汽車儀錶

汽車儀錶由各種儀錶、指示器，特別是駕駛員用警示燈報警器等組成，為駕駛員提供所需的汽車運行參數信息。按汽車儀錶的工作原理不同，可大致分為三代。第一代汽車儀錶是機械機芯表；第二代汽車儀錶稱為電氣式儀錶；第三代為全數字汽車儀錶，他是一種網路化、智能化的儀錶，其功能更加強大，顯示內容更加豐富，線束鏈接更加簡單。

汽車儀錶多為第三代儀錶它可以通過步進電機來驅動基表指針，

也可以利用LCD液晶屏直接顯示圖形或文字信息。同時他還有智能處理單元，可以與汽車其它控制單元交互信息。

汽車儀錶的功能就是獲取需要的數據並採用合適的方式顯示出來。以前的儀錶一般限制在3~4個量的顯示和4~5個警告功能，現在新式儀錶則達到有約

15個量顯示和約40個警告監測功能。不同的信息由不同的獲取方式和顯示方式，目前新式儀錶信息獲取方式主要有三種：通過車身匯流排傳輸；通過A/D採樣轉化；通過IO狀態變化獲取。

對於顯示方式，主要有五種方式：

1、通過驅動步進電機帶動執政轉動；

2、通過點陣LCD顯示屏顯示圖形或數字信息；

3、通過段式LCD屏或數碼管顯示；

4、通過LED燈的開關顯示；

5、通過蜂鳴器的不同鳴音指示當前狀態。

根據以上要求，本文涉設計的汽車儀錶盤幾點由MCU系統、步進電機驅動LED顯示、LCD顯示、報警功能、記憶功能、按鍵處理、LIN匯流排通信、低速容錯CAN匯流排通信以及電源供給等幾個方面構成。

傳統的車速表是機械式的，典型的機械式里程錶連接一根軟軸，軟軸內有一根鋼絲纜，軟軸另一端連接到變速器某一個齒輪上，齒輪旋轉帶動鋼絲纜旋轉，鋼絲纜帶動里程錶罩圈內一塊磁鐵旋轉，罩圈與指針聯接並通過遊絲將指針置於零位，磁鐵旋轉速度的快慢引起磁力線大小的變化，平衡被打破指針因此被帶動。這種車速里程錶簡單實用，被廣泛用於大小型汽車上。不過，隨著電子技術的發展，很多轎車儀錶已經使用電子車速表，常見的一種是從變速器上的速度感測器獲取信號，通過脈衝頻率的變化使指針偏轉或者顯示數字。

里程錶是一種數字式儀錶，它通過計數器鼓輪的傳動齒輪與車速表傳動軸上的蝸桿嚙合，使計數器鼓輪轉動，其特點是上一級鼓輪轉一整圈，下一級鼓輪轉1/10圈。同車速表一樣，里程錶也有電子式里程錶，它從速度感測器獲取里程信號。電子式里程錶累積的里程數字存儲在非易失性存儲器內，在無電狀下態數據也能保存。

另一個比較顯眼的儀錶是轉速表。在國產汽車中，以前一般是不設置轉速表的，但近十幾年來各類型汽車都興起安裝轉速表，有些廠商還將它作為汽車檔次的配置內容。轉速表單位是1 /min×1000，即顯示發動機每分鐘轉多少千轉。轉速表能夠直觀地顯示發動機在各個工況下的轉速，駕駛員可以隨時知道發動機的運轉情況，配合變速器檔位和油門位置，使之保持最佳的工作狀態，對減少油耗，延長發動機壽命有好處。

轉速表一般設置在儀錶板內，與車速里程錶對稱地放置在一起。轉速表是按照磁性原理工作的，它接收點火線圈中初級電流中斷時產生的脈衝信號，並將此信號轉換為可顯示的轉速值。發動機轉速越快，點火線圈產生的脈衝次數越多，表上顯示的轉速值就越大。

轎車一般都是電子式轉速表，有指針式和液晶數字顯示式，表內有數字集成電路，它將點火線圈輸送過來的電壓脈衝經過計算后驅動指針移動或數字顯示。另外還有一種轉速表是從發電機取出脈衝信號送到轉速表電路解釋后顯示轉速值，不過因受發電機皮帶打滑等因素影響，數值不太精確。

