汽車電腦檢測與維修

汽車電腦原理與維修2021/8/151一、汽車電腦概述

分類：1．發(fā)動機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)2．自動變速箱系統(tǒng)3.剎車防抱死牽引力控制系統(tǒng)4.遙控中控防盜系統(tǒng)5.安全氣囊電腦系統(tǒng)6.空調(diào)車身電腦倒車?yán)走_(dá)等2021/8/152汽車電腦（區(qū)別于通用PC)，單片機(jī)電子控制技術(shù)是汽車的重要組成部分，其性能的好壞直接影響到汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性、排氣凈化及舒適性。

例如：

●為使汽車發(fā)動機(jī)獲得最高的經(jīng)濟(jì)性，動力性，尾氣排放合格，需靠點(diǎn)火系統(tǒng)在最適當(dāng)?shù)臅r間點(diǎn)火；噴油系統(tǒng)在不同工況下滿足要求，冷啟動加濃，實(shí)現(xiàn)暖車加濃，加速加濃，滿負(fù)荷加濃，氧傳閉環(huán)控制

●為使汽車實(shí)現(xiàn)怠速工況要求；通過對怠速馬達(dá)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)暖車高怠速，開空調(diào)高怠速，用電負(fù)荷大怠速提升。

●

為保證汽車工作可靠、行駛安全，則有賴于各種其他電子控制系統(tǒng)的正常工作（對電子扇，空調(diào)壓縮機(jī)等各種電磁閥和繼電器進(jìn)行控制）。2021/8/153一、什么是單片機(jī)單片機(jī)是將中央處理器CPU（CentralProcessingUnit）、存儲器（Memory）、定時器/計數(shù)器、輸入/輸出（I/O）接口電路等主要計算機(jī)部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機(jī)，雖然單片機(jī)只是一塊芯片，但其已經(jīng)具有微型計算機(jī)的組成與功能。目前，汽車電控系統(tǒng)采用的單片機(jī)均為數(shù)字式單片機(jī)。2021/8/154二、單片機(jī)的組成中央處理器（CPU）是具有譯碼指令和數(shù)據(jù)處理能力的電子部件，是汽車電子控制單元的核心，由運(yùn)算器（Calculator）、寄存器（Register）和控制器（Controller）組成。運(yùn)算器是計算機(jī)的運(yùn)算部件，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。汽車上各種電控系統(tǒng)（燃油噴射系統(tǒng)EFI、防抱死制動系統(tǒng)ABS、安全氣囊系統(tǒng)SRS、自動變速器ECT控制系統(tǒng)）ECU內(nèi)部的數(shù)據(jù)運(yùn)算與邏輯判斷都在這里進(jìn)行。寄存器用于暫時存儲數(shù)據(jù)或程序指令?？刂破魇怯嬎銠C(jī)的指揮控制部件，其功用是按照監(jiān)控程序和應(yīng)用程序使計算機(jī)各部分動協(xié)助調(diào)工作。1．中央處理器（CPU）2021/8/155在單片機(jī)或微型計算機(jī)中，存儲器是用來存儲程序指令和數(shù)據(jù)的部件。存儲器是由許多具有記憶功能的存儲電路構(gòu)成的，每個記憶存儲電路存儲1個二進(jìn)位信息（0或1），稱為存儲器的存儲位（Bit）。每8個記憶存儲電路構(gòu)成存儲器的一個基本單元，存儲8位二進(jìn)制信息，稱為存儲字節(jié)（Byte）。存儲器按讀寫操作原理可分為：只讀存儲器ROM（ReadOnlyMemory）和隨機(jī)存取儲存器RAM（RandomAccessMemory）。按功能可分為程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。按構(gòu)成材料可分為半導(dǎo)體存儲器和磁質(zhì)存儲器。（1）只讀存儲器（ROM）①掩膜ROM②可編程ROM（即PROM）③可改寫ROM（即EROM）（2）隨機(jī)存儲器（RAM）2．存儲器（Memory）2021/8/156

