汽车电脑与网络技术应用课件ppt课件

世界主要汽车集团及品牌介绍 按原产国籍划分 克莱斯勒 学习目标 1 了解汽车电脑的发展史2 掌握汽车电脑的应用情况3 熟悉汽车电脑的特点 一 汽车电脑的发展概况 科技化 智能化 IT化如 车用通信系统 多媒体娱乐设备 GPS导航产品 防盗系统等 汽车电脑的分类 目前汽车电脑已经得到了广泛的应用 例如车身电脑 发动机电脑 变速器电脑以及ABS电脑等 虽然不同车型上配置的电脑数量和类型不尽相同 但总的发展趋势是用一台主电脑处理大多数传感器的输入信号 用一些较小的电子控制单元控制其他系统 现代汽车电脑控制装置 20世纪70年代的石油危机 提高燃油经济性 缺点 机械系统的调整能力差 随着微处理器的诞生 汽车上的微处理器可以实现自动控制火花定时和空燃比 20世纪80年代早期 ECU成为大多数车辆中的标准部件 ECU ElectronicControlUnit 电子控制单元 又称 行车电脑 车载电脑 等 从用途上讲则是汽车专用微机控制器 它和普通的电脑一样 由微处理器 CPU 存储器 ROM RAM 输入 输出接口 I O 模数转换器 A D 以及整形 驱动等大规模集成电路组成 用一句简单的话来形容就是 ECU就是汽车的大脑 汽车电脑的构成 汽车电脑的主要部分是单片机 单片机是一块集成了微处理器 CPU 存储器以及输入和输出接口的电路板 微处理器是单片机的核心部件 微处理器将输入模拟信号转化为数字信号 并根据存储的参考数据进行对比处理 计算出输出值 输出信号经过功率放大后控制执行器 例如喷油器和继电器等 随着单片机计算能力和内存容量越来越大 汽车电脑的功能也越来越多 汽车电脑的概念 作用 汽车电脑是指将汽车内外环境的各种信息单元进行集中收集和处理 并利用计算机软件 无线通信 无线上网 无线通信 安全防范 移动办公 数字仪表与故障检测等功能 提高驾驶的安全性和舒适性的汽车设备 作用是感测汽车内外各个系统实时的运行状况 如水箱温度 汽油喷油量 进气量等 在送出检测到的数据给汽车电脑进行判读 汽车电脑在发出指令指示发动机及变速箱进行相应的动作 ECU通过各种传感器 包括温度传感器 压力传感器 旋转传感器 流量传感器 位置传感器 氧气传感器 爆震传感器等 收集发动机的各部分工作状态信息 由负责传输的线路发送至ECU 在ECU接收了这些信号之后 就会对各种信号进行分析 便会得知发动机各部件功能处于什么样的状态 运作情况如何的信息 然后根据事先写好的程序自动运算 在这个状态下应该让哪些执行元件做哪些事情 继而将指令发送到执行元件 命令执行元件工作 这是临时制作的闭环控制示意图 如果 氧残余量反馈 去掉 那就是不带反馈的开环控制 目前所有的ECU都采用闭环控制 使得发动机管理更精确 做个简单的比喻 整个过程就好像一根绒毛 轻轻的触碰到你的鼻孔 鼻毛 传感器 便会把触控的信息传至大脑 ECU 然后大脑就对信息进行分析 确实有异物进入鼻孔了 接着便会对鼻孔的各部分发出指令 命令鼻孔进行气体喷射 然后达到清理异物的目的 如果异物造成的影响超出了系统可以承受的范围 随之会伴随着各种巨大的喷嚏响声 信号警报 故障码爆出 汽车电脑的工作过程 1 信号过滤和放大输入电路接收传感器和其他装置的输入信号 并对信号进行过滤和放大 输入信号放大的目的是使信号增加到汽车电脑可以识别的程度 某些传感器 例如氧传感器 产生一个小于1V的低电压信号 只能产生极小的电流 这样的信号送入电脑内的微处理器之前必须放大 这个放大作用由电脑中输入芯片中的放大电路来完成 2 模数 A D 转换由于很多传感器产生的是模拟信号 而微处理器处理的是数字信号 所以必须把模拟信号转换为数字信号 这项工作由电脑输入芯片中的模数转换器完成 模数转换器以固定的时间间隔不断对传感器的模拟输入信号进行扫描 并对模拟信号赋予固定的数值 然后将这个固定值转换成二进制码 在一些汽车电脑中 输入处理芯片和微处理器制成一体 3 微处理器将已经预处理过的信号进行运算 并将处理后的数据送至输出电路 输出电路将数字信号放大 有些还要还原为模拟信号 以驱动执行元件工作 随着汽车电子化和自动化程度的提高 汽车电脑将越来越多 这样必将导致车身线束日益复杂 为了实现多个汽车电脑之间的信息快速传递 简化电路以及降低成本 汽车电脑之间要采用通信网络技术连成一个网络系统 