第7章汽車儀表信息系統(tǒng)汽車電氣設備

1、汽車電氣設備,沈陽大學 凌永成,配 套 教 材 信 息,教材名稱：汽車電氣設備（第2版） 教材主編：凌永成 教材定價：38RMB 出版社：北京大學出版社 出版時間/版次：2010年3月第2版 國際標準書號（ISBN ）： 978-7-301-16916-2 教材所屬系列： 21世紀全國高等院校汽車類 創(chuàng)新型應用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材,第7章 汽車儀表信息系統(tǒng),7.1 汽車儀表,7.1.1汽車儀表概述,1.汽車儀表的作用與基本組成,汽車儀表（automobile instrument）是汽車與駕駛員進行信息交流的界面，為駕駛員提供必要的汽車運行信息，同時也是維修人員發(fā)現(xiàn)和排除故障的重要工具。,汽車儀表

2、應結(jié)構(gòu)簡單，耐振動，抗沖擊性好，工作可靠。在電源電壓允許的變化范圍內(nèi)，儀表示值應準確，且不隨環(huán)境溫度的變化而變化。,儀表板（Instrument Panel）總成一般由面罩、表框、表芯、表座、底板、印制線路板、插接器、報警燈及指示燈等部件組成。有些儀表還帶有儀表穩(wěn)壓器及報警蜂鳴器。,組合式儀表板可方便地進行分解，單獨更換。照明、報警或指示用燈泡損壞則從儀表板外面就可將燈泡更換。,不同汽車裝用的儀表個數(shù)及結(jié)構(gòu)類型不同，常見車型儀表板型號及類型見表7-1。,2.汽車儀表的發(fā)展趨勢,傳統(tǒng)的汽車儀表多為機電式模擬儀表，只能給駕駛員提供汽車運行中必要而又少量的數(shù)據(jù)信息，已遠遠不能滿足現(xiàn)代汽車的要求。,隨

3、著電子技術的發(fā)展，多功能、高精度、高靈敏度、讀數(shù)直觀的電子數(shù)字顯示及圖像顯示的儀表不斷在汽車上應用。,汽車儀表正向綜合信息系統(tǒng)的方向發(fā)展，其功能不局限于現(xiàn)在的車速、里程、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、油量、水溫、方向燈指示等，還增添了一些新功能，比如帶ECU的智能化汽車儀表，能指示安全系統(tǒng)運行狀態(tài)，如輪胎氣壓、制動裝置、安全氣囊等。,車速表、發(fā)動機轉(zhuǎn)速表和油量表將被集網(wǎng)絡診斷和數(shù)字顯示功能于一體的觸摸式液晶屏幕所取代，并具有車載動態(tài)信息系統(tǒng)的故障自診斷、道路自主導航、電子地圖、車輛定位動態(tài)顯示等功能。,7.1.2汽車儀表的結(jié)構(gòu)與工作原理,一般汽車儀表有電壓表、電流表、機油壓力表、水溫表、燃油表、發(fā)動機轉(zhuǎn)速表和車

4、速里程表等。,1.電壓表,電壓表用來指示電源系統(tǒng)的工作情況。它不僅能指示發(fā)電機和電壓調(diào)節(jié)器的工作狀況，同時還能指示蓄電池的技術狀況，比電流表和充電指示燈更直觀和實用。,發(fā)動機起動時，電壓表指示值在910V范圍內(nèi)為正常。如果電壓表示值在起動時過低，說明蓄電池虧電或有故障。若起動前后，電壓表示值基本不變，則表明發(fā)電機不發(fā)電。,若汽車正常行駛時，電壓表示值不在13.514.5V范圍之內(nèi)，說明電壓調(diào)節(jié)器有故障。常見的電壓表有電磁式和電熱式兩種，受點火開關控制。,1）電磁式電壓表,圖7-2北京切諾基汽車上裝用的電磁式電壓表 1-交叉電磁線圈；2-轉(zhuǎn)子；3-指針；4-刻度板；5-穩(wěn)壓管；6-接線柱；7-永

