淺談模擬汽車組合電子儀表的智能化

張銀龍 許敬思

摘要：盡管近年來我國的電子科技水平有了提高，但是儀表指針不穩定、測量誤差較大、發熱、警報不工作等故障需要同電才可以觀察到，要避免這些情況需提高我們的技術，推動模擬汽車組合電子儀表的智能化，減少故障發生的頻率。

關鍵詞：模擬汽車組合；電子儀表；智能化

一、前言

由于我國本土制造企業相對的缺乏資金，大量的專業性人才大量流失于外部，設備水平難以跟進，無法進行對功能上的測試，使我國電子儀器在技術上落后于其它發達國家。這就導致我國需要對汽車的電子儀表進行智能化的改進，不斷提升其工作效率，減少運行故障的產生。

二、開發過程中遇到的問題難題

2.1 技術的落后

由于汽車工業屬于重工業，所以被看作是評價一個國家發展狀況的重要依據，而汽車電子儀表正是汽車產業得以發展的關鍵因素。由于我國傳統的汽車儀表多為機械式的，其性能遠遠不如其它發達國家所制造的儀表，誤差率極高，使駕駛員很難快速準確的了解車輛的功能數據，進而影響駕駛員的正確操控。但隨著我國經濟的發展，在電子領域頗有造詣，對汽車電子儀表的使用水平上升到了一個新高度。由于老式儀表的顯示盤缺乏人性化考慮，難以進行采集大量數據，更無法形成圖像去提供駕駛所需要的信息，影響了駕駛員的暢快享受[1]。

2.2 分類太多難以合成

汽車電子儀表有很多類，尤其是液晶材料的儀表，需要高度的集中各種儀表的放置，盡量在一部分；由于司機在駕駛過程中注意力會被分散到各個情形中，既需要觀察道路情況又要注意車速或者油耗等其他指標，所以需要儀表的程序做到高效快捷，而傳統電子儀表的操作狀態很繁雜，會使司機的駕駛很不安全，這就需要去合成我們的電子儀表，以提高駕駛效率 [2]。

三、解決開發問題的辦法

3.1 借鑒發達國家的技術

電子儀表的開發問題不僅僅是我國技術落后的原因，還有我們對新型設備不敏感的原因，如果能夠使用最新型元器件進行合理搭配，去組建綜合性的測量系統，汽車電子儀表性能也可以很強大。如剩余油量、允許行駛里程的計算也可以表現為對其他信息的加工處理，這就是一體式信息處理的模式。除此之外，每個儀表都需要一個合理的量程，既超過最大值時儀表將自動損壞，且量程越小數據越準確，所以在提高儀表的精準度方面，只需有關人員根據實際需要去選擇一個合理的量程。在故障的監測與維修方面，需要技術人員掌握基本的處理方法，先憑直觀感覺去判斷故障出現的原因，諸如元器件嚴重受損時表現為表面顏色的變化或者溢出大量的泡沫；被燒壞的機器會有一種特殊的味道；內部電線發生短路時會發熱；當然，有些故障可以用肉眼觀察到，像鐵板和電線的接觸，線的燒斷，銅箔的老化，器件自身斷裂問題，保險絲的燒熔等 [3]。

3.2 基于QNX操作系統的汽車全液晶儀表

從目前情況來看，全液晶儀表將成為未來市場的主導，因此各企業要在此角度上考慮自己的企業戰略。好的系統是液晶儀表擁有好質量的基礎，最近有一種叫做QNX的操作系統，而軟件正式這一系統最關鍵的一部分，這種系統可以對不同圖形進行收集和呈現，還擁有CAN等反饋組件。此外，此系統能夠很好地完成汽車儀表的總流程，即從汽車啟動開始各設備的初始化，當初始化結束后，此系統開始運行，對各數據進行更新，在汽車行駛結束時，該系統會自動關閉不再使用的功能來節約電量，各指針回到零位置。此系統體現了高度的人性化，是應該被考慮的設計理念[4]。

四、模擬汽車組合電子儀表的發展現狀

Freescale公司是目前全球領先的半導體公司之一，它為汽車電子，消費電子，工業控制，網絡和無線市場設計并制造了眾多的嵌入式半導體產品，擁有多達19000種產品。Freescale公司是全球十大芯片制造商之一，2005年的收入達58億美元，在8位，16位和32位微型控制器領域均處于技術領先地位。Freescale微控制器的特點是：技術成熟，可靠性好，抗干擾性和電磁兼容性強，內部資源較多，品種全，選擇余地大，新品種多[5]。

4.1 具體內容

選取步進電機作為執行器，筆段式動態驅動液晶模塊用于里程/單次里程或時間日期的顯示。發光二極管分別用于顯示制動、危險、機油壓力、電瓶、發動機以及空檔信息，車速和發動機轉速為脈寬調制信號或來自串口輸入，通過定時器模塊的輸入捕捉功能得到其頻率，換算得出數據。為了模擬現場，需要一臺小型的有刷直流電機來模擬汽車引擎，用此單片機的PWM模塊輸出PWM信號給直流電機驅動芯片，使得電機轉動，來實現汽車轉動時的現場模擬，已做到測速的效果，而驅動芯片可以用飛思卡爾的MC33886，當然，也需要模擬一部小型的舵機，來模擬汽車的轉向，以測試轉向燈的效果，還要小型的水缸，模擬油箱，并且安裝水壓傳感器，將所得轉換為電信號，通過AD轉換，變為數字量，通過軟件進行處理[6]。

4.2 軟件選擇

在軟件方面，先初始化函數 ，內部總線倍頻至8M；設置IO口的輸入輸出；設置定時器模塊的某通道為捕捉功能；SCI波特率9600，設置PWM功能，并聯級使用，形成16位PWM，提高分辨率，開啟AD轉換，開接收中斷；從用戶eeprom中讀取先前記錄的里程數據，并根據信號加以顯示。中斷服務程序，外部中斷：斷電后短時間內利用大電容的放電使指針回零。遵循一定的上位機協議，接受命令，改變LCD顯示內容，改變車速和轉速數據。數據處理程序 將由外部輸入的脈沖信號進行數據處理，最后得到車速，轉速等一些汽車的狀態參數。對危急情況進行處理，當儀表發生故障而誤導駕駛人員時，應急處理程序將使單片機斷電復位，并發出警報，直至故障處理完成。主函數 LCD上顯示轉速，車速，油壓以及各汽車只要狀態參數。

五、結束語

文章圍繞模擬汽車組合電子儀表的智能化展開介紹，其中針對電子儀表當前出現的問題和改進的難度展開，然后指出了電子儀表的發展現狀和主要內容，希望可以不斷推動其智能化進程。

參考文獻：

[1] 申立男. 淺談汽車電子技術在儀表中的應用[J]. 城市建設理論研究：電子版， 2015， 5（34）.

[2] 盧嘉偉. 淺析PLC在汽車電子儀表中的應用[J]. 科學技術創新， 2015（26）.

[3] 沈紅衛， 楊建生. 基于CAN的汽車組合儀表運轉臺[J]. 儀表技術與傳感器， 2004（11）：44-45.

[4] 鄧宗權. 基于ARM9嵌入式車載智能儀表HMI系統的設計實現[D]. 電子科技大學， 2014.

[5] 郭艷坤. 針對工業自動化儀器儀表的控制淺析[J]. 工業c， 2016（6）：00090-00090.

[6] 譚健. 淺析測試儀器的現狀及發展趨勢[J]. 商品與質量， 2016（5）.

（作者單位：長城汽車股份有限公司

河北省汽車工程技術研究中心）