專利名稱：全集成電路汽車儀表總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種改進(jìn)的汽車儀表總成。特別是應(yīng)用在汽車上能安全、可靠、直觀、準(zhǔn)確地顯示汽車速度、里程、水溫、燃油量、機(jī)油壓力、電瓶電壓等狀態(tài)的電子汽車儀表總成。
目前汽車上應(yīng)用的儀表總成大都是指針式，主要由速度里程表、燃油表、水溫表、機(jī)油壓力表和電流表組成。普通機(jī)械式速度里程表也為指針式，由汽車變速箱到里程表之間是用軟軸連接進(jìn)行傳導(dǎo)運動的。由于軟軸在汽車劇烈振動作用下，受機(jī)械剪切力作用極易損壞，這使得指針式里程表的壽命不長，工作不可靠。且指針擺動較大，讀數(shù)不準(zhǔn)確，不直觀，另外安裝使用也不方便。目前汽車上應(yīng)用的燃油表有電磁式和電熱式兩種。這兩種儀表的主體結(jié)構(gòu)是機(jī)械構(gòu)造，使用在汽車行駛時產(chǎn)生的劇烈機(jī)械振動狀態(tài)下，工作不可靠、壽命短、同時指示狹窄。因此油量指示不直觀、不醒目，在夜間行車尤為突出。另外，這兩種燃油表工作電流大，與燃油表相串聯(lián)的傳感器中的可變電阻工作在發(fā)熱與磨損的狀況下，常常發(fā)生燒毀的現(xiàn)象。就壓力表來說，不論是機(jī)械式還是電作用式，它們都為指針式，由于汽車行駛中的劇烈振動，常常出現(xiàn)指針扭曲，指針軸扭斷或磨損，而電作用式壓力表還常常出現(xiàn)線圈燒壞以至報廢的現(xiàn)象。目前使用的水溫表，電流表也都為機(jī)械結(jié)構(gòu)，同樣具有上述缺點，目前汽車上還未有電瓶電壓表使用過。
本實用新型的目的是提供一種全電子元器件構(gòu)成的儀表總成，特別是應(yīng)用在汽車上，耐振動，長壽命，工作可靠，各個儀表顯示無論在白晝或夜間均清晰、明亮、準(zhǔn)確，在各個危險狀態(tài)時可發(fā)出報警色光和蜂鳴聲音。
本實用新型是以如下方式完成的；與車速變化相對應(yīng)的傳感器把車速變化信號轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖變化信號，經(jīng)脈沖整形，一路經(jīng)定時電路，計數(shù)、譯碼、驅(qū)動電路，驅(qū)動發(fā)光數(shù)碼管以數(shù)字顯示出速度的大小；另一路經(jīng)比較電路驅(qū)動顯示器件發(fā)光，顯示出速度的線性變化。根據(jù)顯示器件的發(fā)光狀態(tài)和個數(shù)，便可以知道車速為多少；再一路經(jīng)過分頻電路，電機(jī)穩(wěn)壓電路、驅(qū)動直流電機(jī)帶動計數(shù)鼓轉(zhuǎn)動，從而記下汽車行駛里程為多少；而與油位變化相對應(yīng)的傳感器將油位變化信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，該電信號傳輸?shù)饺加土勘容^電路，經(jīng)比較放大驅(qū)動顯示器件發(fā)光，根據(jù)顯示器件的發(fā)光狀態(tài)或發(fā)光的個數(shù)，便可知道油箱中油量還有多少；同理，與水溫變化相對應(yīng)的傳感器將水溫變化信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，該電信號傳輸?shù)剿疁乇容^電路，經(jīng)比較，放大驅(qū)動顯示器件發(fā)光，根據(jù)顯示器件的發(fā)光狀態(tài)或發(fā)光的個數(shù)，便可知道水溫有多少；機(jī)油壓力傳感器將機(jī)油壓力變化信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，該電信號?jīng)比較后驅(qū)動顯示器件發(fā)光，根據(jù)顯示器件發(fā)光的狀態(tài)或個數(shù)，便可知道機(jī)油壓力為多大；電瓶電壓輸入取樣來自電瓶，經(jīng)過比較電路驅(qū)動顯示器件發(fā)光，根據(jù)顯示器件發(fā)光的個數(shù)或發(fā)光狀態(tài)，便可知電瓶電壓為多少(轉(zhuǎn)彎燈和大小燈指示也采用發(fā)光二極管)。