電動場地車儀表顯示系統的製作方法
2023-08-05 11:59:11
專利名稱：電動場地車儀表顯示系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於純電動場地車車用零部件技術領域，具體涉及一種電動場地車儀 表顯示系統。
背景技術：
現有電動場地車儀表顯示系統，是把採集到的信號，通過驅動電路顯示在儀表中。 現有技術中的顯示系統，僅僅顯示了車速、轉速、指示燈等簡單信號。而一些對行車安全、監 視整車運行狀態、影響駕駛員操控的信號沒有從儀表中顯示出來。本實用新型公開的儀表 顯示系統，擬在解決電池、電機、系統故障的監控顯示，為駕駛的安全性，系統的可靠性提供 更大的保障。
發明內容針對現有技術的不足，提出一種電動場地車儀表顯示系統，本實用新型與傳統場 地車相比新增加了整車上電指示，動力電池電流及電壓顯示，動力電池電量大小顯示，電機 故障顯示、充電指示。本實用新型具體採用以下技術方案一種電動場地車儀表顯示系統，包括顯示控制器模塊、電源模塊、開關量採集模 塊、模擬量採集模塊和顯示儀表，其特徵在於所述電源模塊為所述顯示控制器模塊、模擬量採集模塊提供電源。所述開關量採集模塊的輸入端分別連接整車擋位信號、加速器微動開關信號、制 動信號、點火開關信號，所述開關量採集模塊通過光電耦合器隔離後將所採集的整車擋位 信號、加速器微動開關信號、制動信號以及點火開關信號輸入至所述顯示控制器模塊。所述模擬量採集模塊的輸入端分別連接動力電池電壓信號、電池母線電流信號， 加速器模擬信號輸入，所述模擬量採集模塊的輸出端與所述顯示控制器模塊的輸入端相 連，將所採集的動力電池電壓信號、動力電池母線電流信號、加速器信號上傳至所述顯示控 制器模塊。所述顯示控制器模塊的輸出端與所述顯示儀表相連，用於動力電池電量顯示、動 力電池電壓顯示、動力電池母線電流顯示、整車驅動電機以及所述顯示控制器模塊上低壓 12V以及高壓48V電指示信號顯示。當所述顯示控制器模塊採集的信號不在所述整車驅動 電機標定的範圍內，就通過顯示控制器模塊把整車驅動電機故障信號顯示在上述顯示儀表 中，當動力電池電量低於電量設定閾值或用電功率大於功率設定閾值，導致電量急劇下降 引起饋電現象時，還在顯示儀表中顯示裡程信號。本實用新型顯示系統的原理是通過採集信號，輸入給顯示控制模塊計算，最後輸 出給儀表進行顯示。其輸入信號主要有12V電壓信號，作用是給控制器系統供電；加速踏板信號，屬於模擬輸入，根據駕駛員踩踏板的深淺，得到一個連續變化的電壓信號，電壓信號被採集到控制器，就可以知道駕駛員對加速的需求；開關量輸入有擋位信號以12V電壓高電平有效，12V點火開關信號，電源信號。本實用新型純電動場地車儀表顯示系統硬體結構包括系統電源模塊，開關量採 集模塊，模擬量採集模塊，顯示控制器模塊，顯示儀表輸出部分。系統電源模塊的輸入電源為DC+12V，經過DC/DC轉換晶片將輸入+12V電壓轉化為 系統工作的+5V電壓，以及採樣使用的-5V及+2. 5V電源其分別踏板傳感器、動力電池電流 採集模塊、動力電池電壓採集模塊供電。所述開關量主要包括整車擋位信號採樣、加速器微動開關信號採樣、制動信號採 樣、點火開關採樣等，利用光電耦合器將輸入信號和整車控制器隔開，同時實現電平轉換。所述模擬量採集模塊是指線性採樣主要包括動力電池電壓的線性採樣、電流線性 採樣，加速踏板位置的線性採樣。大壓的採集是通過大電阻分壓的形式，使0V到48V之間 按比例變化為一個小的電壓等級範圍，然後輸送給控制器；電流採集是通過分流器處理之 後，輸送給控制器；加速踏板信號的採集是根據布置在加速踏板位置的位置傳感器，通觀記 錄踏板的位置變化，進而轉化為0V到5V之間的電壓變化，最後輸送給控制器。