【摘 要】通過(guò)介紹當(dāng)前汽車電子儀表的基本功能，對(duì) PLC汽車電子儀表的數(shù)據(jù)處理流程進(jìn)行說(shuō)明，強(qiáng)調(diào) PLC電子儀表的多功能性與高可靠性，最后，根據(jù)汽車電子儀表的特點(diǎn)，提出應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】汽車電子儀表；PLC；高可靠性

0.引言

汽車儀表是汽車司機(jī)重要的人機(jī)交互平臺(tái)，汽車電子儀表常見(jiàn)的分為數(shù)字表與模擬表，主要由一次取樣元件，中間處理部件和顯示單元三部分組成。汽車電子儀表的可靠性對(duì)于汽車的安全有看重要的意義。對(duì)于汽車顯示儀表而言，現(xiàn)在的表計(jì)都是數(shù)字表，相比模擬儀表顯示的是傳感器檢測(cè)值的平均值，電子儀表數(shù)字表顯示的是即時(shí)值，刷新速度較快。汽車電子儀表采用的顯示單元也分為二種，一種是固定顯示部分，常用的有水溫表、油表、時(shí)速表和轉(zhuǎn)速表，另一部分則是可選顯示單元，有車門關(guān)閉顯示，平均時(shí)速、溫度儀表等顯示的內(nèi)容。大多數(shù)汽車電子儀表都有自診斷功能，每當(dāng)打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，電子儀表板便進(jìn)行一次自檢，也有的儀表板采用診斷儀或通過(guò)按鈕進(jìn)行自檢。自檢時(shí)，通常整個(gè)儀表板發(fā)亮，同時(shí)各顯示器都發(fā)亮。自檢完成時(shí)，所有儀表均顯示出當(dāng)前的檢測(cè)值。

1.汽車電子儀表分類

對(duì)于汽車電子儀表而言，現(xiàn)在的汽車用儀表分為三類，一類是國(guó)產(chǎn)低端車系，采用的是模擬指針表計(jì)，二類是數(shù)字表計(jì)，主要在國(guó)產(chǎn)汽車上運(yùn)用；第三類是綜合信息顯示表計(jì)，這類主要是進(jìn)口汽車或者說(shuō)是國(guó)產(chǎn)高端車用。作為汽車儀表而言，其最根本的功能就是顯示最重要的信息。

1.1汽車儀表功能

汽車工業(yè)，往往被稱之為國(guó)民工業(yè)，其發(fā)達(dá)程度體現(xiàn)的是一個(gè)國(guó)家工業(yè)化的水平，作為汽車工業(yè)中的重要分類，汽車電子儀表對(duì)于整個(gè)汽車工業(yè)的來(lái)說(shuō)，顯得極其重要。其中，主要的汽車電子儀表有：（1）轉(zhuǎn)速表，作為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的重要監(jiān)視工具，用來(lái)顯示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。（2）時(shí)速表，作為汽車行進(jìn)間最基本的參數(shù)，顯示車輛每小時(shí)的行駛速度。（3）里程表，從出廠到現(xiàn)場(chǎng)的總的行程數(shù)量。（4）冷卻液溫度表，又名水溫表，用來(lái)監(jiān)視冷卻液的溫度，常用來(lái)間接表示發(fā)動(dòng)機(jī)工作的運(yùn)行狀況。（5）冷卻液報(bào)警電路。當(dāng)冷卻液溫度過(guò)高時(shí)，提示駕駛?cè)藛T注意。（6）燃油表電子燃油表可以隨時(shí)測(cè)量并顯示汽車油箱內(nèi)的燃油情況，有的汽車電子儀表還可以顯示剩余油量汽車行駛公里數(shù)。（7）聲音報(bào)警器。由于有時(shí)憑視覺(jué)容易看漏，故在有的汽車上還用到聲音傳遞信息的電子裝置，用來(lái)提醒駕駛員有關(guān)汽車的一些狀態(tài)，包括但不限于：請(qǐng)檢查車門（車門半開(kāi)時(shí)）； 請(qǐng)系好安全帶（常用燈光和蜂鳴器顯示）； 請(qǐng)檢查手制動(dòng)器（汽車啟動(dòng)時(shí)，忘記松開(kāi)停車制動(dòng)）；請(qǐng)檢查車燈（當(dāng)車燈一直未關(guān)時(shí)）；請(qǐng)檢查車鑰匙（當(dāng)鑰匙還插在門鎖上時(shí)）；請(qǐng)加燃油（燃油不夠時(shí)）。這些信息都可以通過(guò)音響裝置發(fā)送出來(lái)。

1.2 PLC汽車電子儀表

由于電子技術(shù)不斷發(fā)展，由 PLC控制的汽車智能組合儀表也越來(lái)越多地出現(xiàn)，其基本構(gòu)成由以下三部分組成，它由汽車工況一次采集單元、信號(hào)綜合處理單元、顯示報(bào)警單元等系統(tǒng)組成。

