【經(jīng)驗(yàn)分享】汽車(chē)電子介紹及控制系統(tǒng)
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汽車(chē)電子是車(chē)體汽車(chē)電子控制裝置和車(chē)載汽車(chē)電子控制裝置的總稱(chēng)。
車(chē)體汽車(chē)電子控制裝置,包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤(pán)控制系統(tǒng)和車(chē)身電子控制系統(tǒng)(車(chē)身電子ECU)。車(chē)體汽車(chē)電子控制裝置有如赤裸裸的、不穿戴任何衣物飾物的人體;車(chē)載汽車(chē)電子包括汽車(chē)信息系統(tǒng)、汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)和汽車(chē)娛樂(lè)系統(tǒng)。車(chē)載汽車(chē)電子控制裝置有如人身的衣物、飾物。
汽車(chē)電子分類(lèi)隨著汽車(chē)電子技術(shù)朝著集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化的方向發(fā)展,上述分類(lèi)可能會(huì)有交叉與融合。
汽車(chē)電子地位:
汽車(chē)電子化被認(rèn)為是汽車(chē)技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中的一次革命,汽車(chē)電子化的程度被看作是衡量現(xiàn)代汽車(chē)水平的重要標(biāo)志,是用來(lái)開(kāi)發(fā)新車(chē)型,改進(jìn)汽車(chē)性能最重要的技術(shù)措施。汽車(chē)制造商認(rèn)為增加汽車(chē)電子設(shè)備的數(shù)量、促進(jìn)汽車(chē)電子化是奪取未來(lái)汽車(chē)市場(chǎng)的重要的有效手段。
據(jù)統(tǒng)計(jì),從1989年至2000年,平均每輛車(chē)上電子裝置在整個(gè)汽車(chē)制造成本中所占的比例由16%增至23%以上。一些豪華轎車(chē)上,使用單片微型計(jì)算機(jī)的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到48個(gè),電子產(chǎn)品占到整車(chē)成本的50%以上,目前電子技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深入到汽車(chē)所有的系統(tǒng)。
汽車(chē)電子類(lèi)別:
按照對(duì)汽車(chē)行駛性能作用的影響劃分,可以把汽車(chē)電子產(chǎn)品歸納為兩類(lèi):一類(lèi)是汽車(chē)電子控制裝置,汽車(chē)電子控制裝置要和車(chē)上機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行配合使用,即所謂“機(jī)電結(jié)合”的汽車(chē)電子裝置;它們包括發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、車(chē)身電子控制。例如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動(dòng)防抱死控制、防滑控制、牽引力控制、電子控制懸架、電子控制自動(dòng)變速器、電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向等,另一類(lèi)是車(chē)載汽車(chē)電子裝置,車(chē)載汽車(chē)電子裝置是在汽車(chē)環(huán)境下能夠獨(dú)立使用的電子裝置,它和汽車(chē)本身的性能并無(wú)直接關(guān)系。它們包括汽車(chē)信息系統(tǒng)(行車(chē)電腦)、導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車(chē)音響及電視娛樂(lè)系統(tǒng)、車(chē)載通信系統(tǒng)、上網(wǎng)設(shè)備等。
目前電子技術(shù)發(fā)展的方向向集中綜合控制發(fā)展:將發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和自動(dòng)變速器控制系統(tǒng),集成為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制(PCM);將制動(dòng)防抱死控制系統(tǒng)(ABS)、牽引力控制系統(tǒng)(TCS)和驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)(ASR)綜合在一起進(jìn)行制動(dòng)控制;通過(guò)中央底盤(pán)控制器,將制動(dòng)、懸架、轉(zhuǎn)向、動(dòng)力傳動(dòng)等控制系統(tǒng)通過(guò)總線進(jìn)行連接。控制器通過(guò)復(fù)雜的控制運(yùn)算,對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào),將車(chē)輛行駛性能控制到最佳水平,形成一體化底盤(pán)控制系統(tǒng)(UCC)。
