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原文传递汽车组合仪表关键技术的研究

论文题名：	汽车组合仪表关键技术的研究
关键词：	汽车组合仪表;步进电机驱动;渐消报警音;剩余行驶里程;人机界面;能量消耗统计
摘要：	近几年，指针式仪表占据了汽车组合仪表市场的主流地位，基于仪表领域对指针驱动要求运转平顺，噪声小的特点，各厂商推出了多种改进的仪表专用步进电机，本文分析了SONCEBOZ公司的640x系列步进电机的结构及其驱动原理，并介绍了仪表中步进电机的控制策略及抖动抑制的方法。在组合仪表中异常报警所采用的单一频率报警音随着用户视听预期的提高而受到诟病，本文介绍了目前汽车组合仪表中常用的电磁式扬声器和电动式扬声器的工作原理，设计了具有放电回路的电磁式扬声器的硬件驱动电路，根据电动式扬声器的电阻抗特性设计了并联电阻电容的硬件驱动电路，用来改善因随着频率升高因阻抗增加造成的失真现象，设计了驱动电动式扬声器发出渐消报警音的方波波形，介绍了利用现有软件进行扬声器驱动方波快速开发的方法以及渐消报警音的单片机驱动实现。基于步进电机细分驱动及跟踪控制算法的研究及改进，以及在渐消报警音合成设计方面的探索，完成了电动汽车组合仪表的硬件电路设计，整体功能的实现，并制定了仪表的快速测试方案。　　随着电动汽车研发热潮的兴起，电动汽车动力电池总能量有限而且充电时间长极大的影响了电动汽车的迅速普及，通过提供电动汽车剩余可行驶里程信息有助于驾驶员合理的安排行程并及时充电，能够在一定程度上减少这种应用的不便。本文通过分析电动汽车动力电池的SOC估计方法以及车辆的能量消耗统计方法，提出了一种可以比较精确地估算电动汽车剩余可行驶里程的方法。该方法将开路电压法和卡尔曼滤波法结合估计电池剩余能量，以电动汽车的运动学片段为单位统计车辆的行驶特性，依据电池放出的能量与行驶消耗的能量相等的原则，快速得出精确的估计结果。相对于采用预定统计时间的已有研究，减少了计算所需的数据量，提高了计算精度。通过 ADVISOR仿真可知该方法在特性较为单一的行驶循环中可以达到5％的精度，在特性复杂的行驶循环中也可以实现快速跟踪。　　基于显示器技术的进步，消费者对于用户界面预期的提高，以及汽车级微处理系统处理能能力的提高及价格的下降，全图形化汽车组合仪表在汽车组合仪表市场中逐步获得应用。针对全图形汽车组合仪表要求系统平台安全可靠，能够方便快捷的实现图形界面开发的特点，本文研究了基于QNX实时操作系统，TI的AM3517微处理器硬件平台的全图形化汽车组合仪表，该系统的电路部分主要包括载有微处理器及其外扩的FLASH及SDRAM的核心板，包含CAN收发模块，LCD驱动相关模块等的功能板。软件方面基于QNX互连汽车参考平台进行了全图形化汽车组合仪表界面的软件开发，介绍了该平台的软件架构，图形界面的组成及其设计步骤等。
作者：	张生文
专业：	控制科学与工程
导师：	刘志远
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文