儀錶板上機油壓力表、水溫表和燃油表都是直接與發動機工作有關的儀錶，它們各自都有相應的感測器將監察對象的信息反映在儀錶上。

機油壓力表是顯示機油壓力的儀錶，單位是kPa(千帕)。機油壓力表感測器是一種壓阻式感測器，用螺紋固連在發動機機油管路上。由機油壓力推動接觸片在電阻上移動，使阻值變化從而影響到通過儀錶到地的電流量，驅動指針擺動。由於機油壓力有一定的壓力範圍，為了清晰明了，有許多汽車的機油壓力表用指示燈表示，如果發動機運轉時它仍然亮著，就表示發動機潤滑系統可能不正常了。

水溫表是顯示冷卻水溫度的儀錶，單位是℃(攝氏度)。它的感測器是一種熱敏電阻式感測器，用螺紋固定在發動機冷卻水道上。熱敏電阻決定了流經水溫表線圈繞組的電流大小，從而驅動表頭指針擺動。以前汽車發動機的冷卻水都是用自來水來充當，很多汽車發動機冷卻系統都用專門的冷卻液，因此也稱為冷卻液溫度表。

燃油表是顯示油箱內的油量的儀錶，單位是L(升)，指針指向“F”，表示滿油，指向“E”，表示無油；也有用1/1、1/2、0分別表示滿油、半箱油和無油。燃油表內有兩個線圈，分別在“F”與“E”一側，感測器是一個由浮子高度控制的可變電阻，阻值變化決定兩個線圈的磁力線強弱，也就決定了指針的偏轉方向。

水溫表和燃油表也有用指示燈表示的，水溫指示燈亮表示水溫偏高，燃油指示燈亮表示燃油已近低點，作為輔助性提醒。

充電錶顯示發電機與蓄電池之間的充放電狀態，有電流表和電壓表之分。以前的汽車多數是用電流表，它有一塊永久磁鐵，使固定在支點上的指針保持中間位置，有線圈環繞在支點周圍，當有電流通過線圈時會感應出磁場，指針在磁場作用下左右擺動，擺動方向決定於電流流經線圈的方向。因此電流表串聯在蓄電池與發電機之間，當發電機向蓄電池充電時，儀錶顯示正(+)極，若蓄電池向負載放電量大於發電機的充電量，則顯示負(-)極。由於電流表接線柱承受電流比較大，不太安全，當發動機運轉時，充電燈接地線路聯通，充電燈發亮；當發動機未運轉時，充電燈接地線路被斷開，充電燈熄滅；如果充電燈仍然亮時，說明充電系統有故障。

車速里程錶及報警裝置

車速里程錶是由指示汽車行駛速度的車速表和記錄汽車所行駛過距離的里程計組成的，二者裝在共同的殼體中，並由同一根軸驅動。

車速表是利用磁電互感作用，使錶盤上指針的擺角與汽車行駛速度成正比。在錶殼上裝有刻度的錶盤。

里程計是由若干個計數轉鼓及其轉動裝置組成的。為了使用方便，有的車速里程錶同時設有總里程計和單程里程計，總里程計用來記錄汽車累計行駛里程，單程里程計用來記錄汽車單程行駛里程。單程里程計可以隨時複位至零。

車速報警裝置是為了保證行車安全而在車速表內裝設的速度音響報警系統。如果汽車行駛速度達到或超過某一限定車速(例如100km/h)時，則車速表內速度開關使蜂鳴器電路接通，發出聲音報警。

機油壓力表及低壓報警

機油壓力表是在發動機工作時指示發動機潤滑系主油道中機油壓力大小的儀錶。它包括油壓指示表和油壓感測器兩部分。

機油低壓報警裝置在發動機潤滑系主油道中的機油壓力低於正常值時，對駕駛員發出警報信號。機油低壓報警裝置由裝在儀錶板上的機油低壓報警燈和裝在發動機主油道上的油壓感測器組成。

燃油表及低油麵報警

燃油表用以指示汽車燃油箱內的存油量。燃油表由帶穩壓器的燃油麵指示表和油麵高度感測器組成。

燃油低油麵報警裝置的作用是在燃油箱內的燃油量少於某一規定值時立即發亮報警，以引起駕駛員的注意。

水溫表及水溫報警燈

水溫表的功用是指示發動機氣缸蓋水套內冷卻液的工作溫度。

水溫報警燈能在冷卻液溫度升高到接近沸點(例如95～98℃)時發亮，以引起駕駛員的注意。

常用汽車的電氣儀錶主要有電流表、燃油表、水溫表及機油壓力表等。其作用是鑒測和指示各有關部分的性能和狀態，為正確使用和維修發動機提供依據和指南。為保證各儀錶能正常工作，準確指示各有關部分的性能和狀態，必須對其正確使用和及時維護保養

