PLC在汽車電子儀表中的應用
2012-12-31 00:00:00趙婷婷蘇寶林
【摘 要】通過介紹當前汽車電子儀表的基本功能，對 PLC汽車電子儀表的數(shù)據(jù)處理流程進行說明，強調(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，提出應用時的注意事項。
【關鍵詞】汽車電子儀表；PLC；高可靠性
0.引言
汽車儀表是汽車司機重要的人機交互平臺，汽車電子儀表常見的分為數(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于汽車的安全有看重要的意義。對于汽車顯示儀表而言，現(xiàn)在的表計都是數(shù)字表，相比模擬儀表顯示的是傳感器檢測值的平均值，電子儀表數(shù)字表顯示的是即時值，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、時速表和轉(zhuǎn)速表，另一部分則是可選顯示單元，有車門關閉顯示，平均時速、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，每當打開點火開關時，電子儀表板便進行一次自檢，也有的儀表板采用診斷儀或通過按鈕進行自檢。自檢時，通常整個儀表板發(fā)亮，同時各顯示器都發(fā)亮。自檢完成時，所有儀表均顯示出當前的檢測值。
1.汽車電子儀表分類
對于汽車電子儀表而言，現(xiàn)在的汽車用儀表分為三類，一類是國產(chǎn)低端車系，采用的是模擬指針表計，二類是數(shù)字表計，主要在國產(chǎn)汽車上運用；第三類是綜合信息顯示表計，這類主要是進口汽車或者說是國產(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)，往往被稱之為國民工業(yè)，其發(fā)達程度體現(xiàn)的是一個國家工業(yè)化的水平，作為汽車工業(yè)中的重要分類，汽車電子儀表對于整個汽車工業(yè)的來說，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)動機運行的重要監(jiān)視工具，用來顯示發(fā)動機轉(zhuǎn)速。（2）時速表，作為汽車行進間最基本的參數(shù)，顯示車輛每小時的行駛速度。（3）里程表，從出廠到現(xiàn)場的總的行程數(shù)量。（4）冷卻液溫度表，又名水溫表，用來監(jiān)視冷卻液的溫度，常用來間接表示發(fā)動機工作的運行狀況。（5）冷卻液報警電路。當冷卻液溫度過高時，提示駕駛?cè)藛T注意。（6）燃油表電子燃油表可以隨時測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）聲音報警器。由于有時憑視覺容易看漏，故在有的汽車上還用到聲音傳遞信息的電子裝置，用來提醒駕駛員有關汽車的一些狀態(tài)，包括但不限于：請檢查車門（車門半開時）； 請系好安全帶（常用燈光和蜂鳴器顯示）； 請檢查手制動器（汽車啟動時，忘記松開停車制動）；請檢查車燈（當車燈一直未關時）；請檢查車鑰匙（當鑰匙還插在門鎖上時）；請加燃油（燃油不夠時）。這些信息都可以通過音響裝置發(fā)送出來。
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、信號綜合處理單元、顯示報警單元等系統(tǒng)組成。
（1）信息采集。根據(jù)最終顯示單元的功能要求，主要有開關量、模擬量二類。1）模擬量。汽車運行信息中的溫度、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制數(shù)字量，輸入單片機進行處理。2）開關量。汽車工況信息中的由開關控制的汽車左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、制動、倒車，各種燈光控制、各車門開關情況等，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換和抗干擾處理后，根據(jù)需要，一部分輸入單片機進行處理，另一部分直接輸送至顯示器進行顯示。還有一種頻率量，是開關量的一種發(fā)展。比如發(fā)動機轉(zhuǎn)速和汽車速度等，經(jīng)過各自的傳感器轉(zhuǎn)換成脈沖信號，再經(jīng)單片機相應接口輸入單片機進行處理。
（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進行處理。如汽車速度信號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。當點火開關接通時，輸入信號有蓄電池電壓、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，PLC即按相應汽車動態(tài)方式進行計算與處理，除了發(fā)出時間脈沖以外，尚可用程序按鈕選擇顯示出瞬時燃油消耗、平均燃油消耗、平均車速、距離、行程時間/秒表和外界溫度等各種信息。
2.PLC在汽車電子儀表的實踐
隨著電子信息技術(shù)的進步，在傳統(tǒng)汽車儀表的基礎上，引進新型顯示元件，形成綜合信息系統(tǒng)，這種信息系統(tǒng)可以是簡單的組合，如單純計算燃油經(jīng)濟性、存油能行駛的距離和剩余油量的計算器。也可以是對各種信息進行分析計算、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，車載微機能立刻計算出油箱內(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”鍵，燃油數(shù)據(jù)中心立刻顯示瞬時燃油消耗率。按一下“平均”鍵，則顯示自按“復零”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。顯示設備通常安裝在儀器面板上，并將控制開關安裝在顯示設備附近，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關制作成顯示在屏幕上的模擬按鍵，駕駛員可以通過觸摸屏幕按下按鍵，或者使用紅外遠程控制等方法進行操作。
3.PLC汽車電子儀表的綜合應用
相當于汽車應用而言，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用而設計，具有數(shù)字運算操作的電子裝置。在PLC中，采用專用模塊實現(xiàn)汽車顯示的基本功能，由于汽車運行條件比較惡劣，比如：“高溫、酷冷、靜電干擾大”，因此，作為汽車電子儀表，PLC應用中最基本的特點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，在輸入信號進行處理時，可以進行綜合比較，特別是高端汽車，PLC的多功能性體現(xiàn)得更加完善。比如瞬時油耗，啟動時手制動未松開，這些功能都只能依賴多功能的處理程序來實現(xiàn)。并且，當汽車發(fā)生不正常運行時，能夠直接發(fā)出報警信號，保證駕駛過程的安全。
（2）高可靠性。由于汽車儀表的工作環(huán)境變化較大，對汽車的可靠性提出了更高的要求，很多的汽車廠家在設計時，往往采用定制PLC模式，綜合考慮硬軟件應用水平，實現(xiàn)抗干擾和高可靠性設計。
【參考文獻】
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