智能轉速、線速和頻率顯示控制儀表在重卡上的應用

王國川

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

智能轉速、線速和頻率顯示控制儀表在重卡上的應用

王國川

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

∶隨著汽車電子技術的不斷進步，傳統(tǒng)的機械儀表已經(jīng)慢慢被數(shù)字儀表所代替。智能轉速、線速和頻率顯示控制儀表是一種LED車速顯示器，文章介紹了XXX型汽車顯示控制儀表的性能、參數(shù)設置以及該型儀表在重卡上應用的可行性。

∶數(shù)字儀表；重卡

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.059

CLC NO.: U463.61Document Code: BArticle ID: 1671-7988 (2016)09-175-04

引言

數(shù)字化儀表是駕駛員與汽車進行信息交流的重要接口和界面，對安全和經(jīng)濟行駛起著重要作用，同時對汽車內部造型也有美化作用。電子顯示的數(shù)字化儀表已逐漸成為汽車儀表發(fā)展的主流，它相對于傳統(tǒng)儀表具有易于辨認、精確度高、可靠性好及顯示模式的自由化等特點。目前國內軍用越野汽車所裝車速里程表多為指針式表盤，車速顯示不夠精確，為便于駕駛員讀取實時車速數(shù)值，故通過加改裝顯示控制儀表可作為控制車速的重要依據(jù)。

1、概述

XXX型汽車顯示控制儀表采用了多項國際先進技術，具備90～260VAC寬范圍輸入的開關電源，輸入采用數(shù)字校正及自校準技術，測量精確穩(wěn)定，消除了溫漂和時漂引起的測量誤差。儀表全面采用了表面貼裝工藝，并采用了多重保護和隔離設計，抗干擾能力強、可靠性高。

XXX型汽車顯示控制儀表具有多類型輸入功能，一臺儀表可以配接不同的輸入信號, 大大減少了備表的數(shù)量。其適用范圍非常廣泛，可與各類光電脈沖、齒碼盤磁感應信號、4～20mA兩線制脈沖、標準TTL脈沖信號等各種速度傳感器配合使用，實現(xiàn)對轉速、線速或脈沖信號的測量顯示、報警控制、數(shù)據(jù)采集和記錄。

儀表硬件上采用了模塊化設計，增強了儀表的使用靈活性，便于用戶擴展儀表的輸出功能，儀表可選配1～4個繼電器報警輸出，還可選配變送輸出，或標準通訊接口（RS485或RS232C）。

XXX型汽車顯示控制儀表還具有零點和滿度修正、數(shù)字濾波、傳感器故障處理、開方運算、打印接口、通訊接口、開關量輸入、開關量輸出、大屏顯示等擴展功能。

2、儀表接線

陜汽SX2153越野汽車采用XXX型汽車顯示控制儀表的接線方式如圖1所示：

圖1　XXX型汽車顯示控制儀表接線方式

3、儀表操作

3.1儀表的操作

上電過程

圖2　顯示控制儀表顯示狀態(tài)

按接線圖進行正確接線，檢查無誤后上電。儀表自檢，隨后進入圖2所示測量值顯示狀態(tài)。如顯示orAL，則表示輸入超量程（或傳感器開路），當輸入規(guī)格參數(shù)Sn設置有誤時，也會顯示orAL。

3.2參數(shù)設置方法

圖3　顯示控制儀表設置狀態(tài)一

XXX型汽車顯示控制儀表共有四組功能參數(shù)。由“軟件鎖”參數(shù)Loc控制查閱和修改權限。將Loc設為相應的密碼值，就可以進入相應的功能參數(shù)組。下面以Loc參數(shù)為例，說明如何設置參數(shù)的值。操作界面見圖3、圖4。在PV窗顯示測量值的狀態(tài)下，按住SET鍵，直至PV窗顯示參數(shù)Loc的提示符。在PV窗顯示Loc提示符的狀態(tài)下，按壓鍵，PV窗顯示Loc參數(shù)的數(shù)值0，數(shù)值0的最低位有一個小數(shù)點閃爍（如同光標般指示當前允許修改位）。在PV窗顯示參數(shù)Loc數(shù)值的狀態(tài)下，按壓鍵（或鍵），可以將參數(shù)Loc 的數(shù)值（有閃爍小數(shù)點的位）增加（或減少）至相應數(shù)值后，即可打開相應參數(shù)組。

圖4　顯示控制儀表設置狀態(tài)二

當設置好Loc數(shù)值后，按下SET鍵，可找尋相應參數(shù)組中的參數(shù)進行修改，再按下SET鍵，修改該參數(shù)數(shù)值，修改完后，按下SET鍵進行參數(shù)確認，然后按SET鍵直至回到測量狀態(tài)。

