汽车车身电子技术第八章-信息与通信课件.ppt

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1、第八章第八章 信息与通信信息与通信 第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表 第二节第二节 倒车声纳报警系统倒车声纳报警系统 第三节第三节 汽车导航系统汽车导航系统 第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表 一、一、汽车信息显示系统汽车信息显示系统1 汽车信息显示系统的组成汽车信息显示系统的组成目前，汽车信息显示系统有多种，而且处于发展和完善阶段。目前，汽车信息显示系统有多种，而且处于发展和完善阶段。汽车信息显示系统由三部分组成：汽车信息显示系统由三部分组成：(1)车辆状况监测系统车辆状况监测系统(2)车载计算机车载计算机车载计算机能使驾驶员获得如何正确操作和驾驶的有关信息。车载计算机能使驾驶员获

2、得如何正确操作和驾驶的有关信息。(3)电子仪表电子仪表电子仪表为驾驶员提供汽车行驶时最基本操作信息，这些信电子仪表为驾驶员提供汽车行驶时最基本操作信息，这些信息在仪表板上连续显示出来。息在仪表板上连续显示出来。下一页第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表 模拟显示：在刻度盘上显示出指针连续运动的模拟值。模拟显示：在刻度盘上显示出指针连续运动的模拟值。不连续显示：模拟显示的一种，当不能连续读取显示值，不连续显示：模拟显示的一种，当不能连续读取显示值，则称为不连续显示。则称为不连续显示。数字显示：信息可以用数字来表示。数字显示：信息可以用数字来表示。2 汽车信息显示系统的功用与工作原理汽车信息显示

3、系统的功用与工作原理(1)车辆状况监测系统车辆状况监测系统车辆状况监测系统的组成与功用。车辆状况监测系统的组成与功用。车辆状况监测系统主要由传感器、电子控制单元、显示器三车辆状况监测系统主要由传感器、电子控制单元、显示器三部分组成。部分组成。下一页上一页第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表a.传感器。传感器。b.电子控制单元。电子控制单元。c.显示器。显示器。车辆状况监测系统的工作原理车辆状况监测系统的工作原理a.照明系统监测。这种安全装置在车辆上应用较广，负责监照明系统监测。这种安全装置在车辆上应用较广，负责监测照明系统，还包括转向指示灯测照明系统，还包括转向指示灯和停车灯。和停车灯。b.

4、图像显示装置。图像显示装置。c.制动摩擦片磨损。在制动摩擦片内装上传感器，当摩擦片制动摩擦片磨损。在制动摩擦片内装上传感器，当摩擦片使用到极限厚度时发出信号。使用到极限厚度时发出信号。下一页上一页第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表(2)微处理器和计算机微处理器和计算机前面已经提到，电子控制装置接收各传感器传来的信号，按前面已经提到，电子控制装置接收各传感器传来的信号，按预设指令释译后，即指示有关执行器完成相应的动作。这些预设指令释译后，即指示有关执行器完成相应的动作。这些主要任务正是由微处理器或计算机来完成。主要任务正是由微处理器或计算机来完成。微机的系统控制功能。微机的系统控制功能。在前

5、面讲到车辆监测系统时，已经介绍过微机控制一个系统在前面讲到车辆监测系统时，已经介绍过微机控制一个系统的情况。的情况。微机的组成和工作。微机的组成和工作。大多数车用微机按照制造时已确定的指令程序进行工作。大多数车用微机按照制造时已确定的指令程序进行工作。下一页上一页第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表a.中央处理器中央处理器(CPU)。b.外围设备。外围设备。二、二、电子仪表电子仪表汽车仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面，汽车仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面，对安全和经济行驶起着重要作用，同时可美化汽车内部造型。对安全和经济行驶起着重要作用，同时可美化汽车内部造型。1

