《汽車舒適與安全系統(tǒng)檢修》項目七

汽車舒適與安全系統(tǒng)檢修項目七汽車音響與導航系統(tǒng)的檢修一、汽車音響系統(tǒng)的認知

1．汽車音響系統(tǒng)的主要特點

汽車音響與家用音響相比，主要有以下幾方面特點。

（1）外形體積受到限制。

汽車音響（一般指機頭或主機）的體積用DIN（DIN指汽車中控臺預留給汽車電氣的標準安裝空間）表示，其規(guī)定尺寸為：183mm（長）×50mm（高）×153mm（深）。DIN的兩種方式含義如下所述。

1DIN：指一個標準空間（寬、高固定而深度不限），歐洲和中國車型一般采用此標準。

2DIN：指1DIN的2倍空間，它的高是1DIN的2倍，日本和美國

車型一般采用此標準。

由于安裝空間有限，汽車音響一般使用高密度貼裝元件，所以常采用多層立體裝配結構。一、汽車音響系統(tǒng)的認知

（2）元器件性能要求高。

汽車在路面上行駛，音響必定會受到振動和沖擊。同時，它的安裝位置離發(fā)動機不遠，經(jīng)常在高溫條件下工作（溫度有時高達60℃），所以要求汽車音響中的元件焊接牢固，并能耐高溫。

（3）采用低壓蓄電池供電。

汽車音響一般用12V或24V蓄電池以負極接地形式直流供電。蓄電池在充電、負荷變化、環(huán)境溫度變化等情況下輸出的電壓不是很穩(wěn)定，一般在12～15V范圍內波動，這對音質影響很大，因此要求汽車音響具有穩(wěn)壓電路。由于汽車音響電源電壓不高，要得到大功率的輸出，一般只有通過降低揚聲器阻抗和將功放接成橋負荷（BTL方式）來提高輸出功率。一、汽車音響系統(tǒng)的認知

（4）抗干擾能力強。

汽車蓄電池的輸出電壓不是很穩(wěn)定，會給音響的收音帶來干擾。汽車音響中都裝有一個扼流圈或大電容來濾除這種干擾。氣缸高壓火也會通過空間發(fā)射電磁波來干擾音響，一般會采用鐵皮進行隔離。

（5）AM/FM接收靈敏度高，動態(tài)范圍大。

汽車音響對AM波段的接收靈敏度要求小于50μV，F(xiàn)M波段的接收靈敏度要求小于3μV。AM波段的自動增益控制（AGC）范圍要求大于40dB，且能承受1000mV大信號輸入而不產(chǎn)生阻塞失真。FM波段收音要求信號捕捉穩(wěn)定，接收靈敏度好，信噪比高等性能。一、汽車音響系統(tǒng)的認知

（6）配用功率大、阻抗小、體積小的揚聲器。

與汽車音響相匹配的揚聲器阻抗多為4Ω，口徑一般在10～15cm，按頻率可分為全頻、高頻、中頻、低頻揚聲器，功率為30～100W。揚聲器的引線很粗，接線柱采用鍍銀的銅制成，以降低接觸電阻，減少線路損耗。

（7）便于夜間操作。

夜間行駛時，汽車音響的按鍵能發(fā)出微弱的光，駕駛員在不開燈的情況下也能無誤操作。一、汽車音響系統(tǒng)的認知2．汽車音響系統(tǒng)的組成及工作原理

汽車音響系統(tǒng)一般由天線、接收裝置、聲場修正、可聽頻率增幅和揚聲器五部分組成，如圖所示。一、汽車音響系統(tǒng)的認知

1）天線

無線電廣播將聲音信號轉化為以電磁波為載體的電波，天線接收廣播電臺發(fā)射的電波，將信號送入調諧器輸入端，經(jīng)調諧器選擇所需的電波信號。汽車天線可分為在車身上伸出的金屬柱式天線和裝在車身內的玻璃天線兩種，如圖所示。其中，玻璃天線與后風窗玻璃安裝在一起，是在玻璃的中間層埋入0.3mm以下的細導線。（a）金屬柱式天線

（b）玻璃天線一、汽車音響系統(tǒng)的認知

2）接收裝置

汽車音響接收裝置包括汽車調諧器和汽車激光唱機等。

（1）汽車調諧器。

調諧器是把天線所獲得的電波進行增幅并從中選擇符合頻率要求的發(fā)射波，再從發(fā)射波（運載波的高頻部分）中將信號波（可聽頻率）分離取出。調諧器的工作原理如圖所示，點畫線所包圍的前端是進行運載波處理的部分。一、汽車音響系統(tǒng)的認知