I/O（Input/Output）接口是CPU與傳感器或執(zhí)行器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和下達(dá)控制指令的通道。由于傳感器和執(zhí)行器種類繁多，它們的信號速度、頻率、電平、功率和工作時序等都不可能與CPU完全匹配，因此必須根據(jù)CPU的指令，通過I/O接口進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制。3．輸入輸出（I/O）接口4．總線（BUS）總線是微機(jī)內(nèi)部傳遞信息的電路連線。在單片機(jī)內(nèi)部，CPU、ROM、RAM與I/O接口之間的信息交換都是通過總線來實(shí)現(xiàn)。按傳遞信息不同，總線可分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線三種。數(shù)據(jù)總線主要用于傳送數(shù)據(jù)與指令。地址總線用來傳遞地址數(shù)碼。微機(jī)中的器件都與控制總線連接，CPU可通過控制總線隨時掌握各個器件的狀態(tài)，并根據(jù)需要隨時向某個器件發(fā)出控制指令。2021/8/157輸出回路是單片機(jī)與執(zhí)行器之間的中繼站，其功用是根據(jù)微機(jī)發(fā)出的指令，控制執(zhí)行器動作。微機(jī)對采樣信號進(jìn)行分析、比較、運(yùn)算后，由預(yù)定的程序形成控制指令并通過輸出端子輸出。下圖8-1-2所示為MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。5．輸出回路2021/8/1583．汽車電腦控制系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)動機(jī)電腦控制系統(tǒng)主要包括電控汽油噴射系統(tǒng)、電控汽油點(diǎn)火系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)怠速控制系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)、汽油機(jī)進(jìn)氣控制系統(tǒng)、氣缸變排量控制系統(tǒng)、可變壓縮比系統(tǒng)，柴油機(jī)電控系統(tǒng)等。①電控汽油噴射系統(tǒng)②電控汽油點(diǎn)火系統(tǒng)③怠速控制④排放控制⑤進(jìn)氣控制2021/8/159汽車電腦控制系統(tǒng)概述汽車電腦作為控制系統(tǒng)的核心，在硬件結(jié)構(gòu)上一般可分為三部分：外部傳感器、汽車電腦和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如圖8-2-1所示。汽車電腦一般被稱為ECU（ElectronicControlUnit）。ECU主要由輸入接口、微處理器和輸出接口組成。1．汽車電腦控制系統(tǒng)的組成2021/8/1510（2）噴油器的驅(qū)動方式噴抽器的驅(qū)動方式可分為電流驅(qū)動和電壓驅(qū)動兩種方式，如圖8-2-16所示。電流驅(qū)動方式只適用于低阻值噴油器，電壓驅(qū)動方式對高阻值和低阻值噴油器均可使用。2021/8/1511①電流驅(qū)動方式②電壓驅(qū)動方式在采用電流驅(qū)動方式的噴油器控制電路中，不需附加電阻，低阻噴油器直接與蓄電池連接，通過ECU中的晶體三極管對流過噴油器線圈的電流進(jìn)行控制，電路圖見圖8-2-17。低阻噴油器采用電壓驅(qū)動方式時，必須加入附加電阻。因?yàn)榈妥鑷娪推骶€圈的匝數(shù)較少，加入附加電阻，可減小工作時流過線圈的電流，以防止線圈發(fā)熱而損壞。附加電阻與噴油器的連接方式有三種。電壓驅(qū)動方式中的噴油器驅(qū)動電路較簡單，但因其回路中的阻抗大，噴油器的噴油滯后時間長。其中，電壓驅(qū)動高阻噴油器的噴油滯后時間最長，電壓驅(qū)動低阻噴油器次之，電流驅(qū)動的噴油器最短。2021/8/1512以單片機(jī)為核心的汽車電子控制裝置，各生產(chǎn)廠家所稱名稱有所不同，有稱微處理機(jī)控制裝置─—MCU，有稱電子控制組件─—ECM，較多的是稱為汽車電子控制單元─—ECU，在汽車修理行業(yè)，習(xí)慣上稱為汽車電腦。汽車上某一電控系統(tǒng)由傳感器、ECU、執(zhí)行元件組成，圖10-9是發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)。圖中的大方框內(nèi)是ECU，ECU由輸入電路、單片機(jī)、輸出電路組成。一、汽車電子控制單元ECU1．輸入電路輸入電路的功能是接收和處理來自ECU外部傳感器的信號。如果是脈沖信號，將對其進(jìn)行放大和整形處理（如曲軸轉(zhuǎn)速傳感器的脈沖信號），使其達(dá)到單片機(jī)對數(shù)字信號的要求。如果是模擬信號（如空氣流量傳感器、溫度傳感器的直流緩變信號等），將對其進(jìn)行模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。輸入電路將數(shù)字信號送至單片機(jī)的輸入接口。2021/8/1513

