CN103123264A

CN103123264A - 一种汽车车速里程表和发动机转速表综合校验装置

Info

Publication number: CN103123264A
Application number: CN2012104994290A
Authority: CN
Inventors: 胡兴刚
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-05-29

Abstract

本发明公开了一种汽车车速里程表和发动机转速表综合校验装置，包括主机电路板、微处理器、集成锁相环、双路运算放大器、双D触发器、十进制计数/分配器、可编程BCD同步1/N计数器；控制电路板包括CPU、输出连接器CZ1、指示灯译码驱动电路；控制电路板通过信号外引插座与机箱内主机电路板连接。主机电路板的集成锁相环、可编程BCD同步1/N计数器共同构成的频率合成器所给出的脉冲信号具有精度高，特别是集成锁相环在频率捕捉期间呈现出较大的阻尼，使指针仪表指针摆动平稳，测试点附近不会产生晃动或过冲；可编程BCD同步1/N计数器可以产生不同频率的脉冲信号，以适应不同车型的车速传动比值。

Description

一种汽车车速里程表和发动机转速表综合校验装置

技术领域

本发明涉及汽车仪表盘车速里程表和发动机转速校验设备，特别是涉及一种汽车车速里程表和发动机转速表综合校验装置。

背景技术

指针式车速里程表和发动机转速表在现代汽车工业领域是两个非常重要的仪表，它们不仅对汽车速度和发动机转速进行实时监测并以指针刻度的形式加以指示，而且导向系统、ABS系统、油耗计算、发动机控制都需要车速和转速信号来作参考。汽车速度对于安全行驶具有特别重要的意义，不同的路况对车速也有不同的要求，我们时常可以看见限速30Km/h、60Km/h等标志，国家道路交通安全法规对此进行了详细规定。因此国家标准中对车速表里程和发动机转速表的指示精度作出了明确规定，每个汽车仪表盘出厂前必须进行精度测试和校验，以保证产品质量符合国家标准以及行业标准。另一方面，汽车在行驶一段时间后都要进行中期保养和维护，在此期间也有必要对车速里程表和发动机转速表进行校验。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种汽车车速里程表和发动机转速表综合校验装置，方便对车速里程表和发动机转速表进行校验，以便及时对仪表盘进行维护保养，使车速表和转速表的校验工作得以常态完成。

本发明通过下述技术方案实现：

一种汽车车速里程表和发动机转速表综合校验装置，包括机箱、测试控制盒；

所述机箱内设置有稳压电源、主机电路板，主机电路板包括输出插座CZ2、CZ3、CZ4、微处理器IC1、集成锁相环IC2、双路运算放大器IC3、双D触发器IC4、十进制计数/分配器IC5、可编程BCD同步1/N计数器IC6~IC9；

所述测试控制盒内设置有控制电路板，控制电路板包括CPU、输出连接器CZ1、第一LED指示灯译码驱动电路IC2、第二LED指示灯译码驱动电路IC3；控制电路板通过信号外引插座与机箱内主机电路板连接。

主机电路板还包括场效应管N3、晶体管N4、电阻R11、电容C5组成功率放大电路，以及脉冲升压变压器TR1、陶瓷大功率电阻R12、高反压二极管D2组成的信号隔离输出电路。

所述机箱还包括前面板、后面板，所述前面板上设置有电源指示灯、电源开关、rpm信号选择开关，所述后面板上设置有电缆插座、车速表插座、转速表插座、直流电源输出接线端，所述车速表插座、转速表插座分别与车速里程表、发动机转速表连接。

所述测试控制盒还包括面板，面板上分布有操作按键S1~S8、操作按键S9~S16、按键指示灯L1~L8、按键指示灯L9~L16、车速传动比选择指轮DIP开关，所述操作按键S1~S8、操作按键S9~S16连接成4×4的矩阵键盘，操作按键S1~S8对应转速表指针位置，操作按键S9~S16对应车速表指针位置。

所述矩阵键盘的行线分别与控制电路板上CPU的I/O端口P1.0~P1.3相连，列线分别与CPU的I/O端口P1.4~P1.7相连，按键指示灯L1~L8接在第一LED指示灯译码驱动电路IC2的输出脚Q1~Q8，按键指示灯L9~L16接在第二LED指示灯译码驱动电路IC3的输出脚Q1~Q8；输出连接器CZ1上的信号端A11~A18与CPU端口P00~P07相连接，输出连接器CZ1上的信号端A19~A22与CPU端口P20~P23相连。

