本文介绍了某款乘用车型的开发,市场定位是中国、欧洲及遵守欧标的国家和地区。其组合仪表的设计,引入CAN网络,以便数据信息共享、快速高效通信;引入故障诊断功能,方便组合仪表的使用和故障解决。设计的组合仪表,经过测试、试装,达到技术要求,并已批量生产投放国内外市场。
1 组合仪表概述
组合仪表是人和汽车的交互界面,是汽车车速、发动机转速、燃油量、水温等仪表及汽车运行、故障等指示信息的集成部件。组合仪表不仅是显示重要参数的关键部件,同时也是外观部件,其显示的直观与美观及参数传递的准确性、可靠性,直接关系到汽车行驶的安全性、节能性及舒适性。
1)设计基本理念①采用NECASSP3微控制器;②支持基于CAN2.0B的CAN总线通信;③车速表和转速表采用专用步进电机;④车速表和转速表由微控制器直接驱动;⑤车速表和转速表指针转动的阻尼由软件控制;⑥组合仪表采用白透光照明;⑦采用主表和副表分别显示不同的报警灯和LCD信息。
2)工作温度及存储温度①工作温度:-30~+75℃;②低温存储:-40℃存储48h;③高温存储:+85℃存储48h,+90℃存储1h。
3)电气要求①标称电压12V;②工作电压范围10~16V;③测试电压13.5V;④静态电流<3mA(点火开关断开后,满足睡眠条件仪表进入节电睡眠模式)。
2 组合仪表整体设计
2.1总体功能要求简要描述
车速表;转速表;燃油表(LCD字段来指示油量);水温表(LCD字段来指示水温);26个报警灯(包含3个预留报警灯);时钟在辅助仪表的LCD上显示;面板是透明的。车速表/转速表在主仪表内;LCD段码显示燃油/水温表。指针的照明方式:仅照亮指针臂。
2.2组合仪表整体布局效果图
根据组合仪表拟定功能、空间及人机工程,做出组合仪表的整体布局效果图,如图1所示。图1中,上部为主表,下部为副表。
根据组合仪表拟定功能,做出组合仪表的报警灯列表,见表1。
2.3组合仪表里的蜂鸣器功能
在如下几种情况下,蜂鸣器将会鸣响,给驾驶员提示相应的报警信息。蜂鸣器的音调频率参数保存在EEPROM中。当多个蜂鸣器报警功能同时发生时,高优先级的报警将优先被激活。优先级为:车门开报警>安全带未系报警>倒车报警>车钥匙未拔报警>灯光未关报警。
1)车钥匙未拔报警当汽车点火关闭,钥匙未拔出,主驾驶车门打开时,蜂鸣器鸣响。
2)安全带未系报警当发动机起动后主驾驶安全带未系时,蜂鸣器鸣响。
3)车门开报警当汽车行驶过程中,某车门打开,或者熄火后车门开,会显示报警及蜂鸣器鸣响报警。
4)倒车报警当汽车进入倒车状态,蜂鸣器的打开和关闭由倒车雷达输入的信号决定。
5)灯光未关报警如果点火熄灭、驾驶侧门打开、钥匙拔出、白昼灯或远光灯未关,蜂鸣器鸣响提醒驾驶员。
2.4量表和时钟
此组合仪表内有两个量表:发动机转速表和车速表。车速表:顺时针,偏转角度260°。转速表:顺时针,偏转角度260°。
时钟是以24小时方式显示。通过揿按调节杆不同的时间长短进行时钟的小时设置和分钟设置。
2.5主仪表的LCD显示
LCD1显示功能有燃油表、水温表、4个车门开报警,如图2所示。当燃油量低于一定值后,燃油报警指示灯(黄色)点亮,提醒驾驶员尽早加油。
当温度高于一定值后,温度报警指示灯(红色)点亮,提醒驾驶员发动机冷却液温度过高,应及时进行相应的处理。LCD2显示功能有:总里程、倒车雷达、变速器档位显示、里程小计、行驶时间、平均车速、可行驶里程。LCD分左右2个区域,左部分显示变速器档位(P、R、N、D、2、L)。右边区域又分为上、中、下3个区域,上面显示倒车雷达和可续驶里程符号;中间通过按模式切换键轮流显示里程小计、行驶时间、平均车速、可行驶里程;下面显示总里程。如图3所示。
3 组合仪表电气原理
根据组合仪表的功能、整体布置及结构,做出组合仪表电气原理框图,如图4所示。
CAN接口:CAN-specification2.0Bstandardformat;CAN:CAN2.0B;500kb/s(高速)。CAN睡眠和唤醒:发动机熄火后,如果睡眠条件满足(熄火、无报警灯报警、无蜂鸣器报警、收到主控制节点SleepCAN消息4个条件同时满足),仪表将进入节电的睡眠模式,所有仪表功能及CAN总线通信停止运行。如果唤醒条件满足(点火或收到控制节点Wakeup以及应用CAN消息2个条件满足其中之一),整个CAN总线就返回到正常工作模式。