[发明专利]汽车仪表指针的惯性归零方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车仪表指针的归零方法。

背景技术

现在的汽车仪表指针都是由步进电机驱动的。汽车的性能数据所对应的电参数，通过向步进电机输出电脉冲，由步进电机驱动仪表指针在仪表盘上表达出来。当汽车仪表供电被切断时，例如关掉汽车发动机、更换电池等，汽车仪表的指针就失去了起步的原点位置，需要原点回归操作。

步进电机的旋转是以固定的角度(称为步距角)一步一步运行的，广泛应用于各种开环控制。步进电机的运行要有一电子装置进行驱动,这种装置就是步进电机驱动器,它把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移。控制步进脉冲信号的频率，可以对电机精确调速；控制步进脉冲的个数，可以达到对电机精确定位的目的。

目前的汽车仪表指针原点回归，主要是在步进电机定子绕组上设置感应电压检测电路，当仪表指针在表盘的原点处（原点处设置有挡块，挡住指针不再运动）和不在原点处时，定子绕组感应的电压是不同的，根据这种电压的变化来检测仪表指针是否回归到了原点。这种方式增加了硬件电路的的成本和复杂性。

发明内容

本发明的目的是针对汽车仪表提供一种汽车仪表指针的惯性归零方法，以解决现有的汽车仪表指针原点回归方式增加了硬件电路设置的问题。一、给驱动汽车仪表指针的步进电机上电；同时在寄存器中设置反向脉冲信号数目n为0；二、步进电机驱动器向步进电机施加一个反向脉冲信号，使汽车仪表指针向汽车仪表的原点处移动一个步距，并令n加1；三、单片机判断步进电机驱动器向步进电机施加的反向脉冲信号数目n是否等于N；四、如果步骤三的结果为“否”，则执行步骤二；如果步骤三的结果为“是”，则结束。

本发明方法没有增加电路的复杂性，不需要设置硬件电路。最重要的是，本发明避免了汽车仪表指针的反跳动作，而且能够是汽车仪表指针可靠地归零。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。图2是本发明避免汽车仪表指针反跳的原理示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1具体说明本实施方式。本实施方式包括下述步骤：一、给驱动汽车仪表指针的步进电机上电；同时在寄存器中设置反向脉冲信号数目n为0；二、步进电机驱动器向步进电机施加一个反向脉冲信号，使汽车仪表指针向汽车仪表的原点处移动一个步距，并令n加1；三、单片机判断步进电机驱动器向步进电机施加的反向脉冲信号数目n是否等于N；N等于9；本发明中的步进电机选用SA20S36F-007A型号的台达仪表板马达，该马达步进角为10度±0.5度。该类型的步进电机，具有上下2组爪级，每组爪级具有9对彼此交错的磁极，上下两组的9对磁极的相位差事180度，根据这种结构，驱动绕组的电流旋转360度，实际的指针轴旋转40度，也就是说9个这样的周期就可以完成指针轴旋转360度的归零动作，因此N选取为9；四、如果步骤三的结果为“否”，则执行步骤二；如果步骤三的结果为“是”，则结束。

本发明上述步骤的设置主要是为了避免汽车仪表指针的反跳，如图2所示：仪表用步进电机内部带有止挡，因为没有检测反电动势的电路，指针在工作前，需要先做强制归零动作，假定指针按照固定转速旋转，当到达止挡的时候，内部磁场继续旋转，但指针由于被止挡阻隔不能继续和磁场旋转，在内部磁场旋转的前180度过程中（以内部止挡为参考点），指针是不动作的，但当磁场旋转超过180度的时候，带动指针的永磁体转子会在磁场力的作用下有向相反方向旋转180度的趋势，造成指针抖动。针对此现象，MCU控制旋转磁场再到达180度的时候，需要立即断掉产生旋转磁场的电流，进而使转子处于自由悬停状态，由于没有反向磁力，因此指针不会弹跳，根据实际的指针负载情况，进行一定的延时后，再对绕组进行通电，使得旋转磁场的方向为0度（以内部止挡的位置为参考点），如果指针不在零位，指针会在惯性的作用下旋转过180度点，重复以上步骤使得指针完成归零动作。