CN102589603B - 汽车仪表综合试验*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车仪表综合试验***，本发明通过CPU主控制模块对其它八个模块进行全局控制，时刻根据人机界面信息显示模块中的控制指令来控制各个模块的输出，可以对***的各类参数进行输入、修改和保存。本发明可以任意满足各种类型汽车仪表中里程表、转速表、水温表、燃油表、机油压力表、气压表、电压表、仪表盘各指示灯、照明反复耐久试验和基本误差试验要求，且简单操作。***设计过程中充分考虑人机工程因素，在参数输入过程中，融入防错设计，如有数据输入不正确，拒绝参数输入并报警。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型汽车仪表综合试验***。
背景技术
目前，汽车仪表种类繁多，汽车仪表结构变化迅速。如汽车仪表种类按结构分为：机械结构汽车仪表、十字交叉结构电子表、步进电机结构电子仪表、全数字电子仪表。各类仪表耐久和基本误差试验都是订做专用的试验设备来满足汽车仪表试验需求，如果没有试验专用的试验设备，需要采用稳压电源搭配信号发生器、电阻箱、BCM模块等来完成。给产品试验带来很大不便：①试验前硬件接线工作繁琐、试验过程不可控、试验次数记录不详实。②试验过程中，信号精度不高，过程能力模拟不强，试验最终的效果不尽人意。③不同仪表需要对硬件电路进行***调整，设备和试验过程通用性不强。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的上述不足，提供一种能够满足所有品种汽车仪表的试验要求，简单操作，并能够快速的完成各类仪表耐久校验、基本误差检测的汽车仪表结综试验***。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种新型汽车仪表综合试验***，其特征是它包括有如下功能模块：
CPU主控模块，为试验设备的数据处理和指令发出的指挥中心；
人机界面信息显示模块，用于输入试验指令及各种试验参数，动态监测参数显示、试验过程模拟，引导试验人员进行相关操作提示；
PWM信号发生模块，与汽车仪表总成相连，根据CPU主控模块传送过来的数据进行频率信号合成，并进行输出控制；
CAN信号模块，与汽车仪表总成相连，根据CPU主控模块传送过来的数据进行CAN信息合成，并进行输出控制；
频率方波信号发生模块，与汽车仪表总成相连，根据CPU主控模块传送过来的数据进行频率信号合成，并进行输出控制；
网络电阻输出模块，与汽车仪表总成相连，根据CPU主控模块传送过来的数据进行电阻信号合成，并进行输出控制；
可编程电压输出模块，与汽车仪表总成相连，根据CPU主控模块传送过来的数据进行可编程电压信号合成，并进行输出控制；
仪表指示灯检测模块，与汽车仪表总成相连，根据CPU主控模块传送过来的仪表指示灯显示指令，进行输出控制。
触点扩展输出模块，与汽车仪表总成相连，根据CPU主控模块传送过来信息进行触点输出控制，模拟汽车蓄电池开关、点火开关、照明开关功能。
所述CPU主控模块的控制核心为：64点的PLC，PLC时时和人机界面触控屏进行数据通讯，利用PLC的Y0-Y7的低8位输出端口对各信号发生模块进行片选译码，利用PLC的Y10-Y17和Y20-Y27的16位同步和频率方波信号发生模块、电阻网络模块、PWM信号发生模块、可编程电压输出模块、仪表指示灯检测模块、触点扩展输出模块、CAN信号模块以并行传递的方式进行数据交换和控制；
所述PWM信号发生模块硬件构成为： 8位中央处理器、光电隔离电路、信号放大电路、频率幅值调整电路，根据CPU主控模块传送的频率大小数据、占空比大小进行软件处理合成后符合要求的信号，再进行光电隔离，然后进行驱动处理，处理好的信号传送给仪表的终端；
