专利名称：一种轿车组合仪表的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车配件技术领域，具体涉及一种轿车的组合仪表功能显示技术，即车速表采用模拟指针式，转速、燃油和水温表采用LED指示显示。
背景技术：
现有汽车组合仪表大多具有车速里程、转速、燃油、水温等信息显示，驾驶员可以通过组合仪表上的显示数据了解汽车的行驶情况和发动机的工作状况，提高行车安全性。目前大多数组合仪表中的每个表头都采用十字线圈或步进电机带动指针的方式来实现，十字线圈易受外部信号干扰，显示精度差，性能不可靠，占用空间，增大表盘面积，进而影响视野，而步进电机成本相对较高，所以难以找到一个性价比较高的实现方式。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种新的组合仪表实现方案，保证低成本高质量。 本发明具体采用以下技术方案 —种轿车组合仪表，所述组合仪表的电路包括电源处理电路、信号处理电路、模数
转换电路、单片机控制系统、车速电机驱动电路、液晶驱动电路、LED驱动电路。 所述组合仪表采用步进电机和LED指示灯相结合的方式来实现各功能的显示，其
中所述车速表采用步进电机带动指针式，所述里程表使用LCD液晶显示，所述转速表和所
述燃油表为LED指示灯式，所述水温表使用双色LED指示灯，所述其它报警指示灯使用LED
指示灯。 所述组合仪表外接蓄电池和点火开关的12V电源，并经所述电源处理电路处理后连接单片机控制系统，输出5V电源供给单片机控制系统； 车速信号、转速信号分别由车速传感器和转速传感器采集，车速传感器和转速传感器连接所述脉冲信号处理电路，通过脉冲信号处理电路转换成单片机控制器能识别的频率信号，再连接单片机控制系统，输入至单片机控制系统； 燃油信号、水温信号分别由燃油传感器和水温传感器采集，燃油传感器和水温传感器连接模数转换电路，燃油信号、水温信号经所述模数转换电路处理后，转换为电压信号后，再连接单片机控制系统，输入至单片机控制系统； 所述单片机控制系统的输出端与车速电机驱动电路相连，驱动步进电机带动指针显示车速； 所述单片机控制系统连接液晶驱动电路，输出处理后的车速信号通过所述液晶驱动电路显示汽车行驶里程； 所述单片机控制系统连接LED驱动电路，通过所述的LED驱动电路来驱动转速表
和燃油表指示灯的工作状态，用于显示转速表、燃油表和水温表的指示。 车速传感器将采集到的车速信号转化为频率信号输入至所述组合仪表内单片机控制系统，经所述单片机控制系统处理后向车速电机驱动电路输出一个控制信号，来驱动步进电机带动指针显示车速。所述单片机控制系统将所述车速信号累计在LCD液晶显示屏中显示总里程和小计里程，单片机控制系统将采集到的油耗脉冲信号处理后在液晶显示屏中显示油耗信息，所述小计里程和油耗信息通过切换按钮进行清零和切换显示。
所述转速表和所述燃油表分别使用7个LED组成，显示转速和燃油的正常状态和报警状态，即当转速高和燃油低时相应的LED指示灯会发出红光报警。其中，所述转速表位于所述车速表的左下方，转速表共有7个椭圆形LED指示灯，其中下面的5个指示灯所在区域的表盘上印制蓝色，最上面的2个指示灯所在区域的表盘上印制红色，所以区域的下面安装有白色发光二极管，所述指示灯区域内的字体为白色透光结构，在所述转速表中，通过指示灯亮起数量的多少来显示不同的转速，当亮起的指示灯数量在5个以内，即所述表盘上印制蓝色的区域内的所述5个或少于5个指示灯亮起时，表示转速处于正常工作状态，当亮起的指示灯数量在6个或以上时，即所述表盘上印制红色的区域内的所述1个或2个指示灯亮起时，表示转速处于报警状态。