CN111867193A - 一种仪表报警指示灯亮度自适应装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种仪表报警指示灯亮度自适应装置，包括信号采集模块、控制器、电源模块、显示控制电路，其中，所述信号采集模块用于采集装置的各类实时信号；所述控制器用于根据采集的所述实时信号发出控制信号；所述显示控制电路用于根据所述控制信号分别控制液晶屏以及各类报警灯的通断和亮度；所述电源模块为整个装置提供工作电源。本发明打破了组合仪表表盘背光或TFT液晶屏背光的亮度可以调暗、但TFT液晶屏外面的报警指示灯亮度无法调节的局限性，满足了司机在黑暗环境下开车时仪表各区域亮度均匀一致、柔和美观的诉求，缓减了司机驾驶时的不适、疲劳，其具有通用性、经济性、可靠性。

Description

一种仪表报警指示灯亮度自适应装置

技术领域

本发明涉及汽车电子控制技术领域，具体涉及一种仪表报警指示灯亮度自适应装置。

背景技术

仪表作为车辆状态、行车信息的重要载体，为司机实时提供车辆历史故障、当前运行状态、车辆行车信息的显示、提示、警示功能。随着汽车相关法规的不断完善和汽车安全性的更高要求，仪表的报警灯数量、种类明显增加。现阶段的绝大多数车型仪表采用小尺寸TFT液晶屏和机械指针、小尺寸 TFT液晶屏和彩色胶片、小尺寸TFT液晶屏和段码屏组合而成的方案，即除了液晶屏之外还有另外的警示灯、指示灯用于对仪表信息进行指示。

现有技术的组合仪表在显示界面布局、指示灯排布上力求精简、感观有所提高，方便司机识别车辆故障信息。其中，有一部分组合仪表可以支持司机手动调节仪表表盘背光或TFT液晶屏背光的亮度，但是，对于TFT液晶屏外面的报警灯、指示灯亮度无法调节。所以，在黑暗环境下开车时，仪表表盘背光或TFT液晶屏背光的亮度可以调暗，但是TFT液晶屏外面的报警灯、指示灯亮度无法调节，从而形成鲜明的对比，TFT液晶屏以面的报警灯、指示灯看上去突兀、刺眼，容易引起司机不适、疲劳，驾驶体验不好，甚至影响部分司机的行车安全。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种仪表报警指示灯亮度自适应装置，用于解决组合仪表中液晶屏外警示灯亮度无法调节的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种仪表报警指示灯亮度自适应装置，包括信号采集模块、控制器、电源模块、显示控制电路，其中，

所述信号采集模块用于采集装置的各类实时信号；

所述控制器用于根据采集的所述实时信号发出控制信号；

所述显示控制电路用于根据所述控制信号分别控制液晶屏以及各类报警灯的通断和亮度；

所述电源模块为整个装置提供工作电源。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述显示控制电路包括液晶屏背光控制电路以及报警灯控制电路，

所述液晶屏背光控制电路与所述控制器通信连接，用于根据所述控制信号控制液晶屏整体的电源通断以及亮度；

所述报警灯控制电路与所述控制器通信连接，用于根据所述控制信号控制各路报警指示灯的电源通断以及亮度。

进一步，所述报警灯控制电路包括多路报警指示灯、报警灯驱动芯片、第一功率开关管，所述报警灯驱动芯片内包括多个通道；多路所述报警指示灯的阳极分别连接所述电源模块，多路所述报警指示灯的阴极与所述报警灯驱动芯片的多个通道一一对应连接；所述报警灯驱动芯片的电源输入端连接所述电源模块；所述报警灯驱动芯片的多个控制端分别连接所述控制器，用于接收所述控制器的控制信号，对所述报警灯驱动芯片的多个通道的通断分别进行控制；所述报警灯驱动芯片的功能接地端连接所述第一功率开关管的电流输入端，所述第一功率开关管的电流输出端接地，所述第一功率开关管的控制端连接所述控制器，用于接收所述控制器输出的PWM2控制信号，以对所述报警指示灯的亮度进行调节。

