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随着汽车电子技术的高速发展,先进的CAN总线网络技术、数字化步进电机式仪表控制技术、液晶式仪表显示技术越来越多的被应用到汽车的综合仪表系统设计中。混合动力车的综合仪表系统需要结合这几种技术的优点以达到能够准确、美观、清晰的将众多车内状态信息用各种方式表达出来的目的。
论文针对威乐混合动力车的信息显示特点,致力于最终开发出一种具有复杂功能的数字化综合仪表系统。为了能对复杂的功能进行前期研究验证,首先采用了虚拟仪器技术和控制系统快速原型设计思想研究开发出以CompactRIO可编程自动化控制器为核心的综合仪表快速原型系统,具备基本的液晶屏信息显示控制功能和步进电机式仪表控制功能,并对各种控制策略进行了反复迭代测试。然后基于CompactRIO仪表系统的设计方法和控制策略,进一步完善各项功能,研究开发出完整的以单片机控制器为核心的混合动力车综合仪表系统,可以实现彩色液晶屏两种界面信息的显示控制和四路步进电机式组合仪表的控制。
在仪表系统的设计过程中,分别对基于CompactRIO和PIC单片机两种平台的仪表控制系统进行软、硬件开发。研究了包括CAN总线数据采集和脉冲信号处理的仪表信息检测方法,几种步进电机式仪表的驱动方法和控制策略,具备显示两种界面效果的彩色液晶终端的通信控制方法和动态信息显示控制策略,以及提高实车环境下仪表运行稳定性的软件措施等。
论文实现的仪表系统可以为驾驶者提供很好的信息监视界面,易于观察混合动力车的整车动力系统状态能量流、基本仪表测量参数和车内故障情况等信息。此仪表控制系统的设计过程与传统的相比较,由于在前期功能研究调试阶段采用了先进的虚拟仪器技术和控制系统快速原型设计与验证方法,体现出显著优势,既可以提高开发效率,又方便于控制策略和算法的研究与验证,为控制系统的设计提供帮助。