第十讲-汽车车身电子控制装置PPT课件.ppt

第十六章 汽车车身电子装置1第一节汽车仪表为了使驾驶员能够掌握汽车及各系统的工作情况，在汽车驾驶室内的仪表板上装有各种指示仪表、指示灯及各种报警信号装置。2 汽车上常用的仪表有车速里程表、发动机转速表、机油压力表、燃油表、冷却液温度（水温）表等，它们通常与各种信号灯一起安装在仪表板上，称为组合仪表。3一、车速里程表及车速报警装置1磁感应式车速里程表 车速里程表由车速表和里程表两部分组成，车速表用来指示汽车瞬时行驶速度，里程表可记录汽车行驶总里程和短程里程。车速里程表有磁感应式和电子式两种，车速表和里程表通常安装在同一个壳体中，并由同一根轴驱动，或使用同一个传感器。点击放大42电子式车速里程表 电子式车速里程表由车速里程表传感器、信号处理电路、车速表和里程表组成。5 车速里程表传感器安装在组合仪表内，由变速器经软轴驱动，汽车行驶时它产生正比于汽车行驶速度的信号。它由具有一对或几对触点的舌簧开关和转子组成。6 信号处理电路由单稳态触发电路、恒流电路、分频电路、功率放大电路以及电源稳压等电子电路组成。汽车运行时，它将车速传感器输入的脉冲信号，整形和处理转变为电流信号，并加以放大，以驱动车速表指示车速；同时它还将脉冲信号经分频和功率放大，转变为一定频率的脉冲信号，以驱动里程表步进电机的轴转动，记录汽车的行驶里程。车速表以一个磁电式电流表作为指示表。汽车以不同的车速运行时，信号处理电路将车速传感器输入的脉冲信号，转变为与车速成比例的电流信号，使电流表的指针偏转，指示出相应的车速。里程表由步进式电动机、六位十进制计数器及内传动齿轮等组成。汽车运行时车速传感器输出的脉冲信号，经信号处理电路分频和功率放大，转变为一定频率的脉冲信号，作用于步进电动机的电磁线圈。步进电机将这一脉冲信号转变为角位移信号，使电动机轴转动，驱动里程表十进制计数器的六个计数轮依次转动，记录汽车行驶的总里程和单程行驶里程。当需要消除短程里程时，只需按一次复位杆，短里程表就会归零 73车速报警装置为了保证行车安全，一些车型的车速表电路中装有速度音响报警装置。当汽车行驶速度达到或超过某一限定车速（例如100km/h）时车速表内的速度开关接通蜂鸣器的电路，蜂鸣器发出声响提醒驾驶员，车速已超过限定值。8二、机油压力表、机油压力报警装置和油压指示系统1机油压力表 在发动机工作时，机油压力表指示发动机润滑系统主油道中机油压力的大小。它由油压指示表和油压传感器组成。机油压力指示表安装在仪表板上，机油压力传感器安装在发动机主油道或机油粗滤器上，两者通过导线相连。常用机油压力表有双金属式油压表和双金属式油压传感器、电磁式油压表和电阻式油压传感器等不同形式，双金属式油压表应用较为广泛。92油压报警装置在某些装有油压表的车辆上，还装有机油压力报警灯，当机油压力低于正常值时，报警灯点亮，向驾驶员发出报警信号。它由安装在仪表板上的机油低压报警灯和安装在发动机主油道上的油压报警传感器组成。10三、燃油表及燃油低油面报警装置 （一）燃油表 用来指示汽车燃油箱内的存油量。它由燃油指示表、油面高度传感器以及电源稳压器等组成。常用的燃油指示表有电热式、电磁式、电子集成式等不同形式。1电热式燃油表 电热式燃油表的油面高度传感器为可变电阻式，由可变电阻器和与可变电阻器滑动臂相连的浮子组成，安装在燃油箱内。浮在油面上的浮子，在随油面高度的变化而改变自身位置的同时，带着可变电阻的滑动臂连同触点在电阻器上滑动，改变串联在燃油表电路中的电阻值。112电磁式燃油表电磁式燃油表内装有左、右两个线圈，转子与指针相连，并位于两个线圈之间，油面传感器也采用可变电阻式传感器。