CN101149279A

CN101149279A - 与汽车组合仪表配套的集成数字传感器

Info

Publication number: CN101149279A
Application number: CNA2007101134982A
Authority: CN
Inventors: 霍孟友; 邱朋
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2007-11-05
Filing date: 2007-11-05
Publication date: 2008-03-26

Abstract

本发明属于汽车电子产品领域，涉及一种与汽车组合仪表配套的集成数字传感器，包括电源电路[1]、通信接口电路[2]、单片机[3]、转速信号变换接口电路[4]、水温信号变换接口电路[5]及油压信号变换接口电路[6]；单片机与具有CAN通信接口的发动机通信，从其广播数据信息中获得汽车发动机的冷却水温度、机油压力以及发动机转速等数字信息，经过信号变换后分别得到水温表、油压表以及发动机转速表的指针位置调节电信号，组合仪表利用这些信号即可以指示三种状态参数。本发明不需要改变原有汽车组合仪表的电路结构和接线方式，而且具有结构小巧、成本低、测量数据精度高、安装、维护简便、故障率低等诸多优点。

Description

与汽车组合仪表配套的集成数字传感器

技术领域

本发明属于汽车电子产品领域，特别是涉及一种利用单片机设计的、与汽车组合仪表中电磁式水温表、电磁式油压表以及发动机转速表配套使用的集成数字传感器。

背景技术

汽车是重要的交通运输工具。车辆运行可靠是保障人民生命安全和国家财产的重要保证。驾驶人员进行安全驾驶是通过观察汽车组合仪表指示的车辆运行状态信息并凭借个人经验完成的，因此，汽车组合仪表及其传感器等附件性能的高低对汽车安全运行有较大影响。

目前绝大多数汽车仍然使用指针式常规汽车组合仪表，并且采用相应的传感器部件获取仪表指示需要的状态信息，如水温表需要配装测量水温的热敏电阻传感器、机油压力表需要配装测量机油压力的压敏电阻传感器、而发动机转速表需要配装测量发动机转速的霍尔脉冲信号传感器。但是，这些传感器本身都存在：安装不便、使用寿命短、故障率较高、测量参数不准确等诸多缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构小巧、成本低、测量数据可靠、安装、维护简便的与汽车组合仪表配套的集成数字传感器。

本发明是通过以下方式实现的：

与汽车组合仪表配套的集成数字传感器，其特征是，包括电源电路、通信接口电路、单片机、转速信号变换接口电路、水温信号变换接口电路及油压信号变换接口电路，电源电路为各功能部分供电，单片机利用自身的CAN功能端口或者利用CAN控制器专用芯片经通信接口电路与发动机的CAN通信接口连接，单片机经转速信号变换接口电路连接汽车组合仪表中的发动机转速表，单片机经水温信号变换接口电路连接汽车组合仪表中的电磁式水温表，单片机经油压信号变换接口电路连接汽车组合仪表中的电磁式油压表。

上述与汽车组合仪表配套的集成数字传感器，其特征是：水温信号变换接口电路对单片机产生的反映冷却水温度的电信号进行变换以后，向汽车组合仪表中的电磁式水温表传输调节线圈电流的电信号，调节水温表的指针位置；油压信号变换接口电路对单片机产生的反映机油压力的信号进行变换以后，向汽车组合仪表中的电磁式油压表传输调节线圈电流的电信号，调节油压表的指针位置；转速信号变换接口电路把单片机产生的反映发动机转速的脉冲信号变换处理后，传给汽车组合仪表中的发动机转速表电路，调节转速表的指针位置。

欧-III标准及以上的发动机均留有CAN标准通信接口，并且周期性地向外广播一些发动机的状态数据信息，本发明利用单片机的CAN功能端口或者借助于CAN控制器专用芯片，与留有CAN标准的通信接口的汽车发动机通信，获取广播信息中冷却水温度、机油压力以及发动机转速三种数据信息，并把它们转换为相应的电信号，通过相应的转换接口电路分别送至汽车组合仪表中的电磁式水温表、电磁式油压表以及发动机转速表，其中反映速度的脉冲信号输入转速表调节其指针位置，而反映水温及反映油压的电压信号分别输入电磁式水温表、电磁式油压表，对电磁式仪表中的线圈电流进行调节，分别实现相应的工作状态的指针指示。

