《汽车电工电子》教案汽车电子控制系统基础知识.docx
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《汽车电工电子》教案汽车电子控制系统基础知识
模块一汽车电子控制系统基础知识
一、教学目标
1.掌握汽车电控系统的基本组成、类型、功能；
2.了解应用在汽车上的电控系统；
3.知道OBD-U代码的规定；
二、课时分配
本项目共2个课题，安排2课时。
三、教学重点
通过本模块的学习，让学生掌握汽车电子控制系统的组成和类型；理解汽车电控系统的基本功能和各部分作用；了解应用在汽车上的电子控系统。
四、教学难点
1.掌握OBD-II诊断插座主要端子的作用及位置。
2.了解汽车电子控单元的检测方法。
五、教学内容
课题一汽车电子控制系统的组成
一、汽车电子控制系统的组成、类型与功能
1.汽车电控系统的基本组成
汽车电子控制系统（简称电控系统）是指采用计算机等电子设备作为控制装置的自动控制系统。
、计算机控制单元
电控系统基本组成
空气腹钛计（G70）
鮒f
A_
Ar
转速传感器（G28）
霍尔传感器（G40）
节气门控制部件（J338）中带:
节气门电位计（G69）节气门定位电位计（G88）
怠速开关（160）
进气温度传感25（672）
冷却液温度传感器（G62）
氧传感器（G39）
爆震传感器I（G6I）爆震传感器H（G66）辅助fSV：
•车速信号
•空调A/C开关信号•空调压缩机信号
执行元件
电器（J17）
EI诊断插座
发动机控制单元（J220）燃油杲继
燃油泵（G6）
点火线ffi（N152）
活性炭範电磁阀1（卜X0）
氣传感器加热（ZI9）
节气门控制部件（J338）中带：
节气乃定位器（V60）辅助碍
•空调压缩机信号
•发动机转速信号
桑塔纳时代超人电子控制系统
mt
喷嘴（N30〜N33）
2.电控系统的类型
汽车电子控制系统有两种基本类型：
开环控制和闭环控制。
3.汽车电子控制系统的功能
汽车电控系统的功用是提高汽车的整体性能，包括动力性、经济性、安全性、
舒适性和排放性能等。
（1）动力系统电子控制（PowertrainControl）
用于实现低油耗、低污染、减小动力传动系统的冲击，提高汽车的动力性、经济性和舒适性。
（2）底盘系统的电子控制（VehicleControl）
用于提高汽车的舒适性、安全性和动力性等。
（3）车身系统的电子控制（BodyControl）
用于增强汽车的安全、舒适和方便性。
（4）信息通讯系统的电子控制（Information&Communication）
用于和社会联系，以及协调整车各部分的电子控制功能。
二、应用在汽车上的微机控制系统
微机对整车各个系统的控制，按其功能可分为四大部分。
在汽车众多的控制系统中，因发动机是汽车的“心脏”，它集中了较多的控制功能，故乂称主控制系统，简称为发动机ECU。
三、汽车电子控制系统各部分的作用
1.传感器
传感器是一种信号转换装置，它可以将非电信号转换成电信号，并输入到控制运算电路，以使其维持最适当的运作模式。
如图所示为汽车上的儿个传感器。
（a）氧传感器
（0进代温度传憊器
汽车传感器实物
2.汽车电子控制单元（ECU）
（1）主要功能
ECU是控制系统的核心，主要有如下功能：
1接受传感器或其他装置的输入信号，并将输入信号处理成电脑能够处理的信号，如模似信号转换成数字信号。
2给传感器提供参考电压：
如2V、5V、9V或12V。
3存储、计算、分析处理信息，存储运行信息和故障信息，分析输入信息并进行相应的计算处理。
4输出执行命令，把弱信号变为强信号的执行命令。
5输出故障信息。
6多种控制功能，如点火控制、燃油喷射控制、怠速控制、排放控制、增圧控制等多种功能。
（2）汽车电子控制单元ECU的构成
汽车电子控制单元（简称ECU）是以微处理器为核心的计算机控制装置，如图所示为帕萨特发动机ECUo
发动机ECU实物
—L/0接口
输出回路
CPIJ
ECU组成框图
1输入接口电路
输入接口电路，主要是完成外部传感器与微处理器之间的信息传递，对传感器输入信号进行预处理，使输入信号变成微处理器可以接受的信号，如图所示。
in
厂估号
1
—
电压u
传感器信号类型
2微处理器
微处理器也称为微型计算机，III中央处理器CPU、存储器、输入/输出端口
（I/O口）、总线等构成。
输入信号通过输入端口进入CPU,经过CPU的数据处理后，把运算结果送到输出端口，并同时使执行器进行工作。
3输出回路
微机输出的数字信号电压很弱不能直接驱动执行器，输出回路的作用就是将CPU处理的结果放大，生成能控制执行器工作的控制信号。
3.执行元件
发动机
MU安装位嵐
（a）帕萨待发动机ECU在车上位灣
发动机ECU
（b）帕萨誹发动机ECU
帕萨特发动机ECU实物图及实车上的位置
2.故障诊断插座的形式与位置
（1）诊断插座的形式
汽车诊断插座是指汽车电控系统与汽车外的电脑故障诊断仪进行通讯联络的一个接口。
按针数分：
有单针，如奇瑞吉利；双针，如神龙富康988；多针，如上海奇瑞3针，如奥迪1002.6E四针，上海大众波罗16针等；
按插座的形状分：
有长方形的、圆形的、半圆形的、梯形的等。
H产风度14孔长方形
奥迪］0026E
4孔长方形
宝马735i
20孔圆形
丰田亚洲龙
17孔半圆形
通用赛欧
16孔悌形
16孔悌形
诊断插座的形状
（2）诊断插座的位置
汽车电脑诊断插座的位置因车而异。
寒欧诊断描用lh针位I仪丧板左I；保殓丝盒内
拜驰S32O3K针诊断怖用位t熒动机牢右伺盖板
宝来1・8,诊断座位于中控台下方•16针
海南編美来诊猷埋位于发动室左盼卩方火墳附近17针
部分车型的诊断座位置
牟®
诊断用位总
乍2?
