第十一章电子仪表系统

电子工业出版社2012通用车系维修体验第十一章电子仪表系统

汽车维修体验丛书22第十一章电子仪表系统第一节电子仪表系统的类型及其结构特点第二节电子仪表系统维修体验33第一节电子仪表系统的类型及其结构特点一、电子仪表系统的类型上海通用轿车仪表一般采用电子组合仪表，组合仪表包括仪表、警告灯和指示灯。仪表主要有车速表、转速表、冷却液温度表、燃油表、里程表等；警告灯主要有燃油警告灯、发动机警告灯、驻车制动警告灯、ABS警告灯、SRS警告灯、ESP警告灯、机油警告灯等；指示灯主要有左转向信号指示灯、右转向信号指示灯、远光指示灯、雾灯指示灯、小灯指示灯等。1、车速里程表用于指示汽车行驶速度和累计行驶里程。车速传感器检测出变速器输出轴转速并输入ECU，再由ECU通过数据传输线输入一表内电子控制电路。经整形后输出一个与车速成正比的电流信号，经车速表指示出相应的车速值。2、燃油指示表指示燃油箱内储存的燃油量，由燃油指示表和燃油发动装置（传感器）组成。传感器由一滑动电阻组成，通过燃油箱浮子带动滑动电阻的变化，将燃油量的变化转化为电信号。

44第一节电子仪表系统的类型及其结构特点3、转速表指示发动机转速。根据来自ECU发送的发动机转速信号，通过转速表显示出来。4、温度表指示发动机冷却液温度。根据来自ECU发送的发动机冷却液温度信号，通过温度表显示出来。

55第一节电子仪表系统的类型及其结构特点二、电子仪表的结构特点1、仪表显示器仪表显示装置应满足汽车在各种苛刻运行环境下均能可靠工作的要求。通常要求其寿命与一个汽车大修期（约10年）相适应。显示装置可分为发光型和非发光型两类。发光型显示装置本身将显示发光了的图形、数字，如LED（发光二极管）、VFD（真空荧光显示器）、CRT（阴极射线管）、CCDT（冷阴极放电管）、PDP（等离子显示板）、EL（场效发光管）等。非发光型显装置指需要另外光源照射，才能显示图像的显示装置，如LCD（液晶显示器）。

（1）发光二极管（LED）发光二极管是一种固态发光元件，体积小，结构简单，耐用，使用寿命可超过5万小时，因此应用广泛。发光二极管的结构如图11-1所示，为特殊半导体材料作成的PN结，当PN结空穴从P区流向N区和电子从N区流向P区时，电子从导带跃迁到价带与空穴产生复合结，并放出能量，从66第一节电子仪表系统的类型及其结构特点而发出一定波长的光。发光二极管的外加电压较低，但发出的光相当亮。由于发光二极管的正向电阻很小，因此必须使用串联电阻器，以限制其电流。当以1.5～2.0V的正向电压加到二极管上时，二极管导通。二极管的光线辐射形状取决于管壳的材料，若管壳是透明的，二极管的光辐射角度很小；当管壳半透明时，光线散射，其辐射角较大。由于管壳起到透镜的作用，因此可利用它来改变发光形式和发光颜色，以适应不同的用途。单个PN结用环氧树脂封装成半导体发光二极管，多个PN结可按特点、段式或矩阵式封装做成半导体数码管和点阵显示器。

77第一节电子仪表系统的类型及其结构特点二极管的发光强度取决于通过二极管的结电流的大小。二极管发出红色光7000～9000Å，其相应色泽从粉红到栗色。如在砷化镓中掺入杂质，还可使二极管发出黄光、绿光。常用的有红色、橙色、黄色和绿色。当以反向电压加到二极管上时，二极管截止，不再发光。它能在极短的时间（0.5ms）内通断。发光二极管还常用作汽车仪表上的警告指示灯。发光二极管的缺点：其通过调制二极管电流调制光的输出，亮度较强时，需要相当大的电流，功率消耗较大；亮度较低时，在阳光的直射下很难辨认，且难以实现大显示器显示。（2）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，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而容易震碎。

88第一节电子仪表系统的类型及其结构特点真空荧光显示器由真空玻璃盒、热阴极、栅极和荧光屏组成，如图11-2所示。恒定电压作用于阴极（或灯丝）上，当它被加热到600℃左右，其表面释放出热电子，因栅网和阳极都有较高的正电位，因而使自由电子加速，通过栅网射向阳极。阳极上的荧光物质因电子冲击而受激发光。阳极由不同的笔划段组成，在数字电路的开关控制下能显示不同字母和数字。真空荧光显示器显示图形有两种方式，即7笔划段和14笔划段，14笔划段能显示全部字母和数字。

