汽車電腦與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用課件

1、世界主要汽車集團(tuán)及品牌介紹世界主要汽車集團(tuán)及品牌介紹（按原產(chǎn)國(guó)籍劃分）克萊斯勒學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.了解汽車電腦的發(fā)展史 2.掌握汽車電腦的應(yīng)用情況 3.熟悉汽車電腦的特點(diǎn)一、汽車電腦的發(fā)展概況 科技化、智能化、IT化如：車用通信系統(tǒng)、多媒體娛樂(lè)設(shè)備、GPS導(dǎo)航產(chǎn)品、防盜系統(tǒng)等汽車電腦的分類: 目前汽車電腦已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，例如車身電腦、發(fā)動(dòng)機(jī)電腦、變速器電腦以及ABS電腦等。雖然不同車型上配置的電腦數(shù)量和類型不盡相同，但總的發(fā)展趨勢(shì)是用一臺(tái)主電腦處理大多數(shù)傳感器的輸入信號(hào)，用一些較小的電子控制單元控制其他系統(tǒng)?，F(xiàn)代汽車電腦控制裝置20世紀(jì)70年代的石油危機(jī)提高燃油經(jīng)濟(jì)性控制控制燃料分配器 火花定

2、時(shí)化油器 燃料混合缺點(diǎn)：機(jī)械系統(tǒng)的調(diào)整能力差隨著微處理器的誕生 汽車上的微處理器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制火花定時(shí)和空燃比。 20世紀(jì)80年代早期，ECU成為大多數(shù)車輛中的標(biāo)準(zhǔn)部件。 ECU（Electronic Control Unit）電子控制單元，又稱“行車電腦”、“車載電腦”等。從用途上講則是汽車專用微機(jī)控制器。它和普通的電腦一樣,由微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（ROM、RAM）、輸入/輸出接口（I/O）、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）以及整形、驅(qū)動(dòng)等大規(guī)模集成電路組成。用一句簡(jiǎn)單的話來(lái)形容就是用一句簡(jiǎn)單的話來(lái)形容就是“ECU就是汽車的大就是汽車的大腦腦”。汽車電腦的構(gòu)成: 汽車電腦的主要部分是單片機(jī)，單片

3、機(jī)是一塊集成了微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器以及輸入和輸出接口的電路板。微處理器是單片機(jī)的核心部件，微處理器將輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)存儲(chǔ)的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比處理，計(jì)算出輸出值，輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)功率放大后控制執(zhí)行器，例如噴油器和繼電器等。隨著單片機(jī)計(jì)算能力和內(nèi)存容量越來(lái)越大，汽車電腦的功能也越來(lái)越多。汽車電腦的概念、作用 汽車電腦是指將汽車內(nèi)外環(huán)境的各種信息單元進(jìn)行集中收集和處理，并利用計(jì)算機(jī)軟件，無(wú)線通信，無(wú)線上網(wǎng)，無(wú)線通信，安全防范，移動(dòng)辦公，數(shù)字儀表與故障檢測(cè)等功能，提高駕駛的安全性和舒適性的汽車設(shè)備。 作用是感測(cè)汽車內(nèi)外各個(gè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)的運(yùn)行狀況，如水箱溫度，汽油噴油量，進(jìn)氣量等，在送出檢

4、測(cè)到的數(shù)據(jù)給汽車電腦進(jìn)行判讀，汽車電腦在發(fā)出指令指示發(fā)動(dòng)機(jī)及變速箱進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。 ECU通過(guò)各種傳感器（包括溫度傳感器、壓力傳感器、旋轉(zhuǎn)傳感器、流量傳感器、位置傳感器、氧氣傳感器、爆震傳感器等）收集發(fā)動(dòng)機(jī)的各部分工作狀態(tài)信息，由負(fù)責(zé)傳輸?shù)木€路發(fā)送至ECU。在ECU接收了這些信號(hào)之后，就會(huì)對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行分析，便會(huì)得知發(fā)動(dòng)機(jī)各部件功能處于什么樣的狀態(tài)，運(yùn)作情況如何的信息，然后根據(jù)事先寫(xiě)好的程序自動(dòng)運(yùn)算，在這個(gè)狀態(tài)下應(yīng)該讓哪些執(zhí)行元件做哪些事情，繼而將指令發(fā)送到執(zhí)行元件，命令執(zhí)行元件工作。 這是臨時(shí)制作的閉環(huán)控制示意圖。如果“氧殘余量反饋”去掉，那就是不帶反饋的開(kāi)環(huán)控制。目前所有的ECU都采用閉環(huán)