进一步，所述通道包括多个第二功率开关管，多个所述第二功率开关管的电流输入端与所述报警指示灯的阴极一一对应连接，多个所述第二功率开关管的电流输出端与所述报警灯驱动芯片的功能接地端连接，多个所述第二功率开关管的控制端与所述报警灯驱动芯片的多个控制端一一对应连接。

进一步，所述报警灯驱动芯片为多通道移位寄存器。

进一步，所述报警灯控制电路还包括两个第三功率开关管、两个第一防反二极管，两个所述第三功率开关管的控制端分别与所述控制器的两个控制信号输出口一一对应连接，两个所述第三功率开关管的电流输入端分别连接两档电压输入，两个所述第三功率开关管的电流输出端与两个所述第一防反二极管的阳极一一对应连接，两个所述第一防反二极管的阴极均与所述报警指示灯的阳极连接。

进一步，所述液晶屏背光控制电路包括LC滤波电路、升压电路、液晶屏、电流控制电路，所述LC滤波电路的输入端连接所述电源模块，所述LC 滤波电路的输出端连接所述升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接所述液晶屏的输入端，所述液晶屏的输出端连接所述电流控制电路；所述升压电路的控制端连接所述控制器，用于接收所述控制器输出的控制信号；所述电流控制电路的控制端连接所述控制器，用于接收所述控制器输出的PWM1 控制信号，以对所述液晶屏的亮度进行调节。

进一步，所述升压电路包括电感、背光驱动芯片、第二防反二极管、电容，所述背光驱动芯片内集成有第四功率开关管，所述电感的一端与所述第四功率开关管的电流输入端并联作为所述升压电路的输入端，所述电感的另一端与所述第四功率开关管的电流输出端并联在所述第二防反二极管的阳极，所述第二防反二极管的阴极连接所述电容一端，所述电容另一端接地，所述第二防反二极管的阴极与所述电容的节点作为所述升压电路的输出端；所述第四功率开关管的控制端连接所述控制器，用于接收所述控制器输出的控制信号。

进一步，所述电流控制电路包括下拉电阻、限流电阻，所述下拉电阻与所述限流电阻的一端共同连接所述液晶屏的电流输出端，所述下拉电阻另一端接地；所述背光驱动芯片还设有电压反馈端，所述电压反馈端用于输出阈值电压，所述限流电阻的另一端连接所述背光驱动芯片的电压反馈端；所述限流电阻以及所述电压反馈端的公共节点还连接控制器，用于接收所述控制器输出的PWM1控制信号。

进一步，所述电压反馈端与所述控制器之间还设置有模拟调光电路，用于通过所述控制器输出的PWM1控制信号调节所述液晶屏的电流值。

本发明的有益效果是：本发明针对组合仪表TFT液晶屏外面的报警灯、指示灯亮度无法调节的问题，提出了一种组合仪表报警指示灯亮度自适应的全新装置与方法，打破了组合仪表表盘背光或TFT液晶屏背光的亮度可以调暗、但TFT液晶屏外面的报警指示灯亮度无法调节的局限性，满足了司机在黑暗环境下开车时仪表各区域亮度均匀一致、柔和美观的诉求，缓减了司机驾驶时的不适、疲劳，其具有通用性、经济性、可靠性。

附图说明

图1为本发明仪表布局图；

图2为本发明报警指示灯逻辑控制关系图；

图3为本发明报警指示灯无级调光电路图；

图4为本发明两档调光电路图；

图5为本发明报警指示灯亮度自适应系统组成框图；

图6为本发明液晶屏背光控制电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

为了更加详尽地解释本发明，本实施例采用一款7吋TFT屏+大段码屏组合仪表作为实施案例进行描述。

本实施例提出的7吋TFT屏+大段码屏组合仪表，除了7吋TFT屏里面的报警指示灯，由液晶屏驱动电路点亮、显示，大段码屏中还布置了很多不同种类的报警灯、指示灯，它们由大段码屏后面的LED点亮，其控制策略各不相同。