诊断邯位百
大A
帕萨徐手刹车旁•橡皮垫下
华展金杯
TOYOTA-217PIN方形接头往发动机帘内
桑2000：
变速杆防尘罩下
波罗：
仪表板下方
海南4自达
ffi羌来；发动机家左腐防火培附近
宝来1・&中控台下
广州本田
HONDA3PIN三线接头在储物衞下方
典迪
A飪中控板后侧
红旗
仪裘板左下方
A8：
烟东盒上方
tr推瑞凤
驾驶员側仪衷板下方
通用汽车
别克⑴血仪衣板左下方
码自达6
MAZDA-17半阳形位于制动tiil附近
赛欧;仪表板左下熔丝次内
通用五菱
仪表規左下或制趕魏座下
别克；仪妾板K转向柱附近
悅达起亚
20针专用接头在电根労
郑州口产
仪表板卜收咅机左俺
东M
日严:
一股«仪衣卜收音机切H
土马匕
13MW7系仪去板左b，A||：
bfi
BMW；系在发动机左侧或右（W
HONDA3PIN仪董板押物箱内
丰hi
16P1X征仪裘板F
in：
a形在进气歧代上戒悶试叢器住上，17计翻开在仪衣台左下方
小崇:
舛职教肓
克林勒
5P1N在发动机仓内
1鏈用在仪表板卜
北京吉昔
MITSUBISHI-16+12P诊断用住发动机室
标致
307车在排朋前下方
长安汽车
怏安之星微早面包车三线按头庄电陋旁
仪表板下方
东冈習铁龙
仪妄板卜方
仙虎
驾驶座仪羔板F
东南汽车
东南菱忡；仪表板下转向柱附近
大宇
仪表板下
东南谢利卡:
位于仪表板下
仪表板下或点烟器与收音机之间
丘安禍特
吗总员训仪农板F
杨子汽车
仪裘板下
广州木田
HONDA3E>1NM试接头在右边储物箱下或仪表板用下
陆虎
OBD-I1在月展!
用仪表板下力
iffl用五菱
oBP-uaiq廉F或仪表盘左卜
悅达起亚
20针橢头在电瓶旁
国内主要车型的诊断插座位置
二、车载诊断系统OBD-II
1-OBD-I［简介
0BD-1I主要特点：
汽车按标准装用统一的16端子诊断座，并安装在仪表盘
下方，如图所示。
（W实物形状
BD-II插座
OBD-II主要功能：
统一各车种相同故障代码及意义；具有数值分析、资料传输功能；具有行车记录器功能；具有记忆和重新显示故障码的功能；具有可山仪器直接读取和消除故障码的功能。
2.OBD-H各端子的含义
由制造厂设定
7^
ISO9141资料传输K
lai
向制造厂址定
2戏
SAE-J1850资料传输|絆山制造厂设定J
專
曲制造厂设定
3矣
山制造厂没定'*
9#
由制造厂设定—
^80-9141资料传输L
心
按车身搭饮
10^
SAE-J185O资料传输
16#
接蓄电池正电源
信号反馈搭铁
llrf
由制造厂设定
64
由制造厂设定
124
由制造厂设定
BDII诊断座各端子的含义
3.OBD-I［系统的故障码简介
OBDII故障码山一个英文字母和4个数字组成：
字母四位数字
代表测试系统
代衣原厂故障码
代表SAE定义故障代码
（1）控制系统代码
控制系统代码用一个英文字母表示。
P——代表汽车发动机和自动变速器系统；B——代表汽车车身控制系统；C——代表汽车底盘控制系统；U——代表未定义。
（2）汽车制造厂代码
OBDI【故障码中的第一位数字代表汽车制造厂代码。
0——代表SAE定义的故障代码；1、2、…9为各厂自行定义的故障码。
（3）SAE定义的故障码
OBDII故障码中的笫二位数字代表SAE定义的故障码，由SAE（美国汽车工程师学会）定义，其含义如表所示。
表5-14SAE定义的故障范围代码
故障代码
SAE定义故障范围
故障代码
SAE定义故阳范围
1
燃油或进气枪测系统故障
5
怠速控制系统
2
燃油或进气检测系统故障
6
微肌或执行元件控制系统故障
3
点火系统故障
7
