现代汽车典型电控系统结构原理与故障诊断第7章.ppt

1、第七章 汽车安全电控系统结构原理与故障诊断,7.1 电控安全气囊系统 7.2 汽车电控防撞装置 7.3 汽车防盗系统 思考与练习,7.1 电控安全气囊系统,7.1.1 系统组成 安全气囊系统一般有两种类型，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所示。,图7-1 安全气囊主要部件位置,1. 碰撞传感器 碰撞传感器(Impact Sensor)又称为撞击传感器(Dash Sensor)，是安全气囊系统中主要的控制信号输入装置，其作用是在汽车发生碰撞时，由碰撞传感器检测汽车碰撞的强度信号，并将信号输入ECU

2、，ECU再根据碰撞传感器的信号来判定是否引爆充气元件使气囊充气。 安全气囊系统一般装有24个碰撞传感器，前左、右挡泥板各装一个，有的前面保险杠中间也装有一个，有的车内还装一个。 现在大多数车型的碰撞传感器采用惯性式机械开关结构。图7-2为丰田车系采用的惯性开关式碰撞传感器的外形，其内部结构及电路如图7-3所示。,图7-2 丰田车系惯性开关式碰撞传感器外形,图7-3 丰田车系惯性开关式碰撞传感器结构,碰撞传感器的工作原理如图7-4所示。在正常情况下，偏心转子和偏心重块在螺旋弹簧弹力的作用下，顶靠在外壳相连的止动块上，此时，旋转触点与固定触点不接触，开关处于“OFF”，如图7-4(a)所示。当汽车

3、发生碰撞时，偏心重块由于惯性力将带动偏心转子克服弹簧力产生偏转，当碰撞强度达到设定值时，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的“ON”信号时，电路接通，才会去引爆充气元件。,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,2. 安全气囊电脑(ECU) 安全气囊ECU是安全气囊系统的控制中心，其功用是接收碰撞传感器及其他各传感器输入的信号，判断是否点火引爆气囊充气，并对系统故障进行自诊断。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

4、装置(电容)、插接器等组成。,图7-5 安全气囊ECU内部结构,如图7-6所示为安全气囊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、故障自诊断电路等组成。,图7-6 安全气囊ECU及系统电路图,为了保证安全气囊系统工作的可靠性，防止误引爆，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所示。,图7-7 气囊引爆条件,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、杂物箱的上方；侧面气囊组件位于前排

5、座椅的靠背里。充气元件与气囊组成如图7-8所示。 气体发生器由电爆管点火药粉和气体发生剂组成，气体发生器的功用是给气囊充气，气囊由尼龙布制成，内表面有树脂层。,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，使其发热将电爆管内的点火介质引燃，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的冲击。 充气元件与气囊安装在方向盘上，与方向盘一起转

6、动，电爆管与ECU之间的导线是靠螺旋电缆来连接的。,图7-8 充气元件与气囊组成,螺旋电缆(如图7-9所示)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，两者互相接触，形成一个整体一起随方向盘旋转，电缆的长度约为5 m左右，以螺旋状缠绕在壳体内，因此，当转子由中间位置向正反两个方向各转2.5圈时，也不会影响电缆的连接。如果点火开关转到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。,图7-9 螺旋电缆,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

7、示。,图7-10 丰田车系安全气囊系统元件布置图,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所示，它的特点是： 两个碰撞传感器分别装于驾驶室内前下部的左右两边，触发传感器装于ECU内部； 其诊断系统只能进行故障警示，但无故障码显示，诊断时，只能通过(SRS)ECU左侧配置的16针测试座测量电压进行。,3) 奔驰车系安全气囊系统 奔驰车系安全气囊系统与其他车系安全气囊系统的最大区别是：气囊的引爆控制信号不是在车前面的碰撞传感，而在驾驶座及乘客座安全带扣开关。这两个安全带扣开关的功用相当于前碰撞传感器的功用，碰撞时只有在驾驶员和右前乘员系好安全带的情况下，当安全带

