CN102310885B

CN102310885B - 汽车方向盘旋转位置显示装置

Info

Publication number: CN102310885B
Application number: CN 201110253418
Authority: CN
Inventors: 莫业伟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2031-08-31
Also published as: CN102310885A

Abstract

一种汽车方向盘旋转位置显示装置，具有方向盘转动角度检测装置，用于检测方向盘转动的角度，方向盘转动角度检测装置包括霍尔感应器组件和磁环，在该磁环上设置有多块磁铁，采用霍尔感应器组件固定、磁环转动或者霍尔感应器组件转动、磁环固定的结构构成方向盘转动角度检测装置，霍尔感应器组件位于磁铁的磁性距离内；方向盘转动角度检测装置的信号输出端通过控制电路与显示器的信号输入端连接。其优点是使得驾驶员在行车过程中，通过观看显示屏，即可了解汽车方向盘的旋转位置，从而做到精确操控；零部件少，结构简单，成本低廉，安装容易；另外采用霍尔感应器组件感应方向盘传动轴的运动，运行时无直接接触磨擦件，运行可靠，不易损坏。

Description

汽车方向盘旋转位置显示装置

技术领域

本发明是涉及汽车制造技术领域，尤其是一种用于使驾驶员在驾驶过程中随时查看汽车方向盘旋转位置，从而了解汽车方向轮方向的汽车方向盘旋转位置显示装置。

背景技术

汽车驾驶员在进行窄路、公路调头、泊车、车移位等等驾驶时，都非常想通过了解方向盘旋转的位置，来做到精确的操控，防止发生车辆走偏等意外。所以，多年来，有许多人提出过多种解决汽车方（转）向指（显）示器的技术方案，如在中国专利申请号为200910079917中公开了一种汽车转向指示器，它与现代汽车技术不协调，难以配套安装；而在中国专利申请号为20091007991中所公开的汽车转向轮方向显示装置、和中国专利申请号为200920112564中所公开的汽车转向舵位智能显示装置以及中国专利申请号为200920165289所公开的汽车转向轮方向显示装置则存在机械传动和磨擦件、机件容易损坏的问题，另外在中国专利专利号为201020207047所公开的一种汽车轮胎方向盘拨正显示装置则存在结构复杂的问题。而上述的全部方案都存在结构复杂，不便安装，实现成本过高且容易损坏等缺陷。所以，时至今日，市场上都没有出现这方面的商业化产品，也没有成品新车配套这方面的功能。

发明内容

本发明的目的就是提供一种能够准确显示汽车方向盘旋转位置，而且结构简单、成本低廉、安装简便的汽车方向盘旋转位置显示装置。

本发明的解决方案是这样的：具有方向盘转动角度检测装置，用于检测方向盘转动的角度，所述的方向盘转动角度检测装置包括霍尔感应器组件和磁环，在该磁环上设置有多块磁铁，采用霍尔感应器组件固定、磁环转动或者霍尔感应器组件转动、磁环固定的结构构成方向盘转动角度检测装置，所述的霍尔感应器组件位于所述磁铁的磁场感应强度距离内；所述的方向盘转动角度检测装置的信号输出端通过控制电路与显示器的信号输入端连接。

在上述方案中，所述的控制电路可具有单片机处理电路，用于处理方向盘转动角度检测装置的电平信号，并将处理后的信号送到显示器；所述的磁环可以是套装在方向盘传动轴上，在磁环的外径设置有多块磁铁，所述的霍尔感应器组件可以是固定在磁环的外径外磁铁的磁场感应强度距离内；所述的霍尔感应器组件的霍尔效应开关可以是单极霍尔效应开关，设置在所述磁环上的全部磁铁的感应磁极方向一致朝圈外；所述的霍尔感应器组件的霍尔效应开关可以是双极霍尔效应开关，设置在所述磁环上的各块磁铁的磁极按循环交替的方式排布并朝圈外；所述的霍尔感应组件可以是由至少两个以上的霍尔效应开关构成；在所述的控制电路中可并接有数字温度传感器芯片U2，及温度调整/选择开关K2；在所述的控制电路中可并接有实时时钟芯片U2，及时钟调整开关K2和K3。