顯示儀表顯示以下信息包括動力電池電量顯示、動力電池電壓顯示、電池母線電 流顯示、主控制器以及電機上電指示信號、電機故障信號、饋電指示、裡程信號。本儀表顯示系統相比傳統儀表顯示系統增加了電機電流、電壓的顯示，通過該參 數的顯示，可以清楚的知道電機的工作狀態；同時新增加的電機故障顯示，本質是對電機運 行安全的監控，使電機不至於在過高溫，過流、過壓下工作，防止電機及其電機控制器壽命 的減低，減小了安全隱患；新增加的動力電池電量顯示，是根據控制器採集到的電流、電壓 計算之後顯示在儀錶板中，可以時刻的告知駕駛員動力電池的荷電水平，可以安全的保證 用電平衡。可見，本實用新型解決了電池、電機、系統故障的監控顯示問題，為駕駛的安全性， 系統的可靠性提供更大的保障。
圖1本實用新型顯示系統的原理框圖；圖2本實用新型顯示控制器的直流電源等級轉化示意圖；圖3本實用新型顯示系統的開關量輸入採樣示意圖；圖4本實用新型顯示控制器的啟動流程示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行進一步詳細說明。圖1為系統原理框圖中，整車控制器中的電源模塊轉化模塊，把控制器外接的12V 直流電源，通過DCDC轉換電路，以便給連接在控制器上的傳感器，採樣電路供電；開關量的 組成主要由制動信號、擋位信號、12V電源信號、點火信號組成；另一部分就是採樣電路和 儀表顯示模塊組成。模擬量線性採樣主要包括動力電池電壓採樣、動力電池組母線電流採樣，加速器 信號採樣。動力電池電壓為48V/72V，必須將該電壓轉化為0-5V的信號才能輸入給單片機進行AD轉化，所以系統電壓採樣需經過電阻分壓、濾波後輸入給單片機AD 口進行採樣。母 線電流一般比較大，200A左右無法直接進行採集，所以系統先通過分流器將大電流轉為小 電壓信號，然後經過放大濾波給單片機AD 口進行採樣。加速器位置變化導致加速器輸出的 電阻值線性變化，當電阻線性的變大時，採集到的電壓信號也是對應變大的，該阻值分壓信 號間接的反映加速器位置的變化，所以系統單片機通過採集該分壓信號來得到加速信號。儀表輸出主要包括動力電池電量顯示、電壓顯示、電流顯示、上電指示信號、電機 故障信號、饋電指示、裡程信號。其中電機故障顯示是指當電機以及控制器溫度超過標定 的數值之後，為了系統的安全，必須報故障，並顯示出來；當系統檢測到的電流、電壓與標定 的數值做比較，出現差異的時候，也會把故障報出來；當整車控制器與電機控制器之間的通 訊中斷或異常的時候。也會報出故障。對於電池電壓顯示，是直接將電壓值分壓成儀表對 應的量程進行顯示即可，控制器將採樣的電池母線電流信號經過濾波、電平轉化後輸出給 儀表即可，所述裡程顯示是將輪速傳感器的脈衝信號經過濾波整形後輸給儀表。該控制器 單片機通過對採集的電池電壓、電流信號進行處理得到當前動力電池電量值，首先通過PWM 口輸出一定的脈寬的信號，然後將該信號轉換為直流信號，最後輸出給儀表指示當前的S0C 值。圖2為外接12V電源輸入到控制器中為DC+12V，以便使其工作，經過DC/DC轉換芯 片將輸入+12V電壓轉化為系統工作的+5V電壓，以及採樣使用的-5V及+2. 5V電源。這些 電源給信號採樣電路、傳感器提供使用電源。在圖3指示的開關量輸入部分主要包括整車擋位信號採樣、加速器微動開關信號 採樣、制動信號採樣、點火開關採樣等，開關信號採樣原理基本一樣，利用光電耦合器將輸 入信號和整車控制器隔開，同時實現電平轉換，其作用是變換輸入信號的高低電位，使低有 效或高有效。