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1、研究院系列培训课程研究院系列培训课程讲师：郭康慨目标：基本了解组合仪表课时：1小时研究院系列培训课程研究院系列培训课程目 录组合仪表的用途与结构汽车仪表工作原理汽车仪表的照明及指示系统汽车仪表的制作工艺及成本汽车仪表的发展动态研究院系列培训课程研究院系列培训课程 汽车仪表是汽车与驾驶员进行信息交流的窗口，是驾驶汽车仪表是汽车与驾驶员进行信息交流的窗口，是驾驶 员得知车辆信息的主要途径。员得知车辆信息的主要途径。组合仪表的用途研究院系列培训课程研究院系列培训课程组合仪表的结构水温表水温表报警指示灯报警指示灯转速表转速表车速表车速表里程表里程表归零按钮归零按钮仪表指针仪表指针油量表油量表研究院系列
2、培训课程研究院系列培训课程组合仪表底座组合仪表底座 PCB线路板线路板标度盘及指针标度盘及指针仪表面罩仪表面罩前框架前框架灯箱架灯箱架组合仪表的结构研究院系列培训课程研究院系列培训课程执行器工作原理执行器工作原理车速表工作原理车速表工作原理转速表工作原理转速表工作原理水温表工作原理水温表工作原理汽车仪表工作原理燃油表工作原理燃油表工作原理研究院系列培训课程研究院系列培训课程执行器工作原理之步进电机式执行器工作原理之步进电机式驱动线圈驱动线圈 Coil金属磁轭金属磁轭转子转子传动机构传动机构 步进电机驱动模拟显示表，集成化芯片驱步进电机驱动模拟显示表，集成化芯片驱动所有步进电机。更为创新的是采用
3、精度极高动所有步进电机。更为创新的是采用精度极高的步进机芯，它通过两只的步进机芯，它通过两只激励线圈激励线圈 Coil和和3D结构上结构上金属磁轭金属磁轭和定子上的一块和定子上的一块永久性两极磁永久性两极磁铁铁来接收电信号，并通过步进电机内部的传动来接收电信号，并通过步进电机内部的传动机构驱动指针，此步进电机扭矩大，精度高，机构驱动指针，此步进电机扭矩大，精度高，实现电子仪表的稳定平滑指示。实现电子仪表的稳定平滑指示。步进电机精度步进电机精度0.042/步步 研究院系列培训课程研究院系列培训课程线圈线圈转子转子执行器工作原理之步进电机式执行器工作原理之步进电机式脉冲频率：指针位置线圈电压U1线
4、圈电压U2位图：触点1 触点2、3触点4顺时针逆时针研究院系列培训课程研究院系列培训课程StepU23执行器工作原理之步进电机式执行器工作原理之步进电机式指针位置顺时针逆时针研究院系列培训课程研究院系列培训课程车速表工作原理车速表工作原理里程表里程表发动发动机机迈速轮迈速轮传感器传感器研究院系列培训课程研究院系列培训课程车速表工作原理车速表工作原理仪表电路将脉冲信号转化成执行器能够识别的正仪表电路将脉冲信号转化成执行器能够识别的正弦波驱动执行器动作弦波驱动执行器动作变速箱迈速轮将转矩传递给车速传感器变速箱迈速轮将转矩传递给车速传感器传感器内部的霍尔元件将转速转化成脉冲信号给仪表传感器内部的霍尔
5、元件将转速转化成脉冲信号给仪表？V0V车速传感器车速传感器发出方波信号发出方波信号D/A指示指示IC5V0V研究院系列培训课程研究院系列培训课程霍尔元器件霍尔元器件磁钢磁钢 当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。磁钢一般是效应。磁钢一般是8对磁体，磁钢每转输出恰好对磁体，磁钢每转输出恰好8个脉冲。个脉冲。车速表工作原理之车速传感器车速表工作原理之车速传感器研究院系列培训课程研究院系列培训课程转速表工作原理转速表工作原理转速传感器将齿圈的
6、转速转转速传感器将齿圈的转速转化成正弦电压信号。化成正弦电压信号。ECU接收到正弦电压信号，并接收到正弦电压信号，并将其转化成规整的矩形波。将其转化成规整的矩形波。仪表接收到脉冲信号，驱动指针偏转。仪表接收到脉冲信号，驱动指针偏转。这这是是一一个个信信号号转转化化的的过过程程曲轴传感器飞轮研究院系列培训课程研究院系列培训课程转速传感器转速传感器1-永久磁铁；永久磁铁；2-外壳；外壳；3-发动机体；发动机体；4-软磁芯；软磁芯；5-绕组；绕组；6-信号齿圈信号齿圈1 2 3456 感应传感器为一磁棒，感应传感器为一磁棒，带有一个软磁极销。销支承带有一个软磁极销。销支承带有两个接头的感应线圈。带有
