CN107124802B - 一种提高车机调光信号稳定性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供提高车机调光信号稳定性的方法，方法包括：判断汽车蓄电池电压是否超出预设电压范围，是则屏蔽调光信号采样，否则进入下一步；判断调光信号采样值是否稳定，是则进入下一步，否则丢弃调光信号采样值重新进行采样；判断调光判决电压是否需要校准，是则对调光判决电压进行波动补偿校正，否则进入下一步；将所述判决电压与预设调光参考电压进行比较，获得预调光值；判断预调光值对应的调光信号平均值是否在判决电压的临界点，是则对所述调光信号平均值进行迟滞判断，根据迟滞判断结果确定最终调光值，否则将所述预调光值作为最终调光值；根据所述最终调光值确定显示屏的亮度值。本发明实现了提高背光亮度的稳定性。

Description

一种提高车机调光信号稳定性的方法

技术领域

本发明涉及背光调节技术领域，尤其涉及一种提高车机调光信号稳定性的方法。

背景技术

随着汽车电子技术的发展，目前汽车已具备了对部件(例如仪表、按键)的背光亮度进行无级调节的功能，使其更加贴合用户的需求，提高驾乘体验。车载信息系统(以下简称车机)作为汽车驾驶舱的重要部件，已逐渐成为汽车的标配。车机显示屏的背景灯亮度也需要跟随汽车内其它部件的背光亮度进行调节。目前，对车机显示屏的背景灯亮度进行调节的方式有多种。

采用A/D采样方式进行调光功能的设计，可以兼容更多的调光设备有更强的通用性，但是使用A/D采样方式进行调光功能设计需要考虑的因素比较多，比如输入PWM频率差异、汽车蓄电池电压波动等。这些因素容易在A/D采样端口产生纹波电压变化，系统处理起来较为困难，容易产生误判进而导致功能异常，所以目前市面上采用A/D采样方式进行调光的产品大多存在调光不稳定的现象。

因此，现有技术有待进一步改进。

发明内容

本发明提供一种提高车机调光信号稳定性的方法，旨在解决现有技术中的缺陷，实现提高调光信号稳定性。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