2．單片機(jī)單片機(jī)是汽車電子控制單元ECU的控制中樞。它的功能是根據(jù)所存程序，對各種傳感器送來的信號進(jìn)行運(yùn)算和判斷，把處理結(jié)果，如噴油指令信號、點(diǎn)火指令信號等，送至輸出電路，從而控制執(zhí)行器。

3．輸出電路輸出電路的功能是將單片機(jī)發(fā)出的低電壓、微電流指令信號，經(jīng)放大變成執(zhí)行器所需要的電壓和電流控制信號。在輸出電路中，一般采用大功率三極管控制執(zhí)行器的接地回路（也稱為搭鐵回路）。2021/8/1514圖10-9汽車電子控制單元ECU的組成示意圖2021/8/1515圖10-10為控制噴油器的輸出電路，單片機(jī)根據(jù)空氣流量傳感器的轉(zhuǎn)入信號，計算出進(jìn)入氣缸中的空氣質(zhì)量，然后按理想空燃比計算出應(yīng)噴的汽油量，使汽油的混合氣體達(dá)到最佳燃燒。噴油器是一個小型電磁閥，通電開閥，斷電閉閥。在油壓和噴油器噴孔一定的條件下，控制噴油時間就可控制噴油量。單片機(jī)發(fā)出控制噴油時間的脈沖，控制大功率三極管的導(dǎo)通接地時間，從而控制噴油器電磁線圈的通電時間，達(dá)到控制噴油量的目的。精確控制噴油脈沖的脈沖寬度（例如某種發(fā)動機(jī)的噴油脈寬可在1.72ms～8.45ms間控制），是電控燃油噴射的主要功能。2021/8/1516圖10-10控制噴油器的輸出電路2021/8/1517

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汽車電子技術(shù)的發(fā)展歷程

汽車電子的發(fā)展是在電子技術(shù)進(jìn)步和汽車工業(yè)需求推動下進(jìn)行的。其發(fā)展歷程分為四個階段。第一階段（1950年～1970年）：電子技術(shù)開始應(yīng)用到汽車零件的開發(fā)，其特征：晶體管，個別零部件的應(yīng)用；第二階段（1970年～1990年）：電子技術(shù)應(yīng)用于汽車部件的開發(fā)，其特征：微處理器，汽車各大總成部件功能的集成，出現(xiàn)了大量高可靠性、高效率的復(fù)雜電子控制系統(tǒng)。2021/8/1518

第三階段（1990年～2000年）：車載網(wǎng)絡(luò)階段采用先進(jìn)的微電子技術(shù)、車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、集成智能功率器件、智能傳感器、大容量非易失存儲器、專用集成電路，形成汽車上的分布式、網(wǎng)絡(luò)化的電子控制系統(tǒng)。車輛通過網(wǎng)絡(luò)連成一個多ECU、多節(jié)點(diǎn)的有機(jī)整體，汽車性能更加完善。技術(shù)特征：功能多樣化:各種智能化控制功能（自動巡航、自動啟停、自動避撞）。技術(shù)一體化:機(jī)、液、電、磁一體化系統(tǒng)集成化：各系統(tǒng)綜合集成控制通信網(wǎng)絡(luò)化：以CAN總線為基礎(chǔ)的整車各大總成信息共享的分布式控制系統(tǒng)，車載移動通信2021/8/1519

