CN105890642B - 国四商用汽车仪表外控状态指示灯自动检测电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种国四商用汽车仪表外控状态指示灯自动检测电路，包括电流采样电路、信号整形电路、控制器阵列、液晶显示及语音报警电路、指示灯开关阵列；信号整形电路包括滤波电路和放大电路，用于滤除噪声并放大电流采样电路中采集的采样电压；指示灯开关阵列，用以模拟车身上的开关对仪表外控灯的操作；控制器阵列用于采集状态指示灯支路中的电流，其输入端连接有信号整形电路，其输出端连接有液晶显示及语音报警电路、指示灯开关阵列；控制器阵列通过其IO口控制指示灯开关阵列，从而控制待测仪表外控灯的亮灭，通过其AD口对待测的外控灯支路电流进行采集，判别其电压是否在预测范围内，判定该仪表外控指示灯功能是否正常。
Description
技术领域
本发明涉及检测领域，尤其涉及一种国四商用汽车仪表外控状态指示灯自动检测电路及方法。
背景技术
作为汽车整体性能的“窗口”，汽车仪表必须迅速准确的反应汽车的各种信息，使驾驶员能够及时掌握汽车的运行状态，并做出妥善处理。为了确保汽车组合仪表出厂质量，汽车仪表出厂前都需要对其性能进行全面检测。汽车仪表的检测需要专用的检测系统，仪表检测系统通过模拟出汽车在真实行驶过程中向汽车仪表发送的各种信号，从而驱动仪表的各种显示装置实现相应的显示，这样就能达到对仪表检测的目的。
针对国四商用车组合仪表上状态指示灯的检测，主要是检测仪表的信号灯、报警灯及照明灯能否正常亮灭，灯的颜色是否正确，并检测其输出的电压电流是否符合设计要求。国四商用车仪表上的指示灯有两种：外控灯和内控灯。前者多为车身状态的显示，其灯本身不受仪表控制，而是接收车身上的手动或自动开关控制；后者为仪表内部控制灯，可由仪表控制器控制亮灭。
针对组合仪表的外部控制灯，目前主要存在以下两种检测方法：(1)采用人工检测方法。这种检测方法主要是通过人的眼睛进行观察检测，通过检测人员的目测判断组合仪表状态指示灯是否满足设计要求。该方法由于种种原因，具有误差大、可靠性差、效率低，使汽车仪表生产厂出产的汽车仪表质量不能得到完全保证等缺点。(2)采用自动化程度较高的检测方法。如采用图像处理方法，但此类方法自动控制系统校验难度高、前期资金和人力投入大、开发周期长，同时不具有通用性，是国内汽车组合仪表检测系统普遍存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于国四商用车组合仪表的外控状态指示灯自动检测电路及方法，可实现国四仪表的状态指示灯的低成本检测。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，
国四商用汽车仪表外控状态指示灯自动检测电路，其特征在于，包括电流采样电路、信号整形电路、控制器阵列、液晶显示及语音报警电路、指示灯开关阵列；
其中，电流采样电路串接于检测仪与待检测仪表的线束之间，用于采集待测状态指示灯支路中的电流，并将电流变为电压信号；
信号整形电路包括滤波电路和放大电路，用于滤除噪声并放大电流采样电路中采集的采样电压，以供检测仪控制器阵列采样；
指示灯开关阵列，用作外控指示灯的开关，以模拟车身上的开关对仪表外控灯的操作；
控制器阵列用于采集状态指示灯支路中的电流，其输入端连接有信号整形电路，其输出端连接有液晶显示及语音报警电路、指示灯开关阵列；
通过采用以上技术方案，控制器阵列通过其IO口控制指示灯开关阵列，从而控制待测仪表外控灯的亮灭，同时通过控制器AD口对待测的外控灯支路电流进行采集，判别其电压是否在预测范围内，即可判定该仪表外控指示灯功能是否正常。相对于现有采用图像处理方法，结构、方法均更简单。
