汽車(chē)電腦板的工作原理及檢測與維修方案

汽車(chē)電腦是按照預定程序自動(dòng)地對各種傳感器的輸入信號進(jìn)行處理，然后輸出信號給執行器，從而控制汽車(chē)運行的電子設備。

汽車(chē)電腦的分類(lèi)

目前汽車(chē)電腦已經(jīng)得到了廣泛的應用，例如車(chē)身電腦、發(fā)動(dòng)機電腦、變速器電腦以及ABS電腦等。雖然不同車(chē)型上配置的電腦數量和類(lèi)型不盡相同，但總的發(fā)展趨勢是用一臺主電腦處理大多數傳感器的輸入信號，用一些較小的電子控制單元控制其他系統。

汽車(chē)電腦的構成

汽車(chē)電腦的主要部分是單片機，單片機是一塊集成了微處理器(CPU)、存儲器以及輸入和輸出接口的電路板。微處理器是單片機的核心部件，微處理器將輸入模擬信號轉化為數字信號，并根據存儲的參考數據進(jìn)行對比處理，計算出輸出值，輸出信號經(jīng)過(guò)功率放大后控制執行器，例如噴油器和繼電器等。隨著(zhù)單片機計算能力和內存容量越來(lái)越大，汽車(chē)電腦的功能也越來(lái)越多。

汽車(chē)電腦的工作過(guò)程

(1)信號過(guò)濾和放大　輸入電路接收傳感器和其他裝置的輸入信號，并對信號進(jìn)行過(guò)濾和放大。輸入信號放大的目的是使信號增加到汽車(chē)電腦可以識別的程度，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，只能產(chǎn)生極小的電流，這樣的信號送入電腦內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(A/D)轉換　由于很多傳感器產(chǎn)生的是模擬信號，而微處理器處理的是數字信號，所以必須把模擬信號轉換為數字信號，這項工作由電腦輸入芯片中的模數轉換器完成。模數轉換器以固定的時(shí)間間隔不斷對傳感器的模擬輸入信號進(jìn)行掃描，并對模擬信號賦予固定的數值，然后將這個(gè)固定值轉換成二進(jìn)制碼。在一些汽車(chē)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)預處理過(guò)的信號進(jìn)行運算，并將處理后的數據送至輸出電路。輸出電路將數字信號放大，有些還要還原為模擬信號，以驅動(dòng)執行元件工作。

隨著(zhù)汽車(chē)電子化和自動(dòng)化程度的提高，汽車(chē)電腦將越來(lái)越多，這樣必將導致車(chē)身線(xiàn)束日益復雜。為了實(shí)現多個(gè)汽車(chē)電腦之間的信息快速傳遞、簡(jiǎn)化電路以及降低成本，汽車(chē)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。例如變速器需要與發(fā)動(dòng)機協(xié)調配合，根據車(chē)速、發(fā)動(dòng)機轉速以及動(dòng)力負荷等因素自動(dòng)進(jìn)行換擋，因此變速器電腦需要得到節氣門(mén)位置傳感器、車(chē)速傳感器、水溫傳感器以及發(fā)動(dòng)機轉速傳感器等信號，這就要實(shí)現變速器電腦與發(fā)動(dòng)機電腦之間的信息傳遞，這個(gè)工作通常是由CAN總線(xiàn)來(lái)完成的。

汽車(chē)電腦的特點(diǎn)

(1)汽車(chē)需要在不同的道路和氣候條件下行駛，汽車(chē)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(chē)電腦的電源電壓變化較大，而且還受到車(chē)內外電磁波的干擾，因此汽車(chē)電腦需要很高的可靠性和對環(huán)境的耐久性。

(2)汽車(chē)電腦必須具有足夠的智能化，具有自診斷和檢測能力，能及時(shí)發(fā)現系統中存在的故障，并存儲故障碼，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，不斷確認氣囊系統是否正常工作。

(3)除少數例外，所有汽車(chē)電腦都使用5V電源驅動(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準。這個(gè)電壓對傳送可靠性來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠高，而對電腦芯片的安全性來(lái)說(shuō)足夠低，而且使用計算機工業(yè)標準電壓，對于汽車(chē)制造商來(lái)說(shuō)會(huì )使電子零部件制造規范而且成本低。

