全集成電路汽車儀表總成的製作方法

2023-06-03 20:28:31 1

專利名稱：全集成電路汽車儀表總成的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種改進的汽車儀表總成。特別是應用在汽車上能安全、可靠、直觀、準確地顯示汽車速度、裡程、水溫、燃油量、機油壓力、電瓶電壓等狀態的電子汽車儀表總成。
目前汽車上應用的儀表總成大都是指針式，主要由速度裡程表、燃油表、水溫表、機油壓力表和電流表組成。普通機械式速度裡程表也為指針式，由汽車變速箱到裡程表之間是用軟軸連接進行傳導運動的。由於軟軸在汽車劇烈振動作用下，受機械剪切力作用極易損壞，這使得指針式裡程表的壽命不長，工作不可靠。且指針擺動較大，讀數不準確，不直觀，另外安裝使用也不方便。目前汽車上應用的燃油表有電磁式和電熱式兩種。這兩種儀表的主體結構是機械構造，使用在汽車行駛時產生的劇烈機械振動狀態下，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，與燃油表相串聯的傳感器中的可變電阻工作在發熱與磨損的狀況下，常常發生燒毀的現象。就壓力表來說，不論是機械式還是電作用式，它們都為指針式，由於汽車行駛中的劇烈振動，常常出現指針扭曲，指針軸扭斷或磨損，而電作用式壓力表還常常出現線圈燒壞以至報廢的現象。目前使用的水溫表，電流表也都為機械結構，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成的儀表總成，特別是應用在汽車上，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、準確，在各個危險狀態時可發出報警色光和蜂鳴聲音。
本實用新型是以如下方式完成的；與車速變化相對應的傳感器把車速變化信號轉變為脈衝變化信號，經脈衝整形，一路經定時電路，計數、解碼、驅動電路，驅動發光數碼管以數字顯示出速度的大小；另一路經比較電路驅動顯示器件發光，顯示出速度的線性變化。根據顯示器件的發光狀態和個數，便可以知道車速為多少；再一路經過分頻電路，電機穩壓電路、驅動直流電機帶動計數鼓轉動，從而記下汽車行駛裡程為多少；而與油位變化相對應的傳感器將油位變化信號轉變為電信號，該電信號傳輸到燃油量比較電路，經比較放大驅動顯示器件發光，根據顯示器件的發光狀態或發光的個數，便可知道油箱中油量還有多少；同理，與水溫變化相對應的傳感器將水溫變化信號轉變為電信號，該電信號傳輸到水溫比較電路，經比較，放大驅動顯示器件發光，根據顯示器件的發光狀態或發光的個數，便可知道水溫有多少；機油壓力傳感器將機油壓力變化信號轉變為電信號，該電信號經比較後驅動顯示器件發光，根據顯示器件發光的狀態或個數，便可知道機油壓力為多大；電瓶電壓輸入取樣來自電瓶，經過比較電路驅動顯示器件發光，根據顯示器件發光的個數或發光狀態，便可知電瓶電壓為多少(轉彎燈和大小燈指示也採用發光二極體)。把這一套裝置安裝在汽車駕駛室內，就很方便地使駕駛員知道汽車在行駛過程中裡程、速度、燃油貯量、水溫、機油壓力、電瓶電壓的狀態。同時，該裝置上還設有報警作用的蜂鳴器與紅色發光二極體，使駕駛員能清晰地知道速度超過了規定時速，燃油下降到危險位置，水溫上升到危險值，機油壓力下降到危險信號，電瓶電壓下降到危險信號，及時提醒駕駛員採取措施。該裝置可以設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、採用全電子結構、無機械運動磨損，因此使用壽命大大增長。
以下結合附圖進一步詳細描述


圖1是本實用新型的系統方框圖；圖2、3、4、5是本實用新型的電原理圖；圖6是各顯示器件在錶盤上的排列圖。
