專利名稱：汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是涉及汽車制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于使駕駛員在駕駛過程中隨時(shí)查看汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置，從而了解汽車方向輪方向的汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示裝置。
背景技術(shù)：
汽車駕駛員在進(jìn)行窄路、公路調(diào)頭、泊車、車移位等等駕駛時(shí)，都非常想通過了解方向盤旋轉(zhuǎn)的位置，來做到精確的操控，防止發(fā)生車輛走偏等意外。所以，多年來，有許多人提出過多種解決汽車方(轉(zhuǎn))向指(顯)示器的技術(shù)方案，如在中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?200910079917中公開了一種汽車轉(zhuǎn)向指示器，它與現(xiàn)代汽車技術(shù)不協(xié)調(diào)，難以配套安裝； 而在中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?0091007991中所公開的汽車轉(zhuǎn)向輪方向顯示裝置、和中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00920112564中所公開的汽車轉(zhuǎn)向舵位智能顯示裝置以及中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?200920165289所公開的汽車轉(zhuǎn)向輪方向顯示裝置則存在機(jī)械傳動(dòng)和磨擦件、機(jī)件容易損壞的問題，另外在中國(guó)專利專利號(hào)為201020207047所公開的一種汽車輪胎方向盤撥正顯示裝置則存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。而上述的全部方案都存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便安裝，實(shí)現(xiàn)成本過高且容易損壞等缺陷。所以，時(shí)至今日，市場(chǎng)上都沒有出現(xiàn)這方面的商業(yè)化產(chǎn)品，也沒有成品新車配套這方面的功能。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種能夠準(zhǔn)確顯示汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、安裝簡(jiǎn)便的汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示裝置。本實(shí)用新型的解決方案是這樣的具有方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，所述的方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置包括霍爾感應(yīng)器組件和磁環(huán)，在該磁環(huán)上設(shè)置有多塊磁鐵，采用霍爾感應(yīng)器組件固定、磁環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)或者霍爾感應(yīng)器組件轉(zhuǎn)動(dòng)、磁環(huán)固定的結(jié)構(gòu)構(gòu)成方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置，所述的霍爾感應(yīng)器組件位于所述磁鐵的磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度距離內(nèi)；所述的方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置的信號(hào)輸出端通過控制電路與顯示器的信號(hào)輸入端連接。在上述方案中，所述的控制電路可具有單片機(jī)處理電路，用于處理方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置的電平信號(hào)，并將處理后的信號(hào)送到顯示器；所述的磁環(huán)可以是套裝在方向盤傳動(dòng)軸上，在磁環(huán)的外徑設(shè)置有多塊磁鐵，所述的霍爾感應(yīng)器組件可以是固定在磁環(huán)的外徑外磁鐵的磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度距離內(nèi)；所述的霍爾感應(yīng)器組件的霍爾效應(yīng)開關(guān)可以是單極霍爾效應(yīng)開關(guān)，設(shè)置在所述磁環(huán)上的全部磁鐵的感應(yīng)磁極方向一致朝圈外；所述的霍爾感應(yīng)器組件的霍爾效應(yīng)開關(guān)可以是雙極霍爾效應(yīng)開關(guān)，設(shè)置在所述磁環(huán)上的各塊磁鐵的磁極按循環(huán)交替的方式排布并朝圈外；所述的霍爾感應(yīng)組件可以是由至少兩個(gè)以上的霍爾效應(yīng)開關(guān)構(gòu)成；在所述的控制電路中可并接有數(shù)字溫度傳感器芯片U2，及溫度調(diào)整/選擇開關(guān)K2 ； 在所述的控制電路中可并接有實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U2，及時(shí)鐘調(diào)整開關(guān)K2和K3。