①高頻放大與混頻電路對天線收到的弱電波進行處理，予以放大，與此同時，去除干擾波。混頻電路將運載波頻頻率f與本機振蕩頻率混合，以形成中頻頻率10.7MHz（調幅為465kHz）。

②中頻放大電路將10.7MHz（調幅為465kHz）信號進行放大至檢波、鑒頻所需電平。

③檢波、鑒頻電路可去除中頻放大后信號中的載波，以解析出立體聲導向信號（19kHz）和立體聲左、右聲道信號（L，R）的合成信號（L-R，L+R）。在沒有立體聲信號的情況下，從此電路送出單通道音頻信號。一、汽車音響系統(tǒng)的認知

（2）汽車激光唱機。

汽車激光唱機是目前比較流行的汽車音響，其優(yōu)點是音質好、噪聲低。

激光唱機基于脈沖編碼調制（PCM）技術原理而工作。PCM技術是先將模擬音頻信號用“模/數(shù)”轉換器轉變成“0”或“1”組成的二進制脈沖數(shù)字信號。光盤便是通過PCM技術將音樂信號進行數(shù)據(jù)記錄的密紋片。光盤所記錄的信號通過激光光電轉換器進行非接觸式讀出。激光頭對信號記錄部分的凹凸處不斷照射激光，利用光接收器轉換成數(shù)字電信號，并對轉換成的數(shù)字電信號進行“數(shù)/?！鞭D換并放大，從而恢復原來的音樂信號。一、汽車音響系統(tǒng)的認知

現(xiàn)代激光唱機是集激光、數(shù)碼和微電腦等最新技術為一體的新型唱機，它由唱盤系統(tǒng)、激光系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、信息存儲及控制系統(tǒng)等組成，其電路結構框圖如圖所示。一、汽車音響系統(tǒng)的認知

3）聲場修正

聲場修正按照車廂內聲場特性及聽者愛好，增強或減弱頻率帶，具有修正聲場的功能。其設有只允許通過特定頻率的濾波器和增幅控制電路，以提高車內音質。一、汽車音響系統(tǒng)的認知

4）可聽頻率增幅

可聽頻率增幅可以增強可聽頻率電信號的功率，加大揚聲器音量。放大器將各種節(jié)目信號進行電壓放大和功率放大，然后推動揚聲器發(fā)出聲音，其組成框圖如圖所示。一、汽車音響系統(tǒng)的認知

（1）前置放大器是連接信號源及控制信號的開關，并對各種節(jié)目進行必要的處理和電壓放大。前置放大器與信號源之間不是簡單的連接，其內部還要設置各種均衡電路，用于實現(xiàn)前后級的阻抗匹配和頻率補償。

（2）功率放大器主要對前置放大器送來的信號進行不失真的放大，形成強有力的功率信號去推動揚聲器的發(fā)生。

（3）環(huán)繞聲放大器能使聽眾更具有臨場感，使人在欣賞音樂時有被聲音圍繞的感覺。一、汽車音響系統(tǒng)的認知

5）揚聲器

揚聲器是最終決定車廂內音響性能的重要部件，其口徑大小和在車上的安裝方法、位置是決定音響性能的重要因素。為了在更寬闊的頻率域中獲得音響定位感和聲音擴展感的高品質音樂，車上最少要裝兩個或兩個以上的揚聲器，形成多揚聲器系統(tǒng)。這時，不是把相同特性的揚聲器加以組合，而是把揚聲器本身最佳的頻帶域的聲音進行再生，去除不需要的頻帶。二、汽車導航系統(tǒng)的認知

1．汽車導航系統(tǒng)的功能

1）導航功能

使用者在汽車導航系統(tǒng)上任意標注兩點后，導航系統(tǒng)便會自動根據(jù)當前的位置，為車主設計最佳路線。有些系統(tǒng)還有修改功能，假如用戶因為不小心錯過路口，沒有走導航系統(tǒng)推薦的最佳線路，在車輛位置偏離最佳線路軌跡一定距離后，導航系統(tǒng)會根據(jù)車輛所處的新位置，重新為用戶設計一條回到主航線的路線，或為用戶設計一條從新位置到終點的最佳線路。

2）電子地圖

汽車導航系統(tǒng)配有電子地圖，覆蓋全國各大省會甚至中小城市，可供駕駛員隨時查看目的城市的交通、建筑等情況。二、汽車導航系統(tǒng)的認知

3）轉向語音提示功能

若前方遇到路口需轉彎，導航系統(tǒng)會提前通過語音提示駕駛員，由此避免其錯過轉彎路口。

4）定位功能

汽車導航系統(tǒng)通過接收衛(wèi)星信號，定位出車輛所在的位置。若裝置內帶有地圖，便可在地圖上相應的位置標記出來。并且，汽車導航系統(tǒng)還可以通過GPS顯示車輛方向及車輛所在海拔高度等信息。

