CN110793541A - 一种车载仪表校准系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车载仪表校准的技术领域，尤其涉及一种车载仪表校准系统及其方法。该系统包括恒流模块，用于给上拉电阻的阻值测量提供恒电流；电压测量模块，用于获取上拉电阻的两端或两端间电压；程控电阻模块，用于模拟下拉电阻，提供校准电阻；以及处理模块，用于控制程控电阻模块输出阻值，发送指令给电压测量模块和恒流模块并接收测试数据，对测试数据进行处理计算，得到校准点。本发明有效提高车载仪表显示的准确性，避免了测试环境的线路电阻和车载仪表的物料电阻对车载仪表造成干扰，保证车载仪表在存在物料偏差的情况下依然可以正常精确显示，大大提高了产品的可靠性，增强了产品的市场竞争力。

Description

一种车载仪表校准系统及其方法

技术领域

本发明涉及车载仪表校准的技术领域，尤其涉及一种车载仪表校准系统及其方法。

背景技术

目前车载电子产品越来越精密，车载仪表作为一个显示类产品，信号获取的准确度直接决定了车载仪表的性能好处，特别是燃油仪表，燃油仪表的准确直接关乎汽车的正常运行，若燃油仪表的不准确，容易出现汽车油量行程把控不准的问题。随着汽车行业的发展，用户对车载仪表特别是燃油仪表的精度要求和使用体验要求越来越高。

在目前市场中，由于车载仪表中物料和线路存在一定阻值，容易对车载仪表的负载造成干扰，影响车载仪表的准确度。而在车载仪表的校准中，车载仪表与校准设备之间也存在线路电阻或接触电阻，校准环境以及校准线路给负载阻值造成的影响可能达到1至3欧姆，这足以对负载的准确性构成较大的误差，在很大程度上影响着校准的准确性。因此，如何校准车载仪表中物料和线路阻值以及避免校准环境和校准线路对校准系统带来的干扰，成为了车载仪表准确度校准的重点。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），提供一种车载仪表校准系统及其方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种车载仪表校准系统，用于对采用下拉电阻作为负载的车载仪表进行阻值校准，车载仪表的电源处设置有上拉电阻，该系统包括

恒流模块，两端分别连接在所述上拉电阻的两端，用于给上拉电阻的阻值测量提供恒电流；

电压测量模块，两端分别连接在所述上拉电阻的两端，电压测量模块与上拉电阻间连接点设置在同侧的恒流模块与上拉电阻间的连接点的上拉电阻内侧，用于获取上拉电阻的两端或两端间电压；

程控电阻模块，一端与车载仪表功能端连接，另一端接地，用于模拟下拉电阻，提供校准电阻；以及

处理模块，用于控制程控电阻模块输出阻值，发送指令给电压测量模块和恒流模块并接收测试数据，对测试数据进行处理计算，得到校准点。

进一步的，所述电压测量模块与上拉电阻的连接点贴近上拉电阻端部。

进一步的，所述电压测量模块设置有接地端，且内部设置有多通道切换，通过处理器控制通道切换实现不同端口电压值的测量。

进一步的，程控电阻模块包括电阻串和继电器；所述电阻串由多个电阻值按照预定规则依次叠加的电阻串联组成，且所述电阻串两端分别与程控电阻模块的输入端和输出端连接；所述电阻串上的各电阻两端均并联设置有对应的继电器；所述处理模块通过控制继电器的闭合和断开控制程控电阻模块的阻值。

本发明还提供一种车载仪表校准方法，应用了上述的车载仪表校准系统，所述校准方法包括，

控制恒流模块在上拉电阻上输出预定恒电流，通过电压测量模块获取上拉电阻两端的第一电压；

根据预定恒电流和第一电压，得到上拉电阻的阻值；

控制车载仪表上电，将程控电阻模块调整到第一预设电阻值；

通过电压测量模块获取上拉电阻输入端和输出端的上拉电压和校准电压；

根据上拉电阻的阻值、上拉电压和校准电压，得到实际电阻值；

将第一预设电阻值对应的实际电阻值写入车载仪表的校准点中。

进一步的，所述校准方法还包括，

依次调整程控电阻模块到多个预设电阻值，重复所述通过电压测量模块获取上拉电阻输入端和输出端的上拉电压和校准电压；根据上拉电阻的阻值、上拉电压和校准电压，得到实际电阻值步骤，得到多个预设电阻值对应的实际电阻值，并作为多个校准点写入车载仪表中。