所述燃油表位于车速表的右下方，与所述转速表呈对称结构，也有7个椭圆形LED指示灯显示燃油量的多少，在所述燃油表最下面的2个椭圆形LED指示灯所在区域印制为红色，上面5个椭圆形LED指示灯所在区域印制蓝色，当只有所述印制为红色区域的LED灯亮起时，表示燃油量少，燃油表处于报警状态，所述指示灯亮起越多，表示燃油量越高。 水温表采用双色LED指示灯，此双色灯是绿色和红色，当发动机冷却液在正常温度范围内时水温指示灯发绿光，当发动机冷却液超出正常范围时此灯会发红光报警。当发动机冷却水温度为正常水温范围时该双色指示灯为绿色，当发动机冷却水温度高于正常水温度范围而低于一设定预警温度值时，指示灯为红色，当发动机冷却水温度高于所述设定预警温度值时，所述红色指示灯闪烁。 在该组合仪表中，里程表使用LCD多功能显示屏，此显示屏为正显设计即背光照明为蓝色，字体为黑色。 本发明的组合仪表中的车速表表盘印制蓝色渐变光晕，转速表和燃油表在正常状态显示区域印制蓝色，报警区域印制红色，(转速表最上面的两个指示灯和燃油表最下面的两个指示灯区域为报警区域)，表盘上刻度和字体为白色，所有背光灯为白色LED。在小灯电源开启后车速表发出柔和的蓝光，字体清晰，带给驾驶员较高的视觉享受。
在本发明中，步进电机式车速表显示精度较高，性能稳定，采用集成电路控制，可靠性较高，而采用LED显示的转速表、燃油表和水温表也是采用集成电路控制，可靠性较高，并且LED价格便宜，寿命较长，两种显示相结合既能显示所需功能，保证性能同时也可降低成本。 本发明的组合仪表的这种显示方式与正常的指针式仪表相比共节约了 3个步进电机， 一个燃油低报警指示灯，因此此表在具有功能齐全，性能稳定的前提下又具有成本最低的特点。
图1为本发明组合仪表结构示意图； 图2为实现本发明组合仪表电气装置原理 图3车速表的车速信号处理电路；
图4车速表中的车速电机驱动电路；
图5转速信号处理电路；
图6转速信号控制处理电路；
图7燃油信号处理电路；
图8水温信号处理电路；
图9水温指示灯驱动电路。 图1是由以下部分组成1车速里程表，2车速表指针，3车速表数字，4车速表刻 度，5燃油表，6燃油表数字，7水温表，8复位按钮，9、总里程，10LCD，11小计里程和平均油 耗，12信号指示灯，13转速表，14转速表数字
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。 图1为本发明组合仪表结构示意图，本发明的组合仪表包括1车速里程表、5燃 油表、7水温表、13转速表和12信号指示灯，如左右转向灯、远光灯、蓄电池充电指示灯、安 全带未系指示灯、驻车制动、机油油压、安全气囊故障指示灯、后雾灯、发动机故障指示灯、 ABS、 EBD、 EPS等组成。其中车速表的表盘在刻度区域印制的蓝色渐变光晕，数字3和刻度 4印制为白色透光，车速表的实现方式为步进电机带动指针式，由于步进电机是由仪表单片 机控制的，单片机输出数字信号来驱动步进电机，控制精度较高。 所述车速里程表1使用LCD液晶显示，LCD信息显示屏可以显示累计里程、小计里 程和平均油耗11，小计里程、油耗信息和清零都是由复位按钮8切换控制的。转速表和燃油 表分别为七个指示灯，在表盘上的正常状态指示区域如图1中的6和14印制蓝色，在报警 区域印制红色，转速表和燃油表的指示灯全部为白色发光二极管。其中转速表的每个指示 灯代表转速超过1000r/mim而小于2000r/mim，例如当发动机的转速为大于3000r/mim且小 于4000r/mim时，转速表的1、2、3个指示灯都会亮起。燃油表的显示方式和转速表相似，信 号灯亮的越多，代表油箱中的燃油也越多。水温表为双色LED指示，正常水温如低于120°C 时指示灯为绿色，高于12(TC低于13(TC时指示灯为红色，高于13(TC时水温表为红色闪烁。
