现代汽车典型电控系统结构原理和故障诊疗

7.1电控安全气囊系统

7.1.1系统组成安全气囊系统普通有两种类型，即机械式安全气囊系统和电子式安全气囊系统。主要由碰撞传感器、安全气囊ECU和充气元件与气囊三部分组成。安全气囊主要部件位置如图7-1所表示。

第1页图7-1安全气囊主要部件位置

第2页1.碰撞传感器碰撞传感器(ImpactSensor)又称为撞击传感器(DashSensor)，是安全气囊系统中主要控制信号输入装置，其作用是在汽车发生碰撞时，由碰撞传感器检测汽车碰撞强度信号，并将信号输入ECU，ECU再依据碰撞传感器信号来判定是否引爆充气元件使气囊充气。安全气囊系统普通装有2～4个碰撞传感器，前左、右挡泥板各装一个，有前面保险杠中间也装有一个，有车内还装一个。现在大多数车型碰撞传感器采取惯性式机械开关结构。图7-2为丰田车系采取惯性开关式碰撞传感器外形，其内部结构及电路如图7-3所表示。

第3页图7-2丰田车系惯性开关式碰撞传感器外形

第4页图7-3丰田车系惯性开关式碰撞传感器结构

第5页碰撞传感器工作原理如图7-4所表示。在正常情况下，偏心转子和偏心重块在螺旋弹簧弹力作用下，顶靠在外壳相连止动块上，此时，旋转触点与固定触点不接触，开关处于“OFF”，如图7-4(a)所表示。当汽车发生碰撞时，偏心重块因为惯性力将带动偏心转子克服弹簧力产生偏转，当碰撞强度到达设定值时，偏心转子偏转到一定角度将使旋转触点与固定触点接触而闭合，此时碰撞传感器向ECU输入一个“ON”信号，ECU只有收到碰撞传感器输入“ON”信号时，电路接通，才会去引爆充气元件。

第6页图7-4碰撞传感器工作原理(a)旋转触点与固定触点不接触时；(b)旋转触点与固定触点接触时

第7页2.安全气囊电脑(ECU)安全气囊ECU是安全气囊系统控制中心，其功用是接收碰撞传感器及其它各传感器输入信号，判断是否点火引爆气囊充气，并对系统故障进行自诊疗。图7-5为安全气囊ECU内部结构，主要由安全气囊逻辑模块、能量储存装置(电容)、插接器等组成。

第8页图7-5安全气囊ECU内部结构

第9页如图7-6所表示为安全气囊ECU及系统电路图，安全气囊ECU由稳压电路、备用电源电路、SRS侦测电路、点火引爆电路触发传感器、故障自诊疗电路等组成。

第10页图7-6安全气囊ECU及系统电路图

第11页为了确保安全气囊系统工作可靠性，预防误引爆，只有当SRS侦测电路、触发传感器和碰撞传感器同时接通时，气囊才能被引爆充气。气囊引爆条件如图7-7所表示。

第12页图7-7气囊引爆条件

第13页3.充气元件与气囊安全气囊主要由气体发生器、点火器和气囊等组成。其中驾驶员侧气囊组件位于转向盘中心处；前排乘员侧气囊组件位于仪表板右侧、杂物箱上方；侧面气囊组件位于前排座椅靠背里。充气元件与气囊组成如图7-8所表示。气体发生器由电爆管点火药粉和气体发生剂组成，气体发生器功用是给气囊充气，气囊由尼龙布制成，内表面有树脂层。

第14页点火器外包铝箔，安装在气体发生器内部中央位置。其功用是在前碰撞传感器和安全传感器电路接通时，引爆炸药，产生热量使气体发生剂分解。车辆发生碰撞时，碰撞冲击力使碰撞传感器和触发传感器接通，ECU接通引爆电路，使电流流过电爆管，使其发烧将电爆管内点火介质引燃，火焰随即扩散到点火药粉和气体发生剂，产生大量气体，气体经滤网冷却后进入气囊内，气囊急剧膨胀从而冲破方向盘，以缓冲驾驶员和乘员受到冲击。充气元件与气囊安装在方向盘上，与方向盘一起转动，电爆管与ECU之间导线是靠螺旋电缆来连接。

第15页图7-8充气元件与气囊组成

第16页螺旋电缆(如图7-9所表示)由转子、壳体、电缆和解除凸轮组成。转子与解除凸轮之间有连接凸缘，与凹槽转动方向盘时，二者相互接触，形成一个整体一起随方向盘旋转，电缆长度约为5m左右，以螺旋状缠绕在壳体内，所以，当转子由中间位置向正反两个方向各转2.5圈时，也不会影响电缆连接。假如点火开关转到ACC或ON位置时，螺旋电缆线盘断开，安全气囊ECU将判断为故障，并记入故障码。

第17页图7-9螺旋电缆

第18页4.安全气囊系统元件布置1)丰田车系安全气囊系统元件布置丰田车系安全气囊系统控制元件布置如图7-10(a)、(b)所表示。

第19页图7-10丰田车系安全气囊系统元件布置图

第20页2)本田车系安全气囊系统元件布置本田车系安全气囊系统元件布置如图7-11所表示，它特点是：①

两个碰撞传感器分别装于驾驶室内前下部左右两边，触发传感器装于ECU内部；②

其诊疗系统只能进行故障警示，但无故障码显示，诊疗时，只能经过(SRS)ECU左侧配置16针测试座测量电压进行。

第21页3)飞驰车系安全气囊系统飞驰车系安全气囊系统与其它车系安全气囊系统最大区分是：气囊引爆控制信号不是在车前面碰撞传感，而在驾驶座及乘客座安全带扣开关。这两个安全带扣开关功用相当于前碰撞传感器功用，碰撞时只有在驾驶员和右前乘员系好安全带情况下，当安全带收紧并在带拉力到达要求值时，安全带扣开关触点才闭合，气囊才可能被引爆充气，假如驾驶员和右前乘客不系好安全带，气囊不可能被引爆。飞驰车系SRS元件布置如图7-12所表示。