进一步的，所述校准点的个数设置有5个。

进一步的，控制车载仪表上电，所述将程控电阻模块调整到第一预设电阻值包括

断开上拉电阻与恒流模块的连接；

接通电源与车载仪表，车载仪表上电；

根据第一预设电阻值控制继电器调节程控电阻模块输出阻值。

进一步的，所述根据上拉电阻的阻值、上拉电压和校准电压，得到实际电阻值具体包括，

根据车载仪表中上拉电阻与程控电阻模块串联导通电流相等，得到上拉电阻的阻值、上拉电压、校准电压和实际电阻值之间的数值关系；

处理模块进行转化计算，得到实际电阻值。

进一步的，所述上拉电阻的阻值、上拉电压、校准电压和实际电阻值之间的关系为：

上拉电压、校准电压间差值与上拉电阻阻值之间的比值等于校准电压与实际电阻值之间的比值。

本发明通过测量上拉电阻的阻值和其输出端和输入端的电压值，计算得到负载的实际电阻值，负载的预设电阻值的实际电阻值作为校准点写入到车载仪表中，同时变换负载的预设电阻值得到多个校准点，通过多个校准点对车载仪表的阻值与仪表显示数据进行校准，有效提高车载仪表显示的准确性，避免了测试环境的线路电阻和车载仪表的物料电阻对车载仪表造成干扰，保证车载仪表在存在物料偏差的情况下依然可以正常精确显示，大大提高了产品的可靠性，增强了产品的市场竞争力。

同时，本发明还通过恒流模块对上拉电阻的阻值进行测量，可以减少测量阻值是接触引脚带来的偏差，提高了上拉电阻的阻值的测量精度，从而提高了负载实际电阻值的准确度，实现车载仪表的精确校准。

附图说明

图1为本发明实施例车载仪表校准系统的结构图。

图2为本发明实施例车载仪表校准系统的实施结构示意图。

图3为本发明实施例程控电阻模块的具体结构图。

图4为本发明实施例车载仪表校准方法的结构流程图。

图5为本发明实施例步骤S230的具体结构流程图。

图6为本发明实施例步骤S250的具体结构流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

图1示出了本实施例中车载仪表校准系统的结构图；图2示出了车载仪表校准系统的使用局部结构图；图3示出了本实施例程控电阻模块的一具体方式的结构图。

参阅图1-3，一种车载仪表校准系统，用于对采用下拉电阻作为负载的车载仪表进行阻值校准，且车载仪表的电源处设置有上拉电阻，例如，本系统可以用于对车载燃油仪表进行燃油负载的校准。本实施例的校准系统包括电压测量模块120、恒流模块110、程控电阻模块130和处理模块140。恒流模块110的两端同样连接在上拉电阻的两端，用于给上拉电阻的阻值测量提供恒电流，处理模块140可以通过控制恒流模块110与上拉电阻之间的通断，在上拉电阻进行阻值测量时，控制恒流模块110与上拉电阻之间连接导通，测量过后，断开恒流模块110与上拉电阻之间的连接，保证后续校准的正常进行。电压测量模块120的两端分别设置在上拉电阻的两端，用于测量获取上拉电阻两端或两端之间的电压值，具体的，电压测量模块120中设置有多通道，并设有接地端，通过通道的切换，实现电压测量模块120测量端口的切换。同时，电压测量模块120与上拉电阻间连接点设置在同侧的恒流模块110与上拉电阻两端的连接点的上拉电阻内侧，即同侧的电压测量模块120与上拉电阻间连接点比起恒流模块110与上拉电阻间连接点更加靠近上拉电阻的端部。由于恒流模块110提供的是恒电流，所以无论线路阻抗有多大，流过上拉电阻的电流不会受影响，连接点的设置可以保证电压测量模块120贴近上拉电阻，消除测试线路对上拉电阻两端电压测量的影响，保证上拉电阻的电压测量更加精确。