接通点火开关，电源的电流经左线圈后分为两条支路，一路经右线圈后搭铁，另一路经油面传感器的可变电阻搭铁。两个线圈中均有电流通过，并在两个线圈的周围产生磁场，转子连同指针在两个线圈磁场的作用下偏转，处于合成磁场的方向，指针指向燃油表的某一刻度。油箱中油面高时，油面传感器的电阻大，流过左线圈的电流小，产生的磁场弱，在合成磁场的作用下指针指向油面高的刻度。12（二）、燃油过低油面报警装置 燃油过低油面报警装置在燃油箱内的燃油量少于某一规定值时，发出报警信号，以引起驾驶员的注意。接通点火开关，蓄电池的电流经继电器的线圈流过传感器的热敏电阻，热敏电阻被加热，温度升高。当燃油箱的油面高于规定值时，由于热敏电阻全部浸泡在燃油中所产生的热量被燃油吸收，其温度低、电阻值大，流过继电器线圈的电流小，继电器触点保持断开状态，报警灯不亮。当油面下降到低于规定值时，传感器的热敏电阻露出油面，由于散热慢，其温度升高，电阻值减小，使流过继电器线圈的电流增大，继电器的触点闭合，报警灯点亮，以提醒驾驶员燃油储量不足。13四、水温表、水温报警装置和冷却液不足报警器1水温表 水温表用来指示发动机冷却水套中冷却水的温度。它由安装在仪表板上的水温指示表、安装在发动机气缸盖上的水温传感器以及与燃油表共用的电源稳压器等组成。常用的水温表有电热式、电磁式和电子式三种形式，其中电热式水温表应用较多。142水温报警灯水温报警灯在冷却液温度超过一定值时点亮，发出报警信号，以引起驾驶员的注意。水温报警灯一般安装在水温表内，其工作可以由水温报警灯控制开关控制。水温报警灯控制开关安装在发动机气缸盖的水套中，当水套中冷却液的温度超过规定值时，双金属片受热变形，向下弯曲，使双金属触点闭合，接通报警灯电路。15五、电流表及充电指示灯电流表及充电指示灯均用来指示汽车充电系统的工作状况。1电流表电流表串联在蓄电池的电路中，用来指示发电机向蓄电池充电时的充电电流，或蓄电池向主要用电设备供电时放电电流的大小。2充电指示灯目前国内外大部分汽车的电流表已被充电指示灯所取代，充电指示灯虽不如电流表可直接显示充、放电电流的大小，但结构简单、成本低，而且可以通过充电指示灯由亮到熄灭这种简单的信号变化，来表明发电机及调节器的工作是否正常。汽车正常运行时若充电指示灯点亮，表明充电系统出现故障，提醒驾驶员应及时检查并排除充电系统的故障。16六、发动机转速表发动机转速表可以直观地指示发动机的转速，是发动机工况信息的指示装置，便于驾驶员选择发动机的最佳速度范围，把握好换档时机，以及充分利用经济车速等。发动机转速表有机械式和电子式两种。机械式转速表的结构和工作原理与上述磁感应式车速表基本相同。电子式转速表由于结构简单、指示准确、安装方便等优点在现代车辆中应用广泛。电子式发动机转速表有汽油机用和柴油机用两种类型。前者的转速信号来自于点火系统的脉冲电压，后者的转速信号来自于曲轴传感器。1718七、仪表板上的常用标识汽车驾驶室的仪表板上装有指示汽车、发动机运行工况的各种仪表、报警灯、指示灯、各种控制开关和按钮。为了便于驾驶员识别和控制，在各指示灯、开关的相应位置标有醒目的形象符号。各种符号的含义如下图对应文字所示。19第二节照明及信号装置为了保证汽车行驶安全和工作可靠，在汽车上装有各种照明装置和信号装置，用以照明道路、表示车辆宽度和车辆所处的位置、照明车厢内部、指示仪表以及夜间车辆检修等。此外，在转弯、制动、会车、停车、倒车等工况下，还应发出光亮或音响信号，以警示行人和其他车辆。2021一、照明装置 汽车上所采用的照明装置包括车外照明装置和车内照明装置两部分。车外照明装置包括前照灯、雾灯、尾灯、牌照灯等。车上使用的照明装置的数量、结构形式以及安装位置因车型而异。