普銳斯(Prius)是日本豐田汽車推出的一款混合動力汽車囱修。本文將對這款混合動力汽車的車身電子部分的儀表盤顯示系統(tǒng)和防滑控制模塊進(jìn)行拆解分析想诅。雖然許多車輛狀態(tài)信息和車輛控制功能是通過中央觸摸屏面板顯示和實(shí)施的吠卷，但關(guān)鍵信息是由放在方向盤后面一眼就可看到的專用顯示系統(tǒng)提供的锡垄。儀表盤模塊(DM)通過數(shù)字方式和一款基于圖標(biāo)的真空熒光顯示(VFD)面板提供大多數(shù)只讀信息沦零，如速度、油位货岭、檔位路操、里程表/公里數(shù)等。VFD技術(shù)的出現(xiàn)已有些年頭了千贯，普銳斯的VFD也許來自雙葉電子(Futaba)或伊勢電子(Noritake)屯仗。豐田更欣賞數(shù)字讀數(shù)方式，它沒用前些年普遍采用最近又重新流行起來的模擬指針表搔谴。

對于VFD而言魁袜，在汽車應(yīng)用中，刺眼的外界陽光會降低可分辨性逸渤，因此筛毡，可讀性和對比度就更重要。為進(jìn)一步改善可見性骂间，司機(jī)實(shí)際上看到的是經(jīng)過雙反射的VFD圖像敢铲，而非該面板的直接圖像。儀表盤下面的兩塊鏡子將VFD的輸出引導(dǎo)至指示給司機(jī)的光通道伞买，它將VFD模塊的散射光濾除掉谐昌，并改善了司機(jī)的觀感體驗(yàn)質(zhì)量。

雖然VFD所需的電流不是特別高窟潜，但它卻要求高電壓筒啄；另外，一款Oki Semiconductor的MSC1162A 40位VFD顯示驅(qū)動器將來自富士通MB90583C 16位微控制器的輸出轉(zhuǎn)換為合適的電平翅栖，以從該面板密封的真空腔內(nèi)的驅(qū)動電極中得到熒光贤方。

一款5V穩(wěn)壓器、神秘的東芝芯片(時(shí)鐘谅褪？)及一片串行EEPROM是焊在儀表盤上的主要IC献甘。除顯示控制外，富士通的微處理器構(gòu)成支持檔位傳感器和引擎控制模塊的通信接口张抄。不清楚的是速度和里程信息是在DM內(nèi)進(jìn)行計(jì)算和存儲的砂蔽，還是DM只負(fù)責(zé)信息顯示，而顯示數(shù)據(jù)來自普銳斯的其它模塊署惯？

有兩個(gè)白色模塊也接至DM左驾，它們同樣有些出乎意料。打開后极谊，里面是油浸的V型擺錘诡右，擺錘的擺臂端帶有磁鐵，在擺動時(shí)會在一個(gè)霍耳效應(yīng)傳感器之上。我首先想到的是它可能構(gòu)成在防滑控制模塊(SCM)中會提到的偏航(yaw)傳感器帆吻，但其緩慢的阻尼作用又像是不大可能域那。考慮到其構(gòu)造猜煮，其更可能的用法是與DM電路配套使用的次员，其安裝時(shí)的正交排布使其起著用以補(bǔ)償被顯示油位的傾斜傳感器的作用。當(dāng)車停的位置使車的一個(gè)或兩個(gè)軸有角度時(shí)王带，該傳感器可用以重新校準(zhǔn)顯示的油位淑蔚，這樣，即使油箱內(nèi)的油品不在油箱內(nèi)置油表的感應(yīng)范圍之內(nèi)虏向，也可確保準(zhǔn)確的油位讀數(shù)。再次申明深酗，因普銳斯復(fù)雜的設(shè)計(jì)皇腮，有時(shí)要搞清其車內(nèi)任何模塊的功能都要頗費(fèi)周折。

圖1：對儀表盤而言汁恍，豐田普銳斯似乎更欣賞數(shù)字讀數(shù)方式据值，沒有沿用模擬指針表

模擬定制電路對SCM至關(guān)重要

我們購買了一輛配置齊全的全新普銳斯，以解密其電子系統(tǒng)究竟是如何實(shí)現(xiàn)窃征。機(jī)蓋下面掩藏著該款氣/電混合動力汽車的動力控制系統(tǒng)瘾歉、動力傳輸/恢復(fù)電子系統(tǒng)以及信息娛樂/導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。現(xiàn)在芳潦，我們將分析其防滑控制模塊(SCM)沧宠。

SCM用于控制并修正牽引損耗。它與普銳斯的剎車控制系統(tǒng)(驅(qū)動液壓摩擦制動并優(yōu)化利用再生制動作為節(jié)省燃料的一項(xiàng)措施)協(xié)同工作鹃漩，SCM控制各個(gè)車輪在何種狀況下該采取哪些動作蕾奴。該模塊與驅(qū)動回路控制電子系統(tǒng)通信以調(diào)整輸送的動力。SCM的基本輸入包括各個(gè)輪上的輪速傳感器及各個(gè)輪剎車轂上的制動液壓力傳感器制圈。SCM的其它輸入有偏航们童、減速率和轉(zhuǎn)向角傳感器。