所述人机界面信息显示模块采用真彩触摸屏，并通过组态软件编程，人机界面信息显示模块，用于输入试验指令及各种试验参数，动态监测参数显示、试验过程模拟，引导试验人员进行相关操作提示；
所述频率信号控制子模块，由并行I/O转换接收器、定频信号发生器，BCD码比例乘法器、1/10分频器、光电隔离电路、信号放大电路、频率幅值调整电路组成，并行I/O转换接收器接收CPU主控模块传送的数据，并将接受的数据分配给BCD码比例乘法器，BCD码比例乘法器结合1/10分频器和定频信号发生器合成出符合要求的频率信号，将合成的频率信号通过光电隔离电路进行抗干扰处理后，在通过信号放大电路和频率幅值调整电路，最终输出频率方波信号输出给仪表终端；
所述网络电阻控制子模块，由并行I/O转换接收器、20种标准精密电阻、20个切换精密电阻的继电器、继电器驱动电路组成，并行I/O转换接收器接收CPU模块传送的数据，并将接受的数据分配给继电器驱动电路，驱动电路驱动继电器进行动作，将20种精密电阻进行串联切换合成，最终输出的电阻信号完全仪表试验参数要求；
所述可编程电压控制子模块，由并行I/O转换接收器、调压取样电路、电压稳压电路、整流滤波电路组成，该模块首先通过整流滤波电路将交流电转换成为稳定的直流电源，然后根据并行I/O转换接收器接收CPU模块传送的数据，并将接受的数据分配给调压取样电路，再结合电压稳压电路可以合成出任意的可编程电压信号，用于满足汽车仪表上电压表的试验要求；
所述仪表指示灯控制子模块，由并行I/O转换接收器、继电器驱动电路、继电器触点转换电源极性电路组成，并行I/O转换接收器接收CPU模块传送的数据，并将接受的数据分配给继电器驱动电路，驱动电路再去驱动控制转换电源极性继电器的常开或者常闭触点，切换出的电源极性直接输出给仪表终端的仪表盘上的各种指示灯；
所述CAN信号模块，硬件构成为：8位微处理器、CAN集中控制器、信号隔离驱动模块、RS232通讯模块。该模块上微处理通过串行通讯的方式和CPU主控模块进行通讯，根据输入的参数信息时时传递CAN总线要发送的标示符和报文信息，微处理按CAN总线的要求送仪表终端发送信号，该信号首先进行光电隔离，然后再进行驱动处理，直接传送给仪表的终端；
所述触点扩展输出模块，由并行I/O转换接收器、继电器驱动电路、继电器触点转换电源极性电路组成，并行I/O转换接收器接收CPU模块传送的数据，并将接受的数据分配给继电器驱动电路，驱动电路再去驱动控制继电器，继电器输出30路独立触点信号，模拟整车上蓄电池接通、点火开关、照明开关功能。
所述人机界面信息显示模块还包括一个容量至少为1G的存储器，存储器中存储有各种仪表的试验和基本误差的相关参数。
本发明的优点为：本发明通过CPU控制模块对其它8个模块进行全局控制，时刻根据人机界面信息显示模块中的控制指令来控制各个模块的输出，可以对***的各类参数进行输入、修改和保存。满足任何品种汽车仪表的耐久试验和基本误差试验要求。本发明为一种新型汽车仪表综合试验台，可以任意满足各种类型汽车仪表中里程表、转速表、水温表、燃油表、机油压力表、气压表、电压表、仪表盘各指示灯、照明反复耐久试验和基本误差试验要求，且简单操作。***设计过程中充分考虑人机工程因素，在参数输入过程中，融入防错设计，如有数据输入不正确，拒绝参数输入并报警。
附图说明
图1为本发明的硬件构成框图。
图2为本发明流程框图。
图3为耐久试验处理程序流程框图。
图4为参数设定处理程序流程框图。
具体实施方式