第22页图7-11本田车系SRS元件布置图

第23页经过以上几个车系安全气囊系统电路介绍能够看出，安全气囊系统控制电路有以下几个特点：(1)气囊引爆必须最少同时满足两个以上条件，即前碰撞传感器触点和车内触发传感器触点必须同时接通，ECU内侦测电路也必须同时接通。

第24页图7-12飞驰车系SRS元件布置图

第25页(2)车内触发传感器和碰撞传感器触点两端都有电阻，车内触发传感器普通控制电爆管电源电路，碰撞传感器控制电爆管搭铁电路。即使在非引爆条件下，电爆管两端也有电压，但因为触发传感器和碰撞传感器触点处于打开状态，与触点并联电阻串入电爆电路，所以，流过电流是极小，电爆管不会被引爆。预防更换和检修时产生误引爆，在连接气囊接线头上，先用一个小灯泡两端跨接到接头两端，假如灯泡发亮，说明电路处于引爆状态，千万不要将气囊插头接上，不然将引爆气囊；若灯泡不亮，表示电路正常，再将气囊插头接上，就不会误引爆气囊。

第26页7.1.2工作原理1.安全气囊系统基本工作原理当汽车遭受正面碰撞或侧面碰撞时，其安全气囊系统基本工作原理如图7-13所表示。

第27页图7-13安全气囊系统基本工作原理

第28页当汽车受到前方一定角度范围内高速碰撞时，安装在汽车前端碰撞传感器和与SRS电脑安装在一起防护碰撞传感器就会检测到汽车突然减速信号，并将信号传送到SRS电脑；SRS电脑中预先设置程序经过数学计算和逻辑判断后，马上向SRS气囊组件内电热点火器(电雷管)发出点火指令，引爆电雷管，点火剂(引药)受热爆炸(即电热丝通电发烧引爆引药)。点火剂线爆时，快速产生大量热量，充气剂(叠氮化钠固体药片)受热分解释放大量氮气充入气囊，气囊便冲开气囊组件装饰盖板鼓向驾驶员，使驾驶员头部和胸部压在充满气体气囊上，将人体与车内构件之间碰撞变为弹性碰撞，经过气囊产生变形来吸收人体碰撞产生动能，到达保护人体目标。

第29页2.安全气囊系统动作过程依据德国罗伯特博世企业在奥迪(Audi)轿车上试验研究表明：当汽车以车速50km/h与前面障碍物相撞时，安全气囊系统动作时序如图7-14所表示。

第30页图7-14安全气囊系统动作时序(a)10ms时；(b)40ms时；(c)60ms时；(d)110ms时

第31页乘员席气囊与驾驶席气囊动作过程基本相同。安全气囊系统动作过程与经历时间之间关系如表7-1所表示。

表7-1安全检验气囊系统动作过程与经历时间之间关系

第32页7.1.3故障诊疗与检修

1.

注意事项1)安全气囊系统使用注意事项

(1)安全气囊须和安全带配合使用。安全气囊系统属于辅助性安全装置，应配合安全带使用，同时在方向盘和乘客侧气囊部位不可粘贴任何饰物或胶条。

(2)安全气囊系统不得带“病”运行。不然会造成误触发或不工作，对乘员造成意外伤害。(3)按规范保管好安全气囊系统元器件。在运输安全气囊组件时，不得与其它危险品一起运输。保留要严格按要求执行，切忌使组件受到磕碰或振动。

第33页2)安全气囊系统检测注意事项

(1)首先统计下音响系统设置内容和密码，方便在维修结束后重新设置。气囊系统安装完成后，切忌用万用表测量引发器电阻，以防气囊误爆。

(2)对安全气囊系统任何作业均将点火开关转至“LOCK”位置，并在拆下蓄电池负极电缆30s以上，等候ECU中电容完全放电后再进行，以免造成气囊误爆。(3)在拆卸安全气囊时，应将缓冲垫软面朝上，上面不可叠置物品，气囊存放环境温度不可高于93℃，湿度也不可过高。

第34页

(4)不允许敲击、跌落、振动ECU控制模块，不允许酸、碱、油、水侵蚀，如发觉有凹陷、裂纹、变形或生锈，要更换新件，控制模块在安装时一定要注意安装方向与模块上标定方向一致。

(5)决不允许使用其它型号车辆安全气囊零件进行更换，决不允许重新使用分解、修理过安全气囊及方向盘衬垫。(6)对于在组合开关内螺旋电缆，要使之处于中间位置，不然会引发电缆脱落或其它故障。

第35页(7)在汽车修理作业时如对安全气囊传感器有冲击，应将它拆下，待修理完成后再按要求装复；对安全气囊进行全部维修作业都必须在断开蓄电池电源线3min后再进行，以免发生意外，使气囊展开。

