汽車電腦檢測與維修

1、汽車電腦原理與維修汽車電腦原理與維修 一、汽車電腦概述 分類： 1發(fā)動機電控燃油噴射系統(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_等 汽車電腦（區(qū)別于通用PC)，單片機電子控制技 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)動機獲得最高的經(jīng)濟性，動力性，尾氣排放合 格，需靠點火系統(tǒng)在最適當(dāng)?shù)臅r間點火；噴油系統(tǒng)在不同工況下滿 足要求，冷啟動加濃，實現(xiàn)暖車加濃，加速加濃，滿負荷加濃，氧 傳閉環(huán)控制 為使汽車實現(xiàn)怠速工況要求；通過對

2、怠速馬達進行控制，實 現(xiàn)暖車高怠速，開空調(diào)高怠速，用電負荷大怠速提升。 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)壓縮機等各種電磁閥和 繼電器進行控制）。 單片機是將中央處理器CPU（Central Processing Unit）、 存儲器（Memory）、定時器/計數(shù)器、輸入/輸出（I/O）接口電 路等主要計算機部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機， 雖然單片機只是一塊芯片，但其已經(jīng)具有微型計算機的組成與功能。 目前，汽車電控系統(tǒng)采用的單片機均為數(shù)字式單片機。 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

3、核心，由運算器（Calculator）、寄存器 （Register）和控制器（Controller）組成。 運算器是計算機的運算部件，用于實現(xiàn)數(shù)學(xué)運算和邏輯運算。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)運算與邏輯判斷都在 這里進行。 寄存器用于暫時存儲數(shù)據(jù)或程序指令。 控制器是計算機的指揮控制部件，其功用是按照監(jiān)控程序和應(yīng)用程 序使計算機各部分動協(xié)助調(diào)工作。 在單片機或微型計算機中，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個二進位信息（0或

4、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（Read Only Memory）和隨機存取儲存器RAM（Random Access Memory）。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） 掩膜ROM 可編程ROM（即PROM） 可改寫ROM（即EROM） （2）隨機存儲器（RAM） I/O（Input/Output）接口是CPU與傳感器或執(zhí)行器之間進行數(shù)據(jù)交 換和下達控制指令的通道。由于傳感器

5、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接口進行協(xié)調(diào)和控制。 總線是微機內(nèi)部傳遞信息的電路連線。在單片機內(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。 輸出回路是單片機與執(zhí)行器之間的中繼站，其功用是根據(jù)微機發(fā)出 的指令，控制執(zhí)行器動作。微機對

6、采樣信號進行分析、比較、運算后， 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單片機的基本結(jié)構(gòu)。 發(fā)動機電腦控制系統(tǒng)主要包括電控汽油噴射系統(tǒng)、電控汽油點火 系統(tǒng)、發(fā)動機怠速控制系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)、汽油機進氣控制 系統(tǒng)、氣缸變排量控制系統(tǒng)、可變壓縮比系統(tǒng)，柴油機電控系統(tǒng)等。 電控汽油噴射系統(tǒng) 電控汽油點火系統(tǒng) 怠速控制 排放控制 進氣控制 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)行機構(gòu)，如圖8-2-1所示。汽車電腦 一般被稱為ECU（Electronic Control Unit）。ECU主要由輸入接口、 微處理

7、器和輸出接口組成。 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。 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。因為低阻 噴油器線圈的匝數(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

8、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。 以單片機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)動機電控系統(tǒng)。圖中的大方框內(nèi)是ECU，ECU由輸入電路、單片 機、輸出電路組成。 一、汽車電子控制單元ECUECU 1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，將對其進行放大和整形處理（如曲軸轉(zhuǎn)速

9、傳感器的脈 沖信號），使其達到單片機對數(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 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 單片機的輸入接口。 2單片機 單片機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行運算和 判斷，把處理結(jié)果，如噴油指令信號、點火指令信號等， 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）。

10、 圖10-9 汽車電子控制單元ECU的組成示意圖 圖10-10為控制噴油器的輸出電路，單片機根據(jù)空氣 流量傳感器的轉(zhuǎn)入信號，計算出進入氣缸中的空氣質(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)動機的噴油脈寬可在 1.72ms8.45ms間控制），是電控燃油噴射的主要功能。 圖10-10 控制噴油器的

11、輸出電路 汽車電子的發(fā)展是在電子技術(shù)進步和汽 車工業(yè)需求推動下進行的。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)。 第三階段（1990年2000年）：車載網(wǎng)絡(luò) 階段采用先進的微電子技術(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)

12、 點的有機整體，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、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 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 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 進一步滿足人們的生活需要，向舒適、