本发明是一种汽车仪表综合试验台，总共有9大模块构成。9大模块分别为：人机界面信息显示模块、CPU主控模块、频率方波信号发生模块、网络电阻控制子模块、PWM信号发生模块、可编程电压输出模块、仪表指示灯检测模块、触点扩展输出模块、CAN信号模块。
CPU主控模块，该模块为试验设备的数据处理和指令发出的指挥中心。CPU主控模块的控制核心为：64点的PLC，PLC时时和人机界面触控屏进行数据通讯。利用PLC的Y0-Y7的低8位输出端口对各信号发生模块进行片选译码，利用PLC的Y10-Y17和Y20-Y27的16位同步和频率方波信号发生模块、电阻网络模块、PWM信号发生模块、可编程电压输出模块、仪表指示灯检测模块、触点扩展输出模块、CAN信号模块以并行传递的方式进行数据交换和控制。
PWM信号发生模块硬件构成为： 8位中央处理器、光电隔离电路、信号放大电路、频率幅值调整电路。根据CPU主控模块传送的频率大小数据、占空比大小进行软件处理合成后符合要求的信号，再进行光电隔离，然后进行驱动处理，处理好的信号传送给仪表的终端。
人机界面信息显示模块, 模块构成为：硬件采用真彩触摸品、通过组态软件编程。人机界面信息显示模块，用于输入试验指令及各种试验参数，动态监测参数显示、试验过程模拟，引导试验人员进行相关操作提示。本模块主要是通过组态软件实施完成。
频率信号控制子模块，主要由并行I/O转换接收器、定频信号发生器，BCD码比例乘法器、1/10分频器、光电隔离电路、信号放大电路、频率幅值调整电路组成。并行I/O转换接收器接收CPU主控模块传送的数据，并将接受的数据分配给BCD码比例乘法器，BCD码比例乘法器结合1/10分频器和定频信号发生器合成出符合要求的频率信号。将合成的频率信号通过光电隔离电路进行抗干扰处理后，在通过信号放大电路和频率幅值调整电路，最终输出频率方波信号输出给仪表终端。
网络电阻控制子模块，主要有并行I/O转换接收器、20种标准精密电阻、20个切换精密电阻的继电器、继电器驱动电路组成。并行I/O转换接收器接收CPU模块传送的数据，并将接受的数据分配给继电器驱动电路，驱动电路驱动继电器进行动作，将20种精密电阻进行串联切换合成，最终输出的电阻信号完全仪表试验参数要求。
可编程电压控制子模块，主要有并行I/O转换接收器、调压取样电路、电压稳压电路、整流滤波电路。该模块首先通过整流滤波电路将交流电转换成为稳定的直流电源，然后根据并行I/O转换接收器接收CPU模块传送的数据，并将接受的数据分配给调压取样电路，再结合电压稳压电路可以合成出任意的可编程电压信号，可以满足汽车仪表上电压表的试验要求。
仪表指示灯控制子模块，主要有并行I/O转换接收器、继电器驱动电路、继电器触点转换电源极性电路。并行I/O转换接收器接收CPU模块传送的数据，并将接受的数据分配给继电器驱动电路，驱动电路再去驱动控制转换电源极性继电器的常开或者常闭触点。切换出的电源极性直接输出给仪表终端的仪表盘上的各种指示灯。
CAN信号模块，硬件构成为：8位微处理器、CAN集中控制器、信号隔离驱动模块、RS232通讯模块。该模块上微处理通过串行通讯的方式和CPU主控模块进行通讯，根据输入的参数信息时时传递CAN总线要发送的标示符和报文信息。微处理按CAN总线的要求送仪表终端发送信号。该信号首先进行光电隔离，然后再进行驱动处理，直接传送给仪表的终端。
触点扩展输出模块，主要有并行I/O转换接收器、继电器驱动电路、继电器触点转换电源极性电路。并行I/O转换接收器接收CPU模块传送的数据，并将接受的数据分配给继电器驱动电路，驱动电路再去驱动控制继电器。继电器输出30路独立触点信号，模拟整车上蓄电池接通、点火开关、照明开关功能。
频率信号发生模块根据CPU主控模块传送过来的数据进行频率信号合成，并进行输出控制。
网络电阻输出模块根据CPU主控模块传送过来的数据进行电阻信号合成，并进行输出控制。
