CN1256569C - 具有指示部件和控制部件的计量单元 - Google Patents

Abstract

一种用于指示物理量的计量单元包括指示部件和控制部件。该指示部件存储提供由一物理量传感器检测的检测值与由该指示部件指示的原始值间的偏差而未补偿该偏差的第一指示偏差数据。该控制部件存储第二指示偏差数据，在该第二指示偏差数据的基础上，补偿该检测值，以及在该补偿检测值的基础上，控制该指示部件。可重写该第二指示偏差数据以便该第二指示偏差数据与该第一指示偏差数据重合。

Description

具有指示部件和控制部件的计量单元

技术领域

本发明涉及具有指示部件和控制部件的计量单元。计量单元适合用于车辆。

背景技术

计量单元包括刻度板、指针、步进电动机单元和中央处理单元(即，CPU)。CPU控制步进电动机单元，以便步进电动机单元可旋转地驱动刻度板上的指针。根据现有技术的计量单元具有指针表示(即指向)偏离正确值的不正确值的问题。在这里，正确值是由外部物理量传感器检测的物理量的检测值。特别地，指针指示偏离正确位置的指示错的位置。正确位置是表示正确值的目标位置。

这一指示偏差由几个定位偏差等等引起。例如，当将指针安装在步进电动机单元上时，指针与步进电动机单元间的定位具有引起指示偏差的某一偏差。另外，当将刻度板安装在步进电动机单元上时，刻度板和步进电动机单元间的定位具有也引起指示偏差的另一某一偏差。因此，计量单元具有正确的指示偏差。

鉴于上述问题，在日本未审实用新型申请公开号No.H03-4218中公开了具有用于贮存(即，存储)计量单元的指示偏差数据的存储器的计量单元。计量单元的CPU根据所存储的偏差数据，控制步进电动机单元，以使用所存储的偏差数据补偿由传感器检测的检测值。因此，指针表示为所检测的值的正确值。

然而，如果计量单元的一部件诸如步进电动机单元、CPU和存储器在计量单元运送到市场后出故障，有必要替换整个计量单元以便修补计量单元。那是因为很难仅替换计量单元的出故障部件。特别地，不能仅将单元的出故障部件与计量单元分开以便修补出故障的部件。从而，要求拆分和替换整个计量单元。因此，计量单元的维修成本很高。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供具有低维修成本的计量单元。

本发明提供一种用于指示由外部物理量传感器检测的物理量的计量单元。所述单元包括：指示部件，用于指示所述物理量；以及控制部件。所述指示部件存储提供由所述传感器检测的检测值与由所述指示部件指示的原始值间的偏差的第一指示偏差数据，而未补偿所述偏差。所述控制部件存储所述指示部件的第二指示偏差数据，在所述第二指示偏差数据的基础上，补偿所述检测值，以及在所述补偿检测值的基础上，控制所述指示部件。可重写所述第二指示偏差数据以便所述第二指示偏差数据与所述第一指示偏差数据重合。所述指示部件和所述控制部件彼此独立，并彼此电连接。

在上述单元中，当指示部件和控制部件中的一个部件损坏和出故障时，能通过仅替换有损坏的部件来修补计量单元。因此，在不替换整个计量单元的情况下，修补计量单元，以便计量单元的维修成本变小。

另外，指示部件和控制部件彼此独立以便能替换，并电连接在一起。因此，即使根据车辆的类型或车辆的等级，修改指示部件的设计，控制部件能是公用部件。因此，降低计量单元的制造成本。

最好，该指示部件包括刻度板，具有用于表示该物理量的刻度；指针，用于指示该物理量的该补偿检测值；步进电动机单元，用于旋转该指针；以及第一存储器，用于存储该指示部件的该第一指示偏差数据。控制部件包括第二存储器，用于存储该第二指示偏差数据；以及控制器，用于在该第二指示偏差数据的基础上，补偿该检测值，以及用于在该补偿检测值的基础上，控制该步进电动机单元。该第二存储器能将该第二指示偏差数据重写为该第一指示偏差数据。