7、两个接头的感应线圈。当铁磁齿圈（或类似结构的当铁磁齿圈（或类似结构的转子）转过此传感器时，即转子）转过此传感器时，即在线圈内产生电压，该电压在线圈内产生电压，该电压与磁通量的周期变化成正比。与磁通量的周期变化成正比。均匀分布的齿形产生正弦电均匀分布的齿形产生正弦电压曲线，转速则反应为电压压曲线，转速则反应为电压过零点的周期性间隔；同时过零点的周期性间隔；同时该电压的振幅变化也与转速该电压的振幅变化也与转速成比例。成比例。转速表工作原理转速表工作原理研究院系列培训课程研究院系列培训课程水温表、燃油表工作原理电源电源滑动变阻器滑动变阻器电流表电流表我知道由于电阻变化导致电流表指示不同由于电阻变化导
8、致电流表指示不同研究院系列培训课程研究院系列培训课程水水温温传传感感器器燃燃油油传传感感器器水温表、燃油表工作原理 根据整车要求确定燃油表和水温表的技术参数根据整车要求确定燃油表和水温表的技术参数。燃油表：。燃油表：油量指油量指示范围；示范围；表示形式（数字或字母），报警区域；表示形式（数字或字母），报警区域；油量传感器与油箱的油量传感器与油箱的配合。水温表：配合。水温表：水温表指示范围；水温表指示范围；水温传感器与发动机的配合。水温传感器与发动机的配合。研究院系列培训课程研究院系列培训课程 负温度系数负温度系数型型NTC传感传感器的器的R-T关系关系图。图。水温越高电阻水温越高电阻越小，水温
9、越越小，水温越低电阻越高低电阻越高 仪表水温传感器一般采用热敏电阻式，其工作原理为负温仪表水温传感器一般采用热敏电阻式，其工作原理为负温度系数度系数R-T关系关系，水温越低，电阻值越高；水温越高，电阻值，水温越低，电阻值越高；水温越高，电阻值越低。如下图所示：越低。如下图所示：水温表、燃油表工作原理研究院系列培训课程研究院系列培训课程发动机故障灯发动机故障灯灯光总开关灯光总开关四驱指示四驱指示远光指示远光指示门开指示门开指示机油压力机油压力燃油量报警灯燃油量报警灯真空助力真空助力安全带未系紧安全带未系紧ABS系统指示系统指示充电指示充电指示安全气囊安全气囊后雾灯开启后雾灯开启左、右转向指示左、
10、右转向指示超速档指示超速档指示前雾灯开启前雾灯开启预热指示预热指示后行李箱盖后行李箱盖汽车仪表的照明及指示系统制动系统故障制动系统故障制动力分配指示制动力分配指示研究院系列培训课程研究院系列培训课程汽车仪表的照明及指示系统贴片贴片LED作为仪表背景光源作为仪表背景光源灯泡导光板用作背景光源灯泡导光板用作背景光源贴片贴片LED色彩多样，白色色彩多样，白色LED更有自然光特色，多个更有自然光特色，多个LED共共同作用，光线更为均匀。同作用，光线更为均匀。灯泡的光线通过导光板的折射、灯泡的光线通过导光板的折射、反射，使单点光线变的均匀透彻。反射，使单点光线变的均匀透彻。研究院系列培训课程研究院系列培
11、训课程汽车仪表的照明及指示系统电子调光电子调光器的应用器的应用电子调光器电子调光器 当调节电位器时，当调节电位器时，P端将发出不同宽度的脉冲电端将发出不同宽度的脉冲电压（占空比为压（占空比为85左右照明最暗；占空比为左右照明最暗；占空比为15时照时照明最亮）明最亮）调光开关所控制的仪表照明灯调光开关所控制的仪表照明灯LED与灯泡均与灯泡均可，只要求仪表照明电路负极不共用。可，只要求仪表照明电路负极不共用。研究院系列培训课程研究院系列培训课程汽车仪表的照明及指示系统12V0VP 输出输出P 输出有效电压输出有效电压 右图可知当右图可知当P端输出有效值越高时照明灯端输出有效值越高时照明灯两端的电势
