智能转速、线速和频率显示控制仪表在重卡上的应用

王国川

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

智能转速、线速和频率显示控制仪表在重卡上的应用

王国川

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

∶随着汽车电子技术的不断进步，传统的机械仪表已经慢慢被数字仪表所代替。智能转速、线速和频率显示控制仪表是一种LED车速显示器，文章介绍了XXX型汽车显示控制仪表的性能、参数设置以及该型仪表在重卡上应用的可行性。

∶数字仪表；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

数字化仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面，对安全和经济行驶起着重要作用，同时对汽车内部造型也有美化作用。电子显示的数字化仪表已逐渐成为汽车仪表发展的主流，它相对于传统仪表具有易于辨认、精确度高、可靠性好及显示模式的自由化等特点。目前国内军用越野汽车所装车速里程表多为指针式表盘，车速显示不够精确，为便于驾驶员读取实时车速数值，故通过加改装显示控制仪表可作为控制车速的重要依据。

1、概述

XXX型汽车显示控制仪表采用了多项国际先进技术，具备90～260VAC宽范围输入的开关电源，输入采用数字校正及自校准技术，测量精确稳定，消除了温漂和时漂引起的测量误差。仪表全面采用了表面贴装工艺，并采用了多重保护和隔离设计，抗干扰能力强、可靠性高。

XXX型汽车显示控制仪表具有多类型输入功能，一台仪表可以配接不同的输入信号, 大大减少了备表的数量。其适用范围非常广泛，可与各类光电脉冲、齿码盘磁感应信号、4～20mA两线制脉冲、标准TTL脉冲信号等各种速度传感器配合使用，实现对转速、线速或脉冲信号的测量显示、报警控制、数据采集和记录。

仪表硬件上采用了模块化设计，增强了仪表的使用灵活性，便于用户扩展仪表的输出功能，仪表可选配1～4个继电器报警输出，还可选配变送输出，或标准通讯接口（RS485或RS232C）。

XXX型汽车显示控制仪表还具有零点和满度修正、数字滤波、传感器故障处理、开方运算、打印接口、通讯接口、开关量输入、开关量输出、大屏显示等扩展功能。

2、仪表接线

陕汽SX2153越野汽车采用XXX型汽车显示控制仪表的接线方式如图1所示：

图1　XXX型汽车显示控制仪表接线方式

3、仪表操作

3.1仪表的操作

上电过程

图2　显示控制仪表显示状态

按接线图进行正确接线，检查无误后上电。仪表自检，随后进入图2所示测量值显示状态。如显示orAL，则表示输入超量程（或传感器开路），当输入规格参数Sn设置有误时，也会显示orAL。

3.2参数设置方法

图3　显示控制仪表设置状态一

XXX型汽车显示控制仪表共有四组功能参数。由“软件锁”参数Loc控制查阅和修改权限。将Loc设为相应的密码值，就可以进入相应的功能参数组。下面以Loc参数为例，说明如何设置参数的值。操作界面见图3、图4。在PV窗显示测量值的状态下，按住SET键，直至PV窗显示参数Loc的提示符。在PV窗显示Loc提示符的状态下，按压键，PV窗显示Loc参数的数值0，数值0的最低位有一个小数点闪烁（如同光标般指示当前允许修改位）。在PV窗显示参数Loc数值的状态下，按压键（或键），可以将参数Loc 的数值（有闪烁小数点的位）增加（或减少）至相应数值后，即可打开相应参数组。

图4　显示控制仪表设置状态二

当设置好Loc数值后，按下SET键，可找寻相应参数组中的参数进行修改，再按下SET键，修改该参数数值，修改完后，按下SET键进行参数确认，然后按SET键直至回到测量状态。

3.3参数说明

第一组参数（报警限值设定）相应的Loc（参数地址为00H）密码数值为808。

第二组参数（报警状态设定）相应的Loc密码数值为1808。

第三组参数（附加功能设定）相应的Loc密码数值为2808。

第四组参数（输入信号及输出信号设定）相应的Loc密码数值为3808。

3.4参数详细说明

3.4.1软件锁参数（Loc）

Loc用于控制参数的设置权限，当Loc设置为四组密码之外的数值时，仪表只允许设置Loc参数本身。当技术人员配置完仪表的输入和输出参数后，需将Loc设置为密码之外的数，以避免现场操作人员误修改参数。

3.4.2仪表测量显示设定参数（ PLuS、CL、CdIP、dIP、SFH、dIL、dIH、SC、FI、oys、dL）

1）PLuS用于设定1个计量单位对应的脉冲数，由流量变送器的最大流量及平均流量系数及量程确定，流量系数是该流量变送器流量与脉冲数的对应关系。

2）CL用于设定比率。

3）CdIP用于设定比率的小数点位置，以配合比率参数组成相应的数值。

CdiP=0则显示格式为0000；CdiP=1则显示格式为000.0；

CdiP=2则显示格式为00.00；CdiP=3则显示格式为0.000。

4）dIP用于设定测量显示值的小数点位置，以配合用户习惯的测量显示数值。改变diP的设置只影响显示，对测量精度不产生影响。

diP=0则显示格式为0000；diP=1则显示格式为000.0；

diP=2则显示格式为00.00；diP=3则显示格式为0.000。

5）SFH用于设定时间计量的单位。

SFH=0则时间计量的单位为秒；

SFH=1则时间计量的单位为分钟；

SFH=2则时间计量的单位为小时。

6）SC用于设定仪表对输入信号的平移修正值，以补偿传感器或输入信号本身的误差。SC参数与显示呈对应关系。例：当前显示值为0.5，但实际值应为0.0，其中差值为+0.5，则在修正时将SC1设置为-0.5，这时，显示值将变为0.0。