22组合前灯：将示宽灯、前照灯和前雾灯组装在一起。组合后灯：将后转向灯、制动灯、尾灯、后雾灯和倒车灯等组装在一起。车内照明装置包括顶灯、仪表灯、车门灯、阅读灯和工作灯。顶灯主要用于车内照明，灯光一般为白色。通常由灯光总开关和顶灯开关共同控制，有的车辆顶灯还具有门灯的作用，当车门关闭不严时灯亮，提醒驾驶员注意。这时，顶灯还受门柱开关控制。23二、信号装置汽车信号装置的作用是通过声、光信号向其他车辆的驾驶员和行人发出有关车辆运行状况或状态的信息，以引起有关人员注意，确保车辆行驶安全。1转向信号装置汽车转向信号装置是由转向信号灯、转向信号闪光器和转向信号灯开关等组成。（1）转向信号灯转向信号灯简称转向灯，它分装在车身前端和后端的左右两侧。由驾驶员在转向之前，开亮左侧或右侧的转向信号灯，以通知交通警察、行人和其他汽车上的驾驶员。为了在白天能引人注目，转向信号灯的亮度很强，在转向信号灯电路中装有转向信号闪光器，使转向信号灯光发生闪烁。闪烁式转向信号灯可以单独设置，也可以与前小灯合成一体，在后一种情况下，一般用双丝灯泡。也有的后转向信号灯和后灯合成一体。（2）转向信号闪光器常用的转向信号闪光器有电热式、电容式和电子式等多种形式。242制动信号装置 制动信号装置主要由制动信号灯和制动信号灯开关组成。制动信号灯安装在汽车的尾部，在驾驶员踩下制动踏板时立即点亮，发出强烈的红色光亮，即使在白天也十分明显，以提醒后车驾驶员注意。制动信号灯开关安装在汽车制动回路中，随制动系统结构形式的不同，有液压式和气压式两种。3倒车信号装置倒车信号装置由倒车信号灯、倒车信号灯开关以及倒车报警器等组成。倒车信号灯和倒车报警器由倒车灯开关控制。倒车信号灯点亮的同时，倒车报警器的电喇叭也发出断续的声响或语言报警，以警告后车的驾驶员和行人。254故障停车信号装置在汽车运行中如果出现故障而停驻，故障停车信号灯点亮，以引起其他车辆和行人的注意。故障停车信号灯常与转向信号灯共用一组灯泡，分别由转向信号灯开关、故障停车灯开关控制。5汽车喇叭汽车喇叭是用来在汽车运行中警示行人和其他车辆注意交通安全的声响信号装置。按使用能源的不同，汽车喇叭分为电喇叭和气喇叭两种。1）电喇叭电喇叭的特点是以蓄电池为电源，通过电磁线圈或电子电路激励喇叭膜片振动而发出声音。按其外部形状的不同分为螺旋形、盆形和长筒形3种。（1）螺旋形电喇叭螺旋形电喇叭声音和谐清脆，比较悦耳，广泛应用于各种车辆上。26自动灯光系统控制装置典型的汽车自动灯光系统主要由感光器（即传感器）、电子控制器（简称控制器）和选择开关三大部分组成这些装置在车上的布置。自动灯光系统控制装置在车上的布置27感光器装在仪表板顶上，光束透过挡风玻璃进入。感光器内有CdS1（黄昏用）、CdS2（夜间用）、CdS3（变光用）三个光敏电阻，随着感光强度的不断减少，光敏电阻的电阻值不断增加。控制器装在仪表板内，里面有L1、L2、L3三个继电器及晶体管放大电路，控制各灯光电路的工作。选择开关装在仪表板上，处在手动位置时指示灯亮，按下开关至自动控制位置时，指示灯熄灭，表示自动灯光系统处于工作状态。选择开关下方有调整钮，可用来调节灵敏度。照明灯控制电路。28照明灯控制电路u光束可控新型前照明系统 据多年统计，雨天发生的公路交通死亡事故中，夜间发生是白天的六七倍，特别像日本这种国土狭 窄、交通密度高，道路状况复杂的国家，这个比例高达十倍。因此，对於夜间照明，除了前面介绍的对前照灯远、近光的控制（含尾灯、驻车灯的控制）外，对於夜间照明的光形也要控制，以符合各种不同行驶环境的要求。上汽公司小糸灯光厂开发了一种由前照灯、角灯和雾灯组成的前照明 系统，主要控制夜间照明的光形。