第四階段（2000年以后）：車際網(wǎng)絡(luò)階段目前，美國、歐洲、日本在完善汽車之外的交通、通信等平臺設(shè)施，將車際通信和網(wǎng)絡(luò)納入整個國家信息系統(tǒng)，統(tǒng)一進(jìn)行平臺建設(shè)。例如駕駛員信息系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)、公路自動收費(fèi)系統(tǒng)、定位導(dǎo)航系統(tǒng)等。汽車電子技術(shù)的發(fā)展趨勢汽車在滿足安全、節(jié)能、環(huán)保的同時，將進(jìn)一步滿足人們的生活需要，向舒適、便利、高效、數(shù)字化、信息化、智能化發(fā)展。⑴汽車將成為開放分布式車上系統(tǒng)控制平臺⑵車際網(wǎng)絡(luò)技術(shù)⑶智能汽車和智能交通系統(tǒng)2021/8/1520汽車電子技術(shù)的發(fā)展1.主要的汽車電子技術(shù)

汽車安全系統(tǒng)中的電子技術(shù)2021/8/15212.汽車電子技術(shù)的發(fā)展趨勢

重視安全、節(jié)能與環(huán)保是未來汽車發(fā)展的大趨勢

自適應(yīng)的防撞汽車與智能化交通系統(tǒng)將被使用

信息化汽車是一個發(fā)展亮點(diǎn)汽車電子產(chǎn)品的集成化2021/8/1522三、汽車電子技術(shù)的發(fā)展3.汽車電子技術(shù)在汽車裝備中的發(fā)展動向

在汽車上采用的計算機(jī)微處理器芯片(CPU)數(shù)量將會越來越多車用的傳感器和執(zhí)行器的數(shù)量增多新的計算機(jī)總線將會被廣泛采用光纖電纜將取代傳統(tǒng)的同軸電線2021/8/1523提高發(fā)動機(jī)的動力性；提高發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性；降低排放污染；改善發(fā)動機(jī)的加速和減速性能；改善發(fā)動機(jī)的起動性能；發(fā)動機(jī)故障發(fā)生率大大降低，自診斷與報警系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了故障診斷的速度和準(zhǔn)確性，縮短汽車因發(fā)動機(jī)故障而停駛的時間。發(fā)動機(jī)電控技術(shù)2021/8/1524應(yīng)用在發(fā)動機(jī)上的電子控制系統(tǒng)

電控燃油噴射系統(tǒng)EFI

電控點(diǎn)火系統(tǒng)ESA

怠速控制系統(tǒng)ISC

排放控制系統(tǒng)

進(jìn)氣控制系統(tǒng)

增壓控制系統(tǒng)

巡航控制系統(tǒng)

警告提示

自診斷與報警系統(tǒng)

失效保護(hù)系統(tǒng)

