新能源汽車電氣技術(shù) 課件 第5章 汽車儀表和警告裝置原理認(rèn)知與檢修

汽車儀表和警告裝置原理認(rèn)知與檢修第五章問(wèn)題導(dǎo)入

汽車儀表盤中紅色制動(dòng)警告燈點(diǎn)亮。如果你是接車的修理技術(shù)人員，應(yīng)如何解決這個(gè)故障？修理方案應(yīng)如何制訂？能力目標(biāo)：1）能說(shuō)出儀表盤中有哪些儀表。2）能說(shuō)儀表三燈指什么。3）能說(shuō)出儀表警告燈有哪些。4）能說(shuō)出儀表指示燈有哪些。5）能說(shuō)出儀表故障燈有哪些。6）能說(shuō)出蓄電池放電警告燈、機(jī)油壓力過(guò)低警告燈、制動(dòng)警告燈點(diǎn)亮的處理方法。7）能夠進(jìn)行儀表的自診斷檢查。8）能夠查機(jī)油感應(yīng)塞造成的假機(jī)油壓力過(guò)低警告。學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)：9）能夠檢查制動(dòng)警告燈點(diǎn)亮的駐車制動(dòng)開(kāi)關(guān)和制動(dòng)液面過(guò)低開(kāi)關(guān)電路。10）能夠檢查制動(dòng)蹄片磨損警告電路。學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)：1）了解汽車儀表的設(shè)計(jì)要求

2）了解汽車警告燈的設(shè)計(jì)要求

3）培養(yǎng)小組團(tuán)結(jié)合作意識(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)1_儀表和警告裝置簡(jiǎn)介【任務(wù)說(shuō)明】任務(wù)驅(qū)動(dòng)時(shí)，設(shè)定故障要反映實(shí)際可能故障，最好采用從服務(wù)站收集來(lái)的有故障的儀表、油箱油位傳感器總成、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力傳感器等進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)可分為四種類型：第一種是儀表故障；第二種是變阻器類傳感器故障；第三種是開(kāi)關(guān)類傳感器故障；第四種是帶防盜系統(tǒng)儀表的更換。

一、早期的儀表

汽車儀表裝置通常是由儀表、三種燈和蜂鳴器等組成。圖5-1所示為化油器車型的儀表。該儀表應(yīng)用的是機(jī)械式的車速/里程表，以及電熱式的燃油表和水溫表。電熱式儀表的特點(diǎn)是外界測(cè)量元件直接接到表內(nèi)兩個(gè)線圈中的中一個(gè)線圈上，測(cè)量元件的電阻變化導(dǎo)致線圈電流變化，近而在線圈內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)變化，導(dǎo)致兩個(gè)線圈的合成磁場(chǎng)方向發(fā)生改變，儀表指針指向合成磁場(chǎng)方向。該儀表由于回路電流不能精確控制，現(xiàn)已被淘汰。知識(shí)點(diǎn)1_儀表和警告裝置簡(jiǎn)介

儀表通常采用標(biāo)準(zhǔn)四表結(jié)構(gòu)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、車速表、水溫表和燃油表。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表和車速表原理相同，都是轉(zhuǎn)速類儀表。水溫表和燃油表原理相同，都是測(cè)量元件的電阻發(fā)生變化。對(duì)于客車，還要求有氣壓表和電壓表等。

二、現(xiàn)代汽車儀表圖5-1化油器車型的油表知識(shí)點(diǎn)1_儀表和警告裝置簡(jiǎn)介

電子顯示組合儀表接收各種傳感器傳來(lái)的信號(hào)，并根據(jù)這些信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，以確定車輛的行駛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、燃油量以及車輛其他情況的測(cè)量數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)以指針、數(shù)字或條形圖的形式顯示出來(lái)。