12、差越小，亮度越暗；反之，越亮。两端的电势差越小，亮度越暗；反之，越亮。研究院系列培训课程研究院系列培训课程汽车仪表的制作工艺及成本材料材料特性特性成本成本运用运用ABS丙丙烯腈-丁二丁二烯-苯苯乙乙烯共聚物共聚物易加工性，外易加工性，外观特性，低蠕特性，低蠕变性和性和优异的尺寸异的尺寸稳定性定性,抗冲抗冲击强度高。度高。较高高前框架、外壳、后盖、前框架、外壳、后盖、装装饰圈、复零杆、指圈、复零杆、指针帽帽PP聚丙聚丙烯表面表面刚度和抗划痕特性好度和抗划痕特性好,抗冲抗冲击强度高。度高。优良的抗吸湿性、抗酸碱腐良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。性、抗溶解性。较低低前框架、外壳、灯箱架、前框架
13、、外壳、灯箱架、后盖等后盖等PMMA聚甲基丙聚甲基丙烯酸甲酸甲酯光学特性好光学特性好,耐气侯耐气侯变化特性好化特性好,抗抗冲冲击特性好。特性好。负荷加大、荷加大、时间增增长，容易容易导致开裂。致开裂。较高高仪表玻璃、表玻璃、导光板、指光板、指针等等导光、透光零件光、透光零件PC聚碳酸聚碳酸酯抗冲抗冲击强度好度好,热稳定性、光定性、光泽度、度、抑制抑制细菌特性、阻燃特性以及抗菌特性、阻燃特性以及抗污染染性好性好。流流动特性特性较差差,注塑困注塑困难。高高仪表玻璃、表玻璃、导光板、指光板、指针等等导光光标度度盘研究院系列培训课程研究院系列培训课程汽车仪表的制作工艺及成本线路板线路板贴片贴片 焊接焊
14、接安装安装马达马达在线在线检测检测烧写烧写软件软件后盖后盖,线路线路板组装板组装压装标度压装标度盘、指针盘、指针包装、出包装、出库检验库检验校验、功校验、功能测试能测试前框架前框架,玻璃组装玻璃组装返工返工相关工序相关工序零件注塑零件注塑研究院系列培训课程研究院系列培训课程利润利润+材料成本材料成本+物流成本物流成本+生产成本生产成本+管理费用管理费用+开发费用开发费用=100汽车仪表的制作工艺及成本研究院系列培训课程研究院系列培训课程汽车仪表的发展动态q液晶显示液晶显示液晶能够显示多种颜色液晶能够显示多种颜色,多种文字和图形多种文字和图形可置换的液晶显示技术，以液晶显示替代仪表盘可置换的液晶
15、显示技术，以液晶显示替代仪表盘研究院系列培训课程研究院系列培训课程 抬头显示系统，抬头显示系统，“抬头显示抬头显示”正是让驾驶者眼睛焦距的调节尽量减正是让驾驶者眼睛焦距的调节尽量减少。来车以后，位于中控台上部的少。来车以后，位于中控台上部的“投影式投影式”中央数字仪表随之点亮，中央数字仪表随之点亮，深邃的黑色背景经过玻璃的投射向车的前部延伸，驾驶员的目光从而免深邃的黑色背景经过玻璃的投射向车的前部延伸，驾驶员的目光从而免于频繁地在远视与近视之间切换，舒缓了眼睛的疲劳。于频繁地在远视与近视之间切换，舒缓了眼睛的疲劳。汽车仪表的发展动态研究院系列培训课程研究院系列培训课程前挡风玻璃前挡风玻璃防护罩
16、防护罩发射镜发射镜投影光源投影光源司机司机虚虚像像汽车仪表的发展动态研究院系列培训课程研究院系列培训课程发动机故障灯虚亮发动机故障灯虚亮燃油表指针异常摆动燃油表指针异常摆动充电指示灯案例充电指示灯案例案例部分研究院系列培训课程研究院系列培训课程发动机故障灯虚亮发动机故障灯虚亮 右图为右图为ECU控制的两个控制的两个指示灯，指示灯应在正常熄指示灯，指示灯应在正常熄灭的情况下，曾出现灭的情况下，曾出现L完全完全熄灭，熄灭，LED微亮现象。微亮现象。这是为什么呢？LEDLECUECURD例例 图图VCCVSS研究院系列培训课程研究院系列培训课程发动机故障灯虚亮发动机故障灯虚亮 光机理，光机理，LED
17、发光管驱动电压发光管驱动电压为为0.7V，工作电流为，工作电流为2030mA，而而ECU关闭控制时不能机械的完全关闭控制时不能机械的完全将电路断开，集电极依然有微弱的将电路断开，集电极依然有微弱的电流流向发射级，当此电流略低于电流流向发射级，当此电流略低于20mA时时LED便发出微弱的光线。便发出微弱的光线。然而，然而，L的驱动条件是：电压的驱动条件是：电压35V 电流电流100200mA，电流与电压均，电流与电压均是是LED的的10倍以上，因此倍以上，因此ECU很容很容易控制了易控制了L的关闭。的关闭。LEDLECUECURD例例 图图VCCVSS增大增大R值，降低值，降低LED两端电势差两
