車輛的減速強度和減速度值的實時顯示系統的製作方法

2023-11-11 11:36:37

專利名稱：車輛的減速強度和減速度值的實時顯示系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於測量和顯示車輛減速強度的裝置。
背景技術：
車輛高速行駛時，若突然鬆開加速踏板，由於車輛受到風阻、滾動摩擦阻力影響， 導致車輛產生減速度。目前市場上的車輛制動燈系統幾乎都是唯一地通過制動開關直接控制。當踩下制動踏板時接通制動燈開關，制動燈點亮；當鬆開制動踏板時，制動燈熄滅。駕駛員的腳從加速踏板離開換位踩到制動踏板所需的時間愈長，制動燈警示時間愈遲。該系統只能在制動時定性地表示車輛的狀態，不能判斷前車是否為緊急制動，還是鬆開加速踏板而致使車輛減速，尤其是對於高速行車或晚間行車，隨後車輛不能明確判斷前車駕駛員是制動或是慣性行車的意圖。

發明內容
本發明的目的是基於減速度傳感器及單片機提供ー種車輛減速度的顯示系統，使得駕駛員鬆開加速踏板時該顯示系統立即採集當前減速度，並點亮減速強度顯示尾燈和安裝在車內儀錶板上的減速度數碼管，以提前警示隨後車輛和告知本車駕駛員減速度狀況。本發明目的由以下方式實現
包括信號採集系統及信號顯示系統，其特徵是
(I)信號採集系統包括MC68HC908GP32控制晶片U3，SCA610系列的差動變壓式減速度傳感器U2，以及電阻式加速踏板調理電路，其中
差動變壓式減速度傳感器U2安裝在車輛內，且平行於車輛前進方向位置，其電壓輸出端與控制晶片U3的端PTB7連接；
電阻式加速踏板調理電路是將電阻式加速踏板的感應電壓通過耦合電路JP4與滑動變阻器R19的滑動端3連接，滑動變阻器R19分壓輸出的電壓作為時基電路U5的輸入端信號，時基電路U4的輸出信號經反相器U6B與控制晶片U3的輸入端PTAO連接。(2)信號顯示系統包括顯示當前的減速度強度的LED尾燈和顯示當前減速度值的七段數碼管，其中
控制器U3的輸出端PTC與LED尾燈連接；
控制器U3的端ロ PTB(rPTB6作為控制晶片U3的輸出端與安裝在車內儀錶板上的七段
數碼管連接。(3)控制晶片U3復位開關為SI，通過手動復位控制系統的減速度強度顯示燈和數碼管減速度值回零，為重新採集和顯示當前減速度傳感器的信號做好準備。所述的車輛的制動開關的直流電壓信號通過耦合電路JP3與電阻分壓網絡 R9^R18的滑動變阻器R20的固定端連接，並以滑動變阻器R20滑動端作為時基電路U4輸入信號，時基電路U4的輸出信號經反相器U6A與控制晶片U3的輸入端PTAl連接。所述的安裝在車內儀錶板上的七段數碼管顯示的減速度值的單位為m/s2 ；LED尾燈為5個LED陣列，5個LED陣列分別依次對應有f 5個並聯的LED尾燈，控制晶片U3的輸出端PTOTPTC4通過電流驅動電路分別與5個LED陣列連接；
數碼管顯示的減速度值和尾燈亮燈的數目如下表所示
減速度值0I23456789>9LED點亮行數0I223344555數碼管顯示值0I23456789A
所述的安裝在車內儀錶板內的減速度顯示數碼管的電源連接控制開關S2。與通常的制動燈相比，本發明具有的突出技術效果是
I、本發明在駕駛員鬆開加速踏板時控制器便會立即採集當前減速度，並點亮減速度強度顯示尾燈，減速度尾燈提前0. f 1.0秒點亮能起到提前警示隨後車輛的作用，尤其在高速行車或夜間行車時有優勢。2、安裝於儀錶板內的減速度值數碼管單位為m/s2 (米/秒2)，能實時顯示本車當前的減速度值，不但便於駕駛員明確車輛的減速度狀況，也便於在維修時對車輛制動系統進行檢測。3、通過試驗證實電路系統對汽車外部幹擾很敏感，易造成數據的誤傳遞。與其它控制晶片比較，MC68HC908GP32的晶振頻率較低(32. 768KHZ)，可以大為降低晶振輻射功率對實時顯示系統的幹擾，提高系統可靠性。並與其它控制晶片外置AD以及並行轉串行晶片實時數據傳遞比較，該控制晶片內置AD，減少了誤差，並提高了電路的實時響應性能。本發明採用SCA610系列的加速度傳感器，該傳感器不僅可以感應加速度的變化量A a,而且能感應勻減速度_a。其它(如SD系列)的傳感器則只能感應加速度的變化量 A a,無法感應汽車的制動減速過程中的勻減速度_a，導致制動強度尾燈會在汽車進行勻減速的過程中熄滅，不能更好的發揮警示作用。4、本發明根據汽車的實際工作條件進行設計和製作，並且在金杯海獅麵包車上完成了實車試驗。以下結合附圖對本發明做進ー步說明。


