《國規(guī)新能源汽車整車控制系統(tǒng)檢修（第2版）》教案 第10課 整車控制系統(tǒng)故障診斷與維修（一）

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課題整車控制系統(tǒng)故障診斷與維修（一）課時2課時（90min）教學目標知識目標：（1）了解整車控制器的主要輸入信號（2）掌握整車控制器信號輸入電路的故障診斷方法技能目標：能夠完成制動踏板信號故障檢修素質(zhì)目標：（1）學習楷模事跡，培養(yǎng)嚴于律己、耐心細致的模范精神（2）領(lǐng)略工匠風采，培養(yǎng)攻堅克難、兢兢業(yè)業(yè)的工匠精神教學重難點教學重點：各主要輸入信號及電路的故障診斷方法教學難點：制動踏板信號故障檢修教學方法任務引入法、問答法、討論法、實踐操作法教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學設(shè)計第1節(jié)課：傳授新知（28min）課堂討論（10min）第2節(jié)課：實踐操作（35min）拓展閱讀（5min）

課堂小結(jié)（3min）作業(yè)布置（2min）教學過程主要教學內(nèi)容及步驟設(shè)計意圖第一節(jié)課課前任務【教師】布置課前任務，和學生負責人取得聯(lián)系，組織學生下載“任務工單——整車控制器信號輸入電路典型故障檢修”，并根據(jù)任務工單進行組內(nèi)分工，同時提醒同學通過文旌課堂APP或其他學習軟件，收集整車控制器信號輸入電路故障的相關(guān)資料，并進行了解【學生】提前上網(wǎng)觀看相關(guān)資料，熟悉教材通過課前的預熱，讓學生了解所學課程的大概內(nèi)容，激發(fā)學生的學習欲望考勤（2min）【教師】使用文旌課堂APP進行簽到【學生】按照老師要求簽到培養(yǎng)學生的組織紀律性，掌握學生的出勤情況任務引入（5min）【教師】講述“車輛制動系統(tǒng)出問題”的案例，然后提出以下問題：（1）車輛制動系統(tǒng)的作用？（2）車輛制動系統(tǒng)出現(xiàn)故障，會有哪些危害？【學生】聆聽、思考、舉手回答通過與本任務相關(guān)的案例引出任務，激發(fā)學生的學習興趣，讓學生帶著相關(guān)背景去探索新知識傳授新知（28min）【教師】通過大家的發(fā)言，引入新知，講解整車控制器的主要輸入信號、整車控制器信號輸入電路的故障診斷方法等內(nèi)容整車控制器信號輸入電路通常包括在新能源汽車上直接為整車控制器提供整車狀態(tài)信息的傳感器和控制開關(guān)等，也包括與整車控制器相連的電氣連接線路，其主要作用是為整車控制器傳遞傳感器或開關(guān)產(chǎn)生的信號。3.1.1整車控制器的主要輸入信號在整車控制系統(tǒng)的工作過程中，會有不同的信號輸入整車控制器，如加速踏板位置信號、制動踏板信號、擋位信號、動力電池參數(shù)信號等。1．加速踏板位置信號整車控制器通過加速踏板位置信號能夠獲知駕駛員是否想要車輛加速。加速踏板位置信號通常為線性信號，由加速踏板位置傳感器獲取并傳遞給整車控制器?！局R鏈接】拓展知識面【教師】講述加速踏板位置傳感器的相關(guān)知識加速踏板位置傳感器通常有電位計式和霍爾式兩種。電位計式加速踏板位置傳感器是一種接觸式傳感器，其采用可變電阻分壓原理，可直接輸出線性信號。霍爾式加速踏板位置傳感器是一種非接觸式傳感器，其采用霍爾效應原理，輸出信號為非線性信號，需要通過信號轉(zhuǎn)換電路將其轉(zhuǎn)換為線性信號。因為霍爾式加速踏板位置傳感器具有接觸磨損小、工作可靠的優(yōu)點，所以大多數(shù)新能源汽車都采用霍爾式加速踏板位置傳感器?！緦W生】聆聽、思考2．