18、端电势差 光机理，光机理，LED发光管驱动电压发光管驱动电压为为0.7V，工作电流为，工作电流为2030mA，而而ECU关闭控制时不能机械的完全关闭控制时不能机械的完全将电路断开，集电极依然有微弱的将电路断开，集电极依然有微弱的电流流向发射级，当此电流略低于电流流向发射级，当此电流略低于20mA时时LED便发出微弱的光线。便发出微弱的光线。然而，然而，L的驱动条件是：电压的驱动条件是：电压35V 电流电流100200mA，电流与电压均，电流与电压均是是LED的的10倍以上，因此倍以上，因此ECU很容很容易控制了易控制了L的关闭。的关闭。LEDLECUECURD例例 图图VCCVSS增大增大R值
19、，降低值，降低LED两端电势差两端电势差i=20mAi=20mA研究院系列培训课程研究院系列培训课程燃油表指针异常摆动燃油表指针异常摆动1、现象描述、现象描述：普锐达车在加减速时普锐达车在加减速时燃油表的指针摆动幅度大，燃油表的指针摆动幅度大，照片是海外反馈的信息。照片是海外反馈的信息。2、原因分析：、原因分析：普锐达的燃油传感器普锐达的燃油传感器和油箱的匹配不合适。和油箱的匹配不合适。在加减速时传感器阻值在加减速时传感器阻值变化率大。变化率大。研究院系列培训课程研究院系列培训课程燃油表指针异常摆动燃油表指针异常摆动3、方案制定及整改措施、方案制定及整改措施 传感器受整车布局和成本的限制不进行
20、改动。传感器受整车布局和成本的限制不进行改动。决定从仪表上进行改动，去掉归零磁钢，决定从仪表上进行改动，去掉归零磁钢，燃油表阻尼燃油表阻尼油油型号由型号由0.3/s改为改为0.5/s，使指针的响应速度减慢，这样就，使指针的响应速度减慢，这样就弥补了指针的摆动幅度大的缺点。弥补了指针的摆动幅度大的缺点。4、经验总结、经验总结 在车速变化快时，油面变化较大，指针响应速度太快就在车速变化快时，油面变化较大，指针响应速度太快就会出现指针摆动幅度大的现象。因此在燃油表的设计时，必会出现指针摆动幅度大的现象。因此在燃油表的设计时，必须考虑到响应时间和响应速度的问题。须考虑到响应时间和响应速度的问题。研究院
21、系列培训课程研究院系列培训课程例例 图图随着汽车行业的发展，汽车仪随着汽车行业的发展，汽车仪表技术也得到了相应的改进。表技术也得到了相应的改进。仪表指示灯由原先的灯泡改进仪表指示灯由原先的灯泡改进成成LED形式。形式。充充电电指指示示灯灯由此引出的问题是由此引出的问题是LED充电指充电指示灯常亮，发电机不发电。然示灯常亮，发电机不发电。然而灯泡充电指示灯正常熄灭，而灯泡充电指示灯正常熄灭，发电机正常发电。发电机正常发电。发发电电机机励磁线圈励磁线圈充电指示灯案例充电指示灯案例研究院系列培训课程研究院系列培训课程充电指示灯案例之发电机充电指示灯案例之发电机q图中最重要的部分为整流器，其可实现电流
22、的单向传递q产生的电能一部分给蓄电池和汽车供电，另一部分给自身在励磁线圈供电。励磁线圈研究院系列培训课程研究院系列培训课程例例 图图原因分析：原因分析：LED充电指示灯常亮充电指示灯常亮说明发电机不能自激说明发电机不能自激发电机不发电是由于发电机不发电是由于励磁线圈的磁场能不足励磁线圈的磁场能不足磁场能不足是由于励磁场能不足是由于励磁电流弱磁电流弱励磁电流弱是由于电励磁电流弱是由于电阻阻R值太大值太大充电指示灯案例充电指示灯案例研究院系列培训课程研究院系列培训课程充电指示灯案例充电指示灯案例例例 图图 再次深究发电机励磁电流需再次深究发电机励磁电流需300mA，励磁系统电阻，励磁系统电阻R=60，电，电压为压为12V,可知励磁电流可知励磁电流 I1I2I、I、I I21 由此可知发电机励磁电流不足，由此可知发电机励磁电流不足，发电机不发电。发电机不发电。由此可知发电机正常发电由此可知发电机正常发电IR600I I1 1=100mA=100mA研究院系列培训课程研究院系列培训课程例例 图图I1I2I、21I40解决方案：解决方案：将将R的阻值由的阻值由60降到降到40此时电流此时电流I=320mA，发电发电机能够正常工作，产生自机能够正常工作，产生自激电压，激电压，LED指示灯指示灯熄灭。熄灭。充电指示灯案例充电指示灯案例研究院系列培训课程研究院系列培训课程谢谢大家谢谢大家