圖I為本發明分為9個部分的電路原理圖。圖中，Partl為減速度強度顯示尾燈陣列；Part2為減速度值顯示數碼管；Part3為制動開關信號調理電路；Part4為加速踏板信號調理電路；Part5有減速度傳感器U2 ；Part6為控制器U3 ；Part7為程序下載模塊；Part8 為驅動電路；Part9為5V直流電源模塊。圖2為本發明的程序流程圖。圖中，E⑶為控制器U3。以下結合附圖做進ー步說明。以下實施例包括但不限制本發明保護範圍。
具體實施例方式實施例I :
如圖I，包括信號採集系統及信號顯示系統，
(I)信號採集系統包括MC68HC908GP32控制晶片U3，SCA610系列的差動變壓式減速度傳感器U2，以及電阻式加速踏板調理電路Part4，其中
差動變壓式減速度傳感器U2安裝在車輛內、震動較小且平行於車輛前進方向位置，其電壓輸出端與控制晶片U3的端PTB7連接，控制晶片U3通過其內部的AD模塊將輸入的電壓信號轉換成與減速度值對應的數位訊號。
如圖1，電阻式加速踏板信號調理電路Part4，將電阻式加速踏板感應電壓從其傳感器引出，通過耦合電路JP4與滑動變阻器R19的滑動端3連接，滑動變阻器R19分壓輸出的電壓作為NE555P時基電路U5的輸入端TRIG觸發信號，時基電路U4的輸出信號OUT為0 5V數字電壓，接反相器U6B輸入端3，經反相器U6B輸出端4與控制晶片U3的輸入端PTAO 連接。(2)信號顯示系統包括顯示當前的減速度強度的LED尾燈和顯示當前減速度值的七段數碼管，其中
控制晶片U3的輸出端PTC與LED尾燈連接；
控制晶片U3的端ロ PTB(rPTB6作為控制晶片U3的輸出端與安裝在車內儀錶板上的七段數碼管連接。安裝在車內儀錶板內的減速度顯示數碼管的電源連接控制開關S2。控制晶片U3復位開關為SI，通過手動復位控制系統的減速度強度顯示燈和數碼管減速度值回零，為重新採集和顯示當前減速度傳感器的信號做好準備。如圖2，當駕駛員的腳離開加速踏板時，加速踏板鬆開信號進入控制晶片U3，使控制晶片U3開啟，並啟動採集減速度傳感器Part5信號，減速度信號從減速度傳感器Part5 端Vqut輸出，連接控制晶片U3，經計算後，經驅動電路PartS控制減速度強度顯示尾燈Part I 和減速度值顯示數碼管Part2。在駕駛員未踩到制動踏板之前，實時顯示減速度強度，從而警示隨後車輛。實施例2
如圖I中Part3，當駕駛員的腳踩到制動踏板吋，從車輛的制動開關引出的直流電壓信號通過耦合電路JP3與電阻分壓網絡R9118的滑動變阻器R20的固定端I連接，並以滑動變阻器R20滑動端3作為時基電路U4輸入信號，將調節後的電壓通過R20滑動端3送入時基電路U4端TRIG，作為時基電路U4中RS觸發器的輸入信號，將制動開關模擬電壓調節為 0 5V數字電壓，時基電路U4的輸出端3與反相器U6A輸入端I連接，經反相器U6A輸出端2與控制晶片U3的輸入端PTAl連接，以輸入端PTAl信號作為系統的減速度強度顯示燈和數碼管減速度值復位信號，刷新顯示數據，為重新採集和顯示當前減速度傳感器的信號做好準備。本實施例其餘內容與實施例I相同。實施例3