该系统由车上各种传感器、开关、电子控制装置和灯具系统所用的传动机构、以及灯具主体组成。u原理：所有的开关信号和传感信号都输入电子控制装置。输入的信号数据通过电子控制装置转换成前照明系统中各灯具的光束控制数据。如果其中有一个灯具的光束需要控制，用来控制该灯具光束的控制数据就被转换，然后被送到该灯具，通过传动机构和开关控制电路送往该灯具的控制数据起动配光部件，按光束的要求进行调光，传动机构内装有一个电位计，该电位计向光束控制装置反馈传动机构的位移数据。u近光灯的控制方法是光束控制中最复杂的一部分，一般近光灯只有一个遮光罩，而该系统有三个，调节细微。29近光灯控制系统流程图30光束可控新型前照明系统组合：四灯制结构的前照灯由远光灯、近光灯和角灯组合在同一灯体内，将雾灯镶在保险杠内。31前照明光束可变系统323334353637第四节汽车中央控制电动门锁和防盗装置一、中央控制电动门锁中央控制电动门锁的功能：中央控制：驾驶员可通过门锁开关同时打开各个车门，也可单独打开某个车门，当驾驶员车门锁住时，其他三个车门也同时锁住。速度控制：当行车速度达到一定时，各个车门能自行锁定，防止乘员误操作车内门把手而导致车门打开。单独控制：驾驶员车门以外的三个车门设置有单独的弹簧锁开关，可以独立地控制一个车门的打开和锁住。中央控制电动门锁主要由门锁开关、门锁控制电路和门锁执行机构三部分组成。38二、汽车防盗装置为了防止驾驶员离开汽车后汽车被盗，汽车上都装有安全防盗装置。常用的防盗装置由以下几部分组成：转向锁、燃油切断装置、蓄电池接线柱断路装置、点火系统关断装置、各种电子报警器、各种外用机械防盗锁以及电子控制防盗系统等。1转向锁转向锁安装在转向柱上，由点火开关控制。当驾驶员从点火开关上拔下钥匙时转向柱即被锁死，盗车者在不用钥匙起动发动机以后，汽车也不能驾驶。2电子报警器电子报警器通过电路控制喇叭鸣叫报警，可以更有效地防止他人私自进入车内，拆卸零件，起动发动机甚至盗走车辆。39第三节汽车音响40汽车音响 汽车音响是指在车厢内声源与车厢所形成的听音效果。汽车音响设备就是在汽车中与音响有关的设备，其中包括：音源（主机）、功率放大器、扬声器、分音器、均衡器、电容、线材等辅助设备及材料。41汽车音响 汽车音响一般有两种风格：音质型、强劲型。前者追求音乐的纯正、高保真，也称欧洲风格。后者追求最大动态范围：大声压、大音量，也称美洲风格，两者因人而异，各有所好。42汽车音响分类原装音响：这类产品是各大汽车制造厂根据不同车型的特点而要求音响制造商为其度身定制。其特点是外观和汽车内饰溶为一体，且安装稳固，但其功能多数较为简单，所使用的音响器材大多属于中档类，这主要受汽车制造成本所限制。43汽车音响分类改装音响：另一类则是市场所供应的、用于后改装的各大品牌汽车音响产品，也就是我们公司经销的产品。其特点是个性化极强，产品档次繁多，能适应不同层次消费的需要，但同时也受汽车预留安装尺寸的影响。44汽车音响构成音源（主机）：CD、VCD、DVD、MP3能够置放影音软件的音响设备，并具备将影音软件内存资料解读成音响系统能够运作讯号的设备，皆称作“音源”。45汽车音响构成功率放大器（功放）：2路、4路其基本作用是将音频信号进行功率放大（电流放大），用来驱动扬声器重放声音。一般主机带有内置功放，但其功率较小，不能满足高品质音响需求，所以车辆需要外置功放来达到高品质的音响效果。46汽车音响构成扬声器（喇叭）：在整个音响系统中起到决定性作用，甚至会影响整个音响系统的风格。汽车音响改装中，更换主机及喇叭是最常见、最基本的改装。47汽车音响构成扬声器按播放频率分：全频喇叭、高音喇叭、中音喇叭、低音喇叭。按尺寸分（常见/英寸）：4寸、5寸、6寸、4*6寸、6*9等。