CN201094034Y - 电子式汽车组合仪表 - Google Patents

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程义红
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Abstract

本实用新型公开了一种电子式汽车组合仪表，包括与各电路相连接的电源处理电路、液晶显示通过液晶驱动模块与单片机相连接，其特征在于；所述的单片机的输入端分别通过整形电路、A/D转换电路与传感器相连接，其脉冲调制信号(PWM)输出端通过驱动模块分别与车速表、转速表、燃油表、水温表相连接；单片机还与时钟模块、速比可调模块相连接。采用上述结构，和现有技术相比，仪表通过单片机控制，通过脉宽调制(PWM)输出调节十字线圈四个接线柱上的电压有效值，从而在十字线圈内部产生复合磁场，并配合阻尼油的共同作用，控制内部永磁磁钢带动指针平稳的转动，并能精确的定位。

Description

电子式汽车组合仪表
技术领域
本实用新型所要保护的技术方案涉及一种电子式汽车组合仪表。
背景技术
在汽车电子行业，汽车组合仪表的主要功能就是把汽车内部以及汽车行使过程中的各种状态在汽车仪表盘上直观的显示出来，所以说仪表指针指示的精准程度以及在走动过程中平滑与否，是衡量汽车仪表功能好坏的一个重要特性。
目前，市场上中低档汽车配制的组合仪表大部分还是机械式或者是半电子式仪表，这些仪表存在着可调性低，精度不高(指示位置或者累计总里程偏差较大)，使用寿命不长，所以这种机械式或者半电子式的仪表已经不能满足现代汽车以及用户对仪表的要求，现有技术存在如下缺陷：1、现有仪表经常出现的问题就是仪表指针工作时出现的抖动问题。2、LCD累计里程不准。3、现在仪表无法实现一驱四功能，燃油，水温表为模拟式仪表。4、没有时钟功能。5、对同一款表，用于不同车型的时候速比可调性差。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种电子式汽车组合仪表，以达到仪表指示、计量准确，通用性强的目的。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是一种电子式汽车组合仪表，包括与各电路相连接的电源处理电路、液晶显示通过液晶驱动模块与单片机相连接，其特征在于：所述的单片机的输入端分别通过整形电路、A/D转换电路与传感器相连接，其脉冲调制信号(PWM)输出端通过驱动模块分别与车速表、转速表、燃油表、水温表相连接；单片机还与时钟模块、速比可调模块相连接。
所述单片机脉冲调制信号(PWM)输出端，用于根据传感器的输入信号，输出不同占空比的脉冲调制信号(PWM)，控制仪表十字线圈在0～360度内转动。
电子式汽车组合仪表，所述的传感器包括车速传感器、转速传感器、燃油传感器、水温传感器。
电子式汽车组合仪表，所述的车速传感器通过车速传感器电源模块与电源处理电路相连接。
电子式汽车组合仪表，所述仪表十字线圈内设有阻尼油。
电子式汽车组合仪表，所述单片机将仪表状态输出信号传送至车身控制器(ECU)。
电子式汽车组合仪表，所述的单片机型号为HT46R23。
电子式汽车组合仪表，由于采用上述结构，和现有技术相比，具有以下优点：1、仪表通过单片机控制，通过脉宽调制(PWM)输出调节十字线圈四个接线柱上的电压有效值，从而在十字线圈内部产生复合磁场，并配合阻尼油的共同作用，控制内部永磁磁钢带动指针平稳的转动，并能精确的定位。2、一个单片机引脚就能控制一个小表的转动，从而充分合理的利用了单片机内部自带的资源，解决了一个单片机同时驱动车速表、转速表、燃油表、水温表的技术问题。3、加入了时钟芯片，在硬件中把时钟芯片与仪表工作部分的电源分开，这样就能保证在停车时时钟数据的连续性及准确性。4、在仪表的控制中加入了速比可调模块，这样就可以根据主机厂实际情况把数据直接输入到速比可调模块中，不需要对仪表其他硬件或者软件方面进行修改，增加了仪表的通用性能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用型作进一步详细的说明；
图1为本实用新型电子式汽车组合仪表结构示意图；
图2为图1所示时钟模块电路结构示意图；
在图1～图3中，1、电源处理电路；2、车速传感器电源模块；3、车速传感器；4、转速传感器；5、水温传感器；6、燃油传感器；7、整形电路；8、A/D转换电路；9、单片机；10、驱动模块；11、车速表；12、转速表；13、燃油表；14、水温表；15、液晶驱动模块；16、液晶显示；17、时钟模块；18、速比可调模块；19、仪表照明电路；20、调光功能模块；21、报警电路。
具体实施方式
如图1所示，一种电子式汽车组合仪表，包括与各电路相连接的电源处理电路1、液晶显示16通过液晶驱动模块15与单片机9相连接，所述的单片机9的输入端分别通过整形电路7、A/D转换电路8与车速传感器3、转速传感器4、燃油传感器6、水温传感器5相连接，其脉冲调制信号(PWM)输出端通过驱动模块10分别与车速表11、转速表12、燃油表13、水温表14相连接；单片机9还与时钟模块17、速比可调模块18、仪表照明电路19、调光功能模块20、报警电路21相连接。车速传感器3通过车速传感器电源模块2与电源处理电路1相连接。所述的所述单片机9将仪表状态输出信号传送至车身控制器(ECU)。