5、控制，使得發(fā)動(dòng)機(jī)管理更精確。做個(gè)簡(jiǎn)單的比喻：整個(gè)過(guò)程就好像一根絨毛，輕輕的觸碰到你的鼻孔，鼻毛（傳感器)便會(huì)把觸控的信息傳至大腦（ECU），然后大腦就對(duì)信息進(jìn)行分析，確實(shí)有異物進(jìn)入鼻孔了，接著便會(huì)對(duì)鼻孔的各部分發(fā)出指令，命令鼻孔進(jìn)行氣體噴射，然后達(dá)到清理異物的目的，如果異物造成的影響超出了系統(tǒng)可以承受的范圍，隨之會(huì)伴隨著各種巨大的噴嚏響聲（信號(hào)警報(bào)，故障碼爆出）。汽車電腦的工作過(guò)程 (1)信號(hào)過(guò)濾和放大輸入電路接收傳感器和其他裝置的輸入信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾和放大。輸入信號(hào)放大的目的是使信號(hào)增加到汽車電腦可以識(shí)別的程度，某些傳感器，例如氧傳感器，產(chǎn)生一個(gè)小于1V的低電壓信號(hào)，只能產(chǎn)生極小的電流

6、，這樣的信號(hào)送入電腦內(nèi)的微處理器之前必須放大，這個(gè)放大作用由電腦中輸入芯片中的放大電路來(lái)完成。 (2)模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換由于很多傳感器產(chǎn)生的是模擬信號(hào)，而微處理器處理的是數(shù)字信號(hào)，所以必須把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，這項(xiàng)工作由電腦輸入芯片中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器完成。模數(shù)轉(zhuǎn)換器以固定的時(shí)間間隔不斷對(duì)傳感器的模擬輸入信號(hào)進(jìn)行掃描，并對(duì)模擬信號(hào)賦予固定的數(shù)值，然后將這個(gè)固定值轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼。在一些汽車電腦中，輸入處理芯片和微處理器制成一體。 (3)微處理器將已經(jīng)預(yù)處理過(guò)的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，并將處理后的數(shù)據(jù)送至輸出電路。輸出電路將數(shù)字信號(hào)放大，有些還要還原為模擬信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件工作。 隨著汽車電子化和自動(dòng)化程度

7、的提高，汽車電腦將越來(lái)越多，這樣必將導(dǎo)致車身線束日益復(fù)雜。為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)汽車電腦之間的信息快速傳遞、簡(jiǎn)化電路以及降低成本，汽車電腦之間要采用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。例如變速器需要與發(fā)動(dòng)機(jī)協(xié)調(diào)配合，根據(jù)車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及動(dòng)力負(fù)荷等因素自動(dòng)進(jìn)行換擋，因此變速器電腦需要得到節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、水溫傳感器以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器等信號(hào)，這就要實(shí)現(xiàn)變速器電腦與發(fā)動(dòng)機(jī)電腦之間的信息傳遞，這個(gè)工作通常是由CAN總線來(lái)完成的。二、汽車電腦的應(yīng)用 汽車電腦是以電腦為控制中心的高度自動(dòng)化控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)隨著汽車的不斷發(fā)展而日漸完善。 解決汽車所面臨的安全、能源和污染三大問(wèn)題。1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制系統(tǒng)

8、 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制系統(tǒng)包括的內(nèi)容:1.電控汽油噴射系統(tǒng)；（空燃比達(dá)到最佳值）2.電控汽油點(diǎn)火系統(tǒng)；（找準(zhǔn)最佳點(diǎn)火提前角）3.發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制系統(tǒng)；4.排放控制系統(tǒng)；5.進(jìn)氣控制系統(tǒng)6.汽缸變排控制系統(tǒng)7.可變壓縮比系統(tǒng)8.柴油電控系統(tǒng)2、汽車底盤電控系統(tǒng) 車輛安全 主動(dòng)安全 被動(dòng)安全 ABS EBD電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)電子制動(dòng)力分配系統(tǒng) BA(EBA)緊急剎車輔助系統(tǒng)緊急剎車輔助系統(tǒng) TCS/TRC/ASR：牽引力控制系牽引力控制系統(tǒng)統(tǒng) ESP/DSC/VSC/VSA HDC 高位剎車燈高位剎車燈 氙氣大燈氙氣大燈 前大燈延時(shí)熄滅前大燈延時(shí)熄滅 隨動(dòng)轉(zhuǎn)向大燈隨動(dòng)轉(zhuǎn)向大燈 防眩目后視鏡防眩目后視鏡