8、收紧并在带的拉力达到规定值时，安全带扣开关触点才闭合，气囊才可能被引爆充气，如果驾驶员和右前乘客不系好安全带，气囊不可能被引爆。奔驰车系SRS元件布置如图7-12所示。,图7-11 本田车系SRS元件布置图,通过以上几种车系安全气囊系统电路的介绍可以看出，安全气囊系统控制电路有以下几个特点： (1) 气囊引爆必须至少同时满足两个以上的条件，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内的侦测电路也必须同时接通。,图7-12 奔驰车系SRS元件布置图,(2) 车内触发传感器和碰撞传感器触点两端都有电阻，车内触发传感器一般控制电爆管的电源电路，碰撞传感器控制电爆管的搭铁电路。虽然在非

9、引爆的条件下，电爆管的两端也有电压，但由于触发传感器和碰撞传感器的触点处于打开状态，与触点并联的电阻串入电爆电路，因此，流过的电流是极小的，电爆管不会被引爆。防止更换和检修时产生误引爆，在连接气囊的接线头上，先用一个小灯泡两端跨接到接头两端，如果灯泡发亮，说明电路处于引爆状态，千万不要将气囊插头接上，否则将引爆气囊；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。,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所示。,图7-13 安全气囊系统基本工作原理,当汽车受到前方一定角度范围内的高速碰撞时，安装在

10、汽车前端的碰撞传感器和与SRS电脑安装在一起的防护碰撞传感器就会检测到汽车突然减速的信号，并将信号传送到SRS电脑；SRS电脑中预先设置的程序经过数学计算和逻辑判断后，立即向SRS气囊组件内的电热点火器(电雷管)发出点火指令，引爆电雷管，点火剂(引药)受热爆炸(即电热丝通电发热引爆引药)。点火剂线爆时，迅速产生大量热量，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的装饰盖板鼓向驾驶员，使驾驶员头部和胸部压在充满气体的气囊上，将人体与车内构件之间的碰撞变为弹性碰撞，通过气囊产生变形来吸收人体碰撞产生的动能，达到保护人体的目的。,2. 安全气囊系统动作过程 根据德国罗

11、伯特博世公司在奥迪(Audi)轿车上试验研究表明：当汽车以车速50 km/h与前面障碍物相撞时，安全气囊系统的动作时序如图7-14所示。,图7-14 安全气囊系统动作时序 (a) 10 ms时；(b) 40 ms时；(c) 60 ms时；(d) 110 ms时,乘员席气囊与驾驶席气囊的动作过程基本相同。安全气囊系统的动作过程与经历时间之间的关系如表7-1所示。,表7-1 安全检查气囊系统动作过程与经历时间之间的关系,7.1.3 故障诊断与检修 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

12、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。否则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。保存要严格按规定执行，切忌使组件受到磕碰或振动。,2) 安全气囊系统检测注意事项 (1) 首先记录下音响系统的设置内容和密码，以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的电阻，以防气囊误爆。 (2) 对安全气囊系统的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 30 s以上，等待 ECU 中的电容完全放电后再进行，以免造成气囊误爆。 (3)

13、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，气囊存放的环境温度不可高于93，湿度也不可过高。,(4) 不允许敲击、跌落、振动ECU控制模块，不允许酸、碱、油、水的侵蚀，如发现有凹陷、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的方向一致。 (5) 决不允许使用其它型号车辆的安全气囊零件进行更换，决不允许重新使用分解、修理过的安全气囊及方向盘衬垫。 (6) 对于在组合开关内的螺旋电缆，要使之处于中间位置，否则会引起电缆脱落或其它故障。,(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，待修理完毕后再按规定装复；对安全气囊进行的所有维修作业都

14、必须在断开蓄电池电源线3 min后再进行，以免发生意外，使气囊展开。,2. 故障诊断方法 安全气囊系统的故障难以确诊，一般有警告灯诊断(自诊断)、参数测量和仪器诊断三种方法。 (1) 警告灯诊断法：对自诊断接口进行相应的操作，通过仪表板上的安全气囊警告灯读取故障码。 (2) 参数测量法：利用诊断测试接口，测出各接口之间的电压并与标准值比较，从而找出故障原因。 (3) 仪器诊断法：利用诊断仪器提取故障代码，根据故障代码提示进行相应的故障排除。,3. 安全气囊系统诊断后的电器检查程序 用一只12 V的小灯泡代替气囊接入电路，在接通点火开关、启动发动机、车速超过80 km/h紧急制动等任何情况下，小