图2为本发明组合仪表电气装置原理图，由图可知组合仪表所用电源为蓄电池电 A6和点火电源A7，其中车速信号A22、转速信号A21、燃油信号A19和水温信号A20进入仪表 后经过仪表内控制单元处理后由车速表、转速表、燃油表和水温表显示，油耗脉冲信号All 进入仪表后由仪表内控制单元处理在LCD中显示，车速信号经过仪表控制单元处理后通过 A23输出，ABS信号A18经过仪表控制单元控制ABS和EBD报警指示灯的点亮和熄灭。充电 指示灯A4、EPSA13、安全气囊A31、制动液位A2、机油压力A5、发动机故障A17和安全带指示 灯A29 —端接点火电令一端通过外部接低电平来控制指示灯点亮。远光指示灯A15通过内 部接蓄电池电源外部接低电平来点亮。左右转向A16、 Al和后雾指示灯A12在仪表内部通 过接地外部接高电平来点亮。仪表内的照明指示灯使用的是小灯的电源A24。
图3为车速信号处理电路，车速信号由车速传感器输入到仪表内控制单元，车速 传感器将车速信号转变为脉冲变化信号，经A22引脚输入给仪表，并通过R29和C20将脉冲 信号整形后输入到单片机，由单片机进行计时、计数处理。由图4可知，车速电机驱动电路经单片机输出后驱动步进电机显示车速。图4中的步进电机信号为VID29-05，此电机的特 点是精度高，寿命长。 图5为转速信号处理电路，转速信号是由发动机转速传感器输出的频率信号，经 过滤波整形后输出给单片机。图6为转速表的显示电路，由图可知转速信号由单片机运 算后经过IC4和IC5数模转换电路，把频率信号转化为电压信号，来控制转速表的发光二 极管的发光状态和数量。根据发光二极管发光的数量就可以知道转速的范围，当转速高于 5500r/min并且小于6500r/min时转速表亮1_6发光二极管，并且第六颗发光二极管发出红 色报警光。 图7位燃油表信号处理电路，燃油信号是燃油传感器把油量变化的号转化为电信 号，通过R48和C29滤波电路处理后输入给单片机，由单片机处理后再经过模数转换电路最 终把燃油信号转换给电压信号来控制燃油表的七个发光二极管的发光状态和数量，燃油表 的发光数量越多代表燃油箱内的燃油也越多。 图8为水温信号处理电路，水温传感器把发动机冷却水的温度转化为电阻信号， 通过A20引脚输入到组合仪表，从图8可知，水温信号通过电路中的R46和C27进行滤波后 输出给单片机。图9为水温指示灯的控制电路，由图可知经单片机处理好的信号经过Q5和 Q6放大后分别控制双色水温LED的发光状态。发光二极管发绿光时代表发动机冷却水正 常，当发光二极管发红光报警时代表发动机冷却水高。
权利要求
一种轿车组合仪表，包括车速表、里程表、转速表、燃油表、水温表以及其它报警指示灯，其特征在于所述组合仪表采用步进电机和LED指示灯相结合的方式来实现各功能的显示，其中所述车速表采用步进电机带动指针式，所述里程表使用LCD液晶显示屏显示，所述转速表和所述燃油表为LED指示灯式，所述水温表使用双色LED指示灯，所述其它报警指示灯使用LED指示灯显示；所述组合仪表的电路包括电源处理电路、脉冲信号处理电路、模数转换电路、单片机控制系统、车速电机驱动电路、液晶驱动电路、LED驱动电路；所述组合仪表外接蓄电池和点火开关的12V电源，并经所述电源处理电路处理后连接单片机控制系统，输出5V电源供给单片机控制系统；车速信号、转速信号分别由车速传感器和转速传感器采集，车速传感器和转速传感器连接所述脉冲信号处理电路，通过脉冲信号处理电路转换成单片机控制器能识别的频率信号，再连接单片机控制系统，输入至单片机控制系统；燃油信号、水温信号分别由燃油传感器和水温传感器采集，燃油传感器和水温传感器连接模数转换电路，燃油信号、水温信号经所述模数转换电路处理后，转换为电压信号后，再连接单片机控制系统，输入至单片机控制系统；所述单片机控制系统的输出端与车速电机驱动电路相连，驱动步进电机带动指针显示车速；所述单片机控制系统连接液晶驱动电路，输出处理后的车速信号通过所述液晶驱动电路显示汽车行驶里程；所述单片机控制系统连接LED驱动电路，通过所述的LED驱动电路来驱动转速表和燃油表指示灯的工作状态，用于显示转速表、燃油表和水温表的指示。