制動踏板信號制動踏板信號反映駕駛員對制動踏板的動作，制動踏板信號由電信號的形式傳遞給整車控制器，整車控制器根據(jù)該信號控制制動燈的工作。當車輛靜止時，整車控制器接收到制動踏板信號后，將結(jié)合啟動開關(guān)信號判斷是否執(zhí)行上電操作，并結(jié)合擋位信號判斷是否執(zhí)行擋位切換操作。3．擋位信號擋位信號由擋位信號開關(guān)控制，擋位信號輸入整車控制器中，整車控制器將根據(jù)當前擋位進行駕駛模式切換?！局R鏈接】拓展知識面【教師】講述擋位信號開關(guān)的相關(guān)知識擋位信號開關(guān)又稱電子換擋器，新能源汽車的擋位信號開關(guān)有旋鈕式和手柄式兩種，如圖所示?！緦W生】聆聽、思考4．動力電池參數(shù)信號電池管理系統(tǒng)可以實時監(jiān)測動力電池的相關(guān)參數(shù)，并傳遞給整車控制器，整車控制器根據(jù)接收的動力電池參數(shù)控制動力電池的充電和放電功率。5．吉利帝豪EV450新能源汽車整車控制器的輸入信號1）加速踏板位置信號吉利帝豪EV450新能源汽車加速踏板位置信號的輸入電路如圖所示。其有兩個加速踏板位置傳感器，兩個傳感器的輸出電壓信號都隨加速踏板離地面高度的降低而增加，當一個加速踏板位置傳感器發(fā)生故障時，另一個加速踏板位置傳感器還能繼續(xù)工作，使信號能及時被識別，避免因加速踏板位置傳感器失效而導致車輛出現(xiàn)故障。同時，車輛安裝兩個加速踏板位置傳感器，便于整車控制器監(jiān)測信號，保證了信號的準確性，增加了系統(tǒng)的可靠性和行車的安全性。2）制動踏板信號吉利帝豪EV450新能源汽車制動踏板信號由制動踏板開關(guān)控制，制動踏板開關(guān)內(nèi)部有兩組開關(guān)，一組為常閉開關(guān)，一組為常開開關(guān)。吉利帝豪EV450新能源汽車制動踏板信號的傳遞原理如圖所示，當駕駛員踩下制動踏板時，制動踏板開關(guān)將制動踏板信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，并傳遞給整車控制器。整車控制器通過兩組開關(guān)輸出電壓的變化判斷駕駛員的制動或減速意圖。3）擋位信號吉利帝豪EV450新能源汽車采用手柄式擋位信號開關(guān)。當需要進行擋位操作時，駕駛員只需要操縱手柄就可使車輛換至相應的擋位，使擋位信息顯示在組合儀表上，并使擋位信號輸入整車控制器中，吉利帝豪EV450新能源汽車擋位信號的輸入電路如圖所示。4）動力電池參數(shù)信號吉利帝豪EV450新能源汽車動力電池參數(shù)信號的輸入電路如圖所示。電池管理系統(tǒng)可以將動力電池相關(guān)參數(shù)上報整車控制器，由整車控制器控制動力電池的充電功率和放電功率。例如，電池管理系統(tǒng)將動力電池溫度信號上報給整車控制器，如果接收到的信號顯示動力電池溫度低于-20℃，整車控制器將控制空調(diào)工作并對動力電池進行加熱；如果整車控制器接收到的信號顯示動力電池溫度在-20℃和55℃之間，整車控制器將控制動力電池正常充電。3.1.2整車控制器信號輸入電路的故障診斷方法1．信號輸入電路故障診斷的一般步驟新能源汽車整車控制器信號輸入電路故障診斷的一般步驟為：利用故障診斷儀讀取故障碼（或數(shù)據(jù)流）→檢查蓄電池電壓是否正?！鷻z查信號供電繼電器/熔絲是否正?！鷻z查傳感器供電搭鐵是否正?！鷻z查傳感器信號線路是否正常，如圖所示。2．信號輸入電路常見故障的檢測整車控制器信號輸入電路的常見故障有信號線路故障、傳感器供電故障、傳感器功能故障等。1）信號線路故障及檢測信號線路故障通常是指信號傳輸線故障，其產(chǎn)生的原因主要有信號線路斷路、線束連接器松動等。該故障的檢測方法主要為：檢測信號線路是否通斷，檢測相關(guān)線束連接器是否牢固。