奥迪系列轿车的仪表盘上设置了冷却液温度、机油压力、冷却液面高度、制动液液面高度、制动器磨损程度、充电状态报警指示灯用来指示各部分工况,供驾驶员随时了解各系统的工作状态。保证汽车可靠而安全的行驶。
一、仪表指示灯报警控制电路组成
上图是奥迪系列轿车仪表指示灯报警控制电路。
该电路主要由以下几个方面单元电路组合而成。
(1)振荡电路。该电路由IC20、R21、C46、VD41、C42、C45共同组成。
(2)制动器磨损报警电路。该电路由前制动片磨损报警线N12与N13、VD3、R47、VT22、HL1等组成。
(3)冷却液温度、冷却液液面高度报警电路。该电路主要由VT3、R16、C34、R35、HL2、VT17、R14、R40、C32、R33、VT31,冷却液温度报警开关F14、冷却液液面指示灯开关F66等组成。
(4)制动液液面高度报警电路。该电路主要由制动液液面指示开关F34、HL1、VT3等组成。
(5)机油压力报警电路。该电路主要由HL3机油压力报警灯、机油压力开关F22组成。
(6)充电状态指示电路。该电路主要由隔离二极管VD52、充电指示灯HL11组成,用于指示发动机充电情况。
二、仪表指示灯报警控制电路工作原理
奥迪系列轿车仪表板指示灯报警控制电路的工作原理可以从以下几个方面来进行分析说明。
1.振荡电路振荡电路由IC20集成块为核心构成。IC20的型号为NE555,是一块单时基集成电路,该IC有8脚圆形封装和8脚双列直插式封装两种,各引脚功能如下表所示。
从图1可以看出,IC20的2脚与地间连接了一只C46电容,3脚与输入端(2脚与6脚)之间连接了一只反馈电阻R21,由此构成了一个直接反馈式555多谐振荡器电路,利用IC20的7脚输出的矩形脉冲作为自检信号。其工作原理如下:
(1)点火开关闭合发动机未启动。当接通点火开关D但未启动发动机时,报警电路就会进入自检状态。此时,15号线上的蓄电池电压就会通过F26熔断器、经接线插座和R1限流电阻、C42电容滤波、VD41稳压二极管稳压为约12V后作为VT13、VT17以及IC20的4、8脚的工作电源。
当IC20集成块得电工作后,振荡电路就会起振工作,产生的方波信号从IC20的7脚输出,经R5加到VT3的基极,用于控制VT3的工作状态:当IC20的7脚输出为低电平(IC20内的放电管VTD导通使7脚搭铁)时,R4与R5电阻构成分压电路,使12V电压被R4与R5分压。这样,在R4电压降的作用下使VT3因正向偏置而导通,由此就形成了如下的电流通路:
蓄电池电压一点火开关D闭合的触点→15号线→F26熔断器一VT3管导通的e-c结,然后分为两路,一路经HL1制动报警灯与VD4隔离二极管;另一路经HL2冷却液温度报警灯与VD6隔离二极管。
上述这两支路经过VD4和VD6汇合后接到发动机励磁接线柱D+端一电子电压调节器D+端一电子电压调节器内部电路一电子电压调节器D-端一搭铁一蓄电池负极。
上述这一电流通路,使制动报警灯HL1与冷却液温度报警灯HL2同时点亮。
当IC20的7脚输出为高电平时,由于R4与R5分压电路断开,VT3管截止,从而切断了制动报警灯HL1与冷却液温度报警灯HL2的电流通路,使HL1与HL2同时熄灭。
当IC20的7脚输出又变为低电平时,HL1与HL2的两报警灯又会重新点亮。
由上分析可见,HL1与HL2两报警灯会随着IC20振荡集成块7脚输出电平的变化而闪亮,由此可以对报警电路的功能进行自检,以保证电路不致带病工作。
(2)点火开关闭合发动机启动。当发动机启动工作后,发动机带动发电机工作,当发电机D+端电压大于或等于12V时,该电压有两路分别加在VD4、VD6隔离二极管负极端,使HL1与HL2报警灯因两端电位相同(VD4与VD6截止)而熄灭,从而使电路功能检查自动解除。
2.制动片磨损报警电路。制动片磨损报警电路由VT22为核心构成,用于监测制动片的磨损情况,一旦监测到制动片磨损到极限位置时就会报警。该电路的工作原理可以从以下两个方面进行分析说明。
(1)制动片正常。在图1中,N12、N13是设置在制动片内的磨损报警导线,作为磨损控制开关使用。当制动片正常时,摩擦片内的磨损控制开关连通使VD3隔离二极管正极搭铁,从而使VT22三极管处于截止状态,对电路不产生影响,故报警电路不会动作。