9、 雨量傳感器雨量傳感器 HUD抬頭數(shù)字顯示 EPS隨速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)隨速轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 行駛中車門自動(dòng)落鎖行駛中車門自動(dòng)落鎖 兒童安全鎖 倒車?yán)走_(dá)倒車?yán)走_(dá) 倒車影像倒車影像 夜視系統(tǒng)夜視系統(tǒng) 無(wú)鑰匙啟動(dòng)無(wú)鑰匙啟動(dòng) 定速巡航定速巡航 感應(yīng)雨刷感應(yīng)雨刷 剎車盤干燥剎車盤干燥 緊急剎車預(yù)緊緊急剎車預(yù)緊1.制動(dòng)防抱死系統(tǒng)防抱死系統(tǒng)(ABS) 原理： “點(diǎn)剎”， 保證汽車的制動(dòng)方向穩(wěn)定性 演示視頻緊急剎車輔助系統(tǒng)緊急剎車輔助系統(tǒng)(BA) 剎車輔助系統(tǒng)各種廠家的叫法不同，最主要的叫法有三種：BA，EBA，BAS。 剎車輔助系統(tǒng)會(huì)監(jiān)控駕駛員踩剎車踏板的頻率和力量，在緊急的時(shí)刻輔助駕駛員對(duì)車輛施加更大的制動(dòng)力，從而縮短剎

10、車距離，確保車輛安全。電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)(EBD) 自動(dòng)調(diào)節(jié)前后軸制動(dòng)力分配比例，提高制動(dòng)效能TRC牽引力控制系統(tǒng)牽引力控制系統(tǒng) 監(jiān)控到驅(qū)動(dòng)輪打滑，從而降低動(dòng)力輸出，而使輪胎回到正常轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)下，保證車輛穩(wěn)定行駛。DSC動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng) 抑制轉(zhuǎn)向不足和轉(zhuǎn)向過(guò)度演示視頻陡坡緩降系統(tǒng)陡坡緩降系統(tǒng)(HDC) 路虎公司發(fā)明 陡坡緩降系統(tǒng)在開(kāi)啟后，不用駕駛員控制油門和剎車，車輛會(huì)自動(dòng)以6-8km/h的速度前進(jìn)，駕駛員只需控制好方向盤即可。演示視頻高位剎車燈高位剎車燈 安裝在車尾上部，以便后面行駛的車輛易于發(fā)現(xiàn)前方車輛剎車，起到防止追尾事故發(fā)生的目的。氙氣大燈氙氣大燈 氙氣大燈 優(yōu)點(diǎn) 缺

11、點(diǎn) 前大燈延時(shí)照明前大燈延時(shí)照明 關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，大燈還會(huì)亮一段時(shí)間。延時(shí)的時(shí)間可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié) “伴我回家” 隨動(dòng)轉(zhuǎn)向大燈隨動(dòng)轉(zhuǎn)向大燈 AFS演示視頻防眩目后視鏡防眩目后視鏡 由一面特殊鏡子和兩個(gè)光敏二極管及電子控制器組成 當(dāng)強(qiáng)光照在后視鏡上時(shí)，控制電路會(huì)使鏡面顏色變深，以吸收后車帶來(lái)強(qiáng)光削減強(qiáng)光的反射。 雨量傳感器雨量傳感器兒童安全鎖HUD抬頭數(shù)字顯示 演示視頻隨速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)隨速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS) 行駛中車門自動(dòng)落鎖行駛中車門自動(dòng)落鎖 指的是汽車在行駛中車速超過(guò)一定值時(shí)（一般為20-40km/h），四個(gè)車門會(huì)自動(dòng)鎖止，從而提高行車的安全性。 倒車?yán)走_(dá)倒車?yán)走_(dá) 以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛

12、員周圍障礙物的情況倒車影像倒車影像 夜視系統(tǒng)夜視系統(tǒng) 利用紅外線技術(shù)能將黑暗變得如同白晝，使駕駛員在黑夜里看得更遠(yuǎn)更清楚。演示視頻智能鑰匙 遙控器內(nèi)置的電腦芯片會(huì)發(fā)送無(wú)線射頻信號(hào)定速巡航系統(tǒng)定速巡航系統(tǒng) 用于控制汽車的定速行駛，汽車一旦被設(shè)定為巡航狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的供油量便由電腦控制，電腦會(huì)根據(jù)道路狀況和汽車的行駛阻力不斷地調(diào)整供油量，使汽車始終保持在所設(shè)定的車速行駛，而無(wú)需操縱油門。 智能定速巡航 主動(dòng)巡航控制演示視頻感應(yīng)式自動(dòng)雨刷感應(yīng)式自動(dòng)雨刷 通過(guò)雨量傳感器感應(yīng)雨滴的大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)雨刷運(yùn)行速度，為駕駛者提供良好的視野，從而大大提高雨天駕駛的方便性和安性。 汽車底盤電控系統(tǒng)包括：2.電控自動(dòng)