5）測速功能

汽車導航系統(tǒng)通過GPS對接收的衛(wèi)星信號的加以計算，測算出車輛行駛的具體速度。二、汽車導航系統(tǒng)的認知

6）顯示航跡

若去一個陌生的地方，GPS所帶的航跡記錄功能，可以記錄下用戶車輛行駛經(jīng)過的路線，誤差小于10m，甚至能顯示2個車道的區(qū)別。回來時，用戶可以啟動返程功能，便可順著來時的路線返回。

7）信息檢索功能

駕駛員可根據(jù)情況使用不同的檢索功能，快速將待查地點顯示在畫面上。

8）娛樂功能

汽車導航系統(tǒng)可以接收電視節(jié)目信號，還可以播放娛樂光盤。二、汽車導航系統(tǒng)的認知

2．汽車導航系統(tǒng)的結構與工作原理

汽車導航系統(tǒng)的定位原理如圖所示。內置的GPS天線接收到來自環(huán)繞地球的24顆GPS衛(wèi)星中至少3顆所傳遞的數(shù)據(jù)信息，由此測定汽車當前所處的位置。車載導航儀內部儲存有大量的電子地圖信息，通過GPS衛(wèi)星信號確定的位置坐標與此相匹配，便可確定汽車在電子地圖中的準確位置。二、汽車導航系統(tǒng)的認知

汽車導航系統(tǒng)主要由電子計算機、方位檢測設備、電子道路數(shù)據(jù)及顯示器組成，如圖所示。車輛前座中央裝有顯示器，可顯示道路地圖和其他有關交通信息等。車的前、后部裝有GPS接收天線，GPS接收器裝在后備箱內，地磁傳感器裝在車頂，在車輪上裝有車速傳感器，轉向機構上裝有轉向角傳感器等。有關信息經(jīng)導航微處理器統(tǒng)一管理，并可通過顯示器顯示。二、汽車導航系統(tǒng)的認知

汽車導航系統(tǒng)可為一輛以上的車輛提供其在地球表面上的導航，它可在任一給定時間內精確確定車輛在道路網(wǎng)中的位置。汽車導航系統(tǒng)可從以下三個基本的信息源獲得數(shù)據(jù)。

1）GPS接收

一臺GPS接收機被安裝在車上，接收高達11顆衛(wèi)星的信號。這些信號用來精確確定車輛的位置，但它可能遭受偶然的干擾，如壞天氣影響、隧道和建筑物遮擋、超寬帶無線電通信干擾等，為此通常采用航位推算導航（如慣性傳感器）或輔助定位技術作為GPS信號丟失時的補償，以使導航系統(tǒng)功能連續(xù)。二、汽車導航系統(tǒng)的認知

2）車載傳感器

車載傳感器通常包括測量轉彎速率的陀螺儀、輸出電子速度脈沖的測速計以及測量方向的羅盤。這些數(shù)據(jù)被用來進行航位推算，以便確定車輛相對道路的運動。

（1）地磁傳感器。

地磁傳感器感應元件是在高導磁性材料制成的磁環(huán)上繞制勵磁繞組，繞組在X和Y兩個正交方向上各繞兩個檢測線圈。無地磁場作用時，檢測線圈不產(chǎn)生電動勢；有地磁場作用時，便會產(chǎn)生電動勢。地磁方向與檢測線圈方向夾角不同，檢測線圈產(chǎn)生的電動勢也不同，這樣便可以確定汽車的行駛方向。二、汽車導航系統(tǒng)的認知如圖所示為地磁傳感器導向原理和導向系統(tǒng)電路簡圖。

（a）方向偏差指示的原理

（b）方位的判斷二、汽車導航系統(tǒng)的認知（c）地磁傳感器導向原理和導向系統(tǒng)電路二、汽車導航系統(tǒng)的認知

（2）陀螺儀。

陀螺儀根據(jù)其測定元件的不同，可分為慣性陀螺儀、氣流陀螺儀和光纖維陀螺儀。

慣性陀螺儀的高速旋轉體不受外力作用時，其軸線方向固定。陀螺由軸承懸浮成球形支撐在汽車車身上，汽車以一定橫擺角速度轉向，相當于在陀螺上作用了另一個旋轉運動，產(chǎn)生了科氏慣性力，利用科氏慣性力的大小和方向可以計算出汽車的行駛方向。二、汽車導航系統(tǒng)的認知