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2.故障诊疗方法

安全气囊系统故障难以确诊，普通有警告灯诊疗(自诊疗)、参数测量和仪器诊疗三种方法。

(1)警告灯诊疗法：对自诊疗接口进行对应操作，经过仪表板上安全气囊警告灯读取故障码。

(2)参数测量法：利用诊疗测试接口，测出各接口之间电压并与标准值比较，从而找出故障原因。(3)仪器诊疗法：利用诊疗仪器提取故障代码，依据故障代码提醒进行对应故障排除。

第37页

3.安全气囊系统诊疗后电器检验程序用一只12V小灯泡代替气囊接入电路，在接通点火开关、开启发动机、车速超出80km/h紧急制动等任何情况下，小灯泡均不闪亮为正常。

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4.安全气囊间歇性故障诊疗间歇性故障大多是接触不良，或振动、受热、受潮等原因所致，可采取以下方法进行诊疗。1)振动法(1)如图7-15所表示，将连接器轻轻左右、上下晃动，同时观察警示灯是否改变，假如突然发生改变，则表明故障点就在晃动处。应检验连线与其对应部件连接是否可靠，连接器端子是否肮脏，端子是否被拉伸等。

第39页(2)如图7-16所表示，将连线轻轻左右、上下晃动，假如警示灯发生改变，则表明故障点在晃动处。检验重点在连接器端子、振动支点及连接线穿过车身部位。(3)对怀疑有故障部位零件或传感器，也可用振动法检验；但注意不要振动安全气囊系统中央传感器总成。

第40页图7-15晃动连接器

第41页

图7-16晃动连线

第42页2)喷水法当怀疑故障是因零部件受潮而引发时(故障多发生在雨天或天气潮湿时)，可采取喷水法诊疗，喷水试验如图7-17所表示。当对某部位喷水时警示灯发生改变，则表明故障在被喷水处(注意喷水时不能直接将水喷到电子元件上，同时如车辆本身漏水，喷水时一定要小心，不能打湿电子元件)。

第43页3)加热法当怀疑故障是因零部件受热而引发时，可用吹风机或类似加热工具进行检验，如图7-18所表示。当对某部位加热时警示灯发生改变，则表明故障在被加热处(注意加热温度普通不要超出60℃，且不能对电子元件直接加热)。

第44页图7-17喷水试验图

第45页

图7-18用电吹风机加热

第46页

5.经典轿车安全气囊系统故障诊疗与检测1)丰田车系安全气囊系统故障诊疗丰田车系安全气囊系统在仪表盘上均设有指示灯(如图7-19所表示)，

当安全气囊系统出现故障时，自诊疗系统将故障码存放在安全气囊ECU中，可按下面程序调取，由安全气囊指示灯闪烁显示。

第47页图7-19丰田车系，安全气囊指示灯

第48页(1)故障码调取。安全气囊系统故障码调取也是经过在诊疗座上采取跨线方法来进行，详细步骤以下：①

将点火开关拧到ACC或ON位置，等候20s以上。②

将诊疗座上TC端子与E1端子用导线跨接(如图7-20所表示)，使TC和E1端子间发生短路。包含“新自诊疗插接件”在内，丰田自诊疗插接件种类共有4种。

第49页图7-20TC端子与E1跨接

第50页③

此时安全气囊指示灯将会闪烁故障码，故障码波形如图7-21所表示。故障码内容如表7-2所表示。

图7-21故障码波形

第51页表7-2故障码内容

第52页(2)故障码去除。安全气囊系统第11～22号故障码时，只需将蓄电池搭铁线拆下10s以上即可。41号故障码去除方法以下：①

将点火开关拧至ACC或ON挡。②

如图7-22所表示，先将TC端子搭铁1s后取开，并在0.5s内将AB端子搭铁1s。

第53页图7-22自诊疗故障码去除

第54页③

在AB端子还未取开前，将TC端子再次搭铁后再移开AB端子等候1s。④

移开TC端子搭铁后再将AB端子搭铁1s。⑤AB搭铁未移开前再将TC搭铁，然后将AB搭铁移开，并保持TC搭铁，直到SRS指示灯一直连续闪烁，即表示故障码41已被去除。(3)丰田SRS系统主要元件检测。丰田主要元件参数检测应符合表7-3要求，不然为元件已损坏，应进行更换。