自动变速器控控制系统故障
4
废气控制系统故阳
R
自动变速器控制系统故障
SAE定义的故障范圉代码
（4）原厂故障代码
OBDI［故障码中的笫三、四位数字代表原厂代码，它是指汽车电控系统中各种元件的故障代号，不同代号具有不同含义。
4.诊断插座的电压测量与接地测量
下面以帕萨特为例来说明OBDII诊断插座的测量方法。
（1）电压测量
帕萨特的诊断插座上的笫16号孔是一个常接电源点，该孔是山蓄电池的正极引出直接引到16号孔上，它不受点火开关控制，该电源专门用于为外接诊断仪提供工作电源。
测量方法：
1关掉点火开关（OFF）。
2选择数字式汽车万用表，打开电源开关。
3选择电压挡至20Y的挡位，如下图所示。
数字万用表
4用黑表笔与蓄电池的负极（或与汽车车身、缸体）相接，用红表笔与OBDI【的笫16插孔相接，此时万用表的读数为蓄电池的电压，若无电压值或低于蓄电池的电压值说明诊断插座至蓄电池线断路或接触不良。
（2）搭铁点的测量
帕萨特的OBDII的诊断插座上的第4号插孔为车身搭铁，5号插孔为信号反馈搭铁，若搭铁不良，应查明原因，否则会影响ECU的控制功能。
诊断插座常接电源的测量
诊断插座接地点的测量
三、汽车电脑的检测方法
1.汽车电控系统万用表检测的注意事项
1不能用指针式万用表测试电脑，应使用高阻抗数字式万用表，万用表内阻应不低于10kQ。
2在测试电脑前，首先检查保险丝、易熔线和接线端子的状况，在排除这些地方的故障后再进行检查。
3在测量电压时，点火开关应接通（0N）,蓄电池电压应不低于11V。
4不允许在拆开ECU线束连接器的状态下，直接在ECU侧测量各端子电阻，否则会损坏ECUo
5若要测量各控制线路，应先断开蓄电池负极搭铁线，若在蓄电池连接线完好的状态下拆开ECU线束连接器，可能会损坏ECU。
6在检测时，应按维修手册规定的状态（如“0N”或“OFF”）下测量ECU相应端子与搭铁端子之间的电压。
7在拆卸发动机电子控制系统线路之询，应首先切断电源，即将点火开关断开（OFF）,拆下蓄电池极桩上的接线。
8连接器上接地端子的符号因车型的不同而不同，应注意对照维修手册辨认。
2.端子（或线路）电压的测量
①测量两个端子间电压或两条导线间电压，选择万用表的直流20V电压挡,将红、黑两表笔分别与被测导线相接触即可，如图所示。
导线1
导线2
OO7接头
测端子间或线路间电圧
②测某个端子对地或某条导线对地的电压，选择万用表直流20V电压挡,
将黑表笔与接地线接触，红表笔与被测端子或导线接触如图所示。
测端子对地或线路对地的电压
3.检查端子、触点或导线等的导通性
导通性是指端子、触点或导线等是否通电而没有断开，可用万用表电阻挡测量电阻值的方法进行，检查时将万用表挡位开关选在200Q电阻挡，测量前要断开蓄电池的负极，如下图所示。
（b）（c）
万用表检测导通性
（a）检查端子间的导通性；
（b）检查导线间的导通性；
（c）检查端子与地线、导线与地线间的导通性。
4.ECU的端子测量
（1）台架上测量
如图所示为丰田卡罗拉发动机台架上的ECUo
丰田卡罗拉发动机ECU
（2）就车测量
在汽车上对ECU端子进行测量时，先要通过电路图查找到所要测量的端子对应的导线，然后剥开导线或使用万用表专用测试针刺入导线内即可进行，测试结束后要用绝缘胶布将测量部位包好，如图所示。
丰田卡罗拉发动机ECU端子的测量
（3）ECU单体测量
在确认ECU出现故障后，需要把ECU从车上拆下作进一步检测，如图1所示为离车后的ECU。
六、课后作业
完成所有课题的学后测评。
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