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汽车电子系统的原理和维修方法

时间:2023-09-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:许多电子故障的诊断和维修程序并不复杂。汽车电子控制系统有无故障,均可通过自诊断测试进行检测诊断。④根据汽车自诊断系统的功能范围和检修要求,选择对发动机、自动变速器、ABS、空调、气囊等系统进行检测。⑥查阅被检测车型的维修资料,根据读取的故障码判断故障部位,确定进一步检测或诊断方向。①汽车电源系统故障引起的总线系统

汽车电子系统的原理和维修方法

许多电子故障的诊断和维修程序并不复杂。维修人员只要搞清楚基本电路,并遵循一些简单的原则,就能查找出多数电子故障。

1.电子显示器

电子仪表显示器正变得越来越流行。在碰撞维修中,电子显示器要求一些特别的注意事项。处理这些复杂而昂贵的元器件时必须十分小心,避免损坏,见图5-23。

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图5-23 电子组合仪表

现在使用的电子显示器有3种:

1)发光二极管(LED)。它们既可以用作单个的指示灯,也可以组合在一起显示字母或数字组合。LED显示器通常为红色、黄色或绿色。LED显示器比其他显示器更耗电。在强光下面它们还难以看清楚。

2)液晶显示器(LCD)。这种显示器应用非常普遍,包括手表、计算器和仪表板仪表。LCD的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒,下基板玻璃上设置TFT(薄膜晶体管),上基板玻璃上设置彩色滤光片,通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向,从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。

3)真空荧光显示器(VFD)。这种显示器使用装有氩气和氖气的玻璃管。显示节段是小的荧光灯电流通过荧光管时,它们会变得非常亮。这种显示器既耐用又明亮。

所有的仪表都需要传感器的输入信号。现代汽车仪表都是采用计算机控制显示的,传感器采集到数据首先传送到计算机控制单元,计算机控制单元再将信号发送到仪表显示板。

2.计算机控制系统

现在,几乎所有的汽车都有计算机控制系统,包括燃油喷射系统、充电系统、悬架系统、制动系统、空调系统、气囊系统、自动变速器等装置及系统,图5-24所示为自动变速器电子控制组件。计算机也称为电子控制模块,它们遍布整个汽车。如果在车身维修中需要焊接,一定要对计算机进行隔热或将其拆下。

(1)计算机控制系统结构原理 计算机控制系统由以下几个部分组成:传感器(输入装置)、执行器(输出装置)、计算机(电子控制单元)。传感器是将各种状态(温度、压力和部件移动等)转换成电信号的装置。它们将电输入信号传递给计算机。计算机对传感器数据进行分析处理后,产生一个预编程的输出信号并发送给执行器。执行器(如电磁阀或伺服电动机)根据计算机的电信号产生相应动作。为了追求汽车行驶过程中的更好安全性、舒适性和操控性,各种计算机控制系统越来越多被应用到汽车上。计算机技术的迅速发展也为汽车技术的改良提供了条件,各种车用控制系统应运而生,逐渐发展为计算机集中控制系统。

(2)车载诊断系统(OBD) 车载诊断系统(OBD)可以检测汽车运行状态和控制参数等数据,这些数据包含着可用于故障诊断的信息。1996年,全世界所有汽车制造商都已经采用了OBDⅡ标准,使各汽车厂家采用统一的诊断模式、统一的诊断插座、统一的故障码、统一的通信协议等。在我国,所有符合国Ⅲ(等效于欧Ⅲ)及更高排放标准的车辆都必须安装车载诊断系统。车载诊断系统的功能包括三个方面:一是监测控制系统的工作状况,一旦发现异常(如某只传感器信号或执行器参数超出正常范围),就立即通过仪表板上的故障指示灯(MIL)进行报警;二是存储故障信息,以故障码(DTC)和数据流的形式将故障信息存储在车载计算机的存储器中,以便维修时调用;三是启用相应的备用功能,使控制系统以应急状态运行,保证车辆能够以失效保护(或跛行回家)模式行驶到维修站进行维修。

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图5-24 自动变速器电子控制组件

自诊断测试是指利用故障诊断仪或按照特定操作方式来读取或清除故障码、检测各种传感器或执行器的工作情况,检测相关控制电路是否正常,检查电控单元ECU及车载网络的数据通信情况等。汽车电子控制系统有无故障,均可通过自诊断测试进行检测诊断。