如图1所示，区域A表示TFT液晶屏，区域B表示除了TFT液晶屏以外的带有机械指针的表盘、或者彩色胶片、或者段码屏。区域A包含报警指示灯1和报警指示灯2，区域B包含报警指示灯3、4、5、6(这里只是列举了部分报警灯，实际仪表报警指示灯数量远大于此)。如图6所示，区域A由专门的驱动电路驱动，该驱动电路有两个特点：一是可以输出恒定的电流，点亮区域A；二是其输出的电流可以通过仪表单片机的PWM端口的占空比调节，而驱动电流和TFT液晶屏背光整体亮度是正相关的，即区域A对应的亮度是可以通过单片机输出PWM波形调节的。在区域A背光点亮的前提下，此时如果仪表提供相应的信号驱动，区域A就会出现报警指示灯1、报警指示灯2的图标显示。而且，报警指示灯1、报警指示灯2的亮度是随着区域A 亮度变化而变化的。

区域B无论是带有机械指针的表盘、彩色胶片、段码屏三种方案中的哪一种方案，其背光都是通过几串几并的LED矩阵点亮实现，理论上也可以通过与区域A相同的方式驱动。但是，对于LED矩阵简单的、LED数量较少的背光电路，也可以用功率三极管或MOS管实现点亮，并通过单片机PWM端口的占空比实现亮度调节。

所述区域A、区域B的背光本质上都是由同一性质的LED矩阵构成，控制逻辑简单、固定，可以一起点亮、熄灭、调亮、调暗。但是，对于区域B 中的报警灯3、4、5、6的图标，分别通过4颗不同颜色的LED点亮，其工作状态除了常规的亮、灭，可能还需要以一定频率进行闪烁报警。而且，所述报警灯LED的控制逻辑较为复杂，往往需要关联整车的其他零部件，如各种组合开关、各种控制器、各种传感器、发动机、变速箱等，所以也需要采集其他零部件的状态信号，以对报警指示灯进行亮、灭以及亮度控制。

主实施例：

本实施例的一种仪表报警指示灯亮度自适应装置，包括信号采集模块、控制器、电源模块、显示控制电路，其中，

所述信号采集模块用于采集装置的各类实时信号；

所述控制器用于根据采集的所述实时信号发出控制信号；本实施例中控制器采用单片机；

所述显示控制电路用于根据所述控制信号分别控制液晶屏以及各类报警灯的通断和亮度；

所述电源模块为整个装置提供工作电源。

进一步，所述显示控制电路包括液晶屏背光控制电路以及报警灯控制电路，

所述液晶屏背光控制电路与所述控制器通信连接，用于根据所述控制信号控制液晶屏整体的电源通断以及亮度；

所述报警灯控制电路与所述控制器通信连接，用于根据所述控制信号控制各路报警指示灯的电源通断以及亮度。

本实施例具体控制关系如图2所示：与仪表有关的其他零部件，如各种组合开关、各种控制器、各种传感器、发动机、变速箱等，各模块需要仪表显示的信号，首先通过硬线线束接入仪表，仪表采用对应的信号采集电路进行转换，所述信号主要是电阻信号、电平信号、频率信号等。或者，通过CAN 总线直接与仪表CAN收发器连接。仪表单片机对采集的信号进行处理后，通过一定的控制逻辑、策略来驱动液晶屏以及相应的报警指示灯点亮、熄灭、闪烁或亮度调节。

实施例一：

由于仪表上报警指示灯数量、种类繁多，控制逻辑各不相同，对于TFT 液晶屏外面的报警指示灯，每一路报警指示灯LED都有对应的控制逻辑及对应的MCU端口。此时，如果每个报警灯LED都增加驱动芯片或电子开关、通过MCU的PWM端口进行亮度调节，不仅成本陡增、PCB设计繁杂、可靠性降低，而且仪表MCU端口，尤其是PWM端口、定时器资源无法满足。