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、使得駕駛員在行車過程中，通過觀看顯示屏，即可了解汽車方向盤的旋轉(zhuǎn)位置，從而做到精確操控。2、零部件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，安裝容易。3、 采用霍爾感應(yīng)器組件感應(yīng)方向盤傳動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行時(shí)無直接接觸磨擦件，因此經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行可靠，不易損壞。

圖1是本實(shí)用新型安裝在汽車上的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的磁環(huán)和霍爾感應(yīng)器組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的俯視圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例二的磁環(huán)和霍爾感應(yīng)器組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4的俯視圖。圖6是本實(shí)用新型的控制電路原理圖。圖7是本實(shí)用新型加有時(shí)鐘顯示功能的控制電路原理圖。圖8是本實(shí)用新型加有溫度顯示功能的控制電路原理圖。圖9是本實(shí)用新型加有時(shí)鐘顯示和溫度顯示功能的控制電路原理圖。本實(shí)用新型的實(shí)施例包括有霍爾感應(yīng)器組1、控制電路2、顯示器3、汽車方向盤4、 磁環(huán)5、方向盤傳動(dòng)軸霍爾感應(yīng)器組6、磁鐵7、單極霍爾效應(yīng)開關(guān)8、雙極霍爾效應(yīng)開關(guān)9。在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，方向盤傳動(dòng)軸6與汽車方向盤4連接，并與其同步轉(zhuǎn)動(dòng)。磁環(huán)5套裝在方向盤傳動(dòng)軸6上，當(dāng)汽車方向盤4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，隨之同步轉(zhuǎn)動(dòng)。在磁環(huán)5的外徑設(shè)置有多塊磁鐵7，這些磁鐵7是呈細(xì)條狀與方向盤傳動(dòng)軸6平行均勻排布在磁環(huán)5的外圓周作為霍爾感應(yīng)器組件1的感應(yīng)源，霍爾感應(yīng)器組件1是固定在磁鐵7的磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度距離內(nèi)，構(gòu)成方向盤角度檢測(cè)裝置。方向盤角度檢測(cè)裝置的霍爾感應(yīng)器組件1的信號(hào)輸出端通過控制電路2與顯示器的信號(hào)輸入端連接。霍爾感應(yīng)器組件1由四個(gè)相同的霍爾效應(yīng)開關(guān)組成，每排兩個(gè)，共兩排，隨磁環(huán)5的圓周排列，同排兩個(gè)霍爾效應(yīng)開關(guān)之間的距離和兩排霍爾效應(yīng)開關(guān)之間的距離越近越好?；魻柛袘?yīng)器組1與磁環(huán)5之間的距離要確保磁環(huán)5旋轉(zhuǎn)時(shí)霍爾感應(yīng)器組1里的每一個(gè)霍爾效應(yīng)開關(guān)都能受感應(yīng)并按要求動(dòng)作。在行車過程中， 控制電路2具有單片機(jī)處理電路，它接收到方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置的霍爾感應(yīng)器組1里的霍爾效應(yīng)開關(guān)受感應(yīng)后傳來的電平信號(hào)后，根據(jù)每一個(gè)霍爾效應(yīng)開關(guān)傳來電信號(hào)的先后順序和次數(shù)，判別并計(jì)算出磁環(huán)5旋轉(zhuǎn)的方向和距離，從而確定磁環(huán)5當(dāng)前的位置，也就是汽車方向盤旋轉(zhuǎn)的位置，并將處理后的信號(hào)傳送到顯示器3，驅(qū)動(dòng)顯示器3按要求顯示出來供駕駛員觀看。在圖2、圖3所示本實(shí)用新型的實(shí)施例一中，霍爾感應(yīng)器組件1里的霍爾效應(yīng)開關(guān)是采用單極霍爾效應(yīng)開關(guān)8，所以，設(shè)置在磁環(huán)5上的每塊磁鐵7的感應(yīng)磁極方向一致朝向所述磁環(huán)(5)的圈外，由于是單極，本例中的任一單極霍爾效應(yīng)開關(guān)不能同時(shí)受到兩塊磁鐵的感應(yīng)，所以，磁鐵7的排列間隔受到一定的限制。