最好，该指示部件进一步包括多个该指针和该步进电动机单元对，每对分别指示物理量。该第二存储器存储对应于多个该指针和该步进电动机单元对的该第二指示偏差数据。该控制器在该第二指示偏差数据的基础上，补偿由每个外部物理量传感器检测的每个检测值，并在该补偿检测值的基础上，控制每个步进电动机单元。

附图说明

从下述参考附图的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将更显而易见的。在这些图中：

图1是表示根据本发明的第一实施例的计量单元的透视分解视图；

图2是表示根据第一实施例的计量单元的车辆速度计的正视图；

图3是表示沿图1中的线III-III的计量单元的截面图；

图4是表示沿图1中的线IV-IV的计量单元的截面图；

图5是表示从图4中的箭头V所看的计量单元的QR码指示器的箭头视图；

图6是说明在根据第一实施例的计量单元的指示部件的故障的情形中，修补方法的示意图；

图7是说明在根据第一实施例的计量单元的控制部件的故障的情形中，修补方法的示意图；

图8是表示根据本发明的第二实施例的计量单元的截面图；

图9A是表示根据第二实施例的计量单元的指示部件的示意图；以及图9B是表示根据第二实施例的计量单元的控制部件的示意图；

以及图10是表示根据本发明的第三实施例的计量单元的透视分解视图。

具体实施方式

(第一实施例)

发明人主要试图提供具有指示部件和控制部件的计量单元。如果两个部件的一个出故障，能替换出故障的一个部件。在这里，指示部件包括刻度板、指针和步进电动机单元。控制部件包括用于存储计量单元和CPU的指示偏差数据的存储器。出故障的一个部件包括有故障的部件诸如刻度板、指针、步进电动机单元、存储器和CPU。

然而，如果两个部件的一个出故障，有必要替换整个有故障的一个部件。因此，单元的维修成本相对较高，尽管单元的维修成本低于根据现有技术的计量单元的维修成本。

另外，修补或替换有故障的一个部件后，只有当简单地替换有故障的一个部件时，在存储器中存储的指示偏差数据可以与指示部件的实际指示偏差数据不同。那是因为指示部件具有正确的指示偏差数据，以致在替换有故障的一个部件后，存储的指示偏差数据与实际指示偏差数据不同。

鉴于上述尝试，根据本发明的第一实施例的计量单元具有下述结构。图1至4表示根据第一实施例，具有指示部件10和控制部件20的计量单元1。指示部件10和控制部件20彼此独立以致可替换，并彼此电连接。

计量单元1适合用于车辆，并安置在车辆的仪表面板(未示出)上。仪表面板安置在车辆的驾驶室中。计量单元包括多个物理量计量仪，诸如车辆速度计、发动机转速计、用于指示发动机冷却液的温度的冷却液温度计，以及用于指示燃料箱中的燃料量的燃料计。每个物理量计量计被连接到物理量传感器(未示出)。当传感器检测物理量时，传感器将所检测的物理量值输出到物理量计。然后，计量仪表示所检测的物理量的值。

指示部件10包括刻度板11、光导板11d、指针12和步进电动机单元13。刻度板11具有用于指示物理量的刻度11a。提供具有照明灯(未示出)的光导板11d以便从背面朝向刻度板11的前面照明刻度板11。照明灯将光照射向光导板上。步进电动机单元13旋转(即，可旋转地驱动)指针12以便指针12表示(即，清楚表明)刻度11a的某一位置。因此，指针12表示物理量的某一值。

步进电动机单元13安装在光导板11d的背面。步进电动机单元13包括外壳、步进电动机、用于降低旋转速度的齿轮系统和旋转轴13a。外壳容纳步进电动机、齿轮系统和旋转轴13a。当步进电动机旋转步进电动机的转子时，通过齿轮系统降低转子的旋转速度，以便将降低的旋转传送旋转轴13a。然后，使旋转轴13a旋转。通过光导板11a和刻度板11的一对通孔，使旋转轴13a从刻度板11的背面延伸向刻度板11的前面。旋转轴13a被压入指针12的指针基座12a中以便使旋转轴13a固定到指针基座12a上。因此，当使旋转轴13a旋转时，经指针基座12a，还使指针12旋转。