99第一节电子仪表系统的类型及其结构特点（3）液晶显示器（LCD）液晶是一种有机化合物，在一定温度范围内，既具有液体的流动性，又具有晶体的某些光学特性。液晶显示器是一种被动显示装置，具有显示面积大、耗能少、显示清晰、通过滤光镜可显示不同颜色、在阳光直射下不受影响等特点，应用十分广泛。液晶显示与发光二极管、真空荧光显示的主要区别是发光二极管和真空荧光显示在电源的作用下自己能发光，液晶显示本身不能发光，只能起到吸收、反射或透光的作用，因此液晶显示装置需要日光或某种人造光线作为外光源。液晶显示本身没有色彩，只是靠液晶元件后面的有色透光片形成色彩，透光片通常采用荧光液着色，当光线通过时能形成所需要的色彩。液晶显示利用偏振光的特性成像。正常的光线包括多平面振动的波，如果让光通过一个有特殊性能的偏振滤波物体，则只有与滤波器轴同一平面的振动电波能够通过，其余大部分波受阻不能通过。

1010第一节电子仪表系统的类型及其结构特点液晶显示板的结构如图11-3所示，前玻璃板的内表面涂有几层金属，用于显露符号笔划的形状，后玻璃板上也涂有金属。金属层均为导电透明的材料，兼做电极。玻璃板中间夹着长杆状向列型分子组成的液晶，厚度为10μm，四周密封。两块玻璃板的外侧为两块偏振滤波片，它们的轴成90°，上面装有电源接头和通往每个笔划的接头。当低频电压作用于笔划段上时，它受激而成为受光体或透光体。液晶显示装置可分为动态散射、扭曲向列和二向色三种类型，目前汽车上广泛采用的是扭曲向列液晶显示装置。

1111第一节电子仪表系统的类型及其结构特点2、风窗玻璃映像显示上海通用汽车装配了风窗玻璃映像显示系统，即将仪表显示部分在风窗玻璃处成像，其目的是为了缩短驾驶员视线移动和调焦时间，有利驾驶安全。风窗玻璃映像显示亦称为“抬头显示”技术（HeadUpDisplay，简写HUD）。该技术最先是为战斗机驾驶员开发的。为最大限度缩短驾驶员对仪表的视认时间，通过合成器将前方景况和仪表的半透明反射板的图像，通过透镜系统在无限远处成像，大大地缩短视线转移和调节焦点的时间，提高驾驶员在复杂的战斗中获取相关信息的速度。利用该技术，汽车的挡风玻璃下方仪表板里的显示器发光，光线经有反射性能的挡风玻璃内侧薄膜反射板处理，在汽车前方形成显示虚像。为适应对汽车前方景况变化复杂的辨识需要，挡风玻璃的透光率不得少于70％，利用全息图形技术能充分利用挡风玻璃有限的反射率，满足仪表图像辨识的要求。在图像干涉板上同时照射不同相位的光线，形成明暗不同的干涉条纹，称为全息图像。对全息图像照射，干涉条纹反映衍射波长的选择性，并且具有透镜和凹面镜的效果。

1212第一节电子仪表系统的类型及其结构特点

图11-4为全息图像式HUD的组成和映像显示。LCD与卤素灯组成的显示器A，其显示的图像经镜片B和C作用从水平方入射到全息图像D上，只有特定的绿光才能在全息图像板上反射至挡风玻璃合成器E上，在汽车前方形成虚像。由于全息图像的凹面镜效应，显示的虚像被放大，易辨识。成像位置处于驾驶员正面左侧8°左右，高度在发动机罩前端附近，不会产生障眼感觉。为满足不同驾驶员的视力和习惯，全息图像还能通过电机对虚像位置进行调节。

1313第二节电子仪表系统维修体验案例1别克世纪轿车仪表间歇性失灵1.故障现象一辆别克世纪轿车在行驶过程中，仪表的各类指示表突然失效，警告灯和指示灯熄灭。2.故障原因（1）仪表系统线路故障；（2）仪表控制系统故障。1414第二节电子仪表系统维修体验3.故障诊断与排除

1515第二节电子仪表系统维修体验专家点评

维修经验表明，动力系统控制模块的针脚容易回缩，其主要原因是针脚卡位设计得不够可靠。在拔、插线束插头的过程中，针脚受到阻力后会后退，造成相关线路连接不良，出现某些奇怪的故障现象，例如发动机启动困难、加速无力、发电机不工作等。

1616第二节电子仪表系统维修体验案例2别克GL8轿车燃油表工作异常1.故障现象2000款别克GL8轿车配置3.0L发动机，4T65E型自动变速器。打开点火开关之后，仪表的燃油表指针从最低点升到最高点，停顿一会儿后，燃油表指针又会落到最低点。启动车辆后，燃油表指针没有反应。2.故障原因（1）燃油油位传感器或其线路故障；（2）仪表系统故障。1717第二节电子仪表系统维修体验3.故障诊断与排除

1818第二节电子仪表系统维修体验案例3赛欧1.6L轿车时钟／温度显示器背景照明始终亮1.故障现象一辆赛欧1.6L轿车已行驶里程20054km，位于收放机和空调控制面板之间的时钟／温度显示器背景照明始终亮，不论钥匙在任何位置或拔下，正常情况下只有当钥匙位于ON和START时，背景照明才亮起，其他状态下熄灭。2.故障原因（1）仪表系统线路故障；（2）发电机工作不良。3.故障诊断与排除1919第二节电子仪表系统维修体验