把這一套裝置安裝在汽車駕駛室內(nèi)，就很方便地使駕駛員知道汽車在行駛過程中里程、速度、燃油貯量、水溫、機(jī)油壓力、電瓶電壓的狀態(tài)。同時，該裝置上還設(shè)有報警作用的蜂鳴器與紅色發(fā)光二極管，使駕駛員能清晰地知道速度超過了規(guī)定時速，燃油下降到危險位置，水溫上升到危險值，機(jī)油壓力下降到危險信號，電瓶電壓下降到危險信號，及時提醒駕駛員采取措施。該裝置可以設(shè)計成與不同型號汽車相配套的儀表總成，因而通用性強、使用方便、采用全電子結(jié)構(gòu)、無機(jī)械運動磨損，因此使用壽命大大增長。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述


圖1是本實用新型的系統(tǒng)方框圖；圖2、3、4、5是本實用新型的電原理圖；圖6是各顯示器件在表盤上的排列圖。
圖1中(1)為速度傳感器，(2)為脈沖整形電路，(3)為定時電路，(4)為計數(shù)電路，(5)為發(fā)光數(shù)碼管，(6)為速度顯示比較電路，(7)為發(fā)光二極管，(8)為分頻電路，(9)為計數(shù)鼓，(10)為水溫傳感器，(11)為水溫比較集成電路，(12)為水溫顯示發(fā)光二極管，(13)為燃油量傳感器，(14)為燃油比較集成電路，(15)為燃油量顯示發(fā)光二極管，(16)為機(jī)油壓力傳感器，(17)為機(jī)油壓力比較電路，(18)為機(jī)油壓力顯示發(fā)光二極管，(19)為電瓶電壓輸入取樣回路，(20)為電瓶電壓比較電路，(21)為電瓶電壓顯示發(fā)光二極管，(22)為報警電路，(23)為系統(tǒng)穩(wěn)壓供電回路，(24)為轉(zhuǎn)彎燈、大小燈顯示電路。
參照
圖1、3可知，電源經(jīng)接口(53)接入儀表電路中，一路經(jīng)三端穩(wěn)壓集成電路(59)穩(wěn)壓后供其他儀表電路作電源使用。另一路送至比較電路(20)，該比較電路由分壓電阻(45)，運算放大器(46)組成。該電壓在分壓電阻(45)上形成梯形電位差，電瓶電壓的改變使得分壓電阻(45)上的梯形電位差也發(fā)生改變，從而使得運算放大器(46)的門坎電位發(fā)生變化，使運算放大器(46)的比較窗口相應(yīng)打開，也就使與之對應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光，從而顯示出電瓶電壓的高低。電路中電阻(47)為限流電阻，改變其阻值可以改變發(fā)光二極管的光亮程度。運算放大器(44)的另一窗口(52)供報警支路用，其他儀表電路的報警信號經(jīng)三極管(53)放大后送至運算放大器(46)的窗口(52)，然后經(jīng)接口(54)送至蜂鳴器發(fā)出報警聲響。
電路中電子元器件三端穩(wěn)壓集成電路(59)選用AN7809，運算放大器(46)選用LM324，三極管(53)選用9015，參照
圖1、2、4可知，速度傳感器(1)將速度變化信號轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖變化信號，送至接口(31)、(32)，經(jīng)電阻(29)及電容(30)等將脈沖信號整形后，輸入555時基振蕩集成電路(28)改變其外圍元件使其選通時間與所要求的一致，再將這一信號送到掃描計數(shù)集成電路(27)，經(jīng)計數(shù)、貯存后送至譯碼電路(26)，經(jīng)驅(qū)動集成電路(25)驅(qū)動發(fā)光數(shù)碼管(5)發(fā)光，顯示出速度的數(shù)量值，例如發(fā)光數(shù)碼管(5)顯示出“50”字樣，表示車速為時速50公里，這樣就能清楚地知道車速的快慢了；另一路信號傳至比較電路(6)，該信號作用于分壓電阻(61)，使分壓電阻(61)形成梯形電位差，由于信號的幅值變化使得運算放大器(62)比較窗口的打開和關(guān)閉隨信號變化而變化，從而控制了發(fā)光二極管(7)的發(fā)光狀態(tài)和發(fā)光的個數(shù)，在表盤上就可以看到發(fā)光二極管發(fā)出光的上下滑動，也就實現(xiàn)了以模擬量表征速度的目的，使顯示更直觀、生動。