刻度板11包括在其上印刷刻度11a的透明薄膜。刻度11a成圆形放置在透明薄膜上。刻度11a表示不同物理量诸如车辆速度、发动机速度、发动机冷却液的温度和燃料量。当通过使用步进电动机单元13，使指针12旋转时，沿刻度板11的前表面旋转指针12直到指针12表示刻度11a的某一值为止。然后，指针12停止旋转以便指针12表示物理量的某一值。

光导板11d层叠在刻度板11的后表面上。照明灯发光以便照亮光导板11d的后面。然后，在光导板11d内散射和漫射光以便光扩展到整个光导板11d中。然后，光导板11d内的光照射向刻度板11上。因此，用透射光照明刻度板11。

光导板11d包括QR码指示器14。在这里，QR码(即，快速响应码)是容易由光扫描器解释的一种二维符号表示符(symbology)。QR码指示器14表示指示部件10的指示偏差数据。指示偏差数据是由定位偏差、组装定位偏差、打印定位偏差等等生成的指示部件10的指示偏差的补偿数据。定位偏差是在将步进电动机单元13的旋转轴压入指针12的指针基座12a的情况下，指针12的偏差。特别地，当将轴13a压入基座12a时，轴13a和基座12a间的位置，即，指针12具有引起指示偏差的某一偏差。组装定位偏差是在将步进电动机单元13安装在光导板11d的情况下，步进电动机单元13的偏差。打印定位偏差是在将刻度11a印刷在透明薄膜上的情况下，刻度11a的偏差。

例如，当旋转指针12以表示在车辆速度传感器的检测值的基础上的某一值，而没有用指示偏差数据补偿时，指针12表示车辆速度的不同值，该值不同于车辆速度的检测值。在车辆的检测值为例如40km/h，如图2的虚线所示时，指针12实际上指示不同值，该值不同于40km/h并如图2的实线所示。在这种情况下，将指示偏差定义为指针12的实际位置与指针12的正确位置间的角度θ。需要补偿角度θ以便指示正确值，即检测值。特别地，预先用指示偏差补偿由车辆速度传感器检测的检测值以便指针12表示车辆速度的正确值。在这里，预先调查相应于车辆速度的不同值的多个指示偏差以便准备指示偏差数据。特别地，指示偏差数据由多个指示偏差诸如角度θ组成。每个指示偏差相应于车辆速度的不同正确值。因此，准备指示部件10的指示偏差数据。

QR码指示器14被印刷在光导板11d的后表面上。QR码作为用于存储指示部件10的指示偏差数据的存储装置(即，存储器)工作。

控制部件20包括EEPROM(即，电可擦写可编程只读存储器)21作为可重写非易失存储器、作为控制装置的CPU22以及印刷电路板23。EEPROM21存储在QR码指示器14中表示的指示偏差数据。CPU22控制步进电动机单元13。EEPROM21和CPU22安装在印刷电路板23上。

图5是图4中箭头V的视图并表示QR码指示器14。EEPROM21存储在QR码指示器14中所示(即存储)的指示偏差数据。CPU22在EEPROM21中存储的指示偏差数据的基础上，补偿物理量的检测值(例如，由车辆速度传感器检测的车辆速度)。同时，CPU22在所补偿的检测值的基础上，控制步进电动机单元13以便指针12指示正确值(例如，正确的车辆速度)。

在这一实施例中，计量单元1包括多个指针12和步进电动机单元13。因此，CPU22控制多个步进电动机单元13。通常，用于控制多个步进电动机单元13的CPU22很昂贵。因此，在指示部件10有故障的情况下，不必替换昂贵的控制部件，以便降低计量单元1的维修成本。另外，计量单元1能通过多路通信方法与另一电子设备诸如发动机ECU(即，电控制单元)通信。CPU22控制以便以多路通信发送和接收多路复用信号。