應(yīng)急備用系統(tǒng)其他控制系統(tǒng)2021/8/1525三、汽車電子技術(shù)的發(fā)展電控燃油噴射EFI2021/8/1526電子燃油噴射系統(tǒng)（EFI）功用：根據(jù)進(jìn)氣量確定基本噴油量，再根據(jù)其他傳感器（如冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等）信號等對噴油量進(jìn)行修正，使發(fā)動機(jī)在各種運(yùn)行工況下均能獲得最佳濃度的混合氣，從而提高發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性。電控點(diǎn)火系統(tǒng)（ESA）功用：是點(diǎn)火提前角控制。根據(jù)各相關(guān)傳感器信號，判斷發(fā)動機(jī)的運(yùn)行工況和運(yùn)行條件，選擇最理想的點(diǎn)火提前角點(diǎn)燃混合氣，從而改善發(fā)動機(jī)的燃燒過程，以實(shí)現(xiàn)提高發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性和降低排放污染的目的。2021/8/1527怠速控制系統(tǒng)（ISC）功用：是在發(fā)動機(jī)怠速工況下，根據(jù)發(fā)動機(jī)冷卻液溫度、空調(diào)壓縮機(jī)是否工作、變速器是否掛入擋位等，通過怠速控制閥對發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，使發(fā)動機(jī)隨時以最佳怠速轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。排放控制系統(tǒng)功用：主要是對發(fā)動機(jī)排放控制裝置的工作實(shí)行電子控制。排放控制的項(xiàng)目主要包括：廢氣再循環(huán)（EGR）控制，活性炭罐電磁閥控制，氧傳感器和空燃比閉環(huán)控制等。2021/8/1528進(jìn)氣控制系統(tǒng)功用：主要是根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，對發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣進(jìn)行控制，以提高發(fā)動機(jī)的充氣效率，從而改善發(fā)動機(jī)動力性。增壓控制系統(tǒng)功用：是對發(fā)動機(jī)進(jìn)氣增壓裝置的工作進(jìn)行控制。在裝有廢氣渦輪增壓裝置的汽車上，ECU根據(jù)檢測到的進(jìn)氣管壓力，對增加裝置進(jìn)行控制，從而控制增壓裝置對進(jìn)氣增壓的強(qiáng)度進(jìn)行控制。2021/8/1529巡航控制系統(tǒng)功用：設(shè)定巡航控制模式后，ECU根據(jù)汽車運(yùn)行工況和運(yùn)行環(huán)境信息，自動控制發(fā)動機(jī)工作，使汽車自動維持一定車速行駛。警告提示功用：由ECU控制各種指示和報警裝置，一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)能及時發(fā)出信號以警告提示。2021/8/1530自診斷與報警系統(tǒng)功用：用來提示駕駛員發(fā)動機(jī)有故障；同時，系統(tǒng)將故障信息以設(shè)定的數(shù)碼（故障碼）形式儲存在存儲器中，以便幫助維修人員確定故障類型和范圍。失效保護(hù)系統(tǒng)功用：主要是當(dāng)傳感器或傳感器線路發(fā)生故障時，控制系統(tǒng)自動按電腦中預(yù)先設(shè)定的參考信號值工作，以便發(fā)動機(jī)能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)急備用系統(tǒng)功用：是當(dāng)控制系統(tǒng)電腦發(fā)生故障時，自動啟用備用系統(tǒng)（備用集成電路），按設(shè)定的信號控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)入強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，以防車輛停駛在路途中。2021/8/1531發(fā)動機(jī)ECU硬件原理發(fā)動機(jī)ECUCAN控制器信號調(diào)理電路CAN控制器CAN控制器HSI80C196噴油量計算噴油正時計算故障檢測通訊程序EGR控制計算4DE2柴油機(jī)冷卻液溫度燃油溫度機(jī)油溫度大氣壓力進(jìn)氣管壓力進(jìn)氣溫度機(jī)油壓力腳踏板傳感器起動開關(guān)巡航開關(guān)功率/經(jīng)濟(jì)故障運(yùn)行診斷儀接口儀表板標(biāo)定系統(tǒng)其他ECU脈沖信號車速傳感器噴油泵ECU故障報警電控EGR巡航指示啟動預(yù)熱機(jī)油報警數(shù)字信號CAN控制器CAN控制器油耗顯示數(shù)字信號CAN控制器2021/8/1532汽車電腦內(nèi)部組成一、電源：12v為驅(qū)動電路供電，經(jīng)穩(wěn)壓產(chǎn)生5V為CPU存儲器傳感器等電路提供工作電源二、ＣＰＵ程序存儲器數(shù)據(jù)存儲器傳感器接口電路ＯＢＤ檢測通訊電路三、噴油點(diǎn)火怠速馬達(dá)電子扇空調(diào)電磁閥碳管等繼電器和電磁閥驅(qū)動控制2021/8/1533本田“雅閣”2.2EX轎車（96款）ABS控制器型號：ABS8—SV4(L)2021/8/15342021/8/1535單片微機(jī)，也就是“電腦”電磁閥驅(qū)動器接線插口2021/8/15362021/8/15372021/8/15382021/8/15392021/8/15402021/8/15412021/8/15422021/8/15432021/8/1544維修常用工具：

⒈焊接類恒溫烙鐵吸錫烙鐵熱風(fēng)焊槍低熔點(diǎn)焊錫焊錫膏編織線⒉電源類１２Ｖ電源２４Ｖ電源５Ｖ和０到１２Ｖ可調(diào)電源⒊測試類萬用表試燈發(fā)光二極管試燈示波器信號發(fā)生器傳感器模擬器等2021/8/1545常見故障分析檢查方法１直觀檢查：看電路板有無明顯開焊腐蝕燒毀或人為造成的故障２用萬用表檢查：測量電腦板電源腳和噴油點(diǎn)火腳有無明顯對地短路３加電測試：用多功能電源給電腦加電看