本发明的优点是1、使得驾驶员在行车过程中，通过观看显示屏，即可了解汽车方向盘的旋转位置，从而做到精确操控。2、零部件少，结构简单，成本低廉，安装容易。3、采用霍尔感应器组件感应方向盘传动轴的运动，运行时无直接接触磨擦件，因此经济，运行可靠，不易损坏。　　　　　　　　　　　　　

附图说明

图1是本发明安装在汽车上的结构示意图。

图2是本发明实施例一的磁环和霍尔感应器组件的结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是本发明实施例二的磁环和霍尔感应器组件的结构示意图。

图5是图4的俯视图。

图6是本发明的控制电路原理图。

图7是本发明加有时钟显示功能的控制电路原理图。

图8是本发明加有温度显示功能的控制电路原理图。

图9是本发明加有时钟显示和温度显示功能的控制电路原理图。

本发明的实施例包括有霍尔感应器组1、控制电路2、显示器3、汽车方向盘4、磁环5、方向盘传动轴霍尔感应器组6、磁铁7、单极霍尔效应开关8、双极霍尔效应开关9。

在图1所示的结构中，方向盘传动轴6与汽车方向盘4连接，并与其同步转动。磁环5套装在方向盘传动轴6上，当汽车方向盘4转动时，随之同步转动。在磁环5的外径设置有多块磁铁7，这些磁铁7是呈细条状与方向盘传动轴6平行均匀排布在磁环5的外圆周作为霍尔感应器组件1的感应源，霍尔感应器组件1是固定在磁铁7的磁场感应强度距离内，构成方向盘角度检测装置。方向盘角度检测装置的霍尔感应器组件1的信号输出端通过控制电路2与显示器的信号输入端连接。霍尔感应器组件1由四个相同的霍尔效应开关组成，每排两个，共两排，随磁环5的圆周排列，同排两个霍尔效应开关之间的距离和两排霍尔效应开关之间的距离越近越好。霍尔感应器组1与磁环5之间的距离要确保磁环5旋转时霍尔感应器组1里的每一个霍尔效应开关都能受感应并按要求动作。在行车过程中，控制电路2具有单片机处理电路，它接收到方向盘转动角度检测装置的霍尔感应器组1里的霍尔效应开关受感应后传来的电平信号后，根据每一个霍尔效应开关传来电信号的先后顺序和次数，判别并计算出磁环5旋转的方向和距离，从而确定磁环5当前的位置，也就是汽车方向盘旋转的位置，并将处理后的信号传送到显示器3，驱动显示器3按要求显示出来供驾驶员观看。

在图2、图3所示本发明的实施例一中，霍尔感应器组件1里的霍尔效应开关是采用单极霍尔效应开关8，所以，设置在磁环5上的每块磁铁7的感应磁极方向一致朝向所述磁环（5）的圈外，由于是单极，本例中的任一单极霍尔效应开关不能同时受到两块磁铁的感应，所以，磁铁7的排列间隔受到一定的限制。

在图4、图5所示本发明的实施例二中，霍尔感应器组件1里的霍尔效应开关是采用双极霍尔效应开关9，设置在磁环5上的各块磁铁7的磁极按N-S-N-S循环交替朝圈外，相邻的磁铁7之间可以无间隙的间隔排列，较佳的距离为不小于1毫米，排列的原则是所述磁铁7排列间隔依磁铁7的磁场感应强度而定，即任一单极霍尔效应元件不能同时受到两块磁铁的感应。