6、 电子显示装置电子显示装置电子显示装置在驾驶员信息系统中担负着重要的角色，直接电子显示装置在驾驶员信息系统中担负着重要的角色，直接影响和制约驾驶员信息系统的应用和发展。影响和制约驾驶员信息系统的应用和发展。图图8-14为一种电子显示装置。在发动机启动前仪表板所有显为一种电子显示装置。在发动机启动前仪表板所有显示装置显示出各部功能检测结果。示装置显示出各部功能检测结果。下一页上一页第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表(1)发光二极管发光二极管(LED)发光二极管最简单，应用最广泛，在很大程度上已代替了过发光二极管最简单，应用最广泛，在很大程度上已代替了过去仪表板常用的白炽灯泡，见去仪表板常用的

7、白炽灯泡，见图图8-15。(2)真空荧光显示器真空荧光显示器(VFD)真空荧光显示器是一种主动显示系统，使用寿命长，色谱宽，真空荧光显示器是一种主动显示系统，使用寿命长，色谱宽，易于和控制电路连接，环境温度适应性强，可改变显示亮度，易于和控制电路连接，环境温度适应性强，可改变显示亮度，适用于显示数字、单词和柱状图表等，但因封装在玻璃壳内适用于显示数字、单词和柱状图表等，但因封装在玻璃壳内而容易震碎。而容易震碎。下一页上一页第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表2 电子仪表板电子仪表板电子仪表板应用数字显示、字母数字混合显示、曲线图和柱电子仪表板应用数字显示、字母数字混合显示、曲线图和柱状图表等

8、形式向驾驶员发出汽车各种工作状态的信号和故障状图表等形式向驾驶员发出汽车各种工作状态的信号和故障警告信号。警告信号。(1)电子仪表板的多路复用传输电子仪表板的多路复用传输电子仪表板需要很多导电接头向光柱或光点供电。电子仪表板需要很多导电接头向光柱或光点供电。(2)信息选送信息选送汽车一旦启动，发动机转速、温度、燃油液位等多种信息同汽车一旦启动，发动机转速、温度、燃油液位等多种信息同时传输给计算机进行处理。时传输给计算机进行处理。下一页上一页第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表3 汽车电子仪表装置汽车电子仪表装置随着汽车仪表的电子化，电子式水温、油压表、燃油表、汽随着汽车仪表的电子化，电子式水

9、温、油压表、燃油表、汽车发动机转速表、汽车电子车速车发动机转速表、汽车电子车速/里程表及汽车电子电压表均里程表及汽车电子电压表均应运而生，下面介绍电子化后的各类仪表。应运而生，下面介绍电子化后的各类仪表。(1)电子水温、油压表电子水温、油压表电子水温、油压表电路见电子水温、油压表电路见图图8-29，该电路具有显示发动机冷，该电路具有显示发动机冷却水温和机油压力两种功能。却水温和机油压力两种功能。水温显示。水温显示。水温表按水温表按40、85 和和95 三种水温设置发光显示和仪三种水温设置发光显示和仪表刻度。表刻度。下一页上一页第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表(4)电子车速电子车速/里程表

10、里程表(5)电子电压表电子电压表图图8-34电路是目前现代汽车应用电压显示电路的一种。电路是目前现代汽车应用电压显示电路的一种。2 燃油表及燃油表传感器工作电路燃油表及燃油表传感器工作电路该电路由蓄电池、点火开关、稳压电源、燃油表、燃油表传该电路由蓄电池、点火开关、稳压电源、燃油表、燃油表传感器组成，其中稳压电源与水温表共用一个感器组成，其中稳压电源与水温表共用一个10 V电子稳压装电子稳压装置。置。3 水温及制动警报灯功能检查电路水温及制动警报灯功能检查电路首先将点火开关由零挡旋转到点火工作位置，但不启动发动首先将点火开关由零挡旋转到点火工作位置，但不启动发动机，这时点火开关内部触点机，这时

11、点火开关内部触点30与与15接通。接通。下一页上一页第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表当冷却水位开关因液面降低而闭合时，使组合仪表接线端当冷却水位开关因液面降低而闭合时，使组合仪表接线端子子I-04通过冷却水位开关触点与电源负极接通通过冷却水位开关触点与电源负极接通 当发动机冷却液温度超过当发动机冷却液温度超过120 时，水温开关闭合，这时时，水温开关闭合，这时水温警报灯水温警报灯L2发出闪光警报信号。发出闪光警报信号。10 时钟工作电路时钟工作电路组合仪表中的电子时钟是由蓄电池通过仪表接线端子组合仪表中的电子时钟是由蓄电池通过仪表接线端子-01供给电源的，只要蓄电池接线不断开，时钟就始终