氣流陀螺儀是利用氣泵噴嘴噴出穩(wěn)定的氮氣流對兩根熱線的冷卻作用的差異，來測定汽車行駛方向的改變，其結構原理如圖所示。當汽車直線行駛時，噴出的氮氣流與兩根熱線平行，散熱能力相等，兩線無溫差。當汽車轉向時，由于噴出氣流的慣性，使得對兩根熱線的冷卻作用不同，測量兩根熱線的溫差便可以計算出汽車轉角。1—氣泵；2—氣流；3—熱線；4—振蕩器；5—電阻；6—放大器；A—傳感器；B—信號處理電路二、汽車導航系統(tǒng)的認知

光纖維陀螺儀的檢測原理如圖所示。光從光纖維線圈A點入射，經(jīng)向左、向右方向回轉傳播，光程相同時，兩方向同時經(jīng)過1個周期到達輸出的B點。當光纖維線圈有向右旋轉的角速度

時，則從A點入射的同一周期左右方向傳播的光程不同，右回轉傳播光程長，比較左回轉傳播過程，兩者相差一定角度。在原輸出B點測量兩方向傳到的光相位不同，測定兩束光干涉的強度，可以確定兩方向光的傳播時間差（相位差），從而計算出光纖維線圈（即汽車）的轉向角速度

。二、汽車導航系統(tǒng)的認知（a）原理

（b）相位調制方式的回路

光纖維陀螺儀檢測原理圖二、汽車導航系統(tǒng)的認知

3）導航地圖數(shù)據(jù)庫

導航系統(tǒng)通過GPS和車載傳感器所采集到的數(shù)據(jù)，利用地圖匹配進行處理，與存儲在數(shù)字地圖（GIS）數(shù)據(jù)庫中的地形數(shù)據(jù)進行比較。然后，系統(tǒng)對來自這些信息源中的所有信息進行運算，以便實現(xiàn)定位。采用這些技術的組合可使系統(tǒng)定位精度達到米級。以航空測量出的地形道路圖為基礎，將地圖涵蓋范圍按一定比例劃分成若干個區(qū)域，每個區(qū)域上標明道路走向和道路管理的相關信息。例如，日本全國按每區(qū)域縱橫約80km（經(jīng)度為1°，緯度為40′）劃分成一次網(wǎng)絡，每個方向劃分為縱橫約為10km的二次網(wǎng)絡，再進一步以縱橫各約1km的范圍劃分三次網(wǎng)絡（組成全國道路地圖數(shù)據(jù)）。全日本約有39萬個屬于三次網(wǎng)絡的區(qū)域。任務一汽車激光視聽裝置的檢修

1．汽車激光視聽裝置的檢修注意事項

檢修CD唱機等激光視聽設備，要特別注意以下幾個問題。

（1）拆卸、檢查和安裝中要特別注意保護鏡頭和精密機械部件，手不要觸及鏡頭透鏡，清洗鏡頭時注意不要讓棉紗和塵埃留在鏡頭上。

（2）在檢修時，絕對不能用眼睛直視激光光路來確定激光是否接通。眼睛應盡可能保持遠離激光拾音器30cm以上，以免造成對眼睛的傷害。任務一汽車激光視聽裝置的檢修

（3）注意防靜電。人體通常都帶有靜電，一般情況沒有什么危害，但激光音視設備中的IC均采用CMOS技術，其輸入阻抗很高，人手上的靜電碰上CMOS電極會產(chǎn)生較高的電壓擊穿電極，造成IC的損壞。對靜電最敏感的部件是激光拾音器，很容易因人體靜電而損壞。

（4）不要隨便調整電路板上電位器。在打開機蓋后，除非絕對必要，不應隨手調整電路主板上的調整電位器，因為這些調整電位器是在機器出廠時嚴格校對好的。

（5）在拆卸時要切斷電源，同時應防止振動和用力過大而使內部器件損壞。任務一汽車激光視聽裝置的檢修2．車用CD唱機常見故障的檢修步驟一般故障檢修步驟如圖所示。任務一汽車激光視聽裝置的檢修

3．CD唱機電路檢修

車用CD唱機常見的故障有：托盤不能開啟，激光二極管無輸出，唱片目錄不能正確讀出，激光拾音器聚焦不正確，激光拾音器跟蹤軌跡有誤，轉盤（唱機）電機轉動不正常及信號處理電路失常等。