圖1中(1)為速度傳感器，(2)為脈衝整形電路，(3)為定時電路，(4)為計數電路，(5)為發光數碼管，(6)為速度顯示比較電路，(7)為發光二極體，(8)為分頻電路，(9)為計數鼓，(10)為水溫傳感器，(11)為水溫比較集成電路，(12)為水溫顯示發光二極體，(13)為燃油量傳感器，(14)為燃油比較集成電路，(15)為燃油量顯示發光二極體，(16)為機油壓力傳感器，(17)為機油壓力比較電路，(18)為機油壓力顯示發光二極體，(19)為電瓶電壓輸入取樣迴路，(20)為電瓶電壓比較電路，(21)為電瓶電壓顯示發光二極體，(22)為報警電路，(23)為系統穩壓供電迴路，(24)為轉彎燈、大小燈顯示電路。
參照
圖1、3可知，電源經接口(53)接入儀表電路中，一路經三端穩壓集成電路(59)穩壓後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生改變，從而使得運算放大器(46)的門坎電位發生變化，使運算放大器(46)的比較窗口相應打開，也就使與之對應的發光二極體發光，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光二極體的光亮程度。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三極體(53)放大後送至運算放大器(46)的窗口(52)，然後經接口(54)送至蜂鳴器發出報警聲響。
電路中電子元器件三端穩壓集成電路(59)選用AN7809，運算放大器(46)選用LM324，三極體(53)選用9015，參照
圖1、2、4可知，速度傳感器(1)將速度變化信號轉變為脈衝變化信號，送至接口(31)、(32)，經電阻(29)及電容(30)等將脈衝信號整形後，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集成電路(27)，經計數、貯存後送至解碼電路(26)，經驅動集成電路(25)驅動發光數碼管(5)發光，顯示出速度的數量值，例如發光數碼管(5)顯示出「50」字樣，表示車速為時速50公裡，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)，該信號作用於分壓電阻(61)，使分壓電阻(61)形成梯形電位差，由於信號的幅值變化使得運算放大器(62)比較窗口的打開和關閉隨信號變化而變化，從而控制了發光二極體(7)的發光狀態和發光的個數，在錶盤上就可以看到發光二極體發出光的上下滑動，也就實現了以模擬量表徵速度的目的，使顯示更直觀、生動。同時，當速度上升到120公裡每小時，報警信號通過接口(N)傳入報警電路(22)，發出紅色報警光和聲響，提醒駕駛員注意。該速度變化脈衝信號還經過分頻電路(39)、(40)分頻後送入電機穩速電路(34)，驅動直流電機(33)轉動，從而帶動計數鼓(9)轉動，記下汽車行駛過程中的累計裡程。
電路中電子元器件計數集成電路(27)選用4024，解碼集成電路(26)選用4553，驅動集成電路(25)選用4547，電容(30)選用100uF50V，構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)將水溫變化信號轉變為電信號經接口(41)傳入比較電路(11)，該信號作用於分壓電阻(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)的門坎電位也發生改變，相應的電壓比較窗口不斷的打開或關閉，從而控制了發光二極體(12)的發光狀態和數目，根據發光二極體(12)的發光狀態和個數，便可知道水溫有多少度；當水溫達到危險值時，發光二極體(12)會發出紅色報警光，蜂鳴器會發出報警聲響；電路中電阻(44)為限流電阻，改變其阻值可以改變發光二極體(12)的光亮程度，根據使用要求可以改變發光二極體(12)的數目，以提高測量精度。
電路中電子元器件運算放大器(43)選用LM324，發光二極體(12)選用HLR－3，HLY－3型。
參照