另外，程控电阻模块130一端J1与车载仪表的功能端连接，另一端J2接地，程控电阻模块130在系统中用于模拟下拉电阻，充当测量的负载，提供校准电阻。处理模块140用于控制程控电阻模块130输出预定的校准阻值，以及发送指令控制电压测量模块120和恒流模块110的运行，并接收测试数据。处理器通过恒流模块110和电压测量模块120对上拉电阻进行测量，恒流模块110提供恒电流，电压测量模块120获取上拉电阻的两端电压，从而根据上拉电阻的电流和两端电压，计算得到上拉电阻的阻值。然后处理器通过车载仪表进行上电，并通过程控电阻模块130进行负载模拟，采用电压测量模块120获取车载仪表电路中的上拉电压和校准电压。处理器对测试数据进行处理计算，从而得到下拉电阻的实际电阻值，并写入车载仪表中作为校准点，从而对车载仪表中的负载阻值进行校准。

本实施例的车载仪表校准系统的好处在于，采用下拉电阻作为负载的产品由于内部存在线路电阻和接触电阻，实际负载阻值与预设阻值存在误差，本系统通过程控电阻模块130模拟车载仪表的负载，并通过对车载仪表内部电压和上拉电阻的阻值进行测量，根据测量数据计算得到车载仪表负载在线路电阻和接触电阻影响下的实际电阻值，通过预设的负载电阻值和实际电阻值，对车载仪表的负载阻值进行校准，解决了车载仪表由于存在线路电阻而对负载阻值准确性的问题，大大提高了产品的显示准确性，保证了产品的可靠性。另外，本系统通过设置恒流模块110给上拉电阻提供恒电流，并测量其两端电压的方式得到上拉电阻的阻值，操作简单，阻值测量准确，大大提高了实际电阻值的测量准确性。同时，本实施例的校准系统的恒流模块110、电压测量模块120和程控电阻模块130通过处理模块140进行自动化控制测量，校准过程无需人工操作，测量简单快速，大大提高了车载仪表校准的效率，节约了人工成本。

在一些实施例中，电压测量模块120与上拉电阻的连接点贴近上拉电阻的端部，可以减少线路电阻对上拉电阻的阻值测量的影响，从而提高上拉电子阻值的测量精度，保证计算得到的负载实际电阻值的准确性。

在一些实施例中，电压测量模块120内设置有接地端，且其内部设置有多通道切换，通过处理器根据需要控制电压测量模块120的通道切换，实现电压测量模块120对不同端口电压值进行测量，提高校准系统的效率。

在一些实施例中，程控电阻模块130包括电阻串和继电器，电阻串有多个电阻值按照预定规则依次叠加的电阻串联组成，且电阻串的两端分别与程控电阻模块130的输入端和输出端连接 。继电器的数量与电阻串上的电阻数量相同，且电阻串上的各电阻两端均并联设置有对应的继电器，处理模块140通过控制继电器的闭合和断开控制程控电阻模块130的阻值。具体的，继电器为常开继电器，保证在处理模块140没有进行控制时，程控电阻模块130的阻值保持最大，防止接入电路时程控电阻模块130受到损坏。更为具体的，提供一种程控电阻模块130电阻串具体串接方式，电阻串上依次串接有0.1欧、0.2欧、0.3欧、0.4欧、0.5欧、1欧、2欧、3欧、4欧、5欧、10欧、20欧、30欧、40欧、50欧、100欧、200欧、300欧、400欧、500欧的电阻。

图3示出了本实施例中车载仪表校准方法的结构流程图。

如图1所示，本实施例还提供一种车载仪表校准方法，该校准方法应用了上述的车载仪表校准系统，具体的，校准方法包括：

步骤S210，控制恒流模块110在上拉电阻上输出预定恒电流，通过电压测量模块120获取上拉电阻两端的第一电压。

在车载仪表断电情况下，处理模块140控制恒流模块110与上拉电阻之间进行接通，恒流模块110向上拉电阻输出预定的恒电流，恒流模块110可以是通过上拉电阻的电流恒定，同时，通过电压测量模块120车辆上拉电阻两端电压，得到第一电压。