3.3參數(shù)說明

第一組參數(shù)（報警限值設定）相應的Loc（參數(shù)地址為00H）密碼數(shù)值為808。

第二組參數(shù)（報警狀態(tài)設定）相應的Loc密碼數(shù)值為1808。

第三組參數(shù)（附加功能設定）相應的Loc密碼數(shù)值為2808。

第四組參數(shù)（輸入信號及輸出信號設定）相應的Loc密碼數(shù)值為3808。

3.4參數(shù)詳細說明

3.4.1軟件鎖參數(shù)（Loc）

Loc用于控制參數(shù)的設置權限，當Loc設置為四組密碼之外的數(shù)值時，儀表只允許設置Loc參數(shù)本身。當技術人員配置完儀表的輸入和輸出參數(shù)后，需將Loc設置為密碼之外的數(shù)，以避免現(xiàn)場操作人員誤修改參數(shù)。

3.4.2儀表測量顯示設定參數(shù)（ PLuS、CL、CdIP、dIP、SFH、dIL、dIH、SC、FI、oys、dL）

1）PLuS用于設定1個計量單位對應的脈沖數(shù)，由流量變送器的最大流量及平均流量系數(shù)及量程確定，流量系數(shù)是該流量變送器流量與脈沖數(shù)的對應關系。

2）CL用于設定比率。

3）CdIP用于設定比率的小數(shù)點位置，以配合比率參數(shù)組成相應的數(shù)值。

CdiP=0則顯示格式為0000；CdiP=1則顯示格式為000.0；

CdiP=2則顯示格式為00.00；CdiP=3則顯示格式為0.000。

4）dIP用于設定測量顯示值的小數(shù)點位置，以配合用戶習慣的測量顯示數(shù)值。改變diP的設置只影響顯示，對測量精度不產生影響。

diP=0則顯示格式為0000；diP=1則顯示格式為000.0；

diP=2則顯示格式為00.00；diP=3則顯示格式為0.000。

5）SFH用于設定時間計量的單位。

SFH=0則時間計量的單位為秒；

SFH=1則時間計量的單位為分鐘；

SFH=2則時間計量的單位為小時。

6）SC用于設定儀表對輸入信號的平移修正值，以補償傳感器或輸入信號本身的誤差。SC參數(shù)與顯示呈對應關系。例：當前顯示值為0.5，但實際值應為0.0，其中差值為+0.5，則在修正時將SC1設置為-0.5，這時，顯示值將變?yōu)?.0。

注：儀表出廠時都進行過內部校正，所以Sc參數(shù)出廠時數(shù)值均為0。該參數(shù)僅當用戶認為測量需要重新校正時才進行調整。

7）Fi用于設定儀表對輸入信號的增益修正值，以減小儀表量程誤差。該參數(shù)的設置分為兩種情況。

8）oys用于設定儀表在無輸入時的測量顯示自動回零的延時時間。由于儀表的測量下限為0.1Hz，即最低10秒1個脈沖，當輸入脈沖突然停止時，儀表的瞬時流量值不能及時回零，這時可利用oys參數(shù)使得瞬時流量值及時回零。

9）dL用于設定儀表的數(shù)字濾波系統(tǒng)的作用大小，從而解決儀表因干擾而導致顯示數(shù)字出現(xiàn)跳動。dL=0～20（dL值越大，測量值越穩(wěn)定，但響應也越慢）。當儀表測量在現(xiàn)場受到干擾時，可逐步增大dL值，直到測量值瞬間跳動小于2～5個字。

注：在對儀表進行檢定時，應將dL設置為0以提高響應速度。

儀表測量計算方式見表1。

表1　儀表測量計算方式

3.4.3儀表報警設定參數(shù)（AL1、AL2、AL3、AL4、ALo1、ALo2、ALo3、ALo4、dF1、dF2、dF3、dF4）

1）AL1、AL2、AL3、AL4用于設定第一、第二、第三和第四報警位置的報警限值。當滿足報警條件時，儀表報警繼電器動作（常閉觸點斷開/常開觸點吸合），儀表前面板的報警燈點亮。報警在報警因素排除后自動解除。

2）ALo1、ALo2、ALo3、ALo4用于設定第一、第二、第三和第四報警輸置的報警方式（上限報警/下限報警），0表示上限報警，1表示下限報警。

3）dF1、dF2、dF3、dF4用于避免因測量輸入值波動而導致報警輸出產生頻繁通斷的誤動作，也叫不靈敏區(qū)、死區(qū)、滯環(huán)等。dF參數(shù)對上限和下限報警控制的影響如圖5所示：