注：仪表出厂时都进行过内部校正，所以Sc参数出厂时数值均为0。该参数仅当用户认为测量需要重新校正时才进行调整。

7）Fi用于设定仪表对输入信号的增益修正值，以减小仪表量程误差。该参数的设置分为两种情况。

8）oys用于设定仪表在无输入时的测量显示自动回零的延时时间。由于仪表的测量下限为0.1Hz，即最低10秒1个脉冲，当输入脉冲突然停止时，仪表的瞬时流量值不能及时回零，这时可利用oys参数使得瞬时流量值及时回零。

9）dL用于设定仪表的数字滤波系统的作用大小，从而解决仪表因干扰而导致显示数字出现跳动。dL=0～20（dL值越大，测量值越稳定，但响应也越慢）。当仪表测量在现场受到干扰时，可逐步增大dL值，直到测量值瞬间跳动小于2～5个字。

注：在对仪表进行检定时，应将dL设置为0以提高响应速度。

仪表测量计算方式见表1。

表1　仪表测量计算方式

3.4.3仪表报警设定参数（AL1、AL2、AL3、AL4、ALo1、ALo2、ALo3、ALo4、dF1、dF2、dF3、dF4）

1）AL1、AL2、AL3、AL4用于设定第一、第二、第三和第四报警位置的报警限值。当满足报警条件时，仪表报警继电器动作（常闭触点断开/常开触点吸合），仪表前面板的报警灯点亮。报警在报警因素排除后自动解除。

2）ALo1、ALo2、ALo3、ALo4用于设定第一、第二、第三和第四报警输置的报警方式（上限报警/下限报警），0表示上限报警，1表示下限报警。

3）dF1、dF2、dF3、dF4用于避免因测量输入值波动而导致报警输出产生频繁通断的误动作，也叫不灵敏区、死区、滞环等。dF参数对上限和下限报警控制的影响如图5所示：

图5　dF参数对上限和下限的报警控制

假定上限报警参数AL1为800℃，dF1参数为2.0℃，当测量温度值大于802℃时（AL1+dF1），仪表进入上限报警状态。当测量温度值小于798℃（AL1-dF1）时，仪表解除报警状态。

3.4.4仪表变送输出设定参数（ bS-L、bS-H、oPL、oPH）

1）bS-L、bS-H用于设定所变送输出的测量值的范围。

bS-L表示变送输出范围的下限，单位为1定义单位；

bS-H表示变送输出范围的上限，单位为1定义单位。

2）oPL、oPH用于设定仪表变送输出的电流（或电压）的范围。

oPL表示电流（或电压）大小的下限，单位为0.1mA（或0.1V）；

oPH表示电流（或电压）大小的上限，单位为0.1mA（或0.1V）。

例：变送电流范围为4～20mA，则须将oPL=40、oPH=200。

3.4.5仪表通讯设定参数（Addr、bAUd）

1）Addr用于设定仪表的通讯地址，有效范围是0～63，在同一条通讯线路上的仪表应分别设置一个不同的Addr值以便仪表之间相互区别。

2）bAud表示仪表的通讯波特率，有效范围是300～9600bit/s。

3.4.6特殊功能设定参数（InS、Loc1）

1）InS用于设定仪表的防输入振荡延时时间。当仪表用于低转速测量、采用光电开关、接近开关作为传感器时，可能会在转换点附近出现振荡。适当设置参数ins可有效的避免由此产生的错误。

参数ins的单位为2毫秒。例：当ins=50时，延时时间为50×2=100毫秒。

参数ins的设置值由需要测量的频率上限确定，例：频率上限为10Hz，则ins的最大值不能超过50。如果设置值过大，则会造成高频率时的测量错误。

2）Loc1用于设定第一组参数的修改是否受密码设置的限制。

Loc1=0时为不受控状态；Loc1=1时为受控状态。

4、显示控制仪表测量汽车行驶速度实现方案

4.1设计流程

图6

4.2流程说明

4.2.1在汽车的内部安装测量速度的传感器（或从现有的设备中引出信号），根据不同的速度，对应输出一个电压型的频率信号；

4.2.2显示仪表接收到频率信号后，根据参数的定义，实时显示出汽车的实际时速。

4.3设置说明

如果输出的信号为1公里对应8000脉冲，那么就表示 1公里/小时对应8000Hz，在仪表中应该进行如下设置：

按照上面的设置，最终仪表显示的数字就是当前汽车的实际时速。

4.4注意事项

4.4.1智能仪表会根据输入的信号实际大小来进行显示，但是由于汽车的时速是在实时变化的，所以，仪表的显示也会根据实际的速度来进行变化；

4.4.2汽车内部都会有指针式的时速表，也能够显示汽车的速度，但是由于指针动作的滞后性，和人眼观察的视角不同，指针的读数会跟仪表的读数有差别，此情况也是会出现的，不能因此说明哪个错误，只是两种设备的原理和特性不同造成的。

5、应用效果

陕汽SX2153越野汽车显示控制仪表的电源取自驾驶室内预留电源，该电源受钥匙开关控制，只有打开钥匙开关后，显示控制仪表方能正常工作。车速脉冲信号取自车速里程表信号端，并在显示器上数字显示，读取方便。有效的保障了部队执行演训、维稳和作战等任务的需求。

[1] 顾雨.车用电子显示装置及数字仪表技术与现状［J］汽车实用技术,2011,(3).

[2] 高振华.数字仪表的未来［J］汽车观察,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

王国川（1971—），工程师。就职于陕西重型汽车有限公司。主要研究方向是汽车电器。