针对大段码屏中报警指示灯供电电压不一样，且要求所有报警指示灯亮度随着仪表7吋TFT屏、大段码屏背光亮度同步、无级调节的需求，在上述主实施例的基础上，本实施例提出如图3的报警灯LED无级调光电路。

本实施例中，如图3所示，所述报警灯控制电路包括多路报警指示灯 LED3～LED6(其对应图1中的报警指示灯3～6)、报警灯驱动芯片U2、第一功率开关管Q1，所述报警灯驱动芯片U2内包括多个通道，多个通道与多路报警指示灯LED3～LED6一一对应，分别控制各路报警指示灯的通断。具体的，多路所述报警指示灯LED3～LED6的阳极分别连接所述电源模块，多路所述报警指示灯LED3～LED6的阴极与所述报警灯驱动芯片U2的多个通道一一对应连接；所述报警灯驱动芯片U2的电源输入端连接所述电源模块；所述报警灯驱动芯片U2的多个控制端分别连接所述控制器的控制信号输出端口MCU IO2～MCU IO5，用于接收所述控制器的控制信号，对所述报警灯驱动芯片U2 的多个通道的通断分别进行控制，从而分别控制报警指示灯LED3～LED6的通断；所述报警灯驱动芯片U2的功能接地端GND引脚连接所述第一功率开关管Q1的电流输入端，所述第一功率开关管Q1的电流输出端接地，所述第一功率开关管Q1的控制端连接所述控制器的PWM2输出端，用于接收所述控制器输出的PWM2控制信号，以对所述报警指示灯LED3～LED6的亮度进行调节。

进一步，所述报警灯驱动芯片U2采用多通道移位寄存器。所述报警灯驱动芯片U2内部设置有多个第二功率开关管，每个第二功率开关管控制一个通道的通断。多个所述第二功率开关管的电流输入端与报警指示灯 LED3～LED6的阴极一一对应连接，多个所述第二功率开关管的电流输出端与所述报警灯驱动芯片U2的功能接地端连接，多个所述第二功率开关管的控制端与所述报警灯驱动芯片U2的多个控制端一一对应连接。

本发明提出的报警指示灯LED无级调光电路拓扑如图3所示，TFT液晶屏外的报警指示灯LED3、LED4供电电压为VCC1，TFT液晶屏外报警灯LED5、 LED6供电电压为VCC2。由于各报警指示灯工作条件差异，VCC1、VCC2不是同一路电源转换而来的电压。例如仪表中有些特殊的报警指示灯要求在OFF 档电下仍要被唤醒、正常工作，比如防盗指示灯。所述报警指示灯LED3、LED4、 LED5、LED6的阴极分别连接至多通道移位寄存器芯片U2的不同通道，通过单片机的MCU-IO2、MCU-IO3、MCU-IO4、MCU-IO5四个端口软件模拟的SPI 总线进行控制，所述四个报警指示灯的控制逻辑不同。多通道移位寄存器芯片内部电路中，每个通道分别对应一个MOS管，所述MOS管漏极连接一个报警指示灯LED阴极，所述MOS管的栅极受移位寄存器的数值控制，即每个所述MOS管的栅极一一对应连接移位寄存器的RCK/SRCK/S IN/CLR四个引脚，所有MOS管的源极并在一起，连接到第一功率开关管Q1的集电极，所述第一功率开关管Q1的射极连接仪表地，所述第一功率开关管的基极通过电阻 R15连接控制器MCU的PWM2端口。本方案是通过单片机MCU调节MCU-PWM2 波形的占空比来实现改变全部报警指示灯的亮度的。

仪表单片机通过采集光照度传感器、调光旋钮等其他元器件的电压值、电阻值，来关联对应的报警指示灯亮度等级，所有报警灯亮度不仅可以做到白天、夜晚两种亮度自适应，而且司机也可以通过调光旋钮，对报警灯亮度进行无级调节，以满足个性化的需要。当然，按照法规要求，仪表针对报警灯亮度，会通过设置MCU-PWM2波形的占空比来设置一个安全的最小亮度，确保司机能看清报警指示灯，及时识别相应的故障信息。