三、現(xiàn)代汽車儀表

隨著現(xiàn)代汽車開(kāi)始使用電控發(fā)動(dòng)機(jī)和電控變速器，儀表也進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期?，F(xiàn)代汽車儀表一般采用圖5-2所示標(biāo)準(zhǔn)四表加LED段碼顯示的儀表、圖5-3所示的標(biāo)準(zhǔn)四表加三顯示屏加三區(qū)域指示燈的儀表或圖5-4所示豐田真空熒光投影反射式儀表。圖5-2標(biāo)準(zhǔn)四表加LED段碼顯示的儀表圖5-3標(biāo)準(zhǔn)四表加三顯示屏加三區(qū)域指示燈的儀表圖5-4豐田真空熒光投影反射式儀表知識(shí)點(diǎn)1_儀表和警告裝置簡(jiǎn)介四、儀表三燈

為使駕駛?cè)穗S時(shí)了解汽車各系統(tǒng)的工作狀況，汽車上都設(shè)有表示汽車工作狀況指示燈、警告燈和故障燈（即“儀表三燈”）。指示燈（如前照燈遠(yuǎn)、近光變換指示）只起提示作用，與有無(wú)故障無(wú)關(guān)，用于提示設(shè)備是打開(kāi)還是關(guān)閉狀態(tài)。警告燈（如發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力警告燈）一旦點(diǎn)亮，說(shuō)明機(jī)油壓力過(guò)低，要停車檢查。故障燈是說(shuō)明電控系統(tǒng)有故障的燈，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈和動(dòng)力轉(zhuǎn)向故障燈一旦點(diǎn)亮，要將汽車開(kāi)至服務(wù)站進(jìn)行檢查。1、汽車儀表燈符號(hào)（參見(jiàn)課表74頁(yè)表5-1）。

2、警告燈符號(hào)的意義

紅色警告燈常亮或閃爍，指示相關(guān)單元出現(xiàn)故障。要特別注意“發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力”知識(shí)點(diǎn)1_儀表和警告裝置簡(jiǎn)介“制動(dòng)液液位低”“冷卻液溫度”和“電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)故障”警告燈，一旦上述警告等亮起，應(yīng)立即停車。

黃色的故障燈說(shuō)明控制系統(tǒng)有故障碼存在，應(yīng)盡快去服務(wù)站。故障燈在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)，汽車自檢時(shí)會(huì)亮，但無(wú)故障時(shí)會(huì)熄滅。

指示燈顏色可為黃色、綠色等，要求不嚴(yán)格，在元件電路工作時(shí)起提示的作用。

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力警告燈

該警告燈如果在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)亮起，應(yīng)立即停車。此時(shí)表明機(jī)油壓力不足。

（2）油箱蓋警告燈

如果油箱蓋沒(méi)有正確擰緊而丟失，該警告燈會(huì)亮起。

（3）電子穩(wěn)定性程序（ESP）工作指示燈

在ESP系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)控制時(shí)，該指示燈閃爍。知識(shí)點(diǎn)1_儀表和警告裝置簡(jiǎn)介

（4）顆粒排放濾清器堵塞警告燈（柴油發(fā)動(dòng)機(jī)）

若在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)該燈閃爍，表示顆粒排放濾清器需要清污，或者表示發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（排氣冒白煙）。如果濾清器繼續(xù)在這種工況下工作，該濾清器會(huì)有堵塞的危險(xiǎn)。如果條件允許，盡快以60km/h以上的速度行駛至少3min。

（5）與制動(dòng)有關(guān)的故障燈和警告燈

（6）蓄電池充電警告燈打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，該燈亮起。如果在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)該燈亮起，則可能發(fā)生情況：充電電路存在故障；蓄電池或起動(dòng)機(jī)接線端子松動(dòng)；發(fā)電機(jī)傳動(dòng)帶斷裂或松弛；發(fā)電機(jī)故障。

（7）發(fā)動(dòng)機(jī)診斷警告燈打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，該燈亮起后熄滅。