如實施例I，控制晶片U3分別接收電阻式加速踏板調理電路Part4輸出信號、減速度傳感器U2輸出信號；或如實施例2控制晶片U3分別接收電阻式加速踏板調理電路Part4輸出信號、減速度傳感器U2輸出信號，以及制動開關信號調理電路Part3的輸出信號。控制晶片U3通過其內部的AD模塊將輸入的減速度傳感器U2電壓信號轉換成與減速度值對應的數位訊號，由控制器的PTC端控制減速度強度顯示LED尾燈Partl，並且由控制器的PTB端控制減速度強度值數碼管Part2。安裝在車內儀錶板上的七段數碼管顯示的減速度值的單位為m/s2，減速度值如下表所示。例如，數字顯示2，則表示2 m/s2彡當前減速度值彡3 m/s2。LED尾燈為5個LED陣列，LED燈為紅色；5個LED陣列分別依次對應有I飛個並聯的LED尾燈，控制晶片U3的輸出端PTOTPTC4通過電流驅動電路分別與5個LED陣列連接；數碼管顯示的減速度值和尾燈亮燈的數目如下表所示
權利要求
1.車輛的減速強度和減速度值的實時顯示系統，包括信號採集系統及信號顯示系統， 其特徵是(1)信號採集系統包括MC68HC908GP32控制晶片(U3)，SCA610系列的差動變壓式減速度傳感器(U2)，以及電阻式加速踏板調理電路，其中差動變壓式減速度傳感器(U2)安裝在車輛內，且平行於車輛前進方向位置，其電壓輸出端與控制晶片(U3)的端PTB7連接；電阻式加速踏板調理電路是將電阻式加速踏板感應電壓通過耦合電路(JP4 )與滑動變阻器(R19)的滑動端3連接，滑動變阻器(R19)分壓輸出的電壓作為時基電路(U5)的輸入端信號，時基電路(U4)的輸出信號經反相器(U6B)與控制晶片(U3)的輸入端PTAO連接；(2)信號顯示系統包括顯示當前的減速度強度的LED尾燈和顯示當前減速度值的七段數碼管，其中控制器(U3)的輸出端PTC通過驅動電路(Part8)與LED尾燈連接；控制器(U3)的端ロ PTB(rPTB6作為控制晶片(U3)的輸出端與安裝在車內儀錶板上的七段數碼管連接；(3)控制晶片(U3)復位開關為SI，通過手動復位控制系統的減速度強度顯示燈和數碼管減速度值回零，為重新採集和顯示當前減速度傳感器的信號做好準備。
2.根據權利要求I所述的顯示系統，其特徵是車輛的制動開關的直流電壓信號通過耦合電路(JP3)與電阻分壓網絡(R9廣(R18)的滑動變阻器(R20)的固定端連接，並以滑動變阻器(R20)滑動端作為時基電路(U4)輸入信號，時基電路(U4)的輸出信號經反相器(U6A) 與控制晶片(U3)的輸入端PTAl連接，以控制減速度強度的LED尾燈和減速度值七段數碼管復位。
3.根據權利要求I或2所述的顯示系統，其特徵是安裝在車內儀錶板上的七段數碼管顯示的減速度值的單位為m/s2 ；LED尾燈為5個LED陣列，5個LED陣列分別依次對應有f 5 個並聯的LED尾燈，控制晶片(U3)的輸出端PTOTPTC4通過電流驅動電路分別與5個LED 陣列連接；數碼管顯示的減速度值和尾燈亮燈的數目如下表所示
4.根據權利要求I或2所述的顯示系統，其特徵是安裝在車內儀錶板內的減速度顯示數碼管的電源連接控制開關S2。
5.根據權利要求3所述的顯示系統，其特徵是安裝在車內儀錶板內的減速度顯示數碼管的電源連接控制開關S2。
全文摘要
車輛的減速強度和減速度值的實時顯示系統，屬於測量和顯示車輛減速強度的裝置。本發明信號採集系統包括控制晶片，差動變壓式減速度傳感器，以及電阻式加速踏板調理電路；信號顯示系統包括顯示當前的減速度強度的LED尾燈陣列和顯示當前減速度值的數碼管，控制晶片復位開關為S1。進一步是利用車輛的制動開關電壓信號使控制晶片復位。本發明可實時採集當前減速度，點亮尾燈和數碼管，警示隨後車輛和駕駛員了解車輛減速度狀況，在高速行車或夜間行車時有優勢。
文檔編號B60Q1/54GK102602332SQ20121008607
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月28日 優先權日2012年3月28日
發明者唐送, 趙龍慶 申請人:西南林業大學