汽車(chē)電腦的檢修

汽車(chē)電腦內部電路可以分為兩部分，即包括輸入、輸出以及轉換電路的常規電路和微處理器。常規電路大多采用通用的電子元件，如果損壞一般是可以修復的。在實(shí)際使用過(guò)程中，汽車(chē)電腦的故障大多發(fā)生在常規電路中。如果要維修汽車(chē)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)傳感器信號都能正常輸入電腦的情況下，電腦卻不能正確輸出控制信號來(lái)驅動(dòng)執行器。這句話(huà)雖然簡(jiǎn)單，但這需要很多具體細致的基礎檢查工作。例如發(fā)動(dòng)機無(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)信號可以正常輸入發(fā)動(dòng)機電腦，但是電腦沒(méi)有輸出驅動(dòng)信號給噴油器，這樣就可以斷定發(fā)動(dòng)機電腦內部故障。

(2)按照電路尋找損壞元件　根據電路圖或實(shí)際線(xiàn)路的走向找到與噴油器連接的相應電腦端子，然后用數字萬(wàn)用表的通斷擋從確定的電腦端子開(kāi)始，沿著(zhù)電腦的印刷電路查找，直至找到某個(gè)三極管。這是因為電腦通常采用大功率三極管放大執行信號以驅動(dòng)執行器，所以此類(lèi)故障的原因大多是一個(gè)起著(zhù)開(kāi)關(guān)作用的三極管短路所致。

(3)測量三極管　確定三極管的3個(gè)極。與印刷線(xiàn)路對應的管腳為三極管的集電極，旁邊較細的印刷線(xiàn)是基極。確認方法是，將發(fā)動(dòng)機電腦多孔插頭插上，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機，使用萬(wàn)用表的 電壓擋連接到要確認的印刷線(xiàn)，顯示5V則為基極。用萬(wàn)用表測試三極管，如果發(fā)現集電極(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，還需要測量三極管附近相連的其他三極管和二極管。

(4)確定替換用的三極管　確定三極管的型號大致有以下幾個(gè)方法：①型號。查看三極管上的型號，通過(guò)三極管對應表確定與之相配的國產(chǎn)三極管。② 電阻。三級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，不同顏色的電阻阻值不同。因為三極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)。③測量。利用萬(wàn)用表的二極管測量擋測量三極管的屬性。根據三極管的特性，應該只有1個(gè)管腳相對于另外2個(gè)管腳單向導通，具備這個(gè)屬性則可確定是三極管，只有一對管腳單向導通的是場(chǎng)效應管，相對另外兩個(gè)管腳導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)用表測量各管腳應不相互連通。

(6)測試維修效果　將電腦板在裸露的情況下連接到車(chē)體線(xiàn)束中，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機檢查相應功能是否正常，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(guān)察故障燈是否點(diǎn)亮，并進(jìn)行一定里程的路試。

下面以發(fā)動(dòng)機電腦控制的噴油器電路為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明檢修發(fā)動(dòng)機電腦的過(guò)程。

(1)噴油器電源電路　噴油器電路分為電源電路和發(fā)動(dòng)機電腦控制電路兩部分。噴油器的電源大都由燃油噴射繼電器提供，即點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)后，燃油噴射繼電器動(dòng)作，蓄電池電壓到達噴油器，此時(shí)等待發(fā)動(dòng)機電腦的控制信號，以配合發(fā)動(dòng)機所需的工作。

(2)發(fā)動(dòng)機電腦控制電路　發(fā)動(dòng)機電腦依據負載、轉速以及各種修正信號進(jìn)行運算，由輸出電路輸出噴油器脈沖信號，并由驅動(dòng)電路放大電壓信號，再接到NPN功率晶體管的基極(b)，使三極管執行脈沖頻率的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，即完成噴油器電磁線(xiàn)圈的通電與斷開(kāi)的動(dòng)作。

(3)噴油器電路故障分析　執行噴油器開(kāi)關(guān)動(dòng)作的控制電路，是由三極管控制噴油器線(xiàn)圈的搭鐵回路，三極管的集電極(c)連接噴油器，發(fā)射極 (e)搭鐵。如果c極和e極短路，就會(huì )出現打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)后，噴油器始終噴油的故障；如果c極斷路，就會(huì )使噴油器無(wú)法完成搭鐵回路，導致噴油器不噴油。另外，與三極管c極并聯(lián)的保護二極管如果短路，也會(huì )出現噴油器一直噴油的現象。

(4)噴油器電路檢測方法　可以使用數字萬(wàn)用表、示波器或LED測試燈等工具，嚴禁帶電插拔線(xiàn)束插頭，或使用指針式萬(wàn)用表或大功率測試燈，以免引起瞬間大電流造成發(fā)動(dòng)機電腦內部三極管損壞。

將LED測試燈連接在噴油器插頭兩個(gè)插孔中，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。如果LED燈一直點(diǎn)亮，表示三極管c極和e極短路；如果LED燈不亮，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機，如果LED燈仍不亮，表示三極管c極和e極斷路。