（8）柴油發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱指示燈如果發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了充分的暖機(jī)，該燈不亮，此時(shí)可以立知識(shí)點(diǎn)1_儀表和警告裝置簡(jiǎn)介即起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。如果燈亮，等待燈滅后再起動(dòng)。

（9）柴油濾清器放水警告燈該燈亮起時(shí)，應(yīng)盡快與服務(wù)代理商聯(lián)系，因?yàn)橛袚p壞燃油噴射系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)

（10）乘客側(cè)安全氣囊解除警告燈該警告燈亮起時(shí)伴有聲音信號(hào)，并在多功能顯示屏上顯示信息。如果解除（關(guān)閉）了乘客側(cè)安全氣囊，在打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)后該燈常亮。

（11）安全氣囊警告燈打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)后，該警告燈亮6s。該警告燈若在車輛運(yùn)行時(shí)亮起，伴有聲音信號(hào)，并在多功能顯示屏上出現(xiàn)圖形信息，表明前面、側(cè)面或窗簾安全氣囊出現(xiàn)故障。

（12）座椅安全帶未扣緊警告燈在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果駕駛?cè)俗伟踩珟](méi)有扣緊，則該燈亮起。知識(shí)點(diǎn)1_儀表和警告裝置簡(jiǎn)介（13）車門未關(guān)緊警告燈

該燈若在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)亮起，表示車門沒(méi)有關(guān)好或行李艙蓋打開(kāi)。

（14）防盜器警告燈該燈亮起，表示汽車防盜器系統(tǒng)中有故障。

（15）燃油液位低警告燈當(dāng)該燈亮起后，油箱內(nèi)所剩的燃油還能行駛約50km。

五、儀表電路

組合儀表的硬件電路主要由電源電路、信號(hào)采集電路、儀表控制器處理電路、儀表和指示燈驅(qū)動(dòng)電路等組成。1、電源電路

儀表板電源電壓的波動(dòng)將引起電路中電流的變化，從而造成儀表的指示誤差。為了避免這種誤差，儀表板內(nèi)裝置了穩(wěn)壓器，用以保持儀表工作電壓的恒定。如儀表板線性。知識(shí)點(diǎn)1_儀表和警告裝置簡(jiǎn)介穩(wěn)壓集成電路IC7812，穩(wěn)壓后輸出12V電壓給儀表板供電，保證儀表電壓不隨發(fā)電機(jī)電壓發(fā)生波動(dòng)。儀表板內(nèi)的穩(wěn)壓方式有穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓、線性穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓三種。為防止因蓄電池反接而損壞儀表，電源輸入時(shí)使用二極管進(jìn)行保護(hù)。

2、儀表輸入和輸出接口知識(shí)點(diǎn)2_汽車儀表20世紀(jì)90年代以前普遍采用電熱式儀表、動(dòng)圈式儀表和十字線圈式模擬儀表。其中電熱式儀表反應(yīng)遲鈍，易受電壓波動(dòng)影響；動(dòng)圈式指示儀表抗振性能差、過(guò)載能力差、指針易抖動(dòng)；十字線圈指示儀表也存在一致性差、通用性差的缺點(diǎn)。2000年以后，由于微控制器在儀表上的大量應(yīng)用，現(xiàn)代汽車電子控制儀表廣泛采用十字線圈式（電磁式）和步進(jìn)電機(jī)式。

一、十字線圈式儀表

十字線圈式儀表是兩組線圈十字交叉纏繞，工作原理是一個(gè)線圈中為固定電流，另一個(gè)線圈中是控制器的控制電流，儀表控制器通過(guò)控制這個(gè)電流使兩線圈的合成磁場(chǎng)方向不同，這個(gè)合成磁場(chǎng)與線圈內(nèi)部的永磁性轉(zhuǎn)子作用，使永磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，永磁性轉(zhuǎn)子帶動(dòng)指針產(chǎn)生擺動(dòng)。圖5-5所示為十字線圈式儀表。知識(shí)點(diǎn)2_汽車儀表