15、灯泡均不闪亮为正常。,4. 安全气囊间歇性故障的诊断 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断。 1) 振动法 (1) 如图7-15所示，将连接器轻轻左右、上下晃动，同时观察警示灯是否变化，如果突然发生变化，则表明故障点就在晃动处。应检查连线与其相应部件的连接是否可靠，连接器端子是否肮脏，端子是否被拉伸等。,(2) 如图7-16所示，将连线轻轻左右、上下晃动，如果警示灯发生变化，则表明故障点在晃动处。检查重点在连接器端子、振动支点及连接线穿过车身的部位。 (3) 对怀疑有故障部位的零件或传感器，也可用振动法检查；但注意不要振动安全气囊系统的中央传感器总成。

16、,图7-15 晃动连接器,图7-16 晃动连线,2) 喷水法 当怀疑故障是因零部件受潮而引起时(故障多发生在雨天或天气潮湿时)，可采用喷水法诊断，喷水试验如图7-17所示。当对某部位喷水时警示灯发生变化，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)。,3) 加热法 当怀疑故障是因零部件受热而引起时，可用吹风机或类似加热工具进行检查，如图7-18所示。当对某部位加热时警示灯发生变化，则表明故障在被加热处(注意加热温度一般不要超过60，且不能对电子元件直接加热)。,图7-17 喷水试验图,图7-18 用电吹风机加热,5. 典型

17、轿车安全气囊系统的故障诊断与检测 1) 丰田车系安全气囊系统故障诊断 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所示)，当安全气囊系统出现故障时，自诊断系统将故障码存储在安全气囊ECU中，可按下面的程序调取，由安全气囊指示灯闪烁显示。,图7-19 丰田车系，安全气囊指示灯,(1) 故障码的调取。 安全气囊系统故障码的调取也是通过在诊断座上采取跨线的方法来进行的，具体步骤如下： 将点火开关拧到ACC或ON位置，等待20 s以上。 将诊断座上的TC端子与E1端子用导线跨接(如图7-20所示)，使TC和E1端子间发生短路。包括“新自诊断插接件”在内，丰田自诊断插接件的种类共有4种。,图

18、7-20 TC端子与E1跨接, 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所示。故障码内容如表7-2所示。,图7-21 故障码波形,表7-2 故 障 码 内 容,(2) 故障码的清除。 安全气囊系统第1122号故障码时，只需将蓄电池搭铁线拆下10 s以上即可。 41号故障码的清除方法如下： 将点火开关拧至ACC或ON挡。 如图7-22所示，先将TC端子搭铁1 s后取开，并在0.5 s内将AB端子搭铁1 s。,图7-22 自诊断故障码的清除, 在AB端子尚未取开前，将TC端子再次搭铁后再移开AB端子等待1 s。 移开TC端子搭铁后再将AB端子搭铁1 s。 AB搭铁未移开前再将TC搭

19、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已被清除。 (3) 丰田SRS系统主要元件的检测。 丰田主要元件的参数检测应符合表7-3的要求，否则为元件已损坏，应进行更换。,表7-3 丰田主要元件的参数检测,(4) 中央传感器的检测。 中央传感器具有判断气囊是否必须启动和SRS诊断等功能。若出现故障，则给出故障码31。读取故障码的步骤如下： 若输出故障码31的同时输出另外的故障代码，应首先排除其它故障； 清除存储器中的故障码31，点火开关置“LOCK”； 20 s后，将点火开关旋到“ACC”或“ON”； 20 s后，再次将点火开关旋到“LOCK”； 进行