综上所述，仪表TFT液晶屏外所有报警指示灯的控制逻辑由单片机发出相应的指令、由多通道移位寄存器执行控制功能。而所有报警指示灯的亮度则由单片机控制MCU-PWM2波形的占空比、由功率三极管Q1执行驱动功能。

实施例二：

针对所有报警指示灯电源均为同一电源电压，即VCC1＝VCC2，将所有的报警指示灯均采用VCC1作为电源，而且TFT液晶屏外报警指示灯只要求适应白天、夜晚两种亮度的自动调节，本实施例在实施例一的基础上提出如图 4所示的报警灯LED两档调光电路。

本实施例中，所述报警灯控制电路还包括两档调光电路，所述两档调光电路包括两个第三功率开关管Q2、Q3、两个第一防反二极管D2、D3，两个所述第三功率开关管Q2、Q3的控制端分别与所述控制器的两个控制信号输出口MCU-IO6、MCU-IO7一一对应连接，两个所述第三功率开关管Q2、Q3的电流输入端分别连接两档电压输入VA、VB，两个所述第三功率开关管Q2、 Q3的电流输出端与两个所述第一防反二极管D2、D3的阳极一一对应连接，两个所述第一防反二极管D2、D3的阴极均与所述报警指示灯LED3～LED6的阳极连接。具体的，电压输入VA与电压输入VB为不相同的两档电压输入，以分别对应白天和夜晚时报警指示灯的亮度所对应的两档电源电压。

图4中，仪表内部两种电压等级VA、VB(VA＞VB)均为组合仪表电源模块两种DC-DC芯片转换而来。结合图5的自适应流程图，光照度传感器可以将环境光照度转换成电压值，仪表通过电压采集电路转换后将相应的值送入单片机，单片机结合给定的阈值进行判断，采用一定的逻辑策略输出报警灯 LED调光电路的具体调光指令。当光照度传感器识别到当前环境光为白天，则仪表进入白天显示模式，相应的区域A、区域B背光亮度自动调节为白天模式。此时，单片机通过MCU-IO6、MCU-IO7控制开启Q2、关闭Q3，使得所有报警指示灯电源VCC1采用VA，流过报警指示灯LED3～LED6的电流增大，对应报警指示灯LED3～LED6较亮。相反，如果光照度传感器识别到当前环境光为夜晚，则仪表进入夜晚显示模式，相应的区域A、区域B背光亮度自动调节为夜晚模式。此时，单片机通过MCU-IO6、MCU-IO7控制关闭Q2、开启Q3，VCC1采用VB，流过报警指示灯LED3～LED6电流减小，对应所有报警指示灯LED3～LED6亮度自动切换到夜晚模式，与区域A、区域B的背光亮度相匹配，使得仪表整体亮度均匀一致、柔和美观。

实施例三：

在实施例一或实施例二的基础上，本实施例主要阐述对液晶屏的背光调节的技术方案。

本实施例中，所述液晶屏背光控制电路包括LC滤波电路、升压电路、液晶屏、电流控制电路，所述LC滤波电路的输入端连接所述电源模块，所述LC滤波电路的输出端连接所述升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接所述液晶屏的输入端，所述液晶屏的输出端连接所述电流控制电路；所述升压电路的控制端连接所述控制器，用于接收所述控制器输出的控制信号，以对升压电路进行控制；所述电流控制电路的控制端连接所述控制器，用于接收所述控制器输出的PWM1控制信号，通过对所述液晶屏的电流进行调节，从而对所述液晶屏的亮度进行调节。