二、步進(jìn)電機(jī)式儀表PWM方式儀表的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)構(gòu)如圖5-6所示。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)多級(jí)減速機(jī)構(gòu)傳至儀表指針軸，帶動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)。減速機(jī)構(gòu)也可以采用絲桿齒輪減速機(jī)構(gòu)。圖5-5十字線圈式儀表圖5-6微型步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)2_汽車儀表

三、典型客車儀表舉例

圖5-7所示為儀表板背部元件，穩(wěn)壓集成電路采用IC7812，采用處理器AT89C2051對(duì)頻率或電壓信號(hào)進(jìn)行處理，并驅(qū)動(dòng)儀表驅(qū)動(dòng)芯片BY1819（BY1819為雙線圈汽車轉(zhuǎn)速表專用單片集成電路）。若儀表為步進(jìn)電機(jī)式，將驅(qū)動(dòng)芯片換成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片即可。圖5-7儀表背部元件知識(shí)點(diǎn)2_汽車儀表1、電流表/電壓表

電流表又稱安培表，早期裝在客車上，用來(lái)顯示電源系統(tǒng)的工作狀態(tài)，當(dāng)蓄電池放電時(shí)，表針指向“-”的一側(cè)；當(dāng)蓄電池充電時(shí)，表針指向“+”的一側(cè)。近年來(lái)客車用電壓表代替電流表，圖5-8所示為汽車用電壓表，由于電壓表不僅能監(jiān)控發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器的工作狀況，同時(shí)還能指示蓄電池的技術(shù)狀況，比電流表和放電指示燈更為直觀與實(shí)用。電壓表表盤上部電池形狀的充電指示燈點(diǎn)亮?xí)r，表示電源系統(tǒng)工作不正常。柴油車標(biāo)稱電壓多為24V，低于21V時(shí)或高于30V時(shí)應(yīng)檢查發(fā)電機(jī)狀態(tài)。圖5-8汽車用電壓表知識(shí)點(diǎn)2_汽車儀表2、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫表

圖5-9所示為汽車水溫表，水溫表傳感器用螺紋聯(lián)接固定在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水道上。水溫表用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)水套中冷卻液的溫度，早期多采用電熱式，工作原理與燃油表基本相同，使用熱敏電阻改變電阻值，從而驅(qū)動(dòng)表頭指針擺動(dòng)。不同的是水溫傳感器為一個(gè)熱敏電阻元件，其阻值隨溫度的升高而減小，現(xiàn)在電子儀表采用十字線圈或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)儀表指針。圖5-9汽車水溫表知識(shí)點(diǎn)2_汽車儀表3、機(jī)油壓力表

圖5-10所示為機(jī)油壓力表。機(jī)油壓力表用以顯示發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)主油道內(nèi)的油壓，機(jī)油壓力傳感器一般安裝在主油道或機(jī)油泵上，將主油道的油壓轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)處理器處理后傳給機(jī)油壓力表的十字線圈。

4、燃油表

燃油表用來(lái)顯示油箱中的剩余燃油量，如圖5-11所示。燃油表傳感器多為浮子式結(jié)構(gòu)，當(dāng)浮子位置高時(shí)，輸出電阻小，電流大，指針指向F（Full）或1的一側(cè)；當(dāng)浮子位置低時(shí)，輸出電阻大，電流小，指針指向E（Empty）或0的一側(cè)。圖5-10機(jī)油壓力表圖5-11燃油表知識(shí)點(diǎn)2_汽車儀表5、車速/里程表

車速/里程表是用來(lái)指示汽車行駛速度和累計(jì)行駛里程的儀表，由車速表和里程表兩部分組成。

車速/里程表和車速傳感器如圖5-12所示，車速/里程表通常采用三線霍爾式非接觸車速傳感器，奧迪轎車采用兩線舌簧開(kāi)關(guān)式車速傳感器。6、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表

