组合仪表是汽车的重要部件之一，能集中、直观、迅速地反映汽车在行驶过程中的各种动态指标。随着汽车电子化程度越来越高，各种新技术不断应用到汽车上，电子组合仪表以其较好的可靠性、准确性和适应性逐步得到广泛应用。

    为了保证安全行车，驾驶人通过视觉与听觉获取道路和交通状况等车外信息的同时，也需要获得汽车本身的有关信息，以便作出正确判断，安全驾驶汽车。组合仪表安装在驾驶人前方的仪表台上，显示汽车各重要部位的状态参数及汽车运行参数，是驾驶人通过视觉了解汽车状态的必备部件之一，是汽车与驾驶人进行信息交流的窗口。

    一、电子组合仪表概述
    随着计算机和传感器等电子技术的蓬勃发展，汽车组合仪表已进入电子化时代。近年来，汽车组合仪表逐渐从机电式组合仪表向电子式组合仪表发展，也有很多车辆采用了全电子式组合仪表。与传统的组合仪表相比，电子组合仪表具有体积小、重量轻、可靠性高、抗干扰能力强、指示准确、兼容性和通用性强、生产和检测工艺简单等优点。电子组合仪表已成为当今世界汽车组合仪表的发展趋势。
    从汽车组合仪表在工作原理上取得的重大技术创新来看，汽车组合仪表经历了四代。第一代汽车组合仪表是基于机械作用力而工作的机械式仪表，称为机械机芯表。图1所示为弹簧式机械机芯表。第二代汽车组合仪表的工作原理基于电测原理，即通过各类传感器将被测的非电量变换成电信号加以测量，称为电气式仪表。图2所示为电热式电气式仪表。第三代为模拟电路电子式，第四代为全数字电子式汽车组合仪表。目前汽车组合仪表正在经历由第三代向第四代转型时期。

    如图3所示，第三代汽车组合仪表工作原理与电气式仪表基本相同，只不过是用电子器件取代原来的电气器件，其显示部分采用的是指针式仪表。随着集成电路技术突飞猛进的发展，这种组合仪表现在均采用各种为汽车组合仪表专门设计的专用集成电路。经过二十多年的发展，其结构形式经历了动圈式机芯（线圈连同指针一起转动）和动磁式机芯（磁钢连同指针一起转动）仪表两个基本的阶段。受其工作原理的限制，其线性、精度、重复性和响应速度等性能指标难以有根本的突破，第三代汽车组合仪表必将让位于第四代数字式汽车组合仪表。

    从严格意义上说，第四代全数字式汽车组合仪表从其应用的技术手段上看，还是电子技术范畴，也属于电子式仪表，但信号处理方式已从模拟变成数字。仅凭信号处理方式的改变还不足以将全数字式汽车组合仪表划分成一个新阶段，其最显著的特征是工作原理与第三代汽车组合仪表完全不同。虽然全数字式汽车组合仪表曾经出现多种款式，但业内人士和专家一致看好“ECU控制步进电动机式汽车组合仪表”（图4），即第四代汽车组合仪表。它是针对目前广泛使用的模拟电子式汽车组合仪表机芯存在多方面的不足，在其工作原理上进行技术创新，即彻底放弃了“动磁式”或“动圈式”模拟电子式汽车组合仪表，通过线包与磁钢间产生电磁转矩驱动指针工作的形式。步进电动机式汽车组合仪表由ECU完成各种被测物理量的采集，经过换算后直接控制步进电动机，再由步进电动机驱动指针，在刻度盘上指示被测物理量，同时辅以被测物理量LCD数字显示。

    第四代汽车组合仪表在指示方式上仍然保留了第三代仪表指示直观、有动感、符合驾驶人习惯等特点，而且批量生产的成本有望低于同等功能的模拟电子式汽车组合仪表，更可贵的是在工作原理上的创新和突破，带来了技术性能质的提高，主要体现在如下几个方面：
    1）分度均匀。针对第三代汽车组合仪表的线性差的问题，即高速区和低速区指示精度和分辨率低的问题，采用步进电动机的第四代汽车组合仪表完全可以实现在整个指示范围内分度均匀一致。
    2）适用范围广。第四代汽车组合仪表的机芯是一种基本上能满足所有车型的通用机芯。只要在软件中针对不同车型，将有关参数进行适当修改，硬、软件主体结构并不需要任何改动，便能满足其要求。
    3）响应速度快、无抖动。由于没有阻尼油，其指针响应速度很快，从初始位置零点到指示最大值位置，指针转动时间一般小于2s。另外，第四代汽车组合仪表可采用计算机数据滤波等多项技术措施，同时也不增加硬件成本，当输入信号恒定时，指针无任何抖动。这是前几代汽车组合仪表难以做到的。
    4）指示精度远远高于现行国家标准。以汽车里程表为例，在0～240km/h的整个示值范围内，基本误差的最大值小于1km/h。
    5）重复性好。因取消了游丝，也不需要使用阻尼油，再加上指针由步进电动机直接驱动，而步进电动机受单片机数控，彻底克服了第三代汽车组合仪表重复性差的不足。
    6）产品品质的稳定性和可靠性有根本保证。由于第四代汽车组合仪表几乎省去了全部机械零件，不存在前几代汽车组合仪表在装配过程中针轴与轴承间间隙不一致、阻尼油阻尼不合适等问题。在装配后基本上不需要再调整，也不需要校表。因此，不仅大大地简化了装配工艺，而且产品品质易于得到保证。
    7）可靠性有根本改善。由于取消了针轴、游丝、线包、磁屏蔽罩和机械零件，所以，它的故障率很低，可以免维护。

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