组合仪表介绍.ppt

研究院系列培训课程,研究院系列培训课程,研究院系列培训课程,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,汽车组合仪表知识培训,目 录,组合仪表的用途与结构,01,汽车仪表工作原理,02,汽车仪表的照明及指示系统,03,汽车仪表的制作工艺及成本,04,汽车仪表的发展动态,05,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。,组合仪表的用途,01,组合仪表的结构,01,水温表,报警指示灯,转速表,车速表,里程表,归零按钮,仪表指针,油量表,组合仪表底座,PCB,线路板,标度盘及指针,仪表面罩,前框架,灯箱架,组合仪表的结构,01,执行器工作原理,01,车速表工作原理,02,转速表工作原理,03,水温表工作原理,04,汽车仪表工作原理,02,燃油表工作原理,05,执行器工作原理之步进电机式,01,驱动线圈,Coil,金属磁轭,转子,传动机构,步进电机驱动模拟显示表，集成化芯片驱动所有步进电机。更为创新的是采用精度极高的步进机芯，它通过两只,激励线圈,Coil,和,3D,结构上,金属磁轭,和定子上的一块,永久性两极磁铁,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，实现电子仪表的稳定平滑指示。,步进电机精度,0.042,/,步,线圈,线圈,转子,执行器工作原理之步进电机式,01脉冲频率：,指针位置,线圈电压,U1,线圈电压,U2,位图：,触点,1,触点,2,、,3,触点,4,顺时针,逆时针,Step,U,2,3,执行器工作原理之步进电机式,01,指针位置,顺时针,逆时针,车速表工作原理,02,里程表,发动机,迈速轮,传感器,车速表工作原理,02,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,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,？,V,0V,车速传感器,发出方波信号,D/A,指示,IC,5V,0V,霍尔元器件,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,8,对磁体，磁钢每转输出恰好,8,个脉冲。,车速表工作原理之车速传感器,02,转速表工作原理,03,转速传感器将齿圈的转速转化成正弦电压信号。,ECU,接收到正弦电压信号，并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。,这是一个信号转化的过程,曲轴传感器,飞轮,转速传感器,1-,永久磁铁；,2-,外壳；,3-,发动机体；,4-,软磁芯；,5-,绕组；,6-,信号齿圈,1 2 3,4,5,6,感应传感器为一磁棒，带有一个软磁极销。销支承带有两个接头的感应线圈。当铁磁齿圈（或类似结构的转子）转过此传感器时，即在线圈内产生电压，该电压与磁通量的周期变化成正比均匀分布的齿形产生正弦电压曲线，转速则反应为电压过零点的周期性间隔；同时该电压的振幅变化也与转速成比例。,转速表工作原理,03,水温表、燃油表工作原理,04,电源,滑动变阻器,电流表,我知道,由于电阻变化导致电流表指示不同,水温传感器,燃油传感器,水温表、燃油表工作原理,04,根据整车要求确定燃油表和水温表的技术参数。燃油表：油量指示范围；表示形式（数字或字母），报警区域；油量传感器与油箱的配合。水温表：水温表指示范围；水温传感器与发动机的配合。,负温度系数型,NTC,传感器的,R-T,关系图。,水温越高电阻越小，水温越低电阻越高,仪表水温传感器一般采用热敏电阻式，其工作原理为负温度系数,RT,关系，水温越低，电阻值越高；水温越高，电阻值越低。如下图所示：,水温表、燃油表工作原理,04,发动机故障灯,灯光总开关,四驱指示,远光指示,门开指示,机油压力,燃油量报警灯,真空助力,安全带未系紧,ABS,系统指示,充电指示,安全气囊,后雾灯开启,左、右转向指示,超速档指示,前雾灯开启,预热指示,后行李箱盖,汽车仪表的照明及指示系统,03,制动系统故障,制动力分配指示,汽车仪表的照明及指示系统,03,贴片,LED,作为仪表背景光源,灯泡导光板用作背景光源,贴片,LED,色彩多样，白色,LED,更有自然光特色，多个,LED,共同作用，光线更为均匀。,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。,汽车仪表的照明及指示系统,03,电子调光器的应用,电子调光器,当调节电位器时，,P,端将发出不同宽度的脉冲电压（占空比为,85,左右照明最暗；占空比为,15,时照明最亮）调光开关所控制的仪表照明灯,LED,与灯泡均可，只要求仪表照明电路负极不共用。,汽车仪表的照明及指示系统,03,12V,0V,P,输出,P,输出有效电压,右图可知当,P,端输出有效值越高时照明灯两端的电势差越小，亮度越暗；反之，越亮。,汽车仪表的制作工艺及成本,04,材料,特性,成本,运用,ABS,丙烯腈,-,丁二烯,-,苯乙烯共聚物,易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性,抗冲击强度高。,较高,前框架、外壳、后盖、装饰圈、复零杆、指针帽,PP,聚丙烯,表面刚度和抗划痕特性好,抗冲击强度高。