20、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，否则应更换。,(5) 搭铁短路的故障诊断如表7-4所示。,表7-4 搭铁短路的故障诊断与检测,续表,(6) 断路的故障诊断与检测如表7-5所示。,表7-5 断路的故障诊断与检测,2) 日产车系安全气囊系统故障诊断 日产车系安全气囊系统的故障自诊断系统有三种模式： 使用者模式； 当前故障码模式； 记忆故障码模式。 (1) 故障码的调取步骤。 打开驾驶员侧车门，在7s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”诊断状态，由仪表盘上的SRS灯读取故障码。 再将车门灯开关“开关”一次，并保持点火开关

21、在“ON”状态7s以上，系统即进入“记忆故障码读取模式”，读取记忆的故障码。, 将点火开关再“关开”一次，即回到模式。 再将点火开关再“关开”一次，即回到模式。 (2) 故障码的清除。 只要将蓄电池搭铁线拆下10 s后再装回，故障码即被清除。日产车系安全气囊故障码内容如表7-6所示。,表7-6 日产车系安全气囊故障码内容表,3) 一汽大众车系安全气囊系统故障诊断与检测 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断与检测的方法。如图7-23所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的作用是检查安全气囊的故障，并将其永久性存入存储器内。点火开关打开后，气囊警报灯

22、亮4 s后熄灭；如果警报灯又闪亮12 s，就表示前乘员侧气囊被关闭；如果警报灯亮4s后不熄灭，则说明安全气囊控制单元J234的供电有故障；如果警报灯熄灭后再次被点亮，则表明有故障存在；如果警报灯持续闪亮，则表明控制单元有故障。,图7-23 宝来汽车安全气囊各部件安装位置,(1) 故障诊断仪的连接和功能选择。 确认所有保险丝均正常，且蓄电池电压不低于9 V。 用连接电缆连接故障诊断仪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。 故障诊断仪显示“选择功能”。如果故障诊断仪显示屏显示“控制单元无应答！”，按HELP键可以打印出

23、可能的故障原因，排除故障后再重复以上步骤，直到故障诊断仪显示屏显示“选择功能”。,(2) 查询清除故障码。 在故障诊断仪显示屏显示“选择功能”的状态下，按0键和2键选择“查询故障存储器”功能，按Q键确认输入，故障诊断仪显示屏显示存储的故障数量，存储的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所示。当故障诊断仪显示屏显示“无故障”时，按“”键回到初始状态，故障诊断仪显示屏显示“选择功能”。,表7-7 宝来轿车SRS系统主要故障码及含义,(3) 读取测量数据块。 在故障诊断仪显示屏显示“选择功能”的状态下，按0键和8键选择“读取测量数据块”，故障诊断仪显示屏显示“08读取测

24、量数据块”。按Q键确认输入，故障诊断仪显示屏显示“输入显示组号”，按相应数字键输入组号。,(4) 控制单元编码。 在使用新的控制单元时，应对其进行编码。在故障诊断仪显示屏显示“选择功能”的状态下，按0键和7键选择“控制单元编码”功能，即可对控制单元进行编码，根据车辆所装备的零件输入相应的代码。,(5) 自适应。 关闭气囊。在显示屏显示“选择功能”的状态下，按1键和0键选择“自适应”即可进入自适应模式，显示屏显示“10自适应”，按Q键确认，显示屏显示“输入通道号”，按0和1键选择通道01，按Q键确认，显示屏显示“气囊打开WSC01948-13-”。按“”键，显示屏显示“是否存储新值？”，如果要存

25、储，按Q键确认(否则按C键消除输入)，显示屏显示“新值已被存储”，按“”键，显示屏显示“选择功能”，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。 打开气囊的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。,(6) 执行元件诊断。 执行元件诊断用来检查“碰撞输出”信号的功能。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。进行执行元件诊断前，通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，启动发动机，进行执行元件诊断。执行元件诊断完成后，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能。,在故障诊断仪显示