2）傳感器供電故障及檢測由于傳感器一般為低壓供電，因此該故障的檢測方法為：先檢查低壓蓄電池是否正常，若低壓蓄電池正常，則再檢測供電電路是否通斷及線束連接器安裝是否牢固。其中，低壓蓄電池的檢查主要包括確定殼體是否損壞、電極（導線插頭）是否損壞、固定是否牢固和電量狀態(tài)是否充足。（1）殼體損壞會導致電解液流出，流出的電解液會對車輛造成嚴重損壞。（2）電極損壞可能會使蓄電池接線端子接觸不良。（3）固定不牢則可能導致蓄電池在車輛運行過程發(fā)生劇烈顛簸，縮短蓄電池的使用壽命。（4）蓄電池電量充足是車輛低壓供電系統(tǒng)正常工作的保證。3）傳感器功能故障及檢測傳感器功能故障包括傳感器硬件故障和傳感器線路故障，其可能是車輛在運行過程中出現(xiàn)顛簸和振動造成的。該故障的檢測步驟包括讀取故障碼、測量傳感器與整車控制器間的電阻、測量傳感器與車身接地間的電壓和電阻等。下面以加速踏板位置信號的故障診斷與維修為例進行說明。（1）故障現(xiàn)象。車輛組合儀表系統(tǒng)故障燈點亮，提示系統(tǒng)存在二級故障；駕駛員按正常流程啟動車輛后，發(fā)現(xiàn)車輛只能低速行駛，無法加速。（2）故障診斷步驟。①讀取故障碼。首先，在關(guān)閉啟動開關(guān)的情況下，正確連接故障診斷儀與待修車輛；然后，將啟動開關(guān)置于ON位，打開故障診斷軟件，進入故障診斷界面，自動掃描故障；最后，讀取故障碼，初步確定加速踏板位置傳感器或相關(guān)線路存在故障。②檢查加速踏板與整車控制器之間的線束。首先，將啟動開關(guān)置于OFF位，斷開蓄電池負極電纜，并等待至少90s；然后，斷開整車控制器線束連接器和加速踏板線束連接器；最后，測量整車控制器線束連接器與加速踏板線束連接器之間的電阻，吉利帝豪EV450新能源汽車此處的電阻應小于1Ω。③檢查加速踏板線束連接器是否對地短路。測量加速踏板線束連接器與車身接地之間的電阻，吉利帝豪EV450新能源汽車此處的電阻應大于10kΩ。④檢查加速踏板線束連接器是否對電源短路。首先，連接加速踏板線束連接器；然后，連接蓄電池負極電纜，將啟動開關(guān)置于ON位；最后，測量加速踏板線束連接器與車身接地之間的電壓，吉利帝豪EV450新能源汽車此處的電壓應為0V。（3）故障維修。若以上任意一個測量結(jié)果不符合要求，則為傳感器信號線路故障，應維修傳感器信號線路、線束連接器；若以上的測量結(jié)果都符合要求，則是傳感器功能故障，通常應更換加速踏板總成。（4）試車。重新連接故障診斷儀，打開啟動開關(guān)，清除故障碼后，車輛應無故障提示，且加速性能應完好?！局R鏈接】拓展知識面【教師】講述搭鐵接線制的相關(guān)知識讓新能源汽車電源系統(tǒng)的一極與車架相連的接線制度稱為搭鐵接線制，簡稱搭鐵。操作時，將蓄電池和發(fā)電機正極（或負極）與汽車車架相連，使車架帶正電（或負電），從而使安裝在車架上的所有電氣設(shè)備只需一根從電源另一極引出的導線就可構(gòu)成回路?！緦W生】聆聽、思考【學生】聆聽、思考、理解、記憶通過講解、圖片展示、課堂互動等教學方法，讓學生了解整車控制器的主要輸入信號、整車控制器信號輸入電路的故障診斷方法等內(nèi)容課堂討論（10min）【教師】組織學生以小組為單位討論以下問題：信號輸入電路常見故障的檢測流程是怎樣的？【學生】聆聽、思考、小組討論，由小組代表發(fā)表討論結(jié)果【教師】與學生一起評價各組的發(fā)言通過課堂討論，激發(fā)學生的學習興趣，加深學生對所學知識的理解第二節(jié)課實踐操作（35min）【教師】組織學生掃碼觀看“制動踏板信號故障檢修”視頻，然后帶領(lǐng)學生到實操間進行實踐操作下面以吉利帝豪EV450新能源汽車為例，進行制動踏板信號故障檢修。