5、久磁鐵；8-限流電阻,2）電熱式電壓表,圖7-3 電熱式電壓表 1指針；2電熱絲；3雙金屬片；4刻度板；5接線柱；6支架,2.電流表,電流表用來指示蓄電池的充放電電流值，監(jiān)視充電系統(tǒng)工作是否正常。電流表按結(jié)構(gòu)可分為電磁式和動磁式兩種。,1）電磁式電流表,圖7-4 解放CA1092型汽車裝用電磁式電流表,2）動磁式電流表,圖7-5 東風EQ1092型汽車裝用動磁式電流表,3.機油壓力表,機油壓力表簡稱油壓表或機油表。其作用是指示發(fā)動機主油道機油壓力。它由裝在發(fā)動機主油道（或粗濾器殼）上的油壓傳感器配合工作。常用的油壓表有電熱式和電磁式兩種。,1）電熱式油壓表,圖7-6 電熱式油壓表,2）電磁式油

6、壓表,圖7-7 電磁式油壓表,發(fā)動機處于怠速工況時，機油表的指示值不得低于100 kPa；低速工況時，指示值不得低于150 kPa。正常值應為200400 kPa，一般最高不允許超過600 kPa。,4.水溫表,水溫表的作用是指示發(fā)動機冷卻水的溫度。正常情況下，水溫表指示值應為8595。水溫表與裝在發(fā)動機水套上的水溫傳感器（水溫感應塞）配合工作。常用的水溫表有電熱式和電磁式兩類，電磁式水溫表又分雙線圈式和三線圈式兩種。,（1）電熱式水溫表配電熱式水溫傳感器。 電熱式水溫表除刻度板示值與電熱式油壓表不同外，其他結(jié)構(gòu)都是相同的。,圖7-8 電熱式水溫表配電熱式傳感器,1）電熱式水溫表,（2）電熱式

7、水溫表配熱敏電阻式水溫傳感器。熱敏電阻式水溫傳感器主要由熱敏電阻、彈簧、殼體等組成。,圖7-9 電熱式水溫表配熱敏電阻水溫傳感器,由于電源電壓變化會影響配熱敏電阻傳感器的電熱式水溫表的指示誤差，因此配有儀表穩(wěn)壓器。,2）電磁式水溫表,（1）雙線圈式水溫表。雙線圈式水溫表的指示表部分除刻度板外與電磁式油壓表相同。,圖7-10 雙線圈式水溫表（切諾基）,雙線圈式水溫表也采用負溫度系數(shù)熱敏電阻式水溫傳感器。當發(fā)動機冷卻水溫度發(fā)生變化時，熱敏電阻傳感器直接控制左、右線圈中的電流大小，使兩個鐵心作用于銜鐵上的電磁力發(fā)生變化，從而帶動指針偏轉(zhuǎn)，指示相應的溫度值。,（2）三線圈式水溫表。三線圈水溫表與負溫度

8、系數(shù)熱敏電阻式水溫傳感器配套。,（a）外形 （b）解體圖 （c）電路圖 圖7-11 三線圈水溫表（五十鈴N系列）,為防止車輛行駛過程中由于振動引起指示器指針擺動，該類指示器使用了硅酮阻尼油，因此，當接通或斷開點火開關后，指針將稍停一段時間后才偏轉(zhuǎn)。,5.燃油表,燃油表用來指示汽車油箱中的存油量。它與裝在油箱內(nèi)的燃油傳感器配套工作。傳感器一般為可變電阻式。,1）電磁式燃油表,（1）雙線圈燃油表。,圖7-12 雙線圈燃油表,傳感器的可變電阻末端搭鐵，可避免滑片與可變電阻接觸不良時產(chǎn)生火花，引起火災危險。,（2）三線圈式燃油表。,圖7-13 三線圈式燃油表（五十鈴N系列）,分流電阻R的作用是補償線圈

9、繞制誤差對指示精度的影響。,2）電熱式燃油表,電熱式燃油表的結(jié)構(gòu)和電路如圖7-14所示，為了穩(wěn)定電源電壓，在電路中還串接了一個儀表穩(wěn)壓器。,圖7-14 電熱式燃油表,6.儀表穩(wěn)壓器,電熱式水溫表及燃油表配用可變電阻式傳感器時，應在電路中串入儀表穩(wěn)壓器，以穩(wěn)定儀表平均電壓，減小儀表的指示誤差。儀表穩(wěn)壓器常見有電熱式和電子式兩類。,1）電熱式儀表穩(wěn)壓器,（a）結(jié)構(gòu) （b）原理 圖7-15 電熱式儀表穩(wěn)壓器,2）電子式儀表穩(wěn)壓器,采用三端集成穩(wěn)壓器可簡化儀表結(jié)構(gòu)，降低儀表成本，提高穩(wěn)壓精度，延長儀表壽命。桑塔納、奧迪轎車儀表板采用了專用的三端式電子儀表穩(wěn)壓器，A端為輸出，“”端為搭鐵，“+”為輸入端

