緒論

20世紀是人類進入工業(yè)化社會的世紀。制造業(yè)是工業(yè)化的龍頭，它影響著整個工業(yè)化的發(fā)展進程。其中汽車產(chǎn)業(yè)又是20世紀對人類生活影響最大的產(chǎn)業(yè)。

隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，上海、浙江、廣東已在不同程度上啟動了汽車電子產(chǎn)業(yè)。面對中國巨大的汽車市場，世界上各大汽車制造商紛紛與國內(nèi)汽車制造廠合作生產(chǎn)汽車，所生產(chǎn)汽車的技術(shù)含量正逐漸與世界同步。據(jù)相關(guān)資料報道，近年來在國內(nèi)生產(chǎn)的汽車中，汽車電子在汽車中所占的比例及其汽車電子的技術(shù)含量已超過世界汽車的平均水平。

目前，汽車工業(yè)已成為中國發(fā)展最快的行業(yè)之一，作為配套產(chǎn)業(yè)的汽車電子產(chǎn)業(yè)正以兩位數(shù)的速度增長。汽車車身電氣系統(tǒng)及附屬電氣設(shè)備包括：汽車電器設(shè)備、汽車檢測及維修設(shè)備儀器、汽車電子控制系統(tǒng)、車載通信導(dǎo)航系統(tǒng)、安全防盜系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)、汽車信息化管理系統(tǒng)等，囊括了汽車電子產(chǎn)品的各個領(lǐng)域。

汽車領(lǐng)域的競爭是汽車電氣技術(shù)的競爭。汽車車身電氣系統(tǒng)及附屬電氣設(shè)備在汽車技術(shù)發(fā)展中所起的作用越來越重要。中國電子器材總公司、中汽對外經(jīng)濟技術(shù)合作公司和上海汽車工程學(xué)會從2003年開始，連續(xù)幾年成功組織了（上海）國際汽車電子技術(shù)應(yīng)用發(fā)展論壇，探討了現(xiàn)代汽車產(chǎn)業(yè)應(yīng)用電子信息技術(shù)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢，從而使我國眾多汽車廠和汽車零部件企業(yè)能夠及時了解汽車未來發(fā)展趨勢和汽車電子技術(shù)走勢，并加快我國汽車電子化發(fā)展的進程。

在“十五”國家汽車重大科技專項支持下，由清華大學(xué)與北京客車廠等單位開發(fā)的燃料電池城市客車，由天津清源電動車輛股份有限公司等單位合作研發(fā)的XL純電動轎車，由中國科學(xué)院電工研究所汽車電子應(yīng)用技術(shù)研究組所專注的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的車載網(wǎng)絡(luò)CAN總線塑膠光纖集線器的研發(fā)，由武漢理工大學(xué)汽車工程學(xué)院與武漢元豐汽車零部件公司聯(lián)合研制開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的氣壓盤式制動器等，這些開發(fā)都取得了很好的成果。賽弗CC6450BY采用了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的車載網(wǎng)絡(luò)CAN總線，標志著車載網(wǎng)絡(luò)在中國自主品牌汽車中的產(chǎn)業(yè)化進程開始了。車載網(wǎng)絡(luò)作為連接車內(nèi)機械、電器和電子信息的紐帶，是整車的核心技術(shù)。連接控制著汽車車身上所有電氣控制系統(tǒng)和電器。

本書介紹除電噴發(fā)動機和自動變速器以外的汽車車身電氣系統(tǒng)及附屬電氣設(shè)備。首先，讓我們回顧一下汽車技術(shù)與汽車電氣發(fā)展的過程。

0.1 汽車電氣技術(shù)的發(fā)展

汽車的進步離不開汽車電氣技術(shù)的發(fā)展。汽車電氣技術(shù)的發(fā)展可分為五個階段。

第一階段：從20世紀50年代初到70年代初，主要是開發(fā)由分立元件和集成電路組成的汽車電氣產(chǎn)品，應(yīng)用電子裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械部件，如集成電路調(diào)節(jié)器、電子點火器等。

