摩托车档位检测显示方法
【专利摘要】本发明公开了一种使用单线档位开关的摩托车档位检测显示方法，包括单线档位取样电路(1)和仪表检测显示电路(2)，取样电路(1)输出的档位模拟电压信号连接到延时电路(21)的输入端。首先设置档位取样电阻值，使取样电压Uad从空档、1-5档相邻两档之间的压差，呈现由大到小的变化，1档和空档时的压差最大；然后，对输入到控制单元(22)的模拟输入按无档、有档分别延时3S以上、0.2S-0.3S延时确认；最后，根据扰动最大值确定各档分界值，确保正确判断显示的安全裕量。本发明解决了可靠检测、显示单线档位开关模拟量输入时的档位显示问题，使单线档位取样电路(1)能够推广使用，从而大大降低摩托车相关电器连线成本。
【专利说明】摩托车档位检测显示方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及摩托车档位检测显示方法，尤其是单线模拟电压档位的检测与显示方法。
【背景技术】
[0002]目前，公知的摩托车档位信号，是从档位开关输出过来的开关数字信号，当摩托车档位接通空档N，或1-5档时，其对应的输出信号为低电平(接机壳)，而当该档位开关不通时，若上拉电阻到电源+5V，则输出信号为高电平。因此其输出信号为数字量(高电平为1，低电平为O)。六档档位开关，则输出六路数字量。其检测方法只需分别检测各档位信号的高低，即可分辨出哪一路档位接通，然后驱动显示元件。[0003]《一种档位转换开关电路》(专利号201120576364.6)提出了单线档位转换开关技术方案，将原多档数字开关信号转换单线模拟电压信号，解决了传统多线(6线或7线)档位开关成本过高缺陷，对采用单片机控制的数字档位显示效果很好。但也存在二个问题:其一，如图1所示，通常摩托车空档开关N上还连接电启动控制线圈J，当档位开关采用档位取样电路1，只用一根线引出时，为了保证空档能直接电启动(不用象其它档位电启动时，拉手刹离合器开关S3)马达M，此单一引出线必须接在摩托车原空档线N上。当档位开关处在1-5档，按下摩托车其它相关电路3中的电启动按钮S2且摩托车电源开关SO已开启时，则加在电启动控制线圈J上的电源电压IGN(额定电压+12V)，通过隔离二极管Dl会传导到单线档位取样电路I，从而影响各档模拟电压Uad的输出，使仪表检测显示电路2的控制单元22作出错误的档位判断。其二，根据公知常识，从单线引出模拟电压Uad作多档电压的分辨，一般采用平均分布，将各档电压尽可能拉开的参数设置，即设置成Uad输出电压为:N档0V，I档0.9V，2档1.8V，3档2.7V.4档3.6V，5档4.5V，无档为+5V，每档之间压差均为0.9V ;同时，将控制单元(22)程序设置的各档分界判定值定为
[0004]Uad ( 0.45V 时，显示空档 N ；
[0005]0.45V < Uad ≤ 1.35V 时，显示 I 档；
[0006]1.35V < Uad ≤2.25V 时，显示 2 档；
[0007]2.25V < Uad ≤ 3.15V 时，显示 3 档；
[0008]3.15V < Uad ≤ 4.05V 时，显示 4 档；
[0009]4.05V < Uad ≤ 4.85V 时，显示 5 档；
[0010]Uad > 4.85V时，无档，不显不。
[0011]这种常规的设置，保证各档设置分界值与实际电压具有0.45V裕量，通常情况下是首选。但因电启动发动摩托车时，一端接机壳的电启动马达M工作，电流很大，在机壳和电瓶BT的负极之间接地等效电阻R02上，会产生图1所示极性的U02压降，这个电启动时的地电位扰动压降呈指数衰减状，峰值可达1.5V，加到单线档位取样也路I上，将明显增大取样电压；同时，当摩托车其它相关电路3上的照明开关SI接通时，大功率的大灯照明灯泡DB点亮，因照明灯泡DB的负极与仪表检测显示电路2的负极相连之后再接到电瓶BT的负极，与电瓶BT的负极之间存在线电阻ROI，故照明灯泡DB的点亮，将在ROI上产生图1所示极性的UOI，这个照明时的扰动电压加在单线档位取样电路I上，将减少取样电压0.4V左右。因设置值与实际电压Uad只有0.45V，故在电启动和开大灯照明两种情况下，就很容易发生档位错判显示现象(尤其在空档开关接通时)，致使单线档位取样电路I这种工作方式不可靠，甚至不能使用。
【发明内容】
[0012]本发明提供一种可靠的使用单线档位取样电路I的摩托车检测显示方法，从而使单线档位开关这种低成本的技术方案能够实用推广。
[0013]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:摩托车档位检测显示方法，包括由电阻串接而成的单线档位取样电路和由延时电路、控制单元、档位显示电路组成的仪表检测显示电路，取样电路输出的档位模拟电压信号连接到延时电路的输入端，其特征是:
[0014]步 骤1，设置单线档位取样电路各阻值参数，使区分空档及其它档位的取样电压由小到大，空档值取0V，且相邻档位之间的模拟电压差不相等，档位越高，相邻档位之间的模拟电压差越小，相邻的I档和空档之间的模拟电压差最大；