10、。該穩(wěn)壓器輸出電壓為9.510.5。,圖7-21 桑塔納轎車儀表電路,7.發(fā)動機轉(zhuǎn)速表,發(fā)動機轉(zhuǎn)速表用來指示發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速表按其結(jié)構(gòu)不同可分為機械式和電子式，其中應用較廣泛的是電子式。電子式轉(zhuǎn)速表按轉(zhuǎn)速信號的獲取方式不同可分為：,從點火系統(tǒng)獲取信號的轉(zhuǎn)速表。 測取飛輪（或正時齒輪）轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速表。 從柴油機燃油供應系統(tǒng)獲取轉(zhuǎn)速信號的轉(zhuǎn)速表。,圖7-16 脈沖式電子轉(zhuǎn)速表,8.車速里程表,1）磁感應式車速里程表,圖7-17 磁感應式車速里程表,2）電子式車速里程表,奧迪100型轎車的組合儀表中裝有指針式電子車速里程表。電子車速里程表電路主要由車速傳感器、電子電路、車速表和里程表四部分組成。,

11、圖7-18 電子式車速表與干簧式車速傳感器（奧迪）,安裝在儀表板背后的印制線路軟板，是將連接電路印制在聚氯乙烯塑料薄片上，一方面使各儀表及指示燈之間的電路連續(xù)；另一方面實現(xiàn)了儀表板與線束之間的連接。從而使儀表電路連接簡單清晰，提高了使用的方便性和可靠性。,圖7-19 北京切諾基印制電路板,汽車儀表電路因車型不同而有所差異。東風EQ1092、解放CA1092儀表電路相同，用電流表指示充放電狀態(tài)，油壓表不配穩(wěn)壓器，水溫表和燃油表配有電熱式穩(wěn)壓器，EQ1092汽車儀表穩(wěn)壓器輸出直流平均電壓為8.60.15V，CA1092汽車儀表穩(wěn)壓器輸出端直流平均電壓為70.15V。,圖7-20 EQ1092、CA

12、1092汽車儀表電路,上海桑塔納轎車儀表電路如圖7-21所示，燃油表、水溫表配有電子三端穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓器輸出端直流平均電壓為9.510.5V。,圖7-21 桑塔納轎車儀表電路,7.1.3汽車儀表常見故障分析,1.機油壓力表常見故障分析,表7-2 電熱式機油壓力表常見故障及故障原因,2.燃油表常見故障分析,表7-3 電磁式燃油表常見故障及故障原因,3.水溫表常見故障分析,裝有熱敏電阻傳感器的電熱式水溫表的常見故障及故障原因見表7-4。,表7-4 電熱式水溫表常見故障及故障原因,4.車速里程表常見故障分析,表7-5 機械傳動式車速里程表常見故障及故障原因,7.2 汽車報警裝置,7.2.1汽車報警裝置

13、的作用,為了警示汽車、發(fā)動機或某一系統(tǒng)處于不良或特殊狀態(tài)，引起汽車駕駛員的注意，保證汽車可靠工作和安全行駛，防止事故發(fā)生，汽車上安裝了多種報警裝置，主要包括報警燈和監(jiān)視器兩類。,報警燈由報警開關控制，當被監(jiān)測的系統(tǒng)或總成工作不正常時，開關自動接通而使報警燈發(fā)亮，以提醒駕駛員注意，如大燈、尾燈故障報警燈、水溫報警燈、機油壓力報警燈、燃油不足報警燈、氣壓不足報警燈、制動燈斷線報警燈、液面過低報警燈等。,報警燈通常安裝在儀表板上，功率為14W，在燈泡前設有濾光片，使報警燈發(fā)出黃光或紅光，濾光片上通常制有標準圖形符號。有些汽車報警燈采用發(fā)光二極管顯示，標準圖形符號標在發(fā)光二極管旁邊。,常見的汽車報警燈