可编程电压输出模块根据CPU主控模块传送过来的数据进行可编程电压信号的合成，并进行输出控制。
仪表指示灯检测模块根据CPU主控模块传送过来的仪表指示灯显示指令，进行输出控制。
CAN信号模块根据CPU主控模块传送过来的数据进行CAN信号合成，并进行输出控制。
触点扩展模块根据CPU主控模块传送过来的数据进行触点扩展合成，并进行输出控制。
CPU主控模块对其它8个模块进行全局控制，时刻根据键盘控制模块输入的指令来控制各个模块的输出。该***CPU配备了1G的EEPROM，该容量可以存储100种仪表的试验参数，可以通过信息显示模块中的真彩触摸屏进行各试验参数的修改，满足任何品种汽车仪表的试验需求。
本发明新型汽车仪表综合试验台，耐久试验和基本误差试验流程如下：
①程序初始化，人机界面显示关机前的仪表名称和件号，并显示“试验界面”、“检测界面、”“参数输入”“调试界面”四个界面切换按键。如当前试验仪表名称和件号与显示信息一致，直接进入步骤②。如需更换试验仪表种类、名称和件号，点击“件号更换”选择标示，控制***自动弹出“件号修改、选择”快捷界面，在该界面上可以进行件号名称修改和选择，按windows***操作方式，退出快捷界面，进入步骤②。
②在***主界面，根据试验需求，确定是进行耐久试验、参数输入、调试功能、基本误差某项功能，分别响应触控“试验界面”、“检测界面、”“参数输入”“调试界面”功能按键，进入相关界面进行相关功能操作。
③进入“试验界面”后，触控“试验启动”、“试验暂停”、“复位”功能键对试验过程进行控制。操控界面上“电池开启”“点火开启”、 “电池关闭”“点火关闭”功能键分别模拟汽车整车对汽车蓄电池和点火开关控制。如想退出试验状态，只需要点击关键试验界面上“关闭”标示，退出试验状态，进入设备主界面，进入步骤②。
④进入“检测界面”后，根据基本误差的试验内容对仪表总成中的里程表、转速表、燃油表、水温表、气压表、电压表等小表进行基本误差的检测。检测完毕后，只需要点击关键试验界面上“关闭”标示，退出基本误差检测状态，进入设备主界面，进入步骤②。
⑤进入“参数输入”后，根据试验内容分别对仪表总成中的里程、转速、燃油、水温等小表各档试验参数大小，仪表灯系、复位参数、信号种类、试验次数、档位试验间隔时间、仪表各试验功能开启等参数进行设置和选择。确定参数设置完毕后，推出参数设置状态， 试验间隔等试验相关控制要求进行信号种类和具体参数输入。只需要点击关键试验界面上“关闭”标示，退出试验状态，进入设备主界面，进入步骤②。
⑥进入“调试界面”后，可以对试验设备的硬件电路进行手动测试和修正，便于设备调试和检修。如需退出，只需要点击关键试验界面上“关闭”标示，退出设备调试状态，进入设备主界面，进入步骤②。
⑦在***主界面状态，可以关闭***电源。
前述的新型汽车仪表综合试验台数据参数输入方法，其中所述数据设定处理程序流程如下：
⑴进入“参数输入”界面，根据试验要求分别对试验各项参数进行设置。如对里程表、转速表、水温表、燃油表、气压表、油压表、电压表相关参数设置，进入步骤⑵。如对“试验参数设置” 进入步骤⑶。如对试验完毕后的“复位状态”进行设置，请进入步骤⑷。
⑵触控“里程表参数输入”控制键，***弹出快捷窗口，先选择信号种类，信号种类确认完成后，根据需要，选择输入里程表的各档试验参数。数据输入完毕后，返回“参数输入”界面。注：①参数输入过程中，融入防错设计，如有数据输入不正确，拒绝参数输入并报警。②转速表、水温表、燃油表、气压表、油压表、电压表、CAN信号模块相关参数输入类似里程表参数输入操作。