如图3和4所示，印刷电路板23固定到由树脂制成的树脂外壳31上，以便控制部件20被安装在树脂外壳31中。

步进电动机单元13包括延伸向印刷电路板23的端子13b。当将指示部件10压在印刷电路板23的表面上时，步进电动机单元13的端子13b与印刷电路板23的另一端子接触以便端子13b电连接到印刷电路板23上。将端面板32安装在树脂外壳31的开口上以便将指示部件10夹在端面板32和印刷电路板23之间。因此，在它们之间支撑指示部件10。将盖33安装在端面板32的开口上。盖32由透明树脂诸如丙烯酸树脂制成。

如果在将计量单元1输送到市场后，计量单元1的一个部件出故障，修补计量单元1如下。图6说明在计量单元1的一个部件出故障的情况下，用于修补计量单元1的修补方法。特别地，当指示部件10的一个部件诸如步进电动机单元13出故障时，用图6所示的修补方法修补计量单元1。在图6中，将盖33和端面板32与树脂外壳31分开(去除)，以便指示部件10也与树脂外壳31分开。在这种情况下，仅替换有损坏的指示部件10，而不替换控制部件20。当将有损坏的指示部件10(图6中示为故障部件)替换成新的一个(图6所示为新)时，用于读取和写入数据的计算机41(即，读写装置)通过导线41a被连接到印刷电路板23上。然后，QR码阅读器42诸如光扫描器连接到计算机41上，以便QR码阅读器42读取印刷在新的指示部件10的透明薄膜上的新的QR码指示器14。然后，用新的QR码指示器14所示的新指示偏差数据被输入计算机41中。计算机41将在EEPROM21中存储的旧的指示偏差数据重写成新的指示偏差数据。

因此，在EEPROM21中存储的指示偏差数据与指示部件10的实际指示偏差数据重合。能通过仅替换有损坏的指示部件10来修补计量单元1。特别地，修补计量单元1，而不替换整个计量单元1，以致计量单元1的维修成本变小。

图7说明在控制部件20的一个部件诸如CPU22出故障的情况下，用于修补计量单元1的修补方法。在图7中，盖33和端面板32与树脂外壳31分离，以便指示部件10也与树脂外壳31分开。在这种情况下，仅替换有损坏的控制部件20，而不替换指示部件10。当将有损坏的控制部件20(图7中所示的故障部件)替换成新的一个20(图7所示为新)时，通过导线41a将计算机41连接到印刷电路板23上。然后，QR码阅读器42连接到计算机41上，以便QR码阅读器42读取印刷在指示部件10的透明薄膜上的QR码指示器14。然后，QR码指示器14中所示的指示偏差数据被输入到计算机41。计算机41将指示偏差数据重写在新的控制部件20的新的EEPROM21中。

因此，在新的EEPROM21中存储的指示偏差数据与指示部件10的实际指示偏差数据重合。能通过仅替换有损坏的控制部件20，修补计量单元1。特别地，修补计量单元1而不替换整个计量单元1，以便计量单元1的维修成本变小。

另外，指示部件10和控制部件20彼此独立地电连接。因此，即使根据车辆的类型或车辆的等级改变指示部件10的设计，控制部件20能是公用部件，即，控制部件20能是相同的部件。因此，降低计量单元1的制造成本。

尽管QR码指示器位于计量单元1中的光导板11d上，如图1所示，QR码指示器14能放在其他部件上，只要其他部件组成指示部件10。例如，QR码指示器14能放在刻度板11上。

尽管QR码指示器14作为用于存储指示偏差数据的存储器将QR码提供种二维码，能通过二维码和从包括一维码、点标记、IC 芯片(即，集成电路芯片)、记号、字母和数字字符(例如，数值)的组选定的一个的组合，提供指示偏差数据。另外，能通过从包括一维码、点标记、IC芯片、记号、字母和数字字符的组选择的至少一个，提供指示偏差数据。

(第二实施例)

图8示出根据本发明的第二实施例的计量单元200。计量单元200具有第一印刷电路板223a以及第二印刷电路板223b。第一印刷电路板223a位于控制部件端，以及第二印刷电路板223b位于指示部件端。第一和第二印刷电路板223a、223b彼此分开。第二印刷电路板223b由指示部件10组成，以及步进电动机单元13连接到第二印刷电路板223b上。第一和第二印刷电路板223a和223b电连接在一起。