第二階段：從20世紀70年代中期到80年代中期，主要發(fā)展專用的獨立系統(tǒng)，電氣裝置被應(yīng)用在某些機械裝置所無法解決的復(fù)雜控制功能方面，如電子控制汽油噴射系統(tǒng)、制動防抱死系統(tǒng)等。

第三階段：從20世紀80年代中期到90年代中期，主要是開發(fā)可完成各種功能的綜合系統(tǒng)及各種車輛整體系統(tǒng)的微機控制。汽車上的電氣裝置不僅已能自動承擔(dān)基本控制任務(wù)，而且還能處理外部和內(nèi)部的各種信息，如集發(fā)動機控制與自動變速器控制為一體的動力傳動系統(tǒng)控制、制動防抱死與防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)等。

第四階段：從20世紀90年代中期開始，主要研究汽車局域網(wǎng)，發(fā)展車輛的智能控制技術(shù)，模擬人的思維和行為對車輛進行控制，如汽車自動診斷、自動駕駛、自動巡跡導(dǎo)航等人性化控制技術(shù)。

第五階段：進入21世紀，人類認識到科技發(fā)展必須保護環(huán)境——我們賴以生存的地球。汽車電氣技術(shù)的發(fā)展，使汽車不僅在安全性、舒適性上得到極大改善，而且開始向環(huán)保節(jié)能和智能化進軍，研制氫燃料汽車、混合動力汽車、純電動汽車和太陽能汽車，樹立起新的里程碑——環(huán)保智能汽車。

可以肯定，隨著科技的發(fā)展，環(huán)保智能汽車模擬人的思維和行為會越來越多。盡管汽車電氣可能將越來越復(fù)雜，但仍要遵循自身的結(jié)構(gòu)和特點。

0.2 汽車電系的特點

汽車電系和其他電系不同，它有其自身的四大基本特點：

（1）雙電源。汽車上有蓄電池、發(fā)電機，其作用是向全車用電設(shè)備提供電源。蓄電池主要供啟動和啟動前的用電；發(fā)電機主要是在汽車啟動后向用電設(shè)備供電，同時還可向蓄電池充電。

（2）直流低壓。汽車電系為直流低壓電系。由于蓄電池充放電的電流為直流電，所以，汽車的所有用電設(shè)備都是使用直流電，汽車上的發(fā)電機也是直流發(fā)電機。汽車上用的電壓，汽油發(fā)動機多采用12V，而柴油發(fā)動機普遍采用24V。

（3）并聯(lián)單線制和網(wǎng)絡(luò)控制。汽車上的用電設(shè)備很多，但都是并聯(lián)。從電源到用電設(shè)備只有一根導(dǎo)線供電（俗稱火線），而用汽車底盤、車架和發(fā)動機等金屬機體作為各用電器的另一支路，稱為搭鐵（或叫接地），從而構(gòu)成電流通路，故稱為并聯(lián)單線制。并聯(lián)單線制節(jié)省導(dǎo)線，線路清晰，安裝和檢修方便，且電器也無須與車體絕緣，所以汽車均采用并聯(lián)單線制。由于汽車智能化的要求，多數(shù)用電設(shè)備的工作電流控制已不是由單一的開關(guān)信號控制，而大多是由具有一定邏輯關(guān)系的多個信號來控制的。這些控制構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)，所以稱為網(wǎng)絡(luò)控制，即用電設(shè)備是否工作是由網(wǎng)絡(luò)控制的。實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制主要是引入了電腦（芯片）。每個電腦（芯片）是一個控制單元（ECU），它連接著特定部位的傳感器，每個傳感器提供一路信號。在各種用電設(shè)備的工作電流控制中有些信號是公用的，所以汽車上各個電腦（芯片）也要靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來連接。隨著汽車電氣技術(shù)的發(fā)展，擬人思維的功能控制需要的信號越來越多，滿足的關(guān)系越來越復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也在不斷發(fā)展。