（1）信息采集。根據(jù)最終顯示單元的功能要求，主要有開(kāi)關(guān)量、模擬量二類。1）模擬量。汽車運(yùn)行信息中的溫度、容量。主要有水溫、油箱油量，有的儀表經(jīng)過(guò)各自的傳感器轉(zhuǎn)換成模擬電壓量，經(jīng)放大處理后，再由模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成單片能夠處理的二進(jìn)制數(shù)字量，輸入單片機(jī)進(jìn)行處理。2）開(kāi)關(guān)量。汽車工況信息中的由開(kāi)關(guān)控制的汽車左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、制動(dòng)、倒車，各種燈光控制、各車門開(kāi)關(guān)情況等，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換和抗干擾處理后，根據(jù)需要，一部分輸入單片機(jī)進(jìn)行處理，另一部分直接輸送至顯示器進(jìn)行顯示。還有一種頻率量，是開(kāi)關(guān)量的一種發(fā)展。比如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和汽車速度等，經(jīng)過(guò)各自的傳感器轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，再經(jīng)單片機(jī)相應(yīng)接口輸入單片機(jī)進(jìn)行處理。

（2）信息處理。汽車工況信息經(jīng)采集系統(tǒng)采集并轉(zhuǎn)換后，按各自的顯示要求輸入PLC進(jìn)行處理。如汽車速度信號(hào)除了要由車速顯示器顯示外，還要根據(jù)里程顯示的要求處理后輸出里程量的顯示。

（3）信息顯示。汽車電子儀表的顯示方式有聲光輔助顯示、數(shù)字顯示和指針指示等。除了顯示裝置以外，高端汽車儀表系統(tǒng)還設(shè)有功能選擇鍵盤，PLC與汽車電氣系統(tǒng)的接頭和顯示裝置連接。當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通時(shí)，輸入信號(hào)有蓄電池電壓、燃油箱傳感器、溫度傳感器、行駛里程傳感器、噴油脈沖以及鍵盤的信號(hào)，PLC即按相應(yīng)汽車動(dòng)態(tài)方式進(jìn)行計(jì)算與處理，除了發(fā)出時(shí)間脈沖以外，尚可用程序按鈕選擇顯示出瞬時(shí)燃油消耗、平均燃油消耗、平均車速、距離、行程時(shí)間/秒表和外界溫度等各種信息。

2.PLC在汽車電子儀表的實(shí)踐

隨著電子信息技術(shù)的進(jìn)步，在傳統(tǒng)汽車儀表的基礎(chǔ)上，引進(jìn)新型顯示元件，形成綜合信息系統(tǒng)，這種信息系統(tǒng)可以是簡(jiǎn)單的組合，如單純計(jì)算燃油經(jīng)濟(jì)性、存油能行駛的距離和剩余油量的計(jì)算器。也可以是對(duì)各種信息進(jìn)行分析計(jì)算、加工處理，具有更多功能的一體式信息系統(tǒng)。如PLC構(gòu)成的燃油數(shù)據(jù)中心，它可給駕駛員提供油箱內(nèi)燃油剩余量的信息。按一下“量程”鍵，車載微機(jī)能立刻計(jì)算出油箱內(nèi)剩余油量可繼續(xù)行駛的距離和平均燃油消耗率。按一下“瞬時(shí)”鍵，燃油數(shù)據(jù)中心立刻顯示瞬時(shí)燃油消耗率。按一下“平均”鍵，則顯示自按“復(fù)零”鍵到現(xiàn)在總的行駛距離的平均燃油消耗率。按“耗油”鍵，顯示的是自最近一次設(shè)定到目前為止的總的燃油消耗量。

綜合信息系統(tǒng)還能從大量信息中選擇出駕駛員或乘員需要的內(nèi)容，包括電子行車地圖、維修、后視鏡等信息，還可以顯示電視、廣播、電話等信息。顯示設(shè)備通常安裝在儀器面板上，并將控制開(kāi)關(guān)安裝在顯示設(shè)備附近，供駕駛員或乘員選擇需要的信息。許多情況下也有將控制開(kāi)關(guān)制作成顯示在屏幕上的模擬按鍵，駕駛員可以通過(guò)觸摸屏幕按下按鍵，或者使用紅外遠(yuǎn)程控制等方法進(jìn)行操作。

3.PLC汽車電子儀表的綜合應(yīng)用

相當(dāng)于汽車應(yīng)用而言，在高端汽車中，采用PLC綜合儀表的比較多。汽車PLC是一種專門為汽車應(yīng)用而設(shè)計(jì)，具有數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。在PLC中，采用專用模塊實(shí)現(xiàn)汽車顯示的基本功能，由于汽車運(yùn)行條件比較惡劣，比如：“高溫、酷冷、靜電干擾大”，因此，作為汽車電子儀表，PLC應(yīng)用中最基本的特點(diǎn)是多功能與高可靠性。

（1）多功能。采用PLC作為汽車電子儀表的核心，在輸入信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)，可以進(jìn)行綜合比較，特別是高端汽車，PLC的多功能性體現(xiàn)得更加完善。比如瞬時(shí)油耗，啟動(dòng)時(shí)手制動(dòng)未松開(kāi)，這些功能都只能依賴多功能的處理程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。并且，當(dāng)汽車發(fā)生不正常運(yùn)行時(shí)，能夠直接發(fā)出報(bào)警信號(hào)，保證駕駛過(guò)程的安全。

（2）高可靠性。由于汽車儀表的工作環(huán)境變化較大，對(duì)汽車的可靠性提出了更高的要求，很多的汽車廠家在設(shè)計(jì)時(shí)，往往采用定制PLC模式，綜合考慮硬軟件應(yīng)用水平，實(shí)現(xiàn)抗干擾和高可靠性設(shè)計(jì)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]董輝.汽車電子技術(shù)與傳感器[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1997.

[2]竇振中.PIC系列單片機(jī)原理和程序設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1991.