专利名称：汽车仪表验证系统和方法
技术领域：
本发明涉及汽车仪表显示信息的验证，特别是涉及一种汽车仪表的验证系统和方法。
背景技术：
汽车仪表,例如里程表、转速表、油量表、机油压力表等为驾驶员提供实时的车辆状态信息，为安全驾驶提供了一定的保障。因此，汽车仪表显示结果的准确性很重要。由于汽车仪表内部的信息处理非常复杂，所以需要在研发前期对汽车仪表进行设计验证。特别是里程油耗信息，包括里程小计，里程总计，平均油耗，瞬时油耗，续航里程等，无法从表面上看出是否显示正确。而传统上，验证这些信息的方法是借助其他计算里程和油耗的工具， 或者通过其他工具的实际计算来完成。这种验证方法存在以下弊端(I)仪表内部与其他计算里程油耗的工具的采样时间无法控制同步，这样会导致验证结果的偏差；(2)由于其他工具不能编程控制，不能模拟实车点火环境对其影响；(3)无法进行自动化验证，需要较多的人力时间投入。
发明内容
基于此，有必要提供一种可实现同步验证的汽车仪表的验证系统。一种汽车仪表验证系统，用于对待测试汽车仪表的进行验证，其特征在于所述汽车仪表验证系统包括
信号发生器模块，其用于产生至少一种输出信号，每种输出信号模拟一种汽车传感
器；
开关模块，其用于产生模拟汽车点火信号的通断信号；以及
处理器，其用于控制信号发生器模块的信号参数设置和发送，并基于程序运行一个与所述待测试汽车仪表对应的虚拟仪表；
其中，所述待测汽车仪表和虚拟仪表根据所述开关模块的通断信号同步接收和处理所述信号发生器模块输出的输出信号。在优选的实施例中，所述处理器根据所述虚拟仪表的输出结果对所述待测试仪表的输出结果进行验证，并输出验证结果
在优选的实施例中，所述汽车传感器选自油量传感器和里程传感器，所述输出信号为脉冲信号。在优选的实施例中，所述程序为Labview程序。在优选的实施例中，所述虚拟仪表的信息处理过程包括信号采样步骤、滤波步骤、 计算步骤和输出步骤。在优选的实施例中，所述处理器还根据所述信号发生器模块输出的输出信号，基于预设数学公式计算出与所述待测试汽车仪表的输出结果对应的理想化结果，所述处理器根据虚拟仪表的输出结果及所述理想化结果对所述待测试仪表的输出结果进行验证，并输出验证结果。在优选的实施例中，所述信号发生器模块为插接在虚拟仪器主机板上的PXI信号发生器板卡，所述开关模块为插接在所述虚拟仪器主机板上的PXI开关板卡，处理器包括嵌入到虚拟仪器主机板上的高速处理器。本发明还提供了一种基于上述系统的汽车仪表的验证方法，包括以下步骤
利用所述信号发生器模块产生用于模拟汽车传感器的输出信号；
利用所述开关模块产生用于模拟汽车点火信号的通断信号；
待检测仪表在检测到所述通断信号时开始对所述输出信号进行采样和处理，并将处理结果发送给处理器；
所述处理器在检测到所述通断信号时开始运行所述虚拟仪表，使虚拟仪表与待检测仪表同步地对所述输出信号进行采样和处理。在优选的实施例中，所述处理器还根据所述虚拟仪表的输出结果对所述待测试仪表的输出结果进行验证，并输出验证结果。在优选的实施例中，所述的汽车仪表验证方法进一步包括步骤所述处理器在检测到所述通断信号时基于预设数学公式计算出与所述待测试汽车仪表的输出结果对应的理想化结果，并在所述对所述待测试仪表的输出结果进行验证的步骤中，同时根据所述理想化结果对所述待测试仪表的输出结果进行验证。本发明的汽车仪表验证系统采用虚拟仪表和待测试汽车仪表同步接收和处理输入信号，保证了验证结果的准确性。
图I为一实施例的汽车仪表验证系统的原理框图。图2为一实施例的汽车仪表验证方法的流程图。
具体实施例方式下面将结合具体实施例及附图对本发明汽车仪表验证系统和方法作进一步详细描述。本发明汽车仪表验证系统是基于虚拟仪器技术，利用计算机控制仪器，例如PXI 仪器、VXI仪器等模拟汽车仪表的实际使用过程，利用图形化语言编程实现虚拟仪表及测试数据的采集和处理，可精确控制验证过程，实现对汽车仪表的同步验证，保证验证结果的准确性。如图I所示，本发明汽车仪表验证系统主要包括处理器、信号发生器模块、开关模块和显示器。下面，以里程仪和油量表为例进行说明。信号发生器模块和开关模块分别采用插接在虚拟仪器主机板上PXI信号发生器板卡和PXI开关板卡。