專利名稱：與汽車組合儀表配套的集成數(shù)字傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車電子產(chǎn)品領(lǐng)域，特別是涉及一種利用單片機設(shè)計 的、與汽車組合儀表中電磁式水溫表、電磁式油壓表以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速表 配套使用的集成數(shù)字傳感器。
背景技術(shù)：
汽車是重要的交通運輸工具。車輛運行可靠是保障人民生命安全和 國家財產(chǎn)的重要保證。駕駛?cè)藛T進行安全駕駛是通過觀察汽車組合儀表 指示的車輛運行狀態(tài)信息并憑借個人經(jīng)驗完成的，因此，汽車組合儀表 及其傳感器等附件性能的高低對汽車安全運行有較大影響。目前絕大多數(shù)汽車仍然使用指針式常規(guī)汽車組合儀表，并且采用相 應(yīng)的傳感器部件獲取儀表指示需要的狀態(tài)信息，如水溫表需要配裝測量 水溫的熱敏電阻傳感器、機油壓力表需要配裝測量機油壓力的壓敏電阻 傳感器、而發(fā)動機轉(zhuǎn)速表需要配裝測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速的霍爾脈沖信號傳感 器。但是，這些傳感器本身都存在安裝不便、使用壽命短、故障率較 高、測量參數(shù)不準確等諸多缺陷。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)小巧、 成本低、測量數(shù)據(jù)可靠、安裝、維護簡便的與汽車組合儀表配套的集成 數(shù)字傳感器。本發(fā)明是通過以下方式實現(xiàn)的-與汽車組合儀表配套的集成數(shù)字傳感器，其特征是，包括電源電路、 通信接口電路、單片機、轉(zhuǎn)速信號變換接口電路、水溫信號變換接口電路 及油壓信號變換接口電路，電源電路為各功能部分供電，單片機利用自身的CAN功能端口或者利用CAN控制器專用芯片經(jīng)通信接口電路與發(fā)動機 的CAN通信接口連接，單片機經(jīng)轉(zhuǎn)速信號變換接口電路連接汽車組合儀表 中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速表，單片機經(jīng)水溫信號變換接口電路連接汽車組合儀表中
的電磁式水溫表，單片機經(jīng)油壓信號變換接口電路連接汽車組合儀表中的 電磁式油壓表。上述與汽車組合儀表配套的集成數(shù)字傳感器，其特征是水溫信號變 換接口電路對單片機產(chǎn)生的反映冷卻水溫度的電信號進行變換以后，向汽 車組合儀表中的電磁式水溫表傳輸調(diào)節(jié)線圈電流的電信號，調(diào)節(jié)水溫表的 指針位置；油壓信號變換接口電路對單片機產(chǎn)生的反映機油壓力的信號進 行變換以后，向汽車組合儀表中的電磁式油壓表傳輸調(diào)節(jié)線圈電流的電信 號，調(diào)節(jié)油壓表的指針位置；轉(zhuǎn)速信號變換接口電路把單片機產(chǎn)生的反映 發(fā)動機轉(zhuǎn)速的脈沖信號變換處理后，傳給汽車組合儀表中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速表 電路，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速表的指針位置。歐-III標準及以上的發(fā)動機均留有CAN標準通信接口，并且周期性 地向外廣播一些發(fā)動機的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，本發(fā)明利用單片機的CAN功 能端口或者借助于CAN控制器專用芯片，與留有CAN標準的通信接口 的汽車發(fā)動機通信，獲取廣播信息中冷卻水溫度、機油壓力以及發(fā)動機 轉(zhuǎn)速三種數(shù)據(jù)信息，并把它們轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換接 口電路分別送至汽車組合儀表中的電磁式水溫表、電磁式油壓表以及發(fā) 動機轉(zhuǎn)速表，其中反映速度的脈沖信號輸入轉(zhuǎn)速表調(diào)節(jié)其指針位置，而 反映水溫及反映油壓的電壓信號分別輸入電磁式水溫表、電磁式油壓 表，對電磁式儀表中的線圈電流進行調(diào)節(jié)，分別實現(xiàn)相應(yīng)的工作狀態(tài)的 指針指示。本發(fā)明利用單片機把歐-III標準及以上發(fā)動機周期性廣播的數(shù)據(jù)信 息(冷卻水溫度、機油壓力以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)信息)，相應(yīng)地轉(zhuǎn)化 為能被現(xiàn)有汽車組合儀表直接利用的電信號進而完成三種工作狀態(tài)參 數(shù)指示的集成數(shù)字傳感器，該集成數(shù)字傳感器替代了原來汽車組合儀表 中水溫表必須配裝測量水溫的熱敏電阻傳感器、油壓表必須配裝測量機 油壓力的壓敏電阻傳感器、以及轉(zhuǎn)速表必須配裝測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速的霍爾 脈沖信號傳感器，具有結(jié)構(gòu)小巧、成本低、測量數(shù)據(jù)可靠、安裝、維護 簡便、故障率低，而且不需要改變原有汽車組合儀表的電路結(jié)構(gòu)和接線 方式等諸多優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖中l(wèi)為電源電路、2為通信接口電路、3為單片機、4為轉(zhuǎn)速信號 變換接口電路、5為水溫信號變換接口電路，6為油壓信號變換接口電 路。