优选地，控制器阵列采用3片STM32F103ZET6单片机，最大可采集63路状态指示灯支路电流。
优选地，液晶显示及语音报警电路4采用多功能单芯片CMOS一次性编程语音芯片SC50X0B，一次性将语音烧录，用于实现有指示灯故障和无故障通过报警。
优选地，指示灯开关阵列采用PC817光电耦合器，用作外控指示灯的开关，以模拟车身上的开关对仪表外控灯的操作。
国四商用汽车仪表外控状态指示灯自动检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)控制器阵列上电之后首先进行初始化，初始化内部包括AD外设、GPIO口，时钟；
2)通过其中一个IO口驱动光耦导通，进而使该路LED灯点亮，同时采集该路外控灯电流检测电路的电压，判断电压范围是否落于2-3V之内；如果在此区间内，认为该路LED外控灯按照设置进行了正常点亮；否则，认为该路LED灯支路存在故障，进而进行语音报警，并同时在液晶屏上显示出故障支路的编号。
本发明的优点在于，系统电路简单，成本低，检测方法便捷。
附图说明
图1是检测系统的框图；
图2是组合仪表状态指示灯电流检测电路；
图3是仪表外控灯检测方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1所示，为检测系统的框图。图中，待检测仪表采用国四商用汽车组合仪表中的其中一款。本发明在原有手工检测仪的基础上，增加了状态指示灯自动开关及检测电路。
自动检测电路包括电流采样电路1、信号整形电路2、控制器阵列3、液晶显示及语音报警电路4、指示灯开关阵列5。
其中，电流采样电路1串接于检测仪与待检测仪表的线束之间，用于采集线束中的电流，并将线束中的电流变为电压信号。
信号整形电路2包括滤波电路21和放大电路22，用于滤除噪声并放大采样电路中采集的采样电压，以供检测仪单片机控制器采样。
控制器阵列3采用3片STM32F103ZET6单片机，其主要任务采集近60个状态指示灯支路中的电流，其最大可采集63路状态指示灯支路电流，并同时提供语音报警和液晶显示。其输出端连接有液晶显示及语音报警电路4、指示灯开关阵列5。
液晶显示及语音报警电路4采用多功能单芯片CMOS一次性编程语音芯片SC50X0B，一次性将语音烧录，用于实现有指示灯故障和无故障通过报警。显示采用采用黄底黑字19264液晶，用于显示存在故障的指示灯支路的编号，供检测员人为参考。
指示灯开关阵列5采用PC817光电耦合器，用作外控指示灯的开关，以模拟车身上的开关对仪表外控灯的操作。
在使用时，将电流采样电路1、信号整形电路2埋入连接线束中，串联在仪表与仪表检测仪之间。仪表检测仪上的控制器阵列3通过其IO口控制指示灯开关阵列5，从而控制待测仪表外控灯的亮灭，同时通过其AD口对相应的外控灯支路电流进行采集，判别其电压是否在预测范围内即可判定该仪表外控指示灯功能是否正常。
作为本发明的其中一个实施例：
组合仪表状态指示灯电流检测电路如图2所示，其由采样电阻R1、滤波电容C1、C2、运放U1、电阻R3、R4、R5、R6、保护二极管D1、D2、光电耦合器U2和限流电阻R7构成。LED1和电阻R2是位于待检测仪表内部的某一个外控灯，VCC_24V为检测仪外部输入电源。
其中，采样电路，包括采样电阻R1，其一端与检测仪连接，另一端与待检测仪表内部的外控灯LED1和电阻R2连接，用于采集指示灯支路中的电流。