本发明的优点和效果：

（1）主机电路板的集成锁相环IC2、可编程BCD同步1/N计数器IC6~IC9共同构成的频率合成器所给出的脉冲信号具有精度高，特别是集成锁相环IC2在频率捕捉期间呈现出较大的阻尼，这使得具有线圈、游丝、指针结构的仪表指针摆动十分平稳，在测试点附近不会产生晃动或过冲；可编程BCD同步1/N计数器IC6~IC9可以产生不同频率的脉冲信号，以适应不同车型的车速传动比值。

（2）每个测试点都对应操作按键上的一个独立按键，车速/转速测试共用一个控制盒，信号识别分配由CPU自动完成，操作简单明了。

（3）测试控制盒与主机电路板是分开的，仅通过电缆连接，测试控制盒可以放在工人便于操作的地方，这在测试台工作空间比较窄小的情况下，极大地方便了测试人员的操作，提高了工作效率。

（4）为了更加真实地仿真汽车在行进中的实际工况，对汽车发动机汽缸点火过程实现了逼真模拟，在脉冲变压器副边所获得的高压脉冲信号能真实反映汽车点火情况。

（5）测试控制盒与主机电路板及被测仪表的连接皆通过电缆插座、车速表插座、转速表插座实现连接，车速表插座及转速表插座可采用航空插座，因此连接牢固可靠。在测试台存在轻微震动的情况下，信号传输也十分稳定。

附图说明

图1a为本发明指针式车速里程表外观图。

图1b为本发明发动机转速表外观图。

图2为本发明测试控制盒面板按键布置示意图。

图3为机箱后面板布置示意图。

图4为机箱前面板布置示意图。

图5为测试控制盒内的控制电路板电气原理图。

图6为机箱内的主机电路板电气原理图之一。

图7为机箱内的主机电路板电气原理图之二。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

实施例

如图1～7所示，本发明一种汽车车速里程表和发动机转速表综合校验装置，包括机箱、测试控制盒；所述机箱内设置有稳压电源、主机电路板，主机电路板包括输出插座CZ2、CZ3、CZ4、微处理器IC1、集成锁相环IC2、双路运算放大器IC3、双D触发器IC4、十进制计数/分配器IC5、可编程BCD同步1/N计数器IC6~IC9；所述测试控制盒内设置有控制电路板，控制电路板包括CPU、输出连接器CZ1、第一LED指示灯译码驱动电路IC2、第二LED指示灯译码驱动电路IC3；控制电路板通过信号外引插座与机箱内主机电路板连接。

所述主机电路板还包括场效应管N3、晶体管N4、电阻R11、电容C5组成功率放大电路，以及脉冲升压变压器TR1、陶瓷大功率电阻R12、高反压二极管D2组成的信号隔离输出电路。

为便于更好的理解本发明，下面结合图5、图6、图7具体予以说明。

如图5，测试控制盒内设置有控制电路板。图中CPU为IC1（以下简称微处理器），选AT89C51、第一、第二指示灯译码驱动电路IC2、IC3选CD4028。下面结合图5电气原理图说明测试控制盒的工作过程：

上电初始，微处理器在程序控制下使矩阵键盘的行线P1.4~P1.7处于输入状态，而列线P1.0~P1.3输出高电平1111，为扫描按键S1~S16作准备。这时P20~P27输出全0，使按键指示灯L1~L16全黑，P20~P23输出0000、P07~P00输出00000001，使主机电路板中的频率合成器的分频系数等于1。做完这些初始化工作后，便等待测试人员的操作。如果微处理器扫描到一次按键，一方面就去点亮对应的按键指示灯，另一方面微处理器分析该按键指示灯所在区域，判断该是对应车速还是转速，再判断该所对应的车速或转速指针位置，进而确定出按键指示灯对应的车速或转速信号的频率。对于车速表，不同的汽车型号具有不同的车速传动比，因此同样的指针位置具有不同的信号频率。车速传动比的选择是通过指动DIP开关SWD实现的。微处理器通过I/O输出端口P23~P20、P07~P00给出与该频率对应的分频系数，同时由引脚RXD给出车速/转速选择信号RL，并经由连接器CZ1送出。RL信号控制主机电路板上的继电器J1（见图7），实现车速/转速信号的自动识别与分配。测试人员同时观察仪表盘上的车速表或转速表，看指针是否指到了正确位置。如此重复，可以校验车速里程表或转速表上的各点位置，据此检查该表的误差，并判断其是否合格。