将步进电动机单元13安装在第二印刷电路板223b上。特别地，使步进电动机单元13的端子213b焊接和固定到第二印刷电路板223b上。通过柔性印刷电路线缆(即，FPC线缆或FPC)216和连接器223c，连接第一和第二印刷电路板223a、223b。

在这里，在图1所示的计量单元1中，直接将步进电动机单元13安装在印刷电路板23上。因此，如果根据车辆的类型或车辆的等级改变指示部件10的设计，可以根据指示部件10的设计变化，改变印刷电路板23。例如，将改变刻度板11上步进电动机单元13的配置时，可以改变印刷电路板23上焊盘(land)的配置，或可以改变印刷电路板23上布线图的配置。因此，很难将控制部件20共享为公用部件。

然而，在根据第二实施例的计量单元20中，将步进电动机单元13安装在第二印刷电路板223b上。特别地，步进电动机单元13不直接安装在第一印刷电路板223a上。因此，即使根据车辆类型或车辆等级，改变指示部件10的设计，也能将控制部件20共享为公用部件。特别地，尽管根据指示部件10的设计变化，改变第二印刷电路板223b，不改变第一印刷电路板223a以便控制部件20能共享为公用部件。因此，降低计量单元200的制造成本。

(第三实施例)

在图1所示的计量单元1中，EEPROM21作为用于存储指示偏差数据的存储器与作为用于控制步进电动机单元13的控制器的CPU分开。

然而，在根据本发明的第三实施例的计量单元300中，存储器和控制器集成为一体。特别地，如图3所示，闪速存储器321作为存储器被合并(即，被集成)在作为控制器的CPU22中。因此，降低计量单元300的制造成本。

这些变化和改进能被理解为由附加权利要求书限定的本发明的范围内。

Claims (6)

1、一种用于指示由外部物理量传感器检测的物理量的计量单元，所述单元包括：

指示部件，用于指示所述物理量；以及

控制部件，

其特征在于，所述指示部件存储提供由所述传感器检测的检测值与由所述指示部件指示的原始值间的偏差的第一指示偏差数据，而未补偿所述偏差，

其中，所述控制部件存储所述指示部件的第二指示偏差数据，在所述第二指示偏差数据的基础上，补偿所述检测值，以及在所述补偿检测值的基础上，控制所述指示部件，

其中，可重写所述第二指示偏差数据以便所述第二指示偏差数据与所述第一指示偏差数据重合，以及

其中，所述指示部件和所述控制部件彼此独立，并且相互电连接。

2、如权利要求1所述的单元，

其特征在于，所述指示部件包括：

    刻度板，具有用于表示所述物理量的刻度；

    指针，用于指示所述物理量的某一值；

    步进电动机单元，用于旋转所述指针；以及

    第一存储器，用于存储所述指示部件的所述第一指示偏差数据，

其中，所述控制部件包括：

    第二存储器，用于存储所述第二指示偏差数据；以及

    控制器，用于在所述第二指示偏差数据的基础上，补偿所述检测值，以及用于在所述补偿检测值的基础上，控制所述步进电动机单元，以及

其中，所述第二存储器能将所述第二指示偏差数据重写为所述第一指示偏差数据。

3、如权利要求2所述的单元，

其特征在于，将二维码、一维码、点标记、集成电路芯片、记号、字母和数字字符中的至少一个提供给所述第二存储器。

4、如权利要求3所述的单元，

其特征在于，所述第一存储器是作为二维代码的QR码指示器。

5、如权利要求2至4的任何一个所述的单元，

其特征在于，所述指示部件进一步包括多个所述指针和所述步进电动机单元对，提供每对以分别指示物理量，

其中，所述第二存储器存储对应于多个所述指针和所述步进电动机单元对的所述第二指示偏差数据，以及

其中，所述控制器在所述第二指示偏差数据的基础上，补偿由每个外部物理量传感器检测的每个检测值，并在所述补偿检测值的基础上，控制每个步进电动机单元。

6、如权利要求1至4的任何一个所述的单元，进一步包括：

用于容纳所述指示部件和所述控制部件的外壳。

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