12、运转。供给电源的，只要蓄电池接线不断开，时钟就始终运转。下一页上一页第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表1 奥迪仪表自诊断奥迪仪表自诊断安全注意事项：安全注意事项：为避免试车时发生交通事故，读取测量数据块时，为避免试车时发生交通事故，读取测量数据块时，V.A.G1551必须固定在后座上并由另一人在后座上操作必须固定在后座上并由另一人在后座上操作关闭点火开关后才可连接测试仪器。关闭点火开关后才可连接测试仪器。某些检测中，控制单元可能识别并存储一个故障，因此检某些检测中，控制单元可能识别并存储一个故障，因此检测及修理后，应查询并清除故障存储器。测及修理后，应查询并清除故障存储器。只有关闭了点火开

13、关后才可断开、连接蓄电池，否则可能只有关闭了点火开关后才可断开、连接蓄电池，否则可能损坏控制单元。损坏控制单元。下一页上一页第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表4 组合仪表上的插头布置组合仪表上的插头布置 多孔插头多孔插头(32脚脚)蓝色，见蓝色，见图图8-40。多孔插头多孔插头(32脚脚)绿色，见绿色，见图图8-41。多孔插头多孔插头(32脚脚)灰色，见灰色，见图图8-42。5 检查车速信号检查车速信号如果确定了车速表上的车速显示有故障，应检查车速表是否如果确定了车速表上的车速显示有故障，应检查车速表是否接收到信号。连接接收到信号。连接VAS5051或或V.A.G1551，读取测量数，读取

14、测量数据块，选择显示组号据块，选择显示组号001并进行试车。并进行试车。6 检查燃油表传感器检查燃油表传感器G的信号的信号如果组合仪表上的燃油量指示有故障，应检查组合仪表是否如果组合仪表上的燃油量指示有故障，应检查组合仪表是否接收到信号。接收到信号。下一页上一页第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表7 检查燃油消耗信号检查燃油消耗信号(1)一直显示一直显示0.0 L/100 km可能是信号线对蓄电池负极短路。关闭点火开关，将检测盒可能是信号线对蓄电池负极短路。关闭点火开关，将检测盒接到发动机控制单元上。检查附加信号；检查车载计算机燃接到发动机控制单元上。检查附加信号；检查车载计算机燃油消耗信号

15、。油消耗信号。(2)一直显示一直显示51 L/100 km可能是信号线断路，关闭点火开关，将检测盒接到发动机控可能是信号线断路，关闭点火开关，将检测盒接到发动机控制单元上，检查附加信号；检查车载计算机燃油消耗信号。制单元上，检查附加信号；检查车载计算机燃油消耗信号。下一页上一页第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表(3)显示的油耗值无意义或在不断变化显示的油耗值无意义或在不断变化燃油消耗显示值偏离燃油消耗显示值偏离实际燃油消耗值，进行燃油消耗显示自适应。实际燃油消耗值，进行燃油消耗显示自适应。8 检查冷却液温度传感器检查冷却液温度传感器G2的信号的信号如果组合仪表上的冷却液温度显示有故障，应检

16、查组合仪表如果组合仪表上的冷却液温度显示有故障，应检查组合仪表是否收到信号。是否收到信号。五、五、汽车仪表的正确使用与检验汽车仪表的正确使用与检验1 正确使用正确使用下一页上一页第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表 各仪表连线必须要正确，特别是注意对电源极性有要求的仪各仪表连线必须要正确，特别是注意对电源极性有要求的仪表表(如电流表、电磁式燃油表等如电流表、电磁式燃油表等)。若将仪表连线接错，这些。若将仪表连线接错，这些仪表不仅显示出现错误，而且容易将仪表损坏。仪表不仅显示出现错误，而且容易将仪表损坏。(3)显示的油耗值无意义或在不断变化显示的油耗值无意义或在不断变化燃油消耗显示值偏燃油消耗