1．準備工作（1）所用車型：吉利帝豪EV450。（2）作業(yè)工具：絕緣手套、安全帽、護目鏡、絕緣鞋、車外三件套、車內(nèi)四件套、萬用表、故障診斷儀、故障檢測盒、新能源汽車拆裝常用工具等。2．操作步驟（1）將啟動開關(guān)置于ON位，連接故障診斷儀，讀取系統(tǒng)數(shù)據(jù)流，結(jié)果顯示制動踏板1信號未請求，如圖所示。（2）檢查制動燈開關(guān)保險絲EF02和EF18，斷開制動燈開關(guān)保險絲EF02和EF18，分別測量其電阻，結(jié)果都在1Ω以下，符合標準。如圖所示為檢查制動燈開關(guān)保險絲EF02。（3）檢查制動燈開關(guān)供電線束。①將啟動開關(guān)置于OFF位。斷開蓄電池負極電纜（見下圖），并等待至少90s。②斷開制動燈開關(guān)線束連接器CA44，如圖所示。③將啟動開關(guān)置于ON位，用萬用表分別測量制動燈開關(guān)線束連接器CA44端子2、端子3與車身接地之間的電壓，結(jié)果為12.54V、12.12V，在標準范圍內(nèi)（電壓標準值：11～14V），如圖所示。（4）檢查制動燈開關(guān)與整車控制器之間的線束。①斷開整車控制器線束連接器CA67，如圖所示。②測量CA67端子86與CA44端子4之間的電阻，結(jié)果為0.4Ω，在標準范圍內(nèi)（電阻標準值：小于1Ω），如圖所示。③測量CA67端子96與CA44端子1之間的電阻，結(jié)果為0.5Ω，在標準范圍內(nèi)（電阻標準值：小于1Ω），如圖所示。（5）檢查溫度執(zhí)行器線束連接器是否對地短路。①測量線束連接器CA44端子1與車身接地之間的電阻，結(jié)果為483.1kΩ，在標準范圍內(nèi)（電阻標準值：10kΩ或更高），如圖所示。②測量線束連接器CA44端子4與車身接地之間的電阻，結(jié)果為556.5kΩ，在標準范圍內(nèi)（電阻標準值：10kΩ或更高），如圖所示。（6）檢查制動燈開關(guān)線束連接器是否對電源短路。①連接蓄電池負極電纜，將啟動開關(guān)置于ON位。②測量線束連接器CA44端子1與車身接地之間的電壓，結(jié)果為6.11V，如圖所示。③測量線束連接器CA44端子4與車身接地之間的電壓，結(jié)果為6.12V，如圖所示。④線束連接器CA44端子1、端子4與車身接地之間的電壓都不為0V，則是線束連接器的故障，應更換線束連接器，如圖3-19所示?！緦W生】以小組為單位，進行實操，根據(jù)分工填寫“任務工單——整車控制器信號輸入電路典型故障檢修”【教師】根據(jù)學生表現(xiàn)，填寫考核評價表以實際工作中需要的技能為出發(fā)點，切實幫助學生掌握操作技能，通過理論結(jié)合實踐，加深對知識的理解和運用，鍛煉學生應對實際問題的能力拓展閱讀（5min）【教師】組織學生閱讀“汽修達人詮釋工匠精神”案例，然后組織學生以小組為單位討論以下問題：（1）吳杰為什么被稱為汽修達人？（2）吳杰具有哪些工匠精神？思考、小組討論，由小組代表上臺發(fā)表討論結(jié)果【教師】與學生一起評價各組的發(fā)言思想政治教育有機融入教學過程，加強學生學習楷模事跡，培養(yǎng)嚴于律己、耐心細致的模范精神；領(lǐng)略工匠風采，培養(yǎng)攻堅克難、兢兢業(yè)業(yè)的工匠精神課堂小結(jié)（3min）【教師】簡要總結(jié)本節(jié)課的要點本節(jié)課學習了整車控制器的主要輸入信號、整車控制器信號輸入電路的故障診斷方法，并通過實際操作掌握了制動踏板信號故障檢修的方法；希望大家課下能多練習，對各主要輸入信號及電路的故障診斷方法有一定認識，并能正確、熟練地完成制動踏板信號整體輸入電路的故障診斷與維修【學生】總結(jié)回顧知識點總結(jié)知識