（4）負極搭鐵。采用并聯(lián)單線制供電時，將蓄電池的負極接車架就稱之為負極搭鐵；反之，則稱為正極搭鐵。按照國家《汽車電氣設(shè)備基本技術(shù)條件》規(guī)定，我國的汽車電系采用負極搭鐵。我國早期曾用正極搭鐵，但是抗電磁干擾能力太弱，為克服這一缺陷，后改為負極搭鐵。

具體汽車電系是由汽車類型及配置所決定的。汽車的類型和配置不同，其車身電氣系統(tǒng)和附屬電氣設(shè)備的多少與型號也不相同。

0.3 汽車電氣設(shè)備

現(xiàn)代汽車上所裝用的電氣與電子設(shè)備，按其用途大致可分為五大類。

（1）供配電設(shè)備。它主要包括電源（蓄電池、發(fā)電機和燃料電池等）、熔絲與繼電器盒、導(dǎo)線和連接插件，它構(gòu)成了汽車上各用電設(shè)備的供電電路，給用電設(shè)備提供工作所需的電能。

（2）用電設(shè)備。是將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的設(shè)備。例如，汽車上的啟動機、電動機、電動刮水器、電磁驅(qū)動器和各種電泵等是把電能轉(zhuǎn)換成機械能；各種照明燈、指示與警報燈、閃光器是把電能轉(zhuǎn)換成光能；汽車喇叭、蜂鳴器、音響等是將電能變成聲能；電磁離合器、繼電器是把電能變成磁能；點火器與加熱器是把電能轉(zhuǎn)換成熱能。

（3）信號采集設(shè)備（傳感器）。指用來完成信號提取和轉(zhuǎn)換成電量（電阻、電壓、電流）的設(shè)備，也叫做傳感器。例如，汽車上的溫度傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、振動傳感器等。

（4）信號處理設(shè)備（ECU）。它也稱電控單元，是指完成信號接收、處理（邏輯運算、比較、放大），并將處理結(jié)果（處理后的信號）輸出的設(shè)備。例如，汽車各控制單元的電腦（單片機）。

（5）檢測顯示設(shè)備。是指完成人、機對話的各種儀表和顯示屏。

0.4 汽車電氣故障檢修的五步處理法

第1步，核查故障。接通故障電路中所有元件的電源，核查故障，注意癥狀；或讀取電腦中記錄的故障碼來確定故障部位。在沒有確定故障部位前，不要開始拆卸或測試。

第2步，原理分析。查閱原理圖以確定故障電路。從電源開始，沿電流路徑檢查各組件，直至接地，以此確定該電路的工作原理。如果有若干條線路同時出現(xiàn)故障，則很可能是由熔絲或接地引起的。基于癥狀及對電路工作原理的理解來識別造成故障的一個或多個原因。

第3步，通過電路測試來確定故障。進行電路測試，以檢查步驟2中所做的診斷。首先，測試最有可能導(dǎo)致該故障的原因，并從容易接近的若干點進行測試。要記住，有條理而又簡單的步驟是有效排除故障的關(guān)鍵。

第4步，處理故障。故障被識別后，就開始維修。維修時應(yīng)使用正確的工具，并按安全的操作步驟來進行。

第5步，確認電路工作正常。在所有工作模式下，接通已維修過的回路中的所有組件，確認已排除了整個故障。如果故障是熔絲熔斷，則必須測試該熔絲連接的所有電路，確認沒有新的故障出現(xiàn)并且原故障已不再重新發(fā)生。

0.5 電氣檢修注意事項

（1）只要點火開關(guān)接通（ON），絕不可斷開任何12V電氣工作裝置。因為在斷開這類裝置時，由于任何一線圈的自感作用，都會產(chǎn)生很高的瞬時電壓，有可能超過7000V，使電腦及CMOS集成電路嚴重受損。不能斷開的部分電氣裝置如：蓄電池的任一線纜；混合氣控制電磁閥；怠速控制裝置（步進電動機）；電磁噴油器；二次空氣噴射電磁閥；點火裝置的導(dǎo)線；電腦的PROM；任何電腦的導(dǎo)線；鼓風(fēng)機導(dǎo)線連接器；空調(diào)離合器導(dǎo)線等。