本发明利用单片机把欧-III标准及以上发动机周期性广播的数据信息(冷却水温度、机油压力以及发动机转速等数据信息)，相应地转化为能被现有汽车组合仪表直接利用的电信号进而完成三种工作状态参数指示的集成数字传感器，该集成数字传感器替代了原来汽车组合仪表中水温表必须配装测量水温的热敏电阻传感器、油压表必须配装测量机油压力的压敏电阻传感器、以及转速表必须配装测量发动机转速的霍尔脉冲信号传感器，具有结构小巧、成本低、测量数据可靠、安装、维护简便、故障率低，而且不需要改变原有汽车组合仪表的电路结构和接线方式等诸多优点。

附图说明：

图1为本发明的结构原理示意图。

图中1为电源电路、2为通信接口电路、3为单片机、4为转速信号变换接口电路、5为水温信号变换接口电路，6为油压信号变换接口电路。

具体实施方法

下面结合附图给出本发明一个最佳实施例：

本发明由电源电路1、通信接口电路2、单片机3、转速信号变换接口电路4、水温信号变换接口电路5及油压信号变换接口电路6组成。

电源电路1为各功能部分供电；通信接口电路2采用CAN总线收发器芯片TJA1040与发动机的CAN通信接口连接；单片机3选用了具有CAN通信功能的PIC系列单片机；转速信号变换接口电路4对单片机3输出的反映转速的脉冲信号进行缓冲变换，连接至汽车组合仪表中的发动机转速表，脉冲信号的频率与发动机的转速成正比；水温信号变换接口电路5对单片机3输出的反映水温的PWM信号转换为0～24V范围内的电压信号，送至汽车组合仪表中的电磁式水温表，调节其中一个线圈的电流而改变水温表指针位置；油压信号变换接口电路6对单片机3输出的反映机油压力的PWM信号转换为0～24V范围内的电压信号，送至汽车组合仪表中的电磁式油压表，调节其中一个线圈的电流而改变油压表指针位置。

集成数字传感器和原有的汽车组合仪表配套使用，不需要改变原有的汽车组合仪表电路结构和连接接线方法。实际工作时，汽车组合仪表利用集成数字传感器输出的三路信号即可对发动机的三种工作状态进行指示。利用集成数字传感器为汽车组合仪表提供信息，具有可靠性高、维护、安装方便、且故障率低等显著优点。

Claims

1.与汽车组合仪表配套的集成数字传感器，其特征是，包括电源电路[1]、通信接口电路[2]、单片机[3]、转速信号变换接口电路[4]、水温信号变换接口电路[5]及油压信号变换接口电路[6]，电源电路[1]为各功能部分供电，单片机[3]利用自身的CAN功能端口或者利用CAN控制器专用芯片经通信接口电路[2]与发动机的CAN通信接口连接，单片机[3]经转速信号变换接口电路[4]连接汽车组合仪表中的发动机转速表，单片机[3]经水温信号变换接口电路[5]连接汽车组合仪表中的电磁式水温表，单片机[3]经油压信号变换接口电路[6]连接汽车组合仪表中的电磁式油压表。

2.根据权利要求1所述的与汽车组合仪表配套的集成数字传感器，其特征是，水温信号变换接口电路[5]对单片机[3]产生的反映冷却水温度的电信号进行变换以后，向汽车组合仪表中的电磁式水温表传输调节线圈电流的电信号，调节水温表的指针位置。

3.根据权利要求1所述的与汽车组合仪表配套的集成数字传感器，其特征是，油压信号变换接口电路[6]对单片机[3]产生的反映机油压力的信号进行变换以后，向汽车组合仪表中的电磁式油压表传输调节线圈电流的电信号，调节油压表的指针位置。

4.根据权利要求1所述的与汽车组合仪表配套的集成数字传感器，其特征是，转速信号变换接口电路[4]把单片机[3]产生的反映发动机转速的脉冲信号变换处理后，传给汽车组合仪表中的发动机转速表电路，调节转速表的指针位置。