处理器包括嵌入到虚拟仪器主机板上的高速处理器，其具有高速数据处理功能，以及信号的同步触发功能，所以可以实现与汽车仪表同步的信息处理功能。本领域技术人员可以理解的，本发明系统还可对工程机械的监视器，商用车仪表进行验证。信号发生器模块和开关模块还可用VXI板卡等计算机控制仪器取代。信号发生器模块用于产生至少一种输出信号,每种输出信号用于模拟一种汽车传感器。为实现对里程仪和油量表的验证，信号发生器模块可产生用于模拟里程传感器和油量传感器的PWM (Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号。开关模块用于产生模拟汽车点火信号的通断信号。该通断信号为电压信号，用于指示待测试汽车仪表和处理器是否进行信号采集。处理器主要用于基于程序运行一个与待测试汽车仪表对应的虚拟仪表，根据虚拟仪表的输出结果对待测试仪表的输出结果进行验证，并输出验证结果。处理器还用于控制信号发生器模块的参数设置和信号的发送。为使验证结果更准确，处理器还基于预设数学公式计算出与待测试汽车仪表的输出结果对应的理想化结果，并根据虚拟仪表的输出结果和该理想化结果对待测试仪表的输出结果进行验证。优选的，处理器是基于图形化编程语言实现上述虚拟仪表，例如基于Labview。从功能模块来划分，处理器可包括虚拟仪表模块、 数学计算模块和验证模块。本实施例中，待测试汽车仪表包括信号采样单元、滤波单元、计算单元和输出单元。其中信号采样单元在接收到开关模块的用于模拟汽车点火信号的通断信号后开始以特定采样率对信号发生器模块输出的PWM信号进行采样，产生采样信号。滤波单元用于滤除采样信号中的杂波。计算单元用于根据采样信号计算出一个累积的里程数或当前剩余油量。输出单元用于将计算单元的计算结果输出到待测试汽车仪表的显示盘上显示。输出单元还用于通过数据总线，例如CAN总线将计算结果输出给处理器。虚拟仪表模块的功能模块与待测试汽车仪表的一一对应，可实现数据的同步处理，使验证结果更准确。虚拟仪表模块的输出单元会将计算单元的计算结果显示在显示器显示的一个虚拟面板上。以平均油耗的验证为例对待测试汽车仪表和虚拟仪表模块的同步处理进行说明对待测试汽车仪表来说，信号采样单元对信号发生器模块输出的脉冲信号每IOOms采样一次，并进行滤波，然后以以下预定公式进行计算，最后按照IOS的刷新频率显示在仪表上
AFE = (AZjzrO I Δ￡πηΙ) - ASxIOO ,
其中，AFE表示平均油耗，Μι *0表示某段时间内怠速状态时消耗的燃油量累加值， Μι 1表示某段时间内行驶状态时消耗的燃油量累加值，AS表示某段时间内车辆行驶的距离累加值。对于虚拟仪表模块来说，其信号采样单元以同样的采样频率进行同步采样，然后以同样的虚拟滤波电路进行同步滤波，然后用Iabview以同样的公式进行同步计算，最后以同样的刷新频率进行结果显示和输出。数学计算模块主要是根据预设数学公式计算一个理想化结果，该理想化结果也被显示在显示器显示的另一个虚拟面板上。验证模块用于根据虚拟仪表的输出结果和该理想化结果对待测试仪表的输出结果进行验证，并在显示器上显示验证结果。可以理解的，在其他实施例中，若待测试汽车仪表本身不带CAN总线，则待测试汽车仪表的计算结果不会在与处理器相连的显示器上显示。对应的，处理器不设置验证模块， 待测试汽车仪表的输出结果的验证由人工完成。上述汽车仪表验证系统的验证方法流程如图2所示，主要包括以下步骤
步骤S10，利用处理器控制信号发生器模块产生用于模拟汽车传感器的输出信号。
步骤S11，利用处理器控制开关模块产生用于模拟汽车点火信号的通断信号。步骤S12，待检测仪表在检测到通断信号时开始对输出信号进行采样和处理，并将处理结果发送给处理器。步骤S13，处理器在检测到通断信号时开始运行虚拟仪表，使虚拟仪表与待检测仪表同步地、以同样地采样率对输出信号进行采样和处理。步骤S14，与步骤S12和S13同步地，处理器在检测到通断信号时基于预设数学公式计算出与待测试汽车仪表的输出结果对应的理想化结果。步骤S15，处理器根据理想化结果和虚拟仪表的输出结果对待测试仪表的输出结果进行验证，并向显示器输出验证结果。显示器上还可同步显示待测试汽车仪表和虚拟仪表的输出结果，以及上述理想化结果。