（2）在對蓄電池進行拆卸與安裝時，務(wù)必使點火開關(guān)和其他用電設(shè)備開關(guān)均置于關(guān)斷位置

（OFF）。

（3）拆下蓄電池負極搭鐵線后，電腦內(nèi)所儲存的所有故障信息（代碼）都會被清除掉，因此，若有必要，應(yīng)在拆下蓄電池負極搭鐵線前，讀取電腦內(nèi)的故障信息。

如果從蓄電池上拆下負極線，AM/FM1/FM2的頻率位置就會消失，因此在拆卸前必須記下此位置，搭鐵線接上后，再恢復(fù)到此位置。

如果負極線從蓄電池上拆下，當(dāng)重新接上時防盜系統(tǒng)將啟動，收音機、磁帶、CD均不能工作。必須正確輸入解鎖密碼后才會重新工作。

（4）處理電子元件前，先放去靜電。當(dāng)人員進出車廂時，人體的靜電放電可能產(chǎn)生很高的電壓，因此，對電腦操作和數(shù)字式儀表檢修時，一定要事先放去靜電，釋放靜電可用觸摸地線或在身體皮膚（如手腕）上接金屬線，將其一頭纏在手腕上，另一頭夾在車身上。

（5）在拆卸電控系統(tǒng)各電線接頭時，首先，要關(guān)掉點火開關(guān)（OFF）并拆下蓄電池負極搭鐵線。如果僅檢查電子控制系統(tǒng)，那么僅關(guān)掉點火開關(guān)（轉(zhuǎn)到OFF位置）即可。

（6）為了避免使控制單元線束接頭變形，不要直接插入接線柱，請從線束旁插入探針，然后通過探針進行測量。

（7）在裝上或取下PROM時，操作人員應(yīng)先使自已搭鐵（接觸車身），否則，身體上的靜電會損壞電腦電路。

（8）不要觸摸ECM（發(fā)動機控制模塊）電路板上的ECM接頭/接腳、集成電路接頭/接腳或焊上去的元件。

（9）對電控系統(tǒng)進行檢修時，應(yīng)避免電控系統(tǒng)由于過載而損壞。電控系統(tǒng)中，電腦與傳感器的工作電流通常都比較小，因此，與之相應(yīng)的電路元器件的負載能力也比較小。在對其進行故障檢查時，若使用輸入阻抗較小的磁電式（也稱指針式）檢測工具，則可能會因檢測工具的使用造成元器件超載而損壞，所以應(yīng)注意以下幾個方面：

① 絕不可用試燈對電控系統(tǒng)的傳感器部分和電腦控制單元進行檢查（包括對其接線端子的檢查）。

② 在裝有電子控制系統(tǒng)的汽車上，堅決禁止用搭鐵試火或拆線刮火的方法對電路進行檢查。

③ 除了某些車輛的測試程序中有特殊說明外，一般不能用指針式萬用表檢查電控系統(tǒng)部分的電阻，而應(yīng)該用高阻抗的數(shù)字式萬用表（10MΩ以上）或者電控系統(tǒng)專用檢測儀表。

（10）除非測試步驟上特別說明，否則，絕不要把蓄電池電壓直接施加給元件。

（11）不要試著拆開控制單元。

（12）對于SRS系統(tǒng)維修時，如果不按正確程序操作，可能導(dǎo)致SRS突然打開而造成嚴重的后果。因此在維修SRS以前，必須重視SRS裝置上的警告內(nèi)容。

