汽车电脑工作原理

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汽车电脑工作原理

车载计算机的工作原理

近来轿车事业迅猛发展，各种新技术新装备越来越多的应用在轿车中，使轿车维修工作进入一个新阶段。这一发展趋势要求我们从一个较高的起点起步并要求我们不断的学习国内国外新型轿车的构造和原理和维修知识，

现代轿车的重要标志是大量应用电子技术和计算机技术，例如：电控燃油喷射发动机、电控自动变速器、迅航系统、安全气囊系统、臵动防抱死系统（ABSECU）以及波轮增压系统、电控悬架防盗系统和相应的检测仪器等，其核心都是计算机控制。要开展这些系统的维修工作必需从学习车载计算机入手

一、计算机控制

什么是计算机控制呢？

计算机控制这个术语简单的说，就是研究如何用机电设备重复人体动作，用人体与计算机作个比较，可以帮助我们理解这个问题，正如人的大脑，能够分析、处理、传递信息，并能够控制人肢体一样。车载计算机也能够分析、处理、传递信息和控制汽车的各个部分。

例如：当你的手指触到针尖你会感到疼痛，手指的神经细胞便会产生信号，将痛的信息经过神经中枢传递到大脑

，

大脑是一个由亿万个

神经细胞相互连接的繁杂网络，类似一台功能强大的计算机，

他能处理来自神经系统的信号，并能确定应当做出什么行动，

其中神经细胞可以比

做汽车上的传感器，将收集到的各种信号输入计算机

。

计算机系统与人类系统的对应关系为

：

爆震传感器输入类似

于人类的听觉输入、氧传感器输入类似于人类的嗅觉输入、压力传感器输入类似于人类的触觉输入、低油位传感器输入类似于人类的味觉输入等。针刺产生的生化电信号传递到大脑的特定区域，这个区域内的细胞便会分析、研究这个信号或称对信号进行组织或选择应对程序，由于信号告诉大脑手指将要受伤大脑便发出指令马上收回手指，保护我们的手指免受伤害。

这个反射动作恰似汽

车计算机系统的输出，即执行器做出的动作。计算机系统与人类行为的对应关系为：

电磁继电器和伺服电机类似于肌肉运动、仪表显示类似于说、写、画，存储和处理芯片类似于大脑的记忆和思想等等。

二、数字电子技术

计算机技术是在数字电子技术的基础上发展起来的，在学习计算机技术之前应率先了解一些数字电子技术。

1.二进制编码

二进制编码系统只使用0和1两个数字，例如：一个电路开关短开输出为0，开关接通输出为

1

一组二进制数当右数第一位为1时与二进制数8421码对应，则十进制数为1

于之方法一致，当右数其次位为1时十进制数为

2

右数第三位为1时十进制

数为4，右数第四位为1时十进制数为8等等。那么二进制数到十进制数之间的转换如下图：

将若干个0和1组成不同的序列可以代表不同的意义，如：字母、单词、计算机的输入、计算机的输出以及一个条件

等

2.门电路和真植表

亿万个脑细胞类似于计算机中亿万个门电路或称开关电路。门电路是一种为特定输入电压，产生特定输出电压的电子电路，也称

为“规律电路〞。例如：两个电灯开关连接成的并联电路，那么开关A开关B都能开启电灯，这种电路就是或门电路，电路符号如图表达输入值和输出关系的为真值表，真值表是输入值和输出值的关系一目了然，输入端AB有一个为1时输出端就为1

将两个开关连接成串联电路，那么开关A开关B同时闭合才能使马达转动，这种电路就是与门电路。电路符号如图

：

真值表如图A和B同时为

1时输出端C为1，输入端A和B有一个为0时输出端C为0。常用的门电路还有：反向器，反向器也成为非门它使输入反向，即输入为1时输出为0，输入为0时输出为1

与非门是一个非门和一个与门的组合，它使与门的输出反向

或非门是一个或门和一个非门的组合，它使或门反向。或非门的电路符号和真值表如图若干门电路连接在一起可以反映出好多繁杂的输入和输出关系，这就是计算机的操作。数千个门电路连接在一起组合成繁杂

的电路

件产生出数百个输出决定。

3.集成电路根据数百个输入事

集成电路是制作在微小半导体芯片表面上的电子电

路

英文缩写为IC，它包含了

大量电子器件只有用显微镜才能在IC上看到这些元件。

集成电路可分成数字集成电路和模拟集成电路。

集成电路由插脚、外客、电路芯片、和连接线组成

电路芯片使用不同的半导体材料利用光刻技术在硅片中制成电阻、二极管、三极管一系列元件和器件由芯片表面的金属导体连接，集成电路的输入输出脚与其它集成电路连接，各种类型的集成电路组合在一起就组成了计算机，具备了实现计算机控制的基本条件。