26、屏显示“选择功能”的状态下，按0键和3键选择“执行元件诊断”功能即可进行执行元件诊断，按Q键确认后，显示屏显示“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，显示屏显示“结束”。在执行元件诊断时，其他控制单元可能记录一些故障，如插头未连接，因此，执行元件诊断完成后，所有控制单元要进行故障代码的查询和清除。,7.2 汽车电控防撞装置,汽车电控防撞装置是利用现代信息技术、传感技术来扩展驾驶员的感知能力，将通过感知技术获取的外界信息(如车速、障碍物距离等)传递给驾驶员，同时在路况与车况的综合信息中辨识是否存在安全隐患，并在紧急情况下，自动采取措施

27、控制汽车，使汽车能主动避开危险，保证车辆安全行驶。汽车电控防撞装置如图7-24所示。,图7-24 汽车电控防撞装置,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种主动安全系统，是一种可向驾驶员预先发出视听报警信号的探测装置，主要是解决汽车行驶的安全距离问题。位于车辆前部的雷达能够分辨车辆前方物体的距离和方位，与路面情况传感器共同承担环境监测功能，能主动探测危险信号。,(2) 具有防碰撞判断能力。汽车电控防撞装置对前后障碍物的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，输出必要的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的安

28、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，保证不干扰驾驶员的正常驾驶；若在危险情况下，可自动采取措施，防止汽车碰撞。,(3) 具有车辆自动控制能力。该系统根据汽车电控防撞装置输出的信号，实现对防抱死制动系统(ABS)或转向系统的自动操作。当汽车和障碍物距离达到一定程度时，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相应的动作，则系统将自动控制车辆减速。如果在自动操作工作状态时，驾驶员的操作制动力大于自动控制系统提供的制动力，则驾驶员操作有效，这样可保证即使自动操作失灵时，驾驶员控制的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相应

29、措施，自动防撞系统对车辆的控制将自动解除，回到正常工作状态。,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，制定和执行有关法规，并且已经取得了明显的效果。例如：美国执行了联邦安全法规(简称FMVSS)，使得汽车事故死亡人员减少了20%(约1万人)。我国于20世纪80年代参照各国法规制定了汽车碰撞试验安全标准。汽车碰撞试验就是在实验室里通过牵引，使汽车以48.3 km/h的速度撞向事先设置的障碍物，测量并记录相关数据，然后根据各种测试数据来判断试验车的安全性。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的变化。,我国颁布了汽车乘员碰撞

30、保护(GB/T1155189)、防止汽车转向机构对驾驶员的伤害(GB/T1155789)及汽车正面撞时对燃油泄漏的规定(GB/T1155389)等一系列国家标准。2001年起实施的关于正面碰撞乘员保护的设计规划，要求对M1类车进行正面碰撞试验。 中国对正面碰撞的试验条件和模拟人测试指标规定：测试假人的头部损伤指标HQC1000，胸部变形75 m，腿部轴向力10 kN；碰撞时车门不能打开，前门的锁止系统不能自动锁上，前后门至少能打开一个门(不借助工具)；燃油不得泄漏，漏油速率30 g/min，在碰撞后的5 min内，燃油泄漏量200 ml。,7.2.3 结构与原理 1超声波测距基本原理 超声波(

31、声纳)作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性，即反射、折射、干涉、散射。超声波测距就是利用其反射特性。超声波发射器不断地发射出40 kHz超声波，超声波遇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的时间差t即可求出障碍物到汽车的距离s。,式中，c为超声波声速。,在一般的条件下，可认为声速是基本不变的(声波速度为330 m/s)。如果测距精度要求很高，可以通过温度补偿的方法加以校正。当将声速作为常数时，只要测得超声波信号往返的时间，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所示。,图7-25 超声波测距系统,发

32、射电路在发射受低频调制的超声波的同时，使双稳电路置位，此时计数器的闸门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的数值。假设声速为330 m/s，则时钟振荡器的频率为34.3 kHz时，即可认为显示器的读数只需要17.15 kHz，因为我们要考虑超声波来回的双倍时间。 利用超声波测距原理做成的倒车雷达系统可检测到距离在9095cm之间的障碍物，检测范围是以传感器中心为基准左右各60以上，上下各30以上的区域。倒车雷达系统的检测范围如图7-26所示。障碍物的有效反射面积应大于25 cm2，