（13）在一般情況下，不要打開控制單元（電腦）的蓋板，因為電控發(fā)動機上的故障大部分是外部設(shè)備故障，電腦故障一般比較少，即使是電腦有故障，在沒有檢測手段（檢測電腦工作的示波器、信號發(fā)生器等設(shè)備）的情況下，打開電腦蓋板也不可能解決任何問題，相反，很可能因為操作不當(dāng)而導(dǎo)致新的故障。在確認是電腦故障時，應(yīng)由專業(yè)人員對其進行測試和維修。

（14）進行電焊前（如點焊），先拆開蓄電池、氣溫控制器、噴油機構(gòu)、定速控制系統(tǒng)、ECM（發(fā)動機控制模塊）及音響。

（15）如溫度可能會超過80℃（176℉），如紅外線噴漆室中，則要拆下所有的ECU（電子控制裝置）。

（16）切記電控汽車上所采用的供電系統(tǒng)均為負極搭鐵，安裝蓄電池時，要特別注意正、負極不可接反。

（17）車上不宜裝功率超過8W的無線電臺，如必須裝時，天線應(yīng)盡量遠離電腦，否則，會損壞電腦中的電路和部件。

（18）在蓄電池接線連接較松的情況下，不得嘗試啟動發(fā)動機，否則，會嚴重損壞接線。

（19）如果蓄電池的接地線沒有斷開，不得對蓄電池進行快速充電，否則，會損壞直流發(fā)電機的二極管。

（20）切記不可用水沖洗電腦控制單元和其他電子裝置，并注意電腦控制系統(tǒng)的保護，避免其因受潮而引起電腦電路板、電子元器件、集成電路和傳感器的工作失常。

（21）注意受屏蔽保護的導(dǎo)線和ABS系統(tǒng)導(dǎo)線不能修理。

0.6 維修誤區(qū)

下面是四種常見的錯誤認識。

1.故障排除了，故障代碼也就自動消失了

這是一種認識上的錯誤。電控汽車故障排除后，必須利用專門的程序清除電腦中記錄的故障代碼，否則，故障代碼將仍然存在于電腦中，直到若干個啟動循環(huán)，該處不再發(fā)生故障后，故障代碼才自動清除。只要電腦中記錄有故障代碼，無論該故障是否存在，儀表板上的故障指示燈便會點亮以示報警，這樣駕駛?cè)藛T便認為仍有故障，這是一類“假故障”。若在故障代碼自動清除之前，又有新的故障出現(xiàn)，一是不易及時發(fā)現(xiàn)新的故障，二是在故障排除中，舊碼會干擾維修人員的“視線”，給維修工作帶來混亂及困難。因此在對電控發(fā)動機實施維修后，必須按照特定的程序或用專用解碼器清除故障代碼。不清除故障代碼就說明維修工作沒有結(jié)束。

2.電控發(fā)動機有故障，檢修時首先檢查電控系統(tǒng)

電控發(fā)動機有故障，一般會認為與電控系統(tǒng)有關(guān)，檢修時首先檢查電控系統(tǒng)，這是一種認識上的錯誤。一般來說，在電控單元（ECU）故障自診斷系統(tǒng)正常的前提下，若發(fā)動機有故障征兆而儀表板上的發(fā)動機故障指示燈未亮（即無故障警告），這些故障往往與電控系統(tǒng)無關(guān)。此時應(yīng)按傳統(tǒng)發(fā)動機故障的判斷步驟進行排查；切記不要盲目檢查電控系統(tǒng)的電控單元（ECU）、執(zhí)行器、傳感器和電路，否則，不僅徒勞無功，稍有不慎反而會損壞與電控單元（ECU）相關(guān)的某些元器件。例如，當(dāng)火花塞的高壓線有缺陷時，往往會出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、加速斷火等。