以L7805CV稳压器输出的5V电压为标准量，通过高精密电阻，对水温，燃油传感器电阻信号进行A/D转换为数字信号在单片机9内部处理后通过单片机9自带的PWM输出引脚输出，并通过反向芯片分出四路占空比信号，控制十字线圈在0～360度内转动，这样只需一个单片机引脚就能控制一个小表的转动，从而充分合理的利用了单片机内部自带的资源，解决了一个单片机由于资源不足无法同时驱动四个仪表(车速、里程、燃油、水温)的技术题。
采用单片机9控制“一驱四”实现四个仪表的统一，单片机9采用A/D采样的方式测量传感器电阻，水温、燃油报警数字化控制，燃油表带断电记忆功能。在仪表的控制中加入了速比可调模块，这样就可以根据主机厂的实际情况把数据直接输入到仪表中，不需要对仪表其他硬件或者软件方面进行修改，增加了仪表的通用性能。
本组合仪表对指针的处理方式按以下步骤进行(以车速表为例)：
1、校表的时候将各校验点的角度值数据通过校表板输入到单片机9内部RAM中R0，R20，R40，R60，R80，R100，R120，R140，R160中。
2、仪表程序会通过输入的速比值计算出车速在20Km/h时对应的车速传感器频率值f20，并将此作为基准频率，即f基准＝f20。
3、根据公式1：n＝f车速/f基准，余数f0
其中f车速为当前车速传感器的车速频率值，n为车速当前频率是基准频率的倍数(用以计算当前频率位于与车速的段区间)，f0为运算结果余数。
公式2：K＝f0/f基准
其中比例系数K为余下的频率f0与基准频率的比值。
公式3：R角度＝R始+K*(R末-R始)
其中R角度为计算出来的当前频率应该对应的角度驱动值
假设当前频率处于60Km/h～80Km/h之间，这样我们通过公式1可以求出n的值为3，对应的可以知道“R始”应该等于R60，而“R末”应该等于R80。
4、本仪表在实际工作过程中，R角度为计算出来的当前频率应该对应的角度值，R实际为当前指针实际指向的值。当R角度＞R实际的时候，程序每循环执行一次，寄存器R实际中的值+1，对应的外部状态就是指针偏移了相应的角度，直到R角度＝R实际，此时指针也指到了需要指向的位置，以此实现指针平滑并精确的定位。
5、在防抖动处理的方面，本仪表方案采用了软件硬件相结合的方式，硬件方面就是在十字线圈内加了高浓度的阻尼油，软件方面采取的措施是当此次频率采样值和上一次频率采样值相比较，如果差值/Δm在[-1+1]之间则认为是采样误差，不对其进行操作，在[-2～-1)与(1～2]之间的话，则要其连续处于这个区间范围30次以上才认为其为有效值。通过这些操作，从而能够很有效的识别干扰，防止指针抖动的同时不影响指针的指示精度。本仪表的控制部分全数字化处理，仪表累计里程误差100Km不超过0.2Km，即误差不超过2‰，精确程度超过国家标准的2％以及同行业的其他仪表。
参见图2，图2为时钟模块电路结构示意图；压电晶体X2的两端分别与时钟芯片(HT1381)的引脚2、3相连，引脚5、6、7、分别接单片机HT46R23的对应的引脚。在硬件中把时钟芯片与仪表工作部分的电源分开，这样就能保证在停车时时钟数据的连续性及准确性。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电子式汽车组合仪表，包括与各电路相连接的电源处理电路(1)、液晶显示(16)通过液晶驱动模块(15)与单片机(9)相连接，其特征在于；所述的单片机(9)的输入端分别通过整形电路(7)、A/D转换电路(8)与传感器相连接，其脉冲调制信号(PWM)输出端通过驱动模块(10)分别与车速表(11)、转速表(12)、燃油表(13)、水温表(14)相连接；单片机(9)还与时钟模块(17)、速比可调模块(18)相连接。
所述单片机(9)脉冲调制信号(PWM)输出端，用于根据传感器的输入信号，输出不同占空比的脉冲调制信号(PWM)，控制仪表十字线圈在0～360度内转动。
2.根据权利要求1所述的电子式汽车组合仪表，其特征在于：所述的传感器包括车速传感器(3)、转速传感器(4)、燃油传感器(6)、水温传感器(5)。
3.根据权利要求2所述的电子式汽车组合仪表，其特征在于：所述的车速传感器(3)通过车速传感器电源模块(2)与电源处理电路(1)相连接。
4.根据权利要求1所述的电子式汽车组合仪表，其特征在于：所述仪表十字线圈内设有阻尼油。
5.根据权利要求1所述的电子式汽车组合仪表，其特征在于：所述的所述单片机(9)将仪表状态输出信号传送至车身控制器(ECU)。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电子式汽车组合仪表，其特征在于：所述的单片机(9)型号为HT46R23。
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