國內從上世紀80年代開始引進國外汽車制造技術.由于汽車技術含量高、制造難度大，我國在制造工藝、精密加工技術、鑄造技術、數控技術等方面與國外差距較大，因此目前我國汽車制造水平還有待一步發展，整個行業也處于產品結構調整期。“十五”期間。隨著國內汽車生產企業在計算機控制操作系統、智能化駕乘系統等研發領域上投入的逐漸加大。基于新一代計算機控制技術的汽車系統制造、設計、仿真技術越來越被行業所關注。也成為汽車制造行業的研究熱點。

　　本文提出一種基于計算機的汽車虛擬儀表仿真方法。

　　1 仿真系統硬件結構

　　1.1 CAN總線

　　CAN總線又稱汽車總線。意為“局域控制網”。CAN總線是一種區別于辦公室總線的現場總線，是德國Bosch公司為解決現代汽車中眾多的ECU(電控模塊)之間的數據交換而開發的一種串行通信協議。CAN推出之初用于汽車內部測量和執行部件之間的數據通信。由于其能夠以較低的成本、較高的實時處理能力在強電磁于擾環境下可靠地工作，因此本例采用CAN總線進行汽車的控制與仿真。

　　1.2 仿真系統硬件結構

　　本文仿真的汽車網絡連接采用2條CAN總線：一條高速CAN，用于汽車的驅動系統，速率達到500kb，一條低速CAN，用于汽車的車身系統。速率為100kb，B。兩條獨立的總線之間設計有“網關”。以實現在兩條CAN總線之間的資源共享，硬件系統將首先將各個數據總線的信息反饋到汽車的物理儀表盤，實現通過物理儀表盤顯示汽車的電控裝置是否正常工作。

　　驅動系統高速CAN總線主要連接對象是汽車發動機控制器(ECU)、組合儀表等，它們的基本特征相同，都是控制與汽車的行駛直接相關的動力系統。按照總線控制系統的三層結構模型，安裝于汽車發動機內的轉速傳感器、溫度傳感器等位于總線的設備層;高速CAN總線網關負責對上述設備進行管理，其充當控制層。用于控制整個現場總線系統的信息層由通過仿真接口與系統相連的IBM—Pc充當。

　　車身系統低速CAN總線主要連接和控制汽車的內外部照明、燈光信號、油箱液位檢測等電氣設備。按照現場總線控制系統的三層結構模型。安裝于汽車前端的照明燈、駕駛室通風設備、尾燈照明等設備位于總線的設備層：低速CAN總線網關負責對上述設備進行管理，其充當控制層。用于控制整個現場總線系統的信息層由通過仿真接口與系統相連的計算機充當。仿真系統硬件結構圖如下：

　　圖1 仿真系統硬件結構困

　　2 仿真系統軟件設計

　　2.1 虛擬儀器軟件L丑bVlEW

　　IabvIEW是NI公司推出的儀器儀表仿真軟件。其具有革命性的圖形化開發環境，內置信號采集、測量分析與數據顯示功能，并摒棄了傳統開發工具的復雜性。在保證系統靈活性的前提下。能夠提供強的大功能。L丑bVⅢW程序將廣泛的數據采集、分析與顯示功能集中在同一環境中。無縫地集成一套完整的仿真應用方案。

　　2.2 系統軟件流程

　　軟件由LabVIEW8.2實現。虛擬儀表子窗體中添加若干個核心控件：儀表控件l，用于顯示汽車發動機的實時轉速;儀表控件2，用于顯示當前時速;量表控件，用于顯示汽車油箱的燃料液位實時百分比;溫度控件，用于顯示汽車發動機內部的實時溫度;液位控件，用于顯示汽車發動機冷卻液的實時值;指示燈控件1，用于顯示汽車前方遠光燈;指示燈控件2，用于顯示汽車前方近光燈;指示燈控件3，用于顯示汽車后方大燈;子窗口還具有虛擬儀表仿真顯示參數超過預警值后的發聲報警功能。其通過發聲函數打開事先錄制好的MP3聲音文件完成。為豐富和完善仿真系統的功能。界面分別調用ComboB佩控件現實預警聲音選擇和VScroll.B0x控件實現預警音量控制功能。

　　2.3 仿真軟件界面

　　按照2.2節所述。設計、建立并運行的汽車虛擬儀表界面截圖如下：

　　圖2 仿真虛擬儀表系統界面

　　3 系統工程應用與評價

　　基于計算機的汽車虛擬儀表仿真系統在Wind鯽8 XP(SP2)和mVIEW 8.2試用版上調試通過，使用正常，能夠達到仿真的效果。以為某汽車在啟動加速行駛時。虛擬儀表對其發動機實時轉速測量的一組數據為例：

　　表1 虛擬儀表與物理儀表測量值比較

　　由上表可見，在PC上通過虛擬儀表顯示的監控參數值，諸如發動機轉速、汽油液位、發動機溫度、車燈狀態等均和物理儀表基本吻合。即使在發動機轉速較高。傳感器測量精度受到影響的情況下，其誤差仍在工程允許的范圍之內(5%)。

　　基于計算機的汽車虛擬儀表仿真系統通用性、實用性強，能夠直接用于汽車、大載重量的農用運輸車的仿真。也能夠稍作改造以后，用于其他數字化行駛設備的仿真。具有一定的工程意義。