本发明提供一种提高车机调光信号稳定性的方法，包括：

判断汽车蓄电池电压是否超出预设电压范围，是则屏蔽调光信号采样，否则进入下一步；

判断调光信号采样值是否稳定，是则进入下一步，否则丢弃调光信号采样值重新进行采样；

判断调光判决电压是否需要校准，是则对调光判决电压进行波动补偿校正，否则进入下一步，所述调光判决电压为调光信号采样值的平均电压值；

将所述判决电压与预设调光参考电压进行比较，获得预调光值；

判断预调光值对应的调光信号平均值是否在判决电压的临界点，是则对所述调光信号平均值进行迟滞判断，根据迟滞判断结果确定最终调光值，否则将所述预调光值作为最终调光值；

根据所述最终调光值确定显示屏的亮度值。

具体地，所述判断调光信号采样值是否稳定包括如下步骤：

根据A/D采样端口的纹波电压周期确定采样周期；

对调光信号进行采样，对采样结果进行正确性判断；

对预设采样次数n的A/D采样值取平均值；

判断调光信号采样值是否处于稳定状态。

具体地，所述判断调光信号采样值是否处于稳定状态包括：

若首次调光信号采样值与所有的调光信号采样值相差都大于预设置信采样电压时，则判断调光信号处于不稳定状态，否则判断调光信号处于稳定状态。

具体地，所述判断调光判决电压是否需要校准包括：通过判断汽车蓄电池电压的实时电压是否处于低压或高压状态来进行。

具体地，所述调光判决电压进行波动补偿校正包括如下步骤：

对预设采样次数的A/D采样值计算其平均采样电压；

在预设采样次数的调光信号采样期间同时读取汽车蓄电池电压，并计算其平均值；

修正调光判决电压得到校准调光判决电压。

具体地，所述根据迟滞判断结果确定最终调光值包括：

判断所述调光信号平均值是否大于迟滞上门限，是则将预调光值增大一级，否则维持不变；判断所述调光信号平均值是否小于迟滞下门限，是则将预调光值减少一级，否则维持不变。

具体地，所述校准调光判决电压Vjc＝Vav*(Vs-Vdio)/(Var-Vdio)，

其中，Vjc表示校准调光判决电压，Vav表示采样平均电压，Var表示采样周期内汽车蓄电池实时电压平均值，Vs表示系统标称供电电压，Vdio表示调光器开关电路的压降。

具体地，所述A/D采样周期小于所述纹波电压周期的1/2。

本发明的有益效果在于：本发明通过判断汽车蓄电池电压、调光信号采样值稳定性，在汽车蓄电池电压波动时对调光判决电压进行波动补偿校正，从而得到一预调光值，进一步判断预调光值对应的调光信号平均值与判决电压的临界点的关系，从而得到最终调光值，实现了提高调光信号稳定性的技术效果。

附图说明

图1是本发明的提高车机调光信号稳定性的方法的流程示意图；

图2是本发明的判断调光信号采样值是否稳定的流程示意图；

图3是本发明的对调光判决电压进行波动补偿校正的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。

如图1所示，本发明的实施例提供一种提高车机调光信号稳定性的方法，包括：

步骤1、判断汽车蓄电池电压是否超出预设电压范围，是则屏蔽调光信号采样，否则进入下一步。

在本实施例中，所述调光信号为电压信号，由调光器产生输出。

汽车引擎启动、汽车蓄电池电量不足时启动车灯等大功耗设备等情形，将导致汽车蓄电池电压出现瞬态变化而低于车机工作电压范围(例如对于24V电池系统的汽车瞬间会跌落至10.8V)，然后又再度回升，这个过程将影响调光信号的正常采样和有效电平值换算。

因此，通过判断汽车蓄电池电压是否超出预设电压范围，可有效防止因为汽车蓄电池电压的瞬间变化而导致的调光闪烁。

步骤2、判断调光信号采样值是否稳定，是则进入下一步，否则丢弃调光信号采样值重新进行采样。

通常，调光信号的稳定性受下列因素的影响：

1)A/D采样电路特性影响。调光信号在0V至系统标称供电电压Vs(对于24V电池系统，Vs＝24V；对于12V电池系统，Vs＝12V)变化时，A/D采样端口将检测到持续一定时间(在本实施例中为200ms，该时间由电路特性(例如电容值)决定)的电压缓慢变化，系统容易将此电压变化过程误认为是调光器在动作。

2)占空比较小的低频PWM信号(例如PWM频率小于100Hz)经过采样电路后会在A/D采样端口处产生变化较大的纹波，从而导致A/D采样端口电压不稳。

在本实施例中，100Hz低频信号PWM经过采样电路后，在A/D采样端口产生的纹波电压差值约为200mV；输入的PWM信号频率越大，经过采样电路后在A/D采样端口产生的纹波电压差值越小，因此，可以认为A/D采样端口的最大纹波电压差值为200mV。

如图2所示，在本实施例中，所述判断调光信号采样值是否稳定包括如下步骤：

步骤201、根据A/D采样端口的纹波电压周期Tr确定采样周期Ts。

如果A/D采样周期Ts大于或等于单个纹波电压周期Tr，则A/D采样获取的多次A/D值将不能体现纹波电压的有效电压；但随着输入的PWM信号频率越高，A/D采样端口纹波电压差值越小，对A/D采样周期Ts的要求相关性减小。