具體實施方法下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明一個最佳實施例本發(fā)明由電源電路l、通信接口電路2、單片機3、轉(zhuǎn)速信號變換接 口電路4、水溫信號變換接口電路5及油壓信號變換接口電路6組成。電源電路1為各功能部分供電；通信接口電路2采用CAN總線收 發(fā)器芯片TJA1040與發(fā)動機的CAN通信接口連接；單片機3選用了具 有CAN通信功能的PIC系列單片機；轉(zhuǎn)速信號變換接口電路4對單片 機3輸出的反映轉(zhuǎn)速的脈沖信號進行緩沖變換，連接至汽車組合儀表中 的發(fā)動機轉(zhuǎn)速表，脈沖信號的頻率與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速成正比；水溫信號變 換接口電路5對單片機3輸出的反映水溫的PWM信號轉(zhuǎn)換為0 24V范 圍內(nèi)的電壓信號，送至汽車組合儀表中的電磁式水溫表，調(diào)節(jié)其中一個 線圈的電流而改變水溫表指針位置；油壓信號變換接口電路6對單片機 3輸出的反映機油壓力的PWM信號轉(zhuǎn)換為0~24V范圍內(nèi)的電壓信號， 送至汽車組合儀表中的電磁式油壓表，調(diào)節(jié)其中一個線圈的電流而改變 油壓表指針位置。集成數(shù)字傳感器和原有的汽車組合儀表配套使用，不需要改變原有 的汽車組合儀表電路結(jié)構(gòu)和連接接線方法。實際工作時，汽車組合儀表 利用集成數(shù)字傳感器輸出的三路信號即可對發(fā)動機的三種工作狀態(tài)進 行指示。利用集成數(shù)字傳感器為汽車組合儀表提供信息，具有可靠性高、 維護、安裝方便、且故障率低等顯著優(yōu)點。
權(quán)利要求
1、與汽車組合儀表配套的集成數(shù)字傳感器，其特征是，包括電源電路[1]、通信接口電路[2]、單片機[3]、轉(zhuǎn)速信號變換接口電路[4]、水溫信號變換接口電路[5]及油壓信號變換接口電路[6]，電源電路[1]為各功能部分供電，單片機[3]利用自身的CAN功能端口或者利用CAN控制器專用芯片經(jīng)通信接口電路[2]與發(fā)動機的CAN通信接口連接，單片機[3]經(jīng)轉(zhuǎn)速信號變換接口電路[4]連接汽車組合儀表中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速表，單片機[3]經(jīng)水溫信號變換接口電路[5]連接汽車組合儀表中的電磁式水溫表，單片機[3]經(jīng)油壓信號變換接口電路[6]連接汽車組合儀表中的電磁式油壓表。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的與汽車組合儀表配套的集成數(shù)字傳感器，其特征 是，水溫信號變換接口電路[5]對單片機[3]產(chǎn)生的反映冷卻水溫度的電信號 進行變換以后，向汽車組合儀表中的電磁式水溫表傳輸調(diào)節(jié)線圈電流的電 信號，調(diào)節(jié)水溫表的指針位置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的與汽車組合儀表配套的集成數(shù)字傳感器，其特征 是，油壓信號變換接口電路[6]對單片機[3]產(chǎn)生的反映機油壓力的信號進行 變換以后，向汽車組合儀表中的電磁式油壓表傳輸調(diào)節(jié)線圈電流的電信號， 調(diào)節(jié)油壓表的指針位置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的與汽車組合儀表配套的集成數(shù)字傳感器，其特征 是，轉(zhuǎn)速信號變換接口電路[4]把單片機[3]產(chǎn)生的反映發(fā)動機轉(zhuǎn)速的脈沖信 號變換處理后，傳給汽車組合儀表中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速表電路，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速表的 指針位置。
全文摘要
本發(fā)明屬于汽車電子產(chǎn)品領(lǐng)域，涉及一種與汽車組合儀表配套的集成數(shù)字傳感器，包括電源電路[1]、通信接口電路[2]、單片機[3]、轉(zhuǎn)速信號變換接口電路[4]、水溫信號變換接口電路[5]及油壓信號變換接口電路[6]；單片機與具有CAN通信接口的發(fā)動機通信，從其廣播數(shù)據(jù)信息中獲得汽車發(fā)動機的冷卻水溫度、機油壓力以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速等數(shù)字信息，經(jīng)過信號變換后分別得到水溫表、油壓表以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速表的指針位置調(diào)節(jié)電信號，組合儀表利用這些信號即可以指示三種狀態(tài)參數(shù)。本發(fā)明不需要改變原有汽車組合儀表的電路結(jié)構(gòu)和接線方式，而且具有結(jié)構(gòu)小巧、成本低、測量數(shù)據(jù)精度高、安裝、維護簡便、故障率低等諸多優(yōu)點。
文檔編號G01D21/02GK101149279SQ200710113498
公開日2008年3月26日 申請日期2007年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月5日
發(fā)明者朋 邱, 霍孟友 申請人:山東大學