低音喇叭有：10寸、12寸等。按性能分：同轴喇叭、套装喇叭。48汽车音响构成其它器材：线材、保险、电容、分音器、均衡器。49汽车音响改装方案初级：50中级：汽车音响改装方案51高级：汽车音响改装方案52 第四节 车载导航先进技术1.1.车载车载TelematicsTelematics技术发展分析技术发展分析2.2.动态交通信息技术在车载导航上的应用动态交通信息技术在车载导航上的应用3.3.地图增量更新技术发展趋势分析地图增量更新技术发展趋势分析4.3D4.3D导航技术及实景导航技术导航技术及实景导航技术5.5.导航与辅助驾驶以及未来的智能汽车导航与辅助驾驶以及未来的智能汽车53车载导航技术现状10年来，车载导航技术在中国取得了巨大的进展。导航产业形成了完整的产业链。产业规模超过150亿元。2009年，近200个车型开始前装导航。2009年，手机，PND，车载导航总销量近千万台。导航技术对司机而言不再是一个神秘的领域，而是一个大家经常使用的普通工具。54车载导航技术未来发展趋势车载导航技术发展的重点与手机导航，PND便携式导航有同有异。车载导航技术将更紧密地与汽车企业的业务需求相结合。车载导航技术将更加注重动态化和现实性。车载导航技术将从司机使用的角度要求更加易用更加直观。车载导航技术将更多与车载辅助功能相结合。导航技术还将是未来智能汽车发展的必要环节。551.车载Telematics技术 让汽车像手机一样享受信息服务，使得车主有更安全舒适的驾车体验。造一辆汽车可能只造一辆汽车可能只赚赚100100美金，但通过美金，但通过为一辆汽车提供为一辆汽车提供TelematicsTelematics服务，可服务，可能会赚能会赚1000010000美金。美金。Telematics将无线通讯、GIS与Informatics实现结合。扩展车载导航的应用范围，在原导航的领域外继续提供通讯，防盗，救援，车载诊断维护以及网络信息和娱乐功能。通过这个系统可以将用户牢牢锁定在厂商的售后服务网络体系之下。56 通用的OnStar，丰田的G_BOOK，韩国的SK等世界知名的 Telematics已经开始进入中国的汽车市场。预计未来10年Telematics将取得长足的进步。1.车载Telematics技术57 Telematics的建设离不开汽车企业的支持，在汽车行业即将进入微利时代的时候，Telematics所产生的利润将是汽车企业主动推动Telematics发展的最强大的动力。我国自主汽车企业必将发展独立的Telematics服务网络，这也给我们在座的各位导航系统开发厂商留下了无限美好的想象空间。什么时候什么时候涌现我们涌现我们中国自主中国自主的的TelematiTelematicscs系统？！系统？！1.车载Telematics技术582.动态交通信息技术动态导航：在寻路导航引导过程中实时将道路拥堵状况、道路施工、交通管制等路况信息动态反映给驾驶人，实现动态引导规避拥堵路段，真正提高出行效率，提高交通效率。动态交通信息系统是一个庞大的系统工程：通过交通流检测器、浮动车、手机网络、人工报告等收集动态交通信息。通过移动网络，广播网络，互联网发布信息，在导航等系统中应用。目前在世界上最著名的动态交通信息与导航结合的应用服务就是日本VICS系统和欧洲的RDSTMC系统。592.动态交通信息技术动态交通信息系统的建设在我国已经进入建设阶段，目前北京、上海，广州，深圳等城市已经初步建成了区域交通信息系统，带有动态交通信息的导航器也开始面世。但从动态交通信息技术的应用规模和效用来看，与国外差距明显。差距差距明显明显602.动态交通信息技术动态交通信息技术的建设对中国而言任重道远。