汽车电脑检测与维修

1、汽车电脑原理与维修汽车电脑原理与维修 一、汽车电脑概述 分类： 1发动机电控燃油喷射系统 2自动变速箱系统 3. 刹车防抱死牵引力控制系统 4. 遥控中控防盗系统 5. 安全气囊电脑系统 6. 空调 车身电脑 倒车雷达等 汽车电脑（区别于通用PC)，单片机电子控制技 术是汽车的重要组成部分，其性能的好坏直接影 响到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、 排气净化及舒适性。 例如： 为使汽车发动机获得最高的经济性，动力性，尾气排放合 格，需靠点火系统在最适当的时间点火；喷油系统在不同工况下满 足要求，冷启动加浓，实现暖车加浓，加速加浓，满负荷加浓，氧 传闭环控制 为使汽车实现怠速工况要求；通过对

2、怠速马达进行控制，实 现暖车高怠速，开空调高怠速，用电负荷大怠速提升。 为保证汽车工作可靠、行驶安全，则有赖于各种其他电 子控制系统的正常工作（对电子扇，空调压缩机等各种电磁阀和 继电器进行控制）。 单片机是将中央处理器CPU（Central Processing Unit）、 存储器（Memory）、定时器/计数器、输入/输出（I/O）接口电 路等主要计算机部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机， 虽然单片机只是一块芯片，但其已经具有微型计算机的组成与功能。 目前，汽车电控系统采用的单片机均为数字式单片机。 中央处理器（CPU）是具有译码指令和数据处理能力的电子部件， 是汽车电子控制单元的

3、核心，由运算器（Calculator）、寄存器 （Register）和控制器（Controller）组成。 运算器是计算机的运算部件，用于实现数学运算和逻辑运算。汽车 上各种电控系统（燃油喷射系统EFI、防抱死制动系统ABS、安全气囊系 统SRS、自动变速器ECT控制系统）ECU内部的数据运算与逻辑判断都在 这里进行。 寄存器用于暂时存储数据或程序指令。 控制器是计算机的指挥控制部件，其功用是按照监控程序和应用程 序使计算机各部分动协助调工作。 在单片机或微型计算机中，存储器是用来存储程序指令和数据的部 件。存储器是由许多具有记忆功能的存储电路构成的，每个记忆存储电 路存储1个二进位信息（0或

4、1），称为存储器的存储位（Bit）。每8个 记忆存储电路构成存储器的一个基本单元，存储8位二进制信息，称为 存储字节（Byte）。 存储器按读写操作原理可分为：只读存储器ROM（Read Only Memory）和随机存取储存器RAM（Random Access Memory）。按功能可 分为程序存储器和数据存储器。按构成材料可分为半导体存储器和磁质 存储器。 （1）只读存储器（ROM） 掩膜ROM 可编程ROM（即PROM） 可改写ROM（即EROM） （2）随机存储器（RAM） I/O（Input/Output）接口是CPU与传感器或执行器之间进行数据交 换和下达控制指令的通道。由于传感器

5、和执行器种类繁多，它们的信号 速度、频率、电平、功率和工作时序等都不可能与CPU完全匹配，因此 必须根据CPU的指令，通过I/O接口进行协调和控制。 总线是微机内部传递信息的电路连线。在单片机内部，CPU、ROM、 RAM与I/O接口之间的信息交换都是通过总线来实现。按传递信息不同， 总线可分为数据总线、地址总线和控制总线三种。 数据总线主要用于传送数据与指令。 地址总线用来传递地址数码。 微机中的器件都与控制总线连接，CPU可通过控制总线随时掌握各 个器件的状态，并根据需要随时向某个器件发出控制指令。 输出回路是单片机与执行器之间的中继站，其功用是根据微机发出 的指令，控制执行器动作。微机对