2007年中國汽車電子市場依舊保持較高增長速度，增長率達33.4%，該速度高於汽車產量增速。其中，車載信息系統成了汽車電子市場增長的引擎，也是今後的熱點。此外，隨著消費者對安全性的關注日益提高，EPS、TPMS、雷達測距等一系列安全技術將得到廣泛的應用。汽車應用越來越廣泛，決定了MCU的處理能力必須要提高，32位MCU逐漸登上了舞台。

預計在未來幾年內，中國汽車電子產品市場將在汽車產業發展的保障下穩步發展，各類汽車電子產品在汽車中的普及率將持續提高，預計到2010年，中國汽車電子產品市場規模將達到近2000億元。隨著中國未來汽車市場的快速發展和汽車電子的價值含量迅速提高，中國汽車電子產業將形成巨大經濟規模效應，汽車電子產品占汽車的成本將進一步提高。未來的汽車電子產品中，圍繞安全、節能、環保、舒適和娛樂等方面的元器件及其周邊產品將發展最快。中國消費者對車輛需求的增加、網路在車輛中的高速發展、安全與防盜需求的增加、機械系統與電子系統之間的轉換以及動力總成方面性能的提高，都進一步推動了中國汽車電子產品市場的發展。

發動機水溫表

發動機水溫表是監控發動機工作溫度的裝置。駕駛汽車時觀察水溫表是駕車的最基本的知識。

發動機性能良好的情況下。水溫表的指示規律：

(1)剛剛啟動發動機水溫表指針開始動一下。但是指針一般在低於40度以下。發動機運轉1分鐘左右指針開始慢慢向上移動。(當然，外界環境溫度不同，指針開始向上運動的時間是不一樣的。天氣溫度越低，指針開始運動所需要的時間越長)

(2)當指針移動到60度時，指針移動的速度明顯變緩，甚至保持在這個位置不動。

(3)這時汽車起步，一般行駛3-4公里。發動機水溫表指針逐步上升到80-90度位置時穩定不動(車輛水溫表大部分沒有具體的刻度，一般指針在表上刻度盤的中間位置，即為80度左右的位置)隨著車速的提高和行駛時間的延長。大約半小時后水溫表指針會稍微向上移動一點。但是在車速穩定的情況下，水溫表指針始終保持穩定。

(4)遇到紅綠燈時，在外界氣溫較高的情況下。會發現指針開始向上。甚至可以聽到發動機前端冷卻風扇開始工作的聲音。

不正常的現象：

(1)發動機啟動后，水溫一直上不來，也就是說，需要較長的時間才能上升到40度。而且駕駛中水溫表指針始終在60-70度或在1/4刻度的位置。一般在冬天更為明顯。這種情況下，一般是發動機節溫器工作性能下降。這種情況下，該車可能會出現動力不足和費油現象。但是一般不會對發動機造成損壞。

(2)發動機水溫上升很快，而且行駛10公里左右，水溫就達到接近刻度的紅線位置。這種情況下，發動機就處於高溫工作狀態。對發動機的危害極大。如果水溫在紅線以上工作，10分鐘左右發動機就可能報廢。所以，當發動機水溫過高時，嚴禁繼續行駛，必須停車，查明原因，排除故障后才能行駛。

發動機轉速表

該表反映發動機的轉速的高低。

正常顯示：車輛剛剛啟動時，一般轉速表指示轉速為1500-1700轉/分鐘。

1-2秒後轉速迅速下降至1100轉/分鐘左右後停留在這個轉速之下運轉。

15-20秒后，轉速表指示轉速繼續下降，但是轉速下降的速度明顯變緩。一般情況下1分鐘的時間，發動機的轉速下降至700-850轉/分鐘后保持穩定。(不同車型，轉速值會有不同，但是轉速變化的規律應該大致相同)。

發動機轉速表的工作狀態應該是隨油門大小的變化而變化。油門加大，轉速上升；油門減小，轉速下降；油門穩定，轉速穩定。任何情況下出現的轉速波動都是不正常的。雖然一些製造廠家的技術標準規定發動機怠速有上下50轉/分鐘的波動是正常的。但是在實際汽車的使用過程中，發動機怠速有50轉/分鐘的波動，往往該發動機已經存在故障的隱患。