A/D采样周期Ts可以根据实际情况进行设置，在本实施例中，所述A/D采样周期Ts小于所述纹波电压周期Tr的1/2，即Ts＜Tr/2。

具体地，所述A/D采样周期Ts＝4ms。

步骤202、对调光信号进行采样，对采样结果进行正确性判断。

采用多次采样A/D值的平均值作为调光信号的有效值，如果A/D采样信号中存在突变信号，可能导致平均值偏高，所以应对每次A/D采样值的正确性进行识别。

步骤203、对预设采样次数n的A/D采样值取平均值。

所述预设采样次数n可根据实际情况行设置，在本实施例中，n＝30。

步骤204、判断调光信号采样值是否处于稳定状态。

在本实施例中，所述判断调光信号采样值是否处于稳定状态包括：

若首次调光信号采样值V1与所有的调光信号采样值Vx相差都大于预设置信采样电压Vc时，则判断调光信号处于不稳定状态，否则判断调光信号处于稳定状态。

所述预设置信采样电压Vc会限定调光信号的变化速度，即调光信号变化过快则认为A/D采样结果不可信；所述预设置信采样电压Vc可按实际调试效果取值。

步骤3、判断调光判决电压是否需要校准，是则对调光判决电压进行波动补偿校正，否则进入下一步。

当汽车蓄电池电压不足并持续处于比较低的电压时，或者当汽车蓄电池电压偏高并持续处于比较高的电压时，调光信号也会随之产生波动。

在本实施例中，所述判断调光判决电压是否需要校准包括：通过判断汽车蓄电池电压的实时电压Vbr是否处于低压或高压状态来进行。

例如，对于24V电池系统，当Vbr＜10.8V时，则判断为汽车蓄电池处于低压状态。

如图3所示，在本实施例中，所述对调光判决电压进行波动补偿校正包括如下步骤：

步骤301、对预设采样次数n的A/D采样值计算其平均采样电压Vav。

步骤302、在预设采样次数n的调光信号采样期间同时读取汽车蓄电池电压输出Vbr，并计算Vbr的平均值Var。

因为30次A/D采样耗时120ms,而在120ms内Vbr波动的范围较小，因此可认为Vbr的平均值Var是准确的。

步骤303、修正调光判决电压Vj得到校准调光判决电压Vjc。

因为调光信号峰峰值Vdp等于汽车蓄电池电压的实时电压Vbr减去调光器开关电路的压降Vdio，即Vdp＝Vbr-Vdio，因而调光信号平均值Var与汽车蓄电池电压的平均值Var具有一定的线性补偿关系，也就是说调光判决电压与与汽车蓄电池电压的平均值Var也具有一定的线性补偿关系。

在本实施例中，根据如下公式来获得校准调光判决电压Vjc：

Vjc＝Vav*(Vs-Vdio)/(Var-Vdio)，

其中，Vjc表示校准调光判决电压，Vav表示采样平均电压，Var表示采样周期内汽车蓄电池实时电压平均值，Vs表示系统标称供电电压，Vdio表示调光器开关电路的压降。

如表1所示，表示在不同汽车蓄电池电压Vbr、不同占空比的PWM调光信号(频率为100Hz)下的调光判决电压实测值。

表1

假设标称电压Vs＝12V，当蓄电池电平较低时，测试得到Var＝10V，占空比为30％的PWM调光信号的平均值Vav＝2.77V，调光器开关电路的压降Vdio＝0.7V；此时，校准调光判决电压Vjc＝2.77V*(12V-0.7V)/(10V-0.7V)＝3.36V,与实际测量的在Vs＝12V工作电压、占空比为30％的PWM调光信号时的调光判决电压Vj实测平均值一致。

步骤4、将所述判决电压与预设调光参考电压进行比较，获得预调光值。

步骤5、判断预调光值对应的调光信号平均值是否在判决电压的临界点，是则对所述调光信号平均值进行迟滞判断，根据迟滞判断结果确定最终调光值，否则将所述预调光值作为最终调光值。