[0015]步骤2，控制单元程序设置为:无档位接通时，延时3S以上确认输入电压，有档位时则延时0.2S-0.3S确认输入电压；
[0016]步骤3，根据步骤2确认的输入电压，按实际最大的扰动确定每档裕量，控制单元按给定的各档分界判定值，确定要显示的档位代码，并驱动数码管或空档指示装置显示相应档位。
[0017]摩托车档位检测显示方法优选方案是:
[0018]设置单线档位取样电路I的电阻参数，使各档取样电压值Uad为:
[0019]接通空档开关N时，Uad = OV ；
[0020]接通I档开关时，Uad = 1.34V，和空档时的压差1.34V ；
[0021]接通2档开关时，Uad = 2.48V，和I档时的压差1.14V ；
[0022]接通3档开关时，Uad = 3.55V，和2档时的压差1.07V ；
[0023]接通4档开关时，Uad = 4.22V,和3档时的压差0.67V ；
[0024]接通5档开关时，Uad = 4.73V，和空档时的压差0.51V ;
[0025]无档位接通时，Uad = 5V，和5档时的压差0.27V ；
[0026]同时，控制单元(22)的各档分界判定值设定为:当输入电压
[0027]Uad≤0.9V时，显示空档N ；
[0028]0.9V < Uad ≤ 1.9V 时，显示 I 档；
[0029]1.9V < Uad ≤ 2.9V 时，显示 2 档；
[0030]2.9V < Uad ≤ 3.9V 时，显示 3 档；
[0031]2.9V < Uad ≤ 4.5V 时，显示 4 档；
[0032]4.5V < Uad ( 4.85V 时，显示 5 档；
[0033]Uad > 4.85V时，无档，不显示。
[0034]本发明的有益效果是:①根据单线档位取样电路I特点，设置相邻档位之间的模拟电压差由大到小，并不均等，相邻的I档和空档之间的模拟电压差最大，同时配以各档分界判定值，可以最大限度降低电启动和大灯照明时的地电位干扰影响；②控制单元(22)对档位模拟输入电压作0.2S-0.3S的延时确认，可以消除电启动时各档模拟电压瞬间正向扰动的影响；③延时3S以上确认无档高电压，可以防止非法点按电启动按钮S2引起的误显示。无档位时，可延时3S以上确认输入电压，即是表明控制单元(22)接收到大于4.85V高电压时，需作延时3S确认是否仍然维持+5V左右的电压。当摩托车电源开关SO接通后，非空档时，用户非法点按电启动按钮S2，造成档位取样电压Uad升到接近+12V，输入到控制单元(22)的电压则因二极管D2的作用箝位到5.7V左右，大于无档判定分界值4.85V，控制单元(22)则会判定当前处无档状态，不作显示。而实际上此时有档位接通，故出现了误显示(应显示对应档位数字，却为空白不显示)。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0036]图1是本发明相关电路图。
[0037]图中，1.单线档位取样电路，2.仪表检测显示电路，3.摩托车其它相关电路，21.延时电路，22.控制单元，23.档位显示电路。
【具体实施方式】
[0038]在图1中，由单线档位取样电路I和仪表检测显示电路2组成摩托车档位检测显示装置。其中，单线档位取样电路I由档位开关和电阻R2、R3、R4、R5、R6相邻连接而成；仪表检测显示电路2由延时电路21、控制单元22、档位显示电路23组成；延时电路21由上拉电阻R1、抗干扰电容Cl、延时电阻R7、延时电容C2和箝位二极管D2组成；控制单元22由带有模拟输入口的单片机和相关外围电路组成；档位显示电路23由数码管DG和限流电阻R8和空档指示LED发光管组成。单线档位取样电路I输出的档位模拟电压信号Uad，连接到延时电路21的输入端，延时电路21的输出连接到控制单元22的单片机一模拟输入口，控制单元22输出驱动档位显示电路23的数码管DG和空档指示LED发光管。
[0039]摩托车档位检测显示方法如下:
[0040]步骤1，设置单线档位取样电路各阻值参数。选取上拉电阻Rl = 8.2ΚΩ，电源为5V，取样电阻 R2 = 3ΚΩ，R3 = 5.1ΚΩ，R4 = 12ΚΩ，R5 = 100KΩ。
[0041]当空档开关N接通时，输出电压Uad = O(V);
[0042]当I档开关接通时，输出电压Uad = 5*R2/ (R1+R2) = 1.34 (V)；
[0043]当2 档开关接通时，输出电压 Uad = 5* (R2+R3) / (R1+R2+R3) = 2.48 (V)；
[0044]当3档开关接通时，输出电压
[0045]Uad = 5* (R2+R3+R4) / (R1+R2+R3+R4) = 3.55 (V)；
[0046]当4档开关接通时，输出电压
[0047]Uad = 5*(R2+R3+R4+R5)/(R1+R2+R3+R4+R5) = 4.22 (V)；