(2)制动片磨损到极限位置。由于制动片磨损到极限位置后,就会使制动片内的导线磨断,等效于切断了连接在VD3二极管正极上的搭铁线,由此就形成了如下的电流通路:蓄电池正极一点火开关D—F26熔断器→R1电阻→R10限流电阻一VD3(正偏导通)→R47电阻一搭铁一蓄电池负极。
上述这一电流通路在R47电阻上的压降,使VT22管正偏导通,从而又形成了如下的电流通路:蓄电池正极一点火开关D→F26熔断器一VT3管导通的e-c结一制动报警灯HL1一VT22管导通的c-e结一搭铁一蓄电池负极。
上述这一电流通路形成后,由于VT3的工作受IC207脚输出方波信号的控制处于导通与截止状态,故而使制动报警灯HL1处于闪亮状态,以示制动系统出现了故障。
3.制动液液面报警电路当制动液罐内的液面低于极限值时,制动液液面指示灯开关F34就会闭合,由此就形成了如下的电流通路:蓄电池正极一点火开关D一12号线→+F26熔断器—VT3管的e-c结→HL1制动报警灯一制动液液面指示灯开关F34一搭铁一蓄电池负极。
上述电流通路,使制动报警灯HL1闪亮。
4.冷却液温度报警电路当发动机启动以后,发动机带动发电机工作使其D+端有电压产生后,该电压经R33电阻加到VT13管基极,使VT13截止,进而又使VT17管也截止。这样,VD41稳压后的12V电压经R14与R40电阻分压,R40上的压降使VT31管正偏导通,为冷却液温度报警电路的工作提供必备的条件:
(1)冷却液液面过低。此时,由于冷却液液面指示灯开关F66的闭合,从而又形成了如下的电流通路:蓄电池正极一点火开关D→15号线→F26熔断器→VT3管的e-c结→HL2冷却液异常报警灯→VT31管的c-e结一冷却液液面开关F66→搭铁一蓄电池负极。
上述这一电流通路,使冷却液异常报警灯HL2闪亮。
(2)冷却液温度过高。当冷却液温度达到1400C时,由于冷却液温度报警开关F14的闭合,就形成了如下的电流通路:蓄电池正极→D→F26→VT3→HL2→VT31→F14→搭铁一蓄电池负极。
上述这一电流通路,使冷却液异常报警灯HL2闪亮。必须说明的是:在图1电路中,F14是经过空调控制器中的二极管后搭铁的,为了简化在图中未画出。
5.机油压力报警电路机油压力报警电路由HL3机油压力报警灯与F22机油压力开关构成,通过F26熔断器与点火开关相当于并接在蓄电池两端,由F22对发动机润滑系统的机油压力进行检测,由HL3指示机油压力的高低。压力低时HL3闪动频率低,压力高时HL3闪动频率也高。
6.充电指示电路奥迪系列轿车采用内装电子电压调节器的整体式交流发电机。发电机三相绕组采用星形连接。具有11只整流二极管,采用集成电路调节器。发电机工作时,进行电压调节,充电报警指示的过程如下:
(1)点火开关闭合,发电机被激励。当点火开关接通后,在发动机启动前,蓄电池正极电压经点火开关闭合的触点→F26熔断器一VD52隔离二极管→HL11充电指示灯后分为两路:一路经电子电压调节器D+端进入电子电压调节器内部,由控制调整使VT管道通,从而使HL11输出的另一路电流经磁场线圈一电子电压调节器DF端→VT管导通的c-e结→D-端一搭铁-蓄电池负极,使发电机被励磁,做好发电的准备。此时,HL11充电指示灯经R33、C32点亮,以示发电机尚未发电。
(2)发电机输出电压随转速升高至高于蓄电池电压。发动机启动后,带动发电机运转。当发电机运转达到一定转速后(一般达到1000r/min左右)就开始发电,发动机B+端输出的电压不仅取代蓄电池向用电设备供电,而且还向蓄电池充电;同时,发电机励磁接线柱D+端输出的电压一方面取代原由HL11输出提供给磁场线圈中的电压,另一方面使HL11充电指示灯两端等电位而熄灭,以示发电机已正常发电。
(3)发电机输出电压高于电子调节器的上限值。当发电机输出的电压高于电子电压调节器的上限值时,电子电压调节器D+端内的控制调整电路就会迅速发出控制信号使VT开关截止,切断了发电机的磁场电路,使磁场电流迅速下降,发电机输出电压下降。
(4)发电机输出电压降低至低于电子电压调节器的额定值。当VT开关管截止切断磁场电流后,发电机输出电压降低,当其D+端电压下降到低于规定的调节电压时,D+端内的控制调整电路再使开关管VT导通,接通了发电机磁场绕组电路,发电机电压再次上升。当上升值超过调节电压时,VT管又截止,发电机输出电压又下降。