6、采样信号进行分析、比较、运算后， 由预定的程序形成控制指令并通过输出端子输出。下图8-1-2所示为 MCS-51单片机的基本结构。 发动机电脑控制系统主要包括电控汽油喷射系统、电控汽油点火 系统、发动机怠速控制系统、废气再循环控制系统、汽油机进气控制 系统、气缸变排量控制系统、可变压缩比系统，柴油机电控系统等。 电控汽油喷射系统 电控汽油点火系统 怠速控制 排放控制 进气控制 汽车电脑作为控制系统的核心，在硬件结构上一般可分为三部 分：外部传感器、汽车电脑和执行机构，如图8-2-1所示。汽车电脑 一般被称为ECU（Electronic Control Unit）。ECU主要由输入接口、 微处理

7、器和输出接口组成。 喷抽器的驱动方式可分为电流驱动和电压驱动两种方式，如图8-2- 16所示。电流驱动方式只适用于低阻值喷油器，电压驱动方式对高阻值 和低阻值喷油器均可使用。 在采用电流驱动方式的喷油器控制电路中，不需附加电阻，低阻 喷油器直接与蓄电池连接，通过ECU中的晶体三极管对流过喷油器线 圈的电流进行控制，电路图见图8-2-17。 低阻喷油器采用电压驱动方式时，必须加入附加电阻。因为低阻 喷油器线圈的匝数较少，加入附加电阻，可减小工作时流过线圈的电 流，以防止线圈发热而损坏。附加电阻与喷油器的连接方式有三种。 电压驱动方式中的喷油器驱动电路较简单，但因其回路中的阻抗 大，喷油器的喷油滞

8、后时间长。其中，电压驱动高阻喷油器的喷油滞 后时间最长，电压驱动低阻喷油器次之，电流驱动的喷油器最短。 以单片机为核心的汽车电子控制装置，各生产厂家所称名称有 所不同，有称微处理机控制装置MCU，有称电子控制组件 ECM，较多的是称为汽车电子控制单元ECU，在汽车修理行业， 习惯上称为汽车电脑。 汽车上某一电控系统由传感器、ECU、执行元件组成，图10-9 是发动机电控系统。图中的大方框内是ECU，ECU由输入电路、单片 机、输出电路组成。 一、汽车电子控制单元ECUECU 1输入电路 输入电路的功能是接收和处理来自ECU外部传感器的信号。如果 是脉冲信号，将对其进行放大和整形处理（如曲轴转速

9、传感器的脉 冲信号），使其达到单片机对数字信号的要求。如果是模拟信号 （如空气流量传感器、温度传感器的直流缓变信号等），将对其进 行模/数（A/D）转换，转换为数字信号。输入电路将数字信号送至 单片机的输入接口。 2单片机 单片机是汽车电子控制单元ECU的控制中枢。它的功 能是根据所存程序，对各种传感器送来的信号进行运算和 判断，把处理结果，如喷油指令信号、点火指令信号等， 送至输出电路，从而控制执行器。 3输出电路 输出电路的功能是将单片机发出的低电压、微电流 指令信号，经放大变成执行器所需要的电压和电流控制信 号。在输出电路中，一般采用大功率三极管控制执行器的 接地回路（也称为搭铁回路）。

10、 图10-9 汽车电子控制单元ECU的组成示意图 图10-10为控制喷油器的输出电路，单片机根据空气 流量传感器的转入信号，计算出进入气缸中的空气质量， 然后按理想空燃比计算出应喷的汽油量，使汽油的混合气 体达到最佳燃烧。喷油器是一个小型电磁阀，通电开阀， 断电闭阀。在油压和喷油器喷孔一定的条件下，控制喷油 时间就可控制喷油量。单片机发出控制喷油时间的脉冲， 控制大功率三极管的导通接地时间，从而控制喷油器电磁 线圈的通电时间，达到控制喷油量的目的。精确控制喷油 脉冲的脉冲宽度（例如某种发动机的喷油脉宽可在 1.72ms8.45ms间控制），是电控燃油喷射的主要功能。 图10-10 控制喷油器的