第55页表7-3丰田主要元件参数检测

第56页(4)中央传感器检测。中央传感器含有判断气囊是否必须开启和SRS诊疗等功效。若出现故障，则给出故障码31。读取故障码步骤以下：①

若输出故障码31同时输出另外故障代码，应首先排除其它故障；②

去除存放器中故障码31，点火开关置“LOCK”；③20s后，将点火开关旋到“ACC”或“ON”；④20s后，再次将点火开关旋到“LOCK”；⑤

进行读码操作，若不输出故障代码31，则中央传感器总成工作正常，不然应更换。

第57页(5)搭铁短路故障诊疗如表7-4所表示。

表7-4搭铁短路故障诊疗与检测

第58页续表第59页(6)断路故障诊疗与检测如表7-5所表示。

表7-5断路故障诊疗与检测

第60页第61页2)日产车系安全气囊系统故障诊疗日产车系安全气囊系统故障自诊疗系统有三种模式：①

使用者模式；②

当前故障码模式；③

记忆故障码模式。(1)故障码调取步骤。①

打开驾驶员侧车门，在7 s内将车门灯开关连续开关5次以上，然后再将点火开关打开(ON)，系统即进入“当前故障码模式”诊疗状态，由仪表盘上SRS灯读取故障码。②

再将车门灯开关“开关”一次，并保持点火开关在“ON”状态7 s以上，系统即进入“记忆故障码读取模式”，读取记忆故障码。

第62页③

将点火开关再“关开”一次，即回到模式②。④

再将点火开关再“关开”一次，即回到模式①。(2)故障码去除。只要将蓄电池搭铁线拆下10s后再装回，故障码即被去除。日产车系安全气囊故障码内容如表7-6所表示。

第63页表7-6日产车系安全气囊故障码内容表

第64页3)一汽大众车系安全气囊系统故障诊疗与检测下面以宝来汽车为例来说明一汽大众车系安全气囊系统故障诊疗与检测方法。如图7-23所表示为宝来汽车安全气囊各部件安装位置图。安全气囊控制单元J234作用是检验安全气囊故障，并将其永久性存入存放器内。点火开关打开后，气囊警报灯亮4s后熄灭；假如警报灯又闪亮12s，就表示前乘员侧气囊被关闭；假如警报灯亮4 s后不熄灭，则说明安全气囊控制单元J234供电有故障；假如警报灯熄灭后再次被点亮，则表明有故障存在；假如警报灯连续闪亮，则表明控制单元有故障。

第65页图7-23宝来汽车安全气囊各部件安装位置

第66页(1)故障诊疗仪连接和功效选择。①

确认全部保险丝均正常，且蓄电池电压不低于9V。②

用连接电缆连接故障诊疗仪V.A.G1552或检测盒VAS5056，打开点火开关，按1键选择“快速数据传递”，输入SRS地址码15，按Q键确认。③

故障诊疗仪显示“选择功效××”。假如故障诊疗仪显示器显示“控制单元无应答！”，按HELP键能够打印出可能故障原因，排除故障后再重复以上步骤，直到故障诊疗仪显示器显示“选择功效××”。

第67页(2)查询去除故障码。在故障诊疗仪显示器显示“选择功效××”状态下，按0键和2键选择“查询故障存放器”功效，按Q键确认输入，故障诊疗仪显示器显示存放故障数量，存放故障将依次显示并打印出来，宝来轿车SRS主要故障码及含义见表7-7所表示。当故障诊疗仪显示器显示“无故障”时，按“→”键回到初始状态，故障诊疗仪显示器显示“选择功效××”。

第68页表7-7宝来轿车SRS系统主要故障码及含义

第69页第70页(3)读取测量数据块。在故障诊疗仪显示器显示“选择功效××”状态下，按0键和8键选择“读取测量数据块”，故障诊疗仪显示器显示“08—读取测量数据块”。按Q键确认输入，故障诊疗仪显示器显示“输入显示组号××”，按对应数字键输入组号。

第71页(4)控制单元编码。在使用新控制单元时，应对其进行编码。在故障诊疗仪显示器显示“选择功效××”状态下，按0键和7键选择“控制单元编码”功效，即可对控制单元进行编码，依据车辆所装备零件输入对应代码。

第72页(5)自适应。①

关闭气囊。在显示器显示“选择功效××”状态下，按1键和0键选择“自适应”即可进入自适应模式，显示器显示“10—自适应”，按Q键确认，显示器显示“输入通道号××”，按0和1键选择通道01，按Q键确认，显示器显示“气囊打开WSC01948〈-13-〉”。按“→”键，显示器显示“是否存放新值？”，假如要存放，按Q键确认(不然按C键消除输入)，显示器显示“新值已被存放”，按“→”键，显示器显示“选择功效××”，按0和6键，结束输出，按Q键确认。关闭气囊完成，气囊警报灯灭。②

打开气囊操作与上述操作基本相同，只是在输入匹配值时，输入00000即可。

第73页(6)执行元件诊疗。执行元件诊疗用来检验“碰撞输出”信号功效。当安全气囊触发时，中央门锁切换到“打开”状态，发动机关闭，车内灯点亮。进行执行元件诊疗前，经过车内开关将中央门锁设到“锁止”位置，将车内灯开关设到“车门接触”位置，开启发动机，进行执行元件诊疗。执行元件诊疗完成后，关闭点火开关，再打开点火开关，此时中央门锁才能恢复正常功效。

第74页在故障诊疗仪显示器显示“选择功效××”状态下，按0键和3键选择“执行元件诊疗”功效即可进行执行元件诊疗，按Q键确认后，显示器显示“打开中央门锁信号”。此时发动机应熄火，中央门锁必须设置到“开”，车内灯必须设定成“亮”，按“→”键后，显示器显示“结束”。在执行元件诊疗时，其它控制单元可能统计一些故障，如插头未连接，所以，执行元件诊疗完成后，全部控制单元要进行故障代码查询和去除。

第75页7.2汽车电控防撞装置

汽车电控防撞装置是利用当代信息技术、传感技术来扩展驾驶员感知能力，将经过感知技术获取外界信息(如车速、障碍物距离等)传递给驾驶员，同时在路况与车况综合信息中辨识是否存在安全隐患，并在紧急情况下，自动采取办法控制汽车，使汽车能主动避开危险，确保车辆安全行驶。汽车电控防撞装置如图7-24所表示。

第76页图7-24汽车电控防撞装置

第77页7.2.1结构特点(1)能进行环境监测。汽车电控防撞装置是一个主动安全系统，是一个可向驾驶员预先发出视听报警信号探测装置，主要是处理汽车行驶安全距离问题。位于车辆前部雷达能够分辨车辆前方物体距离和方位，与路面情况传感器共同负担环境监测功效，能主动探测危险信号。