⑶触控“试验参数设置”控制键，***进入试验参数输入子界面。在该界面，可以分别对里程表、转速表、水温表、燃油表、气压表、油压表、电压表的试验循环档位、档位间隔时间、试验次数、屏蔽试验种类等参数进行设置。设置完毕后，返回“参数输入”界面。
⑷触控“复位状态设置”控制键，***进入复位状态设置子界面。在该界面，可以对里程表、转速表、水温表、燃油表、气压表、油压表、电压表复位状态进行设置。可以对仪表蓄电池、点火开关、照明状态进行设置。设置完毕后，返回“参数输入”界面。
实施例一
本实施具体事例为：08款轻卡全电子仪表（件号：58QN）进行耐久试验，耐久试验包括：对里程表、转速表、水温表、燃油表、气压表A、气压表B、天蓝标共7个小表；对仪表盘各指示灯、照明灯进行全亮和全暗两种状态，分别进行不同次数的耐久试验。过程如下：
①从控制***中调出该仪表总成件号代码，***自动将该表型的所有试验参数载入数据缓冲区。
②如对试验参数和相关参数进行修改，请点击“参数输入”按键， 进入参数输入子程序界面。例如对 “参数输入”子界面下的“耐久试验设定”分界面中的里程表、转速表、水温表、燃油表、天蓝表、气压表、电压表循环次数、跑和档位、往复跑和间隔时间、试验屏蔽等参数进行设置。
例如对 “参数输入”子界面下的“里程表参数设定”分界面对里程表各档参数大小进行设置、档位选中进行配置。
③数据设置完毕后，退出数据设置状态，点击“耐久试验”功能键，进入耐久试验界面。点击“试验启动”功能键，***根据设定的相关参数自动启动试验。试验过程中***自动监测***数据参数，动态模拟各功能状态，便于操作者和实际仪表的状态进行比对。当试验次数全部到达后，***停止试验，进入复位状态。
58QN汽车仪表各个小表的基本误差参数要求如下表：
表1
在实际检测的过程中，分别对控制模块输出的各参数进行了检测和测量，测量后的数据如下表：
表 2
根据表1和表2的数据进行比较可以明显的看出：新型汽车仪表综合试验台能够很好的满足汽车仪表的耐久试验，各类参数完全在工艺控制精度内。频率信号的精度可以控制在0.1%，电阻信号的精度控制在±0.3Ω，可编程电压信号的精度控制在±0.3V。此外，该试验设备也同汽车仪表领域内的专用的汽车仪表检测和试验设备进行了比较：精度提高的百分比详见下表：
表 3
| 参数名称 | 一般检测设备参数精度误差 | 新型汽车仪表综合试验台精度误差 | 精度提高百分比 | 备注 |
| 频率信号 | 0.2%Hz | 0.1%Hz | 50% | |
| 电阻信号 | ±0.5Ω | ±0.3Ω | 40% | |
| 可编程电压信号 | ±0.5V | ±0.3V | 40% |
Claims (2)
1.一种新型汽车仪表综合试验***，其特征是它包括有如下功能模块：
CPU主控模块，为试验设备的数据处理和指令发出的指挥中心；
人机界面信息显示模块，用于输入试验指令及各种试验参数，动态监测参数显示、试验过程模拟，引导试验人员进行相关操作提示；
PWM信号发生模块，与汽车仪表总成相连，根据CPU主控模块传送过来的数据进行频率信号合成，并进行输出控制；
CAN信号模块，与汽车仪表总成相连，根据CPU主控模块传送过来的数据进行CAN信息合成，并进行输出控制；
频率方波信号发生模块，与汽车仪表总成相连，根据CPU主控模块传送过来的数据进行频率信号合成，并进行输出控制；
网络电阻输出模块，与汽车仪表总成相连，根据CPU主控模块传送过来的数据进行电阻信号合成，并进行输出控制；
可编程电压输出模块，与汽车仪表总成相连，根据CPU主控模块传送过来的数据进行可编程电压信号合成，并进行输出控制；
仪表指示灯检测模块，与汽车仪表总成相连，根据CPU主控模块传送过来的仪表指示灯显示指令，进行输出控制；