17、显示值偏离实际燃油消耗值，进行燃油消耗显示自适应。离实际燃油消耗值，进行燃油消耗显示自适应。8 检查冷却液温度传感器检查冷却液温度传感器G2的信号的信号如果组合仪表上的冷却液温度显示有故障，应检查组合仪如果组合仪表上的冷却液温度显示有故障，应检查组合仪表是否收到信号。表是否收到信号。下一页上一页第一节第一节 汽车电子仪表汽车电子仪表五、五、汽车仪表的正确使用与检验汽车仪表的正确使用与检验1 正确使用正确使用各仪表连线必须要正确，特别是注意对电源极性有要求的仪各仪表连线必须要正确，特别是注意对电源极性有要求的仪表表(如电流表、电磁式燃油表等如电流表、电磁式燃油表等)。若将仪表连线接错，这些。若将

18、仪表连线接错，这些仪表不仅显示出现错误，而且容易将仪表损坏。仪表不仅显示出现错误，而且容易将仪表损坏。2 仪表的检验仪表的检验(1)传统仪表的正常使用寿命传统仪表的正常使用寿命(2)传统仪表的检验传统仪表的检验电流表的检验。电流表的检验。下一页上一页第二节第二节 倒车声纳报警系统倒车声纳报警系统 一、一、奥迪奥迪A6轿车倒车声纳报警系统轿车倒车声纳报警系统 1 系统结构系统结构声纳传感器既是执行元件又是传感器，既发射信号，也接收声纳传感器既是执行元件又是传感器，既发射信号，也接收信号，控制单元向四个声纳传感器中的一个发出命令，该传信号，控制单元向四个声纳传感器中的一个发出命令，该传感器即发出超

19、声波，四个传感器都接收超声波的回波。感器即发出超声波，四个传感器都接收超声波的回波。2 工作过程工作过程当挂上倒挡时，声纳倒车警报系统即开始工作，发出当挂上倒挡时，声纳倒车警报系统即开始工作，发出“嘟嘟嘟嘟”的声音表明该系统状态良好。的声音表明该系统状态良好。当车与障碍物相距当车与障碍物相距1.6 m时，可听见间歇警报声。离障碍时，可听见间歇警报声。离障碍物越近，声音越急促。物越近，声音越急促。下一页第二节第二节 倒车声纳报警系统倒车声纳报警系统二、二、丰田轿车倒车安全报警系统丰田轿车倒车安全报警系统丰田轿车声纳传感器的安装位置和工作原理与奥迪丰田轿车声纳传感器的安装位置和工作原理与奥迪A6轿

20、车相轿车相似。似。40 kHz的超声波脉冲，以的超声波脉冲，以15次次/s的频率向后发射。若车后的频率向后发射。若车后有障碍物，超声波在该处被反射，根据超声波的往返时间，有障碍物，超声波在该处被反射，根据超声波的往返时间，就能确定障碍物到汽车的距离。不同的距离采用不同的报警就能确定障碍物到汽车的距离。不同的距离采用不同的报警方式。如用不同声响区别不同距离范围。方式。如用不同声响区别不同距离范围。障碍位置的判断是用不同传感器发射头与接收头的组合而获障碍位置的判断是用不同传感器发射头与接收头的组合而获得的，发射头为得的，发射头为T1、T2，接收头为，接收头为R1、R2，见，见图图8-49。返 回上

21、一页第三节第三节 汽车导航系统汽车导航系统 一、一、概述概述对飞机和轮船来说，由于周围无参照物，故需具备确定本身对飞机和轮船来说，由于周围无参照物，故需具备确定本身位置的手段和设备。当汽车在生疏地带行驶，特别是在难以位置的手段和设备。当汽车在生疏地带行驶，特别是在难以看清道路标志和周围景色的夜间行车时会迷失方向。看清道路标志和周围景色的夜间行车时会迷失方向。2 无引导功能的导航系统无引导功能的导航系统 3 内部信息导航系统内部信息导航系统利用电子陀螺或地磁等方向传感器利用电子陀螺或地磁等方向传感器(测出汽车行驶的方向测出汽车行驶的方向)、距离传感器等制成的汽车导航系统。距离传感器等制成的汽车导

