CN113452294A - 一种机械式车速表的车速指示控制方法、系统及汽车 - Google Patents

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冀俊明
吴巍
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Abstract

本发明涉及一种机械式车速表的车速指示控制方法、系统及汽车，可以实时监测机械式车速表的指针位置，从而准确控制指针位置。该方法包括：S1，接收车速传感器发送的车速信号；S2，基于车速信号，生成目标转向角度，并向步进电机驱动器发送携带有目标转动角度的脉冲控制信号，使步进电机驱动器按照目标转动角度驱动步进电机进行转动；步进电机用于带动机械式车速表的指针转动；S3，接收步进电机上集成的编码器反馈的携带有实际转动角度的反馈信号；S4，判断实际转动角度和目标转动角度是否一致；S5，若不一致，则向步进转动驱动器发送调整信号，使步进电机驱动器按照调整信号驱动步进电机转动；重复S3至S5，直至实际转动角度和目标转动角度一致。

Description

一种机械式车速表的车速指示控制方法、系统及汽车
技术领域
本发明涉及仪表显示领域，具体涉及一种机械式车速表的车速指示控制方法、装置及汽车。
背景技术
车速的显示是仪表最主要的功能之一，准确稳定地显示汽车行驶速度意义重大。目前机械式车速表通常用步进电机带动旋转，采用的是开环系统，具体方式如下：首先车速传感器将车速信号通过CAN网络发给仪表，然后仪表MCU将车速信号换算为步进电机的转动角度，MCU发送控制信号给到步进电机驱动器，步进电机旋转相应的角度使得车速指针转到正确位置。由于过程中有可能会出现脉冲丢失或者步进电机丢步的问题，而整个系统不带位置反馈，属于开环系统，这样就无法保证车速指示的准确性。另外，开环的车速表常用回零方式也有缺陷，具体方式如下：仪表MCU发送回零信号给步进电机驱动器，为保证表针可以回零，该回零信号的转角会大于车速表的最大可转动角，然后通过堵转的方式卡在零位，这种方式对整个转动机构有一定的损害，从而对机构的指示精度和寿命产生影响。
发明内容
本发明的目的是发明一种机械式车速表的车速指示控制方法、系统及汽车，可以实时监测机械式车速表的指针位置，从而准确控制指针位置。
本发明的技术方案为：
本发明提供了一种机械式车速表的车速指示控制方法，包括：
步骤S1，接收车速传感器发送的车速信号；
步骤S2，基于所述车速信号，生成目标转动角度，并向步进电机驱动器发送携带有所述目标转动角度的脉冲控制信号，使所述步进电机驱动器按照所述目标转动角度驱动步进电机进行转动；所述步进电机用于带动机械式车速表的指针转动；
步骤S3，接收步进电机上集成的编码器反馈的携带有实际转动角度的反馈信号；
步骤S4，判断所述实际转动角度和所述目标转动角度是否一致；
步骤S5，若不一致，则向所述步进电机驱动器发送有调整角度的调整信号，使所述步进电机驱动器按照所述调整角度驱动所述步进电机转动；
重复步骤S3至步骤S5，直至所述实际转动角度和所述目标转动角度一致。
本发明还提供了一种机械式车速表的车速指示控制系统，包括：
车速传感器，仪表MCU，步进电机驱动器，携带有编码器的步进电机以及机械式车速表；
其中，所述仪表MCU用于执行：
步骤S1，接收所述车速传感器发送的车速信号；
步骤S2，基于所述车速信号，生成目标转动角度，并向所述步进电机驱动器发送携带有所述目标转动角度的脉冲控制信号，使所述步进电机驱动器按照所述目标转动角度驱动所述步进电机进行转动；所述步进电机用于带动机械式车速表的指针转动；
步骤S3，接收所述步进电机上集成的编码器反馈的携带有实际转动角度的反馈信号；
步骤S4，判断所述实际转动角度和所述目标转动角度是否一致；
步骤S5，若不一致，则向所述步进电机驱动器发送有调整角度的调整信号，使所述步进电机驱动器按照所述调整角度驱动所述步进电机转动；
重复步骤S3至步骤S5，直至所述实际转动角度和所述目标转动角度一致。
本发明还提供了一种汽车，其特征在于，包括上述的机械式车速表的车速指示控制系统。
本发明的有益效果为：
本方法相较于之前的开环转动系统，可以实现车速指示的精准控制，避免了因脉冲丢失或者步进电机丢步造成的车速指示不准问题，并且在机械式车速表的指针回零时可以避免指针与堵转机构的碰撞，有效保护了机械式车速表的转动机构。
附图说明
图1为现有技术中的机械式车速表开环系统的车速显示流程图；
图2为本实施例中方法的车速显示流程图；
图3现有技术中的机械式车速表开环系统的车速回零流程图；
图4为本实施例中的车速回零流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步描述。
参见图2，本发明实施例提供了一种机械式车速表的车速指示控制方法，其中，仪表采用自带编码器的步进电机，当车辆行驶时，车速传感器会将当前的车速通过CAN网络传递给仪表MCU，仪表MCU会将此车速信号换算为步进电机需要转动的目标转动角度。因为仪表MCU无法提供足够的功率直接驱动步进电机转动，需要通过步进电机驱动器间接控制，所以仪表MCU会将控制信号发给驱动器，然后由驱动器控制步进电机的转动角度。绝对编码器会实时监测步进电机的实际转动角度，并将实际转动角度反馈给仪表MCU，仪表MCU会将实际转动角度和之前换算得到的目标转动角度进行比较，若两个角度一致，则表示机械式车速表的指针转到了正确的位置，若两个角度不一致，则仪表MCU会发送一个调整信号给步进电机驱动器，调整信号中携带的调整角度的具体值为目标转动角度和实际转动角度的差值，步进电机转动相应调整角度后编码器会将调整后的实际转动角度发送给仪表MCU，然后仪表MCU判断两者是否一致，此过程会一直循环进行，直至实际转动角度和目标转动角度一致。
通过对比图1和图2可以看出，现有的机械式车速表开环系统不具备指针实际位置的检测和反馈能力，所以其不具备指针位置的调整功能，不能做到车速的精确指示。
参照图3和图4，可以看出本实施例中采用机械式车速表闭环系统对车速指针的回零方式有较大改善。由于现有的开环系统的回零是依靠限位装置的堵转，步进电机收到回零信号，信号指示的回转角度大于实际可回转最大角度，然后依靠限位机构的堵转让指针停留在零位，这种方法对仪表的使用寿命及性能都有较大影响。
本实施例中，采用自带编码器步进电机的闭环系统，使用新的回零方式，能有效解决传统回零方式的缺陷。
当整车下电或者仪表自检结束，车速指针需要回到零位，仪表MCU发送回零信号给步进电机驱动器，步进电机驱动器驱动步进电机带动机械式车速表的车速指针转到相应的回零位置。仪表MCU将此位回零位置对应的目标转动角度和编码器所检测到的步进电机的实际转动角度进行比较，若一致，则表示机械式车速表的车速指针转动到了零位，若不一致，则仪表MCU将发送携带有调整信号的调整信号给步进电机驱动器，然后步进电机转动。此过程会一直进行，直至指针转动到零位。
本方法相较于之前的开环转动系统，可以实现车速指示的精准控制，避免了因脉冲丢失或者步进电机丢步造成的车速指示不准问题，并且在机械式车速表的指针回零时可以避免指针与堵转机构的碰撞，有效保护了机械式车速表的转动机构。
本发明还提供了一种机械式车速表的车速指示控制系统，包括：
车速传感器，仪表MCU，步进电机驱动器，携带有编码器的步进电机以及机械式车速表；
其中，所述仪表MCU用于执行：
步骤S1，接收所述车速传感器发送的车速信号；
步骤S2，基于所述车速信号，生成目标转动角度，并向所述步进电机驱动器发送携带有所述目标转动角度的脉冲控制信号，使所述步进电机驱动器按照所述目标转动角度驱动所述步进电机进行转动；所述步进电机用于带动机械式车速表的指针转动；
步骤S3，接收所述步进电机上集成的编码器反馈的携带有实际转动角度的反馈信号；
步骤S4，判断所述实际转动角度和所述目标转动角度是否一致；
步骤S5，若不一致，则向所述步进电机驱动器发送有调整角度的调整信号，使所述步进电机驱动器按照所述调整角度驱动所述步进电机转动；
重复步骤S3至步骤S5，直至所述实际转动角度和所述目标转动角度一致。
本发明还提供了一种汽车，其特征在于，包括上述的机械式车速表的车速指示控制系统。