在图6所示本发明的控制电路原理图中，由U1、X1、C1-C3、R1构成单片机的最小***。HEK1-4代表图1中霍尔感应器组件1里的四个霍尔效应开关，R2-5是霍尔效应开关的上拉电阻。LCD1是字符型显示器，RV1是调节LCD1对比度的可变电阻，RP1是上拉电阻阻排。K1为清零开关。如果霍尔效应开关是常开型的，当霍尔效应开关受感应动作闭合时，会给相应的单片机端口一个低电平信号。反之，如果霍尔效应开关是常闭型的，当霍尔效应开关受感应动作打开时，会给相应的单片机端口一个高电平信号。单片机处理来自4个霍尔效应开关的信号，根据每一个霍尔效应开关传来电信号的先后顺序和次数，判别并计算出图1中磁环5旋转的方向和距离，从而确定磁环5当前的位置，也就是汽车方向盘旋转的位置，并驱动显示器按要求显示出来。如果是用字符型显示器显示，当方向盘为汽车直行正位即不偏左也不偏右时，显示为：∧0.0∧，当方向盘向右旋转如在一圈半的位置时，显示为：R1.5>，当方向盘向左旋转如在半圈的位置时，显示为：L0.5<。如果是用图形型显示器显示，可采用任何直观明了的图形显示。当按下K1时，数据清零，显示器显示方向盘为直行正位。本电路除LCD1、RP1、R2-5和HEK1-4是停车拿出车锁匙时断电外，除非拆除汽车电瓶时，否则U1、X1、C1-C3、R1单片机的最小***部份不断电。

在图7所示的控制电路原理图中，在控制电路中并接有实时时钟电路芯片U2，时钟调整开关K2和K3。使本电路既有汽车方向盘旋转位置显示的功能，又有时钟显示的功能。时钟显示是目前大部份汽车的标准配置，汽车方向盘旋转位置显示与时钟显示共用电路和显示后，既不用另找位置安装汽车方向盘旋转位置显示，又降低了成本。本例U2和U1、X1、C1-C3、R1单片机的最小***部份，除非拆除汽车电瓶时，否则不断电。

在图8所示的控制电路原理图中，在控制电路中并接有数字温度传感器芯片U2及温度调整/选择开关K2使本电路既有汽车方向盘旋转位置显示的功能，又有车内温度显示的功能。因为现有的大部份汽车已有时钟配置而无温度计，如增配的汽车方向盘旋转位置显示再加车内温度显示，可增加受欢迎程度。

在图9所示的控制电路原理图中，在控制电路中同时加上了时实时钟电路芯片U2，数字温度传感器芯片U3，时钟和温度调整开关K2、K3和K4。使本电路既有汽车方向盘旋转位置显示的功能，又有时钟显示和车内温度显示的功能。本例U2和U1、X1、C1-C3、R1单片机的最小***部份，除非拆除汽车电瓶时，否则不断电。

Claims

1.一种汽车方向盘旋转位置显示装置，其控制电路（2）具有单片机处理电路，用于处理方向盘转动角度检测装置的电平信号，并将处理后的信号送到显示器（3），其特征在于具有方向盘转动角度检测装置，用于检测方向盘转动的角度，所述的方向盘转动角度检测装置包括霍尔感应器组件（1）和磁环（5），在该磁环（5）上设置有多块磁铁（7），采用霍尔感应器组件（1）固定、磁环（5）转动或者霍尔感应器组件（1）转动、磁环（5）固定的结构构成方向盘转动角度检测装置，所述的霍尔感应器组件（1）位于所述磁铁（7）的磁场感应强度距离内；所述的磁环（5）套装在方向盘传动轴（6）上，在磁环（5）的外径设置有多块磁铁（7），所述磁铁（7）呈细条状与方向盘传动轴（6）平行均匀排布在磁环（5）的外圆周，所述的霍尔感应器组件（1）是固定在磁环（5）的外径外磁铁（7）的磁场感应强度距离内。

2.根据权利要求1所述的汽车方向盘旋转位置显示装置，其特征在于所述的霍尔感应器组件（1）的霍尔效应开关是单极霍尔效应开关（8），设置在所述磁环（5）上的全部磁铁（7）的感应磁极方向一致朝圈外。

3.根据权利要求1所述的汽车方向盘旋转位置显示装置，其特征在于所述的霍尔感应器组件（1）的霍尔效应开关是双极霍尔效应开关（9），设置在所述磁环（5）上的各块磁铁（7）的磁极按N-S-N-S循环交替的方式排布并朝圈外。

4.根据权利要求1所述的汽车方向盘旋转位置显示装置，其特征在于所述的霍尔感应组件（1）是由至少两个的霍尔效应开关构成。