同時，當(dāng)速度上升到120公里每小時，報警信號通過接口(N)傳入報警電路(22)，發(fā)出紅色報警光和聲響，提醒駕駛員注意。該速度變化脈沖信號還經(jīng)過分頻電路(39)、(40)分頻后送入電機(jī)穩(wěn)速電路(34)，驅(qū)動直流電機(jī)(33)轉(zhuǎn)動，從而帶動計數(shù)鼓(9)轉(zhuǎn)動，記下汽車行駛過程中的累計里程。
電路中電子元器件計數(shù)集成電路(27)選用4024，譯碼集成電路(26)選用4553，驅(qū)動集成電路(25)選用4547，電容(30)選用100uF50V，構(gòu)成比較電路的運算放大器選用3×LM324。
參照
圖1、2可知，水溫傳感器(10)將水溫變化信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柦?jīng)接口(41)傳入比較電路(11)，該信號作用于分壓電阻(42)，在該電阻上形成梯形電位差，隨著該電信號的改變，運算放大器(43)的門坎電位也發(fā)生改變，相應(yīng)的電壓比較窗口不斷的打開或關(guān)閉，從而控制了發(fā)光二極管(12)的發(fā)光狀態(tài)和數(shù)目，根據(jù)發(fā)光二極管(12)的發(fā)光狀態(tài)和個數(shù)，便可知道水溫有多少度；當(dāng)水溫達(dá)到危險值時，發(fā)光二極管(12)會發(fā)出紅色報警光，蜂鳴器會發(fā)出報警聲響；電路中電阻(44)為限流電阻，改變其阻值可以改變發(fā)光二極管(12)的光亮程度，根據(jù)使用要求可以改變發(fā)光二極管(12)的數(shù)目，以提高測量精度。
電路中電子元器件運算放大器(43)選用LM324，發(fā)光二極管(12)選用HLR－3，HLY－3型。
參照
圖1、3可知，油量傳感器(13)將油量變化信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?jīng)接口(51)傳入油量表比較電路(14)，該比較電路由分壓電阻(48)、運算放大器(49)組成；油量傳感器(13)上的電信號作用于分壓電阻(48)上，使其形成梯形電位差，作為運算放大器(49)的門坎電壓，隨著汽油量的改變，傳感器(13)送出的電信號也在不斷變化，這就使得運算放大器(49)的門坎電位發(fā)生變化，相應(yīng)的電壓比較窗口不斷的打開或關(guān)閉，從而控制了發(fā)光二極管(15)的發(fā)光狀態(tài)和數(shù)量，根據(jù)發(fā)光二極管(15)的發(fā)光狀態(tài)和數(shù)量便可知道燃油還有多少；當(dāng)燃油低于危險值時，紅色發(fā)光二極管發(fā)出紅色報警光，蜂鳴器發(fā)出報警聲響，電路中電阻(50)為限流電阻，改變其阻值的大小就可以改變發(fā)光二極管(15)的亮度，根據(jù)使用要求還可以改變發(fā)光二極管(15)的數(shù)量，以提高測量精度。
該電路中電子元器件運算放大器(49)選用2×LM324。
參照
圖1、3可知，壓力傳感器(16)將壓力變化信號轉(zhuǎn)變?yōu)殚_關(guān)信號，當(dāng)壓力低于允許值時，壓力傳感器(16)處于斷開狀態(tài)，壓力處于正常值時，壓力傳感器(16)處于接通狀態(tài)；將這一開關(guān)信號傳送至接口(58)。當(dāng)壓力低于允許值時，三極管(56)導(dǎo)通，發(fā)光二極管(57)發(fā)出紅色報警光，蜂鳴器發(fā)出報警聲響；當(dāng)壓力處于正常值時，三極管(56)截止，發(fā)光二極管(55)發(fā)出綠光，顯示壓力正常。