Claims (3)

1.一种机械式车速表的车速指示控制方法，其特征在于，包括：
步骤S1，接收车速传感器发送的车速信号；
步骤S2，基于所述车速信号，生成目标转动角度，并向步进电机驱动器发送携带有所述目标转动角度的脉冲控制信号，使所述步进电机驱动器按照所述目标转动角度驱动步进电机进行转动；所述步进电机用于带动机械式车速表的指针转动；
步骤S3，接收步进电机上集成的编码器反馈的携带有实际转动角度的反馈信号；
步骤S4，判断所述实际转动角度和所述目标转动角度是否一致；
步骤S5，若不一致，则向所述步进电机驱动器发送有调整角度的调整信号，使所述步进电机驱动器按照所述调整角度驱动所述步进电机转动；
重复步骤S3至步骤S5，直至所述实际转动角度和所述目标转动角度一致。
2.一种机械式车速表的车速指示控制系统，其特征在于，包括：
车速传感器，仪表MCU，步进电机驱动器，携带有编码器的步进电机以及机械式车速表；
其中，所述仪表MCU用于执行：
步骤S1，接收所述车速传感器发送的车速信号；
步骤S2，基于所述车速信号，生成目标转动角度，并向所述步进电机驱动器发送携带有所述目标转动角度的脉冲控制信号，使所述步进电机驱动器按照所述目标转动角度驱动所述步进电机进行转动；所述步进电机用于带动机械式车速表的指针转动；
步骤S3，接收所述步进电机上集成的编码器反馈的携带有实际转动角度的反馈信号；
步骤S4，判断所述实际转动角度和所述目标转动角度是否一致；
步骤S5，若不一致，则向所述步进电机驱动器发送有调整角度的调整信号，使所述步进电机驱动器按照所述调整角度驱动所述步进电机转动；
重复步骤S3至步骤S5，直至所述实际转动角度和所述目标转动角度一致。
3.一种汽车，其特征在于，包括权利要求2所述的机械式车速表的车速指示控制系统。
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