33、否则雷达系统不能正常工作。,图7-26 倒车雷达系统的检测范围 (a) 左右有效检测范围；(b) 上下有效检测范围,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，来防止汽车发生碰撞的电控装置。 汽车雷达系统的结构及简单工作过程如图7-27所示。,图7-27 汽车雷达电控防撞装置结构及工作原理,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用超声波传感器。倒车防碰撞超声波测距系统在车上的布置如图7-28所示。 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的部位内。奥迪A6轿车超

34、声波传感器元件布置如图7-29所示。 超声波传感器的结构如图7-30所示，主要由一个无线电收发机和一个整理器构成。,图7-28 倒车防碰撞超声波测距系统在车上的布置,图7-29 奥迪A6轿车超声波传感器元件布置,图7-30 超声波传感器的结构,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的一个发出命令，该传感器即发出超声波，四个传感器都接收超声波的回波。 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，控制单元根据回波的传播时间计算出与障碍物的距离。超声波倒车电控防撞装置控制原理如图7-31所示。,图7-31 超声

35、波倒车电控防撞装置控制原理,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”的声音，表明该系统状态良好。 当车与障碍物相距1.6 m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0.2 m，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所示。,图7-32 报警区域图,7.2.4 故障诊断与检修 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的汽车，应注意以下事项。 (1) 倒车时应保持5 km/h以下的速度行驶。 (2) 由于物理特性，物体的位置、角度、大小、材质或背景复杂的场所等关系，可能造成

36、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，可能引起错误的报警，此时驾驶员应更加小心。,(4) 当听到长鸣声或有“STOP”闪烁时，应立即停车，该系统设计最短检测显示为“STOP”。可以根据不同的应用场所，选择更长的停车距离。 (5) 当遇到下列不良场所或障碍物时，易造成不检测或检测不到的情形： 铁丝网、绳索类细小物体； 草地或崎岖不平的路面； 棉质或表面吸收声波的材料； 检测器表面附着的异物； 同频率(40 kHz)的超声波、金属声、高压气体排放声等的干扰； 障碍物为锐角反射体、锥状物等。,(6) 在5055 cm处可检测到物体表面积应大于25 cm2

37、。 (7) 在车上使用非标准的无线电通信设备会影响此系统的功能(不含移动电话、音响系统)。,2. 汽车电控防撞装置的故障诊断与检修 下面以风神蓝鸟汽车为例，介绍故障诊断与检修方法。 (1) 尚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。 诊断：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。,(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。 诊断： (1) 确认蜂鸣器插头电源是否为12 V； (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：插上相应插头或更

38、换主机。,(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。 诊断：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。,(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，超过检测范围，控制主机损坏，障碍物反射面积小。 诊断：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25 cm2。 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，用足够的反射面积。,(5) 进入倒车挡后，虽车后无障碍物，但蜂

39、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。 诊断：确认检测器上是否有异物，插入另外两组新的检测器看是否正常。 检修方法：将检测器擦拭干净，确认正常与否，更换检测器。,(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。 诊断：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) 在某些情况下系统工作不正常，其他情况正常。 故障可能原因：检测器受到其他声波的干扰。 诊断：此情况下系统是好的。 检修方法：排除干扰源。,7.3 汽车防盗系统,7.3.1 系统组成 汽车

40、防盗系统的组成框图如图7-33所示，一般由报警设置/解除装置、传感器、防盗电控单元(ECU)、报警装置、防止汽车启动和移动装置等组成。图7-34为汽车防盗系统各元件安装位置图。,图7-33 汽车防盗系统的组成框图,图7-34 汽车防盗系统各元件安装位置,1报警设置/解除装置 当所有的车门、发动机底部及行李箱关闭时，车主通过报警设置/解除装置使所有的车门锁止，汽车防盗报警系统进入预警状态。当汽车防盗报警系统启动时，设在车内可见位置的工作显示灯开始工作，以保证防盗报警系统正确无误地开始工作，这对小偷也是一种心理威慑。 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启动的特别操作方式，具有暗号