由于汽車(chē)上的電子電器裝置數(shù)量的急劇增多,為了減少連接導(dǎo)線的數(shù)量和重量,網(wǎng)絡(luò)、總線技術(shù)在此期間有了很大的發(fā)展。總線技術(shù)是將各種汽車(chē)電子裝置連接成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò),通過(guò)數(shù)據(jù)總線發(fā)送和接收信息。電子裝置除了獨(dú)立完成各自的控制功能外,還可以為其它控制裝置提供數(shù)據(jù)服務(wù)。由于使用了網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計(jì),簡(jiǎn)化了布線,減少了電氣節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和導(dǎo)線的用量,使裝配工作更為簡(jiǎn)化,同時(shí)也增加了信息傳送的可靠性。通過(guò)數(shù)據(jù)總線可以訪問(wèn)任何一個(gè)電子控制裝置,讀取故障碼對(duì)其進(jìn)行故障診斷,使整車(chē)維修工作變得更為簡(jiǎn)單。
汽車(chē)電子變化:
汽車(chē)電子技術(shù)的應(yīng)用將使汽車(chē)發(fā)生以下主要變化:
汽車(chē)的機(jī)械結(jié)構(gòu)還將發(fā)生重大的變化,汽車(chē)的各種操縱系統(tǒng)向電子化和電動(dòng)化發(fā)展,實(shí)現(xiàn)“線操控”。用導(dǎo)線代替原來(lái)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu),例如“導(dǎo)線制動(dòng)”、“導(dǎo)線轉(zhuǎn)向”、“電子油門(mén)”等。
汽車(chē)12伏供電系統(tǒng)向42伏轉(zhuǎn)化。 隨著汽車(chē)電子裝置越來(lái)越多,消耗的電能正在大幅度地增加。現(xiàn)有的12伏動(dòng)力電源,已滿(mǎn)足不了汽車(chē)上所有電氣系統(tǒng)的需要。今后將采用集成起動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)42伏供電系統(tǒng),發(fā)電機(jī)最大輸出功率將會(huì)由目前的1千瓦提高到8千瓦左右,發(fā)電效率將會(huì)達(dá)到80%以上。42伏汽車(chē)電氣系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,將會(huì)使汽車(chē)電器零部件的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)發(fā)生重大的變革,機(jī)械式的繼電器、熔絲式保護(hù)電路將被淘汰。
汽車(chē)電子技術(shù)的應(yīng)用將使汽車(chē)更加智能化。智能汽車(chē)裝備有多種傳感器,能夠充分感知駕車(chē)者和乘客的狀況,交通設(shè)施和周邊環(huán)境的信息,判斷乘員是否處于最佳狀態(tài),車(chē)輛和人是否會(huì)發(fā)生危險(xiǎn),并及時(shí)采取對(duì)應(yīng)措施。
今天,社會(huì)進(jìn)入了信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代,人們希望汽車(chē)不僅僅是一種代步工具,更希望在汽車(chē)是生活及工作范圍的一種延伸,在汽車(chē)上就像呆在自己的辦公室和家里一樣,可以收聽(tīng)廣播,打電話(huà),上互聯(lián)網(wǎng),處理工作。隨著數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步,汽車(chē)也將步入多媒體時(shí)代。利用 windows操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的車(chē)載計(jì)算機(jī)多媒體系統(tǒng),具有信息處理、通訊、導(dǎo)航、防盜、語(yǔ)言識(shí)別、圖像顯示和娛樂(lè)等功能。可以預(yù)見(jiàn)到的將來(lái),汽車(chē)裝置自動(dòng)導(dǎo)航和輔助駕駛系統(tǒng),駕駛員可把行車(chē)的目的地輸入到汽車(chē)電腦中,汽車(chē)就會(huì)沿著最佳行車(chē)路線行駛到達(dá)目的地。人們可以通過(guò)語(yǔ)言識(shí)別系統(tǒng)操縱著車(chē)內(nèi)的各種設(shè)施,一邊駕駛著汽車(chē),一邊欣賞著音樂(lè)電視,還可上網(wǎng)預(yù)定飯桌、機(jī)票等