第78页(2)含有防碰撞判断能力。汽车电控防撞装置对前后障碍物距离和方位以及路面信号进行分析，提取有用数据，进行危险性判断，输出必要警示信号或应急车辆控制信号。在正常行驶时，汽车电控防撞装置不停地对车辆行驶安全程度进行监控计算，如判断为安全状态，则系统无任何动作，确保不干扰驾驶员正常驾驶；若在危险情况下，可自动采取办法，预防汽车碰撞。

第79页(3)含有车辆自动控制能力。该系统依据汽车电控防撞装置输出信号，实现对防抱死制动系统(ABS)或转向系统自动操作。当汽车和障碍物距离到达一定程度时，系统将发出警告以提醒驾驶员，同时自动防撞系统会首先自动关闭油门，此时若驾驶员还未采取对应动作，则系统将自动控制车辆减速。假如在自动操作工作状态时，驾驶员操作制动力大于自动控制系统提供制动力，则驾驶员操作有效，这么可确保即使自动操作失灵时，驾驶员控制制动系统仍能起作用。一旦汽车回到安全状态或驾驶员采取了对应办法，自动防撞系统对车辆控制将自动解除，回到正常工作状态。

第80页7.2.2汽车碰撞安全标准一些发达国家很早就进行了汽车碰撞试验研究，制订和执行相关法规，而且已经取得了显著效果。比如：美国执行了联邦安全法规(简称FMVSS)，使得汽车事故死亡人员降低了20%(约1万人)。我国于20世纪80年代参考各国法规制订了汽车碰撞试验安全标准。汽车碰撞试验就是在试验室里经过牵引，使汽车以48.3km/h速度撞向事先设置障碍物，测量并统计相关数据，然后依据各种测试数据来判断试验车安全性。在汽车碰撞试验中，通常使用标准假人(模拟人)来代替乘员和行人，以检验它在碰撞前后改变。

第81页我国颁布了《汽车乘员碰撞保护》(GB/T11551—89)、《预防汽车转向机构对驾驶员伤害》(GB/T11557—89)及《汽车正面撞时对燃油泄漏要求》(GB/T11553—89)等一系列国家标准。年起实施《关于正面碰撞乘员保护设计规划》，要求对M1类车进行正面碰撞试验。

中国对正面碰撞试验条件和模拟人测试指标要求：测试假人头部损伤指标HQC≤1000，胸部变形≤75m，腿部轴向力≤10kN；碰撞时车门不能打开，前门锁止系统不能自动锁上，前后门最少能打开一个门(不借助工具)；燃油不得泄漏，漏油速率＜30g/min，在碰撞后5min内，燃油泄漏量＜200ml。

第82页7.2.3结构与原理1．超声波测距基本原理超声波(声纳)作为一个特殊声波，一样含有声波传输基本物理特征，即反射、折射、干涉、散射。超声波测距就是利用其反射特征。超声波发射器不停地发射出40kHz超声波，超声波碰到障碍物后反射回反射波，超声波接收器收到反射波信号，并将其转换为电信号，测出发射与接收到反射波时间差t即可求出障碍物到汽车距离s。

式中，c为超声波声速。

第83页在普通条件下，可认为声速是基本不变(声波速度为330m/s)。假如测距精度要求很高，能够经过温度赔偿方法加以校正。当将声速作为常数时，只要测得超声波信号往返时间，即可求得距离，并将距离用数字显示出来。超声波测距系统如图7-25所表示。

第84页图7-25超声波测距系统

第85页发射电路在发射受低频调制超声波同时，使双稳电路置位，此时计数器闸门E被打开，时钟信号开始进入计数器；而当接收电路收到反射波时双稳电路复位，计数器闸门E被关闭，时钟信号被切断，数据被锁存，然后经译码驱动在显示器上被锁存数值。假设声速为330m/s，则时钟振荡器频率为34.3kHz时，即可认为显示器读数只需要17.15kHz，因为我们要考虑超声波往返双倍时间。利用超声波测距原理做成倒车雷达系统可检测到距离在90～95 cm之间障碍物，检测范围是以传感器中心为基准左右各60°以上，上下各30°以上区域。倒车雷达系统检测范围如图7-26所表示。障碍物有效反射面积应大于25cm2，不然雷达系统不能正常工作。

第86页图7-26倒车雷达系统检测范围(a)左右有效检测范围；(b)上下有效检测范围

第87页2.汽车雷达系统结构及工作过程汽车雷达系统就是利用超声波测距原理检测车距，来预防汽车发生碰撞电控装置。汽车雷达系统结构及简单工作过程如图7-27所表示。

第88页图7-27汽车雷达电控防撞装置结构及工作原理

第89页3.奥迪A6轿车超声波(声纳)倒车电控防撞装置1)系统结构组成汽车倒车电控防撞装置多采取超声波传感器。倒车防碰撞超声波测距系统在车上布置如图7-28所表示。奥迪A6轿车声纳倒车电控防撞装置装有四个超声波传感器，并均匀安装在汽车后保险杠未喷漆部位内。奥迪A6轿车超声波传感器元件布置如图7-29所表示。超声波传感器结构如图7-30所表示，主要由一个无线电收发机和一个整理器组成。