由于现在的计算机使用了计算机控制技术，所以在好多方面显示出明显的优势。例如计算机运算速度十分快，能够在几毫秒的时间内修改输出，使汽车保持最正确运行工况。计算机能够根据发动机的排气缜密的检测出进入汽缸内的汽油量是太多还是和太少，然后控制喷油量，减少汽油消耗和空气污染。计算机可以更确切的控制点火时刻和点火能量，使汽缸内的混合气充分燃烧提高发

动机的功率。

另外计算机的重量比机械控制零件轻的多，这样就减轻了它的重量。

计算机控制的制动系统和悬挂系统提高了乘客的安全，改善了驾驶仓的环境，简单精致的仪表显示使驾驶更加便利。

计算机有自测功能当汽车出现故障时，可自动补偿和校正损坏的零件，保持汽车的可驾驶性

计算机还能够输出故障码和故障位臵为维修提供便利。当然计算机系统的繁杂性是它的主要缺点。

维修计算机系统的故障时会遇到一些困难，但是由于制造的标准化，使用同型号的零件和相像的自诊断程序，将会减少维修工作中的麻烦，由此可见计算机控制改善了计算机的经济性、安全性、和舒适性。

三、车载计算机系统

1.车载计算机系统的工作方式

车载计算机系统分三个方式输入、计算机处理、输出

（1）输入

汽车传感器能够探测到汽车的运行状况，并将其转换成电信号正如我们的眼睛、耳朵、鼻子、手指等能够感知外部状况，这些电信号依次输入计算机。例如：曲轴位臵传感器、歧管压力传感器、冷却液温度传感器、车速传感器、氧传感器等。

（2）计算机处理

计算机使用传感信号确定控制汽车应当采取的行动。例如：喷油正时和喷油量控制、怠速控制、点火正时控制等。

（3）输出

计算机输出指令，使执行器执行物理动作，调整汽车运行工况。例如：喷油器、点火模块、怠速控制阀等。

车载计算机寻常安装在隔热、防振、防潮的部位。常用的名字有：电子控制装臵ECA，电子控制单元ECU，电子控制模块ECM，处理器，微处理器，规律模块等，为了避免混乱，我们就称为“计算机〞。

而控制单元或控制模块等，一般是指仅处理几个输入信号的较小的计算机。

在一辆轿车中可以同时使用多台计算机，其数量和类型因制造商设计需要而不同。按其用途可分为：

主计算机：能处理多个传感器信号和其他低性能控制单元信号的功能强大的计算机。

仪表计算机：专门显示汽车运行数据的控制模块

制动防抱死计算机：控制制动性能的控制模块

点火计算机：控制点火正时和火花塞火花能量的控制模块

悬架系统计算机：控制车身稳定和吸收地面冲击的控制模块

随着计算机技术的不断发展，总的趋势是用一台主计算机处理所有的传感器信号和控制所有的执行器

2.计算机框图

计算机框图是展示传感器、执行器和计算机相互影响的简图。它用方框表示部件，用连线表示电路。当试图找出计算机系统中使用了何种传感器，汽车的何种状态受计算机控制以及研究系统的输入和输出时，计算机框图使问题大大简

化

四、传感器

1.传感器的分类

汽车使用的传感器各式各样，按工作原理可归类为：可变电阻传感器、电位计传感器、开关传感器、电压发生器传感器、磁感应传感器

可变阻传感器：当汽车运行状态改变时，传感器内部电阻的阻值或变大或变小

电位计传感器：随着汽车运行状态改变，通过改变电阻值得到电压信号，这种类型的传感器寻常用于运动的部件

开关传感器：通过接通或截断传感器电路为计算机提供电信号电压发生器传感器：不是通过改变电阻值，而是在传感器内部发生电压输出

磁感应传感器：当运动部件经过线圈时，线圈中会感应出电流信号，寻常用于探测速度各式各样的传感器按用途可分为：进气温度传感器

进气温度传感器：用于测量发动机进气气管的进气温度

冷却液温度传感器：通过测量发动机冷却液确定发动机温度

歧管压力传感器：测量发动机进气气管中的气压或真空度，简捷测量进入发动机的空气量

氧传感器：检测排气中氧气的含量，判断空气和燃油的混合比例是否适当

空气流量传感器：测量进入发动机的空气量

节气门位臵传感器：测量节气门阀体张开的角

度

曲轴位臵传感器：测量曲轴转动或转角位

臵

爆燃传感器：探测发动机异响、点火超前和汽缸爆震

废气再循环传感器：检测废气再循环的位

臵

车轮转速传感器：测量轿车的路面速度，以便计算机及时调整燃油、点火、挡位以及其他系统的状况

变速器位臵传感器：检测变速器轴或变速器齿轮的转动位臵

传感器的用途好多，此处不一一介绍

按工作方式传感