动态交通信息内容的统一。动态交通信息发布渠道的统一。动态交通信息相关的可实施标准。扩展动态交通信息的应用，促进其应用。都是未来10年我们大家共同的责任。613.地图增量更新技术车辆导航系统中通常以阶段性的更换数据的方式来更新地图数据,这一方法已不能满足导航电子地图现势性的要求.通过动态拓扑重构技术以及唯一编码技术等，实现对地图只进行增量（减量）数据的更新，为用户提供在线式实时的更新和维护。地图的增量更新又可以分为自增量更新和他增量更新，增量更新不仅把地图的更新变成一种在线式的服务模式，更有可能将用户纳入地图数据的更新维护体系中，大大降低地图更新的成本。623.地图增量更新技术国际上发达国家最早意识到这个问题，他们在大力推进卫星导航产业化的同时，积极开展了导航电子地图快速增量更新模式的研究和体系的建设。有代表性的是欧盟ActMap-FeedMap项目、欧盟PSI项目和日本KIWI 3.0标准。我国多家企业已经开展相关方面的研究工作，四维，瑞图，高德等三家企业承担了发改委重大产业化专项：地图增量更新服务体系的建设。相信未来几年内将在中国出现真正的具备增量更新功能的导航软件出现。633.地图增量更新技术地图增量更新是解决盗版问题的一个很重要的技术手段。地图增量更新是解决地图现势性的一个重要技术手段。地图增量更新将是降低地图作业成本，提高作业效率的一个重要技术手段。未来不具备地图增量更新能力的企业将在竞争中处于不利地位。64通过虚拟或者真实的3D的地图影像或者图片，使导航用户在屏幕上所看到的场景与真实路口场景尽可能相近，使用户更容易直观理解导航画面，减少用户的分心，使其可以更加集中注意力在驾驶本身。从平面导航到三维立体导航，三维实景导航将是未来导航发展的一个趋势。3D导航的实质还是为用户提供越来越有好的界面，提高软件的易用性，确保驾驶员有更多的注意力在驾驶本身。4.3D导航技术及实景导航技术654.3D导航技术及实景导航技术目前我国电子地图企业和导航软件企业正大力发展虚拟3D路口，部分企业正在开发3维地理信息系统。目前，国际上一种最新的3D导航，3维实景导航技术开始出现，预计未来将可能成为一个新的技术热点。66目前我国电子地图企业和导航软件企业正大力发展虚拟3D路口，部分企业正在开发3维地理信息系统。目前，国际上一种最新的3D导航，3维实景导航技术开始出现，预计未来将可能成为一个新的技术热点。4.3D导航技术及实景导航技术675.导航辅助驾驶与智能汽车技术利用导航辅助驾驶，在弯道行驶，高速出入口等处结合电子地图配合车载电子辅助系统进行制动减速、弯道报警、随动车灯、以及巡航控制等。利用导航辅助驾驶，提高驾驶的安全性，已经成为导航技术与车载功能融合的一种新趋势。新趋势！新趋势！68丰田在中国推出的高档轿车上，推出了ADAS(高级辅助驾驶系统）。日产开发出了转弯时可辅助驾驶员操作的系统。可依据车载GPS导航仪提供的信息，综合控制发动机、制动器及方向盘，从而提高行驶时的稳定性。这个系统包含了“Navigation-Cooperative Intelligent Pedal”以及“Active Stability Assist”。日 产 已 将 该 系 统 配 备 于 高 档“风 雅（FUGA）”上。目前正在中国地区进行大规模试验。中国目前这项技术仅清华大学、长安大学、吉林大学和公路研究院等院校在从事相关的探索性研究。任重道远。5.导航辅助驾驶与智能汽车技术69随着导航辅助技术的驾驶，在未来，自动驾驶的智能汽车上，导航技术将成为一种非常必要的技术手段。无人驾驶汽车挑战赛（Urban Challenge）5.导航辅助驾驶与智能汽车技术70