13、變速器3.電控懸架系統(tǒng)4.電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)5.線控巡航系統(tǒng)3、汽車車身電控系統(tǒng) 汽車車身電控系統(tǒng)包括：1.汽車空調(diào)控制系統(tǒng)2.車輛信息顯示系統(tǒng)3.汽車電子燈光控制系統(tǒng)4.安全氣囊控制系統(tǒng)（被動(dòng)安全） 正面氣囊 側(cè)面氣囊 安全氣簾 膝部氣囊 頭頸保護(hù)系統(tǒng)（主動(dòng)頭枕） 發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)防盜鎖止系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)防盜鎖止系統(tǒng) 預(yù)緊式安全帶預(yù)緊式安全帶4、汽車信息傳遞系統(tǒng) 汽車信息傳遞系統(tǒng)包括：1.多路信息傳遞系統(tǒng)2.汽車導(dǎo)航系統(tǒng)（GPS導(dǎo)航系統(tǒng)）導(dǎo)航系統(tǒng)） 幫助駕駛?cè)藛T準(zhǔn)確定位當(dāng)前位置，并且根據(jù)既定的目的地計(jì)算行程，通過(guò)地圖顯示和語(yǔ)音提示兩種方式引導(dǎo)用戶到達(dá)目的地的汽車駕駛輔助設(shè)備。4、汽車信息傳遞系統(tǒng)3.移

14、動(dòng)通信系統(tǒng)便捷/舒適性配置 三、汽車電腦的特點(diǎn) (1)汽車需要在不同的道路和氣候條件下行駛，汽車電腦的工作環(huán)境較差，經(jīng)常需要承受振動(dòng)以及溫度和濕度的變化。汽車電腦的電源電壓變化較大，而且還受到車內(nèi)外電磁波的干擾，因此汽車電腦需要很高的可靠性和對(duì)環(huán)境的耐久性。 (2)汽車電腦必須具有足夠的智能化，具有自診斷和檢測(cè)能力，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的故障，并存儲(chǔ)故障碼，告知維修人員故障可能存在的部位，以便于維修。例如安全氣囊在關(guān)鍵時(shí)刻必須要及時(shí)、正確、迅速地打開(kāi)，但在大多數(shù)時(shí)候氣囊是處于待命狀態(tài)，因此安全氣囊電腦必須具有自檢能力，不斷確認(rèn)氣囊系統(tǒng)是否正常工作。 (3)除少數(shù)例外，所有汽車電腦都使用5V電源

15、驅(qū)動(dòng)其傳感器。在電子工業(yè)中，5V電壓幾乎普遍作為傳送信息的標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)電壓對(duì)傳送可靠性來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠高，而對(duì)電腦芯片的安全性來(lái)說(shuō)足夠低，而且使用計(jì)算機(jī)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電壓，對(duì)于汽車制造商來(lái)說(shuō)會(huì)使電子零部件制造規(guī)范而且成本低。復(fù)習(xí)思考題一、思考題 1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制的應(yīng)用有哪些？ 2、現(xiàn)代汽車電腦控制裝置的應(yīng)用有哪些？ 3、簡(jiǎn)述汽車電腦的特點(diǎn)？ 4、敘述汽車電腦的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。二、選擇題1、汽車電腦系統(tǒng)用來(lái)檢測(cè)（ ）的運(yùn)行狀態(tài)。A.汽車各個(gè)系統(tǒng) B.傳動(dòng)系統(tǒng)C.發(fā)動(dòng)機(jī)D.安全裝置2、汽車電腦一般使用（）V電源驅(qū)動(dòng)其傳感器工作。A.3B.5C.12D.243.安全氣囊控制系統(tǒng)是一種（）保護(hù)裝置。A.被動(dòng)安