第90页图7-28倒车防碰撞超声波测距系统在车上布置

第91页

图7-29奥迪A6轿车超声波传感器元件布置

第92页

图7-30超声波传感器结构

第93页超声波传感器既是执行元件，又是传感器；既发射信号，也接收信号。控制单元向四个超声波传感器中一个发出命令，该传感器即发出超声波，四个传感器都接收超声波回波。在超声波传感器内，整理器将回波信号转发调制解调器成数字信号，并将其传递到控制单元，控制单元依据回波传输时间计算出与障碍物距离。超声波倒车电控防撞装置控制原理如图7-31所表示。

第94页图7-31超声波倒车电控防撞装置控制原理

第95页2)系统工作过程当挂上倒挡时，超声波倒车电控防撞装置即开始工作，发出“嘟嘟”声音，表明该系统状态良好。当车与障碍物相距1.6m时，可听见间歇报警声。离障碍物越近，声音越急促。如距离小于0.2m，则连续发出报警声。报警声间隔及音量用故障检测仪V.A.G1552设定。报警区域如图7-32所表示。

第96页图7-32报警区域图

第97页7.2.4故障诊疗与检修1.汽车电控防撞装置使用注意事项对于安装有电控防撞装置汽车，应注意以下事项。(1)倒车时应保持5km/h以下速度行驶。(2)因为物理特征，物体位置、角度、大小、材质或背景复杂场所等关系，可能造成检测范围变窄，产生不动作或误动作，并非系统不正常。(3)尤其在上坡或下坡倒车时，可能引发错误报警，此时驾驶员应愈加小心。

第98页(4)当听到长鸣声或有“STOP”闪烁时，应马上停车，该系统设计最短检测显示为“STOP”。能够依据不一样应用场所，选择更长停车距离。(5)当碰到以下不良场所或障碍物时，易造成不检测或检测不到情形：①

铁丝网、绳索类细小物体；②

草地或崎岖不平路面；③

棉质或表面吸收声波材料；④

检测器表面附着异物；⑤

同频率(40kHz)超声波、金属声、高压气体排放声等干扰；⑥

障碍物为锐角反射体、锥状物等。

第99页(6)在50～55cm处可检测到物体表面积应大于25cm2。(7)在车上使用非标准无线电通信设备会影响此系统功效(不含移动电话、音响系统)。

第100页2.汽车电控防撞装置故障诊疗与检修下面以风神蓝鸟汽车为例，介绍故障诊疗与检修方法。(1)还未挂入倒挡即发生长鸣现象。故障可能原因：电源线与非倒车挡电源并接。诊疗：确认电源是否与倒车挡电源并接。检修方法：将电源线与倒车挡电源并接。

第101页(2)进入倒车挡，但无声音产生(倒车灯亮)。故障可能原因：(1)蜂鸣器插头未插或损坏；(2)控制主机损坏。诊疗：(1)确认蜂鸣器插头电源是否为12V；(2)确认主机电源电压是否正确；(3)确认主机是否损坏。检修方法：插上对应插头或更换主机。

第102页(3)进入倒车挡时，为两短声。故障可能原因：检测器未与车上线束连接或有一组检测器损坏。诊疗：确认线束连接及测试检测器。检修方法：将检测器拔出重新插入；先更换其中一个检测器，确认是否仍为两短声，若是，则更换另一个。

第103页(4)进入倒车挡时，虽车后有障碍物，但无声音发出。故障可能原因：检测器损坏，超出检测范围，控制主机损坏，障碍物反射面积小。

诊疗：确认检测器是否损坏；确认障碍物是否在检测范围内；换一个新控制主机，确认是否正常；反射面积是否小于25cm2。检修方法：更换新检测器，用量尺测量待测物距离，更换控制主机，用足够反射面积。

第104页(5)进入倒车挡后，虽车后无障碍物，但蜂鸣器长鸣。故障可能原因：检测器上沾有泥、水滴等异物，检测器损坏。诊疗：确认检测器上是否有异物，插入另外两组新检测器看是否正常。检修方法：将检测器擦拭洁净，确认正常是否，更换检测器。

第105页(6)进入倒车挡时，车后无障碍物，蜂鸣器间断鸣叫。故障可能原因：检测器未安装在指定位置，检测器检测到凹凸不平地面。诊疗：确认安装是否正确，确认地面是否凹凸不平。检修方法：重新安装检测器，移动车辆到平整路面。(7)在一些情况下系统工作不正常，其它情况正常。故障可能原因：检测器受到其它声波干扰。诊疗：此情况下系统是好。检修方法：排除干扰源。

第106页7.3汽车防盗系统

7.3.1系统组成汽车防盗系统组成框图如图7-33所表示，普通由报警设置/解除装置、传感器、防盗电控单元(ECU)、报警装置、预防汽车开启和移动装置等组成。图7-34为汽车防盗系统各元件安装位置图。

第107页图7-33汽车防盗系统组成框图

第108页图7-34汽车防盗系统各元件安装位置

第109页1．报警设置/解除装置当全部车门、发动机底部及行李箱关闭时，车主经过报警设置/解除装置使全部车门锁止，汽车防盗报警系统进入预警状态。当汽车防盗报警系统开启时，设在车内可见位置工作显示灯开始工作，以确保防盗报警系统正确无误地开始工作，这对小偷也是一个心理威慑。设置方法可分为主动式与被动式两种。主动式是指用于装置开启尤其操作方式，含有暗号开关或密码电源开关板，其经典方式是无线电或红外线遥控方式，当前市场上这种产品较多。这种方式优点是在安装上有通用性；缺点是轻易忘记设置，发生疏漏。被动式则是对驾车者不要求尤其操作，当车门关闭后，防盗报警系统能自动进行工作，不会发生忘记设置开启疏漏，能够提升其防盗效果。当前中、高档轿车普通都采取了这种方式。