22、航系统。下一页第三节第三节 汽车导航系统汽车导航系统(1)汽车距离传感器汽车距离传感器距离传感器种类很多，但目前用得最多是将汽车的后轮的转距离传感器种类很多，但目前用得最多是将汽车的后轮的转数数(或转角或转角)变成距离的光电式或霍尔元件式汽车距离传感器。变成距离的光电式或霍尔元件式汽车距离传感器。(2)汽车方向传感器汽车方向传感器地磁方位传感器。地磁方位传感器。惯性车辆方位传感器。惯性车辆方位传感器。该传感器实际上是一个电子陀螺。该传感器实际上是一个电子陀螺。下一页上一页第三节第三节 汽车导航系统汽车导航系统(1)丰田皇冠的导航系统丰田皇冠的导航系统该系统由地磁方位传感器、舌簧式距离传感器、电

23、脑及其操该系统由地磁方位传感器、舌簧式距离传感器、电脑及其操纵部件和显示部分等组成。其操纵部分结构原理见纵部件和显示部分等组成。其操纵部分结构原理见图图8-53。(2)本田惯性行驶系统本田惯性行驶系统本田电子陀螺仪本田电子陀螺仪该系统是借助于早期飞机导航装置，因为采用上述惯性方位该系统是借助于早期飞机导航装置，因为采用上述惯性方位传感器，所以又称电子陀螺。传感器，所以又称电子陀螺。三、三、无线电导航系统无线电导航系统1 电子地图电子地图 下一页上一页第三节第三节 汽车导航系统汽车导航系统(2)GPS典型应用典型应用GPS系统应用非常广泛，在空间技术方面，可以用于弹道导系统应用非常广泛，在空间技

24、术方面，可以用于弹道导弹的导航和定位；空间飞行器的导航和定位；对飞机而言，弹的导航和定位；空间飞行器的导航和定位；对飞机而言，它可在飞机进场、着陆、中途导航、航速测定、飞机会合和它可在飞机进场、着陆、中途导航、航速测定、飞机会合和空中加油、武器准确投掷及空中交通管制等方面进行服务。空中加油、武器准确投掷及空中交通管制等方面进行服务。(3)GPS定位基本原理定位基本原理GPS定位原理是由陆地无线电二维定位原理发展并逐渐完善定位原理是由陆地无线电二维定位原理发展并逐渐完善出来的。出来的。下一页上一页第三节第三节 汽车导航系统汽车导航系统(4)差分式全球卫星定位系统差分式全球卫星定位系统(DGPS)

25、目前目前GPS卫星发射的信号有卫星发射的信号有P码和码和C/A码，码，P码的精度高，码的精度高，但只供美国军方使用。供民品使用的皆是但只供美国军方使用。供民品使用的皆是C/A码，精度较低，码，精度较低，而且美国对民码进行了而且美国对民码进行了SA干扰，使民码的精度比没有干扰功干扰，使民码的精度比没有干扰功率码又降低了近率码又降低了近10倍。倍。卫星星历误差。卫星星历误差。卫星钟的钟误差。卫星钟的钟误差。与信号传播有关的误差。与信号传播有关的误差。下一页上一页第三节第三节 汽车导航系统汽车导航系统与接收机有关的误差。与接收机有关的误差。(5)GPS信号接收机信号接收机纵观定位主要分纵观定位主要分

26、为静态定位和动态定位两大类型，两者的主要区别如下：为静态定位和动态定位两大类型，两者的主要区别如下：静态定位。静态定位。动态定位。动态定位。天线单元。天线单元。它由接收天线和前置放大器两个部件组成，也有文献将天线它由接收天线和前置放大器两个部件组成，也有文献将天线单元称为接收前端。单元称为接收前端。下一页上一页第三节第三节 汽车导航系统汽车导航系统接收单元。接收单元。图图8-57绘出了接收单元的主要部件绘出了接收单元的主要部件 a.信号波道。信号波道。b.存储器。存储器。c.计算与显控。计算与显控。电源。电源。GPS信号接收一般用蓄电池作电源，一般采用机内和机外两信号接收一般用蓄电池作电源，一