在圖4、圖5所示本實(shí)用新型的實(shí)施例二中，霍爾感應(yīng)器組件1里的霍爾效應(yīng)開關(guān)是采用雙極霍爾效應(yīng)開關(guān)9，設(shè)置在磁環(huán)5上的各塊磁鐵7的磁極按N-S-N-S循環(huán)交替朝圈外，相鄰的磁鐵7之間可以無間隙的間隔排列，較佳的距離為不小于1毫米，排列的原則是所述磁鐵7排列間隔依磁鐵7的磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度而定，即任一單極霍爾效應(yīng)元件不能同時(shí)受到兩塊磁鐵的感應(yīng)。[0020]在圖6所示本實(shí)用新型的控制電路原理圖中，由U1、XI、C1-C3、Rl構(gòu)成單片機(jī)的最小系統(tǒng)。HEK1-4代表圖1中霍爾感應(yīng)器組件1里的四個(gè)霍爾效應(yīng)開關(guān)，R2-5是霍爾效應(yīng)開關(guān)的上拉電阻。IXDl是字符型顯示器，RVl是調(diào)節(jié)IXDl對(duì)比度的可變電阻，RPl是上拉電阻阻排。Kl為清零開關(guān)。如果霍爾效應(yīng)開關(guān)是常開型的，當(dāng)霍爾效應(yīng)開關(guān)受感應(yīng)動(dòng)作閉合時(shí)，會(huì)給相應(yīng)的單片機(jī)端口一個(gè)低電平信號(hào)。反之，如果霍爾效應(yīng)開關(guān)是常閉型的，當(dāng)霍爾效應(yīng)開關(guān)受感應(yīng)動(dòng)作打開時(shí)，會(huì)給相應(yīng)的單片機(jī)端口一個(gè)高電平信號(hào)。單片機(jī)處理來自 4個(gè)霍爾效應(yīng)開關(guān)的信號(hào)，根據(jù)每一個(gè)霍爾效應(yīng)開關(guān)傳來電信號(hào)的先后順序和次數(shù)，判別并計(jì)算出圖1中磁環(huán)5旋轉(zhuǎn)的方向和距離，從而確定磁環(huán)5當(dāng)前的位置，也就是汽車方向盤旋轉(zhuǎn)的位置，并驅(qū)動(dòng)顯示器按要求顯示出來。如果是用字符型顯示器顯示，當(dāng)方向盤為汽車直行正位即不偏左也不偏右時(shí)，顯示為Λ 0.0 Λ，當(dāng)方向盤向右旋轉(zhuǎn)如在一圈半的位置時(shí)， 顯示為R1.5>，當(dāng)方向盤向左旋轉(zhuǎn)如在半圈的位置時(shí)，顯示為L(zhǎng)0.5<。如果是用圖形型顯示器顯示，可采用任何直觀明了的圖形顯示。當(dāng)按下Kl時(shí)，數(shù)據(jù)清零，顯示器顯示方向盤為直行正位。本電路除LCD1、RP1、R2_5和HEK1-4是停車拿出車鎖匙時(shí)斷電外，除非拆除汽車電瓶時(shí)，否則Ul、Xl、C1-C3、Rl單片機(jī)的最小系統(tǒng)部份不斷電。在圖7所示的控制電路原理圖中，在控制電路中并接有實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路芯片U2，時(shí)鐘調(diào)整開關(guān)K2和K3。使本電路既有汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示的功能，又有時(shí)鐘顯示的功能。時(shí)鐘顯示是目前大部份汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置，汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示與時(shí)鐘顯示共用電路和顯示后，既不用另找位置安裝汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示，又降低了成本。本例U2和U1、 XI、C1-C3、Rl單片機(jī)的最小系統(tǒng)部份，除非拆除汽車電瓶時(shí)，否則不斷電。在圖8所示的控制電路原理圖中，在控制電路中并接有數(shù)字溫度傳感器芯片U2及溫度調(diào)整/選擇開關(guān)K2使本電路既有汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示的功能，又有車內(nèi)溫度顯示的功能。因?yàn)楝F(xiàn)有的大部份汽車已有時(shí)鐘配置而無溫度計(jì)，如增配的汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示再加車內(nèi)溫度顯示，可增加受歡迎程度。在圖9所示的控制電路原理圖中，在控制電路中同時(shí)加上了時(shí)實(shí)時(shí)鐘電路芯片 U2，數(shù)字溫度傳感器芯片U3，時(shí)鐘和溫度調(diào)整開關(guān)K2、K3和K4。使本電路既有汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示的功能，又有時(shí)鐘顯示和車內(nèi)溫度顯示的功能。本例U2和U1、XI、C1-C3、Rl 單片機(jī)的最小系統(tǒng)部份，除非拆除汽車電瓶時(shí)，否則不斷電。