3.懷疑某件，插頭隨便拔，這樣不會記錄故障代碼

目前在修理中，經(jīng)常出現(xiàn)一次調(diào)出許多故障代碼的情況，有時甚至多達十幾個。這便是有些人不太懂電腦系統(tǒng)，且又聽過一些似是而非的“真理”，例如“電控系統(tǒng)的工作可靠性很高，使用中出現(xiàn)故障的概率很小，多數(shù)故障是由于連接器接觸不良造成的”。這句話本身是正確的，但有些人卻錯誤地理解了，特別是駕駛?cè)藛T，當(dāng)車輛有故障、故障指示燈點亮?xí)r，便在點火開關(guān)打開，甚至在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中，將一些元件的導(dǎo)線插頭拔下再插上，殊不知，這樣每做一次或每拔一個傳感器的插頭，電腦便會記錄一個故障代碼。有些維修人員在維修中，當(dāng)懷疑某個元件有故障時，也往往采用斷開其插頭的方法試驗，這樣也會記錄故障代碼。這些人為的故障代碼，在維修中要注意區(qū)分。

4.用拆卸電源的方法清除故障代碼

有一些發(fā)動機不適用拆卸電源的方法來清除故障代碼，因為車輛防盜、音響、石英種等的內(nèi)存（包括防盜密碼）也是存儲在隨機存儲器中的，采用“斷電消碼法”便會將這些內(nèi)存也一起清除掉，從而導(dǎo)致音響鎖死等。例如，一維修廠采用斷電法對一輛維修過的本田雅閣轎車清碼，結(jié)果導(dǎo)致該車音響鎖死。

實訓(xùn)0 汽車車身電氣的研究

【實訓(xùn)內(nèi)容】

（1）了解車身電氣系統(tǒng)的各電控元件；

（2）掌握車身電氣系統(tǒng)的電控元件位置。

【基本要求】

（1）掌握并區(qū)分車身電氣系統(tǒng)及各電控元件；

（2）了解車身電氣系統(tǒng)的電控元件位置及用電設(shè)備的作用；

（3）了解汽車用電設(shè)備的連接電路和控制電路。

今天的汽車越來越復(fù)雜，電子元件越來越多，而且不同汽車的配置結(jié)構(gòu)差別較大，學(xué)員初次見到汽車往往因為不能確定某一電子元件的配置而暈頭轉(zhuǎn)向。由于在汽車電氣系統(tǒng)中的許多故障是出自于該系統(tǒng)中的電控元件，所以作為汽車修理技師不但要了解各電氣系統(tǒng)的功能，還要掌握系統(tǒng)中各個電控元件的結(jié)構(gòu)和所在位置。

本實訓(xùn)研究的內(nèi)容有：多路控制系統(tǒng)電控元件及位置、組合儀表系統(tǒng)電控元件及位置、空調(diào)系統(tǒng)電控元件及位置、音響系統(tǒng)電控元件及位置、坐椅系統(tǒng)電控元件及位置、門鎖系統(tǒng)電控元件及位置、安全系統(tǒng)電控元件及位置、防盜系統(tǒng)電控元件及位置、巡航控制系統(tǒng)電控元件及位置、導(dǎo)航系統(tǒng)電控元件及位置等。

根據(jù)自己的實際情況——即具有的實訓(xùn)車型等條件，結(jié)合實訓(xùn)內(nèi)容制定符合實際的安全實訓(xùn)規(guī)程、考核標準并組織進行實訓(xùn)，但要依據(jù)本專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H工作所要求的專門化能力和技能，堅持以“實際、實用、實踐”為原則。實訓(xùn)報告中，可采用填圖、標注等記錄形式，例如，圖0.1所示為凌志LS400多路控制系統(tǒng)電控元件位置的填圖與標注。

習(xí)題0

0-1 汽車電系和其他電系不同，它自身有什么特點？

0-2 現(xiàn)代汽車上所裝用的各種電子電器，按其用途可分為哪幾類？

0-3 汽車電氣故障的檢修與處理一般有哪些步驟？

0-4 汽車電氣檢修應(yīng)注意哪些事項？

0-5 為什么對電控系統(tǒng)進行檢查時不能使用磁電式（指針式）萬用表？

0-6 采用“斷電消碼法”會帶來哪些不利后果？