16、全B.主動(dòng)安全C.主、被動(dòng)安全D.全制動(dòng)安全4.汽油噴射系統(tǒng)控制主要是最佳（）的控制。A.噴油量B.點(diǎn)火時(shí)機(jī)C.空燃比D.怠速5.汽車電腦自檢的時(shí)間比較短，一般為（）s。A.34B.810C.1520D.1012汽車電腦的檢修汽車電腦內(nèi)部電路可以分為兩部分，即包括輸入、輸出以及轉(zhuǎn)換電路的常規(guī)電路和微處理器。常規(guī)電路大多采用通用的電子元件，如果損壞一般是可以修復(fù)的。在實(shí)際使用過(guò)程中，汽車電腦的故障大多發(fā)生在常規(guī)電路中。如果要維修汽車電腦，首先要確定是電腦故障，以免盲目修理，造成不必要的時(shí)間浪費(fèi)和引起其他電路故障。(1)確定電腦是否損壞確定電腦損壞的通常方法是在相關(guān)傳感器信號(hào)都能正常輸入電腦的情況

17、下，電腦卻不能正確輸出控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器。這句話雖然簡(jiǎn)單，但這需要很多具體細(xì)致的基礎(chǔ)檢查工作。例如發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法起動(dòng)，經(jīng)過(guò)檢查確定起動(dòng)時(shí)噴油器插頭上無(wú)頻率電壓，在檢查相關(guān)電路正常而且起動(dòng)信號(hào)可以正常輸入發(fā)動(dòng)機(jī)電腦，但是電腦沒(méi)有輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)給噴油器，這樣就可以斷定發(fā)動(dòng)機(jī)電腦內(nèi)部故障。(2)按照電路尋找損壞元件根據(jù)電路圖或?qū)嶋H線路的走向找到與噴油器連接的相應(yīng)電腦端子，然后用數(shù)字萬(wàn)用表的通斷擋從確定的電腦端子開(kāi)始，沿著電腦的印刷電路查找，直至找到某個(gè)三極管。這是因?yàn)殡娔X通常采用大功率三極管放大執(zhí)行信號(hào)以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器，所以此類故障的原因大多是一個(gè)起著開(kāi)關(guān)作用的三極管短路所致。(3)測(cè)量三極管確定三極管的3

18、個(gè)極。與印刷線路對(duì)應(yīng)的管腳為三極管的集電極，旁邊較細(xì)的印刷線是基極。確認(rèn)方法是，將發(fā)動(dòng)機(jī)電腦多孔插頭插上，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，使用萬(wàn)用表的電壓擋連接到要確認(rèn)的印刷線，顯示5V則為基極。用萬(wàn)用表測(cè)試三極管，如果發(fā)現(xiàn)集電極(c)與基極(b)的正反向電阻無(wú)窮大，則說(shuō)明三極管已經(jīng)斷路；如果發(fā)現(xiàn)集電極(c)與發(fā)射極(e)之間的電阻為零，則說(shuō)明三極管已經(jīng)被擊穿。另外，還需要測(cè)量三極管附近相連的其他三極管和二極管。 確定替換用的三極管確定三極管的型號(hào)大致有以下幾個(gè)方法： 型號(hào)。查看三極管上的型號(hào)，通過(guò)三極管對(duì)應(yīng)表確定與之相配的國(guó)產(chǎn)三極管。 電阻。三級(jí)管的基極一般都串有電阻，基極的電阻值要與原三極管的電阻值相近，不同

19、顏色的電阻阻值不同。因?yàn)槿龢O管的基極是靠電流的大小控制的，電腦電壓值固定，因此就需要利用電阻來(lái)控制電流。如果電流過(guò)大會(huì)燒毀三極管，電流過(guò)小則不能將其觸發(fā)。 測(cè)量。利用萬(wàn)用表的二極管測(cè)量擋測(cè)量三極管的屬性。根據(jù)三極管的特性，應(yīng)該只有1個(gè)管腳相對(duì)于另外2個(gè)管腳單向?qū)?，具備這個(gè)屬性則可確定是三極管，只有一對(duì)管腳單向?qū)ǖ氖菆?chǎng)效應(yīng)管，相對(duì)另外兩個(gè)管腳導(dǎo)通的管腳是三極管的基極。 (5)將替換的三極管焊接到電路板上焊接時(shí)要注意焊錫要盡可能少，避免過(guò)熱，焊接完成后要用萬(wàn)用表測(cè)量各管腳應(yīng)不相互連通。 (6)測(cè)試維修效果將電腦板在裸露的情況下連接到車體線束中，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)檢查相應(yīng)功能是否正常，同時(shí)用手觸摸三極管，有些熱是正常的，如果燙手就有問(wèn)題了。觀察故障