權(quán)利要求1.一種汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示裝置，其特征在于具有方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，所述的方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置包括霍爾感應(yīng)器組件(1)和磁環(huán)(5)，在該磁環(huán)(5)上設(shè)置有多塊磁鐵(7)，采用霍爾感應(yīng)器組件(1)固定、磁環(huán)(5)轉(zhuǎn)動(dòng)或者霍爾感應(yīng)器組件(1)轉(zhuǎn)動(dòng)、磁環(huán)(5)固定的結(jié)構(gòu)構(gòu)成方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置，所述的霍爾感應(yīng)器組件(1)位于所述磁鐵(7)的磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度距離內(nèi)；所述的方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置的信號(hào)輸出端通過控制電路(2)與顯示器(3)的信號(hào)輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示裝置，其特征在于所述的控制電路 (2)具有單片機(jī)處理電路，用于處理方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置的電平信號(hào)，并將處理后的信號(hào)送到顯示器(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示裝置，其特征在于所述的磁環(huán)(5) 套裝在方向盤傳動(dòng)軸(6)上，在磁環(huán)(5)的外徑設(shè)置有多塊磁鐵(7)，所述的霍爾感應(yīng)器組件(1)是固定在磁環(huán)(5 )的外徑外磁鐵(7 )的磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度距離內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示裝置，其特征在于所述的霍爾感應(yīng)器組件(1)的霍爾效應(yīng)開關(guān)是單極霍爾效應(yīng)開關(guān)(8)，設(shè)置在所述磁環(huán)(5)上的全部磁鐵(7)的感應(yīng)磁極方向一致朝圈外。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示裝置，其特征在于所述的霍爾感應(yīng)器組件(1)的霍爾效應(yīng)開關(guān)是雙極霍爾效應(yīng)開關(guān)(9)，設(shè)置在所述磁環(huán)(5)上的各塊磁鐵(7)的磁極按N-S-N-S循環(huán)交替的方式排布并朝圈外。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示裝置，其特征在于所述的霍爾感應(yīng)組件(1)是由至少兩個(gè)以上的霍爾效應(yīng)開關(guān)構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示裝置，其特征在于在所述的控制電路(2 )中并接有數(shù)字溫度傳感器芯片U2，及溫度調(diào)整/選擇開關(guān)K2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示裝置，其特征在于在所述的控制電路(2)中并接有實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U2，及時(shí)鐘調(diào)整開關(guān)K2和K3。
專利摘要一種汽車方向盤旋轉(zhuǎn)位置顯示裝置，具有方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置包括霍爾感應(yīng)器組件和磁環(huán)，在該磁環(huán)上設(shè)置有多塊磁鐵，采用霍爾感應(yīng)器組件固定、磁環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)或者霍爾感應(yīng)器組件轉(zhuǎn)動(dòng)、磁環(huán)固定的結(jié)構(gòu)構(gòu)成方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置，霍爾感應(yīng)器組件位于磁鐵的磁性距離內(nèi)；方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置的信號(hào)輸出端通過控制電路與顯示器的信號(hào)輸入端連接。其優(yōu)點(diǎn)是使得駕駛員在行車過程中，通過觀看顯示屏，即可了解汽車方向盤的旋轉(zhuǎn)位置，從而做到精確操控；零部件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，安裝容易；另外采用霍爾感應(yīng)器組件感應(yīng)方向盤傳動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行時(shí)無直接接觸磨擦件，運(yùn)行可靠，不易損壞。
文檔編號(hào)B62D15/02GK202193118SQ201120322160
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者莫業(yè)偉 申請(qǐng)人:莫業(yè)偉