[0048]当5档开关接通时，输出电压
[0049]Uad = 5*(R2+R3+R4+R5+R6)/(R1+R2+R3+R4+R5+R6) = 4.73 (V)；
[0050]当无档位开关接通时，输出电压Uad = 5 (V)。
[0051]I档与空档之间输出电压压差AUlO = 1.34-0 = 1.34，[0052]2档与I档之间输出电压压差Λ U21 = 2.48-1.34 = 1.14，
[0053]3档与2档之间输出电压压差Λ U32 = 3.55-2.48 = 1.07，
[0054]4档与3档之间输出电压压差Λ U43 = 4.22-3.55 = 0.67，
[0055]5档与4档之间输出电压压差AU54 = 4.73-4.22 = 0.51，
[0056]无档与5档之间输出电压压差Λ U65 = 5.0-4.73 = 0.27，
[0057]各相邻档位电压压差不相等，且
[0058]AUlO > AU21 > AU32 > AU43 > AU54 > AU54。
[0059]当电启动或大灯照明开启时，地电位的干扰U01、U02对各档位电压的影响，根据戴文宁定理，可计算如下:
[0060]当空档开关N接通时，影响输出电压Λ Uad = U02-U01 ；
[0061]当I档开关接通时，影响输出电压
[0062]AUad= (U02-U01) *R1/(R1+R2) = 0.73* (U02-U01)；
[0063]当2档开关接通时，影响输出电压
[0064]AUad = 5*R1/(R1+R2+R3) = 0.50*(U02_U01)；
[0065]当3档开关接通时，影响输出电压
[0066]AUad = 5*R1/(R1+R2+R3+R4) = 0.29*(U02_U01)；
[0067]当4档开关接通时，影响输出电压
[0068]AUad = 5*R1/(R1+R2+R3+R4+R5) = 0.16*(U02_U01)；
[0069]当5档开关接通时，影响输出电压
[0070]AUad = 5*R1/(R1+R2+R3+R4+R5+R6) = 0.05*(U02_U01)；
[0071]当无档位开关接通时，影响输出电压AUad = O (V)。
[0072]由此可见，地电位的干扰U01、U02对各档位电压的影响:从N档到5档，依次减弱，对空档输出电压影响最大，达到U02-U01，对5档输出电压影响最小，仅为0.05* (U02-U01)。如果电启动地电位干扰，取最大平均电压0.6V，同时照明地电位干扰也取最大值0.6V，则可将上述计算结果汇总于表1。
[0073]表1
【权利要求】
1.摩托车档位检测显示方法，包括由电阻串接而成的单线档位取样电路(I)和由延时电路(21)、控制单元(22)、档位显示电路(23)组成的仪表检测显示电路(2)，取样电路(I)输出的档位模拟电压信号连接到延时电路(21)的输入端，其特征是: 步骤1，设置单线档位取样电路(I)各阻值参数，使区分空档及其它档位的取样电压由小到大，空档值取0V，且相邻档位之间的模拟电压差不相等，档位越高，相邻档位之间的模拟电压差越小，相邻的I档和空档之间的模拟电压差最大； 步骤2，控制单元(22)程序设置为:无档位接通时，延时3S以上确认输入电压，有档位时则延时0.2S-0.3S确认输入电压； 步骤3，根据步骤2确认的输入电压，按实际最大的扰动确定每档裕量，控制单元(22)给定的各档分界判定值，确定要显示的档位代码，并驱动数码管或空档指示装置显示相应档位。
2.根据权利要求1所述的摩托车档位检测显示方法，其特征是设置单线档位取样电路(1)的电阻参数，使各档取样电压值Uad为: 接通空档开关N时，Uad = OV ； 接通I档开关时，Uad = 1.34V，和空档时的压差1.34V ； 接通2档开关时，Uad = 2.48V，和I档时的压差1.14V ； 接通3档开关时，Uad = 3.55V，和2档时的压差1.07V ； 接通4档开关时，Uad = 4.22V，和3档时的压差0.67V ； 接通5档开关时，Uad = 4.73V,和空档时的压差0.51V ; 无档位接通时，Uad = 5V，和5档时的压差0.27V ;控制单元(22)的各档分界判定值设定为:当输入电压 Uad ≤ 0.9V时，显示空档N; 0.9V < Uad≤1.9V时，显示I档； 1.9V < Uad≤2.9V时，显示2档； 2.9V < Uad≤3.9V时，显示3档； 2.9V < Uad≤4.5V时，显示4档； . 4.5V < Uad ≤ 4.85V 时，显示 5 档； Uad > 4.85V时，无档，不显示。
【文档编号】G01D5/252GK103630151SQ201210321479
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月20日 优先权日:2012年8月20日
【发明者】不公告发明人 申请人:龚亚娟