第110页2.传感器1)传感器功用当防盗报警系统工作时，传感器检测汽车有没有异常情况发生。当汽车被移动或车门被打开时，传感器将检测到信号传送给防盗电控单元。防盗电控单元依据其内部储存数据进行比较，判断汽车是否正在被盗。如汽车被盗，防盗电控单元输出信号，控制报警装置发出声光报警信号，阻止汽车开启，切断燃油供给。

第111页2)盗车检测方法汽车是否被盗，传感器主要经过以下方式进行检测：①

车门开启操作不正常，开锁式车门开启，撬开车门主活塞缸并拔出；②

后备箱盖、油箱盖或发动机盖被非法打开；③

汽车非法移动而产生振动、车辆倾斜；④

窗玻璃被打破；⑤

也有采取超声波检测入侵车厢或音响装置、轮胎脱离车辆时报警方法，不过这种方法有时会发生误动作，并不太受欢迎。

第112页3.防盗电控单元防盗电控单元基本组成如图7-35所表示，主要由输入回路、微型计算机、输出回路、A/D转换器等组成。

第113页图7-35防盗电控单元基本组成

第114页防盗电控单元功效如图7-36所表示。防盗电控单元接收各种传感器(防盗传感器、车速传感器、各种门开关以及电动机位置等)发送信号，依据电控单元中预先存放数据和编制程序，经过数学计算和逻辑判断，确定车门是否锁定，车辆是否非法移动、被盗，方便控制各个执行器(门锁电动机、发动机电控单元、开启继电器、喇叭、灯光等)，从而使汽车处于报警状态。防盗电控单元除了含有控制功效外，有还含有故障自诊疗功效。

第115页图7-36防盗电控单元功效

第116页1)输入回路从传感器传来信号，首先进入输入回路。在输入回路里，对传感器信号进行预处理，包含检波或滤波、限幅、波形变换等。如车速传感器输入计算机信号，其幅值是随车速改变，车速升高时，输出电压幅值增大，车速降低时，输出电压幅值减小，电压信号较弱，为了使信号能够输入计算机并被采取，必须在输入回路中将其信号放大、整形。

第117页2)A/D转换器(模拟/数字转换器)在汽车电控系统中，传感器采集信号有两种：一个是模拟信号，比如车速信号；另一个是数字信号，如车门开关输入信号。信号形态不一样，输入计算机处理方法也不一样。对于数字信号可直接输入计算机，而对于连续改变模拟信号，则必须经A/D转换器转换成计算机能够识别数字信号后才能输入计算机。A/D转换器功效就是将模拟信号转换成数字信号。

第118页3)微型计算机微型计算机是防盗控制系统神经中枢。它能依据需要把各种传感器送来信号用内存程序和数据进行运算处理，并把运算结果(如报警信号)送往输出回路。微型计算机主要由中央处理器(CPU)、存放器(ROM—RAM)、输入/输出口(I/O)等部分组成。中央处理器主要由进行算术、逻辑运算运算器，暂时存放数据和计算结果存放器，按照程序执行信号传送和控制任务控制器等组成。存放器包含只读存放器(ROM)和随机存放器(RAM)。

第119页4)输出回路输出回路是计算机与执行器之间中继站，其功用是依据计算机发出指令，控制执行器动作。因为计算机输出控制信号是数字量，电压普通为5V，不能直接驱动执行器，所以需要输出回路进行放大。假如执行器需要模拟量驱动，那么还需要经过D/A转换器转换之后，才能控制执行器动作。

第120页4.报警装置当有些人非法侵入车厢时，可采取以下方式报警：①

喇叭鸣叫，使喇叭或扬声器断续发出鸣叫声；②

灯光闪亮方式，使转向灯、大灯、尾灯忽亮忽暗；③

采取专用喇叭与普通喇叭进行组合报警；④

指名呼叫，电波向车主发送警报，与汽车电话线连接，发出盗车信号；⑤

利用电波在电子地图上显示被盗车位置，便于警方追踪查找。

第121页5.预防汽车开启和移动装置预防汽车开启和移动装置电路如图7-37所表示，作为阻止车辆开启防盗办法主要有两种：①

经过切断发动机开启电路；②

经过发动机电控单元间接切断燃油供给和点火系电路。另外也有防盗电控单元直接切断开启电路、燃油供给和点火系电路，以预防被盗车辆非法移动。

第122页图7-37预防汽车开启和移动装置电路

第123页6．汽车防盗系统电路以丰田凌志LS400轿车为例，防盗系统电路主要由防盗和门锁电控单元、点火开关、门钥匙控制开关、门钥匙未锁警告开关、门控灯开关、门锁开关、门锁位置开关、门锁电动机、开启机继电器、防盗指示及防盗喇叭等组成。丰田凌志LS400轿车防盗系统电路如图7-38所表示。

第124页图7-38丰田凌志LS400车防盗系统电路

第125页7.3.2工作原理1.汽车防盗系统工作原理如图7-39是防盗报警系统门锁开关及指示灯电路。电子模块G端子连接到自动门锁“锁定”电路，M端子连接到自动门锁“开锁”电路。左、右门锁开关接于模块H端子，当车门关闭时，此开关打开。报警指示灯连接在电源和模块D端子间，只要D端子(模块动作时)搭铁，灯就点亮，它作用是用来提醒驾驶员防盗系统各部分工作状态。图7-40所表示是防盗报警系统、门锁侧柱开关与触发继电器连接。图7-41所表示是防盗报警系统处于防盗准备状态左车门打开时电流方向。电流从电源经左门框侧柱开关及二极管再经过触发继电器线圈后搭铁，触发继电器吸合，使模块J端子搭铁，亮灯报警系统工作。