汽車在平坦良好道路上，車速和發動機穩定轉速的關係：

汽車在車速40公里/小時，發動機轉速為1800-2000轉/分鐘。

車速在60公里/小時，發動機轉速在1900-2100轉/分鐘。

車速在80公里/小時，發動機轉速在2200-2400轉/分鐘。

車速在100-120公里/小時，發動機轉速在2500-2800轉/分鐘。

車速表

車速表用於指示車輛的行駛速度。車速表的精度主要受輪胎直徑的影響。例如：輪胎的磨損、輪胎的氣壓和輪胎的打滑等。

這裡我們主要關心的是汽車在行駛時，發動機轉速和車速之間的關係。上面我們講了穩定的車速和穩定的發動機轉速的關係。那麼，汽車在加速時發動機轉速和汽車車速的關係應該是怎樣的對應關係呢？例如：汽車從0-100公里/小時的加速過程中對應的換擋關係。

0公里/小時 發動機轉速800轉/分鐘

20公里/小時 發動機轉速2500轉/分鐘

40公里/小時 發動機轉速2400轉/分鐘

60公里/小時 發動機轉速2300轉/分鐘

80公里/小時 發動機轉速2150轉/分鐘

100公里/小時 發動機轉速2000轉/分鐘

汽車油位表

主要只是顯示汽油箱里的汽油量。這個表一般問題不大。值得注意的是當油表指針在最低紅線以下時，雖然汽車還能行駛30-40公里。但是建議朋友們不要等到油表指針到底或油位報警燈亮時再去加油。因為，汽車都採用電動油泵。油箱里的電動油泵在汽油量較少的情況下，自身的散熱效果差，會減少油泵的使用壽命。另外，一些朋友加油時，喜歡加滿后，再晃晃車身再多加一些汽油。這樣做不太好。如果油箱加得太滿，在汽車遇到高低不平和坡度較大的路面時，有可能會將液態的汽油吸入系統內而造成不必要的麻煩。

（一）拆線法

當汽車電器儀錶讀數異常，通過分析、推斷可能是感測器內部或感測器與指 示儀錶間的導線存在搭鐵故障時，常採用拆線法進行檢查。即通過拆除有關接線柱上的導線，來判斷故障的原因及部位。以電磁式燃油表為例，當感測器內部搭 鐵或浮子損壞，以及感測器與燃油表間的導線搭鐵時，無論油箱內油量多少，接通點火開關后，燃油表指針總指向“0”，此時可採用拆線法進行檢查。首先，拆下感測器上的導線，若此時燃油表指針向“I”處移動，則為感測器內部搭鐵或浮子損壞；若指針仍指向“0”，則應拆下燃油表上的感測器接線柱導線，若儀錶指 針向“I”移動，為燃油表至感測器間的導線搭鐵；若指針仍不動，則可能是燃油表內部損壞或其電源線斷路。

（二）搭鐵法

當汽車電器儀錶讀數異常，通過分析、推斷可能是感測器搭鐵不良或損壞，以及感測器與指示儀錶間的導線存在斷路故障時，常採用搭鐵法進行檢查。通過 導線將有關接線柱搭鐵，可判斷故障的原因及部位。接通點火開關后，對於電磁式燃油表無論油箱存油多少，燃油表指針均指向“I” ；對於雙金屬片式燃油表，燃油表指針則均指向“0” ，以上情況均說明相應 儀錶感測器可能搭鐵不良、損壞，或者是感測器與指示儀錶間的導線存在斷路故 障，此時，可利用搭鐵法進行檢查。首先，將感測器與導線相連的接線柱搭鐵，若指針轉動，說明感測器損壞或搭鐵不良；若指針不轉動，可用導線將指示儀錶 上接感測器的線柱搭鐵，若指針轉動，則為感測器與指示儀錶間的導線存在斷路 故障；若指針仍不轉動，則說明指示儀錶內部損壞或其電源線斷路。

（三）短接法

在其它電器儀錶工作均正常、只有與穩壓器相連的儀錶（如燃油表、電磁式水溫表等）不工作時，可利用短接法進行檢查。用導線將穩壓器的輸入、輸出端短接，這時與穩壓器相連的儀錶指針若立即偏轉，則為穩壓器內部存在故障。