汽车电子技术电子教案--CHAPTER7

1、北京航空航天大学 汽车工程系 徐向阳CHAPTER 7 信息与通讯CHAPTER7.1 数字式仪表一、数字仪表及其显示装置1、传统仪表特点 机械式或电气机械式，通过指针可刻度盘模拟显示，信息量小、准确率低、体积大、可靠性差，视觉特性不好，易使驾驶员疲劳。2、智能化数字仪表特点 集感觉、识别、情况分析、信息库、适应和控制六大功能为一体，提供行驶信息、保障安全驾驶的智能化系统3、仪表显示装置光源：发光二极管（LED）、真空荧光显示（VFD）、液晶显示（LCD）、阴极射线管（CRT）、平面发光和投影显示。显示方式：数字式、图形或指针模拟北京航空航天大学 汽车工程系 徐向阳CHAPTER 7.1北京航

2、空航天大学 汽车工程系 徐向阳CHAPTER 7.1二、几种常见的数字仪表1、速度表系统构成：原理：计算固定时间内传感器输出的脉冲数量，或测量固定脉冲周期所用时间。带有MER（磁性电阻元件）车速传感器：北京航空航天大学 汽车工程系 徐向阳CHAPTER 7.12、里程表作用：用于累计、储存和显示汽车所走过的路程。通过检测车速传感器所产生的脉冲数信号来计算并存储汽车所走过的里程。3、发动机速度表原理：通过发动机点火线圈的前沿触发信号来测量（脉冲信号的时间倒数正比与发动机转速）。为减少误差，通常采用四个周期的平均来计算。 T = （T1+T2+T3+T4）/4 n = K(1/T)北京航空航天大学

3、 汽车工程系 徐向阳CHAPTER 7.14、燃油计系统构成：原理：浮子随燃油液面的升降，带动浮动臂使接触片在电阻上滑动，从而检测回路产生不同的电信号。北京航空航天大学 汽车工程系 徐向阳CHAPTER7.2 综合信息系统1、显示设备 CRT或彩色LCD，采用控制开关或触摸屏幕操控。2、提供的主要信息（1）地图信息（2）行程信息（3）维修信息（4）日历（5）空调信息（6）音响系统信息（7）电视广播（8）电话信息（9）后视照相机信息北京航空航天大学 汽车工程系 徐向阳CHAPTER7.3 定位导航系统 导航系统的基本功能包括推算轨迹、地图匹配和GPS接收定位等。轨迹推算由内置的罗盘和车轮转速传感

4、器获得汽车的相对位置和方向，地图匹配则对轨迹推算所用的路径和内存地图上的道路进行比较，根据汽车所行驶过的轨迹，即可在地图上定位。北京航空航天大学 汽车工程系 徐向阳CHAPTER 7.3一、自主导航1、罗盘传感器作用：借助罗盘传感器检测地球的磁场，以确定汽车的行驶方向。结构：由一个激励线圈和两个垂直的线圈缠绕在具有高磁通率的圆环磁铁上组成原理：激励线圈加载交流电时，磁场中心的磁力线发生变化，在感应线圈中产生感应电压。没有外部磁场时，磁力线的变化如图，因为在磁场中心产生的电压S1和S2极性相反，形成的磁力线互相抵消。当外部磁场加在输出线圈右角时，与磁化电流磁场发生重叠，使磁力线不对称，输出的电压

5、随差值成比例变化，当外部磁场H以 角加载时，输出线圈的电压变化为 VX=KHcos , VY=KHsin , =acrtan(VY/VX)北京航空航天大学 汽车工程系 徐向阳CHAPTER 7.32、车轮转速传感器北京航空航天大学 汽车工程系 徐向阳CHAPTER 7.33、陀螺仪 使用陀螺仪测定汽车转弯角速度是确定汽车行驶方向的另一种方法。陀螺仪结构形式很多，汽车导航系统通常使用气流率和光导纤维式。 气流率陀螺仪利用气泵压出氦气，并使气体通过装有两个加热金属线圈的检测器。北京航空航天大学 汽车工程系 徐向阳CHAPTER 7.34、轨迹推算目的：确定汽车距出发点的位置，汽车行驶方向则由罗盘测

6、得。北京航空航天大学 汽车工程系 徐向阳CHAPTER 7.34、地图匹配目的：比较轨迹推算得出的路径和地图上的道路形状，确定汽车所行驶的实际道路。匹配计算原理：导航系统通过搜寻并根据推算确定汽车附近位置路面所能利用的道路，然后将推算的路径和所确定道路形状进行比较，相匹配后根据选定的道路按行驶路程来确定汽车当前位置。当汽车行驶到叉路口时，要按行驶方向来选择道路。北京航空航天大学 汽车工程系 徐向阳CHAPTER 7.3一、GPS导航作用：可向飞机、轮船、车辆或其他物体提供全球三维位置、速度和时间。分类：P码和A/C码。P码：美国军方使用，精度为10米左右；A/C码，供民用并向全世界免费开放，精

7、度为100米左右，可提高到15米左右。1、GPS系统组成（1）空间部分（导航卫星） 24颗（3颗备用）高度为20200KM，分布在6条近地轨道，每条4颗，运行周期为11小时58分。保证任何地区、时刻不会少于4颗卫星可供观测。以GPS时为基准向地面发送星历，并作为精密测距的基础。导航卫星发射机以L波段双频1575.4MHz和1226.60MHz发射导航信号。物体位置的确定通过测量电波由卫星至接收机的传播时间来进行。理论上，当接收机接收到3颗卫星信号时，就可以测出接收机在地球上的位置。第4颗卫星用来作双重检验。北京航空航天大学 汽车工程系 徐向阳CHAPTER 7.3（2）地面站 地面站包括一个主

8、控站、四个监测站和一个注入站主控站：控制地面站工作。主要职能是根据各监测站送来的信息计算各卫星的星历和卫星时钟的修正量，按规定的格式编制成导航电文，供注入站注入卫星监测站：为无人数据采集中心，在主控站的控制下跟踪接收卫星发射的L波段双频信号，并通过环境数据传感器收集当地的气象数据，由信息处理机处理收集到的全部信息，并传送给主控站。注入站：当卫星通过其时界时，注入站用S波段载频将导航信息注入卫星。另外负责检测注入卫星的导航信息是否正确。（3）用户设备 用户设备包括全向圆极化天线、接收机、微处理器、控制显示设备等。统称为GPS接收机。2、导航原理工作原理主要包括：伪距测量、定位计算、最佳导航星选择算法和导航算法。北京航空航天大学 汽车工程系 徐向阳CHAPTER 7.3北京航空航天大学 汽车工程系 徐向阳CHAPTER 7.33、汽车上使用的GPS 系统由车载部分和主控中心部分组成，两部分之间通过无线电通讯。车载部分：GPS接收机、调制解调器及电台。GPS接收机接收C/A码，调制解调器用来控制GPS接收机的数据采集工作并将数据信息转换成模拟信号再通过电台发往主控中心