在读取故障码以前要进行直观检查,检查所有的导线和真空软管连接,确定故障不是由于接头破损、松动或真空软管故障引起的。当今的电子电路中的信号电压值很低,不允许因接头触点腐蚀而引起的较大电阻。对于不同的车型或不同的系统,其诊断操作步骤不尽相同,但基本步骤如下:(www.daowen.com)

①将合适的诊断仪连接到汽车的故障诊断插座上,有时可能要用到适配接头。

②选择与被检测车型相适应的检测程序。

③根据诊断仪屏幕上的提示输入被测车型的车辆识别码(VIN)。

④根据汽车自诊断系统的功能范围和检修要求,选择对发动机、自动变速器、ABS、空调、气囊等系统进行检测。

⑤选择读取故障码、清除故障码、显示汽车运行参数、测试执行器工作情况等项目,按步骤完成检测工作。

⑥查阅被检测车型的维修资料,根据读取的故障码判断故障部位,确定进一步检测或诊断方向。

当发动机运转时,利用故障诊断仪将车载ECU内部的控制参数和计算结果等以数据表和串行输出方式在检测仪屏幕上一一显示出来的过程,称为数据传输,通常也称为“数据通信”或“读取数据流”。数据传输可以将各种传感器输出信号电压的瞬时值、ECU的计算与判断结果、各执行器的控制参数等一目了然地显示在诊断仪屏幕上。这样,维修技师就可以根据发动机运转状态和传输数据的变化情况,判断控制系统的工作状态,将特定工况下的传输数据与标准数据进行比较,就能准确地判断故障类型和故障部位。

在发动机熄火状态下或运转过程中,可以通过故障诊断仪向执行器发出强制驱动或强制停止指令来监测执行器的动作情况,从而判断执行器及其控制电路有无故障。

(3)车载网络系统 车载网络系统通常也被称为汽车总线系统,实质上就是通过某种通信协议(如CAN),将车上各个ECU节点连结起来,从而形成一个汽车内部的局域网络。

目前汽车总线的种类很多,如CAN总线、LIN总线、VAN总线(法国车系专用),IDB-M、MOST、USB和IEEE1394等,如图5-25所示。这些车用总线由于在应用对象和网络性能上各有特色,将会在竞争中共存相当长一段时间。另外,随着车载网络技术的发展进步,一些特定用途的新型总线还会被陆续研发出来。

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图5-25 车载网络系统

对于汽车数据总线系统故障的检修,应根据数据总线系统的具体结构和控制回路具体分析。一般来说,引起汽车数据总线系统故障的可能原因有三种:一是汽车电源系统引起的故障;二是汽车数据总线系统的节点故障;三是汽车数据总线系统的链路故障。

①汽车电源系统故障引起的总线系统故障。汽车数据总线系统的核心部分是含有通信集成芯片的电控单元,电控单元的正常工作电压在10.5~15.0V的范圈内。如果汽车电源系统提供的工作电压低于该范围,那些对工作电压要求高的电控单元可能就会短暂地停止工作,从而可能造成整个汽车数据总线系统出现短暂的无法通信。这种现象就如同在未起动发动机时就设定好诊断仪要检侧的传感器界面,当发动机起动时,往往诊断仪又回到初始界面。

②节点故障。节点是指汽车数据总线系统中的电控单元,因此节点故障就是数据总线中的电控单元自身有故障,包括软件故障和硬件故障。软件故障一般是传输协议或软件程序有缺陷或冲突,从而使汽车数据总线系统通信出现混乱或无法工作,这种故障一般成批出现,且无法维修。硬件故障一般是由于通信芯片或集成电路故障,造成汽车总线系统无法正常工作。

③链路故障。当汽车数据总线系统的链路(或通信线路)出现故障时,如通信线路的短路、断路以及线路物理性质引起的通信信号衰减或失真,都可能会引起多个电控单元无法工作或电控系统错误动作。判断是否为链路故障时,一般采用示波器或汽车专用光纤诊断仪来观察通信数据信号是否与标准通信数据信号相符。

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