如图6所示，所述升压电路包括电感L2、背光驱动芯片U1、第二防反二极管D1、电容C6/C7/C8。所述背光驱动芯片U1内集成有第四功率开关管，所述电感L2的一端与所述第四功率开关管的电流输入端(对应所述背光驱动芯片U1的IN引脚)并联作为所述升压电路的输入端，所述升压电路的输入端通过LC滤波电路连接到电源VI N。所述电感L2的另一端与所述第四功率开关管的电流输出端(对应所述背光驱动芯片U1的SW引脚)并联在所述第二防反二极管D1的阳极，所述第二防反二极管D1的阴极连接所述电容C6、 C7、C8一端，电容C6/C7/C8并联,所述电容C6、C7、C8另一端接地。所述第二防反二极管的阴极D1与所述电容C6、C7、C8的节点作为所述升压电路的输出端，连接液晶屏的电流输入端LED+；所述第四功率开关管的控制端(对应所述背光驱动芯片U1的EN引脚)连接所述控制器的信号输出端MCU-IO1，用于接收所述控制器输出的控制信号，以控制所述第四功率开关管的通断，从而控制升压电路的升压过程。当控制器的信号输出端MCU-IO1控制第四功率开关管导通时，电感L2进行充电，升压电路进行储能；当控制器的信号输出端MCU-IO1控制第四功率开关管关断时，电感L2通过第二防反二极管 D1、电容C6、C7、C8进行放电，放电的电能叠加在电源电压上，如此循环往复，达到抬高液晶显示屏的电流输入端LED+电压的目的。

进一步，所述电流控制电路包括下拉电阻R8/R9/R10、限流电阻R7，所述下拉电阻R8、R9、R10并联。所述下拉电阻R8、R9、R10与所述限流电阻 R7的一端共同连接所述液晶屏的电流输出端LED-，所述下拉电阻R8、R9、 R10另一端接地。所述背光驱动芯片U1还设有电压反馈端(对应所述背光驱动芯片U1的FB引脚)，所述电压反馈端(对应所述背光驱动芯片U1的FB 引脚)用于输出阈值电压，所述限流电阻R7的另一端连接所述背光驱动芯片U1的电压反馈端(即所述背光驱动芯片U1的FB引脚)；所述限流电阻 R7与所述电压反馈端(即所述背光驱动芯片U1的FB引脚)的公共节点还连接控制器，用于接收所述控制器输出的PWM1控制信号。

如图6所示，所述电压反馈端与所述控制器之间还设置有模拟调光电路，用于通过所述控制器输出的PWM1控制信号调节所述液晶屏的电流值。如图6 所示，模拟调光电路包括电阻R4、R5以及电容C11、C12、C13，电阻R4一端连接所述控制器的PWM1输出端，电阻R4的另一端串联电阻R5后接入所述背光驱动芯片U1的FB引脚，电阻R4与控制器相连的节点连接电容C11 后接地，电阻R4与电阻R5的公共节点连接电容C12后接地，电阻R5的另一端连接电容C13后接地，由于所述背光驱动芯片U1的FB引脚通过限流电阻R7与液晶屏的电流输出端LED-连接，即形成了模拟调光电路。

所述背光驱动芯片U1优选采用升压驱动芯片型号MCP4218D。所述背光驱动芯片U1内的所述第四功率开关管为NMOS管，其占空比是通过所述背光驱动芯片U1的FB引脚上的反馈电压，在背光驱动芯片U1内部进行调整和控制，最终在所述背光驱动芯片U1的FB引脚输出一个恒定的调节阈值电压。流过液晶屏的总电流大小与下拉电阻R8、R9、R10的等效电阻值成反比。单片机输出PWM1方波信号经过RC模拟调光电路的调节，波形幅值、占空比发生变化，使得所述背光驱动芯片U1的FB引脚输出的原本固定的阈值电压幅值随之变化，从而使液晶屏的LED矩阵的总电流发生变化，达到调节液晶屏亮度的目的。