触点扩展输出模块，与汽车仪表总成相连，根据CPU主控模块传送过来信息进行触点输出控制，模拟汽车蓄电池开关、点火开关、照明开关功能；
所述CPU主控模块的控制核心为：64点的PLC，PLC时时和人机界面触控屏进行数据通讯，利用PLC的Y0-Y7的低8位输出端口对各信号发生模块进行片选译码，利用PLC的Y10-Y17和Y20-Y27的16位同步和频率方波信号发生模块、电阻网络模块、PWM信号发生模块、可编程电压输出模块、仪表指示灯检测模块、触点扩展输出模块、CAN信号模块以并行传递的方式进行数据交换和控制；
所述PWM信号发生模块硬件构成为： 8位中央处理器、光电隔离电路、信号放大电路、频率幅值调整电路，根据CPU主控模块传送的频率大小数据、占空比大小进行软件处理合成后符合要求的信号，再进行光电隔离，然后进行驱动处理，处理好的信号传送给仪表的终端；
所述人机界面信息显示模块采用真彩触摸屏，并通过组态软件编程，人机界面信息显示模块，用于输入试验指令及各种试验参数，动态监测参数显示、试验过程模拟，引导试验人员进行相关操作提示；
所述频率信号控制子模块，由并行I/O转换接收器、定频信号发生器，BCD码比例乘法器、1/10分频器、光电隔离电路、信号放大电路、频率幅值调整电路组成，并行I/O转换接收器接收CPU主控模块传送的数据，并将接受的数据分配给BCD码比例乘法器，BCD码比例乘法器结合1/10分频器和定频信号发生器合成出符合要求的频率信号，将合成的频率信号通过光电隔离电路进行抗干扰处理后，在通过信号放大电路和频率幅值调整电路，最终输出频率方波信号输出给仪表终端；
所述网络电阻控制子模块，由并行I/O转换接收器、20种标准精密电阻、20个切换精密电阻的继电器、继电器驱动电路组成，并行I/O转换接收器接收CPU主控模块传送的数据，并将接受的数据分配给继电器驱动电路，驱动电路驱动继电器进行动作，将20种精密电阻进行串联切换合成，最终输出的电阻信号完全符合仪表试验参数要求；
所述可编程电压控制子模块，由并行I/O转换接收器、调压取样电路、电压稳压电路、整流滤波电路组成，该模块首先通过整流滤波电路将交流电转换成为稳定的直流电源，然后根据并行I/O转换接收器接收CPU主控模块传送的数据，并将接受的数据分配给调压取样电路，再结合电压稳压电路合成出任意的可编程电压信号，用于满足汽车仪表上电压表的试验要求；
所述仪表指示灯控制子模块，由并行I/O转换接收器、继电器驱动电路、继电器触点转换电源极性电路组成，并行I/O转换接收器接收CPU主控模块传送的数据，并将接受的数据分配给继电器驱动电路，驱动电路再去驱动控制转换电源极性继电器的常开或者常闭触点，切换出的电源极性直接输出给仪表终端的仪表盘上的各种指示灯；
所述CAN信号模块，硬件构成为：8位微处理器、CAN集中控制器、信号隔离驱动模块、RS232通讯模块，该模块上微处理器通过串行通讯的方式和CPU主控模块进行通讯，根据输入的参数信息时时传递CAN总线要发送的标示符和报文信息，微处理器按CAN总线的要求送仪表终端发送信号，该信号首先进行光电隔离，然后再进行驱动处理，直接传送给仪表的终端；
所述触点扩展输出模块，由并行I/O转换接收器、继电器驱动电路、继电器触点转换电源极性电路组成，并行I/O转换接收器接收CPU主控模块传送的数据，并将接受的数据分配给继电器驱动电路，驱动电路再去驱动控制继电器，继电器输出30路独立触点信号，模拟整车上蓄电池接通、点火开关、照明开关功能。
2.根据权利要求1所述的汽车仪表综合试验***，其特征在于：所述人机界面信息显示模块还包括一个容量至少为1G的存储器，存储器中存储有各种仪表的试验和基本误差的相关参数。
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