14、、指示燈圖形符號、含義見表7-6。,7.2.2監(jiān)視器及控制電路,監(jiān)視器主要用來反映燈光信號系統(tǒng)是否工作正常，常見的有前照燈監(jiān)視器和尾燈監(jiān)視器。,1.前照燈監(jiān)視器,前照燈（大燈）監(jiān)視器有光導纖維式和感應式兩種類型。,（1）光導纖維式前照燈監(jiān)視器。,圖7-22 前照燈光纖監(jiān)視器與光纖照明,（2）感應式前照燈監(jiān)視器。,圖7-23 感應式前照燈監(jiān)視器電路,2.尾燈監(jiān)視器,利用尾燈監(jiān)視器駕駛員在駕駛座位上即可檢查尾燈及制動燈（剎車燈）的工作情況，通常尾燈監(jiān)視器有兩種型式：一種是采用光導纖維的傳光線式；另一種是感應式，采用電路設計，將警告燈裝在儀表板上。,（1）光導纖維式尾燈監(jiān)視器。,（2）感應式尾燈監(jiān)視

15、器。,圖7-24 感應式尾燈監(jiān)視器電路,7.2.3報警燈及報警燈開關,1.機油壓力過低報警燈,（1）彈簧管式機油壓力過低報警燈。,圖7-25 東風EQ1092 型汽車裝用的彈簧管式機油壓力報警燈電路,當機油壓力低于某一定值時（一般為0.030.1 MPa），管形彈簧呈向內(nèi)彎曲狀態(tài)，于是觸點閉合，電路接通，報警燈點亮。當機壓油力達到正常值時，管形彈簧變形大，觸點斷開，報警燈熄滅。,（2）膜片式機油壓力過低報警燈。,圖7-26 膜片式機油壓力報警燈電路,2.燃油不足報警燈,燃油不足報警燈電路如圖7-27所示。其報警開關為熱敏電阻式，裝在油箱內(nèi)。,圖7-27 燃油不足報警燈電路,而當燃油減少到規(guī)定值

16、以下時，熱敏電阻元件露出油面，散熱較慢，溫度升高，電阻值減小，電路中流增大，則報警燈點亮。,當箱內(nèi)燃油量多時，負溫度系數(shù)的熱敏電阻元件浸沒在燃油中，散熱快，溫度較低，電阻值較大。因此，電路中幾乎沒有電流，報警燈不亮。,3.氣壓過低報警燈,當儲氣筒內(nèi)的氣壓低于0.350.45 MPa時，報警燈點亮;當儲氣筒中的氣壓升到 0.45 MPa以上時，報警燈熄滅。,圖7-28 氣壓過低報警燈電路,4.水溫過高報警燈,圖7-29 水溫過高報警燈電路,當冷卻水溫正常時，雙金屬片變形小，觸點斷開，報警燈不亮。如果冷卻水溫升高到95105以上時，雙金屬片由于溫度升高而彎曲變形較大，使觸點閉合，報警燈電路接通，報

17、警燈點亮。,5.冷卻水、制動液、風窗玻璃清洗液液面過低報警燈,液面過低報警裝置適用于發(fā)動機冷卻水、制動液、風窗玻璃清洗液等液面過低的報警，如圖7-30所示。,圖7-30 液面過低報警燈電路,其工作原理是：當浮子隨液面下降到規(guī)定值以下時，永久磁鐵吸動干簧開關使之閉合，接通電路，使報警燈點亮，以示告警。當液面在規(guī)定位置以上時，浮子上升，磁鐵吸力不足，干簧開關在自身彈力作用下，使電路斷開，報警燈熄滅。,6.蓄電池液面過低報警燈,圖7-31 蓄電池液面過低報警燈電路,當蓄電池液面高度正常時，傳感器鉛棒上的電位為8，從而使VT1導通，VT2截止，報警燈不亮。 當電解液液面在最低限以下時，鉛棒無法與電解液

18、接觸，也就無正電位，從而使VT1截止，VT2導通，報警燈點亮。,7.燈具斷線報警裝置,舌簧開關式電流傳感器廣泛用在汽車燈具系統(tǒng)，檢測制動燈、尾燈、牌照燈及制動燈的燈絲是否有斷開的，當有1個燈泡燈絲斷絲時，報警燈點亮。,圖7-32 舌簧開關式電流傳感器外形,圖7-33 舌簧開關式電流傳感器的結(jié)構(gòu),舌簧開關式電流傳感器在其電流線圈的外面繞有電壓補償線圈，其作用是防止電壓的變化引起傳感器的誤動作。在骨架的中間設置有舌簧開關。,圖7-34為電流傳感器電路，當開關閉合時，若燈泡全部工作正常，電流線圈中有額定電流流過，這時在線圈產(chǎn)生的磁力的作用下，舌簧開關閉合，如果有燈泡斷絲，相應的電流線圈中電流減少，磁

