[实用新型]汽车仪表步进电机模糊加减速控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车仪表，具体的说，是涉及汽车仪表步进电机模糊加减速控制器。

背景技术

汽车仪表是汽车电子行业中的重要一部分，现有技术中汽车仪表中一般会用步进电机。步进电机的最大的优势是：以开环的方式来控制位置和速度。但正因为是开环控制，负载位置对控制回路没有反馈，步进电机就必须正确响应每次励磁变化。如果励磁频率选择不当，步进电机就不能够移动到新的位置。负载实际的位置相对于控制器所期待的位置出现永久误差，即发生失步现象。这种控制由于步进电机的本身的机械特性，不能满足快速的控制要求。如图1所示，现有技术中汽车组合仪表普遍采用步进电机的恒定加减速控制的示意图，图中A处为步进电机启动点的扭矩φ1、B处为步进电机停止点的扭矩φ2。在图中可以看见，在快速的速度变化运行时，步进电机的机械扭矩会随速度变快而变小，在这情况却下，特别容易发生失步现象。目前市场上的仪表都是采用降低运行速度的方式来解决失步问题，这样的方法牺牲了产品的自身性能，是不可取的。由于步进电机的这个问题，导致了仪表盘显示不准确，使驾驶员无法准确、实时地得知车辆运行状态，给驾驶过程带来安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供汽车仪表步进电机模糊加减速控制器，能够有效解决现有技术中汽车仪表步进电机失步现象，使得汽车仪表盘显示准确。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：汽车仪表步进电机模糊加减速控制器，包括连接在电源上的单片机，单片机上连接有信号采集模块，所述单片机上还连接有PID模糊控制模块，PID模糊控制模块的输出端通过平滑处理模块连接到至少一个步进电机中，所述单片机连接有若干个显示屏。

优选的，信号采集模块和单片机之间设有抗干扰处理模块。这样的结构使得收集到的信号更为准确，减少信号传输过程中带来的误差。

优选的，所述显示屏为点阵液晶屏。点阵液晶屏是用于仪表盘显示的一种较好的选择。

优选的，所述显示屏为断码液晶屏。在具体使用过程中，由于仪表盘的规格不同，因此要对应仪表盘的大小来设置显示屏。断码液晶屏适用于一些显示数据的较小的仪表盘上。

优选的，所述显示屏为点阵液晶屏和断码液晶屏的组合。这两种液晶屏的组合能对仪表盘内空间进行良好的规划，合理利用其显示空间，达到最佳的视觉效果。

优选的，单片机上连接有蜂鸣器驱动模块，所述蜂鸣器驱动模块连接到蜂鸣器上。这样的结构在一些情况下能提出报警，更直观地告诉驾驶员例如缺油、水温偏高等异常状况。

优选的，所述单片机为至少16位具有浮点运算功能的单片机。由于单片机要同时控制多个步进电机，因此需要具备一定的复杂运算能力，选用16位的单片机才能满足这个要求。

优选的，所述步进电机数量为4个。4个步进电机分别对汽车的车速、转速、燃油以及水温的实时信号进行控制，使驾驶员获得了驾驶一辆汽车的最低信息要求。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：采用了PID模糊控制模块控制步进电机，使得步进电机得到一个快速平滑的启动和停止控制。这样步进电机的运转更为稳定，仪表盘就能更准确地反映汽车的行驶状况。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为现有技术中步进电机的转速曲线图。

图2为本实用新型汽车仪表步进电机模糊加减速控制器的结构框图。

图3为采用本实用新型汽车仪表步进电机模糊加减速控制器后进行1次PID控制后步进电机的转速曲线图。

图4为采用本实用新型汽车仪表步进电机模糊加减速控制器后进行2次PID控制后步进电机的转速曲线图。

具体实施方式

如图2所示，汽车仪表步进电机模糊加减速控制器，包括连接在电源2上的单片机1，单片机1上连接有信号采集模块3，所述单片机1上还连接有PID模糊控制模块4，PID模糊控制模块4的输出端通过平滑处理模块5连接到至少一个步进电机6中，所述单片机1连接有若干个显示屏7。信号采集模块3和单片机1之间设有抗干扰处理模块8。通常显示屏7为点阵液晶屏或是断码液晶屏。在一些大型仪表盘上所述显示屏7为点阵液晶屏和断码液晶屏的组合。单片机1上连接有蜂鸣器驱动模块9，所述蜂鸣器驱动模块9连接到蜂鸣器91上。这样就可以对一些突发事件进行声音警告，更快地给于驾驶员提醒信息。所述单片机1为至少16位具有浮点运算功能的单片机1，高档的仪表盘中最好选用32位的单片机1。所述步进电机6数量为4个，分别对汽车的车速、转速、燃油以及水温的指数进行控制，使驾驶员获得了驾驶一辆汽车的最低信息要求。