优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。,较低,前框架、外壳、灯箱架、后盖等,PMMA,聚甲基丙烯酸甲酯,光学特性好,耐气侯变化特性好,抗冲击特性好。负荷加大、时间增长，容易导致开裂。,较高,仪表玻璃、导光板、指针等导光、透光零件,PC,聚碳酸酯,抗冲击强度好,热稳定性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性好,。,流动特性较差,注塑困难。,高,仪表玻璃、导光板、指针等导光标度盘,汽车仪表的制作工艺及成本,04,线路板贴片,焊接,安装马达,在线检测,烧写软件,后盖,线路板组装,压装标度盘、指针,包装、出库检验,校验、功能测试,前框架,玻璃组装,返工,相关工序,零件注塑,利润,+,材料成本,+,物流成本,+,生产成本,+,管理费用,+,开发费用,=100,汽车仪表的制作工艺及成本,04,汽车仪表的发展动态,05,液晶显示,液晶能够显示多种颜色,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,抬头显示系统，“抬头显示”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“投影式”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,05,前挡风玻璃,防护罩,发射镜,投影光源,司机,虚像,汽车仪表的发展动态,05,发动机故障灯虚亮,01,燃油表指针异常摆动,02,充电指示灯案例,03,案例部分,发动机故障灯虚亮,01,右图为,ECU,控制的两个指示灯，指示灯应在正常熄灭的情况下，曾出现,L,完全熄灭，,LED,微亮现象。,这是为什么呢,？,LED,L,ECU,ECU,R,D,例 图,VCC,VSS,发动机故障灯虚亮,01,光机理，,LED,发光管驱动电压为,0.7V,，工作电流为,20,30mA,，而,ECU,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电流流向发射级，当此电流略低于,20mA,时,LED,便发出微弱的光线。然而，,L,的驱动条件是：电压,3,5V,电流,100,200mA,，电流与电压均是,LED,的,10,倍以上，因此,ECU,很容易控制了,L,的关闭。,LED,L,ECU,ECU,R,D,例 图,VCC,VSS,增大,R,值，降低,LED,两端电势差,光机理，,LED,发光管驱动电压为,0.7V,，工作电流为,20,30mA,，而,ECU,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电流流向发射级，当此电流略低于,20mA,时,LED,便发出微弱的光线。然而，,L,的驱动条件是：电压,3,5V,电流,100,200mA,，电流与电压均是,LED,的,10,倍以上，因此,ECU,很容易控制了,L,的关闭。,LED,L,ECU,ECU,R,D,例 图,VCC,VSS,增大,R,值，降低,LED,两端电势差,i=20mA,i=20mA,燃油表指针异常摆动,02,1,、现象描述,：,普锐达车在加减速时燃油表的指针摆动幅度大，照片是海外反馈的信息。,2,、原因分析：,普锐达的燃油传感器和油箱的匹配不合适。在加减速时传感器阻值变化率大。,燃油表指针异常摆动,02,3,、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改动。,决定从仪表上进行改动，去掉归零磁钢，,燃油表阻尼,油型号由,0.3/s,改为,0.5/s,，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。,4,、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。,例 图,随着汽车行业的发展，汽车仪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成,LED,形式。,充电指示灯,由此引出的问题是,LED,充电指示灯常亮，发电机不发电。然而灯泡充电指示灯正常熄灭，发电机正常发电。,发电机,励磁线圈,充电指示灯案例,03,充电指示灯案例之发电机,03,图中最重要的部分为整流器，其可实现电流的单向传递,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,例 图,原因分析：,LED,充电指示灯常亮说明发电机不能自激,发电机不发电是由于励磁线圈的磁场能不足,磁场能不足是由于励磁电流弱,励磁电流弱是由于电阻,R,值太大,充电指示灯案例,03,充电指示灯案例,03,例 图,再次深究发电机励磁电流需,300mA,，励磁系统电阻,R,=,60,，电压为,12V,可知励磁电流,I,1,I,2,I,、,I,、,I,2,1,由此可知发电机励磁电流不足，发电机不发电。,由此可知发电机正常发电,I,R600,I,1,=100mA,例 图,I,1,I,2,I,、,2,1,I,40,解决方案：,将,R,的阻值由,60,降到,40,此时电流,I=320mA,，,发电机能够正常工作，产生自激电压，,LED,指示灯,熄灭。,充电指示灯案例,03,谢谢大家,