第二节 开关和显示装置
一、汽车用开关的类型及识别
1.汽车用开关的类型
开关在汽车电路中起接通/关断电路的控制作用。汽车上用来控制电气设备的开关有机械式和电磁式两类。
开关按功能和用途的不同，可分为电源开关、灯光开关、信号控制开关等（见图2-14）；按结构的不同，可分为推杆式、顶杆式、旋转式、扳柄式、翘板式、按钮式和组合式等多种形式的开关；按操纵方式的不同，可分为手动（旋转、推拉、按压）开关、压力控制开关、温度控制开关、机械控制开关等；按开关的通断状态，可分为常开（动合）开关、常闭（动断）开关两种类型。
图2-14 汽车中常见的开关
a）点火开关 b）组合开关 c）灯光开关 d）车窗及后视镜调节开关
2.开关在电路图中的识别
开关常见的工作状态有两种，见表2-3。
（1）常开开关 通常处于断开状态的开关称为常开（N.O）开关。常开开关动作时，电路接通。
（2）常闭开关 通常处于闭合状态的开关称为常闭（N.C）开关。常闭开关动作时，电路断开。
表2-3 汽车开关的工作状态
二、点火开关
1.点火开关的作用及常见车型电路中的符号
如图2-15所示，点火开关是汽车电路中最重要的开关，是各条电路分支的控制中心，是多档多接线柱开关。其主要功能：在LOCK档位锁住转向盘转轴；在ON或IG档位接通点火电源、仪表指示等；还有起动（ST或START）档、附件档（ACC档主要是收放机专用）。其中操作起动档时必须用手克服弹簧力，扳住钥匙，一松手就弹回点火档，不能自行定位，其他档均可自行定位。
图2-15 点火开关
不同汽车厂家点火开关的电路符号有所不同，图2-16所示为常见几种车型的点火开关电路符号。
图2-16 常见车型点火开关电路符号
a）马自达车系点火开关 b）丰田车系点火开关 c）日产车系点火开关 d）新款大众车系点火开关（安装有车载电网控制单元J519的车型） e）老款大众车系点火开关（无车载电网控制单元J519的车型） f）通用车系点火开关
2.点火开关档位功能
以大众车型为例介绍点火开关各档位的功能。大众老款车型没有安装车载电网控制单元J519，点火开关直接控制各档位的通断，点火开关置于起动档时有大的电流通过。由于大众汽车上的用电设备以及安全舒适系统越来越多，直接控制式点火开关已经不能满足需求，在新款的大众汽车上都安装了车载电网控制单元J519。在安装了车载电网控制单元J519的车型上，点火开关只是起到输送给车载电网控制单元J519点火开关已经打开到某个档位的信号的作用，点火开关中没有大电流通过，保护了点火开关。
1）没有安装车载电网控制单元J519车型上的点火开关功能。没有安装车载电网控制单元J519的车型上的点火开关符号如图2-16e所示。老款大众车型点火开关工作图示如图2-17所示。
图2-17 老款大众车型点火开关工作图示
0—关闭点火开关、锁止转向盘 Ⅰ—接通点火开关 Ⅱ—起动发动机 30—接蓄电池 P—接停车灯电源 X—接卸荷工作电源 15—接点火电源 50—接起动电源 SU—接蜂鸣器电源
①点火开关位于0位置（锁止、拔钥匙位置）。点火开关处于关闭状态，汽车转向盘被锁死，具有防盗功能。此时电源总线30与P接通，操作停车灯开关，可使停车灯点亮，与点火开关是否拔下无关。如将点火开关钥匙插入，将使30与SU端接通，蜂鸣器工作。
②点火开关位于Ⅰ位置（正常行车位置）。起动后，松开点火开关钥匙，点火开关将自动逆时针旋转回位置Ⅰ，这是工作档。这时P端子无电，而15、X、SU三端子通电。15通电，点火系统继续工作；X通电使得前照灯、雾灯等工作，以满足夜间行车的需要。
③点火开关位于Ⅱ位置（起动位置）。电源总线30与50、15、SU端子接通，使起动机运转；30与15接通使点火系统等进入工作。因P断电，停车灯不能工作；因X断电，前照灯、雾灯等不能工作。这样就将前照灯、雾灯等耗电量大的用电设备关闭，达到卸荷目的，以满足起动时需要瞬间大电流输入起动机的需要。发动机起动后，应立即松开点火开关，使其回到位置Ⅰ，切断起动机的电流，起动机驱动齿轮退回。
2）安装有车载电网控制单元J519的车型上的点火开关功能。在安装有车载电网控制单元J519的大众车型上，点火开关不是直接控制电路电流，而只是起到产生档位信号的作用，点火开关在不同的档位产生相应的信号后送入转向柱控制单元J527中，由J527将信号送给车载电网控制单元J519，再控制继电器的工作来决定是否接通电路电源，从而大大保护了点火开关。在传统汽车上，点火开关的电源由蓄电池直接供应，且总相线电流较大，导线较粗。而在装配了车载电网控制单元J519的车型上，点火开关由转向柱控制单元J527提供信号相线，它只是产生信号用的相线，电流小到可以忽略不计，如图2-18所示。