11、输出电路 汽车电子的发展是在电子技术进步和汽 车工业需求推动下进行的。其发展历程分为四 个阶段。 第一阶段（1950年1970年）：电子 技术开始应用到汽车零件的开发，其特征：晶 体管，个别零部件的应用； 第二阶段（1970年1990年）：电子 技术应用于汽车部件的开发，其特征：微处理 器，汽车各大总成部件功能的集成，出现了大 量高可靠性、高效率的复杂电子控制系统。 第三阶段（1990年2000年）：车载网络 阶段采用先进的微电子技术、车载网络技术、集成 智能功率器件、智能传感器、大容量非易失存储器、 专用集成电路，形成汽车上的分布式、网络化的电 子控制系统。车辆通过网络连成一个多ECU、多节

12、 点的有机整体，汽车性能更加完善。 技术特征： 功能多样化:各种智能化控制功能（自动巡航、自 动启停、自动避撞）。 技术一体化:机、液、电、磁一体化 系统集成化：各系统综合集成控制 通信网络化：以CAN总线为基础的整车各大总成 信息共享的分布式控制系统，车载移动通信 第四阶段（2000年以后）：车际网络阶段 目前，美国、欧洲、日本在完善汽车之外 的交通、通信等平台设施，将车际通信和网络纳 入整个国家信息系统，统一进行平台建设。例如 驾驶员信息系统、智能交通系统、公路自动收费 系统、定位导航系统等。 汽车电子技术的发展趋势 汽车在满足安全、节能、环保的同时，将 进一步满足人们的生活需要，向舒适、

13、便利、高 效、数字化、信息化、智能化发展。 汽车将成为开放分布式车上系统控制平台 车际网络技术 智能汽车和智能交通系统 汽车电子技术的发展汽车电子技术的发展 1. 主要的汽车电子技术 u 汽车安全系统中的电子技术汽车安全系统中的电子技术 2. 汽车电子技术的发展趋势 l 重视安全、节能与环保是未来汽车发展的大趋势 l 自适应的防撞汽车与智能化交通系统将被使用 l 信息化汽车是一个发展亮点 l 汽车电子产品的集成化 三、汽车电子技术的发展三、汽车电子技术的发展 3. 汽车电子技术在汽车装备中的发展 动向 l 在汽车上采用的计算机微处理器芯片(CPU)数量 将会越来越多 l 车用的传感器和执行器的

14、数量增多 l 新的计算机总线将会被广泛采用 l 光纤电缆将取代传统的同轴电线 提高发动机的动力性； 提高发动机的燃油经济性； 降低排放污染； 改善发动机的加速和减速性能； 改善发动机的起动性能； 发动机故障发生率大大降低，自诊断与报警系统的应用，提高了故障诊断的 速度和准确性，缩短汽车因发动机故障而停驶的时间。 发动机电控技术 应用在发动机上的电子控制系统 电控燃油喷射系统 EFI 电控点火系统ESA 怠速控制系统ISC 排放控制系统 进气控制系统 增压控制系统 巡航控制系统 警告提示 自诊断与报警系统 失效保护系统 应急备用系统 其他控制系统 三、汽车电子技术的发展三、汽车电子技术的发展 电

15、控燃油喷射EFI 电子燃油喷射系统（EFI） 功用：根据进气量确定基本喷油量，再根据其他传感器 （如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等）信号等对 喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最 佳浓度的混合气，从而提高发动机的动力性、经济性和排 放性。 电控点火系统（ESA） 功用：是点火提前角控制 。根据各相关传感器信号，判断 发动机的运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角 点燃混合气，从而改善发动机的燃烧过程，以实现提高发 动机动力性、经济性和降低排放污染的目的。 怠速控制系统（ISC） 功用：是在发动机怠速工况下，根据发动机冷却液温度、 空调压缩机是否工作、变速器是否挂入挡位等