圖4為系統的啟動過程，當鑰匙在啟動位置時，12V電源接通，此時整車控制器上 電正常後，動力電池高壓電也上電完畢，動力電池電流修正計算，如果此時的電量大於啟動 電機所需最小值，且電機無故障報出，則系統即可啟動。所述控制器MCU部分主要包括系統單片機、系統復位、系統單片機晶振。系統復 位使用MC系列晶片，能夠保證系統穩定可靠的工作，使用4M有源晶振，工作穩定抗幹擾能 力強。整車控制器系統採用8位單片機9S08DZ60系列單片機，片上資源如下60K的片上 flash ；2k 的 EEraOM ；4K RAM) ；1 路 CAN 通信；SPI 通信；IIC 通信；10 路 AD ；多達 53 路 I/O 口，有64pin、48pin、32pin三種管腳晶片供選擇。整車ECU檢測到上電信號、通過CAN總線接收到電機故障信息、確定系統電量不足 後，通過單片機相應的I/O 口發出一個電平信號給儀表驅動點亮儀表的LED，指示相應的狀 態。
權利要求電動場地車儀表顯示系統，包括顯示控制器模塊、電源模塊、開關量採集模塊、模擬量採集模塊和顯示儀表，其特徵在於所述電源模塊與顯示控制器模塊和模擬量採集模塊電連接，為顯示控制器模塊、模擬量採集模塊供電；所述開關量採集模塊的輸入端分別連接整車擋位信號、加速器微動開關信號、制動信號、點火開關信號，所述開關量採集模塊通過光電耦合器隔離後將所採集的整車擋位信號、加速器微動開關信號、制動信號以及點火開關信號輸入至所述顯示控制模塊；所述模擬量採集模塊的輸入端分別連接動力電池電壓信號、動力電池母線電流信號，加速器踏板模擬信號，所述模擬量採集模塊的輸出端與所述顯示控制模塊的輸入端相連，將所採集的動力電池電壓信號、動力電池母線電流信號，加速器信號上傳至所述顯示控制模塊；所述顯示控制模塊的輸出端與所述顯示儀表相連，用於動力電池電量顯示、動力電池電壓顯示、動力電池母線電流顯示、整車驅動電機以及所述顯示控制器模塊上低壓12V以及高壓48V電指示信號顯示；當所述顯示控制器模塊採集的信號不在電機標定的範圍內，就通過顯示控制器模塊把電機故障信號顯示在顯示儀表中；當動力電池電量低於電量設定閾值或用電功率大於功率設定閾值，導致電量急劇下降引起饋電現象時，還在顯示儀表中顯示裡程信號。
2.根據權利要求1所述的電動場地車儀表顯示系統，其特徵在於所述模擬量採集模塊包括踏板傳感器、動力電池電流採集模塊、動力電池電壓採集模塊；其中所述動力電池電壓採集模塊採集的動力電池電壓信號通過電阻分壓的方式輸入 至所述顯示控制器模塊；所述動力電池電流採集模塊採集的動力電池母線電流信號通過電流分流器輸入至所 述顯示控制器模塊。
專利摘要本實用新型提出一種電動場地車儀表顯示系統，包括顯示控制器模塊、電源模塊、開關量採集模塊、模擬量採集模塊和顯示儀表；所述開關量採集模塊的輸入端分別連接整車擋位信號、加速器微動開關信號、制動信號、點火開關信號；所述開關量採集模塊通過光電耦合器隔離後將所採集的整車擋位信號、加速器微動開關信號、制動信號以及點火開關信號輸入至所述顯示控制模塊；所述模擬量採集模塊將所採集的動力電池電壓信號、動力電池母線電流信號、加速器信號上傳至所述顯示控制模塊；所述顯示控制模塊用於顯示動力電池電量、動力電池電壓、動力電池母線電流、整車驅動電機以及低壓12V以及高壓48V電指示信號。本實用新型解決了電池、電機、系統故障的監控顯示，為駕駛的安全性，系統的可靠性提供更大的保障。
文檔編號B60K35/00GK201580263SQ20102005536
公開日2010年9月15日 申請日期2010年1月14日 優先權日2010年1月14日
發明者周安健, 張裕強, 徐福祥, 李宗華 申請人:重慶長安汽車股份有限公司