组合仪表的发展及常见故障分析.ppt

组合仪表的发展及常见故障分析 一、组合仪表的概念 组合仪表是人和汽车的交互界面，为驾驶员提供所需的 汽车运行参数（如车速、发动机转速、发动机温度、油箱内 的燃油量等）、故障（如发动机故障、制动系统故障、发电 机充电故障等）、里程等信息，是每一辆汽车必不可少的部 件。仪表显示的直观与美观使得驾驶不但是代步之必需，也 成为舒适生活的一部分，而参数传递的准确与可靠性则直接 关系到汽车行驶的安全。现代组合仪表最突出的特点是功能 的模块化，通常要组装一块仪表，只需将几个功能模块在定 制PCB的基础上联合起来，就可以得到一个完整的系统。目前， 汽车组合仪表以指针式仪表为主，各个表头（最常见的有车速 表、转速表、温度表、燃油表）都是独立的模块，提示/报警 指示灯由PCB板上的灯泡或者发光二极管实现。 组合仪表上显示的数据、信号来源及显示方式如下表： 二、组合仪表发展阶段 我们可以根据指针的驱动方式、信号的传输方式对组合 仪表的发展进行分段： 三、电子式组合仪表 1、硬件 （1）电源芯片：将点火开关电源稳压到5±0.1V，为主芯片 提供工作电源。 例：电源芯片TLE4275,驱动电流可达到500mA。 （2）输入电路（信号采集电路）； ①车速、转速信号采集电路 ·其中C1—1000pF的电容主要是考虑到ESD（电磁冲击）； ·C6—0.01μF是滤波电容，需要根据信号的有效频率进行调整， 可从0.01μF～470pF； ·R13—100K电阻是保证当输入信号是高电平时，A点电压在 3.5～5V。 ②水温、油量信号采集电路 其中100K的电阻是当Rx开路、IGN加载到MCU上时，对MCU的保护，由MCU能够承受的漏电流值决定； 避免IGN对采样值影响的办法： V2=A*VDD，V1=B*VDD （4）驱动电路（此部分电路可集成在主芯片中）：主要是 驱动步进电机。 （5）内部照明电路 针对指示灯电路，将根据试验验证是否需要增加分流电阻、 和抗干扰电容，如下图： （2）步进电机一般有3种回零：上电300度回零、点火开关 从ON→OFF回零、无信号回零。 （3）指针从满刻度回到零刻度的时间一般设定为3～5s； （4）程序对步进电机的控制： ①指针从一个刻度运动到另一个刻度并不是匀速的，而是一个减速 运动状态。离目标刻度越远速度越快，离目标刻度越近速度越慢。 例：转速表指针从1000转/分运动到2000转/分 ②软件滤波 步进电机走12步对应指针运动角度为1°。 ③指针的响应速度 步进电机的运行是依靠单片机提供脉冲给它，单片机对其输出 脉冲并不是连续不断地一直输，而是输出一些脉冲后停一段时间： 四、解决常见故障及分析相关问题 1、在行车过程中出现四个表头指针回零（仪表自动复位）、 四个表头指针停在某一刻度不动（仪表死机）的问题（点火 开关回到OFF档，再重新上电，仪表又正常工作）。针对此 现象，问题一般都是组合仪表的电源受到了干扰。为此，我 们用实车进行过测试、研究以及验证。组合仪表有两个电源， 蓄电池电源（以下简称A电源）和点火开关电源（以下简称B 电源）。下面我们就一起来看一下出现仪表自动复位或死机 的车上组合仪表两个电源的波形和我们的改进措施。 ⑴原车组合仪表 ①用示波器测量A电源波形，检查A电源是否受到干扰： ②用示波器测量B电源波形，检查B电源是否受到干扰： 起动发动机，怠速 示波器红笔接B电源 “+”、黑笔接车身 “-”： 我们将增加了电容的组合仪表装到原车上进行验证： 起动发动机，怠速： 测A电源波形： 测B电源波形： 2、车速指示偏大或偏小 车速指示根据汽车行业标准规定是只能正公差而不能负 公差的，且对正公差有范围规定。车速指示不准，一般来说 有两种可能：第一是车速传感器故障，其输出的脉冲数与实 际车速不符（一般是漏掉脉冲导致车速指示偏小），可以用 示波器进行测量。如证明是车速传感器故障就将其更换；第 二是公式计算的车速表速比与实际速比存在偏差，解决此问 题的办法是将车用轮毂试验台进行车速校验，根据车速的指 示来调整单片机中速比这个参数。 3、水温、燃油量指示不准此问题的出现一般是有两种可能： 第一是水温或燃油传感器故障，可对传感器进行单体测试， 校验其各个检测点是否符合标准。如不符合，则更换传感器 即可；第二是组合仪表地与传感器地之间存在压差，故我们 建议组合仪表与传感器共地。 4、提示/报警指示灯不亮 此问题的故障一般有三种：第一是线束故障，出现断路； 第二是发光二极管坏掉；第三是发光二极管前端的限流电阻 损坏，仪表内部断路。将组合仪表不亮的指示灯引脚直接接地 或电源，如灯亮说明是仪表外部线路故障只能通过检查线路来 排除故障，如灯不亮说明是仪表内部故障需要更换组合仪表。 5、