信号整形电路包括滤波电路和放大电路，其中滤波电路包括由电容C1构成的滤波电路和由电容C2构成的滤波电路，C1、C2均采用0805封装的104贴片电容，用于滤除高频干扰。放大电路，包括运放U1，电阻R3、R4、R5、R6；运放U1采用低电压运放LM358，单电源供电，用于对输入的直流信号进行放大。电阻R3、R4、R5、R6均采用0805封装的贴片电阻，用于和运放U1构成减法电路，以使采样电阻两端的电压差作为运放的纯输入。
D1、D2为IN4007二极管，用作保护控制器AD引脚。
光电耦合器U2采用PC817光耦，用于当作外部开关控制仪表外控灯的亮灭。光电耦合器U2的输入端连接有限流电阻R7，限流电阻R7用于对光耦输入端进行限流。
图2中，LED1和R2是位于待检测仪表内部的某一个外控灯，R1为电路中的采样电阻，VCC_24V为检测仪外部输入电源，IO_IN为单片机控制器控制输入，OUT1为该路外控灯电流采集输出，连接至单片机阵列的其中一个AD引脚。检测时，单片机控制阵列可以通过设置IO引脚为低电平，从而使IO_IN为低，故而光耦U2导通，则应使仪表内部外控灯LED1点亮。同时R1两端存在一定的电压差(约0.1-0.15V之间)，该电压经过电阻R3、R4、R5、R6和运放U1构成的减法电路，进行放大到2-3V，该电压又被控制器阵列采集得到。如果该电压存在，且在2-3V之间，则认为该外控灯状态正常。如果采集到电压为0(LED1损坏、断路)或者3.3V以上，则认为该外控灯支路存在不正常电流。
检测方法流程图如图3所示，控制器阵列上电之后首先进行初始化，初始化内部包括AD外设、GPIO口，时钟等。之后开始针对不同的顺序进行第一路外控灯的操作和检测，通过某一个IO口驱动光耦导通，进而使该路LED灯点亮，同时采集该路外控灯电流检测电路的电压，判断电压范围是否落于2-3V之内。如果在此区间内，认为该路LED外控灯按照设置进行了正常点亮；否则，认为该路LED灯支路存在故障，进而进行语音报警，并同时在液晶屏上显示出故障支路的编号。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (4)
1.国四商用汽车仪表外控状态指示灯自动检测电路，其特征在于，包括电流采样电路、信号整形电路、控制器阵列、液晶显示及语音报警电路、指示灯开关阵列；
其中，电流采样电路串接于检测仪与待检测仪表的线束之间，用于采集待测状态指示灯支路中的电流，并将电流变为电压信号；
信号整形电路包括滤波电路和放大电路，用于滤除噪声并放大电流采样电路中采集的采样电压，以供检测仪控制器阵列采样；
指示灯开关阵列，用作外控指示灯的开关，以模拟车身上的开关对仪表外控灯的操作；
控制器阵列用于采集状态指示灯支路中的电流，其输入端连接有信号整形电路，其输出端连接有液晶显示及语音报警电路、指示灯开关阵列；
控制器阵列通过其IO口控制指示灯开关阵列，从而控制待测仪表外控灯的亮灭，同时通过其AD口对待测的外控灯支路电流进行采集，判别其电压是否在预测范围内，即可判定该仪表外控指示灯功能是否正常。
2.根据权利要求1所述的国四商用汽车仪表外控状态指示灯自动检测电路，其特征在于，控制器阵列采用3片STM32F103ZET6单片机，最大可采集63路状态指示灯支路电流。
3.根据权利要求1所述的国四商用汽车仪表外控状态指示灯自动检测电路，其特征在于，液晶显示及语音报警电路4采用多功能单芯片CMOS一次性编程语音芯片SC50X0B，一次性将语音烧录，用于实现有指示灯故障和无故障通过报警。
4.根据权利要求1所述的国四商用汽车仪表外控状态指示灯自动检测电路，其特征在于，指示灯开关阵列采用PC817光电耦合器，用作外控指示灯的开关，以模拟车身上的开关对仪表外控灯的操作。
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