结合图6详细说明：所述TFT液晶屏内部背光源主要由LED矩阵组成，具体结构与屏幕亮度要求、散热方式、屏幕尺寸有关，一般为几串几并的方式连接到图6所示报警指示灯控制电路的LED+、LED-之间。仪表电源VIN 经过LC滤波电路接到背光驱动芯片U1的VIN输入端，仪表单片机的GPIO 端口MCU-IO1经过RC滤波电路连接至所述背光驱动芯片U1的EN引脚，用于开启、关断芯片。所述背光驱动芯片U1的GND脚与仪表地相连。背光驱动芯片U1的EN引脚接收单片机MCU-IO1的开关控制信号，控制VIN引脚与背光驱动芯片的SW引脚之间导通与关断，以控制升压电路对液晶屏进行升压。背光驱动芯片U1与电感L2、第二整流管D1、电容C6/C7/C8等构成升压电路，使得LED+电压升高。所述背光驱动芯片U1的OVP引脚为过压保护采样点，防止升压电路的输出电压过高导致芯片损坏。所述背光驱动芯片U1 的FB引脚作为反馈引脚，其提供一个阈值电压Vth，其与其外围电路作用是设置输出电流。下拉电阻R8、R9、R10相互并联接地，其另一端共同连接液晶屏的LED-端，液晶屏的LED-处电压值除以下拉电阻R8、R9、R10的等效电阻值即为TFT液晶屏背光LED矩阵的最大总电流。不过该电流还可以通过单片机脉宽调制端口MCU-PWM1的占空比进行调整，其中，电容C11、C12、 C13和电阻R4、R5构成一个简单的模拟调光电路，从而达到模拟调光的目的。

本发明针对组合仪表TFT液晶屏外面的报警灯、指示灯亮度无法调节的问题，提出了一种组合仪表报警指示灯亮度自适应的全新装置，打破了组合仪表表盘背光或TFT液晶屏背光的亮度可以调暗、但TFT液晶屏外面的报警指示灯亮度无法调节的局限性，满足了司机在黑暗环境下开车时仪表各区域亮度均匀一致、柔和美观的诉求，缓减了司机驾驶时的不适、疲劳，其具有通用性、经济性、可靠性、高效性。

本发明具有通用性：无论是传统的全指针式仪表，还是近年来主流的各种组合仪表，都可以使用本方法来整改，使得仪表的全部报警灯、指示灯具有亮度自适应的特色。无论所述报警灯、指示灯控制逻辑有多复杂，无论所有报警灯、指示灯供电电压是否一致，都可以采用本发明提出的装置与方法。

本发明具有经济性：本发明结构简单，成本优势明显。

本发明具有可靠性：本方法元器件少，硬件设计难度较小。通过调整PWM 端口波形的占空比即可实现所有报警指示灯的无级调节，软件设计简单。所以，产品可靠性较高。

本发明一方面可以通过光照度传感器自动感应环境光，从而自动调节组合仪表背光、报警灯、指示灯亮度，极大地提升了用户体验，提高了整车的品质。另一方面，司机可以通过调光旋钮，对组合仪表背光、报警灯、指示灯亮度进行自定义，完美地满足了不同用户群体的偏好、个性化需求。本发明提出的报警指示灯亮度自适应、亮度无级调节方案具有通用、经济、可靠、高效等显著优点，值得在汽车行业内全指针式仪表、各种组合仪表等产品大力推广。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种仪表报警指示灯亮度自适应装置，其特征在于，包括信号采集模块、控制器、电源模块、显示控制电路，