步骤S220，根据预定恒电流和第一电压，得到上拉电阻的阻值。

处理模块140接收电压测量模块120测得的第一电压，此时预定恒电流和第一电压分别为上拉电阻的电流和两端电压，通过欧姆定律，得到上拉电阻的阻值。

步骤S230，控制车载仪表上电，将程控电阻模块130调整到第一预设电阻值。

处理模块140控制导通车载仪表与电源的连接，给车载仪表上电，并通过控制继电器的闭合和断开，调节程控电阻模块130输出第一预设电阻值。

步骤S240，通过电压测量模块120获取上拉电阻输入端和输出端的上拉电压和校准电压。

处理模块140调节电压测量模块120的测量端通道，分别对上拉电阻输入端和输出端的电压进行测量，得到上拉电压和校准电压。此时，校准电压的电压值即为实际负载的电压。

步骤S250，根据上拉电阻的阻值、上拉电压和校准电压，得到实际电阻值。

由于上拉电阻与负载为串联连接，即上拉电阻与负载通过的电流相等，因此，根据上拉电压和校准电压可以得到上拉电阻两端的第二电压，通过第二电压、校准电压和上拉电阻的阻值，通过处理模块140计算得到车载仪表负载的实际电阻值。

步骤S260，将第一预设电阻值对应的实际电阻值写入车载仪表的校准点中。

处理模块140将第一预设电阻值的实际电阻值写入到车载仪表的校准点中，并通过校准点对车载仪表进行阻值的校准，保证车载仪表的显示数据的准确性。

在一些实施例中，车载仪表校准方法还包括：

步骤270，依次调整程控电阻模块130到多个预设电阻值，重复所述通过电压测量模块120获取上拉电阻输入端和输出端的上拉电压和校准电压；根据上拉电阻的阻值、上拉电压和校准电压，得到实际电阻值步骤，得到多个预设电阻值对应的实际电阻值，并作为多个校准点写入车载仪表中。

控制模块通过控制继电器调整程控电阻模块130的预定电阻值，重复步骤S240至步骤S260，得到车载仪表的多个预定电阻值的实际电阻值，将其作为校准点写入车载仪表中。具体的，校准点的个数测量有五个。通过校准点调节校准车载仪表的阻值与数据显示间的关系，保证车载仪表显示的准确性，大大提高产品的可靠性。

本校准方法的好处在于，本方法通过测量上拉电阻的阻值和其输出端和输入端的电压值，计算得到从上拉电阻输出端到接地端的电阻值，即负载的实际电阻值。同时，通过实际电阻值对负载的预设电阻值进行校准写入到车载仪表中作为校准点，通过变换负载的预设电阻值得到多个校准点，通过多个校准点对车载仪表的阻值与显示数据之间进行校准，有效提高车载仪表显示的准确性，避免了线路电阻和物料电阻对车载仪表显示数据的干扰，保证车载仪表在存在物料偏差的情况下依然可以正常精确显示，大大提高了产品的可靠性，增强了产品的市场竞争力。

同时，本方法还通过恒流模块110对上拉电阻的阻值进行测量，可以减少测量阻值是接触引脚带来的偏差，提高了上拉电阻的阻值的测量精度，从而提高了负载实际电阻值的准确度，实现车载仪表的精确校准。

图5示出了本实施例中步骤S230的具体结构流程图。

如图5所示，在一些实施例中，步骤S230具体包括：

步骤S231，断开上拉电阻与恒流模块110的连接。

处理模块140发出结束阻值测量的指令，断开上拉电阻与恒流模块110之间的连接，防止对后续测量造成影响。

步骤S232，接通电源与车载仪表，车载仪表上电。

处理模块140控制接通车载仪表与电源，完成车载仪表的上电。

步骤S233，根据第一预设电阻值控制继电器调节程控电阻模块130输出阻值。

处理模块140根据所设定的第一预设电阻值，控制程控电阻模块130的相应继电器闭合和断开，从而调节程控电阻器输出的阻值为第一预设电阻值。

图6示出了本实施例中步骤S250的具体结构流程图。

如图6所示，在一些实施例中，步骤S250具体包括：

步骤S251，根据车载仪表中上拉电阻与程控电阻模块130串联导通电流相等，得到上拉电阻的阻值、上拉电压、校准电压和实际电阻值之间的数值关系。

处理模块140对接收到的上拉电阻阻值、上拉电压和校准电压进行处理，根据车载仪表中上拉电阻与负载导通电流相等，通过欧姆定律，得到上拉电阻的阻值、上拉电压、校准电压和实际电阻值之间的关系：上拉电压、校准电压间差值与上拉电阻阻值之间的比值等于校准电压与实际电阻值之间的比值，具体如公式1：