圖1、3可知，油量傳感器(13)將油量變化信號轉變為電信號，經接口(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)上的電信號作用於分壓電阻(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)的門坎電位發生變化，相應的電壓比較窗口不斷的打開或關閉，從而控制了發光二極體(15)的發光狀態和數量，根據發光二極體(15)的發光狀態和數量便可知道燃油還有多少；當燃油低於危險值時，紅色發光二極體發出紅色報警光，蜂鳴器發出報警聲響，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光二極體(15)的亮度，根據使用要求還可以改變發光二極體(15)的數量，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)將壓力變化信號轉變為開關信號，當壓力低於允許值時，壓力傳感器(16)處於斷開狀態，壓力處於正常值時，壓力傳感器(16)處於接通狀態；將這一開關信號傳送至接口(58)。當壓力低於允許值時，三極體(56)導通，發光二極體(57)發出紅色報警光，蜂鳴器發出報警聲響；當壓力處於正常值時，三極體(56)截止，發光二極體(55)發出綠光，顯示壓力正常。
參照圖2可知，接口(35)接入電流迴路，當電流值在允許範圍內時，三極體(37)處於截止狀態，發光二極體(36)發出綠光；當電流值超過允許值時，三極體(37)處於放大狀態，發光二極體(38)發出紅色報警光，提醒駕駛員注意。
電路中電子元器件三極體(56)選用9013，三極體(37)選用9012。發光二極體(55)、(57)、(36)、(38)選用HLR－3、HLY－3型。
參照圖6可知，(64)、(66)為左右轉變指示燈。(65)、(67)為大、小燈指示燈，他們分別受轉彎燈和大小燈開關控制，都採用發光二極體顯示。
參照圖6可知，發光二極體在錶盤上的布置可以是直線形或半圓形發光二極體的顏色可以是綠色或黃色或紅色，而以紅色為報警色光。
權利要求1.一種全集成電路汽車儀表總成，其特徵在於該儀表總成由系統穩壓集成電路，速度、裡程顯示電路，水溫顯示電路，燃油貯量顯示電路，機油壓力顯示電路，電瓶電壓顯示電路，報警電路及轉彎燈、大小燈顯示電路組成。
2.按權利要求1所說的裝置，其特徵在於系統穩壓電路由三端穩壓集成電路(59)及其外圍元件組成。
3.按權利要求1所說的裝置，其特徵在於速度、裡程顯示電路由時基振蕩集成電路(28)，掃描計數集成電路(27)，解碼、驅動集成電路(26)，(25)，數碼管(5)，電機穩壓電路(34)，直流電機(33)及計數鼓(9)組成。
4.按權利要求1所說的裝置，其特徵在於水溫顯示電路由比較集成電路(11)及發光二極體(12)組成。
5.按權利要求1所說的裝置，其特徵在於燃油貯量顯示電路由比較集成電路(14)及發光二極體(15)組成。
6.按權利要求1所說的裝置，其特徵在於電瓶電壓顯示電路由比較集成電路(20)，發光二極體(21)組成。
7.按權利要求1所說的裝置，其特徵在於機油壓力顯示電路由三極體構成開關電路及發光二極體(55)、(57)組成。
8.按權利要求1所說的裝置，其特徵在於蜂鳴器採用陶瓷蜂鳴器，轉彎燈及大、小燈等顯示系統都採用發光二極體顯示。
9.按權利要求3所說的裝置，其特徵在於速度顯示採用發光二極體和數碼管同時顯示，而裡程由計數鼓記錄。
10.按權利要求3、4、5、9所說的裝置，其特徵在於顯示用發光二極體在錶盤上的排列可以是半圓形或直線形，發光二極體可以是綠色、黃色或紅色，而以紅色為報警色光。
專利摘要本實用新型屬於一種改進的汽車儀表總成。它由系統穩壓集成電路、速度、裡程顯示電路、水溫顯示電路、燃油量顯示電路、機油壓力顯示電路、電瓶電壓顯示電路、報警電路等組成。將速度、水溫、燃油量、機油壓力、電瓶電壓等變化信號轉變為電信號，送入顯示電路中，從而直觀地顯示出車速的快慢，裡程有多少，水溫的高低，燃油還有多少，機油壓力的高低，電瓶電壓為多少，特別是當車速過快，水溫過高，燃油較少，以及機油壓力和電瓶電壓較低時能自動發出報警信號。
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 優先權日1991年9月10日
發明者劉賢仁, 劉強 申請人:劉賢仁, 劉強