第126页图7-39防盗报警系统门锁开关及指示灯电路

第127页图7-40防盗报警系统、门锁侧柱开关与触发继电器连接

第128页驾驶员要想报警系统进入准备状态，其操作应按以下4个步骤进行。(1)关掉点火开关，使电子模块K端子失去电压。(2)打开车门，借以闭合门框侧柱开关，使蓄电池电压加到触发继电器线圈，使其动作，把模块J端子搭铁，J端子搭铁后引进模块D端子搭铁，使与其相连接指示灯闪烁，以提醒驾驶员系统没有进入准备状态。

第129页(3)将自动门锁开关置于锁定位置，这时蓄电池电压加到模块G端子，使模块D端子稳定搭铁，指示灯一直点亮。(4)关闭车门，借以打开门框侧柱开关，触发继电器失压释放，J端子不再搭铁，使灯2s后熄灭，此时系统进入报警准备状态。

第130页图7-41防盗报警系统处于防盗准备状态左车门打开时电流方向

第131页当系统进入防盗准备状态后，如有些人私自开门，报警继电器将动作，喇叭、灯光系统报警，并由开启中止电路阻止发动机开启。图7-42为防盗报警执行电路。报警电路在准备状态私自打开车门时触发模块，使报警继电器线圈F端子搭铁，继电器吸合，接通喇叭、前照灯及尾灯电路报警，同时开启中止电路，阻止发动机开启。

第132页图7-42防盗报警执行电路

第133页2.丰田凌志LS400轿车防盗系统工作原理如图7-38所表示为丰田凌志LS400车防盗系统电路图，当把自动门锁开关置于“LOCK”位置时，关闭车门，则系统进入防盗报警准备状态。这时如有些人试图不用钥匙强行进入车内，打开发动机舱盖和行李厢门，或当蓄电池端子被拆下又重新连接时，防盗系统ECU检测到以后，从其A5端子输出控制信号至防盗执行部件以自动锁死全部车门，同时也经过开启机切断系统来切断开启机电路，阻止发动机开启，从而实现了防盗目标。

第134页3.J31(天籁)防盗系统工作原理J31(天籁)采取了一个新型防盗锁止系统，其工作原理如图7-43所表示。该锁止模块装在车身电脑BCM中，而以前车型(A33等)装在ECM中。现在，BCM接收并识别防盗开启信号，假如接收到错误信号，BCM就经过ECM切断燃油喷射，阻止发动机开启。

第135页图7-43天籁防盗系统工作原理

第136页7.3.3故障诊疗与检修1.丰田LEXUS防盗系统故障诊疗与检修1)防盗系统设定(1)关闭全部车门。(2)关闭发动机罩和行李厢门。(3)从点火开关锁芯拔出点火钥匙。

第137页(4)出现以下任一操作时，防盗指示灯亮。30s后，防盗指示灯闪烁，防盗系统进入工作状态，即此时车门锁开关不能控制门锁打开或锁住，行李厢门不能由开启器开关打开：①

用钥匙锁住左侧或右侧前门，全部车门也由联锁机构锁住；②

用天线遥控器锁上全部车门；③

锁上后门和一个前门，不用钥匙锁上另一个前门(无钥匙门锁)。

第138页2)消除已设定防盗系统检验防盗指示灯是否在闪烁。完成以下任一项操作时，防盗系统退出工作状态，防盗指示灯熄灭。(1)用钥匙打开左侧或右侧前门。(2)用无线遥控器打开全部车门。(3)将点火钥匙插入点火开关锁芯，并转至“ACC”或“ON”位置，此方法适合用于没有工作过防盗系统。(4)用钥匙打开行李厢门，但假如行李厢门关闭2s后，防盗系统会重新返回工作状态。

第139页3)检验防盗系统工作情况查看防盗指示灯是否闪烁。当出现以下任一项操作时，电喇叭和防盗喇叭发声，大灯和尾灯会闪烁大约30s或1min作为示警。同时，该系统切断开启机电路，并将全部车门锁住(假如车门未锁住，系统会在示警期间内每隔2s锁门一次)。(1)用发动机罩盖开启器打开发动机罩盖。(2)用钥匙操纵使一扇前门或后门打开。

第140页4)消除已处于工作情况下防盗系统完成以下任一项操作时，防盗系统功效被消除。(1)用钥匙打开左侧或右侧车门。(2)用无线遥控器打开车门。(3)将钥匙插入点火锁芯，并转至“ACC”或“ON”位置，但未恢复切断开启机电路。(4)开始执行防盗功效30s或1min后，全部车门关闭，2s后防盗系统重新自动设定。

第141页5)丰田LEXUS防盗系统故障诊疗与检修丰田LEXUS防盗系统故障诊疗见表7-8所表示。防盗系统故障排除是以车门锁控制系统工作正常为前提。所以，在进行防盗系统故障排除以前，应首先确信车门锁控制系z统能正常工作。表7-8中电路可用防盗系统(TDS)检验器进行检验。

第142页表7-8丰田LEXUS防盗系统故障诊疗一览表

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