我們中大多數(shù)人在某種程度上鲸鹦，都對折中滑路面摩擦力的加速器過分熱衷慧库。普銳斯的SCM比較前(驅(qū)動)輪與后(從動)輪的轉(zhuǎn)速。這就允許它在給定力的條件下馋嗜，檢測輪胎的簡單往復(fù)以在前后輪間實(shí)現(xiàn)速度一致的目標(biāo)齐板。

SCM的另一個(gè)任務(wù)是處理并防止緊急制動情況下的輪胎抱死。目前葛菇，防抱死(ABS)系統(tǒng)實(shí)際上已成為汽車的標(biāo)配覆积，而SCM也將ABS的若干任務(wù)納入自己的管轄范圍。SCM監(jiān)測車輪的速度以確保各輪以相同的速率停止熟呛。當(dāng)SCM發(fā)現(xiàn)一個(gè)輪(或幾個(gè)輪)抱死時(shí)宽档，它就向制動控制系統(tǒng)發(fā)出暫緩進(jìn)一步制動的指令尉姨，以將側(cè)滑減至最小并使剎車效能最大化。

圖2：防滑控制模塊與驅(qū)動回路控制電子系統(tǒng)通信吗冤，以調(diào)整輸送的動力

在SCM功能中卓召，整體摩擦和穩(wěn)定性控制是其最重要的任務(wù)。當(dāng)可能發(fā)生轉(zhuǎn)向控制力不夠(在采取轉(zhuǎn)向動作時(shí)沐虐，車仍將“前沖”)或轉(zhuǎn)向控制力過大(車將向后轉(zhuǎn))時(shí)伶摄，SCM將發(fā)揮作用。通過監(jiān)測轉(zhuǎn)向輪角度阴些、相對輪速历劣、偏航及可能的側(cè)g力，SCM可確定在轉(zhuǎn)向時(shí)佣深，前輪摩擦損失(轉(zhuǎn)向力不夠)或后輪摩擦損失(轉(zhuǎn)向力過大)的情況是否即將發(fā)生根丈。此外，SCM與制動系統(tǒng)一道吉蔬，將施加的制動力小心地導(dǎo)引至各個(gè)輪抹寿。

與我們在普銳斯分拆中發(fā)現(xiàn)的大多關(guān)鍵部位電子系統(tǒng)一樣，該SCM的實(shí)現(xiàn)仍采用保守作法敏握。在機(jī)蓋下有一個(gè)豐滿的鑄鐵件馆寇，在儀表盤下還有一塊密布著鉛封輔助IC及大量器件的PCB∑貌眨基于前右/后左和前左/后右輪這樣一個(gè)對角線開分安全控制理念等缀，我猜想，該SCM相應(yīng)地是按中心對稱實(shí)施的娇昙。采取這種冗余實(shí)現(xiàn)方法项滑，即使出現(xiàn)部分故障，仍有一個(gè)前輪和一個(gè)后輪可用于由SCM驅(qū)動的控制環(huán)中涯贞。

因輸入信號調(diào)制和制動傳動裝置的驅(qū)動輸出本質(zhì)上都不是數(shù)字任務(wù)枪狂，所以，模擬電路對該SCM實(shí)現(xiàn)起著關(guān)鍵作用宋渔。該SCM的計(jì)算中樞由一款打者豐田標(biāo)志的東芝TMP1984FDFG 32位微處理器和一款三菱的M30620 16位微處理器擔(dān)當(dāng)州疾，后者是一款內(nèi)帶掩膜存儲器的控制器，其相關(guān)版權(quán)顯示的是1995年皇拣。這就再一次說明了在普銳斯的設(shè)計(jì)中严蓖，保守是指導(dǎo)原則。

但是氧急，除數(shù)據(jù)處理外颗胡，豐田為其混合信號接口電路采取的是定制策略。簡單地從芯片本身看，Toyota DA023和DA034象是模擬控制或調(diào)制器件缩毯。我們在裸片上沒發(fā)現(xiàn)市場上常見的商業(yè)代工標(biāo)記径以，但在器件標(biāo)號下面都有一個(gè)小豐田標(biāo)識。

雖然PCB后面的器件數(shù)很少察遇，但模擬器件所需的大控制電流要求對發(fā)熱予以考慮夺疹。對稱分布在左右兩邊的DA023和DA034在SCM板的另一面采用一個(gè)與外殼連接的散熱襯墊，以將芯片產(chǎn)生的熱散掉遍挚，并使模塊溫度不至過高应康。

簡言之，普銳斯復(fù)雜的穩(wěn)定性控制依賴保守的處理器選擇和精心打造的模擬定制電路齐梆。

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