參照圖2可知，接口(35)接入電流回路，當(dāng)電流值在允許范圍內(nèi)時，三極管(37)處于截止?fàn)顟B(tài)，發(fā)光二極管(36)發(fā)出綠光；當(dāng)電流值超過允許值時，三極管(37)處于放大狀態(tài)，發(fā)光二極管(38)發(fā)出紅色報警光，提醒駕駛員注意。
電路中電子元器件三極管(56)選用9013，三極管(37)選用9012。發(fā)光二極管(55)、(57)、(36)、(38)選用HLR－3、HLY－3型。
參照圖6可知，(64)、(66)為左右轉(zhuǎn)變指示燈。(65)、(67)為大、小燈指示燈，他們分別受轉(zhuǎn)彎燈和大小燈開關(guān)控制，都采用發(fā)光二極管顯示。
參照圖6可知，發(fā)光二極管在表盤上的布置可以是直線形或半圓形發(fā)光二極管的顏色可以是綠色或黃色或紅色，而以紅色為報警色光。
權(quán)利要求1.一種全集成電路汽車儀表總成，其特征在于該儀表總成由系統(tǒng)穩(wěn)壓集成電路，速度、里程顯示電路，水溫顯示電路，燃油貯量顯示電路，機(jī)油壓力顯示電路，電瓶電壓顯示電路，報警電路及轉(zhuǎn)彎燈、大小燈顯示電路組成。
2.按權(quán)利要求1所說的裝置，其特征在于系統(tǒng)穩(wěn)壓電路由三端穩(wěn)壓集成電路(59)及其外圍元件組成。
3.按權(quán)利要求1所說的裝置，其特征在于速度、里程顯示電路由時基振蕩集成電路(28)，掃描計數(shù)集成電路(27)，譯碼、驅(qū)動集成電路(26)，(25)，數(shù)碼管(5)，電機(jī)穩(wěn)壓電路(34)，直流電機(jī)(33)及計數(shù)鼓(9)組成。
4.按權(quán)利要求1所說的裝置，其特征在于水溫顯示電路由比較集成電路(11)及發(fā)光二極管(12)組成。
5.按權(quán)利要求1所說的裝置，其特征在于燃油貯量顯示電路由比較集成電路(14)及發(fā)光二極管(15)組成。
6.按權(quán)利要求1所說的裝置，其特征在于電瓶電壓顯示電路由比較集成電路(20)，發(fā)光二極管(21)組成。
7.按權(quán)利要求1所說的裝置，其特征在于機(jī)油壓力顯示電路由三極管構(gòu)成開關(guān)電路及發(fā)光二極管(55)、(57)組成。
8.按權(quán)利要求1所說的裝置，其特征在于蜂鳴器采用陶瓷蜂鳴器，轉(zhuǎn)彎燈及大、小燈等顯示系統(tǒng)都采用發(fā)光二極管顯示。
9.按權(quán)利要求3所說的裝置，其特征在于速度顯示采用發(fā)光二極管和數(shù)碼管同時顯示，而里程由計數(shù)鼓記錄。
10.按權(quán)利要求3、4、5、9所說的裝置，其特征在于顯示用發(fā)光二極管在表盤上的排列可以是半圓形或直線形，發(fā)光二極管可以是綠色、黃色或紅色，而以紅色為報警色光。
專利摘要本實用新型屬于一種改進(jìn)的汽車儀表總成。它由系統(tǒng)穩(wěn)壓集成電路、速度、里程顯示電路、水溫顯示電路、燃油量顯示電路、機(jī)油壓力顯示電路、電瓶電壓顯示電路、報警電路等組成。將速度、水溫、燃油量、機(jī)油壓力、電瓶電壓等變化信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，送入顯示電路中，從而直觀地顯示出車速的快慢，里程有多少，水溫的高低，燃油還有多少，機(jī)油壓力的高低，電瓶電壓為多少，特別是當(dāng)車速過快，水溫過高，燃油較少，以及機(jī)油壓力和電瓶電壓較低時能自動發(fā)出報警信號。
文檔編號B60K35/00GK2131732SQ91226599
公開日1993年5月5日 申請日期1991年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月10日
發(fā)明者劉賢仁, 劉強 申請人:劉賢仁, 劉強