下面以豐田威馳轎車為例，介紹車用CD唱機電路發(fā)生故障時的檢修方法。任務一汽車激光視聽裝置的檢修1）CD不能插入或插入后不能彈出車用CD唱機電路圖如圖所示任務一汽車激光視聽裝置的檢修

（1）檢查是否插入一張正常的CD。確信是一張正常的CD，并且沒有變形、裂紋、臟污、劃傷或其他缺陷。若CD正常，則轉到下一步驟。

（2）檢查CD是否裝反，若沒裝反，則轉到下一步驟。

（3）清潔光盤。若光盤臟污，應用軟布按箭頭方向從中心向外擦拭表面。若不正常，則轉到下一步驟。

（4）更換另一張CD并重新檢查，看相同的故障是否再次發(fā)生。若故障依舊，則轉到下一步驟。

（5）檢查收音機自動搜臺功能是否正常。執(zhí)行收音機自動搜臺功能，檢查功能是否正常。若正常，應檢查和更換收音機總成；若不正常，則轉到下一步驟。

（6）檢查收音機總成（+B，ACC，GND）。任務一汽車激光視聽裝置的檢修

清潔CD盤面

檢查收音機總成任務一汽車激光視聽裝置的檢修

檢查每個工況下端子間的導通情況，其標準應符合上表所示要求。測量每個工況下端子間的電壓，其標準應符合下表所示要求。

若正常，應檢查和更換收音機總成；若不正常，則應修理或更換線束或連接器。檢查端子間是否導通檢查端子間的電壓任務一汽車激光視聽裝置的檢修

2）CD不能播出

（1）檢查是否插入一張正常的CD。確信是一張正常的CD，并且沒有變形、裂紋、臟污、劃傷或其他缺陷。若CD正常，則轉到下一步驟。

（2）檢查CD是否裝反，若沒裝反，則轉到下一步驟。

（3）清潔光盤。若光盤臟污，應用軟布按箭頭方向從中心向外擦拭表面。若不正常，則轉到下一步驟。

（4）更換另一張CD并重新檢查，看相同的故障是否再次發(fā)生。若故障依舊，則轉到下一步驟。任務一汽車激光視聽裝置的檢修

（5）檢查收音機自動搜臺功能是否正常。執(zhí)行收音機自動搜臺功能，檢查功能是否正常。若不正常，轉到步驟7；若正常，則轉到下一步驟。

（6）檢查車內溫度是否急劇變化。車內溫度急劇變化會使CD唱機內產(chǎn)生結露現(xiàn)象，CD可能不能播放。若正常，則故障原因為溫度變化而使機器結露，使用前應放置一段時間；若不正常，則應檢查和更換收音機總成。

（7）檢查收音機總成。檢查每個工況下的端子間導通情況，其標準應符合如表所示的要求。測量每個工況下的端子間的電壓，其標準應符合如表所示的要求。若正常，應檢查和更換收音機總成；若不正常，則應修理或更換線束或連接器。任務二豐田威馳轎車導航系統(tǒng)故障檢修

1．故障診斷步驟

豐田威馳轎車導航系統(tǒng)的故障診斷步驟如下。

（1）對車主所述的故障癥狀進行分析。

（2）確認故障癥狀，若癥狀出現(xiàn)，則參閱故障碼表，然后進行ECU端子檢查，若癥狀未出現(xiàn)，則應進行癥狀模擬。

（3）檢查故障碼，若為正常碼，則參閱故障癥狀表。

（4）確認試驗。

（5）進行修理或更換部件或線束。任務二豐田威馳轎車導航系統(tǒng)故障檢修

2．預檢查

1）導航系統(tǒng)正常情況下可能出現(xiàn)的問題

（1）豐田威馳轎車導航系統(tǒng)即使其處于正常情況，也會因存在以下情況而不執(zhí)行語音導航。未設定行駛目的地。轎車未按指定路線行駛（指示轎車當前位置所剩余距離不顯示在地圖屏幕左下角）。未在其他模式中設置導航功能（在這種情況下只有地圖屏幕，但無語音提示）。

（2）導航系統(tǒng)處于正常狀態(tài)，而轎車圖像在屏幕上是隨意轉動的。若點火開關處于ACC或ON位置，當轎車正在轉彎時，導航系統(tǒng)把記錄此時的角速度作為標準圖像。為了解決此問題，應在轎車停車時斷開點火開關，再將其置于ACC或ON位置，并觀察此故障是否再次出現(xiàn)。任務二豐田威馳轎車導航系統(tǒng)故障檢修2）檢查故障發(fā)生時的位置檢查轎車圖像顯示錯誤是否發(fā)生在相同或不同地點。3）診斷系統(tǒng)