19、力減弱，使舌簧開關斷開，進行報警。,圖7-34 舌簧開關式電流傳感器的電路,圖7-35為該傳感器的應用實例，圖中繼電器就是檢測制動燈、尾燈燈絲斷開時的傳感器。,圖7-35 燈泡線路故障顯示繼電器電路,8.制動器摩擦片磨損報警電路,圖7-36 磨損檢測傳感器在盤式制動器上的安裝情況,圖7-37 磨損檢測傳感器工作電路,7.2.4常見汽車報警燈電路,一般汽車普遍采用楔型儀表燈泡作為報警燈光源。解放CA1092型汽車報警燈電路如圖7-38所示。,圖7-38 白熾燈泡型報警燈電路,圖7-39 發(fā)光二極管型報警燈電路（上海桑塔納普通型）,7.3 汽車電子儀表,7.3.1汽車電子儀表的優(yōu)點,隨著電氣設備的

20、不斷增加，汽車電氣系統(tǒng)變得越來越復雜。汽車電子儀表因具有如下優(yōu)點將逐步取代常規(guī)的指針式儀表。,（1）汽車電子儀表能提供大量、復雜的信息，適應汽車排氣凈化、節(jié)能、安全性和舒適性的要求。,（2）能滿足小型、輕量化的要求，使有限的駕駛室空間盡可能地寬敞些。,（3）顯示圖形設計的自由度高、造型美觀實用。,（4）具有高精度和高可靠性，免除機電式儀表中的那些可動部分。,（5）具有一表多用的功能，用一組顯示器進行分時顯示，并可同時顯示幾個信息，使組合儀表得以簡化。,圖7-40 奇瑞QQ3轎車電子儀表,圖7-41 東風雪鐵龍凱旋轎車電子儀表,圖7-42 寶馬（BMW）E60轎車電子儀表,7.3.2汽車電子儀表

21、的顯示器件,電子顯示器件大致可分為發(fā)光型和非發(fā)光型兩大類。發(fā)光型顯示器件有發(fā)光二極管、真空熒光管、陰極射線管、等離子顯示器件和電致發(fā)光顯示器件等；非發(fā)光型顯示器件有液晶顯示器件和電致變色顯示器件等，均可作為汽車電子顯示器件使用。,1.發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED）,圖7-43 發(fā)光二極管光桿顯示,有些儀表則用發(fā)光二極管所組成的光點矩陣型顯示器。發(fā)光二極管較適用于作汽車指示燈、數(shù)字符號段或點數(shù)不太多的光桿圖形顯示。,圖7-44 發(fā)光二極管數(shù)碼顯示,2.真空熒光管（Vacuum Fluorescent Display，VFD）,圖7-45 數(shù)字式車速表的真空熒光管顯

22、示屏,3.液晶顯示器件（Liquid Crystal Display，LCD）,圖7-46 液晶顯示器件（LCD）結(jié)構(gòu),液晶是一種有機化合物，由長桿形分子構(gòu)成。在一定的范圍內(nèi)，液晶既具有普通液體的流動性質(zhì)，也具有晶體的某些特征。,LCD）是一種新型的非發(fā)光型平板顯示器件，有兩塊厚約1mm的玻璃基板，基板上涂有透明的導電材料，以形成電極圖形，兩基板間注入一層520m厚的液晶，再在兩玻璃基板的外表面分別貼上前偏振片和后偏振片，并將整個顯示板完全密封，以防濕氣和氧侵入，這便構(gòu)成透射式LCD。,若在后玻璃基板的后面再加上反射鏡，便組成反射透射式LCD。圖7-47所示即為反射透射式LCD結(jié)構(gòu)原理示意圖。

