[实用新型]模拟信号采样自动校准的数字化汽车仪表

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数字化汽车仪表，具体的说是一种模拟信号采样自动校准的数字化汽车仪表。

背景技术

目前，汽车仪表的冷却水温度、燃油量、机油压力等传感器的信号输入基本上以模拟信号输入为主，在数字化汽车仪表中对此类信号的处理主要是通过测量相应传感器电压信号的大小实现对各模拟信号状态的参数变化采样，这类车载传感器信号一般是以电流信号的形式体现在工作电路中，在汽车仪表的MCU前置处理电路中，先将其转化为电压信号，并通过适当的方式控制其输入电压信号在0-5V范围内，然后经必要的滤波处理输入给汽车仪表MCU的A/D转换输入端，利用内部的A/D转换在软件控制下完成测量及驱动显示。

由于模拟信号传感器的采样电压信号受到各类干扰影响，会产生一定的变化，对于线路中一些随机的干扰，通过适当的硬件处理可抵制掉，但由于线路中某些电器工作后造成的仪表地与传感器地之间的压差，会影响模拟信号传感器采样电压的准确性，进而导致仪表显示的信息与实际状态的信息产生差异，严重时会对驾乘人员提供错误的信息，导致不必要的驾驶风险出现。

本实用新型设计主要是针对以上可能产生的线路电压干扰影响，而采取的针对性设计措施，即通过在模拟信号传感器采样电路中增加一个电子开关，并通过汽车仪表MCU端口控制电子开关的导通与关断，以每100ms作为一个采样周期，控制每个周期导通电子开关10ms，90ms关断，A/D采样在电子开关通断状态对每个模拟信号传感器采样两次，即电子开关开启时，采样一次，测量得到模拟信号传感器的采样电压值，在电子开关开启前再测量一次，测得可能出现的仪表地与传感器地之间的电压差。利用两次测量得到的值进行计算，得到真实的模拟信号传感器的采样电压值，作为当前时刻模拟信号传感器的采样电压的输入值，通过汽车仪表MCU的计算和处理，控制相应的模拟信号仪表显示。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是通过针对数字化汽车仪表模拟传感器信号采样电路接地与仪表接地之间可能产生的电压差影响而采取控制措施的控制方法和电路，以达到消除传感器线路中可能存在的电压影响的目的，从而提供一种模拟信号采样自动校准的数字化汽车仪表。

本实用新型的目的是这样实现的，该模拟信号采样自动校准的数字化汽车仪表包括模拟信号采样控制电路I、电源电路II、开关报警电路III、仪表驱动电路IV、数字及开关信号采样电路V、仪表控制芯片3。

所述的模拟信号采样控制电路I包括采样基准电压控制模块、采样电压模块、带有采样电压控制端口和采样电压输入端口的仪表控制芯片，其特征在于：它还包括一个采样电子开关，所述的采样电子开关一路连接采样基准电压控制模块，一路连接采样电压模块，另一路连接仪表控制芯片的采样开关控制端口.

本实用新型由于采用上述结构的电路和方法具有以下优点和积极效果：

1、本实用新型的技术方案是针对目前车载仪表模拟信号传感器的使用环境，充分考虑了不同的车载电器可能对传感器电路的影响，在目前普遍采用的电压采样处理电路中增加电子开关控制电路。相对于目前模拟传感器信号的采样的一般方法(即每周期内采样一次)，本实用新型的技术方案是设定采样周期为100ms，并通过仪表MCU控制在每个采样周期内，模拟信号传感器电压采样电路打开10ms，关断90ms。在电路打开区间内测量一次模拟信号采样电压的值，将测量结果存储于特定的存储区域；在电路关断区间内，再测量一次模拟信号采样电压值，将结果存储于特定的存储区域。通过汽车仪表MCU控制，将两次采样的结果进行数学计算，并将计算的结果作为模拟信号传感器的输入值，这样可以可靠地消除传感器线路地与仪表地之间存在的电压差对显示结果准确性的影响。

2、本实用新型采用电子开关控制模拟信号传感器电压采样电路的开启和关断，在保证传感器电压采样功能的基础上，通过对可能存在于传感器电路的电压影响二次采样，可消除传感器电路可能存在的电压干扰的影响，提高了传感器采样的精度，同时，通过开关的导通和关断控制，也可大大降低模拟信号传感器电路消耗的能量，只需合理选择采样匹配电阻R的值，就可适应不同的车载模拟信号传感器的准确采样控制，为驾乘人员提供准确及时的动态车载信息显示。

3、本实用新型方法即保证了采样信号的准确性，同时也可降低传感器电路的功耗，提高了仪表产品对不同车载状态的适应程度，提高了仪表模拟信号指示的精度，该控制模型有效解决了模拟信号传感器地与仪表地之间的电压差对仪表显示精度的影响。

附图说明

图1为模拟信号采样自动校准的数字化汽车仪表整体结构方框图。