16、，通过怠速 控制阀对发动机的进气量进行控制，使发动机随时以最佳 怠速转速运转。 排放控制系统 功用：主要是对发动机排放控制装置的工作实行电子控制。 排放控制的项目主要包括：废气再循环（EGR）控制，活 性炭罐电磁阀控制，氧传感器和空燃比闭环控制等。 进气控制系统 功用：主要是根据发动机转速和负荷的变化，对发动机的 进气进行控制，以提高发动机的充气效率，从而改善发动 机动力性。 增压控制系统 功用：是对发动机进气增压装置的工作进行控制。在装有 废气涡轮增压装置的汽车上，ECU根据检测到的进气管压 力，对增加装置进行控制，从而控制增压装置对进气增压 的强度进行控制。 巡航控制系统 功用：设定巡航控

17、制模式后，ECU根据汽车运行工况和运 行环境信息，自动控制发动机工作，使汽车自动维持一定 车速行驶。 警告提示 功用：由ECU控制各种指示和报警装置，一旦控制系统出 现故障，该系统能及时发出信号以警告提示 。 自诊断与报警系统 功用：用来提示驾驶员发动机有故障；同时，系统将故障 信息以设定的数码（故障码）形式储存在存储器中，以便 帮助维修人员确定故障类型和范围 。 失效保护系统 功用：主要是当传感器或传感器线路发生故障时，控制系 统自动按电脑中预先设定的参考信号值工作，以便发动机 能继续运转。 应急备用系统 功用：是当控制系统电脑发生故障时，自动启用备用系统 （备用集成电路），按设定的信号控制

18、发动机转入强制运 转状态，以防车辆停驶在路途中。 发动机ECU硬件原理 发动机ECU CAN控制器 信号调理电路CAN控制器 CAN控制器 HSI 80C196 喷油量计算 喷油正时计算 故障检测 通讯程序 EGR控制计算 4DE2柴油机 冷却液温度 燃油温度 机油温度 大气压力 进气管压力 进气温度 机油压力 脚踏板 传感器 起动开关 巡航开关 功率/经济 故障运行 诊断仪接口 仪表板 标定系统其他ECU 脉冲信号 车 速 传感器 喷油泵 ECU 故障报警 电控EGR 巡航指示 启动预热 机油报警 数字信号 CAN控制器 CAN控制器 油耗显示 数字信号 CAN控制器 本田“雅阁”2.2EX

19、轿车 （96款）ABS控制器 型号： ABS8SV4(L) 单片微机，也就是“电脑” 电磁阀驱动器 接线插口 解码器测试：将电脑加上电源或装上汽车用解码器读故 障码数据流和执行元件测试 替换法：根据电脑故障现象和故障码对可疑原件进行替 换实验用编程器对存储器更换数据实验 谢谢谢谢 一、汽车电脑概述 分类： 1发动机电控燃油喷射系统 2自动变速箱系统 3. 刹车防抱死牵引力控制系统 4. 遥控中控防盗系统 5. 安全气囊电脑系统 6. 空调 车身电脑 倒车雷达等 在采用电流驱动方式的喷油器控制电路中，不需附加电阻，低阻 喷油器直接与蓄电池连接，通过ECU中的晶体三极管对流过喷油器线 圈的电流进行控制，电路图见图8-2-17。 低阻喷油器采用电压驱动方式时，必须加入附加电阻。因为低阻 喷油器线圈的匝数较少，加入附加电阻，可减小工作时流过线圈的电 流，以防止线圈发热而损坏。附加电阻与喷油器的连接方式有三种。 电压驱动方式中的喷油器驱动电路较简单，但因其回路中的阻抗 大，喷油器的喷油滞后时间长。其中，电压驱动高阻喷油器的喷油滞 后时间最长，电压驱动低阻喷油器次之，电流驱动的喷油器最短。 2单片机 单片机是汽车电子