23、,圖7-47 汽車儀表用反射透射式LCD原理圖,液晶顯示的電極圖形設計的自由度極高，設計成任意顯示圖形的工藝都很簡單，這是作汽車用顯示器件的一個很重要的優(yōu)點，而且其工作電壓低，一般為3左右，功耗?。?Wcm2），且能很好地與CMOS電路相匹配。因為它有這些優(yōu)點，LCD常作為汽車電子鐘和彩色光桿式儀表板在汽車上得到應用。,4.陰極射線管,陰極射線管（Cathode Ray Tube，CRT）亦稱為顯像管或電子束管，它是一種特殊的真空管。其結(jié)構(gòu)與原理與家用及辦公用電腦彩色顯示器相同。,7.3.3汽車電子儀表的維護,1.電子儀表板的檢測,電子儀表板和一般電子設備不同，它和所配的邏輯電路板較易損壞，而

24、且價格昂貴。因此，在進行檢查維修前，應仔細研究原廠的技術文件，按照廠家的要求進行檢測。在診斷過程中，還要特別小心謹慎，防止失誤而造成損壞。,很多電子儀表板具有自檢功能。對于能自檢的車輛，在使用測試設備對儀表進行檢測之前，應先完成儀表板的全部自檢。,除有特殊說明，不能以蓄電池全電壓加于儀表板的任何輸入端。,2.電子儀表板維修注意事項,（1）切斷電源。,（3）靜電搭鐵。,（2）靜電放電。,（4）元器件的保管。,（5）車速里程表電路片的處理。,圖7-48 防靜電手套,7.4 汽車信息系統(tǒng),7.4.1汽車信息系統(tǒng)的特點,目前，汽車儀表技術發(fā)展很快。傳統(tǒng)的機電式模擬儀表已經(jīng)落伍，在電子儀表基礎開發(fā)出來的

25、，基于網(wǎng)絡技術的汽車信息系統(tǒng)已經(jīng)在奔馳、寶馬、奧迪、榮威等汽車上應用，代表著汽車儀表技術的發(fā)展方向。,（1）采用網(wǎng)絡通信。 （2）信息顯示中心。 （3）更大的記憶容量。 （4）低功耗及高整合度（高度集成）。 （5）傳感器的運用。 （6）個性化設置。,7.4.2 典型汽車信息系統(tǒng)簡介,下面以上汽榮威ROEWE 550轎車為例，介紹汽車信息系統(tǒng)的基本構(gòu)成。,1. 榮威ROEWE 550汽車信息系統(tǒng)主界面,圖7-49 榮威ROEWE 550汽車信息系統(tǒng)主界面 1-左側(cè)報警燈和指示燈顯示區(qū)域；2-行車速度顯示區(qū)域；3-水溫表； 4-發(fā)動機轉(zhuǎn)速表；5-環(huán)狀分布的報警燈顯示區(qū)域；6-燃油表； 7-右側(cè)報警

26、燈和指示燈顯示區(qū)域；8-車輛保養(yǎng)、導航信息顯示區(qū)域,2. 榮威ROEWE 550汽車信息系統(tǒng)的功能,榮威ROEWE 550汽車信息系統(tǒng)將傳統(tǒng)的汽車儀表指針式顯示全面轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化電子顯示，車速表和發(fā)動機轉(zhuǎn)速表的顯示更加清晰、醒目。,圖7-50 車速表,圖7-51 發(fā)動機轉(zhuǎn)速表,布置在儀表盤右側(cè)的車輛保養(yǎng)、導航信息顯示區(qū)域可以顯示豐富的行車狀態(tài)信息，也可以在行車前、后對汽車狀態(tài)信息進行設置和顯示。,主要內(nèi)容包括：建議保養(yǎng)公里數(shù)（能折算出日期）、當前階段行駛里程、行駛總里程、當前擋位、瞬時油耗顯示等，甚至可以預先設置限速報警、行程計算等選項。,通過按壓布置在方向盤左右兩側(cè)盤輻上的滾輪式手控按鈕，可以

27、采用電腦化的操作，來實現(xiàn)各種信息的顯示。,圖7-52 續(xù)駛里程,圖7-53 瞬時油耗,圖7-54 限速報警,圖7-55 建議保養(yǎng)里程,7.4.3 汽車信息抬頭顯示（HUD）系統(tǒng),1. HUD系統(tǒng)的作用,HUD是英文Head Up Display的縮寫,意為抬頭顯示,亦稱平視顯示器。最早裝備HUD系統(tǒng)是法國的幻影戰(zhàn)斗機。,在汽車上裝備HUD系統(tǒng),可以將有關信息顯示在前風擋玻璃的駕駛員平視范圍上,且顯示位置、顯示亮度可調(diào)。,圖7-56 雪鐵龍C6汽車的HUD系統(tǒng),2. HUD系統(tǒng)的工作原理,在汽車HUD系統(tǒng)中，位于儀表臺后端的HUD顯示屏將重要信息(如車輛速度、導航提醒等信息)投射到風擋玻璃上,通