其中，

为上拉电压，为校准电压，为上拉电阻的阻值，

为负载的实际电阻值。

步骤S252，处理模块140进行转化计算，得到实际电阻值。

处理模块140将公式1进行转化计算，得到负载的实际电阻值，具体如公式2：

通过将得到的预设电阻值的对应实际电阻值作为校准点写入到车载仪表中，通过多个校准点对车载仪表显示数据与负载阻值的曲线进行校准，得到两者准确的对应关系，大大提高了产品的准确度，增加了其市场竞争力。

具体的，本实施例的车载仪表校准系统和方法具体应用在车载燃油仪表上，可以有效保证燃油仪表油量显示的准确性和可靠性。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载仪表校准系统，用于对采用下拉电阻作为负载的车载仪表进行阻值校准，车载仪表的电源处设置有上拉电阻，其特征在于，包括

恒流模块，两端分别连接在所述上拉电阻的两端，用于给上拉电阻的阻值测量提供恒电流；

电压测量模块，两端分别连接在所述上拉电阻的两端，电压测量模块与上拉电阻间连接点设置在同侧的恒流模块与上拉电阻间的连接点的上拉电阻内侧，用于获取上拉电阻的两端或两端间电压；

程控电阻模块，一端与车载仪表功能端连接，另一端接地，用于模拟下拉电阻，提供校准电阻；以及

处理模块，用于控制程控电阻模块输出阻值，发送指令给电压测量模块和恒流模块并接收测试数据，对测试数据进行处理计算，得到校准点。

2.根据权利要求1所述的车载仪表校准系统，其特征在于，所述电压测量模块与上拉电阻的连接点贴近上拉电阻端部。

3.根据权利要求1所述的车载仪表校准系统，其特征在于，所述电压测量模块设置有接地端，且内部设置有多通道切换，通过处理器控制通道切换实现不同端口电压值的测量。

4.根据权利要求1所述的车载仪表校准系统，其特征在于，程控电阻模块包括电阻串和继电器；所述电阻串由多个电阻值按照预定规则依次叠加的电阻串联组成，且所述电阻串两端分别与程控电阻模块的输入端和输出端连接；所述电阻串上的各电阻两端均并联设置有对应的继电器；所述处理模块通过控制继电器的闭合和断开控制程控电阻模块的阻值。

5.一种车载仪表校准方法，其特征在于，应用了权利要求1-4任一项所述的车载仪表校准系统，所述校准方法包括，

控制恒流模块在上拉电阻上输出预定恒电流，通过电压测量模块获取上拉电阻两端的第一电压；

根据预定恒电流和第一电压，得到上拉电阻的阻值；

控制车载仪表上电，将程控电阻模块调整到第一预设电阻值；

通过电压测量模块获取上拉电阻输入端和输出端的上拉电压和校准电压；

根据上拉电阻的阻值、上拉电压和校准电压，得到实际电阻值；

将第一预设电阻值对应的实际电阻值写入车载仪表的校准点中。

6.根据权利要求5所述的车载仪表校准方法，其特征在于，所述校准方法还包括，

依次调整程控电阻模块到多个预设电阻值，重复所述通过电压测量模块获取上拉电阻输入端和输出端的上拉电压和校准电压；根据上拉电阻的阻值、上拉电压和校准电压，得到实际电阻值步骤，得到多个预设电阻值对应的实际电阻值，并作为多个校准点写入车载仪表中。

7.根据权利要求6所述的车载仪表校准方法，其特征在于，所述校准点的个数设置有5个。

8.根据权利要求5所述的车载仪表校准方法，其特征在于，控制车载仪表上电，所述将程控电阻模块调整到第一预设电阻值包括

断开上拉电阻与恒流模块的连接；

接通电源与车载仪表，车载仪表上电；

根据第一预设电阻值控制继电器调节程控电阻模块输出阻值。

9.根据权利要求5所述的车载仪表校准方法，其特征在于，所述根据上拉电阻的阻值、上拉电压和校准电压，得到实际电阻值具体包括，

根据车载仪表中上拉电阻与程控电阻模块串联导通电流相等，得到上拉电阻的阻值、上拉电压、校准电压和实际电阻值之间的数值关系；

处理模块进行转化计算，得到实际电阻值。

10.根据权利要求9所述的车载仪表校准方法，其特征在于，所述上拉电阻的阻值、上拉电压、校准电压和实际电阻值之间的关系为：

上拉电压、校准电压间差值与上拉电阻阻值之间的比值等于校准电压与实际电阻值之间的比值。

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