例如变速器需要与发动机协调配合 根据车速 发动机转速以及动力负荷等因素自动进行换挡 因此变速器电脑需要得到节气门位置传感器 车速传感器 水温传感器以及发动机转速传感器等信号 这就要实现变速器电脑与发动机电脑之间的信息传递 这个工作通常是由CAN总线来完成的 二 汽车电脑的应用 汽车电脑是以电脑为控制中心的高度自动化控制系统 该系统随着汽车的不断发展而日渐完善 解决汽车所面临的安全 能源和污染三大问题 1 汽车发动机电脑控制系统 汽车发动机电脑控制系统包括的内容 1 电控汽油喷射系统 空燃比达到最佳值 2 电控汽油点火系统 找准最佳点火提前角 3 发动机怠速控制系统 4 排放控制系统 5 进气控制系统6 汽缸变排控制系统7 可变压缩比系统8 柴油电控系统 2 汽车底盘电控系统 车辆安全主动安全被动安全 ABSEBD电子制动力分配系统BA EBA 紧急刹车辅助系统TCS TRC ASR 牵引力控制系统ESP DSC VSC VSAHDC高位刹车灯氙气大灯前大灯延时熄灭随动转向大灯防眩目后视镜雨量传感器 HUD抬头数字显示EPS随速转向系统行驶中车门自动落锁儿童安全锁倒车雷达倒车影像夜视系统无钥匙启动定速巡航感应雨刷刹车盘干燥紧急刹车预紧 1 制动防抱死系统 ABS 原理 点刹 保证汽车的制动方向稳定性演示视频 紧急刹车辅助系统 BA 刹车辅助系统各种厂家的叫法不同 最主要的叫法有三种 BA EBA BAS 刹车辅助系统会监控驾驶员踩刹车踏板的频率和力量 在紧急的时刻辅助驾驶员对车辆施加更大的制动力 从而缩短刹车距离 确保车辆安全 电子制动力分配系统 EBD 自动调节前后轴制动力分配比例 提高制动效能 TRC牵引力控制系统 监控到驱动轮打滑 从而降低动力输出 而使轮胎回到正常转动的状态下 保证车辆稳定行驶 DSC动态稳定控制系统 抑制转向不足和转向过度 演示视频 陡坡缓降系统 HDC 路虎公司发明陡坡缓降系统在开启后 不用驾驶员控制油门和刹车 车辆会自动以6 8km h的速度前进 驾驶员只需控制好方向盘即可 演示视频 高位刹车灯 安装在车尾上部 以便后面行驶的车辆易于发现前方车辆刹车 起到防止追尾事故发生的目的 氙气大灯 氙气大灯优点缺点 前大灯延时照明 关闭发动机后 大灯还会亮一段时间 延时的时间可在一定范围内调节 伴我回家 随动转向大灯 AFS 演示视频 防眩目后视镜 由一面特殊镜子和两个光敏二极管及电子控制器组成当强光照在后视镜上时 控制电路会使镜面颜色变深 以吸收后车带来强光削减强光的反射 雨量传感器 儿童安全锁 HUD抬头数字显示 演示视频 随速转向系统 EPS 行驶中车门自动落锁 指的是汽车在行驶中车速超过一定值时 一般为20 40km h 四个车门会自动锁止 从而提高行车的安全性 倒车雷达 以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况 倒车影像 夜视系统 利用红外线技术能将黑暗变得如同白昼 使驾驶员在黑夜里看得更远更清楚 演示视频 智能钥匙 遥控器内置的电脑芯片会发送无线射频信号 定速巡航系统 用于控制汽车的定速行驶 汽车一旦被设定为巡航状态时 发动机的供油量便由电脑控制 电脑会根据道路状况和汽车的行驶阻力不断地调整供油量 使汽车始终保持在所设定的车速行驶 而无需操纵油门 智能定速巡航主动巡航控制 演示视频 感应式自动雨刷 通过雨量传感器感应雨滴的大小 自动调节雨刷运行速度 为驾驶者提供良好的视野 从而大大提高雨天驾驶的方便性和安性 汽车底盘电控系统包括 2 电控自动变速器3 电控悬架系统4 电控动力转向系统5 线控巡航系统 3 汽车车身电控系统 汽车车身电控系统包括 1 汽车空调控制系统2 车辆信息显示系统3 汽车电子灯光控制系统4 安全气囊控制系统 被动安全 正面气囊侧面气囊安全气帘膝部气囊头颈保护系统 主动头枕 发动机启动防盗锁止系统预紧式安全带 4 汽车信息传递系统 汽车信息传递系统包括 1 多路信息传递系统2 汽车导航系统 GPS导航系统 帮助驾驶人员准确定位当前位置 并且根据既定的目的地计算行程 通过地图显示和语音提示两种方式引导用户到达目的地的汽车驾驶辅助设备 4 汽车信息传递系统 3 移动通信系统便捷 舒适性配置 三 汽车电脑的特点 1 汽车需要在不同的道路和气候条件下行驶 