28、過風擋玻璃再將其反射給給駕駛員。由于駕駛員看到的是HUD顯示屏的虛像,所以HUD所顯示的信息仿佛是浮在前方發(fā)動機蓋上一樣。,HUD系統(tǒng)嚴格說來并不是單一的電子系統(tǒng)，其成像依賴光學技術和材料學技術兩個方面，透明的高折射率鍍膜是成像的關鍵。,一般采用浸漬法和網(wǎng)印法等方法將這種高折射率鍍膜鍍到前風擋玻璃的表層。,由于含有氧化的Ti和Si，高折射率鍍膜的折射率介于1.8至2.2之間，大于普通前風擋玻璃1.52的折射率，所以表面的反射率就可以增大，再經(jīng)過多次光干涉就可在遠處成像。,在HUD上使用的透明放大反射膜，最初光透射率在70%左右，膜厚多在530nm（namometer，納米）左右，這個厚度正是綠

29、色的選擇性反射的峰值波長，這也是大多數(shù)早期汽車HUD顯示多為綠色的原因所在。,圖7-57 早期的汽車HUD顯示（字符為綠色）,透明放大反射膜的缺點不僅僅是顏色單調(diào)，觀測方向不同還會造成光線干涉，引起字符外觀的變化。,目前的HUD投影載體膜都增加了膜厚，能支持整個可見光區(qū)域反射，從而實現(xiàn)HUD的多彩色顯示和與角度無關的均勻外觀，當然它需要高亮度的光源支持。,圖7-58 透明放大反射膜膜厚增大后的HUD顯示（清晰、醒目）,7.5 汽車導航系統(tǒng),7.5.1汽車導航系統(tǒng)的作用,汽車導航系統(tǒng)（Automobile Navigation System）也稱汽車行駛導向系統(tǒng)，其主要功能是引導汽車在繁忙交通狀

30、態(tài)或復雜的道路網(wǎng)絡中，選擇最佳的路徑，使其能在盡可能短的時間和路程內(nèi)安全、快捷地到達目的地。,同時，通過汽車導航系統(tǒng)，還可以隨時監(jiān)控汽車的運行狀態(tài)（行駛軌跡、行車速度等），防止汽車被盜或?qū)Ρ槐I汽車進行追蹤定位。,要對汽車進行導航，必須實時了解汽車所在位置，汽車行駛狀態(tài)和路網(wǎng)、交通信息。而這些信息的獲取則依賴于全球定位技術、計算機技術和無線網(wǎng)絡通信技術。,7.5.2 GPS全球定位系統(tǒng),全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，簡稱GPS）是以人造衛(wèi)星做定位基礎，向全球各地全天候地提供三維位置、三維速度等信息的一種無線電導航和定位系統(tǒng)。,1. GPS系統(tǒng)的組成,GPS系統(tǒng)

31、主要由空間部分、地面控制系統(tǒng)、用戶設備部分三部分組成。,1）空間部分,GPS的空間部分由24 顆人造地球衛(wèi)星組成（圖7-59）。衛(wèi)星位于距地表20200km的上空，均勻分布在6個軌道面上（每個軌道面4 顆），軌道傾角為55。此外，還有4 顆有源備份衛(wèi)星在軌運行。,衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時刻都可觀測到4 顆以上的衛(wèi)星。目前，民用GPS的定位精度已達到10m以內(nèi)。,圖7-59 GPS系統(tǒng)衛(wèi)星的分布,2）地面控制系統(tǒng),地面控制系統(tǒng)由監(jiān)測站（Monitor Station）、主控制站（Master Monitor Station）、地面天線（Ground Antenna）等組成。主控制站位于美國科羅拉多州春田市（Colorado Spring）。地面控制站負責收集由衛(wèi)星傳回的信息，并計算衛(wèi)星星歷、相對距離、大氣校正等數(shù)據(jù)。,3）用戶設備部分,用戶設備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并跟蹤這些衛(wèi)星的運行。,當接收機捕獲到跟