2. 根据要求1所述的轿车组合仪表，其特征在于车速传感器将采集到的车速信号转化为频率信号输入至所述组合仪表内单片机控制 系统，经所述单片机控制电路处理后向车速电机驱动电路输出一个控制信号，驱动步进电 机带动指针显示车速。
3. 根据权利要求2所述的轿车组合仪表，其特征在于所述单片机控制系统将所述车速信号累计并在LCD液晶显示屏中显示总里程和小计 里程，单片机控制系统将采集到的油耗脉冲信号处理后在液晶显示屏中显示平均油耗信 息，所述小计里程和平均油耗信息通过复位按钮操作进清零和行切换显示。
4. 根据权利要求1至3任一项所述的轿车组合仪表，其特征在于 所述车速表位于组合仪表的中央，表盘印制成蓝色带光晕效果，车速表刻度和字体为白色透光结构，背景照明灯为白色发光二极管，车速表指针为红色导光结构。
5. 根据权利要求1至3任一项所述的轿车组合仪表，其特征在于所述LCD液晶显示屏为蓝色背光、白色字体，LCD液晶显示屏中显示小计里程、累计里 程和平均油耗信息。
6. 根据权利要求1至3任一项所述的轿车组合仪表，其特征在于 所述转速表位于所述车速表的左下方，转速表共有7个椭圆形LED指示灯，其中下面的5个指示灯所在区域的表盘上印制蓝色，最上面的2个指示灯所在区域的表盘上印制红色，所以区域的下面安装有白色发光二极管，所述指示灯区域内的字体为白色透光结构，在所 述转速表中，通过指示灯亮起数量的多少来显示不同的转速，当亮起的指示灯数量在5个 以内，即所述表盘上印制蓝色的区域内的所述5个或少于5个指示灯亮起时，表示转速处于 正常工作状态，当亮起的指示灯数量在6个或以上时，即所述表盘上印制红色的区域内的 所述1个或2个指示灯亮起时，表示转速处于报警状态。
7. 根据权利要求6所述的轿车组合仪表，其特征在于所述燃油表位于车速表的右下方，与所述转速表呈对称结构，也有7个椭圆形LED指示 灯显示燃油量的多少，在所述燃油表最下面的2个椭圆形LED指示灯所在区域印制为红色， 上面5个椭圆形LED指示灯所在区域印制蓝色，当只有所述印制为红色区域的LED灯亮起 时，表示燃油量少，燃油表处于报警状态，所述指示灯亮起越多，表示燃油量越高。
8. 根据权利要求1至3任一项所述的轿车组合仪表，其特征在于 所述水温表位于燃油表内，用双色LED指示，此双色分别为绿色和红色分别代表发动机冷却水温度的正常和高，当发动机冷却水温度为正常水温范围时该双色指示灯为绿色， 当发动机冷却水温度高于正常水温度范围而低于一设定预警温度值时，指示灯为红色，当 发动机冷却水温度高于所述设定预警温度值时，所述红色指示灯闪烁。
全文摘要
本发明涉及一种汽车组合仪表，其主要有车速里程表、转速表、燃油表、水温表和一些信号指示灯组成。其中车速表采用单片机控制步进电机带动指针显示。燃油表、转速表及水温表采用LED灯显示，其中燃油表和转速表分别由七颗LED组成，不仅可以显示正常的转速和燃油，而且还具有报警功能。水温表由一颗双色LED显示，正常水温时此LED发绿光，水温高时此LED发红光报警。所有LED指示灯的工作状态都是由单片机控制的，具有显示精确和性能稳定等优点。此表表盘布置新颖，使用步进电机和LED指示灯相结合的显示方式，整体设计比较人性化，在满足仪表性能的同时又降低成本。
文档编号G01D7/04GK101704341SQ20091019146
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月13日 优先权日2009年11月13日
发明者张秀芝, 徐玉霞, 郭文洋 申请人:重庆长安汽车股份有限公司