如圖5-13所示為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表，為了檢查調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)，監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況，使駕駛?cè)苏_地選擇換檔時(shí)機(jī)，大多數(shù)汽車的儀表盤上裝有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表，少數(shù)車為了節(jié)省成本不裝發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表分為十字線圈式或步進(jìn)電機(jī)式。圖5-12機(jī)油壓力表圖5-13發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表知識(shí)點(diǎn)2_汽車儀表7、氣壓表

圖5-14所示為前、后儲(chǔ)氣筒的氣壓表，在采用氣壓制動(dòng)時(shí)，氣壓表須顯示前、后兩個(gè)儲(chǔ)氣筒內(nèi)的氣壓是否足夠用于制動(dòng)。8、儀表亮度調(diào)節(jié)

儀表亮度控制器有兩種類型，一種是在尾燈斷開(kāi)之后，仍可改變顯示器亮度；另一種是只有在尾燈接通后才能改變顯示器亮度。圖5-14前、后儲(chǔ)氣筒壓力表知識(shí)點(diǎn)2_汽車儀表

四、CAN儀表

普通儀表接收模擬信號(hào)、頻率信號(hào)和開(kāi)關(guān)信號(hào)后，直接驅(qū)動(dòng)儀表上的警告燈、指示燈、故障燈，以及直接驅(qū)動(dòng)儀表指針。CAN儀表不僅接收模擬信號(hào)、頻率信號(hào)和開(kāi)關(guān)信號(hào)，還接收CAN傳來(lái)共享的數(shù)據(jù)信息信號(hào)，這樣在不增加線束的情況下，儀表顯示的內(nèi)容將更豐富。大眾CAN儀表保留的支線信號(hào)如圖5-24所示。例如，電控發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元可以將獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)送到總線上去，儀表控制單元就可以從CAN獲取發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信息，從而驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表指針轉(zhuǎn)動(dòng)。知識(shí)點(diǎn)2_汽車儀表

五、儀表的自檢

現(xiàn)在的儀表就相當(dāng)于是一塊帶有微處理功能的電腦板，有處理、存儲(chǔ)、驅(qū)動(dòng)和通信功能。一旦儀表顯示不正常，故障可能發(fā)生在儀表，也可能是儀表的外部信號(hào)不正確導(dǎo)致。為了能快速確定是儀表外部還是儀表內(nèi)部導(dǎo)致的故障，儀表在設(shè)計(jì)時(shí)有執(zhí)行器自驅(qū)動(dòng)程序，也稱執(zhí)行元件診斷。執(zhí)行元件診斷工作時(shí)，儀表會(huì)忽略儀表外部信號(hào)輸入，由儀表自驅(qū)動(dòng)程序產(chǎn)生信號(hào)觸發(fā)燈泡點(diǎn)亮和儀表指針動(dòng)作，這樣就可以確定儀表是否正常。整個(gè)過(guò)程要通過(guò)外部檢測(cè)儀與儀表通信，進(jìn)行執(zhí)行元件診斷才能進(jìn)行。知識(shí)點(diǎn)3_儀表信號(hào)和警告

現(xiàn)代汽車為提高汽車的安全性、可靠性，裝備了很多安全警告裝置，相應(yīng)儀表的警告燈也很多，這些警告裝置基本上都是由儀表盤中相應(yīng)的紅色警告燈和蜂鳴器組成。這些紅色的警告燈大多數(shù)是由儀表外部的開(kāi)關(guān)元件觸發(fā)的。

一、儀表信號(hào)的采集1、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)采集

2、車速/里程表信號(hào)采集

3、蓄電池充電信號(hào)采集

4、各種溫度信號(hào)采集點(diǎn)

5、各種液位信號(hào)采集

6、燃油表信號(hào)采集知識(shí)點(diǎn)3_儀表信號(hào)和警告7、壓力開(kāi)關(guān)信號(hào)采集

8、制動(dòng)蹄片磨損量信號(hào)采集點(diǎn)

9、行車油耗、平均油耗和短里程計(jì)數(shù)