所述信号采集模块用于采集装置的各类实时信号；

所述控制器用于根据采集的所述实时信号发出控制信号；

所述显示控制电路用于根据所述控制信号分别控制液晶屏以及各类报警灯的通断和亮度；

所述电源模块为整个装置提供工作电源。

2.根据权利要求1所述一种仪表报警指示灯亮度自适应装置，其特征在于，所述显示控制电路包括液晶屏背光控制电路以及报警灯控制电路，

所述液晶屏背光控制电路与所述控制器通信连接，用于根据所述控制信号控制液晶屏整体的电源通断以及亮度；

所述报警灯控制电路与所述控制器通信连接，用于根据所述控制信号控制各路报警指示灯的电源通断以及亮度。

3.根据权利要求2所述一种仪表报警指示灯亮度自适应装置，其特征在于，所述报警灯控制电路包括多路报警指示灯、报警灯驱动芯片、第一功率开关管，所述报警灯驱动芯片内包括多个通道；多路所述报警指示灯的阳极分别连接所述电源模块，多路所述报警指示灯的阴极与所述报警灯驱动芯片的多个通道一一对应连接；所述报警灯驱动芯片的电源输入端连接所述电源模块；所述报警灯驱动芯片的多个控制端分别连接所述控制器，用于接收所述控制器的控制信号，对所述报警灯驱动芯片的多个通道的通断分别进行控制；所述报警灯驱动芯片的功能接地端连接所述第一功率开关管的电流输入端，所述第一功率开关管的电流输出端接地，所述第一功率开关管的控制端连接所述控制器，用于接收所述控制器输出的PWM2控制信号，以对所述报警指示灯的亮度进行调节。

4.根据权利要求3所述一种仪表报警指示灯亮度自适应装置，其特征在于，所述通道包括第二功率开关管，多个所述第二功率开关管的电流输入端与所述报警指示灯的阴极一一对应连接，多个所述第二功率开关管的电流输出端与所述报警灯驱动芯片的功能接地端连接，多个所述第二功率开关管的控制端与所述报警灯驱动芯片的多个控制端一一对应连接。

5.根据权利要求3或4所述一种仪表报警指示灯亮度自适应装置，其特征在于，所述报警灯驱动芯片为多通道移位寄存器。

6.根据权利要求3或4所述一种仪表报警指示灯亮度自适应装置，其特征在于，所述报警灯控制电路还包括两个第三功率开关管、两个第一防反二极管，两个所述第三功率开关管的控制端分别与所述控制器的两个控制信号输出口一一对应连接，两个所述第三功率开关管的电流输入端分别连接两档电压输入，两个所述第三功率开关管的电流输出端与两个所述第一防反二极管的阳极一一对应连接，两个所述第一防反二极管的阴极均与所述报警指示灯的阳极连接。

7.根据权利要求2所述一种仪表报警指示灯亮度自适应装置，其特征在于，所述液晶屏背光控制电路包括LC滤波电路、升压电路、液晶屏、电流控制电路，所述LC滤波电路的输入端连接所述电源模块，所述LC滤波电路的输出端连接所述升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接所述液晶屏的输入端，所述液晶屏的输出端连接所述电流控制电路；所述升压电路的控制端连接所述控制器，用于接收所述控制器输出的控制信号；所述电流控制电路的控制端连接所述控制器，用于接收所述控制器输出的PWM1控制信号，以对所述液晶屏的亮度进行调节。

8.根据权利要求7所述一种仪表报警指示灯亮度自适应装置，其特征在于，所述升压电路包括电感、背光驱动芯片、第二防反二极管、电容，所述背光驱动芯片内集成有第四功率开关管，所述电感的一端与所述第四功率开关管的电流输入端并联作为所述升压电路的输入端，所述电感的另一端与所述第四功率开关管的电流输出端并联在所述第二防反二极管的阳极，所述第二防反二极管的阴极连接所述电容一端，所述电容另一端接地，所述第二防反二极管的阴极与所述电容的节点作为所述升压电路的输出端；所述第四功率开关管的控制端连接所述控制器，用于接收所述控制器输出的控制信号。

9.根据权利要求7所述一种仪表报警指示灯亮度自适应装置，其特征在于，所述电流控制电路包括下拉电阻、限流电阻，所述下拉电阻与所述限流电阻的一端共同连接所述液晶屏的电流输出端，所述下拉电阻另一端接地；所述背光驱动芯片还设有电压反馈端，所述电压反馈端用于输出阈值电压，所述限流电阻的另一端连接所述背光驱动芯片的电压反馈端；所述限流电阻以及所述电压反馈端的公共节点还连接控制器，用于接收所述控制器输出的PWM1控制信号。

10.根据权利要求7所述一种仪表报警指示灯亮度自适应装置，其特征在于，所述电压反馈端与所述控制器之间还设置有模拟调光电路，用于通过所述控制器输出的PWM1控制信号调节所述液晶屏的电流值。

Images