圖5　dF參數(shù)對上限和下限的報警控制

假定上限報警參數(shù)AL1為800℃，dF1參數(shù)為2.0℃，當測量溫度值大于802℃時（AL1+dF1），儀表進入上限報警狀態(tài)。當測量溫度值小于798℃（AL1-dF1）時，儀表解除報警狀態(tài)。

3.4.4儀表變送輸出設定參數(shù)（ bS-L、bS-H、oPL、oPH）

1）bS-L、bS-H用于設定所變送輸出的測量值的范圍。

bS-L表示變送輸出范圍的下限，單位為1定義單位；

bS-H表示變送輸出范圍的上限，單位為1定義單位。

2）oPL、oPH用于設定儀表變送輸出的電流（或電壓）的范圍。

oPL表示電流（或電壓）大小的下限，單位為0.1mA（或0.1V）；

oPH表示電流（或電壓）大小的上限，單位為0.1mA（或0.1V）。

例：變送電流范圍為4～20mA，則須將oPL=40、oPH=200。

3.4.5儀表通訊設定參數(shù)（Addr、bAUd）

1）Addr用于設定儀表的通訊地址，有效范圍是0～63，在同一條通訊線路上的儀表應分別設置一個不同的Addr值以便儀表之間相互區(qū)別。

2）bAud表示儀表的通訊波特率，有效范圍是300～9600bit/s。

3.4.6特殊功能設定參數(shù)（InS、Loc1）

1）InS用于設定儀表的防輸入振蕩延時時間。當儀表用于低轉速測量、采用光電開關、接近開關作為傳感器時，可能會在轉換點附近出現(xiàn)振蕩。適當設置參數(shù)ins可有效的避免由此產生的錯誤。

參數(shù)ins的單位為2毫秒。例：當ins=50時，延時時間為50×2=100毫秒。

參數(shù)ins的設置值由需要測量的頻率上限確定，例：頻率上限為10Hz，則ins的最大值不能超過50。如果設置值過大，則會造成高頻率時的測量錯誤。

2）Loc1用于設定第一組參數(shù)的修改是否受密碼設置的限制。

Loc1=0時為不受控狀態(tài)；Loc1=1時為受控狀態(tài)。

4、顯示控制儀表測量汽車行駛速度實現(xiàn)方案

4.1設計流程

圖6

4.2流程說明

4.2.1在汽車的內部安裝測量速度的傳感器（或從現(xiàn)有的設備中引出信號），根據(jù)不同的速度，對應輸出一個電壓型的頻率信號；

4.2.2顯示儀表接收到頻率信號后，根據(jù)參數(shù)的定義，實時顯示出汽車的實際時速。

4.3設置說明

如果輸出的信號為1公里對應8000脈沖，那么就表示 1公里/小時對應8000Hz，在儀表中應該進行如下設置：

按照上面的設置，最終儀表顯示的數(shù)字就是當前汽車的實際時速。

4.4注意事項

4.4.1智能儀表會根據(jù)輸入的信號實際大小來進行顯示，但是由于汽車的時速是在實時變化的，所以，儀表的顯示也會根據(jù)實際的速度來進行變化；

4.4.2汽車內部都會有指針式的時速表，也能夠顯示汽車的速度，但是由于指針動作的滯后性，和人眼觀察的視角不同，指針的讀數(shù)會跟儀表的讀數(shù)有差別，此情況也是會出現(xiàn)的，不能因此說明哪個錯誤，只是兩種設備的原理和特性不同造成的。

5、應用效果

陜汽SX2153越野汽車顯示控制儀表的電源取自駕駛室內預留電源，該電源受鑰匙開關控制，只有打開鑰匙開關后，顯示控制儀表方能正常工作。車速脈沖信號取自車速里程表信號端，并在顯示器上數(shù)字顯示，讀取方便。有效的保障了部隊執(zhí)行演訓、維穩(wěn)和作戰(zhàn)等任務的需求。

[1] 顧雨.車用電子顯示裝置及數(shù)字儀表技術與現(xiàn)狀［J］汽車實用技術,2011,(3).

[2] 高振華.數(shù)字儀表的未來［J］汽車觀察,2015,（1）.

Intelligent speed, line speed and frequency display control instrument in the heavy-duty trucks

Wang Guochuan
（Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd, Shaanxi Xi'an 710020）

With the development of automotive electronic technology, the traditional mechanical instruments have been replaced by digital instruments. Intelligent rotational speed, the line speed and frequency display control instrument is a vehicle speed LED display, this paper introduces XXX automobile display control instrument performance, parameter setting and the application of this type of instrument in heavy-duty truck feasibility.

Digital instrument; Heavy-duty truck

∶U463.61

∶B

∶1671-7988 (2016)09-175-04

王國川（1971—），工程師。就職于陜西重型汽車有限公司。主要研究方向是汽車電器。