图2-18 安装有车载电网控制单元J519的大众车型点火开关电路图
①15正电的形成。插入钥匙，顺时针拧动一下，为点火档，此时在点火开关中，由点火档经15号线向转向柱控制单元J527提供信号，由J527经15号线再向J519提供点火开关已打到点火档信号。J519控制J329端子15供电继电器线圈中有电流通过，继电器吸合工作，向系统提供电源，此时车内所有15号线的电源供给由已工作的继电器提供，如图2-19所示。
图2-19 15正电的形成
②X线卸荷正电的形成。在点火开关打开在KEY-ON时，J519还控制J59X触点卸荷继电器工作向全车X线供电，如图2-20所示，但在起动车时，为增大起动机电流，J59暂时停止工作，X线无电；当起动着车、点火开关回到点火档后，J59再次接合工作。
图2-20 X线卸荷正电的形成
③50号正电的形成。将钥匙顺时针拧到底为起动档KEY-ST，点火开关中50号线有电，产生起动信号，信号经J527送到J519，J519向起动继电器线圈中供电，继电器吸合工作向起动机供电，起动机转动，带动发动机着车，如图2-21所示。
图2-21 50号线正电的形成
④P线停车正电的形成。关闭点火开关后，P档形成，点火开关向J527提供信号，由J527再向J519提供信号，此时打开停车灯开关（为与转向灯开关相应的开关），停车灯点亮，如图2-22所示。
图2-22 P线停车正电的形成
⑤S触点正电的形成。钥匙插入锁芯后，S触点被钥匙机械顶动而接合，此时由点火开关S线向J527提供钥匙已插入点火锁信号。
3.一键起动式点火开关
随着电子技术的不断发展，一键起动点火开关被越来越多地用到汽车中。一键起动点火开关不需要插入钥匙，而是通过按压起动按钮的次数、变速杆位置和是否踩下制动踏板等条件来实现普通点火开关的OFF、ACC、ON（IG）等功能。
2016款混合动力丰田凯美瑞车型一键起动点火开关（2016款卡罗拉同此）示意图如图2-23所示。
图2-23 2016款混合动力丰田凯美瑞一键起动点火开关示意图
一键起动点火开关由瞬时开关、指示灯（琥珀色和绿色LED）、照明灯、天线线圈和应答器钥匙放大器组成。
驾驶人可根据指示灯的照明状态判定当前电源并检查混合动力控制系统是否可以起动。
主车身ECU（仪表板接线盒总成）检测到智能上车和起动系统异常时，ECU将使琥珀色指示灯闪烁。如果混合动力控制系统在此状态下停止，则可能无法重新起动。
点火开关电源状态和指示灯状态对照见表2-4。
表2-4 点火开关电源状态和指示灯状态对照
一键起动点火开关具有不同的电源模式，使用不同的制动踏板状态和变速杆位置，如表2-5所示。
表2-5 制动踏板状态和变速杆位置与相应的电源模式对照
三、组合开关
1.多功能组合开关的结构
多功能组合开关将照明（前照灯、变光）开关、信号（转向、危险警告、超车）开关、刮水器/喷洗器（又称清洗器或洗涤器）开关等组合为一体，安装在便于驾驶人操纵的转向柱上。组合开关一般是分体式的，分灯光开关和刮水器开关。如图2-24所示，组合开关卡接在转向柱上，左手边为灯光开关，右手边为刮水器开关。
图2-24 组合开关
（1）灯光开关 灯光开关用于控制转向信号灯、前照灯及其他灯光。
转弯前，按转向盘转动的方向前后扳动灯光开关手柄，可分别打开左、右转向信号灯（顺时针为右转，逆时针为左转），此时组合仪表中相应的转向指示灯也应该亮。
汽车在转弯后、转向盘回正时，手柄会自动回位，转向信号灯会自动关闭。灯光开关的末端可绕手柄的轴线扭动，控制其他灯光，分3～4档。
①OFF——空档，全部灯光熄灭。白天应在此档。
②AUTO——自动灯光档。系统根据当前的光照情况自动控制灯光的变换。
示廓灯：除前照灯外，其他灯光全开，包括仪表灯、前位灯、后位灯、牌照灯等。
前照灯：近光灯开，其他灯也开。在此档时，向下推手柄即可变远光。如果上下推拉手柄，即可交替变换远近光灯，发出超车或提醒前车注意等信号。
灯光开关的操控及导通情况如图2-25所示。
图2-25 灯光开关的操控及导通情况
（2）刮水器开关 转向盘右侧的操作手柄为刮水器和风窗喷洗器开关，汽车刮水器是为了在不同的天气情况下，改善驾驶人的视野状况，而选择刮水器开关的不同档位可以实现刮水及清洁功能。如向上拉起手柄，可使风窗洗涤液喷出。有的在手柄末端有洗涤液按钮。刮水器开关一般分5档：
1）MIST——点动刮水。
2）OFF——空档，刮水器不工作。