汽車(chē)電子七大特點(diǎn):
汽車(chē)電子信息產(chǎn)品是一大市場(chǎng),市場(chǎng)將年增7%,車(chē)載遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)市場(chǎng)達(dá)到200億美元。據(jù)汽車(chē)用品之家社區(qū)專(zhuān)家介紹,隨著我國(guó)汽車(chē)業(yè)的迅速發(fā)展,目前我國(guó)汽車(chē)電子業(yè)呈現(xiàn)出
汽車(chē)電子大發(fā)展特點(diǎn):
汽車(chē)工業(yè)正處于科技創(chuàng)新時(shí)代,傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品成為高新技術(shù)產(chǎn)品,汽車(chē)產(chǎn)業(yè)已成為高新技術(shù)裝備起來(lái)的產(chǎn)業(yè)。法規(guī)和市場(chǎng)推動(dòng)著汽車(chē)電子信息技術(shù)的發(fā)展,能源、排放、噪聲、安全法規(guī)日趨嚴(yán)格,客戶(hù)對(duì)舒適性的要求不斷提高,推動(dòng)著汽車(chē)電子信息技術(shù)的發(fā)展。我國(guó)也將實(shí)施歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn),歐洲將實(shí)施歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn),德國(guó)已開(kāi)發(fā)出百公里油耗一升的汽車(chē)。提升汽車(chē)安全性的安全帶、安全氣囊、ABS、ASR等都已智能化。汽車(chē)和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)微處理器的規(guī)模越來(lái)越大。汽車(chē)微處理器越來(lái)越多,有的車(chē)型達(dá)60個(gè),并采用LIN、CAN網(wǎng)絡(luò)控制,汽車(chē)電子產(chǎn)品已占汽車(chē)總成本的1/3,軟件部分占 4%,這一兩年預(yù)計(jì)將超過(guò)10%。IC也將不斷趨于集成化,如今的一個(gè)IC可實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于以前多個(gè)IC的功能。為適應(yīng)電子系統(tǒng)發(fā)展需求,汽車(chē)供電系統(tǒng)將從 12V發(fā)展到42V。將普及電控電噴系統(tǒng),提高動(dòng)力系統(tǒng)效率,可以看出所有發(fā)動(dòng)機(jī)已采用了電子技術(shù),廠商也正在普及和提高:電控高壓共軌柴油機(jī)正大量研究,電力電子模塊混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成驅(qū)動(dòng)主力,氫燃料電池混合動(dòng)力汽車(chē)商業(yè)化取得新進(jìn)展,電控復(fù)合火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)迅速普及,高級(jí)電控均勻充氣壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)正加緊研究。線控或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)迅速發(fā)展,線控轉(zhuǎn)向、線控制動(dòng)正加緊研究,線控將取代機(jī)械系統(tǒng),汽車(chē)底盤(pán)將發(fā)生革命性變化。
ITS正迅速興起,包括汽車(chē)的智能化、公路的自動(dòng)化和導(dǎo)航系統(tǒng)等。綜合控制成為汽車(chē)電子信息技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),包括動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、底盤(pán)與安全系統(tǒng)、車(chē)身與防盜系統(tǒng)等,遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)將使藍(lán)牙技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車(chē),汽車(chē)智能化將不斷升級(jí)。
汽車(chē)電子控制系統(tǒng):
故障排除
傳感器的檢查
元件故障
元件電路故障。如脫焊、氧化短路等。
元件擊穿損壞。如二極管、晶體管及電容等。
元件變質(zhì)。如電阻、電容老化,數(shù)據(jù)變更;二極管、晶體管熱穩(wěn)定性差等。
線圈冷卻液溫度傳感器。冷卻液溫度傳感器的精密度對(duì)噴油量有很大的影響。當(dāng)混合器過(guò)濃或過(guò)稀時(shí),應(yīng)拆檢冷卻液溫度傳感器。其檢測(cè)方法是:
量冷卻液溫度傳感器連接線間電阻。在冷卻液溫度20℃時(shí),其值應(yīng)為2~3千歐姆左右;80℃時(shí),應(yīng)為0.2~0.4千歐姆左右。如果測(cè)量結(jié)果不符合規(guī)定要求,應(yīng)更換冷卻液溫度傳感器。
點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON,冷卻液溫度80℃,測(cè)量THW與E2間的電壓為0.2~1.0V;如果不符,則應(yīng)做進(jìn)一步該檢查。
進(jìn)氣溫度傳感器。檢查結(jié)構(gòu)與冷卻液溫度傳感器相似的進(jìn)氣溫度傳感器時(shí),可采用檢查冷卻液溫度傳感器的方法。在正常情況下,溫度為20℃時(shí),阻值約為2~3千歐姆;60℃時(shí),阻值約為0.4~0.7千歐姆。如果測(cè)量結(jié)果不符合規(guī)定,則應(yīng)更換傳感器,安裝與空氣流量計(jì)內(nèi)的進(jìn)氣溫度傳感器損壞時(shí),應(yīng)更換空氣流量計(jì)。
氧傳感器。氧傳感器有加熱式(三線式)和非加熱式(單線式)兩種。對(duì)于加熱式,應(yīng)檢測(cè)其加熱器電阻。其檢查方式是:
氧傳感器信號(hào)異常將引起發(fā)動(dòng)機(jī)油耗增高。
氧信號(hào)線路必須接觸良好、絕緣良好,因?yàn)槠漭敵鲭娫次⑷酰芰繕O小。
電壓檢查,用輸入阻抗高的數(shù)字萬(wàn)能表測(cè)量氧傳感器電壓。
起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),以診斷盒上或ECU上測(cè)量OX與E1的電壓,0.45V左右為正常。從進(jìn)氣岐管上拆下汽油壓力調(diào)節(jié)器軟管,是壓力調(diào)節(jié)器上部與大氣相通,將岐管接頭堵住起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),在正常怠速時(shí)測(cè)量OX與E1的電壓應(yīng)在0.5V以上。
氧傳感器電熱絲冷電阻為4~40千歐姆左右。如不符合規(guī)定,應(yīng)更換氧傳感器。
其它傳感器還有節(jié)氣門(mén)位置傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、爆燃傳感器、車(chē)速傳感器、霍爾同步信號(hào)傳感器等。
ECU的檢查
ECU及其控制線路的故障可用該車(chē)型的電腦檢測(cè)儀或通用于各車(chē)型的汽車(chē)電腦解碼器來(lái)檢查。如果沒(méi)有這些儀器,則可利用萬(wàn)用表測(cè)量單元一側(cè)插座上各引腳的電壓或工作電阻,據(jù)以判斷電控單元及其控制線路無(wú)故障。用這種方法檢測(cè)電控單元及控制線路的故障,必須以被測(cè)車(chē)型的詳細(xì)維修技術(shù)資料為依據(jù)。這些資料包括:該車(chē)型電控單元線束插頭中各接腳與控制系統(tǒng)中的哪些傳感器、執(zhí)行器相連接;各接腳在發(fā)動(dòng)機(jī)不同工作狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)電壓值。檢測(cè)時(shí)如發(fā)動(dòng)機(jī)異常,則表明有故障;與執(zhí)行器連接部分異常,則表明電控單元有故障;與傳感器連接部分異常,則可能傳感器線路有故障。
檢查ECU的常用方法:
電壓測(cè)量法。按照ECU插接件圖及ECU各接線點(diǎn)正常電壓數(shù)據(jù)及測(cè)量條件,用稿輸入阻抗的萬(wàn)用表進(jìn)行檢查。
電阻測(cè)量法
拔下ECU線插頭,按插件圖及ECU各接線點(diǎn)正常電阻值進(jìn)行測(cè)量;
采用高阻抗數(shù)字表,并盡量用高歐姆檔測(cè)量,以防測(cè)量電流損壞ECU內(nèi)部元件,使故障擴(kuò)大;
各種車(chē)型的ECU插件圖均不一樣,但使用符號(hào)在同一車(chē)系中具有通性;ECU各接點(diǎn)電壓及電阻值,對(duì)其他車(chē)型僅能參考。
控制常見(jiàn)故障
接觸不良。主要發(fā)生在插接件、電位器、開(kāi)關(guān)及繼電器等處。電控單元控制系統(tǒng)中,許多信號(hào)線路均為微電流線路,因此接觸不良的故障點(diǎn)也較多。
控制線路故障。主要表現(xiàn)為短路(包括搭鐵)、斷路和接觸不良等。
短路。由于多種原因使線路中應(yīng)該絕緣的部分短接在一起,由于采用單線制(負(fù)極搭鐵)、增加了短路故障的發(fā)生概率。
斷路。斷路可能發(fā)生的情況有:a、導(dǎo)線中間及聯(lián)接點(diǎn)斷開(kāi);b、插接件內(nèi)部斷開(kāi);c、觸點(diǎn)(開(kāi)關(guān)和繼電器等)燒斷。
(審核編輯: 小王子)
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