41、开关或密码电源开关板，其典型的方式是无线电或红外线遥控方式，目前市场上这种产品较多。这种方式的优点是在安装上有通用性；缺点是容易忘记设置，发生疏漏。被动式则是对驾车者不要求特别操作，当车门关闭后，防盗报警系统能自动进行工作，不会发生忘记设置启动的疏漏，能够提高其防盗效果。目前中、高档轿车一般都采用了这种方式。,2. 传感器 1) 传感器的功用 当防盗报警系统工作时，传感器检测汽车有无异常情况发生。当汽车被移动或车门被打开时，传感器将检测到的信号传送给防盗电控单元。防盗电控单元根据其内部储存的数据进行比较，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

42、汽车启动，切断燃油供给。,2) 盗车检测方法 汽车是否被盗，传感器主要通过以下方式进行检测： 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； 后备箱盖、油箱盖或发动机盖被非法打开； 汽车非法移动而产生振动、车辆倾斜； 窗玻璃被打破； 也有采用超声波检测入侵车厢或音响装置、轮胎脱离车辆时的报警方法，但是这种方法有时会发生误动作，并不太受欢迎。,3. 防盗电控单元 防盗电控单元的基本组成如图7-35所示，主要由输入回路、微型计算机、输出回路、A/D转换器等组成。,图7-35 防盗电控单元基本组成,防盗电控单元的功能如图7-36所示。防盗电控单元接收各种传感器(防盗传感器、车速传感器、

43、各种门的开关以及电动机的位置等)发送的信号，根据电控单元中预先存储的数据和编制的程序，通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，以便控制各个执行器(门锁电动机、发动机电控单元、启动继电器、喇叭、灯光等)，从而使汽车处于报警状态。防盗电控单元除了具有控制功能外，有的还具有故障自诊断功能。,图7-36 防盗电控单元功能,1) 输入回路 从传感器传来的信号，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，包括检波或滤波、限幅、波形变换等。如车速传感器输入计算机的信号，其幅值是随车速变化的，车速升高时，输出的电压幅值增大，车速降低时，输出的电压幅值减小，电压信号较弱，为

44、了使信号能够输入计算机并被采用，必须在输入回路中将其信号放大、整形。,2) A/D转换器(模拟/数字转换器) 在汽车电控系统中，传感器采集的信号有两种：一种是模拟信号，例如车速信号；另一种是数字信号，如车门开关的输入信号。信号形态不同，输入计算机的处理方法也不同。 对于数字信号可直接输入计算机，而对于连续变化的模拟信号，则必须经A/D转换器转换成计算机能够识别的数字信号后才能输入计算机。A/D转换器的功能就是将模拟信号转换成数字信号。,3) 微型计算机 微型计算机是防盗控制系统的神经中枢。它能根据需要把各种传感器送来的信号用内存的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。

45、 微型计算机主要由中央处理器(CPU)、存储器(ROMRAM)、输入/输出口(I/O)等部分组成。 中央处理器主要由进行算术、逻辑运算的运算器，暂时存储数据和计算结果的寄存器，按照程序执行信号传送和控制任务的控制器等组成。 存储器包括只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)。,4) 输出回路 输出回路是计算机与执行器之间的中继站，其功用是根据计算机发出的指令，控制执行器动作。由于计算机输出的控制信号是数字量，电压一般为5 V，不能直接驱动执行器，因此需要输出回路进行放大。如果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。,4. 报警装置 当有人非法侵入车厢时，

46、可采用以下方式报警： 喇叭鸣叫，使喇叭或扬声器断续发出鸣叫声； 灯光闪亮的方式，使转向灯、大灯、尾灯忽亮忽暗； 采用专用喇叭与普通喇叭进行组合的报警； 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； 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。,5. 防止汽车的启动和移动装置 防止汽车的启动和移动装置电路如图7-37所示，作为阻止车辆启动的防盗措施主要有两种： 通过切断发动机的启动电路； 通过发动机电控单元间接切断燃油供应和点火系电路。另外也有防盗电控单元直接切断启动电路、燃油供应和点火系电路，以防止被盗车辆非法移动。,图7-37 防止汽车的启动和移动装置电路,6汽车