如图6所示，主机电路板。微处理器IC1在程序控制下，产生一基准脉冲信号，其频率十分稳定，将这一标准频率信号送给集成电路锁相环IC2的BIN引脚。双路运算放大器IC3（包括IC3：A和IC3：B）构成锁相环路中所必须的环路滤波器。这是一个有源积分型滤波器。由集成电路锁相环IC2输出的正比于两脉冲信号AIN和BIN的相位差信号由集成电路锁相环IC2的PC2引脚输出，经滤波器滤除高频杂波后，由运算放大器IC3：B的7脚可以得到仅与基准脉冲信号和频率合成器输出信号的相位差成正比的直流信号，再送入锁相环压控振荡器的输入端VCIN，使压控振荡器的输出VCOUT的频率跟随改变。这一信号再送给图7中可编程BCD同步1/N计数器IC6~IC9（所构成的÷N频率合成器），完成对VCOUT脉冲信号的÷N分频。频率合成器的输出由可编程BCD同步1/N计数器IC6的“0”引脚输出，经过晶体管N2进行电平变换后，送给图6中集成电路锁相环IC2的AIN端，集成电路锁相环IC2再次比较AIN和BIN的相位差，所得鉴相信号经由PC2端输出，如此周而复始，最终可使频率合成器的输出信号AIN与基准频率信号BIN的频率完全相等，而相位相差一个常值，这便是锁相环的锁定工作状态。如图7，集成电路锁相环IC2中的压控振荡器输出信号VCOUT，一路送给频率合成器，另一路送给十进制计数/分配器IC5（CD4017），再经双D触发器IC4（包括IC4：A和IC4：B）分频后一路信号经点火信号选择开关S22直接与连接器CZ4相连，另一路信号送至场效应管N3进行功率放大，因为双D触发器IC4的负载能力非常有限，因此必须经由场效应管N3隔离放大后，使信号的功率得到提高，再送往大功率晶体管N4，由N4来驱动点火模拟线圈TR1，使TR1的副边产生幅值约400V的高压脉冲信号，经点火信号选择开关S22由连接器CZ4输出。R12是大功率陶瓷电阻，用来限制大功率晶体管N4的集电极电流，D2是高反压二极管，当大功率晶体管N4在关断时，用来吸收点火模拟线圈TR1的初级线圈中产生的感应电动势，从而保护大功率晶体管N4不被击穿。

来自测试控制盒的分频系数A10~A22对应接至可编程BCD同步1/N计数器IC6~IC9的各个置数输入端P0~P3，在锁相环协同工作下，最后得到所需要的信号频率。车速信号由CZ3输出，转速信号由CZ4输出。

图6、7中各元器件选择如下：微处理器IC1选AT89C2051、集成电路锁相环IC2选MC4046、可编程BCD同步1/N计数器IC6~IC9选CD4522、双路运算放大器IC3选LM1458、十进制计数/分配器IC5选CD4017、双D触发器IC4选CD4013、场效应管N3选IFR720、大功率晶体管N4选TIP41C、继电器J1选+12V工作的型号、点火模拟线圈TR1需自己制作，采用EE42型骨架，初级线圈用线径0.5的漆包线绕250匝，副边线圈用线径0.1的漆包线绕3000匝。

如上所述，便可较好地实现本发明。

Claims

1.一种汽车车速里程表和发动机转速表综合校验装置，其特征在于包括机箱、测试控制盒；

2.根据权利要求1所述的汽车车速里程表和发动机转速表综合校验装置，其特征在于主机电路板还包括场效应管N3、晶体管N4、电阻R11、电容C5组成功率放大电路，以及脉冲升压变压器TR1、陶瓷大功率电阻R12、高反压二极管D2组成的信号隔离输出电路。

3.根据权利要求1或2所述的汽车车速里程表和发动机转速表综合校验装置，其特征在于所述机箱还包括前面板、后面板，所述前面板上设置有电源指示灯、电源开关、rpm信号选择开关，所述后面板上设置有电缆插座、车速表插座、转速表插座、直流电源输出接线端，所述车速表插座、转速表插座分别与车速里程表、发动机转速表连接。

4.根据权利要求1所述的汽车车速里程表和发动机转速表综合校验装置，其特征在于所述测试控制盒还包括面板，面板上分布有操作按键S 1~S8、操作按键S9~S16、按键指示灯L1~L8、按键指示灯L9~L16、车速比选择指轮DIP开关，所述操作按键S1~S8、操作按键S9~S16连接成4×4的矩阵键盘，操作按键S1~S8对应转速表指针位置，操作按键S9~S16对应车速表指针位置。

5.根据权利要求4所述的汽车车速里程表和发动机转速表综合校验装置，其特征在于所述矩阵键盘的行线分别与控制电路板上CPU的I/O端口P1.0~P1.3相连，列线分别与CPU的I/O端口P1.4~P1.7相连，按键指示灯L1~L8接在第一LED指示灯译码驱动电路IC2的输出脚Q1~Q8，按键指示灯L9~L16接在第二LED指示灯译码驱动电路IC3的输出脚Q1~Q8；输出连接器CZ1上的信号端A11~A18与CPU端口P00~P07相连接，输出连接器CZ1上的信号端A19~A22与CPU端口P20~P23相连。