27、般采用机内和机外两种直流电源。采用种直流电源。采用12 V机内镉镍电池，或者机内镉镍电池，或者12 V外接蓄电池。外接蓄电池。(6)GPS接收机的选用接收机的选用因为因为GPS应用比较广泛，所以型号也非常多。在选用过程中应用比较广泛，所以型号也非常多。在选用过程中应注意下面几个方面。应注意下面几个方面。下一页上一页第三节第三节 汽车导航系统汽车导航系统 按用途选用。按用途选用。按精度选用。按精度选用。GPS卫星定位误差主要分为三大类：卫星定位误差主要分为三大类：a.GPS的自身误差的自身误差(包括包括SA技术所带来的人为干涉误差技术所带来的人为干涉误差)，简称为卫星误差。简称为卫星误差。b.G

28、PS信号传播误差。信号传播误差。c.GPS接收机的误差，它包括时钟误差和仪器误差，统称为接收机的误差，它包括时钟误差和仪器误差，统称为接收机误差。接收机误差。按按GPS信号机的应用场合选用。信号机的应用场合选用。下一页上一页第三节第三节 汽车导航系统汽车导航系统按载体的运动速度的快慢选用。按载体的运动速度的快慢选用。按按GPS定位参数多少选用。定位参数多少选用。3 GPS公安报警指挥系统公安报警指挥系统GPS定位公安报警指挥系统，是用于安全保卫、监控报警、指定位公安报警指挥系统，是用于安全保卫、监控报警、指挥调度等方面的系统。挥调度等方面的系统。4 主要功能主要功能(1)定位功能定位功能(2)

29、报警功能报警功能用户用户(移动目标或固定目标移动目标或固定目标)用手动用手动(或遥控或遥控)和自动的方式实现。和自动的方式实现。手动手动(或遥控或遥控)报警方式。报警方式。下一页上一页第三节第三节 汽车导航系统汽车导航系统自动报警方式。自动报警方式。目的地目的地(目标单位目标单位)查询导航功能。查询导航功能。轨迹存储、复放功能。轨迹存储、复放功能。信息输出及制表打印功能。信息输出及制表打印功能。(4)动态指挥功能动态指挥功能(5)高层统一协调指挥功能高层统一协调指挥功能5 系统的服务对象系统的服务对象公安、武警、消防、军队。公安、武警、消防、军队。国宾车队、高档车辆。国宾车队、高档车辆。重要物

30、资运输车、银行运钞车、邮政车、医疗急救中心、重要物资运输车、银行运钞车、邮政车、医疗急救中心、出租车辆调度中心。出租车辆调度中心。返 回上一页图图8-5 机油液位传感器机油液位传感器返 回图图8-7 空气温度传感器空气温度传感器 返 回图图8-8 奥迪奥迪200型轿车车况型轿车车况监测系统电路原理图监测系统电路原理图返 回图图8-14 电子显示装置电子显示装置 返 回图图8-15 发光二极管结构发光二极管结构 返 回图图8-29 汽车电子水温、油压表电路汽车电子水温、油压表电路返 回图图8-30 汽车电子燃油表电路汽车电子燃油表电路 返 回图图8-31 脉冲式电子转速表电路脉冲式电子转速表电路返 回图图8-34 LM3914汽车电压显示电路汽车电压显示电路返 回图图8-37 向上压护板的侧面向上压护板的侧面 返 回图图8-40 蓝色多孔插头蓝色多孔插头 返 回图图8-41 绿色多孔插头插脚绿色多孔插头插脚 返 回图图8-42 灰色多孔插头灰色多孔插头 返 回 图图8-49 障碍物的位置和障碍物的位置和显示器的关系显示器的关系 返 回图图8-53 丰田车导航系统工作丰田车导航系统工作原理及显示图原理及显示图 返 回图图8-57 GPS信号接收机的基本结构信号接收机的基本结构返 回图图8-39 组合仪表的插头布置组合仪表的插头布置返 回