信号转换成反映制动系统和制动液位是否正常的、报警信号显示装置能够识别的信号；其中，所述制动液位传感器的输入端输入表示制动系统是否正常的信号；所述制动液位传感器的输入端和输出端之间并联设置有第一开关和第二开关，所述第一开关的支路上设置与所述第一开关串联的第一电阻；所述制动液位传感器的反映制动系统是否正常的信号，所述第一开关和第二开关的状态组合用于表示制动液位是否正常。
11.如权利要求10所述的信号转换器，其特征在于，所述第一开关闭合、所述第二开关断开的状态组合用于表示制动液位正常，所述第二开关闭合、所述第一开关断开的状态组合用于表示制动液位不正常。
12.如权利要求10或11所述的信号转换器，其特征在于，所述信号转换器在制动液位不正常时，其输出信号均为所述报警信号显示装置能够识别的需要报警的信号；所述信号转换器在制动液位正常、并在制动系统存在故障时，其输出信号为所述报警信号显示装置能够识别的需要报警的信号；所述信号转换器在制动液位正常、并在制动系统不存在故障时，其输出信号为所述报警信号显示装置能够识别的不需要报警的信号。
13.如权利要求12所述的信号转换器，其特征在于，所述信号转换器包括比较器、异或非门和第二输入端以及第一输入端，所述第二输入端连接所述制动液位传感器的输入端， 所述第一输入端连接所述制动液位传感器的输出端；所述信号转换器还包括第二电阻以及分压电路，所述第二电阻的第一端输入恒定电压源，所述第二电阻的第二端直接连接于第一输入端，所述比较器的同相端连接于所述第二电阻的第二端；通过所述分压电路输入第一电压值至所述比较器的反相端，选定所述第二电阻的阻值以使所述第二电阻和所述第一电阻形成串联分压电路时、所述比较器输出高电平；所述比较器的输出信号通过所述异或非门与所述信号转换器的第二输入端的信号作异或非处理后输出至所述报警信号显示装置。
14.如权利要求13所述的信号转换器，其特征在于，所述比较器的同相端通过用于匹配所述比较器内阻的第三电阻连接于所述第二电阻的第二端。
15.如权利要求13所述的信号转换器，其特征在于，所述第二电阻的阻值小于所述制动液位传感器的第一电阻的阻值。
16.如权利要求13所述的信号转换器，其特征在于，还包括用于滤去外部电磁干扰信号的第一电容和第二电容，所述第一电容串接于所述第二电阻的第二端与接地端之间，所述第二电容串接于所述放大器的反相端与接地端之间。
17.如权利要求13所述的信号转换器，其特征在于，所述恒定电压源为所述分压电路提供电压，所述分压电路包括两个阻值相同的第四电阻和第五电阻，所述第四电阻和第五电阻串接于所述恒定电压源和接地端之间，所述第一电压值等于所述恒定电压源的电压值的二分之一。
全文摘要
本发明提供一种信号转换器以及使用该信号转换器的汽车制动报警系统，属于汽车技术领域。该汽车制动报警系统使用低成本的、带制动液位传感器的制动液壶总成装置；所述制动液位传感器的输入端和输出端之间并联设置有第一开关和第二开关，所述第一开关的支路上设置与所述第一开关串联的第一电阻；所述制动液位传感器的输入端输入制动系统故障信号，所述第一开关和第二开关的状态组合用于表示制动液位是否正常；通过增加设置信号转换器，该信号转换器用于将所述制动液位传感器的输出信号转换成反映所述制动系统和制动液位是否正常的、报警信号显示装置能够识别的信号，易于实现汽车制动报警系统的低成本改造。
文档编号G01F23/00GK102310851SQ20101021591
公开日2012年1月11日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者周炜, 张崇生, 秦孟苏 申请人:上海汽车集团股份有限公司