13、便利、高 效、數(shù)字化、信息化、智能化發(fā)展。 汽車將成為開放分布式車上系統(tǒng)控制平臺 車際網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 智能汽車和智能交通系統(tǒng) 汽車電子技術(shù)的發(fā)展汽車電子技術(shù)的發(fā)展 1. 主要的汽車電子技術(shù) u 汽車安全系統(tǒng)中的電子技術(shù)汽車安全系統(tǒng)中的電子技術(shù) 2. 汽車電子技術(shù)的發(fā)展趨勢 l 重視安全、節(jié)能與環(huán)保是未來汽車發(fā)展的大趨勢 l 自適應(yīng)的防撞汽車與智能化交通系統(tǒng)將被使用 l 信息化汽車是一個發(fā)展亮點 l 汽車電子產(chǎn)品的集成化 三、汽車電子技術(shù)的發(fā)展三、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 l 在汽車上采用的計算機微處理器芯片(CPU)數(shù)量 將會越來越多 l 車用的傳感器和執(zhí)行器的

14、數(shù)量增多 l 新的計算機總線將會被廣泛采用 l 光纖電纜將取代傳統(tǒng)的同軸電線 提高發(fā)動機的動力性； 提高發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性； 降低排放污染； 改善發(fā)動機的加速和減速性能； 改善發(fā)動機的起動性能； 發(fā)動機故障發(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)動機故障而停駛的時間。 發(fā)動機電控技術(shù) 應(yīng)用在發(fā)動機上的電子控制系統(tǒng) 電控燃油噴射系統(tǒng) EFI 電控點火系統(tǒng)ESA 怠速控制系統(tǒng)ISC 排放控制系統(tǒng) 進氣控制系統(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) 失效保護系統(tǒng) 應(yīng)急備用系統(tǒng) 其他控制系統(tǒng) 三、汽車電子技術(shù)的發(fā)展三、汽車電子技術(shù)的發(fā)展 電

15、控燃油噴射EFI 電子燃油噴射系統(tǒng)（EFI） 功用：根據(jù)進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 噴油量進行修正，使發(fā)動機在各種運行工況下均能獲得最 佳濃度的混合氣，從而提高發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和排 放性。 電控點火系統(tǒng)（ESA） 功用：是點火提前角控制 。根據(jù)各相關(guān)傳感器信號，判斷 發(fā)動機的運行工況和運行條件，選擇最理想的點火提前角 點燃混合氣，從而改善發(fā)動機的燃燒過程，以實現(xiàn)提高發(fā) 動機動力性、經(jīng)濟性和降低排放污染的目的。 怠速控制系統(tǒng)（ISC） 功用：是在發(fā)動機怠速工況下，根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度、 空調(diào)壓縮機是否工作、變速器是否掛入擋位等

16、，通過怠速 控制閥對發(fā)動機的進氣量進行控制，使發(fā)動機隨時以最佳 怠速轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。 排放控制系統(tǒng) 功用：主要是對發(fā)動機排放控制裝置的工作實行電子控制。 排放控制的項目主要包括：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。 進氣控制系統(tǒng) 功用：主要是根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷的變化，對發(fā)動機的 進氣進行控制，以提高發(fā)動機的充氣效率，從而改善發(fā)動 機動力性。 增壓控制系統(tǒng) 功用：是對發(fā)動機進氣增壓裝置的工作進行控制。在裝有 廢氣渦輪增壓裝置的汽車上，ECU根據(jù)檢測到的進氣管壓 力，對增加裝置進行控制，從而控制增壓裝置對進氣增壓 的強度進行控制。 巡航控制系統(tǒng) 功用：設(shè)定巡航控

17、制模式后，ECU根據(jù)汽車運行工況和運 行環(huán)境信息，自動控制發(fā)動機工作，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 。 自診斷與報警系統(tǒng) 功用：用來提示駕駛員發(fā)動機有故障；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 能繼續(xù)運轉(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

18、發(fā)動機轉(zhuǎn)入強制運 轉(zhuǎn)狀態(tài)，以防車輛停駛在路途中。 發(fā)動機ECU硬件原理 發(fā)動機ECU CAN控制器 信號調(diào)理電路CAN控制器 CAN控制器 HSI 80C196 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 冷卻液溫度 燃油溫度 機油溫度 大氣壓力 進氣管壓力 進氣溫度 機油壓力 腳踏板 傳感器 起動開關(guān) 巡航開關(guān) 功率/經(jīng)濟 故障運行 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 本田“雅閣”2.2EX

19、轎車 （96款）ABS控制器 型號： ABS8SV4(L) 單片微機，也就是“電腦” 電磁閥驅(qū)動器 接線插口 解碼器測試：將電腦加上電源或裝上汽車用解碼器讀故 障碼數(shù)據(jù)流和執(zhí)行元件測試 替換法：根據(jù)電腦故障現(xiàn)象和故障碼對可疑原件進行替 換實驗用編程器對存儲器更換數(shù)據(jù)實驗 謝謝謝謝 一、汽車電腦概述 分類： 1發(fā)動機電控燃油噴射系統(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_等 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。因為低阻 噴油器線圈的匝數(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。 2單片機 單片機是汽車電子