47、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、启动机继电器、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所示。,图7-38 丰田凌志LS400车防盗系统电路,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。电子模块的G端子连接到自动门锁的“锁定”电路，M端子连接到自动门锁的“开锁”电路。左、右门锁开关接于模块的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

48、(模块动作时)搭铁，灯就点亮，它的作用是用来提醒驾驶员防盗系统各部分的工作状态。图7-40所示是防盗报警系统、门锁侧柱开关与触发继电器的连接。图7-41所示是防盗报警系统处于防盗准备状态左车门打开时的电流方向。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，使模块的J端子搭铁，亮灯报警系统工作。,图7-39 防盗报警系统门锁开关及指示灯电路,图7-40 防盗报警系统、门锁侧柱开关与触发继电器的连接,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

49、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，使与其相连接的指示灯闪烁，以提醒驾驶员系统没有进入准备状态。,(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的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2 s后熄灭，此时系统进入报警准备状态。,图7-41 防盗报警系统处于防盗准备状态左车门打开时的电流方向,当系统进入防盗准备状态后，如有人擅自开门，报警继电器将动作，喇叭、灯光系统报警，并由启动中断电路阻止发动机启动。图7-42为防盗报警执行电路。报警电路在准备状态擅自打开

50、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，同时启动中断电路，阻止发动机启动。,图7-42 防盗报警执行电路,2. 丰田凌志LS400轿车防盗系统工作原理 如图7-38所示为丰田凌志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所有车门，同时也通过启动机切断系统来切断启动机电路，阻止发动机启动，从而实现了防盗的目的。,3.

51、J31(天籁)防盗系统的工作原理 J31(天籁)采用了一种新型的防盗锁止系统，其工作原理如图7-43所示。该锁止模块装在车身电脑BCM中，而以前的车型(A33等)装在ECM中。现在，BCM接收并识别防盗启动信号，如果接收到错误的信号，BCM就通过ECM切断燃油喷射，阻止发动机启动。,图7-43 天籁防盗系统的工作原理,7.3.3 故障诊断与检修 1. 丰田LEXUS防盗系统故障诊断与检修 1) 防盗系统的设定 (1) 关闭所有车门。 (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。,(4) 出现以下任一操作时，防盗指示灯亮。30 s后，防盗指示灯闪烁，防盗系统进入工作状态

52、，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： 用钥匙锁住左侧或右侧前门，所有车门也由联锁机构锁住； 用天线遥控器锁上全部车门； 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)。,2) 消除已设定的防盗系统 检查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) 用无线遥控器打开所有车门。 (3) 将点火钥匙插入点火开关锁芯，并转至“ACC”或“ON”位置，此方法适用于没有工作过的防盗系统。 (4) 用钥匙打开行李厢门，但如果行李厢门关闭2 s后，防盗系统会重新返回工作状态。,3)

53、检查防盗系统的工作状况 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30 s或1 min作为示警。同时，该系统切断启动机电路，并将所有车门锁住(如果车门未锁住，系统会在示警期间内每隔2 s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。,4) 消除已处在工作状况下的防盗系统 完成以下任一项操作时，防盗系统功能被消除。 (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，但未恢复切断的启动机电路。 (4) 开始执行防盗功能30

54、 s或1 min后，所有车门关闭，2 s后防盗系统重新自动设定。,5) 丰田LEXUS防盗系统故障诊断与检修 丰田LEXUS防盗系统的故障诊断见表7-8所示。 防盗系统的故障排除是以车门锁控制系统工作正常为前提的。因此，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中的电路可用防盗系统(TDS)检验器进行检查。,表7-8 丰田LEXUS防盗系统故障诊断一览表,续表,2. 奔驰560SEL轿车防盗系统故障诊断 1) 故障自诊断步骤 (1) 按要求接好故障诊断测试仪。 (2) 置点火开关于“ON”位置。 (3) 按启动钮24 s。 (4) 读取记录故障码显示值。 (5) 按启动钮24 s，若没有其它的系统故障，则显示出先前显示的故障码。 (6) 重复上一步，直到重复显示出第一个故障码为止。 (7) 记录由故障码读取的全部