第二节电子仪表系统维修体验202121第二节电子仪表系统维修体验专家点评

电路分析是维修汽车电器电子设备主要方法之一，要求维修人员熟悉掌握各电器电子元件的工作原理，从而分析各电路的工作特点，寻找故障点。

2222第二节电子仪表系统维修体验案例4陆尊3.0L轿车仪表无背景灯1.故障现象一辆陆尊3.0L轿车已行驶里程6084km，仪表无背景灯。2.故障原因（1）前照灯开关工作不良；（2）背景灯线路故障。2323第二节电子仪表系统维修体验3.故障诊断与排除

2424第二节电子仪表系统维修体验案例5凯越1.6L轿车事故修复后组合仪表工作失常，引起液晶显示乱码1.故障现象一辆2003款凯越1.6L手动挡轿车，由于交通事故引起左前部严重受损，进行了维修。当时蓄电池被撞碎，左前部线路也被撞毁，电路部分只是在外部作了一下检查，就开始了维修工作。当维修工作接近尾声时，起动车进行测试灯光、空调等电路，正常。在检查中发现喇叭不响，仪表里面的液晶出现乱码故障。具体现象是里程数位置出现类似于英文的字母，在显示挡位的位置出现PRND这样的字母重合显示的现象。

2.故障原因（1）仪表系统线路故障；（2）总线系统故障；（3）组合仪表故障。

2525第二节电子仪表系统维修体验3.故障诊断与排除

2626第二节电子仪表系统维修体验专家点评

汽车维修是以原厂维修资料为准则，因此，各维修厂应该设法购买原厂维修资料，另外，维修人员应掌握电器电子设备的工作原理与维修方法，方能快速准确的查找故障点。

2727第二节电子仪表系统维修体验

2828第二节电子仪表系统维修体验案例6凯越1.6L轿车燃油表不工作1.故障现象一辆凯越1.6L轿车，行驶里程1151km，燃油表不工作。2.故障原因（1）燃油油位传感器或其线路故障；（2）仪表系统故障；（3）发动机系统故障。2929第二节电子仪表系统维修体验3.故障诊断与排除

3030第二节电子仪表系统维修体验

3131第二节电子仪表系统维修体验专家点评

发动机控制模块(ECM)的K5l脚输出5V电压，同时此脚又是燃油信号检测端。5V电压经传感器电阻后，由ECM的K34脚提供搭铁。油面高时电压低，油面低时电压高。组合仪表B3脚向ECM的K30脚提供频率为128Hz、幅度为5V的方波信号，由ECM控制方波的占空比，即控制搭铁时间，也就控制了此端的平均电压。油面高时，平均电压低；油面低时，平均电压高。如果K30端连线断路或接地，燃油信号变为最大或0，燃油表不确认，也不动作。

3232第二节电子仪表系统维修体验案例7别克林荫大道3.6L轿车车门指示灯常亮1.故障现象一辆别克林荫大道轿车，装备3.6LLY7发动机，累计行驶2.1万km，驾驶员反映，该车已经因此分别更换过右前及两后门的3个门锁，但故障未能排除。2．故障原因前门线束与车身线束连接器接触不良。3.故障诊断与排除3333第二节电子仪表系统维修体验

3434第二节电子仪表系统维修体验

3535第二节电子仪表系统维修体验专家点评

为什么前照灯点亮时该故障不显现，应该与BCM内部的逻辑电路信号发生干扰有关，后来又发现同样症状的几辆轿车，用同样的处理方法都能很快得到解决。

3636第二节电子仪表系统维修体验案例8君威2.5L轿车发动机故障指示灯报警，仪表灯闪亮1.故障现象一辆上海通用君威2.5L轿车在行驶中声响警告报警，并伴随发动机故障指示灯(SERVICEVEHICLESOON和SECURITY)闪亮，转速表、里程表、水温表、燃油表指针上下摆动。此现象没有规律，有时候很频繁，有时候周期又很长。2.故障原因（1）燃油油位传感器或其线路故障；（2）仪表系统线路故障。3.故障诊断与排除3737第二节电子仪表系统维修体验

3838第二节电子仪表系统维修体验

3939第二节电子仪表系统维修体验专家点评

一个小小的搭铁线，使得维修工作绕了一大圈。今后在维修电气系统时，不仅要熟悉各种系统结构、原理和灵活运用故障诊断仪，同时不能忽略一些常规检查，以免在维修过程中走不必要的弯路。

4040第二节电子仪表系统维修体验案例9君威GS轿车仪表挡位显示不全1.故障现象一辆上海别克君威GS轿车，当换挡杆位于R、N、D、3时，仪表板上无挡位显示，位于P、2、1时，仪表板上有相应的显示。2．故障原因（1）挡位开关内部故障；（2）挡位开关插头接触不良。3.故障诊断与排除4141第二节电子仪表系统维修体验

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