汽车电脑的工作环境较差 经常需要承受振动以及温度和湿度的变化 汽车电脑的电源电压变化较大 而且还受到车内外电磁波的干扰 因此汽车电脑需要很高的可靠性和对环境的耐久性 2 汽车电脑必须具有足够的智能化 具有自诊断和检测能力 能及时发现系统中存在的故障 并存储故障码 告知维修人员故障可能存在的部位 以便于维修 例如安全气囊在关键时刻必须要及时 正确 迅速地打开 但在大多数时候气囊是处于待命状态 因此安全气囊电脑必须具有自检能力 不断确认气囊系统是否正常工作 3 除少数例外 所有汽车电脑都使用5V电源驱动其传感器 在电子工业中 5V电压几乎普遍作为传送信息的标准 这个电压对传送可靠性来说已经足够高 而对电脑芯片的安全性来说足够低 而且使用计算机工业标准电压 对于汽车制造商来说会使电子零部件制造规范而且成本低 复习思考题 一 思考题1 汽车发动机电脑控制的应用有哪些 2 现代汽车电脑控制装置的应用有哪些 3 简述汽车电脑的特点 4 叙述汽车电脑的未来发展趋势 二 选择题1 汽车电脑系统用来检测 的运行状态 A 汽车各个系统B 传动系统C 发动机D 安全装置 2 汽车电脑一般使用 V电源驱动其传感器工作 A 3B 5C 12D 24 3 安全气囊控制系统是一种 保护装置 A 被动安全B 主动安全C 主 被动安全D 全制动安全 4 汽油喷射系统控制主要是最佳 的控制 A 喷油量B 点火时机C 空燃比D 怠速 5 汽车电脑自检的时间比较短 一般为 s A 3 4B 8 10C 15 20D 10 12 汽车电脑的检修 汽车电脑内部电路可以分为两部分 即包括输入 输出以及转换电路的常规电路和微处理器 常规电路大多采用通用的电子元件 如果损坏一般是可以修复的 在实际使用过程中 汽车电脑的故障大多发生在常规电路中 如果要维修汽车电脑 首先要确定是电脑故障 以免盲目修理 造成不必要的时间浪费和引起其他电路故障 1 确定电脑是否损坏确定电脑损坏的通常方法是在相关传感器信号都能正常输入电脑的情况下 电脑却不能正确输出控制信号来驱动执行器 这句话虽然简单 但这需要很多具体细致的基础检查工作 例如发动机无法起动 经过检查确定起动时喷油器插头上无频率电压 在检查相关电路正常而且起动信号可以正常输入发动机电脑 但是电脑没有输出驱动信号给喷油器 这样就可以断定发动机电脑内部故障 2 按照电路寻找损坏元件根据电路图或实际线路的走向找到与喷油器连接的相应电脑端子 然后用数字万用表的通断挡从确定的电脑端子开始 沿着电脑的印刷电路查找 直至找到某个三极管 这是因为电脑通常采用大功率三极管放大执行信号以驱动执行器 所以此类故障的原因大多是一个起着开关作用的三极管短路所致 3 测量三极管确定三极管的3个极 与印刷线路对应的管脚为三极管的集电极 旁边较细的印刷线是基极 确认方法是 将发动机电脑多孔插头插上 起动发动机 使用万用表的电压挡连接到要确认的印刷线 显示5V则为基极 用万用表测试三极管 如果发现集电极 c 与基极 b 的正反向电阻无穷大 则说明三极管已经断路 如果发现集电极 c 与发射极 e 之间的电阻为零 则说明三极管已经被击穿 另外 还需要测量三极管附近相连的其他三极管和二极管 确定替换用的三极管确定三极管的型号大致有以下几个方法 型号 查看三极管上的型号 通过三极管对应表确定与之相配的国产三极管 电阻 三级管的基极一般都串有电阻 基极的电阻值要与原三极管的电阻值相近 不同颜色的电阻阻值不同 因为三极管的基极是靠电流的大小控制的 电脑电压值固定 因此就需要利用电阻来控制电流 如果电流过大会烧毁三极管 电流过小则不能将其触发 测量 利用万用表的二极管测量挡测量三极管的属性 根据三极管的特性 应该只有1个管脚相对于另外2个管脚单向导通 具备这个属性则可确定是三极管 只有一对管脚单向导通的是场效应管 相对另外两个管脚导通的管脚是三极管的基极 5 将替换的三极管焊接到电路板上焊接时要注意焊锡要尽可能少 避免过热 焊接完成后要用万用表测量各管脚应不相互连通 6 测试维修效果将电脑板在裸露的情况下连接到车体线束中 起动发动机检查相应功能是否正常 同时用手触摸三极管 有些热是正常的 如果烫手就有问题了 观察故障灯是否点亮 并进行一定里程的路试 下面以发动机电脑控制的喷油器电路为例 简要说明检修发动机电脑的过程 1 喷油器电源电路喷油器电路分为电源电