3）INT——间歇工作（每4～5s一次）。
4）LO——低速工作。
5）Hi——高速工作。
刮水器开关的操纵及导通情况如图2-26所示。
图2-26 刮水器开关的操纵及导通情况
2.桑塔纳组合开关
图2-27所示为桑塔纳轿车采用的多功能组合开关，主要由转向灯、变光/超车灯开关控制手柄（组合开关左手柄）和刮水器/喷洗器开关控制手柄（组合开关右手柄）组成。
图2-27 桑塔纳轿车采用的多功能组合开关
（1）转向灯、变光/超车灯开关控制手柄 桑塔纳轿车转向灯、变光/超车灯的动作由设置在转向盘左侧的手柄控制。手柄的工作位置如图2-28所示。图2-29所示为转向灯、变光/超车灯开关的接线端子，它的档位通断情况见表2-6。
图2-28 桑塔纳轿车组合开关手柄的工作位置
图2-29 桑塔纳轿车转向灯、变光/超车灯开关接线端子
a）转向灯 b）变光/超车灯
表2-6 桑塔纳轿车转向灯、变光/超车灯开关的档位通断情况
（2）刮水器/喷洗器开关控制手柄 桑塔纳轿车刮水器/喷洗器的动作由设置在转向盘右侧的手柄控制。刮水器/喷洗器开关控制手柄和接线端子如图2-30所示，其开关的通断情况见表2-7。
图2-30 刮水器/喷洗器开关控制手柄和接线端子
a）开关控制手柄 b）接线端子
表2-7 刮水器/喷洗器开关的通断情况
四、电控单元（ECU）与显示装置
1.电控单元（ECU）
电控单元（ECU）是指电子控制器。汽车中有发动机控制单元、变速器控制单元，以及车身底盘的ABS控制单元、SRS控制单元、EPS控制单元等。其中对于发动机控制单元，各汽车品牌的名称也不相同。通用公司将发动机变速器控制单元组成在一起，称为PCM（动力系统控制模块）；福特汽车公司称之为EEC；丰田公司称之为TCCS；日产公司称之为ECCS；还有些汽车公司称之为MCU。无论称谓如何不同，但其表示的实质是一致的，都是由输入回路、A-D和D-A转换器、计算部分和输出回路等组成的。
目前汽车电控单元的功能越来越强大，处理数据的速度越来越快，处理能力也越来越强。随着汽车安全舒适性能的不断增加，电控单元的安装数量也越来越多。汽车电控单元的内部结构如图2-31所示。
图2-31 电控单元的内部结构
在汽车电气设备中，电控单元的图形符号可以是最简单的，也可以是最复杂的。汽车电控单元常见的电气符号如图2-32d所示。在对汽车电路进行维修时，不需要知道电控单元内部的电路如何，但需要知道电控单元各端子的作用。在用电气符号表示电控单元时，也常把电控单元端子的作用标注出来，常见的标注方法如图2-32所示：
图2-32 发动机电控单元端子标注方法
a）上汽通用车型 b）丰田车型 c）广汽本田车型 d）一汽大众车型
①在电控单元端子处用英文缩写字母或符号等标明该端子的作用，如图2-32b所示。
②在电控单元端子处画简单的内部电路，并用英文缩写进行标注，如图2-32c所示。
③在电控单元端子处用数字说明端子的作用，如图2-32a所示。
2.显示装置
（1）显示装置的功能 显示装置通常是指安装在汽车仪表板上的各种仪表、图形符号和报警装置。它们可以对汽车许多工况进行检测，最多能同时检测几十个参数，并经控制单元计算、处理成易于理解的智能化显示。
监视和报警的信息主要有燃油温度、冷却液温度、润滑油压、充电状况、前照灯、尾灯、排气温度、制动液量、驻车（手）制动、车门未关紧等，当出现不正常现象或通过自诊断系统测出有故障时，该系统会立即进行声/光（并用）报警。
（2）指示/警告灯 汽车仪表板和转向柱上通常装有许多开关、警告灯和指示灯，仪表上常用的指示/警告灯如图2-33所示。为了区分它们的功能，常用各种各样的图形标志刻印在其表面，有些进口车型还用英文字母表示。这些图形标志国际通用，大都形象、简明，一看便知它们的功用。
图2-33 仪表上常用的指示/警告灯
为了减少分散驾驶人注视道路交通状况的注意力，指示/警告灯在其所指示部位工作正常时是不亮的。仪表板上没有刺目的光亮，一旦某个部位不正常，代表其工况的指示/警告灯才亮。警告灯多用红色，以示情况紧急，需要及时检修，如制动气压过低警告、充电系统不充电警告、发动机过热警告、机油压力过低警告等。有些作为工作状况指示采用橘黄色指示灯，如阻风门关闭、空气滤清器堵塞、排气制动工作指示。还有一些属于正常工作状态的指示灯，如转向指示灯采用绿色、前照灯远光指示采用蓝色。汽车上部分指示/警告灯的标志详见表2-8。
表2-8 部分指示/警告灯的标志
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