在本实施例中，所述根据迟滞判断结果确定最终调光值包括：

判断所述调光信号平均值是否大于迟滞上门限，是则将预调光值增大一级，否则维持不变；判断所述调光信号平均值是否小于迟滞下门限，是则将预调光值减少一级，否则维持不变。

调光信号输入后必须要量化成具体的调光值来控制车机背光亮度输出，调光输入信号可以是连续变化或是阶跃变化等多种情况，经A/D采样处理后转换成多级别调光控制信号。当调光控制信号使车机调光值正处于两个亮度级别的临界点时，如果调光信号有轻微抖动就会导致输出亮度闪烁，为避免此类问题发生，采用迟滞电压判定的办法来处理。

例如，设置的迟滞电压宽度为0.2V，规定调光信号大于2.60V时，车机调光值为1；调光信号小于2.60V时，车机调光值为0。当调光信号上升至2.80V时，判定车机调光值为1；当调光信号下降至2.50V时，保持判定车机调光值为1；调光信号小于2.40V时,判定车机调光值为0。

步骤6、根据所述最终调光值确定显示屏的亮度值。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种提高车机调光信号稳定性的方法，其特征在于，包括：

判断汽车蓄电池电压是否超出预设电压范围，是则屏蔽调光信号采样，否则进入下一步；

判断调光信号采样值是否稳定，是则进入下一步，否则丢弃调光信号采样值重新进行采样；

判断调光判决电压是否需要校准，是则对调光判决电压进行波动补偿校正，否则进入下一步，所述调光判决电压为调光信号采样值的平均电压值；

将所述判决电压与预设调光参考电压进行比较，获得预调光值；

判断预调光值对应的调光信号平均值是否在判决电压的临界点，是则对所述调光信号平均值进行迟滞判断，根据迟滞判断结果确定最终调光值，否则将所述预调光值作为最终调光值；

根据所述最终调光值确定显示屏的亮度值；

所述调光判决电压进行波动补偿校正包括如下步骤：

对预设采样次数的A/D采样值计算其平均采样电压；

在预设采样次数的调光信号采样期间同时读取汽车蓄电池电压，并计算其平均值；

修正调光判决电压得到校准调光判决电压。

2.根据权利要求1所述的提高车机调光信号稳定性的方法，其特征在于，所述判断调光信号采样值是否稳定包括如下步骤：

根据A/D采样端口的纹波电压周期确定采样周期；

对调光信号进行采样，对采样结果进行正确性判断；

对预设采样次数n的A/D采样值取平均值；

判断调光信号采样值是否处于稳定状态。

3.根据权利要求1所述的提高车机调光信号稳定性的方法，其特征在于，所述判断调光信号采样值是否处于稳定状态包括：

若首次调光信号采样值与所有的调光信号采样值相差都大于预设置信采样电压时，则判断调光信号处于不稳定状态，否则判断调光信号处于稳定状态。

4.根据权利要求1所述的提高车机调光信号稳定性的方法，其特征在于，所述判断调光判决电压是否需要校准包括：通过判断汽车蓄电池电压的实时电压是否处于低压或高压状态来进行。

5.根据权利要求1所述的提高车机调光信号稳定性的方法，其特征在于，所述根据迟滞判断结果确定最终调光值包括：

判断所述调光信号平均值是否大于迟滞上门限，是则将预调光值增大一级，否则维持不变；判断所述调光信号平均值是否小于迟滞下门限，是则将预调光值减少一级，否则维持不变。

6.根据权利要求1所述的提高车机调光信号稳定性的方法，其特征在于，所述校准调光判决电压Vjc＝Vav*(Vs-Vdio)/(Var-Vdio)，

其中，Vjc表示校准调光判决电压，Vav表示采样平均电压，Var表示采样周期内汽车蓄电池实时电压平均值，Vs表示系统标称供电电压，Vdio表示调光器开关电路的压降。

7.根据权利要求2所述的提高车机调光信号稳定性的方法，其特征在于，所述A/D采样周期小于所述纹波电压周期的1/2。