综上，本发明汽车仪表验证系统通过开关模块模拟汽车点火线，在模拟的点火线的状态为“开”时，处理器和待测试汽车仪表启动对信号发生器模块输出信号的采集，通过设置相同的采样率，实现虚拟仪表与待测试仪表同步的数据采集和处理。因此，本发明的汽车仪表验证方法从信号产生到信号处理及结果输出都是通过一套系统进行，保证了验证结果的一致性。通过采用图形化编程工具设计虚拟仪表模块，实现所有控制和系统和自动化， 提高了验证效率。由于从信号的采集到处理都实现了与待测试汽车仪表的同步处理，使验证结果更准确，从而研发人员可在研发前期发现更多的软件问题，提高产品质量。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种汽车仪表验证系统，用于对待测试汽车仪表进行验证，其特征在于所述汽车仪表验证系统包括信号发生器模块，其用于产生至少一种输出信号，每种输出信号模拟一种汽车传感器；开关模块，其用于产生模拟汽车点火信号的通断信号；以及处理器，其用于基于程序运行一个与所述待测试汽车仪表对应的虚拟仪表；其中，所述待测汽车仪表和虚拟仪表根据所述开关模块的通断信号同步接收和处理所述信号发生器模块输出的输出信号。
2.根据权利要求I所述的汽车仪表验证系统，其特征在于，所述处理器还用于根据所述虚拟仪表的输出结果对所述待测试仪表的输出结果进行验证，并输出验证结果。
3.根据权利要求I所述的汽车仪表验证系统，其特征在于，所述汽车传感器选自油量传感器和里程传感器，所述输出信号为脉冲信号。
4.根据权利要求I所述的汽车仪表验证系统，其特征在于，所述程序为Labview程序。
5.根据权利要求I所述的汽车仪表验证系统，其特征在于，所述虚拟仪表的信息处理过程包括信号采样步骤、滤波步骤、计算步骤和输出步骤。
6.根据权利要求I所述的汽车仪表验证系统，其特征在于，所述处理器还根据所述信号发生器模块输出的输出信号，基于预设数学公式计算出与所述待测试汽车仪表的输出结果对应的理想化结果，所述处理器根据虚拟仪表的输出结果及所述理想化结果对所述待测试仪表的输出结果进行验证，并输出验证结果。
7.根据权利要求I所述的汽车仪表验证系统，其特征在于，所述信号发生器模块为插接在虚拟仪器主机板上的PXI信号发生器板卡，所述开关模块为插接在所述虚拟仪器主机板上的PXI开关板卡。
8.一种基于权利要求I至7项中任一项所述汽车仪表验证系统的汽车仪表验证方法， 其特征在于，包括步骤利用所述信号发生器模块产生用于模拟汽车传感器的输出信号；利用所述开关模块产生用于模拟汽车点火信号的通断信号；待检测仪表在检测到所述通断信号时开始对所述输出信号进行采样和处理，并将处理结果发送给处理器；所述处理器在检测到所述通断信号时开始运行所述虚拟仪表，使虚拟仪表与待检测仪表同步地对所述输出信号进行采样和处理。
9.根据权利要求8所述的汽车仪表验证方法，其特征在于，进一步包括步骤所述处理器根据所述虚拟仪表的输出结果对所述待测试仪表的输出结果进行验证，并输出验证结果O
10.根据权利要求8所述的汽车仪表验证方法，其特征在于，进一步包括步骤所述处理器在检测到所述通断信号时基于预设数学公式计算出与所述待测试汽车仪表的输出结果对应的理想化结果，并在所述对所述待测试仪表的输出结果进行验证的步骤中，同时根据所述理想化结果对所述待测试仪表的输出结果进行验证。
全文摘要
本发明涉及汽车仪表验证系统和方法，该系统包括信号发生器模块、开关模块和处理器。信号发生器模块用于产生至少一种输出信号，每种输出信号模拟一种汽车传感器。开关模块用于产生模拟汽车点火信号的通断信号。处理器用于基于程序运行一个与所述待测试汽车仪表对应的虚拟仪表，根据所述虚拟仪表的输出结果对所述待测试仪表的输出结果进行验证，并输出验证结果。其中，所述待测汽车仪表和虚拟仪表根据所述开关模块的通断信号同步接收和处理所述信号发生器模块输出的输出信号。本发明的汽车仪表验证系统采用虚拟仪表和待测试汽车仪表同步接收和处理输入信号，保证了验证结果的准确性。
文档编号G01D18/00GK102589604SQ20121004360
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者李敏, 陈文 , 黄振娟 申请人:惠州市德赛西威汽车电子有限公司